JP2014241523A - 頭部装着型表示装置および頭部装着型表示装置の制御方法 - Google Patents
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Abstract
Description
A−1.頭部装着型表示装置の構成:
図1は、本発明の一実施形態における頭部装着型表示装置の概略構成を示す説明図である。頭部装着型表示装置100は、頭部に装着する表示装置であり、ヘッドマウントディスプレイ(Head Mounted Display、HMD)とも呼ばれる。本実施形態のヘッドマウントディスプレイ100は、使用者が、虚像を視認すると同時に外景も直接視認可能な光学透過型の頭部装着型表示装置であって、使用者が視認する虚像における画像の焦点距離を変更可能な頭部装着型表示装置である。なお、本実施形態において「使用者が視認する虚像における画像の焦点距離」とは、ヘッドマウントディスプレイ100の使用者の両眼と、ヘッドマウントディスプレイ100の使用に伴い使用者が視認する虚像に含まれる画像が結像する位置と、の間の距離を意味する。
図5は、焦点距離変更処理の手順を示すフローチャートである。焦点距離変更処理は、ヘッドマウントディスプレイ100の使用者が視認する虚像における画像(例えば、図4の虚像VIにおけるOSの待ち受け画面)の焦点距離を変更する処理であり、画像処理部160が実行する。
(2)画像処理部160は、表示駆動部の画像光生成部(右LCD241および右バックライト221、左LCD242および左バックライト222)による画像光生成の有効/無効を切り替えるための信号(Enable信号)を操作する。具体的には、画像処理部160は、右眼用画像データーData1と共に送信部51へ送信するEnable信号について、射出領域CA1ではHi(有効)値を出力し、射出領域CA1以外の領域ではLo(無効)値を出力する。同様に、画像処理部160は、左眼用画像データーData2と共に送信部52へ送信するEnable信号について、射出領域CA2ではHi値を出力し、射出領域CA2以外の領域ではLo値を出力する。
図10は、焦点距離変更処理の第1の変形について説明するための説明図である。図10では、左右を区別するために、表示駆動部から射出された画像光により形成される像に対して、表示駆動部に含まれるLCDの符号を付している。第1の変形では、画像処理部160は、焦点距離変更処理(図5)のステップS104において取得した目標焦点距離が「無限遠」であった場合に、ステップS106およびステップS108に代えて、以下のa1、a2の処理を行う。
(a2)上記手順1で示したダミードットデーターの挿入や上記手順2で示したEnable信号の操作を行わず、コンテンツ等に基づく画像から生成されたドットデーターに基づいて、右眼用画像データーData1と左眼用画像データーData2とを生成する。これは、射出領域CA1、CA2が基準領域MA1、MA2と一致しているためである。
図11は、焦点距離変更処理の第2の変形について説明するための説明図である。図11では、左右を区別するために、表示駆動部から射出された画像光により形成される像に対して、表示駆動部に含まれるLCDの符号を付している。図5で説明した焦点距離変更処理との主たる違いは、初期状態における射出領域CA1、CA2の位置と、焦点距離テーブル122に格納されている内容である。
(b2)焦点距離テーブル122から求めた移動量が負の値である場合、右表示駆動部22から射出された画像光により形成される像と、左表示駆動部24から射出された画像光により形成される像と、が互いに連動して遠ざかる第2の方向D2(図11)に、射出領域CA1、CA2を移動させる。
B−1.頭部装着型表示装置の構成:
本発明の第2実施形態では、頭部装着型表示装置の使用者の眼前に存在する物体までの距離に応じて画像の焦点距離を変更することが可能な構成について説明する。以下では、第1実施形態と異なる構成および動作を有する部分についてのみ説明する。なお、図中において第1実施形態と同様の構成部分については先に説明した第1実施形態と同様の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
第2実施形態における焦点距離変更処理は、図5に示した第1実施形態とほぼ同様である。ただし、画像処理部160aは、ステップS104において、距離測定部61によって測定された距離を「目標焦点距離」として取得する。他のステップについては、図5で説明した通りである。
第2実施形態における焦点距離変更処理の第1の変形は、上述の第1実施形態と同様である。
第2実施形態における焦点距離変更処理の第2の変形は、上述の第1実施形態と同様である。
本発明の第3実施形態では、頭部装着型表示装置の使用者の眼前に所定の目印が存在する場合に限って、画像の焦点距離を変更することが可能な構成について説明する。以下では、第1実施形態と異なる構成および動作を有する部分についてのみ説明する。なお、図中において第1実施形態と同様の構成部分については先に説明した第1実施形態と同様の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
