(57)【要約】【課題】個人の立体視の能力に合わせて視差を調節した３次元映像を提供することができない。【解決手段】右目側シャッタ及び左目側シャッタの透過状態を制御するシャッタ制御部と、視聴者の眼の状態情報を計測するセンサとを有するメガネと双方向に通信する通信手段と、メガネから受信した視聴者の眼の状態情報を用いて測定した視聴者の眼球運動を用いて視聴者の立体視能力を計算する立体視能力計算手段と、立体視能力計算手段で計算された立体視能力を、個人特定手段で特定した視聴者ごとに記憶する立体視能力記憶手段と、前記立体視能力記憶手段に記憶された視聴者ごとの立体視能力に従って奥行き調整量を決定する奥行き調整量決定手段と、前記奥行き調整量決定手段により決定された奥行き調整量に基づいて、左目用画像と右目用画像の視差を調節し、視差を調整した右目用画像及び左目用画像を交互に出力する画像表示部とを備える。【選択図】 図１
2013055383.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
視聴者の左目に提示する画像と右目に提示する画像を交互に出力する画面を備える画像表示装置と、
前記画面に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、前記画面に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、前記視聴者の顔面または頭部に装着するメガネとを備える３次元画像表示システムにおいて、
前記画像表示装置とメガネとが双方向に通信する通信手段を備え、
前記メガネは、
前記視聴者の眼の状態を測定する生体信号測定手段と、
前記生体信号測定手段で測定された前記視聴者の眼の状態を通信信号に変換して前記    メガネから前記画像表示装置に送信する送信手段とを備え、
前記画像表示装置は、
前記メガネから前記画像表示装置に送信する通信信号を受信する受信手段と、
前記視聴者を特定する個人特定手段と、
前記受信手段で受信した前記メガネから送信された前記視聴者の眼の状態を用いて前記視聴者の眼球運動を測定する眼球運動測定手段と、
前記眼球運動測定手段で測定した前記視聴者の眼球運動を用いて視聴者の立体視能力を計算する立体視能力計算手段と、
前記立体視能力計算手段で計算された前記立体視能力を、前記個人特定手段で特定した視聴者ごとに記憶する立体視能力記憶手段と
前記立体視能力記憶手段に記憶された視聴者ごとの立体視能力に従って奥行き調整量を決定する奥行き調整量決定手段を前記画像表示装置に備えることを特徴とする画像表示システム。
【請求項２】
前記立体視能力記憶手段は、
表示奥行き情報と、立体視範囲情報との少なくともいずれか１つを含む視聴履歴を記憶し、
前記立体視能力計算手段は、前記立体視能力記憶手段で記憶されている前記視聴履歴から、前記視聴者の視聴ごとの前記立体視能力の変化を推定することを特徴とする請求項１記載の画像表示システム。
【請求項３】
前記立体視能力記憶手段は、前記視聴者ごとの視聴履歴として視聴コンテンツの分類情報を記憶し、
前記立体視能力計算手段は、コンテンツの分類ごとの奥行き範囲を用いて前記視聴者の立体視能力を推定することを特徴とする請求項１記載の画像表示システム。
【請求項４】
前記立体視能力計算手段は、前記画像表示装置で表示された所定の画像に対する、前記視聴者の眼球運動の輻輳量を用いて立体視能力を計算することを特徴とする請求項１記載の画像表示システム。
【請求項５】
前記立体視能力記憶手段は、前記画像表示装置で表示された連続コンテンツの奥行き量の変化の履歴の時系列情報と、表示された前記連続コンテンツに対する前記視聴者の輻輳量の変化の履歴の時系列情報とを蓄積し、
前記立体視能力計算手段は、前記立体視能力記憶手段で記憶されている前記履歴から、前記視聴者の立体視能力の時系列変化を推定することを特徴とする請求項４記載の画像表示システム。
【請求項６】
前記画像表示システムにおいて、さらに、
同一コンテンツに対して奥行き量が異なるコンテンツを蓄積するコンテンツ情報蓄積手段を有し、
前記奥行き調整量決定手段で決定された奥行き量から前記コンテンツ情報蓄積手段で蓄積されているコンテンツを、ネットワークを介して取得するコンテンツ取得手段を有し、
前記立体視能力計算手段で計算された前記視聴者の将来の立体視能力に基づき、事前にコンテンツ取得手段でコンテンツを取得することを特徴とする請求項５記載の画像表示システム。
【請求項７】
前記立体視能力計算手段は、前記視聴者の眼球画像から立体視能力を計算するものであり、
さらに、
前記眼球画像から前記視聴者の輻輳状態を計算する視聴者輻輳状態計算手段を有し、
前記画像表示装置で表示される画像位置から計算される奥行き量と、前記視聴者輻輳状態計算手段で計算された輻輳量から算出される奥行き量との差に基づいて、前記立体視能力が計算されることを特徴とする請求項１記載の画像表示システム。
【請求項８】
前記画像表示システムにおいて、さらに、
前記画像表示装置で表示される所定の画像は複数の位置で表示され、各位置での輻輳状態を蓄積する立体視能力を計算した結果を蓄積する位置別輻輳範囲蓄積手段を有し、
前記立体視能力計算手段では、複数の位置での輻輳範囲から前記視聴者の立体視能力を計算することを特徴とする請求項４記載の画像表示システム。
【請求項９】
前記位置別輻輳範囲蓄積手段で蓄積する輻輳範囲を計算する表示位置は、前記画像表示装置の水平方向に異なる位置で提示した目標物に対する輻輳範囲であることを特徴とする請求項８記載の画像表示システム。
【請求項１０】
前記視聴者輻輳状態計算手段では、前記画像表示装置で垂直方向に異なる位置で提示された目標物に対する眼球画像を取得し、瞳孔の下部の画像が取得できる位置の垂直位置を用いて輻輳能力を測定することを特徴とする請求項９記載の画像表示システム。
【請求項１１】
前記画像表示システムにおいて、前記個人特定手段が、前記メガネに装着されたカメラによる個人認証を行うことを特徴とする請求項１記載の画像表示システム。
【請求項１２】
前記画像表示システムにおいて、
前記個人特定手段が、前記メガネに装着されたカメラによる個人認証を行い、
さらに、前記視聴者のメガネの装着の有無を検出するメガネ装着状態検出手段を有し、
前記メガネ装着状態検出手段で、メガネが装着されていると判断されたときに、前記個人特定手段で個人を特定し、その後、前記メガネ装着状態検出手段でメガネの装着が検出されなくなったときまでの期間に、
前記生体信号測定手段で測定された信号は、前記個人特定手段で特定された個人から得られた信号であるとすることを特徴とする請求項１１記載の画像表示システム。
【請求項１３】
前記画像表示システムにおいて、
前記個人特定手段では、前記視聴者の虹彩画像を取得することによって、個人を特定することを特徴とする請求項１１記載の画像表示システム。
【請求項１４】
前記画像表示システムにおいて、
前記個人特定手段では、前記視聴者の顔面の静脈の画像を取得することによって、個人を特定することを特徴とする請求項１１記載の画像表示システム。
【請求項１５】
前記画像表示システムにおいて、さらに、
前記画像表示装置は個人ごとの視聴制限情報を記憶する視聴制限記憶手段を有し、
前記視聴制限記憶手段に記憶された、前記個人特定手段で特定された個人に対応する前記視聴制限情報に従ってコンテンツの表示を制御する制御手段とを備える
ことを特徴とする請求項１１に記載の画像表示システム。
【請求項１６】
右目側シャッタ及び左目側シャッタの透過状態を制御するシャッタ制御部と、前記視聴者の眼の状態情報を計測するセンサとを有するメガネと双方向に通信する通信手段と、
前記視聴者を特定する個人特定手段と、
前記メガネから受信した前記視聴者の眼の状態情報を用いて前記視聴者の眼球運動を測定する眼球運動測定手段と、
前記眼球運動測定手段により測定した前記視聴者の眼球運動を用いて視聴者の立体視能力を計算する立体視能力計算手段と、
前記立体視能力計算手段で計算された前記立体視能力を、前記個人特定手段で特定した視聴者ごとに記憶する立体視能力記憶手段と
前記立体視能力記憶手段に記憶された視聴者ごとの立体視能力に従って奥行き調整量を決定する奥行き調整量決定手段と、
前記奥行き調整量決定手段により決定された奥行き調整量に基づいて、左目用画像と右目用画像の視差を調節し、視差を調整した右目用画像及び左目用画像を交互に出力する画像表示部とを備える３次元表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、立体視映像のためのシャッタ眼鏡を含む画像表示システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
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はそれぞれに動く。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。左右の目がそれぞれに動き、左右の目に異なる画像が入力される。脳は左右の目に入力された別々の画像を１つに合成（融像）することで立体視を行う。この、左右の目に入力された別々の画像を融像して立体視を行う能力には個人差があることが指摘されている。すなわち融像できる視差の範囲が個人によって異なり、同じ視差の左右の画像を見た際に、融像して１つの立体の画像を見ることができる人と、融像できずに２重像が見える人がある。 
【０００３】
特許文献１では、このような個人差に対して、視差の範囲を視聴者自身が調節して、違和感や不具合を感じることなく立体視できる範囲の視差で３次元映像を視聴していた。
【０００４】
また、左右の目に入力された別々の画像を融像して立体視を行う能力は、３次元映像に対する慣れによって向上し、立体視可能な視差の範囲が大きくなることが指摘されている。
【０００５】
特許文献２では、３次元映像の視聴に当たって、３次元映像を見慣れない人のために、視差の小さな画像から徐々に視差の大きな画像を見せることで、立体視を行う能力を訓練していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−３５７１２号公報
【特許文献２】特開２０１０−１９３４１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、文献１の方法では視聴者が３次元映像の視聴を開始し、違和感や２重像等の不具合を感じた後に調整をすることになり、最初から快適な範囲で３次元映像を視聴することができないという不都合があった。一方、あらかじめ視差を調節して、小さい視差で３次元映像を提示すると、違和感や不具合を感じないため視差が小さいことに気が付かず、立体視する能力が高い視聴者が視差が小さくなっていることに気が付かない。そのため視差を大きくする調節を行う機会をのがして、立体視する能力が高い視聴者が３次元映像の迫力を十分に楽しむことができないという課題があった。また、文献２のように３次元映像を視聴する前に専用の画像を視聴して、立体視の能力を測定して訓練するのは面倒であるという課題を有していた。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
視聴者の左目に提示する画像と右目に提示する画像を交互に出力する画面を備える画像表示装置と、
前記画面に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、前記画面に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、前記視聴者の顔面または頭部に装着するメガネとを備える３次元画像表示システムにおいて、
前記画像表示装置とメガネとが双方向に通信する通信手段を備え、
前記メガネは、
前記視聴者の目の状態を測定する生体信号測定手段と、
前記生体信号測定手段で測定された前記視聴者の目の状態を通信信号に変換して前記メガネから前記画像表示装置に送信する送信手段とを備え、
前記画像表示装置は、
前記メガネから前記画像表示装置に送信する通信信号を受信する受信手段と、  前記視聴者を特定する個人特定手段と、前記受信手段で受信した前記メガネから送信された前記視聴者の目の状態を用いて前記視聴者の眼球運動を測定する眼球運動測定手段と、
前記眼球運動測定手段で測定した前記視聴者の眼球運動を用いて視聴者の立体視能力を計算する立体視能力計算手段と、
前記立体視能力計算手段で計算された前記立体視能力を、前記個人特定手段で特定した視聴者ごとに記憶する立体視能力記憶手段と、
前記立体視能力記憶手段に記憶された視聴者ごとの立体視能力に従って奥行き調整量を決定する奥行き調整量決定手段を前記画像表示装置に備える。
これにより、当該視聴者が３次元映像の視聴経験を重ねることにより起こる立体視範囲の変化を推定して視聴開始時の表示奥行きの範囲を調整することができる。これにより、３次元映像の迫力を最大化できる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の画像表示システムによれば、３次元画像視聴中の視聴者の生体信号を取得して、３次元視聴中の各視聴者の個人ごとの立体視の能力を記憶することで、次回視聴時に視聴者の個人を特定してその視聴者の立体視の能力を抽出し、個人の立体視の能力に合わせて視差を調節した３次元映像を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１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。
【図２】本発明の実施の形態１における画像表示システムの詳細な構成の一例を示すブロック図。
【図３】本発明の実施の形態１における画像表示システムの視聴者の個人を選択する画面表示とメガネ部の入力ボタンの一例を示す模式図。
【図４】本発明の実施の形態１における画像表示システムの画像表示部とメガネ部の間の通信の手順を示した図。
【図５】本発明の実施の形態１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。
【図６】本発明の実施の形態１における立体視能力データベースのデータ構成の一例を示す図。
【図７】本発明の実施の形態１における画像表示システムの、眼球基礎データ取得時の２次元平面上の注視点の提示位置と３次元映像表示時の奥行き距離との関係を示す模式図。
【図８】本発明の実施の形態１における画像表示システムの処理の流れの、眼球基礎データ取得ステップの詳細な処理の一例を示すフローチャート。
【図９】本発明の実施の形態１における画像表示システムの画像表示部とメガネ部の間の通信の手順を示した図。
【図１０】本発明の実施の形態１における画像表示システムの処理の流れの、立体視範囲計算ステップの詳細な処理の一例を示すフローチャート。
【図１１】本発明の実施の形態１における画像表示システムの、瞳孔位置と奥行き距離との関係を示す模式図。
【図１２】本発明の実施の形態１における画像表示システムの、立体視範囲測定の手順により記録される、３次元映像の視聴による立体視範囲の時間的変化の一例を示す模式図。
【図１３】本発明の実施の形態１の第１の変形例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。
【図１４】本発明の実施の形態１の第１の変形例における画像表示システムの詳細な構成の一例を示すブロック図。
【図１５】本発明の実施の形態１の第１の変形例における立体視能力データベースのデータ構成の一例を示す図。
【図１６】本発明の実施の形態１の第１の変形例における立体視範囲の履歴から現在の立体視範囲を推定する方法を示す模式図
【図１７】本発明の実施の形態１の第１の変形例における奥行き調整量決定ステップの詳細な処理のながれの一例を示すフローチャートである。
【図１８】本発明の実施の形態１の第１の変形例における一部の処理のながれの一例を示すフローチャートである。
【図１９】本発明の実施の形態１の第１の変形例における画像表示システムの詳細な構成の一例を示すブロック図。
【図２０】本発明の実施の形態１の第１の変形例における画像表示システムの処理の流れの、立体視範囲計算ステップの詳細な処理の一例を示すフローチャート。
【図２１】本発明の実施の形態１の第１の変形例における画像表示システムの処理の流れの、奥行き調整量微調整ステップの詳細な処理の一例を示すフローチャート。
【図２２】本発明の実施の形態１の第１の変形例における画像表示システムの別の詳細な構成の一例を示すブロック図。
【図２３】本発明の実施の形態１の第１の変形例における標準奥行きデータのデータ構成の一例を示す図。
【図２４】本発明の実施の形態１の変形例２における３次元表示テレビの構成の一例を示すブロック図。
【図２５】本発明の実施の形態１の変形例２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。
【図２６】本発明の実施の形態１の変形例２における立体視能力データベースのデータ構成の一例を示す図。
【図２７】本発明の実施の形態１の変形例２における前半の処理のながれの一例を示すフローチャート。
