首页> 中国专利> 立体图像显示装置、立体图像显示方法以及立体图像显示程序

立体图像显示装置、立体图像显示方法以及立体图像显示程序

摘要

所述通过放置在可移动物体上来显示立体图像的立体图像显示装置,包括:立体显示面板模块,其为每一个相邻空间区域投影具有不同视差的图像;可移动物体状态检测模块,其检测关于所述可移动物体的位置状态的状态信息;观察距离计算模块,其基于所述状态信息计算所述立体显示面板模块与位于所述立体显示面板模块的显示表面侧的特定观看者之间的相对距离;装置特性数据保存模块,其保存关于所述立体显示面板模块的装置特性数据;以及显示设置调整模块,其参考所述相对距离和所述装置特性数据调整所述立体图像的显示设置。

著录项

  • 公开/公告号CN105049832A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2015-11-11

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 NLT科技股份有限公司;

    申请/专利号CN201510202519.2

  • 发明设计人 长谷川雄史;重村幸治;

    申请日2015-04-24

  • 分类号H04N13/04(20060101);

  • 代理机构11332 北京品源专利代理有限公司;

  • 代理人吕琳;杨生平

  • 地址 日本神奈川县川崎市

  • 入库时间 2023-12-18 12:11:39

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2020-01-03

    专利权的转移 IPC(主分类):H04N13/305 登记生效日:20191216 变更前: 变更后: 申请日:20150424

    专利申请权、专利权的转移

  • 2020-01-03

    专利权人的姓名或者名称、地址的变更 IPC(主分类):H04N13/305 变更前: 变更后: 申请日:20150424

    专利权人的姓名或者名称、地址的变更

  • 2019-02-22

    授权

    授权

  • 2017-03-08

    实质审查的生效 IPC(主分类):H04N13/04 申请日:20150424

    实质审查的生效

  • 2015-11-11

    公开

    公开

说明书

相关申请的交叉引用

本申请基于2014年4月24日提交的日本专利申请No.2014-089883并且要求其优先权,该日本专利申请的全部公开内容通过引用的方式结合在本申请中。

技术领域

本发明涉及立体图像显示技术。更具体地,本发明涉及即使在放置于座椅背部的立体图像显示装置与观看者之间的相对距离变化时也不会对观看者产生不适感的显示立体图像的立体图像显示装置、立体图像显示方法以及立体图像显示程序。

背景技术

近年来,中小型尺寸的显示器被放置在飞机或者长途火车的每个乘客座椅背部,从而每个乘客可以通过使用设于对应前座背部上的显示器观看喜欢的节目内容。

在针对乘客的节目内容中包含很多立体图像显示内容,通常为电影。因此,期望能够在设于座椅背部的显示器上显示立体图像。

注意,作为具有用于显示立体图像的显示器的立体图像显示装置,有眼镜型和裸眼型。

对于眼镜型立体图像显示装置,观看者佩戴用于立体图像显示的眼镜,并且具有不同视差的图像被投影到左眼和右眼以便为观看者显示立体图像。然而,有很多观看者佩戴用于立体图像显示的眼镜有不适感,并且更期望不需要这种眼镜的裸眼型立体图像显示装置。

对于裸眼型立体图像显示装置,典型的是使用这样的方法:该方法通过分割用于投影立体图像的空间区域,将具有不同视差的图像投影到观看者的左眼和右眼,并且将具有不同视差的图像投影到每一个分割的空间区域。

对于这种方法,所采用的技术向立体图像显示装置的立体显示面板提供柱状透镜、视差屏障等作为光学光线分离模块,来为每个空间区域分离要投影的图像,以便将具有不同视差的图像投影到多个空间区域中的每一个。

设有诸如柱状透镜或视差屏障的光学光线分离模块的立体图像显示装置不需要用于立体图像显示的眼镜,因此在用户不觉得麻烦这一点来说是极好的。

然而,其中观看者能够恰当地视觉识别立体图像的空间区域(正常立体影像可视区域)限于这样的情况:观看者左眼的位置在左眼图像要投影到的空间区域内,并且观看者右眼的位置在右眼图像要投影到的空间区域内。

当观看者的左眼和右眼位置移出正常立体影像可视区域时,可能以重叠的方式(由所谓的3D串扰导致的双图像(CT-图像))看到左眼图像和右眼图像,并且可能看到深度感反转的立体图像(所谓的反视立体图)。

除了这些,已知伴随着裸眼型立体图像显示装置产生的另一个问题是当观看者的观看位置移出正常立体影像可视区域时在立体显示面板上发生亮度不均匀(亮度波动),并且在立体图像内出现比周围图像区域显示暗得多的图像区域。

这种现象是3D摩尔纹(3Dmoiré),当由于受到诸如柱状透镜或视差屏障的光学光线分离模块的干扰,用于每个视点的像素之间的非显示区域(液晶面板中通常称为黑矩阵的遮光部)被视觉识别时,引起这种现象。即,3D摩尔纹是由于将不同的图像投影到不同的角方向引起的周期性亮度不均匀(有时可以指颜色不均匀)。

3D摩尔纹是在亮度的角方向上的波动(亮度角波动),取决于观看位置,这可能不是问题。然而,当角方向上的亮度角波动大时,立体图像的显示质量劣化,因此观看者有不适感。

裸眼型立体图像显示装置特有的由于3D串扰导致的CT-图像和反视立体图的问题以及3D摩尔纹的问题(下文中称为“3D显示中的每个问题”)依赖于立体图像显示装置与观看者之间的相对距离。

此外,可能存在这样的情况:在飞机、火车等中由于前座乘客的便利而可能倾斜该乘客座椅的背部靠背。因此,移动了放置在背部的立体图像显示装置。

因此,在立体图像显示装置放置在座椅背部的情况下,即使在观看者未移动的情况下,立体图像显示装置与观看者之间的相对距离(观看距离)由于前座乘客的便利而快速变化。由此,出现3D显示的每个问题,因此立体图像的显示质量大大劣化。显示质量的这种劣化给观看者带来不适感,因此强烈需要即使在观看距离变化时也不发生3D显示的每种问题的立体图像显示装置。

作为减轻3D显示的每种问题的影响的技术,考虑一种结构内容,其中通过测量观看者的位置,计算表示立体图像显示装置与观看者之间的相对距离的观看距离、以及表示观看者相对于立体图像显示装置的相对位置的观看位置,并且根据有关计算出的观看距离或观看位置的信息,调整立体图像的显示设置。当采用这种结构时,由于使用观看距离信息或观看位置信息,需要测量观看者位置的装置。

尤其是,为了更有效地减轻由于串扰引起的CT-图像以及反视立体图的影响以及3D摩尔纹的影响,需要测量表示观看者与立体图像显示装置之间的深度方向距离的观看距离。作为测量该观看距离的装置,已知的是这样一种测量装置(三维位置测量装置):该测量装置能够通过测量深度方向距离来测量在三维空间中的位置。

近年来,这种三维位置测量装置的价格已经降低。然而,与能够捕获观看者位置作为二位平面上的捕获图像数据的USB摄影机(移动设备的小型摄影机模块)、用于测量座椅的倾斜状态的倾斜传感器等相比,所述测量装置仍然昂贵。

即,向立体图像显示装置提供这种昂贵的测量装置导致整个装置成本增加,这是阻碍放置在座椅背部的立体图像显示装置普及的原因。

作为与克服这些问题相关的技术,例如,以下内容(专利文献1~9)是已知的。

日本未审专利公开2009-75842(专利文献1)公开了一种计算观看位置的技术,所述观看位置包括从观看者的座椅状态与安装到后视镜的车内摄影机获取的捕获图像的观看距离,来矫正由于当从倾斜方向观看显示表面时产生的图像拖尾而产生的失真。

WO2012-023509(专利文献2)公开了一种技术,该技术在用于根据观看者位置调整显示器位置和姿态的校准系统中,通过用放置在观看者位置处的红外摄影机测量从显示器发射的红外线来计算观看者相对于显示器的相对位置。

日本未审专利公开2000-152285(专利文献3)公开了一种图像处理技术,该技术根据由用于显示立体图像的摄影机拾取的捕获图像数据测量观看者的位置,即使在观看者移动时也不会带来不适感。此外,作为该技术的处理方法,也描述了调整用于在任意图像范围内捕获面部图像的摄影机的焦距的方法,而不是根据在二维平面上的捕获图像数据测量观看者的位置的图像处理方法。

日本未审专利公开2012-170502(专利文献4)公开了一种技术,该技术在观看者的位置移出能够恰当地视觉识别立体图像的空间区域时通知观看者移动到能够视觉识别立体图像的空间区域。

在根据日本未审专利公开2008-15188(专利文献5)的立体图像显示装置中,放置诸如加速度传感器的倾斜传感器,以便即使在观看者移动时也能够提供立体图像而不带来不适感。即,在所公开的技术内容中,通过倾斜传感器检测立体图像显示装置的倾斜,并且测量观看位置。

日本未审专利公开2008-279155(专利文献6)公开了一种技术,该技术通过考虑观看者座椅与前座之间的倾斜角度来调整显示表面的放置角度,以便即使在由于前座乘客的倚靠状态变化引起放置在前座背部的显示表面的显示方向变化时,也能够对准显示表面的显示方向和观看者的视线方向。

根据日本未审专利公开2014-45474(专利文献7)、日本未审专利公开2014-45473(专利文献8)、以及日本未审专利公开2014-44396(专利文献9)的立体图像显示装置,采用这样一种技术:该技术通过根据观看者的位置对右眼图像和左眼图像进行图像转换处理,减轻串扰引起的CT图像和反视立体图的影响以及3D摩尔纹的影响,从而即使在观看者位置移动时也能显示立体图像而不带来不适感。

此外,S-H.Ju等的“Viewer’sEyePositionEstimationUsingCamera”(2013InternationalSymposiumDigestofTechnicalPapers,48.3,pp671-674)”(非专利文献1)也公开了一种技术,该技术为了仅利用不昂贵的测量装置来测量观看位置,提前记录观看者的实际瞳距,并且将显示在通过USB摄影机等捕获的二维平面上的捕获图像数据中显示的观看者的瞳距与提前记录的观看者的瞳距相比较,来计算表示立体图像显示装置与观看者之间的深度方向上的距离的观看距离。

然而,专利文件1中描述的观看位置计算方法是基于如下假设使用的技术:车内摄影机和显示器的设置位置是固定的,因此该方法不能用于显示器的设置位置根据前座乘客的便利而移动的情况(例如,在使用放置于座椅背部的显示器的情况下)。

此外,对于专利文件2中公开的技术,必须在观看者位置处放置红外摄影机。因此,难以放置所述测量装置,并且装置成本增加。

顺便提及,为了更有效地减轻由于串扰引起的CT-图像以及反视立体图的影响以及3D摩尔纹的影响,需要测量表示观看者与立体图像显示装置之间的深度方向距离的观看距离。然而,在专利文献3中,并未公开根据捕获的面部图像测量立体图像显示装置与观看者之间的深度方向上的距离的方法。因此,即使采用了专利文献3的技术,也不可能在不带来不适感的情况下显示良好的立体图像。

对于专利文献4中公开的技术,使用距离传感器来测量观看距离。因此,增加了测量装置的成本。

此外,尽管在专利文献5中描述了通过使用倾斜传感器来检测立体图像显示装置的倾斜角度的技术,但是并未公开使用观看者座椅及其前座座椅的倾斜角度来测量观看距离的方法。因此,即使使用专利文献5中公开的技术,也不可能仅利用不昂贵的测量装置来测量放置在座椅背部的立体图像显示装置与观看者之间的相对距离。

专利文献6中公开的技术采用的方法,根据观看者座椅和前座座椅之间的倾斜角度计算显示表面的显示方向与观看者的视线方向之间的相对角度。然而,并未公开关于计算显示表面与观看者之间的深度方向上的距离的内容。

不像常规图像显示装置(显示二维图像的显示器)那样,在裸眼型立体图像显示装置中,不仅在相对角度变化的情况下,而且在观看距离变化的情况下,由于串扰引起的CT-图像和反视立体图的影响以及3D摩尔纹的影响,显示质量大大劣化。因此,即使使用专利文献6中公开的方法,也不可能减轻裸眼型立体图像显示装置所特有的、3D串扰引起的CT-图像和反视立体图的影响以及3D摩尔纹的影响。

专利文献7~9中公开的技术在测量表示立体图像显示装置与观看者之间的相对距离的观看位置时,并未采用其中使用观看者座椅与前座座椅之间的倾斜角度的结构。因此,在立体图像显示装置放置在座椅背部的状态下,即使采用这些技术,也不能仅仅通过使用不昂贵的测量装置测量观看距离。

此外,尽管对于非专利文献1中描述的技术,有可能仅通过使用不昂贵的测量装置来测量观看距离,但是该技术必须在测量之前提前将观看者的瞳距记录到立体图像显示装置。因此,在将该技术用于由大量观看者使用的高度公共的立体图像显示装置的情况下,必须在每次观看者改变时记录瞳距,这使得处理复杂化。即,当使用完全未公开易于记录大量观看者的瞳距的方法的技术应用于高度公共的立体图像显示装置等时,难以说出其优点。

因此,本发明的一个示例性目的是克服上述问题,更具体的,利用不昂贵的结构有效减轻串扰引起的CT-图像和反视立体图的影响以及3D摩尔纹的影响,以便提供显示效果显著的立体图像而不给观看者带来不适感的立体图像显示装置、其显示方法以及其显示程序。

发明内容

为了实现前述目的,根据本发明示例性方面的立体图像显示装置是一种通过放置在可移动物体上来显示立体图像的立体图像显示装置,该立体图像显示装置包括:立体显示面板模块,其为每一个相邻空间区域投影具有不同视差的图像;可移动物体状态检测模块,其检测关于所述可移动物体的位置状态的状态信息;相对距离计算模块,其基于所述状态信息计算所述立体显示面板模块与位于所述立体显示面板模块的显示表面侧的特定观看者之间的相对距离;装置特性数据保存模块,其保存关于所述立体显示面板模块的装置特性数据;以及显示设置调整模块,其参考所述相对距离和所述装置特性数据来调整所述立体图像的显示设置。

此外,根据本发明另一示例性方面的立体图像显示方法是一种应用于立体图像显示装置的立体图像显示方法,所述立体图像显示装置包括用于为每一个相邻的空间区域投影具有不同视差的图像的立体显示面板模块并且通过放置在可移动物体上显示立体图像,并且所述方法包括:可移动物体状态检测步骤,其检测关于所述可移动物体的位置状态的状态信息;相对距离计算步骤,其基于所述状态信息计算所述立体显示面板模块与位于所述立体显示面板模块的显示表面侧的特定观看者之间的相对距离;装置特性数据接收步骤,其接收关于所述立体显示面板模块的装置特性数据;显示设置调整步骤,其参考所述相对距离和所述装置特性数据来调整所述立体图像的显示设置;以及立体图像显示步骤,其通过基于调整后的显示设置为所述空间区域中的每一个投影具有不同视差的图像,来显示立体图像。

此外,根据本发明又一个示例性方面的立体图像显示程序是一种应用于立体图像显示装置的立体图像显示程序,所述立体图像显示装置包括用于为每一个相邻的空间区域投影具有不同视差的图像的立体显示面板模块并且通过放置在可移动物体上显示立体图像,并且所述程序使得预先设于所述立体图像显示装置中的计算机执行如下功能:可移动物体状态检测功能,其检测关于所述可移动物体的位置状态的状态信息;相对距离计算功能,其基于所述状态信息计算所述立体显示面板模块与位于所述立体显示面板模块的显示表面侧的特定观看者之间的相对距离;装置特性数据接收功能,其接收关于所述立体显示面板模块的装置特性数据;显示设置调整功能,其参考所述相对距离和所述装置特性数据调整所述立体图像的显示设置;以及立体图像显示功能,其通过基于调整后的显示设置为所述空间区域中的每一个投影具有不同视差的图像,来显示立体图像。

如上所述,本发明所采用的结构仅使用不昂贵的测量装置计算放置在座椅背部的立体图像显示装置与观看者之间的深度方向上的距离(观看距离),并且根据所述观看距离调整立体图像的显示设置。因此,特别地,变得有可能利用不昂贵的结构有效减轻3D串扰引起的CT-图像和反视立体图的影响以及3D摩尔纹的影响,以便提供显示效果显著的立体图像而不给观看者带来不适感的立体图像显示装置、其显示方法以及其显示程序。

附图说明

图1是示出根据本发明的第一示例性实施例的立体图像显示装置的框图;

图2是图1中公开的立体图像显示装置的外部视图;

图3是图2中公开的立体显示面板模块的放大视图;

图4是示出由所述立体显示面板模块形成的光学模型的例子的示意图,所述立体显示面板模块具有将柱状透镜用于图1所示的立体显示面板模块等的结构;

图5是示出示出由所述立体显示面板模块形成的光学模型的例子的示意图,所述立体显示面板模块具有将视差屏障用于图1所示的立体显示面板模块等的结构;

图6是示出由与图4所示的相同的立体显示面板模块形成的光学模块的视图中的描绘反视立体图的示意图;

图7是示出由与图4所示的相同的立体显示面板模块形成的光学模块的视图中的描绘3D串扰的示意图;

图8是示出在图1中公开的立体图像显示装置等放置在座椅背部的情况下的状态的外部视图;

图9是示出在向图1中公开的立体图像显示装置等提供外部框架、并且所述立体图像显示装置放置在座椅背部的情况下的状态的外部视图;

图10是示出放置在座椅背部的图1的立体图像显示装置等与观看者之间的位置关系的示意图;

图11是示出当观看者前座座椅从图10中所示的状态倾斜时立体图像显示装置与观看者之间的位置关系的示意图;

图12A和12B示出了由于前座的倾斜而移动了图1中公开的立体图像显示装置等的状态下的示意图,其中图12A示出了观看者的位置位于立体观看空间内的情况下的位置关系,并且图12B示出了观看者的位置在正常视觉区域外的情况下的位置关系;

图13是放置了图1中所示的可移动物体状态检测模块中的倾斜传感器的座椅的外部视图;

图14A和14B示出了图13中所示的倾斜传感器进行的倾斜角度计算处理的说明图,其中图14A示出了重力加速度方向和加速度坐标系的轴方向等效的情况,并且图14B示出了重力加速度方向和加速度坐标系的YA轴方向不等效的情况;

图15是放置了两个倾斜传感器的座椅的外部视图;

图16是示出由座椅靠背倾斜产生的加速度随时间变化的曲线图;

图17A和17B示出了放置了齿轮转动检测传感器的座椅的外部视图,其中图17A示出了关于座椅靠背的倾角θS1的情况,图17B示出了大于θS1的θS2的情况;

