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_4

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标PR(Xl,yi,O)与假定利用标准的利用者的双眼对记号OB进行视觉识别的标准坐标(XpYpZ1)的向量,并将所求取的向量作为右眼的标准向量BIR。右眼的标准向量BlR可以等同视为连结标准的利用者的右眼RE的中央凹70R与晶状体60R的中心的向量。
[0119]在步骤S112中,偏移检测部144求取右眼的注视点向量B2R。具体而言,偏移检测部144求取连结图6的右眼用图像数据Datal内的记号OB的坐标PR(X1, yi,O)与利用实际的利用者的双眼对记号OB进行视觉识别而得的注视点坐标(X2,Y2,Z2)的向量,并将所求取的向量作为右眼的注视点向量B2R。右眼的注视点向量B2R可以等同视为连结实际的利用者的右眼REa的中央凹70Ra与晶状体60Ra的中心的向量。
[0120]在步骤S114中,偏移检测部144求取右眼的标准向量BlR与右眼的注视点向量B2R的角度差Δ Θ R(x,y,z)。角度差Δ Θ R的X表示俯仰角(pitch angle)的角度差,y表示偏航角(yaw angle)的角度差,z表示滚转角(roll angle)的角度差。
[0121]图8是用于对偏移校正处理的步骤S116以后的处理进行说明的图。在图8中,省略了光学像显示部和利用者的双眼以外的图示,标准的利用者的双眼RE、LE用虚线图示,实际的利用者的双眼REa、LEa用实线图示。图8所示的距离L。是存储于距离信息122的显示部距离。
[0122]在图4的步骤S116中,增强现实感处理部142求取与想使实际的利用者对虚拟物体进行视觉识别的距离L1 (图8)相应的右眼用校正量。具体而言,设从利用者的右眼RE虚拟地引向无限远方向的虚拟直线与右眼的标准向量BlR之间的俯仰角的角度差为Θ Rx0设右眼的标准向量BlR与右眼的注视点向量B2R的角度差Δ Θ R(x, y,z)中的、俯仰角的角度差为△ 0RX。另外,设从利用者的右眼RE虚拟地引向无限远方向的虚拟直线与标准坐标(XpYpZ1)之间的X轴方向的长度为dx。设标准坐标(XpYpZ1)与注视点坐标(X2,Y2,Z2)之间的X轴方向的长度为AXp
[0123]此时,上述的各值满足以下的式3、式4的关系。
[0124]tan Θ Rx = dx/L;...(式 3)
[0125]tan ( Θ Rx+ Δ θ Rx) = (dx+ Δ Xi) /Li …(式 4)
[0126]增强现实感处理部142可以通过针对“ Δ Θ RX”求解式3、式4来求取右眼用图像数据Datal内的记号OB的坐标PR(X1, Y1,0)的x轴方向上的右眼用校正量。
[0127]增强现实感处理部142同样地求取右眼用图像数据Datal内的记号OB的坐标PR(X1, Y1^O)的y轴方向、z轴方向上的右眼用校正量。例如,在求取y轴方向上的校正量的情况下,将上述记载中的、“俯仰角”替换为“偏航角”,将“X轴方向”替换为“y轴方向”,将“ 0RX”替换为“ 0Ry”d#“A 0取”替换为“六Θ Ry”,将“dx”替换为“dy”,将“六乂工”替换为“ Λ Y/’即可。
[0128]在图4的步骤S118中,增强现实感处理部142基于在步骤S116中求得的x、y、z轴方向上的右眼用校正量,对增强现实感处理的次序a5中生成的附加图像数据内的虚拟物体的位置进行校正。
[0129]在步骤S120中,增强现实感处理部142将校正后的附加图像数据作为右眼用图像数据Datal向图像处理部160发送。
[0130]在图4的步骤S150?S160中,执行左眼用的处理。S卩,偏移检测部144求取左眼的标准向量BlL (步骤S150),求取左眼的注视点向量B2L (步骤S152),并求取它们的角度差Δ 0L(x,y,z)(步骤S154)。增强现实感处理部142求取与所求取的角度差Δ 0L(x,y,z)和想要使实际的利用者对虚拟物体进行视觉识别的距离L1对应的左眼用校正量(步骤S156)。增强现实感处理部142将使用左眼用校正量校正了虚拟物体的位置(步骤S158)的附加图像数据作为左眼用图像数据Data2向图像处理部160发送(步骤S160)。
