显示装置、显示装置的控制方法以及程序的制作方法_2

文档序号:9825611阅读:来源:国知局
理。
[0084]本实施方式的距离传感器64的测定方向为头部佩戴型显示装置100的表侧方向,与右相机61以及左相机62的拍摄方向重复。
[0085]图2是表示图像显示部20具备的光学系统的构成的要部俯视图。在图2中为了进行说明而图示使用者的左眼LE以及右眼RE。
[0086]左显示驱动部24具备左投影光学系统252,该左投影光学系统252具备具有LED等光源和漫射板的左背光灯222、配置在从左背光灯222的漫射板射出的光的光路上的透过型的左IXD242、以及对透过了左IXD242的图像光L进行引导的透镜组等。左IXD242是将多个像素配置成矩阵状的透过型液晶面板。
[0087]左投影光学系统252具有使从左LCD242射出的图像光L成为并行状态的光束的准直透镜。通过准直透镜而成为并行状态的光束的图像光L向左导光板262射入。左导光板262是形成有对图像光L进行反射的多个反射面的棱镜,图像光L在左导光板262的内部经过多次反射而被引导至左眼LE侧。在左导光板262形成有位于左眼LE的眼睛前的半透镜262A (反射面)。
[0088]在半透镜262A反射的图像光L从左光学图像显示部28朝向左眼LE射出,该图像光L在左眼LE的视网膜成像,供使用者视觉确认图像。
[0089]右显不驱动部22与左显不驱动部24左右对称地构成。右显不驱动部22具备右投影光学系统251,该右投影光学系统251具备具有LED等光源和漫射板的右背光灯221、配置在从右背光灯221的漫射板射出的光的光路上的透过型的右IXD241、以及对透过了右IXD241的图像光L进行引导的透镜组等。右IXD241是将多个像素配置成矩阵状的透过型液晶面板。
[0090]右投影光学系统251具有使从右LCD241射出的图像光L成为并行状态的光束的准直透镜。通过准直透镜而成为并行状态的光束的图像光L向右导光板261射入。右导光板261是形成有对图像光L进行反射的多个反射面的棱镜,图像光L在右导光板261的内部经过多次的反射而被引导至右眼RE侧。在右导光板261形成有位于右眼RE的眼睛前的半透镜26IA (反射面)。
[0091]在半透镜261A反射的图像光L从右光学图像显示部26朝向右眼RE射出,该图像光L在右眼RE的视网膜成像,供使用者视觉确认图像。
[0092]在半透镜261A反射的图像光L和透过调光板20A的外部光OL射入至使用者的右眼RE。在半透镜262A反射的图像光L和透过调光板20A的外部光OL射入至左眼LE。像这样,头部佩戴型显示装置100使在内部处理后的图像的图像光L与外部光OL重叠并向使用者的眼睛射入,对使用者而言,透过调光板20A能够看见外景,基于图像光L的图像与该外景重叠地被视觉确认。像这样,头部佩戴型显示装置100作为穿透式的显示装置发挥作用。
[0093]此外,也将左投影光学系统252和左导光板262总称为“左导光部”,也将右投影光学系统251和右导光板261总称为“右导光部”。右导光部以及左导光部的构成并不限定于上述的例子,只要是使用图像光在使用者的眼睛前形成虚像即可,能够使用任意的方式,例如也可以使用衍射光栅,也可以使用半透过反射膜。
[0094]图像显示部20经由连接部40与控制装置10连接。连接部40具备与控制装置10连接的主体软线48、右软线42、左软线44以及连结部件46。右软线42以及左软线44是主体软线48分支成2根而得的软线。右软线42从右保持部21的延伸方向的前端部AP插入至右保持部21的框体内,与右显示驱动部22连接。同样地,左软线44从左保持部23的延伸方向的前端部AP插入至左保持部23的框体内,与左显示驱动部24连接。
[0095]连结部件46设置在主体软线48与右软线42及左软线44的分支点,具有用于连接耳机插头30的插口。右耳机32以及左耳机34从耳机插头30延伸。在耳机插头30的附近设置有麦克风63。从耳机插头30至麦克风63汇集为一根软线,软线从麦克风63分支,分别与右耳机32和左耳机34连接。
