显示装置、驱动显示装置的方法以及电子设备与流程

文档序号:15743108发布日期:2018-10-23 22:37阅读:156来源:国知局
显示装置、驱动显示装置的方法以及电子设备与流程

本公开内容涉及显示装置、驱动显示装置的方法以及电子设备。



背景技术:

可存在期望改变例如安装在移动式电子设备中的显示装置上的显示图像的尺寸以便容易观看显示图像的情况。作为用于改变显示图像的尺寸的技术的实例,存在专利文献1中描述的技术。

根据专利文献1中描述的技术,信息通信终端在其外壳内包含柔性显示器的一部分,该柔性显示器具有基本上矩形的片状形状并且是可弯曲的和柔性的。根据该技术,在必要时,通过将包含在外壳内的部分暴露至外壳的外部来改变显示面的尺寸。

引用列表

专利文献

专利文献1:日本专利申请特开号2010-178188



技术实现要素:

技术问题

在专利文献1中描述的这个相关技术中采用的配置中,显示单元由柔性显示器形成,并且机械地改变显示单元(显示屏幕)本身的尺寸。因此,需要用于改变显示面的尺寸的机构,导致结构复杂化。

鉴于这种情况,创作本技术以实现在没有机械地改变显示面本身的情况下能够改变显示图像的尺寸的显示装置、驱动该显示装置的方法以及包括该显示装置的电子设备的目标。

问题的解决方案

为了实现这个目标,根据本公开内容,提供了一种显示装置,包括:

显示单元,其中以包括左眼像素和右眼像素的多个相邻像素为单位布置光圈;

信号处理单元,生成分别相对于左眼像素和右眼像素的图像信息项,使得以与显示单元的显示面的长宽比不同的长宽比呈现图像;以及

显示控制单元,基于通过信号处理单元生成的图像信息项驱动左眼像素和右眼像素。进一步地,为了实现上述目标,根据本公开内容,提供了包括具有上述配置的显示装置的电子设备。

为了实现上述目标,根据本公开内容,提供了驱动显示装置的方法以及显示装置,该显示装置包括显示单元,在该显示单元中,以包括左眼像素和右眼像素的多个相邻像素为单位布置光圈,该方法包括:

生成分别相对于左眼像素和右眼像素的图像信息项,使得图像以与显示单元的显示面的长宽比不同的长宽比呈现;以及

基于生成的图像信息项驱动左眼像素和右眼像素。

在具有上述配置的显示装置、驱动该显示装置的方法以及电子设备中,左眼像素显示左眼图像,并且右眼像素显示右眼图像。在这种显示状态下,以多个相邻像素为单位布置的光圈限制从像素发射的光束的传播方向,以便控制进入观看者的左眼的光束和进入观看者的右眼的光束。关于此,可以将仅左眼可见的图像、以及仅右眼可见的图像彼此分离。以此方式,当观看者在其中左眼的视线和右眼的视线彼此平行的状态下观看显示单元时,观看者可以在他/她的大脑中将左眼图像和右眼图像识别为两个相邻图像,即,识别为大于显示单元的显示面的显示图像(具有与显示单元的显示面的长宽比不同的长宽比的显示图像)。

本发明的优势效果

根据本公开内容,可以利用比在显示面本身的尺寸被机械改变的情况下的配置更简单的配置改变显示图像的尺寸。应注意,本文中公开的优点不必局限于上文描述的那些优点,并且可以获得本文中公开的所有优点。进一步地,本文中公开的优点仅是实例并不限于此,并且可以额外获得其他优点。

附图说明

[图1]图1是示出了根据本公开内容的第一实施方式的显示装置的系统配置的实例的框图。

[图2]图2A和图2B是各自示出了观看者的左眼和右眼相对于显示单元的位置信息和方位信息的计算实例的说明性视图。

[图3]图3A包括示出了根据第一实施方式的显示装置中的根据实例1的显示单元的主要部分的配置的视图。图3B是示出了相对于一个光圈的像素配置的具体实例的视图。

[图4]图4是示出了显示立体图像的情况下的图像识别的示意图。

[图5]图5是示出了利用根据第一实施方式的显示装置的图像识别的示意图。

[图6]图6A是根据实例2的显示单元的截面图。图6B是根据实例3的显示单元的截面图。

[图7]图7A是根据实例4的显示单元的截面图。图7B是根据实例5的显示单元的截面图。

[图8]图8A、图8B和图8C是示出了根据实例6的形成分离件的方法的程序的过程视图。

[图9]图9是示出了根据实例7的显示装置的系统配置的实例的框图。

[图10]图10A是根据实例8的显示单元的截面图。图10B是根据实例9的显示单元的截面图。

[图11]图11A和图11B是示出了相对于观看者的左眼和右眼的显示像素的说明性视图。图11A示出了显示单元的左眼像素和右眼像素的像素阵列。图11B示出了左眼用画面和右眼用画面的像素阵列。

[图12]图12A和图12B是示出了人眼相对于对应于左眼用画面和右眼用画面的像素列之间的一个像素的间隙的分辨率极限以及像素尺寸的表格和说明性视图。图12A示出了从观看者至显示单元的观看距离、视力和像素尺寸的数字值的实例。图12B示出了人眼的分辨率(分辨率极限)和像素尺寸之间的关系。

[图13]图13是示出了根据本公开内容的第二实施方式的显示装置的系统配置的实例的框图。

[图14]图14包括示出了根据第二实施方式的显示装置中的显示单元的主要部分的配置的视图。

[图15]图15A和图15B是示出了根据本公开内容的第二实施方式的显示装置的操作流程的流程图。图15A示出了在虚拟图像透镜各自由定焦透镜形成的情况下的操作流程。图15B示出了在虚拟图像透镜各自由变焦透镜形成的情况下的操作流程。

[图16]图16是示出了通过根据第二实施方式的实施方式A的显示装置呈现的虚拟图像的说明性视图。

[图17]图17是示出了通过根据实例10的显示装置呈现的虚拟图像的说明性视图。

[图18]图18是示出了相对于根据实例10的显示装置的观看距离改变的情况的说明性视图。

[图19]图19是示出了通过根据实例11的显示装置呈现的虚拟图像的说明性视图。

[图20]图20A和图20B是各自示出了相对于根据实例10的变形例的显示装置的虚拟图像距离或观看距离改变的情况的说明性视图。图20A示出了改变虚拟图像距离的情况。图20B示出了观看距离为40[cm]的情况。

[图21]图21是示出了通过根据实例12的显示装置呈现的虚拟图像的说明性视图。

[图22]图22是示出了通过根据实例13的显示装置呈现的虚拟图像的说明性视图。

[图23]图23A和图23B是各自示出了通过根据实例14的显示装置呈现的虚拟图像的说明性视图。图23A示出了观看距离为20[cm]的情况。图23B示出了观看距离为10[cm]的情况。

[图24]图24A和图24B是各自示出了通过根据实例15的显示装置呈现的虚拟图像的说明性视图。图24A示出了观看距离为20[cm]的情况。图24B示出了观看距离为10[cm]的情况。

[图25]图25A和图25B是各自示出了虚拟图像尺寸是固定的而与实例15中的观看距离无关的情况下的图像显示范围的说明性视图。图25A示出了观看距离为20[cm]的情况。图25B示出了观看距离为10[cm]的情况。

[图26]图26A和图26B是各自示出了通过根据实例16的显示装置呈现的虚拟图像的说明性视图。图26A示出了观看距离为20[cm]的情况。图26B示出了观看距离为10[cm]的情况。

[图27]图27A和图27B是各自示出了通过根据实例17的显示装置呈现的虚拟图像的说明性视图。图27A示出了观看距离为20[cm]的情况。图27B示出了观看距离为10[cm]的情况。

[图28]图28A和图28B是各自示出了虚拟图像尺寸是固定的而与实例17中的观看距离无关的情况下的图像显示范围的说明性视图。图28A示出了观看距离为20[cm]的情况。图28B示出了观看距离为10[cm]的情况。

[图29]图29A、图29B和图29C是各自示出了通过根据实例18的显示装置呈现的虚拟图像的说明性视图。图29A示出了观看距离为20[cm]的情况。图29B示出了观看距离为16[cm]的情况。图29C示出了观看距离为24[cm]的情况。

[图30]图30A、图30B和图30C是各自示出了通过根据实例19的显示装置呈现的虚拟图像的说明性视图。图30A示出了虚拟图像距离为10[cm]的情况。图30B示出了虚拟图像距离为8[cm]的情况。图30C示出了虚拟图像距离为12[cm]的情况。

[图31]图31是示出了在观察反射镜时的焦点距离的说明性视图。

[图32]图32是示出了通过根据实例20的显示装置呈现的虚拟图像的说明性视图。

[图33]图33是示出了根据实例21的显示装置的光学系统的配置的视图。

[图34]图34A和图34B是示出了根据实例21的显示装置中的显示单元的配置的实例的视图。图34A示出了显示元件阵列单元的配置。图34B示出了透镜阵列单元的配置。

[图35]图35是示出了聚焦在视网膜上的说明性视图。

[图36]图36是示出了从显示元件发射的光束与透镜之间的关系的截面图。

[图37]图37是示出了根据实例21的显示装置的虚拟图像光学系统的说明性视图。

[图38]图38是示出了虚拟图像光学系统中的图像配置的说明性视图。

[图39]图39是示出了呈现虚拟图像时的长宽比变化量Δaspect的说明性视图。

[图40]图40是示出了观看距离LD和用于各个虚拟图像距离LV的长宽比变化量Δaspect之间的关系的实例的曲线图。

具体实施方式

现在,参考附图详细地描述用于执行本公开内容的技术的实施方式(在下文中,简写为“实施方式”)。本公开内容的技术不限于实施方式,并且实施方式的各种数字值等是实例。在以下描述中,具有相同功能的相同组件或元件由相同的参考符号表示,并且省略它们的多余描述。应注意,将按以下顺序进行描述。

1.根据本公开内容的显示装置、驱动显示装置的方法以及电子设备的概述

2.第一实施方式[仅使用光圈的实例]

实例1(显示单元的基本配置)

实例2(实例1/其中分离件设置在扩散层中的像素单元中的实例的变形例)

实例3(实例2/其中扩散层的像素侧上的部分的表面大于扩散层的光圈侧上的部分的表面的实例的变形例)

实例4(实例3/其中透明垫设置在光圈的层上方的实例的变形例)

实例5(实例1/其中衍射光栅设置在像素和扩散层之间的实例的变形例)

实例6(在根据实例1的显示单元中形成分离件的方法)

实例7(根据第一实施方式的显示装置的变形例)

实例8(实例1至实例5/使用液晶层的实例的变形例)

实例9(实例1至实例5/使用电致变色元件的实例的变形例)

3.第二实施方式(使用光圈和虚拟图像透镜两者的实例)

3-1.实施方式A[其中相对于观看者的虚拟图像呈现位置比显示单元更远的实例]

实例10(手表式终端上的显示装置的实例)

实例11(实例10的变形例)

实例12(移动终端上的显示装置的实例)

实例13(照相机装置上的显示装置的实例)

实例14(其中虚拟图像透镜由定焦透镜形成的实例)

实例15(实例14的变形例)

实例16(其中虚拟图像透镜由变焦透镜形成的实例)

实例17(实例16的变形例)

3-2.实施方式B[其中相对于观看者的虚拟图像呈现位置在比显示单元更近的一侧的实例]

实例18(其中虚拟图像透镜由定焦透镜形成的实例)

实例19(其中虚拟图像透镜由变焦透镜形成的实例)

4.第三实施方式[电子镜的实例]

实例20(使用根据第二实施方式的虚拟图像光学系统的实例)

实例21(基于视差光线的重建原理使用虚拟图像光学系统的实例)

5.虚拟图像的长宽比

6.变形例

<根据本公开内容的显示装置、驱动显示装置的方法以及电子设备的概述>

在根据本公开内容的显示装置、驱动显示装置的方法以及电子设备中,每一个光圈的尺寸可以设置为等于或小于每个像素的尺寸。进一步地,显示单元可包括光圈和像素之间的间隔层。更进一步地,显示单元可包括光圈和像素之间的扩散层。

在具有上述优选配置的根据本公开内容的显示装置、驱动显示装置的方法以及电子设备中,显示单元可包括以像素为单位设置在扩散层中的分离件。优选的是,分离件由吸收可见光的材料制成。进一步地,优选的是,分离件和扩散层之间的界面由反射可见光的界面形成。扩散层可以通过分离件分隔为分离部分,并且扩散层的分离部分在像素侧的表面可以大于扩散层的分离部分在光圈侧的表面。

进一步地,在具有上述优选配置的根据本公开内容的显示装置、驱动显示装置的方法以及电子设备中,显示单元可包括设置光圈所通过的层上的透明垫。进一步地,显示单元可包括像素和扩散层之间的衍射光栅。可替换地,显示单元可包括调整透过光圈的光量的液晶层。

更进一步地,在具有上述优选配置的根据本公开内容的显示装置、驱动显示装置的方法以及电子设备中,显示单元可以能够利用能够控制透过的光量的元件选择性地形成光圈。关于此,当形成光圈时,可以呈现具有与显示单元的显示面的长宽比不同的长宽比的图像,并且当没有形成光圈时,可以呈现具有等于显示单元的显示面的长宽比的长宽比的图像。作为能够控制透过其中的光量的元件的实例,可能提及电致变色元件和液晶元件。

可替换地,在具有上述优选配置的根据本公开内容的显示装置、驱动显示装置的方法以及电子设备中,显示单元可包括以包括左眼像素和右眼像素的多个相邻像素为单位布置的透镜。此外,信号处理单元可以生成分别相对于左眼像素和右眼像素的图像信息项,使得虚拟图像以与显示单元的显示面的长宽比不同的长宽比呈现。

进一步地,在具有上述优选配置的根据本公开内容的显示装置、驱动显示装置的方法以及电子设备中,可以设置检测单元,其检测观看者的眼睛相对于显示单元的显示面的位置信息和方位信息。此时,基于通过检测单元的检测结果,信号处理单元可以生成分别相对于左眼像素和右眼像素的图像信息项。

更进一步地,在具有上述优选配置的根据本公开内容的显示装置、驱动显示装置的方法以及电子设备中,检测单元可包括拍摄观看者的拍摄单元。此外,信号处理单元可以与拍摄单元协作组成检测单元,并且基于通过拍摄单元拍摄到的观看者的图像计算观看者的眼睛相对于显示单元的显示面的位置信息和方位信息。

更进一步地,在具有上述优选配置的根据本公开内容的显示装置、驱动显示装置的方法以及电子设备中,检测单元可包括测量显示单元的显示面和观看者的眼睛之间的距离的距离测量单元。此时,在计算观看者的眼睛相对于显示单元的显示面的位置信息中,信号处理单元可以使用通过距离测量单元测量的距离。

更进一步地,在具有上述优选配置的根据本公开内容的显示装置、驱动显示装置的方法以及电子设备中,以多个相邻像素为单位布置的透镜可以是定焦透镜或变焦透镜。当以多个相邻像素为单位布置的透镜是变焦透镜时,显示控制单元可以控制变焦透镜的焦距。

<第一实施方式>

图1是示出了根据本公开内容的第一实施方式的显示装置的系统配置的实例的框图。如图1所示,根据第一实施方式的显示装置1A包括显示单元10、拍摄单元20、距离测量单元30、信号处理单元40、显示控制单元50和输入单元60。以下描述显示单元10的具体实例。

拍摄单元20和距离测量单元30与显示单元10整体附接,并且组成检测单元的一部分,该检测单元检测观看者的眼睛相对于显示单元10的显示面的位置信息和方位信息。拍摄单元20由能够拍摄观看显示单元10上的显示图像的观看者的面部的照相机组成,并且将拍摄的图像信息提供至信号处理单元40。

距离测量单元30测量显示单元10的显示面和观看者的眼睛之间的距离,并且将测量结果作为从显示单元10的显示面至观看者的眼睛的距离的信息输出。作为距离测量单元30,可以使用被配置为通过使用例如红外线的飞行时间(TOF)法测量显示单元10的显示面和观看者的眼睛之间的距离的单元。可替换地,可以使用具有其中设置除了构成拍摄单元20的照相机之外的另一个照相机的配置的单元,以便通过使用两个照相机拍摄的图像的三角测量法测量显示单元10的显示面和观看者的眼睛之间的距离。

