專利名稱：影像顯示系統(tǒng)及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種影像顯示系統(tǒng)及其方法，特別是有關(guān)于一種立體影像的顯示系統(tǒng)與方法。
背景技術(shù)：
人類在視網(wǎng)膜上的成像實(shí)際上只能提供平面的信息，但是因?yàn)槲覀兊难劬τ袃芍?，兩只眼睛又位于同一個(gè)平面上，所以兩只眼可以同時(shí)看到同一個(gè)物體。兩只眼看到的影像視角又有一些差異，左眼和右眼看到的影像由于眼睛位置的不同會(huì)有一點(diǎn)相位差，經(jīng)過大腦的整合之下兩個(gè)影像融合在一起，便可形成立體的影像。
雖然人類的眼睛可以通過上述原理將實(shí)際存在的物體以立體的形態(tài)予以識(shí)別、理解，然而一旦通過一些影像提取設(shè)備，如照相機(jī)或攝影機(jī)等，將實(shí)際存在物體的影像記錄在底片或磁帶后，重現(xiàn)再生的影像只是一個(gè)平面的記錄，只是我們利用平時(shí)看東西的經(jīng)驗(yàn)，將景深與視差等特征描繪在平面上，能使我們了解它所要代表的立體圖像。以一般照相機(jī)照出的照片為例，照片雖然精確的記錄了物體的大小比例和相對(duì)的光照陰影關(guān)系，看起來很像是立體的，但若換一個(gè)角度看或撕破看，則毫無三維效果可言。
由于平面影像無法進(jìn)一步滿足人類視覺的享受，于是便發(fā)展出許多記錄立體影像的方法，現(xiàn)有較為流行的方法有如下幾種1.紅藍(lán)立體圖像基本上紅藍(lán)立體圖是利用不同色光無法通過特殊濾光片的性質(zhì)做出來的，首先利用紅色和藍(lán)色兩種不同的顏色，分別做出不同角度的兩個(gè)圖像，利用紅色濾光片濾掉藍(lán)色，藍(lán)色濾光片濾掉紅色，使左右兩只眼看到的影像不同，再經(jīng)過大腦整合成為一個(gè)立體的影像。
2.立體電影立體電影的原理和紅藍(lán)立體圖像的原理是一樣的，只是立體電影是利用兩片偏振方向互相垂直的偏振片，濾掉不要的光線，播放時(shí)利用兩架同步播放的放映機(jī)，掛上互相垂直的偏光鏡頭，左右眼再戴上互相垂直的偏振眼鏡，如此左右眼便可看到不同的影像，立體感便由此而生。偏振立體電影的好處就是可以欣賞全彩色的影像，因?yàn)槠衿粫?huì)濾掉不同的色光。
3.全息照片全息照片和普通照片并不相同，但拍攝的方式卻相似，全像片拍攝時(shí)也是利用感光底片來感光，但是不同的是全像片上所記錄的并不是像一般照相底片所記錄的只有一個(gè)平面不同光波反射的強(qiáng)度值，全像片記錄的是干涉條紋，但并不是一般光學(xué)實(shí)驗(yàn)中利用狹縫所產(chǎn)生的干涉條紋，而是實(shí)物上所反射出來的光波與另一束參考光波所共同留下的記號(hào)。拍攝時(shí)，只要在一旁加一束特定波長(zhǎng)的參考光束，等到照片洗好之后再利用相同波長(zhǎng)的光線照射，原來實(shí)物上的光波便會(huì)顯現(xiàn)出來。由于全息照片記錄的記號(hào)是由兩組光波共同造成的，所以，我們可以看到實(shí)物的景深和視差，也就是當(dāng)你換一個(gè)角度去看時(shí)，便和真實(shí)的景物一般可以看到不同的面，甚至在被撕破時(shí)仍可保持原有的立體感。全息照片由于必須使用特定波長(zhǎng)的光束去照射之后才會(huì)產(chǎn)生影像，而且照片無法復(fù)制所以仍不是非常的普遍，實(shí)用性并不是很廣。
4.裸眼可見的立體圖片上述方法都必須通過特殊的道具來觀看，才能顯示出立體效果，在使用上不是很方便，然而我們用最簡(jiǎn)單的方法也可以造出立體圖，完全不需要借助任何儀器也可以產(chǎn)生立體感。最簡(jiǎn)單的方法就是利用像位差制造出兩張相近的圖片，分別利用雙眼去看兩張圖，當(dāng)兩張圖像融合成為一張時(shí)，便會(huì)產(chǎn)生立體的效果。另一種則是3D立體圖卡，這類圖卡通常是利用隨機(jī)點(diǎn)所做出來的，所以又稱為隨機(jī)點(diǎn)陣立體圖(Random Dot Stereogram；RDS)。這類圖形制作的方法其實(shí)很簡(jiǎn)單，只要將兩張一模一樣隨機(jī)點(diǎn)圖中的一張，圈選一個(gè)特定形狀的范圍，將它做水平的位移，如此這兩張隨機(jī)點(diǎn)圖便有一點(diǎn)像位差，通過雙眼將兩張圖組合之后便產(chǎn)生立體影像。
