專利名稱:一種自動跟蹤人眼位置的裸眼三維顯示結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
一種自動跟蹤人眼位置的裸眼三維顯示結(jié)構(gòu)
技術(shù)領(lǐng)域:
本實用新型涉及一種裸眼三維顯示結(jié)構(gòu)。背景技術(shù):
三維顯示是當前一項熱門的技術(shù),而裸眼三維顯示更是熱點中的熱點。在現(xiàn)有的裸眼三維顯示技術(shù)中,柱狀透鏡式立體三維顯示技術(shù)較為成熟,但是該技術(shù)存在的一個大問題是用戶在觀看三維圖像時,視角有限,一旦用戶的觀看位置偏離有效觀看區(qū)域則無法觀看到三維圖像,這樣大大影響了用戶體驗,也限制了該技術(shù)在市場上進一步發(fā)展空間。所以如何增加柱狀透鏡式立體三維顯示時用戶的可視角度,是一項十分有挑戰(zhàn)性并且十分有意義的工作。柱狀透鏡屏式立體三維圖像,由于柱狀透鏡的折射作用,使得左、右眼分別僅能觀看到A、B放映機的相應(yīng)圖像,從而產(chǎn)生出立體感。20世紀60年代后,隨著精密加工、塑料材料、照相及印刷工藝等技術(shù)的發(fā)展,使得柱狀透鏡屏式立體三維圖像技術(shù)達到實用化程度。此種立體三維圖像對屏面大小并無限制,畫面明亮,觀看簡便,但對屏面與柱狀透鏡的配準位置要求較高,圖像的清晰度亦受到柱狀透鏡屏密度的限制。除偏振式立體三維圖像外,柱狀透鏡屏式立體三維圖像是目前非全息光學(xué)式立體三維顯示中一種頗為有效的方法,近年來倍受眾多研究者的重視,而且在立體電視等方面得到了廣泛的應(yīng)用。如1995年,日本Sanyo公司推出的40英寸立體三維投影系統(tǒng)便采用了經(jīng)改進過的雙柱鏡屏技術(shù)。投影機A和B分別將左、右眼視像投射至雙柱鏡屏上,由于雙柱鏡屏的作用,使得兩種視像分別到達人的左眼和右眼,此種立體三維投影系統(tǒng)的圖像達到頗為清晰及自然逼真的程度。柱狀透鏡(Lenticular Lens)技術(shù)也被稱為雙凸透鏡或微柱透鏡3D技術(shù),其最大的優(yōu)勢便是其亮度不會受到影響。柱狀透鏡3D技術(shù)的原理是在液晶顯示屏的前面加上一層柱狀透鏡,使液晶屏的像平面位于透鏡的焦平面上,這樣在每個柱透鏡下面的圖像的像素被分成幾個子像素,這樣透鏡就能以不同的方向投影每個子像素。于是雙眼從不同的角度觀看顯示屏,就看到不同的子像素。不過像素間的間隙也會被放大,因此不能簡單地疊加子像素。讓柱透鏡與像素列不是平行的,而是成一定的角度。這樣就可以使每一組子像素重復(fù)投射視區(qū),而不是只投射一組視差圖像。現(xiàn)有的柱狀透鏡式立體三維顯示技術(shù),用戶的可視角度小且固定,大大限制了用戶的觀看角度,給用戶造成極大的不便和不佳的用戶體驗。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題,在于提供一種自動跟蹤人眼位置的裸眼三維顯示結(jié)構(gòu),它能夠根據(jù)用戶的位置來調(diào)整透鏡薄膜,提高了用戶的觀看體驗。本實用新型是這樣實現(xiàn)的[0010]一種自動跟蹤人眼位置的裸眼三維顯示結(jié)構(gòu),它包括攝像頭、CPU、步進電機、顯示控制單元、透鏡薄膜、顯示屏幕,所述攝像頭連接到CPU,所述CPU分別連接到顯示控制單元、步進電機,所述顯示控制單元連接到顯示屏幕,所述步進電機連接到透鏡薄膜。本實用新型具有如下優(yōu)點本實用新型提出一種自動跟蹤人眼位置的裸眼三維顯示結(jié)構(gòu),本實用新型可以根據(jù)用戶觀看屏幕的位置對透鏡薄膜的位置進行調(diào)整,使得左右視圖區(qū)域可以跟隨用戶的位置自動變化,從而在不改變透鏡物理結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,達到擴大用戶三維立體視圖區(qū)域的作用,這將大幅的提高用戶的觀看體驗,而且本實用新型的結(jié)構(gòu)簡單,可以用于單用戶手持三維立體顯示設(shè)備或者其他單用戶大型立體顯示設(shè)備中。
下面參照附圖結(jié)合實施例對本實用新型作進一步的說明。圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)的模塊連接示意圖。圖2為本實用新型的工作流程示意圖。圖3為用戶與顯示屏幕之間位置的示意圖。圖4為用戶處于中央位置時的透鏡位置和左右眼視圖區(qū)域分布的示意圖。圖5為用戶處于中央位置時的透鏡位置和屏幕相對位置的示意圖。圖6為用戶處于面對屏幕的左方時的透鏡位置和左右眼視圖區(qū)域分布的示意圖。圖7為用戶處于面對屏幕的左方時的透鏡位置和屏幕相對位置的示意圖。圖8為用戶處于面對屏幕的右方時的透鏡位置和左右眼視圖區(qū)域分布的示意圖。圖9為用戶處于面對屏幕的右方時的透鏡位置和屏幕相對位置的示意圖。
