CN103886810A - 一种显示设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种显示设备，涉及显示技术领域，可以使摄像头拍摄的场景图像中的物品图像轻易地分离出来，便于识别和追踪。所述显示设备，包括：显示屏幕；设置在所述显示屏幕表面的光线导向层，所述光线导向层用于将所述显示屏幕发出的光线导向视线区域。

Description

一种显示设备

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种显示设备。 

背景技术

随着科学技术的发展和应用需求范围的日益扩大，各种具有不同应用功能的显示设备相继问世。目前有一种桌面(Tabletop)型显示设备，它可以通过机器视觉识别其表面物体并进行相关操作。 

通常，桌面型显示设备可以通过普通的彩色摄像头自动识别放在桌面型显示设备表面的手机、电脑等物品并进行文件传输。所述彩色摄像头能够获取得到表面物品精确和丰富的信息，但所述彩色摄像头也会拍摄到桌面型显示设备的屏幕，表面物品与背景屏幕的图像拍摄在一起，分离有一定的难度，不方便桌面型显示设备的识别和追踪。 

发明内容

本发明的实施例提供一种显示设备，可以使摄像头拍摄的场景图像中的物品图像轻易地分离出来，便于识别和追踪。 

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案： 

一种显示设备，包括：显示屏幕；设置在所述显示屏幕表面的光线导向层，所述光线导向层用于将所述显示屏幕发出的光线导向视线区域。 

可选的，所述显示设备还包括摄像头，所述摄像头位于所述显示屏幕上方的视线区域以外，用于拍摄位于所述显示设备上的场景图像，并将所述场景图像的信息传输给所述显示设备的处理器，以使得所述处理器对所述场景图像进行处理，识别并追踪所述场景图像中的物品。 

可选的，所述光线导向层由多个平行的导光片组成，所述导光片与所述显示屏幕之间的夹角为α，其中0°＜α＜90°。 

优选的，相邻两个导光片之间导出的任意两条光线的最大夹角为60°。 

优选的，所述显示设备还包括电压调整模块； 

所述电压输出装置用于，在所述摄像头不拍摄物品时，调整加载在所述光线导向层上的电压使所述光线导向层透光，在所述摄像头拍摄物品时，调整加载在所述光线导向层上的电压使所述光线导向层不透光。 

优选的，所述光线导向层由多个三棱镜组成，所述三棱镜的顶角θ≤arccos(1/n)，所述n为所述三棱镜材料的折射率。 

优选的，所述光线导向层由多个梯形棱镜组成，所述梯形棱镜的顶面上设置有反射膜。 

上述技术方案提供的显示设备，通过在所述显示屏幕表面设置光线导向层，将所述显示屏幕发出的光线导向视线区域；从而使设置在所述显示屏幕上方的视线区域以外摄像头不能捕获到显示屏幕上发出的光线，从而使所述摄像头拍摄的场景图像中屏幕背景比较模糊而物品图像比较清晰，进而使所述显示设备的处理器容易地分割出场景图像中的物品图像，便于所述显示设备识别并追踪所述物品。 

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 

图1为本发明实施例1提供的一种显示设备的结构示意图； 

图2为本发明实施例1提供的一种光线导向层的结构示意图； 

图3为本发明实施例1提供的一种光线通过光线导向层中的导光片的线路示意图； 

图4为本发明实施例2提供的一种显示设备的结构示意图； 

图5为本发明实施例3提供的一种显示设备的结构示意图。 

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进 行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 

实施例1 

本发明实施例提供了一种显示设备，如图1所示，所述显示设备包括：显示屏幕11，设置在所述显示屏幕11表面的光线导向层12，所述光线导向层12可以将所述显示屏幕11发出的光线导向视线区域。 

摄像头13，位于所述显示屏幕11上方的视线区域以外，用于拍摄所述显示设备上的场景图像，并将所述场景图像的信息传输给所述显示设备的处理器，以使得所述处理器对所述场景图像进行处理，识别并追踪所述场景图像中的物品。 

由于位于所述显示设备上的物品表面的光线是漫反射的，摄像头13可以拍摄到比较清晰的物品图像，而摄像头13就不能捕获到经光线导向层12导出的光线即不能拍摄到屏幕上的画面，故摄像头13拍摄到的场景图像里面屏幕背景比较模糊而物品图像比较清晰。这样当所述摄像头13将所述场景图像传输至所述显示设备的处理器后，所述处理器就会容易地分割出场景图像中的物品图像，从而便于所述显示设备识别并追踪所述物品。 