【図２８】本発明の実施の形態１の変形例２における後半の処理のながれの一例を示すフローチャート。
【図２９】本発明の実施の形態１の変形例２における画像表示システムの処理の流れの、立体視範囲推定ステップの詳細な処理の一例を示すフローチャート。
【図３０】本発明の実施の形態１の変形例２における画像表示システムの処理の流れの、立体視範囲変化予測ステップの詳細な処理の一例を示すフローチャート。
【図３１】本発明の実施の形態２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。
【図３２】本発明の実施の形態２における画像表示システムの詳細な構成の一例を示すブロック図。
【図３３】本発明の実施の形態２における視聴制限データベースのデータ構成の一例を示す図。
【図３４】本発明の実施の形態２における画像表示システムの画像表示部とメガネ部の間の通信の手順を示した図。
【図３５】本発明の実施の形態３における３次元専用メガネの構成の一例を示すブロック図。
【図３６】本発明の実施の形態３における３次元専用メガネのカメラと光源の設置位置の一例を示す模式図。
【図３７】本発明の実施の形態３における３次元専用メガネの光源の照射範囲とカメラの撮像範囲の一例を示す模式図。
【図３８】本発明の実施の形態１の変形例３における画像表示システムの詳細な構成の一例を示すブロック図。
【図３９】本発明の実施の形態１の変形例３における画像表示システムの、輻輳範囲測定時のディスプレイ表示と眼球運動と立体視による奥行きとの関係を示す模式図。
【図４０】本発明の実施の形態１の変形例３における画像表示システムの、輻輳範囲測定時のディスプレイ表示と眼球運動と立体視による奥行きとの関係を示す模式図。
【図４１】本発明の実施の形態１の変形例３における画像表示システムの、輻輳範囲測定点の一例を示す模式図。
【図４２】本発明の実施の形態１の変形例３における画像表示システムの、左右の輻輳状態が異なる視聴者における立体視能力の測定結果の一例を示すグラフ。
【図４３】本発明の実施の形態１の変形例３における画像表示システムの、中心部と周辺部で輻輳状態が異なる視聴者における立体視能力の測定結果の一例を示すグラフ。
【図４４】本発明の実施の形態１の変形例３における画像表示システムの、楕円モデルによる瞳孔中心の計算に失敗する眼球画像例の模式図。
【図４５】本発明の実施の形態１の変形例３における画像表示システムの、瞳孔のエッジ抽出による瞳孔中心の検出の方法を示す模式図。
【図４６】本発明の実施の形態１の変形例３における画像表示システムの、輻輳範囲測定点と瞳孔位置との関係を示す模式図。
【図４７】本発明の実施の形態２の第１の変形例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。
【図４８】本発明の実施の形態２の第１の変形例における画像表示システムの、処理のながれの一例を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（実施の形態１）
図１は本実施の形態による画像表示システム１の構成図である。
【００１２】
画像表示システム１は、３次元表示テレビ１０と３次元専用メガネ２０と入力インタフェース３０からなる。
【００１３】
３次元表示テレビ１０は、コンテンツ情報蓄積部１１０、ディスプレイ（画像表示部）１２０、画面制御部１３０、制御信号送信部１４０、奥行き調整量決定部２００とを有する表示装置と、通信制御部１５０、送受信部１６０、輻輳状態計算部１７０、立体視能力計算部１８０、視聴者データ管理部１９０とを有する生体情報管理装置とを備える。
尚、生体情報管理装置は、３次元表示テレビに内蔵される必要はなく、個別の装置として独立することも可能である。
＜表示装置＞
コンテンツ情報蓄積部１１０は、映像コンテンツを蓄積する。
ディスプレイ（画像表示部）１２０は、映像コンテンツを表示する。
画面制御部１３０は、ディスプレイ１２０の表示と３次元専用メガネ２０との同期をとり、映像表示を制御する。
また奥行き調整量決定部２００により決定された奥行き調整量に基づいて、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の視差を調節し、視差を調整した右目用画像及び左目用画像を交互に出力するように制御する。
制御信号送信部１４０は、ディスプレイ１２０の表示と３次元専用メガネ２０との同期を取るための制御信号を３次元専用メガネに送信する。
奥行き調整量決定部２００は、後述する視聴者データ管理部１９０に記憶された視聴者個人の立体視能力に従って奥行き調整量を決定する。
＜生体情報管理装置＞
通信制御部１５０は、３次元専用メガネ２０との情報通信を制御する。
送受信部１６０は、３次元専用メガネ２０との情報通信を行う。
輻輳状態計算部１７０は、３次元専用メガネ２０から受信した情報を利用して視聴者の眼球の輻輳開散運動の状態を計算する。
立体視能力計算部１８０は、輻輳状態計算部１７０で計算された視聴者の眼球の輻輳開散運動の状態から視聴者の立体視能力を計算する。
視聴者データ管理部１９０は、立体視能力計算部で計算された視聴者の立体視能力を、視聴者の個人ごとに管理する。
＜３次元専用メガネ＞
３次元専用メガネ２０は、制御信号受信部２１０、シャッタ制御部２２０、生体信号センサ２３０、信号生成部２４０、送受信部２５０、通信制御部２６０、個人選択入力ボタン２７０とを備える。
制御信号受信部２１０は、３次元表示テレビ１０の制御信号送信部１４０から送信される、画面の表示と３次元専用メガネ２０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、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２３０は、視聴者の生体信号を取得する。
信号生成部２４０は、生体信号センサ２３０で取得したデータに基づいて視聴者の眼球運動を示す信号を生成する。
送受信部２５０は、メガネＩＤ情報、個人選択入力信号、生体情報管理装置との情報通信を行う。
通信制御部２６０は、送受信部２５０の通信を制御する。
個人選択入力ボタン２７０は、視聴者の個人を特定する情報を入力する。
【００１４】
送受信部１６０と送受信部２５０とは、本実施形態では無線で通信する。通信にはＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）通信、ブルートゥース通信、ＺｉｇＢｅｅ、Ｗｉ−Ｆｉ通信、赤外線通信等を用いた双方向通信を用いる。
生体信号センサ２３０は、視聴者の眼の情報、具体的は眼球運動の情報を取得する。本実施形態では、眼球を撮像するためのカメラとする。なお、眼球運動を計測するための生体信号センサ２３０は眼電位あるいは筋電位を計測するための電極や、瞳孔の動きや水晶体の調節を行う網様体の動きをセンシングするコイル等であっても良い。
図２は、視聴者データ管理部１９０の詳細な構成を示す。
視聴者データ管理部１９０は、立体視能力データベース１９１、管理部１９２、眼球基礎データ生成部１９３、個人特定部１９４、表示画像生成部１９５とを有する。
立体視能力データベース１９１は、視聴者ごとの立体視能力を記憶する。
管理部１９２は、立体視能力データベース１９１のデータ更新を管理する。
眼球基礎データ生成部１９３は、視聴者個人ごとの眼球位置の基礎データを生成する。個人特定部１９４は、視聴者を特定する。
表示画像生成部１９５は、個人選択や新規登録の際の表示画面用の画像を生成する。
図３は３次元表示テレビ１０のディスプレイ１２０上に表示された個人選択画面の一例と、３次元専用メガネ２０上に備えられた個人選択入力ボタンの一例を示す模式図である。
図４は３次元表示テレビ１０と３次元専用メガネ２０との間の通信手順の一例を示した図である。
【００１５】
図５は画像表示システム１の動作を示すフローチャートである。図４と図５に従って、画像表示システム１の処理手順を説明する。
【００１６】
視聴者により図示しない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１は動作を開始する（Ｓ１０００）。
３次元表示テレビ１０は、３次元専用メガネ２０の電源が入っているか否かを確認する（Ｓ１０１０）。図４では、３次元表示テレビ１０の電源が入った後、３次元専用メガネ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次元専用メガネ２０の電源が入り、３次元専用メガネ２０の送受信部２５０から３次元表示テレビ１０の送受信部１６０に３次元専用メガネ２０のメガネＩＤ情報が送信される（通信１）。メガネＩＤ情報は３次元専用メガネ２０の通信制御部２６０に記憶されている。これにより、３次元表示テレビ１０の通信制御部１５０は３次元専用メガネ２０が動作中であることを確認し、通信制御部１５０の制御に基づいて送受信部１６０はメガネＩＤ受信完了信号を３次元専用メガネ２０に送信する（通信２）。図３では３次元専用メガネ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次元専用メガネ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次元専用メガネ２０の電源が入った後、３次元専用メガネ２０の通信制御部２６０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次元専用メガネ２０の電源が入っている場合はステップＳ１０２０へ進む。ステップＳ１０１０で３次元専用メガネ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、ステップＳ１２００へ進む。
ステップＳ１２００で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Ｓ１２００で視聴終了信号の入力がある場合はステップＳ１２２０へ進み画像表示システム１の動作を終了する（Ｓ１２２０）。
ステップＳ１２００で視聴終了信号の入力がない場合はステップＳ１２１０へ進み、画面制御部１３０はディスプレイ１２０に２次元の画像を表示する（Ｓ１２１０）。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１３０は制御信号送信部１４０に送信停止信号を出力し、３次元専用メガネ２０への制御信号の送信を停止する。ステップＳ１２１０実行後、あらかじめ定められた時間の後、ステップＳ１０１０へ戻る。
【００１７】
ステップＳ１０１０で３次元専用メガネ２０の電源が入っている場合は、画面制御部１３０はディスプレイ１２０に図２のような個人選択画面を提示し、通信制御部１５０の制御に基づいて送受信部１６０は個人選択情報の要求信号を３次元専用メガネ２０に送信する（通信３）。視聴者はディスプレイ１２０に提示された個人選択画面に従って個人選択入力ボタン２７０を操作して、視聴者の個人を特定する情報を入力する。３次元専用メガネ２０の送受信部２５０は通信制御部２６０の制御に基づいて個人選択入力ボタン２７０より入力された個人選択入力信号を３次元表示テレビ１０に送信する（通信４）。個人選択入力ボタン２７０は例えば図２に示すようなものである。なお、ここでは個人選択入力は３次元専用メガネ２０上に備えるボタンより入力するとしたが、テレビの操作用リモートコントローラ等上あるいは３次元表示テレビ１０に備えられた、ボタンあるいはスイッチ等の３次元専用メガネ２０以外の入力インタフェースを利用して入力するとしても良い。
視聴者データ管理部１９０は、送受信部１６０が受信した個人選択入力信号を取得する（Ｓ１０２０）。
視聴者データ管理部１９０の個人特定部１９４は取得した個人選択入力信号が視聴者として登録済みのものであるか否かを判定する（Ｓ１０３０）。
ステップＳ１０３０において登録済みの視聴者である場合はステップＳ１０４０へ進み、視聴者データ管理部１９０の立体視能力データベース１９１はステップＳ１０３０で特定された個人の立体視範囲の情報を奥行き調整量決定部２００へ出力する（Ｓ１０４０）。
奥行き調整量決定部２００は抽出された視聴者の立体視範囲に応じてコンテンツ映像をディスプレイ１２０に提示する際の奥行き範囲を決定する（Ｓ１０５０）奥行き範囲の決定方法については後述する。
一方、ステップＳ１０３０で未登録の視聴者である場合は、ステップＳ１３００に進む。ステップＳ１３００において視聴者データ管理部１９０の表示画像生成部１９５は管理部１９２の制御に従って視聴者の新規登録を行うための画面を生成し、画面制御部１３０に出力する。
ディスプレイ１２０は画面制御部１３０の制御に従って視聴者の新規登録画面を表示する。視聴者が新規登録を行うか否かの選択を入力インタフェース３０より入力する（Ｓ１３００）。
ステップＳ１３００で新規登録の入力が無い場合はステップＳ１３３０に進む。ステップＳ１３００で新規登録の入力がある場合は、入力インタフェース３０より視聴者が名称等を入力し、管理部１９２は新規の視聴者ＩＤを付与し、視聴者の情報を登録する（Ｓ１３１０）。
次に表示画像生成部１９５は管理部１９２の制御に従って、視聴者の眼球基礎データを取得するためのキャリブレーション画面を生成し、キャリブレーション画面に対する視聴者の眼球運動を取得して、眼球基礎データを生成して立体視能力データベース１９１に記憶する（Ｓ１３２０）。眼球基礎データの生成方法については後述する。
【００１８】
ステップＳ１３３０では視聴者データ管理部１９０は奥行き調整量決定部２００に視聴者の立体視範囲の情報が無いことを示す信号を出力する。奥行き調整量決定部２００はコンテンツ映像をディスプレイ１２０に提示する際の奥行き範囲を、コンテンツが持つ奥行き範囲の８０％に制限する（Ｓ１３３０）。なお、ここでは立体視範囲の情報が無い視聴者に対してコンテンツの奥行き範囲の８０％に制限するとしたが、制限の比率はこれ以外でも良い。また、ディスプレイからの飛び出し方向のみ制限する等の飛び出しと引っ込みに対してそれぞれに制限を設定しても良い。
【００１９】
次いで、送受信部１６０は通信制御部１５０の制御に基づいて生体信号取得開始要求信号を３次元専用メガネ２０に送信する(通信５)。送受信部２５０は生体信号取得開始要求信号を受信し、生体信号センサ２３０は生体信号の取得を開始する。ここでは、眼球の撮像を開始する（Ｓ１０６０）。
画面制御部１３０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あるいはコンテンツ終了による視聴終了信号の発生が行われたか否かを判断する（Ｓ１０７０）。
ステップＳ１０７０で視聴終了信号の入力がある場合はステップＳ１２２０へ進み画像表示システム１の動作を終了する（Ｓ１２２０）。
ステップＳ１０７０で視聴終了信号の入力がない場合はステップＳ１０８０へ進み、画面制御部１３０はステップＳ１０５０またはステップＳ１３３０で奥行き調整量決定部２００が決定した奥行き範囲に従って、コンテンツ情報蓄積部１１０に蓄積された立体映像を呼び出し、左右の画像の視差を調節する（Ｓ１０８０）。
ディスプレイ１２０は映像を提示する（Ｓ１０９０）。
ステップＳ１０９０では画面制御部１３０はディスプレイ１２０を制御して３次元映像を表示し、制御信号送信部１４０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次元専用メガネ２０のシャッタを開閉するための制御信号を３次元専用メガネ２０に送信する(通信６)。３次元専用メガネ２０の制御信号受信部２１０は制御信号送信部１４０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。
３次元専用メガネ２０の生体信号センサ２３０はあらかじめ定められたサンプリング周波数で眼球を撮像し、信号生成部２４０は左右の眼球の画像を通信用に処理し、送受信部２５０より送信する。
３次元表示テレビ１０の送受信部１６０は送受信部２５０より送信された画像信号を受信し、輻輳状態計算部１７０へ出力する。輻輳状態計算部１７０では、画像信号からエラー処理を行い、左右の眼球の瞳孔位置を抽出する。あらかじめ定められた時間幅すなわちサンプル数の画像に対応する瞳孔の位置情報から、立体視能力計算部１８０は立体視範囲を計算し視聴者データ管理部１９０へ出力する（Ｓ１１００）。立体視範囲の計算方法については後述する。
視聴者データ管理部１９０の管理部１９２は、ステップＳ１１００で求められた立体視範囲データを視聴者と対応付けて立体視能力データベース１９１に記憶する（Ｓ１１１０）。ここでは立体視能力データベース１９１に立体視範囲データを記憶したが、立体視能力データベース１９１の立体視範囲データを更新するとしても良い。
【００２０】
Ｓ１１１０実行後、ステップＳ１０７０へ戻り、ステップＳ１０７０からステップＳ１１１０を繰り返すことで、３次元映像を表示し続けるとともに視聴者の立体視能力をモニタして順次記憶する。
【００２１】
