JP5639007B2 - ３ｄ映像視聴装置、３ｄ映像視聴方法及び３ｄ映像視聴プログラム - Google Patents

Description

本発明は、両眼視差を用いた３Ｄ映像を視聴する技術に関する。

２０１０年初頭の３Ｄ映画の興行的成功により、映画館において３Ｄ映画が盛んに上映されている。また、その影響からか、テレビ・ビデオカメラ・デジタルカメラといった一般家庭向けの３Ｄ対応家電製品が広く普及するようになってきた。３Ｄ映像視聴システムは左眼用映像と右眼用映像の間に視差を持たせ表示することで立体視する仕組みである。そのため、３Ｄ映像表示装置と左眼・右眼に異なる映像を送るための偏光メガネやシャッタ式メガネが必要となる（非特許文献１参照）。

図５に、従来の３Ｄ映像表示システムの構成を示す。同図に示すように、従来の３Ｄ映像表示システムは、３Ｄ対応テレビ１００と３Ｄ対応メガネ２００で構成される。３Ｄ対応テレビ１００は、左眼用・右眼用の映像を交互に表示する表示パネル１０１と３Ｄ対応メガネ２００と同期を取るために赤外線通信等を行う受光部１０２を有し、３Ｄ対応メガネ２００は、液晶シャッタ２０１，２０２と液晶シャッタ２０１，２０２を制御するブリッジ部２０３を有する。３Ｄ対応メガネ２００が３Ｄ対応テレビ１００の左眼用映像と右眼用映像の表示タイミングに合わせて液晶シャッタ２０１，２０２を交互に開閉することで左眼用映像、右眼用映像を左右の眼それぞれに分離し、左右の眼それぞれに微妙に異なる映像を見させることで、視聴者は映像を立体的に見ることができる。

岩井、外２名、「高画質な３Ｄ表示を実現したＣＥＬＬレグザ５５Ｘ２」、東芝レビュー、株式会社東芝、２０１１年１月、第６６巻、第１号、p.41-44

３Ｄ映像視聴システムにおいては、例えば５〜６歳までの子供に対しては視機能への影響を考慮したうえで３Ｄ視聴を制限することが望ましいといわれている。

しかしながら、複数人が１台のテレビでコンテンツを視聴する場合、３Ｄ表示か２Ｄ表示を排他的に選択する必要があり、全員が３Ｄ映像を視聴する、あるいは、全員が２Ｄ映像を視聴するのどちらかの状況になる。３Ｄ対応テレビ１００が３Ｄ表示を行っているときに３Ｄ対応メガネ２００をなしで視聴したとしても、視差のある２つの２Ｄ映像が交互に表示されるため、本来の２Ｄ映像ではないものとなる。このように、３Ｄ映像視聴者と２Ｄ映像視聴者を１つの３Ｄ映像視聴システムに混在させることは不可能であった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、３Ｄ映像を複数人で視聴するシステムにおいて、３Ｄ視聴者の視聴に影響を与えることなく、特定の視聴者に３Ｄ視聴制限をかけることを目的とする。

本発明に係る３Ｄ映像視聴装置は、左眼用映像、右眼用映像の表示タイミングに合わせて左右の眼それぞれに対応する左右の液晶シャッタを交互に開閉することで両眼視差を用いた３Ｄ映像を視聴する３Ｄ映像視聴装置であって、視聴者の瞳孔間距離を検出する検出手段と、前記検出手段が検出した瞳孔間距離が所定の閾値に満たない場合は３Ｄ映像視聴を制限すると判断し、前記瞳孔間距離が前記所定の閾値以上の場合は３Ｄ映像視聴を制限しないと判断する判断手段と、前記判断手段が３Ｄ映像視聴を制限しないと判断した場合は前記左右の液晶シャッタを交互に開閉し、前記判断手段が３Ｄ映像視聴を制限すると判断した場合は前記左右の液晶シャッタを同時に開閉する制御手段と、を有することを特徴とする３Ｄ映像視聴装置。

本発明によれば、３Ｄ映像を複数人で視聴するシステムにおいて、３Ｄ視聴者の視聴に影響を与えることなく、特定の視聴者に３Ｄ視聴制限をかけることができる。

本実施の形態における３Ｄ映像視聴システムの構成を示す機能ブロック図である。 視聴者属性を判断してコンテンツを視聴する処理の流れを示すフローチャートである。 ３Ｄ視聴時の映像表示タイミングと３Ｄ視聴用の液晶シャッタの開閉タイミングを示すタイミングチャートである。 ２Ｄ視聴時の映像表示タイミングと３Ｄ視聴用の液晶シャッタの開閉タイミングを示すタイミングチャートである。 従来の３Ｄ映像表示システムの構成を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。

