本發(fā)明涉及光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及立體成像顯示裝置和方法。

背景技術(shù)：

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，立體成像顯示技術(shù)越來越受到人們的重視。目前的電子顯示技術(shù)目前只能達(dá)成平面顯示，立體成像顯示目前主要的方法為，利用平面電子顯示屏進(jìn)行空間掃描，通常被以旋轉(zhuǎn)屏幕的方式實(shí)現(xiàn)。但旋轉(zhuǎn)屏幕實(shí)現(xiàn)立體成像顯示的方法，顯示區(qū)域大小與顯示設(shè)備所占的空間相對應(yīng)，導(dǎo)致顯示設(shè)備體積較大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種立體成像顯示裝置和方法，旨在解決立體成像顯示裝置體積較大的問題。為了對披露的實(shí)施例的一些方面有一個(gè)基本的理解，下面給出了簡單的概括。該概括部分不是泛泛評述，也不是要確定關(guān)鍵/重要組成元素或描繪這些實(shí)施例的保護(hù)范圍。其唯一目的是用簡單的形式呈現(xiàn)一些概念，以此作為后面的詳細(xì)說明的序言。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的第一方面，提供了一種立體成像顯示裝置，包括顯示器，運(yùn)動(dòng)裝置、光學(xué)導(dǎo)入裝置、光學(xué)投影裝置，其中，

顯示器，用于顯示圖像；

運(yùn)動(dòng)裝置，用于控制顯示器運(yùn)動(dòng)至預(yù)設(shè)物空間位置，預(yù)設(shè)物空間位置與顯示器顯示的圖像相對應(yīng)；

光學(xué)導(dǎo)入裝置，用于將顯示器顯示的圖像導(dǎo)入光學(xué)投影裝置；

光學(xué)投影裝置，用于將光學(xué)導(dǎo)入裝置導(dǎo)入的圖像成像至預(yù)設(shè)像空間位置，預(yù)設(shè)像空間位置與顯示器顯示的圖像相對應(yīng)。

可選的，運(yùn)動(dòng)裝置，用于控制顯示器沿光軸方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

可選的，立體成像顯示裝置還包括控制器，用于根據(jù)縱深分辨率生成縱深排列圖像序列。

可選的，立體成像顯示裝置還包括控制器，用于生成分層次的圖像序列。

可選的，立體成像顯示裝置還包括同步信號發(fā)生器，用于生成同步信號。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的第二方面，提供了一種立體成像顯示方法，包括：

控制顯示器顯示圖像；

控制顯示器運(yùn)動(dòng)至預(yù)設(shè)物空間位置，預(yù)設(shè)物空間位置與顯示器顯示的圖像相對應(yīng)；

將顯示器顯示的圖像導(dǎo)入光學(xué)投影裝置；

將光學(xué)導(dǎo)入裝置導(dǎo)入的圖像成像至預(yù)設(shè)像空間位置，預(yù)設(shè)像空間位置與顯示器顯示的圖像相對應(yīng)。

可選的，立體成像顯示方法還包括：控制顯示器沿光軸方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)至預(yù)設(shè)物空間位置。

可選的，立體成像顯示方法還包括：根據(jù)縱深分辨率生成縱深排列圖像序列。

可選的，立體成像顯示方法還包括：生成分層次的圖像序列。

可選的，立體成像顯示方法還包括：生成同步信號；

本發(fā)明實(shí)施例公開的立體成像顯示裝置和方法，立體成像顯示裝置結(jié)構(gòu)簡單，縮小了傳統(tǒng)視覺暫留立體成像顯示裝置的體積，且達(dá)到了真正的單目立體成像顯示功能。

應(yīng)當(dāng)理解的是，以上的一般描述和后文的細(xì)節(jié)描述僅是示例性和解釋性的，并不能限制本發(fā)明。

附圖說明

此處的附圖被并入說明書中并構(gòu)成本說明書的一部分，示出了符合本發(fā)明的實(shí)施例，并與說明書一起用于解釋本發(fā)明的原理。

圖1是本發(fā)明實(shí)施例公開的一種立體成像顯示裝置的示意圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例公開的一種光學(xué)系統(tǒng)的示意圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例公開的一種圖像的示意圖；

