專利名稱：使用混合位置跟蹤系統(tǒng)的三維顯示裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使用混合位置跟蹤系統(tǒng)的三維(3D)顯示裝置和方法，更具體地講，涉及一種使用這樣的混合位置跟蹤系統(tǒng)的3D顯示裝置和方法，所述混合位置跟蹤系統(tǒng)能夠使用照相機和陀螺儀來跟蹤提供3D圖像的移動顯示裝置的姿態(tài)(方位)改變。
背景技術(shù)：
3D圖像顯示裝置是將具有雙目視差的左眼(LE)圖像和右眼(RE)圖像分離并將這些圖像分別提供給用戶的LE和RE的裝置。因此，通過在頭腦中組合通過用戶的雙眼視網(wǎng)膜獲得的LE圖像和RE圖像，用戶能夠觀看3D圖像。3D圖像顯示裝置能夠廣泛應(yīng)用于需要3D圖像的各種領(lǐng)域，諸如醫(yī)療、游戲、廣告、教育以及軍事。
近來，隨著高質(zhì)量高清晰度電視(HDTV)和移動通信的發(fā)展，需要開發(fā)真實感(real-sense)類型的移動3D顯示裝置。移動3D顯示裝置可包含在蜂窩電話、個人數(shù)字助理(PDA)、平板電腦、筆記本電腦或便攜式電視中?？紤]到移動3D顯示裝置的特性，移動3D顯示裝置的相對位置能夠相對于用戶雙眼的位置改變。因此，需要用于跟蹤視點并在左眼(LE)圖像信號和右眼(RE)圖像信號之間切換的視點跟蹤系統(tǒng)，以防止LE圖像和RE圖像之間的反轉(zhuǎn)。
圖1是使用傳統(tǒng)技術(shù)視點跟蹤系統(tǒng)的3D顯示裝置的示意圖。
參照圖1，3D顯示裝置1包括屏幕3，用于提供RE圖像信號和LE圖像信號；微粒透鏡(lenticular lens)5，設(shè)置在屏幕3的前面并將屏幕3上的圖像的觀看區(qū)分離。屏幕3包括微粒透鏡屏(lenticular screen)或視差屏障，并使用微粒透鏡屏和視差屏障分離對每個觀看區(qū)所提供的RE圖像信號和LE圖像信號。微粒透鏡5以多個視點分離由屏幕3分離的LE圖像信號和RE圖像信號，以便能夠在各個位置觀看這些圖像信號。
因此，從屏幕3提供的3D圖像在微粒透鏡5被進行了觀看區(qū)分離(viewing-region-separated)并導(dǎo)致了觀看區(qū)1至8。這里，RE圖像信號到達觀看區(qū)1、3、5和7，LE圖像信號到達觀看區(qū)2、4、6和8。
因此，其RE和LE分別位于觀看區(qū)1和2、觀看區(qū)3和4、觀看區(qū)5和6以及觀看區(qū)7和8的用戶能夠看到從顯示裝置1提供的3D圖像。
相反，當(dāng)用戶的RE和LE分別位于觀看區(qū)2和3、觀看區(qū)4和5以及觀看區(qū)6和7時，用戶通過RE看到LE圖像信號并且通過LE看到RE圖像信號。也就是說，其RE和LE分別位于觀看區(qū)5和6的用戶(用戶1)能夠正確地觀看正常的3D圖像。相反，其RE和LE分別位于觀看區(qū)4和5的用戶(用戶2)看到左右互相反轉(zhuǎn)的3D圖像。
為了防止3D圖像的反轉(zhuǎn)，3D顯示裝置1包括能夠跟蹤眼睛的視點跟蹤器7(例如，固體電荷耦合器件(CCD)照相機或紅外照相機)。
因此，在用戶的RE和LE分別位于觀看區(qū)5和6的情況下，用戶的視點被視點跟蹤器7跟蹤，并且如圖1中所示排列的RE圖像信號和LE圖像信號在沒有圖像信號反轉(zhuǎn)的情況下被提供。相反，在用戶的RE和LE分別位于觀看區(qū)4和5的情況下，用戶的視點被視點跟蹤器7跟蹤，并且RE圖像信號和LE圖像信號被互相反轉(zhuǎn)并隨后被提供給用戶，從而能夠防止3D圖像的反轉(zhuǎn)。
