CN104394396A - 一种利用伸缩元件实现图像视觉深度显示的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用伸缩元件实现图像视觉深度显示的装置及方法，该装置包括：图像处理单元，用于将待显示图像的原始图像数据划分为第一子图像数据和第二子图像数据；控制单元，用于控制显示单元在第一时刻根据第一子图像数据显示第一子图像，并在第二时刻根据第二子图像数据显示第二子图像；伸缩单元，用于支撑显示单元并控制显示单元的位置；控制单元还用于控制伸缩单元在第一时刻将显示单元移动到第一位置，并控制伸缩单元在第二时刻将显示单元移动到第二位置。通过上述方式，本发明能够将原始图像划分为两个子图像，并在不同时刻使显示单元移动到不同位置显示不同的子图像，进而使两子图像之间产生深度视差，让用户能够直接感受到图像深度。

Description

一种利用伸缩元件实现图像视觉深度显示的装置及方法

技术领域

本发明涉及显示领域，特别是涉及一种利用伸缩元件实现图像视觉深度显示的装置及方法。

背景技术

在现有的图像显示领域，大多是使用二维显示屏，然而为了给予用户更加真实完美的视觉体验，因此使得二维显示屏所显示的图像具有三维效果成为如今的研究方向。

当前，建立三维图像的深度感知一般有以下三种方式，第一种是基于计算机图形学来调节一副图像上色彩、亮度及阴影，以建立图像对于用户的心理深度暗示，使得用户在集中精力观察图像时能产生深度的错觉；第二种是利用双眼视差原理，将二维显示屏上的图像分为左眼图像和右眼图像，使用光栅将左眼图像导引至左眼、右眼图像导引至右眼，实现裸眼可视的三维显示；第三种也是利用双眼视差原理，在二维显示屏上同时显示左眼图像和右眼图像，然后用户通过所佩戴的分色眼镜、偏振眼镜或其他设备，使左眼只能看到左眼图像，右眼只能看到右眼图像，从而实现外设协助的可视三维显示。

然而，上述三种方式都存在着一定的问题，第一种方式只能实现有限深度，且需要用户集中注意力在图像上，第二种方式对于观看的距离及角度有一定要求，且图像呈现的效果不佳，第三种方式需要专门的投影设备以及用户需佩戴相应的设备，对于个人使用来说很不方便。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种利用伸缩元件实现图像视觉深度显示的装置及方法，将待显示图像分位两个子图像，通过移动显示单元使显示单元在不同的位置显示不同的子图像，使两个子图像之间产生一定的深度，让用户能够即刻感受到深度信息。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种利用伸缩元件实现图像视觉深度显示的装置，该装置包括：

显示单元；图像处理单元，用于将待显示图像的原始图像数据划分为第一子图像数据和第二子图像数据；伸缩单元，用于支撑显示单元并控制显示单元的位置；控制单元，与图像处理单元及显示单元连接，用于控制显示单元在第一时刻根据第一子图像数据显示第一子图像，并在第二时刻根据第二子图像数据显示第二子图像；控制单元进一步控制伸缩单元在显示单元显示第一子图像和第二子图像的过程中进行同步伸缩，进而在第一时刻将显示单元移动到第一位置，并控制伸缩单元在第二时刻将显示单元移动到第二位置，其中第一位置不同于第二位置，进而使得第一子图像和第二子图像之间产生一定的视觉深度。

其中，控制单元控制显示单元对第一子图像和第二子图像的刷新频率为待显示图像的刷新频率的至少两倍，控制单元控制伸缩单元的伸缩频率为待显示图像的刷新频率的至少两倍。

其中，第一子图像和第二子图像分别对应于待显示图像的不同区域。

其中，第一子图像是待显示图像中的前景图像，第二子图像是待显示图像中的背景图像。

其中，第一子图像是待显示图像的激活窗口图像，第二子图像是待显示图像的未激活窗口图像。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是提供一种利用伸缩元件实现图像视觉深度显示的方法，该方法包括：

将待显示图像的原始图像数据划分为第一子图像数据和第二子图像数据；控制显示单元在第一时刻根据第一子图像数据显示第一子图像，并在第二时刻根据第二子图像数据显示第二子图像；进一步控制设置于显示单元上的伸缩单元在显示单元显示第一子图像和第二子图像的过程中进行同步伸缩，进而在第一时刻将显示单元移动到第一位置，并控制伸缩单元在第二时刻将显示单元移动到第二位置，其中第一位置不同于第二位置，进而使得第一子图像和第二子图像之间产生一定的视觉深度。