图18是示出放置在座椅背部的图1示出的立体图像显示装置等与观看者之间的位置关系的示意图;

图19A和19B是示出图1的立体图像显示装置等与座椅背部之间的连接关系的示意图,其中图19A是当从座椅后侧看座椅背部时的外部视图,并且图19B是当从座椅侧向看座椅背部时的外部视图;

图20是示出3D串扰特性数据的曲线图;

图21是示出由设于图1所示的立体图像显示装置的立体显示面板模块等形成的光学模型图中的、与设定为相对高的阈值对应的3D-串扰观看空间的说明图;

图22是示出由设于图1所示的立体图像显示装置的立体显示面板模块等形成的光学模型图中的、与设定为相对低的阈值对应的3D-串扰观看空间的说明图;

图23A-图23D示出了由于设于图1所示的立体图像显示装置的立体图像显示面板模块等的特体差异导致的光学模型的变化,其中图23A是立体图像显示面板模块的中心位置处的光线方向是正面方向的情况,图23B是所述光线方向倾斜大约制造容差的可允许值–ΔθLIM的情况,图23C是所述光线方向在相反方向上倾斜大约制造容差的可允许值ΔθLIM的情况,并且图23D是叠加了图23A、图23B和图23C的光学模型的视图;

图24是示出了在图1的立体图像显示装置中所包含的图像数据保存模块中保存的图像数据等的例子的视图;

图25是关于视差图像的说明图;

图26是图像数据与视差值之间的关系图;

图27示出了具有各种视差值的图像数据组的例子;

图28是与根据立体显示面板模块的光学分离特性差异使用的显示设置调整方法相关的、对应于3D串扰和反视立体图的分类表;

图29的图示示出了当施加于控制电极的电压低时所述立体显示面板的横截面视图,并且示出了显示液晶透镜的电压控制效果的图中的X轴方向上液晶透镜的折射率分布;

图30的图示示出了当施加于控制电极的电压高时所述立体显示面板的横截面视图,并且示出了显示液晶透镜的电压控制效果的图中的X轴方向上液晶透镜的折射率分布;

图31是示出液晶透镜的折射率变化引起最佳可视距离变化的说明图;

图32是示出液晶透镜的折射率变化引起的最佳可视距离的调整范围的说明图;

图33是示出对应于观看距离的视差可允许值的关系图;

图34是示出立体显示面板的亮度-观看角度特性数据的图示;

图35是示出由于前座靠背倾斜导致3D摩尔纹出现的说明图;

图36是与依赖于立体显示面板模块的光学分离特性差异的显示设置调整方法相关的、对应于3D摩尔纹的分类表;

图37是图1等中公开的立体图像显示装置进行的图像处理动作的流程图;

图38是示出根据本发明的第二示例性实施例的立体图像显示装置的框图;

图39是图38中公开的立体图像显示装置的外部视图;

图40是示出由图38中公开的立体图像显示装置的成像模块拾取的捕获图像数据与座椅状态的关系图;

图41是示出以与图40的情况相同的方式拾取的捕获图像数据与座椅状态的关系图;

图42的视图示出了观看距离的变化量依赖于观看者双眼的高度的例子;

图43是示出如下状态的外部视图:具有装载于其前上部的成像模块的立体图像显示装置放置在座椅背部;

图44是示出如下情况的外部视图:在立体图像显示装置放置于座椅背部的状态下成像模块放置在座椅处;

图45是示出了放置了倾斜传感器的座椅并且示出了立体图像显示装置的基本外部视图;

图46是示出了如下状态的外部视图:在倾斜传感器放置于座椅和立体图像显示装置的情况下,座椅背部从图45的状态倾斜;

图47是立体图像显示装置的显示坐标系与成像模块的摄影机坐标系的关系图;

图48是示出放置在座椅背部的立体图像显示装置与观看者之间的位置关系的图示;

图49是示出了如下环境的图示:在该环境下成像模块捕获处于不同观看距离的物体;

图50是示出了捕获图像数据样本的图,所述样本是不同观看距离处的捕获物体;

图51是示出液晶透镜的折射率变化引起的立体观看空间的位置变化的图示;

图52的图示示出了液晶透镜的电压控制效果,该图示为相同的电压施加到控制电极E1和控制电极E4的情况下立体显示面板的横截面视图;

图53的图示示出了液晶透镜的电压控制效果,该图示为相同的电压施加到控制电极E2和控制电极E1的情况下立体显示面板的横截面视图;

图54是立体显示面板模块形成的光学模型图,其为描绘了通过控制液晶透镜导致的立体观看空间的形成位置的变化的图示;

图55是立体显示面板模块形成的光学模型图,其为描绘了通过局部改变透镜能力导致的立体观看空间的形成位置的变化的图示;

图56是示出对应于观看距离的视差可允许值的图示;

图57是图38等中公开的立体图像显示装置进行的图像处理动作的流程图;

图58是示出根据本发明的第三示例性实施例的立体图像显示装置的框图;

图59是放置了压力传感器的座椅的外部视图;

图60是示出成像模块拾取的捕获图像数据的例子的视图;

图61是示出当记录观看者数据时显示在立体图像显示装置上的通知屏幕的视图;

图62是示出成像模块拾取的捕获图像数据的变化的视图;

图63是关于图58中公开的立体图像显示装置进行的观看者数据记录处理的流程图;

图64是关于图58中公开的立体图像显示装置进行的立体图像显示处理的流程图;

图65是根据本发明的第四示例性实施例的立体图像显示装置的框图;

图66是关于座椅靠背部倾斜与从成像模块到座椅靠背部的距离的关系图;

图67是关于成像模块拾取的捕获图像数据与座椅靠背部倾斜的关系图;

图68是关于成像模块拾取的捕获图像数据与座椅靠背部倾斜的关系图,其示出了与图67的状态相比座椅靠背部更倾斜的状态;以及

图69是关于图65中公开的立体图像显示装置进行的立体图像显示处理的流程图。

具体实施方式

在下文中,将参考附图描述本发明的实施方式(下文中称为“示例性实施例”)。

(第一示例性实施例)

将参考图1至图37描述根据本发明的立体图像显示装置的第一示例性实施例。尽管在每一个下面的说明中可以适当地对根据第一示例性实施例的立体图像显示装置的每个结构部件进行添加、修改等,但是共同的附图标记“11”用作包括这些的立体显示装置的通称。

(整体结构)

如图1所示,根据第一示例性实施例的立体图像显示装置11包括:可移动物体状态检测模块110,其检测可移动物体的状态(位置状态);立体显示面板模块120,其为每一个相邻空间区域投影具有不同视差的图像;以及算术运算处理单元131,其执行关于各种信息的算术运算处理。

所述算术运算处理单元131包括:观看距离计算模块(相对距离计算模块)140,其基于可移动物体状态检测模块110进行的检测的结果计算观看距离,观看距离表示立体显示面板模块120与位于其显示表面侧的特定观看者之间的相对距离;图像数据保存模块150,其保存或接收图像数据;装置特性数据保存模块160,其保存表示立体显示面板模块120的光学特性的装置特性数据;以及显示设置调整模块170,其基于观看距离计算模块140计算的观看距离以及在装置特性数据保存模块160中保存的装置特性数据,调整立体图像显示设置。注意,本说明书中描述的相对距离的意思是立体图像显示装置与观看者之间的深度方向上的距离,其为观看距离的同义词。

即,所采用的是这样的结构,其中:立体显示面板模块120将图像数据分成右眼图像和左眼图像,并且在显示设置调整模块170调整显示设置之后将这些图像投射向观看者的右眼和左眼。

此外,如图2中的外部视图中所示的,在立体图像显示装置11中,包括立体显示面板模块120和算术运算处理单元131的装置主体10通过电线连接到可移动物体状态检测模块110。

在第一示例性实施例中,假设飞机、长途火车等的座椅作为所述可移动物体,并且假设座椅的靠背部分是斜倚型的。因此,向所述座椅提供所述可移动物体状态检测模块110,对应的装置主体10通过粘合剂等放置于所述座椅上。

即,所述可移动物体状态检测模块110检测座椅状态,例如座椅的倾斜状态,并且将座椅状态的信息(状态信息)传送到提供给算术运算处理单元131的观看距离计算模块140。

尽管参考示出了装置主体10和可移动物体状态检测模块110有线连接的例子的图2进行了说明,但是也可能采用这样的结构:该结构有可能在装置主体10与可移动物体状态检测模块110之间进行无线电通信,而不使用电线连接。即,有可能采用这样的结构,其中:为可移动物体状态检测模块110提供通过无线电通信传送座椅状态信息的功能,并且省略电线连接。

如图2中所示,算术运算处理单元131布置在立体显示面板模块120的后部,并且被构造成通过利用从可移动物体状态检测模块110输入的状态信息进行各种算术运算处理。

立体显示面板模块120由以下部分构成:作为光电模块的图像显示面板,其中多个像素排列成矩阵,每一个所述像素都至少包括用于显示第一视点图像的子像素和用于显示第二视点图像的子像素;以及作为光线分离模块的光线分离面板,其能够将每个视点的图像分离到规定的不同方向。

即,作为光电模块,有可能使用液晶型、有机EL型、等离子体型等类型的图像显示面板。作为光线分离模块,有可能使用由柱状透镜、液晶透镜、视差屏障等构成的光线分离面板。

其中,柱状透镜的透镜折射率不可变。然而,对于液晶透镜,可以通过电压控制改变透镜折射率的分布。

在示出了立体显示面板模块120的例子的放大视图的图3中,采用的是这样的结构:其中分别采用液晶面板作为光电模块,并且采用柱状透镜作为光学分离模块,并且组合它们。

在图3中,液晶显示面板内的左眼像素4L示出了显示左眼图像的子像素,左眼图像要从立体显示面板模块120投影到观看者左眼。类似地,右眼像素4R示出了显示投影到观看者右眼的右眼图像的子像素。左眼图像4L和右眼图像4R布置成交替排列。

接下来,将参考示出了柱状透镜型光学模块的图4至图7描述被立体显示面板120的光线分离模块分割的空间区域。这些图中的每一幅都是关于从观看者头部上方看到的观看者和立体图像显示装置11的边缘的横截面视图。

首先,图4示出了光学模块的例子,利用该光学模块,具有不同视差的图像被采用柱状透镜系统的立体图像显示装置11投影到观看者的左眼和右眼。

图4示出了一种位置关系,其中观看者的双眼(右眼55R和左眼55L)位于观看平面30,观看平面30与立体显示面板模块120的显示表面40相距大约最佳可视距离(最佳观看距离)OD,并且观看者双眼的中心与显示面板的中心彼此一致。

所述图像显示面板(未示出)由要成为排列成矩阵的像素的光调制元件组构成(例如,液晶面板)。图4仅示出了交替排列的右眼像素4R和左眼像素4L(像素组4)中位于图像显示面板的两端和中心部分的每个像素。

当从观看者侧看时,用作通过分割空间区域来投影图像的装置的柱状透镜3布置在图像显示面板的前侧。

柱状透镜3是由大量细长的半圆柱形凸柱镜3a(下文中简称为透镜:透镜宽度L)形成的光学元件,所述透镜以如下方式布置:透镜3a的纵向(Y轴方向)垂直于图像显示面板的左眼像素4L和右眼像素4R沿着其交替布置的方向(像素排列方向:X轴方向)。

此外,光源(未示出:所谓背光)放置在图像显示面板内侧。来自光源的光穿过图像显示面板中的像素,并且之后穿过透镜3a。然后,其投影向观看者。右眼像素4R的投影方向和左眼像素4L的投影方向由于透镜3a的存在受到限制。

如图4所示,假设穿过最靠近每一个透镜3a的像素的光的轨迹是从每一个透镜3a发射的光中的光线20,则可以获得右眼图像区域70R(右眼图像投影到的空间区域)并且也可以获得左眼图像区域70L(左眼图像投影到的空间区域),在所述右眼图像区域70R处与其对应的所有右眼像素的投影图像叠加,在所述左眼图像区域70L处与其对应的所有左眼像素4L的投影图像叠加。即,这是这样的状态:在右眼区域70R中仅能够观看来自右眼像素4R的投影图像,并且在左眼区域70L中仅能够观看来自左眼像素4L的投影图像。

因此,当在观看者的右眼55R位于右眼区域70R内并且左眼55L位于左眼区域70L内的状态下从立体显示面板模块120投影视差图像时,观看者能够视觉识别立体图像。换而言之,当右眼55R位于右眼区域70R内并且左眼55L位于左眼区域70L内时,观看者能够观看到期望的立体图像。

当观看者与立体显示面板模块120(显示表面40)之间的距离变得短于最小可视距离(最小观看距离)ND时,观看者的右眼55R到达右眼区域70R之外,并且左眼55L到达左眼区域70L之外。因此,观看者不能视觉识别立体图像。

类似地,当观看者与立体显示面板模块120(显示表面40)之间的距离变得大于最大可视距离(最大观看距离)FD时,观看者的右眼55R到达右眼区域70R之外,并且左眼55L到达左眼区域70L之外。因此,观看者也不能视觉识别立体图像。

图4中所示的立体显示面板120以如下方式设计:右眼区域70R和左眼区域70L的宽度在观看平面30上变得最大,并且在最佳可视距离OD位置处右眼像素4R和左眼像素4L中每一个(像素宽度P)的每个投影图像(宽度P')全部叠加。

即,采用了这样的结构:对于该结构,每一个右眼像素4R的投影图像和左眼像素4L的投影图像在最佳可视距离OD位置处变得连续而不中断。

投影图像宽度(投影到观看平面上的像素宽度)P'主要由透镜3a的主点与像素之间的距离h、像素节距p以及最佳可视距离OD决定。

当宽度P'加宽时,右眼区域70R和左眼区域70L的宽度扩大。同时,表示观看者双眼之间距离的瞳距是固定的,并且在与观看者的双眼对应的区域中的位置之间的范围是恒定的。因此,立体图像可以被可视地识别的空间区域(立体影像区域)不必扩大。

如图4所示,定义双眼之间的空间是e,则优选将宽度P'设计成等效于双眼之间的空间e。这是因为在宽度P'小于双眼之间的空间e同时双眼的位置位于右眼区域70R或左眼区域70L中的情况下,能够实现立体影像的区域限于宽度P',并且在双眼之间的空间e大于双眼之间的空间e的情况下立体图像不能被视觉识别的区域增加。

接下来,图5示出了当视差屏障而不是柱状透镜用作立体显示面板模块120的光线分离模块时分割的空间区域。即,图5中示出的结构与图4的情况的不同之处在于仅在于这一点:其采用视差屏障6而不是柱状透镜3。

视差屏障6是其中形成大量细的条形缝隙6a的屏障(遮光板),并且视差屏障6以如下方式布置:该屏障的纵向垂直于图像显示面板的左眼像素4L和右眼像素4R沿其布置的方向。图5的横截面视图示出了具有屏障宽度S的屏障6b与缝隙6a交替布置的状态。

从诸如背光的光源发射的光的强度在图像显示面板内的像素处被调制,并且之后该光穿过缝隙6a以投影向观看者。右眼像素4R的投影方向和左眼像素4L的投影方向由于缝隙6a的存在受到限制。

如图5所示,假设穿过最靠近每一个缝隙6a的像素的光的轨迹是从每一个缝隙6a发射的光中的光线20,则可以像图4的情况那样获得右眼图像区域70R并且也可以获得左眼图像区域70L,在所述右眼图像区域70R处与其对应的所有右眼像素的投影图像叠加,在所述左眼图像区域70L处所有左眼像素4L的投影图像叠加。

接下来,参考图6描述的是这样的情况:观看者移出能够正确地观看立体图像的空间区域(立体观看空间),并且位于立体图像的弹出方向与深度方向被相反地识别的空间区域(反视观看空间)中。

图6是在如下情况下从观看者头部上方截取的横截面视图:观看者移动到右侧从而右眼55R移出右眼区域70R并且位于左眼区域70L中,而左眼55L移出左眼区域70L并且位于右眼区域70R中。

在这种情况下,从左眼像素4L和右眼像素4R发射的光中的、穿过最近的柱面透镜3a的主点(顶点)的光线20不会到达观看者的右眼55R的位置。然而,假设从左眼像素4L发射的光中的、穿过第二近的柱面透镜3b的主点(顶点)的光为光线21(图6的一长一短虚线),则可以发现通过光线21获得第二左眼区域72L。

如所描述的,在图6中,观看者用右眼55R观看来自左眼像素4L的投影图像,并且用左眼55L观看来自右眼像素的投影图像。因此,当观看立体图像(所谓的反视)时弹出方向和深度方向反转,因此,不可能视觉识别期望的立体图像。

注意,对于右眼55R,右眼区域70R是立体观看空间,并且左眼区域70L和72L是反视观看空间。此外,对于左眼55L,左眼区域70L和72L是立体观看空间,并且右眼区域70R是反视观看空间。

随后,将参考图7描述观看者移出立体观看空间并且位于3D串扰观看空间的情况。

图7是在观看者与立体显示面板模块120之间的距离变得小于最小可视距离ND从而右眼55R位于右眼区域70R的边界附近并且左眼55L位于左眼区域70L的边界附近时、从观看者的头部上方截取的横截面视图。

在这种情况下,从液晶显示面板的右端处的右眼像素4R发射的光中的、穿过最近的柱面透镜3a的主点(顶点)的光线22,以及从左眼像素4L发射的光中的、穿过第二近的柱面透镜3b的主点(顶点)的光线23(用一长两短虚线示出),都投影到观看者的右眼55R的位置。

因此,当在图7示出的状态下观看立体图像时,观看者通过右眼55R观看来自右眼像素4R和左眼像素4L的投影图像。即,右眼55R观看的图像是其中右眼图像和左眼图像是叠加的(所谓的3D串扰)CT-图像,因此不能视觉识别期望的立体图像。

此处,右眼区域70R与左眼区域70L或左眼区域72L之间的边界附近的空间区域是3D串扰观看空间。

此外,从液晶显示面板的左端处的左眼像素4L发射的光中的、穿过最近的柱面透镜3c的主点(顶点)的光线24,以及从右眼像素4R发射的光中的、穿过第二近的柱面透镜3d的主点(顶点)的光线25(用一长两短虚线示出),也都投影到观看者的左眼55L的位置。因此,左眼55L观看的图像是其中右眼图像和左眼图像是叠加的CT-图像,因此不能视觉识别期望的立体图像。

如所描述的,对于裸眼型立体图像显示装置,出现由3D串扰导致的CT-图像和反视立体图的影响,因此当观看距离改变以及观看者移出立体观看空间时立体图像的显示质量大大劣化。

