CN103270456B - 显示装置及显示系统 - Google Patents

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Abstract

显示装置(100)包括：输出激光的光源(101)；将激光作为照明光射出的照明光学系统(102)；通过显示衍射图案使照明光衍射的空间调制元件(103)；取得基于图像而生成的基本衍射图案的衍射图案取得部(1105)；利用基本衍射图案和用于修正基本衍射图案的修正衍射图案，生成基本衍射图案被修正衍射图案修正的合成衍射图案作为显示在空间调制元件(103)的衍射图案的衍射图案加工部(1101)。空间调制元件(103)通过显示合成衍射图案将衍射的衍射光作为虚拟图像向使用者显示。

Description

显示装置及显示系统
技术领域
本发明涉及一种通过利用基于计算机全息的衍射图案衍射激光来显示信息的例如头部安装型的显示装置以及显示系统。
背景技术
头戴式显示器(Head-Mounted Display、以下称为“HMD”)是在安装在用户头部的状态下向用户显示信息的装置。HMD在一般情况下，从安装性的观点来看希望小型轻量，另一方面，从显示性能的观点来看希望大画面高像质。以往的HMD有一种方式，通过将显示在小型液晶面板等的图像用凸透镜或自由曲面棱镜等进行光学放大，向用户显示被放大的虚拟图像(例如，参照专利文献1)。另外，本说明书中对用棱镜等放大上述的图像的方式称为“光学放大方式”。
另一方面，还有一种技术，在利用计算机全息(Computer Generated Hologram、以下称为“CGH”)的显示装置中，将需要显示的图像作为输入数据用计算机而求出的衍射图案显示到相位调制型的液晶面板等，通过向该液晶面板照射激光使激光衍射，再现来自虚拟图像位置的显示光的波面，向用户显示虚拟图像(例如，参照专利文献2)。CGH方式具有可以在液晶面板的前侧或里侧的位置显示三维立体图像的特征。而且，还存在虽然不是CGH方式，但通过衍射图案将三维立体图像显示给用户的现有例(例如，参照专利文献3)。
图26(a)、26(b)是CGH方式中液晶面板所显示的衍射图案和用户视觉认知的图像的例子的示意图。图26(a)示出原图像401的例子。图26(b)示出从原图像401生成的衍射图案402的例子。将该衍射图案402显示在相位调制型的液晶面板等，通过照射激光使激光衍射，用户能够视觉认知作为生成衍射图案402的基础的原图像401。
一般而言，为了从原图像计算衍射图案，利用点填充法或傅立叶变换的生成方法。以下，对衍射图案的生成方法，以利用点填充法时的计算方法为例进行说明。在点填充法中，将原图像(物体)视为点光源的集合，根据各点光源发出的光在液晶面板上的各点重合时的相位计算衍射图案。
图27是生成衍射图案时，原图像501和显示衍射图案的液晶面板502的位置关系的例子的示意图。为了通过点填充法生成在液晶面板502上显示的衍射图案，如上所述将原图像501上的各点(各像素)视为点光源。当原图像501上的点i的振幅为αi、相位为φi时，从该点i产生的光在液晶面板502上的点u的复振幅(complex amplitude)用式(1)表示。
而且，式(1)中的ri为点i和点u之间的距离，在以液晶面板502的中心为原点，点i的坐标为(xi、yi、zi)，点u的坐标为(ξ、η)时，ri用式(2)来计算。
另外，式(1)中的k为波数，当来自点i的光的波长为λ时，用k＝2π/λ求出。由于利用式(1)的计算能求出来自点i的光在点u的复振幅，因此通过对原图像501上的各点进行同样的计算并将它们相加，可以求出在液晶面板502上的点u的复振幅的值。表示在点u的复振幅的公式如式(3)所示。
在点填充法中，通过对液晶面板502上的各点进行式(3)所示的计算生成衍射图案。另外，在该例子中，为了简便没有例示由于参照光引起的相位变化等。
数式1
u i ( ξ , η ) = α i r i exp { - j ( kr i + φ i ) } - - - ( 1 )
数式2
r i = ( ξ - x i ) 2 + ( η - y i ) 2 + z i 2 - - - ( 2 )
数式3
u ( ξ , η ) = Σ i = 1 N u i ( ξ , η ) - - - ( 3 )
然而，在利用点填充法计算衍射图案时，如式(1)至式(3)的计算式所示，如果原图像501的像素数及液晶面板502的像素数(衍射图案的像素数)增加，则所需要的计算次数增加，计算成本增大。当衍射图案的像素数及原图像的像素数都用N×N来表示时(N为自然数)，点填充法所需要的计算量级为N的4次方，随着像素数的增加，用于计算衍射图案的计算量也增大。
一般而言，诸如HMD这样的移动终端，与用于服务器等的终端相比，计算能力较低。因此，如果在HMD这样的移动终端进行用点填充法计算衍射图案那样的计算量大的处理，有时生成衍射图案需要很长的时间。而且，进行计算量大的处理，意味着要大量地消耗移动终端的电池，会导致移动终端的可使用时间减少。
因此，也提出了一种改良点填充法，利用对要向用户显示的图像实施逆傅立叶变换的方法来计算衍射图案的方法(例如专利文献4)。然而，如果原图像或衍射图案的像素数增加，傅立叶变换的计算量对HMD等移动终端来说也是一个很大的负担，难以高速地进行衍射图案的生成。
为了高速地计算计算量较大的衍射图案，还提出了不用移动终端而是使用多个计算能力较高的终端进行计算的方法(例如，非专利文献1)。图28是表示使用处理能力较高的服务器计算衍射图案，在HMD进行显示的例子的示意图。在图28的例子中，为了从原图像2601生成衍射图案2604，服务器2602进行计算处理。如式(1)至(3)所示，由于基于点填充法的衍射图案的计算是并行处理比较容易的计算，因此在图28的例子，构建了用于使多个服务器2602进行并行计算的计算云2603。通过采用基于多个服务器2602的计算云2603，能更高速地进行衍射图案2604的计算。通过将计算出的衍射图案2604发送到HMD等显示终端2605，在显示终端2605进行衍射图案2604的显示，即使显示终端2605的计算能力低，也可以高速地进行衍射图案2604的显示。
专利文献1：日本专利公开公报特开平8-240773号
专利文献2：日本专利公表公报特表2008-541145号
专利文献3：日本专利公开公报特开平6-202575号
专利文献4：日本专利公开公报特表2011-507022号
非专利文献
“非专利文献1”基于GPU群和波面记录法的菲涅耳计算机合成全息的高速生成和可扩展性的评价(立体影像及全息技术)，影像信息学会技术报告33(35)，21-24，2009-09-04
发明内容
如图28所示，在将计算衍射图案的计算终端和显示衍射图案的显示终端分离的情况下，可以考虑通过一个计算终端计算能在多个显示终端显示的衍射图案。然而，此时，即使用计算能力高的计算终端，如果同时计算多个衍射图案，也会导致计算负荷过大。另一方面，也希望在显示终端显示适合每个显示终端的衍射图案。
本发明是为了解决上述以往技术中所存在的问题，其目的在于提供一种可显示适合每个装置的衍射图案的显示装置。而且，本发明的目的还在于提供一种既能抑制计算终端的计算负荷的增大又能显示适合显示终端的衍射图案的显示系统。
本发明的一个方面所涉及的显示装置包括：输出激光的光源；将所述激光作为照明光射出的照明光学系统；通过显示衍射图案衍射所述照明光的空间调制元件；取得基于图像生成的基本衍射图案的衍射图案取得部；利用所述基本衍射图案和用于修正所述基本衍射图案的修正衍射图案，生成用所述修正衍射图案修正所述基本衍射图案所得的合成衍射图案作为在所述空间调制元件显示的所述衍射图案的衍射图案加工部，其中，所述空间调制元件通过显示所述合成衍射图案将衍射的衍射光作为虚拟图像向使用者显示。
根据本发明，通过将适合装置的合成衍射图案显示在空间调制元件，能够提供一种适于向使用者显示虚拟图像的显示装置。
附图说明
图1是第1实施例的显示系统的结构的一个例子的示意图。
图2是第1实施例的显示系统的结构的一个例子的示意图。
图3是本发明第1实施例的HMD的结构图。
图4是说明表示用户的视力的影响的示例的示意图。
图5是说明表示用户的视力的影响的示例的示意图。
图6是计算终端向多个显示终端分别发送不同的衍射图案时的系统的一个例子的示意图。
图7是第1实施例的计算终端和显示终端之间的关系的示意图。
图8是第1实施例的空间调制元件和再生图像的位置关系的说明图。
图9是第1实施例的空间调制元件和再生图像的位置关系的说明图。
图10是第1实施例的显示终端管理部所保存的表格的一个例子的示意图。
图11是第1实施例中修正衍射图案的处理流程图。
图12是基于基本衍射图案的再生图像和基于修正后的衍射图案的再生图像的位置关系的一个例子的示意图。
图13是基本衍射图案的一个例子的示意图。
图14是修正衍射图案的一个例子的示意图。
图15是修正后的合成衍射图案的一个例子的示意图。
图16是修正衍射图案的另一个例子的示意图。
图17是修正衍射图案的又一个例子的示意图。
图18是本发明第2实施例的显示系统的结构的一个例子的示意图。
图19是本发明第2实施例的显示装置的结构图。
图20是用便携终端实现计算终端的功能的结构的一个例子的示意图。
图21是用便携终端实现计算终端的功能的结构的另一个例子的示意图。
图22是基本衍射图案的另一个例子的示意图。
图23是修正衍射图案的另一个例子的示意图。
