(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-12-16
(45)【発行日】2022-12-26
(54)【発明の名称】表示システムと画像表示方法
(51)【国際特許分類】
G02B 27/02 20060101AFI20221219BHJP
G02F 1/13 20060101ALI20221219BHJP
G02F 1/1334 20060101ALI20221219BHJP
H04N 5/64 20060101ALI20221219BHJP
【FI】
G02B27/02 Z
G02F1/13 505
G02F1/1334
H04N5/64 511A
(21)【出願番号】P 2018568965
(86)(22)【出願日】2018-05-10
(86)【国際出願番号】 CN2018086317
(87)【国際公開番号】W WO2019001145
(87)【国際公開日】2019-01-03
【審査請求日】2021-04-19
(31)【優先権主張番号】201710495394.6
(32)【優先日】2017-06-26
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
【前置審査】
(73)【特許権者】
【識別番号】510280589
【氏名又は名称】京東方科技集團股▲ふん▼有限公司
【氏名又は名称原語表記】BOE TECHNOLOGY GROUP CO.,LTD.
【住所又は居所原語表記】No.10 Jiuxianqiao Rd.,Chaoyang District,Beijing 100015,CHINA
(74)【代理人】
【識別番号】100108453
【氏名又は名称】村山 靖彦
(74)【代理人】
【識別番号】100110364
【氏名又は名称】実広 信哉
(72)【発明者】
【氏名】洪 涛
【審査官】右田 昌士
(56)【参考文献】
【文献】特開2013-005201(JP,A)
【文献】米国特許第09576398(US,B1)
【文献】米国特許出願公開第2013/0108229(US,A1)
【文献】特開2015-038578(JP,A)
【文献】特開2016-212147(JP,A)
【文献】特開2016-139116(JP,A)
【文献】米国特許出願公開第2016/0018645(US,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
G02B 27/01 - 27/02
G02F 1/13
G02F 1/1334
H04N 5/64
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
表示システムであって、
表示側及び前記表示側に対向する対向側を含む表示画像出力装置であって、前記表示画像出力装置の少なくとも一部は少なくとも一部が透明であるように配置されることにより、前記表示画像出力装置の表示側に少なくとも一部の前記対向側の環境画像を受け、前記表示画像出力装置は前記表示側に第1の画像を表示するようにも配置される表示画像出力装置と、
前記第1の画像の光線を受信し、前記第1の画像の光線を前記表示画像出力装置へ伝導するように配置される表示画像入力装置と、
前記環境画像の光線強度と前記第1の画像の光線強度の少なくとも一つを制御するように配置される光強度制御装置と
を含み、
前記光強度制御装置は、
前記表示画像出力装置の表示側に設置され、且つ前記環境画像の光線と前記第1の画像の光線を収集可能に配置される光強度測定装置と、
前記光強度測定装置が前記環境画像の光線強度及び前記第1の画像の光線強度を取得するように、異なるタイミングに前記光強度測定装置に入射した前記環境画像の光線強度若しくは前記第1の画像の光線強度、又はその両方を制御するように配置される光線透過制御装置と
を含み、
前記光線透過制御装置の位置は、前記表示画像入力装置の表示側に設置され、且つ、前記表示画像入力装置の光入射面と前記表示画像入力装置に垂直する方向において少なくとも一部的に重なる位置である、表示システム。
【請求項2】
前記光線透過制御装置が、
前記表示画像出力装置における前記第1の画像の光線或いは前記環境画像の光線を第1の直線偏光にするように配置される第1の偏光板と、
前記表示画像出力装置と前記光強度測定装置との間に設置され、前記第1の直線偏光が前記光強度測定装置に入射することを許容するように前記第1の直線偏光を透過可能で、第2の直線偏光を遮断する、或いは前記第2の直線偏光が前記光強度測定装置に入射することを許容するように前記第2の直線偏光を透過可能で、前記第1の直線偏光を遮断するように配置される第1の偏光制御素子と
を含み、
前記第2の直線偏光の偏光方向が前記第1の直線偏光の偏光方向に対して垂直である、請求項1に記載の表示システム。
【請求項3】
前記光線透過制御装置が第2の偏光板をさらに含み、
前記第1の偏光板が、前記表示側に設置され、且つ、前記表示画像入力装置と前記表示画像入力装置に垂直する方向において少なくとも一部的に重なり、且つ、前記表示画像出力装置における前記第1の画像の光線を前記第1の直線偏光にするように配置され、
前記第2の偏光板が、前記対向側に設置され、且つ、前記光強度測定装置と前記表示画像入力装置に垂直する方向において少なくとも一部的に重なり、且つ、前記表示画像出力装置における前記環境画像の光線を前記第2の直線偏光にするように配置される、請求項2に記載の表示システム。
【請求項4】
前記表示システムは、偏光結合素子をさらに含み、
前記偏光結合素子が、前記光強度測定装置と前記表示画像入力装置に垂直する方向において少なくとも一部的に重なり、且つ、少なくとも一部の前記第2の直線偏光を透過し、且つ、少なくとも一部の前記第1の直線偏光を反射するように配置される、請求項3に記載の表示システム。
【請求項5】
前記光線透過制御装置が、高分子分散液晶材料からなる電気透過率調整素子又は電気偏光素子を含み、前記電気偏光素子が偏光状態或いは非偏光状態であるように設置される、請求項1に記載の表示システム。
【請求項6】
前記光強度制御装置が計算装置をさらに含み、
前記計算装置が、前記光強度測定装置が取得した前記環境画像の光線強度と前記第1の画像の光線強度とに基づき、前記環境画像と前記第1の画像との間の画像コントラストマッチング情報を取得するように配置される、請求項1~5の何れか一項に記載の表示システム。
【請求項7】
前記光強度測定装置が、前記環境画像の光線強度の平均値と前記第1の画像の光線強度の平均値とを取得するように配置され、
前記計算装置が、前記環境画像の光線強度の平均値と前記第1の画像の光線強度の平均値とに基づいて前記画像コントラストマッチング情報を取得するように配置される、請求項6に記載の表示システム。
【請求項8】
前記光強度測定装置が、前記光強度測定装置の各画素に入射する前記環境画像の光線強度と前記第1の画像の光線強度とを取得するように、前記環境画像と前記第1の画像とを取得するように配置され、
前記計算装置が、少なくとも一部の画素が取得した前記環境画像の光線強度と前記第1の画像の光線強度とに基づいて前記画像コントラストマッチング情報を取得するように配置される、請求項6に記載の表示システム。
【請求項9】
前記光強度制御装置がコントローラをさらに含み、
前記コントローラが、前記画像コントラストマッチング情報に基づいて前記表示画像入力装置へ出力する前記第1の画像の光線強度を制御するように配置される、請求項6~8の何れか一項に記載の表示システム。
【請求項10】
前記光強度制御装置が光強度調整装置をさらに含み、
前記光強度調整装置が、前記表示画像出力装置の対向側に配置され、前記コントローラが、前記画像コントラストマッチング情報に基づいて前記光強度調整装置の透過率を制御するようにも配置される、請求項9に記載の表示システム。
【請求項11】
前記表示システムは、一つ或いは複数のレンズをさらに含み、
前記一つ或いは複数のレンズが、前記第1の画像を投射して前記第1の画像の光線を前記表示画像入力装置へ出力するように配置される、請求項1~10の何れか1項に記載の表示システム。
【請求項12】
前記表示システムは、表示素子をさらに含み、
前記一つ或いは複数のレンズが、前記表示素子が出射した前記第1の画像の光線を平行光線に平行化した後、前記第1の画像の光線を前記表示画像入力装置へ出力するように配置される、請求項11に記載の表示システム。
【請求項13】
前記表示画像入力装置と前記表示画像出力装置とが、光導波路の本体を得るように、互いに結合又は一体形成され、
前記表示画像入力装置が、反射面を含み、
前記表示画像出力装置が、一つの半反射半透過面或いは並べて配置された複数の半反射半透過面を含む、請求項1~12の何れか1項に記載の表示システム。
【請求項14】
表示画像入力装置により、第1の画像の光線を受光し、前記第1の画像の光線を表示画像出力装置へ伝導するステップであって、前記表示画像出力装置が表示側及び前記表示側に対向する対向側を含み、前記第1の画像が前記表示側に表示され、前記表示画像出力装置の少なくとも一部が少なくとも部分的に透明であるように配置されることにより、前記表示画像出力装置の表示側に少なくとも一部の前記対向側の環境画像を受けるステップと、
光強度測定装置と光線透過制御装置とを含む光強度制御装置により、前記環境画像の光線強度と前記第1の画像の光線強度との少なくとも一つを制御するステップと
を含
み、
前記光線透過制御装置の位置は、前記表示画像入力装置の表示側であり、且つ前記表示画像入力装置の光入射面と前記表示画像入力装置に垂直する方向において少なくとも一部的に重なる位置であり、
画像表示方法は、
前記表示画像出力装置の表示側の前記光強度測定装置により前記環境画像の光線及び前記第1の画像の光線を収集するステップと、
前記環境画像の光線強度及び/又は前記第1の画像の光線強度を制御するステップであって、前記光線透過制御装置により、前記光強度測定装置が前記環境画像の光線強度及び前記第1の画像の光線強度を取得するように、前記環境画像の光線と前記第1の画像の光線とは異なるタイミングに前記光強度測定装置に入射する、ステップと、
をさらに備える画像表示方法。
【請求項15】
測定した前記環境画像の光線強度と前記第1の画像の光線強度とに基づいて前記環境画像と前記第1の画像との間の画像コントラストマッチング情報を取得し、
前記画像コントラストマッチング情報に基づいて前記表示側に出射した前記環境画像の光線強度若しくは前記第1の画像の光線強度、又はその両方を制御する、
請求項14に記載の画像表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示の実施形態は表示システムと画像表示方法に関する。
【背景技術】
【0002】
拡張現実(Augmented Reality、AR)表示システムは表示された仮想フィールド画像を外界真実フィールドに重畳することにより、外界真実フィールドと仮想フィールドとの融合を実現できる。よって、拡張現実表示システムはユーザが現実世界に対する認知力を向上でき、ユーザの使用体験が大幅に向上される。光導波路は軽量で小型、厚みが小さいなどのメリットを有するため、光導波路に基づく拡張現実表示システムは幅広く注目を集めている。
【発明の概要】
【0003】
本開示の少なくとも一つの実施形態は表示システムを提供し、当該表示システムは、表示画像出力装置と、表示画像入力装置と光強度制御装置を含む。表示画像出力装置は、表示側及び前記表示側に対向する対向側を含み、前記表示画像出力装置の少なくとも一部は少なくとも一部が透明であるように配置されることにより、前記表示画像出力装置の表示側に少なくとも一部の前記対向側の環境画像が受信される。前記表示画像出力装置は前記表示側に前記第1の画像を表示するようにも配置される。表示画像入力装置は、第1の画像の光線を受信し、前記第1の画像の光線を前記表示画像出力装置へ伝導するように配置される。光強度制御装置は、前記環境画像の光線強度と前記第1の画像の光線強度の少なくとも一つを制御するように配置される。
【0004】
例えば、本開示の少なくとも一つの実施形態に提供される表示システムにおいて、前記光強度制御装置は、光強度測定装置と、光線透過制御装置とを含む。光強度測定装置は、前記表示画像出力装置の表示側に設置され、且つ前記環境画像の光線と前記第1の画像の光線を収集可能に配置される。光線透過制御装置は、前記光強度測定装置が前記環境画像の光線強度と前記第1の画像の光線強度を取得するように、異なるタイミングに前記光強度測定装置に入射した前記環境画像の光線強度若しくは前記第1の画像の光線強度、又はその両方を制御するように配置される。
【0005】
例えば、本開示の少なくとも一つの実施形態に提供される表示システムにおいて、前記光線透過制御装置は、第1の偏光板と第1の偏光制御素子とを含む。第1の偏光板は、前記表示画像出力装置における前記第1の画像の光線或いは前記環境画像の光線を第1の直線偏光にするように配置される。第1の偏光制御素子は、前記表示画像出力装置と前記光強度測定装置との間に設置され、前記第1の直線偏光が前記光強度測定装置に入射することを許容するように前記第1の直線偏光を透過可能で、第2の直線偏光を遮断する、或いは前記第2の直線偏光が前記光強度測定装置に入射することを許容するように前記第2の直線偏光を透過可能で、前記第1の直線偏光を遮断するように配置される。前記第2の直線偏光の偏光方向は前記第1の直線偏光の偏光方向に垂直する。
【0006】
例えば、本開示の少なくとも一つの実施形態に提供される表示システムにおいて、前記光線透過制御装置は第2の偏光板をさらに含む。前記第1の偏光板は前記表示側に設置され、且つ、前記表示画像入力装置と前記表示画像入力装置に垂直する方向において少なくとも一部的に重合され、且つ、前記表示画像出力装置における前記第1の画像の光線を前記第1の直線偏光にするように配置される。前記第2の偏光板は前記対向側に設置され、且つ、前記光強度測定装置と前記表示画像入力装置に垂直する方向において少なくとも一部的に重合され、且つ、前記表示画像出力装置における前記環境画像の光線を前記第2の直線偏光にするように配置される。
【0007】
例えば、本開示の少なくとも一つの実施形態に提供する表示システムは、さらに偏光結合素子を含み、前記偏光結合素子は前記光強度測定装置と前記表示画像入力装置に垂直する方向において少なくとも一部的に重合され、且つ、少なくとも一部の前記第2の直線偏光を透過し、且つ、少なくとも一部の前記第1の直線偏光を反射するように配置される。
【0008】
例えば、本開示の少なくとも一つの実施形態に提供される表示システムにおいて、前記光線透過制御装置は、前記表示画像出力装置の対向側に設置され、且つ、前記光強度測定装置と前記表示画像入力装置に垂直する方向において少なくとも一部的に重合する位置に設置され、或いは前記表示画像入力装置の表示側に設置され、且つ、前記表示画像入力装置の光入射面と前記表示画像入力装置に垂直する方向において少なくとも一部的に重合する位置に設置され、且つ、異なるタイミングに前記光強度測定装置に入射される前記環境画像の光線強度若しくは前記第1の画像の光線強度、又はその両方を制御するように配置される。