在傳統(tǒng)技術(shù)3D顯示裝置采用CCD照相機以便跟蹤視點的位置的情況下，存在這樣的缺點，即CCD照相機對光非常敏感。因此，難以在晚上或在較暗的室內(nèi)跟蹤用戶視點的位置。此外，在3D顯示裝置采用紅外照相機的情況下，存在這樣的缺點，即紅外照相機對除用戶瞳孔之外的多種光源敏感。在這種情況下，對視點位置的跟蹤可能由于陽光、從白熾燈或熒光燈發(fā)出的紅外線而被干擾。
此外，與其他種類的跟蹤系統(tǒng)相比，使用CCD/紅外照相機的3D顯示裝置具有較慢的響應(yīng)速度。因此，當(dāng)發(fā)生視點的迅速移動時，對視點的跟蹤極可能失敗。為了克服以上缺點，需要使用具有高幀率的CCD照相機，但是在這種情況下，生產(chǎn)成本增加。
除照相機之外的諸如陀螺儀、加速計的慣性傳感器可用作視點跟蹤器。在這種情況下，慣性傳感器具有高幀率并且即使當(dāng)視點快速移動時也能夠跟蹤位置。然而，對于無加速度的移動或較慢的移動，慣性傳感器具有較低的信噪比(SNR)，從而誤差隨時間而增加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種使用混合位置跟蹤系統(tǒng)的3D顯示裝置，所述混合位置跟蹤系統(tǒng)既采用照相機又采用陀螺儀以便更準(zhǔn)確地跟蹤移動信息終端的姿態(tài)改變。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種3D顯示裝置，包括主體；顯示器，提供3D圖像；照相機，安裝在主體中并拍攝用戶；第一計算部分，基于由照相機拍攝的圖像來計算顯示器相對于觀看位置的相對姿態(tài)改變；陀螺儀，安裝在主體中并檢測顯示器的角速度的改變；第二計算部分，基于由陀螺儀檢測的角速度的改變來計算顯示器相對于觀看位置的相對姿態(tài)改變；和Kalman濾波器，接收由第一計算部分和第二計算部分獲得的計算出的姿態(tài)改變量，并計算顯示器的糾正的姿態(tài)改變量，當(dāng)用戶和顯示器之間的相對位置改變時，用戶在用戶的右眼和左眼分別所在的觀看區(qū)中觀看左眼圖像信號和右眼圖像信號，而沒有圖像信號的反轉(zhuǎn)。
第一計算部分可基于通過Bayesian分類器計算的用戶雙眼之間的間隔d1、通過照相機校準(zhǔn)計算的顯示器上的用戶雙眼之間的間隔d2和照相機的焦距f使用三角學(xué)來測量間隔(D＝f*d1/d2)，并且可基于通過照相機拍攝并在顯示器上顯示的用戶的位移來計算顯示器相對于觀看位置的旋轉(zhuǎn)量。
第二計算部分可通過在時間軸上對由陀螺儀檢測的角速度求積分來計算顯示器的旋轉(zhuǎn)量。


通過下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的示例性實施例進行的詳細(xì)描述，本發(fā)明的以上和其他方面將會變得更加清楚，其中圖1是使用傳統(tǒng)技術(shù)視點跟蹤系統(tǒng)的3D顯示裝置的示意圖；圖2是使用根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的混合位置跟蹤系統(tǒng)的3D顯示裝置的透視圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的3D顯示裝置的方框圖；圖4是表示根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的3D顯示裝置的光學(xué)排列的示圖；