図６は立体視能力データベース１９１に記憶されたデータの一例である。視聴者ごとに視聴者ＩＤ、表示名、基礎眼球データ、これまでの立体映像視聴の日付、時間、立体視範囲を記憶している。時間は継続して立体映像を視聴した時間を一定の時間ごとに区切りっている。その一定の時間ごとに、その一定の時間を単位時間として、単位時間内の視聴者の眼球位置から推定される立体視した奥行き距離の最小と最大の値を立体視範囲として記憶している。
Ｓ１０５０の奥行き範囲の決定は、立体視能力データベース１９１の記憶内容が図６のような場合、例えば以下の規準で行う。最新の視聴者の立体視範囲があらかじめ定められた奥行き範囲の９５％を含んでいる場合は調整を行わない。あらかじめ定められた奥行き範囲は、例えば、３Ｄコンソーシアムの安全ガイドライン（２００６、「人に優しい３Ｄ普及のための３ＤＣ安全ガイドライン」、３Ｄコンソーシアム安全ガイドライン部会発行）に示す奥行き範囲である。視聴者の立体視範囲があらかじめ定められた奥行き範囲より狭い場合には、奥行き最小値を立体視能力データベース１９１より抽出された奥行き最小値の９５％値とする。すなわちディスプレイ１２０からの最大の飛び出し量を直近の視聴時の立体視範囲より数％増やす。立体視能力データベース１９１から抽出された奥行き最大値の１０５％とする。すなわちディスプレイ１２０からの引っ込み量を直近の視聴時の立体視範囲より数％増やす。
【００２２】
なお、上記の安全ガイドラインの９５％、最小値の９５％、最大値の１０５％の値はこれ以外の値であっても良い。
【００２３】
図７は立体視範囲計算の基準値として眼球基礎データを設定する方法を示す模式図であり、図８は眼球基礎データを設定するステップである、ステップＳ１３２０の詳細な処理の流れを示すフローチャートである。図９は眼球基礎データを設定する際の３次元表示テレビ１０と３次元専用メガネ２０の間の通信プロトコルを示す図である。
【００２４】
図６のデータの例のように立体視範囲は視聴者位置からテレビ画面方向に向かっての距離として計算される。一方、生体信号センサ２３０が取得するのは眼球運動すなわち眼窩内での眼球の上下、左右の回転運動の指標である。生体信号センサ２３０がカメラである場合は回転運動の結果２次元的に観察可能な瞳孔中心位置の移動であり、眼電位等の電気反応を取得する場合は、眼球の回転の量に伴う電位の絶対値あるいは相対値としての電位変動の振幅である。立体視範囲を取得するためには、瞳孔中心位置や電位を
立体視範囲に変換する必要がある。眼球は個人ごとに異なるため、より正確な立体視範囲を得るためにここでは視聴者の登録時に眼球基礎データを生成する。
【００２５】
立体視は左右の目がそれぞれ目の位置から見た画像をみることで成立する。左右の目の位置による画像の違いのうち最も立体視に影響するのが水平方向に位置が異なって見える「視差」である。視差は左右両眼の間の距離よって生じる画像の位置のずれを、ディスプレイ上で再現するものである。視差が異なれば、視聴者が知覚する奥行きが異なる。視聴者が知覚する奥行きを調節するには、ディスプレイ上で設定する視差を視聴者の両眼間の距離によって生じる画像位置のずれにあわせる必要がある。ところが、ディスプレイのサイズはテレビシステムによってまちまちである。コンテンツ上ではディスプレイの横幅に対する比によって視差が表現されることになる。画像表示システム１はシステムのディスプレイ１２０の大きさに合わせた視差を提示することになる。そこで、眼球基礎データもディスプレイ１２０の大きさに合わせた値を取得する必要がある。
【００２６】
立体視においても、２次元の平面画像においても、視聴者は眼球運動によって注視点を移動する。眼球運動は常に眼窩内での眼球の回転運動である。立体視により、注視点が奥行き方向に動く際には左右の目が逆方向に動き、２次元の平面上で注視点が動く際には左右の目が同一の方向に動く。片目の動きに注目すると、奥行き方向に注視点が動いた際の眼球の運動と平面上で注視点が動いた際の眼球の運動は同様である。従って図７のように片目については奥行き方向へ注視点を一定量移動させる際の眼球運動と同等の眼球運動を実現する平面上での注視点の移動を設定することができる。ディスプレイ１２０の大きさに合わせた標準視聴距離、例えば、３Ｈといわれるディスプレイの縦の長さの３倍の距離、から視聴するものとして眼球基礎データを得る。標準視聴距離で、画面中央の点、図７中のディスプレイ面に示した中央の星型、を注視している状態がディスプレイ上の点を見る場合の規準の眼球位置となる。これに対して、画面からの飛び出し量が標準視聴距離の１０％すなわち、視聴者からの奥行きが標準視聴距離の９０％の位置に相当する右目用の画像、画面からの飛び出し量が標準視聴距離の５％すなわち、視聴者からの奥行きが標準視聴距離の９５％の位置に相当する右目用の画像を設定することができる。奥行き量と視差は反比例の関係にある。図７の斜線の星型を見る際の右目の位置と、白抜きの星型を見る際の視聴者の右目の位置は、立体視の場合には、白抜きの星型の位置は、斜線の星型の奥行きに相当する奥行きの２倍に相当する。図７に示すように奥行きに反比例するディスプレイ上の距離（視差）は眼球の瞳孔軌道距離に比例する。基準となる奥行きに対応する視差分の眼球運動をディスプレイ上の２次元表示で、測定し眼球基礎データとする。
【００２７】
以下図８および図９に従って眼球基礎データの測定手順を説明する。
【００２８】
ステップＳ１３１０において新規の視聴者ＩＤ付与を行った後、表示画像生成部１９５は管理部１９２の制御に基づいて画像表示システム１における標準視聴距離を提示する画面を生成し、ディスプレイ１２０は標準視聴距離を提示する画面を表示する（Ｓ１３２１）。次いで表示画像生成部１９５は管理部１９２の制御に基づいて、中央注視点の２次元画像を生成し、ディスプレイ１２０は中央注視点の画像を表示し（Ｓ１３２２）、送受信部１６０は管理部１９２より出力された中央注視点の表示開始信号を通信制御部１５０の制御に基づいて３次元専用メガネ２０へ送信する（通信１１）。３次元専用メガネ２０の生体信号センサ２３０は中央注視点の表示開始信号の受信後の生体信号を取得し、信号生成部２４０は取得された生体信号より生体信号情報を生成する。ここでは生体信号は眼球の画像であり、送信信号は画像情報である。３次元表示テレビ１０の送受信部１６０は通信制御部１５０の制御に基づき中央注視点表示中の生体信号情報の要求信号を３次元専用メガネに送信する（通信１２）。送受信部２５０は要求信号受信し、通信制御部２６０の制御に基づいて信号生成部２４０で生成された生体信号情報を送信する（通信１３）。送受信部１６０は３次元専用メガネより送信された生態信号情報を受信し、眼球基礎データ生成部１９３に出力する。眼球基礎データ生成部１９３は生体信号情報のエラー処理の後、瞳孔抽出を行う画像処理により、中心注視点に対応する瞳孔位置を取得する（Ｓ１３２３）。次に、表示画像生成部１９５は基準となる奥行き位置の視差に対応する画面上距離だけ中央から左へ移動した位置に左注視点を表示する画像を生成し、ディスプレイ１２０は左注視点の画像を表示する（Ｓ１３２４）。ステップＳ１３２３の中央注視点を表示した際と同様に図９の通信１４から通信１６の送受信により、眼球基礎データ生成部１９３は左注視点表示中の生体信号情報を取得し、エラー処理と瞳孔抽出処理により左注視点に対応する瞳孔位置を取得する（Ｓ１３２５）。さらに表示画像生成部１９５は基準となる奥行き位置の視差に対応する画面上距離だけ中央から右へ移動した位置に右注視点を表示する画像を生成し、ディスプレイ１２０は右注視点の画像を表示する（Ｓ１３２６）。ステップＳ１３２３の中央注視点を表示した際と同様に図９の通信１７から通信１９の送受信により、眼球基礎データ生成部１９３は右注視点表示中の生体信号情報を取得し、エラー処理と瞳孔抽出処理により右注視点に対応する瞳孔位置を取得する（Ｓ１３２７）。標準視聴距離情報および基準となる奥行き位置すなわち標準奥行き距離および標準奥行き距離に対応する画面上位置の情報は管理部１９２が保持しているものとする。
【００２９】
眼球基礎データ生成部１９３は取得した中央注視点に対応する右目瞳孔位置と左注視点に対応する右目瞳孔位置との差分より、右目の基準奥行き位置を実現する視差に対応する瞳孔の移動量を決定する。左目については中央注視点と右注視点に対応する瞳孔位置を用いて基準奥行き位置を実現する視差に対応する瞳孔の移動量を決定する（Ｓ１３２８）。眼球基礎データ生成部１９３は算出した右目と左目の基準奥行き位置を実現する視差に対応する瞳孔の移動量を眼球基礎データとして新規に設定された視聴者ＩＤに対応付けて立体視能力データベース１９１に書き込む（Ｓ１３２９）。
【００３０】
なお、ここでは最初に中央注視点、次いで左注視点、最後に右注視点の順で注視点を提示して、眼球運動を測定したが、これ以外の順で測定しても良い。
なお、ここでは視聴者の登録時に新規登録視聴者の眼球基礎データを取得したが、あらかじめ３次元専用メガネのサイズに合わせて標準眼球基礎データを定めておき、これにより代用するものとしても良い。
【００３１】
図１０はステップＳ１１００の立体視範囲の計算方法の詳細な手順を示すフローチャートである。図１１は眼球位置から奥行き距離を求める方法を示した模式図である。
【００３２】
図１０に従って立体視範囲の計算手順を説明する。
【００３３】
ステップＳ１０６０で生体信号取得が開始され、生体信号センサ２３０で取得された信号は信号生成部２４０で送信信号に変換され、送受信部２５０から３次元表示テレビ１０に送信される。送受信部１６０は３次元専用メガネ２０から送信された信号を受信し、輻輳状態計算部１７０へ出力する。輻輳状態計算部１７０は、入力された生体信号、ここでは眼球を撮像した画像データを蓄積する（Ｓ１１０１）。輻輳状態計算部１７０は、あらかじめ定められた処理単位時間分のデータが蓄積されたか否かを判断する（Ｓ１１０２）。ステップＳ１１０２において処理単位時間分のデータが蓄積されていない場合はステップＳ１１０１へもどる。ステップＳ１１０２において処理単位時間分のデータが蓄積されている場合はステップＳ１１０３へ進む。ステップＳ１１０３からステップＳ１１０９については、蓄積された画像データのうち処理対象とする１つの画像データに対して処理を行う。ステップＳ１１０３では、輻輳状態計算部１７０は当該画像データが瞬き等によるエラーデータであるか否かを判断する（Ｓ１１０３）。具体的には例えば、眼球画像を二値化し、楕円のモデルが当てはまる黒部分を瞳孔として抽出する。この際、楕円の長軸と短軸の比が７０％を超える場合は瞳孔の全部または部分がまぶた等で隠されていると判断し、エラーデータとする。ステップＳ１１０３で当該データがエラーデータと判断された場合は、ステップＳ２１０１へ進む。ステップＳ１１０３で当該データがエラーデータではないと判断された場合はステップＳ１１０４に進む。ステップＳ１１０４では、輻輳状態計算部１７０は例えば楕円モデルによって抽出された瞳孔の中心を求め、瞳孔位置とし、立体視能力計算部１８０へ出力する（Ｓ１１０４）。瞳孔位置はステップＳ１３２０で眼球基礎データを生成した際の座標軸および単位と同一の座標上で決定されるものとする。具体的には、例えば、片目を撮像するカメラの撮像範囲を一定とし、カメラ画像の水平方向と垂直方向とを座標軸とし、撮像された画像のピクセルを単位とする。
【００３４】
立体視能力計算部１８０は視聴者データ管理部１９０の立体視能力データベース１９１から当該視聴者の眼球基礎データを取得する（Ｓ１１０５）。立体視能力計算部１８０は左右の瞳孔移動距離として、ステップＳ１１０４で求められた左右の瞳孔の位置と眼球基礎データの左右の中央注視点提示中の瞳孔位置との差を求める（Ｓ１１０６）。
【００３５】
図１１のように、白抜き星印の視聴者正面の位置に飛び出して見える対象はディスプレイ平面上では破線で示した白抜きの星印の位置に表示されている。このときの瞳孔位置は中央注視点を注視した際の瞳孔位置を０とすると左目が０から右にａの位置にあり、右目が０から左にａすなわち−ａの位置にある。白抜きの星印と奥行きが等しく左右位置が視聴者の正面からずれている対象では、左右の眼球の位置は左右対称ではない。例えば斜線の星印の位置の場合、左目は中央注視点を注視した位置より左側へ移動し、−ｂの位置にあり、右目は中央注視点を注視した位置より大きく左側へ移動し、−ｃの位置にある。眼球の可動範囲程度(５０度程度)であれば、奥行き距離が一定である場合、瞳孔の移動の差はその左右の位置にかかわらずほぼ一定である。従って、眼球基礎データとして、標準奥行き距離に対する左右の目の移動距離が登録されているので、眼球基礎データの奥行き距離に対する左右瞳孔の移動の差で、当該画像データの左右瞳孔の移動の差を標準化する。奥行きは瞳孔移動に反比例するので、標準化した値で標準奥行き距離を除することで奥行きを求めることができる。
【００３６】
立体視能力計算部１８０はステップＳ１１０６で求めた中央注視点を注視した際の瞳孔位置と当該画像の瞳孔位置の差を求め、両眼間の距離の変化として左右瞳孔の移動の差を求める（Ｓ１１０７）。両眼間の移動の差を、眼球基礎データとして記憶されている標準奥行きに対応する左右の瞳孔の移動距離の差で除し、標準化する。標準奥行き距離を標準化した両眼間の移動の差で除し、当該データ画像での視聴者の注視奥行き距離を求める（Ｓ１１０８）。立体視能力計算部１８０はステップＳ１１０８で計算した奥行きのデータを蓄積する（Ｓ１１０９）。立体視能力計算部１８０は処理単位時間内の全データの処理が終了したか否かを判断する（Ｓ２１０１）。全データの処理が終了していない場合はステップＳ１１０３に戻る。ステップＳ２１０１において全データの処理が終了している場合はステップＳ２１０２に進む。ステップＳ２１０２においては、立体視能力計算部１８０は蓄積した奥行きデータのうちの最小値と最大値を抽出し、立体視範囲として視聴者データ管理部１９０へ出力する（Ｓ２１０２）。
なお、ここでは生体信号センサ２３０はカメラとしたが、眼球周辺の皮膚に接触した電極による眼電位のセンサでも良い。その際には、眼球運動は瞳孔の移動ではなく電位の振幅によって計測される。眼球基礎データは標準奥行き相当の眼球運動に伴う電位を記憶する。電位の値と奥行きは瞳孔の移動距離と同様に反比例するので、計算方法は瞳孔の移動を用いて奥行きを計算する際と同様の計算方法となる。
【００３７】
以上のように、３次元専用メガネ２０より送信された生体信号から視聴者が知覚している奥行きを測定して視聴者が立体視可能な範囲を視聴者ごとに記憶する。これにより、次回視聴時には視聴者個人の立体視可能な範囲に合わせて３次元映像の奥行きを調節することができ、視聴者ごとに異なる立体視の能力に合わせた映像により、疲労の少ない範囲で３次元映像を楽しむことができる。さらに、立体視の能力は３次元映像の視聴に対する慣れあるいは学習により長期的に変化する。視聴者の立体視の能力データを視聴ごとに更新することで、常に視聴者個人に最適な奥行きの範囲で３次元映像を表示することができる。
（実施の形態１の第１の変形例）
図１２は３次元映像を継続して視聴した際の表示された奥行きの範囲と、視聴者の眼球から立体視がなされたと判断できる奥行きの範囲との関係を示したグラフの一例である。横軸は視聴開始からの経過時間であり、縦軸は視聴者からの奥行き距離である。視聴開始の初期２０分程度の時間区間では、表示の奥行きの幅に比べて視聴者の立体視の幅は小さい。特に奥行きの小さい領域すなわち飛び出し方向での立体視がなされていない。しかし、時間の経過とともに、３次元映像への慣れにより視聴者の立体視の範囲は奥行きの小さい領域に拡大し、表示された奥行き範囲全体が立体視できるようになる。さらに時間が経過すると、疲労により奥行きの大きい領域、すなわち遠方への引き込み方向への目の動きが損なわれ、奥行きの小さい領域に立体視の範囲が狭まってくる。このような時間変化は個人によってその変化の量や速度が異なる。
実施の形態１では記憶された視聴者個人の立体視能力に基づいて、視聴開始時にのみ３次元映像を表示する奥行きを調整した。しかしながら、図１２に示すように３Ｄを継続して視聴するうちに視聴者の立体視の範囲は変化する。そこで、実施の形態１の第１の変形例では、記憶された視聴者個人の立体視能力に基づいて視聴開始時の表示奥行きを調整するのみでなく、視聴中の視聴者の眼球の状態から、逐次表示奥行きを調整して、継続視聴による立体視能力の変化に対応し、より視聴しやすく、疲労しない３次元映像の画像表示システムを提供する例を示す。さらに本変形例では、視聴者個人の立体視能力を、表示した奥行き範囲と供に記憶することで、視聴者が３次元映像の視聴を繰り返すことによる立体視能力の変化を表示奥行き範囲による誤差を除いて利用することができるデータ構成の例を示す。
図１３は実施の形態１の第１の変形例による画像表示システム１の構成図であり、図１４は実施の形態１の第１の変形例による画像表示システム１の部分の詳細を示す構成図である。
【００３８】