具體實施方式請參閱圖1至圖9所示,對本實用新型的實施例進行詳細的說明。如圖1,本實用新型一種自動跟蹤人眼位置的裸眼三維顯示結(jié)構(gòu),它包括攝像頭 1、CPU2、步進電機3、顯示控制單元4、透鏡薄膜5、顯示屏幕6,所述攝像頭1連接到CPU2, 所述CPU2分別連接到顯示控制單元3、步進電機4,所述顯示控制單元4連接到顯示屏幕6, 所述步進電機3連接到透鏡薄膜5。所述攝像頭1負責捕捉用戶頭部的位置信息,并將采集到的包含有用戶頭部位置信息的用戶圖像傳輸?shù)紺PU2 ;所述CPU2負責根據(jù)攝像頭1捕捉的用戶圖像來判斷用戶在屏幕前的位置,并根據(jù)用戶在屏幕前的位置,發(fā)送控制信息到步進電機3 ;所述步進電機3 負責接收CPU2的控制信息后調(diào)整透鏡薄膜5在屏幕上的物理位置,使左右視圖區(qū)域發(fā)生變化以適應(yīng)用戶的雙眼位置;所述透鏡薄膜5負責對顯示屏幕6的左右視圖進行折射后形成左右眼視區(qū);所述顯示控制單元4負責將左右眼視圖信息送往顯示屏幕6進行顯示;所述顯示屏幕6負責將左右眼視圖間隔顯示出來,通過透鏡折射后形成左右眼視圖區(qū)域,最終實現(xiàn)三維立體視圖效果。如圖2,本實用新型的工作流程包括1.首先當電路開始工作后,攝像頭1將采集到屏幕前方的用戶圖像送往CPU2 ;2. CPU2在接受到攝像頭1采集到的屏幕前方的用戶圖像后,根據(jù)現(xiàn)有的人臉識別算法判斷出人臉的位置,然后發(fā)送相應(yīng)的控制信息到步進電機3,使其對透鏡薄膜5的位置進行調(diào)整;3.所述步進電機3在接收到CPU2的控制信息后轉(zhuǎn)動一定角度,從而帶動調(diào)整透鏡薄膜5在顯示屏幕6上的物理位置,從而實現(xiàn)左右眼視圖區(qū)域的變化以適應(yīng)用戶的雙眼位置;整個過程中,CPU2始終同時配置顯示控制單元4進行左右眼視圖的顯示控制;顯示控制單元4不斷更新左右眼視圖并將其顯示到顯示屏幕6上。攝像頭1不斷將新的采集到的用戶圖像送往CPU2,而CPU2也不斷更新用戶的位置信息來動態(tài)調(diào)整透鏡薄膜5的位置,不斷重復(fù)步驟1到步驟3,從而實現(xiàn)了自動用戶位置跟蹤和顯示區(qū)域跟蹤。舉例如圖3,本實施例中,攝像頭1的拍攝方向為正對顯示屏幕6的前方,所以如果用戶在顯示屏幕6正前方觀看時,攝像頭1拍攝到的用戶圖像也將出現(xiàn)在圖像中間,如果用戶在面對屏幕的左方觀看則會出現(xiàn)在圖像的右方。如圖4、圖5,用戶一開始處于面向顯示屏幕6的正中央,此時相應(yīng)的透鏡薄膜5形成的左右眼視圖區(qū)域適應(yīng)用戶的雙眼位置。如圖6、圖7,當用戶處于面對顯示屏幕6的左方的時候,攝像頭1采集到用戶圖像送往CPU2,CPU2控制步進電機3,從而調(diào)整透鏡薄膜5 相應(yīng)的向左偏移,使透鏡薄膜5形成的左右眼視圖區(qū)域適應(yīng)用戶的雙眼位置。如圖8、圖9, 用戶處于面對顯示屏幕6的右方的時候,攝像頭1采集到用戶圖像送往CPU2,CPU2控制步進電機3,從而調(diào)整透鏡薄膜5相應(yīng)的向右偏移,使透鏡薄膜5形成的左右眼視圖區(qū)域適應(yīng)用戶的雙眼位置。以上所述,僅為本實用新型較佳實施例而已,故不能依此限定本實用新型實施的范圍,即依本實用新型專利范圍及說明書內(nèi)容所作的等效變化與修飾,皆應(yīng)仍屬本實用新型涵蓋的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1. 一種自動跟蹤人眼位置的裸眼三維顯示結(jié)構(gòu),其特征在于它包括攝像頭、CPU、步進電機、顯示控制單元、透鏡薄膜、顯示屏幕,所述攝像頭連接到CPU,所述CPU分別連接到顯示控制單元、步進電機,所述顯示控制單元連接到顯示屏幕,所述步進電機連接到透鏡薄膜。
專利摘要本實用新型提供一種自動跟蹤人眼位置的裸眼三維顯示結(jié)構(gòu),它包括攝像頭、CPU、步進電機、顯示控制單元、透鏡薄膜、顯示屏幕,所述攝像頭連接到CPU,所述CPU分別連接到顯示控制單元、步進電機,所述顯示控制單元連接到顯示屏幕,所述步進電機連接到透鏡薄膜。本實用新型可以根據(jù)用戶觀看屏幕的位置對透鏡的位置進行調(diào)整,使得左右視圖區(qū)域可以跟隨用戶的位置自動變化,從而在不改變透鏡物理結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,達到擴大用戶三維立體視圖區(qū)域的作用,這將大幅的提高用戶的觀看體驗。
文檔編號G02B27/22GK202267785SQ201120320578
公開日2012年6月6日 申請日期2011年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月30日
發(fā)明者廖裕民 申請人:福州瑞芯微電子有限公司