図１は、本実施の形態における３Ｄ映像視聴システムの構成を示す機能ブロック図である。同図に示す３Ｄ映像視聴システムは、３Ｄ対応テレビ１と３Ｄ対応メガネ２を有する。３Ｄ対応メガネ２は、同時に視聴する利用者数分存在する。以下、３Ｄ対応テレビ１及び３Ｄ対応メガネ２について説明する。

３Ｄ対応テレビ１は、ＣＰＵ１１、メモリ１２、クロック１３、入力部１４、同期表示制御部１５、通信部１６、および表示パネル１７を備える。

ＣＰＵ１１は、３Ｄ対応テレビ１全体を制御するプロセッサ装置である。

メモリ１２は、ＣＰＵ１１がプログラム実行時のデータの一時記録等を行うための記憶装置である。

クロック１３は、左眼用映像、右眼用映像を交互に表示させるための基準となるクロック信号を供給する。

入力部１４は、表示するコンテンツを入力する。例えば、放送波を受信するアンテナや映像の記録装置などが接続される。

同期表示制御部１５は、ＣＰＵ１１からの命令を受け、表示パネル１７に対して左眼用、右眼用の映像信号を交互に送信する。

通信部１６は、３Ｄ対応メガネ２と赤外線などの無線通信を行い同期をとる。

表示パネル１７は、同期表示制御部１５から映像信号を受けて表示する。

３Ｄ対応メガネ２は、３Ｄ対応テレビ１に表示された映像を透過あるいは遮蔽する左眼用、右眼用の２枚の液晶シャッタ２１，２２、視聴者の瞳孔の位置を検出する瞳孔検知センサ２３，２４、および液晶シャッタ２１，２２を制御する回路を内蔵したブリッジ部３を備える。ブリッジ部３は、スイッチ３１、ＣＰＵ３２、メモリ３３、クロック３４、通信部３５、同期制御部３６、視聴者属性判断部３７、およびシャッタ制御部３８を備える。

スイッチ３１は、３Ｄ対応メガネ２全体に対する電力供給のオン・オフを制御する。視聴者がスイッチ３１をオンすることでブリッジ部３が３Ｄ対応テレビ１と同期をとり液晶シャッタ２１，２２を制御して３Ｄ映像の視聴が可能となる。

ＣＰＵ３２は、３Ｄ対応メガネ２全体を制御するプロセッサ装置である。

メモリ３３は、ＣＰＵ３２がプログラム実行時のデータの一時記録等を行うための記憶装置である。

クロック３４は、動作の基準となるクロック信号を供給する。

通信部３５は、３Ｄ対応テレビ１と赤外線などの無線通信を行う。

同期制御部３６は、３Ｄ対応テレビ１の表示する左眼用映像、右眼用映像に合わせて液晶シャッタ２１，２２を開閉するための同期をとる。

視聴者属性判断部３７は、瞳孔検知センサ２３，２４から受信する情報を元に視聴者属性を判断する。本実施の形態では、瞳孔検知センサ２３，２４によって測定された瞳孔間の距離から視聴者が成人であるか子供であるか判断する。

シャッタ制御部３８は、同期制御部３６による同期と視聴者属性判断部３７が判断した視聴者属性に基づいて液晶シャッタ２１，２２を制御する。視聴者属性の判断処理、および液晶シャッタ２１，２２の制御については後述する。

３Ｄ対応テレビ１、３Ｄ対応メガネ２が備える各部は、演算処理装置、記憶装置等を備えたコンピュータにより構成して、各部の処理がプログラムによって実行されるものとしてもよい。このプログラムは３Ｄ対応テレビ１、３Ｄ対応メガネ２が備える記憶装置に記憶されており、磁気ディスク、光ディスク、半導体メモリ等の記録媒体に記録することも、ネットワークを通して提供することも可能である。

次に、視聴者属性を判断してコンテンツを視聴する処理の流れについて説明する。

図２は、視聴者属性を判断してコンテンツを視聴する処理の流れを示すフローチャートである。視聴者が３Ｄ対応メガネ２をかけてスイッチ３１をオンすることで処理が開始される。

まず、瞳孔検知センサ２３，２４が視聴者の両眼の瞳孔の位置を検出し、視聴者属性判断部３７は、瞳孔検知センサ２３，２４から視聴者の両眼の瞳孔の位置を受信する（ステップＳ１０１）。

