显示装置和显示控制方法与流程

文档序号:11236483阅读:986来源:国知局
显示装置和显示控制方法与流程

本公开内容涉及显示装置和显示控制方法。



背景技术:

至于显示装置,增加显示在屏幕上的信息量是重要任务。由此看来,近年来,已经开发了能够执行具有较高分辨率的显示器的显示装置,诸如,4k电视。具体地,在具有相对小的显示屏幕尺寸的装置(诸如,移动装置)中,需要较高清晰度的显示器将更多信息显示在小屏幕上。

然而,除了增加显示在显示装置上的信息量之外,还要求高能见度。即使执行较高分辨率显示器,也可以根据观测者(用户)的视觉敏锐度确定显示器的分辨度。具体地,假设由于老花眼随着年龄的增长导致对于年长用户来说难以直观地识别高分辨率显示器。

通常,作为针对老花眼的对策,使用光学补偿仪器,诸如,老花镜。然而,因为当佩戴老花镜时较远的视觉敏锐度下降,所以根据情形必需连接/拆开。另外,根据连接/拆开的必要性,必须携带用于存储老花镜(诸如,眼镜盒)的工具。例如,对于使用移动装置的具有老花眼的用户来说必须携带具有的体积等于或大于该移动装置的体积的工具,以致削弱移动装置的优势便携性,这使许多用户感到苦恼。此外,许多用户对佩戴老花镜本身感觉抗拒。

因此,在显示装置中,具体地,具有安装在移动装置上的相对小的显示屏幕的显示装置,期望的技术是显示装置本身在不使用诸如老花镜的其他装置的情况下提高用户的可见度。例如,在专利文献1中,公开的技术是布置了多个透镜以致像素组合的图像重叠并投射在包括多个透镜和多个发光点(像素)组合的显示装置中,并且通过使得通过透镜投射和重叠的像素组合中的像素的重叠入射在用户的瞳孔上将来自多个透镜的投射图像形成在用户的视网膜上。在专利文献1中描述的技术中,具有深的焦点深度的图像通过将来自瞳孔上的像素的光的投射大小调整为小于瞳孔直径的大小形成在视网膜上并且具有老花眼的用户也可以获得聚焦图像。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:特开2011-191595号公报



技术实现要素:

技术问题

然而,在专利文献1中描述的技术中,原则上,当对应于通过透镜投射和重叠的像素组合中的像素的重叠的两个或多个光束入射在瞳孔上时,视网膜上的图像将是模糊的。因此,在专利文献1中描述的技术中,执行调整以致对应于瞳孔(即,来自像素的光的瞳孔上的投射图像)上的像素的重叠的光束之间的间隔被设置为大于瞳孔直径并且多个光束同时未入射。

然而,在这个配置中,当瞳孔的位置已经相对于透镜移动时,存在光束未入射在瞳孔上的瞬间。当光束未入射在瞳孔上时,用户在视觉上识别不到图像并且用户会观察到不可见的区域,诸如,黑色框架。因为在瞳孔每次移动超过瞳孔直径时周期地产生不可见区域,所以不能说为用户提供了舒适的显示器。

因此,本公开内容提供了能够提供更有利于用户的显示的新颖的且改善的显示装置以及显示控制方法。

解决问题的技术方案

根据本公开内容,提供了一种显示装置,包括:多个发光点。包括被设置在包括用户的瞳孔的平面上的多个区域的区域组利用从多个发光点中的每一个发射的光照射,多个发光点中的每一个使得对应于发光点和区域的组合的光入射在每一个区域上,并且设置在用户的瞳孔上的区域的数量是两个或更多个,并且每一个区域的大小小于0.6(mm)。

根据本公开内容,提供了显示控制方法,包括:利用从多个发光点中的每一个发射的光照射包括设置在包括用户的瞳孔的平面上的多个区域的区域组,并且还使得对应于发光点和区域的组合的光从多个发光点中的每一个入射在每一个区域上。设置在用户的瞳孔上的区域的数量是两个或更多个,并且每一个区域的大小小于0.6(mm)。

根据本公开内容,各自具有小于0.6(mm)的大小的多个区域被设置在包括用户的瞳孔的平面上,以致位于用户的瞳孔上的区域的数量是两个或更多个,并且光相对于每一个区域的照射状态被控制。可以对光关于瞳孔上的多个区域中的每一个的照射状态的控制,执行用于补偿用户的视觉敏锐度的显示器,例如,可以将位于远离用户的预定距离的虚拟图像显示给用户。进一步地,根据这个配置,因为适当被控制的光束入射在瞳孔上的多个区域中的每一个上,所以即使在用户的视点已经移动的情况下也不会产生如在专利文献1中描述的技术中的不可见区域。

本发明的优势效果

根据如上所述的本公开内容,可以提供更有利于用户的显示器。应注意,上述效果不一定是限制性的。具有或者代替上述效果,可实现本说明书中描述的任一个效果或者可从本说明书掌握的其他效果。

附图说明

[图1]是示出了极限分辨率和视觉敏锐度和视距之间的关系的实例的曲线。

[图2]是示出了具有正常眼的用户的极限分辨率和年龄和视距之间的关系的实例的曲线。

[图3]是示出了具有近视的用户的极限分辨率和年龄和视距之间的关系的实例的曲线。

[图4]是示出了用于将深度信息分配至二维图片信息的概念的说明性示图。

[图5]是示出了光线重现显示装置的配置的实例的示图。

[图6]是示出了显示普通的二维图片的显示装置的配置的实例的示图。

[图7]是示出了其中用户的焦点与普通的二维显示装置中的显示表面对齐的状态的示意图。

[图8]是示出了其中用户的焦点不与普通的二维显示装置中的显示表面对齐的状态的示意图。

[图9]是示出了光线重现显示装置中的虚拟图像表面与用户的视网膜上的图像形成表面之间的关系的示意图。

[图10]是示出了根据本实施方式的显示装置的配置的实例的示图。

[图11]是示出了在正常模式中从显微透镜发射的光线的示图。

[图12]是示出了在正常模式中像素阵列的特定显示实例的示图。

[图13]是示出了在正常模式中显微透镜阵列的虚拟图像表面与显示表面之间的位置关系的示图。

[图14]是示出了视觉敏锐度补偿模式中从显微透镜发射的光线的示图。

[图15]是示出了在视觉敏锐度补偿模式中像素阵列的特定显示实例的示图。

[图16]是示出了在视觉敏锐度补偿模式中显微透镜阵列的虚拟图像表面与显示表面之间的位置关系的示图。

[图17]是示出了用户的瞳孔的瞳孔直径与取样区域的大小之间的关系的示图。

[图18]是示出了当重复周期λ满足等式(3)时λ与pd之间的关系的示图。

[图19]是示出了当重复周期λ满足等式(4)时λ与pd之间的关系的示图。

[图20]是示出了重复周期λ与pd之间的关系对连续显示区域的大小的影响的示图。

[图21]是示出了根据本实施方式的显示控制方法的处理程序的实例的流程图。

[图22]是示出了其中根据本实施方式的显示装置应用于可穿戴装置的配置的实例的示图。

[图23]是示出了其中根据本实施方式的显示装置应用于另一移动装置的配置的实例的示图。

[图24]是示出了普通电子的小型放大镜装置的实例的示图。

[图25]是示出了由于具有矩形开口(孔径)的第一屏蔽板导致的像素大小dp减小的状态的示意图。

[图26]是示出了由于具有圆形开口(孔径)的第一屏蔽板导致的像素大小dp减小的状态的示意图。

[图27]是示出了其中第一屏蔽板设置在背光与液晶层之间的配置的实例的示图。

[图28]是示出了根据其中根据瞳孔位置检测执行照射状态的动力控制的变形例的显示装置的配置的实例的示图。

具体实施方式

在下文中,参考附图将详细描述本公开内容的优选实施方式。在本说明书和附图中,具有基本上相同功能和结构的结构元件利用相同的参考标号表示,并且省略对这些结构元件的重复说明。

另外,将按照以下顺序进行描述。

1.本公开内容的背景技术

2.本实施方式的基本原理

3.根据本实施方式的显示装置

3-1.装置配置

3-2.驱动实例

3-2-1.正常模式

3-2-2.视觉敏锐度补偿模式

3-3.详细的设计

3-3-1.取样区域

3-3-2.取样区域的照射状态的重复周期

4.显示控制方法

5.应用例

5-1.应用于可穿戴装置

5-2.应用于其他移动装置

5-3.应用于电子小型放大镜装置

6.变形例

6-1.根据孔径像素大小的减小

6-2.除了显微透镜之外的发光点的配置的实例

6-3.根据瞳孔位置检测的照射状态的动力控制

6-4.其中通过印刷材料实现像素阵列的变形例

7.补充

(1.本公开内容的背景技术)

首先,在描述本公开内容的优选实施方式之前,将描述本发明人为本公开内容构思的背景技术。

如上所述,近年来,已经开发了能够执行具有较高分辨率的显示器的显示装置。具体地,在具有相对小的显示屏幕尺寸的装置(诸如,移动装置)中,需要较高清晰度的显示器将更多信息显示在小屏幕上。

然而,能够由用户区分的分辨率取决于用户的视觉敏锐度。因此,即使当追求到超过用户的视觉敏锐度的限制的分辨率时,对于用户来说也是不必要的优势。

图1中示出了能够由用户区分的分辨率(极限分辨率)和视觉敏锐度和视距(显示装置的显示表面与用户的瞳孔之间的距离)之间的关系。图1是示出了极限分辨率和视觉敏锐度和视距之间的关系的曲线。在图1中,视距(mm)呈现在水平轴上,极限分辨率(ppi:像素每英寸)呈现在垂直轴上,并且绘制这两者之间的关系。另外,视觉敏锐度被当作是参数并且为视觉敏锐度是1.0的情况和视觉敏锐度是0.5的情况绘制了视距与极限分辨率之间的关系。

参考图1,可以看出随着视距增加,即,随着显示表面与瞳孔之间的距离增加,极限分辨率减小。另外,可以看出视觉敏锐度越低,分辨率限制越低。

在此,通常分布的产品x的分辨率约320(ppi)(由图1中的虚线表示)。从图1中,可以看出产品x的分辨率被设置为稍微大于视觉敏锐度是1.0的用户的视距1(英尺)(=304.8(mm))处的极限分辨率。即,在产品x中,分辨率有效的功能在像素意义上不可被具有从1(英尺)的距离查看显示表面的1.0的视觉敏锐度的用户识别到。

