CN109597210B - 显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种显示装置，包括：显示模块，所述显示模块包括单元像素组，单元像素组中的每一个单元像素组设置为显示用于显示再现图像的单元图像；单元透镜阵列，所述单元透镜阵列包括单元透镜，单元透镜以一对一的对应关系设置在单元像素组的前方；屈光度调整元件阵列，所述屈光度调整元件阵列包括屈光度调整元件，屈光度调整元件以一对一的对应关系设置在多个单元透镜的前方；以及控制器。控制器设置为：根据用户的一只眼睛的视力来控制屈光度调整元件的一部分；并根据用户的另一只眼睛的视力来控制屈光度调整元件的其它部分。

Description

显示装置
技术领域
本发明涉及显示装置。
背景技术
随着使用显示装置操作的计算机和移动终端的普及以及人口老龄化的增长，使用诸如眼镜或隐形眼镜的视力校正工具的人越来越多。一般来说，人的右眼和左眼的视力不同；视力校正工具对具有不同视力的每只眼睛适当地校正入射到眼睛的光路。
例如，JP2014-038302A公开了一种通用的变焦眼镜，其用于使具有不同视力的用户或者右眼和左眼具有不同视力的用户通过简单的操作分别且清楚地看到不同距离处的对象物。
发明内容
人的视力发生变化，因此，正在使用的眼镜或隐形眼镜的屈光度不一定总是适合于用户。如果具有低视力的用户能够裸眼看到显示的图像，则这将有助于用户。因此，期望显示装置显示与用户的视力相对应的图像的技术。
本发明的一个方面是一种显示装置，包括：显示模块，所述显示模块包括多个单元像素组，所述多个单元像素组中的每一者设置为显示用于显示再现图像的单元图像；单元透镜阵列，所述单元透镜阵列包括多个单元透镜，所述多个单元透镜以一对一的对应关系设置在所述多个单元像素组的前方；屈光度调整元件阵列，所述屈光度调整元件阵列包括多个屈光度调整元件，所述多个屈光度调整元件以一对一的对应关系设置在多个单元透镜的前方；以及控制器，其中，所述控制器设置为：根据用户的一只眼睛的视力来控制多个屈光度调整元件的一部分；并根据所述用户的另一只眼睛的视力来控制所述多个屈光度调整元件的其它部分。
本发明的一个方面实现根据用户的视力显示图像。
应该理解的是，前面的概述和以下的详述都是示例性和说明性的，而不是对本发明的限制。
附图说明
图1A示意性示出本发明中的视力校正显示装置的逻辑配置的示例；
图1B示意性示出了视力校正显示装置的硬件配置的示例；
图1C示意性示出了视力校正显示模块的配置的示例；
图2A提供原图像的示例；
图2B提供用于在视力校正显示模块的前方或者视力校正显示模块和用户之间形成被用户看到的图像的单元图像；
图3A示意性示出了未设置液晶透镜时来自元素像素组中的一点的光线；
图3B示意性示出了使用液晶透镜进行的再现图像的校正；
图4A示出将参照图3A进行的说明应用于右眼和左眼的示例；
图4B示出了将参照图3B进行的说明应用于右眼和左眼的示例；
图5A示意性示出了未设置有液晶透镜时来自单元像素组中的一点的光线；
图5B示意性示出了利用液晶透镜进行的再现图像的校正；
图6示出了将参照图5B进行的说明应用于右眼和左眼的示例；
图7A提供原图像的示例；
图7B提供用于在视力校正显示模块的后方形成被用户看到的图像的单元图像；
图8A示意性示出了未设置有液晶透镜时来自单元像素组中的一点的光线；
图8B示意性示出了使用液晶透镜进行的再现图像的校正；
图9A示出了将参照图8A进行的说明应用于右眼和左眼的示例；
图9B示出了将参照图8B进行的说明应用于右眼和左眼的示例；
图10示出了显示控制器的处理流程；
图11示意性示出了用于为近视用户校正再现图像的视力校正显示模块；
图12示意性示出了右眼区域和左眼区域之间的边界的附近；
图13示意性示出了用于为远视用户校正再现图像的视力校正显示模块；
图14示意性示出了右眼区域和左眼区域之间的边界的附近；
图15示意性示出了右眼和左眼能够看到右眼区域和左眼区域之间的边界的附近所显示的单元图像；
图16示出了液晶透镜阵列的屈光度控制的另一示例；以及
图17示意性示出了视力校正显示装置的逻辑配置的另一示例。
