CN103609103A - 控制立体视频流的显示的系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于显示立体视频流的系统(1)和方法。该系统包括以立体或单像管模式显示所述视频流的显示设备(3)。该系统还包括以立体模式观看由所述显示设备显示的视频流的立体眼镜(2)。立体眼镜(2)包括在眼镜(2)正被戴上时检测到头部存在的传感器(20)，以及将指示眼镜正被戴上的一条信息传送到显示设备(3)的发送器(21)。所述显示设备(3)接收由立体眼镜(2)传送的所述一条信息，并以为所述一条信息的函数的单像管或立体模式的形式来显示该立体视频流。

Description

控制立体视频流的显示的系统及方法

说明书。

技术领域

本发明通常涉及立体显示系统。本发明特别涉及一种根据权利要求1前序所述的控制立体视频流的再现的方法。本发明还涉及实施这种方法的显示系统。

背景技术

正如所知，通过利用涉及到同一对象的相应配景的两幅图像来获得立体视觉,该相应配景一般为右配景和左配景。

与这两个配景相关的图像（一般称为右图像和左图像）分别意在用于右眼和左眼，使得人脑将两个配景合并在一起成为以三维形式被感知的一幅图像。

右及左图像可通过利用合适的捕获系统（具有两个物镜或一对照相机的所谓"立体摄像机"）来获得，否则通过从第一图像（例如，左图像）开始，之后电子（通过数值处理）构建另一图像（例如右图像）来实现。

迄今为止已经开发了许多允许3D内容结果通过立体图像传输的技术。

第一种已知技术随着时间使左图像的可视化与右图像的可视化交替。

然而，这种技术遭受着用户必须戴上主动式眼镜（也称为"快门眼镜"）的这一缺陷的影响，该主动式眼镜交替遮蔽右眼或左眼，以便使各个眼睛只能看到与给定配景相关联的图像。

根据另一种已知技术，借助于不同的偏振光来投射右及左图像。这可以例如通过适当地处理电视机屏幕或通过利用投射器中的适当过滤器来获得。

在这种情况下，同样地，用户也必须戴上备有不同偏光镜片的合适眼镜（在这种情况下是被动的），从而各镜片只允许右图像或左图像通过。

在这两种情况下，如果用户试图不戴这些专用眼镜（下文称为立体眼镜从而将它们与正常处方眼镜相区分）来观看视频流，则视觉将受到干扰并变得模糊，从而导致用户的眼睛变得疲劳，这种疲劳可导致头疼。

为此，存在用于显示3D视频和图像的系统，该系统允许用户手动选择单像管视觉（2D）或立体视觉(3D)。因此，如果用户想要观看3D内容，则他/她将戴上立体眼镜并选择3D显示模式；否则，他/她将选择2D显示模式且将不必戴上立体眼镜。

另一方面，由用户进行的手动调节限制了立体设备使用的灵活性，因为可能会发生例如由于肢体障碍、或由于显示设备的位置、或由于后者的使用比较复杂，因此用户在切换视频信号显示模式方面具有困难的情形。

专利JP1093987A描述了一种本身能够根据从设置在屏幕上的传感器接收的信号而在单像管和立体视觉之间自动切换的设备，该传感器检测立体眼镜上的红外光源发射的射线；因此，只有当传感器检测到红外射线时视频信号才以立体模式显示。这种系统遭受到它无法区分出眼镜是否被佩戴，而只能识别出眼镜的激活是接通或关闭的缺点：即使用户不想要立体视觉，眼镜接通而非戴上可触发立体视觉。

发明内容

本发明的一个目的是提供解决了现有技术的问题的一种系统和一种方法。

同样为本发明目的的是，提供一种以尽可能接近坐在正在显示立体视频内容的屏幕前面的人的意图的方式来控制立体视频流的显示的方法。

本发明的另一个目的是提供显示立体视频流的一种方法和一种系统，该两者均是高效和可靠的。

本发明的这些以及其他目的通过结合了在所附的旨在作为本说明的组成部分的权利要求中进行了阐述的特征的一种设备和一种方法来实现。

为了降低显示系统的成本同时仅在用户戴着专用眼镜时允许从单像管视觉切换到立体视觉，发明人想到将传感器应用到眼镜上以便检测头部的存在，且因此当眼镜实际上被戴上时只允许打开立体显示模式。

