WO2018233275A1 - 裸眼3d显示方法、装置和终端设备 - Google Patents

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Abstract

一种基于两个半屏的裸眼3D显示方法、装置和终端设备，其中，两个半屏配置用于分别显示与两只眼对应的图像，方法包括：实时检测每个半屏上每行像素两端到与相应半屏对应的眼的距离；根据每个半屏的长度和每个半屏上每行像素两端到与相应半屏对应的眼的距离，计算各显示像素到与相应半屏对应的眼的出光角度；根据各显示像素到与相应半屏对应的眼的出光角度，通过准直光调整单元控制输出自各显示像素的光线到对应的眼，以使每个半屏上的显示内容聚集在与相应半屏对应的眼。由此，扩展了3D连续观看角度，避免了显示串扰，且成本低，用户使用舒适度高。

Description

裸眼3D显示方法、装置和终端设备
相关申请的交叉引用
本申请要求于2017年6月22日递交中国专利局的、申请号为201710481939.8的中国专利申请的权益，该申请的全部内容以引用方式并入本文。
技术领域
本公开实施例涉及3D显示技术领域，尤其涉及一种裸眼3D显示方法、装置和终端设备。
背景技术
随着科技的发展，3D(Three Dimensional，三维)显示技术在教育、展示、娱乐、影音等领域具有越来越广泛的应用。其中，3D显示技术的主要原理是，首先使观看者的左眼和右眼接收到不同角度的图像，之后大脑对接收到的图像进行分析和叠加处理，以达到立体的视觉效果。
目前，裸眼3D显示技术常用的实现方式为在同一块屏上彼此穿插/交替地显示分别针对双眼的不同视图的画面信息，并通过分光单元实现裸眼3D显示，比如通过视差屏障方式等。然而这种显示方式中，由于很难完整的将左右眼裸眼3D画面按照各自时序在同一块屏上完整的分开，而导致串扰、以及连续观看情况下较小的可视角度。
发明内容
为至少部分地克服上述现有技术中的缺陷和/或不足，本公开实施例提出一种裸眼3D显示方法、一种裸眼3D显示装置、和一种终端设备，旨在扩展3D连续观看角度，避免显示串扰，且成本相对较低，用户使用舒适度有所改善。
根据本公开第一方面实施例，提供一种基于两个半屏的裸眼3D显示方法，其中，该两个半屏配置用于分别显示与两只眼对应的图像，所述方法包括：实时检测每个半屏上每行像素两端到与该半屏对应的眼的距离；根据每个半屏的长度和所述每个半屏上每行像素两端到与该半屏对应的眼的距离，计算各显示像素到与该半屏对应的眼的出光角度；根据所述各显示像素到与该半屏对应的眼的出光角度，通过准直光调整单元控制输出自各显示像素的光线到与该半屏对应的眼，以使每个半屏上的显示内容聚 集在与该半屏对应的眼。
根据本公开的实施例，各个半屏能够绕同一轴线枢转。
根据本公开的实施例，所述准直光调整单元，包括以下之一：液晶棱镜、微机电系统。
根据本公开的实施例，所述实时检测每个半屏上每行像素两端到与该半屏对应的眼的距离，包括：
通过预设在第一半屏上每行像素两端处的位置传感器来检测所述第一半屏上每行像素两端到右眼的距离；以及通过预设在第二半屏上每行像素两端处的位置传感器来检测所述第二半屏上每行像素两端到左眼的距离。
根据本公开的实施例，所述根据每个半屏的长度和每个半屏上每行像素两端到与该半屏对应的眼的距离，计算各显示像素到与该半屏对应的眼的出光角度，包括：确定每个半屏中每行各显示像素与所述轴线的距离；根据所述半屏的长度、所述每个半屏上每行像素两端到与该半屏对应的眼的距离，以及所述每个半屏中每行各显示像素与轴线之间的距离，计算出每个半屏中每行各显示像素到与该半屏对应的眼的距离；根据所述每个半屏中每行各显示像素到与该半屏对应的眼的距离，计算出每个半屏中每行各显示像素到与该半屏对应的眼的出光角度。
根据本公开的实施例，所述方法还包括：在检测到眼的移动位置到达所述半屏当前枢转角度的光路极限范围的情况下，则调整所述半屏的枢转角度，重新计算各显示像素到与该半屏对应的眼的出光角度。
根据本公开的实施例，两个半屏相对于所述轴线对称地布置。
根据本公开的实施例，所述显示像素包括以下之一：单位像素、所述单位像素中的子像素。
根据本公开第二方面实施例，提供一种用于包括由中心轴线划分的两个半屏的显示屏的裸眼3D显示装置，包括：显示屏，所述显示屏包括第一半屏和第二半屏，所述第一半屏和第二半屏配置用于分别显示对应于两只眼的图像；检测模块，用于实时检测每个半屏上每行像素两端到与该半屏对应的眼的距离；计算模块，用于根据每个半屏的长度和所述每个半屏上每行像素两端到与该半屏对应的眼的距离，计算各显示像素到与该半屏对应的眼的出光角度；调整模块，用于根据所述各显示像素到与该半屏对应的眼的出光角度，控制输出自各显示像素的光线到与该半屏对应的眼，以使每个半屏上的显示内容聚集在与该半屏对应的眼。
根据本公开的实施例，第一半屏和第二半屏由设置在显示屏上的轴线划分且能够绕所述轴线枢转。
根据本公开的实施例，所述调整模块包括准直光调整单元。
根据本公开的实施例，所述准直光调整单元包括液晶棱镜和微机电系统之一。
