CN1721915A - 影像显示系统及其方法 - Google Patents

Abstract

一种影像显示系统及其方法是借由一聚焦点测量机制实时测量使用者双眼的聚焦点，再通过距离测量机制测量使用者双眼与一显示单元间的距离，接着利用一影像形成机制自一影像储存媒介中提取出至少二个视像差影像资料，并依据使用者双眼的聚焦点以及双眼与该显示单元间的距离调整该至少二个视像差影像资料的间距之后，在该显示单元的成像点上显示该视像差影像资料；通过该影像显示系统及其方法，使用者无须调整聚焦点，即可在该显示单元上观看到立体影像。

Description

影像显示系统及其方法

技术领域

本发明是关于一种影像显示系统及其方法，特别是有关于一种立体影像的显示系统与方法。

背景技术

人类在视网膜上的成像实际上只能提供平面的信息，但是因为我们的眼睛有两只，两只眼睛又位于同一个平面上，所以两只眼可以同时看到同一个物体。两只眼看到的影像视角又有一些差异，左眼和右眼看到的影像由于眼睛位置的不同会有一点相位差，经过大脑的整合之下两个影像融合在一起，便可形成立体的影像。

虽然人类的眼睛可以通过上述原理将实际存在的物体以立体的形态予以识别、理解，然而一旦通过一些影像提取设备，如照相机或摄影机等，将实际存在物体的影像记录在底片或磁带后，重现再生的影像只是一个平面的记录，只是我们利用平时看东西的经验，将景深与视差等特征描绘在平面上，能使我们了解它所要代表的立体图像。以一般照相机照出的照片为例，照片虽然精确的记录了物体的大小比例和相对的光照阴影关系，看起来很像是立体的，但若换一个角度看或撕破看，则毫无三维效果可言。

由于平面影像无法进一步满足人类视觉的享受，于是便发展出许多记录立体影像的方法，现有较为流行的方法有如下几种：

1.红蓝立体图像：基本上红蓝立体图是利用不同色光无法通过特殊滤光片的性质做出来的，首先利用红色和蓝色两种不同的颜色，分别做出不同角度的两个图像，利用红色滤光片滤掉蓝色，蓝色滤光片滤掉红色，使左右两只眼看到的影像不同，再经过大脑整合成为一个立体的影像。

2.立体电影：立体电影的原理和红蓝立体图像的原理是一样的，只是立体电影是利用两片偏振方向互相垂直的偏振片，滤掉不要的光线，播放时利用两架同步播放的放映机，挂上互相垂直的偏光镜头，左右眼再戴上互相垂直的偏振眼镜，如此左右眼便可看到不同的影像，立体感便由此而生。偏振立体电影的好处就是可以欣赏全彩色的影像，因为偏振片不会滤掉不同的色光。

3.全息照片：全息照片和普通照片并不相同，但拍摄的方式却相似，全像片拍摄时也是利用感光底片来感光，但是不同的是全像片上所记录的并不是像一般照相底片所记录的只有一个平面不同光波反射的强度值，全像片记录的是干涉条纹，但并不是一般光学实验中利用狭缝所产生的干涉条纹，而是实物上所反射出来的光波与另一束参考光波所共同留下的记号。拍摄时，只要在一旁加一束特定波长的参考光束，等到照片洗好之后再利用相同波长的光线照射，原来实物上的光波便会显现出来。由于全息照片记录的记号是由两组光波共同造成的，所以，我们可以看到实物的景深和视差，也就是当你换一个角度去看时，便和真实的景物一般可以看到不同的面，甚至在被撕破时仍可保持原有的立体感。全息照片由于必须使用特定波长的光束去照射之后才会产生影像，而且照片无法复制所以仍不是非常的普遍，实用性并不是很广。

4.裸眼可见的立体图片：上述方法都必须通过特殊的道具来观看，才能显示出立体效果，在使用上不是很方便，然而我们用最简单的方法也可以造出立体图，完全不需要借助任何仪器也可以产生立体感。最简单的方法就是利用像位差制造出两张相近的图片，分别利用双眼去看两张图，当两张图像融合成为一张时，便会产生立体的效果。另一种则是3D立体图卡，这类图卡通常是利用随机点所做出来的，所以又称为随机点阵立体图(Random Dot Stereogram；RDS)。这类图形制作的方法其实很简单，只要将两张一模一样随机点图中的一张，圈选一个特定形状的范围，将它做水平的位移，如此这两张随机点图便有一点像位差，通过双眼将两张图组合之后便产生立体影像。

承前所述，现有立体成像技术，当要观看立体影像时，必须通过特制的眼镜或以变更视觉聚焦点的方式才能看到立体影像，这些现有技术对于观看的使用者来说，或是要负担立体影像的摄影与显像成本，或是必须以携带特制眼镜或辛苦的变更双眼的聚焦点，这就是立体影像无法确实普及的主要原因。

