(57)【要約】マルチビューディスプレイ装置（１００）が開示される。マルチビューディスプレイ装置は、光生成要素の構造（１０）と、前記光生成要素の構造により生成された光をそれぞれのビューに対応した多数の方向に方向付ける光学手段の構造（１５）と、入力信号（４１４）に基づいて前記光生成要素のそれぞれに対する輝度値を算出する算出手段（１８）とを含み、特定の光生成要素（４０２）に対する特定の輝度値（４２０）の算出のために、前記算出手段段（１８）は、前記特定の光生成要素（４０２）の第１位置（４１２）と、対応する１つの前記光学手段（４０８）の第２位置（４１０）との間の空間変位を考慮するように構成される。
2008527456.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチビューディスプレイ装置であって、
光生成要素の構造と、
前記光生成要素の構造により生成された光をそれぞれのビューに対応した多数の方向に方向付ける光学手段の構造と、
入力信号に基づいて前記光生成要素のそれぞれに対する輝度値を算出する算出手段とを含み、特定の光生成要素に対する特定の輝度値の算出のために、前記算出手段は、前記特定の光生成要素の第１位置と、対応する１つの前記光学手段の第２位置との間の空間変位を考慮するように構成される、マルチビューディスプレイ装置。
【請求項２】
前記光学手段はレンズである、請求項１に記載のマルチビューディスプレイ装置。
【請求項３】
前記光生成要素の構造は、ＬＣＤ、プラズマ，ＣＲＴ及び有機ＬＥＤを含むディスプレイ技術のセットの任意の１つに基づく、請求項１又は２に記載のマルチビューディスプレイ装置。
【請求項４】
前記算出手段は、前記入力信号のサンプル位置に、前記空間変位に比例するずれを与えるように構成される、請求項１〜３のうちのいずれか１項に記載のマルチビューディスプレイ装置。
【請求項５】
前記算出手段は、複数のビューのうちの１つに関連し前記光生成要素の構造の単一列上に配置される前記光生成要素のそれぞれに対する輝度値のセットを算出するために、前記入力信号のサンプル位置にずれを与えるように構成される、請求項４に記載のマルチビューディスプレイ装置。
【請求項６】
前記算出手段は、前記光生成要素の構造の更なる列上に配置される更なる前記光生成要素のそれぞれに対する輝度値の更なるセットを算出するために、前記入力信号の更なるサンプル位置に更なるずれを与えるように構成される、請求項５に記載のマルチビューディスプレイ装置。
【請求項７】
前記算出手段は、前記入力信号のサンプル位置に付与されるべきずれを表す制御信号を供給され、前記ずれは、前記光生成要素のそれぞれの第１位置と、対応するそれぞれの前記光学手段の第２位置との間のそれぞれの空間変位に比例する、請求項１〜３のうちのいずれか１項に記載のマルチビューディスプレイ装置。
【請求項８】
前記制御信号は、当該マルチビューディスプレイ装置により生成される光の測定値に基づく、請求項７に記載のマルチビューディスプレイ装置。
【請求項９】
光生成要素の構造と、前記光生成要素の構造により生成された光をそれぞれのビューに対応した多数の方向に方向付ける光学手段の構造とを含むマルチビューディスプレイ装置のそれぞれの光生成要素に対する輝度値を算出する方法であって、
入力信号に基づく特定の光生成要素に対する特定の輝度値の算出のために、前記特定の光生成要素の第１位置と、対応する１つの前記光学手段の第２位置との間の空間変位が考慮される、方法。
【請求項１０】
光生成要素の構造と、前記光生成要素の構造により生成された光をそれぞれのビューに対応した多数の方向に方向付ける光学手段の構造とを含むマルチビューディスプレイ装置のそれぞれの光生成要素に対する輝度値を算出する画像処理装置であって、
入力信号を受信する入力手段と、
前記入力信号に基づいて前記光生成要素のそれぞれに対する輝度値を算出する算出手段とを含み、特定の光生成要素に対する特定の輝度値の算出のために、前記算出手段は、前記特定の光生成要素の第１位置と、対応する１つの前記光学手段の第２位置との間の空間変位を考慮するように構成される、画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光生成要素の構造と、前記光生成要素の構造により生成された光をそれぞれのビューに対応した多数の方向に方向付ける光学手段の構造とを含むマルチビューディスプレイ装置に関する。
【０００２】
本発明は、更に、かかるマルチビューディスプレイ装置のそれぞれの光生成要素に対する輝度値を算出する方法に関する。
【０００３】
本発明は、更に、かかるマルチビューディスプレイ装置のそれぞれの光生成要素に対する輝度値を算出する画像処理装置に関する。
