一种显示系统、显示方法及电子设备与流程

1.本发明是关于显示技术领域，特别是关于一种显示系统、该显示系统显示图像的显示方法及具有该显示系统的电子设备。


背景技术：

2.在vr(virtualreality，虚拟现实技术)或ar(augmentedreality，增强现实)应用场景中，图像源是显示图像必不可少的部件，图像源主要用作图像的输出。目前，为了满足图像源尺寸小，精度高的要求，通常采用硅基显示方案作为图像源。而随着显示要求的不断提高(如显示高清图像或者说显示高分辨率图像)，为了能够实现高分辨率图像的显示，通常需要针对硅基显示方案进行改进，如将硅基显示器的分辨率增大。而硅基显示器的分辨率在增大时会导致一系列问题，如硅基显示器尺寸增大所导致的成本增大、硅基显示器良率低等。
3.公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种显示系统，无需针对图像源进行改进，便可显示高分辨率图像。
5.本发明的目的还在于提供一种显示方法，基于所述显示系统，无需针对图像源进行改进，便可显示高分辨率图像。
6.本发明的目的还在于提供一种电子设备，包括所述显示系统，无需针对图像源进行改进，便可显示高分辨率图像。
7.为实现上述目的，本发明的实施例提供了一种显示系统，包括：
8.成像件，包括m个显示区域，m大于或等于2；
9.投影组件，配置为将待显示图像分成m个子图像，并在每个显示时刻使m个显示区域显示相同的子图像，且不同显示时刻显示的子图像不同，其中，投影组件的分辨率小于待显示图像的分辨率，且刷新率至少大于30
×
mhz；
10.遮蔽件，包括m个可变区域，每个可变区域对应一个显示区域，所述遮蔽件配置为在每个显示时刻，m-1个可变区域改变状态以遮挡对应显示区域，且不同显示时刻未遮挡的显示区域不同。
11.在本发明的一个或多个实施方式中，所述m个显示区域呈矩阵排布。
12.在本发明的一个或多个实施方式中，所述m个显示区域中，每行显示区域均从左到右依次为未遮挡区域，且下一行显示区域在上一行的最后一个显示区域变为未遮挡区域后开始从左到右依次为未遮挡区域。
13.在本发明的一个或多个实施方式中，每个子图像的分辨率与投影组件的分辨率相同。
14.在本发明的一个或多个实施方式中，所述投影组件包括：
15.图像源，配置为将待显示图像分成m个子图像并在每个显示时刻显示子图像；
16.光学组件，配置为接收图像源发出的光并使每个显示区域显示子图像。
17.在本发明的一个或多个实施方式中，在m个显示区域呈矩阵排布时，所述光学组件包括分光片和全反射片，其中，
18.在每行显示区域中，除最后一个显示区域对应全反射片外，其余显示区域对应分光片，每个分光片配置为将接收的光部分反射至对应的显示区域，其余光透射至下一个分光片中，每行首个分光片还配置为接收图像源发出的光；全反射片配置为将接收的光全部反射至对应的显示区域。
19.在本发明的一个或多个实施方式中，所述可变区域具有第一状态和第二状态，所述第一状态和第二状态可切换，且所述可变区域为第一状态时遮蔽对应显示区域，在第二状态时非遮蔽对应显示区域。
20.在本发明的一个或多个实施方式中，每个可变区域由液晶形成。
21.本发明的实施例提供了一种基于上述显示系统的显示方法，包括：
22.投影组件将待显示图像分成m个子图像；
23.在每个显示时刻，投影组件使m个显示区域显示相同的子图像，遮蔽件使m-1个可变区域遮挡对应显示区域，且在不同的显示时刻m个显示区域显示的子图像不同，遮蔽件未遮挡的显示区域不同。
24.本发明的实施例提供了一种电子设备，包括上述所述的显示系统。
25.与现有技术相比，(1)本发明能够在不改变原图像源分辨率的情况下显示高分辨率图像，而无需针对图像源进行改进，进而可避免针对图像源进行改进所带来的成本增大、良率低等问题。
26.(2)本发明还能够实现图像显示面积的增大，使图像显示面积至少增大一倍。
27.(3)本发明还能够在保持原显示图像分辨率的情况下降低图像源的分辨率，降低图像源的尺寸，降低成本。
附图说明
