CN204887281U - 一种立体显示装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种立体显示装置。其中，该立体显示装置包括：光栅立体显示器、人眼坐标采集器和像素调整器；人眼坐标采集器与像素调整器连接，人眼坐标采集器采集人眼坐标，并将人眼坐标输入给像素调整器；像素调整器与光栅立体显示器连接，像素调整器接收人眼坐标并动态调整待显示图像中像素的子像素的排列顺序，将调整后的待显示图像传输到光栅立体显示器中进行显示。由于立体显示装置根据人眼坐标动态调整待显示图像中像素的子像素的排列顺序，从而改变立体显示器的最佳视点的位置，使最佳视点的位置随着用户眼睛的移动而移动，使用户的眼睛始终位于最佳视点处，减小甚至消除了立体图像显示的串扰问题，提高了显示的立体图像的图像质量。

Description

一种立体显示装置

技术领域

本实用新型涉及三维显示技术领域，具体而言，涉及一种立体显示装置。

背景技术

立体显示器是一种建立在人眼立体视觉机制上的立体显示设备，立体显示器可以显示立体视觉效果的图像。

立体显示器显示的图像分为左眼图像和右眼图像两路图像。且立体显示器具有最佳视点，最佳视点一般为空间中的一些固定位置。在通过立体显示器显示图像时，人必须位于立体显示器的最佳视点来观看，此时人的右眼位于右眼最佳视点，左眼位于左眼最佳视点，左眼只接收到左眼图像，右眼只接收到右眼图像，左眼接收的左眼图像和右眼接收的右眼图像在人的大脑中重合，被大脑认知为立体图像。

但是人在观看立体显示器显示的图像时头部经常会发生移动。当用户头部发生移动而偏离最佳视点时，右眼会接收到左眼图像，左眼也会接收到右眼图像，导致发生串扰问题，使用户观看到的立体图像带有重影，立体图像的图像质量很差。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例的目的在于提供一种立体显示装置，实现改变显示器的最佳视点的位置，使最佳视点的位置随着用户眼睛的移动而移动，使用户的眼睛始终位于最佳视点处，减小甚至消除了立体图像显示的串扰问题，提高了显示的立体图像的图像质量。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种立体显示装置，所述立体显示装置包括：光栅立体显示器、人眼坐标采集器和像素调整器；

所述人眼坐标采集器与所述像素调整器连接，所述人眼坐标采集器采集人眼坐标，并将所述人眼坐标输入给所述像素调整器；

所述像素调整器与所述光栅立体显示器连接，所述像素调整器接收所述人眼坐标并动态调整待显示图像中像素的子像素的排列顺序，将调整后的所述待显示图像传输到所述光栅立体显示器中进行显示。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了上述第一方面的第一种可能的实现方式，其中，所述人眼坐标采集器包括摄像头和人眼坐标反馈元件；

所述摄像头安装在所述光栅立体显示器上方；

所述摄像头与所述人眼坐标反馈元件连接，所述摄像头拍摄位于所述光栅立体显示器前方观看立体图像的用户的面部图像，并将所述面部图像输入给所述人眼坐标反馈元件；

所述人眼坐标反馈元件与所述像素调整器连接，所述人眼坐标反馈元件接收所述面部图像并确定出人眼坐标，将所述人眼坐标反馈给所述像素调整器。

结合第一方面的第一种可能的实现方式，本实用新型实施例提供了上述第一方面的第二种可能的实现方式，其中，所述人眼坐标反馈元件包括：图像接收器、人眼定位器和坐标发送器；

所述图像接收器分别与所述摄像头及所述人眼定位器连接，接收所述摄像头传输的面部图像，并将所述面部图像输入给所述人眼定位器；

所述坐标发送器分别与所述人眼定位器及所述像素调整器连接，所述人眼定位器从所述面部图像中定位出人眼坐标并将所述人眼坐标传输给所述坐标发送器，所述坐标发送器接收所述人眼坐标后将所述人眼坐标发送给所述像素调整器。

结合第一方面的第一种可能的实现方式，本实用新型实施例提供了上述第一方面的第三种可能的实现方式，其中，所述人眼坐标采集器还包括跟踪器；

所述跟踪器与所述摄像头连接，所述跟踪器对所述用户的头部进行跟踪定位，并在确定出所述用户的头部发生移动时触发所述摄像头拍摄所述用户的面部图像。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了上述第一方面的第四种可能的实现方式，其中，所述像素调整器包括：串扰判定元件和动态调整元件；

