专利名称：立体显示设备和立体显示设备的控制方法
技术领域：
本公开涉及使得能够不用眼镜观看立体视频的立体显示设备，以及立体显示设备的控制方法。
背景技术：
通过使用眼镜将基于不同偏振状态的视像(或视差图像)引导到左右眼来使能立体视频的观看的眼镜式立体显示器如今已经广泛使用。此外，使得不使用眼镜就能观看立体图像的自动立体显示器正在开发中并且引人关注。作为在眼镜式立体显示器中示出立体图像的方法，提议了使用诸如视差屏障或柱状透镜之类的视差元件来将多个视像中的规定视像引导到观看者的眼球的方法。 使用视差屏障的立体显示设备具有这样的结构由通过视差屏障的开口的光线形成的视频对于各个眼睛是不同的视像。尽管自动立体显示设备具有不需要专门的眼镜就可以进行立体观看的优点，但是其具有如下问题。参考图17.，视像被周期性地排列在液晶显示器IOOa上的像素中(视图1，2，3，4，1，2，3，4，…)。因此，在各个周期的边界，即4个视频数据的周期的边(视图 4和视图1)处，出现要进入右眼的观看视频被引导到左眼并且要进入左眼的观看视频被引导到右眼的逆视(pseudoscopy)。在逆视区域中，出现逆视现象，逆视现象给观看者奇怪的不舒服的感觉，感知到其中立体图像的前后被反转或看起来被不自然地融合的视频。由于在自动立体显示设备中原理上出现逆视现象，因此基本的解决方案是困难的。因此，已经提议了通过在立体显示设备上显示用于指定立体显示设备中的观察位置的标记并且将用户的头部位置与标记对准来进行检测用户头部位置的检测设备与立体视频显示设备之间的光学调整的技术(例如参考日本专利第3469884号)。
发明内容
然而，日本专利第3469884号的技术在屏幕上显示捕获的观看者的图像并将头部位置与表示眼镜的标记对准，这迫使用户执行仅在观看者的位置靠近屏幕时可以进行的精细操作。此外，在被设计为由距离显示器一定距离的多个人观看的大尺寸自动立体显示器中，提示多个用户来执行诸如眼镜的对准这样的精细操作是不可行的。此外，根据日本专利第3469884号，仅可以进行水平和垂直方向的对准，并且缺少提供用于校正深度方向上的移位的信息。鉴于以上问题，期望能够通过将观察者引导到立体显示设备中的观看位置来增大观察者可以在观看区域中观看立体图像的频率的新颖的改进的立体显示设备以及立体显示设备的控制方法。一些实施例涉及一种显示设备，包括观看者位置信息获取单元，被配置为确定多个观看者的位置；和显示器，被配置为显示指示这多个观看者中的一个或多个是否在观看区域内的图像。
根据一种实施例，该图像指示多个观看者中的各个观看者是否在观看区域内。根据一种实施例，观看区域包括3D图像的至少一个正视区域。根据一种实施例，该图像指示至少一个正视区域的位置。根据一种实施例，该图像从在多个观看者上面的视点来指示多个观看者的位置。根据一种实施例，该图像从在多个观看者后面的视点来指示多个观看者的位置。根据一种实施例，该图像使用标记、形象或观看者图像来示出多个观看者中的一个或多个观看者的位置。根据一种实施例，显示设备是被配置为显示3D图像的立体显示设备。根据一种实施例，指示多个观看者是否在观看区域内的图像包括2D图像。根据一种实施例，显示设备还包括观看区域计算单元，其被配置为计算观看区域的位置。根据一种实施例，显示设备还包括逆视判断单元，被配置为基于多个观看者的位置来判断多个观看者中的一个或多个观看者是否在观看区域内。根据一种实施例，当多个观看者中的一个或多个观看者被判断为不在观看区域内时，指示多个观看者中的一个或多个观看者是否在观看区域内的图像被显示。根据一种实施例，观看者位置信息获取单元包括脸部识别单元，所述脸部识别单元接收由相机捕获的数据；和观看者位置计算单元，所述观看者位置计算单元基于从脸部识别单元接收的信息来确定多个观看者的位置。一些实施例涉及一种显示方法，包括确定多个观看者的位置；和显示指示多个观看者中的一个或多个是否在观看区域内的图像。根据一种实施例，观看区域包括3D图像的至少一个正视区域。根据一种实施例，该图像指示至少一个正视区域的位置。根据一种实施例，该图像从在多个观看者上面的视点来指示多个观看者的位置。根据一种实施例，该图像从在多个观看者后面的视点来指示多个观看者的位置。根据一种实施例，该图像使用标记、形象或观看者图像来示出多个观看者中的一个或多个观看者的位置。根据一种实施例，当多个观看者中的一个或多个观看者被判断为不在观看区域内时，指示多个观看者中的一个或多个观看者是否在观看区域内的图像被显示。根据上述本公开的实施例，在观看立体显示设备中的立体图像时，可以通过将观察者引导到观看位置来增大观察者可以在观看区域中观看图像的频率。
图1是根据本公开第一实施例的立体显示设备的功能框图；图2是用于说明根据第一至第五实施例的立体显示器和视差屏障的示意结构的示图；图3是示出根据第一至第五实施例的观看区域与视图周期性之间的关系的示图；图4是示出观看者位置检测结果的示例的示图；图5是用于说明观看区域和观看者之间的位置关系的示图；图6是用于说明在观看区域被旋转之后在观看区域和观看者之间的位置关系的示图；图7是用于说明由于显示图像的切换引起的视像的显示中的变化的示图；图8是示出根据第一实施例的立体显示设备的处理流程的示图；图9是根据本公开的第二至第四实施例的立体显示设备的功能框图；图10是示出根据第二实施例的立体显示设备的处理流程的示图；图11是示出根据第三实施例的立体显示设备的处理流程的示图；图12是示出根据第四实施例的立体显示设备的处理流程的示图；图13是根据第五实施例的立体显示设备的功能框图；图14是示出根据第五实施例的立体显示器上的2D显示区域的示意图；图15是示出根据第五实施例的立体显示设备的处理流程的示图；图16A示出根据第五实施例的OSD图像的显示示例1 ；图16B示出根据第五实施例的OSD图像的显示示例2 ；图16C示出根据第五实施例的OSD图像的显示示例3 ；以及图17是根据第一至第五实施例的使用视差屏障的立体显示器的示意框图。
