校准多视图显示器的方法技术

多视图显示器是一种能够同时向从不同位置观看显示器的观看者显示不同图像的显示器。观看者不会看到旨在供其它位置的其他观看者观看的图像。多视图显示器通过多视图像素的集合形成图像，这种设备使得图像定制成为可能。多视图像素能够在不同方向发射不同的光；在每个方向上，可以独立于在其它方向发射的光来控制诸如亮度、对比度等的发射光的参数。为了使显示器生成高质量的图像，执行显示器的校准是有用的，其将生成关于由多视图像素发射的光与使图像可见的位置的关系的精确信息。本发明专利技术的实施例提供了有效且精确实现期望结果的校准。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】校准多视图显示器的方法相关申请的交叉引用本案要求以下临时申请的权益：(1)美国临时申请No.62/105,702；(2)美国临时申请No.62/141,716；(3)美国临时申请No.62/174,476；以及(4)美国临时申请No.62/180,300。如果本申请与所要求优先权的一个或多个案件之间的语言存在任何矛盾或不一致而可能影响本案权利要求的解释时，本案中的权利要求应解释为与本案的语言相一致。
本专利技术涉及电子显示器，更具体地，涉及旨在同时显示多个不同图像的电子显示器。
技术介绍
自古以来，人们创作图片。在古时候，图片特指诸如在表面上绘画或绘制的静态图片。在现代，摄影提供了通过技术工具创作图片的能力，电影摄影提供了创作动态图片的能力，首先是黑白色的，后来是彩色的。近年来，诸如计算机显示器、电视机和投影机的电子显示器已经成为用于显示动态图片的最常见的设备。除了极少数例外情况，无论观看者的位置如何，电子显示器生成的图片会被感知为是相同的。实际上，大量的技术工作一直致力于实现具有宽视角和最小图片退化的显示器，即使是观看者从与最佳视角非常不同的方向观看显示器。然而，存在这样的情况，人们希望具有当从不同角度观看时显示不同图片的显示器。这种显示器被称为多视图显示器。对于静态图片，尽管图片质量有限，并且受其它重要限制，但是能够实现这种效果的技术已经用了很长一段时间。图1示出了现有技术中所谓的光栅(lenticular)图片100。光栅图片提供静态图片的多视图功能。它被实现为观看者130可以将其握于他/她手中的图片。光栅图片包括具有纸质背衬的带凹槽的塑料片。塑料片的前部成形为使得凹槽形成柱面透镜的阵列110，如图中的细节视图115所示。纸质背衬为两个或两个以上交错图像的印制件；印制件如图1所示为交错印制件120。在图1中，构成柱面透镜的阵列110的凹槽为水平布置。因此，光栅图片的观看者130可以围绕水平轴140转动图片，以便看到不同的图像。当沿例如转动150方向转动光栅图片时，不同的图像在光栅图片的可视表面上依次可见，每一序列图像出现时占据整个可视表面。当一个序列图像可见时，其它的序列图像不可见。图2示出了生成交错印制件120的过程。在该实例中，其目标为，最终的光栅图片将显示两个不同的序列图像，一个为大写字母“A”，另一个为大写字母“B”。这两幅图像中的每一幅都被分割处理成大量的水平条纹，然后将条纹间隔删除。在图2中，字母“A”的处理结果如第一图像210-1所示。尽管大量的白色条纹消除了其一部分，字母“A”的大致轮廓仍清晰可辨。字母“B”的相同处理结果如第二图像210-2所示。同样，字母B的轮廓清晰可辨。两幅处理图像之间存在重要的区别：在字母“B”的情况下，被删除的条纹与处理字母“A”时被删除的条纹是不同的；相反，他们为交替条纹。因此，两幅图像可通过一幅图像的条纹与另一图像的条纹之间的拟合(交错并联)而组合。其结果在图2中示出为交错图像220，其可以被印刷在纸面上以生成用于光栅图片的交错印制件120。光栅图片的功能是基于一种现象，这种现象可以通过几何光学来解释：在任何视角下，柱面透镜仅显示来自底层印制图像的一组窄水平条纹。显示的条纹组取决于视角，当视角发生变化时，它会发生变化。通过围绕水平轴140转动光栅图片，观看者130可以使光栅图片显示来自底层印制的不同条纹组。当显示的条纹组落在字母“A”的条纹上时，观看者将看到一个字母“A”；相反，当改变视角使得显示的条纹组落在字母“B”的条纹上时，观看者将看到一个字母“B”。