接下来,将通过参考图8描述座椅与立体图像显示装置11的位置关系等,图8示出了立体图像显示装置11放置在作为可移动物体的座椅的背部的情况的外部视图。

在图8所示的状态下,立体图像显示装置11通过连接部件61A放置在座椅61的座椅背部61B处。通过夹置在座椅背部61B之间的连接部件61A的旋转机构,立体图像显示装置11能够在Y轴-Z轴平面上进行旋转移动(X轴上的旋转移动)。

在没有连接部件61A的旋转机构的情况下,当座椅背部61倾斜时,立体显示面板模块120的显示表面保持在面向下的状态。因此,坐在座椅的座椅表面部分(座位部分)61C上的观看者不能视觉识别优选图像。即,此处采用的是这样的结构:为了避免显示表面面向下,并且为了由此改变立体显示面板模块120的显示表面的面对方向,提供旋转机构。

此外,如图8所示地定义立体图像显示装置11的显示坐标系。

即,显示坐标系的原点的位置定义为立体显示面板模块120的显示表面的中心位置,立体显示面板模块120的显示表面上的横向方向(此处的纵向方向)定义为X轴方向,显示表面上的垂直方向(短边方向)定义为Y轴方向,并且与立体显示面板模块120的显示表面垂直的方向定义为Z轴方向。

在下面的每一幅图中,通过立体图像显示装置11的显示坐标系记述观看距离(立体图像显示装置11与观看者之间的相对距离),观看距离表示立体图像显示装置11与观看者之间的深度方向上的距离,并且基于这一点提供各项说明。

例如,如稍后描述的图10所示,在Z轴方向上从立体显示面板模块120的显示表面的中心位置到观看者的距离是观看距离ZOD。在图10等(图1、图18)中,为了方便起见观看者双眼的位置显示为观看者右眼的位置(O)。

随后,将通过参考图9中示出的外部视图描述将立体图像显示装置11放置在座椅背部的另一个实例。

关于图9中示出的立体图像显示装置11,在座椅62处设有通过结合件62A与立体显示面板模块120一体化的外框架部62D。外框架部62D处于固定地放置于座椅背部61B处的状态。此外,为外框架部62D提供的第一可移动物体状态检测模块111是用于检测座椅背部61B的倾斜角的结构件,并且具有与上述的可移动物体状态检测模块110相同的功能。

即,既可以采用图8所示的可移动物体状态检测模块110放置于座椅背部61B的结构,也可以采用作为相同结构件的第一可移动物体状态检测模块111放置于外框架部62D处的结构。

当采用向与座椅背部61B整体移动的外框架部62D提供第一可移动物体状态检测模块111的结构时,当座椅背部61B倾斜时在立体图像显示装置11的外框架部62D中检测到的倾斜角与座椅背部61B的倾斜角一致。

此外,立体显示面板模块120由于使用如图9中所示的结合件62A的旋转机构,变得能够在Y轴-Z轴平面上进行旋转运动(以X轴作为旋转轴的旋转运动),因此观看者能够进行位置调整以变得垂直于面板显示表面。

此外,如图9中所示,也可能采用这样的结构:也向立体显示面板120添加用于通过旋转机构检测立体显示面板的旋转角的第二可移动物体状态检测模块112。这使得有可能通过也考虑座椅背部61B(靠背部分)与立体显示面板模块120之间的位置关系,进行观看距离的计算处理。

接下来,图10是示出如下情况的模型图:观看者坐在座椅上并且观看放置在前座背部的立体图像显示装置11;在图10中,示出了这样的状态:观看者的座椅63和前座座椅64都处于正常倾斜角。

此处注意,观看者的座椅63从垂直方向(图中的Y轴方向)倾斜的倾斜角定义为θSO,并且观看者(O)前座座椅64从垂直方向(图中的Y轴方向)倾斜的倾斜角定义为θSP。此外,示出深度方向(图中的Z轴方向)上该状态下立体图像显示装置11的立体显示面板模块120的显示表面与观看者(O)之间的距离的观看距离定义为ZOD

接下来,图11示出了如下情况的模型图:前座座椅64的靠背部从图10的状态倾斜(倾斜角从θSP变化到θSP'的情况)。

放置在前座座椅64的座椅背部的立体图像显示装置11的设置位置根据前座座椅64的靠背部的倾斜移动。

即,对于处于这种状态下的立体图像显示装置11,即使在观看者(O)不移动时,在前座座椅64上的乘客为了方便而倾斜靠背部时,观看距离ZOD快速变化。图11示出了观看距离变化到的ZOD’的状态。

随后,图12示出了从立体显示面板模块120的光学特性定义的观看者(O)的位置与立体观看空间之间的位置关系。

在其中观看者(O)的双眼都位于立体观看空间中的图12A的状态下,观看者能够视觉识别正确的立体图像。

同时,在观看距离根据前座座椅64的倾斜快速变化(从ZOD变化到ZOD’)的图12B的状态下,观看者(O)的双眼位置移到正常视觉区域外。因此,由于3D串扰产生CT-图像和反视立体图,因此观看者(O)不能视觉识别正确的立体图像。

考虑到这些状态变化,根据第一示例性实施例的立体图像显示装置11采用计算由于前座座椅64的倾斜导致的观看距离ZOD的变化量的结构、以及根据改变后的观看距离ZOD’调整立体图像的显示设置的结构。

在下文中,描述观看距离(观看距离ZOD的变化率)的计算方法。

当计算观看距离时,首先,通过可移动物体状态检测模块110检测座椅状态信息(状态信息),所述座椅状态信息显示观看者(O)的座椅63的倾斜角θSO以及观看者前方的座椅(前座座椅)64的倾斜角θSP

即,可移动物体检测模块110既放置在观看者(O)的座椅63的背部(座椅背部)也放置在前座座椅64的座椅背部。然而,首先,将参考图13-16描述计算作为这些座椅的统称的座椅60的倾斜角的方法。

图13示出了一个例子,其中用于检测靠背部的倾斜角θS的倾斜传感器110A放置于座椅60的背部。倾斜传感器110A的一个例子可以是双轴加速度传感器。在图13中,示出了这样的情况:加速度传感器作为倾斜传感器110A放置于座椅背部。即,构成为通过电线或以无线方式连接到装置主体10的可移动物体状态检测模块110,基于倾斜传感器110A获得的检测值(检测数据)检测作为移动物体的座椅60的状态。

此处,图14示出了作为倾斜传感器110A的双轴加速度传感器的放大视图。

该双轴加速度传感器针对加速度坐标系检测YA轴方向和ZA轴方向上的加速度。此处注意,加速度坐标系是这样的坐标系:其中相对于加速度传感器的任意方向定义为YA轴方向,并且垂直于YA轴方向的任意方向定义为ZA轴方向。此外,在这种情况下,垂直于YA轴和ZA轴的XA轴(未示出)的方向设定为与显示坐标系的X轴方向一致。

尽管图14A示出了重力加速度方向等效于加速度坐标系的YA轴方向的情况,但是图14B示出了重力加速度方向不等效于加速度坐标系的YA轴方向的情况。

加速度传感器具有检测重力加速度G的功能,因此其有可能根据检测的值计算在YA轴和ZA轴平面上相对于重力加速度方向的倾斜角θA。即,其被设计成根据如下表达式(1)计算相对于重力加速度的倾斜角θA

(表达式1)

>θA=tan-1(ZAYA)...(1)>

在表达式(1)中,YA示出由加速度传感器检测到的在YA轴方向上的加速度,ZA示出在ZA轴方向上的加速度。

当重力加速度方向与座椅的座位部分的垂直方向一致时,座椅背部的倾斜角θS与加速度传感器相对于重力加速度的倾斜角θA一致。

就飞机等的座椅而言,飞机的机身在飞行期间倾斜。因此,假设重力加速度方向与垂直于座椅的座位部分的方向彼此不一致。在这种情况下,座椅背部的倾斜角θS与加速度传感器相对于重力加速度的倾斜角θA不一致。

因此,将参考图15描述当重力加速度方向与垂直于座位部分的方向不一致时检测所述倾斜角的方法。此处,假设这样的状态:由于飞机机身上下颠簸而偏斜地倾斜。

即,考虑了飞机机身由于上下颠簸而倾斜的状态,图15中示出的情况采用这样的结构:其中,倾斜传感器不仅放置在座椅背部(倾斜传感器110A(第一倾斜传感器))而且放置在座椅的座位部分处(倾斜传感器110B(第二倾斜传感器))。

当将立体图像显示装置11装载到主体像在这种情况下那样倾斜的飞机等的座椅时,可能提供两个倾斜传感器,并且为可移动物体状态检测模块110提供这样的功能:计算放置在座椅座位部分的倾斜传感器110B检测到的倾斜角与放置在座椅背部的倾斜传感器110A检测到的倾斜角之间的差值,以便通过该功能计算座椅背部的倾斜角θS

同时,仅为了计算观看者就坐的座椅背部的倾斜角(θSO:图10)与观看者前座座椅背部的倾斜角(θSP:图10)之间的差值,有可能采用这样的结构:其中倾斜传感器仅放置于座椅背部,并且可移动物体状态检测模块110获得倾斜传感器检测到的倾斜角的差值。

当飞机的机身进行偏航动作时,座椅的座位部分的垂直方向与重力加速度方向之间的关系没有变化。此外,当机身进行摇摆动作时座椅的座位部分的垂直方向与重力加速度方向之间的关系有变化,但是YA轴方向和ZA轴方向上检测到的重力加速度之比没有变化。因此,可以根据上述的表达式(1)计算倾斜角θA(然而,注意,当机身由于摇摆动作而倾斜90度时,不能计算出倾斜角θA,这是因为在YA轴方向和ZA轴方向上检测到的重力加速度变为0)。

此外,当将加速度传感器用作上述的倾斜传感器时,有可能通过检测加速度的变化量,检测座椅背部倾斜的时刻。

作为一个例子,在图16中示出了由放置在座椅背部的加速度传感器检测到的加速度ZA随时间的波动。此处,纵轴示出ZA轴方向上的加速度ZA,并且横轴示出了检测到加速度ZA的时间。

当座椅背部设定为静止时,加速度传感器仅主要检测重力加速度。然而,当座椅背部倾斜并且移动时,加速度传感器检测座椅背部的运动加速度而不是重力加速度。因此,加速度ZA增加。因此,为了对应于这种条件,可以提前设定任意阈值ZAO,以判断当加速度ZA超过阈值ZAO时座椅背部倾斜并移动。

通过上述的处理,可移动物体状态检测模块110能够检测座椅背部倾斜的时刻。

此外,通过降低和增加飞机本身的速度,产生加速度ZA的变化。然而,降低和增加飞机本身的速度所导致的加速度ZA的变化,影响飞机内的所有座椅。

因此,可移动物体状态检测模块110可以被构造成当所有座椅的加速度传感器检测到的加速度ZA突然变化时判定该变化是由于飞机本身速度的降低和增加导致的,从而在加速度超过阈值ZAO时判定座椅背部未倾斜。

在上文的说明中,描述了使用加速度传感器作为检测座椅靠背部的倾斜角θS的倾斜传感器的示例。然而,倾斜传感器不限于此。也可能使用齿轮旋转检测传感器、电机旋转检测传感器等来代替加速度传感器。

此处,图17A和图17B示出了这样的情况:齿轮旋转检测传感器放置在座椅的座位部分与其靠背部分的结合部处。图17A示出了座椅靠背部的倾斜角是θS1的情况,并且图17B示出了座椅靠背部的倾斜角是θS2的情况。

在存在齿轮旋转检测传感器的情况下,齿轮的位置(齿轮的啮合位置)根据座椅靠背部的倾斜角θS变化。因此,有可能通过提前记录齿轮位置与倾斜角θS之间的关系根据齿轮位置检测倾斜角θS

此外,也有可能在座椅的靠背部倾斜时测量旋转次数(齿轮啮合位置移动的次数),并且根据所述旋转次数检测座椅靠背部的倾斜角θS

接下来,观看距离计算模块140具有如下功能:根据可移动物体状态检测模块110检测到的座椅背部的倾斜角θS以及提前记录到观看距离计算单元140中的座椅参考信息计算观看距离ZOD

此处注意,提前记录的座椅参考信息包含:关于观看者的座椅及其前座座椅之间的放置空间的距离信息ZSS(见图18),以及放置在座椅背部的立体图像显示装置11的设置位置信息(见图19)。

在图18中,举例而言,放置空间的距离信息ZSS定义为从观看者的座椅63的后腿位置到前座座椅64的后腿位置的距离。

此外,在示出了设置位置信息的图19A和图19B中,图19A是当从座椅后侧看时座椅背部的外部视图,并且图19B是当从座椅侧面看时座椅背部的外部视图。

设置信息由如下构成:从靠背部的可移动部的支点位置到座椅背部与连接件的安装位置的连接件安装长度LSP;以及表示从Z轴方向上的立体显示面板模块120的显示表面的位置到Z轴方向上的座椅靠背部的正面的位置的距离的靠背宽度ZSP(靠背宽度ZSP表示从与Y轴方向上连接件的安装位置的位置等效的Y轴方向上的位置处在Z轴方向上的立体显示面板模块106的显示表面的位置到与Y轴方向上连接件的安装位置的位置等效的Y轴方向上的位置处的在Z轴方向上的座椅的靠背部的正面的位置的距离)。

在根据第一示例性实施例的立体图像显示装置11中,观看距离计算模块140可以被构造成使用提前记录的座椅参考信息ZSS、连接件安装长度LSP和靠背宽度ZSP以及每一个座椅背部的倾斜角θSSO、θSP),按照下面的表达式(2)计算观看距离ZOD。此处注意,分别地,θSO示出了观看者的座椅63的倾斜角,并且θSP示出了前面的座椅的倾斜角。

(表达式2)

ZOD=ZSS-ZSP+LSP(sinθSO-sinθSP)…(2)

然而,通过表达式(2)计算的观看距离ZOD是,从放置在观看者(O)前方的座椅背部处的立体图像显示装置11的立体显示面板模块120的显示表面到观看者的座椅63的靠背部的正面位置的距离。

即,在该观看距离ZOD中,并未考虑从观看者(O)所坐的座椅的靠背部的正面位置到观看者(O)双眼位置的距离ZOO

顺便提及,距离ZOO几乎与从观看者(O)的头后部到双眼位置的距离一致。根据作为经济产业省的委托事业由社团法人人类生活工学研究中心在2006年报告的人体测量数据库的资料,从典型观看者的头后部到双眼位置(额中间)的长度(头长度)的平均值据说为约19cm。

因此,有可能假设从观看者所坐的座椅的靠背部的正面位置到观看者双眼位置的距离ZOO为约19cm(采用19cm作为距离ZOO),并且观看距离计算模块140可以将通过从由上述表达式(2)计算的观看距离ZOD减去距离Zoo获得的值计算为观看距离。

这使得有可能获得对应于图10中的观看距离ZOD或图11中的观看距离ZOD’的计算值。

此外,在表达式(2)中,假设观看者(O)的眼睛的高度(Y轴方向上的位置)与立体图像显示装置11的连接件的安装位置的高度(Y轴方向上的位置)一致,来计算观看距离ZOD

通过上述处理,观看距离计算模块140能够计算表示观看者与立体图像显示装置11之间的深度方向上的距离的观看距离(立体显示面板模块120与观看者之间的相对距离)。

显示设置调整模块170是一种结构件,其通过参考观看距离计算模块140计算的观看距离ZOD以及保存在装置特性数据保存模块160中的装置特性数据,调整立体图像的显示设置,以减轻由于座椅背部倾斜导致的3D串扰和反视立体图的影响。

此处注意,如上所述,装置特性数据保存模块160中的装置特性数据表示立体显示面板模块120的光学特性。装置特性数据的一个例子是图20中所示的3D串扰特性数据。

在图20中,横轴表示观看角度θP(度),并且纵轴表示3D串扰量(%)。3D串扰量显示右眼图像中混合的左眼图像的比例以及左眼图像中混合的右眼图像的比例。

3D串扰特性数据取决于立体显示面板模块120的光学特性取不同的值,并且其在设计立体显示面板模块120时确定。此外,也可能通过利用3D串扰评估装置测量立体显示面板模块120来获得3D串扰特性数据。

在立体图像显示装置11中,根据3D串扰特性数据确定右眼区域、左眼区域和3D串扰观看空间。作为一个例子,当定义3D串扰量的阈值(对于该阈值,观看者能够正确识别立体图像)为β2或更小(见图20中的一长两短虚线)时,观看角θP–2到θP2的区域是右眼区域,观看角θP2到θP4的区域是3D串扰观看空间,并且观看角θP4到θP8的区域是左眼区域。

此处,在图21中示出与图20相关联的光学模型,其中右眼图像和左眼图像投影向观看者双眼的位置。

在图21中,观看角θP2到θP4的部分是3D串扰观看空间。因此,与图6的情况相比,要形成的右眼区域和左眼区域变窄,就像在右眼区域80R和左眼区域80L、82L中一样。对于右眼55R,右眼区域80R是立体观看空间,左眼区域80L、82L是反视观看空间,并且其它区域是3D串扰观看空间。

作为另一个例子,当定义3D串扰量的阈值(对于该阈值,观看者能够正确识别立体图像)为β1或更小(见图20中的一长两短虚线)时,观看角θP1到θP5的区域是3D串扰观看空间,并且其它观看角θP的区域是右眼区域或左眼区域。图22示出了这种情况的立体图像显示装置11的光学模型。

在图22中,观看角θP1到θP5的部分是3D串扰观看空间。因此,作为右眼区域和左眼区域,形成了比图21的情况还小的右眼区域90R和左眼区域90L、92L。对于右眼55R,右眼区域90R是立体观看空间,左眼区域90L、92L是反视观看空间,并且其它区域是3D串扰观看空间,就像图6中的情况一样。

如上所述,根据3D串扰特性数据确定立体观看空间、反视观看空间以及3D串扰观看空间。

3D串扰量的阈值可以基于立体图像显示装置11的光学测量以及主观评价来确定。

此外,作为能够光学测量3D串扰的装置,存在采用各种形式的测量装置,所述形式例如为锥光镜型、测角器型以及傅里叶型。使用这些测量装置,有可能测量相对于观看角度的亮度分布以及利用如下表达式(3)计算3D串扰量。

(表达式3)

>3D-CT(θP)=Y(LBRW)-Y(LBRB)Y(LWRB)-Y(LBRB)...(3)>

此处注意,3D-CT(θP)表示相对于观看角度θP的3D串扰量。此外,Y(LBRW)、Y(LBRB)和Y(LWRB)表示相对于观看角度θP的亮度值。Y(LBRW)是左眼图像为黑且右眼图像为白时的亮度值,Y(LBRB)是左眼图像为黑且右眼图像为黑时的亮度值,并且Y(LWRB)是左眼图像为白且右眼图像为黑时的亮度值。