具体实施例方式以下将参考附图来详细描述本公开的优选实施例。注意，在该说明书和附图中，基本具有相同功能和结构的结构元件用相同的标号表示，并且省略对这些结构元件的重复描述。将以如下顺序来描述本公开的实施例。<第一实施例>[立体显示设备的示意结构][立体显示设备的功能结构][立体显示设备的操作]<第二实施例>[立体显示设备的功能结构][立体显示设备的操作]<第三实施例>[立体显示设备的操作]〈第四实施例〉[立体显示设备的操作]
〈第五实施例〉[立体显示设备的功能结构](显示画面示例)[立体显示设备的操作](显示示例1)(显示示例2)(显示示例3)以下描述根据第一至第五实施例的立体显示设备。以下描述基于这样的假设根据每个实施例的立体显示设备是自动立体(autostereoscopic)显示设备，其包括输入来自光源的光并显示内容的多个视像(view image)的立体显示器，以及被置于立体显示器前方并从多个视像分离出右眼图像和左眼图像的诸如视差屏障或柱状透镜之类的视差元件。视差元件可以是3D固定无源元件或2D/3D可切换有源元件，但是在每个实施例中不受特别的限定。<第一实施例>[立体显示设备的示意结构]将首先参考图2和图17来描述根据本公开第一实施例的立体显示设备的示意结构。在此实施例中，视差屏障Iio被置于立体显示器IOOa的前方，如图2中所示。因为观看者观看通过视差屏障110的视频，所以在正视区域(orthoscopic zone)中，只有用于右眼的图像进入右眼，并且只有用于左眼的图像进入左眼。右眼的视频画面和左眼的视频画面以这种方式而不同，使得立体显示器100a上示出的视频看起来是立体的。图17示出使用视差屏障的立体显示设备的俯视图。图17图示出立体显示设备 100的液晶显示器的水平方向上的像素。在图17的具有4个视点的立体显示器100a的情况中，4个视像被垂直地分隔并被周期地排列在立体显示器100a的各个像素位置处。 来自光源的光(未示出)被输入到立体显示器100a中，并且具有开口的视差屏障110被置于立体显示器100a的前方，使得视像1至4在空间上相互分离。从而用于右眼的图像和用于左眼的图像可以分别被右眼和左眼看见。注意，使用柱状透镜而不是视差屏障110 也允许在没有眼镜的情况下用于右眼和左眼的视频的分离。分离来自立体显示器100a的光的机构，诸如视差屏障或柱状透镜，也称为光分离单元。此时，视差屏障110和图像具有相同周期。如果以正确的方式，用于左眼的视图视频被导入左眼，并且用于右眼的视图视频被导入右眼，则正确的立体图像可被看见。在图17 中，由于视图2进入左眼并且视图3进入右眼，所以正确的视频可被看见。(逆视)如上所述，立体显示设备具有使能无需特殊眼镜的立体观看的优点。然而，如上所述，由于多个视像被周期地排列在立体显示器100a的各个像素位置中，所以在周期之间的边界处存在其中要进入右眼的视图视频被导向左眼并且要进入左眼的视图视频被导向右眼的逆视区域。例如，由于视像被周期地排列，如图17中的1，2，3，4，1，2，3，4，…， 4个视频数据的周期的边(视图4和视图1)用作其中要进入右眼的视图视频被导向左眼并且要进入左眼的视图视频被导向右眼逆视区域。在逆视区域中发生逆视现象，其让观众有奇怪的不适的感觉，感知到其中立体图像的前后被反转或者看起来被不自然地融合的视频。因此，对于立体视频，有必要减轻观看者对于逆视现象的不适感。鉴于此，在以下实施例中提出了一种用于增大观看者可以在不受逆视现象的影响的情况下观看正视区域中的立体图像的频率的方法。[立体显示设备的功能结构]以下将参考图1的功能框图来描述根据实施例的立体显示设备的功能结构。根据实施例的立体显示设备100包括观看者位置信息获取单元120(对应于位置信息获取单元)、接收或生成多视像的多视像处理单元130、向立体显示器100a输出多视像的多视像输出单元140、基于立体显示器100a的设计值和来自多视像输出单元140的输出状态来计算观看区域的观看区域计算单元150、基于观看者位置计算单元122的计算结果来计算目标观看区域的目标观看区域计算单元160、以及使用观看区域计算单元 150的计算结果和目标观看区域计算单元160的计算结果来控制多视像输出单元140 的多视像控制单元170。观看者位置信息获取单元120包括从由相机200捕获的数据中识别观看者脸部的脸部识别单元121和基于脸部识别单元121的识别结果来计算观看者的位置和距离的观看者位置计算单元122。通过使用捕获自动立体显示器IOOa的观看者的图像的相机200，脸部识别单元 121从由相机200捕获的数据中识别观看者的脸部。脸部检测技术是适用于具有脸部检测和聚焦功能的一些可购买的数字照相机的现有技术。此外，通过与模板的比较来识别所捕获的脸部的脸部识别技术也是现有技术。在以下描述的实施例中，可以使用这样的已知的脸部识别技术。注意，脸部识别控制可以使用CPU和软件来进行。相机200被置于可容易地检测显示器IOOa的观看者的脸部的位置处。例如，相机 200被置于自动立体显示器IOOa的视频显示区域的上部或下部的中心处并且在存在观看者的方向上捕获图像。相机200可以具有诸如网络摄像头的能够捕获运动图像的规格(例如分辨率为800X600，30fps)。成像视角最好较宽以便覆盖观看区域。一些可购买的网络摄像头具有大约80°的视角。