本公開內(nèi)容涉及顯示裝置和顯示控制方法。

背景技術(shù)：

至于顯示裝置，增加顯示在屏幕上的信息量是重要任務(wù)。由此看來，近年來，已經(jīng)開發(fā)了能夠執(zhí)行具有較高分辨率的顯示器的顯示裝置，諸如，4k電視。具體地，在具有相對(duì)小的顯示屏幕尺寸的裝置(諸如，移動(dòng)裝置)中，需要較高清晰度的顯示器將更多信息顯示在小屏幕上。

然而，除了增加顯示在顯示裝置上的信息量之外，還要求高能見度。即使執(zhí)行較高分辨率顯示器，也可以根據(jù)觀測(cè)者(用戶)的視覺敏銳度確定顯示器的分辨度。具體地，假設(shè)由于老花眼隨著年齡的增長導(dǎo)致對(duì)于年長用戶來說難以直觀地識(shí)別高分辨率顯示器。

通常，作為針對(duì)老花眼的對(duì)策，使用光學(xué)補(bǔ)償儀器，諸如，老花鏡。然而，因?yàn)楫?dāng)佩戴老花鏡時(shí)較遠(yuǎn)的視覺敏銳度下降，所以根據(jù)情形必需連接/拆開。另外，根據(jù)連接/拆開的必要性，必須攜帶用于存儲(chǔ)老花鏡(諸如，眼鏡盒)的工具。例如，對(duì)于使用移動(dòng)裝置的具有老花眼的用戶來說必須攜帶具有的體積等于或大于該移動(dòng)裝置的體積的工具，以致削弱移動(dòng)裝置的優(yōu)勢(shì)便攜性，這使許多用戶感到苦惱。此外，許多用戶對(duì)佩戴老花鏡本身感覺抗拒。

因此，在顯示裝置中，具體地，具有安裝在移動(dòng)裝置上的相對(duì)小的顯示屏幕的顯示裝置，期望的技術(shù)是顯示裝置本身在不使用諸如老花鏡的其他裝置的情況下提高用戶的可見度。例如，在專利文獻(xiàn)1中，公開的技術(shù)是布置了多個(gè)透鏡以致像素組合的圖像重疊并投射在包括多個(gè)透鏡和多個(gè)發(fā)光點(diǎn)(像素)組合的顯示裝置中，并且通過使得通過透鏡投射和重疊的像素組合中的像素的重疊入射在用戶的瞳孔上將來自多個(gè)透鏡的投射圖像形成在用戶的視網(wǎng)膜上。在專利文獻(xiàn)1中描述的技術(shù)中，具有深的焦點(diǎn)深度的圖像通過將來自瞳孔上的像素的光的投射大小調(diào)整為小于瞳孔直徑的大小形成在視網(wǎng)膜上并且具有老花眼的用戶也可以獲得聚焦圖像。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：特開2011-191595號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

技術(shù)問題

然而，在專利文獻(xiàn)1中描述的技術(shù)中，原則上，當(dāng)對(duì)應(yīng)于通過透鏡投射和重疊的像素組合中的像素的重疊的兩個(gè)或多個(gè)光束入射在瞳孔上時(shí)，視網(wǎng)膜上的圖像將是模糊的。因此，在專利文獻(xiàn)1中描述的技術(shù)中，執(zhí)行調(diào)整以致對(duì)應(yīng)于瞳孔(即，來自像素的光的瞳孔上的投射圖像)上的像素的重疊的光束之間的間隔被設(shè)置為大于瞳孔直徑并且多個(gè)光束同時(shí)未入射。

然而，在這個(gè)配置中，當(dāng)瞳孔的位置已經(jīng)相對(duì)于透鏡移動(dòng)時(shí)，存在光束未入射在瞳孔上的瞬間。當(dāng)光束未入射在瞳孔上時(shí)，用戶在視覺上識(shí)別不到圖像并且用戶會(huì)觀察到不可見的區(qū)域，諸如，黑色框架。因?yàn)樵谕酌看我苿?dòng)超過瞳孔直徑時(shí)周期地產(chǎn)生不可見區(qū)域，所以不能說為用戶提供了舒適的顯示器。

因此，本公開內(nèi)容提供了能夠提供更有利于用戶的顯示的新穎的且改善的顯示裝置以及顯示控制方法。

解決問題的技術(shù)方案

根據(jù)本公開內(nèi)容，提供了一種顯示裝置，包括：多個(gè)發(fā)光點(diǎn)。包括被設(shè)置在包括用戶的瞳孔的平面上的多個(gè)區(qū)域的區(qū)域組利用從多個(gè)發(fā)光點(diǎn)中的每一個(gè)發(fā)射的光照射，多個(gè)發(fā)光點(diǎn)中的每一個(gè)使得對(duì)應(yīng)于發(fā)光點(diǎn)和區(qū)域的組合的光入射在每一個(gè)區(qū)域上，并且設(shè)置在用戶的瞳孔上的區(qū)域的數(shù)量是兩個(gè)或更多個(gè)，并且每一個(gè)區(qū)域的大小小于0.6(mm)。

根據(jù)本公開內(nèi)容，提供了顯示控制方法，包括：利用從多個(gè)發(fā)光點(diǎn)中的每一個(gè)發(fā)射的光照射包括設(shè)置在包括用戶的瞳孔的平面上的多個(gè)區(qū)域的區(qū)域組，并且還使得對(duì)應(yīng)于發(fā)光點(diǎn)和區(qū)域的組合的光從多個(gè)發(fā)光點(diǎn)中的每一個(gè)入射在每一個(gè)區(qū)域上。設(shè)置在用戶的瞳孔上的區(qū)域的數(shù)量是兩個(gè)或更多個(gè)，并且每一個(gè)區(qū)域的大小小于0.6(mm)。

根據(jù)本公開內(nèi)容，各自具有小于0.6(mm)的大小的多個(gè)區(qū)域被設(shè)置在包括用戶的瞳孔的平面上，以致位于用戶的瞳孔上的區(qū)域的數(shù)量是兩個(gè)或更多個(gè)，并且光相對(duì)于每一個(gè)區(qū)域的照射狀態(tài)被控制?？梢詫?duì)光關(guān)于瞳孔上的多個(gè)區(qū)域中的每一個(gè)的照射狀態(tài)的控制，執(zhí)行用于補(bǔ)償用戶的視覺敏銳度的顯示器，例如，可以將位于遠(yuǎn)離用戶的預(yù)定距離的虛擬圖像顯示給用戶。進(jìn)一步地，根據(jù)這個(gè)配置，因?yàn)檫m當(dāng)被控制的光束入射在瞳孔上的多個(gè)區(qū)域中的每一個(gè)上，所以即使在用戶的視點(diǎn)已經(jīng)移動(dòng)的情況下也不會(huì)產(chǎn)生如在專利文獻(xiàn)1中描述的技術(shù)中的不可見區(qū)域。

本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)效果

根據(jù)如上所述的本公開內(nèi)容，可以提供更有利于用戶的顯示器。應(yīng)注意，上述效果不一定是限制性的。具有或者代替上述效果，可實(shí)現(xiàn)本說明書中描述的任一個(gè)效果或者可從本說明書掌握的其他效果。

附圖說明

[圖1]是示出了極限分辨率和視覺敏銳度和視距之間的關(guān)系的實(shí)例的曲線。

[圖2]是示出了具有正常眼的用戶的極限分辨率和年齡和視距之間的關(guān)系的實(shí)例的曲線。

[圖3]是示出了具有近視的用戶的極限分辨率和年齡和視距之間的關(guān)系的實(shí)例的曲線。

[圖4]是示出了用于將深度信息分配至二維圖片信息的概念的說明性示圖。

[圖5]是示出了光線重現(xiàn)顯示裝置的配置的實(shí)例的示圖。

[圖6]是示出了顯示普通的二維圖片的顯示裝置的配置的實(shí)例的示圖。

[圖7]是示出了其中用戶的焦點(diǎn)與普通的二維顯示裝置中的顯示表面對(duì)齊的狀態(tài)的示意圖。

[圖8]是示出了其中用戶的焦點(diǎn)不與普通的二維顯示裝置中的顯示表面對(duì)齊的狀態(tài)的示意圖。

[圖9]是示出了光線重現(xiàn)顯示裝置中的虛擬圖像表面與用戶的視網(wǎng)膜上的圖像形成表面之間的關(guān)系的示意圖。

[圖10]是示出了根據(jù)本實(shí)施方式的顯示裝置的配置的實(shí)例的示圖。

[圖11]是示出了在正常模式中從顯微透鏡發(fā)射的光線的示圖。

[圖12]是示出了在正常模式中像素陣列的特定顯示實(shí)例的示圖。

[圖13]是示出了在正常模式中顯微透鏡陣列的虛擬圖像表面與顯示表面之間的位置關(guān)系的示圖。

[圖14]是示出了視覺敏銳度補(bǔ)償模式中從顯微透鏡發(fā)射的光線的示圖。

[圖15]是示出了在視覺敏銳度補(bǔ)償模式中像素陣列的特定顯示實(shí)例的示圖。

[圖16]是示出了在視覺敏銳度補(bǔ)償模式中顯微透鏡陣列的虛擬圖像表面與顯示表面之間的位置關(guān)系的示圖。

[圖17]是示出了用戶的瞳孔的瞳孔直徑與取樣區(qū)域的大小之間的關(guān)系的示圖。

[圖18]是示出了當(dāng)重復(fù)周期λ滿足等式(3)時(shí)λ與pd之間的關(guān)系的示圖。

[圖19]是示出了當(dāng)重復(fù)周期λ滿足等式(4)時(shí)λ與pd之間的關(guān)系的示圖。

[圖20]是示出了重復(fù)周期λ與pd之間的關(guān)系對(duì)連續(xù)顯示區(qū)域的大小的影響的示圖。

[圖21]是示出了根據(jù)本實(shí)施方式的顯示控制方法的處理程序的實(shí)例的流程圖。

[圖22]是示出了其中根據(jù)本實(shí)施方式的顯示裝置應(yīng)用于可穿戴裝置的配置的實(shí)例的示圖。

[圖23]是示出了其中根據(jù)本實(shí)施方式的顯示裝置應(yīng)用于另一移動(dòng)裝置的配置的實(shí)例的示圖。

[圖24]是示出了普通電子的小型放大鏡裝置的實(shí)例的示圖。

[圖25]是示出了由于具有矩形開口(孔徑)的第一屏蔽板導(dǎo)致的像素大小dp減小的狀態(tài)的示意圖。

[圖26]是示出了由于具有圓形開口(孔徑)的第一屏蔽板導(dǎo)致的像素大小dp減小的狀態(tài)的示意圖。

[圖27]是示出了其中第一屏蔽板設(shè)置在背光與液晶層之間的配置的實(shí)例的示圖。

[圖28]是示出了根據(jù)其中根據(jù)瞳孔位置檢測(cè)執(zhí)行照射狀態(tài)的動(dòng)力控制的變形例的顯示裝置的配置的實(shí)例的示圖。

具體實(shí)施方式

在下文中，參考附圖將詳細(xì)描述本公開內(nèi)容的優(yōu)選實(shí)施方式。在本說明書和附圖中，具有基本上相同功能和結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)元件利用相同的參考標(biāo)號(hào)表示，并且省略對(duì)這些結(jié)構(gòu)元件的重復(fù)說明。

另外，將按照以下順序進(jìn)行描述。

1.本公開內(nèi)容的背景技術(shù)

2.本實(shí)施方式的基本原理

3.根據(jù)本實(shí)施方式的顯示裝置

3-1.裝置配置

3-2.驅(qū)動(dòng)實(shí)例

3-2-1.正常模式

3-2-2.視覺敏銳度補(bǔ)償模式

3-3.詳細(xì)的設(shè)計(jì)

3-3-1.取樣區(qū)域

3-3-2.取樣區(qū)域的照射狀態(tài)的重復(fù)周期

4.顯示控制方法

5.應(yīng)用例

5-1.應(yīng)用于可穿戴裝置

5-2.應(yīng)用于其他移動(dòng)裝置

5-3.應(yīng)用于電子小型放大鏡裝置

6.變形例

6-1.根據(jù)孔徑像素大小的減小

6-2.除了顯微透鏡之外的發(fā)光點(diǎn)的配置的實(shí)例

6-3.根據(jù)瞳孔位置檢測(cè)的照射狀態(tài)的動(dòng)力控制

6-4.其中通過印刷材料實(shí)現(xiàn)像素陣列的變形例

7.補(bǔ)充

(1.本公開內(nèi)容的背景技術(shù))

首先，在描述本公開內(nèi)容的優(yōu)選實(shí)施方式之前，將描述本發(fā)明人為本公開內(nèi)容構(gòu)思的背景技術(shù)。

如上所述，近年來，已經(jīng)開發(fā)了能夠執(zhí)行具有較高分辨率的顯示器的顯示裝置。具體地，在具有相對(duì)小的顯示屏幕尺寸的裝置(諸如，移動(dòng)裝置)中，需要較高清晰度的顯示器將更多信息顯示在小屏幕上。

然而，能夠由用戶區(qū)分的分辨率取決于用戶的視覺敏銳度。因此，即使當(dāng)追求到超過用戶的視覺敏銳度的限制的分辨率時(shí)，對(duì)于用戶來說也是不必要的優(yōu)勢(shì)。

圖1中示出了能夠由用戶區(qū)分的分辨率(極限分辨率)和視覺敏銳度和視距(顯示裝置的顯示表面與用戶的瞳孔之間的距離)之間的關(guān)系。圖1是示出了極限分辨率和視覺敏銳度和視距之間的關(guān)系的曲線。在圖1中，視距(mm)呈現(xiàn)在水平軸上，極限分辨率(ppi：像素每英寸)呈現(xiàn)在垂直軸上，并且繪制這兩者之間的關(guān)系。另外，視覺敏銳度被當(dāng)作是參數(shù)并且為視覺敏銳度是1.0的情況和視覺敏銳度是0.5的情況繪制了視距與極限分辨率之間的關(guān)系。

參考圖1，可以看出隨著視距增加，即，隨著顯示表面與瞳孔之間的距離增加，極限分辨率減小。另外，可以看出視覺敏銳度越低，分辨率限制越低。

在此，通常分布的產(chǎn)品x的分辨率約320(ppi)(由圖1中的虛線表示)。從圖1中，可以看出產(chǎn)品x的分辨率被設(shè)置為稍微大于視覺敏銳度是1.0的用戶的視距1(英尺)(＝304.8(mm))處的極限分辨率。即，在產(chǎn)品x中，分辨率有效的功能在像素意義上不可被具有從1(英尺)的距離查看顯示表面的1.0的視覺敏銳度的用戶識(shí)別到。

