CN105245866A - 一种显示***及其显示方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种显示***和方法，其中包括一个显示面板，显示面板内设有至少一个可变单元、以及与所述可变单元一一对应的驱动机构；可变单元工作于摆放状态时显示面板上呈现至少两个相交面和/或至少一个立体物体；图像处理单元基于当前工作于摆放状态的可变单元对应用画面进行处理以形成图形校正的画面，再对经过图形校正的画面进行映射，并在显示区域内形成与所述至少两个相交面和/或至少一个立体物体匹配的显示图像。

Description

一种显示***及其显示方法

技术领域

本发明涉及显示***，更具体地说，涉及一种显示***及其显示方法，可基于显示面板内设的可变单元而生成与相交面和/或立体物体匹配的显示图像。

背景技术

通常的投影成像面为平滑的平面或弧面，也就是说，投影机的投影显示区域通常是平面或圆弧面，在投影显示区域范围内不会有三维的立体物体。

随着投影技术应用的不断拓展，具有立体场景投影功能的产品也陆续面市，例如，有些剧场的场景布置或者灯光秀节目中，就是用这种投影机结合被投射物体的形状投出虚拟场景。但是，这种虚拟场景通常只是基于固定的投影显示面，无法适应多种剧情要求的应用需要，比如游戏的要求。更不具备互动的操控功能。

同样，现有的液晶显示器通常也是平滑的平面或弧面，其显示只能基于固定的显示面，无法适应多种剧情要求的应用需要。

发明内容

针对现有技术的上述缺陷，本发明首先要解决现有显示***只能基于固定的显示面显示图像的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种显示***，包括图像处理单元，其中还包括一个面积大于或等于显示区域的显示面板，所述显示区域形成于所述显示面板上；所述显示面板内设有至少一个可变单元、以及与所述可变单元一一对应的驱动机构；所述驱动机构可驱动所述可变单元工作于摆放状态或隐藏状态；所述可变单元工作于摆放状态时，所述显示面板上呈现至少两个相交面和/或至少一个立体物体；该***中还包括用于存储与所述各个可变单元对应的应用画面的画面存储单元；所述图像处理单元基于当前工作于摆放状态的所述可变单元对所述应用画面进行处理，以形成基于所述至少两个相交面和/或至少一个立体物体进行图形校正的画面，再对经过图形校正的画面进行映射，并在所述显示区域内形成与所述至少两个相交面和/或至少一个立体物体匹配的显示图像。

本发明的显示***中，所述显示面板、所述至少两个相交面和/或至少一个立体物体的表面可为液晶显示屏或OLED。

本发明的显示***可为投影显示***，此时其中还包括投影镜头单元，与所述投影镜头单元对应的所述投影显示区域投射形成于所述显示面板上；所述图像处理单元对所述应用画面进行处理，以形成基于所述至少两个相交面和/或至少一个立体物体进行图形校正的画面，再由所述投影镜头单元进行映射，并在所述显示区域内形成与所述至少两个相交面和/或至少一个立体物体匹配的显示图像。

本发明的显示***中，还可包括信息处理单元、驱动控制单元；其中，所述信息处理单元根据当前需要播放的预设应用画面所对应的至少两个相交面和/或至少一个立体物体，以有线或无线方式向所述驱动控制单元发出相应的信号；所述驱动控制单元再向所述驱动机构发出相应的驱动控制信号，进而驱动至少一个所述可变单元工作于摆放状态或隐藏状态。

本发明的显示***中，所述可变单元工作于摆放状态时，是下凹的至少两个相交面和/或至少一个立体物体，或者是上凸的至少两个相交面和/或至少一个立体物体；所述立体物体为简单立体结构，包括正方体、长方体、棱锥体、圆锥体、球体、圆柱体、或台体中一种或多种的组合。

本发明的显示***中，至少一个所述可变单元为两级或多级升降的结构，和/或至少一个所述可变单元为可横向移动的结构。

本发明的显示***中，所述显示图像是具有预期增强现实效果的显示图像，所述应用画面中包含至少一个需显示于至少两个相交面上的整体图像；所述整体图像在各个面上分别显示一部分画面，或者连续显示于各个面上并依次在各个面上显示连续动作的一部分。

