近眼显示技术是一种通过微显示器和中继光路在距离人眼较近的非明视距离内进行虚拟场景重建的显示技术。伴随着显示技术的发展,增强现实、虚拟现实等近眼显示技术产品开始进入了大众消费领域,为人们带来了许多新奇的视觉体验。但是,使用者在享受视觉盛宴的同时,还不得不忍受传统近眼显示技术存在的视角小、出瞳面积和分辨率受限,易引起晕眩、视觉疲劳等缺陷。为解决上述问题,研究人员开始探索将全息显示、光场显示和视网膜投影显示等技术应用于近眼显示,用以改善近眼显示的视觉效果、提升使用舒适度。相较于其他近眼显示技术,视网膜投影显示技术因其具有方案简单、结构紧凑、易于集成等优点而备受瞩目。视网膜投影显示技术基于麦克斯韦视图原理,通过将清晰的图像直接投射到人类视网膜上,可以避免由眼睛调焦引起的图像模糊,可以有效缓解由于辐辏调焦冲突引起的视觉疲劳问题。但是由于原理限制,这种技术存在着出瞳直径小和无法提供正确单眼深度信息的缺点。针对传统视网膜投影近眼显示系统的缺点,本文提出了一种基于麦克斯韦视图的分区时分复用密集视点视网膜投影显示技术。对其原理和应用实验进行了深入的研究。同时利用基于棱镜阵列的视点倍增技术增加了显示系统的视点数目,用以改善近眼显示的视觉效果、提升使用舒适度。本文的主要工作包括以下几个部分:1.研究了传统视网投影近眼显示技术的原理,分析了其参数与显示效果的制约关系。提出了一种基于麦克斯韦视图的时分复用密集视点视网膜投影显示技术。基于动态照明系统和高性能数字微镜器件图像源,结合改进的视网膜投影光路搭建了一套时分复用的密集视点视网膜投影显示实验系统。设计了一种密集视点信息的采集和重建方法。通过实验验证了所设计的密集视点视网膜投影显示系统可以有效地提供深度信息,实现了具有单眼调焦响应的真3D显示。2.根据人眼的视觉特性,将显示区域分为中心注视区域和边缘背景区域。对中心区域采用时分复用的密集视点视网膜投影显示技术实现真3D显示。在边缘背景区域,采用短焦目镜和液晶显示器件用以获得较大的边缘视角,同时利用半透半反镜作为光学组合器,融合中心注视区域和边缘背景区域的图像信息。搭建了显示系统,通过实验证明:系统在中心区域具有良好的3D效果,而且中心和边缘的图像融合较好。系统的总视角约为32°,可覆盖人眼的有效视域,包括中央凹区域视角（约为7°）。对于边缘区域,我们的系统还可以通过控制短焦透镜到LCD的距离,灵活设置背景区域所需要的深度。3.针对上述视网膜投影近眼显示系统存在的视点密度低,视点之间不连续,存在暗区等问题,设计了一种基于棱镜阵列的视点倍增的方法。分析了棱镜阵列的分光原理和效果,解析了其视点倍增原理。对系统进行了成像实验和性能评估,利用调制传递函数对视网膜投影图像进行了定量评价,分析了视点数目和重建深度对再现图像显示效果的影响。为密集视点视网膜投影近眼显示系统的设计提供了参考。综上所述,通过本文设计的近眼显示系统可以有效缓解视觉疲劳问题,提升近眼显示系统的视觉体验,具有良好的应用前景。