另一方面，視覺敏銳度根據(jù)用戶而不同。一些用戶具有近視，其中視覺敏銳度在遠(yuǎn)距離處下降，并且其他用戶具有老花眼，其中，由于年齡視覺敏銳度在短距離處下降。當(dāng)考慮顯示表面的極限分辨率與分辨率之間的關(guān)系時(shí)，還必須考慮根據(jù)視距用戶的視覺敏銳度發(fā)生這種變化。在圖1中示出的實(shí)例中，在視覺敏銳度為0.5的用戶的視距1(英尺)處的極限分辨率為約150(ppi)，并且在該用戶的相同視距1(英尺)處僅可以區(qū)分產(chǎn)品x的約一半的分辨率。

參考圖2和圖3考慮了具有老花眼的用戶。圖2示出了其中具有1.0的遠(yuǎn)場(chǎng)視覺敏銳度的正常眼的用戶的極限分辨率和年齡和視距之間的關(guān)系接近的實(shí)例。在圖2中，視距(mm)呈現(xiàn)在水平軸上，具有普通正常眼的用戶的極限分辨率(ppi)呈現(xiàn)在垂直軸上，并且繪制這兩者之間的關(guān)系。另外，當(dāng)年齡被當(dāng)作是參數(shù)并且年齡為9歲、40歲、50歲、60歲和70歲時(shí)，繪制視距與極限分辨率之間的關(guān)系。

另外，圖3中示出了其中在-1.0(屈光度)的透鏡適合于遠(yuǎn)場(chǎng)視覺的意義上具有標(biāo)準(zhǔn)近視的用戶的極限分辨率和年齡和視距之間的關(guān)系接近的實(shí)例。圖3是示出了其中具有近視的用戶的極限分辨率和年齡和視矩之間的關(guān)系的實(shí)例的曲線。在圖3中，視距(mm)呈現(xiàn)在水平軸上，普通近視的用戶的極限分辨率(ppi)呈現(xiàn)在垂直軸上，并且繪制這兩者之間的關(guān)系。另外，當(dāng)年齡被當(dāng)作是參數(shù)并且年齡為9歲、40歲、50歲、60歲和70歲時(shí)，繪制視距與極限分辨率之間的關(guān)系。

參考圖2和圖3，可以看出，關(guān)于具有正常眼的用戶和具有近視的用戶，極限分辨率與年齡一起減小。這是由于隨著年齡的增長發(fā)展為老花眼。在圖2和圖3中，與圖1中示出的產(chǎn)品x的分辨率一起，還示出了另一產(chǎn)品y的分辨率。產(chǎn)品y的分辨率為約180(ppi)(在圖2和圖3中由與產(chǎn)品x的虛線的不同類型表示)。

從圖2中，可以看出產(chǎn)品x的分辨率基本上不可被40歲以上具有正常眼的用戶區(qū)分。另外，參考圖3，可以看出，盡管與正常眼的用戶相比根據(jù)老化極限分辨率的減小對(duì)于具有近視的用戶是平緩的，但產(chǎn)品x的分辨率基本上不可被50歲以上的用戶區(qū)分。在此，參考圖2和圖3，如果視距為250(mm)左右，例如，對(duì)于40歲的用戶，則存在他們的極限分辨率超過產(chǎn)品x的分辨率的可能性并且可以區(qū)分產(chǎn)品x的分辨率。然而，其中極限分辨率超過產(chǎn)品x的分辨率的視距的范圍受到極度限制。當(dāng)視距變得靠近時(shí)由于老花眼導(dǎo)致極限分辨率減小，并且當(dāng)視距變得遠(yuǎn)去時(shí)由于根據(jù)到顯示表面的距離視覺敏銳度的限制導(dǎo)致極限分辨率減小。在根據(jù)舒適的使用視距總是保持在范圍內(nèi)的狀態(tài)下，對(duì)于用戶直觀識(shí)別顯示表面是不理想的。

如上所述，對(duì)于例如具有老花眼的40歲以上的用戶，難以說從有利于用戶的視點(diǎn)來說的分辨率增強(qiáng)約300(ppi)是有意義的。然而，盡管近年來通過用戶處理的信息量已經(jīng)增加，但是通過用戶處理的裝置(如移動(dòng)裝置)已經(jīng)趨向于變得小型化。因此，增加例如移動(dòng)裝置(諸如，智能電話和可佩戴裝置)中的顯示屏幕中的信息密度是不可避免的要求。

作為提高用戶的可見度的方法，可以想象的是減少顯示屏幕上的信息的密度，諸如，增加顯示屏幕的字符大小。然而，這個(gè)方法與需要較高密度的信息相反。另外，如果顯示屏幕上的信息的密度減少，則在一個(gè)屏幕上呈現(xiàn)給用戶的信息量減少并且用戶的可用性也減少?？商鎿Q地，可以想象的是通過增加顯示屏幕本身的大小來增加一個(gè)屏幕上的信息量，但是在這種情況下，是移動(dòng)裝置的優(yōu)勢(shì)的便攜性劣化。

盡管存在為包括如上所述的老年人的所有用戶提供具有較大信息密度的高分辨率顯示屏幕的要求，但是存在由于能夠由用戶區(qū)分的分辨率中的用戶的視覺敏銳度導(dǎo)致的限制。

在此，如上所述，通常，作為針對(duì)老花眼的對(duì)策，廣泛使用諸如老花鏡的光學(xué)補(bǔ)償儀器。然而，根據(jù)觀察對(duì)象的距離老花鏡需要附接并拆開。根據(jù)此，必須攜帶用于存儲(chǔ)老花鏡(諸如，眼鏡盒)的工具。使用移動(dòng)裝置的用戶必須攜帶大于或等于移動(dòng)裝置的體積的工具，這使許多用戶感到苦惱。進(jìn)一步地，許多用戶對(duì)佩戴老花鏡本身感到抗拒。

考慮到以上情況，存在要求能夠?yàn)橛脩籼峁┝己玫目梢姸鹊募夹g(shù)，其中在不使用諸如老花鏡的輔助儀器的情況下能夠區(qū)分高分辨率顯示。由于努力地研究通過設(shè)計(jì)不使用諸如老花鏡的輔助儀器的顯示裝置的配置能夠?yàn)橛脩籼峁┝己玫目梢姸鹊募夹g(shù)的結(jié)果，本發(fā)明人構(gòu)思了本公開內(nèi)容的一些實(shí)施方式。

在下文中，將描述本發(fā)明人構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施方式作為本公開內(nèi)容的優(yōu)選實(shí)施方式。

(2.本實(shí)施方式的基本原理)

首先，在描述特定裝置配置之前，將參考圖4描述本實(shí)施方式的基本原理。圖4是示出了分配至二維圖片信息的深度信息的概念的說明性示圖。

如圖4的右邊示圖所示，在普通的顯示裝置中，圖片信息在顯示表面被顯示為二維圖片。二維圖片信息可以說是沒有深度信息的圖片信息。

在此，存在稱為照射場(chǎng)攝影的技術(shù)作為當(dāng)主體被拍攝時(shí)能夠不獲得有關(guān)如普通拍攝裝置中一樣從每個(gè)方向入射的光的強(qiáng)度的信息的情況下通過獲得主體的空間中的光線的位置和方向的信息通過計(jì)算能夠在各個(gè)焦點(diǎn)位置處獲得圖片的攝影技術(shù)?？梢酝ㄟ^基于空間(光場(chǎng))內(nèi)的光線狀態(tài)通過計(jì)算在照相機(jī)內(nèi)執(zhí)行模擬圖像形成的狀態(tài)的過程實(shí)現(xiàn)該技術(shù)。

另一方面，作為用于重現(xiàn)實(shí)際空間中的光線狀態(tài)(光場(chǎng))的信息的技術(shù)，還已知的是稱為光線重現(xiàn)技術(shù)的技術(shù)。在圖4中示出的實(shí)例中，在顯示表面存在于位置x處的情況下的光線狀態(tài)通過計(jì)算首先獲得，并且所獲得的光線狀態(tài)是通過光線重現(xiàn)技術(shù)重現(xiàn)，以致實(shí)際的顯示表面位于位置o處，但是可以重現(xiàn)好像顯示表面位于不同于位置o(參見圖4中的中間附圖)的位置x處的光線狀態(tài)。光線狀態(tài)的信息(光線信息)也可以說是三維圖片信息，其中有關(guān)虛擬顯示表面的深度方向上的位置的信息被分配至二維圖片信息。

通過根據(jù)光線信息重現(xiàn)好像顯示表面位于位置x處的光線狀態(tài)并且基于光線狀態(tài)在照射狀態(tài)下利用光照射用戶的瞳孔，用戶直觀地識(shí)別位于位置x處的虛擬顯示表面(即，虛擬圖像)上的圖像。如果位置x被調(diào)整為對(duì)于例如具有老花眼的用戶焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)的位置，則可以向用戶提供聚焦圖片。

因而基于光線信息用于重現(xiàn)預(yù)定光線狀態(tài)的顯示裝置，已知的是幾個(gè)光線重現(xiàn)類型的顯示裝置。光線重現(xiàn)類型的顯示裝置被配置為使得可以根據(jù)發(fā)射方向控制來自每個(gè)像素的光，并且被廣泛地用作例如裸眼3d顯示裝置，其通過發(fā)射光提供3d圖片以致考慮到用戶的左右眼上的雙眼視差的圖片被識(shí)別。

圖5中示出了光線重現(xiàn)類型的顯示裝置的配置的實(shí)例。圖5是示出了光線重現(xiàn)類型的顯示裝置的配置的實(shí)例的示圖。另外，為了對(duì)比，圖6中示出了顯示普通的二維圖片的顯示裝置的配置的實(shí)例。圖6是示出了顯示普通的二維圖片的顯示裝置的配置的實(shí)例的示圖。

參考圖6，普通顯示裝置80的顯示表面包括其中二維布置多個(gè)像素811的像素陣列810。在圖6中，為方便起見，像素陣列810被示出為好像像素811被布置在一個(gè)縱列中，但是實(shí)際上，像素811還被布置在圖紙的深度方向上。來自每個(gè)像素811的光的量根據(jù)發(fā)射方向未被控制，并且控制的光的量在任何方向上被類似地發(fā)射。參考圖4的右側(cè)上的附圖所描述的二維圖片指示例如圖6中示出的像素陣列810的顯示表面815上顯示的二維圖片。在下文中，為了將其從光線重現(xiàn)類型的顯示裝置區(qū)分，如圖6中所表示的用于顯示二維圖片(即，沒有深度信息的圖片信息)的顯示裝置80也稱為二維顯示裝置80。

參考圖5，光線重現(xiàn)類型的顯示裝置15包括：像素陣列110，其中二維布置多個(gè)像素111；以及顯微透鏡陣列120，設(shè)置在像素陣列110的顯示表面115上。在圖5中，為方便起見，像素陣列110被示出為好像像素111被布置在一個(gè)縱列中，但是像素111實(shí)際上也被布置在圖紙的深度方向上。同樣，也在顯微透鏡陣列120中，顯微透鏡121實(shí)際上被布置在圖紙的深度方向上。因?yàn)閬碜悦總€(gè)像素111的光通過顯微透鏡121發(fā)射，所以顯微透鏡陣列120的透鏡表面125在光線重現(xiàn)類型的顯示裝置15中變成清晰的顯示表面125。

顯微透鏡陣列120中的顯微透鏡121的間距被配置為大于像素陣列110中的像素111的間距。即，多個(gè)像素111被緊鄰地定位在一個(gè)顯微透鏡121下方。因此，來自多個(gè)像素111的光入射在一個(gè)顯微透鏡121上，并且具有方向性的發(fā)射。因此，通過適當(dāng)?shù)乜刂泼總€(gè)像素111的驅(qū)動(dòng)，可以調(diào)整從每個(gè)顯微透鏡121發(fā)射的光的方向、波長、強(qiáng)度等。

以此方式，在光線重現(xiàn)類型的顯示裝置15中，每個(gè)顯微透鏡121構(gòu)成發(fā)光點(diǎn)，并且從每個(gè)發(fā)光點(diǎn)發(fā)射的光通過緊鄰每個(gè)顯微透鏡121下方設(shè)置的多個(gè)像素111控制。通過基于光線信息驅(qū)動(dòng)每個(gè)像素111，控制從每個(gè)發(fā)光點(diǎn)發(fā)射的光并且實(shí)現(xiàn)期望的光線狀態(tài)。

具體地，在例如圖4中示出的實(shí)例中，當(dāng)查看位于位置o(對(duì)應(yīng)于圖5中示出的顯微透鏡陣列120的顯示表面125)處的實(shí)際的顯示表面時(shí)，光線信息包括有關(guān)用于觀察位于不同于位置o的位置x處的虛擬的顯示表面上的圖像(即，虛擬圖像)的每個(gè)顯微透鏡121中的光的發(fā)射狀態(tài)(發(fā)射光的方向、波長、強(qiáng)度等)的信息?；诠饩€信息驅(qū)動(dòng)每個(gè)像素111并且其發(fā)射狀態(tài)被控制的光從每個(gè)顯微透鏡121發(fā)射，以致用戶的瞳孔利用用于位于觀察位置的用戶觀察位置x處的虛擬圖像的光照射。也可以說基于光線信息控制光的發(fā)射狀態(tài)是控制用于用戶的瞳孔的光的照射狀態(tài)。

參考圖7至圖9將更詳細(xì)地描述包括用戶的視網(wǎng)膜上的圖像形成的狀態(tài)的上述細(xì)節(jié)。圖7是示出了用戶的焦點(diǎn)與普通的二維顯示裝置80中的顯示表面對(duì)齊的狀態(tài)的示意圖。圖8是示出了用戶的焦點(diǎn)不與普通的二維顯示裝置80中的顯示表面對(duì)齊的狀態(tài)的示意圖。圖9是示出了光線重現(xiàn)類型的顯示裝置15中的虛擬圖像表面與用戶的視網(wǎng)膜上的圖像形成表面之間的關(guān)系的示意圖。在圖7至圖9中，示意性地示出了普通的二維顯示裝置80的像素陣列810和顯示表面815或者光線重現(xiàn)類型的顯示裝置15的顯微透鏡陣列120和顯示表面125以及用戶的眼睛的透鏡201(晶體透鏡201)和視網(wǎng)膜203。

