CN102510505B - 一种立体显示装置及其控制方法和控制器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种立体显示装置及其控制方法和控制器；所述立体显示装置包括用于获取观看位置的跟踪装置、可控分光器件、驱动电路、显示面板；控制器，用于根据跟踪装置获取的观看位置来计算可控分光器件的偏移量，再根据计算出的偏移量，通过控制所述驱动电路移动所述可控分光器件。本发明能消除观看区域的限制，实现观看区域相对于屏幕的平行移动。

Description

一种立体显示装置及其控制方法和控制器

技术领域

本发明涉及立体显示领域，尤其涉及一种立体显示装置及其控制方法和控制器。

背景技术

立体显示装置是利用人眼的视差特征，呈现出具有空间深度信息的立体影像，通常是将具有视差的多个视图通过像素排列算法合成后输出到立体显示器上。这种视差图直接传递到观看者的左右眼，进而合成立体图像。

裸眼立体显示装置具有不带眼镜等附加外设，允许用户在更加自由的环境下观看等优势；但是，目前的裸眼立体显示技术的显示区域比较固定，观看者只能在立体观看区域内才能观看到比较合适的立体图像。通过跟踪装置获取观众的位置，然后实时的修改立体图像排列的视图信息，可使得观众一直看到正确的立体效果，但会引入串扰的影响。

发明内容

本发明要解决的技术问题是如何消除观看区域的限制，实现观看区域相对于屏幕的平行移动。

为了解决上述问题，本发明提供了一种立体显示装置，包括：

用于获取观看位置的跟踪装置、可控分光器件、驱动电路、显示面板；

还包括：

控制器，用于根据跟踪装置获取的观看位置来计算可控分光器件的偏移量，再根据计算出的偏移量，通过控制所述驱动电路移动所述可控分光器件。

进一步地，根据跟踪装置获取的观看位置来计算可控分光器件的偏移量是指：

控制器用跟踪装置获取的当前的观看位置和所述显示面板上像素平面之间的距离，除以观看位置相对于所述显示面板平行移动的偏移量，得到可控分光器件的偏移量。

进一步地，所述控制器还可以用于根据获取的观看位置计算可控分光器件的宽度，按照计算出的宽度控制所述驱动电路调整所述可控分光器件的宽度。

进一步地，所述控制器根据获取的观看位置计算可控分光器件的宽度是指：

所述控制器计算得到可控分光器件的宽度P如下：

$P=(1-\frac{f}{D+f}).M;$

其中，D为当前的观看位置和所述可控分光器件的距离；M为所述可控分光器件形成立体图像所要覆盖的显示单元的宽度；f为所述可控分光器件和所述显示面板上像素平面之间的距离。

本发明还提供了一种立体显示装置的控制方法，所述立体显示装置包括可控分光器件；所述方法包括：

根据获取的观看位置计算可控分光器件的偏移量；

根据计算出的偏移量移动所述立体显示装置中的所述可控分光器件。

进一步地，根据获取的观看位置计算可控分光器件的偏移量是指：

用当前的观看位置和所述立体显示装置的显示面板上像素平面之间的距离，除以观看位置相对于所述立体显示装置的显示面板平行移动的偏移量，得到可控分光器件的偏移量。

进一步地，所述的控制方法还包括：

根据获取的观看位置计算可控分光器件的宽度；

按照计算出的宽度调整所述立体显示装置中所述可控分光器件的宽度。

进一步地，根据获取的观看位置计算可控分光器件的宽度是指：

计算得到可控分光器件的宽度P如下：

$P=(1-\frac{f}{D+f}).M;$

其中，D为当前的观看位置和所述可控分光器件的距离；M为所述可控分光器件形成立体图像所要覆盖的显示单元的宽度；f为所述可控分光器件和所述立体显示装置的显示面板上像素平面之间的距离。

