显示装置、方法与应用

摘要

本发明涉及一种显示装置、一种确定裸眼3D最佳视点的方法及应用。显示装置显示L类左眼图像和R类右眼图像，同时摄像头识别人眼位置并拍摄人左眼图像和右眼图像，通过左右眼的角膜反光计算“左眼视觉质量系数”和“右眼视觉质量系数”。通过调整人眼和显示装置相对位置，或调整显示设备的显示方式或结构，使“左眼视觉质量系数”和“右眼视觉质量系数”之和最大，取此时的左眼位置和右眼位置作为最佳视点。可以达到有效的防串扰效果，且与现有的各类裸眼3D设备有良好的兼容性。

权利要求

1.一种显示装置，用于确定最佳视点，其特征在于，包括，显示模块，为可显示L类图像及R类图像的裸眼3D显示装置；在匹配最佳视点时，显示模块上用于显示L类图像的区域发出A类光，用于显示R类图像的区域发出B类光；

摄像头，可识别人眼位置并拍摄人左眼图像和右眼图像；通过摄像头可拍摄到人眼左眼角膜和右眼角膜对显示模块所发出的A类光和B类光的反射光；

视觉质量系数计算模块，用于计算左眼视觉质量系数及右眼视觉质量系数，其中：左眼视觉质量系数＝(ELA‑ELB)÷(ELA+ELB)，右眼视觉质量系数＝(ERB‑ERA)÷(ERB+ERA)，式中，ELA为摄像头拍摄到的左眼角膜对A类光的反射光的强度，ELB为摄像头拍摄到的左眼角膜对B类光的反射光的强度，ERA为摄像头拍摄到的右眼角膜对A类光的反射光的强度，ERB为摄像头拍摄到的右眼角膜对B类光的反射光的强度；

通过调整人眼和显示装置相对位置，或调整显示装置的显示方式或结构，当左眼视觉质量系数和右眼视觉质量系数之和达到最大值时，此时的左眼位置和右眼位置为最佳视点，其中：

调整显示模块的显示方式包括调整所述显示模块的像素显示方式和所述显示模块的子像素显示方式；

调整显示装置的显示结构包括光栅和显示屏的相对位置或调整指向光源的方向。

2.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，在匹配最佳视点时，所述显示模块显示的A类光是波长为λ1的可见光，显示的B类光是波长为λ2的可见光，λ1≠λ2；

所述摄像头为一个彩色摄像头；通过所述摄像头，可拍到左眼角膜和右眼角膜对显示模块所发出的A类光和B类光的反射光。

3.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，在匹配最佳视点时，所述显示模块显示的A类光为一种偏振光PA，显示的B类光为另一种偏振光PB；

有两个所述摄像头，分别定义为摄像头一和摄像头二，摄像头一和摄像头二各带一个偏振片；摄像头一所带的偏振片能透过偏振光PA，不能透过偏振光PB；摄像头二所带的偏振片能透过偏振光PB，不能透过偏振光PA；

所述偏振光PA和偏振光PB为两种相互垂直的线偏振光；或所述偏振光PA和偏振光PB为两种旋向相反的圆偏振光，其中一种是左旋圆偏振光，另外一种是右旋圆偏振光；

通过摄像头一，可拍摄到左眼角膜和右眼角膜对显示模块所发出的偏振光PA的反射光；通过摄像头二，可拍摄到左眼角膜和右眼角膜对显示模块所发出的偏振光PB的反射光。

4.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述裸眼3D显示装置包括2D显示屏和狭缝光栅，狭缝光栅与2D显示屏的相对位置和相对距离可调整，其中：

2D显示屏由N列像素列组成，每列像素列内容可调整，N列像素列每四列像素列为一组循环布置，其中，同一组的像素列由一列不显示任何图像的像素列一、一列用于显示L类图像的像素列二、一列不显示任何图像的像素列三、一列用于显示R类图像的像素列四依序排列而组；或者同一组的像素列由一列不显示任何图像的像素列一、一列用于显示R类图像的像素列四、一列不显示任何图像的像素列三、一列用于显示L类图像的像素列二依序排列而组；或者同一组的像素列由一列用于显示R类图像的像素列四、一列不显示任何图像的像素列一、一列用于显示L类图像的像素列二、一列不显示任何图像的像素列三依序排列而组；

或者同一组的像素列由一列用于显示L类图像的像素列二、一列不显示任何图像的像素列一、一列用于显示R类图像的像素列四、一列不显示任何图像的像素列三依序排列而组；

狭缝光栅由1/2N列的遮光区域及透光区域组成，每列透光区域和每列遮光区域的宽度相等；

当用户处于最佳视点时：左眼通过光栅的透光区域至多能看到所有像素列二、所有像素列一及所有像素列三，同时，右眼通过光栅的透光区域至多能看到所有像素列四、所有像素列一、及所有像素列三。

5.一种确定裸眼3D最佳视点的方法，其特征在于，采用如权利要求1所述的显示装置，包括以下步骤：

所述显示模块上用于显示L类图像的区域发出A类光，同时，用于显示R类图像的区域发出B类光；

显示模块所发出的A类光和B类光射向人左眼和右眼，人眼左眼角膜和右眼角膜对显示模块所发出的A类光和B类光产生反射光；

摄像头，识别人眼位置并拍摄人左眼图像和右眼图像；通过摄像头可拍摄到人眼左眼角膜和右眼角膜对显示模块所发出的A类光和B类光的反射光；

摄像头识别人眼位置并拍摄人左眼图像和右眼图像后，并拍摄人眼左眼角膜和右眼角膜对A类光和B类光的反射光；

视觉质量系数计算模块基于左眼图像角膜反射光和右眼图像角膜反射光计算所述左眼视觉质量系数及所述右眼视觉质量系数；

通过调整人眼和显示装置相对位置，或调整显示装置的显示方式或结构，当左眼视觉质量系数和右眼视觉质量系数之和达到最大值时，此时的左眼位置和右眼位置为最佳视点，其中：

调整显示模块的显示方式包括调整所述显示模块的像素显示方式和所述显示模块的子像素显示方式；

调整显示装置的显示结构包括光栅和显示屏的相对位置或调整指向光源的方向。

6.如权利要求5所述的一种确定裸眼3D最佳视点的方法，其特征在于，当所述左眼视觉质量系数和所述右眼视觉质量系数都达到最大值时，取此时的左眼位置和右眼位置作为所述最佳视点。