信号处理单元40接收通过拍摄单元20拍摄的图像的信息、以及通过距离测量单元30测量的距离的信息。然后基于通过拍摄单元20拍摄的图像的信息以及通过距离测量单元30测量的距离的信息,信号处理单元40检测观看者的眼睛相对于显示单元10的显示面的位置信息和方位信息。观看者的眼睛的位置信息包括显示单元10的显示面和观看者的眼睛之间的距离、以及左眼和右眼之间的(两眼间的)距离。观看者的眼睛的方位信息包括眼睛相对于显示单元10的倾斜度,即,连接左眼和右眼的线相对于显示单元10的倾斜度。

信号处理单元40基于从拍摄单元20提供的图像信息对观看者执行面部检测,然后基于该面部检测指定左眼和右眼(在下文中,还称为“左右眼”)的位置,从而在图像中获得左右眼的坐标信息(左眼位置(XL,YL)、右眼位置(XR,YR))。在获得左右眼的坐标信息之后,信号处理单元40通过使用左右眼的坐标信息和从距离测量单元30提供的距离信息确定观看者的左右眼相对于显示单元10的位置关系。

例如,在与将显示单元10和观看者的面部彼此连接的轴线正交的平面中,显示单元10和观看者的面部之间的相对位置关系被假设为相对于轴线倾斜。在这种情况下,如图2A所示,可以基于图像(照相机图像)的旋转角(旋转量)获得观看者的左眼70L和右眼70R的倾斜度(位置关系)作为观看者的眼睛相对于显示单元10的显示面的方位信息。进一步地,可以基于通过距离测量单元30测量的距离的信息以及通过拍摄单元20获取的相对于整个图像在左眼70L和右眼70R之间的距离,获得观看者的左眼70L和右眼70R之间的距离作为观看者的眼睛相对于显示单元10的显示面的位置信息。可以基于例如照相机的像素的数量和像素节距计算相对于整个图像在左眼70L和右眼70R之间的距离。

进一步地,如图2B所示,在显示单元10和观看者的面部之间的相对位置关系在相对于将显示单元10和观看者的面部彼此连接的轴线的前后方向(倾斜方向)上倾斜的情况下,可以基于通过拍摄单元20获取的照相机图像内的左眼70L和右眼70R的位置信息获得观看者的左眼70L和右眼70R之间的位置关系。随后,可以基于通过拍摄单元20获取的照相机图像内的左眼70L和右眼70R的位置信息和方位信息并且基于通过距离测量单元30测量的距离信息(位置信息),获得显示单元10和观看者的面部的空间相对坐标。

信号处理单元40的上述功能,诸如,观看者的面部的检测、左右眼的检测、左右眼之间的位置关系的判定与拍摄单元20和距离测量单元30的功能协作组成检测观看者的眼睛相对于显示单元10的显示面的位置信息和方位信息的检测单元。应注意,即使不使用距离测量单元30,也可以基于例如从拍摄单元20的图像信息获得的左右眼之间的距离检测显示单元10的显示面和观看者的眼睛之间的距离。此外,可以基于透镜角和观看者的左右眼之间的距离检测显示单元10的显示面和观看者的眼睛之间的距离。因此,距离测量单元30不是必不可少的组件。应注意,观看者与观看者的左右眼之间的距离不同,因此难以基于左右眼之间的距离高精度的检测该距离。因此,通过使用距离测量单元30,可以增加距离检测的精度。

信号处理单元40还基于观看者的眼睛的位置信息和方位信息并且基于待显示的图像信息分别执行相对于左眼像素13L和右眼像素13R的图像信息项的计算,使得显示图像以与显示单元10的显示面的长宽比不同的长宽比呈现。然后,信号处理单元40将计算的信息提供至显示控制单元50。

显示控制单元50基于从信号处理单元40提供的图像信息项驱动显示单元10的以下待描述的左眼像素13L和右眼像素13R(参考图3B)。通过由这个显示控制单元50驱动,左眼像素13L显示左眼图像,并且右眼像素13R显示右眼图像。信号处理单元40和显示控制单元50可以设置为计算机上的处理程序模块,或者这些单元的部分或全部可以由专用硬件组成。输入单元60接收观看者(用户)通过操作输入至信号处理单元40的各种信息。

现在,描述根据第一实施方式的显示装置1A中的显示单元10的具体实例。

[实例1]

图3A示出了根据第一实施方式的显示装置中1A中的根据实例1的显示单元10的主要部分的配置。根据实例1的显示单元10由例如使用有机电致发光(EL)元件作为发光部分的有机EL显示装置组成。应注意,显示单元10不限于有机EL显示装置,并且可以使用诸如液晶显示装置以及场致发射(FE)显示装置的其他平整表面类型(平板类型)显示装置。

在显示单元10上,作为形成彩色图像的单位的单个像素(像素)11例如由三个子像素形成。单个像素11包括沿行方向和列方向排列在二维矩阵中的多个像素11。例如,单个像素11由三原色子像素形成,即,包括发射红色(R)光的有机EL元件的子像素11R、发射绿色(G)光的有机EL元件的子像素11G、发射蓝色(B)光的有机EL元件的子像素11B。

应注意,单个像素11的形成不限于RGB的三原色子像素的组合,并且可以通过将另一颜色的另一子像素或多个颜色中的其他子像素添加至三原色子像素形成单个像素。更具体地,例如,可以通过添加发射白色(W)光的子像素形成单个像素以便增加亮度,或者通过添加发射互补色光的至少一个子像素形成单个像素以便扩大颜色再现范围。

显示单元10具有其中光圈91以包括左眼像素和右眼像素的多个相邻像素为单位布置或者优选地以偶数数量的像素为单位布置在阵列中的配置。图3A例如示出了2×3的光圈阵列的正面图、在正面图中的箭头A-A的方向上观看的截面图(A-A线截面图)、以及正面图中的箭头B-B的方向上观看的截面图(B-B线截面图)。每一个光圈91的尺寸被设置为等于或小于各自由多个子像素形成的每一个像素11的尺寸。进一步地,每一个光圈91的直径可以是固定的或者可变的。

图3B示出了以对应于布置的光圈91中的一个为单位的偶数数量的像素的两个具体实例。在一个实例中,该单位由在二乘二矩阵中的上下方向和左右方向上相邻的四个像素,即,方阵列中的四个像素形成。在上下方向上成一对的两个左侧像素被定义为右眼像素13R,并且上下方向上成另一对的两个右侧像素被定义为左眼像素13L。在另一个实例中,该单位由两个纵向长像素形成,并且左侧像素被定义为右眼像素13R,并且右侧像素被定义为左眼像素13L。

根据前者的具体实例的像素配置具有的优势在于,适用于显示单元10在包括其显示面的平面内旋转的情况。具体地,在显示单元10以90度旋转的情况下,在图3B中成一对的两个左右像素(在旋转状态下的上下像素)可以用作右眼像素13R和左眼像素13L。进一步地,在显示单元以45度倾斜旋转的另一情况下,可以使用分别位于左右的两个像素作为右眼像素13R和左眼像素13L,同时使在45度旋转之后的状态下位于上下的其他两个像素无效。还以其他旋转角,可以执行加权对应于右眼和左眼的像素,从而使用这些像素分别作为右眼像素13R和左眼像素13L。尽管后者的具体实例中的像素配置与显示单元10的旋转不兼容,但是后者的具体实例中的像素配置具有的优势在于,能够将像素的数量减少为小于前者的具体实例中的像素配置中的像素的数量。

用于混合子像素11R、11G和11B分别发射的光束的颜色的扩散层14被层压在子像素11R、11G和11B上。由透明材料制成、用于固定子像素11R、11G和11B与光圈91之间的间隔的间隔层92被层压在扩散层14上。进一步地,光圈91通过遮光层93以包括左眼像素13L和右眼像素13R的相邻的偶数数量的像素为单位而形成,遮光层93通过扩散层14和间隔层92作为中介层压在子像素11R、11G和11B上。光圈91限制从左眼像素13L和右眼像素13R发射的光束的传播方向以便控制进入观看者的左眼的光束以及进入观看者的右眼的光束。关于此,可以将仅左眼可见的图像、以及仅右眼可见的图像彼此分离。

在包括根据实例1的上述显示单元10的根据第一实施方式的显示装置1A中,通过由显示控制单元50驱动显示,左眼像素13L显示左眼图像,并且右眼像素13R显示右眼图像。此时,将图像信息提供至显示控制单元50的信号处理单元40生成分别对应于左眼像素13L和右眼像素13R的图像信息项,使得图像以与显示单元10的显示面的长宽比不同的长宽比呈现。由根据第一实施方式的显示装置1A呈现的显示图像具有与显示单元10的显示面的长宽比不同的长宽比,并且是与具有等于显示单元10的显示面的长宽比的长宽比的立体图像(三维图像)不同的图像。

在本文中,“长宽比彼此相等”的情况不仅包括长宽比正好彼此相等的情况,而且包括长宽比基本上彼此相等的情况。因此,由于在设计或生产中生成的各种类型的变化的存在导致立体图像的长宽比不同于显示单元10的显示面的长宽比的情况涵盖在“长宽比彼此相等”的情况的概念中。

当观看者观看立体图像时,观看者的目镜聚焦在显示单元10的显示面上的位置上。具体地,如图4所示,当观看者的左眼70L的视线和右眼70R的视线在显示单元10的显示面上彼此相交时,左眼70L的视野中的图像和右眼70R的视野中的图像在观看者的大脑中结合,并且被识别为立体图像。在图4的情况下,左眼70L和右眼70R与显示单元10的显示面之间的距离(面板距离)为30cm。

与之相比,在根据第一实施方式的显示装置1A中,当观看者观看具有与显示单元10的显示面的长宽比不同的长宽比的显示图像时,如图5所示,观看者以左眼70L的视线和右眼70R的视线彼此平行(垂直于显示单元10的显示面)的方式观看显示单元10侧。此时,左眼70L的视线和右眼70R的视线垂直于显示单元10的显示面。同样在图5的情况下,面板距离为30cm。

在左眼像素13L显示左眼图像并且右眼像素13R显示右眼图像的状态下,以多个像素为单位设置的光圈91限制从像素13L和13R发射的光束的传播方向,以便控制来自一些像素11以进入观看者的左眼70L的光束,并且控制来自其他像素11以进入观看者的右眼70R的光束。关于此,来自左眼像素13L的显示图像和来自右眼像素13R的显示图像被分离为仅左眼70L可见的图像以及仅右眼70R可见的图像。

以此方式,当观看者以左眼70L的视线和右眼70R的视线彼此平行的方式观看显示单元10侧时,观看者可以在他/她的大脑中识别出大于显示单元10的显示面的显示图像,其被分离为左眼图像和右眼图像。换言之,在根据第一实施方式的显示装置1A中,来自左眼像素13L的显示图像和来自右眼像素13R的显示图像可以通过光圈91的功能分开显示在两个左右画面上,因此可以作为在左右方向上放大为大于(高达两倍)显示单元10的物理屏幕尺寸的显示图像呈现给观看者。关于此,更大的信息量可以呈现给观看者。

进一步地,在根据实施方式1的显示单元10的配置中,扩散层14设置在子像素11R、11G和11B与扩散层14之间。这个扩散层14具有使子像素11R、11G和11B分别发射的光束的颜色混合的功能。通过扩散层14的功能,可以防止由观看者视觉识别子像素11R、11G和11B。关于此,可以将比子像素11R、11G和11B视觉识别的情况下更清晰的显示图像呈现给观看者。

[实例2]

实例2是实例1的变形例。图6A是根据实例2的显示单元10的截面图。根据实例2的显示单元10的配置与根据实例1的显示单元10的配置的不同之处在于,分离件94以像素单位(在这个实例中,三个子像素11R、11G和11B的单位)设置在扩散层14中。在这种情况下,优选的是分离件94由吸收可见光的材料制成。进一步地,优选的是,分离件94和扩散层14之间的界面由反射可见光的界面形成。

当由吸收可见光的材料制成的分离件94以此方式以像素单位设置在扩散层14中时,可以防止像素11的颜色互相混合。进一步地,当分离件94和扩散层14之间的界面由反射可见光的界面形成时,可以进一步增加防止像素11的颜色互相混合的效果。

[实例3]

实例3是实例2的变形例。图6B是根据实例3的显示单元10的截面图。根据实例3的显示单元10的配置与根据实例2的显示单元10的配置的不同之处在于,扩散层14通过分离件94被分隔为分离部分,并且扩散层14的分离部分在像素11侧的表面大于扩散层14的分离部分在光圈91侧的表面。换言之,分离件94各自形成为横截面为倒置的梯形形状,在像素11侧的尺寸小于在光圈91侧的尺寸。

同样在根据实例3的显示单元10中,如在根据实例2的显示单元10中,优选的是,分离件94由吸收可见光的材料制成,并且分离件94和扩散层14之间的界面由反射可见光的界面形成。当扩散层14的分离部分在像素11侧的表面形成为大于扩散层14的分离部分在光圈91侧的表面时,通过分离件94可以进一步增加防止像素11的颜色互相混合的效果。

[实例4]

实例4是实例3的变形例。图7A是根据实例4的显示单元10的截面图。根据实例4的显示单元10的配置与根据实例3的显示单元10的配置的不同之处在于,例如由玻璃制成的透明垫(薄膜)95被设置在设置光圈91所经由的层(遮光层93)上。

当透明垫95以此方式设置在设置光圈91所经由的层上时,根据实例4的显示单元10可以设置为具有触摸屏结构的显示单元,在该触摸屏结构中,允许经由利用指尖或专用笔触摸屏幕进行输入,这与诸如智能电话的移动终端的显示装置相似。应注意,在这个实例的配置中,尽管触摸屏结构被提供给根据实例3的显示单元10,但是类似地,可以将触摸屏结构提供至根据实例1的显示单元10或者提供至根据实例2的显示单元10。进一步地,当待使用的触摸屏结构具有内嵌式类型时,透明垫95可以是不具有触摸屏结构的保护层。

[实例5]

实例5是实例1的变形例。图7B是根据实例5的显示单元10的截面图。根据实例5的显示单元10的配置与根据实例1的显示单元10的配置的不同之处在于,衍射光栅96设置在像素11(子像素11R、11G和11B)与扩散层14之间。衍射光栅96具有其中例如大量平行缝隙以相等间隔排列的结构。

衍射光栅96具有通过衍射使从子像素11R、11G和11B发射的各个颜色中的光束分散的功能。因此,当衍射光栅96设置在像素11(子像素11R、11G和11B)与扩散层14之间时,通过衍射光栅96的功能,可以减少扩散层14中的不均匀的颜色混合。应注意,在这个实例的配置中,尽管相对于根据实例1的显示单元10设置衍射光栅96,但是类似地,可以将衍射光栅96提供至根据实例2至实例4的显示单元10。

[实例6]

实例6涉及在根据实例1的显示单元10中形成分离件94的方法。图8A、图8B和图8C是示出了根据实例6的形成分离件94的方法的过程视图。首先,由例如丙烯酸的材料制成的扩散层14在像素11(子像素11R、11G和11B)上形成为约35μm的厚度。在其中扩散层14还没有硬化的状态下,具有符合分离件94的形状的突出部分97A的模具97被按压到扩散层14上(图8A中的步骤)。

在这个实例中,模具97的突出部分97A之间的间隔均被设置为例如约30μm至100μm,并且每一个突出部分97A的厚度被设置为例如10μm或更小。关于此,在扩散层14中,用于形成分离件94的各自具有10μm或更小的宽度的凹进部分14A以约30μm至100μm的间隔形成(图8B中的步骤)。然后,可见光吸收材料被涂布在其中形成了凹进部分14A的扩散层14上(图8C中的步骤)。在涂布可见光吸收材料时,可以使用众所周知的涂覆法,诸如,丝网印刷法、缝隙模涂覆法、滴镀法以及旋涂覆法。

在可见光吸收材料的涂布之后,去除扩散层14的顶面上的可见光吸收材料的残余部分。应注意,当每一个分离件94的宽度被设置为例如约5μm并且扩散层14的顶面上的涂层的厚度以可以吸收可见光的密度被设置为例如小于1μm时,不必去除可见光吸收材料。进一步地,如在实例3的情况下,为了固定像素11之间的间隙使得相邻像素的颜色的混合减少,分离件94可以各自形成为倒置的梯形形状,其中,像素11侧的尺寸小于光圈91侧的尺寸。

[实例7]

实例7是根据第一实施方式的显示装置1A的变形例。图9示出了根据实例7的显示装置1A的系统配置。根据第一实施方式的显示装置1A的系统配置包括显示单元10、拍摄单元20、距离测量单元30、信号处理单元40、显示控制单元50和输入单元60。与之相比,根据实例7的显示装置1A的系统配置不具有组成检测观看者的眼睛相对于显示单元10的显示面的位置信息和方位信息的检测单元的部分的功能,即,不包括拍摄单元20和距离测量单元30。

