СИСТЕМА ОТОБРАЖЕНИЯ, УСТРОЙСТВО ОТОБРАЖЕНИЯ И УСТРОЙСТВО РЕТРАНСЛЯЦИИ
DISPLAY SYSTEM, DISPLAY DEVICE AND RELAY DEVICE

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к системе отображения, которая выводит сигналы воспроизведения, подаваемые из устройства воспроизведения, на два или более устройств отображения, устройству отображения, используемому установленным на голове пользователя, и к устройству ретрансляции, которое выполняет ретрансляцию между устройством воспроизведения и двумя или более устройствами отображения, включающими в себя устройство отображения, применяемое установленным на голове пользователя.
Уровень техники
Устройство отображения, устанавливаемое на голове и используемое для просмотра изображения, то есть, дисплей, устанавливаемый на голове (HMD), широко известно. Дисплей, устанавливаемый на голове, включает в себя модули отображения для левого и правого глаз, и выполнен с возможностью управления просмотром и прослушиванием, когда гарнитуры используются в комбинации с ним. Он выполнен так, что при его установке на голове, происходит полная изоляция от внешнего мира, что улучшает эффект виртуальной реальности во время просмотра. Кроме того, дисплей, устанавливаемый на голове, выполнен с возможностью представления разных изображений для левого и правого глаз, и если изображения с некоторым несоответствием отображаются для левого и правого глаз, при этом может быть обеспечено трехмерное изображение.
Дисплей, устанавливаемый на голове, представляет собой систему отображения для представления виртуального изображения для пользователя (то есть, для формирования виртуального изображения на сетчатке глаза). Здесь виртуальное изображение формируется на стороне объекта, в случае, когда объект находится в положении ближе к объективу относительно фокусного расстояния.
Для обеспечения пользователю возможности просмотра виртуального изображения, расстояние, например, до пользователя, на котором формируется виртуальное изображение, предпочтительно, изменяется, в зависимости от изображения. Например, предложено устройство отображения, которое представляет виртуальное изображение в форме, пригодной для отображения изображения (например, см. Патентный документ 1). Такое устройство отображения включает в себя увеличительную оптическую систему, которая размешает одно и то же виртуальное изображение для наблюдения левым глазом и правым глазом пользователя в одной и той же плоскости, и управляет расстоянием между виртуальным изображением и пользователем и размером виртуального изображения в соответствии с соотношением размеров изображения. Например, при отображении изображения кинофильма или телесериала с соотношением размеров 16: 9, в соответствии с широковещательной передачей телевидения высокой четкости, виртуальное изображение большого размера формируется на сетчатке в положении на расстоянии приблизительно 15 м от пользователя, и изображение телевизионного сигнала с соотношением размеров 4: 3, в соответствии со способом NTSC (Национальный комитет телевизионной системы), виртуальное изображение среднего размера формируется на сетчатке в относительно близком положении на расстоянии приблизительно 3 м от пользователя, при этом у пользователя может возникнуть ощущение присутствия и, также снижается чувство усталости во время просмотра виртуального изображения.
Если соответствующий угол обзора будет установлен оптической системой, при использовании элементов высокого разрешения, таких, как элементы EL (электролюминесценции) для модулей отображения в дисплее, устанавливаемом на голове, для левого и правого глаза, и множество каналов будут воспроизведены с помощью гарнитуры, ощущение присутствия может быть реализовано, как, например, при просмотре в кинотеатре.
Список литературы
Патентный документ
Патентный документ 1: Выложенная заявка на патент Японии №2007-133415
Раскрытие изобретения
Задачи, решаемые изобретением
Цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы обеспечить улучшенную систему отображения, выполненную с возможностью вывода сигналов воспроизведения, подаваемых от устройства воспроизведения, на два или более устройств отображения, улучшенное устройство отображения, используемое установленным на голове пользователя, и улучшенное устройство ретрансляции, обеспечивающее ретрансляцию между указанным устройством воспроизведения и указанными двумя или более устройствами отображения, включающими в себя указанное улучшенное устройство отображения, используемое установленным на голове пользователя.
Решения задач
Настоящая заявка было подготовлена с учетом представленной выше цели, и изобретение, описанное в п. 1 формулы, направлено на реализацию системы отображения, включающей в себя: устройство подачи информации изображения для подачи информации изображения; первое устройство отображения для установки на и для использования его пользователем; одно или более вторых устройств отображений; и устройство переключения вывода для подключения первого устройства отображения и второго устройства отображения и для вывода информации изображения, подаваемой устройством подачи информации изображения, предпочтительно, на первое устройство отображения.
Следует отметить, что "система" здесь относится к логической подборке из множества устройств (или функциональных модулей, для реализации определенных функций), и каждое устройство или функциональный модуль может быть установлено или может не быть установлено в отдельном корпусе.
Кроме того, изобретение, описанное в п. 2 формулы настоящей заявки, направлено на реализацию устройства отображения, включающего в себя: секцию установки для фиксации на голове пользователя; модуль пользовательского оперирования, используемый пользователем для выполнения ввода оперирования; модуль отображения для левого глаза, предназначенный для отображения изображения для левого глаза; модуль отображения для правого глаза, предназначенный для отображения изображения для правого глаза; модуль обработки сигналов для обработки сигналов изображения, предназначенного для отображения модулем отображения для левого глаза и модулем отображения для правого глаза; модуль управления отображением для управления вызовом отображения модулем отображения для левого глаза и модулем отображения для правого глаза; и модуль орбитальной обработки для вывода области GUI на орбиту, где область GUI будет наложена на изображения, подлежащие отображению модулем отображения для левого глаза и модулем отображения для правого глаза.
В соответствии с изобретением, описанным в п. 3 формулы настоящей заявки, модуль орбитальной обработки устройства отображения по п.2 обеспечивает работу области GUI каждый раз, когда область GUI выводят, или через каждый определенный интервал.
В соответствии с изобретением, описанным в п. 4 формулы настоящей заявки, модуль орбитальной обработки устройства отображения по п.2 останавливает орбитальную операцию, в то время как пользователь выполняет операции с GUI через модуль пользовательского оперирования.
Кроме того, изобретение, описанное в п. 5 формулы настоящей заявки, направлено на реализацию устройства отображения, включающего в себя: узел установки фиксации на голове пользователя; модуль пользовательского оперирования, используемый пользователем для выполнения ввода оперирования; модуль отображения для левого глаза для отображения изображения для левого глаза; модуль отображения для правого глаза для отображения изображения для правого глаза; модуль обработки сигналов для обработки сигналов изображения, предназначенных для отображения модулем отображения для левого глаза и модулем отображения для правого глаза; и модуль управления отображением для управления вызовом отображения модулем отображения для левого глаза и модулем отображения для правого глаза, при этом разность параметра коррекции яркости области отображения изображения и области отображения черного изображения, установлена для экранов модуля отображения для левого глаза и модуля отображения для правого глаза, для отображения изображений с разным соотношением размеров, и выполняют процесс коррекции яркости для сигнала изображения с помощью модуля обработки сигналов.
Дополнительно, изобретение, описанное в п. 6 формулы настоящей заявки, направлено на реализацию устройства отображения, включающего в себя: узел установки для фиксации на голове пользователя; модуль пользовательского оперирования, используемый пользователем для выполнения ввода оперирования; модуль отображения для левого глаза для отображения изображения для левого глаза; модуль отображения для правого глаза для отображения изображения для правого глаза; модуль обработки сигналов для обработки сигналов изображения, предназначенных для отображения модулем отображения для левого глаза и модулем отображения для правого глаза; и модуль управления отображением для управления вызовом отображения модулем отображения для левого глаза и модулем отображения для правого глаза, при этом модуль управления отображением обеспечивает вывод разных сигналов синхронизации для сигналов данных отображения, выводимых, соответственно, для модуля отображения для левого глаза и модуля отображения для правого глаза.
В соответствии с изобретением, описанным в п. 7 формулы настоящей заявки, модуль управления отображением устройства отображения по п.6 формулы, выполнен с возможностью изменения между левым и правым модулями, одного из фазы, частоты и полярности сигналов данных отображения, подлежащих выводу, соответственно, модулем отображения для левого глаза и модулем отображения для правого глаза.
Дополнительно, изобретение, описанное в п. 8 формулы настоящей заявки, направлено на реализацию устройства отображения, включающего в себя: узел установки для фиксации на голове пользователя; модуль пользовательского оперирования, используемый пользователем для выполнения ввода оперирования; модуль отображения для левого глаза для отображения изображения для левого глаза; модуль отображения для правого глаза для отображения изображения для правого глаза; модуль обработки сигналов для обработки сигналов изображения, подлежащих отображению модулем отображения для левого глаза и модулем отображения для правого глаза; и модуль управления отображением для управления вызовом отображения модулем отображения для левого глаза и модулем отображения для правого глаза, при этом модуль обработки сигналов выполнен с возможностью изменения пиковой яркости просмотра, в соответствии со временем, прошедшим после начала использования устройства отображения пользователем.
В соответствии с изобретением, описанным в п. 9 формулы настоящей заявки, модуль обработки сигналов устройства отображения по п.8 выполнен с возможностью для адаптации к темноте постепенного уменьшения пиковой яркости просмотра, которая выше установленной пиковой яркости просмотра, обычно установленной, для установки пиковой яркости просмотра через определенное время.