圖5A、6A和7A是表示在圖2的3D顯示裝置中相對于用戶位置的相對旋轉(zhuǎn)位置的改變的示圖；圖5B、6 B和7 B是分別表示在圖5A、6A和7A的情況下由3D顯示裝置的照相機拍攝的屏幕上的用戶位置的示圖；圖8A和8B是表示當(dāng)主體從在X、Y和Z軸被設(shè)置為(0，0，0)的坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)至任意坐標(biāo)(X’，Y’，Z’)時眼睛在顯示器上的位置的示意性示圖；圖9是用于解釋計算用戶和顯示器之間的間隔的方法的示圖；圖10A和10B是表示使用Y軸作為旋轉(zhuǎn)軸相對于用戶的固定位置在X軸方向?qū)⒅黧w旋轉(zhuǎn)角度θ的示圖；圖10C是表示在圖10A和10B的情況下形成的觀看區(qū)的示圖；圖11A和11B是表示使用X軸作為旋轉(zhuǎn)軸相對于用戶的固定位置在Y軸方向?qū)⒅黧w旋轉(zhuǎn)角度Φ的示圖；圖11C是表示在圖11A和11B的情況下形成的觀看區(qū)的示圖；圖12A和12B是表示主體使用Z軸作為旋轉(zhuǎn)軸而旋轉(zhuǎn)的示圖；和圖12C是表示在圖12A和12B的情況下形成的觀看區(qū)的示圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在將參照附圖對本發(fā)明進行更充分的描述，其中，本發(fā)明的示例性實施例表示在附圖中。
圖2是使用根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的混合位置跟蹤系統(tǒng)的3D顯示裝置的透視圖，圖3是根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的3D顯示裝置的方框圖，圖4是表示根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的3D顯示裝置的光學(xué)排列的示圖。
參照圖2至4，根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的3D顯示裝置包括主體10；顯示器20；照相機30和陀螺儀40，安裝在主體10中以檢測顯示器20相對于用戶(用戶1)觀看位置的姿態(tài)；第一計算部分50和第二計算部分60，用于使用檢測值計算姿態(tài)改變；和Kalman濾波器70。
主體10是用于提供3D圖像的裝置，并且在本示例性實施例中，以蜂窩電話作為其示例。主體10不局限于蜂窩電話，而是可以為各種移動顯示裝置(例如，個人數(shù)字助理(PDA)、平板電腦、筆記本電腦和便攜式電視)。
顯示器20包括屏幕21，用于顯示LE的3D圖像和RE的3D圖像；和觀看區(qū)分離部分，用于分離顯示在屏幕21上的3D圖像的觀看區(qū)。如圖所示，所述觀看區(qū)分離部分包括設(shè)置在屏幕21前面的微粒透鏡25或視差屏障(未顯示)，并且分離屏幕21上的左3D圖像和右3D圖像的觀看區(qū)。由于如上所述用于實現(xiàn)3D圖像的顯示器的結(jié)構(gòu)在本領(lǐng)域是公知的，所以省略對其的詳細(xì)描述。