即使没有检测观看者的眼睛相对于显示单元10的显示面的位置信息和方位信息的功能,显示装置也能够利用光圈91的功能以放大尺寸显示图像,光圈91能够将图像呈现为在左右方向上放大为大于显示单元10的物理屏幕尺寸的显示图像。然而,当检测到观看者的眼睛的位置信息和方位信息并且基于检测结果执行信号处理单元40中的图像计算过程时,可以将更优选的显示图像呈现给观看者。

[实例8]

实例8是实例1至实例5的变形例。图10A是根据实例8的显示单元10的截面图。根据实例8的显示单元10具有其中液晶层98设置在光圈91和间隔层92之间的配置。在这个实例的配置中,尽管液晶层98设置在光圈91和间隔层92之间,但是液晶层98可能设置在光圈91上。在根据实例8的包括这种液晶层98的显示单元10中,可以控制透过液晶层98的光量。关于此,可以调整透过光圈91的光量。

[实例9]

实例9是实例1至实例5的变形例。图10B是根据实例9的显示单元10的截面图。在根据实例1至实例5的显示单元10的每一个的配置中,光圈91通过遮光层93固定地形成。与之相比,在根据实例9的显示单元10的配置中,其中形成光圈91的层由能够控制通过其中的光量的元件(诸如,电致变色元件99)形成。电致变色元件99是其中通过电场或电流的施加而生成颜色吸收带的物质,并且颜色仅由此可逆地改变。因此,当其中形成光圈91的层由电致变色元件99形成时,可以选择性地形成光圈91。应注意,作为除了电致变色元件99之外的能够控制通过其中的光量的元件的实例,可以提及液晶元件。

可以通过例如观看者经由图1中示出的输入单元60输入的指令选择是否形成光圈91。关于此,通过来自观看者的指令,当形成光圈91时可以呈现具有与显示单元10的显示面的长宽比不同的长宽比的显示图像,并且当没有形成光圈91时,可以呈现具有等于显示单元10的显示面的长宽比的长宽比的显示图像。

以此方式,当必要时,观看者可以在具有与显示单元10的显示面的长宽比不同的长宽比的图像显示和等于显示面的长宽比的长宽比的图像显示之间进行切换。应注意,当没有形成光圈91时,图像不单独显示用于左右眼。因此,图像以正常的显示模式显示。

进一步地,当形成光圈91时,如图4的示意图所示识别图像。在图4的示意图中,假设了显示立体图像的情况。具体地,左眼70L的视野中的图像和右眼70R的视野中的图像在观看者的大脑中结合,并且识别为立体图像。在显示立体图像的情况下,呈现至显示单元10的左眼像素13L和右眼像素13R的视差图像被识别为立体图像。同样在根据实例9的显示单元10的情况下,当没有形成光圈91时,所有像素被呈现给左右眼。

同样在根据第一实施方式的的显示装置1A中,其包括根据上文中描述的实例2、实例3、实例4、实例5、实例8或实例9的显示单元10,可以获得与根据第一实施方式的包括根据实例1的显示单元10的显示装置1A的那些相同的功能和相同的优势。换言之,来自左眼像素13L的显示图像和来自右眼像素13R的显示图像可以通过光圈91的功能以左右两个画面单独显示,并且因此可以作为在左右方向上放大为大于(高达两倍、)显示单元10的物理屏幕尺寸的显示图像呈现给观看者。

现在,参考图11A和图11B描述相对于观看者的左眼70L和右眼70R的显示像素。图11A示出了显示单元10的左眼像素13L和右眼像素13R的像素阵列。图11B示出了左眼用画面16L和右眼用画面16R的像素阵列。

作为显示单元10的设备规格的实例,像素的数量被假设为2160×3840,并且相对于四个像素来布置每一个光圈91,光圈的数量为540×960。作为用于光圈91的布置的单位的四个像素由两个纵向布置的像素(即,右眼像素13R)以及两个纵向布置的像素(即,左眼像素13L)形成。换言之,在显示单元10中的像素阵列中,右眼像素13R和左眼像素13L在水平方向(行方向)上交替地作为像素设置。

相反,至于左眼用画面16L和右眼用画面16R,如图11B所示,在其中左眼用画面16L和右眼用画面16R的像素列以一个像素列为间隔排列的状态,即,其中在水平方向上以一个像素为间隔排列像素的状态下,形成显示图像。换言之,信号处理单元40生成分别相对于左眼70L和右眼70R的图像信息项,使得水平方向上的每一个显示图像的像素的数量是显示单元10的像素的数量的一半。这利用具有某个尺寸或更小尺寸的事物不能用人类视力视觉识别的现象。换言之,即使当左眼用画面16L和右眼用画面16R的像素以一个像素为间隔排列使得对应于一个像素的间隙被固定时,当间隙小于人眼的分辨率极限时,不能视觉识别对应于一个像素的间隙。应注意,信号处理单元40生成图像信息项,使得垂直方向上的像素的数量等于显示单元10的像素的数量。

因此,当左眼用画面16L和右眼用画面16R的每一个像素的尺寸,即,当形成图像的每一个像素的尺寸,被设置为小于人眼的分辨率极限的尺寸,优选地,设置为一半(二分之一)或更小尺寸时,不能视觉识别像素列之间的对应于一个像素的间隙。应注意,人眼的分辨率极限是视力分辨率。具有1.0的视力的人的视角对应于一弧分角。这意味着检查一弧分视角的能力对应于1.0的视力。

通过在对应于左眼70L和右眼70R的排列方向的方向(水平方向/行方向)上以一个像素为间隔排列显示图像的左眼用画面16L和右眼用画面16R的像素,水平方向上的像素的数量相对于左眼70L和右眼70R中的每一个是显示单元10的像素的数量的一半。垂直方向上的像素的数量等于显示单元10的像素的数量。应注意,在此处举例说明的情况下,尽管在显示图像的左眼用画面16L和右眼用画面16R中的每一个采用在水平方向上具有一个像素为间隔的像素阵列,但是像素阵列不限于以一个像素为间隔的像素阵列。例如,可以采用以两个像素为间隔的像素阵列。

参考图12A和图12B更详细地描述人眼对于对应于左眼用画面16L和右眼用画面16R的像素列之间的一个像素的间隙的分辨率极限、以及左眼用画面16L和右眼用画面16R的每一个像素的像素尺寸。图12A示出了从观看者至显示单元10的观看距离、视力和像素尺寸的数字值的实例。图12B示出了人眼的分辨率(分辨率极限)和像素尺寸之间的关系。

例如,在视力为1.0并且观看距离为20[cm]的情况下,当像素尺寸(在水平方向上的尺寸)为29.1[μm]或更小,即,58.2[μm]或更小的视力分辨率的一半时,对应于像素列之间的一个像素尺寸的间隙不会被注意到。在诸如移动电话的移动式电子设备上,观看者通常在约70[cm]或更小的观看距离处执行显示画面的直观识别(观看)。因此,在视力为1.0并且观看距离为70[cm]的情况下,当像素尺寸为101.8[μm]或更小,即,203.6[μm]或更小的视力分辨率的一半时,对应于像素列之间的一个像素尺寸的间隙不会被注意到。

根据第一实施方式的显示装置1A使图像能够单独呈现给左眼70L和右眼70R,即,图像在左右方向上并排呈现。关于此,可以获得横向宽的显示区域。例如,可以将相对于整个显示图像彼此独立且彼此不重叠的不同图像呈现给左眼70L和右眼70R。此外,如从图11A和图11B中的说明中清晰可见,显示图像的左眼用画面16L和右眼用画面16R的像素的总数等于显示单元10的像素的数量。因此,可以呈现具有显示器的横向两倍区域的显示图像。换言之,对于左眼70L和右眼70R中的每一个,水平方向上的像素的数量是显示单元10的像素的数量的一半,并且垂直方向上的像素的数量等于显示单元10的像素的数量。关于此,垂直密度高达显示在左眼用画面16L和右眼用画面16R上的图像中的水平密度的两倍。因此,可以在垂直方向上平稳地显示图像并且使亮度加倍。

<第二实施方式>

图13是示出了根据本公开内容的第二实施方式的显示装置的系统配置的实例的框图。与根据第一实施方式的显示装置1A相似,根据第二实施方式的显示装置1B包括显示单元10、拍摄单元20、距离测量单元30、信号处理单元40、显示控制单元50和输入单元60。信号处理单元40和显示控制单元50例如可以由微计算机组成。拍摄单元20、距离测量单元30、信号处理单元40、显示控制单元50和输入单元60的功能与根据第一实施方式的显示装置1A的那些基本上相同。

根据第二实施方式的显示装置1B是使观看者能够利用双眼观看单个显示单元10的屏幕上的虚拟图像的虚拟图像显示装置。应注意,根据第二实施方式的显示装置1B不排除以单个眼睛观看的虚拟图像,并且因此可以利用单个眼睛观看虚拟图像。此外,根据第二实施方式的显示装置1B呈现具有与显示单元10的显示面的长宽比不同的长宽比的虚拟图像。具有与显示单元10的显示面的长宽比不同的长宽比的虚拟图像是与具有等于显示单元10的显示面的长宽比的长宽比的立体图像(三维图像)不同的图像。

在本文中,“长宽比彼此相等”的情况不仅包括长宽比正好彼此相等的情况,而且包括长宽比基本上彼此相等的情况。因此,由于在设计或生产中产生的各种类型的变化的存在导致立体图像的长宽比不同于显示单元10的显示面的长宽比的情况包括在“长宽比彼此相等”的情况的概念中。进一步地,当观看者观看立体图像时,观看者的目镜聚焦在显示单元10的显示面上的位置上。与之相比,当观看者观看虚拟图像时,观看者的目镜聚焦在与显示单元10的显示面上的位置不同的位置上,即,比显示面更远或更近的位置。

图14包括示出了根据第二实施方式的显示装置1B中的显示单元的主要部分的配置的视图。除了根据第一实施方式的显示装置1A中的根据实例1(参考图3A)的显示单元10的组件之外,根据第二实施方式的显示装置1B中的显示单元10具有包括例如由布置在对应于光圈91的阵列中的微透镜形成的虚拟图像透镜12的配置。换言之,与光圈91相似,虚拟图像透镜12以包括左眼像素和右眼像素的多个相邻像素为单位或者优选地以偶数数量像素为单位被布置在阵列中。在这个实例中,虚拟图像透镜12以四个像素为单位设置在方阵列(参考图3B)中,并且虚拟图像透镜12中每一个的尺寸等于四个像素的尺寸。同样在这个实例中,每一个光圈91的尺寸被设置为等于或小于各自由多个子像素形成的每一个像素11的尺寸。应注意,可以省去光圈91。

图14例如示出了2×3的微透镜阵列的正面图、在正面图中的箭头A-A的方向上观看的截面图(A-A线截面图)、以及在正面图中的箭头B-B的方向上观看的截面图(B-B线截面图)。虚拟图像透镜12具有根据焦距调整虚拟图像呈现位置的功能,使得观看者的目镜的焦点位置,即,虚拟图像呈现位置在与显示单元10的显示面上的位置不同的位置处(即,比显示面更远的位置或更近的位置)。换言之,虚拟图像透镜12具有将来自多个对应像素的图像的光聚焦在观看者的眼睛的视网膜上的功能,以便允许观看者将聚焦图像视觉识别为虚拟图像。

虚拟图像透镜12包括由高折射率材料制成的透镜部分121、以及覆盖透镜部分121的低折射率树脂122,并且以包括左眼像素13L和右眼像素13R的相邻的偶数数量的像素为单位形成,其中,左眼像素13L和右眼像素13R各自包括扩散层14、间隔层92和光圈91插入在其上的子像素11R、11G和11B。作为虚拟图像透镜12中每一个,可以使用具有固定焦距的定焦透镜或者具有可变焦距的变焦透镜。可替换地,可以一起使用定焦透镜和变焦透镜。作为定焦透镜,可以使用例如梯度折射率透镜(参考日本专利申请特开号2015-225966)。此外,至于变焦透镜,广泛可知的是液晶透镜和液体透镜。

虚拟图像透镜12起到根据它的焦距确定虚拟图像呈现位置的作用。因此,当虚拟图像透镜12各自由定焦透镜形成时,虚拟图像呈现示位置被固定。当虚拟图像透镜12各自由变焦透镜形成时,在通过以下描述的显示控制单元50的驱动控制下,可以通过改变变焦透镜的焦距调整虚拟图像呈现位置。

在图13中,信号处理单元40不仅执行检测观看者的眼睛相对于显示单元10的显示面的位置信息和方位信息的计算过程,而且执行计算从观看者的眼睛的位置至其中呈现(显示)虚拟图像的虚拟图像呈现位置的距离(在下文中,称为“虚拟图像距离”)的过程。当虚拟图像透镜12各自由定焦透镜形成时,虚拟图像距离被固定。因此,信号处理单元40基于虚拟图像透镜12的预登记的焦距,即,定焦透镜的焦距计算虚拟图像距离。当虚拟图像透镜12各自由变焦透镜形成时,通过来自观看者经由输入单元60的指令确定变焦透镜的焦距。此时,信号处理单元40基于通过观看者经由输入单元60指定的变焦透镜的焦距计算虚拟图像距离。进一步地,显示控制单元50将变焦透镜的焦距调整为由观看者指定的焦距。

信号处理单元40还基于观看者的眼睛的位置信息和方位信息、虚拟图像距离信息并且基于待显示的图像信息执行分别相对于左眼像素13L和右眼像素13R的虚拟图像信息项(图像信息项)的计算,使得虚拟图像呈现在具有与显示单元10的显示面的长宽比不同的长宽比的虚拟距离处的位置处。然后,信号处理单元40将计算的信息项提供至显示控制单元50。显示控制单元50基于从信号处理单元40提供的虚拟图像信息驱动左眼像素13L和右眼像素13R。当虚拟图像透镜12各自由变焦透镜形成时,显示控制单元50根据来自观看者经由输入单元60的指令控制变焦透镜的焦距。

在通过显示控制单元50的驱动控制下,虚拟图像呈现(显示)在虚拟图像距离处的位置处,即,虚拟图像呈现位置。换言之,当来自左眼像素13L和右眼像素13R的图像的光通过虚拟图像透镜12聚焦在观看者的视网膜上时,观看者可以将图像识别为显示在根据虚拟图像透镜12的焦距确定的呈现位置(虚拟图像距离位置)处的虚拟图像。

现在,描述在虚拟图像透镜12各自由定焦透镜形成的情况下的根据第二实施方式的显示装置1B的操作流程、以及在虚拟图像透镜12各自由变焦透镜形成的情况下的显示装置1B的操作流程。图15A示出了在虚拟图像透镜12各自由定焦透镜形成的情况下的操作流程。图15B示出了在虚拟图像透镜12各自由变焦透镜形成的情况下的操作流程。在任一情况下,假设拍摄单元20检测到观看者观看显示单元10,并且响应于此,显示装置1B开始用于呈现虚拟图像的操作。

如图15A的流程图所示,当虚拟图像透镜12各自由定焦透镜形成时,通过拍摄单元20检测到观看者观看显示单元10,并且拍摄单元20拍摄观看者的面部(步骤S11)。此时,还通过距离测量单元30直接或间接执行显示单元10的显示面和观看者的眼睛之间的距离的测量。

然后,基于通过拍摄单元20拍摄的图像信息和通过距离测量单元30测量的距离信息,信号处理单元40计算观看者的眼睛的位置信息和方位信息(步骤S12)。此时,通过使用根据已知定焦透镜的焦距确定的虚拟图像距离,信号处理单元40基于观看者的眼睛的位置信息和方位信息并且基于待显示的图像信息计算分别相对于左眼像素13L和右眼像素13R的虚拟图像信息项(图像信息项)。接下来,显示控制单元50将通过信号处理单元40获得的虚拟图像信息项输出至左眼像素13L和右眼像素13R(步骤S13),并且驱动左眼像素13L和右眼像素13R。关于此,虚拟图像呈现在虚拟图像距离处的呈现位置处(步骤S14)。

如图15B的流程图所示,当虚拟图像透镜12各自由变焦透镜形成时,通过拍摄单元20检测到观看者观看显示单元10,并且拍摄单元20拍摄观看者的面部(步骤S21)。此时,还通过距离测量单元30直接或间接执行显示单元10的显示面和观看者的眼睛之间的距离的测量。

