CN107077829A - 头戴式显示器和亮度调整方法 - Google Patents

Abstract

一种用于当佩戴在用户上时通过将外部世界从用户的视场中屏蔽掉而呈现视频的头戴式显示器(100)，其中，信息呈现单元(130)向用户的视场呈现音频和视频信息。视频重放单元(190)播放视频内容。相机(140)捕捉外部世界的视频。切换单元(115)通过在内容的视频和外部世界的视频之间选择性地切换，使得信息呈现单元(130)进行呈现。增益调整单元(105)当切换单元(115)从内容视频切换到外部世界视频时，调整以便逐渐增大外部世界视频的亮度。

Description

头戴式显示器和亮度调整方法

技术领域

本发明涉及头戴式显示器和由该头戴式显示器执行的亮度控制方法。

背景技术

近来，基于用于呈现立体视频的技术的发展，已普及能够呈现立体的深度的视频的头戴式显示器。例如，头戴式显示器能够向用户呈现深度的视频并且用作三维(3D)内容呈现设备，诸如3D电影和3D游戏。

头戴式显示器佩戴在作为观察者的用户上，使得用户的双眼都被覆盖。某些头戴式显示器是掩蔽型，其通过在佩戴在用户上时将外部世界从该用户的视场中掩蔽掉而呈现视频。在佩戴这种掩蔽型头戴式显示器的情况下，通常用户难以看到在外部世界的真实视频。因而，某些掩蔽型头戴式显示器各自具有用于拍摄外部世界图像的相机。

发明内容

[技术问题]

如果由掩蔽型头戴式显示器呈现的视频的亮度和由配置为拍摄外部世界图像的相机所拍摄的外部世界的视频的亮度之间的差异大，则从要呈现给用户的一个视频切换到另一视频可能给用户带来不自然的感觉。

因此，鉴于上述问题做出本发明，并且本发明的目标是提供减轻在掩蔽型头戴式显示器在要呈现给用户的视频之间切换时带给用户的不自然的感觉的技术。

[问题的解决方案]

为了解决上述问题，在本发明的一个方式下提供了一种用于在佩戴在用户上时通过将外部世界从用户的视场中掩蔽掉而呈现视频的头戴式显示器。该头戴式显示器包括：信息呈现块，配置为向用户的视场呈现包含音频和运动图像的信息；视频再现块，被配置为再现内容的视频；相机，被配置为拍摄外部世界的视频；切换块，被配置为在内容的视频和外部世界的视频之间选择性切换，并且使得所选择的视频被呈现到信息呈现块上；以及增益控制块，被配置为控制内容的视频和外部世界的视频中至少一个的亮度。

在本发明的另一方式中，提供了由用于在佩戴在用户上时通过将外部世界从用户的视场中掩蔽掉而呈现视频的头戴式显示器的处理器所执行的亮度控制方法。该方法包括：再现内容的视频的步骤；拍摄外部世界的视频的步骤；以及基于用户的命令而在内容的视频和外部世界的视频之间选择性切换并且向用户呈现所选择的视频的步骤。所述呈现的步骤包括，当执行从内容的视频和外部世界的视频中的一个向另一个的切换时，逐渐增大该另一个的视频的亮度的步骤。

在本发明的另一方式中，提供了一种用于使得计算机实现上述方法的每个步骤的程序。

该程序可被提供为装配在设备中的固件的一部分用于基本地控制硬件资源，诸如视频和音频设备、游戏机和头戴式显示器。例如，该固件存储在诸如安装在设备中的只读存储器(ROM)或快闪存储器的半导体存储器中。为了提供该固件或更新该固件的一部分，可以提供记录上述程序的计算机可读记录介质或可以经由通信线传输该程序。

应注意，上述可配置元件和通过在方法、装置、系统、计算机程序、数据结构、记录介质等之间转换本发明的表述所获得的元件的组合的任意一种对于本发明的方式之一也是有效的。

[发明的有益效果]

