[發明專利]自動立體系統

有效

• 申請號: 201680031007.7
• 申請日: 2016-05-11
• 公開（公告）號: CN108012556B
• 公開（公告）日: 2021-03-05
• 發明（設計）人: 克里斯托夫·格羅斯曼
• 申請（專利權）人: 西弗朗特有限公司
• 主分類號: G02B30/27
• 分類號: G02B30/27;H04N13/302;G02B27/00;H04N13/359;H04N13/38
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 顧紅霞;張蕓

一種建構用于自動立體顯示器的通道掩膜的方法，所述顯示器包括由視差濾波裝置(18)覆蓋的電子控制式屏幕(16)，所述視差濾波裝置包含折射介質且被配置成對于觀看者的左眼使所述屏幕上的某些區域模糊且對于所述觀看者的右眼使所述屏幕上的某些其它區域模糊，所述通道掩模為準許將所述觀看者的眼睛的數個觀看位置中的一個指派到所述屏幕(16)上的每個點的二維幾何物體，其中所述通道掩模是通過跟蹤從所述屏幕上的所選點傳播且在所述視差濾波裝置處折射的光線而建構。

背景技術

本發明涉及一種建構用于自動立體顯示器的通道掩模的方法，顯示器包括由視差濾波裝置覆蓋的電子控制式屏幕，視差濾波裝置包含折射介質且被配置成對于觀看者的左眼使屏幕上的某些區域模糊且對于觀看者的右眼使屏幕上的某些其它區域模糊，通道掩模為準許將觀看者的眼睛的數個觀看位置中的一個指派到屏幕上的每個點的二維幾何物體，通道掩模將屏幕的表面劃分成分離的通道區，從觀看者的給定位置，通道區由觀看者的不多于一只眼睛可見，通道區之間的邊界由視差濾波裝置的對應特征確定。

根據體視學的一般原理，空間深度印象是通過將從稍微不同的視角示出同一場景的兩個不同圖像呈現給觀看者的兩只眼睛而生成，所述圖像表示觀看者的左眼與右眼之間的視差。

用于將不同圖像呈現給用戶的左眼和右眼的常規系統使用頭戴耳機或快門眼鏡，然而，其對用戶的干擾很大。

US 8 077 195 B2描述一種系統，其準許“用裸眼”觀看自動立體圖像，以使得可以例如在計算機監視器等等的屏幕上產生立體圖像。為此，左通道和右通道的圖像信息(即，既定分別用于用戶的左眼和右眼的信息)以區段(即垂直或傾斜條帶)形式顯示在屏幕上，所述區段交替地屬于左通道和右通道，且例如呈柱面透鏡的透鏡陣列形式的視差濾波裝置布置于屏幕前方且相對于屏幕的像素光柵謹慎地定位，以使得從各個屏幕像素發出的光偏轉，使得對于觀看者的特定位置，每個通道的信息僅能被一只眼睛看到。可以使用頭部跟蹤或眼部跟蹤系統來使屏幕上的圖像表示適于觀看者的不斷改變的位置。在已確定特定觀看位置時，建構通道掩模以便將正確通道適當地指派到每個像素。

通道掩模的概念可以擴展到多視圖系統，在多視圖系統中，可以由一個或多個觀看者從數個不同觀看位置查看屏幕。接著，通道掩模將界定三個或更多個通道，對于設想的觀看方向(即，觀看者眼睛的設想位置)中的每一個界定一個通道。

通道掩模可以界定于物體平面(即形成屏幕表面的平面)和視差濾波器的主平面中，所述主平面在某種程度上從物體平面朝向觀看者偏移。舉例來說，在視差濾波器呈柱面透鏡陣列形式的情況下，主平面可以是含有柱面透鏡的頂點線的平面。

在觀看者以直角查看屏幕的區域時，每個柱面透鏡的一半將使來自底層屏幕像素的光朝向用戶面部的左側偏轉，且透鏡的另一半將使底層像素的光朝向用戶面部的右側偏轉。因此，柱面透鏡的頂點線與鄰近透鏡之間的邊界線的交替圖案將自然地在主平面中界定通道掩模，且可以簡單地通過在與屏幕垂直的方向上的正交投影來獲得物體平面中的對應通道掩模。

然而，如果在某一偏斜角度下觀看屏幕，偏斜角度定義為從觀看者到屏幕上的點的視線與此點處的屏幕法線之間的角度，則對于屏幕的此區域，物體平面中的通道掩模將相對于主平面中的通道掩模橫向偏移。此偏移的量還將受到光線在每個透鏡的頂點處的折射的影響。

因為看屏幕的偏斜角度通常將相對較小，因此可以通過在物體平面與主平面之間界定輔助物體平面來以合理的準確度補償折射效果，此輔助物體平面的位置是由周圍介質(空氣)與形成透鏡的玻璃的折射率之間的比率確定，使得可以通過主平面中的通道掩模到輔助物體平面上的中心投影來獲得物體平面中的通道掩模，其中觀看位置為投影中心。

US 2009/225154 A1公開了一種3D顯示器，其中已經使用了光線跟蹤技術驗證透鏡陣列設計。

發明內容

本發明的目標為改善自動立體顯示器的光學質量。