注意，尽管对于距离测量一般需要两个或更多相机，但是可以使用物体识别技术利用一个相机来获得距离信息。以这种方式，脸部识别单元121使用脸部检测功能基于由相机200捕获的图像数据来检测每个观看者存在的方向。观看者位置计算单元122基于由脸部识别单元121识别的观看者的脸部来计算观看者的位置和距离。例如，观看者位置计算单元122基于被脸部识别单元121的脸部检测功能检测的从相机200到每个观看者的方向来测量从相机200到观看者的距离。从而，观看者位置信息获取单元120通过对观看者的脸部识别来检测观看者的位置信息并且指定观看者在观看环境中的位置。作为由观看者位置计算单元122执行的测量距离的一种方法，概括地存在以下两种方式。〈距离测量方法1>观看者移动到预定位置(距离屏幕的中心an的位置)并且使用相机捕获此位置处他/她的脸部。此时捕获的脸部图像的尺寸被用作参考。参考图像的捕获作为内容观看之前的初始设置被处理。具体而言，观看者位置计算单元122预先相对于视觉距离获取图像上的脸部的平均尺寸，并将其记录在数据库或存储器(未示出)中。通过将所检测的观看者的脸部图像与数据库或存储器中的数据相比较并且读出对应的距离数据，观看者的位置信息以及从显示器IOOa到观看者的距离信息可被获取。由于相机200的位置是固定的， 所以观看者相对于显示器IOOa的相对位置信息也可以从图像上所检测的脸部所位于的位置的坐标信息中获取。注意，这样的处理也可以在存在多个观看者时被执行。此外，数据库或存储器可以被包括在立体显示设备100中或被外部地存储。<距离测量方法2>观看者的左眼和右眼可由脸部识别单元121检测。被相机200捕获的左右眼的重心的距离被计算。自动立体显示器一般具有设计视觉距离。此外，人的瞳孔距离(目间距) 平均是65mm。用其中具有65mm的瞳孔距离的观看者与相机200距离该设计视觉距离的情况作为标准，在脸部识别单元121的脸部识别时，此距离被从所计算出的观看者的左右眼重心距离中被计算出。尽管当例如对具有长于65mm的瞳孔距离的人执行脸部识别时，短于实际距离的距离被计算出，但是根据实施例的立体显示设备100是基于给定的瞳孔距离的假设来进行光学设计的，因此不会引起任何问题。因此，通过上述脸部识别单元121和距离测量方法， 观看者在观看空间中的位置可被计算出。多视像处理单元130输入或生成具有两个或更多视图的多视像。在图17 的情况中，具有4个视图的图像被处理。在根据该实施例的立体显示设备100中，具有该数目的显示视图的图像可被直接输入，或者少于该数目的显示视图的图像可被输入，并且随后新的显示视像可以在多视像处理单元130中被生成。多视像输出单元140从多视像控制单元170接收控制信号并将多视像输出给立体显示器100a。在多视像控制单元170的控制下，多视像输出单元140 执行对视像的切换并将图像输出给立体显示器100a。注意，稍后描述多视像控制单元170进行的控制。当一般的2D显示器中的“观看区域”是其中显示器上所显示的图像正常情况下可观看的区域时，自动立体显示设备中的“观看区域”是其中自动立体显示器IOOa上所显示的图像正常情况下可作为立体图像观看的期望区域(正视区域)。观看区域时由多个因素确定的，诸如自动立体显示设备的设计值或视频内容。此外，如上所述存在特定于自动立体显示器的逆视现象，逆视会取决于观看位置而观察到。逆视被观察到的区域称为与观看区域(正视区域)相反的逆视区域。因为逆视是如上所述其中要进入左眼的视频进入右眼并且要进入右眼的视频进入左眼的状态，所以相对于针对内容所意图的视差反转的视差被输入到观看者的眼睛里。 此外，当要被显示在立体显示器IOOa上的视图数加大时，相比于当正常地观察立体时的情况，在逆视的观察期间的视差量增大，从而产生非常不舒服的图像。因此，不希望观看者观察到逆视。如上所述，使用视差元件的自动立体显示设备具有设计视觉距离。例如，当设计视觉距离为an时，其中可观看立体视频的区域在水平方向上距离显示器约an。然而，在水平方向上以一定间隔存在逆视被观察到的区域。这是在使用视差元件的自动立体显示设备中原理上会出现的现象。在显示整个画面上都具有视差的图像的情况中，当接近或远离设计视觉距离时，在画面上不可避免地出现看起来是逆视的至少一个地方。另一方面，在显示仅在画面中心附近具有视差的图像的情况中，即便在接近或远离设计视觉距离时，也以一定间隔存在逆视区域，就像环绕设计视觉距离一样。图3示出观看区域的示例。如上所述，多个视像被周期性地排列在在立体显示器IOOa的各个像素处。接近周期的边界的区域时逆视区域，并且在周期的边界之间的每个周期中存在观看区域A1，A2，A3，…。如图3中所示的观看中间中的观看区域由观看区域计算单元150基于光学设计条件等来计算。目标观看区域计算单元160使用由观看者位置信息获取单元120计算出的观看者的位置信息和由观看区域计算单元150计算出的观看区域，来计算目标观看区域。如上所述，有关观看者在观看空间中的位置的位置信息可被观看者位置信息获取单元120检测。 此外，观看空间中的观看区域由观看区域计算单元150基于期望的条件来计算。图4示出通过观看者位置信息获取单元120的处理得到的观看者位置的检测结果。图4中的“ α ”指示相机200的角度，并且其中观看者在角度α的范围中的位置(图4中观看者存在的位置Ρ1、Ρ2和Ρ3)可被检测。将图3中示出的观看区域Α1，Α2，…用作由观看区域计算单元 150计算出的区域来提供以下描述。目标观看区域计算单元160将图3中示出的观看区域Al、Α2和A3的坐标轴与图 4中示出的位置Ρ1、Ρ2和Ρ3的坐标轴对准，从而计算出观看区域Al、Α2和A3与观看者Pl、 Ρ2和Ρ3之间的位置关系，如图5中所示。