(57)【要約】  本発明は、閲覧者追跡システムが、表示パネルに対する閲覧者の位置を求める裸眼立体ディスプレイ装置を提供する。表示パネルは、少なくとも表示パネルからの閲覧者の距離に応じて複数の異なるビューを表示するように制御される。これにより、閲覧者の位置及び／又は移動速度に対するビューの数を最適化することができる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
裸眼立体ディスプレイ装置であって、
画素化した表示パネルと、
異なる画像を同時に表示できる少なくとも三つの表示領域が定義されるように、前記表示パネルの異なる表示画素と関連している光を異なる方向に向けるイメージング配置と、
閲覧者を追跡し、前記表示パネルに対する閲覧者の位置を求める閲覧者追跡システムと、
画像内容を処理して前記表示パネルを駆動するプロセッサと
を備え、
前記プロセッサは、前記表示パネルを駆動して、少なくとも前記表示パネルからの前記閲覧者の距離に応じて複数の異なるビューを表示する、裸眼立体ディスプレイ装置。
【請求項２】
第一の視聴距離に対して第一の数のビューが表示され、第二のより離れた視聴距離に対して第二のより多くの数のビューが表示される、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
閾値未満の視聴距離に対して、合計二つのビューが表示される、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記ビューは、複数の表示出力円錐として繰り返され、前記距離の閾値は、前記円錐の幅が当該距離において１３ｃｍから４０ｃｍの範囲内の閾値未満になるような値である、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記プロセッサは、前記閲覧者の移動速度を導き出すように構成され、前記速度が第一の閾値を超える場合、前記異なるビューの数は、１に設定される、請求項１から請求項４のいずれかに記載の装置。
【請求項６】
前記プロセッサは、前記閲覧者の移動速度を導き出すように構成され、前記速度が第二の閾値を超える場合、前記異なるビューの順序は変更される、請求項１から請求項５のいずれかに記載の装置。
【請求項７】
前記複数のビューは、複数の表示出力円錐として繰り返され、各円錐内には、異なる画像を同時に表示できる複数の表示領域があり、第一組のビューは、それぞれ一つの表示領域にのみ表示され、第二組のビューは、それぞれ少なくとも二つの隣り合う表示領域に表示される、請求項１から請求項６のいずれかに記載の装置。
【請求項８】
前記ビューは、複数の表示出力円錐として繰り返され、前記表示パネル幅の二倍に等しい視聴距離における前記円錐幅は、３０ｃｍ未満であり、より好ましくは２０ｃｍ未満である、請求項１から請求項７のいずれかに記載の装置。
【請求項９】
異なる画像を同時に表示できる少なくとも三つの表示領域が定義されるように、画素化した表示パネルの異なる表示画素と関連している光を異なる方向に向けることと、
閲覧者を追跡し、前記表示パネルに対する前記閲覧者の位置を求めることと、
画像内容を処理し、少なくとも前記表示パネルからの前記閲覧者の距離に応じて複数の異なるビューを表示するように前記表示パネルを駆動することと
を備える、裸眼立体ディスプレイ装置を駆動する方法。
【請求項１０】
第一の視聴距離に対して第一の数のビューが表示され、第二のより離れた視聴距離に対して第二のより多くの数のビューが表示される、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
閾値未満の視聴距離に対して、合計二つのビューが表示され、前記距離の閾値は、円錐幅が当該距離において１５ｃｍから４０ｃｍの範囲内の閾値未満になるような値である、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記閲覧者の移動速度を導き出すことを備え、前記速度が第一の閾値を超える場合、前記異なるビューの数は、１に設定される、請求項９から請求項１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記閲覧者の移動速度を導き出すことを備え、前記速度が第二の閾値を超える場合、前記異なるビューの順序は変更される、請求項９から請求項１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記複数のビューを複数の表示出力円錐として繰り返すことを備え、各円錐内には、異なる画像を同時に表示できる複数の表示領域があり、