図14は、第3実施形態におけるヘッドマウントディスプレイ100bの構成を機能的に示すブロック図である。図2に示した第1実施形態との違いは、制御部10に代えて制御部10bを備える点と、画像表示部20に代えて画像表示部20bを備える点である。制御部10aは、画像処理部160に代えて画像処理部160bを備えている。画像処理部160bは、焦点距離変更処理(図5)における処理内容が、第1実施形態とは異なる。詳細は後述する。
第3実施形態における焦点距離変更処理は、図5に示した第1実施形態とほぼ同様である。ただし、画像処理部160bは、ステップS102において、目印検出部62によって所定の目印の存在が検出されたこと、を処理の開始トリガーとする。他のステップについては、図5で説明した通りである。
第3実施形態における焦点距離変更処理の第1の変形は、上述の第1実施形態と同様である。
第3実施形態における焦点距離変更処理の第2の変形は、上述の第1実施形態と同様である。
上記実施形態において、ハードウェアによって実現されるとした構成の一部をソフトウェアに置き換えるようにしてもよく、逆に、ソフトウェアによって実現されるとした構成の一部をハードウェアに置き換えるようにしてもよい。その他、以下のような変形も可能である。
上記実施形態では、ヘッドマウントディスプレイの構成について例示した。しかし、ヘッドマウントディスプレイの構成は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において任意に定めることが可能であり、例えば、各構成部の追加・削除・変換等を行うことができる。
上記実施形態では、焦点距離変更処理の一例を示した。しかし、焦点距離変更処理の手順はあくまで一例であり、種々の変形が可能である。例えば、一部のステップを省略してもよいし、更なる他のステップを追加してもよい。また、実行されるステップの順序を変更してもよい。
・検出された視線の方向が、水平約200°、垂直約125°(例えば、下方向75°、上方向50°)の視野角の範囲内であるとき。
・検出された視線の方向が、情報受容能力に優れる有効視野である、水平約30°、垂直約20°の範囲内であるとき。
・検出された視線の方向が、注視点が迅速に安定して見える安定注視野である、水平60°〜90°、垂直45°〜70°の範囲内であるとき。
・検出された視線の方向が、映像に誘発される自己運動感覚(ベクション)の誘発が起こりはじめる水平約20°から、自己運動感覚が飽和する約110°の範囲内であるとき。
上記実施形態では、焦点距離テーブルの一例を示した。しかし、焦点距離テーブルの詳細はあくまで一例であり、種々の変更が可能である。例えば、フィールドの追加、削除、変更を行うことができる。また、焦点距離テーブルは、複数のテーブルに分割して正規化してもよい。
本発明は、上述の実施形態や実施例、変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、実施例、変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部または全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部または全部を達成するために、適宜、差し替えや組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。
12…点灯部
14…タッチパッド
16…十字キー
18…電源スイッチ
20…画像表示部
21…右保持部
22…右表示駆動部
23…左保持部
24…左表示駆動部
26…右光学像表示部
28…左光学像表示部
30…イヤホンプラグ
32…右イヤホン
34…左イヤホン
40…接続部
42…右コード
44…左コード
46…連結部材
48…本体コード
51…送信部
52…送信部
53…受信部(表示駆動部)
54…受信部(表示駆動部)
61…距離測定部
62…目印検出部
110…入力情報取得部
100…ヘッドマウントディスプレイ(頭部装着型表示装置)
120…記憶部
122…焦点距離テーブル
130…電源
140…CPU
160…画像処理部
170…音声処理部
180…インターフェイス
190…表示制御部
201…右バックライト制御部(表示駆動部)
202…左バックライト制御部(表示駆動部)
211…右LCD制御部(表示駆動部)
212…左LCD制御部(表示駆動部)
221…右バックライト(表示駆動部)
222…左バックライト(表示駆動部)
241…右LCD(表示駆動部)
242…左LCD(表示駆動部)
251…右投写光学系(表示駆動部)
252…左投写光学系(表示駆動部)
261…右導光板
262…左導光板
PCLK…クロック信号
VSync…垂直同期信号
HSync…水平同期信号
Data…画像データー
