[发明专利]一种三维显示系统及其显示方法

说明书

本发明提供一种三维显示系统，其包括：相位调制板、及与相位调制板对应的显示器，相位调制板上设有多个第一子元素区，每一个第一子元素区由n²个第一子像素所构成；显示器上设有与相位调制板上第一子元素区对应的第二子元素区，每一个第二子元素区由n²个第二子像素所构成，每一个第二子像素与第一子像素相对应以形成n²个超像素。本发明提供一种结构简单、能表达真实深度信息、三维显示效果好且立体观感友好度高的三维显示系统和三维显示方法，以解决现有系统中人眼观察时所存在调焦‑聚焦矛盾、硬件要求度高且成像算法复杂的技术问题。

技术领域

本发明涉及三维图像显示技术领域，更具体地，涉及一种基于超像素复振幅调制的三维显示系统和三维显示方法。

背景技术

现实生活中，世界里的各种物质形态都是在三维(Three-Dimensional，3D)空间中客观存在的，因此人眼看到的物体都是以三维的形式存在，同时也因为这样，三维显示系统相较于二维显示系统能提供更加符合人们观察习惯的图像信息，有助于人们获得更真实、丰富、可靠的视觉体验。因此，三维显示技术备受关注，它可以使画面变得立体逼真，其最基本的原理是利用左右人眼分别接收不同的画面，经过大脑对接收的图像信息进行叠加重构，形成立体方向效果的影像。

目前，现有的一种重要的可以实现3D显示的显示装置是在显示面板的出光侧设置狭缝光栅或液晶光栅等遮蔽物，利用狭缝光栅或液晶光栅在显示面板的出光侧形成若干视区。如图1所示，以在显示面板的出光侧设置狭缝光栅101为例进行说明，显示面板上的不同的亚像素单元102(图1以5个亚像素单元为例进行说明)发出的光射落在不同的视场内，观看者的双眼103落在不同的视场内可以产生3D感觉。如图1所示，a为显示面板上的亚像素单元102与狭缝光栅101之间的距离，b为3D显示装置的视距即显示面板上的亚像素单元102与观看者的双眼103之间的距离。

上述的这种基于二维双目视差图像的三维系统，由人类的视觉习惯和大脑处理形成立体的三维观感。虽然其能够为人们提供一定的三维视觉感受，但是它存在调焦-聚焦(accommodation-vergence)矛盾，违背人们的观察习惯，长时间观看会有视觉疲劳、眩晕等不舒适感。

为了解决上述的技术问题，人们提出了多视角投影、体三维显示和全息投影。而多视角投影、体三维显示和全息投影，虽然能消除调焦-聚焦矛盾，改善视觉疲劳问题，但其对应系统结构往往复杂庞大，对硬件要求高，便携性差。集成成像使用微透镜阵列获取三维场景的深度和多视角信息，所用微透镜阵列通常需要加工定制，因此制备大尺寸、多阵列、同焦距的微透镜组目前还存在不小的难度。

综上可知，目前开发出一种能表达真实深度信息、硬件要求低且成像算法简单的三维显示系统就迫在眉睫。

发明内容

本发明提供一种结构简单、能表达真实深度信息、三维显示效果好且立体观感友好度高的三维显示系统和三维显示方法，以解决现有系统中人眼观察时所存在调焦-聚焦矛盾、硬件要求度高且成像算法复杂的技术问题。

根据本发明的一个方面，提供一种三维显示系统，其包括：相位调制板、及与所述相位调制板对应的显示器，

所述相位调制板上设有多个第一子元素区，所述每一个第一子元素区由n²个第一子像素所构成；

所述显示器上设有与所述相位调制板上第一子元素区对应的第二子元素区，所述每一个第二子元素区由n²个第二子像素所构成，所述每一个第二子像素与第一子像素相对应以形成n²个超像素；

其中，n为正整数。

在上述方案基础上优选，所述相位调制板是由一束平面波和一束物光波叠加干涉曝光而成的全息衍射光学元件，且所述物光波由空间光调制器产生。