続いて、視聴者属性判断部３７は、受信した視聴者の両眼の瞳孔の位置から瞳孔間距離Ｌを計算する（ステップＳ１０２）。

そして、瞳孔間距離Ｌが所定の閾値を上回るか、下回るか判定する（ステップＳ１０３）。本実施の形態では所定の閾値を５ｃｍとする。もちろん、閾値は任意の幅に設定することが可能である。

瞳孔間距離Ｌが所定の閾値に満たない場合は、視聴者の属性は子供と判断し、シャッタ制御部３８に対して２Ｄ視聴に制限することを指示する（ステップＳ１０４）。

シャッタ制御部３８は、２Ｄ視聴の指示を受けて、液晶シャッタ２１，２２を２Ｄ視聴用のタイミングで開閉させる（ステップＳ１０５）。これにより、視聴者は２Ｄでコンテンツを視聴することになる。２Ｄ視聴用および３Ｄ視聴用の液晶シャッタ２１，２２の開閉タイミングについては後述する。

一方、瞳孔間距離Ｌが所定の閾値以上の場合は、視聴者の属性を成人と判断し、シャッタ制御部３８に対して３Ｄ視聴を指示する（ステップＳ１０６）。

シャッタ制御部３８は、３Ｄ視聴の指示を受けて、３Ｄ対応テレビ１の表示タイミングに同期させて、液晶シャッタ２１，２２を３Ｄ視聴用のタイミングで開閉させる（ステップＳ１０７）。これにより、視聴者は３Ｄでコンテンツを視聴することになる。

そして、視聴者がスイッチ３１をオフにしてコンテンツの視聴が終了する（ステップＳ１０８）。

次に、３Ｄ対応テレビ１の映像表示タイミングと３Ｄ対応メガネ２の液晶シャッタ２１，２２の開閉タイミングについて説明する。

まず、３Ｄ視聴用の液晶シャッタ２１，２２の開閉タイミングについて説明する。図３は、映像表示タイミングと３Ｄ視聴用の液晶シャッタ２１，２２の開閉タイミングを示すタイミングチャートである。

図３（ａ）は、３Ｄ対応テレビ１に表示される映像の切り替わりタイミングを示す。同図に示すように、３Ｄ対応テレビ１は、左眼用映像と右眼用映像を交互に一定周期で表示する。

図３（ｂ），（ｃ）は、３Ｄ視聴用の液晶シャッタ２１，２２の開閉タイミングを示す。３Ｄ対応テレビ１に左眼用映像が表示されている場合は、左眼用の液晶シャッタ２１を開き、右眼用の液晶シャッタ２２を閉じることで視聴者の左眼に左眼用映像が届き、右眼には左眼用映像が届かない。３Ｄ対応テレビ１に右眼用映像が表示されている場合は、左眼用の液晶シャッタ２１を閉じ、右眼用の液晶シャッタ２２を開くことで視聴者の右眼に右眼用映像が届き、左眼には右眼用映像が届かない。これにより、視聴者の左眼では左眼用映像、右眼では右眼用映像のみを見ることとなり、左右の眼それぞれに視差のある映像を見させる立体視が実現される。

続いて、２Ｄ視聴用の液晶シャッタ２１，２２の開閉タイミングについて説明する。図４は、映像表示タイミングと２Ｄ視聴用の液晶シャッタ２１，２２の開閉タイミングを示すタイミングチャートである。

図４（ａ）に示す映像表示タイミングは、同時に３Ｄでコンテンツを視聴する視聴者もいるので、図３（ａ）に示したものと同じであり、左眼用映像と右眼用映像が交互に一定周期で表示される。

図４（ｂ），（ｃ）は、２Ｄ視聴用の液晶シャッタ２１，２２の開閉タイミングを示す。２Ｄ視聴の場合も映像表示タイミングの切り替わりに同期させて液晶シャッタ２１，２２を開閉させるが、液晶シャッタ２１，２２を交互に開閉するのではなく、液晶シャッタ２１，２２を同じタイミングで同時に開閉し、左眼用映像、あるいは右眼用映像のみを視聴者に見せる。図４（ｂ），（ｃ）に示す例では、３Ｄ対応テレビ１が左眼用映像を表示しているときに両方の液晶シャッタ２１，２２を開き、３Ｄ対応テレビ１が右眼用映像を表示しているときに両方の液晶シャッタ２１，２２を閉じている。これにより、視聴者は左右いずれの眼でも左眼用映像のみを見ることとなり、完全な２Ｄ映像を視聴することとなる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、瞳孔検知センサ２３，２４により両眼の瞳孔の位置を検出して瞳孔間距離Ｌを計算し、瞳孔間距離Ｌが所定の閾値に満たない場合は３Ｄ視聴を制限すると判定し、３Ｄ視聴を制限する場合は、左眼用映像あるいは右眼用映像のいずれかの表示タイミングに合わせて両方の液晶シャッタ２１，２２を同じタイミングで開閉させることにより、他の３Ｄ視聴者の視聴に影響を与えることなく、特定の視聴者に３Ｄ視聴制限をかけることができる。