当传感器检测到头部的存在时，则它将该信息传递给适于选择视频流显示模式的设备。

有利地，传感器是电容性类型，使得可以低成本制造其并将其安装在眼镜上，而同时提供有效的头部检测。如果眼镜摊开在桌子上或非导电元件（例如，沙发）上，则电容传感器不被激活，因此视频流将以单像管模式显示。

有利地，通过采用显示设备中使用的用于与远程控制件通信的传感器，眼镜和显示设备之间的通信就可通过红外线发生。

在快门眼镜的情况下，有利地使用两个不同的传输系统来与显示设备通信。第一系统用于传送与头部的存在或不存在相关的一条信息，从而允许从单像管切换到立体视觉，而通常已经在这种眼镜中使用的另一系统则用于传送镜片关闭同步信号。

也可通过射频为各种类型的眼镜传送头部检测信息；有利地，如果眼镜是快门眼镜，则同步信号可通过射频来传送，使得单个可靠的设备可被用于接收和传送来自/到眼镜的信号。

同样有利的是，上述传感器和发送器可集成到能固定到眼镜框架内的检测设备中，尤其是集成到眼镜框架的脚丝臂中，从而允许该系统也被实现在原先并未配备它的眼镜上。

同样有利的是，眼镜配备有能量消耗控制系统，其允许根据观众的头部检测来优化眼镜的能量消耗。

本发明的其他目的和优点将从下面对其一些优选实施例的详细描述中变得更加明显。

附图说明

现在将参照附图，通过非限制性示例来描述某些优选及有利的实施方式，其中：

-图1显示了某人通过根据本发明的系统来观看立体视频流。

-图2显示了根据本发明的一副立体眼镜。

-图3显示了安装在眼镜2上的电子器件的方框图。

-图4显示了根据本发明第二实施方式的安装在眼镜2上的电子器件的方框图。

这些图形显示了本发明的不同方面和实施方式，并且在适当的地方，不同图中的类似结构、部件、材料和/或元件用类似的附图标记来表示。

具体实施方式

在图1中，观众1戴着立体眼镜2（在图2中详细显示）观看3D内容，例如电影。 

在图1的例子中，3D内容显示在显示设备3的屏幕上。为了本发明的目的，显示设备可以是适于以立体或单像管（monoscopic）模式显示立体视频流的任意设备。因此，在此术语显示设备指的是诸如能够在薄片或墙上显示视频流的投射器等无需屏幕的设备，以及诸如电视机和电脑等包括解码器和屏幕的设备。术语解码器指的是能够读取在其上存储了3D内容（特别是立体视频流）的光介质（例如，CD、DVD、蓝光）、磁介质(磁带)、大容量存储器等，以及能给屏幕提供显示3D内容所需的视频信号（例如，RGB信号）的任意设备。解码器类型还包括机顶盒（set - top boxes），其接收来自例如天线或电缆的外部源的视频流，将该视频流解码并将用于显示立体视频流所需的视频信号输出到屏幕、电视机或投射器。因此，解码器可以是连接到屏幕的外部设备，要不然它可以是集成到屏幕中或集成到例如电脑等更复杂设备中的电子卡，例如视频卡。

在图1的例子中，显示设备3包括连接到电视机30的DVD读取器31。

显示设备3包括用于从眼镜2接收与用户头部的存在有关的信号的接收器32。接收器32可以是射频接收器或红外接收器，并且可以内置在显示设备的其中一个部件中或连接到显示设备的其中一个部件。例如，在一个实施例中，接收器32可以是远程控制信号的红外接收器，该接收器通常存在于所有电视机、光读取器和机顶盒上。

