專利名稱：圖像顯示裝置及其顯示方法、程序、集成電路、眼鏡式頭戴式顯示器、汽車、雙筒望遠(yuǎn)鏡和 ...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及HMD (head mount display:頭戴式顯示器)等顯示裝置。
背景技術(shù)：
目前，HMD (頭戴式顯示器)等顯示裝置使用一種以激光直接對(duì)眼睛 視網(wǎng)膜進(jìn)行二維掃描的成像方式(以下記作"激光掃描方式")(例如， 參照專利文獻(xiàn)1)。采用激光掃描方式的顯示裝置也被稱為視網(wǎng)膜掃描顯示 器(Retinal Scanning Display: RSD)、視網(wǎng)膜照射顯示器、視網(wǎng)膜光繪顯 示器、激光掃描顯示器、直視型顯示裝置、虛擬視網(wǎng)膜顯示器(Virtual Retinal Display: VRD)等。
圖IA和圖IB中表示了眼鏡式HMD的構(gòu)造例。在圖IA和圖IB中， 眼鏡框上裝配了用于發(fā)射激光的光源IOI、 110、用于控制激光波陣面的波 陣面形狀變更部102、 109以及用于在二維方向上進(jìn)行激光掃描的掃描部 103、 108。激光藉由掃描部103、 108投影到眼鏡的鏡片11、 12上，被鏡 片11、 12的表面所具備的偏轉(zhuǎn)部104、 107反射。然后，該激光射入用戶 眼睛，在視網(wǎng)膜上形成圖像。這里，偏轉(zhuǎn)部104、 107使用了半透半反鏡或 全息圖光學(xué)元件(HOE: Hologram Optical Element)等，用戶能夠同時(shí)看 到外部景色和由激光描繪的圖像這兩者。另外，掃描部103、 108中使用了 鏡像器件等，這種鏡像器件使一個(gè)單片反射鏡在單軸或雙軸方向上振動(dòng)， 從而在二維方向上進(jìn)行激光掃描。
另外，關(guān)于在雙眼中顯示影像的HMD類型，有一個(gè)現(xiàn)有專利的例子， 其通過(guò)改變?cè)谧笥已壑兴@示的影像像素來(lái)提高所觀看到的圖像的分辨率 (例如，參照專利文獻(xiàn)2)。在該現(xiàn)有專利的例子中，右眼顯示奇數(shù)列像素、 左眼顯示偶數(shù)列像素，通過(guò)這種互補(bǔ)式像素顯示，可以向用戶呈現(xiàn)由左右 眼的顯示像素合成后所得的圖像。
i專利文獻(xiàn)1日本特開平10-301055號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2日本特開平9-061776號(hào)公報(bào)
但是，激光掃描方式的顯示裝置中存在的問(wèn)題是，其難以提高所顯示 的圖像的分辨率、視野角度、幀率等畫質(zhì)。首先，如果使用使單片反射鏡 振動(dòng)的鏡像器件作為掃描部103、 108，則在試圖提高顯示圖像的畫質(zhì)時(shí)， 反射鏡的大小就會(huì)成為問(wèn)題。
在鏡像器件中，如圖74所示，使單片反射鏡301沿著第一旋轉(zhuǎn)軸X及 與第一旋轉(zhuǎn)軸X正交的第二旋轉(zhuǎn)軸Y振動(dòng)，由此改變?nèi)肷涞椒瓷溏R上的激 光304的反射方向來(lái)進(jìn)行二維掃描。
在圖1所示的HMD中，藉由掃描部103進(jìn)行二維掃描的激光在偏轉(zhuǎn) 部104上所描繪出來(lái)的軌跡實(shí)例如圖75所示。如該圖所示，藉由掃描部103 進(jìn)行二維掃描的方式是激光通過(guò)描繪出掃描軌跡502而在用戶眼中顯示出 顯示圖像501。在該實(shí)例中，圖1的HMD被設(shè)計(jì)成使掃描部103的旋轉(zhuǎn)軸 X方向與顯示圖像501的水平方向相對(duì)應(yīng)、旋轉(zhuǎn)軸Y方向與顯示圖像501 的垂直方向相對(duì)應(yīng)。另外，將反射鏡在旋轉(zhuǎn)軸X方向(經(jīng)過(guò)Y軸)上的振 動(dòng)頻率表示為水平方向的驅(qū)動(dòng)頻率Hx，將反射鏡在旋轉(zhuǎn)軸Y方向(經(jīng)過(guò)X 軸)上的振動(dòng)頻率表示為垂直方向的驅(qū)動(dòng)頻率Hy。在圖75所示的掃描軌 跡502中，激光在垂直方向上進(jìn)行一次掃描的期間內(nèi)，在水平方向上會(huì)進(jìn) 行多次掃描。 一般地，雙軸反射鏡的驅(qū)動(dòng)頻率Hx、 Hy之中速度較低的一 方?jīng)Q定了顯示圖像501的幀率。在圖75的實(shí)例中，光束在垂直方向上進(jìn)行 一次掃描的期間內(nèi)，顯示出1幀圖像。另外，在光束在反方向上進(jìn)行掃描 的期間內(nèi)也顯示出1幀圖像的情況下，在激光沿垂直方向往返一次的期間 內(nèi)會(huì)顯示出2幀影像，因此，驅(qū)動(dòng)頻率Hy與圖像的幀率fj)S之間滿足算式 (1)的關(guān)系。
fps = 2xHy (1)
另外，如圖76所示，入射到掃描部103上的激光304相應(yīng)于反射鏡的 振動(dòng)進(jìn)行掃描，該掃描在旋轉(zhuǎn)軸X的方向上形成掃描角度ci、在旋轉(zhuǎn)軸Y 的方向上形成掃描角度e。這里所說(shuō)的掃描角度a、 P是表示掃描部103 進(jìn)行掃描的激光的范圍的角度。如圖76所示，激光掃描到最左側(cè)時(shí)的激光的光路與掃描到最右側(cè)時(shí)的激光的光路所成的角度表示為水平掃描角度 a 。另外，同樣地，激光掃描到最上方時(shí)的激光的光路與掃描到最下方時(shí) 的激光的光路所成的角度表示為垂直掃描角度P 。
這里，假設(shè)掃描部103中包含的單片反射鏡301的直徑為D、圖1的 HMD中所顯示的顯示圖像501的水平分辨率為Nx、垂直分辨率為Ny，則 一般來(lái)說(shuō)算式(2)及算式(3)的關(guān)系成立。<formula>formula see original document page 13</formula>
因此，在激光掃描型顯示裝置中，為了提高顯示分辨率，必須加大掃 描角度a、 e或掃描部103的單片反射鏡301的直徑D。
但是，如果加大了掃描部103的單片反射鏡301的直徑D，單片反射 鏡301的重量就會(huì)增加。其結(jié)果是，難以加大掃描角度a、 P或提高單片 反射鏡301的驅(qū)動(dòng)頻率Hx、 Hy，從而導(dǎo)致顯示圖像501的幀率fj)s下降。 另外，如果加大了掃描角度a、 P，就必須使單片反射鏡301動(dòng)作幅度大， 因此，驅(qū)動(dòng)頻率Hx、 Hy的提高變得困難。另外，也會(huì)導(dǎo)致用于使單片反 射鏡301發(fā)生動(dòng)作的致動(dòng)元件(致動(dòng)器)的大型化或者電力消耗的增大、 或者驅(qū)動(dòng)聲音增大等，從而難以將掃描部103裝配到眼鏡式HMD上。另 外，掃描部103的驅(qū)動(dòng)頻率與分辨率的關(guān)系也成為光束掃描顯示裝置中實(shí) 現(xiàn)高畫質(zhì)的難題。
在圖1所示的HMD中，藉由掃描部103進(jìn)行二維掃描的激光303在 偏轉(zhuǎn)部104上所描繪出來(lái)的軌跡實(shí)例如圖77所示。如該圖所示，激光303 藉由掃描部103進(jìn)行二維掃描，由此描繪出圖77所示的掃描軌跡602c。其 結(jié)果是，在用戶眼中顯示出顯示圖像601c。此時(shí)，設(shè)定了過(guò)掃描區(qū)域Or、 Ol，使掃描軌跡602c與顯示圖像601c的顯示行準(zhǔn)確地重疊。對(duì)于顯示圖 像601c而言， 一般地，將顯示圖像601c相對(duì)于含有過(guò)掃描區(qū)域的掃描軌 跡602c的掃描區(qū)域所占的比例表示為過(guò)掃描率A。
這里，假設(shè)在圖1的HMD中顯示的顯示圖像601b的水平分辨率為Nx、垂直分辨率為Ny，則顯示圖像的垂直分辨率Ny與幀率&s及掃描部103 的水平方向的驅(qū)動(dòng)頻率Hx之間一般會(huì)滿足算式(4)的關(guān)系。如該算式(4) 所示，當(dāng)掃描部103的水平方向的驅(qū)動(dòng)頻率Hx存在上限時(shí)，難以同時(shí)提高 顯示圖像的垂直分辨率Ny和幀率fj)s這兩者。 [算式4]
Hx = Nyxfps/(2XA) (4)
另外，當(dāng)為了顯示視野寬廣的影像而加大了掃描部103、 108的掃描角 度a、 e的情況下，單片反射鏡301在一個(gè)周期的期間內(nèi)的動(dòng)作距離就會(huì) 增大，這導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)頻率下降。因此，在使用了鏡像器件的光束掃描型HMD 中，難以同時(shí)提高視野寬廣的顯示圖像的幀率和分辨率。
另外，在如眼鏡式HMD那樣將圖像傾斜著投影到偏轉(zhuǎn)部104、 107的 情況下，圖像會(huì)產(chǎn)生梯形失真，為了校正這種失真，會(huì)導(dǎo)致圖像的視野角 度變窄。
如圖1所示，來(lái)自掃描部103、 108的光線分別傾斜著投影到偏轉(zhuǎn)部104、 107上。一般地，在將矩形影像從傾斜位置投影到屏幕上時(shí)，屏幕上投影產(chǎn) 生的圖像會(huì)發(fā)生梯形失真或者被稱為梯形畸變(keystone)的失真，因此， 使用眼鏡式HMD也會(huì)在用戶眼中投影產(chǎn)生梯形失真的圖像。
使用圖78和圖79來(lái)例示將來(lái)自點(diǎn)光源O的矩形影像斜著入射到屏幕 S上時(shí)所產(chǎn)生的梯形失真。圖78是從屏幕S的上方觀察所得的圖，圖79 是從屏幕S的正面觀察所得的圖。在該實(shí)例中，如圖78和圖79所示，光 源O發(fā)出的光從屏幕S的左斜前方入射到屏幕上。因此，如圖78所示，光 源O與屏幕S上的投影圖像的左邊Ll和右邊L2之間的距離不同。
另外，如圖79所示，就光源O所形成的投射影像而言，由于縱向投射 角為0，因此距離點(diǎn)光源O越遠(yuǎn)，屏幕上的投影圖像的邊就越長(zhǎng)。因此， 屏幕S上的投影圖像401a就會(huì)形成梯形失真。
但是，在向眼鏡鏡片斜向投影影像的眼鏡式HMD的現(xiàn)有專利的例子 (專利文獻(xiàn)l)中，并沒有針對(duì)這種斜向投影采取對(duì)策。此外，即使在光源 O不是由激光和掃描部構(gòu)成而是由液晶元件或有機(jī)EL (有機(jī)電致發(fā)光)顯 示器構(gòu)成的情況下，這一問(wèn)題也會(huì)發(fā)生。
目前市場(chǎng)上所銷售的前投式投影儀等通過(guò)圖像處理對(duì)梯形失真進(jìn)行校正。圖80表示了通過(guò)圖像處理部對(duì)梯形失真進(jìn)行校正的實(shí)例。相應(yīng)于梯形 形狀的校正前圖像501a的上底邊或下底邊之中較短的底邊長(zhǎng)度，確定一個(gè) 矩形的顯示區(qū)域。然后，在超出矩形區(qū)域的部分不顯示圖像，由此就能夠 為用戶顯示出矩形的校正后圖像502a。但是，利用這種方法，顯示圖像的 大小是根據(jù)校正前圖像501a的最短邊的長(zhǎng)度決定的，因此其存在的問(wèn)題是， 結(jié)果只能顯示視野狹窄的圖像。
這樣一來(lái)，就光束掃描型顯示裝置而言，由于掃描部103、 108的大小、 驅(qū)動(dòng)頻率、掃描部103、 108與偏轉(zhuǎn)部104、 107的位置關(guān)系等的影響，難 以提高分辨率、視野角度、幀率等畫質(zhì)。在向眼鏡鏡片斜向投影影像的眼 鏡式HMD的現(xiàn)有專利的例子(專利文獻(xiàn)l)中，并沒有同時(shí)實(shí)現(xiàn)視野角度 的擴(kuò)大和畫質(zhì)的提高的對(duì)策。
專利文獻(xiàn)2公開了一種方法，雖然左右兩側(cè)的分辨率有所下降，但能 夠確保用戶所看到的顯示影像的分辨率。但是，其并沒有觸及與光束掃描 型顯示裝置所特有的幀率和分辨率相關(guān)的課題。另外，關(guān)于優(yōu)先考慮幀率 和分辨率之中的哪一個(gè)才合適這一問(wèn)題，其答案因圖像內(nèi)容的不同而不同。 體育節(jié)目等變化迅速的影像應(yīng)優(yōu)先保證幀率，而在靜止圖像的情況下則必 須優(yōu)先保證分辨率。在專利文獻(xiàn)2中，也沒有考慮這種根據(jù)信息的內(nèi)容而 改變幀率或分辨率等的做法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為解決上述問(wèn)題而作出的，其目的在于，在圖像顯示裝置中 適當(dāng)?shù)馗淖冏笥覂蓚?cè)的影像的顯示，利用雙眼的融像效果，提高用戶在識(shí) 別影像時(shí)所觀看到畫質(zhì)。
為了解決所述的現(xiàn)有問(wèn)題，本發(fā)明的圖像顯示裝置是一種在用戶的視 網(wǎng)膜上顯示圖像的圖像顯示裝置，具備左眼用圖像輸出部，用于輸出對(duì) 構(gòu)成了一部分或全部整個(gè)原圖像的左眼用圖像進(jìn)行輸出；左眼用偏轉(zhuǎn)部，
用于將使所述左眼用圖像輸出部所輸出的所述左眼用圖像朝向用戶的左眼
方向進(jìn)行偏轉(zhuǎn)；右眼用圖像輸出部，用于輸出對(duì)構(gòu)成了一部分或全部整個(gè) 原圖像的右眼用圖像進(jìn)行輸出；右眼用偏轉(zhuǎn)部，用于將使所述右眼用圖像 輸出部所輸出的所述右眼用圖像朝向用戶的右眼方向進(jìn)行偏轉(zhuǎn)；以及控制部，對(duì)所述左眼用圖像輸出部和所述右眼用圖像輸出部進(jìn)行控制，輸出像 素位置、圖像形狀、圖像大小、圖像分辨率及顯示幀率之中的至少一個(gè)互 不相同的所述左眼用圖像和所述右眼用圖像，從而利用融像效果，使用戶 能夠根據(jù)所述左眼用圖像和所述右眼用圖像識(shí)別出所述原圖像。
根據(jù)本結(jié)構(gòu)，在一只眼睛中顯示低畫質(zhì)的寬視場(chǎng)角圖像，而在另一只 眼睛中顯示高畫質(zhì)的窄視場(chǎng)角圖像，就可以提高所觀看到的畫質(zhì)并擴(kuò)大顯 示圖像的視野。
另外，也可以是，所述左眼用圖像輸出部包括左眼用光源，對(duì)描繪 構(gòu)成左眼用圖像的各像素的光束進(jìn)行輸出；以及左眼用掃描部，使來(lái)自所 述左眼用光源的光束掃描所述左眼用偏轉(zhuǎn)部；所述右眼用圖像輸出部包括 右眼用光源，對(duì)描繪構(gòu)成右眼用圖像的各像素的光束進(jìn)行輸出；以及右眼 用掃描部，使來(lái)自所述右眼用光源的光束掃描所述右眼用偏轉(zhuǎn)部。根據(jù)本 結(jié)構(gòu)，既實(shí)現(xiàn)了裝配在眼鏡上的圖像顯示裝置的小型化、節(jié)電化，又能夠 防止影像的梯形失真。
另外，所述控制部也可以包括掃描范圍設(shè)定部，使所述左眼用掃描 部及所述右眼用掃描部之中的一個(gè)掃描部以僅掃描所述原圖像的一部分的 第1掃描角度進(jìn)行光束掃描，使另一個(gè)掃描部以第2掃描角度進(jìn)行光束掃 描，所述第2掃描角度比所述第1掃描角度大且小于等于可掃描整個(gè)所述 原圖像的掃描角度；畫質(zhì)設(shè)定部，通過(guò)控制所述左眼用圖像輸出部及所述 右眼用圖像輸出部，從而對(duì)應(yīng)于所述掃描范圍設(shè)定部所設(shè)定的掃描角度， 輸出畫質(zhì)不同的所述左眼用圖像及所述右眼用圖像。
一個(gè)實(shí)施方式是，所述畫質(zhì)設(shè)定部包括幀率設(shè)定部，該幀率設(shè)定部使 所述左眼用圖像輸出部及所述右眼用圖像輸出部之中的與設(shè)定為所述第1 掃描角度的一側(cè)相對(duì)應(yīng)的圖像輸出部輸出第1幀率的圖像，使與設(shè)定為所 述第2掃描角度的一側(cè)相對(duì)應(yīng)的圖像輸出部輸出比所述第1幀率小的第2 幀率的圖像。根據(jù)本結(jié)構(gòu)，就能夠以高幀率顯示窄視場(chǎng)角的圖像，從而提 高用戶在識(shí)別圖像時(shí)所觀看到的幀率。
另一個(gè)實(shí)施方式是，所述畫質(zhì)設(shè)定部包括分辨率設(shè)定部，該分辨率設(shè) 定部使所述左眼用圖像輸出部及所述右眼用圖像輸出部之中的與設(shè)定為所 述第1掃描角度的一側(cè)相對(duì)應(yīng)的圖像輸出部輸出第1分辨率的圖像，使與設(shè)定為所述第2掃描角度的一側(cè)相對(duì)應(yīng)的圖像輸出部輸出比所述第1分辨 率低的第2分辨率的圖像。根據(jù)本結(jié)構(gòu)，就能夠以高像素顯示窄視場(chǎng)角的 圖像，從而提高用戶在識(shí)別圖像時(shí)所觀看到的分辨率。
另外，所述左眼用掃描部和所述右眼用掃描部的大小互不相同，所述 掃描范圍設(shè)定部使所述左眼用掃描部及所述右眼用掃描部?jī)烧咧谐叽巛^ 大的一側(cè)以所述第1掃描角度進(jìn)行光束掃描，使上述兩者之中尺寸較小的 一側(cè)以所述第2掃描角度進(jìn)行光束掃描。根據(jù)本結(jié)構(gòu)，就能夠以高像素顯 示窄視場(chǎng)角的圖像，從而提高用戶在識(shí)別圖像時(shí)所觀看到的分辨率。
本發(fā)明的圖像顯示裝置還包括用于檢測(cè)用戶視線的視線檢測(cè)部，掃描 范圍設(shè)定部使所述左眼用掃描部及所述右眼用掃描部之中被設(shè)定為所述第 1掃描角度的一側(cè)基于所述視線檢測(cè)部的檢測(cè)結(jié)果對(duì)包含用戶的視線位置 在內(nèi)的區(qū)域進(jìn)行光束掃描。根據(jù)本結(jié)構(gòu)，即使在用戶的視線發(fā)生了變動(dòng)的 情況下，也能夠在用戶的中心視野內(nèi)展示出高畫質(zhì)的圖像。
另外，所述掃描范圍設(shè)定部也可以使所述左眼用掃描部及所述右眼用 掃描部之中的與用戶的眼力好的眼睛相對(duì)應(yīng)的一側(cè)以所述第1掃描角度進(jìn) 行光束掃描，使另一側(cè)以所述第2掃描角度進(jìn)行光束掃描。根據(jù)本結(jié)構(gòu)， 能夠在用戶便于觀看的眼睛一側(cè)展示出高畫質(zhì)的圖像，從而提高用戶在識(shí) 別圖像吋所觀看到的畫質(zhì)。
另外，所述掃描范圍設(shè)定部也可以使所述左眼用掃描部及所述右眼用 掃描部t中的與用戶的視力好的眼睛相對(duì)應(yīng)的一側(cè)以所述第1掃描角度進(jìn) 行光束掃描，使另 側(cè)以所述第2掃描角度進(jìn)行光束掃描。根據(jù)本結(jié)構(gòu)， 能夠在用戶便于觀看的眼睛一側(cè)展示出高畫質(zhì)的圖像，從而提高用戶在識(shí) 別圖像吋所觀看到的畫質(zhì)。
另外，所述控制部也可以包括所述掃描模式?jīng)Q定部，該掃描模式?jīng)Q定 部使所述左眼用掃描部及所述右眼用掃描部分別按照以下方式進(jìn)行光束掃 描，即，將所述原圖像劃分為多個(gè)掃描區(qū)域，在各幀中所述左眼用掃描部 及所述右眼用掃描部的掃描區(qū)域不同，并且在相鄰的幀中所述左眼用掃描 部及所述右眼用掃描部各自的掃描區(qū)域不同。根據(jù)本結(jié)構(gòu)，能夠防止在右 眼和左眼中持續(xù)顯示不同部分的圖像，從而降低用戶在觀看圖像時(shí)的不適 感。一個(gè)實(shí)施方式也可以是，所述左眼用掃描部及所述右眼用掃描部一邊
多次重復(fù)在第1方向上掃描像素的動(dòng)作， 一邊在與所述第1方向正交的第2 方向上依次移動(dòng)位置，由此來(lái)掃描圖像；所述掃描模式?jīng)Q定部將所述原圖 像劃分為多個(gè)掃描區(qū)域，以使得在各幀中所述左眼用掃描部及所述右眼用 掃描部掃描在所述第2方向上相鄰的像素。根據(jù)本結(jié)構(gòu)，能夠利用雙眼的 融像效果提高用戶觀看到的圖像的像素連續(xù)性，從而可以提高顯示圖像的 流暢性。
另一個(gè)實(shí)施方式也可以是，所述左眼用掃描部及所述右眼用掃描部一 邊多次重復(fù)在第1方向上掃描像素的動(dòng)作， 一邊在與所述第1方向正交的 第2方向上依次移動(dòng)位置，由此來(lái)掃描圖像；所述掃描模式?jīng)Q定部將所述 原圖像劃分為多個(gè)掃描區(qū)域，以使得在各幀中所述左眼用掃描部及所述右 眼用掃描部分別掃描在所述第2方向上連續(xù)的掃描區(qū)域。根據(jù)本結(jié)構(gòu)，能 夠利用雙眼的融像效果提高用戶觀看到的圖像的像素連續(xù)性，從而可以提 高顯示圖像的流暢性。
另外也可以是，所述左眼用掃描部及所述右眼用掃描部一邊多次重復(fù) 在第1方向上掃描像素的動(dòng)作， 一邊在與所述第1方向正交的第2方向上 依次移動(dòng)位置，由此來(lái)掃描圖像；所述掃描模式?jīng)Q定部使所述左眼用掃描 部及所述右眼用掃描部按照以下方式分別進(jìn)行光束掃描，即，所述左眼用 掃描部和所述右眼用掃描部在所述第2方向上的掃描方向相反。根據(jù)本結(jié) 構(gòu)，能夠避免在右眼和左眼中顯示的像素發(fā)生重疊，從而提高雙眼融像的 效果。
也可以是，所述控制部包括顯示畫質(zhì)決定部，該顯示畫質(zhì)決定部基于 所述左眼用掃描部及所述右眼用掃描部的最大驅(qū)動(dòng)頻率，生成對(duì)所述原圖 像的幀率及顯示像素?cái)?shù)之中的至少任意一方進(jìn)行校正后的校正圖像；所述 掃描模式?jīng)Q定部將由所述顯示畫質(zhì)決定部生成的所述校正圖像劃分為多個(gè)
根據(jù)本結(jié)構(gòu)，即使因掃描部的^動(dòng)頻率的上限而在^了保持幀率的情況下 降低左右眼的分辨率，也能夠借助于左右眼的融像效果而抑制用戶所看到 的圖像分辨率的下降。另外，在利用倍速驅(qū)動(dòng)等以高于圖像原有的幀率的 高速幀率顯示圖像時(shí)，也可以抑制分辨率的下降。另外也可以是，所述左眼用掃描部及所述右眼用掃描部一邊多次重復(fù)
在第1方向上掃描像素的動(dòng)作， 一邊在與所述第1方向正交的第2方向上 依次移動(dòng)位置，由此來(lái)掃描圖像；所述顯示畫質(zhì)決定部將所述原圖像的幀 率校正為以下兩個(gè)驅(qū)動(dòng)頻率之中較小一方的2倍，所述兩個(gè)驅(qū)動(dòng)頻率是為 了顯示所述原圖像而必需的所述左眼用掃描部及所述右眼用掃描部在所述 第2方向上的驅(qū)動(dòng)頻率、以及所述左眼用掃描部及所述右眼用掃描部在所 述第2方向上的最大驅(qū)動(dòng)頻率。根據(jù)本結(jié)構(gòu)，既能夠利用雙眼的融像效果 保持所觀看到的分辨率，又能夠設(shè)定較高的顯示圖像幀率。
進(jìn)一步，所述顯示畫質(zhì)決定部也可以對(duì)校正后的所述幀率進(jìn)行再次校 正，以使得根據(jù)校正后的所述幀率和所述左眼用掃描部及所述右眼用掃描 部在第1方向上的驅(qū)動(dòng)頻率計(jì)算出來(lái)的所述第2方向上的顯示像素?cái)?shù)大于 等于預(yù)先確定的、使所述原圖像的幀率大于等于1的數(shù)值，并小于等于所 述原圖像在所述第2方向上的顯示像素?cái)?shù)。根據(jù)本結(jié)構(gòu)，能夠以最大限度 地發(fā)揮掃描部的性能的方式設(shè)定顯示圖像的幀率和分辨率。
另外也可以是，所述掃描模式?jīng)Q定部將所述原圖像劃分為與以下數(shù)值 相當(dāng)?shù)臄?shù)量的掃描區(qū)域，該數(shù)值為用所述左眼用圖像或所述右眼用圖像的 任意一個(gè)的總像素?cái)?shù)除以經(jīng)所述顯示畫質(zhì)決定部校正后的各幀的顯示像素 數(shù)所得的商。根據(jù)本結(jié)構(gòu)，能夠以最小限度的幀數(shù)顯示出顯示圖像的全部 像素。
另外也可以是，所述顯示畫質(zhì)決定部還基于表示所述原圖像的內(nèi)容的 內(nèi)容信息對(duì)所述原圖像的幀率及顯示像素?cái)?shù)之中的至少一方進(jìn)行校正。根 據(jù)本結(jié)構(gòu)，能夠選擇與圖像內(nèi)容相適應(yīng)的適當(dāng)?shù)漠嬞|(zhì)，例如，對(duì)于體育運(yùn) 動(dòng)等動(dòng)態(tài)豐富的圖像提高幀率，而對(duì)于新聞等文字信息多的圖像則提高分 辨率。
