[發明專利]頭戴式顯示裝置和使用該裝置的視覺輔助方法

有效

• 申請號: 201580080739.0
• 申請日: 2015-06-19
• 公開（公告）號: CN107636514B
• 公開（公告）日: 2020-03-13
• 發明（設計）人: 大西邦一
• 申請（專利權）人: 麥克賽爾株式會社
• 主分類號: G02B27/02
• 分類號: G02B27/02;H04N5/64
• 代理公司: 北京尚誠知識產權代理有限公司 11322
• 代理人: 龍淳;牛孝靈

本發明的目的在于提供一種視覺輔助系統，其利用頭戴式顯示裝置(HMD)確保良好的遠近感——不會對使用者造成不協調感和不適感，并且能夠不受使用者的視覺能力的差異或偏差影響，以良好的視覺狀態觀看外部情景。為實現上述目的，將附屬于HMD的外部情景拍攝用電子攝像頭拍攝到的外部情景影像作為具有與使用者的視覺能力相應的最佳視覺距離的虛像影像投影顯示在配置于使用者的左右眼前的影像顯示屏幕上。此時，對外部情景影像的虛像內呈現的各對象物影像，基于根據各對象物的實際距離計算出的規定換算距離，對虛像影像實施加工處理來對要投影顯示在左右的影像顯示屏幕上的虛像影像附加規定的雙眼視差或規定的虛像虛化，從而能夠使使用者對外部情景的虛像影像感受到沒有不協調感或不適感的良好的遠近感。

技術領域

本發明涉及可穿戴式信息顯示系統，特別是佩戴在使用者頭部、具有在使用者眼前顯示規定影像信息的功能的頭戴式顯示裝置(以下記作HMD)及其應用系統。

背景技術

近年來，佩戴在使用者頭部的風鏡式(Goggles)或眼鏡式的由所謂HMD實現的信息影像顯示裝置迅速開始普及。

該HMD具有投影虛像——該虛像從使用者看來具有規定的視覺距離——的功能，利用該功能能夠將必要的信息影像作為虛像顯示給使用者。

另一方面，人的視覺能力(視力)存在個體差異或偏差。例如，通常來說，近視的人在觀看書、報等較近距離處的物體時與視力健全的人沒有大的差別，但具有視覺對象越遠則視力迅速下降的特性，反之遠視的人則具有近距離下的視力比遠距離下低的特性。

進一步地，當今的老齡化社會反映到年齡段上，中老年年齡段的對象人口急劇增多，在這樣的年齡段中，雖然在中距離下能確保較好的視力，但近距離和遠距離下的視力迅速下降。也即通常存在這樣的趨勢，即，可保證一定程度以上視力的視覺距離范圍相比年輕人變窄。這也就是所謂的老花眼。

考慮到這樣的每個人的視力的差異或偏差，例如日本特開2000-89157號公報(專利文獻1)公開了一種能夠改變虛像視覺距離的HMD結構，使得能夠與使用者的視力相應地投影具有合適的視覺距離的虛像。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2000-89157號公報

發明內容

發明要解決的技術問題

如果利用上述專利文獻1公開的具有可改變虛像的視覺距離之功能的HMD，通過例如先使用視頻攝像機等拍攝使用者觀看的外部情景，并將該拍攝的外部情景影像投影顯示為視覺距離最適合使用者視力的虛像，則能夠不受每個使用者的視力的差異或偏差的影響，使使用者始終以良好的視覺狀態觀看外部情景。從而，能夠使HMD具有猶如對每個使用者都進行了最優化的視覺矯正眼鏡那樣的視覺輔助功能。

不過，若像上述那樣單純地將拍攝視野內的所有對象物影像都投影到相同的虛像距離處，則裸眼觀看外部情景時感覺到的對象物的遠近感都全部失去，只能認知為平面的影像，與裸眼觀看的情景相比產生明顯的不協調感。

本發明的目的鑒于上述問題而提出，提供一種能夠利用HMD在保持與裸眼目視相同的遠近感的同時確保良好的視覺性能的具有高功能性的視覺輔助系統。

解決問題的技術手段