《一種感應式2D-3D自動立體顯示裝置》是北京超多維科技有限公司於2008年4月30日申請的發明專利，該專利的申請號為2008101057923，公布號為CN101267574，公布日為2008年9月17日，發明人是戈張，該專利涉及立體顯示領域。
《一種感應式2D-3D自動立體顯示裝置》包括：二維/三維顯示裝置和探測處理裝置。探測處理裝置用於探測信息，並根據探測結果控制所述二維/三維顯示裝置工作於相應的顯示狀態。當探測處理裝置確定出觀看者位於該感應式2D－3D自動立體顯示裝置的立體觀看區內時，向該二維/三維顯示裝置提供第一驅動；否則，向二維/三維顯示裝置提供不同於所述第一驅動的第二驅動；所述二維/三維顯示裝置，用於在所述第一驅動控制下顯示平面圖像，或者在所述第二驅動控制下顯示立體圖像。該發明的上述方案中，該感應式2D－3D自動立體顯示裝置能根據探測到的觀看者位置主動顯示平面圖像或立體圖像，無需觀看者手動操作、智慧型化程度高。
2014年11月6日，《一種感應式2D-3D自動立體顯示裝置》獲得第十六屆中國專利優秀獎。
（概述圖為《一種感應式2D-3D自動立體顯示裝置》摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：一種感應式2D-3D自動立體顯示裝置
- 公布號：CN101267574
- 公布日：2008年9月17日
- 申請號：2008101057923
- 申請日：2008年4月30日
- 申請人：北京超多維科技有限公司
- 地址：北京市東城區東長安街1號東方廣場東方經貿城東一辦公樓15層04－05
- 發明人：戈張
- 分類號：H04N13/00（2006.01）、H04N13/04（2006.01）、H04N15/00（2006.01）、G06K9/00（2006.01）
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
自動立體顯示為人們打開了一個新的顯示領域，尤其是2D-3D自動立體顯示裝置的出現，更是顯示技術歷史進程上一個重大突破。2D-3D自動立體顯示裝置具有2D和3D兩個顯示模式，分別用於向觀看者顯示平面圖像和三維圖像。例如：當觀看者需要瀏覽網頁或者進行文字編輯時，常要求顯示器工作於2D顯示模式；而當觀看者欣賞電影或者其他視頻的時候，都希望可以看到逼真的畫面，此時，2D-3D自動立體顯示裝置常工作於3D顯示模式。
圖1所示為一種2008年4月前已有的2D-3D自動立體顯示裝置的結構示意圖。該裝置包括二維/三維顯示裝置1和切換控制裝置2，其中，二維/三維顯示裝置1包括：發出平面圖像光的顯示面板11、一個柱透鏡光柵12、一塊表面為平面的基板13、填充在柱透鏡光柵12和基板13之間的液晶14，柱透鏡光柵12和基板13的相對面上均覆有導電膜15。切換控制裝置2包括：開關16和電壓源17，該電壓源17的一個輸出端直接連線所述柱透鏡光柵12上的導電膜，另一個輸出端通過開關16連線至基板13上的導電膜。由於二維/三維顯示裝置的切換顯示原理已是公知的技術，因此不再詳述圖1所示的2D-3D自動立體顯示裝置的工作原理。簡而言之，圖1所示裝置中，切換控制裝置2通過向二維/三維顯示裝置1中的液晶14兩側的導電膜15輸出或不輸出電壓以實現顯示模式的選擇，即觀看者可以通過使開關16處於“開”狀態以使該2D-3D自動立體顯示裝置顯示立體圖像，而當觀看者使開關16處於“關”狀態時，該2D-3D自動立體顯示裝置顯示平面圖像。