图24是说明合成衍射图案生成方法的一个例子的模式图。
图25是合成衍射图案的另一个例子的示意图。
图26是显示图像和衍射图案的一个例子的示意图。
图27是显示图像和液晶面板(空间调制元件)的位置关系的一个例子的示意图。
图28是利用了服务器的CGH方式的显示系统的结构的一个例子的示意图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施例进行说明。并且，以下的实施例是本发明具体化的一个例子，并不用于限定本发明的技术范围。
(发明人的见解)
首先，对发明人的见解进行说明。如图28所示，在将计算云2603作为衍射图案2604的计算终端使用时，可以考虑由计算终端生成能在多个显示终端显示的衍射图案，将生成的衍射图案通过网络分别发送到多个显示终端。然而，在通过衍射图案再生显示图像(虚拟图像)的CGH方式的显示装置中，需要生成将用户的视力考虑在内的衍射图案。
图4、图5是说明表示用户视力的影响的一例的示意图。图4的例子示出在距液晶面板502较近的位置(用户的视力距离703)显示再生图像701的例子。此时，液晶面板502显示使虚拟图像显示在再生图像701的位置的衍射图案。来自该衍射图案的衍射光704射入用户702的眼睛在视网膜上成像。在图4的例子中，由于衍射光704聚光在用户702的视网膜上，因此用户702可以清晰地视觉认知再生图像701。然而，在用户702的视力不好的情况下(例如近视的情况)，如果用户702和再生图像的距离增大，则用户702不能清晰地视觉认知再生图像。
图5的例子中，在距液晶面板502较远的位置(用户的视力距离802)显示再生图像801。此时，液晶面板502显示使虚拟图像显示在再生图像801的位置的衍射图案。来自该衍射图案的衍射光803与图4的例子同样射入用户702的眼睛。然而，图5的例子中，用户702近视，眼睛无法聚焦在再生图像801的位置。因此，再现来自再生图像801的光的衍射光803不能聚光在用户702的视网膜上。其结果，用户702难以正确地视觉认知再生图像801(图5的例子，再生图像801以模糊的状态被视觉认知)。
如图5的例子所示，CGH方式的显示装置产生显示不能与用户702的视力相适应的衍射图案，用户702无法正确地视觉认知所显示的虚拟图像的问题。因此，在用一个计算终端生成对应于多个显示终端的衍射图案时，需要在计算终端上计算对应于每个显示终端的衍射图案。该例如图6所示。
图6是表示用一个计算终端生成对应于多个显示终端的衍射图案的构成例的示意图。在图6中，计算终端901针对多个显示终端905至907分别生成不同的衍射图案902至904，并发送生成的衍射图案902至904。虽然衍射图案902至904是从同一原图像生成，但是它们是根据使用各显示终端的用户908至910的视力而不同的衍射图案。通过进行这样的处理，可以用一个计算终端901显示对应于多个显示终端905至907的衍射图案。
然而，由于是从同一原图像针对各显示终端905至907生成不同的衍射图案，计算终端901的计算负荷变得非常大，难以应对多个显示终端。上述非专利文献1没有考虑到这一点。以下对考虑到这一点的实施方式进行说明。
(第1实施例)
在第1实施例中，对作为显示终端的一个例子的HMD通过通信网络与计算终端通信时的例子进行说明。
图7是第1实施例的计算终端和显示终端之间的关系的示意图。图7中与图6相同的构成要素被赋予相同的符号。计算终端901从应向用户显示的图像(例如图26(a)所示的原图像401)生成基本衍射图案1001，并将生成的基本衍射图案1001发送到显示终端905至907。显示终端905至907通过配合各用户908至910的视力对基本衍射图案1001进行修正，生成衍射图案1002至1004，向用户908至910显示虚拟图像。有关该处理，将在以后详细说明。
图1、图2是包含第1实施例的头部安装型显示装置(HMD)100及计算终端901的显示系统的方框图。图3示意性地示出图1所示的HMD100的结构。第1实施例的HMD100如图3所示，呈眼镜形状，图3是从上方看到的图。在第1实施例中，HMD100相当于图7的显示终端905。
在第1实施例中，如图3所示，HMD100的控制部105包含CPU11及存储器12，进行衍射图案的生成控制等。如图1所示，控制部105具有作为CPU11的功能模块的衍射图案加工部1101、修正图案管理部1102、显示控制部1103、衍射图案管理部1104、通信部1105。程序被保存在存储器12。另外，数据等被暂时保存在存储器12。CPU11通过执行保存在存储器12的程序，作为上述各功能模块而动作。关于图1的各功能模块的功能将在以后说明。
在第1实施例中，如图1所示，计算终端901具备CPU901a和存储器901b。如图2所示，CPU901a包含作为功能模块的内容管理部1201、衍射计算部1202、通信部1203、显示终端管理部1204。程序被保存在存储器901b。另外，数据等被暂时保存在存储器901b。CPU901a通过执行保存在存储器901b的程序，作为上述各功能模块而动作。关于图2的各功能模块的功能，将在以后详细说明。
在图1、图3中，光源101是输出激光的激光光源。在第1实施例中，使用输出绿色波长的激光的半导体激光器(激光二极管)作为光源101。另外，可以是红色或蓝色的单色、也可以将红绿蓝3色合波进行彩色显示、或者如后所述分时驱动3色进行彩色显示。而且，也可以使用半导体激光器以外的激光器或半导体激光器与其它激光器的组合。也可以是红外线的半导体激光器和将红外线变换为绿色的2次谐波产生(SHG)元件的组合。
照明光学系统102射出来自光源101的激光的波面形状和强度分布已变更的照明光。在第1实施例中，使用将扩散光的激光变换为汇聚光的凸透镜和使激光的强度衰减的减光滤光器(ND滤光器)作为照明光学系统102。另外，变更照明光的波面形状的元件可以是透镜也可以是反射镜，也可以是如液晶透镜一样能动态变更的元件。而且，照明光学系统102也可以包含变更强度分布的光学系统。另外，照明光学系统102也可以包含除去不需要的照明光的滤光器。
空间调制元件103通过显示衍射图案，使来自照明光学系统102的照明光衍射，让用户可以视觉认知显示图像。在第1实施例中，使用相位调制型的反射型液晶面板作为空间调制元件103。另外，空间调制元件103只要能够通过显示衍射图案来衍射照明光，也可以是其它的显示元件。也可以使用例如透过型面板作为空间调制元件103。此时，能够变更将光源101等配置在眼镜的耳朵一侧等光学系统的布局设计。
反射镜104使来自空间调制元件103的衍射光向用户的眼球190的方向反射。在第1实施例中，用半透过菲涅耳镜(semi-transmission Fresnel mirror)作为反射镜。通过在菲涅耳透镜上蒸镀薄金属膜而成为半透过菲涅耳镜，用粘合剂将其粘接在前框部112的透镜部113上。通过使菲涅耳镜和粘合剂的折射率相接近，使透过光直线前进，通过透镜部113看到的外界不会变形。另外，也可以不使用反射镜104，构成用户直接观看液晶面板的HMD。另外，反射镜104也可以用透镜型，也可以用全息等衍射光栅来实现。用全息构成反射镜104时，能实现更薄型透过率更高的透视显示器(see-through display)。
作为眼球190，图示了位于HMD100的眼球假设位置的眼球。眼球假设位置是指用户佩戴上HMD100时作为眼球位置而假设的位置。在第1实施例中，眼球假设位置是用户佩戴HMD100时眼球190的瞳孔191的瞳孔中心193。被反射镜104反射的衍射光经由位于眼球假设位置的眼球190的瞳孔191，在视网膜上成像，向用户显示图像。图3中的眼球中心192是眼球190的中心位置，也是眼球190的旋转中心。另外，眼球假设位置也可以稍微偏离瞳孔中心193。而且，眼球假设位置也可以是眼球中心192或瞳孔191的顶端，取代瞳孔中心193。
另外，如果用户将图3所示HMD100安装到头部(即将镜腿部111挂到耳朵上)，则空间调制元件103和眼球假设位置之间的位置关系被固定。另外，考虑到眼球190相对于头部的位置的用户个人差异或HMD100的安装偏差，可以给眼球假设位置设置容许误差，也可以具备调整眼球假设位置的功能。
控制部105驱动光源101，使衍射图案显示到空间调制元件103。控制部105使光源101点亮熄灭，调整光源101输出的激光的强度，以便向眼球射入适当的光量。另外，在本实施例中，控制部105分时驱动3色的激光光源，通过使与3色分别对应的衍射图案与各激光光源同步地显示，进行彩色显示。
而且，控制部105可以进行电池106的控制，当照明光学系统102或反射镜104为可控制时也可以对它们进行控制。
电池106向控制部105或空间调制元件103等HMD100的各部提供电源。第1实施例的电池106为充电式，在用户不安装HMD100时进行充电。电池106通过被配置在镜腿部111的耳侧的后端附近，使整体的重量平衡靠近耳侧，具有减轻前框部112的滑落的效果。另外，电池106也可以不是充电式，可以在HMD100的使用中供电。而且，可以从外部对HMD100供电，也可以让HMD100具有发电装置。
图3的眼镜形状的HMD100包括头部侧面的镜腿部111和眼前的前框部112。在镜腿部111中配置光源101、照明光学系统102、空间调制元件103、控制部105、电池106。在镜腿部111设置出射窗114，使来自空间调制元件103的衍射光向反射镜104射出。
