三維顯示裝置、顯示方法和電子設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于多層透明激發(fā)顯示的光場三維顯示裝置及其顯示方法以及電子設(shè)備。所述三維顯示裝置，包括：多層顯示單元陣列，包括至少兩層顯示單元，所述至少兩層顯示單元中任一層顯示單元設(shè)置有透明熒光激發(fā)薄膜層；激發(fā)投影單元陣列，包括至少一個激發(fā)投影單元，所述激發(fā)投影單元陣列中所有投影單元發(fā)出的光線投影到所述多層顯示單元陣列中對應(yīng)的顯示單元，激發(fā)所述透明熒光激發(fā)薄膜層以顯示相應(yīng)圖像，其中所述相應(yīng)圖像疊加成像。
【專利說明】三維顯示裝置、顯示方法和電子設(shè)備

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及三維顯示的領(lǐng)域，更具體地，本發(fā)明涉及一種基于多層透明激發(fā)顯示的光場三維顯示裝置及其顯示方法以及電子設(shè)備。

【背景技術(shù)】
[0002]人類是天生的空間思維者，以此推動了顯示技術(shù)朝著高清晰、三維全景顯示的方向發(fā)展。國內(nèi)外眾多三維顯示技術(shù)一般可分為全息三維顯示和非全息三維顯示兩種。全息三維顯示因其是真三維的信息記錄和顯示而被譽為未來理想的三維顯示方式，但在動態(tài)顯示方面需要高分辨的空間光調(diào)制器以及超高速的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，極大地限制了這種技術(shù)的進步使其不能很好地進入實際應(yīng)用。因此非全息三維顯示是目前的主流顯示技術(shù)，而實現(xiàn)非全息三維顯示技術(shù)一般又可分為體三維顯示、集成成像三維顯示、自體視三維顯示等。體三維顯示目前已有較好的顯示設(shè)備出現(xiàn)，然而基于這種方法的顯示裝置大都依靠轉(zhuǎn)動屏幕來滿足全視角觀看的需求，所以顯示裝置結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜造價也較高。傳統(tǒng)的集成成像三維顯示技術(shù)則在視角數(shù)目、圖像串擾、顯示區(qū)域深度和大小等方面存在很多需要解決的問題。歸根究底，裸眼三維顯示存在一個很大的問題就在于信息量的受限，那么如何整合現(xiàn)有硬件資源的優(yōu)勢擴充信息量就成為業(yè)界研究方向。
[0003]利用多層顯示器件疊加的結(jié)構(gòu)，空間光線的調(diào)制和信息量的疊加已經(jīng)成為實現(xiàn)空間三維顯示的一種研究思路，國內(nèi)外一些文獻研究已經(jīng)報道了利用多層液晶面板實現(xiàn)光場三維顯示的方案，相較于通常的大型三維顯示設(shè)備而言，多層面板三維顯示方案在工程實現(xiàn)上成本較低，硬件結(jié)構(gòu)相對簡單。光場三維顯示的原理和算法業(yè)界也有了一定的研究，可以獲得一定參考。然而現(xiàn)有的多層顯示方案大多存在分辨率有限、視角有限等問題，同時人們對于三維顯示的期望更多在于更加逼真虛幻的效果，弱化顯示器件的視覺存在。
[0004]透明顯示作為研究熱點已經(jīng)持續(xù)了很長一段時間，學(xué)術(shù)界已經(jīng)研究出了一些具備市場應(yīng)用前景的技術(shù)。基于熒光激發(fā)的透明顯示技術(shù)目前得到了很好發(fā)展，可以利用含有熒光激發(fā)微粒的透明材料制備薄膜作為空間介質(zhì)，利用對應(yīng)的紫外光或者藍光激發(fā)產(chǎn)生相應(yīng)波段的可見光，并且這種熒光激發(fā)發(fā)光的該技術(shù)原理上已經(jīng)得到了驗證，熒光激光材料相關(guān)參考專利如US6986581B2和US7090355B2。將該技術(shù)應(yīng)用到個人顯示設(shè)備領(lǐng)域，結(jié)合市場對三維顯示的訴求構(gòu)造新的透明三維顯示模式具有廣泛的市場前景。
