头戴型显示器以及头戴型显示器中的图像显示方法技术

本文公开了头戴型显示器和头戴型显示器中的图像显示方法，该头戴型显示器包括：（Ａ）佩戴至观看者头部的眼镜框型框架；（Ｂ）图像显示装置；（Ｃ）安装至该框架的摄像装置；以及（Ｄ）校正部，其中，该图像显示装置包括：（Ｂ－１）图像生成装置；以及（Ｂ－２）安装至图像生成装置的透视型导光部，从图像生成装置发射的光束在该导光部上入射、通过该导光部引导该光束、并且从该导光部向观看者的瞳孔发射该光束。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及。
技术介绍
关于在日本专利公开第Heill-142784号中公开的实例，已知一种透视型的头戴 型显示器(HMD)，其中，观看者(观看者或用户)可以对位于外界的对象(例如，人、物体、 物品、景色等)进行视觉确认，并且使该对象的图像(基于现实的图像)与虚拟图像(基于 虚拟的图像)重叠。通过使用这种透视型的头戴型显示器(下文中，简单地称作“头戴型显 示器”)，可以实现可将关于对象的各种数据以叠加的状态显示在该对象的图像上的增强现 实(AR)技术。具体地，例如，可以由设置在头戴型显示器中的摄像装置同时拍摄通过该头 戴型显示器所看到的人像，并且可以在设置于该头戴型显示器中的图像显示装置上显示该 人的姓名和/或职业。
技术实现思路
同时，在实现这种AR技术时，对通过由摄像装置拍摄对象图像而获得的摄像数据 的处理非常重要。当在观看者头部上佩戴头戴型显示器时，取决于观看者而在摄像装置的 光轴或观看者的视线与图像显示装置之间的空间位置关系发生变化似乎是不可避免的。然 而，当发生这种变化时，会在预先获得并存储在头戴型显示器中的对象信息(例如，用于识 别对象的数据)与通过摄像装置的操作所获得的对象信息(摄像信息)之间产生不一致或 不匹配。因此，实现AR技术变得很困难。因此，需要一种头戴型显示器和一种头戴型显示器中的图像显示方法，通过它们， 可以更容易且有保证地实现AR技术。根据本专利技术实施方式，或根据本专利技术实施方式的图像显示方法中的头戴型显示 器，提供了一种头戴型显示器，包括(A)佩戴至观看者头部的眼镜框型框架；(B)图像显示装置；(C)安装至该框架的摄像装置；以及(D)校正装置，其中，图像显示装置包括(B-I)图像生成装置，和(B-2)安装至图像生成装置的透视型导光装置，从图像生成装置发射的光束在该 导光装置上入射、通过该导光装置来引导该光束、并且从该导光装置向观看者的瞳孔发射该光束。在上述头戴型显示器中，校正装置校正由摄像装置拍摄对象的图像而获得的摄像 数据，从而使通过导光装置观看到的对象的图像和基于摄像数据而从图像生成装置输出、 并在导光装置中生成的图像彼此重叠。根据本专利技术的另一实施方式，提供了一种头戴型显示器中的图像显示方法(下文 中，可以将该方法简称为“根据本专利技术实施方式的图像显示方法”)，其中，由校正装置校正 通过由摄像装置拍摄对象图像所获得的摄像数据，从而使通过导光装置观看到的图像和基 于摄像数据而从图像生成装置输出、并在导光装置中生成的图像彼此重叠。在下面的描述中，可以将“通过导光装置观看到的对象图像”称作“对象的真实图 像”，而可以将“基于通过由摄像装置拍摄对象图像所获得的摄像数据而从图像生成装置输 出并在导光装置中生成的图像”称作“生成图像”。此外，虽然通过校正装置来校正摄像数 据，从而使通过导光装置观看到的处于外界的对象的图像和导光装置中的生成图像彼此重 叠，但是否在图像显示装置中将摄像数据显示为图像取决于使用头戴型显示器的模式。在根据本专利技术实施方式的头戴型显示器或图像显示方法中，通过校正装置校正摄 像数据，从而使对象的真实图像和生成图像彼此重叠。因此，在将头戴型显示器佩戴在观看 者头部上时，即使摄像装置的光轴或观看者的视线与图像显示装置(更具体地，导光装置) 之间的空间位置关系发生变化，由于如上所述来校正摄像数据，因此在预先获取和存储在 头戴型显示器中的对象信息与通过摄像装置的操作所获得的对象信息之间不会产生不一 致或不匹配。因此，可以安全且简单地实现这样的AR技术，该AR技术是用于将计算机生成 信息叠加在赋予来自实际环境的感知的信息上从而提供辅助信息的技术。具体地，可以在 基于现实世界的图像上以高位置精度设置附加信息。此外，可以简化用于以高位置精度的 设置附加信息的图像校正处理。