參考圖7，示意性地示出了其中圖片160顯示在顯示表面815上的狀態(tài)。在普通的二維顯示裝置80中，在用戶的焦點(diǎn)與顯示表面815對(duì)齊的狀態(tài)下，來自像素陣列810的每個(gè)像素811的光穿過用戶的眼睛的透鏡201并且其圖像形成在視網(wǎng)膜203上(即，圖像形成表面204位于視網(wǎng)膜203上)。圖7中利用不同的線條類型繪制的箭頭指示從像素811發(fā)射的不同波長的光，即，不同顏色的光。

在圖8中，示出了與圖7中示出的狀態(tài)相比其中顯示表面815位于更靠近用戶的狀態(tài)并且用戶的焦點(diǎn)不與顯示表面815對(duì)齊。參考圖8，來自像素陣列810的每個(gè)像素811的光在用戶的視網(wǎng)膜203上不會(huì)形成圖像并且圖像形成表面204位于視網(wǎng)膜203后面。在這種情況下，用戶識(shí)別到離焦的模糊圖片。圖8示出了其中具有老花眼的用戶試圖觀看附近的顯示表面而觀看模糊圖片的狀態(tài)。

圖9示出了當(dāng)光線重現(xiàn)類型的顯示裝置15被驅(qū)動(dòng)使得其在虛擬的圖像表面150上顯示圖片160作為用戶的虛擬圖像時(shí)的光線狀態(tài)。在圖9中，與圖8中示出的顯示表面815相似，顯示表面125定位為相對(duì)靠近用戶。虛擬圖像表面150被設(shè)置為定位為比實(shí)際顯示表面125更遠(yuǎn)的虛擬顯示表面。

在此，如上所述，在光線重現(xiàn)類型的顯示裝置15中，光的發(fā)射狀態(tài)可以控制以致顯微透鏡121(即，發(fā)光點(diǎn)121)代替無向性發(fā)射唯一光而在相互不同的方向上發(fā)射相互不同的光強(qiáng)度和/或波長的光。例如，從每個(gè)顯微透鏡121發(fā)射的光被控制以致來自虛擬圖像表面150上的圖片160的光被重現(xiàn)。具體地，例如，假定虛擬像素151(151a和151b)在虛擬圖像表面150上，可以認(rèn)為第一波長的光從某個(gè)虛擬像素151a發(fā)射并且第二波長的光從其他虛擬像素151b發(fā)射以便在虛擬圖像表面150上顯示圖片160。根據(jù)此，光的發(fā)射狀態(tài)被控制以致顯微透鏡121a在對(duì)應(yīng)于來自像素151a的光的方向上發(fā)射第一波長的光并且在對(duì)應(yīng)于來自像素151b的光的方向上發(fā)射第二波長的光。盡管未示出，如圖5所示像素陣列實(shí)際上被設(shè)置在顯微透鏡陣列120的背面(圖9中的圖紙的右側(cè))上并且像素陣列的每個(gè)像素的驅(qū)動(dòng)被控制，以致來自顯微透鏡121a的光的發(fā)射狀態(tài)被控制。

在此，從虛擬圖像表面150的視網(wǎng)膜203的距離被設(shè)置為用戶的焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)的位置，例如，圖7中示出的顯示表面815的位置。光線重現(xiàn)類型的顯示裝置15被驅(qū)動(dòng)使得其在位于該位置處的虛擬圖像表面150上的圖片160的光，以致來自實(shí)際顯示表面125的光的圖像形成表面204位于視網(wǎng)膜203后面，但是虛擬圖像表面150上的圖片160的圖像形成在視網(wǎng)膜203上。因此，就具有老花眼的用戶而言，即使當(dāng)用戶與顯示表面125之間的距離較短時(shí)，用戶也可以觀看與遠(yuǎn)距離觀看中相似的良好圖片160。

以上描述了本實(shí)施方式的基本原理。如上所述，在本實(shí)施方式中，通過使用光線重現(xiàn)類型的顯示裝置，來自被設(shè)置在與具有老花眼的用戶焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)的位置處的虛擬圖像表面150上的圖片160的光被重現(xiàn)并且該光被發(fā)射給用戶。這允許用戶觀察虛擬圖像表面150上的聚焦圖片160。因此，例如，即使當(dāng)圖片160是高分辨率圖片，其中該分辨率在實(shí)際顯示表面125上的視距處超過用戶的極限分辨率時(shí)，在不使用諸如老花鏡的其他光學(xué)補(bǔ)償儀器的情況下聚焦圖片被提供至用戶并且可以觀察精細(xì)圖片160。因此，如以上(1.本公開內(nèi)容的背景技術(shù))中描述的，即使當(dāng)信息的密度在相對(duì)小的顯示屏幕中增加時(shí)，用戶也可以良好地觀察在其上通過補(bǔ)充用戶的視覺敏銳度顯示高密度信息的圖片。另外，根據(jù)本實(shí)施方式，因?yàn)槿缟纤隹梢詧?zhí)行在不使用諸如老花鏡的光學(xué)補(bǔ)償儀器的情況下執(zhí)行視覺敏銳度補(bǔ)償?shù)娘@示，所以不必?cái)y帶其他便攜式物品，諸如，老花鏡和/或用于存儲(chǔ)老花鏡的眼鏡盒并且用戶身上的負(fù)擔(dān)減小。

另外，盡管以上已經(jīng)描述了其中如圖9所示虛擬圖像表面150被設(shè)置為比實(shí)際顯示表面125更遠(yuǎn)的情況補(bǔ)償具有老花眼的用戶的視覺敏銳度，但是本實(shí)施方式不限于這一個(gè)實(shí)例。例如，虛擬圖像表面150可被設(shè)置為比實(shí)際顯示表面125更靠近。在這種情況下，虛擬圖像表面150被設(shè)置在例如具有近視的用戶的焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)的位置處。從而，具有近視的用戶可以在不使用諸如眼鏡和隱形眼鏡的光學(xué)補(bǔ)償儀器的情況下觀察聚焦圖片160。僅通過改變顯示在每個(gè)像素上的數(shù)據(jù)并且不必改變硬件機(jī)構(gòu)可以自由實(shí)現(xiàn)具有老花眼的用戶的視覺敏銳度補(bǔ)償與具有近視的用戶的視覺敏銳度補(bǔ)償之間的切換。

(3.根據(jù)本實(shí)施方式的顯示裝置)

基于上述基本原理將描述能夠?qū)崿F(xiàn)操作的根據(jù)本實(shí)施方式的顯示裝置的詳細(xì)配置。

(3-1.裝置配置)

參考圖10將描述根據(jù)本實(shí)施方式的顯示裝置的配置。圖10是示出了根據(jù)本實(shí)施方式的顯示裝置的配置的實(shí)例的示圖。

參考圖10，根據(jù)本實(shí)施方式的顯示裝置10包括：像素陣列110，其中二維設(shè)置多個(gè)像素111；顯微透鏡陣列120，設(shè)置在像素陣列110的顯示表面115上；以及控制單元130，控制像素陣列110的每個(gè)像素111的驅(qū)動(dòng)。在此，圖10中示出的像素陣列110和顯微透鏡陣列120與圖5中示出的那些相似。另外，控制單元130驅(qū)動(dòng)每個(gè)像素111使得其基于光線信息重現(xiàn)預(yù)定的光線狀態(tài)。以此方式，顯示裝置10可以配置為光線重現(xiàn)顯示裝置。

如在參考圖5描述的光線重現(xiàn)類型的顯示裝置15中，顯微透鏡陣列120中的顯微透鏡121的間距被配置為大于像素陣列110中的像素111的間距并且來自多個(gè)像素111的光入射在一個(gè)顯微透鏡121上并且具有方向性的發(fā)射。如上所述，在顯示裝置10中，每個(gè)顯微透鏡121構(gòu)成發(fā)光點(diǎn)。顯微透鏡121對(duì)應(yīng)于普通的二維顯示裝置中的像素，并且顯微透鏡陣列120的透鏡表面125在顯示裝置10中變成清晰的顯示表面125。

像素陣列110可包括具有例如約10(μm)的像素間距的液晶顯示裝置的液晶層(液晶面板)。盡管未示出，為普通液晶顯示裝置中的像素設(shè)置了各種結(jié)構(gòu)，諸如用于驅(qū)動(dòng)像素陣列110的每個(gè)像素的驅(qū)動(dòng)元件和光源(背光)可連接至像素陣列110。然而，本實(shí)施方式不限于這個(gè)實(shí)例并且諸如有機(jī)el顯示裝置等另一顯示裝置可用作像素陣列110。另外，像素間距不限于以上實(shí)例并且可考慮到期望實(shí)現(xiàn)的分辨率等進(jìn)行適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)。

顯微透鏡陣列120通過二維布置例如具有3.5(mm)的焦距、以0.15(mm)的間距的格狀形式的凸透鏡進(jìn)行配置。顯微透鏡陣列120被設(shè)置為基本上覆蓋整個(gè)像素陣列110。像素陣列110和顯微透鏡陣列120被配置為處于在此像素陣列110的顯示表面115上的圖像接近于形成在基本上平行于包括用戶的瞳孔的顯示表面115(或者顯示表面125)的平面上的位置處。通常，顯示表面115上的圖片的圖像形成位置可以預(yù)置為當(dāng)用戶觀察顯示表面115時(shí)假定的觀察位置。然而，顯微透鏡陣列120中的顯微透鏡121的焦距和間距不限于上述實(shí)例，并且可基于與其他構(gòu)件的布置關(guān)系、顯示表面115上的圖片的圖像形成位置(即，假定的用戶的觀察位置)等進(jìn)行適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)。

控制單元130包括諸如中央處理單元(cpu)或者數(shù)字信號(hào)處理器(dsp)的處理器并且根據(jù)預(yù)定程序進(jìn)行操作，從而控制像素陣列110的每個(gè)像素111的驅(qū)動(dòng)?？刂茊卧?30具有光線信息生成單元131和像素驅(qū)動(dòng)單元132作為其功能。

光線信息生成單元131基于區(qū)域信息、虛擬圖像位置信息和圖片信息生成光線信息。在此，區(qū)域信息是有關(guān)區(qū)域組的信息，該區(qū)域組包括被設(shè)置在包括用戶的瞳孔的平面上并且基本上平行于顯微透鏡陣列120的顯示表面125并且小于用戶的瞳孔直徑的多個(gè)區(qū)域。區(qū)域信息包括有關(guān)該區(qū)域設(shè)置在其上的平面與顯示表面125之間的距離的信息、有關(guān)區(qū)域的大小的信息等。

在圖10中，僅示出包括用戶的瞳孔的平面205、設(shè)置在平面205上的多個(gè)區(qū)域207、和區(qū)域組209。多個(gè)區(qū)域207被設(shè)置為位于用戶的瞳孔中。區(qū)域組209被設(shè)置在其中從每個(gè)顯微透鏡121發(fā)射的光可以達(dá)到平面205的范圍內(nèi)。換言之，顯微透鏡陣列120被配置為以致區(qū)域組209利用從一個(gè)顯微透鏡121發(fā)射的光照射。

在此，在本實(shí)施方式中，從每個(gè)顯微透鏡121發(fā)射的光的波長、強(qiáng)度等根據(jù)顯微透鏡121和區(qū)域207的組合進(jìn)行調(diào)整。即，對(duì)于每個(gè)區(qū)域207，控制入射在區(qū)域207上的光的照射狀態(tài)。區(qū)域207對(duì)應(yīng)于其中來自一個(gè)像素111的光投射在瞳孔上的大小(來自瞳孔上的像素111的光的投射大小)并且區(qū)域207之間的間隔可以說顯示光入射在用戶的瞳孔上時(shí)的取樣間隔。在以下描述中，區(qū)域207還被稱為取樣區(qū)域207。區(qū)域組209還被稱為取樣區(qū)域組209。

虛擬圖像位置信息是有關(guān)在此生成虛擬圖像的位置(虛擬圖像生成位置)的信息。虛擬圖像生成位置是圖9中示出的虛擬圖像表面150的位置。虛擬圖像位置信息包括有關(guān)從顯示表面125到虛擬圖像生成位置的距離的信息。另外，圖片信息是呈現(xiàn)給用戶的二維圖片信息。

基于區(qū)域信息、虛擬圖像位置信息和圖片信息，當(dāng)基于圖片信息的圖片顯示在基于虛擬圖像位置信息的虛擬圖像生成位置處時(shí)，光線信息生成單元131基于區(qū)域信息生成指示來自圖片的入射在每個(gè)取樣區(qū)域207上的光的光線狀態(tài)的光線信息。光線信息包括有關(guān)每個(gè)顯微透鏡121中的光的發(fā)射狀態(tài)的信息以及有關(guān)用于重現(xiàn)光線狀態(tài)的每個(gè)取樣區(qū)域207的光的照射狀態(tài)的信息。通過光線信息生成單元131執(zhí)行的過程對(duì)應(yīng)于在上述(2.本實(shí)施方式的基本原理)中參考圖4描述的將深度信息分配至二維圖片信息的過程。

另外，圖片信息可從另一裝置傳輸或者可預(yù)存儲(chǔ)在設(shè)置在顯示裝置10中的存儲(chǔ)裝置(未示出)中。圖片信息可以是有關(guān)表示通過普通信息處理裝置執(zhí)行的各種過程的結(jié)果的圖片、文本、曲線等信息。

另外，虛擬圖像位置信息可通過例如用戶、顯示裝置10的設(shè)計(jì)者等提前輸入，并且存儲(chǔ)在上述存儲(chǔ)裝置中。另外，在虛擬圖像位置信息中，虛擬圖像生成位置被設(shè)置為用戶焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)的位置。例如，適用于相對(duì)大量具有老花眼的用戶的普通聚焦位置可通過顯示裝置10的設(shè)計(jì)者等設(shè)置為虛擬圖像生成位置。可替換地，虛擬圖像生成位置可根據(jù)用戶的視覺敏銳度通過用戶進(jìn)行適當(dāng)?shù)卣{(diào)整，并且每次可更新上述存儲(chǔ)裝置內(nèi)的虛擬圖像位置信息。