本发明的显示***为投影显示***时，还包括可基于所述投影显示图像进行互动操控的互动操控单元，所述互动操控单元与所述信息处理单元配合工作以实现基于所述投影显示图像的互动操控。

本发明的投影显示***中，所述互动操控单元包括基于无线通信的遥控器，所述遥控器包括手机、平板电脑、游戏手柄、或空中鼠标中一种或多种的组合；所述遥控器使用2.4G、蓝牙、或者WIFI通信方式传输互动操控信号。

本发明的投影显示***中，所述互动操控单元包括基于红外光的外部遥控器及红外监控镜头；所述外部遥控器可在所述投影显示区域内形成红外光斑，所述红外监控镜头捕捉所述红外光斑，所述图像处理单元根据所述红外光斑的位置信息显示相应的可见图标，并通过所述外部遥控器控制所述可见图标以实现互动操控功能。

本发明的投影显示***中，所述互动操控单元包括直接触控式互动操控单元，并从双监控镜头模式、TOF传感器模式、或者结构光传感器模式选择其中的一种互动操控模式。

本发明的投影显示***中，所述立体物体表面附着有在较亮环境光条件下可增强投影显示图像对比度的光学材料层。

本发明的投影显示***中，所述显示面板上设有用于支撑所述投影镜头单元的支架，所述投影镜头单元装于支架上并位于所述显示面板的上方或一侧。

本发明还提供一种显示方法，其中使用一个面积大于或等于显示区域的显示面板，所述显示区域形成于所述显示面板上；所述显示面板内设有至少一个可工作于摆放状态或隐藏状态的可变单元，所述可变单元工作于摆放状态时，所述显示面板上呈现至少两个相交面和/或至少一个立体物体；该方法包括以下步骤：

预设与所述可变单元对应的应用画面；

基于当前工作于摆放状态的所述可变单元对所述应用画面进行处理，以形成基于所述至少两个相交面和/或至少一个立体物体进行图形校正的画面，再对经过图形校正的画面进行映射，并在所述显示区域内形成与所述至少两个相交面和/或至少一个立体物体匹配的显示图像。

通过本发明的技术方案，液晶显示屏或OLED内设有可变单元，或者投影的显示面板内设有可变单元，然后可基于显示面板内设的可变单元而生成与相交面和/或立体物体匹配的显示图像。将这种显示***应用于舞台或游戏，可增加舞台或游戏的真实感。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明一个实施例中的投影显示***及其应用场景示意图；

图2是在图1中基础上有一个可变单元形成下凹结构后的示意图；

图3是在图1中基础上有两个可变单元分别上升一层、两层后的示意图；

图4是在图1中基础上形成台阶式结构的示意图；

图5是本发明一个优选实施例中投影显示***的原理框图。

具体实施方式

下面以先投影显示***为例进行说明，如图5所示为本发明一个优选实施例中投影显示***的原理框图，该投影显示***中包括投影镜头单元、图像处理单元、画面存储单元；其中，画面存储单元用于存储预设的投影应用画面。

其中还包括一个面积大于或等于投影显示区域的投影显示面板，与投影镜头单元对应的投影显示区域投射形成于显示面板上；在投影显示面板内设有至少一个可变单元、以及与可变单元一一对应的驱动机构；驱动机构可驱动可变单元工作于摆放状态或隐藏状态；可变单元工作于摆放状态时，显示面板上呈现至少两个相交面和/或至少一个立体物体。

工作时，先预设与各个可变单元对应的应用画面，然后，图像处理单元基于当前工作于摆放状态的可变单元对应用画面进行处理，以形成基于所述至少两个相交面和/或至少一个立体物体进行图形校正的画面，再由投影镜头单元进行映射，并在投影显示区域内形成与所述至少两个相交面和/或至少一个立体物体匹配的投影显示图像。

从图5可以看出，其中还包括信息处理单元、驱动控制单元；工作时，信息处理单元根据当前需要播放的预设应用画面所对应的至少两个相交面和/或至少一个立体物体，以有线或无线方式向驱动控制单元发出相应的信号；驱动控制单元再向驱动机构发出相应的驱动控制信号，进而驱动至少一个可变单元工作于摆放状态或隐藏状态。也就是说，本发明的投影显示***可以根据需要播放的投影显示图像，自动控制相应的可变单元，让相应的立体物体被正确摆放在显示面板的对应位置，立体物体可根据需要自动切换，形成多种组合展示模式，而不只是单一模式。

