专利名称：一种自动调节显示器可视范围的方法及其显示器的制作方法
技术领域：
本发明涉及显示器技术领域，特别是涉及一种自动调节显示器可视范围的方法 及其显示器。
背景技术：
随着人类科学技术的不断发展，计算机、电视机、摄像机、照相机等家用电器设备 在人们日常生活中越来越普及，人们经常使用计算机来了解外面的信息以及进行学习，计 算机已经成为人们生活不可缺少的组成部分。对于目前市场上销售的计算机显示器，无法自动调节显示器最佳可视范围，对于 在不同方位和不同收视高度的用户来说极不方便。为用户往往需要保持一个姿势很久才能 逐渐适应显示器画面的内容，并且容易产生视力疲劳，大大降低了用户使用计算机的工作 效率，提高了用户的工作强度，严重影响到用户的身体健康。因此，目前迫切需要开发出一种显示器，其可以方便用户在显示器使用过程中，自 由地在在各个角度或者不同的水平高度观看显示器的画面内容全，有效地提高计算机用户 的办公效率，保证用户的身体健康。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种自动调节显示器可视范围的方法及其显示 器，其可以自动调节显示器的可视范围，方便用户在显示器使用过程中，自由地在在各个角 度或者不同的水平高度观看显示器的画面内容全，有效地提高计算机用户的办公效率，降 低了用户的工作强度，保证了用户的身体健康，有利于提高用户对显示器的产品使用感受， 具有重大的生产实践意义。为此，本发明提供了一种自动调节显示器可视范围的方法，包括步骤
A)对位于显示器前方的用户的人脸图像进行拍摄；
B)根据所拍摄的用户人脸图像，分析获得用户人脸的位置；
C)根据用户人脸的位置，调整显示器的画面，使得显示器的画面处于与人脸正视的位 置上，实现自动调节显示器的可视范围。其中，在步骤B)中，所述分析获得用户人脸的位置具体为分析获得用户人脸与 水平面之间的夹角以及用户人脸与显示器屏幕所在平面之间的夹角。其中，所述用户人脸与水平面之间的夹角具体为用户人脸的两眼之间中点与人 嘴中点之间的连线和水平面之间的夹角；所述用户人脸与显示器屏幕所在平面之间的夹角 具体为用户人脸的两眼之间中点与显示器屏幕中心点之间连线和显示器屏幕所在屏幕的 夹角。其中，所述步骤C)具体为根据该用户人脸与水平面之间的夹角以及用户人脸与 显示器屏幕所在平面之间的夹角，相应地控制显示器的画面移动，使得显示器的画面与人 脸所在平面相互平行，实现自动调节显示器的可视范围。
其中，所述步骤C)具体为根据该用户人脸与水平面之间的夹角，控制显示器的 画面纵向旋转，直到与水平面之间的夹角等于用户人脸与水平面之间的夹角，以及根据用 户人脸与显示器屏幕所在平面之间的夹角，控制显示器的画面在水平方向旋转，直到与显 示器屏幕所在平面之间的夹角等于用户人脸与显示器屏幕所在平面之间的夹角，最终使得 人脸所在平面与显示器显示的画面平行。此外，本发明还提供了一种自动调节可视范围的显示器，包括 拍摄单元，用于对位于显示器前方的用户的人脸图像进行拍摄；
人脸识别判断单元，位于显示器主板上，与拍摄单元相连接，用于根据拍摄单元所拍摄 的用户人脸图像，分析获得用户人脸的位置；
图像控制模块，位于显示器主板上，分别与人脸识别判断单元、图像显示单元相连接， 用于根据所述人脸识别判断单元分析获得的用户人脸的位置，调整显示器的画面，使得显 示器的画面处于与人脸正视的位置上；
图像显示单元，与图像控制模块相连接，用于显示输出显示器的画面。其中，所述拍摄单元为在显示器顶部设置的摄像头，所述人脸识别判断单元为人 脸识别模块，所述图像控制模块为显示器主板上的中央处理器CPU、数字信号处理器DSP或 者单片机MCU，所述图像显示单元为显示器的显示面板；