前記方法は、第一組のビューをそれぞれ一つの表示領域にのみ表示することと、第二組のビューをそれぞれ少なくとも二つの隣り合う表示領域に表示することとを備える、請求項９から請求項１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
プログラムがコンピュータ上で実行されるときに、請求項９から請求項１４のいずれか一項に記載の方法を実行するように構成されたコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスプレイを作成するために表示画素のアレイを有する表示パネルと、異なるビューを異なる空間位置に向けるイメージング配置（imaging arrangement）とを備えるタイプの裸眼立体ディスプレイ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記のタイプのディスプレイに使用するイメージング配置の最初の例は、例えば、表示の基礎となる画素に関連させた大きさ及び位置にあるスリットを有するバリアである。ツービュー（two-view）設計においては、閲覧者は、頭部が固定位置にある場合に三次元画像を認識することができる。バリアは、表示パネルの前に位置付けられ、奇数及び偶数の画素列からの光が、閲覧者の左右の目それぞれに向けられるように設計される。
【０００３】
このタイプのツービューディスプレイ設計の欠点は、閲覧者が固定位置にいなければならず、また、約３ｃｍしか左右に移動できないことである。さらに好適な実施形態においては、各スリットの真下に、二つではないが、幾つかの副画素列がある。それにより閲覧者は、左右に動くことができ、常に閲覧者の目でステレオ画像を認識できる。
【０００４】
バリア配置は、容易に作成できるが、光の効率が悪い。したがって、好適な代替案は、レンズ配置をイメージング配置として使用することである。例えば、細長いレンズ状要素のアレイは、互いに平行に延在し、表示画素アレイを覆いながら設けられ、表示画素は、これらのレンズ状要素を通って観察される。
【０００５】
レンズ状要素は、一枚の要素として設けられ、各要素は、それぞれ細長い半円筒状のレンズ要素を備えている。レンズ状要素は、それぞれのレンズ状要素が、表示画素の二つ以上の隣接する列のそれぞれのグループに覆い被さる状態で、表示パネルの列方向に延在する。
【０００６】
各レンチキュラーが表示画素の二つの列と関連付けられている配置においては、各列における表示画素は、それぞれの二次元の副画像の垂直スライスをもたらす。レンチキュラーシートは、これらの二つのスライス及び対応するスライスを、その他のレンチキュラーと関連する各表示画素列から、シートの前方に位置するユーザの左右の目に向け、それによりユーザは、一つの立体画像を見る。したがって、レンズ状要素のシートは、光出力配向機能を提供する。
【０００７】
別の配置において、レンチキュラーは、それぞれ行方向の四つ以上の隣接する表示画素のグループに関連付けられる。各グループの表示画素の対応する列は、それぞれの二次元の副画像から垂直スライスを設けるように適宜配置される。ユーザの頭部が左から右に移動すると、一連の連続する異なる立体ビューは、例えば、辺りを見回す印象を作り出すように認識される。
【０００８】
上述の装置は、効果的な三次元表示を提供する。しかしながら、立体視を提供するために、装置の水平解像度を犠牲にするのは避けられないことが理解されるであろう。垂直レンチキュラーレンズを用いたｎ個のビューの三次元表示の場合、水平方向に沿った各ビューの認識される解像度は、二次元の場合と比較すると、１／ｎに縮小される。垂直方向においては、解像度は同じ状態のままである。傾斜させたバリア又はレンチキュラーの使用によって、水平方向の解像度と垂直方向の解像度との間のこの視差を低減することができる。その場合、解像度の低下は、水平方向と垂直方向の間で均等に分配され得る。
【０００９】
個々のビューは、それぞれいわゆる視円錐内にあり、これらの視円錐は、一般的に視野を横切って繰り返す。
