CN105376559A - 立体显示装置及其视点校正方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种立体显示装置。包括显示面板及视点校正组件，所述视点校正组件包括界面管理单元、位置调整单元、视点校正单元、偏移量获取单元、存储单元及处理单元，所述界面管理单元接收所述位置调整单元和所述视点校正单元发送的位置调整请求和视点校正请求，控制所述显示面板输出人机交互界面；所述偏移量获取单元接收所述界面管理单元发送的操作信息获取视点偏移量；所述存储单元接收来自所述偏移量获取单元的视点偏移量并存储所述视点偏移量；所述处理单元调用所述存储单元的视点偏移量进行视点校正。与相关技术相比，本发明提供的立体显示装置可以实现用户自行进行视点校正操作，方便快捷。

Description

立体显示装置及其视点校正方法

技术领域

本发明涉及立体显示技术领域，特别涉及一种立体显示装置及基于该立体显示装置的视点校正方法。

背景技术

当前，立体显示装置已越来越为人所熟知，立体显示的模式主要包括眼镜立体模式和裸眼立体模式。眼镜立体模式的显示装置需要佩戴特殊的眼镜，左眼镜片和右眼镜片分别允许不同偏振方向的线偏光透过，从而左眼和右眼观看到的图像为不同偏振方向的线偏光形成的图像，大脑将左眼图像和右眼图像进行整合呈现立体图像。由于人们在观看眼镜立体显示的图像时需要佩戴专用眼镜，否则图像就会变得模糊，使得所述眼镜立体的应用范围受到了局限。因此，裸眼立体模式的显示装置受到越来越多人的喜爱。

目前，如图1和图2所示，裸眼立体技术多采用显示器10和光调制器20组合的方案来实现左右眼内容分离，最后由观察者的大脑来处理处立体影像。通常，光调制器20都需要同显示器10做精确对位贴合，贴合精度理论上都需要达到10微米左右。而随着如今显示器10的逐步提高，对这个精度的要求也越来越高，甚至需要做到5微米的水平，才能保证用户的视点位于立体显示设备屏幕的中央线，让用户有舒适的立体体验，如图1中所示。这种贴合精度对生产设备的要求非常高，设计生产或者购买这样的设备都将投入巨额的资金。

针对这种情况，市场上又出现了显示器+光调制器+眼部跟踪的方案来解决贴合精度不达标的问题。该方案由于搭配了眼部跟踪系统，显示器可以根据人眼的位置实时调制图像内容，让人眼始终看到对应眼睛的内容。如图2中所示，在贴合精度不高时，立体显示器的正视点可能偏离了屏幕的正中央位置，造成观察者观看时出现眩晕的问题。

当显示器和光调制器贴合完成后，精度可能只有100微米，此时，所有的立体显示设备在出厂前都会做一个视点校正的动作。大致思路是：让该立体显示器显示特定的测试画面，投射到图像接收设备上和标准的画面比对，计算出差异并换算成贴合视点偏移量，再将这个视点偏移量反馈到并保存在该显示器内部的存储器中。开启立体功能时，播放软件和处理立体内容时就会增加这个视点偏移量，最终确保中间视点刚好位于显示屏的正中央位置。

但是，而这种视点校正的方法也存在一个风险，那就是当使用者更新操作系统的时候或者某些特殊的操作时，可能将预先保持在存储器中的视点偏移量参数给擦除掉，导致设备成为一个没有经过校正过的设备，严重影响后续的使用。

因此，有必要提供一种可以供用户自行进行视点校正操作的立体显示装置。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种可以供用户自行进行视点校正操作的立体显示装置。

本发明提供一种立体显示装置。所述立体显示装置包括显示面板及视点校正组件，所述视点校正组件包括界面管理单元、位置调整单元、视点校正单元、偏移量获取单元、存储单元及处理单元，所述界面管理单元控制所述显示面板输出人机交互界面，并发送观察者的操作信息；所述位置调整单元向所述界面管理单元发送位置调整请求，引导所述观察者进行位置调整；所述视点校正单元向所述界面管理单元发送视点校正请求，引导所述观察者进行视点校正操作；所述偏移量获取单元接收所述操作信息，并根据所述操作信息获取视点偏移量；所述存储单元接收来自所述偏移量获取单元的视点偏移量，并存储所述视点偏移量；所述处理单元调用所述存储单元中的所述视点偏移量调整所述立体显示装置的输出画面进行视点校正。

