頭部佩戴型顯示裝置以及頭部佩戴型顯示裝置的控制方法
【專利摘要】提供不與使用者觀看的外景一體化地、與使用者的頭部的動(dòng)作相應(yīng)地由使用者觀看內(nèi)容動(dòng)畫(huà)那樣的圖像光的頭部佩戴型顯示裝置。頭部佩戴型顯示裝置包括：圖像顯示部，其具有基于圖像數(shù)據(jù)而生成并射出圖像光的圖像光生成部，在佩戴于使用者的頭部的狀態(tài)下，由使用者作為虛像觀看圖像光，并且使外景透過(guò)；檢測(cè)部，其檢測(cè)使用者的頭部的動(dòng)作；圖像位置設(shè)定部，其基于使用者的頭部的位置的周期性的變化，使圖像光生成部能夠生成圖像光的區(qū)域中的圖像光的位置變化，其中所述使用者的頭部的位置的周期性的變化是基于所檢測(cè)的頭部的動(dòng)作而預(yù)測(cè)的。
【專利說(shuō)明】頭部佩戴型顯示裝置以及頭部佩戴型顯示裝置的控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及頭部佩戴型顯示裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]作為在佩戴于頭部的狀態(tài)下使用的顯示裝置的頭部佩戴型顯示裝置(頭置式顯示器(Head Mounted Display)、HMD)眾所周知。頭部佩戴型顯示裝置，利用例如液晶顯示器以及光源而生成表示圖像的圖像光，利用投射光學(xué)系和/或?qū)Ч獍鍖⑺傻膱D像光向使用者的眼睛引導(dǎo)，由此由使用者觀看虛像。
[0003]在專利文獻(xiàn)I中，公開(kāi)了如下的技術(shù):通過(guò)以使在形成有虛像的區(qū)域生成的圖像光的位置相對(duì)于透過(guò)頭部佩戴型顯示裝置而觀看的外景固定的方式進(jìn)行生成，使圖像光與外景作為一體而由使用者觀看。
[0004]專利文獻(xiàn)1:特開(kāi)2011 - 59435號(hào)公報(bào)
[0005]非專利文獻(xiàn)1:平崎銳矢《維持步行中的視線穩(wěn)定的頭部運(yùn)動(dòng)與眼球運(yùn)動(dòng)》，大阪大學(xué)研究生院人體科學(xué)研究科紀(jì)要.26，2000年3月，p.177-193


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]在專利文獻(xiàn)I所記載的頭部佩戴型顯示裝置中，圖像光與外景作為一體而由使用者觀看，但在為例如內(nèi)容動(dòng)畫(huà)那樣的圖像光的情況下，具有希望設(shè)為不與外景一體化而與使用者的頭部的動(dòng)作相應(yīng)而一直使圖像光由使用者觀看的狀態(tài)的情況。此外，在例如使用者為步行中的情況下，具有希望不與外景一體化并且降低外景與圖像光的錯(cuò)位的課題。
[0007]本發(fā)明是為了解決上述的課題的至少一部分而完成的，能夠設(shè)為以下的技術(shù)方案而實(shí)現(xiàn)。
[0008](I)根據(jù)本發(fā)明的一技術(shù)方案，提供一種頭部佩戴型顯示裝置。該頭部佩戴型顯示裝置包括:圖像顯示部，其具有基于圖像數(shù)據(jù)而生成并射出圖像光的圖像光生成部，在佩戴于使用者的頭部的狀態(tài)下，由使用者作為虛像觀看所述圖像光，并且使外景透過(guò)；檢測(cè)部，其檢測(cè)使用者的頭部的動(dòng)作；圖像位置設(shè)定部，其基于使用者的頭部的位置的周期性的變化，使所述圖像光生成部能夠生成所述圖像光的區(qū)域中的所述圖像光的位置變化，其中所述使用者的頭部的位置的周期性的變化是基于所檢測(cè)的所述頭部的動(dòng)作而預(yù)測(cè)的。根據(jù)該技術(shù)方案的頭部佩戴型顯示裝置，與所預(yù)測(cè)的使用者的頭部的位置的變化一致而對(duì)生成有圖像光的位置進(jìn)行校正，所以能夠使移動(dòng)的使用者觀看相同大小的圖像光，并且使透過(guò)圖像顯示部而由使用者觀看的外景與所生成的圖像光的錯(cuò)位降低。由此，能夠抑制所生成的圖像光的與使用者觀看的外景相對(duì)的別扭感，能夠抑制通過(guò)由使用者觀看的外景與所生成的圖像光的錯(cuò)位而對(duì)使用者引起的圖像模糊。
[0009](2)在上述技術(shù)方案的頭部佩戴型顯示裝置中，也可以:進(jìn)而具備對(duì)使用者的視線方向進(jìn)行特定的視線方向特定部；所述圖像位置設(shè)定部基于所特定的所述視線方向的周期性的變化，使所述圖像光的位置變化。根據(jù)該技術(shù)方案的頭部佩戴型顯示裝置，除了使用者的頭部的位置以及朝向的變化，還加上使用者的視線方向而對(duì)生成有圖像光的位置進(jìn)行校正，所以能夠進(jìn)一步抑制所生成的圖像光的與使用者觀看的外景相對(duì)的別扭感。
[0010](3)在上述技術(shù)方案的頭部佩戴型顯示裝置中，也可以:進(jìn)而具備對(duì)使用者的視線方向進(jìn)行特定的視線方向特定部；所述圖像位置設(shè)定部基于成為所述頭部的位置的周期性的變化的基點(diǎn)的從使用者的眼睛僅離開(kāi)預(yù)定的距離的頭部基點(diǎn)和基于所述視線方向而特定的使用者的注視點(diǎn)而使所述圖像光的位置變化。根據(jù)該技術(shù)方案的頭部佩戴型顯示裝置，基于與使用者的移動(dòng)狀態(tài)相應(yīng)而確定的頭部基點(diǎn)與使用者觀察的注視點(diǎn)而對(duì)生成有圖像光的位置進(jìn)行校正，所以能夠進(jìn)一步抑制所生成的圖像光的與使用者觀看的外景相對(duì)的別扭感。
[0011](4)在上述技術(shù)方案的頭部佩戴型顯示裝置中，也可以:所述圖像位置設(shè)定部，在從使用者的眼睛到所述注視點(diǎn)的注視點(diǎn)距離比所述預(yù)定的距離小的情況下，在與所預(yù)測(cè)的所述頭部的位置的變化相同的方向上使所述圖像光的位置變化，在所述注視點(diǎn)距離比所述預(yù)定的距離大的情況下，在與所預(yù)測(cè)的所述頭部的位置的變化相反的方向上使所述圖像光的位置變化。根據(jù)該技術(shù)方案的頭部佩戴型顯示裝置，基于與使用者的移動(dòng)狀態(tài)相應(yīng)而確定的頭部基點(diǎn)與使用者觀察的注視點(diǎn)而對(duì)生成有圖像光的位置進(jìn)行校正，所以能夠進(jìn)一步抑制所生成的圖像光的與使用者觀看的外景相對(duì)的別扭感。
[0012](5)在上述技術(shù)方案的頭部佩戴型顯示裝置中，也可以:所述圖像光生成部由多個(gè)像素構(gòu)成；所述圖像位置設(shè)定部通過(guò)使在所述圖像光生成部生成所述圖像光的像素的位置變化，而使所述圖像光的位置變化。根據(jù)該技術(shù)方案的頭部佩戴型顯示裝置，可簡(jiǎn)便地設(shè)定生成有圖像光的位置，容易對(duì)由使用者觀看的外景與所生成的圖像光的錯(cuò)位進(jìn)行校正。
[0013]上述的本發(fā)明的各技術(shù)方案具有的多個(gè)構(gòu)成要素都不是必須的，為了解決上述的課題的一部分或者全部，或者為了達(dá)成本說(shuō)明書(shū)所記載的效果的一部分或者全部，能夠適當(dāng)對(duì)所述多個(gè)構(gòu)成要素的一部分的構(gòu)成要素，進(jìn)行其變更、刪除、與新的其他的構(gòu)成要素的替換、限定內(nèi)容的一部分刪除。另外，為了解決上述的課題的一部分或者全部，或者為了達(dá)成本說(shuō)明書(shū)所記載的效果的一部分或者全部，能夠?qū)⑸鲜龅谋景l(fā)明的一技術(shù)方案所含的技術(shù)特征的一部分或者全部與上述的本發(fā)明的其他的技術(shù)方案所含的技術(shù)特征的一部分或者全部組合而設(shè)為本發(fā)明的獨(dú)立的一技術(shù)方案。