另一方面,视觉敏锐度根据用户而不同。一些用户具有近视,其中视觉敏锐度在远距离处下降,并且其他用户具有老花眼,其中,由于年龄视觉敏锐度在短距离处下降。当考虑显示表面的极限分辨率与分辨率之间的关系时,还必须考虑根据视距用户的视觉敏锐度发生这种变化。在图1中示出的实例中,在视觉敏锐度为0.5的用户的视距1(英尺)处的极限分辨率为约150(ppi),并且在该用户的相同视距1(英尺)处仅可以区分产品x的约一半的分辨率。

参考图2和图3考虑了具有老花眼的用户。图2示出了其中具有1.0的远场视觉敏锐度的正常眼的用户的极限分辨率和年龄和视距之间的关系接近的实例。在图2中,视距(mm)呈现在水平轴上,具有普通正常眼的用户的极限分辨率(ppi)呈现在垂直轴上,并且绘制这两者之间的关系。另外,当年龄被当作是参数并且年龄为9岁、40岁、50岁、60岁和70岁时,绘制视距与极限分辨率之间的关系。

另外,图3中示出了其中在-1.0(屈光度)的透镜适合于远场视觉的意义上具有标准近视的用户的极限分辨率和年龄和视距之间的关系接近的实例。图3是示出了其中具有近视的用户的极限分辨率和年龄和视矩之间的关系的实例的曲线。在图3中,视距(mm)呈现在水平轴上,普通近视的用户的极限分辨率(ppi)呈现在垂直轴上,并且绘制这两者之间的关系。另外,当年龄被当作是参数并且年龄为9岁、40岁、50岁、60岁和70岁时,绘制视距与极限分辨率之间的关系。

参考图2和图3,可以看出,关于具有正常眼的用户和具有近视的用户,极限分辨率与年龄一起减小。这是由于随着年龄的增长发展为老花眼。在图2和图3中,与图1中示出的产品x的分辨率一起,还示出了另一产品y的分辨率。产品y的分辨率为约180(ppi)(在图2和图3中由与产品x的虚线的不同类型表示)。

从图2中,可以看出产品x的分辨率基本上不可被40岁以上具有正常眼的用户区分。另外,参考图3,可以看出,尽管与正常眼的用户相比根据老化极限分辨率的减小对于具有近视的用户是平缓的,但产品x的分辨率基本上不可被50岁以上的用户区分。在此,参考图2和图3,如果视距为250(mm)左右,例如,对于40岁的用户,则存在他们的极限分辨率超过产品x的分辨率的可能性并且可以区分产品x的分辨率。然而,其中极限分辨率超过产品x的分辨率的视距的范围受到极度限制。当视距变得靠近时由于老花眼导致极限分辨率减小,并且当视距变得远去时由于根据到显示表面的距离视觉敏锐度的限制导致极限分辨率减小。在根据舒适的使用视距总是保持在范围内的状态下,对于用户直观识别显示表面是不理想的。

如上所述,对于例如具有老花眼的40岁以上的用户,难以说从有利于用户的视点来说的分辨率增强约300(ppi)是有意义的。然而,尽管近年来通过用户处理的信息量已经增加,但是通过用户处理的装置(如移动装置)已经趋向于变得小型化。因此,增加例如移动装置(诸如,智能电话和可佩戴装置)中的显示屏幕中的信息密度是不可避免的要求。

作为提高用户的可见度的方法,可以想象的是减少显示屏幕上的信息的密度,诸如,增加显示屏幕的字符大小。然而,这个方法与需要较高密度的信息相反。另外,如果显示屏幕上的信息的密度减少,则在一个屏幕上呈现给用户的信息量减少并且用户的可用性也减少。可替换地,可以想象的是通过增加显示屏幕本身的大小来增加一个屏幕上的信息量,但是在这种情况下,是移动装置的优势的便携性劣化。

尽管存在为包括如上所述的老年人的所有用户提供具有较大信息密度的高分辨率显示屏幕的要求,但是存在由于能够由用户区分的分辨率中的用户的视觉敏锐度导致的限制。

在此,如上所述,通常,作为针对老花眼的对策,广泛使用诸如老花镜的光学补偿仪器。然而,根据观察对象的距离老花镜需要附接并拆开。根据此,必须携带用于存储老花镜(诸如,眼镜盒)的工具。使用移动装置的用户必须携带大于或等于移动装置的体积的工具,这使许多用户感到苦恼。进一步地,许多用户对佩戴老花镜本身感到抗拒。

考虑到以上情况,存在要求能够为用户提供良好的可见度的技术,其中在不使用诸如老花镜的辅助仪器的情况下能够区分高分辨率显示。由于努力地研究通过设计不使用诸如老花镜的辅助仪器的显示装置的配置能够为用户提供良好的可见度的技术的结果,本发明人构思了本公开内容的一些实施方式。

在下文中,将描述本发明人构思的一个实施方式作为本公开内容的优选实施方式。

(2.本实施方式的基本原理)

首先,在描述特定装置配置之前,将参考图4描述本实施方式的基本原理。图4是示出了分配至二维图片信息的深度信息的概念的说明性示图。

如图4的右边示图所示,在普通的显示装置中,图片信息在显示表面被显示为二维图片。二维图片信息可以说是没有深度信息的图片信息。

在此,存在称为照射场摄影的技术作为当主体被拍摄时能够不获得有关如普通拍摄装置中一样从每个方向入射的光的强度的信息的情况下通过获得主体的空间中的光线的位置和方向的信息通过计算能够在各个焦点位置处获得图片的摄影技术。可以通过基于空间(光场)内的光线状态通过计算在照相机内执行模拟图像形成的状态的过程实现该技术。

另一方面,作为用于重现实际空间中的光线状态(光场)的信息的技术,还已知的是称为光线重现技术的技术。在图4中示出的实例中,在显示表面存在于位置x处的情况下的光线状态通过计算首先获得,并且所获得的光线状态是通过光线重现技术重现,以致实际的显示表面位于位置o处,但是可以重现好像显示表面位于不同于位置o(参见图4中的中间附图)的位置x处的光线状态。光线状态的信息(光线信息)也可以说是三维图片信息,其中有关虚拟显示表面的深度方向上的位置的信息被分配至二维图片信息。

通过根据光线信息重现好像显示表面位于位置x处的光线状态并且基于光线状态在照射状态下利用光照射用户的瞳孔,用户直观地识别位于位置x处的虚拟显示表面(即,虚拟图像)上的图像。如果位置x被调整为对于例如具有老花眼的用户焦点对准的位置,则可以向用户提供聚焦图片。

因而基于光线信息用于重现预定光线状态的显示装置,已知的是几个光线重现类型的显示装置。光线重现类型的显示装置被配置为使得可以根据发射方向控制来自每个像素的光,并且被广泛地用作例如裸眼3d显示装置,其通过发射光提供3d图片以致考虑到用户的左右眼上的双眼视差的图片被识别。

图5中示出了光线重现类型的显示装置的配置的实例。图5是示出了光线重现类型的显示装置的配置的实例的示图。另外,为了对比,图6中示出了显示普通的二维图片的显示装置的配置的实例。图6是示出了显示普通的二维图片的显示装置的配置的实例的示图。

参考图6,普通显示装置80的显示表面包括其中二维布置多个像素811的像素阵列810。在图6中,为方便起见,像素阵列810被示出为好像像素811被布置在一个纵列中,但是实际上,像素811还被布置在图纸的深度方向上。来自每个像素811的光的量根据发射方向未被控制,并且控制的光的量在任何方向上被类似地发射。参考图4的右侧上的附图所描述的二维图片指示例如图6中示出的像素阵列810的显示表面815上显示的二维图片。在下文中,为了将其从光线重现类型的显示装置区分,如图6中所表示的用于显示二维图片(即,没有深度信息的图片信息)的显示装置80也称为二维显示装置80。

参考图5,光线重现类型的显示装置15包括:像素阵列110,其中二维布置多个像素111;以及显微透镜阵列120,设置在像素阵列110的显示表面115上。在图5中,为方便起见,像素阵列110被示出为好像像素111被布置在一个纵列中,但是像素111实际上也被布置在图纸的深度方向上。同样,也在显微透镜阵列120中,显微透镜121实际上被布置在图纸的深度方向上。因为来自每个像素111的光通过显微透镜121发射,所以显微透镜阵列120的透镜表面125在光线重现类型的显示装置15中变成清晰的显示表面125。

显微透镜阵列120中的显微透镜121的间距被配置为大于像素阵列110中的像素111的间距。即,多个像素111被紧邻地定位在一个显微透镜121下方。因此,来自多个像素111的光入射在一个显微透镜121上,并且具有方向性的发射。因此,通过适当地控制每个像素111的驱动,可以调整从每个显微透镜121发射的光的方向、波长、强度等。

以此方式,在光线重现类型的显示装置15中,每个显微透镜121构成发光点,并且从每个发光点发射的光通过紧邻每个显微透镜121下方设置的多个像素111控制。通过基于光线信息驱动每个像素111,控制从每个发光点发射的光并且实现期望的光线状态。

具体地,在例如图4中示出的实例中,当查看位于位置o(对应于图5中示出的显微透镜阵列120的显示表面125)处的实际的显示表面时,光线信息包括有关用于观察位于不同于位置o的位置x处的虚拟的显示表面上的图像(即,虚拟图像)的每个显微透镜121中的光的发射状态(发射光的方向、波长、强度等)的信息。基于光线信息驱动每个像素111并且其发射状态被控制的光从每个显微透镜121发射,以致用户的瞳孔利用用于位于观察位置的用户观察位置x处的虚拟图像的光照射。也可以说基于光线信息控制光的发射状态是控制用于用户的瞳孔的光的照射状态。

参考图7至图9将更详细地描述包括用户的视网膜上的图像形成的状态的上述细节。图7是示出了用户的焦点与普通的二维显示装置80中的显示表面对齐的状态的示意图。图8是示出了用户的焦点不与普通的二维显示装置80中的显示表面对齐的状态的示意图。图9是示出了光线重现类型的显示装置15中的虚拟图像表面与用户的视网膜上的图像形成表面之间的关系的示意图。在图7至图9中,示意性地示出了普通的二维显示装置80的像素阵列810和显示表面815或者光线重现类型的显示装置15的显微透镜阵列120和显示表面125以及用户的眼睛的透镜201(晶体透镜201)和视网膜203。