本发明还提供了一种立体显示装置的控制器，所述立体显示装置包括可控分光器件；所述控制器包括：

指令处理模块，用于根据获取的观看位置计算可控分光器件的偏移量；

分光阵列驱动控制模块，用于根据计算出的偏移量移动所述立体显示装置中的所述可控分光器件。

进一步地，所述指令处理模块根据获取的观看位置计算可控分光器件的偏移量是指：

所述指令处理模块用当前的观看位置和所述立体显示装置的显示面板上像素平面之间的距离，除以观看位置相对于所述立体显示装置的显示面板平行移动的偏移量，得到可控分光器件的偏移量。

进一步地，所述指令处理模块还用于根据获取的观看位置计算可控分光器件的宽度；

所述分光阵列驱动控制模块还用于按照计算出的宽度调整所述立体显示装置中所述可控分光器件的宽度。

进一步地，所述指令处理模块根据获取的观看位置计算可控分光器件的宽度是指：

所述指令处理模块计算得到可控分光器件的宽度P如下：

$P=(1-\frac{f}{D+f}).M;$

其中，D为当前的观看位置和所述可控分光器件的距离；M为所述可控分光器件形成立体图像所要覆盖的显示单元的宽度；f为所述可控分光器件和所述立体显示装置的显示面板上像素平面之间的距离。

本发明通过控制LC-Barrier、LC-Lens或者其他材料形成的可控分光器件的偏移量来实现观看区域的调整，插值运算较少，降低串扰的影响。本发明的一个优化方案还可以通过调整可控分光器件的宽度来实现观看区域远离/靠近屏幕的调整。

附图说明

图1是实施例一的立体显示装置的示意框图；

图2是分光器件移动导致观看区域位置变化的示意图；

图3是观看距离的计算示意图；

图4是实施例二中一个控制方法具体例子的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合附图及实施例对本发明的技术方案进行更详细的说明。

需要说明的是，如果不冲突，本发明实施例以及实施例中的各个特征可以相互结合，均在本发明的保护范围之内。另外，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

实施例一，一种立体显示装置，如图1所示，包括：

跟踪装置104，用于获取观看位置；

显示面板103、可控分光器件、驱动电路102；

控制器101，用于根据跟踪装置104获取的观看位置来计算可控分光器件的偏移量，再根据计算出的偏移量，通过控制所述驱动电路移动所述可控分光器件。

本实施例中，所述观看位置可以但不限于为人眼位置，也可以是观众的位置、接收器的位置等。

本实施例中，所述控制器101根据跟踪装置104获取的观看位置计算可控分光器件的偏移量具体可以是指：

所述控制器101用跟踪装置获取的当前的观看位置和所述显示面板上像素平面之间的距离，除以观看位置相对于所述显示面板103平行移动的偏移量，得到可控分光器件的偏移量。

本实施例中，所述当前的观看位置和所述显示面板上像素平面之间的距离可以但不限于为当前的观看位置和所述可控分光器件之间的距离D，与所述可控分光器件和所述显示面板上像素平面之间的距离f之和。

观看位置相对于显示面板平行移动是指观看位置和显示面板之间的距离保持不变情况下的移动，包括水平移动(横向移动，也就是左右移动)、以及垂直移动(纵向移动，也就是上下移动)；相应的，观看位置相对于所述显示面板平行移动的偏移量OFFSET及可控分光器件的偏移量offset也包括横向和纵向上的；如果观看位置只横向移动，则只横向移动可控分光器件，如果观看位置只纵向移动，则只纵向移动可控分光器件，如果观看位置既横向移动也纵向移动，则需要横向、纵向都移动所述可控分光器件。

当可控分光器件水平移动的时候，观看区域的水平位置相应变化的情况如图2所示；假设可控分光器件水平移动的偏移量是offset，那么可以计算出观看位置相对于显示面板水平移动的偏移量OFFSET是：

