CN102279603A

CN102279603A - 显示器的空间朝向和视觉显示随人眼位置的自动调整方法

Info

Publication number: CN102279603A
Application number: CN2011100975648A
Authority: CN
Inventors: 郭孜政; 成泽亮; 李永建; 钟爽; 张骏; 刘玉增; 余晓东; 宋炜; 陈亚青
Original assignee: Southwest Jiaotong University
Current assignee: Southwest Jiaotong University
Priority date: 2011-04-19
Filing date: 2011-04-19
Publication date: 2011-12-14

Abstract

本发明公开了一种显示器的空间朝向和视觉显示随人眼位置的自动调整方法：设置在显示器表面呈等边三角形布置的三个距离传感器通过设置在使用者眼部附近的电子标签的位置进行实时检测定位获得人眼到传感器的距离数据，所述距离数据由信号处理单元进行处理后发出位置调整信号和显示控制信号；位置调整信号通过执行控制电路控制设置在显示器基座上的电机提供二维转动以使显示器平面与人的视线垂直；所述显示控制信号对显示器内预设的视觉显示配置做出选择，使显示器的亮度、字符大小、图形边缘锐度产生动态的适宜调整。采用本发明方法消除“形状误差”，提高人对图像信息的分辨力，使人们对显示器的观察更加方便和准确。

Description

显示器的空间朝向和视觉显示随人眼位置的自动调整方法

所属技术领域

本发明属于发光显示器，尤其是台式电脑和相关设备之显示单元制造领域。

背景技术

当前，电子设备在国内外各行业的普及率大大提高，显示器作为电子设备与人沟通的重要桥梁，其任务是将图像信息正确的传递给接收主体——“人”，而评价该任务实现与否的最主要的标准就是人能否准确接收该信息。现阶段使用的显示器，其分辨率和颜色保真度等技术指标已达到相当高的水平，基本不会出现错误显示、色彩不准、图像模糊等情况，因此由于其本身技术原因而造成图像错误显示的几率很小。但是，由于“人”观察方式的不确定性：比如视线与屏幕的夹角、人眼离屏幕的远近等因素影响人对图像的观察，增加了“误读”的可能性，从给社会生产和人们的生活带来不便，如股票交易所的工作人员需频繁在办公场所走动，同时需要实时掌握位于不同方位的多个显示器信息；人们在厨、客厅忙碌的同时希望随时能正朝电视观看电视节目。在一些与安全监控相关的领域，人的“误读”现象还可能会给社会带来严重的危害。我们基于已有的相关领域研究成果和实验统计发现，当显示器正常工作时，大多数人对图像的“误读”源于以下两方面：

1、当人从侧向观察显示器时(即目光不垂直于显示器平面时)，其图形显示会有相应的偏差，从而产生“形状误差”。

2、人眼对颜色(尤其是相近色调的颜色)的分辨能力随观察距离的增加而降低，还可能使人产生该物体空间远近发生变化的错觉，从而使颜色分辨难度加大。

发明内容

鉴于现有技术的以上缺点，本发明的目的是提供一种显示器的空间朝向和视觉显示随人眼位置的自动调整方法。使之能消除“形状误差”，提高人对图像信息的分辨力，使人们对显示器的观察更加方便和准确。

本发明为解决其技术问题，所采用的技术方案为：

一种显示器的空间朝向和视觉显示随人眼位置的自动调整方法：设置在显示器表面呈等边三角形布置的三个距离传感器通过设置在使用者眼部附近的电子标签的位置进行实时检测定位获得人眼到传感器的距离数据，所述距离数据由控制单元进行处理后发出位置调整信号和显示控制信号；位置调整信号通过执行控制电路控制设置在显示器基座上的电机提供二维转动以使显示器平面与人的视线垂直；所述显示控制信号对显示器内预设的视觉显示配置做出选择，使显示器的亮度、字符大小、图形边缘锐度产生动态的适宜调整。

本发明可一套可固定安置在显示器上的自适应调节装置，主要包括信号处理单元、三个距离传感器、安装在显示器支架处用来控制显示器转动的两台小型电动机予以实现。利用三个距离传感器对人眼的位置进行实时检测定位，将人眼到传感器的距离数据输入到信号处理单元中进行处理后，信号处理单元发出位置调整信号控制执行电路控制电机转动进而调整显示器的空间朝向，使显示器平面与人的视线始终保持垂直，消除“形状误差”；同时，信号处理单元进行处理后还根据人眼到显示器的不同距离发送显示控制信号间接控制显卡对显示器的颜色做出相应的调整，从而使观察者在较远距离也能相对容易地分辨相近颜色的图像信息。为此，可有效解决上述两点问题，消除“形状误差”，提高人对图像信息的分辨力，使人们对显示器的观察更加方便和准确。

