多視圖顯示設備的製作方法

2023-04-30 12:55:11

專利名稱：多視圖顯示設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種顯示系統，該顯示系統包括適於向不同方向的不 同觀察者顯示不同圖像的多視圖顯示面板。
背景技術：
當前存在許多用於提供不同圖像的不同視角的設備，這可使超過 一個觀察者從一個屏幕看到不同信息。
典型地，已知設備藉助於諸如對視角進行控制的雙凸透鏡陣列這 樣的、用於對顯示不同圖像的方向進行操作的光學裝置來提供多個圖 像。其他類型的多顯示器包括在單屏上分割屏幕信息或者多屏的使 用，但是本發明涉及其中單面板用於同時向多個觀察者顯示不同信息 的顯示器。
兩視圖顯示器的已知使用的示例是車載娛樂以及用於車輛的衛 星導航系統。這些設備為觀察者和乘客提供了不同信息，並且每個觀 察者可選擇他們希望觀看的信息。每個觀察者的位置是固定的，這可 很容易通過例如疊放在顯示器上的透鏡設備來對所定義的視角進行 校正。
另一已知設備向單個用戶提供了兩個視圖以便產生3D圖像，並 且光學頭跟蹤用於將視圖引導到適當方向。考慮到觀察者左右眼位置 而機械地或者電光地改變屏幕輸出以產生立體圖像對。總是朝著單個 觀察者產生兩個視圖。
已知的多視圖顯示器的使用因此包括用於處於已知位置的用戶 (必須通常處於距屏幕特定距離處)或者多用戶的3D顯示器。在每 個情況下，視圖分配是靜態的。
本發明基於可擴展多視圖顯示設備的應用範圍這樣的認識。

發明內容
本發明是由獨立權利要求所定義。從屬權利要求定義了有利的實施例。
本發明因此提供了 一種顯示系統，該顯示系統可捕獲觀察者信息 並且使用此信息來控制在適當相應視角處顯示多個圖像。這可使信息
此，當觀看相同顯示器的不同視圖時，不同觀察者可具有個性化的信 息。這提供了動態視圖分配系統。
該顯示系統可同時向單個觀察者或者人群顯示不同圖像。當觀察 者靜止時該系統可對觀察者進行監控並且可對在成像裝置的視野之 內運動通過的用戶進行跟蹤。
根據所捕獲的信息，該系統將以一定角度向特定用戶顯示圖像以 便該特定用戶可觀看該圖像。可繼續對運動中的觀察者進行跟蹤以便 當觀察者移動通過顯示器時，視角將發生變化以可使觀察者連續地觀 看該圖像。
圖像捕獲設備是用於捕獲觀察者的圖像並對其進行跟蹤的相機。 其他跟蹤方法也是可能的，其包括雷達和雷射雷達系統的使用。在最 簡單的示例中，除了觀察者被圖像捕獲設備所捕獲之外，不需要任何 觀察者與系統的交互。
相機所捕獲的信息可對觀察者進行分類以確定要顯示的圖像。該
類別的類型包括但不局限於高度、頭髮顏色、眼睛顏色、性別、年 齡、以及衣H顏色。
在本發明的另一配置中，相機用於捕獲交通信息(是靜止的還是 運動的)。該信息可用於在顯示器上提供車輛特定告警、廣告、或者 建議。
相機可對車輛類別進行標識以便確定諸如交通速度、車輛類型、 車輛風格、車輛顏色、車速、以及車輛標識信息之類的要顯示的信息。
本發明還提供了一種用於控制顯示系統方法，該系統包括多視圖 顯示面板，且該方法包括
對顯示面板的視野之內的觀察者進行監控；
基於成像裝置所提供的監控信息來對顯示器輸出進行控制，從而 向處於不同方向的不同觀察者顯示不同圖像。
這為多視圖顯示器提供了動態視圖分配方法。


現在僅僅通過示例並且參考附圖來對本發明進行描述，在附圖
中