其中，控制显示单元对第一子图像和第二子图像的刷新频率为待显示图像的刷新频率的至少两倍，控制单元控制伸缩单元的伸缩频率为待显示图像的刷新频率的至少两倍。

其中，将待显示图像的原始图像数据划分为第一子图像数据和第二子图像数据的步骤包括：将待显示图像的原始图像数据划分为第一子图像数据和第二子图像数据使得第一子图像和第二子图像对应于待显示图像的不同区域。

其中，将待显示图像的原始图像数据划分为第一子图像数据和第二子图像数据的步骤包括：将待显示图像的原始图像数据划分为第一子图像数据和第二子图像数据使得第一子图像对应于待显示图像的前景图像，第二子图像对应于待显示图像的背景图像。

其中，将待显示图像的原始图像数据划分为第一子图像数据和第二子图像数据的步骤包括：将待显示图像的原始图像数据划分为第一子图像数据和第二子图像数据使得第一子图像对应于待显示图像的激活窗口图像，第二子图像对应于待显示图像的未激活窗口图像。

本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明通过将待显示图像分为第一子图像及第子二图像，通过控制单元控制伸缩单元的伸缩量导致显示单元移动，使显示单元在第一位置显示第一子图像，在第二位置显示第二子图像，进而使两个子图像之间产生深度视差，让用户能够即刻感受到深度信息。

附图说明

图1是本发明利用伸缩元件实现图像视觉深度显示的装置第一实施方式的结构示意图；

图2是本发明利用伸缩元件实现图像视觉深度显示的装置第一实施方式中显示单元101移动的侧视图；

图3是本发明利用伸缩元件实现图像视觉深度显示的装置第二实施方式中图像划分的示意图；

图4是本发明利用伸缩元件实现图像视觉深度显示的装置第二实施方式中时钟单元控制伸缩单元移动的示意图；

图5是本发明利用伸缩元件实现图像视觉深度显示的装置第三实施方式显示装置的后视图；

图6是本发明利用伸缩元件实现图像视觉深度显示的装置第三实施方式显示单元501移动的示意图；

图7是本发明利用伸缩元件实现图像视觉深度显示的方法第四实施方式的流程图。

具体实施方式

参阅图1，本发明利用伸缩元件实现图像视觉深度显示的装置的第一实施方式的示意图，该装置100包括：

显示单元101、图像处理单元102、伸缩单元103及控制单元104；

其中，图像处理单元102，用于将待显示图像的原始图像数据划分为第一子图像数据和第二子图像数据；

图像处理单元102可以连接外部信号输入口，例如有线电视输入口、网线输入口或者DVD输入口等，将输入的图像信号按照一定的方法进行划分，该方法可以是亮度、颜色、前后或者大小等等，例如户外的广告显示屏，显示内容包括背景图像和广告文字，可以将背景图像作为第一子图像，文字图像作为第二子图像；另外，图像处理单元102也可以直接接收外部划分好的图像信号，不用进行划分，例如3D图像信号。

伸缩单元103用于支撑显示单元101并控制显示单元101的位置。具体来说，

伸缩单元103一般采用电致伸缩元件或者磁致伸缩元件，例如压电陶瓷，压电陶瓷属于无机非金属材料，是一种能够将机械能和电能互相转换的功能陶瓷材料。伸缩单元103通过伸缩产生位移，控制显示单元101的位置，伸缩元件103控制显示单元101移动的位置可以根据图像处理单元102将待显示图像划分的个数来随意设置。进一步参阅图2，图像处理单元102将待显示图像分为第一图像和第二图像两个图像，则伸缩单元103则控制显示单元101分别移动到前后两个不同的位置，当显示单元101移动到第一位置1011时显示第一图像，当显示单元101移动到第二位置1012时显示第二图像。

控制单元104与图像处理单元102、显示单元101及伸缩单元103连接，用于控制显示单元101在第一时刻根据第一子图像数据显示第一子图像，并在第二时刻根据第二子图像数据显示第二子图像。

控制单元104进一步控制伸缩单元103在显示单元101显示第一子图像和第二子图像的过程中进行同步伸缩，进而在第一时刻将显示单元101移动到第一位置1011，并控制伸缩单元103在第二时刻将显示单元101移动到第二位置1012，其中第一位置1011不同于第二位置1012，进而使得第一子图像和第二子图像之间产生一定的视觉深度。

