專利名稱：一種光柵屏障式3d顯示系統可視范圍的調節方法及系統的制作方法
一種光柵屏障式3D顯示系統可視范圍的調節方法及系統技術領域
本發明屬于3D顯示領域，尤其涉及一種光柵屏障式3D顯示系統可視范圍的調節 方法及系統。
背景技術：
3D顯示技術的發展將人們帶到了立體的世界，該技術主要是利用左右眼觀看物體 得到景象差異，并通過大腦處理后得到立體圖形的技術，使左眼只看左眼視圖，右眼只看到 右眼視圖。目前常用的裸眼3D技術不用戴3D眼鏡就能看到立體影像，是立體顯示技術的 發展方向。裸眼3D顯示系統有柱狀透鏡式，光柵屏障式和分時顯示式等。其中，光柵屏障 式是在屏幕表面設置稱為“視差屏障”的縱向柵欄狀光學屏障(簡稱“光柵屏障”)來控制 光線行進方向，讓左右兩眼接受不同影像，產生視差以達成立體顯示效果。光柵的材料多種 多樣，目前有采用可開關的液晶薄膜來充當光柵屏障，需要3D顯示的時候打開液晶薄膜功 能，形成3D圖形，不需要時關閉功能，如普通電視一樣顯示2D圖形。然而，目前的光柵屏障 式3D顯示技術還存在若干不足，如觀看距離、角度與方向受限，必須在特定的位置才能獲 得較好的3D效果。請結合附圖1，顯示屏上每兩個相鄰像素分別顯示左眼視圖和右眼視圖 信息，像素發射的光線經過前方的光柵屏障后，由于光線出射角度的原因，使得觀看者左眼 只能接收左眼視圖的光線，右眼只能接收右眼視圖的光線，左、右眼視圖經過大腦處理形成 立體圖像。從圖中可以看出，此時最佳的觀看位置只有圖示的位置，如果觀看者移動位置， 左、右眼視圖的光線不能準確射入對應的左、右眼，則看到的圖像質量將會變差，甚至看不 出立體效果而是重影。這樣使得顯示系統的可視范圍極小，限制了用戶的觀看自由度，給人 以不舒適之感，也限制了該項技術的推廣應用。發明內容
本發明實施例的目的在于提供一種光柵屏障式3D顯示系統可視范圍的調節方 法，旨在解決現有光柵屏障式3D顯示系統可視范圍小的問題。
本發明實施例是這樣實現的，一種光柵屏障式3D顯示系統可視范圍的調節方法， 所述方法包括下述步驟
對觀看者所在的位置進行定位，獲得定位信息；
根據所述定位信息調節光柵屏障的通光狀態，將左眼圖像和右眼圖像分別傳送至 觀看者的左眼和右眼。
本發明實施例的另一目的在于提供一種光柵屏障式3D顯示系統可視范圍的調節 系統，所述調節系統包括
定位裝置，用于對觀看者所在的位置進行定位，獲得定位信息；
調節裝置，用于根據所述定位信息調節光柵屏障的通光狀態，將左眼圖像和右眼 圖像分別傳送至觀看者的左眼和右眼。
本發明實施例對觀看者移動的位置進行定位，根據定位信息實時改變光柵屏障的通光狀態，使得3D顯示系統可以在觀看者移動的位置重新形成最佳顯示狀態，擴大了 3D顯 示系統的可視范圍，解除了對觀看位置的嚴格限制。
圖1是現有光柵屏障式3D顯示系統的顯示原理的俯視示意圖2是本發明第一實施例提供的光柵屏障式3D顯示系統可視范圍的調節方法的 流程圖3是本發明第二實施例提供的光柵屏障式3D顯示系統可視范圍的調節方法的 流程圖4是本發明第三實施例提供的光柵屏障式3D顯示系統可視范圍的調節方法的 流程圖5是本發明第三實施例提供的調節光柵屏障通光狀態的原理圖(一)；
圖6是本發明第三實施例提供的調節光柵屏障通光狀態的原理圖(二)；
圖7是本發明第五、六實施例提供的光柵屏障式3D顯示系統可視范圍的調節系統 結構示意圖8是本發明第八實施例提供的光柵屏障式3D顯示系統可視范圍的調節系統結 構示意圖。
具體實施方式