[0014]例如，本發(fā)明的一技術(shù)方案能夠設(shè)為具備圖像顯示部、檢測(cè)部和圖像位置設(shè)定部3個(gè)要素內(nèi)的一部分或者全部的要素的裝置而實(shí)現(xiàn)。即，該裝置可以具有也可以不具有圖像顯示部。另外，裝置可以具有也可以不具有檢測(cè)部。另外，裝置可以具有也可以不具有圖像位置設(shè)定部。圖像顯示部也可以:例如具有基于圖像數(shù)據(jù)生成并射出圖像光的圖像光生成部，在佩戴于使用者的頭部的狀態(tài)下，由使用者作為虛像觀看所述圖像光，并且使外景透過(guò)。檢測(cè)部也可以檢測(cè)例如使用者的頭部的動(dòng)作。圖像位置設(shè)定部也可以:例如基于使用者的頭部的位置的周期性的變化，使所述圖像光生成部能夠生成所述圖像光的區(qū)域中的所述圖像光的位置變化，其中所述使用者的頭部的位置的周期性的變化是基于所檢測(cè)的所述頭部的動(dòng)作而預(yù)測(cè)的。這樣的裝置能夠設(shè)為例如頭部佩戴型顯示裝置而實(shí)現(xiàn)，也能夠設(shè)為頭部佩戴型顯示裝置以外的其他的裝置而實(shí)現(xiàn)。根據(jù)這樣的技術(shù)方案，能夠解決裝置的操作性的提高以及簡(jiǎn)易化、裝置的一體化、和/或使用裝置的使用者的利便性的提高等各種課題的至少I個(gè)。前述的頭部佩戴型顯示裝置的各技術(shù)方案的技術(shù)特征的一部分或者全部都能夠適用于該裝置。
[0015]本發(fā)明也能夠以頭部佩戴型顯示裝置以外的各種技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。例如，能夠以頭部佩戴型顯示裝置的控制方法、頭部佩戴型顯示系統(tǒng)、用于實(shí)現(xiàn)頭部佩戴型顯示系統(tǒng)的功能的計(jì)算機(jī)程序、記錄有該計(jì)算機(jī)程序的記錄介質(zhì)和包含該計(jì)算機(jī)程序并在載波內(nèi)具體化的數(shù)據(jù)信號(hào)等技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1是表示頭部佩戴型顯示裝置100的外觀構(gòu)成的說(shuō)明圖。
[0017]圖2是功能性表示頭部佩戴型顯示裝置100的構(gòu)成的框圖。
[0018]圖3是表示由圖像光生成部射出圖像光的樣子的說(shuō)明圖。
[0019]圖4是表示圖像位置校正處理的流程的說(shuō)明圖。
[0020]圖5是表示頭部佩戴型顯示裝置100的使用者US為步行中的情況下的頭部的位置的變化的推移的說(shuō)明圖。
[0021]圖6是表示頭部佩戴型顯示裝置100的使用者US為步行中的情況下的頭部的位置的變化的推移的說(shuō)明圖。
[0022]圖7是表示使用者US的頭部的位置以及朝向的變化與視線方向ED的變化的關(guān)系的說(shuō)明圖。
[0023]圖8是表示與使用者US的步行距離相對(duì)的使用者US的頭部的朝向以及視線方向ED的推移的說(shuō)明圖。
[0024]圖9是表示與使用者US的步行距離相對(duì)的使用者US的頭部的朝向以及視線方向ED的推移的說(shuō)明圖。
[0025]圖10是表示對(duì)顯示圖像頂?shù)奈恢眠M(jìn)行校正前使用者US觀看的顯示圖像頂?shù)囊焕恼f(shuō)明圖。
[0026]圖11是表示對(duì)顯示圖像頂?shù)奈恢眠M(jìn)行校正后使用者US觀看的顯示圖像頂?shù)囊焕恼f(shuō)明圖。
[0027]圖12是表示變形例中的頭部佩戴型顯示裝置的外觀構(gòu)成的說(shuō)明圖。
[0028]符號(hào)說(shuō)明
[0029]10…控制部11…確定鍵
[0030]12…點(diǎn)亮部13…顯示切換鍵
[0031]14…觸控板15…亮度切換鍵
[0032]16…方向鍵17…菜單鍵
[0033]18…電源開(kāi)關(guān)20…圖像顯示部(圖像顯示部)
[0034]21…右保持部22…右顯示驅(qū)動(dòng)部
[0035]23…左保持部24…左顯示驅(qū)動(dòng)部
[0036]26…右光學(xué)像顯示部28…左光學(xué)像顯示部
[0037]30…耳機(jī)插頭32…右耳機(jī)
[0038]34…左耳機(jī)
[0039]37…右眼拍攝照相機(jī)(視線方向特定部)
[0040]38...左眼拍攝照相機(jī)(視線方向特定部)
[0041]40…連接部42…右軟線
[0042]44…左軟線46…連結(jié)構(gòu)件
[0043]48…主體軟線51、52…發(fā)送部
[0044]53、54…接收部66…9軸傳感器(檢測(cè)部)
[0045]100…頭部佩戴型顯示裝置110…輸入信息獲取部
[0046]120…存儲(chǔ)部130…電源
[0047]135…操作部140…CPU
[0048]142…狀態(tài)判定部(圖像位置設(shè)定部、檢測(cè)部)
[0049]145…視線方向特定部(視線方向特定部)
[0050]150…操作系統(tǒng)
[0051]160…圖像處理部(圖像位置設(shè)定部)
[0052]170…聲音處理部180…接口
[0053]190…顯示控制部
[0054]201…右背光控制部(圖像光生成部)
[0055]202…左背光控制部(圖像光生成部)
[0056]211…右IXD控制部(圖像光生成部)
[0057]212…左LCD控制部(圖像光生成部)
[0058]221…右背光(圖像光生成部)
[0059]222…左背光(圖像光生成部)
[0060]241…右LCD (圖像光生成部)
[0061]242…左IXD (圖像光生成部)
[0062]251…右投射光學(xué)系252…左投射光學(xué)系
[0063]261…右導(dǎo)光板262…左導(dǎo)光板
[0064]VSync…垂直同步信號(hào)
[0065]HSync…水平同步信號(hào)
[0066]PCLK…時(shí)鐘信號(hào)
[0067]Θ 1、Θ 2、Θ h、Θ c…角度
[0068]OA…外部設(shè)備ED…視線方向
[0069]RE…右眼LE…左眼
[0070]PG、PG1、PG2 …注視點(diǎn)
[0071]IL…照明光PL...圖像光
[0072]0L...水平軸EL、ER…端部
[0073]頂…顯示圖像AP…前端部
[0074]GR...地面US…使用者
[0075]ES…軌跡PGL…軌跡
[0076]HFP…頭部基點(diǎn)

【具體實(shí)施方式】
[0077]A-1.頭部佩戴型顯示裝置的構(gòu)成:
[0078]圖1是表示頭部佩戴型顯示裝置100的外觀構(gòu)成的說(shuō)明圖。頭部佩戴型顯示裝置100是佩戴于頭部的顯示裝置，也被稱為頭置式顯示器(Head Mounted Display、HMD)。本實(shí)施方式的頭部佩戴型顯示裝置100為能夠由使用者觀看虛像同時(shí)也直接觀看外景的光學(xué)透過(guò)型的頭部佩戴型顯示裝置。另外，在本說(shuō)明書(shū)中，為了方便也將使用者通過(guò)頭部佩戴型顯示裝置100而觀看的虛像稱為“顯示圖像”。另外，將射出基于圖像數(shù)據(jù)而生成的圖像光也成為“對(duì)圖像進(jìn)行顯示”。
[0079]頭部佩戴型顯示裝置100具備:在佩戴于使用者的頭部的狀態(tài)下由使用者觀看虛像的圖像顯示部20，和控制圖像顯示部20的控制部10 (控制器10)。
[0080]圖像顯示部20是佩戴于使用者的頭部的佩戴體，在本實(shí)施方式中具有眼鏡形狀。圖像顯示部20包含右保持部21、右顯示驅(qū)動(dòng)部22、左保持部23、左顯示驅(qū)動(dòng)部24、右光學(xué)像顯示部26、左光學(xué)像顯示部28、右眼拍攝照相機(jī)37和左眼拍攝照相機(jī)38。右光學(xué)像顯示部26以及左光學(xué)像顯示部28分別配置成，在使用者佩戴了圖像顯示部20時(shí)位于使用者的右以及左的眼睛前。右光學(xué)像顯示部26的一端與左光學(xué)像顯示部28的一端，在與使用者佩戴了圖像顯示部20時(shí)的使用者的眉間相對(duì)應(yīng)的位置互相連接。