7.如权利要求5所述的一种确定裸眼3D最佳视点的方法，其特征在于，当所述左眼视觉质量系数＝100％且所述右眼视觉质量系数＝100％时，取此时的左眼位置和右眼位置作为最佳视点。

8.如权利要求5所述的一种确定裸眼3D最佳视点的方法，其特征在于，初始位置不是最佳视点时，调整所述显示模块位置，使所述左眼视觉质量系数和所述右眼视觉质量系数两个系数之和达到最大值，取此时的左眼位置和右眼位置作为所述最佳视点。

9.如权利要求5所述的一种确定裸眼3D最佳视点的方法，其特征在于，初始位置不是最佳视点时，调整所述显示模块的显示方式，包括调整所述显示模块的像素显示方式和所述显示模块的子像素显示方式，使所述左眼视觉质量系数和所述右眼视觉质量系数两个系数之和达到最大值，取此时的左眼位置和右眼位置作为所述最佳视点。

10.如权利要求5所述的一种确定裸眼3D最佳视点的方法，其特征在于，初始位置不是最佳视点时，调整所述显示模块的结构，使所述左眼视觉质量系数和所述右眼视觉质量系数两个系数之和达到最大值，取此时的左眼位置和右眼位置作为所述最佳视点。

11.如权利要求5所述的一种确定裸眼3D最佳视点的方法，其特征在于，初始位置不是最佳视点时，通过人的移动来调整人左眼和右眼的位置，使所述左眼视觉质量系数和所述右眼视觉质量系数两个系数之和达到最大值，取此时的左眼位置和右眼位置作为最佳视点。

12.一种如权利要求1所述的显示装置的应用，其特征在于，如权利要求1所述的显示装置可进行左眼单眼模式、右眼单眼模式、双眼2D模式或者双眼3D模式的显示，其中：所述左眼单眼模式是显示仅左眼可见的L类图像；所述右眼单眼模式是显示仅右眼可见的R类图像；所述双眼2D模式是同时显示左眼可见的L类图像和右眼可见的R类图像，且L类图像和R类图像相同；所述双眼3D模式是同时显示左眼可见的L类图像和右眼可见的R类图像，且L类图像和R类图像为有视差的立体图。

13.如权利要求12所述的应用，其特征在于，在所述显示装置进行所述左眼单眼模式、所述右眼单眼模式、所述双眼2D模式或所述双眼3D模式显示时，结合眼动测试装置进行眼动测试。

14.如权利要求13所述的应用，其特征在于，在所述如权利要求1所述的显示装置进行所述左眼单眼模式、所述右眼单眼模式、所述双眼2D模式或所述双眼3D模式显示时，进行视力检查或视力训练。

15.如权利要求14所述的应用，其特征在于，在所述左眼单眼模式或者所述右眼单眼模式下进行所述视力检查时，所述视力检查为国家标准对数视力表，左眼单眼模式显示的L类图像是只有左眼能看到的视力表；右眼单眼模式显示的R类图像是只有右眼能看到的视力表。

16.如权利要求14所述的应用，其特征在于，在所述视力检查或所述视力训练时，根据眼动测试的数据进行显示内容的实时调整与反馈。

17.如权利要求12所述的应用，其特征在于，在所述双眼3D模式下进行视觉训练，左眼可见的L类图像和右眼可见的R类图像有一定视差，且视差进行周期性变化。

说明书

显示装置、方法与应用

技术领域

[0001] 本发明涉及一种显示装置、确定裸眼3D最佳视点的方法以及显示装置的应用，属于显示技术领域。

背景技术

[0002] 裸眼3D显示技术的基本原理是，显示屏显示的图像分为两部分：左眼图像和右眼图像，通过狭缝光栅、柱状透镜、指向光源等方式，让左眼只看到左眼图像，右眼只看到右眼
图像。

[0003] 不同厂家、型号的裸眼3D显示器，在设计生产时，一般会有最佳视点，即左眼和右眼在各自的最佳视点时，左眼只能看到左眼图像，右眼只能看到右眼图像，达到理想的视觉
效果。如果左眼和右眼不在最佳视点，就会发生串扰现象，即左眼能看到部分右眼图像，或
右眼能看到部分左眼图像，导致重影等不佳的观看效果。

[0004] 在使用裸眼3D显示器时，虽然一般会有推荐的距离和位置作为最佳视点，但因为裸眼3D显示器在生产时存在的公差会导致最佳视点位置存在误差，观看距离和位置的测量
会有误差，不同的人的瞳距等参数会有差异，这些因素导致在实际观看裸眼3D时，确定观看
者是否位于最佳视点仍然存在困难。

发明内容

[0005] 本发明要解决的技术问题是：使人的左右眼位置和裸眼3D显示的最佳视点相匹配。

[0006] 为了解决上述技术问题，本发明的一个技术方案是提供了一种显示装置，用于确定最佳视点，其特征在于，包括，

[0007] 显示模块，为可显示L类图像及R类图像的裸眼3D显示装置；在匹配最佳视点时，显示模块上用于显示L类图像的区域发出A类光，用于显示R类图像的区域发出B类光；