В соответствии с изобретением, описанным в п. 10 формулы настоящей заявки, модуль обработки сигналов устройства отображения по п.9 выполнен с возможностью регулировки времени, через которое пиковая яркость просмотра для адаптации к темноте возвращается к установленной пиковой яркости просмотра, в соответствии с характеристикой адаптации к темноте пользователя, на которого надето устройство.
В соответствии с изобретением, описанным в п. 11 формулы настоящей заявки, устройство отображения по п.9 дополнительно включает в себя датчик яркости. Кроме того, модуль обработки сигналов выполнен с возможностью регулировки пиковой яркости просмотра для адаптации к темноте, в соответствии с количеством видимого света, обнаруженного датчиком яркости, в окружающем пространстве.
Кроме того, изобретение, описанное в п. 12 формулы настоящей заявки, направлено на реализацию устройства отображения, включающего в себя: узел установки для фиксации на голове пользователя; датчик установки для обнаружения установки узла установки на голове пользователя; модуль пользовательского оперирования, используемый пользователем для выполнения ввода оперирования; модуль отображения для левого глаза для отображения изображения для левого глаза; модуль отображения для правого глаза для отображения изображения для правого глаза; оптическую систему для каждого из модуля отображения для левого глаза и модуля отображения для правого глаза, оптическую систему, имеющую вычисленное заданное визуальное расстояние до виртуального изображения; модуль обработки сигналов для обработки сигналов изображения, подлежащих отображению модулем отображения для левого глаза и модулем отображения для правого глаза; и модуль управления отображением для управления вызовом отображения модулем отображения для левого глаза и модулем отображения для правого глаза, при этом в ответ на обнаружение установки, датчиком установки, экран заставки, включающий в себя визуальную информацию, использующуюся, как сообщение для пользователя, для ощущения визуального расстояния, отображается модулем отображения для левого глаза и модулем отображения для правого глаза.
В соответствии с изобретением, описанным в п. 13 формулы настоящей заявки, в устройстве отображения по п.12 экран заставки представляет собой стереоскопическое изображение в состоянии, в котором экран можно видеть из положения кресла в кинотеатре перед показом, или стереоскопическое изображение сцены концертного зала, и изображение за пределами экрана кинотеатра или сцены концертного зала представляет собой визуальную информацию, используемую в качестве наводящей информации для пользователя, для ощущения визуального расстояния.
Кроме того, изобретение, описанное в п. 14 формулы настоящей заявки, представляет собой устройство отображения, включающего в себя: узел установки для фиксации на голове пользователя; модуль пользовательского оперирования используемый пользователем для выполнения ввода оперирования; модуль отображения для левого глаза для отображения изображения для левого глаза; модуль отображения для правого глаза для отображения изображения для правого глаза; модуль обработки сигналов для обработки сигналов изображения, подлежащих отображению модулем отображения для левого глаза и модулем отображения для правого глаза; и модуль управления отображением для управления вызовом отображения модулем отображения для левого глаза и модулем отображения для правого глаза, при этом во время просмотра изображения, оригинальное изображение отображают с его уменьшением относительно размера экрана, а визуальную информацию, используемую в качестве наводящей информации для визуального расстояния, отображают за пределами оригинального изображения.
Кроме того, изобретение, описанное в п. 15 формулы настоящей заявки, направлено на реализацию устройства отображения, включающего в себя: узел установки для установки на голове пользователя; акселерометр для обнаружения ускорения, действующего на устройство; модуль пользовательского оперирования, используемый пользователем для выполнения ввода оперирования; модуль отображения для левого глаза для отображения изображения для левого глаза; модуль отображения для правого глаза для отображения изображения для правого глаза; модуль обработки сигналов для обработки сигналов изображения, подлежащих отображению модулем отображения для левого глаза и модулем отображения для правого глаза; и модуль управления отображением для управления вызовом отображения модулем отображения для левого глаза и модулем отображения для правого глаза, при этом величину движения головы пользователя отслеживают на основе результатов измерений акселерометра, и области отображения изображения модуля отображения для левого глаза и модуля отображения для правого глаза перемещают в соответствии с величиной движения.
В соответствии с изобретением, описанным в п. 16 формулы настоящей заявки, устройство отображения по п.15 дополнительно включает в себя оптическую систему, предусмотренную для каждого из модуля отображения для левого глаза и модуля отображения для правого глаза, оптическая система, имеющая вычисленное заданное визуальное расстояние для виртуального изображения. Величину движения областей отображения изображения, в соответствии с величиной движения, определяют на основе визуального расстояния до виртуального изображения.
Кроме того, изобретение, описанное в п. 17 формулы настоящей заявки, представляет собой устройство ретрансляции, включающее в себя: модуль ввода для подключения устройства воспроизведения, и для ввода сигнала воспроизведения от устройства воспроизведения; первый модуль вывода для подключения первого устройства отображения и вывода сигнала воспроизведения; второй модуль вывода для подключения второго устройства отображения и вывода сигнала воспроизведения; и модуль переключения вывода для исключительного вывода сигнала воспроизведения на первый модуль вывода или на второй модуль вывода и для предпочтительного вывода от первого модуля вывода на первое устройства отображения, при этом устройство ретрансляции выполняет ретрансляцию между устройством воспроизведения и устройством первого отображения, и вторым устройством отображения.
В соответствии с изобретением, описанным в п. 18 формулы настоящей заявки, модуль переключения вывода устройства ретрансляции по п.17 формулы выполнен с возможностью отслеживания состояния электропитания первого устройства отображения через второй модуль вывода, и вывода сигнала воспроизведения от первого модуля вывода на первое устройство отображения в ответ на включение электропитания первого устройства отображения, и вывода сигнала воспроизведения от второго модуля вывода на второе устройство отображения в ответ на выключение электропитания первого устройства отображения.
В соответствии с изобретением, описанным в п. 19 формулы настоящей заявки, устройство воспроизведения и модуль ввода, и второе устройство отображения и второй модуль вывода соединены с использованием интерфейса HDMI. Кроме того, модуль переключения вывода устройства ретрансляции по п.17 обеспечивает функцию повторителя модуля ввода для второго модуля вывода, в ответ на обнаружение сигнала +5В модулем ввода.
В соответствии с изобретением, описанным в п. 20 настоящей заявки, устройство воспроизведения и модуль ввода, и второе устройство отображения и второй модуль вывода подключены через интерфейс HDMI. Кроме того, модуль переключения вывода устройства ретрансляции по п.17 обеспечивает функцию повторителя модуля ввода для второго модуля вывода, в ответ на обнаружение сигнала +5В модулем ввода и обнаружение сигнала HPD вторым модулем вывода.
Эффекты изобретения
В соответствии с настоящим изобретением, возможно обеспечить отличную систему отображения, которая выводит сигналы воспроизведения, передаваемые из устройства воспроизведения на два или более устройств отображения, отличное устройство отображения, используемое установленным на голове пользователя, и отличное устройство ретрансляции, выполняющее ретрансляцию между устройством воспроизведения и двумя или больше устройствами отображения, включающими в себя устройство отображения, используемое установленным на голове пользователя.
Другие цели, характеристики и преимущества настоящего изобретения будут понятны из подробного описания на основе варианта осуществления и приложенных чертежей настоящего изобретения, описанных ниже.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 показана схема, представляющая конфигурацию системы отображения изображения, включающей в себя устройство отображения, устанавливаемое на голове.
На фиг.2 показана схема, представляющая внутреннюю конфигурацию устройства 10 отображения, устанавливаемого на голове.
На фиг.3A показан вид в перспективе устройства 10 отображения, устанавливаемого на голове, под углом спереди с левой стороны.
На фиг.3B показана схема, представляющая устройство 10 отображения, устанавливаемое на голове, в состоянии с покомпонентным представлением деталей.
На фиг.4 показана схема, представляющая верхнюю поверхность основного корпуса устройства 10 отображения, устанавливаемого на голове.
На фиг.5 показана схема, представляющая внутреннюю конфигурацию блока 40 предварительной обработки.
На фиг.6 показана схема для описания механизма проецирования виртуального изображения устройством 10 отображения, устанавливаемым на голове.
На фиг.7 показана схема, представляющая структуру примера внутреннего помещения кинотеатра.
На фиг.8 показана схема, представляющая компоновку примера оптической системы 402L (402R) и панели 401R (401L) отображения для формирования на сетчатке виртуального изображения размером приблизительно 750 дюймов на расстоянии 20 метров от глаза пользователя.
На фиг.9 показана схема, представляющая пример экрана, отображающего GUI.
На фиг.10 показана схема, представляющая приложение орбитальной обработки для области GUI.
На фиг.11A показана схема, представляющая генерирование черной области отображения изображения во время отображения сигнала изображения с другим соотношением размеров.
На фиг.11B показана схема, представляющая генерирование черной области отображения изображения во время отображения сигнала изображения с другим соотношением размеров.
На фиг.12A показана схема, представляющая пример, когда фазы сигналов данных отображения, выводимых параллельно на левый и правый модули 208L и 208R отображения, смещены на 180 градусов между левым и правым модулями.
На фиг.12B показана схема, представляющая пример, когда частоты сигналов данных отображения, выводимых параллельно на левый и правый модули 208L и 208R отображения, смещены между левым и правым модулями.
