CN102510504B - 裸眼立体显示系统的显示范围确定及显示方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种裸眼立体显示系统的显示范围确定及显示方法及装置，裸眼立体显示系统包括用户位置检测系统和立体显示面板，该显示范围确定方法包括：根据所述立体显示面板的属性信息及所述立体显示面板的光栅属性信息，确定所述立体显示面板的观看范围；确定所述用户位置检测系统的检测范围；取所述用户位置检测系统的检测范围与所述立体显示面板的观看范围的重叠区域作为所述裸眼立体显示系统的显示范围。本发明根据用户是否处于裸眼立体显示系统的显示范围内，采用相应的显示模式，即使用户处于裸眼立体显示系统的显示范围之外，也能看到正常的画面，避免了用户处于裸眼立体显示系统的显示范围之外时只能看到不正常画面的问题。

Description

裸眼立体显示系统的显示范围确定及显示方法及装置

技术领域

本发明涉及立体图像显示技术领域，尤其涉及一种裸眼立体显示系统的显示范围确定及显示方法及装置。

背景技术

立体显示系统按照观看方式可分为，裸眼观看和需要佩戴附件观看(例如偏光眼镜、快门眼镜等)两种。两种不同的观看方式，对用户会形成不同的观看体验，在技术实现上也对应了两种不同的技术原理。

裸眼立体显示由于光学成像的特点，存在一个有效的立体显示范围。处于这个有效的立体显示范围内用户可以观看到立体效果，并且可以获得比较理想的立体效果，不会使用户产生与实际不符的观看体验；一旦处于这个范围之外，用户则无法观看到正常的立体效果，可能看到重影的画面。

而目前对于如何确定有效的立体显示范围，以及怎样的范围作为有效的立体显示范围并没有相应的方法，因此导致现有技术在进行立体显示时，无法根据该有效的立体显示范围进行合理的显示。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种裸眼立体显示系统的显示范围确定及显示方法及装置，根据用户是否处于裸眼立体显示系统的显示范围内，采用合理的显示模式为用户提供显示内容。

为解决上述技术问题，本发明的一种裸眼立体显示系统的显示范围确定方法，所述裸眼立体显示系统包括用户位置检测系统和立体显示面板，包括：

根据所述立体显示面板的属性信息及所述立体显示面板的光栅属性信息，确定所述立体显示面板的观看范围；

确定所述用户位置检测系统的检测范围；

取所述用户位置检测系统的检测范围与所述立体显示面板的观看范围的重叠区域作为所述裸眼立体显示系统的显示范围。

进一步地，根据所述立体显示面板的属性信息及所述立体显示面板的光栅属性信息，确定所述立体显示面板的观看范围，包括：

根据所述立体显示面板的水平视角和垂直视角，确定构成所述水平视角的两个面及构成所述垂直视角的两个面；

根据所述立体显示面板的光栅周期、光栅与立体显示面板的距离，确定第一观看距离和第二观看距离，并确定与所述立体显示面板平行且分别相距第一观看距离和第二观看距离的两个面，将该两个面与构成水平视角的两个面及构成垂直视角的两个面所围空间区域作为所述立体显示面板的观看范围。

进一步地，根据所述立体显示面板的光栅周期、光栅与立体显示面板的距离，确定第一观看距离和第二观看距离，包括：

根据确定所述第一观看距离为所述第二观看距离为无穷大，其中，e为人眼平均瞳距，f为光栅与立体显示面板的距离，T为光栅周期，Z为所述立体显示面板的最佳观看距离。

进一步地，取所述用户位置检测系统的检测范围与所述立体显示面板的观看范围的重叠区域作为所述裸眼立体显示系统的显示范围，包括：

在所述用户位置检测系统的检测范围由构成用户位置检测系统的水平角a的两个面、构成用户位置检测系统的垂直角b的两个面、与用户位置检测系统的距离为OA的近面以及与用户位置检测系统的距离为OB的远面所围区域构成时，确定构成所述裸眼立体显示系统的水平角的两个面、构成裸眼立体显示系统的垂直角的两个面、距离裸眼立体显示系统第一距离的近面及距离裸眼立体显示系统第二距离的远面，将确定的四个面所围区域作为所述裸眼立体显示系统的显示范围，其中，所述裸眼立体显示系统的水平角为所述立体显示面板的水平视角fovh与所述用户位置检测系统的水平角a的较小值，裸眼立体显示系统的垂直角为所述立体显示面板的垂直视角fovv与用户位置检测系统的垂直角b的较小值，所述第一距离为所述OA与所述第一观看距离的较大值，所述第二距离为所述OB与所述第二观看距离的较小值。