【背景技術】
【０００４】
ディスプレイ装置の導入以来、現実的な３Ｄディスプレイ装置は長年の夢であった。かかるディスプレイ装置をもたらすべき多くの原理が研究されてきた。ある原理は、ある空間内に現実的な３Ｄ物体を生成しようとする。例えば、SID’03,  1531-1533,2003の会報におけるA.Sullivanによる記事“Solid-state  Multi-planar  Volumetric  Display”に開示されるようなディスプレイ装置では、表示データは、高速プロジェクタにより平面のアレイに配置される。各平面は、切替可能なディフューザである。平面の数が十分に大きい場合、人の脳は、ピクチャを統合し、現実的な３Ｄ物体を観測する。この原理により、観測者は、ある程度内で物体まわりを見ることが可能となる。このディスプレイ装置では、全ての物体は、（半）透明である。
【０００５】
多くの他の者は、両眼視差のみに基づいて３Ｄディスプレイ装置を生成しようとする。これらのシステムでは、観測者の右眼と左眼は、異なる画像を捉え、その結果、観測者は、３Ｄ画像を視認する。これらの概念の概略は、D.F.McAllister(Ed.),Princeton  University  Press,  1993による書籍“Stereo  Computer  Graphics  and  Other  True  3-D  Technologies”に見出される。第１の原理は、例えばＣＲＴとの組み合わせでシャッタメガネを用いる。奇数フレームが表示される場合、光は左眼に対して遮断され、偶数フレームが表示される場合、光は右眼に対して遮断される。
【０００６】
追加の機器を必要とせずに３Ｄを表示するディスプレイ装置は、自動立体（auto-stereoscopic）ディスプレイ装置と呼ばれる。
【０００７】
第１のメガネ不要のディスプレイ装置は、観測者の左眼及び右眼に向けられる光の円錐を生成するためにバリアを含む。円錐は、例えば、奇数及び偶数のサブピクセル列に対応する。これらの列に適切な情報をアドレス指定することによって、観測者は、正しい位置に位置する場合に、左眼及び右眼に異なる画像を得て、３Ｄピクチャを視認することができる。
【０００８】
第２のメガネ不要のディスプレイ装置は、観測者の左眼及び右眼に奇数及び偶数のサブピクセル列の光を結像するためにレンズのアレイを含む。
【０００９】
上述のメガネ不要のディスプレイ装置の欠点は、観測者が固定の位置に留まらなければならないことである。観測者を案内するために、観測者が正確な位置にいることを観測者に示すためのインジケータが提案されている。例えば、バリアプレートが赤及び緑ｌｅｄと結合されている特許文献１を参照されたい。観測者が良好に位置する場合、観測者は、緑の光を見、その他の場合には、赤の光を見る。
【００１０】
観測者が固定の位置に座ることから解放するため、マルチビュー自動立体ディスプレイ装置が提案された。例えば、特許文献２及び３参照。特許文献２及び３に開示されるようなディスプレイ装置では、傾斜したレンチキュラーが用いられ、これにより、レンチキュラーの幅は、２つのサブピクセルよりも大きい。このようにして、互いに隣接する幾つかの画像が存在し、観測者は、左眼及び右眼を動かすある程度の自由を有する。
【００１１】
特許文献４では、レンチキュラースクリーンが被せられ、インターレースされるべきマルチビュー用画像が供給されるときに、ディスプレイ装置をマルチビュー自動立体ディスプレイ装置として駆動するためにディスプレイ装置のピクセルアドレス指定を制御する方法が開示される。少なくともレンチキュラースクリーンのレンチキュールピッチを定義するデータ、及び、ディスプレイ装置に対する絶対的なレンチキュラースクリーンの位置に基づいて、各ディスプレイカラーピクセルに対して、Ｎ個のビューのどれが担持するかが導出される。この際、割り当てられたビューに対する、対応するピクセルデータは、ディスプレイピクセルデータとして選択される。特許文献４に記載されるような方法に基づいて制御されるマルチビューディスプレイ装置の画質は比較的良好であるが、依然として改善の余地がある。
【特許文献１】米国特許第５９８６８０４号
【特許文献２】米国特許第６００６４４２４号
【特許文献３】米国特許第２００００９１２号
【特許文献４】国際特許出願公開第９９／０５５５９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の目的は、画像品質が改善された冒頭に記載した種のマルチビューディスプレイ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明のこの目的は、入力信号に基づいて前記光生成要素のそれぞれに対する輝度値を算出する算出手段を更に含むマルチビューディスプレイ装置であって、特定の光生成要素に対する特定の輝度値の算出のために、前記算出手段が、前記特定の光生成要素の第１位置と、対応する１つの前記光学手段の第２位置との間の空間変位を考慮するように構成される、マルチビューディスプレイ装置において達成される。
