三維顯示裝置及適用該三維顯示裝置的圖像處理方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種顯示裝置，具體涉及一種三維顯示裝置和適用該三維顯示裝置的圖像處理方法。
【背景技術】
[0002]三維顯示裝置是一種建立在人眼立體視覺機制上的新一代三維顯示設備。三維顯示裝置能夠提供普通的二維影像無法呈現(xiàn)的深度信息，能更真實地再現(xiàn)物體和場景，更符合人眼的視覺習慣，因此發(fā)展三維顯示裝置已經(jīng)成為顯示領域的發(fā)展趨勢。
[0003]但是現(xiàn)有的三維顯示裝置結構復雜，且視角較小，只有在特定位置的觀察者才能夠觀看到顯示圖像。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明在于提供一種結構簡單，能夠實現(xiàn)全方位觀看的三維顯示裝置。
[0005]為達上述目的，本發(fā)明提供一種三維顯示裝置，其包括:顯示組件、導光組件、旋轉組件和控制單元；顯示組件用于出射光線以顯示圖像，導光組件用于改變顯示組件出射的光線的投射方向，旋轉組件用于使導光組件轉動，控制單元用于控制顯示組件與旋轉組件；其中，在控制單元控制旋轉組件時，旋轉組件能轉動導光組件從而使顯示組件出射的光線朝向預設角度投射。
[0006]進一步地，導光組件設置于顯示組件靠近觀看者的一側；導光組件包括:準直鏡和偏折鏡;準直鏡用于準直光線，偏折鏡用于偏折光線;其中，準直鏡設置于顯示組件和偏折鏡之間。
[0007]進一步地，準直鏡為菲涅爾透鏡陣列，偏折鏡為偏折棱鏡陣列。
[0008]或者，準直鏡為全息準直鏡，偏折鏡為全息偏折鏡。
[0009]進一步地，準直鏡與顯示組件構成固定連接;偏折鏡受到旋轉組件的驅動而相對顯示組件轉動。
[0010]進一步地，導光組件包括:準直鏡和偏折鏡;準直鏡用于準直光線，偏折鏡用于偏折光線;旋轉組件包括:驅動偏折鏡轉動的伺服電機。
[0011]進一步地，控制單元包括:圖像處理單元和旋轉控制單元；圖像處理單元用于向顯示組件輸出與旋轉組件的當前角度相對應的三維圖像，旋轉控制單元用于控制旋轉組件的角度與轉速;其中，圖像處理單元能夠接收旋轉控制單元所發(fā)送的旋轉組件的當前角度，圖像處理單元還能將從計算機接收到的與旋轉組件的當前角度相對應的三維圖像的數(shù)字信號轉換成模擬信號并發(fā)送至顯示組件。
[0012I進一步地，三維顯示裝置還包括:用于獲取人體動作信息的動作捕捉單元;動作捕捉單元與控制單元連接;控制單元還包括用于將動作捕捉單元所捕捉的結果轉換為控制命令的動作識別單元。
[0013]進一步地，顯示組件包括:有機發(fā)光二極管顯示屏或者量子點發(fā)光二極管顯示屏。
[0014]一種適用于以上的三維顯示裝置的圖像處理方法，該圖像處理方法包括步驟:形成并渲染三維圖像;存儲三維圖像為數(shù)字信號并將數(shù)字信號轉換成模擬信號;將模擬信號轉換成電壓信號并傳輸至顯示組件的像素陣列；顯示組件出射光線；導光組件改變顯示組件出射的光線的投射方向；控制單元生成控制信號控制顯示組件和旋轉組件;識別觀察者的骨骼節(jié)點與動作姿態(tài)并反饋至控制單元以實時調整顯示組件的顯示內容以實現(xiàn)人機交互。
[0015]相較于現(xiàn)有技術，本發(fā)明的三維顯示裝置結構簡單，能夠實現(xiàn)全方位觀看。
【附圖說明】
[0016]圖1所示為本發(fā)明第一實施例的三維顯示裝置的立體結構圖；
圖2所示為圖1中的三維顯示裝置的平面圖；
圖3示出了導光組件的具體結構；
圖4示出了圖3中的導光組件的光路圖。
【具體實施方式】
[0017]為更進一步闡述本發(fā)明為達成預定發(fā)明目的所采取的技術手段及功效，以下結合附圖及較佳實施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的【具體實施方式】、結構、特征及其功效，詳細說明如后。
[0018]圖1所示為本發(fā)明第一實施例的三維顯示裝置的立體結構圖；圖2所示為圖1中的三維顯示裝置的平面圖。請參照圖1和圖2所示，本發(fā)明的三維顯示裝置100包括:顯示組件10、導光組件20、旋轉組件30、控制單元(圖未示)和動作捕捉單元40。
[0019]顯示組件10用于出射光線以顯示圖像，具體的，顯示組件10可以包括:顯示屏11和顯示驅動板(圖未示)。