另外，區(qū)域信息可通過例如用戶、顯示裝置10的設(shè)計(jì)者等提前輸入，并且存儲(chǔ)在上述存儲(chǔ)裝置中。在此，顯示表面125與其上設(shè)置取樣區(qū)域207的平面205(平面205對(duì)應(yīng)于用戶的觀察位置)之間的包括在區(qū)域信息中的距離可基于假定用戶通常觀察顯示裝置10的位置進(jìn)行設(shè)置。例如，如果配備有顯示裝置10的裝置是腕表式可穿戴裝置，則可以考慮到用戶的瞳孔與可穿戴裝置的連接位置的臂之間的距離設(shè)置上述距離。另外，例如，如果配備有顯示裝置10的裝置是安裝在房間中的固定式電視，則可以考慮到看電視時(shí)電視與用戶的瞳孔之間的普通距離設(shè)置上述距離?？商鎿Q地，上述距離可根據(jù)使用方式通過用戶進(jìn)行適當(dāng)?shù)卣{(diào)整，并且每次可更新存儲(chǔ)裝置中的虛擬圖像位置信息。另外，包括在區(qū)域信息中的取樣區(qū)域207的大小可以考慮到以下(3-3-1.取樣區(qū)域)中將描述的內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)?shù)卦O(shè)置。

光線信息生成單元131將生成的光線信息提供至像素驅(qū)動(dòng)單元132。

像素驅(qū)動(dòng)單元132驅(qū)動(dòng)像素陣列110的每個(gè)像素111使得其當(dāng)基于圖片信息的圖片基于光線信息顯示在虛擬圖像表面上時(shí)重現(xiàn)該光線狀態(tài)。此時(shí)，像素驅(qū)動(dòng)單元132驅(qū)動(dòng)每個(gè)像素111以致從每個(gè)顯微透鏡121發(fā)射的光被獨(dú)立控制用于每個(gè)取樣區(qū)域207。因此，如上所述，為每個(gè)取樣區(qū)域207控制入射在取樣區(qū)域207上的光的照射狀態(tài)。例如，在圖10中示出的實(shí)例中，示出了通過疊加來自多個(gè)像素111的光配置的光123入射在每個(gè)取樣區(qū)域207上的狀態(tài)。

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樣區(qū)域207的大小，以便使光123入射在取樣區(qū)域207上。因此，在顯示裝置10中，每個(gè)構(gòu)件的結(jié)構(gòu)、布置等被設(shè)計(jì)為使得瞳孔上的光123的投射大小等于或小于取樣區(qū)域207的大小。

另一方面，如在以下(2-2-3-1.取樣區(qū)域)中將詳細(xì)描述的，用戶的視網(wǎng)膜上的圖像的模糊量取決于瞳孔上的光123的投射大小(即，光的入射瞳孔直徑)。如果視網(wǎng)膜上的模糊量大于能夠由用戶區(qū)分的圖像的視網(wǎng)膜上的大小，則用戶將識(shí)別模糊的圖像。當(dāng)由于老花眼等眼睛的調(diào)整功能不足時(shí)，對(duì)應(yīng)于取樣區(qū)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徑，以便使視網(wǎng)膜上的模糊量等于或小于能夠由用戶區(qū)分的圖像的視網(wǎng)膜上的大小。

具體地，然而普通的人類瞳孔直徑為約2(mm)至8(mm)，優(yōu)選的是將取樣區(qū)域207的大小設(shè)置為約0.6(mm)或者更小。在以下(3-3-1.取樣區(qū)域)中將再次詳細(xì)地描述取樣區(qū)域207的大小所需的條件。

在此，如從圖10清晰可見的，瞳孔上的光123的投射大小取決于像素陣列110的像素111的圖像放大和大小dp。在此，圖像放大是視距(顯微透鏡陣列120的透鏡表面125與瞳孔之間的距離)dlp與顯微透鏡陣列120的透鏡表面125和像素陣列110的顯示表面115之間的距離dxl之間的比例(dlp/dxl)。因此，在本實(shí)施方式中，像素111的大小dp、顯微透鏡陣列120和像素陣列110的布置位置等可進(jìn)行適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)，以致考慮到假定用戶通常觀察顯示表面125的距離(即，dlp)瞳孔上的光123的投射大小足以小于瞳孔直徑(更詳細(xì)地，約0.6(mm)或者更小)。

另外，在顯示裝置10中，每個(gè)組成構(gòu)件的布置被設(shè)置以致關(guān)于每個(gè)取樣區(qū)域207的光的照射狀態(tài)以大于用戶的最大瞳孔直徑的單位周期性重復(fù)。當(dāng)用戶的瞳孔位置已經(jīng)移動(dòng)時(shí)，即使在用戶的瞳孔位置移動(dòng)之后的位置處，這個(gè)也用于顯示與移動(dòng)至用戶之前相似的圖片。重復(fù)周期通過顯微透鏡陣列120的顯微透鏡121的間距、dxl和dlp來確定。具體地，重復(fù)周期＝(顯微透鏡陣列120的間距)×(dlp+dxl)/dxl?；谶@個(gè)關(guān)系，設(shè)置顯微透鏡121的間距、像素陣列110中的像素111的大小dp和間距、以及諸如dxl和dlp的值以致該重復(fù)周期滿足上述條件。在以下(3-3-2.取樣區(qū)域的照射狀態(tài)的重復(fù)周期)中將再次詳細(xì)地描述重復(fù)周期所需的條件。

如上所述，參考圖10已經(jīng)描述了根據(jù)本實(shí)施方式的顯示裝置10的配置。

在此，就部分配置而言，根據(jù)本實(shí)施方式的顯示裝置10與廣泛用作裸眼3d顯示裝置的光線重現(xiàn)類型的顯示裝置相似。然而，因?yàn)槁阊?d顯示裝置的目標(biāo)是顯示關(guān)于用戶的左右眼具有雙眼視差的圖片，所以發(fā)射光的發(fā)射狀態(tài)僅被控制在水平方向上并且在很多情況下在垂直方向上不執(zhí)行發(fā)射狀態(tài)的控制。因此，例如，在很多情況下，提供了其中雙凸透鏡被設(shè)置在像素陣列的顯示表面上的配置。另一方面，因?yàn)楦鶕?jù)本實(shí)施方式的顯示裝置10的目標(biāo)是為了補(bǔ)償用戶的眼睛調(diào)整功能的目的而顯示虛擬圖像，所以在水平方向和垂直方向這兩個(gè)方向上自然地執(zhí)行發(fā)射狀態(tài)的控制。因此，代替如上所述的雙凸透鏡，其中顯微透鏡121被二維布置的顯微透鏡陣列120被用在像素陣列的顯示表面上。

另外，如上所述，因?yàn)槁阊?d顯示裝置的目標(biāo)是顯示關(guān)于用戶的左右眼具有雙眼視差的圖片，所以本實(shí)施方式中描述的取樣區(qū)域207被設(shè)置為包括用戶的整個(gè)眼睛的相對(duì)大的區(qū)域。具體地，取樣區(qū)域207的大小被設(shè)置為約65(mm)，這是用戶的瞳孔距離(pd)的平均值、或者在很多情況下約為它的分?jǐn)?shù)。另一方面，在本實(shí)施方式中，取樣區(qū)域207的大小被設(shè)置為小于用戶的瞳孔直徑，更詳細(xì)地，小于約0.6(mm)。如上所述，因?yàn)閼?yīng)用的目的和領(lǐng)域不同，所以采用不同于普通裸眼3d顯示裝置的結(jié)構(gòu)并且在根據(jù)本實(shí)施方式的顯示裝置10中執(zhí)行不同的驅(qū)動(dòng)控制。

(3-2.驅(qū)動(dòng)實(shí)例)

接下來，將描述圖10中示出的顯示裝置10中的特定驅(qū)動(dòng)實(shí)例。根據(jù)本實(shí)施方式的顯示裝置10可以在其中顯示不同于實(shí)際顯示表面125的虛擬顯示表面上的虛擬圖像(即，顯示深度信息被分配至此的圖片信息)的模式(在下文還稱為視覺敏銳度補(bǔ)償模式)或者其中顯示二維圖片信息的模式(在下文還稱為正常模式)中驅(qū)動(dòng)。因?yàn)樵谝曈X敏銳度補(bǔ)償模式中虛擬圖像由用戶直觀識(shí)別，所以即使對(duì)于由于老花眼或者近視難以在實(shí)際顯示表面125上對(duì)準(zhǔn)焦點(diǎn)的用戶來說也可以提供良好的圖片。另一方面，在正常模式中，利用圖10中示出的顯示裝置10的配置，例如可以顯示與圖6中示出的普通二維顯示裝置80的二維圖片相似的二維圖片。

(3-2-1.正常模式)

參考圖11至圖13將描述正常模式中的顯示裝置10的驅(qū)動(dòng)。圖11是示出了在正常模式中從顯微透鏡121發(fā)射的光線的示圖。圖12是示出了在正常模式中像素陣列110的特定顯示實(shí)例的示圖。圖13是示出了在正常模式中顯微透鏡陣列120的虛擬圖像表面150與顯示表面125之間的位置關(guān)系的示圖。

參考圖11，如在圖9中，示意性地示出了它的顯微透鏡陣列120和顯示表面125、用戶的接目鏡201、以及用戶的視網(wǎng)膜203。另外，示意性地示出了顯示在顯示表面125上的圖片160。另外，圖11對(duì)應(yīng)于其中通過上述圖8中的像素陣列810重現(xiàn)的圖片160通過與圖9中示出的本實(shí)施方式中的配置相似的配置進(jìn)行重現(xiàn)的實(shí)例。因此，將省略參考圖8和圖9已經(jīng)描述的內(nèi)容的重復(fù)描述。

如圖11所示，在正常模式中，相同光從每個(gè)顯微透鏡121在所有發(fā)射角的方向上發(fā)射。因此，每個(gè)顯微透鏡121與在圖8中示出的像素陣列810的每個(gè)像素811中一樣運(yùn)轉(zhuǎn)并且圖片160通過顯微透鏡陣列120顯示在顯微透鏡陣列120的顯示表面125上。

圖12示出了在正常模式中用戶可以實(shí)際直觀識(shí)別的圖片160的實(shí)例以及其中像素陣列110的部分區(qū)域當(dāng)顯示的圖片160時(shí)被放大的狀態(tài)。例如，如圖12所示，在正常模式中，假定用戶直觀識(shí)別包括預(yù)定文本數(shù)據(jù)的圖片160。

在此，當(dāng)用戶經(jīng)由顯微透鏡陣列120看見來自像素陣列110的光時(shí)，圖12中的圖片160實(shí)際上被用戶識(shí)別到。圖12中的右側(cè)上示出了通過放大圖片160的部分區(qū)域161并且移除顯微透鏡陣列120而獲得的示意圖(即，緊鄰區(qū)域161下方的像素陣列110的顯示器的示意圖)。包括多個(gè)像素111的像素組112位于緊鄰一個(gè)顯微透鏡121的下方，但是如圖12的右側(cè)上所示出的，在正常模式中，相同信息被顯示在緊鄰一個(gè)顯微透鏡121的下方定位的像素組112中。

以此方式，每個(gè)像素111被驅(qū)動(dòng)以致在正常模式中相同信息被顯示在緊鄰每個(gè)顯微透鏡121下方的像素組112中，以致二維圖片信息被顯示在顯微透鏡陣列120的顯示表面125上。用戶可以直觀識(shí)別與如圖8所示的普通二維顯示裝置中設(shè)置的圖片160相似的顯示表面125上現(xiàn)有的二維圖片。

圖13示出了用戶的眼睛211、顯微透鏡陣列120的顯示表面125與虛擬圖像表面150之間的關(guān)系。如圖13所示，正常模式對(duì)應(yīng)于其中顯微透鏡陣列120的虛擬圖像表面150和顯示表面125一致的狀態(tài)。

(3-2-2.視覺敏銳度補(bǔ)償模式)

接下來，參考圖14至圖16將描述視覺敏銳度補(bǔ)償模式中的顯示裝置10的驅(qū)動(dòng)。圖14是示出了在視覺敏銳度補(bǔ)償模式中從顯微透鏡121發(fā)射的光線的示圖。圖15是示出了在視覺敏銳度補(bǔ)償模式中像素陣列110的特定顯示實(shí)例的示圖。圖16是示出了在視覺敏銳度補(bǔ)償模式中顯微透鏡陣列120的虛擬圖像表面150與顯示表面125之間的位置關(guān)系的示圖。

參考圖14，如在圖9中，示意性地示出了它的顯微透鏡陣列120和顯示表面125、虛擬圖像表面150、虛擬圖像表面150上的虛擬像素151、虛擬圖像表面上的圖片160、用戶的眼睛的透鏡201、以及用戶的視網(wǎng)膜203。另外，在圖14中，還示出了未在圖9中示出的像素陣列110的顯示表面115。

另外，圖14對(duì)應(yīng)于通過將像素陣列110的顯示表面115添加至上述圖9獲得的示意圖。因此，將省略參考圖9已經(jīng)描述的內(nèi)容的重復(fù)描述。

在視覺敏銳度補(bǔ)償模式中，光從每個(gè)顯微透鏡121發(fā)射以在虛擬圖像表面150上重現(xiàn)來自圖片160的光。圖片160可以被認(rèn)為是通過虛擬圖像表面150上的虛擬像素151顯示的虛擬圖像表面150上的二維圖片。圖14中示意性地示出了在一個(gè)確定顯微透鏡121中可以獨(dú)立控制光的范圍124。緊鄰顯微透鏡121的下方的像素組112(一部分像素陣列110)被驅(qū)動(dòng)，使得來自虛擬像素151的光在范圍124中包括的虛擬圖像表面150上重現(xiàn)。在每個(gè)顯微透鏡121中執(zhí)行類似的驅(qū)動(dòng)控制，以致光從每個(gè)顯微透鏡121發(fā)射以在虛擬圖像表面150上重現(xiàn)來自圖片160的光。

圖15中示出了在視覺敏銳度補(bǔ)償模式中實(shí)際上能夠由用戶直觀識(shí)別的圖片160的實(shí)例以及其中像素陣列110的部分區(qū)域在顯示圖片160時(shí)被放大的狀態(tài)。例如，如圖15所示，假定用戶直觀識(shí)別包括預(yù)定文本數(shù)據(jù)的圖片160。在視覺敏銳度補(bǔ)償模式中，如顯示在圖14中示出的虛擬圖像表面150上的圖片，圖片160由用戶直觀識(shí)別。

