基于眼鏡追蹤的全息顯示裝置、系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及全息顯示領(lǐng)域，特別是涉及一種基于眼鏡追蹤的全息顯示裝置、系統(tǒng) 及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)實世界上是三維立體世界，它為人的雙眼提供了兩幅具有位差的圖像，映入雙 眼后即形成視覺所需要的視差，然后經(jīng)視神經(jīng)中樞的融合反應(yīng)，以及視覺上心理反應(yīng)便產(chǎn) 生了三維立體感覺。
[0003] 具體的，人們能夠清晰的看見一個物體，一般需要定位出實際看到的物體的遠(yuǎn)近 關(guān)系以及能夠清晰的獲取物體在視網(wǎng)膜上成的像這兩個過程。這兩種過程一般分別稱之為 眼球輻輳和眼球調(diào)節(jié)。眼球調(diào)節(jié)是指眼球通過改變聚焦來獲得物體清晰的像的過程。眼球 輻輳是指物體在視網(wǎng)膜上正位于雙眼黃斑中心凹部位成像的過程，即雙眼定位物體前后位 置或景深的過程，即獲得立體顯示的感覺。
[0004] 然而由于目前三維顯示技術(shù)的局限性，觀看者并不是在所有的位置都能欣賞到立 體顯示圖像，現(xiàn)有技術(shù)中雖然存在通過人眼進(jìn)行追蹤的技術(shù)方法，如模板匹配法，邊緣提取 法、灰度分布法等，但是這些三維顯示裝置的結(jié)構(gòu)都較為復(fù)雜，對像素精度要求也高，并且 只能在光線較好的情況下才能實現(xiàn)對人眼的追蹤，嚴(yán)重影響觀看者的正常使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種基于眼鏡追蹤的全息顯示裝置、系統(tǒng)及方 法，能夠使觀看者在欣賞立體顯示圖像時不受光線和觀看位置的限制。
[0006] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的一個技術(shù)方案是：提供一種基于眼鏡追蹤的 全息顯示裝置，包括顯示屏，攝像頭以及圖像處理單元、全息場景生成單元以及電子光柵， 所述圖像處理單元分別與所述攝像頭以及所述全息場景生成單元以及電子光柵電連接，
[0007] 所述攝像頭用于獲取觀看者所佩戴的快門眼鏡的位置信息，其中，所述快門眼鏡 包括左右鏡片以及鏡框，所述鏡框涂覆有反光材料或熒光材料；
[0008] 所述圖像處理單元用于根據(jù)所述快門眼鏡的位置信息生成控制所述全息場景生 成單元生成左右眼視道對應(yīng)的全息場景的第一信號和控制電子光柵工作角度的第二信 號；
[0009] 所述全息場景生成單元用于接收所述第一信號，并根據(jù)所述第一信號生成對應(yīng)的 左右視道全息場景，并將所述左右視道全息場景發(fā)送至所述顯示屏進(jìn)行顯示；
[0010] 所述電子光柵用于接收所述第二信號，并根據(jù)所述第二信號對工作角度進(jìn)行調(diào) 整。
[0011] 所述圖像處理單元根據(jù)所述攝像頭獲取的所述快門眼鏡的圖像確定所述快門眼 鏡圖像的中心點的第一位置信息。
[0012] 其中，所述圖像處理單元具體用于：
[0013] 獲取所述顯示屏的中心點的第二位置信息以及所述第一位置信息，根據(jù)所述第一 位置信息和所述第二位置信息確定所述快門眼鏡的中心點與所述顯示屏的中心點的連線 與所述顯示屏的第一夾角以及所述連線與其在所述顯示屏上投影的第二夾角；
[0014] 所述全息場景生成單元用于根據(jù)所述第一夾角以及第二夾角生成對應(yīng)的左右視 道全息場景。
[0015] 其中，所述電子光柵用于根據(jù)所述第一夾角對工作角度進(jìn)行調(diào)整。
[0016] 其中，所述電子光柵包括：第一玻璃板、第二玻璃板、液晶層，所述第一玻璃板的 第一表面設(shè)置有第一偏光板，所述第一玻璃板背向第一偏光板的第二表面設(shè)置有第一電極 層，第二玻璃板的第一表面設(shè)置有第二偏光板，第一偏光板和第二偏光板的偏光方向垂直， 且第二玻璃板背向第二偏光板的第二表面設(shè)置有第二電極層，所述第二電極層包括多個間 隔排列的電極，所述液晶層夾設(shè)于所述第一電極層與所述第二電極層之間，所述第一電極 層與所述第二電極層用于產(chǎn)生電場，以使液晶分子根據(jù)所述第一夾角發(fā)生偏轉(zhuǎn)，使得光柵 的明暗條紋位置根據(jù)所述快門眼鏡的位置信息做適應(yīng)性的改變。
[0017] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的另一個技術(shù)方案是：提供一種基于眼鏡追蹤 的全息顯示系統(tǒng)，包括快門眼鏡以及全息顯示裝置，所述快門眼鏡包括左右鏡片以及鏡框， 所述鏡框涂覆有反光材料或熒光材料；其中，所述左右鏡片交替的開啟和關(guān)閉，接收所述全 息顯示裝置的顯示圖像光線；
[0018] 所述全息顯示裝置為上述權(quán)利要求中任一項所述的全息顯示裝置。