為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對 本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并 不用于限定本發明。
本發明實施例通過實時獲取觀看者的位置信息，并根據該信息實時調整光柵屏障 的通光狀態，來使3D顯示系統的最佳顯示狀態隨觀看位置的改變而改變，擴大了 3D顯示系 統的可視范圍。
本發明實施例提供了一種光柵屏障式3D顯示系統可視范圍的調節方法，該方法 包括下述步驟
對觀看者所在的位置進行定位，獲得定位信息；
根據定位信息調節光柵屏障的通光狀態，將左眼圖像和右眼圖像分別傳送至觀看 者的左眼和右眼。
本發明實施例還提供了一種光柵屏障式3D顯示系統可視范圍的調節系統，該調 節系統包括
定位裝置，用于對觀看者所在的位置進行定位，獲得定位信息；
調節裝置，用于根據定位信息調節光柵屏障的通光狀態，將左眼圖像和右眼圖像 分別傳送至觀看者的左眼和右眼。
本發明實施例對觀看者移動的位置進行定位，根據定位信息實時改變光柵屏障的 通光狀態，使得3D顯示系統可以在觀看者移動的位置重新形成最佳顯示狀態，擴大了 3D顯 示系統的可視范圍，解除了對觀看位置的嚴格限制。
以下結合具體實施例對本發明的具體實現進行詳細描述
實施例一
圖2示出了本發明第一實施例提供的光柵屏障式3D顯示系統可視范圍的調節方 法的流程圖，為了便于說明，僅示出了與本實施例相關的部分。
該方法主要包括下述步驟
在步驟S201中，對觀看者所在的位置進行定位，獲得定位信息；
在步驟S202中，根據所述定位信息調節光柵屏障的通光狀態，將左眼圖像和右眼 圖像分別傳送至觀看者的左眼和右眼。
當觀看者的雙眼偏離圖1所示的位置時，顯示屏像素射出的光線不能準確射入對 應的左、右眼，此時觀看不到清晰的3D效果。在本實施例中，通光狀態主要指光柵通光與不 通光位置的分布狀況，當觀看者移動位置時，首先對觀看者所處的位置進行準確定位，獲得 其空間位置等相關定位信息，然后根據該定位信息，改變光柵屏障(通常是液晶薄膜)的通 光與不通光的位置，達到另一種顯示狀態，再次使得左眼圖像的光線只射入左眼，右眼圖像 的光線只射入右眼。
本實施例根據觀看者所在的位置實時改變光柵屏障的通光狀態，使觀看者在移動 位置時仍可以看到清晰的3D圖像，消除了傳統光柵屏障式3D顯示系統對觀看位置的嚴格 限制，擴大了顯示系統的可視范圍。
實施例二
圖3示出了本發明第二實施例提供的光柵屏障式3D顯示系統可視范圍的調節方 法的流程圖，為了便于說明，僅示出了與本實施例相關的部分。
在本發明實施例中，具體可以通過以下方法來定位觀看者的位置，并獲取定位信 肩、ο
在步驟S301中，采用多路接收觀看者所在的位置發出的信號；
在本發明實施例中，首先在觀看者所在位置設定一個信號發射點，在3D系統的顯 示端設定多個信號接收點，多路接收信號發射點發出的信號。
在步驟S302中，根據接收到各路信號的時間差確定觀看者所處的空間位置，獲得 定位信息。
在獲取定位信息后，進入步驟S303，根據該定位信息調節光柵屏障的通光狀態，將 左眼圖像和右眼圖像分別傳送至觀看者的左眼和右眼。
在本發明實施例中，系統可以根據這幾路信號的時間差換算成距離，定位出信號 發射點的空間位置。再根據信號發射點與人眼的相對位置進一步計算出人眼所在的空間位 置。其中，該接收點的數量可以是3個或更多。
在本發明實施例中，可以在信號發射點設置信號發射器來向顯示端發出信號，該 發射器可以由觀看者佩戴。該信號發射器具體可以是超聲波發射器，同時發射無線電波和 超聲波，無線電波用于提供起始時間，超聲波用于測量時間差。相應的，可以在信號接收點 設置信號接收器，該接收器可以安裝在顯示屏上不影響顯示的位置。