[0131]在接收到右眼用图像数据Datal和左眼用图像数据Data2的图像处理部160中,执行上述的显示处理。结果,导入到右眼REa的图像光和导入到左眼LEa的图像光在视网膜(尤其在中央凹附近)上成像,据此HMD100的实际的利用者可以对包含考虑了人的眼的个人差异(眼的位置、眼球的形状、与眼中的视觉相关的部位(例如晶状体、视网膜、中央凹等)的位置的差异)而进行了位置对准而得的虚拟物体的虚像进行视觉识别。
[0132]如上所述,根据本实施方式的偏移校正处理(图4),偏移检测部144可以检测形成在三维空间上的记号OB的标准坐标(X1JpZ1)与表示利用者注视记号OB时的注视点的注视点坐标(X2,Y2,Z2)之间的偏移。上述“偏移”是标准的利用者注视记号OB时的注视点FP与头部佩戴型显示装置(HMD100)的实际的利用者注视记号OB时的注视点FP之间的偏移,是由于实际的利用者的眼REa、LEa的个人差异而产生的偏移。另外,增强现实感处理部142使用由偏移检测部144检测到的标准坐标(X1JpZ1)与注视点坐标(X2,Y2,Z2)之间的偏移(即,因实际的利用者的眼REa、LEa的个人差异而产生的偏移),来配置用于向实际物体附加性地显示的虚拟物体(次序a6)。结果,能够提供可实现考虑了眼的个人差异的增强现实感处理(次序al?a6)的头部佩戴型显示装置。
[0133]进而,根据本实施方式的偏移校正处理(图4),偏移检测部144可以将标准坐标(X1, Y1, Z1)与注视点坐标(X2,Y2, Z2)之间的偏移定义为:可等同视为连结标准的利用者的眼RE、LE的中央凹70R、70L与晶状体60R、60L的中心的向量的“标准向量B1R、B1L”与可等同视为连结实际的利用者的眼REa、LEa的中央凹70Ra、70La与晶状体60Ra、60La的中心的向量的“注视点向量B2R、B2L”的角度差Δ 0R、Δ 0L。另外,由于角度差Δ Θ R、Δ Θ L包含俯仰角的角度差A 0RX、Δ 0Lx、偏航角的角度差Δ 0Ry、Δ 0Ly、滚转角的角度差Δ Θ RZ、Δ Θ Lz,所以偏移检测部144可以求取关于三维空间上的正交坐标系的X轴、y轴、以及z轴的每一个的、标准向量B1R、BlL与注视点向量B2R、B2L的角度差。
[0134]A-3.偏移校正处理的变形:
[0135]此外,也可以对偏移校正处理(图4)实施以下这样的变形I?3。变形I?3可以单独采用,也可以组合来采用。此外,在变形I?3的说明中,仅对与上述实施方式不同的部分进行说明。关于以下不进行说明的步骤,均与上述实施方式相同。
[0136]A-3-1.变形 1:
[0137]在变形I中,针对不同的多个标准坐标,检测标准坐标与注视点坐标之间的偏移,据此来提高偏移校正处理的精度。
[0138]在图4中,偏移检测部144 一边改变标准坐标的X1、Y1、Z1的具体的值,一边反复执行步骤S102?SI 14的一系列的处理,即,使利用者在标准坐标(XI,Yl,Zl)上对记号OB进行视觉识别、求取注视点坐标(X2,Y2,Z2)、检测标准向量BlR与注视点向量B2R的角度差Δ 0R(x,y,z)作为标准坐标与注视点坐标之间的偏移这一系列的处理。同样地,偏移检测部144对于步骤S102?S154的一系列的处理,也是一边改变标准坐标的X1、Y1、Z1的具体的值,一边反复执行。
[0139]此时,优选地,使标准坐标在利用者的视野内尽可能地分散。例如,优选地,偏移检测部144设第一次处理中的标准坐标为利用者的视野的右上端部,设第二次处理中的标准坐标为利用者的视野的左上端部,设第三次处理中的标准坐标为利用者的视野的左下端部,设第四次处理中的标准坐标为利用者的视野的右下端部,设第五次处理中的标准坐标为利用者的视野的中央部。
