JPWO2012157195A1 - 画像表示システムおよび３次元用メガネ - Google Patents

Abstract

システムの規模を大型化することなく、３次元用メガネと画像表示装置とを用いて視聴者の疲労状態を判定する等の協調処理が確実に行われるようにする画像表示システムを提供する。３次元表示テレビ（１０）に備えられる送受信部（１５０）は、通信信号における少なくともデータフォーマットを含む仕様を指定する仕様指定信号を、３次元用メガネ（２０）に送信し、３次元用メガネ（２０）に備えられる送受信部（２７０）は、３次元表示テレビ（１０）から送信される仕様指定信号を受信し、受信した仕様指定信号によって指定される仕様に従って、生体信号センサ（２４０）で取得された生体信号を通信信号に変換して３次元表示テレビ（１０）に送信する。

Description

本発明は、視聴者に３次元画像を提示する画像表示装置と３次元用メガネを含む画像表示システムに関する。

３次元映像は、大画面による映画のみでなく、家庭用の３次元テレビやコンピュータディスプレイの普及とともにテレビコンテンツやゲームの映像として広まりつつある。３次元映像は右目に提示する画像と左目に提示する画像との間に視差を作ることで、視聴者に奥行きがあるように錯覚させるものである。３次元映像の視聴においては、従来の２次元の映像と異なり、被写体の奥行きに合わせて右目と左目のそれぞれが動く。つまり、奥行きが小さく被写体が手前に飛び出して見えるときには、左右の目は寄り目になる方向に動き、奥行きが大きく被写体が遠くに見えるときには、両目はまっすぐ前を見る状態に近くなる。一方、ディスプレイの位置は移動しないため、はっきり見るためにはピントをディスプレイの位置に合わせ続ける必要があり、焦点距離はディスプレイの位置に固定される。このような被写体の仮想の奥行きに対する目の動きと焦点距離の矛盾により、立体映像の視聴に伴い、視聴者において、疲労や映像酔い等の身体症状が現れる場合があるとされる。そこで、従来、特許文献１では、３次元映像を視聴している視聴者の目の光学特性を計測することで、視聴者の疲労を判別している。

一方、１つのディスプレイで、左右の目に対して、異なる画像を提示するには、専用のメガネ（以下、「３次元用メガネ」ともいう。）を用いて、シャッタにより左右の目に届く光を選択する必要がある。シャッタを、右目用および左目用の画面表示に同期して十分に早い頻度で切り替えることで、視聴者は左右の画像の切り替えに気づかず、両目の情報を融像して立体視することができる。

ところで、３次元映像の表示中は、専用メガネをかけずにディスプレイを見た場合には、立体視できないばかりか、２重像が見える。そこで、確実に立体視ができるように、特許文献２では、専用メガネに接触あるいは非接触になる状態で、メガネが視聴者に装着された状態であるか否かをセンシングして、専用メガネから、装着状態を示す信号を、テレビ、コンピュータ、あるいはゲーム機等の映像表示を制御する表示装置へ送信する。これにより、表示装置において、２次元映像と３次元映像との表示の切り替えを制御している。

特開２００６−３０５３２５号公報 特開２０１０−１５４５３３号公報

しかしながら、特許文献１の方法では、疲労状態の検出のために、レンズアレーを含む大きな計測器を設置し、視聴者の目の位置を固定して視聴者の目の光学特性を計測しており、視聴者が自由な位置や姿勢で３次元映像を楽しむには不都合である。また、疲労をはじめとする視聴者の状態を判定するための目の状態を含む生体信号の多くは、特許文献１にみられるように信号の種類に対して特定の分析方法があり、特許文献２のように専用メガネでセンシングを行っても、テレビ等の映像表示を制御する表示装置が持つ生体信号用の分析方法との対応が取れない場合には、視聴者の状態を判定することができないという課題を有している。

そこで、本発明は、システムの規模を大型化することなく、３次元用メガネと画像表示装置とを用いて視聴者の疲労状態を判定する等の協調処理が確実に行われるようにする画像表示システムおよび３次元用メガネを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る画像表示システムは、視聴者に３次元画像を提示する画像表示システムであって、前記視聴者の左目に提示する左目用画像と右目に提示する右目用画像を交互に出力する画像表示装置と、左目側のシャッタおよび右目側のシャッタを有し、前記画像表示装置において左目用画像が表示されるときに前記左目側のシャッタを透過状態にし、前記画像表示装置において右目用画像が表示されるときに前記右目側のシャッタを透過状態にする、前記視聴者の顔面または頭部に装着される３次元用メガネとを備え、前記３次元用メガネは、前記視聴者の身体の状態を測定することによって生体信号を取得する生体信号測定部と、前記生体信号測定部で取得された生体信号を通信信号に変換して前記画像表示装置に送信する送受信部とを備え、前記画像表示装置は、前記３次元用メガネから送信される通信信号を受信する送受信部を備え、前記画像表示装置に備えられる前記送受信部は、前記通信信号における少なくともデータフォーマットを含む仕様を指定する仕様指定信号を、前記３次元用メガネに送信し、前記３次元用メガネに備えられる前記送受信部は、前記画像表示装置から送信される前記仕様指定信号を受信し、受信した仕様指定信号によって指定される仕様に従って、前記生体信号を前記通信信号に変換して前記画像表示装置に送信する。

本発明によれば、システムの規模を大型化することなく、３次元用メガネと画像表示装置とを用いて視聴者の疲労状態を判定する等の協調処理が確実に行われるようにする画像表示システムおよび３次元用メガネが提供される。

よって、家庭等において３次元映像を視聴する機会が増えてきた今日における本発明の実用的価値は極めて高い。

図１は、本発明の実施の形態における画像表示システムの構成の一例を示すブロック図である。 図２は、本発明の実施の形態の画像表示システムにおける３次元表示テレビと３次元用メガネとの間での通信の手順を示した図である。 図３は、本発明の実施の形態における画像表示システムの処理の流れを示すフローチャートである。 図４は、送信仕様蓄積部に蓄積された指標の仕様情報（送信仕様）の例を示す図である。 図５は、眼電位から疲労を特定する際に利用可能な生体情報について、その取得条件を示すリスト（上段）、並びに、単位時間と単位時間当たりの処理前および中間処理後のデータ量を示すリスト（下段）を示す図である。 図６は、本発明の実施の形態における眼電位の計測用電極の配置例を示す模式図である。 図７は、本発明の実施の形態における３次元表示テレビの詳細な構成の一例を示すブロック図である。 図８は、本発明の実施の形態における３次元表示テレビが備える視聴者状態計算部の詳細な構成の一例を示すブロック図である。 図９は、本発明の実施の形態における３次元表示テレビの処理における疲労指標決定ステップの詳細な処理の一例を示すフローチャートである。 図１０Ａは、本発明の実施の形態における３次元表示テレビの処理における疲労指標判定ステップの詳細な処理の一例を示すフローチャートである。 図１０Ｂは、本実施形態における視聴者による選択入力（測定精度の選択入力）の様子を示す図である。 図１１Ａは、本発明の実施の形態における測定仕様蓄積部が蓄積する測定仕様の一例を示す図である。 図１１Ｂは、本実施形態における、３次元表示テレビが送信する仕様指定信号のデータ例を示す図である。 図１２は、本発明の実施の形態における変換関数記憶部が保持する変換関数の一例を示すグラフである。 図１３は、本発明の実施の形態にける変換テーブルに記憶されたデータの一例を示す図である。 図１４は、本発明の実施の形態における３次元用メガネの詳細な構成の一例を示すブロック図である。 図１５は、本発明の実施の形態における３次元用メガネの処理の流れの一例を示すフローチャートである。 図１６は、本発明の実施の形態における送信仕様蓄積部が蓄積する送信仕様の一例を示す図である。 図１７は、本発明の実施の形態における生体信号処理部の詳細な構成の一例を示すブロック図である。 図１８は、本発明の実施の形態における生体信号データ生成・送信ステップの詳細な処理の流れの一例を示すフローチャートである。 図１９は、本発明の実施の形態における３次元用メガネから３次元表示テレビへ生体信号を送信する際の通信フォーマットの一例を示す図である。 図２０は、本発明の実施の形態における生体信号処理部の詳細な構成の一例を示すブロック図である。 図２１は、本発明の実施の形態における生体信号データ生成・送信ステップの詳細な処理の流れの一例を示すフローチャートである。 図２２は、本発明の実施の形態における３次元用メガネから３次元表示テレビへ生体信号を送信する際の通信フォーマットの一例を示す図である。 図２３は、本発明の実施の形態における生体信号処理部の詳細な構成の一例を示すブロック図である。 図２４は、本発明の実施の形態における生体信号データ生成・送信ステップの詳細な処理の流れの一例を示すフローチャートである。 図２５は、本発明の実施の形態における瞬き頻度疲労対応テーブル記憶されたデータの一例を示した図である。 図２６は、本発明の実施の形態における３次元用メガネから３次元表示テレビへ生体信号を送信する際の通信フォーマットの一例を示す図である。 図２７は、本実施の形態における３次元表示テレビをコンピュータシステムおよびソフトウェアで実現する場合に用いられるハードウェア構成を示すブロック図である。

（本発明の概要）
本発明に係る画像表示システムの一形態は、視聴者に３次元画像を提示する画像表示システムであって、前記視聴者の左目に提示する左目用画像と右目に提示する右目用画像を交互に出力する画像表示装置と、左目側のシャッタおよび右目側のシャッタを有し、前記画像表示装置において左目用画像が表示されるときに前記左目側のシャッタを透過状態にし、前記画像表示装置において右目用画像が表示されるときに前記右目側のシャッタを透過状態にする、前記視聴者の顔面または頭部に装着される３次元用メガネとを備え、前記３次元用メガネは、前記視聴者の身体の状態を測定することによって生体信号を取得する生体信号測定部と、前記生体信号測定部で取得された生体信号を通信信号に変換して前記画像表示装置に送信する送受信部とを備え、前記画像表示装置は、前記３次元用メガネから送信される通信信号を受信する送受信部を備え、前記画像表示装置に備えられる前記送受信部は、前記通信信号における少なくともデータフォーマットを含む仕様を指定する仕様指定信号を、前記３次元用メガネに送信し、前記３次元用メガネに備えられる前記送受信部は、前記画像表示装置から送信される前記仕様指定信号を受信し、受信した仕様指定信号によって指定される仕様に従って、前記生体信号を前記通信信号に変換して前記画像表示装置に送信する。

これにより、３次元用メガネは、画像表示装置から送信されてくる仕様指定信号によって指定される仕様に従って、３次元用メガネの生体信号測定部で取得された生体信号を通信信号に変換して画像表示装置に送信する。つまり、画像表示装置と３次元用メガネとの間で、３次元用メガネから画像表示装置に送信する生体信号のデータフォーマット等の通信仕様のすり合わせが行われる。よって、いかなる画像表示装置と３次元用メガネとの組み合わせ、例えば、製造メーカおよび／または製造時期が異なる画像表示装置と３次元用メガネとの組み合わせであっても、画像表示装置が受信できるデータフォーマット等の通信仕様で、３次元用メガネから画像表示装置に視聴者の生体情報が送られるので、画像表示装置においては、視聴者の生体情報に基づく各種処理（疲労度の判定等）を行うことが可能になる。

たとえば、視聴者が３次元画像を視聴している最中の身体の状態に基づいて、画像表示装置における画像表示の状態を変更し、より快適な３次元画像の視聴や、２次元画像への切り替え、疲労や映像酔いによる不具合の防止や、視聴画像の制限等の処理を行うことができる。

よって、システムの規模を大型化することなく、３次元用メガネと画像表示装置とを用いて視聴者の疲労状態を判定する等の協調処理が確実に行われる画像表示システムが実現される。

ここで、前記３次元用メガネはさらに、当該３次元用メガネが前記画像表示装置に送信し得る前記通信信号の仕様を示す情報である送信仕様を少なくとも一つ蓄積している送信仕様蓄積部を備え、前記３次元用メガネに備えられる前記送受信部はさらに、前記送信仕様蓄積部に蓄積された少なくとも一つの送信仕様を前記画像表示装置に送信し、前記画像表示装置に備えられる前記送受信部は、前記３次元用メガネから送信される少なくとも一つの送信仕様を受信し、受信した少なくとも一つの送信仕様から選択した少なくとも一つの送信仕様を示す信号を、前記仕様指定信号として、前記３次元用メガネに送信してもよい。

より具体的には、前記画像表示装置はさらに、前記送受信部が受信可能な前記通信信号についての仕様を示す情報である測定仕様を少なくとも一つ蓄積している測定仕様蓄積部と、前記測定仕様蓄積部に蓄積された少なくとも一つの測定仕様から、前記視聴者の状態を判定するのに用いられる一つの測定仕様を決定する測定仕様決定部とを供え、前記画像表示装置に備えられる前記送受信部は、前記３次元用メガネから送信される少なくとも一つの送信仕様のうち、前記測定仕様決定部で決定された測定仕様に対応する送信仕様を示す信号を、前記仕様指定信号として、前記３次元用メガネに送信してもよい。

これにより、まず、３次元用メガネから画像表示装置に、３次元用メガネが採用し得る送信仕様が送られ、その送信仕様を受信した画像表示装置が、受信した送信仕様の中から、受信可能な送信仕様（測定仕様に対応する送信仕様）を選択し、その選択結果を示す仕様指定信号を３次元用メガネに送信する。よって、より確実に、画像表示装置と３次元用メガネの両者が取り扱うことができるデータフォーマットで、３次元用メガネから画像表示装置に生体信号が送信される。

つまり、画像表示装置では、画像表示装置と３次元用メガネが同一の製造メーカや同一型番でなく、あるいは、互いに専用の装置でない場合でも、画像表示装置が受信可能な生体信号の送信仕様と３次元用メガネが送信可能なデータの送信仕様とをすり合わせることができる。

また、前記３次元用メガネが備える前記送受信部はさらに、前記３次元用メガネを識別する信号であるメガネＩＤを前記画像表示装置に送信し、前記画像表示装置に備えられる前記送受信部は、前記３次元用メガネから送信されるメガネＩＤを受信し、前記測定仕様決定部は、受信されたメガネＩＤに対応する測定仕様が前記測定仕様蓄積部に蓄積されているか否かを判断し、蓄積されている場合には、当該測定仕様を前記一つの測定仕様として決定し、蓄積されていない場合には、前記３次元用メガネに対して、前記送信仕様蓄積部に蓄積されている送信仕様を前記画像表示装置に送信するように、要求してもよい。

これにより、メガネＩＤが、３次元用メガネから画像表示装置に送信される生体情報の送信仕様と関連づけられている場合には、画像表示装置は、メガネＩＤを受信するだけで、３次元用メガネが採用し得る送信仕様を知ることができる。よって、冗長な送信仕様を送信する必要がなく、少ない通信量で画像表示装置は、３次元用メガネの送信仕様を入手することができる。特に、３次元用メガネが採用し得る送信仕様が複数種類ある場合には、その送信仕様の種類の数にかかわらず、単一のデータ（メガネＩＤ）を３次元用メガネから送信することで、画像表示装置が３次元用メガネの送信仕様のすべてを取得（つまり、認識）することができる。

