CN109541812A - 一种体三维显示装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种体三维显示装置及其控制方法，包括：控制器；电连接控制器的透明显示结构；其中，控制器包括：图像输入模块，电连接透明显示结构，用于输入具有深度信息的二维图像到透明显示结构；同步控制模块，电连接图像输入模块和透明显示结构，用于识别二维图像的深度信息，生成并发送控制信号到透明显示结构；透明显示结构包括：至少三层透明显示单元，每一层透明显示单元与控制器电连接，且相邻两层透明显示单元之间距离相等且相互平行。本发明利用透明显示结构来表述三维图像，将透明显示屏应用到体三维显示，克服了传统显示装置亮度较低和清晰度不足的缺陷，提高了三维显示效果和用户观看体验，可以广泛应用于三维立体显示。

Description

一种体三维显示装置及其控制方法

技术领域

本发明属于显示技术领域，具体涉及一种体三维显示装置及其控制方法。

背景技术

近年来，随着计算机软硬件和多媒体产业的高速发展，计算机立体视觉系统已经日益成为下一代显示领域的主流发展方向。相比传统的二维显示技术，三维显示能将物体的深度感，层次感，空间位置等信息展现出来，更符合人们日常的双目观察习惯，能够带来更好的观看和沉浸式体验，在军事、医学、航空、广告、娱乐等行业得到了越来越广泛的应用。

目前，较为成熟的三维显示技术有分光立体眼镜、自动分光立体显示、体三维显示和全息三维显示四大类。前两种一般通过佩带专用的眼镜和其他辅助设备，运用双目视差和视觉暂留效应来实现三维效果。这种方式只有心理景深，没有实际物理景深，而且容易造成视觉疲劳。全息技术利用的是光波的干涉和衍射，它一般只能生成静态的三维光学场景，对观察角度还有要求，且大视角高分辨率的全息图的制备非常复杂，信息存储容量巨大，还停留在研制阶段。体三维显示是一种真三维显示技术，它利用屏幕的旋转和光投影等技术，将多幅二维图像在一定空间内合成富有真实立体感的三维立体图像，展现的三维物体既有心理景深，又有物理景深，更符合人眼观看习惯，不会造成视觉疲劳，而且图像逼真，具有全视景、多角度、多人同时观察等优点，是计算机立体视觉系统中最新的研究方向。

体三维显示主要可分为固态体显示和扫描体显示两大类型。其中，固态体显示系统采用多层传统液晶面板结构，将原始三维图像分解成多个二维图像，然后分别用多个液晶层来表述三维图像信息，但由于传统的液晶面板存在透射率过小、亮度较低和清晰度不足的缺陷，显示效果和用户体验感较差。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种体三维显示装置及其控制方法。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

本发明实施例提供的一种体三维显示装置，包括：

控制器；

电连接所述控制器的透明显示结构；

其中，所述控制器包括：

图像输入模块，电连接所述透明显示结构，用于输入具有深度信息的二维图像到所述透明显示结构；

同步控制模块，电连接所述图像输入模块和所述透明显示结构，用于识别所述二维图像对应的深度信息，生成并发送控制信号到所述透明显示结构；

所述透明显示结构包括：

至少三层透明显示单元，每一层所述透明显示单元与所述控制器电连接，且相邻两层所述透明显示单元之间距离相等且相互平行。

在本发明的一个实施例中，所述透明显示单元为透明显示屏。

在本发明的一个实施例中，所述透明显示屏的第一方向可视角和第二方向可视角均为160°。

本发明另一个实施例提供了一种体三维显示装置的控制方法，应用于上述实施例中任一项所述的体三维显示装置，包括：

所述图像输入模块传送多个所述二维图像到所述透明显示结构，其中，每个所述二维图像对应有深度信息；

所述同步控制模块识别所述深度信息，生成并发送所述控制信号到所述透明显示结构；

所述透明显示结构根据所述控制信号控制每层所述透明显示单元是否被点亮。

本发明的有益效果：

本发明提出的装置，利用透明显示结构来表述三维图像信息，克服了传统体三维显示装置只能从显示器正面看到三维图像，将透明显示屏应用到体三维显示，克服了传统显示装置亮度较低和清晰度不足的缺陷，提高了三维显示效果和用户观看体验，可以广泛应用于三维立体显示。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种体三维显示装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种体三维显示装置的控制方法流程示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例一

