[发明专利]立体显示装置及其显示方法、立体显示拼接墙

说明书

技术领域

本发明涉及立体成像显示技术领域(Stereoscopic Displays)，具体涉及到一种立体显示装置及其显示方法、立体显示拼接墙。

背景技术

三维(3D)立体显示技术在近年来发展很快，在虚拟显示技术、3D游戏、3D广告、航空航天、核技术、生物分子等领域有十分诱人的应用前景。

传统的立体显示技术需要观看者佩戴特殊的工具，如眼镜、头盔等，但佩戴这些特殊的工具限制了人们做其他与屏幕无关的工作，影响方便舒适性，而且随着观看时间的延长，观看者容易感到疲劳，产生虚拟现实症。所以，另一种立体显示技术即裸眼可视立体显示技术如今成为了研究的热点。

裸眼可视立体显示技术无需佩戴任何辅助工具，因而具有更大的灵活性和实用性，其主要分为两种：第一种为将二维图像分离成前景和背景图像，再加上某种景深提示来获得三维图像，要得到较好的三维图像效果，正确地分割物体是一个难点。第二种为利用光学作用使平面图像中不同的图像分别进入两眼，形成双目视差，再利用两眼的生理融合功能，使观看者对平面图像产生立体感。这种基于双目视差而开发出的立体显示装置正成为裸眼可视立体显示技术的热点，而光栅式立体显示装置更是其中的主流。

图1为现有一种光栅式立体显示装置的示意图，该装置主要由平板显示器11和光栅12组成，平板显示器11可以为液晶显示器、等离子显示器或有机电致发光显示器等，光栅12上设置有位置和尺寸均固定的多个开孔12a。在显示过程中，控制光栅12上开孔12a的开闭状态，使得左右眼分别只能看到左眼视图和右眼视图，再经过大脑的生理融合就得到了立体显示效果。例如，图1中观看者10位于位置A，此时穿过开孔12a，其左眼L看到平板显示器11的区域PL1，而其右眼R看到区域PL2，而区域PL2和区域PL1互补且不相交，这样通过控制开孔12a的开闭状态可使左右眼分别看到区域PL1和区域PL2的二维图像，再通过大脑融合而得到立体图像。

但是，当观看者10位于位置C时，透过同一个开孔12a右眼R看到的区域已经到达了平板显示器的最边缘，观看者10继续向顺时针方向移动，就无法看到任何显示区域，因此，位置C即为视觉范围的临界，可见，这种光栅式立体显示装置的视觉范围受到一定的限制。

此外，当观看者10位于位置C或位置B时，左右眼在平板显示器上看到的区域出现交叠，这将带来左右眼同一时刻看到不同区域的内容，而使观看者产生立体图像感知疲倦。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种视觉范围较大的立体显示装置及其显示方法。

本发明解决的另一问题是提供一种立体显示拼接墙，能够实现多视角的3D观察，并获得随用户位置移动而变化的3D场景。

为解决上述问题，本发明提供一种立体显示装置，包括：显示器，光栅，定位单元，信息处理单元和驱动单元；其中，

所述显示器，用于显示二维视图；

所述光栅，位于所述显示器前方，具有至少两个尺寸可调的开孔，用于通过所述开孔的启闭而从所述二维视图获得左眼视图和右眼视图；

所述定位单元，用于捕获观看者的位置信息并输入给信息处理单元；

所述信息处理单元，用于根据所述观看者的位置信息计算得到所述光栅各个位置的开孔尺寸和对应的显示器上显示区域的尺寸，并将计算结果发给驱动单元；

所述驱动单元，用于将光栅各个位置的开孔尺寸和对应的显示器上显示区域的尺寸与所述计算结果同步。

所述光栅的形状与显示器的显示屏的形状相同。

所述光栅为液晶盒，所述液晶盒包括多个像素单元组成的阵列。

所述光栅的开孔包括至少一个所述像素单元。

所述显示器包括平面显示器、曲面显示器或折叠面显示器。

所述显示器包括：液晶显示器、等离子体显示器或有机电致发光显示器。

所述驱动单元包括：光栅驱动模块和显示器驱动模块，其中，

所述光栅驱动模块，用于根据所述计算结果调整所述光栅各个位置的开孔尺寸；

所述显示器驱动模块，用于根据所述计算结果调整显示器上与所述开孔对应的显示区域的尺寸。

所述观看者的位置信息包括：观看者的与显示器的距离和角度。

相应的，还提供一种立体影像的显示方法，包括以下步骤：

提供包括光栅和显示器的立体显示装置；

利用显示器显示二维视图；

捕获观看者的位置信息；

由所述观看者的位置信息计算所述光栅各个位置的开孔尺寸和对应的显示器上显示区域的尺寸，得到计算结果；