一种多区实现自由视角全息立体显示的设备及方法技术

本发明专利技术公开了一种多区实现自由视角全息立体显示的设备及方法，该设备包括：跟踪定位装置，用于获取至少两个观察者的位置信息；角度调整电路，用于利用每个观察者的位置信息，计算获得相应的光线投射角度及左右眼视点立体图像；多区全息立体显示屏，具有多个自定义像素，且每个自定义像素包括至少两个子显示区域，用于调整每个子显示区域的光线投射角度，使每个自定义像素中均有相应的子显示区域来对应每个观察者，且相应的子显示区域出射的光线对应相应位置信息的光线投射角度进行投射对应相应位置信息的左右眼视点立体图像。本发明专利技术具有先确定观察者的位置再进行全息立体显示的特点，实现了全息立体显示设备上多人自由视角的全息立体显示，提高了用户体验。

【技术实现步骤摘要】
一种多区实现自由视角全息立体显示的设备及方法
本专利技术涉及全息立体显示设备
，特别是涉及一种多区实现自由视角全息立体显示的设备及方法。
技术介绍
目前立体(3D或三维)显示技术主要有穿戴眼镜式和无需穿戴眼镜的裸眼式显示技术。虽然穿戴眼镜式的显示技术成熟，但需要佩戴特制的眼镜观看3D视频或图像，给人们带来诸多不便。因此裸眼式显示技术以其便捷的观看方式被广泛应用，其成像方式有平板显示、容积立体显示和全息显示等方式。传统的成像方法是将若干子视点图片合成到一帧图像中，同时显示在液晶显示屏，然后通过光栅将其相应的左、右眼视图分别投射到左、右眼，最终左眼视图和右眼视图在人脑中合成为立体3D图像。然而目前裸眼式显示技术对于用户而言，使得用户只能从固定的一个或多个方位和角度观察立体显示图像或视频才能感受到明显的3D效果，而从其他方位和角度去观察时则不能感受到明显的3D效果。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题是提供一种多区实现自由视角立体显示的设备及方法，能够实现根据多个用户所在的位置分别观看3D效果明显的图像或视频，提高用户体验。为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是，提供一种设备，该设备包括：跟踪定位装置，用于获取至少两个观察者的位置信息；角度调整电路，用于利用每个观察者的位置信息，计算获得相应位置信息的光线投射角度及左右眼视点立体图像，且一个位置信息对应一个光线投射角度及一种左右眼视点立体图像；多区全息立体显示屏，具有多个自定义像素，每个自定义像素包括至少两个子显示区域，用于分别调整子显示区域的光线出射角度，使每个自定义像素中均有相应的子显示区域来对应每个观察者，且相应的子显示区域出射的光线对应相应观察者所在位置信息的光线投射角度进行投射，并且所投射的光线对应相应位置信息的左右眼视点立体图像。其中，该跟踪定位装置，还用于获取该观察者中至少一个观察者的动作信息；该多区全息立体显示屏还用于响应该动作信息通过改变方式而改变该至少一个观察者对应位置信息的左右眼视点立体图像；其中该动作信息与该改变方式具有映射关系。每个子显示区域包括叠置的显示面板和动态光栅；该动态光栅是电子控制的透镜光栅或狭缝光栅，具体用于接收该角度调整电路计算获得的相应位置信息的光线投射角度调整对应的子显示区域的光线出射角度。该跟踪定位装置是摄像头或红外传感器，具体用于获取观察者的眼睛位置的位置信息和观察者的眼珠转动或手势动作作为动作信息。进一步可选的，该多区全息立体显示屏中自定义像素中的至少两个子显示区域所显示的左右眼视点立体图像相同或不同。进一步可选的，使相应的子显示区域出射的光线对应相应观察者所在位置信息的光线投射角度进行投射，具体是指使子显示区域对应的左右眼视点立体图像的所有出射光线均以对应位置信息的光线投射角度进行投射，使所有出射光线均投射至对应位置信息的观察者，除对应位置信息之外的方向没有光线投射。