(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
３Ｄ映像の左目用画像および右目用画像に応じて開閉する左目用シャッターおよび右目用シャッターを備える３Ｄ映像視聴装置であって、
ユーザの少なくとも左右いずれか一方の眼球の瞳部分を撮像するカメラを備え、
前記眼球の瞳部分に、前記左目用画像および前記右目用画像の両方が映っている場合、前記左目用シャッターおよび前記右目用シャッターの開閉タイミングをクロストークが減少するように変更することを特徴とする３Ｄ映像視聴装置。
【請求項２】
左の眼球の瞳部分を撮像する前記カメラと右の眼球の瞳部分を撮像する前記カメラを備え、
前記左の眼球の瞳部分を撮像するカメラが撮像した左の眼球の瞳部分に、前記左目用画像および前記右目用画像の両方が映っている場合、前記左目用シャッターの開閉タイミングをクロストークを減少するように変更し、
前記右の眼球の瞳部分を撮像するカメラが撮像した右の眼球の瞳部分に、前記左目用画像および前記右目用画像の両方が映っている場合、前記右目用シャッターの開閉タイミングをクロストークを減少するように変更することを特徴とする請求項１記載の３Ｄ映像視聴装置。
【請求項３】
前記変更は、シャッターの開閉タイミングを早めることおよび遅めることを交互に繰り返すことにより行うことを特徴とする請求項１または２記載の３Ｄ映像視聴装置。
【請求項４】
３Ｄ映像を表示する３Ｄ映像表示装置と、該３Ｄ映像表示装置に表示された３Ｄ映像の左目用画像および右目用画像に応じて開閉する左目用シャッターおよび右目用シャッターを備える３Ｄ映像視聴装置とを有する３Ｄ映像視聴システムであって、
前記３Ｄ映像視聴装置は、ユーザの少なくとも左右いずれか一方の眼球の瞳部分を撮像するカメラを備え、
前記眼球の瞳部分に、前記左目用画像および前記右目用画像の両方が映っている場合、前記左目用シャッターおよび前記右目用シャッターの開閉タイミングをクロストークが減少するように変更することを特徴とする３Ｄ映像視聴システム。
【請求項５】
左の眼球の瞳部分を撮像する前記カメラと右の眼球の瞳部分を撮像する前記カメラを備え、
前記左の眼球の瞳部分を撮像するカメラが撮像した左の眼球の瞳部分に、前記左目用画像および前記右目用画像の両方が映っている場合、前記左目用シャッターの開閉タイミングをクロストークを減少するように変更し、
前記右の眼球の瞳部分を撮像するカメラが撮像した右の眼球の瞳部分に、前記左目用画像および前記右目用画像の両方が映っている場合、前記右目用シャッターの開閉タイミングをクロストークを減少するように変更することを特徴とする請求項４記載の３Ｄ映像視聴システム。
【請求項６】
前記変更は、シャッターの開閉タイミングを早めることおよび遅めることを交互に繰り返すことにより行うことを特徴とする請求項４または５記載の３Ｄ映像視聴システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３Ｄ映像におけるいわゆるクロストークを減少する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
動画としての３Ｄ映像を視聴するユーザに表示された映像を立体に見せるためには左右の目に届く画像に視差が生じるように表示できなければならない。３Ｄ映像視聴システムにおいては、大きく２つの、アクティブシャッター方式と、偏光版をディスプレイに貼り付ける方式とがあった。
【０００３】
図５に示すようにアクティブシャッター方式は、入射光を遮る液晶シャッター等を右目用、左目用にそれぞれ設けた３Ｄメガネを用いる。例えば動画としての３Ｄ映像において１秒間に１２０フレーム（静止画）で高速に表示される左右交互の画像について高速でシンクロさせるためのエミッタ等のシンクロ装置が、今左右いずれの目用の画像が表示されているか識別して３Ｄメガネにシンクロ情報として赤外線ＩＲ等で送出し、３Ｄメガネはその赤外線ＩＲ等を受信センサで受信し、ディスプレイに右目用の画像が表示されたときには、右目用のシャッターのみを開け、左目用の画像が表示されたときには左目用のシャッターのみを開けるように交互に液晶シャッター等を切り換える。このとき、３Ｄ映像の右目用の画像と左目用の画像に視差を付けておくと、ユーザには映像に奥行きがあるように、つまり３Ｄ映像として感じられる。