[0005]有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種基于多層透明激發(fā)顯示的光場三維顯示裝置、方法以及電子設(shè)備，整合了多層顯示技術(shù)和透明激發(fā)顯示技術(shù)，并且可以通過背投、前投、側(cè)投等多種投影模式實現(xiàn)顯示圖像再現(xiàn)，具有很大的應(yīng)用價值，可廣泛應(yīng)用于公共娛樂、軍事沙盤推演、醫(yī)學(xué)模擬、公眾演示等領(lǐng)域。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]有鑒于上述情況，本發(fā)明提供了一種基于多層透明激發(fā)顯示的光場三維顯示裝置、方法以及電子設(shè)備。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，提供了一種三維顯示裝置，包括:多層顯示單元陣列，包括至少兩層顯示單元，所述至少兩層顯示單元中任一層顯示單元設(shè)置有透明熒光激發(fā)薄膜層；激發(fā)投影單元陣列，包括至少一個激發(fā)投影單元，所述激發(fā)投影單元陣列中所有投影單元發(fā)出的光線投影到所述多層顯示單元陣列中對應(yīng)的顯示單元，激發(fā)所述透明熒光激發(fā)薄膜層以顯示相應(yīng)圖像，其中所述相應(yīng)圖像疊加成像。
[0008]此外，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的三維顯示裝置，其中所述多層顯示單元陣列任一層顯示單元還包括透明基質(zhì)層和雜光吸收薄膜層，所述透明基質(zhì)層、透明熒光激發(fā)薄膜層、雜光吸收薄膜層依次設(shè)置。
[0009]此外，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的三維顯示裝置，其中所述透明熒光激發(fā)薄膜層是含有熒光激發(fā)材料制備的透明薄膜層，所述熒光激發(fā)材料由特定波段的光線激發(fā)出相應(yīng)波段的可見光。
[0010]此外，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的三維顯示裝置，其中所述激發(fā)投影單元陣列包括單個激發(fā)投影單元，并且所述單個激發(fā)投影單元以時間順序發(fā)出同一波長的光線投影到所述多層顯示單元陣列中的每一層顯示單元，或者所述單個激發(fā)投影單元同時發(fā)出不同波長的光線投影到所述多層顯示單元陣列中的每一層顯示單元。
[0011]此外，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的三維顯示裝置，其中所述激發(fā)投影單元陣列包括多個激發(fā)投影單元，并且所述多個激發(fā)投影單元的每一個發(fā)出同一波長或不同波長的光線投影到所述多層顯示單元陣列中的對應(yīng)的顯示單元。
[0012]此外，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的三維顯示裝置，其中所述雜光吸收薄膜層為對特定波長激發(fā)光源吸收，特定波長可見光透過的薄膜層。
[0013]此外，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的三維顯示裝置，其中所述激發(fā)投影單元陣列中的所有投影單元發(fā)出的光線投影到所述多層顯示單元陣列中對應(yīng)的顯示單元包括:直接背投式、直接前投式或通過相應(yīng)反射光路側(cè)投式。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，提供了一種用于三維顯示裝置的顯示方法，所述三維顯示裝置包括具有至少兩層顯示單元的多層顯示單元陣列以及具有至少一個激發(fā)投影單元的激發(fā)投影單元陣列，所述至少兩層顯示單元中任一層顯示單元設(shè)置有透明熒光激發(fā)薄膜層，所述激發(fā)投影單元陣列中所有投影單元發(fā)出的光線投影到所述多層顯示單元陣列中對應(yīng)的顯示單元，所述顯示方法包括:確定要顯示的三維場景在空間的成像位置；根據(jù)三維場景在空間的成像位置和觀察視點位置，確定各層顯示單元對應(yīng)的顯示像素信息；將所述顯示像素信息組合成顯示圖像分別送入對應(yīng)的激發(fā)投影單元，作為投影顯示的圖像源；以及激發(fā)投影單元陣列中的激發(fā)投影單元投影圖像源至對應(yīng)的多層顯示單元陣列中的顯示單元，激發(fā)對應(yīng)的透明熒光激發(fā)薄膜層顯示圖像，并且疊加多層圖像。
