JP2016530755A - 位置の検知及び適応的な数のビューを伴うマルチビュー３次元ディスプレイシステム及び方法 - Google Patents

Abstract

適応的な数のビューを伴うマルチビュー３次元ディスプレイシステム及び方法が記載される。システムは、観察者の位置を検出する位置検知ユニットと、位置に基づきビューの数及びビュー配置を決定して、ビューのうちの異なる１つのみが観察者の夫々の眼の視域に供給されるようにするビュー配置ユニットと、観察者が３次元画像を見ることを可能にするよう、ビュー配置に従って、決定された数のビューを表示するマルチビューディスプレイユニットとを有する。

Description

本原理は、概して、３次元マルチビューディスプレイシステム及び方法に関し、特に、位置の検知及び適応的な数のビューを伴うシステム及び方法に関する。

観察者が３次元（３Ｄ）画像を認知するために、観察者の左眼によって見られる画像は、観察者の右眼によって見られる画像とは異なるべきである。左眼によって見られる画像は、左ビュー又は左眼画像としばしば呼ばれ、右眼によって見られる画像は、右ビュー又は右眼画像としばしば呼ばれる。立体表示システムでは、特別のフィルタリング眼鏡が使用され、それにより、右眼画像は右眼によってのみ見られ、左眼画像（右眼画像とは異なる。）は左眼によってのみ見られる。自動立体ディスプレイは、３Ｄ画像が、そのようなフィルタリング眼鏡を使用せずに観察されることを可能にする。代わりに、シーン又は画像の異なる視点が異なる方向に沿って供給され、それにより、ある異なったビューが夫々左眼及び右眼によって見られる場合に、３Ｄ効果が観察される。

自動立体ディスプレイにおいて異なる画像ビューを生成するために、種々の光学配置が使用され得る。例えば、レンチキュラーレンズが使用されてよく、それにより、夫々のピクセル画像は特定の視線方向に沿ってのみ表示される。パララックスバリアでは、多数のスリット又はウィンドウがディスプレイの前面部に位置付けられて、特定の方向に沿ってのみ夫々のピクセルのビューイングを可能にする。夫々の自動立体ディスプレイは、観察者が左眼及び右眼について夫々異なったビュー又は画像を見ることができる特定の範囲又は“スウィートスポット”を有し、その結果としてステレオビジョン又は３Ｄ画像の観察をもたらす。スウィートスポット内で観察者の頭部にはある程度の移動の自由が認められるが（左右に動くこと、及びディスプレイに対して近づいたり遠のいたりすること）、左右の眼は夫々特定の視域又は位置にあるよう制限されるので、依然として極めて制限的である。

表示ビューポイントの数を増やすことによって、マルチビューディスプレイは、３Ｄ効果が観察され得る領域の範囲を増大させるために使用され得る。マルチビューディスプレイの議論は、例えばHolliman：“3D Display Systems”（http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/summary?doi=10.1.1.149.2099，2005年）（非特許文献１）；Dodgson：“Analysis of the Viewing Zone of Multi-view Autostereoscopic Displays”（Stereoscopic Displays and Applications XIII，2002年1月21〜23日，カリフォルニア州サンジョーズ，Proc. SPIE 4660）（非特許文献２）；Dodgson et al.：“Multi-View Autostereoscopic 3D Display”（http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/summary?doi=10.1.1.42.7623，1999年）（非特許文献３）；及び“Broadcast 3D and Mobile Glasses-free Displays”（Insight Media University coursesから選択された内容，2011年11月）（非特許文献４）、等の様々な文献において見つけられ得る。なお、これらの文献は全て、その全文を参照により本願に援用される。マルチビューディスプレイは、観察者が左又は右へ移動する更なる自由を提供することができるが、ステレオビジョンを観察するための最適なビューイング距離が依然として存在する。観察者が、その最適な距離と比べてディスプレイから近すぎるか又は遠すぎる場合に、観察者は３Ｄ画像を観察することができないことがある。このビューイング制限は、既存の２次元（２Ｄ）ディスプレイと比較して有意な欠点であり得る。

Holliman："3D Display Systems"（http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/summary?doi=10.1.1.149.2099，2005年） Dodgson："Analysis of the Viewing Zone of Multi-view Autostereoscopic Displays"（Stereoscopic Displays and Applications XIII，2002年1月21〜23日，カリフォルニア州サンジョーズ，Proc. SPIE 4660） Dodgson et al.："Multi-View Autostereoscopic 3D Display"（http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/summary?doi=10.1.1.42.7623，1999年） "Broadcast 3D and Mobile Glasses-free Displays"（Insight Media University coursesから選択された内容，2011年11月）

先行技術のそれら及び他の欠点は、位置の検知及び適応的な数のビューを伴うマルチビュー３次元ディスプレイシステム及び方法を対象とする本原理によって対処される。

本原理の一態様は、適応的な数のビューを伴うマルチビュー３次元ディスプレイシステムを提供する。システムは、観察者の位置を検出する位置検知ユニットと、前記位置に基づきビューの数及びビュー配置を決定して、前記ビューのうちの異なる１つのみが前記観察者の夫々の眼の視域に供給されるようにするビュー配置ユニットと、前記観察者が３次元画像を見ることを可能にするよう、前記ビュー配置ユニットによって決定された前記ビュー配置に従って前記数のビューを表示するマルチビューディスプレイユニットとを有する。

本原理の他の態様は、マルチビュー３次元コンテンツを表示する方法を提供する。方法は、観察者の位置を検出するステップと、前記位置に基づきビューの数及びビュー配置を決定するステップであって、前記ビューのうちの異なる１つのみが前記観察者の夫々の眼の視域に供給されるようにするステップと、前記観察者が３次元画像を見ることを可能にするよう、前記ビュー配置に従って前記数のビューを表示するステップとを有する。