【００１４】
特定の光生成要素と、対応する即ち協動若しくは整列する光学手段との間の空間変位により、生成される光に観測可能な変位が存在する。典型的には、光学手段は、光生成要素の面に平行な面内に光の空間的なずれ（シフト）を導入する。例えば、特定の光生成要素の中心ポイントが、座標（ｘ、ｙ）の特定位置に位置すると想定する。当該特定の光生成要素により生成されている光が当該特定の位置から発生すると、若しくは、光スポットの中心は座標（ｘ、ｙ）の特定位置から派生すると想定する。特定の光生成要素と協動するために第２位置に配置された光学手段は、典型的には特定の光生成要素の第１位置に対してゼロで無い空間変位を有する。これは、特定の光生成要素の中心と、対応する光学手段の中心がアライン（整列）していないことを意味する。或いは、特定の光生成要素の縁部（エッジ）と、対応する光学手段の縁部がアラインしていない、互いに同一の座標（ｘ、ｙ）を有していない、ということもできる。特定位置（ｘ、ｙ）から発生する、特定の光生成要素により生成されている光は、あたかもその他の位置（ｘ＋Δｘ、ｙ＋Δｙ）から生成されているかのように観測可能となる。これは、光生成要素の面に平行な面内に光の空間的なずれを導入することを意味し、これにより、光の空間的なずれＳx,y＝（Δｘ、Δｙ）は、特定の光生成要素の第１位置と、対応する１つの光学手段の第２位置との間の空間変位に関連する。
【００１５】
光ビームの空間的なずれは、光生成要素と対応する光学手段との全ての組み合わせに対して互いに異なる。比較的高い画像品質を達成するため、光生成要素とそれぞれの光学手段との間の空間変位により生ずる実際の光ビームの空間的なずれは、それぞれの光生成要素に対する輝度値を算出するときに考慮されるべきである。
【００１６】
特定の輝度値は、特定の量の光を生成するために特定の光生成要素に付与されるべき駆動電圧のような、特定の値を意味する。
【００１７】
本発明によるマルチビューディスプレイ装置の一実施例では、光学手段はレンズである。典型的には、レンチキュラー要素がレンチキュラーシートにより提供され、レンチキュラーシートの微小凸レンズ（レンチキュール）は、（半）円柱形レンズ要素を含み、光生成要素の構造の列方向に延び、各レンチキュールは、光生成要素の隣接する２つ若しくはそれ以上の各集合を覆い光生成要素の列に平行に延在する。或いは、レンズは、光生成要素の構造に対して傾斜される。
【００１８】
本発明によるマルチビューディスプレイ装置の一実施例では、光生成要素の構造は、ＬＣＤ、プラズマ，ＣＲＴ及び有機ＬＥＤを含むディスプレイ技術のセットの任意の１つに基づく。典型的には、光生成要素の構造は、マトリックスディスプレイパネルである。光は、種々の光生成要素により実際に生成されてもよい。或いは、マトリックスディスプレイパネルは、空間光変調器として用いられる。この際、光は、光生成要素により反射若しくは透過される。
【００１９】
本発明によるマルチビューディスプレイ装置の一実施例では、算出手段は、入力信号のサンプル位置に、空間変位に比例するずれを与えるように構成される。特定の輝度値を算出することは、入力信号から適切な値を抽出することに対応する。入力信号が連続信号である場合、抽出は、入力信号を適切にサンプリングすることを意味する。特定の光生成要素に対するサンプリングは、光生成要素の構造における特定の光生成要素の第１位置のみならず、特定の光生成要素の第１位置と、対応する１つの光学手段の第２位置との間の空間変位にも基づく。これは、特定の輝度値の選択／抽出により、光ビームの最終の空間的なずれが考慮されることを意味する。
【００２０】
本発明によるマルチビューディスプレイ装置の一実施例では、算出手段は、複数のビューのうちの１つに関連し光生成要素の構造の単一列上に配置される光生成要素のそれぞれに対する輝度値のセットを算出するために、入力信号のサンプル位置にずれを与えるように構成される。上述の如く、光ビームの空間的なずれは、単一の一定値でない。それは、光生成要素及びそれぞれの光学手段の異なる組み合わせに対して異なりうる。しかし、それは、例えば複数のビューのうちの１つに関連し光生成要素の構造の単一列上に配置される各光生成要素のような、光生成要素の一セットに対して互いに実質的に同一であってもよい。本発明によるマルチビューディスプレイ装置のこの実施例は、かかるセットに対して入力信号のサンプル位置にずれを与えるように構成される。