【0009】
例えば、本開示の少なくとも一つの実施形態に提供される表示システムにおいて、前記光線透過制御装置は高分子分散液晶材料からなる電気透過率調整素子、或いは電気偏光素子を含み、そのうち、前記電気偏光素子は偏光状態或いは非偏光状態であるように設置される。
【0010】
例えば、本開示の少なくとも一つの実施形態に提供される表示システムにおいて、前記光強度制御装置は計算装置をさらに含み、前記計算装置は前記光強度測定装置が取得した前記環境画像の光線強度と前記第1の画像の光線強度とに基づき、前記環境画像と前記第1の画像との間の画像コントラストマッチング情報を取得するように配置される。
【0011】
例えば、本開示の少なくとも一つの実施形態に提供される表示システムにおいて、前記光強度測定装置は、前記環境画像の光線強度の平均値と前記第1の画像の光線強度の平均値とを取得するように配置される。前記計算装置は、前記環境画像の光線強度の平均値と前記第1の画像の光線強度の平均値とに基づいて前記画像コントラストマッチング情報を取得するように配置される。
【0012】
例えば、本開示の少なくとも一つの実施形態に提供される表示システムにおいて、前記光強度測定装置は、前記光強度測定装置の各画素に入射する前記環境画像の光線強度と前記第1の画像の光線強度とを取得するように、前記環境画像と前記第1の画像とを取得するように配置される。前記計算装置は、少なくとも一部の画素が取得した前記環境画像の光線強度と前記第1の画像の光線強度とに基づいて前記画像コントラストマッチング情報を取得するように配置される。
【0013】
例えば、本開示の少なくとも一つの実施形態に提供される表示システムにおいて、前記光強度制御装置はコントローラをさらに含み、前記コントローラは、前記画像コントラストマッチング情報に基づいて前記表示画像入力装置へ出力する前記第1の画像の光線強度を制御するように配置される。
【0014】
例えば、本開示の少なくとも一つの実施形態に提供される表示システムにおいて、前記光強度制御装置に光強度調整装置をさらに含み、前記光強度調整装置は、前記表示画像出力装置の対向側に配置され、前記コントローラは、前記画像コントラストマッチング情報に基づいて前記光強度調整装置の透過率を制御するようにも配置される。
【0015】
例えば、本開示の少なくとも一つの実施形態に提供される表示システムにおいて、さらに一つ或いは複数のレンズを含み、前記一つ或いは複数のレンズは、前記第1の画像を投射して前記第1の画像の光線を前記表示画像入力装置へ出力するように配置される。
【0016】
例えば、本開示の少なくとも一つの実施形態に提供される表示システムにおいて、さらに表示素子を含み、前記一つ或いは複数のレンズは、前記表示素子が出射した前記第1の画像の光線を平行光線に平行化した後、前記第1の画像の光線を前記表示画像入力装置へ出力するように配置される。
【0017】
例えば、本開示の少なくとも一つの実施形態に提供される表示システムにおいて、光導波路の本体を得るように、前記表示画像入力装置と前記表示画像出力装置とは互いに結合又は一体形成される。前記表示画像入力装置は、反射面を含む。前記表示画像出力装置は、一つの半反射半透過面或いは並べて配置された複数の半反射半透過面を含む。
【0018】
本開示の少なくとも一つの実施形態はさらに画像表示方法を提供し、当該画像表示方法は、第1の画像の光線を受光し、前記第1の画像の光線を表示画像出力装置へ伝導しすることと、前記環境画像の光線強度と前記第1の画像の光線強度との少なくとも一つを制御することを含む。前記表示画像出力装置は表示側及び前記表示側に対向する対向側を含み、前記第1の画像は前記表示側に表示され、前記表示画像出力装置の少なくとも一部は少なくとも一部が透明であるように配置されることにより、前記表示画像出力装置の表示側に少なくとも一部の前記対向側の環境画像が受信されるこ。
【0019】
例えば、本開示の少なくとも一つの実施形態に提供する画像表示方法は、前記環境画像の光線強度と前記第1の画像の光線強度とを取得するように、前記表示側に前記環境画像の光線と前記第1の画像の光線とを収集することと、収集した前記環境画像の光線強度と前記第1の画像の光線強度とに基づき、前記環境画像の光線強度若しくは前記第1の画像の光線強度、又はその両方を制御することをさらに含む。
【0020】
例えば、本開示の少なくとも一つの実施形態に提供する画像表示方法において、前記収集した前記環境画像の光線強度と前記第1の画像の光線強度とに基づいて前記環境画像と前記第1の画像との間の画像コントラストマッチング情報を取得し、前記画像コントラストマッチング情報に基づいて前記表示側に出射した前記環境画像の光線強度若しくは前記第1の画像の光線強度、又はその両方を制御する。
【図面の簡単な説明】
【0021】
本開示の実施形態の技術案を明瞭に説明するために、以下は実施形態の図面に対して簡単に説明する。明らかに、下記記載における図面はただ本開示における一部の実施形態に関するものだけであり、本開示を限定するではない。
【0022】
【
図1】
図1は光導波路に基づく表示システムである。
【
図2A】
図2Aは第1の実施形態に提供される表示システムの断面模式図である。
【
図4】
図4は光強度調整装置の例示的な設置方式である。
【
図5A】
図5Aは第1の実施形態に提供される光導波路本体の平面模式図である。
【
図6A】
図6Aは第2の偏光制御素子の例示的な側面図である。
【
図7】
図7は第3の実施形態と第4の実施形態に提供される表示システムの断面模式図である。
【
図8】
図8は第5の実施形態に提供される表示システムの断面模式図である。
【
図9A】
図9Aは第1の偏光制御素子の例示的な側面図である。
【
図10】
図10はもう1つの第1の偏光制御素子の模式図である。
【
図11】
図11は第6の実施形態に提供される表示システムの断面模式図である。
【
図12A】
図12Aは第7の実施形態に提供される表示システムの断面模式図である。
【
図13】
図13は第8の実施形態に提供する画像表示方法の例示的なフロー図である。
【
図14】
図14は第9の実施形態に提供する画像表示方法の例示的なフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【0023】
本発明における実施形態の目的、技術案及び利点をさらに明らかにするように、以下は本発明における実施形態の図面に基づき、本発明の実施形態の技術案を明らかで完備に説明する。もちろん、説明する実施形態は本発明の一部の実施形態であり、すべての実施形態ではない。説明する本発明の実施形態に基づいて、当業者にとって創造的な労働が必要ではない前提で得られるすべてのほかの実施形態は本発明が保護する範囲に属する。
【0024】
別途に定義が無い限り、本開示に使用される技術用語又は科学用語は本開示の所属分野において一般の知識を持ってる人士が理解する通常の意味である。本開示に使用される「第1の」、「第2の」及び類似する表現は順番、数又は重要性を区別するのもではなく、ただそれぞれの構成部分を区別するためである。同様に、「一つの」、「一」或いは「当該」なども数量を規制するではなく、少なくとも一つが存在することを示す。「備える」又は「含む」などの表現は、この表現の前に存在する素子または物体がこの表現の後に存在する素子または物体及びその均等品を含むことを意味し、他の素子や物品を排除しない。「連接」又は「接続」などの用語は物理的又は機械的な連結に限らず、電気的な連結も含まれ、直接にでも間接にでも以上のようになる。「上」「下」「左」「右」などは、ただ相対的な位置関係を示し、説明する対象の絶対位置が変化されると、当該相対位置が対応的に変化されることもある。
【0025】
例えば、
図1は光導波路に基づく表示システム500であり、
図1に示したように、前記光導波路に基づく表示システム500は光導波路本体521、一つ或いは複数のレンズ532とマイクロ表示器531とを含む。例えば、当該光導波路本体521は一つの反射面522と一つ或いは複数の(例えば、四つ)半反射半透過面523を含み、当該四つの半反射半透過面523が組合せられて表示機能を実現し、一つの(光導波路)表示装置を構成する。当該表示装置は表示側524及び表示側524に対向する対向側525を含む。
【0026】
例えば、マイクロ表示器531が出射した画像光線は一つ或いは複数のレンズ532により伝送された後、光導波路本体521の反射面522に入射され、光導波路本体521の反射面522は少なくとも一部的に反射面522に入射された画像光線の角度が光導波路本体521の全反射条件を満たすようにさせ、これにより、画像光線が光導波路本体521の左側から右側へ伝達できるようにさせるため、この場合、光導波路本体521がストレートであることを要求しなくても良い。画像光線が左側から右側へ伝送される過程において、画像光線は四つの半反射半透過面523に順次に入射される。それぞれの半反射半透過面523に入射された画像光線の部分は半反射半透過面523により反射され、これにより一部の画像光線の伝送角度が半反射半透過面523により変更するようにさせ、さらに前記一部の画像光線がもはや光導波路本体521の全反射条件を満たさないようにさせ、光導波路本体521の表示側から524出射される。また、光導波路本体521の対向側525における外界フィールドの環境画像の光線の少なくとも一部は光導波路本体521を透過し、光導波路本体521の表示側524から出射される。そのため、光導波路本体521の表示側524に位置するユーザは、外界フィールドの環境画像とマイクロ表示器531が生成した仮想画像とを同時に観察することができる。よって、当該表示システム500は拡張現実表示機能を実現できる。
【0027】
発明者が発見したように、前記光導波路に基づく表示システム500において、表示画像の光線強度と外界フィールドの環境画像の光線強度との間にマッチングしない問題が存在する可能性がある。例えば、昼間の室外において光が強い照射環境条件では、外界フィールドの環境画像の光線強度は表示画像の光線強度よりはるかに大きいである可能性があり、さらに例えば、夜間の室外において光が弱い照射環境条件では、表示画像の光線強度は外界フィールドの環境画像の光線強度よりはるかに大きいである可能性がある。つまり、表示画像と外界フィールドの環境画像との間にコントラストオフセットの問題が生じる可能性があり、これにより仮想と現実との融合効果及びユーザ体験が悪くなる。
【0028】
本開示の実施形態に表示システムと画像表示方法が提供され、環境画像の光線強度と第1の画像の光線強度とを取得することにより、表示画像と外界フィールド画像とのコントラストが最適化される。
【0029】
本開示の少なくとも一つの実施形態に表示システムが提供され、当該表示システムは表示画像出力装置、表示画像入力装置と光強度制御装置を含む。表示画像出力装置は表示側及び表示側に対向する対向側を含み、表示画像出力装置の少なくとも一部は少なくとも一部が透明であるように配置され、これにより、表示画像出力装置の表示側に少なくとも一部の対向側の環境画像を受信し、表示画像出力装置は表示側に第1の画像を表示するようにも配置される。表示画像入力装置は、第1の画像の光線を受光し、第1の画像の光線を表示画像出力装置へ伝導するように配置される。光強度制御装置は、環境画像の光線強度と第1の画像の光線強度の少なくとも一つを制御する。
【0030】
本開示の少なくとも一つの実施形態に画像表示方法が提供され、当該画像表示方法は、第1の画像の光線を受光し、第1の画像の光線を表示画像出力装置へ伝導することと、環境画像の光線強度と第1の画像の光線強度の少なくとも一つを制御することとを含む。表示画像出力装置は表示側及び表示側に対向する対向側を含み、第1の画像は表示側に表示され、表示画像出力装置の少なくとも一部は少なくとも一部が透明であるように配置されることにより、表示画像出力装置の表示側に少なくとも一部の対向側の環境画像が受信される。
【0031】
例えば、当該光強度制御装置は光強度測定装置と光線透過制御装置とを含んでもよく、光強度測定装置は表示画像出力装置の表示側に設置されてよく、且つ、環境画像の光線と第1の画像の光線とを収集可能に配置され、光線透過制御装置は、光強度測定装置が環境画像の光線強度と第1の画像の光線強度を取得するように、異なるタイミングに光強度測定装置に入射される環境画像の光線強度若しくは第1の画像の光線強度、又はその両方を制御するように配置される。
【0032】
それぞれの実施形態において、例えば、光線透過制御装置は第1の偏光板と第1の偏光制御素子とを含んでよく、第1の偏光板は表示画像出力装置における第1の画像の光線或いは環境画像の光線を第1の直線偏光にするように配置され、第1の偏光制御素子は、表示画像出力装置と光強度測定装置との間に設置され、第1の直線偏光が光強度測定装置に入射することを許容するように第1の直線偏光を透過可能で、第2の直線偏光を遮断する、或いは第2の直線偏光が光強度測定装置に入射することを許容するように第2の直線偏光を透過可能で、第1の直線偏光を遮断するように配置され、第2の直線偏光の偏光方向は第1の直線偏光の偏光方向に垂直する。さらに例えば、光線透過制御装置は、表示画像出力装置の対向側に設置され、且つ、光強度測定装置と表示画像入力装置に垂直する方向において少なくとも一部的に重合する、或いは表示画像入力装置の表示側に設置され、且つ、表示画像入力装置の光入射面と表示画像入力装置に垂直する方向において少なくとも一部的に重合し、且つ、異なるタイミングに光強度測定装置に入射した環境画像の光線強度或いは第1の画像の光線強度を制御するように配置される。
【0033】
以下は図面を組合せて本発明におけるそれぞれの実施形態及びそれらの具体的な例示を非制限的に説明する。下記の通り、互いに衝突しない限り、これらの具体的な実施形態におけるそれぞれの特徴を互いに組合せ、新しい実施形態を得ることができ、これらの実施形態も本発明が保護を請求する範囲に入る。
【0034】
[第1の実施形態]
本実施形態に表示システム100が提供され、当該表示システム100は単眼式拡張現実メガネとして実現される。例えば、当該表示システム100はユーザの左目に対応してよく、さらに例えば、当該表示システム100はユーザの右目に対応してもよい。
【0035】
例えば、
図2Aは第1の実施形態に提供される表示システム100の断面模式図である。例えば、
図2Aに示したように、当該表示システム100は表示画像出力装置110、表示画像入力装置120と光強度制御装置を含んでよく、光強度制御装置は光強度測定装置131と光線透過制御装置180を含む。
【0036】
