JP6020923B2 - 焦点可変レンズを有するビューア、および映像表示システム - Google Patents
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Description
実施の形態1では、焦点可変レンズを有し、ユーザの眼球運動に対応して焦点調節可能な、メガネやゴーグル等のビューアについて説明する。本実施の形態に係るビューアは、これを装着しているユーザがステレオ方式の3次元映像(以降、単に3次元映像と記載する)を観視しているとき、焦点可変レンズの焦点距離を固定する。
ここでは、焦点可変レンズ150は、焦点距離を10cmから3mまでの間で連続的に変化させることができるものとする。このような焦点可変レンズは例えば、特許文献2のように液体を封入して封入圧を変化させることでレンズの形状を変化させることで実現できる。レンズ制御部140が出力する制御信号は、例えば、焦点可変レンズ150の封入圧力を調節する電気信号である。
図2は本実施形態における、ビューア10の3次元映像観視検出部200と、情報信号を送信する映像表示システム210の一部の構成の例を示すブロック図である。
図3は眼球運動センサ110の詳細な構成の一例を示すブロック図である。眼球運動センサ110は例えば、右眼撮影カメラ111、左眼撮影カメラ112、画像合成部113、画像記憶部114、瞳孔抽出部115、瞳孔中心計算部116、および瞳孔移動量計算部117を備える。
図4は注視距離判定部120の詳細な構成の一例を示すブロック図である。注視距離判定部120は、例えば、基準座標記憶部121と、座標処理部122と、計算部123とを備える。奥行位置は両眼の非共同性眼球運動(disconjugate eye movement)、あるいは輻輳開散運動(vergence)と呼ばれる眼球運動から求める。輻輳開散運動は、頭部の正中軸に直行する両眼を結ぶ軸(正立時の水平軸)上の運動の成分が、左右の眼球で逆向きに動く動作である。輻輳開散運動の大きさにより奥行位置を判定する。
x:水平面座標中の注視点の前額面平行軸座標
y:水平面座標中の注視点の正中面平行軸座標
θl:左眼回転角度
θr:右眼回転角度
xl0:無限遠注視時の左眼瞳孔中心
xr0:無限遠注視時の右眼瞳孔中心
xl:座標(x,y)注視時の左眼瞳孔中心
xr:座標(x,y)注視時の右眼瞳孔中心
r:眼球半径
図6は焦点距離固定部300の詳細な構成の一例を示すブロック図である。図6の焦点距離固定部300は、距離データ記憶部301と、制御信号生成部302とを備える。
図7は本実施の形態に係るビューア10の動作を示すフローチャートである。図4に従って、ビューア10の動作について説明する。
実施の形態1では、ユーザが3次元映像を観視しているときに固定する焦点距離は、予め定めておくものとした。これに対して、変形例1,2では、映像表示システムから送信される情報信号を用いて、ユーザから表示装置までの距離を推定し、この推定した距離に基づいて、固定する焦点距離を決定する。
変形例2では、映像表示システムから送信される情報信号は、3次元映像提示を示すとき、3次元映像を表示している表示装置の画面サイズ情報をさらに含むものとする。そして、この画面サイズ情報を基にして、ユーザから表示装置までの距離が推定される。この距離に基づいて、固定する焦点距離が決定される。
実施の形態1では、映像表示システムは、3次元映像を提示しているとき、近くにビューアのあるなしにかかわらず、常に3次元映像提示を示す情報信号を送信している。これに対して実施の形態2では、映像表示システムは、ビューアを装着したユーザが表示装置の方を見ているか否かを判定し、見ていないと判定したときは、3次元映像提示を示す情報信号を送信しないものとする。
実施の形態3では、3次元映像提示を示す情報信号は、赤外線等の直進性の高い媒体を介して送信されるものとする。そして、ビューアは、媒体の受信範囲が、前方正面を含む所定角度の範囲に限定されている。このため、ビューアは、ユーザが表示装置の方を向いているときに限って、3次元映像提示を示す信号を受信する。
120 注視距離判定部
140 レンズ制御部
150 焦点可変レンズ
200,240,260 3次元映像観視検出部(検出部)
201 受信部
202 信号検出部
210,220,230,250,270 映像表示システム
212 ディスプレイ(表示装置)
256 カメラ
257 観視行動検出部
260 マーカ
300,310,320 焦点距離固定部
Claims (13)