控制单元104可以是根据图像处理单元102接收待显示图像的频率来控制显示单元101的显示和伸缩单元103的移动。当图像处理单元102接收待显示图像数据的频率为f时，立刻对该图像数据进行处理，划分为第一子图像数据和第二子图像数据，控制单元104则根据该频率控制伸缩单元103的伸缩频率为2f，显示单元101的切换频率为2f，即显示单元101于第一时刻t1移动到第一位置1011并显示第一图像，显示单元101于第二时刻t2移动到第二位置1012并显示第二图像，t2-t1＝1/2f。

另外，控制单元也可以以某一固定的的频率F控制伸缩单元103的伸缩和显示单元101的切换，如果图像处理单元102接收待显示图像的频率大于F/2则暂存未显示的图像，如果图像处理单元102接收待显示图像的频率小于F/2则增加待显示图像的显示时间。

区别于现有技术，本实施方式通过图像处理单元将原始图像数据分为至少两子图像数据，并传输至显示单元，控制单元通过控制伸缩单元的伸缩量和显示单元的切换频率使得显示单元于第一时刻在第一位置显示第一子图像，并于第二时刻在第二位置显示第二子图像，进而使两个子图像之间产生视觉深度，进一步的，本实施方式无需用户使用专用眼镜或其他设备，仅通过图像数据的划分和显示单元的移动，即在用户眼里呈现出具有深度的图像。

参阅图1和图3，本发明利用伸缩元件实现图像视觉深度显示的装置的第二实施方式的示意图，该装置100包括：

显示单元101、图像处理单元102、伸缩单元103及控制单元104；

图像处理单元102用于将待显示图像301的原始图像数据划分为第一子图像数据和第二子图像数据。

其中，第一子图像302和第二子图像303分别对应于待显示图像301的不同区域，具体地，第一子图像302可以是待显示图像301中的背景图像，第二子图像303可以是待显示图像301中的前景图像，或者第一子图像302可以是待显示图像301的未激活窗口图像，第二子图像303可以是待显示图像301的激活窗口图像。如图3所示，待显示图像301中，状态栏和左侧窗口均为激活窗口，右侧窗口为未激活窗口，鲜花属于背景图像，则将右侧窗口和鲜花划分为第一子图像302，状态栏和左侧窗口划分为第二子图像303。

伸缩单元103用于支撑显示单元101并控制显示单元101的位置。

控制单元104与图像处理单元102、显示单元101及伸缩单元103连接，用于控制显示单元101在第一时刻根据第一子图像数据显示第一子图像，并在第二时刻根据第二子图像数据显示第二子图像。

控制单元104进一步控制伸缩单元103在显示单元101显示第一子图像和第二子图像的过程中进行同步伸缩，进而在第一时刻将显示单元101移动到第一位置1011，并控制伸缩单元103在第二时刻将显示单元101移动到第二位置1012，其中第一位置1011不同于第二位置1012，进而使得第一子图像和第二子图像之间产生一定的视觉深度。

同时参阅图4，在本实施方式中，控制单元104包括一时钟单元(图未示)，时钟单元产生周期的脉冲信号，周期为T，该周期T同时也是图像处理单元102接收待显示图像的周期；周期T根据高低电平分为第一时间段T1和第二时间段T2，第一时间段T1的开始时刻为t1时刻，第二时间段T2的开始时刻为t2时刻，在t1时刻显示单元101显示第一子图像，在t2时刻显示单元101显示第二子图像；

同时参阅图1-图4，本实施方式的具体实施过程如下：

周期开始时，即t1时刻，图像处理单元102接收到待显示图像301后立刻将待显示图像301划分为第一图像302和第二图像303，然后将第一图像302发送给显示单元101，同时，控制单元104控制伸缩单元103的伸缩量使得显示单元101移动到第一位置1011，显示单元101显示第一图像302；t2时刻，图像处理单元102将第二图像303发送给显示单元101，同时，控制单元104控制伸缩单元103的伸缩量使得显示单元101移动到第二位置1012，显示单元101显示第二图像303；这样，使得背景图像和前景图像之间产生深度，达到三维显示的效果。

区别与现有技术，本实施方式通过图像处理单元将原始图像数据按照前景和背景或者激活窗口和未激活窗口分为至少两子图像数据，并传输至显示单元，控制单元通过时钟信号控制伸缩单元的伸缩量和显示单元的切换频率使得显示单元于第一时刻在第一位置显示第一子图像，并于第二时刻在第二位置显示第二子图像，进而使两个子图像之间产生视觉深度，进一步的，本实施方式无需用户使用专用眼镜或其他设备，仅通过图像数据的划分和显示单元的移动，即在用户眼里呈现出具有深度的图像。