根据本发明，提供了一种减轻在由掩蔽型头戴式显示器向用户呈现的视频之间切换时用户所感觉到的不自然感的技术。

附图说明

图1是示意性示出了与一实施例有关的头戴式显示器的外观配置的概观的图。

图2是示意性示出了与实施例有关的头戴式显示器的功能配置的图。

图3(a)和图3(b)是用于描述与实施例有关的由增益控制块执行的亮度控制处理的一个示例的图。

图4(a)和图4(b)是用于描述与实施例有关的由增益控制块执行的亮度控制处理的另一示例的图。

图5(a)和图5(b)是用于描述与实施例有关的由增益控制块执行的亮度控制处理的又一示例的图。

图6是描述与实施例有关的由头戴式显示器执行的亮度控制处理流程的流程图。

具体实施方式

现在，参考图1，示出了示意性图示与一实施例有关的头戴式显示器100的外观配置的概观的图，用户1佩戴该头戴式显示器100。与实施例有关的头戴式显示器100预先假定掩蔽型头戴式显示器。因而，如图1所示，当头戴式显示器100戴在用户1上时，头戴式显示器100将外部世界从用户1的视场中掩蔽掉。因此，用户1能够专注于由头戴式显示器100呈现的内容的视频，从而沉浸在增强的所谓的“浸入感”中。

头戴式显示器100具有壳110和安装固定设备120。安装固定设备120是用于将壳110固定在用户1的头上的构件，并且例如，可以由紧固带或弹性带实现。壳110容纳运动图像呈现块130a(诸如，未示出的中央处理单元(CPU)、液晶显示器(LCD)或有机电致发光(EL))和音频呈现块130b(诸如，扬声器和耳机)。应当注意，在本说明书中，“视频”包括作为在时间上连续的图像的“运动图像”和作为同步于或独立于该运动图像所再现的“音频”。头戴式显示器100还具有被配置为测量壳110外部的信息的相机140。

参考图2，示出了示意性图示与实施例有关的头戴式显示器100的功能性配置的图。头戴式显示器100具有增益控制块105、切换块115和视频再现块190。

图2示出了用于与实施例有关的头戴式显示器100实现对视频的亮度控制处理的功能性配置，并且省略了其它配置。图2中，被描述为用于执行各种处理操作的功能块的每个元件可以以硬件方式由CPU、主存储器或其它大规模集成(LSI)配置。软件方式中，某些功能块由加载在主存储器中的程序等实现。因此，这些功能块可以以各种形式实现，仅硬件、仅软件或其组合是本领域技术人员能理解的，并且实现的形式不受限于任何特定形式。

视频再现块190再现呈现给用户1的内容的视频。视频再现块190再现通过存储卡槽或通用串行总线(USB)(未示出)或诸如无线保真(Wi-Fi)(注册商标)的无线方法获得的内容。信息呈现块130包括上述运动图像呈现块130a和音频呈现块130b，以便向用户1的视场呈现包括音频和视频的信息。例如，信息呈现块130向用户1呈现由视频再现块190再现的视频。信息呈现块130将诸如运动图像和静态图像的信息呈现到运动图像呈现块130a上并且将音频信息呈现到音频呈现块130b上。信息呈现块130充当向用户1呈现由头戴式显示器100生成的信息的用户接口的功能。

相机140拍摄壳110外部的世界的视频。相机140安装在头戴式显示器100的壳110外部、并且对应于容纳运动图像呈现块130a的位置的位置处。因此，当用户1佩戴头戴式显示器100时，相机140准备在用户1的视线方向上拍摄外部世界的视频。

例如，相机140可通过使用用于测量可见光的固态图像器件(诸如，电荷耦合器件(CCD)或互补金属氧化物半导体(CMOS))实现。应当注意，相机140可以是具有至少两个相机的立体相机。因此，可以通过使用头戴式显示器100的CPU分析由相机140测量到的信息，获得关于对象的深度的信息。

切换块115在由视频再现块190再现的内容的视频和由相机140成像的外部世界的视频之间选择性切换。切换块115连接到信息呈现块130，该信息呈现块130向用户1呈现通过切换块115选择所获得的视频。