当将上述类型中的任何一种测量装置用于测量时,在定性结果中未观看到大的差异。然而,定量结果根据测量方法和装置规格而变化。将一般性测量结果与主观立体区域评估结果相对照时,可以发现当3D串扰为10%或更少时能够视觉识别立体图像。因此,该值可以用作3D串扰量的阈值。

对于图21中示出的光学模型,当观看距离ZOD等于最佳观看距离OD时,观看者能够视觉识别正确的立体图像。然而,当观看距离ZOD由于座椅背部倾斜而变得小于最小观看距离ND时,观看者视觉识别CT图像,因此正确的立体图像不能被视觉识别。

顺便提及,关于立体显示面板模块120,由于制造差异,表示光学特性的装置特性数据产生个体差异。制造时产生的差异主要是由于在将要作为立体显示面板模块120的光电模块的液晶显示面板与要作为光学分离模块的柱状透镜叠加时产生的位移导致的。

然而,当所述位移量等于或小于规定可允许值(±ΔθLIM)时,有可能使用等效的(即,典型的)装置特性数据,即使其与立体显示面板模块120所特有的装置特性数据不相同。此处注意,将可以用于第一示例性实施例以及每一个后面的示例性实施例的、对应于立体显示面板模块120及与其等效的装置的装置特性数据,称为“关于立体显示面板模块120的装置特性数据”。

作为一个例子,图23A-图23D示出了这样的光学模型:其中从立体显示面板模块120的中心位置投影的光线方向由于制造时产生的差异而倾斜。

图23A示出了没有位移并且光线投影到前方(Δθ=0度)的情况下的光学模型。图23B示出了如下情况的光学模型:光线方向由于所述位移倾斜到规定的可允许值–ΔθLIM(Δθ=–ΔθLIM),并且图23C示出了如下情况的光学模型:光线方向Δθ在相反方向上倾斜到规定的可允许值ΔθLIM(Δθ=ΔθLIM)。

此外,图23D示出了其中图23A、图23B和图23C的结果叠加的光学模型。从图23D中可以看出,当制造差异等于或小于规定的可允许值(±ΔθLIM)时,立体显示面板模块120的最佳可视距离OD与立体区域变得几乎相等。可以根据立体显示器的尺寸、立体区域的尺寸以及所要应用的应用类型,通过主观评价任意设定作为所述可允许值的值±ΔθLIM

因此,通过在装置特性数据保存模块160中保存立体显示面板120的典型装置特性数据,例如图23A的结果,所述装置特性数据可以用于相同类型的其它立体显示面板模块120。

图像数据保存模块150具有保存或接收图像数据的功能。

此处,在图24中示出了保存在图像数据保存模块150中的图像数据的例子。

在该例子中,在图像数据保存模块150中保存L图像和R图像作为立体图像内容的图像数据。L图像时投影到左眼区域的左眼图像,并且R图像时投影到右眼区域的右眼图像。亮度值(RGB值)被储存为关于LR图像(L图像和R图像两者)的每个像素的值,并且LR图像显示在立体显示面板模块120上。

此处注意,图像数据的u轴方向与立体图像显示装置11的显示坐标系的X轴方向一致,并且v轴方向与显示坐标系的Y轴方向一致。

在上文中,描述了在图像数据保存模块150中保存L图像和R图像的情况。然而,也有可能采用这样的结构:其中,除了L图像和R图像之外,还保存表示L图像和R图像之间的视差值的视差图像。图25示出了视差图像与视差值之间的关系。

图25的右图示出了取自视差图像(图25的左图)的一个像素序列的视差值PA,所述像素序列是在v轴上具有任意值v1的像素的序列。此处注意,视差值PA表示以L图像为参考、R图像的像素的位置相对于L图像的像素的位置的偏移量。

作为具体例子,图26示出了关于视差值和LR图像的关系图。

如下面的表达式4中所示,视差图像的位置(u1,v1)处的视差值PA是L图像的像素的位置(u1,v2)与其所对应的R图像的像素的位置(u2,v2)之间的差值。

(表达式4)

PA=u1-u2…(4)

此处注意,可以基于视差值产生视差图像,视差值是通过检测L图像和R图像的特征点、对应于L图像的特征点匹配R图像的特征点、以及根据这些特征点的位移量计算视差值而获得的。

此外,可以使用深度图像来代替使用视差图像。深度图像时其中每个像素的值都表示立体图像内容的深度距离的图像。

此外,可以提前在图像数据保存模块150中保存具有各种视差值的多个LR图像。在图27中示出了保存在图像数据保存模块150中的具有视差值的LR图像组的例子。

图27的最上部的LR图像显示了具有立体图像内容原始保持的视差值的LR图像。图27的最下部的LR图像示出了具有“0”视差值的LR图像(L图像和R图像是相同的图像,因此显示平面图像)。此外,图27的中间部分的LR图像组是被调整为具有任意视差值的LR图像组。

通过提前在图像数据保存模块150中提前保存具有各种视差值的LR图像组,有可能立即显示具有任意视差值的LR图像。

显示设置调整模块170是一种结构件,其用于参考观看距离计算模块140计算的观看距离ZOD以及在装置特性数据保存模块160中保存的装置特性数据、调整立体图像显示装置11的显示设置,以便减轻根据座椅背部的倾斜而产生的3D串扰和反视立体图的影响,从而能够在立体显示面板模块120的显示表面上显示良好的立体图像。

在第一示例性实施例中,对于设于立体显示面板模块120的光学分离模块的光学分离特性可以动态变化的情况、以及所述光学分离特性是静态的且不能改变的情况,进行不同的显示设置调整处理。

此处,图28示出了可以用于光学分离特性可变/不可变的情况的调整方法的分类表(分类表I)。使得有可能动态改变立体显示面板120的光学分离模块的光学分离特性的元件称为有源元件(activeelement),并且其光学分离特性是静态的且不可变的元件称为静态元件。

在立体显示面板120的光学分离模块的光学分离特性能够动态变化的情况下,可以由显示设置调整模块170通过改变光学分离特性改变最佳可视距离OD,来进行根据观看距离ZOD的显示设置调整处理。

使用有源元件的光学分离模块的一个例子是液晶透镜。液晶透镜能够通过控制电压来控制液晶透镜内的折射率分布,由此透镜光学能力能够改变。即,显示设置调整模块170能够通过控制电压改变立体显示面板模块120形成的光学模型,并且能够任意改变最佳可视距离OD。

此处注意,透镜光学能力表示光学元件会聚或分散光线的程度,其意思是通过透镜弯曲光线的传播方向的折射能力。当透镜光学能力强时,光线被大程度地折射,因此透镜的焦距变短。

如所描述的,显示设置调整模块170通过改变透镜光学能力改变最佳可视距离OD,以根据观看距离ZOD进行显示设置调整处理。

将参考图29和图30描述该状态,图29和图30示出了设有液晶透镜120A和显示面板120B的立体显示面板模块120。

在每一幅图中示出的例子中,控制电极E1到E4放置在液晶透镜120A的顶面上,并且公共电极E0放置在底面上。

此处注意,顶面上的控制电极E1到E4与底面上的公共电极E0可以以交换的方式放置。即,有可能采用这样的结构:其中公共电极E0放置在液晶透镜120A的顶面上,并且控制电极E1到E4放置在底面上。

如图29和图30中所示,控制电极由四种电极(E1、E2、E3、E4)构成,并且可以向这些电极(E1到E4)中的每一个施加不同的电压。液晶透镜的折射率根据所施加的电压值变化。因此,显示设置调整模块170控制施加于控制电极E1到E4的电压值,以控制液晶透镜的折射率分布,从而实现透镜光学能力改变处理。

在图29与图30之间向控制电极施加电压的条件是不同的,并且要施加到图30中的控制电极的电压值高于图29的电压值。此外,这些图中的每一幅的下部示出了立体显示面板模块120的横截面结构,并且这些图中的每一幅的上部示出了在X轴方向上液晶透镜120A的折射率的分布。

首先,图29示出了在电压V1高于电压V2(电压V1>电压V2)的条件下,即,分别地,电压V1施加于控制电极E1、E4且电压V2施加于控制电极E2、E3的情况下,立体显示面板模块120的光线的状态(下部),并且示出了X轴方向上的折射率(上部)。

对应于透镜顶部(上部中的位置X2)的最大折射率与对应于透镜谷部(上部中的位置X1、X3)的最小折射率之差对应于透镜光学能力,并且在图29中其为值Δn1。

此外,单位透镜表示从对应于透镜谷部的位置到对应于下一个透镜谷部的位置(例如,从位置X1到位置X3)的透镜部分。

接下来,图30示出了在分别地高于电压V1(图29)的电压V3施加于控制电极E1、E4且电压V2施加于控制电极E2、E3的情况下,立体显示面板模块120的光线的状态(下部),并且示出了X轴方向上的折射率(上部)。

在这种条件下作为最大折射率与最小折射率之差的透镜光学能力具有大于图29中所示的Δn1的值Δn2。

通过对电压的控制以如下部中的横截面视图中显示地那样大程度地折射光线来增加透镜光学能力,有可能缩短最佳可视距离OD。

对应于液晶透镜的电压控制的光学模型的例子在图31A和图31B中示出。

图31A示出了立体显示面板模块120的最佳可视距离OD变为OD1的情况下的光学模型。此外,图31B示出了在最佳可视距离通过如图30中所描绘的那样通过对液晶透镜进行电压控制来增加透镜光学能力、而从OD1缩短到OD2的情况下的光学模型。然而,注意,通过进行电压控制得到的液晶透镜的透镜光学能力的调整范围是有限的,因此最佳可视距离OD的调整范围也取有限值。

接下来,在图32中示出了最佳可视距离OD的调整范围的例子。

在图32中,最佳可视距离(ODMIN)表示当通过进行电压控制将液晶透镜的透镜光学能力增加到最大值来将最佳可视距离设定为最短时的距离。此外,最佳可视距离(ODMAX)表示当通过进行电压控制减小所述透镜光学能力来将最佳可视距离设定为最长时的距离。

因此,如图32中所示,最佳可视距离OD的调整范围是最短最佳可视距离(ODMIN)与最长最佳可视距离(ODMAX)之间的范围。

在显示设置调整模块170进行的显示设置调整处理中,通过执行电压控制改变液晶透镜的透镜光学能力,从而由观看距离计算模块140计算的观看距离ZOD和最佳可视距离OD变得相等。

作为用于立体显示面板模块120的液晶透镜,期望通过提前根据座椅背部的倾斜计算观看距离ZOD的波动范围,选择这样的液晶透镜:即使观看距离ZOD在所述波动范围内变化,所述液晶透镜的透镜光学能力也能够调整立体显示面板模块120的最佳可视距离OD。

如所述的,通过控制液晶透镜的折射率分布,有可能调整光线的折射和最佳可视距离。此外,通过调整光线的折射和最佳可视距离,可以调整立体区域的范围。

在上文中,描述了通过使用液晶透镜作为立体显示面板模块120的光学分离模块改变最佳可视距离OD的情况。然而,也可能采用下述结构:其中,通过使用屏障节距可变的视差屏障而不使用液晶透镜动态改变光学分离特性。

例如,为所述视差屏障提供屏障节距远小于像素节距的屏障(遮光板),改变光线被阻挡的屏障的位置、以及图6a中所示的缝隙6a的位置以改变最佳可视距离OD。

如上所述,在使用光学分离特性可随之动态改变的液晶透镜、视差屏障等的显示设置调整处理中,通过改变立体显示面板模块120的光学分离特性以及最佳可视距离,根据观看距离ZOD调整立体图像的显示设置。

接下来,在立体显示面板模块120的光学分离模块的光学分离特性是静态的且不可变的情况下,由显示设置调整模块170通过改变要显示在立体显示面板模块120上的图像数据(L图像和R图像)的视差值、根据观看距离ZOD调整显示设置。

使用光学分离特性是静态的且不可变的静态元件的光学分离模块的例子是透镜光学能力不能改变的柱状透镜、屏障节距不能改变的视差屏障等。

由显示设置调整模块170进行的特定视差值PA改变处理的内容是:通过参考观看距离计算模块140计算的观看距离ZOD以及保存在装置特性数据保存模块160中的3D串扰特性数据、计算可以显示立体图像的视差极限值(视差可允许值PAth),以及将图像数据的视差值PA改变为等于或小于PAth

此处,在图33中示出对应于观看距离ZOD的视差可允许值PAth的变化的例子。

当观看距离ZOD处于最佳可视距离OD附近时,视差值PAth的值增加。相反地,当观看距离ZOD变得远离最佳可视距离OD时,视差可允许值PAth的值减小。因此,要传送到立体显示面板模块120的图像数据的视差值PA根据视差可允许值PAth的变化而变化。

具体地,首先,比较视差可允许值PAth与图像数据的视差最大值PAmax。当图像数据的视差最大值PAmax大于视差可允许值PAth时,通过如下的表达式(5)计算视差调整值PAC

(表达式5)

>PAC=PAthPAmax...(5)>

接下来,通过将所计算的视差调整值PAC乘以图像数据的视差值PA,改变图像数据的视差值PA,以便图像数据的视差最大值PAmax变得等于或小于视差值PAth

由此,可以通过使用根据观看距离ZOD的变化计算的视差调整值PAC调整要显示的立体图像数据的视差值PA,例如,随着观看距离ZOD变得远离最佳观看距离OD,在立体显示面板模块120上显示具有更加减小的视差值PA的图像数据。

注意,在上文提及的专利文献7的技术中公开了参考3D串扰特性数据和观看距离来改变图像数据的视差值PA的显示设置调整处理的详细情况。

如图28的分类表中所示的,用于改变图像数据的视差值PA的显示设置调整处理也可以应用于使用能够动态改变光学分离特性的光学分离模块(液晶透镜等)的情况。

如所描述的,通过根据观看位置改变立体图像数据的视差值,有可能减轻3D串扰和反视立体图的影响,从而减少观看者的不适感。

随后,将通过参考图34和图35描述产生3D摩尔纹的条件。

首先,将通过参考图34和图35描述立体显示面板模块120的亮度-观看角度特性数据的例子。

在亮度-观看角度特性数据中,横轴表示观看角度θP,并且纵轴表示立体显示面板模块120的显示表面上的亮度值Y。

图34中Y(LWRB)和Y(LBRW)的亮度分布在作为立体显示面板模块120的正面位置的观看角θP3的附近的点(X1,Y1)处交叉。此外,这些分布在观看角θP6附近的点(XR2,YR2)处交叉,并且在观看角θP0附近的点(XL2,YL2)处交叉。在θ方向上点(X1,Y1)与点(XR2,YR2)之间的空间对应于作为右眼图像的投影宽度的宽度PR’,并且在θ方向上点(X1,Y1)与点(XL2,YL2)之间的空间对应于作为左眼图像的投影宽度的宽度PL’。

此处,在点(X0,Y0)附近观看到亮度减小,并且该亮度减小称为3D摩尔纹。在左眼位于θP1到θP2的范围内、并且右眼位于θP4到θP5的范围内的情况下,难以视觉识别3D摩尔纹。然而,在左眼和右眼之一或二者位于其它范围(θP2到θP3到θP4的范围)内的情况下,3D摩尔纹被视觉识别。

当观看者移动到3D串扰观看空间中时,3D摩尔纹很有可能被视觉识别。在表示观看者与立体图像显示装置11之间的深度方向上的距离的观看距离上,存在3D摩尔纹的影响。可以根据图34中所示的亮度-观看角特性数据计算3D摩尔纹引起的亮度不均匀的出现位置。

此处,图35A和图35B示出了根据亮度-观看角度特性数据计算的立体显示面板模块120的显示表面上的亮度波动值。此外,图35A(A:A-1、A-2、A-3)示出了能够正确识别立体图像的条件,并且图35B(B:B-1、B-2、B-3)示出了由于3D摩尔纹引起的亮度不均匀的出现立体图像不能被正确识别的条件。

图35(A-1)示出了在观看距离ZOD与最佳可视距离OD一致的情况下,观看者(O)的观看位置与立体显示面板模块120的立体观看空间之间的位置关系。图35(B-1)示出了在由于座椅背部的倾斜观看距离ZOD变成ZOD’的情况下,观看者(O)的观看位置与立体显示面板模块120的立体观看空间之间的位置关系,ZOD’比最小可视距离ND小,从而出现由于3D摩尔纹引起的亮度不均匀。

图35(A-2)和图35(B-2)示出了立体显示面板模块120的显示表面上的特定Y位置处与水平方向(X轴方向)上的位置相对应的亮度波动值。在每一幅图中,纵轴示出了显示表面上的亮度值,并且横轴示出了在X轴方向上在立体显示面板模块120的显示表面上的位置。在图35(A-2)中,亮度值在X轴方向上不波动。同时,在图35(B-2)中,亮度值在X轴方向上波动。

图35(A-3)和图35(B-3)示出了在显示白图像的情况下立体显示面板模块120的显示表面上的图像显示状态。在图35(A-3)中所示的立体显示面板模块120的显示表面上,显示没有亮度不均匀的立体图像。同时,在图35(B-3)中,在立体显示面板模块120的显示表面上显示具有直线亮度不均匀的立体图像,所述直线亮度不均匀出现在亮度值减小的X轴位置处。

作为当观看距离变得远离最佳可视距离OD时出现的3D摩尔纹的对策,考虑像在针对3D串扰采取的对策的情况一样调整立体图像显示装置11的显示设置。

对于显示设置调整处理,对于立体显示面板模块120的光学分离模块的光学分离特性可以动态变化的情况、以及所述光学分离特性是静态的且不能改变的情况,进行用于调整显示设备的不同处理。

此处,图36示出了可以用于光学分离特性可变/不可变的情况的调整方法的分类表(分类表II)。

在光学分离特性可以被动态改变的情况下,像在上述的针对3D串扰采取对策的情况一样,通过改变光学分离特性以及改变最佳可视距离OD,根据观看距离ZOD进行显示设置调整处理。

在将液晶透镜用于光学分离模块的情况下,可以通过完全关闭透镜光学能力显示平面图像来采取针对3D摩尔纹的对策。

此外,在光学分离特性是静态的且不可变的情况下,通过改变要显示在立体显示面板模块120上的图像数据的亮度值、根据观看距离ZOD进行显示设置调整处理。在亮度值改变处理中,通过参考亮度-观看角特性数据,计算出现在立体显示面板模块120的显示表面上的3D摩尔纹的亮度波动值。为了计算3D摩尔纹的亮度的波动值,更优选的是考虑观看位置不仅包括观看距离ZOD(Z轴方向)也考虑在X轴方向上的位置。