例えば、光線透過制御装置180は光強度制御素子を含んでよく、光強度制御素子を設置することにより、光強度測定装置131は異なるタイミングに表示画像出力装置110の表示側が出射した環境画像の光線強度及び第1の画像の光線強度と環境画像の光線強度との和を取得することができ、これにより、表示システム100は第1の画像の光線強度を取得でき、且つ、取得した第1の画像の光線強度と環境画像の光線強度に基づいて第1の画像と環境画像との間のコントラストを最適化にすることができる。
【0037】
以下は
図2A-
図5Bを合わせて第1の実施形態に提供される表示システム100を具体的に説明する。
【0038】
例えば、
図2Aに示したように、表示画像出力装置110は光導波路表示装置であり、表示画像入力装置120と別体に形成してから組合せてよく、或いは、両者が一体形成してもよい(この際、表示画像出力装置110と表示画像入力装置120との間にインタフェースがなくてもよい)。例えば、
図2Aに示したように、表示画像入力装置120と表示画像出力装置110とが組合せ、或いは一体形成された場合、取得した全体的な構造は光導波路本体121であり、表示画像出力装置110は光導波路本体121における中間及び右側に位置する領域であってよい。例えば、表示画像出力装置110は表示側161及び表示側161に対向する対向側162を含んでもよく、且つ、少なくとも一部は少なくとも一部が透明であるように配置される。これにより、表示画像出力装置110の表示側161に少なくとも一部の対向側162の環境画像、即ち、環境光により生じた画像を受信でき、外界フィールド画像とも称する。例えば、対向側162のフィールドの環境画像の少なくとも一部の光線(例えば、可視光線)は表示画像出力装置110を透過でき、これにより、ユーザは表示側に対向側162のフィールドの環境画像を観察することができる。
【0039】
例えば、
図2Aに示したように、表示画像入力装置120は、第1の画像(表示画像とも称する)の光線を受光するように配置される。例えば、第1の画像は、表示素子133により出力され、一つ或いは複数のレンズ132を介して投射されて表示画像入力装置120に出力されることによりユーザに見させる。例えば、表示素子133と一つ或いは複数のレンズ132は表示システム100の構成要素であってよく、ユーザが自己配置してもよい。明らかにするために、第1の画像、表示素子133及び一つ或いは複数のレンズ132に関する詳しい内容は表示画像入力装置120、光強度測定装置131と光線透過制御装置180などの内容を説明した後に記する。
【0040】
例えば、表示画像入力装置120は、第1の画像の光線を表示画像出力装置110へ伝導するように配置される。これにより、表示画像出力装置110が表示側に第1の画像を表示できるようにさせる。例えば、光導波路本体121は、第1の端125(例えば、
図2Aに示した光導波路本体121の左端)と第2の端126(例えば、
図2Aに示した光導波路本体121の右端)とを含んでもよい。例えば、表示画像入力装置120が受光した第1の画像の光線が表示画像入力装置120にカップリングされる際、第1の画像の光線の少なくとも一部の伝送角度は表示画像入力装置120と光導波路本体121の全反射条件を満たすことができる。これにより、第1の画像の光線の少なくとも一部は光導波路本体121の一端(例えば、第1の端125)から光導波路本体121の他端(例えば、第2の端126)へ伝送される。従って、第1の画像の光線は表示画像出力装置110へ伝導され、これにより、表示画像出力装置110が表示側161に第1の画像を表示するようにさせる。
【0041】
例えば、表示画像入力装置120の具体的な構成は実用需要に応じて設定され、本開示の一部の実施形態はこれに限定しない。例えば、
図2Aに示したように、表示画像入力装置120は反射面122を含んでよく、表示画像出力装置110は半反射半透過面124を含んでよく、反射面122と半反射半透過面124は光導波路本体121中に設置されてよい。
【0042】
例えば、
図2Bは光導波路本体121の全反射条件を示した模式図である。例えば、光導波路本体121の材料の屈折率がn2であり、光導波路本体121の外部媒質(例えば、空気)の屈折率がn1である場合、光導波路本体121内の光線の伝送角度(即ち、光導波路本体121の表示面の法線方向tに対する挟角θ1)がarcsin(n1/n2)(即ち、光導波路本体121の全反射臨界角)より大きいである場合、光線は光導波路本体121の全反射条件を満たす。例えば、光導波路本体121の全反射臨界角は光導波路本体121の材料の屈折率n2の増加につれて減少される。つまり、光導波路本体121の材料の屈折率n2が大きいほど、光線が光導波路本体121の全反射条件を容易に満たすようになる。
【0043】
例えば、光導波路本体121の材料は実用需要により選択され、本開示の実施形態はこれに限定しない。例えば、光導波路本体121の材料が可視光線に対するロスが比較的に小さくなる(例えば、可視光線に対するロスが0.2dB/cm以下になることが可能)。これにより、表示システム100の表示画像の輝度とエネルギー利用率が向上される。例えば、光導波路本体121として、屈折率が比較的に大きい材料を選択してよく、これにより、光導波路本体121の全反射臨界角を小さくすることができ、さらに表示システム100のデザインの自由度を向上することができる。例えば、光導波路本体121を作製する材料の屈折率n2は1.5-1.6であってよく、例えば、光導波路本体121として、石英ガラス或いはフッ化物ガラスであってよいが、本開示の実施形態はこれに限らない。
【0044】
例えば、反射面122は、第1の画像の光線(例えば、第1の画像の光線の少なくとも一部)の伝送角度が光導波路本体121の全反射条件を満たすように配置されてよい。例えば、反射面122は多層媒質膜であってよいが、本開示の実施形態はこれに限らない。例えば、反射面122は可視光線に対して高い反射率(例えば、可視光線に対する反射率が99.9%以上になる)を有してよい。
【0045】
例えば、反射面122に入射された第1の画像の光線は、反射面122に反射されて伝送方向(或いは角度)が変更され、これにより光導波路本体121に入力される。例えば、在第1の画像の光線が光導波路本体121内における伝送角度が光導波路本体121の全反射条件を満たす場合、第1の画像の光線は光導波路本体121において伝送される。
【0046】
例えば、反射面122の設置角度は実用需要に応じて設定され、本開示の実施形態はこれに限定しない。例えば、反射面122と表示画像入力装置120の表面(例えば、
図5Aに示した平面)との挟角は25度、30度、35度などの角度に設置してよく、本開示の実施形態はこれに限らない。反射面122が反射した第1の画像光線(例えば、第1の画像の少なくとも一部光線)の伝送角度が表示画像入力装置120の全反射条件を満たせさえすれば、反射面122と表示画像入力装置120の表面との挟角を他の角度に設定してもよい。
【0047】
例えば、表示システム100をさらにコンパクト化にするために、反射面122を光導波路本体121の一端(例えば、反射面122の1つのエッジを光導波路本体121の一端に接触する)に設置してよいが、本開示の実施形態はこれに限らない。例えば、反射面122の設置位置は表示素子133の設置位置(例えば、反射面122と表示素子133とは、光導波路本体121に垂直する方向において少なくとも一部が重合される)に対応してよい。例えば、反射面122は表示素子133が出射した第1の画像の光線を受光すべきである。
【0048】
例えば、表示画像出力装置110の半反射半透過面124は、反射することにより半反射半透過面124に入射された一部の第1の画像の光線を、表示画像出力装置110の表示側161へ出力するように配置してよく、半反射半透過面124は、透過することにより半反射半透過面124に入射された一部の環境画像の光線が表示画像出力装置110の表示側161に出射されるようにも配置される。例えば、
図2Aに示した第1の画像の光線が表示側161における出射角度はただ例示的であり、本開示の実施形態はこれに限らない。例えば、表示画像出力装置110は一つの或いは並べて配置された複数の半反射半透過面124を含んでよい。例えば、表示画像出力装置110に含まれる半反射半透過面124の数、反射率、設置手段は実用需要に応じて設定され、本開示の実施形態はこれに限定しない。
【0049】
例えば、表示画像出力装置110は2つの半反射半透過面124を含んでよい。例えば、一つの半反射半透過面124は光導波路本体121の中間領域(例えば、光導波路本体121の真ん中に設置される)に設置されてよく、第1の画像の光線を表示側にいるユーザの目に出力するものとする。もう一つの半反射半透過面124は例えば、光導波路本体121の第2の端126に設置されてよく、第1の画像の光線を表示側に設置される光強度測定装置131の集光面に出力するものとする。
【0050】
さらに例えば、表示画像出力装置110は5つの半反射半透過面124を含んでもよい。例えば、4つの半反射半透過面124は光導波路本体121の中間領域(例えば、4つの半反射半透過面124は、光導波路本体121的長手方向に沿った対称軸に対して対称するように設置されてよい)に設置されてよく、第1の画像の光線を表示側にいるユーザの目に出力するものとする。一つの半反射半透過面124は例えば、光導波路本体121の第2の端126に設置されてよく、第1の画像の光線を表示側に設置される光強度測定装置131の集光面に出力するものとする。例えば、光導波路本体121の中間領域に複数の半反射半透過面124が設置された場合、表示システム100の射出瞳(即ち、
図2Aに示した出射ビームの直径P)を増加してよく、これによりユーザの使用体験が向上される。
【0051】
例えば、複数の半反射半透過面124の反射率は順次に増加するように設計されてよく、且つ、第2の端126に寄る半反射半透過面124の反射率は、第1の端125に寄る半反射半透過面124の反射率より大きいのであり、これにより、表示システム100が出射した光強度の平均性が向上される。例えば、
図2Aに示したように、表示画像出力装置110に5つの半反射半透過面124が含まれる場合、第1の端125から第2の端126まで並ぶように配置された半反射半透過面124の反射率は順次に13%、14.9%、17.6%、21.3%と27.1%と設置されてよいが、本開示の実施形態はこれに限らない。
【0052】
例えば、明らかするように、光導波路本体121と半反射半透過面124との具体的な設計例示ついて、光線透過制御装置180と光強度測定装置131などに関する内容の後で説明する。
【0053】
例えば、光線透過制御装置180は、表示画像出力装置110の表示側161してよく、且つ、表示画像入力装置120の反射面と対向してよい(例えば、光線透過制御装置180と表示画像入力装置120の反射面122とは、前記表示画像入力装置に垂直する方向において少なくとも一部が重合される)。例えば、光線透過制御装置180は、異なるタイミングで光強度測定装置131に入射した第1の画像の光線強度を制御するように配置されてよい。例えば、
図2Aに示したように、光線透過制御装置180は、表示画像入力装置120の光入射面と一つ或いは複数のレンズ132との間に設置されてよいが、本開示の実施形態はこれに限らない。さらに例えば、光線透過制御装置180は、表示素子133と一つ或いは複数のレンズ132との間に設置されてもよい。
【0054】
例えば、光線透過制御装置180に光強度制御素子が含まれてよい。例えば、光強度制御素子の具体的な形式は実際の応用状況に応じて設定してよく、本開示の実施形態はこれに限定しない。例えば、光強度制御素子は電気透過率調整素子を含んでよく、且つ、電気透過率調整素子は、透過状態或いは遮断状態であってよいように配置される。例えば、電気透過率調整素子は、高分子分散液晶(Polymer Dispersed LiquId Crystal、略称PDLC)材料或いはエレクトロクロミック材料を含んでよく、PDLC材料とエレクトロクロミック材料は付勢された電圧の変化につれて透過状態と遮断状態とを呈する。
【0055】
例えば、以下は
図3Aと
図3Bを組合せて光強度制御素子に関する1つの例示的な設置手段を説明する。
【0056】
例えば、
図3Aは光強度制御素子181の1つの例示的な設置手段である。例えば、
図2Aに示した光線透過制御装置180は、
図3Bに示した光強度制御素子181として実現されるが、本開示の実施形態はこれに限らない。
【0057】
例えば、光強度制御素子181は第1の導電層52、第2の導電層53と高分子分散液晶材料層51とを含んでよく、第1の導電層52と第2の導電層53は例えば、透明導電層であってよい。例えば、第1の導電層52と第2の導電層53に電圧を付勢する場合、第1の導電層52と第2の導電層53との間の電界はPDLC材料の性質を変化させ、これにより、光強度制御素子181が透過状態を呈するようにさせる。この際、表示素子133が出力した第1の画像は光強度制御素子181を通して表示画像入力装置120に入力される。第1の導電層52と第2の導電層53に電圧を付勢しない場合、高分子分散液晶材料層51のPDLC材料は逆変化を生じ、これにより光強度制御素子181が遮断状態を呈するようにさせる。この際、表示素子133が出力した第1の画像は、光強度制御素子181により遮断されたため、表示画像入力装置120へ入力されない。例えば、光強度制御素子181が透過状態と遮断状態での透過率(例えば、可視光線に対する透過率)はそれぞれTC1とTC2である。例えば、TC1とTC2の具体的な数値は実用需要に応じて設定され、TC1は、例えば、99.9%以上であってよく、TC2は、例えば、0.1%以下であってよい。例えば、明らかするように、本開示の光強度制御素子181について、TC1とTC2をそれぞれ100%と0%としたが、本開示の実施形態はこれに限らない。
【0058】
例えば、光強度制御素子181の具体的な制御手段は実用需要に応じて設定され、本開示の実施形態はこれに限定しない。
【0059】
例えば、光強度制御素子181を交代に透過状態と遮断状態にあるようにさせる。例えば、
図3Bは
図3Aに示した光強度制御素子181の1つの例示的な駆動タイミングである。例えば、
図3Bに示した駆動タイミングを用いて
図3Aに示した光強度制御素子181を駆動することができ、即ち、まずは光強度制御素子181の高分子分散液晶材料層51に電圧を付勢せず、光強度制御素子181素子を透過状態にさせ、この際、光強度測定装置131によって表示画像出力装置110(例えば、表示画像出力装置110のうち、光強度測定装置131に対応する領域)の表示側161に出射した第1の画像の光線強度I
dと環境画像の光線強度I
hとの和であるI
d+I
hを取得でき、そして、光強度制御素子181素子の高分子分散液晶材料層51に電圧Eを付勢し、光強度制御素子181素子を遮断状態にさせ、第1の画像の光線は、光強度制御素子181により遮断されたため、表示画像入力装置120へ入力されないため、光強度測定装置131によって表示画像出力装置110の表示側161に出射した環境画像の光線強度I