根据本公开的实施例，所述检测模块还配置成：通过预设在所述第一半屏上每行像素两端处的位置传感器来检测所述第一半屏上每行像素两端到右眼的距离；以及通过预设在所述第二半屏上每行像素两端处的位置传感器来检测所述第二半屏上每行像素两端到左眼的距离。
根据本公开的实施例，所述计算模块包括：确定单元，用于确定每个半屏中每行各显示像素与所述轴线之间的距离；第一计算单元，用于根据所述每个半屏的长度、所述每个半屏上每行像素两端到与该半屏对应的眼的距离，以及所述每个半屏中每行各显示像素与轴线之间的距离，计算出每个半屏中每行各显示像素到与该半屏对应的眼的距离；第二计算单元，用于根据所述每个半屏中每行各显示像素到与该半屏对应的眼的距离，计算出每个半屏中每行各显示像素到与该半屏对应的眼的出光角度。
根据本公开的实施例，所述调整模块,还用于在检测到眼的移动位置到达所述第一半屏或第二半屏当前枢转角度的光路极限范围时，调整所述第一半屏或第二半屏的枢转角度；所述计算模块，还用于重新计算各显示像素到与该第一半屏或第二半屏对应的眼的出光角度。
根据本公开的实施例，第一半屏和第二半屏相对于所述轴线对称地布置。
根据本公开的实施例，所述显示屏包括以下之一：LCD显示屏、柔性OLED显示屏。
根据本公开第三方面实施例，提供一种终端设备，包括以下一个或多个组件：壳体和位于所述壳体内的处理器、存储器和裸眼3D显示装置，其中，所述处理器通过读取所述存储器中存储的可执行程序代码来运行与所述可执行程序代码对应的程序，以用于控制所述裸眼3D显示装置实现如本公开实施例第一方面实施例所述的裸眼3D显示方法。
本发明公开的技术方案，具有如下有益效果：
实时检测每个半屏上每行像素两端到与该半屏对应的眼的距离，根据半屏长度和每个半屏上每行像素两端到与该半屏对应的眼的距离，计算各显示像素到与该半屏对应的眼的出光角度，根据各显示像素到与该半屏对应的眼的出光角度，通过准直光调 整单元控制输出自各显示像素的光线到与该半屏对应的眼，以使每个半屏上的显示内容聚集在与该半屏对应的眼。最后，通过大脑以叠加方式融合双眼所采集图像形成3D画面。由此，扩展了3D连续观看角度，避免了显示串扰，且成本低，用户使用舒适度高。
本公开实施例附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本公开实施例的实践了解到。
附图说明
通过下文中参照附图对本公开所作的详细描述，本公开实施例的上述的和/或附加的特征和优点将变得显而易见，并可帮助获得对本公开有全面的理解。在附图中：
图1(a)-图1(c)是示例性的视差屏障方式产生3D显示效果示意图；
图2(a)是根据本公开一个实施例的显示屏的主视图；
图2(b)是根据本公开一个实施例的显示屏的俯视图；
图3是根据本公开一个实施例的裸眼3D显示方法的流程图；
图4(a)是根据本公开一个实施例的左半屏每行像素的两端的设置位置传感器的示意图；
图4(b)是根据本公开一个实施例的半屏像素两侧设置摄像头的示意图；
图5是根据本公开一个实施例的显示像素的组成示意图；
图6(a)是根据本公开一个实施例的出光角度的光路示意图；
图6(b)是根据本公开另一个实施例的出光角度的光路示意图；
图6(c)是根据本公开又一个实施例的出光角度的光路示意图；
图7是根据本公开一个实施例的半屏长度半屏上每行像素两端到与该半屏对应的眼的距离的三角关系对应示意图；
图8(a)是根据本公开一个实施例的液晶棱镜调整出光角度示意图；
图8(b)是根据本公开另一个实施例的液晶棱镜调整出光角度示意图；
图8(c)是根据本公开又一个实施例的液晶棱镜调整出光角度示意图；
图8(d)是根据本公开再一个实施例的液晶棱镜调整出光角度示意图；
图9是根据本公开一个实施例的MEMS光液晶棱镜调整出光角度示意图；
图10是根据本公开另一个实施例的裸眼3D显示方法的流程图；
图11(a)是根据本公开一个实施例的视线被遮挡的光路示意图；
图11(b)是根据本公开一个实施例的调整屏幕枢转角度的光路示意图；
图12(a)是根据本公开另一个实施例的视线被遮挡的光路示意图；
图12(b)是根据本公开另一个实施例的调整屏幕枢转角度的光路示意图；
图13是根据本公开一个实施例的裸眼3D显示装置的结构示意图；
图14是根据本公开另一个实施例的裸眼3D显示装置的结构示意图；
图15是根据本公开一个实施例的终端设备的结构示意图；以及
图16是根据本公开一个实施例的裸眼3D显示装置的组成结构示意图。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本公开实施例的技术方案作进一步具体的说明。在说明书中，相同或相似的附图标号指示相同或相似的部件。下述参照附图对本公开实施方式的说明旨在对本公开的总体发明构思进行解释，而不应当理解为对本公开的一种限制。
另外，在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本披露实施例的全面理解。然而明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。在其他情况下，公知的结构和装置以图示的方式体现以简化附图。
附图中各部件尺寸和形状不反映本公开实施例的裸眼3D显示装置及终端设备的部件的真实比例，目的只是示意说明本公开内容。