然而,在第一示例性实施例中,测量观看距离ZOD。因此,假设X轴方向上的位置总是固定,并且仅根据亮度-观看角特性数据和观看距离ZOD计算由3D摩尔纹引起的亮度波动值。此外,通过调整图像数据的亮度值以便由3D摩尔纹引起的亮度波动值变平,可以减轻3D摩尔纹的影响。

注意,在上文提及的专利文献7的技术中公开了参考亮度-观看角特性数据和观看位置来改变图像数据的亮度值的显示设置调整处理的详细情况。

如所描述的,通过根据观看位置改变立体图像数据的亮度值,有可能减轻3D摩尔纹的影响,从而减少观看者的不适感。

如图36的分类表(分类表II)中所示的,用于改变图像数据的亮度值的显示设置调整处理也可以应用于使用能够动态改变光学分离特性的光学分离模块(液晶透镜等)的情况。

(动作的说明)

接下来,将参考图37中示出的流程图描述立体图像显示装置11的图像处理动作(立体图像处理方法)的内容。

通过观看者的操作等,输入了关于立体图像显示的命令信号的立体图像显示装置11,首先通过可移动物体状态检测模块110检测观看者的座椅状态及其前座的座椅状态。此处的每一个座椅状态都是座椅背部的倾斜角度(图37:步骤S101)。

然后,观看距离计算模块140计算表示观看者与立体图像显示装置11之间的深度方向上的距离的观看距离(立体显示面板模块11与观看者之间的相对距离)。更具体地,参考可移动物体状态检测模块110检测到的观看者的座椅背部的倾斜角(座椅状态)以及观看者前座座椅的背部倾斜状态(座椅状态),观看距离计算模块140使用其自己记录的座椅参考信息(座椅设置空间距离信息、设置位置信息)计算观看距离(图37:步骤S102)。

然后,显示设置调整模块170从装置特性数据保存模块160获得3D串扰特性数据或亮度-观看角特性数据作为装置特性数据。

如上所述,分别地,在图20中示出了3D串扰特性数据的例子,并且在图34中示出了亮度-观看角特性数据的例子(图37:步骤S103)。

同时,显示设置调整模块170从图像数据保存模块150获取作为立体图像内容的图像数据(图37:步骤S104)。

然后,立体图像显示装置11,通过参考由观看距离计算模块140计算的观看距离(上述的步骤S102)以及从装置特性数据保存模块160获取的装置特性数据160(上述的步骤S103),使用显示设置调整模块170来根据观看距离进行显示设置调整处理(图37:步骤S105)。

作为显示设置调整处理,有可能采用:控制立体显示面板模块120的光学分离模块以便观看距离与最佳可视距离一致的方法;根据观看距离和装置特性数据、改变从图像数据保存模块150获取的图像数据的视差值和亮度值(上述的步骤S104)的方法等。

随后,显示设置调整模块170根据上述的步骤S105调整的显示设置,在立体显示面板模块120的图像显示面板上显示从图像数据保存模块150获取的图像数据(上述的步骤S104)。即,显示对其完成了显示设置调整处理的立体图像以呈现给观看者(图37:步骤S106)。

接下来,设定是要停止还是要继续执行立体图像显示处理(图37:步骤S107)。

例如,当立体图像显示装置11的电源被关断时、或者当观看者给出中断立体图像的显示的命令时,停止立体图像显示处理(图37:步骤S107/是)。

同时,当没有停止立体图像显示处理的事件时,返回上述的步骤S101的处理,来继续执行立体图像显示处理,并且重复执行上述系列的处理内容(步骤S101到S107)。

通过上述的流程图处理,即使在座椅靠背部倾斜并且立体图像显示装置11的显示位置移动时,也可能检测座椅背部倾斜角并且计算放置于座椅背部的立体图像显示装置11与观看者之间的相对距离(观看距离)。因此,有可能通过仅使用不昂贵的测量装置减轻3D串扰产生的CT图像和反视立体图的影响以及3D摩尔纹的影响,来提供不给观看者带来不适感的立体图像显示装置。

此外,尽管根据第一示例性实施例的立体显示面板模块120的光学模型(图21、图22)示出了两个不同的视点图像(L图像和R图像)从立体显示面板模块120投影的情况,但是根据第一示例性实施例的立体图像显示装置11不限于具有两个视点的结构。立体图像显示装置11也可以应用于投影多视点图像的立体显示面板模块120。

此处注意,有可能将上述步骤S101到S107(图37)中的每一个的执行内容放置在程序中,并且通过预先设于立体图像显示装置11中的计算机执行每一系列的控制程序。

(第一示例性实施例的效果)

第一示例性实施例采用如下结构:其中,检测关于作为可移动物体的座椅的位置状态的状态信息(靠背部的倾斜状态以及正面和背面的座椅位置),并且基于所述状态信息使用所计算的观看距离调整立体图像的显示设置。这使得有可能通过不昂贵的结构有效地减轻3D串扰引起的CT-图像和反视立体图的影响以及3D摩尔纹的影响,因此有可能显示不给观看者带来不适感的有意义的立体图像。

(第二示例性实施例)

将参考图38-图57描述根据本发明的立体图像显示装置的第二示例性实施例。此处注意相同的附图标记用于与上述的第一示例性实施例中的那些等效的结构件,并且共用附图标记(12)也作为统称用于第二示例性实施例的立体图像显示装置。

(整体结构)

第二示例性实施例的特征是采用如下结构:其中,通过使用不昂贵的图像输入装置(成像装置),不仅计算从设于座椅背部的立体显示面板模块120的显示表面到观看者的观看距离ZOD,而且计算表示观看者的观看位置相对于立体图像显示面板模块120的显示表面的中心位置的相对位置(包括X轴方向上的相对位置和Y轴方向上的相对位置)的观察位置POD,并且根据观看距离POD调整立体图像显示装置的显示设置。

如图38中所示,除了可移动物体状态检测模块110和立体显示面板模块120,根据第二示例性实施例的立体图像显示装置12还包括执行各种算术运算处理的算术运算处理单元132以及捕获观看者并且记录其图像数据的成像模块280。

此外,所述算术运算处理单元132包括:图像数据保存模块150;装置特性数据保存模块160;观看位置计算模块(相对位置计算模块)290,其计算观看位置POD,观看位置POD表示观看者的观看位置相对于立体显示面板模块120的显示表面的中心位置的相对位置;以及显示设置调整模块270,其基于观看位置计算模块290计算的观看位置以及保存在装置特性数据保存模块160中的装置特性数据,调整立体图像的显示设置。

下文中,将描述包含的立体图像显示装置12中的每个模块的功能。此处注意,可移动物体状态检测模块110、立体显示面板模块120、图像数据保存模块150以及装置特性数据保存模块160的结构与第一示例性实施例中用了相同附图标记的那些模块中的每一个相同。

成像模块280具有捕获观看者并且将作为捕获图像数据的图像记录在二维平面上的功能。成像模块280的硬件装置的例子可以是不昂贵的成像装置,例如USB摄影机、移动设备中的小型摄影机模块等。

尽管第一示例性实施例采用其中通过假设观看者双眼的高度与连接件的安装位置的高度一致来计算观看距离ZOD的结构,但是第二示例性实施例采用如下结构:其中采用成像模块280,并且观看位置计算模块290通过使用捕获的图像数据检测观看者双眼的高度并通过使用所述高度信息来计算观看距离ZOD。此外,观看位置计算模块290被构造成根据由成像模块280拾取的捕获图像数据以及观看距离ZOD,计算包括X轴方向和Y轴方向上的相对位置的观看位置POD

如在示出了立体图像显示装置12的外部视图的图39中那样,成像模块280放置在立体图像显示装置12的正面的上部上,并且捕获立体图像显示装置12前方的观看者。

接下来,在图40A和图41A中示出成像模块280拾取的观看者(O)的捕获图像数据的例子。

此外,图40B示出了在拾取图40A的捕获图像数据时观看者(O)和座椅靠背部的状态,并且图41B示出了拾取图41A的捕获图像数据时观看者(O)和座椅靠背部的状态。

即,图40是这样的例子:其中与观看者(O)的双眼高度相对应的座椅的靠背部的长度LSE1,对应于座椅的靠背部的整个长度LSB的中心位置,并且图41是这样的例子:其中与观看者(O)的双眼高度相对应的座椅的靠背部的长度LSE2,对应于座椅的靠背部的整个长度LSB的70%的位置。

在图40B和41B中,座椅的倾斜角θS是0度,并且座椅靠背部的正面与成像模块280的成像表面处于平行状态。注意,示出捕获图像数据的横轴方向的u轴与立体图像显示装置12的显示坐标系的X轴方向一致,并且示出捕获图像数据的纵轴方向的v轴与显示坐标系的Y轴方向一致。

在图40A和41A的捕获图像数据中,捕获了观看者(O)和座椅靠背部。从捕获的图像数据中检测座椅靠背部的图像区域以及观看者(O)的面部图像区域,并且从座椅靠背部的整个长度LSB检测与观看者(O)的双眼高度对应的座椅靠背部的长度LSE(在第二示例性的实施例中沿着靠背从座位部分的底面到观看者双眼的长度)。长度LSE是图40B中的长度LSE1,并且其为图41B中的长度LSE2

由观看位置计算模块290通过预先根据面部图像的特征量(眼睛、鼻子、嘴、下巴等)产生模板数据并且将捕获的图像数据与所述模板数据相比较,来执行从捕获的图像数据检测观看者的面部图像区域的处理。

在所述检测处理中,观看位置计算模块290也检测观看者(O)的双眼的图像位置(u轴位置和v轴位置)。此外,通过利用机械认知方法,例如支持向量机(SVM)、矢量量化等,从观看者(O)的面部图像产生所述模板数据。

对于从捕获的图像数据检测座椅的整个靠背部的图像区域的处理,类似地,观看位置计算模块290预先根据座椅的靠背部的特征量(靠背部的轮廓、颜色、图案信息等)产生模板数据,并且进行捕获图像数据与模板数据的匹配。

此外,观看位置计算模块290被构造成从座椅的靠背部的整个图像区域检测座椅的靠背部的整个图像区域的长度LISB,以及从面部图像区域检测观看者的眼睛的图像位置(v轴位置),来检测与观看者的双眼的高度对应的图像区域的长度LISE(图40B中的长度LISE1以及图41B中的长度LISE2)。

然后,观看位置计算模块290计算座椅的整个靠背部的图像区域的长度LISB与对应于观看者的双眼的高度的图像区域的长度LISE的比例RS。

(表达式6)

>RS=LISELISB...(6)>

此处注意,座椅的靠背部的整个图像区域的长度LISB是固定的。因此,通过预先将其记录为座椅参考信息,观看位置计算模块290能够通过使用如下的表达式(7)、根据所述比例RS和座椅的靠背部的整个长度LSB,计算与观看者双眼的高度对应的座椅靠背部的长度LSE

(表达式7)

LSE=RS·LSB…(7)

此外,观看位置计算模块290被构造成通过使用以如上所述方式计算的与观看者双眼高度对应的座椅靠背部的长度LSE,计算由于座椅背面部倾斜而产生的观看距离ZOD的变化量ZODC

此处,图42示出了观看距离的变化量ZODC依赖于观看者双眼的高度的例子。

在图42A中,像在图40中一样,与观看者(O)的双眼高度对应的座椅靠背部的长度(沿着靠背从座位部分的底面到观看者(O)双眼的长度)为LSE1。在图42B中,像在图41中一样,与观看者(O)的双眼高度对应的座椅靠背部的长度是LSE2

在倾斜角θS由于座椅背面部倾斜而从0度变化到θS2的情况下的观看距离的变化量ZODC取如下的表达式(8)中示出的值(在图42A的情况下是LSE1sinθS2,在图42B的情况下是LSE2sinθS2)。

(表达式8)

ZODC=LSE·sinθS2…(8)

此处注意在图42A和图42B中,与观看者(O)的双眼高度对应的座椅靠背部的长度LSE2取不同的值。

更具体地,图42A中与观看者双眼的高度对应的座椅的靠背部的长度LSE1是座椅的整个靠背部的长度LSB的中心位置,因此可以通过用比例RS(0.5)的值替代上述的表达式(7)获得如下的表达式(9)。此外,图42B中与观看者双眼的高度对应的座椅的靠背部的长度LSE2对应于座椅的整个靠背部的长度LSB的70%的位置,因此也可以获得如下的表达式(10)。

(表达式9)

LSE1=0.5·LSB…(9)

(表达式10)

LSE2=0.7·LSE…(10)

如上所述,观看位置计算模块290能够通过使用成像模块280获取的捕获图像数据、检测与观看者双眼的高度对应的座椅靠背部的长度LSE,来计算依赖于长度LSE的观看距离的变化量ZODC

如图43中的外部视图所示,放置在座椅背面部61B的立体图像显示装置12被构造成,通过座椅背面部61B处的结合件61A的旋转机构在显示坐标系的Y轴-Z轴平面上旋转地移动。

即使立体图像显示装置12的显示表面与座椅背面部61B的倾斜一致地向下倾斜,也可以通过使用所述旋转机构改变稍后描述(见图45-图47)的立体图像显示装置12的放置倾角θSD,来调整显示表面的面对方向。

此处注意,可以由观看者手动进行放置倾角θSD的调整。或者,可以根据座椅背面部的倾斜角自动改变立体图像显示装置12的放置倾角θSD

此外,尽管图43示出了成像模块280放置在立体图像显示装置12的正面的上部,但是成像模块280也可以与立体图像显示装置12分开并且直接放置于座椅,如图44中所示。然而,假设当采用这种结构时成像模块280放置在能够捕获位于立体图像显示装置12前方的观看者的图像的位置,并且立体图像显示装置12相对于成像模块280的相对位置是已知的。

如图43中所示,在成像模块280与立体图像显示装置12是一体的时,立体图像显示装置12相对于成像模块280的相对位置总是保持固定,即使通过连接件的旋转机构改变立体图像显示装置12的放置倾角θSD时也是如此。

然而,如图44中所示,在成像模块280与立体图像显示装置12分开并且直接放置于座椅的情况下,在通过连接件的旋转机构改变立体图像显示装置12的放置倾角θSD时,立体图像显示装置12相对于成像模块280的相对位置改变。因此,有必要检测被结合件的旋转机构改变的立体图像显示装置的放置倾角θSD,并且计算立体图像显示装置12相对于成像模块280的相对位置PSD

因此,将参考图45和图46描述检测立体图像显示装置12的放置倾角θSD的情况,图45和图46示出了倾斜传感器(110A、110C)分别放置于座椅背面部和立体图像显示装置12的情况。

假设当立体图像显示装置12的显示表面方向平行于座椅背面部的表面方向时放置倾角θSD的角度为0度,则立体图像显示装置12的放置倾角θSD是放置于座椅背面部的倾斜传感器110A检测到的座椅背面部的倾斜角θS、以及放置于立体图像显示装置12的倾斜传感器110C检测到的立体图像显示装置12的倾斜角θD的附加值,如图45中所示。

即,观看位置计算模块290根据由每一个所述倾斜传感器检测到的座椅背面部的倾斜角θS和立体图像显示装置12的倾斜角θD,计算立体图像显示装置12相对于成像模块280的相对位置PSD。

相对位置PSD是从成像模块280的成像位置T到结合件的旋转中心位置Q的相对位置PSQ、以及从结合件的旋转中心位置Q到立体显示面板模块120的显示表面的中心位置D的相对位置PQD的附加值。

此处,如图45和图46中所示,从成像模块280的成像位置T到结合件的旋转中心位置Q的距离总是固定的,并且将该距离定义为LSQ。此外,从结合件的旋转中心位置Q到立体显示面板模块120的显示表面的中心位置D的距离总是固定的,并且将该距离定义为LQD

距离LSQ和距离LQD都是已知值。因此,观看位置计算模块290被构造成,按照下面的表达式(11),根据座椅背面部的倾斜角θS和立体图像显示装置12的倾斜角θD,计算立体图像显示装置12相对于成像模块280的相对位置PSD

(表达式11)

>PSD(x)=0PSD(y)=-LSQcosθS+LQDsinθDPSD(z)=-LSQsinθS+LQDcosθD...(11)>

此处注意,PSD(x)表示相对位置PSD在X轴方向上的位置,PSD(y)表示相对位置PSD在Y轴方向上的位置,并且PSD(z)表示相对位置PSD在Z轴方向上的位置。

PSD(x)不依赖于立体图像显示装置12的放置倾角θSD,并且其总是固定的。在上述的表达式(11)中,通过假设在X轴方向上成像模块280的成像位置T与立体显示面板模块120的显示表面的中心位置D一致,将PSD(x)的值定义为0。

除此之外,对于这种结构,成像模块280的摄影机的世界坐标系与立体图像显示装置12的显示坐标系之间的关系根据立体图像显示装置12的放置倾角θSD的变化而变化。

因此,图47中示出了成像模块280的摄影机的世界坐标系与立体图像显示装置12的显示坐标系,并且将描述关于坐标系的转换处理的结构。摄影机的世界坐标系用笛卡尔坐标CX-轴、CY-轴和CZ-轴示出,显示坐标系用X轴、Y轴和Z轴示出。此外,成像模块280的世界坐标系在立体图像显示装置12的显示坐标系的Y轴-Z轴平面上旋转。

可以根据立体图像显示装置12的放置倾斜角θSD获得Y轴-Z轴平面上的旋转矩阵。因此,为了将摄影机的世界坐标系上的任意位置(cX,cY,cZ)转换成显示坐标系,可以使用如下的表达式(12)进行计算。

(表达式12)

>xyz1000cosθSDsinθSD0-sinθSDcosθSDcXcYcZ...(12)>

此处注意(x,y,z)表示在世界坐标系上的位置(cX,cY,cZ)转换到显示坐标系之后的位置。

通过进行上述处理,即使立体图像显示装置12的放置倾角θSD被连接件的旋转机构改变使得立体图像显示装置12相对于成像模块280的相对位置PSD改变,也能够通过计算改变后的相对位置PSD,将成像模块280捕获的摄影机的世界坐标系上的位置转换成立体图像显示装置12的显示坐标系上的位置。

此外,观看位置计算模块290被构造成,通过参考由可移动物体状态检测模块110检测到的座椅背面部的倾斜角θS、以及由成像模块280拾取的捕获图像数据中示出的观看者的面部图像区域,计算观看位置POD