[0015]此外，根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的三維顯示方法，其中根據(jù)三維場景在空間的成像位置和觀察視點位置，確定各層顯示單元對應(yīng)的顯示像素信息包括:將被顯示的三維場景進行三維立體空間描述；從觀察視點追跡光路通過三維場景成像位置到達各層顯示單元，確定每層顯示單元所需顯示的對應(yīng)的像素信息；以及遍歷所有觀察視點位置完成光路追跡，計算每層顯示單元的所有像素信息。
[0016]此外，根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的三維顯示方法，其中所述激發(fā)投影單元陣列包括單個激發(fā)投影單元，激發(fā)投影單元陣列中的激發(fā)投影單元投影圖像源至對應(yīng)的多層顯示單元陣列中的顯示單元包括:所述單個激發(fā)投影單元以時間順序發(fā)出同一波長的光線投影到所述多層顯示單元陣列中的每一層顯示單元，或者所述單個激發(fā)投影單元同時發(fā)出不同波長的光線投影到所述多層顯示單元陣列中的每一層顯示單元。
[0017]此外，根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的三維顯示方法，其中所述激發(fā)投影單元陣列包括多個激發(fā)投影單元，激發(fā)投影單元陣列中的激發(fā)投影單元投影圖像源至對應(yīng)的多層顯示單元陣列中的顯示單元包括:所述多個激發(fā)投影單元的每一個發(fā)出同一波長或不同波長的光線投影到所述多層顯示單元陣列中的對應(yīng)的顯示單元。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的又一實施例，提供了一種電子設(shè)備，包括:顯示單元，用于執(zhí)行圖像的顯示；以及處理單元，用于基于要顯示的圖像，生成顯示像素信息，并控制所述顯示單元執(zhí)行相應(yīng)顯示，其中，所述顯示單元包含多層顯示單元陣列，包括至少兩層顯示單元，所述至少兩層顯示單元中任一層顯示單元設(shè)置有透明熒光激發(fā)薄膜層；激發(fā)投影單元陣列，包括至少一個激發(fā)投影單元，所述激發(fā)投影單元陣列中所有投影單元基于從所述處理單元接收的所述顯示像素信息，發(fā)出光線投影到所述多層顯示單元陣列中對應(yīng)的顯示單元，激發(fā)所述透明熒光激發(fā)薄膜層以顯示相應(yīng)圖像，其中所述相應(yīng)圖像疊加成像。
[0019]此外，根據(jù)本發(fā)明的又一實施例的電子設(shè)備，其中所述處理單元確定要顯示的三維場景在空間的成像位置，根據(jù)三維場景在空間的成像位置和觀察視點位置，確定各層顯示單元對應(yīng)的所述顯示像素信息，并且將所述顯示像素信息組合成顯示圖像分別送入對應(yīng)的激發(fā)投影單元，作為投影顯示的圖像源。
[0020]根據(jù)本發(fā)明實施例的三維顯示裝置、顯示方法以及電子設(shè)備，整合了利用多層顯示器件疊加的多層顯示技術(shù)和基于熒光激發(fā)的透明激發(fā)顯示技術(shù)，并且可以通過背投、前投、側(cè)投等多種投影模式實現(xiàn)顯示圖像再現(xiàn)，從而以較低成本和簡單的硬件結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了透明的三維顯示。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1是圖示根據(jù)本發(fā)明實施例的顯示裝置的功能性框圖；
[0022]圖2A和2B是圖示根據(jù)本發(fā)明實施例的顯示裝置的結(jié)構(gòu)與光路的示意圖；
[0023]圖3是進一步圖示根據(jù)本發(fā)明實施例的顯示裝置中的多層顯示單元陣列的結(jié)構(gòu)與光路的不意圖；
[0024]圖4A到圖4C是圖示根據(jù)本發(fā)明實施例的顯示裝置中采用的投影方式的示意圖；
[0025]圖5是圖示根據(jù)本發(fā)明實施例的顯示方法的流程圖；
[0026]圖6是進一步圖示根據(jù)本發(fā)明實施例的顯示方法中確定像素信息的處理的流程圖；以及