请参见图1，图1为本发明提供的一种体三维显示装置的结构示意图。

本发明实施例提供了一种体三维显示装置，包括：

控制器；

电连接控制器的透明显示结构；

其中，控制器包括：

图像输入模块，电连接透明显示结构，用于输入具有深度信息的二维图像到透明显示结构；

同步控制模块，电连接图像输入模块和透明显示结构，用于识别二维图像的深度信息，生成并发送控制信号到透明显示结构；

所述透明显示结构包括：

至少三层透明显示单元，每一层所述透明显示单元与所述控制器电连接，且相邻两层所述透明显示单元之间距离相等且相互平行。

三维图像可以看成是由多个具有不同深度信息的二维图像叠加而成。

这里将二维图像的深度信息定义为观察者距离三维图像的距离，即观察者距离三维图像越远，对应二维图像的深度越深；观察者距离三维图像越近，对应二维图像的深度越浅。

特别地，本发明具体实施例中，透明显示单元为透明显示屏。

具体地，透明显示屏可以是液晶显示屏，也可以是有机显示屏等透明显示屏，其特点是可直接显示具有深度信息的二维图像，不需要外部设备进行投影。

相邻两层透明显示屏之间的距离由需要显示的三维图像的深度分辨率决定，深度分辨率越高，相邻两层透明显示屏之间的距离越小，可以根据需求调整。

定义相邻两层透明显示屏之间的距离为d，透明显示屏的层数为n(n≥3)，n越大，d越小，则三维图像呈现的场景深度越大，效果越好。

透明显示屏的特点是透明度高，未被点亮时，根据像素分辨率的不同，透明度可从65％上升到95％，类似隐身效果；点亮后，又能呈现一块完整的全彩显示屏。

特别地，本发明具体实施例中，透明显示屏的第一方向可视角和第二方向可视角均不小于160°。

同步控制模块，电连接图像输入模块和透明显示结构，用于识别图像输入模块输入二维图像的深度信息，生成并发送对应的控制信号到透明显示结构。

特别地，本发明提出的装置有三种控制模式，第一种是逐屏扫描式，各层透明显示屏依次显示深度信息不同的二维图像，该模式数据存储量小，对硬件要求低，成本低；第二种是全屏固态式，各层透明显示屏同时显示深度信息不同的二维图像，该模式数据存储量大，对硬件要求高，成本高；第三种是逐屏扫描式和全屏固态式两种模式结合，一部分透明显示屏依次显示一部分深度信息不同的二维图像，另一部分透明显示屏同时显示另一部分深度信息不同的二维图像，这种模式灵活性较大，适用场合比较广泛。

具体地，当使用逐屏扫描式时，图像输入模块按照二维图像的深度信息由深到浅依次输入多个二维图像到透明显示结构，每输入一张二维图像，同步控制模块识别二维图像的深度信息，生成并发送对应的控制信号到透明显示结构，透明显示结构根据接收到的控制信号依次调节一层透明显示屏是否被点亮，以此类推，图像输入模块依次输入二维图像，同步控制模块依次发送控制信号，透明显示结构依次控制透明显示屏是否被点亮。

具体地，当使用全屏固态式时，图像输入模块同时输入多个深度信息不同的二维图像到透明显示结构，同步控制模块识别二维图像的深度信息，同时生成并发送多个对应的控制信号到透明显示结构，透明显示结构根据接收到的控制信号同时调节每一层透明显示屏是否被点亮。

如图2所示，本发明在上述实施例的基础上，提供了一种体三维显示装置的控制方法，应用于上述实施例中的体三维显示装置，包括：

图像输入模块传送多个二维图像到透明显示结构，其中，每个二维图像对应有深度信息；

同步控制模块识别深度信息，生成并发送控制信号到透明显示结构；

透明显示结构根据控制信号控制每层透明显示单元是否被点亮。

具体地，在逐屏扫描式中，各层透明液晶显示屏依次显示深度信息不同的二维图像。

图像输入模块按照二维图像的深度信息由深到浅依次输入二维图像到透明显示结构，同步控制模块识别二维图像的深度信息，依次生成并发送对应的控制信号到透明显示结构，透明显示结构根据接收到的控制信号，依次控制每一层透明显示单元是否被点亮。

图像输入模块在输入深度信息最深的二维图像时，同步控制模块识别上述深度信息，生成并发送对应的控制信号到透明显示结构，透明显示结构根据接收到的控制信号控制距离观察者最远的透明显示单元被点亮，显示对应的二维图像；其余透明显示单元未被点亮，处于透明状态，深度信息最深的二维图像直接显示到距离观察者最远的透明显示单元上。

