专利名称：一种立体显示控制方法及相应的装置、设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及裸眼立体显示技术，更具体地，涉及一种立体显示控制方法及相应的装置、设备。
背景技术：
目前的立体影像显示方式大致可分为3类，即眼镜式、头戴显示器(Head MountDisplay)式以及本文将介绍的裸眼式。裸眼式包括许多种类，通常采用透镜阵列式技术、视差障碍式技术等实现。裸眼立体显示设备主要由二维(Two-Dimensional，2D)平面显示器(包括液晶显示器、等离子显示器、场发射显示器以及有机电致发光显示器等)配合分光器件如光栅组装而成。使用的光栅可分为狭缝光栅和柱面光栅，对应地，光栅式3D立体显示设备也包括狭缝光栅式立体显示装置和微透镜阵列立体显示装置。在多种多样的裸眼式立体显示技术中，最先开始开发的是双眼(或称双视点)方式。继双眼方式之后，多眼(或称多视点)方式、全景(光线空间再现)方式，以及视点数更多的超多视点方式相继被研发出来。以支持双视点的带格栅的裸眼立体显示设备为例，图I示意性地绘出了组成立体显示设备的显示面板10和分光器件20。图I所示坐标轴的X轴方向是显示面板的宽度方向；Y轴方向(未不出)是显不面板的高度方向；Z轴方向是垂直于显不面板的方向，表不观看者位置的三维坐标中的Z坐标可以称为该观看者的观看距离。如图所示,显示面板上两个视点图像的显示单元109循环交错排列,用L标示的是左视点图像的显示单元，用R标示的是右视点图像的显示单元。对N视点系统,N ^ 2,则有N个视点图像的显示单元循环交错排列。相邻的两个显示单元中，一个用于显示提供给观看者左眼的图像，另一个用于显示提供给观看者右眼的图像。文中，将N视点系统中连续N个显示单元的总宽度称为一个显示单元排列周期宽度(也称为显示单元排列周期)WM，可以以次像素个数为单位(此时Wm表示一个分光单元覆盖的次像素数)，也可以采用其他单位，Wm可以通过图像处理的方法加以调整。请参照图la，通过分光器件20上分光单元201的分光作用，会在横向上形成交错排列的各视点图像的观看子区，图2仅示出了用加粗的四边形表示的对应于显示屏幕中心的连续2个观看子区30。标记为L、R的观看子区分别为左、右视点图像的观看子区，可以分别看到左、右视点图像。观看者左、右眼分别处于左、右视点图像的观看子区内时，左眼看到左眼图像，右眼看到右眼图像，将产生正视，此时可以看到立体显示效果。如果左、右眼分别处于右、左视点图像的观看子区内时，将产生逆视。在其他位置，左、右眼会看到多个视点图像，将产生串扰。从图中可以看出，不同观看子区的交点所处的观看距离上，图像的串扰最小，文中将该处的观看距离称为立体显示设备的适看距离。在多视点系统中，视点数至少为3，各视点图像的观看子区的排列及与相应显示单元之间的光路类似，也是在不同观看子区的交点所处的观看距离上，图像的串扰最小。裸眼立体显示设备对于图像视差的容纳是有限度的，超过这个容限会出现串扰现、象，影响观看效果。根据采样原理，裸眼立体显示设备最大容纳的像素视差dis(单位个像素)近似为
权利要求
1.一种立体显示控制方法，应用于分光器件中分光单元宽度可调的裸眼立体显示设备，在立体显示区域上显示立体图像时，包括 获取所述立体显示区域上要显示的立体图像的视差范围； 如所述立体图像的视差范围超出所述立体显示区域当前的视差容限但不超出所述立体显示区域的最大视差容限，调整所述立体显示区域对应的分光单元的宽度，使得所述立体图像的视差范围处于所述立体显示区域调整后的新的视差容限之内。
2.如权利要求I所述的立体显示控制方法，其特征在于 所述立体显示区域是所述裸眼立体显示设备显示屏的全部显示区域；或 所述立体显示区域是所述裸眼立体显示设备显示屏的部分显示区域，不同的立体显示区域基于各自要显示的立体图像的视差信息分别进行立体显示控制。