圖4是本發(fā)明實(shí)施例公開的另一種圖像的示意圖；

圖5是本發(fā)明實(shí)施例公開的另一種圖像的示意圖；

圖6是本發(fā)明實(shí)施例公開的一種虛擬現(xiàn)實(shí)裝置的示意圖；

圖7是本發(fā)明實(shí)施例公開的一種立體成像顯示方法的流程圖；

圖8是本發(fā)明實(shí)施例公開的另一種立體成像顯示方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

以下描述和附圖充分地示出本發(fā)明的具體實(shí)施方案，以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠?qū)嵺`它們。實(shí)施例僅代表可能的變化。除非明確要求，否則單獨(dú)的部件和功能是可選的，并且操作的順序可以變化。一些實(shí)施方案的部分和特征可以被包括在或替換其他實(shí)施方案的部分和特征。本發(fā)明的實(shí)施方案的范圍包括權(quán)利要求書的整個(gè)范圍，以及權(quán)利要求書的所有可獲得的等同物。在本文中，各實(shí)施方案可以被單獨(dú)地或總地用術(shù)語“發(fā)明”來表示，這僅僅是為了方便，并且如果事實(shí)上公開了超過一個(gè)的發(fā)明，不是要自動(dòng)地限制該應(yīng)用的范圍為任何單個(gè)發(fā)明或發(fā)明構(gòu)思。本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用于將一個(gè)實(shí)體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開來，而不要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素。本文中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見即可。對于實(shí)施例公開的結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品等而言，由于其與實(shí)施例公開的部分相對應(yīng)，所以描述的比較簡單，相關(guān)之處參見方法部分說明即可。

本發(fā)明實(shí)施例公開了一種立體成像顯示裝置10，如圖1所示，包括，顯示器101，運(yùn)動(dòng)裝置102、光學(xué)導(dǎo)入裝置103、光學(xué)投影裝置104，其中，

顯示器101，用于顯示圖像；

運(yùn)動(dòng)裝置102，用于控制顯示器101運(yùn)動(dòng)至預(yù)設(shè)物空間位置，預(yù)設(shè)物空間位置與顯示器101顯示的圖像相對應(yīng)；

光學(xué)導(dǎo)入裝置103，用于將顯示器101顯示的圖像導(dǎo)入光學(xué)投影裝置104；

光學(xué)投影裝置104，用于將光學(xué)導(dǎo)入裝置103導(dǎo)入的圖像成像至預(yù)設(shè)像空間位置，預(yù)設(shè)像空間位置與顯示器101顯示的圖像相對應(yīng)。

可選的，顯示器101可以為平面顯示屏或曲面顯示屏，進(jìn)一步可選的，顯示器101可以為液晶顯示屏(英文全稱：liquidcrystaldisplay，英文縮寫：lcd)、硅基液晶(英文全稱：liquidcrystalonsilicon，英文縮寫：lcos)反射式投影顯示屏、發(fā)光二極管(英文全稱：lightemittingdiode，英文簡稱：led)顯示屏、有機(jī)發(fā)光二極管(英文全稱：organiclight-emittingdiode，英文簡稱：oled)顯示屏等。

可選的，運(yùn)動(dòng)裝置102，可以用于控制顯示器101沿顯示器101的光軸方向運(yùn)動(dòng)。進(jìn)一步可選的，運(yùn)動(dòng)裝置102可以為震動(dòng)裝置1021，用于控制顯示器101沿顯示器101的光軸方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)。示例性的，震動(dòng)裝置1021可以為壓電陶瓷，或偏心輪震動(dòng)裝置等。

可選的，光學(xué)導(dǎo)入裝置103可以包括輸入耦合器和波導(dǎo)，輸入耦合器可以包括面光柵或體光柵，也可以包括空間光調(diào)制器。

可選的，光學(xué)導(dǎo)入裝置103可以包括半反半透鏡。

可選的，光學(xué)投影裝置104可以包括輸出耦合器，輸出耦合器可以包括面光柵或體光柵，也可以包括空間光調(diào)制器，或者，也可以包括半反半透鏡。

本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在具體實(shí)施過程中根據(jù)目標(biāo)需求靈活選取，本發(fā)明對此并不限定。

