JP2013516883A - 立体視ビデオストリームの表示を制御するシステム及び方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、立体視ビデオストリームを表示するシステム（１）及び方法に関する。システムは、ビデオストリームを立体視モード又は２Ｄモードで表示する表示装置（３）を備える。システムはまた、表示装置に立体視モードで表示されたビデオストリームを見るための立体視眼鏡（２）を備える。立体視眼鏡（２）は、眼鏡（２）が装着された場合に頭部の存在を検出するセンサ（２０）と、眼鏡が装着されたことを示す情報を表示装置（３）に送信する送信機（２１）とを有する。表示装置（３）は、立体視眼鏡（２）が送信する情報を受信し、立体視ビデオストリームを、２Ｄモード又は立体視モードで、受信された情報に応じて表示を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、概して、立体視表示システムに関する。より詳細には、本発明は、請求項１のプリアンブルに係る立体視ビデオストリームの再生を制御する方法に関する。本発明はまた、このような方法を実装する表示システムに関する。

よく知られているように、同じ被写体の対応する奥行きに関する２つの画像、典型的には、左奥行き画像及び右奥行き画像を使用して立体視映像が得られる。２つの奥行き（典型的には、右画像及び左画像と称される）に関する画像はそれぞれ、右目及び左目を意図しており、人間の脳が両画像を統合して、三次元画像として認識する。

右目画像及び左目画像は、好適な取得システム（２つの被写体を使用した又は１対のカメラを使用した、いわゆる"立体カメラ"）を使用して取得することができる、又は、第１画像（例えば、左画像）から開始して、もう一方の画像（例えば、右画像）を電子的に構成（数値処理）することにより取得することができる。

立体視画像を介して送信される３Ｄコンテンツの実現を可能とする多くの技術が開発されている。

第１に知られている技術は、右画像の視覚化と左画像の視覚化とを、時間で切り替えることである。

しかしながら、この技術では、ユーザは、右目又は左目を交互に暗くし、どちらか一方の目が関連付けられている所定の奥行きの画像のみを見るようにする、アクティブ眼鏡（"シャッター眼鏡"とも称される）を着用しなければならない。

別のよく知られた技術によれば、右目画像及び左目画像が、異なる偏光の光によって投影される。これは、例えば、適切にテレビのスクリーンを操作する又は好適なフィルタをプロジェクタに使用することにより達成できる。

この場合、ユーザは、それぞれが右目画像のみ又は左目画像のみを通過させる異なる偏光のレンズが嵌められている好適な眼鏡を掛ける必要がある。

いずれの場合にせよ、ユーザは、ビデオストリームを見るのに、このような特殊な眼鏡（以下、通常処方される眼鏡とは区別するために、立体視眼鏡と称することにする）を掛ける必要があり、視覚が乱れたりぼやけたりして、ユーザの目が疲労し、頭痛を生じる場合もあった。

このため、３Ｄ動画及び画像表示システムの中には、ユーザが手動で、モノスコーピック（monoscopic）な（２Ｄ）画像か、立体視画像（３Ｄ）かを選択することができるものが存在する。ユーザが３Ｄコンテンツを見たいと望む場合には、ユーザは立体視眼鏡を装着し、３Ｄ表示モードを選択する。そうでない場合には、ユーザは、立体視眼鏡を装着する必要はなく、２Ｄ表示モードを選択する。

しかしながら、ユーザが手動でこの調整を行う場合、立体視デバイスの利用の柔軟性を制限されてしまうことが考えられる。例えば、ユーザが身体的障害を有する場合、表示装置の位置が適切でない場合、又は、表示装置の使用方法が複雑すぎる場合等に、ユーザがビデオ信号表示モードを切り替えるのに困難が生じる可能性がある。