所述串扰判定元件分别与所述人眼坐标采集器及所述动态调整元件连接，所述串扰判定元件接收所述人眼坐标采集器传输的所述人眼坐标并判定串扰程度，将判定结果传输给所述动态调整元件；

所述动态调整元件与所述光栅立体显示器连接，所述动态调整元件根据所述判定结果调整所述待显示图像中像素的子像素的排列顺序，将调整后的所述待显示图像传输到所述光栅立体显示器中进行显示。

结合第一方面的第四种可能的实现方式，本实用新型实施例提供了上述第一方面的第五种可能的实现方式，其中，所述动态调整元件为硬件调整电路。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了上述第一方面的第六种可能的实现方式，其中，所述立体显示装置还包括串扰分析器；

所述串扰分析器与所述人眼坐标采集器连接，所述串扰分析器从所述人眼坐标采集器中获取所述人眼坐标，根据所述人眼坐标判断是否出现串扰，将判断结果传输给所述人眼坐标采集器，所述人眼坐标采集器当确定所述判断结果指示出现串扰时将所述人眼坐标传输给所述像素调整器。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了上述第一方面的第七种可能的实现方式，其中，所述立体显示装置还包括图像获取器；

所述图像获取器与所述像素调整器连接，所述图像获取器获取所述待显示图像，将所述待显示图像传输给所述像素调整器。

结合第一方面的第七种可能的实现方式，本实用新型实施例提供了上述第一方面的第八种可能的实现方式，其中，所述立体显示装置还包括无线通信元件；

所述无线通信元件与所述图像获取器及视频存储设备连接，所述无线通信元件接收所述视频存储设备发送的待显示图像，将所述待显示图像传输给所述图像获取器。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了上述第一方面的第九种可能的实现方式，其中，所述光栅立体显示器包括狭缝式光栅立体显示器或柱透镜式光栅立体显示器。

在本实用新型实施例中，立体显示装置中的像素调整器根据人眼坐标动态调整待显示图像中像素的子像素的排列顺序，从而改变立体显示器的最佳视点的位置，使最佳视点的位置随着用户眼睛的移动而移动，使用户的眼睛始终位于最佳视点处，减小甚至消除了立体图像显示的串扰问题，提高了显示的立体图像的图像质量。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1A示出了本实用新型实施例所提供的一种立体显示装置的第一结构示意图；

图1B示出了本实用新型实施例所提供的一种立体显示装置的第二结构示意图；

图1C示出了本实用新型实施例所提供的一种立体显示装置的第三结构示意图；

图1D示出了本实用新型实施例所提供的一种立体显示装置的第四结构示意图；

图1E示出了本实用新型实施例所提供的一种立体显示装置的第五结构示意图；

图1F示出了本实用新型实施例所提供的一种立体显示装置的第六结构示意图；

图1G示出了本实用新型实施例所提供的一种立体显示装置的第六结构示意图；

图1H示出了本实用新型实施例所提供的另一种立体显示装置的示意图。

上述附图中的标号所代表的的含义如下：

1：光栅立体显示器，2：人眼坐标采集器，3：像素调整器，4：串扰分析器，5：图像获取器，无线通信元件；

21：摄像头，22：人眼坐标反馈元件，23：跟踪器；

31：串扰判定元件，32：动态调整元件；

221：图像接收器，222：人眼定位器，223：坐标发生器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

考虑到相关技术中人在观看立体显示器显示的图像时头部经常会发生移动，此时用户眼睛偏离最佳视点，右眼接收到左眼图像，左眼接收到右眼图像，导致发生串扰问题，使用户观看到的立体图像带有重影，立体图像的图像质量很差。基于此，本实用新型实施例提供了一种立体显示装置。下面通过实施例进行描述。

参见图1A，本实用新型实施例提供了一种立体显示装置。该立体显示装置包括：光栅立体显示器1、人眼坐标采集器2和像素调整器3；

人眼坐标采集器2与像素调整器3连接，人眼坐标采集器2采集人眼坐标，并将人眼坐标输入给像素调整器3；

像素调整器3与光栅立体显示器1连接，像素调整器3接收人眼坐标并动态调整待显示图像中像素的子像素的排列顺序，将调整后的待显示图像传输到光栅立体显示器1中进行显示。

上述光栅立体显示器1包括狭缝式光栅立体显示器或柱透镜式光栅立体显示器。当用户在光栅立体显示器1前观看光栅立体显示器1显示的图像时，人眼坐标采集器2采集用户的面部图像，并在采集的面部图像中获取用户的人眼坐标，将获取的人眼坐标传输给像素调整器3。像素调整器3根据该人眼坐标动态地调整待显示图像中像素的子像素的排列顺序，从而改变待显示图像的最佳视点的位置，使最佳视点的位置随着人眼坐标的移动而移动。像素调整器3将调整后的待显示图像传输给光栅立体显示器1。光栅立体显示器1显示该待显示图像，此时用户的眼睛恰在待显示图像对应的最佳视点的位置处，用户的左眼只接收到左眼图像，右眼只接收到右眼图像，减小甚至消除了立体图像显示的串扰问题，提高了显示的立体图像的图像质量。