然后,基于通过拍摄单元20拍摄的图像信息和通过距离测量单元30测量的距离信息,信号处理单元40计算观看者的眼睛的位置信息和方位信息(步骤S22)。接下来,信号处理单元40基于通过观看者经由输入单元60指定的变焦透镜的焦距计算虚拟图像距离。此外,通过使用虚拟图像距离信息,信号处理单元40基于观看者的眼睛的位置信息和方位信息以及基于待显示的图像信息计算分别相对于左眼像素13L和右眼像素13R的虚拟图像信息项(步骤S23)。此后,显示控制单元50将通过信号处理单元40获得的虚拟图像信息项输出至左眼像素13L和右眼像素13R(步骤S24),并且驱动左眼像素13L和右眼像素13R。关于此,虚拟图像呈现在虚拟图像距离处的呈现位置处(步骤S25)。

如上所述,根据第二实施方式的显示装置1B是使观看者能够用双眼观看单个显示单元10上的虚拟图像,并且呈现具有与显示单元10的显示面的长宽比不同的长宽比的虚拟图像的虚拟图像显示装置。应注意,呈现具有与显示单元10的显示面的长宽比不同的长宽比的虚拟图像意味着呈现(显示)不在显示单元10的显示面上而是在与观看者的观看方向(显示单元10的前后方向)上与显示单元10的显示面上的位置不同的呈现位置处的虚拟图像。

具体地,在根据第二实施方式的显示装置1B上,相对于观看者的虚拟图像呈现位置可以是比显示单元10的显示面更远观看者的位置、或者是比显示单元10的显示面更加靠近观看者的位置。从观看者至虚拟图像呈现位置的虚拟图像的距离,即,虚拟图像距离根据虚拟图像透镜12的焦距以及从观看者至显示单元10的距离(在下文中,称为“观看距离”)确定。

进一步地,当虚拟图像透镜12各自由变焦透镜形成时,根据第二实施方式显示装置1B可以在虚拟图像显示和真实图像显示之间切换。换言之,当虚拟图像透镜12各自由变焦透镜形成时,通过将透镜功能提供至变焦透镜,如上所述,可以在与显示单元10的显示面上的位置不同的呈现位置处呈现虚拟图像。进一步地,通过从变焦透镜省略透镜功能,可以在显示单元10的显示面上显示真实图像(二维图像)。可以通过基于由用户经由输入单元60的指令在显示控制单元50的控制下共同控制形成变焦透镜的所有微透镜的焦距,来切换是否将透镜功能提供至变焦透镜。

进一步地,在根据第二实施方式的显示装置1B上,当虚拟图像透镜12各自由变焦透镜形成时,还可以在显示控制单元50的控制下单独控制形成变焦透镜的微透镜的焦距。关于此,虚拟图像可以以显示画面内的不同具有不同的距离处,并且可以相对于虚拟图像局部产生景深感觉。以此方式,虚拟图像不可以呈现为二维图像而是呈现为三维图像。这个呈现不同于观看者的瞳孔聚焦在显示单元10上并且通过左右视差产生立体视觉的情况。换言之,不在显示单元10上而是在可见图像中的三维位置上执行这个呈现中的聚焦。

现在,更具体地描述根据第二实施方式的显示装置1B。在以下描述中,将虚拟图像呈现在比显示单元10的显示面更远离位置处的根据第二实施方式的显示装置被称为根据第二实施方式的实施方式A的显示装置。将虚拟图像呈现在比显示单元10的显示面的距离不远离的位置处的根据第二实施方式的另一个显示装置被称为根据第二实施方式的实施方式B的显示装置。

(根据第二实施方式的实施方式A的显示装置)

根据第二实施方式的实施方式A的显示装置是将虚拟图像呈现在比显示单元10的显示面更远的位置处的虚拟图像显示装置。图16是示出了通过根据第二实施方式的实施方式A的显示装置呈现的虚拟图像的说明性视图。在图16中,关于观看者的左眼70L的光束由单点划线表示,并且关于观看者的右眼70R的光束由虚线表示。进一步地,例如,假设观看者的左眼70L和右眼70R之间的(两眼间的)距离为65[mm]。上述情况也适用于以下描述的实例。

在根据第二实施方式的实施方式A的显示装置上,虚拟图像通过图13中的信号处理单元40的信号处理并且在通过图13中的显示控制单元50的显示控制下呈现。换言之,显示控制单元50基于通过信号处理单元40生成的图像信息,驱动显示单元10的左眼像素13L和右眼像素13R,从而根据虚拟图像透镜12的焦距和观看距离在设置为比显示单元10的显示面更远的位置的呈现位置处呈现虚拟图像15。

更具体地,信号处理单元40生成使得左眼图像的左侧和右眼图像的右侧彼此相邻的图像信息。显示控制单元50基于通过信号处理单元40生成的图像信息驱动左眼像素13L和右眼像素13R,从而在设置为比显示单元10的显示面更远的位置的呈现位置处呈现虚拟图像15。换言之,在根据第二实施方式的实施方式A的显示装置上,虚拟图像15显示在作为在左右方向上彼此相邻的两个画面的左眼用画面16L和右眼用画面16R上。

可以在左眼用画面16L和右眼用画面16R的两个画面上显示相同内容的图像。可替换地,例如,如图16所示,可以显示不同内容的图像,在右眼用画面16R上显示内容A的图像,并且在左眼用画面16L上显示内容B的图像。作为后者情况的显示实例,可以想象的是,在左眼用画面16L上显示诸如包括突出的指定点的地图信息的图像信息,并且在右眼用画面16R上显示诸如用于指定点处的每个时间区域的天气预报的图像信息、或者诸如指定点处的用餐/餐馆信息的图像信息。

相对于观看者的左眼70L和右眼70R的虚拟图像15的显示像素、人眼对于对应于左眼用画面和右眼用画面的像素列之间的一个像素的间隙的分辨率极限、以及像素尺寸与在参考图11A至图12B描述的根据第一实施方式的显示装置1A的情况下的那些基本上相同。

如上所述,根据第二实施方式的实施方式A的显示装置是虚拟图像显示装置,该虚拟图像显示装置包括在比显示单元10的显示面更加远离观看者的位置处呈现虚拟图像15的远距离显示光学系统,其中,光圈91和虚拟图像透镜12以包括左眼像素和右眼像素的相邻的偶数数量的像素为单位被布置在阵列中。进一步地,显示装置使观看者能够利用双眼观看相对于单个显示单元10的屏幕在比显示单元10的显示面更远的位置处的虚拟图像15。关于此,消除在一个人的头上佩戴诸如头戴式显示器的眼镜型显示器的需要,从而使得可以减少观看者(用户)的负担和工作。

进一步地,尽管随着年龄增长而远视或弱视的观看者难以观看近处的屏幕,但是根据第二实施方式的实施方式A的显示装置甚至使随着年龄增长而远视或弱视的观看者能够通过虚拟图像观看聚焦在虚拟图像的显示屏幕上,具体地通过将由眼球的透镜形成的焦点位置转换至比显示单元10的显示面更远的位置。

进一步地,根据第二实施方式的实施方式A的显示装置使虚拟图像能够单独呈现给左眼70L和右眼70R,即,虚拟图像在左右方向上能够并排呈现。关于此,可以使显示区域横向变宽。例如,可以将相对于整个显示图像彼此独立且彼此不重叠的不同图像作为虚拟图像呈现给左眼70L和右眼70R。此外,如从图11A和图11B中的说明中清晰可见,显示虚拟图像15的左眼用画面16L和右眼用画面16R的像素的总数等于显示单元10的像素的数量。因此,可以呈现具有显示器的横向两倍区域的虚拟图像。换言之,对于左眼70L和右眼70R中每一个,水平方向上的像素的数量是显示单元10的像素的数量的一半,并且垂直方向上的像素的数量等于显示单元10的像素的数量。关于此,显示在左眼用画面16L和右眼用画面16R上的虚拟图像中,垂直密度高达水平密度的两倍。因此,可以在垂直方向上平稳地显示图像并且使亮度加倍。

同时,在显示装置上,即使当像素尺寸(像素节距)被小型化为人类视力分辨率的水平或者更高时,由于人类视力分辨率,这个小型化水平还不能起作用。因此,不可以获得高清晰度信息。与之相比,在根据第二实施方式的实施方式A的显示装置上,呈现给左眼70L和右眼70R的显示单元10的像素在像素阵列的水平方向上交替用于右眼和左眼。因此,当显示时,利用右眼特定观看的显示单元10的像素不包括用于左眼的像素。然而,当对应于非显示像素的间隙近似于视力分辨率的水平时,不可以辨别显示像素的相邻像素之间的间隙。因此,像素尺寸可以减少为近似视力分辨率的一半的水平。因此,即使当显示单元10的屏幕尺寸不变时,也可以增加可以显示为虚拟图像的像素的数量。

现在,描述根据第二实施方式的实施方式A的显示装置用作电子设备的显示装置,具体地,用作移动式电子设备的显示装置的情况的具体实例。在根据第二实施方式的实施方式A的显示装置上,当相对于观看者的虚拟图像的呈现位置比显示单元10更远时,虚拟图像呈现在虚拟图像呈现位置,使得左眼图像的左侧和右眼图像的右侧彼此相邻或彼此重叠。通过信号处理单元40生成虚拟图像的信息。应注意,本文中的“相邻的”包括在左眼图像的左侧和右眼图像的右侧之间存在间隙的情况。

[实例10]

实例10是根据第二实施方式的实施方式A的显示装置用作电子设备的实例的手表式终端的显示装置的实例。图17是示出了通过根据实例10的显示装置呈现的虚拟图像的说明性视图。

在图17中,手表式终端100的显示单元10A对应于图13中的显示单元10。如图17所示,图13中的拍摄单元20和距离测量单元30被布置在手表式终端100的显示单元10A的外围部分处。图13中的信号处理单元40和显示控制单元50以IC的形式例如结合于手表式终端100中。

手表式终端100的显示单元10A的左眼像素13L和右眼像素13R通过信号处理单元40的信号处理且在显示控制单元50的显示控制下驱动。关于此,虚拟图像15呈现在根据虚拟图像透镜12的焦距和观看距离确定的虚拟图像呈现位置处。更具体地,在根据实例10的显示装置上,虚拟图像15呈现在左眼用画面16L和右眼用画面16R的两个画面上。左眼用画面16L和右眼用画面16R被配置为使得两个画面在此时彼此接触以便在左右方向上连续。

可以在左眼用画面16L和右眼用画面16R的两个画面上呈现相同内容的虚拟图像。可替换地,例如,如图17所示,可以呈现不同内容的虚拟图像,在右眼用画面16R上呈现内容A的虚拟图像,并且在左眼用画面16L上呈现内容B的虚拟图像。作为后者情况的显示实例,可以想象的是,在左眼用画面16L上呈现包括突出的指定点的地图的虚拟图像,并且在右眼用画面16R上呈现诸如用于指定点处的每个时间区域的天气预报的虚拟图像、或者例如指定点处的用餐/餐馆信息的虚拟图像。

现在,描述手表式终端100的显示单元10A的设备规格的实例。手表式终端100的显示单元10A假设具有2[英寸]的屏幕尺寸,其中宽度为4[cm]且高度为3[cm],其中像素的数量为宽度为1280[像素]和高度为960[像素]。进一步地,像素节距(像素尺寸)被假设为31[μm],其中虚拟图像透镜12中每一个的间距为61[μm]。

在这个设备规格下,当作为从观看者至显示单元10A的距离的观看距离例如为20[cm]时,假设作为从观看者至虚拟图像15的呈现位置的距离的虚拟图像距离例如被设置为60[cm]。在这种情况下,在虚拟图像距离为60[cm]的呈现位置处,虚拟图像15显示在各自具有6[英寸]的屏幕尺寸,其中宽度为12[cm]且高度为9[cm],其中像素的数量为宽度为640[像素]和高度为960[像素]的左眼用画面16L和右眼用画面16R的两个画面上。

换言之,在显示虚拟图像15的两个画面中每一个上,分别对于左眼70L和右眼70R,水平方向上的像素的数量是显示单元10A的像素的数量的一半,并且垂直方向上的像素的数量等于显示单元10A的像素的数量。进一步地,两个画面的整体画面的画面尺寸为10.5[英寸],其中宽度为24[cm]且高度为9[cm],其中像素的数量为宽度为1280[像素]和高度为960[像素]。换言之,两个画面的整体画面使用显示单元10A的全部像素。虚拟图像的显示分辨率对应于视频图形阵列(VGA)的分辨率的高达四倍的分辨率。

如上所述,利用根据实例10的显示装置,虚拟图像15可以显示在比手表式终端100的显示单元10A更远的呈现位置处。因此,可以减少由近距离观看近处屏幕所引起的眼睛疲劳。考虑到可佩戴性,手表式终端100的显示单元10A的屏幕尺寸物理局限于高达约两英寸的尺寸,并且根据此,待在其上显示的内容也受到限制。即使在这种限制下,利用根据实例1的显示装置,也可以通过虚拟图像显示在比显示单元10A更远的位置处显示具有放大的屏幕尺寸的图像(虚拟图像),并且因此呈现大量信息。

利用根据实例10的显示装置,通过改变从观看者至显示单元10A的观看距离,可以改变到呈现虚拟图像15的显示位置的虚拟图像距离,并且改变左眼用画面16L和右眼用画面16R的两个画面的画面尺寸。如图18所示,通过将观看距离设置为40[cm],可以在虚拟图像距离为80[cm]的呈现位置处在各自具有4[英寸]的画面尺寸,其中宽度为8[cm]且高度为6[cm]的左眼用画面16L和右眼用画面16R上显示虚拟图像15。在任一情况下,显示单元10A具有2[英寸]的画面尺寸,其中,宽度为4[cm]且高度为3[cm]。

[实例11]

实例11是实例10的变形例。图19是示出了通过根据实例11的显示装置呈现的虚拟图像的说明性视图。

在根据实例10的显示装置上,左眼用画面16L和右眼用画面16R被配置为使得两个画面彼此接触以便在左右方向上连续。与之相比,如图19所示,在根据实例11的显示装置上,左眼用画面16L和右眼用画面16R被配置为使得两个画面在它们之间具有空间以便在左右方向上区分。

现在,描述手表式终端100的显示单元10A的设备规格的另一实例。手表式终端100的显示单元10A假设具有2[英寸]的屏幕尺寸,其中,宽度为4[cm]且高度为3[cm],其中像素的数量为宽度为1280[像素]且高度为960[像素]。进一步地,像素节距(像素尺寸)被假设为31[μm],其中虚拟图像透镜12中每一个的间距为61[μm]。在这种设备规格下,当观看距离例如为20[cm]时,虚拟图像距离例如被设置为60[cm]。在这种情况下,在虚拟图像距离为60[cm]的呈现位置处,虚拟图像15显示在各自具有6[英寸]的屏幕尺寸的两个屏幕上,其中,像素的数量为宽度为640[像素]且高度为960[像素]。

如上所述,利用根据实例11的显示装置,虚拟图像可以呈现在通过在左右方向上划分左眼用画面16L和右眼用画面16R获得的两个画面上。关于此,尽管不期望在左眼用画面16L和右眼用画面16R的两个画面上显示相同的内容,但是可以在其上同时显示不同的(两种类型的)内容A和B的信息项。还在这种情况下,显示单元10A的全部像素用于两个画面。

在根据实例11的变形例的显示装置上,即使当观看距离不变时,也可以通过改变虚拟图像透镜12的焦距改变虚拟图像距离进而改变在左右方向上分开的两个屏幕的尺寸。例如,如图20A所示,当观看距离为20[cm]时,通过将虚拟图像距离设置为100[cm],可以在具有10[英寸]的屏幕尺寸,其中宽度为20cm且高度为15cm的左眼用画面16L和右眼用画面16R上显示虚拟图像15。

进一步地,通过改变观看距离,可以改变虚拟图像距离、以及左眼用画面16L和右眼用画面16R的屏幕尺寸。例如,如图20B所示,通过将观看距离设置为40[cm],可以在虚拟图像距离为120[cm]的呈现位置处在各自具有6[英寸]的屏幕尺寸,其中宽度为12[cm]且高度为9[cm]的左眼用画面16L和右眼用画面16R上显示虚拟图像15。在任一情况下,显示单元10A具有2[英寸]的屏幕尺寸,其中,宽度为4[cm]且高度为3[cm]。

[实例12]

实例12是其中根据第二实施方式的实施方式A的显示装置用作诸如功能电话和智能电话的移动终端的(作为电子设备的实例)的显示装置的实例。图21是示出了通过根据实例12的显示装置呈现的虚拟图像的说明性视图。

在图21中,移动终端200的显示单元10B对应于图13中的显示单元10。如图21所示,图13中的拍摄单元20和距离测量单元30被布置在移动终端200的显示单元10B的外围部分处。图13中的信号处理单元40和显示控制单元50以IC的形式例如结合在移动终端200中。