目标观看区域计算单元160计算存在于观看区域外部的观看者的数目。结果，当一个或多个观看者存在于观看区域的外部时，目标观看区域计算单元160每次将观看区域相对于画面的中心旋转一给定角度并且在每次旋转中计算观看区域中存在的观看者的数目。旋转的角度可以是以画面的中心为视点从逆视到逆视的(周期的边界之间的)间隔相对应的角度。例如，当设计视觉距离为an时，设计视觉距离中的视图间隔是65mm，并且视图数是9，旋转角度约为16°。目标观看区域计算单元160每次将角度旋转16°，并且将其中存在于观看区域内部的观看者的数目最大的观看区域设置为目标观看区域。例如，在图5的状态中，总共3个观看者(P1、P2和P3)中仅一个观看者Pl存在于观看区域A2内部。于是，该观看区域每次相对于画面的中心旋转16°，使得观看者P1、P2 和P3可以分别存在于观看区域A3至A5内部，如图6中所示。在此示例中，图3是在画面的中心附近被输出的视像的初始状态。视像的分配是通过对图2中的视差元件(视差屏障110)和显示设备(立体显示器100a)的图像映射来确定的。在图像映射中，显示设备(立体显示器100a)中的显示位置是针对每个视图来确定的。因此，在对立体显示器IOOa的图像映射中，视像的显示可以通过切换显示图像来改变。在9个视图的情况中，可以有9种显示样式(pattern)。换而言之，存在视图数的显示方法。多视像控制单元170将进行视图数的显示时的观看区域与目标观看区域相比较并且选作与目标观看区域最相似的显示。在图7中，多视像控制单元 170将当进行9种样式的显示时的观看区域与目标观看区域相比较并且选择具有与目标观看区域的位置关系最相似的位置关系的观看区域中的视像的显示。尽管优选的是多视像控制单元170选择具有与目标观看区域的位置关系最相似的位置关系的观看区域中的视像的显示，但是位置关系可以不是最相似的，只要其选择具有与目标观看区域的位置关系相似的观看区域中的视像的显示即可。选择结果被通知给多视像输出单元140。多视像输出单元140将所选择的视像的显示输出给立体显示器100a。 此处理使得观看区域中的观看者的数目最大，从而向用户提供舒适的立体视频观看环境。[立体显示设备的操作]以下将参考图8的处理流程来描述根据实施例的立体显示设备的总体操作。参考图8，当处理开始时，相机200捕获观看环境的图像，并且脸部识别单元121检测所捕获的空间中的脸部(S805)。接着，观看者位置计算单元122检测观看空间中的观看者的位置(S810)。随后，观看区域计算单元150计算该时间点的映射(模式0)的观看区域(S815)。随后，目标观看区域计算单元160判断在观看区域外部(逆视区域中)的观看者的数目是否是1个或更多(S820)。当在观看区域的外部(逆视区域中)的观看者的数目少于1个，则不需要切换视像，并且将映射模式0设置为目标观看区域(S825)。
另一方面，当在观看区域外部(逆视区域中)的观看者的数目是1个或更多时，目标观看区域计算单元160计算映射模式k的观看区域(S830)。当视图数为9时，映射模式 k的初始值是9。随后，目标观看区域计算单元160计算映射模式k的观看区域中的观看者的数目(observer_cnt(k)) (S835)。此外，目标观看区域计算单元160从映射模式k的值中减去1 (S840)并确定映射模式k是否为0 (S845)。当k的值不是0时，目标观看区域计算单元160重复S830到S845的处理。另一方面，当k的值是0时，目标观看区域计算单元160选择具有最大观看者数目(observe^ cnt(k))的映射模式k并输出作为目标观看区域的映射模式k(S850)。尽管在该处理流程中未被示出，但是根据作为目标观看区域被输出的映射模式k， 多视像控制单元170将当显示由多视像处理单元130生成的视图数的图像时的观看区域与目标观看区域相比较并且选作与目标观看区域最相似的视像的显示。多视像输出单元140将所选择的视像显示给立体显示器100a。如上所述，根据实施例的立体显示设备100使能对观看区域的控制，以使得观看者能够根据观看者的位置容易地观看图像，而不需要增大观看者位置检测的精度水平或对视差元件的光学控制。因此可以以简单和容易的方式向用户提供简单容易的舒适的立体视频观看环境而不需要用户移动观看位置。〈第二实施例〉以下描述本公开的第二实施例。在第二实施例中，基于属性信息并考虑观看者的优先级，根据观看者的位置来控制观看区域。以下，详细描述根据该实施例的立体显示设备。[立体显示设备的功能结构]如图9中所示，根据该实施例的立体显示设备100的功能结构与根据第一实施例的立体显示设备100的功能结构基本相同。因此，不重复重复的说明，并且以下描述被添加到根据第一实施例的立体显示设备100的功能结构的属性信息存储单元180和控制单元 190。根据该实施例，属性信息存储单元180存储属性信息。控制单元190在响应于观看者通过遥控操作等发出的命令而观看立体视频之前，将观看者的属性信息登记到属性信息存储单元180中。具体而言，控制单元190引导观看者移动到其中相机200可以捕获观看者的图像的位置，并且通过观看者对遥控器300等的操作，控制脸部识别单元121来执行脸部识别。接着，控制单元190将脸部识别单元121的识别结果与标识符相关联。例如，控制单元190可以提示观看者通过遥控器300等输入作为观看者的标识符的观看者的名称。 在登记多个观看者的情况中，另外还登记优先级。例如，假定，作为脸部识别的结果，三个人即父亲、母亲和孩子的脸部被识别。在此情况中，控制单元190将父亲的脸部识别结果与其名称和优先级相关联并且将它们登记到属性信息存储单元180中。观看者的名称和优先级是观看者的属性信息的示例。母亲和孩子的属性信息也被预先以相同的方式存储到属性信息存储单元180中。对属性信息存储单元180的登记是由每个用户逐个地根据被显示在画面上的指南等通过遥控器等交互进行的。在登记之后，被脸部识别单元121识别的观看者即人的脸部和诸如名称或优先级之类的属性信息可以被关联。
