CN104238119A - 头戴式显示装置以及头戴式显示装置的控制方法 - Google Patents
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Abstract
能够不使构成头戴式显示装置的部件机械地移动,而变更使用者视觉确认的虚像中的图像的焦距。头戴式显示装置具备生成表示图像的图像光并射出的一对显示驱动部、和以使图像光从显示驱动部的射出区域射出的方式控制显示驱动部的图像处理部。图像处理部为了变更使用者视觉确认的虚像中的图像的焦距,以以下的方式控制一对显示驱动部,即、使射出区域向由从一方显示驱动部射出的图像光形成的像、和由从另一方显示驱动部射出的图像光形成的像相互联动地接近的第1方向,以及由从一方显示驱动部射出的图像光形成的像、和由从另一方显示驱动部射出的图像光形成的像相互联动地远离的第2方向的任意一个方向移动。
Description
技术领域
本发明涉及头戴式显示装置。
背景技术
已知有作为佩戴于头部的显示装置的头戴式显示装置(头戴式显示器(Head Mounted Display,HMD))。头戴式显示装置例如利用液晶显示器和光源生成表示图像的图像光,并利用投射光学系统、导光板等将生成的图像光导向使用者的眼,从而使使用者确认虚像。
专利文献1记载了在这样的头戴式显示装置中,能够实现在匹配使用者的焦点的距离上的虚像的显示的技术。在专利文献1所记载的技术中,传感器检测使用者的左右眼的视线,虚像距离控制单元根据检测到的视线方向,移动控制与使用者的左右眼对应的显示面板。这样,在专利文献1所记载的技术中,能够变更使用者视觉确认的虚像中的图像的焦距。
专利文献1:日本特开平10-262165号公报
在专利文献1所记载的技术中,通过使与使用者的左右眼对应的显示面板机械地移动,实现图像的焦距的变更。因此,需要用于使显示面板移动的构成,存在引起头戴式显示装置的大型化、重量的增加、成本增加这样的课题。因此,期望能够不使构成头戴式显示装置的部件机械地移动,而变更使用者视觉确认的虚像中的图像的焦距的技术。
发明内容
本发明是为了解决上述课题的至少一部分而完成的,能够作为以下的方式实现。
(1)根据本发明的一方式,提供使用者能够同时视觉确认虚像和外景的头戴式显示装置。该头戴式显示装置是具备:一对显示驱动部,其生成表示图像的图像光并射出;以及图像处理部,其以使上述图像光从上述显示驱动部的射出区域射出的方式控制上述显示驱动部,上述图像处理部为了变更使用者视觉确认的虚像中的图像的焦距,而以以下的方式控制上述一对显示驱动部,即、使上述射出区域向由从一方上述显示驱动部射出的上述图像光形成的像、和由从另一方上述显示驱动部射出的上述图像光形成的像相互联动地接近的第1方向,以及由从一方上述显示驱动部射出的上述图像光形成的像、和由从另一方上述显示驱动部射出的上述图像光形成的像相互联动地远离的第2方向的任意一个方向移动的头戴式显示装置。根据该方式的头戴式显示装置,图像处理部通过以以下的方式控制一对显示驱动部,即、使射出区域向由从一方显示驱动部射出的图像光形成的像、和由从另一方显示驱动部射出的图像光形成的像相互联动地接近的第1方向,以及由从一方显示驱动部射出的图像光形成的像、和由从另一方显示驱动部射出的图像光形成的像相互联动地远离的第2方向的任意一个方向移动,来变更使用者视觉确认的虚像中的图像的焦距。这样一来,能够不使构成头戴式显示装置的部件机械地移动,而获得与使与使用者的左右眼对应的显示元件(例如显示面板等)机械地移动相同的结果。其结果,根据本方式的头戴式显示装置,能够不使构成头戴式显示装置的部件机械地移动,而能够变更使用者视觉确认的虚像中的图像的焦距。
(2)在上述方式的头戴式显示装置中,也可以是上述射出区域是与上述显示驱动部射出上述图像光所使用的区域亦即基准区域相比,在水平方向上较小的区域。根据该方式的头戴式显示装置,能够使射出区域在水平方向上比基准区域小。
(3)在上述方式的头戴式显示装置中,也可以是上述图像处理部为了变更使用者视觉确认的虚像中的图像的焦距,以使上述射出区域向上述第1方向移动的方式控制上述一对显示驱动部。根据该方式的头戴式显示装置,图像处理部为了变更使用者视觉确认的虚像中的图像的焦距,而以使射出区域向像相互联动地接近的第1方向移动的方式控制一对显示驱动部。其结果,能够变更针对由虚像表示的图像的使用者的右眼和左眼的收敛角,使用者能够感知进深。
(4)在上述方式的头戴式显示装置中,也可以是上述图像处理部还获取上述焦距的目标值,根据获取的上述目标值求出上述射出区域的移动量,并基于求出的上述移动量使上述一个显示驱动部的上述射出区域、和上述另一个显示驱动部的上述射出区域移动。根据该方式的头戴式显示装置,图像处理部获取焦距的目标值,根据获取的目标值求出射出区域的移动量,并基于求出的移动量使一对显示驱动部的射出区域移动。在一对显示驱动部中,若由从一方显示驱动部射出的图像光形成的像、和由从另一方显示驱动部射出的图像光形成的像相互联动地接近,则针对由两图像光形成的像的使用者的右眼和左眼的收敛角变大。即,使用者能够较近地感知图像。因此,这样一来,图像处理部能够基于焦距的目标值变更图像的焦距。
(5)在上述方式的头戴式显示装置中,也可以是还具备测定从上述使用者到在上述使用者的眼前存在的物体为止的距离的距离测定部,上述图像处理部还将测定出的上述距离作为上述目标值获取。根据该方式的头戴式显示装置,图像处理部能够根据到在使用者的眼前存在的物体为止的距离,变更图像的焦距。
(6)在上述方式的头戴式显示装置中,也可以是还具备检测上述使用者的视线的方向的视线检测部,上述距离测定部测定到在检测出的上述视线的方向上存在的上述物体为止的距离。根据该方式的头戴式显示装置,图像处理部能够使用到在使用者的视线的方向上存在的物体为止的距离,变更图像的焦距。
(7)在上述方式的头戴式显示装置中,也可以是还具备检测在上述使用者的眼前存在的规定的标记的标记检测部,上述图像处理部在检测到上述规定的标记的情况下,变更上述图像的焦距。根据该方式的头戴式显示装置,图像处理部能够仅在使用者的眼前存在规定的标记的情况下,变更图像的焦距。
(8)在上述方式的头戴式显示装置中,也可以是上述图像处理部为了使使用者视觉确认的虚像中的图像的焦距无限远,而以使一方上述显示驱动部的上述射出区域为上述基准区域的右端,使另一方上述显示驱动部的上述射出区域为上述基准区域的左端的方式控制上述一对显示驱动部。根据该方式的头戴式显示装置,图像处理部使一方显示驱动部的射出区域为基准区域的右端,使另一方显示驱动部的射出区域为基准区域的左端。这样,在使图像的焦距无限远的状态,换句换说,在使左右的图像显示于使用者的两眼平行地注视正前方的位置的平行视图的状态下,若使显示驱动部的射出区域为基准区域的左右的端部,则图像处理部能够有效地利用基准区域的全部,变更图像与使用者的两眼之间的收敛角。