また、前記送信仕様または前記仕様指定信号には、前記生体信号測定部で測定された前記視聴者の身体の状態を示す複数の信号の配列と前記複数の信号の各々のデータ量とを記述した情報が含まれてもよい。

これにより、送信仕様または仕様指定信号には、具体的なデータフォーマットを特定する情報が含まれるので、例えば、画像表示装置が蓄積するメガネＩＤや製造メーカあるいは製造時期により３次元用メガネの送信仕様が特定できない場合でも、画像表示装置は、送信仕様を特定する具体的な情報を受信することで、３次元用メガネが採用し得る送信仕様の具体的な内容を取得（つまり、認識）することができる。

また、前記生体信号測定部は、前記視聴者の身体の状態として、前記視聴者の眼電位を測定してもよい。

これにより３次元用メガネに設けられた電極で、簡易に、かつ、安全に、視聴者の生体信号を取得することができ、分析の仕方により、眼電位から得られる眼球運動、輻輳運動、視線、サッケード、固視微動、または、瞬き等多くの指標を得ることができる。さらに、眼電位を利用することで、視聴者の疲労、覚醒度、または、興味等を測定することができる。

また、前記生体信号測定部は、前記視聴者の身体の状態として、前記視聴者の皮膚電気反応または皮膚電位を測定してもよい。

これにより、３次元用メガネに設けられた電極で、簡易に、精神性発汗の状態を取得して身体状態の指標を得ることができる。さらに、皮膚電気反応を利用することで、視聴者の覚醒度、興奮度を測定することができる。

また、前記生体信号測定部は、前記視聴者の身体の状態として、前記視聴者の身体の一部を撮像してもよい。

これにより、画像によるパタン認識や画像解析により、視聴者の生体情報を取得することが可能になる。

また、前記生体信号測定部は、前記視聴者の身体の状態として、前記視聴者の静脈パタンを撮像してもよい。

これにより、視聴者の個人認証ができ、視聴者の年齢等に基づいた視聴コンテンツの制限、あるいは、視聴者の視覚特性に基づいた奥行き運動の調整等の画像処理等の個人に対応した処理を行うことができる。

また、前記生体信号測定部は、前記生体信号として、前記視聴者の身体の状態を示す時系列信号を取得してもよい。

これにより、生体信号の時間的変化を分析することができ、身体の状態の時間的変化を判定することができる。

また、前記３次元用メガネはさらに、前記生体信号測定部で取得された時系列信号を数値列として生成する信号処理を行う生体信号処理部を備え、前記３次元用メガネに備えられる前記送受信部は、前記生体信号処理部により得られた数値列を前記画像表示装置に送信し、前記画像表示装置はさらに、前記３次元用メガネから送信される数値列に基づいて、前記視聴者の状態を判定する視聴者状態判定部を備えてもよい。

これにより、３次元用メガネから画像表示装置にローデータを送信することで、３次元用メガネでは負荷の高い処理を行わず、消費電力を抑えることができる。また、画像表示装置においては、生体信号の処理を変えることで、多くの種類の情報を取り出すことができる。眼電位であれば、輻輳運動やサッケードや瞬きなど、処理の仕方で異なる生体の状態を抽出することができる。

また、前記３次元用メガネはさらに、前記生体信号測定部で取得された時系列信号を信号処理することで、前記視聴者の身体の動きに関する数値または数値列を生成する生体信号処理部を備え、前記３次元用メガネに備えられる前記送受信部は、前記生体信号処理部により得られた数値または数値列を前記画像表示装置に送信し、前記画像表示装置はさらに、前記３次元用メガネから送信される数値または数値列に基づいて、前記視聴者の状態を判定する視聴者状態判定部を備えてもよい。

これにより、３次元用メガネから画像表示装置に中間処理結果を送信することで、３次元用メガネと画像表示装置とで処理を分担して、両者間での通信負荷を削減ことができる。また、画像表示装置でのデータ処理の負荷を削減することができ、画像処理等を短時間で行うことができるようになる。

また、前記３次元用メガネはさらに、前記生体信号測定部で取得された時系列信号を信号処理することで、前記視聴者の身体の動きに関する数値または数値列を生成し、生成した数値または数値列を用いて前記視聴者の身体の状態を判定する生体信号処理部を備え、前記３次元用メガネに備えられる前記送受信部は、前記生体信号処理部により判定された結果を前記画像表示装置に送信してもよい。

これにより、３次元用メガネから画像表示装置に視聴者の身体状態を示す情報を送信することで、３次元用メガネから画像表示装置への送信データが小さくなり、両者間での通信負荷と画像表示装置での処理の負荷が削減される。画像表示装置での計算負荷が小さくなることで、画像表示装置は、画像処理等を短時間で行うことができるようになる。

また、前記仕様指定信号には、前記通信信号に含まれるデータの加工度を示すデータレベルを特定する情報が含まれ、前記生体信号処理部は、前記画像表示装置から送られる前記仕様指定信号に含まれる情報によって特定されるデータレベルに従って、前記信号処理を行ってもよい。

これにより、画像表示装置と３次元用メガネとの両者で決定されたデータレベルで、３次元用メガネにおいて生体情報が加工され、加工後のデータが画像表示装置に送信されるので、画像表示装置と３次元用メガネのそれぞれにおける処理負荷のバランス調整、および、両者間における通信量の調整が可能になる。

また、前記視聴者の身体の状態は、前記視聴者の疲労の状態であってもよい。

これにより、視聴者の３次元画像の視聴による疲労を時間を追って分析することができ、視聴者の目の疲労や認知的疲労、または、疲労に伴う映像酔いや立体視の異常等を防ぐことができる。また、疲れやすさ、酔い易さ、または、３次元画像への慣れ等の個人差に対しても適応的に状態を判定することができる。

また、前記視聴者の身体の状態は、前記視聴者の個人の特定であってもよい。

これにより、個人を特定することができ、視聴者の年齢等に基づいた視聴コンテンツの制限、または、視聴者の視覚特性に基づいた奥行き運動の調整等の画像処理等の個人に対応した処理等を行うことができる。

また、視聴者の顔面または頭部に装着され、画像表示装置と連携して動作する３次元用メガネであって、透過状態と非透過状態とを切替可能な右目側のシャッタおよび左目側のシャッタと、前記視聴者の身体の状態を測定することによって生体信号を取得する生体信号測定部と、前記生体信号測定部で取得された生体信号を通信信号に変換して前記画像表示装置に送信する送受信部とを備え、前記送受信部は、前記画像表示装置から送信される、前記通信信号における少なくともデータフォーマットを含む仕様を指定する仕様指定信号を受信し、受信した仕様指定信号によって指定される仕様に従って、前記視聴者の生体信号を前記通信信号に変換して前記画像表示装置に送信してもよい。

これにより、３次元用メガネは、画像表示装置から送信されてくる仕様指定信号によって指定される仕様に従って、３次元用メガネの生体信号測定部で取得された生体信号を通信信号に変換して画像表示装置に送信する。つまり、画像表示装置と３次元用メガネとの間で、３次元用メガネから画像表示装置に送信する生体信号のデータフォーマット等の通信仕様のすり合わせが行われる。よって、いかなる画像表示装置と３次元用メガネとの組み合わせであっても、画像表示装置が受信できるデータフォーマット等の通信仕様で、３次元用メガネから画像表示装置に視聴者の生体情報が送られるので、画像表示装置においては、視聴者の生体情報に基づく各種処理（疲労度の判定等）を行うことが可能になる。

また、さらに、前記３次元用メガネが前記画像表示装置に送信し得る前記通信信号の仕様を示す情報である送信仕様を少なくとも一つ蓄積している送信仕様蓄積部を備え、前記送受信部はさらに、前記送信仕様蓄積部に蓄積された少なくとも一つの送信仕様を前記画像表示装置に送信し、前記画像表示装置は、前記３次元用メガネから送信される少なくとも一つの送信仕様を受信し、受信した少なくとも一つの送信仕様から選択した少なくとも一つの送信仕様を示す信号を、前記仕様指定信号として、前記３次元用メガネに送信してもよい。

これにより、まず、３次元用メガネから画像表示装置に、３次元用メガネが採用し得る送信仕様が送られる。よって、その送信仕様を受信した画像表示装置が、受信した送信仕様の中から、受信可能な送信仕様（測定仕様に対応する送信仕様）を選択し、その選択結果を示す仕様指定信号を３次元用メガネに送信することで、より確実に、画像表示装置と３次元用メガネの両者が取り扱うことができるデータフォーマットで３次元用メガネから画像表示装置に生体信号が送信される。

なお、送信仕様には、具体的な情報として、例えば、前記送信仕様蓄積部に蓄積されている少なくとも一つの送信仕様のそれぞれには、前記生体信号の種類を特定する情報、または、前記生体信号を前記３次元用メガネが前記画像表示装置に情報を送信するまでに前記生体信号に対して行う処理のレベルを特定する情報、または、前記３次元用メガネが前記画像表示装置に情報を送信する頻度、または、前記生体信号を取得した際のサンプリング周波数およびそのデータ量、または、データ精度およびその精度を記述するデータ量、または、前記生体信号の時間長およびそのデータ量、または、前記生体信号を処理する際に用いる電極の番号およびその記述のためのデータ量、のうちのいずれかと、前記生体信号を測定する電極ごとの生体信号のデータ量、または、中間処理結果の種類および中間処理結果を記述するデータ量、または、前記視聴者の身体の状態を判定した結果の種類および前記身体の状態を記述するデータ量のうちのいずれかが含まれるが含まれていてもよい。

（実施の形態）
以下、図面を用いて、本発明に係る画像表示システムおよび３次元用メガネの実施の形態について説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。本発明は、請求の範囲によって特定される。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、本発明の課題を達成するのに必ずしも必要ではないが、より好ましい形態を構成する任意の構成要素として説明される。

＜画像表示システム＞
図１は本実施の形態による画像表示システム１００の構成図である。

画像表示システム１００は、視聴者に３次元画像を提示する画像表示システムであり、３次元表示テレビ１０と３次元用メガネ２０とから構成される。

＜３次元表示テレビの概要＞
３次元表示テレビ１０は、視聴者の左目に提示する左目用画像と右目に提示する右目用画像を交互に出力する画像表示装置の一例であり、コンテンツ情報蓄積部１１０、画面制御部１２０、制御信号送信部１３０、通信制御部１４０、送受信部１５０、視聴者状態判定部１６０および情報提示部１７０を備える。

コンテンツ情報蓄積部１１０は、３次元画像を含む映像コンテンツを蓄積する。

尚、コンテンツ情報蓄積部１１０は、ＤＶＤなどのメディアコンテンツだけでなく、放送波や、インターネット配信により取得したコンテンツ情報をも一時的に蓄積する。

画面制御部１２０は、コンテンツ情報蓄積部１１０に蓄積された映像コンテンツを内蔵、または、外付けの画面（図示せず）に表示すること（映像表示）と、３次元用メガネ２０との同期をとって映像表示を制御することとを行う。

制御信号送信部１３０は、画面制御部１２０からの信号に基づいて、映像表示と３次元用メガネ２０でのシャッタ動作との同期を取るための制御信号を３次元用メガネ２０に送信する。

通信制御部１４０は、３次元用メガネ２０との通信を制御する。

送受信部１５０は、通信制御部１４０による制御の下で、３次元用メガネ２０との通信を行う。具体的には、送受信部１５０は、３次元用メガネ２０に仕様指定信号を送信したり、３次元用メガネ２０から送られてくる通信信号を受信したりする。ここで、通信信号とは、３次元用メガネ２０から３次元表示テレビ１０に送信される通信データであり、３次元用メガネ２０で得られた生体信号が含まれる。また、仕様指定信号とは、通信信号における仕様、具体的には、少なくとも通信信号に含まれるデータのフォーマット（種類、個数、長さおよび順序の少なくとも一つ）を指定する信号である。

視聴者状態判定部１６０は、３次元用メガネ２０から受信した数値列等の情報に基づいて疲労等の視聴者の状態を判定する。本実施形態では、視聴者状態判定部１６０は、視聴者の疲労状態を判定するが、これに代えて、または、これに加えて、３次元用メガネ２０（具体的には、生体信号センサ２４０）で取得される生体信号に基づいて、皮膚電気反応、脈波、血流量、血中酸素濃度および皮膚温度等の少なくとも一つから、覚醒度、興奮度および集中度の少なくとも一つを判定してもよい。また、皮膚の水分量、血中酸素濃度および皮膚温度等の少なくとも一つから、健康度を判定してもよい。また、皮膚電気反応、脈波、皮膚温度、眼電位および眼球動画像等の少なくとも一つから、映像酔いの程度を判定してもよい。また、眼球画像および鼻の静脈パタンの少なくとも一つから、個人を特定してもよい。

情報提示部１７０は、視聴者状態判定部１６０で判定された視聴者の状態を示す情報を画面に提示する。

＜３次元用メガネの概要＞
３次元用メガネ２０は、３次元表示テレビ１０で提示された３次元映像を視聴する際に視聴者が使用するメガネである。つまり、３次元用メガネ２０は、左目側のシャッタおよび右目側のシャッタを有し、３次元表示テレビ１０において左目用画像が表示されるときに左目側のシャッタを透過状態にし、３次元表示テレビ１０において右目用画像が表示されるときに右目側のシャッタを透過状態にする、視聴者の顔面または頭部に装着される３次元用のメガネである。

この３次元用メガネ２０は、メガネ、左目側のシャッタおよび右目側のシャッタの他に、制御信号受信部２１０、シャッタ制御部２２０、生体信号センサ２４０、状態信号生成部２５０、送信仕様蓄積部２６０および送受信部２７０を備える。

制御信号受信部２１０は、３次元表示テレビ１０（厳密には、制御信号送信部１３０）から送信される、３次元表示テレビ１０における映像表示と３次元用メガネ２０におけるシャッタ動作との同期を取るための制御信号を受信する。

シャッタ制御部２２０は、制御信号受信部２１０からの信号に基づき、３次元表示テレビ１０の画面に表示される右目用または左目用の画像と同期して、図示しない右目用または左目用シャッタを開閉する。

生体信号センサ２４０は、視聴者の身体の状態を測定することによって生体信号を取得する生体信号測定部の一例であり、視聴者の生体信号を取得する。本実施形態では、生体信号センサ２４０は、眼電位を計測するための電極である。なお、生体信号センサ２４０は、眼電位を計測するための電極に限られず、皮膚電気反応または皮膚の水分量を計測するための電極、皮膚電位を測定する電極、皮膚温度を計測するための温度センサ、脈波、血流量、血中酸素濃度を計測するための赤外線あるいは近赤外線センサ、眼球を撮像するためのカメラあるいは赤外線カメラ、または、鼻の静脈パタンを撮像するための近赤外線カメラ等であってもよい。

状態信号生成部２５０は、生体信号センサ２４０で取得したデータに対して、後述する信号処理を施すことで、視聴者の状態判定に用いる信号を生成する。

送信仕様蓄積部２６０は、３次元用メガネ２０が３次元表示テレビ１０に送信し得る通信信号（生体信号を含む通信データ）の仕様を示す情報である送信仕様を少なくとも一つ蓄積している記憶部であり、本実施の形態では、３次元用メガネ２０が出力し得る、視聴者の状態判定に用いる信号の仕様を特定する情報（つまり、送信仕様）を蓄積する。