hを取得できる。これにより、計算を経て、表示システム100は、表示画像出力装置110の光強度測定装置131に対応する領域の表示側161に出射した第1の画像の光線強度I
dを取得できる。
【0060】
例えば、本開示において、第1の画像の光線強度Idと環境画像の光線強度Ihは具体的な数値を意味せず、ただ光強度測定装置131が第1の画像の光線強度と環境画像の光線強度を取得する方法だけを説明する。
【0061】
例えば、半反射半透過面124の透過率と反射率は既知或いは測定可能であるため、表示画像出力装置110の光強度測定装置131に対応する領域の表示側に出射した第1の画像の光線強度Idと環境画像の光線強度Ihにより、表示画像出力装置110のユーザの目に対応する領域の表示側に出射した第1の画像の光線強度と環境画像の光線強度とを取得し、且つ、これにより、前記情報に基づいて第1の画像と環境画像との間の画像コントラストマッチング情報を取得できる。
【0062】
例えば、光強度制御素子181を交代に透過状態と遮断状態とにあるようにさせることにより、第1の画像と環境画像との間の画像コントラストマッチング情報をリアルタイムに取得できる。よって、第1の画像と環境画像との間のコントラストが常時に良好な状態にある。例えば、光強度制御素子181が透過状態と遮断状態にある時間t1とt2は実用需要に応じて設定され、本開示の実施形態はこれに限定しない。例えば、表示効果を向上するために、測定の精確程度が保証された前提に基づき、光強度制御素子181が遮断状態にある時間t2はなるべく短くにすべきであり、t2は、例えば、0.5秒或いは0.1秒に設置してよいが、本開示の実施形態はこれに限らない。例えば、光強度制御素子181が透過状態にある時間t1は固定値として設置されてよく、t1は、例えば5分に設置してよい。さらに例えば、光強度制御素子181が透過状態にある時間t1はユーザが設定した運転モードに基づいて異なる数値に自動的に設置されてよい。例えば、ユーザが設定した運転モードが静止モード(この際、光強度の変化が遅い)である場合、t1は、例えば30分に設定されてよいのであり、ユーザが設定した運転モードが移動モード(この際、光強度の変化が速い)である場合、t1は、例えば1分に設定されてよい。よって、第1の画像と環境画像との間のコントラストが比較的に良好なマッチング度を有する前提に基づいて表示システム100の消費電力を低減できる。
【0063】
例えば、
図3Aに示した光強度制御素子181の具体的な駆動手段は
図3Bに示した形式に限らない。例えば、ユーザが第1の画像と環境画像との間のコントラストにオフセットが存在することを気付いた場合だけに、環境画像の光線強度I
hを取得するように光強度制御素子181を遮断状態(例えば、ユーザが自発的にコントラスト調整指令をした後、光強度制御素子181を暫く遮断状態にさせる)にさせ、且つ、光強度制御素子181が透過状態にある場合に取得した第1の画像の光線強度I
dと環境画像の光線強度I
hとの和であるI
d+I
hに基づいて第1の画像の光線強度I
dを取得することもできる。例えば、光強度制御素子181が遮断状態にある時間は実用需要に応じて設定され、ここでは限らない。例えば、ユーザが第1の画像と環境画像との間のコントラストにオフセットが存在することを気付いた場合だけに、光強度制御素子181を暫く遮断状態にさせ、表示システム100の消費電力をさらに低減することができる。
【0064】
例えば、以下は
図2Aを組合せて光強度測定装置131の1つの例示的な具体的の設置手段を説明する。
【0065】
例えば、
図2Aに示したように、光強度測定装置131は表示画像出力装置110の表示側161に設置してよく、例えば、光強度測定装置131の集光面は表示画像出力装置110の対向側162に向くんでよい。例えば、光強度測定装置131の類型及び具体的な設置手段は実用需要に応じて設定され、本開示の一部の実施形態はこれに限定しない。
【0066】
例えば、光強度測定装置131は、ダイナモメーター或いはエネルギーメータとして配置されてよく、この際、光強度測定装置131は光線強度の平均値(例えば、環境画像の光線強度の平均値)を取得できる。さらに例えば、光強度測定装置131は画像形成型の光強度測定装置であってもよく、画像形成型の光強度測定装置は、例えば、CCD型或いはCMOS型カメラ/ビデオカメラであってよく、この際、光強度測定装置131は、入射された画像(例えば、環境画像)を取得できるように配置され、これにより、光強度測定装置131の各画素に入射された環境画像の光線強度と第1の画像の光線強度を取得できる。
【0067】
例えば、光強度測定装置131は、常時に作業状態にある形式に設置されてよいが、本開示の実施形態はこれに限らない。例えば、光強度測定装置131は、光強度制御素子181が遮断状態と透過状態にある一部の時間内に、作業状態にあるように設置されてもよい。例えば、光強度測定装置131は、光強度制御素子181が遮断状態と透過状態にある場合にそれぞれに少なくとも1回作業するようにしてよく、これにより、光強度制御素子181が遮断状態と透過状態にある場合に、表示画像出力装置110の表示側に出射した光線強度をそれぞれ収集できる。例えば、時間同期装置を用いて光強度制御素子181と光強度測定装置131とを同期状態にさせることができ、即ち、光強度測定装置131が、光強度制御素子181が遮断状態と透過状態にある場合に、入射された光線の強度をそれぞれに少なくとも1回収集するようにさせる。例えば、光強度測定装置131が光強度を収集する1回当たりの時間は0.5秒に設置されてよいが、本開示の実施形態はこれに限らない。
【0068】
例えば、光強度測定装置131が光導波路本体121の長手方向(即ち、
図2Aにおける水平方向)と幅方向(即ち、
図2Aにおける紙面方向に垂直する)に対する設置位置は、実用需要に応じて設定され、本開示の実施形態はこれに限定せず、光強度測定装置131が環境画像と第1の画像の光線強度とを取得さえできればよい。
【0069】
例えば、表示システム100をよりコンパクト化にするために、光強度測定装置131の集光面が表示側161に光導波路本体121の一端(例えば、第2の端126)に対向するようにさせてよい。例えば、光強度測定装置131の集光面は表示側において第2の端126に寄る半反射半透過面124(例えば、
図2Aにおける最も右側の半反射半透過面124)に対向してよい。例えば、実用需要に応じ、光強度測定装置131が光導波路本体121の幅方向に対する設置位置は、光導波路本体121の第2の端126の上側に寄る位置であってよいが、本開示の実施形態はこれに限らない。例えば、表示画像出力装置110が表示側161における出射光線の角度に基づき、光強度測定装置131の集光面は表示画像出力装置110の表示面に平行し、或いは表示画像出力装置110の表示面に対して一定の角度を呈してよく、本開示の実施形態はこれに限定しない。
【0070】
例えば、光強度測定装置131の集光面は表示画像出力装置110の表示側161に位置される表面に密着することができ、これにより迷光が光強度測定装置131の集光面に入射することが防止され、これによって取得した光線強度情報の正確度も向上される。
【0071】
さらに例えば、光強度測定装置131の集光面は、表示画像出力装置110の対向側162に位置される表示面から一定の距離を開けてよく、且つ、光強度測定装置131の集光面と表示画像出力装置110の対向側162に位置する表示面との間に光学システム(
図2Aに図示しない)を設置してもよく、これによって一つの比較的に小さい集光面を有する光強度測定装置131を選択して完全の第1の画像と環境画像とを取得するようにさせ、第1の画像と環境画像とに関する情報をより多いに取得でき、第1の画像と環境画像との間のコントラストが比較的に良好なマッチング度を有する前提に基づいて光強度測定装置131の重量及びコストを低減することが保証される。
【0072】
例えば、表示システム100(表示システム100の光強度制御装置)は計算装置134を含んでよく、以下は
図2Aを組合わせて計算装置134の具体的な設置手段を具体的に説明する。
【0073】
例えば、
図2Aに示したように、計算装置134は電気接続などの手段により光強度測定装置131と信号の接続を実現することができ、且つ、光強度測定装置131が収集した環境画像と第1の画像の光線強度とに基づいて環境画像と第1の画像との間の画像コントラストマッチング情報を取得するように配置してよい。
【0074】
例えば、計算装置134はソフトウエア、ハードウェア、ファームウエア或いはこれらの任意の組合せとして実現され、且つ、以下の記載のように実現され、その具体的な実現手段(例えばソフトウエアプログラミング、FPGAプログラミング等)についてここで贅言しない。例えば、計算装置134は表示システム100に関するモジュール(例えば、光強度測定装置131)に対し、有線或いは無線の手段により信号の接続を実現できる。さらに例えば、計算装置134は、応用需要に応じてユーザが自己設置してもよい。例えば、計算装置134の機能は、ユーザが既に有するモバイル製品(例えば、携帯電話)により実現される。
【0075】
例えば、光強度測定装置131はダイナモメーター或いはエネルギーメータである場合、計算装置134は環境画像の光線強度の平均値と第1の画像の光線強度の平均値に基づいて画像コントラストマッチング情報を取得でき、この際、取得した画像コントラストマッチング情報は、一種のグローバル画像コントラストマッチング情報であってよい。
【0076】
例えば、光強度測定装置131はCCD型或いはCMOS型カメラ或いはビデオカメラである場合、光強度測定装置131はそれぞれ環境画像と第1の画像とを取得でき、これにより光強度測定装置131の各画素に入射した環境画像の光線強度と第1の画像の光線強度とを取得でき、この際、計算装置134は、少なくとも一部の画素に対応する環境画像の光線強度と第1の画像の光線強度とに基づいて画像コントラストマッチング情報を取得でき、この際、取得した画像コントラストマッチング情報はローカル画像コントラストマッチング情報若しくはグローバル画像コントラストマッチング情報、又はその両方であってよい。
【0077】
例えば、光強度測定装置131がCCD型或いはCMOS型カメラ或いはビデオカメラである場合、計算装置134が少なくとも一部の画素の環境画像の光線強度と第1の画像の光線強度とに基づいて画像コントラストマッチング情報を取得する手段は、実用需要に応じて設定され、本開示の実施形態はこれに限定しない。
【0078】
例えば、計算装置134は以下の手段により第1の画像と環境画像との間の局所画像コントラストマッチング情報を取得できる。まず、計算装置134は第1の画像と環境画像との最高輝度を有する画素の光強度値及び/或いは最低輝度を有する画素の光強度値とを取得でき、そして、計算装置134は第1の画像と環境画像との最高輝度を有する画素の光強度値の比率或いは差分値(及び/或いは最低輝度を有する画素の光強度値の比率或いは差分値)に基づいて画像コントラストマッチング情報を取得できる。
【0079】
さらに例えば、計算装置134は以下の手段により第1の画像と環境画像との間の局所画像コントラストマッチング情報も取得できる。まず、計算装置134は第1の画像の高輝度領域の光強度平均値及び/或いは低輝度領域の光強度平均値、及び環境画像の高輝度領域の光強度平均値及び/或いは低輝度領域の光強度平均値を取得できる。そして、計算装置134は第1の画像と環境画像の高輝度領域の光強度平均値の比率或いは差分値(及び/或いは第1の画像と環境画像の低輝度領域の光強度平均値の比率或いは差分値)に基づいてローカル画像コントラストマッチング情報を取得できる。
【0080】
例えば、光強度測定装置131はCCD型或いはCMOS型カメラ或いはビデオカメラである場合、計算装置134は第1の画像と環境画像との間のグローバル画像コントラストマッチング情報も取得できる。例えば、まず、計算装置134は第1の画像の光強度平均値及び環境画像の光強度平均値を取得でき、そして、計算装置134は第1の画像と環境画像の光強度平均値の比率或いは差分値に基づいてグローバル画像コントラストマッチング情報を取得できる。
【0081】
例えば、画像コントラストマッチング情報は、第1の画像の光線強度が環境画像の光線強度とマッチングするか否かを指示する情報であってよい。例えば、「1」或いは「0」によってそれぞれ第1の画像と環境画像との間の光線強度がマッチングであるか、非マッチングであるかを示すが、本開示の実施形態はこれに限らない。例えば、第1の画像と環境画像との最高輝度を有する画素の光強度値の比率或いは高輝度領域の光強度平均値の比率或いは画像の全体的な平均値の比率が2以上或いは1/2以下である場合、計算装置134は第1の画像と環境画像との間の光線強度が非マッチングであると判定できる。さらに例えば、画像コントラストマッチング情報は、第1の画像の光線強度と環境画像の光線強度とのマッチング度を指示する数値であってもよい。例えば、実用需要に応じ、第1の画像の光線強度(例えば、最高輝度を有する画素の光線強度或いは高輝度領域の光線強度光強度平均値或いは光線強度の全体的な平均値)と環境画像の光線強度との差分値の絶対値を用いて第1の画像の光線強度と環境画像の光線強度とのマッチング度を示してよい。この際、当該数値が大きいほど、第1の画像の光線強度と環境画像の光線強度とのマッチング度が悪くなることが示され、当該数値が小さいほど、第1の画像の光線強度と環境画像の光線強度とのマッチング度が良くなることが示される。
【0082】
例えば、表示システム100(表示システム100の光強度制御装置)はコントローラ135を含んでもよく、以下は
図2Aを組合せてコントローラ135の具体的な設置手段を具体的に説明する。
【0083】
例えば、
図2Aに示したように、コントローラ135は、計算装置134と表示素子133とに電気接続などの手段により信号の接続を実現でき、且つ、計算装置134が取得した環境画像と第1の画像との間の画像コントラストマッチング情報に基づいて表示素子133が出力した第1の画像の光線強度を調整するように配置してよく、これにより、表示画像入力装置120へ出力される第1の画像の光線強度を制御できる。
【0084】
例えば、コントローラ135は、ソフトウエア、ハードウェア、ファームウエア或いはこれらの任意の組合せにより実現され、且つ以下の記載により実現される。具体的な実現手段は(例えばソフトウエアプログラミング、FPGAプログラミングなど)ここで贅言しない。例えば、コントローラ135は表示システム100の関連モジュール(例えば、表示素子133)に有線或いは無線の手段により接続される。さらに例えば、コントローラ135は、実用需要に応じてユーザにより自己配置してもよい。例えば、コントローラ135の機能は、ユーザが有するモバイル製品(例えば、携帯電話)により実現される。或いは、コントローラ135と計算装置134は同一のハードウェアにより実現され、例えば、同一のチップに形成され、さらに例えば、同一のCPU及びメモリにより実現され、メモリに制御と計算機能を実現する実行可能なコンピュータプログラムが記憶される。