进一步地，一种基于上述显示范围确定方法的显示方法，包括：

获取用户的位置信息；

根据所述用户的位置信息，判断所述用户是否处于所述裸眼立体显示系统的显示范围内；

在所述用户处于所述裸眼立体显示系统的显示范围内时，采用立体显示模式为所述用户提供显示内容；在所述用户处于所述裸眼立体显示系统的显示范围之外时，采用立体显示模式或平面显示模式为所述用户提供显示内容。

进一步地，在所述用户处于所述裸眼立体显示系统的显示范围内时，采用立体显示模式为所述用户提供显示内容，包括：

根据所述用户的位置信息，采用确定所述立体显示面板的像素排列周期P，以该像素排列周期为所述用户提供显示内容，其中，f为光栅与立体显示面板的距离，T为光栅周期，d为获取的用户与所述立体显示面板的距离。

进一步地，在所述用户处于所述裸眼立体显示系统的显示范围之外时，采用立体显示模式为所述用户提供显示内容，包括：

根据最佳观看距离确定像素排列周期以该像素排列周期为所述用户提供显示内容，其中，n≥2，e为人眼平均瞳距，f为光栅与立体显示面板的距离，T为光栅周期。

进一步地，一种裸眼立体显示系统的显示范围确定装置，该装置包括：

观看范围确定单元，用于根据所述立体显示面板的属性信息及所述立体显示面板的光栅属性信息，确定所述立体显示面板的观看范围；

检测范围确定单元，用于确定所述用户位置检测系统的检测范围；

显示范围确定单元，用于取所述用户位置检测系统的检测范围与所述立体显示面板的观看范围的重叠区域作为所述裸眼立体显示系统的显示范围，其中，所述裸眼立体显示系统包括：用户位置检测系统和立体显示面板。

进一步地，所述观看范围确定单元，具体用于根据所述立体显示面板的水平视角和垂直视角，确定构成所述水平视角的两个面及构成所述垂直视角的两个面；根据所述立体显示面板的光栅周期、光栅与立体显示面板的距离，确定第一观看距离和第二观看距离，并确定与所述立体显示面板平行且分别相距第一观看距离和第二观看距离的两个面，将该两个面与构成水平视角的两个面及构成垂直视角的两个面所围空间区域作为所述立体显示面板的观看范围。

进一步地，所述观看范围确定单元，具体用于根据确定所述第一观看距离为所述第二观看距离为无穷大，其中，e为人眼平均瞳距，f为光栅与立体显示面板的距离，T为光栅周期，Z为立体显示面板的最佳观看距离。

进一步地，所述显示范围确定单元，具体用于在所述用户位置检测系统的检测范围由构成用户位置检测系统的水平角a的两个面、构成用户位置检测系统的垂直角b的两个面、与用户位置检测系统的距离为OA的近面以及与用户位置检测系统的距离为OB的远面所围区域构成时，确定构成所述裸眼立体显示系统的水平角的两个面、构成裸眼立体显示系统的垂直角的两个面、距离裸眼立体显示系统第一距离的近面及距离裸眼立体显示系统第二距离的远面，将确定的四个面所围区域作为所述裸眼立体显示系统的显示范围，其中，所述裸眼立体显示系统的水平角为所述立体显示面板的水平视角fovh与所述用户位置检测系统的水平角a的较小值，裸眼立体显示系统的垂直角为所述立体显示面板的垂直视角fovv与用户位置检测系统的垂直角b的较小值，所述第一距离为所述OA与所述第一观看距离的较大值，所述第二距离为所述OB与所述第二观看距离的较小值。

进一步地，一种基于上述显示范围确定装置的显示装置，所述装置包括：

判断模块，用于根据获取的用户的位置信息，判断所述用户是否处于所述裸眼立体显示系统的显示范围内；

第一显示模块，用于在所述用户处于所述裸眼立体显示系统的显示范围内时，采用立体显示模式为所述用户提供显示内容；

第二显示模块，用于在所述用户处于所述裸眼立体显示系统的显示范围之外时，采用立体显示模式或平面显示模式为所述用户提供显示内容。

进一步地，所述第一显示模块，具体用于根据所述用户的位置信息，采用确定所述立体显示面板的像素排列周期P，以该像素排列周期为所述用户提供显示内容，其中，f为光栅与立体显示面板的距离，T为光栅周期，d为获取的用户与所述立体显示面板的距离。

进一步地，所述第二显示模块，具体用于根据最佳观看距离确定像素排列周期以该像素排列周期为所述用户提供显示内容，其中，n≥2，e为人眼平均瞳距，f为光栅与立体显示面板的距离，T为光栅周期。