本原理の他の態様は、マルチビュー３次元ディスプレイシステムにおいて使用されるコンピュータ可読プログラムを有するコンピュータ可読記憶媒体であって、前記コンピュータ可読プログラムは、コンピュータによって実行される場合に、該コンピュータに、観察者の位置を検出するステップと、前記位置に基づきビューの数及びビュー配置を決定するステップであって、前記ビューのうちの異なる１つのみが前記観察者の夫々の眼の視域に供給されるようにするステップと、前記観察者が３次元画像を見ることを可能にするよう、前記ビュー配置に従って前記数のビューを表示するステップとを実行させる、コンピュータ可読記憶媒体を提供する。

本原理のそれら及び他の態様、特徴及び利点は、添付の図面に関連して読まれるべき例となる実施形態の以下の詳細な説明から明らかになるであろう。

本原理は、次の例となる図に従って、より良く理解され得る。
本原理の実施形態に従って、本原理が適用され得る、例となるプロセッシングシステムを示す。 本原理の実施形態に従って、位置の検知及び適応的な数のビューを伴う、例となるマルチビュー３次元ディスプレイシステムを示す。 本原理の実施形態に従って、位置の検知及び適応的な数のビューを用いてマルチビュー３次元コンテンツを表示する、例となる方法を示す。 本原理の実施形態に従って、本原理が適用され得る液晶ディスプレイで使用されるパララックスバリアを示す。 図４のディスプレイに対応する左右の眼の視域を示す。 本原理の実施形態に従って、本原理が適用され得る２ビュー方式３次元ディスプレイを示す。 本原理の実施形態に従って、本原理が適用され得る４ビュー方式３次元ディスプレイに対応する左右の眼の視域を示す。 本原理の実施形態に従って、本原理が適用され得るマルチビュー３次元ディスプレイに対する異なるビューイング位置に対応するビューを示す。 本原理の実施形態に従って、位置の検知を伴うマルチビュー３次元ディスプレイに対する異なるビューイング位置に対応するビューを示す。 本原理の実施形態に従って、位置の検知に基づくビュー配置の後の、図９のマルチビュー３次元ディスプレイに対する異なるビューイング位置に対応するビューを示す。

本原理は、位置の検知及び適応的な数のビューを伴うマルチビュー３次元ディスプレイシステム及び方法を対象とする。一実施形態では、本原理は、ディスプレイの前にいる観察者の位置の検出又は追跡に応答してビューの数を調整することによって、マルチビューディスプレイの視域を有利に調整する。

図１は、本原理の実施形態に従って、本原理が適用され得る、例となるプロセッシングシステム１００を示す。プロセッシングシステム１００は、システムバス１０４を介して他のコンポーネントへ動作上結合される少なくとも１つのプロセッサ（ＣＰＵ）１０２を有する。読出専用メモリ（ＲＯＭ；Read Only Memory）１０６、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ；Random Access Memory）１０８、ディスプレイアダプタ１１０、入出力（Ｉ／Ｏ；input/output）アダプタ１１２、ユーザインタフェースアダプタ１１４、及びネットワークアダプタ１９８は、システムバス１０４へ動作上結合される。

ディスプレイデバイス１１６は、ディスプレイアダプタ１１０によってシステムバス１０４へ動作上結合される。ディスクストレージデバイス（例えば、磁気又は光ディスクストレージデバイス）１１８は、Ｉ／Ｏアダプタ１１２によってシステムバス１０４へ動作上結合される。

マウス１２０及びキーボード１２２は、ユーザインタフェースアダプタ１１４によってシステムバス１０４へ動作上結合される。マウス１２０及びキーボード１２２は、システムとの間で情報を入力及び出力するために使用される。

トランシーバ１９６は、ネットワークアダプタ１９８によってシステムバス１０４へ動作上結合される。

プロセッシングシステム１００は、他の要素（図示せず。）を更に含んでも、あるいは、特定の要素を省略してもよく、更には、他の変形例が、ここで与えられている本原理の教示を鑑みて当業者によって容易に想到される。

更に、図２に関して以下で記載されるシステム２００は、本原理の夫々の実施形態を実装するためのシステムであることが認識されるべきである。プロセッシングシステム１００の部分又は全ては、システム２００の要素のうちの１つ以上において実装されてよく、プロセッシングシステム１００及びシステム２００の部分又は全ては、例えば、図３の方法３００を含む、ここで記載される方法ステップの少なくとも幾つかを実行してよい。

図２は、本原理の実施形態に従って、位置の検出及び適応的な数のビューを伴う、例となるマルチビュー３次元ディスプレイシステム２００を示す。システム２００は、位置検知ユニット２１０、ビュー配置ユニット２２０、及びマルチビューディスプレイユニット２３０を有する。

位置検知ユニット２１０は、観察者の位置及び／又は観察者の少なくとも一方の眼の位置を検知又は検出するよう構成される。一実施形態では、位置検知ユニット２１０は、観察者の画像を生成するよう構成される観察者画像生成ユニット２１１（例えば、観察者を撮影することによる。）と、観察者の画像から、観察者及び／又は観察者の少なくとも一方の眼の位置を計算するよう構成される位置計算ユニット２１２とを有することができる。本発明に関連して、観察者の空間位置又は所在と、観察者の片眼又は両眼の空間位置又は所在とは、位置情報が互いから推定され得ることから、同義的に使用され得る。よって、具体的な事情に応じて、観察者の位置との以降の言及は、観察者の片眼又は両眼の位置の代替物を含むと解釈され得る。

観察者の空間位置を決定する一例として、観察者画像生成ユニット２１１は、単眼カメラ、ステレオカメラ、マルチカメラ、及びデプスカメラのうちの少なくとも１つを有することができる。当然ながら、ここで与えられている本原理の教示を鑑みて、他のデバイス及び／又は技術も、観察者の空間位置を決定するために使用され得る。

観察者の空間位置を決定する他の例として、位置検知ユニット２１０は、マルチビューディスプレイユニット２３０から大体において観察者までの及び／又は特に観察者の片眼若しくは両眼までの距離を測定する距離測定ユニット２１３を有することができる。一実施形態では、距離情報は、例えば、補助的な光源を観察者の上に投影することによって、生成され得る。