承前所述，現(xiàn)有立體成像技術(shù)，當(dāng)要觀看立體影像時(shí)，必須通過特制的眼鏡或以變更視覺聚焦點(diǎn)的方式才能看到立體影像，這些現(xiàn)有技術(shù)對(duì)于觀看的使用者來說，或是要負(fù)擔(dān)立體影像的攝影與顯像成本，或是必須以攜帶特制眼鏡或辛苦的變更雙眼的聚焦點(diǎn)，這就是立體影像無法確實(shí)普及的主要原因。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的主要目的在于提供一種影像顯示系統(tǒng)及其方法，使用者無須攜帶特制的濾光片或偏光片眼鏡即可觀看到立體影像。
為達(dá)成以上所述及其它目的，本發(fā)明的影像顯示系統(tǒng)包括一用以實(shí)時(shí)測(cè)量使用者雙眼聚焦點(diǎn)的聚焦點(diǎn)測(cè)量模塊；一用以測(cè)量使用者雙眼與一顯示單元間距離的距離測(cè)量模塊；一用以儲(chǔ)存視差影像資料的儲(chǔ)存媒介；以及一用以自該影像儲(chǔ)存媒介中提取出至少二個(gè)視像差影像資料，并依據(jù)使用者雙眼的聚焦點(diǎn)以及雙眼與該顯示單元間的距離調(diào)整該至少二個(gè)視像差影像資料間距之后，在該顯示單元的成像點(diǎn)上顯示該視像差影像資料的影像形成模塊。
通過該影像顯示系統(tǒng)，執(zhí)行影像顯示方法是令該聚焦點(diǎn)測(cè)量模塊實(shí)時(shí)測(cè)量使用者雙眼的聚焦點(diǎn)；其次，令該距離測(cè)量模塊測(cè)量使用者雙眼與該顯示單元間的距離；接著，令該影像形成模塊自該影像儲(chǔ)存媒介中提取出至少二個(gè)視像差影像資料，并依據(jù)使用者雙眼的聚焦點(diǎn)以及雙眼與該顯示單元間的距離調(diào)整該至少二個(gè)視像差影像資料間距之后，在該顯示單元的成像點(diǎn)上顯示該視像差影像資料。
與現(xiàn)有影像顯示技術(shù)相比，本發(fā)明的影像顯示系統(tǒng)及其方法，觀看的使用者無須負(fù)擔(dān)高額的立體影像攝影與顯像成本，也無須攜帶特制的濾光片或偏振片眼鏡即可觀看到立體影像。


圖1是一方塊圖，顯示本發(fā)明的影像顯示系統(tǒng)的基本架構(gòu)；圖2是一流程圖，顯示本發(fā)明的影像顯示方法的流程步驟。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例以下實(shí)施例中，在本發(fā)明的影像顯示系統(tǒng)及其方法中，影像資料是圖片資料，所組成的影像可以是靜態(tài)圖像，也可以是由連續(xù)靜態(tài)圖像組成的動(dòng)態(tài)影像。該圖片資料可以是利用像位差制造出兩張相近的圖片，也可以是利用隨機(jī)點(diǎn)做出來的隨機(jī)點(diǎn)陣立體圖。
請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明的影像顯示系統(tǒng)1包括聚焦點(diǎn)測(cè)量模塊110；距離測(cè)量模塊120；儲(chǔ)存媒介130；以及影像形成模塊140。此外，本發(fā)明的影像顯示系統(tǒng)1搭接有一用以顯示該影像資料的顯示單元150，例如可以是一投影設(shè)備。
該聚焦點(diǎn)測(cè)量模塊110是用以實(shí)時(shí)測(cè)量使用者雙眼的聚焦點(diǎn)。在本實(shí)施例中，該聚焦點(diǎn)測(cè)量模塊110包括至少一影像提取單元112，該影像提取單元112可以是電荷耦合器件(CCD)鏡頭，借以提取使用者的雙眼影像。在該影像提取單元112提取到使用者雙眼影像后，該聚焦點(diǎn)測(cè)量模塊110隨即將使用者雙眼的焦距以及聚焦點(diǎn)加以計(jì)算，求出使用者雙眼聚焦點(diǎn)距離其雙眼的距離。