综上所述，本发明通过检测用户的位置，在用户处于裸眼立体显示系统的显示范围内时，采用跟踪-立体显示模式，跟踪用户的位置调整立体显示的输出；在用户处于裸眼立体显示系统的显示范围之外时，以固定最佳观看距离进行立体显示或平面显示模式进行显示，本发明根据用户是否处于裸眼立体显示系统的显示范围内，采用相应的显示模式为用户提供显示内容，即使用户处于裸眼立体显示系统的显示范围之外，仍能使用户看到正常的画面，避免了用户处于裸眼立体显示系统的显示范围之外时只能看到重影等不正常画面的问题。

附图说明

图1为本发明中裸眼立体显示系统的显示范围确定方法的流程图；

图2为本发明中计算立体显示面板的观看范围的示意图；

图3为本发明中用户位置检测系统的检测范围的示意图；

图4为本发明中基于裸眼立体显示系统的显示范围确定方法的显示方法的流程图；

图5为本发明中跟踪-立体显示模式的示意图；

图6为本发明中裸眼立体显示系统的显示范围确定装置的架构图；

图7为本发明中基于裸眼立体显示系统的显示范围确定装置的显示装置的架构图；

图8为本发明中用户位置检测系统的架构图。

具体实施方式

本实施方式通过确定裸眼立体显示系统的显示范围，并检测用户的位置，根据用户是否位于裸眼立体显示系统的显示范围内，采用相应的显示模式为用户提供显示内容。

在本实施方式中裸眼立体显示系统包括：用户位置检测系统和立体显示面板。具体的用户位置检测系统可以包括摄像头等获取用户位置信息的设备，立体显示面板一般位于液晶电视、PC(Personal Computer，个人电脑)、手机等立体显示设备上。

影响裸眼立体显示系统的显示范围的主要因素包括：立体显示面板的观看范围及用户位置检测系统的检测范围。

如图1所示，本实施方式的裸眼立体显示系统的显示范围确定方法，包括：

步骤101：根据立体显示面板的属性信息及立体显示面板的光栅属性信息，确定立体显示面板的观看范围；

步骤102：确定用户位置检测系统的检测范围；

步骤103：取用户位置检测系统的检测范围与立体显示面板的观看范围的重叠区域作为裸眼立体显示系统的显示范围。

下面对步骤101中确定立体显示面板的观看范围的方法进行详细说明。

立体显示面板之所以能够为用户提供立体显示的效果，是因为在显示面板(panel)前设置有光栅，通过光栅将显示面板显示的至少两幅视差图像分别提供给观看者的左眼和右眼。

具体的，在立体显示面板中采用的光栅分为狭缝光栅和棱镜光栅，采用狭缝光栅和棱镜光栅的立体显示面板在光学成像上都存在一个观看范围。这个观看范围受到显示面板的尺寸、显示面板的视角等立体显示面板的属性信息和立体显示面板的光栅属性信息的约束。

如图2所示，P为立体显示面板上的像素排列周期，T为光栅周期，无论狭缝光栅还是棱镜光栅都存在光栅周期T，B点和C点是光栅投影的交点，当用户的双眼处于线段BC之间时，可以观看到正常的立体效果。

光栅周期T和光栅与立体显示面板的距离f，对于一个立体显示面板来说是固定的，立体显示面板上的像素排列周期P可以实时调整，从而达到可以实时调整最佳观看距离的目的，最佳观看距离是立体显示面板与BC之间的距离。

计算公式如下：

$\left\{\begin{array}{c}\frac{P}{T}=\frac{f+Z}{Z}\\ \frac{\mathrm{BC}}{T}=\frac{f+Z}{f}\end{array}\right.$ 公式1

由公式1得到：

$\mathrm{BC}=\frac{T(f+Z)}{f}$ 公式2

通常情况下取BC＝2e，e为人眼平均瞳距(如65mm)，用户可以观看到一个比较理想的立体效果，此时对应一个固定的立体显示面板的最佳观看距离Z。

在用户与立体显示面板之间的距离发生变化时，通过调整像素排列周期P，可以改变最佳观看距离Z，并使BC的长度也发生变化，但BC必须要大于人眼瞳距e，显示的立体图像才能被有效地观看，即：