[0019] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的另一個技術(shù)方案是：提供一種基于眼鏡追蹤 的全息顯示方法，包括：
[0020] 全息顯示裝置獲取觀看者所佩戴的快門眼鏡的位置信息，其中，所述快門眼鏡包 括左右鏡片以及鏡框，所述鏡框涂覆有反光材料或熒光材料；
[0021] 根據(jù)所述快門眼鏡的位置信息生成控制全息場景生成單元生成左右眼視道對應(yīng) 的全息場景的第一信號和控制電子光柵工作角度的第二信號，根據(jù)所述第一信號生成對應(yīng) 的左右視道全息場景，并在顯示屏上進(jìn)行顯示；
[0022] 根據(jù)所述第二信號對電子光柵的工作角度進(jìn)行調(diào)整，以使所述顯示屏顯示的左視 道全息場景經(jīng)過所述電子光柵進(jìn)入所述觀看者的左眼，右視道全息場景經(jīng)過所述電子光柵 進(jìn)入所述觀看者的右眼。
[0023] 其中，所述全息顯示裝置獲取觀看者所佩戴的快門眼鏡的位置信息，其中，所述快 門眼鏡包括左右鏡片以及鏡框，所述鏡框涂覆有反光材料或熒光材料的步驟包括：
[0024] 根據(jù)所述全息顯示裝置獲取的所述快門眼鏡的圖像確定所述快門眼鏡圖像的中 心點的第一位置信息。
[0025] 其中，所述根據(jù)所述快門眼鏡的位置信息生成控制全息場景生成單元生成左右眼 視道對應(yīng)的全息場景的第一信號和控制電子光柵工作角度的第二信號，根據(jù)所述第一信號 生成對應(yīng)的左右視道全息場景，并在顯示屏上進(jìn)行顯示的步驟包括：
[0026] 獲取所述顯示屏的中心點的第二位置信息以及所述第一位置信息，根據(jù)所述第一 位置信息和所述第二位置信息確定所述快門眼鏡的中心點與所述顯示屏的中心點的連線 與所述顯示屏的第一夾角以及所述連線與其在所述顯示屏上投影的第二夾角；
[0027] 根據(jù)所述第一夾角以及第二夾角生成對應(yīng)的左右視道全息場景。
[0028] 其中，所述根據(jù)所述第二信號對電子光柵的工作角度進(jìn)行調(diào)整，以使所述顯示屏 顯示的左視道全息場景經(jīng)過所述電子光柵進(jìn)入所述觀看者的左眼，右視道全息場景經(jīng)過所 述電子光柵進(jìn)入所述觀看者的右眼的步驟包括：
[0029] 根據(jù)所述第一夾角對工作角度進(jìn)行調(diào)整，以使所述顯示屏顯示的左視道全息場景 經(jīng)過所述電子光柵進(jìn)入所述觀看者的左眼，右視道全息場景經(jīng)過所述電子光柵進(jìn)入所述觀 看者的右眼。
[0030] 本發(fā)明的有益效果是：區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的情況，本發(fā)明的基于眼鏡追蹤的全息顯 示裝置通過攝像頭獲取觀看者所佩戴的鏡框涂覆有反光材料或熒光材料的快門眼鏡的位 置信息，確定左右視道全息場景和電子光柵的工作角度，使用戶在任何位置都能欣賞到立 體顯示圖像，并且，鏡框上涂覆有反光材料或熒光材料，使全息顯示裝置在光線較暗或者黑 夜里仍然能夠獲取觀看者的位置信息，并且因為快門眼鏡相對于觀看者的眼睛面積較大， 結(jié)構(gòu)規(guī)整，更加易于識別，使全息顯示裝置獲取觀看者的位置更加精確。
【附圖說明】
[0031] 圖1是本發(fā)明基于眼鏡追蹤的全息顯示裝置的一實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032] 圖2是本發(fā)明圖像處理單元的工作方式一實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033] 圖3是本發(fā)明電子光柵一實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034] 圖4是本發(fā)明基于眼鏡追蹤的全息顯示裝置另一實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035] 圖5是本發(fā)明基于眼鏡追蹤的全息顯示系統(tǒng)一實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036] 圖6是本發(fā)明基于眼鏡追蹤的全息顯示方法一實施方式的流程示意圖。
【具體實施方式】
[0037] 參閱圖1，圖1為本發(fā)明基于眼鏡追蹤的全息顯示裝置的一實施方式的結(jié)構(gòu)示意 圖。本實施方式中的全息顯示裝置包括攝像頭101、圖像處理單元102、全息場景生成單元 103、顯示屏104以及電子光柵105。其中，圖像處理單元102分別與所述攝像頭101以及所 述全息場景生成單元103以及電子光柵104電連接。
[0038] 攝像頭101用于獲取觀看者所佩戴的快門眼鏡的位置信息。
[0039] 由于觀看者在觀看全息顯示圖像時，一般都需要佩戴快門眼鏡，而且快門眼鏡相 對于觀看者的眼睛面積較大，結(jié)構(gòu)規(guī)整，更加易于識別，因此，攝像頭101通過追捕快門眼 鏡的位置信息能有效提高定位精確