基于子像素出射光空间叠加的三维显示方法与流程

技术特征：
1.基于子像素出射光空间叠加的三维显示方法，其特征在于，包括以下步骤：(i)以显示器件(10)各像素的子像素为基本显示单元，各出射相同颜色光的子像素，分别单独作为一个子像素组或分为若干个子像素组；所述显示器件(10)的子像素分属k
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类出射光颜色互不相同的基本色子像素，包括k类基元色子像素，且各子像素组的子像素遍布该显示器件(10)排列，其中k
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≧2，k
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≧k≧2；其中，所述k类基元色子像素，按一一对应的方式，分别对应k类滤光片，各类基元色子像素出射光对对应滤光片和对其它(k-1)类基元色子像素对应各滤光片的透过率比值大于9，并定义基本色子像素出射光的颜色为基本色，共k
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类基本色，定义基元色子像素出射光的颜色为基元色，共k类基元色；(ii)沿显示器件(10)各子像素出射光传输方向，设置分光器件(20)于显示器件(10)前，引导显示器件(10)各子像素分别向其所属子像素组对应的视区投射光束，并限制该各投射光束的发散角，使该各投射光束于观察者瞳孔(50)所处面上，沿至少一个方向，光强值大于峰值光强的50％的光分布尺寸小于观察者瞳孔(50)直径；(iii)由与显示器件(10)连接的控制器件(30)，控制各子像素组加载显示对应图像，其中各子像素所加载图像信息，为沿该子像素所投射并入射观察者瞳孔(50)所处区域的光束的传输矢向，待显示场景于该传输矢向所处直线与观察者瞳孔(50)所处面交点上的投影光信息；其中，一个子像素组显示的图像为待显示场景的一个视图，不同子像素组的不同部分互补拼合所成拼合子像素组显示的图像为一个拼合视图；其中，显示器件(10)各子像素组对应视区的空间位置分布，被设置为使得总数至少为两个的视图或/和拼合视图信息入射同一观察者瞳孔(50)。2.根据权利要求1所述的基于子像素出射光空间叠加的三维显示方法，其特征在于，所述分光器件(20)为对应观察者瞳孔(50)置放的孔径阵列，该孔径阵列包含至少一组由k个孔径组成的孔径组，该k个孔径一一对应地附有k类基元色子像素分别对应的k类滤光片，各孔径对应类基元色子像素所成子像素组中，投射光通过该孔径的子像素组以该孔径为对应视区。3.根据权利要求2所述的基于子像素出射光空间叠加的三维显示方法，其特征在于，所述孔径阵列包含m组孔径组，不同孔径组分别仅允许互不相同正交特性光通过，其中m≧2。4.根据权利要求3所述的基于子像素出射光空间叠加的三维显示方法，其特征在于，所述互不相同正交特性，是于不同时间点分别透射的时序正交特性、或偏振方向相互垂直的两个线偏特性、或旋转方向相反的两个旋光特性、或于不同时间点不同时透射的时序正交特性和偏振方向相互垂直的两个线偏特性的组合特性、或于不同时间点不同时透射的时序正交特性和旋转方向相反的两个旋光特性的组合特性。5.根据权利要求1所述的基于子像素出射光空间叠加的三维显示方法，其特征在于，所述分光器件(20)为对应观察者瞳孔(50)置放的孔径阵列，该孔径阵列包含至少一组由k
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个孔径组成的孔径组，该k
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个孔径与k
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类基本色子像素一一对应，各孔径对应类基本色子像素所成子像素组中，投射光通过该孔径的子像素组以该孔径为对应视区，其中对应k类基元色子像素的k个孔径分别附有对应的k类滤光片，其中k
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﹥k；其中，同一孔径组中，附有k类滤光片的k个孔径允许同一种正交特性光通过，其余(k
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k)个孔径分别仅允许其它(k
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k)种正交特性光中的各一种通过，该(k
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k 1)种正交特性互不相同，各孔径对应类基本色子像素所成子像素组中，投射光通过该孔径的子像素组以该孔径为对应视区。6.根据权利要求5所述的基于子像素出射光空间叠加的三维显示方法，其特征在于，所述孔径阵列包含m组孔径组，不同孔径组分别仅允许互不相同正交特性光通过，其中m≧2。7.根据权利要求5和6任一项所述的基于子像素出射光空间叠加的三维显示方法，其特征在于，所述互不相同正交特性，是于不同时间点分别透射的时序正交特性、或偏振方向相互垂直的两个线偏特性、或旋转方向相反的两个旋光特性、或于不同时间点不同时透射的时序正交特性和偏振方向相互垂直的两个线偏特性的组合特性、或于不同时间点不同时透射的时序正交特性和旋转方向相反的两个旋光特性的组合特性。8.