顺便提及,像在第一示例性实施例中一样,由观看位置计算模块290使用可移动物体状态检测模块110检测到的观看者的座椅背面部的倾斜角θSO以及观看者前座座椅的倾斜角θSP,计算观看距离ZOD。然而,由于在第二示例性实施例中使用与观看者双眼高度对应的座椅的靠背部的长度LSE,因此用于计算观看距离ZOD的公式不是表达式(2)而是下面的表达式(13)。

(表达式13)

ZOD=ZSS-ZSP+LSEsinθSO-LSPsinθSP…(13)

在图48中示出了与观看位置ZOD的计算有关的观看者座椅及其前座座椅之间的位置关系。如上所述,从典型观看者的头后部到双眼位置(前额中间)的长度(头长度)的平均值约为19cm(人体测量数据库的报告)。因此,像在第一示例性实施例中一样,通过假设从座椅靠背部的正面位置到观看者双眼位置的距离ZOO为约19cm,可以采用通过上述的表达式(13)计算的从观看距离ZOD减去距离ZOO得到的值(ZOD–ZOO)作为图48所示的观看距离。

然后,为了计算观看位置POD,观看位置计算模块290被构造成根据成像模块280拾取的捕获图像数据计算X轴方向上的观看位置POD(X)和Y轴方向上的观看位置POD(Y)。

作为一个例子,图49示出了成像模块280的成像表面与立体显示面板模块120的显示表面平行的情况下的成像环境。成像模块280具有将三维空间的物体投影到二维平面上的成像表面并且将其记录为捕获图像数据的功能。

图50示出了当物体放置在Y轴方向上的任意位置Y1并且从成像模块280到物体的距离(Z轴方向)从观看距离ZOD1移动到观看距离ZOD2时,在通过成像模块280捕获物体时获得的捕获图像数据。

图50A示出了拾取观看位置ZOD1处的物体时的捕获图像数据,并且图50B示出了拾取观看位置ZOD2处的物体时的捕获图像数据。如每一幅图中所示的,捕获图像数据的u轴方向与X轴方向一致,并且v轴方向与Y轴方向一致。

成像模块280将三维空间的物体投影到二维平面上的成像表面上。因此,即使对于处于相同Y轴方向上的任意值Y1的物体,投影在捕获图像数据内的v轴方向上的位置也取决于观看距离ZOD的不同而改变。

由观看位置计算模块290使用成像模块280的焦距f和观看距离ZOD、按照表达式(14)、(15)和(16)计算物体在三维空间的位置(X1,Y1,Z1)。

(表达式14)

>X1=ZOD·u1f...(14)>

(表达式15)

>Y1=ZOD·v1f...(15)>

(表达式16)

Z1=ZOD…(16)

此处注意,u1表示在捕获图像数据的u轴方向上的物体的图像的位置,并v1且表示在v轴方向上的物体的图像的位置。因此,按照下面的表达式(17)和(18)计算X轴方向上的观看位置POD(X)和Y轴方向上的观看位置POD(Y)。

(表达式17)

>POD(x)=ZOD·uEf+PSD(x)...(17)>

(表达式18)

>POD(y)=ZOD·vEf+PSD(y)...(18)>

在每一个上述表达式中,uE表示在u轴方向上捕获图像数据中捕获的观看者双眼的图像的位置,并且vE表示在v轴方向上捕获图像数据中捕获的观看者双眼的图像的位置。此外,每个PSD都表示由上述的表达式(11)计算的立体图像显示装置12相对于成像模块280的相对位置。

如上所述,观看位置计算模块290可以根据由可移动物体状态检测模块110检测到的座椅背面部的倾斜角、以及由成像模块280拾取的捕获图像数据,计算观看位置POD

显示设置调整模块270被构造成,通过参考观看位置计算模块290计算的观看位置以及装置特性数据保存模块160中保存的装置特性数据,调整立体图像显示装置12的显示设置,以便能够通过减轻由于座椅背面部的倾斜而产生的3D串扰和反转景象的影响,来在立体显示面板模块120上显示良好的立体图像。

在上述的第一示例性实施例中,通过假设观看者在X轴方向上的位置总是固定的来进行显示设置调整操作。然而,在第二示例性实施例中,通过参考由观看位置计算模块290计算的观看位置POD,对应于观看者在X轴方向上的移动,进行显示设置调整处理。

在立体显示面板模块120的光学分离模块的光学分离特性能够动态变化的情况下,有可能采用如下结构:其中通过改变光学分离特性进行依据观看距离POD的显示设置调整处理。

在液晶透镜用作能够动态改变光学分离特性的光学分离模块的情况下,通过局部改变液晶透镜的透镜光学能力,来根据观看位置POD移动观看者能够正确识别立体图像的区域(立体观看空间)。

图51示出了一个例子,其中通过液晶透镜的电压控制局部改变液晶透镜的透镜光学能力,来改变立体观看空间的位置。

图51A示出了一个光学模型,其中立体观看空间形成在立体显示面板模块120的显示表面的正面中心位置,并且图51B示出了一个光学模型,其中立体观看空间形成于在右方向(X轴方向)上从立体显示面板模块120的显示表面的前方中心位置移动的位置。

在第一示例性实施例中,通过改变液晶透镜的透镜光学能力改变立体显示面板模块120的最佳可视距离OD。然而,第二实施例采用这样的结构:通过局部改变液晶透镜的透镜光学能力,不仅在X轴方向上移动最佳可视距离OD而且在X轴方向上移动立体观看空间的位置。

将参考图52和53描述该状态,图52和53示出了设有液晶透镜120A和显示面板120B的立体显示面板模块120的示例。

图52和图53中的基本结构与上述的图29和图30的下部(横截面视图)中示出的结构相同。此外,对于图52和图53中的折射率分布范围,假设获得与图29的上述示出的情况相同的值。

首先,在图52中,在电压V1高于电压V2(电压V1>电压V2)的条件下,分别地,电压V1施加到控制电极E1、E4,电压V2施加到控制电极E2、E3。由此,光线20在单位透镜内会聚的X轴方向上的位置变成控制电极E2与控制电极E3之间的边界位置(右眼像素与左眼像素之间的边界位置)。

此处注意,在图52与图53之间,单位透镜在X轴方向上的位置相对于单位像素的位置是不同的,差别为对应于一个控制电极的宽度。

即,在图53中,V1施加到控制电极E2,E1,并且电压V2施加到控制电极E3,E4。同时,通过在X轴的正方向(向左的方向)上将单位透镜的位置移动一个控制电极的宽度,光线20会聚的X轴方向上的位置变为控制电极E3与控制电极E4之间的边界位置(右眼像素的中心位置)。因此,光线20被移动到X轴的负方向(向右的方向)发射。

此处,在图54中示出了由被控制成处于图52中所示的状态的液晶透镜120A形成的立体显示面板模块120的光学模型,并且在图55中示出了由被控制成处于图53所示的状态的液晶透镜120A获得的光学模型。

在图54的情况下,光线20会聚的X轴方向上的位置被液晶透镜变为右眼像素与左眼像素之间的边界位置,因此在立体显示面板模块120的正面中心位置形成立体观看空间。

同时,在图55的情况下,光线20会聚的X轴上的位置被液晶透镜变成右眼像素的中心位置。因此,在从立体显示面板模块120的正面中心位置向右侧(X轴的负方向)移动一个控制电极的宽度的位置,形成立体观看空间。

如上所述,通过采用其中改变施加于控制电极E1到E4中的每一个的电压并且局部控制液晶透镜的透镜光学能力,不仅可以在Z轴方向上也可以在X轴方向上移动立体观看空间的位置。

此外,也可以通过增加/减少控制电极的数目以及通过调整节距,改变立体观看空间在X轴方向上的移动量。

除此之外,在电压V1高于电压V2并且电压V2高于电压V3(电压V1>电压V2>电压V3)的条件下,分别地,电压V1可以施加于控制电极E1、E4,电压V2可以施加于控制电极E2,并且电压V3可以施加于控制电极E3,从而控制液晶透镜。

使用这种结构,施加于控制电极E2和控制电极E3的电压变得不同。因此,液晶的对准分布变得不对称,使得穿过液晶透镜的光线20的折射方向也变得不对称。因此,液晶透镜的光轴倾斜。即,有可能采用这样的结构:其中通过光轴的倾斜移动立体观看空间的形成位置。

如所描述的,通过采用能够控制光学分离元件的折射率的分布的结构,可以调整立体观看空间的位置和立体范围。

在上面的例子中,描述了将液晶透镜用于立体显示面板模块120的光学分离模块的情况。然而,代替液晶透镜,也可以使用能够改变屏障位置的视差屏障。在这种情况下,通过采用这样的结构:其中在单位像素中提供多个视差屏障控制电极并且向所述控制电极施加规定的电压以控制屏障位置,可以根据观看位置POD移动立体观看空间。

如上所述,作为使用液晶透镜、能够改变屏障位置的视差屏障等调整显示设置的处理,通过其中显示设置调整模块270控制立体显示面板模块120的光学分离模块以改变观看区域位置的结构,实现根据观看位置的显示设置调整处理。

接下来,将描述立体显示面板模块120的光学分离模块的光学分离特性是静态的且不可变的情况下的显示设置调整处理。

在这种情况下,立体显示面板模块120的立体观看空间的位置是固定的,因此通过改变要显示在立体显示面板模块120上的图像数据(L图像和R图像)的视差值、根据观看位置POD调整显示设置。

作为在观看位置POD移出立体观看空间时针对出现的3D串扰产生的CT-图像所采取的对策,通过调整图像数据的视差值PA可以减轻CT-图像的影响。

具体地,采用的是这样的结构:其中显示设置调整模块270通过参考观看距离计算模块290计算的观看距离ZOD以及保存在装置特性数据保存模块160中的3D串扰特性数据,计算可以显示立体图像的视差极限值(视差可允许值PAth),以及将图像数据的视差值PA调整为等于或小于视差可允许值PAth

在图56中示出了与根据观看位置POD计算的立体显示面板模块120的观看角度θP对应的视差值PAth的例子。

如图56中所示,当观看角度θP位于立体观看空间内时视差可允许值PAth的值增加。相反地,当观看角度θP位于3D串扰观看空间内时视差可允许值PAth的值减小。因此,要传送到立体显示面板模块120的图像数据的视差值PA根据视差可允许值PAth的变化而变化。

由此,当观看位置POD位于3D串扰观看空间内时,在立体显示面板模块120上显示其中视差值PA减小的图像数据。

注意,在上文提及的专利文献7的技术中公开了参考3D串扰特性数据和观看位置POD来改变图像数据的视差值的显示设置调整处理的详细情况。此外,如在上述的第一示例性实施例中提及的图28(分类表I)一样,用于改变图像数据的视差值的显示设置调整处理也可以应用于使用能够动态改变光学分离特性的光学分离模块(液晶透镜等)的情况。

作为在观看位置POD移出立体观看空间时针对出现的3D摩尔纹所采取的对策,可以通过进行图像数据亮度调整处理减轻3D摩尔纹的影响。在第一示例性实施例中,通过假设X轴方向上的观看位置POD(X)总是固定的,计算立体显示面板模块120的显示表面上的亮度波动值。然而,第二示例性实施例采用这样的结构:其中显示设置调整模块270通过参考由观看位置计算模块290计算的观看位置POD,计算所述亮度波动值。

在亮度波动值计算处理中,通过观看位置POD和亮度-观看角特性数据,计算出现在立体显示面板模块120的显示表面上的3D摩尔纹的亮度波动值。基于所述计算值,所述显示设置调整模块270调整图像数据的亮度值以便由3D摩尔纹造成的亮度波动变得平坦。这使得有可能减轻3D摩尔纹的影响。

在上文提及的专利文献7的技术中公开了参考亮度-观看角特性数据和观看位置POD来改变图像数据的亮度值的显示设置调整处理的详细情况。此外,如在上述的第一示例性实施例中提及的图36(分类表II)一样,用于改变图像数据的亮度值的显示设置调整处理也可以应用于使用能够动态改变光学分离特性的光学分离模块(液晶透镜等)的情况。

如所描述的,通过采用根据观看位置改变立体图像数据的亮度值的结构,变得有可能通过减轻3D摩尔纹的影响来减少观看者的不适感。

(动作的说明)

接下来,将参考图57中示出的流程图描述立体图像显示装置12的图像处理动作(立体图像处理方法)的内容。

像在上述的第一示例性实施例中的情况一样,通过观看者的操作等,输入了关于立体图像显示的命令信号的立体图像显示装置12,首先通过可移动物体状态检测模块110检测观看者的座椅状态及其前座的座椅状态(图57:步骤S201)。

然后,观看位置计算模块290通过使用成像模块280捕获包括在立体图像显示装置12前方的观看者的2D图像,获得二维平面上的捕获图像数据(图57:步骤S202)。

观看位置计算模块290使用捕获图像数据检测观看者的面部图像区域以及座椅靠背部的图像区域(图57:步骤S203)。

然后,观看位置计算模块290计算观看位置,所述观看位置表示观看者相对于立体图像显示装置的相对位置。此时,观看位置计算模块290通过使用其本身提前记录的座椅参考信息同时参考在步骤S201中检测到的每个座椅的倾斜角以及在步骤S202中存储的捕获图像数据,计算观看位置(图57:步骤S204)。

之后,像在第一示例性实施例的步骤S103和S104中一样,显示设置调整模块270从装置特性数据保存模块160获取装置特性数据(图57:步骤S205),并且从图像数据保存模块150获取作为立体图像的图像数据(图57:步骤S206)。

然后,显示设置调整模块270通过参考在步骤S203中计算的观看位置以及在步骤S204中获得的装置特性数据,根据观看位置进行显示设置调整处理。显示设置调整处理的例子可以是通过控制立体显示面板模块的光学分离模块、根据观看位置移动立体观看空间的方法,以及根据观看位置和装置特性数据改变在步骤S205中获得的视差值和亮度值的方法(图57:步骤S207)。

然后,像在第一示例性实施例中一样(步骤S106、步骤S107),显示设置调整模块270根据在上述步骤S206中调整的显示设置,将从图像数据保存模块150获取的图像数据显示在立体显示面板模块120的图像显示面板上(图57:步骤S208),然后设置是否要停止立体图像显示处理(图57:步骤S209)。

通过上述流程图处理,参考座椅背面部的倾斜角和捕获图像数据来计算观看者相对于放置在座椅背面部的立体图像显示装置的相对位置(观看位置),并且即使在立体图像显示装置的显示位置依据座椅背面部的倾斜而移动时,也使用所述观看位置进行显示设置调整处理。因此,有可能通过仅使用不昂贵的测量装置减轻3D串扰产生的CT图像和反视立体图的影响以及3D摩尔纹的影响,来提供不给观看者带来不适感的立体图像。

此外,在第二示例性实施例中,视点的数目不限于两个视点。这也适用于投影多视点图像的立体显示面板模块120。

此处注意,有可能将上述步骤S201到S208(图57)中的每一个的执行内容放置在程序中,并且通过计算机执行每一系列的控制程序。

(第二示例性实施例的效果)

第二示例性实施例采用这样的结构:其中使用成像模块获取的捕获图像数据以及可移动物体状态信息,计算观看者相对于立体显示面板模块120的相对位置(观看位置),并且使用所述观看位置调整立体图像显示设置。

这使得有可能即使考虑观看者双眼的高度,也可能实现立体图像显示设置调整处理,从而能够以更精细的精确度显示有效立体图像。

其它结构和动作与第一示例性实施例中描述的那些相同,并且由此产生的其它操作效果也是相同的。

(第三示例性实施例)

将参考图58-图64描述根据本发明的立体图像显示装置的第三示例性实施例。此处注意,相同的附图标记用于与上述的第一和第二示例性实施例中的结构件等效的结构件。

(整体结构)

第三示例性实施例采用这样的结构:其中记录表示立体图像显示装置前方的观看者的身体的尺寸的尺寸信息(观看者数据),使用所述观看者数据计算表示观看者的观看位置相对于立体显示面板的显示表面的中心位置的相对位置的观看位置POD,以及根据所述观看位置POD进行立体图像显示装置的显示设置调整处理。

即,尽管在上述第一和第二示例性实施例中通过假设观看者就坐同时倚靠座椅靠背部来计算观看距离ZOD和观看位置POD,但是第三示例性实施例的特征是不仅在观看者处于倚靠座椅靠背部的状态下、也在观看者坐得远离座椅靠背部的状态下,使用观看者数据来计算观看位置POD

如图58中所示,除了可移动物体状态检测模块110、立体显示面板模块120和成像模块280之外,根据第三示例性实施例的立体图像显示装置13还包括执行各种算术运算处理的算术运算处理单元133以及检测观看者状态信息的观看者状态检测模块310,观看者状态信息表示观看者是否处于与座椅靠背部紧密贴合的状态。

此外,算术运算处理单元133包括:图像数据保存模块150;装置特性数据保存模块160;显示设置调整模块270;观看者数据保存处理模块350,其通过参考观看者状态检测模块310检测到的观看者状态信息以及成像模块280获取的捕获图像数据,检测并保存观看者数据;以及观看位置计算模块(相对位置计算模块)390,其计算观看位置POD,观看位置POD表示观看者的观看位置相对于立体显示面板模块120的显示表面的中心位置的相对位置。

此外,观看位置计算模块390包括:检测模块390A,其从所述捕获图像数据检测观看者的面部图像区域;以及判断模块390B,其基于所述观看者状态信息判断观看者是否与座椅的靠背部紧密贴合。同时,观看位置计算模块390被构造成:当判断模块390B判断观看者处于紧密贴合状态时,使用可移动物体状态检测模块110检测到的状态信息和面部图像区域计算观看位置POD;以及当判定处于观看者远离座椅靠背部就坐的状态时,使用观看者数据和面部图像区域计算所述观看位置POD

下文中,将描述包含的立体图像显示装置13中的每个模块的功能。此处注意,可移动物体状态检测模块110、立体显示面板模块120、图像数据保存模块150、装置特性数据保存模块160、显示设置调整模块270以及成像模块280的结构与第一或第二示例性实施例中用了相同附图标记的那些模块中的每一个相同。

观看者状态检测模块310被构造成检测观看者状态信息,观看者状态信息表示观看者是处于与座椅靠背部紧密贴合的状态还是处于隔开的状态。例如,可以通过将压力传感器放置在座椅靠背部,由观看者状态检测模块310使用所述压力传感器检测观看者状态信息。

在示出了放置了压力传感器的座椅的例子的图59中,图59A示出了观看者(O)处于与座椅的靠背部紧密贴合状态的状态,并且图59B示出了观看者(O)与座椅靠背部隔开的状态。

在图59A中,观看者(O)的重量向放置在座椅靠背部的压力传感器310A施加压力,使得压力传感器310A的输出电压值增加。同时,在图59B中,没有压力施加到压力传感器310A,从而压力传感器310A的输出电压值不增加。