Data1…右眼用画像データー
Data2…左眼用画像データー
OA…外部機器
PC…パーソナルコンピューター
SC…外景
RE…右眼
LE…左眼
VI…虚像
EL…端部
AP…先端部
ER…端部
VR…視野
La…焦点距離
MA1…基準領域
CA1…射出領域
MA2…基準領域
CA2…射出領域
IM…画像
IM1…画像
IM2…画像
Claims (10)
- 使用者が虚像と外景を視認可能な頭部装着型表示装置であって、
画像を表す画像光を生成し射出する一対の表示駆動部と、
前記表示駆動部の射出領域から前記画像光を射出させるように前記表示駆動部を制御する画像処理部と、を備え、
前記画像処理部は、
使用者が視認する虚像における画像の焦点距離を変更するために、
一方の前記表示駆動部から射出された前記画像光により形成される像と、他方の前記表示駆動部から射出された前記画像光により形成される像と、が互いに連動して近づく第1の方向と、
一方の前記表示駆動部から射出された前記画像光により形成される像と、他方の前記表示駆動部から射出された前記画像光により形成される像と、が互いに連動して遠ざかる第2の方向と、
のいずれか一方に、前記射出領域を移動させるように、前記一対の表示駆動部を制御する、頭部装着型表示装置。 - 請求項1に記載の頭部装着型表示装置であって、
前記射出領域は、前記表示駆動部が前記画像光の射出に用いる領域である基準領域よりも、水平方向に小さい領域である、頭部装着型表示装置。 - 請求項1または請求項2に記載の頭部装着型表示装置であって、
前記画像処理部は、使用者が視認する虚像における画像の焦点距離を変更するために、前記第1の方向に前記射出領域を移動させるように、前記一対の表示駆動部を制御する、頭部装着型表示装置。 - 請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の頭部装着型表示装置であって、
前記画像処理部は、さらに、
前記焦点距離の目標値を取得し、
取得した前記目標値から、前記射出領域の移動量を求め、
求めた前記移動量に基づいて、前記一方の表示駆動部の前記射出領域と、前記他方の表示駆動部の前記射出領域とを移動させる、頭部装着型表示装置。 - 請求項4に記載の頭部装着型表示装置であって、さらに、
前記使用者から、前記使用者の眼前に存在する物体までの距離を測定する距離測定部を備え、
前記画像処理部は、さらに、測定された前記距離を前記目標値として取得する、頭部装着型表示装置。 - 請求項5に記載の頭部装着型表示装置であって、さらに、
前記使用者の視線の方向を検出する視線検出部を備え、
前記距離測定部は、検出された前記視線の方向に存在する前記物体までの距離を測定する、頭部装着型表示装置。 - 請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の頭部装着型表示装置であって、さらに、
前記使用者の眼前に存在する所定の目印を検出する目印検出部を備え、
前記画像処理部は、前記所定の目印が検出された場合に前記画像の焦点距離を変更する、頭部装着型表示装置。 - 請求項2に従属する請求項3から請求項7のいずれか一項に記載の頭部装着型表示装置であって、
前記画像処理部は、
使用者が視認する虚像における画像の焦点距離を無限遠とするために、
一方の前記表示駆動部における前記射出領域を前記基準領域の右端とし、他方の前記表示駆動部における前記射出領域を前記基準領域の左端とするように、前記一対の表示駆動部を制御する、頭部装着型表示装置。 - 請求項2に従属する請求項3から請求項7のいずれか一項に記載の頭部装着型表示装置であって、
前記画像処理部は、
使用者が視認する虚像における画像の焦点距離を無限遠とするために、
前記射出領域の大きさを前記基準領域と同じ大きさとし、前記一対の表示駆動部における前記射出領域を前記基準領域の中央とするように、前記一対の表示駆動部を制御する、頭部装着型表示装置。 - 画像を表す画像光を生成し射出する一対の表示駆動部を備え、使用者が虚像と外景を視認可能な頭部装着型表示装置の制御方法であって、
(a)前記表示駆動部の射出領域から前記画像光を射出させるように前記表示駆動部を制御する工程を備え、
前記工程(a)において、
使用者が視認する虚像における画像の焦点距離を変更するために、
一方の前記表示駆動部から射出された前記画像光により形成される像と、他方の前記表示駆動部から射出された前記画像光により形成される像と、が互いに連動して近づく第1の方向と、
一方の前記表示駆動部から射出された前記画像光により形成される像と、他方の前記表示駆動部から射出された前記画像光により形成される像と、が互いに連動して遠ざかる第2の方向と、
のいずれか一方に、前記射出領域を移動させるように、前記一対の表示駆動部を制御する、頭部装着型表示装置の制御方法。
Priority Applications (9)
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