CN112085975A - 一种显示设备及显示方法 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种显示设备及显示方法，所述显示设备至少能够作为黑板应用于教学系统，所述显示设备包括：控制模块；与所述控制模块连接的成像光源，用于在所述控制模块的控制下生成待显示图像的光线；全息膜，用于接收并反射所述光线，以显示所述待显示图像。

Description

一种显示设备及显示方法

技术领域

本申请涉及显示领域，涉及但不限于一种显示设备及显示方法。

背景技术

目前，传统的黑板和交互式电子白板作为教室中不可或缺的重要装置，应用于教学系统。但是，传统的黑板和交互式电子白板不能显示多维内容，也不支持自然的人机交互。因此，目前急需一种能够为未来教室中的老师和学生提供同时支持多维显示及交互、传统二维书写及交互的显示设备。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供一种显示设备及显示方法。

本申请的技术方案是这样实现的：

第一方面，本申请实施例提供一种显示设备，至少能够作为黑板应用于教学系统，所述显示设备包括：

控制模块；

与所述控制模块连接的成像光源，用于在所述控制模块的控制下生成待显示图像的光线；

全息膜，用于接收并反射所述光线，以显示所述待显示图像。

在一些实施例中，所述设备还包括半透半反膜；

所述半透半反膜用于呈现三维及三维以上的图像，所述全息膜位于所述半透半反膜的非作用面一侧；

所述全息膜还用于，在所述半透半反膜的作用面受到外力作用时，提供对所述半透半反膜的支撑作用。

在一些实施例中，所述半透半反膜能够产生形变；

所述控制模块还用于，在所述半透半反膜产生形变时，根据所述半透半反膜的形变参数，控制调整所述待显示图像的光线，以使得所述半透半反膜对所述调整后的待显示图像的光线进行接收和反射，实现通过所述半透半反膜显示调整后的待显示图像或显示所述待显示图像。

在一些实施例中，所述控制模块还用于，控制调节所述半透半反膜与所述全息膜之间具有第一预设距离或具有第二预设距离；

其中，所述第一预设距离大于所述第二预设距离，当所述半透半反膜与所述全息膜之间具有所述第一预设距离时，所述半透半反膜能够产生形变；当所述半透半反膜与所述全息膜之间具有所述第二预设距离时，所述半透半反膜不产生形变。

在一些实施例中，所述设备还包括至少一层偏振膜；其中，当所述偏振膜为一层时，所述偏振膜用于对穿透所述全息膜的任一方向的光线进行过滤；或者，当所述偏振膜为两层时，通过两层所述偏振膜中的第一层偏振膜对穿透所述全息膜的第一方向的光线进行过滤，且通过两层所述偏振膜中的第二层偏振膜对穿透所述全息膜的第二方向的光线进行过滤，其中，所述第一方向垂直于所述第二方向。

在一些实施例中，还包括可调节设备；所述可调节设备包括：至少一层透明膜，其中，每一所述透明膜的透明度可调；所述可调节设备，用于通过所述透明膜，调节穿透所述全息膜的光线的反射比，以实现调节呈现在所述全息膜上的显示图像的颜色，使得调节后的显示图像的颜色与原始图像的颜色保持一致或不一致。

在一些实施例中，所述可调节设备还用于，通过所述透明膜调节所述全息膜中呈像区域的明暗程度。

在一些实施例中，所述设备还包括：至少一层偏振膜和可调节设备；

所述可调节设备位于所述偏振膜和所述全息膜之间，所述至少一层偏振膜用于对穿透所述可调节设备的至少一个方向的光线进行过滤；

所述可调节设备至少用于调节呈现在所述全息膜上的显示图像的颜色。

在一些实施例中，所述设备还包括传感器模组；

所述传感器模组包括至少一个定位传感器，所述至少一个定位传感器位于不同的位置，且所述至少一个定位传感器分别与所述成像光源连接；

所述传感器模组，用于检测所述半透半反膜中的形变部分在形变之前的第一位置坐标、和在形变之后的第二位置坐标；

所述控制模块，还用于根据所述第一位置坐标和所述第二位置坐标，确定所述半透半反膜的所述形变参数。

在一些实施例中，所述设备还包括红外触摸框，所述半透半反膜固定于所述红外触摸框中；所述红外触摸框至少包括：形变检测传感器；

所述红外触摸框，用于通过所述形变检测传感器，检测作用于所述半透半反膜上的输入操作，以使得所述控制模块根据所述输入操作确定输入内容；

所述成像光源，还用于生成所述输入内容的光线。

第二方面，本申请实施例提供一种显示方法，应用于上述的显示设备中，所述显示方法包括：

获取待显示图像；

通过所述显示设备中的成像光源，生成所述待显示图像的光线，并将所述光线发射至所述显示设备中的全息膜上，以显示所述待显示图像。

在一些实施例中，所述获取待显示图像，包括：获取输入的所述待显示图像；或，获取作用于所述半透半反膜上的输入操作；

根据所述输入操作确定所述待显示图像。

在一些实施例中，所述方法还包括：确定所述待显示图像的属性信息；

根据所述属性信息，调节所述全息膜与所述显示设备中的半透半反膜之间的距离，以通过所述调节后的显示设备显示所述待显示图像。

在一些实施例中，所述属性信息包括：二维属性和三维属性；所述根据所述属性信息，调节所述全息膜与所述显示设备中的半透半反膜之间的距离，包括：

当所述待显示图像的属性信息为所述三维属性时，调节所述全息膜与所述半透半反膜之间的距离为第一预设距离；

当所述待显示图像的属性信息为所述二维属性时，调节所述全息膜与所述半透半反膜之间的距离为第二预设距离；其中，所述第一预设距离大于所述第二预设距离。

本申请实施例提供的显示设备及显示方法，由于所述显示设备至少具有控制模块和全息膜，其中，控制模块可以控制成像光源，生成待显示图像的光线；全息膜用于接收并反射生成的待显示图像的光线，如此，可以通过上述显示设备显示三维及三维以上的待显示图像，并且本申请实施例提供的显示设备支持人机交互。