发明内容

为解决上述现有技术的缺点，本发明的主要目的在于提供一种影像显示系统及其方法，使用者无须携带特制的滤光片或偏光片眼镜即可观看到立体影像。

为达成以上所述及其它目的，本发明的影像显示系统包括：一用以实时测量使用者双眼聚焦点的聚焦点测量模块；一用以测量使用者双眼与一显示单元间距离的距离测量模块；一用以储存视差影像资料的储存媒介；以及一用以自该影像储存媒介中提取出至少二个视像差影像资料，并依据使用者双眼的聚焦点以及双眼与该显示单元间的距离调整该至少二个视像差影像资料间距之后，在该显示单元的成像点上显示该视像差影像资料的影像形成模块。

通过该影像显示系统，执行影像显示方法是令该聚焦点测量模块实时测量使用者双眼的聚焦点；其次，令该距离测量模块测量使用者双眼与该显示单元间的距离；接着，令该影像形成模块自该影像储存媒介中提取出至少二个视像差影像资料，并依据使用者双眼的聚焦点以及双眼与该显示单元间的距离调整该至少二个视像差影像资料间距之后，在该显示单元的成像点上显示该视像差影像资料。

与现有影像显示技术相比，本发明的影像显示系统及其方法，观看的使用者无须负担高额的立体影像摄影与显像成本，也无须携带特制的滤光片或偏振片眼镜即可观看到立体影像。

附图说明

图1是一方块图，显示本发明的影像显示系统的基本架构；

图2是一流程图，显示本发明的影像显示方法的流程步骤。

具体实施方式

实施例

以下实施例中，在本发明的影像显示系统及其方法中，影像资料是图片资料，所组成的影像可以是静态图像，也可以是由连续静态图像组成的动态影像。该图片资料可以是利用像位差制造出两张相近的图片，也可以是利用随机点做出来的随机点阵立体图。

请参阅图1，本发明的影像显示系统1包括：聚焦点测量模块110；距离测量模块120；储存媒介130；以及影像形成模块140。此外，本发明的影像显示系统1搭接有一用以显示该影像资料的显示单元150，例如可以是一投影设备。

该聚焦点测量模块110是用以实时测量使用者双眼的聚焦点。在本实施例中，该聚焦点测量模块110包括至少一影像提取单元112，该影像提取单元112可以是电荷耦合器件(CCD)镜头，借以提取使用者的双眼影像。在该影像提取单元112提取到使用者双眼影像后，该聚焦点测量模块110随即将使用者双眼的焦距以及聚焦点加以计算，求出使用者双眼聚焦点距离其双眼的距离。

该距离测量模块120是用以测量使用者双眼与该显示单元150间的距离。在本实施例中，该距离测量模块120可以是一红外线距离测量模块，它的位置紧靠的位于与该显示单元150的成像点成共平面的位置，较佳的选择是，该距离测量模块120可嵌入在该显示单元150中，借以精确的求出使用者双眼与该显示单元150成像点的间距。

该储存媒介130是用以储存视差影像资料。承前所述，在本实施例中，该影像资料是图片资料，所组成的影像可以是静态图像，也可以是由连续的静态图像组成的动态影像。该图片资料可以是利用像位差制造出两张相近的图片，也可以是利用随机点做出的随机点阵立体图。为增加影像资料储存与处理的效率，较佳的选择是，该影像资料是以数字档案的形式储存在该储存媒介130中。

该影像形成模块140是用以自该影像储存媒介130中提取出至少二个视像差影像资料，并依据使用者双眼的聚焦点以及双眼与该显示单150元间的距离，来调整该至少二个视像差影像资料的间距之后，在该显示单元150的成像点上显示该视像差影像资料。承前所述，在本实施例中，由于该影像资料是图片资料，且该图片资料是利用像位差制造出两张相近的图片或利用随机点做出的随机点阵立体图。因此，若要使用者观看到立体影像，则必须通过景点比凝视点远的非交叉型像差(uncrossed disparity)或通过景点比凝视点近的交叉型像差(crosseddisparity)等方式，方可将两个具有一定距离的图片资料相接合，进而形成立体影像。

需特别说明的是，现有以裸眼方式观看两张像位差图片，使用者必须自行调整双眼的聚焦点，通过非交叉型像差或交叉型像差的方式使两张像位差图片相互结合，进而形成立体影像。然由在本发明的聚焦点测量模块110可实时测量使用者双眼聚焦点，并通过该距离测量模块120测量出使用者双眼与该显示单元150成像点间的距离，最后再经由该影像形成模块140自该影像储存媒介130中提取出二个视像差影像资料，并依据使用者双眼的聚焦点以及双眼与该显示单150元间的距离调整该至少二视像差影像资料的间距之后，在该显示单元150的成像点上显示该视像差影像资料，该成像点可在使用者双眼的聚焦点之前或之后。因此，使用者无须改变聚焦点，就可以使两张像位差图片相互结合，进而形成立体影像。

