[发明专利]一种实现超多视点三维显示的系统和方法

说明书

提供一种实现超多视点三维显示的系统和方法，其包括显示面板，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。其中，超表面纳米结构尺寸根据预先设计的相位‑振幅‑纳米结构尺寸查找表法(LUT)进行匹配。该系统采用超表面阵列代替透镜阵列、柱透镜阵列，可以高精度地控制光的相位和方向，提高了设计的灵活性和自由度，可实现更高分辨率、宽视角、低串扰的三维显示；同时，超表面的轻薄特性进一步压缩了系统体积；此外，与衍射光栅型三维显示相比，超表面在宽带范围内保持稳定，不存在色散影响。

技术领域

本发明涉及一种实现超多视点三维显示的系统和方法，属于显示技术领域。

背景技术

超多视点三维显示技术(Super Multi-view Display)简称SMD，是一种通过密集视点排列使得两个及以上的视点图像同时进入人眼瞳孔进行成像的技术。

超多视点三维显示技术成为显示领域的研究热点之一。超多视点三维显示技术包括视差屏障法、柱透镜法和衍射元件法等，通过对发光源进行光线或光场调控，实现不同视点图像的密集排列，达到近似还原连续光场的逼真立体效果。

例如，专利CN110262050A提出了一种基于柱镜光栅的超多视点的LED立体显示屏装置，所述LED立体显示屏包括LED平面显示屏和人眼观看视点，LED平面显示屏和人眼观看视点之间设置有圆弧柱镜光栅。所述LED平面显示屏中每个LED屏幕图像由RGB子像素组成，在柱镜光栅的作用下，放大投射到人眼中；所述圆弧柱镜光栅的一面是与LED平面显示屏高精度的耦合，另一面是周期性起伏的圆弧圆柱面。其中，所述，LED显示屏放在柱镜光栅的焦平面上，焦平面上的各个视图在柱镜光栅的作用下，视点的每个子像素都被放大投射分别到达观看者的左右眼中，形成立体视觉效果。但该系统中柱镜光栅是几何光学元件，对光线调制能力有限，得到的图像存在视距受限、串扰大等问题。此外，该系统中柱镜光栅的使用大大限制了光学器件的缩减和集成。

例如专利CN112255820A提供了一种裸眼三维显示装置，包括：显示部件，其包括由多个显示单元阵列排布而成的显示单元阵列；视角调控器件，其包括由多个谐衍射透镜子单元阵列排布而成的谐衍射透镜阵列，其中每个谐衍射透镜子单元与一个显示单元相对应，所述谐衍射透镜阵列的谐衍射透镜子单元被分成多组，同一组谐衍射透镜子单元射出的光线会汇聚成同一个视点，不同组谐衍射透镜子单元射出的光线会汇聚成的不同视点。但谐衍射透镜属于特殊的衍射透镜，存在衍射效率低、可调谐性差，且通常限于窄带宽范围。此外，谐衍射透镜阵列的制作工艺过程复杂、耗时长。

鉴于上述，本发明旨在提供一种实现超多视点三维显示的系统和方法，来解决上述的一个或多个技术问题。

发明内容

为了解决现有技术中的一个或多个技术问题，根据本发明一方面，提供一种实现超多视点三维显示的系统和方法。该超多视点三维显示系统包括：

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。

根据本发明的又一方面，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。