在本發明實施例中，信號發射點也可以不設置任何信號發射器件，而是由觀看者 本身發出聲音，聲波通過空氣傳輸至接收點，此時可以在不同的接收點設置聲音接收器。
實施例三
圖4示出了本發明第三實施例提供的光柵屏障式3D顯示系統可視范圍的調節方法的流程圖，圖5和圖6示出了本發明第三實施例提供的調節光柵屏障通光狀態的原理圖 (一)和(二)，為了便于說明，僅示出了與本實施例相關的部分。
在本發明實施例中，系統定位觀看位置后獲得的定位信息可以是觀看者相對于初 始位置的相對位置信息。根據相對位置信息，可以計算出光柵屏障上通光和不通光的位置， 并以此作為改變光柵通光狀態的依據。以下提供一種具體的實現方式
在步驟S401中，采用多路接收觀看者所在的位置發出的信號；
在步驟S402中，根據接收到各路信號的時間差確定觀看者所處的空間位置，獲得 觀看者所在的位置相對于初始位置的相對位置信息；
在步驟S403中，根據該相對位置信息，計算光柵屏障的通光位置相對于原始通光 位置的位移量；
在步驟S404中，根據該位移量調節光柵屏障的通光位置，將左眼圖像和右眼圖像 分別傳送至觀看者的左眼和右眼。
在本發明實施例中，相對位置信息可以是觀看者相對于初始位置的左右位移量和 /或前后位移量，左右位移量是指觀看者的雙眼向左或向右移動的距離，前后位移量是指觀 看者的雙眼沿垂直于顯示屏表面方向的移動距離。
下面提供一種根據位移量確定通光狀態的處理方式
請結合附圖5，當觀看者在初始位置a處時，光柵屏障的c、d位置處于通光狀態， 此時可提供最佳觀看效果。當觀看者從位置a水平移動一段距離y，到達位置b時，光柵屏 障的通光位置c、d同樣需要改變，觀看者才能看到效果最佳的3D圖像，由相似三角形原理， 通光位置c、d水平移動的距離cl、dl是相同的。顯示屏的寬度yl和顯示屏與光柵屏障的 距離χ為已知量，觀看者與顯示屏的距離是xl和移動距離y通過定位步驟獲得，那么初始 的通光位置c、d水平移動的距離cl = dl = yx/xl,即各光柵都移動cl距離，可以達到最 佳觀看效果。
進一步結合附圖6，當觀看者從初始位置a向前移動距離y到達位置b時，通光位 置c移動距離Cl，通光位置d移動距離dl，此時cl和dl不相等，則在這種情況下，每個通 光位置的移動距離都不相等，此時需要計算每個通光位置的移動距離，其中，a位置與屏幕 邊緣的距離e、觀看者與顯示屏的距離是xl以及移動距離y可以通過定位步驟獲得，那么位 置C移動的距離Cl =y(yl-e)/xl。dl的計算方法同理，那么各光柵移動相應的距離，可以 達到最佳觀看效果。
對于垂直方向分布的光柵，當觀看者單純在平行于光柵方向上上下移動時，不會 影響觀看效果，此時不需要調整光柵分布狀態。
在本發明實施例中，該初始位置a可以是觀看者在移動之前所處的最佳觀看位 置；也可以是系統初始化設置的最佳觀看位置。當a點為初始化最佳觀看位置時，觀看者無 論發生幾次移動，系統均自動將移動后的位置針對該固定的位置a進行運算。
實施例四
在本發明實施例中，根據觀看者所處的位置對光柵通光狀態進行調節的過程中， 相關的數據處理過程可以是實時進行的，即根據觀看者的位置按照上述實施例的方法計算 出光柵屏障通光位置的移動距離。也可以是預先計算出對應空間各點的光柵屏障分布狀態 參數，將這些參數制成表格存入顯示系統的存儲器內，實際使用時，將定位到的空間觀看位置與該表格進行對比，讀取相應參數，再根據該參數改變光柵屏障的通光狀態。該參數具體 可以是觀看點位置與光柵屏障通光位置改變量的對應數據。在存儲器內預先存入上述參 數，可以大大減少系統的運算量，使3D系統顯示狀態的切換速度更快。