尽管未示出，在头戴式显示器100的壳110上布置了操纵块，通过该操纵块指示切换块115的选择。为了容易地使用佩戴在用户1上的头戴式显示器100操作该操纵块，例如，可通过一个按钮(未示出)配置该操纵块。在此情况中，当用户1按下按钮时，切换块115将当前选择的视频切换到另一视频。

一般而言，认为在由视频再现块190再现的内容的视频和由相机140成像的外部世界的视频的亮度值之间存在差异。与实施例有关的头戴式显示器100是掩蔽型头戴式显示器，并且信息呈现块130布置在用户1的眼睛附近的位置。因此，如果在头戴式显示器100的正常使用的情况下，信息呈现块130显示由视频再现块190再现的内容的视频，则例如相比室内照明亮度而言，低亮度的视频通常是足够的。

如果在信息呈现块130正再现内容的视频时，用户1将信息呈现块130切换到呈现外部世界的视频，则要由信息呈现块130呈现的视频被从低亮度的视频切换到高亮度的视频。如果用户1的眼睛习惯于低亮度的内容的视频，则用户1有时候可能难以立即在视频切换后观看外部世界的视频。

因此，如果切换块115从内容的视频切换到外部世界的视频，则增益控制块105逐渐增大外部世界的视频的亮度。出于该目的，增益控制块105连接在相机140和切换块115之间。

参考图3(a)和图3(b)，示出了用于描述与实施例有关的由增益控制块105执行的亮度控制处理的一示例的图。图3(a)是示出了由切换块115执行的视频切换的定时的图。在图3(a)示出的曲线图中，水平轴是表示经过的时间的时间轴。

从时刻0到时刻T0，切换块115正选择内容的视频。在时刻T0处，切换块115获得用于从内容的视频切换到相机140的视频的命令。出于该理由，在时刻T0处，切换块115选择相机140的视频。时刻T0后，切换块115继续选择相机140的视频。

图3(b)是示出了由增益控制块105进行的相机140的视频的亮度控制的图。图3(b)中所示的曲线图的水平轴是指示经过的时间的时间轴并且与图3(a)所示的曲线图的水平轴匹配。图3(b)中示出的曲线图的垂直轴是指示相机140的视频的控制比的轴。图3(b)所示的曲线图中，用百分比指示相机140的视频的控制比。百分之百表示增益控制块105输出相机140的视频而不控制亮度，而百分之零表示相机140的视频的亮度被设置成百分之零，即输出不具有亮度的视频。因此，随着视频的控制比增大，该视频的亮度值增大。

如图3(b)所示，当切换块115选择内容的视频时，切换块115将相机140的视频的控制比设置成0％。从而，在图3(b)中，从时刻0到时刻T0，相机140的视频的控制比被设置成0％。

在时刻T0处，接收到用于从内容的视频切换到相机140的视频的命令，切换块115将该信息输出到增益控制块105。从切换块115接收到切换命令，增益控制块105开始对相机140的视频进行亮度控制。更具体地，增益控制块105以恒定增大率增大控制比，使得在从时刻T0处开始亮度控制起经过预定时间后，控制比达到100％。

这里，“预定时间”表示为了完成相机140的视频的亮度控制，增益控制块105要参考的“亮度控制参考时间”。例如，亮度控制参考时间可以通过考虑人瞳孔的光反射的属性、假设用于由头戴式显示器100再现的内容的类型和切换到相机140的视频的必要性而实验性地确定。举一个非限制性示例，亮度控制参考时间为10秒。图3(b)所示的示例中，从时刻T0到时刻T1的时间是亮度控制参考时间。从这个意义上说，从时刻T0到时刻T1的间隔可被认为是“亮度控制间隔”。

图3(b)所示的示例中，当从时刻T0经过亮度控制参考时间时，相机140的视频的控制比在时刻T1处达到100％。因而，由增益控制块105连续且逐渐地增大相机140的视频的亮度值允许用户1获得时间，在该时间期间，用户1变得适应相机140的视频的亮度。因此，可以减少在从内容的视频切换到相机140的视频时用户1感到的不自然的感觉(例如，炫目等)。