控制部也可以還包括用戶配置管理部，該用戶配置管理部保持用戶對(duì) 各內(nèi)容信息設(shè)定的畫質(zhì)校正值，所述顯示畫質(zhì)決定部基于與所述原圖像的 內(nèi)容信息相對(duì)應(yīng)的所述畫質(zhì)校正值，對(duì)所述原圖像的幀率及顯示像素?cái)?shù)之 中的至少一方進(jìn)行校正。根據(jù)本結(jié)構(gòu)，能夠針對(duì)體育運(yùn)動(dòng)或新聞等信息的 不同種類設(shè)定用戶喜好的畫質(zhì)，作出相應(yīng)的幀率和分辨率變更d
另外，所述用戶配置管理部也可以所述用戶配置管理部也可以還保持與用戶的視力相關(guān)的信息，所述顯示畫質(zhì)決定部基于所述用戶配置管理部 中保持的與用戶視力相關(guān)的信息，對(duì)所述原圖像的幀率及顯示像素?cái)?shù)之中 的至少一方進(jìn)行校正。根據(jù)本結(jié)構(gòu)，可以進(jìn)行以下的處理，即，以幀率優(yōu) 先于分辨率的方式為視力差的用戶改變畫質(zhì)。
本發(fā)明的圖像顯示裝置也可以還包括電池，用于驅(qū)動(dòng)該圖像顯示裝 置；電源管理部，用于檢測(cè)所述電池的剩余量；以及驅(qū)動(dòng)頻率決定部，根 據(jù)所述電源管理部的檢測(cè)結(jié)果，改變所述左眼用掃描部及所述右眼用掃描 部這兩者的驅(qū)動(dòng)頻率的最大值。根據(jù)本結(jié)構(gòu)，當(dāng)電池剩余電量較少時(shí)，能 夠抑制掃描部的電池消耗，保證較長(zhǎng)的顯示裝置驅(qū)動(dòng)時(shí)間。
在由于所述左眼用掃描部所掃描的光束斜向射入所述左眼用偏轉(zhuǎn)部而 導(dǎo)致所述左眼用圖像變?yōu)樵谒鲎笱塾闷D(zhuǎn)部變形為梯形形狀的左眼用失 真圖像、并且由于所述右眼用掃描部所掃描的光束斜向射入所述右眼用偏 轉(zhuǎn)部而導(dǎo)致所述右眼用圖像變?yōu)樵谒鲇已塾闷D(zhuǎn)部變形為梯形形狀的右 眼用失真圖像的情況下，所述控制部也可以包含矩形區(qū)域決定部，用于 決定左眼用矩形區(qū)域以及右眼用矩形區(qū)域，所述左眼用矩形區(qū)域是以所述 左眼用失真圖像的長(zhǎng)邊的一部分為第1邊、以與所述第1邊正交并且連結(jié) 所述第1邊的端點(diǎn)和所述左眼用失真圖像的斜邊的線段為第2邊的矩形形 狀，所述右眼用矩形區(qū)域是以所述右眼用圖像的長(zhǎng)邊的一部分作為與所述 第1邊長(zhǎng)度相等的第3邊、以與所述第3邊正交并且連結(jié)所述第3邊的端 點(diǎn)和所述右眼用失真圖像的斜邊的線段為第4邊的矩形形狀；高寬比調(diào)整 部，用于調(diào)整所述原圖像的高度及寬度之中的至少一方，以使得所述原圖 像成為以所述第1邊長(zhǎng)為高度、以所述第2邊長(zhǎng)和所述第4邊長(zhǎng)之和為寬 度的校正圖像；失真校正部，生成使所述校正圖像向與所述左眼用失真圖 像相反方向變形的左眼用校正圖像，以便在所述左眼用偏轉(zhuǎn)部上顯示出所 述左眼用圖像，并生成使所述校正圖像向與所述右眼用失真圖像相反方向 變形的右眼用校正圖像，以便在所述右眼用偏轉(zhuǎn)部上顯示出所述右眼用圖 像；以及輸出圖像控制部，將所述左眼用校正圖像之中的與所述左眼用矩 形區(qū)域相對(duì)應(yīng)的部分輸出到所述左眼用圖像輸出部，并將所述右眼用校正 圖像之中的與所述右眼用矩形區(qū)域相對(duì)應(yīng)的部分輸出到所述右眼用圖像輸 出部。根據(jù)本結(jié)構(gòu)，在對(duì)實(shí)現(xiàn)眼鏡形狀的HMD時(shí)所產(chǎn)生的圖像梯形失真進(jìn) 行校正時(shí)，能夠利用雙眼的融像效果，從而實(shí)現(xiàn)能夠進(jìn)行比現(xiàn)有的梯形校 正保持更大的垂直視角的梯形失真校正。
一個(gè)實(shí)施方式可以是，所述矩形區(qū)域決定部按照以下方式?jīng)Q定所述左 眼用矩形區(qū)域及所述右眼用矩形區(qū)域，即，在將所述左眼用圖像和所述右 眼用失真圖像以使所述左眼用失真圖像的短邊包含在所述右眼用圖像的長(zhǎng) 邊之中、并且所述右眼用圖像的短邊包含在所述左眼用失真圖像的長(zhǎng)邊之 中的方式重疊在一起后，所述第2及第4邊成為穿過(guò)所述左眼用失真圖像 及所述右眼用失真圖像各斜邊的交點(diǎn)的直線。
另外也可以是，所述控制部包含剩余區(qū)域決定部，該剩余區(qū)域決定部 用于決定左眼用剩余區(qū)域和右眼用剩余區(qū)域，該左眼用剩余區(qū)域是以所述 第1邊的對(duì)邊為長(zhǎng)邊、以所述左眼用失真圖像的斜邊的一部分為斜邊的梯 形形狀，其高度比所述第4邊更短，該右眼用剩余區(qū)域是以所述第3邊為 長(zhǎng)邊、以所述右眼用失真圖像的斜邊的一部分為斜邊的梯形形狀，其高度 比所述第2邊更短；所述輸出圖像控制部還將所述左眼用校正圖像之中的 與所述左眼用剩余區(qū)域相對(duì)應(yīng)的部分輸出到所述左眼用圖像輸出部，并將 所述右眼用校正圖像之中的與所述右眼用剩余區(qū)域相對(duì)應(yīng)的部分輸出到所 述右眼用圖像輸出部。根據(jù)本結(jié)構(gòu)，其具有利用雙眼的融像效果使用戶看 到的圖像的右邊和左邊成為平滑的直線的效果。
一個(gè)實(shí)施方式也可以是，所述輸出圖像控制部通過(guò)控制所述左眼用圖 像輸出部及所述右眼用圖像輸出部，降低所述左眼用剩余區(qū)域和在所述右 眼用矩形區(qū)域中的與所述左眼用剩余區(qū)域重合的區(qū)域之中的至少一個(gè)區(qū)域 的亮度，并降低所述右眼用剩余區(qū)域和在所述左眼用矩形區(qū)域中的與所述 右眼用剩余區(qū)域重合的區(qū)域之中的至少一個(gè)區(qū)域的亮度。
另一個(gè)實(shí)施方式可以是，所述輸出圖像控制部通過(guò)控制所述左眼用圖 像輸出部及所述右眼用圖像輸出部，增大所述右眼用矩形區(qū)域之中的不與 所述左眼用剩余區(qū)域重合的區(qū)域的亮度，并增大所述左眼用矩形區(qū)域之中 的不與所述右眼用剩余區(qū)域重合的區(qū)域的亮度。
根據(jù)本結(jié)構(gòu)，其具有能夠利用雙眼的融像效果防止用戶看到的圖像中 產(chǎn)生亮度斑點(diǎn)的效果。另外也可以是，所述矩形區(qū)域決定部以使所述校正圖像的寬高比為16: 9或4: 3的比率的方式?jīng)Q定所述左眼矩形區(qū)域及所述右眼矩形區(qū)域的形狀。 根據(jù)本結(jié)構(gòu)，利用雙眼的融像效果，用戶看到的圖像的形狀就成為適宜于 影像觀看的16: 9或4: 3的高寬比。
另外也可以是，所述矩形區(qū)域決定部在用戶左右眼的視力差異在一定 數(shù)值以上的情況下，以使視力好的眼睛所對(duì)應(yīng)的矩形區(qū)域變?yōu)樽畲?，并?br> 視力差的眼睛所對(duì)應(yīng)的矩形區(qū)域變?yōu)?的方式?jīng)Q定所述左眼矩形區(qū)域和所
述右眼矩形區(qū)域的形狀；所述剩余區(qū)域決定部以使視力好的眼睛所對(duì)應(yīng)的 剩余區(qū)域變?yōu)?,并使視力差的眼睛所對(duì)應(yīng)的剩余區(qū)域變?yōu)樽畲蟮姆绞經(jīng)Q定 所述左眼剩余區(qū)域和所述右眼剩余區(qū)域的形狀。根據(jù)本結(jié)構(gòu)，能夠消除視 力差的一側(cè)眼睛的影響，對(duì)梯形失真作出校正。
本發(fā)明的顯示方法包括左眼用圖像步驟，對(duì)構(gòu)成了一部分或整個(gè)原 圖像的左眼用圖像進(jìn)行輸出；左眼用偏轉(zhuǎn)步驟，使通過(guò)所述左眼用圖像輸 出步驟輸出的所述左眼用圖像朝向用戶的左眼方向進(jìn)行偏轉(zhuǎn)；右眼用圖像 輸出步驟，對(duì)構(gòu)成了一部分或整個(gè)原圖像的右眼用圖像進(jìn)行輸出；右眼用 偏轉(zhuǎn)步驟，使通過(guò)所述右眼用圖像輸出步驟輸出的所述右眼用圖像朝向用 戶的右眼方向進(jìn)行偏轉(zhuǎn)；以及控制步驟，對(duì)所述左眼用圖像輸出部和所述 右眼用圖像輸出部進(jìn)行控制，輸出像素位置、圖像形狀、圖像大小、圖像 分辨率及顯示幀率之中的至少一個(gè)不相同的所述左眼用圖像和所述右眼用 圖像，從而利用融像效果，使用戶能夠根據(jù)所述左眼用圖像和所述右眼用 圖像識(shí)別出所述原圖像。
本發(fā)明的程序使計(jì)算機(jī)執(zhí)行以下步驟左眼用圖像步驟，對(duì)構(gòu)成了一 部分或整個(gè)原圖像的左眼用圖像進(jìn)行輸出；左眼用偏轉(zhuǎn)步驟，使通過(guò)所述 左眼用圖像輸出步驟輸出的所述左眼用圖像朝向用戶的左眼方向進(jìn)行偏 轉(zhuǎn)；右眼用圖像輸出步驟，對(duì)構(gòu)成了一部分或整個(gè)原圖像的右眼用圖像進(jìn) 行輸出；右眼用偏轉(zhuǎn)步驟，使通過(guò)所述右眼用圖像輸出步驟輸出的所述右 眼用圖像朝向用戶的右眼方向進(jìn)行偏轉(zhuǎn)；以及控制步驟，對(duì)所述左眼用圖 像輸出部和所述右眼用圖像輸出部進(jìn)行控制，輸出像素位置、圖像形狀、 圖像大小、圖像分辨率及顯示幀率之中的至少一個(gè)不相同的所述左眼用圖 像和所述右眼用圖像，從而利用融像效果，使用戶能夠根據(jù)所述左眼用圖像和所述右眼用圖像識(shí)別出所述原圖像。
本發(fā)明的集成電路包括左眼用圖像輸出部，對(duì)構(gòu)成一部分或整個(gè)原 圖像的左眼用圖像進(jìn)行輸出；左眼用偏轉(zhuǎn)部，使所述左眼用圖像輸出部所 輸出的所述左眼用圖像朝向用戶的左眼方向進(jìn)行偏轉(zhuǎn)；右眼用圖像輸出部， 對(duì)構(gòu)成一部分或整個(gè)原圖像的右眼用圖像進(jìn)行輸出；右眼用偏轉(zhuǎn)部，使所 述右眼用圖像輸出部所輸出的所述左眼用圖像朝向用戶的右眼方向進(jìn)行偏 轉(zhuǎn)；以及控制部，對(duì)所述左眼用圖像輸出部和所述右眼用圖像輸出部進(jìn)行 控制，輸出像素位置、圖像形狀、圖像大小及顯示幀率之中的至少一個(gè)不 相同的所述左眼用圖像和所述右眼用圖像，從而利用融像效果，使用戶能 夠根據(jù)所述左眼用圖像和所述右眼用圖像識(shí)別出所述原圖像。
此外，本發(fā)明不僅能夠作為這種光束掃描型顯示裝置進(jìn)行實(shí)施，而且 也可以作為用于實(shí)現(xiàn)光束掃描型顯示裝置的功能的集成電路而進(jìn)行實(shí)施， 或者作為使計(jì)算機(jī)執(zhí)行這種功能的程序而進(jìn)行實(shí)施。此外，不言而喻，這 種程序可以通過(guò)CD-ROM等記錄介質(zhì)及因特網(wǎng)等傳輸介質(zhì)流通。另夕卜，本 發(fā)明也可以作為用于實(shí)現(xiàn)這種顯示裝置的功能的集成電路進(jìn)行實(shí)施。
本發(fā)明的眼鏡式頭戴式顯示器包括上述圖像顯示裝置；左眼用鏡片， 其配置在用戶的左眼位置，并在用戶左眼對(duì)面的位置處具有所述左眼用偏 轉(zhuǎn)部；右眼用鏡片，其配置在用戶的右眼位置，并在用戶右眼對(duì)面的位置 處具有所述右眼用偏轉(zhuǎn)部；左側(cè)鏡腿，其一端連接到所述左眼用鏡片，另 一端固定在用戶的頭部左側(cè)；右側(cè)鏡腿，其一端連接到所述右眼用鏡片， 另一端固定在用戶的頭部右側(cè)。
本發(fā)明的汽車包括上述圖像顯示裝置；擋風(fēng)玻璃，其包括所述左眼 用偏轉(zhuǎn)部和所述右眼用偏轉(zhuǎn)部。
本發(fā)明的雙筒望遠(yuǎn)鏡包括左眼用接目鏡片，其具有所述左眼用偏轉(zhuǎn) 部；右眼用接目鏡片，其具有所述右眼用偏轉(zhuǎn)部。
本發(fā)明的臺(tái)式顯示器包括上述圖像顯示裝置；用于存放所述顯示裝 置的框體；在所述框體表面上由所述左眼用偏轉(zhuǎn)部及所述右眼用偏轉(zhuǎn)部構(gòu) 成的顯示面。
發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，能夠?qū)㈦p眼的融像效果靈活應(yīng)用于提高眼鏡式HMD所 觀看到的畫質(zhì)，并能夠在控制掃描部的性能的同時(shí)，提高用戶在識(shí)別影像 時(shí)所觀看到的幀率或所觀看到的分辨率。


圖1A是本發(fā)明的第1實(shí)施方式中的光束掃描型顯示裝置的俯視圖。 圖IB是本發(fā)明的第1實(shí)施方式中的光束掃描型顯示裝置的側(cè)視圖。 圖2是本發(fā)明的第1實(shí)施方式中的光束掃描型顯示裝置的詳細(xì)結(jié)構(gòu)圖。 圖3是本發(fā)明的第1實(shí)施方式中的光束掃描型顯示裝置的功能框圖。 圖4A是投影在用戶左眼上的左眼用圖像的實(shí)例。 圖4B是投影在用戶右眼上的右眼用圖像的實(shí)例。 圖4C示出了在對(duì)圖4A及圖4B進(jìn)行投影時(shí)利用融像效果使用戶看到 的整體圖像。
圖5是示出了人的視野與視力的關(guān)系的表。
圖6是用于提高本發(fā)明的第1實(shí)施方式中的顯示圖像被觀看到的幀的 處理的流程圖。
圖7A示出了用于在本發(fā)明的第1實(shí)施方式中的HMD中進(jìn)行顯示的原 圖像的尺寸。
圖7B示出了圖7A所示的原圖像的水平視場(chǎng)角。
圖7C示出了圖7A所示的原圖像的垂直視場(chǎng)角。
圖8A示出了用于在本發(fā)明的第1實(shí)施方式中的HMD中進(jìn)行顯示的中 心圖像的尺寸。
圖8B示出了圖8A所示的中心圖像的水平視場(chǎng)角。
圖8C示出了圖8A所示的中心圖像的垂直視場(chǎng)角。
圖9A示出了以用戶的視線位置為中心設(shè)定了中心圖像時(shí)的實(shí)例。
圖9B示出了圖9A的原圖像與用戶的視線之間的關(guān)系。
圖IO示出了在本發(fā)明的第1實(shí)施方式中掃描部的水平掃描角度與展示 給用戶的圖像的水平視場(chǎng)角之間的關(guān)系。
圖11示出了用于在本發(fā)明的第1實(shí)施方式中的HMD中進(jìn)行顯示的原 圖像的幀。圖12示出了用于在本發(fā)明的第1實(shí)施方式中的HMD中進(jìn)行顯示的寬 闊視野圖像的顯示幀。
圖13示出了用于在本發(fā)明的第1實(shí)施方式中的HMD中進(jìn)行顯示的狹 窄視野圖像的顯示幀。
圖14示出了在本發(fā)明的第1實(shí)施方式中利用雙眼的融像效果使用戶看 到的圖像的幀。
圖15是本發(fā)明的第2實(shí)施方式中的寬闊視野用掃描部與偏轉(zhuǎn)部的配置圖。
圖16是本發(fā)明的第2實(shí)施方式中的狹窄視野用掃描部與偏轉(zhuǎn)部的配置圖。
圖17A示出了用于在本發(fā)明的第2實(shí)施方式中的HMD中進(jìn)行顯示的 原圖像的尺寸。
圖17B示出了圖17A所示的原圖像的水平視場(chǎng)角。
圖17C示出了圖17A所示的原圖像的垂直視場(chǎng)角。
圖18A示出了用于在本發(fā)明的第2實(shí)施方式中的HMD中進(jìn)行顯示的 中心圖像的尺寸。
圖18B示出了圖18A所示的中心圖像的水平視場(chǎng)角。
圖18C示出了圖18A所示的中心圖像的垂直視場(chǎng)角。
圖19是用于提高本發(fā)明的第2實(shí)施方式中的顯示圖像被觀看到的分辨 率的處理的流程圖。
圖20示出了用于在本發(fā)明的第2實(shí)施方式中的HMD中進(jìn)行顯示的原 圖像的幀。
圖21示出了用于在本發(fā)明的第2實(shí)施方式中的HMD中進(jìn)行顯示的寬 闊視野圖像的顯示幀。
圖22示出了用于在本發(fā)明的第2實(shí)施方式中的HMD中進(jìn)行顯示的狹 窄視野圖像的顯示幀。
圖23示出了在本發(fā)明的第2實(shí)施方式中利用雙眼的融像效果使用戶看 到的圖像的幀。
圖24是本發(fā)明的第3實(shí)施方式中的光束掃描型顯示裝置的功能框圖。 圖25示出了在偏轉(zhuǎn)部上產(chǎn)生的投影圖像的失真。圖26是示出了梯形失真的校正步驟的流程圖。
圖27示出了掃描部與偏轉(zhuǎn)部的位置關(guān)系。
圖28示出了在偏轉(zhuǎn)部上產(chǎn)生的梯形失真。
圖29示出了左眼用偏轉(zhuǎn)部上的投影圖像的形狀。
圖30示出了右眼用偏轉(zhuǎn)部上的投影圖像的形狀。
圖31示出了用戶看到的圖像的形狀。
圖32示出了根據(jù)左眼用偏轉(zhuǎn)部上的投影圖像提取了矩形區(qū)域和剩余區(qū) 域之后的狀態(tài)。
圖33示出了根據(jù)右眼用偏轉(zhuǎn)部上的投影圖像提取了矩形區(qū)域和剩余區(qū) 域之后的狀態(tài)。
圖34示出了梯形失真校正后的顯示影像的形狀。
圖35是示出了本發(fā)明的第3實(shí)施方式中的左右眼中所顯示的圖像的變 形步驟的流程圖。
圖36A示出了原圖像的縱向尺寸和橫向尺寸。
圖36B示出了對(duì)圖36A的原圖像的高寬比加以調(diào)整后生成的校正圖
圖37示出了校正圖像之中顯示在左眼中的圖像區(qū)域。
圖38示出了校正圖像之中顯示在右眼中的圖像區(qū)域。
圖39示出了對(duì)圖37的圖像實(shí)施了失真校正后的狀態(tài)。
圖40示出了對(duì)圖38的圖像實(shí)施了失真校正后的狀態(tài)。
圖41示出了從圖39的圖像之中提取出作為輸出對(duì)象的部分之后的狀態(tài)。
圖42示出了從圖40的圖像之中提取出作為輸出對(duì)象的部分之后的狀態(tài)。
圖43示出了根據(jù)左眼用偏轉(zhuǎn)部上的投影圖像提取出矩形區(qū)域之后的狀態(tài)。
圖44示出了根據(jù)右眼用偏轉(zhuǎn)部上的投影圖像提取出剩余區(qū)域之后的狀態(tài)。
圖45示出了梯形失真校正后的顯示影像的形狀。
圖46示出了校正圖像之中顯示在左眼中的圖像區(qū)域。圖47示出了校正圖像之中顯示在右眼中的圖像區(qū)域。 圖48用于說(shuō)明本第3實(shí)施方式中的典型實(shí)例。
圖49是本發(fā)明的第4實(shí)施方式中的光束掃描型顯示裝置的功能框圖。
圖50是用于改變顯示圖像的幀率和分辨率的處理的流程圖。
圖51示出了用于顯示的原圖像的尺寸。
圖52示出了附加在原圖像上的元數(shù)據(jù)(metadata)的實(shí)例。
圖53示出了電池剩余電量與頻率校正值之間的關(guān)系。
圖54示出了原圖像的內(nèi)容信息與幀率系數(shù)之間的關(guān)系。
圖55示出了內(nèi)容信息與幀率系數(shù)校正值之間的關(guān)系。
圖56A示出了掃描部的垂直掃描范圍的一個(gè)實(shí)例。
圖56B示出了掃描部的垂直掃描范圍的另一個(gè)實(shí)例。
圖56C示出了掃描部的垂直掃描范圍的另一個(gè)實(shí)例。
圖57示出了左右側(cè)的掃描部中的掃描模式的一個(gè)實(shí)例。
圖58示出了左右側(cè)的掃描部中的掃描模式的另一個(gè)實(shí)例。
圖59示出了左右側(cè)的掃描部中的掃描模式的另一個(gè)實(shí)例。
圖60示出了左右側(cè)的掃描部中的掃描模式的另一個(gè)實(shí)例。
圖61示出了左右側(cè)的掃描部中的掃描模式的另一個(gè)實(shí)例。
圖62示出了左右側(cè)的掃描部中的掃描模式的另一個(gè)實(shí)例。
圖63示出了左右側(cè)的掃描部中的掃描模式的另一個(gè)實(shí)例。
圖64是本發(fā)明的第5實(shí)施方式中的HUD的側(cè)視圖。
圖65示出了圖64所示的HUD的鳥瞰圖的一個(gè)實(shí)例。
圖66示出了圖64所示的HUD的鳥瞰圖的另一個(gè)實(shí)例。
圖67示出了圖64所示的HUD的鳥瞰圖的另一個(gè)實(shí)例。
圖68是圖64所示的HUD的詳細(xì)結(jié)構(gòu)圖。
圖69示出了本發(fā)明的第6實(shí)施方式中的雙筒望遠(yuǎn)鏡的鳥瞰圖的一個(gè)實(shí)例。
圖70示出了圖69所示的雙筒望遠(yuǎn)鏡的左眼側(cè)顯示部。 圖71示出了圖69所示的雙筒望遠(yuǎn)鏡的右眼側(cè)顯示部。 圖72示出了本發(fā)明的第6實(shí)施方式中的雙筒望遠(yuǎn)鏡的鳥瞰圖的另一個(gè) 實(shí)例。圖73示出了本發(fā)明的第7實(shí)施方式中的臺(tái)式顯示器。
圖74示出了二維掃描光束的反射鏡的旋轉(zhuǎn)軸的實(shí)例。
圖75示出了由掃描部掃描產(chǎn)生的激光在偏轉(zhuǎn)部上描繪的軌跡。
圖76示出了掃描部和偏轉(zhuǎn)部的配置圖的實(shí)例。
圖77示出了在考慮了過(guò)掃描區(qū)域的情況下掃描模式的實(shí)例。
圖78示出了將來(lái)自點(diǎn)光源的影像傾斜著投影到屏幕上時(shí)的鳥瞰圖。
圖79示出了將來(lái)自點(diǎn)光源的影像傾斜著投影到屏幕上時(shí)的正面圖。
圖80示出了利用現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行的梯形失真校正。
附圖標(biāo)記說(shuō)明
ll左眼用鏡片
12右眼用鏡片
13左側(cè)鏡腿
14右側(cè)鏡腿
IOO左眼用圖像輸出部
IOI左眼用光源
102左眼用波陣面形狀變更部
103左眼用掃描部
104左眼用偏轉(zhuǎn)部
105左眼用控制部
106、 112耳機(jī)部
107右眼用偏轉(zhuǎn)部
108右眼用掃描部
109右眼用波陣面形狀變更部
IIO右眼用光源
lll右眼用控制部
201、 3001焦距水平分量變更部
202、 3002焦距垂直分量變更部 211紅色激光光源 212藍(lán)色激光光源213綠色激光光源 214光檢測(cè)部 301單片反射鏡 303、 304激光 401a投影圖像
501、 601顯示圖像 501a校正前圖像 502a校正后圖像
502、 602c掃描軌跡 601左眼用圖像 601a左眼用失真圖像 601b左眼用顯示區(qū)域 602右眼用圖像 602a右眼用失真圖像 602b右眼用顯示區(qū)域 603整體圖像 801b圖像分析部 802b驅(qū)動(dòng)頻率決定部 803b電源管理部 804b顯示畫質(zhì)決定部 805b用戶配置管理部 806b掃描模式?jīng)Q定部 807b圖像控制部
901、 1901、 1901a原圖像
1001、 2001中心圖像
1051掃描范圍設(shè)定部
1052畫質(zhì)設(shè)定部
1053分辨率設(shè)定部
1054幀率設(shè)定部
1401a、 1401b左眼用矩形區(qū)域1401、 1402、 1403掃描模式
1402a左眼用剩余區(qū)域
1501a右眼用矩形區(qū)域
1502a、 1502b右眼用剩余區(qū)域
1601a融像后圖形
1801梯形失真判定部
1802矩形區(qū)域決定部
1803剩余區(qū)域決定部
1804圖像控制部
1805高寬比調(diào)整部
1806失真校正部
1807輸出圖像控制部
1902a校正圖像
2001a、 2601a左眼用部分圖像
2101a、 2701a右眼用部分圖像
2201a左眼用梯形圖像
2301a右眼用梯形圖像
2401a左眼投影用圖像
2501a右眼投影用圖像
2202a、 2203a、 2302a、 2303a梯形區(qū)域
2402a、 2502a矩形區(qū)域
2601車
2602 、 2610激光掃描單元
2603擋風(fēng)玻璃
2604半透半反鏡
2605司機(jī)
2606、 2609眼球
2607頂棚
2608支承棒
3101雙筒望遠(yuǎn)鏡3101a左眼側(cè)顯示部 3101b右眼側(cè)顯示部
3102、 3501反射鏡
3103、 3502攝像頭 3104右眼 3105用戶 3106左眼 3401臺(tái)式顯示器
具體實(shí)施例方式
下面，參照

本發(fā)明的實(shí)施方式。 (第1實(shí)施方式)
參照?qǐng)D1A 圖3說(shuō)明本發(fā)明的第1實(shí)施方式的眼鏡形狀的光束掃描型 顯示裝置(頭戴式顯示器HMD)。其中，圖1A是光束掃描型顯示裝置 的正面圖，圖1B是光束掃描型顯示裝置的側(cè)視圖，圖2是圖1A的一部分 的詳細(xì)圖，圖3是第1實(shí)施方式中的光束掃描型顯示裝置的功能框圖。本 發(fā)明的第1實(shí)施方式的眼鏡式光束掃描型顯示裝置包括顯示裝置；配置 在用戶的左眼位置上的左眼用鏡片11;配置在用戶的右眼位置上的右眼用 鏡片12;左側(cè)鏡腿(temple) 13，其一端連接到左眼用鏡片11，另一端固 定在用戶的頭部左側(cè)；右側(cè)鏡腿14，其一端連接到右眼用鏡片12,另一端 固定在用戶的頭部右側(cè)。