なお、瞳孔間距離Ｌを用いて視聴者属性を判定する方法のほかにも、眼精疲労や体調の変化を示すパラメータ（まばたきの頻度、汗、脈拍、比値の痙攣など）や個人を識別するパラメータ（網膜パターンなど）などの身体的特徴を用いて３Ｄ視聴を制限してもよい。年齢に関係なく３Ｄ視聴制限を加えるものであってもよい。

１…３Ｄ対応テレビ
１１…ＣＰＵ
１２…メモリ
１３…クロック
１４…入力部
１５…同期表示制御部
１６…通信部
１７…表示パネル
２…３Ｄ対応メガネ
２１，２２…液晶シャッタ
２３，２４…瞳孔検知センサ
３…ブリッジ部
３１…スイッチ
３２…ＣＰＵ
３３…メモリ
３４…クロック
３５…通信部
３６…同期制御部
３７…視聴者属性判断部
３８…シャッタ制御部

Claims (3)

1. 左眼用映像、右眼用映像の表示タイミングに合わせて左右の眼それぞれに対応する左右の液晶シャッタを交互に開閉することで両眼視差を用いた３Ｄ映像を視聴する３Ｄ映像視聴装置であって、
   視聴者の瞳孔間距離を検出する検出手段と、
   前記検出手段が検出した瞳孔間距離が所定の閾値に満たない場合は３Ｄ映像視聴を制限すると判断し、前記瞳孔間距離が前記所定の閾値以上の場合は３Ｄ映像視聴を制限しないと判断する判断手段と、
   前記判断手段が３Ｄ映像視聴を制限しないと判断した場合は前記左右の液晶シャッタを交互に開閉し、前記判断手段が３Ｄ映像視聴を制限すると判断した場合は前記左右の液晶シャッタを同時に開閉する制御手段と、
   を有することを特徴とする３Ｄ映像視聴装置。
2. 左眼用映像、右眼用映像の表示タイミングに合わせて左右の眼それぞれに対応する左右の液晶シャッタを交互に開閉することで両眼視差を用いた３Ｄ映像を視聴する３Ｄ映像視聴方法であって、
   視聴者の瞳孔間距離を検出するステップと、
   前記検出するステップで検出した瞳孔間距離が所定の閾値に満たない場合は３Ｄ映像視聴を制限すると判断し、前記瞳孔間距離が前記所定の閾値以上の場合は３Ｄ映像視聴を制限しないと判断するステップと、
   前記判断するステップにおいて３Ｄ映像視聴を制限しないと判断した場合は前記左右の液晶シャッタを交互に開閉し、前記判断するステップにおいて３Ｄ映像視聴を制限すると判断した場合は前記左右の液晶シャッタを同時に開閉するステップと、
   を有することを特徴とする３Ｄ映像視聴方法。
3. 左眼用映像、右眼用映像の表示タイミングに合わせて左右の眼それぞれに対応する左右の液晶シャッタを交互に開閉することで両眼視差を用いた３Ｄ映像を視聴する３Ｄ映像視聴方法をコンピュータに実行させる３Ｄ映像視聴プログラムであって、
   視聴者の瞳孔間距離を検出する処理と、
   前記検出する処理で検出した瞳孔間距離が所定の閾値に満たない場合は３Ｄ映像視聴を制限すると判断し、前記瞳孔間距離が前記所定の閾値以上の場合は３Ｄ映像視聴を制限しないと判断する処理と、
   前記判断する処理において３Ｄ映像視聴を制限しないと判断した場合は前記左右の液晶シャッタを交互に開閉し、前記判断する処理において３Ｄ映像視聴を制限すると判断した場合は前記左右の液晶シャッタを同時に開閉する処理と、
   をコンピュータに実行させることを特徴とする３Ｄ映像視聴プログラム。

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