特開平１０−９３９８７には、立体視眼鏡の赤外線源から発せられた放射を検出するセンサをスクリーンに配置し、センサが赤外線を検出した場合にのみ立体視画像モードでビデオ信号を表示することが示されており、センサから受信された信号に基づいて通常画像と立体視画像との間の自動切り換えを可能にする装置が開示されている。しかしながら、このシステムでは、眼鏡が装着されているのか否かの判別を行っておらず、眼鏡のスイッチがオンとなっているかオフとなっているかについての判別のみを行っており、ユーザが眼鏡を装着しておらず眼鏡のスイッチがオンとなっている場合であっても、立体視画像が起動されてしまうという問題がある。

本発明は、上記の従来技術の問題を解決するシステム及び方法を提供する。また、本発明は、立体視画像コンテンツが表示されている画面の正面に座る人の意図に可能な限り近い態様で、立体視ビデオストリームの表示を制御する方法を提供する。

更に、本発明は、効率的且つ信頼性の高い立体視ビデオストリームを表示するための方法及びシステムを提供する。本発明のこれら及びその他の目的は、本明細書の添付の特許請求の範囲に記載される特徴を組み込んだ装置及び方法を通じて達成される。

ディスプレイシステムのコストを低減すると同時に、ユーザが眼鏡を掛けた時にのみ通常の２Ｄ表示から立体視表示へと切り替えることを可能とするべく、本発明者は、眼鏡が実際に装着された時にのみ立体視表示が行われるように、眼鏡にセンサを適用して頭部の存在を検出することを考えた。

センサが頭部の存在を検出すると、この情報が装置に伝達され、装置は、ビデオストリーム表示モードを選択する。

センサは、容量型のセンサであってもよく、この場合、低コストで製造でき、また眼鏡に取り付けることが可能であり、効率的な頭部の検出が可能となる。眼鏡が、テーブル又は非導電要素（例えば、ソファー）に置かれると、容量型センサは非アクティブ状態となり、ビデオストリームが２Ｄモードで表示される。

眼鏡と表示装置との間の通信は、表示装置とリモコンとの間の通信で使用されるセンサを利用した赤外線通信で行われる。

シャッター眼鏡の場合、表示装置との通信に２つの異なる送信方式が使用されてもよい。第１の方式は、頭部の存在についての情報を送信するのに使用され、２Ｄ表示から立体視表示への切り替えを可能にし、第２の方式は、この種の眼鏡では既に広く使用されているが、レンズシャッター同期信号を送信するのに採用される。

全種類の眼鏡において、頭部検出情報は無線周波数で送信されてもよく、シャッター眼鏡の場合には、同期信号が無線周波数で送信されてもよく、それにより、眼鏡へ及び眼鏡からの信号の送受信に１つの信頼性の高い装置を使用することが可能になる。

また、上記センサ及び送信機は、眼鏡のフレーム、特に、テンプル（ツル）部分に取り付け可能な検出装置に一体化されていてもよく、それにより、このシステムを、元々装置が装着されていない眼鏡に実装することができる。また、ビデオストリーム観察者の頭部検出に基づいて、眼鏡のエネルギー消費を最適化することを可能にするエネルギー制御システムが、眼鏡に取り付けられていてもよい。

本発明の更なる目的及び利点が、以下の詳細な説明に記載される幾つかの好ましい実施形態から明らかとなるであろう。

幾つかの好ましい実施形態が、本発明を制限しない、単純な例として、添付の図面を参照して以下に記載される。

本発明に係るシステムの手段により、立体視ビデオストリームを人が観察している様子を示した図である。 本発明に係る立体視眼鏡を示した図である。 眼鏡２に設けられた電子機器のブロック図である。 本発明の第２の実施形態に係る眼鏡２に設けられた電子機器のブロック図である。

添付の図面は、本発明の実施形態及び様々な側面を示しており、適切であると考えられる場合には、様々な図面において、同様な構造、構成要素、材料及び要素には、同様な参照番号が付与されている。