在此，當(dāng)用戶經(jīng)由顯微透鏡陣列120查看來自像素陣列110的光時(shí)，圖15中的圖片160實(shí)際上被用戶識(shí)別到。圖15中的右側(cè)上示出了通過放大圖片160的部分區(qū)域161并且移除顯微透鏡陣列120而獲得的示意圖(即，緊鄰區(qū)域161下方的像素陣列110的顯示器的示意圖)。

包括多個(gè)像素111的像素組112位于緊鄰一個(gè)顯微透鏡121的下方。如圖15的右側(cè)上的附圖所示，在位于緊鄰每個(gè)顯微透鏡121的下方的像素組112中，當(dāng)從確定點(diǎn)查看時(shí)如在正常模式中一樣的相同信息被顯示在位于顯微透鏡121的中心的延伸上的像素中(即，相同信息顯示在圖12中示出的像素111a以及圖15中示出的像素111b上)，但是可以通過用戶的視點(diǎn)的移動(dòng)查看的圖片信息圍繞像素111a和像素111b顯示。

圖16中示出了用戶的眼睛211、顯微透鏡陣列120的顯示表面125與虛擬圖像表面150之間的關(guān)系。如圖16所示，在視覺敏銳度補(bǔ)償模式中，虛擬圖像表面150通過顯微透鏡陣列120位于比顯示表面125更遠(yuǎn)。在圖16中，用戶的視點(diǎn)的移動(dòng)由箭頭表示?？紤]到對(duì)應(yīng)于用戶的視點(diǎn)的移動(dòng)在虛擬圖像表面150上由用戶直觀識(shí)別的點(diǎn)的移動(dòng)(在圖16中從點(diǎn)s至點(diǎn)t的移動(dòng))，如圖15所示，可以通過視點(diǎn)的移動(dòng)查看的圖片信息顯示在緊鄰顯微透鏡121的下方的像素組112上。如上所述每個(gè)像素111被驅(qū)動(dòng)，以致圖片160顯示給用戶，好像該圖片位于虛擬圖像表面150上。

在正常模式和視覺敏銳度補(bǔ)償模式中驅(qū)動(dòng)的實(shí)例在上述已經(jīng)描述為顯示裝置10中的驅(qū)動(dòng)的實(shí)例。

(3-3.詳細(xì)的設(shè)計(jì))

將描述圖10中示出的顯示裝置10中的每個(gè)配置的更詳細(xì)的設(shè)計(jì)方法。在此，將描述圖10中示出的取樣區(qū)域207的大小所需的條件以及每個(gè)取樣區(qū)域207的光的照射狀態(tài)的重復(fù)周期所需的條件。

(3-3-1.取樣區(qū)域)

如上所述，優(yōu)選的是取樣區(qū)域207的大小關(guān)于用戶的瞳孔直徑足夠小，以致不模糊的良好圖像被提供給用戶。在下文中，將特別檢查取樣區(qū)域207的大小所需的條件。

例如，與必需的校正透鏡(老花鏡)的強(qiáng)度一樣，老花眼可以首先識(shí)別到的水平為約1d(屈光度)。在此，如果使用通過仿造普通眼球獲得的列表模型，眼球可以被認(rèn)為包括60d的單透鏡以及位于從單透鏡有22.22(mm)的距離處的視網(wǎng)膜。

光經(jīng)由穿戴具有上述1d強(qiáng)度的老花鏡的用戶的60d-1d＝59d的透鏡入射在視網(wǎng)膜上，以致圖像形成表面可以形成在用戶的眼球中的視網(wǎng)膜后面22.22×(60d/59d-1)≈0.38(mm)的位置處。另外，在這種情況下，當(dāng)光的入射瞳孔直徑(對(duì)應(yīng)于圖10中示出的瞳孔上的光123的投射大小)是ip時(shí)，可以獲得為ip×0.38/22.22(mm)的視網(wǎng)膜上的模糊量。

在此，當(dāng)實(shí)際用途需要的視覺敏銳度是0.5時(shí)，從以下等式(1)中示出的計(jì)算中被區(qū)分的視網(wǎng)膜上的圖像的大小為約0.0097(mm)。在以下等式(1)中，1.33是眼球中的折射率。

[數(shù)學(xué)式1]

如果視網(wǎng)膜上的模糊量小于被區(qū)分的視網(wǎng)膜上的圖像的大小，則用戶可以觀察不模糊的清晰圖像。如果獲得ip獲得以致視網(wǎng)膜上的上述模糊量(ip×0.38/22.22(mm))是被區(qū)分的視網(wǎng)膜上的圖像的(0.0097(mm))的大小，則從以下等式(2)中ip為約0.6(mm)。

[數(shù)學(xué)式2]

當(dāng)老花眼的程度更猛烈時(shí)，視網(wǎng)膜與上述圖像形成表面之間的0.38(mm)的距離變得更長，以致從上述等式(2)中ip變得更小。另外，當(dāng)要求的視覺敏銳度更大時(shí)，更大的值取代上述等式(1)中的“0.5”，以致被區(qū)分的視網(wǎng)膜上的圖像的大小小于上述值(0.0097(mm))并且從上述等式(2)中ip變得更小。因此，可以說從上述等式(2)計(jì)算的ip≈0.6(mm)基本上對(duì)應(yīng)于光的入射瞳孔直徑所需的下限值。

在本實(shí)施方式中，因?yàn)槿肷湓诿總€(gè)取樣區(qū)域207上的光被控制，所以根據(jù)光的入射瞳孔直徑確定取樣區(qū)域207的大小。因此，也可以說從上述等式(2)計(jì)算的ip≈0.6(mm)是取樣區(qū)域207的下限值。如上所述，在本實(shí)施方式中，取樣區(qū)域207被優(yōu)選地設(shè)置以致它的大小是0.6(mm)或者更小。

圖17是示出了用戶的瞳孔的瞳孔直徑與取樣區(qū)域207的大小之間的關(guān)系的示圖。在圖17中，示意性地示出了設(shè)置在用戶的瞳孔以及用戶的眼睛211上的取樣區(qū)域207。普通的人類瞳孔直徑d已知為約2(mm)至8(mm)。另一方面，如上所述，取樣區(qū)域207的大小ds優(yōu)選地為0.6(mm)或者更小。因此，在本實(shí)施方式中，如圖17所示，多個(gè)區(qū)域207被設(shè)置在瞳孔中。盡管在此已經(jīng)描述了取樣區(qū)域207的形狀是正方形的情況，但是如果滿足大小的上述條件，則取樣區(qū)域207的形狀可以是任何其他各種形狀，諸如，六邊形和矩形。

以上已經(jīng)描述了取樣區(qū)域207的大小所需的條件。

在此，在上述專利文獻(xiàn)1中，還公開了其中來自多個(gè)像素的光從多個(gè)顯微透鏡中的每一個(gè)發(fā)射并且投射在用戶的瞳孔上的配置。然而，在專利文獻(xiàn)1中描述的技術(shù)中，僅有對(duì)應(yīng)于像素的光的投射圖像中的一個(gè)入射在用戶的瞳孔上。在本實(shí)施方式中，這對(duì)應(yīng)于其中只有一個(gè)小于瞳孔直徑的取樣區(qū)域207以大于或等于瞳孔直徑的間隔設(shè)置在瞳孔上的狀態(tài)。

在上述專利文獻(xiàn)1中描述的技術(shù)中，在沒有通過如本實(shí)施方式中的虛擬圖像生成過程獲得入射在瞳孔上的不同點(diǎn)上的光束的過程的情況下，通過減小入射在瞳孔上的光束的大小來減小模糊。因此，當(dāng)多個(gè)光束從相同透鏡入射在瞳孔上時(shí)，在視網(wǎng)膜上的圖像中出現(xiàn)模糊。因此，在上述專利文獻(xiàn)1中描述的技術(shù)中，入射在包括瞳孔的平面205上的光的間隔，即，在此設(shè)置取樣區(qū)域207的間隔被調(diào)整為大于瞳孔直徑。

然而，在這個(gè)配置中，當(dāng)用戶的瞳孔移動(dòng)時(shí)(即，當(dāng)視點(diǎn)移動(dòng)時(shí))，不可避免地存在光未入射在瞳孔上時(shí)的瞬間，并且用戶周期性地觀察不可見區(qū)域，諸如，黑色框架。因此，難以說對(duì)用戶足夠良好的顯示被設(shè)置在上述專利文獻(xiàn)1中描述的技術(shù)中。

另一方面，在本實(shí)施方式中，如上所述，取樣區(qū)域207的大小ds優(yōu)選地為0.6(mm)或者更小并且如圖17所示多個(gè)取樣區(qū)域207被設(shè)置在瞳孔上。然后，入射在每個(gè)取樣區(qū)域207上的光被控制。因此，即使當(dāng)視點(diǎn)移動(dòng)時(shí)，也不存在如上述專利文獻(xiàn)1中描述的技術(shù)中一樣不連續(xù)地顯示圖片的現(xiàn)象并且可以為用戶提供更好的顯示。

(3-3-2.取樣區(qū)域的照射狀態(tài)的重復(fù)周期)

如上所述，在本實(shí)施方式中，為了解決用戶的視點(diǎn)的移動(dòng)，設(shè)置了顯微透鏡陣列120的透鏡表面125與瞳孔之間的距離(dlp)、像素陣列110與顯微透鏡陣列120之間的距離(即，dxl)、顯微透鏡陣列120中的顯微透鏡121的間距、像素陣列110的像素大小和間距等，以致每個(gè)取樣區(qū)域207上的光的照射狀態(tài)以大于用戶的最大瞳孔直徑的單位被周期性重復(fù)。將特別檢查取樣區(qū)域207的照射狀態(tài)的重復(fù)周期所需的條件。

基于用戶的瞳孔距離(pd)可以設(shè)置取樣區(qū)域207的照射狀態(tài)的重復(fù)周期(在下文也簡(jiǎn)單地稱為重復(fù)周期)。假定為了方便起見對(duì)應(yīng)于重復(fù)周期的一周期的一組取樣區(qū)域207被稱為取樣區(qū)域組，重復(fù)周期λ對(duì)應(yīng)于取樣區(qū)域組的大小(長度)。

正常查看在用戶的視點(diǎn)在取樣區(qū)域組之間轉(zhuǎn)移時(shí)的瞬間被阻礙。因此，為了根據(jù)用戶的視點(diǎn)的移動(dòng)減小這種顯示的干擾的出現(xiàn)頻率，重復(fù)周期λ的最佳設(shè)計(jì)是重要的。

例如，如果重復(fù)周期λ大于pd，左右眼可包括在相同重復(fù)周期內(nèi)。因此，例如，使用裸眼3d顯示技術(shù)，以致可以執(zhí)行立體查看以及用于補(bǔ)償上述(3-2-2.視覺敏銳度補(bǔ)償模式)中描述的視覺敏銳度的顯示。另外，盡管正常查看在用戶的視點(diǎn)在取樣區(qū)域組之間轉(zhuǎn)移時(shí)的瞬間被阻礙，但是因?yàn)榧词巩?dāng)通過增加重復(fù)周期λ移動(dòng)視點(diǎn)時(shí)用戶的視點(diǎn)在取樣區(qū)域組之間的轉(zhuǎn)移頻率也降低，所以可以減小這種顯示的干擾頻率。以此方式，當(dāng)實(shí)現(xiàn)除了諸如立體視覺的視覺敏銳度補(bǔ)償之外的功能時(shí)，優(yōu)選的是，重復(fù)周期λ盡可能大。

然而，為了增加重復(fù)周期λ，必須增加像素陣列110的像素111的數(shù)量。像素的數(shù)量增加使得制造成本和電力消耗增加。因此，不可避免地存在增加重復(fù)周期λ的限制。

從制造成本和電力消耗的視點(diǎn)，當(dāng)重復(fù)周期λ被設(shè)置為等于或小于pd時(shí)，理想的是重復(fù)周期λ被設(shè)置為滿足以下等式(3)。在此，n是任意自然數(shù)。

[數(shù)學(xué)式3]

λ×n＝pd

……(3)

圖18中示出了當(dāng)重復(fù)周期λ滿足上述等式(3)時(shí)λ與pd之間的關(guān)系。圖18是示出了當(dāng)重復(fù)周期λ滿足等式(3)時(shí)λ與pd之間的關(guān)系的示圖。圖18中示出了當(dāng)重復(fù)周期λ滿足上述等式(3)時(shí)包括取樣區(qū)域207的取樣區(qū)域組213與用戶的左右眼211之間的位置關(guān)系。在圖18中示出的實(shí)例中，取樣區(qū)域組213在包括用戶的瞳孔的平面中被設(shè)置為基本上的正方形區(qū)域。

在此，如上所述，正常查看在用戶的視點(diǎn)在取樣區(qū)域組213之間轉(zhuǎn)移時(shí)的瞬間被阻礙。然而，當(dāng)重復(fù)周期λ滿足上述等式(3)時(shí)，例如，當(dāng)用戶的視點(diǎn)在圖紙的左右方向上移動(dòng)時(shí)，左右眼211同時(shí)穿過取樣區(qū)域組213之間的邊界。因此，如果當(dāng)視點(diǎn)移動(dòng)時(shí)其中正常查看在左右眼211這兩者中是可能的連續(xù)區(qū)域被稱為連續(xù)顯示區(qū)域，則當(dāng)重復(fù)周期λ滿足上述等式(3)時(shí)，可以使連續(xù)的顯示區(qū)域最大化。在圖18中，由雙頭箭頭表示在圖紙上的左右方向上的連續(xù)的顯示區(qū)域的寬度dc(連續(xù)的顯示寬度dc)。此時(shí)，dc＝λ。

相反，當(dāng)重復(fù)周期λ被設(shè)置為滿足以下等式(4)時(shí)，連續(xù)的顯示區(qū)域變得最小。

[數(shù)學(xué)式4]

λ×(n+0.5)＝pd

……(4)

圖19中示出了當(dāng)重復(fù)周期λ滿足上述等式(4)時(shí)λ與pd之間的關(guān)系。圖19是示出了當(dāng)重復(fù)周期λ滿足等式(4)時(shí)λ與pd之間的關(guān)系的示圖。圖19中示出了當(dāng)重復(fù)周期λ滿足上述等式(4)時(shí)包括取樣區(qū)域207的取樣區(qū)域組213與用戶的左右眼211之間的位置關(guān)系。