下面参考附图描述本公开实施例的裸眼3D显示方法、装置和终端设备。
具体地，当采用视差屏障式显示方式实现3D显示时，通过在显示屏前起到狭缝光栅作用的视差屏障来遮挡背光模块发出的光线以形成明暗相间的条纹。进而，当观看者处于根据光栅宽度和显示屏中的3D视图像素位置而确定的最佳观看距离时，通过左眼和右眼分别接收不同的视图像素。最后，左眼和右眼分别所接收的视图像素经过大脑分析和叠加成使观看者感知到图像画面的层次感，由此产生立体感。
但是，在观看者的当前观看距离(被定义为观看者到显示屏的平面之间的法向距离)变化的情况下，即在所述当前观看距离偏离由当前的光栅宽度和视图像素显示位置所确定的所述最佳观看位置的情况下，所述当前观看距离与当前光栅宽度和视图像素显示位置不再完美地匹配，导致观看者的左眼或右眼所接收的视图像素发生交叠，产生图像串扰现象，导致3D显示质量较差。
如图1(a)所示，在观看者处于与由当前的光栅宽度和显示屏中的3D视图像素 位置所确定的最佳观看距离的情况下，通过左眼接收标注为L的视图像素，且通过右眼接收标注为R的视图像素，继而大脑对接收到的视图像素分析和叠加，从而使观看者感知到图像画面的层次感，由此产生立体感。
如图1(b)所示，在观看者的观看距离，变化为相较于最佳观看距离较远的距离的情况下，观看者左眼或右眼接收的视图像素发生交叠(图中示例性地仅示出一处)，产生了显示串扰。
如图1(c)所示，在观看者的观看距离，变化为相较于最佳观看距离较近的距离的情况下，观看者左眼或右眼接收的视图像素也发生交叠(图中示例性地仅示出一处)，产生了显示串扰。
为了解决上述技术问题，本公开实施例提出裸眼3D显示方法，通过扩展3D连续观看角度，避免了显示串扰，且成本相对较低，用户使用舒适度有所改善。下面结合具体的实施例进行举例说明。
其中，该方法可以应用于如两个半屏，例如应用在能够沿着自身中心轴线分为两个半屏、且每个半屏能够绕所述中心轴线对称地枢转的显示屏上，其中，左半屏显示右眼所需的画面，右半屏显示左眼所需的画面，当然，也可以由左半屏分立地显示左眼所需的画面，右半屏分立地显示右眼所需的画面，且在实际应用中，该显示屏可以为LCD或者柔性OLED屏幕等。在本说明书中，“左”和“右”仅仅是为了参照附图中呈现的方向而更方便地进行描述，而不是对本公开内容进行限定。
其中，左右两个半屏对称布置的显示屏的形状根据显示屏制造工艺的不同而不同，可以为矩形，可以为圆形，可以为不规则的图案等，其中，当左半屏和右半屏均为矩形时，如图2(a)所示，其主视图为左右分布的两个矩形屏，中间为一个中心轴线，如图2(b)所示的俯视图可知，左半屏和右半屏具有一定的夹角。
根据本公开实施例的一种总体发明构思，提供一种基于两个半屏的裸眼3D显示方法，该两个半屏配置用于分别显示与两只眼对应的图像，所述方法包括步骤：
实时检测每个半屏上每行像素两端到与该半屏对应的眼的距离；
根据每个半屏长度和所述每个半屏上每行像素两端到与该半屏对应的眼的距离，计算各显示像素到与该半屏对应的眼的出光角度；和
根据所述各显示像素到与该半屏对应的眼的出光角度，通过准直光调整单元控制输出自各显示像素的光线到对应的眼，以使每个半屏上的显示内容聚集在与该半屏对应的眼。
具体地，例如，图3是根据本公开实施例一个实施例的裸眼3D显示方法的流程图，如图3所示，该方法包括：
步骤S101，实时检测每个半屏上每行像素两端到与该半屏对应的眼的距离。
基于以上分析可知，3D显示效果与介于眼与显示屏二者之间的距离有关，因而，在本实施例中，实时检测每个半屏上每行像素两端到与该半屏对应的眼的距离，包括：左半屏上每行像素两端到右眼的距离，以及右半屏上每行像素两端到左眼的距离；或者，右半屏上每行像素两端到右眼的距离，以及左半屏上每行像素两端到左眼的距离。
需要说明的是，根据具体应用场景的不同，可采用不同的方式实现每个半屏上每行像素两端到与该半屏对应的眼的距离的检测，举例说明如下：
如图4(a)所示，在第一半屏(例如左半屏)每行像素的两端处设置位置传感器(图中仅示出一行像素的情况)，其中，在第二半屏(例如右半屏)每行像素的两端处的位置的传感器的设置方式与左边相同，在此不再赘述。
进而，在本示例的实施例中，通过预设在第一半屏(例如左半屏)上每行像素两端处的位置传感器来检测第一半屏上每行像素两端到右眼的距离，以及通过预设在第二半屏(例如右半屏)上每行像素两端处的位置传感器来检测第二半屏上每行像素两端到左眼的距离。
在替代的实施例中，通过预设在第二半屏(例如左半屏)上每行像素两端处的位置传感器来检测第一半屏上每行像素两端到左眼的距离，以及，通过预设在第一半屏(例如右半屏)上每行像素两端处的位置传感器来检测第二半屏上每行像素两端到右眼的距离。
在另一示例中，如图4(b)所示，每个半屏上设置有能够检测到每个半屏上所有像素两端的两个或多个摄像头，从而通过预设在第一半屏(例如左半屏)两侧处的摄像头来捕捉每行像素两端到右眼的距离，以及通过预设在第二半屏(例如右半屏)上两侧处的摄像头来捕捉每行像素两端到左眼的距离。
在替代的实施例中，通过预设在第一半屏(例如左半屏)两侧的摄像头捕捉每行像素两端到左眼的距离，以及通过预设在第二半屏(例如右半屏)上两侧的摄像头捕捉每行像素两端到右眼的距离。