图4(a)和图4(b)是示出与实施例有关的由增益控制块105执行的亮度控制处理的另一示例的图。图4(a)所示的曲线图与图3(a)所示的曲线图相同。图4(b)所示的曲线图的垂直轴和水平轴分别与图3(b)所示的曲线图的垂直轴和水平轴相同。

如同图3(b)所示的示例，图4(b)所示的示例中，在从切换块115获得切换命令时，增益控制块105开始对相机140的视频进行亮度控制。同样，在图4(b)所示示例中，增益控制块105增大控制比，使得在从时刻T0处开始亮度控制起经过亮度控制参考时间后，控制比达到100％。

但是，在图4(b)所示示例中，增益控制块105并未像图3(b)中示出的示例一样以恒定增大率增大控制比。而是，在由切换块115切换视频后随着时间经过，增益控制块105改变控制比的增大率。因此，相机140的视频亮度的增大率也随时间经过而变化。

更具体地，增益控制块105改变控制比，使得控制比的增大率随时间经过而增大。从而，如图4(b)所示，相机140的视频的控制比在从时刻T0到时刻T1的亮度控制间隔中指数型增大。因此，相机140的视频以随时间经过而增大的亮度增大率在亮度上增大。

图4(b)所示示例中，亮度控制间隔的前半段的控制比的倾斜小并且后半段的倾斜相对于图3(b)所示示例而言变得更大。因而，相机140的视频在切换后随即在亮度上缓慢增大；当用户1的眼睛变得适应光的亮度时，可以提高亮度的增大速度。

图5(a)和图5(b)是用于描述与实施例有关的由增益控制块105执行的亮度控制处理的又一示例的图。图5(a)所示的曲线图与图3(a)所示的曲线图相同。图5(b)中示出的曲线图的垂直轴和水平轴分别与图3(b)中示出的曲线图的垂直轴和水平轴相同。

图5(b)所示的示例中，如同图3(b)所示示例，当从切换块115获得切换命令时，增益控制块105开始对相机140的视频进行亮度控制。图5(b)所示示例中，增益控制块105也增大控制比，使得在时刻T0处开始亮度控制起经过亮度控制参考时间后，控制比达到100％。

但是，在图5(b)所示示例中，增益控制块105未像图3(b)所示示例一样以恒定增大率增大控制比。而是，在由切换块115进行视频切换后，增益控制块105逐步增大控制比。因此，相机140的视频的亮度随时间经过而逐步增大。从而，图5(b)所示示例中，用户1能够在时刻T0处观看相机140的视频，这与图3(b)或图4(b)所示示例不同。图5(b)所示亮度控制的示例是有益的，原因在于头戴式显示器100外部的信息可在视频切换后立即被观看。

参考图6，示出了用于描述与实施例有关的由头戴式显示器100执行的亮度控制处理流程的流程图。例如，该流程图中所述的处理在打开头戴式显示器100的电源时开始。

视频再现块190再现诸如3D电影和3D游戏的内容(S20)。相机140拍摄头戴式显示器100的外部世界的图像(S22)。

如果没有视频切换命令从用户1来到切换块115(S24的“否”)，则流程返回到步骤S20以继续上述处理。如果切换块115接收到来自用户1的视频切换命令(S24的“是”)，则增益控制块105提高控制比，以便提高相机140的视频的亮度(S26)。

如果相机140的视频的亮度的控制比小于100％(S28的“否”)，则增益控制块105继续提高相机140的视频的亮度的处理。当相机140的视频的亮度的控制比达到100％(S28的“是”)时，则结束该流程图中所述的处理。

如上所述，根据与实施例有关的掩蔽型头戴式显示器100，在进行要呈现给用户1的视频之间的切换时减轻可能带给用户1的不自然的感觉。

特别地，当由视频再现块190再现的内容的视频被切换到由相机140成像的外部世界的视频以便被呈现在信息呈现块130上时，由于增大的视频亮度所致用户1感到炫目的情况被减轻。

