专利名称：一种全视角3d显示的图像输出方法、装置及显示设备的制作方法
技术领域：
本发明属于裸眼3D显示领域，尤其涉及一种全视角3D显示的图像输出方法、装置及显示设备。
背景技术：
裸眼3D显示技术主要是在显示屏的前方设置一视差屏障，左右眼图像分别通过该屏障投射至观看者的左右眼，并在观看者脑中形成3D效果。目前的裸眼3D存在观看角度受限的问题，观看者必须在特定的位置(可视区)才能看到较好的3D效果，而可视区也是若干个固定的位置，偏离可视区时则会看到左右眼图像重叠的画面，尤其是位于逆视区时，左右眼图像恰好相反的进入了观看者的右眼和左眼，此时看到的是视差相反的图像，大脑无法正确融像，产生眩晕、恶心等不适。因此，这种显示系统的可视范围较小，限制了用户 的观看自由度，给人以不舒适之感，也限制了该项技术的推广应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种全视角3D显示的图像输出方法，旨在解决传统显示系统的可视范围小的问题。本发明是这样实现的，一种全视角3D显示的图像输出方法，所述方法包括下述步骤获取观看者所在位置的位置信息；根据所述位置信息调节左眼图像和右眼图像的输出位置，以在观看者所在位置形成新的可视区。本发明的另一目的在于提供一种全视角3D显示的图像输出装置，所述装置包括定位单元，用于获取观看者所在位置的位置信息；调节单元，用于根据所述位置信息调节左眼图像和右眼图像的输出位置，以在观看者所在位置形成新的可视区。本发明的另一目的在于提供一种3D显示设备，所述设备包括显示屏以及设置于所述显示屏表面的视差屏障，所述设备还包括与显示屏相连接的用于形成左眼图像和右眼图像并将其输出的图像处理器；所述图像处理器包括上述的图像输出装置。本发明根据观看者的移动位置来调整左眼图像和右眼图像的输出位置，在观看者所在位置形成新的可视区，相当于使可视区时刻追随观看者移动，扩大了显示系统的可视范围，增加了观看自由度，实现了全视角的3D显示。
图I是本发明第一实施例提供的全视角3D显示的图像输出方法的流程图；图2是本发明第一实施例提供的全视角3D显示的图像输出方法适用的像素结构示意图3是本发明第一实施例提供的全视角3D显示的图像输出方法的原理图；图4是本发明第二实施例提供的全视角3D显示的图像输出装置的结构示意图；图5是本发明第三实施例提供的3D显示设备的结构示意图。
具体实施例方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。本发明根据观看者的移动位置来调整左眼图像和右眼图像的输出位置，在观看者所在位置形成新的可视区，以扩大显示系统的可视范围，实现全视角的3D显示。
本发明提供了一种全视角3D显示的图像输出方法，包括下述步骤获取观看者所在位置的位置信息；根据位置信息调节左眼图像和右眼图像的输出位置，以在观看者所在位置形成新的可视区。本发明还提供了一种全视角3D显示的图像输出装置，包括定位单元，用于获取观看者所在位置的位置信息；调节单元，用于根据位置信息调节左眼图像和右眼图像的输出位置，以在观看者所在位置形成新的可视区。本发明还提供一种3D显示设备，包括显示屏以及设置于显示屏表面的视差屏障，该设备还包括与显示屏相连接的用于形成左眼图像和右眼图像并将其输出的图像处理器；该图像处理器包括上述的图像输出装置。以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述实施例一:图I示出了本发明第一实施例提供的全视角3D显示的图像处理方法的流程图，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分。本发明实施例提供的方法适用于红、绿、蓝子像素竖向排列的情况，如附图2。该方法主要包括下述步骤在步骤SlOl中，获取观看者所在位置的位置信息；在步骤S102中，根据该位置信息调节左眼图像和右眼图像的显示位置，以在观看者所在位置形成新的可视区。在上述步骤SlOl中，观看者的位置信息可以是相对于系统初始化的可视区的相对位置信息，该相对位置信息具体可以包括观看者相对于最接近的初始化可视区的相对方向和相对距离。并且，该步骤具体可以这样实现首先，采集观看者发出的信号；该信号可以是由观看者佩戴的跟踪器发出的信号，当然还可以是其他信号，如3D显示系统自带CCD采集到的观看者的位置信号。然后，系统根据该信号获取观看者的位置信息。