[0140]在图4的步骤S116中,增强现实感处理部142使用所求得的多个标准坐标与注视点坐标之间的偏移(角度差A 0R),来求取右眼用校正量。具体而言,增强现实感处理部142可以使用以下的方法bl、b2中的任意一种来求取右眼用校正量。
[0141](bl)增强现实感处理部142从所求得的多个角度差Δ Θ R中选择:使用与想要使实际的利用者对虚拟物体进行视觉识别的X轴方向的位置和y轴方向的位置最近的标准坐标来求取的I个角度差A Θ R0增强现实感处理部142使用所选择的角度差△ Θ R来执行图4的步骤SI 16中说明的处理,据此求取右眼用校正量。
[0142](b2)增强现实感处理部142求取所求得的多个角度差Δ Θ R的平均值。平均值对于俯仰角的角度差A 0RX、偏航角的角度差Δ 0Ry、滚转角的角度差Δ Θ Rz分别求取。增强现实感处理部142使用所求得的角度差△ Θ R的平均值来执行图4的步骤S116中说明的处理,据此求取右眼用校正量。
[0143]同样地,在步骤S156中,增强现实感处理部142使用所求得的多个角度差Δ 0L来求取左眼用校正量。
[0144]这样,根据变形1,由于增强现实感处理部142使用对于不同的多个标准坐标(XI,YLZ1)分别检测出的多个偏移(△ 0R,△ 0L)来配置虚拟物体,因此可以提高在增强现实感处理(次序al?a6)中考虑的眼的个人差异的精度。
[0145]A-3-2.变形 2:
[0146]在变形2中,与变形I同样地,针对不同的多个标准坐标,检测标准坐标与注视点坐标之间的偏移,据此来提高偏移校正处理的精度。进而,在变形2中,将由HMD100内的任意的应用程序形成的任意的显示用作记号0B。此外,在变形2的说明中,仅对与变形I不同的部分进行说明。在以下不进行说明的步骤与变形I是相同的。
[0147]图9是用于对变形2进行说明的图。图9的(A)以及图9的(B)均示意性地示出显现由HMD100内的认证应用程序形成的认证画面頂的虚像VI。认证画面頂具备9个输入区域Al?A9。认证应用程序是在利用者利用输入区域Al?A9输入的密码与预先存储于HMD100内的密码一致的情况下判定为利用者是HMD100的正当的利用者,并执行例如画面锁定解除等处理的应用程序。
[0148]偏移检测部144设反复执行步骤S102?3114(左眼的情况下为步骤3102?S154)的一系列的处理时的“标准坐标”为认证画面頂内的假定利用者的触碰的坐标。例如,在利用者的密码为“ACH”的情况下,偏移检测部144设第一次的标准坐标为被分配字符串“A”的输入区域Al的例如中央部的坐标(图9的(A))。该情况下,输入区域Al的“A”这一显示被用作第一次的记号0B。同样地,偏移检测部144设第二次的标准坐标为被分配字符串“C”的输入区域A3的中央部的坐标(图9的(B)),设第三次的标准坐标为被分配字符串“H”的输入区域AS的中央部的坐标。该情况下,输入区域A3的“C”这一显示被用作第二次的记号0B,输入区域AS的“H”这一显示被用作第三次的记号0B。
[0149]此外,在上述的说明中例示了认证应用程序,偏移检测部144也可以利用由HMD100内的任意的应用程序(例如,游戏应用程序、文字输入应用程序、基于手势的输入应用程序等)形成的任意的显示(例如,文字、图形、图像等)作为记号0B。
[0150]这样,根据变形2,偏移检测部144利用由头部佩戴型显示装置内(HMD100)的任意的应用程序形成的任意的显示作为记号0B,在任意的应用程序的背景中,可以执行用于检测标准坐标(XI,YL Zl)与注视点坐标(X2,Y2,Z2)之间的偏移(Δ Θ R,Δ Θ L)的一系列的处理。结果,可以使利用者省事。
[0151]A-3-3.变形 3:
[0152]在变形3中,以不使用立体相机的方式实现与上述实施方式同样的处理。
[0153]在变形3中,图2所示的相机61为单眼相机。另外,在HMD100的图像显示部20搭载有可以获取到正面的
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