上述人眼坐标采集器2采集的面部图像中包括背景部分和用户的头像部分，背景部分为显示屏的显示区域的缩图。用户的头像在背景部分中的相对位置与实际用户的头部与立体显示器的相对位置相适应。因此人眼坐标采集器2获取用户的人眼坐标，可以为人眼坐标采集器2确定出面部图像的中心点，将该中心点确定为显示屏的最佳视点对应的位置点，以该位置点为坐标原点，以水平方向为x轴，以竖直方向为y轴，建立坐标系，在该坐标系中，确定出用户的人眼坐标。

另外，由于用户的头部发生移动时，双眼的偏移方向和偏移距离是相同的，因此只根据一只眼睛的横坐标就可以实现对待显示图像的处理。所以在本实用新型实施例中可以在人眼坐标采集器2中预先设置处理待显示图像所依据的眼睛为左眼或右眼。人眼坐标采集器2只从用户的面部图像中获取出预设眼睛的坐标即可。

如图1B所示，人眼坐标采集器2包括摄像头21和人眼坐标反馈元件22；

摄像头21安装在光栅立体显示器1上方；

摄像头21与人眼坐标反馈元件22连接，摄像头21拍摄位于光栅立体显示器1前方观看立体图像的用户的面部图像，并将面部图像输入给人眼坐标反馈元件22；

人眼坐标反馈元件22与像素调整器3连接，人眼坐标反馈元件22接收面部图像并确定出人眼坐标，将人眼坐标反馈给像素调整器3。

如图1C所示，人眼坐标反馈元件22包括：图像接收器221、人眼定位器222和坐标发送器223；

图像接收器221分别与摄像头21及人眼定位器222连接，接收摄像头21传输的面部图像，并将面部图像输入给人眼定位器222；

坐标发送器223分别与人眼定位器222及像素调整器3连接，人眼定位器222从面部图像中定位出人眼坐标并将人眼坐标传输给坐标发送器223，坐标发送器223接收人眼坐标后将人眼坐标发送给像素调整器3。

上述人眼定位器222在面部图像中确定出显示屏的最佳视点对应的位置点，以该位置点为坐标原点，以水平方向为x轴，以竖直方向为y轴，建立坐标系，在该坐标系中，确定出用户的人眼坐标。

如图1B所示，人眼坐标采集器2还包括跟踪器23；

跟踪器23与摄像头21连接，跟踪器23对用户的头部进行跟踪定位，并在确定出用户的头部发生移动时触发摄像头21拍摄用户的面部图像。

通过跟踪器23对用户的头部进行实时跟踪定位，只有当确定用户的头部发生移动时才触发摄像头21拍摄用户的面部图像，如此可以避免人眼坐标采集器2和像素调整器3实时进行运算，降低了运算量，节省了系统资源。

如图1D所示，像素调整器3包括：串扰判定元件31和动态调整元件32；

串扰判定元件31分别与人眼坐标采集器2及动态调整元件32连接，串扰判定元件31接收人眼坐标采集器2传输的人眼坐标并判定串扰程度，将判定结果传输给动态调整元件32；

动态调整元件32与光栅立体显示器1连接，动态调整元件32根据判定结果调整待显示图像中像素的子像素的排列顺序，将调整后的待显示图像传输到光栅立体显示器1中进行显示。

在本实用新型实施例中，在串扰判定元件31中预先设置用于判定串扰程度的串扰判定区间，上述串扰判定元件31接收到人眼坐标采集器2包括的坐标发送器223传输的人眼坐标后，确定包含该人眼坐标的串扰判定区间，将确定的串扰判定区间作为判定结果，将该判定结果传输给动态调整元件32。

图像中一个RGB(Red-Green-Blue，红绿蓝)像素由R、G和B三个子像素组成。通常RGB像素中三个子像素的排列顺序依次为R、G和B。但是不管子像素如何排列，只要子像素信息完整，那么显示的图像仍然是正确完整的。即不管像素中子像素的排列顺序为RGB、GBR或BRG等等，只要像素中包含R、G和B三个子像素，显示的图像就是正确的。本实用新型实施例提供的立体显示装置正是利用图像中像素的上述特点，在保证待显示图像显示正确的前提下，通过改变子像素的排列顺序来改变待显示图像对应的最佳视点的位置，减少甚至消除串扰问题。