該距離測(cè)量模塊120是用以測(cè)量使用者雙眼與該顯示單元150間的距離。在本實(shí)施例中，該距離測(cè)量模塊120可以是一紅外線距離測(cè)量模塊，它的位置緊靠的位于與該顯示單元150的成像點(diǎn)成共平面的位置，較佳的選擇是，該距離測(cè)量模塊120可嵌入在該顯示單元150中，借以精確的求出使用者雙眼與該顯示單元150成像點(diǎn)的間距。
該儲(chǔ)存媒介130是用以儲(chǔ)存視差影像資料。承前所述，在本實(shí)施例中，該影像資料是圖片資料，所組成的影像可以是靜態(tài)圖像，也可以是由連續(xù)的靜態(tài)圖像組成的動(dòng)態(tài)影像。該圖片資料可以是利用像位差制造出兩張相近的圖片，也可以是利用隨機(jī)點(diǎn)做出的隨機(jī)點(diǎn)陣立體圖。為增加影像資料儲(chǔ)存與處理的效率，較佳的選擇是，該影像資料是以數(shù)字檔案的形式儲(chǔ)存在該儲(chǔ)存媒介130中。
該影像形成模塊140是用以自該影像儲(chǔ)存媒介130中提取出至少二個(gè)視像差影像資料，并依據(jù)使用者雙眼的聚焦點(diǎn)以及雙眼與該顯示單150元間的距離，來調(diào)整該至少二個(gè)視像差影像資料的間距之后，在該顯示單元150的成像點(diǎn)上顯示該視像差影像資料。承前所述，在本實(shí)施例中，由于該影像資料是圖片資料，且該圖片資料是利用像位差制造出兩張相近的圖片或利用隨機(jī)點(diǎn)做出的隨機(jī)點(diǎn)陣立體圖。因此，若要使用者觀看到立體影像，則必須通過景點(diǎn)比凝視點(diǎn)遠(yuǎn)的非交叉型像差(uncrossed disparity)或通過景點(diǎn)比凝視點(diǎn)近的交叉型像差(crosseddisparity)等方式，方可將兩個(gè)具有一定距離的圖片資料相接合，進(jìn)而形成立體影像。
需特別說明的是，現(xiàn)有以裸眼方式觀看兩張像位差圖片，使用者必須自行調(diào)整雙眼的聚焦點(diǎn)，通過非交叉型像差或交叉型像差的方式使兩張像位差圖片相互結(jié)合，進(jìn)而形成立體影像。然由在本發(fā)明的聚焦點(diǎn)測(cè)量模塊110可實(shí)時(shí)測(cè)量使用者雙眼聚焦點(diǎn)，并通過該距離測(cè)量模塊120測(cè)量出使用者雙眼與該顯示單元150成像點(diǎn)間的距離，最后再經(jīng)由該影像形成模塊140自該影像儲(chǔ)存媒介130中提取出二個(gè)視像差影像資料，并依據(jù)使用者雙眼的聚焦點(diǎn)以及雙眼與該顯示單150元間的距離調(diào)整該至少二視像差影像資料的間距之后，在該顯示單元150的成像點(diǎn)上顯示該視像差影像資料，該成像點(diǎn)可在使用者雙眼的聚焦點(diǎn)之前或之后。因此，使用者無須改變聚焦點(diǎn)，就可以使兩張像位差圖片相互結(jié)合，進(jìn)而形成立體影像。
請(qǐng)參閱圖2，其中顯示通過本發(fā)明的影像顯示系統(tǒng)1執(zhí)行影像顯示方法的流程步驟。
在步驟S201中，令該聚焦點(diǎn)測(cè)量模塊110通過該影像提取單元112提取使用者的雙眼影像。接著進(jìn)行步驟S202。
在步驟S202中，令該聚焦點(diǎn)測(cè)量模塊110隨即將使用者雙眼的焦距以及聚焦點(diǎn)加以計(jì)算，求出使用者雙眼聚焦點(diǎn)距離其雙眼的距離。接著進(jìn)行步驟S203。
在步驟S203中，令該距離測(cè)量模塊120測(cè)量使用者雙眼與該顯示單元150間的距離。承前所述，在本實(shí)施例中，該距離測(cè)量模塊120是一紅外線距離測(cè)量模塊，它的位置緊靠的位于與該顯示單元150的成像點(diǎn)成共平面的位置，較佳的選擇是，該距離測(cè)量模塊120可嵌入在該顯示單元150中，并與該顯示單元150的成像點(diǎn)成共平面，借以精確的求出使用者雙眼與該顯示單元150成像點(diǎn)的間距。接著進(jìn)行步驟S204。