實施例五
圖7示出了本發明第五實施例提供的光柵屏障式3D顯示系統可視范圍的調節系 統結構示意圖，為了便于說明，僅示出了與本實施例相關的部分。
光柵屏障式3D顯示系統包括顯示屏和位于顯示屏表面的視差屏障(光柵屏障)， 該調節系統包括定位裝置1和調節裝置2，系統通過定位裝置1對觀看者所在的位置進行定 位，獲得定位信息；然后通過調節裝置2根據定位信息調節光柵屏障的通光狀態，將左眼圖 像和右眼圖像分別傳送至觀看者的左眼和右眼，在觀看者所在位置形成最佳顯示狀態。
在本發明實施例中，光柵屏障的通光狀態主要指光柵屏障的通光與不通光位置的 分布，當觀看者移動位置時，隨之改變通光位置，使得左眼光線仍然只射入左眼，右眼光線 仍然只射入右眼。本實施例根據定位信息來確定光柵通光位置的具體移動量，這樣消除了 3D顯示系統對觀看位置的嚴格限制，擴大了可視范圍。
實施例六
在本發明實施例中，定位裝置可以包括信號接收器11和位置換算器12，信號接收 器11有多個，具體可以為3個或更多，分別安裝在顯示屏上不影響顯示的位置，多個信號接 收器11均將信號傳輸給位置換算器12，位置換算器12根據接收器接收信號的時間差來確 定觀看者所在的空間位置等定位信息。相應的，可以在觀看位置設置信號發射器3，向信號 接收器11發出信號；也可以不設置任何信號發射器件，而是由觀看者本身發出聲音，此時 的信號接收器11應當是可以感應聲音信號的器件。
實施例七
圖8示出了本發明第八實施例提供的光柵屏障式3D顯示系統可視范圍的調節系 統結構示意圖，為了便于說明，僅示出了與本實施例相關的部分。
在本發明實施例中，定位裝置2獲得的定位信息可以是觀看者相對于初始位置產 生的相對位置信息。該初始位置具體可以是顯示系統初始化設置的最佳觀看位置；也可以 是觀看者移動前的最佳觀看位置。該相對位置信息可以包括水平方向的位移量，或者前后 方向的位移量，或者水平及前后兩個方向的位移量。對于現有常見的光柵屏障式3D顯示系 統，其光柵方向是垂直的，因此平行于光柵方向的上下移動不會影響觀看效果，因此上下移 動的位移信息可以不采集。
調節裝置2可以根據這個相對位置信息來確定光柵屏障的通光狀態，該調節裝置 2具體包括位移換算器21和光柵調節器22，位移換算器21根據相對位置信息，計算出光柵 屏障的通光位置相對于原始通光位置的位移量；光柵調節器22根據位移量調節光柵屏障 的通光位置，將左眼圖像和右眼圖像分別傳送至人體的左眼和右眼，在觀看者所在的位置 形成最佳的顯示狀態。具體的數據處理方式如上述實施例三所述，不再贅述。
實施例八
進一步結合附圖8，在本發明實施例中，根據定位信息調節光柵通光狀態的步驟 中，相關的數據處理過程可以是實時進行的，此時調節裝置2實時進行上述實施例三所述 的操作。也可以是預先計算出對應空間各點的光柵屏障分布狀態參數，將這些參數制成表格存入顯示系統的存儲器4內，此時，調節裝置2負責將定位信息與該表格進行對比，讀取 相應參數，再根據該參數改變光柵屏障的通光狀態。在存儲器內預先存入上述參數，可以大 大減少系統的運算量，使3D系統顯示狀態的切換速度更快。
本發明實施例對觀看者移動的位置進行定位，根據定位信息實時改變光柵屏障的 通光狀態，使得3D顯示系統可以在觀看者移動的位置重新形成最佳顯示狀態，擴大了 3D顯 示系統的可視范圍，解除了對觀看位置的嚴格限制。通過多路接收觀看位置發出的信號來 精確定位，并根據觀看者與初始位置的相對位移量，可以精確調節光柵屏障的通光狀態。在 存儲器內預先存入光柵屏障通光位置的移動量和觀看位置的對應參數數據，可以大幅度的 減少系統的運算量，使得顯示系統切換速度更快。