[0008] 摄像头，可识别人眼位置并拍摄人左眼图像和右眼图像；通过摄像头可拍摄到人眼左眼角膜和右眼角膜对显示模块所发出的A类光和B类光的反射光；

[0009] 视觉质量系数计算模块，用于计算左眼视觉质量系数及右眼视觉质量系数，其中：左眼视觉质量系数＝(ELA‑ELB)÷(ELA+ELB)，右眼视觉质量系数＝(ERB‑ERA)÷(ERB+
ERA)，式中，ELA为摄像头拍摄到的左眼角膜对A类光的反射光的强度，ELB为摄像头拍摄到
的左眼角膜对B类光的反射光的强度，ERA为摄像头拍摄到的右眼角膜对A类光的反射光的
强度，ERB为摄像头拍摄到的右眼角膜对B类光的反射光的强度；

[0010] 通过调整人眼和显示装置相对位置，或调整显示设备的显示方式或结构，当左眼视觉质量系数和右眼视觉质量系数之和达到最大值时，此时的左眼位置和右眼位置为最佳
视点。

[0011] 优选地，在匹配最佳视点时，所述显示模块显示的A类光是波长为λ1的可见光，显示的B类光是波长为λ2的可见光，λ1≠λ2；

[0012] 所述摄像头为一个彩色摄像头；通过所述摄像头，可拍到左眼角膜和右眼角膜对显示模块所发出的A类光和B类光的反射光。

[0013] 优选地，在匹配最佳视点时，所述显示模块显示的A类光为一种偏振光PA，显示的B类光为另一种偏振光PB；

[0014] 有两个所述摄像头，分别定义为摄像头一和摄像头二，摄像头一和摄像头二各带一个偏振片；摄像头一所带的偏振片能透过偏振光PA，不能透过偏振光PB；摄像头二所带的
偏振片能透过偏振光PB，不能透过偏振光PA；

[0015] 所述偏振光PA和偏振光PB为两种相互垂直的线偏振光；或所述偏振光PA和偏振光PB为两种旋向相反的圆偏振光，其中一种是左旋圆偏振光，另外一种是右旋圆偏振光；

[0016] 通过摄像头一，可拍摄到左眼角膜和右眼角膜对显示模块所发出的偏振光PA的反射光；通过摄像头二，可拍摄到左眼角膜和右眼角膜对显示模块所发出的偏振光PB的反射
光。

[0017] 本发明的另一个技术方案是提供了一种确定裸眼3D最佳视点的方法，其特征在于，采用上述的显示装置，包括以下步骤：

[0018] 所述显示模块上用于显示L类图像的区域发出A类光，同时，用于显示R类图像的区域发出B类光；

[0019] 显示模块所发出的A类光和B类光射向人左眼和右眼，人眼左眼角膜和右眼角膜对显示模块所发出的A类光和B类光产生反射光；

[0020] 摄像头识别人眼位置后，并拍摄人眼左眼角膜和右眼角膜的反射光，生成左眼图像和右眼图像；

[0021] 视觉质量系数计算模块基于左眼图像和右眼图像计算所述左眼视觉质量系数及所述右眼视觉质量系数；

[0022] 通过调整人眼和显示装置相对位置，或调整显示设备的显示方式或结构，当左眼视觉质量系数和右眼视觉质量系数之和达到最大值时，此时的左眼位置和右眼位置为最佳
视点。

[0023] 优选地，当所述左眼视觉质量系数和所述右眼视觉质量系数都达到最大值时，取此时的左眼位置和右眼位置作为所述最佳视点。

[0024] 优选地，当所述左眼视觉质量系数＝100％且所述右眼视觉质量系数＝100％时，取此时的左眼位置和右眼位置作为最佳视点。

[0025] 优选地，初始位置不是最佳视点时，调整所述显示模块位置，使所述左眼视觉质量系数和所述右眼视觉质量系数两个系数之和达到最大值，取此时的左眼位置和右眼位置作
为所述最佳视点。

[0026] 优选地，初始位置不是最佳视点时，调整所述显示模块的显示方式，包括调整所述显示模块的像素显示方式和所述显示模块的子像素显示方式，使所述左眼视觉质量系数和
所述右眼视觉质量系数两个系数之和达到最大值，取此时的左眼位置和右眼位置作为所述
最佳视点。

[0027] 优选地，初始位置不是最佳视点时，调整所述显示模块的结构，使所述左眼视觉质量系数和所述右眼视觉质量系数两个系数之和达到最大值，取此时的左眼位置和右眼位置
作为所述最佳视点。

[0028] 优选地，初始位置不是最佳视点时，通过人的移动来调整人左眼和右眼的位置，使所述左眼视觉质量系数和所述右眼视觉质量系数两个系数之和达到最大值，取此时的左眼
位置和右眼位置作为最佳视点。

[0029] 本发明的另一个技术方案是提供了一种上述的显示装置的应用，其特征在于，可进行左眼单眼模式、右眼单眼模式、双眼2D模式、双眼3D模式的显示，其中：所述左眼单眼模
式是显示仅左眼可见的L类图像；所述右眼单眼模式是显示仅右眼可见的R类图像；所述双
眼2D模式是同时显示左眼可见的L类图像和右眼可见的R类图像，且L类图像和R类图像相
同；所述双眼3D模式是同时显示左眼可见的L类图像和右眼可见的R类图像，且L类图像和R
类图像为有视差的立体图。

[0030] 优选地，在所述如权利要求1所述的显示装置进行所述左眼单眼模式、所述右眼单眼模式、所述双眼2D模式或所述双眼3D模式显示时，结合眼动测试装置进行眼动测试。

[0031] 优选地，在所述的显示装置进行所述左眼单眼模式、所述右眼单眼模式、所述双眼2D模式或所述双眼3D模式显示时，进行视力检查和视力训练。

[0032] 优选地，在所述左眼单眼模式、所述右眼单眼模式下进行所述视力检查时，所述视力检查为国家标准对数视力表，左眼单眼模式显示的L类图像是只有左眼能看到的视力表；
右眼单眼模式显示的R类图像是只有右眼能看到的视力表。