(9)在上述方式的头戴式显示装置中,也可以是上述图像处理部为了使使用者视觉确认的虚像中的图像的焦距无限远,而以使上述射出区域的大小为与上述基准区域相同的大小,并使上述一对显示驱动部的上述射出区域为上述基准区域的中央的方式控制上述一对显示驱动部。根据该方式的头戴式显示装置,图像处理部以使射出区域的大小为与基准区域相同的大小的方式控制显示驱动部。因此,图像处理部在使图像的焦距无限远的状态,换句话说,在使左右的图像显示于使用者的两眼平行地注视正前方的位置的平行视图的状态下,能够增大作为虚像显示的图像的尺寸。
上述的本发明的各方式具有的多个构成要素并不均为必要的要素,为了解决上述的课题的一部分或者全部,或者,为了实现本说明书所记载的效果的一部分或者全部,能够适当地对上述多个构成要素的一部分的构成要素进行变更、删除、与新的构成要素的替换、限定内容的一部分的删除。另外,为了解决上述的课题的一部分或者全部,或者,为了实现本说明书所记载的效果的一部分或者全部,也能够将上述的本发明的一方式所包含的技术特征的一部分或者全部与上述的本发明的其他的方式所包含的技术特征的一部分或者全部组合,作为本发明的独立的一个方式。
例如,本发明的一方式能够作为具备了显示驱动部和图像处理部两个要素中的一部分或者全部的要素的装置实现。即,该装置可以具有显示驱动部,也可以不具有。另外,该装置可以具有图像处理部,也可以不具有。这样的装置例如能够作为头戴式显示装置实现,但也能够作为头戴式显示装置以外的其他的装置实现。上述的头戴式显示装置的各方式的技术特征的一部分或者全部均能够应用于该装置。
此外,本发明能够以各种方式实现,例如,能够以头戴式显示装置以及头戴式显示装置的控制方法、头戴式显示系统、用于实现这些方法、装置或者系统的功能的计算机程序、记录了该计算机程序的记录介质等方式实现。
附图说明
图1是表示本发明的一实施方式的头戴式显示装置的概略结构的说明图。
图2是功能性地表示头戴式显示器的构成的框图。
图3是表示焦距表格的一个例子的说明图。
图4是表示使用者视觉确认的虚像的一个例子的说明图。
图5是表示焦距变更处理的顺序的流程图。
图6是说明显示驱动部的基准区域的大小与图像光实际从显示驱动部射出的射出区域的大小的关系的说明图。
图7是说明焦距无限远的情况下由从显示驱动部射出的图像光形成的像的说明图。
图8是说明焦距为0.3m的情况下由从显示驱动部射出的图像光形成的像的说明图。
图9是说明焦距为0.3m的情况下使用者视觉确认的虚像的说明图。
图10是用于说明焦距变更处理的第1变形的说明图。
图11是用于说明焦距变更处理的第2变形的说明图。
图12是表示在焦距变更处理的第2变形中使用的焦距表格的一个例子的说明图。
图13是功能性地表示第2实施方式的头戴式显示器的构成的框图。
图14是功能性地表示第3实施方式的头戴式显示器的构成的框图。
图15是表示变形例的头戴式显示器的外观的构成的说明图。
具体实施方式
A.第1实施方式:
A-1.头戴式显示装置的构成:
图1是表示本发明的一实施方式的头戴式显示装置的概略结构的说明图。头戴式显示装置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)。本实施方式的头戴式显示器100是使用者在视觉确认虚像的同时也能够直接视觉确认外景的光学透射式的头戴式显示装置,是能够变更使用者视觉确认的虚像中的图像的焦距的头戴式显示装置。此外,在本实施方式中所谓的“使用者视觉确认的虚像中的图像的焦距”是指,头戴式显示器100的使用者的两眼与随着头戴式显示器100的使用而使用者视觉确认的虚像所包含的图像成像的位置之间的距离。
头戴式显示器100具备在佩戴于使用者的头部的状态下使使用者视觉确认虚像的图像显示部20、和控制图像显示部20的控制部(控制器)10。
图像显示部20是佩戴于使用者的头部的佩戴体,在本实施方式中具有眼镜形状。图像显示部20包括右保持部21、右显示驱动部22、左保持部23、左显示驱动部24、右光学图像显示部26、以及左光学图像显示部28。右光学图像显示部26以及左光学图像显示部28分别以在使用者佩戴了图像显示部20时位于使用者的右以及左眼前的方式配置。右光学图像显示部26的一端与左光学图像显示部28的一端在与使用者佩戴了图像显示部20时的使用者的眉间对应的位置相互连接。
右保持部21是从右光学图像显示部26的另一端亦即端部ER,到与使用者佩戴了图像显示部20时的使用者的侧头部对应的位置延伸地设置的部件。同样地,左保持部23是从左光学图像显示部28的另一端亦即端部EL,到与使用者佩戴了图像显示部20时的使用者的侧头部对应的位置延伸地设置的部件。右保持部21以及左保持部23如眼镜的脚丝(镜腿),将图像显示部20保持在使用者的头部。
右显示驱动部22配置在右保持部21的内侧,也就是与使用者佩戴了图像显示部20时的使用者的头部对置的一侧。另外,左显示驱动部24配置在左保持部23的内侧。此外,以下,不区别右保持部21以及左保持部23而作为“保持部”进行说明。同样地,不区别右显示驱动部22以及左显示驱动部24而作为“显示驱动部”进行说明,不区别右光学图像显示部26以及左光学图像显示部28而作为“光学图像显示部”进行说明。
显示驱动部包括液晶显示器(Liquid Crystal Display,以下称为“LCD”)241、242、投射光学系统251、252等(参照图2)。后述显示驱动部的构成的详细内容。作为光学部件的光学图像显示部包括导光板261、262(参照图2)和调光板。导光板261、262由透光性的树脂材料等形成,将从显示驱动部输出的图像光导向使用者的眼。调光板是薄板状的光学元件,以覆盖图像显示部20的表侧(与使用者的眼的一侧相反的一侧)的方式配置。调光板保护导光板261、262,抑制导光板261、262的损伤、污渍的附着等。另外,通过调整调光板的透光率,能够调整进入使用者的眼的外光量从而调整虚像的视觉确认的难易度。此外,调光板能够省略。
图像显示部20还具有用于将图像显示部20与控制部10的连接部40。连接部40包括与控制部10连接的主软线48、主软线48分支为两根的右软线42以及左软线44、设于分支点的连结部件46。在连结部件46设有用于连接耳机插头30的插孔。右耳机32以及左耳机34从耳机插头30延伸。
图像显示部20和控制部10经由连接部40进行各种信号的传输。在主软线48的与连结部件46相反的一侧的端部和控制部10分别设有相互嵌合的连接器(图示省略),通过主软线48的连接器与控制部10的连接器的嵌合/嵌合解除,控制部10与图像显示部20连接、分开。右软线42、左软线44、以及主软线48例如能够采用金属电缆、光纤。
控制部10是用于控制头戴式显示器100的装置。控制部10包括点亮部12、触摸板14、十字键16、以及电源开关18。点亮部12通过其发光方式通知头戴式显示器100的动作状态(例如,电源的接通、断开等)。作为点亮部12,例如能够使用LED(Light Emitting Diode:发光二极管)。触摸板14检测触摸板14的操作面上的接触操作,并输出与检测内容对应的信号。作为触摸板14,能够采用静电式、压力检测式、光学式等各种触摸板。十字键16检测针对与上下左右方向对应的键的按下操作,并输出与检测内容对应的信号。电源开关18通过检测开关的滑动操作,切换头戴式显示器100的电源的状态。