如圖2所示的光學(xué)系統(tǒng)中，當(dāng)顯示屏101在物空間位置1，即近眼光學(xué)系統(tǒng)的焦平面位置時(shí)，使用者的眼睛看到的光線是經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)處理后的平行光束，使用者的眼鏡會(huì)認(rèn)為這樣的平行光束來自于和物空間同側(cè)但是距離為無窮遠(yuǎn)處的一個(gè)點(diǎn)，即像空間位置1。因此，位于焦平面的物對應(yīng)的像處于無窮遠(yuǎn)處。當(dāng)顯示屏101不在焦平面，而是焦平面以內(nèi)的位置時(shí)，對應(yīng)的像會(huì)處于有限遠(yuǎn)處，示例性的，當(dāng)顯示屏101在物空間位置3時(shí)，對應(yīng)的像處于像空間位置3。隨著顯示屏101的移動(dòng)，像的位置也隨之移動(dòng)，且物和像的位置一一對應(yīng)。

圖3示出了一個(gè)示例性的立體圖像，在較靠前的位置，存在字母“a”，在字母“a”的后方，存在被字母“a”遮擋的字母“b”。運(yùn)動(dòng)裝置102可以在第一時(shí)刻t1控制顯示器101運(yùn)動(dòng)至物空間位置6處，相對應(yīng)的，顯示器101顯示如圖4所示的圖像，并經(jīng)光學(xué)投影裝置104將對應(yīng)的像成像于像空間位置6處。而后運(yùn)動(dòng)裝置102可以在第二時(shí)刻t2控制顯示器101運(yùn)動(dòng)至物空間位置3處，相對應(yīng)的，顯示器101顯示如圖5所示的圖像，并經(jīng)光學(xué)投影裝置104將對應(yīng)的像成像于像空間位置3處。如此，在t1時(shí)刻，像空間位置6處會(huì)存在如圖4所示圖像對應(yīng)的像，在t2時(shí)刻，像空間位置3處會(huì)存在如圖4所示圖像對應(yīng)的像?；谝曈X暫留現(xiàn)象，使用者會(huì)觀察到如圖3所示的立體圖像。

本發(fā)明實(shí)施例公開的立體成像顯示裝置10，結(jié)構(gòu)簡單，縮小了傳統(tǒng)視覺暫留立體成像顯示裝置的體積，且達(dá)到了真正的單目立體成像顯示功能。

進(jìn)一步的，運(yùn)動(dòng)裝置102控制顯示器101沿光軸方向進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)的過程中，當(dāng)顯示器101運(yùn)動(dòng)至物空間位置1-7時(shí)，顯示器101可以顯示與物空間位置相對應(yīng)的圖像。或者，顯示器101顯示特定圖像時(shí)，運(yùn)動(dòng)裝置102控制顯示器101運(yùn)動(dòng)至與該特定圖像相對應(yīng)的位置。

本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在具體實(shí)施過程中，根據(jù)需要確定顯示器101在一次往復(fù)運(yùn)動(dòng)中顯示的圖像數(shù)量，和顯示圖像時(shí)的位置。應(yīng)知，在一次往復(fù)運(yùn)動(dòng)中顯示的圖像數(shù)量越多，顯示效果的層次感和立體感也會(huì)越好，其顯示圖像的層次數(shù)可以用縱深分辨率進(jìn)行表征，示例性的，如圖2所示，若顯示器101在經(jīng)過物空間位置1-7時(shí)，分別顯示7個(gè)不同的圖像，則縱深分辨率為7，若顯示器101只在物空間位置3和5時(shí)，分別顯示2個(gè)不同的圖像，則縱深分辨率為2，以此類推。

可選的，立體成像顯示裝置10還可以包括控制器105，用于根據(jù)縱深分辨率生成縱深排列圖像序列，縱深排列圖像序列為顯示器101在位于不同位置時(shí)需要顯示的圖像；

顯示器101可以用于根據(jù)控制器105生成的縱深排列圖像序列，顯示圖像。

可選的，控制器105還可以用于生成分層次的圖像序列。具體的，分層次的圖像序列可以用于呈現(xiàn)立體圖像。具體的，控制器105可以根據(jù)預(yù)先建立的，或預(yù)先獲取的立體模型，生成分層次的圖像序列。其中，該立體模型可以通過圖像處理等方式獲得?？刂破?05還可以通過獲取的真實(shí)環(huán)境的圖像，生成分層次的圖像序列。其中，真實(shí)環(huán)境的圖像可以實(shí)時(shí)獲取，如持續(xù)攝像，或連續(xù)拍照等方式，也可以預(yù)先存儲。