前框部112包含透镜部113，在透镜部113的一部分(表面或内部)配置反射镜104。另外，第1实施例的反射镜104反射显示光并使外景透过，但也可以采用不让外景透过的结构。而且，前框部112和镜脚部111为了提高携带性也可以折叠。此时，折叠的位置可以在镜腿部111的端部也可以在比空间调制元件103靠近耳侧的位置。透镜部113在本实施例中，没有必要是象通常的眼镜片那样具有近视用的度数的镜片，也没有必要是修正远视或散光的镜片。另外，透镜部113也可以是象太阳镜那样具有降低透过率的功能，具有偏光功能。另外，透镜部113可以防止无用光的反射，可以包含具有防止污垢功能的膜。
在第1实施例中，如图3所示，采用在使用者的左右双眼显示虚拟图像的结构。因此，如图3所示，在左眼部分也配置了与右眼部分相同的构成要素。对HMD100的左眼部分的各构成要素标注了将右眼部分相对应的构成要素的符号添上“a”字后的符号。左眼部分的各构成要素与右眼部分相对应的各构成要素具有同样的功能。根据此结构，即使是左右眼视力有差别的用户，也可以进行与各个眼睛的视力相适应的衍射图案的修正。
另外，在对双眼进行显示时，左眼部分和右眼部分也可以不具备所有的构成要素。例如，控制部105只配置在右眼部分，左眼部分不配置控制部105a，可以由右眼部分的控制部105同时控制左眼和右眼双方的显示。此时，对左右眼的视力没有差别的用户可以进行没有不协调感的显示。而且，也具有减少HMD100的部件数，消减HMD100的成本或重量的效果。另外，在左眼部分不配置控制部105a，可以通过右眼部分的控制部105生成互不相同的右眼用的衍射图案和左眼用的衍射图案。
以下，为了便于说明，以右眼部分的控制部105也控制左眼部分的光源101a、空间调制元件103a等为例进行说明。而且，以下，作为衍射图案的显示，在只提到空间调制元件103的情况下，只要没有特别地说明，空间调制元件103a也显示衍射图案。
在本实施例中，镜腿部111、111a相当于安装部的一个例子，光源101相当于第1光源的一个例子，照明光学系统102相当于第1照明光学系统的一个例子，空间调制元件103相当于第1空间调制元件的一个例子，光源101a相当于第2光源的一个例子，照明光学系统102a相当于第2照明光学系统的一个例子，空间调制元件103a相当于第2空间调制元件的一个例子。
图3中符号121所示的距离表示从用户的眼球假设位置(该实施方式中，如上所述为瞳孔中心193)到反射镜104为止的距离，图3中符号122所示的距离表示从反射镜104到空间调制元件103为止的距离。而且，在本说明书中将距离121和距离122之和称为从眼球假设位置到空间调制元件103为止的距离(或光轴距离)。
图8及图9是眼球190、反射镜104、空间调制元件103以及基于衍射图案的再生图像(虚拟图像)等的位置关系的说明图。
图8示出眼球190、反射镜104、空间调制元件103的位置。在反射镜104的光学倍率为1时，空间调制元件103的虚像202位于图8所示的位置。从眼球190的瞳孔中心到虚像202为止的距离等于从眼球190的瞳孔中心到反射镜104位置的距离121和从反射镜104到空间调制元件103为止的距离122之和的“到空间调制元件103为止的距离210”。另外，图8的例子中，空间调制元件103相对于光轴220倾斜配置，此时的距离是以空间调制元件103的中央的点为基准的距离。另外，也可以用中央以外的点作为基准。
而且，如图9所示，在反射镜104的光学倍率大于1时，空间调制元件103的虚拟图像302位于图9所示的位置。从眼球190的瞳孔中心到空间调制元件103的虚像302为止的距离310比上述的“到空间调制元件103为止的距离210”更远，虚像302与虚像202相比更大。
通过将衍射图案(例如，图26(b)所示的衍射图案402)显示到空间调制元件103，用户可以视觉认知图8、图9的虚拟图像201、301(例如，图26(a)所示的原图像(虚拟图像)401)。在此，到虚拟图像为止的距离211、311通过衍射图案的计算可以改变。因此，可以根据用户的视力适当地调节从眼球190到虚拟图像为止的距离等。在第1实施例中，HMD100通过对从计算终端901接收到的衍射图案进行修正，调节与用户的视力相匹配的距离。关于该处理将在以后说明。
另外，本实施例所示的HMD100的各部功能的一部分也可以用不同于HMD100的别的装置来实现。另外，HMD100也可以搭载本实施例没有示出的功能。例如，光源101也可以设置在外部的装置中，通过光纤传输从光源101输出的光。另外，例如，电池106也可以设置在外部的装置中，将电源线连接到HMD100。而且，HMD100也可以具备照相机、角速度或温度或GPS等的各种传感器、开关等输入装置、扬声器等输出装置作为其它的功能。关于这一点，后述的实施例和变形例也都相同。
这样，通过利用图1和图3所示的基于CGH方式的HMD100，将衍射图案显示到空间调制元件103，能够不使照明光学系统102等大型化，实现在远离用户的眼球190的位置生成虚拟图像。
在图2中，内容管理部1201管理向用户显示的静止图像或动态图像等显示内容。在本实施例中，以作为显示内容，使用静止图像为示例，但也可以是动态图像或文本内容(例如电子邮件或Web网页等)。
内容管理部1201可以将向用户显示的显示内容保存到内部的记录部。或者，内容管理部1201预先保存显示内容的地址、例如互联网上的统一资源定位符(UniformResourceLocator、URL)等，可以根据需要经由通信部1203取得显示内容。
在内容管理部1201保存显示内容的情况下，可以对显示内容进行更高速的访问。而且，在内容管理部1201保存显示内容的地址的情况下，由于可以将记录部的容量抑制得较小，因此能够降低计算终端901的成本。
衍射计算部1202根据内容管理部1201取得的显示内容，计算用于向HMD100发送的基本衍射图案。在本实施例中，衍射计算部1202将对从内容管理部1201取得的图像(例如图26(a)所示的原图像401)施加逆傅立叶变换处理所得的衍射图案作为基本衍射图案来处理。
另外，在本实施例中，为了能对图像进行逆傅立叶变换，衍射计算部1202通过对从内容管理部1201取得的图像的像素值叠加相位图案，将图像数据变换为具有实部和虚部的复振幅数据。
在该处理中，衍射计算部1202生成存在于0到2π之间的相位值phase_data后，通过对图像的各像素值Image_A进行下式(4)、(5)所示的计算处理，针对向用户显示的图像的各像素生成复振幅数据。
Image_Re＝Image_A×Cos(phase_data) (4)
Image_Im＝Image_A×Sin(phase_data) (5)
此时，针对各像素生成的复振幅数据的实部和虚部在本说明书中被称为变换像素值实部Image_Re，变换像素值虚部Image_Im。衍射计算部1202通过在对图像进行了上述的复振幅数据的变换后，执行逆傅立叶变换，能够进行基本衍射图案的生成。
另外，在本实施例中，原图像的各像素具有与RGB的各颜色相对应的3个像素值，衍射计算部1202对RGB分别进行对应的复振幅数据化和逆傅立叶变换。即，从具有RGB数据的一张原图像，生成与RGB的各波长相对应的三张基本衍射图案。另外，在本说明书中，为了简单起见只说明生成与RGB内的一种颜色对应的衍射图案的处理。
另外，基本衍射图案的计算也可以不是逆傅立叶变换。衍射计算部1202例如，可以利用如上述式(1)至(3)所示的点填充法的计算。
在此，如上所述，式(1)表示来自点光源i的点u的复振幅，式(2)表示点光源i和空间调制元件上的点u之间的距离，式(3)表示在空间调制元件上的点u的复振幅。此时，可以设定根据所显示的图像的像素而不同的视力距离等，进行自由的距离信息的设定等。另外，在本实施例中，生成衍射数据的原图像被假设是具有RGB的数据的彩色图像，但是也可以用单色的图像。此时，衍射计算部1202只需生成一种基本衍射图案即可，从而可以降低计算终端901的计算负荷。
通信部1203在与HMD100之间进行通信，受理来自HMD100的生成衍射图案的请求，并且进行计算终端901所生成的基本衍射图案的发送等。在本实施例中，通信部1203经由通信网络900例如互联网与HMD100进行通信。通信部1203可以使用作为通信协议的以太网络(Ethernet)等。另外，通信部1203没有必要限定于特定的通信方式。通信部1203可以使用Wi-Fi等无线LAN与通信网络900连接，也可以具备与手机通信网连接的结构。
显示终端管理部1204管理计算终端901进行通信的HMD100的信息。在计算终端901对多个HMD等显示终端发送基本衍射图案时，通过预先保存各显示终端的通信地址(例如IP地址)，可以利用通信部1203发送生成的基本衍射图案。
图10是表示在本实施例中显示终端管理部1204所保存的显示终端管理表的例子的示意图。在图10的例子中，多个显示终端905至907的通信地址及通信手段被保存。另外，显示终端管理表的内容也可以是不同的形式，也可以包含其它的信息。显示终端管理表例如也可以包含与显示终端通信时使用的安全信息(例如密码等)。此时，可以进行出于安全考虑的基本衍射图案的生成。
另外，计算终端901没有必要由单一的终端构成，如图28所示可以包含多个服务器终端。此时，能够提高计算终端901的计算能力。而且还具有容易同时应对来自多个显示终端的请求等的效果。而且，计算终端901也可以具有图2所示的功能以外的功能。例如，计算终端901可以具有执行电子邮件服务器等其它应用程序的功能。此时，具有用内容管理部1201容易取得来自在相同的终端上执行的其它的应用程序的数据的效果。