参考图7,示意性地示出了其中图片160显示在显示表面815上的状态。在普通的二维显示装置80中,在用户的焦点与显示表面815对齐的状态下,来自像素阵列810的每个像素811的光穿过用户的眼睛的透镜201并且其图像形成在视网膜203上(即,图像形成表面204位于视网膜203上)。图7中利用不同的线条类型绘制的箭头指示从像素811发射的不同波长的光,即,不同颜色的光。

在图8中,示出了与图7中示出的状态相比其中显示表面815位于更靠近用户的状态并且用户的焦点不与显示表面815对齐。参考图8,来自像素阵列810的每个像素811的光在用户的视网膜203上不会形成图像并且图像形成表面204位于视网膜203后面。在这种情况下,用户识别到离焦的模糊图片。图8示出了其中具有老花眼的用户试图观看附近的显示表面而观看模糊图片的状态。

图9示出了当光线重现类型的显示装置15被驱动使得其在虚拟的图像表面150上显示图片160作为用户的虚拟图像时的光线状态。在图9中,与图8中示出的显示表面815相似,显示表面125定位为相对靠近用户。虚拟图像表面150被设置为定位为比实际显示表面125更远的虚拟显示表面。

在此,如上所述,在光线重现类型的显示装置15中,光的发射状态可以控制以致显微透镜121(即,发光点121)代替无向性发射唯一光而在相互不同的方向上发射相互不同的光强度和/或波长的光。例如,从每个显微透镜121发射的光被控制以致来自虚拟图像表面150上的图片160的光被重现。具体地,例如,假定虚拟像素151(151a和151b)在虚拟图像表面150上,可以认为第一波长的光从某个虚拟像素151a发射并且第二波长的光从其他虚拟像素151b发射以便在虚拟图像表面150上显示图片160。根据此,光的发射状态被控制以致显微透镜121a在对应于来自像素151a的光的方向上发射第一波长的光并且在对应于来自像素151b的光的方向上发射第二波长的光。尽管未示出,如图5所示像素阵列实际上被设置在显微透镜阵列120的背面(图9中的图纸的右侧)上并且像素阵列的每个像素的驱动被控制,以致来自显微透镜121a的光的发射状态被控制。

在此,从虚拟图像表面150的视网膜203的距离被设置为用户的焦点对准的位置,例如,图7中示出的显示表面815的位置。光线重现类型的显示装置15被驱动使得其在位于该位置处的虚拟图像表面150上的图片160的光,以致来自实际显示表面125的光的图像形成表面204位于视网膜203后面,但是虚拟图像表面150上的图片160的图像形成在视网膜203上。因此,就具有老花眼的用户而言,即使当用户与显示表面125之间的距离较短时,用户也可以观看与远距离观看中相似的良好图片160。

以上描述了本实施方式的基本原理。如上所述,在本实施方式中,通过使用光线重现类型的显示装置,来自被设置在与具有老花眼的用户焦点对准的位置处的虚拟图像表面150上的图片160的光被重现并且该光被发射给用户。这允许用户观察虚拟图像表面150上的聚焦图片160。因此,例如,即使当图片160是高分辨率图片,其中该分辨率在实际显示表面125上的视距处超过用户的极限分辨率时,在不使用诸如老花镜的其他光学补偿仪器的情况下聚焦图片被提供至用户并且可以观察精细图片160。因此,如以上(1.本公开内容的背景技术)中描述的,即使当信息的密度在相对小的显示屏幕中增加时,用户也可以良好地观察在其上通过补充用户的视觉敏锐度显示高密度信息的图片。另外,根据本实施方式,因为如上所述可以执行在不使用诸如老花镜的光学补偿仪器的情况下执行视觉敏锐度补偿的显示,所以不必携带其他便携式物品,诸如,老花镜和/或用于存储老花镜的眼镜盒并且用户身上的负担减小。

另外,尽管以上已经描述了其中如图9所示虚拟图像表面150被设置为比实际显示表面125更远的情况补偿具有老花眼的用户的视觉敏锐度,但是本实施方式不限于这一个实例。例如,虚拟图像表面150可被设置为比实际显示表面125更靠近。在这种情况下,虚拟图像表面150被设置在例如具有近视的用户的焦点对准的位置处。从而,具有近视的用户可以在不使用诸如眼镜和隐形眼镜的光学补偿仪器的情况下观察聚焦图片160。仅通过改变显示在每个像素上的数据并且不必改变硬件机构可以自由实现具有老花眼的用户的视觉敏锐度补偿与具有近视的用户的视觉敏锐度补偿之间的切换。

(3.根据本实施方式的显示装置)

基于上述基本原理将描述能够实现操作的根据本实施方式的显示装置的详细配置。

(3-1.装置配置)

参考图10将描述根据本实施方式的显示装置的配置。图10是示出了根据本实施方式的显示装置的配置的实例的示图。

参考图10,根据本实施方式的显示装置10包括:像素阵列110,其中二维设置多个像素111;显微透镜阵列120,设置在像素阵列110的显示表面115上;以及控制单元130,控制像素阵列110的每个像素111的驱动。在此,图10中示出的像素阵列110和显微透镜阵列120与图5中示出的那些相似。另外,控制单元130驱动每个像素111使得其基于光线信息重现预定的光线状态。以此方式,显示装置10可以配置为光线重现显示装置。

如在参考图5描述的光线重现类型的显示装置15中,显微透镜阵列120中的显微透镜121的间距被配置为大于像素阵列110中的像素111的间距并且来自多个像素111的光入射在一个显微透镜121上并且具有方向性的发射。如上所述,在显示装置10中,每个显微透镜121构成发光点。显微透镜121对应于普通的二维显示装置中的像素,并且显微透镜阵列120的透镜表面125在显示装置10中变成清晰的显示表面125。

像素阵列110可包括具有例如约10(μm)的像素间距的液晶显示装置的液晶层(液晶面板)。尽管未示出,为普通液晶显示装置中的像素设置了各种结构,诸如用于驱动像素阵列110的每个像素的驱动元件和光源(背光)可连接至像素阵列110。然而,本实施方式不限于这个实例并且诸如有机el显示装置等另一显示装置可用作像素阵列110。另外,像素间距不限于以上实例并且可考虑到期望实现的分辨率等进行适当地设计。

显微透镜阵列120通过二维布置例如具有3.5(mm)的焦距、以0.15(mm)的间距的格状形式的凸透镜进行配置。显微透镜阵列120被设置为基本上覆盖整个像素阵列110。像素阵列110和显微透镜阵列120被配置为处于在此像素阵列110的显示表面115上的图像接近于形成在基本上平行于包括用户的瞳孔的显示表面115(或者显示表面125)的平面上的位置处。通常,显示表面115上的图片的图像形成位置可以预置为当用户观察显示表面115时假定的观察位置。然而,显微透镜阵列120中的显微透镜121的焦距和间距不限于上述实例,并且可基于与其他构件的布置关系、显示表面115上的图片的图像形成位置(即,假定的用户的观察位置)等进行适当地设计。

控制单元130包括诸如中央处理单元(cpu)或者数字信号处理器(dsp)的处理器并且根据预定程序进行操作,从而控制像素阵列110的每个像素111的驱动。控制单元130具有光线信息生成单元131和像素驱动单元132作为其功能。

光线信息生成单元131基于区域信息、虚拟图像位置信息和图片信息生成光线信息。在此,区域信息是有关区域组的信息,该区域组包括被设置在包括用户的瞳孔的平面上并且基本上平行于显微透镜阵列120的显示表面125并且小于用户的瞳孔直径的多个区域。区域信息包括有关该区域设置在其上的平面与显示表面125之间的距离的信息、有关区域的大小的信息等。

在图10中,仅示出包括用户的瞳孔的平面205、设置在平面205上的多个区域207、和区域组209。多个区域207被设置为位于用户的瞳孔中。区域组209被设置在其中从每个显微透镜121发射的光可以达到平面205的范围内。换言之,显微透镜阵列120被配置为以致区域组209利用从一个显微透镜121发射的光照射。

在此,在本实施方式中,从每个显微透镜121发射的光的波长、强度等根据显微透镜121和区域207的组合进行调整。即,对于每个区域207,控制入射在区域207上的光的照射状态。区域207对应于其中来自一个像素111的光投射在瞳孔上的大小(来自瞳孔上的像素111的光的投射大小)并且区域207之间的间隔可以说显示光入射在用户的瞳孔上时的取样间隔。在以下描述中,区域207还被称为取样区域207。区域组209还被称为取样区域组209。

虚拟图像位置信息是有关在此生成虚拟图像的位置(虚拟图像生成位置)的信息。虚拟图像生成位置是图9中示出的虚拟图像表面150的位置。虚拟图像位置信息包括有关从显示表面125到虚拟图像生成位置的距离的信息。另外,图片信息是呈现给用户的二维图片信息。

基于区域信息、虚拟图像位置信息和图片信息,当基于图片信息的图片显示在基于虚拟图像位置信息的虚拟图像生成位置处时,光线信息生成单元131基于区域信息生成指示来自图片的入射在每个取样区域207上的光的光线状态的光线信息。光线信息包括有关每个显微透镜121中的光的发射状态的信息以及有关用于重现光线状态的每个取样区域207的光的照射状态的信息。通过光线信息生成单元131执行的过程对应于在上述(2.本实施方式的基本原理)中参考图4描述的将深度信息分配至二维图片信息的过程。

另外,图片信息可从另一装置传输或者可预存储在设置在显示装置10中的存储装置(未示出)中。图片信息可以是有关表示通过普通信息处理装置执行的各种过程的结果的图片、文本、曲线等信息。

另外,虚拟图像位置信息可通过例如用户、显示装置10的设计者等提前输入,并且存储在上述存储装置中。另外,在虚拟图像位置信息中,虚拟图像生成位置被设置为用户焦点对准的位置。例如,适用于相对大量具有老花眼的用户的普通聚焦位置可通过显示装置10的设计者等设置为虚拟图像生成位置。可替换地,虚拟图像生成位置可根据用户的视觉敏锐度通过用户进行适当地调整,并且每次可更新上述存储装置内的虚拟图像位置信息。