$\mathrm{BC}=\frac{T(f+Z)}{f}\≥e$ 公式3

并由公式3得到：

$Z\≥\frac{\mathrm{ef}-\mathrm{Tf}}{T}$ 公式4

根据确定观看距离的最小值为(第一观看距离)，最大值为无穷大(第二观看距离)。

另外，立体显示面板存在水平视角及垂直视角，可定义为(fovh，fovv)。

本实施方式中，根据立体显示面板的水平视角和垂直视角，确定出构成水平视角的两个面及构成垂直视角的两个面；根据上述光栅周期、光栅与立体显示面板的距离，确定第一观看距离和第二观看距离，根据第一观看距离确定与立体显示面板平行且相距第一观看距离的一个面即近面，并根据第二观看距离确定与立体显示面板平行且相距第二观看距离的一个面即远面，将这两个与立体显示面板平行的面、构成水平视角的两个面及构成垂直视角的两个面所围空间区域作为立体显示面板的观看范围。上述第一观看距离和第二观看距离是根据确定的，其中，确定第一观看距离为确定第二观看距离为无穷大。

根据上述确定的立体显示面板的观看范围，可以使用一个四棱台来形象地描述立体显示面板的观看范围，由(立体显示面板的水平视角，立体显示面板的垂直视角，与立体显示面板平行且相距第一观看距离的近面，与立体显示面板平行且相距第二观看距离的远面)来表示用于描述立体显示面板的观看范围的四棱台，为描述简便并根据上述确定的第一观看距离为第二观看距离为无穷大，可采用方便地表示立体显示面板的观看范围。

为确定裸眼立体显示系统的显示范围还需要获得用户位置检测系统的检测范围。用户位置检测系统的检测范围受到系统中的检测设备的检测范围和检测精度等条件的约束。

用户位置检测系统中的检测设备用于实时检测用户的眼部位置，通常可采用超声波、红外线、蓝牙和人脸跟踪技术等检测技术来获取用户的位置属性信息。无论采用何种检测技术，都会存在检测范围和检查精度。如图3所示，用户位置检测系统的检测范围可以由构成用户位置检测系统的水平角a的两个面，构成用户位置检测系统的垂直角b的两个面，与用户位置检测系统的距离为OA的近面，与用户位置检测系统的距离为OB的远面所围区域构成。

同样地，也可以采用一个四棱台形象地描述用户位置检测系统的检测范围，由(用户位置检测系统的水平角a，用户位置检测系统的垂直角b，与用户位置检测系统的距离为OA的近面，与用户位置检测系统的距离为OB的远面)来表示用于描述用户位置检测系统的检测范围的四棱台，为描述简便可采用(a，b，OA，OB)方便地表示用户位置检测系统的检测范围。用户位置检测系统的检测范围可根据所采用的检测技术的特性，按照任何已有方式确定。

当确定了立体显示面板的观看范围及用户位置检测系统的检测范围后，裸眼立体显示系统的显示范围为立体显示面板的观看范围和用户位置检测系统的检测范围的重叠区域。即由于上述确定了用户位置检测系统的检测范围，该检测范围由构成用户位置检测系统的水平角的两个面、构成用户位置检测系统的垂直角的两个面、与用户位置检测系统的距离为OA的近面，与用户位置检测系统的距离为OB的远面所围成的区域；立体显示面板的显示范围由构成立体显示面板的水平视角的两个面、构成立体显示面板的垂直视角的两个面、与立体显示面板相距第一观看距离的近面及与立体显示面板相距第二观看距离的远面所围成的区域构成，因此，取观看范围对应的区域和检测范围对应的区域的重叠区域作为裸眼立体显示系统的显示范围。

实际上用户位置检测系统的检测范围(a，b，OA，OB)，是基于用户位置检测系统的检测中心确定的，检测中心一般可以为摄像头的图像采集中心点，立体显示面板的观看范围是基于立体显示面板的中心或中心垂直于立体显示面板的延长线上的某一点确定的。而用户位置检测系统和立体显示面板在实际安装时，安装位置之间是存在间距的，因此根据上述检测范围对应的区域和观看范围对应的区域确定的显示范围可能是不规则的空间形状。

但是，通常用户位置检测系统与立体显示面板是相邻设置，由于位置相互靠近，因此，也可以近似地认为用户位置检测系统和立体显示面板采用了相同的坐标原点。因此在确定裸眼立体显示系统的显示范围时，在确定上述检测范围和观看范围的重叠区域时，可以基于上述检测范围和观看范围是基于相同的坐标原点确定的，此时确定的裸眼立体显示系统的显示范围具有规则的空间形状。

具体的，裸眼立体显示系统的显示范围是由构成裸眼立体显示系统的水平角的两个面、构成裸眼立体显示系统的垂直角的两个面，距离裸眼立体显示系统第一距离的近面，距离裸眼立体显示系统第二距离的远面所围成的区域，其中第二距离大于第一距离。在确定裸眼立体显示系统的显示范围时，要确定出构成裸眼立体显示系统的水平角的两个面、构成裸眼立体显示系统的垂直角的两个面、距离裸眼立体显示系统第一距离的近面及距离裸眼立体显示系统第二距离的远面，将确定的四个面所围区域作为裸眼立体显示系统的显示范围，其中，裸眼立体显示系统的水平角为立体显示面板的水平视角fovh与用户位置检测系统的水平角a的较小值，裸眼立体显示系统的垂直角为立体显示面板的垂直视角fovv与用户位置检测系统的垂直角b的较小值，第一距离为上述OA与上述第一观看距离的较大值，第二距离为上述OB与上述第二观看距离的较小值。