顯示裝置如圖1A、圖1B及圖2所示，包括光源IOI、 110，其輸出 光束，用于描繪構(gòu)成顯示圖像的各像素；波陣面形狀變更部102、 109，其 對(duì)光源IOI、 IIO輸出的光束的波陣面形狀進(jìn)行變更；掃描部103、 108，其 使波陣面形狀變更部102、 109輸出的光束朝向偏轉(zhuǎn)部104、 107進(jìn)行二維 掃描；偏轉(zhuǎn)部104、 107，其使掃描部103、 108的掃描光朝向用戶眼睛方向 偏轉(zhuǎn)；控制部105、 111，其對(duì)所述各部分進(jìn)行控制；耳機(jī)部106、 112。
其中，左眼用光源IOI、左眼用波陣面形狀變更部102、以及左眼用掃 描部103構(gòu)成了左眼用圖像輸出部100。同樣地，右眼用光源IIO、右眼用 波陣面形狀變更部109、右眼用掃描部108構(gòu)成了右眼用圖像輸出部(省略圖示)。
此外，在該實(shí)施方式中，光源IOI、 110、波陣面形狀變更部102、 109、 掃描部103、 108、控制部105、 111、以及耳機(jī)部106、 112收容在鏡腿13、 14中，偏轉(zhuǎn)部104、 107配置在鏡片11、 12上的面對(duì)著用戶眼睛的一側(cè)。
此外，在本說(shuō)明書中，有時(shí)候?qū)?左眼用鏡片11"和"右眼用鏡片12" 統(tǒng)稱為"鏡片U、 12"。同樣地，對(duì)于其他的結(jié)構(gòu)要素(包括圖像等)， 在統(tǒng)稱左眼用和右眼用時(shí)，有時(shí)候會(huì)省略"左眼用"和"右眼用"的詞語(yǔ)。
光源IOI、 IIO輸出光束。如圖2所示，所輸出的光束是將由紅色激光 光源211、藍(lán)色激光光源212、綠色激光光源213輸出的各色激光合波而成 的激光，通過(guò)將各色激光光源211、 212、 213的輸出迸行適當(dāng)調(diào)制，就能 夠輸出任意顏色的激光。進(jìn)而，通過(guò)與波陣面形狀變更部102、 109或掃描 部103、 108聯(lián)動(dòng)進(jìn)行調(diào)制，就能夠在用戶的眼睛視網(wǎng)膜上顯示出影像。
此外，該實(shí)施方式中的綠色激光光源213將用于輸出紅外線的半導(dǎo)體 激光光源和用于把紅外線變換為綠色的SHG(Second-Harmonic Generation: 二次諧波產(chǎn)生)元件組合起來(lái)，輸出綠色激光。不過(guò)，本發(fā)明并不限于上 述結(jié)構(gòu)，也可以采用綠色的半導(dǎo)體激光光源213。另外，各激光光源211、 212、 213也可以是固體激光、液體激光、氣體激光、發(fā)光二極管等。
此外，如圖2所示，光源IOI、 110也可以包含光檢測(cè)部214。光檢測(cè) 部214通過(guò)檢測(cè)從用戶眼睛的角膜反射出來(lái)的光的強(qiáng)度，能夠檢測(cè)出用戶 的視線方向。藉由偏轉(zhuǎn)部104、 107的作用而朝著眼睛方向偏轉(zhuǎn)的大部分光 束相對(duì)于角膜表面傾斜入射，但來(lái)自眼球正面的光束相對(duì)于角膜表面是垂 直入射的，因此光束的反射率較高。利用這種性質(zhì)，就能夠根據(jù)反射光的 強(qiáng)度檢測(cè)出視線方向。
波陣面形狀變更部102、 109分別改變光源101、 110發(fā)出的光束的波 陣面形狀，使經(jīng)偏轉(zhuǎn)部104、 107偏轉(zhuǎn)后的光束的光點(diǎn)大小落在規(guī)定范圍內(nèi)。
光束的"光點(diǎn)大小(spotsize)"指的是在用戶眼睛的視網(wǎng)膜上的光點(diǎn) 大小，后面將加以說(shuō)明；但也可以是在瞳孔上的光點(diǎn)大小、在角膜上的光 點(diǎn)大小、在偏轉(zhuǎn)部104、 107上的光點(diǎn)大小。在視網(wǎng)膜上的光點(diǎn)大小與所顯 示的像素大小相同。另外，"波陣面形狀"指的是光束波陣面的三維形狀， 包括平面、球面、非球面的形狀。在圖2所示的左眼用波陣面形狀變更部102中，焦距水平分量變更部 201和焦距垂直分量變更部202串聯(lián)配置在光路上。由此，就能夠獨(dú)立地改 變光束水平方向的曲率和垂直方向的曲率。焦距水平分量變更部201通過(guò) 改變柱面透鏡與反射鏡的距離，來(lái)改變水平方向的曲率。焦距垂直分量變 更部202通過(guò)使用相對(duì)于焦距水平分量變更部201的柱面透鏡垂直配置的 柱面透鏡，來(lái)改變垂直方向的曲率。另外，焦距水平分量變更部201和焦 距垂直分量變更部202都隨著曲率的變更而同時(shí)改變光束的直徑。
此外，如果水平方向的曲率變化大于垂直方向的曲率變化，則能夠處 理較大幅度的水平方向變化，因此，在希望畫面的水平視角大于垂直視角 的情況下，或者如在頭的側(cè)部裝配著掃描部103、 108的HMD那樣、在掃 描部103、 108向偏轉(zhuǎn)部104、 107射出的光束的水平入射角大于垂直入射 角的情況下，這樣尤其有效。
此外，在圖2中，僅對(duì)表示波陣面形狀的參數(shù)之中水平方向的曲率和 垂直方向的曲率這些與各個(gè)直徑相關(guān)的一部分波陣面形狀進(jìn)行了變更，但 也可以改變其他參數(shù)，例如波陣面內(nèi)的曲率分布、波陣面前端的形狀或尺 寸等。
此外，本實(shí)施方式中的波陣面形狀變更部102、 109使用柱面透鏡和反 射鏡改變波陣面形狀，但也可以使用其他手段，例如液晶透鏡、液體透鏡 等可變形透鏡、EO元件(電光轉(zhuǎn)換元件)等。在這種情況下，不需要移動(dòng) 透鏡位置就可以改變波陣面形狀。另外，通過(guò)使用衍射元件等來(lái)取代柱面 透鏡，可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)裝置的小型化。
掃描部103、 108分別使來(lái)自波陣面形狀變更部102、 109的光束朝著 偏轉(zhuǎn)部104、 108進(jìn)行二維掃描。掃描部103、 108是可以在二維方向上改 變角度的小型單片反射鏡，更具體地，是MEMS
(Micro-Electro-Mechanical-System:微機(jī)電系統(tǒng))反射鏡。此外，掃描部 103、 108也可以通過(guò)水平掃描用和垂直掃描用這樣的兩種以上的掃描部的 組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。偏轉(zhuǎn)部104、 107使掃描部103、 108所掃描的光束方向分別 朝向用戶眼睛的方向偏轉(zhuǎn)。偏轉(zhuǎn)部104、 107中，眼鏡鏡片ll、 12的內(nèi)側(cè)
(眼睛一側(cè))形成有例如光敏聚合物層，并在光敏聚合物層上形成李普曼 體積全息圖，由此制造出使來(lái)自掃描部103、 108的光束衍射、聚光到用戶眼睛的瞳孔上的偏轉(zhuǎn)部。在光敏聚合物層上既可以重疊形成分別反射紅色、
綠色、藍(lán)色激光光源211、 212、 213發(fā)出的光的3個(gè)全息圖，也可以層疊 與各種顏色的光相對(duì)應(yīng)的3層全息圖。另外，利用全息圖對(duì)波長(zhǎng)的選擇性， 僅對(duì)光源波長(zhǎng)的光進(jìn)行衍射，對(duì)光源波長(zhǎng)以外的、構(gòu)成外界光線的大部分 的光不進(jìn)行衍射，按照這種方式，就能夠制造出透射型的顯示器。
此外，偏轉(zhuǎn)部104、 107并不限于利用全息圖等衍射元件進(jìn)行偏轉(zhuǎn)，也 可以是凹面鏡等反射鏡或凸透鏡等透鏡。另外，偏轉(zhuǎn)部104、 107也包含以 下方式，即，光束照射到反射型屏幕或透射型屏幕之類的屏幕上之后發(fā)散， 其結(jié)果使來(lái)自屏幕的發(fā)散光的一部分向用戶眼睛方向偏轉(zhuǎn)。
控制部105、111包括用于控制HMD各部分的集成電路。由控制部105、 1U控制從光源101、 IIO發(fā)出的激光的輸出、以及波陣面形狀變更部102、 109和掃描部103、 108的動(dòng)作。另外，控制部105、 108具備對(duì)向用戶所顯 示的圖像進(jìn)行加工的手段。
如圖3所示，左眼用控制部105包含掃描范圍設(shè)定部1051，其使掃 描部103、 108之中的一個(gè)掃描部以僅能掃描出一部分原圖像的第1掃描角 度進(jìn)行光束掃描，使另一個(gè)掃描部以比第1掃描角度大、并且小于等于能 掃描出原圖像整體的掃描角度的第2掃描角度進(jìn)行光束掃描；畫質(zhì)設(shè)定部 1052，其根據(jù)掃描范圍設(shè)定部1051所設(shè)定的掃描角度，設(shè)定掃描部103、 108所掃描的圖像的畫質(zhì)。此外，第1實(shí)施方式中的第2掃描角度設(shè)定為掃 描出原圖像整體的掃描角度(第2掃描角度的最大值)。
另外，畫質(zhì)設(shè)定部1052包含分辨率設(shè)定部1053，用于變更左眼用圖 像及右眼用圖像的分辨率；幀率設(shè)定部1054，用于變更左眼用圖像及右眼 用圖像的幀率。
分辨率設(shè)定部1053使左眼用光源101及右眼用光源110之中設(shè)定為第 1掃描角度的光源輸出第1分辨率的圖像，使設(shè)定為第2掃描角度的光源輸 出比第1分辨率低的第2分辨率的圖像。
幀率設(shè)定部1054使左眼用光源101及右眼用光源IIO之中設(shè)定為第1 掃描角度的光源輸出第1幀率的圖像，使設(shè)定為第2掃描角度的光源輸出 比第1幀率小的第2幀率的圖像。
此外，控制部105、 lll也可以包括通信部，與移動(dòng)電話等外部設(shè)備進(jìn)行無(wú)線連接，接收影像和聲音信號(hào)。如果從外部設(shè)備獲取圖像，那就不需 要在顯示裝置內(nèi)部配備用于記錄影像的存儲(chǔ)裝置或解碼器等，因此能夠?qū)?現(xiàn)裝置的小型化。
控制部105、 111中包含的圖像控制部(省略圖示)既可以具備存儲(chǔ)器 用于保存向用戶展示的圖像，或者也可以通過(guò)無(wú)線方式從外部設(shè)備獲取向 用戶展示的圖像。
此外，控制部105、 lll可以只有一個(gè)，通過(guò)控制部105、 111之中的 某一個(gè)，對(duì)與左右眼相對(duì)應(yīng)的光源101、 110、波陣面形狀變更部102、 109、 掃描部103、 108及耳機(jī)部106、 112的動(dòng)作進(jìn)行控制。在這種情況下，能 夠?qū)崿F(xiàn)HMD的小型化，另外也容易實(shí)現(xiàn)左右眼中影像的同步。
耳機(jī)部106、 112具備揚(yáng)聲器，輸出聲音。此外，耳機(jī)部也可以具備為 HMD各部分供電的電池。
此外，圖1中的各裝置和各部件既可以內(nèi)置于1臺(tái)HMD內(nèi)，也可以 不內(nèi)置在l臺(tái)HMD內(nèi)。例如，1臺(tái)HMD內(nèi)既可以包含圖1中的全部部件， 也可以沒有耳機(jī)部106、 112。另外，各部件也可以是分散配置的。例如， 控制部105、 111可以包含在掃描部103、 108或波陣面形狀變更部102、 109 之中作為其一部分。也可以由多臺(tái)設(shè)備共用圖1的各部件。例如，可以由2 臺(tái)HMD共用光源lOl、 110。
接著，說(shuō)明本發(fā)明中用于提高顯示圖像的畫質(zhì)的"融像效果"。所謂 的融像效果，指的是用戶將左右眼看到的影像合成為一個(gè)影像并加以識(shí)別 的現(xiàn)象。圖4A 圖4C示出了融像效果的實(shí)例。圖4A是針對(duì)用戶左眼顯 示的左眼用圖像601，圖4B是針對(duì)用戶右眼顯示的右眼用圖像602。當(dāng)針 對(duì)左右眼展示出圖4A及圖4B所示圖像時(shí)，人的大腦會(huì)將左右眼的圖像合 成為一個(gè)圖像加以識(shí)別。即，用戶看到的顯示圖像是由左眼用圖像601和 右眼用圖像602合成得到的整體圖像603。圖4C中由點(diǎn)線框圍成的區(qū)域是 僅靠右眼或左眼看到的區(qū)域，但用戶并不會(huì)意識(shí)到這一點(diǎn)，而是看到了整 體圖像603。
接著，說(shuō)明人的視野與視力的關(guān)系。人的視力在整個(gè)視野范圍內(nèi)并不 相同，而是在視野的中心部分具有較高視力，用戶視力會(huì)隨著遠(yuǎn)離視野中 心而下降。圖5示出了用戶的視野與視力的關(guān)系。如該圖所示，人的眼睛能夠保持較高分辨率的視野范圍局限在用戶視線方向士5。左右的中心視野 內(nèi)。因此，即使中心視野之外的部分的圖像畫質(zhì)較差， 一般說(shuō)來(lái)人的眼睛 也不容易注意到畫質(zhì)的下降。
本發(fā)明中，利用這種雙眼的融像效果和視力隨著視野而變化的現(xiàn)象， 提高所觀看到的顯示圖像的畫質(zhì)。本發(fā)明將光束掃描型顯示裝置所顯示的 圖像之中位于用戶中心視野區(qū)域內(nèi)的圖像以高畫質(zhì)顯示在一側(cè)的眼睛中， 而將寬闊視野的圖像以低畫質(zhì)顯示在另一側(cè)的眼睛中。但是，用戶能夠以 高分辨率識(shí)別圖像的區(qū)域僅限于中心視野內(nèi)，因此，不會(huì)注意到寬闊視野 內(nèi)的圖像是低畫質(zhì)的，其結(jié)果是，顯示出來(lái)的圖像被識(shí)別為是寬闊視野的 高畫質(zhì)圖像。本發(fā)明利用這一原理，提高了眼鏡式HMD所觀看到的畫質(zhì)。
下面以圖1的光束掃描型顯示裝置為例，示出了利用所述的融像效果 提高顯示圖像被觀看到的畫質(zhì)。
其中，在本實(shí)施方式中，假定掃描部103、 108是具有相同構(gòu)造的鏡像 器件。另外，如圖74所示，假定該鏡像器件是利用驅(qū)動(dòng)元件驅(qū)動(dòng)單片反射 鏡在二維方向上進(jìn)行掃描的器件。
本實(shí)施方式中的掃描部103、 108按照以下方式設(shè)計(jì)而成，即，使入射 激光以al度水平掃描角度、e1度垂直掃描角度進(jìn)行掃描，并具有顯示水 平分辨率為NxU雙、垂直分辨率為NylmM的圖像的能力。另外，假定掃描 部103、 108的水平方向的驅(qū)動(dòng)頻率為Hxl、垂直方向的驅(qū)動(dòng)頻率為Hyl。 進(jìn)而，掃描部103、 108在水平方向(第1方向)上進(jìn)行掃描像素的動(dòng)作時(shí), 一邊在垂直方向(與第1方向正交的第2方向)上依次移動(dòng)位置， 一邊多 次重復(fù)該動(dòng)作，由此描繪出l幀圖像。
下面示出了通過(guò)改變左右側(cè)的顯示來(lái)提高顯示圖像被觀看到的幀率的 實(shí)例。該處理通過(guò)圖6所示的步驟801 804實(shí)施。 (步驟801:左右側(cè)的分擔(dān))
在本步驟中，掃描范圍設(shè)定部1051確定掃描部103、 108之中哪一個(gè) 用于顯示與中心視野相對(duì)應(yīng)的中心圖像。這里被選為用于顯示中心圖像的 掃描部以小于通常的掃描角度(第1掃描角度)掃描來(lái)自光源101、 110的 激光。在本實(shí)施方式中，在掃描范圍設(shè)定部1051中預(yù)先設(shè)定了將右眼用掃 描部108作為用于顯示中心圖像的掃描部。此外，也可以使用由用戶利用用戶界面進(jìn)行指定的方法，來(lái)確定用于 顯示中央圖像的掃描部。在這種情況下，用戶可以決定在自已容易看清的 一側(cè)眼睛中顯示分辨率高的圖像等。
例如，也可以將用戶哪一側(cè)眼睛的眼力好(効B目)這樣的信息預(yù)先
保存到掃描范圍設(shè)定部1051內(nèi)，從而選擇與眼力好的眼睛相對(duì)應(yīng)的那一側(cè) 的掃描部，用于顯示中心圖像。在這種情況下，就可以向用戶容易看清的 一側(cè)眼睛顯示高精度的圖像。
另外，也可以將用戶的視力信息預(yù)先保存到掃描范圍設(shè)定部1051內(nèi)， 從而選擇與視力較好的眼睛相對(duì)應(yīng)的掃描部來(lái)顯示中心圖像。在這種情況 下，就可以向用戶視力較好的一側(cè)眼睛顯示更高畫質(zhì)的影像。 (步驟802:顯示范圍的確定)
在本步驟中，確定向用戶顯示的整個(gè)圖像之中作為中心圖像1001而進(jìn) 行顯示的區(qū)域。
.圖7A 圖7C所示的原圖像卯l是圖1的HMD向用戶顯示的圖像， 其水平分辨率為Nxl、垂直分辨率為Nyl、幀率為fysl。另外，假定圖1 的HMD中觀看該圖像時(shí)的水平視場(chǎng)角為Yl、垂直視場(chǎng)角為S1。
掃描范圍設(shè)定部1051按照?qǐng)D8所示方式確定原圖像卯1內(nèi)作為中心圖 像1001而進(jìn)行顯示的圖像的范圍。在本實(shí)施方式中，掃描范圍設(shè)定部1051 將中心圖像1001確定為在使用HMD進(jìn)行觀看時(shí)水平視場(chǎng)角為Y le、垂直 視場(chǎng)角為51e的區(qū)域。
這吋，中心圖像1001的水平分辨率Nxle和垂直分辨率Nyle可以根據(jù) 其與原圖像901的分辨率及視場(chǎng)角的關(guān)系而使用算式(5)及算式(6)計(jì) 算出來(lái)。原圖像卯l的分辨率Nxl、 Nyl、視場(chǎng)角Yl、 Sl的值可以在設(shè)計(jì) HMD時(shí)確定，因此，在本實(shí)施方式中，這些值預(yù)先提供給左眼用控制部 105。
Hx1c= Nx1 x tan(r1c/2)力an("/2) (5) [算式6]
Nylc = Nyl x tan( <5 1 c/2)/W <5 1/2) (6) 求得中心圖像1001的分辨率Nxle、 Nyle后，掃描范圍設(shè)定部1051以原圖像901的中央部位像素為中心，確定高度為Nyle、寬度為Nxl。的分辨 率區(qū)域，作為中心視野的圖像即中心圖像IOOI。
此外，原圖像901的分辨率Nxl、 Nyl的值既可以由左眼用控制部105 通過(guò)分析圖像來(lái)求出，也可以根據(jù)附加在原圖像901上的元數(shù)據(jù)來(lái)求出。 原圖像901的視場(chǎng)角Y 1、 51也可以使用以下方法求取，即，利用攝像頭等 拍攝從掃描部103、 108投影到偏轉(zhuǎn)部104、 107上的激光的形狀，由左眼 用控制部105根據(jù)該形狀進(jìn)行計(jì)算。在這種情況下，即使掃描部103、 108 和偏轉(zhuǎn)部104、 107的位置關(guān)系發(fā)生了變化，也能夠正確地求得視場(chǎng)角Yl、 51。
此外，掃描范圍設(shè)定部1051也可以基于光檢測(cè)部214檢測(cè)出來(lái)的用戶 視線位置，確定中心圖像1001的區(qū)域。例如，如圖9A和圖9B所示，將 光檢測(cè)部214檢測(cè)到的用戶視線與原圖像901相交的點(diǎn)計(jì)算出來(lái)，作為交 點(diǎn)A (視線位置)。繼而，確定包含交點(diǎn)A在內(nèi)的、水平分辨率為Nxle、 垂直分辨率為Nyle的區(qū)域，作為中心圖像IOOI。 (步驟803:顯示像素的削減)
在本步驟中分辨率設(shè)定部1053確定在顯示在前一步驟中所確定的中央 圖像1001及原圖像901時(shí)的分辨率。
如果原圖像的分辨率Nxl、 Nyl超過(guò)了左眼用掃描部103所能夠顯示 的分辨率Nxl皿、Nyl皿，分辨率設(shè)定部1053就通過(guò)使原圖像卯l的像素 粗糙化而生成水平分辨率為Nxl旨、垂直分辨率為Nyl,的寬闊視野圖像。 如果原圖像901的分辨率小于等于左眼用掃描部103所能夠顯示的分辨率
NXlmax、 Nylmax，則將原圖像901設(shè)定為寬闊視野圖像。
用于顯示中心圖像1001的右側(cè)掃描部108向用戶顯示水平視場(chǎng)角為Y
lc、垂直視場(chǎng)角為Sle的圖像，為此，將激光掃描的掃描角度(第l掃描角 度)設(shè)定為水平掃描角度為ale、垂直掃描角度為eie。視場(chǎng)角Yle、 Slc
與掃描角度ale、 eie的關(guān)系是在圖1所示的HMD的設(shè)計(jì)時(shí)確定的，因此， 左眼用控制部105將視場(chǎng)角Y le、 Sl。與掃描角度a le、 P le的關(guān)系表預(yù)先
保存到存儲(chǔ)部(省略圖示)中，由此能夠根據(jù)視場(chǎng)角計(jì)算出掃描角度的值。
當(dāng)右眼用掃描部108以水平掃描角度a le、垂直掃描角度P le進(jìn)行激光
掃描時(shí)，假定可顯示的水平方向分辨率為Nxlcmax、垂直方向分辨率為Nylcmax，則Nxlc麗、Nyl加狀可以通過(guò)算式(7)及算式(8)求得。<formula>formula see original document page 39</formula>
如果前一步驟中求得的中心圖像1001的分辨率Nxle、 Nylc超過(guò)了分 辨率Nxle皿、Nylc皿，分辨率設(shè)定部1053就對(duì)中心圖像1001的像素進(jìn)行 粗糙化處理，將水平分辨率為Nxlemax、垂直分辨率為Nylem^的圖像確定 為狹窄視野圖像。另外，如果中心圖像1001的分辨率Nxlc、 Nyle小于等
于分辨率Nxlem狀、Nylemax，就將中心圖像1001確定為狹窄視野圖像。 (步驟804:幀率的確定)
在本步驟中，幀率設(shè)定部1054確定在顯示前一步驟中所求得的寬闊視 野圖像及狹窄視野圖像時(shí)的幀率。
這里，假定在以掃描角度ale、 Ple驅(qū)動(dòng)右眼用掃描部108的情況下，
水平方向上能夠?qū)崿F(xiàn)的最大驅(qū)動(dòng)頻率為Hxlmax、垂直方向上能夠?qū)崿F(xiàn)的最 大驅(qū)動(dòng)頻率為Hylmax。幀率設(shè)定部1054預(yù)先在存儲(chǔ)部中存儲(chǔ)了掃描角度和 驅(qū)動(dòng)頻率的關(guān)系表，由此計(jì)算出與掃描角度相對(duì)應(yīng)的、能夠?qū)崿F(xiàn)的最大驅(qū) 動(dòng)頻率Hxlm狀和Hyl鵬的值。
此時(shí)，幀率設(shè)定部1054根據(jù)所述的表示幀率與掃描部103、 108的垂 直方向驅(qū)動(dòng)頻率的關(guān)系的算式(1)，將寬闊視野圖像的幀率Q)sU設(shè)定為 2xHyl的值，將狹窄視野圖像的幀率ii3sln設(shè)定為2xHyl皿的值。
如上所述，左眼用掃描部103以水平掃描角度0L1、垂直掃描角度Pl 驅(qū)動(dòng)激光，由此向用戶顯示出水平視場(chǎng)角為Yl、垂直視場(chǎng)角為S1的寬闊 視野圖像。另外，左眼用掃描部108以水平掃描角度a le、垂直掃描角度P
lc來(lái)驅(qū)動(dòng)激光，由此向用戶顯示出水平視場(chǎng)角為Yle、垂直視場(chǎng)角為Sle
的狹窄視野圖像。
圖IO示出了與該掃描部103、 108的水平方向相關(guān)的各角度a 1、 a le、 Yl、 Yle的關(guān)系。如該圖所示，為了顯示視場(chǎng)角為Yl的圖像所需的掃描
角度al (第2掃描角度)大于為了顯示視場(chǎng)角為Ylc的圖像所需的掃描角度ale (第l掃描角度)。同樣地，在垂直方向上，垂直方向的掃描角度e
1 (第2掃描角度)也大于3 le (第1掃描角度)。 一般地，掃描角度越小，
掃描部103、 108的驅(qū)動(dòng)頻率可以越高，因此，能夠使Hyl,的值大于Hyl。 如上所述，圖像的幀率*s與垂直方向驅(qū)動(dòng)頻率Hy的關(guān)系滿足算式(1 ) 的關(guān)系。因此，狹窄視野圖像的幀率fi)sln可以設(shè)定為大于寬闊視野圖像的 幀率
此外，也可以使用以下方法，即，通過(guò)在掃描部103、 108上安裝傳感 器，測(cè)定在以規(guī)定掃描角度驅(qū)動(dòng)掃描部103、 108時(shí)驅(qū)動(dòng)頻率的值，將該值 通報(bào)給左眼用控制部105。在這種情況下，可以檢測(cè)出掃描部103、 108的 實(shí)際驅(qū)動(dòng)頻率，能夠更準(zhǔn)確地決定幀率。 (步驟805:圖像控制)