【0085】
例えば、コントローラ135は、画像コントラストマッチング情報に基づいて表示画像入力装置120へ出力される第1の画像の光線強度を制御するように配置されてよい。例えば、ユーザが快晴時の昼間に表示システム100を使用する場合、ユーザが室内から室外へ移動した後、環境画像の光線強度が高くなる可能性があり、環境画像と第1の画像との間の画像コントラストにミスマッチが生じる可能性もある。この際、環境画像と第1の画像との間の画像コントラストを最適化にするために、コントローラ135によって表示画像入力装置120へ出力される第1の画像の光線強度を増加してよい。さらに例えば、ユーザが夕方の室外に表示システム100を使用する場合、環境画像の光線強度がますます低減され、これにより環境画像と第1の画像との間の画像コントラストにミスマッチが生じる可能性もある。この際、環境画像と第1の画像との間の画像コントラストを最適化にするために、コントローラ135によって(例えば、ますます低減する)表示画像入力装置120へ出力される第1の画像の光線強度を低減してよい。例えば、画像コントラストマッチング情報にグローバル画像コントラストマッチング情報が含まれる場合、表示画像入力装置120へ出力される第1の画像の光線強度を全体的に向上/低減できる。さらに例えば、画像コントラストマッチング情報に局所画像コントラストマッチング情報が含まれる場合、第1の画像のコントラストが保証された場合、実用需要に応じ、第1の画像の一部の領域の光線強度を向上/低減できる。
【0086】
例えば、表示システム100(表示システム100の光強度制御装置)は光強度調整装置190を含んでよい。以下は
図2Aと
図4を組合せて光強度調整装置190を具体的に説明する。
【0087】
例えば、
図2Aに示したように、光強度調整装置190は表示画像出力装置110の対向側162に設置してよい。例えば、光強度調整装置190は、表示画像出力装置110の人目に対応する領域のみに設置されてよく(例えば、表示画像出力装置110の人目に対応する領域のみを覆ってよい)、これにより、表示システム100の重量とコストが低減される。さらに例えば、実用需要に応じ、光強度調整装置190は、表示画像出力装置110全体或いは光導波路本体121全体を覆うように設置されてもよく、本開示の実施形態はこれに限定しない。
【0088】
例えば、光強度調整装置190は表示画像出力装置110と表示画像入力装置120とから一定の所定距離を開けてよく(例えば、0.5ミリメートル)、これにより、表示画像出力装置110と表示画像入力装置120とが表示側及び対向側における全反射条件を一致にさせ、さらに表示システム100のデザインが簡素化される。例えば、不透明なスペーサ或いはビスコースなどを用いて光強度調整装置190の周りに設置してよく、これにより、雰囲気光線が表示システム100の側面から表示画像出力装置110に入射してから表示画像出力装置110の表示側から出射されることが防止される。
【0089】
例えば、光強度調整装置190は実用需要に応じて(例えば、画像コントラストマッチング情報に基づく)その透過率を変更できる。例えば、光強度調整装置190の具体的な形式と制御手段は実用需要に応じて設定され、本開示の実施形態はこれに限定しない。
【0090】
例えば、
図4は光強度調整装置190の一種の例示的な設置手段である。例えば、光強度調整装置190は液晶光バルブを含んでよく、液晶光バルブは、例えば、TN(ディスコティックネマチック)モードであってよい。
図4にTNモードの液晶光バルブの構造模式図が示された。
図4に示したように、当該液晶光バルブは上偏光板11、上基板21、液晶層30、下基板22、偏光方向が上偏光板11に垂直する下偏光板12、上基板21と液晶層30との間に位置する第1の導電層(
図4に図示しない)及び液晶層30と下基板22との間に位置する第2の導電層(
図4に図示しない)を含んでよい。例えば、外部光源は下偏光板12から入射され、外部光源において偏光方向が下偏光板12の偏光方向と同じである光線は、下偏光板12を透過して液晶層30に入射できる。第1の導電層52と第2の導電層53とによって液晶層30に異なる電圧を付勢する場合、液晶層30は、それにより伝送された偏光を異なる角度を回転させ、これにより、液晶層30に付勢した電圧を変更することによって上偏光板11から出射した光線の強度を変更できる。
【0091】
例えば、
図4に示された光強度調整装置190は、画像コントラストマッチング情報に基づいてその透過率を変更でき、これにより、表示画像出力装置110表示側に出射した環境画像の光線強度を調整できる。例えば、光強度調整装置190は一つの液晶光バルブを含んでよく、この際、光強度調整装置190は、表示画像出力装置110の表示側に出射した環境画像の全体的な光線強度を調整できる。さらに例えば、光強度調整装置190はアレイ状に配置された液晶光バルブを含んでよく、これにより、光強度調整装置190は表示画像出力装置110の表示側に出射した環境画像の一部の領域の光線強度と整体の光線強度とを調整できる。
【0092】
例えば、
図2Aに示したように、コントローラ135は光強度調整装置190に電気接続でき、且つ、画像コントラストマッチング情報に基づいて光強度調整装置190の透過率を制御するように配置される。例えば、以下は
図2Aを組合せ、コントローラ135が制御光強度調整装置190の透過率を制御することにより、環境画像と第1の画像との間の画像コントラストを最適化する手段について例示的な説明を行う。
【0093】
例えば、ユーザが快晴時の昼間に表示システム100を使用する場合、ユーザが室内から室外へ移動した後、環境画像の光線強度が高くなる可能性があり、環境画像と第1の画像との間の画像コントラストにミスマッチが生じる可能性もある。この際、表示画像出力装置110の表示側に出射した環境画像の光線強度を低減するために、コントローラ135によって光強度調整装置190の透過率を低減してよく、これにより環境画像と第1の画像との間の画像コントラストを最適化することができる。例えば、表示素子133が出力をさらに向上することができない第1の画像の光線強度或いは第1の画像の光線強度、例えば、そろそろ人目の安全閾値を超えそうな場合、光強度調整装置190の透過率を低減することにより環境画像と第1の画像との間の画像コントラストとを最適化してよい。
【0094】
さらに例えば、在ユーザが夕方に室外に表示システム100を使用する場合、環境画像の光線強度がますます低減され、且つこれによって環境画像と第1の画像との間の画像コントラストにミスマッチが生じるようにさせる。この際、コントローラ135によって光強度調整装置190の透過率を向上してよく(例えば、ますます向上される)、表示画像出力装置110表示側が出射した環境画像の光線強度が提供され、さらに環境画像と第1の画像との間の画像コントラストが最適化される。例えば、表示素子133が出力した第1の画像の光線強度が比較的に低いである場合に、光強度調整装置190の透過率を増加することにより、環境画像と第1の画像との間の画像コントラストを最適化することができる。この際、第1の画像の光線強度は光強度調整装置190の透過率の増加につれて増加可能になり、人目により見られる画像(例えば、第1の画像)の輝度が低すぎるのが防止される。
【0095】
例えば、画像コントラストマッチング情報がグローバル画像コントラストマッチング情報である場合、光強度調整装置190の全体透過率を全体的に向上/低減することができ、これにより、表示画像出力装置110表示側から出射した環境画像の全体的な光線強度を調整できる。さらに例えば、画像コントラストマッチング情報が局所画像コントラストマッチング情報である場合、環境画像のコントラストが保証された場合、実用需要により、光強度調整装置190の一部の領域の透過率を向上/低減してよく。よって。表示画像出力装置110の表示側に出射した環境画像の一部の領域光線強度を調整できる。
【0096】
例えば、以下は
図2Aを組合せて表示素子133と一つ或いは複数のレンズ132との具体的な設置手段を説明する。
【0097】
例えば、表示素子133の類型、設置位置と設置手段は実用需要に応じて設定され、本開示の一部の実施形態はこれに限定しない。例えば、表示素子133はマイクロ表示器(例えば、有機発光ダイオード表示素子、シリコン基マイクロ表示素子或いは液晶表示素子など)であってよい。例えば、
図2Aの通りに、表示素子133は表示システム100の構成要素であってよい。例えば、実用需要により、表示素子133は表示画像出力装置110の表示側161或いは対向側162に設置されてよく、本開示の実施形態はこれに限定しない。例えば、表示システム100をよりコンパクト化にするために、表示素子133を表示画像入力装置120の一端(例えば、光導波路本体121的第1の端)に対向させてよいが、本開示の実施形態はこれに限らない。さらに例えば、ユーザのカスタマイズ需要を満たし、表示システム100のコストを低減するために、表示素子133はユーザの需要に応じて自己配置されてもよく、例えば、表示効果を向上するように、表示システム100の所定位置に、ユーザにより表示素子133を取付けるための取付体(例えば取付溝)を設置してよく、例えば、前記取付溝は、表示画像出力装置110の表示側161或いは対向側162に取り付けてよい。
【0098】
例えば、表示システム100はさらに一つ或いは複数のレンズ132を含んでよく、一つ或いは複数のレンズ132は、第1の画像を投射し、且つ第1の画像の光線を表示画像入力装置120へ出力するように配置されてよい。例えば、一つ或いは複数のレンズ132は、表示素子133が出射した第1の画像の光線を平行光線に平行化した後、第1の画像の光線を表示画像入力装置120へ出力するように配置されてよい。例えば、一つ或いは複数のレンズ132により平行化された平行光線は、表示画像入力装置120の光入射面に垂直に入射される。さらに例えば、一つ或いは複数のレンズ132により平行化された平行光線は、一定の角度をもって表示画像入力装置120の光入射面に入射することもでき、平行光線の入射角度は実用需要に応じて設定され、平行光ビームが反射面122により反射された伝送角度は光導波路本体121の全反射条件を満たせばよく、本開示の実施形態はこれに限定しない。例えば、一つ或いは複数のレンズ132は、表示素子133が出射した第1の画像の光線を複数組の(例えば、3組)互いに平行する光線に平行化した後、第1の画像の光線表示画像入力装置120へ出力するように配置されてもよい。例えば、レンズ132と表示素子133とは2つの個別の素子であってよい。さらに例えば、レンズ132と表示素子133とは一つの素子として集積されてもよく、本開示の実施形態はこれに限定しない。例えば、コントローラ135は、表示システム100における一つの独立のモジュールであってよく、一つ或いは複数のレンズ132と表示素子133と集積して一つの素子になってもよく、本開示の実施形態はこれに限定しない。
【0099】
例えば、以下は
図5Aと
図5Bを組合せて光導波路本体121の一種の例示的な設置手段を具体的に説明する。
【0100】
例えば、
図5Aと
図5Bは第1の実施形態に提供される一種の光導波路本体121の平面模式図と断面模式図であり、
図5Bに示した断面模式図は
図5Aに示したA-A’線に沿って切断して取得したものである。例えば、光導波路本体121に反射面と複数の半反射半透過面124とが含まれる場合、光導波路本体121の構成パラメータは、以下の形式として設計してよいが、本願の実施形態はこれに限らない。
【0101】
例えば、
図5Aと
図5Bに示したように、光導波路本体121の長さL、幅Wと厚みHの値はそれぞれ50 mm、28 mmと2.5 mmであってよい。例えば、ユーザが見た画像の間に隙間が無いように、複数の半反射半透過面124が光導波路本体121の表示面の正投影の間に隙間が無い(即ち、隣接する半反射半透過面124は光導波路本体121の表示面の正投影のエッジに接する)。例えば、
図5Aに示したように、左一の位置にある半反射半透過面124の、光導波路本体121の表示面(即ち、表示画像出力装置110の表示面)の正投影の右境界は、左二の位置にある半反射半透過面124の、光導波路本体121の表示面の正投影の左境界に隣接し、これにより、ユーザの使用体験が向上される。例えば、半反射半透過面と光導波路本体121の表示面との挟角が25度に設置されてよい。例えば、半反射半透過面124が光導波路本体121の表示面の正投影の幅Dは、5.36 mmに設置されてよい。例えば、左三の位置にある半反射半透過面124が光導波路本体121の表示面における正投影が長手方向における対称軸は、光導波路本体121が長手方向における対称軸に重合してよく、即ち、左三の位置にある半反射半透過面124が光導波路本体121の表示面における正投影が長手方向における対称軸と第1の端125との間の距離L1を25mmに設置してよい。例えば、左五の位置にある半反射半透過面124が光導波路本体121の表示面における正投影が長手方向における対称軸と第1の端125との間の距離L2を47mmに設置してよい。
【0102】
例えば、本実施形態において、光強度制御素子をもって光線透過制御装置とすることにより、光強度測定装置は異なるタイミングで表示画像出力装置の表示側に出射した環境画像の光線強度及び第1の画像の光線強度と環境画像の光線強度との和を取得でき、これにより、表示システムは第1の画像の光線強度を取得でき、取得した第1の画像の光線強度と環境画像の光線強度とに基づいて第1の画像と環境画像との間のコントラストを最適化にすることができる。従って、画像コントラストマッチング情報に基づいて表示画像出力装置の表示側に出射した環境画像の光線強度若しくは第1の画像の光線強度、又はその両方を制御し、さらに環境画像と第1の画像との間の画像コントラストを最適化にすることができる。
【0103】
[第2の実施形態]
本実施形態に表示システム100が提供され、当該表示システム100は
図2Aに示した実施形態(即ち、第1の実施形態)に似てるが、その区別は光線透過制御装置180は光強度制御素子ではなく、第2の偏光制御素子(例えば、
図6A-
図6Dに示した第2の偏光制御素子182)として実現される。例えば、明らかするように、本実施形態はただ第1の実施形態と異なる内容のみを説明し、第1の実施形態と同じな内容については贅言しない。
【0104】
例えば、第2の偏光制御素子は、電気偏光素子を含んでよく、且つ電気偏光素子は偏光状態或いは非偏光状態となる可能に配置される。例えば、第2の偏光制御素子の具体的な設置手段は実用需要により設定され、本開示の実施形態はこれに限定しない。
【0105】
例えば、
図6Aと
