专利名称：显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种通过利用基于计算机全息的衍射图案使激光衍射来显示信息的例如头部配戴型的显示装置。
背景技术：
头戴式显示器(Head-Mounted Display,以下记为“HMD”)是在用户配戴于头部的状态下向用户显示信息的装置。HMD—般而言从配戴性的观点出发希望是小型轻量的，另一方面从显示性能的观点出发希望是大画面且高画质的。以往，在HMD中，通过用凸透镜或自由曲面棱镜等光学放大显示于小型液晶面板等的图像，向用户显示被放大的虚拟图像(例如参照专利文献I)。此外，在本说明书中将上述用棱镜等放大图像的方式记为“光学放大方式”。
另一方面，在利用计算机全息(Computer Generated Hologram,以下记为“CGH”)的显示装置中，将要显示的图像作为输入数据用计算机求出衍射图案，将该衍射图案显示在相位调制型的液晶面板等上，对该液晶面板照射激光以使激光衍射，由此再现来自虚拟图像位置的显示光的波面，向用户显示虚拟图像(例如参照专利文献2)。在CGH方式中，具有能够在液晶面板的前侧或里侧的位置显示三维立体图像的特征。另外，还有虽然不是CGH方式，但是利用衍射图案向用户显示三维立体图像的现有例(例如参照专利文献3)。但是，在CGH方式中，生成用于在液晶面板等上显示的衍射图案时的计算成本成为问题。一般而言，为了计算衍射图案，采用基于点填充法或傅立叶变换的生成方法，从要向用户显示的图像(以后记为“原图像”)生成衍射图案。图22中示出其例子。图22(a)示出原图像401的例子。图22(b)示出从原图像401生成的衍射图案402的例子。通过将该衍射图案402显示在相位调制型的液晶面板等上，用户能够看到作为生成衍射图案402的基础的原图像401。在生成该衍射图案402时，随着原图像401的像素数或液晶面板的像素数增加，能够进行高分辨率、广视野角度的显示，但另一方面，生成衍射图案402时的计算量增大。以下，关于衍射图案的生成方法，例示使用点填充法时的计算方法。在点填充法中，将原图像(物体)视为点光源的集合，根据来自各点光源的光在液晶面板上的各点重叠时的相位，计算衍射图案。图23示出生成衍射图案时原图像501与显示衍射图案的液晶面板502的位置关系的例子。为了利用点填充法生成在液晶面板502上显示的衍射图案，如前所述将原图像501上的各点(各像素)视为点光源。在原图像501上的点i的振幅为a i、相位为qpi的情况下，从该点i产生的光在液晶面板502上的点u的复振幅(complex amplitude)用式(I)表不。另外，式(I)中的ri是点i与点u之间的距离，在以液晶面板502的中心为原点，点i的坐标用(xi，yi，zi)表示、点u的坐标用(ξ , η)表示的情况下，ri用式⑵计算。另外，式(I)中的k为波数，在来自点i的光的波长为λ的情况下，用k = 2ji/λ求出。通过式(I)的计算可求出来自点i的光在点U的复振幅，因此对原图像501上的各点进行相同的计算并合计，由此能够求出在液晶面板502上的点u的复振幅的值。表示在点u的复振幅的数式由式(3)表示。在点填充法中，通过用液晶面板502上的各点进行式(3)所示的计算，生成衍射图案。此外，该例中为了简便，未例示基于参照光的相位变化等。
权利要求
1.一种显示装置，其特征在于包括 光源，输出激光； 照明光学系统，射出所述激光的照明光； 衍射图案生成部，从原图像数据生成衍射图案； 空间调制元件，通过显示所述衍射图案衍射所述照明光；以及 显示控制部，进行所述空间调制元件显示的衍射图案的显示时机的变更以及所述衍射图案生成部生成的衍射图案的大小的变更的至少其中之一。
2.根据权利要求I所述的显示装置，其特征在于 所述空间调制元件，具备对使用者的右眼显示第一衍射图案的第一空间调制元件，以及对所述使用者的左眼显示第二衍射图案的第二空间调制元件， 所述衍射图案生成部，进行所述第一衍射图案和所述第二衍射图案的生成，使所述第一衍射图案与所述第二衍射图案相互不同。