图2是功能性地表示头戴式显示器100的构成的框图。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、发送部(Tx)51以及52,各部通过未图示的总线相互连接。
输入信息获取部110例如获取与针对触摸板14、十字键16、电源开关18等的操作输入对应的信号。存储部120由ROM、RAM、DRAM、硬盘等构成。在存储部120储存有焦距表格122。焦距表格122是在图像处理部160执行的焦距变更处理中使用的表格。焦距变更处理是变更头戴式显示器100的使用者视觉确认的虚像中的图像的焦距的处理。详细后述。
图3是表示焦距表格122的一个例子的说明图。焦距表格122包括移动量、和焦距。在移动量储存有0(像素)~n(像素)的数字。这里n表示任意的整数。在焦距储存有表示在使从显示驱动部射出的图像光从初始状态移动储存于“移动量”的像素数的情况下的、头戴式显示器100的使用者视觉确认的图像的焦距的数字。例如,在图3的例子中,可知在移动量为0像素的情况下,头戴式显示器100的使用者视觉确认的图像的焦距为无限远。另外,可知在移动量为1像素的情况下,使用者视觉确认的图像的焦距为199m。
电源130向头戴式显示器100的各部供给电力。作为电源130,例如能够使用二次电池。无线通信部132按照无线LAN、蓝牙等规定的无线通信标准,在与其他的设备之间进行无线通信。GPS模块134通过接收来自GPS卫星的信号,检测自身的当前位置。
CPU140通过读出储存于存储部120的计算机程序并执行,来作为操作系统(ОS)150、图像处理部160、声音处理部170、以及显示控制部190发挥作用。
图像处理部160基于经由接口180、无线通信部132输入的内容(影像)生成信号。然后,图像处理部160经由连接部40将生成的信号供给至图像显示部20,从而控制图像显示部20。用于向图像显示部20供给的信号在模拟形式和数字形式的情况不同。模拟形式的情况下,图像处理部160生成时钟信号PCLK、垂直同步信号VSync、水平同步信号HSync、以及图像数据Data并发送。具体而言,图像处理部160获取内容所包含的图像信号。获取的图像信号例如为动态图像的情况下,一般为由每1秒30个的帧图像构成的模拟信号。图像处理部160从获取的图像信号分离出垂直同步信号VSync、水平同步信号HSync等同步信号,并根据这些信号的周期,通过PLL电路等生成时钟信号PCLK。图像处理部160使用A/D转换电路等将分离了同步信号的模拟图像信号转换为数字图像信号。图像处理部160将转换后的数字图像信号作为RGB数据的图像数据Data,一帧一帧地储存于存储部120内的DRAM。另一方面,为数字形式的情况下,图像处理部160生成时钟信号PCLK、和图像数据Data并发送。具体而言,内容为数字形式的情况下,时钟信号PCLK与图像信号同步地输出,所以不需要垂直同步信号VSync以及水平同步信号HSync的生成、和模拟图像信号的A/D转换。此外,图像处理部160也可以针对储存于存储部120的图像数据Data,执行分辨率转换处理、亮度、彩度的调整这样的各种色调修正处理、梯形失真修正处理等图像处理。
图像处理部160经由发送部51、52分别发送生成的时钟信号PCLK、垂直同步信号VSync、水平同步信号HSync、以及储存于存储部120内的DRAM的图像数据Data。此外,也将经由发送部51发送的图像数据Data称为“右眼用图像数据Data1”,也将经由发送部52发送的图像数据Data称为“左眼用图像数据Data2”。发送部51、52作为用于控制部10与图像显示部20之间的串行传输的收发器发挥作用。
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。具体而言,显示控制部190通过控制信号,独立地控制利用右LCD控制部211的右LCD241的驱动启动/关闭、利用右背光灯控制部201的右背光灯221的驱动启动/关闭、利用左LCD控制部212的左LCD242的驱动启动/关闭、利用左背光灯控制部202的左背光灯222的驱动启动/关闭等,从而控制右显示驱动部22以及左显示驱动部24的各个的图像光的生成以及射出。显示控制部190分别经由发送部51以及52发送针对右LCD控制部211和左LCD控制部212的控制信号。同样地,显示控制部190分别发送针对右背光灯控制部201和左背光灯控制部202的控制信号。
声音处理部170获取内容所包含的声音信号,放大获取的声音信号,并对与连结部件46连接的右耳机32内的未图示的扬声器以及左耳机34内的未图示的扬声器进行供给。此外,例如,采用了Dolby(注册商标)系统的情况下,进行针对声音信号的处理,并从右耳机32以及左耳机34分别输出例如改变了频率等的不同的声音。
接口180是用于针对控制部10连接成为内容的供给源的各种外部设备OA的接口。作为外部设备ОA,例如,有个人计算机PC、移动电话终端、游戏机终端等。作为接口180,例如,能够使用USB接口、微型USB接口、存储卡用接口等。
图像显示部20具备右显示驱动部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、作为左光学图像显示部28的左导光板262、以及9轴传感器66。9轴传感器66是检测加速度(3轴)、角速度(3轴)、地磁(3轴)的动作传感器。
右显示驱动部22包括接收部(Rx)53、作为光源发挥作用的右背光灯(BL)控制部201以及右背光灯(BL)221、作为显示元件发挥作用的右LCD控制部211以及右LCD241、以及右投射光学系统251。此外,也将右背光灯控制部201、右LCD控制部211、右背光灯221、以及右LCD241总称为“图像光生成部”。
接收部53作为用于控制部10与图像显示部20之间的串行传输的接收机发挥作用。右背光灯控制部201基于输入的控制信号,驱动右背光灯221。右背光灯221例如是LED、场致发光(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、以及右眼用图像数据Data1,驱动右LCD241。右LCD241是矩阵状地配置了多个像素的透射式液晶面板。右LCD241通过驱动配置为矩阵状的各像素位置的液晶,使透过右LCD241的光的透过率变化,从而将从右背光灯221照射的照明光调制为表示图像的有效的图像光。此外,在本实施方式中采用了背光灯方式,但也可以使用前照灯方式、反射方式射出图像光。
右投射光学系统251由使从右LCD241射出的图像光成为平行状态的光束的准直透镜构成。作为右光学图像显示部26的右导光板261使从右投射光学系统251输出的图像光沿规定的光路反射并导入使用者的右眼RE。光学图像显示部只要使用图像光在使用者的眼前形成虚像能够使用任意的方式,例如,可以使用衍射光栅,也可以使用半透半反膜。
左显示驱动部24具有与右显示驱动部22相同的构成。即,左显示驱动部24包括接收部(Rx)54、作为光源发挥作用的左背光灯(BL)控制部202以及左背光灯(BL)222、作为显示元件发挥作用的左LCD控制部212以及左LCD242、以及左投射光学系统252。