为解决上述技术问题，本专利技术采用的另一个技术方案是，提供一种方法，包括以下步骤：S1获取至少两个观察者的位置信息；S2利用每个观察者的位置信息，计算获得相应位置信息的光线投射角度及左右眼视点立体图像，且设置一个位置信息对应一个光线投射角度及一种左右眼视点立体图像；S3设置具有多个自定义像素的多区全息立体显示屏，设置每个自定义像素包括至少两个子显示区域，分别调整子显示区域的光线出射角度，使每个自定义像素中均有相应的子显示区域来对应每个观察者，且相应的子显示区域出射的光线对应相应观察者所在位置信息的光线投射角度进行投射，并且所投射的光线对应相应位置信息的左右眼视点立体图像。该步骤S1还包括步骤：获取观察者中至少一个观察者的动作信息；在步骤S2之后，步骤S3之前还包括步骤S31：设置该动作信息与改变方式的映射关系，响应该动作信息而改变该至少一个观察者对应相应位置信息的左右眼视点立体图像。其中进一步可选的，步骤S3在设置每个所述自定义像素包括至少两个子显示区域的步骤之后，还包括步骤S32：设置自定义像素中至少两个子显示区域显示不同的左右眼视点立体图像；在步骤S32之后，进入步骤S3的分别调整子显示区域的光线出射角度的步骤。其中，进一步可选的，步骤S3的具体步骤：设置具有多个自定义像素的多区全息立体显示屏，设置每个自定义像素包括至少两个子显示区域，接收位置信息相应的光线投射角度分别调整子显示区域的光线出射角度，使每个自定义像素中均有相应的子显示区域来对应每个观察者，设置每个子显示区域对应相应位置信息的左右眼视点图像，使子显示区域对应的左右眼视点立体图像的所有出射光线均以对应位置信息的光线投射角度进行投射，使所有出射光线均投射至对应位置信息的观察者，除对应位置信息之外的方向没有光线投射。本专利技术的有益效果是：本专利技术提供的设备首先通过跟踪定位装置获取至少两个观察者的位置信息，其次利用每个观察者的位置信息通过角度调整电路计算获得相应的光线投射角度及左右眼视点立体图像，最后通过具有多个自定义像素且自定义像素包括至少两个子显示区域的多区全息立体显示屏调整每个子显示区域的光线投射角度，使每个自定义像素中均有相应的子显示区域来对应每个观察者，且相应的子显示区域出射的光线对应相应观察者所在位置信息的光线投射角度进行投射对应相应位置信息的左右眼视点立体图像，与现有跟踪式光栅立体显示技术使得多个用户在观察同一个全息立体显示器时，当其中一个观察者移动且跟踪显示时，会影响其他固定或移动观察者观看到的立体效果的技术相比，本专利技术使得多个观察者同时观看同一个全息立体显示屏时，即使其中一个观察者移动且跟踪显示良好的立体效果图像，也不影响其他观察者观看到明显立体效果的图像，更方便人们进行多人自由视角立体观看，提高了用户体验。附图说明图1a是本专利技术设备第一实施方式的结构示意图；图1b是现有裸眼式立体显示技术的原理示意图；图1c是图1a中多区全息立体显示器多视点显示示意图；图1d是图1a中多区全息立体显示器的结构示意图；图1e是图1d中自定义像素的子显示区域一结构示意图；图1f是图1d中自定义像素的子显示区域另一结构示意图；图2是本专利技术移动终端第二实施方式的结构示意图；图3a是本专利技术移动终端第三实施方式的结构示意图；图3b是图3a中不同子显示区域对应不同物体的视点图像示意图；图3c是图3b中透镜光栅投射所有出射光线至一个观察者的示意图；图3d是图3c中液晶透镜的结构示意图；图4是本专利技术提供的方法第一实施方式的流程示意图；图5是本专利技术提供的方法第二实施方式的流程示意图；图6是本专利技术提供的方法第三实施方式的流程示意图。具体实施方式下面结合附图和实施方式对本专利技术进行详细说明。请参阅图1a，图1a是本专利技术设备第一实施方式的结构示意图。该设备10包括：跟踪定位装置110，用于获取至少两个观察者的位置信息；角度调整电路120，用于利用每个观察者的位置信息，计算获得相应位置信息的光线投射角度及左右眼视点立体图像，且一个位置信息对应一个光线投射角度及一种左右眼视点立体图像；多区全息立体显示屏130，具有多个自定义像素11，每个自定义像素11包括至少两个子显示区域，用于分别调整子显示区域的光线出射角度，使每个自定义像素中均有相应的子显示区域来对应每个观察者，且相应的子显示区域出射的光线对应本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