参阅图5，本发明利用伸缩元件实现图像视觉深度显示的装置的第三实施方式的显示装置的后视图的示意图，该装置500包括：

显示单元501、图像处理单元502、控制单元503及电源504。伸缩单元包括第一伸缩单元5051、第二伸缩单元5052、第三伸缩单元5053和第四伸缩单元5054，四个伸缩单元分别位于显示单元501背部的四个角。

其中，电源504通过电源线连接外部电源，主要为显示单元501、图像处理单元502、控制单元503及四个伸缩单元提供电源；

图像处理单元502通过数据线连接外部信号，用于接收外部待显示的图像信号并将待显示图像的原始图像数据划分为第一子图像数据和第二子图像数据。

第一伸缩单元5051和第二伸缩单元5052位于显示单元501的左侧(图5后视图中为右侧，后同)，第三伸缩单元5053和第四伸缩单元5054位于显示单元501的右侧，四个伸缩单元可以固定显示器框体上，也可以固定于其他安装显示屏的地方，并支撑显示单元501和控制显示单元501的位置。

在日常应用中，往往不需要使全屏图像都产生深度，例如在显示屏的左边播放3D电影，而在显示屏的右边进行打字聊天，这样如果四个伸缩单元均工作就会浪费资源，因此仅需要显示屏的左边产生深度。

在本实施方式中，四个伸缩单元分别位于显示屏的四个角落，控制单元503根据需要分别控制四个伸缩单元的伸缩量；具体地，用户接通电源504开启显示装置后，当用户仅需要显示屏左边产生视觉深度时，对控制单元503进行设置，使控制单元仅控制左侧第一伸缩单元5051和第二伸缩单元5052的伸缩。

同时参阅图6，本实施方式的具体过程如下：图像处理单元502接收外部待显示图像并按照深度划分为第一子图像及第二子图像，这里可以仅将图像的左半部分进行划分，右半部分仍为原待显示图像，然后控制单元502控制左侧的第一伸缩单元5051和第二伸缩单元5052的伸缩量使显示单元501在t1时刻移动到第一位置5011并显示第一子图像，然后控制显示单元501在t2时刻移动到第二位置5012并显示第二子图像，使得显示屏左侧的图像产生一定的视觉深度而右侧的图像不变。此时，显示单元501可采用柔性显示屏或拼接式显示屏。

另外，本实施方式中的多个伸缩单元的数量和位置仅为举例，实际应用可根据需要设置。

区别与现有技术，本实施方式通过图像处理单元将原始图像数据中需要显示深度的部分按照前景和背景或者激活窗口和未激活窗口分为至少两子图像数据，并传输至显示单元，控制单元控制多个伸缩单元的伸缩量和显示单元的切换频率使得显示单元的一半屏幕于第一时刻在第一位置显示第一子图像，并于第二时刻在第二位置显示第二子图像，而另一半屏幕仍显示原图像，进而使屏幕一半部分两个子图像之间产生视觉深度，进一步的，本实施方式无需用户使用专用眼镜或其他设备，仅通过图像数据的划分和显示单元的移动，即在用户眼里呈现出具有深度的图像。

参阅图7，本发明利用伸缩元件实现图像视觉深度显示的方法第四实施方式的流程图，本实施方式的具体步骤如下：

步骤701：将待显示图像的原始图像数据划分为第一子图像数据和第二子图像数据；

其中，第一子图像和第二子图像对应于待显示图像的不同区域，具体地，第一子图像对应于待显示图像的背景图像，第二子图像对应于待显示图像的前景图像，或者第一子图像对应于待显示图像的未激活窗口图像，第二子图像对应于待显示图像的激活窗口图像。

步骤702：控制显示单元在第一时刻根据第一子图像数据显示第一子图像，并在第二时刻根据第二子图像数据显示第二子图像；

其中，控制显示单元对第一子图像和第二子图像的刷新频率为待显示图像的刷新频率的至少两倍，控制伸缩单元的伸缩频率为待显示图像的刷新频率的至少两倍；

其中，第一时刻和第二时刻分别为前后两时刻，且第一时刻与第二时刻是在子图像一定刷新频率下的两个时刻，而该刷新频率是待显示图像刷新频率的至少两倍，且当划分出三个子图像时，该刷新频率则是待显示图像刷新频率的至少三倍。