附图说明

图1是本发明各部分的功能流程图。

图2是本发明的结构组成直观图。

图3是显示器空间方位调整过程示意图。

图4信号处理单元向显卡发送指令示意图。

图中：2.提供二维转动小型电动机，3.信号处理单元，4.显卡，5.显示器，6.显示器架，7.电子标签。A、B、C分别代表三个距离传感器，以α、β、γ分别表示A、B、C人眼到传感器的距离，以δ表示当视线与显示器垂直时人眼到传感器的距离。

图1表达了本发明方法的一般方案。设置在显示器表面呈等边三角形布置的三个距离传感器对设置在使用者眼部附近的电子标签的位置进行实时检测定位获得人眼到传感器的距离数据，所述距离数据由信号处理单元进行处理后发出位置调整信号和显示控制信号；位置调整信号通过执行控制电路控制设置在显示器基座上的电机提供二维转动以使显示器平面与人的视线垂直；所述显示控制信号对显示器内预设的视觉显示配置做出选择，使显示器的亮度、字符大小、图形边缘锐度产生动态的适宜调整。

图2为本发明方法的一个实施例，三个距离传感器A、B、C均安装在显示器处，与显示器屏幕共面，且位于等边三角形的三个顶点上；电子标签7附着在人眼附近；电动机2安装在位于显示器5与显示器架6的连接部处(两台电动机联动可使显示器绕着连接部向任意方向转动)；距离传感器A、B、C、电动机2、显卡4分别与信号处理单元3用电缆连接。其主要功能是实时的测量人眼到显示器的距离，据此调整显示器空间方位，而后调整显示器的色彩显示。

人眼到显示器的距离测量功能实现：如图3所示左半部分所示，根据已有的方法，使用三个距离传感器与在人眼附近的“电子标签”7(在图3中用“O”位置重叠，下文同)相互通过电信号联系，可以实现实时距离测量功能。三个距离传感器在平面内呈等边三角形布置，且两两之间的距离是固定且已知(等于m)，若将电子标签、三个距离传感器看作三棱锥ABCO的四个顶点，且此三棱锥的六个“棱”长度全部已知(分别为α、β、γ、m、m、m)，因此可利用基本的立体几何原理算出电子标签(O)相对于等边三角形ABC的型心O’的距离OO’(人的视线长)，以此作为人眼距屏幕的距离。

距离数据由信号处理单元进行处理后发出位置调整信号和显示控制信号显示器空间方位调整功能实现：如图3所示，三个距离传感器测得的距离(α、β、γ)通过电缆传输至集成控制电路中，集成控制电路对信号比较，若α、β、γ不全相等，则人的视线必不垂直于显示器平面，此时集成控制电路会向两台电动机发出转动指令，使电动机控制屏幕向着可实现使α、β、γ三者中长度最大者缩短的方向进行转动，缩短其长度，此时，α、β、γ两两之间的长度差值的最大者必会较先前的情况减少，即显示器较先前更加朝向人的视线方向。重复此过程，直到α、β、γ三者都等于或都近似等于定值δ为止。根据这个原理，电路可以不断控制电动机调整屏幕的方向，使之始终朝向使用者的眼部。

显示控制信号对显示器内预设的视觉显示配置做出选择，使显示器的亮度、字符大小、图形边缘锐度产生动态的适宜调整。

显示器视觉显示配置调整功能实现：在显示器正对人眼时，可近似认为人眼与显示器屏幕的距离等于δ。为了调整显示器的视觉显示配置，集成控制电路将该δ值与储存在其内的“数据库”中的预设视觉显示配置作比对(这里仅划分三个值域，如图4所示)，当δ在某个值域中时，调用该“数据库”中与该值域相对应的显示器视觉显示配置，将该方案传送至控制显示器的计算机内，视觉显示配置做出选择，使显示器的亮度、字符大小、图形边缘锐度产生动态的适宜调整。

采用本发明的基本方案，在实际实施时还具有多种变例，所述显示器不限于台式电脑所用，还可便利地用在其它需要显示器的场合，比如雷达示波器等。所述信号处理单元可设置除可设置在控制显示器的主机内以外，还可直接设置在显示器内。

Claims

1.显示器的空间朝向和视觉显示随人眼位置的自动调整方法，采用如下的手段实现显示器空间朝向和视觉显示的人性化调整：设置在显示器表面呈等边三角形布置的三个距离传感器通过设置在使用者眼部附近的电子标签的位置进行实时检测定位获得人眼到传感器的距离数据，所述距离数据由信号处理单元进行处理后发出位置调整信号和显示控制信号；位置调整信号通过执行控制电路控制设置在显示器基座上的电机提供二维转动以使显示器平面与人的视线垂直；所述显示控制信号对显示器内预设的视觉显示配置做出选择，使显示器的亮度、字符大小、图形边缘锐度产生动态的适宜调整。

2.根据权利要求1所述之显示器的空间朝向和视觉显示随人眼位置的自动调整方法，其特征在于，所述信号处理单元可设置在显示器内或控制所述显示器的主机内。