[0096]例如如图1所示,麦克风63被配置成麦克风63的集音部朝向使用者的视线方向,收集声音,来将声音信号向声音处理部187 (图4)输出。麦克风63例如可以是单声道麦克风也可以是立体声麦克风,可以是具有指向性的麦克风,也可以是无指向性的麦克风。
[0097]右软线42、左软线44以及主体软线48只要是能够传输数字数据的线即可,例如能够由金属电缆、光纤构成。另外,也可以构成为将右软线42和左软线44汇集成一根软线。
[0098]图像显示部20和控制装置10经由连接部40传输各种信号。在主体软线48的与连结部件46相反侧的端部以及控制装置10设置有相互嵌合的连接器(省略图示)。通过将主体软线48的连接器与控制装置10的连接器嵌合或者解除该嵌合,能够将控制装置10和图像显示部20连接和分离。
[0099]控制装置10控制头部佩戴型显示装置100。控制装置10具备决定键11、点灯部
12、显示切换键13、亮度切换键15、方向键16、菜单键17以及包括电源开关18的开关类。另外,控制装置10具备使用者用手指进行操作的触控板14。
[0100]决定键11检测押下操作,输出决定在控制装置10被操作的内容的信号。点灯部12具备LED (Light Emitting D1de:发光二极管)等光源,根据光源的点灯状态,通知头部佩戴型显示装置100的动作状态(例如电源的接通/断开)。显示切换键13根据押下操作,例如输出指示图像的显示模式的切换的信号。
[0101]触控板14具有检测接触操作的操作面,根据对操作面的操作来输出操作信号。操作面中的检测方式并不限定,能够采用静电式、压力检测式、光学式等。亮度切换键15根据押下操作输出指示图像显示部20的亮度的增减的信号。方向键16根据向与上下左右方向对应的键的押下操作来输出操作信号。电源开关18是对头部佩戴型显示装置100的电源接通/断开进行切换的开关。
[0102]图3是表示图像显示部20的要部构成的图,图3的(A)是从使用者的头部侧观察图像显示部20的要部立体图,图3的(B)是右相机61以及左相机62的视角的说明图。此夕卜,在图3的(A)中省略与图像显示部20连接的右软线42、左软线44等的图示。
[0103]图3的(A)是图像显示部20的接触使用者的头部的侧、换言之是在使用者的右眼RE以及左眼LE可见的侧。换另一种说法,能够看见右光学图像显示部26以及左光学图像显示部28的里侧。
[0104]在该图3的(A)中,向使用者的右眼RE照射图像光的半透镜261A以及向左眼LE照射图像光的半透镜262A作为大致略四边形的区域可见。另外,包括半透镜261A、262A的右光学图像显示部26及左光学图像显示部28的整体如上述所述那样使外部光透过。因此,外景透过右光学图像显示部26及左光学图像显示部28的整体而被使用者视觉确认,在半透镜261A、262A的位置矩形的显示图像被视觉确认。
[0105]右相机61如上述那样朝向图像显示部20的前方地被配置在右保持部21侧的端部,左相机62被配置在左保持部23侧的端部。另外,距离传感器64在右光学图像显示部26与左光学图像显示部28的中央,朝向前方配置。
[0106]图3的(B)是将右相机61、左相机62以及距离传感器64的位置与使用者的右眼RE以及左眼LE —起以俯视示意性地表示的图。将右相机61的视角(拍摄范围)用CR、将左相机62的视角(拍摄范围)用CL表示。此外,在图3的⑶中示出水平方向的视角CR、CL,但是右相机61以及左相机62的实际的视角与一般的数码相机相同地在上下方向上扩展。
[0107]视角CR和视角CL相对于图像显示部20的中央位置几乎左右对称,视角CR和视角CL均包括图像显示部20的中央位置的正前面方向。因此,在图像显示部20的中央位置的前面,视角CR、CL重叠。
