专利名称：立体图像显示装置的制作方法
技术领域：
本发明的实施方式涉及立体图像显示装置。
背景技术：
在裸眼式立体图像显示装置中，观众(用户)不使用特殊眼镜，裸眼就可以观看 立体图像。在这样的立体图像显示装置中，是将不同视点的多个图像显示在平面显示装置(例如，液晶显示装置)上，依靠例如视差屏障(parallax barrier)、柱状透镜(lenticularlens)等光线控制元件进行控制，从而使观众能够观看立体图像。光线控制元件通常设置在平面显示装置的前面。被控制的光被导向观众的双眼，但只要观众的视听位置合适，观众(视听者)就能够观看到立体图像。将可观看这种立体图像的视听位置的区域称为视域。然而，存在这种视域是被限定的这一问题。也就是说，例如，与右眼感知的图像视点相比，左眼感知的图像视点为相对右侧，存在无法正确观看立体图像的视听位置，即逆视区域。因此，在裸眼式立体图像显示装置中，存在由于观众的视听位置而导致无法观看正常的立体图像的情况。因此，在立体图像显示装置中设置用于检测观察者位置的传感器，并根据该传感器的输出，当观察者处于视域时，照原样地显示图像，而当观察者处于逆视区域时，以使右眼用图像和左眼用图像分别入射到观众的右眼和左眼的方式控制显示图像，从而使其能够观看到正确的立体图像。上述传感器通常使用摄像机。在设置了这种摄像机的现有的立体图像显示装置中，立体图像显示装置所显示的立体图像根据观众的位置而改变。而且，有时在视听中会出现多个观众都没有改变位置，但根据上述摄像机所拍摄的图像却识别为至少有一个观众在移动，从而切换立体图像的情况。这时，对被识别为在移动的观众之外的观众来说，立体图像的切换是一个问题。
发明内容
根据本实施方式的立体图像显示装置，其特征在于，具备显示装置，包含具有像素被排列成矩阵状的显示画面的显示面板以及控制来自所述显示面板的像素的光线的光线控制元件；摄像机，设置于所述显示装置；面部追踪部，根据所述摄像机拍摄的图像来判定观众是否存在于所述显示装置的前面，并且，当所述观众存在于所述显示装置的前面时，对从所述显示装置到所述观众之间的距离及所述观众的位置进行抽样并检测；存储器，逐次存储由所述面部追踪部抽样并检出的所述观众的位置；以及图像显示控制部，当所述面部追踪部未识别出所述观众存在于所述显示装置的前面时，根据所述存储器中存储的所述观众的位置来推断所述观众的位置，并根据该推断的位置来驱动控制所述显示面板。根据本实施方式，可防止在观众没有移动时立体图像被切换。
图I是说明基于一实施方式的立体图像显示装置的图。图2是说明基于一实施方式的立体图像显示装置的图。图3是说明一实施方式的立体图像显示装置的框图。图4是说明一实施方式的立体图像显示装置的动作的流程图。
具体实施例方式下面，参考附图来说明实施方式。第一实施方式在图I中示出了基于第一实施方式的立体图像显示装置。该实施方式的立体图像显示装置I是裸眼式立体图像显示装置，具备显示图像的显示装置10、根据所拍摄的图像来检测观众的位置的摄像机20。显示装置10具有像素被排列成矩阵状的显示画面。摄像机20例如设置于包围显示装置10的显示画面的框架中的下框。而且，在本实施方式的立体图像显示装置中设定坐标系XYZ。例如，以摄像机20的位置为原点，以平行于显示装置10的显示画面的面为X-Y面，Z轴被设定为垂直于这个X-Y面且以朝向观众100的方向为正方向，从而设定坐标系XYZ。另外，X轴设定为平行于显示画面的横方向(水平方向)，Y轴设定为平行于显示画面的纵方向(垂直方向)。如图2所示，显示装置10包括显示面板10a、设置在该显示面板IOa前面的光线控制元件10b。光线控制元件IOb例如是视差屏障、柱状透镜等，其控制来自显示画面的像素的光线。如图3所示，而且，本实施方式的立体图像显示装置I具备面部追踪部(facetracking) 30、存储器35和图像显示控制部40。面部追踪部30对摄像机20所拍摄的图像进行图像处理，判定观众是否存在于显示装置10的前面，并且，如果观众100存在，则检测从显示装置10到观众100之间的距离及上述坐标系中的观众100的位置。面部追踪部30通过处理来自摄像机20的图像来识别观众100的脸，以脸的大小来检测从显示装置10到观众100之间的距离以及观众100在上述坐标系中的位置。