CN111610634A - 一种基于四维光场的显示系统及其显示方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于四维光场的显示系统及其显示方法，该显示系统，包括：光源模组，显示面板，以及光传导组件；光源模组包括呈阵列排布的多个光源；显示面板为反射式液晶显示面板，显示面板包括呈阵列排布的多个像素单元；光源模组中的光源出射的光线射向显示面板中的像素单元，显示面板中的像素单元将接收到的光线经光传导组件传输至目标位置。光源模组中的一个光源与显示面板中的一个像素单元可以确定一根光线，从而可以确定该光线的四维参数，从而可以实现四维光场显示，此外，由于一个光源可以支持多个像点成像，并且一个像素单元也可以支持多个像点成像，因而，显示系统很容易实现高分辨率的光场成像。

Description

一种基于四维光场的显示系统及其显示方法

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤指一种基于四维光场的显示系统及其显示方法。

背景技术

随着显示技术的不断发展，增强现实(Augmented Reality，AR)、虚拟现实(Virtual Reality，VR)、抬头显示(Head Up Display，HUD)等显示系统得到了广泛的应用，然而，目前的显示系统无法实现较高分辨率的光场成像。

发明内容

本发明实施例提供一种基于四维光场的显示系统及其显示方法，用以解决现有技术中存在的显示系统无法实现较高分辨率的光场成像的问题。

本发明实施例提供了一种基于四维光场的显示系统，包括：光源模组，显示面板，以及光传导组件；

所述光源模组包括呈阵列排布的多个光源；

所述显示面板为反射式液晶显示面板，所述显示面板包括呈阵列排布的多个像素单元；

所述光源模组中的所述光源出射的光线射向所述显示面板中的所述像素单元，所述显示面板中的所述像素单元将接收到的光线经所述光传导组件传输至目标位置。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述显示系统中，所述光传导组件包括：光波导结构，粘合层，以及取光结构；

所述光波导结构包括：出光面，与所述出光面相对的背面，以及侧面；所述光波导结构用于使设定角度的光线全反射传输；

所述光源模组位于所述光波导结构的侧面，且所述光源模组与所述光波导结构呈一定夹角，以使所述光源出射的光线射入到所述光波导结构，并在所述光波导结构内全反射传输；

所述显示面板通过所述粘合层固定于所述光波导结构的背面，所述粘合层的折射率小于或等于所述光波导结构的折射率，且所述粘合层的折射率大于空气的折射率；

所述取光结构位于所述光波导结构的出光面，用于将所述光波导结构中全反射传输的光线取出至所述目标位置。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述显示系统中，所述取光结构为透射式光栅。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述显示系统中，所述光传导组件包括：偏光元件，偏振反射层，第一四分之一相位延迟片，第二四分之一相位延迟片，以及半透半反层；

所述光源模组与所述显示面板相对设置，所述偏振反射层位于所述光源模组与所述显示面板之间，且所述偏振反射层与所述显示面板呈一定夹角；所述偏振反射层用于透射第一偏振光且反射第二偏振光；

所述偏光元件位于所述光源模组与所述偏振反射层之间；用于将所述光源出射的光线转换为第一偏振光；

所述第一四分之一相位延迟片位于所述显示面板与所述偏振反射层之间；

所述半透半反层位于所述偏振反射层背离所述目标位置的一侧；

所述第二相位延迟片位于所述半透半反层与所述偏振反射层之间。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述显示系统中，述第一偏振光为P型偏振光，所述第二偏振光为S型偏振光；

所述偏光元件为P型偏光片，用于将所述光源出射的光线转换为P型偏振光；

所述偏振反射层用于透射P型偏振光且反射S型偏振光。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述显示系统中，所述半透半反层的表面为曲面。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述显示系统中，所述光传导组件包括：半透半反层；

所述半透半反层用于将所述显示面板出射的光线反射至所述目标位置。

本发明实施例还提供了一种上述显示系统的显示方法，包括：

根据待显示图像、光源模组、显示面板及目标位置之间的位置关系，以及所述待显示图像的原始图像信息，确定所述光源模组中各光源的发光信息，以及所述显示面板中各像素单元的显示信息；

根据确定出的所述光源模组中各光源的发光信息，控制所述光源模组中的各所述光源发光，并根据确定出的所述显示面板中各像素单元的显示信息，控制所述显示面板中的所述像素单元进行显示。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述显示方法中，所述根据待显示图像、光源模组、显示面板及目标位置之间的位置关系，以及所述待显示图像的原始图像信息，确定所述光源模组中各光源的发光信息，以及所述显示面板中各像素单元的显示信息，包括：