图4是表示使用者视觉确认的虚像的一个例子的说明图。在图4中,例示使用者的视场VR。如上述那样,导入头戴式显示器100的使用者的两眼的图像光在使用者的视网膜成像,从而使用者视觉确认虚像VI。在图4的例子中,虚像VI是头戴式显示器100的OS的待机画面。另外,使用者透过右光学图像显示部26以及左光学图像显示部28的半透半反膜视觉确认外景SC。这样,本实施方式的头戴式显示器100的使用者对于视场VR中显示了虚像VI的部分,能够观察虚像VI、和虚像VI背后的外景SC。另外,对于视场VR中未显示虚像VI的部分,能够透过光学图像显示部,直接观察外景SC。
A-2.焦距变更处理:
图5是表示焦距变更处理的顺序的流程图。焦距变更处理是变更头戴式显示器100的使用者视觉确认的虚像中的图像(例如,图4的虚像VI中的OS的待机画面)的焦距的处理,由图像处理部160执行。
图像处理部160判定是否检测到焦距变更处理的开始触发(步骤S102)。焦距变更处理的开始触发能够任意地决定。例如,也可以将起动了头戴式显示器100,也就是检测到电源的接通作为开始触发。另外,例如,也可以将来自OS150、特定的应用程序的处理开始要求作为开始触发。此外,焦距变更处理从特定的应用程序调出并执行的情况下,焦距变更处理作为特定的应用程序的子程序动作。未检测到焦距变更处理的开始触发的情况下(步骤S102:否),图像处理部160使处理移至步骤S102,继续检测开始触发。
检测到焦距变更处理的开始触发的情况下(步骤S102:是),图像处理部160获取目标焦距(步骤S104)。在本实施方式中所谓的“目标焦距”是图像处理部160变更图像的焦距时的、焦距的目标值。目标焦距例如也可以预先储存于存储部120。该情况下,图像处理部160能够通过读出储存于存储部120的目标焦距,获取目标焦距。此外,将来自OS150、特定的应用程序的处理开始要求作为开始触发的情况下,图像处理部160也可以通过获取与处理开始要求一起供给的自变量,来获取目标焦距。
获取目标焦距之后,图像处理部160使用焦距表格122,求出显示驱动部(右显示驱动部22、左显示驱动部24)的射出区域的移动量(步骤S106)。具体而言,图像处理部160将在步骤S104获取的目标焦距作为关键字检索焦距表格122的“焦距”,并获取储存于一致的条目的“移动量”的值(像素)。此外,使用图6~图9对“显示驱动部的射出区域”进行说明。
求出射出区域的移动量之后,图像处理部160使用求出的值,使显示驱动部(右显示驱动部22、左显示驱动部24)的射出区域移动(步骤S108)。此外,详细内容使用图6~图9进行说明。
其后,图像处理部160判定是否检测到结束触发(步骤S110)。焦距变更处理的结束触发能够任意地决定。例如,与开始触发相同,也可以将结束了头戴式显示器100的起动,也就是检测到电源的断开作为结束触发。另外,也可以将来自OS150、特定的应用程序的处理结束要求作为结束触发。未检测到焦距变更处理的结束触发的情况下(步骤S110:否),图像处理部160使处理移至步骤S104,再次获取目标焦距。另一方面,检测到焦距变更处理的结束触发的情况下(步骤S110:是),图像处理部160结束处理。
图6是说明显示驱动部的基准区域的大小与图像光实际从显示驱动部射出的射出区域的大小的关系的说明图。所谓的“显示驱动部的基准区域”是指显示驱动部(右显示驱动部22、左显示驱动部24)在正常状态下射出图像光的区域,也就是成为显示驱动部射出图像光的基准的区域。基准区域例如可以设定为比显示驱动部能够射出图像光的最大的区域稍小,也可以设定为显示驱动部能够射出图像光的最大的区域。这里所谓的“显示驱动部能够射出图像光的最大的区域”在如本实施方式这样由背光灯和LCD构成显示驱动部的情况下,定义为在右LCD241以及左LCD242中配置了液晶的全部的区域,并且,右背光灯221以及左背光灯222能够照射照明光的区域。
在图6的例子中,与使用者的右眼RE对应的右显示驱动部22的基准区域MA1的大小为x像素:y像素。同样地,与使用者的左眼LE对应的左显示驱动部24的基准区域MA2的大小为x像素:y像素。
另外,在图6中,以斜线表示图像光实际从显示驱动部(右显示驱动部22、左显示驱动部24)射出的区域(也称为“射出区域”。)。在本实施方式中,射出区域与基准区域相比在水平方向(横方向)上较小。具体而言,与使用者的右眼RE对应的右显示驱动部22的射出区域CA1的大小为x-n像素:y像素,设定为与基准区域MA1相比在水平方向上较小。同样地,与使用者的左眼LE对应的左显示驱动部24的射出区域CA2的大小为x-n像素:y像素,设定为与基准区域MA2相比在水平方向上较小。此外,优选使射出区域CA1、CA2的“n像素”与图3所示的焦距表格122的“移动量”的最大值一致。
另外,本实施方式的头戴式显示器100中,在其初始状态中,与使用者的右眼RE对应的右显示驱动部22中的射出区域CA1配置于基准区域MA1的右端。另一方面,与使用者的左眼LE对应的左显示驱动部24中的射出区域CA2配置于基准区域MA2的左端。
为了使图像光从基准区域MA1、MA2的一部分亦即射出区域CA1、CA2射出,图像处理部160能够使用以下列举的1、2的任意一种方法。
(1)图像处理部160在生成右眼用图像数据Data1时,将从基于内容等的图像生成的点数据插入到射出区域CA1,将黑色的虚拟点数据插入到射出区域CA1以外的区域。相同地,在图像处理部160生成左眼用图像数据Data2时,将从基于内容等的图像生成的点数据插入到射出区域CA2,将黑色的虚拟点数据插入到射出区域CA2以外的区域。
(2)图像处理部160操作显示驱动部的图像光生成部(右LCD241以及右背光灯221、左LCD242以及左背光灯222)的用于切换图像光生成的有效/无效的信号(Enable信号)。具体而言,对于与右眼用图像数据Data1一起向发送部51发送的Enable信号,图像处理部160在射出区域CA1中输出Hi(有效)值,在射出区域CA1以外的区域中输出Lo(无效)值。相同地,对于与左眼用图像数据Data2一起向发送部52发送的Enable信号,图像处理部160在射出区域CA2中输出Hi值,在射出区域CA2以外的区域中输出Lo值。
如果使用上述1、2的方法,则射出区域CA1、CA2中的图像数据能够成为从基于相同的内容等的相同的图像生成的图像数据,所以能够使图像处理部160中的运算处理量减少。
图7是对在焦距是无限远的情况下,利用从显示驱动部射出的图像光形成的像进行说明的说明图。图7中,为了区别左右,对于像赋予显示驱动部所包含的LCD的符号。在焦距变更处理步骤S104中,在图像处理部160获取到的目标焦距是“无限远”的情况下,图像处理部160在步骤S106中求出的射出区域的移动量为“0(像素)”。因此,在步骤S108中,图像处理部160使显示驱动部中的射出区域CA1、CA2保持初始状态(图6)不变更。其结果,成为使用者的右眼RE基于从射出区域CA1射出的图像光视觉确认的图像IM1和使用者的左眼LE基于从射出区域CA2射出的图像光视觉确认的图像IM2显示于使用者的双眼平行地注视正前方的位置的平行视图的状态,能够实现无限远的焦距(图7)。