另外,区域信息可通过例如用户、显示装置10的设计者等提前输入,并且存储在上述存储装置中。在此,显示表面125与其上设置取样区域207的平面205(平面205对应于用户的观察位置)之间的包括在区域信息中的距离可基于假定用户通常观察显示装置10的位置进行设置。例如,如果配备有显示装置10的装置是腕表式可穿戴装置,则可以考虑到用户的瞳孔与可穿戴装置的连接位置的臂之间的距离设置上述距离。另外,例如,如果配备有显示装置10的装置是安装在房间中的固定式电视,则可以考虑到看电视时电视与用户的瞳孔之间的普通距离设置上述距离。可替换地,上述距离可根据使用方式通过用户进行适当地调整,并且每次可更新存储装置中的虚拟图像位置信息。另外,包括在区域信息中的取样区域207的大小可以考虑到以下(3-3-1.取样区域)中将描述的内容进行适当地设置。

光线信息生成单元131将生成的光线信息提供至像素驱动单元132。

像素驱动单元132驱动像素阵列110的每个像素111使得其当基于图片信息的图片基于光线信息显示在虚拟图像表面上时重现该光线状态。此时,像素驱动单元132驱动每个像素111以致从每个显微透镜121发射的光被独立控制用于每个取样区域207。因此,如上所述,为每个取样区域207控制入射在取样区域207上的光的照射状态。例如,在图10中示出的实例中,示出了通过叠加来自多个像素111的光配置的光123入射在每个取样区域207上的状态。

在此,瞳孔上(平面205上)的光123的投射大小需要等于或小于取样区域207的大小,以便使光123入射在取样区域207上。因此,在显示装置10中,每个构件的结构、布置等被设计为使得瞳孔上的光123的投射大小等于或小于取样区域207的大小。

另一方面,如在以下(2-2-3-1.取样区域)中将详细描述的,用户的视网膜上的图像的模糊量取决于瞳孔上的光123的投射大小(即,光的入射瞳孔直径)。如果视网膜上的模糊量大于能够由用户区分的图像的视网膜上的大小,则用户将识别模糊的图像。当由于老花眼等眼睛的调整功能不足时,对应于取样区域207的大小的瞳孔上的光123的投射大小需要足以小于瞳孔直径,以便使视网膜上的模糊量等于或小于能够由用户区分的图像的视网膜上的大小。

具体地,然而普通的人类瞳孔直径为约2(mm)至8(mm),优选的是将取样区域207的大小设置为约0.6(mm)或者更小。在以下(3-3-1.取样区域)中将再次详细地描述取样区域207的大小所需的条件。

在此,如从图10清晰可见的,瞳孔上的光123的投射大小取决于像素阵列110的像素111的图像放大和大小dp。在此,图像放大是视距(显微透镜阵列120的透镜表面125与瞳孔之间的距离)dlp与显微透镜阵列120的透镜表面125和像素阵列110的显示表面115之间的距离dxl之间的比例(dlp/dxl)。因此,在本实施方式中,像素111的大小dp、显微透镜阵列120和像素阵列110的布置位置等可进行适当地设计,以致考虑到假定用户通常观察显示表面125的距离(即,dlp)瞳孔上的光123的投射大小足以小于瞳孔直径(更详细地,约0.6(mm)或者更小)。

另外,在显示装置10中,每个组成构件的布置被设置以致关于每个取样区域207的光的照射状态以大于用户的最大瞳孔直径的单位周期性重复。当用户的瞳孔位置已经移动时,即使在用户的瞳孔位置移动之后的位置处,这个也用于显示与移动至用户之前相似的图片。重复周期通过显微透镜阵列120的显微透镜121的间距、dxl和dlp来确定。具体地,重复周期=(显微透镜阵列120的间距)×(dlp+dxl)/dxl。基于这个关系,设置显微透镜121的间距、像素阵列110中的像素111的大小dp和间距、以及诸如dxl和dlp的值以致该重复周期满足上述条件。在以下(3-3-2.取样区域的照射状态的重复周期)中将再次详细地描述重复周期所需的条件。

如上所述,参考图10已经描述了根据本实施方式的显示装置10的配置。

在此,就部分配置而言,根据本实施方式的显示装置10与广泛用作裸眼3d显示装置的光线重现类型的显示装置相似。然而,因为裸眼3d显示装置的目标是显示关于用户的左右眼具有双眼视差的图片,所以发射光的发射状态仅被控制在水平方向上并且在很多情况下在垂直方向上不执行发射状态的控制。因此,例如,在很多情况下,提供了其中双凸透镜被设置在像素阵列的显示表面上的配置。另一方面,因为根据本实施方式的显示装置10的目标是为了补偿用户的眼睛调整功能的目的而显示虚拟图像,所以在水平方向和垂直方向这两个方向上自然地执行发射状态的控制。因此,代替如上所述的双凸透镜,其中显微透镜121被二维布置的显微透镜阵列120被用在像素阵列的显示表面上。

另外,如上所述,因为裸眼3d显示装置的目标是显示关于用户的左右眼具有双眼视差的图片,所以本实施方式中描述的取样区域207被设置为包括用户的整个眼睛的相对大的区域。具体地,取样区域207的大小被设置为约65(mm),这是用户的瞳孔距离(pd)的平均值、或者在很多情况下约为它的分数。另一方面,在本实施方式中,取样区域207的大小被设置为小于用户的瞳孔直径,更详细地,小于约0.6(mm)。如上所述,因为应用的目的和领域不同,所以采用不同于普通裸眼3d显示装置的结构并且在根据本实施方式的显示装置10中执行不同的驱动控制。

(3-2.驱动实例)

接下来,将描述图10中示出的显示装置10中的特定驱动实例。根据本实施方式的显示装置10可以在其中显示不同于实际显示表面125的虚拟显示表面上的虚拟图像(即,显示深度信息被分配至此的图片信息)的模式(在下文还称为视觉敏锐度补偿模式)或者其中显示二维图片信息的模式(在下文还称为正常模式)中驱动。因为在视觉敏锐度补偿模式中虚拟图像由用户直观识别,所以即使对于由于老花眼或者近视难以在实际显示表面125上对准焦点的用户来说也可以提供良好的图片。另一方面,在正常模式中,利用图10中示出的显示装置10的配置,例如可以显示与图6中示出的普通二维显示装置80的二维图片相似的二维图片。

(3-2-1.正常模式)

参考图11至图13将描述正常模式中的显示装置10的驱动。图11是示出了在正常模式中从显微透镜121发射的光线的示图。图12是示出了在正常模式中像素阵列110的特定显示实例的示图。图13是示出了在正常模式中显微透镜阵列120的虚拟图像表面150与显示表面125之间的位置关系的示图。

参考图11,如在图9中,示意性地示出了它的显微透镜阵列120和显示表面125、用户的接目镜201、以及用户的视网膜203。另外,示意性地示出了显示在显示表面125上的图片160。另外,图11对应于其中通过上述图8中的像素阵列810重现的图片160通过与图9中示出的本实施方式中的配置相似的配置进行重现的实例。因此,将省略参考图8和图9已经描述的内容的重复描述。

如图11所示,在正常模式中,相同光从每个显微透镜121在所有发射角的方向上发射。因此,每个显微透镜121与在图8中示出的像素阵列810的每个像素811中一样运转并且图片160通过显微透镜阵列120显示在显微透镜阵列120的显示表面125上。

图12示出了在正常模式中用户可以实际直观识别的图片160的实例以及其中像素阵列110的部分区域当显示的图片160时被放大的状态。例如,如图12所示,在正常模式中,假定用户直观识别包括预定文本数据的图片160。

在此,当用户经由显微透镜阵列120看见来自像素阵列110的光时,图12中的图片160实际上被用户识别到。图12中的右侧上示出了通过放大图片160的部分区域161并且移除显微透镜阵列120而获得的示意图(即,紧邻区域161下方的像素阵列110的显示器的示意图)。包括多个像素111的像素组112位于紧邻一个显微透镜121的下方,但是如图12的右侧上所示出的,在正常模式中,相同信息被显示在紧邻一个显微透镜121的下方定位的像素组112中。

以此方式,每个像素111被驱动以致在正常模式中相同信息被显示在紧邻每个显微透镜121下方的像素组112中,以致二维图片信息被显示在显微透镜阵列120的显示表面125上。用户可以直观识别与如图8所示的普通二维显示装置中设置的图片160相似的显示表面125上现有的二维图片。

图13示出了用户的眼睛211、显微透镜阵列120的显示表面125与虚拟图像表面150之间的关系。如图13所示,正常模式对应于其中显微透镜阵列120的虚拟图像表面150和显示表面125一致的状态。

(3-2-2.视觉敏锐度补偿模式)

接下来,参考图14至图16将描述视觉敏锐度补偿模式中的显示装置10的驱动。图14是示出了在视觉敏锐度补偿模式中从显微透镜121发射的光线的示图。图15是示出了在视觉敏锐度补偿模式中像素阵列110的特定显示实例的示图。图16是示出了在视觉敏锐度补偿模式中显微透镜阵列120的虚拟图像表面150与显示表面125之间的位置关系的示图。

参考图14,如在图9中,示意性地示出了它的显微透镜阵列120和显示表面125、虚拟图像表面150、虚拟图像表面150上的虚拟像素151、虚拟图像表面上的图片160、用户的眼睛的透镜201、以及用户的视网膜203。另外,在图14中,还示出了未在图9中示出的像素阵列110的显示表面115。

另外,图14对应于通过将像素阵列110的显示表面115添加至上述图9获得的示意图。因此,将省略参考图9已经描述的内容的重复描述。

在视觉敏锐度补偿模式中,光从每个显微透镜121发射以在虚拟图像表面150上重现来自图片160的光。图片160可以被认为是通过虚拟图像表面150上的虚拟像素151显示的虚拟图像表面150上的二维图片。图14中示意性地示出了在一个确定显微透镜121中可以独立控制光的范围124。紧邻显微透镜121的下方的像素组112(一部分像素阵列110)被驱动,使得来自虚拟像素151的光在范围124中包括的虚拟图像表面150上重现。在每个显微透镜121中执行类似的驱动控制,以致光从每个显微透镜121发射以在虚拟图像表面150上重现来自图片160的光。

图15中示出了在视觉敏锐度补偿模式中实际上能够由用户直观识别的图片160的实例以及其中像素阵列110的部分区域在显示图片160时被放大的状态。例如,如图15所示,假定用户直观识别包括预定文本数据的图片160。在视觉敏锐度补偿模式中,如显示在图14中示出的虚拟图像表面150上的图片,图片160由用户直观识别。