図１に示すように、観察者１は、立体視眼鏡２（詳細は図２に示す）を装着し、３Ｄコンテンツ、例えば、映画を観察している。

図１の例において、３Ｄコンテンツが、表示装置３のスクリーン上に表示される。本発明の目的から、表示装置は、立体視モード又は通常（２Ｄ）モードで立体視ビデオストリームを表示するのに適した任意の装置であってよい。したがって、本明細書で使用されている表示装置という言葉は、ビデオストリームをシート又は壁面に表示可能な投影装置のようなスクリーンを必要としない装置、及び、テレビ及びコンピュータのようなデコーダ及びスクリーンを備える装置の両方を指す。デコーダという言葉は、３Ｄコンテンツ（特に、立体視ビデオストリーム）を格納する光学的媒体（例えば、ＣＤ、ＤＶＤ、ブルーレイ）、磁気媒体（テープ）、大容量メモリ等を読み出し可能であり、３Ｄコンテンツを表示するのに必要なビデオ信号（例えば、ＲＧＢ信号）をスクリーンに提供可能な任意の装置を指す。デコーダの分類には、例えば、アンテナ又はケーブルのような外部ソースからビデオストリームを受信しデコードして、立体視ビデオストリームを表示するのに必要なビデオ信号をスクリーン、テレビ又は投影機に出力するセットトップボックスも含まれる。したがって、デコーダは、スクリーン又はその他の電子カード、例えば、スクリーン又はコンピュータのようなより複雑な装置に組み込まれたビデオカードに接続される外部デバイスであってもよい。

図１の例では、表示装置３は、テレビ３０に接続されたＤＶＤリーダ（読み取り装置）３１を備える。

表示装置３はまた、眼鏡２から、ユーザの頭部の存在に関する信号を受信する受信機３２を備える。受信機３２は、無線周波数受信機又は赤外線受信機であってもよく、表示装置の構成要素の１つとして設けられてもよいし、表示装置の構成要素の１つに接続されてもよい。例えば、一実施形態において、受信機３２は、リモコンの信号の赤外線受信機であってもよく、このような受信機は通常、テレビ、光学リーダ及びセットトップボックスに設けられている。

図１の例では、受信機３２は、有線接続された、特に、ＵＳＢを介して、ＤＶＤリーダ３１と接続された自立デバイスである。

一般的に、受信機３２は、表示装置のデコーダとは別個に設けられ、受信機とデコーダとの間の接続は、有線又は無線であってもよく、例えば、Ｗｉ−Ｆｉ又はＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）のような無線接続であってもよい。受信機３２が受信した信号に応じて、表示装置は自動的にビデオストリーム表示モードを選択する。具体的には、信号が、眼鏡が装着されておりビデオストリームが立体視画像であることを示している場合には、立体視モードを選択し、そうでない場合には、通常表示の２Ｄモードを選択する。

眼鏡２が装着されているか否かを検出するために、眼鏡にはセンサ２０が取り付けられており、センサがユーザ１の頭部の存在を検出する。

好ましくは、センサ２０は、眼鏡のフレームの、２つのテンプルアームによって囲まれた領域に面する部分に設けられて、頭部を検出する容量型センサである。

一実施形態において、容量型センサは、眼鏡が装着されるとユーザの耳の上に載る眼鏡のフレーム部分の近くに設けられる。別の実施形態では、センサ２０は、ユーザの鼻の上に載る眼鏡のフレーム部分に設けられてもよい。このような位置に配置することにより、頭部とセンサとの接触を確実にすることができる。

これに替えて、センサ２０は、３０℃を超える温度、望ましくは３５℃を超える温度を検出すると、頭部の存在を検出する熱センサであってもよい。図３には、眼鏡３に設けられた電子機器のブロック図が示されている。

センサ２０は、例えば、プロセッサ又はマイクロプロセッサのような、センサの検出を解釈し、眼鏡が装着されているか否かを示すべく送信する信号を送信機２１に出力する眼鏡制御装置２２と接続されている。

送信機２１及び受信機３２は、互いに通信可能なように選択される。センサ２０、制御装置２２及び送信機２１の電力は、電源ユニット２３から供給され、好ましい実施形態では、電源ユニット２３は、眼鏡に適切に電力が供給されるような少なくとも１つのバッテリーを有する。