[0081]右保持部21，是從作為右光學(xué)像顯示部26的另一端的端部ER延伸到與使用者佩戴了圖像顯示部20時(shí)的使用者的側(cè)頭部相對(duì)應(yīng)的位置而設(shè)置的構(gòu)件。同樣，左保持部23，是從作為左光學(xué)像顯示部28的另一端的端部EL延伸到與使用者佩戴了圖像顯示部20時(shí)的使用者的側(cè)頭部相對(duì)應(yīng)的位置而設(shè)置的構(gòu)件。右保持部21以及左保持部23如眼鏡的鬢角部(眼鏡腿)那樣，將圖像顯示部20保持于使用者的頭部。
[0082]右顯示驅(qū)動(dòng)部22與左顯示驅(qū)動(dòng)部24被配置于與使用者佩戴了圖像顯示部20時(shí)的使用者的頭部相對(duì)一側(cè)。另外，以后，也將右保持部21以及左保持部23總稱而簡(jiǎn)稱為“保持部”，也將右顯示驅(qū)動(dòng)部22以及左顯示驅(qū)動(dòng)部24總稱而簡(jiǎn)稱為“顯示驅(qū)動(dòng)部”，也將右光學(xué)像顯示部26以及左光學(xué)像顯示部28總稱而簡(jiǎn)稱為“光學(xué)像顯示部”。
[0083]顯示驅(qū)動(dòng)部22、24包含液晶顯示器241、242 (Liquid Crystal Display,以下也稱為“IXD241、242”)和/或投射光學(xué)系251、252等(參照?qǐng)D2)。顯示驅(qū)動(dòng)部22、24的構(gòu)成的詳細(xì)后述。作為光學(xué)構(gòu)件的光學(xué)像顯不部26、28包含導(dǎo)光板261、262以及調(diào)光板(參照?qǐng)D2)。導(dǎo)光板261、262由透光性的樹(shù)脂材料等形成，將從顯示驅(qū)動(dòng)部22、24輸出的圖像光向使用者的眼睛引導(dǎo)。調(diào)光板為薄板狀的光學(xué)元件，被配置成覆蓋與使用者的眼睛一側(cè)相反一側(cè)即圖像顯不部20的表側(cè)。調(diào)光板保護(hù)導(dǎo)光板261、262，抑制導(dǎo)光板261、262的損傷和/或污垢的附著等。另外，通過(guò)調(diào)整調(diào)光板的透光率，能夠調(diào)整進(jìn)入到使用者的眼睛的外光量而調(diào)整虛像的觀看的容易度。另外，調(diào)光板能夠省略。
[0084]右眼拍攝照相機(jī)37以及左眼拍攝照相機(jī)38 (以后，也稱為“眼拍攝照相機(jī)37、38”)，是分別拍攝使用者的右眼以及左眼的小型的C⑶照相機(jī)。另外，所謂外景，指的是反射預(yù)定的范圍所含的物體(例如，建筑物等)、能夠由使用者觀看的反射光。
[0085]圖像顯示部20，進(jìn)而具有用于將圖像顯示部20連接于控制部10的連接部40。連接部40包含連接于控制部10的主體軟線48、右軟線42、左軟線44和連結(jié)構(gòu)件46。右軟線42與左軟線44是主體軟線48分支為2根的軟線。右軟線42從右保持部21的延伸方向的前端部AP而插入右保持部21的殼體內(nèi)，并被連接于右顯示驅(qū)動(dòng)部22。同樣，左軟線44從左保持部23的延伸方向的前端部AP而插入左保持部23的殼體內(nèi)，并被連接于左顯示驅(qū)動(dòng)部24。連結(jié)構(gòu)件46具有設(shè)置于主體軟線48與右軟線42以及左軟線44的分支點(diǎn)、用于連接耳機(jī)插頭30的插孔。從耳機(jī)插頭30，延伸有右耳機(jī)32以及左耳機(jī)34。
[0086]圖像顯示部20與控制部10經(jīng)由連接部40進(jìn)行各種信號(hào)的傳送。在主體軟線48上的與連結(jié)構(gòu)件46相反側(cè)的端部和控制部10上，分別設(shè)有互相嵌合的連接器(未圖示)。通過(guò)主體軟線48的連接器與控制部10的連接器的嵌合/嵌合解除，將控制部10與圖像顯示部20連接或者切離。在右軟線42、左軟線44與主體軟線48中，能夠采用例如金屬線纜和/或光纖。
[0087]控制部10是用于控制頭部佩戴型顯示裝置100的裝置。控制部10包含確定鍵11、點(diǎn)亮部12、顯示切換鍵13、觸控板14、亮度切換鍵15、方向鍵16、菜單鍵17和電源開(kāi)關(guān)18。確定鍵11檢測(cè)按下操作，輸出對(duì)由控制部10操作的內(nèi)容進(jìn)行確定的信號(hào)。點(diǎn)亮部12通過(guò)其發(fā)光狀態(tài)通知頭部佩戴型顯示裝置100的動(dòng)作狀態(tài)。作為頭部佩戴型顯示裝置100的動(dòng)作狀態(tài)，有例如電源的0N/0FF等。作為點(diǎn)亮部12，使用例如LED (Light Emitting D1de:發(fā)光二極管)。顯示切換鍵13檢測(cè)按下操作，輸出例如將內(nèi)容動(dòng)畫(huà)的顯示模式切換為3D和2D的信號(hào)。觸控板14檢測(cè)觸控板14的操作面上的使用者的手指的操作，輸出與檢測(cè)內(nèi)容相應(yīng)的信號(hào)。作為觸控板14，能夠采用靜電式和/或壓力檢測(cè)式、光學(xué)式等各種觸控板。亮度切換鍵15檢測(cè)按下操作，輸出使圖像顯示部20的亮度增減的信號(hào)。方向鍵16檢測(cè)向與上下左右方向相對(duì)應(yīng)的鍵的按下操作，輸出與檢測(cè)內(nèi)容相應(yīng)的信號(hào)。電源開(kāi)關(guān)18通過(guò)檢測(cè)開(kāi)關(guān)的滑動(dòng)操作，對(duì)頭部佩戴型顯示裝置100的電源投入狀態(tài)進(jìn)行切換。
[0088]圖2是功能性表示頭部佩戴型顯示裝置100的構(gòu)成的框圖。如圖2所示，控制部10具有輸入信息獲取部110、存儲(chǔ)部120、電源130、操作部135、CPU140、接口 180、發(fā)送部51(Tx51)以及發(fā)送部52(Τχ52)。操作部135接受使用者的操作，由確定鍵11、顯示切換鍵
13、觸控板14、亮度切換鍵15、方向鍵16、菜單鍵17和電源開(kāi)關(guān)18構(gòu)成。
[0089]輸入信息獲取部110獲取與使用者的操作輸入相應(yīng)的信號(hào)。作為操作輸入，具有例如與配置于操作部135的觸控板14、方向鍵16和電源開(kāi)關(guān)18相對(duì)的操作輸入。電源130向頭部佩戴型顯示裝置100的各部供給電力。作為電源130，能夠使用例如二次電池。存儲(chǔ)部120存儲(chǔ)各種計(jì)算機(jī)程序。存儲(chǔ)部120由ROM和/或RAM等構(gòu)成。CPU140通過(guò)讀出而執(zhí)行存儲(chǔ)于存儲(chǔ)部120的計(jì)算機(jī)程序，作為操作系統(tǒng)150 (0S150)、顯示控制部190、聲音處理部170、狀態(tài)判定部142、視線方向特定部145以及圖像處理部160而起作用。
[0090]顯示控制部190生成控制右顯示驅(qū)動(dòng)部22以及左顯示驅(qū)動(dòng)部24的控制信號(hào)。具體地說(shuō)，顯示控制部190通過(guò)控制信號(hào)，獨(dú)立地控制由右IXD控制部211進(jìn)行的右IXD241的驅(qū)動(dòng)0N/0FF、由右背光控制部201進(jìn)行的右背光221的驅(qū)動(dòng)0N/0FF、由左IXD控制部212進(jìn)行的左LCD242的驅(qū)動(dòng)0N/0FF、由左背光控制部202進(jìn)行的左背光222的驅(qū)動(dòng)0N/0FF等。由此，顯示控制部190對(duì)由右顯示驅(qū)動(dòng)部22以及左顯示驅(qū)動(dòng)部24分別進(jìn)行的圖像光的生成以及射出進(jìn)行控制。例如，顯示控制部190由右顯示驅(qū)動(dòng)部22以及左顯示驅(qū)動(dòng)部24雙方生成圖像光，或僅由一方生成圖像光，或使雙方都不生成圖像光。
[0091]顯示控制部190經(jīng)由發(fā)送部51以及52分別發(fā)送與右IXD控制部211和左IXD控制部212相對(duì)的控制信號(hào)。另外，顯示控制部190分別發(fā)送與右背光控制部201和左背光控制部202相對(duì)的控制信號(hào)。