优选的，所述人机交互界面包括位置调整界面及视点校正界面，所述位置调整界面为所述界面管理单元接收位置调整请求控制所述显示面板输出，所述视点校正界面为所述界面管理单元接收视点校正请求控制所述显示面板输出。

优选的，所述视点校正界面包括测试画面，所述测试画面包含多组子测试画面，所述子测试画面分别具有与其相对应的像素单元排列。

优选的，多组所述子测试画面中至少具有一组校正画面，所述校正画面为所述观察者调节所述立体显示装置的三维影像观察视点与所述观察者的双眼视点重合时的所述子测试画面。

优选的，所述校正画面包括用于观察者左眼观察的第一校正画面和用于右眼观察的第二校正画面，所述第一校正画面和第二校正画面为不相同的画面。

基于所述立体显示装置，本发明还提供一种立体显示装置的视点校正方法。包括如下步骤：输出人机交互界面，引导所述观察者进行视点校正，并发送操作信息；接收所述操作信息，通过所述操作信息获取所述视点偏移量；调用所述视点偏移量，校正所述立体显示装置的输出画面。

优选的，所述输出人机交互界面步骤中包括如下步骤：发送位置调整请求至所述界面管理单元，控制所述显示面板输出位置调整界面，引导所述观察者进行位置调整；并发送视点测试请求至所述界面管理单元，控制所述显示面板输出视点校正界面，引导所述观察者进行视点校正操作。

优选的，所述输出人机交互界面步骤中，所述观察者进行视点校正操作，切换所述测试画面至所述校正画面使所述观察者左眼观察到第一测试画面且右眼观察到第二测试画面。

优选的，所述接收所述操作信息步骤中，所述操作信息包括整体排图的位移量，所述偏移量获取单元通过所述整体排图的位移量计算获取所述视点偏移量。

优选的，所述处理单元自动调用所述视点偏移量调整所述立体显示装置的所述三维影像观察视点。

在本发明提供的立体显示装置中，所述立体显示装置通过所述位置调整单元和所述视点校正单元分别向所述界面管理单元发送位置调整请求和视点校正请求，控制所述显示面板输出人机交互界面，引导所述观察者进行视点校正操作，再利用所述观察者的操作信息获取所述视点偏移量，所述视点偏移量被存储至所述存储单元，当所述立体显示装置输出三维画面时，所述处理单元自动调用所述视点偏移量对所述立体显示装置输出画面进行视点校正。因此，所述立体显示装置可以实现用户自行进行视点校正操作，方便快捷。

附图说明

图1是现有技术中观察者的双眼视点位于立体显示装置的屏幕中央线的示意图；

图2是现有技术中观察者的双眼视点偏离立体显示装置的屏幕中央线的示意图；

图3是本发明实施例提供的立体显示装置的结构框图；

图4是图3所示立体显示装置的显示面板的结构示意图；

图5是图3所示立体显示装置的视点校正组件的结构框图；

图6(a)是本发明视点校正前的像素单元排列的示意图；

图6(b)是本发明视点校正后的像素单元排列的示意图。

图7是本发明基于图3所示立体显示装置的视点校正方法的流程框图；

图8是图7所示立体显示装置的视点校正方法中步骤S1的流程框图。

具体实施方式

下面将结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。

请参阅图3，是本发明实施例提供的立体显示装置的结构框图。所述立体显示装置1包括显示面板11及视点校正组件13。所述显示面板11能呈现人机交互界面，观察者可以通过所述人机交互界面实现对所述立体显示装置视点校正操作。所述视点校正组件13设于所述立体显示装置1内部，用于校正所述立体显示装置1的三维影像观察视点。当然，所述立体显示装置1为包括但不限于手机、平板、电脑显示器、遥控器等合适的电子终端，可以是仅输出三维图像的立体显示装置，也可以是具有二维/三维图像切换功能的立体显示装置，本发明对此不作限定。

请参阅图4，图4图3所示立体显示装置的显示面板的结构示意图。所述显示面板11包括显示模组111及光调制器113。所述光调制器113设于所述显示模组的出光侧。

所述显示模组111至少包括一个像素单元1111，所述显示模组111可以提供视差图像，包括但不限于TFT(ThinFilmTransistor)显示模组、OLED(OrganicLight-EmittingDiode)显示模组、PDP(PlasmaDisplayPanel)显示模组、EL(electro-luminescence)显示模组等。