其中，摄像头例如是红外摄像头，从而根据由眼反射回的红外信号与发射的初始 红外信号之间的差值，计算出对应的距离。
其中，需要强调的是，本实施例中，基于每个半屏上每行像素两端到与该半屏对应的眼的距离为参照进行3D显示；在替代的实施例中，在实际应用中，根据3D显示计算方式的不同，也例如基于每列像素两端到与该半屏对应的眼的距离为参照来进行3D显示。
步骤S102，根据每个半屏长度和每个半屏上每行像素两端到与该半屏对应的眼的距离，计算各显示像素到与该半屏对应的眼的出光角度。
其中，显示像素例如包括一个单位像素，也例如替代地是单位像素中的子像素，即如图5所示，当一个显示单元是由子像素R、G、B、W合成的集合时，显示像素是子像素R、G、B、W中的任意一个子像素。
应当理解的是，每个半屏的长度和每个半屏上每行像素两端到与该半屏对应的眼的距离决定各显示像素到与该半屏对应的眼的出光角度。由此，例如通过控制各显示像素到与该半屏对应的眼的出光角度，用于保证左眼只能看到右半屏的图像、且右眼只能看到左半屏的图像；或者用于确保左眼只能看到左半屏的图像、且右眼只能看到右半屏的图像。
关于每个半屏的长度和每个半屏上每行像素两端到与该半屏对应的眼的距离对于出光角度的影响，为了其描述清楚起见，下面结合具体的应用场景，以其中一行像素的出光角度为例进行举例说明。
如图6(a)所示，左半屏发射的光线射向右眼、且右半屏发射的光线射向左眼。在双眼的中间位置在划分左半屏和右半屏的中心轴线O上的情况下，为确保左眼只能看到右半屏的图像，右眼只能看到左半屏的位置，则左半屏的出光角度1与右半屏的出光角度2基本相等。
如图6(b)所示，左半屏发射的光线射向右眼、且右半屏发射的光线射向左眼。在双眼的中间位置在划分左半屏和右半屏的中心轴线O偏右的位置的情况下，为确保左眼只能看到右半屏的图像，右眼只能看到左半屏的位置，则左半屏的出光角度1相对于眼处于中心轴线O上时偏小；这是因为如果仍然以原有的出光角度出光，则会导致左半屏的部分像素投射到两眼之间，导致部分图像丢失等，继而无法合成完整的3D图像，即导致3D图像失真。基于同样的原理，右半屏的出光角度2相较于双眼的中间位置处于中心轴线O上时偏大。
如图6(c)所示，左半屏发射的光线射向右眼、且右半屏发射的光线射向左眼。 在双眼的中间位置在划分左半屏和右半屏的中心轴线O偏左的位置的情况下，为确保左眼只能看到右半屏的图像，右眼只能看到左半屏的位置，则左半屏的出光角度1相对于眼处于中心轴线O上时偏大；这是因为如果仍然以原有的出光角度出光，则会导致右半屏的部分像素投射到两眼之间，导致图像丢失等，继而无法合成完整的3D图像，即导致3D图像失真。基于同样的原理，右半屏的出光角度2相较于双眼的中间位置处于中心轴线O上时偏小。
由此，本公开实施例的裸眼3D显示方法中，可以通过实时控制出光角度，使得连续观看角度最大化。
需要强调的是，在上述示例中，以左眼只能看到右半屏图像，右眼只能看到左半屏图像为例进行举例；在另外的示例中，对于左眼只能看到左半屏图像，右眼只能看到右半屏的情形的处理方式类似，在此不再赘述。
具体地，根据具体应用场景的不同，可以采用不同的运算方法，根据半屏长度和每个半屏上每行像素两端到与该半屏对应的眼的距离，计算各显示像素到与该半屏对应的眼的出光角度，下面举例说明：
作为一种示例性的实现方式，以一行像素为例进行说明，如图7所示，每个半屏的长度OC和每个半屏上每行像素两端到与该半屏对应的眼的距离L1和L2，具有几何学的三角对应关系，根据该三角对应关系运算出各显示像素到与该半屏对应的眼的出光角度。
作为另一种示例性的实现方式，由于在实际应用中，用户在一定范围内使用屏幕进行观看，比如，在室内观看等，因此，可以在该范围内预先获取并存储每个半屏上每行像素两端到眼的距离与每个半屏每行像素的出光角的对应关系，进而，在获取每个半屏上每行像素两端到与该半屏对应的眼的距离后，可查询该对应关系以获取各显示像素到与该半屏对应的眼的出光角度。
步骤S103，根据各显示像素到与该半屏对应的眼的出光角度，通过准直光调整单元来控制输出自各显示像素的光线到与该半屏对应的眼，以使每个半屏上的显示内容聚集在与该半屏对应的眼，例如使每个半屏上的显示内容全部聚集在与该半屏对应的眼。
最后，通过大脑来以叠加方式融合双眼所采集图像而形成3D画面。
其中，准直光调整单元在不同的应用场景中，例如选择为液晶棱镜、微机电系统等不同的装置。
为了更加清楚的说明，所述准直光调整单元控制各显示像素的光线到与该半屏对应的眼的实施过程，下面分别以所述准直光调整单元为液晶棱镜和微机电系统的情况进行说明。
其中，在一个实施例中，以理想状态下左眼只能看到右半屏图像，右眼只能看到左半屏图像的情形为例，如图8(a)所示，当准直光调整单元为液晶棱镜时，对于左半屏，调整位于与左半屏的光路对应的位置处的液体棱镜的旋转方向等，以根据各显示像素到与该半屏对应的眼的出光角度出光，控制输出自各显示像素的光线到与该半屏对应的眼，使得左半屏的显示内容(例如全部)集中到右眼，同样的，如图8(b)所示，当准直光调整单元为液晶棱镜时，对于右半屏，调整位于与右半屏的光路对应的位置处的液体棱镜的旋转方向等，以根据各显示像素到与该半屏对应的眼的出光角度出光，控制输出自各显示像素的光线到与该半屏对应的眼，使得右半屏的显示内容(例如全部)集中到左眼。由此，通过大脑来以叠加方式融合双眼所采集图像形成3D画面。