通信制御部２３０は、３次元表示テレビ１０との通信を制御する。

送受信部２７０は、通信制御部２３０による制御の下で、３次元表示テレビ１０との通信を行う。具体的には、送受信部２７０は、生体信号センサ２４０で取得された生体信号（厳密には、状態信号生成部２５０で生成された信号）を通信信号に変換して３次元表示テレビ１０に送信する。このとき、送受信部２７０は、３次元表示テレビ１０から送信される上述した仕様指定信号を受信し、受信した仕様指定信号によって指定される仕様に従って、生体信号を通信信号に変換して３次元表示テレビ１０に送信する。つまり、送受信部２７０は、送信仕様蓄積部２６０を参照することで、受信した仕様指定信号に対応する送信仕様を特定し、特定した送信仕様に従って生体信号を通信信号に変換する。なお、この送受信部２７０は、仕様指定信号の受信に先立ち、３次元用メガネ２０を識別する信号であるメガネＩＤ、および、送信仕様蓄積部２６０に蓄積された少なくとも一つの送信仕様を３次元表示テレビ１０に送信する。

なお、本実施形態では、送受信部１５０と送受信部２７０とは、無線で通信する。通信には、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）通信、ブルートゥース通信、ＺｉｇＢｅｅ、Ｗｉ−Ｆｉ通信、または、赤外線通信等を用いた双方向通信を用いる。

図２は、本実施の形態における３次元表示テレビ１０と３次元用メガネ２０との間の通信手順の一例を示した図である。図３は、本実施の形態における画像表示システム１００の動作を示すフローチャートである。図２と図３に従って、本実施の形態における画像表示システム１００の処理手順を説明する。なお、図２、図３では、「３次元表示テレビ１０」を単に「テレビ」と記し、「３次元用メガネ２０」を単に「メガネ」と記している（以下の図においても同様）。

まず、視聴者により、図示しない、３次元表示テレビ１０の電源スイッチが押され、３次元表示テレビ１０の電源が入り、画像表示システム１００は動作を開始する（Ｓ１０００）。

次いで、３次元表示テレビ１０は３次元用メガネ２０の電源が入っているか否かを確認する（Ｓ１０１０）。図２では、３次元表示テレビ１０の電源が入った後、３次元用メガネ２０の図示しない電源スイッチが視聴者によって押され、３次元用メガネ２０の電源が入り、３次元用メガネ２０の送受信部２７０から３次元表示テレビ１０の送受信部１５０に３次元用メガネ２０のメガネＩＤが送信される（通信１）。ここで、メガネＩＤは、３次元用メガネ２０を識別する信号であり、例えば、３次元用メガネ２０のメーカ名、型式、品番、製造番号および固有の識別情報の少なくとも一つを特定できる情報である。なお、メガネＩＤは、後述するように、３次元用メガネ２０の送信仕様蓄積部２６０に蓄積されている。

これにより（３次元表示テレビ１０がメガネＩＤを受信することで）、３次元表示テレビ１０の視聴者状態判定部１６０は３次元用メガネ２０が動作中であることを確認し、続いて、通信制御部１４０の制御に基づいて送受信部１５０はメガネＩＤ受信完了信号を３次元用メガネ２０に送信する（通信２）。

なお、図２では、３次元用メガネ２０の電源が３次元表示テレビ１０の電源より後に入れられるが、３次元用メガネ２０の電源が３次元表示テレビ１０の電源より先に入れられていてもよい。その際には、３次元用メガネ２０の電源が入った後、３次元用メガネ２０の通信制御部２３０は、通信２を受信するまで、あらかじめ定められた一定時間間隔ごとに通信１を繰り返す。

ステップＳ１０１０で、３次元用メガネ２０の電源が入っている場合は（Ｓ１０１０でｙｅｓ）、ステップＳ１０２０へ進む。一方、ステップＳ１０１０で３次元用メガネ２０の電源が入っていない場合、すなわち通信１が確認できない場合は（Ｓ１０１０でｎｏ）、ステップＳ１２００へ進む。

ステップＳ１２００では、３次元表示テレビ１０は、図示しない、３次元表示テレビ１０の電源スイッチ等からの視聴終了信号の入力が行われたか否かを判断する。ステップＳ１２００で視聴終了信号の入力がある場合は（Ｓ１２００でｙｅｓ）、ステップＳ１２２０へ進み、画像表示システム１００の動作を終了する（Ｓ１２２０）。一方、ステップＳ１２００で視聴終了信号の入力がない場合は（Ｓ１２００でｎｏ）、ステップＳ１２１０へ進み、画面制御部１２０は、図示しない３次元表示テレビ１０の画面に２Ｄの画像を表示する（Ｓ１２１０）。ここで、２次元の画像は左右どちらか一方の画像のみを画面に表示することで実現する。さらに、画面制御部１２０は、制御信号送信部１３０に送信停止信号を出力し、これにより、制御信号送信部１３０は、３次元用メガネ２０への制御信号の送信を停止する。ステップＳ１２１０を実行した後、所定時間の後、ステップＳ１０１０へ戻る。

ステップＳ１０１０で３次元用メガネ２０の電源が入っている場合は（Ｓ１０１０でｙｅｓ）、視聴者状態判定部１６０は、ステップＳ１０１０の通信１で取得したメガネＩＤに対応する視聴者の生体情報を判定するための指標の選択を試みる（Ｓ１０２０）。本実施形態では、生体情報として視聴者の目の疲労状態を判定するための疲労指標を選択する。その選択方法の詳細については後述する。

メガネＩＤに対応する指標（疲労指標）が特定（つまり、選択）できない場合（Ｓ１０２０でｎｏ）、通信制御部１４０は制御信号を送受信部１５０に出力し、続いて、送受信部１５０は、その制御信号に従って３次元用メガネ２０の指標（疲労指標）の仕様を要求するためのメガネ仕様要求信号（つまり、３次元用メガネ２０が採用し得る送信仕様を送ることを要求する信号）を３次元用メガネ２０に送信する（通信３）。

３次元用メガネ２０の送受信部２７０が３次元表示テレビ１０よりメガネ仕様要求信号を受信すると、３次元用メガネ２０では、通信制御部２３０は制御信号を送受信部２７０に出力し、その結果、送受信部２７０は、その制御信号に従って、送信仕様蓄積部２６０に蓄積された３次元用メガネ２０が出力可能な指標（疲労指標）の仕様（つまり、送信仕様）を３次元表示テレビ１０に送信する（通信４）。

図４は送信仕様蓄積部２６０に蓄積された指標の仕様（つまり、送信仕様）の例を示す図である。本図に示されるように、指標の仕様には、利用する生体信号の種類（「利用生体情報ＩＤ」）、送信するデータの処理レベル（「データレベルＩＤ」）、送信頻度（「送信頻度」）、送信データの構成（「データ構成」）等が含まれる。送信データの構成（「データ構成」）には、送信データの内容に応じてデータの割り当てが記述される。例えば、未処理のセンサ出力（つまり、ローデータ）を送信する場合には、図４における「利用生体情報ＩＤ」が「００１」の場合における「データ構成」例に示されるように、サンプリング周波数、生体信号のデータ精度、生体信号の時間長、処理に利用する電極の番号等の、送信する生体信号の属性を送信するための情報の割り当てと、生体信号そのものの情報の割り当てとを含む送信データの構成が記述される。

つまり、送信仕様蓄積部２６０に蓄積されている少なくとも一つの送信仕様のそれぞれには、（１）生体信号の種類を特定する情報、または、生体信号を３次元用メガネ２０が３次元表示テレビ１０に情報を送信するまでに生体信号に対して行う処理のレベルを特定する情報、または、３次元用メガネ２０が３次元表示テレビ１０に情報を送信する頻度、または、生体信号を取得した際のサンプリング周波数およびそのデータ量、または、データ精度およびその精度を記述するデータ量、または、生体信号の時間長およびそのデータ量、または、生体信号を処理する際に用いる電極の番号およびその記述のためのデータ量のうちのいずれかと、（２）生体信号を測定する電極ごとの生体信号のデータ量、または、中間処理結果の種類および中間処理結果を記述するデータ量、または、視聴者の身体の状態を判定した結果の種類および身体の状態を記述するデータ量のうちのいずれかが含まれる。

なお、この送信仕様蓄積部２６０には、後述するように、さらに３次元用メガネ２０のメガネＩＤも蓄積されている。

３次元用メガネ２０が出力可能な指標（つまり、送信仕様）は、３次元用メガネの種類により異なり、３次元用メガネの種類によっては、出力可能な指標が単一である場合や、複数種の指標を出力可能な場合、複数のデータ処理レベルで出力可能な場合がある。図４に示した例は、複数の送信仕様を有する３次元用メガネ、つまり、複数種の指標を複数のデータ処理レベルで出力可能な３次元用メガネが有する送信仕様の例である。図４中には指標として利用可能な生体情報（「利用生体情報ＩＤ」）として、図中では００１、００２、００７で示された、それぞれ、「輻輳開散運動速度」と、「輻輳開散運動量」と、「一定時間あたりの瞬き頻度」とがある。また、「利用生体情報ＩＤ」が００７の「一定時間あたりの瞬き頻度」については、「データレベルＩＤ」として００１と００３で示された２つのレベル、すなわち、それぞれ、「未処理のセンサ出力のレベル」と、「視聴者状態の判定結果」である疲労度の値のレベルである。図４に示される例は、目の周辺に電極を装着することで計測する、眼電位から取得可能な指標の仕様の例である。このように、「データレベルＩＤ」は、３次元用メガネ２０から３次元表示テレビ１０に送信される通信信号（生体信号を含むデータ）に含まれるデータの加工度（つまり、生体信号に対する３次元用メガネ２０における処理の程度（データレベル）を特定する情報であり、本実施の形態では、加工度の低い方から、００１（通信信号に含まれるデータが「未処理のセンサ出力のレベル（ローデータ）」である場合）、００２（通信信号に含まれるデータが「フィルタリング信号処理による加工済みデータ」である場合）、および、００３（通信信号に含まれるデータが「視聴者状態の判定結果」である場合）のいずれかに設定される。

図４において、「データ送信仕様ＩＤ」が００１として示されているものは、図５の上段２行目に示した「輻輳開散運動速度変化」を指標とする際の送信仕様の例である。図５の上段には、眼電位から取得可能な疲労指標（「疲労検出に用いる眼電位から抽出可能な指標」）について、疲労の判定を行うために必要な生体信号の取得条件（両目か片目か（電極数）、サンプリング周波数、ビット数、単位時間（送信間隔））を示している。図５の「両目／片目（電極数）」に示されるように、「輻輳開散運動速度変化」を疲労の判定に利用するためには、左右それぞれの眼球運動の情報（つまり、両目の情報）が必要であり、両目の情報を取得するための最少の電極数は６個である。電極は、例えば図６に示されるように、１つの目を２つの電極ではさむように配置するため、４つの計測電極１〜４が必要となり、これに基準電極５が１つと、身体全体の電位でアースするためのアース電極（図示されず）が１つの合計６個である。そして、図５の「サンプリング周波数」、「ビット数（振幅の分解能）」に示されるように、眼電位の変化を捉えるためには、一般的に、２００Ｈｚ以上でサンプリングしてデジタイズし、振幅に対する分解能として１６ｂｉｔ程度以上の条件が採用されている。また、図５の「単位時間（通信時間）」に示されるように、指標を求めるための眼電位信号の継続時間は５分程度まででよい。これに対して、「データ送信仕様ＩＤ」が００１では、図４の「データ構成」に示されるように、送信頻度が２分に１回であり、電極１から電極５に割り当てられたデータ量より、２分間分の眼電位信号が送信される仕様であることがわかる。

図４において、「データ送信仕様ＩＤ」が００２として示されているものは、「利用生体情報ＩＤ」が００２、すなわち「輻輳開散運動量」を指標とする際の送信仕様の例である。「輻輳開散運動量」を疲労の判定に利用するための測定条件が図５の上段３行目に示されている。図５の上段３行目に示されるように、両目のデータを６つの電極を用いて測定する必要があり、デジタイズはサンプリング周波数が１００Ｈｚ以上で、１６ｂｉｔ以上の精度が必要である。このデータを未処理のセンサ出力のまま送信する際のデータの構成は図４の「データ送信仕様ＩＤ」が００１の場合と同様となるが、図４では「データレベルＩＤ」が００２、すなわち信号処理による加工済みデータの中間出力レベルで送信する際の仕様が示されている。生体信号の種類やその処理方式によっては、未処理のセンサ出力は非常にデータ量が大きく、通信負荷が高い場合がある。中間処理結果は情報を圧縮する効果がある場合が多く、両者間での通信負荷を削減するのに効果的である。

未処理のセンサ出力と中間処理後のデータ量の比較を図５の下段に示す。図５の下段では、図５の上段に測定条件を示した生体信号（「疲労検出に用いる眼電位から抽出可能な指標」）について、各生体信号を指標として利用する再に必要なセンサ出力レベルのデータ量を単位時間当たりで示し（「単位時間当たり測定データ量」）、中間処理の内容（「中間処理内容」）と中間処理結果の単位時間当たりのデータ量（「単位時間当たりの中間処理結果データ量」）を示している。図５では、図４の「データ送信仕様ＩＤ」に示された輻輳開散運動量の中間処理としてバンドパスフィルタと、両目が逆向きに動く逆相運動の抽出と、抽出された逆相運動のサンプル点ごとの差分の総和の計算を行った場合に、未処理のセンサ出力では電極ごとの時間データ（「単位時間当たり測定データ量」）として５分で３０００００ｂｙｔｅが必要であったものが、サンプル点ごとの差分の総和を計算することで、２ｂｙｔｅ（「単位時間当たりの中間処理結果データ量」）になることが示されている。中間処理の加工を行うことで、送信データの構成は、例えば、図４の「データ送信仕様ＩＤ」が００２における「データ構成」から分かるように、生体信号を測定した時間長と、測定時のデータ精度を２ｂｙｔｅずつ割り当て、生体信号として計算された運動量に２ｂｙｔｅを割り当てるのみとなる。

図４において、「データ送信仕様ＩＤ」が００３となっている送信仕様は、図５の上段最終行の「一定時間あたりの瞬き頻度」の指標を求めるための生体信号を送信する送信仕様である。この「データ送信仕様ＩＤ」が００３である送信仕様は、未処理のセンサ出力を送信する仕様であり（「データレベルＩＤ」が００１）、図５に片目測定のための３電極（１つの計測電極と１つの基準電極およびアース電極）のうち計測電極と基準電極の２電極の生体信号を送信する仕様を例示している。

これに対して、図４における「データ送信仕様ＩＤ」が００４の送信仕様では、「データ送信仕様ＩＤ」が００３である送信仕様と同様に、一定時間あたりの瞬き頻度を採用するが、「データレベルＩＤ」が００３、すなわち、「視聴者状態の判定結果」（すなわち、生体信号の処理の最終結果）を送信する送信仕様である。この送信仕様では、その後の処理が必要ないため、測定時の条件等を送信する必要がなく、図４の「データ構成」に示されるように、送信するデータは視聴者の状態の判定結果である疲労度を２ｂｙｔｅで送信するのみである。