照相機30包括電荷耦合器件(CCD)照相機或紅外照相機。照相機30安裝在主體10的里面或外面，并且采集檢測顯示器20的姿態(tài)改變和跟蹤用戶的視點所需的基本信息。
也就是說，當(dāng)用戶握住主體10并拍攝他自己或她自己的照片時，照相機30能夠如圖5A、6A和7A所示改變其相對于用戶的相對位置。在這種情況下，顯示在顯示器20上的用戶圖像如圖5B、6B和7B所示被水平移位。
這里，圖5A中所示的位置是用戶眼睛的位置位于中央的情況。在這種情況下，用戶能夠在圖4的觀看區(qū)4和5中觀看3D圖像。圖6A中所示的位置是主體10逆時針旋轉(zhuǎn)的情況。在這種情況下，用戶能夠在圖4的觀看區(qū)7和8中觀看3D圖像。圖7A中所示的位置是主體10順時針旋轉(zhuǎn)的情況。在這種情況下，用戶能夠在圖4的觀看區(qū)1和2中觀看3D圖像。
圖8A和8B表示當(dāng)主體從在X、Y和Z軸被設(shè)置為(0，0，0)的坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)至任意坐標(biāo)(X’，Y’，Z’)時眼睛在顯示器上的位置。在這種情況下，照相機30能夠通過在顯示器20的屏幕上測量用戶眼睛在X軸和Y軸的位移以及在X-Y軸的旋轉(zhuǎn)量來測量顯示器20的旋轉(zhuǎn)。在這種情況下，陀螺儀40測量旋轉(zhuǎn)量(滾轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)，俯仰)。陀螺儀40安裝在主體10的里面或外面，并且檢測顯示器20相對于每個軸的角速度 的改變并檢測圖像改變。
陀螺儀40是一種慣性傳感器，并在X、Y和Z軸方向檢測顯示器20的姿態(tài)改變。例如，在觀看者(用戶1)用手握住主體10并圍繞Y軸將主體向左右旋轉(zhuǎn)的情況下，陀螺儀40能夠檢測顯示器20相對于X軸方向的位移。第一計算部分50基于通過照相機30拍攝的圖像計算顯示器20相對于觀看位置的相對姿態(tài)改變。參照圖3至圖9，第一計算部分50接收通過照相機30拍攝的用戶圖像以檢測用戶臉的信息。此外，第一計算部分50基于通過Bayesian分類器計算的用戶雙眼之間的間隔(d165mm)、通過照相機校準(zhǔn)計算的顯示器20上的用戶雙眼之間的間隔‘d2’和照相機的焦距f使用三角學(xué)來測量顯示器20和用戶之間的間隔(D＝f*d1/d2)。因此，通過根據(jù)間隔D的差異控制顯示器20的屏障間隔能夠形成適合于用戶的觀看距離的觀看區(qū)。
此外，第一計算部分50測量通過照相機30拍攝的用戶圖像的位移并計算旋轉(zhuǎn)量。
圖10A至10C示例性地表示通過使用Y軸作為旋轉(zhuǎn)軸，主體10相對于用戶的固定位置在X軸方向旋轉(zhuǎn)角度θ，從而圖像向顯示器20的左側(cè)移動了u。在這種情況下，用戶雙眼位于觀看區(qū)7和8，從而用戶能夠觀看從顯示器20提供的3D圖像。
圖11A至11C示例性地表示通過使用X軸作為旋轉(zhuǎn)軸，主體10相對于用戶的固定位置在Y軸方向旋轉(zhuǎn)角度Φ，從而圖像向顯示器20的上側(cè)移動了v。在這種情況下，用戶雙眼位于觀看區(qū)1和2，如圖11C所示。
參照圖10A至圖11C，當(dāng)圖像移動了值u、v時，第一計算部分50使用諸如Bayesian分類器的算法檢測用戶的臉部區(qū)域和眼睛以計算u和v的精確位置。通過分別將計算出的值u和v乘以經(jīng)實驗獲得的比例常數(shù)α和β，能夠使用比例表達式獲得照相機的旋轉(zhuǎn)量θc(＝α×u)和Φc(＝β×v)。這里，旋轉(zhuǎn)量θc和Φc的采樣周期大約為12-30Hz。