[0027]圖7是圖示根據(jù)本發(fā)明實施例的電子設(shè)備的功能性框圖。

【具體實施方式】
[0028]下文中，將參照附圖描述多個實施例、應(yīng)用和修改。此外，下面描述的實施例是優(yōu)選的特定示例，并且設(shè)置了技術(shù)上優(yōu)選的各種限制，但是在以下描述中，本發(fā)明不限于這些實施例。
[0029]首先，將參照圖1描述根據(jù)本發(fā)明實施例的顯示裝置。所述顯示裝置是可應(yīng)用于公共娛樂、軍事沙盤推演、醫(yī)學(xué)模擬、公眾演示等領(lǐng)域的3D顯示裝置。該3D顯示裝置整合了利用多層顯示器件疊加的多層顯示技術(shù)和基于熒光激發(fā)的透明激發(fā)顯示技術(shù)。
[0030]圖1是圖示根據(jù)本發(fā)明實施例的顯示裝置的功能性框圖。如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明實施例的顯示裝置I包括多層顯示單元陣列10和激發(fā)投影單元陣列20。
[0031]具體地，所述多層顯示單元陣列10包括至少兩層顯示單元，所述至少兩層顯示單元中任一層顯示單元設(shè)置有透明熒光激發(fā)薄膜層。所述透明熒光激發(fā)薄膜層是含有熒光激發(fā)材料制備的透明薄膜層，所述熒光激發(fā)材料由特定波段的光線激發(fā)出相應(yīng)波段的可見光。例如，在藍色光源或紫外光源投影激發(fā)下，在透明的顯示單元層表面呈現(xiàn)出彩色熒光圖案。
[0032]所述激發(fā)投影單元陣列20包括至少一個激發(fā)投影單元，所述激發(fā)投影單元陣列中所有投影單元發(fā)出的光線投影到所述多層顯示單元陣列中對應(yīng)的顯示單元，激發(fā)所述透明熒光激發(fā)薄膜層以顯示相應(yīng)圖像。疊加所述多層顯示單元陣列每層顯示單元顯示的相應(yīng)圖像，可以獲得置加成像的3D顯不。
[0033]以下，將參照圖2A和2B進一步詳細描述根據(jù)本發(fā)明實施例的顯示裝置的結(jié)構(gòu)與光路。
[0034]圖2A和2B是圖示根據(jù)本發(fā)明實施例的顯示裝置的結(jié)構(gòu)與光路的示意圖。如圖2A所示，所述多層顯示單元陣列10包括三層顯示單元。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員容易理解的是，圖2A所示的情況僅是示意性的，所述多層顯示單元陣列10不限于僅包括三層顯示單元。一般來說，所述多層顯示單元陣列10包括的顯示單元的層數(shù)越多，疊加每層的顯示圖像所獲得的3D圖像的圖像質(zhì)量將更好。然而，隨著顯示單元的層數(shù)增加，相應(yīng)的投影單元設(shè)計以及處理的工作負荷量也將隨之增加。因此，取決于應(yīng)用場景和設(shè)計需求，將在成本和3D顯示效果之間取得折中。
[0035]此外，如圖2A所示，所述激發(fā)投影單元陣列20包括一個激發(fā)投影單元。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員容易理解的是，所述激發(fā)投影單元陣列20可以包括多于一個激發(fā)投影單元，以下將參照圖2B進行相應(yīng)描述。
[0036]在圖2A所示的配置中，所述激發(fā)投影單元陣列20可以采用兩種不同的投影方式。在第一種投影方式中，所述單個激發(fā)投影單元以時間順序發(fā)出同一波長的光線投影到所述多層顯示單元陣列中的每一層顯示單元，從而激發(fā)所述多層顯示單元陣列10中每層顯示單元順序發(fā)光。在第二種投影方式中，所述單個激發(fā)投影單元同時發(fā)出不同波長的光線投影到所述多層顯示單元陣列中的每一層顯示單元，所述多層顯示單元陣列10中每層顯示單元僅響應(yīng)于自身透明熒光激發(fā)薄膜層所對應(yīng)的波長發(fā)光。
[0037]與圖2A所示的配置不同，如圖2B所示，所述激發(fā)投影單元陣列20包括三個激發(fā)投影單元，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員容易理解的是，圖2B所示的情況僅是示意性的，所述激發(fā)投影單元陣列20不限于僅包括三個激發(fā)投影單元。在圖2B所示的配置中，所述激發(fā)投影單元陣列20中的每個激發(fā)投影單元分別對應(yīng)于所述多層顯示單元陣列10中每層顯示單元，從而所述多個激發(fā)投影單元的每一個發(fā)出同一波長或不同波長的光線投影到所述多層顯示單元陣列10中的對應(yīng)的顯示單元，以激發(fā)所述多層顯示單元陣列10中的對應(yīng)的顯示單元發(fā)光。