【０００４】
アクティブシャッター方式では、高速での動作となるので、３Ｄメガネと本体機器との間で左右画像のシンクロに少しでもシンクロずれがあるとシンクロずれによる左右異なる目用の画像がもれる現象、いわゆるクロストークが発生する（図６参照）。３Ｄメガネ側が左右切り替わっているのに、映像側で左右切り替わっていない場合やその逆の場合もある。
例えば、高速でシンクロさせるためのエミッタ等のシンクロ装置を本体機器の外部装置として接続する方式では、描画確認後、本体機器のバスを通る時間が発生したり、液晶パネルの種類による発光量の相違等に起因してシンクロずれを生じクロストークが発生する可能性がある。
【０００５】
アクティブシャッター方式では、高速での動作であるため、エミッタ等のシンクロ装置を用いても３Ｄメガネと本体機器との間で左右画像のシンクロを実現することは困難を伴う。何より、実際の目で視認してクロストークが発生しているのかを把握することは無理である。そこで、現在のアクティブシャッター方式では、以下の手法によりクロストークの発生を回避している。
【０００６】
すなわち、アクティブシャッター方式の３Ｄメガネに設けられた液晶シャッター等を左右交互に切り換える際に、左右両方の液晶シャッター等を閉じる（以下、「黒画面」という。）時間を長めに設け、シンクロずれにより左右異なる目用の画像がもれないようにしている（図６参照）。但し、黒画面時間を長くするとクロストークの発生を回避できるが映像全体が暗くなってユーザに見えてしまう。また、出荷前等に本体機器に特有のシンクロずれを加味して、かつ、特殊な機械を用いてチューニングを実施する必要がある。
【０００７】
関連技術として以下のものがある。アクティブシャッター方式では、３Ｄ画像を表示する場合、同示に表示できる画像が１つであるという制約から右目と左目に同時に画像を見せることができず、左右の画像の切り替えサイクルが十分早くないとちらついて見えてしまう。また、遠方に存在する物体は左右の視差があまりなく、３Ｄ画像として見せるのに効果が無く逆に見にくい場合がある。従って、例えば、風景の場合、上方はその奥行きのために視差が生じない空であり、一方、下方は手前の地面が写りこんでいる。当然手前にある物体の方が左右の目で見た場合の視差が大きく３Ｄ効果を感じやすく、遠方にあればあるほど分りにくい。このように映像コンテンツの中で、あらかじめ視差が生じにくい領域が分っている場合には、画面の上方が２Ｄとなるように分割してその領域の映像を２Ｄで表示することで、より見やすい表示画面を提供する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−２４６８８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述の技術でクロストークの発生を回避しようとしても、チューニング済みの本体機器側での使用環境・個体差に起因する若干の映像遅れ等により、クロストークが発生してしまう可能性があり、それを自動的に修正することはできなかった。
【００１０】
また、上述の技術では、高速でシンクロさせるためのエミッタ等のシンクロ装置が必要であり、さらにクロストークの発生を回避すべく黒画面時間を長めに設けるので映像の明るさが犠牲になっていた。
【００１１】
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、エミッタ等のシンクロ装置なしにクロストークを修正し、かつ、明るい３Ｄ映像を実現できる３Ｄ映像視聴装置および３Ｄ映像視聴システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の３Ｄ映像視聴装置は、３Ｄ映像の左目用画像および右目用画像に応じて開閉する左目用シャッターおよび右目用シャッターを備える３Ｄ映像視聴装置であって、
ユーザの少なくとも左右いずれか一方の眼球の瞳部分を撮像するカメラを備え、
前記眼球の瞳部分に、前記左目用画像および前記右目用画像の両方が映っている場合、前記左目用シャッターおよび前記右目用シャッターの開閉タイミングをクロストークが減少するように変更することを特徴とする。