在圖19中，與在圖18中一樣，由雙端箭頭表示在連續(xù)的顯示區(qū)域的圖紙的左右方向上的寬度dc(連續(xù)的顯示寬度dc)。如圖19所示，當(dāng)重復(fù)周期λ滿足上述等式(4)時(shí)，如果用戶的左右眼211僅在圖紙的左右方向上稍微移動(dòng)，則任一個(gè)左右眼211將穿過取樣區(qū)域組213之間的邊界。因此，當(dāng)重復(fù)周期λ滿足上述等式(4)時(shí)，連續(xù)的顯示區(qū)域變得較小。此時(shí)，dc＝λ/2。

圖20是示出了重復(fù)周期λ與pd之間的關(guān)系對(duì)連續(xù)的顯示區(qū)域的大小的影響的示圖。在圖20中，重復(fù)周期λ與pd之間的比例(重復(fù)周期λ/pd)呈現(xiàn)在水平軸上，連續(xù)顯示寬度dc與pd之間的比例(連續(xù)顯示寬度dc/pd)呈現(xiàn)在垂直軸上，并且繪制這兩個(gè)比例之間的關(guān)系。

如圖20所示，當(dāng)重復(fù)周期λ滿足上述等式(3)(對(duì)應(yīng)于其中水平軸上的值為1、1/2、1/3…的點(diǎn))時(shí)，連續(xù)的顯示寬度dc/pd具有與重復(fù)周期λ/pd相同的值。即，連續(xù)的顯示寬度dc采用是最高效率值的λ。

另一方面，當(dāng)重復(fù)周期λ滿足上述等式(4)(對(duì)應(yīng)于其中水平軸上的值是1/1.5、1/2.5、1/3.5…的點(diǎn))時(shí)，連續(xù)的顯示寬度dc/pd采用重復(fù)周期λ/pd的值1/2。即，連續(xù)的顯示寬度dc采用是最低效率值的λ/2。

以上已經(jīng)描述了取樣區(qū)域207的照射狀態(tài)的重復(fù)周期所需的條件。如上所述，還可以通過將取樣區(qū)域207的照射狀態(tài)的重復(fù)周期λ設(shè)置為大于pd將顯示裝置10應(yīng)用于應(yīng)用的另一領(lǐng)域，諸如，立體查看。然而，因?yàn)楸仨氃黾酉袼仃嚵?10的像素111的數(shù)量以便增加重復(fù)周期λ，所以就制造成本和電力消耗而言存在限制。另一方面，當(dāng)目標(biāo)是僅補(bǔ)償視覺敏銳度時(shí)，不必總是使重復(fù)周期λ大于pd。在這種情況下，理想的是重復(fù)周期λ被設(shè)置為滿足上述等式(3)。通過將重復(fù)周期λ設(shè)置為滿足上述等式(3)，可以最有效地使連續(xù)的顯示區(qū)域最大化并且可以進(jìn)一步提高用戶的便利性。

(4.顯示控制方法)

參考圖21將描述在根據(jù)本實(shí)施方式的顯示裝置10中執(zhí)行的顯示控制方法。圖21是示出了根據(jù)本實(shí)施方式的顯示控制方法的處理程序的實(shí)例的流程圖。圖21中示出的每個(gè)過程對(duì)應(yīng)于通過圖10中示出的控制單元130執(zhí)行的過程。

參考圖21，在根據(jù)本實(shí)施方式的顯示控制方法中，基于區(qū)域信息、虛擬圖像位置信息和圖像信息首先生成光線信息(步驟s101)。區(qū)域信息是有關(guān)包括設(shè)置在包括用戶的瞳孔的平面上的多個(gè)取樣區(qū)域并且基本上平行于圖10中示出的顯示裝置10的顯示表面(顯微透鏡陣列120的透鏡表面125)的信息。另外，虛擬圖像位置信息是有關(guān)在圖10中示出的顯示裝置10中生成虛擬圖像的位置(虛擬圖像生成位置)的信息。例如，虛擬圖像生成位置被設(shè)置為用戶焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)的位置。另外，圖片信息是待呈現(xiàn)給用戶的二維圖片信息。

在步驟s101中示出的過程中，與光線信息一樣生成指示光線狀態(tài)的信息，以致基于虛擬圖像位置信息的顯示在虛擬圖像生成位置處的圖片信息來自圖片的光入射在包括在取樣區(qū)域組中的每個(gè)取樣區(qū)域上。光線信息包括有關(guān)每個(gè)顯微透鏡121中的光的發(fā)射狀態(tài)的信息以及有關(guān)用于重現(xiàn)光線狀態(tài)的每個(gè)取樣區(qū)域207的光的照射狀態(tài)的信息。另外，例如，步驟s101中示出的過程對(duì)應(yīng)于通過圖10中示出的光線信息生成單元131要執(zhí)行的過程。

接下來，基于光線信息，驅(qū)動(dòng)每個(gè)像素以致光的入射狀態(tài)被控制用于每個(gè)取樣區(qū)域(步驟s103)。因此，重現(xiàn)如上所述的光線狀態(tài)，并且基于圖片信息的圖片的虛擬圖像基于虛擬圖像位置信息顯示在虛擬圖像生成位置處。即，實(shí)現(xiàn)用戶焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)的清晰顯示。

以上已經(jīng)描述了根據(jù)本實(shí)施方式的顯示控制方法。

(5.應(yīng)用例)

將描述根據(jù)上述本實(shí)施方式的顯示裝置10的幾個(gè)應(yīng)用例。

(5-1.應(yīng)用于可穿戴裝置)

參考圖22將描述其中根據(jù)本實(shí)施方式的顯示裝置10應(yīng)用于可穿戴裝置的配置的實(shí)例。圖22是示出了其中根據(jù)本實(shí)施方式的顯示裝置10應(yīng)用于可穿戴裝置的配置的實(shí)例的示圖。

如圖22所示，根據(jù)本實(shí)施方式的顯示裝置10可以優(yōu)選地應(yīng)用于具有相對(duì)小的顯示屏幕的裝置，諸如，可穿戴裝置30。在示出的實(shí)例中，可穿戴裝置30是腕表式裝置。

在諸如可穿戴裝置30的移動(dòng)裝置中，考慮到用戶的可攜帶性，顯示屏幕的尺寸被限制為相對(duì)小的尺寸。然而，如上描述(1.本公開內(nèi)容的背景技術(shù))，近年來，通過用戶處理的信息量已經(jīng)增加并且必須在一個(gè)屏幕上顯示更多信息。例如，由于僅增加顯示在屏幕上的信息量，存在具有老花眼的用戶將難以直觀識(shí)別屏幕上的顯示的可能性。

另一方面，根據(jù)本實(shí)施方式，如圖22所示，顯示在顯示表面125上的圖片的虛擬圖像155可以在不同于實(shí)際顯示表面125的位置處生成。因此，用戶在沒有佩戴諸如老花鏡的光學(xué)補(bǔ)償儀器的情況下可以觀察精細(xì)顯示。因此，即使對(duì)于諸如可穿戴裝置30的相對(duì)小的屏幕，也可以執(zhí)行高密度顯示并且將更多信息提供至用戶。

(5-2.應(yīng)用于其他移動(dòng)裝置)

參考圖23將描述其中根據(jù)本實(shí)施方式的顯示裝置10應(yīng)用于諸如智能電話的另一移動(dòng)裝置的配置的實(shí)例。圖23是示出了其中根據(jù)本實(shí)施方式的顯示裝置10應(yīng)用于另一移動(dòng)裝置的配置的實(shí)例的示圖。

在圖23中示出的配置的實(shí)例中，當(dāng)顯示裝置10安裝在諸如智能電話的移動(dòng)裝置中時(shí)，像素陣列110安裝在其上的第一殼體171和顯微透鏡陣列120安裝在其上的第二殼體172被配置為彼此不同的殼體并且第一殼體171和第二殼體172通過連接構(gòu)件173相互連接，以致配置具有顯示裝置10的移動(dòng)裝置。第一殼體171對(duì)應(yīng)于移動(dòng)裝置的主體并且用于控制包括顯示裝置10等的整個(gè)移動(dòng)裝置的操作的處理電路可安裝在第一殼體171內(nèi)。

連接構(gòu)件173是桿狀構(gòu)件，該桿狀構(gòu)件具有設(shè)置在其兩端處的旋轉(zhuǎn)軸部分。如所示，一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸部分連接至第一殼體171的側(cè)表面并且另一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸部分連接至第二殼體172的側(cè)表面。以此方式，第一殼體171和第二殼體172通過連接構(gòu)件173可旋轉(zhuǎn)地相互連接。因此，如所示，執(zhí)行其中第二殼體172與第一殼體171接觸的狀態(tài)(圖23中的(a))與其中第二殼體172與第一殼體171位于預(yù)定距離處的狀態(tài)(圖23中的(b))之間的切換。

在此，如以上(3-1.裝置配置)所描述的，在顯示裝置10中，顯微透鏡陣列120的透鏡表面125與像素陣列110的顯示表面115之間的距離dxl是用于確定瞳孔上的光束的投射大小、關(guān)于每個(gè)取樣區(qū)域207的光的照射狀態(tài)的重復(fù)周期等的重要因素。然而，如果配置移動(dòng)裝置以致當(dāng)顯示裝置10安裝在移動(dòng)裝置上時(shí)預(yù)定的dxl總是確定的，則移動(dòng)裝置的體積增加并且從便攜性的觀點(diǎn)來說體積的增加不是優(yōu)選的。因此，當(dāng)將顯示裝置10安裝在移動(dòng)裝置上時(shí)，優(yōu)選的是，使dxl變化的可移動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置在顯微透鏡陣列120和像素陣列110中。

圖23中示出的配置顯示其中這種可移動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置在顯示裝置10中的配置的實(shí)例。在圖23中示出的移動(dòng)裝置中，當(dāng)不使用顯示裝置10時(shí)，如圖23的(a)所示，移動(dòng)裝置被設(shè)置為其中第二殼體172與第一殼體171接觸的狀態(tài)。在這種狀態(tài)下，將顯微透鏡陣列120和像素陣列110布置為使得dxl變得更小并且移動(dòng)裝置可以保持較小的體積。另一方面，在圖23中示出的移動(dòng)裝置中，將連接構(gòu)件173的長度調(diào)整為使得dxl變成考慮到瞳孔上的光束的投射大小和/或其中圖23的(b)中示出的第二殼體172與第一殼體171位于預(yù)定距離的狀態(tài)下的光的照射狀態(tài)的重復(fù)周期的預(yù)定距離。因此，當(dāng)使用顯示裝置10時(shí)，如圖23的(b)所示，通過將第二殼體172設(shè)置為與第一殼體171分離，可以將顯微透鏡陣列120和像素陣列110布置為使得dxl具有考慮了各種上述條件的預(yù)定距離并且在視覺敏銳度補(bǔ)償模式中執(zhí)行顯示。

以此方式，當(dāng)顯示裝置10安裝在移動(dòng)裝置上時(shí)，通過提供用于使dxl變化的機(jī)構(gòu)，不使用時(shí)(即，當(dāng)攜帶時(shí))體積減小和使用時(shí)視覺敏銳度補(bǔ)償效應(yīng)減小可以共存并且可以進(jìn)一步提高用戶的便利性。

另外，即使當(dāng)不使用時(shí)dxl被最小化時(shí)，在正常模式中顯示裝置10也可以執(zhí)行顯示。因?yàn)楫?dāng)dxl被最小化時(shí)顯微透鏡陣列120中的透鏡效應(yīng)也被最小化，所以由于像素陣列110可以普通(即，不存在視覺敏銳度補(bǔ)償效應(yīng))的相同方式執(zhí)行顯示。另外，在圖23中示出的配置實(shí)例中，提供了使第一殼體171與第二殼體172之間的距離變化的可移動(dòng)機(jī)構(gòu)，但是移動(dòng)裝置的配置的實(shí)例不限于這個(gè)實(shí)例。例如，代替或者除了可移動(dòng)機(jī)構(gòu)之外，可提供能夠從第一殼體171拆卸第二殼體172的可拆卸機(jī)構(gòu)。利用連接/分離機(jī)構(gòu)，當(dāng)不使用顯示裝置10時(shí)通過從第一殼體171拆卸第二殼體172移動(dòng)裝置可以保持小體積，并且當(dāng)使用顯示裝置10時(shí)第二殼體172與第一殼體171以預(yù)定距離連接并且因此可以執(zhí)行視覺敏銳度補(bǔ)償模式中的顯示。

(5-3.應(yīng)用于電子小型放大鏡裝置)

通常，已知的是視覺敏銳度補(bǔ)償裝置(以下簡(jiǎn)稱為“電子小型放大鏡裝置”)，其中，照相機(jī)被設(shè)置在殼體的表面上并且通過照相機(jī)拍攝的紙張表面上的信息被放大并顯示在設(shè)置在殼體的后表面上的顯示屏幕上。用戶可以通過將電子小型放大鏡裝置放置在例如諸如地圖或者報(bào)紙的紙張的表面上經(jīng)由顯示屏幕讀取放大地圖、字符等，以致照相機(jī)面向紙張表面。根據(jù)本實(shí)施方式的顯示裝置10也可以優(yōu)選地應(yīng)用于這種電子小型放大鏡裝置。

圖24示出了普通電子小型放大鏡裝置的實(shí)例。圖24是示出了普通電子小型放大鏡裝置的實(shí)例的示圖。如上所述，照相機(jī)被安裝在電子小型放大鏡裝置820的殼體的表面上。如所示，電子小型放大鏡裝置820被放置在紙張表面817上以致照相機(jī)面向紙張表面817。通過照相機(jī)拍攝的紙張表面817上的圖形、字符等被適當(dāng)放大并且顯示在電子小型放大鏡裝置820的殼體的背面的顯示屏幕上。因此，例如，由于老花眼等在讀取小號(hào)圖形和字符中經(jīng)歷困難的用戶可以更容易地讀取紙張表面上的信息。

在此，與由光學(xué)透鏡制成的小型放大鏡不同，如圖24所示的普通電子小型放大鏡裝置820僅放大并顯示僅以預(yù)定放大倍數(shù)捕捉的圖片。因此，因?yàn)橛脩粜枰獙@示放大到可以讀取而不模糊的程度，所以每次顯示在顯示屏幕上的字符的數(shù)量(信息量)減少。因此，當(dāng)嘗試讀取紙張表面817內(nèi)廣泛區(qū)域的信息時(shí)，必須在紙張表面817上頻繁地移動(dòng)電子小型放大鏡裝置820。