图8是对在焦距是0.3m的情况下,利用从显示驱动部射出的图像光形成的像进行说明的说明图。图8中,为了区别左右,对于像赋予显示驱动部所包含的LCD的符号。图9是对在焦距是0.3m的情况下使用者视觉确认的虚像进行说明的说明图。在焦距变更处理的步骤S104中,在图像处理部160获取到的目标焦距是“0.3(m)”的情况下,图像处理部160在步骤S106中求出的射出区域的移动量为“n(像素)”。因此,在步骤S108中,图像处理部160使与使用者的右眼RE对应的右显示驱动部22中的射出区域CA1和与左眼LE对应的左显示驱动部24中的射出区域CA2从初始状态(图6)向朝向使用者的眉间的方向(图8的空心箭头的方向)联动地移动n像素。其结果,使用者的右眼RE基于从射出区域CA1射出的图像光视觉确认的图像IM1和使用者的左眼LE基于从射出区域CA2射出的图像光视觉确认的图像IM2在仅距离使用者双眼距离La的位置作为图像IM成像。距离La与目标焦距几乎相等,该例中为0.3m。
如以上那样,图像处理部160通过使与使用者的右眼RE对应的右显示驱动部22中的射出区域CA1和与左眼LE对应的左显示驱动部24中的射出区域CA2移动,从而能够变更头戴式显示器100的使用者视觉确认的虚像VI中的图像IM的焦距La(图9)。另外,图像处理部160通过基于焦距表格122求出射出区域CA1、CA2的移动量,能够使图像IM的焦距La成为在焦距变更处理的步骤S104中获取到的目标焦距。
如以上所述,根据第1实施方式的焦距变更处理,图像处理部160使用与基准区域MA1、MA2的大小相比在水平方向上较小的射出区域CA1、CA2,控制一对显示驱动部(右显示驱动部22、左显示驱动部24),以使射出区域CA1、CA2向利用从一方的显示驱动部(右显示驱动部22)射出的图像光形成的像和利用从另一方的显示驱动部(左显示驱动部24)射出的图像光形成的像相互联动地接近的第1方向移动,从而变更使用者视觉确认的虚像VI中的图像的焦距La。这样一来,能够不使构成头戴式显示装置(头戴式显示器100)的部件机械式地移动,而得到与使与使用者的左右眼(右眼RE、左眼LE)对应的显示元件(例如,背光灯和LCD等)机械式地移动的相同的结果。另外,能够变更针对由虚像表示的图像的头戴式显示器100的使用者的右眼RE和左眼LE的收敛角,使用者能够感知进深。其结果,根据本方式的头戴式显示器100,能够不使构成头戴式显示器100的部件机械式地移动,而使使用者视觉确认的虚像中的图像的焦距能够变更。
并且,根据上述的焦距变更处理,图像处理部160获取焦距的目标值(步骤S104),根据获取到的目标值求出射出区域的移动量(步骤S106),基于计算出的移动量,使一对显示驱动部(右显示驱动部22、左显示驱动部24)中的图像光的射出区域CA1、CA2移动(步骤S108)。若在一对显示驱动部中,由从一方的显示驱动部射出的图像光形成的像和由从另一方的显示驱动部射出的图像光形成的像相互联动地接近,则针对由两图像光形成的像的使用者的右眼RE和左眼LE的收敛角变大。即,头戴式显示器100的使用者能够感知附近的图像。因此,这样一来,图像处理部160能够基于焦距的目标值变更图像的焦距La。
并且,根据上述的焦距变更处理,图像处理部160将与使用者的右眼RE对应的一方的显示驱动部(右显示驱动部22)中的射出区域CA1作为基准区域MA1的右端,将另一方的显示驱动部(左显示驱动部24)中的射出区域CA2作为基准区域MA2的左端。这样,在使图像的焦距成为无限远的状态,换言之,使左右图像显示于使用者的双眼平行地注视正前方的位置的平行视图的状态下,若显示驱动部中的射出区域CA1、CA2作为基准区域MA1、MA2的左右的端部,则图像处理部160能够有效地利用基准区域MA1、MA2的全部,来变更图像和使用者的双眼(右眼RE、左眼LE)之间的收敛角。
A-3.焦距变更处理的第1变形:
图10是用于对焦距变更处理的第1变形进行说明的说明图。图10中,为了区别左右,对于由从显示驱动部射出的图像光形成的像,赋予显示驱动部所包含的LCD的符号。第1变形中,在焦距变更处理(图5)的步骤S104中获取到的目标焦距是“无限远”的情况下,代替步骤S106以及步骤S108,图像处理部160进行以下的a1、a2的处理。
(a1)使显示驱动部中的射出区域CA1、CA2与基准区域MA1、MA2一致。具体而言,使与使用者的右眼RE对应的右显示驱动部22的射出区域CA1的大小成为与基准区域MA1相同的x像素:y像素。相同地,使与使用者的左眼LE对应的左显示驱动部24的射出区域CA2的大小成为与基准区域MA2相同的x像素:y像素。另外,使射出区域CA1、CA2的配置成为基准区域MA1、MA2的中央。
(a2)不进行上述步骤1所示的虚拟点数据的插入、上述步骤2所示的Enable信号的操作,基于从基于内容等的图像生成的点数据,生成右眼用图像数据Data1和左眼用图像数据Data2。这是因为射出区域CA1、CA2与基准区域MA1、MA2一致。
此外,在焦距变更处理(图5)的步骤S104中获取到的目标焦距是“无限远”以外的情况下,图像处理部160进行步骤S106以及步骤S108中说明的处理。
即使这样,也成为使用者的右眼RE基于从射出区域CA1射出的图像光视觉确认的图像IM1和使用者的左眼LE基于从射出区域CA2射出的图像光视觉确认的图像IM2显示于使用者的双眼平行地注视正前方的位置的平行视图的状态,能够实现无限远的焦距(图10)。
如以上所述,根据第1实施方式的焦距变更处理的第1变形,图像处理部160使射出区域CA1、CA2的大小成为与基准区域MA1、MA2相同的大小。这样,若使图像光的射出区域的大小与显示驱动部的基准区域的大小一致,则图像处理部能够增大显示为虚像VI的图像的尺寸。
A-4.焦距变更处理的第2变形:
图11是用于对焦距变更处理的第2变形进行说明的说明图。图11中,为了区别左右,对于由从显示驱动部射出的图像光形成的像,赋予显示驱动部所包含的LCD的符号。与图5中说明的焦距变更处理的主要的不同在于初始状态中的射出区域CA1、CA2的位置和储存于焦距表格122的内容。
如图11所示,第2变形中,头戴式显示器100在其初始状态中,与使用者的右眼RE对应的右显示驱动部22中的射出区域CA1配置于基准区域MA1的中央。相同地,与使用者的左眼LE对应的左显示驱动部24中的射出区域CA2配置于基准区域MA2的中央。
图12是表示在焦距变更处理的第2变形中使用的焦距表格122的一个例子的说明图。在移动量储存有-n/2(像素)~n/2(像素)的数字。这里n表示任意的整数。焦距储存有表示使从显示驱动部射出的图像光从初始状态仅移动储存于“移动量”的像素数的情况下的头戴式显示器100的使用者视觉确认的图像的焦距的数字。例如,图12的例子中,可知移动量是-n/2像素的情况下头戴式显示器100的使用者视觉确认的图像的焦距为无限远。另外,可知移动量是0像素的情况为使用者视觉确认的图像的焦距为95m,移动量是n/2像素的情况为使用者视觉确认的图像的焦距是1m。
焦距变更处理的第2变形中的图像处理部160的处理如图5的说明。但是,在步骤S108中,图像处理部160执行以下的步骤b1、b2。