具体实施方式
在下文中，将参照附图说明本发明的实施方式。应该注意的是，实施方式仅是用于实施本发明的示例，而不旨在限制本发明的技术范围。
在此公开的视力校正显示装置利用基于集成摄影原理的集成成像。集成成像是显示立体图像(再现图像)的技术。集成成像使来自多个单元图像的光经由以一对一的对应关系与其相关联的微透镜(单元透镜)从而在特定位置处形成再现图像。
经由多个微透镜透射的光线是对来自实际存在于再现图像的位置处的物体的光线进行再现的光线。用户可以在没有特殊眼镜的情况下看到再现图像。集成摄影和集成成像是公知的技术，因此，这里省略了详细描述。
本发明中的视力校正显示装置包括显示模块、设置在显示模块前方的微透镜阵列、以及设置在微透镜阵列前方的液晶透镜阵列(屈光度调整元件阵列)。在每个微透镜的前方，设置与其相关联的液晶透镜(屈光度调整元件)。微透镜是单元透镜；液晶透镜是屈光度调整元件的示例；以及液晶透镜阵列是屈光度调整元件阵列的示例。显示模块基于集成摄影原理显示多个单元图像。
单元图像的数量等于微透镜的数量。每个单元图像与不同的微透镜相关联；来自每个单元图像的光线穿过相关的微透镜并进入液晶透镜阵列。液晶透镜是变焦透镜或屈光度可变透镜。可以采用与液晶透镜不同的变焦透镜。
控制器根据用户的视力控制单元图像和液晶透镜阵列。可以通过改变单元图像来改变再现图像的位置。被用户看到的再现图像的位置在视力校正显示装置的前方或后方。例如，视力校正显示装置为近视用户在视力校正显示装置的前方显示再现图像，为远视用户在视力校正显示装置的后方显示再现图像。
控制器分别根据右眼的视力和左眼的视力，控制液晶透镜阵列的针对右眼的液晶透镜和液晶透镜阵列的针对左眼的液晶透镜。具体而言，控制器根据用户的右眼或左眼的视力调整每个液晶透镜的屈光度。对单元图像和液晶透镜阵列的这种控制使得能够对具有各种视力水平的用户适当地显示图像。
在下文中，参照附图具体描述实施方式。附图中共同的元素由相同的附图标记表示。为了清楚地说明，元素的尺寸和形状可能在附图中被放大。
装置配置
图1A示意性示出了本发明中的视力校正显示装置1的逻辑配置的示例。视力校正显示装置1包括显示控制器10和视力校正显示模块20。显示控制器10包括单元图像生成部11和液晶透镜控制器13。视力校正显示模块20包括显示模块21、微透镜阵列(单元透镜阵列)23和液晶透镜阵列25。
显示模块21可以是液晶显示模块或有机发光二极管(OLED)显示模块。显示模块21可以是任何类型的显示模块。例如，显示模块21包括：显示面板，该显示面板包括以矩阵排列的多个像素；驱动电路，所述驱动电路用于驱动显示面板的像素；以及该驱动电路的控制电路。
单元图像生成部11基于用户的视力信息51根据原图像(其数据)53生成多个单元图像(其数据)。单元图像生成部11将生成的单元图像发送到显示模块21。显示模块21在单个屏幕上显示生成的多个单元图像。
液晶透镜控制器13基于用户的视力信息51控制液晶透镜阵列25。具体而言，液晶透镜控制器13根据用户的视力信息51控制液晶透镜阵列25的液晶透镜的屈光度(焦距)。如下所述，液晶透镜控制器13根据用户的右眼或左眼的视力控制一个液晶透镜的屈光度。
液晶透镜控制器13还根据用户操作控制液晶透镜阵列25。液晶透镜控制器13响应于关于右眼和左眼的用户输入，调整用于右眼的液晶透镜和用于左眼的液晶透镜的屈光度。因此，显示更适合用户的实际视力的图像。
图1B示意性示出了视力校正显示装置1的硬件配置的示例。视力校正显示装置1被并入到移动信息终端(包括诸如智能电话的移动电话)。
除了视力校正显示模块20之外，视力校正显示装置1还包括控制装置102和输入装置127。控制装置102可以具有计算机配置。具体而言，控制装置102包括处理器121、输入和输出接口(输入和输出I/F)122、通信接口(通信I/F)123、辅助存储装置125以及存储器126。这些部件通过总线连接。
输入和输出接口122包括多个端口，并且可与多个外部装置连接。输入和输出接口122将内部协议转换为外部协议，反之亦然。在图1B中，输入和输出接口122与视力校正显示模块20连接。用于显示模块21和液晶透镜阵列25的控制信号从输入和输出接口122发送。