根据权利要求1所述的基于子像素出射光空间叠加的三维显示方法，其特征在于，所述显示器件(10)为具有背光源阵列(110)的被动式显示装置，该背光源阵列(110)包括至少一组分别投射k类基元色光的k个背光源所组成背光源组，所述分光器件(20)为投射该背光源阵列(110)各背光源的实像的光学器件，各背光源的实像的光分布区域作为投射光颜色一致于该背光源投射光颜色的子像素组中，投射光过该光分布区域的子像素组所对应视区。9.根据权利要求8所述的基于子像素出射光空间叠加的三维显示方法，其特征在于，所述背光源阵列(110)包含m组背光源组，不同背光源组分别出射互不相同正交特性光，其中m≧2。10.根据权利要求9所述的基于子像素出射光空间叠加的三维显示方法，其特征在于，所述互不相同正交特性，是于不同时间点不同时投射的时序正交特性、或偏振方向相互垂直的两个线偏特性、或旋转方向相反的两个旋光特性、或于不同时间点不同时投射的时序正交特性和偏振方向相互垂直的两个线偏特性的组合特性、或于不同时间点不同时投射的时序正交特性和旋转方向相反的两个旋光特性的组合特性。11.根据权利要求1所述的基于子像素出射光空间叠加的三维显示方法，其特征在于，所述显示器件(10)为具有背光源阵列(110)的被动式显示装置，该背光源阵列(110)包括至少一组分别投射k
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类基本色光的k
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个背光源所组成背光源组，所述分光器件(20)为投射该背光源阵列(110)各背光源的实像的光学器件，各背光源的实像的光分布区域作为投射光颜色一致于该背光源投射光颜色的子像素组中，投射光过该光分布区域的子像素组所对应视区，其中k
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﹥k；其中，同一背光源组中，投射k类基元色光的k个背光源出射光具有同一种正交特性，其余(k
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k)个背光源出射光分别具有其它(k
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k)种正交特性中的各一种，该(k
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k 1)种正交特性互不相同。12.根据权利要求11所述的基于子像素出射光空间叠加的三维显示方法，其特征在于，所述背光源阵列(110)包含m组背光源组，不同背光源组分别出射互不相同正交特性光，其中m≧2。13.根据权利要求11和12任一项所述的基于子像素出射光空间叠加的三维显示方法，其特征在于，所述互不相同正交特性，是于不同时间点不同时投射的时序正交特性、或偏振方向相互垂直的两个线偏特性、或旋转方向相反的两个旋光特性、或于不同时间点不同时
投射的时序正交特性和偏振方向相互垂直的两个线偏特性的组合特性、或于不同时间点不同时投射的时序正交特性和旋转方向相反的两个旋光特性的组合特性。14.根据权利要求1所述的基于子像素出射光空间叠加的三维显示方法，其特征在于，步骤(ii)还包括置投影器件(40)于与显示器件(10)对应的位置，成显示器件(10)放大像。15.根据权利要求1所述的基于子像素出射光空间叠加的三维显示方法，其特征在于，步骤(ii)还包括置中继器件(60)于光传输路径上，引导显示器件(10)投射光束入射观察者瞳孔(50)所处区域。16.根据权利要求15所述的基于子像素出射光空间叠加的三维显示方法，其特征在于，所述中继器件(60)为反射面、或半透半反面、自由曲面组合、或光波导器件。17.根据权利要求1所述的基于子像素出射光空间叠加的三维显示方法，其特征在于，步骤(iii)还包括将追踪器件(70)与控制器件(30)连接，通过追踪器件(70)实时确定观察者瞳孔(50)的位置。18.根据权利要求17所述的基于子像素出射光空间叠加的三维显示方法，其特征在于，步骤(iii)还包括根据观察者瞳孔(50)的位置，对于投射光入射观察者瞳孔(50)的各子像素，确定其所加载光信息，为沿该子像素所投射并入射观察者瞳孔(50)的光束的传输矢向，待显示场景于该传输矢向所处直线与观察者瞳孔(50)交点上的投影光信息。19.根据权利要求17所述的基于子像素出射光空间叠加的三维显示方法，其特征在于，步骤(iii)还包括根据观察者瞳孔(50)的位置，由控制器件(30)确定投射光束入射观察者瞳孔(50)的各子像素组，并仅驱动该各子像素组作为有效子像素组进行单目多视图显示。

技术总结
本发明公开一种基于子像素出射光空间叠加的三维显示方法。以显示器件子像素为基本显示单元，各出射同种颜色光的子像素分别单独作为一个子像素组或分为几个子像素组。在分光器件调控下，该多个子像素组投射待显示场景多于一个的图像入射观察者同一瞳孔，基于单目多视图实现单目可聚焦的三维场景显示。来自不同颜色子像素的投射光，沿各自对应矢向于各显示物点叠加形成空间彩色光点，将传统基于不同颜色子像素拼连而成面分布彩色像素进行的显示，转化为基于不同颜色子像素投射光束叠加而成空间分布彩色光点进行的显示。其中，分光器件引导来自各子像素的光束发散角受限地沿各自对应矢向，向各自所属子像素组的对应视区投射。向各自所属子像素组的对应视区投射。向各自所属子像素组的对应视区投射。


技术研发人员：滕东东 刘立林
受保护的技术使用者：驻景（广州）科技有限公司
技术研发日：2020.04.03
技术公布日：2021/10/11