[發明專利]用于執行子像素壓縮以減少包括多個顯示器的顯示系統中的莫爾干涉的方法和系統

有效

• 申請號: 201680057577.3
• 申請日: 2016-10-03
• 公開（公告）號: CN108474943B
• 公開（公告）日: 2021-04-27
• 發明（設計）人: G·貝爾;D·辛格
• 申請（專利權）人: 安波福技術有限公司
• 主分類號: G02B27/00
• 分類號: G02B27/00;G02B30/20;G02F1/00;G02F1/01;G02F1/13;G02F1/1347
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 張欣;錢慰民

一種多顯示器系統(例如，包括多個顯示面板的顯示器)至少包括第一顯示器和第二顯示器(例如，顯示面板或顯示層)，所述第一顯示器和所述第二顯示器基本彼此平行地被安排以向(多個)觀看者顯示三維(3D)特征。至少使用子像素壓縮來減少莫爾干涉。

本申請涉及2016年1月20日提交的臨時美國專利申請號62/281,037(我們的參考文獻6468-16)和2015年10月2日提交的62/236,779(我們的參考文獻6468-6)中的每一個并且要求其優先權，所述申請以其全部內容通過引用結合于此。

技術領域

本發明涉及多顯示器系統(例如，包括多個顯示面板/顯示層的顯示器)，其中至少第一顯示器和第二顯示器(例如，顯示面板或顯示層)彼此基本平行地被安排以向(多個)觀看者顯示三維(3D)特征。因此，本發明總體上涉及顯示器，并且更具體地，涉及用于顯示三維特征的顯示系統和方法。

背景技術和發明內容

傳統上，顯示器以二維呈現信息。由這種顯示器顯示的圖像是缺乏深度信息的平面圖像。由于人們以三維觀察世界，因此一直在努力提供能夠以三維來顯示對象的顯示器。例如，立體顯示器通過顯示向左眼和右眼分開顯示的偏移圖像來傳達深度信息。當觀察者觀看這些平面圖像時，其在大腦中被組合以給出深度感知。然而，這樣的系統是復雜的并且需要增加的分辨率和處理器計算能力來提供所顯示對象的現實感知。

已經開發了包括堆疊安排的多個顯示屏幕的多組件顯示器以顯示真實深度。由于顯示屏幕的物理位移，每個顯示屏幕可以顯示其自己的圖像以提供視覺深度。例如，美國專利公開號2015/0323805和2016/0012630中公開了多顯示器系統，其公開內容通過引用結合于此。

當多顯示器系統中的第一和第二顯示器或顯示層以傳統方式彼此堆疊時，發生莫爾干涉(moire interference)。當被投射到觀看者的視網膜上時，莫爾干涉由層內的濾色器之間的相互作用引起。例如，當綠色濾色器重疊時，光被透射導致相對亮的斑。當綠色濾色器在比如說紅色濾色器之上時，將沒有那么多光被透射導致暗區域。由于當投射到視網膜上時，后顯示器或顯示層和前顯示器或顯示層的大小略有不同，因此像素將從同相慢慢地變成異相。這具有產生暗帶和亮帶(另外的被稱為莫爾干涉)的效果。

已經有幾種方法試圖去除多層顯示器(MLD)系統中的莫爾干涉。某些MLD系統僅利用漫射光學器件來模糊最后面的顯示層。這種方法受到以下限制：(a)最后面的圖像本質上是模糊的——在減少莫爾干涉和最后面的圖像顯示層的清晰度之間存在折衷；(b)漫射元件利用難以獲得的專用漫射器圖案；和(c)漫射元件位于偏振器之間，并且薄膜襯底和加強襯底兩者必須沒有任何雙折射。因此，僅使用漫射器來解決莫爾問題的MLD系統不能提供減少莫爾干涉的理想解決方案，特別是當這些系統具有減小的形式因數時。僅依靠漫射器來解決莫爾干涉的歷史和現有方法不能在不對圖像質量引入顯著且有害的副作用的情況下提供莫爾問題的可接受的解決方案。

本發明的某些示例實施例提供了使MLD系統中的莫爾干涉消失或基本上消失但不顯著犧牲后顯示器分辨率和對比度的(多個)解決方案。在本發明的某些示例實施例中，MLD系統包括第一和第二顯示器。使用子像素壓縮以減少或消除莫爾干涉。例如，當MLD系統的后顯示器具有在相應列(或行)中排列的紅色(R)、綠色(G)、和藍色(B)濾色器時，物理子像素壓縮將R、G、和B子像素基于其顏色重新映射成單個組合條紋(在列或行方向上)，所述條紋可以是白色(W)。可以使用子像素壓縮的方法來構造多層光學元件，所述多層光學元件將紅色和藍色子像素轉換或壓縮到綠色子像素上(例如，經由基于衍射的光柵、(多個)棱鏡、和/或(多個)分光裝置)，從而形成白線。這將給定子像素或像素區域的后顯示器的RGB濾色器圖案變為單個白色條紋或區域，這去除顯示層之間的濾色器相互作用并可以減少莫爾干涉。然后可以將白色條紋或區域復制到左邊和/或右邊以便隨著其向MLD系統的前顯示器前進而再次展開它(例如，經由內核，比如可以是(例如)正方形形狀的折射光束映射器(RBM))。