[0038]圖3是進一步圖示根據(jù)本發(fā)明實施例的顯示裝置中的多層顯示單元陣列的結(jié)構(gòu)與光路的不意圖。
[0039]如圖3所示，所述多層顯示單元陣列10中的每個顯示單元層具體包括透明基質(zhì)層101、熒光激發(fā)薄膜層102以及雜光吸收薄膜層103。
[0040]如前所述，所述熒光激發(fā)薄膜層102是含有熒光激發(fā)材料制備的透明薄膜層，所述熒光激發(fā)材料由特定波段的光線激發(fā)出相應(yīng)波段的可見光。所述雜光吸收薄膜層103為對特定波長激發(fā)光源吸收，特定波長可見光透過的薄膜層。用于制備所述熒光激發(fā)薄膜層102的突光材料可以為無機突光材料或有機突光材料。無機突光材料的代表為稀土離子發(fā)光及稀土熒光材料，其包括但不限于以堿土金屬的硫化物(如ZnS、CaS)鋁酸鹽(SrAl204, CaAl204, BaA1204)等作為發(fā)光基質(zhì)，以稀土鑭系元素[銪(Eu)、釤(Sm)、鉺(Er)、釹(Nd)等]作為激活劑和助激活劑。無機熒光激發(fā)薄膜層的制備方法包括但不限于高溫固相法、燃燒法、溶膠凝膠法、水熱沉淀法、微波法等。有機熒光材料則包括有機小分子熒光材料和有機高分子熒光材料。有機小分子熒光材料包括但不限于惡二唑及其衍生物類，三唑及其衍生物類，羅丹明及其衍生物類，香豆素類衍生物，1，8-萘酰亞胺類衍生物，吡唑啉衍生物，三苯胺類衍生物，卟啉類化合物，咔唑、吡嗪、噻唑類衍生物，茈類衍生物等。有機高分子熒光材料包括但不限于聚苯、聚噻吩、聚芴、聚三苯基胺及其衍生物等、聚三苯基胺，聚咔唑，聚吡咯，聚卟啉及其衍生物、共聚物等。
[0041]如圖3所示，所述多層顯示單元陣列10的每層顯示單元分別顯示立體圖像的前景與后景，從而每層顯示單元的顯示圖像疊加之后在用戶觀看時形成前后深度感。此外，為了進一步增強每層顯示單元所顯示圖像的立體感，可以在每層顯示單元進一步配置諸如視差障壁光柵或柱狀透鏡的調(diào)制器件，以進一步增加分別進入用戶左眼和右眼的顯示圖像的視差，從而增強立體感。
[0042]以上參照圖2A、2B以及圖3描述了根據(jù)本發(fā)明實施例的顯示裝置的結(jié)構(gòu)與光路。以下，將參照圖4A到4C進一步描述根據(jù)本發(fā)明實施例的顯示裝置所采用的投影方式。
[0043]圖4A到圖4C是圖示根據(jù)本發(fā)明實施例的顯示裝置中采用的投影方式的示意圖。所述激發(fā)投影單元陣列20中的所有投影單元發(fā)出的光線投影到所述多層顯示單元陣列10中對應(yīng)的顯示單元的投影包括:直接背投式、直接前投式或通過相應(yīng)反射光路側(cè)投式。
[0044]在圖4A到4C中，為了便于理解，僅示出所述多層顯示單元陣列10中的單個顯示單元40和所述激發(fā)投影單元陣列20中的單個激發(fā)投影單元50。
[0045]圖4A是圖示直接背投式投影的示意圖。如圖4A所示，所述激發(fā)投影單元50發(fā)射的光線從背面投影到所述顯示單元40。投影的激發(fā)光線通過透明基質(zhì)層101使得熒光激發(fā)薄膜層102發(fā)光，并且通過雜光吸收薄膜層103使得由熒光激發(fā)薄膜層102發(fā)出的熒光通過而吸收其他波長的雜光。
[0046]圖4B是圖示直接前投式投影的示意圖。與圖4A所示的直接背投式投影不同，如圖4B所示，所述激發(fā)投影單元50發(fā)射的光線從正面投影到所述顯示單元40。類似于圖4A所示的情況，投影的激發(fā)光線通過透明基質(zhì)層101使得熒光激發(fā)薄膜層102發(fā)光，并且通過雜光吸收薄膜層103使得由熒光激發(fā)薄膜層102發(fā)出的熒光通過而吸收其他波長的雜光。
[0047]圖4C是圖示側(cè)投式投影的示意圖。與圖4A和圖4B所示的直接投影情況不同，如圖4C所示，所述激發(fā)投影單元50布置在所述顯示單元40的側(cè)面，并且在所述顯示單元40進一步設(shè)置反射器件60。所述激發(fā)投影單元50發(fā)射的光線從側(cè)面投影到所述反射器件60，通過所述反射器件60將投影的激發(fā)光線反射到透明基質(zhì)層101，從而反射的激發(fā)光線通過透明基質(zhì)層101使得熒光激發(fā)薄膜層102發(fā)光，并且通過雜光吸收薄膜層103使得由熒光激發(fā)薄膜層102發(fā)出的熒光通過而吸收其他波長的雜光。