将所述待显示图像进行微分处理，得到多个图像块；每一个所述图像块在所述目标位置对应一个像点；

对于每一个所述图像块，确定所述图像块到对应的所述像点的所有光线；

对于每一个所述像点，确定每一根光线与所述显示面板以及与所述光源模组之间的交点，并得到每一根光线对应的四维坐标值；所述四维坐标值包括光线与所述显示面板的交点的坐标值，以及光线与所述光源模组的交点的坐标值；

根据所述待显示图像的原始图像信息及确定出的各所述像点对应的四维坐标值，确定所述显示面板中各像素单元的显示信息，以及所述光源模组中各光源的亮度信息。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述显示方法中，所述根据所述待显示图像的原始图像信息及确定出的各所述像点对应的四维坐标值，确定所述显示面板中各像素单元的显示信息，以及所述光源模组中各光源的亮度信息，包括：

以每一个像点对应的各所述四维坐标值作为一个坐标集合；

若存在两个所述坐标集合中存在相同的四维坐标值，则舍弃该四维坐标值确定出的所述显示信息和所述亮度信息。

本发明有益效果如下：

本发明实施例提供的基于四维光场的显示系统及其显示方法，该显示系统，包括：光源模组，显示面板，以及光传导组件；光源模组包括呈阵列排布的多个光源；显示面板为反射式液晶显示面板，显示面板包括呈阵列排布的多个像素单元；光源模组中的光源出射的光线射向显示面板中的像素单元，显示面板中的像素单元将接收到的光线经光传导组件传输至目标位置。光源模组中的一个光源与显示面板中的一个像素单元可以确定一根光线，光源在光源模组中的位置以及像素单元在显示面板中的位置已经，则可以确定该光线的四维参数，从而可以实现四维光场显示，此外，由于一个光源可以支持多个像点成像，并且一个像素单元也可以支持多个像点成像，因而，显示系统很容易实现高分辨率的光场成像。

附图说明

图1为本发明实施例提供的显示系统的结构示意图之一；

图2为本发明实施例提供的显示系统的结构示意图之二；

图3为本发明实施例提供的显示系统的结构示意图之三；

图4为本发明实施例中的显示系统的简化结构示意图；

图5为本发明实施例提供的上述显示系统的显示方法流程图；

图6为本发明实施例中显示方法对应的结构示意图。

具体实施方式

针对现有技术中存在的显示系统无法实现较高分辨率的光场成像的问题，本发明实施例提供了一种基于四维光场的显示系统及其显示方法。

下面结合附图，对本发明实施例提供的基于四维光场的显示系统及其显示方法的具体实施方式进行详细地说明。附图中各部分的大小和形状不反映真实比例，目的只是示意说明本发明内容。

本发明实施例提供了一种基于四维光场的显示系统，如图1至图3所示，包括：光源模组11，显示面板12，以及光传导组件13；

光源模组11包括呈阵列排布的多个光源(图中未示出)；

显示面板12为反射式液晶显示面板，显示面板12包括呈阵列排布的多个像素单元(图中未示出)；

光源模组11中的光源出射的光线射向显示面板12中的像素单元，显示面板12中的像素单元将接收到的光线经光传导组件13传输至目标位置Q。

本发明实施例提供的上述显示系统中，通过设置光源模组与反射式液晶显示面板，光源模组中的一个光源与显示面板中的一个像素单元可以确定一根光线，光源在光源模组中的位置以及像素单元在显示面板中的位置已经，则可以确定该光线的四维参数，从而可以实现四维光场显示，此外，由于一个光源可以支持多个像点成像，并且一个像素单元也可以支持多个像点成像，因而，显示系统很容易实现高分辨率的光场成像，例如，光源模组中包括至少1000个光源，并且，显示面板的分辨率高于2k，即可实现较高分辨率的光场成像。