第二計算部分60基于通過陀螺儀40檢測的角速度的改變來計算顯示器20相對于觀看位置的姿態(tài)改變。也就是說，第二計算部分60通過在時間軸上對由陀螺儀40檢測的角速度求積分來計算顯示器20的旋轉(zhuǎn)量θg、Φg，和Ωg。此時，由第二計算部分60計算的顯示器的旋轉(zhuǎn)量的采樣周期大約為80-120Hz，該采樣周期小于通過照相機30獲得的旋轉(zhuǎn)量的采樣周期。
Kalman濾波器70通過照相機30和陀螺儀40的傳感器結(jié)合來計算糾正的顯示器的旋轉(zhuǎn)量。Kalman濾波器70補償了由于在θc、Φc和θg、Φg的測量值中或多或少產(chǎn)生誤差并且采樣周期不同所導(dǎo)致的缺點。也就是說，在主體10移動較慢的情況下，與由第二計算部分60計算的照相機30的旋轉(zhuǎn)量相比，由第一計算部分50計算的照相機30的旋轉(zhuǎn)量較為精確。相反，在主體10移動較快的情況下，與由第一計算部分50計算的照相機30的旋轉(zhuǎn)量相比，由第二計算部分60計算的照相機30的旋轉(zhuǎn)量較為精確。因此，通過在兩種情況下經(jīng)過由第一計算部分50和第二計算部分60計算的值的傳感器結(jié)合執(zhí)行混合跟蹤，可獲得糾正的對于X軸和Y軸的旋轉(zhuǎn)量(θ和Φ)以及較短的采樣周期。
顯示器20能夠根據(jù)上述獲得的對于X軸和Y軸的旋轉(zhuǎn)量來產(chǎn)生適合于用戶雙眼的觀看區(qū)。
圖12A至12C示例性地表示主體10使用Z軸作為旋轉(zhuǎn)軸相對于用戶的固定位置旋轉(zhuǎn)的情況。此時，通過測量顯示器20上的用戶眼睛的旋轉(zhuǎn)量ω能夠獲得照相機的旋轉(zhuǎn)量Ωc(＝γ×ω)。這里，γ是通過實驗獲得的比例常數(shù)。在這種情況下，對于Z軸的旋轉(zhuǎn)量Ωgs通過陀螺儀40和第二計算部分60來測量。
此時，Ωg的采樣周期與X軸和Y軸的旋轉(zhuǎn)中的Ωc的采樣周期相比較短。使用Kalman濾波器70通過混合跟蹤能夠糾正這種差異，并且能夠獲得糾正的旋轉(zhuǎn)量Ω?？苫诩m正的旋轉(zhuǎn)量Ω來產(chǎn)生適合于用戶的觀看區(qū)的觀看區(qū)。
參照圖3，在操作中，諸如焦距和折射率的照相機鏡頭信息通過脫機(off-line)的照相機校準(zhǔn)來獲得。
當(dāng)用戶的臉或眼睛位于屏幕中央時，顯示器20將照相機和陀螺儀的坐標(biāo)(X，Y，Z)都設(shè)置為(0，0，0)。
用戶的臉或眼睛的位置在顯示器上被檢測，并且雙眼之間的間隔d2通過使用Bayesian分類器的算法來計算。其后，在考慮顯示器20和用戶的相對運動的情況下通過照相機的坐標(biāo)系統(tǒng)的變換來測量用戶的相對旋轉(zhuǎn)量。
用戶的臉或眼睛相對于顯示器屏幕中央的位移量u和v以及ω被計算，從而獲得照相機的坐標(biāo)系統(tǒng)中的旋轉(zhuǎn)量θc、Φc和Ωc。此時，使用用戶的臉或眼睛的位移量、雙眼之間的間隔和照相機鏡頭的焦距來計算這些旋轉(zhuǎn)量。
同時，通過在時間軸上對由陀螺儀40獲得的各軸的角速度求積分來獲得對于各軸的旋轉(zhuǎn)量θg、Φg，和Ωg。