【００１３】
本発明の３Ｄ映像視聴システムは、３Ｄ映像を表示する３Ｄ映像表示装置と、該３Ｄ映像表示装置に表示された３Ｄ映像の左目用画像および右目用画像に応じて開閉する左目用シャッターおよび右目用シャッターを備える３Ｄ映像視聴装置とを有する３Ｄ映像視聴システムであって、
前記３Ｄ映像視聴装置は、ユーザの少なくとも左右いずれか一方の眼球の瞳部分を撮像するカメラを備え、
前記眼球の瞳部分に、前記左目用画像および前記右目用画像の両方が映っている場合、前記左目用シャッターおよび前記右目用シャッターの開閉タイミングをクロストークが減少するように変更することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、エミッタ等のシンクロ装置なしにクロストークを修正し、かつ、明るい３Ｄ映像を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態に係る３Ｄ映像視聴システムの構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るユーザの頭頂部側から観た、３Ｄメガネ２を装着したユーザの眼球等を示す模式図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るユーザの左眼球の瞳部分を説明する図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る処理動作を説明するフローチャートである。
【図５】アクティブシャッター方式を説明する図である。
【図６】クロストークを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１７】
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図である。本実施の形態における３Ｄ映像視聴システムは、ディスプレイを備える放送受信装置１と、ユーザが頭部に装着して使用する３Ｄ映像視聴装置としての３Ｄメガネ２とから構成されている。上述のアクティブシャッター方式によるものとする。
【００１８】
放送受信装置１は３Ｄ映像をディスプレイに表示する情報処理装置である。例えば、ＴＶ、パーソナルコンピュータ等であるが３Ｄ映像を表示するものであれば限定されない。動画としての３Ｄ映像は、例えば、１秒間に１２０フレーム（静止画）で高速に表示される左右交互（１秒間に左右６０フレームずつ）の画像からなる。
【００１９】
３Ｄメガネ２は、入射光を遮る液晶シャッター等の左目用シャッター２１ａおよび右目用シャッター２１ｂを備える。ディスプレイに右目用の画像が表示されたときには、左目用の画像が表示されたときには左目用シャッター２１ａのみを開け（右目用シャッター２１ｂを閉じる）、右目用シャッター２１ｂのみを開ける（左目用シャッター２１ａを閉じる）ように交互に液晶シャッター等を切り換える。
さらに、それぞれのシャッターの外周近傍に左目用ＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラ２２ａおよび右目用ＣＣＤカメラ２２ｂが設けられている。左目用ＣＣＤカメラ２２ａは、３Ｄメガネ２を装着したユーザの左眼球の瞳部分を撮像する機能を有している。同様に、右目用ＣＣＤカメラ２２ｂは、３Ｄメガネ２を装着したユーザの右眼球の瞳部分を撮像する機能を有している。なお、ＣＣＤカメラ２２はカメラ機構の一例であって、撮像可能なカメラ機構であれば限定されず、ＣＣＤカメラ２２の位置は眼球の瞳部分を撮像可能であれば任意の位置に配置されてよく、また、ＣＣＤカメラ２２はいずれか一方のみであってもよい。さらに１つのＣＣＤカメラ２２カメラが左右両方の眼球の瞳部分を撮像する機能を有していてもよい。
また、３Ｄメガネ２は図示しないＣＰＵ（Central Processing Unite）等の制御部を備える。
【００２０】
図６に示すように所定の黒画面時間を挿入することでクロストークの発生を回避することを意図しても、さらに使用環境・機器個体差により若干の映像遅れ等に起因してクロストークが発生してしまう場合がある。この場合に３Ｄメガネ２を装着したユーザの左眼球の瞳部分に映る画像を左目用ＣＣＤカメラ２２ａがどのように認識するのかを図２および図３を参照して説明する。