- ユーザの眼球運動に対応して焦点を調節可能なビューアであって、
焦点可変レンズと、
前記焦点可変レンズの焦点距離を調節するレンズ制御部と、
前記ユーザの3次元映像の観視を検出する検出部と、
前記検出部が前記ユーザの3次元映像の観視を検出したとき、前記ユーザの眼球運動にかかわらず、前記焦点可変レンズの焦点距離を固定するよう、前記レンズ制御部に指示する焦点距離固定部と
を備えるビューア。 - 請求項1記載のビューアにおいて、
前記検出部は、
映像表示システムから送信される情報信号を受信する受信部と、
前記受信部が受信した前記情報信号が3次元映像提示を示す信号を含むとき、前記ユーザが3次元映像を観視していると判定する信号検出部とを備えている
ことを特徴とするビューア。 - 請求項2記載のビューアにおいて、
前記焦点距離固定部は、前記情報信号を用いて前記ユーザから表示装置までの距離を推定し、推定した距離に基づいて、固定する焦点距離を決定する
ことを特徴とするビューア。 - 請求項3記載のビューアにおいて、
前記ユーザの眼球運動から、前記ユーザの注視距離を判定する注視距離判定部をさらに備え、
前記情報信号は、3次元映像提示を示す信号を含むとき、前記映像表示システムが提示する3次元映像の奥行情報をさらに含み、
前記焦点距離固定部は、前記奥行情報が、前記3次元映像の奥行位置が前記表示装置の画面位置にあることを示すとき、前記注視距離判定部による判定結果を基にして、前記ユーザから前記表示装置までの距離を推定する
ことを特徴とするビューア。 - 請求項3記載のビューアにおいて、
前記情報信号は、3次元映像提示を示す信号を含むとき、前記表示装置の画面サイズ情報をさらに含み、
前記焦点距離固定部は、前記画面サイズ情報を基にして、前記表示装置の画面サイズが大きいほど前記ユーザから前記表示装置までの距離が長いという規則に従って、前記ユーザから前記表示装置までの距離を推定する
ことを特徴とするビューア。 - 請求項1記載のビューアにおいて、
前記焦点可変レンズは、設定可能な焦点距離が複数種類に限定されており、
前記焦点距離固定部は、前記焦点可変レンズの焦点距離を固定するとき、前記設定可能な焦点距離のうち最も遠い距離に固定する
ことを特徴とするビューア。 - 請求項2記載のビューアにおいて、
正面から見たとき、所定形状として認識されるマーカを有している
ことを特徴とするビューア。 - 請求項7記載のビューアにおいて、
前記マーカは、前記ビューアの前面における左右両端にそれぞれ、左右対称になるように、設けられている
ことを特徴とするビューア。 - 請求項2記載のビューアにおいて、
前記映像表示システムは、前記情報信号を、直進性の高い媒体を介して送信するものであり、
前記ビューアは、前記媒体の受信範囲が、前方正面を含む所定の範囲に限定されており、
前記所定の範囲は、前方正面を基準にして左右それぞれ30度までの範囲内に設定されている
ビューア。 - 請求項9記載のビューアにおいて、
前記映像表示システムは、3次元映像用メガネを用いるものであり、かつ、前記3次元映像用メガネに対して前記媒体を介して同期信号を送信するものであり、
前記ビューアは、前記媒体の受信範囲が、前記3次元映像用メガネよりも狭く設定されている
ことを特徴とするビューア。 - 請求項9記載のビューアにおいて、
前記媒体は、赤外線または可視光である
ことを特徴とするビューア。 - 請求項7記載のビューアに、情報信号を送信可能に構成された映像表示システムであって、
表示装置と、
前記表示装置の前方を撮影するカメラと、
前記カメラに前記ビューアが映っている場合において、前記マーカの画像が前記所定形状として認識されるか否かに基づいて、前記ビューアを装着したユーザが前記表示装置の方を見ているか否かを判定する観視行動検出部とを備え、
前記観視行動検出部が、前記ユーザが前記表示装置の方を見ていないと判定したとき、前記情報信号として3次元映像提示を示す信号を送信することを、回避する
映像表示システム。 - 請求項12記載の映像表示システムにおいて、
前記ビューアは、前記ユーザの眼球運動に対応した焦点調節を機能させているとき、ビューア信号を送信するものであり、
前記映像表示システムは、前記観視行動検出部が、前記ユーザが前記表示装置の方を見ていると判定し、かつ、前記ビューア信号を受信したとき、前記情報信号として3次元映像提示を示す信号を送信する
ことを特徴とする映像表示システム。
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