【００２１】
本発明によるマルチビューディスプレイ装置の一実施例では、算出手段は、入力信号のサンプル位置に付与されるべきずれを表す制御信号を供給され、前記ずれは、前記光生成要素のそれぞれの第１位置と、対応するそれぞれの前記光学手段の第２位置との間のそれぞれの空間変位に比例する。入力信号のサンプル位置に付与されるべき種々のずれは、時系列で一定であってよい。或いは、種々のずれは、時間の関数で変化してもよい。本発明によるマルチビューディスプレイ装置のこの実施例は、付与されるべき実際のずれを表す制御信号を受けるように構成される。制御信号は、好ましくは、マルチビューディスプレイ装置により生成されている光の測定に基づく。かかる測定を実行するため、マルチビューディスプレイ装置は、例えば所定のパターンを備える画像若しくは均質な画像を表す、所定の信号が供給される。マルチビューディスプレイ装置により生成されている光を測定し、それを予測される出力画像と比較することによって、サンプル位置への適切なずれが付与されたか否か若しくは異なるずれの調整が必要であるか否かを判断することが可能であり、修正された制御信号を生む。マルチビューディスプレイ装置により生成されている光を測定することは、典型的には、カメラのような画像取得装置により出力画像を取得することに対応する。
【００２２】
本発明の更なる目的は、上述の種のマルチビューディスプレイ装置のそれぞれの光生成要素に対する輝度値を算出し、その結果、画像品質の改善をもたらす方法を提供することである。
【００２３】
本発明のこの目的は、入力信号に基づく特定の光生成要素に対する特定の輝度値の算出のために、前記特定の光生成要素の第１位置と、対応する１つの前記光学手段の第２位置との間の空間変位が考慮されることにより達成される。
【００２４】
尚、高品質の描画のための光生成要素の実際の位置を考慮することは先行技術から知られている。例えば、M.Klompenhouwer及びG.de  Haanによる論文“subpixel  image  scaling  for  color  matrix  displays”,  in  Journal  of  the  Society  for  Information  Display,  11(1):99-108,2003を参照されたい。しかし、描画時に光ビームの空間的なずれを考慮することは新規である。本発明により輝度値を算出するとき、マルチビューディスプレイ装置の光学領域における光ビームの空間的なずれに比例する位相補償がサンプリング中に適用される。
【００２５】
本発明の更なる目的は、改善された画像品質で上述の種のマルチビューディスプレイ装置のそれぞれの光生成要素に対する輝度値を算出する画像処理装置を提供することである。
【００２６】
本発明のこの目的は、入力信号を受信する入力手段と、
前記入力信号に基づいて前記光生成要素のそれぞれに対する輝度値を算出する算出手段とを含み、特定の光生成要素に対する特定の輝度値の算出のために、前記算出手段は、前記特定の光生成要素の第１位置と、対応する１つの前記光学手段の第２位置との間の空間変位を考慮するように構成される、画像処理装置において達成される。
【００２７】
マルチビューディスプレイ装置の改良及びそのバリエーションは、上述の方法及び、画像処理装置の改良及びそのバリエーションに対応する。
【００２８】
本発明によるマルチビューディスプレイ装置、方法及び画像処理装置の上述の局面及び他の局面は、添付図面を参照して後述される実現及び実施例から明らかになり、それらに関連して教示されるだろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
次の例では、傾斜した構成のレンチキュラーを有する３Ｄ−ＬＣＤレンチキュラーアレイディスプレイ装置１００が、本発明を図示するために、図１乃至図３を参照して先ず説明される。
【００３０】
図は、単なる概略であり、寸法どおりでないことは理解されるべきである。図示の明瞭化のため、ある寸法は誇張されうる一方、他の寸法は減少されうる。また、適切な場合には、同一の参照符号及び文字が、同一の部品及び寸法を指示するために全図を通して用いられる。
【００３１】
図１を参照するに、ディスプレイ装置１００は、従来のＬＣマトリックスディスプレイパネル１０を含み、当該ディスプレイパネル１０は、空間光変調器として用いられ、互いに垂直な整列された行及び列で配列される個々にアドレス可能で同様のサイズの光生成要素１２の平らなアレイを含む。２，３の光生成要素しか示されていないが、実際には、約８００列（フルカラーディスプレイを提供するために用いられるＲＧＢトリプレットを備えるカラーの場合には２４００列）及び６００行のディスプレイ要素が存在しうる。かかるパネルは広く知られているので、ここでは詳細を説明しない。
