本文首发于微信公众号“RideIP玩转知识产权”（ID：RideIP0606）
日常在使用电脑或者电视的时候，我们很难去注意到一块大屏幕其实是由很多小栅格组成的。而当我们坐在原处，使用望远镜观看屏幕时候，就可以看到一块块小栅格。这和我们目前使用的VR眼镜具有相似性。
现有的技术方案
目前，近眼显示技术逐渐发展，虚拟现实VR头戴显示器逐步走进了人们的生活当中，但由于虚拟现实系统的放大倍率太大，普通显示屏PPI（像素密度，所表示的是每英寸所拥有的像素数量）较低，经光路放大后，屏幕的像素点清晰可见，会有较为明显的沙窗效应和颗粒感，影响观感，降低沉浸感，而且成像边缘畸变严重，色散也很明显。
所谓的纱窗效应，是由于VR眼镜（屏幕和内容）的分辨率不足，人眼会直接看到显示屏的像素点，就好像隔着纱窗看东西一样。由于VR眼镜中常使用放大镜，这种纱窗效应会更加明显。
解读：目前VR头戴设备的分辨率不足，会有明显的沙窗效应和颗粒感，影响观感，降低沉浸感，而且成像边缘畸变严重，色散也很明显。
京东方的技术方案
京东方的一份名为“一种虚拟现实头戴显示器”（公开号：
CN109459860A）提出了一种解决方案，该专利申请于2019年1月14日，公开于2019年3月12日。
图1
请参考图1，本发明提供一种虚拟现实头戴显示器，包括：成像结构1，成像结构1包括一个位于中间的第一透镜组11，以及呈环形阵列拼接于第一透镜组11周围、且光学数据与第一透镜组11相同的多个第二透镜组12，且每个第二透镜组12的光轴与第一透镜组11的光轴之间的夹角等于第一透镜组11的视场角；显示屏组2，显示屏组2包括与第一透镜组11的光轴垂直设置的第一显示屏21，以及与第二透镜组12的光轴一一对应垂直设置的多个第二显示屏22。
上述实施例中提供的虚拟现实头戴显示器，包括由多个透镜组拼接而成的成像结构1以及与成像结构1中的各个透镜组一一对应设置的显示屏组2，其中，成像结构1包括一个位于中间的第一透镜组11，以及呈环形阵列拼接于第一透镜组11周围、且光学数据与第一透镜组11相同的多个第二透镜组12，为了保证成像结构1生成的图像连续拼接，每个第二透镜组12的光轴与第一透镜组11的光轴之间的夹角等于第一透镜组11的视场角。
上述虚拟现实头戴显示器中由于成像结构1中第一透镜组11与第二透镜组12的光学数据相同，则成像结构1中每个透镜组的视场角相同，即每个透镜组具有小视场角，使得每个透镜组的光路的放大倍率减小，提高每个透镜组的光路的清晰度，而成像结构1是由一个第一透镜组11以及多个第二透镜组12环形阵列拼接组成，进而能够提高成像结构1的整体光路清晰度，实现光路视网膜效果；并且，由于每个透镜组具有小视场角，使得每个透镜组的成像畸变和色散轻微，进而降低了成像结构1整体的成像畸变和色散。
上述第一透镜组11与第二透镜组12光学数据相同，具体地，光学数据包括视场角、折射率以及放大倍率等光学参数。
上述实施例中提供的虚拟现实头戴显示器，由于降低了整体光路的成像畸变以及色散，所以由第一透镜组11和第二透镜组12拼接而成的成像结构1的视场角可以扩大到120度及以上。而目前现有的虚拟现实头戴显示器的视场角大约在100度左右，本实施例中提供的虚拟现实头戴显示器的整机视场角相对现有技术得到了扩大。
图2
图3
图2所示为单个透镜组的光路效果图，如图3所示为成像结构1顶视图光路效果图，假如图2中单个透镜组的视场角为40度，则图3中第一透镜组11与多个第二透镜组12环形阵列拼接后得到的成像结构1的视场角可以在X轴和Y轴方向均为120，且全视野范围内无明显畸变。在实际应用中，单个透镜组的视场角不限于40度。
上述第一透镜组11，具体地可以如图1和图2所示，包括至少一片光学透镜，并且当第一透镜组11中包括至少两片光学透镜时，第一透镜组11中所有光学透镜的光轴共轴，确保成像结构1成像的精确性。例如，图1中第一透镜组11包括光学透镜111和光学透镜112。在实际应用中，第一透镜组11中包括光学透镜的个数可以为1片、2片或者3片及以上，在这里不做限制。
上述第二透镜组12，具体地可以如图1和图3所示，第二透镜组12包括与第一透镜组11中光学透镜一一对应的光学透镜，并且当第二透镜组12中包括至少两片光学透镜时，第二透镜组12中所有光学透镜的光轴共轴，确保成像结构1成像的精确性。例如，图1中第二透镜组12包括光学透镜121和光学透镜122。在实际应用中，第二透镜组12中包括光学透镜的个数与第一透镜组11中包括的光学透镜个数相同，可以为1片、2片或者3片及以上，在这里不做限制。
上述成像结构1，具体地，如图1所示，多个第二透镜组12中的光学透镜一一对应呈环形阵列拼接于第一透镜组11中的光学透镜上，且每两组相邻的第二透镜组12中的光学透镜也一一对应拼接。
具体地，第一透镜组11中的光学透镜位于第一显示屏21上的正投影形状可以为正N边形，N为大于等于3的整数。
优选地，第一透镜组11中的光学透镜位于第一显示屏21上的正投影形状为正八边形；而与第一透镜组11对应的第一显示屏21上的显示区域的形状优选与第一透镜组11中的光学透镜的投影形状相同。
具体地，第二透镜组12中的光学透镜位于其对应的第二显示屏22上的正投影的形状为等腰梯形或者近似等腰梯形的图案；而与第二透镜组12对应的第二显示屏22上的显示区域的形状优选与第二透镜组12中的光学透镜的投影形状相同。
图4
图5
上述成像结构1中，第一透镜组11与第二透镜组12中光学透镜之间的拼接方案可以如图4所示。上述虚拟现实头戴显示器中包括与人体双眼对应的两组成像结构1以及显示屏组2，如图5所示。
上述虚拟现实头戴显示器具体地设置时，显示屏组中可以选择为5000PPI的显示屏，透镜组的放大倍率为10-16倍，虚像距为300mm，透镜组通过拼接后能够实现虚像视网膜效果。
解读：本发明实施例通过提供一种虚拟现实头戴显示器，包括：成像结构，成像结构包括一个位于中间的第一透镜组，以及呈环形阵列拼接于第一透镜组周围、且光学数据与第一透镜组相同的多个第二透镜组，且每个第二透镜组的光轴与第一透镜组的光轴之间的夹角等于第一透镜组的视场角；显示屏组，显示屏组包括与第一透镜组的光轴垂直设置的第一显示屏，以及与第二透镜组的光轴一一对应垂直设置的多个第二显示屏。
总结
京东方的技术方案，通过提供一种虚拟现实头戴显示器，该虚拟现实头戴显示器中每个透镜组具有小视场角，能够提高成像结构的整体光路清晰度，实现光路视网膜效果；并且，使得每个透镜组的成像畸变和色散轻微，进而降低了成像结构整体的成像畸变和色散。
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