请参阅图2，其中显示通过本发明的影像显示系统1执行影像显示方法的流程步骤。

在步骤S201中，令该聚焦点测量模块110通过该影像提取单元112提取使用者的双眼影像。接着进行步骤S202。

在步骤S202中，令该聚焦点测量模块110随即将使用者双眼的焦距以及聚焦点加以计算，求出使用者双眼聚焦点距离其双眼的距离。接着进行步骤S203。

在步骤S203中，令该距离测量模块120测量使用者双眼与该显示单元150间的距离。承前所述，在本实施例中，该距离测量模块120是一红外线距离测量模块，它的位置紧靠的位于与该显示单元150的成像点成共平面的位置，较佳的选择是，该距离测量模块120可嵌入在该显示单元150中，并与该显示单元150的成像点成共平面，借以精确的求出使用者双眼与该显示单元150成像点的间距。接着进行步骤S204。

在步骤S204中，令该影像形成模块140自该影像储存媒介130中提取出至少二个视像差影像资料，并依据使用者双眼的聚焦点以及双眼与该显示单150元间的距离调整该至少二个视像差影像资料的间距之后，在该显示单元150的成像点上显示该视像差影像资料。承前所述，在本实施例中，该影像形成模块140自该影像储存媒介130中提取出二个视像差影像资料，并依据使用者双眼的聚焦点以及双眼与该显示单150元间的距离调整该至少二个视像差影像资料的间距之后，在该显示单元150的成像点上显示该视像差影像资料，该成像点可在使用者双眼的聚焦点之前或之后。因此，使用者无须改变聚焦点，就可以使两张像位差图片相互结合，进而形成立体影像。

Claims (26)

1.一种影像显示系统，其特征在于，该系统包括：

一聚焦点测量模块，是用以实时测量使用者双眼聚焦点；

一距离测量模块，是用以测量使用者双眼与一显示单元间的距离；

一储存媒介，是用以储存视差影像资料；以及

一影像形成模块，是用以自该影像储存媒介中提取出至少二个视像差影像资料，并依据使用者双眼的聚焦点以及双眼与该显示单元间的距离调整该至少二个视像差影像资料的间距之后，在该显示单元的成像点上显示该视像差影像资料。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，该聚焦点测量模块包括至少一用以提取使用者双眼影像的影像提取单元。

3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，该影像提取单元是一电荷耦合器件镜头。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，该距离测量模块是一红外线距离测量模块。

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，该距离测量模块是紧靠的位于与该显示单元的成像点成共平面的位置。

6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，该距离测量模块是嵌入在该显示单元中。

7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，该影像资料是以数字档案的形式储存在该储存媒介中。

8.如权利要求1所述的系统，其特征在于，该影像资料是图片资料。

9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，该图片资料组成的影像是静态图像。

10.如权利要求8所述的系统，其特征在于，该图片资料组成的影像是由连续的静态图像组成的动态影像。

11.如权利要求9或10所述的系统，其特征在于，该该图片资料是利用像位差制造出两张相近的图片。

12.如权利要求9或10所述的系统，其特征在于，该该图片资料是利用随机点做出来的随机点阵立体图。

13.如权利要求1所述的系统，其特征在于，该成像点是在使用者双眼的聚焦点之前或之后。

14.一种影像显示方法，其特征在于，该方法包括：

令一聚焦点测量模块实时测量使用者双眼的聚焦点；

令一距离测量模块测量使用者双眼与一显示单元间的距离；以及

令一影像形成模块自一影像储存媒介中提取出至少二个视像差影像资料，并依据使用者双眼的聚焦点以及双眼与该显示单元间的距离调整该至少二个视像差影像资料的间距之后，在该显示单元的成像点上显示该视像差影像资料。

15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，该聚焦点测量模块包括至少一用以提取使用者双眼影像的影像提取单元。

16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，该影像提取单元是一电荷耦合器件镜头。

17.如权利要求14所述的方法，其特征在于，该距离测量模块是一红外线距离测量模块。

18.如权利要求14所述的方法，其特征在于，该距离测量模块是紧靠的位于与该显示单元的成像点成共平面的位置。

19.如权利要求14所述的方法，其特征在于，该距离测量模块是嵌入在该显示单元中。

20.如权利要求14所述的方法，其特征在于，该影像资料是以数字档案的形式储存在该储存媒介中。

21.如权利要求14所述的方法，其特征在于，该影像资料是图片资料。

22.如权利要求21所述的方法，其特征在于，该图片资料组成的影像是静态图像。

23.如权利要求21所述的方法，其特征在于，该图片资料组成的影像是由连续的静态图像组成的动态影像。

24.如权利要求22或23所述的方法，其特征在于，该该图片资料是利用像位差制造出两张相近的图片。

25.如权利要求22或23所述的方法，其特征在于，该该图片资料是利用随机点做出的随机点阵立体图。

26.如权利要求14所述的方法，其特征在于，该成像点是在使用者双眼的聚焦点之前或之后。

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