2008年4月前已有的切換控制裝置在實現顯示模式的切換時，多如圖1所示那樣需要觀看者手動操作。眾所周知，一個2D-3D自動立體顯示裝置的觀看區域包括平面觀看區和立體觀看區。立體觀看區為2D-3D自動立體顯示裝置前，觀看者能夠看到立體圖像的區域，立體觀看區之外能夠看到顯示圖像的區域為平面觀看區。一般情況下，平面觀看區內任意一個觀看位置到2D-3D自動立體顯示裝置的顯示面的縱向距離小於立體觀看區內任意一個觀看位置到該2D-3D自動立體顯示裝置的顯示面的縱向距離，因此，對於大尺寸的2D-3D自動立體顯示裝置而言，若切換控制裝置的手動控制開關設定在二維/三維顯示裝置的顯示器上時，觀看者需要靠近顯示器操作手動控制開關後再回到立體觀看區觀看，這樣給觀看者帶來很大的不便。此外，若採用遠距離遙控設備對顯示器進行顯示模式切換控制，觀看者也需要隨身攜帶遙控設備進行手動操作。因此，需要一種智慧型型的切換控制裝置，能夠自動感應到觀看者並對二維/三維顯示裝置進行顯示控制。
發明內容
專利目的
《一種感應式2D-3D自動立體顯示裝置》的目的在於提供一種感應式2D-3D自動立體顯示裝置，該裝置能夠探測觀看者的位置信息，並根據探測結果自動顯示平面圖像或立體圖像，使用方便且智慧型化程度高。
技術方案
《一種感應式2D-3D自動立體顯示裝置》包括二維/三維顯示裝置和探測處理裝置。所述探測處理裝置用於探測信息，並根據探測結果控制所述二維/三維顯示裝置工作於相應的顯示狀態。
所述探測處理裝置為紅外探測裝置。
所述紅外探測裝置探測人體紅外信號，確定探測到的信號強度值是否處於預定閾值範圍內，並根據確定結果向所述二維/三維顯示裝置提供相應的驅動。
所述紅外探測裝置確定探測到的信號強度值是否處於預定閾值範圍內，並根據確定結果向所述二維/三維顯示裝置提供相應的驅動，包括：若所述紅外探測裝置確定出探測到的信號強度值大於第一閾值，則向所述二維/三維顯示裝置提供使其顯示平面圖像的第一驅動；否則，向所述二維/三維顯示裝置提供使其顯示立體圖像的第二驅動。
所述紅外探測裝置確定探測到的信號強度值是否處於預定閾值範圍內，並根據確定結果向所述二維/三維顯示裝置提供相應的驅動，包括：若所述紅外探測裝置確定出探測到的信號強度值大於第一閾值或小於第二閾值，則向所述二維/三維顯示裝置提供使其顯示平面圖像的第一驅動；否則，向所述二維/三維顯示裝置提供使其顯示立體圖像的第二驅動；其中，所述第二閾值小於所述第一閾值。
上述的感應式2D-3D自動立體顯示裝置中，所述探測處理裝置可包括：人臉檢測單元和至少一個攝像單元：所述攝像單元，用於周期性獲取預定區域的場景圖像，並將所述預定區域的場景圖像提供給所述人臉檢測單元；所述人臉檢測單元，用於對所述預定區域的場景圖像進行人臉檢測，並根據人臉檢測結果控制所述二維/三維顯示裝置工作於相應的顯示狀態。
當上述預定區域為所述感應式2D-3D自動立體顯示裝置的平面觀看區時，所述攝像單元周期性獲取所述平面觀看區的場景圖像，並將所述平面觀看區的場景圖像提供給所述人臉檢測單元；所述人臉檢測單元若檢測到所述平面觀看區的場景圖像中有人臉，則向所述二維/三維顯示裝置提供使其顯示平面圖像的第一驅動，否則，向所述二維/三維顯示裝置提供使其顯示立體圖像的第二驅動。
當所述預定區域為所述感應式2D-3D自動立體顯示裝置的立體觀看區時：所述攝像單元周期性獲取所述立體觀看區的場景圖像，並將所述立體觀看區的場景圖像提供給所述人臉檢測單元；所述人臉檢測單元若檢測到所述立體觀看區的場景圖像中有人臉，則向所述二維/三維顯示裝置提供使其顯示立體圖像的第二驅動，否則，向所述二維/三維顯示裝置提供使其顯示平面圖像的第一驅動。
上述所有第一驅動和第二驅動中任意一個為無信號輸出。
改善效果
《一種感應式2D-3D自動立體顯示裝置》提供的上述方案中，由於探測處理裝置能夠探測到觀看者的位置信息，並根據探測結果使該感應式2D-3D自動立體顯示裝置自動工作於2D顯示模式或3D顯示模式，該裝置不僅易於實現，且無需觀看者進行手動操作，智慧型化程度高。
附圖說明
圖1為一種2008年4月前已有的2D-3D自動立體顯示裝置的結構示意圖；