【００１０】
視聴体験は、閲覧者が三次元モニタ又は三次元テレビの視聴場所の選定に対して、完全に自由ではないという事実によって阻害される。視円錐間の境界においては、三次元効果が無くなり、煩わしいゴースト画像が現れるからである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
これらのいわゆる円錐移行（cone transitions）は、既知の裸眼立体ディスプレイに対する第一の問題を示している。閲覧者の目の位置を追跡する、頭部追跡法を使用することが知られている。表示された映像は、次に閲覧者の位置により制御でき、それにより視円錐移行を回避できる。
【００１２】
別の問題は、ステレオ画像コンテンツ用にさまざまなフォーマットが存在することである。ほとんどのコンテンツは、現在のところ、ツービューストリームにおいて二つの別々の画像として設けられる。ほとんどのマルチビュー（multi-view）ディスプレイは、奥行推定に基づくデジタル変換を新しいビューの補間に使用しない限り、ツービューストリームには適していない。同様に、ツービューディスプレイは、ツービューストリームを用いてのみ使用でき、複数の閲覧者用に構成できない。それゆえ、３Ｄ認識は、非常に狭い範囲の視聴距離内でのみ可能である。
【００１３】
従って、より柔軟なシステムが必要である。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明によると、独立請求項において請求するように、裸眼立体ディスプレイ装置及び方法を提供する。
【００１５】
一態様においては、本発明は、
裸眼立体ディスプレイ装置であって、
画素化した表示パネルと、
異なる画像を同時に表示できる少なくとも三つの表示領域が定義されるように、前記表示パネルの異なる表示画素と関連している光を異なる方向に向けるイメージング配置と、
閲覧者を追跡し、前記表示パネルに対する閲覧者の位置を求める閲覧者追跡システムと、
画像内容を処理して前記表示パネルを駆動するプロセッサと
を備え、
前記プロセッサは、前記表示パネルを駆動して、少なくとも前記表示パネルからの前記閲覧者の距離に応じて複数の異なるビューを表示する、裸眼立体ディスプレイ装置を提供する。
【００１６】
この配置は、ビューが異なる視聴位置に（ディスプレイの物理的／光学的設計によって定義されるように）割り当てられる方法を、閲覧者の位置によって動的に制御できるようにする。これにより、画像鮮鋭度を向上させることができ、円錐の境界移行を回避できるようにする。ビューの重なりが高い場合、例えば、対象物が元の表示面のずっと前方で又はずっと後方で撮像されると、鮮鋭度は低下する。
【００１７】
円錐内の異なるビューの数を削減することは、ビューの重なりを軽減する。
【００１８】
第一の視聴距離に対しては、第一の数のビューを表示することができ、第二のより離れた視聴距離に対しては、第二のより多くの数のビューが表示される。
【００１９】
これにより、例えば、間近で見ている一人の閲覧者用のツービュー（two view）モード（一つの裸眼立体視モード）から、複数の閲覧者又は離れている閲覧者のための複数ビューモード（すなわち、複数の裸眼立体ビュー）に、表示を切り替えることができる。閾値未満の視聴距離に対しては、合計で二つのビューが表示される。
【００２０】
各ビューは、複数の表示出力円錐として繰り返すことができ、距離の閾値は、円錐幅が当該距離において、１５ｃｍから４０ｃｍの範囲内の閾値未満になるような値であってもよい。これは、円錐幅が閲覧者の眼の間隔よりも数倍、例えば３〜４倍大きいことを意味する。
【００２１】
プロセッサは、閲覧者の移動速度を導き出すように構成することもでき、前記速度が第一の閾値を超える場合、異なるビューの数は、１に設定される。これは、閲覧者が複数のビューに対して速く動き過ぎて確実に位置付けできない場合、二次元モードが可能になることを意味する。また、速度が閾値（同一又は異なる）を超える場合、例えば、追跡システムが追跡できるよりも速く閲覧者が動いていることが検知されると、異なるビューの順序は、円錐移行の可視性を弱めるように変更可能である。円錐移行の問題は、例えば、国際公開第２００５／０９１０５０号で議論されている。
【００２２】