指標により未処理のセンサ出力、中間処理結果、状態判定結果の各データレベルのデータを生成するための計算負荷と、送信データ量とが異なり、３次元用メガネ２０のＣＰＵとメモリの仕様および送受信部２７０と送受信部１５０との通信速度により利用可能な指標の種類と通信時のデータレベルが決定される。３次元用メガネ２０は、製造時に、そのＣＰＵとメモリの仕様および通信速度、さらには、設置するセンサの能力と数や設置場所により、そのメガネが出力可能な指標とその仕様が決定される。

３次元用メガネ２０が出力可能で３次元表示テレビ１０が受け付けて処理可能な指標が複数ある（つまり、後述する測定仕様が複数ある）場合には、視聴者による選択、あるいは３次元表示テレビ１０の自動選択によって、１つの指標(つまり、測定仕様)が決定される。その結果、３次元表示テレビ１０では、通信制御部１４０による制御に基づいて、送受信部１５０は決定された指標（つまり、測定仕様）に対応する送信仕様、あるいは、送信仕様を指定する信号（つまり、仕様指定信号）を３次元用メガネに送信する（通信５）。なお、測定仕様とは、後述するように、３次元表示テレビ１０が備える測定仕様蓄積部１６３に蓄積された、３次元表示テレビ１０が受信可能な通信信号についての仕様（データフォーマット）を示す情報の一例であり、ここでは、３次元表示テレビ１０における視聴者を対象とした各種測定の種類ごとに必要な生体信号（データフォーマットを含む送信仕様）が規定された情報である。

ステップＳ１０２０で疲労指標（つまり、測定仕様）が決定できなかった場合は（Ｓ１０２０でｎｏ）、ステップＳ１１００へ進む。ステップＳ１１００では通信制御部１４０による制御に基づいて、送受信部１５０は生体信号計測中止信号を３次元用メガネ２０に送信する。３次元用メガネ２０は、送受信部２７０で生体信号計測中止信号を受信し、生体信号センサ２４０と状態信号生成部２５０の動作を停止し（Ｓ１１００）、ステップＳ１０９０へ進み、眼電位の計測および視聴者の状態信号の生成をすることなく、３次元映像を表示する（Ｓ１０９０）。

一方、ステップＳ１０２０で疲労指標が決定された場合は（Ｓ１０２０でｙｅｓ）、ステップＳ１０３０へ進む。ステップＳ１０３０では、３次元表示テレビ１０は、図示しない電源スイッチ等からの視聴終了信号の入力が行われたか否かを判断する。ステップＳ１０３０で視聴終了信号の入力がある場合は（Ｓ１０３０でｙｅｓ）、ステップＳ１２２０へ進み、画像表示システム１００の動作を終了する（Ｓ１２２０）。

一方、ステップＳ１０３０で視聴終了信号の入力がない場合は（Ｓ１０３０でｎｏ）、ステップＳ１０４０へ進み、生体信号センサ２４０と状態信号生成部２５０が動作していることを確認する（Ｓ１０４０）。ステップＳ１０４０において生体信号センサ２４０と状態信号生成部２５０が動作している場合は（Ｓ１０４０でｙｅｓ）、ステップＳ１０５０へ進む。一方、ステップＳ１０４０において生体信号センサ２４０と状態信号生成部２５０が動作していない場合は（Ｓ１０４０でｎｏ）、ステップＳ１０９０へ進眼電位の計測および視聴者の状態信号の生成をすることなく、３次元映像を表示する（Ｓ１０９０）。

ステップＳ１０５０では、眼球周辺の皮膚に接触した電極である生体信号センサ２４０は眼球運動に伴う電位変動を取得し、蓄積する（Ｓ１０５０）。ステップＳ１０２０で決定された送信仕様に基づいて、状態信号生成部２５０は、ステップＳ１０５０で取得したデータを処理し、送信する生体信号データを生成する。３次元用メガネ２０の送受信部２７０は、生体信号データを３次元表示テレビ１０に送信し（通信６）、３次元表示テレビ１０の送受信部１５０は、生体信号データを受信する（Ｓ１０６０）。ステップＳ１０６０はステップＳ１０２０で決定された疲労指標と生体信号データの仕様により、処理レベルが異なる。ステップＳ１０５０で取得した眼球運動に伴う電位変動をそのまま送信データに変換するレベルから疲労指標を計算し、疲労指標の値のみを送信データに変換するレベルを含む。従って、生体信号データとして通信されるデータの処理レベルにより、計測された眼電位に対する信号処理および分析と疲労指標の計算は３次元用メガネ２０の状態信号生成部２５０がステップＳ１０６０の処理として行う場合と、３次元表示テレビ１０の視聴者状態判定部１６０がステップＳ１０７０の処理として行う場合とがある。

視聴者状態判定部１６０は、ステップＳ１０６０で生成し、送信された生体信号データより疲労指標を求め、疲労指標があらかじめ定められた閾値を越えているか否かを判断する（Ｓ１０７０）。その結果、ステップＳ１０７０において疲労指標が閾値を超えている場合は（Ｓ１０７０でｙｅｓ）、情報提示部１７０は視聴者に対する疲労状態警告を提示する（Ｓ１０８０）。一方、ステップＳ１０７０において疲労指標が閾値を越えていない場合は（Ｓ１０７０でｎｏ）、ステップＳ１０９０へ進む。

ステップＳ１０９０では、画面制御部１２０は、図示しない画面を制御して３次元映像を表示し、制御信号送信部１３０を制御して、画面に表示される右目用と左目用の画像に同期して３次元用メガネ２０のシャッタを開閉するための制御信号を３次元用メガネに送信する（通信７）。その結果、３次元用メガネ２０の制御信号受信部２１０は、制御信号送信部１３０から送信された制御信号を受信し、シャッタ制御部２２０は図示しないシャッタを開閉して右目用画像を視聴者の右目にのみ提示し、左目用画像を視聴者の左目のみに提示する（Ｓ１０９０）。

ステップＳ１０９０の実行後、あらかじめ定められた時間の後、ステップＳ１０３０へ戻り、ステップＳ１０３０からステップＳ１０９０を繰り返すことで、３次元用メガネ２０が出力可能な疲労指標を３次元表示テレビ１０が受理可能な場合には、３次元表示テレビ１０は、視聴者の疲労の度合いをモニタし、視聴者が気づかない疲労の兆候を検出して視聴者に疲労状態を警告することで、３次元表示テレビ１０の視聴により起こる疲労、映像酔い、あるいは立体視の異常を防いで、視聴者は快適に３次元映像を楽しむことができる。

以上のように、３次元表示テレビ１０と３次元用メガネ２０とが双方向通信によって通信仕様のすりあわせを行うことで、３次元表示テレビ１０と３次元用メガネ２０の製造メーカが異なる場合や、製造時期が異なる場合、機能が異なる場合等、製造時に予定された３次元表示テレビ１０と３次元用メガネ２０の組み合わせでなくても最大限の機能を実現することができる。さらに、双方向通信によって使用のすり合わせを行うことで、計算負荷やメモリへの負荷あるいは通信負荷を調節することができ、３次元用メガネ２０のバッテリ消費を抑制する、より高速に反応して視聴者の状態に対して緊急の対応を可能にする等の視聴者の優先事項に合わせた選択が可能になる。

＜３次元表示テレビの詳細＞
図７は、本実施の形態における３次元表示テレビ１０の詳細なブロック図である。図７では、図１に示す３次元表示テレビ１０における視聴者状態判定部１６０および送受信部１５０の構成が詳細化され、３次元用メガネ２０については送受信部２７０の詳細な構成のみ示し、他の部分は省略されている。

視聴者状態判定部１６０は、測定仕様決定部１６１、視聴者状態計算部１６２、および、測定仕様蓄積部１６３とを備える。測定仕様蓄積部１６３は、送受信部１５０が受信可能な通信信号（生体信号を含むデータ）についての複数の仕様を示す情報である測定仕様を少なくとも一つ蓄積している記憶部であり、ここでは、疲労状態の判定に利用可能な生体信号データの仕様を蓄積している。測定仕様決定部１６１は、測定仕様蓄積部１６３に蓄積された少なくとも一つの測定仕様から、視聴者の状態を判定するのに用いられる一つの測定仕様を決定する処理部であり、３次元用メガネ２０から受信した情報に基づき生体信号指標を決定し、生体信号の送信仕様を決定する。視聴者状態計算部１６２は、３次元用メガネ２０から受信した生体信号データを利用して視聴者の疲労指標を計算または取得して、視聴者の疲労状態を判定する。

送受信部１５０は、メガネ情報受信部１５１と送信仕様送信部１５２とを備える。メガネ情報受信部１５１は、受信処理部であり、３次元用メガネ２０が送信するデータ（メガネＩＤ、通信信号等）を受信する。送信仕様送信部１５２は、送信処理部であり、測定仕様決定部１６１で決定した測定仕様に対応する送信仕様を示す信号（仕様指定信号）等、３次元用メガネ２０へのデータ送信要求信号を送信する。

図８は、図７に示された視聴者状態計算部１６２の詳細なブロック図である。視聴者状態計算部１６２は、切り替え部６１０と、切り替え部６１０での切り替えによって選択的に実行される３つの処理部（輻輳開散運動速度変化処理部６０１、輻輳開散運動量処理部６０２および疲労指標取得部６０３）と、３つの処理部での処理結果に基づいて視聴者の疲労を判定する疲労判定部６１１を有する。

切り替え部６１０は、利用する生体信号データの仕様に応じて、３つの処理部（輻輳開散運動速度変化処理部６０１、輻輳開散運動量処理部６０２および疲労指標取得部６０３）のいずれかを選択して実行させることで、３つの処理を切り替える。

輻輳開散運動速度変化処理部６０１は、３次元用メガネ２０から、生体信号センサ２４０で取得した生体信号データが処理されずに送信されてくる場合に、受信した生体信号データを利用して、視聴者の目についての輻輳開散運動の速度変化を求めて疲労指標を計算する。輻輳開散運動量処理部６０２は、３次元用メガネ２０から輻輳開散運動量の単位時間当たりの総和が送信されてくる場合に、受信した輻輳開散運動量の単位時間あたりの総和を積算し、積算した輻輳開散運動量の総和を疲労指標に変換する。疲労指標取得部６０３は、３次元用メガネ２０から疲労指標が送信されてくる場合に、その疲労指標を取得する。疲労判定部６１１は、３つの処理部（輻輳開散運動速度変化処理部６０１、輻輳開散運動量処理部６０２および疲労指標取得部６０３）のいずれかから出力される疲労指標から視聴者の疲労を判定する。

輻輳開散運動速度変化処理部６０１は、受信した信号を取得する信号取得部６２１と、取得した信号を記憶する信号記憶部６２２と、信号処理部６２３と、輻輳運動抽出部６２４と、運動速度計算部６２５と、平均分散計算部６２６と、視聴開始時の視聴者の状態を記憶する初期状態記憶部６２７と、視聴開始時の視聴者の状態と現在の視聴者の状態を比較する運動速度比較部６２８と、輻輳開散運動の速度の変化から疲労指標への変換関数を記憶する変換関数記憶部６２９と、疲労指標計算部６３０とからなる。輻輳開散運動量処理部６０２は、信号取得部６４１と、積算運動量記憶部６４２と、積算運動量計算部６４３と、変換テーブル６４４と、疲労指標計算部６４５とからなる。

図９は図３のフローチャートのうちステップＳ１０２０の処理（疲労指標の決定）の詳細を説明するフローチャートである。図１０Ａは図３のフローチャートのうちステップＳ１０７０の処理（疲労指標の判定）の詳細を説明するフローチャートである。図７から図１０Ａに従って、３次元表示テレビ１０の動作のうちステップＳ１０２０とステップＳ１０７０の処理について詳細に説明する。

ステップＳ１０１０において、３次元用メガネ２０の電源が入っていることが確認された場合、すなわち、３次元用メガネ２０からメガネＩＤが送信され、３次元表示テレビ１０からメガネＩＤ受信完了信号を３次元用メガネ２０に送信した後、測定仕様決定部１６１は、測定仕様蓄積部１６３を参照し、受信したメガネＩＤに対応する、疲労指標の計算に利用する生体情報とその送信仕様とを検索する（Ｓ２０１０）。測定仕様蓄積部１６３は、例えば図１１Ａに示すような形式で３次元表示テレビ１０が利用可能な送信仕様（「データ送信仕様」）と、対応するメガネＩＤとを蓄積している。ここで、「メガネＩＤ」は、メガネを識別する情報であり、例えば会社毎、商品毎に付与されている。「データ送信仕様」は、送信仕様を構成するデータであり、ここでは、「利用生体情報」、「データレベル」、「データ構成」からなる情報である。「利用生体情報」は、利用する生体情報の種類（例えば、「輻輳開散運動速度変化」、あるいは、「輻輳開散運動量」等）を示す。「データレベル」は、使用するデータの変換状態（加工度）を示し、例えば、センサ出力の情報をそのまま使用するのか、あるいは、変換（加工処理）して使用するのか等を特定する情報である。「データ構成」は、実際のデータの内容（例えば、サンプリング周波数、データ精度、時間長、電極など）を示す。

このステップＳ２０１０で、測定仕様蓄積部１６３に該当メガネＩＤがあり、疲労指標の計算に利用する生体情報とデータの送信仕様が特定できた場合は（Ｓ２０１０でｙｅｓ）、ステップＳ２０５０に進む。一方、ステップＳ２０１０で、測定仕様蓄積部１６３に該当メガネＩＤがなく、疲労指標の計算に利用する生体情報とデータの送信仕様が特定できない場合は（Ｓ２０１０でｎｏ）、ステップＳ２０２０へ進む。

ステップＳ２０２０では、測定仕様決定部１６１は、通信制御部１４０に対して、３次元用メガネ２０にメガネ仕様要求信号を送信することを、要求する。通信制御部１４０は、その要求に従って、制御信号を送受信部１５０の送信仕様送信部１５２に出力する。その結果、送信仕様送信部１５２は、３次元用メガネ２０が有する疲労指標の仕様を要求する、メガネ仕様要求信号を３次元用メガネ２０に送信する（通信３、Ｓ２０２０）。

３次元用メガネ２０では、送受信部２７０の送信仕様受信部２７２が３次元表示テレビ１０よりメガネ仕様要求信号を受信すると、３次元用メガネ２０の通信制御部２３０は制御信号を送受信部２７０のメガネ情報送信部２７１に出力する。その結果、メガネ情報送信部２７１は、送信仕様蓄積部２６０に蓄積された３次元用メガネ２０が出力可能な疲労指標の仕様（つまり、少なくとも一つの送信仕様）を３次元表示テレビ１０に送信する（通信４）。なお、３次元用メガネ２０が出力可能な疲労指標の仕様は１種類である場合も複数ある場合もある。