圖1是已知自動立體顯示設備的平面示意圖； 圖2是根據本發明第一實施例的平面示意圖； 圖3是根據本發明第二實施例的平面示意圖； 圖4是圖3所示的顯示系統的示意性透視圖； 圖5是根據本發明第三實施例的平面示意圖。
具體實施例方式
本發明提供了可向不同觀察者顯示多個視圖的顯示設備，並且根 據所捕獲的顯示器視野的圖像來對輸出到不同視圖的顯示輸出進行 控制。該顯示設備使用已知自動立體顯示器的抹術。
圖1是已知直視自動立體顯示器的使用的平面示意圖。已知設備 2包括液晶顯示面板4和背光6。
顯示面板4具有排列成行和列的顯示像素的正交陣列。為了清楚 起見，圖1僅示出了少量顯示像素。實際上，顯示面板4包括大約一 千行和數千列的顯示像素。
液晶顯示面板4的結構完全是傳統的。具體而言，面板4包括一 對間隔的透明玻璃襯底，在這對間隔的透明玻璃襯底之間提供了扭曲 排列向列或者其他液晶材料。襯底在它們的相對表面上承載透明氧化 銦錫(IT0)的圖案。在該襯底的外表面上還提供了偏光層。
每個顯示像素包括位於襯底上的相對電極，且相對電極之間插入 了液晶材料。通過該電極的間隔和布局來確定顯示像素的形狀和布 局。顯示像素彼此有規則地以間隙間隔開。
每個顯示像素與諸如薄膜電晶體(TFT)或者薄膜二極體(TFD) 之類的開關元件相關聯。顯示像素進行操作以通過向開關元件提供尋 址信號來生成該顯示，並且適當尋址方案是本領域普通技術人員所熟 知的。
不透明的黑色掩膜蓋住了顯示像素之間的間隙。該掩模是以吸光 材料的柵格形式提供的。該掩模蓋住了開關元件並且定義了各個顯示 像素區域。
顯示面板4由光源6照射，在該示例中，所述光源6包括在顯示
6像素陣列的區域上延伸的平面背光。來自光源6的光被應當通過顯示 面板4，其中對各個顯示像素進行驅動以對光進行調製並且生成顯示。 顯示設備2還包括排列在顯示面板4的顯示側上的透鏡片8。該 透鏡片8包括在列方向(或者略微偏離列方向)上彼此平行延伸的透 鏡元件排。
圖2給出了本發明的系統的第一示例，該系統利用參考圖1所說 明類型的顯示設備。圖1的設備被認為是多視圖2D顯示器而不是3D 顯示器，並且可獨立地得到所有不同視圖而不是如顯示器的傳統使用 中的立體像對。
圖2給出了產生n個視圖12的多視圖顯示器10，這些視圖更好 是不重疊的。在顯示器的前面，有m個觀察者14觀看顯示器，更好 地n>m。
提供了相機16以對顯示器視野之內的觀察者進行監控，並且向 用於對顯示器IO進行驅動的控制器18提供信息。 相機的目的是雙重的 (i)它用作多個觀察者頭部跟蹤器的一部分以便確定每個各個 觀察者或者觀察者群相對於顯示器所產生的視圖的位置；
(ii )它用於確定觀看該顯示器的每個觀察者或者觀察者群的一 個或多個特徵。
根據相機所採集的這兩類信息(即觀察者的位置和觀察者的特 徵)來選擇在多視圖顯示器的每個視圖中所顯示的信息娛樂內容(信 息和/或娛樂)。
現在對如何根據相機所獲取的這兩類信息來在每個視圖中顯示 信息娛樂內容的一些示例進行描述。
參考圖2，若干觀察者正觀看同一多視圖顯示器。相機確定他們 的位置以及諸如例如高度(區分年輕人和成年人)、頭髮顏色、眼鏡、 他們的衣服顏色等等這樣的特徵。
圖2的配置例如可用於廣告目的。在一個示例中，顯示器和相機 可位於櫥窗中。為經過該顯示器的人提供適合他們的"需要"的專用廣 告。根據一些準則而匹配的人被通知到。這可用於例如包括日期信息 的定向式廣告。
該配置還可用於視頻點播。可向孩子提供選擇教育節目或者動畫片的選擇，然而成年人從僅對他們的位置可視的更寬節目範圍中進行 選擇。這可結合與定向聲音相結合。