28.图1是根据本发明一实施方式的显示系统结构示意图；
29.图2是根据本发明一实施方式的显示系统显示图像示意图；
30.图3是根据本发明一实施方式的显示方法流程图示意图。
具体实施方式
31.下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
32.除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
33.结合图1和图2所示，根据本发明优选实施方式的一种显示系统，适用于ar或vr设备。具体地，显示系统包括成像件10、投影组件20和遮蔽件30。其中，
34.成像件10用于成像，或者说成像件10用于图像的显示。该成像件10包括m个显示区域11，每个显示区域11可用于图像的显示，这里的m为大于或等于2的整数。在m个显示区中，m个显示区域11呈矩阵排布，m个显示区域11可排布成a行b列，也可仅排布成一行，或者排布成一列，可根据实际需求进行选择，这里的a和b为大于或等于2的整数。在具体实施时，以成像件10包括2个显示区域11，并且2个显示区域11排布成一行为最佳。此种设置方式，目的是在vr或者ar设备中与人眼相适配，以便于在vr或者ar设备中显示图像。
35.投影组件20用于将待显示图像分成m个子图像，并在每个显示时刻使m个显示区域11显示相同的子图像，并且在不同的显示时刻显示的子图像不同，这里的待显示图像的分辨率大于投影组件20的分辨率。在具体实施时，首先，投影组件20将待显示图像分成m个子图像，并且以每个子图像的分辨率与投影组件20的分辨率相同为最佳，如以成像件10包括2个显示区域11为例，当投影组件20的分辨率为2k
×
1k，待显示图像的分辨率为2k
×
2k时，投影组件20将该待显示图像分成2个分辨率为2k
×
1k的子图像。最后，当将待显示图像分成m个子图像后，投影组件20进一步在每个显示时刻使所有的显示区域11均显示相同的图像，与此同时，在不同的显示时刻所显示的子图像不同。如上所述，投影组件20将待显示图像分成2个分辨率为2k
×
1k的子图像，分别记为第一子图像和第二子图像。在第一显示时刻t0，投影组件20使2个显示区域11均显示第一子图像；在第二显示时刻t1，投影组件20使2个显示区域11均显示第二子图像。
36.遮蔽件30用于对显示区域11进行遮蔽或者遮挡，以控制显示区域11显示图像或者不显示图像。这里的遮蔽件30包括m个可变区域31，每个可变区域31对应一个显示区域11，可变区域31可通过改变状态，以控制对应的显示区域11是否显示图像。这里的显示图像是指人眼可观察到相应的图像，即当显示区域11未通过可变区域31遮挡时，人眼可看到显示区域11显示的图像。而当显示区域11通过可变区域31遮挡时，人眼无法看到显示区域11显示的图像。这里的可变区域31具有两种状态，一种是第一状态(遮挡状态)，一种是第二状态(非遮挡状态)。当可变区域31变为遮挡状态时，其可遮挡遮挡对应的显示区域11，以使人眼无法观察到相应的图像。而当可变区域31变为非遮挡状态时，其无法遮挡对应的显示区域11，此时人眼可观察到相应的图像。在具体实施时，遮蔽件30采用液晶实现，通过控制液晶的偏转以实现可变区域31是否遮挡对应的显示区域11。在对液晶进行控制时，图像显示时序需与液晶控制时序相配合，以消除图像显示时的一些问题，如残影等问题。在实施时，在图像显示时序的控制下，图像可隔行显示，此时在液晶控制时序的控制下，液晶可隔行对图像进行遮蔽，以消除图像残影问题。
37.进一步地，为了使人眼最终能够看到待显示图像，在每个显示时刻，m个可变区域31中的m-1个可变区域31通过改变状态以遮挡对应的显示区域11，也就是说，在每个显示时刻仅有一个可变区域31未遮挡对应的显示区域11。与此同时，在不同的显示时刻，未遮挡的显示区域11不同。在具体实施时，m个显示区域中，每行显示区域均从左到右依次为未遮挡区域，且下一行显示区域在上一行的最后一个显示区域变为未遮挡区域后开始从左到右依次为未遮挡区域。如上所述，在第一显示时刻t0，投影组件20使2个显示区域11均显示了第一子图像。此时，在遮蔽件30的2个可变区域31中，处于右侧的可变区域31通过改变状态，以遮挡对应的显示区域11，而处于左侧的可变区域31则不遮挡对应的显示区域11。即在第一显示时刻t0，仅左侧显示区域11显示图像。在第二显示时刻t1，投影组件20使2个显示区域