ビュー配置ユニット２２０は、表示されるべきビューの数を計算又は決定し、観察者の位置に従ってビューを配置又は配列する。決定は、所与の自動立体ディスプレイシステムの様々なパラメータ、例えば、表示スクリーン幅、最適なビューイング距離及び“アイボックス（eyebox）”の幅（画像がスクリーン全体にわたって可視的である幅）、並びにとりわけDodgson，“Analysis of the viewing zone of multi-view autostereoscopic displays”，Proc. SPIE 4660（2002年）によって議論されているような概念に基づき、行われ得る。ビュー配置ユニット２２０は、ビューを再配置又は配列した後、ステレオビジョン、すなわち、２つのビューに基づく３次元画像、が観察者の位置で観察されることを可能にするように、観察者の左右の眼が異なったビューを見て、夫々の目がまさにただ１つのビュー（他方の眼のビューと立体画像対を形成する。）を見ることを確かにする。一実施形態では、ビュー配置ユニット２２０は、ここで記載される１つ以上の技術により、左右の眼がステレオビジョンを観察するためのスウィートスポット又は対応するビューイング領域を拡大することにも関与する。

マルチビュー３次元ディスプレイユニット２３０は、３次元画像のビューイングを可能にするよう、異なるビューに対応する画像を表示する。一実施形態では、マルチビュー３次元ディスプレイユニット２３０は、光の方向、指向性バックライト、等を変更する特性を備えたレンチキュラーレンズ、パララックスバリア、プリズム構成、マルチプロジェクタ、ホログラフィックデバイスのうちの少なくとも１つを用いて、２つの異なったビューポイントに対応する画像を表示することができる。当然ながら、前述の列挙は実例にすぎず、制限的ではない。

図３は、本原理の実施形態に従って、位置の検知及び適応的な数のビューを用いてマルチビュー３次元コンテンツを表示する、例となる方法３００を示す。

ステップ３１０で、観察者の位置は、例えば、上述されたように図２の位置検知ユニット２１０を用いて、検出又は決定される。観察者の位置は、例えば、観察者の頭部又は片眼若しくは両眼を含む、立体視ビジョンに関連する観察者の１つ以上の基準点を指すことができる。当然、ここで与えられている本原理の教示を鑑みて、当業者は、位置の検知又は検出のための上記及び他の方法を容易に決定するであろう。

ステップ３２０で、表示されるべきビューの数及びそれらのビューのための配置は、ステップ３１０で決定された位置に応答して又はそれに基づき計算又は決定される。具体的に、ビューの数及びビューの配置は、ビューのうちの異なる１つのみが観察者の夫々の眼の視域にて供給されるように決定される。

ステップ３３０で、結果して得られる数のビューは、観察者が３次元画像を見ることを可能にするよう、ステップ３２０で決定されたビューの配置に従って表示される。一例として、マルチビューディスプレイユニットは、光の方向、指向性バックライト、等を変換する特性を備えているレンチキュラーレンズ、パララックスバリア、プリズム構成、マルチプロジェクタ、ホログラフィックデバイスのうちの１つを用いて、少なくとも２つの異なったビューポイントに対応する画像を表示することができる。

よって、上述されたように、フィルタリング眼鏡を使用せずに３次元画像を見ることを可能にするよう、異なったビューイング位置に基づく異なったビューポイントを有する画像が表示されて、観察者の夫々の眼によって別個に見られ得る。例えば、別々の画像は、観察者の夫々左眼及び右眼に表示されてよく、それによって３次元効果を提供する。これを実施するよう、ディスプレイの夫々のピクセルから発せられる光は、主として特定の方向からのみ観察可能であり得る。このことは、ピクセルごとのピクセル情報が全ての方向から観察可能である２次元ディスプレイと比較して有意な相違であり得る。夫々のピクセルから発せられる光が特定の方向からのみ観察されることを可能にするよう、例えば、レンチキュラーレンズアレイ又はパララックスバリアアレイが使用され得る。それらの光学メカニズムは、ピクセルの列を、夫々特定の方向から可視的である２つ以上の組に光学的に分割する。

図４は、本原理の実施形態に従って、本原理が適用され得る液晶ディスプレイ（ＬＣＤ；liquid crystal display）４００において使用されるパララックスバリア４３０を表す。左眼画像４１０及び右眼画像４２０は両方とも、ディスプレイ４００において表示される。位置４０２は、観察者の左眼の位置を示し（すなわち“左眼位置４０２”）、位置４０４は、観察者の右眼の位置を示す（すなわち“右眼位置４０４”）。パララックスバリア４３０は、画像４１０及び４２０から発せられる光を屈折させるために、位置４０２及び４０４と画像４１０及び４２０との間に配置される。パララックスバリア４３０は、左眼画像４１０から発せられた光が、右眼位置４０４に到達しないようパララックスバリア４３０によってブロックされ、且つ、右眼画像４２０から発せられた光が、左眼位置４０２に到達しないようパララックスバリア４３０によってブロックされるように、設計される。ステレオビジョンは、観察者の左右の眼が夫々の視域又はビューイング領域に位置付けられている場合に観察され得る。視域又はビューイング領域の位置は、パララックスバリアを備えたディスプレイの具体的な構成（例えば、大きさ、レイアウト、形状、等）によって定義される。ステレオビジョンは、観察者の両眼が定義されている視域から離れる場合には観察され得ない。

