[發明專利]圖像顯示設備和圖像顯示方法

在審

• 申請號: 201380040731.2
• 申請日: 2015-08-04
• 公開（公告）號: CN104509108A
• 公開（公告）日: 2015-07-29
• 發明（設計）人: 森藤孝文;緒形昌美
• 申請（專利權）人: 索尼公司
• 主分類號: H04N13/04
• 分類號: H04N13/04;G02B27/02;G02B27/22;G09G3/20;G09G5/00;G09G5/36;G09G5/38
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 康建峰;陳煒

技術領域

本技術涉及圖像顯示設備和圖像顯示方法，更具體地，涉及諸如被設計成將顯示裝置上顯示的圖像疊加在外部圖像上并且將該圖像引導至觀察者的眼睛的光透射頭戴式顯示器等的圖像顯示設備。

背景技術

近年來，已知有安裝在用戶頭部上的頭戴式顯示器(HMD，head?mount?display)。頭戴式顯示器原則上被設計成利用放大光學系統將在小尺寸顯示裝置上顯示的圖像進行放大并且將該圖像引導至觀察者的眼睛。即，頭戴式顯示器被設計成將在顯示裝置上顯示的圖像進行光學放大并且允許用戶觀察作為放大的虛像的圖像。

被設計成使觀察者不僅能夠觀察上述虛像，而且能夠觀察外部圖像的光透射頭戴式顯示器作為這種類型的頭戴式顯示器是已知的。此光透射頭戴式顯示器被設計成利用光學系統將在顯示裝置上顯示的圖像疊加在外部圖像上并且將該圖像引導至觀察者的眼睛。

由該光透射頭戴式顯示器再現的虛像的可視性取決于對虛像進行顯示的環境。例如，此虛像的顯示狀態與真實世界的狀態之間的不一致妨礙舒適的觀察，或者根據虛像的顯示位置，虛像的可視性降低。

例如，專利文獻1公開了通過考慮觀察者關注哪個對象來調節整個圖像的深度。例如，專利文獻2公開了通過使用視線跟蹤技術根據眼睛的會聚來調節虛像的視差。

引用列表

專利文獻

專利文獻1：JP?05-328408A

專利文獻2：JP?10-188034A

發明內容

本發明要解決的問題

通過專利文獻1和專利文獻2所公開的技術，并未考慮對虛像進行顯示的位置和虛像的尺寸。此外，專利文獻1和專利文獻2中所公開的技術未教導將立體(3D)圖像顯示為虛像。

本技術目的在于以優選方式在外部圖像上疊加并顯示顯示圖像。

問題的解決方案

本技術的思想在于圖像顯示設備，其包括：

光學系統，該光學系統將在顯示裝置上顯示的顯示圖像疊加在外部圖像上，并且將顯示圖像引導至觀察者的眼睛；以及

顯示控制單元，該顯示控制單元控制在顯示裝置上的顯示圖像的顯示尺寸和顯示位置，使得顯示圖像顯示在從外部圖像檢測的圖像疊加區域。

在本技術中，在顯示裝置上顯示的圖像疊加在外部圖像上并且由光學系統被引導至觀察者的眼睛。在光學系統是放大光學系統的情況下，在顯示裝置上顯示的圖像被光學放大，并且作為放大的虛像被觀察者觀察到。

顯示控制單元控制要在外部圖像上疊加并且顯示的顯示圖像的顯示尺寸和顯示位置。在這種情況下，控制在顯示裝置上的顯示圖像的顯示尺寸和顯示位置，使得顯示圖像顯示在從外部圖像檢測的圖像疊加區域。

例如，基于通過形成外部圖像而獲得的所拍攝圖像數據來檢測圖像疊加區域。在這種情況下，例如，外部圖像中所包括的平坦區域被檢測為圖像疊加區域。例如，可以在云中執行對圖像疊加區域的檢測。

例如，顯示控制單元可以通過基于與圖像疊加區域相關的信息處理(幾何變換)用于在顯示設備上顯示該顯示圖像的圖像數據來控制該顯示圖像的顯示尺寸和顯示位置。在這種情況下，以電子方式控制顯示圖像的顯示尺寸和顯示位置，并且這種控制更容易。

在上述本技術中，執行顯示控制，使得顯示圖像顯示在圖像疊加區域，例如從外部圖像檢測的平坦區域中。因此，觀察者更容易視覺識別在外部圖像上疊加并且顯示的顯示圖像。

在本技術中，例如，顯示控制單元可以根據外部圖像中的圖像疊加區域的狀態來控制顯示圖像的顯示狀態。例如，顯示控制單元可以根據圖像疊加區域的狀態來校正用于顯示該顯示圖像的圖像數據，使得從觀察者要觀察的顯示圖像去除外部圖像的成分。在這種情況下，無論外部圖像的狀態如何，都能夠提高顯示圖像的可視性。

在本技術中，例如，當從外部圖像未檢測到圖像疊加區域時，顯示控制單元可以改變該顯示圖像的顯示方式。例如，停止顯示。替代地，例如，使用戶選擇疊加位置，并且顯示圖像以疊加方式顯示在那個位置。替代地，例如，顯示圖像以疊加方式顯示在預設疊加位置。替代地，例如，顯示圖像顯示在之前顯示該顯示圖像的疊加位置。替代地，例如，根據非檢測時間的持續時間來改變顯示位置或者接通和關斷顯示。

在本技術中，顯示控制單元可通過對顯示裝置上的顯示尺寸和顯示位置執行時間平滑來獲得用于控制的顯示尺寸和顯示位置，通過周期性檢測的圖像疊加區域來確定顯示尺寸和顯示位置。在這種情況下，例如，即使對于每一幀在周期性檢測的圖像疊加區域的尺寸和位置上存在大變化，仍能夠在外部圖像上穩定地疊加并且顯示顯示圖像。