圖2為該發明實施例提供的感應式2D-3D自動立體顯示裝置示意圖；
圖3為該發明實施例提供的其中一種感應式2D-3D自動立體顯示裝置結構示意圖；
圖4為該發明實施例提供的另一種感應式2D-3D自動立體顯示裝置結構示意圖。
權利要求
1、《一種感應式2D-3D自動立體顯示裝置》包括二維/三維顯示裝置，其特徵在於，還包括探測處理裝置，用於探測信息，並根據探測結果控制所述二維/三維顯示裝置工作於相應的顯示狀態。
2、如權利要求1所述的一種感應式2D-3D自動立體顯示裝置，其特徵在於，所述探測處理裝置為紅外探測裝置。
3、如權利要求2所述的一種感應式2D-3D自動立體顯示裝置，其特徵在於，所述紅外探測裝置探測人體紅外信號，確定探測到的信號強度值是否處於預定閾值範圍內，並根據確定結果向所述二維/三維顯示裝置提供相應的驅動。
4、如權利要求3所述的一種感應式2D-3D自動立體顯示裝置，其特徵在於，所述紅外探測裝置確定探測到的信號強度值是否處於預定閾值範圍內，並根據確定結果向所述二維/三維顯示裝置提供相應的驅動，包括：若所述紅外探測裝置確定出探測到的信號強度值大於第一閾值，則向所述二維/三維顯示裝置提供使其顯示平面圖像的第一驅動；否則，向所述二維/三維顯示裝置提供使其顯示立體圖像的第二驅動。
5、如權利要求3所述的一種感應式2D-3D自動立體顯示裝置，其特徵在於，所述紅外探測裝置確定探測到的信號強度值是否處於預定閾值範圍內，並根據確定結果向所述二維/三維顯示裝置提供相應的驅動，包括：若所述紅外探測裝置確定出探測到的信號強度值大於第一閾值或小於第二閾值，則向所述二維/三維顯示裝置提供使其顯示平面圖像的第一驅動；否則，向所述二維/三維顯示裝置提供使其顯示立體圖像的第二驅動；其中，所述第二閾值小於所述第一閾值。
6、如權利要求4或5所述的一種感應式2D-3D自動立體顯示裝置，其特徵在於，所述第一驅動和第二驅動中任意一個為無信號輸出。
7、如權利要求1所述的一種感應式2D-3D自動立體顯示裝置，其特徵在於，所述探測處理裝置包括：人臉檢測單元和至少一個攝像單元：所述攝像單元，用於周期性獲取預定區域的場景圖像，並將所述預定區域的場景圖像提供給所述人臉檢測單元；所述人臉檢測單元，用於對所述預定區域的場景圖像進行人臉檢測，並根據人臉檢測結果控制所述二維/三維顯示裝置工作於相應的顯示狀態。
8、如權利要求7所述的一種感應式2D-3D自動立體顯示裝置，其特徵在於，所述預定區域為所述感應式2D-3D自動立體顯示裝置的平面觀看區，所述攝像單元周期性獲取所述平面觀看區的場景圖像，並將所述平面觀看區的場景圖像提供給所述人臉檢測單元；所述人臉檢測單元若檢測到所述平面觀看區的場景圖像中有人臉，則向所述二維/三維顯示裝置提供使其顯示平面圖像的第一驅動，否則，向所述二維/三維顯示裝置提供使其顯示立體圖像的第二驅動。
9、如權利要求7所述的一種感應式2D-3D自動立體顯示裝置，其特徵在於，所述預定區域為所述感應式2D-3D自動立體顯示裝置的立體觀看區，所述攝像單元周期性獲取所述立體觀看區的場景圖像，並將所述立體觀看區的場景圖像提供給所述人臉檢測單元；所述人臉檢測單元若檢測到所述立體觀看區的場景圖像中有人臉，則向所述二維/三維顯示裝置提供使其顯示立體圖像的第二驅動，否則，向所述二維/三維顯示裝置提供使其顯示平面圖像的第一驅動。
10、如權利要求8或9所述的一種感應式2D-3D自動立體顯示裝置，其特徵在於，所述第一驅動和第二驅動中任意一個為無信號輸出。
實施方式
圖2為該發明實施例提供的一種感應式2D-3D自動立體顯示裝置，該裝置包括：二維/三維顯示裝置21和探測處理裝置22。
探測處理裝置22，用於探測信息，並根據探測結果控制所述二維/三維顯示裝置工作於相應的顯示狀態。