在此,当用户经由显微透镜阵列120查看来自像素阵列110的光时,图15中的图片160实际上被用户识别到。图15中的右侧上示出了通过放大图片160的部分区域161并且移除显微透镜阵列120而获得的示意图(即,紧邻区域161下方的像素阵列110的显示器的示意图)。

包括多个像素111的像素组112位于紧邻一个显微透镜121的下方。如图15的右侧上的附图所示,在位于紧邻每个显微透镜121的下方的像素组112中,当从确定点查看时如在正常模式中一样的相同信息被显示在位于显微透镜121的中心的延伸上的像素中(即,相同信息显示在图12中示出的像素111a以及图15中示出的像素111b上),但是可以通过用户的视点的移动查看的图片信息围绕像素111a和像素111b显示。

图16中示出了用户的眼睛211、显微透镜阵列120的显示表面125与虚拟图像表面150之间的关系。如图16所示,在视觉敏锐度补偿模式中,虚拟图像表面150通过显微透镜阵列120位于比显示表面125更远。在图16中,用户的视点的移动由箭头表示。考虑到对应于用户的视点的移动在虚拟图像表面150上由用户直观识别的点的移动(在图16中从点s至点t的移动),如图15所示,可以通过视点的移动查看的图片信息显示在紧邻显微透镜121的下方的像素组112上。如上所述每个像素111被驱动,以致图片160显示给用户,好像该图片位于虚拟图像表面150上。

在正常模式和视觉敏锐度补偿模式中驱动的实例在上述已经描述为显示装置10中的驱动的实例。

(3-3.详细的设计)

将描述图10中示出的显示装置10中的每个配置的更详细的设计方法。在此,将描述图10中示出的取样区域207的大小所需的条件以及每个取样区域207的光的照射状态的重复周期所需的条件。

(3-3-1.取样区域)

如上所述,优选的是取样区域207的大小关于用户的瞳孔直径足够小,以致不模糊的良好图像被提供给用户。在下文中,将特别检查取样区域207的大小所需的条件。

例如,与必需的校正透镜(老花镜)的强度一样,老花眼可以首先识别到的水平为约1d(屈光度)。在此,如果使用通过仿造普通眼球获得的列表模型,眼球可以被认为包括60d的单透镜以及位于从单透镜有22.22(mm)的距离处的视网膜。

光经由穿戴具有上述1d强度的老花镜的用户的60d-1d=59d的透镜入射在视网膜上,以致图像形成表面可以形成在用户的眼球中的视网膜后面22.22×(60d/59d-1)≈0.38(mm)的位置处。另外,在这种情况下,当光的入射瞳孔直径(对应于图10中示出的瞳孔上的光123的投射大小)是ip时,可以获得为ip×0.38/22.22(mm)的视网膜上的模糊量。

在此,当实际用途需要的视觉敏锐度是0.5时,从以下等式(1)中示出的计算中被区分的视网膜上的图像的大小为约0.0097(mm)。在以下等式(1)中,1.33是眼球中的折射率。

[数学式1]

如果视网膜上的模糊量小于被区分的视网膜上的图像的大小,则用户可以观察不模糊的清晰图像。如果获得ip获得以致视网膜上的上述模糊量(ip×0.38/22.22(mm))是被区分的视网膜上的图像的(0.0097(mm))的大小,则从以下等式(2)中ip为约0.6(mm)。

[数学式2]

当老花眼的程度更猛烈时,视网膜与上述图像形成表面之间的0.38(mm)的距离变得更长,以致从上述等式(2)中ip变得更小。另外,当要求的视觉敏锐度更大时,更大的值取代上述等式(1)中的“0.5”,以致被区分的视网膜上的图像的大小小于上述值(0.0097(mm))并且从上述等式(2)中ip变得更小。因此,可以说从上述等式(2)计算的ip≈0.6(mm)基本上对应于光的入射瞳孔直径所需的下限值。

在本实施方式中,因为入射在每个取样区域207上的光被控制,所以根据光的入射瞳孔直径确定取样区域207的大小。因此,也可以说从上述等式(2)计算的ip≈0.6(mm)是取样区域207的下限值。如上所述,在本实施方式中,取样区域207被优选地设置以致它的大小是0.6(mm)或者更小。

图17是示出了用户的瞳孔的瞳孔直径与取样区域207的大小之间的关系的示图。在图17中,示意性地示出了设置在用户的瞳孔以及用户的眼睛211上的取样区域207。普通的人类瞳孔直径d已知为约2(mm)至8(mm)。另一方面,如上所述,取样区域207的大小ds优选地为0.6(mm)或者更小。因此,在本实施方式中,如图17所示,多个区域207被设置在瞳孔中。尽管在此已经描述了取样区域207的形状是正方形的情况,但是如果满足大小的上述条件,则取样区域207的形状可以是任何其他各种形状,诸如,六边形和矩形。

以上已经描述了取样区域207的大小所需的条件。

在此,在上述专利文献1中,还公开了其中来自多个像素的光从多个显微透镜中的每一个发射并且投射在用户的瞳孔上的配置。然而,在专利文献1中描述的技术中,仅有对应于像素的光的投射图像中的一个入射在用户的瞳孔上。在本实施方式中,这对应于其中只有一个小于瞳孔直径的取样区域207以大于或等于瞳孔直径的间隔设置在瞳孔上的状态。

在上述专利文献1中描述的技术中,在没有通过如本实施方式中的虚拟图像生成过程获得入射在瞳孔上的不同点上的光束的过程的情况下,通过减小入射在瞳孔上的光束的大小来减小模糊。因此,当多个光束从相同透镜入射在瞳孔上时,在视网膜上的图像中出现模糊。因此,在上述专利文献1中描述的技术中,入射在包括瞳孔的平面205上的光的间隔,即,在此设置取样区域207的间隔被调整为大于瞳孔直径。

然而,在这个配置中,当用户的瞳孔移动时(即,当视点移动时),不可避免地存在光未入射在瞳孔上时的瞬间,并且用户周期性地观察不可见区域,诸如,黑色框架。因此,难以说对用户足够良好的显示被设置在上述专利文献1中描述的技术中。

另一方面,在本实施方式中,如上所述,取样区域207的大小ds优选地为0.6(mm)或者更小并且如图17所示多个取样区域207被设置在瞳孔上。然后,入射在每个取样区域207上的光被控制。因此,即使当视点移动时,也不存在如上述专利文献1中描述的技术中一样不连续地显示图片的现象并且可以为用户提供更好的显示。

(3-3-2.取样区域的照射状态的重复周期)

如上所述,在本实施方式中,为了解决用户的视点的移动,设置了显微透镜阵列120的透镜表面125与瞳孔之间的距离(dlp)、像素阵列110与显微透镜阵列120之间的距离(即,dxl)、显微透镜阵列120中的显微透镜121的间距、像素阵列110的像素大小和间距等,以致每个取样区域207上的光的照射状态以大于用户的最大瞳孔直径的单位被周期性重复。将特别检查取样区域207的照射状态的重复周期所需的条件。

基于用户的瞳孔距离(pd)可以设置取样区域207的照射状态的重复周期(在下文也简单地称为重复周期)。假定为了方便起见对应于重复周期的一周期的一组取样区域207被称为取样区域组,重复周期λ对应于取样区域组的大小(长度)。

正常查看在用户的视点在取样区域组之间转移时的瞬间被阻碍。因此,为了根据用户的视点的移动减小这种显示的干扰的出现频率,重复周期λ的最佳设计是重要的。

例如,如果重复周期λ大于pd,左右眼可包括在相同重复周期内。因此,例如,使用裸眼3d显示技术,以致可以执行立体查看以及用于补偿上述(3-2-2.视觉敏锐度补偿模式)中描述的视觉敏锐度的显示。另外,尽管正常查看在用户的视点在取样区域组之间转移时的瞬间被阻碍,但是因为即使当通过增加重复周期λ移动视点时用户的视点在取样区域组之间的转移频率也降低,所以可以减小这种显示的干扰频率。以此方式,当实现除了诸如立体视觉的视觉敏锐度补偿之外的功能时,优选的是,重复周期λ尽可能大。

然而,为了增加重复周期λ,必须增加像素阵列110的像素111的数量。像素的数量增加使得制造成本和电力消耗增加。因此,不可避免地存在增加重复周期λ的限制。

从制造成本和电力消耗的视点,当重复周期λ被设置为等于或小于pd时,理想的是重复周期λ被设置为满足以下等式(3)。在此,n是任意自然数。

[数学式3]

λ×n=pd

……(3)

图18中示出了当重复周期λ满足上述等式(3)时λ与pd之间的关系。图18是示出了当重复周期λ满足等式(3)时λ与pd之间的关系的示图。图18中示出了当重复周期λ满足上述等式(3)时包括取样区域207的取样区域组213与用户的左右眼211之间的位置关系。在图18中示出的实例中,取样区域组213在包括用户的瞳孔的平面中被设置为基本上的正方形区域。

在此,如上所述,正常查看在用户的视点在取样区域组213之间转移时的瞬间被阻碍。然而,当重复周期λ满足上述等式(3)时,例如,当用户的视点在图纸的左右方向上移动时,左右眼211同时穿过取样区域组213之间的边界。因此,如果当视点移动时其中正常查看在左右眼211这两者中是可能的连续区域被称为连续显示区域,则当重复周期λ满足上述等式(3)时,可以使连续的显示区域最大化。在图18中,由双头箭头表示在图纸上的左右方向上的连续的显示区域的宽度dc(连续的显示宽度dc)。此时,dc=λ。

相反,当重复周期λ被设置为满足以下等式(4)时,连续的显示区域变得最小。

[数学式4]

λ×(n+0.5)=pd

……(4)

图19中示出了当重复周期λ满足上述等式(4)时λ与pd之间的关系。图19是示出了当重复周期λ满足等式(4)时λ与pd之间的关系的示图。图19中示出了当重复周期λ满足上述等式(4)时包括取样区域207的取样区域组213与用户的左右眼211之间的位置关系。

在图19中,与在图18中一样,由双端箭头表示在连续的显示区域的图纸的左右方向上的宽度dc(连续的显示宽度dc)。如图19所示,当重复周期λ满足上述等式(4)时,如果用户的左右眼211仅在图纸的左右方向上稍微移动,则任一个左右眼211将穿过取样区域组213之间的边界。因此,当重复周期λ满足上述等式(4)时,连续的显示区域变得较小。此时,dc=λ/2。

