图像显示系统、用于操作图像显示系统的方法和图像投影设备技术方案

公开了一种图像显示系统(100，200)。所述图像显示系统包括用于产生图像的图像源(102，202，302，402，502)。所述图像源包括布置成阵列的多个显示单元(104，204，504)，并且每个显示单元被配置为发射准直光(210)以产生所述图像的像素。所述图像显示系统包括立体显示模块(106，206，304，404)，所述立体显示模块包括以堆叠方式布置的多个光散射元件(108，208)。此外，所述多个光散射元件中的光散射元件保持在第一状态或第二状态。所述图像显示系统包括可操作地耦合到所述图像源和所述立体显示模块中的每一个的控制器(114)。所述控制器被配置为控制一个光散射元件以将所述光散射元件保持在第二状态以及控制所述多个显示单元以将图像投影在保持在所述第二状态的所述光散射元件上。元件上。元件上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】图像显示系统、用于操作图像显示系统的方法和图像投影设备


[0001]本公开总体上涉及显示系统；更具体地涉及用于显示三维图像的图像显示系统。此外，本公开涉及操作这种图像显示系统的方法。此外，本公开涉及用于产生三维图像的图像投影设备。

技术介绍

[0002]传统上，视觉多媒体内容一直以二维格式被消费。例如，电视显示屏向观看者显示二维图像(或视频)，而计算机屏幕向用户提供二维格式的图形信息。然而，随着技术的进步以及随之而来的以简单易懂的形式向用户提供复杂信息的需求，三维格式的视觉多媒体内容的消费越来越流行。例如，人们的偏好已经从观看二维格式和标清(Standard Definition，SD)电影转变为体验三维格式和高清(High Definition，HD)或超高清(Ultra
‑
high Definition，UHD)电影。
[0003]然而，商用技术通常无法解决满足以高清方式向观看者显示三维内容的需求。通常，旨在向观看者显示三维内容的大多数技术都依赖于立体技术。这种技术在显示屏幕上显示一对略有不同的二维图像，使得观看者的视觉系统将这对图像组合起来并将其中展示的对象感知为本质上三维的。然而，这种立体技术存在多种缺点。例如，立体技术能够以相同的实际深度向观看者显示位于所所展示的图像内的不同虚拟深度处的对象，使得实际深度对应于显示屏相对于观看者眼睛的位置。因此，观看者的眼睛无法聚焦在不同的点以观看不同虚拟深度的对象，从而产生辐辏冲突。辐辏冲突以眼睛劳累、疲劳、恶心、头痛等形式给观看者带来不适。r/>[0004]通常，立体显示系统试图克服与向观看者显示三维内容的传统立体技术相关联的辐辏冲突的这种问题。然而，向观看者显示高质量三维图像(例如，具有高图像分辨率和/或清晰度的图像)的、市售的立体显示系统体积庞大、不能令人满意且效率低下。
[0005]因此，根据前述讨论，需要克服与用于向观看者显示三维内容的传统系统和技术相关联的前述缺点。