现在,描述移动终端200的显示单元10B的设备规格的实例。移动终端200的显示单元10B假设具有纵向长屏幕,具有5[英寸]的屏幕尺寸,其中宽度为6.2[cm]且高度为11.1[cm],其中像素的数量为宽度为2160[像素]且高度为3840[像素]。进一步地,像素节距(像素尺寸)被假设为29[μm],其中虚拟图像透镜12中每一个的间距为59[μm]。

在这个设备规格下,当作为从观看者至显示单元10B的距离的观看距离例如为20[cm]时,假设作为从观看者至虚拟图像呈现位置的距离的虚拟图像距离例如被设置为200[cm]。在这种情况下,在虚拟图像距离为200[cm]的呈现位置处,虚拟图像15显示在各自具有50[英寸]的屏幕尺寸,其中宽度为62[cm]且高度为111[cm],其中像素的数量为宽度为1080[像素]和高度为3840[像素]的左眼用画面16L和右眼用画面16R的两个画面上。

换言之,在显示虚拟图像15的两个屏幕中每一个上,分别对于左眼70L和右眼70R,水平方向上的像素的数量是显示单元10B的像素的数量的一半,并且垂直方向上的像素的数量等于显示单元10B的像素的数量。进一步地,两个屏幕的整体画面的屏幕尺寸为64.5[英寸],其中宽度为121[cm]且高度为111[cm],其中像素的数量为宽度为2160[像素]且高度为3840[像素]。换言之,两个屏幕的整体画面使用显示单元10B的全部像素。虚拟图像的显示分辨率对应于4K的分辨率。

进一步地,对于20[cm]的观看距离,当移动终端200的显示单元10B的屏幕更接近观看者时,虚拟图像(两个屏幕)被放大,并且相反,当屏幕远离观看者时,虚拟图像被缩小。在上述设备规格下,当观看距离例如减少为15[cm]时,虚拟图像15显示在虚拟图像距离为195[cm]的呈现位置处的各自具有65[英寸]的屏幕尺寸,其中宽度为81[cm]且高度为144[cm]的两个屏幕上。两个屏幕的整体画面的屏幕尺寸为84[英寸],其中,宽度为159[cm]且高度为144[cm]。相反,当观看距离例如增加至30[cm]时,虚拟图像15显示在虚拟图像距离为210[cm]的呈现位置处的各自具有35[英寸]的屏幕尺寸,其中宽度为44[cm]且高度为78[cm]的两个屏幕上。两个屏幕的整体画面的屏幕尺寸为45[英寸],其中,宽度为83[cm]且高度为78[cm]。

如上所述,利用根据实例12的显示装置,虚拟图像15可以显示在比移动终端200的显示单元10B更远的呈现位置处。因此,可以减少观看者的眼睛疲劳。具体地,通过虚拟图像观看,即,通过将由眼球的透镜形成的焦点位置转移至比显示单元10B的显示面更远的位置,可以减少由在近距离观看近处的屏幕(诸如,移动终端200的显示单元10B)所引起的观看者的眼睛疲劳。

具体地,在诸如功能电话和智能电话的移动终端200的情况下,当运动中的观看者观看显示单元10B的屏幕时,观看者的焦点转移至他/她的手,并且因此观看者难以掌握周围情形。相反,利用根据实例12的显示装置,即使当观看显示单元10B的屏幕时,观看者聚焦在远距离位置上,并且因此观看者容易掌握周围情形。

进一步地,考虑到便携性,移动终端200的显示单元10B的屏幕尺寸物理局限于高达约五英寸的尺寸,并且根据此,待在其上显示的内容也受到限制。即使在这种限制下,利用根据实例12的显示装置,可以通过虚拟图像显示在比显示单元10B更远的位置处显示具有放大的屏幕尺寸的图像(虚拟图像)。具体地,可以显示具有超过视力极限(1920×1080)的大量像素的虚拟图像,并且因此显著增加呈现的信息量。

在移动终端200上,显示单元10B一般用作纵向长屏幕。因此,在水平方向上延伸的信息被包装至下一行。水平长照片被限制在水平宽度中,并且因此在其上侧和下侧利用不可用的黑色部分显示。因此,在小屏幕上观看照片。相反,利用根据实例12的显示装置,通过虚拟图像显示,可以在比显示单元10B更远的位置处在水平的宽屏幕尺寸中显示图像(虚拟图像)。因此,可以显著增加显示内容的自由度。

[实例13]

实例13是其中根据第二实施方式的实施方式A的显示装置用作诸如静物照相机或摄像机的照相机装置(作为电子设备的实例)的显示装置的实例。图22是示出了通过根据实例13的显示装置呈现的虚拟图像的说明性视图。

在图22中,照相机装置300的显示单元10C对应于图13中的显示单元10。如图22所示,图13中的拍摄单元20和距离测量单元30被布置在照相机装置300的显示单元10C的外围部分处。图13中的信号处理单元40和显示控制单元50以IC的形式例如结合在照相机装置300椎间盘买个。

现在,描述照相机装置300的显示单元10C的设备规格的实例。照相机装置300的显示单元10C假设具有3[英寸]的屏幕尺寸,其中,宽度为6.1[cm]且高度为4.6[cm],其中像素的数量为宽度为2048[像素]且高度为1520[像素]。进一步地,像素节距(像素尺寸)被假设为30[μm],其中虚拟图像透镜12中每一个的间距为60[μm]。

在这个设备规格下,当作为从观看者至显示单元10C的距离的观看距离例如为20[cm]时,假设作为从观看者至虚拟图像呈现位置的距离的虚拟图像距离例如被设置为200[cm]。在这种情况下,在虚拟图像距离为200[cm]的呈现位置处,虚拟图像15显示在各自具有6[英寸]的屏幕尺寸,其中宽度为12[cm]且高度为9[cm],其中像素数量为宽度为1024[像素]和高度为1520[像素]的左眼用画面16L和右眼用画面16R的两个画面上。

换言之,在显示虚拟图像15的两个屏幕中每一个上,分别相对于左眼70L和右眼70R,水平方向上的像素的数量是显示单元10C的像素的数量的一半,并且垂直方向上的像素的数量等于显示单元10C的像素的数量。进一步地,两个屏幕的整体画面的画面尺寸为51[英寸],其中像素的数量为宽度为2480[像素]且高度为1520[像素]。换言之,两个画面的整体画面使用显示单元10C的全部像素。

如上所述,利用根据实例13的显示装置,可以在作为在左右方向上彼此相邻的两个画面的左眼用画面16L和右眼用画面16R上呈现虚拟图像。关于此,可以同时在左眼用画面16L和右眼用画面16R的两个画面上显示不同的(两种类型的)内容A和B的信息项。优选的是,诸如静物照相机和摄像机的照相机装置300例如在右眼用画面16R上显示被摄体的图像、以及在左眼用画面16L上显示诸如快门速度和柱形图的显示成像条件。通过利用以此方式水平扩大的两个屏幕显示,即,通过在主体的图像的附近显示诸如快门速度和柱形图的成像条件,摄影师可以在检查成像条件的同时在适宜条件下执行拍摄。

诸如静物照相机和摄像机的照相机装置300执行确定被摄体的构图的操作。此时,当观看被摄体时眼睛聚焦在远距离位置上,并且因此近侧上的照相机装置300的显示单元10C的屏幕模糊。与之相比,当在观看显示单元10C上的屏幕的同时确定构图时,焦点在显示单元10C上,并且因此被摄体模糊。利用根据实例13的显示装置,可以聚焦在被摄体和显示单元10C这两者上,并且因此可以在拍摄中容易地确定被摄体的构图。

进一步地,利用根据实例13的显示装置,虚拟图像15可以显示在比照相机装置300的显示单元10C更远的呈现位置处。因此,可以减少观看者的眼睛疲劳。具体地,通过虚拟图像观看,即,通过将由眼球的透镜形成的焦点位置转移至比显示单元10C的显示面更远的位置,可以减少由在近距离观看近处的屏幕(诸如,照相机装置300的显示单元10C)所引起的观看者的眼睛疲劳。

以上描述的实例10至13是其中呈现左眼图像(虚拟图像)的左眼用画面16L和呈现右眼图像(虚拟图像)的右眼用画面16R被布置为在左右方向上两个相邻的(连续的)画面、或者在左右方向上两个分开的画面。换言之,在实例10至13中,左眼图像和右眼图像在左右方向上没有彼此重叠。然而,根据第二实施方式的实施方式A的显示装置不限于这个配置,并且可以导致左眼图像和右眼图像在左右方向上彼此重叠。现在,描述左眼图像和右眼图像在左右方向上彼此重叠的情况的具体实例。

[实例14]

实例14是其中将虚拟图像呈现在比显示单元10(参考图16)的显示面更远的位置处的远距离显示光学系统使用固定焦点的实例,即,其中虚拟图像透镜12各自由定焦透镜形成的实例。图23A和图23B是各自示出了通过根据实例14的显示装置呈现的虚拟图像的说明性视图。图23A示出了观看距离为20[cm]的情况。图23B示出了观看距离为10[cm]的情况。例如,水平方向(行方向)上的显示单元10的屏幕的尺寸(在下文中,称为“面板尺寸”)为8[cm]。进一步地,虚拟图像15由双点划线表示。上述情况也适用于以下描述的实例。

首先,其中通过虚拟图像距离被设置为80[cm]的实例的方式描述了观看距离为20[cm]的图23A的情况。这个虚拟图像距离根据虚拟图像透镜12的焦距,即,定焦透镜的焦距确定。在这种情况下,通过图13中示出的信号处理单元40的信号处理,并且在图13中示出的显示控制单元50的显示控制下,虚拟图像15呈现在虚拟图像距离为80[cm]的呈现位置处。更具体地,信号处理单元40生成允许左眼图像的左侧的一部分和右眼图像的右侧的一部分彼此重叠的图像信息,并且显示控制单元50基于图像信息驱动左眼像素13L和右眼像素13R。关于此,虚拟图像15呈现在虚拟图像距离为80[cm]的呈现位置处。

当面板尺寸为8[cm]时,在观看距离为20[cm]且虚拟图像距离为80[cm]的设置条件下,具有50.4[cm]的虚拟图像尺寸的虚拟图像在其中左眼图像的左侧的一部分和右眼图像的右侧的一部分彼此重叠的状态下呈现在这个虚拟图像距离的呈现位置处。本文中的虚拟图像尺寸指的是左右方向(水平方向/横向方向)上的虚拟图像15的尺寸。此时,从显示单元10至虚拟图像呈现位置的距离(在下文中,称为“面板至虚拟图像距离”)为60[cm](=虚拟图像距离80[cm]-观看距离20[cm])。

应注意,在左眼图像的左侧的一部分和右眼图像的右侧的一部分彼此重叠的区域中,优选的是,显示左眼图像和右眼图像中的任一个,或者在经受插补处理之后显示左眼图像和右眼图像。关于此,可以抑制出现双重图像显示在其中左眼图像的左侧的一部分和右眼图像的右侧的一部分彼此重叠的区域中,并且亮度变得高于其他区域中的亮度的这种现象。上述情况也适用于以下描述的实例。

接下来,描述其中观看距离为10[cm]的图23B的情况。与其中观看距离为20[cm]的图23A的状态相反,在图23B的状态下,观看距离从20[cm]变为10[cm]。通过将观看距离从20[cm]变为10[cm],具有100[cm]的虚拟图像尺寸的虚拟图像15呈现在虚拟图像距离为70[cm]的呈现位置处。此时的面板至虚拟图像距离为60[cm](=虚拟图像距离70[cm]-观看距离10[cm]),它等于在观看距离为20[cm]的情况。

利用根据实例14的上述显示装置,可以仅通过改变观看距离而不调整用于驱动显示单元10的图像信息(显示图像信息)将虚拟图像尺寸从图23A的状态下改变为图23B的状态下,或者反之亦然。因此,当显示装置用作包括手表式终端、诸如功能电话和智能电话的移动终端、或者诸如静物照相机和摄像机的照相机装置的电子设备的显示装置时,可以仅通过改变观看者将这些终端(装置)保持在他/她的手中的距离,即,手持距离来改变虚拟图像尺寸。因此,可以易于观看的尺寸显示虚拟图像。

[实例15]

实例15是实例14的变形例。图24A和图24B是各自示出了通过根据实例15的显示装置呈现的虚拟图像的说明性视图。实例15是其中远距离显示光学系统使用固定焦点并且虚拟图像尺寸是固定的实例。图25A示出了观看距离为20[cm]的情况。图24B示出了观看距离为10[cm]的情况。

图24A的状态与图23A的状态相同。换言之,在图24A的状态下,在观看距离为20[cm]并且虚拟图像距离为80[cm]的设置条件下,具有50.4[cm]的虚拟图像尺寸的虚拟图像15在其中左眼图像的左侧的一部分和右眼图像的右侧的一部分彼此重叠的状态下呈现在这个虚拟图像距离的呈现位置处。

相反,在图24B的状态下,即,即使在其中观看距离从20[cm]变为10[cm]的状态下,具有50.4[cm]的相同的虚拟图像尺寸的虚拟图像15被呈现在虚拟图像距离为70[cm]的呈现位置处。为了以此方式固定虚拟图像尺寸而不考虑观看距离,必须根据观看距离调整相对于显示单元10上的左右方向上的有效像素区域的图像显示范围。本文中的“有效像素区域”表示有助于虚拟图像15的呈现(显示)的像素的区域。

具体地,在图24A中示出的状态下,如图25A所示,显示单元10上的左右方向上的整个有效像素区域用作用于左眼图像和右眼图像这两者的图像显示范围。在图24B中示出的状态下,如图25B所示,从显示单元10上的有效像素区域的左端的预定范围用作用于左眼图像的图像显示范围,并且从显示单元10上的有效像素区域的右端的预定范围用作用于右眼图像的图像显示范围。换言之,左眼图像的非图像显示区域被设置在显示单元10上的有效像素区域的右端侧上的一部分处,并且右眼图像的非图像显示区域被设置在显示单元10上的有效像素区域的左端侧上的一部分处。然后,通过根据观看距离调整图像显示范围,即使当远距离显示光学系统使用固定焦点时,虚拟图像距离也从80[cm]改变为70[cm]。因此,可以固定虚拟图像尺寸。

利用根据实例15的上述显示装置,即使当观看距离从图24A的状态下改变为图24B的状态下或者反之亦然时,可以在其中虚拟图像尺寸是固定的状态下呈现虚拟图像15。因此,在显示装置用作手表式终端、诸如功能电话和智能电话的移动终端、诸如静物照相机和摄像机的照相机装置的显示装置的情况下,即使当这些终端(装置)的手持距离改变时,虚拟图像尺寸也不改变。因此,可以避免诸如在手持距离处因模糊变得恶心的问题。

[实例16]

实例16是其中将虚拟图像呈现在比显示单元10(参考图5)的显示面更远的位置处的远距离显示光学系统使用可变焦点的实例,即,其中虚拟图像透镜12各自由变焦透镜形成的实例。图26A和图26B是各自示出了通过根据实例16的显示装置呈现的虚拟图像的说明性视图。图26A示出了观看距离为20[cm]的情况。图26B示出了观看距离为10[cm]的情况。

图26A的状态与图23A的状态相同。换言之,在图26A的状态下,在观看距离为20[cm]并且虚拟图像距离为80[cm]的设置条件下,具有50.4[cm]的虚拟图像尺寸的虚拟图像15在其中左眼图像的左侧的一部分和右眼图像的右侧的一部分彼此重叠的状态下呈现(显示)在这个虚拟图像距离的呈现位置处。根据虚拟图像透镜12的焦距,即,变焦透镜的焦距确定虚拟图像距离为80[cm]的呈现位置。

图26B的状态是其中观看距离为10[cm]的状态。执行虚拟图像透镜12的焦距,即,变焦透镜的焦距的调整使得虚拟图像距离为80[cm],这与在图26A的状态下相同。如图13所示,在显示控制单元50的控制下基于来自观看者经由输入单元60的指令执行这个调整。关于此,具有104[cm]的虚拟图像尺寸的虚拟图像15被呈现在虚拟图像距离为80[cm]的呈现位置处。此时面板至虚拟图像距离为70[cm](=虚拟图像距离80[cm]-观看距离10[cm])。

利用根据实例16的上述显示装置,可以仅通过改变观看距离而不调整用于驱动显示单元10的图像信息,将虚拟图像尺寸从图26A的状态下改变为图26B的状态下,或者反之亦然。因此,当显示装置用作包括手表式终端、诸如功能电话和智能电话的移动终端、诸如静物照相机和摄像机的照相机装置的电子设备的显示装置时,可以仅通过改变这些终端(装置)的手持距离改变虚拟图像尺寸。