[0033] 优选地，在所述视力检查和所述视力训练时，根据眼动测试的数据进行显示内容的实时调整与反馈。

[0034] 优选地，在所述双眼3D模式下进行视觉训练，左眼可见的L类图像和右眼可见的R类图像有一定视差，且视差进行周期性变化。

[0035] 本发明的另一个技术方案是提供了一种裸眼3D显示装置，其特征在于，包括2D显示屏和狭缝光栅，狭缝光栅与2D显示屏的相对位置和相对距离可调整，其中：

[0036] 2D显示屏由N列像素列组成，每列像素列内容可调整，N列像素列每四列像素列为一组循环布置，其中，同一组的像素列由一列不显示任何图像的像素列一、一列用于显示L
类图像的像素列二、一列不显示任何图像的像素列三、一列用于显示R类图像的像素列四依
序排列而组；或者同一组的像素列由一列不显示任何图像的像素列一、一列用于显示R类图
像的像素列四、一列不显示任何图像的像素列三、一列用于显示L类图像的像素列二依序排
列而组；或者同一组的像素列由一列用于显示R类图像的像素列四、一列不显示任何图像的
像素列一、一列用于显示L类图像的像素列二、一列不显示任何图像的像素列三依序排列而
组；或者同一组的像素列由一列用于显示L类图像的像素列二、一列不显示任何图像的像素
列一、一列用于用于显示R类图像的像素列四、一列不显示任何图像的像素列三依序排列而
组；

[0037] 狭缝光栅由1/2N列的遮光区域及透光区域组成，每列透光区域和每列遮光区域的宽度相等；

[0038] 当用户处于最佳视点时：左眼通过光栅的透光区域至多能看到所有像素列二、所有像素列一及所有像素列三，同时，右眼通过光栅的透光区域至多能看到所有像素列四、所
有像素列一、及所有像素列三。

[0039] 本发明具有有益效果是：通过摄像头拍摄到的左眼角膜和右眼角膜对裸眼3D显示设备所发出的光的反射光信息，对人眼和显示装置相对位置，或显示设备的显示方式或结
构进行调整，从而使人的左眼和右眼处于最佳视点，达到有效的防串扰效果。且与现有的各
类裸眼3D设备有良好的兼容性。

附图说明

[0040] 图1为裸眼3D显示器、摄像头、人眼的位置关系示意图；

[0041] 图2为确定最佳视点方法的流程图；

[0042] 图3为A型狭缝光栅裸眼3D显示器结构示意图；

[0043] 图4为B型狭缝光栅裸眼3D显示器结构示意图；

[0044] 图5(a)至图5(e)是通过调整裸眼3D显示器的位置确定最佳视点区域的过程；

[0045] 图6(a)和图6(b)为通过调整裸眼3D显示器的显示方式确定最佳视点区域的过程；

[0046] 图7(a)和图7(b)为通过调整裸眼3D显示器的结构确定最佳视点区域的过程。

具体实施方式

[0047] 下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人
员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定
的范围。

[0048] 实施例一：

[0049] 裸眼3D显示技术的基本原理是将显示装置显示的图像分为两部分：左眼图像和右眼图像，通过狭缝光栅、柱状透镜、指向光源等方式让左眼只看到左眼图像，右眼只看到右
眼图像。

[0050] 如图1所示，本实施例的显示装置使用一个狭缝光栅式裸眼3D显示器101。使用一个彩色摄像头102，安装在狭缝光栅式裸眼3D显示器101的正上方位置，可以拍摄到裸眼3D
观看者的双眼。

[0051] 人眼的角膜是覆盖在眼球虹膜和瞳孔外面的一层透明球面状组织。照射到人眼角膜区域的外部光线，一部分光线透过角膜及瞳孔后，最终照射到视网膜上，产生视觉；另外
有一部分光线被角膜外表面反射到外界。从反射光线的作用来说，角膜大致相当于一个凸
面镜。

[0052] 确定最佳视点方法的流程图如图2所示，包括以下步骤：

[0053] 步骤S1：裸眼3D显示装置显示L类左眼图像和R类右眼图像；同时彩色摄像头102识别人眼位置并拍摄人左眼图像和右眼图像。

[0054] 具体地，本实施例中裸眼3D显示装置为一个狭缝光栅裸眼3D显示器101，可以同时显示L类图像和R类图像。在本实施例中，狭缝光栅裸眼3D显示器101用于显示L类图像的区
域发出的A类光为全屏显示的红光，狭缝光栅裸眼3D显示器101用于显示R类图像的区域发
出的B类光为全屏显示的绿光。两类光的强度相同。此时环境光中应尽量避免含红光和绿
光，人眼本身的颜色也不含红光和绿光。

[0055] 彩色摄像头102拍摄的图像包含人的左眼和右眼，并可通过人脸识别算法和人眼识别算法将人的左眼图像和右眼图像提取出来。

[0056] 步骤S2：通过角膜反光计算“左眼视觉质量系数”和“右眼视觉质量系数”。

[0057] 在人眼观看裸眼3D显示装置时，如果人眼位于最佳视点且无串扰，此时人的左眼只能看到裸眼3D显示装置显示的L类左眼图像，而不能看到R类右眼图像；相应地，右眼只能
看到裸眼3D显示装置显示的R类右眼图像，而不能看到L类左眼图像。

[0058] 因为光是直线传播的，此时裸眼3D显示装置用于显示L类图像的区域所发出的A类光能照射到左眼，而不能照射到右眼；用于显示R类图像的区域所发出的B类光能照射到右
眼，而不能照射到左眼。

[0059] 相应地，此时用彩色摄像头102拍摄的人眼图像中，左眼角膜对裸眼3D显示装置所发出的光的反射光，只有A类光即红光；右眼角膜对裸眼3D显示装置所发出的光的反射光，
只有B类光即绿光。