在本步驟中，控制部105、 lll對(duì)應(yīng)于在前一步驟中確定的狹窄視野圖 像和寬闊視野圖像的分辨率及幀率，對(duì)光源101、 110、波陣面形狀變更部 102、 109和掃描部103、 108進(jìn)行控制。
右眼用控制部111控制用于顯示與用戶的中心視野相對(duì)應(yīng)的圖像的右
眼用光源no，使其輸出與狹窄視野圖像相對(duì)應(yīng)的激光。另夕卜，控制右眼用
掃描部108以水平掃描角度為a le、垂直掃描角度為e lc、水平方向驅(qū)動(dòng)頻 率為Hxlmax、垂直方向驅(qū)動(dòng)頻率為Hyl皿的方式進(jìn)行掃描。
左眼用控制部105控制用于顯示整個(gè)圖像的左眼用光源101，使其輸出 與寬闊視野圖像相對(duì)應(yīng)的激光。另外，控制左眼用掃描部103以水平掃描 角度為al、垂直掃描角度為ei、水平方向驅(qū)動(dòng)頻率為Hxl、垂直方向驅(qū) 動(dòng)頻率為Hyl的方式進(jìn)行掃描。
使用圖11 圖14示出用戶在此時(shí)所看到的影像的實(shí)例。其中，為簡(jiǎn)單 起見，使用廩圖像卯l的幀率f^sl和狹窄視野圖像的幀率^3sln相等、寬闊
視野圖像的Q)Slw等于Q)Sln—半數(shù)值時(shí)的圖進(jìn)行示例。
圖11示出了原圖像901，各幀以1 / fj)sl的間隔進(jìn)行切換。
圖12示出了寬闊視野圖像的顯示，左眼用控制部105按照以下方式進(jìn)
行控制，艮卩，從原圖像901的幀中提取fJ3Sln/fi)Sl的幀，以fi)SW的幀率
進(jìn)行顯示。在該實(shí)例中，QDsU/fysl等于0.5，因此，原圖像901的幀之中
的一半被選擇、顯示出來(lái)。圖13示出了狹窄視野圖像的顯示，右眼用控制部111按照以下方式進(jìn)
行控制，艮卩，從原圖像901的幀中提取fysln/fysl的幀，并將其中心部分 的圖像以fi)Sln的幀率進(jìn)行顯示。在該實(shí)例中，fpSln/fi)Sl等于1,因此，
原圖像901的全部幀都被選擇、顯示出來(lái)。
在左眼中顯示圖12、右眼中顯示圖13，其結(jié)果是，利用雙眼的融像效 果，用戶看到的是圖M所示的影像。
如圖14所示，用戶看到的是中心圖像1001以高幀率&sln (第1幀率) 顯示、其余部分以低幀率fpsU (第2幀率)顯示出來(lái)的影像。在眼睛視力 較高的中心部分，通過(guò)提高幀率而向用戶顯示出殘影感覺少的影像，而在 視力較低的部分，則以低幀率顯示寬闊視野的影像，從而能夠擴(kuò)大用戶感 受到的影像視野角度。
此外，步驟803和步驟804的執(zhí)行順序既可以顛倒，也可以同時(shí)進(jìn)行 處理。
另外，在本實(shí)施方式中是由左眼用控制部105決定顯示方法的，但也 可以由右眼用控制部lll來(lái)決定，或者也可以使用由兩個(gè)控制部105、 111 分擔(dān)處理的方法。
(第2實(shí)施方式)
在本實(shí)施方式中示出了圖1的左右側(cè)掃描部103、 108的鏡像器件構(gòu)造 不同的情形。下面以左眼用掃描部103作為寬闊視野用掃描部，以右眼用 掃描部108作為狹窄視野用掃描部。
如圖15所示，用作寬闊視野用掃描部的左眼用掃描部103被設(shè)計(jì)為， 其使用來(lái)自左眼用光源101的入射激光，以水平掃描角度a2^度、垂直掃 描角度3 2L度進(jìn)行掃描，并具有顯示水平分辨率為Nx2l、垂直分辨率為 Ny2L的圖像的能力。另外，假定左眼用掃描部103的水平方向的驅(qū)動(dòng)頻率 為Hx2l、垂直方向的驅(qū)動(dòng)頻率為Hy2t，每1度掃描角度相當(dāng)?shù)姆直媛蕿锳 Nxl、 ANyL。進(jìn)而，假定左眼用掃描部103中所包含的單片反射鏡的直徑 為D2L。
如圖16所示，用作狹窄視野用掃描部的右眼用掃描部108被設(shè)計(jì)為， 其使用來(lái)自右眼用光源110的入射激光，以水平掃描角度ci2R度、垂直掃 描角度e2K度進(jìn)行掃描，并具有顯示水平分辨率為Nx2R、垂直分辨率為Ny2a的圖像的能力。另外，假定右眼用掃描部108的水平方向的驅(qū)動(dòng)頻率 為Hx2R、垂直方向的驅(qū)動(dòng)頻率為Hy2R，每1度掃描角度相當(dāng)?shù)姆直媛蕿锳 NxR、 ANyR。進(jìn)而，假定右眼用掃描部108中所包含的單片反射鏡的直徑 為D2R。
圖17A 圖17C中示出了顯示給用戶的原圖像1901。原圖像1901的 水平方向分辨率為Nx2，垂直方向的分辨率為Ny2。另外，原圖像1901的 幀率為q3s2。在本實(shí)施方式中，按照以下方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，即，當(dāng)左眼用掃 描部103以水平掃描角度c:2L、垂直掃描角度P2L進(jìn)行激光掃描時(shí)，用戶 利用圖1的激光掃描型HMD所看到的圖像的水平視場(chǎng)角為Y2L、垂直視場(chǎng) 角為S2l。圖15中示出了左眼用掃描部103的水平掃描角度a2t和用戶看 到的水平視場(chǎng)角y2l的失系。
在本實(shí)施方式中，按照以下方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，即，當(dāng)右眼用掃描部108 以水平掃描角度a2^垂直掃描角度e2R進(jìn)行激光掃描時(shí)，用戶利用圖1 的激光掃描型HMD所看到的圖像的水平視場(chǎng)角為Y2K、垂直視場(chǎng)角為5 2R。圖16中示出了右眼用掃描部103的水平掃描角度a2R和用戶看到的水
平視場(chǎng)角Y2R的關(guān)系。
這里，右眼用掃描部108被設(shè)計(jì)為以高像素來(lái)顯示視野比左眼用掃描 部103狹窄的圖像。為此，右眼用掃描部108的反射鏡的直徑D2R被設(shè)計(jì) 為大于左眼用掃描部103的反射鏡的直徑D2L。
鏡像器件的分辨率與掃描角度和鏡像尺寸成比例關(guān)系。因此，就每1 度掃描角度相當(dāng)?shù)姆直媛识裕R像尺寸較大的右眼用掃描部108更高(A NxR>ANxL、 ANyR〉A(chǔ)NyL)。即，在本實(shí)施方式中，與左眼用掃描部103 所顯示的圖像相比，由右眼用掃描部108顯示出來(lái)的圖像能夠顯示更精細(xì) 的像素。
下面示出通過(guò)改變左右側(cè)的顯示來(lái)提高被觀看到的顯示圖像的分辨率 的實(shí)例。該處理通過(guò)圖19所示的步驟2101 2104來(lái)實(shí)施。 (歩驟2101:中心圖像的選擇)
在本步驟中，確定向用戶顯示的整個(gè)圖像之中作為中心圖像2001進(jìn)行 顯示的區(qū)域。
掃描范圍設(shè)定部1051按照?qǐng)D18A 圖18C所示方式確定原圖像1901內(nèi)作為中心圖像2001來(lái)進(jìn)行顯示的圖像的范圍。在本實(shí)施方式中，掃描范 圍設(shè)定部1051將中心圖像1001確定為在使用HMD進(jìn)行觀看時(shí)水平視場(chǎng) 角為Y2a、垂直視場(chǎng)角為S2R的區(qū)域。
這時(shí)，中心圖像2001的水平分辨率Nx2e和垂直分辨率Ny2e可以根據(jù) 其與原圖像1901的分辨率及視場(chǎng)角的關(guān)系而使用算式(9)及算式(10) 計(jì)算出來(lái)。原圖像1901的分辨率Nx2、 Ny2、視場(chǎng)角y 2。 52i^的值可以 在設(shè)計(jì)HMD時(shí)確定，因此，在本實(shí)施方式中，這些值預(yù)先提供給左眼用 控制部105。<formula>formula see original document page 43</formula>
求得中心圖像2001的分辨率Nx2。 Ny2c后，掃描范圍設(shè)定部1051以 原圖像l卯l的中央部位像素為中心，確定高度為Ny2。寬度為Nx2e的分 辨率區(qū)域，作為中心視野的圖像即中心圖像2001。
此外，原圖像1901的分辨率Nx2、Ny2的值既可以由左眼用控制部105 通過(guò)圖像分析求取，也可以根據(jù)附加在原圖像l卯l上的元數(shù)據(jù)求取。原圖 像1卯1的視場(chǎng)角Y2。 S2l也可以使用以下方法求取，即，利用攝像頭等 拍攝從掃描部103投影到偏轉(zhuǎn)部104上的激光的形狀，由左眼用控制部105 根據(jù)該形狀進(jìn)行計(jì)算。在這種情況下，即使掃描部103和偏轉(zhuǎn)部104的位 置關(guān)系發(fā)生了變化，也能夠正確地求得視場(chǎng)角y2l、 5 2^
此外，也可以利用光檢測(cè)部214,使用與第1實(shí)施方式中所述的相同方 法，根據(jù)用戶的視線決定中心圖像2001的區(qū)域。 (步驟2102:分辨率的削減)
在本步驟中，顯示分辨率設(shè)定部1053確定在前一步驟中所確定的中央 圖像2001及原圖像1901時(shí)的分辨率。
如果原圖像l卯l的分辨率Nx2、 Ny2超過(guò)了左眼用掃描部103所能夠 顯示的分辨率Nx2。 Ny2L，分辨率設(shè)定部1053就執(zhí)行使原圖像l卯l的像 素粗糙化的處理，生成水平分辨率為Nx2l、垂直分辨率為Ny2!^的寬闊視 野圖像。如果原圖像1901的分辨率Nx2、 Ny2小于等于左眼用掃描部103所能夠顯示的分辨率Nx2L、 Ny2L，則將原圖像1901設(shè)定為寬闊視野圖像。
另外，如果前一步驟中求得的中心圖像2001的分辨率Nx2。 Ny2。超 過(guò)了右眼用掃描部108所能夠顯示的分辨率Nx2R、 Ny2R，分辨率設(shè)定部 1053就執(zhí)行使中心圖像2001的像素粗糙化的處理，生成水平分辨率為 Nx2R、垂直分辨率為Ny2a的狹窄視野圖像。另外，如果中心圖像2001的 分辨率Nx2e、 Ny;小于等于右眼用掃描部108所能夠顯示的分辨率Nx2R、 Ny2R，就將中心圖像2001確定為狹窄視野圖像。 (步驟2103:幀率)
在本步驟中，幀率設(shè)定部1054確定在顯示前一步驟中所求得的寬闊視 野圖像及狹窄視野圖像時(shí)的幀率。
幀率設(shè)定部1054根據(jù)所述的表示幀率與掃描部103、 108的垂直方向 驅(qū)動(dòng)頻率的關(guān)系的算式(1)，將寬闊視野圖像的幀率fys2w設(shè)定為2XHy2L 的值，將狹窄視野圖像的幀率fi)s2n設(shè)定為2XHy2K的值。 (步驟2104:圖像控制)
在本步驟中，控制部105、 lll對(duì)應(yīng)于在前一步驟中確定的狹窄視野圖 像和寬闊視野圖像的分辨率及幀率，對(duì)光源IOI、 110、波陣面形狀變更部 102、 109和掃描部103、 108進(jìn)行控制。
右眼用控制部111控制用于顯示與用戶的中心視野相對(duì)應(yīng)的中心圖像 2001的右眼用光源110，使其輸出與狹窄視野圖像相對(duì)應(yīng)的激光。另外， 控制右眼用掃描部108以水平掃描角度為a2K、垂直掃描角度為P2R、水 平方向驅(qū)動(dòng)頻率為Hx2R、垂直方向驅(qū)動(dòng)頻率為Hy2R的方式進(jìn)行掃描。
左眼用控制部105控制用于顯示整個(gè)圖像的左眼用光源IOI，使其輸出 與寬闊視野圖像相對(duì)應(yīng)的激光。另外，控制左眼用掃描部103以水平掃描 角度為a2L、垂直掃描角度為e2L、水平方向驅(qū)動(dòng)頻率為Hx2l、垂直方向 驅(qū)動(dòng)頻率為Hy2L的方式進(jìn)行掃描。
使用圖20 圖23示出用戶在此時(shí)所看到的影像的實(shí)例。為簡(jiǎn)單起見， 使用原圖像1901的幀率Q)s2和寬闊視野圖像的幀率Q)s2w及狹窄視野圖像 的幀率i^s2n相等時(shí)的圖進(jìn)行示例。
圖20示出了原圖像1901，各幀以1/Q)s2的間隔進(jìn)行切換。
圖21示出了寬闊視野圖像的顯示，左眼用控制部105按照以下方式進(jìn)行控制，即，從原圖像1901的幀中提取年s2w/fi)s2的幀，以^)s2w的幀率 進(jìn)行顯示。在該實(shí)例中，fps2w / *s2等于1 ，因此，原圖像1901的全部幀 都被選擇、顯示出來(lái)。
圖22示出了狹窄視野圖像的顯示，右眼用控制部111按照以下方式進(jìn) 行控制，即，從原圖像1901的幀中提取^s2n/Q)s2的幀，并將其中心部分
的圖像以&s2n的幀率進(jìn)行顯示。在該實(shí)例中，Q)S2n/fi)S2等于1,因此，
原圖像1901的全部幀都被選擇、顯示出來(lái)。
在左眼中顯示圖21、右眼中顯示圖22，其結(jié)果是，利用雙眼的融像效 果，用戶看到的是圖23所示的影像。
如圖23所示，用戶看到的是中心圖像以高分辨率(第1分辨率)顯示、 其余部分以低分辨率(第2分辨率)顯示出來(lái)的影像。在眼睛視力較高的 中心部分，通過(guò)提高分辨率而向用戶顯示出高精細(xì)度的影像，而在視力較 低的部分，則以低分辨率顯示寬闊視野的影像，從而能夠擴(kuò)大用戶感受到 的影像的視野角度。
此外，步驟2102和步驟2103的執(zhí)行順序既可以顛倒，也可以同時(shí)進(jìn) 行處理。
另外，本實(shí)施方式中舉出的是在右眼中顯示狹窄視野的圖像、在左眼 中顯示寬闊視野的圖像的實(shí)例，但也可以使用左右互換后的結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理。 在這種情況下，針對(duì)左眼視力高的用戶，就可以利用視力較高的一側(cè)眼睛 顯示分辨率高的影像。
另外，在本實(shí)施方式中是由左眼用控制部105決定顯示方法的，但也 可以由右眼用控制部lll來(lái)決定，或者也可以使用由兩個(gè)控制部105、 111 分擔(dān)處理的方法。
(第3實(shí)施方式)
在本實(shí)施方式中示出的方法是，通過(guò)分別改變左右眼中所顯示的圖像 形狀，來(lái)抑制梯形失真校正時(shí)視野角度的縮小。
參照?qǐng)D1A、圖1B、圖2和圖24，說(shuō)明本發(fā)明的第3實(shí)施方式中的眼 鏡型光束掃描型顯示裝置(頭戴式顯示器HMD)。其中，圖1A、圖1B、 圖2中示出的結(jié)構(gòu)與第1實(shí)施方式相同，因此省略其說(shuō)明。
控制部105、 111具備用于控制HMD各部分的集成電路。由控制部105、lll控制從光源lOl、 110發(fā)出的激光的輸出、以及波陣面形狀變更部102、 109和掃描部103、 103的動(dòng)作。
圖24示出了控制部105的功能框圖。控制部105具備梯形失真判定 部1801、矩形區(qū)域決定部1802、剩余區(qū)域決定部1803、圖像控制部1804、 高寬比調(diào)整部1805、失真校正部1806和輸出圖像控制部1807。此外，控 制部lll也是同樣的結(jié)構(gòu)。
梯形失真判定部1801對(duì)因左眼用掃描部103進(jìn)行掃描的光束斜向射入 左眼用偏轉(zhuǎn)部104而產(chǎn)生的梯形形狀的左眼用失真圖像的形狀進(jìn)行判定。 同樣地，對(duì)右眼用偏轉(zhuǎn)部107所產(chǎn)生的右眼用失真圖像的形狀進(jìn)行判定。
矩形區(qū)域決定部1802決定以左眼用失真圖像的長(zhǎng)邊的一部分為第1 邊、以與第1邊正交并且連結(jié)第1邊的端點(diǎn)和左眼用失真圖像的斜邊的線 段為第2邊的矩形形狀的左眼用矩形區(qū)域。當(dāng)在右眼用偏轉(zhuǎn)部107上變形 投影了右眼用圖像的情況下，進(jìn)行同樣的處理。
剩余區(qū)域決定部1803將與矩形區(qū)域決定部1802所決定的左眼用矩形 區(qū)域相鄰的梯形形狀區(qū)域確定為左眼用剩余區(qū)域。同樣地，將與右眼用矩 形區(qū)域相鄰的梯形形狀區(qū)域確定為右眼用剩余區(qū)域。
圖像控制部1804進(jìn)行圖像尺寸大小的測(cè)定和比較，并在梯形失真判定 部1804、矩形區(qū)域決定部1802、剩余區(qū)域決定部1803及高寬比調(diào)整部1805 之間傳遞控制信息。
高寬比調(diào)整部.1804a按照使原圖像收容在由矩形區(qū)域決定部1802所決 定的左眼用矩形區(qū)域和右眼用矩形區(qū)域合成的區(qū)域內(nèi)的方式，對(duì)原圖像的 高度和寬度之中的某一方進(jìn)行調(diào)整，產(chǎn)生校正圖像。
失真校正部1804b生成使校正圖像預(yù)先向與左眼用失真圖像相反方向 變形(反向校正)的左眼用校正圖像，以便在左眼用偏轉(zhuǎn)部上投影產(chǎn)生不 失真的左眼用圖像。對(duì)于右眼一側(cè)也進(jìn)行同樣的處理。
輸出圖像控制部1804c對(duì)光源101進(jìn)行控制，以便輸出左眼用校正圖 像之中與左眼用矩形區(qū)域及左眼用剩余區(qū)域相對(duì)應(yīng)的部分。對(duì)于右眼一側(cè) 的光源110也進(jìn)行同樣的控制。
此外，控制部105、 lll也可以具備通信部，與移動(dòng)電話等外部設(shè)備進(jìn) 行無(wú)線連接，接收影像和聲音信號(hào)。圖像控制部1804既可以具備用于保存向用戶展示的圖像的存儲(chǔ)器，或者也可以通過(guò)無(wú)線方式從外部設(shè)備獲取向 用戶展示的圖像。
此外，控制部105、 lll可以只有一個(gè)，通過(guò)控制部105、 111之中的 某一個(gè)，對(duì)與左右眼相對(duì)應(yīng)的光源101、 110、波陣面形狀變更部102、 109、 掃描部103、 108及耳機(jī)部106、 112的動(dòng)作進(jìn)行控制。
耳機(jī)部106、 112具備揚(yáng)聲器，用于輸出聲音。此外，耳機(jī)部106、 112 也可以具備為HMD各部分供電的電池。
此外，圖1中的各裝置和各部分既可以內(nèi)置于1臺(tái)HMD內(nèi)，也可以 不內(nèi)置在1臺(tái)HMD內(nèi)。例如，1臺(tái)HMD內(nèi)既可以包含圖1中的全部部件， 也可以沒有耳機(jī)部106、 112。另外，各部件也可以是分散配置的。例如， 控制部105、 111可以包含在掃描部103、 108或波陣面形狀變更部102、 109 之中作為其一部分。也可以由多臺(tái)設(shè)備共用圖1的各部件。例如，可以由2 臺(tái)HMD共用激光光源211、 212、 213。
接著說(shuō)明利用融像效果對(duì)顯示圖像的梯形失真進(jìn)行校正的方法。圖25 中示出了圖1所示的光束掃描顯示裝置中的圖像失真的實(shí)例。如上所述， 掃描部103、 108向偏轉(zhuǎn)部104、 107傾斜投影光束，其結(jié)果是，原本應(yīng)顯 示為矩形的圖像在偏轉(zhuǎn)部104、 107上變形投影成了左眼用失真圖像601a、 右眼用失真圖像602a。
在本發(fā)明中，通過(guò)判定來(lái)自掃描部103、 108的圖像在與用戶視線垂直 的面上所成的形狀，并對(duì)該投影像的形狀進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)梯形失真的 校正。在本實(shí)施方式中，將偏轉(zhuǎn)部104、 107作為與用戶視線垂直的面對(duì)待， 因此此后也將偏轉(zhuǎn)部104、 107上的左眼用失真圖像601a和右眼用失真圖 像602a作為與在用戶視線的垂直面上形成的投影像同等的圖像進(jìn)行處理。
下面示出在圖1的光束掃描型顯示裝置中利用所述的融像效果對(duì)圖25 所示的梯形失真進(jìn)行校正的實(shí)例。通過(guò)圖26所示的步驟1001a 1011a進(jìn) 行梯形失真校正。
(步驟1001a:偏轉(zhuǎn)部上的投影像的形狀推算)
在本步驟中，控制部105、 111的梯形失真判定部1801推算出圖像相 對(duì)于用戶視線的垂直面的失真形狀。在本實(shí)施方式中，偏轉(zhuǎn)部104、 107被 設(shè)計(jì)成與用戶視線方向垂直的面，因此，在本步驟中，判定偏轉(zhuǎn)部104、 107上的失真圖像601a、 602a的形狀。
下面使用圖27、圖28和算式(11) 算式(15)說(shuō)明判定左眼用失真 圖像601a形狀的方法。
(1.掃描部與偏轉(zhuǎn)部上的投影像的距離的計(jì)算)
圖27從HMD上方示出了來(lái)自左眼用掃描部103的激光在左眼用偏轉(zhuǎn) 部104上的投影。
來(lái)自左眼用掃描部103的激光以水平方向的e x(= e^— ej投射角，
朝向左眼用偏轉(zhuǎn)部104投影。這時(shí)，左眼用失真圖像601a的邊LA—LB與 左眼用掃描部103之間的距離dl可以通過(guò)算式(11)計(jì)算出來(lái)。另外，左 眼用失真圖像601a的邊LD—LC與左眼用掃描部103之間的距離d2可以 通過(guò)算式(12)計(jì)算出來(lái)。這里，OC表示從掃描部103朝著左眼用偏轉(zhuǎn)部 104延伸的垂直線距離。另外，左眼用失真圖像601a在左眼用偏轉(zhuǎn)部104 上的寬度WL可以通過(guò)算式(13)計(jì)算出來(lái)。 [算式ll]
<formula>formula see original document page 48</formula>
這里，算式(11) 算式(13)中所使用的6w、 6x2和OC的值是在 設(shè)計(jì)圖1所示的光束掃描型顯示裝置時(shí)確定的值，將這些值預(yù)先提供給梯 形失真判定部1801，就能夠利用算式(11) 算式(13)計(jì)算出dl、 d2、
WL的值。
此外，也可以使用在左眼用掃描部103中包含用于判定當(dāng)前掃描角度
的傳感器，由此取得投射角e^a、 e^，并將這些值通報(bào)給梯形失真判定部
1801的方法。在這種情況下，即使當(dāng)左眼用掃描部103的掃描角度偏離了 設(shè)計(jì)時(shí)的估計(jì)值的情況下，也可以正確地求得投射角0d、 0x2的值。
另外，也可以使用在左眼用掃描部103中包含用于取得來(lái)自左眼用偏 轉(zhuǎn)部104的反射光的裝置，根據(jù)反射光的強(qiáng)度或相位直接推測(cè)出dl、 d2的方法。在這種情況下，即使光束掃描型顯示裝置的形狀發(fā)生了變形而變?yōu)?br> 了不同于設(shè)計(jì)時(shí)形狀的情況等，也能夠正確地求得dl、 d2的的值。 (2.根據(jù)光源的投射角度計(jì)算上底、下底的邊長(zhǎng)) 接著，判定左眼用失真圖像601a的邊LA—LB和邊LD—LC的長(zhǎng)度。 圖28示出了在與偏轉(zhuǎn)部104垂直的方向上觀察左眼用失真圖像601a 時(shí)所見的圖。如圖28所示，來(lái)自掃描部103的光在垂直方向上以投射角e y發(fā)散，因此，左眼用失真圖像601a的邊LA—LB的長(zhǎng)度1^1和邊LD—LC 的長(zhǎng)度HL2可以分別通過(guò)算式(14)和算式(15)計(jì)算出來(lái)。 [算式14]
<formula>formula see original document page 49</formula>這里，算式(14)和算式(15)中所使用的0y的值是在圖1的設(shè)計(jì)時(shí)
確定的值，將該值預(yù)先提供給梯形失真判定部1801，就能夠計(jì)算出HU、 Hl2的值。
此外，也可以使用在左眼用掃描部103中包含用于判定當(dāng)前掃描角度 的傳感器，由此取得投射角8y，并將該值通報(bào)給梯形失真判定部1801的 方法。在這種情況下，即使是左眼用掃描部103的掃描角度偏離了設(shè)計(jì)時(shí) 的估計(jì)值的情況等，也可以正確地求得投射角0y的值。
此外，這里舉出的是計(jì)算左眼用偏轉(zhuǎn)部104上的左眼用失真圖像601a 的失真的實(shí)例，右眼用偏轉(zhuǎn)部107上的右眼用失真圖像602a的失真也可以 通過(guò)同樣的計(jì)算式計(jì)算出來(lái)。
圖29和圖30中示出了利用梯形失真判定部1801判定得到的左眼用失 真圖像601a和右眼用失真圖像602a的尺寸的實(shí)例。在本步驟中，判定得 到了左眼用偏轉(zhuǎn)部104上的左眼用失真圖像601a的高度Hl1、 HJ、及寬 度W。右眼用偏轉(zhuǎn)部107上的右眼用失真圖像602a的髙度Ifel、 HR2、及 寬度WR。該結(jié)果被通報(bào)給圖像控制部1804。