図５は、図４のディスプレイに関連する２つの視域５１０及び５２０を示す図である。ディスプレイ４００の各ＬＣＤピクセル５０１に関して、パララックスバリア４３０は、左眼ビューイング領域５２０及び右眼ビューイング領域５１０をもたらす。ビューイング領域内では、ピクセルは、夫々左眼ビュー及び右眼ビューとして現れる。左眼ビューイング領域５２０は、図４に示されている位置４０２に対応する領域であり、観察者の左眼が領域５２０内にとどまる場合に、左眼がＬＣＤディスプレイにおいて左眼画像のみを観察することを示す。同様に、右眼ビューイング領域５１０は、図４に示されている位置４０４に対応する領域であり、観察者の右眼が領域５１０内にとどまる場合に、右眼がＬＣＤディスプレイにおいて右眼画像のみを観察することを示す。視域５１０及び５２０は、ディスプレイ４００から所定のビューイング距離“ｄ”に位置することが留意されるべきである。なお、観察者の片眼又は両眼が夫々の視域５１０及び５２０の範囲から出る場合には、ステレオビジョンは観察者によって観察されない。

図６は、本原理の実施形態に従って、本原理が適用され得る２ビュー方式３次元ディスプレイ６００を示す。２ビュー方式３次元ディスプレイ６００は、２人の観察者６９１及び６９２に関して示されており、パララックスバリア又はレンチキュラーディスプレイの使用は、図６において示されるように、“１”及び“２”とラベルを付された交互ビューとともに、複数の視域を生じさせる。この及び以降の図では、夫々のマルチビュー自動立体ディスプレイは、たとえそれらの図において明示的に示されていないとしても、図４乃至５において示されたのと同様のパララックスバリア（又はレンチキュラーレンズのような自動立体視のための他の適切なコンポーネント）を有する。

この構成において、ビュー１における画像は右眼画像に対応し、ビュー２における画像は左眼画像に対応し、空間におけるダイヤモンド形の領域６０１及び６０２の夫々は、単一の画像、すなわち、ビュー１又はビュー２の画像のみが可視的である視域又はビューイング領域に対応する。

観察者の左眼が左眼ビューイング領域６０２にあり且つ観察者の右眼が右眼ビューイング領域６０１にある限り（例えば、観察者６９１）、観察者はステレオビジョンを見る。しかし、観察者の頭部が不適切な位置にあり、すなわち、右眼が左眼画像を見、左眼が右眼画像を見る確率は、５０％である（例えば、観察者６９２）。このことは、シュードスコピック像、すなわち、反転ステレオを与える。そのため、観察者は、自身の両眼が夫々の視域内にあることを確かにすべきである。このことは、視域の面積又は範囲が比較的小さいために困難であり得る。

この問題は、表示されるビューの数を増やして、夫々のビューアーに各自の頭部を左右に夫々の左右の視域６０１及び６０２を超えて動かす幾らかの柔軟性を与えることによって、解決され得る。

図７は、本原理の実施形態に従って、表示されるビューの数が２ビュー（図６を参照）から４ビューに増やされている４ビュー方式３次元ディスプレイ７００に対応する視域を示す。４つのビューの夫々は、夫々１〜４とラベルを付されている。この構成において、ビュー１〜４は、順番にシーン又は画像の異なったビューポイントを表す。具体的に、それらのビューは、ビューシーケンス１〜４における隣接する画像（すなわち、ビュー１及び２；ビュー２及び３；並びにビュー３及び４）が右及び左の立体画像の対に含まれる画像に対応するように、与えられる。なお、ビュー４及び１は、右及び左の立体画像の対を形成しない。

よって、位置７１０にいる観察者７９２は、視域７０２にある右眼がビュー２を見ることができ且つ視域７０３にある左眼がビュー３を見ることができるので、ステレオビジョンを見ることができる。更に、ステレオビジョンは、他の２つの位置で観察され得る。すなわち、右眼及び左眼が、隣接する視域７０１及び７０２（夫々ビュー１及び２）にあるとき、並びに視域７０３及び７０４（夫々ビュー３及び４）にあるときである。観察者が位置７２０にいるときにシュードスコピック像を見る可能性が依然としてあるが（右眼がビュー４を見、左眼がビュー１を見ることによる。）、その確率は、図６におけるシナリオと比べる、ビューの数を増やしたことにより２５％に低下する。

しかし、ビューの数が増やされたこのようなマルチビューディスプレイによってさえ、ディスプレイからの夫々の視域の最適な距離“ｄ”は固定であり、すなわち、３Ｄディスプレイユニットの設計及び構成に従って予め決定される。このことは、ディスプレイに対する観察者の前後の移動を制限する。最適な距離で、正確な視域にある夫々の眼は、まさに１つのビューを示すスクリーン全体を見る。観察者が前又は後ろに動くと、ビューイング距離は最適な距離から変化し、観察者は、画像が異なったビューの部分から成ると感じ得る。

これは、図８に表されている。図８は、本原理が適用され得るマルチビュー３次元ディスプレイ８００に対する異なったビューイング位置に対応する４つのビューを示す。観察者の右眼が位置８１０にある場合は、右眼はビュー１のみを見る。観察者が後ろに下がり、それにより観察者の右眼が位置８２０にある場合は、右眼はビュー１とビュー２との混合を見る。観察者が前に進み、それにより観察者の右眼が位置８３０にある場合は、右眼はビュー１とビュー４との混合を見る。よって、観察者が最適な距離から前又は後ろに動くと、観察者は異なるビューの混合を見ることとなり、多数のゴーストが発生する。

本原理の一実施形態に従って、観察者の位置、又は代替的に、観察者の片眼若しくは両眼の位置は、検知又は検出される。それにより、観察者が最適な距離よりもディスプレイに幾らか近くにおり、少なくとも一方の眼が１よりも多いビューを見ることを生じさせると決定される場合に、マルチビューディスプレイシステムは（当初の数と比べて）ビューの数を減らし、いくつかのビューの画像を他のビューの画像と置換して、観察者が依然としてステレオビジョンを見ることができるようにする。これは、以下で図９乃至１０を参照して更に論じられる。

図９は、本原理の実施形態が適用され得る、位置の検知を伴うマルチビュー３次元ディスプレイ９００に対する異なったビューイング位置で表示される様々なビューを示す。この例では、自動立体ディスプレイ９００は、４つのビューを表示するよう構成される。観察者の右眼が位置９１０にあり且つ観察者の左眼が位置９２０にある場合に、観察者の右眼は、ビュー１とビュー２との混合画像を見、観察者の左眼は、ビュー３とビュー４との混合画像を見る。言い換えると、それらの混合ビュー区間では、ステレオビジョンを観察することは不可能である。