各視円錐内では、第一組のビューは、それぞれの一つの表示領域にのみ表示でき、第二組のビューは、それぞれ少なくとも二つの隣り合う表示領域に表示される。ユーザに見えないビュー（閲覧者の位置に基づいて分かる）には、閲覧者が見ることができるビューの繰り返しである画像を備えることでき、これが、ビューの数を再び削減し、それによってクロストークを軽減して鮮鋭度を向上させる。
【００２３】
別の態様において、本発明は、
異なる画像を同時に表示できる少なくとも三つの表示領域が定義されるように、画素化した表示パネルの異なる表示画素と関連している光を異なる方向に向けることと、
閲覧者を追跡し、前記表示パネルに対する前記閲覧者の位置を求めることと、
画像内容を処理し、少なくとも前記表示パネルからの前記閲覧者の距離に応じて複数の異なるビューを表示するように前記表示パネルを駆動することと
を備える、裸眼立体ディスプレイ装置を駆動する方法を提供する。
【００２４】
本発明は、表示パネルを駆動する前に画像データを処理するように構成されたコンピュータプログラムとして実装可能である。
【００２５】
添付の図面を参照しながら、純粋に実施例を用いて本発明の実施形態をこれから説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】既知の裸眼立体ディスプレイ装置の概略斜視図である。
【図２】レンズ状のアレイがどのようにして異なるビューを異なる空間位置に提供するかを示している。
【図３】バリア配置がどのようにして異なるビューを異なる空間位置に提供するかを示している。
【図４】マルチビュー裸眼立体ディスプレイのレイアウトの断面を示している。
【図５】図４を拡大した図である。
【図６】一連の円錐のそれぞれにおいて生成されるビューは同一のものである、９個のビューシステムを示している。
【図７】本発明のディスプレイ装置の一実施例を示している。
【図８】本発明のディスプレイ装置がどのようにして表示出力を制御できるかの第一実施例を示している。
【図９】本発明のディスプレイ装置がどのようにして表示出力を制御できるかの第二実施例を示している。
【図１０】本発明のディスプレイ装置がどのようにして表示出力を制御できるかの第三実施例を示している。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明は、閲覧者追跡システムが表示パネルに対する閲覧者の位置を求める裸眼立体ディスプレイ装置を提供する。表示パネルは、少なくとも表示パネルからの閲覧者の距離に応じて複数の異なるビューを表示するように制御される。これにより、閲覧者の位置に対して、また必要に応じて閲覧者の移動速度に対して、ビューの数を最適化できる。
【００２８】
既知の裸眼立体ディスプレイ設計についてまず説明を行う。
【００２９】
図１は、既知の直視式裸眼立体ディスプレイ装置１の概略斜視図である。当該装置１は、ディスプレイを作成するために、空間光変調器として機能するアクティブマトリックス型の液晶表示パネル３を備える。
【００３０】
表示パネル３は、行及び列に配置された直交配列の表示画素５を有する。明確にするために、少数の表示画素５だけを図に示している。実際には、表示パネル３は、約千個の行と数千個の列の表示画素５を備えていてもよい。
【００３１】
液晶表示パネル３の構造は、全面的に従来のものである。特に、パネル３は、一組の間隔をあけた透明ガラス基板を備え、その間隔の間には、ねじられて配列されたネマチック液晶材料又は他の液晶材料が設けられる。各基板は、それらの対向面上の透明な酸化インジウムスズ（ＩＴＯ：indium tin oxide）電極のパターンを保持する。各基板の外面には、偏光層も設けられる。
【００３２】
各表示画素５は、基板上に対向電極を備え、対向電極の間に液晶材料を介在させている。表示画素５の形状及びレイアウトは、各電極の形状やレイアウトによって決定される。表示画素５は、ギャップによって規則正しく互いに間隔をあけている。
【００３３】
各表示画素５は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：thin film transistor）又は薄膜ダイオード（ＴＦＤ：thin film diode）などのスイッチング要素に関連している。表示画素は、アドレス指定信号をスイッチング要素に与えることによってディスプレイを作成するように操作され、適切なアドレス指定方式は、当業者に既知である。