如所描述的,通过测量根据观看者和座椅之间的位置关系改变的压力传感器310A的输出电压值,可以检测观看者状态信息。

观看者数据保存处理模块350被构造成,通过参考观看者状态检测模块310检测到的观看者状态信息以及成像模块280获取的捕获图像数据,检测/保存观看者数据,观看者数据表示观看者的面部图像区域的尺寸。

在观看者数据的检测处理中,观看者数据保存处理模块350首先参考由观看者状态检测模块310检测到的观看者状态信息。当观看者处于与座椅靠背部紧密贴合的状态时,观看者数据保存处理模块通过成像模块280捕获观看者的图像,以获取捕获图像数据。然后,观看者数据保存处理模块350像在第一示例性实施例中的情况那样从捕获图像数据检测观看者的面部图像区域,并且检测作为观看者数据的面部图像区域尺寸。

此处,在图60中示出了成像模块280拾取的捕获图像数据的一个例子。

图60示出了由观看者数据保存处理模块350从观看者的面部图像区域的轮廓位置检测到的在u轴方向上的面部图像区域的宽度FIW

当观看者处于与座椅靠背部紧密贴合的状态时,有可能以与上述的第二示例性实施例的方式相同的方式计算观看距离ZOD。此外,通过使用所计算的观看距离ZOD以及从捕获图像数据检测到的面部图像区域的宽度FIW,计算观看者的实际面部宽度FW

(表达式19)

>FW=ZOD·FIWf...(19)>

此处注意,上面的f表示成像模块280的焦距。

观看者数据保存处理模块350将所计算的观看者的实际面部宽度FW保存为观看者数据。

此外,可以根据所述面部图像区域占座椅靠背部的图像区域的比例,计算观看者的实际面部宽度FW

在这种情况下,除了面部图像区域的宽度FIW,还从座椅靠背部的轮廓信息检测座椅的图像区域宽度SIW。实际座椅的靠背部的宽度SW是固定的。因此,通过预先将其记录为座椅参考信息,可以根据如下的表达式(20)计算观看者的实际面部宽度FW

(表达式20)

>FW=SW·FIWSIW...(20)>

尽管在上文描述的例子中将观看者的面部宽度FW保存为观看者数据,但是观看者数据并不特别限于观看者的面部宽度FW,只要其为表示观看者身体尺寸的尺寸信息即可。

例如,可以将观看者双眼的瞳孔之间的间距保存为观看者数据。

此外,在上文中,描述了这样的情况:参考观看者状态检测模块310检测到的观看者状态信息,以及在进行用于检测观看者数据的处理时获取用于计算观看者数据的捕获图像数据。然而,代替参考观看者状态信息,也可能从立体图像显示装置13通知观看者来检测观看者数据,并且在通知之后获取所述捕获图像数据。

通知观看者的方法的一个例子可以是在立体图像显示装置13上显示如图61中所示的通知屏幕。例如,有可能采用这样的结构:其中在屏幕上设有用于通知“准备好了”的检查按钮等(作为替代,可以使用预先提供给立体图像显示装置13的操作按钮等),并且一旦接收到通过观看者做出的按下动作产生的信号就获取捕获图像数据。

此外,为了安全起见,在起飞时飞机的乘客被指示倚靠在座椅靠背部。因此,可以在这个时候获取捕获图像数据来保存观看者数据。

观看位置计算模块390通过检测模块390A从成像模块280拾取的捕获图像数据检测观看者的面部图像区域,并且通过判断模块390B基于观看者状态检测模块310检测到的观看者状态信息判断观看者是否处于与靠背部紧密贴合的状态。

此外,观看位置计算模块390被构造成,在观看者处于与靠背部紧密贴合的状态下时,通过参考可移动物体状态检测模块110检测到的座椅状态信息以及成像模块280拾取的捕获图像数据,计算观看位置POD,就像在上述的第二示例性实施例的情况中一样。

同时,观看位置计算模块390被构造成,在观看者与靠背部隔开时,通过参考在观看者数据保存处理模块350中保存的观看者数据以及成像模块280拾取的捕获图像数据,计算观看位置POD

此处,参考图62描述由于观看者的位置波动导致的面部图像区域的宽度变化,图62示出了在不同距离ZOD处拾取的捕获图像数据的例子。图62A示出了在观看者与座椅的靠背部紧密贴合的情况下的捕获图像数据,并且图62B示出了在观看者与座椅靠背部隔开的情况(观看者更靠近前座的情况)下的捕获图像数据。

随着观看者坐得远离座椅靠背部从而更靠近成像模块280,观看者的面部区域宽度FIW增加。例如,在图62A中其取宽度FIW1的值,而在观看者坐得更靠近成像模块280的图62B中其增加到宽度FIW2

将观看者的实际面部宽度FW保存为观看者数据,使得观看者位置计算模块390能够通过如下的表达式(21)计算观看距离ZOD

(表达式21)

>ZOD=f·FWFIW...(21)>

此外,像在第二示例性实施例的情况一样,观看位置计算模块390计算X轴方向上的观看位置POD(X)以及Y轴方向上的观看位置POD(Y)。

第三示例性实施例采用上述结构,因此即使在观看者处于远离座椅靠背部的状态时也有可能计算观看者的观看位置POD

此外,通过由显示设置调整模块270根据计算出的观看者的观看位置POD,进行立体图像显示装置13的显示设置调整处理,即使观看者坐得远离座椅的靠背,也有可能仅通过不昂贵的测量装置减轻3D串扰导致的CT-图像和反视立体图的影响以及3D摩尔纹的影响。这使得有可能提供不给观看者带来不适感的立体图像显示装置。

(动作的说明)

接下来,将参考图63和图64中示出的流程图描述立体图像显示装置13的图像处理动作(立体图像处理方法)的内容。

(观看者数据记录处理)

首先,观看者状态检测模块310检测观看者状态,观看者状态表示观看者是否与座椅靠背部紧密贴合(图63:步骤S301)。

然后,观看者数据保存处理模块350通过参考在步骤S301中检测到的观看者状态,判断观看者是否紧密贴合靠背部(图63:步骤S302)。

此时,当判定观看者未与靠背部紧密贴合时(图63:步骤S302/否),过程返回到步骤S301以再次检测观看者状态。在所述检测之前,也有可能通知观看者要检测观看者数据以催促观看者坐好同时紧密贴合靠背部。

同时,当观看者紧密贴合靠背部时(图63:步骤S302/是),成像模块280用于将立体图像显示装置13前方的观看者捕获为2D图像,并且存储捕获图像数据(图63:步骤S303)。

然后,观看者数据保存处理模块350获取在步骤S303中存储的捕获图像数据,并且检测在捕获图像数据中捕获的观看者的面部图像区域(图63:步骤S304)。

参考在步骤S304中检测到的面部图像区域,观看者数据保存处理模块350计算表示观看者的实际面部尺寸(图63:步骤S305)并且保存所述实际面部尺寸(图63:步骤S306)。

观看者数据的一个例子可以是观看者的面部宽度FW

通过上述的流程图处理,可以记录观看者数据。

(立体图像显示处理)

根据图64中示出的立体图像显示处理方法的流程图,首先,观看者状态检测模块310检测观看者状态,观看者状态表示观看者是否与座椅靠背部紧密贴合(图64:步骤S401)。

参考步骤S401中检测到的观看者状态(图64:步骤S402)并且当观看者紧密贴合靠背部(图64:步骤S402/是),观看者状态检测模块310检测每个座椅的状态(前进到步骤S403)。当观看者未紧密贴合靠背部时(图64:步骤S402/否),获取保存在观看者数据保存处理模块350中的观看者数据(前进到步骤S412)。

图64中从步骤S403到步骤S411的处理内容与上述的第二示例性实施例的步骤S201到步骤S209的处理内容(图57)相同,因此此处省略对这些步骤的描述。

获取了保存在观看者数据保存模块310中的观看者数据(图64:步骤S412)的观看位置计算模块390使用成像模块280来捕获立体图像显示装置13前方的观看者,以便像步骤S404中那样获取捕获图像数据(图64:步骤S413)。

然后,观看位置计算模块390通过参考在步骤S412中获取的观看者数据以及在步骤S413中获取的捕获图像数据,计算观看位置(图64:步骤S414)。

此外,如图64中所示,执行与上述第二示例性实施例的步骤S205到步骤S209(图57)的处理内容相同的步骤S407到步骤S411的处理内容。

通过上述的处理,即使观看者坐得远离座椅靠背部,也有可能通过提前计算并记录观看者紧密贴合座椅靠背部的状态的观看者数据,仅使用不昂贵的测量装置来计算观看者的观看距离POD。此外,通过根据所计算的观看者的观看距离POD进行显示设置调整处理,可以仅使用不昂贵的测量装置来减轻3D串扰产生的CT图像和反视立体图的影响以及3D摩尔纹的影响。这使得有可能提供不给观看者带来不适感的立体图像显示装置。

此外,在第三示例性实施例中,视点的数目不限于两个视点。这也适用于投影多视点图像的立体显示面板模块120。

(第三示例性实施例的效果)

第三示例性实施例采用这样的结构:其中,将观看者处于紧密贴合座椅靠背部的状态下获取的观看者数据作为参考,并且当执行立体图像显示设置调整处理时考虑观看者与靠背部之间的位置关系。这使得有可能根据观看者的状态计算更灵活的观看位置,因此可以实现基于使用所述观看位置执行的高精确度调整处理的立体图像显示。

其它结构和动作与第一和第二示例性实施例中描述的那些相同,并且由此产生的其它操作效果也是相同的。

(第四示例性实施例)

将参考图65至图69描述根据本发明的立体图像显示装置的第四示例性实施例。此处注意,相同的附图标记用于与上述的第一到第三示例性实施例中的结构件等效的结构件。

(整体结构)

第四示例性实施例的特征是采用这样的结构:其中,通过从成像模块280拾取的捕获图像中检测表示座椅背面部的倾斜角θS的座椅状态来计算观看位置POD,而不使用诸如姿态传感器的可移动物体状态检测模块,并且根据所述观看距离POD进行立体图像显示装置的显示设置调整处理。

如图65中所示,立体图像显示装置14包括立体显示面板模块120、成像模块280以及执行各种算术运算处理的算术运算处理单元134。

此外,算术运算处理单元134包括:图像数据保存模块150;装置特性数据保存模块160;显示设置调整模块270,以及观看位置计算模块(相对位置计算模块)490,其计算观看位置,观看位置表示观看者相对于立体显示面板模块120的相对位置。

下文中,将描述包含的立体图像显示装置14中的每个模块的功能。此处注意,立体显示面板模块120、图像数据保存模块150、装置特性数据保存模块160、显示设置调整模块270以及成像模块280的结构与第一到第三示例性实施例中用了相同附图标记的那些模块中的每一个相同。

观看位置计算模块490通过参考成像模块280拾取的捕获图像数据来计算观看位置POD。此外,第四示例性实施例的观看位置计算模块490通过参考所述捕获图像数据检测表示座椅背面部的倾斜角θS的座椅状态。

此处,图66示出了从成像模块280到座椅靠背部的距离(Z轴方向),该距离根据座椅背面部的倾斜角θS变化。

从座椅上部到座椅下部的靠背部的长度LSUD是固定的。由此,通过将所述长度LSUD提前记录为座椅参考信息,可以通过使用在Z轴方向上从成像模块280到座椅上部的距离ZSD以及在Z轴方向上从成像模块280到座椅下部的距离ZSU,按照如下表达式(22)计算座椅背面部的倾斜角θS

(表达式22)

>θS=sin-1(ZSU-ZSDLSUD)...(22)>

通过使用捕获图像数据计算从成像模块280到座椅上部的距离ZSD以及从成像模块280到座椅下部的距离ZSU,所述捕获图像数据是使用成像模块280捕获立体图像显示装置14前方的观看者的座椅获得的。

图67A示出了通过拾取观看者的座椅获得的捕获图像数据的例子。图68A示出了当座椅背面部的倾斜角θS比图67的情况更倾斜时,通过拾取观看者的座椅获得的捕获图像数据。图67B示出了拾取图67A的捕获图像数据时的座椅状态,并且图68B示出了拾取图68A的捕获图像数据时的座椅状态。

此处,图67中示出的座椅背面部的倾斜角定义为θS1,并且图68中示出的座椅背面部的倾斜角定义为θS2S1S2)。此外,座椅下部的图像区域宽度定义为WISD,并且座椅上部的图像区域宽度定义为WISU

比较图67与图68,当座椅背面部的倾斜角θS增加时,从成像模块280到座椅靠背部的距离变化。相应地,座椅下部的图像区域宽度WISD和座椅上部的图像区域宽度WISU变化(如每一幅图中所示,尤其是WISU有大的变化)

此处注意,座椅上部的实际宽度WSU和座椅下部的实际宽度WSD是固定的并且是已知值,因此预先将它们记录为座椅参考信息。由此,可以通过从所述捕获图像数据检测并使用座椅上部的图像区域宽度WISU基于如下表达式(23),来计算从成像模块到座椅上部的距离(Z轴方向)ZSU

类似地,可以通过从所述捕获图像数据检测并使用座椅下部的图像区域宽度WISD基于如下表达式(24),来计算从成像模块280到座椅下部的距离ZSD。

(表达式23)

>WISUf=WSUZSU...(23)>

(表达式24)

>WISDf=WSDZSD...(24)>

此处注意,这些表达式中每一个中的f都表示成像模块280的焦距。

如上所述,在可以通过成像模块280检测座椅上部和座椅下部的图像区域宽度WISU、WISD的状态下,有可能在不使用诸如倾斜传感器的可移动物体状态检测模块的情况下,从成像模块280获取的捕获图像数据检测座椅状态,所述座椅状态表示座椅背面部的倾斜角θS

尽管上述情况采用了这样的结构:其中,通过从所述捕获图像数据中检测座椅靠背部的轮廓信息以及检测座椅的上部和下部的图像区域宽度WISU、WISD,来计算座椅背面部的倾斜角θS,但是要从所述捕获图像数据中检测的图像信息也可以是其它图像信息。

作为一个例子,有可能采用这样的结构:其中,在座椅的靠背部上印刷预先记录的标记作为座椅的图案,并且通过从所述捕获图像数据中检测所述标记来计算座椅背面部的倾斜角θS

注意,将观看位置POD设计成由观看位置计算模块390参考根据所述捕获图像数据计算的座椅背面部的倾斜角θS、使用与上述的第二示例性实施例中的相同的计算方法来计算。

(动作的说明)

接下来,将参考图69中示出的流程图描述立体图像显示装置14的图像处理动作(立体图像处理方法)的内容。

首先,使用成像模块280捕获包括立体图像显示装置14前方的观看者的2D图像,并且已经获取了所述捕获图像数据的观看位置计算模块490(图69:步骤S501)从所述捕获图像数据中检测观看者的面部图像区域以及座椅的靠背部的图像区域(图69:步骤S502)。

然后,观看位置计算模块490根据在步骤S502中检测到的座椅靠背部的图像区域信息,计算座椅背面部的倾斜角(图69:步骤S503)。

从步骤S504到步骤S509的处理内容与上述的第二示例性实施例的步骤S204到步骤S209的处理内容相同。

通过上述流程图的处理、根据所述捕获图像数据计算座椅背面部的倾斜角θS并且计算表示观看者相对于立体图像显示装置的相对位置的观看位置POD,有可能仅使用不昂贵的测量装置而不提供诸如倾斜传感器的可移动物体状态检测模块,来减轻3D串扰产生的CT图像和反视立体图的影响以及3D摩尔纹的影响。这使得有可能提供不给观看者带来不适感的立体图像显示装置。

此外,在第四示例性实施例中,视点的数目不限于两个视点。这也适用于投影多视点图像的立体显示面板模块120。

(第四示例性实施例的效果)

第四示例性实施例采用了这样的结构:其中,根据成像模块拾取的捕获图像数据计算座椅背面部的倾斜角θS(座椅状态)。因此,有可能根据未使用诸如姿态传感器的可移动物体状态检测模块计算的观看位置POD,来进行立体图像显示设置调整处理。这使得有可能通过不昂贵的结构有效地减轻3D串扰引起的CT-图像和反视立体图的影响以及3D摩尔纹的影响,因此有可能显示不给观看者带来不适感的立体图像。

其它结构和动作与第一到第三示例性实施例中描述的那些相同,并且由此产生的其它操作效果也是相同的。

上述实施例中的每一个都是立体图像显示装置、立体图像显示方法及其程序的优选具体实例,并且可以为它们设置各种技术优选限制。然而,本发明的技术范围不限于这些模式,除非作出了限制本发明的特定声明。

尽管上述实施例的一部分或整个部分可以总结为下文的补充注释,但是本发明不仅仅限于如下结构。

(补充注释1:第一示例性实施例)

一种放置于可移动物体的立体图像显示装置(11),其包括:

可移动物体状态检测模块(110),其检测所述可移动物体的状态;

立体图像显示面板模块(120),其分割用于投影立体图像的空间区域并且将具有不同视差的图像投影到每一个所分割的空间区域,以将具有不同视差的图像投影到观看者的左眼和右眼;

观看距离计算模块(140),其根据所述可移动物体状态检测模块(110)检测到的所述可移动物体的所述状态信息,计算所述立体显示面板模块(120)与所述观看者之间的观看距离;

装置特性数据保存模块(160),其保存装置特性数据,所述装置特性数据包含与所述观看距离对应的所述立体显示面板模块(120)的显示特性;以及

显示设置调整模块(170),其参考所述观看距离和所述装置特性数据调整所述立体图像的显示设置。

(补充注释2:第二示例性实施例)

一种放置于可移动物体的立体图像显示装置(12),其包括:

可移动物体状态检测模块(110),其检测所述可移动物体的状态;

立体图像显示面板模块(120),其分割用于投影立体图像的空间区域并且将具有不同视差的图像投影到每一个所分割的空间区域,以将具有不同视差的图像投影到观看者的左眼和右眼;

成像模块(280),其捕获所述观看者的图像并且对所捕获的图像进行成像;

观看位置计算模块(290),其根据所述可移动物体状态检测模块(110)检测到的所述可移动物体的状态信息以及所述成像模块(280)拾取的所述捕获图像,计算表示所述观看者相对于所述立体显示面板模块(120)的相对位置的观看位置;

装置特性数据保存模块(160),其保存装置特性数据,所述装置特性数据包含与所述观看位置对应的所述立体显示面板模块(120)的显示特性;以及

显示设置调整模块(270),其参考所述观看位置和所述装置特性数据调整所述立体图像的显示设置。

(补充注释3:第三示例性实施例)

