三维图像显示设备和方法技术

一种三维(3D)图像显示设备，包括显示设备；可变焦光学系统，被配置为将由显示设备形成的3D图像聚焦在参考平面上；处理器，被配置为通过从与3D图像对应的多个深度位置中选择深度位置来确定3D图像的代表深度值，作为代表深度值，并控制可变焦光学系统以通过基于代表深度值调整可变焦光学系统的焦点来调整参考平面；和传输光学系统，被配置为将聚焦在参考平面上的3D图像传输到观察者的瞳孔。

3D image display equipment and methods

【技术实现步骤摘要】
三维图像显示设备和方法相关申请的交叉引用本申请要求于2018年7月30日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2018-0088674的优先权，其公开内容通过引用整体并入本文。
与本公开一致的示例实施例涉及三维(3D)图像显示设备和方法。
技术介绍
最近，3D图像显示技术已经应用于各种领域，包括与虚拟现实(VR)显示器和增强现实(AR)显示器相关的图像显示装置。例如，提供VR显示的头戴式显示器目前处于商业化阶段并且广泛应用于娱乐业。此外，头戴式显示器正在发展成可应用于医疗、教育和工业领域的形式。作为VR显示器的高级形式的AR显示器是组合现实世界和VR并且具有可以导致现实和虚拟之间的交互的特征的图像显示装置。现实世界和VR之间的交互基于提供关于真实情况的实时信息的能力，并且可以通过将虚拟对象或信息重叠在现实世界环境上来进一步增加现实的效果。在现有技术AR显示装置和VR显示装置中，立体视觉技术通常用于3D图像显示，其中可能由于聚散-调节不匹配而涉及视觉疲劳。因此，已经研究了能够减少视觉疲劳的3D图像显示方法。
技术实现思路
提供了能够减少视觉疲劳的三维(3D)图像显示装置和方法。另外的方面将部分地在下面的描述中阐述，并且部分地将从描述中显而易见，或者可以通过实践所呈现的实施例来学习。根据本公开的一方面，提供一种三维(3D)图像显示设备，包括：显示设备，被配置为根据3D图像信息调制光以形成3D图像；可变焦光学系统，被配置为将由显示设备形成的3D图像聚焦在参考平面上；处理器，被配置为通过从与3D图像对应的多个深度位置中选择深度位置来确定3D图像的代表深度值，作为代表深度值，并控制可变焦光学系统以通过基于代表深度值调整可变焦光学系统的焦点来调整参考平面；和传输光学系统，被配置为将聚焦在参考平面上的3D图像传输到观察者的瞳孔。。处理器还可以被配置为基于3D图像的深度图和彩色图确定代表深度值。处理器还可以被配置为将包括在深度图中的深度值量化为多个量化值，并选择多个量化值中的至少一个作为代表深度值。处理器还可以被配置为基于来自彩色图的显著性信息确定代表深度值。处理器还可以被配置为基于彩色图中的内容确定代表深度值。处理器还可以被配置为根据焦距确定通过双眼聚散识别单个图像的区域范围，并基于所述区域范围确定所述代表深度值。可变焦光学系统可包括基于所述代表深度值沿着光轴调节的至少一个透镜，使得调节所述至少一个透镜与所述显示设备之间的距离。可变焦光学系统可包括至少一个具有可变曲率的透镜。传输光学系统可以被配置为将在所述参考平面上聚焦的所述3D图像与所述观察者前面的真实环境图像一起传输到所述观察者的瞳孔。传输光学系统可以包括路径转换构件，所述路径转换构件被配置为在朝向所述观察者的瞳孔的方向上偏转在所述参考平面上聚焦的所述3D图像的路径。路径转换构件可包括被配置为在观察者前面发送真实环境图像的材料。路径转换构件可包括半反射镜。3D图像显示设备可以是可穿戴透视型显示设备。根据本公开的另一方面，提供一种三维(3D)图像显示方法包括：根据3D图像信息调制光以形成3D图像；通过可变焦光学系统聚焦在参考平面上形成的3D图像；通过从与3D图像对应的多个深度位置中选择深度位置来确定3D图像的代表深度值，作为代表深度值；通过基于代表深度值调整可变焦光学系统的焦点来调整参考平面；和将聚焦在参考平面上的3D图像传输到观察者的瞳孔。选择代表深度值可以包括基于3D图像的深度图和彩色图确定代表深度值。确定代表深度值还可以包括：将深度图中包括的深度值量化为多个量化值；并且选择多个值中的至少一个作为代表深度值。确定代表深度值还可以包括：基于来自彩色图的显著性信息确定代表深度值。确定代表深度值还可以包括：基于彩色图中的内容确定代表深度值。确定代表深度值还可以包括：确定根据焦距通过双眼聚散识别单个图像的区域范围；和基于区域范围确定代表深度值。调节可变焦光学系统可以包括调节至少一个透镜在光轴上的位置或调节至少一个透镜的曲率。根据本公开的另一方面，提供了一种三维(3D)图像显示设备，包括：处理器,被配置为：接收图像信息以形成3D图像，该图像信息包括3D图像的彩色图；基于3D图像的彩色图确定3D图像的代表深度值，以及产生信号以控制可变焦光学系统以基于代表深度值调整参考平面。处理器还可以被配置为通过从与3D图像对应的多个深度位置中选择深度位置作为基于来自彩色图的的视觉浓度信息的代表深度值来确定代表深度值。处理器还可以被配置为：确定具有比图像的彩色图中的第二区域更高的视觉浓度的、图像的彩色图中的第一区域作为代表区域，并且通过从与3D图像对应的多个深度位置中选择对应于代表区域的深度位置作为代表深度值来确定代表深度值。处理器还可以被配置为：基于与3D图像对应的聚散度和焦距之间的关系确定多个舒适区域(ZOC)；其中，确定代表深度值包括确定第一ZOC的第一代表深度值和第二ZOC的第二代表深度值。根据本公开的另一方面，提供了一种三维(3D)图像显示方法，包括：接收图像信息以形成3D图像，该图像信息包括3D图像的彩色图；基于3D图像的彩色图确定3D图像的代表深度值，并基于代表深度值产生控制可变焦光学系统以调整参考平面的信号。确定代表性深度值可以包括：基于来自彩色图的视觉浓度信息，从与3D图像对应的多个深度位置中选择深度位置作为代表性深度值。3D图像显示方法还可以包括：将具有比图像的彩色图中的第二区域更高的视觉浓度的、图像的彩色图中的第一区域确定为代表区域，并且通过以下方式确定代表性深度值：从与3D图像对应的多个深度位置中选择对应于代表区域的深度位置作为代表深度值。3D图像显示方法还可包括：基于与3D图像对应的聚散度和焦距之间的关系，确定多个舒适区(ZOC)；其中，确定代表性深度值包括确定第一ZOC的第一代表性深度值和第二ZOC的第二代表性深度值。附图说明从以下结合附图对实施例的描述中，这些和/或其他方面将变得显而易见并且更容易理解，其中：图1是示出根据示例实施例的三维(3D)图像显示设备的光学布置的图；图2示出了通过包括在图1的3D图像显示设备中的可变焦光学系统调整参考平面位置的示例；图3示出了通过包括在图1的3D图像显示设备中的可变焦光学系统调整参考平面位置的另一示例；图4是示意性地示出根据示例实施例的3D图像显示方法的流程图；图5是示出在图4的流程图中选择代表性深度值的详细处理的示例的流程图；图6A和6B示出了根据图5的流程图提取彩色图和深度图并选择代表深度的示例；图7是根据图5的流程图的舒适区(ZOC)分析的示例的曲线图；图8是示出考虑ZOC选择最小数量的代表深度值的示例的概念图；图9是示出图5的流程图中所示的量化深度值的示例的概念图；和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三维(3D)图像显示设备，包括：/n显示设备，被配置为根据3D图像信息调制光以形成3D图像；/n可变焦光学系统，被配置为将由显示设备形成的3D图像聚焦在参考平面上；/n处理器，被配置为通过从与3D图像对应的多个深度位置中选择深度位置来确定3D图像的代表深度值，作为代表深度值，并控制可变焦光学系统以通过基于代表深度值调整可变焦光学系统的焦点来调整参考平面；和/n传输光学系统，被配置为将聚焦在参考平面上的3D图像传输到观察者的瞳孔。/n