しかし、本原理の実施形態に従って、システムは（例えば、図２のその位置検知ユニット２１０により）、観察者が、ディスプレイ９００から距離“ｄ”にある最適なビューイング位置に対して“不適切”な又は好ましくない位置にいることを検出する。次いで、システムは、ビューの数を４から２に減らし、２つの表示されるビューを（例えば、図２のビュー配置ユニット２２０を用いて）再配置又は配列する。それにより、夫々のビューは、図１０に示されるように、２つの隣接する又は隣り合った光スロットを占有する。この議論において、語“光スロット”は、単一のビューが提供又は投影され得るボリューム又は空間範囲（マルチビュー自動立体視ステムによって定義される。）を指す。

図１０は、図９において見られる同じ位置９１０及び９２０を用いて、マルチビュー３次元ディスプレイ９００のための様々なビューイング位置での結果として得られるビュー１及び２（すなわち、マルチビューディスプレイが４表示ビューから２表示ビューへ再構成された後のビュー）を示す。この構成において、視域又は位置９１０にある観察者の右眼はビュー１のみを見、視域又は位置９２０にある観察者の左眼はビュー２のみを見る。それにより、適切なステレオビジョン又は３次元画像が観察され得る。

そのため、一実施形態に従って、マルチビュー画像表示システムは、検出された観察者の位置に従って、表示されるビューの数を適応させることができる。表示されるビューの数を減らすことによって、ステレオビジョンのための視域の位置（又は対応するスウィートスポット）は、観察者の位置に基づき適応又は変更され得、結果として、先行技術と比較して、観察者が左右及び前後に動くための更なる自由度をもたらす。

図１０において、ビューの数は、表示されているビューの元の又は最初の数の半分に（すなわち、４ビューから２ビューへ）減らされ、全てのビューは同数の光スロットを占有する。この例では、ビュー１及びビュー２は夫々２つの隣接する光スロットを占有し、それにより、視域９１０及び９２０は夫々ただ１つのビューを示す。この調整又は適応されたマルチビュー構成では、ステレオビジョンを見るための最適な距離も、観察者の位置（図９における最適な距離とは異なる。）に変更される。この“ビュー減少”配置は、自動立体ディスプレイの具体的な構成に従って具体的な位置で実施され得る。

ビューの数を２以上（ステレオビジョンを提供するため。）の如何なる数にも減らすことが可能であり、異なるビューは異なる数の光スロットを占有してよいことが留意されるべきである。一実施形態では、ビュー減少構成における少なくとも１つのビューは、少なくとも２つの隣接する光スロットを占有するよう配置され、それにより、対応する視域（すなわち、２つの隣接するスロットに関連する。）の範囲は、当初のビュー構成におけるものと比べて拡大又は増大される。例えば、ディスプレイが４ビューから３ビューに減らされる場合に、ビュー１は２つの隣接するスロットを占有することができ、一方、ビュー２及び３は夫々１つのスロットを占有することができる。この場合に、ビュー１のための視域は、４ビュー構成（ビューごとにただ１つのスロットを有する構成）における視域と比べて範囲が大きい。更に、ビュー１のための視域はまた、新たな３ビュー構成において、ビュー２及び３のための夫々の視域よりも大きい。

ビュー１〜３の夫々がただ１つのスロットを占有することも可能であり、その場合に、全てのビューのための視域の範囲は等しい。他の実施形態では、自動立体ディスプレイシステムはまた、調整可能な光スロットを提供するよう構成され得る。光スロットの数に対するビューの具体的な配置は、例えば、とりわけInsight Media University coursesからの選択された内容のうちの“Broadcast 3D and Mobile Glasses-free Displays”における原理のような、自動立体ディスプレイの原理に基づき選択又は決定され得る。

他の例では、１６ビュー表示のために、システムは、観察者の位置に従って、ビューの数を１６から６に減らすと決定してよい。これは、６つのビューのためのスロット割り当ての次のシナリオ又は状況を生じさせることができる。

このビュー配置のために、観察者の現在の位置のための２つのビュー（すなわち、右眼ビュー及び左眼ビュー）及び他の位置（例えば、現在の位置に隣接する位置）のための２つのビューは夫々３つの光スロットを占有することができ、一方、残り２つのビューは２つのスロットを占有することができる。夫々のスロット割り当てシナリオ（すなわち、番号１〜６）は、観察者の現在の位置及び新しい位置に従ってシステムによって割り当てられる。新しい位置は、例えば、観察者の動き検出を用いることによって、推定され得る。システムが現在の位置及び推定される新しい位置を決定すると、スロット割り当ては然るべく調整され得る。

一例として、観察者がビュー３及び４に対応する位置に最初にいる場合に、ディスプレイシステムは、３つの光スロットを占有するようビュー３及び４の夫々を構成することができる。観察者がビュー５及び６に対応する新しい位置へ動いているとシステムが検出するならば、ディスプレイシステムは、スロット割り当てをシナリオ番号３に調整し、３つの光スロットをビュー５及び６の夫々に割り当てることができ、残りのビュー１及び２も夫々２つの光スロットを占有する。言い換えると、ディスプレイシステムは、観察者の位置及び移動に従って動的なプロセスとして（例えば、実時間において）光スロット割り当てを実施する。

位置の検知及び適応的な数のビューを伴うマルチビュー３次元システム及び方法のための本原理は、例えば、自動立体３次元ディスプレイのような３次元ディスプレイデバイスにおいて、又は３次元ディスプレイデバイスへ結合されるビデオ再生デバイスにおいて実装され得る。一実施形態において、本原理は、例えば、ホーム環境において見られるような、複数ユーザ構成のために構成される。なお、他の実施形態では、本原理は、３次元センサを備えたモバイルデバイスにおいて実装され得る。