图11是表示在第1实施例生成衍射图案的步骤的流程图。利用图1、图2、图11，说明通过在HMD100修正由计算终端901生成的基本衍射图案，生成对应于各用户的衍射图案的方法的例子。在本实施例中，HMD100和计算终端901通过进行图11所示的步骤1301至1308的处理，对衍射图案的生成和显示进行控制。
(步骤1301：请求内容取得)
HMD100的显示控制部1103决定应向用户显示的显示信息，使用通信部1105对计算终端901发出内容取得请求。
通知给计算终端901的信息中至少包含HMD100的通信地址、所请求的显示信息的识别信息(例如URL等)。
另外，发送给计算终端901的内容取得请求中也可以包含显示信息的识别信息以外的信息。内容取得请求例如也可以包含利用保存显示信息的服务器所需要的认证信息等。此时，HMD100也可以将电子邮件或社交网络服务等机密性较高的服务信息作为显示信息来取得。
另外，在本实施例中，通信部1105预先保存计算终端901的通信地址，但是也可以用通信部1105以外的功能块来保存。例如，可以让显示控制部1103保存计算终端901的通信地址。
另外，关于显示控制部1103决定应向用户显示的显示信息的方法，没有必要限定于特定的方法。可以在HMD100设置让用户选择信息的选择用户界面(User Interface、UI)，根据用户对选择UI的操作决定显示信息。而且，也可以利用显示控制部1103自动地决定显示信息的方法。在后者的情况下，可以减轻用户选择信息的麻烦。
另外，在本实施例中，示出显示控制部1103发出内容取得请求的计算终端901是由通信部1105预先保存了通信地址的特定的计算终端时的例子。显示控制部1103也可以对多个计算终端同时提出内容取得请求。或者，显示控制部1103可以利用动态取得计算终端的地址的方法。例如，像Digital Living Network Alliance(DLNA)规格的服务那样，可以利用在通信网络900上检索是否存在提供生成基本衍射图案服务的终端的结构。此时，HMD100能够检索最适于该HMD100的计算终端等。
(步骤1302：取得显示内容)
在本步骤1302，计算终端901的通信部1203接收来自HMD100的内容取得请求，内容管理部1201取得请求中所包含的显示信息。在内容管理部1201保存有HMD100所请求的显示信息时，内容管理部1201将显示信息通知给衍射计算部1202。
在内容管理部1201没有保存来自HMD100的内容取得请求中所包含的显示信息时，内容管理部1201通过通信部1203，与保存有显示信息的其它的终端(例如Web服务器等)进行通信，取得显示信息。内容管理部1201对从哪个终端取得显示信息，可以根据从HMD100发送的内容取得请求所包含的显示信息的识别信息来进行判断。内容管理部1201在取得了显示信息后，将取得的显示信息通知给衍射计算部1202。而且，内容取得请求所包含的HMD100的通信地址由通信部1203通知给显示终端管理部1204而加以保存。
另外，通过在内容管理部1201内保存从其它的终端取得的显示信息，当再次发生同样的显示信息的内容取得请求时，可以使取得显示信息的处理高速化。
(步骤1303：生成基本衍射图案)
在本步骤1303，计算终端901的衍射计算部1202根据在上一个步骤1302由内容管理部1201通知的显示信息，进行基本衍射图案的生成。
如上所述，在本实施例中，衍射计算部1202将对从内容管理部1201取得的图像实施逆傅立叶变换处理后的图像作为基本衍射图案。因此，衍射计算部1202对取得的显示图像的各像素通过叠加相位数据进行显示图像的复振幅数据化，从每个像素的像素值Image_A生成变换像素值实部Image_Re、变换像素值虚部Image_Im。这种处理如上所述，通过对显示图像的各像素值Image_A进行上述式(4)、(5)所示的计算来执行。此时，相位值phase_data可在0到2π之间随机选择。
在此，式(4)表示衍射图案计算对象的实部，式(5)表示衍射图案计算对象的虚部。
另外，在本实施例中，衍射计算部1202随机选择相位值phase_data，但也可以采用其它的方法。例如，衍射计算部1202可以对相邻的像素进行使相位互不相同的处理。此时，具有能够抑制用CGH方式显示时产生杂讯的效果等。
衍射计算部1202对复振幅数据化的显示图像执行逆傅立叶变换，将其作为基本衍射图案通知给通信部1203。由于利用逆傅立叶变换，衍射计算部1202可以高速地进行基本衍射图案的生成。
另外，衍射计算部1202也可以用逆傅立叶变换以外的计算进行基本衍射图案的生成。例如，如上所述，衍射计算部1202通过点填充法进行基本衍射图案的生成也可以。
另外，衍射计算部1202也可以具有保存生成的基本衍射图案的功能。此时，在受理了来自其它的终端的对同一显示信息计算基本衍射图案的请求时，衍射计算部1202不需再次进行计算处理，可以利用已经保存的基本衍射图案。其结果，能够大大地减轻计算终端901的计算负荷。
(步骤1304：发送基本衍射图案)
在本步骤1304，通信部1203将在上一个步骤1303衍射计算部1202计算出的基本衍射图案发送给HMD100。此时，通信部1203从显示终端管理部1204取得HMD100的通信地址，进行基本衍射图案的发送。
(步骤1305：接收基本衍射图案)
在本步骤1305，HMD100的通信部1105接收从计算终端901发送的基本衍射图案，对衍射图案加工部1101通知接收到的基本衍射图案。在本实施例中，通信部1105相当于衍射图案取得部的一个例子。
(步骤1306：修正衍射图案)
在本步骤1306，衍射图案加工部1101对在上一个步骤1305从通信部1105通知的基本衍射图案进行修正处理，生成向用户显示的合成衍射图案。
如上所述，CGH方式的显示中需要生成与用户视力相匹配的衍射图案。在本实施例中，在生成基本衍射图案时尚未考虑用户的视力。因此，衍射图案加工部1101对基本衍射图案进行对应于用户视力的修正。
图12是表示基于衍射图案的再生图像的显示位置的差异的示意图。在图12中，修正前的再生图像1501表示将基本衍射图案显示在HMD100的空间调制元件103时的显示图像(虚拟图像)的位置。在通过逆傅立叶变换生成基本衍射图案时，从修正前的再生图像1501到用户1505的光为平行光。因此，作为空间调制元件103和修正前再生图像1501之间的距离的修正前的距离1502为无限远。
用户1505的视力较好时，可以使射入瞳孔的平行光聚光在视网膜上。但是，当用户1505的视力较差时，不能清晰地视觉认知再生图像。因此，有必要使再生图像接近到作为用户1505能视觉认知再生图像的距离的修正后的距离1504。在此，衍射图案加工部1101为了使修正前的再生图像1501向修正后的再生图像1503移动，对基本衍射图案进行修正衍射图案的重叠。
在本实施例中，衍射图案加工部1101从修正图案管理部1102取得用于在基本衍射图案重叠的修正衍射图案。修正图案管理部1102保存有与用户视力相匹配的修正衍射图案。本实施例的修正衍射图案由来自点光源的光射入空间调制元件103时的相位图案构成，其中所述点光源被虚拟地配置在修正了复振幅后的再生图像的位置，即，图12的修正中心1506。而且，与基本衍射图案的各像素分别相对应地生成修正衍射图案的数据。
在HMD100，当将基本衍射图案显示在空间调制元件103上时，基本衍射图案(空间调制元件103)上的像素(ξ、η)和修正中心1506之间的距离为r。此时，与像素(ξ、η)对应的修正衍射图案的数据的实部Correct_Re和虚部Correct_Im用以下式(6)、(7)来表示。
Correct_Re＝Cos(2π×r/λ) (6)
Correct_Im＝-Sin(2π×r/λ) (7)
另外，式(6)、(7)中的λ是显示衍射图案时的光源101的波长。当进行RGB三种颜色显示时，需要保存与各波长相对应的三种修正衍射图案。但是，如前所述，为了简化起见，本实施例只举例说明针对单一波长的衍射图案的修正方法。
衍射图案加工部1101将从修正图案管理部1102取得的修正衍射图案重叠在从计算终端901取得的基本衍射图案上，生成修正后的合成衍射图案。此时，合成衍射图案的各像素的实部Combined_Re通过下述式(8)的计算式而计算。同样，合成衍射图案各像素的虚部Combined_Im通过下述式(9)的计算式而计算。
Combined_Re＝Image_Re×Correct_Re-Image_Im×Correct_Im (8)
Combined_Im＝Image_Re×Correct_Im-Image_Im×Correct_Re (9)
衍射图案加工部1101通过进行该处理，可以使基于修正后的合成衍射图案的再生图像的位置接近对应于用户的视力的位置。
在修正图案管理部1102预先保存有修正衍射图案时，衍射图案加工部1101对基本衍射图案重叠修正衍射图案的计算量，在基本衍射图案的像素数为N×N时被控制在N的二次方的量级。因此，与在HMD100全部计算衍射图案时相比，可以降低HMD100所承担的计算负荷。
另外，在本实施例中，假设了修正图案管理部1102预先保存有对应于用户视力的修正衍射图案。但也可以采用如下方法，即，每当从衍射图案加工部1101请求修正衍射图案时，修正图案管理部1102便执行式(6)、(7)的计算式，及时地计算修正衍射图案。此时，可以削减保存修正衍射图案所需的记录部等。