在图1的例子中，接收器32是通过有线连接，特别是通过USB连接到DVD读取器31的独立设备。

通常，如果接收器32与显示设备的解码器分离，则接收器与解码器之间的连接可以是有线或无线的；例如，其可以是例如Wi - Fi或蓝牙类型的无线电连接。

根据接收器32接收到的信号，显示设备自动选择视频流显示模式；特别地，如果信号指示眼镜正被戴上并且视频流是立体的，则显示设备将选择立体模式，而在所有其他情况下它将选择单像管模式。

为了检测眼镜2是否正被戴上，眼镜配有检测用户1的头部的存在的传感器20。

优选地，传感器20是安装在眼镜框架上并且朝向由眼镜框架的两个脚丝臂(temple arms)包围的区域的电容传感器，使得它可以检测头部。

在一个实施例中，电容传感器设置在当眼镜正被戴上时，眼镜框架的搁在用户耳朵上的那部分附近内。在另一个实施例中，传感器20可放置在眼镜框架的搁在用户鼻上的那部分上。这两个方案的有利之处在于，它们确保了头部和传感器之间的接触。

作为替代方案，传感器20可以是在它检测到温度高于30°C，优选地高于35°C时检测头部存在的热敏传感器。

图3显示了安装在眼镜3上的电子器件的方框图。

传感器20连接到例如处理器或微控制器的眼镜控制设备21，该眼镜控制设备21解释传感器的检测结果并向发送器21输出要传送的指示眼镜是否正被戴上的信号。

因此，以发送器21和接收器32能够彼此通信的方式来选择它们。传感器20、控制设备21和发送器22由电源单元23供电，在一个优选实施例中，该电源单元23包括至少一个确保眼镜得到适当供电的电池。

可使用将外界环境中存在的类似振动、光能或无线电波的能量转换成可在本地电池中积聚的能量的能量收集系统或外部能量源来对电池进行充电。另一种电池再充电系统可包括感应系统，其中，显示器发射射频能量而眼镜接收它并将其存储到电池中，类似于RFID系统。

然而，在一个实施例中，眼镜2可以配备有天线（例如，与发送器22相同的天线），以便接收显示设备发射的无线电波，并由所接收的信号来供电。这是非常有利的，因为无需电池，但是用户必须呆在在其中所接收的捕获的能量足以允许眼镜工作的圆锥体内。

在另一个实施例中，如果眼镜通过电缆连接到显示设备（这是可能的，例如，用于3D游戏的护目镜），则可通过眼镜连接电缆来为眼镜供电。 

优选地，眼镜2配备有能量管理功能块24（如图4所示），其置于电源单元23、传感器20和控制单元22之间。当移除发送器21时，功能块24可自动切断到控制单元22和到发送器21的电力，并且在它们被装上时可自动激活它们。在一个实施例中，如果眼镜是立体式的，则功能块24允许切断到其它眼镜关闭设备（shutting devices）的电力，使得在眼镜没被戴上时它们被关掉，从而节省能量并确保更长的电池寿命。

本发明的特点从对其某些实施例的以上描述中变得明显。本领域技术人员可在仍然借助于安装在眼镜上的传感器来利用检测眼镜是否正被戴上的想法从而监测头部的存在时，对上述显示系统进行多种改变或修改。

例如，如果眼镜2是快门眼镜，则它们必须接收来自显示设备的同步信号。优选地，通过使用不同的通信系统来传送通过眼镜对用户头部的存在的指示以及控制镜片的关闭的同步信号。例如，通过红外线来传送同步信号，而通过射频传送指示眼镜正被戴上的信号。可替代地，两种信号都可通过红外通信来传送，但是使用不同的编码，使得任何干涉都降低到最小。 

有利地，如果眼镜是快门式且必须接收同步信号，则头部检测信号可通过射频来传送，使得单个可靠的设备可被用来接收和传送来自/到眼镜的信号。

此外，眼镜可配备有多个传感器。

在一种变形中，上述眼镜2的电子器件（传感器、电源、能量管理功能块、发送器等）可集成到与眼镜不同的单个接收设备中，其可通过合适的可移除紧固系统固定到后者。这就允许将所述设备应用到任意类型的眼镜，甚至是被动式眼镜。