输入和输出接口122还与输入装置127连接。输入装置127是由用户操作的装置，例如，触摸面板装置(与显示装置一起使用)或操作按钮。来自输入装置127的信号被输入和输出接口122接收。
通信接口123是用于根据预定协议控制与其它装置的通信的网络接口装置。通信接口123可以包括用于连接到外部存储器的接口。
辅助存储装置125是诸如闪存装置的非易失性存储装置，并存储由处理器121执行的程序和在执行程序时使用的数据。在该示例中的辅助存储装置125存储原图像53。原图像53是由视力校正显示模块20立体显示的图像。辅助存储装置125可以存储多个原图像。尽管原图像53是静止图像，但是可以利用多个原图像产生运动图像。
通常，存储在辅助存储装置125中的数据被加载到存储器126中进行使用。存储器126可以是易失性存储器，并存储被处理器121使用的程序和执行程序时使用的数据。辅助存储装置125、存储器126以及它们的组合中的每一个是存储装置。
处理器121执行存储在存储器126中的程序。处理器121根据程序操作从而用作实现预定功能的功能单元(设备)。例如，处理器121根据单元图像生成程序操作从而用作单元图像生成部11，或者根据液晶透镜控制程序操作从而用作液晶透镜控制器13。
尽管该例中的单元图像生成部11和液晶透镜控制器13由处理器121实现，但是除了处理器121之外，还可以安装具有这些功能的逻辑电路。
图1C示意性示出了视力校正显示模块20的配置的示例。用户在方向33上观察视力校正显示模块20。在本发明中，用户从视力校正显示模块20的前方观察图像。换言之，视力校正显示模块20的用户侧是前侧，其相对侧是后侧。
如图1C所示，微透镜阵列23设置在显示模块21的前方，液晶透镜阵列25设置在微透镜阵列23的前方。显示模块21包括以矩阵设置的多个像素(像素阵列)。
微透镜阵列23包括以矩阵设置的多个微透镜(单元透镜)。微透镜可以是平凸透镜。一个微透镜和与其相关联的多个像素(单元像素组)相对。与一个微透镜相对的单元像素组显示一个单元图像。来自与一个微透镜相对的单元像素组的光进入微透镜。
一个液晶透镜设置在一个微透镜的前方以与微透镜相对。通过微透镜的光通过相对的液晶透镜，并行进到用户的眼睛。每个液晶透镜的屈光度可变以控制通过其中的光的发散度。
在本发明中，发散度意味着光的发散程度。平行光的发散度为0。当发散角度越大时，发散度越大。会聚光具有负的发散度；当会聚角度越大时，发散度的绝对值越大。从该描述中可以理解，发散光和会聚光的角度在本发明中由发散度表示。可以通过发散或会聚平行光来控制发散度。
利用液晶透镜的近视校正
在下文中，描述利用液晶透镜的视力校正。首先，描述利用液晶透镜的近视校正。在用户近视的情况下，视力校正显示装置1显示在视力校正显示模块20的前方的位置处看到的图像。图2A提供原图像53的示例。原图像53示出字母“ABC”。包围原图像53的虚线矩形框对应于单元像素组的显示区域的外缘。在该示例中，要显示的再现图像是平面图像或深度为0的立体图像。原图像53可以包括用于显示一定深度的要被看到的立体图像的信息。
图2B提供了单元图像531，单元图像531用于在视力校正显示模块20的前方或视力校正显示模块20和用户之间形成要被用户看到的图像。每个单元像素组211显示一个单元图像531。每个单元像素组211显示适合于用户在特定位置看到原图像53的再现图像的单元图像531。
每个单元图像531具有使原图像53在平面内旋转180度的取向。由单元像素组211显示的单元图像531的位置朝向显示模块21的显示区域的中心偏移。通过改变单元像素组211内的单元图像531的位置和形状，改变再现图像的位置，例如使再现图像更接近用户或更远离用户。
图3A示意性示出了未设置有液晶透镜时来自单元像素组211中的一点的光线。在图3A的示例中，一个单元像素组211仅与一个微透镜231相对。来自单元像素组211的一点的发散光进入与单元像素组211相对的微透镜231。发散光由于由微透镜231引起的折射而变成平行光。