而且，在本实施例中，修正图案管理部1102预先将式(6)、(7)的修正中心和像素之间的距离r与使用HMD100的用户相对应地加以保存，但是也可以采用别的方法。例如，在HMD100设置用于输入用户视力的输入部，修正图案管理部1102可以根据该输入结果更新距离r的信息。此时，在多个用户利用HMD100的情况下，每当使用的用户改变时便可以输入最合适的视力，从而容易进行衍射图案的修正。
衍射图案加工部1101对显示控制部1103通知利用基本衍射图案和修正衍射图案生成的合成衍射图案。
(步骤1307：显示合成衍射图案)
在本步骤1307，为了向用户显示基于在上一个步骤1306中衍射图案加工部1101所生成的合成衍射图案的虚拟图像，显示控制部1103对光源101、空间调制元件103进行控制。
由于在上一个步骤1306生成的合成衍射图案是包含实部和虚部的复振幅数据，因此，显示控制部1103对合成衍射图案进行量子化使其成为能在空间调制元件103显示的数据形式。
在本实施例中，假设空间调制元件103为可用二值的相位值0或π来表示的元件。为此，显示控制部1103取得修正后的合成衍射图案的实部或虚部的数据，如果其值是正数则进行量子化使相位值为0，如果其值是负数则进行量子化使相位值为π。通过进行该处理，即使作为空间调制元件103使用只能显示两个相位值的液晶(例如强诱电液晶)等时，显示控制部1103也可以在空间调制元件103进行合成衍射图案的显示。
另外，作为空间调制元件103，如果使用能够对多个相位值取多个值的元件时，显示控制部1103则没有必要将量子化值限定在0或π这二个值，也可以量子化成多个值。此时，可以抑制用CGH方式进行显示时的杂讯产生等。
显示控制部1103根据进行了量子化的合成衍射图案，进行空间调制元件103和光源101的控制，对用户显示与合成衍射图案相对应的虚拟图像。
图13是表示本实施例的基本衍射图案1601的例子的示意图。图14是表示本实施例的修正衍射图案1701的例子的示意图。图15是表示从图13、图14的数据生成的合成衍射图案1801的例子的示意图。
图13是作为向用户显示的图像，在画面中点为一点时的例子。在图13中，线状的相同浓度的部分表示具有相同的相位。另外，图14是表示从处在修正中心1506(图12)的点光源发出的光的相位的示意图。衍射图案加工部1101利用图13所示的基本衍射图案1601和图14所示的修正衍射图案1701，生成图15所示的合成衍射图案1801。显示控制部1103通过将图15的合成衍射图案1801显示在空间调制元件103，可以进行适合用户视力的显示。
图16、图17表示根据用户的视力所使用的修正衍射图案发生改变的例子的示意图。图16的修正衍射图案1901为修正中心1506(图12)距空间调制元件103近时的修正衍射图案的例子，该例子适于视力不好(近视程度强)的用户。图17的修正衍射图案1902为修正中心1506(图12)距空间调制元件103远的修正衍射图案的例子，该例子适于视力比较好(近视程度弱)的用户。在本实施例中，修正衍射图案1901相当于第1修正衍射图案的一个例子，修正衍射图案1902相当于第2修正衍射图案的一个例子，利用基本衍射图案1601和修正衍射图案1901生成的合成衍射图案相当于第1合成衍射图案的一个例子，利用基本衍射图案1601和修正衍射图案1902生成的合成衍射图案相当于第2合成衍射图案的一个例子。
修正图案管理部1102通过按照用户的视力如图16、图17所示变更修正衍射图案的内容，可以在对用户最合适的位置显示再生图像(虚拟图像)。
返回图11，在本步骤1307，显示控制部1103将量子化的合成衍射图案通知给衍射图案管理部1104。
(步骤1308：合成衍射图案的管理)
在本步骤1308，衍射图案管理部1104保存从显示控制部1103通知的合成衍射图案。例如在不能与计算终端901通信时等不能从计算终端901取得基本衍射图案时，通过向显示控制部1103通知衍射图案管理部1104所保存的合成衍射图案，可以继续向用户显示静止图像等。
如以上说明所述，在本实施例中，计算终端901生成计算量较多的基本衍射图案，并将生成的基本衍射图案发送到显示终端905至907(HMD100)。显示终端905至907(HMD100)利用基本衍射图案和根据每个用户的视力而生成的修正衍射图案，进行合成衍射图案的生成。通过用以很少的计算量可实现的方法进行合成衍射图案的生成，即使在计算能力低于计算终端901的显示终端905至907(HMD100)也可以实现衍射图案的生成。
另外，通过在各显示终端905至907(HMD100)进行与用户的视力相适应的衍射图案的修正，生成基本衍射图案的计算终端901没有必要生成用于各显示终端905至907(HMD100)的不同的衍射图案。
这样，在本实施例中，在空间调制元件103显示衍射图案时，用不同的终端分别进行基本衍射图案的生成和基本衍射图案的修正。由此，根据本实施例，能够在计算能力较低的显示终端905至907(HMD100)显示衍射图案并且还能降低应对多个显示终端905至907(HMD100)时的计算终端901所需的计算负荷，可以进行适合用户视力的显示。
另外，在本实施例中，以显示信息(虚拟图像)为静止图像为例进行了说明。例如在显示信息(虚拟图像)为动态图像等时，对于HMD100的一次内容取得请求，计算终端901可以采用依次计算与动态图像的各帧相对应的多个基本衍射图案，将计算的基本衍射图案依次发送给HMD100的方法。此时，可以向用户显示动态图像等。
另外，在本实施例中，修正衍射图案使用用于进行对应于用户视力的修正的数据，但也可以使用其它的数据。例如，可以使用用于修正由配置在HMD100的光源101和用户的眼球190之间的光学系统产生的像差的数据。例如在图3的HMD100，可以使用用于修正由包含照明光学系统102及反射镜104的光学系统产生的像差的数据。
此时，修正图案管理部1102可以保存使用用于修正由包含照明光学系统102及反射镜104的光学系统产生的像差的数据而预先生成的修正衍射图案。或者，修正图案管理部1102也可以保存表示由包含照明光学系统102及反射镜104的光学系统产生的像差的数据，利用该数据生成修正衍射图案。
一般而言，眼镜的设计是多种多样的。因此，在各种眼镜型的HMD100中，由基于各自的设计而被变更的照明光学系统102及反射镜104等光学系统的布局而导致的像差也根据各HMD100的设计而互不相同。因此，例如HMD100的修正图案管理部1102也可以保存用于修正在该HMD光学系统产生的像差的修正衍射图案。而且，例如也可以针对每个显示终端905至907(图7)保存用于修正光学系统的像差的修正衍射图案。
由此，计算终端901对不同设计的显示终端905至907也只需提供相同的基本衍射图案即可。其结果，能够降低计算终端901的计算负荷，并且，能够提高在各显示终端905至907所显示的虚拟图像的画质。
并且，修正衍射图案也可以使用用于进行对应于HMD100的用户的视力的修正的数据和用于修正由配置在HMD100的光源101和用户的眼球190之间的光学系统所产生的像差的数据双方。例如图3的HMD100，可以使用用于进行对应于用户视力的修正的数据和用于修正由包含照明光学系统102及反射镜104的光学系统所产生的像差的数据双方。
此时，修正图案管理部1102可以保存利用用于进行对应于用户视力的修正的数据和用于修正由包含照明光学系统102及反射镜104的光学系统所产生的像差的数据双方而预先生成的修正衍射图案。或者，修正图案管理部1102也可以预先保存表示有关用户视力的数据和由包含照明光学系统102及反射镜104的光学系统产生的像差的数据，利用这些数据生成修正衍射图案。
另外，在本实施例中，对用户近视时用于进行视力修正的修正衍射图案的例子进行了说明。取而代之，也可以使用用户散光或远视时相应的修正衍射图案。例如远视时，修正图案管理部1102可以将从虚拟地配置在空间调制元件103和用户的眼球190之间的点光源发出的光射入空间调制元件103时的相位图案作为修正衍射图案来保存。而且，修正图案管理部1102也可以代替点光源，假设为来自纵向和横向的焦点距离不同的光源的光或者为从例如通过柱面透镜等的点光源发出的光，生成作为修正衍射图案而利用的相位图案。此时，能进行更适应用户视力的虚拟图像的显示。
另外，在本实施例中，为了进行对应于用户视力的修正，修正衍射图案利用了将点光源虚拟地配置在适合用户视力的再生图像的位置时的相位数据。取而代之，也可以使用利用其它的相位数据所生成的修正用户视力的修正衍射图案。修正图案管理部1102也可以保存例如，利用假设是点光源以外的光源(例如从纵向和横向的焦点距离不同的光源、例如从通过柱面透镜等点光源发出的光)等时的相位数据而生成的修正衍射图案。
(第2实施例)
本实施例对将显示衍射图案的显示终端的功能进一步分到多个终端的情况进行说明。在上述第1实施例中，示出了控制部105被收纳在HMD100内部的例子，但根据需要，也可以将控制部105等配置在HMD100的外部的终端。
图18是表示第2实施例的包含HMD2001、便携终端2002及计算终端901的显示系统的方框图。图19是表示图18所示的HMD2001及便携终端2002的结构的示意图。在图18、图19中，对与图1、图3所示的第1实施例相同的要素赋予相同的符号。另外，图19省略了左眼用的结构的图示。以下，以与第1实施例不同的点为中心说明第2实施例。