[0060] 虽然角膜是透明的，在人眼图像中不易直接识别角膜，但因为角膜所覆盖的区域基本等于虹膜和瞳孔的区域，所以可以从彩色摄像头102拍摄的图像中用虹膜和瞳孔区域
判断角膜区域的位置。而且因为角膜对裸眼3D显示装置的反光区域在整个眼睛图像中所占
比例较小，并不会影响人脸识别算法和人眼识别算法对眼睛图像的提取。

[0061] 定义ELA为摄像头拍摄到的左眼角膜对A类光的反射光的强度，定义ELB为摄像头拍摄到的左眼角膜对B类光的反射光的强度，定义ERA为彩色摄像头102拍摄到的右眼角膜
对A类光的反射光的强度，定义ERB为彩色摄像头102拍摄到的右眼角膜对B类光的反射光的
强度，定义“左眼视觉质量系数”＝(ELA‑ELB)÷(ELA+ELB)，定义“右眼视觉质量系数”＝
(ERB‑ERA)÷(ERB+ERA)。

[0062] “左眼视觉质量系数”和“右眼视觉质量系数”的数值范围在100％和‑100％之间。数值越高说明串扰越小。

[0063] 在本实施例中，“左眼视觉质量系数”＝(左眼角膜反射的红光强度‑左眼角膜反射的绿光强度)÷(左眼角膜反射的红光强度+左眼角膜反射的绿光强度)；“右眼视觉质量系
数”＝(右眼角膜反射的绿光强度‑右眼角膜反射的红光强度)÷(右眼角膜反射的绿光强度
+右眼角膜反射的红光强度)。

[0064] 在理想情况下，即完全无串扰时，左眼的角膜反射光仅含红光不含绿光，且右眼的角膜反射光仅含绿光不含红光，代入上述定义公式计算可得“左眼视觉质量系数”为100％，
“右眼视觉质量系数”为100％。

[0065] 在有部分串扰时，例如左眼的角膜反射光含80％红光和20％绿光，右眼的角膜反射光含80％绿光和20％红光，代入上述定义公式计算可得“左眼视觉质量系数”为60％，“右
眼视觉质量系数”为60％。根据光的三基色原理，发生串扰时，彩色摄像头102所拍摄到的红
光和绿光的混合光可分解为红光和绿光，并容易得到红光和绿光各自的强度。

[0066] 在有严重的串扰时，例如左眼的角膜反射光含50％红光和50％绿光，右眼的角膜反射光含50％绿光和50％红光，则此时的“左眼视觉质量系数”为0％，“右眼视觉质量系数”
为0％。

[0067] 甚至在某些情况下，左右眼所应看的图像完全相反，即左眼的角膜反射光含0％红光和100％绿光，右眼的角膜反射光含0％绿光和100％红光，则此时的“左眼视觉质量系数”
为‑100％，“右眼视觉质量系数”为‑100％。

[0068] 步骤S3：通过调整人眼和裸眼3D显示装置相对位置，或调整裸眼3D显示装置的显示方式或结构，使“左眼视觉质量系数”和“右眼视觉质量系数”之和最大，取此时的左眼位
置和右眼位置作为最佳视点。

[0069] 图3所示的A型狭缝光栅裸眼3D显示器是一种常见的设计结构(本图只是为了说明相互位置关系及原理，人眼、狭缝光栅302和显示屏301的距离不代表真实距离比例)，显示
屏301上左眼L类图像和右眼R类图像逐列交替显示，光栅302透光区和遮光区宽度相等，可
以实现左眼只看L类图像和右眼只看R类图像的效果。其缺点是左右眼都同时达到最佳视点
的位置范围非常小，理论上对于这种结构左眼最佳视点和右眼最佳视点都只是一个点，考
虑到不同人的瞳距会有所差别，实际使用时很难使“左眼视觉质量系数”和“右眼视觉质量
系数”都同时达到100％的理想状态，容易发生串扰。

[0070] 为便于找到左右眼最佳视点，本发明提出了一种改进型的“B型狭缝光栅裸眼3D显示器”。图4为B型狭缝光栅裸眼3D显示器结构示意图。B型狭缝光栅裸眼3D显示器由显示屏
401和光栅402组成，假设显示屏401由N列像素列组成，则光栅402由1/2N列的透光区和遮光
区组成，显示屏402显示的规律是左眼L类图像、空白列(此列不显示图像)、右眼R类图像、空
白列，每四列一组循环；且光栅402的透光区和遮光区宽度相等；显示屏401每列像素内容可
调整，即在符合每四列一组循环的基础上，每一列像素显示的内容(L类图像、R类图像、或空
白列)可调整；光栅402与显示屏401的相对位置和相对距离可调整。这种设计的优点是有较
大的最佳视点区域，且可以通过调整像素内容或光栅位置或光栅距离，调整至最佳视点。

[0071] 本实施例以B型狭缝光栅裸眼3D显示器为例，在初始位置不是最佳视点时，可通过以下几种方式中的一种或几种方式结合调整至最佳视点。

[0072] 方式(1)是：当初始位置不是最佳视点时，观看者不动，可通过调整裸眼3D显示装置位置，使左眼和右眼位于最佳视点。调整裸眼3D显示装置位置的方式可以通过电动，机械
等方式调整，或手动调整。

[0073] 以前文所述的B型狭缝光栅裸眼3D显示器为例。在本实施例中，显示屏401和光栅402的位置相对固定，人的双眼距离显示屏相等。如图5(a)所示，初始位置不是最佳视点，左
眼可看到部分右眼R类图像，右眼也可看到部分左眼L类图像。为了使左右眼都位于最佳视
点，一种调整B型狭缝光栅裸眼3D显示器位置的具体方法与步骤是：