在此实施例中，如果在观看区域中存在具有尽可能高的优先级的观看者，则目标观看区域计算单元160计算目标观看区域。例如，可以设置三个级别的优先级。优先级可以评定为3 高优先级、2 中优先级以及1 低优先级，并且被存储到属性信息存储单元180 中。属性信息被通知给目标观看区域计算单元160。目标观看区域计算单元160计算观看区域中的每个观看者的优先级的评分并且将具有最高总评分的观看区域确定为目标观看区域，而不是像在第一实施例中执行的那样计算观看区域中的观看者的数目。[立体显示设备的操作]以下将参考图10的处理流程来描述根据该实施例的立体显示设备的总体操作。 参考图10，当处理开始时，S805到S845的处理以与根据第一实施例的处理流程中的方式相同的方式被执行。在重复S805到S845的处理之后，当在S845中k的值是0时，目标观看区域计算单元160根据属性信息存储单元180中的属性信息来选择具有被存储在属性信息存储单元180中的、观看区域中的观看者的优先级的最高总评分的映射模式k，并且输出作为目标观看区域的映射模式k(S1005)。当属性信息中的优先级作为属性信息存储单元180 中的评分被存储时，例如，可以在考虑优先级的观看区域中显示立体视频。如上所述，根据该实施例的立体显示设备100使能对观看区域的控制使得例如具有较高优先级的观看者可以根据观看者的属性信息来容易地观看图像。从而可以以简单的容易的方式向用户提供舒适的立体视频观看环境而不需要用户移动到观看位置。〈第三实施例〉以下将描述根据本公开的第三实施例。在第三实施例中，优先级不是像在第二实施例中那样被预先登记，而是特定观看者的优先级通过用户的遥控操作被临时设置为高， 使得特定观看者以强制方式进入观看区域内部。以下，详细描述根据该实施例的立体显示设备。注意，根据该实施例的立体显示设备100的功能结构与图9中示出的根据第二实施例的功能结构相同，因此不进行重复描述。[立体显示设备的操作]以下将参考图11的处理流程来描述根据实施例的立体显示设备的总体操作。参考图11，当处理开始时，S805到S815的处理以与根据第一实施例的处理流程中的方式相同的方式被执行。接着，观看区域计算单元150计算映射模式1至k的观看区域(S110O。随后，在其中脸部识别单元121进行的对观看环境中的观看者的脸部识别完成的状态中，目标观看区域计算单元160通过观看者的遥控操作来调出观看环境中的观看者检测画面。观看者通过遥控操作来指定观看者检测画面中的特定位置。当指定持有该遥控器的人时，该人所位于的地方通过光标等来指定。目标观看区域计算单元160随后计算目标观看区域以使得指定的地方变得在观看区域内部。注意，可以指定一个或多个地方。此外，指定地方是通过观看者的遥控操作指定的属性信息的示例，并且将被指定的属性信息可以不仅仅是位置，而是也可以是男或者女的性别、儿童或成人的年龄等等。如上所述，根据该实施例的立体显示设备100使能控制使得用户通过遥控器等指定的地方进入观看区域内部。〈第四实施例〉
以下描述本公开的第二实施例。注意，根据该实施例的立体显示设备100的功能结构与图9中所示的根据第二实施例的功能结构相同，因此不进行重复描述。[立体显示设备的操作]以下将参考图12的处理流程来描述根据实施例的立体显示设备的总体操作。参考图12，当处理开始时，S805至S845的处理以与根据第一实施例的处理流程中的方式相同的方式被执行。在第四实施例中，当在S845中映射模式k被确定为0时，处理进行到S1205，并且目标观看区域计算单元160判断是否能够计算适当的目标观看区域(S1205)。当判定不能计算适当的目标观看区域时，目标观看区域计算单元160通过减去1将标记设置为指示其的标记F (S1210)，并且将其通知给多视像控制单元170 (S1215)。注意，接收到给通知， 多视像输出单元140可以取消立体图像的显示或在显示器上进行图像的2D显示。即便在不可观看3D视频的环境中，观看者仍然可以观看2D视频。另一方面，当在S1205中判定可以计算适当的目标观看区域时，目标观看区域计算单元160选择具有最大观看者数目(observer_cnt(k))的映射模式k并且输出映射模式 k作为目标观看区域(S1220)，就像第一实施例的情况一样。如上所述，根据该实施例的立体显示设备100使能对观看区域的控制，使得观看者可以以与在第一实施例中相同的方式，根据观看者的位置来容易地观看图像。因此，用户可以在不移动的情况下舒适地观看3D视频。不能计算目标观看区域的情况的一个示例是当观看者数目较大并且判定不能利用视像的任何设置来提供舒适的3D环境时，诸如“存在于逆视区域中的观看者的数目总是2以上”的情况注意，在此实施例中，可以由用户来设置作为不能提供舒适的3D环境的条件的阈值，诸如上述“2以上”。此外，还可以由用户来设置模式的切换，诸如第一实施例中所述的是否进行控制来使得“观看区域中的观看者的数目最大”或如在该实施例中所述的在标准上布置优先级。〈第五实施例〉上述第一至第四实施例关注如何进行控制来有效避免立体显示设备侧的逆视，并且观看者不移动。另一方面，第五实施例与第一至第四实施例的不同在于提示观看者移动到正视区域的引导信息被显示以使得观看者积极地移动到正视区域。