所述光调制器113包括但不限于柱面透镜、液晶透镜和液晶光栅等，所述光调制器113可以将所述视差图像中的左右眼内容分离，最后在观察者的大脑中形成三维影像。当然，不限于本实施例，所述光调制器113也可以具有较好的二维影像透过性。

请参阅图5，是图3所示立体显示装置的视点校正组件的结构框图。所述视点校正组件13包括界面管理单元131、位置调整单元133、视点校正单元135、偏移量获取单元137、存储单元138及处理单元139。所述界面管理单元131接收所述位置调整单元133和所述视点校正单元135发送的位置调整请求和视点校正请求，控制所述显示面板11输出人机交互界面。所述偏移量获取单元137接收所述界面管理单元131发送的操作信息获取视点偏移量，所述存储单元138接收来自所述偏移量获取单元137的视点偏移量并存储所述视点偏移量，所述处理单元139调用所述存储单元138中的所述视点偏移量调整所述立体显示装置的输出画面进行视点校正。

所述位置调整单元133向所述界面管理单元131发送位置调整请求，使所述界面管理单元131控制所述显示面板11输出位置调整界面，引导所述观察者调整观察位置。

所述视点校正单元135向所述界面管理单元131发送视点校正请求，使所述界面管理单元131控制所述显示面板11输出视点校正界面，引导所述观察者进行视点校正操作。所述视点校正界面包括测试画面，所述测试画面包括多组子测试画面，每一所述子测试画面均具有与其对应的像素单元排列，多组所述子测试画面可由观察者调节进行连续切换，同时使与其对应的像素单元排列发生整体排图的位移。多组所述子测试画面中至少具有一组校正画面，所述校正画面为所述观察者调节所述立体显示装置1的三维影像观察视点与所述观察者的双眼视点重合时的所述子测试画面。所述校正画面包括用于观察者左眼观察(右眼闭合)的第一校正画面和用于右眼观察(左眼闭合)的第二校正画面，所述第一校正画面和第二校正画面为不相同的画面。

所述偏移量获取单元137接收所述界面管理单元131发送的操作信息，所述操作信息包含所述观察者调节所述测试画面时对应的所述整体排图的位移量，所述偏移量获取单元137通过所述整体排图的位移量计算获取所述三维影像观察视点与所述观察者的双眼视点的视点偏移量。

所述存储单元138用于存储所述视点偏移量。在本实施例中，所述存储单元138为非易失性存储器。当所述立体显示装置1进行立体画面输出时，所述立体显示装置1可以随时调用所述存储单元139中的视点偏移量以进行输出画面的视点校正。

所述处理单元139预设有图像校正算法，所述处理单元139自动调用存储于所述存储单元138中的所述视点偏移量，所述图像校正算法通过所述视点偏移量调整所述立体显示装置1的输出画面使所述三维影像观察视点与所述观察者的双眼视点相重合。

接下来将对所述立体显示装置1的视点校正的工作原理进行描述。

请同时参阅图6(a)和图6(b)，图6(a)为视点校正前的像素单元排列示意图；图6(b)为视点校正后的像素单元排列示意图。在本实施例中，以具有4个所述像素单元1111的立体显示装置1为例进行说明。所述立体显示装置1的显示周期具有4个所述像素单元1111，则所述立体显示装置1的输出画面在显示周期内的4种所述像素单元排列分别为：R1-R2-L3-L4；L4-R1-R2-L3；L3-L4-R1-R2；R2-L3-L4-R1，每种所述像素单元排列均对应所述画面的一个子画面，即所述画面具有4个可连续切换的所述子画面。

由于人的双眼间距比较固定，相对位置也比较固定，取双眼连线的中点位置作为所述观察者的双眼视点。所述画面的初始子画面对应的像素单元排列为R1-R2-L3-L4，像素单元R1和R2输出用于左眼的左眼图像，像素单元L3和L4输出用于右眼的右眼图像，由于所述显示模组和所述光调制器的贴合精度问题，使观察左眼图像和右眼图像的所述三维影像观察视点与所述观察者的双眼视点存在视点偏移量，使所述观察者观察三维影像时容易出现不适。当将所述整体排图右移一个所述像素单元1111时，由于所述光调制器113的定向调光性能不变，使所述观察者的双眼视点与所述三维影像观察视点重合，所述观察者能够观察到最佳三维效果。此时，所述像素单元排列由R1-R2-L3-L4改变为L4-R1-R2-L3。因此，可以通过所述整体排图的位移量计算获取所述视点偏移量并存储至所述立体显示装置1中，当所述立体显示装置1进行三维影像输出时，所述处理单元139自动调用所述视点偏移量作为视点的校正参数，并根据所述视点偏移量对所述立体显示装置1的整体排图进行重新排列，使所述立体显示装置1的所述三维影像观察视点与所述观察者的双眼视点重合。