在这两种情况下，不会看到其它字母，因为柱面透镜没有其它可见的条纹。图2所示的交错处理可以针对两个以上的图像进行实施。例如，光栅图片可以显示三个不同的图像，每个在不同的视角下显示。为了实现这种光栅图片，三幅图像中的每一幅被分割成相等尺寸的条纹，但是仅保留每一第三条纹。然后将三组保留条纹组合成单个交错印制件。对于按计划进行操作的光栅图片，印制件相对于透镜阵列的对准和缩放必须是精确的。当然，柱面透镜必须与条纹仔细对准，否则不同的图像可能会在图片的不同部分同时变得可见。此外，条纹的间距，相对于柱面透镜的间距，必须精确地计算和实施。图1示出了从观看者眼睛到图片表面的视角在图片的不同部分是不同的，并且差异的确切程度取决于观看者和图片之间的距离。因此，条纹的间距需要与柱面透镜的间距稍有不同，它取决于期望的观看距离。由于这些原因，很难生成具有多个不同图像的光栅图片，并且难以达到与常规图像相当的图像质量。因此，光栅图片在新颖性方面和专门应用方面尚未取得进展。实现必要的精确对准的问题仍然是更广泛使用光栅图片和其它类型的多视图显示器的重要障碍。图3示出了双视图光栅图片的现有技术应用。供公众观看的海报300被实现为具有水平柱面透镜的光栅图片。该海报在公共场所展示，成年人和儿童都可能在场。该海报的目的旨在向成年人显示信息，该信息可能不适合少年儿童。因为少年儿童一般比成年人矮，他们看海报的视角与成年人的视角不同。如图3所示，与成年人320相比，儿童310可观看到不同的海报视图。可以调整海报300的光栅图片，以将一幅图像对高于某一高度的被推定为成年人的个体显示，而较矮的儿童将看到不同的图像。为了使海报正常工作并达到期望的目的，在制作海报之前，必须先准确地了解一些参数。所需的参数包括：要从一幅图像转换为另一幅图像的观看者高度阈值、观看者与海报之间的距离以及待安装海报的地面上方高度。需要以良好的精确度知道这些参数和其它参数，并且安装区域必须使得这些参数不会从观看者到观看者显着变化。这些是重要的限制因素，它们也是这种类型的多视图图片不常见的原因。图4示出了多视图光栅图片的另一现有技术应用。该图示出了立体光栅图片的工作原理。从上方看，在图中的左侧，观看者头部410正在观看立体光栅图片400。图中示出了观看者的左眼420和右眼430。观看者的左眼从一个与右眼视角稍有不同的角度观看图片。与前面图中的光栅图片不同，光栅图片400中的柱面透镜垂直对准而不是水平对准，当然，交错印制件上的多个图像与垂直条纹而不是水平条纹交错。因此，当观看者相对于图片水平移动时，不同的图像变得依次可见。观看者的左眼和右眼相对于彼此从水平移动的不同位置观看光栅图片400；并且可以选择光栅图片的参数，使得两只眼睛看到不同的图像。当两幅不同的图像为左右眼睛在观看原始图片对象时所看到的图像时，就会达到期望的立体效果。图5示出了现有技术中的透镜阵列，其中各个透镜为球面透镜而不是柱面透镜。图6示出了典型图像投影机的工作原理。该图示适用于从胶片投射图像的老式电影放映机和幻灯放映机，也适用于现代电子投影机。在所有这些情况下，投影到屏幕上的图像始于发光的明亮图像，如图所示的明亮图像610。在胶片用于图像的情况下，光来自胶片后面的明亮灯泡，并且胶片用作滤光器，其选择性地使在图像的不同部分通过不同颜色和强度的光。在某些现代投影机中使用类似的技术，其中滤光器可以为LCD模块或一些其它类型的电子滤光器，而不是胶片。或者，明亮图像可以由诸如发光二极管的亮源阵列或者由将来自单独源的光反射的数字微镜装置产生。术语“像素”被广泛地应用于图像和图像处理。它是“图像元素”的缩写，它表示显本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于校准多视图显示器的方法，所述方法包括：(i)在处理器处，接收第一观看位置的标识；(ii)将光检测器放置在所述第一观看位置，其中所述光检测器与所述处理器通信；(iii)在所述多视图显示器的第一多视图像素处，改变所述第一多视图像素的第一细光束的光；(iv)在所述光检测器处，响应于(iii)，根据所述光检测器检测到的所述第一细光束的光，检测其变化或不足；(v)基于由所述光检测器检测到的对所述第一细光束的光的变化或不足的检测，生成检测结果；(vi)由所述光检测器将所述检测结果传送到所述处理器；(vii)在所述处理器处，接收所述检测结果；(viii)在所述处理器处，接收所述第一细光束的标识；(ix)在处理器处，处理所述检测结果、所述第一细光束的标识和所述第一观看位置的标识，以生成所述第一观看位置与所述第一细光束之间的关系；(x)在存储介质中记录所述第一观看位置与所述第一细光束之间的关系。