外部エネルギー源、若しくは、振動、光エネルギー又は電波等の環境に存在するエネルギーを局所バッテリーに蓄積する環境発電システムを使用して、バッテリーを充電してもよい。表示部が無線周波数エネルギーを放出し、眼鏡がそれを受信してバッテリーに格納する、ＲＦＩＤシステムと同様な更なるバッテリー再充電システムが構築されてもよい。

しかしながら、一実施形態において、眼鏡２は、アンテナ（例えば、送信機２１のアンテナと同じアンテナ）を備え、表示装置から放射される電波を受信して、受信した信号により電力を得てもよい。この場合、バッテリーが必要なくなるが、ユーザは、眼鏡が動作するのに十分なエネルギーを受信することができる円錐形の範囲に留まる必要がある。

別の実施形態では、眼鏡がケーブルによって（例えば、３Ｄゲームで使用されるバイザーの場合に可能）表示装置と接続されている場合、眼鏡は、接続されたケーブルから電力を得ることができる。

望ましくは、眼鏡２には、電源ユニット２３、センサ２０及び制御ユニット２２との間に挿入されるエネルギー管理ブロック２４（図４に示す）が取り付けられる。エネルギー管理ブロックブロック２４は、眼鏡が取り外されると、制御ユニット２２及び送信機２１へ電源の供給を自動的にＯＦＦにすることができ、眼鏡が装着されるとこれらに自動的に電力を供給することができる。一実施形態において、眼鏡がシャッター型である場合、ブロック２４は、その他の眼鏡シャッター装置への電力供給をＯＦＦにすることが可能であり、眼鏡が装着されていない場合に、眼鏡の電源を切ることができ、節電を可能としバッテリーの寿命を長くすることができる。

本発明の特徴が、以上の実施形態の記載から明らかとなった。当業者であれば、眼鏡が装着されているか否かを眼鏡に取り付けられたセンサにより頭部の存在を検出することによって検出するというアイディアを利用すると同時に、様々な変形例又は改良を行うことができる。

例えば、眼鏡２がシャッター型眼鏡である場合、表示装置から同期信号を受信する必要がある。好ましくは、眼鏡によるユーザ頭部の存在を示す信号、及び、レンズのシャッターを制御する同期信号が、異なる通信方式を移用して送信される。例えば、同期信号は赤外線を介して送信され、眼鏡が装着されていることを示す信号は無線周波数によって送信される。これに替えて、両信号を赤外線信号で送信し、異なるコードを使用して送信することにより干渉を最小限に抑えてもよい。

眼鏡がシャッター型である場合、同期信号を受信する必要があるが、頭部検出信号を無線周波数で送信して、１つの信頼性の高いデバイスを使用して、眼鏡からの信号の送受信を行ってもよい。更に、眼鏡には、複数のセンサが取り付けられてもよい。

一変形例では、眼鏡２の電子機器（センサ、電源、エネルギー管理ブロック、送信機等）は、眼鏡とは別の１つの受信デバイスに組み込まれていてもよく、好適な取り外し可能締結手段により眼鏡に固定することができる。これにより、パッシブ型の眼鏡を含む任意の種類の眼鏡に受信デバイスを適用することができる。

また、バッテリーの電力消費を更に低減するデバイスを眼鏡に付加してもよい。具体的には、傾きセンサ（例えば、加速度計）によって眼鏡を手で持っている状態での眼鏡の傾き角を検出し、容量型センサ部分を含む眼鏡に電源を供給することができる。この場合、傾きセンサは、傾きセンサの出力に応じて眼鏡電子機器を電源に接続するスイッチとして動作してもよい。

Claims (15)