【００３２】
光生成要素１２は、実質的に矩形であり、互いに対して規則的に離間しており、２つの隣接する列における光生成要素は列（垂直）方向に延在するギャップにより分離され、２つの隣接する行におけるディスプレイ要素は行（水平）方向に延在するギャップにより分離される。パネル１０は、アクティブマトリックスタイプであり、各光生成要素は、例えばＴＦＴ若しくは薄膜ダイオード、ＴＦＤを含む、光生成要素に近傍に位置するスイッチング要素に関連付けられる。
【００３３】
ディスプレイパネル１０は、光源１４により照明され、光源１４は、この例では、ディスプレイ要素アレイの領域に亘って延在する平らなバックライトを含む。光源１４からの光は、この光を従来の態様で変調してディスプレイ出力を生成するために適切な駆動電圧の印加により、駆動されている個々の光生成要素によりパネルを通って方向付けられる。生成されるディスプレイを構成する光生成要素のアレイは、従って、光生成要素の構造に対応し、各光生成要素は、それぞれのディスプレイピクセルを提供する。
【００３４】
光源１４に対面する反対側の、パネル１０の出力側には、レンチキュラーシート１５が配置され、レンチキュラーシート１５は、細長い平行なレンチキュール若しくはレンズ要素のアレイを含み、観測者の目に別々の画像を提供するための光方向付け手段として機能し、パネル１０から遠い方のシート１５の側に対面する観測者に立体ディスプレイを生成する。従来の形態であるシート１５のレンチキュールは、光学的に（半）円柱状に収束するレンチキュールであり、例えば、凸円柱レンズ若しくはグレーデッド型屈折率円柱レンズとして形成される。かかるレンチキュラーシートをマトリックスディスプレイパネルに関連して用いる自動立体ディスプレイ装置は、本分野で広く知られているが、ディスプレイピクセル列（ディスプレイ要素列に対応）に平行に延在するレンチキュールを備える、かかる装置の従来の構成とは異なり、図１の装置のレンチキュールは、光生成要素の列に対して傾斜して配設され、即ち、レンチキュールの主たる長手軸は、光生成要素の構造の列方向対して傾斜する。この構成は、欧州特許出願公開第０７９１８４７号に開示されるように、低減される解像度の喪失及び光生成要素間の黒領域の強化されたマスキングの観点から多くの利点をもたらすことが分かっている。
【００３５】
図示された特定用途向けの実施例では、レンチキュールのピッチは、後述の如く、必要とされるビューの数に従って水平方向のディスプレイ要素のピッチに関連して選択され、各レンチキュールは、ディスプレイ要素アレイの側面のものを除いて、ディスプレイ要素アレイの上部から底部に延在する。図２は、ディスプレイパネルの典型的な部分に対してディスプレイパネルと組み合わせられたレンチキュールの構成の一例を示す。レンチキュールの長手軸Ｌは、列方向Ｙに対して角度α傾斜している。この例では、平行なレンチキュール間の間隔は、光生成要素の行のピッチに関連するような幅であり、光生成要素の列に対して６ビューシステムを提供するような角度で傾斜する。ディスプレイ要素１２は、それらが属するビュー番号に従って番号付け（１乃至６）されている。個々の略同一のレンチキュラーシート１５のレンチキュールは、ここでは１６で参照され、それぞれ、行で隣接する３つの光生成要素に略対応する幅を有し、即ち、３つの光生成要素及び３つの間のギャップの幅を有する。６つのビューの光生成要素は、このようにして、２つの隣接する行から各行で３つのディスプレイ要素を含む集合内に位置する。
【００３６】
個々に動作可能な光生成要素は、２Ｄ画像のナロースライスがレンチキュールの下方の選択された光生成要素により表示されるような態様で、ディスプレイ情報の付与により駆動される。パネルにより生成される表示は、それぞれの光生成要素からの出力により構成される６つのインターリーブされた２Ｄサブ画像を含む。各レンチキュール１６は、それぞれビュー番号１乃至６を備える下方の光生成要素からの６つの出力ビームを提供し、これらの光軸は、互いに異なる方向であり、レンチキュールの長手軸まわりで角度方向に広がる。適切な２Ｄ画像情報が光生成要素に付与され、観測者の眼が出力ビームの異なるものを受けるような適切な距離にある場合、３Ｄ画像が視認される。観測者の頭が水平（行）方向に移動する際、多数の立体画像を連続して見ることができる。従って、観測者の２つの眼は、それぞれ、例えば、全ての光生成要素“１”からなる画像、及び、全ての光生成要素“２”からなる画像を見るだろう。観測者の頭が移動する際、全ての光生成要素“３”からなる画像、及び、全ての光生成要素“４”からなる画像は、それぞれの眼により見られ、次いで、全ての光生成要素“３”からなる画像、及び、全ての光生成要素“５”からなる画像といった具合に、以下同様である。パネルにより近いその他の観測距離では、観測者は、例えばビュー“１”及び“２”を１つの眼でビュー“３”及び“４”を他の１つの眼で見る場合もある。