来自单元像素组211的一点的光平行于从该点起始并通过微透镜231的中心的线行进。该线对应于主光线41。在平行光中，外围光线43平行于主光线41。来自微透镜231的平行光进入用户的眼睛30。
来自不同的单元图像531的对应点的主光线41在再现图像的点a处相交。用户将通过点a的在观察方向上的光识别为来自再现图像的点a的光。在图3A的示例中，距离X是点a和眼睛30之间的在显示模块21的法线方向上的距离，或者是再现图像和眼睛30之间的距离。从该描述中可以理解，集成成像再现从物体反射的光以使用户识别再现图像。
在图3A中所示的状态中，眼睛30近视；来自再现图像的光的焦点F1位于视网膜的前方。在这种状态下，用户用眼睛30看到的再现图像是模糊的，并且用户不能清楚地看到该再现图像。
图3B示意性示出了利用液晶透镜251对再现图像的校正。图3B示出了对由于近视而无法在距离X处清楚地看到再现图像的用户的校正。液晶透镜251具有屈光度d0。屈光度中的d0值是负值，液晶透镜251用作凹透镜。
在该示例中，液晶透镜251增大来自微透镜231的平行光的发散度，以将入射的平行光转变为发散光。液晶透镜251在保持主光线41的行进方向的同时增大外围光线43的发散程度。主光线41以与未设置液晶透镜251时(液晶透镜的屈光度为0)相同的方式通过点a。
来自液晶透镜251的发散光进入用户的眼睛30。由于在眼睛30上的入射角的变化，眼睛30上的入射光的焦点从视网膜前方的点F1移动到视网膜上的点F0。以这种方式，液晶透镜251改变周围光线的发散程度以校正距离X处的再现图像，从而用眼睛30清楚地看到再现图像。利用液晶透镜251的校正对应于使再现图像移动到更靠近用户的眼睛30。通过使再现图像移动至更靠近眼睛30，使得近视眼30能够将再现图像的光聚焦于视网膜上。
图4A和图4B示出了将参照图3A和图3B进行的说明应用于右眼和左眼的示例。图4A示出了省略液晶透镜阵列25或其中的液晶透镜的屈光度为0的配置。来自一个单元图像的与再现图像的一点相对应的点的光通过微透镜231A并进入左眼30L。来自另一单元图像的与再现图像的相同点相对应的点的光通过微透镜231B并进入右眼30R。
如上所述，来自单元图像的一点的发散光被微透镜转变为平行光。来自微透镜231A和231B的主光线均通过点a。点a是再现图像的对应点的位置。
在图4A的示例中，右眼30R轻度近视，左眼30L高度近视。右眼30R和左眼30L的焦点都在视网膜的前方，用户不能用右眼30R或左眼30L清楚地看到再现图像。
如图4B所示，液晶透镜251A设置在微透镜231A的前方，液晶透镜251B设置在微透镜231B的前方。液晶透镜251A和251B分别校正来自微透镜231A和231B的光的行进。
显示控制器10的液晶透镜控制器13独立地控制液晶透镜251A和251B的屈光度。液晶透镜控制器13控制液晶透镜251A和251B的屈光度取负值。液晶透镜控制器13还调整液晶透镜251A和251B，使得液晶透镜251A的折射值d1比液晶透镜251B的折射值d2小(折射值d1的绝对值比折射值d2的绝对值大)。
来自液晶透镜251A和251B的主光线都通过点a。来自液晶透镜251A的发散光进入高度近视的左眼30L，来自液晶透镜251B的发散光进入轻度近视的右眼30R。来自液晶透镜251A的光的发散度大于来自液晶透镜251B的光的发散度。因此，高度近视的左眼30L和轻度近视的右眼30R都可以自然地将光聚焦在视网膜上。
如上所述，在右眼和左眼具有不同的视力的情况下，通过独立地控制用于右眼的液晶透镜和用于左眼的液晶透镜来实现适当的视觉校正。
接下来，描述使用液晶透镜校正再现图像的另一种方法。参考图3A至图4B说明的方法通过使用液晶透镜增加来自微透镜的光的发散度以使来自液晶透镜的发散光进入眼睛来校正用于近视的光。下面描述的方法通过液晶透镜将来自微透镜的光聚焦在眼睛前方，以使来自焦点的发散光进入眼睛。在下面说明的结构中，一个单元像素组仅与一个微透镜相对。
图5A和图5B是用于说明对再现图像进行校正的这种方法的图。图5A示意性示出了未设置有液晶透镜时来自单元像素组211中的一点的光线。来自单元像素组211的一点的发散光进入与单元像素组211相对的微透镜231。发散光由于由微透镜231引起的折射而变成平行光。