一実施形態では、表示されるビューの数は、夫々の眼が異なるビューを見ていることを確かにするのに必要な最低限のビュー数に減らされる。これは、ビューの数、ビュー位置、等に応じた特定の制限を伴って、１人よりも多いビューアーについて実施され得る。

本原理の原理、態様及び実施形態並びにそれらの具体例を挙げているここでの全ての記述は、それらの構造的及び機能的等価物のいずれも包含するよう意図される。そのような等価物は、現在知られている等価物及び将来開発される等価物（すなわち、構造にかかわらず、同じ機能を実行する、開発されたあらゆる要素）の両方を含むことも意図される。

図中に示されている様々な要素の機能は、適切なソフトウェアと関連してソフトウェアを実行可能なハードウェアに加えて、専用のハードウェアの使用を通じて、提供されてよい。プロセッサによって提供される場合に、機能は、単一の専用プロセッサによって、単一の共有プロセッサによって、あるいは、一部のプロセッサが共有され得る複数の個別的なプロセッサによって、提供されてよい。更に、語「プロセッサ」又は「コントローラ」の明示的な使用は、ソフトウェアを実行可能なハードウェアにもっぱら言及するものと解釈されるべきではなく、制限なしに、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ；digital signal processor）ハードウェア、ソフトウェアを記憶するための読出専用メモリ（ＲＯＭ；read-only memory）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ；random access memory）、及び不揮発性ストレージを暗に含んでよい。

望ましくは、本原理の教示は、ハードウェアとソフトウェアとの組み合わせとして実装される。ソフトウェアは、プログラム記憶ユニット又はコンピュータ可読記憶媒体において有形に具現されるアプリケーションプログラムとして実装されてよい。アプリケーションプログラムは、何らかの適切なアーキテクチャを有するマシンにアップロードされて、それにより実行されてよい。望ましくは、マシンは、例えば１つ以上の中央演算処理装置（ＣＰＵ；central processing units）、ＲＡＭ、及び／又は入出力インタフェース等のハードウェアを備えたコンピュータプラットフォームにおいて実装される。

実例となる実施形態が添付の図面を参照してここで記載されてきたが、本原理は、それらの厳密な実施形態に制限されず、様々な変更及び改良は、本原理の適用範囲又は主旨から逸脱することなしに、それらにおいて当業者によって達成され得ることが理解されるべきである。全てのそのような変更及び改良は、添付の特許請求の範囲で特定される本原理の適用範囲内に含まれるよう意図される。