3.如权利要求I所述的立体显示控制方法，其特征在于 如所述立体图像的视差范围超出所述立体显示区域当前的视差容限但不超出所述立体显示区域的最大视差容限，调整所述立体显示区域对应的分光单元的宽度，使得所述立体图像的视差范围处于所述立体显示区域调整后的新的视差容限之内，是将所述立体显示区域的视差容限调整为可容纳所述立体图像视差范围的最小的可调视差容限。
4.如权利要求I或2或3所述的立体显示控制方法,其特征在于,还包括 如所述立体图像的视差范围位于所述立体显示区域当前的视差容限之内且所述立体显示区域当前的视差容限不是可容纳所述立体图像视差范围的最小的可调视差容限，则调整所述立体显示区域对应的分光单元的宽度，使得所述立体显示区域的新的视差容限等于可容纳所述立体图像视差范围的最小的可调视差容限。
5.如权利要求I或2或3所述的立体显示控制方法,其特征在于,还包括 如所述立体图像的视差范围超出了所述立体显示区域的最大视差容限，则利用图像处理方法对所述立体图像的视差进行调整，使得所述立体图像调整后的视差范围处于所述立体显示区域的最大视差容限之内；并且， 调整或保持所述立体显示区域对应的分光单元的宽度，使得所述立体显示区域的视差容限等于所述立体显示区域的最大视差容限或等于可容纳所述立体图像调整后的视差范围的最小的可调视差容限。
6.如权利要求5所述的立体显示控制方法，其特征在于 所述利用图像处理方法对所述立体图像的视差进行调整，使得所述立体图像调整后的视差范围处于所述立体显示区域的最大视差容限之内，包括 先对所述立体图像各像素点的视差进行整体偏移，使所述立体图像的视差范围的中点或一边界与所述立体显示区域的最大视差容限的中点或同侧边界重合； 进行所述整体偏移后，如所述立体图像的视差范围处于所述立体显示区域的最大视差容限之内，结束调整，如仍超出所述立体显示区域的最大视差容限，再按比例D2/D1对所述立体图像各像素点的视差进行等比例缩小，其中，Dl是所述立体图像的最大视差绝对值与最小视差绝对值中的大值，D2是所述立体显示区域支持的最大视差与最小视差的绝对值中的大值，Dl > D2。
7.如权利要求I或2或3所述的立体显示控制方法，其特征在于 调整所述立体显示区域对应的分光单元的宽度时，还包括相应调整显示单元排列周期宽度，使得所述裸眼立体显示设备当前的适看距离保持为对所述分光单元的宽度调整之前的适看距离。
8.如权利要求I或2或3所述的立体显示控制方法，其特征在于 所述裸眼立体显示设备中的分光器件是液晶透镜，调整所述立体显示区域对应的分光单元的宽度时，还包括 通过调整液晶的有效双折射系数，使得所述液晶透镜的焦距保持为所述液晶透镜与显示面板之间的距离。
9.一种立体显示控制装置，其特征在于，包括一个或多个控制子装置，每一控制子装置用于控制立体图像在相应的立体显示区域上的显示，所述控制子装置包括 视差获取单元，用于获取所述立体显示区域上要显示的立体图像的视差范围； 第一容限控制单元，用于在所述立体图像的视差范围超出所述立体显示区域当前的视差容限但不超出所述立体显示区域的最大视差容限时，确定分光器件上所述立体显示区域对应的分光单元调整的目标宽度并通知所述分光器件的驱动装置，该目标宽度使得所述立体图像的视差范围处于所述立体显示区域调整后的新的视差容限之内。
10.如权利要求9所述的立体显示控制装置，其特征在于 所述第一容限控制单元在所述立体图像的视差范围超出所述立体显示区域当前的视差容限但不超出所述立体显示区域的最大视差容限时，确定的所述立体显示区域对应的分光单元调整的目标宽度是所述立体显示区域可容纳所述立体图像视差范围的最小的可调视差容限对应的分光单元宽度。
11.如权利要求9所述的立体显示控制装置，其特征在于 所述控制子装置还包括 第三容限控制单元，用于在所述立体图像的视差范围位于所述立体显示区域当前的视差容限之内且所述立体显示区域当前的视差容限不是可容纳所述立体图像视差范围的最小的可调视差容限时，确定分光器件上所述立体显示区域对应的分光单元调整的目标宽度并通知所述分光器件的驱动装置，该目标宽度使得所述立体显示区域的新的视差容限等于可容纳所述立体图像视差范围的最小的可调视差容限。