此外，可以根据观看者(用户)容易地设定图像校正程度， 并且能够使单个头戴型显示器被多个用户容易且舒适地共用。附图说明图1是从正面观看的根据本专利技术实施例1的头戴型显示器的示意图；图2是从正面观看的根据实施例1的头戴型显示器(在假设框架被移除的条件 下)的示意图；图3是从上方观看的根据实施例1的头戴型显示器的示意图；图4是从上方观看的根据实施例1的头戴型显示器在佩戴于观看者头部上的状态 下的示图(仅示出了图像显示装置，而省略了框架)；图5是根据实施例1的头戴型显示器中的图像显示装置的概念图；图6是示出了构成根据实施例1的头戴型显示器的校正部的概念图；图7A和图7B每个均示出了在将实施例1的头戴型显示器佩戴在头部上时所看到 的图像；图8是用于示出实施例1的头戴型显示器中的校正原理的概念的示图；图9示出了在实施例1的校正处理中通过图像生成装置而在导光板上呈现字符串 的实例；图10是实施例1的校正处理中的操作的流程6图11是根据本专利技术实施例2的头戴型显示器中的图像显示装置的概念图；图12A和图12B分别是根据本专利技术实施例3的头戴型显示器中的图像显示装置的 概念图，和以放大的形式示出了一部分反射型体积全息衍射光栅的示意性截面图；图13是根据本专利技术实施例4的头戴型显示器中的图像显示装置的概念图；图14是从正面观看的根据本专利技术实施例5的头戴型显示器的示意图；图15是从正面观看的根据实施例5的头戴型显示器(在假设框架被移除的条件 下)的示意图；图16是从上方观看的根据实施例5的头戴型显示器的示意图；图17是从正面观看的根据本专利技术实施例6的头戴型显示器的示意图；图18是从正面观看的根据实施例6的头戴型显示器(在假设框架被移除的条件 下)的示意图；图19是从上方观看的根据实施例6的头戴型显示器的示意图；图20是示出了适用于实施例1、实施例3、实施例5或实施例6的图像形成装置的 修改例的概念图；图21是示出了适用于实施例1、实施例3、实施例5或实施例6的图像形成装置的 另一修改例的概念图；图22是示出了适用于实施例1、实施例3、实施例5或实施例6的图像形成装置的 又一修改例的概念图；图23是示出了适用于实施例1、实施例3、实施例5或实施例6的图像形成装置的 又一修改例的概念图；以及图24是示出了适用于实施例1、实施例3、实施例5或实施例6的图像形成装置的 又一修改例的概念具体实施例方式现在，将参考附图、基于其实施例来详细描述本专利技术。然而，下文所述的实施例不 是对本专利技术的限制，并且下面实施例中的各种数值和材料仅作为示例性的数值和材料而示 出。顺便提及，将以下面的顺序进行描述1、根据本专利技术实施方式的头戴型显示器和根据本专利技术实施方式的图像显示方法， 概述2、实施例1(关于本专利技术的头戴型显示器和关于本专利技术的图像显示方法)3、实施例2 (实施例1的头戴型显示器的修改例)4、实施例3 (实施例1的头戴型显示器的另一修改例)5、实施例4(实施例1的头戴型显示器的又一修改例)6、实施例5 (实施例1的头戴型显示器的又一修改例)7、实施例6 (实施例1的头戴型显示器的又一修改例，以及其他)1、根据本专利技术实施方式的头戴型显示器和根据本专利技术实施方式的图像显示方法， 概述在根据本专利技术实施方式的头戴型显示器中，优选地，校正部(校正装置)在其中存 储在校准时所获得的校正数据(按照校正参数来表示，例如，以矩阵的形式)，该校准用于校正由摄像装置拍摄基准对本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种头戴型显示器，包括：（Ａ）佩戴至观看者头部的眼镜框型框架；（Ｂ）图像显示装置；（Ｃ）安装至所述框架的摄像装置；以及（Ｄ）校正装置，其中所述图像显示装置包括：（Ｂ－１）图像生成装置，以及（Ｂ－２）安装至所述图像生成装置的透视型导光装置，从所述图像生成装置发射的光束在所述导光装置上入射、通过所述导光装置来引导所述光束、并从所述导光装置向观看者的瞳孔发射所述光束，以及所述校正装置校正由所述摄像装置拍摄对象的图像而获得的摄像数据，从而使得通过所述导光装置观看到的所述对象的图像和基于所述摄像数据而从所述图像生成装置输出、并在所述导光装置中生成的图像彼此重叠。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：小森显博，武川洋，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]