[發明專利]跟蹤最佳位置的方法和裝置

無效

• 申請號: 200680006173.8
• 申請日: 2006-02-24
• 公開（公告）號: CN101129074A
• 公開（公告）日: 2008-02-20
• 發明（設計）人: 塞巴斯蒂安·阿姆隆;阿明·史威特納
• 申請（專利權）人: 視瑞爾技術公司
• 主分類號: H04N13/00
• 分類號: H04N13/00;G02B27/22
• 代理公司: 北京連和連知識產權代理有限公司
• 代理人: 王光輝

本發明涉及一種用于跟蹤顯示信息的透射電子顯示器中最佳位置單元的最佳位置的方法和裝置，所述方法和裝置在調制信息后，以定向的方式通過顯示器將光投射到最佳位置上的至少一個觀察者的眼睛上。

本發明可用于一個或多個觀察者的單視場和/或自動立體顯示器。根據本發明的顯示裝置可使圖像可選擇地以二維、三維模式或混合模式顯示。在本文件中，術語“自動立體顯示器”表示一種顯示裝置，利用該顯示裝置，至少一個觀察者不用任何額外輔助就可以從很多個由其自由選擇的位置上觀看三維圖像。

從光傳播的方向上看，顯示器的最佳位置單元包含一個具有多個發射或傳送光的照明原件的照明矩陣，以及具有成像原件的成像裝置。成像裝置將照明陣列開啟的照明原件的光以一個或多個最佳位置的方式，以差不多理想的平行光束，投射到至少一個觀察者的眼睛中。為此，將多個照明元件分配給成像裝置的每個成像元件。最佳位置是可以高質量觀察信息面板所提供的信息的區域。

在最佳位置上必須一直保證信息面板上顯示的信息的均勻性，并且當觀看三維內容時，必須防止觀察者的眼睛之間的信息串擾。如果觀察者在顯示裝置前方的空間中改變其位置，這些條件必須持續達到，以持續不斷地向觀察者提供高質量的單視場或立體圖像內容。例如，在用于車輛的單視場顯示器中，在向駕駛員提供路線圖的同時乘客可以觀看電影。兩人都應該可以在一定范圍內移動而不失去其特定的信息。

此外，已經證明，如果為確定的最佳位置開啟的光源數量僅有輕微的過小或過大，那么干擾和成像缺陷很可能就會出現。例如，觀察者可能會感受到各最佳位置之間的串擾，以及諸如均勻度和對比度的圖像質量的惡化。人眼可以很輕易地覺察到這種變化。

人們期望自動立體顯示器呈現高質量的三維場景，而且表現出與觀察者數量無關的特征，例如觀察者的自由、分立移動，以及獲得二維和/或三維模式下的多個圖的可選擇的通路。

為了能夠盡量滿足所有這些需求，就需要一個合適的跟蹤系統，其為跟蹤裝置的后續處理過程和立體信息顯示器提供信息。這種跟蹤系統必須能夠不斷地檢測觀察者在顯示裝置前方盡可能大的觀看空間中的移動，以向每個觀察者始終提供與其實際位置無關的特定圖像信息。這就對位置檢測器的精度、顯示器單個元件的質量以及顯示器總體成像質量提出了極高的要求。

已有利用機械、光學及其它方式、或其結合的用于跟蹤的跟蹤系統。但是，這些系統承受精度或實時應用的適應性受到不良影響的缺點。它們的設計往往體積龐大，而且可以向觀察者提供信息的觀看空間非常有限。此外，所需的計算時間相當多地增加了在位置檢測至信息提供過程中需要考慮的因素。

WO?03/053072A1專利申請文件公開了一種具有收集三維位置信息的跟蹤系統和連續立體圖像展示的多用戶顯示器。該顯示器包含依次排列的可以三維尋址的背光、用于將光線聚焦于觀察者的大面積成像透鏡、以及作為圖像矩陣的光調制器。背光由多個二維光源陣列組成，該二維光源陣列在多個平面中依次逐個排列。背光的光源陣列中的一個的照明元件根據觀察者的實際位置來決定其開啟。這種方法還可使光源分別對一個或多個觀察者與顯示器之間的距離進行跟蹤。動態檢測所有觀察者眼睛的三維位置信息，打開背光的可分配照明元件，將光束與調制的圖像同時聚焦至觀察者的各左/右眼。

這種顯示器的缺點是低亮度，因為僅有一個可局部選擇的點光源可用于照亮每個觀察者眼睛的整個圖像，而且還因為光路中的未開啟光源陣列吸收了該光的一部分。除了其龐大的體積之外，這種三維背光制造也困難。

US?6014164號專利公開了一種具有光源跟蹤系統的用于多個觀察者的自動立體顯示器。對每個觀察者成對安排的光源可以在x、y和z方向上移動，以在控制系統的幫助下跟蹤觀察者位置的變化。該方法可在信息面板上向觀察者連續不斷地提供三維場景。因為該系統也使用了光源跟蹤法，所以上述缺點同樣也出現在該系統中。具體說，因為對每個觀察者必須單獨跟蹤觀察者特定的光源對，所以需要昂貴的跟蹤裝置。這些裝置不允許顯示裝置實現平面設計。

公知的跟蹤方法僅能向位于相當受制約的立體觀看空間中不同位置上的觀察者放送特定的信息。跟蹤范圍和圖像矩陣的亮度受到限制。此外，顯示器體積龐大，需要昂貴的裝置、包括計算裝置來實現跟蹤。位于顯示器前方不同位置上的觀察者越多，所要計算的數據量就越大，因而位置檢測和最佳位置的實際提供之間的延遲就會更加增長。因此，已經形成了普遍的慣例，即并不實時計算數據的某些部分，而是將預先計算的數據存儲在查找表中，在需要時查找并處理這些數據。另一個缺點是，該系統的存儲容量在觀察者增加時將會很快用光。