图18、图19示出控制部105的功能存在于HMD2001和便携终端2002的情况的例子。在此，便携终端2002例如，假设是手机或所谓的智能手机等移动终端。在图18、图19中，第1实施例的HMD100的控制部105的功能被分散配置在显示终端2001的控制部2003和便携终端2002的控制部2004。第2实施例的HMD2001及便携终端2002构成显示终端905(图7)。
HMD2001的控制部2003具备CPU11b取代图1所示的HMD100中的CPU11、具备存储器12b取代图1所示的HMD100中的存储器12。CPU11b包括通信部2102、显示控制部1103、衍射图案管理部1104作为功能模块。程序被保存在存储器12b。另外，数据等被暂时保存在存储器12b。CPU11b通过执行保存在存储器12b的程序，作为上述各功能模块而动作。
便携终端2002的控制部2004包括CPU2004a和存储器2004b。CPU2004a包括通信部2101、衍射图案加工部1101、修正图案管理部1102作为功能模块。程序被保存在存储器2004b。另外，数据等被暂时保存在存储器2004b。CPU2004a通过执行保存在存储器2004b的程序，作为上述各功能模块而动作。
控制部2003及2004所包含的功能模块中，衍射图案加工部1101、修正图案管理部1102、显示控制部1103、衍射图案管理部1104的功能与第1实施例相同。在第2实施例中，第1实施例中的通信部1105的功能被分割为两个通信部2101，2012。
在第2实施例中，与第1实施例不同的是，衍射图案加工部1101和显示控制部1103之间的通信通过通信部2101、2102执行。这样，第1实施例的控制部105的功能可以分散到两个终端2101、2102。而且，在从显示控制部1103向计算终端901发送内容取得请求时，是通过两个通信部2101、2102发送内容取得请求。
在本实施例中，通信部2101、2102之间的通信用近距离无线通信进行。近距离无线通信的方式没有必要限定为特定的方式。作为近距离无线通信，例如可以使用Wi-Fi规格或蓝牙Bluetooth(注册商标)等的通信规格。
而且，便携终端2002的通信部2101和计算终端901之间的通信，经由通信网络900，例如，互联网进行。通信部2101连接到互联网的方法没有必要限定为特定的方法，可以使用利用手机通信网的方法或与公众无线LAN连接的方法等。这样，HMD2001的通信部2102就没有必要与通信网络900连接。因此，与第1实施例HMD100的通信部1105相比，能够将HMD2001的通信部2102所使用的电力控制成比较低。其结果，通过使搭载于HMD2001的电池106成为小型，能够实现更轻量的HMD2001。
另外，在本第2实施例中，衍射图案加工部1101被设置于便携终端2002。因此，与HMD100的CPU11相比能降低能HMD2001的CPU11b所需要的计算能力。其结果，能够实现更小型更轻量的HMD2001。
在本实施例中，衍射图案加工部1101不是在HMD2001而是在便携终端2002对从计算终端901取得的基本衍射图案进行修正并生成合成衍射图案。由此，HMD2001的显示控制部1103在空间调制元件103进行适合用户的合成衍射图案的显示。本实施例的衍射图案的修正步骤，如上所述，当从显示控制部1103向计算终端901发出内容取得请求时，除了是通过两个通信部2101、2102这一点以及显示控制部1103和衍射图案加工部1101之间的通信是通过通信部2101、2102这一点以外，其它与在第1实施例所示的步骤1301至1308的处理大体上相同。因此，省略详细的说明。
另外，在本实施例中，示出了通过无线通信进行通信部2101和通信部2102之间的通信的例子，但也可以在HMD2001和便携终端2002之间用电缆连接进行有线通信。有线通信时，与无线通信相比通信所需要的电力可以得到抑制。因此，具有可以长时间利用显示终端2001、便携终端2002的效果。
另外，HMD2001的控制部2003和便携终端2002的控制部2004所包含的功能的分担，没有必要限定为图18所示的构成，也可以采用其它的分担方法。例如，采用将衍射图案管理部1104设置在便携终端2002的结构也可以。此时，HMD2001的处理的负担得以减轻，具有能削减电池106的容量使HMD2001的轻量化成为可能的效果。
另外，在本实施例中，示出了HMD2001与便携终端2002的组合为1对1的例子。取而代之，也可以是一个便携终端2002与多个HMD2001通信。此时，具有多个用户分别使用HMD2001时，不用准备多个便携终端2002的效果。
此外，便携终端2002也可以具有本实施例说明的功能以外的功能。例如，可以具有手机或智能手机具有的功能，例如通话功能、游戏功能、Web浏览功能等。而且，便携终端2002的控制部2004也可以用专用电路来实现。或者，便携终端2002的控制部2004作为用手机或智能手机执行的软件来实现也可以。此时，容易使手机或智能手机与进行衍射图案修正的功能相互配合。而且，通过软件实现便携终端2002的控制部2004的功能时，能够降低便携终端2002的成本。
这样，在第2实施例中，用多个终端分担修正基本衍射图案生成合成衍射图案的功能和显示合成衍射图案的功能。由此，能够削减眼镜型的HMD2001所需要的部件数或电池106的容量。其结果，能够实现更轻更容易安装的眼镜型的HMD2001。
另外，在上述第1实施例中，示出了计算终端901为计算能力高的服务器时的结构，但也可以采用例如图20、21所示的其它的结构。
图20是表示用便携终端实现计算终端901的功能的结构的例子的方框图。在图20中，对与图2相同的要素赋予相同的符号。图20的HMD100具有和图1、图3所示的第1实施例同样的结构。
图20所示的显示系统包括便携终端2201和HMD100。便携终端2201例如是手机或智能手机等移动终端。便携终端2201具备通信部2202取代在图2所示的计算终端901中的通信部1203。通信部2202通过近距离无线通信或有线通信进行与HMD100的通信部1105(图1)之间的通信。因此，可以削减在HMD100的通信部1105(图1)中通信所需要的电力。其结果，能长时间使用HMD100。
图21是表示用便携终端实现计算终端901的功能的结构的另外一个例子的方框图。在图21中，对与图20相同的要素赋予相同的符号。图21的HMD100具有和图1、图3所示的第1实施例同样的结构。
图21所示的显示系统包括便携终端2301、HMD100以及服务器1205。便携终端2301例如是手机或智能手机等移动终端。便携终端2301具备通信部2302取代在图20所示的便携终端2201中的内容管理部1201。服务器1205具备内容管理部1201和通信部1206。便携终端2301的通信部2302通过互联网等的通信网络900，可与服务器1205的通信部1206通信。
便携终端2301一旦通过通信部2202接收到来自HMD100的内容取得请求，将接收到的内容取得请求通过通信部2302发送到服务器1205。服务器1205一旦通过通信部1206接收到来自便携终端2301的通信部2302的内容取得请求，将内容管理部1201取得的显示信息通过通信部1206发送到便携终端2301。通信部2302将接收到的显示信息通知给衍射计算部1202。
在图21的实施例中，便携终端2301不具备内容管理部1201，从服务器1205取得与内容取得请求相对应的显示信息。因此，可以削减便携终端2301所需要的存储容量。
另外，在上述第1实施例中，图13所示的基本衍射图案1601、图14所示的修正衍射图案1701、图15所示的合成衍射图案1801是以具有实质上相同的像素数为前提的，但也可以不具有相同的像素数。
图22是基本衍射图案的另一个例子的示意图。图23是修正衍射图案的另一个例子的示意图。图24是说明合成衍射图案生成方法的一个例子的模式图。图25是从图22、图23的数据生成的合成衍射图案1801的例子的示意图。
图22所示的基本衍射图案1602是通过衍射计算部1202(例如图2)对原图像(例如图26(a)所示的原图像401)进行逆傅立叶变换而生成的。图23所示的修正衍射图案1702通过修正图案管理部1102(例如图1)而被保存。
基本衍射图案1602呈横向的像素数为X1(例如X1＝512)、纵向的像素数为Y1(例如Y1＝480)的长方形。修正衍射图案1702呈横向的像素数为X2(例如X2＝1366)、纵向的像素数为Y2(例如Y2＝1200)的长方形。在此，X1＜X2、Y1＜Y2。即，基本衍射图案1602的像素数比修正衍射图案1702的像素数少。另外，修正衍射图案1702和合成衍射图案1802具有相同的像素数。
衍射图案加工部1101(例如图1)利用基本衍射图案1602和修正衍射图案1702生成图25所示的合成衍射图案1802。此时，衍射图案加工部1101如图24所示，将基本衍射图案1602沿着横向和纵向排列使横向和纵向的像素数分别达到修正衍射图案1702以上的张数。在图24中，排列了横向和纵向分别为2张共计4张基本衍射图案1602。
衍射图案加工部1101从4张基本衍射图案1602切出与修正衍射图案1702相对应的范围，即横向的像素数为X2及纵向的像素数为Y2的范围。衍射图案加工部1101利用切出的范围的基本衍射图案1602和修正衍射图案1702，生成合成衍射图案1802。