[立体显示设备的功能结构]如图13中所示，根据该实施例的立体显示设备100的功能结构与根据第一实施例的立体显示设备100的功能结构相同。另外，根据该实施例的立体显示设备100还具有OSD 图像创建单元171和逆视判断单元195的功能。多视像控制单元170和OSD图像创建单元171被包括在观看者位置信息呈现单元175中，并且所呈现的提示观看者移动到正视区域的位置信息以自动立体显示器上的屏幕显示(OSD)的方式被显示。观看者位置信息呈现单元175控制多视像控制单元170以便将OSD图像创建单元171中所创建的OSD图像叠加到多视像上，并且将OSD图像中的相同像素排列到具有多个视图的自动立体显示器IOOa中的各个视图的相同像素位置中。结果，通过在从任意视点来看的相同位置中显示相同像素创建的2D图像被显示在布置在自动立体显示器IOOa的一部分中的2D显示区域中。显示器IOOa从而可被用作呈现用于将观看者引导到舒适的3D观看位置的2D图像的手段。OSD图像是用于将观看者引导到观看区域的引导信息的示例。注意，如上所述，观看区域计算单元150基于立体显示设备100的设计值、多视像输出状态等来计算观看区域，观看区域是其中可进行舒适观看的位置信息。逆视判断单元195基于计算出的观看区域和观看者的位置信息来判断观看者是在逆视位置还是在正视位置中。随后，作为可进行舒适观看的位置信息的观看区域(正视区域)和观看者的位置信息二者都被显示在立体显示器IOOa上。通过以这种方式呈现用于将观看者引导到正视区域的信息，用户可以容易地移动到舒适观看位置。考虑引导信息原来是针对存在于逆视区域内部的观看者的信息，逆视区域中的立体视频的显示是不清楚的并且引起不适感。 为此，引导信息的呈现被显示在立体显示器IOOa的2D显示区域中。多视像处理单元130可以具有从右眼图像(L图像)和左眼图像(R图像)生成用于自动立体图像显示的多视像的功能；然而，其不限于此，并且其可以具有输入用于自动立体图像显示的多视像的功能。观看者位置信息获取单元120包括从相机200以及由相机200捕获的数据来识别观看者的脸部的脸部识别单元121，以及观看者位置计算单元122。在多视图自动立体显示设备中，其中可进行正视观看的观看区域根据视图数扩大。因此，观看者位置信息获取单元 120可以使用包含一些误差的信息，诸如相机200的脸部识别和相机200的捕获数据。此外，观看者位置信息获取单元120可以通过图像处理来获取观看立体显示器IOOa的观看者的位置以及观看者相对于立体显示器IOOa的距离信息。(显示画面示例)图14示出被显示在自动立体显示设备的立体显示器IOOa的画面上的2D显示区域的示意图。在此示例中，立体显示器IOOa具有在3D显示区域(R)内的2D显示区域(S)。 在此结构中，即使在具有多个视图的立体显示器IOOa中，2D图像也可以被呈现，其中通过将相同图像插入到每个视像的相同位置处而原理上不会出现逆视现象。因此，即使观看者在逆视位置中，如果位置信息被呈现在2D显示区域(S)中，观看者也可以容易地读显示器上的信息。作为显示方法，用于将观看者引导到正视位置的位置信息可以作为2D被显示在如图14中所示的显示面板的一部分中，或作为2D显示在整个屏幕上。此外，例如，可行的是位置信息在3D内容的观看期间不作为2D被显示，并且当3D内容被暂停或在内容观看开始之前，位置信息作为2D被显示。以下描述在立体显示器IOOa的3D显示区域(R)中显示2D图像的方法。当视差屏障没有开/关功能时，通过在每个视像的相同位置处显示相同的图像，引导信息可以作为2D被显示在3D画面上。当视差屏障具有开/关功能时(即在液晶屏障的情况中)， 当屏障功能通过使用打开/关闭光发射来设置光发射模式而被关闭时，立体显示器IOOa可被用作具有高分辨率的2D显示屏幕。当液晶屏障的屏障功能被打开时，通过在每个视像的相同位置处显示相同的图像，引导信息可以作为2D被显示在3D画面上，就像固定屏障的情况中一样。在柱状透镜的情况中，可以使用固定透镜和可变液晶透镜，并且通过与在屏障的情况中相同的控制，引导信息可作为2D被显示。注意，OSD图像可以作为3D图像在3D 显示区域(R)中被输出。
[立体显示设备的操作]以下将参考图15的处理流程来描述根据该实施例的立体显示设备的总体操作。 参考图15，当处理开始时，S805至S820的处理以与根据第一实施例的处理流程中的方式相同的方式被执行。具体而言，相机200捕获观看环境的图像，并且脸部识别单元121从捕获的数据中检测所捕获的空间中的脸部(S8(^)。基于脸部检测结果，观看者位置计算单元122计算观看位置信息(S810)，并且观看区域计算单元150计算当前时间点的当前映射的观看区域信息(S815))。基于在S810和S815中计算出的观看者位置信息和观看区域信息，逆视判断单元195进行有关逆视的判断(S820)。作为逆视判断的结果，当逆视观看者的数目少于1个时(S820)，则OSD图像不被创建，并且用于合成的指令不被做出。因为在此情况中所有观看者都在正视区域中观看，所以确定不执行引导显示，并且因此处理结束。另一方面，作为逆视判断的结果，当逆视观看者的数目是1个或更多时(S820)， 逆视判断单元195指导OSD图像创建单元171创建提示观看者移动到正视位置的图像 (S1505)，并且将用于在多视像中插入OSD图像的命令(0SD合成命令)给与多视像控制单元170以显示OSD图像(S1510)。用于将观看者引导到正视区域的OSD图像从而被显示为立体显示器IOOa上的2D图像(S1515)。