此外，也可以使用以下方法，即，將左右側(cè)的掃描部103、 108投影過(guò) 來(lái)的圖像在與用戶視線垂直的面上的形狀預(yù)先保存到存儲(chǔ)部中，在步驟1001a中從存儲(chǔ)部讀取該形狀。在這種情況下，可以省略步驟1001a的處理。 另外，也可以使用以下方法，SP，在光束掃描型顯示裝置上安裝攝像 頭，對(duì)偏轉(zhuǎn)部104、 107上的投影像進(jìn)行拍攝，根據(jù)投影像的形狀判定投影 像在與用戶視線方向垂直的面上的形狀。在這種情況下，即使掃描部103、 108、偏轉(zhuǎn)部104、 107的位置關(guān)系發(fā)生了錯(cuò)位，也能夠正確地測(cè)定投影像 的形狀。
(步驟1002a:左右側(cè)投影像的大小比較)
在本步驟中，圖像控制部1804基于前一步驟1001a的判斷結(jié)果，比較 左眼用失真圖像601a和右眼用失真圖像602a的高度，并根據(jù)比較結(jié)果決 定梯形失真校正的處理方法。
在HL2》HR2并且HR1》HL1的情況下，執(zhí)行1003a的處理。另一方面， 在Hl^2〈Hr2或HrKHU的情況下，執(zhí)行1009a的處理。此時(shí)，比較結(jié)果 被通報(bào)給矩形區(qū)域決定部1802和剩余區(qū)域決定部1803。
接著，通過(guò)執(zhí)行步驟1003a 1007a，決定用于顯示校正后的圖像的區(qū) 域。具體地，在左眼用失真圖像601a的顯示區(qū)域之中決定由左眼用矩形區(qū) 域1401a和左眼用剩余區(qū)域1402a所構(gòu)成的左眼用顯示區(qū)域601b。同樣地， 在右眼用失真圖像602a的顯示區(qū)域之中決定由右眼用矩形區(qū)域1501a和右 眼用剩余區(qū)域1502a所構(gòu)成的右眼用顯示區(qū)域602b。 (步驟1003a:校正后圖像區(qū)域的確定)
在本步驟中，圖像控制部1804決定左右側(cè)的顯示圖像融像后用戶所看 到的圖形(圖31)的高度H。高度H設(shè)定在滿足Itl《H《H!^及HR2《H 《HR1的關(guān)系的范圍內(nèi)。所決定的H值被通報(bào)給矩形區(qū)域決定部1802。
此外，在決定高度H時(shí)，也可以采用由用戶通過(guò)HMD的用戶界面直 接輸入的方式。在這種情況下，可以顯示與用戶喜好相適應(yīng)的圖像大小。 另外，也可以使用預(yù)先將期望的高度H值保存到存儲(chǔ)部中，在執(zhí)行本步驟 時(shí)從存儲(chǔ)部中讀取高度H值的方法。
(步驟1004a:左眼矩形區(qū)域的確定)
在本步驟中，矩形區(qū)域決定部1802在左眼用偏轉(zhuǎn)部104上的左眼用顯 示區(qū)域601b內(nèi)確定左眼用矩形區(qū)域1401a。使用圖32示出該方法。
首先，按照以下方式確定線X11—X12的位置，即，使其與左眼用偏轉(zhuǎn)部104上的左眼用顯示區(qū)域601b的邊LA—LB及邊LC一LD平行，并且線 段長(zhǎng)度等于在前一步驟中決定的高度H。
接著，假定從點(diǎn)Xll到邊LD—LC的垂直線與邊LD—LC的交點(diǎn)為L(zhǎng)D1、 從點(diǎn)X12到邊LD—LC的垂直線與邊LD—LC的交點(diǎn)為L(zhǎng)C1。
這時(shí)，在左眼用偏轉(zhuǎn)部104上的左眼用顯示區(qū)域601b內(nèi)，確定將左眼 用顯示區(qū)域601b的長(zhǎng)邊的一部分(LD1—LC1)作為第1邊、將與第1邊正 交并且連結(jié)第l邊的端點(diǎn)(LD1、 LC1)和左眼用顯示區(qū)域601b的斜邊(邊 LA—LD、邊LB—LC)的線段(XII—LD1、 X12—LC1)作為第2邊的左眼 用矩形區(qū)域1401a (LD1—LC1一X12—X11)。該結(jié)果被通報(bào)給剩余區(qū)域決 定部1803和圖像控制部1804。
(步驟1005a:右眼矩形區(qū)域的確定)
在本步驟中，矩形區(qū)域決定部1802在右眼用偏轉(zhuǎn)部107上的右眼用顯 示區(qū)域602b內(nèi)確定右眼用矩形區(qū)域1501a。使用圖33示出該方法。
首先，按照以下方式確定線Xrl—Xr2的位置，即，使其與右眼用偏轉(zhuǎn) 部107上的右眼用顯示區(qū)域602b的邊RA—RB及邊RC—RD平行，并且 線段長(zhǎng)度等于高度H。
接著，假定從點(diǎn)Xrl到邊RA—RB的垂直線與邊RA—RB的交點(diǎn)為 RAr、從點(diǎn)Xr2到邊RA—RB的垂直線與邊RA—RB的交點(diǎn)為RBr。
這時(shí)，在右眼用偏轉(zhuǎn)部107上的右眼用顯示區(qū)域602b內(nèi)，確定將右眼 用顯示區(qū)域602b的長(zhǎng)邊的一部分(RAr—RBr)作為第3邊、將與第3邊 正交并且連結(jié)第3邊的端點(diǎn)(RAr、 RBr)和右眼用顯示區(qū)域602b的斜邊 (邊RA—RD、邊RB—RC)的線段(Xrl—RAr、 Xr2—RBr)作為第4邊 的右眼用矩形區(qū)域1501a (RAr—RBr—Xr2—Xrl)。該結(jié)果被通報(bào)給剩余 區(qū)域決定部1803和圖像控制部1804。
(歩驟1006a:左眼剩余區(qū)域的確定)
在本步驟中，剩余區(qū)域決定部1803在左眼用偏轉(zhuǎn)部104上的左眼用顯 示區(qū)域601b內(nèi)確定左眼用剩余區(qū)域1402a。左眼用顯示區(qū)域601b的左眼用 剩余區(qū)域1402a被設(shè)定為與矩形區(qū)域1401a的左側(cè)鄰接的區(qū)域。使用圖32 示出該方法。
左眼用剩余區(qū)域1420a是以在步驟1004a中確定的邊X11—X12 (第1邊的對(duì)邊)為右邊(長(zhǎng)邊)、以左眼用顯示區(qū)域601b的斜邊(X11—X13、 X12—X14)的一部分為斜邊的梯形形狀的圖形，如果將其寬度表示為W^2， 則按照以下方式確定。
(在W》Wl1+Wr1的情況下)
設(shè)定Wl2=Wr1，確定與邊X11—X12平行并且距離為WL2的邊X13 — X14。此時(shí)，左眼用剩余區(qū)域1402a就被確定為由邊Xll —X12、邊X14—X12、 邊X13—X14和邊X13—X11所圍成的區(qū)域。 (在W〈Wl1+Wr1的情況下)
設(shè)定Wl2二W—Wl1。此時(shí)，左眼用剩余區(qū)域1402a就被確定為由邊 LB—X12、邊LA—LB、邊LA—Xll和邊X11—X12所圍成的區(qū)域。
該結(jié)果被通報(bào)給圖像控制部1804。 (步驟1007a:右眼剩余區(qū)域的確定)
在本步驟中，剩余區(qū)域決定部1803在右眼用偏轉(zhuǎn)部107上的右眼用顯 示區(qū)域602b內(nèi)確定右眼用剩余區(qū)域1502a。右眼用顯示區(qū)域602b的右眼用 剩余區(qū)域1502a被設(shè)定為與右眼用矩形區(qū)域1501a的右側(cè)鄰接的區(qū)域。使 用圖33示出該方法。
右眼用剩余區(qū)域1502a是以在步驟1005a中確定的邊Xrl—Xr2 (第3 邊的對(duì)邊)為左邊(長(zhǎng)邊)、以右眼用顯示區(qū)域602b的斜邊(Xrl—Xr3、 Xr2—Xr4)的一部分為斜邊的梯形形狀的圖形，如果將其寬度表示為WR2， 則按照以下方式確定。
(在W》Wl1+Wr1的情況下)
設(shè)定Wr2=Wl1，確定與邊Xrl—Xr2平行并且距離為WR2的邊Xr3 一Xr4。此時(shí)，右眼用剩余區(qū)域1402a就被確定為由邊Xrl—Xr2、邊Xr2 一Xr4、邊Xr3—Xr4和邊Xrl—Xr3所圍成的區(qū)域。 (在W〈Wl1+Wr1的情況下)
設(shè)定W^-W—W!a。此時(shí)，右眼用剩余區(qū)域1402a就被確定為由邊 Xr2—RC、邊RD—RC、邊Xrl—RD和邊Xrl—Xr2所圍成的區(qū)域。
該結(jié)果被通報(bào)給圖像控制部1804。
接著，參照?qǐng)D35 圖42說(shuō)明左眼用顯示區(qū)域601b和右眼用顯示區(qū)域 602b中所顯示的圖像的圖像處理。(步驟1008a:圖像處理) 在本步驟中，控制部105、 111對(duì)左眼用圖像601和右眼用圖像602進(jìn) 行變形并基于變形結(jié)果控制激光輸出，以使得像素僅在由步驟1004a 1006a所確定的矩形區(qū)域1401a、 1501a和剩余區(qū)域1402a、 1502a的范圍內(nèi)
顯示出來(lái)。
控制部105、 111按照?qǐng)D35所示的步驟2801a 步驟2804a，對(duì)顯示圖 像進(jìn)行變形。下面參照?qǐng)D36A 圖42示出圖像變形的實(shí)例。 (步驟2801a:顯示圖像的高寬比變更)
在本步驟2801a中，高寬比調(diào)整部1805對(duì)顯示給用戶的圖像進(jìn)行高寬 比的比例變換。使用圖36A、圖36B和算式(16)說(shuō)明該實(shí)例。原圖像1901a 被保存在圖像控制部1804內(nèi)的存儲(chǔ)部(存儲(chǔ)器等)。圖1的HMD將這整 個(gè)圖像顯示給用戶。
在本步驟2801a內(nèi)，高寬比調(diào)整部1805以使原圖像l卯la的高寬比等 于將左眼用顯示區(qū)域601b和右眼用顯示區(qū)域602b重合時(shí)的高寬比(H-Wl+W2)的方式進(jìn)行變形。在本實(shí)施方式中，將橫向尺寸從X縮小或放 大為X'，生成校正圖像1902a。這里，通過(guò)算式(16)求出X'。
<formula>formula see original document page 53</formula>(歩驟2802a:顯示圖像的顯示區(qū)域的確定)
在本步驟2802a中確定經(jīng)前一步驟2801a變形之后的校正圖像1902a 之中的將顯示到偏轉(zhuǎn)部104、 107上的區(qū)域。使用圖37、圖38和算式(17) 及算式(18)說(shuō)明該實(shí)例。高寬比調(diào)整部1805確定校正圖像l卯2a之中將 要顯示到左眼用偏轉(zhuǎn)部104上的區(qū)域的寬度XL。這里，通過(guò)算式(17)求 出XL。圖像控制部1804從校正圖像l卯2a中自右端開始寬度為XL的部分 截取下來(lái)，生成左眼用部分圖像2001a。<formula>formula see original document page 53</formula>同樣地，高寬比調(diào)整部1805確定校正圖像1902a之中將要顯示到右眼 用偏轉(zhuǎn)部107上的區(qū)域的寬度XR。這里，通過(guò)算式(18)求出Xr。圖像控 制部1804從校正圖像1902a中自左端開始寬度為Xr的部分截取下來(lái)，生成右眼用部分圖像2101a。 [算式18]
Xr = X'x (Wr1+Wr2)/(Wl1十Wr1 ) (18)
(步驟2803a:顯示圖像的變形)
在本步驟2803a中，失真校正部1806對(duì)左眼用部分圖像2001a進(jìn)行梯 形校正(逆校正)，使其向與左眼用失真圖像601a相反方向變形，從而在 左眼用偏轉(zhuǎn)部104上顯示出左眼用圖像601。同樣地，對(duì)右眼用部分圖像 2101a進(jìn)行梯形校正(逆校正)，使其向與右眼用失真圖像602a相反方向 變形，從而在右眼用偏轉(zhuǎn)部107上顯示出右眼用圖像602。使用圖39、圖 40和算式(19) 算式(22)說(shuō)明該實(shí)例。
如圖39所示，失真校正部1806將左眼用部分圖像2001a放大或縮小 為左眼用梯形圖像2201a。這里，左眼用梯形圖像2201a的下底YL1和上底 Yl2通過(guò)算式(19)和算式(20)計(jì)算出來(lái)。在本步驟2803a的處理中， 左眼用部分圖像2001a的左側(cè)(線段P1—P2以左的區(qū)域)的圖像被縱向拉 伸，右側(cè)(線段P1—P2以右的區(qū)域)的圖像被壓縮，生成左眼用梯形圖像 2201a。這里，線段P1—P2定位在如圖39所示的、使Xd與XL2的長(zhǎng)度比 例為Wl2: Wl1的位置。
Yl1 = YxH/Hl1 (19) [算式20]
Yl2 = YxH/Hl2 (20)
同樣地，如圖40所示，失真校正部1806將右眼用部分圖像2101a放 大或縮小為右眼用梯形圖像2301a。這里，右眼用梯形圖像2301a的下底 YR1和上底YR2通過(guò)算式(21)和算式(22)計(jì)算出來(lái)。在本步驟2803a 的處理中，右眼用部分圖像2101a的右側(cè)(線段P3—P4以右的區(qū)域)的圖 像被縱向拉伸，左側(cè)(線段P3—P4以左的區(qū)域)的圖像被壓縮，生成右眼 用梯形圖像2301a。這里，線段P3—P4定位在如圖40所示的、使XR1與 X^的長(zhǎng)度比例為WR1: Wk2的位置。<formula>formula see original document page 55</formula>
(步驟2804a:逆梯形校正)
在本步驟2804a中，輸出圖像控制部1807以使經(jīng)前一步驟2803a變形 后的左眼用梯形圖像2201a投射到左眼用偏轉(zhuǎn)部104上的左眼用顯示區(qū)域 601b內(nèi)的方式進(jìn)行校正。同樣地，以使右眼用梯形圖像2301a投射到右眼 用偏轉(zhuǎn)部107上的右眼用顯示區(qū)域602b內(nèi)的方式進(jìn)行校正。使用圖41和 圖42示出該實(shí)例。
這里，將左眼用梯形圖像2201a內(nèi)從點(diǎn)Pl到左眼用梯形圖像2201a的 左邊的垂直線與左眼用梯形圖像2201a的左邊的交點(diǎn)表示為P5，從點(diǎn)P2 到左眼用梯形圖像2201a的左邊的垂直線與左眼用梯形圖像2201a的左邊 的交點(diǎn)表示為P6。此時(shí)，輸出圖像控制部1807從梯形區(qū)域2202a之中截取 線段P1—P5以上的區(qū)域和線段P2—P6以下的區(qū)域，得到左眼投影用圖像 2401a。
左眼投影用圖像2401a是由在左眼用偏轉(zhuǎn)部104上形成左眼用剩余區(qū) 域1402a的矩形區(qū)域2402a和在左眼用偏轉(zhuǎn)部104上形成左眼用矩形區(qū)域 1401的梯形區(qū)域2203a構(gòu)成的。此外，如果控制左眼用光源101的輸出， 將左眼投影用圖像2401a投射到偏轉(zhuǎn)部104上，就會(huì)在圖32所示的左眼用 顯示區(qū)域601b上顯示出沒有失真的圖像。
同樣地，在右眼用梯形圖像2301a內(nèi)，將從點(diǎn)P3到右眼用梯形圖像 2301a的右邊的垂直線與右眼用梯形圖像2301a的右邊的交點(diǎn)表示為P7， 從點(diǎn)P4到右眼用梯形圖像2301a的右邊的垂直線與右眼用梯形圖像2301a 的右邊的交點(diǎn)表示為P8。此時(shí)，輸出圖像控制部1807從梯形區(qū)域2303a 之中截取線段P3—P7以上的區(qū)域和線段P4—P8以下的區(qū)域，得到右眼投 影用圖像2501a。
右眼投影用圖像2501a是由在右眼用偏轉(zhuǎn)部107上形成右眼用剩余區(qū) 域1502a的矩形區(qū)域2502a和在右眼用偏轉(zhuǎn)部107上形成右眼用矩形區(qū)域 1501a的梯形區(qū)域2302a構(gòu)成的。此外，如果控制右眼用光源110的輸出，將右眼投影用圖像2501a投射到右眼用偏轉(zhuǎn)部107上，就會(huì)在圖33所示的 右眼用顯示區(qū)域602b內(nèi)顯示出沒有失真的圖像。
通過(guò)執(zhí)行上述步驟2801a 2804a，所生成的左眼投影用圖像2401a和 右眼投影用圖像2501a在偏轉(zhuǎn)部104、 107上受到梯形失真的影響，變成圖 32和圖33的斜線所示的形狀。
繼而，看到了偏轉(zhuǎn)部104、 107上所顯示的圖像的用戶就會(huì)因融像效果 而識(shí)別出圖34所示的融像后圖形1601a。圖34所示的融像后圖形1601a 的左上角和左下角的像素只能被右眼看到，而右上角和右下角的像素只能 被左眼看到，整體上看到的就是沒有梯形失真的矩形。此時(shí)，顯示出來(lái)的 圖像與圖36B所示的校正圖像1902a—致。
另外，融像后圖形1601a的高度H滿足H!j《H、 Hr2《H的夫系，因 此，與現(xiàn)有的梯形校正方法相比，其具有提高了梯形失真校正后的圖像高 度的效果。
此外，步驟1004a和步驟1005a的執(zhí)行既可以顛倒順序，也可以同時(shí) 進(jìn)行。同樣地，步驟1006a和步驟1007a的執(zhí)行既可以顛倒順序，也可以 同時(shí)進(jìn)行。
此外，輸出圖像控制部1807也可以通過(guò)控制光源101、 110，降低針對(duì) 圖34中左右眼的圖像相互重合的部分的激光輸出。另外，反之也可以通過(guò) 輸出圖像控制部1807來(lái)控制光源101、 110，從而提高激光輸出，以使得圖 34中僅有單側(cè)眼睛看到的像素的亮度提高。通過(guò)進(jìn)行上述任意一種控制， 就能夠避免畫面區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)亮度斑點(diǎn)等狀態(tài)。
另外，圖像控制部1804也可以改變高度H的值重復(fù)執(zhí)行步驟1004a 以下的處理，直到使高度H的值與寬度Wl1和WR1之和的比率達(dá)到特定 比率(例如16: 9或4: 3)。這種情況下，就可以舒適地向用戶顯示以16: 9或4: 3的高寬比播出的電視節(jié)目等影像。另外，輸出圖像控制部1807 也可以不顯示投影用圖像2401a、 2501a之中的在偏轉(zhuǎn)部104、 107上成為 剩余區(qū)域1402a、 1502a的矩形區(qū)域2402a、 2502a的任意像素。矩形區(qū)域 2402a、2502a的像素與另一側(cè)眼睛中的梯形區(qū)域2203a、2303a的像素重合， 因此，即使削減了顯示像素?cái)?shù)，用戶也難以察覺。 (歩驟1009a:左眼矩形區(qū)域)在本步驟中，矩形區(qū)域決定部1802根據(jù)在步驟1002a中的比較結(jié)果， 在左眼用失真圖像601a及右眼用失真圖像602a中的較大的圖像之中確定 矩形區(qū)域。
下面描述的是在左眼用失真圖像601a較大(HR1<HU)的情況下的實(shí) 施例，在Hl2〈Hr2的情況下，只要交換左右的處理即可，本質(zhì)上沒有差異。 使用圖43說(shuō)明本步驟的處理。
矩形區(qū)域決定部1802將經(jīng)左眼用失真圖像601a的點(diǎn)LA且垂直于LD 一LC的垂直線與邊LD—LC的交點(diǎn)作為L(zhǎng)D1、將經(jīng)點(diǎn)LB且垂直于邊LD —LC的垂直線與邊LD—LC的交點(diǎn)作為L(zhǎng)C1。這時(shí)，左眼用矩形區(qū)域1401b 被確定為L(zhǎng)A—LB—LC卜LD1。另夕卜，右眼用矩形區(qū)域的面積設(shè)定為0。該 結(jié)果被通報(bào)給圖像控制部1804。
(步驟1010a:右眼梯形區(qū)域)
在本步驟中，剩余區(qū)域決定部1803根據(jù)在步驟1002a中的比較結(jié)果， 在左眼用失真圖像601a及右眼用失真圖像602a之中較小的圖像中確定剩 余區(qū)域。使用圖44示出該方法。本步驟中，根據(jù)Wl與WR的值的大小關(guān) 系，區(qū)別執(zhí)行不同的處理。 (當(dāng)Wr〈Wl吋)
剩余區(qū)域決定部1803將右眼用失真圖像602a的全部區(qū)域確定為右眼 用剩余區(qū)域1502b。
(當(dāng)Wr》Wl吋)
剩余區(qū)域決定部1803將以右眼用失真圖像602a的邊RA—RB (長(zhǎng)邊) 作為左邊、寬度為W的區(qū)域RA—RB—Xr4—Xr3確定為右眼用剩余區(qū)域 1502b。另外，左眼用剩余區(qū)域的面積設(shè)定為0。該結(jié)果被通報(bào)給圖像控制 部1804。
(步驟1011a)
在本步驟中，圖像控制部1804以僅在由步驟1009a和1010a所確定的 左眼用矩形區(qū)域1401b和右眼用剩余區(qū)域1502b的范圍內(nèi)顯示出像素的方 式，對(duì)左眼用圖像601和右眼用圖像602進(jìn)行變形并控制光源101、 110的 激光輸出。
此時(shí)，與步驟1008a相同，控制部105針對(duì)左右側(cè)的圖像執(zhí)行圖35所示的步驟2801a 2804a。不過(guò)，對(duì)于左眼用失真圖像601a和右眼用失真圖 像602a之中較小的圖像，不是執(zhí)行步驟2802a，而是代之以執(zhí)行下面的步 驟2805a。
(步驟2805a)
在本步驟2805a中，根據(jù)校正圖像l卯2a確定顯示區(qū)域。使用圖46、 圖47和算式(23)及算式(24)示出該實(shí)例。
當(dāng)左眼用偏轉(zhuǎn)部104上的左眼用失真圖像601a高度較低的情況下，圖 像控制部1804根據(jù)校正圖像1902a確定在左眼用偏轉(zhuǎn)部104上顯示的區(qū)域 的寬度Xl。這里，通過(guò)算式(17)求出Xl。另外，確定在左眼用偏轉(zhuǎn)部 104上顯示的區(qū)域的高度yl。這里，Yt由算式(23)確定。圖像控制部1804 按照?qǐng)D46所示方式，從校正圖像1902a中截取自右端開始寬度為Xl且在 圖像中央高度為Yl的區(qū)域，生成左眼用部分圖像2601a。另外，將校正圖 像1902a的整個(gè)區(qū)域設(shè)定為右眼用部分圖像2701a。<formula>formula see original document page 58</formula>另一方面，當(dāng)右眼用偏轉(zhuǎn)部107上的右眼用失真圖像602a高度較低的 情況下，圖像控制部1804根據(jù)校正圖像1902a確定在右眼用偏轉(zhuǎn)部107上 顯示的區(qū)域的寬度X^這里，通過(guò)算式(18)求出Xr。另外，確定在右眼 用偏轉(zhuǎn)部107上顯示的區(qū)域的高度YK。這里，Yk由算式(24)確定。圖像 控制部1804按照?qǐng)D47所示方式，從校正圖像l卯2a中截取自左端開始寬 度為xr并且在圖像中央高度為Yr的區(qū)域，生成右眼用部分圖像2701a。另 外，將校正圖像1902a的整個(gè)區(qū)域設(shè)定為左眼用部分圖像2601a。
<formula>formula see original document page 58</formula>
通過(guò)上述處理，圖像控制部1804進(jìn)行左眼用圖像和右眼用圖像的變形， 并控制光源IOI、 110，使與變形圖像相對(duì)應(yīng)的光束投影到偏轉(zhuǎn)部104、 107。
其結(jié)果是，在左眼用偏轉(zhuǎn)部104上顯示出來(lái)的圖像成為圖43的斜線所 描繪的形狀，在右眼用偏轉(zhuǎn)部107上顯示出來(lái)的圖像成為圖44的斜線所描 繪的形狀。
此時(shí)，利用所述的雙眼融像效果而使用戶看到的圖像的形狀如圖45所示。對(duì)應(yīng)于高度較高的投影像而改變顯示像素，由此對(duì)視野角度寬闊的梯 形失真進(jìn)行校正。
此外，步驟1009a和步驟1010a的執(zhí)行既可以顛倒順序，也可以同時(shí) 進(jìn)行。
此外，輸出圖像控制部1807也可以按照以下方式進(jìn)行控制，即，針對(duì) 圖45中左右眼圖像的重合部分，減少激光輸出，從而使該部分與僅用單只 眼睛看到的像素之間不會(huì)出現(xiàn)亮度差異。另外，反之，輸出圖像控制部也 可以按照以下方式進(jìn)行控制，即，針對(duì)圖45中僅用單只眼睛看到的像素， 通過(guò)增加激光輸出來(lái)提高其亮度，從而使圖像整體不會(huì)產(chǎn)生亮度差異。在 這種情況下，就能夠向用戶顯示沒有亮度斑點(diǎn)的良好圖像。
此外，在本實(shí)施方式中，左右側(cè)的偏轉(zhuǎn)部104、 107上的失真圖像601a、 602a并不必須是完整的梯形，即使是四個(gè)邊上都發(fā)生了失真，也可以應(yīng)用 本發(fā)明的方法。在這種情況下，即使偏轉(zhuǎn)部不是平板、而是帶有凹凸形狀， 也可以利用雙眼的融像效果擴(kuò)展觀看時(shí)的視野角度。