３次元表示テレビ１０のメガネ情報受信部１５１は、３次元用メガネ２０から送信された疲労指標の仕様（つまり、少なくとも一つの送信仕様）を受信する（Ｓ２０３０）。測定仕様決定部１６１は、測定仕様蓄積部１６３を参照して、ステップＳ２０３０で取得した疲労指標の仕様（つまり、少なくとも一つの送信仕様）のうち、３次元表示テレビ１０が利用可能なデータ送信仕様（つまり、測定仕様）のいずれかと合致するものを検索する（Ｓ２０４０）。

その結果、ステップＳ２０４０において、ステップＳ２０３０で取得した疲労指標の仕様（つまり、少なくとも一つの送信仕様）のいずれもが、３次元表示テレビ１０が利用可能なデータ送信仕様（つまり、いずれかの測定仕様）とも合致しなかった場合は（Ｓ２０４０でｎｏ）、ステップＳ１１００へ進み、生体信号計測中止信号を３次元用メガネ２０に送信して３次元用メガネ２０の生体計測を停止する（Ｓ１１００）。一方、ステップＳ２０４０において、ステップＳ２０３０で取得した疲労指標の仕様（つまり、少なくとも一つの送信仕様）のうち１つ以上が３次元表示テレビ１０が利用可能なデータ送信仕様（つまり、いずれかの測定仕様）と合致した場合は（Ｓ２０４０でｙｅｓ）、ステップＳ２０５０へ進む。

ステップＳ２０５０では、３次元用メガネ２０が出力可能な疲労指標の仕様と合致する３次元表示テレビ１０が利用可能なデータ送信仕様の数を確認する（Ｓ２０５０）。その結果、ステップＳ２０５０において、３次元用メガネ２０が出力可能な疲労指標の仕様と合致する３次元表示テレビ１０が利用可能なデータ送信仕様が１種類だけである場合は（Ｓ２０５０でｎｏ）、ステップＳ２０７０へ進む。一方、ステップＳ２０５０において、３次元用メガネ２０が出力可能な疲労指標の仕様と合致する３次元表示テレビ１０が利用可能なデータ送信仕様の種類が２種類以上あった場合は（Ｓ２０５０でｙｅｓ）、測定仕様決定部１６１は、それらのデータ送信仕様から１種類を選択する（Ｓ２０６０）。測定仕様決定部１６１は、例えば、３次元用メガネ２０が出力可能な疲労指標の仕様と合致する３次元表示テレビ１０が利用可能なデータ送信仕様のうち、最も３次元用メガネ２０での処理が小さいもの、すなわち送信データのデータレベルがセンサ出力か、それに近い中間出力であるものを選択する。あるいは、例えば、通信負荷が最も少ないデータ送信仕様を選択する。その場合には疲労指標か、それに近い中間出力を送信する仕様を選択する。選択は、例えば、図１０Ｂに示す画面表示を提示し、視聴者の選択入力に従うとしてもよい。

ステップＳ２０６０において１種類のデータ送信仕様が選択されたのち、通信制御部１４０の制御に基づいて、送信仕様送信部１５２は、決定された疲労指標のためのデータ送信仕様（つまり、仕様指定信号）を３次元用メガネに送信する（通信５）。例えば、メガネＩＤとしてＰ１２−３４が送信されてきた場合には、図１１Ａのデータ送信仕様においては、データ送信仕様ＩＤの００１のみしか対応していなかったとする。このとき、この３次元表示テレビ１０からは、データ送信仕様ＩＤが００１の仕様で３次元用メガネ２０から生体信号データを受信するために、事前に、図１１Ｂに示すデータ（つまり、仕様指定信号；通信５の内容）を送信する。これにより、３次元用メガネ２０が、３次元表示装置に付属されている３次元用メガネでない場合でも、生体データの送信フォーマット、あるいは、送信フォーマットを指定する情報を事前に送ることで、３次元用メガネ２０で測定されたデータの利用が可能になる。

ステップＳ１０７０において、まず、視聴者状態計算部１６２の切り替え部６１０は、メガネ情報受信部１５１とステップＳ１０２０で決定された疲労指標の仕様を対象とする処理部とを接続する（Ｓ３０１０）。本実施の形態の例では、切り替え部６１０は、輻輳開散運動速度変化処理部６０１と輻輳開散運動量処理部６０２と疲労指標取得部６０３のいずれかとメガネ情報受信部１５１との接続を切り替える。なお、ステップＳ３０１０での切り替え部６１０の切り替えは、ここでは、ステップＳ１０６０で３次元表示テレビが生体信号データを受信した後に行ったが、これ以外に、ステップＳ１０２０で疲労指標の仕様が決定された後で、かつ、ステップＳ１０７０の受信した生体信号データの処理を実行する前であれば、どの時点で行ってもよい。

視聴者状態計算部１６２は、疲労指標が「輻輳開散運動の運動速度変化」であるか否かを確認する（Ｓ３０２０）。疲労指標が「輻輳開散運動の運動速度変化」である場合は（Ｓ３０２０でｙｅｓ）、輻輳開散運動速度変化処理部６０１の信号取得部６２１は、メガネ情報受信部１５１より生体信号データを取得し、信号記憶部６２２に記憶する（Ｓ３０２１）。一方、ステップＳ３０２０において、疲労指標が「輻輳開散運動の運動速度変化」でない場合は（Ｓ３０２０でｎｏ）、視聴者状態計算部１６２は、疲労指標が「輻輳開散運動の運動量」であるか否かを確認する（Ｓ３０４０）。疲労指標が「輻輳開散運動の運動量」である場合は（Ｓ３０４０でｙｅｓ）、輻輳開散運動量処理部６０２の信号取得部６４１は、メガネ情報受信部１５１より生体信号データを取得する（Ｓ３０４１）。一方、ステップＳ３０４０において疲労指標が「輻輳開散運動の運動量」でない場合は（Ｓ３０４０でｎｏ）、疲労指標取得部６０３は、メガネ情報受信部１５１より生体信号データを取得し、ステップＳ３０５０へ進む。

以降、ステップＳ３０２２からステップＳ３０３０までの処理は、輻輳開散運動速度変化処理部６０１で行われる。輻輳開散運動速度変化処理部６０１は、図５に示した生体信号による疲労判定の例のうち、輻輳開散運動速度変化を利用する例、つまり、３次元用メガネ２０では信号処理を行わずにデータを送信する仕様を選択することで、３次元用メガネ２０の計算負荷を減らし、メモリ量を削減している。これにより、３次元用メガネ２０のコストを削減し、電力消費を削減することで長時間の使用が可能になる、または、電池の大きさ（電池容量）を抑えることで、デザインの自由度が高く、軽いメガネを提供することが可能になる。さらに、計算能力とメモリ容量に余裕があり、電池容量の問題が発生しない３次元表示テレビ１０で詳細な信号処理を行うことで精度の高い疲労判定ができる。

ステップＳ３０２１で取得される生体信号データは、３次元用メガネ２０上に図６のように設けた各電極の電位データである。なお、図示しない、右側面の３次元用メガネ２０の耳掛け部分にはアース電極が設けられる。信号処理部６２３は、目の周辺の皮膚に接触するように設けられた４つの計測電極１〜４のそれぞれと、ツルの耳掛け部に設けた基準電極５との電位の差を計算する（Ｓ３０２２）。さらに、信号処理部６２３は、ステップＳ３０２２で計算された計測電極１〜４と基準電極５との電位差のデータをバンドパスフィルタに通す（Ｓ３０２３）。バンドパスフィルタは、例えば、１０Ｈｚから１００Ｈｚを通過帯域とするフィルタである。輻輳運動抽出部６２４は、左右の両目に共通の水平方向の運動成分として、計測電極１と基準電極５との電位差と、計測電極４と基準電極５との電位差との差分を計算する。また、左右の両目に共通の垂直方向の運動成分として、計測電極１と計測電極４との平均と、計測電極２と計測電極３との平均との差分を計算する。さらに、輻輳運動抽出部６２４は、計測電極１と計測電極２との差分と、計測電極４と計測電極３との差分を求め、それぞれから両目に共通の水平方向と垂直方向の運動成分を差し引いて、計測電極１と計測電極２との間の視聴者の右目の輻輳運動成分と、計測電極３と計測電極４との間の視聴者の左目の輻輳運動成分とを抽出する（Ｓ３０２４）。運動速度計算部６２５は、運動速度として、ステップＳ３０２４で抽出した左右の目の輻輳運動成分について、電位変動の全ピークに対して、ピークと次のピークとの電位差をピーク間の時間で除し、それぞれの運動速度を計算する（Ｓ３０２５）。平均分散計算部６２６は、ステップＳ３０２５で計算したピーク間の運動速度について、ステップＳ３０２１で取得したデータの全時間範囲で運動速度の平均と分散を計算する（Ｓ３０２６）。平均分散計算部６２６は、初期状態記憶部６２７に運動速度の視聴開始時の初期値が記憶されているかを確認する（Ｓ３０２７）。ステップＳ３０２７において初期状態記憶部６２７に初期値が記憶されている場合は（Ｓ３０２７でｙｅｓ）ステップＳ３０２９へ進む。一方、ステップＳ３０２７において初期状態記憶部６２７に初期値が記憶されていない場合は（Ｓ３０２７でｎｏ）、平均分散計算部６２６は、初期状態記憶部６２７に、ステップＳ３０２６で計算した運動速度の平均と分散の値を出力する。そして、初期状態記憶部６２７は、ステップＳ３０２６で計算された運動速度の平均と分散の値を記憶する（Ｓ３０２８）。運動速度比較部６２８は、ステップＳ３０２６で計算した運動速度の平均と初期状態記憶部６２７に記憶されている運動速度の平均との差を求め、ステップＳ３０２６で計算した運動速度の分散と初期状態記憶部６２７に記憶されている運動速度の分散との差を求める。そして、平均の差と分散の差とに、それぞれ、定数を乗じて加算した値を運動速度変化量として算出する（Ｓ３０２９）。疲労指標計算部６３０は、算出した運動速度変化量から、変換関数記憶部６２９に記憶された変換関数を参照して、疲労指標を計算する（Ｓ３０３０）。その変換関数は、例えば、図１２に示されるような、運動速度変化量と疲労指標との関係を示す関数である。

次に、輻輳開散運動量処理部６０２の処理を説明する。輻輳開散運動量処理部６０２は図５に示した生体信号による疲労判定の例のうち、輻輳開散運動量を利用する例の処理を行う。ここでは、３次元用メガネ２０で信号処理を行って３次元表示テレビ１０にデータを送信する送信仕様が選択されている。疲労の判定に利用する輻輳開散運動量は、一定時間区間内の輻輳運動の総和である。この信号処理では、信号処理の計算負荷が小さい上に、時間波形である電位データに対して、運動総和が１つの数値であるので、信号処理を行うことでデータ量が大幅に圧縮される。これにより通信の負荷を大幅に減らすことができる。３次元表示テレビ１０での処理も少なく、多くの視聴者が同時に視聴する際にも対応が可能である。

ステップＳ３０４１で取得された生体信号は、３次元用メガネ２０の動作として、後述する方法で眼電位から求められたものである。生体信号は、眼電位より求められた一定時間区間内の輻輳開散運動の総和である。積算運動量記憶部６４２には、３次元映像の視聴開始からの輻輳開散運動の積算値が記憶されている。積算運動量計算部６４３は、ステップＳ３０４１で取得された輻輳開散運動の単位時間当たりの総和と、積算運動量記憶部６４２に記憶されている３次元映像視聴開始から信号取得までの輻輳開散運動の積算値との和を計算し、新しく取得した信号分を含めた輻輳開散運動の最新の積算値を計算し、積算運動量記憶部６４２に記憶する（Ｓ３０４２）。疲労指標計算部６４５は、変換テーブル６４４を参照して、計算した輻輳開散運動の積算値に対応する疲労指標を特定することで、疲労指標を計算する（Ｓ３０４３）。変換テーブル６４４は、例えば、図１３に示すような、輻輳開散運動の積算値の範囲（「積算輻輳開散運動量」）と「疲労指標」との対応を記憶したテーブルである。

次に、疲労指標取得部６０３の処理を説明する。疲労指標取得部６０３は、図５に示した生体信号による疲労判定の例のうち、一定時間あたりの瞬き頻度を利用する例の処理を行う。ここでは、３次元用メガネ２０で、疲労指標まで計算して、その結果を示すデータを３次元表示テレビ１０に送信する仕様が選択されている。疲労の判定に利用する瞬きの頻度は、一定時間区間内の瞬きの回数である。瞬きは眼球運動による眼電位より電位が非常に大きく検出しやすいため、測定時の、電位の振幅に対する分解能（精度）が低くても検出できる。そのため、３次元用メガネ２０で処理を行う際にデータ量が少なく計算負荷が少なくメモリも少なくてよい。よって、疲労指標まで３次元用メガネ２０で計算しても、計算能力やメモリ容量が小さくて済み、コストを削減できる。さらに時間データでなく、疲労指標の値１つだけなので、通信の負荷が小さい。また、３次元表示テレビ１０上での処理はほとんどなく、多人数で視聴している場合でも対応可能である。

疲労指標取得部６０３は、ステップＳ３０５１で、疲労指標として生体信号を取得する。

疲労判定部６１１は、ステップＳ３０３０あるいはステップＳ３０４３で計算した疲労指標またはステップＳ３０５１で取得した疲労指標を、あらかじめ定められた閾値と比較する（Ｓ３０５０）。閾値は、例えば５とすると、疲労指標が５以上の場合は（Ｓ３０５０でｎｏ）、ステップＳ１０８０へ進み、一方、疲労指標５未満の場合は（Ｓ３０５０でｙｅｓ）、ステップＳ１０９０へ進む。

以上の様に、３次元表示テレビ１０は、３次元用メガネ２０が送信可能な通信仕様（つまり、送信仕様）で、３次元用メガネ２０から送信されてくる生体信号を受信し、受信した生体信号から視聴者の疲労状態を判定する。これにより、複数の生体信号の通信仕様に対応することで、視聴者が製造メーカあるいは製造時期が異なるメガネ、または、型番の異なるメガネで３次元画像を視聴しようとする際にも、３次元表示テレビ１０は、視聴者が使用する３次元用メガネ２０に応じた生体信号を取得することができ、視聴者の疲労状態を判定して、快適な３次元画像の視聴を保証することができる。

＜３次元用メガネの詳細＞
図１４は、３次元用メガネ２０の詳細なブロック図である。図１４では、図１に示される３次元用メガネ２０における状態信号生成部２５０および送受信部２７０の構成が詳細化され、３次元表示テレビ１０については送受信部１５０とその詳細な構成のみ示し、他の部分は省略されている。

状態信号生成部２５０は、生体信号蓄積部２５１、信号生成制御部２５２、生体信号処理部２５３、送信信号生成部２５４とを備える。生体信号蓄積部２５１は、生体信号センサ２４０で測定した電極ごとの電位データを蓄積する。信号生成制御部２５２は、送信仕様受信部２７２で受信した３次元表示テレビ１０からの要求仕様に基づいて送信データの仕様を制御する。生体信号処理部２５３は、信号生成制御部２５２の制御に基づいて生体信号蓄積部２５１に蓄積された生体信号の処理を行う。送信信号生成部２５４は、信号生成制御部２５２の制御に基づいて生体信号を含む送信データ（つまり、通信信号）を生成する。