11均显示了第二子图像。此时，在遮蔽件30的2个可变区域31中，处于左侧的可变区域31通过改变状态，以遮挡对应的显示区域11，而处于右侧的可变区域31则不遮挡对应的显示区域11。即在第二显示时刻t1，仅由侧显示区域11显示图像。
38.进一步地，为了使人眼最终能够看到待显示图像，投影组件20的刷新率至少要大于30
×
mhz。这是因为当投影组件20的刷新率大于30
×
mhz后，最终显示的图像刷新率将超过26帧每秒，这已经超出了人眼的反应速度，使得人眼最终所看到的图像无拼接的感觉，也就是说，人眼所看到的是完整的图像。如上所述，成像件10包括2个显示区域11，此时投影组件20的刷新率为60hz。第一子图像和第二子图像最终形成的待显示图像的刷新率将达到30hz，这已经超出了人眼的反应速度，人眼最终所看到的是完整的图像。
39.如图1所示，投影组件20包括图像源21和光学组件22。其中，图像源21被配置为对待显示图像进行处理，以通过光学组件22在显示区域11显示图像。具体地，图像源21被配置为将待显示图像分成m个子图像在每个显示时刻显示子图像，图像源21可选自硅基显示器等。光学组件22被配置为接收图像源发出的光并将光投射到显示区域11，以使显示区域11显示图像。在具体实施时，图像源21显示子图像并向光学组件22中发射光。光学组件22进一步通过改变光的传输方向使光射向每个显示区域11，最终使每个显示区域11显示相同的子图像。
40.进一步地，当m个显示区域11呈矩阵排布时，光学组22件包括多个分光片22a和多个全反射片22b，其中，在每行显示区域11中，除最后一个显示区域11对应全反射片22b外，其余显示区域11对应分光片22a，每个分光片22a配置为将接收的光部分反射至对应的显示区域11，其余光透射至下一个分光片22a中，每行首个分光片22a还配置为接收图像源发出的光；全反射片22b配置为将接收的光全部反射至对应的显示区域11。
41.本实施例中，以m个显示区域11排布成一行为最佳，此时，光学组件22包括m-1个分光片22a以及1个全反射片22b，分光片22a用于使接收到的光部分反射至对应的显示区域11，使余下的光穿透其射向下一个；全反射片22b用于将光全部反射至对应的显示区域11。其中，m-1个分光片22a及全反射片22b依次排布成一行，m-1个分光片22a对应前m-1个显示区域11，全反射对应最后一个显示区域11。在具体实施时，图像源21发出的光经过m-1个分光片22a后输出至全反射片22b中，在m-1个分光片22a中，每个分光片22a将部分光反射至对应的显示区域11，以使显示区域11显示图像，同时，部分光穿过分光片22a作为下一个分光片22a的入射光源。最后一个分光片22a所透射出的光，作为全反射片22b的入射光，光最后经全反射片22b全部反射至对应的显示区域11，以使显示区域11显示图像。
42.本实施例中，如上所述，以两个显示区域11排布成一行为最佳。此时，光学组件22包括1个分光片22a和1个全反射片22b，此时，分光片22a可使50％的光反射至对应的显示区域11，可使余下的50％的光穿透，以射向全反射片22b；全反射片22b将光全部反射至对应的显示区域11。如图所示，图像源21发出的光先射向分光片22a，50％的光经分光片22a反射至对应的显示区域11，50％的光穿过分光片22a射向全反射片22b，全反射片22b将光全部反射至对应的显示区域11。至此，两个显示区域11可显示相同的图像。
43.结合图1和图2所示，以下以成像件10包括两个显示区域11，并且待显示图像为箭头射向气球的画面为例，对本发明所述的显示系统的工作原理进行详细地说明。
44.图像源21将待显示图像分成2个子图像，分别为带有箭头的第一子图像和带有气