【００３４】
表示パネル３は、光源７によって照明され、光源７は、ここでは、表示画素アレイの領域上に延在する平面バックライトを備えている。光を変調してディスプレイを作成するように個々の表示画素５を駆動させながら、光源７からの光は、表示パネル３を通って向けられる。
【００３５】
ディスプレイ装置１は、表示パネル３の表示側の上に配置されたレンチキュラーシート９も備え、該レンチキュラーシートは、ビュー形成機能を実行する。レンチキュラーシート９は、互いに平行に延在するレンズ状要素１１の行を備え、明確にするために、誇張した寸法で一つだけ示されている。
【００３６】
レンズ状要素１１は、凸状の円筒形レンズの形状であり、光出力配向手段として機能して、ディスプレイ装置１の前に位置するユーザの目に、表示パネル３から異なる画像又はビューを提供する。
【００３７】
図１に示される裸眼立体ディスプレイ装置１は、異なる方向に幾つかの異なる透視図を提供することができる。特に、各レンズ状要素１１は、それぞれの行の少数グループの表示画素５の上に覆い被さる。レンズ状要素１１は、幾つかの異なるビューを形成するように、異なる方向に一つのグループの各表示画素５を投影する。ユーザの頭部が左から右に移動すると、ユーザの目は、順に、幾つかのビューのうちの異なるビューを受け取る。
【００３８】
図２は、上述したようなレンチキュラータイプのイメージング配置の操作の原理を示し、さらに、バックライト２０、液晶ディスプレイなどのディスプレイ装置２４、及びレンチキュラーアレイ２８を示している。図２は、レンチキュラー配置２８がどのようにして異なる画素出力を三つの異なる空間位置に向けるのかを示している。
【００３９】
図３は、バックライト２０、バリア装置２２及び液晶ディスプレイなどのディスプレイ装置２４を示すバリアタイプのイメージング配置の操作の原理を示している。図３は、バリア装置２２がどのようにしてパターン化された光出力を行うのかを示している。これは、異なる画素が、断続的な光源領域によって照明されることを意味し、光配向機能が実行されるという効果を伴うものである。図示するように、一つのビュー用の各画素２９ａは、一方向から照明され、別のビュー用の各画素２９ｂは、別の方向から照明される。
【００４０】
閲覧者の両眼は、ディスプレイの異なる画素によって変調された光を受ける。
【００４１】
本発明は、以下に説明するビューの繰り返しの問題に一部関係している。
【００４２】
図４は、マルチビュー裸眼立体ディスプレイのレイアウトの断面を示している。ある特定のレンチキュラーレンズの下にある各画素は、特定のビューに寄与する。このレンズの下の全ての画素は、共にビューの円錐に寄与する。この円錐の幅は、幾つかのパラメータの組み合わせによって決定され、該幅は、画素平面からレンチキュラーレンズの平面までの距離Ｄによっても決まる。また、該幅は、レンズピッチＰLによっても決まる。
【００４３】
図５は、図４を拡大した図であり、ディスプレイ装置２４の画素によって放射された光が、該画素に最も近いレンチキュラーレンズによってだけでなく、レンチキュラー配置のうちの近接するレンズによっても集光されることを示している。これが、繰り返されるビュー円錐の発生の根拠である。
【００４４】
これらのパラメータに対する円錐の角度の大きさΦの依存性は、以下の関係によって（近似によって）左右される。
【００４５】
2015515165.tif 000003
この数式において、ｎは、画素平面とレンチキュラーレンズの平面との間にある物質の屈折の平均指数である（一般的に、ｎは、１．０（空気）から１．６の範囲にある）。ＰLは、純粋な平面方向のピッチであり、Ｄは、レンズベースから画素構造までの距離である。
【００４６】
なお、二つのビューの間の角度間隔が小さければ小さいほど、三次元効果はより高くなるが、移動の自由度はより低くなる。
【００４７】
それぞれの円錐で生成された対応するビューは、同じものである。この効果は、図６において、９個のビューシステム（すなわち、各円錐において９個のビュー）として概略的に示されている。
【００４８】