以下结合附图3对上述方法进行说明3D显示系统会有若干个初始化的可视区，观看者处于不同的可视区时，系统采用初始化的图像输出方式即可。在相邻的可视位置之间移动时，才需要调整图像输出位置，而上述的方法则适用于这种情况。参考附图3，以右眼图像为例，假设A处为系统初始化的某一可视区，B处为非可视区，观看者处于A处时，第一像素31输出右眼图像，该图像会被右眼接收；当观看者由A向右移动到B时，原第一像素31的出射光则无法准确投射到观看者的右眼，此时显示系统会根据观看者的位置信息运算右眼图像输出在何位置时才可以在B处形成一新的可视区，根据这个运算结果对右眼图像的输出位置进行调整，调整后B处即成为新的可视区，图3中将右眼图像的输出位置向左移动两个子像素，使右眼图像由第二像素32输出，该第二像素32输出的图像可以准确的投射到B处观看者的右眼，这样便实现了观看位置可调；在下一时亥IJ，观看者由B继续向右移动到C，系统再次采用上述的方式将右眼图像继续向左移动一个子像素，由第三像素33输出，此时C处成为新的可视区，右眼图像仍可以被观看者的右眼接收。同理，左眼图像的调节过程也采用相同的调节方式。上述实现方式中，当观看者由A移动到C时，右眼图像分别由第一像素31和第三 像素33输出，可以明显的看出这两个像素是相邻的两个独立的像素，在任一时刻，相邻的两个独立的像素是分别输出右眼图像和左眼图像的，因此在上述的调节过程中将右眼图像先后通过第一像素31与第三像素33输出其实相当于将左、右眼图像的输出位置进行了互换。假如左右眼图像的输出位置不变，则此时左眼图像恰好被右眼接收，右眼图像恰好被左眼接收，可以理解，C处即为初始化的逆视区。因此，该左眼图像和右眼图像输出位置的调节主要包括两种情况第一，观看者在可视区和逆视区两处移动时(如上述的A处和C处)，仅需将左眼图像和右眼图像的输出位置互换；第二，当观看者在可视区和逆视区之间移动时(如上述的B处)，则需要根据观看者的相对位置信息确定左右眼图像的移动方向和移动距离，然后对左右眼图像的输出位置进行微调，其最小移动单位可以为一个子像素。可以理解，当该相对位置信息为观看者相对于最接近的初始化可视区的相对方向和相对距离时，图像输出位置的移动方向与上述的相对方向相反，如观看者由A移动到B，显示位置由第一像素移到第二像素，而移动的距离则根据上述的相对距离确定。本发明实施例根据观看者的移动位置来调整左眼图像和右眼图像的输出位置，在观看者所在位置形成新的可视区，相当于使可视区时刻追随观看者移动，扩大了显示系统的可视范围，增加了观看自由度，实现了全视角的3D显示。实施例二 :图4示出了本发明第二实施例提供的全视角3D显示的图像输出装置的示意图，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分。该装置主要包括定位单元41和调节单元42，其中，定位单元41对观看者所在的位置进行确定并产生相应的位置信息；调节单元42则根据该位置信息来调节左眼图像和右眼图像的输出位置，即在显示屏上的显示位置，以使得系统可以在观看者所在位置形成新的可视点。具体的，该定位单元41可以包括信号采集模块411和第一运算模块412，其中，信号采集模块411实时采集观看者发出的信号，该信号可以是多种形式，例如观看者佩戴的跟踪器发出的信号。该模块采集到信号后，第一运算模块412对该信号进行处理，运算出观看者相对于最接近的初始化可视区的相对方向和相对距离，然后将该数据传输给调节单元42。该调节单元42则根据该数据进行图像输出位置的调节。具体的，调节单元42可以包括第二运算模块421和位置调节模块422。其中，第二运算模块421可以接收第一运算模块传输来的数据，并运算出左右眼图像的移动距离和移动方向，然后将运算结果传给位置调节模块422，最终由该位置调节模块对图像输出的位置进行调节。
本实施例提供的图像输出装置可以实时的根据观看者的移动而改变左右眼图像的输出位置，进而使观看者在任何位置都可以看到清晰的3D图像，实现了全视角的3D显