図１５は、３次元用メガネ２０の処理を示したフローチャートである。図３と同じ処理については同じ記号を付している。

図１４、図１５、および、通信手順を示す図２に従って、３次元用メガネ２０の動作を説明する。

まず、図示しない電源スイッチの入力により、３次元用メガネ２０の電源が入る（Ｓ１０１０）。生体信号センサ２４０は、視聴者における生体信号の測定を開始し、生体信号蓄積部２５１に測定結果を蓄積する（Ｓ４０００）。メガネ情報送信部２７１は、通信制御部２３０の制御に従って、送信仕様蓄積部２６０に蓄積された３次元用メガネ２０のメガネＩＤを送信する（通信１、Ｓ４０１０）。送信仕様蓄積部２６０に蓄積されているデータ（送信仕様）は、例えば、図１６のようなデータ（例Ａまたは例Ｂ）である。ここには、３次元用メガネ２０のメガネＩＤと３次元用メガネ２０が採用し得る少なくとも一つの送信仕様とのセット（２つのセット例）が示されている。図１６の例Ａは、３次元用メガネ２０が送信可能な生体信号の仕様が単一である場合の送信仕様の例であり、図１６の例Ｂは、３次元用メガネ２０が送信可能な生体信号の仕様が複数ある場合の送信仕様の例である。このステップＳ４０１０（通信１）では、メガネ情報送信部２７１は、送信仕様蓄積部２６０からメガネＩＤだけを読み出して、３次元表示テレビ１０に送信する。

その後、送信仕様受信部２７２は、３次元表示テレビ１０からメガネＩＤ受信信号（メガネＩＤを受信したことを示す信号）を受信したか否かを確認する（通信２、Ｓ４０２０）。メガネＩＤ受信信号を受信した場合は（Ｓ４０２０でｙｅｓ）、ステップＳ４０３０へ進む。一方、メガネＩＤ受信信号を受信していない場合（Ｓ４０２０でｎｏ）、送信仕様受信部２７２は、終了信号があるか否かを確認する（Ｓ４０７０）。終了信号は、図示しない電源スイッチの入力により３次元用メガネ２０の電源の遮断が行われることにより、送信仕様受信部２７２に入力される。または、３次元表示テレビ１０より終了信号を受信することによって、送信仕様受信部２７２に入力される。ステップＳ４０７０において終了信号が無い場合は（Ｓ４０７０でｎｏ）、ステップＳ４０１０へもどり、メガネＩＤ受信信号を受信するまでステップＳ４０１０からステップＳ４０２０を繰り返す。ステップＳ４０７０において終了信号がある場合は（Ｓ４０７０でｙｅｓ）、ステップＳ４０９０へ進み、３次元用メガネ２０の動作を終了する。

ステップＳ４０３０では、送信仕様受信部２７２は、３次元表示テレビ１０からメガネ仕様要求信号を受信したか否かを確認する（通信３、Ｓ４０３０）。ステップＳ４０３０でメガネ仕様要求信号を受信した場合（Ｓ４０３０でｙｅｓ）、送信仕様受信部２７２は、送信仕様蓄積部２６０に蓄積された３次元用メガネ２０の送信仕様を送信する（通信４、Ｓ４０４０）。一方、ステップＳ４０３０でメガネ仕様要求信号を受信しなかった場合（Ｓ４０３０でｎｏ）、ステップＳ４０５０へ進む。

ステップＳ４０５０では、信号生成制御部２５２は、送信仕様受信部２７２が測定中止信号を受信したか否かを確認する（Ｓ４０５０）。ステップＳ４０５０で測定中止信号を受信しなかった場合は（Ｓ４０５０でｎｏ）、ステップＳ５０００へ進む。一方、ステップＳ４０５０で測定中止信号を受信した場合は（Ｓ４０５０でｙｅｓ）、信号生成制御部２５２は生体信号センサ２４０を停止し、生体信号蓄積部２５１に蓄積された生体信号データを消去する（Ｓ４０６０）。続いて、信号生成制御部２５２は、終了信号があるか否か、すなわち、図示しない電源スイッチから入力されたか、または送信仕様受信部２７２が終了信号を受信したかの、いずれかがあるか否かを確認する（Ｓ４０８０）。ステップＳ４０８０で終了信号がある場合は（Ｓ４０８０でｙｅｓ）、ステップＳ４０９０へ進み、３次元用メガネ２０の動作を終了する。一方、ステップＳ４０８０で終了信号が無い場合は（Ｓ４０８０でｎｏ）、ステップＳ４０８０を繰り返す。

ステップＳ５０００では、信号生成制御部２５２は、送信仕様受信部２７２が３次元表示テレビ１０からデータ送信仕様信号（送信仕様を指定する信号、つまり、仕様指定信号）を受信したか否かを確認する（Ｓ５０００）。ステップＳ５０００においてデータ送信仕様信号を受信した（通信５）場合は（Ｓ５０００でｙｅｓ）、ステップＳ５０１０に進む。一方、ステップＳ５０００においてデータ送信仕様信号を受信していない場合は（Ｓ５０００でｎｏ）、ステップＳ４０３０に戻り、ステップＳ４０３０からステップＳ５０００を繰り返してデータ送信仕様の決定を行う。

ステップＳ５０１０では、信号生成制御部２５２は、送信仕様受信部２７２が受信したデータ送信仕様信号（仕様指定信号）に基づき、生体信号処理部２５３の生体信号の処理内容と、送信信号生成部２５４で生成する送信信号の仕様（つまり、送信仕様）を選択する。ただし、ステップＳ５０１０は、３次元用メガネ２０が生体信号の処理方式を複数保持し、各々の処理方式に合わせた送信信号を生成することができる場合にのみ行われる。３次元用メガネ２０保持する生体信号の処理方式が単一である場合には、このステップは行われない。

続いて、信号生成制御部２５２は、終了信号があるか否かを確認する（Ｓ１０４０）。ステップＳ１０４０で終了信号があった場合は（Ｓ１０４０でｙｅｓ）、ステップＳ４０９０へ進み、３次元用メガネ２０の動作を終了する。一方、ステップＳ１０４０で終了信号がなかった場合は（Ｓ１０４０でｎｏ）、制御信号受信部２１０はシャッタ制御信号を受信し（通信７、Ｓ５０３０）、シャッタ制御部２２０はステップＳ５０３０で受信された制御信号に従って、図示しないシャッタの遮蔽と透過を切り替える（Ｓ５０４０）。これにより、３次元表示テレビ１０の画面に右目用の画像が提示されたときに、３次元用メガネ２０において、右目のシャッタが透過状態にされ、左目のシャッタが遮蔽状態にされる。一方、３次元表示テレビ１０の画面に左目用の画像が提示されたときには、３次元用メガネ２０において、左目のシャッタが透過状態にされ、右目のシャッタが遮蔽状態にされる。つまり、３次元表示テレビ１０の画面表示に同期してシャッタを切り変えることで、視聴者の左右の目に正しく左右の画像を提示することができ、３次元画像の視聴が可能になる。

また、ステップＳ１０４０で終了信号がなかった場合は（Ｓ１０４０でｎｏ）、上記処理（Ｓ５０３０、Ｓ５０４０）と並行して、さらに、生体信号処理部２５３は、生体信号蓄積部２５１に所定の信号処理１回分以上の生体信号が蓄積されているか否かを確認する（Ｓ５０２０）。ステップＳ５０２０において所定の生体信号が蓄積されていない場合は（Ｓ５０２０でｎｏ）、ステップＳ１０４０に戻る。

ステップＳ１０４０とステップＳ５０２０とを繰り返す間、ステップＳ４０００で開始した生体信号の測定と蓄積が行われているステップＳ５０２０で所定の生体信号が蓄積されている場合は（Ｓ５０２０でｙｅｓ）、生体信号処理部２５３は、ステップＳ５０１０で決定された信号処理およびデータの解析を行う。次いで、送信信号生成部２５４は、処理あるいは解析結果をステップＳ５０１０で決定された仕様の送信データに変換する（Ｓ１０６０）。信号処理および送信データの生成の詳細は後述する。

ステップＳ１０６０を実行した後は、ステップＳ１０４０に戻る。そして、ステップＳ１０４０からステップＳ１０６０を繰り返して、終了信号が入力されるまで、所定の時間ごとに生体信号を３次元表示テレビに送信し続けることが行われる。これにより、視聴者が３次元画像を視聴し続ける間、画像表示システム１００は視聴者の状態を監視し続けることができ、視聴者の疲労状態に対して必要に応じて適切な処理を行うことができる。

＜通信用データフォーマットの説明：送信信号生成部の動作の詳細＞
図１７は、３次元用メガネ２０の生体信号処理部２５３の詳細な構成の一例（ここでは、生体信号処理部２５３ａの構成を示す）ブロック図である。生体信号処理部２５３ａは、データレベルＩＤが００１に対応する信号処理（つまり、未処理のセンサ出力（ローデータ）を生成する処理）を行う処理部であり、計時部７１１と信号処理部７１２とを有する。図１８は３次元用メガネ２０の処理のうちステップＳ１０６０の処理の詳細の一例（ここでは、生体信号処理部２５３ａの処理（Ｓ１０６０ａ））を示したフローチャートである。図１９は、生体信号処理部２５３ａで生成された送信データの形式の例を示す図であり、より詳しくは、図１９の（ａ）はバイナリデータやテキストデータで送信する場合の例を示し、図１９の（ｂ）はＸＭＬフォーマットで記述されたデータを送信する例を示している。図１７、図１８および図１９に示した例は、送信仕様が、眼電位の計測電極と基準電極でサンプリング周期ごとに測定された電位を１６ｂｉｔの数値列として送信する送信仕様の場合の説明図である。この送信仕様は、３次元表示テレビ１０で生体信号が受信されると、輻輳開散運動速度変化処理部６０１でステップＳ３０２１からステップＳ３０３０の処理を経て疲労判定が行われる場合に用いられるデータ仕様である。

計時部７１１は、仕様に定められた信号処理１回分に対応する所定の時間を計時する。信号処理部７１２は、生体信号蓄積部２５１に所定時間分の生体信号が蓄積されていることを確認する（Ｓ５０２０）。ステップＳ５０２０において所定の生体信号が蓄積されていない場合は（Ｓ５０２０でｎｏ）、ステップＳ１０４０に戻る。一方、ステップＳ５０２０において所定の生体信号が蓄積されている場合は（Ｓ５０２０でｙｅｓ）、信号処理部７１２は、生体信号蓄積部２５１から、所定時間分の生体信号を切り出して読み出す（Ｓ６０１０）。

続いて、送信信号生成部２５４は、ステップＳ６０１０で読み出したデータから、計測電極の４極を電極１から電極４とし、基準電極を電極５として、各電極で測定された電位を、電極１の１分間の電位の数値列、電極２の１分間の電位の数値列、・・・として電極５の１分間の電位の数値列まで連続で記述する送信形式で、送信データを生成する（Ｓ６０２０）。このとき、送信信号生成部２５４は、図１９に示すように、バイナリデータやテキストデータ、または、ＸＭＬフォーマットで送信データを記述することで、送信信号を生成する。

最後に、メガネ情報送信部２７１は、送信信号生成部２５４がステップＳ６０２０で生成した送信信号を３次元表示テレビ１０に送信する（Ｓ６０３０）。

図２０は、３次元用メガネ２０の生体信号処理部２５３の詳細な構成の一例（ここでは、生体信号処理部２５３ｂの構成を示す）ブロック図である。生体信号処理部２５３ｂは、データレベルＩＤが００２に対応する信号処理（つまり、フィルタリング等の信号処理による加工済みデータ（中間処理結果）を生成する処理）を行う処理部であり、計時部７１１と信号処理部７２２と、輻輳運動抽出部７２３と、輻輳運動量計算部７２４と備える。図２１は、３次元用メガネ２０の処理のうちステップＳ１０６０の処理の詳細の一例（ここでは、生体信号処理部２５３ｂの処理（Ｓ１０６０ｂ））を示したフローチャートである。図２２は、生体信号処理部２５３ｂで生成された送信データの形式の例を示す図であり、より詳しくは、図２２の（ａ）はバイナリデータやテキストデータで送信する場合の例を示し、図２２の（ｂ）はＸＭＬフォーマットで記述されたデータを送信する例を示している。図２０、図２１および図２２に示した例は、送信仕様が、眼電位から輻輳開散運動を抽出し、所定時間内の運動量を総加算した値を１６ｂｉｔの数値として送信する仕様の場合の説明図である。この送信仕様は、３次元表示テレビ１０で生体信号が受信されると、輻輳開散運動量処理部６０２でステップＳ３０４１からステップＳ３０４３の処理を経て疲労判定が行われる場合に用いられるデータ仕様である。

計時部７１１は、仕様に定められた信号処理１回分に対応する所定の時間を計時する。信号処理部７２２は、生体信号蓄積部２５１に所定時間分の生体信号が蓄積されていることを確認する（Ｓ５０２０）。ステップＳ５０２０において所定の生体信号が蓄積されていない場合は（Ｓ５０２０でｎｏ）、ステップＳ１０４０に戻る。一方、ステップＳ５０２０において所定の生体信号が蓄積されている場合は（Ｓ５０２０でｙｅｓ）、信号処理部７２２は、生体信号蓄積部２５１から所定時間分の生体信号を切り出して読み出す（Ｓ６０１０）。

続いて、信号処理部７２２は、ステップＳ６０１０で読み出したデータから、計測電極の４極と、基準電極との間で差動増幅処理を行う（Ｓ６１１０）。差動増幅は、電位のサンプル点ごとに計測電極の電位から基準電極の電位を減算して行う。これにより、計測電極と基準電極に共通する広範なノイズを除去することができる。

そして、信号処理部７２２は、差動増幅した計測電極の４極の電位の時間波形をバンドパスフィルタに通す（Ｓ６１２０）。バンドパスフィルタは、例えば、１０Ｈｚから１００Ｈｚを通過帯域とするフィルタである。これにより、疲労の指標とする比較的早い眼球運動の範囲を取り出すことができ、且つ、目の周りの筋肉等から発生するノイズを除去することができる。

続いて、輻輳運動抽出部７２３は、ステップＳ６１２０でフィルタリングされた計測電極４極の電位波形について、電極間の差分をとることで、両目に共通の水平成分と垂直成分を除去する（Ｓ６１３０）。具体的には、輻輳運動抽出部７２３は、電極が、例えば、図６のように配置されている場合、左右の両目に共通の水平方向の運動成分として、視聴者の顔面の水平軸に平行に設けられた計測電極１の差動増幅電位波形と計測電極４の差動増幅電位波形との差を計算する。また、輻輳運動抽出部７２３は、左右の両目に共通の垂直方向の運動成分として、視聴者の顔面の垂直軸上で共通の位置にある計測電極１と計測電極４との差動増幅電位の平均と、計測電極２と計測電極３との差動増幅電位の平均との差分を計算する。さらに、輻輳運動抽出部７２３は、右目の眼球運動電位として、計測電極１と計測電極２との差動増幅電位波形との差分を求め、左目の眼球運動電位として、計測電極４と計測電極３との差動増幅電位波形との差分を求める。最後に、輻輳運動抽出部７２３は、左右の目の眼球運動電位から、先に求めた両目に共通の水平方向と垂直方向の運動成分を差し引くことで、視聴者の右目の輻輳運動成分と、視聴者の左目の輻輳運動成分とを抽出する。