圖3給出了本發明的設備的第二示例，在該示例中顯示器是用於 向駕駛者提供信息的公路側顯示器並且可同時向不同駕駛者提供不 同的信息。多視圖顯示器30顯示多個圖像32。根據車輛位置以一定 視角來對每個圖像進行引導。圖中示出了三個車輛34。
圖3的實施例中的相機36具有足以捕獲通過交通的圖像的視野。 相機36具有用於捕獲車輛圖像的適當特性，並且容許不同車速以及 距不同的距離相機的距離。相機具有這樣的能力，即當汽車經過多視 圖顯示器30時可對汽車的位置和速度進行跟蹤，這允許對要控制的 視角進行校正。
對該圖像進行處理以在多視圖顯示器30上以校正角顯示適當圖 像32。
可對圖3實施例中的相機36所捕獲的圖像進行分析以獲得與一 般交通速度、車輛類型、車輛風格、車輛顏色、特定車速、車輛距前 面車輛的距離、或者車輛標識信息有關的信息。
不符合法定要求的駕駛者因此具有在朝著他們車輛的方向的視 圖中所產生且向他們顯示的告警或者廣告信息。該配置因此可用於防 止超速並且強迫駕駛者保持距前面汽車的某個距離。
圖4給出了圖3的系統的側視圖。
圖5更詳細地給出了用於對所獲得的圖像信息進行處理並且對
顯示器輸出進行控制的系統。
該系統包括顯示器50、相機52、以及控制單元54。控制單元54 具有用於從圖像得到所需信息的圖像獲取單元56，所述所需信息典 型地結合了位置信息以及用於表徵視野之內的用戶(或者車輛)的數據。
決定單元58對圖像內容進行處理並且使用該信息以利用視頻處 理單元60對該顯示器50進行控制。決定單元"還從單元62獲得視 頻內容，該單元62從資料庫64或者利用天線66的實況轉播中獲得 視頻。
還可由視覺系統來對相機進行控制以便在決定單元58的控制之 下它可在視野上遙攝。
8已對本發明的特定示例進行了描述。然而對於本領域普通技術人 員來說還可能並且顯而易見地得知在不改變本發明的範圍的情況下 可對這些實施例做出各種變化和修改。
例如將上述示例中的成像裝置描述為相機，並且這可以是CMOS 設備或者電荷耦合設備。然而對於本領域普通技術人員來說顯而易見 地是存在利用檢測和測距設備(RADAR)或者光檢測和測距設備 (LIDAR)來對觀察者或者交通工具進行跟蹤的其他方式。
以上特定實施例對下述多視圖顯示器進行了描述，所述多視圖顯 示器使用LCD面板及透鏡掩模以為多個位置產生多個圖像。然而，對
於本領域普通技術人員來說，顯而易見地是還可使用諸如陰極射線管 (CRT)或者等離子顯示器之類的其他類型的顯示器。還可採用使顯 示視角發生變化的其他方法，例如利用具有周期性狹縫排列的掩模或 者屏障。
雖然該實施例對可在多視圖顯示器上顯示的一些可能信息進行 描述，但是對於本領域普通技術人員來說顯而易見地是所提供的示例
不是所有可呈現的媒體的詳盡列表。
因此本發明將多視圖顯示器的使用擴展到超出典型3D應用，並 且認識到可根據所感知到的觀察者需要或者期望來對控制向每個都 有他們自己的視角的不同觀察者顯示的信息。如從上述所清楚的示出 的那樣，這可應用於定向式廣告、個性化告警系統、以及多個觀察者 按需觀看應用。
通過使視圖內容響應在視野中所觀察到的特徵而改變，這擴展其 中對於不同視圖信息是預定且固定的多視圖顯示器的已知使用。因此 視圖分配是動態的而不是靜態的。