【００３７】
光生成要素１２の面は、レンチキュール１６の焦点面と一致し、レンチキュールは、この目的のために適切に設計及び離間され、それに応じて、ディスプレイ要素面内の位置は、観測角度（ビューイングアングル）に対応する。従って、図２の破線Ａ上の全ての点は、１つの特別の水平方向（行方向）の観測角度下で観測者により同時に見られ、異なる観測角度からの図２の破線Ｂ上の全ての点も同様である。ラインＡは、ビュー“２”からの光生成要素のみを見ることができる（単眼）観測位置を表す。ラインＢは、ビュー“２”及びビュー“３”の双方からの光生成要素を共に見ることができる（単眼）観測位置を表す。ラインＣは、ビュー“３”からの光生成要素のみを見ることができる位置を表す。従って、片眼を閉じた状態で観測者の頭がラインＡに対応する位置からラインＢへ次いでラインＣに移動する際、ビュー“２”からビュー“３”への段階的な変化が体験される。
【００３８】
傾斜したレンチキュール構成は、モノクロディスプレイ及びカラーディスプレイの双方に適用されることができる。例えば、カラーマクロフィルタアレイが光生成要素の構造に関連付けられ、ＲＧＢ列トリプレットで稼動するカラーフィルタ（即ち、赤、緑及び青をそれぞれ表示するディスプレイ要素の３つの連続する列）を備えて構成されるＬＣＤディスプレイに適用される図２の６ビュースキームを例えば考慮し、第２行におけるビュー“１”の光生成要素が赤の場合、第４行のビュー“１”の光生成要素は緑であるだろう。同様の状況は他のビューに対しても生じる。従って、各ビューは、着色された行を有し、これは、カラーディスプレイに対して、垂直方向の解像度がモノクロディスプレイに比べて３分の１になることを意味する。
【００３９】
６ビュー構成における傾斜したレンチキュールの使用は水平方向の解像度を顕著に増加させる一方、垂直方向の解像度は貧弱である。しかし、この状況は、各レンチキュールが単一の行における隣接する光生成要素の全数と重なり光学的に協動する必要が無いという前提を適用することよって、大幅に改善される。更なる例では、再び同一のディスプレイパネルを用い、レンチキュールは、上述の構成のように各行上の３若しくは４つの光生成要素をカバーするのではなく、５ビュー及び７ビューシステムをそれぞれ提供するため、２・１／２若しくは３・１／２つの光生成要素をカバーする、即ち、レンチキュラー要素のピッチは、行方向で光生成要素のピッチの２・１／２若しくは３・１／２倍に対応する。これらでは、下方にある光生成要素から各レンチキュールにより提供される５若しくは７つの出力ビームは、互いに異なりレンチキュールの長手軸まわりに角度方向に広がる光軸を有する。７ビューシステム用の構成が図３に示される。前と同様、光生成要素は、それらが属するビュー番号に従って番号付けされ、破線Ａ，Ｂ及びＣは、それぞれ異なる水平方向の観測角度に対する同時に見えるポイントを示す。見て分かるように、各レンチキュール１６の下方のビュー番号は、ディスプレイ行に沿って繰り返されないが（図２の構成と同様）、隣接するレンチキュール間で一行毎にオフセットされる。この種の構成は、結果として得られる水平方向及び垂直方向の解像度間の改善されたバランスをもたらす。この原理は、例えば、２・１／３若しくは２・１／４つの光生成要素をカバーするレンチキュールまで拡張でき、また、３ビューを提供する１・１／２つの最小値まで下方向に拡張できるだろう。
【００４０】
８ビューシステムを提供し、同一のディスプレイパネルを用いるその他の実施例では、レンチキュールは、前と同じ角度で傾斜しているが、３３・１／３％大きいピッチを有し、各行の４つの光生成要素をカバーする。８ビューのディスプレイ要素は、従って、２つの隣接する行から各行の４つの光生成要素を含む集合内に位置する。この場合の各レンチキュール１６は、互いに異なりレンチキュールの長手軸まわりに角度方向に広がる光軸を有する下方の光生成要素から８つの出力ビームを提供する。この構成は、垂直方向の解像度を更なる改善をもたらすことが判明した。
【００４１】
上述の実施例におけるマトリックスディスプレイパネルは、ＬＣディスプレイパネルを含むが、エレクトロルミネッセンス若しくはプラズマディスプレイパネルのような、他の種の電子光学式空間光変調器及びフラットパネルディスプレイ装置を用いることもできるだろう。
【００４２】