最后，可以设想的是为眼镜提供附加设备，其进一步降低了电池消耗。特别地，包括电容传感器部分的倾斜传感器(例如，加速计)可读取眼镜的倾角来检测眼镜何时被拿在手中，并由此能够将电力供给给眼镜。为此，根据倾斜传感器的输出，倾斜传感器可操作将眼镜电子器件连接到电源的开关。

Claims (15)

1. 一种用于显示立体视频流的系统(1)，包括

以立体或单像管模式显示所述视频流的显示设备(3), 

以立体模式观看由所述显示设备显示的所述视频流的立体眼镜(2)，

其特征在于

所述立体眼镜(2)包括适于在眼镜(2)正被戴上时检测头部存在的传感器(20)，以及适于传送指示眼镜正被戴上的一条信息的发送器(21)，

以及，所述显示设备(3)适于接收由所述立体眼镜传送的所述一条信息，并适于以为所述一条信息的函数的单像管或立体模式显示所述立体视频流。

2.如权利要求1所述的系统，其中，所述传感器为电容传感器。

3.如权利要求1或2所述的系统，其中，所述传感器安装在眼镜框架上，特别是安装在眼镜框架的搁在用户耳朵上的那部分上。

4.如权利要求1或2所述的系统，其中，所述传感器安装在眼镜框架上，特别是安装在眼镜框架的搁在用户鼻子上的那部分上。

5.如先前任意一项权利要求所述的系统，其中，所述传感器由电池供电。

6.如权利要求1到4任意一项所述的系统，其中，所述传感器包括天线，并且由所述天线接收的无线电信号来供电。

7.如先前任意一项权利要求所述的系统，其中，所述眼镜是快门式的并且包括适于通过第一通信系统从所述显示设备(3)接收同步信号的接收器，以及其中，所述发送器(21)适于通过不同于所述第一通信系统的第二通信系统传送指示眼镜正被戴上的所述一条信息。

8.如先前任意一项权利要求所述的系统，其中，所述发送器通过射频进行传送。

9.如先前任意一项权利要求所述的系统，其中，所述立体眼镜(2)进一步包括置于电源单元(23)、所述传感器(20)和控制单元(22)之间的适于控制所述发送器(21)的电源管理功能块(24)，所述电源管理功能块(24)适于在所述传感器并未检测到头部时自动切断到所述控制单元(22)的电力，而在检测到头部时自动打开到所述控制单元的电力。

10.如先前任意一项权利要求所述的系统，其中，所述显示设备(3)包括用于从远程控制件和所述发送器(21)两者接收信号的接收器(32)。

11.如先前任意一项权利要求所述的系统，进一步包括倾斜传感器，特别是加速计，其适于检测眼镜的任意倾斜变化，并且适于在眼镜被捡起在手中时允许接通或关闭眼镜电子器件。

12.一种用于显示视频流的方法，包括步骤：

-通过安装在立体眼镜(2)上并且适于检测头部存在的传感器(20)检测眼镜是否正被戴上，

-如果所述眼镜正被戴上，则以立体显示模式显示所述视频流。

13.如权利要求12所述的方法，其中，所述传感器(20)为电容传感器。

14.一种检测设备，其特征在于，其包括用于将所述设备固定到眼镜框架的可移除紧固装置，

传感器(20),其被设置成当所述设备固定到所述眼镜时，所述传感器适于在眼镜(2)正被戴上时,检测头部的存在，以及

适于传送一条信息的发送器(21),该条信息指示眼镜正被戴上。

15.如权利要求14所述的设备，进一步包括置于所述设备的电源单元(23)、所述传感器(20)和控制单元(22)之间的电源管理功能块(24)，所述电源管理功能块(24)适于在所述传感器并未检测到头部时自动切断到控制单元(22)的电力，并在检测到头部时自动打开到控制单元的电力。

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