用於對特徵進行標識並且對視野之內的這些特徵進行跟蹤的成 像軟體是很容易得到的。對於本領域普通技術人員來說，使用這種特 徵信息用於選擇要顯示的視圖的方式是例程化的，並且典型地涉及選 擇多個先前所選顯示選項之一。例如，可以提供視頻剪輯的資料庫， 其具有用於具有特定特徵的人的不同視頻剪輯。還可採用更個性化方 式的顯示輸出，例如顯示用戶牌照以作為超速或者其他告警的一部 分。
對於本領域普通技術人員來說可顯而易見地得知其他各種修改。
權利要求
1、一種顯示系統，包括多視圖顯示面板(10)，用於向該多視圖顯示面板視野之內的不同方向上的不同觀察者(1..m)顯示不同圖像；成像裝置(16)，用於對所述視野之內的觀察者進行監控；以及控制裝置(18)，用於根據所述成像裝置所提供的監控信息來對顯示輸出進行控制。
2、 根據權利要求1所述的顯示系統，其中所述成像裝置U6) 用於對運動中的不同觀察者(l.. m)中的至少一個進行跟蹤以確定 所述至少一個不同觀察者相對於所述多視圖顯示面板的位置。
3、 根據權利要求1所述的顯示系統，其中所述成像裝置(16) 包括電荷耦合器件或者CMOS相機。
4、 根據權利要求1所述的顯示系統，其中所述成像裝置U6) 用於對視野之內的一個或多個人的特徵進行標識。
5、 根據權利要求4所述的顯示系統，其中所述成像裝置(16)用於捕獲與一個或多個人的高度、頭髮顏色、性別、或者衣服顏色有 關的信息。
6、 根據權利要求1至3任何一個所述的顯示系統，其中所述成 像裝置(16 )用於對觀察者的車輛進行監控並且用於對所述視野之內 的一個或多個車輛(34)的特徵進行標識。
7、 根據權利要求6所述的顯示系統，其中所述成像裝置用於捕 獲包括車輛類型、車輛顏色、車速、或者車輛標識信息的信息。
8、 根據任何一個前述權利要求所述的顯示系統，其中所述多視 圖顯示面板(10 )包括具有透鏡狀屏幕(8 )的顯示器，該透鏡狀屏 幕(8)用於將不同圖像引導到處於不同方向的不同觀察者。
9、 一種用於對根據權利要求1的顯示系統進行控制的方法， 該方法包括對顯示面板(10)的視野之內的觀察者進行監控； 根據成像裝置所提供的監控信息來對顯示輸出進行控制，從而向 處於不同方向的不同觀察者(1.. m)顯示不同圖像(l.. n)。
10、 根據權利要求9所述的方法，其中對觀察者進行監控包括獲 得與觀察者有關的位置信息以及觀察者特徵信息。
11、根據權利要求9所述的方法，其中對觀察者進行監控包括獲 得與觀察者位於其中的車輛(34)有關的位置信息以及觀察者車輛特 徵信息。
全文摘要
一種顯示系統包括用於向不同方向上的不同觀察者顯示不同圖像的多視圖顯示面板(10)。成像裝置(16)用於對視野之內的觀察者進行監控並且顯示輸出根據成像裝置所提供的監控信息而變。本發明因此提供了一種顯示系統，該顯示系統捕獲觀察者信息並且使用此信息對在適當相應視角顯示多個圖像進行控制。這可使信息適合於特定觀察者的特徵或者當用戶移動時可對用戶進行跟蹤。因此，當不同觀察者觀看相同顯示器的不同視圖時，不同觀察者可具有個性化信息。這提供了動態視圖分配系統。
文檔編號G02B27/22GK101473262SQ200780022557
公開日2009年7月1日 申請日期2007年6月14日 優先權日2006年6月16日
發明者M·P·C·M·克裡恩, O·H·維勒姆森, P·J·H·塞昂蒂恩斯, R·T·J·穆斯 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司