画像表示システム１は３次元表示テレビ１０と３次元専用メガネ２０と入力インタフェース３０からなる。本実施の形態１の第１の変形例の画像表示システムの構成は図１に示した実施の形態１の画像表示システムと立体視能力計算部１８０が立体視能力計算部３８０に置き換わり、視聴者データ管理部１９０が視聴者データ管理部３９０に置き換わり、奥行き調整量決定部２００が奥行き調整量決定部３００に置き換わった以外は図１と同様である。図１４の構成は図２に示した実施の形態１の詳細構成と立体視能力データベース１９１が立体視能力データベース３９１に置き換わり、管理部１９２が管理部３９２に置き換わった以外は図２と同様である。図１３、図１４の図１と図２と同一部分については、図１と図２と同一の記号を付して適宜説明を省略する。
【００３９】
３次元表示テレビ１０はコンテンツ情報蓄積部１１０と、ディスプレイ１２０と、画面制御部１３０と、制御信号送信部１４０と、通信制御部１５０と、送受信部１６０と、輻輳状態計算部１７０、立体視能力計算部３８０、視聴者データ管理部３９０、奥行き調整量決定部３００とを備える。
【００４０】
立体視能力計算部３８０は、輻輳状態計算部１７０で計算された視聴者の眼球の輻輳開散運動の状態から視聴者の立体視範囲を計算し、コンテンツ情報蓄積部１１０に蓄積されたコンテンツ情報より表示奥行きを計算する。
視聴者データ管理部３９０は、立体視能力計算部で計算された視聴者の立体視範囲と表示奥行きとの視聴履歴を視聴者の個人ごとに管理する。
奥行き調整量決定部３００は、視聴者データ管理部３９０に記憶された視聴者個人の立体視能力に従って表示する奥行きの量を決定する。
【００４１】
視聴者データ管理部３９０は立体視能力データベース３９１と、管理部３９２と、眼球基礎データ生成部１９３と、個人特定部１９４と、表示画像生成部１９５とを備える。
【００４２】
３次元専用メガネ２０と入力インタフェース３０は図１と同様であるので説明を省略する。
【００４３】
図１５は本変形例において、立体視能力データベース３９１に記憶されるデータの一例を示したものである。視聴者ごとに視聴時の表示奥行き範囲と立体視範囲、さらに眼球の基礎データとが記憶されている。表示奥行き範囲と立体視範囲は、視聴ごとの開始１０分間での表示奥行きの最小値と最大値と同じく視聴開始１０分間の視聴者の眼球運動から求めた立体視距離の最小値と最大値とを記憶している。視聴ごとにさらに、日付、視聴の時間区間を記憶している。
【００４４】
図１６は図１５に示したデータを、記憶された履歴ごとに、表示奥行き最小値と表示奥行き最大値を白抜きの丸で、視聴者の立体視の最小距離と最大距離を黒丸で示している。３次元映像の視聴を重ねるごとに視聴者の立体視の最小距離は小さくなり、立体視の最大距離は大きくなる傾向が見られる。後述する表示奥行きの調整量を決定する際には、この傾向より、履歴に続く視聴開始時の立体視の最大距離と最小距離を斜線の丸印で示したように推定して、調整量を決定する。しかし、図中の２０１１０６２０／０８：０１：１３のように表示奥行きの範囲が限られる場合には、視聴者の立体視の範囲より表示範囲が小さい場合もあり、このような表示範囲が極端に小さい履歴については推定計算から除外する。立体視能力データベース３９１に視聴者の立体視範囲のみでなく、表示奥行き範囲をも記憶することで、表示奥行きの調整をより正しく行うことができる。
【００４５】
図１７と図１８は実施の形態１の第１の変形例による画像表示システム１の処理の流れを示すフローチャートの一部である。本変形例の処理は、図５に示した実施の形態１のステップＳ１０００からステップＳ１０３０、およびステップＳ１０６０。ステップＳ１２００からステップＳ１２１０、ステップＳ１３００からステップＳ１３３０については実施の形態１と同様である。図１７では実施の形態１と同一の処理の部分を除き、図５に示したステップＳ１０３０で視聴者を特定した後で、図５に示したステップＳ１０６０で眼球運動の記録を開始するまでの処理の流れを示す。図１８では、実施の形態１と同一の処理の部分を除き、図５に示したステップＳ１０６０で眼球運動の記録を開始した後の処理の流れを示す。
【００４６】
図５と図１７と図１８に従って本変形例の画像表示システム１の動作を説明する。
まず、視聴者により図示しない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１は動作を開始する（Ｓ１０００）。次いで３次元表示テレビ１０は３次元専用メガネ２０の電源が入っているか否かを確認する（Ｓ１０１０）。
ステップＳ１０１０で３次元専用メガネ２０の電源が入っている場合はステップＳ１０２０へ進む。ステップＳ１０１０で３次元専用メガネ２０の電源が入っていない場合はステップＳ１２００へ進む。ステップＳ１２００で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Ｓ１２００で視聴終了信号の入力がある場合はステップＳ１２２０へ進み画像表示システム１の動作を終了する（Ｓ１２２０）。ステップＳ１２００で視聴終了信号の入力がない場合はステップＳ１２１０へ進み、画面制御部１３０はディスプレイ１２０に２次元の画像を表示する（Ｓ１２１０）。ステップＳ１２１０実行後、あらかじめ定められた時間の後、ステップＳ１０１０へ戻る。
【００４７】
ステップＳ１０１０で３次元専用メガネ２０の電源が入っている場合は、視聴者データ管理部３９０は個人選択入力ボタン２７０から入力された個人選択入力信号を取得する（Ｓ１０２０）。視聴者データ管理部３９０の個人特定部１９４は取得した個人選択入力信号が視聴者として登録済みのものであるか否かを判定する（Ｓ１０３０）。ステップＳ１０３０で未登録の視聴者である場合は、ステップＳ１３００に進む。ステップＳ１３００において視聴者の新規登録の選択入力を取得する（Ｓ１３００）。ステップＳ１３００で新規登録の入力が無い場合はステップＳ１３３０に進む。ステップＳ１３００で新規登録の入力がある場合は、入力インタフェース３０からの入力に基づき、管理部３９２は新規の視聴者ＩＤを付与し、視聴者の情報を登録する（Ｓ１３１０）。次に表示画像生成部１９５は新規視聴者の眼球運動を取得して、眼球基礎データを生成して立体視能力データベース３９１に記憶する（Ｓ１３２０）。
【００４８】
ステップＳ１３３０では奥行き調整量決定部３００はコンテンツ映像をディスプレイ１２０に提示する際の奥行き範囲を、コンテンツが持つ奥行き範囲の８０％に制限する（Ｓ１３３０）。
一方、ステップＳ１０３０において登録済みの視聴者である場合はステップＳ３１１０へ進み、奥行き調整量決定部３００は視聴者データ管理部３９０の立体視能力データベース３９１から、ステップＳ１０３０で特定された個人に対応する表示奥行きと立体視範囲のうち、直近の５回分の視聴履歴を抽出する（Ｓ３１１０）。視聴履歴が５回未満の場合はすべての履歴を抽出する。次いで奥行き調整量決定部３００はステップＳ３１１０で抽出した表示奥行きと立体視範囲の履歴情報を用いて視聴者の立体視範囲の推定を行い、推定結果に基づいて奥行き調整量を決定する（Ｓ３１１１）。立体視推定による奥行き調整量の決定については後述する。
ステップＳ３１１１またはステップＳ１３３０で奥行き調整量が決定された後、生体信号センサ２３０は生体信号の取得を開始する（Ｓ１０６０）。画面制御部１３０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あるいはコンテンツ終了による視聴終了信号の発生が行われたか否かを判断する（Ｓ１０７０）。ステップＳ１０７０で視聴終了信号の入力がある場合はステップＳ１２２０へ進み画像表示システム１の動作を終了する（Ｓ１２２０）。ステップＳ１０７０で視聴終了信号の入力がない場合はステップＳ３０１０へ進む。ステップＳ３０１０では輻輳状態計算部１７０が３次元映像視聴開始または立体視範囲の計算の終了から立体視計算のための処理単位時間が経過したか否かを判断する（Ｓ３０１０）。ステップＳ３０１０において処理単位時間が経過していない場合は、ステップＳ１０８０に進む。ステップＳ３０１０において処理単位時間が経過している場合は、ステップＳ３０２０に進む。
ステップＳ３０２０では、輻輳状態計算部１７０では、３次元専用メガネ２０で取得された画像信号からエラー処理を行い、左右の眼球の瞳孔位置を抽出する。あらかじめ定められた時間幅すなわちサンプル数の画像に対応する瞳孔の位置情報から、立体視能力計算部３８０は立体視範囲を計算する（Ｓ３０２０）。立体視範囲の計算方法については実施の形態１と同様でも良いが、本変形例では表示した奥行きの範囲に対応する立体視の能力として立体視範囲を計算する。立体視範囲の計算方法については後述する。
奥行き調整量決定部３００は直前に決定した奥行き調整量に対して、ステップＳ３０２０で計算された立体視範囲と、立体視能力データベース３９１に記憶された当該視聴者の継続視聴時の立体視能力の時間変化とに基づいて奥行き範囲を調整する（Ｓ３０３０）。奥行きの微調整の方法については後述する。次いで、ステップＳ３０２０で計算された表示した奥行きの範囲と視聴者の立体視の範囲とを立体視能力データベース３９１に記憶する（Ｓ３０４０）
画面制御部１３０はステップＳ１０５０またはステップＳ３０３０で奥行き調整量決定部２００が決定した奥行き範囲に従って、コンテンツ情報蓄積部１１０に蓄積された立体映像を呼び出し、左右の画像の視差を調節する（Ｓ１０８０）。ディスプレイ１２０は映像を提示する直近で決定した奥行き調整量に従って映像を提示する（Ｓ１０９０）。
【００４９】
Ｓ１０９０実行後、ステップＳ１０７０へ戻り、ステップＳ１０７０からステップＳ１１１０を繰り返すことで、３次元映像を表示し続けるとともに視聴者の立体視能力をモニタして３次元映像の視聴中に変化する立体視能力に合わせて奥行きを調整して３次元映像を表示する。さらに、順次視聴者ごとの立体視能力を視聴の履歴と合わせて記憶できる。
【００５０】
図１７に従ってステップＳ３１１１の立体視推定による奥行き調整量の決定の方法を説明する。
【００５１】
奥行き調整量決定部３００は、ステップＳ３１１０で抽出した表示奥行きと立体視範囲の５回分の履歴情報の１回分ずつについて、立体視の最小距離が表示奥行きの最小値と同等であるかを判断する（Ｓ３１２０）。同等とは、ここでは、立体視の最小距離が表示奥行きの最小値に対して、最小値の上下３％以内の値であることとする。なお、同等の基準はこれ以外であっても良い。ステップＳ３１２０において、立体視の最小距離が表示奥行きの最小値と同等でない場合には、ステップＳ３１４０へ進む。ステップＳ３１２０において立体視の最小距離が表示奥行きの最小値と同等である場合は、奥行き調整量決定部３００は立体視の最小距離が視聴者データ管理部３９０の管理部３９２に記憶されている３次元表示テレビ１０のディスプレイ１２０の大きさに対応した標準視聴距離の６０％未満の距離であるか否かを判断する（Ｓ３１３０）。ステップＳ３１３０において立体視の最小距離が標準視聴距離の６０％未満である場合にはＳ３１４０に進む。ステップＳ３１３０において立体視の最小距離が標準視聴距離の６０％以上である場合はステップＳ３１５０へ進む。なお、ここでは立体視の最小距離と表示奥行きの最小値が同等である際に、記憶された立体視の最小距離が表示奥行きによって制限された値であったか否かを判断する基準として、標準視聴距離の６０％を用いたが、記憶された立体視の最小距離が視聴者の立体視能力の飛び出し方向の範囲が、表示した奥行きの範囲を超えているかあるいは同等であるかの判断ができる指標であれば、これ以外の指標を用いてもかまわない。
【００５２】
ステップＳ３１４０では、奥行き調整量決定部３００は当該履歴情報の視聴回数と立体視の最小距離とを保存する（Ｓ３１４０）。ステップＳ３１５０では奥行き調整量決定部３００はステップＳ３１１０で抽出した履歴データすべての立体視最小距離と表示奥行きの最小値との比較を行ったか否かを判断する（Ｓ３１５０）。ステップＳ３１５０において、抽出した履歴データすべての処理が終了している場合はステップＳ３１６０へ進む。ステップＳ３１５０において抽出した履歴データすべての処理が終了していない場合はステップＳ３１２０に戻る。
【００５３】
ステップＳ３１６０では、奥行き調整量決定部３００は、視聴回数と立体視の最小距離とを保存したデータ組の数が０以上であるか否かを判断する（Ｓ３１６０）。ステップＳ３１６０において、データ組の数が０より大きい場合は、ステップＳ３１８０へ進む。ステップＳ３１６０においてデータ組の数が０以下の場合はステップＳ３１７０へ進む。ステップＳ３１７０において奥行き調整量決定部３００はコンテンツ映像をディスプレイ１２０に提示する際の奥行きの最小値を、コンテンツが持つ奥行き最小値の１２０％に制限する（Ｓ３１７０）。すなわち飛び出し量を８０％に制限する。なお、ここでは直近５回分の視聴履歴からは立体視最小距離の情報が取得できなかった視聴者に対して、奥行きの調整量をコンテンツの奥行き最小値の１２０％に制限するとしたが、制限の比率はこれ以外でも良い。また、直近５回分の視聴履歴から立体視範囲の情報が取得できなかった際には、さらに履歴をさかのぼって抽出し、立体視の最小値を求めるとしても良い。ステップＳ３１８０では、奥行き調整量決定部３００は、１つ以上の視聴回数と立体視最小距離のデータ組を用いて視聴者の現在の立体視最小距離を推定する（Ｓ３１８０）。立体視最小距離の推定は、例えば、視聴回数に対して線形な直線を立体視最小距離に当てはめて求めるものとする。３組以上のデータがある場合には直線は例えば最小二乗法で求めるものとする。データが１組の場合は立体視最小距離が一定の直線を当てはめるものとする。上記のようにして求めた直線上で視聴履歴の視聴回数に１を足した数での立体視の最小距離を求め、視聴者の現在の立体視最小距離とする。ステップＳ３１８０で推定された立体視最小距離に基づいて、奥行き調整量決定部３００は奥行きの最小値の調整量を決定する（Ｓ３１９０）。調整量の決定方法は、例えば、ステップＳ３１８０で推定された視聴者の立体視最小距離に対する標準視聴距離の６０％の値の比を求め、その比を飛び出し方向の奥行きの調整量とする。ただし、標準視聴距離の６０％より視聴者の立体視最小距離が小さくなる場合は比を１とし、飛び出し方向の奥行き調整は行わないものとする。
一方、奥行き調整量決定部３００は、ステップＳ３１１０で抽出した表示奥行きと立体視範囲の５回分の履歴情報の１回分ずつについて、立体視の最大距離が表示奥行きの最大値と同等であるかを判断する（Ｓ３２２０）。同等とは、ここでは、立体視の最大距離が表示奥行きの最大値に対して、最大値の上下３％以内の値であることとする。なお、同等の基準はこれ以外であっても良い。ステップＳ３２２０において、立体視の最大距離が表示奥行きの最大値と同等でない場合には、ステップＳ３２４０へ進む。ステップＳ３２２０において立体視の最大距離が表示奥行きの最大値と同等である場合は、奥行き調整量決定部３００は立体視の最大距離が７ｍを超える距離であるか否かを判断する（Ｓ３２３０）。ステップＳ３２３０において立体視の最大距離が７ｍを超える場合にはＳ３２４０に進む。ステップＳ３２３０において立体視の最大距離が７ｍ以下である場合はステップＳ３２５０へ進む。奥行き７ｍ以上の対象物を注視する際の瞳孔の位置は、無限遠を見る際の瞳孔の位置と同等であることが知られている。そこで、ここでは７ｍを超える奥行きについては無限遠と同等とみなし、記憶された立体視の最大距離が表示奥行きによって制限されない基準とした。なお、ここでは立体視の最大距離と表示奥行きの最大値が同等である際に、記憶された立体視の最大距離が表示奥行きによって制限された値であったか否かを判断する基準として、７ｍを用いたが、記憶された立体視の最大距離が視聴者の立体視能力の引き込み方向の範囲が、表示した奥行きの範囲を超えているかあるいは同等であるかの判断ができる指標であれば、これ以外の指標を用いてもかまわない。
【００５４】
ステップＳ３２４０では、奥行き調整量決定部３００は当該履歴情報の視聴回数と立体視の最大距離とを保存する（Ｓ３２４０）。ステップＳ３２５０では奥行き調整量決定部３００はステップＳ３１１０で抽出した履歴データすべての立体視最大距離と表示奥行きの最大値との比較を行ったか否かを判断する（Ｓ３２５０）。ステップＳ３２５０において、抽出した履歴データすべての処理が終了している場合はステップＳ３２６０へ進む。ステップＳ３２５０において抽出した履歴データすべての処理が終了していない場合はステップＳ３２２０に戻る。
【００５５】
ステップＳ３２６０では、奥行き調整量決定部３００は、視聴回数と立体視の最大距離とを保存したデータ組の数が０以上であるか否かを判断する（Ｓ３２６０）。ステップＳ３２６０において、データ組の数が０より大きい場合は、ステップＳ３２８０へ進む。ステップＳ３２６０においてデータ組の数が０以下の場合はステップＳ３２７０へ進む。ステップＳ３２７０において奥行き調整量決定部３００はコンテンツ映像をディスプレイ１２０に提示する際の奥行きの最大値を、コンテンツが持つ奥行き最大値の８０％に制限する（Ｓ３２７０）。すなわち引き込み方向の奥行きを８０％に制限する。なお、ここでは直近５回分の視聴履歴からは立体視最大距離の情報が取得できなかった視聴者に対して、奥行きの調整量をコンテンツの奥行き最大値の８０％に制限するとしたが、制限の比率はこれ以外でも良い。また、直近５回分の視聴履歴から立体視範囲の情報が取得できなかった際には、さらに履歴をさかのぼって抽出し、立体視の最大値を求めるとしても良い。ステップＳ３２８０では、奥行き調整量決定部３００は、１つ以上の視聴回数と立体視最小距離のデータ組を用いて視聴者の現在の立体視最小距離を推定する（Ｓ３２８０）。立体視最小距離の推定は、例えば、視聴回数に対して線形な直線を立体視最小距離に当てはめて求めるものとする。３組以上のデータがある場合には直線は例えば最小二乗法で求めるものとする。データが１組の場合は立体視最小距離が一定の直線を当てはめるものとする。上記のようにして求めた直線上で視聴履歴の視聴回数に１を足した数での立体視の最大距離を求め、視聴者の現在の立体視最大距離とする。ステップＳ３２８０で推定された立体視最小距離に基づいて、奥行き調整量決定部３００は奥行きの最大値の調整量を決定する（Ｓ３１９０）。調整量の決定方法は、例えば、ステップＳ３２８０で推定された視聴者の立体視最大距離を７ｍで除し、その値を引き込み方向の奥行きの調整量とする。ただし、立体視最大距離が７ｍを超える場合には調整は行わないものとする。