附图说明

在附图(其不一定是按比例绘制的)中，相似的附图标记可在不同的视图中描述相似的部件。具有不同字母后缀的相似附图标记可表示相似部件的不同示例。附图以示例而非限制的方式大体示出了本文中所讨论的各个实施例。

图1为本申请实施例提供的显示设备的结构示意图；

图2A为本申请实施例提供的显示设备的结构示意图；

图2B为本申请实施例提供的核心双膜结构示意图；

图3A为本申请实施例提供的全息膜在投影时产生重影的示意图；

图3B为本申请实施例提供的显示设备的结构示意图；

图4A为本申请实施例提供的全息膜在投影时出现颜色损失示意图；

图4B为本申请实施例提供的显示设备的结构示意图；

图4C为本申请实施例提供的通过全息膜呈像的示意图；

图4D为本申请实施例提供的通过可调节设备调节后全息膜的呈像示意图；

图4E为本申请实施例提供的通过可调节设备调节后全息膜的呈像示意图；

图5为本申请实施例提供的显示设备的结构示意图；

图6为本申请实施例提供的显示方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对发明的具体技术方案做进一步详细描述。以下实施例用于说明本申请，但不用来限制本申请的范围。

在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”或“单元”的后缀仅为了有利于本申请的说明，其本身没有特定的意义。因此，“模块”或“单元”可以混合地使用。

图1为本申请实施例提供的显示设备的结构示意图，如图1所示，所述显示设备10包括：控制模块101、成像光源102和全息膜103。

这里，所述控制模块可以是支持多种算法，且具有显卡的主机。与所述控制模块连接的成像光源102，用于在所述控制模块的控制下生成待显示图像的光线。所述成像光源102至少包括：传统光源、发光二极管(Light Emitting Diode，LED)光源和激光光源。所述待显示图像可以是用户直接输入的图像，也可以是所述控制模块101根据用户的操作所确定出来的图像。全息膜103，用于接收并反射所述光线，以显示所述待显示图像。

所述全息膜103是一种具有较高透明特性的薄膜，所述全息膜103基于所述待显示图像的光线，生成待显示图像。

本申请实施例提供的显示设备，至少能够作为黑板应用于教学系统。举例来说，本申请的应用场景可以是：在教室中，控制模块可以为教室中的电脑主机，成像光源悬挂于教室中心顶部，全息膜位于讲台中，控制模块通过输入的二维图像或者三维影像控制成像光源发出对应的光线，所述光线正对全息膜，以在全息膜中显示所述二维图像或三维影像。这里，输入的二维图像或者三影像可以是教学课件或者实验视频等。

在其他实施例中，所述显示设备还可以实现虚拟多维显示，应用于广告公司、展览会场、设计公司，娱乐场所等。

本申请实施例提供的显示设备，由于至少具有控制模块、成像光源和全息膜，其中，控制模块可以控制成像光源，生成待显示图像的光线；全息膜用于接收并反射生成的待显示图像的光线，并且所述显示设备至少可以作为黑板应用于教学系统，如此，可以通过所述显示设备至少显示三维及三维以上的待显示图像，极大地提高了教学的生动性，并且激发了学生的学习兴趣。

由于传统黑板和交互式电子白板，作为教室中不可或缺的重要装置，在呈现三维内容时，仍然不够真实沉浸，也不支持自然的人机交互，因此，本申请实施例提供一种支持虚实融合和自然交互的显示设备，为未来教室中教师和学生提供同时支持三维显示及交互、传统二维书写交互、双面增强现实的显示设备。

图2A为本申请实施例提供的显示设备的结构示意图，如图2A所示，所述显示设备包括：控制模块(图中未示出)、成像光源201、全息膜202和半透半反膜203。

这里，所述控制模块可以是教室中的高性能主机；所述控制模块具有显卡，且所述控制模块支持运行人工智能(Artificial Intelligence，AI)算法、环境检测算法、显示矫正算法或交互识别及响应算法。与所述控制模块连接的成像光源201，用于在所述控制模块的控制下生成待显示图像的光线。所述成像光源是一种主动光源，用于在控制模块的作用下生成待显示图像的光线，所述成像光源悬挂于教室中间的天花板上，或者固定在悬挂于天花板上的支架中。所述成像光源可以是LED光源或者激光光源。

所述全息膜可以是硬质全透光膜，所述成像光源201的光线正对所述全息膜203。

所述半透半反膜203用于呈现三维及三维以上的图像，所述全息膜位于所述半透半反膜的非作用面一侧。

在一些实施例中，所述半透半反膜是具有一定弹性的半透膜，所述半透半反膜可以由弹性全息纱组成，且所述半透半反膜的反射率大于40％，所述半透半反膜的中心位置支持20至30厘米形变。所述全息膜202与所述半透半反膜203相向设置。