実例となる実施形態が添付の図面を参照してここで記載されてきたが、本原理は、それらの厳密な実施形態に制限されず、様々な変更及び改良は、本原理の適用範囲又は主旨から逸脱することなしに、それらにおいて当業者によって達成され得ることが理解されるべきである。全てのそのような変更及び改良は、添付の特許請求の範囲で特定される本原理の適用範囲内に含まれるよう意図される。
上記の実施形態に加えて、以下の付記を開示する。
（付記１）
適応的な数のビューを伴うマルチビュー３次元ディスプレイシステムであって、
観察者の位置を検出する位置検知ユニットと、
前記位置に基づきビューの数及びビュー配置を決定して、前記ビューのうちの異なる１つのみが前記観察者の夫々の眼の視域に供給されるようにするビュー配置ユニットと、
前記観察者が３次元画像を見ることを可能にするよう、前記ビュー配置ユニットによって決定された前記ビュー配置に従って前記数のビューを表示するマルチビューディスプレイユニットと
を有するマルチビュー３次元ディスプレイシステム。
（付記２）
前記ビュー配置ユニットは、前記検出された位置が、画像のただ１つのビューが夫々の眼に供給されるところの位置に対応する場合に、表示されているビューの当初の数と比較してビューの数を増やすよう構成される、
付記１に記載のマルチビュー３次元ディスプレイシステム。
（付記３）
前記ビュー配置ユニットは、前記検出された位置が、夫々の眼が前記画像の１よりも多いビューを見るところの位置に対応する場合に、表示されているビューの当初の数と比較してビューの数を減らすよう構成される、
付記１に記載のマルチビュー３次元ディスプレイシステム。
（付記４）
前記位置検知ユニットは、
前記観察者の画像を生成する観察者画像生成ユニットと、
前記観察者の画像から前記位置を計算する位置計算ユニットと
を有する、付記１に記載のマルチビュー３次元ディスプレイシステム。
（付記５）
前記観察者画像生成ユニットは、単眼カメラ、ステレオカメラ、マルチカメラ、及びデプスカメラのうちの少なくとも１つを有する、
付記４に記載のマルチビュー３次元ディスプレイシステム。
（付記６）
前記位置検知ユニットは、前記マルチビューディスプレイユニットからの前記観察者及び該観察者の少なくとも１つの眼のうちの少なくとも１つの夫々の距離を測定する距離測定ユニットを有する、
付記１に記載のマルチビュー３次元ディスプレイシステム。
（付記７）
前記位置検知ユニットは、前記観察者の左眼及び右眼の夫々の各位置を検知し、前記ビュー配置ユニットは、前記観察者の左眼及び右眼の夫々の前記各位置に応答して前記ビューの数及び前記ビュー配置を計算する、
付記１に記載のマルチビュー３次元ディスプレイシステム。
（付記８）
前記ビュー配置ユニットは、前記観察者の左眼及び右眼に関連する夫々の視域を拡大するよう前記ビューの数及び前記ビュー配置を計算する、
付記１に記載のマルチビュー３次元ディスプレイシステム。
（付記９）
前記ビュー配置は、少なくとも２つの異なったビューを含む、
付記１に記載のマルチビュー３次元ディスプレイシステム。
（付記１０）
前記マルチビューディスプレイユニットは、光の方向及び指向性バックライトを変更する特性を備えるレンチキュラーレンズ、パララックスバリア、プリズム構成、マルチプロジェクタ、ホログラフィックデバイスのうちの少なくとも１つを使用して、結果として生じる３次元画像を表示する、
付記１に記載のマルチビュー３次元ディスプレイシステム。
（付記１１）
マルチビュー３次元コンテンツを表示する方法であって、
観察者の位置を検出するステップと、
前記位置に基づきビューの数及びビュー配置を決定するステップであって、前記ビューのうちの異なる１つのみが前記観察者の夫々の眼の視域に供給されるようにするステップと、
前記観察者が３次元画像を見ることを可能にするよう、前記ビュー配置に従って前記数のビューを表示するステップと
を有する方法。
（付記１２）
前記決定するステップは、前記検出された位置が、画像のただ１つのビューが夫々の眼に供給されるところの位置に対応する場合に、表示されているビューの当初の数と比較してビューの数を増やすことを含む、
付記１１に記載の方法。
（付記１３）
前記決定することは、前記検出された位置が、夫々の眼が前記画像の１よりも多いビューを見るところの位置に対応する場合に、表示されているビューの当初の数と比較してビューの数を減らすことを含む、
付記１１に記載の方法。
（付記１４）
前記検出するステップは、
前記観察者の画像を生成するステップと、
前記観察者の画像から前記位置を計算するステップと
を有する、付記１１に記載の方法。
（付記１５）
前記観察者の画像は、単眼カメラ、ステレオカメラ、マルチカメラ、及びデプスカメラのうちの少なくとも１つにより生成される、
付記１４に記載の方法。
（付記１６）
前記検出するステップは、マルチビューディスプレイユニットからの前記観察者及び該観察者の少なくとも１つの眼のうちの少なくとも１つの夫々の距離を測定することを有する、
付記１１に記載の方法。
（付記１７）
前記検出するステップは、前記観察者の左眼及び右眼の夫々の各位置を検知し、前記決定するステップは、前記観察者の左眼及び右眼の夫々の前記各位置に応答して前記ビューの数及び前記ビュー配置を計算する、
付記１１に記載の方法。
（付記１８）
前記決定するステップは、前記観察者の左眼及び右眼に関連する夫々の視域を拡大するよう前記ビューの数及び前記ビュー配置を計算する、
付記１１に記載の方法。
（付記１９）
前記ビュー配置は、少なくとも２つの異なったビューを含む、
付記１１に記載の方法。
（付記２０）
前記表示するステップは、光の方向及び指向性バックライトを変更する特性を備えるレンチキュラーレンズ、パララックスバリア、プリズム構成、マルチプロジェクタ、ホログラフィックデバイスのうちの少なくとも１つを使用して、結果として生じる３次元画像を表示する、
付記１１に記載の方法。
（付記２１）
マルチビュー３次元ディスプレイシステムにおいて使用されるコンピュータ可読プログラムを有するコンピュータ可読記憶媒体であって、
前記コンピュータ可読プログラムは、コンピュータによって実行される場合に、該コンピュータに、
観察者の位置を検出するステップと、
前記位置に基づきビューの数及びビュー配置を決定するステップであって、前記ビューのうちの異なる１つのみが前記観察者の夫々の眼の視域に供給されるようにするステップと、
前記観察者が３次元画像を見ることを可能にするよう、前記ビュー配置に従って前記数のビューを表示するステップと
を実行させる、コンピュータ可読記憶媒体。
（付記２２）
前記決定するステップは、前記検出された位置が、画像のただ１つのビューが夫々の眼に供給されるところの位置に対応する場合に、表示されているビューの当初の数と比較してビューの数を増やすことを含む、
付記２１に記載のコンピュータ可読記憶媒体。
（付記２３）
前記決定することは、前記検出された位置が、夫々の眼が前記画像の１よりも多いビューを見るところの位置に対応する場合に、表示されているビューの当初の数と比較してビューの数を減らすことを含む、
付記２１に記載のコンピュータ可読記憶媒体。
（付記２４）
前記検出するステップは、
前記観察者の画像を生成するステップと、
前記観察者の画像から前記位置を計算するステップと
を有する、付記２１に記載のコンピュータ可読記憶媒体。
（付記２５）
前記検出するステップは、マルチビューディスプレイユニットからの前記観察者及び該観察者の少なくとも１つの眼のうちの少なくとも１つの夫々の距離を測定することを有する、
付記２１に記載のコンピュータ可読記憶媒体。
（付記２６）
前記決定するステップは、前記観察者の左眼及び右眼に関連する夫々の視域を拡大するよう前記ビューの数及び前記ビュー配置を計算する、
付記２１に記載のコンピュータ可読記憶媒体。

Claims (26)