在替代的实施例中，以理想状态下左眼只能看到左半屏图像，右眼只能看到右半屏图像的情形为例，如图8(c)所示，当准直光调整单元为液晶棱镜时，对于左半屏，调整位于与左半屏的光路对应的位置处的液体棱镜的旋转方向等，以根据各显示像素到与该半屏对应的眼的出光角度出光，控制输出自各显示像素的光线到与该半屏对应的眼，使得左半屏的显示内容(例如全部)集中到左眼，同样的，如图8(d)所示，当准直光调整单元为液晶棱镜时，对于右半屏，调整位于与右半屏的光路对应的位置处的液体棱镜的旋转方向等，以根据各显示像素到与该半屏对应的眼的出光角度出光，控制输出自各显示像素的光线到与该半屏对应的眼，使得右半屏的显示内容(例如全部)集中到右眼。由此，通过大脑来以叠加方式融合双眼所采集图像形成3D画面。
其中，当准直调整单元是MEMS时，通过对应位置的MEMS光阀的开启和关闭来在遮挡光线与使得光线输出的状态之间切换，从而，通过MEMS光阀的开启和关闭控制各显示像素的出光角度，以控制输出各显示像素到与该半屏对应的眼。
举例而言，如图9所示，以一列显示像素为列，当该列显示像素出光时，通过对应位置的MEMS光阀的开启和关闭，引导光线的光路方向，使得光线按照对应的出光角度出光。
由此，本公开实施例的裸眼3D显示方法，提供了一种应用在例如能够沿着自身中心轴线分为两个半屏、且每个半屏能够绕所述中心轴线对称地枢转的显示屏上的裸 眼3D显示方法，能够将一块屏对折成两半部分形成左右半屏，左右半屏具有一定的夹角，该显示屏通过位置和距离检测单元进行眼位置的实时检测，并通过准直光调整单元实时调整各显示像素的出光方向，确保左右半屏发射的光线分别进入到相应的眼，使眼能够实时地看到裸眼3D画面。该方法不需要复杂的传感系统，结构简单、成本低廉，且不需要戴上较重的设备提高观看者的舒适程度，且相对于一般的裸眼3D显示，本公开实施例的裸眼3D显示串扰更小、连续观看角度更大。
综上所述，本公开实施例的裸眼3D显示方法，实时检测每个半屏上每行像素两端到与该半屏对应的眼的距离，根据半屏长度和每个半屏上每行像素两端到与该半屏对应的眼的距离，计算各显示像素到与该半屏对应的眼的出光角度，根据各显示像素到与该半屏对应的眼的出光角度，通过准直光调整单元控制输出自各显示像素的光线到与该半屏对应的眼，以使每个半屏上的显示内容聚集在与该半屏对应的眼。最后通过大脑以叠加方式融合双眼所采集图像形成3D画面。由此，扩展了3D连续观看角度，避免了显示串扰，且成本低，用户使用舒适度高。
基于以上实施例，关于如何根据半屏长度和每个半屏上每行像素两端到与该半屏对应的眼的距离计算出各显示像素到与该半屏对应的眼的出光角度这一预期解决的问题，为了其描述更加清楚起见，下面以半屏长度和半屏上每行像素两端到与该半屏对应的眼的距离的三角对应关系来计算出对应的出光角度为例进行说明。
图10是根据本公开实施例另一个实施例的裸眼3D显示方法的流程图，如图10所示，该方法包括：
步骤S201，实时检测每个半屏上每行像素两端到与该半屏对应的眼的距离。
步骤S202，确定每个半屏中每行各显示像素与轴线的距离，即每个半屏中每行各显示像素与中心轴线O在所述每行显示像素上的投影点之间的距离。
具体地，由于每个显示像素的大小是一致的，因而，在获知半屏与其枢转后的两个端点的距离后，可以根据各个像素的具体顺序，确定出每个半屏中每行各显示像素与轴线的距离。
比如，当前半屏具有100个像素，半屏幕的长度为L，则此时距轴线的远端处的端点排序为第二个的像素与轴线相距的距离为(L/100)*99。
步骤S203，根据半屏长度、每个半屏上每行像素两端到与该半屏对应的眼的距离，以及每个半屏中每行各显示像素与轴线的距离，计算出每个半屏中每行各显示像素到 与该半屏对应的眼的距离。例如，所述计算通过应用三角形余弦定理进行。
具体地，在获取每个半屏中每行各显示像素与轴线的距离后，根据半屏长度、每个半屏上每行像素两端到与该半屏对应的眼的距离，以及每个半屏中每行各显示像素与轴线的距离，计算出每个半屏中每行各显示像素到与该半屏对应的眼的距离。例如，所述计算通过应用三角形余弦定理进行。
步骤S204，根据每个半屏中每行各显示像素到与该半屏对应的眼的距离，计算出每个半屏中每行各显示像素到与该半屏对应的眼的出光角度。例如，所述计算通过应用三角形余弦定理进行。
具体地，由于每个半屏中每行各显示像素到与该半屏对应的眼的距离以及该像素到对应半屏一个端点的距离和相关的眼组成一个三角形，因此，可以根据每个半屏中每行各显示像素到与该半屏对应的眼的距离，应用三角形余弦定理，计算出每个半屏中每行各显示像素到与该半屏对应的眼的出光角度。
需要强调的是，在实际应用中，单纯的通过控制出光角度适应眼位置的变化，可能会导致在眼的位置移动到一定程度时，有一部分图像被屏幕遮挡，即在检测到眼的移动位置到达所述半屏当前枢转角度的光路极限范围的情况下，此时，例如通过调整所述半屏的枢转角度，则重新恢复至能够计算出各显示像素到与该半屏对应的眼的出光角度的过程。