本申请实施例中，所述全息膜202还用于，在所述半透半反膜的作用面受到外力作用时，提供对所述半透半反膜的支撑作用。

这里，所述作用面可以是所述半透半反膜的任意一面，所述半透半反膜的非作用面与所述半透半反膜的作用面相对。那么，也就是说，所述全息膜可以位于所述半透半反膜的任意一面，且所述全息膜与所述半透半反膜之间具有预设的距离。本申请实施例中，由于所述全息膜是硬质膜，在所述半透半反膜的作用面受到外力作用时，比如，老师或者学生触碰所述半透半反膜时，所述全息膜可作为一个支撑平面，提供对所述半透半反膜的支撑作用。

在一些实施例中，所述全息膜的面积小于或等于所述半透半反膜，所述作用面至少包括：所述半透半反膜中远离所述全息膜的一面和未被所述全息膜覆盖的半透半反膜区域。

在一些实施例中，由于所述半透半反膜是具有一定弹性的薄膜，因此，所述半透半反能够产生形变，所述控制模块还用于，在所述半透半反膜产生形变时，根据所述半透半反膜的形变参数，控制调整所述待显示图像的光线，以使得所述半透半反膜对所述调整后的待显示图像的光线进行接收和反射，实现通过所述半透半反膜显示调整后的待显示图像或显示所述待显示图像。

本申请实施例中，当所述半透半反膜发生形变时，如果不对所述待显示图像的光线进行调整，所述半透半反膜将不能显示准确的待显示图像。这里，调整所述待显示图像的光线包括两种方式：一是根据所述半透半反膜的形变参数，矫正所述待显示图像的光线，以使得所述半透半反膜显示所述待显示图像；二是根据所述半透半反膜的形变参数，将所述待显示图像的光线调整为另一待显示图像的光线，使得所述半透半反膜显示所述另一待显示图像(即调整后的待显示图像)。

在一些实施例中，所述半透半反膜可支持用户与三维虚拟图形的交互，例如，虚拟实验。

这里，所述形变参数指的是所述半透半反膜在形变前后的位置变化参数，所述形变参数可以通过所述显示设备中的传感器模组204来获得。

本申请实施例中，所述传感器模组包括至少一个定位传感器，所述至少一个定位传感器分别与所述成像光源连接。所述传感器模组204，用于检测所述半透半反膜中的形变部分在形变之前的第一位置坐标、和在形变之后的第二位置坐标；所述控制模块，还用于根据所述第一位置坐标和所述第二位置坐标，确定所述半透半反膜的所述形变参数。

这里，所述定位传感器可以是任意一种定位器、三维红绿蓝深度图像(RGBD)传感器或者红外传感器中的任意一种或多种。当所述定位传感器的个数大于1个时，所述定位传感器位于不同的位置，用于在不同的视角下对所述半透半反膜的位置坐标进行检测，且每一所述定位传感器分别与所述成像光源201固定连接。

在一些实施例中，所述显示设备还包括：红外触摸框205，所述半透半反膜205固定于所述红外触摸框中；所述红外触摸框205具有高响应、高精度，支持手写检测等优点。所述红外触摸框至少包括：形变检测传感器(图中未示出)。所述红外触摸框支持对框内物体(如手指、笔)进行高精度多点位置检测，且所述红外触摸框可以识别用户的触摸、拉伸等动作。所述红外触摸框205用于通过所述形变检测传感器，检测作用于所述半透半反膜上的输入操作，以使得所述控制模块根据所述输入操作确定输入内容。

这里，所述输入操作可以是老师或者学生手写输入内容，例如，板书。

在一些实施例中，所述红外触摸框固定于教室中的地面和天花板之间，且所述红外触摸框与墙面之间具有一定的距离，方便老师或者学生走动、交互。

在一些实施例中，所述成像光源，还用于生成所述输入内容的光线，使得所述半透半反膜呈现所述输入内容。

在一些实施例中，所述显示设备还包括无反射吸光幕206，所述无反射吸光幕206是一种黑色吸光幕，例如，黑色绒布等。所述无反射吸光幕设置于所述半透半反膜后方的墙面和地板中，且所述无反射吸光幕的面积大于所述半透半反膜的面积。

所述无反射吸光幕206用于吸收穿透所述全息膜202和所述半透半反膜203的光线，防止穿透所述全息膜202和所述半透半反膜203的光线在所述半透半反膜中二次成像。

在一些实施例中，所述控制模块还用于，控制调节所述半透半反膜与所述全息膜之间具有第一预设距离或具有第二预设距离；其中，所述第一预设距离大于所述第二预设距离，当所述半透半反膜与所述全息膜之间具有所述第一预设距离时，所述半透半反膜能够产生形变；当所述半透半反膜与所述全息膜之间具有所述第二预设距离时，所述半透半反膜不产生形变。

这里，所述第一预设距离可以为最小距离阈值与最大距离阈值Max之间的任意值，第二预设距离可以为0到最小距离阈值之间的任意值，其中，最小距离阈值和最大距离阈值是半透半反膜与全息膜之间的距离阈值，最小距离阈值和最大距离阈值可以根据半透半反膜与全息膜的性能、材质、使用环境和与成像光源之间的距离、成像光源所形成的光线等条件来设置。例如，最大距离阈值可以为30厘米，最小距离阈值可以为2厘米，那么，第一预设距离可以是2至30厘米之间的任意距离，第二预设距离可以是0至2厘米之间的任意距离。

图2B为本申请实施例提供的核心双膜结构示意图，如图2B中左边的图所示，当半透半反膜203与所述全息膜202的距离为第一预设距离(例如，最大距离阈值Max)时，所述半透半反膜203支持三维交互，例如，虚拟仿真实验。如图2B中左边的图所示，当半透半反膜203与所述全息膜202的距离为第一预设距离(例如，0厘米)时，所述半透半反膜203仅支持二维交互，例如，板书。