На фиг.12C показана схема, представляющая пример, когда полярности сигналов данных отображения, выводимых параллельно на левый и правый модули 208L и 208R отображения, смещены между левым и правым модулями.
На фиг.13A показана схема, представляющая характеристику примера изменения пиковой яркости просмотра для вывода устройством 10 отображения, устанавливаемым на голове, в соответствии с адаптацией человека к темноте.
На фиг.13B показана схема, представляющая несколько характеристик примера изменения пиковой яркости просмотра для вывода устройством 10 отображения, устанавливаемым на голове, в соответствии с индивидуальными различиями адаптацией человека к темноте
На фиг.13C показана схема, представляющая характеристику примера, когда уровень пиковой яркости просмотра сразу после установки устройством 10 отображения, устанавливаемым на голове, регулируют в соответствии с количеством видимого света во внешнем пространстве.
На фиг.14 показана схема, представляющая пример конфигурации датчика 221 установки.
На фиг.15A показана схема, представляющая пример отображения экрана-заставки, позволяющего определять визуальное расстояние.
На фиг.15B показана схема, представляющая пример отображения экрана-заставки, позволяющего определять визуальное расстояние.
На фиг.16 показана схема, представляющая пример конфигурации области отображения изображения, в котором во время просмотра изображения отображается исходное изображение, уменьшенное относительно размера экрана, и изображение (стереоскопическое неподвижное изображение), позволяющее определять визуальное расстояние, отображают на внешней стороне.
На фиг.17 показана схема, представляющая перемещение отображаемых изображений панелей 401L и 401R устройства отображения на основе результата отслеживания движения головы пользователя.
На фиг.18A показана схема, представляющая пример, в котором размер виртуального изображения отличается в соответствии с принятым визуальным расстоянием, даже под тем же углом обзора.
На фиг.18B показана схема, представляющая пример, в котором визуальный сдвиг является разностью, соответствующей визуальному расстоянию.
На фиг.19A показана схема для описания механизма обеспечивающего связь между состоянием питания устройства 10 отображения, устанавливаемого на голове, и переключения вывода, модулем 504 переключения выхода.
На фиг.19B показана схема для описания механизма обеспечивающего связь между состоянием питания устройства 10 отображения, устанавливаемого на голове, и переключения вывода, модулем 504 переключения выхода.
На фиг.20 показана схема, представляющая блок 40 предварительной обработки, обнаруживающий сигнал +5V, подаваемый устройством источника HDMI, и обеспечивающий функцию повторителя HDMI.
На фиг.21 показана схема, представляющая блок 40 предварительной обработки, обнаруживающий сигнал +5V, подаваемый устройством источника HDMI, и сигнал HPD, подаваемый устройством потребителя HDMI, и обеспечивающий функцию повторителя HDMI.
Осуществление изобретения
Ниже будет подробно описан вариант осуществления настоящего изобретения со ссылкой на чертежи.
А. Конфигурация системы
На фиг.1 схематично представлена конфигурация системы отображения изображения, включающая в себя устройство отображения, устанавливаемое на голове. Показанная система выполнена из основного корпуса устройства 10 отображения, устанавливаемого на голове, устройства 20 воспроизведения диска Blu-ray, которое представляет собой источник содержания для просмотра, устройства 30 отображения высокой четкости (например, HDMI-совместимого телевизионного приемника) в качестве другого места назначения вывода воспроизводимого содержания устройства 20 воспроизведения диска Blu-ray и блока 40 предварительной обработки, предназначенного для обработки AV сигнала, выводимого устройством 20 воспроизведения диска Blu-ray.
Блок 40 предварительной обработки соответствует повторителю HDMI, который, когда AV сигнал, выводимый устройством 20 воспроизведения диска Blu-ray, поступает на вход HDMI, выполняет обработку сигналов и, например, выполняет вывод в формате HDMI. Кроме того, блок 40 предварительной обработки представляет собой переключатель с двумя выходами, предназначенный для переключения места назначения выхода устройства 20 воспроизведения диска Blu-ray между устройством 10 отображения, устанавливаемым на голове, и устройством 30 отображения высокой четкости.
В представленном примере блок 40 предварительной обработки имеет два выхода, но может включать в себя три или больше выходов. Однако, при использовании блока 40 предварительной обработки, назначение выхода AV сигналов является исключительным, и наивысший приоритет имеет вывод на устройство 10 отображения, устанавливаемое на голове. Когда включают питание устройства 10 отображения, устанавливаемого на голове, или когда пользователь использует устройство 10 отображения, устанавливаемое на голове, AV сигналы выводят только на устройство 10 отображения, устанавливаемое на голове. Другими словами, AV сигналы, выводят на TV 30 высокой четкости (или на другое устройство отображения, которое не показано, которое подключено к блоку 40 предварительной обработки) с низким приоритетом только, когда пользователь не использует устройство 10 отображения, устанавливаемое на голове, например, когда питание устройства 10 отображения, устанавливаемого на голове, отключено, или когда устройство 10 отображения, устанавливаемое на голове, не подключено.
Кроме того, HDMI (мультимедийный интерфейс высокой четкости) представляет собой стандарт интерфейса для цифровых бытовых устройств, используемых, в основном, для ретрансляции звука и изображений, и основан на DVI (цифровой визуальный интерфейс), и использует TMDS (дифференциальная передача сигналов с минимизацией перепадов уровней) для физического уровня. Настоящая система совместима, например, с HDMI 1.4.
Устройство 20 воспроизведения диска Blu-ray и блок 40 предварительной обработки, и блок 40 предварительной обработки и устройство 30 отображения высокой четкости соединены с помощью кабелей HDMI. Также возможна конфигурация, в которой блок 40 предварительной обработки и устройство 10 отображения, устанавливаемое на голове, соединены с помощью кабеля HDMI, но в настоящем варианте осуществления, они соединяются с помощью специального кабеля, и AV сигналы передают последовательно. Однако AV сигналы и питание могут поступать по одному кабелю, соединяющему блок 40 предварительной обработки и устройство 10 отображения, устанавливаемое на голове, и питание для работы устройства 10 отображения, устанавливаемого на голове, может поступать по этому кабелю.
Устройство 10 отображения, устанавливаемое на голове, включает в себя независимые модули отображения для левого глаза и правого глаза. В каждом модуле отображения используются, например, элементы органической EL. Кроме того, каждый модуль отображения оборудован оптической системой с широким углом обзора с низкими искажениями и высоким разрешением.
На фиг.2 схематично показана внутренняя конфигурация устройства 10 отображения, устанавливаемого на голове.
Модуль 201 ретрансляции/приема принимает AV сигналы, или передает сигналы информации, обрабатываемые CPV (центральный процессор), через кабель, подключенный к блоку 40 предварительной обработки. В настоящем варианте осуществления, поскольку AV сигналы передают последовательно через кабель, модуль 201 ретрансляции/приема сигнала выполняет последовательно-параллельное преобразование для принятых сигналов.
Сигнальный процессор 202 разделяет AV сигнал, принятый модулем 201 ретрансляции/приема сигнала на сигнал изображения и аудиосигнал и выполняет обработку сигнала изображения и обработку аудиосигнала для этих сигналов.
Аудиосигнал, для которого была выполнена обработка аудиосигнала сигнальным процессором 202, преобразуют в аналоговый сигнал с помощью аудио DAC (цифро- аналоговый преобразователь) 211, и выводят через левый и правый громкоговорители 212L и 212R.
Сигнальный процессор 202 выполняет, как обработку сигнала изображения, регулировку уровня яркости, регулировку контраста, так и другие регулировки для улучшения качества изображения. Кроме того, сигнальный процессор 202 применяет различные типы обработки для исходного сигнала изображения на основе инструкции от CPU 206. Например, генерируются информация OSD (отображение на экране), включающая в себя текст, фигуры и т.п., и накладывается на сигнал исходного изображения. Структуры сигнала, необходимые для генерирования информации OSD, содержатся в ROM 205, и сигнальный процессор 202 считывает информацию, сохраненную в ROM 205. Один пример информации OSD, которая предназначена для наложения на информацию оригинального изображения, представляет собой GUI (графический интерфейс пользователя), предназначенный для регулировки вывода звука, экрана и т.п. Кроме того, информация экрана, генерируемая при обработке сигнала изображения, временно содержится во VRAM (запоминающее устройство кадра) 203. Если сигнал изображения, подаваемый блоком 40 предварительной обработки, отличается для левого и правого, такой, как сигнал стереоскопического изображения, сигнальный процессор 202 разделяет этот сигнал на сигналы левого и правого изображений, и генерирует информацию экрана.
Левый и правый модули 208L и 208R отображения, каждый сформирован из панели отображения, сформированной из элементов органической EL, и вентильного драйвера и драйвера данных, предназначенных для привода панели отображения. Кроме того, левый и правый модули 208L и 208R отображения, каждый оборудован оптической системой с широким углом обзора. Кроме того, оптическая система не показана на фиг.2.
Контроллер 204 панели считывает информацию экрана от VRAM 203 в заданных циклах отображения, и преобразует ее в сигналы, предназначенные для подачи на модули 208L и 208R отображения, и также генерирует импульсные сигналы, такие как сигналы горизонтальной синхронизации или сигналы вертикальной синхронизации, предназначенные для использования при работе вентильного драйвера и драйвера данных.