举例而言，当左半屏显示右眼所需画面，右半屏显示左眼所需画面时，如图11(a)所示，当眼移动到显示屏中心轴线偏右的某一个位置时，右眼的最右端的视线被右半屏遮挡，此时，右眼接收不完全左半屏的图像，或者可能接收不到左半屏的图像(例如在右半屏的厚度较大的情况下)，此时，如图11(b)所示，通过适当减小/降低右半屏的枢转角度，即，通过将右半屏向上调整，使得能够重新计算右半屏的各像素到左眼的出光角度等，此时，由于右半屏枢转角度降低，使得右眼的视线不受遮挡，能够完全看清左半屏的图像。
如图12(a)所示，当眼移动到显示屏中心轴线偏左的某一个位置时，左眼的最左端的视线被左半屏遮挡，此时，左眼接收不完全右半屏的图像，或者可能接收不到右半屏的图像，此时，如图12(b)所示，提供适当减小/降低左半屏的枢转角度，即，通过将左半屏向上调整，使得能够重新计算左半屏的各像素到右眼的出光角度等，此时，由于左半屏枢转角度减小，使得左眼的视线不受遮挡，能够完全看清右半屏的图像。
由此，通过多种方式实现裸眼3D显示，进一步扩展了3D连续观看角度，避免了显示串扰，且利用了显示屏的可枢转性，实用性高。
S205，根据各显示像素到与该半屏对应的眼的出光角度，通过准直光调整单元控制输出自各显示像素的光线到与该半屏对应的眼，以使第一半屏(例如左半屏)的显示内容聚集在右眼，以及第二半屏(例如右半屏)上的显示内容聚集在左眼。最后，通过大脑以叠加方式融合双眼所采集图像形成3D画面。
举例而言，当左半屏显示右眼所需画面，右半屏显示左眼所需画面时，继续参考图7，半屏的宽度OC为L0，位置传感器检测到的半屏的两端到眼的距离(即前文中所述的每个半屏上每行像素两端到与该半屏对应的眼的距离)OB、OC分别为L1、L2，半屏单一行方向上的显示像素个数为P，假设OB和OC之间的夹角为θ ，由三角形余弦定理，得：
Figure PCTCN2018070102-appb-000001
对于三角形△AOB来说，假设A点的显示像素为半屏OC上的O点开始的第N个，则：
Figure PCTCN2018070102-appb-000002
其中，上述距离OA即为前文中所述的每个半屏中每行各显示像素与轴线之间的距离，即每个半屏中每行各显示像素与中心轴线O在所述每行显示像素上的投影点之间的距离。
且由于
Figure PCTCN2018070102-appb-000003
则AB的距离(即前文中所述的每个半屏中每行各显示像素到与该半屏对应的眼的距离)就可以求出，则角度∠BAC(即前文中所述的每个半屏中每行各显示像素到与该半屏对应的眼的出光角度)也就可以相应求出，从而任意的显示像素的出光角度就可以求出，从而准直光控制单元会根据任意位置出光角度调整其相应的出光方向，以便于使左半屏的显示内容聚集在右眼，以及右半屏上的显示内容聚集在左眼。最后，通过大脑以叠加方式融合双眼所采集图像形成3D画面。
综上所述，本公开实施例的裸眼3D显示方法，根据半屏长度和每个半屏上每行像素两端到与该半屏对应的眼的距离的几何学三角关系，计算各显示像素到与该半屏 对应的眼的出光角度，算法简单，实用性强，进一步提高了3D显示速度，降低了3D显示成本。
为了实现上述实施例，本公开实施例还提出了一种裸眼3D显示装置，该装置例如包括显示屏，所述显示屏包括第一半屏和第二半屏，所述第一半屏和第二半屏配置用于分别显示对应于两只眼的图像。其中，左半屏显示右眼所需的画面，右半屏显示左眼所需的画面，或者，右半屏显示左眼所需画面，左半屏显示右眼所需画面，显示屏包括LCD显示屏，或者，柔性OLED显示屏等可枢转的显示屏。作为示例，第一半屏和第二半屏由设置在显示屏上的轴线划分且能够绕所述轴线枢转。更具体地，例如，所述显示屏能够沿着中心轴线分为两个半屏、且每个半屏能够绕所述中心轴线对称地枢转。
图13是根据本公开实施例一个实施例的裸眼3D显示装置的结构示意图，如图13所示，该装置还包括：显示屏、检测模块100、计算模块200和调整模块300。
其中，所述显示屏包括第一半屏和第二半屏，所述第一半屏和第二半屏配置用于分别显示对应于两只眼的图像。
并且其中，检测模块100，用于实时检测每个半屏上每行像素两端到与该半屏对应的眼的距离。
在本公开实施例的一个实施例中，检测模块100具体用于通过预设在第一半屏(例如左半屏)上每行像素两端处的位置传感器来检测第一半屏上每行像素两端到右眼的距离，以及通过预设在第二半屏(例如右半屏)上每行像素两端处的位置传感器来检测第二半屏上每行像素两端到左眼的距离。在一个替代实施例中，检测模块100具体用于通过预设在第一半屏(例如左半屏)上每行像素两端处的位置传感器来检测第一半屏上每行像素两端到左眼的距离，以及通过预设在第二半屏(例如右半屏)上每行像素两端处的位置传感器来检测第二半屏上每行像素两端到右眼的距离。
计算模块200，用于根据每个半屏的长度和每个半屏上每行像素两端到与该半屏对应的眼的距离，计算各显示像素到与该半屏对应的眼的出光角度。
调整模块300，用于根据各显示像素到与该半屏对应的眼的出光角度，控制输出自各显示像素的光线到与该半屏对应的眼，以使每个半屏上的显示内容聚集在与该半屏对应的眼。
在具体实施例中，例如，所述调整模块包括准直光调整单元。