三次元効果と解像度の犠牲との間で許容できる妥協点を得るために、ビューの合計数を通常９個または１５個に制限する。これらのビューの角度幅は、一般に１°から２°である。各ビュー及び各円錐は、周期的なものであるという特性を有する。ユーザがディスプレイ装置の周りを歩く場合、ユーザは隣接する各視円錐との間の境界を横切ることとなる。ある特定の領域では、両目における各画像は、図６の右側に示される閲覧者に関しては、適切にマッチしない。例えば９個のビューシステムの場合、左目は、例えば９番目の画像を受け取り、右目は、例えば１番目の画像を受け取ることとなる。まず、左右の画像が反対になり、つまり画像が逆視（pseudoscopic）であることを意味する。次に、さらに深刻なことは、各画像間に非常に大きな視差が存在することである。これは、「超逆視（super pseudoscopic）」として見なされる。閲覧者が円錐の境界を横切って移動すると、非常に煩わしい断続的な飛越し（jumps）が見られる。
【００４９】
閲覧者の左右の目に向けられるビューは、わずかに異なるので（例えば、左目にビュー４、右目にビュー５をそれぞれ向ける）、ある特定の円錐内に完全に位置する閲覧者（例えば、図６で左側にいる閲覧者）だけは、三次元効果を体験することとなる。
【００５０】
本発明は、閲覧者追跡システムを使用して、少なくとも閲覧者の位置を追跡し（それによって表示画面からの距離を導き出す）、また、閲覧者の特に横方向の移動速度も必要に応じて追跡する。
【００５１】
図７に本発明のシステムを概略方式で示す。
【００５２】
裸眼立体ディスプレイ７０は、（例えば、図６に示すように）画像円錐を繰り返して複数のビューを表示するように設計される。
【００５３】
画像データ７２が受信される。該画像データは、ツービュー（two view）画像データを備えていてもよく、その場合、ディスプレイをツービューモードで起動できる。代わりに、画像処理技術によって、追加のビューを補間することができる。
【００５４】
しかしながら、画像データは、ディスプレイ７０が設計される視円錐ごとのビューの数に対応するいくつかの異なるビューの形式で提供されるのが好ましい。
【００５５】
閲覧者追跡システム７４が設けられる。該システムによって、少なくとも表示パネルからの閲覧者７６の距離ｄを求めることができるだけでなく、必要に応じて閲覧者の移動速度ｖや図で横方向に示された少なくとも該速度の成分も求めることが可能である。
【００５６】
画像データは、取得した閲覧者追跡情報を利用して、ディスプレイ７０を駆動させる前にプロセッサ７８によって処理される。
【００５７】
本発明のシステムは、閲覧者の位置及び／又は移動速度に基づいて、表示されるビューの数や順序を変更できる。
【００５８】
閲覧者追跡システム７４は、記録された画像又は映像内の顔の位置及び大きさを測定できる顔又は人追跡システムであってもよい。追跡システムは、例えば目の距離を測定することによって、或はステレオカメラを使用して閲覧者の顔を分析することによって、閲覧者の距離ｄを導き出すことができる。閲覧者追跡システムは、例えば、画像処理顔追跡アルゴリズム、レーダーシステム、着用可能な表示器に基づくシステム、赤外線赤目発生器及び検出器に基づくことができる。
【００５９】
いかなる既知の顔追跡システム、身体追跡システム、又は距離測定システムも使用可能であり、それにより少なくとも閲覧者に対する距離ｄを求めることが可能になる。
【００６０】
ディスプレイ７０の物理的設計は、本発明のシステムによって変更されない。従って、本発明によって実行され得る各方法は、画像処理及び表示駆動に基づいている。
【００６１】
本発明のシステムは、ディスプレイ７０の物理的設計によって定義される異なる表示領域への画像の割り当てを制御する。例えば最大数のビューが表示される場合には、異なる画像が適用されたであろう二つの表示領域に同一の画像内容を与えることによって、表示するビューの数をより少なくできる。
【００６２】
一般に、ある特定の表示設計によって表示されるビューの数を少なくすることは、移動の自由度と可能な閲覧者数を犠牲にして、三次元画像の鮮明さを向上させる。ディスプレイのユーザ、特に閲覧者の距離を追跡することによって、ユーザにとって最適な数の異なる画像を決定することができる。
【００６３】
裸眼立体ディスプレイの円錐幅Ｗcは、ディスプレイが設計される光学構成と視聴距離Ｄvによって決まる。上記に説明したように、光学構成は、円錐の角度の大きさを定義する。視円錐の幅は、以下の式によって求められる。
【００６４】
ＷC＝２*ＤVｔａｎΦ／２