【００２１】
図２はユーザの頭頂部側から観た、３Ｄメガネ２を装着したユーザの眼球等を示す模式図である。３Ｄメガネ２を装着したユーザの左眼球の瞳部分には、左目用画像３ａと右目用画像３ｂとが両方映っているよう（２重）に認識される。これは厳密には放送受信装置１のディスプレイに表示される左目用画像３ａと右目用画像３ｂとは完全に切り換えられ、同時に表示されることはないが、左目用ＣＣＤカメラ２２ａの性能と高速に左右交互に切り換えられて表示されるスピード（ここでは１秒間に１２０フレーム）との関係から、いわゆる残像類似の現象が生じたように左目用ＣＣＤカメラ２２ａには認識されるからである。
図２を参照すると、ユーザの左眼球の瞳部分には、ユーザの鼻寄りには左目用画像３ａが映り、ユーザの耳寄り（鼻寄りと反対方向）には右目用画像３ｂが映っているように左目用ＣＣＤカメラ２２ａには認識される。この理由を図３を用いて補足的に説明する。
【００２２】
図３では被写体をユーザの左右の目がどのような角度（視差）で認識しているかをユーザの頭頂部側から観た図で模式的に示す。図３に示すように、被写体に対する左目用画像３ａは被写体が相対的に画像の右側に寄り、この画像の右側に寄った被写体をユーザの左眼球の瞳で見ると、ユーザの鼻寄りの左眼球の瞳部分に当該被写体は映される。
逆に、右目用画像３ｂは被写体が相対的に画像の左側に寄り、この画像の左側に寄った被写体をユーザの左眼球の瞳で見ると、ユーザの耳寄り（鼻寄りと反対方向）の左眼球の瞳部分に当該被写体は映される。
３Ｄ映像認識装置では図１の３Ｄ映像視聴システムにおけるディスプレイを備える放送受信装置１において、左目用画像３ａと右目用画像３ｂを交互に表示することで仮想的に図３に示すような被写体を作り出すことができる。
従って、図２に示す位置関係で、左目用画像３ａ（被写体部分）、右目用画像３ｂ（被写体部分）はユーザの左眼球の瞳部分に両方映っているよう（２重）に左目用ＣＣＤカメラ２２ａには認識される。３Ｄの場合には左目用画像３ａ（被写体部分）と右目用画像３ｂ（被写体部分）との被写体等の輪郭がずれているので、アクティブシャッター方式では本来的に暗い部屋等で観ることが多い３Ｄ映像は黒く球形に近い瞳には比較的きれいに映っており、瞳に反射している映像を直接観察することで、実施にクロストークが発生しているか確認できる。なお、瞳の中の映像は外光等により映像が見えにくい場合には輪郭強調や前後映像等を利用してのソフト等による補正強調をすることで捕捉することも可能である。
【００２３】
また、ＣＣＤカメラ２２の性能がアップし、高速に左右交互に切り換えられて表示されるスピードとの関係から、いわゆる残像類似の現象が生じえない場合は、所定の時間において撮像により認識した複数の画像データに基づいて別々に認識した左目用画像３ａ、右目用画像３ｂを両方映っているように合成しいわゆる残像類似の現象が生じたかを判断するように動作させればよい。
【００２４】
なお、ユーザの眼球の瞳部分に映っているもの（放送受信装置１のディスプレイ以外の部分や背後の壁・窓等を含む）のうち、どの部分が３Ｄ映像の画像であるかを識別するためには逆にクロストークを利用（３Ｄ映像の画像ではほぼクロストークが発生する）することで識別することができる。
【００２５】
上記のように、左眼球の瞳部分に両方映っているよう（２重）に左目用ＣＣＤカメラ２２ａには認識される場合、３Ｄメガネ２の制御部は、左目用シャッター２１ａを少し早く閉じたり、少し遅く閉じたりすることを交互に繰り返す試行錯誤により、両方映っているよう（２重）な認識を少なくするようにシンクロのタイミングをずらしてキャリブレーションする。すなわち、左目用画像３ａの後に右目用画像３ｂが入ってくる場合、左目用シャッター２１ａを少し早く閉じるように全体のシンクロのタイミングをずらすことで、右目用画像３ｂも映っているよう（２重）な認識が少なくなる。また、最初の右目用画像３ｂの後に左目用画像３ａが入ってくる場合、左目用シャッター２１ａを少し遅く閉じるように全体のシンクロのタイミングをずらすことで、右目用画像３ｂも映っているよう（２重）な認識が少なくなる。