这里，所述半透半反膜与所述全息膜之间的预设距离通过控制机构调节，因此，所述显示设备还包括滑动机构，所述滑动机构与所述控制模块连接，这里，所述滑动机构可以是电动滑轨或者电磁铁。

在一些实施例中，所述显示设备还包括：第一传感器207；所述第一传感器可以是RGBD传感器，所述第一传感器固定于所述红外触摸外框中的任意位置。所述第一传感器的检测头朝向半透半反膜的前方，可以检测到教室中学生的位置环境和学生状态；所述第一传感器207用于扫描重建并定位所述半透半反膜前方的环境和人物。

在一些实施例中，所述显示设备还包括：第二传感器208；所述第二传感器可以是红外传感器，所述第二传感器固定于所述红外触摸外框中的任意位置。所述第二传感器的检测头朝向半透半反膜的后方，可以检测教室中讲台环境及教师(或学生)；所述第二传感器208用于扫描重建并定位半透半反膜后方的环境和人物。

本申请实施例提供的显示设备，相较于交互式电子白板，可以支持逼真的三维显示和三维交互；相较于头戴式的虚拟增强现实(Virtual Reality/Augmented Reality，VR/AR)设备，可以支持多人、裸眼全息显示；相较于传统全息显示，可以支持传统二维书写及交互。

本申请实施例提供的显示设备，具有全息膜和半透半反膜双层膜结构，且在全息膜和半透半反膜之间具有第一预设距离时，半透半反膜能够产生形变，可以用于显示三维及三维以上的成像内容，并支持三维交互；在全息膜和半透半反膜之间具有第二预设距离时，半透半反膜不产生形变，可以用于显示二维内容，并支持二维交互，如此，通过所述显示设备极大地提高了教学的生动性，并且激发了学生的学习兴趣。

由于全息膜的透光率很高，所以全息膜在投影时，容易在其后方的背板上产生二次呈像的重影，影响观看效果。图3A为本申请实施例提供的全息膜在投影时产生重影的示意图，如图3A中所示出的人物，在全息投影时在第一区域31和第二区域32处呈现明显重影现象。基于上述问题，本申请实施例提供一种显示设备，所述显示设备至少能够作为黑板应用于教学系统，图3B为本申请实施例提供的显示设备的结构示意图，如图3B所示，所述显示设备包括：控制模块(图中未示出)、成像光源301、全息膜302和偏振膜303。

这里，与控制模块连接的成像光源301，用于在控制模块的控制下生成待显示图像的光线；全息膜302，用于接收并反射所述光线，以显示所述待显示图像。这里，所述控制模块可以是教室中的高性能主机，所述成像光源可以是激光光源。偏振膜303是具有二向色性的透明薄膜，允许平行于透光轴方向的光振通过，而垂直于这个方向的光振则被吸收，以此来消除部分额外的光线。

在一些实施例中，所述偏振膜303至少包括一层。当所述偏振膜为一层时，所述偏振膜用于对穿透所述全息膜302的任一方向的光线进行过滤；或者，当所述偏振膜为两层时，通过两层所述偏振膜中的第一层偏振膜对穿透所述全息膜302的第一方向的光线进行过滤，且通过两层所述偏振膜中的第二层偏振膜对穿透所述全息膜的第二方向的光线进行过滤，其中，所述第一方向垂直于所述第二方向。

本申请实施例中，所述偏振膜303包括两层膜3031和3032，通过所述偏振膜3031和所述偏振膜3032分别过滤掉两个垂直方向的光，以消除全息膜在投影时产生的重影。

在一些实施例中，所述偏振膜可作为投影幕布，设置于所述全息膜302之后。在其他实施例中，所述两层偏振膜也可以分别设置在全息膜之后的墙面和地板上，分别过滤两个相互垂直方向的光。

举例来说，本申请实施例提供的显示设备可以应用于教学系统中，控制模块为教室中的主机，成像光源悬挂于教室中的天花板上，全息膜位于教室中的讲台位置，至少一层偏振膜位于全息膜之后的墙面和/或地板上；老师通过主机输入待显示的教学视频，控制成像光源生成教学视频的光线，通过全息膜和偏振膜显示所述教学视频，其中，偏振膜可以过滤穿透全息膜的光线，避免教学视频的二次成像。

在一些实施例中，所述偏振膜也可以为一层单一方向的偏振膜，所述单层偏振膜可以设置于全息膜之后的墙面上，也可以设置于全息膜之后的地板上，所述单层的偏振膜用于对穿透全息膜的光线进行单一方向的过滤，以实现对待显示图像做偏振光图像处理，调整局部待显示图像的偏振光。

在一些实施例中，还可以采用普通相机或偏振相机分别拍摄部分待显示图像进行合成，使得部分待显示图像的光线可以透过偏振膜进行二次呈像，其他部分待显示图像的光线被偏振膜过滤掉，以避免产生不必要的二次呈像，从而实现局部内容增加二次呈像的三维视觉线索。

在一些实施例中，也可以直接在全息膜之后设置光线折射装置，例如，斜置凸透镜，以通过凸透镜改变穿透所述全息膜的光线的光路，使投影过来的图像斜向投影到地面，形成所述待显示图像的影子效果。