[0108]例如,如图3的⑶所示,在图像显示部20的前面方向存在对象OB的情况下,对象OB被包含于视角CR以及视角CL任一方中。因此,右相机61的拍摄图像和左相机62的拍摄图像的任一方均拍摄有对象0B。这里,若使用者注视对象0B,则使用者的视线如图中标记RD、LD所示那样朝向对象0B。一般而言,人的视场角在水平方向为约200度,在垂直方向为约125度,这之中信息接收能力优良的有效视场是沿水平方向30度、沿垂直方向20度左右。另外,能够迅速且稳定地观察人注视的注视点的稳定注视视场是沿水平方向60?90度、沿垂直方向45度?70度左右。
[0109]因此,在注视点是对象OB的情况下,以视线RD、LD为中心沿水平方向30度、沿垂直方向20度左右是有效视场,沿水平方向60?90度、沿垂直方向45度?70度左右是稳定注视视场,沿水平方向约200度、沿垂直方向约125度是视场角。
[0110]另外,将佩戴头部佩戴型显示装置100的使用者透过图像显示部20并透过右光学图像显示部26以及左光学图像显示部28而视觉确认的实际的视场称为实际视场(F0V:Field Of View(视场))。在图1以及图2所示的本实施方式的构成中,实际视场相当于透过右光学图像显示部26以及左光学图像显示部28而被使用者视觉确认的实际的视场。实际视场比参照图3的(B)说明了的视场角以及稳定注视视场窄,比有效视场广。
[0111]右相机61以及左相机62优选能够拍摄比使用者的视场广的范围,具体而言,优选视角CR、CL的整体至少比使用者的有效视场广。另外,更加优选视角CR、CL的整体比使用者的实际视场广。进一步优选视角CR、CL的整体比使用者的稳定注视视场广,最优选视角CR、CL的整体比使用者的视场角广。
[0112]因此,右相机61以及左相机62被配置成视角CR和视角CL如图3的⑶所示那样在图像显示部20的前方重叠。另外,也可以用广角相机构成右相机61以及左相机62。即,右相机61以及左相机62也可以为具备所谓的广角透镜作为拍摄透镜,能够拍摄较广的视角的构成。在广角透镜中也可以包括被称为超广角透镜、半广角透镜的透镜,可以是单焦点透镜也可以是变焦透镜,也可以右相机61以及左相机62具备由多个透镜构成的透镜组。另外,也可以右相机61的视角CR和左相机62的视角CL不是相同角度。另外,不需要右相机61的拍摄方向与左相机62的拍摄方向完全平行。在使右相机61的拍摄图像与左相机62的拍摄图像重合的情况下,拍摄比使用者的视场广的范围即可。
[0113]在图3的(B)中,用标记64A表示距离传感器64的检测方向。在本实施方式中,距离传感器64构成为能够检测从图像显示部20的中央位置至位于前面方向的物体为止的距离,例如检测至对象OB为止的距离。佩戴了头部佩戴型显示装置100的使用者将头朝向注视的方向,所以能够认为注视的对象在图像显示部20的前面。因此,配置在图像显示部20的中央的距离传感器64将图像显示部20的前面作为检测方向64A,就能够检测至使用者注视的对象为止的距离。
[0114]另外,如图3的㈧所示,在图像显示部20的使用者侧配置视线传感器68。视线传感器68在右光学图像显示部26与左光学图像显示部28的中央位置被设置一对,以使得与使用者的右眼RE以及左眼LE分别对应。视线传感器68例如由分别拍摄使用者的右眼RE和左眼LE的一对相机构成。视线传感器68根据控制部140 (图4)的控制进行拍摄,控制部140从拍摄图像数据检测右眼RE以及左眼LE的眼球表面的反射光、瞳孔的图像,确定视线方向。
[0115]图4是构成头部佩戴型显示装置100的各部的功能框图。
[0116]头部佩戴型显示装置100具备连接成为内容的供给源的各种外部设备OA的接口125。接口 125例如能够使用USB接口、微型USB接口、存储卡用接口等与有线连接对应的接口,也可以由无线通信接口构成。外部设备OA是向头部佩戴型显示装置100供给图像的图像供给装置,能够使用个人计算机(PC)、便携式电话终端、便携式游戏机等。
[0117]控制装置10具有控制部140、输入信息取得部110、存储部120、发送部(Tx) 51以及发送部(Tx) 52。