相應(yīng)的，立體成像顯示裝置10還可以包括攝像頭107，用于獲取真實(shí)環(huán)境的圖像。

控制器105，可以用于根據(jù)攝像頭107獲取的真實(shí)環(huán)境的圖像，生成分層次的圖像序列。

顯示器101，可以用于根據(jù)控制器105生成的分層次的圖像序列，顯示圖像。

需要注意的是，控制器105，還可以用于根據(jù)分層次的圖像序列和縱深分別率，生成縱深排列圖像序列。

進(jìn)一步可選的，立體成像顯示裝置10還可以包括同步信號發(fā)生器106，用于生成同步信號，同步信號可以用于保持運(yùn)動(dòng)裝置102的運(yùn)動(dòng)時(shí)刻和顯示器101顯示圖像時(shí)刻的同步性，具體的，同步信號可以用于保持運(yùn)動(dòng)裝置102控制顯示器101運(yùn)動(dòng)至預(yù)設(shè)物空間位置的時(shí)刻，和顯示器101顯示相對應(yīng)圖像的時(shí)刻的同步性。

顯示器101，可以用于根據(jù)同步信號和縱深排列圖像序列，顯示圖像；

運(yùn)動(dòng)裝置102，可以用于根據(jù)同步信號，控制顯示器101運(yùn)動(dòng)至預(yù)設(shè)物空間位置。

示例性的，同步信號發(fā)生器106生成了同步信號t1和t2，控制器105生成了縱深排列圖像序列，分別記為第一圖像和第二圖像，則運(yùn)動(dòng)裝置102在t1時(shí)刻，控制顯示器101運(yùn)動(dòng)至第一位置，在t2時(shí)刻，控制顯示器101運(yùn)動(dòng)至第二位置，顯示器101在t1時(shí)刻，顯示第一圖像，在t2時(shí)刻，顯示第二圖像。由此，使用者可以觀察到由第一圖像和第二圖像組合而成的立體圖像。

由此，在縱深排列圖像序列和同步信號的作用下，使顯示器101在設(shè)定的位置上顯示設(shè)定的圖像，實(shí)現(xiàn)分層顯示的立體效果。

本發(fā)明實(shí)施例公開的立體成像顯示裝置10，可以用于虛擬現(xiàn)實(shí)(英文全稱：virtualreality，英文簡稱：vr)裝置、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(英文全稱：augmentedreality，英文縮寫：ar)裝置、介導(dǎo)顯示(英文全稱：mediatedreality，英文縮寫：mr)裝置等，還可以用于平視顯示器(英文全稱：headupdisplay，英文縮寫：hud)等近眼顯示系統(tǒng)。本發(fā)明對此并不限定。

需要注意的是，立體成像顯示裝置10中的各個(gè)組件，可以通過模塊化或類似模塊化的方式組合而成。示例性的，現(xiàn)有技術(shù)中的vr裝置，可以僅包括運(yùn)動(dòng)裝置，光學(xué)導(dǎo)入裝置和光學(xué)投影裝置，但不包括顯示器，但在實(shí)際使用過程中，需要將智能手機(jī)、平板電腦等顯示裝置安裝在該vr裝置上，實(shí)現(xiàn)顯示器的功能，則本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)知，該組合而成的顯示系統(tǒng)也屬于本發(fā)明公開的立體成像顯示裝置的一種可選的實(shí)施方式，如圖6所示，圖6中的光學(xué)導(dǎo)入系統(tǒng)和光學(xué)投影系統(tǒng)沒有分別示出，圖6僅用于對智能手機(jī)和vr裝置的組合方式進(jìn)行示意。