来自单元像素组211的一点的光平行于从该点起始并通过微透镜231的中心的线行进。来自微透镜231的平行光进入用户的眼睛30。用户将通过点a的在观察方向上的光识别为来自再现图像的点a的光。点a和眼睛30之间在显示模块21的法线方向上的距离是X。
在图5A所示的状态中，眼睛30近视，来自再现图像的光的焦点F1位于视网膜的前方。在这种情况下，用户用眼睛30看到的再现图像是模糊的，并且用户不能清楚地看到该再现图像。
图5B示意性示出了利用液晶透镜251校正再现图像。图5B示出了由于近视而无法在距离X处清楚地看到再现图像的用户的校正。液晶透镜251具有屈光度d0。屈光度中的d0值是正值，液晶透镜251用作凸透镜。
在该示例中，液晶透镜251减小来自微透镜231的平行光的发散度，以将入射的平行光转变为会聚光。液晶透镜251在保持主光线41的行进方向的同时减小外围光线43的发散程度。因此，主光线41以与未设置有液晶透镜251时(液晶透镜的屈光度为0)相同的方式通过点a。
来自液晶透镜251的会聚光在用户眼睛30的前方的点b上聚焦。然后，来自点b的发散光进入到眼睛30。由于在眼睛30上的入射角度的改变，眼睛30上的入射光的焦点从视网膜前方的点F1移动到视网膜上的点F0。以这种方式，液晶透镜251改变外围光线的发散程度以校正距离X处的再现图像，从而用眼睛30清楚地看到再现图像。
利用液晶透镜251的校正对应于使再现图像移动至更靠近用户的眼睛30。通过使再现图像移动至更靠近眼睛30，使得近视眼30能够将再现图像的光聚焦于视网膜上。
图6示出了将参照图5B进行的说明应用于右眼和左眼的示例。参照图4A进行的说明适用于省略液晶透镜阵列25或其中的液晶透镜的屈光度为0的配置。
如图6所示，液晶透镜251A设置在微透镜231A的前方，液晶透镜251B设置在微透镜231B的前方。液晶透镜251A和251B分别校正来自微透镜231A和231B的光的行进。
显示控制器10的液晶透镜控制器13独立地控制液晶透镜251A和251B的屈光度。液晶透镜控制器13控制液晶透镜251A和251B的屈光度取正值。液晶透镜控制器13还调整液晶透镜251A和251B使得液晶透镜251A的屈光度值d1大于液晶透镜251B的屈光度值d2。
来自液晶透镜251A和251B的主光线都通过点a。来自液晶透镜251A的会聚光聚焦于点b1。来自点b1的发散光进入高度近视的左眼30L。来自液晶透镜251B的会聚光聚焦于点b2。来自点b2的发散光进入轻度近视的右眼30R。
点b1和左眼30L之间的距离X1比点b2和右眼30R之间的距离Xr长。也就是说，液晶透镜251A与点b1之间的距离短于液晶透镜251B与点b2之间的距离。因此，来自液晶透镜251A的会聚光的会聚度大于来自液晶透镜251B的会聚光的会聚度。换言之，来自液晶透镜251A的会聚光的发散度小于来自液晶透镜251B的会聚光的发散度。
由此，来自点b1的发散光的发散度大于来自点b2的发散光的发散度。因此，高度近视的左眼30L和轻度近视的右眼30R都可以自然地将光聚焦在视网膜上。如上所述，在右眼和左眼具有不同的视力的情况下，通过独立地控制用于右眼的液晶透镜和用于左眼的液晶透镜来实现适当的视觉校正。
基于液晶透镜的远视矫正
在下文中，描述利用液晶透镜的远视校正。在用户远视的情况下，视力校正显示设备1显示将在视力校正显示模块20的后方的位置处被看到的图像。图7A提供了原图像53的示例。原图像53示出了字母“ABC”。围绕原图像53的虚线的矩形框对应于单元像素组的显示区域的外缘。在本示例中，要显示的再现图像是平面图像或深度为0的立体图像。原图像53可以包括用于显示具有一定的深度的将被看到的立体图像的信息。
图7B提供了用于在视力校正显示模块20的后方形成将被用户看到的图像的单元图像531。每个单元像素组211显示一个单元图像531。每个单元像素组211显示适合于用户在特定位置看到原图像53的再现图像的单元图像531。