[0048]如上所述，根據(jù)本發(fā)明實施例的顯示裝置可以根據(jù)不同應(yīng)用場景的設(shè)計需求采用不同的投影方式。
[0049]以上，通過參照圖1到圖4描述了根據(jù)本發(fā)明實施例的顯示裝置。以下，將參照圖5和圖6描述根據(jù)本發(fā)明實施例的顯示方法。
[0050]圖5是圖示根據(jù)本發(fā)明實施例的顯示方法的流程圖。如圖5所示，根據(jù)本發(fā)明實施例的顯示方法包括以下步驟:
[0051]在步驟S501中，確定要顯示的三維場景在空間的成像位置。此后，處理進到步驟S502。
[0052]在步驟S502中，根據(jù)三維場景在空間的成像位置和觀察視點位置，確定各層顯示單元對應(yīng)的顯示像素信息。此后，處理進到步驟S503。
[0053]在步驟S503中，將所述顯示像素信息組合成顯示圖像分別送入對應(yīng)的激發(fā)投影單元，作為投影顯示的圖像源。此后，處理進到步驟S504。
[0054]在步驟S504中，激發(fā)投影單元陣列中的激發(fā)投影單元投影圖像源至對應(yīng)的多層顯示單元陣列中的顯示單元，激發(fā)對應(yīng)的透明熒光激發(fā)薄膜層顯示圖像。具體地，如前參照圖2A和2B所述，當所述激發(fā)投影單元陣列包括單個激發(fā)投影單元，激發(fā)投影單元陣列中的激發(fā)投影單元投影圖像源至對應(yīng)的多層顯示單元陣列中的顯示單元包括:所述單個激發(fā)投影單元以時間順序發(fā)出同一波長的光線投影到所述多層顯示單元陣列中的每一層顯示單元，或者所述單個激發(fā)投影單元同時發(fā)出不同波長的光線投影到所述多層顯示單元陣列中的每一層顯示單元。當所述激發(fā)投影單元陣列包括多個激發(fā)投影單元，激發(fā)投影單元陣列中的激發(fā)投影單元投影圖像源至對應(yīng)的多層顯示單元陣列中的顯示單元包括:所述多個激發(fā)投影單元的每一個發(fā)出同一波長或不同波長的光線投影到所述多層顯示單元陣列中的對應(yīng)的顯示單元。此后，處理進到步驟S505。
[0055]在步驟S505中，疊加多層顯示單元陣列中的每層顯示單元的顯示圖像，以執(zhí)行三維顯示。
[0056]更具體地，圖6是進一步圖示根據(jù)本發(fā)明實施例的顯示方法中確定像素信息的處理的流程圖。如圖6所示，確定像素信息的處理包括以下步驟:
[0057]在步驟S601中，將被顯示的三維場景進行三維立體空間描述。此后，處理進到步驟 S602。
[0058]在步驟S602中，從觀察視點追跡光路通過三維場景成像位置到達各層顯示單元，確定每層顯示單元所需顯示的對應(yīng)的像素信息。此后，處理進到步驟S603。
[0059]在步驟S603中，遍歷所有觀察視點位置完成光路追跡，計算每層顯示單元的所有像素信息。
[0060]以下，將參照圖7進一步描述配置有根據(jù)本發(fā)明實施例的顯示裝置以及采用上述顯示方法的電子設(shè)備。
[0061]圖7是圖示根據(jù)本發(fā)明實施例的電子設(shè)備的功能性框圖。如圖7所示，根據(jù)本發(fā)明實施例的電子設(shè)備7包括顯示單元70和處理單元80。其中，所述顯示單元70用于執(zhí)行圖像的顯示。所述處理單元80用于基于要顯示的圖像，生成顯示像素信息，并控制所述顯示單元執(zhí)行相應(yīng)顯示。
[0062]在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，所述顯示單元70為參照圖1到圖4描述的顯示單元。其包含:多層顯示單元陣列，包括至少兩層顯示單元，所述至少兩層顯示單元中任一層顯示單元設(shè)置有透明熒光激發(fā)薄膜層；激發(fā)投影單元陣列，包括至少一個激發(fā)投影單元，所述激發(fā)投影單元陣列中所有投影單元基于從所述處理單元接收的所述顯示像素信息，發(fā)出光線投影到所述多層顯示單元陣列中對應(yīng)的顯示單元，激發(fā)所述透明熒光激發(fā)薄膜層以顯示相應(yīng)圖像，其中所述相應(yīng)圖像疊加成像。所述處理單元80確定要顯示的三維場景在空間的成像位置，根據(jù)三維場景在空間的成像位置和觀察視點位置，確定各層顯示單元對應(yīng)的所述顯示像素信息，并且將所述顯示像素信息組合成顯示圖像分別送入對應(yīng)的激發(fā)投影單元，作為投影顯示的圖像源。