在具体实施时，上述光源模组11中的光源可以为发光二极管，例如可以为微型发光二极管(Micro LED)，也可以为其他规格的发光二极管，此处不做限定。

上述显示面板12为反射式液晶显示面板，与透射式液晶显示面板不同的是，显示面板12在背离显示面的一侧设有反射层121，上述光源模组11中光源出射的光线射向显示面板12后，被反射层121反射后从显示面板12的显示面出射，可以通过控制显示面板12中各像素单元内液晶分子的偏转程度，来控制各像素单元处出射的光线强度，以实现灰度显示。此外，可以将光源模组11设置为包括多种颜色的光源，以实现彩色显示，或者，光源模组11中的光源为白光光源，通过在显示面板12中设置彩膜层的方式，实现彩色显示。

本发明实施例中，通过设置光源模组11和显示面板12，可以对光场中的光线进行精准控制，实现四维显示光场，并且，通过设置光传导组件13可以将光线传导至目标位置Q处。

在具体实施时，上述目标位置Q可以理解为显示系统的出光口位置处，在实际应用中，眼睛可以通过显示系统的出光口观看到显示面板显示的图像。

为了说明本发明实施例提供的显示系统可以实现四维光场显示，以下结合全光函数对本发明实施例中的显示系统的光场进行描述。

具体地，全光函数为可以决定空间中光线呈现形式的因素组成的函数，可以表示为：p＝f(brightness,spectrum,space,time,depth,polarization)，包含强度信息，波长信息，空间位置信息，时间信息，深度信息，方向信息等，而全光函数中不同的信息决定了不同的研究方向，比如：灰度图像是由波长信息固定的，如果有多个波长信息，那么研究方向的就是彩色图像或者光谱图像，如果时间信息是变化的，那么研究方向的就是视频，如果在考虑深度信息，那么研究方向就是深度成像，涉及体感之类的了，如果亮度范围改变，就是高动态了，如果考虑方向信息，就成为光场相机了。

具体地，全光函数可以表示为：

其中，x，y，z表示空间位置信息，

表示角度信息，λ表示波长信息，t表示时间信息。

由于空间中光线数以万亿计，且全光函数包含信息多，在实际应用时数据量过大，因此可以对全光函数进行降维，具体地，对于特定的光线，波长信息λ已知，如果此时为静态场，则全光函数的七维可降为五维：

本发明实施例中，光场中的光线由光源与像素单元的位置来确定，因而，只需要知道该光线穿过光源模组和显示面板时经过的交点坐标，即可表征该光线的位置和方向，因而，本发明实施例中，可以对全光函数进一步降维，降维后的全光函数为四维，如下：

P＝P(s,t,u,v)；

其中，(s,t)为光线与光源模组之间的交点坐标，(u,v)为光线与显示面板之间的交点坐标。本发明实施例中，通过将全光函数降维为四维函数，可以很大程度上减小数据量。

图4为本发明实施例中的显示系统的简化结构示意图，如图4所示，光源模组11中光源出射的光线射向显示面板12中的像素单元P，像素单元P接收到的光线射向眼睛G，光线经眼睛G内的晶状体射向视网膜而成像，图中以待显示图像中的三个点A、B、C为例，对待显示图像的成像原理进行了示意，通过光源模组11和显示面板12，使待显示图像中的三个点A、B、C在眼睛G内的视网膜形成像点A′、B′、C′。

本发明实施例中的显示系统可以包括多种实现方式，以使本发明实施例中的显示系统可以应用于多种场景中，以下结合附图，对本发明实施例中的显示系统的实现方式进行详细说明。

实现方式一：

本发明实施例提供的上述显示系统中，如图1所示，上述光传导组件13包括：光波导结构131，粘合层132，以及取光结构133；

光波导结构131包括：出光面S1，与出光面S1相对的背面S2，以及侧面S3；光波导结构131用于使设定角度的光线全反射传输；

光源模组11位于光波导结构131的侧面S3，且光源模组11与光波导结构131呈一定夹角，以使光源出射的光线射入到光波导结构131，并在光波导结构131内全反射传输；

显示面板12通过粘合层132固定于光波导结构131的背面S2，粘合层132的折射率小于或等于光波导结构131的折射率，且粘合层132的折射率大于空气的折射率；

取光结构133位于光波导结构131的出光面S1，用于将光波导结构131中全反射传输的光线取出至目标位置Q。

本发明实施例中，光源模组11与光波导结构131呈一定夹角，且该夹角可以满足光源出射的光线能够在光波导结构131内全反射传输，即光源出射的光线在光波导结构131内部传输时，光线射向出光面S1(或背面S2)的入射角大于全反射临界角。具体地，可以通过光学胶将光源组件11与光波导结构131耦合。