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于校准多视图显示器的方法，所述方法包括：(i)在处理器处，接收第一观看位置的标识；(ii)将光检测器放置在所述第一观看位置，其中所述光检测器与所述处理器通信；(iii)在所述多视图显示器的第一多视图像素处，改变所述第一多视图像素的第一细光束的光；(iv)在所述光检测器处，响应于(iii)，根据所述光检测器检测到的所述第一细光束的光，检测其变化或不足；(v)基于由所述光检测器检测到的对所述第一细光束的光的变化或不足的检测，生成检测结果；(vi)由所述光检测器将所述检测结果传送到所述处理器；(vii)在所述处理器处，接收所述检测结果；(viii)在所述处理器处，接收所述第一细光束的标识；(ix)在处理器处，处理所述检测结果、所述第一细光束的标识和所述第一观看位置的标识，以生成所述第一观看位置与所述第一细光束之间的关系；(x)在存储介质中记录所述第一观看位置与所述第一细光束之间的关系。2.根据权利要求1所述的方法，其中：(a)所述第一细光束的标识包括所述第一多视图像素的标识和第一细光束的一个或多个几何坐标的集合，以及(b)所述第一多视图像素的标识包括第一多视图像素的一个或多个几何坐标的集合。3.根据权利要求2所述的方法，还包括：(xi)生成所述多视图显示器的第二多视图像素的第二细光束的估计标识，其中，所述生成基于第一细光束的一个或多个几何坐标的集合和第一多视图像素的一个或多个几何坐标的集合；以及(xii)生成所述第一观看位置与所述第二细光束之间的估计关系。4.根据权利要求3所述的方法，其中(xi)和(xii)中的至少一个至少部分地基于选自以下的一种或多种数学方法：(A)线性插值、(B)线性外推、(C)非线性插值、(D)非线性外推、(E)泰勒级数近似、(F)参考坐标系线性变化、(G)参考坐标系非线性变化、(H)二次、球状和/或指数模型和(I)三角变换。5.根据权利要求2所述的方法，其中，所述观看位置的标识包括第一位置的一个或多个几何坐标的集合。6.根据权利要求5所述的方法，还包括：(xi)生成第二观看位置的标识，其中，所述第二观看位置的标识包括第二位置的一个或多个几何坐标的集合；以及(xii)基于所述第一位置的一个或多个几何坐标的集合、所述第二位置的一个或多个几何坐标的集合、所述第一多视图像素的一个或多个几何坐标的集合、以及所述第一细光束的一个或多个几何坐标的集合，生成第一多视图像素的第二细光束的估计标识；(xiii)生成所述第一观看位置与所述第二细光束之间的估计关系。7.根据权利要求6所述的方法，其中(xi)、(xii)和(xiii)中的至少一个基于选自以下的数学方法：(A)线性插值、(B)线性外推、(C)非线性插值、(D)非线性外推、(E)泰勒级数近似、(F)参考坐标系线性变化、(G)参考坐标系非线性变化、(H)三角变换。8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述光检测器为便携式摄像机，并且其中所述方法还包括：(xi)在所述多视图显示器的一个或多个第二多视图像素处，与(iii)改变所述第一细光束的光的同时，改变所述一个或多个第二多视图像素的一个或多个第二细光束的光；(xii)在摄像机处，响应于(xi)，根据所述摄像机检测到的所述一个或多个第二细光束的光，检测其变化或不足。9.根据权利要求1所述的方法，还包括：(xi)在所述多视图显示...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·H·吴，P·H·迪茨，D·S·汤普森，
申请(专利权)人：米斯应用科学有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US