这样，衍射图案加工部1101如图24所示，反复使用基本衍射图案1602的数据。据此，即使基本衍射图案1602的像素数少于修正衍射图案1702的像素数，衍射图案加工部1101也能适宜地生成合成衍射图案1802。在图22至图25的实施例中，像素数相当于信息量的一个例子。
根据图22至图25的结构，基本衍射图案1602的像素数少于修正衍射图案1702的像素数。因此，能够减少计算终端901的衍射计算部1202的计算负荷。另外，也能缩短从计算终端901向HMD100发送基本衍射图案所需要的时间。另外，在将图22至图25的结构用于图20、图21的结构时，能够减少便携终端2201、2301的衍射计算部1202的计算负荷。此外，也能缩短从便携终端2201、2301向HMD100发送基本衍射图案所需要的时间。
另外，基本衍射图案1602的纵横的像素数可以是2的幂次方(例如512)，也可以是除此之外的像素数。在像素数为2的幂次方时，能够提高逆傅立叶变换的计算速度。而且，基本衍射图案1602的纵横的像素数可以相同也可以不同。
而且，上述各实施例中，HMD100、2001是眼镜形状，但是HMD100、2001的形状并不局限于眼镜形状。而且，显示终端905是HMD，但是也可以不是头戴式显示装置。
另外，到现在为止所说明的实施方式只是一个例子，只要不超出本发明的宗旨范围可以采用各种各样的实施方式。
上述的具体实施例主要包含具有以下结构的发明。
本发明的一个方面所涉及的显示装置包括：输出激光的光源；将所述激光作为照明光射出的照明光学系统；通过显示衍射图案衍射所述照明光的空间调制元件；取得基于图像生成的基本衍射图案的衍射图案取得部；利用所述基本衍射图案和用于修正所述基本衍射图案的修正衍射图案，生成所述基本衍射图案被所述修正衍射图案修正的合成衍射图案作为在所述空间调制元件显示的所述衍射图案的衍射图案加工部，其中，所述空间调制元件通过显示所述合成衍射图案将衍射的衍射光作为虚拟图像向使用者显示。
根据此结构，激光从光源被输出。激光通过照明光学系统作为照明光被射出。照明光通过在空间调制元件显示衍射图案而被衍射。基于图像生成的基本衍射图案通过衍射图案取得部被取得。作为显示在空间调制元件的衍射图案，利用基本衍射图案和用于修正基本衍射图案的修正衍射图案通过基本衍射图案被修正衍射图案修正的合成衍射图案由衍射图案加工生成。通过在空间调制元件显示合成衍射图案而被衍射的衍射光作为虚拟图像向使用者显示。因此，通过利用修正衍射图案修正基本衍射图案，能够生成适合该装置的合成衍射图案。而且，由于不进行基本衍射图案的生成，因此可以降低例如生成基本衍射图案的装置的计算负荷。
而且，在上述的显示装置，优选，所述衍射图案取得部通过通信取得由外部的计算终端生成的所述基本衍射图案。
根据此结构，外部的计算终端生成的基本衍射图案通过通信由衍射图案取得部而取得。因此，可以降低装置的计算负荷。其结果，能够使装置更小型且轻量。
而且，在上述的显示装置，优选，所述修正衍射图案使所述合成衍射图案被显示在所述空间调制元件时所述虚拟图像显示的位置与所述基本衍射图案被显示在所述空间调制元件时所述虚拟图像显示的位置互不相同。
根据此结构，合成衍射图案被显示在空间调制元件时虚拟图像显示的位置，由于修正衍射图案而与基本衍射图案被显示在空间调制元件时虚拟图像的显示位置互不相同。因此，通过修正衍射图案，能够容易地调节虚拟图像的显示位置。
而且，在上述的显示装置，优选，所述修正衍射图案在所述合成衍射图案被显示在所述空间调制元件时，在对应于所述使用者的视力的位置显示所述虚拟图像。在此，也可以取代对应于使用者的视力的位置，而为使用者的眼能够聚焦的位置。
根据此结构，在合成衍射图案被显示在空间调制元件时，通过修正衍射图案，在对应于使用者的视力的位置显示虚拟图像。因此，能够根据使用显示装置的使用者的视力，在使用者容易看到的位置显示虚拟图像。
而且，在上述的显示装置，优选，所述修正衍射图案包含与所述使用者的右眼视力相匹配的第1修正衍射图案和与所述使用者的左眼视力相匹配的第2修正衍射图案；所述衍射图案加工部利用所述基本衍射图案和所述第1修正衍射图案生成用于在对应于所述使用者的右眼视力的位置显示所述虚拟图像的第1合成衍射图案，并且利用所述基本衍射图案和所述第2修正衍射图案生成用于在对应于所述使用者的左眼视力的位置显示所述虚拟图像的第2合成衍射图案作为所述合成衍射图案；所述空间调制元件包含显示所述第1合成衍射图案的第1空间调制元件和显示所述第2合成衍射图案的第2空间调制元件；所述第1空间调制元件通过显示所述第1合成衍射图案将衍射的衍射光作为所述虚拟图像向所述使用者的右眼显示；所述第2空间调制元件通过显示所述第2合成衍射图案将衍射的衍射光作为所述虚拟图像向所述使用者的左眼显示。
根据此结构，第1修正衍射图案与使用者的右眼视力相匹配。第2修正衍射图案与使用者的左眼视力相匹配。通过衍射图案加工部利用基本衍射图案和第1修正衍射图案，生成用于在对应于使用者的右眼视力的位置显示虚拟图像的第1合成衍射图案作为合成衍射图案。而且，通过衍射图案加工部利用基本衍射图案和第2修正衍射图案，生成用于在对应于使用者的左眼视力的位置显示虚拟图像的第2合成衍射图案作为合成衍射图案。通过第1合成衍射图案显示在第1空间调制元件而被衍射的衍射光作为虚拟图像向使用者的右眼显示。通过第2合成衍射图案显示在第2空间调制元件而被衍射的衍射光作为虚拟图像向使用者的左眼显示。因此，能够根据使用者的左右眼的视力差，进行针对左右眼的虚拟图像的显示位置的调节。
而且，在上述的显示装置，优选，所述修正衍射图案是在来自虚拟地配置在能使所述使用者的眼球聚焦的位置的点光源的光射入所述空间调制元件时的相位图案。
根据此结构，由于修正衍射图案是在来自虚拟地配置在能使使用者的眼球聚焦的位置的点光源的光射入空间调制元件时的相位图案，因此能够在对应于使用者的视力的位置显示虚拟图像。
而且，在上述的显示装置，优选，所述修正衍射图案在所述合成衍射图案被显示在所述空间调制元件时，为修正在所述照明光学系统产生的像差的相位图案。
根据此结构，修正衍射图案在合成衍射图案被显示在空间调制元件时，为修正在照明光学系统产生的像差的相位图案。因此，能够减少照明光学系统的像差，向使用者显示像质更高的虚拟图像。
而且，优选，上述的显示装置还包括配置在从所述光源到所述使用者的眼球的光路上的光学部件；所述修正衍射图案在所述合成衍射图案被显示在所述空间调制元件时，为修正在所述光学部件产生的像差的相位图案。
根据此结构，光学部件被配置在从光源到使用者的眼球的光路上。修正衍射图案在合成衍射图案被显示在空间调制元件时，为修正在光学部件产生的像差的相位图案。因此，能够降低光学部件的像差，向使用者显示像质更高的虚拟图像。
而且，优选，上述的显示装置还包括用于安装在所述使用者的头部的安装部；所述空间调制元件在所述安装部被安装在所述使用者的头部的状态下，将所述衍射光作为所述虚拟图像向所述使用者显示。
根据此结构，由于在安装部被安装在使用者的头部的状态下，通过空间调制元件将衍射光作为虚拟图像向使用者显示，因此，能够很好地实现头部安装型的显示装置。
而且，在上述的显示装置中，优选，所述基本衍射图案的信息量少于所述修正衍射图案的信息量。
根据此结构，由于基本衍射图案的信息量少于修正衍射图案的信息量，因此与基本衍射图案的信息量和修正衍射图案的信息量相同的情况相比，例如可以缩短基本衍射图案的通信所需要的时间，例如可以降低用于生成基本衍射图案的计算负荷，例如可以降低保存基本衍射图案所需要的存储容量。
本发明的一方面所涉及的显示系统，包括包含上述的显示装置的显示终端；可与所述显示终端通信的计算终端；其中，所述计算终端生成所述基本衍射图案，将生成的所述基本衍射图案发送到所述显示终端；所述衍射图案取得部接收并取得从所述计算终端发送的所述基本衍射图案。
根据此结构，基本衍射图案由计算终端生成，生成的基本衍射图案被发送到显示终端。从计算终端发送的基本衍射图案由衍射图案取得部接收并取得。因此，通过修正衍射图案，能够生成适合显示终端的合成衍射图案。而且，由于基本衍射图案是由计算终端生成的，因此能够降低显示终端的计算负荷。
而且，在上述的显示系统中，优选，作为所述显示终端包括第1显示终端和第2显示终端；所述计算终端向所述第1显示终端及所述第2显示终端分别发送相同的所述基本衍射图案；在所述第1显示终端所用的所述修正衍射图案和在所述第2显示终端所用的所述修正衍射图案互不相同。
根据此结构，通过计算终端向第1显示终端及第2显示终端分别发送相同的基本衍射图案。在第1显示终端所用的修正衍射图案和在第2显示终端所用的修正衍射图案互不相同。因此，即可以降低生成用于第1显示终端及第2显示终端的基本衍射图案的计算终端所需的计算负荷，又可以对使用第1显示终端及第2显示终端的使用者显示基于互不相同的合成衍射图案的虚拟图像。
而且，在上述的显示系统中，优选，所述计算终端是通过通信网络可与所述显示终端通信的服务器；所述显示终端还包括用于安装到使用者的头部的安装部；所述空间调制元件，在所述安装部被安装在所述使用者的头部的状态下，将所述衍射光作为所述虚拟图像向所述使用者显示。
根据此结构，由服务器生成的基本衍射图案通过通信网络被发送到显示终端。显示终端的衍射图案取得部接收并取得通过服务器发送的基本衍射图案。在安装部被安装在使用者的头部的状态下，通过空间调制元件将衍射光作为虚拟图像向使用者显示。由于基本衍射图案由服务器而生成，因此能够降低使用者安装的显示终端所需要的计算负荷。其结果，能够实现更小型且轻量的头部安装型的显示终端。