所述显示器包括有显示器主体1，所述显示器主体1顶部设置有一个摄像头2，所述摄 像头2和显示器主体1之间通过一个万向球相连接。其中，所述人脸识别判断单元通过分析获得用户人脸与水平面之间的夹角以及用 户人脸与显示器屏幕所在平面之间的夹角，实现分析获得的用户人脸的位置。其中，所述用户人脸与水平面之间的夹角具体为用户人脸的两眼之间中点与人 嘴中点之间的连线和水平面之间的夹角；所述用户人脸与显示器屏幕所在平面之间的夹角 具体为用户人脸的两眼之间中点与显示器屏幕中心点之间连线和显示器屏幕所在屏幕的 夹角。其中，所述图像控制模块用于根据该用户人脸与水平面之间的夹角，控制图像显 示单元上的显示器的画面纵向旋转，直到与水平面之间的夹角等于用户人脸与水平面之间 的夹角，以及根据用户人脸与显示器屏幕所在平面之间的夹角，控制图像显示单元上的显 示器的画面在水平方向旋转，直到与显示器屏幕所在平面之间的夹角等于用户人脸与显示 器屏幕所在平面之间的夹角，最终使得人脸所在平面与显示器显示的画面平行。由以上本发明提供的技术方案可见，与现有技术相比较，本发明提供了一种自动 调节显示器可视范围的方法及其显示器，其可以自动调节显示器的可视范围，方便用户在 显示器使用过程中，自由地在在各个角度或者不同的水平高度观看显示器的画面内容全， 有效地提高计算机用户的办公效率，降低了用户的工作强度，保证了用户的身体健康，有利 于提高用户对显示器的产品使用感受，具有重大的生产实践意义。
图1为本发明提供的一种自动调节显示器可视范围的方法的流程图； 图2为本发明提供的一种自动调节可视范围的显示器的电路结构方框图； 图3为本发明提供的一种自动调节可视范围的显示器的外观结构示意图。
具体实施例方式为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和实施方式对本 发明作进一步的详细说明。图1为本发明提供的一种自动调节显示器可视范围的方法的流程图； 参见图1，本发明提供的一种自动调节显示器可视范围的方法，包括以下步骤 步骤SlOl 对位于显示器前方的用户的人脸图像进行拍摄；
具体实现上，可以通过摄像头来对显示器前方的用户的人脸图像进行拍摄。步骤S102 根据所拍摄的用户人脸图像，分析获得用户人脸的位置；
在步骤S102中，所述分析获得用户人脸的位置具体为分析获得用户人脸与水平面之 间的夹角以及用户人脸与显示器屏幕所在平面之间的夹角；
该步骤中，对捕获的人脸图像，利用生物统计学原理建立数学，并进行分析，获得用户 人脸与水平面之间的夹角以及用户人脸与显示器屏幕所在平面之间的夹角。具体实现上， 可以通过现有的人脸识别模块获得用户人脸与水平面之间的夹角以及用户人脸与显示器 屏幕所在平面之间的夹角。所述用户人脸与水平面之间的夹角具体可以为用户人脸的两眼之间中点与人嘴 中点之间的连线和水平面之间的夹角。所述用户人脸与显示器屏幕所在平面之间的夹角具 体可以为用户人脸的两眼之间中点与显示器屏幕中心点之间连线和显示器屏幕所在屏幕 的夹角。目前，现有的人脸识别模块主要是根据眼睛和嘴的相对位置以及脸部的大概形状 来判断识别人脸。目前，以人脸识别模块为核心形成了多种人脸识别系统，具有了广泛的应 用人脸识别出入管理系统、人脸识别门禁考勤系统和人脸识别视频监控系统等等。步骤S103 根据用户人脸的位置，调整显示器的画面，使得显示器的画面处于与 人脸正视的位置上，实现自动调节显示器的可视范围。在本步骤S103中，调整显示器的画面使得显示器的画面处于与人脸正视的位置 上优选为调整显示器的画面，使得显示器的画面中心处于与人脸正视的位置上。具体实现上，所述步骤S103具体为根据该用户人脸与水平面之间的夹角以及用 户人脸与显示器屏幕所在平面之间的夹角，相应地控制显示器的画面移动，使得显示器的 画面与人脸所在平面相互平行，即在人脸所在平面与显示器的画面在三维空间内平行，从 而实现自动调节显示器的可视范围。本步骤S103进一步具体包括步骤根据该用户人脸与水平面之间的夹角，控制显 示器的画面纵向旋转(向前或向后旋转)，直到与水平面之间的夹角等于用户人脸与水平面 之间的夹角，以及根据用户人脸与显示器屏幕所在平面之间的夹角，控制显示器的画面在 水平方向旋转，直到与显示器屏幕所在平面之间的夹角等于用户人脸与显示器屏幕所在平 面之间的夹角，从而最终使得人脸所在平面与显示器显示的画面平行。例如，如果用户人脸与水平面之间的夹角为60°，用户人脸与显示器屏幕所在平 面之间的夹角为75°，那么调整显示器的画面，使得显示器的画面向前倾斜30°，实现与 画面中的水平面成60°角，同时水平旋转显示器的画面15°，使得显示器的画面与显示器 屏幕所在平面之间的夹角也为75°。