/Jn ο实施例三:图5示出了本发明第三实施例提供的3D显示设备的结构示意图，为了便于说明，仅不出了与本实施例相关的部分。该设备包括一个显示屏51，在显示屏51的表面设有一视差屏障52，该设备还包括图像处理器53，该图像处理器53与显示屏51相连接，主要用于形成左眼和右眼图像，并且将其输出给显示屏51。为了实现全视角的3D显示，该图像处理器53包括有上述实施例中提供的图像输出装置，通过该装置可以对左右眼图像的输出位置进行调节，例如将左右眼图像的显示位置互换，或者向左或向右移动微小距离，这样便可以使显示系统的可视区随着观看者移动，扩大可视范围。在本实施例中，该视差屏障52优选为液晶光栅。进一步的，该液晶光栅的狭缝方向可以为竖直方向，也可以为倾斜方向以减轻摩尔纹的干扰，具体的，该液晶光栅的狭缝方向可以与竖直方向成-60° 60°夹角。进一步的，当该视差屏障52为液晶光栅时，该设备还可以进一步改进，具体可以增设一光栅控制器54,该光栅控制器与液晶光栅相连接,控制液晶光栅的通电与断电,使液晶层可以随时呈现全透光状态或狭缝光栅状态，进而实现显示装置的2D/3D显示切换。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种全视角3D显示的图像输出方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤 获取观看者所在位置的位置信息； 根据所述位置信息调节左眼图像和右眼图像的输出位置，以在观看者所在位置形成新的可视区。
2.如权利要求I所述的方法，其特征在于，所述获取观看者所在位置的位置信息的步骤具体为 采集观看者发出的信号； 根据所述信号确定观看者相对于最接近的初始化可视区的相对方向和相对距离。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述信号为观看者佩戴的跟踪器发出的信号，或3D显示系统自带CCD采集到的观看者的位置信号。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，当观看者在初始化的可视区和逆视区之间移动时，所述的根据所述位置信息调节左眼图像和右眼图像的输出位置，以在观看者所在位置形成新的可视区的步骤具体为 根据所述的相对方向和相对距离确定左眼图像和右眼图像的移动方向和移动距离； 根据所述移动方向和移动距离调节左眼图像和右眼图像的输出位置，以在观看者所在位置形成新的可视区。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述左眼图像和右眼图像的最小移动距离为一个子像素。
6.如权利要求I或2所述的方法，其特征在于，当观看者在初始化的可视区和逆视区两处移动时，所述的根据所述位置信息调节左眼图像和右眼图像的输出位置，以在观看者所在位置形成新的可视区的步骤具体为 将左眼图像和右眼图像的输出位置互换。
7.—种全视角3D显示的图像输出装置，其特征在于，所述装置包括 定位单元，用于获取观看者所在位置的位置信息； 调节单元，用于根据所述位置信息调节左眼图像和右眼图像的输出位置，以在观看者所在位置形成新的可视区。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述定位单元包括 信号采集模块，用于采集观看者发出的信号； 第一运算模块，用于根据所述信号确定观看者相对于最接近的初始化可视区的相对方向和相对距离。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述调节单元包括 第二运算模块，用于根据所述的相对方向和相对距离确定左眼图像和右眼图像的移动方向和移动距离； 位置调节模块，用于根据所述移动方向和移动距离调节左眼图像和右眼图像的输出位置，以在观看者所在位置形成新的可视区。
10.一种3D显示设备，其特征在于，所述设备包括显示屏以及设置于所述显示屏表面的视差屏障，所述设备还包括与显示屏相连接的用于形成左眼图像和右眼图像并将其输出的图像处理器；所述图像处理器包括权利要求7至9任一项所述的图像输出装置。
全文摘要
本发明适用于裸眼3D显示领域，提供了一种全视角3D显示的图像输出方法，所述方法包括下述步骤获取观看者所在位置的位置信息；根据所述位置信息调节左眼图像和右眼图像的输出位置，以在观看者所在位置形成新的可视区。本发明根据观看者的移动位置来调整左眼图像和右眼图像的输出位置，在观看者所在位置形成新的可视区，相当于使可视区时刻追随观看者移动，扩大了显示系统的可视范围，增加了观看自由度，实现了全视角的3D显示。
文档编号H04N13/00GK102868894SQ20111018651
公开日2013年1月9日 申请日期2011年7月5日 优先权日2011年7月5日
发明者陈瑞改, 谢佳, 张永栋 申请人:天马微电子股份有限公司