如图2所示，所述光线导向层12可以由多个平行的导光片121组成，所述导光片121与所述显示屏幕11之间的夹角为α，其中0°＜α＜90°。 

在这里，在所述摄像头拍摄物品时，所述导光片121不通光，这样显示屏幕11上发出的光线只能从所述导光片121的缝隙之间导出。示例的，如图3所示为光线通过相邻两个导光片的缝隙的线路示意图。相邻两个导光片导出的任意两条光线的最大夹角为β，图中所示的β角涵盖的区域就是视线区域，优选的，相邻两个导光片导出的任意两条光线的最大夹角β为60°。为了使光线导向层导出的光线不汇聚到显示屏幕上方的摄像头，图3中所示的角度δ应保证大于0度。这样在视线区域内的人眼可以看到显示屏幕上的画面，而不在视线区 域内的摄像机13则不能拍摄到显示屏幕上的画面。 

优选的，所述显示设备还包括电压调整模块；所述电压调整模块用于，在所述摄像头不拍摄物品时，调整加载在所述光线导向层上的电压使所述光线导向层透光，在所述摄像头拍摄物品时，调整加载在所述光线导向层上的电压使所述光线导向层不透光。 

所述电压调整模块可以根据所述导光片材料的不同来调整加载在所述光线导向层上的电压。 

可选的，所述导光片的材料为液晶和各向异性吸收黑色颜料的混合物。所述混合物具有加电通光，不加电的时候吸收光线的特点。故，所述电压调整模块可以在所述摄像头不拍摄物品时，给所述光线导向层加载电压。此时，所述光线导向层中的导光片就可以通光，使人眼能够在更大的角度范围内看到所述显示屏幕上显示的画面。所述电压调整模块可以在所述摄像头拍摄物品时，停止在所述光线导向层上加载电压，此时，所述光线导向层中的导光片就会吸收光线而不导通光线，这样就可以将所述显示屏幕发出的光线导向视线区域，而不被所述摄像头捕获。 

反之，当所述导光片的材料具有加电吸收光线，不加电的时候导通光线的特点时，所述电压调整模块就可以在所述摄像头不拍摄物品时，不给所述光线导向层加载电压，在所述摄像头拍摄物品时，停止在所述光线导向层上加载电压。 

可选的，如图2所示，所述光线导向层12还包括两层透明通光膜122和123，所述导光片在所述两层透明通光膜之间。 

实施例2 

本发明实施例提供了一种显示设备，如图1所示，所述显示设备包括：显示屏幕11，设置在所述显示屏幕11表面的光线导向层12，所述光线导向层12可以将所述显示屏幕11发出的光线导向视线区域。 

可选的，所述显示设备还包括摄像头13，所述摄像头13如图1所示，位于所述显示屏幕11上方的视线区域以外，用于拍摄所述显示设备上的场景图像，并将所述场景图像的信息传输给所述显示设备的处理器，以使得所述处理器对所述场景图像进行处理，识别并追踪 所述场景图像中的物品。 

由于位于所述显示设备上的物品表面的光线是漫反射的，摄像头13可以拍摄到比较清晰的物品图像，而摄像头13就不能捕获到经光线导向层12导出的光线即不能拍摄到屏幕上的画面，故摄像头13拍摄到的场景图像里面屏幕背景比较模糊而物品图像比较清晰。这样当所述摄像头13将所述场景图像传输至所述显示设备的处理器后，所述处理器就会容易地分割出场景图像中的物品图像，从而便于所述显示设备识别并追踪所述物品。 

如图4所示，为所述显示设备的剖面图，所述光线导向层12由多个三棱镜124组成，要使显示屏幕11出射的光线经过所述光线导向层12后导向视线区域，而不导向正上方的摄像头，必须使入射角最小的光线都满足全反射条件即保证所有的光线在三棱镜124中进行全反射，而不进行折射。因此，如图4所示，最小入射角为λ，要发生全反射则必须使Sin(90°-θ)≥1/n，θ为棱镜顶角，n为棱镜材料折射率，即三棱镜124顶角θ要满足下面条件：θ≤arccos(1/n)。 

在所述三棱镜124顶角θ要满足θ≤arccos(1/n)时，射入三棱镜中的所有光线都如图4所示，进行全反射后射出所述三棱镜124，此时，所述三棱镜124的出射光线都射向所述显示屏幕11侧向的视线区域，而无直射向所述显示屏幕11正上方的，从而在所述显示屏幕11的正上方形成无光区域，这样在视线区域内的人眼可以看到显示屏幕11上的画面，而不在视线区域内而在所述无光区域的摄像机13则不能拍摄到显示屏幕上的画面。 