图像输入模块在输入深度信息第二深的二维图像时，同步控制模块识别上述深度信息，生成并发送对应的控制信号到透明显示结构，透明显示结构控制距离观察者第二远的透明显示单元被点亮，显示对应的二维图像，其余透明显示单元未被点亮，处于透明状态，深度信息第二深的二维图像直接显示在距离观察者第二远的透明显示单元上。

图像输入模块按照二维图像的深度信息由深到浅依次输入二维图像，同步控制模块依次识别上述深度信息，生成并发送对应的控制信号到透明显示结构，透明显示结构根据接收到的控制信号依次调节每一层透明显示单元是否被点亮。

在全屏固态式中，各层透明显示单元同时显示不同深度信息的二维图像。

图像输入模块同时输入多个深度信息不同的二维图像，同步控制模块同时识别上述多个深度信息，生成并发送多个控制信号到透明显示结构，透明显示结构根据接收到的控制信号，同时控制每一层电控透明液晶显示屏被点亮。

本发明具体实施例中，透明显示结构由三层透明显示单元组成。

在逐屏扫描式中，首先，图像输入模块输入深度信息最深的二维图像时，同步控制模块识别上述深度信息，生成并发送对应的控制信号到透明显示结构，透明显示结构根据接收到的控制信号控制距离观察者最远的透明显示单元被点亮，显示对应的二维图像；其余透明显示单元未被点亮，处于透明状态，深度信息最深的二维图像直接显示到距离观察者最远的透明显示单元上。

接着，图像输入模块在输入深度信息第二深的二维图像时，同步控制模块识别上述深度信息，生成并发送对应的控制信号到透明显示结构，透明显示结构根据接收到的控制信号控制距离观察者第二远的透明显示单元被点亮，显示对应的二维图像，其余透明显示单元未被点亮，处于透明状态，深度信息第二深的二维图像直接显示在距离观察者第二远的透明显示单元上。

最后，图像输入模块在输入深度信息最浅的二维图像时，同步控制模块识别上述深度信息，生成并发送对应的控制信号到透明显示结构，透明显示结构根据接收到的控制信号控制距离观察者最近的透明显示单元被点亮，显示对应的二维图像，其余透明显示单元未被点亮，处于透明状态，深度信息最浅的二维图像直接显示在距离观察者最近的透明显示单元上。

在逐屏扫描式中，每层透明显示单元显示对应深度信息的二维图像，由于视觉暂留效应，会在人眼中叠加呈现出三维图像，实现三维立体显示。

在全屏固态式中，图像输入模块同时输入多个深度信息不同的二维图像，同步控制模块同时识别上述多个深度信息，生成并发送多个控制信号到透明显示结构，透明显示结构根据接收到的控制信号，同时控制每一层电控透明液晶显示屏被点亮，每层透明显示单元同时显示对应的二维图像。

在全屏固态式中，每层透明显示单元显示对应深度信息的二维图像，层层叠加，会在人眼中叠加呈现出三维图像，实现三维立体显示。

本发明提出的装置，利用透明显示结构来表述三维图像信息，克服了传统体三维显示装置只能从显示器正面看到三维图像，将透明显示屏应用到体三维显示，克服了传统显示装置亮度较低和清晰度不足的缺陷，提高了三维显示效果和用户观看体验，可以广泛应用于三维立体显示。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种体三维显示装置，其特征在于，包括：

控制器；

电连接所述控制器的透明显示结构；

其中，所述控制器包括：

图像输入模块，电连接所述透明显示结构，用于输入具有深度信息的二维图像到所述透明显示结构；

同步控制模块，电连接所述图像输入模块和所述透明显示结构，用于识别所述二维图像的深度信息，生成并发送控制信号到所述透明显示结构；

所述透明显示结构包括：

至少三层透明显示单元，每一层所述透明显示单元与所述控制器电连接，且相邻两层所述透明显示单元之间距离相等且相互平行。

2.根据权利要求1所述的体三维显示装置，其特征在于，所述透明显示单元为透明显示屏。

3.根据权利要求2所述的体三维显示装置，其特征在于，所述透明显示屏的第一方向可视角和第二方向可视角均不小于160°。

4.一种体三维显示装置的控制方法，其特征在于，应用于权利要求1-3中任一项所述的体三维显示装置，包括：

所述图像输入模块传送多个所述二维图像到所述透明显示结构，其中，每个所述二维图像对应有深度信息；

所述同步控制模块识别所述深度信息，生成并发送所述控制信号到所述透明显示结构；

所述透明显示结构根据所述控制信号控制每层所述透明显示单元是否被点亮。