CN101267574A - 一种感应式2d-3d自动立体显示装置 - Google Patents

一种感应式2d-3d自动立体显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种感应式2D－3D自动立体显示装置，包括：二维/三维显示装置和探测处理装置。探测处理装置用于探测信息，并根据探测结果控制所述二维/三维显示装置工作于相应的显示状态。当探测处理装置确定出观看者位于该感应式2D－3D自动立体显示装置的立体观看区内时，向该二维/三维显示装置提供第一驱动；否则，向二维/三维显示装置提供不同于所述第一驱动的第二驱动；所述二维/三维显示装置，用于在所述第一驱动控制下显示平面图像，或者在所述第二驱动控制下显示立体图像。本发明的上述方案中，该感应式2D－3D自动立体显示装置能根据探测到的观看者位置主动显示平面图像或立体图像，无需观看者手动操作、智能化程度高。

Description

一种感应式2D-3D自动立体显示装置
技术领域
本发明涉及立体显示领域，尤其涉及一种能够根据观看者位置自动选择二维显示模式和三维显示模式的感应式2D-3D自动立体显示装置。
背景技术
自动立体显示为人们打开了一个新的显示领域，尤其是2D-3D自动立体显示装置的出现，更是显示技术历史进程上一个重大突破。2D-3D自动立体显示装置具有2D和3D两个显示模式，分别用于向观看者显示平面图像和三维图像。例如：当观看者需要浏览网页或者进行文字编辑时，常要求显示器工作于2D显示模式；而当观看者欣赏电影或者其他视频的时候，都希望可以看到逼真的画面，此时，2D-3D自动立体显示装置常工作于3D显示模式。
图1所示为一种现有的2D-3D自动立体显示装置的结构示意图。该装置包括二维/三维显示装置1和切换控制装置2，其中，二维/三维显示装置1包括：发出平面图像光的显示面板11、一个柱透镜光栅12、一块表面为平面的基板13、填充在柱透镜光栅12和基板13之间的液晶14，柱透镜光栅12和基板13的相对面上均覆有导电膜15。切换控制装置2包括：开关16和电压源17，该电压源17的一个输出端直接连接所述柱透镜光栅12上的导电膜，另一个输出端通过开关16连接至基板13上的导电膜。由于二维/三维显示装置的切换显示原理已是公知的技术，因此不再详述图1所示的2D-3D自动立体显示装置的工作原理。简而言之，图1所示装置中，切换控制装置2通过向二维/三维显示装置1中的液晶14两侧的导电膜15输出或不输出电压以实现显示模式的选择，即观看者可以通过使开关16处于“开”状态以使该2D-3D自动立体显示装置显示立体图像，而当观看者使开关16处于“关”状态时，该2D-3D自动立体显示装置显示平面图像。
现有的切换控制装置在实现显示模式的切换时，多如图1所示那样需要观看者手动操作。众所周知，一个2D-3D自动立体显示装置的观看区域包括平面观看区和立体观看区。立体观看区为2D-3D自动立体显示装置前，观看者能够看到立体图像的区域，立体观看区之外能够看到显示图像的区域为平面观看区。一般情况下，平面观看区内任意一个观看位置到2D-3D自动立体显示装置的显示面的纵向距离小于立体观看区内任意一个观看位置到该2D-3D自动立体显示装置的显示面的纵向距离，因此，对于大尺寸的2D-3D自动立体显示装置而言，若切换控制装置的手动控制开关设置在二维/三维显示装置的显示器上时，观看者需要靠近显示器操作手动控制开关后再回到立体观看区观看，这样给观看者带来很大的不便。此外，若采用远距离遥控设备对显示器进行显示模式切换控制，观看者也需要随身携带遥控设备进行手动操作。因此，需要一种智能型的切换控制装置，能够自动感应到观看者并对二维/三维显示装置进行显示控制。
发明内容
本发明的目的在于提供一种感应式2D-3D自动立体显示装置，该装置能够探测观看者的位置信息，并根据探测结果自动显示平面图像或立体图像，使用方便且智能化程度高。
本发明提供的一种感应式2D-3D自动立体显示装置，包括二维/三维显示装置和探测处理装置。所述探测处理装置用于探测信息，并根据探测结果控制所述二维/三维显示装置工作于相应的显示状态。
所述探测处理装置为红外探测装置。
所述红外探测装置探测人体红外信号，确定探测到的信号强度值是否处于预定阈值范围内，并根据确定结果向所述二维/三维显示装置提供相应的驱动。
所述红外探测装置确定探测到的信号强度值是否处于预定阈值范围内，并根据确定结果向所述二维/三维显示装置提供相应的驱动，包括：若所述红外探测装置确定出探测到的信号强度值大于第一阈值，则向所述二维/三维显示装置提供使其显示平面图像的第一驱动；否则，向所述二维/三维显示装置提供使其显示立体图像的第二驱动。