技术实现思路

[0006]本公开寻求提供一种图像显示系统。本公开还寻求提供一种用于操作图像显示系统的方法。此外，本公开寻求提供一种图像投影设备。
[0007]本公开寻求提供对与向观看者显示具有高分辨率的三维内容相关联的庞大、不可靠和低效率的现有问题的解决方案。本公开的目的是提供一种解决方案，该解决方案至少部分地克服了现有技术中遇到的问题，并提供了一种稳健且高效的图像显示系统，用于显示在亮度、对比度、图像分辨率等方面具有高质量的三维内容。
[0008]一方面，本专利技术实施例提供了一种图像显示系统，包括：
[0009]‑
用于产生图像的图像源，其中，所述图像源包括布置成阵列的多个显示单元，并
且其中，所述多个显示单元中的每个显示单元配置为发射准直光以产生所述图像的像素；
[0010]‑
立体显示模块，所述立体显示模块包括以堆叠方式布置的多个光散射元件，其中，所述多个光散射元件中的一个光散射元件保持在：
[0011]‑
第一状态，以使得入射光能够穿过所述光散射元件，或
[0012]‑
第二状态，以使得能够通过入射光的散射将图像投影到所述光散射元件上；
[0013]以及
[0014]‑
控制器，所述控制器可操作地耦合到所述图像源和所述立体显示模块中的每一个，其中，所述控制器配置为控制以下各项：
[0015]‑
所述多个光散射元件中的一个光散射元件，以将所述光散射元件保持在所述第二状态；
[0016]‑
所述多个光散射元件中的剩余光散射元件，以将所述剩余光散射元件保持在所述第一状态；以及
[0017]‑
所述多个显示单元，以发射准直光以将所述图像投影到保持在所述第二状态的所述光散射元件上。
[0018]另一方面，本公开的实施例提供了一种用于用于操作图像显示系统的方法，所述方法包括：
[0019]‑
使用图像源产生图像，其中，所述图像源包括布置成阵列的多个显示单元，并且其中，所述多个显示单元中的每个显示单元配置为发射准直光以产生所述图像的像素；
[0020]‑
提供立体显示模块，所述立体显示模块模块包括以堆叠方式布置的多个光散射元件，其中，所述多个光散射元件中的一个光散射元件保持在：
[0021]‑
第一状态，以使得入射光能够穿过所述光散射元件；或
[0022]‑
第二状态，以使得入射光能够散射以及使得能够将图像投影到所述光散射元件上；
[0023]‑
使用控制器控制以下各项：
[0024]‑
所述多个光散射元件中的一个光散射元件，以将所述光散射元件保持在所述第二状态，
[0025]‑
所述多个光散射元件中的剩余光散射元件，以将所述剩余光散射元件保持在所述第一状态，以及
[0026]‑
所述多个显示单元，以发射准直光以将所述图像投影到保持在所述第二状态的所述光散射元件上。
[0027]在又一方面，本公开的实施例提供了一种图像投影设备，其中，所述图像投影设备配置为在立体显示模块的光散射元件上产生图像，并且其中，所述图像投影设备包括：
[0028]‑
图像源，所述图像源包括布置成阵列的多个显示单元，其中所述多个显示单元中的每个显示单元配置为发射准直光以产生所述图像的像素；以及
[0029]‑
控制器，所述控制器可操作地耦合到所述图像源，其中，所述控制器被配置为控制所述多个显示单元发射准直光以在所述立体显示模块的所述光散射元件上产生所述图像的对应像素。
[0030]本公开的实施例基本上消除了或至少部分地解决了现有技术中的上述问题，并且能够通过立体显示设备真实地描绘三维图像。此外，所展示的三维图像具有增强的心理深
度线索和物理深度线索，以正确模仿与观看者正在观看的图像相关联的深度。此外，通过将现实世界环境的视图与正在观看的图像相结合，进一步增强了观看者的体验。
[0031]本公开的附加方面、优点、特征和目的将从结合所附权利要求解释的说明性实施例的详细描述和附图变得明显。
[0032]应当理解，在不脱离由所附权利要求限定的本公开的范围的情况下，本公开的特征易于以各种组合进行组合。
附图说明
[0033]以上
技术实现思路
以及以下详细描述的说明性实施例在结合附图阅读时可以被更好地理解。为了说明本公开，附图中示出了本公开的示例性构造。然而，本公开不限于本文公开的特定方法和手段。此外，本领域技术人员将理解附图不是按比例绘制的。在可能的情况下，相同的元件用相同的数字表示。
[0034]现在将仅通过示例的方式，参照下图描述本公开的实施例。
[0035]图1和图2是根据本公开的各种实施例的图像显示系统的示意图。
[0036]图3和图4是根据本公开的各种实施例的、被实现为头戴式显示设备的图像显示系统的示意图。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种图像显示系统(100，200，500)，包括：
‑
用于产生图像的图像源(102，202，302，402，502)，其中，所述图像源包括布置成阵列的多个显示单元(104，204，504)，并且其中，所述多个显示单元中的每个显示单元配置为发射准直光(210)以产生所述图像的像素；