(b1)在根据焦距表格122求出的移动量是正值的情况下,使射出区域CA1、CA2朝向由从右显示驱动部22射出的图像光形成的像和由从左显示驱动部24射出的图像光形成的像相互联动地接近的第1方向D1(图11)移动。
(b2)在从焦距表格122求出的移动量是负值的情况下,使射出区域CA1、CA2朝向由从右显示驱动部22射出的图像光形成的像和由从左显示驱动部24射出的图像光形成的像相互联动地远离的第2方向D2(图11)移动。
即使这样,通过图像处理部160使与使用者的右眼RE对应的右显示驱动部22中的射出区域CA1和与左眼LE对应的左显示驱动部24中的射出区域CA2移动,从而能够变更头戴式显示器100的使用者视觉确认的虚像中的图像的焦距。另外,图像处理部160通过基于焦距表格122求出射出区域CA1、CA2的移动量,能够使图像的焦距成为在焦距变更处理(图5)的步骤S104中获取到的目标焦距。
如以上所述,根据第1实施方式的焦距变更处理的第2变形,控制一对显示驱动部,以使射出区域CA1、CA2朝向由从一方的显示驱动部(右显示驱动部22)射出的图像光形成的像和由从另一方的显示驱动部(左显示驱动部24)射出的图像光形成的像相互联动地接近的第1方向D1、和由从右显示驱动部22射出的图像光形成的像和由从左显示驱动部24射出的图像光形成的像相互联动地远离的第2方向D2的任一方向移动,从而变更头戴式显示器100的使用者视觉确认的虚像中的图像的焦距。这样,也能够获得与第1实施方式的焦距变更处理相同的效果。
B.第2实施方式:
B-1.头戴式显示装置的构成:
本发明的第2实施方式中,对能够根据到在头戴式显示装置的使用者的眼前存在的物体为止的距离来变更图像的焦距的构成进行说明。以下,仅对具有与第1实施方式不同的构成以及动作的部分进行说明。此外,图中与第1实施方式相同的构成部分赋予与之前说明的第1实施方式相同的符号,省略其详细的说明。
图13是功能性地表示第2实施方式中的头戴式显示器100a的构成的框图。与图2所示的第1实施方式的不同在于,代替控制部10具备控制部10a的点和代替图像显示部20具备图像显示部20a的点。控制部10a代替图像处理部160具备图像处理部160a。图像处理部160a的焦距变更处理(图5)中的处理内容与第1实施方式不同。详细后述。
图像显示部20a除了1实施方式中说明的各部以外,还具备距离测定部61。距离测定部61配置于头戴式显示器100a佩戴时的与使用者的眉间对应的位置,具有测定从使用者到在使用者的眼前存在的物体为止的距离的功能。距离测定部61例如能够用照相机和图像解析模块的组合实现。照相机是拍摄图像显示部20a的表侧方向,换言之,佩戴了头戴式显示器100a的状态的使用者的视野方向的外景(外部的景色),获取外景图像的可见光照相机。图像解析模块对照相机获取到的外景图像进行图像识别,计算到外景图像所包含的任意的物体为止的距离。另外,距离测定部61可以由用于获取通过反射光呈现在使用者的视野方向的物体和图像显示部20a之间的距离的测距传感器实现。
B-2.焦距变更处理:
第2实施方式中的焦距变更处理与图5所示的第1实施方式几乎相同。但是,图像处理部160a在步骤S104中,将通过距离测定部61测定出的距离作为“目标焦距”获取。其他的步骤按照图5的说明。
如以上所述,根据第2实施方式的焦距变更处理,图像处理部160b能够根据到在头戴式显示器100a的使用者的眼前存在的物体为止的距离,变更使用者视觉确认的虚像VI中的图像的焦距La。
B-3.焦距变更处理的第1变形:
第2实施方式中的焦距变更处理的第1变形与上述的第1实施方式相同。
B-4.焦距变更处理的第2变形:
第2实施方式中的焦距变更处理的第2变形与上述的第1实施方式相同。
C.第3实施方式:
本发明的第3实施方式中,对能够仅在头戴式显示装置的使用者的眼前存在规定的标记的情况下,变更图像的焦距的构成进行说明。以下,仅对具有与第1实施方式不同的构成以及动作的部分进行说明。此外,图中对与第1实施方式相同的构成部分赋予与之前说明的第1实施方式相同的符号,省略其详细的说明。
C-1.头戴式显示装置的构成:
图14是功能性地表示第3实施方式中的头戴式显示器100b的构成的框图。与图2所示的第1实施方式的不同在于,代替控制部10具备控制部10b的点和代替图像显示部20具备图像显示部20b的点。控制部10a代替图像处理部160具备图像处理部160b。图像处理部160b的焦距变更处理(图5)中的处理内容与第1实施方式不同。详细后述。
图像显示部20b除了第1实施方式中说明的各部以外,还具备标记检测部62。标记检测部62配置于头戴式显示器100b的佩戴时的与使用者的眉间对应的位置,具有检测在使用者的眼前存在的规定的标记(标识符)的存在的功能。标记检测部62能够用例如照相机和图像解析模块的组合实现。照相机是拍摄图像显示部20b的表侧方向,换言之,佩戴了头戴式显示器100b的状态下的使用者的视野方向的外景,并获取外景图像的可见光照相机。图像解析模块对照相机获取到的外景图像进行图像识别,并计算是否存在预先规定的标记。
C-2.焦距变更处理:
第3实施方式中的焦距变更处理与图5所示的第1实施方式几乎相同。但是,图像处理部160b在步骤S102中,将通过标记检测部62检测出规定的标记的存在的情况作为处理的开始触发。其他的步骤如图5的说明。
如以上所述,根据第3实施方式的焦距变更处理,图像处理部160b能够仅在头戴式显示器100b的使用者的眼前存在规定的标记的情况下,变更使用者视觉确认的虚像VI中的图像的焦距La。其结果,能够实现例如在美术馆、博物馆、游乐园、电影院等设施中,仅在检测出设置于展示物的附近的标识符的情况下,变更图像的焦距这样的使用方式。
C-3.焦距变更处理的第1变形:
第3实施方式中的焦距变更处理的第1变形与上述的第1实施方式相同。
C-4.焦距变更处理的第2变形:
第3实施方式中的焦距变更处理的第2变形与上述的第1实施方式相同。
D.变形例:
上述实施方式中,也可以使由硬件实现的构成的一部分置换成软件,相反的,也可以使由软件实现的构成的一部分置换成硬件。其他,能够如下述那样的变形。
·变形例1:
上述实施方式中,示出了头戴式显示器的构成例。可是,头戴式显示器的构成能够在不脱离本发明的要旨的范围中任意地规定,例如,能够进行各构成部的追加、削除、转换等。
上述实施方式中的针对控制部和图像显示部的构成要素的分配只不过是一个例子,能够采用各种方式。例如,也可以作为以下的方式。(i)在控制部安装CPU、存储器等处理功能,在图像显示部仅安装显示功能的方式,(ii)在控制部和图像显示部双方安装CPU、存储器等处理功能的方式,(iii)使控制部和图像显示部成为一体化的方式(例如,图像显示部包括有控制部,作为眼镜型的配戴式计算机发挥作用的方式),(iv)代替控制部使用智能手机、便携式游戏机的方式,(v)通过使控制部和图像显示部成为能够无线通信且无线供电的构成而取消连接部(软线)的方式。