例如，摄像机20识别观众100的双眼即左眼IOla及右眼101b，无论是谁双眼的中心距离几乎一定，因此，由包含双眼101a、IOlb的图像，可求得到观众100的距离z。如图2所示，这个距离z意味着从光线控制元件IOb的前表面到观众100的两眼间中点102之间的距离。而且，观众100的位置是指观众100的两眼间中点102的坐标(x，y，z)。面部追踪部30的检测动作按一定周期(例如，I秒 数秒间隔)来进行。也就是说，到观众100的距离以及观众100的位置被以一定周期进行抽样。存储器35逐次存储由面部追踪部30抽样的到观众100的距离及观众100的位置。例如，存储从现在开始到几个抽样至几十个抽样的数据。也就是说，抽样是在指定时间的范围(从现在开始到几个抽样至十几个抽样的时间范围)内进行。该面部追踪部30的面部追踪动作在观众100已通过图I所示的遥控器105选择了自动跟踪模式(自动跟踪模式启动)且显示装置10显示的图像是立体图像时进行。而且，在观众100未通过图I所示的遥控器105选择自动跟踪模式(自动跟踪模式关闭)的情况下，当显示装置10显示的图像为立体图像且观众100通过遥控器105手动选择了自动跟踪模式时进行。而且，在自动跟踪模式关闭的情况下，当显示装置10显示的图像从二维图像变为立体图像时也进行。图像显示控制部40根据检测到的距离z，判定观众100是否过于接近显示面板IOa(图4的步骤S10)。判定是否过于接近是指，在将显示面板IOa的显示画面的高度设为H(参考图I)时，如果z <3H，则判定为过于接近。而且，当过于接近时，由于正常视听立体图像的区域(视域)被严格限定，因此驱动控制显示面板IOa以在显示画面显示警告(图4的步骤S 12)。另外，即使在观众100手动选择了自动跟踪模式的情况下，也在显示画面显示警告。在任何情况下，图像显示控制部40都可以控制显示在显示面板IOa上的图像，进行视域调整，使观众100能视听正常的立体图像(步骤S12)。该视域调整，在观众100处于离开视域的位置的情况下进行。也就是说，图像显示控制部40判定观众100是否处于视域，如果观众100处于视域，则不调整视域，而将图像(视差图像)送到显示面板10a，进行 驱动控制。当观众100处于离开视域的位置时，进行视域调整。例如，图像显示控制部40以如下方式进行驱动控制，当观众面向显示面板的前表面并位于视域的右侧时，向左侧移动图像，以显示在显示面板上，当观众面向显示面板的前表面并位于视域的左侧时，向右侧移动图像，以显示在显示面板上。通过该视域调整，使观众100位于视域。而且，当面部追踪部30不能根据来自摄像机20的图像识别观众100时(非识别状态时)(图4的步骤S14)，图像显示控制部40推断观众100位于存储在存储器35中的在几个抽样中被检测出的观众100的位置(步骤S16)，并进行视域调整，驱动控制显示面板IOa (步骤 S18)。另外，非识别状态是一个观众也无法识别的状态，下列状况认为是非识别状态。a)因临时有事等原因，实际上观众不在场。b)摄像机的视野被某个障碍物遮挡。c)观众100的脸位置相对于摄像机的视野向左右或上下偏离。例如，成年观众100起立时，向上方偏离视野。d)观众100存在于摄像机的视野内，但由于各种因素而无法识别。这个d)的情况可以考虑为，例如，观众100戴口罩等使脸无法识别的情况、观众100相对于显示画面向旁边转头、低头从而无法识别脸的情况等。另外，在识别有多个观众时，如果其中至少有一人没被识别出来且至少另外一人被识别出来，则图像显示控制装置也可以不进行视域调整。而且，面部追踪部30和图像显示控制部40也可以内置于显示装置10，也可以设置在显示装置10的外部。另外，虽然未图示，但图像显示控制部40具有在外部发送来的图像信号是二维图像信号时，根据该二维图像信号生成图像的深度信息，并且利用该深度信息由二维图像信号生成多视差图像信号的功能。而且，也具有当外部发送来的图像信号是多视差图像信号时，转变成适合用于显示面板IOa的多视差图像信号的功能。而且，也具有由这些多视差图像信号转换成立体图像的功能。如上所述，根据本实施方式，能够防止在观众没有移动的情况下立体图像被切换。