[0092]視線方向特定部145通過(guò)對(duì)眼拍攝照相機(jī)37、38的各自所拍攝的使用者的右眼以及左眼的圖像進(jìn)行解析，對(duì)視線方向進(jìn)行特定。另外，視線方向特定部145能夠通過(guò)所特定的視線方向而推定使用者所觀察的位置，所以能夠?qū)κ褂谜叩淖⒁朁c(diǎn)(例如，圖7的注視點(diǎn)PGl和/或注視點(diǎn)PG2)進(jìn)行特定。狀態(tài)判定部142通過(guò)判定后述的9軸傳感器66檢測(cè)的圖像顯示部20的朝向和/或動(dòng)作，推定使用者的頭部的位置的變化。例如，在使用者為步行中的情況下，通過(guò)頭部的位置的變化而對(duì)使用者的行進(jìn)方向進(jìn)行特定，使用者的頭部沿著行進(jìn)方向而在鉛直方向以及水平方向上周期性地變動(dòng)(例如，圖6)。因此，狀態(tài)判定部142能夠?qū)κ褂谜叩牟叫兴俣冗M(jìn)行特定，對(duì)周期性的使用者的頭部的位置的變化以及視線方向的變化進(jìn)行特定，對(duì)鉛直方向以及水平方向上的頭部的位置的變化的頻率與視線方向的變化的頻率進(jìn)行特定。另外，所謂人體的所預(yù)測(cè)的動(dòng)作，為在人體工學(xué)上、能夠基于稱為人體的各部位的物理形狀的身體的特征、在步行等時(shí)進(jìn)行的各部位的動(dòng)作以及人體的生理反應(yīng)以及變化而預(yù)測(cè)的動(dòng)作。眼拍攝照相機(jī)37、38與視線方向特定部145相當(dāng)于權(quán)利要求中的視線方向特定部。
[0093]圖像處理部160獲取內(nèi)容所含的圖像信號(hào)。圖像處理部160從所獲取的圖像信號(hào)分離垂直同步信號(hào)VSync和/或水平同步信號(hào)HSync等同步信號(hào)。另外，圖像處理部160與所分離的垂直同步信號(hào)VSync和/或水平同步信號(hào)HSync的周期相應(yīng)，利用PLL (PhaseLocked Loop:鎖相環(huán))電路等(未圖示)而生成時(shí)鐘信號(hào)PCLK。圖像處理部160使用A/D轉(zhuǎn)換電路等(未圖示)將分離了同步信號(hào)的模擬圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像信號(hào)。然后，圖像處理部160將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字圖像信號(hào)作為對(duì)象圖像的圖像數(shù)據(jù)(RGB數(shù)據(jù))，I幀I幀地存儲(chǔ)于存儲(chǔ)部120內(nèi)的DRAM。另外，圖像處理部160也可以根據(jù)需要，對(duì)圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行解析度轉(zhuǎn)換處理、稱為亮度、飽和度的調(diào)整的各種色調(diào)校正處理、梯形失真校正處理等圖像處理。
[0094]圖像處理部160經(jīng)由發(fā)送部51、52分別發(fā)送所生成的時(shí)鐘信號(hào)PCLK、垂直同步信號(hào)VSync、水平同步信號(hào)HSync、存儲(chǔ)于存儲(chǔ)部120內(nèi)的DRAM的圖像數(shù)據(jù)Data。另外，也將經(jīng)由發(fā)送部51發(fā)送的圖像數(shù)據(jù)Data稱為“右眼用圖像數(shù)據(jù)”，也將經(jīng)由發(fā)送部52發(fā)送的圖像數(shù)據(jù)Data稱為“左眼用圖像數(shù)據(jù)”。發(fā)送部51、52作為用于控制部10與圖像顯示部20之間的串行傳送的收發(fā)機(jī)而起作用。
[0095]另外，圖像處理部160在通過(guò)狀態(tài)判定部142判定為使用者的頭部周期性地變化的情況下，基于所特定的使用者的頭部的位置的變化以及視線方向的變化的頻率，對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行校正而向圖像顯示部20發(fā)送。作為圖像數(shù)據(jù)的校正的內(nèi)容，具有例如抑制視線方向的變化對(duì)透過(guò)圖像顯示部20而由使用者觀看的外景的影響的校正等。另外，圖像處理部160以及狀態(tài)判定部142相當(dāng)于權(quán)利要求中的圖像位置設(shè)定部。
[0096]聲音處理部170獲取內(nèi)容所含的聲音信號(hào)，對(duì)所獲取的聲音信號(hào)進(jìn)行增幅，對(duì)連接于連結(jié)構(gòu)件46的右耳機(jī)32內(nèi)的揚(yáng)聲器(未圖不)以及左耳機(jī)34內(nèi)的揚(yáng)聲器(未圖不)供給。另外，在采用例如Dolby (注冊(cè)商標(biāo))系統(tǒng)的情況下，不進(jìn)行與聲音信號(hào)相對(duì)的處理，從右耳機(jī)32以及左耳機(jī)34分別輸出例如將頻率等改變了的不同的聲音。
[0097]接口 180是用于對(duì)控制部10連接作為內(nèi)容的供給源的各種外部設(shè)備OA的接口。作為外部設(shè)備0A，具有例如個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)和/或便攜電話終端、游戲終端等。作為接口180，能夠使用例如USB接口、微型USB接口、存儲(chǔ)卡用接口等。
[0098]圖像顯示部20具備右顯示驅(qū)動(dòng)部22、左顯示驅(qū)動(dòng)部24、作為右光學(xué)像顯示部26的右導(dǎo)光板261、作為左光學(xué)像顯不部28的左導(dǎo)光板262、9軸傳感器66、右眼拍攝照相機(jī)37和左眼拍攝照相機(jī)38。
[0099]9軸傳感器66為檢測(cè)加速度(3軸)、角速度(3軸)、地磁(3軸)的運(yùn)動(dòng)傳感器。9軸傳感器66被設(shè)置于圖像顯示部20，所以在將圖像顯示部20佩戴于使用者的頭部時(shí)，檢測(cè)使用者的頭部的位置以及位置的變化。從所檢測(cè)的使用者的頭部的位置對(duì)圖像顯示部20的朝向進(jìn)行特定。另外，9軸傳感器66與狀態(tài)判定部142相當(dāng)于權(quán)利要求中的檢測(cè)部。
[0100]右顯示驅(qū)動(dòng)部22包含接收部53(Rx53)、作為光源而起作用的右背光控制部201 (右BL控制部201)以及右背光221 (右BL221)、作為顯示元件而起作用的右IXD控制部211以及右IXD241、和右投射光學(xué)系251。右背光控制部201與右背光221作為光源而起作用。右IXD控制部211與右IXD241作為顯示元件而起作用。另外，也將右背光控制部201、右IXD控制部211、右背光221與右IXD241總稱為“圖像光生成部”。
[0101]接收部53作為用于控制部10與圖像顯示部20之間的串行傳送的接收機(jī)而起作用。右背光控制部201基于所輸入的控制信號(hào),驅(qū)動(dòng)右背光221。右背光221為例如LED和/或電致發(fā)光(EL)等發(fā)光體。右LCD控制部211基于經(jīng)由接收部53輸入的時(shí)鐘信號(hào)PCLK、垂直同步信號(hào)VSync、水平同步信號(hào)HSync和右眼用圖像數(shù)據(jù)，驅(qū)動(dòng)右IXD241。右IXD241為將多個(gè)像素配置成矩陣狀的透過(guò)型液晶面板。
[0102]右投射光學(xué)系251由將從右IXD241射出的圖像光設(shè)為并行狀態(tài)的光束的準(zhǔn)直透鏡構(gòu)成。作為右光學(xué)像顯示部26的右導(dǎo)光板261沿著預(yù)定的光路使從右投射光學(xué)系251輸出的圖像光反射同時(shí)向使用者的右眼RE引導(dǎo)。另外，也將右投射光學(xué)系251與右導(dǎo)光板261總稱為“導(dǎo)光部”。