なお、ここではステップＳ３１２０からステップＳ３１９０までの処理の説明の後に、ステップＳ３２２０からステップＳ３２９０までの処理の説明を行ったが、ステップＳ３１２０からステップＳ３１９０までの処理とステップＳ３２２０からステップＳ３２９０までの処理はどちらが先に行われてもよく、また、並行に処理されても良い。
【００５６】
図１９は実施の形態１の第１の変形例の立体視能力計算部３８０の詳細構成を示した図である。立体視能力計算部３８０は奥行き情報計算部３８１と立体視範囲計算部３８２とからなる。
【００５７】
図２０はステップＳ３０２０の立体視範囲計算の詳細な処理の流れを示したフローチャートである。
【００５８】
図１９と図２０に従ってステップＳ３０２０の立体視範囲計算の手順を説明する。
【００５９】
まず、立体視能力計算部３８０の奥行き情報計算部３８１はコンテンツ情報蓄積部１１０よりコンテンツの視差情報を取得する（Ｓ３０２１）。コンテンツの視差情報は、例えば、左右交互に出力される画像を連続する左右の画像ごとにペアにし、各ペアについて、ペアの画像で作られる画像内の視差の中で、奥行きの最も小さい部分の視差と奥行きの最も大きい部分の視差を含む。なお、左右交互に出力される画像は、多くはもともと同時に２つのカメラで撮像された画像または、２つの視点で同じタイミングに対してコンピュータグラフィックスにより生成されたペアの画像である。視差の情報は本来同時に見るべき左右の画像のペアに対して記録されていることが望ましい。また、コンテンツの画像の記録はディスプレイの大きさに依存しない。そこで、視差の情報は例えば、ディスプレイの水平方向の大きさに対する比として記述されている。次に、奥行き情報計算部は管理部３９２よりディスプレイ１２０の大きさ情報、例えば水平方向の長さの情報と、ディスプレイの大きさに対応する標準視聴位置すなわち、ディスプレイと視聴者の標準距離であり、視差０でディスプレイ表面に表示される対象物の奥行き距離を取得する（Ｓ３０２２）。さらに、奥行き情報計算部３８１は奥行き調整量決定部３００より現在の奥行き調整量を取得する（Ｓ３０２３）。奥行き情報計算部３８１はステップＳ３０２１で取得したコンテンツの視差情報に、ステップＳ３０２２で取得した画面サイズを掛け合わせてペア画像ごとに画像内の最大の視差と最小の視差とを求める。さらに、奥行き情報計算部３８１は、求められた最大と最小の視差に対して、ステップＳ３０２３で取得した標準奥行き距離を視差で割ってディスプレイの大きさの補正を行い、奥行き調整が無い状態でのコンテンツの表示奥行き範囲を求める。奥行き調整量なしでの奥行き範囲に、ステップＳ３０２３で取得した奥行き調整量をあわせて、当該分析処理単位時間中の表示奥行き範囲を計算する（Ｓ３０２４）。
【００６０】
一方、輻輳状態計算部１７０は、ステップＳ３０２１からステップＳ３０２４で表示奥行き範囲を計算した分析処理単位時間に対応する時間区間の眼球の画像データを蓄積する。実施の形態１の図１０と同様の処理手順により、輻輳状態計算部１７０と立体視能力計算部３８０とは、当該時間区間での視聴者の立体視範囲を求める。ステップＳ１１０３からステップＳ１１０９については、蓄積された画像データのうち、処理対象とする１つの画像データに対して処理を行う。輻輳状態計算部１７０は当該画像データが瞬き等によるエラーデータであるか否かを判断する（Ｓ１１０３）。ステップＳ１１０３で当該データがエラーデータと判断された場合は、ステップＳ２１０１へ進む。ステップＳ１１０３で当該データがエラーデータではないと判断された場合はステップＳ１１０４に進む。ステップＳ１１０４では、輻輳状態計算部１７０は瞳孔の中心を求めて瞳孔位置とし、立体視能力計算部３８０へ出力する（Ｓ１１０４）。
【００６１】
立体視能力計算部３８０は視聴者データ管理部３９０の立体視能力データベース３９１から当該視聴者の眼球基礎データを取得する（Ｓ１１０５）。立体視能力計算部３８０は左右の瞳孔移動距離として、ステップＳ１１０４で求められた左右の瞳孔の位置と眼球基礎データの左右の中央注視点提示中の瞳孔位置との差を求める（Ｓ１１０６）。立体視能力計算部３８０はステップＳ１１０６で求めた中央注視点を注視した際の瞳孔位置と当該画像の瞳孔位置の差を求め、両眼間の距離の変化として左右瞳孔の移動の差を求める（Ｓ１１０７）。両眼間の移動の差を、眼球基礎データとして記憶されている標準奥行きに対応する左右の瞳孔の移動距離の差で除し、標準化する。標準奥行き距離を標準化した両眼間の移動の差で除し、当該データ画像での視聴者の注視奥行き距離を求める（Ｓ１１０８）。立体視能力計算部３８０はステップＳ１１０８で計算した奥行きのデータを蓄積する（Ｓ１１０９）。立体視能力計算部３８０は処理単位時間内の全データの処理が終了したか否かを判断する（Ｓ２１０１）。全データの処理が終了していない場合はステップＳ１１０３に戻る。ステップＳ２１０１において全データの処理が終了している場合はステップＳ２１０２に進む。ステップＳ２１０２においては、立体視能力計算部３８０は蓄積した奥行きデータのうちの最小値と最大値を抽出し、立体視範囲とする（Ｓ２１０２）。
【００６２】
なお、ここではコンテンツ情報蓄積部１１０はコンテンツ情報の一部として、コンテンツ中の映像を構成する画像のペアごとに最大視差と最小視差とを蓄積しているものとして説明したが、視差情報は、あらかじめ定められた単位時間に対して、時間区間内の最大視差と最小視差とを蓄積している場合もある。この場合には、画像表示システム１の処理時間単位とコンテンツ情報の視差情報の蓄積単位時間との標準化をし、画像表示システム１の処理時間単位での最大視差と最小視差とを求めるものとする。
また、コンテンツ情報蓄積部１１０が最大視差と最小視差の情報を蓄積していない場合には、ステップＳ３０２１の代わりに、以下の手順でペア画像ごとの最大視差と最小視差のデータを生成しても良い。まず、奥行き情報計算部３８１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構成する画像のペアを抽出し、画素または複数画素ごとに画像を分割した領域ごとに左右の画像を比較処理するマッチング処理により、画素単位あるいは領域単位での左右画像の対応点を分析する。次いで対応点ごとの視差を計算し、さらに計算された対応点ごとの視差より、当該ペア画像の最大視差と最小視差を求める。
また、コンテンツ情報蓄積部１１０が３次元映像と供に、コンテンツの分類情報として、映像の放送、映画、ゲームといった配信元の種類であるソース情報と、ドラマ、紀行といったコンテンツの内容であるジャンル情報と、シーン情報を蓄積しており、これらの分類情報を利用して視差を求めるとしてもよい。例えば、立体視能力計算部３８０は、図２２のように標準奥行きデータ３８５と奥行き情報抽出部３８６が付け加わった構成であり、標準奥行きデータ３８５は図２３のように放送、映画、ゲームといった映像の配信元の種類であるソース情報とドラマ、紀行といったコンテンツの内容であるジャンル情報とシーン情報によるコンテンツの分類ごとに、標準的な視差をディスプレイの水平方向の大きさに対する比率として保持している。あるいは標準的奥行きを標準視聴距離に対する比率として保持している。このような構成で、立体視能力計算部３８０は、以下の手順でコンテンツ映像の視差を求めて立体視範囲を計算するものとしてもよい。まず、奥行き情報抽出部３８６がコンテンツ情報蓄積部１１０より取得したコンテンツの分類情報をすなわちソース情報とジャンル情報とシーン情報とに基づいて標準奥行きデータ３８５より視差情報を抽出する。実施の形態１の第１の変形例のステップＳ３０２１で視差情報を取得する代わりに、分類情報に基づいて分類に対応する標準視差情報を取得して、ステップＳ３０２２移行の処理を行う。
図２１はステップＳ３０３０の奥行きの微調整の処理の流れの詳細を示したフローチャートである。
図２１に従って、奥行きの微調整の処理を説明する。
奥行き調整量決定部３００はステップＳ３０２０で立体視能力計算部３８０で計算された立体視の範囲と、ステップＳ３０２０で立体視範囲を計算した際の単位時間に対応する時間区間にディスプレイ１２０に表示した奥行き距離の最大値と最小値とを用いて、奥行き調整量の微調整を行う。
まず、奥行き調整量決定部３００はステップＳ３０２０で立体視能力計算部３８０で計算された立体視の最小値と、立体視の範囲を計算した時間区間にディスプレイ１２０に表示した奥行き距離の最小値とを比較する（Ｓ３３０１）。ステップＳ３３０１において、計算された視聴者の立体視の最小値と表示した奥行き距離の最小値とが同等である場合は奥行き最小値の調整量を変更せずステップＳ３３０５へ進む。ステップＳ３３０１において、計算された視聴者の立体視の最小値と表示した奥行き距離の最小値とが同等でない場合は、ステップＳ３３０２へ進む。ステップＳ３３０１において計算された視聴者の立体視の最小値と表示した奥行き距離の最小値とが同等であるとは、図１７のステップＳ３１２０と同様立体視の最小距離が表示奥行きの最小値に対して、最小値の上下３％以内の値であることとする。なお、同等の基準はこれ以外であっても良い。ステップＳ３３０２では、奥行き調整量決定部３００はステップＳ３０２０で求めた視聴者の立体視の最小値と視聴者データ管理部３９０の管理部３９２が記憶している標準視聴距離の６０％の値との比較をする（Ｓ３３０２）。ステップＳ３０２０で求めた視聴者の立体視の最小値の９５％が標準視聴距離の６０％を下回っている場合は、奥行き調整量決定部３００は、奥行きの最小値側すなわち飛び出し方向での調整をしないように調整量を決定する（Ｓ３３０４）。調整量はここでは１となる。ステップＳ３３０２で視聴者の立体視の最小値の９５％が標準視聴距離の６０％以上である場合は、ステップＳ３３０３に進む。ステップＳ３３０３では、奥行き調整量決定部３００は、標準視聴距離の６０％が視聴者の立体視の最小値より５％少ない奥行き距離となる調整量を求める（Ｓ３３０３）。ここでは標準視聴距離の６０％を快適に３Ｄを視聴するための推奨の奥行き最小距離の一例としている。すなわち、ステップＳ３３０２の処理は快適に３Ｄを視聴するための奥行き最小距離をステップＳ３０２０で計算された視聴者の立体視の最小値を５％下回る値にあわせる調整を行う処理である。これは、ディスプレイ平面からの飛び出し量を、ステップＳ３０２０で計算された視聴者の立体視の最小値より少し飛び出しの多い距離、に設定することになる。調整量は奥行きの伸張比であり、すなわち、飛び出し量の圧縮比に相当する。
【００６３】
次に、奥行き調整量決定部３００はステップＳ３０２０で立体視能力計算部３８０で計算された立体視の最大値と、立体視の範囲を計算した時間区間にディスプレイ１２０に表示した奥行き距離の最大値とを比較する（Ｓ３３１１）。ステップＳ３３１１において、計算された視聴者の立体視の最大値と表示した奥行き距離の最大値とが同等である場合は奥行き最大値の調整量を変更せずステップＳ３３０５へ進む。ステップＳ３３１１において、計算された視聴者の立体視の最大値と表示した奥行き距離の最大値とが同等でない場合は、ステップＳ３３１２へ進む。ステップＳ３３１１において計算された視聴者の立体視の最大値と表示した奥行き距離の最大値とが同等であるとは、図１７のステップＳ３２２０と同様立体視の最大距離が表示奥行きの最大値に対して、最大値の上下３％以内の値であることとする。なお、同等の基準はこれ以外であっても良い。ステップＳ３３１２では、奥行き調整量決定部３００はステップＳ３０２０で求めた視聴者の立体視の最大値と７ｍとの比較をする（Ｓ３３１２）。ステップＳ３０２０で求めた視聴者の立体視の最大値の１０５％が７ｍを超えている場合は、奥行き調整量決定部３００は、奥行きの最大値側すなわち引き込み方向での調整をしないように調整量を決定する（Ｓ３３１４）。調整量はここでは１となる。ステップＳ３３１２で視聴者の立体視の最大値の１０５％が７ｍ以下である場合は、ステップＳ３３１３に進む。ステップＳ３３１３では、奥行き調整量決定部３００は、コンテンツの奥行き７ｍが視聴者の立体視の最大値より５％大きい奥行き距離となる調整量を求める（Ｓ３３１３）。ここでは十分に立体視が可能な状態であれば７ｍ以上については奥行きを無限遠として取り扱う。無限遠として取り扱う奥行きに至るまでの引き込み方向に対しては、コンテンツの奥行き７ｍまでを、視聴者の立体視の最大値を５％大きくした値までの奥行きに対応するように調整する、すなわちディスプレイからの引き込み量を視聴者の立体視の最大値より少し引き込み量が多い値にあわせる調整を行う処理である。ステップＳ３３０５では奥行き調整量決定部３００は飛び出し側と引き込み側の奥行きの調整量を決定する（ステップＳ３３０５）。
なお、ここではステップＳ３３０１からステップＳ３３０４の奥行き最小値の調整を先に説明し、ステップＳ３３１１からステップＳ３３１４の奥行き最大値の調整を後に説明したが、処理の順序はステップＳ３３０１からの最小値の調整が先であっても、ステップＳ３３１１からの最大値の調整が先であっても良い。また、両処理を並列に行っても良い。
なお、本実施の形態１の第１の変形例では奥行きの調整量は視聴距離より小さい奥行き、すなわちディスプレイ平面より視聴者の手前側については飛び出し量の圧縮比であり、視聴距離より大きい奥行き、すなわちディスプレイ平面より遠方については引き込み量の圧縮比であるとしたが、ディスプレイ平面との位置関係に関わらず奥行きの幅に対して調整するものとしても良い。
【００６４】
以上のように、３次元専用メガネ２０より送信された生体信号から視聴者が知覚している奥行きを測定して視聴者が立体視可能な範囲を視聴者ごとに記憶・更新することで、
３次元映像の視聴経験により長期的に変化する視聴者ごとの立体視能力に合わせて最適な奥行き範囲で３次元映像を表示することができる。さらには、３次元映像視聴中に視聴者の立体視可能な範囲を計測し、計測された立体視可能な範囲にあわせて表示する奥行きを調整することにより、３次元映像に対する慣れによる立体視能力の向上と疲労による立体視能力の低下という２つの現象による、３次元映像視聴中に起こる立体視の能力の変化に対応する。これにより、３次元映像視聴の開始から個人に適応した奥行きで映像を表示することができるのみでなく、３次元映像を継続して視聴する間の視聴者の立体視能力の変化に対応して奥行きを調整して、長時間にわたる視聴中、常に視聴者個人に最適な奥行きの範囲で３次元映像を表示することができる。
（実施の形態１の変形例２）
実施の形態１および実施の形態１の第１の変形例では、表示奥行きの調整は画像処理による視差の調整によってのみ行った。しかし、３次元映像では映像の１ショットである１つの３次元画像中に奥行きの異なる対象物が含まれているのが普通である。これらは、それぞれに視差が与えられており、単純に左右の画像の位置関係を水平方向に移動させると対象物によって奥行きの変化量が異なり、対象物どうしの前後関係が不自然になる。奥行きごとに視差を変化させる詳細な画像処理を行うと、１つの画像内で画像が重なる部分、画像がなくなる部分が発生し、重なり順の処理や、画像の無い部分を補完する等の高次な画像処理が必要となる。これらの処理の負荷は大きく、動きの速い映像では処理の遅れや粗さにより不自然な画像になることがある。映画等の作品としてのコンテンツを考えると、１つのコンテンツに対して自然な映像で、あらかじめ奥行き範囲を調整した映像データを、複数の奥行き範囲のバージョンとして提供することが考えられる。このような場合、視聴するコンテンツをネットワークからダウンロードする場合に、すべての奥行き範囲のバージョンをダウンロードするのはネットワークへの大きな負荷となり現実的でない。そこで、本変形例３では、初期１０分のみの立体視能力の履歴ではなく、立体視能力とのデータを継続視聴による立体視能力の変化を表示奥行き範囲とともに保持し、継続視聴による立体視の変化を予測することで、ダウンロードタイミングを計ることができる。
【００６５】
図２４は実施の形態１の変形例２における３次元表示テレビ１０の構成図である。本変形例の３次元表示テレビ１０は図１３の実施の形態１の第１の変形例の３次元表示テレビ１０に映像提供者１００と接続可能な外部のネットワークに接続されたダウンロード制御部４１０が付け加わり、奥行き調整量決定部３００が奥行き範囲選択部４００に置き換わり、立体視能力計算部３８０が立体視能力計算部４８０に置き換わった以外は図１３と同様である。