‑
立体显示模块(106，206，304，404)，所述立体显示模块包括以堆叠方式布置的多个光散射元件(108、208)，其中，所述多个光散射元件中的一个光散射元件保持在：
‑
第一状态，以使得入射光能够穿过所述光散射元件，或
‑
第二状态，以使得能够通过入射光的散射将图像投影到所述光散射元件上；以及
‑
控制器(114)，所述控制器可操作地耦合到所述图像源和所述立体显示模块中的每一个，其中，所述控制器配置为控制以下各项：
‑
所述多个光散射元件中的一个光散射元件，以将所述光散射元件保持在所述第二状态；
‑
所述多个光散射元件中的剩余光散射元件，以将所述剩余光散射元件保持在所述第一状态；以及
‑
所述多个显示单元，以发射准直光以将所述图像投影到保持在所述第二状态的所述光散射元件上。2.根据权利要求1所述的图像显示系统(100，200)，其中，所述图像源(102，202，302，402，502)是基于激光二极管的阵列、发光二极管微显示器、薄膜晶体管液晶显示器以及超发光二极管阵列中的一种。3.根据权利要求1或2所述的图像显示系统(100，200，500)，所述图像显示系统还包括光学结构(506)，所述光学结构(506)包括布置成阵列的多个光管(508)，其中，所述光学结构位于所述图像源(102，202，302，402，502)和所述立体显示模块(106，206，304，404)之间，并且其中，所述多个光管对应于所述图片源的所述多个显示单元(104，204，504)。4.根据权利要求3或4所述的图像显示系统(100，200，500)，所述图像显示系统还包括光学设备(110，406，510)，所述光学设备(110，406，510)包括布置成阵列的多个光学元件(112，512)，其中，所述光学设备位于所述光学结构(506)和所述立体显示模块(106，206，304，404)之间，并且其中，所述多个光学元件对应于所述光学结构的所述多个光管(508)。5.根据权利要求1或2所述的图像显示系统(100，200，500)，所述图像显示系统还包括光学设备(110，406，510)，所述光学设备(110，406，510)包括布置成阵列的多个光学元件(112，512)，其中，所述光学设备位于所述图像源(102，202，302，402，502)与所述立体显示模块(106，206，304，404)之间，并且其中，所述多个光学元件对应于所述图像源的所述多个显示单元(104，204，504)。6.根据权利要求4或5所述的图像显示系统(100，200，500)，其中，所述多个光学元件中的每个光学元件(112)是微透镜、全息微透镜、菲涅耳微透镜、超材料微透镜以及可调焦微透镜中的一种。7.根据前述权利要求中任一项所述的图像显示系统(100，200，500)，其中，所述图像源(102，202，302，402，502)包括可操作地耦合到空间光调制器的多个光源。8.根据权利要求7所述的图像显示系统(100，200，500)，其中，所述空间光调制器是透
射型空间光调制器或反射型空间光调制器中的一种。9.根据前述权利要求中任一项所述的图像显示系统(100，200，500)，其中，所述图像源(102，202，302，402，502)配置为以相对于所述立体显示模块(106，206，304，404)的平面的法线(212)的倾斜角发射准直光(210)。10.根据权利要求9所述的图像显示系统(100，200，500)，其中，所述倾斜角为5
°‑
30
°
。11.根据权利要求9所述的图像显示系统(100，200，500)，其中，所述倾斜角为10
°‑
20
°
。12.根据前述权利要求中任一项所述的图像显示系统(100，200，500)，其中，所述立体显示模块(106，206，304，404)被实现为具有整体结构。13.根据前述权利要求中任一项所述的图像显示系统(100，200，500)，其中，所述图像源(102，202，302，402，502)、所述立体显示模块(106，206，304，404)和所述控制器(114)中的每一个都被结合在近眼显示设备(300，400)中。14.根据权利要求13所述的图像显示系统(100，200，500)，所述图像显示系统还包括至少一个全息光栅(312，314，414)，所述至少一个全息光栅(312，314，414)布置为位于所述立体显示模块(106，206，304，404)和所述近眼显示设备(300，400)的佩戴者的眼睛(...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊尔马斯，
申请(专利权)人：莱特斯贝斯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：