上述の如く、レンズ当たりのピクセルの数は、整数である必要はないが、現在に至るまで、自動立体ディスプレイは、レンチキュール当たり整数の数のビューを有する添付の構成を付与するように正規の反復パターンのビューピクセルを用いてきた。出願人が認識したこととして、レンズ当たりの非整数の数のピクセルのこの使用は、任意のレンチキュラースクリーンが、複数の斜め方向のビュー及びピクセル間のマッピングを調整することだけによって、任意の（フラットパネル）ピクセルディスプレイ上で使用できるようにする手段の提供を可能とするために拡張されてよい。
【００４３】
図１は、光生成要素の輝度値を算出するための算出手段１８を概略的に示し、算出手段１８は、汎用プロセッサ若しくは特別なプロセッサであってよい。
【００４４】
図４は、マルチビューディスプレイ装置１００の光学領域における空間的なずれＳx,yと入力信号４１４の位相ずれψとの間の関係を概略で示す。図４は、多数の光生成要素４０２乃至４０６を覆うレンズ４０８である１つの光学手段４０８を概略で示す。我々は、特定の光生成要素４０２により生成される光が、空間座標（ｘ、ｙ）を有する第１位置から由来すると想定する。これは、特定の光生成要素の光スポット（矢印で指示）の中心４１２が座標（ｘ、ｙ）を有することを意味する。しかし、マルチビューディスプレイ装置１００を観測するとき、特定の光生成要素４０２により生成される光は、第２の空間位置から発生しているように見える。これは、特定の光生成要素４０２により生成されレンズ４０８から来る光スポット（矢印で指示）の中心４１０が座標（ｘ＋Δｘ、ｙ＋Δｙ）を有することを意味する。
【００４５】
従って、光学手段４０８は、光生成要素４０２乃至４０６の面に平行な面内に光の空間的なずれを導入し、これにより、空間的なずれＳx,y＝（Δｘ、Δｙ）は、特定の光生成要素４０２の第１位置（ｘ、ｙ）と、対応する１つの光学手段４０８の第２位置との間の空間変位に関連する。
【００４６】
図４は、また、入力信号４１４を概略で示す。一次元の信号が図示されているが、典型的には、画像信号は２次元の信号である。ｘ軸４１６は、空間領域に対応する。ｙ軸４１８は、輝度値の範囲を示す。入力信号４１４は連続信号であると想定される。特定の光生成要素４０２に供給されるべき輝度値を決定するために、本発明によるマルチビューディスプレイ装置１００は、光の空間的なずれＳx,y＝（Δｘ、Δｙ）を考慮に入れるように構成される。図４の例では、特定のサンプル４２０が入力信号４１４から抽出されているのが図示されている。入力信号４１４の空間領域内のずれψが、光の空間的なずれＳx,y＝（Δｘ、Δｙ）を考慮に入れるために付加される。例えば、光の空間的なずれＳx,y＝（Δｘ、Δｙ）がゼロである場合、その他のサンプルが、入力信号４１４から取り出されるだろう。従って、入力信号４１４の特定のサンプル４２０を抽出する手段により特定の輝度値を算出するとき、特定の光生成要素４０２の光生成要素の構造に対する位置は、開始ポイントして用いられ、それに加えて、光学手段４０８により導入される光ビームの空間的なずれに比例するずれψが、微調整のために用いられる。
【００４７】
上述の如く、光学要素の構成は、典型的には、光生成要素の構造とアラインされる。空間領域におけるずれψは、特定の光生成要素に対して適用可能であるが、より大きなセットの光生成要素に対して適用されてもよい。例えば、かかるセットは、１つの特定のビューに対応する光生成要素を含んでよい。
【００４８】
図５は、本発明によるマルチビューディスプレイ装置１００の一実施例を含む画像処理装置５００の一実施例を概略で示す。画像処理装置５００は、
・入力信号４１４を受信する入力ユニット５０２と、
・光生成要素の構造１０と、
・光生成要素の構造１０により生成された光をそれぞれのビューに対応した多数の方向に方向付ける光学手段の構造１５と、
・入力信号４１４に基づいて前記光生成要素のそれぞれに対する輝度値を算出する算出ユニット１８とを含み、特定の光生成要素に対する特定の輝度値の算出のために、前記算出ユニット１８は、図４に関連して説明したように、前記特定の光生成要素の第１位置と、対応する１つの前記光学手段の第２位置との間の空間変位を考慮するように構成される。
【００４９】
入力ユニット５０２及び算出ユニット１８は、１つのプロセッサを用いて実現されてもよい。通常、これらの機能は、ソフトウェアプログラム製品の制御下で実行される。実行中、通常、ソフトウェアプログラム製品は、ＲＡＭ、ハードディスク若しくは磁気及び／又は光記憶装置のような、メモリ内にロードされ、そこから実行され、若しくは、インターネットのようなネットワークを介してロードされてもよい。選択的には、特定用途向けICが、開示された機能を提供する。
【００５０】
