[發(fā)明專利]頭戴式顯示裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010092126.1
• 申請(qǐng)日: 2015-06-19
• 公開（公告）號(hào): CN111175978B
• 公開（公告）日: 2021-08-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 大西邦一
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 麥克賽爾株式會(huì)社
• 主分類號(hào): G02B27/01
• 分類號(hào): G02B27/01
• 代理公司: 北京尚誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11322
• 代理人: 龍淳;牛孝靈

本發(fā)明的目的在于，利用頭戴式顯示裝置(HMD)確保良好的遠(yuǎn)近感——不會(huì)對(duì)使用者造成不協(xié)調(diào)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。將附屬于HMD的外部情景拍攝用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(yīng)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(shí)，對(duì)外部情景影像的虛像內(nèi)呈現(xiàn)的各對(duì)象物影像，基于根據(jù)各對(duì)象物的實(shí)際距離計(jì)算出的規(guī)定換算距離，對(duì)虛像影像實(shí)施加工處理來對(duì)要投影顯示在左右的影像顯示屏幕上的虛像影像附加規(guī)定的雙眼視差或規(guī)定的虛像虛化，從而能夠使使用者對(duì)外部情景的虛像影像感受到?jīng)]有不協(xié)調(diào)感或不適感的良好的遠(yuǎn)近感。

技術(shù)領(lǐng)域

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

背景技術(shù)

近年來，佩戴在使用者頭部的風(fēng)鏡式(Goggles)或眼鏡式的由所謂HMD實(shí)現(xiàn)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(guī)定的視覺距離——的功能，利用該功能能夠?qū)⒈匾男畔⒂跋褡鳛樘撓耧@示給使用者。

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

進(jìn)一步地，當(dāng)今的老齡化社會(huì)反映到年齡段上，中老年年齡段的對(duì)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(yuǎn)距離下的視力迅速下降。也即通常存在這樣的趨勢(shì)，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(gè)人的視力的差異或偏差，例如日本特開2000-89157號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)1)公開了一種能夠改變虛像視覺距離的HMD結(jié)構(gòu)，使得能夠與使用者的視力相應(yīng)地投影具有合適的視覺距離的虛像。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2000-89157號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明要解決的技術(shù)問題

如果利用上述專利文獻(xiàn)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(jī)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(gè)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(tài)觀看外部情景。從而，能夠使HMD具有猶如對(duì)每個(gè)使用者都進(jìn)行了最優(yōu)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(nèi)的所有對(duì)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(shí)感覺到的對(duì)象物的遠(yuǎn)近感都全部失去，只能認(rèn)知為平面的影像，與裸眼觀看的情景相比產(chǎn)生明顯的不協(xié)調(diào)感。

本發(fā)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(yuǎn)近感的同時(shí)確保良好的視覺性能的具有高功能性的視覺輔助系統(tǒng)。

解決問題的技術(shù)手段

為解決上述問題，本發(fā)明例如采用以下技術(shù)方案。本申請(qǐng)包含多個(gè)解決上述問題的技術(shù)手段，舉一例如下。一種佩戴在使用者頭部并在其眼前顯示信息影像的頭戴式顯示裝置，其包括：外部情景拍攝器，以包含使用者的直接可視視野的視野范圍來拍攝外部情景；虛像投影器，將外部情景拍攝器所拍攝的外部情景影像作為具有規(guī)定的視覺距離的左眼用和右眼用虛像影像投影顯示在分別配置于使用者眼前的左眼用和右眼用影像顯示屏幕的每一個(gè)上；視野內(nèi)對(duì)象物距離檢測(cè)器，檢測(cè)從使用者到外部情景拍攝器所拍攝的外部情景影像內(nèi)呈現(xiàn)的對(duì)象物的實(shí)際距離；和遠(yuǎn)近感影像生成器，基于該視野內(nèi)對(duì)象物距離檢測(cè)器檢測(cè)出的對(duì)象物的實(shí)際距離信息，對(duì)左眼用和右眼用虛像影像實(shí)施規(guī)定的處理來生成附加了遠(yuǎn)近感的虛像影像。