同样的，裸眼立体显示系统的显示范围也可以采用四棱台来表示，由(裸眼立体显示系统的水平角，裸眼立体显示系统的垂直角，距离裸眼立体显示系统第一距离的近面，距离裸眼立体显示系统第二距离的远面)来表示用于描述裸眼立体显示系统的显示范围的四棱台，为描述简便以及裸眼立体显示系统的水平角为立体显示面板的水平视角fovh与用户位置检测系统的水平角a的较小值，裸眼立体显示系统的垂直角为立体显示面板的垂直视角fovv与用户位置检测系统的垂直角b的较小值，第一距离为上述OA与上述第一观看距离的较大值，第二距离为上述OB与上述第二观看距离的较小值，可采用方便地表示裸眼立体显示系统的显示范围。

采用相同的坐标原点确定用户位置检测系统的检测范围和立体显示面板的观看范围，可以避免在确定裸眼立体显示系统的显示范围时，采用复杂的计算方法，增加计算量，影响显示范围确定的效率。并且由于确定的显示范围是规则的空间形状，因此在后续根据该显示范围及用户的位置信息进行判断时，也可以节省比较的时间，提高判断的效率，进而提高整个显示的效率。

当确定了裸眼立体显示系统的显示范围后，可以在包含裸眼立体显示系统的显示装置中，采用该确定的显示范围，确定采用的显示模式，根据确定的显示模式为用户提供显示内容。

图4为本实施方式的基于上述裸眼立体显示系统的显示范围确定方法的显示方法，包括：

步骤401：检测用户的位置，得到用户的位置信息；

实时的获取用户眼部的精确位置，进而可以根据用户眼部的精确位置判断用户是否处在裸眼立体显示系统的显示范围内。

因为该显示方法基于确定的裸眼立体显示系统的显示范围，因此该用户的位置信息是通过裸眼立体显示系统中的用户位置检测系统获得的。

步骤402：根据用户的位置信息，判断用户是否处于裸眼立体显示系统的显示范围内，在用户处于裸眼立体显示系统的显示范围内时，执行步骤403；在用户处于裸眼立体显示系统的显示范围之外时，执行步骤404；

步骤403：采用立体显示模式为用户提供显示内容；

步骤404：采用立体显示模式或平面显示模式为用户提供显示内容。

在步骤403中采用跟踪用户位置调整像素排列周期的立体显示模式(跟踪-立体显示模式)，在步骤404中采用固定最佳观看距离的立体显示模式(单视点-立体显示模式)。

下面分别对以上两种立体显示模式进行说明。

(1)跟踪-立体显示模式：

如图5所示，当用户处于裸眼立体显示系统的显示范围内时，可以采用跟踪-立体显示模式。跟踪-立体显示模式可以使用户在裸眼立体显示系统的显示范围内，观看到连续、正确的立体图像序列，不会产生令用户不适的立体效果。

跟踪-立体显示模式是在用户与立体显示面板之间的距离d发生变化时，采用确定立体显示面板的像素排列周期P，调整立体显示面板的像素排列周期P，以该重新确定的像素排列周期为用户提供显示内容。

(2)单视点-立体显示模式：

用户位于裸眼立体显示系统的显示范围之外时，有可能是用户在用户位置检测系统的检查范围之外，也有可能是超过立体显示面板的观看范围，也有可能无法准确的获取用户的位置信息(比如用户的脸部被遮挡)等。基于用户位置检测系统采用的检测技术的不同，根据用户的位置信息确定用户位于裸眼立体显示系统的显示范围之外时，采用不同的方法。

例如，当用户位置检测系统采用人脸跟踪技术获取用户的位置信息时，如果此时用户位于用户位置检测系统的检测范围之外，则用户位置检测系统获取不到人脸图像，用户位置检测系统可以采用设定的默认值作为获取到的用户的位置信息，并且后续可以根据该默认值，判断用户位于该裸眼立体显示系统的显示范围之外。如果用户位于立体显示面板的观看范围之外，但位于用户位置检测系统的检测范围之内时，用户位置检测系统能够获取到用户的位置信息，并且由于该位置信息对应的位置位于立体显示面板的观看范围之外，从而也可以判断该用户位于裸眼立体显示系统的显示范围之外。当无法准确的获取到用户的位置信息时，例如用户的脸部被遮挡时，用户位置检测系统由于无法识别用户的人脸图像，用户位置检测系统也可以采用设定的默认值作为获取到的用户的位置信息，即与上述用户位于用户位置检测系统的检测范围之外的情形相同，在这里就不一一赘述。