[0074] a)人及人眼的位置保持不动。将B型狭缝光栅裸眼3D显示器与人眼的距离Y(本实施例Y值为显示屏401与人眼的距离)设置为在一定范围内从Y1到YN的间隔相等的N个离散
值。B型狭缝光栅裸眼3D显示器与人眼的左右相对位置可沿X方向在一定范围内连续移动。
因为裸眼3D显示器在设计及生产时，一般都有最佳视点的参考位置，在本实施例中，Y1到YN
的可调范围及X的可调范围应包含最佳视点的参考位置。

[0075] b)首先固定Y的距离在Y1，将B型狭缝光栅裸眼3D显示器沿X方向左右移动，得到Y＝Y1时，“左眼视觉质量系数”和“右眼视觉质量系数”随X变化的曲线。

[0076] c)然后将Y的距离调整至Y2，将B型狭缝光栅裸眼3D显示器沿X方向左右移动，得到Y＝Y2时，“左眼视觉质量系数”和“右眼视觉质量系数”随X变化的曲线。

[0077] d)这样距离Y依次调整至YN，最后得到N组“左眼视觉质量系数”和“右眼视觉质量系数”随X变化的曲线。

[0078] e)从N组“视觉质量系数”曲线中选出“左眼视觉质量系数”和“右眼视觉质量系数”都为100％的位置，作为最佳视点。如果最高值不能达到100％，选择“左眼视觉质量系数”和
“右眼视觉质量系数”之和为最高值的位置，作为最佳视点。

[0079] 在本实施例中，“左眼视觉质量系数”和“右眼视觉质量系数”都可达到100％，且有一定范围的最佳视点区域。图5(b)为B型狭缝光栅裸眼3D显示器最佳视点区域示意图，左眼
X值和Y值在四边形OPQR范围内时，右眼X值和Y值在四边形STUV范围内时，都在最佳视点区
域。我们可以取最佳视点区域比较靠近中点的位置作为最佳视点，这样可以在头或眼睛在
一定范围内移动时仍可达到防串扰的较佳效果，本实施例中最佳视点为左眼Y值和右眼Y值
都为YM，(M为1到N中的一个值)，左眼X＝X1，右眼X＝X2。图5(c)为Y＝YM时人眼和B型狭缝光
栅裸眼3D显示器的相对位置关系图。图5(d)为使用B型狭缝光栅裸眼3D显示器，Y＝YM时的
“左眼视觉质量系数”随X移动而变化的示意图，纵轴为“左眼视觉质量系数”的数值。图5(e)
为“右眼视觉质量系数”随X移动而变化的示意图，纵轴为“右眼视觉质量系数”的数值。在Y
＝YM，左眼X＝X1，右眼X＝X2时，“左眼视觉质量系数”和“右眼视觉质量系数”都为100％。

[0080] X的移动范围虽然理论上可以不受限制，但考虑到实际情况人习惯于在靠近显示器中间的位置观看，当裸眼3D显示器沿X方向左右移动时，可以只在人双眼和B型狭缝光栅
裸眼3D显示器相对位置比较居中的范围进行移动，并计算“左眼视觉质量系数”和“右眼视
觉质量系数”随X移动的变化曲线，从中选择最佳视点。

[0081] 方式(2)是：在初始位置不是最佳视点时，调整裸眼3D显示装置的显示方式(例如显示的像素或子像素)，使左眼和右眼位于最佳视点。

[0082] 以前文所述的B型狭缝光栅裸眼3D显示器为例。如图6(a)所示，此时初始位置不是最佳视点，左眼L类图像和右眼R类图像可被左眼同时看到，也可被右眼同时看到。此时，彩
色摄像头102拍摄的左眼角膜反光为红色光和绿色光的混合光，各占50％；拍摄的右眼角膜
反光也为红色光和绿色光的混合光，各占50％。代入“左眼视觉质量系数”和“右眼视觉质量
系数”的定义公式计算可得，初始位置时“左眼视觉质量系数”和“右眼视觉质量系数”都为
0％。

[0083] 通过调整每一列像素显示的内容，所有的像素显示内容向右移动一列，如图6(b)所示。此时“左眼视觉质量系数”和“右眼视觉质量系数”都可达到100％。通过比较调整前后
的“左眼视觉质量系数”和“右眼视觉质量系数”，可以看出调整后为较佳的效果，此时左眼
和右眼位于最佳视点。

[0084] 方式(3)是：在初始位置不是最佳视点时，调整裸眼3D显示装置的结构(例如光栅的相对位置或指向光源的方向等结构)，使左眼和右眼位于最佳视点。

[0085] 以前文所述的B型狭缝光栅裸眼3D显示器为例。如图7(a)所示，此时初始位置不是最佳视点，左眼L类图像和右眼R类图像可被左眼同时看到，也可被右眼同时看到。此时，彩
色摄像头102拍摄的左眼角膜反光为红色光和绿色光的混合光；拍摄的右眼角膜反光也为
红色光和绿色光的混合光。通过调整光栅402和显示屏401的水平方向的相对位置，并计算
随着相对位置的变化“左眼视觉质量系数”和“右眼视觉质量系数”所相应的值。在本实施例
中，当光栅沿Z轴向左移动一定距离时，“左眼视觉质量系数”和“右眼视觉质量系数”都可以
达到最高值100％，光栅402新的位置及左右眼视线示意图如图7(b)所示。此时左眼和右眼
位于最佳视点。

[0086] 如果光栅402和显示屏401的垂直距离可以调整，也可以参照方式(1)进行垂直距离的调整，以便更灵活地选取最佳视点。方法类似，在此不再重复描述。

[0087] 方式(4)是：在初始位置不是最佳视点时，通过调整人眼的位置，使左眼和右眼位于最佳视点。这种方法适用于裸眼3D显示装置不便于移动，且显示方式、显示结构不便于调
整的情况。调整的方式可以为，人在一定范围内前后左右移动，在移动的过程中实时反馈
“左眼视觉质量系数”和“右眼视觉质量系数”的数值，直至找到最佳视点。