当然，所述立体显示装置1的所述像素单元1111可以具有N个，通过采用灰阶差值方法对所述立体显示装置1的输出画面进行处理，能够使所述像素单元1111正常输出左眼图像和右眼图像，即所述立体显示装置1的输出画面具有N个可连续切换的子画面，此原理同样适用，在此不再进行赘述。

在本发明提供的立体显示装置1中，所述立体显示装置1通过所述位置调整单元133和所述视点校正单元135分别向所述界面管理单元131发送位置调整请求和视点校正请求，控制所述显示面板11输出人机交互界面，引导所述观察者进行视点校正操作，再通过所述偏移量获取单元137利用所述观察者的操作信息获取所述视点偏移量，将所述视点偏移量被存储至所述存储单元138。当所述立体显示装置1输出三维影像时，所述处理单元139自动调用所述视点偏移量对所述立体显示装置1的输出画面进行视点校正。因此，所述立体显示装置1可以实现用户自行进行视点校正操作，方便快捷。

请参阅图7，图7是本发明基于图3所示立体显示装置的视点校正方法的流程框图。本发明还提供一种基于所述立体显示装置1的视点校正方法，包括如下步骤：

S1、输出人机交互界面，引导所述观察者进行视点校正，并发送操作信息；

请参阅图8，是图7所示立体显示装置的视点校正方法中步骤S1的流程图。在本发明提供的立体显示装置的视点校正方法中，所述步骤S1包括如下步骤：

S11、发送位置调整请求至所述界面管理单元131，控制所述显示面板11输出位置调整界面，引导所述观察者进行位置调整；

所述位置调整单元133发送所述位置调整请求至所述界面管理单元131，控制所述显示面板11输出所述位置调整界面。所述位置调整界面包含位置调整信息，所述位置调整信息用于引导所述观察者调整观察位置处于正确的三维观察位置附近，所述位置调整信息可以以文字和/或语音播报的方式呈现，且该提示信息包括但不限于：指导用户的双眼注视屏幕的正中央，距离屏幕30厘米(不同的立体显示装置具有不同的预先设计好的距离)，尽量双眼连线的中心线与屏幕中央线保持重合，直到校正完成之前请尽量保持不动。所述显示界面还具有位置确定按键，所述位置确定按键为下一步按键。当所述观察者已处于正确的三维观察位置附近，点击所述下一步按键，发送位置确定命令，以进行下一步操作。

S12、并发送视点测试请求至所述界面管理单元131，控制所述显示面板11输出视点校正界面，引导所述观察者进行视点校正操作；

所述视点校正单元133接收所述位置确定命令，发送所述视点测试请求至所述界面管理单元，控制所述显示面板11输出视点校正界面。所述视点校正界面具有视点校正提示信息、所述测试画面、用于调节所述测试画面的向左按键及向右按键及确定按键，所述视点校正信息以文字和/或语音播报的方式呈现。所述视点校正提示信息包括但不仅限于：指导观察者保持双眼位置不动，只用一只眼睛观看屏幕，调整人机交互界面中的向左按键或向右按键，直到观察者左眼看到屏幕显示所述第一校正画面(此时闭上右眼)，右眼看到屏幕显示所述第二校正画面(此时闭上左眼)。

所述观察者根据所述视点校正提示信息调节所述测试画面，使所述子测试画面切换。当所述子测试画面切换至所述校正画面时，即所述观察者左眼观察到第一校正画面且右眼观察到第二校正画面时，点击确定按键以确定视点校正操作完成，所述界面管理单元131发送操作信息。

在本实施例中，所述第一校正画面为黑色画面，所述第二校正画面为白色画面。不限于本实施例，在其他可替代实施例中，所述第一校正画面和所述第二校正画面还可以是其他合适的画面，本发明对此不做限定。

当然，所述视点校正界面的颜色或者图案并不做特别要求，只要是能让观察者的双眼分别观察到的内容有比较大的对比和反差，以便观察者能清楚的辨别是否是全部同一颜色/图案就包含在本发明的创作构思范围内。