上述动态调整元件32为硬件调整电路，如FPGA(Field－ProgrammableGateArray，现场可编程门阵列)，通过硬件调整电路控制每个子像素，改变子像素的排列顺序，从而实现子像素的移动。虽然排列顺序有所改变，但是保存了像素的完整性，因此在移动子像素时，最小可以实现单个子像素的移动。

动态调整元件32根据人眼坐标确定该人眼坐标对应的最佳视点区间，比较最佳视点区间与判定结果显示的串扰判定区间，确定人眼坐标的串扰偏移量及偏移方向，根据确定的串扰偏移量和偏移方向，确定待移动的子像素，对于待显示图像中每一像素行的各个像素，分别将各个像素中的待移动的子像素沿偏移方向的反方向移动至像素中反方向对应的一端。

上述最佳视点区间为x轴上的一些区域，若上述人眼坐标位于这些区域内，则表明用户的眼睛位于立体显示器的最佳视点处，此时用户的左眼只接收到左眼图像，右眼只接收到右眼图像，没有发生串扰问题。上述串扰判定区间为x轴上不同于上述最佳视点区间的一些区域，若上述人眼坐标位于串扰判定区间中，则表明发生了串扰问题，用户的左眼接收到了一部分右眼图像，而右眼也接收到了一部分左眼图像。眼睛的横坐标位于不同的串扰判定区间发生的串扰程度不同。

上述人眼坐标对应的偏移方向为用户的眼睛偏离最佳视点的偏离方向，对应的串扰偏移量为用户的眼睛偏离最佳视点的子像素的数量。

上述动态调整元件32通过上述方式调整待显示图像中每个像素的子像素的排列顺序之后，将调整后的待显示图像传输给光栅立体显示器1，光栅立体显示器1显示调整后的待显示图像。

如图1E所示，该立体显示装置还包括串扰分析器4；

串扰分析器4与人眼坐标采集器2连接，串扰分析器4从人眼坐标采集器2中获取人眼坐标，根据人眼坐标判断是否出现串扰，将判断结果传输给人眼坐标采集器2，人眼坐标采集器2当确定判断结果指示出现串扰时将人眼坐标传输给像素调整器3。

上述串扰分析器4接收人眼坐标采集器2包括的人眼坐标反馈元件22传输的人眼坐标，确定人眼坐标对应的最佳视点区间，判断该最佳视点区间中是否包含该人眼坐标，若包含，则判断出发生了串扰，若不包含，则判断出未发生串扰。串扰分析器4将判断结果传输给人眼坐标采集器2。人眼坐标采集器2只有当确定出该判断结果指示出现串扰时才将采集的人眼坐标传输给像素调整器3。

若判断结果指示未出现串扰，则人眼坐标采集器2不将人眼坐标传输给像素调整器3。如此在未出现串扰时犀利显示装置不需要进行后续的运算及操作，节省系统资源。

如图1F，该立体显示装置还包括图像获取器5；

图像获取器5与像素调整器3连接，图像获取器5获取待显示图像，将待显示图像传输给像素调整器3。

上述图像获取其5中可以预先存储有视频图像，或者图像获取其5可以从外接设备中获取视频图像。

如图1G所示，该立体显示装置还包括无线通信元件6；

无线通信元件6与图像获取器5及视频存储设备连接，无线通信元件6接收视频存储设备发送的待显示图像，将待显示图像传输给图像获取器5。

立体显示装置通过上述无线通信元件6建立与视频存储设备之间的信号连接，无线通信元件6接收视频存储设备传输的待显示图像，将待显示图像传输给图像获取器5。

在本实用新型实施例中，立体显示装置中的像素调整器根据人眼坐标动态调整待显示图像中像素的子像素的排列顺序，从而改变立体显示器的最佳视点的位置，使最佳视点的位置随着用户眼睛的移动而移动，使用户的眼睛始终位于最佳视点处，减小甚至消除了立体图像显示的串扰问题，提高了显示的立体图像的图像质量。

如图1H所示，本实用新型实施例提供的立体显示装置还可以由4个部分组成，包括光栅式自由立体显示器、采集人眼图像的摄像头、可跟踪用户双眼并且提供人眼空间位置坐标信息的人眼坐标反馈模块以及可根据接收到人眼空间坐标信息实现设备某些部分实时动态调整的动态调整单元。

