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申请/专利权人：东南大学

摘要：本发明公开了一种基于视网膜显示的超表面微纳近眼显示器。包括透明微显示像源、超表面微纳聚焦透镜组和超表面微纳补偿透镜组。超表面微纳聚焦透镜组包含超表面微纳聚焦基底层、超表面微纳聚焦透镜层和超表面微纳聚焦保护层。超表面微纳补偿透镜组包含超表面微纳补偿基底层、超表面微纳补偿透镜层和超表面微纳补偿保护层。利用超表面结构形成的微纳透镜阵列与透明微显示像源结合，代替原有视网膜显示技术中的激光光源和笨重的光学透镜，实现超薄超清无辐辏聚焦矛盾的近眼显示。

主权项：1.一种基于视网膜显示的超表面微纳近眼显示器，其特征在于，包括透明微显示像源3、超表面微纳聚焦透镜组31和超表面微纳补偿透镜组32；所述超表面微纳聚焦透镜组31依次与透明微显示像源3和超表面微纳补偿透镜组32密接在一起；所述超表面微纳聚焦透镜组31从左到右依次包括超表面微纳聚焦基底层4、超表面微纳聚焦透镜层5和超表面微纳聚焦保护层6；所述超表面微纳补偿透镜组32从右到左依次包括超表面微纳补偿基底层7、超表面微纳补偿透镜层8和超表面微纳补偿保护层9；所述超表面微纳聚焦透镜组31在靠近人眼1一侧；所述超表面微纳补偿透镜组32在朝向真实物体14一侧；所述透明微显示像源3在超表面微纳聚焦透镜组31与超表面微纳补偿透镜组32中间；所述超表面微纳聚焦透镜组31将透明微显示像源3的图像聚焦在人眼1的晶状体2光心，并最终成像在视网膜上；所述超表面微纳补偿透镜组32抵消超表面微纳聚焦透镜组31的聚焦作用，使得真实物体14发射的光线经超表面微纳补偿透镜组32和超表面微纳聚焦透镜组31后无透镜作用正常进入人眼1；所述透明微显示像源3中包含虚拟图像信息10，虚拟图像信息10的光束经超表面微纳聚焦透镜组31聚焦在人眼1的晶状体2的光心，并在视网膜上形成第一成像13；因虚拟图像信息10是经人眼1的晶状体2的光心直接在视网膜上形成第一成像13，因此其实际成像位置是可根据人眼聚焦位置而浮动的，可聚焦在任意位置处；当人眼聚焦外界真实物体14时，该虚拟图像信息在真实物体14位置处成虚拟像，此时真实物体14和虚拟图像信息10在视网膜上成像均是清晰的；所述超表面微纳聚焦透镜组31的焦距设计和超表面微纳补偿透镜组32的焦距设计需考虑超表面微纳聚焦透镜层5和超表面微纳补偿透镜层8之间的距离；将透明微显示像源的像素位置和超表面微纳聚焦透镜相配合，实现按一个或多个像素聚焦，避免为实现细光束成像必须要采用激光扫描显示；所述的超表面微纳聚焦透镜组31，将透明微显示像源3带有图像信息的光束按照像素所在位置设计相位分布，将该像素发射的光束信息聚焦在人眼1的晶状体2光心，并最终到达视网膜成像；所述的超表面微纳聚焦透镜层5由纳米柱阵列组成，该纳米柱阵列的周期、长度、宽度、高度及旋转角度均根据所设计的相位面分布进行调节，多个自由度同时调节传输相位和几何相位，匹配聚焦相位面；所述的超表面微纳补偿透镜层8由纳米柱阵列组成，对超表面微纳补偿透镜层8的相位进行调节，达到抵消超表面微纳聚焦透镜层5的作用；一个透明微显示像源3的像素由红绿蓝三个子像素构成，超表面微纳聚焦透镜层5上的单个像素的纳米柱阵列与一个透明微显示像源3的像素相对应，对应红绿蓝子像素的相位分布分别为： 其中x1,y1为红子像素区域的坐标，x2,y2为绿子像素区域的坐标，x3,y3为蓝子像素区域的坐标，是红子像素区域的坐标处与红光波长相对应的相位突变值，是绿子像素区域的坐标处与绿光波长相对应的相位突变值，是蓝子像素区域的坐标处与蓝光波长相对应的相位突变值，fs为超表面微纳聚焦透镜的焦距；λR为红光的波长，λG为绿光的波长，λB为蓝光的波长；所述的超表面微纳补偿透镜层8单个像素的纳米柱阵列与一个透明微显示像源3的像素相对应，它对应红绿蓝子像素的相位分布分别为： 其中是超表面微纳补偿透镜层8红子像素区域的坐标处与红光波长相对应的相位突变值，是超表面微纳补偿透镜层8绿子像素区域的坐标处与绿光波长相对应的相位突变值，是超表面微纳补偿透镜层8蓝子像素区域的坐标处与蓝光波长相对应的相位突变值，fc为超表面微纳补偿透镜的焦距。

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百度查询： 东南大学 一种基于视网膜显示的超表面微纳近眼显示器