如上所述，由照相機獲得的旋轉(zhuǎn)量和由陀螺儀獲得的旋轉(zhuǎn)量在它們的采樣周期和跟蹤的旋轉(zhuǎn)量方面彼此不同。通過經(jīng)傳感器結(jié)合來糾正照相機和陀螺儀之間的差異，Kalman濾波器70能夠糾正旋轉(zhuǎn)量并且即使快速執(zhí)行旋轉(zhuǎn)操作時也能夠獲得穩(wěn)定的跟蹤結(jié)果。因此，可基于以上獲得的結(jié)果來形成適合于用戶的觀看區(qū)。
所述使用混合位置跟蹤系統(tǒng)的3D顯示裝置能夠通過使用Kalman濾波器來糾正由照相機和陀螺儀檢測出的顯示器相對于用戶的相對旋轉(zhuǎn)量。
因此，能夠?qū)崿F(xiàn)與使用一個傳感器或一個照相機的傳統(tǒng)3D顯示裝置相比具有穩(wěn)定和改進性能的3D顯示裝置。根據(jù)本發(fā)明，即使當(dāng)顯示器快速移動以及當(dāng)顯示器慢速移動時，仍能獲得更精確的旋轉(zhuǎn)量。
因此，能夠獲得適合于位于觀看位置的用戶的觀看區(qū)，從而用戶能夠在較寬的觀看區(qū)中觀看3D圖像。此外，通過使用所述位置跟蹤系統(tǒng)來跟蹤用戶的LE和RE，可防止LE圖像和RE圖像分別被提供給用戶的RE和LE。
盡管已參照本發(fā)明的示例性實施例具體地表示和描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離由權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對這些實施例進行各種形式和細(xì)節(jié)上的修改。
權(quán)利要求
1.一種3D顯示裝置，包括主體；顯示器，用于顯示3D圖像；照相機，安裝在主體中；陀螺儀，安裝在主體中并檢測顯示器的角速度的改變；計算單元，基于由照相機拍攝的用戶圖像來計算顯示器相對于觀看位置的第一相對姿態(tài)改變量，以及基于由陀螺儀檢測的角速度的改變來計算顯示器相對于觀看位置的第二相對姿態(tài)改變量；和Kalman濾波器，接收由計算單元計算的第一相對姿態(tài)改變量和第二相對姿態(tài)改變量，并計算顯示器的糾正的姿態(tài)改變量，其中，當(dāng)用戶和顯示器之間的相對位置改變時，用戶能夠在用戶的左眼和右眼分別所在的觀看區(qū)中觀看左眼圖像信號和右眼圖像信號，而沒有左眼圖像信號和右眼圖像信號的反轉(zhuǎn)。
2.如權(quán)利要求1所述的3D顯示裝置，其中，所述計算單元包括用于計算第一相對姿態(tài)改變量的第一計算部分和用于計算第二相對姿態(tài)改變量的第二計算部分。
3.如權(quán)利要求2所述的3D顯示裝置，其中，所述第一計算部分基于通過Bayesian分類器計算的用戶左右眼之間的間隔d1、通過照相機校準(zhǔn)計算的顯示器上的用戶左右眼之間的間隔d2和照相機的焦距f使用三角學(xué)來測量顯示器和用戶之間的間隔(D＝f*d1/d2)，并且所述第一計算部分基于通過照相機拍攝并在顯示器上顯示的用戶的位移來計算顯示器相對于觀看位置的旋轉(zhuǎn)量。
4.如權(quán)利要求2或3所述的3D顯示裝置，其中，由第一計算部分計算的顯示器的旋轉(zhuǎn)量的采樣周期為大約12至30Hz。
5.如權(quán)利要求2至4中的任何一項所述的3D顯示裝置，其中，所述第二計算部分通過在時間軸上對由陀螺儀檢測的角速度求積分來計算顯示器的旋轉(zhuǎn)量。
6.如權(quán)利要求2至5中的任何一項所述的3D顯示裝置，其中，由第二計算部分計算的顯示器的旋轉(zhuǎn)量的采樣周期為大約80至120Hz。