步骤703：控制设置于显示单元上的伸缩单元在显示单元显示第一子图像和第二子图像的过程中进行同步伸缩，进而在第一时刻将显示单元移动到第一位置，并控制伸缩单元在第二时刻将显示单元移动到第二位置，其中第一位置不同于第二位置，进而使得第一子图像和第二子图像之间产生一定的视觉深度。

其中，伸缩单元的数量和位置均可根据实际情况设置，控制单元可选择性控制部分伸缩单元的伸缩。

区别于现有技术，本实施方式通过图像处理单元将原始图像数据分为至少两子图像数据，并传输至显示单元，控制单元通过控制伸缩单元的伸缩量和显示单元的切换频率使得显示单元于第一时刻在第一位置显示第一子图像，并于第二时刻在第二位置显示第二子图像，进而使两个子图像之间产生视觉深度，进一步的，本实施方式无需用户使用专用眼镜或其他设备，仅通过图像数据的划分和显示单元的移动，即在用户眼里呈现出具有深度的图像。

以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种利用伸缩元件实现图像视觉深度显示的装置，所述装置包括显示单元，其特征在于，所述装置进一步包括：

图像处理单元，用于将待显示图像的原始图像数据划分为第一子图像数据和第二子图像数据；

伸缩单元，用于支撑所述显示单元并控制所述显示单元的位置；

控制单元，与所述图像处理单元、所述伸缩单元及所述显示单元连接，用于控制所述显示单元在第一时刻根据所述第一子图像数据显示第一子图像，并在第二时刻根据所述第二子图像数据显示第二子图像；

所述控制单元进一步控制所述伸缩单元在所述显示单元显示所述第一子图像和所述第二子图像的过程中进行同步伸缩，进而在所述第一时刻将所述显示单元移动到第一位置，并控制所述伸缩单元在所述第二时刻将所述显示单元移动到第二位置，其中所述第一位置不同于所述第二位置，进而使得所述第一子图像和所述第二子图像之间产生一定的视觉深度。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制单元控制所述显示单元对所述第一子图像和所述第二子图像的刷新频率为所述待显示图像的刷新频率的至少两倍，所述控制单元控制所述伸缩单元的伸缩频率为所述待显示图像的刷新频率的至少两倍。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一子图像和所述第二子图像分别对应于所述待显示图像的不同区域。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述第一子图像是所述待显示图像中的前景图像，所述第二子图像是所述待显示图像中的背景图像。

5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述第一子图像是所述待显示图像的激活窗口图像，所述第二子图像是所述待显示图像的未激活窗口图像。

6.一种利用伸缩元件实现图像视觉深度显示的方法，其特征在于，所述方法包括：

将待显示图像的原始图像数据划分为第一子图像数据和第二子图像数据；

控制显示单元在第一时刻根据所述第一子图像数据显示第一子图像，并在第二时刻根据所述第二子图像数据显示第二子图像；

控制设置于显示单元上的伸缩单元在所述显示单元显示所述第一子图像和所述第二子图像的过程中进行同步伸缩，进而在所述第一时刻将所述显示单元移动到第一位置，并控制所述伸缩单元在所述第二时刻将所述显示单元移动到第二位置，其中所述第一位置不同于所述第二位置，进而使得所述第一子图像和所述第二子图像之间产生一定的视觉深度。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述控制显示单元在第一时刻根据所述第一子图像数据显示第一子图像，并在第二时刻根据所述第二子图像数据显示第二子图像步骤进一步包括：

所述控制显示单元对所述第一子图像和所述第二子图像的刷新频率为所述待显示图像的刷新频率的至少两倍，所述控制单元控制所述伸缩单元的伸缩频率为所述待显示图像的刷新频率的至少两倍。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述将待显示图像的原始图像数据划分为第一子图像数据和第二子图像数据步骤包括：

将待显示图像的原始图像数据划分为对应于所述待显示图像的不同区域的第一子图像数据和第二子图像数据。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述将待显示图像的原始图像数据划分为第一子图像数据和第二子图像数据步骤包括：

将所述待显示图像的原始图像数据划分为所述第一子图像数据和所述第二子图像数据使得所述第一子图像对应于所述待显示图像的前景图像，所述第二子图像对应于所述待显示图像的背景图像。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述将待显示图像的原始图像数据划分为第一子图像数据和第二子图像数据步骤包括：

将待显示图像的原始图像数据划分为所述第一子图像数据和所述第二子图像数据使得所述第一子图像对应于所述待显示图像的激活窗口图像，所述第二子图像对应于所述待显示图像的未激活窗口图像。