所述红外探测装置确定探测到的信号强度值是否处于预定阈值范围内，并根据确定结果向所述二维/三维显示装置提供相应的驱动，包括：若所述红外探测装置确定出探测到的信号强度值大于第一阈值或小于第二阈值，则向所述二维/三维显示装置提供使其显示平面图像的第一驱动；否则，向所述二维/三维显示装置提供使其显示立体图像的第二驱动；其中，所述第二阈值小于所述第一阈值。
上述的感应式2D-3D自动立体显示装置中，所述探测处理装置可包括：人脸检测单元和至少一个摄像单元：所述摄像单元，用于周期性获取预定区域的场景图像，并将所述预定区域的场景图像提供给所述人脸检测单元；所述人脸检测单元，用于对所述预定区域的场景图像进行人脸检测，并根据人脸检测结果控制所述二维/三维显示装置工作于相应的显示状态。
当上述预定区域为所述感应式2D-3D自动立体显示装置的平面观看区时，所述摄像单元周期性获取所述平面观看区的场景图像，并将所述平面观看区的场景图像提供给所述人脸检测单元；所述人脸检测单元若检测到所述平面观看区的场景图像中有人脸，则向所述二维/三维显示装置提供使其显示平面图像的第一驱动，否则，向所述二维/三维显示装置提供使其显示立体图像的第二驱动。
当所述预定区域为所述感应式2D-3D自动立体显示装置的立体观看区时：所述摄像单元周期性获取所述立体观看区的场景图像，并将所述立体观看区的场景图像提供给所述人脸检测单元；所述人脸检测单元若检测到所述立体观看区的场景图像中有人脸，则向所述二维/三维显示装置提供使其显示立体图像的第二驱动，否则，向所述二维/三维显示装置提供使其显示平面图像的第一驱动。
上述所有第一驱动和第二驱动中任意一个为无信号输出。
本发明提供的上述方案中，由于探测处理装置能够探测到观看者的位置信息，并根据探测结果使该感应式2D-3D自动立体显示装置自动工作于2D显示模式或3D显示模式，该装置不仅易于实现，且无需观看者进行手动操作，智能化程度高。
附图说明
图1为一种现有的2D-3D自动立体显示装置的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的感应式2D-3D自动立体显示装置示意图；
图3为本发明实施例提供的其中一种感应式2D-3D自动立体显示装置结构示意图；
图4为本发明实施例提供的另一种感应式2D-3D自动立体显示装置结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图，具体说明本发明实施例。
图2为本发明实施例提供的一种感应式2D-3D自动立体显示装置，该装置包括：二维/三维显示装置21和探测处理装置22。
探测处理装置22，用于探测信息，并根据探测结果控制所述二维/三维显示装置工作于相应的显示状态。
其中，该探测处理装置22可以为任意一种能够探测人体信息的装置，如：红外探测装置，包含人脸检测单元的探测装置等，当探测处理装置22探测到预定区域内有人时，向二维/三维显示装置发送相应的驱动，以控制所述二维/三维显示装置显示平面图像或立体图像。所述预定区域可以为该感应式2D-3D自动立体显示装置的平面观看区或立体观看区。
以下分别对包含红外探测装置和包含人脸检测单元的感应式2D-3D自动立体显示装置进行详细说明。
现有的红外探测器是一种辐射能转换器，用于将接收到的红外辐射能转换为便于测量或观察的电能、热能等其他形式的能量，例如，当红外探测器收集外界的红外光后，会将收集的红外光转换为电信号输出。自然界中，任何高于绝对温度(-273度)的物体都将产生红外光谱，不同温度的物体释放的红外能量波长各不相同，即红外波长与温度的高低是相关的。本发明实施例中，采用对人体红外波长(8μm～12μm)非常敏感的红外探测器。
图3所示为本发明实施例提供的一种感应式2D-3D自动立体显示装置结构示意图，该装置包括：二维/三维显示装置21和红外探测装置32。
红外探测装置32，包括至少一个现有的红外探测器，用于探测该2D-3D自动立体显示装置的显示面前方的人体红外信号。由于红外探测装置32探测到的信号的强度与人体和探测装置的距离成反比，即当红外探测装置探测到的信号的强度越大时，说明人体离红外探测装置越近。因此，红外探测装置32可根据探测到的信号强度值来确定观看者是否处于预定区域(平面观看区或立体观看区)内。具体工作时，红外探测装置32判断探测到的信号强度值是否处于预定阈值范围内，当探测到的信号强度值处于预定阈值范围内时，红外探测装置32向二维/三维显示装置21提供某一驱动，使其显示平面图像或立体图像，否则，红外探测装置32向二维/三维显示装置21提供使其显示不同于上述图像的另一驱动。