CPU 206 выполняет программы, загруженные в RAM 210 из ROM 209, и управляет общей работой устройства 10 отображения, устанавливаемого на голове, объединенным образом. Кроме того, CPU 206 управляет передачей/приемом информационных сигналов на и от блока 40 предварительной обработки через модуль 201 ретрансляции/приема сигнала.
Основной корпус устройства 10 отображения, устанавливаемого на голове, оборудован модулем 220 пользовательского оперирования, включающим в себя один или больше операторов, с которыми пользователь может выполнять оперирование пальцем и т.п. Хотя это и не показано, операторы представляют собой, например, комбинацию кнопок курсора влево, вправо, вверх и вниз, и кнопки ввода в центре. CPU 206 выполняет обработку, относящуюся к изображению, выводимому модулями 208R и 208L отображения, выводу звука через гарнитуры 212L и 212R и т.п., в соответствии с инструкциями от пользователя, подаваемыми модулем 220 пользовательского оперирования.
Кроме того, в настоящем варианте осуществления устройство 20 отображения, устанавливаемое на голове, оборудовано множеством датчиков, таких как датчик 221 установки, акселерометр 222, датчик 223 яркости и т.п. Выходные сигналы этих датчиков подают на CPU 206.
Датчик 221 установки выполнен, например, на основе механического переключателя и т.п. (будет описан ниже). CPU 206 может определять, на основе вывода датчика, установлено ли устройство 20 отображения, устанавливаемое на голове, на пользователя, то есть, используется ли в данный момент времени устройство 20 отображения, устанавливаемое на голове.
Акселерометр 222 включает в себя, например, три оси и обнаруживает магнитуду и направление ускорения, воздействующего на устройство 20 отображения, устанавливаемое на голове. CPU 206 может отслеживать движение головы пользователя, на которого надето устройство 10 отображения, устанавливаемое на голове, на основе полученной информации об ускорении. Кроме того, CPU 206 может управлять экранами, предназначенными для отображения, в модулях 208L и 208R отображения, в соответствии с величиной движения головы пользователя (описано ниже).
Датчик 223 яркости обнаруживает яркость окружающей среды, в которой в настоящее время находится устройство 20 отображения, устанавливаемое на голове. CPU 206 может управлять регулировкой уровня яркости, прикладываемой к сигналу изображения, на основе информации яркости, получаемой датчиком 223 яркости (описан ниже).
Кроме того, CPU 206 передает, когда это необходимо, информацию датчика, полученную от каждого датчика 221 от модуля 201 ретрансляции/приема сигнала, на блок 40 предварительной обработки.
Модуль 230 источника питания подает питание привода, передаваемое из блока 40 предварительной обработки, на каждый компонент схемы, окруженный пунктирной линией на фиг.2. Кроме того, в основном корпусе устройства 10 отображения, устанавливаемого на голове, установлен переключатель 231 питания, которым пользователь может управлять пальцем и т.п. Модуль 230 источника питания переключается между включенным и выключенным состоянием подачи питания на компоненты цепей, в соответствии с оперированием переключателем 231 питания.
Кроме того, состояние, в котором питание выключено переключателем 231 питания, представляет собой состояние "ожидания" устройства 10 отображения, устанавливаемого на голове, где модуль 230 источника питания находится в состоянии ожидания при подаче питания. Кроме того, сторона блока 40 предварительной обработки может определять, является ли данное состояние состоянием использования, то есть, состоянием, в котором в каждый компонент цепи подается питание, и они работают, или неиспользуемое состояние, на основе изменения уровня напряжения в линии сигнала, подключенной модулем 230 источника питания.
На фиг.3 показан пример конфигурации внешнего вида устройства 10 отображения, устанавливаемого на голове. Здесь, на фиг.3A, показан вид в перспективе, который можно видеть под углом с левой передней стороны, и на фиг.3B показана схема, представляющая приблизительное состояние с покомпонентным представлением деталей. Как показано на фиг.3B, устройство 10 отображения, устанавливаемое на голове, сформировано из узла 302 модуля отображения, включающего в себя большую часть основных деталей, показанных на фиг.2, включая в себя систему отображения, корпус 301, закрывающий участок 302 модуля отображения, лобный упор 304, продолжающийся от верхней поверхности корпуса 301, наголовник 305, включающий в себя верхние полосы 305A и 305B, и участки 303L и 303R головных телефонов, в которых расположены левая и правая гарнитура 212L и 212R. Модули 208L и 208R отображения и печатная плата со схемой размещены внутри участка 302 модуля отображения.
Когда пользователь надевает устройство 10 отображения, устанавливаемое на голове, на голову, лобный упор 304 примыкает ко лбу пользователя, и наголовник 305 прижимается к затылку. Хотя детали не показаны на фиг.3A и 3B, наголовник 305 выполнен регулируемым по длине, и выполнен из растяжимого материала, и устройство 10 отображения, устанавливаемое на голове, фиксируется на голове с помощью наголовника 305, который устанавливают вокруг головы.
На фиг.4 показана в виде сверху верхняя поверхность участка 302 модуля отображения для устройства 10 отображения, устанавливаемого на голове. Каждый из левого и правого модулей 208L и 208R отображения включает в себя панель 401L или 401R отображения, сформированную из элементов органической EL, и вентильный драйвер и драйвер данных, предназначенные для привода панели отображения (как описано выше). Кроме того, оптические системы 402L и 402R, каждая с широким углом обзора, расположены на задней стороне модулей 208L и 208R отображения (со стороны глаз). Кроме того, высота глаз и расстояние между зрачками являются разными для каждого пользователя, и оптическая система с широким углом обзора и глаза пользователя, на которого она надета, должны быть выровнены. С этой целью, предусмотрен механизм регулировки расстояния между зрачками, предназначенный для регулировки расстояния между зрачками, между модулем отображения для правого глаза и модулем отображения для левого глаза.
На фиг.5 схематично показана внутренняя конфигурация блока 40 предварительной обработки.
Модуль 501 ввода HDMI выполнен совместимым с интерфейсом HDMI, и вводит, через кабель HDMI, AV сигнал, воспроизводимый и выводимый устройством 20 воспроизведения диска Blu-ray, подключенным с помощью кабеля HDMI, и выполняет обработку сигналов, такую как обработка выравнивания.
Кроме того, устройство 10 отображения, устанавливаемое на голове, подключено к первому модулю 502 вывода, и 30 отображения высокой четкости подключено ко второму модулю 503 вывода.
Второй модуль 503 вывода выполнен совместимым с интерфейсом HDMI, и выводит AV сигналы на устройство 30 отображения высокой четкости, подключенное через кабель HDMI. Кроме того, также возможна конфигурация, в которой в блоке 40 предварительной обработки установлено множество вторых модулей 503 вывода, и они выводят AV сигналы на два или более HDMI-совместимых TV.
В отличие от этого, первый модуль 502 вывода выполнен совместимым с собственными спецификациями интерфейса. Конечно, первый модуль 502 вывода также может быть выполнен совместимым с интерфейсом HDMI. Первый модуль 502 вывода подключен к устройству 10 отображения, устанавливаемому на голове, с помощью одного кабеля, который совместим с собственными спецификациями интерфейса, и выполняет ретрансляцию AV сигналов, ретрансляцию различных информационных сигналов, и подачу питания для привода через этот кабель.
Модуль 506 управления управляет работой каждого модуля внутри блока 40 предварительной обработки объединенным образом.
Модуль 504 выходного переключения избирательно переключает место назначения вывода AV сигналов, подаваемых на модуль 501 входа HDMI, на первый модуль 502 вывода или второй модуль 503 вывода, то есть, на устройство 10 отображения, устанавливаемое на голове, или на TV 30 высокой четкости. В настоящем варианте осуществления, с модулем 504 выходного переключения, выходное место назначения AV сигналов является исключительным, и наибольший приоритет придают выводу на устройство 10 отображения, устанавливаемое на голове. Когда питание устройства 10 отображения, устанавливаемого на голове, включено или когда пользователь использует устройство 10 отображения, устанавливаемое на голове, AV сигналы выводят только на устройство 10 отображения, устанавливаемое на голове. Другими словами, AV сигналы выводят на TV 30 высокой четкости с низким приоритетом, только, когда пользователь не использует устройство 10 отображения, устанавливаемое на голове, например, когда питание устройства 10 отображения, устанавливаемого на голове, выключено, или когда устройство 10 отображения, устанавливаемое на голове, не подключено. Детали операции модуля 504 выходного переключения будут представлены ниже.
Модуль 506 управления определяет состояние использования устройства 10 отображения, устанавливаемого на голове, в соответствии с сигналом информации, принимаемым в первом выходном модуле 502 от устройства 10 отображения, устанавливаемого на голове, уровнем напряжения сигнала линии подачи питания привода на устройство 10 отображения, устанавливаемого на голове, и т.п., и генерирует инструкцию для модуля 504 переключения вывода в отношении места назначения вывода AV сигналов.
Кроме того, в основном корпусе блока 40 предварительной обработки установлен модуль 509 пользовательского оперирования, включающий в себя один или более операторов, с которыми пользователь может выполнять оперирование пальцем и т.п. Пользователь также может подавать инструкции о переключении места назначения вывода AV сигналов с помощью модуля 509 пользовательского оперирования.