[0103]左顯示驅(qū)動(dòng)部24具有與右顯示驅(qū)動(dòng)部22同樣的構(gòu)成。左顯示驅(qū)動(dòng)部24包含接收部54 (Rx54)、作為光源而起作用的左背光控制部202 (左BL控制部202)以及左背光222 (左BL222)、作為顯示元件而起作用的左IXD控制部212以及左IXD242、和左投射光學(xué)系252。左背光控制部202與左背光222作為光源而起作用。左IXD控制部212與左IXD242作為顯示元件而起作用。另外，也將左背光控制部202、左IXD控制部212、左背光222與左IXD242總稱為“圖像光生成部”。另外，左投射光學(xué)系252由將從左IXD242射出的圖像光設(shè)為并行狀態(tài)的光束的準(zhǔn)直透鏡構(gòu)成。作為左光學(xué)像顯示部28的左導(dǎo)光板262沿著預(yù)定的光路使從左投射光學(xué)系252輸出的圖像光反射同時(shí)向使用者的左眼LE引導(dǎo)。另外，也將左投射光學(xué)系252與左導(dǎo)光板262總稱為“導(dǎo)光部”。
[0104]圖3是表示由圖像光生成部射出圖像光的樣子的說(shuō)明圖。右IXD241通過(guò)對(duì)配置成矩陣狀的各像素位置的液晶進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，使透過(guò)右LCD241的光的透過(guò)率變化，由此將從右背光221照射的照明光IL向表示圖像的有效的圖像光PL調(diào)制。對(duì)于左側(cè)也同樣。另外，如圖3所示，在本實(shí)施方式中采用了背光方式，但也可以設(shè)為使用前光方式、和/或反射方式而射出圖像光的構(gòu)成。
[0105]A - 2.圖像位置校正處理:
[0106]圖4是表示圖像位置校正處理的流程的說(shuō)明圖。圖像位置校正處理，是基于所推定的使用者的頭部的位置的變化以及所特定的視線方向?qū)κ褂谜叩闹芷谛缘念^部的動(dòng)作進(jìn)行特定、對(duì)顯示圖像的位置進(jìn)行校正以使伴隨著使用者的移動(dòng)的外景與顯示圖像的錯(cuò)位消失的處理。
[0107]在圖像位置校正處理中，首先，狀態(tài)判定部142通過(guò)對(duì)9軸傳感器66檢測(cè)的圖像顯示部20的朝向和/或動(dòng)作進(jìn)行判定，推定使用者的頭部的位置的變化(步驟S11)。接下來(lái)，視線方向特定部145通過(guò)眼拍攝照相機(jī)37、38的拍攝圖像對(duì)使用者的視線方向以及注視點(diǎn)進(jìn)行特定(步驟S12)。接下來(lái)，狀態(tài)判定部142判定使用者的頭部的位置的變化以及視線方向的變化是否為周期性的(步驟13)。
[0108]圖5以及圖6是表示頭部佩戴型顯示裝置100的使用者US為步行中的情況下的頭部的位置的變化的推移的說(shuō)明圖。在圖5中，表示使用者US為步行中的情況下、使用者US的頭部的位置的鉛直方向上的變化的推移。如圖5所示，步行中的使用者US的頭部的位置沿著鉛直方向而周期性地變化。使用者US的眼睛的位置沿著鉛直方向而變化，畫(huà)出軌跡ES。在使用者US的兩腳踩在地面GR上的情況下，使用者US的頭部的位置沿著鉛直方位于最低位置(以下，也稱為“最低點(diǎn)”)。另外，在使用者US僅單腳踩在地面GR上、另一方的單腳沿著行進(jìn)方向與踩在地面GR上的單腳交差的情況下，使用者US的頭部的位置沿著鉛直方向位于最高位置(以下，也稱為“最高點(diǎn)”)。在本實(shí)施方式中，注視點(diǎn)PG存在于通過(guò)鉛直方向上的最低點(diǎn)與最高點(diǎn)的中間點(diǎn)的水平軸OL上。
[0109]使用者US的視線方向ED為了對(duì)周期性的頭部的位置的變化進(jìn)行校正而變化。在使用者US —邊觀察注視點(diǎn)PG —邊步行的情況下，如果使用者US的頭部的位置位于比水平軸OL低的位置，則視線方向ED比水平方向向上。相反，如果使用者US的頭部的位置沿著鉛直方向位于比水平軸OL高的位置，則視線方向ED比水平方向向下。
[0110]在圖6中，表示步行中的使用者US的頭部的位置的水平方向上的變化的推移。如圖6所示，在使用者US為步行中的情況下，在使用者US僅右腳踩在地面GR上、并且位于最高點(diǎn)的情況下，使用者US的頭部的中心與行進(jìn)方向正交而存在于右側(cè)(以下，也稱為“最右點(diǎn)”)。在使用者US僅左腳踩在地面GR上、并且位于最高點(diǎn)的情況下，使用者US的頭部的中心與行進(jìn)方向正交而存在于左側(cè)(以下，也稱為“最左點(diǎn)”)。因此，水平方向上的使用者US的頭部的位置以軌跡ES的方式變化，所述軌跡ES沿著通過(guò)最右點(diǎn)與最左點(diǎn)的中間點(diǎn)的水平軸0L。另外，使用者US的頭部的位置在最右點(diǎn)與最左點(diǎn)的情況下為最高點(diǎn)。因此，在使用者US的頭部的位置的變化中，鉛直方向上的周期為水平方向上的周期的一半。即，鉛直方向的頻率為水平方向上的頻率的2倍。
[0111]圖7是表示使用者US的頭部的位置以及朝向的變化與視線方向ED的變化的關(guān)系的說(shuō)明圖。在圖7中，表示伴隨著頭部的位置的鉛直方向上的變化而進(jìn)行校正的頭部的朝向以及視線方向ED。在非專利文獻(xiàn)I中，在注視點(diǎn)PG距使用者US2米的情況下，通過(guò)頭部的間距旋轉(zhuǎn)(pitch rotat1n),頭部的鼻枕軸(naso-occipital axis)(前后軸)連結(jié)焦點(diǎn)的點(diǎn)(Head fixat1n point:頭部固定點(diǎn)，以下,稱為“頭部基點(diǎn)HFP”)比注視點(diǎn)PG更接近使用者US。即，記載了，在該情況下，頭部的朝向過(guò)度地對(duì)上下運(yùn)動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)償，為了對(duì)該錯(cuò)位進(jìn)行校正，需要在步行中進(jìn)行周期性的眼的補(bǔ)償性旋轉(zhuǎn)(compensatory rotat1n)。另外，也記載了，頭部的間距運(yùn)動(dòng)由于從使用者US到注視點(diǎn)PG的距離而稍稍變化，但該變化量是很小的。
[0112]如圖7所示，在使用者US觀察位于距使用者US的眼睛比頭部基點(diǎn)HFP遠(yuǎn)的位置的注視點(diǎn)PGl的情況下，使用者US的視線方向ED與使用者US的頭部的朝向反向地變化。例如，在使用者US的頭部的位置位于最高點(diǎn)的情況下，使用者US的頭部的朝向相對(duì)于水平軸OL沿著鉛直方向向下傾斜角度Θ h，但使用者US的視線方向ED的朝向相對(duì)于使用者US的頭部的朝向沿著鉛直方向向上傾斜角度Θ I。另外，如圖7所示，在使用者US觀察位于距使用者US的眼睛比頭部基點(diǎn)HFP近的位置的注視點(diǎn)PG2的情況下，使用者US的視線方向ED與使用者US的頭部的朝向同向地變化。例如，在使用者US的頭部的位置位于最高點(diǎn)的情況下，使用者US的頭部的朝向相對(duì)于水平軸OL沿著鉛直方向向下傾斜角度Θ h，但使用者US的視線方向ED的朝向相對(duì)于使用者US的頭部的朝向沿著鉛直方向進(jìn)而向下傾斜角度Θ 2。
[0113]圖8以及圖9是表示與使用者US的步行距離相對(duì)的使用者US的頭部的朝向以及視線方向ED的推移的說(shuō)明圖。在圖8中，表示在使用者US觀察距離使用者US比頭部基點(diǎn)HFP遠(yuǎn)的注視點(diǎn)PGl的情況下、頭部的朝向的與使用者US的步行距離相對(duì)的角度Θ h (圖7)以及視線方向ED的與頭部的朝向相對(duì)的角度Θ I (圖7)的推移。在圖8中，縱軸的角度將相對(duì)于水平軸OL向上的角度設(shè)為正的值,將向下的角度設(shè)為負(fù)的值。如圖8所示，使用者US的視線方向ED的朝向向相對(duì)于使用者US的頭部的朝向相反的朝向變化。因此，在頭部的朝向的角度Θ h為最大值的情況下,視線方向ED的朝向的角度Θ I取最小值,頭部的朝向的角度Θ h與視線方向ED的朝向的角度Θ I的關(guān)系為相位錯(cuò)位180度的關(guān)系。