注意，在上述处理流程中，当在S820判定逆视观看者的数目是1个或更多时，OSD 图像作为2D图像被显示，即便在步骤S820中判定在观看区域外部(在逆视区域中)的观看者的数目少于1个并且所有观看者都在正视区域中，OSD图像也可以作为2D图像被显示。(显示示例1)图16A示出具有引导信息的OSD图像的示例，引导信息作为2D图像被显示在2D显示区域中。例如，在图16A中，立体显示器IOOa被呈现在画面的上部，并且2D图像被以这样的方式显示，其中立体显示即观看区域Al、A2和A3与观看者之间的位置关系可别看见。 此外，图像被以这样的方式显示，其中观看区域、逆视观众和正视观众都是可区分的。例如， 可以使用色彩编码，诸如蓝色用于正视区域中的观看者，红色用于逆视区域中的观看者，并且黄色用于观看区域。逆视观看者和正视观看者的确定结果可以使用不同颜色来区分。此外，2D图像被以这样的方式显示，其中所显示的多个观看者是可区分的。在此示例中，每个用户和标记通过脸部识别被逐个关联，并且用户可以容易地识别她/她的观看位置。此外，通过另外还将从观看者位置信息获取单元120获得深度信息(距显示器IOOa 的距离信息)呈现给用户，用户可以容易地识别他/她的位置和正视位置之间的前后左右关系。此外，用箭头等指示移动方向的信息(用于将观看者引导到观看区域的方向的信息) 可被呈现以使得每个用户可以容易地确定他们应在哪个方向上移动以到达图16中所示的正视位置。此外，在此情况中，可以防止多个用户同时被引导到同一观看区域。(显示示例2)显示器上所显示的用于将观看者引导到正视位置的引导信息可以作为如图16A 中所示从上图示出布置了显示器IOOa的房间的内部的俯瞰图被显示，或者可以以如图16B 和16C中所示作为镜像平面被显示。为了指示观看者的位置，每个观看者可以使用标记、 使用如图16B和图16C中所示的由CG等创建的形象或使用实际捕获的图像被显示。在图 16B和图16C中，深度通过将在后面的用户的图像显式得更小来表示，从而逆视观看者可以直观地识别适当的位置(观看区域)。(显示示例3)此外，当观看者从正视位置(观看区域)移动到逆视位置时，用于引导观看者的位置信息可被呈现在显示器IOOa上以便将观看者更有效地引导到正视位置。在图16C中，逆视区域被加阴影，使得正视区域可以容易地识别。逆视观看者B2从而可以更容易地移动到适当的位置(观看区域)。如显示示例1至3中所示，将OSD图像的引导信息显示为2D图像的定时可以是实时的。此外，2D显示定时可以被设置为使得内容的观看在观看期间不会受到位置信息的显示的干扰。可以做出不执行2D显示的设置，并且在此情况中，OSD图像的引导信息不被显示为2D图像。如果观看区域计算单元150可以根据第二实施例通过属性确定从图9的属性信息存储单元180中获得作为观看者的属性信息的、从相机200获得的图像信息(脸部识别信息)和观看者的身份信息以及每个观看者的预先登记的瞳孔距离(目间距)信息，则观看区域计算单元150可以基于那些信息为每个观看者计算更精确的正视位置。此外，在其中存在通过上述属性确定和相机200找到的没有正在看显示器IOOa的用户的环境中，用于该用户的引导信息可以不被显示，使得显示被简化。当用户存在于逆视位置中时，可行的是通过向用户播放声音来提示用户移动。此外，可行的是通过播放针对每个观看者预先设置的铃声或乐曲来相互独立地向多个观看者通知其正在逆视区域中。因此，引导信息可以包括观看者的位置信息、有关观看者是位于逆视位置还是正视位置的确定结果的信息、指示观看者与观看区域之间的位置关系的信息、 用于以可区分的方式在检测到的位置信息的位置处显示多个观看者的信息、用于将观看者引导到观看区域的方向的信息、用于引导多个观看者的信息(例如用于将多个观看者引导到不同观看区域的信息)、用于在逆视观看者和正视观看者的确定结果之间进行区分的颜色信息、有关铃声或乐曲的信息等等。在尽管识别出用户正处于逆视位置中但是用户拒绝移动的情况中，通过使用根据第一至第四实施例的立体显示设备100的控制方法，当切换到立体显示器IOOa的映射时获得的多个观看区域中的、图像最可被多个用户观看的目标观看区域可被选择，并且被输出给立体显示器100a。此外在用户不拒绝移动的情况中，通过根据第一至第四实施例的控制方法生成的多视像的3D显示和通过根据第五实施例的控制方法生成的引导信息的2D 显示二者都可以通过组合根据第一至第二实施例的立体显示设备100的控制方法和根据第五实施例的立体显示设备100的控制方法来进行。如上所述，根据该实施例的立体显示设备100可以通过在立体显示器IOOa上向用户显示作为可进行舒适观看的位置信息的观看区域和观看者位置信息二者，来将观看者引导到舒适的观看位置。具体而言，即使在多个观看者正在观看自动立体显示器IOOa的情形中，也可以简单地通过向用户呈现观看位置的引导信息来容易地将观看者引导到正视区域，而不需要任何复杂的操作，诸如现有技术中将眼镜位置与标记对准，从而减少了由于逆视现象引起的不舒服的观看环境。具体而言，通过在自动立体3D显示器上使用OSD显示用于2D显示的区域，并且显示从相机和脸部识别功能单元获得的观看者位置信息和从观看区域计算单元获得的观看区域信息(其中观看区域计算单元从自动立体3D显示器的设计值和2D显示区域内的多视像输出状态中计算出可进行舒适观看的位置信息)，可以提示观看者移动到观看区域，观看区域是舒适观看位置。此外，2D显示区域中所呈现的信息是基于从相机获得的图像创建的图像，并且用于识别每个观看者的图标通过脸部识别功能被显示，以使得每个观看者可以容易地识别他/她的位置是正视位置还是逆视位置。