Аудио DAC 505 выполняет преобразование в аналоговую форму аудиосигнала, разделенного модулем 501 ввода HDMI, и выводит его через разъем 507 гарнитуры (HP).
Далее, со ссылкой на фиг.6, будет описан механизм устройства 10 отображения, устанавливаемого на голове, для проецирования виртуального изображения. Каждая часть информации изображения для левого глаза и правого глаза, которая представляет собой источник стереоскопического изображения, формируется на основе предположения заданного угла схождения (угла пересечения глаз). Затем устройство 10 отображения, устанавливаемое на голове, проецирует эти изображения для левого глаза и правого глаза на отдельные экраны, и обеспечивает возможность для глаз человека комбинировать эти экраны и наблюдать стереоскопическое изображение. Изображения, проецируемые левой и правой панелями 401L и 401R отображения, представляют собой виртуальные изображения, увеличенные оптическими системами 402L и 402R. Когда эти изображения формируются на сетчатке левого и правого глаз, они поступают в мозг, как отдельные части информации, и накладываются друг на друга в мозгу для формирования одного стереоскопического изображения. В это время определенный угол схождения θ, в соответствии с положениями точек обзора, задается между левой и правой панелями 401L и 401R отображения, и между оптическими системами 402L и 402R. Затем изображение для левого глаза и изображение для правого глаза формируют в соответствии с установленным углом схождения θ.
Далее будет описан механизм для воспроизведения изображения, такого, как представляют в кинотеатре, путем использования устройства 10 отображения, устанавливаемого на голове.
На фиг.7 показана примерная структура внутренней обстановки кинотеатра. В общей сложности 19 рядов кресел, от B до E, от F до S, и T (последний ряд), расположены в представленной внутренней обстановке. Среди них ряды K и J представляют собой премиальные кресла. На этом чертеже ширина экрана составляет 16,5 м, и когда его корректируют для соотношения размеров 16:9, ширина составляет 16,5 м, высота составляет 9,3 м, и размер изображения составляет 745,3 дюймов. Кроме того, расстояние от каждого кресла до экрана является таким, как показано в таблице 1, представленной ниже.
Таблица 1
Местоположение
Символ
Расстояние [м]
От переднего ряда до центра экрана
A
4,25
От премиального кресла (ряд К) до центра экрана
B
17
От последнего ряда до центра экрана
C
26,5
Самый ближний ряд к центру экрана
E
2,53
От премиального кресла (ряд К) до экрана в вертикальном направлении
D
16,5
Теперь рассчитанный угол обзора в отношении положения кресла в каждом из рядов J, K, L, M, N, O, P и T, будет представлен ниже в таблице 2. Кроме того, угол обзора рассчитывают, используя положение центра экрана.
Таблица 2
Положение кресла
Расстояние [м]
Угол обзора [градусы]
J
15,7
55,4
K
17,0
51,8
L
18,1
49,0
М
19,2
46,5
N
20,3
44,2
O
21,4
42,2
P
22,5
40,3
T
26,5
35
Угол обзора составляет приблизительно от 50 до 55 градусов для рядов J и K, которые представляют собой премиальные кресла, и этот угол обзора слишком широкий. Например, зритель должен перемещать свое лицо для чтения субтитров, отображаемых рядом с кромкой экрана, что может привести к затеканию шеи, и при этом изображение трудно разглядывать. На премиальных местах учитывается акустическое окружение внутренней обстановки, а не просто просмотр изображения, и сам угол обзора экрана не является самым лучшим. Кроме того, авторы настоящего изобретения предполагают, что угол обзора, который пригоден для просмотра изображения и который не приводит к затеканию шеи, должен быть уже, чем 55 градусов, и составлять приблизительно 45 градусов. Как можно видеть из таблицы 2, представленной выше, угол обзора 45 градусов в кинотеатре, показанном на фиг.7, соответствует приблизительно ряду N. Учитывая расстояние от положения кресла в ряду N до центра экрана, воспроизведение с помощью устройства 10 отображения, устанавливаемого на голове, с углом обзора 45 градусов в кинотеатре соответствует формированию на сетчатке виртуального изображения размером приблизительно 750 дюймов на расстоянии 20 м от глаз пользователя, как показано в таблице 3, представленной ниже.
Таблица 3
Размер изображения [дюймы]
750
Ширина [м]
16,6
Расстояние [м]
20,0
Угол обзора [градусы]
45,09
При учете только угла зрения, если виртуальное изображение размером приблизительно 300 дюймов и на расстоянии несколько метров формируется на сетчатке, получают приблизительно тот же угол обзора около 45 градусов. Однако, в случае отображения 3-D изображения с несоответствием между левым и правым изображениями, если расстояние будет слишком большим, с тем же углом обзора, возникает ощущение глубины на дальней стороне, и получают более естественное стереоскопическое изображение. Расстояние может быть большим, с тем же углом обзора при использовании оптической системы с широким углом обзора, в качестве каждого из левого и правого модулей 208L и 208R отображения. На фиг.8 показан пример компоновки оптической системы 402L (402R) и панели 401R (401L) отображения для воспроизведения угла обзора 45 градусов в кинотеатре, то есть, для формирования на сетчатке виртуального изображения размером приблизительно 750 дюймов на расстоянии 20 м от глаза пользователя.
Б. Меры против ухудшения свойств панели отображения
Использование элементов органической EL для левого и правого модулей 208L и 208R отображения, для получения изображения с высоким разрешением было упомянуто выше. Элемент органической EL, как известно, подвержен выгоранию во время отображения в течение длительного периода времени. Когда возникает выгорание, яркость элемента органической EL уменьшается. Таким образом, когда изображение отображают на панели отображения, сформированной из элементов органической EL, яркость области, где произошло ухудшение характеристик, будет ниже, чем в других областях, то есть, область будет более темной, и зритель будет видеть контур области, где возникало выгорание.
Например, известна орбитальная (ORBIT) обработка, для периодического отображения всего изображения, отображаемого на панели отображения в вертикальном и горизонтальном направлениях с малой скоростью, не воспринимаемой зрителем. При орбитальной обработке контур области выгорания делается размытым и затемненным.
Выгорание панели отображения, как известно, возникает, когда неподвижное изображение отображают в течение длительного периода времени. Авторы настоящего изобретатели полагают, что искусственное изображение также проявляет тенденцию быть причиной выгорания. Это связано с тем, что при отображении белого текста и т.п., выводится сигнал изображения с высокой яркостью, который не является естественным изображением. Типичный пример искусственного изображения представляет собой информация OSD, такая как GUI, который накладывается на сигнал оригинального изображения сигнальным процессором 202. На фиг.9 показан пример экрана отображения, где GUI наложен на естественное изображение.
В соответствии с этим, в настоящем варианте осуществления, выгорание устройства отображения GUI подавляется, благодаря использованию орбитальной операции в области GUI. На фиг.10 схематично показано применение орбитальной обработки в области GUI. Конечно, орбитальная операция в области GUI может быть выполнена вместе с орбитальной операцией всего экрана, описанного выше.
Например, область GUI случайно перемещается на один пиксель вертикально или горизонтально при выполнении орбитальной операции. Кроме того, величина вертикального или горизонтального движения составляет, самое большее, приблизительно ±15 пикселей так, что орбитальная операция является незаметной для наблюдающего пользователя.
Орбитальная операция может начинаться каждый раз, когда выводят область GUI, или орбитальная операция может выполняться через каждый конкретный интервал. Кроме того, в то время как выполняют операции с GUI (когда выполняют оперирование с помощью модуля 220 пользовательского оперирования), орбитальная операция не выполняется, поскольку пользователь обращает внимание на область GUI, и легко может заметить орбитальную операцию.
Орбитальная обработка, описанная выше, реализована с помощью CPU 206, которое обрабатывает инструкции на выполнение орбитальной обработки, во время инструкции сигнального процессора 202 для OSD отображения GUI в соответствии с оперированием пользователя, например, через модуль 220 пользовательского оперирования.
Кроме того, когда подают сигнал изображения с различным соотношением размеров, проблема выгорания может возникать, из-за генерирования области отображения черного изображения. Как описано выше, в настоящем варианте осуществления, соотношение размеров панели отображения составляет 16:9, что соответствует стандартному размеру экрана HDTV, но в случае отображения сигнала изображения с соотношением размеров 4:3, в соответствии со способом NTSC (Национальный комитет телевизионной системы), область отображения черного изображения генерируется с левой и с правой сторон панели отображения, как показано на фиг.11A. С другой стороны, в случае отображения длинного по горизонтали сигнала изображения с соотношением размером 2:1 или больше, такого как CinemaScope (зарегистрированный товарный знак), область отображения черного изображения генерируется сверху и снизу панели отображения, как показано на фиг.11B. Если такой сигнал изображения с разным соотношением размеров отображается в течение длительного периода времени, ухудшение яркости элемента органической EL не будет происходить в области отображения черного изображения, но ухудшение яркости элемента органической EL будет продолжаться в области отображения изображения. Если сигнал изображения с таким же соотношением размеров будет отображаться после этого, граница с областью отображения черного изображения, сформировавшаяся во время отображения изображения, показанного на фиг.11A, или фиг.11B, будет заметной.
В соответствии с этим, в настоящем варианте осуществления, параметр для коррекции выгорания, для каждой области панели отображения определяют в соответствии с соотношением размеров изображения, предназначенного для отображения, и контур выгорания во время отображения сигнала изображения с таким же соотношением размеров делают размытым и незаметным.