每个单元图像531具有与原图像53相同的取向。由单元图像组211显示的单元图像531的位置偏离显示模块21的显示区域的中心。通过改变单元像素组211中的单元图像531的位置和形状，改变再现图像的位置，例如使再现图像更靠近用户或更远离用户。
图8A示意性示出了未设置有液晶透镜时来自单元像素组211中的一点的光线。在图8A的示例中，一个单元像素组211仅与一个微透镜231相对。来自单元像素组211的一点的发散光进入与单元像素组211相对的微透镜231。发散光由于由微透镜231引起的折射而变成平行光。
在图8A的示例中，距离Y是再现图像中的点c与眼睛30之间的在显示模块21的法线方向上的距离，或者是再现图像与眼睛30之间的距离。再现图像位于显示模块21的后方。换言之，显示模块21位于再现图像和眼睛30之间。
来自单元像素组211的一点的光平行于从该点起始并通过微透镜231的中心的线行进。该线对应于主光线41。主光线41的延伸到单元像素组211的背后的线通过再现图像的点c。
来自微透镜231的平行光进入用户的眼睛30。来自不同的单元图像531的对应点的主光线41的延伸到单元像素组211的背后的线在再现图像的点c处相交。用户将在眼睛方向上的与点c相交的光识别为来自再现图像的点c的光。
在图8A所示的状态中，眼睛30远视，来自再现图像的光的焦点(未示出)在视网膜后方。在这种状态下，用户用眼睛30看到的再现图像是模糊的，用户不能清楚地看到再现图像。
图8B示意性示出了利用液晶透镜251对再现图像的校正。图8B示出了对由于远视而无法清楚地看到距离Y处的再现图像的用户的校正。液晶透镜251具有屈光度d3。屈光度中的d3值是正值，液晶透镜251用作凸透镜。
在该示例中，液晶透镜251降低来自微透镜231的平行光的发散度(增大会聚度)从而将入射的平行光转变为会聚光。液晶透镜251在保持主光线41的行进方向的同时减小外围光线43的发散度。主光线41以与未设置液晶透镜251时(液晶透镜的屈光度为0)相同的方式通过点c。
来自液晶透镜251的会聚光进入用户的眼睛30。由于在眼睛30上的入射角的变化，眼睛30上的入射光的焦点从视网膜后方的点移动到视网膜上的点F0。以这种方式，液晶透镜251改变外围光线的发散度以校正距离Y处的再现图像，从而用眼睛30清楚地看到再现图像。利用液晶透镜251的校正对应于使再现图像远离用户的眼睛30移动。通过使再现图像远离眼睛30移动，使得远视的眼睛30能够将再现图像的光聚焦在视网膜上。
图9A和图9B示出了将参照图8A和图8B进行的说明应用于右眼和左眼的示例。图9A示出了省略液晶透镜阵列25或其中的液晶透镜的屈光度为0的配置。来自一个单元图像的与再现图像的一点相对应的点的光通过微透镜231B并进入左眼30L。来自另一个单元图像的与再现图像的同一点相对应的点的光通过微透镜231A并进入右眼30R。
如上所述，来自单元图像的一点的发散光被微透镜转变成平行光。点c位于来自微透镜231A和231B的主光线的延伸到微透镜231A和231B的背后的线的相交点。点c是再现图像的对应点的位置。
在图9A的示例中，右眼30R轻度远视，左眼30L高度远视。右眼30R和左眼30L的焦点都在视网膜后方，用户不能用右眼30R或左眼30L清楚地看到再现图像。
如图9B所示，液晶透镜251A设置在微透镜231A的前方，液晶透镜251B设置在微透镜231B的前方。液晶透镜251A和251B分别校正来自微透镜231A和231B的光的行进。
显示控制器10的液晶透镜控制器13独立地控制液晶透镜251A和251B的屈光度。液晶透镜控制器13控制液晶透镜251A和251B的屈光度取正值。液晶透镜控制器13还调整液晶透镜251A和251B使得液晶透镜251B的屈光度的值d6大于液晶透镜251A的屈光度的值d5。
来自液晶透镜251A和251B的主光线的延伸到显示模块21的背后的线均通过点c。来自液晶透镜251A的会聚光进入轻度远视的右眼30R，来自液晶透镜251B的会聚光进入高度远视的左眼30L。
来自液晶透镜251B的光的发散度小于来自液晶透镜251A的光的发散度。换言之，来自液晶透镜251B的光的会聚度大于来自液晶透镜251A的光的会聚度。因此，高度远视的左眼30L和轻度远视的右眼30R都可以自然地将光聚焦在视网膜上。