[0114]在圖9中，表示在使用者US觀察距離使用者US比頭部基點(diǎn)HFP近的注視點(diǎn)PG2的情況下、頭部的朝向的與使用者US的步行距離相對(duì)的角度Qh(圖7)以及視線方向ED的角度Θ 2(圖7)的推移。如圖9所示，使用者US的視線方向ED的朝向相對(duì)于使用者US的頭部同向地變化，所以在頭部的朝向的角度Θ h為最大值的情況下，視線方向ED的朝向的角度Θ 2取最大值，頭部的朝向的角度0h與視線方向ED的角度Θ 2的關(guān)系為相位完全不錯(cuò)位的關(guān)系。另外，在圖8以及圖9中，對(duì)于使用者US的頭部的位置的鉛直方向上的變化進(jìn)行了說(shuō)明，但對(duì)于使用者US的頭部的位置的水平方向上的變化，雖然成為振幅的角度以鉛直方向上的變化的頻率的一半的頻率不同，但可以說(shuō)對(duì)于視線方向ED的變化是同樣的。
[0115]在圖4的步驟S13的處理中，在判定為使用者US的頭部的位置的變化為周期性的的情況下(步驟S13:YES)，狀態(tài)判定部142對(duì)鉛直方向以及水平方向上的使用者US的頭部的位置的變化的頻率進(jìn)行特定(步驟S14)。接下來(lái)，圖像處理部160基于所特定的頻率對(duì)顯示圖像的位置進(jìn)行校正，以使其與視線方向ED的周期性的朝向的變化相對(duì)應(yīng)(步驟S15)。
[0116]圖10是表示在對(duì)顯示圖像頂?shù)奈恢眠M(jìn)行校正前使用者US觀看的顯示圖像頂?shù)囊焕恼f(shuō)明圖。在圖10中，表示在距使用者US的眼睛比頭部基點(diǎn)HFP遠(yuǎn)的注視點(diǎn)PG觀看的顯示圖像頂。如圖10所示，使用者US的頭部的位置以及朝向以頭部基點(diǎn)HFP為中心而變化，所以當(dāng)在圖像光生成部生成的顯示圖像頂?shù)娘@示位置不變化的情況下，顯示圖像頂以相對(duì)于透過(guò)圖像顯示部20而觀看的外景相對(duì)地運(yùn)動(dòng)的方式由使用者US觀看。例如，在使用者US的頭部的位置位于最高點(diǎn)的情況下，與位于最低點(diǎn)的情況相比較，顯示圖像頂以沿著鉛直方向而位于下側(cè)的方式由使用者US觀看。因此，顯示圖像IM的中心成為伴隨著使用者US的頭部的位置的變化而變化的軌跡PGL。
[0117]圖11是表示對(duì)顯示圖像頂?shù)奈恢眠M(jìn)行校正后使用者US觀看的顯示圖像頂?shù)囊焕恼f(shuō)明圖。如圖11所示，圖像處理部160以顯示圖像頂?shù)闹行牟怀蔀檐壽EPGL而與作為固定的一點(diǎn)的注視點(diǎn)PG重疊的方式，與使用者US的視線方向ED的變化相應(yīng)地對(duì)顯示顯示圖像頂?shù)奈恢眠M(jìn)行校正。如圖11所示，從使用者US的眼睛到注視點(diǎn)PG的距離比從使用者US的眼睛到頭部基點(diǎn)HFP的距離大。在該情況下，對(duì)顯示圖像IM進(jìn)行校正的角度0C為在與頭部的與水平軸OL相對(duì)的朝向相反的方向上進(jìn)行校正的角度。與圖11所示的例子不同，在從使用者US的眼睛到注視點(diǎn)PG的距離比從使用者US的眼睛到頭部基點(diǎn)HFP的距離小的情況下，進(jìn)行校正的角度Θ c在與將頭部的與水平軸OL相對(duì)的朝向相同的方向上進(jìn)行校正的角度。
[0118]生成顯示圖像頂?shù)膱D像光生成部由多個(gè)像素構(gòu)成,通過(guò)使構(gòu)成顯示圖像頂?shù)南袼刈兓箞D像光生成部上的顯示圖像頂?shù)娘@示位置變化。多個(gè)像素分別與由使用者US觀看的立體角預(yù)先對(duì)應(yīng)。因此，圖像處理部160能夠通過(guò)與所預(yù)測(cè)的周期性的使用者US的頭部的位置的變化和頭部基點(diǎn)HFP相應(yīng)地使構(gòu)成顯示圖像頂?shù)南袼刈兓?，?duì)顯示圖像頂?shù)呐c透過(guò)而由使用者US觀看的外景相對(duì)的相對(duì)位置進(jìn)行校正。另外，構(gòu)成本實(shí)施方式中的圖像光生成部的多個(gè)像素相當(dāng)于權(quán)利要求中的能夠生成圖像光的區(qū)域。作為能夠生成圖像光的區(qū)域，可以是能夠射出由使用者作為虛像而觀看的光的虛像光射出區(qū)域，也可以是射出圖像光的圖像光射出區(qū)域。另外，使構(gòu)成顯示圖像頂?shù)南袼刈兓材軌驌Q而言之為使射出圖像光的位置變化或者使圖像光的射出區(qū)域變化。
[0119]在圖4的步驟S13的處理中，在判定為使用者US的頭部的位置的變化不是周期性的的情況下(步驟S13:N0)，圖像處理部160不對(duì)圖像光生成部上的顯示圖像頂?shù)娘@示位置進(jìn)行校正，將圖像位置校正處理結(jié)束。
[0120]如以上所說(shuō)明，在本實(shí)施方式的頭部佩戴型顯示裝置100中，9軸傳感器66與狀態(tài)判定部142檢測(cè)使用者US的頭部的動(dòng)作，圖像處理部160與狀態(tài)判定部142基于所預(yù)測(cè)的周期性的使用者US的頭部的位置的變化而使顯示圖像IM的顯示位置變化。因此，在本實(shí)施方式的頭部佩戴型顯示裝置100中，與所預(yù)測(cè)的使用者US的頭部的位置的變化一致而對(duì)顯示圖像頂?shù)娘@示位置進(jìn)行校正，所以能夠由移動(dòng)中的使用者US觀看相同大小的顯示圖像頂，并且使透過(guò)圖像顯示部20而由使用者US觀看的外景與顯示圖像頂?shù)腻e(cuò)位降低。由此，能夠抑制顯示圖像IM的與使用者US觀看的外景相對(duì)的別扭感，抑制由于由使用者US觀看的外景與顯示圖像頂?shù)腻e(cuò)位而對(duì)使用者US引起的圖像模糊。
[0121]另外，在本實(shí)施方式的頭部佩戴型顯示裝置100中，圖像處理部160與狀態(tài)判定部142基于使用者US的周期性的視線方向ED的變化而使顯示圖像IM的顯示位置變化。因此，在本實(shí)施方式的頭部佩戴型顯示裝置100中，除了使用者US的頭部的位置以及朝向的變化，還加上使用者US的視線方向ED而對(duì)顯示圖像頂?shù)娘@示位置進(jìn)行校正，所以能夠進(jìn)一步抑制顯示圖像IM的與使用者US觀看的外景相對(duì)的別扭感。
[0122]另外，在本實(shí)施方式的頭部佩戴型顯示裝置100中，圖像處理部160與狀態(tài)判定部142基于距使用者US的眼睛預(yù)定的距離的頭部基點(diǎn)HFP與注視點(diǎn)PG而對(duì)顯示圖像頂?shù)娘@示位置進(jìn)行校正。另外，在從使用者US的眼睛到注視點(diǎn)PG的距離比從使用者US的眼睛到頭部基點(diǎn)HFP的距離大的情況下，對(duì)顯示圖像IM的顯示位置進(jìn)行校正的角度Θ c為校正為與頭部的與水平軸OL相對(duì)的朝向相反的方向的角度。相反，在從使用者US的眼睛到注視點(diǎn)PG的距離比從使用者US的眼睛到頭部基點(diǎn)HFP的距離小的情況下，對(duì)顯示圖像頂?shù)娘@示位置進(jìn)行校正的角度Θ c為校正為與頭部的與水平軸OL相對(duì)的朝向相同的方向的角度。因此，在本實(shí)施方式的頭部佩戴型顯示裝置100中，基于與使用者US的移動(dòng)狀態(tài)相應(yīng)而確定的頭部基點(diǎn)HFP和使用者US觀察的注視點(diǎn)PG而對(duì)顯示圖像IM的顯示位置進(jìn)行校正，所以能夠進(jìn)一步抑制顯示圖像頂?shù)呐c使用者US觀看的外景相對(duì)的別扭感。