在一些实施例中，所述显示设备还包括半透半反膜(图中未示出)，所述半透半反膜与所述全息膜相向设置，所述半透半反膜可以位于所述全息膜与所述偏振膜之间，所述半透半反膜也可以位于所述全息膜之前。所述半透半反膜用于在呈现三维及三维以上的图像；所述半透半反膜与所述全息膜之间具有第一预设距离或第二预设距离。当所述半透半反膜与所述全息膜之间具有第一预设距离时，所述半透半反膜能够产生形变，此时，用户可以作用于所述半透半反膜中，以实现更好的成像效果；当所述半透半反膜与所述全息膜之间具有第二预设距离时，所述半透半反膜不产生形变，此时，所述全息膜和所述半透半反膜用于呈现二维内容，这里，所述第一预设距离大于所述第二预设距离。

在一些实施例中，所述偏振膜还用于过滤穿透所述全息膜和所述半透半反膜的部分光线，以消除全息膜和半透半反膜在成像时产生的重影。

本申请实施例提供的显示设备，由于所述显示设备至少具有一层偏振膜，可以在不影响全息膜呈像效果的同时，阻止待显示图像的光线在投影时产生二次成像；本申请实施例提供的显示设备也可以通过单层偏振膜过滤掉部分待显示图像的光线，使得没有过滤掉的部分待显示图像光线二次成像，以增加部分待显示图像的三维视觉效果。

全息膜投影等透明成像设备，有较好的立体空间成像效果，但是，全息膜的透光率较高，常常导致需要显示的图像的颜色损失、颜色失真、呈像亮度不均衡和暗部区域显示不清晰等。图4A为本申请实施例提供的全息膜在投影时出现颜色损失示意图，如图4A中所示出的人物的肩部区域401呈现出颜色损失和颜色失真现象，图4A中的人物的腿部区域402由于亮度不均衡导致呈像不清晰。基于全息膜在呈像时存在的上述问题，本申请实施例提供一种显示设备，图4B为本申请实施例提供的显示设备的结构示意图，所述显示设备至少能够作为黑板应用于教学系统，所述显示设备包括：控制模块(图中未示出)、全息膜401、光线传感器402和可调节设备403。

本申请实施例中，与控制模块连接的成像光源(图中未示出)，用于在所述控制模块的控制下生成待显示图像的光线。全息膜401，用于接收并反射所述光线，以显示所述待显示图像。可调节设备403包括：至少一层透明膜，其中，每一所述透明膜的透明度可调。这里，透明度可调是指穿透所述透明膜的光线的数量可调节的，即所述透明膜反射的光线的数量是可调节的。

在一些实施例中，所述可调节设备可以包括三层透明膜，每层透明膜具有一种颜色，例如，三层透明膜的颜色可以分别为红色(Red)、绿色(Green)和蓝色(Blue)。通过所述三明透明膜的叠加可以达到任意颜色值。如图4B所示，可调节设备403设置于全息膜402之后，人眼通过全息膜403观看到经过全息膜和可调节设备反射的光线所呈现出来的图像。

本申请实施例中，所述可调节设备403用于，通过所述透明膜，调节穿透全息膜的光线的反射比，以实现调节呈现在全息膜上的显示图像的颜色，使得调节后的显示图像的颜色与原始图像的颜色保持一致。

在一些实施例中，所述可调节设备403还用于，通过所述透明膜，调节穿透所述全息膜的光线的反射比，实现调节呈现在全息膜上的显示图像的颜色，使得调节后的显示图像的颜色与原始图像的颜色保持不一致，使得显示设备可以呈现更多的显示效果，满足不同的使用场景需求。

如图4C所示，为本申请实施例提供的通过全息膜的呈像示意图，可以看出，通过全息膜呈像的呈像区域出现了颜色失真的情况。图4D和4E为本申请实施例提供的通过可调节设备调节后全息膜的呈像示意图，如图4D所示，通过可调节设备调节后的呈像区域(如图中裙子)可以呈现原始图像的颜色；如图4E所示，通过可调节设备调节后的成像区域(如图中裙子)也可以呈现不同于原始图像颜色的任何颜色，极大地丰富了用户的体验。

本申请实施例中，所述可调节设备403还用于通过所述透明膜调节所述全息膜401中呈像区域的明暗程度。

在一些实施例中，所述显示设备还包括：光线传感器402。所述光线传感器402用于感知成像光源所生成的待显示图像的光线，并通过控制模块比较通过所述光线生成的待显示图像与原始图像之间的色差，通过可调节设备403中RGB三层透明膜的颜色值对所述待显示图像的颜色进行叠加补偿，使得所述待显示图像的颜色接近原始图像颜色。

本申请实施例中，所述显示设备还包括：图像采集传感器，所述图像采集传感器用于采集呈现在全息膜上的待显示图像，并根据原始图像的颜色，调节所述待显示图像的颜色，使其与原始图像的颜色保持一致或不一致。

本申请实施例中，通过所述显示设备中的控制模块识别出全息膜上的呈像区域，采用可调节设备403调节所述呈像区域的透明度，使得所述呈像区域的透明度降低，从而使全息膜401的透光率降低、颜色损失减少，使得呈现于所述全息膜上的待显示图像更加清晰、立体跳脱。

本申请实施例中，通过所述显示设备中的控制模块识别出呈像区域的亮度曲线，采用可调节设备403调节呈像区域的透明度和颜色值，按照识别出来的亮度曲线的渐变叠加补偿，使呈像区域的整体呈像效果亮度均衡。

本申请实施例中，通过所述显示设备中的控制模块识别出呈像区域中的暗色部分，根据用户的选择，采用可调节设备403调节呈像区域的颜色值，以对成像区域中的暗色部位进行局部补偿，使呈像区域的整体呈像效果亮度均衡。