[0020]其中，顯示屏11進一步的可以為0LED(0rganic Light Emitting D1de，有機發(fā)光二極管)顯示屏。OLED顯示屏能夠自發(fā)光，其采用極薄的有機功能材料層和玻璃基板形成，當有電流通過時，有機材料能夠被激發(fā)從而發(fā)光，從而可以節(jié)省傳統(tǒng)的非自發(fā)光顯示所需的背光源所占據(jù)的空間。同時，由于有機材料自發(fā)光帶來的快速響應特性，OLED顯示屏可以實現(xiàn)微秒量級的刷新速率，從而改善顯示的延遲與閃爍問題。因為由計算機建模好的三維圖像為360度全方位圖像，每個方位角所對應的圖像均不相同，因此要求顯示組件必須具有微秒量級或更快的刷新速率，才能保證與旋轉組件同步輸出與當前所處的旋轉角度所對應的圖像，并抑制閃爍問題。顯示驅動板可以為設置具有控制單元和/或動作捕捉單元40的電路基板，從而控制該三維顯示裝置100。
[0021 ]其中，顯不屏 11 進一步的可以為QLED(Quantum-Dot Light Emitting D1de，量子點發(fā)光二極管)顯示屏。QLED顯示屏能夠自發(fā)光，其采用極薄的量子點發(fā)光層、有機或無機功能材料層和玻璃基板形成，當有電流通過時，量子點材料能夠被激發(fā)從而發(fā)光，從而可以節(jié)省傳統(tǒng)的非自發(fā)光顯示所需的背光源所占據(jù)的空間。同時，由于量子點材料自發(fā)光帶來的快速響應特性，QLED顯示屏可以實現(xiàn)微秒量級的刷新速率，從而提高顯示的質量。導光組件20用于改變顯示組件10出射的光線的投射方向，導光組件20設置于顯示組件10靠近觀察者的一側。
[0022]導光組件20可以包括基于折射原理的傳統(tǒng)光學透鏡，具體可以包括:準直鏡21和偏折鏡22。
[0023]圖3示出了導光組件的具體結構，圖4示出了圖3中的導光組件的光路圖。如圖2至圖4所示，準直鏡21用于準直光線，偏折鏡22用于偏折光線。準直鏡21設置在顯示組件10的顯示屏11上，并可以與顯示屏11構成固定連接，準直鏡21還位于顯示屏11與偏折鏡22之間。偏折鏡22設置在準直鏡21與觀察者之間。準直鏡21使得分散的光線沿直線射出，光線平行進入偏折鏡22。偏折鏡22使得平行射入的具有特定波長的光線按照特定的偏折角度偏折，從而使得光線朝向特定方向射出，進而實現(xiàn)光線的精確投射。更具體的，準直鏡21可以是由玻璃、石英、塑料、樹脂等透明光學材料所制備的菲涅爾透鏡陣列，偏折鏡22可以是由玻璃、石英、塑料、樹脂等透明光學材料所制備的鋸齒狀棱鏡陣列。
[0024]當然，作為一種具體方案，可以在一塊偏折鏡22上劃分出不同的區(qū)域，每個區(qū)域可以具有不同的偏折角度，因此可以僅僅通過一塊偏折鏡22實現(xiàn)不同高度的三維顯示。在該情況下，每個高度只能享有部分觀看視角，具體視角大小由劃分區(qū)域數(shù)量決定。
[0025]旋轉組件30用于驅動導光組件20，使得顯示組件10出射的光線朝向預設角度投射。具體的，旋轉組件30包括:伺服電機31和傳動機構(圖未標)，伺服電機31用于驅動偏折鏡22相對顯不屏11旋轉，傳動機構設置在伺服電機31和偏折鏡22之間。當伺服電機31運動時，其驅動傳動機構，傳動機構將動力傳遞至偏折鏡22，并使得偏折鏡22旋轉，從而旋轉的偏折鏡22能夠使得顯示裝置出射的光線經(jīng)過偏折鏡22后朝向預設角度投射，并投射至用戶的眼睛。其中傳動機構可以為機械傳動裝置，例如可以包括:傳送帶32、傳動盤33和連接軸34。其中傳送帶32分別與伺服電機31和傳動盤33連接，連接軸34設置在傳動盤33上，連接軸34還與偏折鏡22構成固定連接。這樣，當伺服電機31啟動后，傳送帶32將動力傳遞至傳動盤33，傳動盤33開始轉動，轉動的傳動盤33帶動設置其上的連接軸34也同步轉動，進而驅動偏折鏡22轉動。
[0026]控制單元用于控制旋轉組件30，更具體的是用于控制伺服電機31，從而控制偏折鏡22的角度與轉速。動作捕捉單元40與控制單元連接，其用于獲取觀察者的人體動作信息。動作捕捉單元40能將捕捉的信息傳遞至控制單元，控制單元根據(jù)人體動作信息判斷觀察者的骨骼節(jié)點與動作姿態(tài)，并根據(jù)觀察者的骨骼節(jié)點與動作姿態(tài)，從而控制伺服電機31使得偏折鏡22