其中，該探測處理裝置22可以為任意一種能夠探測人體信息的裝置，如：紅外探測裝置，包含人臉檢測單元的探測裝置等，當探測處理裝置22探測到預定區域內有人時，向二維/三維顯示裝置傳送相應的驅動，以控制所述二維/三維顯示裝置顯示平面圖像或立體圖像。所述預定區域可以為該感應式2D-3D自動立體顯示裝置的平面觀看區或立體觀看區。
以下分別對包含紅外探測裝置和包含人臉檢測單元的感應式2D-3D自動立體顯示裝置進行詳細說明。
2008年4月前已有的紅外探測器是一種輻射能轉換器，用於將接收到的紅外輻射能轉換為便於測量或觀察的電能、熱能等其他形式的能量，例如，當紅外探測器收集外界的紅外光後，會將收集的紅外光轉換為電信號輸出。自然界中，任何高於絕對溫度（-273度）的物體都將產生紅外光譜，不同溫度的物體釋放的紅外能量波長各不相同，即紅外波長與溫度的高低是相關的。該發明實施例中，採用對人體紅外波長（8微米～12微米）非常敏感的紅外探測器。
圖3所示為該發明實施例提供的一種感應式2D-3D自動立體顯示裝置結構示意圖，該裝置包括：二維/三維顯示裝置21和紅外探測裝置32。
紅外探測裝置32，包括至少一個紅外探測器，用於探測該2D-3D自動立體顯示裝置的顯示面前方的人體紅外信號。由於紅外探測裝置32探測到的信號的強度與人體和探測裝置的距離成反比，即當紅外探測裝置探測到的信號的強度越大時，說明人體離紅外探測裝置越近。因此，紅外探測裝置32可根據探測到的信號強度值來確定觀看者是否處於預定區域（平面觀看區或立體觀看區）內。具體工作時，紅外探測裝置32判斷探測到的信號強度值是否處於預定閾值範圍內，當探測到的信號強度值處於預定閾值範圍內時，紅外探測裝置32向二維/三維顯示裝置21提供某一驅動，使其顯示平面圖像或立體圖像，否則，紅外探測裝置32向二維/三維顯示裝置21提供使其顯示不同於上述圖像的另一驅動。
較佳地，如果需要在感應式2D-3D自動立體顯示裝置的顯示面的近前方顯示平面圖像，而在離所述顯示面一定距離之外的位置才能看到立體圖像，則當紅外探測裝置32的探測到的信號強度值大於預定的第一閾值時（觀看者處於平面觀看區內），所述紅外探測裝置32向二維/三維顯示裝置21提供第一驅動，否則，當紅外探測裝置32的探測到的信號強度值小於等於所述第一閾值時（觀看者處於立體觀看區內），所述紅外探測裝置32向二維/三維顯示裝置21提供不同於第一驅動的第二驅動。所述第一閾值可以為：當觀看者位於垂直於感應式2D-3D自動立體顯示裝置的顯示面的方向上、平面觀看區和立體觀看區的第一個交界面的位置時，所述紅外探測裝置32探測到的信號強度值。此外，若需要的立體觀看區為垂直於感應式2D-3D自動立體顯示裝置的顯示面的方向上的一個距離範圍，則還需預先設定一個小於所述第一閾值的第二閾值，所述第二閾值可以為：當觀看者位於垂至於感應式2D-3D自動立體顯示裝置的顯示面的縱向上、立體觀看區和平面觀看區的第二個交界面位置時，所述紅外探測裝置32探測到的信號強度值。當紅外探測裝置32的探測到的信號強度值大於所述第一閾值或小於所述第二閾值時，紅外探測裝置32向二維/三維顯示裝置21提供第一驅動，否則，紅外探測裝置32向二維/三維顯示裝置21提供第二驅動。二維/三維顯示裝置21，用於在第一驅動控制下，顯示平面圖像，或者在第二驅動控制下，顯示立體圖像。
上述第一閾值和第二閾值的定義僅是一種較佳的實施方式，實際上可以根據觀看需要設定第一閾值和第二閾值。
較佳地，為了消除平面觀看區中其餘物體發出的紅外光的干擾，可以採用輻照面上覆蓋有特殊濾光片的紅外探測裝置。