当用户位于光栅式自由立体显示器之前观看立体图像时，摄像头会实时采集用户面部图像，并通过视频传输线将用户面部信息传输给人眼坐标反馈模块，然后将该人眼坐标反馈模块提取出的眼睛的坐标传送给动态调整单元，该动态调整单元接收眼睛的坐标之后，根据眼睛的坐标实时动态的调整待显示图像的子像素的排列顺序，使立体显示器显示待显示图像时的当前最佳视点的位置随用户双眼位置移动而移动，从而降低用户观看到的立体图像的串扰，达到提高立体图像显示效果的目的。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种立体显示装置，其特征在于，所述立体显示装置包括：光栅立体显示器、人眼坐标采集器和像素调整器；

所述人眼坐标采集器与所述像素调整器连接，所述人眼坐标采集器采集人眼坐标，并将所述人眼坐标输入给所述像素调整器；

所述像素调整器与所述光栅立体显示器连接，所述像素调整器接收所述人眼坐标并动态调整待显示图像中像素的子像素的排列顺序，将调整后的所述待显示图像传输到所述光栅立体显示器中进行显示。

2.根据权利要求1所述的立体显示装置，其特征在于，所述人眼坐标采集器包括摄像头和人眼坐标反馈元件；

所述摄像头安装在所述光栅立体显示器上方；

所述摄像头与所述人眼坐标反馈元件连接，所述摄像头拍摄位于所述光栅立体显示器前方观看立体图像的用户的面部图像，并将所述面部图像输入给所述人眼坐标反馈元件；

所述人眼坐标反馈元件与所述像素调整器连接，所述人眼坐标反馈元件接收所述面部图像并确定出人眼坐标，将所述人眼坐标反馈给所述像素调整器。

3.根据权利要求2所述的立体显示装置，其特征在于，所述人眼坐标反馈元件包括：图像接收器、人眼定位器和坐标发送器；

所述图像接收器分别与所述摄像头及所述人眼定位器连接，接收所述摄像头传输的面部图像，并将所述面部图像输入给所述人眼定位器；

所述坐标发送器分别与所述人眼定位器及所述像素调整器连接，所述人眼定位器从所述面部图像中定位出人眼坐标并将所述人眼坐标传输给所述坐标发送器，所述坐标发送器接收所述人眼坐标后将所述人眼坐标发送给所述像素调整器。

4.根据权利要求2所述的立体显示装置，其特征在于，所述人眼坐标采集器还包括跟踪器；

所述跟踪器与所述摄像头连接，所述跟踪器对所述用户的头部进行跟踪定位，并在确定出所述用户的头部发生移动时触发所述摄像头拍摄所述用户的面部图像。

5.根据权利要求1所述的立体显示装置，其特征在于，所述像素调整器包括：串扰判定元件和动态调整元件；

所述串扰判定元件分别与所述人眼坐标采集器及所述动态调整元件连接，所述串扰判定元件接收所述人眼坐标采集器传输的所述人眼坐标并判定串扰程度，将判定结果传输给所述动态调整元件；

所述动态调整元件与所述光栅立体显示器连接，所述动态调整元件根据所述判定结果调整所述待显示图像中像素的子像素的排列顺序，将调整后的所述待显示图像传输到所述光栅立体显示器中进行显示。

6.根据权利要求5所述的立体显示装置，其特征在于，所述动态调整元件为硬件调整电路。

7.根据权利要求1所述的立体显示装置，其特征在于，所述立体显示装置还包括串扰分析器；

所述串扰分析器与所述人眼坐标采集器连接，所述串扰分析器从所述人眼坐标采集器中获取所述人眼坐标，根据所述人眼坐标判断是否出现串扰，将判断结果传输给所述人眼坐标采集器，所述人眼坐标采集器当确定所述判断结果指示出现串扰时将所述人眼坐标传输给所述像素调整器。

8.根据权利要求1所述的立体显示装置，其特征在于，所述立体显示装置还包括图像获取器；

所述图像获取器与所述像素调整器连接，所述图像获取器获取所述待显示图像，将所述待显示图像传输给所述像素调整器。

9.根据权利要求8所述的立体显示装置，其特征在于，所述立体显示装置还包括无线通信元件；

所述无线通信元件与所述图像获取器及视频存储设备连接，所述无线通信元件接收所述视频存储设备发送的待显示图像，将所述待显示图像传输给所述图像获取器。

10.根据权利要求1所述的立体显示装置，其特征在于，所述光栅立体显示器包括狭缝式光栅立体显示器或柱透镜式光栅立体显示器。