在一些实施例中，所述显示设备还包括半透半反膜(图中未示出)，所述半透半反膜与所述全息膜相向设置，所述半透半反膜可以位于所述全息膜与所述可调节设备之间，所述半透半反膜也可以位于所述全息膜之前。所述半透半反膜用于在呈现三维及三维以上的图像；所述半透半反膜与所述全息膜之间具有第一预设距离或第二预设距离。当所述半透半反膜与所述全息膜之间具有第一预设距离时，所述半透半反膜能够产生形变，此时，用户可以作用于所述半透半反膜中，以实现更好的成像效果；当所述半透半反膜与所述全息膜之间具有第二预设距离时，所述半透半反膜不产生形变，此时，所述全息膜和所述半透半反膜用于呈现二维内容，这里，所述第一预设距离大于所述第二预设距离。

在一些实施例中，所述可调节设备还用于调节穿透所述全息膜和所述半透半反膜的光线的反射比，实现调节呈现在所述半透半反膜上的显示图像的颜色，使得调节后的显示图像的颜色与原始图像的颜色保持一致或不一致。

在一些实施例中，所述可调节设备还用于调节所述全息膜和所述半透半反膜中呈像区域的明暗程度。

本申请实施例中显示设备还可以由透明呈像设备(全息膜)、光线传感器、有机发光二极管显示屏(Organic Light-Emitting Diode，OLED)透明显示层和可调节设备组成，其中，OLED透明显示屏用于调节颜色，可调节设备用于调节穿透所述透明呈像设备的光线的反射比。

举例来说，本申请的应用场景可以是：在教室中，美术老师通过全息膜展示作品，由于全息膜的透光率较高，常常导致颜色损失、作品的亮度不均匀，影响显示效果。此时，采用可调节设备调节呈现在全息膜上的作品的颜色，使得作品的颜色与原始颜色保持一致，本申请实施例中，还可以调节作品的颜色为其它任意颜色，提高作品的显示效果，激发学生的想象力。

本申请实施例提供的显示设备，通过包含至少一层透明膜的可调节设备，调节穿透全息膜的光线的反射比，以实现调节呈现在半透半反膜上的显示图像的颜色，使得调节后的显示图像的颜色与原始图像的颜色保持一致或不一致，极大地丰富了用户观看体验。

本申请实施例提供一种显示设备，所述显示设备至少能够作为黑板应用于教学系统，图5为本申请实施例提供的显示设备的结构示意图，如图5所示，所述显示设备包括：控制模块(图中未示出)、成像光源501、全息膜502、半透半反膜503、可调节设备504和至少一层偏振膜505。

这里，所述控制模块可以是教室中的高性能主机，支持运行人工智能算。与所述控制模块连接的成像光源501，用于在所述控制模块的控制下生成待显示图像的光线。所述成像光源是一种主动光源，用于在控制模块的作用下生成待显示图像的光线，所述成像光源悬挂于教室中间的天花板上。所述成像光源可以是LED光源或者激光光源。全息膜502，用于接收并反射所述光线，以显示所述待显示图像；所述全息膜可以是硬质全透光膜。半透半反膜503，所述半透半反膜503用于呈现三维及三维以上的图像，所述全息膜位于所述半透半反膜的非作用面一侧。

在一些实施例中，所述半透半反膜具有一定的弹性半透膜，所述半透半反膜用于在呈现三维及三维以上的图像。所述全息膜502与所述半透半反膜503相向设置，所述半透半反膜503与所述全息膜502之间具有预设距离。

本申请实施例中，所述全息膜502还用于，在所述半透半反膜的作用面受到外力作用时，提供对所述半透半反膜的支撑作用。

在一些实施例中，由于所述半透半反膜是具有一定弹性的薄膜，因此，所述半透半反能够产生形变，所述控制模块还用于，在所述半透半反膜产生形变时，根据所述半透半反膜的形变参数，控制调整所述待显示图像的光线，以使得所述半透半反膜对所述调整后的待显示图像的光线进行接收和反射，实现通过所述半透半反膜显示调整后的待显示图像或显示所述待显示图像。

在一些实施例中，所述显示设备还包括：至少一层偏振膜505和可调节设备504。

所述可调节设备504位于所述偏振膜505和所述全息膜502之间，所述至少一层偏振膜505用于对穿透所述可调节设备的至少一个方向的光线进行过滤，以避免穿透所述全息膜、所述半透半反膜和所述可调节设备的光线的二次成像。

这里，所述偏振膜可设置于所述可调节设备之后的墙面和地板上。

在一些实施例中，所述可调节设备504可以用于调整呈现在全息膜和半透半反膜上的显示图像的颜色，使得所述显示图像的颜色与原始图像的颜色保持一致或不一致。所述可调节设备504还可以用于调整呈现在全息膜和半透半反膜上的显示图像的明暗程度，以对呈像区域中的暗色部位进行局部补偿，使显示图像的整体呈像效果亮度均衡。

在一些实施例中，所述显示设备还包括：红外触摸框506，所述半透半反膜503紧绷于所述红外触摸框中；所述红外触摸框506至少包括：形变检测传感器(图中未示出)。所述红外触摸框支持对框内物体(如手指、笔)进行高精度多点位置检测)，且可以识别用户的触摸、拉伸等动作。所述红外触摸框506用于通过所述形变检测传感器，检测作用于所述半透半反膜上的输入操作，以使得所述控制模块根据所述输入操作确定输入内容。