在本步骤S103中，通过自动调节显示器的可视范围，可以使得用户的眼睛垂直地 观看到显示器的画面，方便用户观看显示器的画面，获得最佳的收看效果。需要说明的是，用户人脸所在平面位于物理的立体三维空间中；在显示器屏幕上 显示物理三维图像形式的显示器画面(即位于抽象的立体三维空间中)。参见图2，具体实现上，为了运行上述本发明提供的一种自动调节显示器可视范围 的方法，本发明还提供了一种自动调节可视范围的显示器，该显示器包括有拍摄单元100、 人脸识别判断单元200、图像控制模块300和图像显示单元400，其中
拍摄单元100，用于对位于显示器前方的用户的人脸图像进行拍摄； 人脸识别判断单元200，位于显示器主板上，与拍摄单元100相连接，用于根据拍摄单 元100所拍摄的用户人脸图像，分析获得用户人脸的位置；
具体实现上，所述人脸识别判断单元200分析获得的用户人脸的位置具体为分析获 得用户人脸与水平面之间的夹角以及用户人脸与显示器屏幕所在平面之间的夹角；
图像控制模块300，位于显示器主板上，分别与人脸识别判断单元200、图像显示单元 400相连接，用于根据所述人脸识别判断单元200分析获得的用户人脸的位置，调整显示器 的画面，使得显示器的画面处于与人脸正视的位置上。图像显示单元400，与图像控制模块300相连接，用于显示输出显示器的画面。在本发明中，具体实现上，所述拍摄单元100可以为在显示器上设置的包括图像 传感器在内的图像采集部件，例如可以为CCD (电荷耦合器件)图像传感器，具体可以为一 个摄像头，该摄像头设置在显示器外壳顶部。在本发明中，所述人脸识别判断单元200为现有的人脸识别模块，对捕获的人脸 图像，利用生物统计学原理建立数学，并进行分析，获得用户人脸与水平面之间的夹角以及 用户人脸与显示器屏幕所在平面之间的夹角。具体实现上，通过现有的人脸识别模块获得 用户人脸与水平面之间的夹角以及用户人脸与显示器屏幕所在平面之间的夹角。所述用户人脸与水平面之间的夹角具体可以为用户人脸的两眼之间中点与人嘴 中点之间的连线和水平面之间的夹角。所述用户人脸与显示器屏幕所在平面之间的夹角具 体可以为用户人脸的两眼之间中点与显示器屏幕中心点之间连线和显示器屏幕所在屏幕 的夹角。目前，现有的人脸识别模块主要是根据眼睛和嘴的相对位置以及脸部的大概形状 来判断识别人脸。目前，以人脸识别模块为核心形成了多种人脸识别系统，具有了广泛的应 用人脸识别出入管理系统、人脸识别门禁考勤系统和人脸识别视频监控系统等等。在本发明中，具体实现上，所述图像控制模块300，用于根据所述人脸识别判断单 元200分析获得的该用户人脸与水平面之间的夹角以及用户人脸与显示器屏幕所在平面 之间的夹角，相应地控制图像显示单元400上显示的画面移动，使得显示器的画面与人脸 所在平面相互平行，实现自动调节显示器的可视范围。需要说明的是，所述图像控制模块300具体对显示器画面的控制操作为根据该 用户人脸与水平面之间的夹角，控制图像显示单元400上的显示器的画面纵向旋转(向前 或向后旋转)，直到与水平面之间的夹角等于用户人脸与水平面之间的夹角，以及根据用户 人脸与显示器屏幕所在平面之间的夹角，控制图像显示单元400上的显示器的画面在水平 方向旋转，直到与显示器屏幕所在平面之间的夹角等于用户人脸与显示器屏幕所在平面之间的夹角，从而最终使得人脸所在平面与显示器显示的画面平行。例如，如果用户人脸与水 平面之间的夹角为60°，用户人脸与显示器屏幕所在平面之间的夹角为75°，那么所述图 像控制模块300调整显示器的画面，使得显示器的画面向前倾斜30°，实现与画面中的水 平面成60°角，同时所述图像控制模块300控制水平旋转显示器的画面15°，使得显示器 的画面与显示器屏幕所在平面之间的夹角也为75°。