第二实施方式下面，对采用第二实施方式的立体图像显示装置进行说明。该第二实施方式的立体图像显示装置是，在第一实施方式中，通过面部追踪部30抽样，存储器35根据被抽样的数据创建直方图并存储。这个直方图的创建，例如可按如下所述进行。例如，把在第一实施方式设定的坐标系XYZ的空间分为Icm3的单元，判定通过面部追踪部30抽样并检测的观众的位置(x，y, z)包含在哪个单元，通过计算包含在单元里的抽样数据的个数，并存储在存储器35中，从而可以创建直方图。也就是说，存储器35具有三维数组M(i，j，k) (i、j、k=0,1,2,…)，各数组与各单元对应，包含在各单元里的抽样数据的个数被存储在对应的数组中。
而且，在非识别状态时，根据在存储器35中创建并存储的直方图，推断观众100的位置。直方图最大的单元的坐标(中心坐标)是观众100的推断位置。图像显示控制部40以利用该推断位置来调整视域的方式驱动控制显示面板10a。另外，直方图的创建是在一定的时间范围(例如，从数秒到数十秒的范围)内进行的，当开始创建下一个直方图时，也可以从存储器35删除已存储的直方图。而且，直方图(直方图)的创建也可以以从显示装置10到观众100的距离固定的方式来创建。例如，当显示面板IOa的高为H时，上述距离可以是3H。也就是说，上述三维数组M(i，j，k)是二维数组(i，j，L)。在此，L是不超过3H的最大整数。通过这样创建直方图，可以在减少存储器35的容量的同时，减少创建直方图所需要的处理量等。另外，使用了上述直方图的观众100的位置推断可以在观众100手动选择自动追踪模式且为非识别状态时使用。该第二实施方式也与第一实施方式同样，能够防止在观众没有移动的情况下立体图像被切换。尽管描述了本发明的几种实施方式，但这些实施方式仅仅是示例，并不用于限制本发明的范围。实际上，这些新的实施方式可以用各种其他方式实施，并且，在不脱离本发明的精神的范围内，可以有各种省略、替代和改变。在本发明的范围和精神内，所附权利要求及其等价物也覆盖这些方式和改变。
权利要求
1.一种立体图像显示装置，其特征在于，具备 显示装置，包含具有像素被排列成矩阵状的显示画面的显示面板以及控制来自所述显示面板的像素的光线的光线控制元件； 摄像机，设置于所述显示装置； 面部追踪部，根据所述摄像机拍摄的图像来判定观众是否存在于所述显示装置的前面，并且，当所述观众存在于所述显示装置的前面时，对从所述显示装置到所述观众之间的距离及所述观众的位置进行抽样并检测； 存储器，逐次存储由所述面部追踪部抽样并检出的所述观众的位置；以及 图像显示控制部，当所述面部追踪部未识别出所述观众存在于所述显示装置的前面时，根据所述存储器中存储的所述观众的位置来推断所述观众的位置，并根据该推断的位置来驱动控制所述显示面板。
2.根据权利要求I所述的立体图像显示装置，其特征在于，所述抽样以指定间隔进行。
3.根据权利要求I所述的立体图像显示装置，其特征在于，所述抽样在指定时间的范围内进行。
4.根据权利要求I所述的立体图像显示装置，其特征在于， 所述存储器创建并存储与由所述面部追踪部抽样并检出的所述观众的位置相关的直方图， 所述图像显示控制部将所述直方图最大的位置推断为所述观众的位置。
5.根据权利要求4所述的立体图像显示装置，其特征在于，所述直方图的创建在指定时间的范围内进行。
6.根据权利要求4所述的立体图像显示装置，其特征在于，所述直方图以从所述显示装置到所述观众之间的距离为固定距离的方式来创建。
全文摘要
本发明提供一种立体图像显示装置，该立体图像显示装置具备显示装置，包含具有像素被排列成矩阵状的显示画面的显示面板以及控制来自显示面板的像素的光线的光线控制元件；摄像机，设置于显示装置；面部追踪部，根据摄像机拍摄的图像来判定观众是否存在于显示装置的前面，并且，当观众存在于显示装置的前面时，对从显示装置到观众之间的距离及观众的位置进行抽样并检测；存储器，逐次存储由面部追踪部抽样并检测的观众的位置；以及图像显示控制部，当面部追踪部未识别出观众存在于显示装置的前面时，根据存储器中存储的观众的位置来推断观众的位置，并根据该推断的位置来驱动控制显示面板。
文档编号G09G3/20GK102970571SQ20121013549
公开日2013年3月13日 申请日期2012年5月2日 优先权日2011年8月31日
发明者高岛和宏, 星野洁 申请人:株式会社东芝