头部佩戴型显示装置、控制其的方法及计算机程序的制作方法_2

文档序号:9843283阅读:来源:国知局
;B2L...注视点向量;B1R…标准向量;B2R…注视点向量
【具体实施方式】
[0045]A.实施方式:
[0046]A-1.头部佩戴型显示装置的构成:
[0047]图1是表示本发明的一个实施方式中的头部佩戴型显示装置的概略构成的说明图。本实施方式的头部佩戴型显示装置100是佩戴于头部的显示装置,也被称为头戴式显示器(Head Mounted Display,HMD)。HMDlOO是利用者可以在对虚像进行视觉识别的同时对外景也直接视觉识别的光学透射型的头戴式显示器。
[0048]本实施方式的HMD100可以执行使用HMD100的CPU对实际存在于现实世界的物体即“实际物体”附加信息的增强现实感(AR,Augmented Reality)处理。在此,物体是指任意的人、任意的动植物、任意的物体(包含人工物体、自然物体等)等。另外,在增强现实感处理中,将针对实际物体附加性地显示的信息称为“虚拟物体”。
[0049]在本实施方式中,“附加性地”是包含以下所有情况的意思。
[0050].使用虚拟物体对实际物体附加信息。
[0051]?使用虚拟物体来强调实际物体。
[0052]?使用虚拟物体来删除实际物体所具有的信息(色、形等)以及使实际物体所具有的信息(色、形等)衰减。
[0053].上述的附加、强调、删除、衰减中的任意2个以上的组合。
[0054]此外,实际物体与附加性地显示于实际物体的虚拟物体可以存在关联,也可以不存在关联。
[0055]本实施方式的HMD100在增强现实感处理中,仅使利用者对包含虚拟物体的虚像进行视觉识别。利用者可以通过观察透射HMD100的实际物体和由虚像表示的虚拟物体这双方来体验增强现实感感。在这种增强现实感处理中,本实施方式的HMD100可以考虑眼的个人差异来确定虚拟物体的位置。
[0056]此外,本实施方式的实际物体包含利用者所给予关心的(例如视线朝向的)物体即“实际关心物体”和利用者不关心的(例如虽然进入视野但视线未朝向的)物体即“实际背景物体”这双方。在本实施方式的增强现实感处理中,包含实际关心物体与实际背景物体这双方的实际物体可以成为处理对象。
[0057]HMD100具备在佩戴于利用者的头部的状态下使利用者对虚像进行视觉识别的图像显示部20和用于控制图像显示部20的控制部(控制器,controller) 10。此外,在以后的说明中,为方便起见,也将利用者通过HMD100进行视觉识别的虚像称为“显示图像”。另夕卜,也将射出HMD100基于图像数据生成的图像光的情况称为“对图像进行显示”。
[0058]A-1-1.图像显示部的构成:
[0059]图2是功能性地示出HMD100的构成的框图。图像显示部20是佩戴于利用者的头部的佩戴体,在本实施方式中为眼镜形状(图1)。图像显示部20具备右保持部21、右显示驱动部22、左保持部23、左显示驱动部24、右光学像显示部26、左光学像显示部28、相机61以及9轴传感器66。以下,对利用者佩戴着图像显示部20的状态下的、图像显示部20的各部分的位置关系与功能进行说明。
[0060]如图1所示,右光学像显示部26和左光学像显示部28以分别位于利用者的右眼前和左眼前的方式配置。右光学像显示部26的一端与左光学像显示部28的一端在与利用者的眉间对应的位置连接。如图2所示,右光学像显示部26具备右导光板261和调光板(图示省略)。右导光板261由光透射性的树脂材料等形成,使从右显示驱动部22输出的图像光边沿着预定的光路反射边被引导至利用者的右眼RE。调光板是薄板状的光学元件,以覆盖图像显示部20的表侧(与利用者的眼一侧相反的一侧)的方式配置。调光板保护导光板261,抑制损伤和/或污垢的附着等。另外,通过调节调光板的光透射率,可以调节进入利用者的眼的外界光量而调节虚像的视觉识别的容易度。此外,调光板可以省略。
