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公開番号2025065315
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-17
出願番号2025017734,2022005236
出願日2025-02-05,2022-01-17
発明の名称画像表示装置および画像表示方法
出願人株式会社ソニー・インタラクティブエンタテインメント
代理人個人,個人,個人,個人
主分類G02B 27/02 20060101AFI20250410BHJP(光学)
要約【課題】高精細、広視野の画像を、違和感なく容易に視認させる。
【解決手段】
画像平面200において、中心部分を含む領域212aを、その外側の領域214aより高い解像度で表す。領域212aは、レーザ光源220からの光をミラー222で反射させ2次元走査させることにより画像を投影するレーザ走査方式で表す。領域212aは、注視点202aが画像中心にあるときを基準とし、中心からの移動に伴い領域212bが拡張するように、ミラー222の角度の振幅を制御する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
表示画像のうち、画像平面における中心部分を表す中心画像を生成する中心画像生成部と、
前記表示画像のうち、前記中心画像の外側の領域を表す周辺画像を生成する周辺画像生成部と、
画素を表すレーザ光を、ミラーの反射により２次元走査させて画像を投影するレーザ走査方式により、前記中心画像を表す中心画像出力部と、
前記周辺画像を表示する周辺画像出力部と、
前記中心画像と前記周辺画像を合成して視認させる画像合成部と、
表示画像に対するユーザの注視点を取得する注視点取得部と、
前記注視点が前記中心画像に含まれるように、前記注視点が画像平面の中心から離れるに従い前記中心画像を拡張させるよう前記中心画像のサイズを制御する中心画像サイズ制御部と、
を備え、
前記中心画像出力部は、前記中心画像サイズ制御部が決定した中心画像のサイズに応じて、前記ミラーの角度の振幅を変化させることを特徴とする画像表示装置。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
前記中心画像サイズ制御部は、前記注視点が、前記中心画像出力部が表示可能な範囲の上限を超えた状態において、前記中心画像のサイズを、当該上限に設定することを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記画像合成部は、前記中心画像出力部が表す像と前記周辺画像出力部が表す像の一方を透過させ、他方を反射させることにより、両者を合成するハーフミラーを含むことを特徴とする請求項１または２に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記中心画像出力部は、前記ミラーにおいて反射したレーザ光を拡散透過させるスクリーンを含み、
前記画像合成部は、前記スクリーンを拡散透過してなる像を、前記ハーフミラーにより、前記周辺画像出力部が表す像と合成することを特徴とする請求項３に記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記中心画像出力部は、マックスウェル視により視認される前記中心画像を表すレーザ光をユーザの目の方向に投影し、
前記画像合成部は、前記ハーフミラーで、前記レーザ光を透過させるとともに、前記周辺画像出力部が表す像を反射させることにより、両者を合成して視認させることを特徴とする請求項３に記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記周辺画像出力部は、非表示領域において背景の光を透過する光透過型ディスプレイにより前記周辺画像を表示し、
前記中心画像出力部は、前記ミラーにおいて反射したレーザ光を、前記光透過型ディスプレイの対応する領域に投影して拡散透過させることを特徴とする請求項１または２に記載の画像表示装置。
【請求項７】
前記光透過型ディスプレイからの光を透過させるとともに、ユーザの眼球の像を反射させるハーフミラーと、
前記ハーフミラーで反射してなる前記眼球の像を撮影し注視点を取得するためのカメラと、
をさらに備えたことを特徴とする請求項６に記載の画像表示装置。
【請求項８】
前記中心画像出力部は、前記ミラーにおいて反射したレーザ光を拡散透過させるスクリーンを含み、
前記画像合成部は、前記スクリーンを拡散透過してなる像と、前記周辺画像出力部が表す像とを、画像平面上の対応する位置に誘導する自由曲面光学系により、両者の像を合成することを特徴とする請求項１または２に記載の画像表示装置。
【請求項９】
ユーザの眼球の正面方向に、当該眼球を撮影し注視点を取得するためのカメラをさらに備え、前記スクリーンおよび、前記周辺画像出力部を構成するディスプレイパネルは、前記カメラの周囲に配置されることを特徴とする請求項８に記載の画像表示装置。
【請求項１０】
表示画像のうち、画像平面における中心部分を表す中心画像を生成するステップと、
前記表示画像のうち、前記中心画像の外側の領域を表す周辺画像を生成するステップと、