なお、シンクロのタイミングをずらす量はＣＣＤカメラ２２の性能に応じて左目用ＣＣＤカメラ２２ａで連続して撮像した撮像データを分析すること等により既知のアルゴリズムを用いて算定されてよい。さらに、左目用ＣＣＤカメラ２２ａで連続して撮像した撮像データを分析すること等で上記の試行錯誤をすることなく１回でずらし方を決定することであってもよい。キャリブレーションにおいては、最適化を行っても黒画面が少なすぎる等でクロストークが残ることもあるが、その場合でも両方映っている（２重）時間を最短にするようにすることで、最適なシンクロを自動的に行うことができる。
【００２６】
同様の処理を右眼球の瞳部分を撮像する右目用ＣＣＤカメラ２２ｂおよび右目用シャッター２１ｂについて行う。
【００２７】
上記の処理を左目用シャッター２１ａおよび右目用シャッター２１ｂで同時に行うことができる。また、１秒間に１２０フレーム等の画像に対して上記の処理が行われるのでキャリブレーションに要する時間も極めて短時間・高速化が図られる。
【００２８】
なお、左目用シャッター２１ａが開いている時に右目用画像３ｂがちょうど表示される（左目用画像３ａは完全不表示）場合等を考慮して、ＣＣＤカメラ２２の撮像時にシャッター２１の開閉タイミングを所定時間ずらしてから撮像する等の工夫がなされてもよい。
【００２９】
上記の本実施の形態では、コンタクトレンズ等を装着していてコンタクトレンズと瞳部分に画像が映って２重になっているケースでも、それぞれの左目用画像３ａ、右目用画像３ｂは、ずれて結局４重になるので上記と同様の処理でキャリブレーション可能である。
【００３０】
以下、本実施の形態の処理動作を図面を参照して詳細に説明する。
ここでは、３Ｄメガネ２を装着したユーザの左眼球について、左目用シャッター２１ａ、左目用ＣＣＤカメラ２２ａの動作を中心に説明する。３Ｄメガネ２を装着したユーザの右眼球については、左眼球についてと同様であるので省略するが、左右同時に処理されることであっても、左右別個独立に処理されることであってもいずれでもよい。
【００３１】
図４のフローチャートを参照すると、まず、３Ｄメガネ２の制御部は、左目用ＣＣＤカメラ２２ａに３Ｄメガネ２を装着したユーザの左眼球の瞳部分を撮像させる（Ｓ４０１）。
【００３２】
次に、左目用ＣＣＤカメラ２２ａが撮像したユーザの左眼球の瞳部分に、左目用画像３ａおよび右目用画像３ｂの両方映っている（２重）の映像が存在する場合、３Ｄメガネ２の制御部は、クロストークが発生していると判断する（Ｓ４０２）。
【００３３】
３Ｄメガネ２の制御部は、左目用シャッター２１ａを少し早く閉じたり、少し遅く閉じたりすることを交互に繰り返す試行錯誤を行う（Ｓ４０３）。その試行錯誤の結果、左目用ＣＣＤカメラ２２ａが撮像したユーザの左眼球の瞳部分に、左目用画像３ａおよび右目用画像３ｂの両方が映っている（２重）部分を少なくするようにシンクロのタイミングをずらしてキャリブレーションする（Ｓ４０４）。
【００３４】
上記の本実施の形態によれば、クロストークの発生を回避すべく黒画面時間を長めに設ける必要がなく、必要最低限の黒画面時間でよいので、明るい３Ｄ映像を実現できる。
【００３５】
なお、上述する各実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更実施が可能である。例えば、放送受信装置１のディスプレイに表示された３Ｄ映像のみならず、他の機器に表示された別の３Ｄ映像をもユーザが視聴するときには、３Ｄメガネ２は３Ｄ映像を自動的に識別してアクティブシャッターのシンクロ動作を自動的に開始することであってもよい。
【符号の説明】
【００３６】
１    放送受信装置
２    ３Ｄメガネ
２１ａ    左目用シャッター
２１ｂ    右目用シャッター
２２ａ    左目用ＣＣＤカメラ
２２ｂ    右目用ＣＣＤカメラ
３ａ    左目用画像
３ｂ    右目用画像
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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