[0061]左光学像显示部28具备左导光板262和调光板(图示省略)。它们的具体构成与右光学像显示部26相同。此外,也可将右光学像显示部26和左光学像显示部28简单地统称为“光学像显示部”。关于光学像显示部,只要可以利用图像光在利用者的眼前形成虚像,可以使用任意的方式,例如可以使用衍射光栅来实现,也可以使用半透射半反射膜来实现。
[0062]如图1所示,右保持部21以从右光学像显示部26的另一端ER延伸至与利用者的头的侧部对应的位置的方式设置。左保持部23以从左光学像显示部28的另一端EL延伸至与利用者的头的侧部对应的位置的方式设置。右保持部21和左保持部23如眼镜的镜腿(耳挂部)那样将图像显示部20保持于利用者的头部。此外,也将右保持部21和左保持部23简单地统称为“保持部”。
[0063]如图1所示,右显示驱动部22配置在右保持部21的内侧(与利用者的头部相对的一侧)。左显示驱动部24配置在左保持部23的内侧。如图2所示,右显示驱动部22具备接收部(Rx) 53、作为光源发挥作用的右背光源(BL)控制部201和右背光源(BL) 221、作为显示元件发挥作用的右IXD(液晶显示器,Liquid Crystal Display)控制部211和右IXD241、以及右投射光学系统251。此外,也将右背光源控制部201、右IXD控制部211、右背光源221和右IXD 241统称为“图像光生成部”。
[0064]接收部53作为控制部10与图像显示部20之间的串行传输用的接收器发挥作用。右背光源控制部201基于被输入的控制信号来驱动右背光源221。右背光源221例如是LED(发光二极管,Light Emitting D1de)和/或电致发光体(EL)等发光体。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和右眼用图像数据Data来驱动右IXD 241。右IXD 241是将多个像素配置为矩阵状的透射型液晶面板。右投射光学系统251是将从右LCD 241射出的图像光形成为并行状态的光束的准直透镜。
[0065]左显示驱动部24具备接收部(Rx)54、作为光源发挥作用的左背光源(BL)控制部202和左背光源(BL) 222、作为显示元件发挥作用的左IXD控制部212和左IXD242、以及左投射光学系统252。它们的详细构成与右显示驱动部22相同。此外,也可以将右显示驱动部22和左显示驱动部24简单地统称为“显示驱动部”。
[0066]如图1所示,相机61是分别配置在与利用者的左右的外眼角的上方对应的位置的立体相机。左右的相机61分别拍摄图像显示部20的表侧方向换言之佩戴着HMD100的状态下的利用者的视野方向的外景(外部的景色),获取与左右对应的2张外景图像。相机61是所谓的可见光相机,利用相机61获取的外景图像是由物体所辐射的可见光表示物体的形状的图像。此外,本实施方式中的相机61是立体相机,但也可以是单眼相机。此外,相机61作为“外景图像获取部”发挥作用。
[0067]如图1所示,9轴传感器66配置在与利用者的右侧的太阳穴对应的位置。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。由于9轴传感器66设置于图像显示部20,因此,当图像显示部20佩戴在利用者的头部时,作为检测头戴式显示器100的利用者的头部的移动的移动检测部发挥作用。在此,头部的移动包含头部的速度/加速度/角速度/朝向/朝向的变化。
[0068]如图1所示,图像显示部20具备用于连接图像显示部20与控制部10的连接部40。连接部40包含与控制部10连接的主体软线48、主体软线48所分支的右软线42和左软线44、以及设置于分支点的连结部件46。在连结部件46设置有用于连接耳机插头30的插孔。右耳机32和左耳机34从耳机插头30延伸。图像显示部20与控制部10经由连接部40来进行各种信号的传输。连接部40的各软线例如可以采用金属线缆和/或光纤。
[0069]A-1-2.控制部的构成:
[0070]控制部10是用于控制HMD100的装置。如图1所示,控制部10具备确定键11、点亮部12、显示切换键13、触控板14、亮度切换键15、方向键16、菜单键17以及电源开关18。确定键11检测按下操作而输出用于确定控制部10中被操作的内容的信号。点亮部12例如利用LED实现,利用发光状态通知HMD100的工作状态(例如电源的接通/关断等)。显示切换键13检测按下操作而输出例如将内容动态图像的显示模式切换为3D和2D的信号。
[0071]触控板14检测触控板14的操作面上的利用者的手指的操作而输出与检测内容相应的信号。作为触控板14,可以采用静电式和/或压力检测式、光学式之类的各种方式。亮度切换键15检测按下操作而输出增减图像显示部20的亮度的信号。方向键16检测针对与上下左右方向对应的键的按下操作而输出与检测内容相应的信号。电源开关18通过检测开关的滑动操作来切换HMD100的电源接通状态。
[0072]如图2所示,控制部10具备输入信息获取部110、存储部120、电源130、无线通信部132、GPS模块134、CPU140、接口 180、以及发送部(Tx) 51和52,各部分通过未图示的总线相互连接。
[0073]输入信息获取部110获取与针对确定键11、显示切换键13、触控板14、亮度切换键15、方向键16、菜单键17以及电源开关18的操作输入相应的信号。输入信息获取部110可以获取使用上述以外的各种方法的操作输入。例如,也可以获取基于脚踏开关(通过利用者的脚操作的开关)的操作输入。例如,也可以获取与视线检测部(图示省略)所检测到的利用者的视线和/或眼的移动对应的指令的操作输入。上述指令也可以由利用者以可增加的方式设定。例如,也可以使用相机61来检测利用者的手势而获取与手势对应的指令的操作输入。在手势检测时,可以将利用者的指尖、戴在利用者的手上的戒指和/或利用者手持的医疗器具等作为移动检测用的记号。只要可以获取基于上述的方法的操作输入,则即使在利用者难以腾出手的操作中,输入信息获取部110也可以获取来自利用者的操作输入。
[0074]存储部120由ROM、RAM、DRAM、硬盘等构成。存储部120中保存有以操作系统(OS)为代表的各种计算机程序。另外,存储部120中存储有距离信息122。
[0075]距离信息122中预先存储有用于在下述的偏移校正处理中使用的、与利用者的眼相关的距离的信息。在本实施方式中,距离信息122中包含眼间距离和显示部距离。眼间距离是利用者的右眼RE与左眼LE之间的距离。在本实施方式中,将右光学像显示部26的中心与左光学像显示部28的中心之间的距离视为利用者的右眼RE与左眼LE之间的距离。因此,眼间距离中预先保存有基于HMD100的设计值的右光学像显示部26的中心与左光学像显示部28的中心之间的距离(例如,65mm)。显示部距离是利用者的右眼RE(或者左眼LE)的中央凹与光学像显示部之间的距离。在本实施方式中,预先保存有预定的值(例如,45mm)作为默认值。中央凹是位于人的眼的视网膜的黄斑部的中心的组织,是有助于高精确的中心视野中的视觉的组织的名称。此外,眼间距离和显示部距离也可以由利用者适当变更。
[0076]电源130向HMD100的各部分供给电力。作为电源130,可以使用例如二次电池。
[0077]无线通信部132依据预定的无线通信标准在无线通信部132与外部装置之间进行无线通信。预定的无线通信标准是指例如以红外线、Bluetooth(注册商标)例示的近距离无线通信、以IEEE802.11例示的无线LAN等。
[0078]GPS模块134接收来自GPS卫星的信号,据此检测HMD100的利用者的当前位置,并生成表示利用者的当前位置信息的当前位置信息。当前位置信息可以利用例如表示玮度经度的坐标来实现。
[0079]CPU140读出并执行保存在存储部120中的计算机程序,据此作为增强现实感处理部142、偏移检测部144、操作系统(OS) 150、图像处理部160、声音处理部170、显示控制部190发挥作
当前第2页1 2 3 4 5 
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