[0063]以上參照圖1到圖7描述了根據(jù)本發(fā)明實施例的三維顯示裝置、顯示方法以及電子設(shè)備，整合了利用多層顯示器件疊加的多層顯示技術(shù)和基于熒光激發(fā)的透明激發(fā)顯示技術(shù)，并且可以通過背投、前投、側(cè)投等多種投影模式實現(xiàn)顯示圖像再現(xiàn)，從而以較低成本和簡單的硬件結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了透明的三維顯示。
[0064]需要說明的是，在本說明書中，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、物品或者設(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，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。
[0065]最后，還需要說明的是，上述一系列處理不僅包括以這里所述的順序按時間序列執(zhí)行的處理，而且包括并行或分別地、而不是按時間順序執(zhí)行的處理。
[0066]通過以上的實施方式的描述，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到本發(fā)明可借助軟件加必需的硬件平臺的方式來實現(xiàn)，當然也可以全部通過硬件來實施?；谶@樣的理解，本發(fā)明的技術(shù)方案對【背景技術(shù)】做出貢獻的全部或者部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來，該計算機軟件產(chǎn)品可以存儲在存儲介質(zhì)中，如R0M/RAM、磁碟、光盤等，包括若干指令用以使得一臺計算機設(shè)備(可以是個人計算機，服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本發(fā)明各個實施例或者實施例的某些部分所述的方法。
[0067]以上對本發(fā)明進行了詳細介紹，本文中應(yīng)用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在【具體實施方式】及應(yīng)用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。
【權(quán)利要求】
1.一種三維顯示裝置，包括: 多層顯示單元陣列，包括至少兩層顯示單元，所述至少兩層顯示單元中任一層顯示單元設(shè)置有透明熒光激發(fā)薄膜層； 激發(fā)投影單元陣列，包括至少一個激發(fā)投影單元，所述激發(fā)投影單元陣列中所有投影單元發(fā)出的光線投影到所述多層顯示單元陣列中對應(yīng)的顯示單元，激發(fā)所述透明熒光激發(fā)薄膜層以顯示相應(yīng)圖像，其中所述相應(yīng)圖像疊加成像。
2.如權(quán)利要求1所述的三維顯示裝置，其中所述多層顯示單元陣列任一層顯示單元還包括透明基質(zhì)層和雜光吸收薄膜層，所述透明基質(zhì)層、透明熒光激發(fā)薄膜層、雜光吸收薄膜層依次設(shè)置。
3.如權(quán)利要求1所述的三維顯示裝置，其中所述透明熒光激發(fā)薄膜層是含有熒光激發(fā)材料制備的透明薄膜層，所述熒光激發(fā)材料由特定波段的光線激發(fā)出相應(yīng)波段的可見光。
4.如權(quán)利要求1到3的任一所述的三維顯示裝置，其中所述激發(fā)投影單元陣列包括單個激發(fā)投影單元，并且所述單個激發(fā)投影單元以時間順序發(fā)出同一波長的光線投影到所述多層顯示單元陣列中的每一層顯示單元，或者所述單個激發(fā)投影單元同時發(fā)出不同波長的光線投影到所述多層顯示單元陣列中的每一層顯示單元。
5.如權(quán)利要求1到3的任一所述的三維顯示裝置，其中所述激發(fā)投影單元陣列包括多個激發(fā)投影單元，并且所述多個激發(fā)投影單元的每一個發(fā)出同一波長或不同波長的光線投影到所述多層顯示單元陣列中的對應(yīng)的顯示單元。