【００６６】
図２５は実施の形態１の変形例２における３次元表示システムの一部の詳細な構成を示す図である。本変形例の立体視能力計算部４８０は、図１９に示した実施の形態１の第１の変形例の立体視能力計算部３８０に立体視範囲変化予測部４８１が加わった以外は図１９と同様である。
【００６７】
実施の形態１の変形例２における画像表示システム１は、３次元表示テレビ１０と３次元専用メガネ２０と入力インタフェース３０からなる。本変形例の３次元専用メガネ２０と入力インタフェース３０は実施の形態１と同様であるので説明を省略する。本変形例の３次元表示テレビ１０はコンテンツ情報蓄積部１１０と、ディスプレイ１２０と、画面制御部１３０と、制御信号送信部１４０と、通信制御部１５０と、送受信部１６０と、輻輳状態計算部１７０と、視聴者データ管理部３９０と、奥行き範囲選択部４００と、ダウンロード制御部４１０と、立体視能力計算部４８０とを備える。
【００６８】
立体視能力計算部４８０はコンテンツ情報蓄積部１１０より取得したコンテンツの奥行き情報と、奥行き範囲選択部４００から取得した奥行き調整量と、視聴者データ管理部３９０より取得した視聴者の立体視範囲と表示した奥行き範囲とを含む視聴履歴とに従って、現在の視聴者の立体視範囲を求めて奥行き範囲選択部４００へ出力する。また立体視能力計算部４８０は、視聴者が視聴を続けた場合の視聴者の立体視範囲の時間経過に伴う変化を予測してダウンロード制御部４１０へ出力する。ダウンロード制御部４１０は、画像表示システム１の外部のネットワークを介して映像提供者１００から映像コンテンツをダウンロードし、コンテンツ情報蓄積部１１０に蓄積する。ダウンロード制御部４１０は立体視能力計算部４８０より取得した、視聴者の立体視範囲の時間経過に伴う変化の予測に基づいて、同一コンテンツの奥行き範囲の異なるバージョンをダウンロードするタイミングを決定する。奥行き範囲選択部４００は立体視能力計算部４８０より取得した視聴者の立体視の範囲に基づいて、ダウンロードされた複数種の奥行き範囲のバージョンより、最適な奥行き範囲のバージョンを選択する。
【００６９】
図２６は実施の形態１の変形例２において立体視能力データベース３９１が記憶するデータの構成の例である。立体視能力データベース３９１は、視聴者ＩＤと、眼球の基礎データとを記憶し、視聴者ごとの３次元映像の視聴履歴として、日付、視聴開始から１０分ごとの時間区間、各時間区間に表示した奥行きの最小値と最大値、当該時間区間の視聴者の立体視の範囲すなわち立体視の最小値と最大値を記憶している。
【００７０】
図２７と図２８は実施の形態１の変形例２の処理の流れを示したフローチャートである。本変形例の処理は図５に示した実施の形態１の処理とステップＳ１０００からステップＳ１０４０と、ステップＳ１０６０からステップＳ１０７０と、ステップＳ１２００からステップＳ１２２０と、ステップＳ１３００からステップＳ１３２０については同じである。実施の形態１と同様の部分については同一の記号を付し、説明を適宜省略する。また本変形例ではステップＳ１０７０からステップＳ３０２０とステップＳ３０４０からステップＳ１０９０は実施の形態１の第１の変形例と同様の処理であるので、同様の部分については同一の記号を付し、説明を適宜省略する。
【００７１】
以下、図２７と図２８に従って実施の形態１の変形例２の処理を説明する。
まず、視聴者により図示しない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１は動作を開始する（Ｓ１０００）。次いで３次元表示テレビ１０は３次元専用メガネ２０の電源が入っているか否かを確認する（Ｓ１０１０）。
ステップＳ１０１０で３次元専用メガネ２０の電源が入っている場合はステップＳ１０２０へ進む。ステップＳ１０１０で３次元専用メガネ２０の電源が入っていない場合はステップＳ１２００へ進む。ステップＳ１２００で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Ｓ１２００で視聴終了信号の入力がある場合はステップＳ１２２０へ進み画像表示システム１の動作を終了する（Ｓ１２２０）。ステップＳ１２００で視聴終了信号の入力がない場合はステップＳ１２１０へ進み、画面制御部１３０はディスプレイ１２０に２次元の画像を表示する（Ｓ１２１０）。ステップＳ１２１０実行後、あらかじめ定められた時間の後、ステップＳ１０１０へ戻る。
【００７２】
ステップＳ１０１０で３次元専用メガネ２０の電源が入っている場合は、視聴者データ管理部３９０は個人選択入力ボタン２７０から入力された個人選択入力信号を取得する（Ｓ１０２０）。視聴者データ管理部３９０の個人特定部１９４は取得した個人選択入力信号が視聴者として登録済みのものであるか否かを判定する（Ｓ１０３０）。ステップＳ１０３０で未登録の視聴者である場合は、ステップＳ１３００に進む。ステップＳ１３００において視聴者の新規登録の選択入力を取得する（Ｓ１３００）。ステップＳ１３００で新規登録の入力が無い場合はステップＳ１３３０に進む。ステップＳ１３００で新規登録の入力がある場合は、入力インタフェース３０からの入力に基づき、管理部３９２は新規の視聴者ＩＤを付与し、視聴者の情報を登録する（Ｓ１３１０）。次に表示画像生成部１９５は新規視聴者の眼球運動を取得して、眼球基礎データを生成して立体視能力データベース３９１に記憶する（Ｓ１３２０）。
【００７３】
ステップＳ１３３０では奥行き範囲選択部４００はコンテンツ映像をディスプレイ１２０に提示する際の奥行き範囲を、コンテンツが持つ奥行き範囲の８０％と定める（Ｓ４０４０）。
一方、ステップＳ１０３０において登録済みの視聴者である場合はステップＳ３１１０へ進み、奥行き範囲選択部４００は視聴者データ管理部３９０の立体視能力データベース３９１から、ステップＳ１０３０で特定された個人に対応する表示奥行きと立体視範囲のうち、直近の５回分の視聴履歴を抽出する（Ｓ３１１０）。次いで奥行き範囲選択部４００はステップＳ３１１０で抽出した表示奥行きと立体視範囲の履歴情報を用いて視聴者の立体視範囲の推定を行う（Ｓ４０１０）ステップＳ４０１０は実施の形態１の第１の変形例におけるステップＳ３１２０からＳ３１７０またはＳ３１８０とステップＳ３２２０からステップＳ３２７０またはＳ３２８０の処理により行われる。さらに奥行き範囲選択部４００はステップＳ４０１０で推定された立体視範囲に対応するコンテンツ表示時の奥行きの範囲を選択する（Ｓ４０２０）。コンテンツ表示時の奥行きの範囲は、あらかじめ定められた複数種の奥行き範囲があるものとする。コンテンツ作成者は定められた複数種の奥行き範囲になるように、コンテンツの奥行きを調節して作成した３次元映像を用意しているものとする。ステップＳ４０２０ではステップＳ４０１０で推定された視聴者の立体視範囲に最も近い奥行き範囲を選択する。
ステップＳ４０２０またはステップＳ４０４０で奥行き範囲が選択された後、立体視能力計算部４８０の立体視範囲変化予測部４８１は、ステップＳ４０１０で推定された立体視範囲またはステップＳ４０４０で設定された奥行き８０％と、立体視能力データベース３９１に記憶された視聴者の立体視範囲の時間変化の履歴とから一定時間後の視聴者の立体視の範囲を予測する（Ｓ４０２１）。一定時間は長くとも次に説明するステップＳ４０３０で、映像ストリームをダウンロードする時間長より短い必要がある。また、一定時間は短くともステップＳ３０１０以降の処理で視聴者の立体視範囲を計算する単位時間を越える時間長である必要がある。立体視範囲の予測方法については後述する。
ダウンロード制御部４１０は奥行き範囲選択部４００より取得した奥行き範囲に該当する３次元映像のストリームをダウンロードする（Ｓ４０３０）。ステップＳ４０３０でのダウンロードは映像の時間長が長くデータが大きい場合には、映像開始から一定時間分をダウンロードすればよい。一定時間は少なくともステップＳ３０１０以降の処理で視聴者の立体視範囲を計算する単位時間を越える時間長である必要がある。なお、ここでは当初表示する奥行き範囲の映像ストリームのみをダウンロードするものとしたが、ステップＳ４０２１で予測された一定時間以上経過した際の視聴者の立体視範囲に対応する奥行き範囲の映像ストリームも続いてダウンロードするとしてもよい。ステップＳ４０３０でダウンロード制御部４１０は映像ストリームをダウンロードする際にダウンロードした映像ストリームの奥行き範囲の情報を含む、ダウンロードの履歴を生成して記憶する。
映像ストリームの必要量がダウンロードされた後、生体信号センサ２３０は生体信号の取得を開始する（Ｓ１０６０）。画面制御部１３０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あるいはコンテンツ終了による視聴終了信号の発生が行われたか否かを判断する（Ｓ１０７０）。ステップＳ１０７０で視聴終了信号の入力がある場合はステップＳ１２２０へ進み画像表示システム１の動作を終了する（Ｓ１２２０）。ステップＳ１０７０で視聴終了信号の入力がない場合はステップＳ３０１０へ進む。ステップＳ３０１０では輻輳状態計算部１７０が３次元映像視聴開始、または立体視範囲の計算の終了から立体視計算のための処理単位時間が経過したか否かを判断する（Ｓ３０１０）。ステップＳ３０１０において処理単位時間が経過していない場合は、ステップＳ４０５０に進む。ステップＳ３０１０において処理単位時間が経過している場合は、ステップＳ３０２０に進む。
ステップＳ３０２０では、輻輳状態計算部１７０で、３次元専用メガネ２０で取得された画像信号からエラー処理を行い、左右の眼球の瞳孔位置を抽出する。あらかじめ定められた時間幅すなわちサンプル数の画像に対応する瞳孔の位置情報から、立体視能力計算部４８０は立体視範囲を計算する（Ｓ３０２０）。次いで、ステップＳ３０２０で計算された、表示した奥行きの範囲と視聴者の立体視の範囲とを立体視能力データベース３９１に記憶する（Ｓ３０４０）。立体視能力計算部４８０の立体視範囲変化予測部４８１は、ステップＳ３０２０で計算された立体視範囲と、立体視能力データベース３９１に記憶された視聴者の立体視範囲の時間変化の履歴とから一定時間後の視聴者の立体視の範囲を予測する（Ｓ４０６０）。一定時間は短くともステップＳ３０１０以降の処理で視聴者の立体視範囲を計算する単位時間を越える時間長である必要がある。立体視範囲の予測方法については後述する。
奥行き範囲選択部４００は、現在選択されている奥行きの範囲と、ステップＳ３０２０で計算された立体視範囲と、立体視能力データベース３９１に記憶された当該視聴者の継続視聴時の立体視能力の時間変化と、ダウンロード制御部４１０に記憶されたダウンロード履歴に基づいて奥行き範囲の選択を行う（Ｓ４０５０）。ステップＳ４０５０での奥行き範囲の選択方法については後述する。
画面制御部１３０はステップＳ４０５０で奥行き範囲選択部４００が選択した奥行き範囲に調整された３次元映像をコンテンツ情報蓄積部１１０から呼び出し、映像を提示する（Ｓ１０９０）。
【００７４】
Ｓ１０９０実行後、ステップＳ１０７０へ戻り、ステップＳ１０７０からステップＳ１０９０を繰り返すことで、３次元映像を表示し続けるとともに視聴者の立体視能力をモニタして３次元映像の視聴中に変化する立体視能力に合わせて奥行きを調整して３次元映像を表示する。さらに、順次視聴者ごとの立体視能力を視聴の履歴と合わせて記憶できる。
【００７５】
一方、ステップＳ４０６０で立体視範囲変化予測部４８１が一定時間後の視聴者の立体視の範囲を予測した後、ダウンロード制御部４１０はステップＳ４０６０で予測された一定時間後の立体視範囲とダウンロード履歴を比較する（Ｓ４０７０）。ステップＳ４０６０で予測された立体視範囲がすでにダウンロードされた映像ストリームのいずれかの奥行き範囲で対応可能である場合はステップＳ４０９０へ進む。ステップＳ４０７０でステップＳ４０６０で予測された立体視範囲がすでにダウンロードされた映像ストリームのいずれの奥行き範囲でも対応ができない場合はステップＳ４０８０に進み、ステップＳ４０６０で予測された立体視範囲に対応する奥行き範囲の映像ストリームをダウンロードする（Ｓ４０８０）。ステップＳ４０９０では、ダウンロード制御部４１０はダウンロードした映像ストリームの奥行き範囲の情報を含む、ダウンロードの履歴を生成して記憶する（Ｓ４０９０）。
【００７６】
ステップＳ４０７０からステップＳ４０９０はステップＳ４０６０の終了後からステップＳ１０９０の実行中のいずれのタイミングで行ってもよい。
【００７７】
図２９はステップＳ４０２１またはステップＳ４０６０の立体視範囲の予測の処理の詳細を示すフローチャートである。
【００７８】
図２９に従って立体視範囲の予測の処理手順を説明する。
【００７９】
まず、立体視範囲変化予測部４８１は立体視能力データベース３９１より当該視聴者の継続視聴による立体視範囲の変化を記録したデータを取得する（Ｓ４１０１）。立体視能力データベース３９１は図２６に示すように視聴者ごとに３次元映像の視聴履歴を記憶している。視聴回ごとに単位時間ごとの表示奥行き範囲と視聴者の立体視範囲が記憶されている。すなわち視聴回ごとに経過時間に対して表示奥行き範囲と立体視範囲の変化が記録されており、継続視聴時間の長さによるが、図１２に示したような経過時間による立体視範囲の変化の情報が、視聴回ごとに記憶されている。ステップＳ４１０１では記憶されている履歴から直近５回の視聴の履歴を取得するとする。記憶されている視聴回数が５回に満たない場合は記憶されている履歴のすべてを取得する。立体視範囲変化予測部４８１はステップＳ４１０１で取得した立体視範囲のデータについて、各視聴回の立体視範囲を視聴開始からの経過時間ごとにまとめる。さらに立体視範囲変化予測部４８１は立体視の最大値と最小値それぞれについて、同一経過時間の５回視聴分の値のうちはずれ値を除外する（Ｓ４１０２）。はずれ値は例えば５回視聴分データの平均から標準偏差を減算した値未満か、平均に標準偏差を加算した値を超える値とする。ステップＳ４１０２で除外された値以外について、立体視範囲変化予測部４８１は立体視の最大値と最小値のそれぞれについて、各視聴回の視聴開始時の値を減じて、変化量を求める（Ｓ４１０３）。最大値については７ｍ以上は７ｍとして計算する。立体視範囲変化予測部４８１は視聴開始からの経過時間ごとに、ステップＳ４１０３で求めた各視聴回の変化量の代表値を求める（Ｓ４１０４）。代表値は平均でも中央値でもよい。立体視範囲変化予測部４８１は現在、すなわち、当該処理単位時間の視聴開始からの経過時間を求める（Ｓ４１０５）。さらに立体視範囲変化予測部４８１は、ステップＳ３０２０で計算された、現在すなわち当該処理単位時間中の視聴者の立体視範囲か、ステップＳ４０１０で推定された視聴開始時の視聴者の立体視範囲か、ステップＳ４０４０で視聴開始時に設定された奥行き範囲のいずれかの立体視の最大値と最小値について、視聴開始時の値を減算して視聴開始時からの変化量を求める（Ｓ４１０６）。現在の立体視の変化量と現在の視聴開始からの経過時間に対応する、ステップＳ４１０４で計算した変化量の代表値が同等であるか否かを判断する（Ｓ４１０７）。同等とは、ここでは現在の値と代表値との値の差が代表値の３％未満であるとする。ステップＳ４１０７で現在の変化量と変化量の代表値とが同等である場合はステップＳ４１０９に進む。ステップＳ４１０７において現在の変化量と変化量の代表値とが同等でない場合は、ステップＳ４１０４で求めた視聴開始からの経過時間ごとの変化量の代表値について、立体視範囲変化予測部４８１は現在の視聴開始からの経過時間を中心に周辺の処理単位時間４区間の中で、最も現在の変化量と変化量の代表値とが近い時間区間を現在の経過時間に置き換える（Ｓ４１０８）。なお、ここでは処理単位区間４区間中から現在の立体視範囲の変化量が当てはまる経過時間を求めたが、これ以外の時間範囲に対して現在の立体視範囲の変化量が当てはまる経過時間を求めてもよい。
【００８０】
ステップＳ４１０９では、立体視範囲変化予測部４８１はステップＳ４１０４で計算した経過時間ごとの変化量の代表値から、現在の経過時間から一定時間後の変化量の代表値を抽出し、当該の視聴開始時の立体視の最大値と最小値にそれぞれの変化量を加算して立体視範囲の予測値を出力する（Ｓ４１０９）。
【００８１】
なお、ステップＳ４１０１からステップＳ４１０４で経過時間に対する立体視範囲の変化量を求める処理は、処理単位時間ごとに行う必要はなく、視聴開始直後の処理でのみ行い、立体視範囲変化予測部が代表値を記憶しておくものとしてもよい。
【００８２】
図３０はステップＳ４０５０の奥行き範囲の選択方法の詳細を占めすフローチャートである。
【００８３】
図３０に従って奥行き範囲の選択方法を説明する。
【００８４】