図6Bに第2の偏光制御素子182の一種の例示的な設置手段が示される。例えば、
図6Aと
図6Bはそれぞれ第2の偏光制御素子182の側面図と平面図である。例えば、
図6Aに示したように、第2の偏光制御素子182は偏光装置41(例えば、直線偏光板)を含んでよく、偏光装置41は、例えば、移動装置42(例えば、電子制御ガイドレール)に設置してよい。例えば、偏光装置41は自然光を直線偏光に変換させ、この際、出射した直線偏光の強度と偏光装置41に入射した自然光の強度との比率はテストにより取得し、通常は、出射した直線偏光の強度は偏光装置41に入射した自然光の強度の半分だと思われる。例えば、明らかするように、本実施形態において、出射した直線偏光の強度は偏光装置41に入射した自然光の強度の半分であるが、本開示の実施形態はこれに限らない。
【0106】
例えば、偏光装置41は実用需要に応じてガイドレールに移動する。例えば、
図6Cに示したように、電気偏光素子を偏光状態となる必要がある場合、移動装置42は偏光装置41を第1の画像の光線と交差する位置に位置させる(例えば、
図6Cに示された位置)、この際、偏光装置41は、第1の画像の光線の強度を、例えば半分に減らす。さらに例えば、
図6Dに示したように、電気偏光素子を非偏光状態となる必要がある場合、移動装置42は偏光装置41を第1の画像の光線と交差いない位置(例えば、
図6Dに示された位置)に位置させる。この際、第1の画像の光線は電気偏光素子を通した後にその強度が変わらない。
【0107】
例えば、以下は
図2Aを組合せて本実施形態に提供する表示システム100が第1の画像の光線強度I
dと環境画像の光線強度I
hを取得する手段を具体的に説明する。
【0108】
例えば、
図2Aに示したように、電気偏光素子が偏光状態にある場合、光強度測定装置131が取得した光線強度I
1は第1の画像の光線強度の半分I
d/2と環境画像の光線強度I
hとの和であり、即ち、I
1=I
d/2+I
h。電気偏光素子が非偏光状態にある場合、光強度測定装置131が取得した光線強度I
2は第1の画像の光線強度I
dと環境画像の光線強度I
hとの和であり、即ち、I
2=I
d+I
h。これにより、光強度測定装置131が収集した光強度I
1とI
2とに基づいて第1の画像の光線強度I
d(I
d=2I
2-2I
1)と環境画像の光線強度I
h(I
h=2I
1-I
2)と取得できる。
【0109】
例えば、半反射半透過面124の透過率と反射率は既知或いは測定可能であるため、表示画像出力装置110の光強度測定装置131に対応する領域の表示側に出射した第1の画像の光線強度Idと環境画像の光線強度Ihにより、表示画像出力装置110のユーザの目に対応する領域の表示側に出射した第1の画像の光線強度と環境画像の光線強度を取得でき、且つこれにより前記情報に基づいて第1の画像と環境画像との間の画像コントラストマッチング情報(例えば、計算装置134により取得する)を取得できる。
【0110】
例えば、コントローラ135は、計算装置134により取得した環境画像と第1の画像との間の画像コントラストマッチング情報に基づき、調整表示素子133が出力した第1の画像の光線強度を調整するように配置してよく、且つ、これにより、表示画像入力装置120へ出力した第1の画像の光線強度を制御でき、これにより、第1の画像と環境画像との間のコントラストが最適化される。例えば、表示システム100に光強度調整装置190も含まれた場合、光強度調整装置190の透過率を制御することにより表示画像出力装置110の表示側に出射した環境画像の光線強度を調整することもできる。
【0111】
例えば、本実施形態において、電気偏光素子を設置することにより、光強度測定装置は異なるタイミングで表示画像出力装置の表示側に出射した第1の画像の光線強度の半分と環境画像の光線強度との和及び第1の画像の光線強度と環境画像の光線強度との和を取得でき、これにより、表示システムは第1の画像の光線強度と環境画像の光線強度とを取得でき、且つ、取得した第1の画像の光線強度と環境画像の光線強度とに基づいて第1の画像と環境画像との間のコントラストを最適化にすることができる。例えば、電気偏光素子を設置することにより、電気偏光素子が偏光状態にある場合、ユーザは依然として第1の画像を観察でき、これによりユーザの体験が向上される。
【0112】
[第3の実施形態]
本実施形態に表示システム100が提供され、当該表示システム100は
図2Aに示した実施形態(即ち、第1の実施形態)に類似し、その区別は、光線透過制御装置180は表示画像入力装置120の表示側161に設置されて表示画像入力装置120の光入射面に対向するではなく、表示画像出力装置110の対向側162に設置され、且つ光強度測定装置131に対向する(光線透過制御装置180は光強度測定装置131と前記表示画像入力装置に垂直する方向において少なくとも一部が重合する)。例えば、明らかするように、本実施形態は
図2Aに示した実施形態と異なる内容のみを説明し、
図2Aに示した実施形態と同じ内容については贅言しない。
【0113】
例えば、
図7に示した光線透過制御装置180として、
図3Aに示した光強度制御素子を選択してよい。例えば、表示システム100に光強度調整装置190も含む場合、光強度制御素子と光強度調整装置190とは2つの個別な素子であってよい。さらに例えば、前記光強度調整装置190が透過率を局所的に調整できる場合、光強度制御素子の機能は光強度調整装置190の、光強度測定装置131に対応する領域により実現される。例えば、
図7に示したように、光強度制御素子が透過状態にある場合、光強度測定装置131が取得した光線強度I
1は第1の画像の光線強度のI
dと環境画像の光線強度I
hとの和である。即ち、I
1=I
d+I
h。光強度制御素子が遮断状態にある場合、光強度測定装置131が取得した光線強度I
2は第1の画像の光線強度I
dであり、即ち、I
2=I
d。よって、光強度測定装置131ガ収集した光強度I
1とI
2とに基づいて第1の画像の光線強度I
d(I
d=I
2)と環境画像の光線強度I
h(I
h=I
1-I
2)とを取得できる。
【0114】
例えば、前記情報に基づいて第1の画像と環境画像との間の画像コントラストマッチング情報(例えば、計算装置134により取得する)を取得でき、且つ前記画像コントラストマッチング情報に基づいて(例えば、表示素子133が出射した第1の画像の光線強度若しくは光強度調整装置190の透過率、又はその両方により実現される)表示画像出力装置110のユーザの目に対応する領域の表示側に出射した環境画像の光線強度若しくは第1の画像の光線強度、又はその両方を制御でき、これにより、人目が観察した第1の画像と環境画像との間のコントラストを最適化することができる。
【0115】
例えば、本実施形態において、表示画像出力装置の対向側に設置した光強度制御素子により、光強度測定装置は異なるタイミングで表示画像出力装置の表示側に出射した第1の画像の光線強度と環境画像の光線強度との和、及び第1の画像の光線強度を取得できる。これにより、表示システムは第1の画像の光線強度と環境画像の光線強度とを取得し、且つ取得した第1の画像の光線強度と環境画像の光線強度に基づいて第1の画像と環境画像との間のコントラストを最適化することができる。例えば、光強度制御素子を表示画像出力装置の対向側に設置して光強度測定装置と対向させるようにすることにより、光強度制御素子が遮断状態にある場合に、ユーザは依然として第1の画像を観察でき、これにより、ユーザの体験が向上できる。
【0116】
[第4の実施形態]
本実施形態に表示システム100が提供され、当該表示システム100は
図7に示した実施形態(即ち、第3の実施形態)に類似し、その区別は光線透過制御装置180は光強度制御素子ではなく、第2の偏光制御素子182として実現される。即ち、本実施形態に提供する表示システムとして、
図7に示した表示システムを用い、且つ光線透過制御装置180として第2の偏光制御素子182を用いることができる。例えば、明らかするように、本実施形態は第3の実施形態と異なる内容のみを説明し、第3の実施形態と同じ内容については贅言しない。
【0117】
例えば、第2の偏光制御素子182は電気偏光素子を含んでよく、第2の偏光制御素子182として、例えば6A-
図6Dに示した電気偏光素子を選択して用いてよい。
【0118】
例えば、
図7に示したように、電気偏光素子が偏光状態にある場合、光強度測定装置131が取得した光線強度I
1は環境画像の光線強度I
h/2の半分と第1の画像の光線強度I
dとの和であり、即ち、I
1=I
d+I
h/2。電気偏光素子が非偏光状態にある場合、光強度測定装置131が取得した光線強度I
2は第1の画像の光線強度I
dと環境画像の光線強度I
hとの和であり、即ち、I
2=I
d+I
h。これにより、光強度測定装置131が収集した光強度I
1とI
2に基づいて環境画像の光線強度I
h(I
h=2I
2-2I
1)と第1の画像の光線強度I
d(I
d=2I
1-I
2)とを取得できる。
【0119】
例えば、前記情報に基づいて第1の画像と環境画像との間の画像コントラストマッチング情報(例えば、計算装置134により取得する)を取得でき、前記画像コントラストマッチング情報に基づいて表示画像出力装置110のユーザの目に対応する領域の表示側に出射した環境画像の光線強度若しくは第1の画像の光線強度、又はその両方を制御でき、これにより、人目が観察した第1の画像と環境画像との間のコントラストを最適化することができる。
【0120】
例えば、本実施形態において、表示画像出力装置の対向側に設置した電気偏光素子により、光強度測定装置は異なるタイミングで表示画像出力装置の表示側に出射した環境画像の光線強度の半分と第1の画像の光線強度との和、及び環境画像の光線強度と第1の画像の光線強度との和を取得でき、これにより、表示システムは第1の画像の光線強度と環境画像の光線強度を取得でき、且つ取得した第1の画像の光線強度と環境画像の光線強度に基づいて第1の画像と環境画像との間のコントラストを最適化することができる。例えば、表示画像出力装置の対向側に設置した電気偏光素子により、電気偏光素子が偏光状態にある場合、ユーザは依然として第1の画像を観察でき、これにより、ユーザの体験が向上できる。
【0121】
[第5の実施形態]
本実施形態に表示システム100が提供され、当該表示システム100は
図2Aに示した実施形態(即ち、第1の実施形態)に類似し、その区別は光線透過制御装置の機能は、第1の偏光制御素子173と一つの偏光板により実現される。例えば、明らかするように、本実施形態は第1の実施形態と異なる内容のみを説明し、第1の実施形態と同じ内容については贅言しない。
【0122】
例えば、
図8は第5の実施形態に提供する表示システム100の断面模式図である。例えば、
図9に示したように、光線透過制御装置は第1の偏光板171と第1の偏光制御素子173とを含んでよい。例えば、第1の偏光板171は表示画像出力装置110の表示側161に位置され、且つ表示画像入力装置120の光入射面(表示画像入力装置120の反射面に対応する表面)に対向するように設置されてよく、第1の偏光板171の具体的な設置位置は実用需要に応じて設定され、本開示の実施形態はこれに限定しない。例えば、第1の偏光板171は表示画像入力装置120の光入射面と一つ或いは複数のレンズ132との間に設置されてよい。さらに例えば、第1の偏光板171は表示素子133と一つ或いは複数のレンズ132との間に設置されてもよい。
【0123】
例えば、自然光は互いに垂直する直線偏光により形成されたと見なせるため、自然光が偏光板に入射した後、自然光が偏光板の偏光方向と同じな直線偏光は直線偏光板を透過できるが、自然光が偏光板の偏光方向に垂直する直線偏光は偏光板により遮断されて直線偏光板を透過できない。
【0124】
例えば、第1の偏光板171は、入射された第1の画像の光線を直線偏光に変換でき、これにより、表示画像出力装置110における第1の画像の光線を第1の直線偏光(例えば、s偏光)にする。例えば、表示素子133が出力した第1の画像の光線が自然光である場合、第1の偏光板171から出射した第1の直線偏光の強度は、表示素子133が出力した自然光の半分と見なせる。
【0125】
例えば、第1の偏光制御素子173は表示画像出力装置110と光強度測定装置131との間に設置されてよく、且つ、第1の直線偏光が光強度測定装置131に入射することを許容するように、第1の直線偏光を透過して第2の直線偏光を遮断するように設置されてよく、或いは第2の直線偏光が光強度測定装置131に入射することを許容するように、第2の直線偏光を透過して第1の直線偏光を遮断するように設置されてよい。例えば、第2の直線偏光の偏光方向は第1の直線偏光の偏光方向に垂直する。例えば、第1の直線偏光がs偏光であることを前提に基づき、第2の直線偏光はp偏光であってよい。
【0126】
例えば、第1のタイミングT1で、第1の直線偏光が光強度測定装置131に入射することを許容するように、第1の偏光制御素子173は第1の直線偏光を透過して第2の直線偏光を遮断するように設置されてよく、この際、第1の偏光制御素子173は第1の状態にある。第2のタイミングT2で、第2の直線偏光が光強度測定装置131に入射することを許容するように、第1の偏光制御素子173は第2の直線偏光を透過して第1の直線偏光を遮断するように配置されてよく、この際、第1の偏光制御素子173は第2の状態にある。
【0127】
例えば、第1の偏光制御素子173の具体的な形式と駆動手段は実用需要に応じて設定され、本開示の実施形態はこれに限定しない。
【0128】
例えば、
図9Aと
図9Bに第1の偏光制御素子173の一種の例示的な設置手段が示された。例えば、
図9Aと
図9Bはそれぞれ第1の偏光制御素子173の側面図と平面図である。例えば、
図9Aに示したように、第1の偏光制御素子173は1/2波長板61と第1の検光子63とを含んでよい。例えば、1/2波長板61は、例えば、並進装置62(例えば、電気制御ガイド)に設置されてよく、実用需要に応じて並進装置62に移動できる。例えば、1/2波長板61は、入射された直線偏光の偏光方向を90度回転させ、即ち、1/2波長板61から出射した直線偏光の偏光方向が1/2波長板61に入射された直線偏光の偏光方向に垂直する。例えば、第1の検光子63は並進装置62が第1の偏光制御素子173の出射面に寄る側に設置されてよく、第1の検光子63は、例えば、第1の偏光制御素子173の第1の端(例えば、
図9Bの左側)に固設されてよい。例えば、第1の検光子63は、第2の直線偏光を透過して第1の直線偏光を遮断するように配置されてよく、第1の検光子63は、例えば、直線偏光板を含んでよい。
【0129】
例えば、
図9Cは第1の偏光制御素子173が第1の状態にある模式図を示した。この際、1/2波長板61は第1の偏光制御素子173の第1の端に位置され、第1の偏光制御素子173に入射された光は、まず1/2波長板61により伝送され、そして第1の検光子63上に入射される。例えば、