3.根据权利要求2所述的显示装置，其特征在于所述衍射图案生成部，生成随机的相位分布数据，从将生成的所述相位分布数据重叠于所述原图像数据的相位重叠图像数据生成所述衍射图案，变更在所述第一衍射图案的生成和所述第二衍射图案的生成中所使用的相位分布数据。
4.根据权利要求2或3所述的显示装置，其特征在于所述衍射图案生成部，生成大小互不相同的所述第一衍射图案以及所述第二衍射图案。
5.根据权利要求2或3所述的显示装置，其特征在于所述衍射图案生成部，将所述原图像数据分割为右眼用的第一原图像数据和左眼用的第二原图像数据，从所述第一原图像数据生成所述第一衍射图案，并从所述第二原图像数据生成所述第二衍射图案。
6.根据权利要求2所述的显示装置，其特征在于所述显示控制部，使基于所述第一空间调制元件的所述第一衍射图案的显示和基于所述第二空间调制元件的所述第二衍射图案的显示交替进行。
7.根据权利要求I至6中任一项所述的显示装置，其特征在于还包括 设备状况取得部，取得与用于提供电源的电池的余量有关的信息、与用于进行包含所述衍射图案生成部生成衍射图案的运算的运算部的利用率有关的信息、与用于存储数据的存储部的利用率有关的信息、以及与用于与外部装置进行通信的通信部的通信频带有关的信息的至少其中之一信息，其中， 所述显示控制部，根据由所述设备状况取得部取得的信息，变更所述衍射图案生成部生成的衍射图案的大小。
8.根据权利要求7所述的显示装置，其特征在于 所述显示控制部，具备基于由所述设备状况取得部取得的信息，判定表示所述衍射图案生成部生成衍射图案时能够利用的计算资源的允许计算成本的成本判定部， 所述显示控制部，在所述允许计算成本的值越小时使所述衍射图案的大小越小。
9.根据权利要求I至8中任一项所述的显示装置，其特征在于还包括 图像判定部，基于所述原图像数据，判定表示所述原图像数据的各像素亮度的亮度分布信息、以及所述原图像数据的各像素中亮度超过指定的基准亮度的像素的数量信息的至少其中之一信息，其中，所述显示控制部，根据由所述图像判定部判定的信息，变更所述衍射图案生成部生成的衍射图案的大小。
10.根据权利要求9所述的显示装置，其特征在于所述显示控制部，在所述原图像数据中亮度超过所述基准亮度的像素越多时，使所述衍射图案生成部生成的衍射图案的大小越大。
11.根据权利要求I至10中任一项所述的显示装置，其特征在于还包括 周边状况取得部，取得表示所述显示装置周边的亮度的信息，其中， 所述显示控制部，在表示所述亮度的信息示出所述显示装置周边的亮度为指定的基准值以上的情况下，减小所述衍射图案生成部生成的衍射图案的大小。
12.根据权利要求I所述的显示装置，其特征在于 所述衍射图案生成部，从所述原图像数据生成具有互不相同的相位分布的多个衍射图案， 所述显示控制部，让所述空间调制元件依次显示所述多个衍射图案作为所述空间调制元件显示的所述衍射图案。
13.根据权利要求12所述的显示装置，其特征在于所述衍射图案生成部， 从所述原图像数据生成具有比所述空间调制元件的像素数多的像素数的基本衍射图案， 通过从所述基本衍射图案分别截取大小与所述空间调制元件的像素数对应且至少一部分互不相同的区域，生成所述多个衍射图案。
全文摘要
本发明的显示装置(1)包括输出激光的光源(101)；射出激光的照明光的照明光学系统(102)；从原图像数据生成衍射图案的衍射图案生成部；通过显示衍射图案衍射照明光的空间调制元件(103)；以及进行空间调制元件(103)显示的衍射图案显示时机的变更以及衍射图案生成部生成的衍射图案大小的变更的至少其中之一变更的显示控制部。
文档编号G02B27/02GK102959477SQ20128000182
公开日2013年3月6日 申请日期2012年3月23日 优先权日2011年4月27日
发明者杉山圭司, 山本格也, 笠澄研一 申请人:松下电器产业株式会社