まず、奥行き範囲選択部４００は、ステップＳ３０２０で立体視能力計算部４８０が計算した現在の立体視の最大値と最小値と、当該の時間区間でディスプレイ１２０に表示した映像の奥行きの最大値と最小値とを取得する（Ｓ４２０１）。さらに奥行き範囲選択部４００は、立体視範囲変化予測部４８１よりステップＳ４０６０で生成した視聴開始からの経過時間に対する立体視範囲の変化量の代表値を取得する（Ｓ４２０２）。奥行き範囲選択部４００は、ダウンロード制御部４１０よりダウンロード履歴を取得する（Ｓ４２０３）。奥行き範囲選択部４００は現在の視聴開始からの経過時間を求める（Ｓ４２０４）。奥行き範囲選択部４００は、ステップＳ３０２０で計算された、現在の視聴者の立体視の最大値と最小値について、視聴開始時の値を減算して視聴開始時からの変化量を求める（Ｓ４２０５）。現在の立体視の変化量と、現在の視聴開始からの経過時間に対応する変化量の代表値が同等であるか否かを判断する（Ｓ４２０６）。ステップＳ４２０６で現在の変化量と変化量の代表値とが同等である場合はステップＳ４２０８に進む。ステップＳ４２０６において現在の変化量と変化量の代表値とが同等でない場合は、視聴開始からの経過時間ごとの変化量の代表値について、奥行き範囲選択部４００は、現在の視聴開始からの経過時間を中心に周辺の処理単位時間４区間の中で、最も現在の変化量と変化量の代表値とが近い時間区間を現在の経過時間に置き換える（Ｓ４２０７）。ステップＳ４２０８では現在の経過時間から処理単位時間３区間の変立体視の範囲が増加傾向にあるか否かを判断する（Ｓ４２０８）。ステップＳ４２０８において立体視範囲が増加傾向にある場合には、すでにダウンロードされた奥行き範囲の異なる映像ストリームの中から、現在の立体視範囲に最も近い奥行き範囲の映像ストリームまたは現在の立体視範囲より広い奥行き範囲の映像ストリームを選択する（Ｓ４２０９）。ステップＳ４２０８において立体視範囲が増加傾向にない場合には、すでにダウンロードされた奥行き範囲の異なる映像ストリームの中から、現在の立体視範囲に最も近い奥行き範囲の映像ストリームまたは現在の立体視範囲より狭い奥行き範囲の映像ストリームを選択する（Ｓ４２１０）。
【００８５】
以上のように、３次元専用メガネ２０より送信された生体信号から視聴者が知覚している奥行きを測定して視聴者が立体視可能な範囲を視聴者ごとに記憶することにより、次回視聴時には視聴者個人の立体視可能な範囲に合わせて３次元映像の奥行きを調節することができ、視聴者ごとに異なる立体視の能力に合わせた映像により、疲労の少ない範囲で３次元映像を楽しむことができる。さらに、視聴中の立体視範囲をモニタし、３次元映像の視聴への慣れによる立体視能力の向上や、逆に長時間視聴によっておこる疲労による立体視能力の低下に対応して表示する奥行きを調整することができる。また奥行き範囲ごとに映像ストリームが異なる場合にも、過去の履歴より、視聴の経過時間に伴う立体視範囲の変化を予測して、映像ストリームをダウンロードして表示を切り替えることにより、表示したい奥行き範囲のストリームのダウンロードが間に合わないという問題を回避して、視聴者の立体視範囲の変化に応じた３次元映像を提供することができる。
（実施の形態１の変形例３）
実施の形態１においては、画面の中央に表示されている星型を注視することで個人ごとの輻輳量を測定するための基準値を設定した。この基準値に基づいて個人ごとの輻輳量を測定し、測定結果に応じて立体の奥行き度合いを変更することで、個人に適した立体コンテンツの提供を行った。さらに、第１の変形例においては、個人の立体視能力の時系列変化の特性に応じて、コンテンツの奥行き方向の制御を行い、無理のない３次元映像コンテンツの提供を行っている。また、変形例２においては、個人の立体視能力の時系列変化の履歴を蓄積しておくことで、将来の立体視能力の変化を事前に予測することで、その能力に応じた３次元映像コンテンツを事前にネットワークでダウンロードしておくことで、ストレスのない立体視聴を実現する技術の開示を行っている。
【００８６】
さらに、本変形例においては、視聴者の立体視能力を画面位置に応じて測定することで、個人に適した３次元映像を提供するものである。視聴者の中には、斜視や斜位といった眼球位置が左右にずれる人がある。このような場合、目を動かす方向によって、動きが良い場合と動きが悪い場合がある。そのため、表示画面においても、立体物が表示される位置によって、輻輳が十分に生成できる位置と、輻輳が十分に生成できない位置が存在する。本変形例においては、画面上の複数の位置に立体視を行う対象物が表示されたときに、個人の輻輳が追従できる画面上の位置と、追従できない画面上の位置を特定し、各個人の立体視能力の画面上での偏りを計測するものである。
【００８７】
図３８は本変形例のシステム構成の３次元表示テレビ１０の部分を示した構成図である。図３８のシステム構成は基本的に、図１のシステム構成と同様であるが、さらに、画面の表示位置ごとの被験者の輻輳範囲を蓄積する位置別輻輳範囲蓄積部３８０１が追加されている。輻輳状態計算部１７０では、眼球画像の瞳孔位置等を計測することで視聴者の輻輳状態を計算するが、対象物の表示されている位置に応じて、輻輳状態を計算し、その計測結果を位置別輻輳範囲蓄積部３８０１で蓄積することとなる。さらに、対象物の表示位置に応じた輻輳範囲を用いて、視聴者の立体視能力を立体視能力計算部１８０で計算する。
【００８８】
斜視や斜位あるいはその傾向を持つ視聴者については、対象物を中央に表示したときだけでなく、画面の左右の位置に表示したときの輻輳を測定することで、視聴者の立体視能力を総合的に測定するものとなる。具体的な計算方法を次に述べる。
【００８９】
はじめに、対象物が中央の位置にある場合の例について図３９を用いて説明する。図３９の黒い星の位置に画像が表示されていた場合の瞳孔中心位置に対して、白抜きの星の位置に画像が表示された場合には、眼球を撮影している画像において、Ｐ１ピクセルだけ移動したとする。このとき、白抜きの星に対して眼球が十分に追従できていたとすると、
Ｐ１＝ｋ（Ｒｔａｎ（θ１＋Δθ１）−Ｒｔａｎθ１）             （１）
で表現される。ここで、Ｒは眼球の回転中心からの半径であり、ｋは単位移動距離あたりのピクセル数に相当する。ここで、眼球を撮像しているカメラのレンズひずみを考慮しなければ、ｋは一定の値として計算できる。
【００９０】
一方、図３９の幾何学的な関係より、
ｔａｎθ１＝ｄ/(Ｌ０＋Ｒ)                               （２）
ｔａｎ（θ１＋Δθ１）＝ｄ/（Ｌ＋Ｒ）                          （３）
で表現できる。ここで、Ｌは、視聴者からの白抜き星が提示されたときの、視聴者からの仮想的な距離を示しており、Ｌ０は被験者の顔からディスプレイまでの距離である。眼球の瞳孔中心の移動ピクセル数Ｐ１が計測されたとき、視聴者にとって白抜き星の位置は、数式１から３を用いることで、
Ｌ＝ｋＲｄＬ０／（ｋＲｄ＋Ｐ１Ｌ０）                    （４）
となる。
【００９１】
一方、白抜き星の位置はディスプレイ画面上ではｕだけ中央からずれた位置に表示されたときに視聴者からＬの距離にあるように見えるものである。よって、図３９の三角形の相似関係より
（ｕ＋ｄ）／（Ｌ０＋Ｒ）＝ｕ／（Ｌ０−Ｌ）                     （５）
の関係が成立する。この式からｕだけずらしたときのＬの値を計算すると、Ｌ＞＞Ｒとしたときは、
Ｌ＝（ｄ×Ｌ０）／（ｕ＋ｄ）                                   （６）
で計算される。被験者の瞳孔が目標物である白抜き星の立体度に追従できていた場合には、数式４で計算されたＬの値と数式６で計算されたＬの値が同じ値となる。しかしながら、視聴者の眼球の輻輳が作成できない場合には、数式６で計算された値より、数式４で計算された値の方が大きくなり、画像的には視聴者に近いところで表示しようとしている物体が、視聴者に近すぎて十分に輻輳ができていないことを示すこととなる。表示画面の中央における立体視能力は、上記のようにして計測することが可能である。
【００９２】
一方、中央からずれた位置での立体視能力の測定方法を図４０を用いて説明する。図４０では、ディスプレイ画面上において、右目用の画像を中心からｕ１だけ移動させ、左目用の画像をｕ２だけ移動させることで、視聴者から距離Ｌの近さで距離ｓだけ左方向に移動している白抜きの星が、輻輳が追従していれば確認できることとなる。そこで、図３９での説明と同様に、左右の眼球画像の移動量から計測されるＰ１、Ｐ２の値から、距離Ｌと距離ｓを計算する。一方で、ｕ１とｕ２の値から距離Ｌと距離ｓを計算する。これらの値が同一の値であれば、白抜きの星の画像に対して、眼球の輻輳量が追従し、ディスプレイへの表示時の計算通りの立体度合いで観測できていると推測される。しかしながら、Ｌの値が所定の値より小さくなると、十分な輻輳を実現することができずに、視聴者は立体に見えなくなってしまう。このように、視聴者の輻輳を起こさせる画像を提示することで、各視聴者が追従できる立体度合いを計測することが可能になる。特に、本変形例においては、立体を提示する画面上の各位置に対して輻輳量を算出することで、視聴者の眼球の特性をより正確に計測することが可能になる。
【００９３】
例えば、図４１に示すように、画面上の９点において、立体度合いを変化させて画像を視聴者に提示し、眼球の瞳孔の中心位置を計測することで、各画像が立体に見えているか否かを判断することが可能になる。図４１では９点の位置を提示しており、特に、輻輳の量は、縦方向に並んでいる（１，４，７）、（２，５，８）、（３，６，９）では、同様の輻輳が検出される。そのため、効率的に、被験者の輻輳量を計測するためには、水平方向に異なる位置での目標物に対する輻輳力を計測する方が効率的である。
【００９４】
例えば、（４，５，６）の各位置の奥行き度合いを変化させて目標物を、被験者に追従させ、十分な輻輳量が瞳孔の移動から検出されるか否かを測定する。測定の結果、例えば、図４２に示すように、５、６の領域では目標物の奥行きに対して瞳孔の輻輳量は追従できているが、４の領域（画面の左の領域）では輻輳が十分に追従できていないことがわかる。一方、図４３の結果では、中央の５の領域では輻輳が追従できているが、４、６の領域で、輻輳が追従できていないことがわかる。図４２、４３で示したように、視聴者は左右の眼球の運動範囲が、必ずしも同一ではないため、複数の領域で輻輳範囲を計測する必要がある。さらに、計測された輻輳範囲から、提示する３次元映像の奥行き量を制御する必要がある。
【００９５】
次に、眼球画像から瞳孔中心を求める画像処理の詳細について説明する。実施の形態１においては、瞳孔中心を楕円マッチング手法等により求めていた。しかしながら、眼球画像においては、図４４に示すように、眼球の上部にまつげが存在したり、目を大きく開いていない視聴者がいたりするために、瞳孔の上部の画像が正確に検出できないことが多くある。このために、計算した瞳孔中心の座標位置が不正確になるあるいはノイズが多くなることがある。そこで、本変形例においては、瞳孔の下部の画像を利用することで瞳孔の中心を検出する画像処理方法について図４５を用いて説明する。
【００９６】
図４５において、はじめに、眼球画像の２値化処理を行うことで、瞳孔部分を抽出する。次に、エッジ抽出を行い、瞳孔部分の輪郭を検出する。このとき、瞳孔の上部にまつげがかかっていたり、瞳孔の楕円全体が抽出できていない場合には、実施の形態１で述べた楕円マッチングを用いても、正確に瞳孔の中心が検出されないことが多い。一方、眼球の下部に関しては、瞳孔の曲線部分が正確に検出されていることが多い。そこで、瞳孔の下部のエッジに対して、垂直方向において最も下部のエッジ点を検出し、その点の水平方向の座標を求めることで、瞳孔の中心座標とする。
【００９７】
このように、瞳孔の下部の曲線を利用して瞳孔中心を求めるため、瞳孔はなるべく上を向いている画像を利用した方がよい。そこで、図４６で示すように、垂直方向に複数の対象物を表示し、瞳孔の下部がまぶたより下にならない画像を用いることで、瞳孔中心の検出の成功率が高くなる。
【００９８】
また、視聴者が眼鏡を装着しているときに、眼球の画像を取得するためには、赤外線のＬＥＤ照明を眼球に照射し、赤外線カメラを用いて眼球画像を取得することとなる。そのため、ＬＥＤ照明によって反射する部分は、赤外線カメラにおいては白く写るため、ＬＥＤの照射位置を眼球の上部に当たるようにすることで、さらに、瞳孔中心の検出の失敗率を低下させることが可能になる。
（実施の形態２）＜システムの説明＞
図３１は実施の形態２における画像表示システム１の構成図である。
画像表示システム１は３次元表示テレビ１０と３次元専用メガネ２０と入力インタフェース３０からなる。図３１は図１に示した実施の形態１と、３次元表示テレビ１０では視聴者データ管理部１９０が視聴者データ管理部５９０に置き換わり、視聴制限データベース５２０が付け加わった以外は図１に示した３次元表示テレビと同様である。また、３次元専用メガネ２０では生体信号センサ２３０がカメラ５１０に置き換わり、個人選択入力ボタン２７０が無くなった以外は図１に示した３次元専用メガネ２０と同様である。図１と同一部分には同一の記号を付し、適宜説明を省略する。
図３２は実施の形態２における画像表示システム１の一部の構成の詳細を示す構成図である。図３２は図２に示した実施の形態１と、個人特定部１９４が虹彩認証部５９４に入れ替わり、立体視能力データベース１９１が立体視能力データベース５９１に入れ替わり、認証データ生成部５９５が付け加わった以外は図２と同様である。図２と同一の部分には同一の記号を付し、適宜説明を省略する。
実施の形態２の画像表示システムは、３次元専用メガネ２０のセンサとして眼球を撮像するカメラ５１０を採用している。さらに視聴者データ管理部５９０はカメラ５１０により撮像される眼球の画像から虹彩を認証して個人を特定する。視聴制限データベース５２０に記憶された視聴者の年齢等により設定された視聴制限の情報に基づいて、成人向けのコンテンツを子供が視聴する等を防ぐ。
実施の形態２の３次元表示テレビ１０はコンテンツ情報蓄積部１１０と、ディスプレイ１２０と、画面制御部１３０と、制御信号送信部１４０と、通信制御部１５０と、送受信部１６０と、輻輳状態計算部１７０と、立体視能力計算部１８０と、視聴者データ管理部５９０と、奥行き調整量決定部２００と、登録された視聴者ごとに、視聴を制限する映像の属性を記憶した視聴制限データベース５２０とからなる。３次元専用メガネ２０は制御信号受信部２１０と、シャッタ制御部２２０と、両眼球を撮像するカメラ５１０と信号生成部２４０と送受信部２５０と通信制御部２６０とを備える。
視聴者データ管理部５９０は、立体視能力データベース５９１、管理部１９２、眼球基礎データ生成部１９３、虹彩認証部５９４、認証データ生成部５９５とを備える。
立体視能力データベース５９１は、視聴者ごとの立体視能力と個人認証に用いる虹彩認証データを記憶する。
虹彩認証部５９４は、３次元専用メガネ２０より送信された眼球の画像データと立体視能力データベース５９１の虹彩認証データとのマッチング処理により個人認証を行う。
認証データ生成部５９５は、新規視聴者の登録の際に３次元専用メガネ２０から送信された眼球の画像データより虹彩認証用の虹彩認証データを生成する。
実施の形態２の奥行きの調整にかかわる動作は実施の形態１と同様であるので説明を省略する。
図３４は実施の形態２の３次元表示テレビ１０と３次元専用メガネ２０との通信プロトコルを示したものである。
図３４に従って、３次元専用メガネ２０上のカメラで撮像した眼球画像による個人認証に関する動作を説明する。
まず、３次元表示テレビ１０の電源が入り、画像表示システム１は動作を開始する。３次元専用メガネ２０の電源が入り、３次元専用メガネ２０の送受信部２５０から３次元表示テレビ１０の送受信部１６０に３次元専用メガネ２０のメガネＩＤ情報が送信される（通信１）。これにより、３次元表示テレビ１０の通信制御部１５０は３次元専用メガネ２０が動作中であることを確認し、通信制御部１５０の制御に基づいて送受信部１６０はメガネＩＤ受信完了信号を３次元専用メガネ２０に送信する（通信２）。
次いで、通信制御部１５０の制御に基づいて送受信部１６０は個人認証情報を要求する要求信号を３次元専用メガネ２０に送信する（通信２１）。３次元専用メガネ２０の送受信部２５０は個人認証情報の要求信号を受信し、要求信号に基づいて、カメラ５１０は眼球を撮像し信号生成部２４０はカメラ５１０で撮像された認証用画増データ送信用信号を生成する。３次元専用メガネ２０の送受信部２５０は通信制御部２６０の制御に基づいて個人認証情報を３次元表示テレビ１０に送信する（通信２２）。視聴者データ管理部５９０は送受信部１６０が受信した個人認証情報を取得する。視聴者データ管理部５９０の虹彩認証部５９４は取得した個人認証情報と立体視能力データベースに蓄積された登録済み視聴者の虹彩認証データとのマッチングを行う。取得した個人認証情報が登録済み視聴者の虹彩データとマッチする場合は、管理部１９２は虹彩データがマッチした視聴者に対応する視聴制限を抽出し、画面制御部１３０へ出力する。画面制御部１３０は視聴制限に従ってコンテンツ映像を取得し、特定された視聴者の立体視の能力にあわせた奥行き範囲の情報を奥行き調整量決定部２００へ出力する。奥行き調整量決定部２００は抽出された視聴者の立体視範囲に応じてコンテンツ映像をディスプレイ１２０に提示する際の奥行き範囲を決定する。