并且，为了使设定角度的光线能够全反射传输，光波导结构131的折射率大于周围介质的折射率，即光波导结构131的折射率大于空气的折射率。

粘合层132可以将显示面板12固定于光波导结构131的背面S2，为了破坏光线在显示面板12处的全反射，保证光源模组11出射的光线能够射入显示面板12内成像，需要将粘合层132的折射率设置为大于空气的折射率，且小于或等于光波导结构131的折射率，在具体实施时，可以将粘合层132的折射率设置为等于或稍小于光波导结构131的折射率。

在显示过程中，光源模组11中光源出射的光线射向光波导结构131中，并在光波导结构131全反射传输，光线射向显示面板的位置处时，通过粘合层132射入到显示面板12内部而成像，然后光线经反射层121反射后又射入到光波导结构131内部，光线继续在光波导结构131内部全反射传输，直至传输至取光结构133的位置处取出，并射向目标位置Q，目标位置Q一般对应于眼睛的位置，从而使眼睛观看到显示面板12的显示画面。

本发明实施例中，采用光波导结构131对光线进行全反射传输，能够对光线进行无损传输，并且在光线的传输过程中，光波导结构131不会对显示面板12形成的图像产生任何影响，例如不会对图像产生缩放效果，并且光波导结构131具有轻薄、与外界光线的高穿透性等优点，比较适合量产。

上述实现方式一中的显示系统，可以应用于近眼显示装置中，例如可以应用于增强现实装置中，由于采用光波导结构传输光线，因而可以将显示面板或其他成像元件设置在远离眼睛的位置处，例如可以设置在对应于额头或眼部侧面的位置处，从而可以极大的降低显示系统对外界视线的阻挡，并且可以将显示系统的重量设置为更符合人体工程学，从而提高显示系统的佩戴体验度。

具体地，本发明实施例提供的上述显示系统中，上述取光结构133可以为透射式光栅，通过设置透射式光栅的光学参数，可以将光波导结构131中的光线取出，此外，取光结构133也可以采用其他光学元件，此处不做限定。

实现方式二：

本发明实施例提供的上述显示系统中，如图2所示，上述光传导组件13包括：偏光元件134，偏振反射层135，第一四分之一相位延迟片136，第二四分之一相位延迟片137，以及半透半反层T；

光源模组11与显示面板12相对设置，偏振反射层135位于光源模组11与显示面板12之间，且偏振反射层135与显示面板12呈一定夹角；偏振反射层135用于透射第一偏振光且反射第二偏振光；

偏光元件134位于光源模组11与偏振反射层135之间；用于将光源出射的光线转换为第一偏振光；

第一四分之一相位延迟片136位于显示面板12与偏振反射层135之间；

半透半反层T位于偏振反射层135背离目标位置Q的一侧；

第二相位延迟片136位于半透半反层T与偏振反射层135之间。

本发明实施例中的实现方式二中，显示系统中的各光学元件构成了同轴折返式光学系统，采用同轴折返式可以保证像质较高，且结构中空且紧凑，使显示系统比较轻薄，而且，同轴折返式光学系统能够实现较大的视角，例如可以达到50°左右，如果体积允许，视角可以达到80°～90°左右，另外，该显示系统未用到具有高级曲面的光学元件，因而加工难度较低，制作成本低。

如图2所示，将光源模组11与显示面板12相对设置，可以避免光源模组11与显示面板12遮挡目标位置Q处的眼睛，其他透光的光学元件可以设置在光源模组11与显示面板12之间，能够使显示系统更紧凑。

参照图2，光源模组11中光源出射的光线a经偏光元件134后，转换为第一偏振光，由于偏振反射层135可以透射第一偏振光，因而，光线a可以穿过偏振反射层135得到光线b，光线b穿过第一四分之一相位延迟片136后，被显示面板12中的反射层121反射后得到光线c，光线c再次穿过第一四份之一相位延迟片136后转换为第二偏振光，这是由于偏振光穿过两次四分之一相位延迟片后，偏振状态会发生改变。由于偏振反射层135可以反射第二偏振光，因而，光线c被偏振反射层135反射后得到光线d，光线d穿过第二四分之一相位延迟片137后，被半透半反层T反射后得到光线e，光线e再次穿过第二四分之一波片137后转换为第一偏振光，因而光线e可以穿过偏振反射层135得到光线f，光线f射向目标位置Q，从而使眼睛可以在目标位置Q处看到显示面板的显示画面。