可选的，所述光线导向层12还包括两层透明通光膜，所述棱镜在所述两层透明通光膜之间，所述透明通光膜用于连接所述三棱镜。 

实施例3 

本发明实施例提供了一种显示设备，如图1所示，所述显示设备包括：显示屏幕11，设置在所述显示屏幕11表面的光线导向层12，所述光线导向层12可以将所述显示屏幕11发出的光线导向视线区域。 

可选的，所述显示设备还包括摄像头13，位于所述显示屏幕11上方的视线区域以外，用于拍摄所述显示设备上的场景图像，并将所 述场景图像的信息传输给所述显示设备的处理器，以使得所述处理器对所述场景图像进行处理，识别并追踪所述场景图像中的物品。 

由于位于所述显示设备上的物品表面的光线是漫反射的，摄像头13可以拍摄到比较清晰的物品图像，而摄像头13就不能捕获到经光线导向层12导出的光线即不能拍摄到屏幕上的画面，故摄像头13拍摄到的场景图像里面屏幕背景比较模糊而物品图像比较清晰。这样当所述摄像头13将所述场景图像传输至所述显示设备的处理器后，所述处理器就会容易地分割出场景图像中的物品图像，从而便于所述显示设备识别并追踪所述物品。 

如图5所示，为所述显示设备的剖面图，所述光线导向层12由多个梯形棱镜125组成，所述梯形棱镜125的顶面上设置有反射膜126。 

实施例2中所述的三棱镜顶角很尖，做在显示屏幕11的表面很容易被外力破坏掉，故本实施例中用梯形棱镜125来代替三棱镜，此时在所述梯形棱镜125的顶面上设置反射膜126。如图5所示，显示屏幕11射出的光线到达所述梯形棱镜125的顶面后就会全部反射回来，光线只能从所述梯形棱镜125的两个侧面折射向所述显示屏幕11的侧向视线区域，这样，就在所述显示屏幕11的正上方形成无光区域，从而使在视线区域内的人眼可以看到显示屏幕11上的画面，而不在视线区域内而在所述无光区域的摄像机13则不能拍摄到显示屏幕11上的画面。 

可选的，所述光线导向层12还包括两层透明通光膜，所述梯形棱镜在所述两层透明通光膜之间，所述透明通光膜用于连接所述棱镜。 

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。 

Claims (9)

1.一种显示设备，其特征在于，包括：

显示屏幕；

设置在所述显示屏幕表面的光线导向层，所述光线导向层用于将所述显示屏幕发出的光线导向视线区域。

2.根据权利要求1所述的显示设备，其特征在于，所述显示设备还包括摄像头，

所述摄像头，位于所述显示屏幕上方的视线区域以外，用于拍摄位于所述显示设备上的场景图像，并将所述场景图像的信息传输给所述显示设备的处理器，以使得所述处理器对所述场景图像进行处理，识别并追踪所述场景图像中的物品。

3.根据权利要求1所述的显示设备，其特征在于，

所述光线导向层由多个平行的导光片组成，所述导光片与所述显示屏幕之间的夹角为α，其中0°＜α＜90°。

4.根据权利要求3所述的显示设备，其特征在于，

相邻两个导光片之间导出的任意两条光线的最大夹角为60°。

5.根据权利要求3或4所述的显示设备，其特征在于，所述显示设备还包括电压调整模块；

所述电压调整模块用于，在所述摄像头不拍摄物品时，调整加载在所述光线导向层上的电压使所述光线导向层透光，在所述摄像头拍摄物品时，调整加载在所述光线导向层上的电压使所述光线导向层不透光。

6.根据权利要求5所述的显示设备，其特征在于，

所述光线导向层中导光片的材料为液晶和各向异性吸收黑色颜料的混合物。

7.根据权利要求1所述的显示设备，其特征在于，所述光线导向层由多个三棱镜组成，所述三棱镜的顶角θ≤arccos(1/n)，所述n为所述三棱镜材料的折射率。

8.根据权利要求1所述的显示设备，其特征在于，所述光线导向层由多个梯形棱镜组成，所述梯形棱镜的顶面上设置有反射膜。

9.根据权利要求6～8所述的显示设备，其特征在于，所述光线导向层还包括两层透光膜，所述导光片在所述两层透光膜之间，或所述棱镜在所述两层透光膜之间，所述梯形棱镜在所述两层透光膜之间。

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