较佳地，如果需要在感应式2D-3D自动立体显示装置的显示面的近前方显示平面图像，而在离所述显示面一定距离之外的位置才能看到立体图像，则当红外探测装置32的探测到的信号强度值大于预定的第一阈值时(观看者处于平面观看区内)，所述红外探测装置32向二维/三维显示装置21提供第一驱动，否则，当红外探测装置32的探测到的信号强度值小于等于所述第一阈值时(观看者处于立体观看区内)，所述红外探测装置32向二维/三维显示装置21提供不同于第一驱动的第二驱动。所述第一阈值可以为：当观看者位于垂直于感应式2D-3D自动立体显示装置的显示面的方向上、平面观看区和立体观看区的第一个交界面的位置时，所述红外探测装置32探测到的信号强度值。此外，若需要的立体观看区为垂直于感应式2D-3D自动立体显示装置的显示面的方向上的一个距离范围，则还需预先设定一个小于所述第一阈值的第二阈值，所述第二阈值可以为：当观看者位于垂至于感应式2D-3D自动立体显示装置的显示面的纵向上、立体观看区和平面观看区的第二个交界面位置时，所述红外探测装置32探测到的信号强度值。当红外探测装置32的探测到的信号强度值大于所述第一阈值或小于所述第二阈值时，红外探测装置32向二维/三维显示装置21提供第一驱动，否则，红外探测装置32向二维/三维显示装置21提供第二驱动。二维/三维显示装置21，用于在第一驱动控制下，显示平面图像，或者在第二驱动控制下，显示立体图像。
上述第一阈值和第二阈值的定义仅是一种较佳的实施方式，实际上可以根据观看需要设置第一阈值和第二阈值。
较佳地，为了消除平面观看区中其余物体发出的红外光的干扰，可以采用辐照面上覆盖有特殊滤光片的红外探测装置。
所述第一/第二驱动为控制所述二维/三维显示装置21显示立体/平面图像的电压、电流等信号。此外，只要第一驱动和第二驱动为分别能够触发二维/三维显示装置21显示平面图像和立体图像的不同信号即可。事实上，所述第一驱动和第二驱动之中的任一个可以指红外探测装置32没有输出任何信号，例如，图3所示的感应式2D-3D自动立体显示装置中，若二维/三维显示装置21为图1所示的二维/三维显示装置1，且所述红外探测装置32自身包括一个能输出电压的电压源(此时感应式2D-3D自动立体显示装置不包括图1所示的切换控制装置2)，则当红外探测装置32探测到的信号强度值小于等于第一阈值或小于等于第一阈值且大于等于第二阈值时，红外探测装置32不向该二维/三维显示装置21的液晶14两侧的导电膜15提供电压，此时二维/三维显示装置21显示立体图像；否则，红外探测装置32向液晶14两侧的导电膜15提供一个非零值电压(第一驱动)，此时二维/三维显示装置21显示平面图像。
上述采用红外探测装置22的感应式2D-3D自动立体显示装置中，红外探测装置能够探测到观看者的位置信息，并根据观看者所处位置，控制所述二维/三维显示装置21显示相应的图像。
现有的人脸检测技术就是在多媒体数据(如图像、视频等数字信号)中检测出人脸及其位置、大小、个数、方向等的技术。目前人脸检测技术已是一个较为成熟的技术，很多的专利文献中也描述了这种技术，例如：中国专利文献CN1570953A、CN100336070C和CN1226017C等中公开的人脸检测技术。图4所示为本发明实施例提供的另外一种采用现有的人脸检测技术的感应式2D-3D自动立体显示装置结构示意图，该装置包括：二维/三维显示装置21和探测处理装置40。所述探测处理装置40包括摄像单元41和人脸检测单元42。
摄像单元41，用于周期性获取预定区域(平面观看区或立体观看区)的场景图像并传送给人脸检测单元42。摄像单元41可安装于所述二维/三维显示装置21上，例如：该装置可为安装于二维/三维显示装置21的显示器外框上的摄像头，安装时预先使该摄像头的摄像范围调整为所述预定区域。较佳地，为弥补部分摄像头的摄像范围的局限性，探测处理装置40可以包括多个摄像单元41。
人脸检测单元42，用于对收到的预定区域的场景图像进行人脸检测，并根据人脸检测结果向二维/三维显示装置21提供相应驱动。具体工作情况为：当所述预定区域选为该感应式2D-3D自动立体显示装置的平面观看区时，若人脸检测单元42检测出平面观看区的场景图像中有人脸，则向二维/三维显示装置21提供第一驱动，否则，向二维/三维显示装置21提供第二驱动；而当所述预定区域选为该感应式2D-3D自动立体显示装置的立体观看区时，若人脸检测单元42检测出立体观看区的场景图像中有人脸，则向二维/三维显示装置21提供第二驱动，否则，向二维/三维显示装置21提供第一驱动。由于人脸检测单元和方法已是公知的技术，此处不再详细说明。例如，人脸检测单元42可以采用中国专利CN1224900C中所公开的基于DSP的嵌入式人脸自动检测装置，或采用专利CN100336070C或CN1633944A中所公开的技术对平面观看区的场景图像进行人脸检测的装置。