次に、輻輳運動量計算部７２４は、ステップＳ６１３０で求められた右目と左目の輻輳運動成分波形について、電位変動の全ピークに対して、ピークと次のピークとの電位差を求め、その絶対値の総和を求めることで、輻輳運動量を計算する（Ｓ６１４０）。

そして、送信信号生成部２５４は、図２２に示すように、バイナリデータやテキストデータ、または、ＸＭＬフォーマットで送信データを記述することで、送信信号を生成する（Ｓ６１５０）。

最後に、メガネ情報送信部２７１は、送信信号生成部２５４がステップＳ６１５０で生成した送信信号を３次元表示テレビ１０に送信する（Ｓ６０３０）。

このように、３次元用メガネ２０が３次元表示テレビ１０に対して、生体信号から疲労指標に変換する過程の中間処理結果を送信することで、通信するデータ量を大幅に削減できる。

なお、上記例では、輻輳運動の和を中間出力として出力したが、輻輳運動の速度平均、サッケードの速度平均、または、サッケードや瞬きの頻度等の中間処理結果を出力するとしてもよい。図５に示した例のように、疲労指標を計算するために利用する生体情報の内容により、生体信号の測定時や信号処理過程での計算負荷とデータ量が異なる。中間処理結果を出力する方法により、３次元用メガネ２０と３次元表示テレビ１０との計算およびメモリの負荷と通信の負荷の調整（バランス調整）を行うことができ、製造コストや消費電力に合わせた仕様を設定することができる。

図２３は、３次元用メガネ２０の生体信号処理部２５３の詳細な構成の一例（ここでは、生体信号処理部２５３ｃの構成を示す）ブロック図である。生体信号処理部２５３ｃは、データレベルＩＤが００３に対応する信号処理（つまり、視聴者の状態についての判定結果（例えば、疲労度）を示すデータを生成する処理）を行う処理部であり、計時部７１１と信号処理部７３２と、瞬き抽出部７３３と、瞬き頻度疲労対応テーブル７３４と、疲労指標計算部７３５とからなる。図２４は３次元用メガネ２０の処理のうちステップＳ１０６０の処理の詳細の一例（ここでは、生体信号処理部２５３ｃの処理（Ｓ１０６０ｃ））を示したフローチャートである。図２６は、生体信号処理部２５３ｃで生成された送信データの形式の例を示す図であり、より詳しくは、図２６の（ａ）はバイナリデータやテキストデータで送信する場合の例を示し、図２６の（ｂ）はＸＭＬフォーマットで記述されたデータを送信する例を示している。図２３、図２４および図２６に示した例は、送信仕様が、眼電位から瞬きを抽出し、所定時間内の瞬き回数から疲労指標を求めて８ｂｉｔの数値として送信する仕様の場合の説明図である。この送信仕様は、３次元表示テレビ１０で生体信号が受信されると、疲労指標取得部６０３でステップＳ３０５１の処理を経て疲労判定が行われる場合に用いられるデータ仕様である。

計時部７１１は、仕様に定められた信号処理１回分に対応する所定の時間を計時する。信号処理部７３２は生体信号蓄積部２５１に所定時間分の生体信号が蓄積されていることを確認する（Ｓ５０２０）。ステップＳ５０２０において所定の生体信号が蓄積されていない場合は（Ｓ５０２０でｎｏ）、ステップＳ１０４０に戻る。一方、ステップＳ５０２０において所定の生体信号が蓄積されている場合は（Ｓ５０２０でｙｅｓ）、信号処理部７３２は、生体信号蓄積部２５１から所定時間分の生体信号を切り出して読み出す（Ｓ６０１０）。

続いて、信号処理部７３２は、ステップＳ６０１０で読み出したデータをダウンサンプルし、サンプリング周波数を５０Ｈｚにする（Ｓ６２１０）。

そして、瞬き抽出部７３３は、瞬きを抽出してその回数を数える（Ｓ６２２０）。具体的には、瞬き抽出部７３３は、電極の配置が例えば図６のようである場合に、電極１の電位波形から電極２の電位波形を減算して右目の電位変動を求める。一方、電極４の電位波形から電極３の電位波形を減算して左目の電位変動を求める。そして、瞬き抽出部７３３は、右目の電位変動と左目の電位変動との和を求め、電位変動の全ピークに対して、ピークと次のピークとの電位差を求める。さらに、瞬き抽出部７３３は、ピーク間の電位差が所定の閾値、例えば２００μＶ以上の場合を瞬きとして抽出し、所定時間当たり、例えば１０分あたりの瞬きの回数を数える。

次に、疲労指標計算部７３５は、瞬き頻度疲労対応テーブル７３４に記憶された単位時間当たりの瞬きの回数と疲労指標との対応表に基づいて、計数された単位時間当たりの瞬きの回数に対応する疲労指標を特定することで、疲労指標を求める（Ｓ６２３０）。瞬き頻度疲労対応テーブル７３４に記憶された瞬きの回数（「瞬き頻度（回）」）と「疲労指標」との対応表の例を図２５に示す。一般に、瞬きの回数は目が疲労してくると減少する。よって、テーブルの値は、瞬きの頻度が低くなると疲労指標が大きくなるように設定されている。

送信信号生成部２５４は、図２６に示すようにバイナリデータやテキストデータ、または、ＸＭＬフォーマットで送信データを記述することで、送信信号を生成する（Ｓ６２４０）。

最後に、メガネ情報送信部２７１は、送信信号生成部２５４がステップＳ６２４０で生成した送信信号を３次元表示テレビ１０に送信する（Ｓ６０３０）。

瞬きは眼電位に比べて測定しやすい。よって、生体センサの精度が低くても、眼電位を計測することができ、低コストで生体信号を取得することができる。

なお、上記例では、瞬きの頻度を用いて疲労指標を計算して３次元表示テレビ１０に送信したが、図５に示すような他の生体情報を用いて疲労指標を求めた結果を送信するものとしてもよい。

また、上記例では図１７、図２０および図２３を、それぞれ、図１４における生体信号処理部２５３の詳細な構成の一例として説明したが、生体信号処理部２５３は、図１７、図２０および図２３に示される構成のいずれか１つを含むものであってもよいし、複数（例えば、すべて）を含むものであってもよい。生体信号処理部２５３が、図１７、図２０および図２３に示される構成（つまり、複数の構成）を含む場合は、ステップＳ５０００で受信した送信仕様に従って、ステップＳ５０１０で複数の構成のうち動作する構成を選択する。これにより、３次元表示テレビ１０と３次元用メガネ２０との間で、計算量、データ量、通信量の最適化を行うことができる。

なお、本実施の形態では、（１）３次元用メガネ２０から各電極の眼電位が送信され、３次元表示テレビ１０は眼電位を受信して、輻輳開散運動の速度変化を利用して疲労指標を計算する場合と、（２）３次元用メガネ２０から輻輳開散運動量の単位時間当たりの総和が送信され、３次元表示テレビ１０は輻輳開散運動量の総和を受信して、輻輳開散運動量の総和を疲労指標に変換する場合と、（３）３次元用メガネ２０で各電極の眼電位を利用して輻輳開散運動量の総和を計算することで、３次元用メガネ２０から疲労指標が送信され、３次元表示テレビ１０が疲労指標を受信して、疲労判定のみ行う場合、つまり、３次元用メガネ２０で各電極の眼電位を利用して瞬きを抽出して疲労指標を計算する場合、との３つの場合について説明したが、眼電位から疲労指標を求める方法には、図５に例示したように、種々の方法がある。

眼電位を用いて疲労指標を求めるどのような方法においても、電位データをフィルタリングしたり、電極間の差分を計算したりする信号処理が行われ、信号処理が行われた結果の中間出力が得られる。生体信号のデータ送信仕様は、（１）生体信号として、何を用いるか（輻輳開散運動、固視微動、サッケード、瞬き等）と、(２)生体信号センサ２４０からの出力をそのまま送信して３次元表示テレビ１０ですべての処理を行うか、中間処理の出力を送信して、３次元表示テレビ１０で中間処理出力から疲労指標の計算までを行うか、３次元用メガネ２０で疲労指標の計算までを行って３次元表示テレビ１０では疲労の判定すなわち使用者への提示の判定のみを行うかとの組み合わせで、無数のパタンが考えられる。

さらに中間出力は、信号処理に複数の段階がある場合には、それぞれの中間出力が存在する。視聴者状態計算部１６２の構成は、ソフトウェアで実現されるものとして、ステップＳ１０２０において３次元用メガネ２０から送信された生体信号の送信データの送信仕様が３次元表示テレビ１０で利用できる形式でない場合に、３次元用メガネ２０から送信された送信仕様に対応するソフトウェアをネットワークを介して取得する、あるいはメガネに付随するＤＶＤ等のメディアから取得する等によりソフトウェアを取得して３次元用メガネ２０の送信仕様の生体信号を利用するとしてもよい。

なお、本実施の形態では、生体信号のうち、目の周辺に設けられた電極から眼球の運動により変化する電位を計測する、眼電位を用いて視聴者の疲労を判定する例を示した。これ以外にも生体信号として、眼球の画像から眼球運動および眼球運動から計算される視線や瞳孔の反応や瞬きを取得して、視聴者の疲労、覚醒度あるいは興奮度を判定してもよい。また、額に接触させた電極から、精神性発汗による皮膚の電気抵抗の変化から、視聴者の興奮度または覚醒度を判定してもよい。また、鼻梁をはさむ形で光源とカメラを設置し、近赤外光の透過により静脈パタンを撮像して、個人認証を行って視聴可能コンテンツを制限したり、奥行き度合いの個人適応を行ってもよい。

以上のように、本願発明は、視聴者の状態を判定するために、目の状態を含む生体信号を３次元用メガネで計測し、その計測結果に基づいて３次元表示テレビの映像表示を制御する技術に関するものである。一般に、生体信号は、信号の種類に対して特定の分析方法がある。そこで、本願発明は、３次元用メガネ２０で生体信号のセンシングを行っても、３次元表示テレビ１０が実行し得る生体信号用の分析方法と、３次元用メガネ２０においてセンシングされた生体信号との対応が取れない場合には、視聴者の状態を判定することができないという課題に対してなされたものである。

例えば、３次元用メガネ２０に備えられた眼電位計測用の電極で計測された、各電極の電位データ(図４の「データレベルＩＤ」が００１におけるデータに相当)はフィルタリングされる(Ｓ３０２３)。さらに、サンプリング点ごとに各計測電極の間の電位の差を利用して、計測された眼電位に含まれる輻輳運動成分(図４の「データレベルＩＤ」が００２におけるデータに相当)を抽出する(Ｓ３０２４)。輻輳運動成分の速度の変化から(Ｓ３０２５からＳ３０３０)疲労指標(図４の「データレベルＩＤ」が００３におけるデータに相当)を求める。このとき、３次元用メガネ２０が各電極の電位データを送信し、３次元表示テレビ１０が輻輳運動成分データを受け付ける場合が考えられる。この場合、両者におけるデータレベルが合致せず、受信されたデータは正しく処理されない。

本実施の形態では、上記の課題を解決するため、３次元用メガネ２０が出力し得る生体信号のデータレベルを明確化した送信仕様と、３次元表示テレビ１０が受信して利用し得る生体信号のデータレベルを明確化した受信仕様とを一致させる。そのために、３次元用メガネ２０は、送信仕様蓄積部２６０を備え、一方、３次元表示テレビ１０は、測定仕様蓄積部１６３と、測定仕様決定部１６１と、送信仕様送信部１５２とを備える。

そして、３次元用メガネ２０から３次元表示テレビ１０へデータを送信する際のデータレベルを決定するために、図２の通信４で、送信仕様蓄積部２６０に蓄積された３次元用メガネ２０が送信可能なデータレベルの情報を含む送信仕様を３次元用メガネ２０から３次元表示テレビ１０に送信する。３次元表示テレビ１０は、３次元用メガネ２０から送信された送信仕様を受信し(Ｓ２０３０)、測定仕様決定部１６１は、測定仕様蓄積部１６３を参照し、３次元用メガネ２０から送信された送信仕様と合致する測定仕様に対応する送信仕様を１つ選択して(Ｓ２０４０からＳ２０６０)、通信５で、３次元用メガネ２０へ、いま選択した送信仕様（つまり、仕様指定信号）を送信する(Ｓ２０７０)。３次元用メガネは，ステップＳ２０７０で送信された送信仕様を受信して(Ｓ５０００)、これに従って、３次元用メガネ２０が送信するデータレベルを含むデータ仕様を決定する(Ｓ５０１０)。

このように、本実施の形態では、３次元表示テレビ１０が受信する生体信号と、３次元用メガネ２０が送信する生体信号とについて、データレベルを含むデータ仕様を一致させるための構成と動作により、３次元表示テレビ１０と３次元用メガネ２０の組み合わせによらず、３次元用メガネ２０で取得された生体信号を利用して３次元表示テレビ１０の映像を調節して視聴者の疲労を軽減することができる。

なお、特開２０１１−１８８１１８号公報（特許文献３）には、３次元用メガネから画像表示装置への通信手段と、３次元用メガネから画像表示装置へ生体信号を含む情報を通信することと、３次元用メガネから画像表示装置へ３次元用メガネの属性を識別する信号を通信することとが示されているが、生体信号の処理状態（つまり、データレベル）を特定するデータ仕様（つまり、送信仕様）を通信することについては述べられていない。

以上のように、本実施の形態によれば、３次元画像の視聴中に、視聴者の生体信号を取得して、未処理の信号または中間処理結果または処理結果のいずれかのデータレベルで３次元用メガネから画像表示装置へ生体情報を送信することで、画像表示装置において、視聴者の状態を判定し、視聴者の状態に合わせて画像の表示方法等を変更することができる。視聴者が自分でも気がつかない疲労の兆候に対して視聴者に疲労の警告を提示する等無理のない３次元画像の視聴が可能になる。

以上、本発明に係る画像表示システムおよび３次元用メガネについて、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の主旨を逸脱しない範囲で、実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、実施の形態および周知の構成要素を任意に組み合わせて得られる形態も、本発明に含まれる。

また、本実施の形態におけるブロック図（図１、図７、図８、図１４、図１７、図２０、図２３）で示された各機能ブロックは、半導体集積回路であるＬＳＩで実現されてもよい。そのＬＳＩは、機能ブロックごとに１チップ化されてもよいし、一部又は全てを含むように、３次元表示テレビ１０および３次元用メガネ２０のそれぞれにおいて、１チップ化されてもよい。なお、ここでは、ＬＳＩとは、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されるものが含まれる。

また、集積回路化の手法としては、ＬＳＩ化に限るものではなく、専用回路又は汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後にプログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用して集積回路化をしてもよい。