[0123]另外，在本實(shí)施方式的頭部佩戴型顯示裝置100中，通過(guò)使圖像光生成部上的構(gòu)成顯示圖像頂?shù)南袼刈兓癸@示圖像頂?shù)娘@示位置變更，所以可簡(jiǎn)便地設(shè)定顯示圖像IM的顯示位置，容易對(duì)由使用者US觀看的外景與顯示圖像頂?shù)腻e(cuò)位進(jìn)行校正。
[0124]B.變形例:
[0125]另外，該發(fā)明并不限定于上述實(shí)施方式，在不脫離其宗旨的范圍內(nèi)能夠以各種方式實(shí)施，例如，也能夠進(jìn)行下面那樣的變形。
[0126]B1.變形例 1:
[0127]在上述實(shí)施方式中，視線方向特定部145通過(guò)眼拍攝照相機(jī)37、38拍攝的使用者US的眼睛的拍攝圖像，對(duì)使用者US的視線方向ED以及注視點(diǎn)PG進(jìn)行特定，但使用者US的視線方向ED以及注視點(diǎn)PG不必一定進(jìn)行特定。顯示圖像頂?shù)娘@示位置的校正也可以與使用者US的周期性的頭部的位置的變化相應(yīng)地進(jìn)行。例如，也可以將注視點(diǎn)PG設(shè)定為無(wú)限遠(yuǎn)(例如，焦距的2000倍以上的距離)而對(duì)顯示圖像頂?shù)娘@示位置進(jìn)行校正。在該變形例中，使用者US的視線方向ED沒(méi)有進(jìn)行特定，圖像處理部160也能夠與使用者US的頭部的朝向相應(yīng)地對(duì)顯示圖像IM的顯示位置進(jìn)行校正。
[0128]在上述實(shí)施方式中，由視線方向特定部145以及眼拍攝照相機(jī)37、38對(duì)使用者US的視線方向ED進(jìn)行特定而對(duì)頭部基點(diǎn)HFP特定，但頭部基點(diǎn)HFP不必一定進(jìn)行特定。顯示圖像IM的顯示位置的校正也可以通過(guò)使用者US的頭部的朝向與由視線方向ED特定的注視點(diǎn)PG而進(jìn)行。
[0129]頭部基點(diǎn)HFP也可以不由使用者US的視線方向ED進(jìn)行特定，而由例如使用者US的移動(dòng)單元等而設(shè)定。在使用者US為步行中的情況下，已知頭部基點(diǎn)HFP由于移動(dòng)速度而變化，所以也可以通過(guò)9軸傳感器66檢測(cè)的使用者US的移動(dòng)速度而設(shè)定頭部基點(diǎn)HFPji顯示圖像頂?shù)娘@示位置進(jìn)行校正。
[0130]在上述實(shí)施方式中，列舉使用者US為步行中的情況為例，但周期性的頭部的位置的變化并不限定于使用者US為步行中的情況，能夠進(jìn)行各種變形。例如，也可以是使用者US為行駛中的情況。另外，也可以以乘汽車而對(duì)由周期性的發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)產(chǎn)生的影響進(jìn)行校正的方式對(duì)顯示圖像頂?shù)娘@示位置進(jìn)行校正。另外，也可以在控制部10的存儲(chǔ)部120預(yù)先存儲(chǔ)有使用者US的移動(dòng)狀態(tài)下的頻率的特性曲線，使由狀態(tài)判定部142檢測(cè)的周期性的頭部的位置的變化與這些特性曲線對(duì)照，對(duì)使用者US的移動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行特定。在該變形例中，通過(guò)與頻率的特性曲線對(duì)照，能夠通過(guò)FFT(Fast Fourier Transform:快速傅里葉變換)將成為噪音的頻率除去，由此能夠?qū)︼@示圖像頂?shù)娘@示位置進(jìn)行校正使得與外景的錯(cuò)位變得更少。
[0131]在上述實(shí)施方式中，檢測(cè)沿著鉛直方向以及水平方向的使用者US的頭部的位置的變化，對(duì)顯示圖像頂?shù)娘@示位置進(jìn)行校正，但檢測(cè)的方向并不限定于此，能夠進(jìn)行各種變形。例如，也可以僅在鉛直方向上檢測(cè)周期性的頭部的位置的變化，對(duì)顯示圖像頂?shù)娘@示位置進(jìn)行校正。相反也可以僅在水平方向上進(jìn)行變化的檢測(cè)與顯示圖像頂?shù)娘@示位置的校正。
[0132]B2.變形例 2:
[0133]在上述實(shí)施方式中，眼拍攝照相機(jī)37、38使用小型的CCD照相機(jī)，但不必限定于該方式，能夠進(jìn)行各種變形。例如，也可以使用CMOS圖像傳感器等拍攝元件，也可以使用其他的拍攝元件。如果代替眼拍攝照相機(jī)37、38而在頭部佩戴型顯示裝置100具備能夠檢測(cè)使用者US的視線方向ED的設(shè)備，則能夠進(jìn)一步抑制顯示圖像IM的與使用者US觀看的外景相對(duì)的別扭感。
[0134]另外，在上述實(shí)施方式中，在控制部10形成了操作部135，但對(duì)于操作部135的方式能夠進(jìn)行各種變形。例如，也可以是與控制部10分體且具有作為操作部135的用戶接口的方式。在該情況下，操作部135是與形成有電源130等的控制部10分體的，所以能夠小型化，使用者US的操作性提高。另外，通過(guò)將檢測(cè)操作部135的動(dòng)作的9軸傳感器形成于操作部135而基于檢測(cè)的動(dòng)作進(jìn)行各種操作，使用者US能夠感覺(jué)性地進(jìn)行頭部佩戴型顯示裝置100的操作。
[0135]例如，圖像光生成部也可以設(shè)為具備有機(jī)EL(有機(jī)電致發(fā)光，OrganicElectro-Luminescence)的顯示器、有機(jī)EL控制部的構(gòu)成。另外,例如，圖像光生成部也可以代替IXD而使用LCOS (Liquid crystal on silicon:娃基液晶，LCoS為注冊(cè)商標(biāo))、和/或數(shù)字微型反射鏡設(shè)備等。另外，例如，也能夠?qū)す庖暰W(wǎng)膜投影型的頭置式顯示器適用本發(fā)明。在激光視網(wǎng)膜投影型的情況下，所謂“圖像光生成部上的能夠射出圖像光的區(qū)域”，能夠定義為由使用者US的眼睛觀看的圖像區(qū)域。
[0136]另外，例如，頭置式顯示器也可以設(shè)為光學(xué)像顯示部?jī)H覆蓋使用者US的眼睛的一部分的方式，換而言之也可以設(shè)為光學(xué)像顯示部不完全覆蓋使用者US的眼睛的方式的頭置式顯示器。另外，頭置式顯示器也可以設(shè)為所謂的單眼類型的頭置式顯示器。另外，頭置式顯示器并不限定于光學(xué)透過(guò)型，也可以是使用者US不能透過(guò)而觀看外景的非透過(guò)型和/或影像透過(guò)型。
[0137]圖12是表示變形例中的頭部佩戴型顯示裝置的外觀構(gòu)成的說(shuō)明圖。在圖12(A)的例的情況下，與圖1所示的頭部佩戴型顯示裝置100的不同是:圖像顯示部20a代替右光學(xué)像顯示部26而具備右光學(xué)像顯示部26a的方面，和代替左光學(xué)像顯示部28而具備左光學(xué)像顯示部28a的方面。右光學(xué)像顯示部26a被形成得比上述實(shí)施方式的光學(xué)構(gòu)件小，被配置于頭部佩戴型顯示裝置10a的佩戴時(shí)的使用者US的右眼的斜上。同樣，左光學(xué)像顯示部28a被形成得比上述實(shí)施方式的光學(xué)構(gòu)件小，被配置于頭部佩戴型顯示裝置10a的佩戴時(shí)的使用者US的左眼的斜上。在圖12(B)的例子的情況下，與圖1所示的頭部佩戴型顯示裝置100的不同是:圖像顯示部20b代替右光學(xué)像顯示部26而具備右光學(xué)像顯示部26b的方面，和代替左光學(xué)像顯示部28而具備左光學(xué)像顯示部28b的方面。右光學(xué)像顯示部26b被形成得比上述實(shí)施方式的光學(xué)構(gòu)件小，被配置于頭部佩戴型顯示裝置10b的佩戴時(shí)的使用者US的右眼的斜下。左光學(xué)像顯示部28b被形成得比上述實(shí)施方式的光學(xué)構(gòu)件小，被配置于頭部佩戴型顯示裝置10b的佩戴時(shí)的使用者US的左眼的斜下。這樣，光學(xué)像顯示部被配置于使用者US的眼睛的附近便足夠。另外，形成光學(xué)像顯示部的光學(xué)構(gòu)件的大小也是任意的，能夠設(shè)為光學(xué)像顯示部?jī)H覆蓋使用者US的眼睛的一部分的方式、換而言之能夠設(shè)為光學(xué)像顯示部不完全覆蓋使用者US的眼睛的方式的頭部佩戴型顯示裝置100而實(shí)現(xiàn)。