上述实施方式中,为了方便说明,使控制部具备发送部、图像显示部具备接收部。可是,上述实施方式的发送部以及接收部均具备能够双方向通信的功能,能够作为信号收发部发挥作用。另外,例如,图2所示的控制部为经由有线的信号传送路径与图像显示部连接的装置。可是,控制部和图像显示部也可以通过经由无线LAN、红外线通信、Bluetooth(注册商标)等无线的信号传送路径的连接而连接。
例如,图2所示的控制部、图像显示部的构成能够任意地变更。具体而言,例如,也可以成为从控制部省略触摸板,并仅用十字键操作的构成。另外,也可以在控制部具有操作用棒等其他的操作用接口。另外,也可以作为能够在控制部连接键盘、鼠标等设备的构成,从键盘、鼠标接受输入。另外,例如,除了触摸板、十字键的操作输入以外,还可以获取脚踏开关(利用使用者的脚来操作的开关)的操作输入。例如,也可以在图像显示部设置了红外线传感器等视线检测部的基础上,检测使用者的视线,并获取与视线的动作相对应的指令的操作输入。例如,也可以使用照相机来检测使用者的手势,获取与手势相对应的指令的操作输入。手势检测时,能够使使用者的指尖、戴在使用者的手上的指环、作为使用者的手的医疗器具等成为用于动作检测的标记。如果能够获取脚踏开关、视线的操作输入,则即使在使用者难以放开手的作业中,输入信息获取部也能够获取来自使用者的操作输入。
例如,虽然头戴式显示器是双眼型的透射式头戴式显示器,但也可以作为单眼型的头戴式显示器。另外,也可以构成为在使用者佩戴了头戴式显示器的状态下遮挡外景的透过的非透射式头戴式显示器。
图15是表示变形例中的头戴式显示器的外观的构成的说明图。图15(A)的例子的情况下,与图1所示的头戴式显示器100的不同在于,图像显示部20c代替右光学图像显示部26具备右光学图像显示部26c的点、和代替左光学图像显示部28具备左光学图像显示部28c的点。右光学图像显示部26c以比第1实施方式的光学部件小的方式形成,配置于头戴式显示器的佩戴时的使用者的右眼的斜上。相同地,左光学图像显示部28c以比第1实施方式的光学部件小的方式形成,配置于头戴式显示器的佩戴时的使用者的左眼的斜上。在图15(B)的例子的情况下,与图1所示的头戴式显示器100的不同在于,图像显示部20d代替右光学图像显示部26具备右光学图像显示部26d的点、和代替左光学图像显示部28具备左光学图像显示部28d的点。右光学图像显示部26d以比第1实施方式的光学部件小的方式形成,配置于头戴式显示器的佩戴时的使用者的右眼的斜下。左光学图像显示部28d以比第1实施方式的光学部件小的方式形成,配置于头戴式显示器的佩戴时的使用者的左眼的斜下。这样,光学图像显示部配置于使用者的眼睛附近即可。另外,形成光学图像显示部的光学部件的大小也任意,也能够作为光学图像显示部仅覆盖使用者的眼睛的一部分的方式,换言之,光学图像显示部不完全覆盖使用者的眼睛的方式的头戴式显示器来实现。
例如,记载了图像处理部、显示控制部、声音处理部等的功能部通过CPU将储存于ROM、硬盘的计算机程序在RAM展开并执行来实现的情况。可是,这些功能部也可以使用为了实现该功能而设计的ASIC(Application Specific Integrated Circuit:专用集成电路)来构成。
例如,上述实施方式中,虽然是将图像显示部像眼镜一样佩戴的头戴式显示器,但图像显示部也可以是通常的平面型显示器装置(液晶显示器装置、等离子显示器装置、有机EL显示器装置等)。在这种情况下,控制部和图像显示部之间的连接既可以是经由有线的信号传送路径的连接,也可以是经由无线的信号传送路径的连接。这样一来,也能够将控制部作为通常的平面型显示器装置的遥控器使用。
另外,作为图像显示部,代替像眼镜一样佩戴的图像显示部,例如也可以采用像帽子一样佩戴的图像显示部这样的其他形状的图像显示部。另外,耳机可以采用挂耳式或者头戴式,也可以省略。另外,也可以构成为例如安装于汽车、飞机等车辆的平视显示器(HUD,Head-UpDisplay)。另外,也可以构成为例如内置于头盔等身体防护具的头戴式显示器。
例如,上述实施方式中,虽然使用二次电池作为电源,但作为电源并不局限于二次电池,能够使用各种电池。例如,也可以使用一次电池、燃料电池、太阳电池、热电池等。
例如,在上述实施方式中,显示驱动部使用背光灯、背光灯控制部、LCD、LCD控制部、以及投影光学系统来构成。可是,上述的方式不过是例示。显示驱动部也可以与这些构成部一起,或者代替这些构成部,具备用于实现其他的方式的构成部。例如,显示驱动部也可以构成为具备有机EL(有机电致发光,Organic Electro-Luminescence)的显示器、有机EL控制部、以及投影光学系统。例如,显示驱动部也能够代替LCD使用DMD(数字微镜器件)等。例如,显示驱动部也可以构成为包括:包括用于使RGB的各色光产生的彩色光源和中继透镜的信号光调制部、包括MEMS透镜的扫描光学系统、以及驱动它们的驱动控制电路。这样,即使使用有机EL、DMD、MEMS透镜,“显示驱动部中的射出区域”是图像光从显示驱动部实际射出的区域的情况也不会改变,通过将各设备(显示驱动部)中的射出区域与上述实施方式相同地控制,能够获得与上述实施方式相同的效果。另外,例如,显示驱动部也可以将与像素信号对应的强度的激光构成为包括向使用者的视网膜射出的一个以上的激光。该情况下,“显示驱动部中的射出区域”表示表示图像的激光从显示驱动部实际射出的区域。将激光(显示驱动部)中的激光的射出区域与上述实施方式相同地控制,从而能够获得与上述实施方式相同的效果。
·变形例2:
上述实施方式中,示出了焦距变更处理的一个例子。可是,焦距变更处理的步骤不过是一个例子,能够进行各种的变形。例如,既可以省略一部分的步骤,也可以更进一步追加其他的步骤。另外,也可以变更执行的步骤的顺序。
例如,在第2实施方式的焦距变更处理的步骤S104中,图像处理部可以将存在于使用者的视线的目的地的物体和图像显示部之间的距离作为“目标焦距”获取。具体而言,成为在图像显示部具备检测使用者的视线的方向的视线检测部的构成。视线检测部例如能够通过红外线传感器或者拍摄使用者的眼睛的照相机等实现。距离测定部的图像解析模块对照相机获取到的外景图像进行图像识别,求出到外景图像所包含且存在于通过视线检测部检测出视线的方向的物体的距离。这样一来,图像处理部能够使用到存在于头戴式显示器的使用者的视线的方向的物体为止的距离,变更图像的焦距。
例如,在第3实施方式的焦距变更处理的步骤S104中,图像处理部可以将头戴式显示器的使用者和在使用者的眼前存在的规定的标记(标识符)之间的距离作为“目标焦距”获取。具体而言,标记检测部成为检测存在于使用者的眼前的规定的标记的存在,并且能够测定从使用者到规定的标记的距离的构成。例如,标记检测部的图像解析模块能够通过对照相机获取到的外景图像进行图像识别,并求出到外景图像所包含的规定的标记的距离来实现。这样一来,图像处理部能够使用到存在于头戴式显示器的使用者的眼前的规定的标记的距离,变更图像的焦距。
例如,在第1~第3实施方式的焦距变更处理的步骤S102中,图像处理部可以将满足以下的至少任意一个条件的情况作为焦距变更处理的开始触发。此外,该情况下,成为在图像显示部具备检测使用者的视线的方向的视线检测部的构成。视线检测部例如能够通过红外线传感器、拍摄使用者的眼睛的照相机等来实现。