6.如權(quán)利要求2所述的三維顯示裝置，其中所述雜光吸收薄膜層為對特定波長激發(fā)光源吸收，特定波長可見光透過的薄膜層。
7.如權(quán)利要求1所述的三維顯示裝置，其中所述激發(fā)投影單元陣列中的所有投影單元發(fā)出的光線投影到所述多層顯示單元陣列中對應(yīng)的顯示單元包括:直接背投式、直接前投式或通過相應(yīng)反射光路側(cè)投式。
8.一種用于三維顯示裝置的顯示方法，所述三維顯示裝置包括具有至少兩層顯示單元的多層顯示單元陣列以及具有至少一個激發(fā)投影單元的激發(fā)投影單元陣列，所述至少兩層顯示單元中任一層顯示單元設(shè)置有透明熒光激發(fā)薄膜層，所述激發(fā)投影單元陣列中所有投影單元發(fā)出的光線投影到所述多層顯示單元陣列中對應(yīng)的顯示單元，所述顯示方法包括: 確定要顯示的三維場景在空間的成像位置； 根據(jù)三維場景在空間的成像位置和觀察視點位置，確定各層顯示單元對應(yīng)的顯示像素信息； 將所述顯示像素信息組合成顯示圖像分別送入對應(yīng)的激發(fā)投影單元，作為投影顯示的圖像源；以及 激發(fā)投影單元陣列中的激發(fā)投影單元投影圖像源至對應(yīng)的多層顯示單元陣列中的顯示單元，激發(fā)對應(yīng)的透明熒光激發(fā)薄膜層顯示圖像，并且疊加多層圖像。
9.如權(quán)利要求8所述的三維顯示方法，其中根據(jù)三維場景在空間的成像位置和觀察視點位置，確定各層顯示單元對應(yīng)的顯示像素信息包括: 將被顯示的三維場景進行三維立體空間描述； 從觀察視點追跡光路通過三維場景成像位置到達各層顯示單元，確定每層顯示單元所需顯不的對應(yīng)的像素彳目息；以及 遍歷所有觀察視點位置完成光路追跡，計算每層顯示單元的所有像素信息。
10.如權(quán)利要求8所述的三維顯示方法，其中所述激發(fā)投影單元陣列包括單個激發(fā)投影單元，激發(fā)投影單元陣列中的激發(fā)投影單元投影圖像源至對應(yīng)的多層顯示單元陣列中的顯示單元包括: 所述單個激發(fā)投影單元以時間順序發(fā)出同一波長的光線投影到所述多層顯示單元陣列中的每一層顯示單元，或者所述單個激發(fā)投影單元同時發(fā)出不同波長的光線投影到所述多層顯示單元陣列中的每一層顯示單元。
11.如權(quán)利要求8所述的三維顯示方法，其中所述激發(fā)投影單元陣列包括多個激發(fā)投影單元，激發(fā)投影單元陣列中的激發(fā)投影單元投影圖像源至對應(yīng)的多層顯示單元陣列中的顯示單元包括: 所述多個激發(fā)投影單元的每一個發(fā)出同一波長或不同波長的光線投影到所述多層顯示單元陣列中的對應(yīng)的顯示單元。
12.—種電子設(shè)備，包括: 顯示單元，用于執(zhí)行圖像的顯示；以及 處理單元，用于基于要顯示的圖像，生成顯示像素信息，并控制所述顯示單元執(zhí)行相應(yīng)顯示， 其中，所述顯示單元包含 多層顯示單元陣列，包括至少兩層顯示單元，所述至少兩層顯示單元中任一層顯示單元設(shè)置有透明熒光激發(fā)薄膜層； 激發(fā)投影單元陣列，包括至少一個激發(fā)投影單元，所述激發(fā)投影單元陣列中所有投影單元基于從所述處理單元接收的所述顯示像素信息，發(fā)出光線投影到所述多層顯示單元陣列中對應(yīng)的顯示單元，激發(fā)所述透明熒光激發(fā)薄膜層以顯示相應(yīng)圖像，其中所述相應(yīng)圖像疊加成像。
13.如權(quán)利要求12所述的電子設(shè)備，其中所述處理單元確定要顯示的三維場景在空間的成像位置，根據(jù)三維場景在空間的成像位置和觀察視點位置，確定各層顯示單元對應(yīng)的所述顯示像素信息，并且將所述顯示像素信息組合成顯示圖像分別送入對應(yīng)的激發(fā)投影單元，作為投影顯示的圖像源。
【文檔編號】G02B27/22GK104423137SQ201310398095
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年9月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月4日
【發(fā)明者】彭祎帆, 陽光, 尚可 申請人:聯(lián)想(北京)有限公司