[0138]另外，耳機(jī)可以采用掛耳型和/或頭帶型，也可以省略。另外，圖像顯示部也可以構(gòu)成為例如搭載于汽車和/或飛機(jī)等車輛的頭置式顯示器。另外，圖像顯示部也可以構(gòu)成為例如內(nèi)藏于頭盔等身體防護(hù)具的頭置式顯示器。
[0139]上述實(shí)施方式中的頭部佩戴型顯示裝置100的構(gòu)成只不過(guò)是一例，能夠進(jìn)行各種變形。例如，也可以將設(shè)置于控制部10的方向鍵16和/或觸控板14的一方省略，或者除方向鍵16和/或觸控板14外或者代替方向鍵16和/或觸控板14而設(shè)置操作用桿等其他的操作用接口。另外，控制部10也可以設(shè)為能夠連接鍵盤(pán)和/或鼠標(biāo)等輸入設(shè)備的構(gòu)成，從鍵盤(pán)和/或鼠標(biāo)接受輸入。
[0140]另外，作為圖像顯示部，也可以代替眼鏡那樣佩戴的圖像顯示部20，采用例如所謂帽子那樣佩戴的圖像顯示部的其他的方式的圖像顯示部。另外，耳機(jī)32、34能夠適當(dāng)省略。
[0141]另外，在上述實(shí)施方式中，頭部佩戴型顯示裝置100可以設(shè)為向使用者US的左右的眼睛引導(dǎo)表示圖像的圖像光而由使用者US觀看二維圖像，也可以設(shè)為向使用者US的左右的眼睛引導(dǎo)表示不同的圖像的圖像光而由使用者US觀看三維圖像。
[0142]另外，在上述實(shí)施方式中，可以將通過(guò)硬件實(shí)現(xiàn)的構(gòu)成的一部分置換為軟件，相反也可以將通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)的構(gòu)成的一部分置換為硬件。例如，在上述實(shí)施方式中，圖像處理部160和/或聲音處理部170通過(guò)CPU140讀出并執(zhí)行計(jì)算機(jī)程序而實(shí)現(xiàn)，但這些功能部也可以通過(guò)硬件電路實(shí)現(xiàn)。
[0143]另外，在本發(fā)明的功能的一部分或者全部通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)的情況下，該軟件(計(jì)算機(jī)程序)能夠以儲(chǔ)存于計(jì)算機(jī)能夠讀取的記錄介質(zhì)的形式提供。在該發(fā)明中，所謂“計(jì)算機(jī)能夠讀取的記錄介質(zhì)”，并不限定于軟盤(pán)和/或CD — ROM那樣的便攜型的記錄介質(zhì)，也包含各種RAM和/或ROM等計(jì)算機(jī)內(nèi)的內(nèi)部存儲(chǔ)裝置、和/或硬盤(pán)等固定于計(jì)算機(jī)的外部存儲(chǔ)
>j-U ρ?α裝直。
[0144]另外，在上述實(shí)施方式中，如圖1以及圖2所示，控制部10與圖像顯示部20形成為分別的構(gòu)成，但對(duì)于控制部10與圖像顯示部20的構(gòu)成，并不限定于此，能夠進(jìn)行各種變形。例如，可以在圖像顯示部20的內(nèi)部，形成有形成于控制部10的構(gòu)成的全部，也可以形成有一部分。另外，上述實(shí)施方式中的電源130可以是單獨(dú)形成而能夠更換的構(gòu)成，也可以形成于控制部10的構(gòu)成重復(fù)而形成于圖像顯示部20。例如，圖2所示的CPU140可以形成于控制部10與圖像顯示部20雙方，也可以設(shè)為將形成于控制部10的CPU140與形成于圖像顯示部20的CPU進(jìn)行的功能分別分開(kāi)的構(gòu)成。
[0145]另外，也可以是控制部10與圖像顯示部20 —體化而安裝于使用者US的衣服的可穿戴計(jì)算機(jī)的方式。
[0146]本發(fā)明并不限定于上述實(shí)施方式和/或變形例，在不脫離其宗旨的范圍內(nèi)能夠以各種構(gòu)成實(shí)現(xiàn)。例如，與
【發(fā)明內(nèi)容】
的欄所記載的各方式中的技術(shù)特征相對(duì)應(yīng)的實(shí)施方式、變形例中的技術(shù)特征，為了解決上述的課題的一部分或者全部、或者為了達(dá)成上述的效果的一部分或者全部，能夠適當(dāng)進(jìn)行替換、和/或組合。另外，該技術(shù)特征在本說(shuō)明書(shū)中如果不是必須的并必須進(jìn)行說(shuō)明，也能夠適當(dāng)刪除。
【權(quán)利要求】
1.一種頭部佩戴型顯示裝置，其特征在于，包括: 圖像顯示部，其具有基于圖像數(shù)據(jù)生成并射出圖像光的圖像光生成部，在佩戴于使用者的頭部的狀態(tài)下，由使用者作為虛像觀看所述圖像光，并且使外景透過(guò)； 檢測(cè)部，其對(duì)使用者的頭部的動(dòng)作進(jìn)行檢測(cè)；和 圖像位置設(shè)定部，其基于使用者的頭部的位置的周期性的變化，使所述圖像光生成部能夠生成所述圖像光的區(qū)域中的所述圖像光的位置變化，其中所述使用者的頭部的位置的周期性的變化是基于所檢測(cè)的所述頭部的動(dòng)作而預(yù)測(cè)的。
2.如權(quán)利要求1所記載的頭部佩戴型顯示裝置，其特征在于: 進(jìn)而具備對(duì)使用者的視線方向進(jìn)行特定的視線方向特定部； 所述圖像位置設(shè)定部基于所特定的所述視線方向的周期性的變化，使所述圖像光的位置變化。
3.如權(quán)利要求1或者權(quán)利要求2所記載的頭部佩戴型顯示裝置，其特征在于: 進(jìn)而具備對(duì)使用者的視線方向進(jìn)行特定的視線方向特定部； 所述圖像位置設(shè)定部基于成為所述頭部的位置的周期性的變化的基點(diǎn)的從使用者的眼睛僅離開(kāi)預(yù)定的距離的頭部基點(diǎn)和基于所述視線方向而特定的使用者的注視點(diǎn)而使所述圖像光的位置變化。
4.如權(quán)利要求3所記載的頭部佩戴型顯示裝置，其特征在于: 所述圖像位置設(shè)定部，在從使用者的眼睛到所述注視點(diǎn)的注視點(diǎn)距離比所述預(yù)定的距離小的情況下，在與所預(yù)測(cè)的所述頭部的位置的變化相同的方向上使所述圖像光的位置變化，在所述注視點(diǎn)距離比所述預(yù)定的距離大的情況下，在與所預(yù)測(cè)的所述頭部的位置的變化相反的方向上使所述圖像光的位置變化。
5.如權(quán)利要求1至權(quán)利要求4的任意一項(xiàng)所記載的頭部佩戴型顯示裝置，其特征在于: 所述圖像光生成部由多個(gè)像素構(gòu)成； 所述圖像位置設(shè)定部通過(guò)使在所述圖像光生成部生成所述圖像光的像素的位置變化，而使所述圖像光的位置變化。
6.一種頭部佩戴型顯示裝置的控制方法，其特征在于，所述頭部佩戴型顯示裝置具備圖像顯示部，所述圖像顯示部具有基于圖像數(shù)據(jù)生成并射出圖像光的圖像光生成部，在佩戴于使用者的頭部的狀態(tài)下，由使用者作為虛像觀看所述圖像光，并使外景透過(guò)； 該頭部佩戴型顯示裝置的控制方法包括: 檢測(cè)使用者的頭部的動(dòng)作的步驟；和 基于使用者的頭部的位置的周期性的變化、使所述圖像光生成部能夠生成所述圖像光的區(qū)域中的所述圖像光的位置變化的步驟，其中所述使用者的頭部的位置的周期性的變化是基于所檢測(cè)的所述頭部的動(dòng)作而預(yù)測(cè)的。
【文檔編號(hào)】G02B27/01GK104460004SQ201410465671
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年9月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月13日
【發(fā)明者】藤卷由貴 申請(qǐng)人:精工愛(ài)普生株式會(huì)社