[0088] 关于以上几种方式，有几点说明如下：

[0089] 在实际的使用过程中，有的裸眼3D显示装置会有推荐的较佳的使用距离和位置。为了节约调整时间，可以从推荐的距离和位置附近开始，使用本方法进行搜索或调整，以便
较快地确定最佳视点。

[0090] 有时最佳视点是一个连续的空间区域，在这个区域内左右眼的“视觉质量系数”都为100％(或接近100％的较高的值)，此时可以取这个区域的中点作为最佳视点。

[0091] 在找到最佳视点后，后续的观看裸眼3D过程中，为了保持最佳视点，如有必要时可使用下巴托等头部固定装置使人左眼和右眼的位置固定在最佳视点，尤其是视力检查、视
力训练等对最佳视点要求较高，对无串扰要求较严格的使用场合。

[0092] 如裸眼3D显示装置有多个最佳视点，本方法也可用于多人同时使用。

[0093] 本实施例虽然以一种狭缝光栅裸眼3D显示器举例，但本发明同样适用于其他类型的裸眼3D显示器，包括且不限于柱状透镜、指向光源、集成成像、多层显示等类型的裸眼3D
显示器。

[0094] 实施例二：

[0095] 本实施例的裸眼3D显示装置为可显示两种偏振光的裸眼3D显示器，裸眼3D显示装置显示的A类光为一种偏振光PA，显示的B类光为另一种偏振光PB。两类光的强度相同。

[0096] 有两个摄像头，分别为摄像头C1和摄像头C2，摄像头C1和摄像头C2各带一个偏振片；摄像头C1所带的偏振片能透过偏振光PA，不能透过偏振光PB；摄像头C2所带的偏振片能
透过偏振光PB，不能透过偏振光PA。

[0097] 本实施例中，摄像头C1和摄像头C2都位于裸眼3D显示装置上方，靠近裸眼3D显示装置上边缘中部的区域，位于左右对称的位置。

[0098] 偏振光可分为线偏振光和圆偏振光。在光的传播过程中，如只包含一种振动，其振动方向始终保持在同一平面内，这种光称为线偏振光。在光的传播过程中，如空间每个点的
电矢量均以光线为轴作旋转运动，且电矢量端点描出一个圆轨迹，这种光称为圆偏振光。迎
着光线方向看，电矢量顺时针旋转的称右旋圆偏振光，逆时针旋转的称左旋圆偏振光。

[0099] 在本实施例中，两种偏振光是偏振方向相互垂直的线偏振光，偏振光PA为偏振方向为水平方向的线偏振光，偏振光PB为偏振方向为竖直方向的线偏振光。此时，环境中应避
免包含这两种偏振光。相应地，摄像头C1所带的偏振片为只能通过水平方向线偏振光的线
偏振片，摄像头C2所带的偏振片为只能通过竖直方向线偏振光的线偏振片。

[0100] 偏振光经过人眼角膜的反射后，偏振方向不变。

[0101] 通过摄像头C1，可拍摄到左眼角膜和右眼角膜对裸眼3D显示装置所发出的水平方向的线偏振光的反射光，不能拍摄到左眼角膜和右眼角膜对裸眼3D显示装置所发出的竖直
方向的线偏振光的反射光；通过摄像头C2，可拍摄到左眼角膜和右眼角膜对裸眼3D显示装
置所发出的竖直方向的线偏振光的反射光，不能拍摄到左眼角膜和右眼角膜对裸眼3D显示
装置所发出的水平方向的线偏振光的反射光。

[0102] 在本实施例中：

[0103] “左眼视觉质量系数”＝(左眼角膜反射的水平方向线偏振光强度‑左眼角膜反射的竖直方向线偏振光强度)÷(左眼角膜反射的水平方向线偏振光强度+左眼角膜反射的竖
直方向线偏振光强度)；

[0104] “右眼视觉质量系数”＝(右眼角膜反射的竖直方向线偏振光强度‑右眼角膜反射的水平方向线偏振光强度)÷(右眼角膜反射的竖直方向线偏振光强度+右眼角膜反射的水
平方向线偏振光强度)。

[0105] 其中，水平方向线偏振光强度是摄像头C1拍到的水平方向线偏振光强度，竖直方向线偏振光强度是摄像头C2拍到的竖直方向线偏振光强度。

[0106] 与实施例一相同，“左眼视觉质量系数”和“右眼视觉质量系数”的数值范围也在100％和‑100％之间。数值越高说明串扰越小。

[0107] 在初始位置不是最佳视点时，根据“左眼视觉质量系数”和“右眼视觉质量系数”，调整至最佳视点的几种方式与实施例一相似，在此不再重复描述。

[0108] 另外一种可替代的方式是，裸眼3D显示装置可显示左旋圆偏振光和右旋圆偏振光两种圆偏振光，对应两个偏振片为可分别透过两种圆偏振光的圆偏振片，其他和前面使用
线偏振光的方案类似。

[0109] 使用本实施例的偏振式设计方案的优点是，除了在正式观看前寻找最佳视点的过程中可以起作用外，在后续的观看裸眼3D的过程中，仍可持续地通过对“左眼视觉质量系
数”和“右眼视觉质量系数”进行计算和实时反馈，有助于使整个观看过程都位于最佳视点。

[0110] 实施例三：

[0111] 使用前述裸眼3D显示装置和确定最佳视点的方法，可进行左眼单眼模式、右眼单眼模式、双眼2D模式、双眼3D模式显示。左眼单眼模式是显示仅左眼可见的L类图像；右眼单
眼模式是显示仅右眼可见的R类图像；双眼2D模式是同时显示左眼可见的L类图像和右眼可
见的R类图像，且L类图像和R类图像相同；双眼3D模式是同时显示左眼可见的L类图像和右
眼可见的R类图像，且L类图像和R类图像为有视差的立体图。