在步驟S204中，令該影像形成模塊140自該影像儲(chǔ)存媒介130中提取出至少二個(gè)視像差影像資料，并依據(jù)使用者雙眼的聚焦點(diǎn)以及雙眼與該顯示單150元間的距離調(diào)整該至少二個(gè)視像差影像資料的間距之后，在該顯示單元150的成像點(diǎn)上顯示該視像差影像資料。承前所述，在本實(shí)施例中，該影像形成模塊140自該影像儲(chǔ)存媒介130中提取出二個(gè)視像差影像資料，并依據(jù)使用者雙眼的聚焦點(diǎn)以及雙眼與該顯示單150元間的距離調(diào)整該至少二個(gè)視像差影像資料的間距之后，在該顯示單元150的成像點(diǎn)上顯示該視像差影像資料，該成像點(diǎn)可在使用者雙眼的聚焦點(diǎn)之前或之后。因此，使用者無須改變聚焦點(diǎn)，就可以使兩張像位差圖片相互結(jié)合，進(jìn)而形成立體影像。
權(quán)利要求
1.一種影像顯示系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括一聚焦點(diǎn)測(cè)量模塊，是用以實(shí)時(shí)測(cè)量使用者雙眼聚焦點(diǎn)；一距離測(cè)量模塊，是用以測(cè)量使用者雙眼與一顯示單元間的距離；一儲(chǔ)存媒介，是用以儲(chǔ)存視差影像資料；以及一影像形成模塊，是用以自該影像儲(chǔ)存媒介中提取出至少二個(gè)視像差影像資料，并依據(jù)使用者雙眼的聚焦點(diǎn)以及雙眼與該顯示單元間的距離調(diào)整該至少二個(gè)視像差影像資料的間距之后，在該顯示單元的成像點(diǎn)上顯示該視像差影像資料。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，該聚焦點(diǎn)測(cè)量模塊包括至少一用以提取使用者雙眼影像的影像提取單元。
3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，該影像提取單元是一電荷耦合器件鏡頭。
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，該距離測(cè)量模塊是一紅外線距離測(cè)量模塊。
5.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，該距離測(cè)量模塊是緊靠的位于與該顯示單元的成像點(diǎn)成共平面的位置。
6.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，該距離測(cè)量模塊是嵌入在該顯示單元中。
7.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，該影像資料是以數(shù)字檔案的形式儲(chǔ)存在該儲(chǔ)存媒介中。
8.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，該影像資料是圖片資料。
9.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，該圖片資料組成的影像是靜態(tài)圖像。
10.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，該圖片資料組成的影像是由連續(xù)的靜態(tài)圖像組成的動(dòng)態(tài)影像。
11.如權(quán)利要求9或10所述的系統(tǒng)，其特征在于，該該圖片資料是利用像位差制造出兩張相近的圖片。
12.如權(quán)利要求9或10所述的系統(tǒng)，其特征在于，該該圖片資料是利用隨機(jī)點(diǎn)做出來的隨機(jī)點(diǎn)陣立體圖。