而且，在上述的显示系统中，优选，所述计算终端是通过近距离无线通信可与所述显示终端通信的便携终端；所述显示终端还包括用于安装到使用者的头部的安装部；所述空间调制元件，在所述安装部被安装在所述使用者的头部的状态下，将所述衍射光作为所述虚拟图像向所述使用者显示。
根据此结构，计算终端是通过近距离无线通信可与显示终端通信的便携终端。在安装部被安装在使用者的头部的状态下，通过空间调制元件将衍射光作为虚拟图像向使用者显示。因此能够降低使用者安装的显示终端所需要的计算负荷。而且，由于显示终端通过近距离无线通信与计算终端进行通信，因此与例如通过通信网络进行通信的情况相比，能够降低通信所需要的电力，其结果，能实现更小型且轻量的头部安装型的显示终端。
而且，在上述的显示系统中，优选，所述计算终端是通过近距离无线通信可与所述显示终端通信的便携终端；所述显示终端包含所述使用者的右眼用的第1光源和所述使用者的左眼用的第2光源作为所述光源，包含所述使用者的所述右眼用的第1照明光学系统和所述使用者的所述左眼用的第2照明光学系统作为所述照明光学系统，并且包含所述使用者的所述右眼用的第1空间调制元件和所述使用者的所述左眼用的第2空间调制元件作为所述空间调制元件；所述衍射图案加工部，生成被显示在所述第1空间调制元件的第1合成衍射图案和被显示在所述第2空间调制元件的第2合成衍射图案作为所述合成衍射图案；所述第1空间调制元件通过显示所述第1合成衍射图案将衍射的衍射光作为所述虚拟图像向所述使用者的右眼显示；所述第2空间调制元件通过显示所述第2合成衍射图案将衍射的衍射光作为所述虚拟图像向所述使用者的左眼显示。
根据此结构，第1光源输出的激光通过第1照明光学系统作为照明光被射出，通过在第1空间调制元件显示衍射图案而被衍射。第2光源输出的激光通过第2照明光学系统作为照明光被射出，通过在第2空间调制元件显示衍射图案而被衍射。通过衍射图案加工部，在第1空间调制元件显示的第1合成衍射图案和在第2空间调制元件显示的第2合成衍射图案作为合成衍射图案而被生成。通过第1合成衍射图案显示在第1空间调制元件而被衍射的衍射光作为虚拟图像向使用者的右眼显示。通过第2合成衍射图案显示在第2空间调制元件而被衍射的衍射光作为虚拟图像向使用者的左眼显示。因此，既能够抑制便携终端的计算负荷的增大，又能够向使用者的右眼及左眼适宜地显示虚拟图像。而且，由于显示终端通过近距离无线通信与便携终端进行通信，因此与例如通过通信网络进行通信的情况相比，能够降低通信所需要的电力。
产业上的可利用性
本发明所涉及的显示装置及显示系统，通过显示衍射图案使衍射激光照明光的空间调制元件存在于眼球附近，作为将来自空间调制元件的衍射光引至眼球的假设位置的HMD等显示装置及显示系统极为有用。而且，也可应用到显示方法、显示装置设计方法等用途。

Claims (15)

1.一种显示装置，向使用者显示原图像，
所述显示装置的特征在于包括：
光源，输出激光；
照明光学系统，将所述激光作为照明光射出；
空间调制元件，该空间调制元件被所述照明光照明，通过显示衍射图案来衍射所述照明光；
衍射图案取得部，取得不同于所述原图像且通过对所述原图像的各像素值进行计算而生成的基本衍射图案；
衍射图案加工部，作为在所述空间调制元件显示的所述衍射图案，利用所述基本衍射图案和用于修正所述基本衍射图案的修正衍射图案，生成所述基本衍射图案被所述修正衍射图案修正的合成衍射图案，其中，
所述空间调制元件，通过显示所述合成衍射图案而将所述照明光衍射来生成衍射光，所述衍射光被导入所述使用者的眼睛的位置而生成虚拟图像，所述合成衍射图案生成为在自所述使用者离开的位置处所述虚拟图像能看成为所述原图像。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于：所述衍射图案取得部，通过通信取得由外部的计算终端生成的所述基本衍射图案，
所述外部的计算终端通过对所述原图像的各像素值进行计算而生成所述基本衍射图案。
3.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于：所述修正衍射图案，使所述合成衍射图案被显示在所述空间调制元件时距能看到所述虚拟图像的所述使用者的距离与所述基本衍射图案被显示在所述空间调制元件时距能看到所述虚拟图像的所述使用者的距离互不相同。
4.根据权利要求3所述的显示装置，其特征在于：所述修正衍射图案，在所述合成衍射图案被显示在所述空间调制元件时，使得在离所述使用者为对应于所述使用者的视力的距离处能看到所述虚拟图像。
5.根据权利要求4所述的显示装置，其特征在于：
所述修正衍射图案，包含与所述使用者的右眼视力相匹配的第1修正衍射图案和与所述使用者的左眼视力相匹配的第2修正衍射图案；
所述衍射图案加工部，作为所述合成衍射图案，利用所述基本衍射图案和所述第1修正衍射图案生成用于在离所述使用者为对应于所述使用者的右眼视力的距离处能看到所述虚拟图像的第1合成衍射图案，并且利用所述基本衍射图案和所述第2修正衍射图案生成用于在离所述使用者为对应于所述使用者的左眼视力的距离处能看到所述虚拟图像的第2合成衍射图案；
所述空间调制元件，包含显示所述第1合成衍射图案的第1空间调制元件和显示所述第2合成衍射图案的第2空间调制元件；
所述第1空间调制元件，通过显示所述第1合成衍射图案而将所述照明光衍射来生成衍射光，所述衍射光被导入所述使用者的右眼的位置，由此生成所述虚拟图像；
所述第2空间调制元件，通过显示所述第2合成衍射图案而将所述照明光衍射来生成衍射光，所述衍射光被导入所述使用者的左眼的位置，由此生成所述虚拟图像。
6.根据权利要求4所述的显示装置，其特征在于：所述修正衍射图案是将来自虚拟地配置在能使所述使用者的眼球聚焦的位置的点光源的光射入所述空间调制元件时的相位图案。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的显示装置，其特征在于：所述修正衍射图案，在所述合成衍射图案被显示在所述空间调制元件时，为修正在所述照明光学系统产生的像差的相位图案。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的显示装置，其特征在于还包括：配置在从所述光源到所述使用者的眼球的光路上的光学部件；其中，
所述修正衍射图案，在所述合成衍射图案被显示在所述空间调制元件时，为修正在所述光学部件产生的像差的相位图案。
9.根据权利要求1至6中任一项所述的显示装置，其特征在于还包括：用于安装在所述使用者的头部的安装部；其中，
所述空间调制元件，在所述安装部被安装在所述使用者的头部的状态下，通过显示所述合成衍射图案来生成所述衍射光，所述衍射光被导入所述使用者的眼睛的位置，由此生成所述虚拟图像。
10.根据权利要求1至6中任一项所述的显示装置，其特征在于：所述基本衍射图案的信息量少于所述修正衍射图案的信息量。
11.一种显示系统，其特征在于包括：
包含权利要求1所述的显示装置的显示终端；
可与所述显示终端通信的计算终端；其中，
所述计算终端，通过对所述原图像的各像素值进行计算而生成所述基本衍射图案，将生成的所述基本衍射图案发送到所述显示终端；
所述衍射图案取得部，接收并取得从所述计算终端发送的所述基本衍射图案。
12.根据权利要求11所述的显示系统，其特征在于：
作为所述显示终端包括第1显示终端和第2显示终端；
所述计算终端，向所述第1显示终端及所述第2显示终端分别发送相同的所述基本衍射图案；
在所述第1显示终端所用的所述修正衍射图案和在所述第2显示终端所用的所述修正衍射图案互不相同。
13.根据权利要求11或12所述的显示系统，其特征在于：
所述计算终端是通过通信网络可与所述显示终端通信的服务器；
所述显示终端还包括用于安装到使用者的头部的安装部；
所述空间调制元件，在所述安装部被安装在所述使用者的头部的状态下，通过显示所述合成衍射图案来生成所述衍射光，所述衍射光被导入所述使用者的眼睛的位置，由此生成所述虚拟图像。
14.根据权利要求11或12所述的显示系统，其特征在于：
所述计算终端是通过近距离无线通信可与所述显示终端通信的便携终端；
所述显示终端还包括用于安装到使用者的头部的安装部；
所述空间调制元件，在所述安装部被安装在所述使用者的头部的状态下，通过显示所述合成衍射图案来生成所述衍射光，所述衍射光被导入所述使用者的眼睛的位置，由此生成所述虚拟图像。
15.根据权利要求11或12所述的显示系统，其特征在于：
所述计算终端是通过近距离无线通信可与所述显示终端通信的便携终端；
所述显示终端，作为所述光源，包含所述使用者的右眼用的第1光源和所述使用者的左眼用的第2光源；作为所述照明光学系统，包含所述使用者的所述右眼用的第1照明光学系统和所述使用者的所述左眼用的第2照明光学系统；并且，作为所述空间调制元件，包含所述使用者的所述右眼用的第1空间调制元件和所述使用者的所述左眼用的第2空间调制元件；
所述衍射图案加工部，作为所述合成衍射图案，生成被显示在所述第1空间调制元件的第1合成衍射图案和被显示在所述第2空间调制元件的第2合成衍射图案；
所述第1空间调制元件，通过显示所述第1合成衍射图案而将所述照明光衍射来生成衍射光，所述衍射光被导入所述使用者的右眼的位置，由此生成所述虚拟图像；
所述第2空间调制元件，通过显示所述第2合成衍射图案而将所述照明光衍射来生成衍射光，所述衍射光被导入所述使用者的左眼的位置，由此生成所述虚拟图像。
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