此外，在步驟1002a中，根據(jù)失真圖像601a、 602a的高度比較結(jié)果進(jìn) 行分支處理；當(dāng)用戶雙眼視力存在一定差別的情況下，也可以分支到步驟 1009a，將投影到視力較高的一側(cè)眼睛中的投影像作為步驟1009a中高度較 高的投影像加以處理。此時(shí)，在步驟1010a中，通過(guò)控制使得投影到視力 較差的眼睛中的投影像的矩形區(qū)域、剩余區(qū)域面積都為0，從而能夠消除視 力差的眼睛的影響。此外，作為視力判定的方法，既可以是使用戶通過(guò)外 部接口輸入的方法，也可以是使用根據(jù)激光的波陣面曲率和視網(wǎng)膜上的光 點(diǎn)大小進(jìn)行類推的方法。
此外，既可以預(yù)先通過(guò)用戶界面等輸入用戶的視力大小，也可以通過(guò) 向用戶顯示蘭氏(丄朋&W環(huán)，進(jìn)行視力測(cè)定。另外，也可以根據(jù)投影到眼睛 上的光束的光回饋，檢測(cè)出視網(wǎng)膜上的光點(diǎn)大小，進(jìn)行視力推斷。在這種 情況下，即使對(duì)于不了解自身視力狀況的用戶，也可以顯示出良好的圖像。
此外，在本實(shí)施方式中，偏轉(zhuǎn)部104、 107是與用戶視線垂直的面，但 偏轉(zhuǎn)部104、 107可以相對(duì)于用戶視線而傾斜，或者也可以不是平面形狀。 在此情況下，本發(fā)明的處理就假想出一個(gè)與用戶視線垂直的平面，并對(duì)該 假想平面上的投影像的形狀進(jìn)行控制，而不是對(duì)偏轉(zhuǎn)部104、 107上的圖像形狀進(jìn)行控制。
下面，參照?qǐng)D48說(shuō)明本第3實(shí)施方式的典型實(shí)例。其中，圖48是由 圖29所示的左眼用失真圖像601a和圖30所示的右眼用失真圖像602a重 合而成的圖(實(shí)線部分)，實(shí)際上顯示出圖像的部分由斜線示出。
首先，圖29所示的左眼用失真圖像601a和圖30所示的右眼用失真圖 像602a在典型的情況下是全等圖形。即，HL1=HR2、 HL2=HR1、 WL=WR 成立。艮卩，在步驟1002a中，満足Hl2》Hr2并且Hr1》HU的條件，因此 會(huì)執(zhí)行步驟1003a 1008a。
接著，在步驟1003a中，假定左眼用失真圖像601a中Wl1=Wl2=Wl / 2的位置處的高度為H。同樣地，假定右眼用失真圖像602a中WR1 =WR2 二WR/2的位置處的高度為H。
接著，在步驟1004a 1007a中，確定左眼用矩形區(qū)域1401a、右眼用 矩形區(qū)域1501a、左眼用剩余區(qū)域1402a和右眼用剩余區(qū)域1502a。這時(shí)， 左眼用顯示區(qū)域601b和右眼用顯示區(qū)域602b全等，高度H設(shè)定在WL1 = Wl2二Wr1二Wr2二Wl/2二Wr/2的位置，因此，兩者重合后，就成為圖 48所示。
即,左眼用矩形區(qū)域1401a的第2邊(XII—LD1、 X12—LC1)和右眼 用矩形區(qū)域1501a的第4邊(Xrl—RAr、 Xr2—RBr)成為穿過(guò)左眼用圖像 601b和右眼用圖像602b各個(gè)斜邊的交點(diǎn)的直線。這時(shí)，用戶看到的圖像 (RAr—LDl—LC1—RBr)達(dá)到最大。
接著，執(zhí)行步驟2801a 步驟2804a的圖像處理。這時(shí)，在步驟2802a 中，Xl=Xr=X'，因此，在左右兩側(cè)，整個(gè)校正圖像1902a都成為顯示對(duì) 象。
另外，在本實(shí)施方式中是由左眼用控制部105決定顯示方法的，但也 可以由右眼用控制部lll來(lái)決定，或者也可以使用由兩個(gè)控制部105、 111 分擔(dān)處理的方法。
(第4實(shí)施方式)
在本實(shí)施方式中示出通過(guò)改變?cè)谧笥覀?cè)眼睛中顯示的像素?cái)?shù)來(lái)提高顯 示圖像的幀率的方法。
參照?qǐng)D1A、圖1B、圖2和圖49，說(shuō)明本發(fā)明的第4實(shí)施方式中的眼鏡型光束掃描型顯示裝置(頭戴式顯示器HMD)。其中，圖1A、圖1B 和圖2中示出的結(jié)構(gòu)與第1實(shí)施方式相同，因此省略其說(shuō)明。
控制部105、111具備用于控制HMD各部分的集成電路。由控制部105、 lll控制從光源lOl、 IIO發(fā)出的激光的輸出、以及波陣面形狀變更部102、 109和掃描部103、 108的動(dòng)作。
圖49表示本實(shí)施方式中的左眼用控制部105的功能框圖。左眼用控制 部105包含圖像分析部801b、驅(qū)動(dòng)頻率決定部802b、電源管理部803b、顯 示畫質(zhì)決定部804b、用戶配置管理部805b、掃描模式?jīng)Q定部806b和圖像 控制部807b。
圖像分析部801b對(duì)原圖像進(jìn)行分析。具體地，其取得原圖像的分辨率、 幀率和表示原圖像內(nèi)容的內(nèi)容信息等。
驅(qū)動(dòng)頻率決定部802b根據(jù)電源管理部的檢測(cè)結(jié)果，改變左眼用掃描部 103和右眼用掃描部108兩者的驅(qū)動(dòng)頻率的最大值。
電源管理部803b檢測(cè)光束掃描型顯示裝置中所裝配的電池的剩余電量。
顯示畫質(zhì)決定部804b基于左眼用掃描部103和右眼用掃描部108的最 大驅(qū)動(dòng)頻率，對(duì)原圖像的幀率和顯示像素?cái)?shù)兩者之中的至少某一方進(jìn)行校 正。
用戶配置管理部805b保存著用戶針對(duì)各個(gè)內(nèi)容信息而設(shè)的畫質(zhì)校正 值、與用戶視力相關(guān)的信息等。
掃描模式?jīng)Q定部806b使左眼用掃描部103和右眼用掃描部108分別以 規(guī)定的掃描模式掃描光束。具體地，其使左眼用掃描部103及右眼用掃描 部108分別按照以下方式迸行光束掃描，g卩，將顯示圖像劃分為多個(gè)掃描 區(qū)域，左眼用掃描部103及右眼用掃描部108在各幀中的掃描區(qū)域不同， 并且左眼用掃描部103及右眼用掃描部108各自在相鄰的幀中的掃描區(qū)域 不同。
圖像控制部807b控制光源101、 110的輸出，用以實(shí)現(xiàn)由掃描模式?jīng)Q 定部806b所決定的掃描模式。
此外，控制部105、 lll也可以具備通信部，與移動(dòng)電話等外部設(shè)備進(jìn) 行無(wú)線連接，接收影像和聲音信號(hào)?？刂撇?05、 lll既可以具備存儲(chǔ)器用于保存向用戶展示的圖像，或者也可以通過(guò)無(wú)線方式從外部設(shè)備獲取向用 戶展示的圖像。
此外，控制部105、 lll可以只有一個(gè)，由控制部105、 lll之中的某 一個(gè)對(duì)與左右眼相對(duì)應(yīng)的光源IOI、 110、波陣面形狀變更部102、 109、掃 描部103、 108及耳機(jī)部106、 U2的動(dòng)作進(jìn)行控制。在這種情況下，可以 削減光束掃描型顯示裝置的大小。
耳機(jī)部106、 112具備揚(yáng)聲器，用于輸出聲音。此外，耳機(jī)部106、 112 也可以包括為HMD各部分供電的電池。
此外，圖1中的各裝置和各部分既可以內(nèi)置于1臺(tái)HMD內(nèi)，也可以 不內(nèi)置在1臺(tái)HMD內(nèi)。例如，1臺(tái)HMD內(nèi)既可以包含圖1中的全部部件， 也可以沒有耳機(jī)部106、 112。另外，各部件也可以分散配置。例如，控制 部105、 111可以包含在掃描部103、 108或波陣面形狀變更部102、 109之 中作為其一部分。也可以由多臺(tái)設(shè)備共用圖1的各部件。例如，可以由2 臺(tái)HMD共用光源101、 110。
下面以圖1的光束掃描型顯示裝置為例，示出利用所述的融像效果提 高顯示圖像的幀率并同時(shí)抑制所觀看到的畫質(zhì)的下降的處理實(shí)例。
其中，在本實(shí)施方式中，假定掃描部103、 108是具有相同構(gòu)造的鏡像 器件。另外，如圖74所示，假定該鏡像器件是利用驅(qū)動(dòng)元件驅(qū)動(dòng)單片反射 鏡在二維方向上進(jìn)行掃描的器件。
在本實(shí)施方式中，掃描部103、 108按照以下方式設(shè)計(jì)而成，SP，使入 射激光以a4度水平掃描角度、P4度垂直掃描角度進(jìn)行掃描，并具有顯示 水平分辨率為Nx4、垂直分辨率為Ny4的圖像的能力。另外，假定掃描部 103、 108的水平方向的最大驅(qū)動(dòng)頻率為Hx4、垂直方向的最大驅(qū)動(dòng)頻率為 Hy4。另外，掃描部103、 108在水平方向(第l方向)上進(jìn)行掃描像素的 動(dòng)作時(shí)， 一邊在垂直方向(與第1方向正交的第2方向)上依次移動(dòng)位置, 一邊多次重復(fù)該動(dòng)作，由此描繪出1幀圖像。另外，在本實(shí)施方式中，假 定掃描部103、 108的顯示圖像的過(guò)掃描率為A。
下面示出用于決定本實(shí)施方式中的幀率和分辨率的處理的具體實(shí)例。 該處理通過(guò)執(zhí)行圖50所示的步驟701b 705b來(lái)實(shí)現(xiàn)。 (步驟701b)在本步驟中，圖像分析部801b對(duì)展示給用戶的圖像內(nèi)容進(jìn)行分析。圖 51示例出圖1的HMD向用戶顯示的圖像的元數(shù)據(jù)即原圖像。在本第4實(shí) 施方式中，將水平分辨率為Nx4wgn (以下以"orgn (original)"表示原圖 像的參數(shù))、垂直分辨率為Ny4。Fgn、幀率為fys4。^的圖像設(shè)定為原圖像。 該原圖像既可以存儲(chǔ)在控制部105內(nèi)的存儲(chǔ)部中，也可以經(jīng)由通信從外部 設(shè)備獲取。
顯示圖像分析部801b通過(guò)分析原圖像的圖像數(shù)據(jù)，取得分辨率Nx4。^、
Ny4。rgn和幀率Q)S4。rgn的值。
另外，圖像分析部801b根據(jù)附加在原圖像上的元數(shù)據(jù)，判定原圖像的 內(nèi)容(類型)是體育運(yùn)動(dòng)還是電影等。圖52示例出本實(shí)施方式中附加在原 圖像上的元數(shù)據(jù)。在提供有圖52的元數(shù)據(jù)的情況下，圖像分析部801b將 原圖像的類型判定為"音樂(lè)"。
此外，圖像分析部801b也可以根據(jù)附加在原圖像上的元數(shù)據(jù)取得分辨 率Nx4，、Ny4，和幀率^ s4。，的值。另夕卜，也可以預(yù)先設(shè)定圖1的HMD 所處理的圖像的格式，根據(jù)其設(shè)定值決定原圖像的分辨率Nx4OTgn、 Ny4OTgn 和幀率fi)s4。^的值。在這種情況下，可以削減用于分析圖像的處理成本。
另外，元數(shù)據(jù)的格式既可以采用圖52所示的獨(dú)有的XML (extensible Markup Language)格式，也可以采用遵循MPEG7 (Moving Picture Experts Group7)等的標(biāo)準(zhǔn)化XML格式。
另外，元數(shù)據(jù)也可以是嵌入在圖像數(shù)據(jù)的特定字段中的二進(jìn)制數(shù)據(jù)。 在這種情況下，不需要另外處理元數(shù)據(jù)文件，因此圖像管理更為容易。 (步驟702b)
在本步驟中，驅(qū)動(dòng)頻率決定部802b對(duì)掃描部103、 108的最大驅(qū)動(dòng)頻 率Hx4、 Hy4進(jìn)行校正。
驅(qū)動(dòng)頻率決定部802b決定水平頻率校正值Xa、垂直頻率校正值Ya的 值，將它們分別乘以Hx4、 Hy4，以生成掃描部103、 108的水平方向的最 大容許驅(qū)動(dòng)頻率Hx4mw和垂直方向的最大容許驅(qū)動(dòng)頻率Hy4max的值。
在本實(shí)施方式中，驅(qū)動(dòng)頻率決定部802b從電源管理部803b取得圖1 的HMD當(dāng)前的電池剩余電量，并根據(jù)電池的剩余電量值，決定作為畫質(zhì) 校正值的一個(gè)實(shí)例的水平頻率校正值Xa和垂直頻率校正值Ya的數(shù)值。圖53示出了驅(qū)動(dòng)頻率決定部802b根據(jù)電池剩余電量計(jì)算Xa、 Ya值時(shí)所使用 的計(jì)算表的實(shí)例。在該實(shí)例中，圖53的計(jì)算表的值是按照以下方式?jīng)Q定的， 即，當(dāng)電池剩余電量低于60%后，就降低掃描部103、 108的最大驅(qū)動(dòng)頻率， 以降低電力消耗。
此外，驅(qū)動(dòng)頻率決校正值Xa、 Ya也可以由電池剩余電量之外的值決 定。例如，由于對(duì)掃描部103、 108的使用年數(shù)進(jìn)行了管理，因此也可以按 照使用年數(shù)越長(zhǎng)，所使用的驅(qū)動(dòng)頻率越低的方式進(jìn)行處理。在這種情況下， 可以進(jìn)行考慮到光束掃描型顯示裝置的耐久性的處理。
另外，也可以在掃描部103、 108上安裝用于檢測(cè)動(dòng)作狀態(tài)的傳感器， 根據(jù)該傳感器的值檢測(cè)出設(shè)計(jì)規(guī)格上的最大驅(qū)動(dòng)頻率與實(shí)際上的最大驅(qū)動(dòng) 頻率之差，以與實(shí)際上的最大驅(qū)動(dòng)頻率值相適應(yīng)的方式?jīng)Q定驅(qū)動(dòng)頻率校正 值Xa、 Ya的數(shù)值。在這種情況下，即使實(shí)際的掃描部103、 108動(dòng)作與設(shè) 計(jì)值有所差異，也可以正確地進(jìn)行處理。 (步驟703b)
在本步驟中，顯示畫質(zhì)決定部804b決定在圖1的HMD中向用戶顯示 的左右側(cè)各個(gè)顯示圖像的水平分辨率Nx4d^ (以下以"disp (display)"表 示顯示圖像的參數(shù))、垂直分辨率Ny4disp、幀率Q)s4化p。
如上所述，掃描部103、 108的水平方向驅(qū)動(dòng)頻率Hx、顯示圖像的垂 直方向分辨率Ny和幀率Q)s之間滿足算式(4)的關(guān)系。因而，假定以幀 率fys4。^顯示垂直分辨率為Ny4disp的顯示圖像時(shí)所需的水平方向驅(qū)動(dòng)頻率
為Hx4。rgn，則Hx4。rgn可以表示為算式(25)。<formula>formula see original document page 64</formula> 這里，在掃描部103、 108的水平方向最大容許驅(qū)動(dòng)頻率Hx4mm的值超
過(guò)了顯示原圖像所必需的水平方向驅(qū)動(dòng)頻率Hx4。rgn的情況下，顯示畫質(zhì)決
定部804b將顯示圖像的分辨率Nx4disp、 Ny4disp設(shè)定為原圖像的Nx4OTgn、
Ny4。rgn，并將顯示圖像的幀率^4disp設(shè)定為原圖像的幀率Q)S4。rgn的數(shù)值，
執(zhí)行步驟704b的處理。
另一方面，在Hx4皿的值低于Hx4。，的情況下，掃描部103、 108無(wú) 法顯示垂直分辨率為Ny4OTgn、幀率為Q)s4。^的圖像。在這種情況下，顯示畫質(zhì)決定部804b必需執(zhí)行將左右側(cè)眼睛中顯示的顯示圖像的垂直分辨率 Ny4disp的數(shù)值降至原圖像的垂直分辨率Ny4。rgn以下的處理，或者執(zhí)行將顯 示圖像的幀率*s4disp降至*s4wgn以下的處理，或者執(zhí)行這兩個(gè)處理。
根據(jù)算式(4)所示的關(guān)系，為顯示垂直分辨率為Ny4disp、幀率為fys4disp 的圖像所必需的水平方向驅(qū)動(dòng)頻率Hx4^p由算式(26)提供。
Ny4disp《 Ny4fusn《2 X Ny4disp 《Ny4orgn (27)
算式(27)表示出，在左右側(cè)眼睛中垂直方向上的顯示行不重合的情 況下，Ny4ft^的值是Ny4disp的值的2倍。這相當(dāng)于向右眼展示原圖像的上 半部分、向左眼展示原圖像的下半部分。利用這種融像效果，即使為了提 高顯示圖像的幀率fys4一而將顯示圖像的垂直分辨率Ny4^p降至原圖像的 垂直分辨率Ny4。，的一半，只要左右側(cè)的顯示適當(dāng)?shù)剡x擇其位置，也能夠 防止用戶在識(shí)別顯示圖像時(shí)所觀看到的分辨率下降。
在本實(shí)施方式中，顯示畫質(zhì)決定部804b根據(jù)圖像分析部801b所得到 的原圖像的信息的內(nèi)容，決定用于確定幀率fys4一的數(shù)值的幀率系數(shù)F。 圖54示出了顯示畫質(zhì)決定部804b所保存的幀率系數(shù)F的計(jì)算表。
這里，幀率系數(shù)F是表示左右側(cè)眼睛中的顯示圖像的幀率相對(duì)于原圖 像幀率^)s4。，的下降程度的系數(shù)，顯示畫質(zhì)決定部804b在確定了幀率系 數(shù)F后，將F與fj)s4，相乘，由此決定顯示圖像的幀率Q)s4—。當(dāng)幀率系 數(shù)F的值為1時(shí)，不降低顯示圖像的幀率，而是將顯示圖像的幀率fi)s4disp設(shè)定為原圖像的幀率Q)S4wgn。另外，幀率系數(shù)F的值越接近O，顯示圖像 的幀率的下降程度越大。此外，當(dāng)fps4^p的值小于1時(shí)，顯示畫質(zhì)決定部 804b將fj)s4disp的值設(shè)定為1。在使用圖54所示的表的情況下，顯示畫質(zhì)決 定部804b按照以下方式?jīng)Q定幀率系數(shù)F的值，即，對(duì)于體育運(yùn)動(dòng)等動(dòng)態(tài)豐 富的影像，減小幀率的下降幅度；而對(duì)于新聞等文字信息多的信息，則優(yōu) 先考慮分辨率。
此外，在顯示畫質(zhì)決定部804b計(jì)算幀率系數(shù)F時(shí)，也可以反映出用戶 對(duì)幀率和分辨率的喜好信息。圖55示出了作為畫質(zhì)校正值的一個(gè)實(shí)例的幀 率系數(shù)校正值Fa的實(shí)例。圖55是示出了用戶的喜好信息與幀率系數(shù)校正 值Fa的關(guān)系的表，由用戶配置管理部805b保存。
利用該表，能夠設(shè)定用戶針對(duì)何種信息優(yōu)先考慮幀率。即，用戶越重 視信息的幀率，幀率系數(shù)校正值Fa的數(shù)值應(yīng)設(shè)定得越高。顯示畫質(zhì)決定部 804b從用戶配置管理部805b接收到幀率系數(shù)校正值Fa，將幀率系數(shù)F與 幀率系數(shù)校正值Fa相加后，與原圖像的幀率Q)s4。rgn相乘，由此決定修正 幀率fi)s4disp。
此外，當(dāng)幀率系數(shù)校正值Fa與幀率系數(shù)F之和超過(guò)1的情況下，將 gs4disp設(shè)定為*s4Mgn。另外，當(dāng)幀率系數(shù)校正值Fa與幀率系數(shù)F之和小于 等于O的情況下，將Q)s4d^設(shè)定為l。另外，幀率系數(shù)校正值Fa的值既可 以由用戶通過(guò)用戶界面直接輸入，也可以由用戶配置管理部805b自動(dòng)生成。 在這種情況下，用戶可以適時(shí)地設(shè)定與自己的喜好相適應(yīng)的幀率。
另外，如上所述，掃描部103、 108的垂直頻率Hy和顯示圖像的幀率
之間滿足算式(1)的關(guān)系。因而，在向用戶顯示的顯示圖像的幀率為 ^s4d^的情況下，掃描部103、 108所需的垂直方向驅(qū)動(dòng)頻率Hy4^p由算式 (28)提供。這里，在Hy4disp的值超過(guò)了掃描部103、 108的垂直方向最大 容許驅(qū)動(dòng)頻率Hy4,的情況下，顯示畫質(zhì)決定部804b將Q)s4disp的值修正 為Hy4皿的兩倍大小。
Hy4disp = fps4disp/2 (28)
顯示畫質(zhì)決定部804b在決定了顯示圖像的幀率Q)s4disp后，接著決定在 l幀中左右側(cè)眼睛上各自顯示出來(lái)的顯示圖像的垂直方向分辨率Ny4disp。在本實(shí)施方式中，Ny4disp的值通過(guò)算式(29)計(jì)算出來(lái)。 [算式29]
Ny4disp ^ (2 x Ax Hx4 )/fps4disp (29)
其中，當(dāng)算式(29)的計(jì)算結(jié)果為Ny4disp的值小于等于顯示畫質(zhì)決定 部804b所確定的最小分辨率Ymin的情況下，利用算式(30)所示的計(jì)算 式對(duì)fj)s4disp的值進(jìn)行修正，使得Ny4他p》Ymin。此外，假定Ymin的值被 設(shè)定為使得^s4disp》1。
fps4disp = (2 x Ax Hx4max)/Ymin (30)
另外，在算式(29)的計(jì)算結(jié)果為Ny4disp的值超過(guò)了Ny4。^的值的情 況下，將Ny4disp的值設(shè)定為Ny4。rgn，并將Q)s4disp的值設(shè)定為由算式(31)
提供的計(jì)算式的值。 [算式31]
fps4disp =(2X AXHx4max)/Ny4orgn (31) 最后，顯示畫質(zhì)決定部804b決定顯示圖像的水平方向分辨率Nx4disp。
這里，當(dāng)原圖像的水平分辨率Nx4。rgn超過(guò)了掃描部103、 108能夠顯示的
垂直分辨率Nx4的情況下，將Nx4disp設(shè)定為Nx4的值。在除此之外的情況
下，將Nx4disp設(shè)定為Nx4。rgn的值。
此外，也可以釆用以下方法，即，顯示畫質(zhì)決定部804b先行決定顯示
圖像的垂直分辨率，并為了實(shí)現(xiàn)該垂直分辨率而降低幀率的值。這樣就能
夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)先考慮分辨率的圖像顯示。
此外，也可以采用由用戶通過(guò)用戶界面直接輸入顯示圖像的垂直分辨
率和幀率的形式。用戶配置管理部805b也可以基于用戶的輸入值自動(dòng)生成
圖55所示的表。
此外，在本實(shí)施方式中，將原圖像的幀率Q)s4。，作為顯示圖像的分辨 率fys4^p的上限，但也可以像倍速驅(qū)動(dòng)顯示那樣將^)s4disp設(shè)定為高于原圖 像原來(lái)的幀率Q)s4wgn的幀率值。在這種情況下，設(shè)定顯示圖像的分辨率 Q)s4disp的值，使其滿足算式(3)、算式(4)所示的制約。這樣就可以實(shí)
現(xiàn)清晰的影像顯示。 (步驟704b)在本步驟中，掃描模式?jīng)Q定部806b決定掃描部103、 108進(jìn)行激光掃 描的方法。
掃描模式?jīng)Q定部806b按照前一步驟703b中決定的幀率*s4disp，從原 圖像中提取&S4disp/&S4wgJt然后針對(duì)所提取的各幀，執(zhí)行以下的垂直 掃描范圍的決定處理和顯示圖像的決定處理。 (垂直掃描范圍的決定)
首先，掃描模式?jīng)Q定部806b決定掃描部103、 108各自在1幀期間內(nèi) 在垂直方向上進(jìn)行激光掃描的范圍，即垂直掃描范圍。圖56A 圖56C示 出了垂直掃描范圍的實(shí)例。在圖56A所示的掃描模式1401中，在1幀期間 內(nèi)，在垂直方向上掃描與顯示圖像的高度相同的范圍。在圖56B所示的掃 描模式1402中，在1幀期間內(nèi)，在垂直方向上掃描相當(dāng)于顯示圖像的一半 高度的范圍。在圖56C所示的掃描模式1403中，在1幀期間內(nèi)，在垂直方 向上掃描相當(dāng)于顯示圖像的四分之一高度的范圍。
此外，掃描模式?jīng)Q定部806b也可以在左右眼的掃描部103、 108中分 別決定垂直掃描范圍。特別地，在垂直掃描范圍與顯示圖像的高度不一致 的情況下，通過(guò)使左右側(cè)的掃描部103、 108的垂直掃描范圍不重合，能夠 利用雙眼的融像效果來(lái)提高所觀看到的分辨率。 (顯示像素的決定)
接著，根據(jù)在前一步驟中所決定的垂直分辨率Ny4disp、水平分辨率 Nx4disp，決定掃描部103、 108在所述垂直掃描范圍內(nèi)所描繪的像素。
在本實(shí)施方式中，在將原圖像的垂直分辨率Nx4。^除以顯示圖像的垂 直分辨率Nx4disp所得的商作為幀數(shù)Nf時(shí)，掃描模式?jīng)Q定部806b按照以下 方式選擇l幀中的像素，即，使得左右側(cè)的掃描部103、 108分別通過(guò)至少 Nf幀描繪出全部像素。