この関係は、角度の大きさを視聴距離ＤVにおける実際の幅に結び付ける。
【００６５】
本発明のシステムは、以下に説明されるさまざまな実行可能な方法を実施するように制御可能である。
【００６６】
第一の実施例について図８及び図９を参照して説明する。当該実施例においては、観測者がディスプレイに近ければ近いほど、ディスプレイによって表示される画像の数が少なくなる。
【００６７】
図８は、ディスプレイに近い閲覧者を示しており、ディスプレイは、二つのビュー（右「Ｒ」と左「Ｌ」）だけを表示するように構成される。二つのビューを表示するために、当該二つのビューは、各円錐内のさまざまな表示領域に繰り返される。例えば、ディスプレイの光学構成が９個のビューのシステムとして設計される場合、５個／４個の左ビューと及び４個／５個の右ビューを表示することができる。これは、ビューの解像度を上げないが、クロストークを軽減し、それにより画像ブレを軽減する。
【００６８】
視聴距離が閾値未満の場合に、ディスプレイは、ツービュー（two view）モードに切り替え可能である。例えば、モード切替は、両眼の間隔が円錐幅の０．２５倍より大きくなるような視聴距離ｄの場合に行うことができる。比率が０．２５未満になる場合、二つのビューより多いビューを有する裸眼立体モードにディスプレイを切り替えることができる。０．２５の閾値は、例えば０．２から０．３の間、或いは０．１から０．５の間などの別の値でもよい。
【００６９】
０．２５の閾値に基づいて、以下の関係が保持される。
【００７０】
Ｅ／Ｗｃ＞０．２５の場合、ＮV＝２
Ｅ／Ｗｃ＜＝０．２５の場合、ＮV＞２
ここで、Ｎvはビューの数であり、Ｅは、両眼の間隔である。
【００７１】
固定された両眼の間隔は、例えば６ｃｍに想定することができる。この場合、円錐幅の閾値Ｗcは、２４ｃｍである。この閾値は、例えば、１５ｃｍから４０ｃｍの間のどこでもよい。
【００７２】
図９は、閲覧者がディスプレイから離れた状態であり、その結果複数ビューのモードで作動するディスプレイを示している。９つの異なる（−４から＋４までの番号が振られた）ビューが示されている。
【００７３】
システムは、閲覧者の移動速度の検知にも使用できる。閲覧者が、追跡装置が追える速度よりも速い速度で動く場合、ディスプレイは、円錐の境界を越える際に、ユーザが左右反転画像を見ないように、シングルビューモード（二次元モード）に再び切り替えることができる。
【００７４】
速度追跡の別の使用法は、追跡装置が追える速度よりも移動が速い場合、円錐幅を横切る視点の順序を非線形順序に変更することである。これは、円錐移行の可視性を弱めるために実行させることができる。例えば、円錐内の（９つのビューシステムの）ビューの順序は、図９に示す−４、−３、−２、−１、０、１、２、３、４の代わりに、−１、−３、−２、−１、０、１、２、３、１でもあってもよい。
【００７５】
このように、ビュー４及びビュー−４を見る可能性は、円錐の境界で回避される。上記の９つの異なるビューの代わりに、ビュー番号の最大差は、２である（視円錐内のビュー３とビュー１、或いは、円錐境界におけるビュー１とビュー−１）。
【００７６】
したがって、隣接して表示されるビューのビュー番号の最大差は、２に設定可能である。
【００７７】
ディスプレイは、視聴距離補正が最も効果的になるように設計可能である。例えば、（ディスプレイが設計される）既定の視聴距離において、円錐幅が、目の距離Ｅの４倍未満、例えば３０ｃｍ未満になるように、ディスプレイを設計できる。円錐幅は、おおよそ２０ｃｍに相当する、目の距離Ｅの３倍未満の大きさになるように設計されてもよい。既定の視聴距離は、例えば、ディスプレイ幅の２倍に等しい距離でもよい。
【００７８】
このように、距離システムは、閲覧者がディスプレイから設計された距離にある場合はツービューモードに切り替わり、閲覧者が更に離れている場合はより多くのビューを提供するだけである。したがって、既定の距離は、ディスプレイをモニタとして使用する単一のクローズアップビューのためのものであるが、ディスプレイは、複数のユーザによってより離れた視聴距離で使用することもできる。
【００７９】
図１０を参照して、本発明のシステムを使用する更なる方法を説明する。
【００８０】