在进一步的具体实施例中，例如，所述准直光调整单元包括液晶棱镜和微机电系统之一。
需要说明的是，前述对裸眼3D显示方法的解释说明，也适用于本公开实施例的裸眼3D显示装置，其实现原理类似，在此不再赘述。
综上所述，本公开实施例的裸眼3D显示装置，实时检测每个半屏上每行像素两端到与该半屏对应的眼的距离，根据半屏长度和每个半屏上每行像素两端到与该半屏对应的眼的距离，计算各显示像素到与该半屏对应的眼的出光角度，根据各显示像素到与该半屏对应的眼的出光角度，通过准直光调整单元控制输出自各显示像素的光线到与该半屏对应的眼，以使每个半屏上的显示内容聚集在与该半屏对应的眼。最后，通过大脑以叠加方式融合双眼所采集图像形成3D画面。由此，扩展了3D连续观看角度，避免了显示串扰，且成本低，用户使用舒适度高。
图14是根据本公开实施例另一个实施例的裸眼3D显示装置的结构示意图，如图14所示，在如图13所示的基础上，计算模块200包括确定单元210、第一计算单元220和第二计算单元230。
其中，确定单元210，用于确定每个半屏中每行各显示像素与轴线之间的距离。
第一计算单元220，用于根据每个半屏的长度、每个半屏上每行像素两端到与该半屏对应的眼的距离，以及每个半屏中每行各显示像素与轴线之间的距离，计算出每个半屏中每行各显示像素到与该半屏对应的眼的距离。例如，所述计算通过应用三角形余弦定理进行。
第二计算单元230，用于根据每个半屏中每行各显示像素到与该半屏对应的眼的距离，计算出每个半屏中每行各显示像素到与该半屏对应的眼的出光角度。例如，所述计算通过应用三角形余弦定理进行。
在本实施例中，调整模块300还用于在检测到眼的移动位置到达所述第一半屏或第二半屏当前枢转角度的光路极限范围时，调整所述第一半屏或第二半屏的枢转角度，计算模块200还用于重新计算各显示像素到与该半屏对应的眼的出光角度。
在示例性实施例中，所述显示屏包括LCD显示屏和柔性OLED显示屏之一。
需要说明的是，前述对裸眼3D显示方法的解释说明，也适用于本公开实施例的裸眼3D显示装置，其实现原理类似，在此不再赘述。
综上所述，本公开实施例的裸眼3D显示装置，根据半屏长度和每个半屏上每行 像素两端到与该半屏对应的眼的距离的三角关系，计算各显示像素到与该半屏对应的眼的出光角度，算法简单，实用性强，进一步提高了3D显示速度，降低了3D显示成本。
为了实现上述实施例，本公开实施例还提出了一个终端设备，其中终端设备可包括智能手机、电视等显示屏可枢转的设备，图15是根据本公开一个实施例的终端设备的结构示意图，如图15所示，该终端设备包括壳体和位于所述壳体内的处理器、存储器和裸眼3D显示装置，其中，处理器通过读取存储器中存储的可执行程序代码来运行与可执行程序代码对应的程序，以用于实现如上述实施例描述的裸眼3D显示方法。
其中，在本公开一个实施例中，如图16所示，裸眼3D显示装置包括位置和距离检测单元，用于实时检测每个半屏上每行像素两端到与该半屏对应的眼的距离准直光调整单元，用于控制输出自各显示像素的光线到与该半屏对应的眼，3D画面控制单元和可枢转显示屏，当可枢转显示屏枢转后，3D画面控制单元控制左半屏和右半屏各自显示右眼所需画面和左眼所需画面。
综上所述，本公开实施例的技术方案，具有如下有益效果：本公开实施例的裸眼3D显示装置和终端设备，实时检测每个半屏上每行像素两端到与该半屏对应的眼的距离，根据半屏长度和每个半屏上每行像素两端到与该半屏对应的眼的距离，计算各显示像素到与该半屏对应的眼的出光角度，根据各显示像素到与该半屏对应的眼的出光角度，通过准直光调整单元控制输出自各显示像素的光线到与该半屏对应的眼，以使每个半屏上的显示内容聚集在与该半屏对应的眼。最后，通过大脑以叠加方式融合双眼所采集图像形成3D画面。由此，扩展了3D连续观看角度，避免了显示串扰，且成本低，用户使用舒适度高。
在本公开实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不 能理解为对本公开实施例的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本公开实施例的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本公开实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开实施例中的具体含义。
在本公开实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本公开的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本公开的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本公开实施例的限制，本领域的普通技术人员在本公开实施例的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (18)

  1. 一种基于两个半屏的裸眼3D显示方法，该两个半屏配置用于分别显示与两只眼对应的图像，所述方法包括：
