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MicroLED的视网膜投影架构被福州大学发现
来源：
时间：2025-09-25 10:10:52
在 AR（增强现实）近眼显示技术领域，一场关乎视觉体验革新的突破悄然降临。近日，福州大学物理与信息工程学院平板显示技术国家地方联合工程实验室，由郭太良、严群团队领衔，陈恩果教授课题组具体攻关，在该领域取得了极具里程碑意义的研究进展。团队创新性地首次实现了基于传像光纤与 Micro LED（微型发光二极管）集成的视网膜投影显示（μRPD）架构，这一重要成果以 “Micro‐LED Retinal Projection for Augmented Reality Near‐Eye Displays” 为题，成功发表在国际权威期刊《Laser & Photonics Reviews》上，引发了业界广泛关注。
要理解这项成果的价值，首先需明晰视网膜投影显示（Retinal Projection Display, RPD）技术的核心意义。作为 AR 近眼显示领域的关键技术方向，RPD 通过专门的投影引擎，将虚拟图像越过传统显示屏幕的限制，经由人眼瞳孔中心直接投射到视网膜上。这种独特的成像方式，在解决长期困扰 AR 设备的 “辐辏调节冲突（VAC）” 问题上展现出巨大潜力 —— 辐辏调节冲突是导致用户长时间使用 AR 设备出现视觉疲劳、头晕等不适的核心原因，RPD 技术的突破为改善 AR 用户体验提供了关键思路。
不过，当前主流的 RPD 架构却存在明显短板，制约了其进一步发展与应用。现有方案普遍依赖被动发光的微机电系统（MEMS）或空间光调制器（SLM）作为核心成像组件，这两种技术路径分别面临着光束孔径受限、成像分辨率与亮度难以兼顾，以及整体结构缺乏灵活性、适配不同设备场景难度大等挑战。这些问题不仅影响了 RPD 技术的成像效果，也限制了其在更多领域的落地应用。
针对行业痛点，福州大学陈恩果教授课题组另辟蹊径，提出了一套全新的 Micro LED 视网膜投影显示架构。该架构的核心创新点在于，将主动发光的全彩 Micro LED 与逐像素成像光纤束进行深度集成，彻底改变了传统 RPD 架构的设计逻辑。主动发光的 Micro LED 本身具备高亮度、高对比度、快速响应等优势，而逐像素成像光纤束则能实现精准的光信号传输与成像；更重要的是，团队采用了柔性光纤束作为关键连接组件，这一设计让整个系统拥有了可灵活适配的结构特性，同时还具备了 “光电分离” 的能力 —— 即光学成像部分与电子驱动部分可实现物理分离，这为后续设备的小型化、轻量化设计，以及适应不同使用场景提供了极大便利。
基于这套创新架构，研究团队成功研制出了一款全彩微型视网膜投影显示（μRPD）原型机。实际测试结果显示，该原型机能够在宽焦深范围内实现清晰成像，意味着用户在观看虚拟图像时，无需频繁调节焦距即可获得稳定、清晰的视觉效果，进一步缓解了视觉疲劳问题。更令人惊喜的是，这款 μRPD 架构还展现出了出色的环境适应性：在无需进行特殊防水处理的情况下，它就能稳定实现水下 AR 显示功能。这一特性使其在严苛环境下的潜在应用价值大幅提升，比如水下探测、海洋工程作业、水上运动辅助等特殊场景，都有望借助该技术实现 AR 功能的落地。
此次福州大学团队的研究成果，不仅为 AR 近眼显示技术提供了一种全新的、更具优势的技术方案，更打破了传统架构的局限，为近眼显示系统在复杂和高要求场景中的实际应用开辟了新路径。随着该技术的进一步优化与迭代，未来 AR 设备有望在视觉体验、结构设计、环境适应性等方面实现全面升级，推动整个近眼显示产业迈向新的发展阶段。
要理解这项成果的价值，首先需明晰视网膜投影显示（Retinal Projection Display, RPD）技术的核心意义。作为 AR 近眼显示领域的关键技术方向，RPD 通过专门的投影引擎，将虚拟图像越过传统显示屏幕的限制，经由人眼瞳孔中心直接投射到视网膜上。这种独特的成像方式，在解决长期困扰 AR 设备的 “辐辏调节冲突（VAC）” 问题上展现出巨大潜力 —— 辐辏调节冲突是导致用户长时间使用 AR 设备出现视觉疲劳、头晕等不适的核心原因，RPD 技术的突破为改善 AR 用户体验提供了关键思路。
不过，当前主流的 RPD 架构却存在明显短板，制约了其进一步发展与应用。现有方案普遍依赖被动发光的微机电系统（MEMS）或空间光调制器（SLM）作为核心成像组件，这两种技术路径分别面临着光束孔径受限、成像分辨率与亮度难以兼顾，以及整体结构缺乏灵活性、适配不同设备场景难度大等挑战。这些问题不仅影响了 RPD 技术的成像效果，也限制了其在更多领域的落地应用。
针对行业痛点，福州大学陈恩果教授课题组另辟蹊径，提出了一套全新的 Micro LED 视网膜投影显示架构。该架构的核心创新点在于，将主动发光的全彩 Micro LED 与逐像素成像光纤束进行深度集成，彻底改变了传统 RPD 架构的设计逻辑。主动发光的 Micro LED 本身具备高亮度、高对比度、快速响应等优势，而逐像素成像光纤束则能实现精准的光信号传输与成像；更重要的是，团队采用了柔性光纤束作为关键连接组件，这一设计让整个系统拥有了可灵活适配的结构特性，同时还具备了 “光电分离” 的能力 —— 即光学成像部分与电子驱动部分可实现物理分离，这为后续设备的小型化、轻量化设计，以及适应不同使用场景提供了极大便利。
基于这套创新架构，研究团队成功研制出了一款全彩微型视网膜投影显示（μRPD）原型机。实际测试结果显示，该原型机能够在宽焦深范围内实现清晰成像，意味着用户在观看虚拟图像时，无需频繁调节焦距即可获得稳定、清晰的视觉效果，进一步缓解了视觉疲劳问题。更令人惊喜的是，这款 μRPD 架构还展现出了出色的环境适应性：在无需进行特殊防水处理的情况下，它就能稳定实现水下 AR 显示功能。这一特性使其在严苛环境下的潜在应用价值大幅提升，比如水下探测、海洋工程作业、水上运动辅助等特殊场景，都有望借助该技术实现 AR 功能的落地。
此次福州大学团队的研究成果，不仅为 AR 近眼显示技术提供了一种全新的、更具优势的技术方案，更打破了传统架构的局限，为近眼显示系统在复杂和高要求场景中的实际应用开辟了新路径。随着该技术的进一步优化与迭代，未来 AR 设备有望在视觉体验、结构设计、环境适应性等方面实现全面升级，推动整个近眼显示产业迈向新的发展阶段。