OFFSET＝(D+f)/offset。

观看位置相对于显示面板纵向移动的距离是OFFSET时，可控分光器件纵向移动的偏移量offset的确定方法也如上式。

当然，也可以将观看位置相对于所述显示面板平行移动的偏移量OFFSET和可控分光器件的偏移量offset都视为向量，其方向一致，大小关系满足：

offset＝(D+f)/OFFSET    (1)。

本实施例中，所述控制器101还可以用于根据获取的观看位置计算可控分光器件的宽度，按照计算出的宽度控制所述驱动电路102调整所述可控分光器件的宽度。

控制器101计算可控分光器件偏移量和宽度的先后次序不限，可以并行，控制驱动电路102移动可控分光器件和调整可控分光器件宽度的先后次序也不限，也可以并行。控制器101所计算出的偏移量/宽度是为了使当前的观看位置成为最佳观看位置，可控分光器件应有的偏移量/宽度；然后通过驱动电路将可控分光器件实际调整成该“应有”的偏移量/宽度。

本实施例中，控制器101根据获取的观看位置计算可控分光器件的宽度具体可以是指：

控制器101计算得到可控分光器件的宽度P如下：

$P=(1-\frac{f}{D+f}).M;$

其中，D为当前的观看位置和所述可控分光器件的距离；M为所述可控分光器件形成立体图像所要覆盖的显示单元的宽度；f为所述可控分光器件和像素平面之间的距离；所述显示单元表示一个像素，一个像素包括至少一子像素。

图3显示了以LC-Lens为例的可控分光器件与显示面板结合后，观看距离的计算原理；其中显示面板上像素平面包括若干组次像素(也可称为子像素)，每组有m个次像素，m为正数。

根据图3可以得到可控分光器件P的宽度的计算式：

$P=(1-\frac{f}{D+f}).M---\left(2\right).$

其中P代表可控分光器件的宽度，f是可控分光器件距离显示面板上像素平面的距离，D是最佳观看距离(即观看位置到所述可控分光器件的距离)，M为所述可控分光器件形成立体图像所要覆盖的显示单元的宽度。如果可控分光器件与显示平面呈一定的夹角放置，P还要乘以角度的正弦值。从式(2)变换得到的下式中可以看到，当P变宽的时候，其他值不变，D将增大；P变窄的时候，其他值不变，D将减小。

D＝M*f/(M-P)-f。

本实施例中，可控分光器件可以由LC-Barrier、LC-Lens或者其他电控材料来形成，可控分光器件的一个特点是可以通过电压的改变来调整可控分光器件(Barrier或者Lens的一个周期)的宽度和位置，如果是透镜结构还可以调整焦距。通过调整可控分光器件的参数来实现最佳观看位置前后和水平移动变化，可以让立体显示器具有多个最佳观看位置，从而可以帮助消除观看区域的限制。可控分光器件这些参数的调整是可以通过施加在每个单元上的控制电压的变化来实现的。

实施例二，一种立体显示装置的控制方法，所述立体显示装置包括可控分光器件；所述方法包括：

根据获取的观看位置计算可控分光器件的偏移量；

根据计算出的偏移量移动所述立体显示装置中的所述可控分光器件。

本实施例中，所述观看位置可以但不限于为人眼位置，也可以是观众的位置、接收器的位置等。

本实施例中，根据获取的观看位置计算可控分光器件的偏移量具体可以是指：

用当前的观看位置和所述立体显示装置的显示面板上像素平面之间的距离，除以观看位置相对于所述立体显示装置的显示面板平行移动的偏移量，得到可控分光器件的偏移量。

也就是说，观看位置相对于所述立体显示装置显示面板平行移动的偏移量OFFSET和可控分光器件的偏移量offset的方向一致，大小关系满足式(1)。

本实施例中，所述当前的观看位置和所述立体显示装置的显示面板上像素平面之间的距离可以但不限于为：当前的观看位置和所述可控分光器件之间的距离D，与所述可控分光器件和所述像素平面之间的距离f之和。

本实施例中，所述控制方法还可以包括：

根据获取的观看位置计算可控分光器件的宽度；

按照计算出的宽度调整所述立体显示装置中所述可控分光器件的宽度。

这两个步骤和计算可控分光器件偏移量、移动可控分光器件的步骤先后次序不限，也可以并行。

本实施例中，根据获取的观看位置计算可控分光器件的宽度具体可以是指：

计算得到可控分光器件的宽度P如下：

$P=(1-\frac{f}{D+f}).M;$

其中，D为当前的观看位置和所述可控分光器件的距离；M为所述可控分光器件形成立体图像所要覆盖的显示单元的宽度；f为所述可控分光器件和像素平面之间的距离；所述显示单元表示一个像素，一个像素包括至少一子像素。