这时无法采用跟踪-立体显示模式，但可以采用单视点-立体显示模式，单视点-立体显示模式是指无论用户处于什么位置或者有没有用户在观看，都按照一个固定的最佳观看距离进行立体显示。

单视点-立体显示模式是根据最佳观看距离确定像素排列周期以该像素排列周期为用户提供显示内容，其中，n≥2。

下面以n＝2为例进行说明，取BC＝ne＝2e。

$\mathrm{BC}=\frac{T(f+Z)}{f}=2e$ 公式5

$Z=\frac{2\mathrm{ef}}{T}-f$ 公式6

$P=\frac{2\mathrm{efT}}{2\mathrm{ef}-\mathrm{fT}}$ 公式7

即，按照进行动态像素排列时，参考图2，此时最佳观看距离，即立体显示面板到B点和C点距离是2e，当用户处于最佳观看距离时，可以观看到最理想的立体效果。

在采用单视点-立体显示模式时，需要用户自主寻找最佳观看距离和位置。

在用户位于裸眼立体显示系统的显示范围之外时，也可以采用平面输出，即：从视图源当中选出任意一个视点的视图进行输出。此时需要关闭光栅和动态像素排列这两部分功能，对用户来说，此时裸眼立体显示系统为一个普通的平面显示系统，与常规的平面显示的效果相同。

上述基于裸眼立体显示系统的显示范围确定方法的显示方法对应的应用于显示装置中，该显示装置和裸眼立体显示系统均设置在一立体显示终端设备中，将裸眼立体显示系统的显示范围配置在显示装置中。并由裸眼立体显示系统中的用户位置检测系统检测用户的位置，得到用户的位置信息，以使显示装置能够获取到用户的位置信息，并根据用户的位置信息，判断用户是否处于裸眼立体显示系统的显示范围内，根据判断的结果，确定采用立体模式或平面模式向用户提供显示内容，相应的控制裸眼立体显示系统中的立体显示面板打开光栅或关闭光栅。

如图6所示本实施方式还提供了一种裸眼立体显示系统的显示范围确定装置，包括：观看范围确定单元、检测范围确定单元和显示范围确定单元，其中：

观看范围确定单元，用于根据立体显示面板的属性信息及立体显示面板的光栅属性信息，确定立体显示面板的观看范围。

观看范围确定单元具体是根据立体显示面板的水平视角和垂直视角，确定构成水平视角的两个面及构成垂直视角的两个面；根据立体显示面板的光栅周期、光栅与立体显示面板的距离，确定第一观看距离和第二观看距离，并确定与立体显示面板平行且分别相距第一观看距离和第二观看距离的两个面，将该两个面与构成水平视角的两个面及构成垂直视角的两个面所围空间区域作为立体显示面板的观看范围。

观看范围确定单元是根据确定第一观看距离为第二观看距离为无穷大，其中，e为人眼平均瞳距，f为光栅与立体显示面板的距离，T为光栅周期，Z为用户与立体显示面板的距离。

立体显示面板的属性信息及立体显示面板的光栅属性信息等可以配置在立体显示面板中，观看范围确定单元在确定立体显示面板的观看范围时，可以从立体显示面板中获取；立体显示面板的属性信息及立体显示面板的光栅属性信息等也可以直接配置在观看范围确定单元中，观看范围确定单元在确定立体显示面板的观看范围时，直接采用内部保存的立体显示面板的属性信息及立体显示面板的光栅属性信息等进行运算。

检测范围确定单元，用于确定用户位置检测系统的检测范围。

类似地，确定用户位置检测系统的检测范围所需的参数可以配置在用户位置检测系统中也可以配置在检测范围确定单元中。

显示范围确定单元，用于取所述用户位置检测系统的检测范围与所述立体显示面板的观看范围的重叠区域作为所述裸眼立体显示系统的显示范围。

显示范围确定单元具体用于在用户位置检测系统的检测范围由构成用户位置检测系统的水平角a的两个面、构成用户位置检测系统的垂直角b的两个面、与用户位置检测系统的距离为OA的近面以及与用户位置检测系统的距离为OB的远面所围区域构成时，确定构成裸眼立体显示系统的水平角的两个面、构成裸眼立体显示系统的垂直角的两个面、距离裸眼立体显示系统第一距离的近面及距离裸眼立体显示系统第二距离的远面，将确定的四个面所围区域作为裸眼立体显示系统的显示范围，其中，裸眼立体显示系统的水平角为立体显示面板的水平视角fovh与用户位置检测系统的水平角a的较小值，裸眼立体显示系统的垂直角为立体显示面板的垂直视角fovv与用户位置检测系统的垂直角b的较小值，第一距离为OA与第一观看距离的较大值，第二距离为OB与第二观看距离的较小值。