図9Cに示したように、第1の偏光制御素子173に入射された第1の偏光について、1/2波長板61により伝送された後、その偏光方向は90度(即ち、第2の偏光に転換される)回転され、そのため、第1の偏光制御素子173に入射した第1の偏光は第1の偏光制御素子173を透過できる。例えば、第1の偏光制御素子173に入射した第2の偏光について、1/2波長板61により伝送された後、その偏光方向は回転90度(即ち、第1の偏光に転換される)回転され、そのため、第1の偏光制御素子173に入射した第2の偏光は、第1の偏光制御素子173により遮断されたため第1の偏光制御素子173を透過できない。
【0130】
例えば、
図9Dに第1の偏光制御素子173が第2の状態にある模式図が示された。この際、1/2波長板61が並進装置62により第1の偏光制御素子173の第2の端(例えば、
図9Dに示した第1の偏光制御素子173の右側)に移動されたため、第1の偏光制御素子173に入射した光は直接に第1の検光子63に入射する。第1の検光子63は第2の直線偏光を透過して第1の直線偏光を遮断するように配置されたため、第2の状態において、第1の偏光制御素子173は第2の直線偏光を透過し、第1の直線偏光を遮断できる。
【0131】
例えば、
図10に第1の偏光制御素子173のもう一種の例示的な設置手段が示された。例えば、
図10に示したように、第1の偏光制御素子173は、電気光学結晶71、第2の検光子72及び電気光学結晶71の両側に位置される電極板を含んでよい。
【0132】
例えば、電気光学結晶71は第1の偏光制御素子173が入射面に寄る側に設置されてよく、第2の検光子72は電気光学結晶71に対向し、且つ第1の偏光制御素子173が出射面に寄る側に設置されてよい。例えば、第2の検光子72は第2の直線偏光を透過し、第1の直線偏光を遮断するように設置されてよいが、本開示の実施形態はこれに限らない、検光子は、例えば、直線偏光板を含んでよい。
【0133】
例えば、電極板を介して電気光学結晶71に一つの適当の電圧(例えば、半波電圧)を付勢した場合、電気光学結晶71は一つの1/2波長板と等価になることができ、この際、電気光学結晶71により伝送された直線偏光の偏光方向は90度を回転する。電気光学結晶71に電圧を付勢しない場合、電気光学結晶71により伝送された直線偏光の偏光方向は不変のままに保持される。例えば、電気光学結晶71の具体的な形式は実用需要に応じて設定され、本開示の実施形態はこれに限定しない、電気光学結晶71は、例えば、リン酸二水素カリウム、リン酸二水素アンモニウム、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウムであってよい。
【0134】
例えば、第1のタイミングT1で、電極板を介して電気光学結晶71に半波電圧を付勢でき、そのため、電気光学結晶71はそれが伝送した直線偏光の偏光方向を90度に回転でき、即ち、第1の偏光を第2の偏光に転換でき、且つ、第2の偏光を第1の偏光に転換できる。第2の検光子72は第2の直線偏光を透過し、第1の直線偏光を遮断するように配置されたため、第1のタイミングT1で、第1の偏光制御素子173は第1の直線偏光を透過して第2の直線偏光を遮断でき、即ち、この際、第1の偏光制御素子173は第1の状態にある。
【0135】
例えば、第2のタイミングT2で、電気光学結晶71に電圧を付勢せず、電気光学結晶71により伝送された直線偏光の偏光方向が不変のままに保持される。第2の検光子72は第2の直線偏光を透過し、第1の直線偏光を遮断するように配置されたため、第2のタイミングT2で、第1の偏光制御素子173は第2の直線偏光を透過し、第1の直線偏光を遮断でき、即ち、この際、第1の偏光制御素子173は第2の状態にある。
【0136】
例えば、以下は
図8を組合せて本実施形態に提供する表示システム100が第1の画像の光線強度と環境画像の光線強度とを取得する例示的な方法を具体的に説明する。
【0137】
例えば、第1の偏光板171を通らずに伝送された第1の画像光線強度は、第1の偏光Idsと第2の偏光Idpを含んでよく、且つ、第1の画像の第1の偏光Idsの光線強度と第1の画像の第2の偏光Idpの光線強度はみな第1の画像の光線強度Idの半分に等しいと見なされ、即ち、Ids=Idp=Id/2。第1の偏光板171を介した後、第1の偏光板171により作用されたため、第1の画像の光線は第1の偏光Idsのみを含んでよい。従って、表示画像出力装置110の表示側に出射した第1の画像の光線は第1の偏光Idsのみを含む。
【0138】
例えば、表示画像出力装置110の表示側に出射した環境画像の強度は、第1の偏光Ihsと第2の偏光Ihpとの和を含んでよく、且つ、環境画像の第1の偏光Ihsの光線強度と環境画像の第2の偏光Ihpの光線強度はみな環境画像の光線強度Ihの半分に等しいと見なされ、即ち、Ihs=Ihp=Ih/2。
【0139】
例えば、第1のタイミングT1で、第1の偏光制御素子173は第1の直線偏光を透過し、第2の直線偏光を遮断するため、光強度測定装置131が収集した光線強度I1は第1の画像の第1の偏光の光線強度Idsと環境画像の第1の偏光Ihsの光線強度との和であり、即ち、I1=Ids+Ihs。第2のタイミングT2で、第1の偏光制御素子173は第2の直線偏光を透過し、第1の直線偏光を遮断するため、光強度測定装置131が収集した光線強度I2は環境画像の第2の偏光の光線強度Ihpであり、即ち、I2=Ihp。これにより、光強度測定装置131が第1のタイミングT1と第2のタイミングT2で収集した光線強度に基づいて第1の画像の光線強度Id(Id=2I1-2I2)と第2の画像の光線強度Ih(Ih=2I2)とを取得する。
【0140】
例えば、半反射半透過面124の透過率と反射率は既知或いは測定可能であるため、表示画像出力装置110の光強度測定装置131に対応する領域の表示側に出射した第1の画像の光線強度Idと環境画像の光線強度Ihとにより、表示画像出力装置110のユーザの目に対応する領域の表示側に出射した第1の画像の光線強度と環境画像の光線強度とを取得でき、これにより、前記情報に基づいて第1の画像と環境画像との間の画像コントラストマッチング情報を取得できる(例えば、計算装置134により取得)。
【0141】
例えば、コントローラ135は、計算装置134が取得した環境画像と第1の画像との間の画像コントラストマッチング情報に基づき、表示素子133が出力した第1の画像の光線強度を調整するように配置されてよく、これにより、表示画像入力装置120へ出力される第1の画像の光線強度が制御され、よって、第1の画像と環境画像との間のコントラストは最適化にされる。例えば、表示システム100は光強度調整装置190も含んだ場合、光強度調整装置190の透過率を制御することにより表示画像出力装置110の表示側に出射した環境画像の光線強度を調整できる。
【0142】
例えば、本実施形態において、第1の偏光板と第1の偏光制御素子を設置することにより、光強度測定装置は異なるタイミングで表示画像出力装置の表示側に出射した第1の画像の第1の偏光の光線強度と環境画像の第1の偏光の光線強度との和、及び環境画像の第2の偏光の光線強度を取得でき、これにより、表示システムは第1の画像の光線強度と環境画像の光線強度を取得でき、取得した第1の画像の光線強度と環境画像の光線強度とに基づいて第1の画像と環境画像との間のコントラストを最適化することができる。
【0143】
[第6の実施形態]
本実施形態に表示システム100が提供され、当該表示システム100は
図8に示した実施形態(即ち、第5の実施形態)に類似し、その区別は表示画像入力装置120の表示側に設置され、且つ表示画像入力装置120の光入射面に対向するではなく、第1の偏光板171は表示画像出力装置110の対向側に設置され、且つ光強度測定装置131に対向する(表示画像出力装置110と光強度測定装置131は前記表示画像入力装置に垂直する方向において少なくとも一部的に重合する)、即ち、本実施形態に提供される表示システムは
図8に示した表示システムを用い、第1の偏光板171を表示画像出力装置110の対向側に設置し、且つ光強度測定装置131に対向させる。例えば、明らかするように、本実施形態は第5の実施形態との区別のみについて説明し、第5の実施形態と同じ内容については贅言しない。
【0144】
例えば、
図11に第6の実施形態に提供する表示システム100の断面模式図が示された。例えば、
図11に示した光線透過制御装置として、
図9或いは
図10に示した第1の偏光制御素子173を選択してよい。例えば、表示システム100は光強度調整装置190も含んだ場合、光強度調整装置190に対し、第1の偏光板171は表示画像出力装置110にもっと近接してもよいが、本開示の実施形態はこれに限らない。
【0145】
例えば、表示画像出力装置110表示側の第1の画像の光線強度は第1の偏光Idsと第2の偏光Idpとを含んでよく、且つ、第1の画像の第1の偏光の光線強度Idsと第1の画像の第2の偏光の光線強度Idpはみな第1の画像の光線強度Idの半分に等しいと見なされてよく、即ち、Ids=Idp=Id/2。
【0146】
例えば、第1の偏光板171により伝送される前に、環境画像の強度は第1の偏光Ihsと第2の偏光Ihpとの和を含んでよく、且つ、環境画像の第1の偏光Ihsの光線強度と環境画像の第2の偏光Ihpの光線強度はみな環境画像の光線強度の半分に等しいと見なされてよく、即ち、Ihs=Ihp=Ih/2。第1の偏光板171を介した後、第1の偏光板171により作用されたため、環境画像の光線は第1の偏光Ihsのみを含んでよい。従って、表示画像出力装置110の表示側に出射した環境画像の光線は、第1の偏光Ihsのみを含む。
【0147】
例えば、第1のタイミングT1で、第1の偏光制御素子173は第1の直線偏光を透過し、第2の直線偏光を遮断できるため、光強度測定装置131が収集した光線強度I1は第1の画像の第1の偏光の光線強度Idsと環境画像の第1の偏光Ihsの光線強度との和であり、即ち、I1=Ids+Ihs。第2のタイミングT2で、第1の偏光制御素子173は第2の直線偏光を透過し、第1の直線偏光を遮断するため、光強度測定装置131が収集した光線強度I2は第1の画像の第2の偏光Idpの光線強度であり、即ち、I2=Idp。従って、光強度測定装置131が第1のタイミングT1と第2のタイミングT2に収集した光線強度に基づいて第1の画像の光線強度Id(Id=2I2)と第2の画像の光線強度Ih(Ih=2I1-2I2)を取得できる。
【0148】
例えば、本実施形態において、表示画像出力装置の対向側に設置した第1の偏光板と表示画像出力装置の表示側に設置した第1の偏光制御素子により、光強度測定装置は異なるタイミングで表示画像出力装置の表示側に出射した第1の画像の第1の偏光の光線強度と環境画像の第1の偏光の光線強度との和、及び第1の画像の第2の偏光の光線強度を取得でき、これにより表示システムは第1の画像の光線強度と環境画像の光線強度とを取得でき、取得した第1の画像の光線強度と環境画像の光線強度とに基づいて第1の画像と環境画像との間のコントラストを最適化にすることができる。
【0149】
[第7の実施形態]
本実施形態に表示システム100が提供され、当該表示システム100は
図8に示した実施形態(即ち、第5の実施形態)に類似し、その区別は、当該表示システム100(表示システム100の光線透過制御装置)は第2の偏光板172も含み、前記第2の偏光板172は、表示画像出力装置110における環境画像の光線を第2の直線偏光とさせ、第2の直線偏光の偏光方向を第1の直線偏光の偏光方向に垂直させるように配置されてよい。
【0150】
例えば、
図12Aに第7の実施形態に提供される表示システム100の断面模式図が示される。例えば、
図12Aに示した光線透過制御装置として、
図9或いは
図10に示した第1の偏光制御素子173を選択してよい。例えば、
図12Aに示したように、表示システム100に光強度調整装置190も含んだ場合、、光強度調整装置190に対し、第2の偏光板172はもっと表示画像出力装置110に近接してよいが、本開示の実施形態はこれに限らない。
【0151】
例えば、第1の偏光板171を通らない第1の画像の光線強度は、第1の偏光Idsと第2の偏光Idpとを含んでよく、且つ、第1の画像の第1の偏光Idsの光線強度と第1の画像の第2の偏光Idpの光線強度はみな第1の画像の光線強度Idの半分に等しいと見なされてよく、即ち、Ids=Idp=Id/2。第1の偏光板171により伝送された後、第1の偏光板171により作用されたため、第1の画像の光線は第1の偏光Idsのみを含んでもよい。従って、表示画像出力装置110の表示側に出射した第1の画像の光線は第1の偏光Idsのみを含む。
【0152】
例えば、第2の偏光板172により伝送される前に、環境画像の強度は第1の偏光Ihsと第2の偏光Ihpとの和を含んでよく、且つ、環境画像の第1の偏光Ihsの光線強度と環境画像の第2の偏光Ihpの光線強度はみな環境画像の光線強度Ihの半分と見なされてよく、即ち、Ihs=Ihp=Ih/2。第2の偏光板172により伝送された後、第2の偏光板172により作用されたため、環境画像の光線は第2の偏光Ihpのみを含んでよい。従って、表示画像出力装置110の表示側に出射した環境画像の光線は、第2の偏光Ihpのみを含む。
【0153】
例えば、第1のタイミングT1で、第1の偏光制御素子173は第1の直線偏光を透過し、第2の直線偏光を遮断できるため、光強度測定装置131が収集した光線強度I1は第1の画像の第1の偏光の光線強度Idsであり、即ち、I1=Ids。第2のタイミングT2で、第1の偏光制御素子173は第2の直線偏光を透過し、第1の直線偏光を遮断できるため、光強度測定装置131が収集した光線強度I2は環境画像の第2の偏光Ihpの光線強度であり、即ち、I2=Ihp。従って、光強度測定装置131が第1のタイミングT1と第2のタイミングT2に収集した光線強度に基づいて第1の画像の光線強度Id(Id=2I1)と第2の画像の光線強度Ih(Ih=2I2)を取得できる。
【0154】
例えば、
図12Bにフィルム層(例えば媒質フィルム層)が異なる入射角についてのs偏光とp偏光との反射率を示した。例えば、
図12Bに示したように、フィルム層に対して特殊な設計を施さない場合、フィルム層がs偏光とp偏光に対する反射率の差は、入射角の変化につれて大きく変化する。そのため、表示画像入力装置120と表示画像出力装置110における第1の画像/環境画像の光線が自然光である場合、表示システム100の設計について、フィルム層がs偏光とp偏光に対する反射率の差が表示システム100の表示の均一性に対する影響を配慮すべきであるため、フィルム層の設計及び加工の難度が高くなる。例えば、本実施形態に提供する表示システム100について、表示画像出力装置110に伝送される第1の画像の光線に、例えば、s偏光のみが含まれ、表示画像出力装置110に伝送される環境画像の光線に、例えば、p偏光のみが含まれるため、フィルム層の設計及び加工難度が大幅に低減される。