Соотношение размеров может быть получено, например, на основе информации заголовка содержания, предназначенного для воспроизведения, устройством 20 воспроизведения диска Blu-ray. Кроме того, средство для получения информации о заголовке содержания на стороне устройства 10 отображения, устанавливаемого на голове, не установлено конкретно, и также, соотношение размеров может быть определено на основе другой информации, кроме информации заголовка.
Когда определяют соотношение размеров, время отображения черного изображения измеряют для каждого пикселя или области панели отображения на основе времени вывода сигнала изображения. Яркость элемента органической EL ухудшается в большей степени, когда время отображения черного изображения короче. В соответствии с этим, параметр коррекции яркости для каждого пикселя или области панели отображения может быть определен на основе результата измерения времени отображения черного изображения.
Например, после определения соотношения размеров на основе информации заголовка и т.п. содержания сигнала изображения, подаваемого через блок 40 предварительной обработки, CPU 206 измеряет время отображения черного изображения каждого пикселя или области панели отображения, определяет параметр коррекции ухудшения яркости для каждого пикселя или области панели отображения на основе измеренного результата, и уведомляет сигнальный процессор 202 об этом. Затем сигнальный процессор 202 выполняет обработку улучшения качества изображения, такую, как коррекция уровня яркости для каждого пикселя или области панели отображения на основе введенного параметра коррекции ухудшения яркости.
К. Уменьшение шумов излучения панели отображения
Хотя на фиг.2 показана упрощенная форма, между контроллером панели 204 и левым и правым модулями 208L и 208R отображения расположены пучки из множества линий ретрансляции сигналов данных отображения, которые работают с высокой частотой. Когда сигналы, выводимые параллельно, таким образом, работают синхронно, повышается ненужное излучение и также усиливается шум одновременного переключения источника питания.
В соответствии с этим, в настоящем варианте осуществления, сигналы данных отображения, предназначенные для вывода параллельно от контроллера 204 панели на левый и правый модули 208L и 208R отображения, делают разными для левого и правого в отношении фазы, частоты или полярности.
На фиг.12A показана схема, представляющая пример, в котором фазы сигналов данных отображения, выводимых параллельно на левый и правый модули 208L и 208R отображения, сдвинуты на 180 градусов между левым и правым модулями. Кроме того, на фиг.12B показана схема, представляющая пример, в котором частоты сигналов данных отображения, выводимых параллельно на левый и правый модули 208L и 208R отображения, сдвинуты между левым и правым модулями. Кроме того, на фиг.12C показана схема, представляющая пример, в котором полярности сигналов данных отображения, выводимых параллельно на левый и правый модули 208L и 208R отображения, сдвинуты между левым и правым модулями. Как можно видеть со ссылкой на части, окруженные пунктирной линией на каждом из чертежей, количество одновременных переключений или полярность изменяются между левым и правым модулями, и, таким образом, шумы излучения уменьшаются. Кроме того, при уменьшении шумов одновременного переключения источника питания, также уменьшается нагрузка на источник питания.
В случае устройства 10 отображения, устанавливаемого на голове, поскольку существует корреляция между сигналами левого и правого изображений, эффект сдвига фазы, частоты или полярности, как описано выше, рассматривается, как существенный.
Меры, связанные с адаптацией к темноте
Глаза человека, как известно, имеют функцию "адаптации к темноте", в соответствии с которой, когда происходит значительное изменение при переходе из среды с большим количеством видимого света в среду с небольшим его количеством, зрение постепенно восстанавливается с течением времени. Устройство 10 отображения, устанавливаемое на голове, разработано так, чтобы полностью изолировать человека от окружающего мира, будучи установленным на голове, чтобы увеличить ощущение виртуальной реальности во время просмотра. Такая окружающая среда включает в себя большое количество видимого света непосредственно перед устройством 10 отображения, устанавливаемым на голове, и диаметр зрачка адаптируется к окружающей среде. Когда устанавливают устройство 10 отображения, устанавливаемое на голове, окружающая среда изменяется на среду, в которой свет блокируется, и количество видимого света очень мало, и диаметр зрачка постепенно адаптируется к состоянию установки в течение периода 10-30 минут.
Например, в случае, когда уровень яркости изображений, выводимых панелями 401L и 401R отображения (пиковая яркость обзора) является постоянным все время, глаза пользователя не могут, непосредственно после установки устройства 10 отображения, устанавливаемого на голове, адаптироваться к окружающей среде, где свет блокирован, и окружающая среда может ощущаться, как слишком темная, но затем глаза постепенно адаптируются к темноте, и окружающая среда может ощущаться слишком яркой. Другими словами, существует неудобство, состоящее в том, что изображение может ощущаться, как слишком темное, непосредственно после установки.
В соответствии с этим, в настоящем варианте осуществления, пиковая яркость обзора изменяется в соответствии со временем, прошедшим после установки устройства 10 отображения, устанавливаемого на голове на пользователе, с тем, чтобы пользователь мог ощущать, что яркость отображаемого изображения является постоянной, преодолевая, таким образом, неудобство, описанное выше.
В настоящем варианте осуществления имеется тенденция воспроизведения с помощью устройства 10 отображения, устанавливаемого на голове, изображения, такого, как просматривается в кинотеатре. Инициатива цифрового кино, LLC определяет пиковую яркость обзора 48 нит (здесь, если яркость плоского источника света размером один квадратный метр составляет одну канделу в направлении, перпендикулярном плоскости, "нит" представляет собой яркость в этом направлении). Из-за различий с виртуальной окружающей средой, где внешний мир блокируется устройством 10 отображения, устанавливаемым на голове, авторы настоящего изобретения предполагают, что пиковая яркость 60 нит панелей 401L и 401R отображения для устройства 10 отображения, устанавливаемого на голове, соответствует 48 нит в кинотеатре. Пиковую яркость обзора для адаптации к темноте, составляющую 100 нит, которая выше, чем нормальная, устанавливают для периода непосредственно после установки устройства 10 отображения, устанавливаемого на голове, и затем пиковая яркость при нормальном просмотре, составляющая 60 нит, достигается в течение периода 10-30 минут. На фиг.13A показан пример характеристики для изменения пиковой яркости обзора, выводимой устройством 10 отображения, устанавливаемым на голове, в соответствии с адаптацией человека к темноте.
Кроме того, скорость адаптации к темноте отличается для каждого человека. Для пользователя, который быстро адаптируется к темноте, если пиковая яркость обзора медленно возвращается к 60 нит, изображение может ощущаться слишком ярким во время процесса. С другой стороны, для пользователя, который медленно адаптируется к темноте, если пиковая яркость обзора возвращается к 60 нит с высокой скоростью, изображение может ощущаться слишком темным во время процесса.
В соответствии с этим, как показано на фиг.13B, множество характеристик с разным временем, в соответствии с которыми пиковая яркость обзора снижается от пиковой яркости обзора для адаптации к темноте, 100 нит, до нормальной пиковой яркости обзора, 60 нит, могут быть подготовлены, и значение яркости можно регулировать при переключении характеристики адаптации к темноте для каждого пользователя. Пользователь может иметь возможность подавать инструкцию для переключения через модуль 220 пользовательского оперирования. CPU 206 может передавать эту инструкцию в сигнальный процессор 202 для выполнения соответствующей обработки коррекции яркости, после получения инструкции через модуль 220 пользовательского оперирования.
Кроме того, степень, в которой пользователь, который только что надел устройство 10 отображения, устанавливаемое на голове, ощущает, что отображаемое изображение темное, является не постоянной и отличается, в зависимости от количества света, принимаемого от окружающего мира перед установкой. Чем больше количество видимого света в окружающем мире, тем меньше диаметр зрачка, и, таким образом, тем более темным кажется отображаемое изображение непосредственно после установки. С другой стороны, если количество видимого света окружающего мира мало изначально, диаметр зрачка большой, в соответствии со степенью темноты, и темнота не очень ощущается. Другими словами, если пиковая яркость обзора сразу после установки будет установлена постоянной, независимо от количества видимого света в окружающем мире, яркость отображаемого изображения непосредственно после установки может быть не соответствующей для пользователя, который надел устройство отображения в окружающем мире с ярким видимым светом, но отображение изображения непосредственно после установки может быть слишком ярким для пользователя, который надел устройство отображения в окружающей среде с малой яркостью видимого света.
Таким образом, как показано на фиг.13C, уровень пиковой яркости обзора для адаптации к темноте, который должен быть установлен непосредственно после установки устройства 10 отображения, устанавливаемого на голове, может регулироваться в соответствии с количеством видимого света в окружающем мире. Если количество видимого света в окружающем мире велико, высокое значение пиковой яркости обзора может быть установлено, и если количество видимого света в окружающем мире мало, меньшая пиковая яркость обзора может быть установлена. Как показано на фиг.2, в настоящем варианте осуществления, устройство 10 отображения, устанавливаемое на голове, включает в себя датчик 223 яркости. CPU 206 может уведомлять сигнальный процессор 202 о пиковой яркости обзора для адаптации к темноте во время уменьшения пиковой яркости обзора, в соответствии с адаптацией к темноте, на основе количества видимого света в окружающем мире, обнаруживаемым датчиком 223 яркости.