13.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，該成像點(diǎn)是在使用者雙眼的聚焦點(diǎn)之前或之后。
14.一種影像顯示方法，其特征在于，該方法包括令一聚焦點(diǎn)測(cè)量模塊實(shí)時(shí)測(cè)量使用者雙眼的聚焦點(diǎn)；令一距離測(cè)量模塊測(cè)量使用者雙眼與一顯示單元間的距離；以及令一影像形成模塊自一影像儲(chǔ)存媒介中提取出至少二個(gè)視像差影像資料，并依據(jù)使用者雙眼的聚焦點(diǎn)以及雙眼與該顯示單元間的距離調(diào)整該至少二個(gè)視像差影像資料的間距之后，在該顯示單元的成像點(diǎn)上顯示該視像差影像資料。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，該聚焦點(diǎn)測(cè)量模塊包括至少一用以提取使用者雙眼影像的影像提取單元。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，該影像提取單元是一電荷耦合器件鏡頭。
17.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，該距離測(cè)量模塊是一紅外線距離測(cè)量模塊。
18.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，該距離測(cè)量模塊是緊靠的位于與該顯示單元的成像點(diǎn)成共平面的位置。
19.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，該距離測(cè)量模塊是嵌入在該顯示單元中。
20.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，該影像資料是以數(shù)字檔案的形式儲(chǔ)存在該儲(chǔ)存媒介中。
21.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，該影像資料是圖片資料。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，該圖片資料組成的影像是靜態(tài)圖像。
23.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，該圖片資料組成的影像是由連續(xù)的靜態(tài)圖像組成的動(dòng)態(tài)影像。
24.如權(quán)利要求22或23所述的方法，其特征在于，該該圖片資料是利用像位差制造出兩張相近的圖片。
25.如權(quán)利要求22或23所述的方法，其特征在于，該該圖片資料是利用隨機(jī)點(diǎn)做出的隨機(jī)點(diǎn)陣立體圖。
26.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，該成像點(diǎn)是在使用者雙眼的聚焦點(diǎn)之前或之后。
全文摘要
一種影像顯示系統(tǒng)及其方法是借由一聚焦點(diǎn)測(cè)量機(jī)制實(shí)時(shí)測(cè)量使用者雙眼的聚焦點(diǎn)，再通過距離測(cè)量機(jī)制測(cè)量使用者雙眼與一顯示單元間的距離，接著利用一影像形成機(jī)制自一影像儲(chǔ)存媒介中提取出至少二個(gè)視像差影像資料，并依據(jù)使用者雙眼的聚焦點(diǎn)以及雙眼與該顯示單元間的距離調(diào)整該至少二個(gè)視像差影像資料的間距之后，在該顯示單元的成像點(diǎn)上顯示該視像差影像資料；通過該影像顯示系統(tǒng)及其方法，使用者無須調(diào)整聚焦點(diǎn)，即可在該顯示單元上觀看到立體影像。
文檔編號(hào)G02B27/00GK1721915SQ200410069758
公開日2006年1月18日 申請(qǐng)日期2004年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月14日
發(fā)明者高崇倫 申請(qǐng)人:文化傳信科技(澳門)有限公司