此外,在根据实例16的显示装置中,远距离显示光学系统使用可变焦点,即,虚拟图像透镜12各自由变焦透镜形成,并且它的焦距是可调整的。因此,根据焦距确定的虚拟图像距离可以根据观看距离调整为保持不变。因此,可以利用易于观看的尺寸(大小)显示虚拟图像,同时保持虚拟图像距离不变(或者在保持不变的状态下)。

[实例17]

实例17是实例16的变形例,其中,远距离显示光学系统使用可变焦点并且虚拟图像尺寸是固定的。图27A和图27B是各自示出了通过根据实例17的显示装置呈现的虚拟图像的说明性视图。图27A示出了观看距离为20[cm]的情况。图27B示出了观看距离为10[cm]的情况。

图27A的状态与图23A的状态相同。换言之,在图27A的状态下,在观看距离为20[cm]并且虚拟图像距离为80[cm]的设置条件下,具有50.4[cm]的虚拟图像尺寸的虚拟图像15在其中左眼图像的左侧的一部分和右眼图像的右侧的一部分彼此重叠的状态下呈现在这个虚拟图像距离的呈现位置处。

相反,在图27B的状态下,即,即使在其中观看距离从20[cm]变为10[cm]的状态下,具有50.4[cm]的相同的虚拟图像尺寸的虚拟图像15被呈现在虚拟图像距离为80[cm]的呈现位置处。为了以此方式固定虚拟图像尺寸而不考虑观看距离,必须根据观看距离在显示单元10上的左右方向上相对于有效像素区域调整图像显示范围。

具体地,在图27A中示出的状态下,如图28A所示,显示单元10上的左右方向上的整个有效像素区域用作用于左眼图像和右眼图像这两者的图像显示范围。在图27B中示出的状态下,如图28B所示,从显示单元10上的有效像素区域的左端的预定范围用作用于左眼图像的图像显示范围,并且从显示单元10上的有效像素区域的右端的预定范围用作用于右眼图像的图像显示范围。换言之,左眼图像的非图像显示区域被设置在显示单元10上的有效像素区域的右端侧上的一部分处,并且右眼图像的非图像显示区域被设置在显示单元10上的有效像素区域的左端侧上的一部分处。然后,通过根据观看距离调整图像显示范围,因为远距离显示光学系统使用可变焦点,因此可以固定虚拟图像尺寸同时保持(或者在保持的状态下)虚拟图像距离为80[cm]。

利用根据实例17的上述显示装置,即使当观看距离从图27A的状态下改变为图27B的状态下或者反之亦然时,也可以在其中虚拟图像尺寸是固定的状态下呈现虚拟图像15,同时保持虚拟图像距离不变。因此,在显示装置用作包括手表式终端、诸如功能电话和智能电话的移动终端、诸如静物照相机和摄像机的照相机装置的电子设备的显示装置的情况下,即使当这些终端(装置)的手持距离改变时,虚拟图像尺寸也不改变。因此,可以避免诸如在手持距离处因模糊变得恶心的问题。

(根据第二实施方式的实施方式B的显示装置)

根据第二实施方式的实施方式B的显示装置是将虚拟图像呈现在比显示单元10的显示面更加靠近(更近)的位置处的虚拟图像显示装置,并且以左眼图像的右侧和右眼图像的左侧在虚拟图像呈现位置处彼此相邻或者彼此重叠的方式执行虚拟图像的呈现。在根据第二实施方式的实施方式B的显示装置上,虚拟图像通过图13中的信号处理单元40的信号处理并且在通过图13中的显示控制单元50的显示控制下呈现(显示)。

换言之,显示控制单元50基于通过信号处理单元40生成的图像信息驱动显示单元10的左眼像素13L和右眼像素13R,从而根据虚拟图像透镜12的焦距和观看距离在设置为比显示单元10的显示面更加靠近的位置的呈现位置处呈现虚拟图像。更具体地,信号处理单元40生成使得左眼图像的左侧和右眼图像的右侧彼此重叠的图像信息。显示控制单元50基于通过信号处理单元40生成的图像信息,驱动左眼像素13L和右眼像素13R,从而在设置为比显示单元10的显示面的距离更加靠近的位置的呈现位置处呈现虚拟图像15。

根据第二实施方式的实施方式B的显示装置包括将虚拟图像15呈现在比显示单元10的显示面更加靠近观看者的位置处的显示光学系统,其中,虚拟图像透镜12以包括左眼像素和右眼像素的相邻的偶数数量的像素为单位布置阵列中。进一步地,显示装置使观看者能够利用双眼观看相对于单个显示单元10的屏幕在比显示单元10的显示面更加靠近(更接近)的位置处的虚拟图像15。因此,根据第二实施方式的实施方式B的显示装置在肉眼状态下可用作特别用于近视观看者的虚拟图像显示装置。换言之,通过虚拟图像观看,即,通过根据由眼球的透镜形成的焦点位置将呈现位置转换至比显示单元10的显示面更接近的位置,即使利用需要利用眼镜或隐形眼镜进行视力矫正的近视人的肉眼也可以观看虚拟图像的显示屏幕。

同样关于根据第二实施方式的实施方式B的显示装置,存在虚拟图像透镜12各自由定焦透镜形成的情况,以及虚拟图像透镜12各自由变焦透镜形成的情况。现在将虚拟图像透镜12各自由定焦透镜形成的情况具体描述为实例18,并且虚拟图像透镜12各自由变焦透镜形成的情况具体描述为实例19。

[实例18]

实例18是其中将虚拟图像呈现在比显示单元10(参考图16)的显示面更加靠近的位置处的附近的显示光学系统使用固定焦点的实例,即,其中虚拟图像透镜12各自由定焦透镜形成的实例。图29A、图29B和图29C是各自示出了通过根据实例18的显示装置呈现的虚拟图像的说明性视图。图29A示出了观看距离为20[cm]的情况,图29B示出了观看距离为16[cm]的情况,并且图29C示出了观看距离为24[cm]的情况。

在图29A、图29B和图29C中,有关观看者的左眼70L的光束由单点划线表示,并且有关观看者的右眼70R的光束由虚线表示。进一步地,例如,假设观看者的左眼70L和右眼70R之间的(两眼间的)距离为65[mm]。上述情况也适用于以下描述的实例。

假设水平方向(行方向)上的显示单元10的显示面的尺寸,即,面板尺寸例如为10[mm],并且假设观看者的左眼70L和右眼70R之间的(两眼间的)距离例如为65[mm]。进一步地,有关观看者的左眼70L的光束由单点划线表示,有关观看者的右眼70R的光束由虚线表示,并且虚拟图像15由双点划线表示。上述情况也适用于以下描述的实例19。

在图29A中示出的观看距离为20[cm]的情况下,具有8.0[cm]的虚拟图像尺寸的虚拟图像15呈现(显示)在虚拟图像距离为10[cm]的呈现位置处。在图29B中示出的观看距离为16[cm]的情况下,具有7.8[cm]的虚拟图像尺寸的虚拟图像15呈现在虚拟图像距离为6[cm]的呈现位置处。在图29C中示出的观看距离为24[cm]的情况下,具有8.6[cm]的虚拟图像尺寸的虚拟图像15呈现在虚拟图像距离为14[cm]的呈现位置处。在任何情况下,不调整用于驱动显示单元10的图像信息(显示图像信息)。

利用根据实例18的上述显示装置,可以通过改变观看距离而不调整用于驱动显示单元10的图像信息来改变虚拟图像15的呈现位置(虚拟图像距离),从而可以对于近视观看者在肉眼状态下执行虚拟图像15的短距离呈现。在这种情况下,观看者需要根据他/她自己的视力改变虚拟图像距离。

应注意,在图29A中示出的观看距离为20[cm]的情况下,并且在图29C中示出的观看距离为24[cm]的情况下,虚拟图像15在左眼图像的左侧的一部分和右眼图像的右侧的一部分彼此重叠的状态下呈现。如在实例14的情况下,在发生这个重叠的区域中,优选的是显示左眼图像和右眼图像中的任一个,或者在经受插补处理之后显示左眼图像和右眼图像。关于此,可以抑制出现双重图像显示在其中左眼图像的左侧的一部分和右眼图像的右侧的一部分彼此重叠的区域中,并且亮度变得高于其他区域中的亮度的这种现象。上述情况也适用于以下描述的实例10。

同时,在图29B中示出的观看距离为16[cm]的情况下,不存在左眼图像和右眼图像彼此重叠的区域。换言之,虚拟图像15在左眼图像和右眼图像彼此完全分离的状态下呈现。

[实例19]

实例19是其中将虚拟图像呈现在比显示单元10(参考图16)的显示面更加靠近的位置处的显示光学系统使用可变焦点的实例,即,其中虚拟图像透镜12各自由变焦透镜形成的实例。图30A、图30B和图30C是各自示出了通过根据实例19的显示装置呈现的虚拟图像的说明性视图。图30A示出了虚拟图像距离为10[cm]的情况,图30B示出了虚拟图像距离为8[cm]的情况,并且图30C示出了虚拟图像距离为12[cm]的情况。

在根据实例19的显示装置上,作为从观看者至显示单元10的显示面的距离的观看距离是固定的。观看距离例如被固定为20[cm]。此外,在图30A中,通过将根据变焦透镜的焦距确定的虚拟图像距离设置为10[cm],具有8.0[cm]的虚拟图像尺寸的虚拟图像15被呈现在这个虚拟图像距离的呈现位置处。在图30B中,通过将虚拟图像距离设置为8[cm],具有7.6[cm]的虚拟图像尺寸的虚拟图像15被呈现在这个虚拟图像距离的呈现位置处。在图30C中,通过将虚拟图像距离设置为12[cm],具有8.6[cm]的虚拟图像尺寸的虚拟图像15被呈现在这个虚拟图像距离的呈现位置处。

利用根据实例19的上述显示装置,可以在观看距离是固定的状态下,通过根据观看者的视力改变变焦透镜的焦距而改变虚拟图像距离,以对于近视观看者在肉眼状态下执行虚拟图像15的短距离呈现。

<根据第三实施方式的显示装置>

根据本公开内容的技术还可适用于使用设置有反射镜的功能的显示器的所谓的电子镜。电子镜指的是电子形成的反射镜,其包括布置在显示器附近以拍摄观看者(用户)面部的照相机,并且电子形成的反射镜对拍摄的图像执行左右反转(镜像反转),并且将图像作为真实图像显示在显示器上。以此方式,运用设置给显示器的反射镜的功能。当应用根据本公开内容的技术的这个电子镜与图13中示出的根据本公开内容的第二实施方式的显示装置的系统配置相关时,该显示器对应于显示单元10,并且照相机对应于拍摄单元20。在以下描述中,应用于电子镜的根据本公开内容的显示装置1被称为根据第三实施方式的显示装置。

根据第三实施方式的显示装置不仅在将拍摄单元20拍摄的图像的左右反转图像作为真实图像呈现在显示单元10的显示面上,而且在将在比显示单元10更加靠近观看者的呈现位置处的图像作为虚拟图像呈现中起重要作用。换言之,根据第三实施方式的显示装置与根据第二实施方式的实施方式B的显示装置相似在于,在比显示单元10更加靠近观看者的呈现位置处呈现虚拟图像。

利用根据第三实施方式的显示装置,可以在比显示单元10更加靠近观看者的位置处呈现虚拟图像。因此,可以提供电子镜,其甚至使近视观看者在肉眼状态下能够检查他/她自己的面部而不需要更靠近显示单元10的显示面。应用根据第三实施方式的显示装置的电子镜用作肉眼可视镜,其使具有微弱视力的人能够通过在比显示单元10更接近的呈现位置处显示虚拟图像来观看他/她自己的面部,就像在照镜子一样,而无需佩戴眼镜或隐形眼镜。

进一步地,根据第三实施方式的显示装置使甚至具有非常微弱的视力的人能够用肉眼检查反射在反射镜上的他/她自己的面部,以便应用皮肤护理或化妆品,或者在没有佩戴眼镜或隐形眼镜的情况下佩戴隐形眼镜。换言之,通过虚拟图像观看,即,通过根据由眼球的透镜形成的焦点位置将呈现位置转换至比显示单元10的显示面更接近的位置,即使利用需要利用眼镜或隐形眼镜进行视力矫正的近视人的肉眼也可以观看虚拟图像的显示画面。

根据第三实施方式的显示装置可以使用定焦透镜和变焦透镜中的任一个作为虚拟图像透镜12中每一个。应注意,当变焦透镜用作虚拟图像透镜12中每一个时,可以切换虚拟图像显示和真实图像显示。换言之,当虚拟图像透镜12各自由变焦透镜形成时,通过将透镜功能提供至变焦透镜,可以在比显示单元10更加靠近的位置处将通过拍摄单元20拍摄的图像的左右反转图像呈现为虚拟图像。进一步地,通过从变焦透镜省略透镜功能,可以在显示单元10的显示面上将通过拍摄单元20拍摄的图像的左右反转图像显示为真实图像(二维图像)。关于此,显示单元10的显示面用作普通的反射镜。

现在,参考图31描述在反射镜中看到的焦点距离。在图31中,从观看者至反射镜的距离被定义为Lmirror,从观看者至虚拟图像呈现位置的距离(虚拟图像距离)被定义为Lvirtual,并且从观看者至显示单元10的显示面的距离被定义为Ldisplay。在经由反射镜观看一个人自己的面部的情况下,焦点距离是从面部至反射镜的距离的两倍。这是因为不仅需要到反射镜的距离而且需要从反射镜到反射的面部的距离。

例如,为了不靠近到观看距离为10[cm]的位置就不能够检查(不能够看到)他/她自己的面部的近视观看者可以检查他/她自己的面部,这个观看者需要靠近至距具有反射镜功能的显示单元10的显示面(即,反射镜面)5[cm]。这是因为,当观看者靠近至距反射镜面5[cm]的位置时,光束相对于反射镜面来回移动10[cm],即,观看距离测量10[cm]。

相反,当虚拟图像呈现在距观看者侧比显示单元10更近的呈现位置10[cm]处时,观看者可以在不靠近显示单元10的显示面的情况下,在距面部一侧比显示单元10更近的距离10[cm]处检查(观看)他/她自己的面部。换言之,当虚拟图像呈现距观看者10[cm]的距离处时,甚至不靠近观看距离为10[cm]的位置不可以检查他/她自己的面部的近视人也可以用肉眼检查他/她自己的面部。

如上所述,在普通的反射镜的情况下,在用肉眼观看中存在使面部和反射镜之间的距离接近于焦点距离的二分之一的需要。例如,不靠近到近处10[cm]不可以观看事物的人需要让反射镜接近5[cm]的位置,导致反射镜干扰诸如睫毛膏的化妆品工具。同时,靠得太近的反射镜使可见范围变窄。利用根据第三实施方式的显示装置,可以将虚拟图像呈现在比显示单元10的显示面更接近的任何位置处,并且因此将虚拟图像呈现位置设置在距眼睛的10[cm]处。关于此,具有真实反射镜的功能的显示单元10的显示面的位置与面部充分隔开。因此,可以避免诸如反射镜干扰化妆品工具的问题。

在这个实施方式的配置中,如在第二实施方式的实施方式B的情况下,对于近视眼,将虚拟图像呈现在比显示单元10更加靠近观看者的位置处。可替换地,对于远视眼(或者随着年龄增长的弱视眼),可以将虚拟图像呈现在比显示单元10更加远离观看者的位置处(第三实施方式的变形例)。进一步地,还可以能够根据观看者互相切换近用和远用,具体地,在近用情况下将虚拟图像呈现在比显示单元10更加靠近的位置处,并且在远用的情况下将虚拟图像呈现在比显示单元10更远的位置处。在这种情况下,变焦透镜用作虚拟图像透镜12中每一个,并且通过根据近用和远用的切换改变变焦透镜的焦距来根据需要设置虚拟图像的呈现位置。

进一步地,在第三实施方式或者它的变形例中,优选的是,基于通过图13中的拍摄单元20拍摄的照相机图像中的左眼70L和右眼70R之间的距离计算观看距离,并且基于计算出的观看距离计算适于观看者的视力的至实际图像的呈现位置的虚拟图像距离。通过图13中的信号处理单元40执行这个计算处理。此时,显示控制单元50通过根据通过信号处理单元40计算的虚拟图像距离控制虚拟图像透镜12的焦距来调整实际图像的呈现位置。可替换地,还可以将通过信号处理单元40计算的虚拟图像距离呈现给观看者,使得观看者根据呈现的虚拟图像距离经由输入单元60和显示控制单元50调整实际图像的呈现位置。