从图5可以看出，其中还包括可基于投影显示图像进行互动操控的互动操控单元，互动操控单元与信息处理单元配合工作以实现基于投影显示图像的互动操控。

该互动操控单元可以是基于无线通信的遥控器，例如可以是手机、平板电脑、游戏手柄、或空中鼠标中一种或多种的组合；其中，遥控器可使用2.4G、蓝牙、或者WIFI通信方式传输互动操控信号。

该互动操控单元还可以是基于红外光的外部遥控器及红外监控镜头；工作时，外部遥控器可在投影显示区域内形成红外光斑，红外监控镜头捕捉红外光斑，图像处理单元根据红外光斑的位置信息显示相应的可见图标，并通过外部遥控器控制可见图标以实现互动操控功能。

该互动操控单元还可以是直接触控式互动操控单元，具体可从双监控镜头模式、TOF传感器模式、或者结构光传感器模式选择其中的一种互动操控模式。

如图1所示为本发明一个实施例中的投影显示***及其应用场景示意图，其中投影机100装于一个支架140上，并位于显示面板108的上方，在投影镜头单元102的两侧设有两个监控镜头102、104，投影镜头单元102可将预设好的投影应用画面投射到该投影显示区域内。

从图1中可以看出，本实施例中有一个显示面板108，其面积大于或等于投影显示区域的面积，投影机100所投射的投影显示区域形成于该显示面板上；显示面板108包括多个格子，每个格子是一个可变单元110。其中，可变单元工作于摆放状态时，可以是下凹的至少两个相交面和/或至少一个立体物体，或者是上凸的至少两个相交面和/或至少一个立体物体；该立体物体为简单立体结构，包括正方体、长方体、棱锥体、圆锥体、球体、圆柱体、或台体中一种或多种的组合。另外，可变单元可为两级或多级升降的结构，或者是可横向移动的结构。另外，可在立体物体表面附着有在较亮环境光条件下可增强投影显示图像对比度的光学材料层。

针对图1中的每个可变单元还设有驱动机构(未在图中示出)，用于驱动可变单元工作于摆放状态或隐藏状态。具体实施时，显示面板108内可以只有一个可变单元，或者是两个或多个可变单元。

图1所示的实施例中，采用的是直接触控式互动操控单元，具体是双监控镜头模式，在投影镜头单元102的两侧设有两个监控镜头104、106，在投影机100内还集成了红外光源(未在图中示出)，其发出的红外光能够覆盖整个投影显示区域。红外光源也可装于投影镜头外部，直接发射红外光并覆盖整个投影显示区域。当人手指进入投影场景内去触碰投影图像时，两个红外监控镜头将抓拍到的图像同时传递到互动算法模组，计算出手指的空间位置，从而实现立体图像触控操作。其中，两个红外监控镜头需先定标和校正，同时获取图像视差图，通过图像跟踪、图像分割、图像识别实现空间重构，再通过算法计算出手指的三维空间位置；同时计算出投影画面的三维高低起伏场影。

本实施例中，当人手进入投影场景内，两个监控镜头104、106可以监控到手指的空间位置信息，进而可通过监控手指的运动轨迹和空间坐标信息来判断当前所执行的触控操作，例如在空间不同的高度实现点击、滑动等。

本实施例中的直接触控式互动操控单元，还可以是TOF(TimeofFlight，即飞行时间)传感器模式、或者结构光传感器模式。

TOF传感器的基本原理是用传感器接收从物体返回的光，通过探测光脉冲的飞行(往返)时间来得到目标物距离。TOF传感器与普通机器视觉成像过程也有类似之处，都是由光源、光学部件、传感器、控制电路以及处理电路等几部单元组成,而TOF传感器是通过入、反射光探测来获取的目标距离获取。通过TOF传感器把投影空间的立体信息重构出来,即可计算手指的在三维空间的位置，从而判断空间的触控。