一个具体的例子中，工作流程如图4所示，包括：

从一跟踪装置获取观看位置；

得到当前的观看位置距离可控分光器件的距离D和相对于显示面板平行移动的偏移量OFFSET；

根据式(1)和(2)计算可控分光器件的宽度P以及偏移量offset；

通过调节控制电压将可控分光器件的宽度调整为P，并移动offset。

其它实现细节可参见实施例一。

实施例三、一种立体显示装置的控制器，所述立体显示装置包括可控分光器件；所述控制器包括：

指令处理模块，用于根据获取的观看位置计算可控分光器件的偏移量；

分光阵列驱动控制模块，用于根据计算出的偏移量移动所述立体显示装置中的所述可控分光器件。

本实施例中，所述观看位置可以但不限于为人眼位置，也可以是观众的位置、接收器的位置等。

本实施例中，所述指令处理模块根据获取的观看位置计算可控分光器件的偏移量具体可以是指：

所述指令处理模块用当前的观看位置和所述立体显示装置的显示面板上像素平面之间的距离，除以观看位置相对于所述立体显示装置显示面板平行移动的偏移量，得到可控分光器件的偏移量。

本实施例中，所述当前的观看位置和所述立体显示装置的像素平面之间的距离可以但不限于为当前的观看位置和所述可控分光器件之间的距离D，与所述可控分光器件和所述像素平面之间的距离f之和。

也就是说，观看位置相对于所述立体显示装置显示面板平行移动的偏移量OFFSET和可控分光器件的偏移量offset的方向一致，大小关系满足式(1)。

本实施例中，所述指令处理模块还可以用于根据获取的观看位置计算可控分光器件的宽度；

所述分光阵列驱动控制模块还可以用于按照计算出的宽度调整所述立体显示装置中所述可控分光器件的宽度。

所述指令处理模块计算可控分光器件偏移量和宽度的先后次序不限，也可以并行计算；同样的，所述分光阵列驱动控制模块移动可控分光器件和调整可控分光器件的宽度的先后次序不限，也可以并行处理。

本实施例中，所述分光阵列驱动控制模块移动可控分光器件和调整可控分光器件的宽度可以但不限于通过控制可控分光器件驱动电路的电压来完成。

本实施例中，所述指令处理模块根据获取的观看位置计算可控分光器件的宽度具体可以是指：

所述指令处理模块计算得到可控分光器件的宽度P如下：

$P=(1-\frac{f}{D+f}).M;$

其中，D为当前的观看位置和所述可控分光器件的距离；M为所述可控分光器件形成立体图像所要覆盖的显示单元的宽度；f为所述可控分光器件和所述立体显示装置的显示面板上像素平面之间的距离；所述显示单元表示一个像素，一个像素包括至少一子像素。

本实施例中，该控制器可以是控制芯片、处理器等。

其它实现细节可参见实施例一和二。

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。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明的权利要求的保护范围。

Claims (12)