图20是示出了重复周期λ与pd之间的关系对连续的显示区域的大小的影响的示图。在图20中,重复周期λ与pd之间的比例(重复周期λ/pd)呈现在水平轴上,连续显示宽度dc与pd之间的比例(连续显示宽度dc/pd)呈现在垂直轴上,并且绘制这两个比例之间的关系。

如图20所示,当重复周期λ满足上述等式(3)(对应于其中水平轴上的值为1、1/2、1/3…的点)时,连续的显示宽度dc/pd具有与重复周期λ/pd相同的值。即,连续的显示宽度dc采用是最高效率值的λ。

另一方面,当重复周期λ满足上述等式(4)(对应于其中水平轴上的值是1/1.5、1/2.5、1/3.5…的点)时,连续的显示宽度dc/pd采用重复周期λ/pd的值1/2。即,连续的显示宽度dc采用是最低效率值的λ/2。

以上已经描述了取样区域207的照射状态的重复周期所需的条件。如上所述,还可以通过将取样区域207的照射状态的重复周期λ设置为大于pd将显示装置10应用于应用的另一领域,诸如,立体查看。然而,因为必须增加像素阵列110的像素111的数量以便增加重复周期λ,所以就制造成本和电力消耗而言存在限制。另一方面,当目标是仅补偿视觉敏锐度时,不必总是使重复周期λ大于pd。在这种情况下,理想的是重复周期λ被设置为满足上述等式(3)。通过将重复周期λ设置为满足上述等式(3),可以最有效地使连续的显示区域最大化并且可以进一步提高用户的便利性。

(4.显示控制方法)

参考图21将描述在根据本实施方式的显示装置10中执行的显示控制方法。图21是示出了根据本实施方式的显示控制方法的处理程序的实例的流程图。图21中示出的每个过程对应于通过图10中示出的控制单元130执行的过程。

参考图21,在根据本实施方式的显示控制方法中,基于区域信息、虚拟图像位置信息和图像信息首先生成光线信息(步骤s101)。区域信息是有关包括设置在包括用户的瞳孔的平面上的多个取样区域并且基本上平行于图10中示出的显示装置10的显示表面(显微透镜阵列120的透镜表面125)的信息。另外,虚拟图像位置信息是有关在图10中示出的显示装置10中生成虚拟图像的位置(虚拟图像生成位置)的信息。例如,虚拟图像生成位置被设置为用户焦点对准的位置。另外,图片信息是待呈现给用户的二维图片信息。

在步骤s101中示出的过程中,与光线信息一样生成指示光线状态的信息,以致基于虚拟图像位置信息的显示在虚拟图像生成位置处的图片信息来自图片的光入射在包括在取样区域组中的每个取样区域上。光线信息包括有关每个显微透镜121中的光的发射状态的信息以及有关用于重现光线状态的每个取样区域207的光的照射状态的信息。另外,例如,步骤s101中示出的过程对应于通过图10中示出的光线信息生成单元131要执行的过程。

接下来,基于光线信息,驱动每个像素以致光的入射状态被控制用于每个取样区域(步骤s103)。因此,重现如上所述的光线状态,并且基于图片信息的图片的虚拟图像基于虚拟图像位置信息显示在虚拟图像生成位置处。即,实现用户焦点对准的清晰显示。

以上已经描述了根据本实施方式的显示控制方法。

(5.应用例)

将描述根据上述本实施方式的显示装置10的几个应用例。

(5-1.应用于可穿戴装置)

参考图22将描述其中根据本实施方式的显示装置10应用于可穿戴装置的配置的实例。图22是示出了其中根据本实施方式的显示装置10应用于可穿戴装置的配置的实例的示图。

如图22所示,根据本实施方式的显示装置10可以优选地应用于具有相对小的显示屏幕的装置,诸如,可穿戴装置30。在示出的实例中,可穿戴装置30是腕表式装置。

在诸如可穿戴装置30的移动装置中,考虑到用户的可携带性,显示屏幕的尺寸被限制为相对小的尺寸。然而,如上描述(1.本公开内容的背景技术),近年来,通过用户处理的信息量已经增加并且必须在一个屏幕上显示更多信息。例如,由于仅增加显示在屏幕上的信息量,存在具有老花眼的用户将难以直观识别屏幕上的显示的可能性。

另一方面,根据本实施方式,如图22所示,显示在显示表面125上的图片的虚拟图像155可以在不同于实际显示表面125的位置处生成。因此,用户在没有佩戴诸如老花镜的光学补偿仪器的情况下可以观察精细显示。因此,即使对于诸如可穿戴装置30的相对小的屏幕,也可以执行高密度显示并且将更多信息提供至用户。

(5-2.应用于其他移动装置)

参考图23将描述其中根据本实施方式的显示装置10应用于诸如智能电话的另一移动装置的配置的实例。图23是示出了其中根据本实施方式的显示装置10应用于另一移动装置的配置的实例的示图。

在图23中示出的配置的实例中,当显示装置10安装在诸如智能电话的移动装置中时,像素阵列110安装在其上的第一壳体171和显微透镜阵列120安装在其上的第二壳体172被配置为彼此不同的壳体并且第一壳体171和第二壳体172通过连接构件173相互连接,以致配置具有显示装置10的移动装置。第一壳体171对应于移动装置的主体并且用于控制包括显示装置10等的整个移动装置的操作的处理电路可安装在第一壳体171内。

连接构件173是杆状构件,该杆状构件具有设置在其两端处的旋转轴部分。如所示,一个旋转轴部分连接至第一壳体171的侧表面并且另一个旋转轴部分连接至第二壳体172的侧表面。以此方式,第一壳体171和第二壳体172通过连接构件173可旋转地相互连接。因此,如所示,执行其中第二壳体172与第一壳体171接触的状态(图23中的(a))与其中第二壳体172与第一壳体171位于预定距离处的状态(图23中的(b))之间的切换。

在此,如以上(3-1.装置配置)所描述的,在显示装置10中,显微透镜阵列120的透镜表面125与像素阵列110的显示表面115之间的距离dxl是用于确定瞳孔上的光束的投射大小、关于每个取样区域207的光的照射状态的重复周期等的重要因素。然而,如果配置移动装置以致当显示装置10安装在移动装置上时预定的dxl总是确定的,则移动装置的体积增加并且从便携性的观点来说体积的增加不是优选的。因此,当将显示装置10安装在移动装置上时,优选的是,使dxl变化的可移动机构设置在显微透镜阵列120和像素阵列110中。

图23中示出的配置显示其中这种可移动机构设置在显示装置10中的配置的实例。在图23中示出的移动装置中,当不使用显示装置10时,如图23的(a)所示,移动装置被设置为其中第二壳体172与第一壳体171接触的状态。在这种状态下,将显微透镜阵列120和像素阵列110布置为使得dxl变得更小并且移动装置可以保持较小的体积。另一方面,在图23中示出的移动装置中,将连接构件173的长度调整为使得dxl变成考虑到瞳孔上的光束的投射大小和/或其中图23的(b)中示出的第二壳体172与第一壳体171位于预定距离的状态下的光的照射状态的重复周期的预定距离。因此,当使用显示装置10时,如图23的(b)所示,通过将第二壳体172设置为与第一壳体171分离,可以将显微透镜阵列120和像素阵列110布置为使得dxl具有考虑了各种上述条件的预定距离并且在视觉敏锐度补偿模式中执行显示。

以此方式,当显示装置10安装在移动装置上时,通过提供用于使dxl变化的机构,不使用时(即,当携带时)体积减小和使用时视觉敏锐度补偿效应减小可以共存并且可以进一步提高用户的便利性。

另外,即使当不使用时dxl被最小化时,在正常模式中显示装置10也可以执行显示。因为当dxl被最小化时显微透镜阵列120中的透镜效应也被最小化,所以由于像素阵列110可以普通(即,不存在视觉敏锐度补偿效应)的相同方式执行显示。另外,在图23中示出的配置实例中,提供了使第一壳体171与第二壳体172之间的距离变化的可移动机构,但是移动装置的配置的实例不限于这个实例。例如,代替或者除了可移动机构之外,可提供能够从第一壳体171拆卸第二壳体172的可拆卸机构。利用连接/分离机构,当不使用显示装置10时通过从第一壳体171拆卸第二壳体172移动装置可以保持小体积,并且当使用显示装置10时第二壳体172与第一壳体171以预定距离连接并且因此可以执行视觉敏锐度补偿模式中的显示。

(5-3.应用于电子小型放大镜装置)

通常,已知的是视觉敏锐度补偿装置(以下简称为“电子小型放大镜装置”),其中,照相机被设置在壳体的表面上并且通过照相机拍摄的纸张表面上的信息被放大并显示在设置在壳体的后表面上的显示屏幕上。用户可以通过将电子小型放大镜装置放置在例如诸如地图或者报纸的纸张的表面上经由显示屏幕读取放大地图、字符等,以致照相机面向纸张表面。根据本实施方式的显示装置10也可以优选地应用于这种电子小型放大镜装置。

图24示出了普通电子小型放大镜装置的实例。图24是示出了普通电子小型放大镜装置的实例的示图。如上所述,照相机被安装在电子小型放大镜装置820的壳体的表面上。如所示,电子小型放大镜装置820被放置在纸张表面817上以致照相机面向纸张表面817。通过照相机拍摄的纸张表面817上的图形、字符等被适当放大并且显示在电子小型放大镜装置820的壳体的背面的显示屏幕上。因此,例如,由于老花眼等在读取小号图形和字符中经历困难的用户可以更容易地读取纸张表面上的信息。

在此,与由光学透镜制成的小型放大镜不同,如图24所示的普通电子小型放大镜装置820仅放大并显示仅以预定放大倍数捕捉的图片。因此,因为用户需要将显示放大到可以读取而不模糊的程度,所以每次显示在显示屏幕上的字符的数量(信息量)减少。因此,当尝试读取纸张表面817内广泛区域的信息时,必须在纸张表面817上频繁地移动电子小型放大镜装置820。