球的第二子图像。
45.在第一显示时刻t0时，图像源21显示带有箭头的第一子图像并且图像源21发出的光射向分光片22a，50％的光经分光片22a反射至左侧的显示区域11，50％的光穿过分光片22a射向全反射片22b，全反射片22b将光全部反射至右侧的显示区域11。此时，左侧和右侧的显示区域11均显示带有箭头的图像。与此同时，遮光件控制右侧的可变区域31以遮挡对应的显示区域11，而左侧的可变区域31不遮挡对应的显示区域11。最终使成像件10仅左侧显示带有箭头的图像。
46.在第二显示时刻t1，图像源21显示带有气球的第二子图像并且图像源21发出的光射向分光片22a，50％的光经分光片22a反射至左侧的显示区域11，50％的光穿过分光片22a射向全反射片22b，全反射片22b将光全部反射至右侧的显示区域11。此时，左侧和右侧的显示区域11均显示带有气球的图像。与此同时，遮光件控制左侧的可变区域31以遮挡对应的显示区域11，而右侧的可变区域31不遮挡对应的显示区域11。最终使成像件10仅右侧显示带有气球的的图像。
47.由于图像源21的刷新率至少为60hz，因而，成像件10最终显示的图像，即箭头射向气球的图像，将呈现出至少30帧每秒的刷新率，这超过了26帧每秒，这已经超出了人眼的反应速度，使得人眼最终所看到的图像无拼接的感觉，也就是说，人眼所看到的是完整的箭头射向气球的图像。
48.本发明所揭示的显示系统，能够在不改变原图像源分辨率的情况下显示高分辨率图像，而无需针对图像源进行改进，进而可避免针对图像源进行改进所带来的成本增大、良率低等问题，如图像源的分辨率为2k
×
1k，最终可显示2k
×
2k的图像；
49.本发明所揭示的显示系统，还能够实现图像显示面积的增大，使图像显示面积至少增大一倍，如图像源的分辨率为2k
×
1k，最终可显示2k
×
2k的图像，实现了显示面积的增大。
50.本发明所揭示的显示系统，还能够在保持原显示图像分辨率的情况下降低图像源的分辨率，降低图像源的尺寸，降低成本，如原显示图像的分辨率为2k
×
2k，则只需采用2k
×
1k的图像源，而无需采用2k
×
2k的图像源，进而降低了图像源尺寸，降低成本。
51.如图3所示，根据本发明优选实施方式的一种显示方法，基于上述所述的显示系统，能够实现高分辨率图像的显示。显示方法包括如下步骤：
52.投影组件20将待显示图像分成m个子图像；
53.在每个显示时刻，投影组件20使m个显示区域11显示相同的子图像，遮蔽件使m-1个可变区域31遮挡对应显示区域11，且在不同的显示时刻m个显示区域11显示的子图像不同，遮蔽件未遮挡的显示区域11不同。
54.具体地，以成像件10包括两个显示区域11，并且待显示图像为箭头射向气球的画面为例，对本发明所述的显示方法进行详细地说明。
55.图像源21将待显示图像分成2个子图像，分别为带有箭头的第一子图像和带有气球的第二子图像。在第一显示时刻t0时，图像源21显示带有箭头的第一子图像并且图像源21发出的光射向分光片22a，50％的光经分光片22a反射至左侧的显示区域11，50％的光穿过分光片22a射向全反射片22b，全反射片22b将光全部反射至右侧的显示区域11。此时，左侧和右侧的显示区域11均显示带有箭头的图像。与此同时，遮光件控制右侧的可变区域31
以遮挡对应的显示区域11，而左侧的可变区域31不遮挡对应的显示区域11。最终使成像件10仅左侧显示带有箭头的图像。
56.在第二显示时刻t1，图像源21显示带有气球的第二子图像并且图像源21发出的光射向分光片22a，50％的光经分光片22a反射至左侧的显示区域11，50％的光穿过分光片22a射向全反射片22b，全反射片22b将光全部反射至右侧的显示区域11。此时，左侧和右侧的显示区域11均显示带有气球的图像。与此同时，遮光件控制左侧的可变区域31以遮挡对应的显示区域11，而右侧的可变区域31不遮挡对应的显示区域11。最终使成像件10仅右侧显示带有气球的的图像。由于图像源21的刷新率至少为60hz，因而，成像件10最终显示的图像，即箭头射向气球的图像，将呈现出至少30帧每秒的刷新率，使得人眼最终所看到的图像无拼接的感觉，即人眼所看到的是完整的箭头射向气球的图像。