现在,描述根据第三实施方式的显示装置的具体实例,该显示装置被配置为将虚拟图像呈现在比显示单元10更加靠近观看者一侧的位置处。

[实例20]

图32是示出了通过根据实例20的显示装置呈现的虚拟图像的说明性视图。在实例20中,其中光圈91和虚拟图像透镜12以包括左眼像素和右眼像素的相邻的偶数数量的像素为单位被布置在阵列中的光学系统(参考图14)用作将虚拟图像15呈现在比显示单元10的显示面更加靠近观看者一侧的位置处的光学系统。

在图32中,拍摄单元20和距离测量单元30与显示单元10整体设置在显示单元10附近,例如,在显示单元10上。应注意,尽管在这个实例中一个拍摄单元20被布置在显示单元10上,该布置可以根据情况进行改变。例如,当观看者的面部不可以通过布置在显示单元10上的拍摄单元20被拍摄为与显示单元10相对的图像时,通过例如将拍摄单元20布置在显示单元10的上侧、下侧、左侧和右侧上,并且对因此拍摄的图像执行图像处理,可以生成并显示与显示单元10相对的图像。

在实例20中使用的显示单元10例如是具有20[英寸]的屏幕尺寸(整体画面尺寸)的显示器,其中高度为30[cm]且宽度为40[cm],其中像素的数量为高度为3000、宽度为4000[像素]、以及像素节距为100[μm]。观看者和显示单元10之间的距离,即,观看距离被设置为30[cm]。关于此,虚拟图像被呈现在虚拟图像距离为15[cm]的呈现位置处,即,观看距离为30[cm]的一半。此外,虚拟图像尺寸为10[英寸],其中高度为15[cm]且宽度为20[cm]。此时虚拟图像的屏幕尺寸对应于一只眼睛的投影范围。

利用根据实例20的上述显示装置,通过使用根据本公开内容的第二实施方式的技术,即,使观看者能够用双眼观看单个显示单元10的屏幕上的虚拟图像的虚拟图像显示的技术,可以在比具有反射镜的功能的显示单元10更近的位置处将虚拟图像呈现给观看者。关于此,对于需要视力矫正的人即使没有佩戴眼镜或隐形眼镜也可以检查他/她自己的面部。因此,可以例如在睡醒之后或者在睡觉之前用肉眼涂敷皮肤护理。

[实例21]

在实例20中,通过使用使观看者能够用双眼观看单个显示单元10的屏幕上的虚拟图像的虚拟图像显示的技术运用电子镜的功能,单个显示单元10利用根据第二实施方式的虚拟图像光学系统。相反,实例21在使用基于所谓的视差光线重构来配置的虚拟图像光学系统中起作用,以用电子镜的功能。

图33是示出了根据实例21的显示装置的光学系统的配置的视图。根据实例21的显示装置与图13和图14中示出的根据第二实施方式的显示装置的不同之处在于,光学系统的配置包括显示单元10。其他配置特征基本上相同。

例如,如图34A所示,显示单元10由其中多个显示元件17布置在矩阵中的显示元件阵列形成,并且透镜阵列单元18被设置在附近的显示面侧并与显示面平行。应注意,本文中的“平行的”不仅包括完全平行的情况,而且包括基本上平行的情况。因此,允许在设计中或生产中产生的各种类型的变化的出现。在图34A的实例中,总数为四十九(7×7)个显示元件17沿着单个平整表面布置。

多个显示元件17各自具有例如矩形形状的显示区域17A,并且各自被配置为能够显示独立的图像。换言之,多个显示元件17各自由多个像素形成,并且因此各自能够自行显示可由人识别的图像。在图34A中的实例中,多个显示元件17每个显示字母“S”的图像。

例如,如图34B所示,透镜阵列单元18由多个透镜18A形成。透镜18A中每一个被布置为接近显示元件(显示区域)17中的对应一个显示元件。因此,透镜18A同样布置在沿着单个平整表面(与布置显示元件17所沿着的表面平行的表面)的矩阵中。在图34B中的实例中,设置总数为四十九(7×7)个透镜18A。

应注意,显示元件17和透镜18A布置在其上的表面不必是平整表面,并且可以是逐渐弯曲的表面。进一步地,显示元件17和透镜18A以固定的间距间隔进行布置使得人可以整体识别图像(换言之,使得不显示具有局部缺陷的图像)。盖玻片19被布置在透镜阵列单元18的前表面上。显示单元10、透镜阵列单元18和盖玻片19互相集成。

由显示单元10的多个显示元件17中每一个显示的图像的光通过透镜18A被转换为基本上平行的光束,并且这些光束通过盖玻片19进入观看者(用户)的左眼70L和右眼70R。

图35是示出了聚焦在视网膜上的说明性视图。图35示出了其中以各个角度进入眼睛70的光束聚焦在视网膜上的状态(除非必须进行具体区别,否则左眼70L和右眼70R简单地称为眼睛70)。

如图35所示,虹膜72布置在眼球70A的瞳孔71周围。从透镜18A发射的基本上平行的光束通过瞳孔71进入眼球70A,并且聚焦在视网膜80上的点81-11至81-13处。在通过瞳孔71进入眼球70A的光束之中,在图35中的基本上中心处的光束L-11被形成在视网膜80上的点81-11处。进一步地,由从相对于图35中的光束L-11的左侧进入瞳孔71的光束L-12形成的图像被形成在位于相对于图35中的点81-11的右侧上的点81-12处。相反地,由从相对于图35中的光束L-11的右侧进入的光束L-13形成的图像被形成在位于相对于图35中的点81-11的左侧上的点81-13处。

图36示出了从显示元件17发射的光束与透镜18A之间的关系。如图36所示,在这个实例的情况下,透镜18A各自由基本上具有球形形状的透镜形成。对应于显示元件17-1的透镜18A-1、以及对应于显示元件17-2的透镜18A-2被布置为彼此相邻(彼此接触)。尽管未示出,但是透镜还被布置在相对于图36中的透镜18A-1的左侧上,并且布置在垂直于图纸的方向上的前侧和深度侧上。类似地,透镜被布置在相对于图36中的透镜18A-2的右侧上,并且布置在垂直于图纸的方向上的前侧和深度侧上。

显示单元10的显示面被布置在当基本上平行的光束进入透镜18A-1和18A-2时获得的焦点(焦距)的附近。换言之,从显示元件17-1发射的图像的光作为基本上平行的光束从透镜18A-1发射。类似地,从显示元件17-2发射的图像的光作为基本上平行的光束从透镜18A-2发射。

假设从相对于显示元件17-1的基本上中心的稍微右侧上的点PL1发射的光束通过透镜18A-1转换为基本上平行的光束,并且例如假设这些光束聚焦在视网膜80上的点81-13上。假设从相对于图36中的点PL1(显示元件17-1的基本上中心)的稍微左侧上的点PC1发射的光束通过透镜18A-1转换为基本上平行的光束,并且假设这些光束聚焦在视网膜80上的点81-11上。

类似地,从相对于位于图36中的显示元件17-1的右侧上的显示元件17-2的基本上中心的稍微右侧上的点PL2(对应于显示元件17-1的点PL1)发射的光束通过透镜18A-2转换为基本上平行的光束,并且这些光束聚焦在视网膜80上的点81-13上。进一步地,从位于相对于图36中的PL2(显示元件17-1的基本上中心)的左侧上的点PC2(对应于显示元件17-1的点PL1)发射的光束通过透镜18A-2转换为基本上平行的光束,并且这些光束聚焦在视网膜80上的点81-11上。

以此方式,从点PL1和PL2发射的光束作为对应的像素聚焦在视网膜80上的相同点上。类似地,从点PC1和PC2发射的光束作为对应的像素聚焦在视网膜80上的相同点上。

现在,参考图37更详细地描述上述情况。具体地,如图37所示,假设显示元件17-1的显示区域17A-11位于图37中的最左侧上,则显示元件17-2的显示区域17A-12位于相对于此的右侧上(基本上中心处),并且显示元件17-3的显示区域17A-13位于更右侧上。分别地,真实图像91-11被显示在显示区域17A-11中,真实图像91-12被显示在显示区域17A-12中,并且真实图像91-13被显示在显示区域17A-13中。这些真实图像91-11至91-13没有视差,并且基本上是相同的图像。关于此,直观识别二维图像。为了直观识别立体图像(三维图像),显示视差图像。

应注意,图37以及以下描述的图38中简化实际上在透镜的表面发生的光程折射的说明。

在显示区域17A-11中的真实图像91-11的光束之中,从位于图37中的左侧上的像素发射的光束L1-11通过透镜18A-1转换为基本上平行的光束,并且这些光束聚焦在视网膜80上的点81-12上。然而,在真实图像91-11的光束之中,从在图37中定位为向右远离对应于L1-11的像素的像素发射的光束L2-11比光束L1-11更加难以通过透镜18A-1聚焦在视网膜80上的视野范围内。从定位为进一步向右远离对应于光束L2-11的像素的像素发射的光束L3-11比光束L2-11更加难以通过透镜18A-1聚焦在视网膜80上的视野范围内。换言之,在真实图像91-11的光束之中,来自向左定位的像素的光束主要聚焦在视网膜80上的视野范围内的点81-11上。

在位于图37的基本上中心处的显示区域17A-12中的真实图像91-12的光束之中,相比于从位于图37中的最左侧上的像素发射的光束L1-12以及从位于图37中的最右侧上的像素发射的光束L3-12,从位于基本上中心处的像素发射的光束L2-12更主导作为聚焦在视网膜80上的视野范围内的点81-11上的光束。

相反,在从位于图37中的最右侧上的显示区域17A-13的真实图像91-13发射的通过透镜18A-3转换为基本上平行的光束且聚焦在视网膜80上的视野范围内的点81-13上的光束之中,从图37中的最右侧上的像素发射的光束L3-13是主要的。此外,从位于相对于此的左侧上的像素发射的光束L2-13是其次主要的,并且从最左侧上的像素发射的光束L1-13最难以聚焦在视网膜80上的视野范围内的点81-13上。

以此方式,从通过显示区域17A-11显示的真实图像91-11的像素之中的向左定位的像素发射为主要成分的光束聚焦在视网膜80上的视野范围内的点81-12上。进一步地,从位于中心处的显示区域17A-12的真实图像91-12的像素之中的位于基本上中心的像素发射为主要成分的光束聚焦在视网膜80上的视野范围内的点81-11上。此外,从位于最右侧的显示区域17A-13的真实图像91-13的像素之中的右侧的像素发射为主要成分的光束聚焦在视网膜80上的视野范围内的点81-13上。

点81-12上的图像被识别为虚拟图像92-11,虚拟图像92-11由来自透镜18A-1的光束L1-11反向描绘虚拟获得的光束L1-11A。点81-11上的图像识别为虚拟图像92-12,其通过来自透镜18A-2的光束L2-12反向描绘虚拟获得的光束L2-12A。点81-13上的图像识别为虚拟图像92-13,其通过来自透镜18A-3的光束L3-13向后描绘虚拟获得的光束L3-13A。

实际上,在所有其他像素中出现相似现象,并且因此观看者(用户)通过眼睛70将显示在各自包括真实图像91-11至91-13的显示区域17A中的全部多个真实图像直观识别为结合的一个虚拟图像。换言之,虚拟图像光学系统被配置为使得从显示单元10发射的光基于视差光线的重建的原理聚焦在视网膜80上。

图38示意性地示出了上述情况。如图38所示,假设相同的图像111-21至111-23(字母S的图像)分别显示在显示区域17A-21A至17A-23A中。包括位于图38中的最左侧上的显示区域17A-21A中的最左侧上的部分17A-21A1(字母S的左侧部分)的图像作为主要成分的光束通过透镜18A-21转换为基本上平行的光束,并且这些光束聚焦在视网膜80上的视野范围内的点81-12上。相反,位于基本上中心处的部分17A-21A2的图像以及显示区域17A-21A中相对于此的右侧上的部分17A-21A3的图像(字母S的中心部分和右侧部分的图像)的光束没有通过透镜18A-21聚焦在视网膜80上的视野范围内,或者甚至当这些光束被聚焦时,能量的量很小。

位于图38中的基本上中心处的显示区域17A-22A中的像素通过透镜18A-22发射待聚焦在视网膜80上的视野范围内的点81-11上的光束,并且待聚焦在其上的这些光束的能量的量被分布为使得位于最左侧上的部分17A-22A1的图像、以及位于最右侧上的部分17A-22A3的图像(字母S的左侧部分和右侧部分)具有少量成分,并且位于基本上中心处的部分17A-22A2的图像(字母S的中心部分)具有大量成分。

位于图38中的最右侧上的显示区域17A-23A中的像素通过透镜18A-23发射待聚焦在视网膜80上的视野范围内的点81-13上的光束,并且待聚焦在其上的这些光束的能量的量被分布为使得位于最右侧(字母S是右侧部分)上的部分17A-23A3的图像、以及位于相对于部分17A-23A3向左定位的部分17A-23A2的图像、以及位于相对于此(字母S是中心部分和左侧部分)进一步向左定位的部分17A-23A1的图像的成分具有少量成分。

以此方式,显示在显示区域17A-21A至17A-23A上的相同图像111-21至111-23在眼睛70上结合,并且被观看者(用户)直观识别为单个图像112。换言之,包括作为主要成分的图像111-21(字母S)的左侧部分的图像、包括作为主要成分的图像111-22(字母S)的中心部分的图像、以及包括作为主要成分的图像111-23(字母S)的右侧部分的图像(虚拟图像)被结合成单个图像112(字母S)。不仅在左右方向上而且在上下方向上执行上述情况。

根据实例21的显示装置是通过使用基于视差光线的上述重建的原理配置的虚拟图像光学系统将虚拟图像呈现在比具有反射镜的功能的显示单元10更近的位置处的虚拟图像显示装置。进一步地,同样在根据实例21的显示装置中,可以获得与根据实例20的显示装置相同的功能和相同的优点。具体地,可以将虚拟图像呈现在比具有反射镜的功能的显示单元10更近的位置处。关于此,对于需要视力矫正的人即使没有佩戴眼镜或隐形眼镜也可以检查他/她自己的面部。因此,可以例如在睡醒之后或者在睡觉之前用肉眼涂敷皮肤护理。

<虚拟图像的长宽比>

如上所述,根据第二实施方式的显示装置和根据第三实施方式的显示装置中的任一个是使观看者能够用双眼观看单个显示单元10的屏幕上的虚拟图像的虚拟图像显示装置。进一步地,虚拟图像显示装置与立体图像显示装置的不同之处在于:虚拟图像显示装置以与显示面的长宽比不同的长宽比在与显示单元10的显示面上的位置不同的呈现位置处呈现虚拟图像,立体图像显示装置以等于这个显示面的长宽比的长宽比在显示单元10的显示面上显示立体图像(三维图像)。该长宽比指的是显示单元10(屏幕)的显示面以及虚拟图像在垂直方向和水平方向上的长度(像素的数量)的比值(宽度/高度)。

现在,描述根据第二实施方式的显示装置和根据第三实施方式的显示装置中的虚拟图像的呈现时的长宽比变化量Δaspect。本文中的长宽比变化量Δaspect是通过虚拟图像显示时的虚拟图像的长宽比除以显示单元10的显示面的长宽比获得的商数。通过根据第二实施方式的实施方式A的显示装置的实例的方式描述本文中的长宽比。

如图39所示,观看者的双眼70L和70R之间的距离被定义为EX,显示单元10(屏幕)的显示面的垂直长度(高度)被定义为V,显示单元10的显示面的水平长度(水平)被定义为H。虚拟图像15的垂直长度(高度)被定义为V′,并且虚拟图像15的水平长度(水平宽度)被定义为H′。因此,显示单元10的显示面的长宽比被确定为H/V,并且虚拟图像的长宽比被确定为H'/V'。进一步地,作为从观看者至显示单元10的距离的观看距离被定义为LD,并且作为从观看者至虚拟图像15的距离的虚拟图像距离被定义为LV。

在这种情况下,虚拟图像15的水平长度H'被确定为(EX/2+H/2)×LV/LD-EX/2,并且虚拟图像15的垂直长度V'被确定为V'=V/2×LV/LD。进一步地,通过将虚拟图像15的长宽比除以显示单元10的显示面的长宽比获得显示虚拟图像15时的长宽比变化量Δaspect,即,通过(H'/V')/(H/V)获得显示虚拟图像15时的长宽比变化量Δaspect。因此,建立以下等式。

Δaspect=1+{EX(LV-LD)/LV×H)...(1)