例如，當(dāng)幀數(shù)Nf的值為2時(shí)，為了能夠通過(guò)2幀顯示出全部像素，掃 描模式?jīng)Q定部806b以在第1幀中描繪圖像的上半部分、在下一幀中描繪圖 像的下半部分的方式?jīng)Q定掃描模式。
另外，當(dāng)幀數(shù)Nf的值大于等于2時(shí)，掃描模式?jīng)Q定部806b決定掃描 模式，以使得在1幀中被顯示在左右側(cè)的像素不會(huì)重合。例如，對(duì)于原圖 像的某一幀，按照以下方式?jīng)Q定掃描模式，即，當(dāng)在右眼中顯示上半部分的像素時(shí)，左眼中則顯示下半部分的像素。另外，同樣地，按照以下方式 決定掃描模式，即，當(dāng)在右眼中顯示奇數(shù)行時(shí)，左眼中則顯示偶數(shù)行。
按照上述方式，如果以在左右側(cè)眼睛中看到的同一幀的顯示像素不重 合的方式?jīng)Q定掃描模式，就可以利用雙眼的融像效果，使用戶看到的圖像
的垂直分辨率Ny4^達(dá)到Ny4disp的兩倍，即使在為了確保顯示圖像的幀率 而降低了顯示圖像的分辨率的情況下，也能夠提高顯示給用戶的圖像所被 觀看到的分辨率。
下面，在圖57 圖63中示出了針對(duì)不同的左右側(cè)眼睛的掃描模式及利 用雙眼的融像效果的用戶看到的顯示圖像的實(shí)例。
圖57是在左右側(cè)各自的顯示圖像的垂直分辨率Ny4disp為原圖像的垂直 分辨率Ny4申的一半時(shí)(Nf=2)，即在垂直方向上將顯示圖像劃分為2 個(gè)掃描區(qū)域時(shí)的針對(duì)左右側(cè)眼睛的掃描模式以及利用雙眼的融像效果得到 的顯示圖像的實(shí)例。在該實(shí)例中，當(dāng)左眼中顯示出顯示圖像的上半部分時(shí)， 右眼中顯示顯示圖像的下半部分。另外，逐幀切換顯示圖像的上半部分的 顯示和下半部分的顯示。此外，該實(shí)例中掃描部103、 108的掃描范圍是顯 示圖像高度的一半。
艮口，左眼用掃描部103和右眼用掃描部108分別在鄰接的幀中掃描不 同的掃描區(qū)域。另外，左眼用掃描部103和右眼用掃描部108在各幀中掃 描不同的掃描區(qū)域。此外，掃描部103、 108在第3幀中所掃描的掃描區(qū)域 與在第l幀中的掃描區(qū)域相同。
圖58是在左右側(cè)各自的顯示圖像的垂直分辨率Ny4dkp為原圖像的垂直 分辨率Ny4OTgn的四分之一時(shí)(Nf=4)，即在垂直方向上將顯示圖像劃分 為4個(gè)掃描區(qū)域時(shí)的針對(duì)左右側(cè)眼睛的掃描模式以及利用雙眼的融像效果 得到的顯示圖像的實(shí)例。
在該實(shí)例中，將顯示圖像在垂直方向上劃分為4個(gè)掃描區(qū)域。繼而， 左眼用掃描部103在第1幀中掃描最上方的掃描區(qū)域，在第2幀中掃描上 數(shù)第2個(gè)掃描區(qū)域，在第3幀中掃描上數(shù)第3個(gè)掃描區(qū)域，在第4幀中掃 描最下方的掃描區(qū)域。另一方面，右眼用掃描部108在第1幀中掃描最下 方的掃描區(qū)域，在第2幀中掃描從下數(shù)起的第2個(gè)掃描區(qū)域，在第3幀中 掃描從下數(shù)起的第3個(gè)掃描區(qū)域，在第4幀中掃描最上方的掃描區(qū)域。此外，該實(shí)例中掃描部103、 108的掃描范圍是顯示圖像高度的四分之一。
艮P，左眼用掃描部103和右眼用掃描部108在分別鄰接的幀中掃描不 同的掃描區(qū)域。另外，左眼用掃描部103和右眼用掃描部108在各幀中掃 描不同的掃描區(qū)域。此外，掃描部103、 108在第5幀中所掃描的掃描區(qū)域 與在第l幀中的掃描區(qū)域相同。
圖59是圖58的變形例。與圖58的不同點(diǎn)在于，對(duì)于4個(gè)掃描區(qū)域， 右眼用掃描部108按照上數(shù)第3個(gè)掃描區(qū)域、最下方的掃描區(qū)域、最上方 的掃描區(qū)域、上數(shù)第2個(gè)掃描區(qū)域的順序進(jìn)行掃描。
在該實(shí)例中，左眼用掃描部103和右眼用掃描部108也在分別鄰接的 幀中掃描不同的掃描區(qū)域。另外，左眼用掃描部103和右眼用掃描部108 在各幀中掃描不同的掃描區(qū)域。此外，掃描部103、 108在第5幀中所掃描 的掃描區(qū)域與在第1幀中的掃描區(qū)域相同。
如圖57 圖59所示，對(duì)顯示圖像進(jìn)行分割，以使得各掃描區(qū)域成為在 垂直掃描方向上相連接的連續(xù)區(qū)域，由此能夠減小左眼用掃描部103和右 眼用掃描部108的掃描角度。
圖60是在左右側(cè)各自的顯示圖像的垂直分辨率Ny4^p為原圖像的垂直 分辨率Ny4OTgn的一半時(shí)(Nf=2)，即在垂直方向上將顯示圖像劃分為2 個(gè)掃描區(qū)域時(shí)的針對(duì)左右側(cè)眼睛的掃描模式以及利用雙眼的融像效果得到 的顯示圖像的實(shí)例。
在該實(shí)例中，當(dāng)左眼中顯示出顯示圖像的奇數(shù)行的像素時(shí)，右眼中顯 示顯示圖像的偶數(shù)行的像素。另外，逐幀切換顯示圖像的奇數(shù)行的顯示和 偶數(shù)行的顯示。此外，該實(shí)例中掃描部103、 108的掃描范圍與顯示圖像高 度相同。
圖61是在Ny4disp為Ny4。rgn的四分之一時(shí)(Nf=4)，即在垂直方向上 將顯示圖像劃分為4個(gè)掃描區(qū)域時(shí)的針對(duì)左右側(cè)眼睛的掃描模式以及利用 雙眼的融像效果得到的顯示圖像的實(shí)例。
在該實(shí)例中，左眼用掃描部103在第1幀中掃描顯示圖像的上半部分 的奇數(shù)行的像素，在第2幀中掃描下半部分的奇數(shù)行的像素，在第3幀中 掃描下半部分的偶數(shù)行的像素，在第4幀中掃描上半部分的偶數(shù)行的像素。 這時(shí)，右眼用掃描部108對(duì)與左眼的顯示行鄰接的行進(jìn)行顯示。此外，掃描部103、108在第5幀中所掃描的掃描區(qū)域與在第1幀中的掃描區(qū)域相同。 此外，該實(shí)例中掃描部103、 108的掃描范圍是顯示圖像高度的八分之三。
圖62是圖61的變形例。與圖62的不同點(diǎn)在于，右眼用掃描部108在 第1幀中掃描顯示圖像的下半部分的奇數(shù)行，在第2幀中掃描下半部分的 偶數(shù)行，在第3幀中掃描上半部分的偶數(shù)行，在第4幀中掃描上半部分的 奇數(shù)行。此外，掃描部103、 108在第5幀中所掃描的掃描區(qū)域與在第1幀 中的掃描區(qū)域相同。此外，該實(shí)例中掃描部103、 108的掃描范圍是顯示圖 像高度的八分之三。
圖63是在Ny4fcp為Ny4。，的四分之一時(shí)(Nf=4)，即在垂直方向上 將顯示圖像劃分為4個(gè)掃描區(qū)域時(shí)的針對(duì)左右側(cè)眼睛的掃描模式以及利用 雙眼的融像效果得到的顯示圖像的實(shí)例。
在該實(shí)例中，左眼用掃描部103在第1幀中掃描顯示圖像的第4N—3 行(第1行和第5行)，在第2幀中掃描第4N—2行(第2行和第6行)， 在第3幀中掃描第4N—1行(第3行和第7行)，在第4幀中掃描第4N 行(第4行和第8行)。另一方面，右眼用掃描部108在第1幀中掃描第 4N—1行(第3行和第7行)，在第2幀中掃描第4N行(第4行和第8 行)，在第3幀中掃描第4N—3行(第1行和第5行)，在第4幀中掃描 第4N-2行(第2行和第6行)。此外，掃描部103、 108在第5幀中所掃 描的掃描區(qū)域與在第l幀中的掃描區(qū)域相同。此外，該實(shí)例中掃描部103、 108的掃描范圍是顯示圖像高度的八分之五。
如圖61 圖63所示，以使各掃描區(qū)域在垂直掃描方向上成為分離開的 隔離區(qū)域的方式對(duì)顯示圖像進(jìn)行分割，左眼用掃描部103和右眼用掃描部 108就會(huì)掃描相鄰接的像素，因而能夠獲得很好的融像效果。不過(guò)，與圖 57 圖59的實(shí)例相比，掃描部103、 108在各幀中的掃描范圍變大。
此外，圖57 圖63只是一個(gè)實(shí)例，掃描模式?jīng)Q定部806b也可以使用 其他的掃描模式。另外，在上述實(shí)例中示出的是Nf值到4為止的實(shí)例，即 使Nf值超過(guò)4，也能夠以左右側(cè)的顯示像素不重合的方式?jīng)Q定同樣的掃描 模式。在這種情況下，可以提高在l幀中顯示的密度。
當(dāng)垂直掃描范圍是原圖像高度的N分之一、Nf的值為Ny4。^的N分 之一 (N是自然數(shù))時(shí)，可以釆用以下方法，即，將原圖像橫向劃分為N份，左眼按照從上到下的順序、右眼按照從下到上的順序逐幀顯示劃分后 得到的圖像。在這種情況下，能夠使左右側(cè)眼睛中顯示的像素位置分散開。
另外，當(dāng)垂直掃描范圍是原圖像高度的N分之一、Nf的值為Ny4。rgn 的N分之一 (N是自然數(shù))時(shí)，也可以采用以下方法，g口，將原圖像橫向 劃分為N份，左眼按照從上到下的順序顯示劃分后得到的圖像，右眼則顯 示與左眼中顯示的區(qū)域鄰接的區(qū)域的像素。
另外，當(dāng)垂直掃描范圍與原圖像高度相同、Nf的值為Ny4鄉(xiāng)的N分之 一 (N是自然數(shù))時(shí)，也可以采用以下方法，即，在左眼的第L幀中顯示 第(NM—N+L)行的像素(M是自然數(shù))，右眼則顯示與左眼中顯示的 像素鄰接的行的像素。此時(shí)，第N+l幀以后的顯示重復(fù)第1 N幀的顯示。
此外，掃描模式?jīng)Q定部806b也可以通過(guò)以下方式來(lái)選擇顯示像素，艮口， 不使所掃描的左右側(cè)的顯示像素完全不同，而是使一部分像素重合。此時(shí)， 利用左右側(cè)的融像效果所得到的顯示圖像的垂直分辨率Ny4fi^的值會(huì)下 降，但因?yàn)樽笥覀?cè)顯示了相同的像素，所以能夠獲得雙眼容易形成融像的 效果。
另外，垂直掃描范圍越小，掃描部103、 108在垂直方向上的驅(qū)動(dòng)頻率 越小，因此，掃描模式?jīng)Q定部806b也可以采用根據(jù)掃描部103、 108在垂 直方向上的最大容許驅(qū)動(dòng)頻率Ny4mw的值決定垂直掃描范圍的值的方法。
此外，在像倍速驅(qū)動(dòng)那樣*34^高于原圖像的幀率fps4申的值的情況 下，*s4disp / —4。rgn的值大于1 。此時(shí)，執(zhí)行原樣顯示前后的幀或根據(jù)前后 幀生成差分幀等的處理，生成向用戶展示的圖像。 (步驟705:圖像控制)
在本步驟中，圖像控制部807b對(duì)應(yīng)于前一步驟704b的結(jié)果，逐幀控 制光源IOI、 110和掃描部103、 108，實(shí)現(xiàn)所指定的掃描模式。
此外，步驟704b和步驟703b也可以顛倒順序執(zhí)行。在此情況下，對(duì) 應(yīng)于掃描模式?jīng)Q定顯示圖像的分辨率Nx4disp、 Ny4^p和幀率&s4disp。
另外，在本實(shí)施方式中舉出的是將垂直方向的掃描作為低速端進(jìn)行處 理的實(shí)例，但也可以交換水平方向和垂直方向的掃描來(lái)進(jìn)行處理。
此外，上述各實(shí)施方式中的控制處理既可以通過(guò)專用的H/W (電子電 路等)來(lái)實(shí)現(xiàn)，也可以通過(guò)由CPU解釋執(zhí)行保存在存儲(chǔ)裝置(ROM、 RAM、硬盤等)中的、可以實(shí)現(xiàn)上述處理步驟的規(guī)定的程序數(shù)據(jù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。在這種 情況下，既可以通過(guò)記錄介質(zhì)將程序數(shù)據(jù)導(dǎo)入存儲(chǔ)裝置內(nèi)，也可以從記錄
介質(zhì)上直接執(zhí)行程序數(shù)據(jù)。此外，記錄介質(zhì)指的是ROM、 RAM、閃存等半 導(dǎo)體存儲(chǔ)器、軟盤或硬盤等磁盤存儲(chǔ)器、CD—ROM或DVD、 BD等光盤、 以及SD卡等的存儲(chǔ)卡等記錄介質(zhì)。另外，記錄介質(zhì)的概念也包含電話線路 或傳輸通道等通信介質(zhì)。
另外，實(shí)施方式在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)可以適當(dāng)?shù)刈兏?。?dāng) 然也可以將本發(fā)明的實(shí)施方式組合起來(lái)使用。
下面參照?qǐng)D64 圖73說(shuō)明上述各實(shí)施方式的光束掃描型顯示裝置的 代表性用途。下面將說(shuō)明應(yīng)用了第1實(shí)施方式的光束掃描型顯示裝置的各 種裝置，當(dāng)然也可以同樣地應(yīng)用第2 第4實(shí)施方式，或者也可以將第1 第4實(shí)施方式按照任意方式組合起來(lái)加以應(yīng)用。另外，不言而喻，光束掃 描型顯示裝置的用途不僅限于下述用途。
另外，在本實(shí)施方式中是由左眼用控制部105決定顯示方法的，但也 可以由右眼用控制部lll來(lái)決定，或者也可以使用由兩個(gè)控制部105、 111 分擔(dān)處理的方法。
(第5實(shí)施方式)
參照?qǐng)D64 圖68說(shuō)明本發(fā)明的第5實(shí)施方式的激光掃描型HUD (平 視眉示器)。其中，圖64是HUD的側(cè)視圖，圖65是HUD的鳥瞰圖，圖 66和圖67是圖66的變形例，圖68是圖64的激光掃描單元2602的詳細(xì)圖。
車2601的內(nèi)部嵌入了左眼用激光掃描單元2602和右眼用激光掃描單 元2610。激光掃描單元2602、 2610安裝在車2601的擋風(fēng)玻璃2603下方 (在本實(shí)施方式中是在儀表板的內(nèi)部)，以實(shí)現(xiàn)顯示裝置的小型化。
此外，激光掃描單元2602、 2610也可以配置在儀表板外部而不是儀表 板內(nèi)部。在這種情況下，容易更換激光掃描單元2602、 2610或改變其位置。
此外，激光掃描單元2602、 2610也可以配置在頂棚2607上，而不是 儀表板部分。在這種情況下，能夠減小儀表板部分所需的容積，可以擴(kuò)大 車內(nèi)空間。
此外，激光掃描單元2602、 2610除了如圖65所示那樣包夾著用戶而 配置的方法之外，也可以采用圖66所示的將兩者都配置在用戶右側(cè)的方法。在這種情況下，不需要在車身中央部位配置掃描單元2602，因此，可以擴(kuò) 大車身中央的空間、提高外觀設(shè)計(jì)性能(在圖65中，左眼用激光掃描單元 2602配置在司機(jī)與副駕駛座位之間)。
激光掃描單元2602、 2610掃描產(chǎn)生的光經(jīng)安裝在擋風(fēng)玻璃2603上的 偏轉(zhuǎn)部104、 107反射后，穿過(guò)半透半反鏡2604，到達(dá)司機(jī)2605的眼球2606、 2609，從而形成視覺影像。利用這種HUD，能夠一邊透過(guò)擋風(fēng)玻璃2603 確認(rèn)外界風(fēng)景， 一邊觀看由激光掃描單元2602、 2610顯示的地圖信息或警 告信息，從而可以提高司機(jī)2605的安全性和便利性。投影到用戶的視網(wǎng)膜 上的激光的反射光經(jīng)設(shè)置在用戶眼睛前面的半透半反鏡2604反射后，被光 檢測(cè)部214檢測(cè)出來(lái)。
此外，除了將偏轉(zhuǎn)部104、 107如圖67所示那樣分別配置在擋風(fēng)玻璃 2603上的方法之外，也可以使用如圖65和圖66所示的方法，通過(guò)在1個(gè) 全息圖上多次曝光，實(shí)現(xiàn)單片全息圖反射鏡。在這種情況下，可以擴(kuò)展左 眼用偏轉(zhuǎn)部104和右眼用偏轉(zhuǎn)部107各自的面積，從而可以向用戶顯示視 角更寬廣的影像。
另外，既可以準(zhǔn)備兩個(gè)半透半反鏡2604分別用于右眼和左眼，也可以 使用一個(gè)橫寬形狀的半透半反鏡。
左眼用激光掃描單元2602包括有光源101、波陣面形狀變更部102、 掃描部103、控制部105。另外，右眼用激光掃描單元2610包括有光源110、 波陣面形狀變更部109、掃描部108、控制部111。圖68示出了本實(shí)施方式 中的左眼用激光掃描單元2602內(nèi)的光源101、波陣面形狀變更部102、偏 轉(zhuǎn)部104的構(gòu)造實(shí)例。
圖68中的光源101與第1實(shí)施方式的圖2相同，包括有紅色激光光源 211、藍(lán)色激光光源212和綠色激光光源213。此外，在本實(shí)施方式中，光 檢測(cè)部214沒有包含在光源101內(nèi)，而是如圖64所示那樣配置在車2601 的頂棚2607上。通過(guò)采用這種結(jié)構(gòu)，能夠縮短用戶的視網(wǎng)膜與光檢測(cè)部214 之間的距離，從而可以容易地檢測(cè)出視網(wǎng)膜上的光點(diǎn)大小。
圖68所示的波陣面形狀變更部102中，焦距水平分量變更部3001和 焦距垂直分量變更部3002串聯(lián)配置在光路上。由此，就能夠獨(dú)立地改變光 束水平方向的曲率和垂直方向的曲率。本實(shí)施方式中的焦距水平分量變更部3001和焦距垂直分量變更部3002通過(guò)改變柱面透鏡的位置來(lái)改變水平 方向和垂直方向的曲率。
此外，焦距水平分量變更部3001和焦距垂直分量變更部3002與圖2 所示的焦距水平分量變更部201和焦距垂直分量變更部202相同，也可以 通過(guò)柱面透鏡與反射鏡的組合，改變反射鏡的位置，從而改變波陣面形狀。 在這種情況下，通過(guò)使反射鏡高速振動(dòng)，即使在顯示高分辨率的圖像或高 幀率的動(dòng)態(tài)畫面時(shí)，也可以適當(dāng)?shù)馗淖儾嚸嫘螤睢?br> 此外，右眼用激光掃描單元2610與左眼用激光掃描單元2602采用同 樣的構(gòu)造，因此省略其說(shuō)明。
另外，本實(shí)施方式中的偏轉(zhuǎn)部104、 107是由透射型全息圖實(shí)現(xiàn)的。在 本實(shí)施方式中，偏轉(zhuǎn)部104、 107是按照以下方式制作而成的，即，在擋風(fēng) 玻璃2603的內(nèi)側(cè)(車的內(nèi)側(cè))形成例如光敏聚合物層，并在光敏聚合物層 上形成李普曼體積全息圖，由此使來(lái)自掃描部103、 108的光束衍射、聚光 到用戶眼睛的瞳孔上。在光敏聚合物層上既可以重疊形成3個(gè)全息圖，分 別反射紅色、綠色、藍(lán)色激光光源發(fā)出的光，也可以層疊與各種顏色的光 相對(duì)應(yīng)的3層全息圖。另外，利用全息圖對(duì)波長(zhǎng)的選擇性，僅對(duì)光源波長(zhǎng) 的光進(jìn)行衍射，對(duì)光源波長(zhǎng)以外的、構(gòu)成外界光線的大部分的光不進(jìn)行衍 射，按照這種方式，就能夠制造出透射型的顯示器。
此外，偏轉(zhuǎn)部104、 107也可以做成能夠自由裝卸在擋風(fēng)玻璃2603上 的形式。在這種情況下，當(dāng)不需要顯示器的顯示時(shí)，將偏轉(zhuǎn)部104、 107拆 卸下來(lái)，就能夠確保擋風(fēng)玻璃2603的透射性，提高司機(jī)2605的安全性。
在本發(fā)明的實(shí)施方式中，通過(guò)在用戶的眼睛前面設(shè)置半透半反鏡2604， 將來(lái)自用戶的視網(wǎng)膜的反射光反射到光檢測(cè)部214。半透半反鏡2604通過(guò) 支承棒2608安裝在車2601的頂棚2607上。利用這種結(jié)構(gòu)，不需要強(qiáng)制用 戶頭部佩戴裝置，就能夠?qū)τ脩舻囊暰W(wǎng)膜上的光點(diǎn)大小進(jìn)行檢測(cè)。此外， 半透半反鏡2604和光檢測(cè)部214也可以不設(shè)置在車2601的頂棚2607上， 而是設(shè)置到司機(jī)2605的眼鏡或帽子上。在這種情況下，即使司機(jī)2605的 頭部前后晃動(dòng)，頭部接觸到半透半反鏡2604的可能性也有所降低，因此能 夠提高司機(jī)2605的安全性。此外，除了分別準(zhǔn)備用于左眼和右眼的兩個(gè)光 檢測(cè)部214的方法之外，也可以只設(shè)置1個(gè)光檢測(cè)部214，用于檢測(cè)來(lái)自某一側(cè)眼睛的反射光。在這種情況下，不需要增加光檢測(cè)部214就能檢測(cè)出 用戶的視線方向，因此能夠削減光束掃描型顯示裝置的成本。
控制部105、 lll具備用于控制HUD各部分的集成電路。從光源IOI、 IIO發(fā)出的激光的輸出、波陣面形狀變更部102、 109及掃描部103、 108、 光檢測(cè)部214的動(dòng)作由控制部105進(jìn)行控制。
在本實(shí)施方式中，光檢測(cè)部214配置在頂棚2607上，控制部105、 111 設(shè)置在儀表板內(nèi)部；光檢測(cè)部214與控制部105、 lll之間的通信既可以通 過(guò)在車2601內(nèi)部鋪設(shè)有線電纜來(lái)實(shí)現(xiàn)，也可以利用無(wú)線通信來(lái)實(shí)現(xiàn)。
此外，也可以采用只設(shè)置單側(cè)的某一個(gè)控制部105、 111，對(duì)左眼用激 光掃描單元2602和右眼用激光掃描單元2610雙方進(jìn)行控制的方法。在這 種情況下，可以減小光束掃描型顯示裝置的尺寸大小。
本實(shí)施方式的光束掃描型顯示裝置通過(guò)執(zhí)行圖6所示的步驟801 805，利用雙眼的融像效果，提高用戶在識(shí)別影像時(shí)所觀看到的幀率。此外， 步驟801 805的處理內(nèi)容與第1實(shí)施方式相同。 (第6實(shí)施方式)
下面，參照?qǐng)D69 圖72說(shuō)明第6實(shí)施方式的雙筒望遠(yuǎn)鏡3101。其中， 圖69是雙筒望遠(yuǎn)鏡3101的鳥瞰圖，圖70是雙筒望遠(yuǎn)鏡3101的左眼側(cè)顯 示部3101a的側(cè)視圖，圖71是雙筒望遠(yuǎn)鏡3101的右眼側(cè)顯示部3101b的 側(cè)視圖，圖72是表示圖69的變形例的圖。
首先，如圖69所示，雙筒望遠(yuǎn)鏡3101具備用于在用戶左眼中顯示圖 像的左眼側(cè)顯示部3101a和用于在用戶右眼中顯示圖像的右眼側(cè)顯示部 3101b。其次，如圖70和圖71所示，左眼側(cè)顯示部3101a和右眼側(cè)顯示部 3101b分別具備攝像頭3103、 3502。此外，用戶3105通過(guò)窺視雙筒望遠(yuǎn)鏡 3101，能夠觀看攝像頭3103、 3502所拍攝的影像或來(lái)自與雙筒望遠(yuǎn)鏡3101 的外部輸入端子相連接的外部影像設(shè)備的影像。通過(guò)采用這種結(jié)構(gòu)，用戶 3105不需要像HMD那樣在頭部佩戴裝置，在室外也可以方便地使用光束 掃描型顯示裝置。
如圖70所示，左眼側(cè)顯示部3101a包括有光源101、波陣面形狀變更 部102、掃描部103、偏轉(zhuǎn)部104、控制部105、攝像頭3103以及反射鏡3102, 用于在左眼3106中顯示影像。另一方面，如圖71所示，右眼側(cè)顯示部3101b包括有光源110、波陣面形狀變更部109、掃描部108、偏轉(zhuǎn)部107、控制 部lll、攝像頭3502以及反射鏡3501，用于在右眼3104中顯示影像。
在上述實(shí)施方式中示出的是左眼側(cè)顯示部3101a和右眼側(cè)顯示部 3101b分別具備攝像頭3103、 3502的實(shí)例，但本發(fā)明并不僅限于此，也可 以由左眼側(cè)顯示部3101a和右眼側(cè)顯示部3101b共享使用同一個(gè)攝像頭。 不過(guò)，如圖70和圖71所示，也可以利用左眼側(cè)顯示部3101a和右眼側(cè)顯 示部3101b中設(shè)置的2臺(tái)攝像頭3103、 3502分別拍攝右眼用和左眼用圖像 進(jìn)行顯示。由此，能夠在用戶雙眼中顯示帶有視差的影像，從而可以顯示 立體式影像。
圖70及圖71中的光源IOI、 109與第1實(shí)施方式的圖2相同，包括有 紅色激光光源2U、藍(lán)色激光光源212、綠色激光光源213和光檢測(cè)部214。
圖70及圖71中的波陣面形狀變更部102、 109中，焦距水平分量變更 部201和焦距垂直分量變更部202串聯(lián)配置在光路上。由此，就能夠獨(dú)立 地改變光束水平方向的曲率和垂直方向的曲率。在本實(shí)施方式中，如圖2 所示，通過(guò)柱面透鏡與反射鏡的組合，改變反射鏡的位置，從而改變垂直 方向和水平方向的波陣面形狀。