因此，对于本实用新型，通过所述图像控制模块300自动调节显示器的可视范围， 可以使得用户的眼睛垂直地观看到显示器的画面，方便用户观看显示器的画面，获得最佳 的收看效果。需要说明的是，用户人脸所在平面位于物理的立体三维空间中；在显示器屏幕上 显示物理三维图像形式的显示器画面(即位于抽象的立体三维空间中)。在本发明中，所述图像控制模块300可以为显示器主板上的中央处理器CPU、数字 信号处理器DSP或者单片机MCU。在本发明中，具体实现上，所述图像控制模块(SCALER IC) 300可以为一个图像缩 放和图像提取合成主集成电路芯片IC，其可以对显示器的对比度、亮度、响应时间、分辨率 以及色彩还原程度等图像参数进行处理，以更好地满足用户对显示器的图像显示需求。对 于本发明，所述图像控制模块300优选为300Mstar公司生产的SE9*9系列芯片，该芯片普 遍具有双通道的显示功能，并且支持多信号端子输入的信号处理。在本发明中，具体实现上，所述图像显示单元400为显示器的显示面板，优选为 IXD液晶显示面板。需要说明的是，对于本发明，不仅可以应用于液晶显示器中，还可以应用于CRT阴 极射线显像管显示器中。与现有的显示器相比较，本发明的显示器增加设置有人脸识别判断单元(即人脸 识别模块)，使得显示器具有人脸识别功能，根据所识别的人脸位置来调整显示器画面中心 的位置，使得显示器的画面中心处于与用户正视的位置上，从而方便不同方位和不同收视 角度的人观看显示器的画面，自动调节显示器的可视范围，使得用户获得最理想的收看效 果，方便了用户日常观看显示器显示的画面。此外，参见图3，对于本发明提供的显示器，为了对显示器前方的用户的人脸图像 拍摄，以及方便显示器的用户进行视频聊天等娱乐操作，本发明的显示器包括有显示器主 体1，所述显示器主体1顶部设置有一个摄像头2，该摄像头与显示器主板相连接，通过该显 示器自带的摄像头，可以对显示器前方的用户的人脸图像拍摄，以及让计算机用户日常可 以随时进行视频聊天，计算机用户无需再为了使用计算机的网络视频功能而另外购买外置 的摄像头，节约了计算机用户宝贵的时间和精力，给计算机用户进行视频交流带来极大的 便利。具体实现上，所述摄像头2和显示器主体1之间通过一个万向球相连接，所述万向 球设置在所述显示器主体1顶部，所述万向球顶部设置有所述摄像头2。综上所述，与现有技术相比较，本发明提供了一种自动调节显示器可视范围的方 法及其显示器，其可以自动调节显示器的可视范围，方便用户在显示器使用过程中，自由地 在在各个角度或者不同的水平高度观看显示器的画面内容全，有效地提高计算机用户的办 公效率，降低了用户的工作强度，保证了用户的身体健康，有利于提高用户对显示器的产品使用感受，具有重大的生产实践意义。通过使用本发明提供的显示器，可以使得人们生活的便利性得到很大的提高，极 大地提高了人们的生活水平。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人 员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应 视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种自动调节显示器可视范围的方法，其特征在于，包括步骤A)对位于显示器前方的用户的人脸图像进行拍摄；B)根据所拍摄的用户人脸图像，分析获得用户人脸的位置；C)根据用户人脸的位置，调整显示器的画面，使得显示器的画面处于与人脸正视的位 置上，实现自动调节显示器的可视范围。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤B)中，所述分析获得用户人脸的位置 具体为分析获得用户人脸与水平面之间的夹角以及用户人脸与显示器屏幕所在平面之间 的夹角。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述用户人脸与水平面之间的夹角具体为 用户人脸的两眼之间中点与人嘴中点之间的连线和水平面之间的夹角；所述用户人脸与显 示器屏幕所在平面之间的夹角具体为用户人脸的两眼之间中点与显示器屏幕中心点之间 连线和显示器屏幕所在屏幕的夹角。