また、本発明に係る画像表示システムを構成する画像表示装置（本実施の形態等における３次元表示テレビ）は、コンピュータシステムおよびソフトウェアで実現されてもよい。図２７は、本実施の形態における３次元表示テレビ１０をコンピュータシステム１９およびソフトウェアで実現する場合に用いられるハードウェア構成を示すブロック図である。このコンピュータシステム１９は、図２７に示されるように、キーボード、マウス等の入力部１１、ハードディスク等の記憶部１２と、ディスプレイ装置等の出力部１３、ＣＰＵ１４、ＲＯＭ１５、ＲＡＭ１６、および、外部機器との間で信号の入出力をする入出力Ｉ／Ｆ１７で構成される。具体的には、送受信部１５０および制御信号送信部１３０は、入出力Ｉ／Ｆ１７で実現される。情報提示部１７０は、出力部１３で実現される。また、コンテンツ情報蓄積部１１０は、記憶部１２で実現される。また、画面制御部１２０、通信制御部１４０および視聴者状態判定部１６０は、ＲＯＭ１５または記憶部１２に格納されたプログラムに従ってＲＡＭ１６を一時的な記憶エリアとして利用しながらＣＰＵ１４が実行することによって実現される。ここで、コンピュータプログラムは、所定の機能を達成するために、コンピュータに対する指令を示す命令コードが複数個組み合わされて構成されたものである。

また、上記実施の形態における３次元表示テレビを構成する構成要素の一部または全部は、脱着可能なＩＣカードまたは単体のモジュールから構成されてもよい。ＩＣカードまたはモジュールは、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどから構成されるコンピュータシステムである。ＩＣカードまたはモジュールは、超多機能ＬＳＩを含んでもよい。マイクロプロセッサが、コンピュータプログラムにしたがって動作することにより、ＩＣカードまたはモジュールは、その機能を達成する。このＩＣカードまたはこのモジュールは、耐タンパ性を有してもよい。

また、本発明は、上記実施の形態におけるフローチャートに示す方法（画像表示システムによる画像表示方法）として実現してもよい。また、その方法をコンピュータにより実現するコンピュータプログラムとして実現してもよいし、そのコンピュータプログラムを表すデジタル信号として実現してもよい。さらに、そのコンピュータプログラムまたはデジタル信号をコンピュータ読み取り可能な記録媒体、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ）、半導体メモリなどに記録した記録媒体として実現してもよい。

また、上記コンピュータプログラムまたはデジタル信号は、電気通信回線、無線または有線通信回線、インターネットを代表とするネットワーク、データ放送等を経由して伝送することができるのは言うまでもない。

また、上記コンピュータプログラムまたはデジタル信号を記録媒体に記録して移送することにより、または、上記コンピュータプログラムまたはデジタル信号を、ネットワーク等を経由して移送することにより、独立した他のコンピュータシステムにより、本発明に係る画像表示システムにおける画像表示装置またはその方法を実施してもよい。

本発明にかかる画像表示システムは、３次元用メガネを用いて立体映像を視聴する画像表示システムに広く利用可能であり、映画館のスクリーン、テレビ、コンピュータの表示画面等で３次元映像を表示する際に有用である。よって、本発明は、コンテンツ視聴のみでなく、画像診断装置や内視鏡等の医療機器の画像表示や、手術や乗り物のシミュレーション等ゲームや教育訓練用のシステム等の用途に応用できる。

１０ ３次元表示テレビ
２０ ３次元用メガネ
１００ 画像表示システム
１１０ コンテンツ情報蓄積部
１２０ 画面制御部
１３０ 制御信号送信部
１４０ 通信制御部
１５０、２７０ 送受信部
１５１ メガネ情報受信部
１５２ 送信仕様送信部
１６０ 視聴者状態判定部
１６１ 測定仕様決定部
１６２ 視聴者状態計算部
１６３ 測定仕様蓄積部
１７０ 情報提示部
２１０ 制御信号受信部
２２０ シャッタ制御部
２３０ 通信制御部
２４０ 生体信号センサ
２５０ 状態信号生成部
２５１ 生体信号蓄積部
２５２ 信号生成制御部
２５３、２５３ａ、２５３ｂ、２５３ｃ 生体信号処理部
２５４ 送信信号生成部
２６０ 送信仕様蓄積部
２７１ メガネ情報送信部
２７２ 送信仕様受信部
６０１ 輻輳開散運動速度変化処理部
６０２ 輻輳開散運動量処理部
６０３ 疲労指標取得部
６１０ 切り替え部
６１１ 疲労判定部
６２１、６４１ 信号取得部
６２２ 信号記憶部
６２３、７１２、７２２、７３２ 信号処理部
６２４、７２３ 輻輳運動抽出部
６２５ 運動速度計算部
６２６ 平均分散計算部
６２７ 初期状態記憶部
６２８ 運動速度比較部
６２９ 変換関数記憶部
６３０、６４５、７３５ 疲労指標計算部
６４２ 積算運動量記憶部
６４３ 積算運動量計算部
６４４ 変換テーブル
７１１ 計時部
７２４ 輻輳運動量計算部
７３３ 瞬き抽出部
７３４ 瞬き頻度疲労対応テーブル

上記目的を達成するために、本発明に係る画像表示システムは、視聴者に３次元画像を提示する画像表示システムであって、前記視聴者の左目に提示する左目用画像と右目に提示する右目用画像を交互に出力する画像表示装置と、左目側のシャッタおよび右目側のシャッタを有し、前記画像表示装置において左目用画像が表示されるときに前記左目側のシャッタを透過状態にし、前記画像表示装置において右目用画像が表示されるときに前記右目側のシャッタを透過状態にする、前記視聴者の顔面または頭部に装着される３次元用メガネとを備え、前記３次元用メガネは、前記視聴者の身体の状態を測定することによって生体信号を取得する生体信号測定部と、前記生体信号測定部で取得された生体信号を通信信号に変換して前記画像表示装置に送信する送受信部とを備え、前記画像表示装置は、前記３次元用メガネから送信される通信信号を受信する送受信部を備え、前記画像表示装置に備えられる前記送受信部は、前記通信信号における少なくとも３次元映像視聴時の眼球の疲労を計算するためのデータフォーマットを含む仕様を指定する仕様指定信号を、前記３次元用メガネに送信し、前記３次元用メガネに備えられる前記送受信部は、前記画像表示装置から送信される前記仕様指定信号を受信し、受信した仕様指定信号によって指定される仕様に従って、前記生体信号を前記通信信号に変換して前記画像表示装置に送信する。

Claims (19)

1. 視聴者に３次元画像を提示する画像表示システムであって、
   前記視聴者の左目に提示する左目用画像と右目に提示する右目用画像を交互に出力する画像表示装置と、
   左目側のシャッタおよび右目側のシャッタを有し、前記画像表示装置において左目用画像が表示されるときに前記左目側のシャッタを透過状態にし、前記画像表示装置において右目用画像が表示されるときに前記右目側のシャッタを透過状態にする、前記視聴者の顔面または頭部に装着される３次元用メガネとを備え、
   前記３次元用メガネは、
   前記視聴者の身体の状態を測定することによって生体信号を取得する生体信号測定部と、
   前記生体信号測定部で取得された生体信号を通信信号に変換して前記画像表示装置に送信する送受信部とを備え、
   前記画像表示装置は、
   前記３次元用メガネから送信される通信信号を受信する送受信部を備え、
   前記画像表示装置に備えられる前記送受信部は、前記通信信号における少なくともデータフォーマットを含む仕様を指定する仕様指定信号を、前記３次元用メガネに送信し、
   前記３次元用メガネに備えられる前記送受信部は、前記画像表示装置から送信される前記仕様指定信号を受信し、受信した仕様指定信号によって指定される仕様に従って、前記生体信号を前記通信信号に変換して前記画像表示装置に送信する
   画像表示システム。
2. 前記３次元用メガネはさらに、当該３次元用メガネが前記画像表示装置に送信し得る前記通信信号の仕様を示す情報である送信仕様を少なくとも一つ蓄積している送信仕様蓄積部を備え、
   前記３次元用メガネに備えられる前記送受信部はさらに、前記送信仕様蓄積部に蓄積された少なくとも一つの送信仕様を前記画像表示装置に送信し、
   前記画像表示装置に備えられる前記送受信部は、前記３次元用メガネから送信される少なくとも一つの送信仕様を受信し、受信した少なくとも一つの送信仕様から選択した少なくとも一つの送信仕様を示す信号を、前記仕様指定信号として、前記３次元用メガネに送信する
   請求項１に記載の画像表示システム。
3. 前記画像表示装置はさらに、
   前記送受信部が受信可能な前記通信信号についての仕様を示す情報である測定仕様を少なくとも一つ蓄積している測定仕様蓄積部と、
   前記測定仕様蓄積部に蓄積された少なくとも一つの測定仕様から、前記視聴者の状態を判定するのに用いられる一つの測定仕様を決定する測定仕様決定部とを供え、
   前記画像表示装置に備えられる前記送受信部は、前記３次元用メガネから送信される少なくとも一つの送信仕様のうち、前記測定仕様決定部で決定された測定仕様に対応する送信仕様を示す信号を、前記仕様指定信号として、前記３次元用メガネに送信する
   請求項２に記載の画像表示システム。
4. 前記３次元用メガネが備える前記送受信部はさらに、前記３次元用メガネを識別する信号であるメガネＩＤを前記画像表示装置に送信し、
   前記画像表示装置に備えられる前記送受信部は、前記３次元用メガネから送信されるメガネＩＤを受信し、
   前記測定仕様決定部は、受信されたメガネＩＤに対応する測定仕様が前記測定仕様蓄積部に蓄積されているか否かを判断し、蓄積されている場合には、当該測定仕様を前記一つの測定仕様として決定し、蓄積されていない場合には、前記３次元用メガネに対して、前記送信仕様蓄積部に蓄積されている送信仕様を前記画像表示装置に送信するように、要求する
   請求項３に記載の画像表示システム。
5. 前記送信仕様または前記仕様指定信号には、前記生体信号測定部で測定された前記視聴者の身体の状態を示す複数の信号の配列と前記複数の信号の各々のデータ量とを記述した情報が含まれる
   請求項２〜４のいずれか１項に記載の画像表示システム。
6. 前記生体信号測定部は、前記視聴者の身体の状態として、前記視聴者の眼電位を測定する
   請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像表示システム。
7. 前記生体信号測定部は、前記視聴者の身体の状態として、前記視聴者の皮膚電気反応または皮膚電位を測定する
   請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像表示システム。
8. 前記生体信号測定部は、前記視聴者の身体の状態として、前記視聴者の身体の一部を撮像する
   請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像表示システム。
9. 前記生体信号測定部は、前記視聴者の身体の状態として、前記視聴者の静脈パタンを撮像する
   請求項８に記載の画像表示システム。
10. 前記生体信号測定部は、前記生体信号として、前記視聴者の身体の状態を示す時系列信号を取得する
    請求項１〜９のいずれか１項に記載の画像表示システム。
11. 前記３次元用メガネはさらに、前記生体信号測定部で取得された時系列信号を数値列として生成する信号処理を行う生体信号処理部を備え、
    前記３次元用メガネに備えられる前記送受信部は、前記生体信号処理部により得られた数値列を前記画像表示装置に送信し、
    前記画像表示装置はさらに、前記３次元用メガネから送信される数値列に基づいて、前記視聴者の状態を判定する視聴者状態判定部を備える
    請求項１０に記載の画像表示システム。
12. 前記３次元用メガネはさらに、前記生体信号測定部で取得された時系列信号を信号処理することで、前記視聴者の身体の動きに関する数値または数値列を生成する生体信号処理部を備え、
    前記３次元用メガネに備えられる前記送受信部は、前記生体信号処理部により得られた数値または数値列を前記画像表示装置に送信し、
    前記画像表示装置はさらに、前記３次元用メガネから送信される数値または数値列に基づいて、前記視聴者の状態を判定する視聴者状態判定部を備える
    請求項１０に記載の画像表示システム。
13. 前記３次元用メガネはさらに、前記生体信号測定部で取得された時系列信号を信号処理することで、前記視聴者の身体の動きに関する数値または数値列を生成し、生成した数値または数値列を用いて前記視聴者の身体の状態を判定する生体信号処理部を備え、
    前記３次元用メガネに備えられる前記送受信部は、前記生体信号処理部により判定された結果を前記画像表示装置に送信する
    請求項１０に記載の画像表示システム。
14. 前記仕様指定信号には、前記通信信号に含まれるデータの加工度を示すデータレベルを特定する情報が含まれ、
    前記生体信号処理部は、前記画像表示装置から送られる前記仕様指定信号に含まれる情報によって特定されるデータレベルに従って、前記信号処理を行う
    請求項１１〜１３のいずれか１項に記載の画像表示システム。
15. 前記視聴者の身体の状態は、前記視聴者の疲労の状態である
    請求項１〜１４のいずれか１項記載の画像表示システム。
16. 前記視聴者の身体の状態は、前記視聴者の個人の特定である
    請求項１〜１４のいずれか１項記載の画像表示システム。
17. 視聴者の顔面または頭部に装着され、画像表示装置と連携して動作する３次元用メガネであって、
    透過状態と非透過状態とを切替可能な右目側のシャッタおよび左目側のシャッタと、
    前記視聴者の身体の状態を測定することによって生体信号を取得する生体信号測定部と、
    前記生体信号測定部で取得された生体信号を通信信号に変換して前記画像表示装置に送信する送受信部とを備え、
    前記送受信部は、前記画像表示装置から送信される、前記通信信号における少なくともデータフォーマットを含む仕様を指定する仕様指定信号を受信し、受信した仕様指定信号によって指定される仕様に従って、前記視聴者の生体信号を前記通信信号に変換して前記画像表示装置に送信する
    ３次元用メガネ。
18. さらに、前記３次元用メガネが前記画像表示装置に送信し得る前記通信信号の仕様を示す情報である送信仕様を少なくとも一つ蓄積している送信仕様蓄積部を備え、
    前記送受信部はさらに、前記送信仕様蓄積部に蓄積された少なくとも一つの送信仕様を前記画像表示装置に送信し、
    前記画像表示装置は、前記３次元用メガネから送信される少なくとも一つの送信仕様を受信し、受信した少なくとも一つの送信仕様から選択した少なくとも一つの送信仕様を示す信号を、前記仕様指定信号として、前記３次元用メガネに送信する
    請求項１７記載の３次元用メガネ。
19. 前記送信仕様蓄積部に蓄積されている少なくとも一つの送信仕様のそれぞれには、
    前記生体信号の種類を特定する情報、または、前記生体信号を前記３次元用メガネが前記画像表示装置に情報を送信するまでに前記生体信号に対して行う処理のレベルを特定する情報、または、前記３次元用メガネが前記画像表示装置に情報を送信する頻度、または、前記生体信号を取得した際のサンプリング周波数およびそのデータ量、または、データ精度およびその精度を記述するデータ量、または、前記生体信号の時間長およびそのデータ量、または、前記生体信号を処理する際に用いる電極の番号およびその記述のためのデータ量、のうちのいずれかと、
    前記生体信号を測定する電極ごとの生体信号のデータ量、または、中間処理結果の種類および中間処理結果を記述するデータ量、または、前記視聴者の身体の状態を判定した結果の種類および前記身体の状態を記述するデータ量のうちのいずれかが含まれる
    請求項１８記載の３次元用メガネ。

Images