1. 適応的な数のビューを伴うマルチビュー３次元ディスプレイシステムであって、
   観察者の位置を検出する位置検知ユニットと、
   前記位置に基づきビューの数及びビュー配置を決定して、前記ビューのうちの異なる１つのみが前記観察者の夫々の眼の視域に供給されるようにするビュー配置ユニットと、
   前記観察者が３次元画像を見ることを可能にするよう、前記ビュー配置ユニットによって決定された前記ビュー配置に従って前記数のビューを表示するマルチビューディスプレイユニットと
   を有するマルチビュー３次元ディスプレイシステム。
2. 前記ビュー配置ユニットは、前記検出された位置が、画像のただ１つのビューが夫々の眼に供給されるところの位置に対応する場合に、表示されているビューの当初の数と比較してビューの数を増やすよう構成される、
   請求項１に記載のマルチビュー３次元ディスプレイシステム。
3. 前記ビュー配置ユニットは、前記検出された位置が、夫々の眼が前記画像の１よりも多いビューを見るところの位置に対応する場合に、表示されているビューの当初の数と比較してビューの数を減らすよう構成される、
   請求項１に記載のマルチビュー３次元ディスプレイシステム。
4. 前記位置検知ユニットは、
   前記観察者の画像を生成する観察者画像生成ユニットと、
   前記観察者の画像から前記位置を計算する位置計算ユニットと
   を有する、請求項１に記載のマルチビュー３次元ディスプレイシステム。
5. 前記観察者画像生成ユニットは、単眼カメラ、ステレオカメラ、マルチカメラ、及びデプスカメラのうちの少なくとも１つを有する、
   請求項４に記載のマルチビュー３次元ディスプレイシステム。
6. 前記位置検知ユニットは、前記マルチビューディスプレイユニットからの前記観察者及び該観察者の少なくとも１つの眼のうちの少なくとも１つの夫々の距離を測定する距離測定ユニットを有する、
   請求項１に記載のマルチビュー３次元ディスプレイシステム。
7. 前記位置検知ユニットは、前記観察者の左眼及び右眼の夫々の各位置を検知し、前記ビュー配置ユニットは、前記観察者の左眼及び右眼の夫々の前記各位置に応答して前記ビューの数及び前記ビュー配置を計算する、
   請求項１に記載のマルチビュー３次元ディスプレイシステム。
8. 前記ビュー配置ユニットは、前記観察者の左眼及び右眼に関連する夫々の視域を拡大するよう前記ビューの数及び前記ビュー配置を計算する、
   請求項１に記載のマルチビュー３次元ディスプレイシステム。
9. 前記ビュー配置は、少なくとも２つの異なったビューを含む、
   請求項１に記載のマルチビュー３次元ディスプレイシステム。
10. 前記マルチビューディスプレイユニットは、光の方向及び指向性バックライトを変更する特性を備えるレンチキュラーレンズ、パララックスバリア、プリズム構成、マルチプロジェクタ、ホログラフィックデバイスのうちの少なくとも１つを使用して、結果として生じる３次元画像を表示する、
    請求項１に記載のマルチビュー３次元ディスプレイシステム。
11. マルチビュー３次元コンテンツを表示する方法であって、
    観察者の位置を検出するステップと、
    前記位置に基づきビューの数及びビュー配置を決定するステップであって、前記ビューのうちの異なる１つのみが前記観察者の夫々の眼の視域に供給されるようにするステップと、
    前記観察者が３次元画像を見ることを可能にするよう、前記ビュー配置に従って前記数のビューを表示するステップと
    を有する方法。
12. 前記決定するステップは、前記検出された位置が、画像のただ１つのビューが夫々の眼に供給されるところの位置に対応する場合に、表示されているビューの当初の数と比較してビューの数を増やすことを含む、
    請求項１１に記載の方法。
13. 前記決定することは、前記検出された位置が、夫々の眼が前記画像の１よりも多いビューを見るところの位置に対応する場合に、表示されているビューの当初の数と比較してビューの数を減らすことを含む、
    請求項１１に記載の方法。
14. 前記検出するステップは、
    前記観察者の画像を生成するステップと、
    前記観察者の画像から前記位置を計算するステップと
    を有する、請求項１１に記載の方法。
15. 前記観察者の画像は、単眼カメラ、ステレオカメラ、マルチカメラ、及びデプスカメラのうちの少なくとも１つにより生成される、
    請求項１４に記載の方法。
16. 前記検出するステップは、マルチビューディスプレイユニットからの前記観察者及び該観察者の少なくとも１つの眼のうちの少なくとも１つの夫々の距離を測定することを有する、
    請求項１１に記載の方法。
17. 前記検出するステップは、前記観察者の左眼及び右眼の夫々の各位置を検知し、前記決定するステップは、前記観察者の左眼及び右眼の夫々の前記各位置に応答して前記ビューの数及び前記ビュー配置を計算する、
    請求項１１に記載の方法。
18. 前記決定するステップは、前記観察者の左眼及び右眼に関連する夫々の視域を拡大するよう前記ビューの数及び前記ビュー配置を計算する、
    請求項１１に記載の方法。
19. 前記ビュー配置は、少なくとも２つの異なったビューを含む、
    請求項１１に記載の方法。
20. 前記表示するステップは、光の方向及び指向性バックライトを変更する特性を備えるレンチキュラーレンズ、パララックスバリア、プリズム構成、マルチプロジェクタ、ホログラフィックデバイスのうちの少なくとも１つを使用して、結果として生じる３次元画像を表示する、
    請求項１１に記載の方法。
21. マルチビュー３次元ディスプレイシステムにおいて使用されるコンピュータ可読プログラムを有するコンピュータ可読記憶媒体であって、
    前記コンピュータ可読プログラムは、コンピュータによって実行される場合に、該コンピュータに、
    観察者の位置を検出するステップと、
    前記位置に基づきビューの数及びビュー配置を決定するステップであって、前記ビューのうちの異なる１つのみが前記観察者の夫々の眼の視域に供給されるようにするステップと、
    前記観察者が３次元画像を見ることを可能にするよう、前記ビュー配置に従って前記数のビューを表示するステップと
    を実行させる、コンピュータ可読記憶媒体。
22. 前記決定するステップは、前記検出された位置が、画像のただ１つのビューが夫々の眼に供給されるところの位置に対応する場合に、表示されているビューの当初の数と比較してビューの数を増やすことを含む、
    請求項２１に記載のコンピュータ可読記憶媒体。
23. 前記決定することは、前記検出された位置が、夫々の眼が前記画像の１よりも多いビューを見るところの位置に対応する場合に、表示されているビューの当初の数と比較してビューの数を減らすことを含む、
    請求項２１に記載のコンピュータ可読記憶媒体。
24. 前記検出するステップは、
    前記観察者の画像を生成するステップと、
    前記観察者の画像から前記位置を計算するステップと
    を有する、請求項２１に記載のコンピュータ可読記憶媒体。
25. 前記検出するステップは、マルチビューディスプレイユニットからの前記観察者及び該観察者の少なくとも１つの眼のうちの少なくとも１つの夫々の距離を測定することを有する、
    請求項２１に記載のコンピュータ可読記憶媒体。
26. 前記決定するステップは、前記観察者の左眼及び右眼に関連する夫々の視域を拡大するよう前記ビューの数及び前記ビュー配置を計算する、
    請求項２１に記載のコンピュータ可読記憶媒体。

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