根据第一至第五实施例的立体显示设备100可以增大观看者可以在观看区域中观看立体图像的频率。具体而言，即便立体显示设备100被布置在起居室等中并且存在多个观看者，根据第一至第五实施例的立体显示设备100也可以增大多个观看者可以在观看区域中观看立体图像的频率，从而降低多个观看者对于逆视现象的不适感。给与根据每个实施例的功能块的每个单元的命令由专用控制设备或执行程序的 CPU(未示出)执行。用于执行上述每个处理的程序可以被预先存储在ROM或非易失性存储器(二者都未示出)中，并且CPU从这样的存储器中读出并执行每个程序从而实现立体显示设备的每个单元的功能。在上述第一至第五实施例中，各个单元的操作相互有关并且在考虑彼此的关系的情况下可以利用一系列操作替换。立体显示设备的实施例从而可以被转换成立体显示设备的控制方法的实施例。尽管以上已经参考附图详细描述了本公开的优选实施例，但是本公开不限于此。 本领域技术人员应当理解，根据设计要求和其它因素可以进行各种修改、组合、子组合和更改，只要它们在所附权利要求及其等同物的范围内即可。尽管在以上实施例中，观看者的位置或从显示器到观看者的距离时使用图像处理来计算的，但是本公开不限于此。例如，位置信息和距离信息可以使用红外射线等来获取。 任意方法都可以使用，只要可以获得从显示面板到观看者的距离即可。此外，尽管导向右眼的观看视频和导向左眼的观看视频是使用柱状透镜或视差屏障来控制的，但是任何其它机制都可以使用，只要可以裸眼观看立体视频即可。本领域技术人员应当理解，根据设计要求和其它因素可以进行各种修改、组合、子组合和更改，只要它们在所附权利要求及其等同物的范围内即可。应当注意，在本说明书中，流程图中所示出的步骤不仅包括根据在此所描述的顺序按照时间顺序执行的处理，也包括并不一定按照时间顺序处理的被并行地或单独地执行的处理。此外，根据环境在必要时，按照时间顺序处理的步骤可以以不同的顺序被执行。本申请包含与2010年6月M日于日本专利局提交的日本在先专利申请JP 2010-143868中所公开的主题有关的主题，该申请的全部内容通过引用结合于此。
权利要求
1.一种显示设备，包括观看者位置信息获取单元，被配置为确定多个观看者的位置；以及显示器，被配置为显示指示所述多个观看者中的一个或多个观看者是否在观看区域内的图像。
2.根据权利要求1所述的显示设备，其中，所述图像指示所述多个观看者中的各个观看者是否在所述观看区域内。
3.根据权利要求1所述的显示设备，其中，所述观看区域包括3D图像的至少一个正视区域。
4.根据权利要求3所述的显示设备，其中，所述图像指示所述至少一个正视区域的位置。
5.根据权利要求1所述的显示设备，其中，所述图像从在所述多个观看者上面的视点来指示所述多个观看者的位置。
6.根据权利要求1所述的显示设备，其中，所述图像从在所述多个观看者后面的视点来指示所述多个观看者的位置。
7.根据权利要求1所述的显示设备，其中，所述图像使用标记、形象或观看者图像来示出所述多个观看者中的一个或多个观看者的位置。
8.根据权利要求1所述的显示设备，其中，所述显示设备是被配置为显示3D图像的立体显示设备。
9.根据权利要求1所述的显示设备，其中，指示所述多个观看者是否在观看区域内的所述图像包括2D图像。
10.根据权利要求1所述的显示设备，还包括观看区域计算单元，被配置为计算所述观看区域的位置。
11.根据权利要求1所述的显示设备，还包括逆视判断单元，被配置为基于所述多个观看者的位置来判断所述多个观看者中的一个或多个观看者是否在所述观看区域内。
12.根据权利要求11所述的显示设备，其中，当所述多个观看者中的一个或多个观看者被判断为不在所述观看区域内时，指示所述多个观看者中的一个或多个观看者是否在观看区域内的图像被显示。
13.根据权利要求11所述的显示设备，其中，所述观看者位置信息获取单元包括 脸部识别单元，所述脸部识别单元接收由相机捕获的数据；和观看者位置计算单元，所述观看者位置计算单元基于从所述脸部识别单元接收的信息来确定所述多个观看者的位置。
14.一种显示方法，包括确定多个观看者的位置；以及显示指示所述多个观看者中的一个或多个观看者是否在观看区域内的图像。
15.根据权利要求14所述的显示方法，其中，所述观看区域包括3D图像的至少一个正视区域。
16.根据权利要求15所述的显示方法，其中，所述图像指示所述至少一个正视区域的位置。
17.根据权利要求14所述的显示方法，其中，所述图像从在所述多个观看者上面的视点来指示所述多个观看者的位置。
18.根据权利要求14所述的显示方法，其中，所述图像从在所述多个观看者后面的视点来指示所述多个观看者的位置。
19.根据权利要求14所述的显示方法，其中，所述图像使用标记、形象或观看者图像来示出所述多个观看者中的一个或多个观看者的位置。
20.根据权利要求14所述的显示方法，其中，当所述多个观看者中的一个或多个观看者被判断为不在所述观看区域内时，指示所述多个观看者中的一个或多个观看者是否在观看区域内的图像被显示。
全文摘要
本发明公开了立体显示设备和立体显示设备的控制方法。该显示设备包括观看者位置信息获取单元，被配置为确定多个观看者的位置；以及显示器，被配置为显示指示所述多个观看者中的一个或多个观看者是否在观看区域内的图像。显示方法包括确定多个观看者的位置；以及显示指示所述多个观看者中的一个或多个观看者是否在观看区域内的图像。
文档编号H04N13/00GK102300111SQ20111016886
公开日2011年12月28日 申请日期2011年6月17日 优先权日2010年6月24日
发明者吉藤一成, 大桥功, 小森谷阳多, 石川贵规 申请人:索尼公司