Кроме того, для выполнения регулировок пиковой яркости обзора, в соответствии с адаптацией к темноте, как описано выше, сигнальный процессор 202 требуется уведомить о времени начала, то есть, установке устройства 10 отображения, устанавливаемого на пользователя. Например, пользователь сам может инструктировать начало регулировки пиковой яркости обзора во время установки с помощью модуля 220 пользовательского оперирования. Как показано на фиг.2, в настоящем варианте осуществления, устройство 10 отображения, устанавливаемое на голове, оборудовано датчиком 221 установки, и, таким образом, CPU 206 может передавать инструкции на сигнальный процессор 202 отрегулировать пиковую яркость угла обзора, когда установка обнаруживается датчиком 221 установки.
На фиг.14 показан пример конфигурации датчика 221 установки. В показанном примере лобный упор 102 удерживается на корпусе устройства 10 отображения, устанавливаемого на голове, с помощью вала 142 вращения, с возможностью свободного вращения. Когда устройство не установлено, лобный упор 102 проталкивается назад на сторону устройства 10 отображения, устанавливаемого на голове, то есть, в направлении стороны лба пользователя, в неустановленном положении, благодаря силе возврата пружины 144. Затем, при установке, он проталкивается обратно вперед в установленное положение, упираясь в лоб пользователя. Кроме того, рычаг 143, продолжающийся вперед, прикреплен к валу 142 вращения. Затем, когда лобный упор 102 проталкивается вперед при установке на голове пользователя, рычаг 143 движется совместно с ним, и переключает тактовую кнопку 141 (соответствует датчику установки) своим оконечным участком. CPU 206 может обнаружить установку устройства 10 отображения, устанавливаемого на голове пользователя, на основе операции тактовой кнопки 141.
Поддержка распознавания расстояния до виртуального изображения
Как было описано в разделе "А. Конфигурация системы", в устройстве 10 отображения, устанавливаемом на голове, оптические системы 402L и 402R модулей 208L и 208R отображения разработаны таким образом, что видимое расстояние до экранов в панелях 401L и 401R отображения и их видимый размер являются примерно такими же, как и в кинотеатре (например, приблизительно 750 дюймов в положении на расстоянии 20 м). Таким образом, предполагалось обеспечить для пользователя, на которого надето устройство 10 отображения, устанавливаемое на голове, возможность просмотра изображения, как если бы пользователь находился в кинотеатре.
Однако устройство 10 отображения, устанавливаемое на голове, представляет собой устройство, которое должно быть смонтировано на голове пользователя, и при этом проявляется эффект, аналогичный механической близорукости. Кроме того, существует фактический размер самого устройства 10 отображения, устанавливаемого на голове, и предвзятое мнение о том, что панели 401L и 402R отображения находятся внутри устройства 10 отображения, устанавливаемого на голове и, также, другие части, кроме экрана, являются черными во время установки и при этом отсутствует визуальная информация, обозначающая расстояние до изображения. Восприятие визуального расстояния является разным для каждого человека, но существуют случаи, когда пользователь ощущает, что расстояние до виртуального изображения должно быть меньше, чем заданное конструктивно, и не может получить ощущение просмотра большого экрана, как в кинотеатре.
Таким образом, в настоящем варианте осуществления, изображения, включающие в себя визуальную информацию, использующуюся, как ключевая, для определения визуального расстояния, отображают на панелях 401L и 402R отображения. Изображение, включающее в себя визуальную информацию, использующуюся, как ключевая, для определения визуального расстояния, может представлять собой стереоскопическое изображение в состоянии, в котором экран рассматривается с положения кресла в кинотеатре перед показом (см. фиг.15A), или стереоскопическое изображение (неподвижное изображение или движущееся изображение), например, сцены в концертном зале (см. фиг.15B). Изображение, в области отображения изображения панели 401L или 402R отображения, за пределами экрана кинотеатра или сцены в концертном зале, соответствует визуальной информации, используемой, как ключевая, для пользователя-зрителя, для восприятия визуального расстояния.
Если стереоскопическое изображение, как показано на фиг.15A или фиг.15B, воспринимаемое, как имеющее фактический размер в фактическом положении на экране или на сцене, отображается, как, так называемый, экран-заставка во время включения питания устройства 10 отображения, устанавливаемого на голове, или во время установки устройства 10 отображения, устанавливаемого на голове, на пользователе, например, когда экран или сцена в последующем расширяется по всем экранам панелей 401L и 402R отображения, то пользователь сохраняет ощущение расстояния до экрана или сцены, которые показаны (то есть, впечатление от визуального расстояния, установленного конструктивно). Кроме того, установка устройства 10 отображения, устанавливаемого на голове, на пользователе, может обнаружиться датчиком 220 установки (как описано выше).
В качестве альтернативы, как показано на фиг.16, во время просмотра изображения, оригинальное изображение фильма, концерта и т.п. может отображаться с уменьшением относительно размера экрана панелей 401L и 402R отображения (оригинальное изображение может отображаться в выделенной области, в центре на чертеже), и изображение (неподвижное стереоскопическое изображение), которое, как кажется, имеет действительный размер, может отображаться в области периферии. Стереоскопическое изображение, которое представляется в действительном размере, отображаемое за пределами областей отображения изображения панелей 401L и 402R отображения, представляет собой визуальную информацию, использующуюся, как ключевая, для восприятия визуального расстояния, и пользователь, который просматривает оригинальное изображение, может распознать размер экрана или сцены на расстоянии.
Ф. Следование отображениями экрана за движением шеи пользователя
Пользователь надел устройство 10 отображения, устанавливаемое на голове, на голову, и просматривает изображение, и таким образом, в отличие от случая просмотра обычного отображения - монитора, изображение постоянно находится в поле обзора, даже если пользователь поворачивает шею в сторону, чтобы отвести взгляд от экрана. Поэтому, у пользователя может возникнуть ощущение неудобства, или он может ощутить болезненное состояние при просмотре, используя устройство 10 отображения, устанавливаемое на голове.
В настоящем варианте осуществления устройство 10 отображения, устанавливаемое на голове, оборудовано акселерометром 22, и движение головы пользователя, на которого надето устройство 10 отображения, устанавливаемое на голове, можно отслеживать на основе выходных сигналов датчика.
Таким образом, как показано на фиг.17, изображения отображаемого изображения панелей 401L и 401R отображения могут перемещаться на основе результата отслеживания движения головы пользователя. В это время у отображаемого изображения, оконечная область, противоположная движению головы (область, представленная диагональными линиями на фиг.17), выходит за пределы областей отображения изображения панелей 401L и 401R отображения и становится скрытой. В соответствии с этим, пользователь может исключить изображение, из-за просмотра которого у него возникают болезненные ощущения, путем поворота своей шеи в сторону. Кроме того, в областях отображения изображения панелей 401L и 401R отображения, оконечная область в направлении движения, когда голова движется за пределы кадра изображения и, таким образом, информация об изображении, отсутствует, и черное изображение отображается в части за пределами изображения кадра. Таким образом, когда пользователь поворачивает свою шею в сторону, он может видеть изображение таким же образом, как он просматривал бы изображение, которое отображается на нормальном дисплее-мониторе, и ощущение дискомфорта может быть исключено.
CPU 206 выполнено с возможностью расчета величины движения головы пользователя (величины поворота шеи), путем получения информации датчика из акселерометра 222. В соответствии с этим, когда CPU 206 передает инструкцию на сигнальный процессор 202, переместить изображение для его отображения, в соответствии с вычисленной величиной движения, может быть реализовано отображение изображения, как показано на фиг.17.
Кроме того, как описано выше, из-за предвзятого мнения о том, что, например, панели 401L и 402R отображения находятся внутри устройства 10 отображения, устанавливаемого на голове, пользователь может ощущать визуальное расстояние, которое короче, чем конструктивно заданное расстояние до виртуального изображения. Соответственно, если количество движения изображения определяют на основе конструктивно заданного расстояния до визуального изображения во время перемещения изображения, предназначенного для отображения, в соответствии с количеством движения головы пользователя, пользователь может получить впечатление визуального расстояния, установленного конструктивно.
Как показано на фиг.18A, даже при том же угле обзора, размер виртуального изображения отличается, в соответствии с принятым визуальным расстоянием. Визуальный сдвиг относительно экрана во время перемещения положения головы становится меньшим в обратной пропорции визуальному расстоянию. Если визуальное расстояние удваивается, как показано на фиг.18A, визуальный сдвиг будет уменьшен на половину, как показано на фиг.18B. Таким образом, количество пикселей для перемещения будет составлять половину во время движения изображения на устройстве отображения, как показано на фиг.17.
Во время движения изображения, которое должно отображаться в соответствии с величиной движения головы пользователя, как описано выше, когда сдвиг положения головы обнаруживают на основе информации ускорения, полученной от акселерометра 222, CPU 206 определяет количество движения положения отображения на основе расчетного визуального расстояния, чтобы, таким образом, представить иллюзию для пользователя в отношении визуального расстояния до положения виртуального изображения.
G. Переключение выходов блоком предварительной обработки (1)
Блок 40 предварительной обработки соответствует повторителю HDMI, для ввода/вывода AV сигналов, выводимых устройством 20 воспроизведения диска Blu-ray. Кроме того, блок 40 предварительной обработки представляет собой переключатель с двумя выходами, в соответствии с которым место назначения вывода является исключительным, и вывод выполняют на устройство 10 отображения, устанавливаемое на голове, или на устройство 30 высокой четкости.