7.如權(quán)利要求1至6中的任何一項所述的3D顯示裝置，其中，Kalman濾波器通過照相機與陀螺儀的傳感器結(jié)合來計算糾正的顯示器的旋轉(zhuǎn)量。
8.如權(quán)利要求1至7中的任何一項所述的3D顯示裝置，其中，照相機和陀螺儀安裝在顯示器的里面或外面。
9.如權(quán)利要求1至8中的任何一項所述的3D顯示裝置，其中，所述顯示器是便攜式移動顯示器。
10.一種顯示3D圖像的方法，該方法包括基于由3D顯示裝置的照相機拍攝的用戶圖像來計算3D顯示裝置的顯示器相對于觀看位置的第一相對姿態(tài)改變量；基于由3D顯示裝置的陀螺儀檢測的顯示器的角速度的改變來計算顯示器相對于觀看位置的第二相對姿態(tài)改變量；基于計算出的第一相對姿態(tài)改變量和第二相對姿態(tài)改變量在3D顯示裝置的Kalman濾波器中計算顯示器的糾正的姿態(tài)改變量；其中，當(dāng)用戶和顯示器之間的相對位置改變時，用戶能夠在用戶的左眼和右眼分別所在的觀看區(qū)中觀看左眼圖像信號和右眼圖像信號，而沒有左眼圖像信號和右眼圖像信號的反轉(zhuǎn)。
11.如權(quán)利要求10所述的顯示3D圖像的方法，其中，所述計算第一相對姿態(tài)改變量的步驟包括基于通過Bayesian分類器計算的用戶左右眼之間的間隔d1、通過照相機校準(zhǔn)計算的顯示器上的用戶左右眼之間的間隔d2和照相機的焦距f使用三角學(xué)來測量顯示器和用戶之間的間隔(D＝f*d1/d2)；和基于通過照相機拍攝并在顯示器上顯示的用戶的位移來計算顯示器相對于觀看位置的旋轉(zhuǎn)量。
12.如權(quán)利要求10或11所述的顯示3D圖像的方法，其中，顯示器的旋轉(zhuǎn)量的采樣周期為大約12至30Hz。
13.如權(quán)利要求10或11所述的顯示3D圖像的方法，其中，所述計算第二相對姿態(tài)改變量的步驟包括通過在時間軸上對由陀螺儀檢測的角速度求積分來計算顯示器的旋轉(zhuǎn)量。
14.如權(quán)利要求13所述的顯示3D圖像的方法，其中，顯示器的旋轉(zhuǎn)量的采樣周期為大約80至120Hz。
15.如權(quán)利要求10至14中的任何一項所述的顯示3D圖像的方法，其中，Kalman濾波器通過照相機與陀螺儀的傳感器結(jié)合來計算糾正的顯示器的旋轉(zhuǎn)量。
16.如權(quán)利要求10至15中的任何一項所述的顯示3D圖像的方法，其中，照相機和陀螺儀安裝在顯示器的里面或外面。
全文摘要
提供了一種使用混合位置跟蹤系統(tǒng)的3D顯示裝置和方法以及一種顯示3D圖像的方法。所述3D顯示裝置包括主體、顯示器、照相機、第一計算部分、陀螺儀、第二計算部分和Kalman濾波器。所述顯示器提供3D圖像，第一計算部分基于由照相機拍攝的圖像來計算顯示器相對于觀看位置的相對姿態(tài)改變。陀螺儀安裝在主體中以檢測顯示器的角速度的改變。第二計算部分計算顯示器的相對姿態(tài)改變，Kalman濾波器接收由第一計算部分和第二計算部分獲得的計算結(jié)果以計算顯示器的糾正的姿態(tài)改變量。
文檔編號H04N15/00GK1845612SQ20061005813
公開日2006年10月11日 申請日期2006年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月8日
發(fā)明者具宰必, 金大式, 車景熏 申請人:三星電子株式會社