画素を表すレーザ光を、ミラーの反射により２次元走査させて画像を投影するレーザ走査方式の中心画像出力部により、前記中心画像を表すステップと、
周辺画像出力部により、前記周辺画像を表示するステップと、
前記中心画像と前記周辺画像を合成して視認させるステップと、
表示画像に対するユーザの注視点を取得するステップと、
前記注視点が前記中心画像に含まれるように、前記注視点が画像平面の中心から離れるに従い前記中心画像を拡張させるよう前記中心画像のサイズを制御するステップと、
を含み、
前記中心画像を表すステップは、前記制御するステップにおいて決定された中心画像のサイズに応じて、前記ミラーの角度の振幅を変化させることを特徴とする画像表示方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ユーザに画像を視認させる画像表示装置および画像表示方法に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
対象空間を自由な視点から鑑賞できる画像表示システムが普及している。例えばヘッドマウントディスプレイにパノラマ映像を表示し、ヘッドマウントディスプレイを装着したユーザが頭部を回転させると視線方向に応じたパノラマ画像が表示されるようにしたシステムが開発されている。ヘッドマウントディスプレイを利用することで、映像への没入感を高めたり、ゲームなどのアプリケーションの操作性を向上させたりすることもできる。また、ヘッドマウントディスプレイを装着したユーザが物理的に移動することで映像として表示された空間内を仮想的に歩き回ることのできるウォークスルーシステムも開発されている。
【０００３】
映像体験の質を高めるには、広い視野の画像を高精細に表現することが求められる。ところが解像度や視野角を拡張するほど処理すべき画像のデータサイズが増大し、処理や転送に時間を要する結果、表示までの遅延が生じやすくなる。そこで、視野の中心から端に至るほど視力が低下する人の視覚特性を利用し、中心領域とその外側で画像の解像度に差を設け、視認上の画質を維持しつつ処理の無駄を軽減させる技術が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
米国特許第１０１４０６９５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ヘッドマウントディスプレイに限らず画像表示技術の分野において、広い視野で精細な画像を低遅延に表示できるようにすることは常に共通の課題である。例えば特許文献１の技術の場合、中心領域とそれ以外の領域で個別にディスプレイを設け、表示解像度に明確な差を与えることにより、処理リソースの適切な分配が容易になる。一方で、個別に表された解像度の異なる画像が合成されることにより、境界線が不自然に見えユーザに違和感を与えてしまう問題が生じ得る。これを解消するには、データ上で解像度を滑らかつなぐことが考えられるが、画像加工の処理が別途必要となる。高解像度の領域をユーザの注視点に連動させる場合は特に、変動する領域の切り取りや解像度調整のため、看過できない処理時間が生じることが考えられる。
【０００６】
本発明はこうした課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、高精細、広視野の画像を、違和感なく容易に視認させることのできる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のある態様は画像表示装置に関する。この画像表示装置は、表示画像のうち、画像平面における中心部分を表す中心画像を生成する中心画像生成部と、表示画像のうち、中心画像の外側の領域を表す周辺画像を生成する周辺画像生成部と、画素を表すレーザ光を、ミラーの反射により２次元走査させて画像を投影するレーザ走査方式により、中心画像を表す中心画像出力部と、周辺画像を表示する周辺画像出力部と、中心画像と周辺画像を合成して視認させる画像合成部と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
本発明の別の態様は画像表示方法に関する。この画像表示方法は、表示画像のうち、画像平面における中心部分を表す中心画像を生成するステップと、表示画像のうち、中心画像の外側の領域を表す周辺画像を生成するステップと、画素を表すレーザ光を、ミラーの反射により２次元走査させて画像を投影するレーザ走査方式の中心画像出力部により、中心画像を表すステップと、周辺画像出力部により、周辺画像を表示するステップと、中心画像と前記周辺画像を合成して視認させるステップと、を含むことを特徴とする。
【０００９】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、コンピュータプログラム、コンピュータプログラムを記録した記録媒体などの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によると、高精細、広視野の画像を、違和感なく容易に視認させることができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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