[发明专利]用于执行子像素压缩以减少包括多个显示器的显示系统中的莫尔干涉的方法和系统

说明书

一种多显示器系统(例如，包括多个显示面板的显示器)至少包括第一显示器和第二显示器(例如，显示面板或显示层)，所述第一显示器和所述第二显示器基本彼此平行地被安排以向(多个)观看者显示三维(3D)特征。至少使用子像素压缩来减少莫尔干涉。

本申请涉及2016年1月20日提交的临时美国专利申请号62/281,037(我们的参考文献6468-16)和2015年10月2日提交的62/236,779(我们的参考文献6468-6)中的每一个并且要求其优先权，所述申请以其全部内容通过引用结合于此。

技术领域

本发明涉及多显示器系统(例如，包括多个显示面板/显示层的显示器)，其中至少第一显示器和第二显示器(例如，显示面板或显示层)彼此基本平行地被安排以向(多个)观看者显示三维(3D)特征。因此，本发明总体上涉及显示器，并且更具体地，涉及用于显示三维特征的显示系统和方法。

背景技术和发明内容

传统上，显示器以二维呈现信息。由这种显示器显示的图像是缺乏深度信息的平面图像。由于人们以三维观察世界，因此一直在努力提供能够以三维来显示对象的显示器。例如，立体显示器通过显示向左眼和右眼分开显示的偏移图像来传达深度信息。当观察者观看这些平面图像时，其在大脑中被组合以给出深度感知。然而，这样的系统是复杂的并且需要增加的分辨率和处理器计算能力来提供所显示对象的现实感知。

已经开发了包括堆叠安排的多个显示屏幕的多组件显示器以显示真实深度。由于显示屏幕的物理位移，每个显示屏幕可以显示其自己的图像以提供视觉深度。例如，美国专利公开号2015/0323805和2016/0012630中公开了多显示器系统，其公开内容通过引用结合于此。

当多显示器系统中的第一和第二显示器或显示层以传统方式彼此堆叠时，发生莫尔干涉(moire interference)。当被投射到观看者的视网膜上时，莫尔干涉由层内的滤色器之间的相互作用引起。例如，当绿色滤色器重叠时，光被透射导致相对亮的斑。当绿色滤色器在比如说红色滤色器之上时，将没有那么多光被透射导致暗区域。由于当投射到视网膜上时，后显示器或显示层和前显示器或显示层的大小略有不同，因此像素将从同相慢慢地变成异相。这具有产生暗带和亮带(另外的被称为莫尔干涉)的效果。

已经有几种方法试图去除多层显示器(MLD)系统中的莫尔干涉。某些MLD系统仅利用漫射光学器件来模糊最后面的显示层。这种方法受到以下限制：(a)最后面的图像本质上是模糊的——在减少莫尔干涉和最后面的图像显示层的清晰度之间存在折衷；(b)漫射元件利用难以获得的专用漫射器图案；和(c)漫射元件位于偏振器之间，并且薄膜衬底和加强衬底两者必须没有任何双折射。因此，仅使用漫射器来解决莫尔问题的MLD系统不能提供减少莫尔干涉的理想解决方案，特别是当这些系统具有减小的形式因数时。仅依靠漫射器来解决莫尔干涉的历史和现有方法不能在不对图像质量引入显著且有害的副作用的情况下提供莫尔问题的可接受的解决方案。

本发明的某些示例实施例提供了使MLD系统中的莫尔干涉消失或基本上消失但不显著牺牲后显示器分辨率和对比度的(多个)解决方案。在本发明的某些示例实施例中，MLD系统包括第一和第二显示器。使用子像素压缩以减少或消除莫尔干涉。例如，当MLD系统的后显示器具有在相应列(或行)中排列的红色(R)、绿色(G)、和蓝色(B)滤色器时，物理子像素压缩将R、G、和B子像素基于其颜色重新映射成单个组合条纹(在列或行方向上)，所述条纹可以是白色(W)。可以使用子像素压缩的方法来构造多层光学元件，所述多层光学元件将红色和蓝色子像素转换或压缩到绿色子像素上(例如，经由基于衍射的光栅、(多个)棱镜、和/或(多个)分光装置)，从而形成白线。这将给定子像素或像素区域的后显示器的RGB滤色器图案变为单个白色条纹或区域，这去除显示层之间的滤色器相互作用并可以减少莫尔干涉。然后可以将白色条纹或区域复制到左边和/或右边以便随着其向MLD系统的前显示器前进而再次展开它(例如，经由内核，比如可以是(例如)正方形形状的折射光束映射器(RBM))。