[发明专利]体积型显示器

说明书

本发明的技术以提供能够进行快速的图像提示的体积型显示器为目的。共振型液体透镜(2)的焦距被使用液体的共振以周期性进行调节。图像投影部(1)经由共振型液体透镜(2)面向用户的视点位置对图像进行投影。进而，图像投影部(1)在比焦距的变动周期的1/10短的时间内面向视点位置对图像进行投影。图像投影部(1)例如由LED和DMD构成。

技术领域

本发明涉及体积型显示器。

背景技术

近年来VR以及AR日益受到关注，各种各样的头戴式显示器(HMD)被开发并广受瞩目。其中，透射型的HMD由于能够使注解(追加信息)重叠在真实世界上并向用户提示，因此被认为在基于AR等的应用中特别重要。

特别是如果考虑将注解向动态的现实世界重叠，则提示影像的显示器在理想上应具有毫秒程度的快速性。例如，在像触摸面板那样容易辨识到由于延迟引起的位置偏差的状况下，有报告称，人不感到延迟的极限值为2.38ms(下述非专利文献1)。

虽然不是HMD，但在使用投影仪对信息进行投影的基于投影的混合现实(projection based Mixed Reality(MR))或投影映射的领域中，也已知动态投影映射技术这样的快速性很重要的技术(下述非专利文献2以及3)。在HMD中也针对快速的影像提示进行了研究，提出了减小影像提示的延迟的方法(下述非专利文献4以及5)、或使用基于预测的校正的方法(下述非专利文献6)。这些研究的前提在于，基于向各个眼睛提示不同的二维影像的立体视觉来进行三维信息提示。

另一方面，在基于立体视觉的三维信息提示中，已知存在眼睛的焦点调节与辐辏的矛盾即视觉辐辏调节冲突(Vergence Accomodation Conflict(VAC))，这被认为是引起被称为所谓立体眩晕的疲劳、眩晕的症状的原因。为了将其消除，需要不仅向人提示视差而且向人提示焦点的线索。作为对此的解决方法，提出了利用光场(light field)的方法(下述非专利文献7以及8)、利用可变焦点透镜(下述非专利文献9～11)的方法、基于可变半反射镜(下述非专利文献12)的方法、利用全息的方法(下述非专利文献13)、利用基于SLM(空间光调制器(Spacial Light Modulator))的波阵面控制的方法(下述非专利文献14)等。此外，基于光场的方法虽然存在眼区(eye box)变小这样的问题，但还提出了采取与该方法相近的结构同时实现较宽的眼区的基于SMV(超多视点(Super multi-view))的方法(下述非专利文献15)。作为消除人的焦点调节的影响的途径，存在通过基于麦克斯韦(Maxwell)视觉的深的DOF(焦深(Depth of Focus))和HOE(全息光学元件(Holographic OpticalElement))来实现宽的眼区的方法(下述非专利文献16)等。

但是，在一般地减少VAC的方式的显示器中，由于需要提示与焦点调节匹配的光线场，因此存在难以提高帧速率的倾向，现在还不存在兼顾减少VAC与快速性的显示器方式。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:国际公布2014/062912

专利文献2:国际公布2017/112084

专利文献3:美国专利申请公开2017/0184848

非专利文献

非专利文献1:R.Jota，A.Ng，P.Dietz，and D.Wigdor，How fast is fastenough？，in Proceedings of the SIGCHI Conference on Human Factors inComputing Systems-CHI'13，2013，p.2291.