另一方面,当根据本实施方式的显示装置10安装在电子小型放大镜装置上时,例如,可以构思其中照相机安装在壳体的前表面上并且显示装置10安装在壳体的后表面上的配置实例。通过将电子小型放大镜装置放置为使得其上设置照相机的表面面向纸张表面并且驱动电子小型放大镜装置,可以通过安装在壳体的后表面上的显示装置10显示包括通过照相机拍摄的纸张表面上的信息的图片。

如果显示装置10在视觉敏锐度补偿模式中被驱动,则在不放大图片的情况下可以执行补救由于老花眼等造成的原有的模糊的显示。如上所述,与普通的电子小型放大镜装置820不同,在其上安装显示装置10的电子小型放大镜装置中,可以在不减少每次显示在显示屏幕上的信息量的情况下执行视觉敏锐度补偿。因此,即使当纸张表面内的广泛区域的信息旨在被读取时,不必在纸张表面上频繁地移动电子小型放大镜装置并且可以明显提高用户的可读性。

以上已经描述了根据本实施方式的显示装置10的几个应用例。然而,本实施方式不限于上述实例并且应用显示装置10的装置可以是另一装置。例如,显示装置10可以除了可穿戴装置或者智能电话之外的方式安装在移动装置上。可替换地,应用显示装置10的装置不限于移动装置并且只要提供具有显示功能(诸如,固定电视)的装置就可应用于任何装置。

(6.变形例)

将描述上述实施方式的几个变形例。

(6-1.根据孔径的像素大小的减小)

如以上(3-1.装置配置)中所描述的,在显示装置10中,从像素在瞳孔上的光的投影大小(对应于取样区域)、图像放大、以及像素阵列110的像素111的大小(分辨率)之间存在相互关系。具体地,假定取样区域的大小是ds,像素111的大小是dp,并且图像放大是m,他们具有以下等式(5)中示出的关系。

[数学式5]

ds=dp×m

……(5)

另外,图像放大m通过以下等式(6)表示为通过以下等式(6)视距(显微透镜阵列120的透镜表面125和图10中示出的瞳孔之间的距离)dlp与显微透镜阵列120的透镜表面125和图10中示出的像素阵列110的显示表面115之间的距离dxl之间的比例。

[数学式6]

m=dlp/dxl

……(6)

在此,显微透镜121的焦距f假定满足以下等式(7)。

[数学式7]

1/f=1/dlp+1/dxl

……(7)

如上述等式(5)和等式(6)所示,通过将像素111投射在用户的瞳孔上的显微透镜121的投射系统的图像放大来确定像素111的大小dp。例如,根据另一设计内容的要求,当在产品中dxl需要减小时或者当dlp需要增加时,图像放大m可需要增加并且像素111的大小dp可需要减小。

在此,如果像素111的大小dp仅被减小,则包括在像素阵列110中的像素111的数量增加并且就制造成本或者电力消耗而言像素111的数量的增加可能是不期望的。因此,与当将取样区域的大小ds保持为小值并且不增加像素的数量时减小像素111的大小dp的方法一样,可以构思使用具有孔径的屏蔽板减小像素111的大小dp的方法。另外,为了将其与设置有以下(2-5-2.除了显微透镜之外的发光点的配置的实例)中使用的孔径的屏蔽板区分开,用于减小像素111的大小dp的屏蔽板可被称为本说明中的第一屏蔽板。

图25是示出了通过具有矩形开口(孔径)的第一屏蔽板减小像素大小dp的状态的示意图。参考图25,屏蔽板310在对应于每个像素111(111r、111g或者111b)的位置处设置有矩形开口311。图25中的像素111r表示发射红光的像素,像素111g表示发射绿光的像素,并且像素111b表示发射蓝光的像素。

开口311的大小小于像素111r、111g和111b的大小。通过将屏蔽板310设置为覆盖像素111r、111g和111b,可以明显地减小像素111r、111g和111b的大小dp。

图26是示出了第一屏蔽板的另一配置的实例的示图以及是示出了通过具有圆形开口(孔径)的第一屏蔽板减小像素大小dp的状态的示意图。参考图26,屏蔽板320在对应于每个像素111(111r、111g或者111b)的位置处设置有圆形开口321。开口321的大小小于像素111r、111g和111b的大小。通过将屏蔽板320设置为覆盖像素111r、111g和111b,可以明显地减小像素111r、111g和111b的大小dp。

在此,在图25和图26中示出的实例中,屏蔽板310和320被设置在像素阵列110的显示表面上。然而,在这个变形例中,设置第一屏蔽板的位置不限于显示表面。例如,当像素阵列110被设置为与诸如液晶显示装置的像素阵列的透射式像素阵列时,第一屏蔽板可设置在液晶显示装置中的背光与液晶层(液晶面板)之间。

图27中示出了其中这种第一屏蔽板设置在背光与液晶层之间的配置的实例。图27是示出了其中第一屏蔽板设置在背光与液晶层之间的配置的实例的示图。

图27中示出了在垂直于添加第一屏蔽板的液晶显示装置的显示表面的方向上的截面图。参考图27,液晶显示器330包括以此顺序堆叠的背光331、漫射板332、孔径膜333、偏光板334、薄膜晶体管(tft)基板335、液晶层336、滤色器基板337和偏光板338。因为除了设置的孔径膜333之外液晶显示装置330的配置与普通液晶显示装置的配置相似,所以将省略配置的详细说明。

在这个变形例中,液晶显示装置330的像素阵列包括图10中示出的像素阵列110。在图27中,显微透镜阵列120还示出为与图10一致。

孔径膜333对应于上述第一屏蔽板310和320。孔径膜333已经其中多个光学开口(孔径(未示出))被设置为与遮光构件中的像素的位置一致并且来自背光331的光穿过开口部并入射在液晶层336上的配置。因此,因为孔径膜333屏蔽设置开口的位置外的光,所以像素大小基本上被减小。

在此,反射光的反射层可设置在孔径膜333的背光侧面上的表面上。当设置反射层时,通过开口从来自背光331的光不传输的来自背光331的光的通过反射层朝向背光331反射。反射且返回的光再次在背光331内部反射并且再次朝向孔径膜333发射。如果在孔径膜333的反光表面和背光331中不存在光学吸收,则所有的光被理想地反射并入射在液晶层336上并且消除光损失。可替换地,当具有高反射率的材料的孔径膜333本身被形成代替设置反射层时,也可以获得类似效果。以此方式,通过将反射层设置在背光侧面上的孔径膜333的表面上或者通过形成具有高反射率的材料的孔径膜333本身,即使当开口的大小较小时也可以使光损失最小化,可以说是因为光在背光331与孔径膜333之间循环。

另外,如另一配置,还可以实现其中孔径膜333与液晶层336之间的位置关系在上述配置实例中颠倒的配置。在这种情况下,可以使用自发光类型的显示装置,这不是代替液晶层336的透射类型。

以上已经描述了其中使用第一屏蔽板减小像素大小的变形例。

(6-2.除了显微透镜之外的发光点的配置的实例)

在上述实施方式中,通过将显微透镜阵列120布置在像素阵列110的显示表面上来配置显示装置10。在显示装置10中,每个显微透镜121可起到发光点的作用。在此,本实施方式不限于这种实例,并且发光点可通过除了显微透镜之外的配置实现。

例如,代替图10中示出的显微透镜阵列120,可以使用具有多个开口(孔径)的屏蔽板。在这种情况下,屏蔽板的每个开口都起到发光点的作用。另外,为了将其与以上(6-1.根据孔径的像素大小的减小)中使用的屏蔽板区分开,用于配置发光点而不是显微透镜阵列120的屏蔽板可被称为本说明中的第二屏蔽板。

第二屏蔽板可具有与用于普通3d显示装置的视差屏障基本上相似的配置。在这个变形例中,在对应于图10中示出的每个显微透镜121的中心的位置处具有开口的屏蔽板被布置在像素阵列110(而不是显微透镜阵列120)的显示表面115上。

从与上述等式(5)和等式(6)相似的光学因素,当来自像素111的光穿过屏蔽板的开口并且投射在用户的瞳孔上时,光的投射大小(对应于取样区域)变成((像素阵列110的像素大小)+(孔径的直径))×(屏蔽板与瞳孔之间的距离)/(像素阵列110与屏蔽板之间的距离)。因此,考虑到0.6(mm)或者更小的取样区域的大小,屏蔽板的开口可被设计成满足上述条件。

在此,当使用屏蔽板而不是显微透镜阵列120时,未穿过开口的光未朝向用户发射,导致损失。因此,与设置显微透镜阵列120时相比,通过用户观察到的显示可能变成黑的。因此,当使用屏蔽板而不是显微透镜阵列120时,优选的是考虑到光的这种损失来驱动每个像素。

另外,当使用透射式显示装置(诸如,液晶显示装置)配置像素阵列110时,也可以相似地实现其中第二屏蔽板与透射式像素阵列110之间的位置关系颠倒的配置。在这种情况下,例如,第二屏蔽板被布置在背光与液晶层之间。在这种情况下,与在以上参考图27所描述的配置中一样,通过将反射层设置在第二屏蔽板的背光侧表面或者利用具有高反射率的材料形成第二屏蔽板本身可以获得减小光损失的效果。

以上已经描述了其中通过除了显微透镜之外的配置实现发光点的变形例。

(6-3.根据瞳孔位置检测的照射状态的动力控制)

如以上(3-1.装置配置)中所描述的,根据本实施方式的显示装置10在包括用户的瞳孔的平面上设置包括多个取样区域的取样区域组并且控制每个取样区域的光的照射状态。另外,如以上(3-3-2.取样区域的照射状态的重复周期)中所描述的,每个取样区域的光的照射状态以预定周期重复。在此,当用户的眼睛穿过对应于一个重复周期的取样区域组合之间的边界时,用户不能识别正常显示。

作为避免视点穿过取样区域组之间的边界时的这种异常显示的一种方法,可以想象的是增加取样区域的照射状态的重复周期λ。然而,如以上(3-3-2.取样区域的照射状态的重复周期λ)中所描述的,当重复周期增加时,像素阵列中的显示的数量增加,像素间距减小,电力消耗增加等,从而导致就产品规格而言的问题。

因此,作为避免视点穿过取样区域组之间的边界时的异常显示的另一种方法,可以设想检测用户的瞳孔的位置并且根据所检测的位置动态地控制取样区域的照射状态的方法。

参考图28将描述根据瞳孔位置检测用于实现照射状态的这种动力控制的显示装置的配置。图28是示出了根据其中根据瞳孔位置检测执行照射状态的动力控制的变形例的显示装置的配置的实例的示图。