1. 立体視ビデオストリームを表示するシステム（１）であって、
   立体視モード又は２Ｄモードで、前記ビデオストリームを表示させる表示装置（３）と、
   前記表示装置に表示された前記ビデオストリームを立体視モードで見るための立体視眼鏡（２）と
   を備え、
   前記立体視眼鏡（２）は、前記眼鏡（２）が装着された場合に頭部の存在を検出するセンサ（２０）、及び、前記眼鏡が装着されたことを示す情報を送信する送信機（２１）を有し、
   前記表示装置（３）は、前記立体視眼鏡から送信される前記情報を受信し、前記情報に応じて、前記立体視ビデオストリームを２Ｄモード又は立体視モードで表示するシステム。
2. 前記センサは、容量型センサである請求項１に記載のシステム。
3. 前記センサは、前記眼鏡のフレームに取り付けられ、特に、前記フレームがユーザの耳の上に載る部分に取り付けられる請求項１又は２に記載のシステム。
4. 前記センサは、前記眼鏡のフレームに取り付けられ、特に、前記フレームがユーザの鼻の上に載る部分に取り付けられる請求項１又は２に記載のシステム。
5. 前記センサには、バッテリーにより電力が供給される請求項１から４の何れか１項に記載のシステム。
6. 前記センサはアンテナを含み、前記アンテナが受信する無線信号を介して前記センサに電力が供給される請求項１から４の何れか１項に記載のシステム。
7. 前記眼鏡は、シャッター型の眼鏡であり、第１通信方式により前記表示装置（３）から同期信号を受信する受信機を有し、
   前記送信機（２１）は、前記眼鏡が装着されていることを示す前記情報を、前記第１通信方式とは異なる第２通信方式により送信する請求項１から６の何れか１項に記載のシステム。
8. 前記送信機は、無線周波数により送信を行う請求項１から７の何れか１項に記載のシステム。
9. 前記立体視眼鏡（２）は、電源ユニット（２３）、前記センサ（２０）及び前記送信機（２１）を制御する制御ユニット（２２）の間に挿入される電力管理ブロック（２４）を更に有し、
   前記電力管理ブロック（２４）は、前記センサが頭部を検出しない場合に、前記制御ユニット（２２）への電力供給を自動的にＯＦＦにし、前記頭部が検出された場合に、前記制御ユニットへの電力供給を自動的にＯＮにする請求項１から８の何れか１項に記載のシステム。
10. 前記表示装置（３）は、リモコン及び前記送信機（２１）の両方から信号を受信する受信機（３２）を有する請求項１から９の何れか１項に記載のシステム。
11. 前記眼鏡が手で持ち上げられた場合に、前記眼鏡の電子機器のスイッチをＯＮ又はＯＦＦにすることを可能にするべく、前記眼鏡の傾きの変化を検出する傾きセンサ、特に、加速度計を更に備える請求項１から１０の何れか１項に記載のシステム。
12. ビデオストリームを表示する方法であって、
    立体視眼鏡（２）に取り付けられて、頭部の存在を検出するセンサ（２０）を介して、前記眼鏡が装着されているかを検出する段階と、
    前記眼鏡が装着されている場合には、前記ビデオストリームを立体視表示モードで表示する段階と
    を備える方法。
13. 前記センサ（２０）は、容量型センサである請求項１２に記載の方法。
14. 検出装置を眼鏡のフレームに固定する取り外し可能締結手段と、
    前記検出装置が前記眼鏡に固定される場合に、前記眼鏡（２）が装着されると頭部の存在を検出するように配置されたセンサ（２０）と、
    前記眼鏡が装着されていることを示す情報を送信する送信機（２１）と
    を備える検出装置。
15. 前記検出装置は、前記検出装置の電源ユニット（２３）、前記センサ（２０）及び制御ユニット（２２）の間に挿入される電力管理ブロック（２４）を更に備え、
    前記電力管理ブロック（２４）は、前記センサが頭部を検出しない場合に、前記制御ユニット（２２）への電力供給を自動的にＯＦＦにし、前記頭部が検出された場合に、前記制御ユニットへの電力供給を自動的にＯＮにする請求項１４に記載の検出装置。

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