[0112] 眼动测试装置，也称为眼动仪，可以拍摄人眼图像并通过相关算法计算人眼所看的位置，即眼动点。一般情况下，左眼的眼动点和右眼的眼动点应该是重合或基本重合的。
而有些情况下，左右眼的眼动点之间可能存在一定差异。为了研究这种差异，传统的方法测
量左眼和右眼单眼的眼动数据时，因为不希望另外一只眼睛也同时看到测试内容产生干
扰，一般需要用眼罩等方式遮挡另一只眼。但有时需要比较快速频繁地切换左眼和右眼的
眼动测试，此时如果仍用来回换眼罩的方式会带来时间上较大的浪费和测试的不方便。

[0113] 因为裸眼3D显示装置可以只显示仅左眼能看到的L类图像，或只显示仅右眼能看到的R类图像，所以和眼动仪结合使用，可以实现不用眼罩即可实现单眼眼动测试的作用。

[0114] 本实施例中，眼动仪为含一个近红外摄像机及两个近红外光源的装置。两个近红外光源是发光波长为850nm的LED，位于近红外摄像机的两侧，距离近红外摄像机均为15cm，
近红外光源提供近红外摄像机拍摄的照明并产生角膜反光点作为眼动点计算的参考点。眼
动仪位于裸眼3D显示器正下方，并可拍摄人的左右眼。

[0115] 眼动仪的工作原理是：将近红外摄像机拍摄到的含人眼的图像传输到计算机，由计算机进行图像处理计算。因为近红外摄像机拍摄到角膜反光点亮度高，灰度级可达255，
且两个角膜反光点成对出现距离较近。根据此特性从红外摄像机拍摄到整幅图像中找到眼
睛的大致区域。然后设置一个高于瞳孔的灰度而低于周围虹膜、皮肤区域灰度的灰度阈值，
低于所述灰度阈值的区域标记为可能的瞳孔区域；设置一个排除掉眼睫毛等黑色物体干扰
的面积阈值，从而确定瞳孔所在的区域；根据瞳孔区域计算瞳孔中心的坐标；根据两个角膜
反光点的平均坐标得到角膜反光点中心坐标；瞳孔中心坐标减去角膜反光点中心坐标得到
瞳孔角膜向量。在标定后得到瞳孔角膜向量和眼动点的映射函数。从而计算眼动点。左眼和
右眼的眼动点可以分别计算。

[0116] 使用前述裸眼3D显示装置和确定最佳视点的方法，可与眼动测试装置结合使用，在进行左眼单眼模式、右眼单眼模式、双眼2D模式、双眼3D模式显示时进行眼动测试。

[0117] (1)左眼单眼模式眼动测试：裸眼3D显示器仅显示L类图像，仅左眼可见而右眼不可见。由眼动仪拍摄人眼的图像，并由计算机计算得到左眼和右眼的眼动点数据(此时右眼
虽然看不到L类图像，但计算此时右眼的眼动点仍有意义)。

[0118] (2)右眼单眼模式眼动测试：裸眼3D显示器仅显示R类图像，仅右眼可见而左眼不可见。由眼动仪拍摄人眼的图像，并由计算机计算得到左眼和右眼的眼动点数据(此时左眼
虽然看不到R类图像，但计算此时左眼的眼动点仍有意义)。

[0119] (3)双眼2D模式眼动测试：裸眼3D显示器同时显示L类图像和R类图像，这两种图像没有视差，左右眼看上去为相同的2D图像。由眼动仪拍摄人眼的图像，并由计算机计算得到
左眼和右眼的眼动点数据。

[0120] (4)双眼3D模式眼动测试：裸眼3D显示器同时显示L类图像和R类图像，这两种图像有视差，左右眼看上去为立体的3D图像。由眼动仪拍摄人眼的图像，并由计算机计算得到左
眼和右眼的眼动点数据。尤其是可以测试左眼和右眼的三维视线和虚拟的3D图像交点的三
维坐标，这对于立体视觉的测试或训练是有实用价值的。

[0121] 实施例四：

[0122] 使用前述裸眼3D显示装置和确定最佳视点的方法，可在进行左眼单眼模式、右眼单眼模式、双眼2D模式、双眼3D模式显示时进行视力检查和视力训练。

[0123] 例如：裸眼3D显示装置上显示的L类图像为国家标准对数视力表(E字表)，R类图像为同样的国家标准对数视力表。在检查左眼视力时，裸眼3D显示装置上显示L类图像的国家
标准对数视力表，此时不需遮挡右眼，即可达到左眼可以看到视力表，右眼不能看到视力表
的效果，然后通过视力表进行左眼的视力检查。同理，在检查右眼视力时，裸眼3D显示装置
上显示B类图像的国家标准对数视力表，此时不需遮挡左眼，即可达到右眼可以看到视力
表，左眼不能看到视力表的效果，然后通过视力表进行右眼的视力检查。

[0124] 例如：使用前述裸眼3D显示装置和确定最佳视点的方法，可进行双眼视功能的视觉训练。具体方法是：裸眼3D显示装置和人眼的距离与相对位置保持不变。裸眼3D显示装置
同时显示仅左眼可见的L类图像和仅右眼可见的R类图像，L类图像和R类图像是有一定视差
的一个小球的左右视图，且视差进行周期性变化。从观察者的位置来看，小球会从远到近，
再从近到远，进行周期性运动。由观察者双眼注视这个小球，进行双眼视功能的视觉训练。

[0125] 在视力检查和视力训练时，还可根据眼动测试的数据进行显示内容的实时调整与反馈。例如在视力检查时，如果通过眼动测试装置发现被检查者因为注意力不集中眼睛没
有看视力表，可通过闪光反馈或声音反馈进行提醒。例如在视觉训练时，视觉训练的视标可
在被训练者眼睛注视该视标时发光或发声，增加训练的趣味性；另外还可以记录整个训练
过程中被训练者眼睛注视视标的时间长度，判断有效训练时间。因为视力检查和视力训练
的对象往往是年龄较小的儿童，这样的装置与方法可达到较好的效果。