[0118]输入信息取得部110与操作部135连接。操作部135包括上述的触控板14、方向键16、电源开关18等,输入信息取得部110基于从操作部135输入的信号取得输入内容。另外,控制装置10具备电源部(省略图示),向控制装置10以及图像显示部20的各部供给电源。
[0119]存储部120是非易失性的存储装置,存储各种计算机程序以及与这些程序有关的数据。另外,存储部120也可以存储显示于图像显示部20的静止图像、动态图像的数据。
[0120]存储部120存储设定数据121。设定数据121包括控制部140使用的各种的设定值。设定数据121包括的设定值可以是预先通过操作部135的操作而输入的值,也可以经由通信部117或者接口 125从外部设备OA或者其他的装置(省略图示)接收设定值并存储。
[0121]在控制部140连接有3轴传感器113、GPS115、通信部117以及声音识别部114。3轴传感器113是3轴的加速度传感器,控制部140取得3轴传感器113的检测值。通过3轴传感器113,控制部140能够检测控制装置10的活动,例如能够检测摇摆控制装置10等操作。另外,也可以将3轴传感器113替换成9轴传感器。该情况下,控制部140取得3轴的加速度传感器、3轴的角速度传感器以及3轴的地磁传感器的检测值,例如,能够检测控制装置10的姿势、朝向、活动。
[0122]GPSl 15 具备天线(省略图示),接收 GPS (Global Posit1ning System:全球定位系统)信号,计算控制装置10的当前位置。GPS115将基于GPS信号求出的当前位置、当前时刻向控制部140输出。另外,GPS115也可以具备基于GPS信号所包含的信息取得当前时刻,使控制部140计时的时刻修正的功能。
[0123]通信部117执行遵循无线LAN (WiFi (注册商标))、Miracast (注册商标)、Bluetooth (注册商标)等标准的无线数据通信。
[0124]在外部设备OA与通信部117无线连接的情况下,控制部140通过通信部117取得内容数据,使图像显示部20显示图像。另一方面,在外部设备OA与接口 125有线连接的情况下,控制部140通过接口 125取得内容数据,使图像显示部20显示图像。通信部117以及接口 125作为从外部设备OA取得内容数据的数据取得部DA发挥作用。
[0125]控制部140具备执行程序的CPU(省略图示)、暂时储存CPU执行的程序、数据的RAM(省略图示)、以及非易失性地存储CPU执行的基本控制程序、数据的R0M(省略图示)。控制部140读出存储部120存储的计算机程序并执行,作为操作系统(OS) 150、图像处理部160、图像取得部161、位置检测部162、图像选择部163、动作处理部164、显示位置控制部165、声音处理部187以及显示控制部190发挥作用。
[0126]图像处理部160取得内容所包含的图像信号。图像处理部160从取得到的图像信号分离垂直同步信号VSync、水平同步信号HSync等同步信号。另外,图像处理部160根据分离出的垂直同步信号VSync、水平同步信号HSync的周期,利用PLL(Phase Locked Loop:锁相环)电路等(省略图示)生成时钟信号PCLK。图像处理部160利用A/D转换电路等(省略图示)将同步信号被分离的模拟图像信号转换成数字图像信号。图像处理部160将转换后的数字图像信号作为对象图像的图像数据(图中为Data)按每I帧储存于控制部140的RAM。该图像数据例如是RGB数据。
[0127]此外,图像处理部160也可以根据需要进行将图像数据的分辨率转换成适于右显示驱动部22以及左显示驱动部24的分辨率的分辨率转换处理。另外,图像处理部160也可以执行调整图像数据的亮度、饱和度的图像调整处理、根据3D图像数据制作2D图像数据或者根据2D图像数据制作3D图像数据的2D/3D转换处理等。
