[发明专利]三维显示系统

说明书

技术领域

本发明涉及三维显示系统和用于该三维显示系统的操作方法。

背景技术

三维显示器正在得到越来越多的关注，并且在如何在不需要用户佩戴特定的眼镜或其他不便的装备或不需要用户的眼睛保持在特定位置处的情况下提供三维观看感觉方面进行了有意义的研究。

三维（3D）显示器通过向观看者的双眼提供正被观看的场景的不同视图来将第三维添加到观看体验中。这可以通过使得用户佩戴眼镜来分离被显示的两个视图来实现。然而，由于这对用户而言可能被认为是不便的，所以在许多情况中，优选的是使用自动立体显示器，其使用在显示器处的装置（比如双凸透镜或屏障（barrier））来分离视图并且在不同的方向上发送它们，这些视图可以在所述不同方向上单独地到达用户的眼睛。

自动立体显示器典型地产生视图的“锥（cone）”，其中每个锥包含对应于场景的不同视角的两个或通常更多个视图。邻近的视图之间的视角差被生成以对应于用户右眼与左眼之间的视角差。因此，眼睛观看两个邻近视图的观看者将感觉到三维效果。图1中示出了其中在观看锥（viewing cone）中生成九个不同视图的这种系统的实例。

然而，尽管所述的自动立体显示器提供非常有利的三维体验，但是它们也有一些相关联的缺点。例如，自动立体显示器倾向于对观看者的位置高度敏感并且因此倾向于较不适用于其中不能保证人处于非常特定的位置的动态情况。特别地，正确的三维感觉高度依赖于用户被定位成使得用户的眼睛感觉到对应于正确的视角的视图。然而，在一些情形中，用户的眼睛可能没有被最优地定位以接收合适的图像视图，并且因此一些自动立体显示器应用和情况，特别是其中将适当的视图对着观看者的眼睛的情况，可以具有这样的趋势:扰乱人的视觉系统从而导致不适的感觉。这种体验可能不限于处于其中接收不正确的视图的位置的用户，而是甚至可以在人不直接观看显示器而仅仅将其作为他的周边视觉的一部分观看时被体验到。对于其中人们可能沿着显示器移动由此经过多个视图的实施例，所述体验可能是特别显著的。

因此，一种改进的三维设计系统将是有利的，并且特别地允许增加的灵活性、改进的用户体验、减少的用户不适和/或提高的性能的系统将是有利的。

发明内容

因此，本发明设法优选地单独地或以任何组合地减轻、缓和或消除上文提及的缺点中的一个或多个。

根据本发明的一个方面，提供了三维显示系统，包括：用于呈现场景的多个视图的显示器，每个视图对应于该场景的观看方向（viewing direction）；用于为多个视图的每一个生成图像的再现单元，该再现单元能够为相邻视图生成包含有区别的图像数据的有区别的图像，在相邻视图被观看者的不同眼睛观看时有区别的图像数据提供三维深度效果；用于响应于在显示系统的观看区域（viewing area）中对用户的尝试检测来生成用户存在估计的装置；以及用于响应于所述用户存在估计修改相邻视图的所述有区别的图像以调适三维效果的修改装置。

本发明可以在许多实施例和情况中提供改进的用户体验。特别地，可以为专注的（dedicated）用户提供高效的3D体验，同时减少可能在一些环境和情况中体验到的不适和不便。

例如，当估计不存在用户时显示系统可以在二维（2D）模式中操作并且在检测到用户可能在观看显示器时可以切换到三维（3D）模式。这可以减少可能带给没有位于用于最优3D观看位置的人的不便和不适，同时对于专注于3D体验的用户允许未受损的3D性能。

所述用户存在估计可以是提供是否检测到任何用户的指示的二进制指示。观看区域可以是任何合适的区域并且事实上可以由用于确定用户存在估计的装置自身定义。例如，用户存在估计可以基于覆盖一定区域的照相机生成并且观看区域可以是由该照相机覆盖的区域。

在一些实施例中，所述用户存在估计可以指示用户存在的估计的特性。例如，在用户存在估计中可以估计并反映相对于显示器的位置或距离。作为另一个实例，用户存在估计可以指示用户的移动性特性，并且特别地可以指示反映用户当前如何移动的特性。因此，所提供的三维效果可以例如依赖于所检测到的用户是否正在移动。

优选地，根据本发明的三维显示系统是自动立体显示系统，比如双凸透镜或屏障显示系统，其中透镜和遮光器（shutter）分别用于将视图信息对着用户的眼睛。更优选地，显示器同时提供多于三个视图。在双凸透镜自动立体显示系统中，各个视图随后被放置在显示器上的透镜以特定角度引导在显示器与观看者之间。

根据本发明的可选特征，所述修改装置被布置为响应于用户存在估计调节由有区别的图像表示的场景的深度范围。