[发明专利]一种用于多视点自由立体显示器的视角扩展方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种立体显示器，尤其涉及一种用于多视点自由立体显示器的视角扩展方法。

背景技术

裸眼立体显示器又称多视角(Multi View)自由立体显示器(Auto-stereo display)，其主要原理是利用人眼视差特性，在多个用户同时裸眼观看(无须佩带头盔、偏光镜等辅助设备)的条件下呈现出具有空间深度且影像悬浮于屏幕外的逼真立体影像。

在现有技术中，发展较快速也较成熟的立体显示技术为“空间多任务”技术，而“空间多任务”主要可以分为视差屏障(Barrier)与透镜(Lens)两种方式，其利用Barrier或Lens对传统的平面显示器进行影像叠合，使得显示器的光在空间以特定周期分布。对于柱状透镜(Lenticular lens)来说，其成像原理就是利用特定的周期性结构，透过间距(Pitch)设计，并将透镜与图像单元(Image Cell)分开一段适当的距离进行贴合。当图像单元播放内容时，观看者就可以在适当的位置观赏立体影像。

空间多任务的立体显示器，依据空间中出现的图像序列数目不同，又可以分为2-view和multi-view两种显示方式。其中，2-view的立体显示器将空间中的影像以左眼影像、右眼影像的序列出现，而multi-view的立体显示器是将空间中特定范围的张角依序放入不同视角的影像。对于2-view来说，影像单元必须同时在一个画面中播放给观看者左右眼观赏的影像，并且呈现左右交错的排列。当影像单元与透镜贴合后，观看者的左眼就只能看到播放左眼影像的像素，右眼就只能看到播放右眼影像的像素，也就是说，左眼因为透镜聚焦的效应无法看到播放右眼影像的像素，而右眼也会因为透镜聚焦的效应无法看到播放左眼影像的像素。对于multi-view来说，原理与2-view基本相同，不过组件的分光角度更大，不同视角的图更多。相较2-view只能提供双眼视差(binocular parallax)，multi-view能提供移动视差(motion parallax)，从而让使用产生更为自然的立体视觉。

然而，现有的multi-view立体显示器的张角有限，如果左右眼刚好落在相邻两个视区的交界处，则会看到反立体影像(Pseudoscopy)，造成观赏上的不适。此外，某些multi-view立体显示器的立体元件并非垂直阵列，而是采用倾斜设计，当图像序列朝水平方向或垂直方向移动时，会产生移动视差，与人眼感觉不符。有鉴于此，如何设计一种新的多视角自由立体显示器或对现有的立体显示器进行改进，以有效改善或消除上述缺陷，是业内相关技术人员亟待解决的一项课题。

发明内容

针对现有技术中的多视角自由立体显示器所存在的上述缺陷，本发明提供了一种用于多视点自由立体显示器的视角扩展方法，藉由眼部追踪(Eye-Tracking)技术和特定插图技术，将人眼能够观看到正确立体影像的视野范围扩展至全相机视野范围，以消除立体视觉死角，大幅度提升multi-view立体显示器的视角。

依据本发明的一个方面，提供了一种用于多视点自由立体显示器的视角扩展方法，包括以下步骤：

获取立体组件与子像素之间的夹角α；

确定眼心相对于全相机视野范围的有效视野范围的长度(FOV_x-IPD)和宽度(FOV_y-IPD)，FOV_x、FOV_y分别为全相机视野范围的长度和宽度，IPD(Inter-pupil distance)为人眼的瞳距；

计算眼心相对于视区中心可移动的最大水平位移D_max和最小水平位移D_min：