实现方式二中的显示系统，通过设置偏光元件134，偏振反射层135，第一四分之一相位延迟片136，第二四分之一相位延迟片137，以及半透半反层T等光学元件，实现了光路折叠，使结构更加紧凑，并且，在显示过程中，不会有杂散光射向目标位置Q，提高显示效果，在具体实施时，该显示系统可以应用于增强显示等近眼显示装置中。

具体地，本发明实施例提供的上述显示系统中，上述第一偏振光为P型偏振光，第二偏振光为S型偏振光；

偏光元件134为P型偏光片，用于将光源出射的光线转换为P型偏振光；

偏振反射层135用于透射P型偏振光且反射S型偏振光。

这样，可以避免杂散光射向目标位置Q，保证显示系统具有较好的显示效果。

在具体实施时，本发明实施例提供的上述显示系统中，参照图2，半透半反层的表面为曲面。

通过设置半透半反层T可以使眼睛既能够观看到显示面板12显示的画面，又能够看到前方的物体，以实现增强现实显示，并且将半透半反层T设置为曲面，可以增大显示系统的视角，提高显示效果。

实现方式三：

本发明实施例提供的上述显示系统中，如图3所示，光传导组件13包括：半透半反层T；

半透半反层T用于将显示面板12出射的光线反射至目标位置Q。

具体地，半透半反层T的表面可以为曲面也可以为平面，半透半反层T的表面为曲面，可以对显示画面进行放大，增大显示视角，半透半反层T为平面，对显示画面无放大作用，可以避免显示画面变形，保证显示画面的成像效果。

实现方式三中的显示系统可以应用于抬头显示装置中，通过该显示系统可以在驾驶员的前方显示超速预警、车状监控、油耗、时速、防止追尾等信息，避免驾驶员因观看仪表盘而分散注意力，使驾驶员可以将注意力集中在前方路面，实现主动的行车安全，并且能够降低眼睛焦距需要不断调整产生的延迟与不适。具体地，可以通过调整显示系统的位置，将显示系统的成像画面形成在汽车引擎盖前方1～2米处，使成像画面与路面融合度较好。

如图2所示，光源模组11出射的光线射向显示面板12，光线被显示面板12中的反射层121反射至半透半反层T，半透半反层T作为光传导组件13，可以使光线反射至目标位置Q，处于目标位置Q的眼睛可以看到显示面板12显示的画面，并且眼睛可以通过半透半反层T观看到前方的物体。

在实际应用中，可以根据显示系统的实际应用场景，来设置光源模组11与显示面板12之间的间距，光源模组11与显示面板12之间的间距越大，光场可提供的光线数量越多，显示的自由度就越大，因此，本发明实施例中的显示系统更有利于光场显示的发挥。

在具体实施时，可以采用一体成型的支撑结构，支撑实现方式三中的显示系统，从而保证光源模组11、显示面板12、半透半反层T的相对位置关系比较精准，精度要求在＜±0.05mm的范围内，若采用表面为平面的半透半反层T，由于半透半反层T对画面无放大作用，为了保证显示画面双眼可见，显示面板12的尺寸大于或等于5inch。

该显示系统作为抬头显示装置时，可以具有良好的观察效果，消除辐辏冲突，减少驾驶员在观看抬头显示装置的画面时产生的不适。在具体实施时，可以将实现方式三中的显示系统集成于汽车等交通工具中，例如可以采用半透半反层制作挡风玻璃，也就是该显示系统作为前装式抬头显示装置，或者，可以将该显示系统直接固定在交通工具内部，例如贴在仪表盘上方的位置处，也就是该显示系统也可以作为后装式抬头显示装置。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种上述显示系统的显示方法，由于该显示方法解决问题的原理与上述显示系统相似，因此该显示方法的实施可以参见上述显示系统的实施，重复之处不再赘述。

本发明实施例提供的上述显示系统的显示方法，如图5所示，包括：

S201、根据待显示图像、光源模组、显示面板及目标位置之间的位置关系，以及待显示图像的原始图像信息，确定光源模组中各光源的发光信息，以及显示面板中各像素单元的显示信息；