一种放置于作为可移动物体的座椅的斜倚型靠背部的立体图像显示装置(13),其包括:

可移动物体状态检测模块(110),其检测所述可移动物体的状态;

立体图像显示面板模块(120),其分割用于投影立体图像的空间区域并且将具有不同视差的图像投影到每一个所分割的空间区域,以将具有不同视差的图像投影到观看者的左眼和右眼;

成像模块(280),其捕获所述观看者的图像并且对所捕获的图像进行成像;

所述可移动物体是所述座椅,所述座椅的靠背部是可斜倚的,以及观看者状态检测模块(310),其检测所述观看者相对于所述观看者就坐的所述座椅的就坐状态;

观看者数据保存模块(350),其保存表示所述观看者的尺寸信息的观看者数据;

观看位置计算模块(390),其计算观看位置,观看位置表示所述观看者相对于所述立体显示面板模块(120)的相对位置;

装置特性数据保存模块(160),其保存装置特性数据,所述装置特性数据包含与所述观看位置对应的所述立体显示面板模块(120)的显示特性;以及

显示设置调整模块(270),其参考所述观看位置和所述装置特性数据调整所述立体图像的显示设置,其中

所述观看位置计算模块(390)根据所述成像模块(280)拾取的所述捕获图像,检测所述观看者的面部图像区域相对于所述观看者所坐的座椅的靠背部的图像区域的比例;

在所述观看者处于与所述观看者所坐的所述座椅的靠背部紧密贴合的状态下,所述观看位置计算模块(390)根据由所述可移动物体状态检测模块(110)检测到的所述座椅的所述状态信息以及所述面部图像区域的所述比例,计算所述观看位置;并且

在所述观看者处于与所述座椅的靠背部隔开的状态下,所述观看位置计算模块(390)根据所述观看者数据和所述面部图像区域的比例计算所述观看位置。

(补充注释4:第四示例性实施例)

一种放置于可移动物体的立体图像显示装置(14),其包括:

立体图像显示面板模块(120),其分割用于投影立体图像的空间区域并且将具有不同视差的图像投影到每一个所分割的空间区域,以将具有不同视差的图像投影到观看者的左眼和右眼;

成像模块(280),其捕获所述观看者的图像并且对所捕获的图像进行成像;

观看位置计算模块(490),其从所述成像模块拾取的所述捕获图像检测所述可移动物体的状态,并且使用所述可移动物体的所述状态信息以及所述捕获图像计算观看位置,所述观看位置表示所述观看者相对于所述立体显示面板模块的相对位置;

装置特性数据保存模块(160),其保存装置特性数据,所述装置特性数据包含与所述观看位置对应的所述立体显示面板模块(120)的显示特性;以及

显示设置调整模块(270),其参考所述观看位置和所述装置特性数据调整所述立体图像的显示设置。

(补充注释5)

一种通过放置在可移动物体上来显示立体图像的立体图像显示装置,其包括:

立体显示面板模块(120),其为每一个相邻空间区域投影具有不同视差的图像;

可移动物体状态检测模块(110),其检测关于所述可移动物体的位置状态的状态信息;

相对距离计算模块(140),其基于所述状态信息计算所述立体显示面板模块与位于所述立体显示面板模块的显示表面侧的特定观看者之间的相对距离;

装置特性数据保存模块(160),其保存关于所述立体显示面板模块(120)的装置特性数据;以及

显示设置调整模块(170),其参考所述相对距离和所述装置特性数据调整所述立体图像的显示设置。

(补充注释6)

如补充注释5中所描述的立体图像显示装置,其中,

所述可移动物体是所述观看者的座椅,所述座椅的靠背部是可斜倚的,并且

所述可移动物体状态检测模块(110)放置在所述座椅的靠背部处,并且检测关于所述靠背部的倾斜状态的信息作为所述状态信息。

(补充注释7)

如补充注释5中所描述的立体图像显示装置,其中,

所述可移动物体是所述观看者的座椅,所述座椅的靠背部是可斜倚的,并且

所述可移动物体状态检测模块(110)基于所述观看者所坐的座椅的靠背部的倾斜信息以及所述观看者前座座椅的靠背部的倾斜信息,检测所述状态信息。

(补充注释8)

如补充注释5中所描述的立体图像显示装置,其中,

所述可移动物体是所述观看者的座椅,所述座椅的靠背部是可斜倚的,并且

所述可移动物体状态检测模块(110)基于放置于所述座椅的靠背部的第一倾斜传感器的输出值以及放置在所述座椅的座位部分的第二倾斜传感器的输出值,检测所述状态信息。

(补充注释9)

如补充注释5-8中任一者中描述的立体图像显示装置,其中

所述相对距离计算模块(140)带有前后放置的两个座椅之间的放置位置信息,并且使用所述放置位置信息和所述状态信息计算所述相对距离。

(补充注释10)

如补充注释5-9中任一者中描述的立体图像显示装置,其中

所述立体显示面板模块包括:

显示面板,其中多个像素排列成矩阵,每一个所述像素都至少包括用于显示第一视点图像的第一子像素和用于显示第二视点图像的第二子像素;以及

光线分离模块,其将从每一个所述子像素发射的光线分布到彼此不同的方向上。

(补充注释11)

如补充注释10中所描述的立体图像显示装置,其中,

所述光线分离模块由能够改变光线分离方向的有源元件形成;并且

所述显示设置调整模块(170)通过根据所述相对距离控制所述光线分离模块的折射率分布,调整立体区域范围。

(补充注释12)

如补充注释5-11中任一者中描述的立体图像显示装置,其中

所述显示设置调整模块(170)根据所述相对距离改变所述立体图像的视差值或亮度值。

(补充注释13)

一种通过放置在可移动物体上来显示立体图像的立体图像显示装置,其包括:

立体显示面板模块(120),其为每一个相邻空间区域投影具有不同视差的图像;

成像模块(280),其捕获连同所述观看者一起的所述立体显示模块(120)的显示表面的正面的图像,并且将所述图像记录为捕获图像数据;

相对位置计算模块(观看位置计算模块:290、390、490),其使用所述捕获图像数据计算所述观看者相对于所述立体显示面板模块(120)的相对位置;

装置特性数据保存模块(160),其保存关于所述立体显示面板模块(120)的装置特性数据;以及

显示设置调整模块(270),其参考所述相对位置和所述装置特性数据调整所述立体图像的显示设置。

(补充注释14)

如补充注释13中所描述的立体图像显示装置,其还包括可移动物体状态检测模块(110),其检测关于所述可移动物体的位置状态的状态信息,其中

所述相对位置计算模块(290、390)在计算所述相对位置时使用所述捕获图像数据和所述状态信息。

(补充注释15)

如补充注释14中所描述的立体图像显示装置,其中,

所述可移动物体是所述观看者的座椅,所述座椅的靠背部是可斜倚的,并且

所述可移动物体状态检测模块(110)放置在所述座椅的靠背部处,并且检测关于所述靠背部的倾斜状态的信息作为所述状态信息。

(补充注释16)

如补充注释15中所描述的立体图像显示装置,其中,

所述相对位置计算模块(290、390)根据所述捕获图像数据,检测所述观看者的面部图像区域相对于所述观看者就坐的座椅的靠背部的图像区域的比例,并且使用关于所述比例的信息以及所述状态信息计算所述相对位置。

(补充注释17)

如补充注释16中所描述的立体图像显示装置,其包括

观看者状态检测模块(310),其检测关于所述观看者的就坐状态的观看者状态信息;

观看者数据保存处理模块(350),其使用所述观看者状态信息和所述捕获图像数据,检测并保存表示所述观看者的尺寸信息的观看者数据,其中:

所述相对位置计算模块(390)包括检测模块(390A)和判断模块(390B),所述检测模块(390A)从所述捕获图像数据检测所述观看者的面部图像区域,并且所述判断模块(390B)基于所述观看者状态信息判断所述观看者是否处于紧密贴合所述靠背部的状态;并且

所述相对位置计算模块在所述判断模块(390B)判定处于紧密贴合状态时使用所述状态信息和所述面部图像区域计算所述相对位置,并且在判定所述观看者远离所述靠背部就坐时使用所述观看者数据和所述面部图像区域计算所述相对位置。

(补充注释18)

如补充注释17中所描述的立体图像显示装置,其中,

在检测所述观看者数据时,所述观看者数据保存处理模块(350)使用在所述观看者处于与所述靠背部紧密贴合的状态时获得的所述捕获图像数据。

(补充注释19)

如补充注释13中所描述的立体图像显示装置,其中,

所述相对位置计算模块(490)使用所述捕获图像数据检测关于所述可移动物体的位置状态的状态信息,并且基于所述状态信息计算所述相对位置。

(补充注释20)

如补充注释13中所描述的立体图像显示装置,其中,

所述可移动物体是所述观看者的座椅,所述座椅的靠背部是可斜倚的,并且

所述相对位置计算模块(490)根据所述捕获图像数据,检测所述观看者的面部图像区域相对于所述观看者就坐的座椅的靠背部的图像区域的比例,并且使用关于所述比例的信息计算所述相对位置。

(补充注释21)

如补充注释13-20中任一者中描述的立体图像显示装置,其中

所述立体显示面板模块包括:

显示面板,其中多个像素排列成矩阵,每一个所述像素都至少包括用于显示第一视点图像的第一子像素和用于显示第二视点图像的第二子像素;以及

光线分离模块,其将从每一个所述子像素发射的光线分布到彼此不同的方向上。

(补充注释22)

如补充注释21中所描述的立体图像显示装置,其中,

所述光线分离模块由能够改变光线分离方向的有源元件形成;并且

所述显示设置调整模块(270)通过根据所述相对位置控制所述光线分离模块的折射率分布,调整立体区域范围。

(补充注释23)

如补充注释13-22中任一者中描述的立体图像显示装置,其中

所述显示设置调整模块(270)根据所述相对位置改变所述立体图像的视差值或亮度值。

(补充注释24)

如补充注释5-12中任一者中描述的立体图像显示装置,其中

所述装置特性数据是与所述相对距离对应的信息。

(补充注释25)

如补充注释12-23中任一者中描述的立体图像显示装置,其中

所述装置特性数据是与所述相对位置对应的信息。

(补充注释26)

一种应用于立体图像显示装置的立体图像显示方法,所述立体图像显示装置包括用于为每一个相邻的空间区域投影具有不同视差的图像的立体显示面板模块(120)并且通过放置在可移动物体上显示立体图像,并且所述方法包括:

可移动物体状态检测步骤,其检测关于所述可移动物体的位置状态的状态信息;

相对距离计算步骤,其基于所述状态信息计算所述立体显示面板模块(120)与位于所述立体显示面板模块的显示表面侧的特定观看者之间的相对距离;

装置特性数据接收步骤,其接收关于所述立体显示面板模块(120)的装置特性数据;

显示设置调整步骤,其参考所述相对距离和所述装置特性数据调整所述立体图像的显示设置;以及

立体图像显示步骤,其通过基于调整后的显示设置为所述空间区域中的每一个投影具有不同视差的图像,来显示立体图像。

(补充注释27)

一种应用于立体图像显示装置的立体图像显示方法,所述立体图像显示装置包括用于为每一个相邻的空间区域投影具有不同视差的图像的立体显示面板模块并且通过放置在可移动物体上显示立体图像,并且所述方法包括:

成像步骤,其捕获连同所述观看者一起的所述立体显示模块(120)的显示表面的正面的图像,并且将所述图像记录为捕获图像数据;

相对位置计算步骤,其使用所述捕获图像数据计算所述观看者相对于所述立体显示面板模块(120)的相对位置;

装置特性数据接收步骤,其接收关于所述立体显示面板模块(120)的装置特性数据;

显示设置调整步骤,其参考所述相对位置和所述装置特性数据调整所述立体图像的显示设置;以及

立体图像显示步骤,其通过基于调整后的显示设置为所述空间区域中的每一个投影具有不同视差的图像,来显示立体图像。

(补充注释28)

如补充注释27中所描述的立体图像显示方法,其还包括可移动物体状态检测步骤,其检测关于所述可移动物体的位置状态的状态信息,其中

所述相对位置计算步骤通过参考所述状态信息以及所述捕获图像数据计算所述相对位置。

(补充注释29)

如补充注释27中所描述的立体图像显示方法,当所述可移动物体是所述观看者的座椅并且所述座椅的靠背部是可斜倚的时,该方法在所述相对位置计算步骤之前包括:

可移动物体状态检测步骤,其检测关于所述可移动物体的位置状态的状态信息;以及

观看者状态检测步骤,其检测关于所述观看者的就坐状态的观看者状态信息,其中:

所述相对位置计算步骤从所述捕获图像数据检测所述观看者的面部图像区域,并且基于所述观看者状态信息判断所述观看者是否处于紧密贴合所述靠背部的状态;并且

所述相对位置计算步骤包括当判断处于紧密贴合状态时使用所述状态信息和所述面部图像区域计算所述相对位置。

(补充注释30)

如补充注释27中所描述的立体图像显示方法,当所述可移动物体是所述观看者的座椅并且所述座椅的靠背部是可斜倚的时,该方法在所述相对位置计算步骤之前包括:

可移动物体状态检测步骤,其检测关于所述可移动物体的位置状态的状态信息;

观看者状态检测步骤,其检测关于所述观看者的就坐状态的观看者状态信息;以及

观看者数据保存处理步骤,其使用所述观看者状态信息和所述捕获图像数据,检测并保存表示所述观看者的尺寸信息的观看者数据,其中:

所述相对位置计算步骤从所述捕获图像数据检测所述观看者的面部图像区域,并且包括判断计算步骤,该判断计算步骤基于所述观看者状态信息判断所述观看者是否处于与靠背部紧密贴合的状态,并且在判定观看者坐得远离靠背部时使用所述观看者数据和所述面部图像区域计算所述相对位置。

(补充注释31)

如补充注释27中所描述的立体图像显示方法,当所述可移动物体是所述观看者的座椅并且所述座椅的靠背部是可斜倚的时,该方法在所述相对位置计算步骤之前包括:

可移动物体状态检测步骤,其检测关于所述可移动物体的位置状态的状态信息;

观看者状态检测步骤,其检测关于所述观看者的就坐状态的观看者状态信息;以及

观看者数据保存处理步骤,其使用所述观看者状态信息和所述捕获图像数据,检测并保存表示所述观看者的尺寸信息的观看者数据,其中:

所述相对位置计算步骤从所述捕获图像数据检测所述观看者的面部图像区域,并且基于所述观看者状态信息判断所述观看者是否处于紧密贴合所述靠背部的状态;并且

所述相对位置计算步骤在判定处于紧密贴合状态时使用所述状态信息和所述面部图像区域计算所述相对位置,并且在判定所述观看者远离所述靠背部就坐时使用所述观看者数据和所述面部图像区域计算所述相对位置。

(补充注释32)

如补充注释27中所描述的立体图像显示方法,其中,

所述相对位置计算步骤基于所述捕获图像数据检测关于所述可移动物体的位置状态的状态信息,并且基于所述状态信息计算所述相对位置。

(补充注释33)

如补充注释27中所描述的立体图像显示方法,其中,

所述相对位置计算步骤根据所述捕获图像数据,检测所述观看者的面部图像区域相对于所述观看者就坐的座椅的靠背部的图像区域的比例,并且使用关于所述比例的信息计算所述相对位置。

(补充注释34)

一种应用于立体图像显示装置的立体图像显示程序,所述立体图像显示装置包括用于为每一个相邻的空间区域投影具有不同视差的图像的立体显示面板模块(120)并且通过放置在可移动物体上显示立体图像,并且所述程序使得预先设于所述立体图像显示装置中的计算机执行如下功能:

可移动物体状态检测功能,其检测关于所述可移动物体的位置状态的状态信息;

相对距离计算功能,其基于所述状态信息计算所述立体显示面板模块(120)与位于所述立体显示面板模块的显示表面侧的特定观看者之间的相对距离;

装置特性数据接收功能,其接收关于所述立体显示面板模块(120)的装置特性数据;

显示设置调整功能,其参考所述相对距离和所述装置特性数据调整所述立体图像的显示设置;以及

立体图像显示功能,其通过基于调整后的显示设置为所述空间区域中的每一个投影具有不同视差的图像,来显示立体图像。

(补充注释35)

一种应用于立体图像显示装置的立体图像显示程序,所述立体图像显示装置包括用于为每一个相邻的空间区域投影具有不同视差的图像的立体显示面板模块(120)并且通过放置在可移动物体上显示立体图像,并且所述程序使得预先设于所述立体图像显示装置中的计算机执行如下功能:

成像功能,其捕获连同所述观看者一起的所述立体显示模块(120)的显示表面的正面的图像,并且将所述图像记录为捕获图像数据;

相对位置计算功能,其使用所述捕获图像数据计算所述观看者相对于所述立体显示面板模块(120)的相对位置;

装置特性数据接收功能,其接收关于所述立体显示面板模块(120)的装置特性数据;

显示设置调整功能,其参考所述相对位置和所述装置特性数据调整所述立体图像的显示设置;以及

立体图像显示功能,其通过基于调整后的显示设置为所述空间区域中的每一个投影具有不同视差的图像,来显示立体图像。

(补充注释36)

如补充注释35中所描述的立体图像显示程序,当所述可移动物体是所述观看者的座椅并且所述座椅的靠背部是可斜倚的时,所述程序使计算机执行以下功能:

可移动物体状态检测功能,其检测关于所述可移动物体的位置状态的状态信息;

观看者状态检测功能,其检测关于所述观看者的就坐状态的观看者状态信息;

面部图像区域检测功能,其从所述捕获图像数据检测观看者的面部图像区域;以及

贴合状态判断功能,其基于所述观看者状态信息判断观看者是否与所述靠背部紧密贴合,其中:

所述贴合状态判断功能包括贴合状态依赖性计算功能,所述贴合状态依赖性计算功能在判定处于紧密贴合状态时使用所述状态信息和所述面部图像区域计算所述相对位置,并且在判定所述观看者远离所述靠背部就坐时使用所述观看者数据和所述面部图像区域计算所述相对位置。

工业适用性

本发明可以应用于立体图像处理系统和具有向立体图像显示装置显示立体图像内容的立体图像显示系统。此外,本发明不仅仅限于每一个上述示例性实施例的内容,在不脱离所附权利要求书的范围的情况下可以适当地应用各种改变和修改。

去获取专利,查看全文>

相似文献

  • 专利
  • 中文文献
  • 外文文献
获取专利

客服邮箱:kefu@zhangqiaokeyan.com

京公网安备:11010802029741号 ICP备案号:京ICP备15016152号-6 六维联合信息科技 (北京) 有限公司©版权所有
  • 客服微信

  • 服务号