【技术特征摘要】
20180730 KR 10-2018-00886741.一种三维(3D)图像显示设备，包括：
显示设备，被配置为根据3D图像信息调制光以形成3D图像；
可变焦光学系统，被配置为将由显示设备形成的3D图像聚焦在参考平面上；
处理器，被配置为通过从与3D图像对应的多个深度位置中选择深度位置来确定3D图像的代表深度值，作为代表深度值，并控制可变焦光学系统以通过基于代表深度值调整可变焦光学系统的焦点来调整参考平面；和
传输光学系统，被配置为将聚焦在参考平面上的3D图像传输到观察者的瞳孔。


2.如权利要求1所述的3D图像显示设备，其中，处理器还被配置为基于3D图像的深度图和彩色图确定代表深度值。


3.如权利要求2所述的3D图像显示设备，其中，处理器还被配置为将包括在深度图中的深度值量化为多个量化值，并选择多个量化值中的至少一个作为代表深度值。


4.如权利要求2所述的3D图像显示设备，其中，处理器还被配置为基于来自彩色图的显著性信息确定代表深度值。


5.如权利要求2所述的3D图像显示设备，其中，处理器还被配置为基于彩色图中的内容确定代表深度值。


6.如权利要求1所述的3D图像显示设备，其中，所述处理器还被配置为：根据焦距确定通过双眼聚散识别单个图像的区域范围，并基于所述区域范围确定所述代表深度值。


7.如权利要求1所述的3D图像显示设备，其中，所述可变焦光学系统包括基于所述代表深度值沿着光轴调节的至少一个透镜，使得调节所述至少一个透镜与所述显示设备之间的距离。


8.如权利要求1所述的3D图像显示设备，其中，所述可变焦光学系统包括至少一个具有可变曲率的透镜。


9.如权利要求1所述的3D图像显示设备，其中，所述传输光学系统被配置为将在所述参考平面上聚焦的所述3D图像与所述观察者前面的真实环境图像一起传输到所述观察者的瞳孔。


10.如权利要求1所述的3D图像显示设备，其中，所述传输光学系统包括路径转换构件，所述路径转换构件被配置为在朝向所述观察者的瞳孔的方向上偏转在所述参考平面上聚焦的所述3D图像的路径。


11.如权利要求10所述的3D图像显示设备，其中，路径转换构件包括被配置为在观察者前面发送真实环境图像的材料。


12.如权利要求11所述的3D图像显示设备，其中，所述路径转换构件包括半反射镜。


13.如权利要求1所述的3D图像显示设备，其中，所述3D图像显示设备是可穿戴透视型显示设备。

【专利技术属性】
技术研发人员：成基荣，金允泰，李彰健，李泓锡，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR