[發明專利]以子像素為顯示單元的單目多視圖顯示方法

有效

• 申請號: 202010258846.0
• 申請日: 2020-04-03
• 公開（公告）號: CN113495365B
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發明（設計）人: 劉立林;滕東東
• 申請（專利權）人: 駐景（廣州）科技有限公司
• 主分類號: G02B30/27
• 分類號: G02B30/27;G02B30/30;G09G5/00;H04N13/305;H04N13/31;H04N13/398
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 隆翔鷹

本發明公開一種以子像素為顯示單元的單目多視圖顯示方法。以顯示器件子像素為基本顯示單元，經光柵器件的分光調控，該顯示器件的多個子像素組投射光分別經各自對應視區被導向觀察者瞳孔所處區域。通過各子像素組調制投射目標場景的不同視圖，利用入射觀察者同一瞳孔的多于一個的視圖，實現單目可聚焦的三維場景顯示。來自不同顏色子像素的投射光，沿各自對應矢向于各顯示物點疊加形成空間彩色光點，將傳統基于不同顏色子像素所拼連而成面分布彩色像素進行的顯示，轉化為基于不同顏色子像素投射光束疊加而成空間分布彩色光點進行的顯示。其中，光柵器件引導來自各子像素的光束發散角受限地沿各自對應矢向，向各自所屬子像素組的對應視區投射。

技術領域

本發明涉及三維顯示技術領域，更具體涉及以子像素為顯示單元的單目多視圖顯示方法。

背景技術

相較于傳統二維顯示，三維顯示可以提供維度一致于人們所感知真實世界的光學信息，正受到越來多的關注。基于雙目視差原理進行三維呈現的體視技術(包括自動體視)，向觀察者雙目分別投射各自對應的一幅二維圖像，利用雙目視向于出屏場景處的交叉觸發觀察者的深度感知。但觀察者各眼睛為了看清楚各自對應的二維圖像，需一直聚焦于顯示面，由此導致聚焦-會聚沖突問題，即觀察者單目聚焦深度和雙目會聚深度的不一致。這種單目聚焦深度和雙目會聚深度的不一致，有悖于自然情況下人們觀察真實三維場景時單目聚焦深度和雙目會聚深度一致的生理習慣，由此導致觀察者的視覺不適，是目前阻礙三維顯示技術推廣應用的瓶頸性問題。單目多視圖是解決聚焦-會聚沖突問題的一種有效技術路徑。其利用光學器件引導顯示器件不同像素組向觀察者同一眼睛投射至少兩個待顯示場景的二維圖像，以使過各顯示物點至少兩束光束入射觀察者該眼睛，該至少兩束光束于顯示物點處疊加形成光斑的光強分布可以牽引觀察者眼睛自由聚焦于該疊加光斑時，即實現上述聚焦-會聚沖突問題的克服。

發明內容

本發明提出一種單目多視圖顯示方法，以顯示器件子像素為基本顯示單元，通過光柵器件分光，引導多個子像素組投射待顯示場景的多個圖像入射觀察者瞳孔所處區域，基于單目多視圖實現單目可聚焦的三維場景顯示。現有基于光柵分光進行單目多視圖顯示的技術，以像素為基本顯示單元，通過光柵器件引導不同像素組向觀察者瞳孔所處區域投射不同視圖，例如PCT/CN2019/070029(GRATING BASED THREE-DIMENTIONAL DISPLAYMETHOD FOR PRESENTING MORE THAN ONE VIEWS TO EACH PUPIL)所述。本專利所述方法以子像素為基本顯示單元，通過不同子像素組向觀察者瞳孔所處區域投射不同的視圖。同樣形成一個單目可聚焦空間光點，現有單目多視圖顯示方法需要至少兩個像素，本專利所述方法最少僅需要兩個子像素。相對而言，本專利以子像素為顯示單元的單目多視圖顯示方法，可有效提高顯示器件的二維視圖投射能力，更有利于觀察者眼睛觀影區域的擴展，或通過提升投射視圖對應視區的空間密度擴展單目可聚焦顯示場景的顯示深度。進一步的，本專利利用投影器件投射顯示器件的放大像，使所述方法的適用范圍擴展至近眼顯示；利用中繼器件優化光學結構的空間結構分布。所述方法可以直接應用于雙目三維顯示光學引擎，也可以應用于針對單目的光學引擎。

以子像素作為顯示單元，基于單目多視圖實現單目可聚焦的三維顯示，本發明提供如下方案：

以子像素為顯示單元的單目多視圖顯示方法，包括以下步驟：

(i)以顯示器件各子像素為基本顯示單元，沿顯示器件各子像素出射光傳輸方向，設置光柵器件于顯示器件前，引導顯示器件各子像素分別向各自對應的視區投射光束；

其中，同一視區對應的各子像素組成為一個子像素組，不同子像素組于同一時間點上無共用的子像素；

(ii)由與顯示器件連接的控制器件，控制各子像素組加載顯示對應圖像，其中各子像素所加載圖像信息，為沿該子像素所投射并入射觀察者瞳孔所處區域的光束的傳輸矢向，待顯示場景于該傳輸矢向所處直線與觀察者瞳孔所處面交點上的投影光信息；