本發(fā)明實(shí)施例還公開了一種立體成像顯示方法，如圖7所示，包括：

s701、控制顯示器顯示圖像；

s702、控制顯示器運(yùn)動(dòng)至預(yù)設(shè)物空間位置，其中，預(yù)設(shè)物空間位置與顯示器顯示的圖像相對應(yīng)；

s703、將顯示器顯示的圖像導(dǎo)入光學(xué)投影裝置；

s704、將光學(xué)導(dǎo)入裝置導(dǎo)入的圖像成像至預(yù)設(shè)像空間位置，其中，預(yù)設(shè)像空間位置與顯示器顯示的圖像相對應(yīng)。

其中，s701和s702的執(zhí)行順序，本發(fā)明并不限定，具體的，本領(lǐng)域技術(shù)人員在實(shí)施過程中，可以先執(zhí)行s701，后執(zhí)行s702，或者，先執(zhí)行s702，后執(zhí)行s701，亦或者，同時(shí)執(zhí)行s701和s702，均可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，達(dá)到本發(fā)明的效果。

可選的，s701之前，還可以包括，根據(jù)縱深分辨率生成縱深排列圖像序列。

可選的，s701之前，還可以包括，生成分層次的圖像序列。具體的，分層次的圖像序列可以用于呈現(xiàn)立體圖像。

示例性的，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以根據(jù)生成的分層次的圖像序列和縱深分別率，生成縱深排列圖像序列。

可選的，s702可以包括：

s7021、控制顯示器沿光軸方向運(yùn)動(dòng)至預(yù)設(shè)物空間位置。

可選的，s702可以包括：根據(jù)縱深排列圖像序列，顯示圖像。

具體的，縱深排列圖像序列的相關(guān)說明可以參考前文中的相應(yīng)描述，顯示器可以根據(jù)縱深排列圖像序列，根據(jù)序列順序，依序進(jìn)行顯示。

s7022、控制顯示器往復(fù)運(yùn)動(dòng)至預(yù)設(shè)物空間位置。

具體的，根據(jù)s7021和s7022公開的內(nèi)容，還可以控制顯示器沿光軸方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并在往復(fù)運(yùn)動(dòng)的過程中，運(yùn)動(dòng)至預(yù)設(shè)物空間位置。

本發(fā)明實(shí)施例公開的方法，可以應(yīng)用于前述的立體成像顯示裝置10中，相關(guān)描述可以參考前文，此處不再贅述。

本發(fā)明實(shí)施例公開了一種立體成像顯示方法，如圖8所示，包括：

s801、根據(jù)縱深分辨率生成縱深排列圖像序列；

s802、生成同步信號；

s803、根據(jù)縱深排列圖像序列和同步信號，顯示圖像；

s804、根據(jù)同步信號，控制顯示器運(yùn)動(dòng)至預(yù)設(shè)物空間位置；

s805、將顯示器顯示的圖像導(dǎo)入光學(xué)投影裝置；

s806、將光學(xué)導(dǎo)入裝置導(dǎo)入的圖像成像至預(yù)設(shè)像空間位置。

其中，s801和s802的執(zhí)行順序，以及s803和s804的執(zhí)行順序，本發(fā)明并不限定。

s802中，同步信號可以為周期信號，或定時(shí)信號，或其他可以起到時(shí)間同步功能的信號，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要進(jìn)行選擇確定。

s803中，顯示器可以根據(jù)縱深排列圖像序列，根據(jù)序列順序，依序進(jìn)行顯示，不僅如此，還可以根據(jù)同步信號，在確定的時(shí)刻，對縱深排列圖像序列中依序排列的圖像進(jìn)行顯示。

s804中，可以根據(jù)同步信號，在確定的時(shí)刻，控制顯示器運(yùn)動(dòng)至預(yù)設(shè)物空間位置。由此，能夠保證在同樣的定時(shí)時(shí)刻，顯示器運(yùn)動(dòng)至預(yù)設(shè)物空間位置，并顯示與該預(yù)設(shè)物空間位置相對應(yīng)的圖像，提升顯示效果，使立體成像的層次感和立體感更佳。

本方法中其他步驟的相關(guān)描述，可以參考本發(fā)明其他實(shí)施例中公開的技術(shù)方案，此處不再贅述。

應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明并不局限于上面已經(jīng)描述并在附圖中示出的流程及結(jié)構(gòu)，并且可以在不脫離其范圍進(jìn)行各種修改和改變。本發(fā)明的范圍僅由所附的權(quán)利要求來限制。