[发明专利]一种实现超多视点三维显示的系统和方法

权利要求书

1.一种实现超多视点三维显示的系统和方法，其特征在于包括：

显示面板，用于加载编码的视点图像序列，以及单层编码或双层编码或多层编码的超表面阵列，用于接收各视点图像强度信息，并对所述光线进行相位和/或振幅调制，最终所述超表面阵列透射光线汇聚到不同视点。

2.根据权利要求1所述的超多视点三维显示系统，其特征在于所述显示面板的一个视点图像显示单元与所述超表面阵列的一个阵列子单元一一对应；同一组视点图像显示单元经相应的所述超表面阵列子单元相位调制后汇聚到同一视点，不同组视点图像显示单元经相应的所述超表面阵列子单元相位调制后汇聚到不同视点，最终形成三维显示。

3.根据权利要求1-2所述的超多视点三维显示系统，其特征在于所述显示面板包括LCD、LED、DMD或LPD；优选地，所述视点图像显示单元包括但不限于基于集成成像显示模式的元素图像单元、基于柱透镜阵列显示模式的视点图像子像素单元或基于衍射光栅显示模式的子像素单元；可选地，所述超表面阵列为单层编码、双层编码或多层编码；可选地，所述超表面阵列的一个阵列子单元为周期结构或非周期结构；可选地，所述超表面阵列的单个纳米结构为多层透射型或单层透射型；可选地，该超表面阵列的单个纳米结构包括但不限于纳米柱型、纳米环型、开口谐振环型、扇型、V型、U型、圆柱型等纳米结构。

4.根据权利要求1-2所述的显示面板，其特征在于，优选地，所加载的视点图像序列编码方式包括但不限于基于柱镜阵列的子像素视点编码方式、基于元素图像的视点编码方式或基于衍射光栅的子像素视点编码方式。

5.根据权利要求1-3所述的超表面阵列，其特征在于，所述纳米结构尺寸设计依赖于光线通过所述超表面阵列纳米结构前后的相位偏移；其特征在于，所述相位偏移依赖于所述入射到超表面的入射光波矢量和从超表面出射到指定方向的出射光波矢量；其特征在于，所述纳米结构尺寸根据所设计的相位-振幅-纳米结构尺寸查找表法(LUT)进行匹配。

6.根据权利要求1-5所述的超表面阵列，其特征在于，单个多层透射型纳米结构包括但不限于Si(纳米柱)-SiO₂(衬底)-Sb₂Se₃(衬底)、Si(纳米柱)-SiO₂(衬底)-Si(衬底)、Sb₂Se₃(纳米柱)-水凝胶(衬底)-Si(衬底)；优选地，单个单层透射型纳米结构包括但不限于Si(纳米柱)-SiO₂(衬底)、Sb₂Se₃(纳米柱)-TiO₂(衬底)。

7.根据权利要求1-6所述的超表面阵列，其特征在于，所述超表面阵列的单层纳米结构用于对所述光线进行相位、振幅或复振幅调制；所述超表面阵列的多层纳米结构为相同/不同纳米结构的多层叠加或级联，所述纳米结构组合用于对所述光线进行相位、振幅或复振幅调制。

8.根据权利要求1-4所述的超多视点三维显示系统，优选地，为了实现平滑、无图像跳变的三维显示效果，所述超表面阵列子单元相位调制后汇聚的视点图像在最佳观看距离处同时进入用户瞳孔的数量为两个及以上。

9.利用权利要求1-8任一项所述的超多视点三维显示系统进行三维显示的方法，其特征在于包括以下步骤：

所述显示面板加载编码的视点图像序列；

所述超表面阵列对来自显示面板的光线进行相位和/或振幅调制，将同一组视点图像显示单元子像素发出的光线汇聚到同一位置；

在最佳观看距离处相邻两个及以上的视点图像进入用户同一瞳孔，实现三维显示效果。

10.根据权利要求1-9所述的超多视点三维显示系统实现三维显示的方法，其特征在于：

光线通过所述超表面阵列纳米结构前后的相位偏移计算与所述显示面板视点图像序列编码方式相关；所述超表面阵列纳米结构与所述显示面板视点图像序列编码方式相关。