さらに、送受信部１６０は通信制御部１５０の制御に基づいて生体信号取得開始要求信号を３次元専用メガネ２０に送信する(通信５)。送受信部２５０は生体信号取得開始要求信号を受信し、カメラ５１０は眼球の撮像を開始する。
画面制御部１３０はコンテンツ情報蓄積部１１０に蓄積された３次元映像を呼び出し、ディスプレイ１２０を制御して３次元映像を表示し、制御信号送信部１４０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次元専用メガネ２０のシャッタを開閉するための制御信号を３次元専用メガネ２０に送信する(通信６)。３次元専用メガネ２０の制御信号受信部２１０は制御信号送信部１４０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。
【００９９】
入力インタフェース３０より視聴者がコンテンツの変更を指示する入力を行うと、通信制御部１５０の制御に基づいて送受信部１６０は個人認証情報を要求する要求信号を３次元専用メガネ２０に送信する（通信２３）。３次元専用メガネ２０の送受信部２５０は個人認証情報の要求信号を受信し、要求信号に基づいて、カメラ５１０は眼球を撮像し信号生成部２４０はカメラ５１０で撮像された認証用画増データ送信用信号を生成する。３次元専用メガネ２０の送受信部２５０は通信制御部２６０の制御に基づいて個人認証情報を３次元表示テレビ１０に送信する（通信２４）。視聴者データ管理部５９０は送受信部１６０が受信した個人認証情報を取得し、虹彩認証部５９４は取得した個人認証情報と立体視能力データベースに蓄積された登録済み視聴者の虹彩認証データとのマッチングを行う。取得した個人認証情報が登録済み視聴者の虹彩データとマッチする場合は、管理部１９２は虹彩データがマッチした視聴者に対応する視聴制限を抽出し、画面制御部１３０へ出力する。画面制御部１３０は視聴制限に従ってコンテンツ映像を取得し、コンテンツを変更する。
虹彩認証部５９４が送受信部１６０から取得した個人認証情報が登録済み視聴者とマッチしない場合は視聴者の新規登録を行う。送受信部１６０から取得した個人認証情報より認証データ生成部５９５が虹彩認証データを生成し、虹彩認証データと視聴者ＩＤとをあわせて立体視能力データベース５９１に蓄積する。
【０１００】
以上のように、３次元専用メガネ２０に備えられた眼球撮像用のカメラで撮像された画像を用いて、３次元表示テレビで虹彩認証による視聴者の個人を特定する。これにより、視聴者個人ごとに設定された視聴制限に従って映像が表示され、教育的配慮や、視覚と空間認識能力の成長過程における３次元映像の影響への配慮の元に映像を表示することができる。さらに、コンテンツの変更のたびに虹彩認証を行うことで、初期の認証の後にメガネをかけ替える等による成り済ましにより、不正に視聴することを防止することができる。
【０１０１】
なお、コンテンツの変更あるいはダウンロード、またコンテンツ視聴への課金のタイミングで視聴者の個人認証を行うことで、有料コンテンツの不正視聴を防止することもできる。メガネに備えたセンサにより生体認証ができることで、手をかざす等の特別な認証動作を行うことなく、自動的に認証データを取得、送信することができる。視聴者はコンテンツへのアクセス等を自由に行いながら、コンテンツ変更、課金等のタイミングでしばしば起こる認証の操作に煩わされることが無い。
（実施の形態２の第１の変形例）
実施の形態２においては、コンテンツを変更するときに、視聴者の虹彩画像で認証を行う動作について説明した。しかしながら、虹彩画像等を用いた認証を行うためには、メガネに装着されたカメラで取得した画像をテレビ側に送信するため、虹彩認証の精度を向上させるために、画像の詳細度をあげると通信に時間がかかってしまう。また、個人認証を行うときには、他人除外性能を向上させようとすると、一回の虹彩画像の取得では認証に失敗することも多い。このように、コンテンツが切り替わるタイミングで個人の認証を行うと視聴者にとって、認証のプロセスが手間になることがある。
【０１０２】
そこで、本変形例においては、一度、メガネに装着しているデバイスで認証を行うと、そのメガネを装着している限りにおいては、認証を必要としないシステムの動作について説明する。メガネに装着されたカメラ画像等で認証を行うため、一度、そのメガネで認証を行えば、視聴者がメガネを次にはずすまでは、認証を行う必要がないものとする。これを実現するためには、メガネに装着されたカメラで認証を行った後は、視聴者がメガネをはずすか、テレビとメガネとの通信がとぎれるまでは、視聴者は始めに特定された個人であるものとする。
【０１０３】
上記システムを動作させるためのシステムの構成を図４７に示す。図４７においては、図３１のシステム構成に、さらに、視聴者がメガネを装着しているか否かを検出するメガネ装着検出部４７０１が付加されている。メガネ装着検出部４７０１では、メガネに装備されたカメラ画像等により、視聴者がメガネをはずしたか否かを取得されている画像で判断する。画像による判断方法としては、虹彩認証等で個人認証を行った後には、１秒程度の所定の間隔で静止画像を取得し、眼球または眼球周囲の画像が取得されている場合には、視聴者はメガネを装着し続けているものとする。逆に、眼球画像が取得できなかった場合には、視聴者がメガネをはずしたものと判断し、再び、個人の特定が必要な場合には、再度、虹彩認証等の個人特定の処理を行うものとする。これにより、視聴者は、メガネを装着している限りにおいては、最初に特定された個人であるとシステムが認識し続けるものであり、個人特定の処理を行う手間が省けるものである。この機能は、メガネ等の被験者が装着するデバイスによって個人を認証することで実現できるものである。
【０１０４】
上記変形例のテレビに導入されているシステムの動作のフローチャートを図４８に示す。はじめに、テレビ側において、周囲に３Ｄメガネが通信到達可能範囲にあるか否かを探索する(Ｓ４８０１)。メガネは、電源が投入されると、常に通信待ち状態となり、周囲のテレビからメガネＩＤの要求があった場合には、それに対する応答を生成するものとしている。周囲に３Ｄメガネが検出されなかった場合には、このステップを繰り返し、メガネが検出されたときには、Ｓ４８０２へ進む。
【０１０５】
３Ｄメガネが検出された場合には、視聴者がメガネを装着しているか否かを判断する(Ｓ４８０２)。メガネを装着しているか否かは、メガネに画像センサが装着されている場合には、センサによって、眼球画像が取得されているか否かで判断する。
【０１０６】
なお、画像センサだけでなく、メガネが被験者の皮膚と接触する箇所に電極等が設置されていて、その電極のインピーダンスや電位等を計測することでメガネが装着されている状態にあるか否かを検出してもよい。
【０１０７】
視聴者がメガネを装着していなかった場合には、テレビの周囲に電源が投入された３Ｄメガネが置かれている状態であるため、視聴者がメガネを装着するまで本ステップを繰り返す。視聴者がメガネを装着したことが検出できた場合には、Ｓ４８０３へ進む。
【０１０８】
Ｓ４８０３では、メガネに装着されている画像センサによって虹彩画像を取得する。次に、虹彩画像のデータをメガネの送信部から送信し、テレビ側の受信部でデータを受信する。データを受信したら、取得した虹彩画像のデータが認証登録済の虹彩画像であるか否かを判断する（Ｓ４８０４）。既に登録済みの虹彩画像であった場合には、Ｓ４８０６へ進む。登録されていない虹彩画像の場合には、Ｓ４８０５へ進む。登録されていない虹彩画像であった場合には、新たなユーザの虹彩画像として登録を促す（Ｓ４８０５）。視聴者が登録を完了させた場合には、Ｓ４８０６へ進む。
【０１０９】
Ｓ４８０６では、登録されている虹彩画像とのマッチングの結果、現在、３Ｄテレビを視聴中のユーザとして登録し、次のステップへと進む。現在、視聴中のユーザが識別できた場合には、３Ｄ視聴時の眼球画像の履歴データとして蓄積を開始する(Ｓ４８０７)。次に、３Ｄの輻輳状態の検出等の個人に応じた特定の処理を実行する(Ｓ４８０８)。さらに、定期的に、メガネ状態検出部４８０１によって、視聴者がメガネを装着状態にあるか否かを確認する(Ｓ４８０９)。この確認方法は、Ｓ４８０２での確認方法と同様で、カメラの画像センサやメガネに装着された電極等で行うことが可能である。
【０１１０】
定期的にメガネの装着を確認し、メガネが装着された状態にある場合には、Ｓ４８０４に戻り、所定の生体情報データの処理を行うが、視聴者のメガネがはずされたことを検出した場合には、Ｓ４８１０へ進む。
【０１１１】
Ｓ４８１０では、メガネがはずされたため、一旦、生体情報の履歴蓄積は終了させ、Ｓ４８１１へ進み、メガネとの通信が切断されたか否かを判断する。メガネの電源が切られたり、テレビとメガネが通信できない場所まで、メガネが離れた場合には、Ｓ４８１０へ戻り、再度、テレビ周囲のメガネの検出から虹彩による個人認証を行う。
【０１１２】
以上のステップの動作によって、虹彩画像等により個人が特定された後に、メガネがはずされたか否かを検出し、メガネがはずされたときのみ、再度、個人認証を行うことで、利便性が高い認証システムを実現することが可能になる。
（実施の形態３）＜メガネ(デバイス)の説明＞
図３５は実施の形態３における３次元専用メガネ２０の構成図である。
図３５に示した３次元専用メガネ２０は図１に示した実施の形態１における３次元専用メガネ２０の個人選択入力ボタン２７０が認証データ取得制御部６１０に置き換わり、光源６２０とカメラ６３０とか付け加わった以外は、図１に示した実施の形態１における３次元専用メガネ２０と同様である。図１と同一部分には同一の記号を付し、適宜説明を省略する。
実施の形態３の３次元専用メガネ２０は制御信号受信部２１０と、シャッタ制御部２２０と、生体信号センサ２３０と、信号生成部２４０と、送受信部２５０と、通信制御部２６０と、認証データ取得制御部６１０、カメラ６３０とを備える。
認証データ取得制御部６１０は、こめかみの静脈パタンを撮像して個人認証を行うための認証データの取得を制御する。
カメラ６３０は、認証データ取得制御部６１０の制御信号に基づきこめかみの静脈パタンを撮像する際に必要な光を提供する光源６２０と認証データ取得制御部６１０の制御信号に基づきこめかみの静脈パタンを撮像する。光源は近赤外光源であることが望ましく、カメラは赤外線領域が撮像可能なカメラであることが望ましい。
図３６は実施の形態３における３次元専用メガネ２０の一例である。メガネの内側の図については、左のつる部分を省略している。メガネの内側すなわち視聴者の顔面側にカメラ６３０と光源６２０とが設けられている。光源６２０はメガネのレンズフレームの顔の側面寄り下半分または、それに接触するメガネのツルの付け根部分に備える。カメラ６３０はメガネのレンズフレームの顔の側面寄り上半分または、それに接触するメガネのツルの付け根部分に備える。
図３７は実施の形態３における３次元専用メガネ２０１１年７月８日で静脈パタンを撮像する際の光源６２０による照射範囲と、カメラ６３０による撮像範囲とを模式的に示した図である。
図３７は視聴者の顔を右から見た図である。視聴者の目部分については点線で示してある。メガネのフレームは省略されている。眼窩上孔は眉の下、上まぶたの上にあるくぼみ部分を指す。光源６２０の照射範囲は目の外側すなわち目尻側よりの上まぶたから眼窩上孔にかけてであり、おおむね図中の斜線部である。カメラ６３０の照射範囲は、こめかみから額の外側で目尻の直上である。こめかみは目尻から耳の間の前方、すなわち目側から１／２程度の範囲を指すものとする。
静脈パタンによる認証は指の静脈や手のひらの静脈で知られている。金融機関や入出門管理等においては、手を近づけることは自然な動作である。しかし、家庭のテレビにおいては視聴ごと、コンテンツの変更操作ごと、あるいは課金等の操作ごとに認証の動作を行うのは煩わしい。３次元専用メガネ２０であれば、視聴中は身に着けており、メガネに備えたセンサにより生体認証ができれば、認証のための特別な動作を行うことなく、自動的に認証データを取得、送信することができる。
静脈のパタンは顔面においても個人ごとに異なっている。そこで、本願では、顔面の静脈パタンにより個人認証を行う仕組みを開示する。
静脈パタンは近赤外光を目に照射し、近赤外光が目内部で乱反射した結果、目の表面を撮像するカメラには表面近くの静脈のみが影として撮像されることを利用している。静脈パタンを撮像するためには、近赤外線が目内の特に軟組織で乱反射することが重要である。骨の周辺に適当な体積の軟組織があること、光源からの直接光がカメラに入射しないで照射できること等が条件となる。発明者らは、図３７に示すように眼窩上孔に顔面の下方向から眉の下上まぶたの目尻より位置と眉との間のくぼみに近赤外線を照射した際に、こめかみの静脈が撮像可能であることを発見した。この照射範囲を実現するための光源６２０の設置位置の一例として、上記のメガネのレンズフレームの顔の側面寄り下半分または、それに接触するメガネのツルの付け根部分があるが、図３７に示した照射位置を実現する光源位置と方向であればこれに限らない。こめかみの静脈で図３７に示した範囲を撮像するためのカメラ６３０の設置位置の一例として上記のメガネのレンズフレームの顔の側面寄り上半分または、それに接触するメガネのツルの付け根部分があるが、図３７に示した撮像範囲を実現するカメラ位置であればこれに限らない。
なお、本実施の形態３において図３６に示すとおり光源６２０とカメラ６３０とは顔面の右側用と左側用との２組を備えたが、右または左のどちらか一方に光源６２０とカメラ６３０とを備えても良い。
以上のようにこめかみの静脈パタンを撮像する光源位置とカメラ位置を定めて、光源とカメラを備えることで、３次元専用メガネ２０で静脈パタンを撮像することができる。メガネ内部に備えた認証手段または、メガネから通信により認証画像を取得するテレビ等に備えた認証手段により、メガネをかけている個人の個人認証を行うことができる。これは実施の形態１と実施の形態１の第１の変形例、変形例２で、個人選択入力ボタンによって行っていた個人特定を自動で行うことに用いることができる。また、実施の形態２で虹彩認証によって行っていた個人認証の変わりに利用することもできる。
【産業上の利用可能性】
【０１１３】
本発明にかかる画像表示システムは、専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のうち特にテレビ、コンピュータの表示画面等で３次元映像を表示して個人が視聴する際に有用である。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。
【符号の説明】
【０１１４】
１  画像表示システム
１０  ３次元表示テレビ
２０  ３次元専用メガネ
３０  入力インタフェース
１００  映像提供者
１１０  コンテンツ情報蓄積部
１２０  ディスプレイ
１３０  画面制御部
１４０  制御信号送信部
１５０、２６０  通信制御部
１６０、２５０  送受信部
１７０  輻輳状態計算部
１８０、３８０、４８０  立体視能力計算部
１９０、３９０、５９０  視聴者データ管理部
２００、３００  奥行き調整量決定部
２１０  制御信号受信部
２２０  シャッタ制御部
２３０  生体信号センサ
２４０  信号生成部
２７０  個人選択入力ボタン
１９１、３９１、５９１  立体視能力データベース
１９２、３９２  管理部
１９３  眼球基礎データ生成部
１９４  個人特定部
１９５  表示画像生成部
３８１  奥行き情報計算部
３８２  立体視範囲計算部
３８５  標準奥行きデータ
３８６  奥行き情報抽出部
４００  奥行き範囲選択部
４１０  ダウンロード制御部
４８１  立体視範囲変化予測部
５１０、６３０  カメラ
５２０  視聴制限データベース
５９４  虹彩認証部
５９５  認証データ生成部
６１０  認証データ取得制御部
６２０  光源
３８０１  位置別輻輳範囲蓄積部
４７０１  メガネ装着検出部
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2013055383.tif 000012
【図１１】
2013055383.tif 000013
【図１２】
2013055383.tif 000014
【図１３】
2013055383.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
2013055383.tif 000017
【図１６】
2013055383.tif 000018
【図１７】
2013055383.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
2013055383.tif 000021
【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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