12.如权利要求9或10或11所述的立体显示控制装置，其特征在于 所述控制子装置还包括 第二容限控制单元，用于在所述立体图像的视差范围超出了所述立体显示区域的最大视差容限时，通知图像处理装置对立体图像的视差进行调整，使得所述立体图像调整后的视差范围处于所述立体显示区域的最大视差容限之内；并控制分光器件的驱动装置以调整或保持所述立体显示区域对应的分光单元的宽度，使得所述立体显示区域的视差容限等于所述立体显示区域的最大视差容限或者等于可容纳所述立体图像调整后的视差范围的最小的可调视差容限。
13.如权利要求9或10或11所述的立体显示控制装置，其特征在于 所述控制子装置还包括 图像合成控制单元，用于在确定所述立体显示区域对应的分光单元的目标宽度后，计算出显示单元排列周期宽度调整的目标值并通知图像合成装置，该目标值使得所述裸眼立体显示设备当前的适看距离保持为对所述分光单元的宽度调整之前的适看距离。
14.如权利要求9或10或11所述的立体显示控制装置，其特征在于 所述分光器件为液晶透镜，所述控制子装置还包括 焦距控制单元，用于在调整所述立体显示区域对应的液晶透镜单元的宽度时，将所述液晶透镜单元的有效双折射系数调整的目标值通知所述分光器件的驱动装置，该目标值使得所述液晶透镜单元的焦距保持为所述液晶透镜与显示面板之间的距离。
15.一种裸眼立体显示设备，包括提供图像显示的显示面板、分光单元宽度可调的分光器件、立体显示控制装置、所述分光器件的驱动装置、图像合成装置及图像处理装置，其特征在于 所述立体显示控制装置采用如权利要求9 11中任一权利要求所述的立体显示控制装置； 所述驱动装置用于在接收到所述立体显示控制装置通知的所述立体显示区域对应的分光单元调整的目标宽度后，将所述立体显示区域对应的分光单元宽度调整到所述目标宽度。
16.如权利要求15所述的裸眼立体显示设备，其特征在于 所述立体显示控制装置采用如权利要求12所述的立体显示控制装置； 所述图像处理装置用于在收到所述立体显示控制装置对立体图像的视差进行调整的通知后，利用图像处理方法对所述立体图像的视差进行调整，使得所述立体图像调整后的视差范围处于所述立体显示区域的最大视差容限之内。
17.如权利要求15所述的裸眼立体显示设备，其特征在于 所述立体显示控制装置采用如权利要求13所述的立体显示控制装置； 所述图像合成装置用于在收到所述立体显示控制装置通知的显示单元排列周期宽度调整的目标值后，将显示单元排列周期宽度调整为所述目标值。
18.如权利要求15所述的裸眼立体显示设备，其特征在于 所述立体显示控制装置采用如权利要求14所述的立体显示控制装置； 所述分光器件的驱动装置还用于在接收到所述立体显示控制装置通知的对所述立体显示区域对应的液晶透镜单元的有效双折射系数进行调整的目标值后，按该目标值对所述液晶透镜单元的有效双折射系数进行调整。
全文摘要
一种立体显示控制方法及相应的装置、设备，该立体显示控制方法应用于分光器件中分光单元宽度可调的裸眼立体显示设备，在立体显示区域上显示立体图像时，包括获取所述立体显示区域上要显示的立体图像的视差范围；如所述立体图像的视差范围超出所述立体显示区域当前的视差容限但不超出所述立体显示区域的最大视差容限，调整所述立体显示区域对应的分光单元的宽度，使得所述立体图像的视差范围处于所述立体显示区域调整后的新的视差容限之内。本发明还提供了相应的立体显示控制装置和裸眼立体显示设备，本发明可以在立体图像的最大视差超过了显示设备的视差容限时，通过对分光单元宽度的调整来扩大视差容限，尽量避免因视差超限出现的串扰。
文档编号G02B27/22GK102740104SQ20121018130
公开日2012年10月17日 申请日期2012年6月4日 优先权日2012年6月4日
发明者刘宁, 宋磊, 戈张, 李建军 申请人:深圳超多维光电子有限公司