如图7所示，本实施方式还提供了一种基于上述裸眼立体显示系统的显示范围确定装置的显示装置，包括：判断模块、第一显示模块和第二显示模块，其中：

判断模块，用于获取用户的位置信息，根据用户的位置信息判断用户是否处于裸眼立体显示系统的显示范围内。

第一显示模块，用于在用户处于裸眼立体显示系统的显示范围内时，采用立体显示模式为用户提供显示内容。

在用户处于裸眼立体显示系统的显示范围内时采用的立体显示模式为跟踪-立体显示模式，跟踪-立体显示模式是在用户与立体显示面板之间的距离d发生变化时，采用确定立体显示面板的像素排列周期P，调整立体显示面板的像素排列周期P，以该重新确定的像素排列周期为用户提供显示内容。

第二显示模块，用于在用户处于裸眼立体显示系统的显示范围之外时，采用立体显示模式或平面显示模式为用户提供显示内容。

在用户处于在用户处于裸眼立体显示系统的显示范围之外时采用的立体显示模式为单视点-立体显示模式，单视点-立体显示模式是是根据最佳观看距离确定像素排列周期以该像素排列周期为用户提供显示内容，其中，n≥2。

如图8所示，用户位置检测系统包括：检测设备和分析设备，其中：

检测设备用于采集用户的位置属性信息，比如采用红外线、超声波或通过摄像头捕捉图像等检测技术，再将红外线、超声波的返回信号、摄像头捕捉的图像信息等发送给分析设备。

由于要求精确地获取用户的位置信息，检测设备可采用多种检测技术采集用户的位置属性信息。

分析设备结合检测设备的一路或者多路用户的位置属性信息，精确地得到用户的位置信息。

本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成，所述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现，相应地，上述实施例中的各模块/单元可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。本发明不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种裸眼立体显示系统的显示范围确定方法，所述裸眼立体显示系统包括用户位置检测系统和立体显示面板，其特征在于，包括：

根据所述立体显示面板的属性信息及所述立体显示面板的光栅属性信息，确定所述立体显示面板的观看范围；

确定所述用户位置检测系统的检测范围；

取所述用户位置检测系统的检测范围与所述立体显示面板的观看范围的重叠区域作为所述裸眼立体显示系统的显示范围；

其中，根据所述立体显示面板的属性信息及所述立体显示面板的光栅属性信息，确定所述立体显示面板的观看范围，包括：

根据所述立体显示面板的水平视角和垂直视角，确定构成所述水平视角的两个面及构成所述垂直视角的两个面；

根据所述立体显示面板的光栅周期、光栅与立体显示面板的距离，确定第一观看距离和第二观看距离，并确定与所述立体显示面板平行且分别相距第一观看距离和第二观看距离的两个面，将该两个面与构成水平视角的两个面及构成垂直视角的两个面所围空间区域作为所述立体显示面板的观看范围；

所述用户位置检测系统的检测范围由构成用户位置检测系统的水平角a的两个面、构成用户位置检测系统的垂直角b的两个面、与用户位置检测系统的距离为OA的近面以及与用户位置检测系统的距离为OB的远面所围区域构成。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述立体显示面板的光栅周期、光栅与立体显示面板的距离，确定第一观看距离和第二观看距离，包括：

根据确定所述第一观看距离为所述第二观看距离为无穷大，其中，e为人眼平均瞳距，f为光栅与立体显示面板的距离，T为光栅周期，Z为所述立体显示面板的最佳观看距离。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，取所述用户位置检测系统的检测范围与所述立体显示面板的观看范围的重叠区域作为所述裸眼立体显示系统的显示范围，包括：

确定构成所述裸眼立体显示系统的水平角的两个面、构成裸眼立体显示系统的垂直角的两个面、距离裸眼立体显示系统第一距离的近面及距离裸眼立体显示系统第二距离的远面，将确定的四个面所围区域作为所述裸眼立体显示系统的显示范围，其中，所述裸眼立体显示系统的水平角为所述立体显示面板的水平视角fovh与所述用户位置检测系统的水平角a的较小值，裸眼立体显示系统的垂直角为所述立体显示面板的垂直视角fovv与用户位置检测系统的垂直角b的较小值，所述第一距离为所述OA与所述第一观看距离的较大值，所述第二距离为所述OB与所述第二观看距离的较小值。