所述第一/第二驅動為控制所述二維/三維顯示裝置21顯示立體/平面圖像的電壓、電流等信號。此外，只要第一驅動和第二驅動為分別能夠觸發二維/三維顯示裝置21顯示平面圖像和立體圖像的不同信號即可。事實上，所述第一驅動和第二驅動之中的任一個可以指紅外探測裝置32沒有輸出任何信號，例如，圖3所示的感應式2D-3D自動立體顯示裝置中，若二維/三維顯示裝置21為圖1所示的二維/三維顯示裝置1，且所述紅外探測裝置32自身包括一個能輸出電壓的電壓源（此時感應式2D-3D自動立體顯示裝置不包括圖1所示的切換控制裝置2），則當紅外探測裝置32探測到的信號強度值小於等於第一閾值或小於等於第一閾值且大於等於第二閾值時，紅外探測裝置32不向該二維/三維顯示裝置21的液晶14兩側的導電膜15提供電壓，此時二維/三維顯示裝置21顯示立體圖像；否則，紅外探測裝置32向液晶14兩側的導電膜15提供一個非零值電壓（第一驅動），此時二維/三維顯示裝置21顯示平面圖像。
上述採用紅外探測裝置22的感應式2D-3D自動立體顯示裝置中，紅外探測裝置能夠探測到觀看者的位置信息，並根據觀看者所處位置，控制所述二維/三維顯示裝置21顯示相應的圖像。
2008年4月前已有的人臉檢測技術就是在多媒體數據（如圖像、視頻等數位訊號）中檢測出人臉及其位置、大小、個數、方向等的技術。截至2008年4月人臉檢測技術已是一個較為成熟的技術，很多的專利文獻中也描述了這種技術，例如：中國專利文獻CN1570953A、CN100336070C和CN1226017C等中公開的人臉檢測技術。圖4所示為該發明實施例提供的另外一種採用人臉檢測技術的感應式2D-3D自動立體顯示裝置結構示意圖，該裝置包括：二維/三維顯示裝置21和探測處理裝置40。所述探測處理裝置40包括攝像單元41和人臉檢測單元42。
攝像單元41，用於周期性獲取預定區域（平面觀看區或立體觀看區）的場景圖像並傳送給人臉檢測單元42。攝像單元41可安裝於所述二維/三維顯示裝置21上，例如：該裝置可為安裝於二維/三維顯示裝置21的顯示器外框上的攝像頭，安裝時預先使該攝像頭的攝像範圍調整為所述預定區域。較佳地，為彌補部分攝像頭的攝像範圍的局限性，探測處理裝置40可以包括多個攝像單元41。
人臉檢測單元42，用於對收到的預定區域的場景圖像進行人臉檢測，並根據人臉檢測結果向二維/三維顯示裝置21提供相應驅動。具體工作情況為：當所述預定區域選為該感應式2D-3D自動立體顯示裝置的平面觀看區時，若人臉檢測單元42檢測出平面觀看區的場景圖像中有人臉，則向二維/三維顯示裝置21提供第一驅動，否則，向二維/三維顯示裝置21提供第二驅動；而當所述預定區域選為該感應式2D-3D自動立體顯示裝置的立體觀看區時，若人臉檢測單元42檢測出立體觀看區的場景圖像中有人臉，則向二維/三維顯示裝置21提供第二驅動，否則，向二維/三維顯示裝置21提供第一驅動。由於人臉檢測單元和方法已是公知的技術，此處不再詳細說明。例如，人臉檢測單元42可以採用中國專利CN1224900C中所公開的基於DSP的嵌入式人臉自動檢測裝置，或採用專利CN100336070C或CN1633944A中所公開的技術對平面觀看區的場景圖像進行人臉檢測的裝置。
該發明提供的上述實施例中，通過採用一個探測處理裝置探測信息，並根據探測結果向二維/三維顯示裝置提供相應的驅動，因此該感應式2D-3D自動立體顯示裝置能夠根據觀看者位置智慧型化顯示相應的圖像，而無需觀看者手動選擇顯示模式。
除上述實施方案外，還可將該發明實施例提供的感應式2D-3D自動立體顯示裝置和手動式2D-3D自動立體顯示裝置（如圖1所示裝置）相結合，以獲得一種兼具手動控制功能和自動感應功能的感應式2D-3D自動立體顯示裝置。例如：具體實施時，可使探測處理裝置和切換控制裝置採用同一個電壓源，並在該電壓源的輸出端設定一個單刀雙擲開關以使探測處理裝置和切換控制裝置中的一個能夠向二維/三維顯示裝置提供第一/第二驅動電壓。
榮譽表彰
2014年11月6日，《一種感應式2D-3D自動立體顯示裝置》獲得第十六屆中國專利優秀獎。