[0128]图像处理部160经由发送部51、52分别发送时钟信号PCLK、垂直同步信号VSync、水平同步信号HSync、储存于RAM的图像数据Data。发送部51、52作为收发器发挥作用,执行控制装置10与图像显示部20之间的串行传输。此外,将经由发送部51发送的图像数据Data称为“右眼用图像数据”,将经由发送部52发送的图像数据Data称为“左眼用图像数据”。
[0129]显示控制部190生成控制右显示驱动部22以及左显示驱动部24的控制信号,根据该控制信号,控制分别由右显示驱动部22以及左显示驱动部24进行的图像光的生成以及射出。具体而言,控制由右IXD控制部211进行的右IXD241的驱动开启/关闭、由右背光灯控制部201进行的右背光灯221的驱动开启/关闭。另外,显示控制部190控制由左IXD控制部212进行的左IXD242的驱动开启/关闭、由左背光灯控制部202进行的左背光灯222的驱动开启/关闭。
[0130]声音处理部187取得内容所包含的声音信号,放大取得到的声音信号,向右耳机32以及左耳机34输出。另外,声音处理部187取得由麦克风63收集的声音并转换成数字声音数据。声音处理部187也可以对数字声音数据进行预先设定的处理。
[0131]图像显示部20具备上述的右相机61、左相机62以及距离传感器64。另外,图像显示部20具备接口 25、右显示驱动部22、左显示驱动部24、作为右光学图像显示部26的右导光板261、作为左光学图像显不部28的左导光板262、9轴传感器66以及视线传感器68。
[0132]9轴传感器66是检测加速度(3轴)、角速度(3轴)、地磁(3轴)的运动传感器。控制部140在图像显示部20被佩戴于使用者的头部时,能够基于9轴传感器66的检测值检测使用者的头部的活动。例如,控制部140能够基于9轴传感器66的检测值,推定图像显示部20的倾斜的大小和倾斜的方向。
[0133]接口 25具备连接右软线42和左软线44的连接器。接口 25将从发送部51发送的时钟信号PCLK、垂直同步信号VSync、水平同步信号HSync、图像数据Data向对应的接收部(Rx) 53、54输出。另外,接口 25将从显示控制部190发送的控制信号向对应的接收部53、54、右背光灯控制部201或者左背光灯控制部202输出。
[0134]另外,接口 25是连接右相机61、左相机62、距离传感器64、9轴传感器66以及视线传感器68的接口。右相机61、左相机62的拍摄数据、距离传感器64的检测结果、9轴传感器66的加速度(3轴)、角速度(3轴)、地磁(3轴)的检测结果以及视线传感器68的检测结果经由接口 25发送至控制部140。
[0135]右显示驱动部22具备上述的右背光灯221、右IXD241以及右投影光学系统251。另外,右显示驱动部22具备接收部53、控制右背光灯(BL) 221的右背光灯(BL)控制部201以及驱动右IXD241的右IXD控制部211。
[0136]接收部53作为与发送部51对应的接收器动作,执行控制装置10与图像显示部20之间的串行传输。右背光灯控制部201基于所输入的控制信号驱动右背光灯221。右LCD控制部211基于经由接收部53输入的时钟信号PCLK、垂直同步信号VSync、水平同步信号HSync、右眼用图像数据Data驱动右LCD241。
[0137]左显示驱动部24具有与右显示驱动部22相同的构成。左显示驱动部24具备上述的左背光灯222、左IXD242以及左投影光学系统252。另外,左显示驱动部24具备接收部54、驱动左背光灯222的左背光灯控制部202以及驱动左IXD242的左IXD控制部212。
[0138]接收部54作为与发送部52对应的接收器动作,执行控制装置10与图像显示部20之间的串行传输。左背光灯控制部202基于所输入的控制信号驱动左背光灯222。左IXD控制部212基于经由接收部54输入的时钟信号PC
当前第2页1 2 3 4 5 6 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1