4.一种基于上述权利要求1～3任一显示范围确定方法的显示方法，其特征在于，包括：

获取用户的位置信息；

根据所述用户的位置信息，判断所述用户是否处于所述裸眼立体显示系统的显示范围内；

在所述用户处于所述裸眼立体显示系统的显示范围内时，采用立体显示模式为所述用户提供显示内容；在所述用户处于所述裸眼立体显示系统的显示范围之外时，采用立体显示模式或平面显示模式为所述用户提供显示内容。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述用户处于所述裸眼立体显示系统的显示范围内时，采用立体显示模式为所述用户提供显示内容，包括：

根据所述用户的位置信息，采用确定所述立体显示面板的像素排列周期P，以该像素排列周期为所述用户提供显示内容，其中，f为光栅与立体显示面板的距离，T为光栅周期，d为获取的用户与所述立体显示面板的距离。

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述用户处于所述裸眼立体显示系统的显示范围之外时，采用立体显示模式为所述用户提供显示内容，包括：

根据最佳观看距离确定像素排列周期以该像素排列周期为所述用户提供显示内容，其中，n≥2，e为人眼平均瞳距，f为光栅与立体显示面板的距离，T为光栅周期。

7.一种裸眼立体显示系统的显示范围确定装置，其特征在于，所述裸眼立体显示系统包括：用户位置检测系统和立体显示面板，该装置包括：

观看范围确定单元，用于根据所述立体显示面板的属性信息及所述立体显示面板的光栅属性信息，确定所述立体显示面板的观看范围；

检测范围确定单元，用于确定所述用户位置检测系统的检测范围；

显示范围确定单元，用于取所述用户位置检测系统的检测范围与所述立体显示面板的观看范围的重叠区域作为所述裸眼立体显示系统的显示范围；

其中，所述观看范围确定单元，具体用于根据所述立体显示面板的水平视角和垂直视角，确定构成所述水平视角的两个面及构成所述垂直视角的两个面；根据所述立体显示面板的光栅周期、光栅与立体显示面板的距离，确定第一观看距离和第二观看距离，并确定与所述立体显示面板平行且分别相距第一观看距离和第二观看距离的两个面，将该两个面与构成水平视角的两个面及构成垂直视角的两个面所围空间区域作为所述立体显示面板的观看范围；

所述用户位置检测系统的检测范围由构成用户位置检测系统的水平角a的两个面、构成用户位置检测系统的垂直角b的两个面、与用户位置检测系统的距离为OA的近面以及与用户位置检测系统的距离为OB的远面所围区域构成。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述观看范围确定单元，具体用于根据确定所述第一观看距离为所述第二观看距离为无穷大，其中，e为人眼平均瞳距，f为光栅与立体显示面板的距离，T为光栅周期，Z为立体显示面板的最佳观看距离。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于：

所述显示范围确定单元，具体用于确定构成所述裸眼立体显示系统的水平角的两个面、构成裸眼立体显示系统的垂直角的两个面、距离裸眼立体显示系统第一距离的近面及距离裸眼立体显示系统第二距离的远面，将确定的四个面所围区域作为所述裸眼立体显示系统的显示范围，其中，所述裸眼立体显示系统的水平角为所述立体显示面板的水平视角fovh与所述用户位置检测系统的水平角a的较小值，裸眼立体显示系统的垂直角为所述立体显示面板的垂直视角fovv与用户位置检测系统的垂直角b的较小值，所述第一距离为所述OA与所述第一观看距离的较大值，所述第二距离为所述OB与所述第二观看距离的较小值。

10.一种基于上述权利要求7～9任一所述显示范围确定装置的显示装置，其特征在于，所述装置包括：

判断模块，用于根据获取的用户的位置信息，判断所述用户是否处于所述裸眼立体显示系统的显示范围内；

第一显示模块，用于在所述用户处于所述裸眼立体显示系统的显示范围内时，采用立体显示模式为所述用户提供显示内容；

第二显示模块，用于在所述用户处于所述裸眼立体显示系统的显示范围之外时，采用立体显示模式或平面显示模式为所述用户提供显示内容。

11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述第一显示模块，具体用于根据所述用户的位置信息，采用确定所述立体显示面板的像素排列周期P，以该像素排列周期为所述用户提供显示内容，其中，f为光栅与立体显示面板的距离，T为光栅周期，d为获取的用户与所述立体显示面板的距离。

12.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述第二显示模块，具体用于根据最佳观看距离确定像素排列周期以该像素排列周期为所述用户提供显示内容，其中，n≥2，e为人眼平均瞳距，f为光栅与立体显示面板的距离，T为光栅周期。