结构光传感器的工作原理是利用连续光(近红外线)对测量空间进行编码，经感应器读取编码的光线，交由晶片运算进行解码后，产生一张具有深度的图像。但与传统的结构光方法不同的是，其光源打出去的并不是一副周期性变化的二维的图像编码，而是一个具有三维纵深的“体编码”。这种光源叫做激光散斑(LaserSpeckle)，是当激光照射到粗糙物体或穿透毛玻璃后形成的随机衍射斑点。这些散斑具有高度的随机性，而且会随着距离的不同变换图案，空间中任何两处的散斑都会是不同的图案，等于是将整个空间加上了标记，所以任何物体进入该空间以及移动时，都可确切记录物体的位置。通过结构光传感器把投影空间的立体信息重构出来,即可计算手指的在三维空间的位置，从而判断空间的触控。

如图2所示是在图1基础上的一种变形，其中有一个可变单元形成下凹结构112后的示意图，下凹之后，在当前视角形成三个可见的投影面，即底面114和两个侧面116、118，具体实施时，可基于这三个面、以及显示面板的表面，对相应的应用画面进行进行图形校正。本实施例当中，侧面116通过图形校正形成了一个门，在侧面118和底面114投影映射形成了一个虚拟的梯子。侧面116上的门和侧面118与底面114上的梯子为预设应用画面。当预设应用播放到这个环节时，所述信息处理单元以有线或无线方式向所述驱动控制单元发出相应的信号；所述驱动控制单元再向所述驱动机构发出相应的驱动控制信号，进而驱动底面114由原来位置下沉，达到本图所示位置。从而形成所需的在凹陷处生成门和梯子的图像。

如图3所示是在图1基础上的另一种变形，其中支架140移动到了显示面板的右上角，且右下部的一个可变单元128上升了一层，左上部的另一个可变单元120上升了两层。

针对上升了一层的可变单元128，在当前视角形成两个可见的投影面，即上表面130和正前面132，其右侧面虽然可见，但由于投影机100的位置已无法作为投影面。

针对上升了两层的可变单元120，在当前视角形成三个可见的投影面，即上表面122、正前面124、以及右侧面126。与图2类似，本***可以预设投影应用画面，由信息处理单元根据播放的内容需要，驱动可变单元120和128到这个位置，从而通过映射将所述可变单元变成预期的图像比如大楼或者古堡。

如图4所示是在图1基础上的另一种变形，其中部分多可变单元保持不变、部分可变单元上升了一级、部分可变单元上升了两级，从而形成了台阶式结构的显示面板。

为便于对本发明的理解，前面是以投影显示***进行说明的，本领域技术人员可以理解的是，本发明的方案还可应用于液晶显示屏或OLDE，此时不需要前述投影机等部件，而是将显示面板、各个可变单元的可见表面，都设置为液晶显示屏或OLED，让其可直接显示相应的图像，同样可达到前述效果。

由于本发明中显示面板不再是单一的平面或弧面，所以，其显示图像最好是具有预期增强现实效果的显示图像，此时其应用画面中包含至少一个需显示于至少两个相交面上的整体图像；该整体图像在各个面上分别显示一部分画面，或者连续显示于各个面上并依次在各个面上显示连续动作的一部分。

Claims (16)

1.一种显示***，包括图像处理单元，其特征在于，

还包括一个面积大于或等于显示区域的显示面板，所述显示区域形成于所述显示面板上；所述显示面板内设有至少一个可变单元、以及与所述可变单元一一对应的驱动机构；所述驱动机构可驱动所述可变单元工作于摆放状态或隐藏状态；所述可变单元工作于摆放状态时，所述显示面板上呈现至少两个相交面和/或至少一个立体物体；

该***中还包括用于存储与所述各个可变单元对应的应用画面的画面存储单元；

所述图像处理单元基于当前工作于摆放状态的所述可变单元对所述应用画面进行处理，以形成基于所述至少两个相交面和/或至少一个立体物体进行图形校正的画面，再对经过图形校正的画面进行映射，并在所述显示区域内形成与所述至少两个相交面和/或至少一个立体物体匹配的显示图像。