    实时检测每个半屏上每行像素两端到与该半屏对应的眼的距离；
    根据每个半屏的长度和所述每个半屏上每行像素两端到与该半屏对应的眼的距离，计算各显示像素到与该半屏对应的眼的出光角度；和
    根据所述各显示像素到与该半屏对应的眼的出光角度，通过准直光调整单元控制输出自各显示像素的光线到对应的眼，以使每个半屏上的显示内容聚集在与该半屏对应的眼。
  2. 如权利要求1所述的方法，其中，各个半屏能够绕同一轴线枢转。
  3. 如权利要求1或2所述的方法，其中，所述准直光调整单元包括以下之一：
    液晶棱镜、微机电系统。
  4. 如权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述实时检测每个半屏上每行像素两端到与该半屏对应的眼的距离，包括：
    通过预设在第一半屏上每行像素两端处的位置传感器来检测所述第一半屏上每行像素两端到右眼的距离，以及，通过预设在第二半屏上每行像素两端处的位置传感器来检测所述第二半屏上每行像素两端到左眼的距离。
  5. 如权利要求2至4中任一项所述的方法，其中，所述根据每个半屏的长度和每个半屏上每行像素两端到与该半屏对应的眼的距离，计算各显示像素到与该半屏对应的眼的出光角度，包括：
    确定每个半屏中每行各显示像素与所述轴线的距离；
    根据所述半屏的长度、所述每个半屏上每行像素两端到与该半屏对应的眼的距离，以及所述每个半屏中每行各显示像素与轴线之间的距离，计算出每个半屏中每行各显示像素到与该半屏对应的眼的距离；
    根据所述每个半屏中每行各显示像素到与该半屏对应的眼的距离，计算出每个半 屏中每行各显示像素到与该半屏对应的眼的出光角度。
  6. 如权利要求2至5中任一项所述的方法，还包括：
    在检测到眼的移动位置到达所述半屏当前枢转角度的光路极限范围的情况下，则调整所述半屏的枢转角度，重新计算各显示像素到与该半屏对应的眼的出光角度。
  7. 如权利要求2至6中任一项所述的方法，其中，两个半屏相对于所述轴线对称地布置。
  8. 如权利要求1至7中任一项所述的方法，其中，所述显示像素包括以下之一：
    单位像素、所述单位像素中的子像素。
  9. 一种裸眼3D显示装置，包括：
    显示屏，所述显示屏包括第一半屏和第二半屏，所述第一半屏和第二半屏配置用于分别显示对应于两只眼的图像；
    检测模块，用于实时检测每个半屏上每行像素两端到与该半屏对应的眼的距离；
    计算模块，用于根据每个半屏的长度和所述每个半屏上每行像素两端到与该半屏对应的眼的距离，计算各显示像素到与该半屏对应的眼的出光角度；
    调整模块，用于根据所述各显示像素到与该半屏对应的眼的出光角度，控制输出自各显示像素的光线到与该半屏对应的眼，以使每个半屏上的显示内容聚集在与该半屏对应的眼。
  10. 如权利要求9所述的装置，其中，第一半屏和第二半屏由设置在显示屏上的轴线划分且能够绕所述轴线枢转。
  11. 如权利要求9或10所述的装置，其中，所述调整模块包括准直光调整单元。
  12. 如权利要11所述的装置，其中，所述准直光调整单元包括液晶棱镜和微机电系统之一。
  13. 如权利要求9至12中任一项所述的装置，其中，所述检测模块还配置成：
    通过预设在所述第一半屏上每行像素两端处的位置传感器来检测所述第一半屏上每行像素两端到右眼的距离；以及
    通过预设在所述第二半屏上每行像素两端处的位置传感器来检测所述第二半屏上每行像素两端到左眼的距离。
  14. 如权利要求10至13中任一项所述的装置，其中，所述计算模块包括：
    确定单元，用于确定每个半屏中每行各显示像素与所述轴线之间的距离；
    第一计算单元，用于根据每个半屏的长度、所述每个半屏上每行像素两端到与该半屏对应的眼的距离，以及所述每个半屏中每行各显示像素与轴线之间的距离，计算出每个半屏中每行各显示像素到与该半屏对应的眼的距离；和
    第二计算单元，用于根据每个半屏中每行各显示像素到与该半屏对应的眼的距离，计算出每个半屏中每行各显示像素到与该半屏对应的眼的出光角度。
  15. 如权利要求10至14中任一项所述的装置，其中，
    所述调整模块,还用于在检测到眼的移动位置到达所述第一半屏或第二半屏当前枢转角度的光路极限范围时，调整所述第一半屏或第二半屏的枢转角度；
    所述计算模块，还用于重新计算各显示像素到与第一半屏或第二半屏对应的眼的出光角度。
  16. 如权利要求9至11中任一项所述的装置，其中，第一半屏和第二半屏相对于所述轴线对称地布置。
  17. 如权利要求9至15中任一项所述的装置，其中，所述显示屏包括以下之一：
    LCD显示屏、柔性OLED显示屏。
  18. 一种终端设备，包括：壳体和位于所述壳体内的处理器、存储器和裸眼3D显示装置，其中，所述处理器通过读取所述存储器中存储的可执行程序代码来运行与所述可执行程序代码对应的程序，以用于控制所述裸眼3D显示装置实现如权利要求1-8中任一所述的裸眼3D显示方法。
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