57.根据本发明优选实施方式的一种电子设备，包括上述所述的显示系统。该电子设备包括但不限于vr或者ar设备。
58.本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
59.本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
60.这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
61.这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
62.前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

技术特征：
1.一种显示系统，其特征在于，包括：成像件，包括m个显示区域，m大于或等于2；投影组件，配置为将待显示图像分成m个子图像，并在每个显示时刻使m个显示区域显示相同的子图像，且不同显示时刻显示的子图像不同，其中，投影组件的分辨率小于待显示图像的分辨率，且刷新率至少大于30
×
mhz；遮蔽件，包括m个可变区域，每个可变区域对应一个显示区域，所述遮蔽件配置为在每个显示时刻，m-1个可变区域改变状态以遮挡对应显示区域，且不同显示时刻未遮挡的显示区域不同。2.如权利要求1所述的显示系统，其特征在于，所述m个显示区域呈矩阵排布。3.如权利要求2所述的显示系统，其特征在于，所述m个显示区域中，每行显示区域均从左到右依次为未遮挡区域，且下一行显示区域在上一行的最后一个显示区域变为未遮挡区域后开始从左到右依次为未遮挡区域。4.如权利要求1所述的显示系统，其特征在于，每个子图像的分辨率与投影组件的分辨率相同。5.如权利要求1所述的显示系统，其特征在于，所述投影组件包括：图像源，配置为将待显示图像分成m个子图像并在每个显示时刻显示子图像；光学组件，配置为接收图像源发出的光并使每个显示区域显示子图像。6.如权利要求5所述的显示系统，其特征在于，在m个显示区域呈矩阵排布时，所述光学组件包括分光片和全反射片，其中，在每行显示区域中，除最后一个显示区域对应全反射片外，其余显示区域对应分光片，每个分光片配置为将接收的光部分反射至对应的显示区域，其余光透射至下一个分光片中，每行首个分光片还配置为接收图像源发出的光；全反射片配置为将接收的光全部反射至对应的显示区域。7.如权利要求1所述的显示系统，其特征在于，所述可变区域具有第一状态和第二状态，所述第一状态和第二状态可切换，且所述可变区域为第一状态时遮蔽对应显示区域，在第二状态时非遮蔽对应显示区域。8.如权利要求7所述的显示系统，其特征在于，每个可变区域由液晶形成。9.一种基于权利要求1～8任意一项所述的显示系统的显示方法，其特征在于，包括：投影组件将待显示图像分成m个子图像，并在每个显示时刻，使m个显示区域显示相同的子图像；遮蔽件在每个显示时刻，使m-1个可变区域改变状态以遮挡对应显示区域，并且在不同的显示时刻未遮挡的显示区域不同。10.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求1～8任意一项所述的系统。

技术总结
本发明公开了一种显示系统、显示方法及电子设备，属于显示技术领域。系统包括具有M个显示区域的成像件、投影组件和遮蔽件。在显示图像时，投影组件将待显示图像分成M个子图像，并在每个显示时刻使M个显示区域显示相同的子图像，遮蔽件在每个显示时刻使M-1个可变区域改变状态以遮挡对应显示区域，并且在不同的显示时刻未遮挡的显示区域不同。最终，人眼可观察到待显示图像。本发明能够实现高分辨率图像的显示，适用于VR或者AR设备。适用于VR或者AR设备。适用于VR或者AR设备。


技术研发人员：谢汪仰 钟嘉和
受保护的技术使用者：元视半导体（苏州）有限公司
技术研发日：2023.07.13
技术公布日：2023/10/19