另一方面，當(dāng)根據(jù)本實(shí)施方式的顯示裝置10安裝在電子小型放大鏡裝置上時(shí)，例如，可以構(gòu)思其中照相機(jī)安裝在殼體的前表面上并且顯示裝置10安裝在殼體的后表面上的配置實(shí)例。通過將電子小型放大鏡裝置放置為使得其上設(shè)置照相機(jī)的表面面向紙張表面并且驅(qū)動(dòng)電子小型放大鏡裝置，可以通過安裝在殼體的后表面上的顯示裝置10顯示包括通過照相機(jī)拍攝的紙張表面上的信息的圖片。

如果顯示裝置10在視覺敏銳度補(bǔ)償模式中被驅(qū)動(dòng)，則在不放大圖片的情況下可以執(zhí)行補(bǔ)救由于老花眼等造成的原有的模糊的顯示。如上所述，與普通的電子小型放大鏡裝置820不同，在其上安裝顯示裝置10的電子小型放大鏡裝置中，可以在不減少每次顯示在顯示屏幕上的信息量的情況下執(zhí)行視覺敏銳度補(bǔ)償。因此，即使當(dāng)紙張表面內(nèi)的廣泛區(qū)域的信息旨在被讀取時(shí)，不必在紙張表面上頻繁地移動(dòng)電子小型放大鏡裝置并且可以明顯提高用戶的可讀性。

以上已經(jīng)描述了根據(jù)本實(shí)施方式的顯示裝置10的幾個(gè)應(yīng)用例。然而，本實(shí)施方式不限于上述實(shí)例并且應(yīng)用顯示裝置10的裝置可以是另一裝置。例如，顯示裝置10可以除了可穿戴裝置或者智能電話之外的方式安裝在移動(dòng)裝置上?？商鎿Q地，應(yīng)用顯示裝置10的裝置不限于移動(dòng)裝置并且只要提供具有顯示功能(諸如，固定電視)的裝置就可應(yīng)用于任何裝置。

(6.變形例)

將描述上述實(shí)施方式的幾個(gè)變形例。

(6-1.根據(jù)孔徑的像素大小的減小)

如以上(3-1.裝置配置)中所描述的，在顯示裝置10中，從像素在瞳孔上的光的投影大小(對(duì)應(yīng)于取樣區(qū)域)、圖像放大、以及像素陣列110的像素111的大小(分辨率)之間存在相互關(guān)系。具體地，假定取樣區(qū)域的大小是ds，像素111的大小是dp，并且圖像放大是m，他們具有以下等式(5)中示出的關(guān)系。

[數(shù)學(xué)式5]

ds＝dp×m

……(5)

另外，圖像放大m通過以下等式(6)表示為通過以下等式(6)視距(顯微透鏡陣列120的透鏡表面125和圖10中示出的瞳孔之間的距離)dlp與顯微透鏡陣列120的透鏡表面125和圖10中示出的像素陣列110的顯示表面115之間的距離dxl之間的比例。

[數(shù)學(xué)式6]

m＝dlp/dxl

……(6)

在此，顯微透鏡121的焦距f假定滿足以下等式(7)。

[數(shù)學(xué)式7]

1/f＝1/dlp+1/dxl

……(7)

如上述等式(5)和等式(6)所示，通過將像素111投射在用戶的瞳孔上的顯微透鏡121的投射系統(tǒng)的圖像放大來確定像素111的大小dp。例如，根據(jù)另一設(shè)計(jì)內(nèi)容的要求，當(dāng)在產(chǎn)品中dxl需要減小時(shí)或者當(dāng)dlp需要增加時(shí)，圖像放大m可需要增加并且像素111的大小dp可需要減小。

在此，如果像素111的大小dp僅被減小，則包括在像素陣列110中的像素111的數(shù)量增加并且就制造成本或者電力消耗而言像素111的數(shù)量的增加可能是不期望的。因此，與當(dāng)將取樣區(qū)域的大小ds保持為小值并且不增加像素的數(shù)量時(shí)減小像素111的大小dp的方法一樣，可以構(gòu)思使用具有孔徑的屏蔽板減小像素111的大小dp的方法。另外，為了將其與設(shè)置有以下(2-5-2.除了顯微透鏡之外的發(fā)光點(diǎn)的配置的實(shí)例)中使用的孔徑的屏蔽板區(qū)分開，用于減小像素111的大小dp的屏蔽板可被稱為本說明中的第一屏蔽板。

圖25是示出了通過具有矩形開口(孔徑)的第一屏蔽板減小像素大小dp的狀態(tài)的示意圖。參考圖25，屏蔽板310在對(duì)應(yīng)于每個(gè)像素111(111r、111g或者111b)的位置處設(shè)置有矩形開口311。圖25中的像素111r表示發(fā)射紅光的像素，像素111g表示發(fā)射綠光的像素，并且像素111b表示發(fā)射藍(lán)光的像素。

開口311的大小小于像素111r、111g和111b的大小。通過將屏蔽板310設(shè)置為覆蓋像素111r、111g和111b，可以明顯地減小像素111r、111g和111b的大小dp。

圖26是示出了第一屏蔽板的另一配置的實(shí)例的示圖以及是示出了通過具有圓形開口(孔徑)的第一屏蔽板減小像素大小dp的狀態(tài)的示意圖。參考圖26，屏蔽板320在對(duì)應(yīng)于每個(gè)像素111(111r、111g或者111b)的位置處設(shè)置有圓形開口321。開口321的大小小于像素111r、111g和111b的大小。通過將屏蔽板320設(shè)置為覆蓋像素111r、111g和111b，可以明顯地減小像素111r、111g和111b的大小dp。

在此，在圖25和圖26中示出的實(shí)例中，屏蔽板310和320被設(shè)置在像素陣列110的顯示表面上。然而，在這個(gè)變形例中，設(shè)置第一屏蔽板的位置不限于顯示表面。例如，當(dāng)像素陣列110被設(shè)置為與諸如液晶顯示裝置的像素陣列的透射式像素陣列時(shí)，第一屏蔽板可設(shè)置在液晶顯示裝置中的背光與液晶層(液晶面板)之間。

圖27中示出了其中這種第一屏蔽板設(shè)置在背光與液晶層之間的配置的實(shí)例。圖27是示出了其中第一屏蔽板設(shè)置在背光與液晶層之間的配置的實(shí)例的示圖。

圖27中示出了在垂直于添加第一屏蔽板的液晶顯示裝置的顯示表面的方向上的截面圖。參考圖27，液晶顯示器330包括以此順序堆疊的背光331、漫射板332、孔徑膜333、偏光板334、薄膜晶體管(tft)基板335、液晶層336、濾色器基板337和偏光板338。因?yàn)槌嗽O(shè)置的孔徑膜333之外液晶顯示裝置330的配置與普通液晶顯示裝置的配置相似，所以將省略配置的詳細(xì)說明。

在這個(gè)變形例中，液晶顯示裝置330的像素陣列包括圖10中示出的像素陣列110。在圖27中，顯微透鏡陣列120還示出為與圖10一致。

孔徑膜333對(duì)應(yīng)于上述第一屏蔽板310和320?？讖侥?33已經(jīng)其中多個(gè)光學(xué)開口(孔徑(未示出))被設(shè)置為與遮光構(gòu)件中的像素的位置一致并且來自背光331的光穿過開口部并入射在液晶層336上的配置。因此，因?yàn)榭讖侥?33屏蔽設(shè)置開口的位置外的光，所以像素大小基本上被減小。

在此，反射光的反射層可設(shè)置在孔徑膜333的背光側(cè)面上的表面上。當(dāng)設(shè)置反射層時(shí)，通過開口從來自背光331的光不傳輸?shù)膩碜员彻?31的光的通過反射層朝向背光331反射。反射且返回的光再次在背光331內(nèi)部反射并且再次朝向孔徑膜333發(fā)射。如果在孔徑膜333的反光表面和背光331中不存在光學(xué)吸收，則所有的光被理想地反射并入射在液晶層336上并且消除光損失?？商鎿Q地，當(dāng)具有高反射率的材料的孔徑膜333本身被形成代替設(shè)置反射層時(shí)，也可以獲得類似效果。以此方式，通過將反射層設(shè)置在背光側(cè)面上的孔徑膜333的表面上或者通過形成具有高反射率的材料的孔徑膜333本身，即使當(dāng)開口的大小較小時(shí)也可以使光損失最小化，可以說是因?yàn)楣庠诒彻?31與孔徑膜333之間循環(huán)。

另外，如另一配置，還可以實(shí)現(xiàn)其中孔徑膜333與液晶層336之間的位置關(guān)系在上述配置實(shí)例中顛倒的配置。在這種情況下，可以使用自發(fā)光類型的顯示裝置，這不是代替液晶層336的透射類型。

以上已經(jīng)描述了其中使用第一屏蔽板減小像素大小的變形例。

(6-2.除了顯微透鏡之外的發(fā)光點(diǎn)的配置的實(shí)例)

在上述實(shí)施方式中，通過將顯微透鏡陣列120布置在像素陣列110的顯示表面上來配置顯示裝置10。在顯示裝置10中，每個(gè)顯微透鏡121可起到發(fā)光點(diǎn)的作用。在此，本實(shí)施方式不限于這種實(shí)例，并且發(fā)光點(diǎn)可通過除了顯微透鏡之外的配置實(shí)現(xiàn)。

例如，代替圖10中示出的顯微透鏡陣列120，可以使用具有多個(gè)開口(孔徑)的屏蔽板。在這種情況下，屏蔽板的每個(gè)開口都起到發(fā)光點(diǎn)的作用。另外，為了將其與以上(6-1.根據(jù)孔徑的像素大小的減小)中使用的屏蔽板區(qū)分開，用于配置發(fā)光點(diǎn)而不是顯微透鏡陣列120的屏蔽板可被稱為本說明中的第二屏蔽板。

第二屏蔽板可具有與用于普通3d顯示裝置的視差屏障基本上相似的配置。在這個(gè)變形例中，在對(duì)應(yīng)于圖10中示出的每個(gè)顯微透鏡121的中心的位置處具有開口的屏蔽板被布置在像素陣列110(而不是顯微透鏡陣列120)的顯示表面115上。

從與上述等式(5)和等式(6)相似的光學(xué)因素，當(dāng)來自像素111的光穿過屏蔽板的開口并且投射在用戶的瞳孔上時(shí)，光的投射大小(對(duì)應(yīng)于取樣區(qū)域)變成((像素陣列110的像素大小)+(孔徑的直徑))×(屏蔽板與瞳孔之間的距離)/(像素陣列110與屏蔽板之間的距離)。因此，考慮到0.6(mm)或者更小的取樣區(qū)域的大小，屏蔽板的開口可被設(shè)計(jì)成滿足上述條件。

在此，當(dāng)使用屏蔽板而不是顯微透鏡陣列120時(shí)，未穿過開口的光未朝向用戶發(fā)射，導(dǎo)致?lián)p失。因此，與設(shè)置顯微透鏡陣列120時(shí)相比，通過用戶觀察到的顯示可能變成黑的。因此，當(dāng)使用屏蔽板而不是顯微透鏡陣列120時(shí)，優(yōu)選的是考慮到光的這種損失來驅(qū)動(dòng)每個(gè)像素。

另外，當(dāng)使用透射式顯示裝置(諸如，液晶顯示裝置)配置像素陣列110時(shí)，也可以相似地實(shí)現(xiàn)其中第二屏蔽板與透射式像素陣列110之間的位置關(guān)系顛倒的配置。在這種情況下，例如，第二屏蔽板被布置在背光與液晶層之間。在這種情況下，與在以上參考圖27所描述的配置中一樣，通過將反射層設(shè)置在第二屏蔽板的背光側(cè)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獲得減小光損失的效果。

以上已經(jīng)描述了其中通過除了顯微透鏡之外的配置實(shí)現(xiàn)發(fā)光點(diǎn)的變形例。

(6-3.根據(jù)瞳孔位置檢測(cè)的照射狀態(tài)的動(dòng)力控制)

如以上(3-1.裝置配置)中所描述的，根據(jù)本實(shí)施方式的顯示裝置10在包括用戶的瞳孔的平面上設(shè)置包括多個(gè)取樣區(qū)域的取樣區(qū)域組并且控制每個(gè)取樣區(qū)域的光的照射狀態(tài)。另外，如以上(3-3-2.取樣區(qū)域的照射狀態(tài)的重復(fù)周期)中所描述的，每個(gè)取樣區(qū)域的光的照射狀態(tài)以預(yù)定周期重復(fù)。在此，當(dāng)用戶的眼睛穿過對(duì)應(yīng)于一個(gè)重復(fù)周期的取樣區(qū)域組合之間的邊界時(shí)，用戶不能識(shí)別正常顯示。

作為避免視點(diǎn)穿過取樣區(qū)域組之間的邊界時(shí)的這種異常顯示的一種方法，可以想象的是增加取樣區(qū)域的照射狀態(tài)的重復(fù)周期λ。然而，如以上(3-3-2.取樣區(qū)域的照射狀態(tài)的重復(fù)周期λ)中所描述的，當(dāng)重復(fù)周期增加時(shí)，像素陣列中的顯示的數(shù)量增加，像素間距減小，電力消耗增加等，從而導(dǎo)致就產(chǎn)品規(guī)格而言的問題。

因此，作為避免視點(diǎn)穿過取樣區(qū)域組之間的邊界時(shí)的異常顯示的另一種方法，可以設(shè)想檢測(cè)用戶的瞳孔的位置并且根據(jù)所檢測(cè)的位置動(dòng)態(tài)地控制取樣區(qū)域的照射狀態(tài)的方法。

參考圖28將描述根據(jù)瞳孔位置檢測(cè)用于實(shí)現(xiàn)照射狀態(tài)的這種動(dòng)力控制的顯示裝置的配置。圖28是示出了根據(jù)其中根據(jù)瞳孔位置檢測(cè)執(zhí)行照射狀態(tài)的動(dòng)力控制的變形例的顯示裝置的配置的實(shí)例的示圖。

參考圖28，根據(jù)本變形例的顯示裝置20包括：像素陣列110，其中二維設(shè)置多個(gè)像素111；顯微透鏡陣列120，設(shè)置在像素陣列110的顯示表面115上；以及控制單元230，控制像素陣列110的每個(gè)像素111的驅(qū)動(dòng)。每個(gè)像素111基于光線信息由控制單元230驅(qū)動(dòng)，例如，以致重現(xiàn)來自位于預(yù)定位置處的虛擬圖像表面上的圖片的光的光線狀態(tài)。在此，因?yàn)橄袼仃嚵?10和顯微透鏡陣列120的構(gòu)造和功能與圖10中示出的顯示裝置10中的這些構(gòu)件的構(gòu)造和功能相似，所以在此將省略其詳細(xì)說明。