來(lái)自波陣面形狀變更部102、 109的光束分別經(jīng)由反射鏡3102、 3501 被掃描部103、 108掃描，分別射入偏轉(zhuǎn)部104、 107。
偏轉(zhuǎn)部104、 107是配置在雙筒望遠(yuǎn)鏡3101上靠近眼睛部位的目鏡， 其將來(lái)自掃描部103、 108的光聚集到用戶的瞳孔上。此外，偏轉(zhuǎn)部104、 107也可以不是凸透鏡，而是透射型全息圖。在這種情況下，可以將目鏡部 分做薄，實(shí)現(xiàn)雙筒望遠(yuǎn)鏡3101的小型化。
另外，在使用全息圖實(shí)現(xiàn)偏轉(zhuǎn)部104、 107的情況下，也可以不像圖72 所示那樣分開配置偏轉(zhuǎn)部104、 107，而是如圖69那樣使用多次曝光的一片 全息圖作為偏轉(zhuǎn)部104、 107。在這種情況下，可以向用戶顯示出視角寬闊 的圖像。
來(lái)自用戶的視網(wǎng)膜的反射光沿著與反射光相同的路徑逆向行進(jìn)，由光 檢測(cè)部214檢測(cè)出來(lái)。
控制部105、 111具備用于控制雙筒望遠(yuǎn)鏡3101的各部分的集成電路。 由控制部105、 lll控制從光源lOl、 IIO發(fā)出的激光的輸出、以及波陣面形狀變更部102、 109、掃描部103、 108、光檢測(cè)部214和攝像頭3103、 3502的動(dòng)作。
本實(shí)施方式的光束掃描型顯示裝置執(zhí)行圖6所示的步驟801 805，利 用雙眼的融像效果，提高用戶在識(shí)別影像時(shí)所觀看到的幀率。此外，步驟 801 805的處理內(nèi)容與第1實(shí)施方式相同。
此外，就光源101、 110而言，也可以采用以棱鏡等將來(lái)自光源101的 光束分光、使其分別射入左右眼的顯示所使用的波陣面形狀變更部102、109 的方法。在這種情況下，減少了所需要的光源，因而能夠?qū)崿F(xiàn)雙筒望遠(yuǎn)鏡 3101的小型化，并可以降低電力消耗。 (第7實(shí)施方式)
圖73示出了本發(fā)明的第7實(shí)施方式中的激光掃描型臺(tái)式顯示器3401 的結(jié)構(gòu)圖(側(cè)視圖)。
臺(tái)式顯示器3401包括有光源101、波陣面形狀變更部102、掃描部103、 偏轉(zhuǎn)部104及控制部105。具體地，框體內(nèi)部存放著波陣面形狀變更部102、 掃描部103及控制部105，框體表面具有由偏轉(zhuǎn)部104構(gòu)成的顯示面。此外， 其與雙筒望遠(yuǎn)鏡3101同樣地具備左側(cè)顯示部和右側(cè)顯示部。 .而且，用戶將該臺(tái)式顯示器3401設(shè)置在桌子上加以使用。通過(guò)采用圖 73的結(jié)構(gòu)，用戶不需要像HMD那樣在頭部佩戴裝置。另外，也不需要像 雙筒望遠(yuǎn)鏡3101那樣長(zhǎng)時(shí)間地用手支承裝置，因而沒有負(fù)擔(dān)，可以長(zhǎng)時(shí)間 地使用臺(tái)式顯示器3401。
工業(yè)實(shí)用性
本發(fā)明的光束掃描型顯示裝置具有右眼用掃描部、左眼用掃描部等， 可以在顯示裝置、顯示系統(tǒng)、顯示方法、顯示程序等用途中應(yīng)用該裝置。
權(quán)利要求
1.一種圖像顯示裝置，用于在用戶的視網(wǎng)膜上顯示圖像，具備左眼用圖像輸出部，對(duì)構(gòu)成一部分或整個(gè)原圖像的左眼用圖像進(jìn)行輸出；左眼用偏轉(zhuǎn)部，使所述左眼用圖像輸出部所輸出的所述左眼用圖像朝向用戶的左眼方向進(jìn)行偏轉(zhuǎn)；右眼用圖像輸出部，對(duì)構(gòu)成一部分或整個(gè)原圖像的右眼用圖像進(jìn)行輸出；右眼用偏轉(zhuǎn)部，使所述右眼用圖像輸出部所輸出的所述右眼用圖像朝向用戶的右眼方向進(jìn)行偏轉(zhuǎn)；以及控制部，對(duì)所述左眼用圖像輸出部和所述右眼用圖像輸出部進(jìn)行控制，輸出像素位置、圖像形狀、圖像大小、圖像分辨率及顯示幀率之中的至少一個(gè)互不相同的所述左眼用圖像和所述右眼用圖像，從而利用融像效果，使用戶能夠根據(jù)所述左眼用圖像和所述右眼用圖像識(shí)別出所述原圖像。
2. 如權(quán)利要求l所述的圖像顯示裝置，其特征在于， 所述左眼用圖像輸出部包括左眼用光源，輸出對(duì)構(gòu)成左眼用圖像的各像素進(jìn)行描繪的光束；以及 左眼用掃描部，使來(lái)自所述左眼用光源的光束掃描所述左眼用偏轉(zhuǎn)部; 所述右眼用圖像輸出部包括右眼用光源，輸出對(duì)構(gòu)成右眼用圖像的各像素進(jìn)行描繪的光束；以及 右眼用掃描部，使來(lái)自所述右眼用光源的光束掃描所述右眼用偏轉(zhuǎn)部。
3. 如權(quán)利要求2所述的圖像顯示裝置，其特征在于， 所述控制部包括掃描范圍設(shè)定部，使所述左眼用掃描部及所述右眼用掃描部之中的一 個(gè)掃描部以僅掃描所述原圖像的一部分的第1掃描角度進(jìn)行光束掃描，使 另一個(gè)掃描部以第2掃描角度進(jìn)行光束掃描，所述第2掃描角度比所述第1 掃描角度大且小于等于可掃描整個(gè)所述原圖像的掃描角度；畫質(zhì)設(shè)定部，通過(guò)控制所述左眼用圖像輸出部及所述右眼用圖像輸出 部，從而對(duì)應(yīng)于所述掃描范圍設(shè)定部所設(shè)定的掃描角度，輸出畫質(zhì)不同的所述左眼用圖像及所述右眼用圖像。
4. 如權(quán)利要求3所述的圖像顯示裝置，其特征在于， 所述畫質(zhì)設(shè)定部包括幀率設(shè)定部，該幀率設(shè)定部使所述左眼用圖像輸出部及所述右眼用圖像輸出部之中 的與設(shè)定為所述第1掃描角度的一側(cè)相對(duì)應(yīng)的圖像輸出部輸出第1幀率的 圖像，使與設(shè)定為所述第2掃描角度的一側(cè)相對(duì)應(yīng)的圖像輸出部輸出比所 述第1幀率小的第2幀率的圖像。
5. 如權(quán)利要求3所述的圖像顯示裝置，其特征在于， 所述畫質(zhì)設(shè)定部包括分辨率設(shè)定部，該分辨率設(shè)定部使所述左眼用圖像輸出部及所述右眼用圖像輸出部之 中的與設(shè)定為所述第1掃描角度的一側(cè)相對(duì)應(yīng)的圖像輸出部輸出第1分辨 率的圖像，使與設(shè)定為所述第2掃描角度的一側(cè)相對(duì)應(yīng)的圖像輸出部輸出 比所述第1分辨率低的第2分辨率的圖像。
6. 如權(quán)利要求3所述的圖像顯示裝置，其特征在于， 所述左眼用掃描部和所述右眼用掃描部的大小互不相同， 所述掃描范圍設(shè)定部使所述左眼用掃描部及所述右眼用掃描部?jī)烧咧谐叽巛^大的一側(cè)以所述第1掃描角度進(jìn)行光束掃描，使上述兩者之中尺 寸較小的一側(cè)以所述第2掃描角度進(jìn)行光束掃描。
7. 如權(quán)利要求3所述的圖像顯示裝置，其特征在于， 還包括用于檢測(cè)用戶視線的視線檢測(cè)部，掃描范圍設(shè)定部使所述左眼用掃描部及所述右眼用掃描部之中被設(shè)定 為所述第1掃描角度的一側(cè)基于所述視線檢測(cè)部的檢測(cè)結(jié)果對(duì)包含用戶的 視線位置在內(nèi)的區(qū)域進(jìn)行光束掃描。
8. 如權(quán)利要求3所述的圖像顯示裝置，其特征在于， 所述掃描范圍設(shè)定部使所述左眼用掃描部及所述右眼用掃描部之中的與用戶的眼力好的眼睛相對(duì)應(yīng)的一側(cè)以所述第1掃描角度進(jìn)行光束掃描， 使另一側(cè)以所述第2掃描角度進(jìn)行光束掃描。
9. 如權(quán)利要求3所述的圖像顯示裝置，其特征在于， 所述掃描范圍設(shè)定部使所述左眼用掃描部及所述右眼用掃描部之中的與用戶的視力好的眼睛相對(duì)應(yīng)的一側(cè)以所述第1掃描角度進(jìn)行光束掃描，使另一側(cè)以所述第2掃描角度進(jìn)行光束掃描。
10. 如權(quán)利要求2所述的圖像顯示裝置，其特征在于， 所述控制部包括所述掃描模式?jīng)Q定部，該掃描模式?jīng)Q定部使所述左眼用掃描部及所述右眼用掃描部分別按照以下方式進(jìn)行光束掃描，艮卩，將所 述原圖像劃分為多個(gè)掃描區(qū)域，在各幀中所述左眼用掃描部及所述右眼用 掃描部的掃描區(qū)域不同，并且在相鄰的幀中所述左眼用掃描部及所述右眼 用掃描部各自的掃描區(qū)域不同。
11. 如權(quán)利要求10所述的圖像顯示裝置，其特征在于， 所述左眼用掃描部及所述右眼用掃描部一邊多次重復(fù)在第1方向上掃描像素的動(dòng)作， 一邊在與所述第1方向正交的第2方向上依次移動(dòng)位置， 由此來(lái)掃描圖像；所述掃描模式?jīng)Q定部將所述原圖像劃分為多個(gè)掃描區(qū)域，以使得在各 幀中所述左眼用掃描部及所述右眼用掃描部掃描在所述第2方向上相鄰的 像素。
12. 如權(quán)利要求10所述的圖像顯示裝置，其特征在于， 所述左眼用掃描部及所述右眼用掃描部一邊多次重復(fù)在第1方向上掃描像素的動(dòng)作， 一邊在與所述第1方向正交的第2方向上依次移動(dòng)位置， 由此來(lái)掃描圖像；所述掃描模式?jīng)Q定部將所述原圖像劃分為多個(gè)掃描區(qū)域，以使得在各 幀中所述左眼用掃描部及所述右眼用掃描部分別掃描在所述第2方向上連 續(xù)的掃描區(qū)域。
13. 如權(quán)利要求10所述的圖像顯示裝置，其特征在于， 所述左眼用掃描部及所述右眼用掃描部一邊多次重復(fù)在第1方向上掃描像素的動(dòng)作， 一邊在與所述第1方向正交的第2方向上依次移動(dòng)位置， 由此來(lái)掃描圖像；所述掃描模式?jīng)Q定部使所述左眼用掃描部及所述右眼用掃描部按照以 下方式分別進(jìn)行光束掃描，即，所述左眼用掃描部和所述右眼用掃描部在 所述第2方向上的掃描方向相反。
14. 如權(quán)利要求10所述的圖像顯示裝置，其特征在于， 所述控制部包括顯示畫質(zhì)決定部，該顯示畫質(zhì)決定部基于所述左眼用掃描部及所述右眼用掃描部的最大驅(qū)動(dòng)頻率，生成對(duì)所述原圖像的幀率及顯示像素?cái)?shù)之中的至少任意一方進(jìn)行校正后的校正圖像；所述掃描模式?jīng)Q定部將由所述顯示畫質(zhì)決定部生成的所述校正圖像劃 分為多個(gè)掃描區(qū)域，使所述左眼用掃描部及所述右眼用掃描部分別進(jìn)行光 束掃描。
15. 如權(quán)利要求14所述的圖像顯示裝置，其特征在于， 所述左眼用掃描部及所述右眼用掃描部一邊多次重復(fù)在第1方向上掃描像素的動(dòng)作， 一邊在與所述第1方向正交的第2方向上依次移動(dòng)位置， 由此來(lái)掃描圖像；所述顯示畫質(zhì)決定部將所述原圖像的幀率校正為以下兩個(gè)驅(qū)動(dòng)頻率之 中較小一方的2倍，所述兩個(gè)驅(qū)動(dòng)頻率是為了顯示所述原圖像而必需的所 述左眼用掃描部及所述右眼用掃描部在所述第2方向上的驅(qū)動(dòng)頻率、以及 所述左眼用掃描部及所述右眼用掃描部在所述第2方向上的最大驅(qū)動(dòng)頻率。
16. 如權(quán)利要求15所述的圖像顯示裝置，其特征在于， 所述顯示畫質(zhì)決定部對(duì)校正后的所述幀率進(jìn)行再次校正，以使得根據(jù)校正后的所述幀率和所述左眼用掃描部及所述右眼用掃描部在第1方向上 的驅(qū)動(dòng)頻率計(jì)算出來(lái)的所述第2方向上的顯示像素?cái)?shù)大于等于預(yù)先確定的、 使所述原圖像的幀率大于等于1的數(shù)值，并小于等于所述原圖像在所述第2 方向上的顯示像素?cái)?shù)。
17. 如權(quán)利要求14所述的圖像顯示裝置，其特征在于， 所述掃描模式?jīng)Q定部將所述原圖像劃分為與以下數(shù)值相當(dāng)?shù)臄?shù)量的掃描區(qū)域，該數(shù)值為所述左眼用圖像或所述右眼用圖像中任意一個(gè)的總像素 數(shù)除以經(jīng)所述顯示畫質(zhì)決定部校正后的各幀的顯示像素?cái)?shù)所得的商。
18. 如權(quán)利要求14所述的圖像顯示裝置，其特征在于， 所述顯示畫質(zhì)決定部還基于表示所述原圖像的內(nèi)容的內(nèi)容信息對(duì)所述原圖像的幀率及顯示像素?cái)?shù)之中的至少一方進(jìn)行校正。
19. 如權(quán)利要求18所述的圖像顯示裝置，其特征在于， 控制部還包括用戶配置管理部，該用戶配置管理部保持用戶對(duì)各內(nèi)容信息設(shè)定的畫質(zhì)校正值，所述顯示畫質(zhì)決定部基于與所述原圖像的內(nèi)容信息相對(duì)應(yīng)的所述畫質(zhì)校正值，對(duì)所述原圖像的幀率及顯示像素?cái)?shù)之中的至少一方進(jìn)行校正。
20. 如權(quán)利要求19所述的圖像顯示裝置，其特征在于， 所述用戶配置管理部還保持與用戶的視力相關(guān)的信息，所述顯示畫質(zhì)決定部基于所述用戶配置管理部所保持的與用戶視力相關(guān)的信息，對(duì)所述 原圖像的幀率及顯示像素?cái)?shù)之中的至少一方進(jìn)行校正。
21. 如權(quán)利要求10所述的圖像顯示裝置， 還包括電池，用于驅(qū)動(dòng)該圖像顯示裝置；電源管理部，用于檢測(cè)所述電池的剩余量；以及驅(qū)動(dòng)頻率決定部，根據(jù)所述電源管理部的檢測(cè)結(jié)果，改變所述左眼用 掃描部及所述右眼用掃描部這兩者的驅(qū)動(dòng)頻率的最大值。
22. 如權(quán)利要求2所述的圖像顯示裝置，其特征在于， 在由于所述左眼用掃描部所掃描的光束斜向射入所述左眼用偏轉(zhuǎn)部而導(dǎo)致所述左眼用圖像成為在所述左眼用偏轉(zhuǎn)部變形為梯形形狀的左眼用失 真圖像、并且由于所述右眼用掃描部所掃描的光束斜向射入所述右眼用偏 轉(zhuǎn)部而導(dǎo)致所述右眼用圖像成為在所述右眼用偏轉(zhuǎn)部變形為梯形形狀的右 眼用失真圖像的情況下， 所述控制部包括矩形區(qū)域決定部，用于決定左眼用矩形區(qū)域以及右眼用矩形區(qū)域，所 述左眼用矩形區(qū)域是以所述左眼用失真圖像的長(zhǎng)邊的一部分為第1邊、以 與所述第1邊正交并且連結(jié)所述第1邊的端點(diǎn)和所述左眼用失真圖像的斜 邊的線段為第2邊的矩形形狀，所述右眼用矩形區(qū)域是以所述右眼用圖像 的長(zhǎng)邊的一部分作為與所述第1邊長(zhǎng)度相等的第3邊、以與所述第3邊正 交并且連結(jié)所述第3邊的端點(diǎn)和所述右眼用失真圖像的斜邊的線段為第4 邊的矩形形狀；高寬比調(diào)整部，用于調(diào)整所述原圖像的高度及寬度之中的至少一方， 以使得所述原圖像成為以所述第1邊長(zhǎng)為高度、以所述第2邊長(zhǎng)和所述第4 邊長(zhǎng)之和為寬度的校正圖像；失真校正部，生成使所述校正圖像向與所述左眼用失真圖像相反方向 變形的左眼用校正圖像，以便在所述左眼用偏轉(zhuǎn)部上顯示出所述左眼用圖像，并生成使所述校正圖像向與所述右眼用失真圖像相反方向變形的右眼用校正圖像，以便在所述右眼用偏轉(zhuǎn)部上顯示出所述右眼用圖像；以及輸出圖像控制部，將所述左眼用校正圖像之中的與所述左眼用矩形區(qū) 域相對(duì)應(yīng)的部分輸出到所述左眼用圖像輸出部，并將所述右眼用校正圖像 之中的與所述右眼用矩形區(qū)域相對(duì)應(yīng)的部分輸出到所述右眼用圖像輸出 部。
23. 如權(quán)利要求22所述的圖像顯示裝置，其特征在于， 所述矩形區(qū)域決定部按照以下方式?jīng)Q定所述左眼用矩形區(qū)域及所述右眼用矩形區(qū)域，即，在將所述左眼用圖像和所述右眼用失真圖像以所述左 眼用失真圖像的短邊包含在所述右眼用圖像的長(zhǎng)邊之中、并且所述右眼用 圖像的短邊包含在所述左眼用失真圖像的長(zhǎng)邊之中的方式重疊在一起時(shí)， 所述第2及第4邊成為穿過(guò)所述左眼用失真圖像及所述右眼用失真圖像各 自的斜邊的交點(diǎn)的直線。
24. 如權(quán)利要求22所述的圖像顯示裝置，其特征在于， 所述控制部包括剩余區(qū)域決定部，該剩余區(qū)域決定部用于決定左眼用剩余區(qū)域和右眼用剩余區(qū)域，所述 左眼用剩余區(qū)域是以所述第1邊的對(duì)邊為長(zhǎng)邊、以所述左眼用失真圖像的 斜邊的一部分為斜邊的梯形形狀，其高度比所述第4邊更短，所述右眼用 剩余區(qū)域是以所述第3邊為長(zhǎng)邊、以所述右眼用失真圖像的斜邊的一部分 為斜邊的梯形形狀，其高度比所述第2邊更短；所述輸出圖像控制部還將所述左眼用校正圖像之中的與所述左眼用剩 余區(qū)域相對(duì)應(yīng)的部分輸出到所述左眼用圖像輸出部，并將所述右眼用校正 圖像之中的與所述右眼用剩余區(qū)域相對(duì)應(yīng)的部分輸出到所述右眼用圖像輸 出部。
25. 如權(quán)利要求24所述的圖像顯示裝置，其特征在于，所述輸出圖像控制部通過(guò)控制所述左眼用圖像輸出部及所述右眼用圖 像輸出部，降低所述左眼用剩余區(qū)域和在所述右眼用矩形區(qū)域中的.與所述 左眼用剩余區(qū)域重合的區(qū)域之中的至少一個(gè)區(qū)域的亮度，并降低所述右眼 用剩余區(qū)域和在所述左眼用矩形區(qū)域中的與所述右眼用剩余區(qū)域重合的區(qū) 域之中的至少一個(gè)區(qū)域的亮度。
26. 如權(quán)利要求24所述的圖像顯示裝置，其特征在于，所述輸出圖像控制部通過(guò)控制所述左眼用圖像輸出部及所述右眼用圖 像輸出部，增大所述右眼用矩形區(qū)域之中的不與所述左眼用剩余區(qū)域重合 的區(qū)域的亮度，并增大所述左眼用矩形區(qū)域之中的不與所述右眼用剩余區(qū) 域重合的區(qū)域的亮度。
27. 如權(quán)利要求22所述的圖像顯示裝置，其特征在于， 所述矩形區(qū)域決定部以使所述校正圖像的寬高比為16: 9或4: 3的比率的方式?jīng)Q定所述左眼矩形區(qū)域及所述右眼矩形區(qū)域的形狀。
28. 如權(quán)利要求22所述的圖像顯示裝置，其特征在于， 所述矩形區(qū)域決定部在用戶的左右眼的視力差異在一定數(shù)值以上的情況下，以使視力好的眼睛所對(duì)應(yīng)的矩形區(qū)域變?yōu)樽畲螅⑹挂暳Σ畹难劬?所對(duì)應(yīng)的矩形區(qū)域變?yōu)?的方式?jīng)Q定所述左眼矩形區(qū)域和所述右眼矩形區(qū) 域的形狀；所述剩余區(qū)域決定部以使視力好的眼睛所對(duì)應(yīng)的剩余區(qū)域變?yōu)?，并使 視力差的眼睛所對(duì)應(yīng)的剩余區(qū)域變?yōu)樽畲蟮姆绞經(jīng)Q定所述左眼剩余區(qū)域和 所述右眼剩余區(qū)域的形狀。
29. —種圖像顯示方法，其特征在于，包括左眼用圖像輸出步驟，對(duì)構(gòu)成了一部分或整個(gè)原圖像的左眼用圖像進(jìn) 行輸出；左眼用偏轉(zhuǎn)步驟，使通過(guò)所述左眼用圖像輸出步驟輸出的所述左眼用 圖像朝向用戶的左眼方向進(jìn)行偏轉(zhuǎn)；右眼用圖像輸出步驟，對(duì)構(gòu)成了一部分或整個(gè)原圖像的右眼用圖像進(jìn) 行輸出；右眼用偏轉(zhuǎn)步驟，使通過(guò)所述右眼用圖像輸出步驟輸出的所述右眼用 圖像朝向用戶的右眼方向進(jìn)行偏轉(zhuǎn)；以及控制步驟，對(duì)所述左眼用圖像輸出部和所述右眼用圖像輸出部進(jìn)行控 制，輸出像素位置、圖像形狀、圖像大小、圖像分辨率及顯示幀率之中的 至少一個(gè)互不相同的所述左眼用圖像和所述右眼用圖像，從而利用融像效 果，使用戶能夠根據(jù)所述左眼用圖像和所述右眼用圖像識(shí)別出所述原圖像。
30. —種程序，其特征在于，使計(jì)算機(jī)執(zhí)行以下步驟左眼用圖像輸出步驟，對(duì)構(gòu)成了一部分或整個(gè)原圖像的左眼用圖像進(jìn)行輸出；左眼用偏轉(zhuǎn)步驟，使通過(guò)所述左眼用圖像輸出步驟輸出的所述左眼用 圖像朝向用戶的左眼方向進(jìn)行偏轉(zhuǎn)；右眼用圖像輸出步驟，對(duì)構(gòu)成了一部分或整個(gè)原圖像的右眼用圖像進(jìn) 行輸出；右眼用偏轉(zhuǎn)步驟，使通過(guò)所述右眼用圖像輸出步驟輸出的所述右眼用圖像朝向用戶的右眼方向進(jìn)行偏轉(zhuǎn)；以及控制步驟，對(duì)所述左眼用圖像輸出部和所述右眼用圖像輸出部進(jìn)行控制，輸出像素位置、圖像形狀、圖像大小、圖像分辨率及顯示幀率之中的 至少一個(gè)互不相同的所述左眼用圖像和所述右眼用圖像，從而利用融像效果，使用戶能夠根據(jù)所述左眼用圖像和所述右眼用圖像識(shí)別出所述原圖像。
31. —種集成電路，其特征在于，包括左眼用圖像輸出部，對(duì)構(gòu)成一部分或整個(gè)原圖像的左眼用圖像進(jìn)行輸出；左眼用偏轉(zhuǎn)部，使所述左眼用圖像輸出部所輸出的所述左眼用圖像朝 向用戶的左眼方向進(jìn)行偏轉(zhuǎn)；右眼用圖像輸出部，對(duì)構(gòu)成一部分或整個(gè)原圖像的右眼用圖像進(jìn)行輸出；右眼用偏轉(zhuǎn)部，使所述右眼用圖像輸出部所輸出的所述左眼用圖像朝 向用戶的右眼方向進(jìn)行偏轉(zhuǎn)；以及控制部，對(duì)所述左眼用圖像輸出部和所述右眼用圖像輸出部進(jìn)行控制， 輸出像素位置、圖像形狀、圖像大小及顯示幀率之中的至少一個(gè)互不相同 的所述左眼用圖像和所述右眼用圖像，從而利用融像效果，使用戶能夠根 據(jù)所述左眼用圖像和所述右眼用圖像識(shí)別出所述原圖像。
32. —種眼鏡式頭戴式顯示器，其特征在于，具備 權(quán)利要求1所述的圖像顯示裝置；左眼用鏡片，配置在用戶的左眼位置，并在用戶左眼對(duì)面的位置處具 有所述左眼用偏轉(zhuǎn)部；右眼用鏡片，配置在用戶的右眼位置，并在用戶右眼對(duì)面的位置處具有所述右眼用偏轉(zhuǎn)部；左側(cè)鏡腿， 一端連接到所述左眼用鏡片，另一端固定在用戶的頭部左 側(cè)；以及右側(cè)鏡腿， 一端連接到所述右眼用鏡片，另一端固定在用戶的頭部右側(cè)。
33. —種汽車，其特征在于，具備 權(quán)利要求l所述的圖像顯示裝置；以及擋風(fēng)玻璃，具有所述左眼用偏轉(zhuǎn)部和所述右眼用偏轉(zhuǎn)部。
34. —種雙筒望遠(yuǎn)鏡，其特征在于，具備 權(quán)利要求1所述的顯示裝置； 左眼用目鏡鏡片，具有所述左眼用偏轉(zhuǎn)部；以及 右眼用目鏡鏡片，具有所述右眼用偏轉(zhuǎn)部。
35. —種臺(tái)式顯示器，其特征在于，具備 權(quán)利要求1所述的圖像顯示裝置； 用于存放所述顯示裝置的框體；以及在所述框體表面上由所述左眼用偏轉(zhuǎn)部及所述右眼用偏轉(zhuǎn)部構(gòu)成的顯 示面。
全文摘要
一種圖像顯示裝置，包括左眼用光源(101)，用于輸出構(gòu)成了一部分或整個(gè)原圖像的左眼用圖像；左眼用偏轉(zhuǎn)部(104)，將左眼用光源(101)所輸出的所述左眼用圖像朝向用戶的左眼方向進(jìn)行偏轉(zhuǎn)；右眼用光源(110)，用于輸出構(gòu)成了一部分或整個(gè)原圖像的右眼用圖像；右眼用偏轉(zhuǎn)部(107)，將右眼用光源(11)所輸出的右眼用圖像朝向用戶的右眼方向進(jìn)行偏轉(zhuǎn)；控制部(105、111)，對(duì)左眼用圖像輸出部和右眼用圖像輸出部進(jìn)行控制，輸出像素位置、圖像形狀、圖像大小、圖像分辨率及顯示幀率之中的至少一個(gè)不相同的左眼用圖像和右眼用圖像，從而利用融像效果，使用戶能夠根據(jù)左眼用圖像和右眼用圖像識(shí)別出原圖像。
文檔編號(hào)H04N5/74GK101589328SQ20088000128
公開日2009年11月25日 申請(qǐng)日期2008年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月20日
發(fā)明者山本格也, 杉山圭司, 黑塚章 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社