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精 神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種光柵屏障式3D顯示系統可視范圍的調節方法，其特征在于，所述方法包括下述 步驟對觀看者所在的位置進行定位，獲得定位信息；根據所述定位信息調節光柵屏障的通光狀態，將左眼圖像和右眼圖像分別傳送至觀看 者的左眼和右眼。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述對觀看者所在的位置進行定位，獲得定 位信息的步驟具體為采用多路接收觀看者所在的位置發出的信號；根據接收到各路信號的時間差確定觀看者所處的空間位置，獲得所述定位信息。
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述定位信息包括觀看者所在的位置相對 于初始位置的相對位置信息。
4.如權利要求3所述的方法，其特征在于，所述相對位置信息包括左右位移量和/或前 后位移量。
5.如權利要求3所述的方法，其特征在于，所述初始位置為所述3D顯示系統初始化設置的觀看位置。
6.如權利要求3、4或5所述的方法，其特征在于，所述根據所述定位信息調節光柵屏障 的通光狀態，將左眼圖像和右眼圖像分別傳送至觀看者的左眼和右眼的步驟具體為根據所述相對位置信息，計算所述光柵屏障的通光位置相對于原始通光位置的位移量；根據所述位移量調節所述光柵屏障的通光位置，將左眼圖像和右眼圖像分別傳送至觀 看者的左眼和右眼。
7.一種光柵屏障式3D顯示系統可視范圍的調節系統，其特征在于，所述調節系統包括定位裝置，用于對觀看者所在的位置進行定位，獲得定位信息； 調節裝置，用于根據所述定位信息調節光柵屏障的通光狀態，將左眼圖像和右眼圖像 分別傳送至觀看者的左眼和右眼。
8.如權利要求7所述的系統，其特征在于，所述定位裝置包括多個信號接收器，用于分 別接收觀看者所在位置發出的信號；以及位置換算器，用于根據多個信號接收器接收信號的時間差確定觀看者所在的空間位 置，獲得定位信息。
9.如權利要求7或8所述的系統，其特征在于，所述定位信息包括觀看者所在的位置相 對于初始位置的相對位置信息。
10.如權利要求9所述的系統，其特征在于，所述調節裝置包括位移換算器，用于根據 所述相對位置信息，計算所述光柵屏障的通光位置相對于原始通光位置的位移量；以及光柵調節器，用于根據所述位移量調節所述光柵屏障的通光位置，將左眼圖像和右眼 圖像分別傳送至觀看者的左眼和右眼。
全文摘要
本發明適用于3D顯示領域，提供了一種光柵屏障式3D顯示系統可視范圍的調節方法，所述方法包括下述步驟對觀看者所在的位置進行定位，獲得定位信息；根據所述定位信息調節光柵屏障的通光狀態，將左眼圖像和右眼圖像分別傳送至觀看者的左眼和右眼。本發明對觀看者移動的位置進行定位，根據定位信息實時改變光柵屏障的通光狀態，使得3D顯示系統可以在觀看者移動的位置重新形成最佳顯示狀態，擴大了3D顯示系統的可視范圍，解除了對觀看位置的嚴格限制。
文檔編號H04N13/00GK102033324SQ201010593899
公開日2011年4月27日 申請日期2010年12月17日 優先權日2010年12月17日
發明者王俊, 袁彩鳳 申請人:深圳創維－Rgb電子有限公司