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤C)具体为根据该用户人脸与水 平面之间的夹角以及用户人脸与显示器屏幕所在平面之间的夹角，相应地控制显示器的画 面移动，使得显示器的画面与人脸所在平面相互平行，实现自动调节显示器的可视范围。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤C)具体为根据该用户人脸与水 平面之间的夹角，控制显示器的画面纵向旋转，直到与水平面之间的夹角等于用户人脸与 水平面之间的夹角，以及根据用户人脸与显示器屏幕所在平面之间的夹角，控制显示器的 画面在水平方向旋转，直到与显示器屏幕所在平面之间的夹角等于用户人脸与显示器屏幕 所在平面之间的夹角，最终使得人脸所在平面与显示器显示的画面平行。
6.一种自动调节可视范围的显示器，其特征在于，包括拍摄单元，用于对位于显示器前方的用户的人脸图像进行拍摄；人脸识别判断单元，位于显示器主板上，与拍摄单元相连接，用于根据拍摄单元所拍摄 的用户人脸图像，分析获得用户人脸的位置；图像控制模块，位于显示器主板上，分别与人脸识别判断单元、图像显示单元相连接， 用于根据所述人脸识别判断单元分析获得的用户人脸的位置，调整显示器的画面，使得显 示器的画面处于与人脸正视的位置上；图像显示单元，与图像控制模块相连接，用于显示输出显示器的画面。
7.如权利要求6所述的显示器，其特征在于，所述拍摄单元为在显示器顶部设置的摄 像头，所述人脸识别判断单元为人脸识别模块，所述图像控制模块为显示器主板上的中央 处理器CPU、数字信号处理器DSP或者单片机MCU，所述图像显示单元为显示器的显示面 板；所述显示器包括有显示器主体(1 )，所述显示器主体(1)顶部设置有一个摄像头(2)， 所述摄像头(2 )和显示器主体(1)之间通过一个万向球相连接。
8.如权利要求6所述的显示器，其特征在于，所述人脸识别判断单元通过分析获得用 户人脸与水平面之间的夹角以及用户人脸与显示器屏幕所在平面之间的夹角，实现分析获 得的用户人脸的位置。
9.如权利要求8所述的显示器，其特征在于，所述用户人脸与水平面之间的夹角具体 为用户人脸的两眼之间中点与人嘴中点之间的连线和水平面之间的夹角；所述用户人脸与显示器屏幕所在平面之间的夹角具体为用户人脸的两眼之间中点与显示器屏幕中心点 之间连线和显示器屏幕所在屏幕的夹角。
10.如权利要求8所述的显示器，其特征在于，所述图像控制模块用于根据该用户人脸 与水平面之间的夹角，控制图像显示单元上的显示器的画面纵向旋转，直到与水平面之间 的夹角等于用户人脸与水平面之间的夹角，以及根据用户人脸与显示器屏幕所在平面之间 的夹角，控制图像显示单元上的显示器的画面在水平方向旋转，直到与显示器屏幕所在平 面之间的夹角等于用户人脸与显示器屏幕所在平面之间的夹角，最终使得人脸所在平面与 显示器显示的画面平行。
全文摘要
本发明公开了一种自动调节显示器可视范围的方法，包括步骤A)对位于显示器前方的用户的人脸图像进行拍摄；B)根据所拍摄的用户人脸图像，分析获得用户人脸的位置；C)根据用户人脸的位置，调整显示器的画面，使得显示器的画面处于与人脸正视的位置上，实现自动调节显示器的可视范围。此外，本发明还公开了一种自动调节可视范围的显示器。本发明公开的一种自动调节显示器可视范围的方法及其显示器，可以自动调节显示器的可视范围，方便用户在显示器使用过程中，自由地在在各个角度或者不同的水平高度观看显示器的画面内容全，有效地提高计算机用户的办公效率，降低了用户的工作强度，保证了用户的身体健康。
文档编号G06K9/00GK102063887SQ20101054963
公开日2011年5月18日 申请日期2010年11月19日 优先权日2010年11月19日
发明者杨莹 申请人:天津三星电子显示器有限公司