如上所述，在右眼和左眼具有不同视力的情况下，通过独立地控制用于右眼的液晶透镜和用于左眼的液晶透镜，实现适当的视觉校正。
显示模块和液晶透镜的控制
在下文中，描述由显示控制器10执行的显示模块21和液晶透镜阵列25的控制。显示控制器10根据用户输入的关于用户视力的信息以及通过输入装置的操作由用户输入的指令，控制视力校正显示模块20。
图10示出了显示控制器10的处理流程。显示控制器10获取由用户通过输入装置127输入的视力信息51(S101)。视力信息51可以预先存储在辅助存储装置125中。显示控制器根据用户的指令从辅助存储装置125获取视力信息51。
视力信息51例如表示右眼和左眼的屈光度的视力水平。眼睛的屈光度的视力水平可以用与透镜相同的标度表示。例如，近视可以用屈光度的负值表示，远视可以用屈光度的正值表示。
单元图像生成部11基于视力信息51确定再现图像的位置(S102)。例如，在视力信息51表示近视的情况下，单元图像生成部11确定再现图像的位置是在显示模块21前方的距显示模块21预定距离的位置。在视力信息51表示远视的情况下，单元图像生成部11确定再现图像的位置是在显示模块21后方的距显示模块21预定距离的位置。
单元图像生成部11可以根据视力信息51中表示的视力水平来改变再现图像和显示模块21之间的距离。单元图像生成部11可以保持预定义的函数或转换表(这些是转换信息)以根据视力信息51中表示的右眼和/或左眼的视力水平来确定再现图像和显示模块21之间的距离。当近视或远视程度较高时，再现图像和显示模块21之间的距离较长。与上述使用预定距离的方式相同，用于近视的再现图像将位于显示模块21的前方，用于远视的再现图像将位于显示模块21的后方。
单元图像生成部11基于所确定的再现图像的位置，由原图像53生成通过显示模块21显示的多个单元图像(由所述多个单元图像组成的一个图像)。如参照图2A、图2B、图7A和图7B所述，单元图像的取向根据再现图像和显示模块21之间的位置关系而不同。
单元图像生成部11按照预定的模型，在显示模块21中生成用于各单元像素组的单元图像。生成单元图像是公知的技术，在此省略详细的说明。在根据视力信息51改变再现图像和显示模块21之间的距离的配置中，单元图像生成部11基于该距离改变单元图像的形状及它们在单元像素组中的位置，来改变再现图像的位置。
液晶透镜控制器13基于视力信息51调整液晶透镜阵列25(S104)。具体地，液晶透镜控制器13基于右眼和左眼的视力信息以及再现图像的位置来确定用于液晶透镜的右眼用的屈光度和液晶透镜的左眼用的屈光度。
单元图像生成部11保持预定义的函数或转换表(它们是转换信息)，并基于由视力信息51表示的右眼的状况以及再现图像的位置，确定适合于右眼的状况(视力)的一个屈光度值。进一步，单元图像生成部11基于由视力信息51表示的左眼的状况和再现图像的位置，确定适合于左眼的状况(视力)的一个屈光度值。
液晶透镜控制器13控制特定的液晶透镜具有两个所确定的屈光度值中的一个屈光度值，并控制其余的液晶透镜具有两个所确定的屈光度值中的另一个屈光度值。稍后将描述液晶透镜阵列25的调整的细节。以这种方式，液晶透镜控制器13参照视力信息51，控制液晶透镜阵列25与用户右眼的视力和用户左眼的视力匹配。
再现图像的位置是利用位置是在显示模块21的前方或后方以及距显示模块21的距离来表示。如上所述，距离是预先确定的固定值或根据视力信息51确定的变量。单元图像生成部11可以基于右眼和/或左眼的状况和再现图像的位置确定对所有的液晶透镜共同的屈光度值。在屈光度值对于所有液晶透镜是共同的情况下，液晶透镜控制器13控制所有的液晶透镜来示出共同的屈光度值。
接下来，显示控制器10显示再现图像(S105)。具体地，单元图像生成部11将用于包含多个所生成的单元图像的一个显示图像的数据发送到显示模块21。显示模块21根据接收到的图像数据，利用相关联的单元像素组显示多个单元图像中的每一个单元图像。