S202、根据确定出的光源模组中各光源的发光信息，控制光源模组中的各光源发光，并根据确定出的显示面板中各像素单元的显示信息，控制显示面板中的像素单元进行显示。

本发明实施例提供的上述显示系统的显示方法，根据待显示图像、光源模组、显示面板及目标位置之间的位置关系，可以确定光场中每一根光线与光源模组及显示面板的交点，从而可以得到每一根光线对应的四维参数，结合待显示图像的原始图像信息，即可得到光源模组中各光源的发光信息，以及显示面板中各像素单元的显示信息，为上述显示系统能够显示画面提供了数据基础。

具体地，本发明实施例提供的上述显示方法中，上述步骤S201，可以包括：

参照图6，将待显示图像14进行微分处理，得到多个图像块141；每一个图像块141在目标位置对应一个像点M；具体地，可以将待显示图像14进行微分处理，得到像素级的图像块141，图像块141在成像过程中，会在光源模组11和显示面板12分别形成圆形的投影W1和W2，投影W1和投影W2包含的光源和像素单元支持了对应的像点M成像的所有光线；

对于每一个图像块141，确定图像块141到对应的像点M的所有光线，即确定投影W1和投影W2内包含的光线；

对于每一个像点M，确定每一根光线与显示面板12以及与光源模组11之间的交点，并得到每一根光线对应的四维坐标值；四维坐标值包括光线与显示面板的交点的坐标值，以及光线与光源模组的交点的坐标值；具体地，光线与光源模组11之间的交点可以为某个光源的位置坐标，光线与显示面板12之间的交点可以为某个像素单元的位置坐标；

根据待显示图像14的原始图像信息及确定出的各像点M对应的四维坐标值，确定显示面板12中各像素单元的显示信息，以及光源模组11中各光源的亮度信息。

由于待显示图像14的原始图像信息中记载了图像的灰度信息和亮度信息，从而可以根据待显示图像14的原始图像信息，确定各光源的发光信息，以及各像素单元的显示信息，因而，在上述步骤S202中，根据确定出的各光源的发光信息控制各光源发光，并根据确定出的各像素单元的显示信息控制各像素单元进行显示，以使待显示图像在目标位置处成像。

进一步地，本发明实施例提供的上述显示方法中，上述步骤S2021中，根据待显示图像的原始图像信息及确定出的各像点对应的四维坐标值，确定显示面板中各像素单元的显示信息，以及光源模组中各光源的亮度信息，包括：

以每一个像点对应的各四维坐标值作为一个坐标集合；

若存在两个坐标集合中存在相同的四维坐标值，则舍弃该四维坐标值确定出的显示信息和亮度信息。

以任意两个像点(像点一和像点二)为例，像点一的坐标集合可以表示为{(s₁，t₁，u₁，v₁)，(s₂，t₂，u₁，v₁)，(s₁，t₃，u₂，v₃)，……，(s₈，t₆，u₂，v₃)}，像点二的坐标集合可以表示为{(s₁，t₁，u₁，v₁)，(s₃，t₄，u₁，v₁)，(s₅，t₂，u₂，v₃)，……，(s₆，t₆，u₂，v₄)}，像点一的坐标集合与像点二的坐标集合中第一个四维坐标值相同，说明像点一与像点二共用光线，若像点一与像点二的颜色、灰度类似，则像点一与像点二共用光线，对显示效果影响较小，若像点一与像点二颜色差异较大，则像点一与像点二会出现颜色串扰，影响显示效果，因此，为了保证显示系统的显示效果，若存在两个坐标集合中存在相同的四维坐标值，则舍弃该四维坐标值确定出的显示信息和亮度信息，也就是舍弃两个像点共用的光线，而舍弃有限数量的光线，不会对显示效果产生影响，可以避免像点之间出现串扰。

本发明实施例提供的显示系统及其显示方法中，通过设置光源模组与反射式液晶显示面板，光源模组中的一个光源与显示面板中的一个像素单元可以确定一根光线，光源在光源模组中的位置以及像素单元在显示面板中的位置已经，则可以确定该光线的四维参数，从而可以实现四维光场显示，此外，由于一个光源可以支持多个像点成像，并且一个像素单元也可以支持多个像点成像，因而，显示系统很容易实现高分辨率的光场成像。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种基于四维光场的显示系统，其特征在于，包括：光源模组，显示面板，以及光传导组件；