于多区实现自由视角全息立体显示的设备，其特征在于，包括：跟踪定位装置，用于获取至少两个观察者的位置信息；角度调整电路，用于利用每个所述观察者的位置信息，计算获得相应所述位置信息的光线投射角度及左右眼视点立体图像，且一个所述位置信息对应一个所述光线投射角度及一种所述左右眼视点立体图像；多区全息立体显示屏，具有多个自定义像素，每个所述自定义像素包括至少两个子显示区域，用于分别调整所述子显示区域的光线出射角度，使每个所述自定义像素中均有相应的所述子显示区域来对应每个所述观察者，且相应的所述子显示区域出射的光线对应相应所述观察者所在位置信息的所述光线投射角度进行投射，并且所投射的光线对应相应所述位置信息的所述左右眼视点立体图像。

【技术特征摘要】
1.一种用于多区实现自由视角全息立体显示的设备，其特征在于，包括：跟踪定位装置，用于获取至少两个观察者的位置信息；角度调整电路，用于利用每个所述观察者的位置信息，计算获得相应所述位置信息的光线投射角度及左右眼视点立体图像，且一个所述位置信息对应一个所述光线投射角度及一种所述左右眼视点立体图像；多区全息立体显示屏，具有多个自定义像素，每个所述自定义像素包括至少两个子显示区域，用于分别调整所述子显示区域的光线出射角度，使每个所述自定义像素中均有相应的所述子显示区域来对应每个所述观察者，且相应的所述子显示区域出射的光线对应相应所述观察者所在位置信息的所述光线投射角度进行投射，并且所投射的光线对应相应所述位置信息的所述左右眼视点立体图像；所述跟踪定位装置，还用于获取至少两个所述观察者中至少一个所述观察者的动作信息；所述多区全息立体显示屏还用于响应所述动作信息通过改变方式而改变所述至少一个所述观察者对应相应所述位置信息的所述左右眼视点立体图像；动作信息和改变方式实现每个观察者独立与全息立体显示屏交互，同一设备上实现分区控制多区全息立体显示屏，使得多个观察者同时观看同一个全息立体显示屏时，即使其中一个观察者移动且跟踪显示良好的立体效果图像，也不影响其他观察者观看到明显立体效果的图像；在同一个设备上实现分区控制多区全息立体显示屏中每个子显示区域的动态光栅调整光线出射角度,通过电压控制改变该动态光栅不同区域的折射率,使出射的光线对应每个位置信息的光线投射角度进行投射对应的左右眼视点立体图像;同一设备为移动终端或固定终端；获取至少两个观察者的位置信息，调整多区全息立体显示屏中每个自定义像素中对应观察者的子显示区域的光线出射角度，使出射的光线对应观察者的位置信息的光线投射角度进行投射，且所投射的光线对应相应位置信息的左右眼视点立体图像。2.根据权利要求1所述的用于多区实现自由视角全息立体显示的设备，其特征在于，每个所述子显示区域包括叠置的显示面板和动态光栅；所述动态光栅是电子控制的透镜光栅或狭缝光栅，具体用于接收所述角度调整电路计算获得的相应所述位置信息的所述光线投射角度调整对应的所述子显示区域的所述光线出射角度。3.根据权利要求2所述的用于多区实现自由视角全息立体显示的设备，其特征在于，所述跟踪定位装置是摄像头或红外传感器，具体用于获取所述观察者的眼睛位置的所述位置信息和所述观察者的眼珠转动或手势动作作为所述动作信息。4.根据权利要求1至3任一项所述的用于多区实现自由视角全息立体显示的设备，其特征在于，所述多区全息立体显示屏中所述自定义像素中的至少两个所述子显示区域所显示的所述左右眼视点立体图像相同或不同。5.根据权利要求1至3任一项所述的用于多区实现自由视角全息立体显示的设备，其特征在于，所述相应的所述子显示区域出射的光线对应相应所述观察者所在位置信息的光线投射角度进行投射，具体是指使所述子显示区域对应的所述左右眼视点立体图像的所有出射光线均以对应所述位置信息的所述光线投射角度进行投射，使所述所有出射光线均投射至对应所述位...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘美鸿，陈易华，
申请(专利权)人：深圳市亿思达科技集团有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44