已基于实施例描述本发明。本领域技术人员要理解，实施例是说明性的，其组件和过程的组合可以以各种方式修改，并且这些修改示例也落入本发明的范围。

以上描述中，主要描述了一种情况，其中当进行从内容的视频向相机140的视频的切换时，增益控制块105控制相机140的视频的亮度值。替换地或额外地，增益控制块105可以在从相机140的视频向内容的视频切换时控制内容的视频的亮度值。即，切换块115可以控制相机140的视频和视频再现块190的视频中的至少一个的亮度。

在此情况下，增益控制块105与相机140和视频再现块190都相连。因此，切换块115也可以具有增益控制块105的功能。当切换块115将内容的视频和外部世界的视频中的一个切换到另一个时，增益控制块105逐渐增大该另一个的视频的亮度。

因而，如果相机140的视频比内容的视频更暗，则在从相机140的视频向内容的视频切换时用户1感到炫目的情况被减轻。

以上描述中，描述了一种情况，其中切换块115在相机140的视频和由视频再现块190再现的内容的视频之间选择性地切换。此外，切换块115可以通过混合这些视频而逐渐执行在相机140的视频和内容的视频之间的切换，或者在一个视频中所布置的小区域中显示另一视频。同样，切换块115可以逐渐扩大该小区域，最终执行到另一视频的切换。

[参考标号列表]

100…头戴式显示器，105…增益控制块，110…壳，115…切换块，120…安装固定设备，130…信息呈现块，130a…运动图像呈现块，130b…音频呈现块，140…相机，190…视频再现块

[工业应用性]

本发明可用于头戴式显示器中的亮度控制技术。

Claims (7)

1.一种头戴式显示器，用于当安装在用户上时通过将外部世界从用户的视场中掩蔽掉而呈现视频，包括：

信息呈现块，被配置为向用户的视场呈现包括音频和运动图像的信息；

视频再现块，被配置为再现内容的视频；

相机，被配置为拍摄外部世界的视频；

切换块，被配置为在内容的视频和外部世界的视频之间选择性地切换，并且使得所选择的视频呈现到信息呈现块上；以及

增益控制块，被配置为控制内容的视频和外部世界的视频中至少一个的亮度。

2.根据权利要求1所述的头戴式显示器，其中，当切换块从内容的视频和外部世界的视频中的一个切换到另一个时，增益控制块逐渐增大所述另一个的视频的亮度。

3.根据权利要求2所述的头戴式显示器，其中，连接在相机和切换块之间的增益控制块当切换块从内容的视频切换到外部世界的视频时，逐渐增大外部世界的视频的亮度。

4.根据权利要求1至3中任一个的头戴式显示器，其中，增益控制块通过随时间经过改变视频的亮度的增大率而增大视频的亮度。

5.根据权利要求4所述的头戴式显示器，其中，增益控制块通过随时间经过递增地改变视频的亮度的增大率而增大视频的亮度。

6.一种由头戴式显示器的处理器执行的亮度控制方法，该头戴式显示器用于当安装在用户上时通过将外部世界从用户的视场中掩蔽掉来呈现视频，该方法包括：

再现内容的视频的步骤；

拍摄外部世界的视频的步骤；以及

基于用户的命令在内容的视频和外部世界的视频之间选择性地切换并且向用户呈现所选择的视频的步骤；

其中所述呈现的步骤包含，当执行从内容的视频和外部世界的视频中的一个向另一个的切换时，逐渐增大所述另一个的视频的亮度的步骤。

7.一种用于使得头戴式显示器的处理器实现亮度控制功能的程序，所述头戴式显示器用于当安装在用户上时通过将外部世界从用户的视场中掩蔽掉而呈现视频，所述功能包含：

再现内容的视频的功能；

拍摄外部世界的视频的功能；以及

基于用户的命令在内容的视频和外部世界的视频之间选择性地切换并且向用户呈现所选择的视频的功能；

其中所述呈现的功能包含，当执行从内容的视频和外部世界的视频中的一个向另一个的切换时，逐渐增大所述另一个的视频的亮度的功能。