控制單元230包括諸如中cpu或者dsp的處理器并且根據(jù)預(yù)定程序進(jìn)行操作，從而控制像素陣列110的每個(gè)像素111的驅(qū)動(dòng)。因?yàn)楣饩€信息生成單元131和像素驅(qū)動(dòng)單元132的功能與圖10中示出的顯示裝置10中的這些構(gòu)造的功能基本上相似，將省略與顯示裝置10的控制單元130重復(fù)的內(nèi)容描述并且在此將主要描述與控制單元130的差異。

基于區(qū)域信息、虛擬圖像位置信息和圖片信息，光線信息生成單元131生成指示當(dāng)來自顯示在虛擬圖像表面上的圖片的光入射在每個(gè)取樣區(qū)域207上時(shí)的光線狀態(tài)的信息作為光線信息。例如，有關(guān)反復(fù)重現(xiàn)每個(gè)取樣區(qū)域207的光的照射狀態(tài)的周期(重復(fù)周期λ)的信息可包括在區(qū)域信息中。當(dāng)生成光線信息時(shí)，光線信息生成單元131考慮到重復(fù)周期λ生成有關(guān)每個(gè)取樣區(qū)域207的光的照射狀態(tài)的信息。

像素驅(qū)動(dòng)單元132驅(qū)動(dòng)像素陣列110的每個(gè)像素111以致基于光線信息控制每個(gè)取樣區(qū)域207的光的入射狀態(tài)。因此，上述光線狀態(tài)被重現(xiàn)并且虛擬圖像被顯示給用戶。

瞳孔位置檢測(cè)單元231檢測(cè)用戶的瞳孔的位置。作為其中瞳孔位置檢測(cè)單元231檢測(cè)瞳孔的位置的方法，例如，可應(yīng)用普通的視線檢測(cè)等中使用的任何已知的方法。例如能夠拍攝至少用戶的面部的成像裝置(未示出)可設(shè)置在顯示裝置20中，并且瞳孔位置檢測(cè)單元231使用眾所周知的圖片分析方法分析通過成像裝置獲得的捕捉圖片，從而檢測(cè)用戶的瞳孔的位置。瞳孔位置檢測(cè)單元231將有關(guān)所檢測(cè)到的用戶的瞳孔位置的信息提供至光線信息生成單元131。

在本變形例中，光線信息生成單元131生成有關(guān)每個(gè)取樣區(qū)域207的光的照射狀態(tài)的信息以致基于有關(guān)用戶的瞳孔的位置的信息用戶的瞳孔不被放置在取樣區(qū)域組之間的邊界處，該取樣區(qū)域組是每個(gè)取樣區(qū)域207的照射狀態(tài)的重復(fù)單元。光線信息生成單元131生成有關(guān)每個(gè)取樣區(qū)域207的光的照射狀態(tài)的信息，例如，以致用戶的瞳孔總是基本上位于取樣區(qū)域組的中心處。

每個(gè)像素111基于上述光線信息由像素驅(qū)動(dòng)單元132驅(qū)動(dòng)，以致在本變形例中取樣區(qū)域組209中的取樣區(qū)域組的位置可根據(jù)用戶的瞳孔的位置移動(dòng)在任何時(shí)候改變，以致瞳孔不被放置在取樣區(qū)域組之間的邊界處。因此，可以防止用戶的視點(diǎn)穿過取樣區(qū)域組之間的邊界并且可以避免用戶的視點(diǎn)穿過邊界時(shí)出現(xiàn)異常顯示。因此，可以使用顯示裝置20減小用戶的壓力。另外，根據(jù)本變形例，如在其中重復(fù)周期λ增加的情況下，制造成本和電力消耗不增加，以致可以兼容更舒適的顯示和成本優(yōu)化等。

以上已經(jīng)描述了其中根據(jù)瞳孔位置檢測(cè)執(zhí)行照射狀態(tài)的動(dòng)力控制的變形例。

(6-4.其中通過印刷材料實(shí)現(xiàn)像素陣列的變形例)

在以上(3-1.裝置配置)中描述的顯示裝置10中，盡管像素陣列110實(shí)現(xiàn)為顯示裝置(諸如，液晶顯示裝置)的配置，但是本實(shí)施方式不限于這種實(shí)例。例如，像素陣列110可通過印刷材料實(shí)現(xiàn)。

當(dāng)在圖10中示出的顯示裝置10中通過印刷材料實(shí)現(xiàn)像素陣列110時(shí)，可以設(shè)置印刷控制單元而不是像素驅(qū)動(dòng)單元132作為控制單元130的功能。印刷控制單元具有的功能在于基于通過光線信息生成單元131生成的光線信息通過計(jì)算獲得顯示在印刷材料上的信息并且控制包括印刷裝置(諸如，打印機(jī))的印刷單元的操作，以致與信息被顯示在像素陣列110上相似的信息被印刷在印刷材料上。印刷單元可結(jié)合在顯示裝置10中或者可設(shè)置為不同于顯示裝置10的分離裝置。

通過將在印刷控制單元的控制下印刷的印刷材料布置在圖10中示出的像素陣列110的位置處而不是像素陣列110并且根據(jù)需要通過使用合適的照明，可以在預(yù)定位置處將虛擬圖像顯示給用戶并且與在顯示裝置10中一樣執(zhí)行用于補(bǔ)償用戶的視覺敏銳度的顯示。

(7.補(bǔ)充)

以上參考附圖對(duì)本公開內(nèi)容的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行了描述，但是本公開內(nèi)容并不限于以上實(shí)例。在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以找到各種變化和修改，并且應(yīng)當(dāng)理解，它們將自然歸入本公開內(nèi)容的技術(shù)范圍內(nèi)。

進(jìn)一步地，本說明書中描述的效果僅是說明性的或者舉例說明的效果，并且不是限制性的。即，具有上述效果或者代替上述效果，根據(jù)本公開內(nèi)容的技術(shù)可從本說明書的描述中實(shí)現(xiàn)對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員清晰可見的其他效果。

另外，根據(jù)本實(shí)施方式的顯示裝置10的裝置配置不限于圖10中示出的實(shí)例。進(jìn)一步地，根據(jù)本變形例的顯示裝置20的裝置配置不限于圖28中示出的實(shí)例。例如，控制單元130的功能不必整體安裝在一個(gè)裝置中?？刂茊卧?30的功能可分布并安裝在多個(gè)裝置(例如，多個(gè)處理器)上并且多個(gè)裝置可連接為相互通信以致可實(shí)現(xiàn)上述控制單元130的功能。類似地，控制單元230的功能不必整體安裝在一個(gè)裝置中。控制單元230的功能可分布并安裝在多個(gè)裝置(例如，多個(gè)處理器)上并且多個(gè)裝置可連接為相互通信以致可實(shí)現(xiàn)上述控制單元230的功能。

另外，用于實(shí)現(xiàn)如上所述的根據(jù)本實(shí)施方式的顯示裝置10的控制單元130和/或根據(jù)本變形例的顯示裝置20的控制單元230的功能的計(jì)算機(jī)程序可以制造并安裝在個(gè)人計(jì)算機(jī)等上。另外，可以提供其中存儲(chǔ)這種計(jì)算機(jī)程序的計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)。記錄介質(zhì)為例如磁盤、光盤、磁光盤、閃速存儲(chǔ)器等。另外，計(jì)算機(jī)程序可經(jīng)由例如網(wǎng)絡(luò)而無需使用記錄介質(zhì)進(jìn)行分布。

此外，還可以如下配置本技術(shù)。

(1)一種顯示裝置，包括：

多個(gè)發(fā)光點(diǎn)，其中

利用從多個(gè)發(fā)光點(diǎn)中的每一個(gè)發(fā)射的光照射包括多個(gè)區(qū)域的區(qū)域組，多個(gè)區(qū)域設(shè)置在包括用戶的瞳孔的平面上，

多個(gè)發(fā)光點(diǎn)中的每一個(gè)使得對(duì)應(yīng)于發(fā)光點(diǎn)和區(qū)域的組合的光入射在區(qū)域中的每一個(gè)上，并且

設(shè)置在用戶的瞳孔上的區(qū)域的數(shù)量是兩個(gè)或更多個(gè)，并且每一個(gè)區(qū)域的大小小于0.6(mm)。

(2)根據(jù)項(xiàng)(1)所述的顯示裝置，其中

多個(gè)發(fā)光點(diǎn)中的每一個(gè)使得對(duì)應(yīng)于發(fā)光點(diǎn)和區(qū)域的組合的光入射在每一個(gè)區(qū)域上，以致來自虛擬顯示表面上的圖像的光形成在用戶的視網(wǎng)膜上，虛擬顯示表面不同于包括多個(gè)發(fā)光點(diǎn)的顯示表面。

(3)根據(jù)項(xiàng)(2)所述的顯示裝置，其中

虛擬顯示表面被定位為比包括多個(gè)發(fā)光點(diǎn)的顯示表面更遠(yuǎn)離用戶。

(4)根據(jù)項(xiàng)(1)至(3)中任一項(xiàng)所述的顯示裝置，其中

光相對(duì)于每一個(gè)區(qū)域的照射狀態(tài)以大于用戶的最大瞳孔直徑的單位周期性重復(fù)。

(5)根據(jù)項(xiàng)(4)所述的顯示裝置，其中

區(qū)域組的重復(fù)周期大于用戶的瞳孔距離。

(6)根據(jù)項(xiàng)(4)所述的顯示裝置，其中

通過將區(qū)域組的重復(fù)周期乘以整數(shù)獲得的值基本上等于用戶的瞳孔距離。

(7)根據(jù)項(xiàng)(1)至(6)中任一項(xiàng)所述的顯示裝置，進(jìn)一步包括：

像素陣列，其中布置多個(gè)像素；以及

顯微透鏡陣列，設(shè)置在像素陣列的顯示表面上，其中

來自多個(gè)像素的光從包括在顯微透鏡陣列中的每一個(gè)顯微透鏡發(fā)射，以致每一個(gè)顯微透鏡構(gòu)成每一個(gè)發(fā)光點(diǎn)，并且

顯微透鏡陣列中的顯微透鏡的間距大于像素陣列中的像素的間距。

(8)根據(jù)項(xiàng)(7)所述的顯示裝置，其中

具有對(duì)應(yīng)于像素陣列中各個(gè)像素的多個(gè)開口的第一屏蔽板設(shè)置在像素陣列的顯示表面上，以致每一個(gè)像素的大小通過每一個(gè)開口減小。

(9)根據(jù)項(xiàng)(7)所述的顯示裝置，其中

像素陣列是透射式像素陣列，并且

具有對(duì)應(yīng)于像素陣列中各個(gè)像素的多個(gè)開口的第一屏蔽板設(shè)置在像素陣列的光源側(cè)上，以致每一個(gè)像素的大小通過每一個(gè)開口減小。

(10)根據(jù)項(xiàng)(1)至(6)中任一項(xiàng)所述的顯示裝置，進(jìn)一步包括：

像素陣列，其中布置多個(gè)像素；以及

第二屏蔽板，設(shè)置在像素陣列的顯示表面上并且具有多個(gè)開口，其中

來自多個(gè)像素的光從第二屏蔽板的每一個(gè)開口發(fā)射，以致每一個(gè)開口構(gòu)成每一個(gè)發(fā)光點(diǎn)，并且

第二屏蔽板中的開口的間距大于像素陣列中的像素的間距。

(11)根據(jù)項(xiàng)(1)至(6)中任一項(xiàng)所述的顯示裝置，進(jìn)一步包括：

透射式像素陣列，其中布置多個(gè)像素；以及

第二屏蔽板，設(shè)置在像素陣列的光源側(cè)上并且具有多個(gè)開口，其中

來自第二屏蔽板的開口的光從多個(gè)像素中的每一個(gè)發(fā)射，以致每一個(gè)開口構(gòu)成每一個(gè)發(fā)光點(diǎn)，并且

第二屏蔽板中的開口的間距大于像素陣列中的像素的間距。

(12)根據(jù)項(xiàng)(1)至(6)中任一項(xiàng)所述的顯示裝置，進(jìn)一步包括：

像素陣列，其中布置多個(gè)像素，該像素陣列通過印刷實(shí)現(xiàn)；以及

顯微透鏡陣列，設(shè)置在像素陣列的顯示表面上，其中

來自多個(gè)像素的光從包括在顯微透鏡陣列中的每一個(gè)顯微透鏡發(fā)射，以致每一個(gè)顯微透鏡構(gòu)成每一個(gè)發(fā)光點(diǎn)，并且

顯微透鏡陣列中的顯微透鏡的間距大于像素陣列中的像素的間距。

(13)根據(jù)項(xiàng)(1)至(12)中的任一項(xiàng)所述的顯示裝置，其中

光相對(duì)于每一個(gè)區(qū)域的照射狀態(tài)以大于用戶的最大瞳孔直徑的單位周期性重復(fù)，并且

根據(jù)用戶的瞳孔的位置控制從多個(gè)發(fā)光點(diǎn)中的每一個(gè)入射在每一個(gè)區(qū)域上的光的照射狀態(tài)，以致用戶的瞳孔未放置在光的照射狀態(tài)的重復(fù)之間的邊界處。

(14)一種顯示控制方法包括：

利用從多個(gè)發(fā)光點(diǎn)中的每一個(gè)發(fā)射的光照射包括多個(gè)區(qū)域的區(qū)域組，多個(gè)區(qū)域設(shè)置在包括用戶的瞳孔的平面上，并且所述方法還使得對(duì)應(yīng)于發(fā)光點(diǎn)和區(qū)域的組合的光從多個(gè)發(fā)光點(diǎn)中的每一個(gè)入射在每一個(gè)區(qū)域上，其中

設(shè)置在用戶的瞳孔上的區(qū)域的數(shù)量是兩個(gè)或更多個(gè)，并且每一個(gè)區(qū)域的大小小于0.6(mm)。

參考符號(hào)列表

10、20顯示裝置

30可穿戴裝置

110像素陣列

111像素

120顯微透鏡陣列

121顯微透鏡

130、230控制單元

131光線信息生成單元

132像素驅(qū)動(dòng)單元

150虛擬圖像表面

231瞳孔位置檢測(cè)單元

310、320、333第一屏蔽板(孔徑膜)

311、321開口