·检测出的视线的方向在水平约200°、垂直约125°(例如,下方向75°、上方向50°)的视场角的范围内时。
·检测出的视线的方向在作为信息受容能力优异的有效视场的水平约30°、垂直约20°的范围内时。
·检测出的视线的方向在作为注视点能迅速稳定地看见的稳定注视场的水平60°~90°、垂直45°~70°的范围内时。
·检测出视线的方向在从被影像诱发的自我运动感觉(vection)的诱发开始发生的水平约20°到自我运动感觉饱和的约110°的范围内时。
·变形例3:
上述实施方式中,示出了焦距表格的一个例子。可是,焦距表格的详细内容不过是一个例子,能够进行各种的变更。例如,能够进行字段的追加、削除、变更。另外,焦距表格也可以分割成多个表来进行正规化。
例如,移动量也可以用像素以外的单位表现。另外,焦距也可以用米以外的单位表现。
焦距表格能够省略。在省略焦距表格的情况下,图像处理部能够通过运算求出移动量。
·变形例4:
本发明并不局限于上述的实施方式、实施例、变形例,能够在不脱离其主旨的范围内以各种的构成实现。例如,与发明内容的栏所记载的各方式中的技术特征对应的实施方式、实施例、变形例中的技术特征为了解决上述课题的一部分或者全部,或者,为了实现上述效果的一部分或者全部,而能够适当地进行替换或者组合。另外,如果其技术特征在本说明书中未说明为必要的技术特征,能够适当地削除。
符号说明
10...控制部(控制器);12...点亮部;14...触摸板;16...十字键;18...电源开关;20...图像显示部;21...右保持部;22...右显示驱动部;23...左保持部;24...左显示驱动部;26...右光学图像显示部;28...左光学图像显示部;30...耳机插头;32...右耳机;34...左耳机;40...连接部;42...右软线;44...左软线;46...连结部件;48...主软线;51...发送部;52...发送部;53...接收部(显示驱动部);54...接收部(显示驱动部);61...距离测定部;62...标记检测部;110...输入信息获取部;100...头戴式显示器(头戴式显示装置);120...存储部;122...焦距表格;130...电源;140...CPU;160...图像处理部;170...声音处理部;180...接口;190...显示控制部;201...右背光灯控制部(显示驱动部);202...左背光灯控制部(显示驱动部);211...右LCD控制部(显示驱动部);212...左LCD控制部(显示驱动部);221...右背光灯(显示驱动部);222...左背光灯(显示驱动部);241...右LCD(显示驱动部);242...左LCD(显示驱动部);251...右投射光学系统(显示驱动部);252...左投射光学系统(显示驱动部);261...右导光板;262...左导光板;PCLK...时钟信号;VSync...垂直同步信号;HSync...水平同步信号;Data...图像数据;Data1...右眼用图像数据;Data2...左眼用图像数据;OA...外部设备;PC...个人计算机;SC...外景;RE...右眼;LE...左眼;VI...虚像;EL...端部;AP...前端部;ER...端部;VR...视场;La...焦距;MA1...基准区域;CA1...射出区域;MA2...基准;CA2...射出区域;IM...图像;IM1...图像;IM2...图像。
Claims (10)
1.一种头戴式显示装置,其特征在于,
为使用者能够视觉确认虚像和外景的头戴式显示装置,具备:
一对显示驱动部,其生成表示图像的图像光并射出;以及
图像处理部,其以使所述图像光从所述显示驱动部的射出区域射出的方式控制所述显示驱动部,
其中,所述图像处理部为了变更使用者视觉确认的虚像中的图像的焦距,而以以下的方式控制所述一对显示驱动部,即、使所述射出区域向由从一方所述显示驱动部射出的所述图像光形成的像、和由从另一方所述显示驱动部射出的所述图像光形成的像相互联动地接近的第1方向,以及由从一方所述显示驱动部射出的所述图像光形成的像、和由从另一方所述显示驱动部射出的所述图像光形成的像相互联动地远离的第2方向的任意一个方向移动。
2.根据权利要求1所述的头戴式显示装置,其特征在于,
所述射出区域是与所述显示驱动部射出所述图像光所使用的区域亦即基准区域相比,在水平方向上较小的区域。
3.根据权利要求1或者权利要求2所述的头戴式显示装置,其特征在于,
所述图像处理部为了变更使用者视觉确认的虚像中的图像的焦距,以使所述射出区域向所述第1方向移动的方式控制所述一对显示驱动部。
4.根据权利要求1~权利要求3中的任意一项所述的头戴式显示装置,其特征在于,
所述图像处理部还获取所述焦距的目标值,根据获取的所述目标值求出所述射出区域的移动量,且基于求出的所述移动量来使所述一方显示驱动部的所述射出区域、和所述另一方显示驱动部的所述射出区域移动。
5.根据权利要求4所述的头戴式显示装置,其特征在于,
还具备测定从所述使用者到在所述使用者的眼前存在的物体为止的距离的距离测定部,
所述图像处理部还将测定出的所述距离作为所述目标值获取。
6.根据权利要求5所述的头戴式显示装置,其特征在于,
还具备检测所述使用者的视线的方向的视线检测部,
所述距离测定部测定到在检测出的所述视线的方向上存在的所述物体为止的距离。
7.根据权利要求1~权利要求6中的任意一项所述的头戴式显示装置,其特征在于,
还具备检测在所述使用者的眼前存在的规定的标记的标记检测部,
所述图像处理部在检测到所述规定的标记的情况下,变更所述图像的焦距。
8.根据从属于权利要求2的权利要求3~权利要求7中的任意一项所述的头戴式显示装置,其特征在于,
所述图像处理部为了使使用者视觉确认的虚像中的图像的焦距无限远,而以使一方所述显示驱动部的所述射出区域为所述基准区域的右端,并使另一方所述显示驱动部的所述射出区域为所述基准区域的左端的方式控制所述一对显示驱动部。
9.根据从属于权利要求2的权利要求3~权利要求7中的任意一项所述的头戴式显示装置,其特征在于,
所述图像处理部为了使使用者视觉确认的虚像中的图像的焦距无限远,而以使所述射出区域的大小为与所述基准区域相同的大小,并使所述一对显示驱动部的所述射出区域为所述基准区域的中央的方式控制所述一对显示驱动部。
10.一种头戴式显示装置的控制方法,其特征在于,
为具备生成表示图像的图像光并射出的一对显示驱动部,且使用者能够视觉确认虚像和外景的头戴式显示装置的控制方法,
具备以使所述图像光从所述显示驱动部的射出区域射出的方式控制所述显示驱动部的工序a,
在所述工序a中,为了变更使用者视觉确认的虚像中的图像的焦距,而以以下的方式控制所述一对显示驱动部,即、使所述射出区域向由从一方所述显示驱动部射出的所述图像光形成的像、和由从另一方所述显示驱动部射出的所述图像光形成的像相互联动地接近的第1方向,以及由从一方所述显示驱动部射出的所述图像光形成的像、和由从另一方所述显示驱动部射出的所述图像光形成的像相互联动地远离的第2方向的任意一个方向移动。
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