この場合、ビューの数は二つよりも多いが、可能な最大数（図示の実施例においては９つ）未満である。目に見えるクロストーク（crosstalk）の量は、閲覧者には見えないビューを（たとえビューがわずかに動くとしても）閲覧者に見えるビューと同様に円錐内に設定することによって軽減される。このように、第一組のビュー（ビュー１、０及び−１）は、それぞれ一つの表示領域にのみ表示され、第二組のビュー（ビュー２及び−２）は、それぞれ少なくとも二つの隣り合う表示領域に表示される。
【００８１】
図示の実施例において、中央のビューは一度表示され、側端部のビューは、三回表示される。
【００８２】
しかしながら、これは閲覧者の位置によって決まる。例えば、閲覧者（限られた範囲で移動可能）に向けられる画像は、全て一度表示することができ、また、残りの視聴位置には、同一のビューを提供することができる。これは、通常、二つ又は三つの画像を一度に表示させ（図示の実施例では、−１、０、−１の３つ）、他の二つの画像だけを他の全てのビュー（２、−２）に使用する。
【００８３】
このように、円錐内に表示される各画像は、円錐内の閲覧者の相対位置によって選択される。
【００８４】
本発明は、特にモニタサイズディスプレイに適用可能であり、該ディスプレイは、より離れた距離にいる複数の閲覧者用のモードと、一人の閲覧者がすぐ近くからディスプレイを使用している構成との間で切り替えが可能であり、近くから使用する場合、ディスプレイは、最も鮮明なモードであるツービューシステムに切り替えることができる。
【００８５】
複数の閲覧者がいる場合、閲覧者追跡システムは、ディスプレイに最も近い閲覧者を探すことができ、また、この最も近い閲覧者を利用して、表示モードを切り替えるかどうかを判断できる。代わりに、ディスプレイは、二人以上の閲覧者が検知されるときはいつでも複数ビューモードのままにすることが可能であり、追跡される閲覧者が一人である場合、また、その一人の閲覧者が表示パネルに近い場合に限って、ツービューモードに切り替えができる。
【００８６】
本発明は、バリアシステム又はレンチキュラーシステムに使用でき、或いは、例えばマイクロレンズを使用する全く他の光学システムに使用できる。
【００８７】
ユーザがツービューモードと複数ビューモードとの間で選択できる手動オーバーライドがあってもよい。
【００８８】
本発明は、液晶ディスプレイに関連して説明されてきたが、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイなどの他の表示技術に適用することができる。
【００８９】
システムに対する入力データが（二次元及び奥行き情報、又はマルチビュー画像ではなく）二つのビューしか含まない場合、システムは、ステレオからマルチビュー変換することを含むことができる。
【００９０】
システムに対する入力データが二次元及び奥行き情報の場合、ディスプレイが少数のビュー又はステレオ（ツービュー）モードに切り替わるときに、奥行き情報をスケール変更することができる。例えば、生成された視差を少なくとも２０％拡大させて、奥行き効果を向上させることができる。
【００９１】
システムに対する入力データがマルチビュー画像である場合、どの組のビューをステレオ（ツービュー）モードに使用するかを選択できる。例えば、通常の構成よりもさらに離れたビューを選択することができる。例えば、ビュー０とビュー１は、通常、左右に投影される。代わりに、ビュー０とビュー２、又はビュー０とビュー３を選択してもよい。ビュー−３及びビュー３でも使用可能である。各ビュー内のクロストークはもはや制限要因ではないため、上記各ビューは選択肢となる。
【００９２】
開示された実施形態に対する他の変形は、請求された本発明を実行する際に、各図面、開示、及び添付の請求項の検討から、当業者によって理解され、実施され得る。請求項では、「備える」という用語は、他の要素や段階を除外するものではなく、また、単数は複数を除外するものではない。ある特定の各方法が、互いに異なる従属項に引用されるという事実は、単に、これらの方法の組み合わせは、利益をもたらす為に使用することができないということを示すのではない。請求項のいかなる引用符号も範囲を制限するものとして解釈されるべきではない。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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