参考图28,根据本变形例的显示装置20包括:像素阵列110,其中二维设置多个像素111;显微透镜阵列120,设置在像素阵列110的显示表面115上;以及控制单元230,控制像素阵列110的每个像素111的驱动。每个像素111基于光线信息由控制单元230驱动,例如,以致重现来自位于预定位置处的虚拟图像表面上的图片的光的光线状态。在此,因为像素阵列110和显微透镜阵列120的构造和功能与图10中示出的显示装置10中的这些构件的构造和功能相似,所以在此将省略其详细说明。

控制单元230包括诸如中cpu或者dsp的处理器并且根据预定程序进行操作,从而控制像素阵列110的每个像素111的驱动。因为光线信息生成单元131和像素驱动单元132的功能与图10中示出的显示装置10中的这些构造的功能基本上相似,将省略与显示装置10的控制单元130重复的内容描述并且在此将主要描述与控制单元130的差异。

基于区域信息、虚拟图像位置信息和图片信息,光线信息生成单元131生成指示当来自显示在虚拟图像表面上的图片的光入射在每个取样区域207上时的光线状态的信息作为光线信息。例如,有关反复重现每个取样区域207的光的照射状态的周期(重复周期λ)的信息可包括在区域信息中。当生成光线信息时,光线信息生成单元131考虑到重复周期λ生成有关每个取样区域207的光的照射状态的信息。

像素驱动单元132驱动像素阵列110的每个像素111以致基于光线信息控制每个取样区域207的光的入射状态。因此,上述光线状态被重现并且虚拟图像被显示给用户。

瞳孔位置检测单元231检测用户的瞳孔的位置。作为其中瞳孔位置检测单元231检测瞳孔的位置的方法,例如,可应用普通的视线检测等中使用的任何已知的方法。例如能够拍摄至少用户的面部的成像装置(未示出)可设置在显示装置20中,并且瞳孔位置检测单元231使用众所周知的图片分析方法分析通过成像装置获得的捕捉图片,从而检测用户的瞳孔的位置。瞳孔位置检测单元231将有关所检测到的用户的瞳孔位置的信息提供至光线信息生成单元131。

在本变形例中,光线信息生成单元131生成有关每个取样区域207的光的照射状态的信息以致基于有关用户的瞳孔的位置的信息用户的瞳孔不被放置在取样区域组之间的边界处,该取样区域组是每个取样区域207的照射状态的重复单元。光线信息生成单元131生成有关每个取样区域207的光的照射状态的信息,例如,以致用户的瞳孔总是基本上位于取样区域组的中心处。

每个像素111基于上述光线信息由像素驱动单元132驱动,以致在本变形例中取样区域组209中的取样区域组的位置可根据用户的瞳孔的位置移动在任何时候改变,以致瞳孔不被放置在取样区域组之间的边界处。因此,可以防止用户的视点穿过取样区域组之间的边界并且可以避免用户的视点穿过边界时出现异常显示。因此,可以使用显示装置20减小用户的压力。另外,根据本变形例,如在其中重复周期λ增加的情况下,制造成本和电力消耗不增加,以致可以兼容更舒适的显示和成本优化等。

以上已经描述了其中根据瞳孔位置检测执行照射状态的动力控制的变形例。

(6-4.其中通过印刷材料实现像素阵列的变形例)

在以上(3-1.装置配置)中描述的显示装置10中,尽管像素阵列110实现为显示装置(诸如,液晶显示装置)的配置,但是本实施方式不限于这种实例。例如,像素阵列110可通过印刷材料实现。

当在图10中示出的显示装置10中通过印刷材料实现像素阵列110时,可以设置印刷控制单元而不是像素驱动单元132作为控制单元130的功能。印刷控制单元具有的功能在于基于通过光线信息生成单元131生成的光线信息通过计算获得显示在印刷材料上的信息并且控制包括印刷装置(诸如,打印机)的印刷单元的操作,以致与信息被显示在像素阵列110上相似的信息被印刷在印刷材料上。印刷单元可结合在显示装置10中或者可设置为不同于显示装置10的分离装置。

通过将在印刷控制单元的控制下印刷的印刷材料布置在图10中示出的像素阵列110的位置处而不是像素阵列110并且根据需要通过使用合适的照明,可以在预定位置处将虚拟图像显示给用户并且与在显示装置10中一样执行用于补偿用户的视觉敏锐度的显示。

(7.补充)

以上参考附图对本公开内容的优选实施方式进行了描述,但是本公开内容并不限于以上实例。在所附权利要求的范围内,本领域技术人员可以找到各种变化和修改,并且应当理解,它们将自然归入本公开内容的技术范围内。

进一步地,本说明书中描述的效果仅是说明性的或者举例说明的效果,并且不是限制性的。即,具有上述效果或者代替上述效果,根据本公开内容的技术可从本说明书的描述中实现对于本领域技术人员清晰可见的其他效果。

另外,根据本实施方式的显示装置10的装置配置不限于图10中示出的实例。进一步地,根据本变形例的显示装置20的装置配置不限于图28中示出的实例。例如,控制单元130的功能不必整体安装在一个装置中。控制单元130的功能可分布并安装在多个装置(例如,多个处理器)上并且多个装置可连接为相互通信以致可实现上述控制单元130的功能。类似地,控制单元230的功能不必整体安装在一个装置中。控制单元230的功能可分布并安装在多个装置(例如,多个处理器)上并且多个装置可连接为相互通信以致可实现上述控制单元230的功能。

另外,用于实现如上所述的根据本实施方式的显示装置10的控制单元130和/或根据本变形例的显示装置20的控制单元230的功能的计算机程序可以制造并安装在个人计算机等上。另外,可以提供其中存储这种计算机程序的计算机可读记录介质。记录介质为例如磁盘、光盘、磁光盘、闪速存储器等。另外,计算机程序可经由例如网络而无需使用记录介质进行分布。

此外,还可以如下配置本技术。

(1)一种显示装置,包括:

多个发光点,其中

利用从多个发光点中的每一个发射的光照射包括多个区域的区域组,多个区域设置在包括用户的瞳孔的平面上,

多个发光点中的每一个使得对应于发光点和区域的组合的光入射在区域中的每一个上,并且

设置在用户的瞳孔上的区域的数量是两个或更多个,并且每一个区域的大小小于0.6(mm)。

(2)根据项(1)所述的显示装置,其中

多个发光点中的每一个使得对应于发光点和区域的组合的光入射在每一个区域上,以致来自虚拟显示表面上的图像的光形成在用户的视网膜上,虚拟显示表面不同于包括多个发光点的显示表面。

(3)根据项(2)所述的显示装置,其中

虚拟显示表面被定位为比包括多个发光点的显示表面更远离用户。

(4)根据项(1)至(3)中任一项所述的显示装置,其中

光相对于每一个区域的照射状态以大于用户的最大瞳孔直径的单位周期性重复。

(5)根据项(4)所述的显示装置,其中

区域组的重复周期大于用户的瞳孔距离。

(6)根据项(4)所述的显示装置,其中

通过将区域组的重复周期乘以整数获得的值基本上等于用户的瞳孔距离。

(7)根据项(1)至(6)中任一项所述的显示装置,进一步包括:

像素阵列,其中布置多个像素;以及

显微透镜阵列,设置在像素阵列的显示表面上,其中

来自多个像素的光从包括在显微透镜阵列中的每一个显微透镜发射,以致每一个显微透镜构成每一个发光点,并且

显微透镜阵列中的显微透镜的间距大于像素阵列中的像素的间距。

(8)根据项(7)所述的显示装置,其中

具有对应于像素阵列中各个像素的多个开口的第一屏蔽板设置在像素阵列的显示表面上,以致每一个像素的大小通过每一个开口减小。

(9)根据项(7)所述的显示装置,其中

像素阵列是透射式像素阵列,并且

具有对应于像素阵列中各个像素的多个开口的第一屏蔽板设置在像素阵列的光源侧上,以致每一个像素的大小通过每一个开口减小。

(10)根据项(1)至(6)中任一项所述的显示装置,进一步包括:

像素阵列,其中布置多个像素;以及

第二屏蔽板,设置在像素阵列的显示表面上并且具有多个开口,其中

来自多个像素的光从第二屏蔽板的每一个开口发射,以致每一个开口构成每一个发光点,并且

第二屏蔽板中的开口的间距大于像素阵列中的像素的间距。

(11)根据项(1)至(6)中任一项所述的显示装置,进一步包括:

透射式像素阵列,其中布置多个像素;以及

第二屏蔽板,设置在像素阵列的光源侧上并且具有多个开口,其中

来自第二屏蔽板的开口的光从多个像素中的每一个发射,以致每一个开口构成每一个发光点,并且

第二屏蔽板中的开口的间距大于像素阵列中的像素的间距。

(12)根据项(1)至(6)中任一项所述的显示装置,进一步包括:

像素阵列,其中布置多个像素,该像素阵列通过印刷实现;以及

显微透镜阵列,设置在像素阵列的显示表面上,其中

来自多个像素的光从包括在显微透镜阵列中的每一个显微透镜发射,以致每一个显微透镜构成每一个发光点,并且

显微透镜阵列中的显微透镜的间距大于像素阵列中的像素的间距。

(13)根据项(1)至(12)中的任一项所述的显示装置,其中

光相对于每一个区域的照射状态以大于用户的最大瞳孔直径的单位周期性重复,并且

根据用户的瞳孔的位置控制从多个发光点中的每一个入射在每一个区域上的光的照射状态,以致用户的瞳孔未放置在光的照射状态的重复之间的边界处。

(14)一种显示控制方法包括:

利用从多个发光点中的每一个发射的光照射包括多个区域的区域组,多个区域设置在包括用户的瞳孔的平面上,并且所述方法还使得对应于发光点和区域的组合的光从多个发光点中的每一个入射在每一个区域上,其中

设置在用户的瞳孔上的区域的数量是两个或更多个,并且每一个区域的大小小于0.6(mm)。

参考符号列表

10、20显示装置

30可穿戴装置

110像素阵列

111像素

120显微透镜阵列

121显微透镜

130、230控制单元

131光线信息生成单元

132像素驱动单元

150虚拟图像表面

231瞳孔位置检测单元

310、320、333第一屏蔽板(孔径膜)

311、321开口

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