本发明提供的上述实施例中，通过采用一个探测处理装置探测信息，并根据探测结果向二维/三维显示装置提供相应的驱动，因此该感应式2D-3D自动立体显示装置能够根据观看者位置智能化显示相应的图像，而无需观看者手动选择显示模式。
除上述实施方案外，还可将本发明实施例提供的感应式2D-3D自动立体显示装置和现有的手动式2D-3D自动立体显示装置(如图1所示装置)相结合，以获得一种兼具手动控制功能和自动感应功能的感应式2D-3D自动立体显示装置。例如：具体实施时，可使探测处理装置和现有的切换控制装置采用同一个电压源，并在该电压源的输出端设置一个单刀双掷开关以使探测处理装置和切换控制装置中的一个能够向二维/三维显示装置提供第一/第二驱动电压，在此不再详述。
上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的技术人员在本方法的启示下，在不脱离本方法宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多变形，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1、一种感应式2D-3D自动立体显示装置，包括二维/三维显示装置，其特征在于，还包括探测处理装置，用于探测信息，并根据探测结果控制所述二维/三维显示装置工作于相应的显示状态。
2、如权利要求1所述的一种感应式2D-3D自动立体显示装置，其特征在于，所述探测处理装置为红外探测装置。
3、如权利要求2所述的一种感应式2D-3D自动立体显示装置，其特征在于，所述红外探测装置探测人体红外信号，确定探测到的信号强度值是否处于预定阈值范围内，并根据确定结果向所述二维/三维显示装置提供相应的驱动。
4、如权利要求3所述的一种感应式2D-3D自动立体显示装置，其特征在于，所述红外探测装置确定探测到的信号强度值是否处于预定阈值范围内，并根据确定结果向所述二维/三维显示装置提供相应的驱动，包括：若所述红外探测装置确定出探测到的信号强度值大于第一阈值，则向所述二维/三维显示装置提供使其显示平面图像的第一驱动；否则，向所述二维/三维显示装置提供使其显示立体图像的第二驱动。
5、如权利要求3所述的一种感应式2D-3D自动立体显示装置，其特征在于，所述红外探测装置确定探测到的信号强度值是否处于预定阈值范围内，并根据确定结果向所述二维/三维显示装置提供相应的驱动，包括：若所述红外探测装置确定出探测到的信号强度值大于第一阈值或小于第二阈值，则向所述二维/三维显示装置提供使其显示平面图像的第一驱动；否则，向所述二维/三维显示装置提供使其显示立体图像的第二驱动；
其中，所述第二阈值小于所述第一阈值。
6、如权利要求4或5所述的一种感应式2D-3D自动立体显示装置，其特征在于，所述第一驱动和第二驱动中任意一个为无信号输出。
7、如权利要求1所述的一种感应式2D-3D自动立体显示装置，其特征在于，所述探测处理装置包括：人脸检测单元和至少一个摄像单元：
所述摄像单元，用于周期性获取预定区域的场景图像，并将所述预定区域的场景图像提供给所述人脸检测单元；
所述人脸检测单元，用于对所述预定区域的场景图像进行人脸检测，并根据人脸检测结果控制所述二维/三维显示装置工作于相应的显示状态。
8、如权利要求7所述的一种感应式2D-3D自动立体显示装置，其特征在于，所述预定区域为所述感应式2D-3D自动立体显示装置的平面观看区，
所述摄像单元周期性获取所述平面观看区的场景图像，并将所述平面观看区的场景图像提供给所述人脸检测单元；
所述人脸检测单元若检测到所述平面观看区的场景图像中有人脸，则向所述二维/三维显示装置提供使其显示平面图像的第一驱动，否则，向所述二维/三维显示装置提供使其显示立体图像的第二驱动。
9、如权利要求7所述的一种感应式2D-3D自动立体显示装置，其特征在于，所述预定区域为所述感应式2D-3D自动立体显示装置的立体观看区，
所述摄像单元周期性获取所述立体观看区的场景图像，并将所述立体观看区的场景图像提供给所述人脸检测单元；
所述人脸检测单元若检测到所述立体观看区的场景图像中有人脸，则向所述二维/三维显示装置提供使其显示立体图像的第二驱动，否则，向所述二维/三维显示装置提供使其显示平面图像的第一驱动。
10、如权利要求8或9所述的一种感应式2D-3D自动立体显示装置，其特征在于，所述第一驱动和第二驱动中任意一个为无信号输出。
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