[发明专利]用于三维显示和交互的设备和方法

权利要求书

1.一种用于三维显示和交互的设备，所述设备包括：

显示与捕捉单元，被配置为将控制单元提供的三维显示内容转换为三维虚拟对象并在三维空间中显示三维虚拟对象，以及获取用户使用交互装置在三维空间中做出的交互姿态的深度信息；

控制单元，被配置为从所述显示与捕捉单元获取所述交互姿态的深度信息并产生与所述交互姿态相应的深度图，基于产生的深度图分析三维虚拟对象与所述交互装置之间的碰撞，根据对碰撞的分析结果更新三维显示内容并将更新的三维显示内容提供给所述显示与捕捉单元，以在三维空间中更新三维虚拟对象的显示。

2.如权利要求1所述的设备，其中，所述显示与捕捉单元包括：

图像显示单元，被配置为显示控制单元提供的三维显示内容；

三维成像单元，布置在图像显示单元的前面，被配置为将图像显示单元显示的三维显示内容转换为在三维空间中显示的三维虚拟对象；

捕捉单元，布置在三维成像单元的背面，被配置为通过三维成像单元获取用户使用交互装置在三维空间中做出的交互姿态的深度信息。

3.如权利要求2所述的设备，还包括：

照明单元，布置在图像显示单元的背面，用于为图像显示单元提供照明光。

4.如权利要求2所述的设备，其中，三维成像单元是柱状透镜或微透镜阵列，或者是在控制单元的控制下显示为栅栏、针孔阵列、或栅栏和针孔阵列的组合的液晶显示LCD面板。

5.如权利要求3所述的设备，其中，所述照明单元包括：

背光单元，与图像显示单元相平行地布置在图像显示单元的背面，从而将照明光直接提供给图像显示单元。

6.如权利要求3所述的设备，其中，所述照明单元包括：

背光单元，与图像显示单元相垂直地布置在图像显示单元背面的顶部或底部；

光反射单元，布置在图像显示单元的背面，用于将垂直布置的背光单元发出的光反射至图像显示单元，以为图像显示单元提供照明光。

7.如权利要求6所述的设备，其中，所述光反射单元是半透射反射器件。

8.如权利要求7所述的设备，其中，所述捕捉单元布置在半透射反射器件的背面，从做出交互姿态的交互装置发出并透过三维成像单元的光穿过所述半透射反射器件到达捕捉单元，从而捕捉单元获取交互姿态的深度信息。

9.如权利要求7所述的设备，其中，所述半透射反射装置是分光器。

10.如权利要求6所述的设备，其中，所述光反射单元是用于反射光的全反射器件。

11.如权利要求10所述的设备，其中，所述捕捉单元和背光单元一起与图像显示单元相垂直地布置在图像显示单元的背面，

其中，所述全反射器件将从做出交互姿态的交互装置发出并透过三维成像单元的光反射至捕捉单元，从而捕捉单元获取交互姿态的深度信息。

12.如权利要求2所述的设备，其中，所述图像显示单元是LCD面板。

13.如权利要求2所述的设备，其中，所述捕捉单元是与图像显示单元分离的CCD传感器或深度感知相机。

14.如权利要求2所述的设备，其中，所述图像显示单元和捕捉单元集成为集成有LCD面板和多个CCD传感器的混合液晶显示-电荷耦合器件LCD-CCD面板，

其中，所述混合LCD-CCD面板中的LCD面板用于显示控制单元提供的三维显示内容，

所述混合LCD-CCD面板中的CCD传感器通过三维成像单元获得交互姿态的深度信息。

15.如权利要求1所述的设备，其中，所述控制单元提供的三维显示内容是与将在三维空间中显示的对象对应的多个元素图像，

显示与捕捉单元获取的深度信息是与所述交互姿态相关的多个元素图像。

16.如权利要求13所述的设备，其中，当捕捉单元是布置在图像显示单元背面的深度感知相机时，捕捉单元获取的交互姿态的深度信息中还包括所述三维显示内容，

其中，控制单元通过从所述深度信息中去除所述三维显示内容来获取与交互姿态相应的深度图。