Если блок 40 предварительной обработки представляет собой основное устройство, которое представляет собой "внешнее устройство" для устройства 10 отображения, устанавливаемого на голове, наибольший приоритет должен быть предоставлен выводу на устройство 10 отображения, устанавливаемое на голове.
Здесь будет рассмотрен случай выполнения переключения выходов блока 40 предварительной обработки посредством пользовательского оперирования. Например, если требуется остановить просмотр на устройстве 10 отображения, устанавливаемом на голове, и начать просмотр на устройстве 30 отображения с высокой четкостью, пользователем должны быть выполнены, по меньшей мере, следующие две операции, и это может быть обременительным.
(1) Выполнить операции с переключателем 231 питания и выключить питание устройства 10 отображения, устанавливаемого на голове.
(2) Выполнить операции в модуле 509 пользовательского оперирования и переключить место назначения вывода блока 40 предварительной обработки на устройство 30 отображения высокой четкости.
В настоящем варианте осуществления, использование того факта, что место назначения вывода AV сигналов от модуля 504 переключения вывода является исключительным, переключение операции просмотра с устройства 10 отображения, устанавливаемого на голове, на устройство 30 отображения высокой четкости выполняется с меньшим количество операций пользователя. В частности, когда выполняют операции с переключателем 231 питания, и питание устройства 10 отображения, устанавливаемого на голове, отключают, это обнаруживается модулем 506 управления через первый выходной модуль 502, и в модуль 504 переключения вывода поступает инструкция на переключение назначения вывода AV сигналов на устройство 30 отображения высокой четкости. Таким образом, в состоянии подачи питания для устройства 10 отображения, устанавливаемого на голове, и переключения вывода модулем 504 переключения вывода, которые соединены друг с другом, может выполняться автоматическое переключение для просмотра TV 30 высокой четкости с помощью одной пользовательского оперирования - отключения питания устройства 10 отображения, устанавливаемого на голове.
Как показано на фиг.19A, когда выполняют оперирование с переключателем 231 питания, и питание устройства 10 отображения, устанавливаемого на голове включают, блок 40 предварительной обработки выводит исключительно на устройство 10 отображения, устанавливаемое на голове, воспроизводимые AV сигналы, выводимые устройством 20 воспроизведения диска Blu-ray.
Здесь, в то время как AV сигналы выводят на устройство 10 отображения, устанавливаемое на голове, блок 40 предварительной обработки предполагает, что модуль 504 переключения вывода находится в том же состоянии, как и когда кабель HDMI устройства 30 отображения высокой четкости отсоединен. В результате, устройство 30 отображения высокой четкости не будет видено устройством 20 воспроизведения диска Blu-ray по интерфейсу HDMI.
Впоследствии, когда выполняют операции с переключателем 231 электропитания, и электропитание устройства 10 отображения, устанавливаемого на голове, отключают (состояние ожидания), как показано на фиг.19B, блок 40 предварительной обработки прекращает вывод AV сигналов на устройство 10 отображения, устанавливаемое на голове, и, вместо этого, переключают выход AV сигналов на устройство 30 отображения высокой четкости.
Кроме того, в то время как AV сигналы выводят на устройство 30 отображения высокой четкости, блок 40 предварительной обработки предполагает, что модуль 504 переключения выхода находится в состоянии, как если бы кабель HDMI устройства 10 отображения, устанавливаемого на голове, был отсоединен. В результате, достигается состояние, в котором устройство 20 воспроизведения диска Blu-ray не будет видеть устройство 10 отображения, устанавливаемое на голове, но вместо этого будет видеть устройство 30 отображения высокой четкости по интерфейсу HDMI.
X. Переключение вывода блоком предварительной обработки (2)
В примере конфигурации системы, показанном на фиг.1, AV сигналы, выводимые устройством 20 воспроизведения диска Blu-ray, которое представляет собой устройство источник HDMI, передают на устройство 30 отображения высокой четкости, соответствующее устройству потребителю HDMI, с помощью блока 40 предварительной обработки, соответствующего повторителю HDMI.
С другой стороны, как описано выше, блок 40 предварительной обработки также представляет собой переключатель с двумя выходами, который устанавливает наибольший приоритет выводу на устройство 10 отображения, устанавливаемое на голове. В то время, как AV сигналы выводят исключительно на устройство 10 отображения, устанавливаемое на голове, устройство 30 отображения высокой четкости может находиться в состоянии ожидания, или электропитание устройства 30 отображения высокой четкости может быть выключено, или устройство 30 отображения высокой четкости может не подключаться первым.
Здесь, если блок 40 предварительной обработки предназначен для реализации функции повторителя HDMI для устройства 30 отображения высокой четкости, питание должно постоянно поступать на участок схемы, предназначенный для повторения сигнала HDMI, и это может привести к увеличению потребляемой энергии в режиме ожидания вывода на устройство 30 отображения высокой четкости устройства источника HDMI.
В соответствии с этим, в настоящем варианте осуществления, блок 40 предварительной обработки подает электропитание только на определенный участок для мониторинга состояния соединения устройства источника HDMI и устройства потребителя HDMI, в то время как вывод на устройство 30 отображения высокой четкости устройством источником HDMI, находится в состоянии ожидания. Таким образом, энергия поступает на схему функции повторителя HDMI только, когда устройство HDMI подключено к блоку 40 предварительной обработки в качестве повторителя HDMI, и потребление энергии, во время ожидания, может быть подавлено.
Например, схемы мониторинга подключения в блоке 40 предварительной обработки отслеживает наличие сигнала +5B устройства источника, которое подключено по кабелю HDMI к модулю 501 ввода HDMI. Затем, когда устройство 20 воспроизведения диска Blu-ray, которое представляет собой устройство источник HDMI, подключают по кабелю HDMI к модулю 501 входа HDMI, схема мониторинга подключения в блоке 40 предварительной обработки обнаруживает сигнал +5B, подаваемый от устройства источника HDIM по сигналу, передаваемому по кабелю, и обеспечивает функцию повторителя для устройства потребителя HDMI (см. фиг.20). Кроме того, в случае, когда сигнал +5B не обнаруживается, функция повторителя становится недоступной в отношении устройства потребителя HDMI, и потребление энергии во время режима ожидания уменьшается.
В качестве альтернативы, схема мониторинга соединения в блоке 40 предварительной обработки отслеживает, как сигнал +5B устройства источника, которое подключено по кабелю HDMI к модулю 501 входа HDMI, так и сигнал HPD (обнаружения оперативного подключения) устройства потребителя, которое подключают по кабелю HDMI ко второму модулю 503 вывода. Затем, только когда сигнал HPD, генерируемый устройством потребителем HDMI, обнаруживают вместе с сигналом +5B, подаваемым от устройства источника HDIM, схема мониторинга соединения в блоке 40 предварительной обработки обеспечивает выполнение функции повторителя для устройства потребителя HDMI (см. фиг.21). Если один из сигналов не будет обнаружен, функция повторителя будет отключена, и потребление энергии во время ожидания уменьшится.
Промышленная применимость
Выше настоящее изобретение было подробно описано со ссылкой на конкретный вариант осуществления. Однако, очевидно, что специалистом в данной области техники могут быть выполнены модификации и изменения соответствующего варианта осуществления в пределах объема, без выхода за пределы сущности настоящего изобретения.
В существующем описании, в основном, был описан вариант осуществления, в котором настоящее изобретение применяется для устанавливаемого на голове устройства отображения, но сущность настоящего изобретения не ограничена конфигурацией конкретного устройства отображения, устанавливаемого на голове. Настоящее изобретение может быть аналогично применено к различным типам систем отображения для формирования виртуального изображения на сетчатке глаза пользователя.
Вкратце, настоящее изобретение было раскрыто в форме примеров, и описанное содержание настоящего описания не следует рассматривать в ограничительном смысле. Для определения сущности настоящего изобретения следует рассмотреть объем формулы изобретения.
Список номеров ссылочных позиций
10 Устройство отображения, устанавливаемое на голове
20 Устройство воспроизведения диска Blu-ray
30 Устройство отображения высокой четкости
40 Блок предварительной обработки
102 Лобный упор
141 Тактовая кнопка
142 Вал вращения
143 Рычаг
144 Пружина
201 Модуль ретрансляции/приема сигнала
202 Сигнальный процессор
203 VRAM
204 Контроллер панели
205 ROM
206 CPU
208L, 208R Модуль отображения
209 ROM
210 RAM
211 Аудио DAC
212L, 212R Гарнитуры
220 Модуль пользовательского оперирования
221 Датчик установки
222 Акселерометр
223 Датчик яркости
230 Модуль источника питания
231 Переключатель питания
301 Корпус
302 Узел модуля отображения
303L, 303R Узел гарнитуры
304 Лобный упор
305 Наголовник
305A Верхняя полоса
305B Нижняя полоса
401L, 401R Панель отображения
402L, 402R Оптическая система
501 Модуль входа HDMI
502 Первый модуль ввода
503 Второй модуль ввода
504 Модуля переключения вывода
505 Аудио DAC
506 Модуль управления
507 Разъем HP
509 Модуль пользовательского оперирования