这里，所述输入操作可以是老师或者学生手写输入内容，例如，板书。

在一些实施例中，所述红外触摸框可以固定于教室中的底面和天花板之间，且所述红外触摸框与墙面之间具有一定的距离，方便老师或者学生走动、交互。

在一些实施例中，所述成像光源501，还用于生成所述输入内容的光线，使得所述半透半反膜503和所述全息膜502呈现所述输入内容。

在一些实施例中，所述显示设备还包括：传感器模组(图中未示出)，所述传感器模组包括至少一个定位传感器，所述至少一个定位传感器分别与所述成像光源连接。所述传感器模组，用于检测所述半透半反膜中的形变部分在形变之前的第一位置坐标、和在形变之后的第二位置坐标；所述控制模块，还用于根据所述第一位置坐标和所述第二位置坐标，确定所述半透半反膜的所述形变参数。

在一些实施例中，所述显示设备还包括：滑动机构(图中未示出)，所述滑动机构用于控制所述全息膜和所述半透半反膜之间具有第一预设距离或第二预设距离，其中，所述第一预设距离大于所述第二预设距离。所述滑动机构可以是电动滑轨或者电磁铁。

这里，当所述半透半反膜与所述全息膜之间具有第一预设距离时，所述半透半反膜支持三维交互，例如，虚拟仿真实验。当所述半透半反膜与所述全息膜之间具有第二预设距离时，所述半透半反膜503仅支持二维交互，例如，板书。

本申请实施例提供的显示设备，通过全息膜和半透半反膜双层膜结构显示三维及三维以上的成像内容；通过可调节设备对呈现在所述全息膜和所述半透半反膜上的显示图像的颜色进行补偿或调整；并通过至少一层偏振膜过滤掉穿透所述全息膜、所述半透半反膜和所述可调节设备的部分光线，以避免所述部分光线的二次成像，产生重影，提高了显示设备的显示效果。

除此之外，本申请实施例还提供一种显示方法，应用于上述实施例提供的显示设备中，如图6所示，为本申请实施例提供的显示方法的流程示意图，所述显示方法包括以下步骤：

步骤S601、获取待显示图像。

本申请实施例中，所述显示方法应用于显示设备，所述显示设备至少包括：半透半反膜，所述半透半反膜用于呈现三维及三维以上的图像。

这里，获取待显示图像的方式有两种：一是直接获取用户输入的待显示图像；二是获取作用于半透半反膜上的输入操作；根据所述输入操作确定所述待显示图像。

步骤S602、通过所述显示设备中的成像光源，生成所述待显示图像的光线，并将所述光线发射至所述显示设备中的全息膜上，以显示所述待显示图像。

在一些实施例中，所述显示设备还包括：成像光源、控制模块和全息膜，其中，所述控制模块与所述成像光源连接，所述控制模块用于控制所述成像光源生成待显示图像的光线。所述全息膜用于接收并反射所述光线，以显示所述待显示图像。

在一些实施例中，所述显示方法还包括：

S11、确定所述待显示图像的属性信息。

这里，所述属性信息至少包括：二维属性和三维属性。

S12、根据所述属性信息，调节所述全息膜与所述显示设备中的半透半反膜之间的距离，以通过所述调节后的显示设备显示所述待显示图像。

本申请实施例中，所述根据所述属性信息，调节所述全息膜与所述显示设备中的半透半反膜之间的距离，包括：

当所述待显示图像的属性信息为所述三维属性时，调节所述全息膜与所述半透半反膜之间的距离为第一预设距离；当所述待显示图像的属性信息为所述二维属性时，调节所述全息膜与所述半透半反膜之间的距离为第二预设距离；其中，所述第一预设距离大于所述第二预设距离。

这里，所述第一预设距离最小距离阈值与最大距离阈值Max之间的任意值，第二预设距离可以为0到最小距离阈值之间的任意值，其中，最小距离阈值和最大距离阈值是半透半反膜与全息膜之间的距离阈值，最小距离阈值和最大距离阈值可以根据半透半反膜与全息膜的性能、材质、使用环境和与成像光源之间的距离、成像光源所形成的光线等条件来设置。例如，最大距离阈值可以为30厘米，最小距离阈值可以为1厘米，那么，第一预设距离可以是1至30厘米之间的任意距离，第二预设距离可以是0至1厘米之间的任意距离。

举例来说，本申请的应用场景可以是：在教室中，老师根据要投影的课件是二维内容或者三维内容，通过控制模块调节显示设备中的全息膜和半透半反膜之间的距离为第一预设距离或第二预设距离，进而通过调节后的显示设备显示所述课件。

在一些实施例中，所述显示设备还包括：至少一层偏振膜，所述至少一层偏振膜位于所述全息膜和所述半透半反膜之后。对应地，所述显示方法还包括：通过所述显示设备中的至少一层偏振膜，过滤穿透所述全息膜和所述半透半反膜的部分光线进行过滤，以消除穿透所述全息膜和所述半透半反膜的光线二次成像。

在一些实施例中，所述显示设备还包括：可调节设备，所述可调节设备位于所述全息膜与所述至少一层偏振膜之间。对应地，所述显示方法还包括：通过所述显示设备中的可调节设备，调节穿透所述全息膜和所述半透半反膜的光线的反射比，以使得调节后的显示图像的颜色与原始图像的颜色保持一致或不一致。

本申请实施例提供的显示方法，由于可以通过待显示图像的属性信息，智能地控制显示设备中的全息膜和半透半反膜之间具有第一预设距离或第二预设距离，从而使得显示设备的显示效果最佳，实现了智能地显示待显示图像。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，如：多个单元或组件可以结合，或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其它形式的。