2.根据权利要求1所述的显示***，其特征在于，所述显示面板、所述至少两个相交面和/或至少一个立体物体的表面为液晶显示屏或OLED。

3.根据权利要求1所述的显示***，其特征在于，其中还包括投影镜头单元，与所述投影镜头单元对应的所述投影显示区域投射形成于所述显示面板上；

所述图像处理单元为图像处理单元，所述图像处理单元对所述应用画面进行处理，以形成基于所述至少两个相交面和/或至少一个立体物体进行图形校正的画面，再由所述投影镜头单元进行映射，并在所述显示区域内形成与所述至少两个相交面和/或至少一个立体物体匹配的投影显示图像。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的显示***，其特征在于，其中还包括信息处理单元、驱动控制单元；其中，所述信息处理单元根据当前需要播放的预设应用画面所对应的至少两个相交面和/或至少一个立体物体，以有线或无线方式向所述驱动控制单元发出相应的信号；所述驱动控制单元再向所述驱动机构发出相应的驱动控制信号，进而驱动至少一个所述可变单元工作于摆放状态或隐藏状态。

5.根据权利要求4所述的显示***，其特征在于，所述可变单元工作于摆放状态时，是下凹的至少两个相交面和/或至少一个立体物体，或者是上凸的至少两个相交面和/或至少一个立体物体；所述立体物体为简单立体结构，包括正方体、长方体、棱锥体、圆锥体、球体、圆柱体、或台体中一种或多种的组合。

6.根据权利要求5所述的显示***，其特征在于，至少一个所述可变单元为两级或多级升降的结构。

7.根据权利要求5所述的显示***，其特征在于，至少一个所述可变单元为可横向移动的结构。

8.根据权利要求1-3中任一项所述的显示***，其特征在于，所述显示图像是具有预期增强现实效果的显示图像，所述应用画面中包含至少一个需显示于至少两个相交面上的整体图像；所述整体图像在各个面上分别显示一部分画面，或者连续显示于各个面上并依次在各个面上显示连续动作的一部分。

9.根据权利要求4所述的显示***，其特征在于，还包括可基于所述投影显示图像进行互动操控的互动操控单元，所述互动操控单元与所述信息处理单元配合工作以实现基于所述投影显示图像的互动操控。

10.根据权利要求9所述的显示***，其特征在于，所述互动操控单元包括基于无线通信的遥控器，所述遥控器包括手机、平板电脑、游戏手柄、或空中鼠标中一种或多种的组合；所述遥控器使用2.4G、蓝牙、或者WIFI通信方式传输互动操控信号。

11.根据权利要求9所述的显示***，其特征在于，所述互动操控单元包括基于红外光的外部遥控器及红外监控镜头；所述外部遥控器可在所述投影显示区域内形成红外光斑，所述红外监控镜头捕捉所述红外光斑，所述图像处理单元根据所述红外光斑的位置信息显示相应的可见图标，并通过所述外部遥控器控制所述可见图标以实现互动操控功能。

12.根据权利要求9所述的显示***，其特征在于，所述互动操控单元包括直接触控式互动操控单元，并从双监控镜头模式、TOF传感器模式、或者结构光传感器模式选择其中的一种互动操控模式。

13.根据权利要求3所述的显示***，其特征在于，所述立体物体表面附着有在较亮环境光条件下可增强投影显示图像对比度的光学材料层。

14.根据权利要求3所述的显示***，其特征在于，所述显示面板上设有用于支撑所述投影镜头单元的支架，所述投影镜头单元装于支架上并位于所述显示面板的上方或一侧。

15.一种显示方法，其特征在于，其使用一个面积大于或等于显示区域的显示面板，所述显示区域形成于所述显示面板上；所述显示面板内设有至少一个可工作于摆放状态或隐藏状态的可变单元，所述可变单元工作于摆放状态时，所述显示面板上呈现至少两个相交面和/或至少一个立体物体；该方法包括以下步骤：

预设与所述可变单元对应的应用画面；

基于当前工作于摆放状态的所述可变单元对所述应用画面进行处理，以形成基于所述至少两个相交面和/或至少一个立体物体进行图形校正的画面，再对经过图形校正的画面进行映射，并在所述显示区域内形成与所述至少两个相交面和/或至少一个立体物体匹配的显示图像。

16.根据权利要求15所述的显示方法，其特征在于，所述显示图像是具有预期增强现实效果的显示图像，所述应用画面中包含至少一个需显示于至少两个相交面上的整体图像；所述整体图像在各个面上分别显示一部分画面，或者连续显示于各个面上并依次在各个面上显示连续动作的一部分。