【0155】
例えば、本実施形態において、表示画像出力装置は、並列された複数の半反射半透過面124が含まれた場合、光強度測定装置131に対向する半反射半透過面124の代わりに偏光結合素子を用いてよい。例えば、当該偏光結合素子は、めっきの手段により表示画像出力装置110に設置される。例えば、当該偏光結合素子はs偏光に対して高反射率(例えば、反射率は90%以上である)を有してよい。これと同時に、当該偏光結合素子はp偏光に対して高透過率(例えば、透過率は90%以上)を有してもよい。これにより、半反射半透過面124に比べ、偏光結合素子は表示画像出力装置110が光強度測定装置131に対応する領域の表示側に出射した第1の画像の光線強度と環境画像の光線強度を増加でき、これによって光強度測定装置131が取得した第1の画像の光線強度と環境画像の光線強度数値との正確性が向上され、当該表示システム100の表示効果がさらに向上される。
【0156】
例えば、本実施形態において、表示画像入力装置の表示側に第1の偏光板を設置し、表示画像出力装置の対向側に第2の偏光板を設置し、表示画像出力装置の表示側に第1の偏光制御素子を設置することにより、光強度測定装置は異なるタイミングで表示画像出力装置の表示側に出射した第1の画像の第1の偏光の光線強度及び環境画像の第2の偏光の光線強度を取得でき、これにより、表示システムは第1の画像の光線強度と環境画像の光線強度とを取得でき、取得した第1の画像の光線強度と環境画像の光線強度に基づいて第1の画像と環境画像との間のコントラストを最適化にすることができる。
【0157】
例えば、明らかするように、第1の実施形態から第7の実施形態に提供する表示システムはみな単眼拡張現実表示装置として実現されるが、本開示の実施形態はこれに限らない。例えば、実用需要に応じ、第1の実施形態から第7の実施形態に提供する表示システムは両眼拡張現実表示装置としても実現される。例えば、両眼拡張現実表示装置の具体的な設置手段は単眼拡張現実表示装置を参照してよく、ここでは贅言しない。
【0158】
[第8の実施形態]
本実施形態に画像表示方法が提供される。例えば、
図13に示したように、当該画像表示方法の製造方法は以下のステップを含む。即ち、
【0159】
ステップS10:第1の画像の光線を受信し、第1の画像の光線を表示装置に伝導し、当該表示画像出力装置は表示側及び表示側に対向する対向側を含み、第1の画像は表示側に表示され、表示画像出力装置の少なくとも一部は少なくとも一部が透明であるように配置され、これにより、表示画像出力装置の表示側に少なくとも一部の対向側の環境画像を受信する。
【0160】
ステップS20:環境画像の光線強度と第1の画像の光線強度を取得するように、表示側に環境画像の光線と第1の画像の光線とを収集する、及び、
【0161】
ステップS30:環境画像の光線強度と第1の画像の光線強度に基づき、環境画像の光線強度若しくは第1の画像の光線強度、又はその両方を制御する。
【0162】
例えば、ステップS10とステップS20の具体的な方法に関する例示は表示システムの実施形態を参照してよく、ここで贅言しない。
【0163】
例えば、ステップS30について、まずは、環境画像の光線強度と第1の画像の光線強度に基づいて環境画像と第1の画像との間の画像コントラストマッチング情報を取得してよい。そして、画像コントラストマッチング情報に基づいて表示側に出射した環境画像の光線強度若しくは第1の画像の光線強度、又はその両方を制御してよい。
【0164】
例えば、環境画像の光線強度と第1の画像の光線強度に基づいて環境画像と第1の画像との間の画像コントラストマッチング情報を取得する具体的な方法及び画像コントラストマッチング情報に基づいて表示側に出射した環境画像の光線強度若しくは第1の画像の光線強度、又はその両方を制御する具体的な方法は表示システムの実施形態を参照してよく、ここで贅言しない。
【0165】
[第9の実施形態]
本実施形態に画像表示方法が提供され、当該画像表示方法は前記いずれか1つの表示システムの光線強度(例えば、環境画像の光線強度若しくは第1の画像の光線強度、又はその両方)を調整する。
【0166】
例えば、当該画像表示方法は、表示画像出力装置の表示側(例えば、光強度測定装置に対する領域)に収集した環境画像の光線強度と第1の画像の光線強度により、環境画像の光線強度若しくは第1の画像の光線強度、又はその両方を制御でき(例えば、人目が観察した環境画像の光線強度若しくは第1の画像の光線強度、又はその両方)、これにより環境画像と第1の画像との間のコントラストを最適化にすることができ、さらに表示の品質が向上される。
【0167】
例えば、
図14に画像表示方法の例示的なフロー図が示された。以下は
図14を組合せて当該画像表示方法及びその画像コントラストを向上する原理を具体的に説明する。
【0168】
例えば、
図14に示したように、まず外界フィールドと拡張現実表示画像の光強度を監視してよい(即ち、環境画像の光線強度と第1の画像の光線強度)。例えば、光強度測定装置により環境画像の光線強度と第1の画像の光線強度の方法により、外界フィールドと拡張現実表示画像の光強度を監視してよい。例えば、外界フィールドと拡張現実表示画像の光強度に対する監視頻度は、実用需要に応じて設定され、本開示の実施形態はこれに限定しない。例えば、環境画像の光線強度と第1の画像の光線強度を取得する方法は表示システムの実施形態を参照してよく、ここで贅言しない。
【0169】
例えば、
図14に示したように、環境画像の光線強度と第1の画像の光線強度とを取得した後、環境画像の光線強度と第1の画像の光線強度に基づいて環境画像と第1の画像との間の画像コントラストマッチング情報を取得できる。例えば、計算装置を介してコントラストを計算する方法により環境画像と第1の画像との間の画像コントラストマッチング情報を取得してよく、例えば、環境画像と第1の画像との間の画像コントラストマッチング情報に対する具体的な計算方法は表示システムの実施形態を参照してよく、ここで贅言しない。
【0170】
例えば、
図14に示したように、環境画像と第1の画像との間の画像コントラストマッチング情報を取得した後、環境画像と第1の画像との間の画像コントラストは実用需要を満たすか否かを判定できる。例えば、環境画像と第1の画像との間の画像コントラストは実用需要を満たすか否かを判定する方法は、表示システムの実施形態を参照してよく、ここで贅言しない。
【0171】
例えば、
図14に示したように、環境画像と第1の画像との間の画像コントラストは実用需要を満たしたと判定された場合、表示システムが出力した光線強度(例えば、環境画像及び/或いは第1の画像の光線強度)を調整せず、表示システムを直接に光線強度監視状態に戻ってよい。
【0172】
例えば、
図14に示したように、環境画像と第1の画像との間の画像コントラストが実用需要を満たさないと判定された場合、まず、画像コントラストの需要を満たすには、第1の画像の光線強度をどれだけ調整するか、及び調整後の第1の画像の光線強度(即ち、拡張現実表示画像の光強度)は人目の安全閾値内にあるか否か、及び表示システムの電量消費閾値内にあるか否かを確定する。
【0173】
例えば、
図14に示したように、調整後の第1の画像の光線強度(即ち、拡張現実表示画像の光強度)が人目の安全閾値内にあり、表示システムの電量消費閾値内にある場合、第1の画像の光線強度を増大することにより(即ち、拡張現実表示画像の光強度)画像コントラストの需要を満たしてよい。例えば、調整後の第1の画像の光線強度(即ち、拡張現実表示画像の光強度)が人目の安全閾値外及び表示システムの電量消費閾値外にある場合、まず人目の安全閾値と表示システムの電量消費閾値を満たす場合、第1の画像の光線強度を最大に増大し、そして以下のステップを実行する。
【0174】
例えば、
図14に示したように、環境画像と第1の画像との間の画像コントラストが実用需要を満たさないと判定され、且つ、第1の画像の光線強度を最大に調整した場合、環境画像(即ち、外界フィールド画像)に局所ハイライト領域(即ち、
図14に示した局所ハイライト物体)が存在するか否かを判定できる。
【0175】
例えば、
図14に示したように、画像コントラスト要求を満たすように、環境画像に局所ハイライト領域が存在しないと判定された場合、光強度調整装置(即ち、
図14に示した光強度調整ユニット)の全体透過率を低減することにより表示画像出力装置の表示側に出射した環境画像の光線の全体的な強度を低減することができる。
【0176】
例えば、
図14に示したように、環境画像に局所ハイライト領域が存在すると判定された場合、まず、光強度調整装置(即ち、
図14に示した光強度調整ユニット)の局所透過率を低減することにより表示画像出力装置の表示側に出射した環境画像の局所ハイライト領域の光線強度(例えば、環境画像のコントラストが保証された場合)を低減できる。そして、環境画像の局所ハイライト領域の光線強度が低減された後、環境画像と第1の画像との間は画像コントラスト要求を満たすか否かを判定できる。例えば、
図14に示したように、画像コントラストの要求が満たされたと判定された場合、本サイクルの光線強度調整を終了し、表示システムを光線強度監視状態に戻させる。例えば、
図14に示したように、画像コントラストの要求が満たされないと判定した場合、画像コントラスト要求を満たすように、光強度調整装置(即ち、
図14に示した光強度調整ユニット)の全体透過率を低減することにより表示画像出力装置の表示側に出射した環境画像の光線の全体的な強度を低減できる。この際、画像コントラスト要求を満たした後、本サイクルの光線強度調整を終了し、表示システムを光線強度監視状態へ戻させる。
【0177】
例えば、
図15に示した応用フィールド図を組合せて
図14に示した画像表示方法を具体的に説明する。例えば、
図15に示した真実フィールド画像(即ち、環境画像)に一つのデスクと一つの電気スタンドが含まれる。真実フィールドにおいて拡張現実表示画像(即ち、第1の画像)である「コップ」を重ねる必要がある。例えば、真実フィールドにおける電気スタンドは一つの局所高輝度物体であるため、表示システムにより拡張現実の画像である「コップ」を観察する際、真実フィールドにおける電気スタンドは人目が観察した表示画像と真実フィールド画像とのコントラストを低減する。表示画像と真実フィールド画像のコントラストを向上するために、局所高輝度物体である「電気スタンド」の光線強度を低減してよく、真実フィールド画像の光線強度を全体的に低減することに比べ、局所高輝度物体に対応する領域の光線輝度を低減することは、より良い画像コントラストを実現できる。
【0178】
例えば、以下のステップにより局所高輝度物体である「電気スタンド」の光線強度を低減し、表示画像と真実フィールド画像のコントラストを最適化できる。
【0179】
例えば、光強度測定装置により外界フィールド画像の光線強度と拡張現実表示画像の光線強度とを取得し、外界フィールドの光線強度と拡張現実表示画像の光線強度に基づいて画像コントラスト(例えば、画像コントラストマッチング情報)を計算できる。例えば、画像コントラストがコントラストの要求を満たさない場合、以下のステップを実行してよい。まず、人目の安全閾値範囲内とシステム電量消費閾値範囲内に表示画像輝度を向上する。続いて、画像コントラストは依然としてコントラスト要求を満たさない場合、光強度調整装置(即ち、光強度調整ユニット)の透過率を調整することにより外界フィールドの光線強度を低減できる。
【0180】
例えば、外界フィールド画像の光線強度を低減する際、以下のステップを実行してよい。まず、外界フィールド画像に局所高輝度物体が存在するか否かを判断でき、局所高輝度物体が存在する場合、まずは、光強度調整装置(即ち、光強度調整ユニット)が局所高輝度物体に対応する一部の領域の透過率を低減することにより、外界フィールド画像の局所高輝度物体の光線強度を低減でき、外界フィールド画像における「電気スタンド」の輝度と外界フィールド画像とが全体的な輝度のバランスを実現するようにさせる。もしこの際、画像コントラスト要求をまだ満たさない場合、光強度調整装置(即ち、光強度調整ユニット)の全体的な透過率を低減することにより外界フィールド画像の光線強度をさらに低減し、これにより外界フィールドの画像輝度と拡張現実表示画像の輝度は画像コントラストの要求を満たすようになる。よって、表示画像「コップ」は良好なコントラストを取得し、さらに表示効果も向上される。
【0181】
例えば、
図14と
図15において、環境画像の光線強度が第1の画像の光線強度以上であることを例として(即ち、環境画像の光線強度を低くする必要がある)本実施形態に提供する画像表示方法を説明したが、本実施形態はこれに限らない。例えば、当該画像表示方法はさらに環境画像の光線強度が第1の画像の光線強度以下である場合にも適用される(即ち、環境画像の光線強度を増大する必要がある)、具体的な方法は、
図14と
図15及び関連記載を参照してよく、ここで贅言しない。
【0182】
本開示の実施形態に表示システムと画像表示方法が提供され、環境画像の光線強度と第1の画像の光線強度を取得することにより、表示画像と外界フィールド画像のコントラストが最適化される。
【0183】
明らかに、当業者は、本開示の原理及び主旨から逸脱することなく、各種の変化及び変形を行うことができる。こうすると、本開示におけるこれらの補正及び変形が本開示の請求項及びその等価物に等しい場合、本開示もこれらの補正及び変形を含むように意図する。
【0184】
以上はただ本発明における例示的な実施方式であり、本発明の保護範囲を限定するものではなく、本発明の保護範囲は請求項により決める。
【0185】
本出願は、2017年6月26日に出願された中国特許出願第201710495394.6号に基づくものであって、ここに上述中国特許出願に開示された全ての内容を本出願の一部として援用する。
【符号の説明】
【0186】
11 上偏光板
12 下偏光板
21 上基板
22 下基板
30 液晶層
41 偏光装置
42 移動装置
51 高分子分散液晶材料層
52 第1の導電層
53 第2の導電層
62 並進装置
63 第1の検光子
71 電気光学結晶
72 第2の検光子
100 表示システム
110 表示画像出力装置
120 表示画像入力装置
121 光導波路本体
122 反射面
124 半反射半透過面
125 第1の端
126 第2の端
131 光強度測定装置
132 レンズ
133 表示素子
134 計算装置
135 コントローラ
161 表示側
162 対向側
171 第1の偏光板
172 第2の偏光板
173 第1の偏光制御素子
180 光線透過制御装置
181 光強度制御素子
182 第2の偏光制御素子
190 光強度調整装置
500 表示システム
521 光導波路本体
522 反射面
523 半反射半透過面
524 表示側
525 対向側
531 マイクロ表示器
532 レンズ