根据第二实施方式的显示装置和根据第三实施方式的显示装置起到的作用在于当显示虚拟图像15时的长宽比变化量Δaspect满足由以上描述的等式(1)表达的关系。换言之,因为显示单元10的显示面的水平宽度H变小,虚拟图像15的长宽比变得高于显示面的长宽比。然后,当行方向对应于横向方向时,虚拟图像15以横向展开的方式,即,水平伸长的方式显示。进一步地,相对于显示单元10的显示面的水平宽度,虚拟图像15的水平宽度是1或更大以及2或更小。应注意,当虚拟图像15显示在两个单独的屏幕上时,虚拟图像的水平宽度总体上大于2,但是两个屏幕的水平宽度是2。

当以上描述的公式(1)的值大于1时,虚拟图像15相对于观看者的呈现位置是比显示单元10更远的位置(LV>LD),换言之,虚拟图像15呈现(显示)在比显示单元10更深的位置处。换言之,公式(1)的值超过1的情况对应于根据第一实施方式的显示装置的情况。进一步地,当公式(1)的值小于1时,虚拟图像15相对于观看者呈现(显示)的呈现位置是比显示单元10更近的位置(LV<LD)。换言之,公式(1)的值小于1的情况对应于根据第二实施方式的实施方式B的显示装置和根据第三实施方式的显示装置的情况。

图40示出了观看距离LD与用于虚拟图像距离LV中每一个的长宽比变化量Δaspect之间的关系的实例。利用其中虚拟图像距离LV是固定的定焦透镜,随着观看距离LD变得越短,屏幕的长宽比变化量Δaspect变得越大。换言之,随着观看距离LD变得越短,因此宽显示展开越多,并且总体上的显示也展开越多。利用其中虚拟图像距离LV是可调整的变焦透镜,在观看距离Ld不变的情况下,随着虚拟图像距离Lv变得越长,屏幕的长宽比变化量Δaspect变得越大。换言之,随着虚拟图像距离Lv变得越长,宽显示展开越多。进一步地,当虚拟图像距离LV是固定的时,如在定焦透镜的情况下,随着观看距离LD变得越小,因此宽显示展开越多,并且总体上的显示也展开越多。

进一步地,在虚拟图像距离LV例如只要大约200[cm]的情况下,并且在虚拟图像距离LV例如像大约60[cm]短的情况下,在观看距离LD例如从10[cm]改变至60[cm]时,长宽比变化量Δaspect的变化彼此相差约两倍。换言之,当虚拟图像距离LV短时,可以通过改变观看距离LD明显转换宽显示。例如,在具有小屏幕尺寸的手表式显示装置上,可以在仅需要少量信息(诸如,查看时间)时不用将装置接近一个人的面部的情况下获取信息。此外,在检查例如包含更多信息的地图时,通过使装置接近一个人的面部,可以观看宽展开的显示范围中的地图。

<变形例>

本公开内容的技术范围不限于上文中描述的实例的范围。具体地,可以在不偏离本公开内容的技术的大意的情况下在上文描述的实例中进行各种变化或改进,并且具有这种变化或改进的实施方式也包含在本公开内容的技术范围内。

例如,确定虚拟图像呈现位置的虚拟图像透镜12不局限于上文描述的第二实施方式和第三实施方式中的实例中使用的微透镜,这些微透镜以包括左眼像素和右眼像素的多个相邻像素为单位布置的阵列中。可替换地,作为虚拟图像透镜12,还可以使用以包括左眼像素和右眼像素的多个相邻像素为单位布置的条纹图案中的圆柱形透镜。

进一步地,在上文描述的第二实施方式和第三实施方式中的实例中举例说明的情况下的左眼像素和右眼像素可以以子像素为单位来形成,在形成彩色图像时,左眼像素和右眼像素中的每一个以作为单元的单个像素为单位来形成。在这种情况下,权利要求中的“像素”利用“子像素”代替。

此外,同样在根据第二实施方式的显示装置和根据第三实施方式的显示装置的配置中,如在根据第一实施方式的显示装置的配置中,具有与显示单元10的显示面的长宽比不同的长宽比的图像显示、与具有等于显示面的长宽比的长宽比的图像显示可以互相切换。

应注意,光圈91和虚拟图像透镜12不必如上文描述的第一实施方式至第三实施方式中的实例的配置中以包括左眼像素和右眼像素的多个相邻像素为单位布置。可替换地,光圈91和虚拟图像透镜12可以以单个像素为单位来布置。

应注意,本公开内容还可以提供以下配置。[1]一种显示装置,包括:

显示单元,其中光圈以包括左眼像素和右眼像素的多个相邻像素为单位布置布置而成;

信号处理单元,生成分别相对于左眼像素和右眼像素的图像信息项,使得图像以与显示单元的显示面的长宽比不同的长宽比呈现;以及

显示控制单元,基于通过信号处理单元生成的图像信息项驱动左眼像素和右眼像素。

[2]根据项[1]所述的显示装置,其中

光圈中每一个的尺寸等于或小于每一个像素的尺寸。

[3]根据项[1]或[2]所述的显示装置,其中

显示单元包括光圈和像素之间的间隔层。

[4]根据项[1]至[3]中任一项所述的显示装置,

其中

显示单元包括光圈和像素之间的扩散层。

[5]根据项[4]所述的显示装置,其中

显示单元包括设置在扩散层中的像素单元中的分离件。

[6]根据项[5]所述的显示装置,其中

分离件由吸收可见光的材料制成。

[7]根据项[5]或[6]所述的显示装置,其中

分离件和扩散层之间的界面由反射可见光的界面形成。

[8]根据项[5]至[7]中任一项所述的显示装置,其中

扩散层通过分离件被分割为分离部分,并且它在像素侧的表面大于它在光圈侧的表面。

[9]根据项[1]至[8]中任一项所述的显示装置,其中

显示单元包括位于设置有所述光圈的层上的透明垫。

[10]根据项[4]至[9]中任一项所述的显示装置,其中,

显示单元包括像素和扩散层之间的衍射光栅。

[11]根据项[1]至[10]中任一项所述的显示装置,其中

显示单元包括调整透过所述光圈的光量的液晶层。

[12]根据项[1]至[11]中任一项所述的显示装置,其中

显示单元能够利用能够控制透过光量的元件选择性地形成光圈,并且

当形成光圈时,显示单元以与显示单元的显示面的长宽比不同的长宽比呈现图像,并且

当没有形成光圈时,显示单元以等于显示单元的显示面的长宽比的长宽比呈现图像。

[13]根据项[1]至[12]中任一项所述的显示装置,进一步包括

检测单元,检测观看者的眼睛相对于显示单元的显示面的位置信息和方位信息,其中

基于通过检测单元的检测结果,信号处理单元生成分别相对于左眼像素和右眼像素的图像信息项。

[14]根据项[13]所述的显示装置,其中

检测单元包括拍摄观看者的拍摄单元,并且

信号处理单元与拍摄单元组成检测单元,并且

基于通过拍摄单元拍摄的观看者的图像,信号处理单元计算观看者的眼睛相对于显示单元的显示面的位置信息和方位信息。

[15]根据项[14]所述的显示装置,其中

检测单元包括测量显示单元的显示面与观看者的眼睛之间的距离的距离测量单元,并且

信号处理单元在计算观看者的眼睛相对于显示单元的显示面的位置信息中使用通过距离测量单元的测量结果。

[16]根据项[1]至[12]中任一项所述的显示装置,其中

显示单元包括以包括左眼像素和右眼像素的多个相邻像素为单位布置的透镜,并且

信号处理单元生成分别相对于左眼像素和右眼像素的图像信息项,使得虚拟图像以与显示单元的显示面的长宽比不同的长宽比呈现。

[17]根据项[16]所述的显示装置,进一步包括

检测单元,检测观看者的眼睛相对于显示单元的显示面的位置信息和方位信息,其中

基于通过检测单元的检测结果,信号处理单元生成分别相对于左眼像素和右眼像素的图像信息项。

[18]根据项[17]所述的显示装置,其中

检测单元包括拍摄观看者的拍摄单元,并且

信号处理单元与拍摄单元组成检测单元,并且

基于通过拍摄单元拍摄的观看者的图像,信号处理单元计算观看者的眼睛相对于显示单元的显示面的位置信息和方位信息。

[19]根据项[18]所述的显示装置,其中

检测单元包括测量显示单元的显示面和观看者的眼睛之间的距离的距离测量单元,并且

在计算观看者的眼睛相对于显示单元的显示面的位置信息中,信号处理单元使用通过距离测量单元的测量结果。

[20]根据项[16]所述的显示装置,其中

以多个像素为单位布置的透镜是具有固定焦距的定焦透镜。

[21]根据项[16]所述的显示装置,其中

以多个像素为单位布置的透镜是具有可变焦距的变焦透镜,并且

显示控制单元控制变焦透镜的可变焦距。

[22]一种驱动显示装置的方法,显示装置包括显示单元,其中光圈以包括左眼像素和右眼像素的多个相邻像素为单位布置而成,该方法包括:

生成分别相对于左眼像素和右眼像素的图像信息项,使得图像以与显示单元的显示面的长宽比不同的长宽比呈现;以及

基于生成的图像信息项驱动左眼像素和右眼像素。

[23]一种电子设备,包括

显示装置,包括

显示单元,其中光圈被以包括左眼像素和右眼像素的多个相邻像素为单位布置而成,

信号处理单元,生成分别相对于左眼像素和右眼像素的图像信息项,使得图像以与显示单元的显示面的长宽比不同的长宽比呈现,以及

显示控制单元,基于通过信号处理单元生成的图像信息项驱动左眼像素和右眼像素。

[A01]根据项[21]所述的显示装置,其中

变焦透镜由布置在阵列中的微透镜形成。

[A02]根据项[A01]所述的显示装置,其中

显示控制单元通过共同控制显示单元中的微透镜的焦距在虚拟图像显示和真实图像显示之间切换。

[A03]根据项[A01]所述的显示装置,其中

显示控制单元通过独立地控制显示单元中的微透镜的焦距使虚拟图像对于显示屏幕内的不同位置在不同距离处呈现。

[A04]根据项[16]至[21]或[A01]至[A04]中任一项所述的显示装置,其中,

当相对于观看者的虚拟图像呈现位置比显示单元更远时,信号处理单元生成虚拟图像信息,使得左眼图像的左侧和右眼图像的右侧在虚拟图像呈现位置处相邻或彼此重叠。

[A05]根据项[A04]所述的显示装置,其中,

当相对于观看者的虚拟图像呈现位置比显示单元更远时,虚拟图像相对于显示单元的显示面的长宽比变化量大于1。

[A06]根据项[16]至[21]或[A01]至[A03]中任一项所述的显示装置,其中,

当相对于观看者的虚拟图像呈现位置比显示单元更近时,信号处理单元生成虚拟图像信息使得左眼图像的右侧和右眼图像的左侧在虚拟图像呈现位置处相邻或彼此重叠。

[A07]根据项[A06]所述的显示装置,其中,

当相对于观看者的虚拟图像呈现位置比显示单元更近时,虚拟图像相对于显示单元的显示面的长宽比变化量小于1。

[A08]根据项[16]至[21]或[A01]至[A03]中任一项所述的显示装置,其中,

左眼像素和右眼像素左右交替地设置在显示单元中的像素阵列中,并且

信号处理单元生成虚拟图像信息,使得彼此独立和不同的图像在虚拟图像呈现位置处呈现为左眼图像和右眼图像。

[A09]根据项[A08]所述的显示装置,其中

信号处理单元生成虚拟图像信息项,使得相对于左眼和右眼中每一个,水平方向上的虚拟图像的像素的数量是显示单元的像素的数量的一半,并且垂直方向上的像素的数量等于显示单元的像素的数量。

[A10]根据项[16]至[21]或[A01]至[A09]中任一项所述的显示装置,其中

显示单元的像素节距小于视力分辨率。

[A11]根据项[A10]所述的显示装置,其中

显示单元的像素节距是视力分辨率的一半或者更小。

[A12]根据项[A11]所述的显示装置,其中

显示单元的像素节距为101.8[μm]或更小。

[A13]根据项[A04]所述的显示装置,其中

左眼图像和右眼图像彼此重叠时形成的虚拟图像的尺寸根据从观看者至显示单元的观看距离而改变。

[A14]根据项[A04]所述的显示装置,其中

不管从观看者至显示单元的观看距离如何,左眼图像和右眼图像彼此重叠时形成的虚拟图像的尺寸不变。

[A15]根据项[A14]所述的显示装置,其中

从显示单元上的有效像素区域的一端的预定范围用作用于左眼图像的图像显示区域,并且

从显示单元上的有效像素区域的另一端的预定范围用作用于右眼图像的图像显示区域。

[A16]根据项[16]所述的显示装置,其中

水平方向上的虚拟图像的像素的数量是水平方向上的显示单元的像素的数量的一半,并且

垂直方向上的像素的数量等于显示单元的垂直方向上的像素的数量。

[A17]根据项[A16]所述的显示装置,其中

虚拟图像以水平方向上的一个像素的间隔的模式形成。

[B01]一种显示装置,包括:

显示单元,其中光圈和透镜以多个像素为单位布置而成;

检测单元,检测观看者的左眼和右眼;

拍摄单元,拍摄观看者;

信号处理单元生成图像信息,以将通过拍摄单元拍摄的观看者的面部作为真实图像显示在显示单元上,并且

信号处理单元基于通过检测单元的检测结果生成图像信息以使得虚拟图像以与显示单元的显示面的长宽比不同的长宽比呈现;以及

显示控制单元基于真实图像的图像信息、通过信号处理单元生成的图像信息驱动显示单元,并且

显示控制单元基于虚拟图像的图像信息驱动虚拟图像光学系统。

[B02]根据项[B01]所述的显示装置,其中

当观看者是近视时,虚拟图像呈现在比显示单元更加靠近观看者的位置处。

[B03]根据项[B01]所述的显示装置,其中

当观看者是远视时,虚拟图像呈现在比显示单元更远离观看者的位置处。

[B04]根据项[B01]至[B03]中任一项所述的显示装置,其中

虚拟图像光学系统的显示单元包括透镜阵列单元,其中透镜以包括左眼像素和右眼像素的多个相邻像素为单位布置而成,

信号处理单元基于通过检测单元的检测结果生成分别相对于左眼像素和右眼像素的虚拟图像信息项,使得虚拟图像以与显示单元的显示面的长宽比不同的长宽比呈现,并且

驱动控制单元基于通过信号处理单元生成的虚拟图像信息项驱动左眼像素和右眼像素。

[B05]根据项[B01]至[B03]中任一项所述的显示装置,其中

虚拟图像光学系统包括透镜阵列单元,其中,各个透镜被分别布置为对应地并且接近于对应一个显示区域,各个透镜将分别来自多个像素的光束作为基本上平行的光束发射,显示区域各自包括显示单元的多个像素的一些,各个透镜发射来自显示区域的对应的一个中的多个像素的一些的图像的光束,

透镜阵列单元的透镜将来自显示区域的对应的一个中的多个像素中的一些的图像的光束作为在对应于显示区域的对应的一个内的位置的方向上基本上平行的光束发射,使得光束聚焦在观看者的视网膜上,并且由观看者直观识别为一个虚拟图像。

[B06]根据项[B01]至[B05]中任一项所述的显示装置,其中

信号处理单元基于通过拍摄单元拍摄的图像中的观看者的左眼和右眼之间的距离,计算从观看者至显示单元的观看距离,并且基于计算出的观看距离计算适于观看者的视力的、距虚拟图像呈现位置的虚拟图像距离。

[B07]根据项[B06]所述的显示装置,其中

显示控制单元根据通过信号处理单元计算的虚拟图像距离调整虚拟图像呈现位置。

[B08]根据项[B06]所述的显示装置,其中

信号处理单元将计算的虚拟图像距离呈现给观看者,以及

根据呈现的虚拟图像距离,观看者经由显示控制单元调整虚拟图像呈现位置。

参考符号列表

1A 根据第一实施方式的显示装置

1B 根据第二实施方式的显示装置

10、10A、10B、10C 显示单元

11 像素

11R、11G、11B 子像素

12 虚拟图像透镜

13L 左眼像素

13R 右眼像素

14 扩散层

15 虚拟图像

16L 左眼用画面

16R 右眼用画面

17 显示元件

18 透镜阵列单元

19 盖玻片

20 拍摄单元

30 距离测量单元

40 信号处理单元

50 显示控制单元

60 输入单元

70 观看者的眼睛

70L 左眼

70R 右眼

80 视网膜

91 光圈

92 间隔层

93 遮光层

94 分离件

95 透明垫

96 衍射光栅

97 模具

98 液晶层

99 电致变色元件

100 手表式终端

200 移动终端

300 照相机装置

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