S2、接收所述操作信息，通过所述操作信息获取所述视点偏移量；

所述偏移量获取单元137接收所述界面管理单元131发送的所述操作信息，所述操作信息中包含所述观察者切换所述测试画面时所述像素排列的改变信息，即所述整体排图的位移量。所述偏移量获取单元131预设有所述整体排图的位移量与所述视点偏移量的比例关系，所述偏移量获取单元131提取所述整体排图的位移量，通过所述位移量与所述视点偏移量的比例关系计算获取所述视点偏移量，并将所述视点偏移量存储至所述存储单元138。

S3、调用所述视点偏移量，调整所述立体显示装置1的输出画面。

所述处理单元1自动调用所述视点偏移量作为视点的修正参数，所述图像校正算法根据所述视点偏移量的数值对所述立体显示装置1输出的整个图像的排图规则进行整体调整，使所述立体显示装置1实际输出画面的所述三维影像观察视点位于立体显示装置1的中央位置，当所述观察者的双眼视点位于所述立体显示装置1的中央位置时，所述观察者具有最佳的三维影像观看效果。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种立体显示装置，包括显示面板，其特征在于，所述立体显示装置还包括视点校正组件，所述视点校正组件包括：

界面管理单元，所述界面管理单元控制所述显示面板输出人机交互界面，并发送观察者的操作信息；

位置调整单元，所述位置调整单元向所述界面管理单元发送位置调整请求，引导所述观察者进行位置调整；

视点校正单元，所述视点校正单元向所述界面管理单元发送视点校正请求，引导所述观察者进行视点校正操作；

偏移量获取单元，所述偏移量获取单元接收所述操作信息，并根据所述操作信息获取视点偏移量；

存储单元，所述存储单元接收来自所述偏移量获取单元的视点偏移量，并存储所述视点偏移量；

处理单元，所述处理单元调用所述存储单元中的所述视点偏移量调整所述立体显示装置的输出画面进行视点校正。

2.根据权利要求1所述的立体显示装置，其特征在于，所述人机交互界面包括位置调整界面及视点校正界面，所述位置调整界面为所述界面管理单元接收位置调整请求控制所述显示面板输出，所述视点校正界面为所述界面管理单元接收视点校正请求控制所述显示面板输出。

3.根据权利要求2所述的立体显示装置，其特征在于，所述视点校正界面包括测试画面，所述测试画面包含多组子测试画面，所述子测试画面分别具有与其相对应的像素单元排列。

4.根据权利要求3所述的立体显示装置，其特征在于，多组所述子测试画面中至少具有一组校正画面，所述校正画面为所述观察者调节所述立体显示装置的三维影像观察视点与所述观察者的双眼视点重合时的所述子测试画面。

5.根据权利要求4所述的立体显示装置，其特征在于，所述校正画面包括用于观察者左眼观察的第一校正画面和用于右眼观察的第二校正画面，所述第一校正画面和第二校正画面为不相同的画面。

6.一种如权利要求1所述的立体显示装置的视点校正方法，其特征在于，包括如下步骤：

输出人机交互界面，引导所述观察者进行视点校正，并发送操作信息；

接收所述操作信息，通过所述操作信息获取所述视点偏移量；

调用所述视点偏移量，调整所述立体显示装置的输出画面。

7.根据权利要求6所述立体显示装置的视点校正方法，其特征在于，所述输出人机交互界面步骤中包括如下步骤：

发送位置调整请求至所述界面管理单元，控制所述显示面板输出位置调整界面，引导所述观察者进行位置调整；

并发送视点测试请求至所述界面管理单元，控制所述显示面板输出视点校正界面，引导所述观察者进行视点校正操作。

8.根据权利要求7所述的立体显示装置的视点校正方法，其特征在于，所述输出人机交互界面步骤中，所述观察者进行视点校正操作，切换所述测试画面至所述校正画面使所述观察者左眼观察到第一测试画面且右眼观察到第二测试画面。

9.根据权利要求6所述的立体显示装置的视点校正操作，其特征在于，所述接收所述操作信息步骤中，所述操作信息包括整体排图的位移量，所述偏移量获取单元通过所述整体排图的位移量计算获取所述视点偏移量。

10.根据权利要求6所述的立体显示装置的视点校正方法，其特征在于，所述处理单元自动调用所述视点偏移量调整所述立体显示装置的所述三维影像观察视点。