所述光源模组包括呈阵列排布的多个光源；

所述显示面板为反射式液晶显示面板，所述显示面板包括呈阵列排布的多个像素单元；

所述光源模组中的所述光源出射的光线射向所述显示面板中的所述像素单元，所述显示面板中的所述像素单元将接收到的光线经所述光传导组件传输至目标位置。

2.如权利要求1所述的显示系统，其特征在于，所述光传导组件包括：光波导结构，粘合层，以及取光结构；

所述光波导结构包括：出光面，与所述出光面相对的背面，以及侧面；所述光波导结构用于使设定角度的光线全反射传输；

所述光源模组位于所述光波导结构的侧面，且所述光源模组与所述光波导结构呈一定夹角，以使所述光源出射的光线射入到所述光波导结构，并在所述光波导结构内全反射传输；

所述显示面板通过所述粘合层固定于所述光波导结构的背面，所述粘合层的折射率小于或等于所述光波导结构的折射率，且所述粘合层的折射率大于空气的折射率；

所述取光结构位于所述光波导结构的出光面，用于将所述光波导结构中全反射传输的光线取出至所述目标位置。

3.如权利要求2所述的显示系统，其特征在于，所述取光结构为透射式光栅。

4.如权利要求1所述的显示系统，其特征在于，所述光传导组件包括：偏光元件，偏振反射层，第一四分之一相位延迟片，第二四分之一相位延迟片，以及半透半反层；

所述光源模组与所述显示面板相对设置，所述偏振反射层位于所述光源模组与所述显示面板之间，且所述偏振反射层与所述显示面板呈一定夹角；所述偏振反射层用于透射第一偏振光且反射第二偏振光；

所述偏光元件位于所述光源模组与所述偏振反射层之间；用于将所述光源出射的光线转换为第一偏振光；

所述第一四分之一相位延迟片位于所述显示面板与所述偏振反射层之间；

所述半透半反层位于所述偏振反射层背离所述目标位置的一侧；

所述第二相位延迟片位于所述半透半反层与所述偏振反射层之间。

5.如权利要求4所述的显示系统，其特征在于，所述第一偏振光为P型偏振光，所述第二偏振光为S型偏振光；

所述偏光元件为P型偏光片，用于将所述光源出射的光线转换为P型偏振光；

所述偏振反射层用于透射P型偏振光且反射S型偏振光。

6.如权利要求4所述的显示系统，其特征在于，所述半透半反层的表面为曲面。

7.如权利要求1所述的显示系统，其特征在于，所述光传导组件包括：半透半反层；

所述半透半反层用于将所述显示面板出射的光线反射至所述目标位置。

8.一种如权利要求1～7任一项所述的显示系统的显示方法，其特征在于，包括：

根据待显示图像、光源模组、显示面板及目标位置之间的位置关系，以及所述待显示图像的原始图像信息，确定所述光源模组中各光源的发光信息，以及所述显示面板中各像素单元的显示信息；

根据确定出的所述光源模组中各光源的发光信息，控制所述光源模组中的各所述光源发光，并根据确定出的所述显示面板中各像素单元的显示信息，控制所述显示面板中的所述像素单元进行显示。

9.如权利要求8所述的显示方法，其特征在于，所述根据待显示图像、光源模组、显示面板及目标位置之间的位置关系，以及所述待显示图像的原始图像信息，确定所述光源模组中各光源的发光信息，以及所述显示面板中各像素单元的显示信息，包括：

将所述待显示图像进行微分处理，得到多个图像块；每一个所述图像块在所述目标位置对应一个像点；

对于每一个所述图像块，确定所述图像块到对应的所述像点的所有光线；

对于每一个所述像点，确定每一根光线与所述显示面板以及与所述光源模组之间的交点，并得到每一根光线对应的四维坐标值；所述四维坐标值包括光线与所述显示面板的交点的坐标值，以及光线与所述光源模组的交点的坐标值；

根据所述待显示图像的原始图像信息及确定出的各所述像点对应的四维坐标值，确定所述显示面板中各像素单元的显示信息，以及所述光源模组中各光源的亮度信息。

10.如权利要求9所述的显示方法，其特征在于，所述根据所述待显示图像的原始图像信息及确定出的各所述像点对应的四维坐标值，确定所述显示面板中各像素单元的显示信息，以及所述光源模组中各光源的亮度信息，包括：

以每一个像点对应的各所述四维坐标值作为一个坐标集合；

若存在两个所述坐标集合中存在相同的四维坐标值，则舍弃该四维坐标值确定出的所述显示信息和所述亮度信息。

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