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圖1為傳統 RPD 的基本原理圖。在圖1（a）中,，點光源經透鏡準直后，平行照射空間光調制器（Spatial light modulator,，SLM）加載數字圖像信息,，經目鏡在人眼瞳孔處匯聚成光點，直接投射到人眼視網膜上成像,而不受人眼調焦的影響,。平行光源在瞳孔處的成像產生了小于瞳孔直徑的出瞳孔徑,，大幅增加了近眼顯示系統的景深。

圖1（b）是另一種采用 LBS（Laser beam scanning, LBS）方式的 RPD 顯示原理,。微機電系統（Micro-Electro-Mec hanical System, MEMS）掃描鏡對激光束做二維方向的掃描偏轉,，同時對激光束的強度進行同步調制，加載圖像信息,，實現激光束掃描投影。再通過目鏡在人眼瞳孔處匯聚成光點,，實現視網膜投影顯示,。LBS 方式利用激光的高準直性實現小出瞳孔徑，與圖1（a）中的被動式光機相比,，是一種主動式的顯示方法,。

由于光線被匯聚至一點，過小的出瞳（eyebox）尺寸使得人眼瞳孔必須正好位于光點上時才能接收到圖像,，而微小的偏移將導致圖像消失,。因此出瞳拓展是 RPD 所要解決的關鍵問題。圍繞該問題,，國內外學者給出了形式多樣的解決方案,，主要分為幾何光學與衍射光學兩大類。

基于幾何光學的 RPD 通過透鏡等幾何光學元件,，將光束匯聚到人眼瞳孔中,，基于幾何光學的 RPD 的出瞳拓展方法可分為視點復制和視點轉向兩類。

圖2：視網膜投影出瞳拓展,；（a）分光鏡陣列,；（b）機械轉向鏡,；（c）LED 陣列

圖源：液晶與顯示, 2022, 37(5): 641. Fig.2

視點復制通過產生多個視點，以覆蓋較大的眼動范圍,。圖2(a)所示是分光鏡陣列方法,，使光路多次透反射后形成 3×3 個視點陣列來拓展出瞳。這種視點復制方法簡單有效,，但需要格外注意視點間距與瞳孔直徑之間的匹配,。如圖3所示，視點間距小于瞳孔直徑時會導致視點間串擾,，視點間距大于瞳孔直徑時會導致圖像丟失,。由于人眼瞳孔直徑隨環(huán)境光強的變化而改變，視點間距的設計也面臨挑戰(zhàn),。此外,，視點復制得越多，每一視點圖像亮度也隨之降低,。

圖3：（a）視點間距過小導致串擾,；（b）視點間距過大導致圖像丟失

圖源：液晶與顯示, 2022, 37(5): 641. Fig.3

相比之下，如圖2(b)所示,，視點轉向方法會根據瞳孔的位置動態(tài)地改變視點的位置,。圖2(c)所示是一種利用發(fā)光二極管（Light-emitting diode ，LED）光源陣列方案來實現視點轉向的方法,，根據