1.一种立体显示装置，包括：

用于获取观看位置的跟踪装置、可控分光器件、驱动电路、显示面板；

其特征在于，还包括：

控制器，用于根据跟踪装置获取的观看位置来计算可控分光器件的偏移量，再根据计算出的偏移量，通过控制所述驱动电路移动所述可控分光器件；

其中，所述控制器还用于根据获取的观看位置计算可控分光器件的宽度，按照计算出的宽度控制所述驱动电路调整所述可控分光器件的宽度；

所述可控分光器件由电控材料来形成，通过电压的改变来调整可控分光器件的宽度和位置。

2.如权利要求1所述的立体显示装置，其特征在于，根据跟踪装置获

取的观看位置来计算可控分光器件的偏移量是指：

控制器用跟踪装置获取的当前的观看位置和所述显示面板上像素平面之间的距离，除以观看位置相对于所述显示面板平行移动的偏移量，得到可控分光器件的偏移量。

3.如权利要求1或2所述的立体显示装置，其特征在于，

当所述可控分光器件与显示平面呈一定的夹角放置，所述可控分光器件的宽度乘以角度的正弦值。

4.如权利要求3所述的立体显示装置，其特征在于，所述控制器根据获取的观看位置计算可控分光器件的宽度是指：

所述控制器计算得到可控分光器件的宽度P如下：

$P=(1-\frac{f}{D+f})M;$

其中，D为当前的观看位置和所述可控分光器件的距离；M为所述可控分光器件形成立体图像所要覆盖的显示单元的宽度；f为所述可控分光器件和所述显示面板上像素平面之间的距离。

5.一种立体显示装置的控制方法，所述立体显示装置包括可控分光器件；其特征在于，所述方法包括：

根据获取的观看位置计算可控分光器件的偏移量；

根据计算出的偏移量移动所述立体显示装置中的所述可控分光器件；

所述控制方法还包括：

根据获取的观看位置计算可控分光器件的宽度；

按照计算出的宽度调整所述立体显示装置中所述可控分光器件的宽度；

所述可控分光器件由电控材料来形成，通过电压的改变来调整可控分光器件的宽度和位置。

6.如权利要求5所述的控制方法，其特征在于，根据获取的观看位置计算可控分光器件的偏移量是指：

用当前的观看位置和所述立体显示装置的显示面板上像素平面之间的距离，除以观看位置相对于所述立体显示装置的显示面板平行移动的偏移量，得到可控分光器件的偏移量。

7.如权利要求5或6所述的控制方法，其特征在于，还包括：

当所述可控分光器件与显示平面呈一定的夹角放置，所述可控分光器件的宽度乘以角度的正弦值。

8.如权利要求7所述的控制方法，其特征在于，根据获取的观看位置计算可控分光器件的宽度是指：

计算得到可控分光器件的宽度P如下：

$P=(1-\frac{f}{D+f})M;$

其中，D为当前的观看位置和所述可控分光器件的距离；M为所述可控分光器件形成立体图像所要覆盖的显示单元的宽度；f为所述可控分光器件和所述立体显示装置的显示面板上像素平面之间的距离。

9.一种立体显示装置的控制器，所述立体显示装置包括可控分光器件；其特征在于，所述控制器包括：

指令处理模块，用于根据获取的观看位置计算可控分光器件的偏移量；

分光阵列驱动控制模块，用于根据计算出的偏移量移动所述立体显示装置中的所述可控分光器件；

其中，所述指令处理模块还用于根据获取的观看位置计算可控分光器件的宽度；

所述分光阵列驱动控制模块还用于按照计算出的宽度调整所述立体显示装置中所述可控分光器件的宽度；

所述可控分光器件由电控材料来形成，通过电压的改变来调整可控分光器件的宽度和位置。

10.如权利要求9所述的控制器，其特征在于，所述指令处理模块根据获取的观看位置计算可控分光器件的偏移量是指：

所述指令处理模块用当前的观看位置和所述立体显示装置的显示面板上像素平面之间的距离，除以观看位置相对于所述立体显示装置的显示面板平行移动的偏移量，得到可控分光器件的偏移量。

11.如权利要求9或10所述的控制器，其特征在于：

当所述可控分光器件与显示平面呈一定的夹角放置，所述可控分光器件的宽度乘以角度的正弦值。

12.如权利要求11所述的控制器，其特征在于，所述指令处理模块根据获取的观看位置计算可控分光器件的宽度是指：

所述指令处理模块计算得到可控分光器件的宽度P如下：

$P=(1-\frac{f}{D+f})M;$

其中，D为当前的观看位置和所述可控分光器件的距离；M为所述可控分光器件形成立体图像所要覆盖的显示单元的宽度；f为所述可控分光器件和所述立体显示装置的显示面板上像素平面之间的距离。