入力信号は、アンテナ若しくはケーブルを介して受信される放送信号であってよいが、ＶＣＲ（ビデオカセットレコーダ）やデジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）のような記憶装置からの信号であってもよい。信号は、入力コネクタ５０６にて供給される。画像処理装置５００は、例えばＴＶであってよい。或いは、画像処理装置５００は、オプションのディスプレイ装置を含まないが、ディスプレイ装置を構成する装置に出力画像を供給する。このとき、画像処理装置５００は、例えばセットトップボックス、衛星チューナ、ＶＣＲプレーヤ、ＤＶＤプレーヤ若しくはレコーダであってよい。選択的には、画像処理装置５００は、ハードディスクや、例えば光ディスクである取り外し可能なメディア上の記憶手段のような記憶手段を含む。画像処理装置５００は、フィルムスタジオ若しくは放送事業者により適用されるシステムであってもよい。
【００５１】
上述の例では、入力信号が、マルチビューディスプレイ装置１００の全てのビューに対する画像データを表す連続信号であると仮定した。しかしながら、入力信号は離散信号であってもよい。この場合、リサンプリングが実行されなければならないことは明らかであろう。典型的には、これは、次の動作、即ち、
・離散入力信号に基づいて連続信号を算出し、
・マルチビューディスプレイ装置１００の空間解像度を考慮して、連続信号をローパス若しくはバンドパスフィルタ処理し、
・フィルタ処理した信号をリサンプリングすることにより輝度値を算出すること、が実行されなければならないことを意味する。
【００５２】
更なる代替例では、入力信号は、好ましくは深さ若しくはずれ情報と組み合わせた、単一のビューのみの画像データを表す。他のビューに対応する画像データは、供給された画像データ及び深さ若しくはずれ情報に基づいて描画される必要がある。この際、描画は、例えば、IEEE  Computer  Society,  Los  Alamitos,  California,  1997,  Acoustics,  Speech  and  Signal  Processingに関する国際カンファレンスの会報、Vol.IV,  ISBN0-8186-7919-0の2749-2752頁におけるP.A.Redert,  E.A.Hendriks及びJ.Biemondによる論文“Synthesis  of  multi  viewpoint  images  at  non-intermediate  positions”に記載されるようなものである。或いは、描画は、Eurographics,  Canada,  2003,  Short  Note  124の会報における  R.P.Berretty及びF.E.Ernstによる“High-quality  images  from  2.5D  video”に記載されるようなものである。
【００５３】
尚、上述の実施例は、本発明を図示するもので限定するものでなく、当業者は、添付のクレームの範囲から逸脱することなく多くの代替的な実施例を設計できるだろう。クレームにおいて、カッコ内に配置された如何なる参照符号もクレームを限定するものと解釈されるべきでない。用語“含む”は、クレームに列挙されたもの以外の要素若しくはステップの存在を除外するものでない。要素の前に付される単語“ａ”若しくは“ａｎ”は、かかる要素の複数の存在を排除するものでない。本発明は、幾つかの異なる要素を含むハードウェア及び適切にプログラムされたコンピューターにより実現されてもよい。幾つかの手段を列挙する装置クレームにおいて、これらの手段の幾つかが、１つの同一のハードウェアにより実現されてもよい。単語第１、第２及び第３等の使用は、如何なる順序を示すものでない。これらの単語は名前として解釈されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明によるマルチビューディスプレイ装置の一実施例を示す概略斜視図。
【図２】６ビュー出力を提供する、図１のマルチビューディスプレイ装置の部分の概略的な平面視。
【図３】図２に類似するが、７ビュー出力を提供するための光生成要素に関連したレンチキュラー要素の配置を示す図。
【図４】マルチビューディスプレイ装置の光学領域における空間的なずれと入力信号の位相ずれとの間の関係を示す概略図。
【図５】本発明によるマルチビューディスプレイ装置を含む画像処理装置の一実施例を示す概略図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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