上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，也可以分布到多个网络单元上；可以根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各实施例中的各功能单元可以全部集成在一个处理模块中，也可以是各单元分别单独作为一个单元，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中；上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：移动存储设备、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本申请所提供的几个方法实施例中所揭露的方法，在不冲突的情况下可以任意组合，得到新的方法实施例。

本申请所提供的几个产品实施例中所揭露的特征，在不冲突的情况下可以任意组合，得到新的产品实施例。

本申请所提供的几个方法或设备实施例中所揭露的特征，在不冲突的情况下可以任意组合，得到新的方法实施例或设备实施例。

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 (14)

1.一种显示设备，至少能够作为黑板应用于教学系统，包括：

控制模块；

与所述控制模块连接的成像光源，用于在所述控制模块的控制下生成待显示图像的光线；

全息膜，用于接收并反射所述光线，以显示所述待显示图像。

2.根据权利要求1所述的设备，还包括半透半反膜；

所述半透半反膜用于呈现三维及三维以上的图像，所述全息膜位于所述半透半反膜的非作用面一侧；

所述全息膜还用于，在所述半透半反膜的作用面受到外力作用时，提供对所述半透半反膜的支撑作用。

3.根据权利要求2所述的设备，所述半透半反膜能够产生形变；

所述控制模块还用于，在所述半透半反膜产生形变时，根据所述半透半反膜的形变参数，控制调整所述待显示图像的光线，以使得所述半透半反膜对所述调整后的待显示图像的光线进行接收和反射，实现通过所述半透半反膜显示调整后的待显示图像或显示所述待显示图像。

4.根据权利要求2所述的设备，所述控制模块还用于，控制调节所述半透半反膜与所述全息膜之间具有第一预设距离或具有第二预设距离；

其中，所述第一预设距离大于所述第二预设距离，当所述半透半反膜与所述全息膜之间具有所述第一预设距离时，所述半透半反膜能够产生形变；当所述半透半反膜与所述全息膜之间具有所述第二预设距离时，所述半透半反膜不产生形变。

5.根据权利要求1所述的设备，还包括至少一层偏振膜；

其中，当所述偏振膜为一层时，所述偏振膜用于对穿透所述全息膜的任一方向的光线进行过滤；或者，

当所述偏振膜为两层时，通过两层所述偏振膜中的第一层偏振膜对穿透所述全息膜的第一方向的光线进行过滤，且通过两层所述偏振膜中的第二层偏振膜对穿透所述全息膜的第二方向的光线进行过滤，其中，所述第一方向垂直于所述第二方向。

6.根据权利要求1所述的设备，还包括可调节设备；

所述可调节设备包括：至少一层透明膜，其中，每一所述透明膜的透明度可调；

所述可调节设备，用于通过所述透明膜，调节穿透所述全息膜的光线的反射比，以实现调节呈现在所全息膜上的显示图像的颜色，使得调节后的显示图像的颜色与原始图像的颜色保持一致或不一致。

7.根据权利要求6所述的设备，所述可调节设备还用于，通过所述透明膜调节所述全息膜中呈像区域的明暗程度。

8.根据权利要求1所述的设备，还包括：至少一层偏振膜和可调节设备；

所述可调节设备位于所述偏振膜和所述全息膜之间，所述至少一层偏振膜用于对穿透所述可调节设备的至少一个方向的光线进行过滤；

所述可调节设备至少用于调节呈现在所述全息膜上的显示图像的颜色。

9.根据权利要求3所述的设备，还包括传感器模组；

所述传感器模组包括至少一个定位传感器，所述至少一个定位传感器分别与所述成像光源连接；

所述传感器模组，用于检测所述半透半反膜中的形变部分在形变之前的第一位置坐标、和在形变之后的第二位置坐标；

所述控制模块，还用于根据所述第一位置坐标和所述第二位置坐标，确定所述半透半反膜的所述形变参数。

10.根据权利要求2所述的设备，还包括红外触摸框，所述半透半反膜固定于所述红外触摸框中；所述红外触摸框至少包括：形变检测传感器；

所述红外触摸框，用于通过所述形变检测传感器，检测作用于所述半透半反膜上的输入操作，以使得所述控制模块根据所述输入操作确定输入内容；

所述成像光源，还用于生成所述输入内容的光线。

11.一种显示方法，应用于显示设备，包括：

获取待显示图像；

通过所述显示设备中的成像光源，生成所述待显示图像的光线，并将所述光线发射至所述显示设备中的全息膜上，以显示所述待显示图像。

12.根据权利要求11所述的方法，所述获取待显示图像，包括：

获取输入的所述待显示图像；或，

获取作用于所述半透半反膜上的输入操作；

根据所述输入操作确定所述待显示图像。

13.根据权利要求12所述的方法，还包括：

确定所述待显示图像的属性信息；

根据所述属性信息，调节所述全息膜与所述显示设备中的半透半反膜之间的距离，以通过所述调节后的显示设备显示所述待显示图像。

14.根据权利要求13所述的方法，所述属性信息包括：二维属性和三维属性；所述根据所述属性信息，调节所述全息膜与所述显示设备中的半透半反膜之间的距离，包括：

当所述待显示图像的属性信息为所述三维属性时，调节所述全息膜与所述半透半反膜之间的距离为第一预设距离；

当所述待显示图像的属性信息为所述二维属性时，调节所述全息膜与所述半透半反膜之间的距离为第二预设距离；其中，所述第一预设距离大于所述第二预设距离。

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