用户查看显示的再现图像并确定是否重新调整液晶透镜阵列25。如果需要重新调整液晶透镜阵列25，则用户用输入装置127指定右眼或左眼并手动调整与所指定的眼睛的状况相关联的液晶透镜。
液晶透镜控制器13从输入装置127接收右眼或左眼的指定。液晶透镜控制器13识别具有根据所指定的眼睛的视力确定的屈光度的液晶透镜。右眼和左眼的视力与右眼和左眼的液晶透镜的关系将在后面说明。液晶透镜控制器13指示单元图像生成部11通过指定所识别的液晶透镜来选择性地显示相对应的单元图像(去除其它的单元图像)。因此，用户可以更容易地为指定的眼睛重新调整液晶透镜。
假设与一个单元像素组对置的液晶透镜的数量是1，则单元图像生成部11将仅用于与所选择的液晶透镜对置的单元像素组的单元图像的图像数据发送到显示模块21。作为选项，可以保持显示所有的单元图像。
液晶透镜控制器13通过输入装置127接收增加或减小用于指定的眼睛的液晶透镜的屈光度的指示(S106)。用户指示显示控制器10根据所选眼睛的视力增加或减小液晶透镜的屈光度。液晶透镜控制器13根据来自用户的指示，改变所识别的液晶透镜的屈光度(S107)。如上所述，液晶透镜控制器13根据来自用户的输入，控制液晶透镜阵列25与所指定的眼睛的视力匹配。响应于来自用户的结束调整的指示，液晶透镜控制器13结束对所指定的眼睛的液晶透镜的调整。
液晶透镜控制器13从输入装置127接收剩余的右眼或左眼的指定。液晶透镜控制器13识别具有根据所指定的眼睛的视力确定的屈光度的液晶透镜。液晶透镜控制器13指示单元图像生成部11通过所识别的液晶透镜的指定来选择性地显示相对应的单元图像(去除其它的单元图像)。
单元图像生成部11将仅用于与所指定的液晶透镜对置的单元像素组的单元图像的图像数据发送到显示模块21。作为选项，可以保持显示所有的单元图像。
液晶透镜控制器13通过输入装置127接收增加或减小对所指定的眼睛的液晶透镜的屈光度的指示(S108)。用户指示显示控制器10根据所选择的眼睛的视力增加或减小液晶透镜的屈光度。液晶透镜控制器13根据来自用户的指示改变所识别的液晶透镜的屈光度(S109)。液晶透镜控制器13根据来自用户的输入控制液晶透镜阵列25与所指定的眼睛的视力匹配。响应于来自用户的结束调整的指示，液晶透镜控制器13结束对所指定的眼睛的液晶透镜的调整。
可以省略步骤S106至S109。单元图像生成部11可以根据用户的手动操作来改变再现图像的位置。单元图像生成部11可以根据右眼和左眼的视力来确定再现图像的两个位置。单元图像生成部11可以在基于左眼视力确定的位置处生成与将根据左眼的视力控制的液晶透镜对置的单元图像，并且在基于右眼视力确定的位置处生成与将根据右眼的视力控制的液晶透镜对置的单元图像。
在下文中，说明右眼和左眼的视力与用于右眼和左眼的液晶透镜的关系。图11示意性示出了为近视用户校正再现图像的视力校正显示模块20。液晶透镜阵列25的右眼区域255R具有与右眼的视力一致的屈光度，左眼区域255L具有与左眼的视力一致的屈光度。
在图11的示例中，右眼区域255R是在眼睛方向33上观看时液晶透镜阵列25的左半区域。左眼区域255L是在眼睛方向33上观看时液晶透镜阵列25的右半区域。右眼区域255R和左眼区域255L之间的边界是液晶透镜阵列25的水平中央。边界不必在中央。
液晶透镜控制器13根据关于用户的视力信息和/或用户的操作独立地控制右眼区域255R和左眼区域255L。右眼区域255R中的所有液晶透镜具有相同的屈光度，并且左眼区域255L中的所有液晶透镜具有相同的屈光度。
图12示意性示出了右眼区域255R和左眼区域255L之间的边界的附近。在本例中，再现图像的位置a在视力校正显示模块20的前方，距液晶透镜阵列25为50mm。高度近视的左眼的水平(视力)是-7D，轻度近视的右眼的水平(视力)是-5D。
来自单元像素组211A中包含的一个像素215A的发散光由于微透镜231A而变为平行光。来自微透镜231A的光进入液晶透镜251A。液晶透镜251A包含在左眼区域255L中。液晶透镜251A具有负屈光度以将平行光变为发散光。来自液晶透镜251A的光行进到左眼。
来自单元像素组211B中包含的一个像素215B的发散光由于微透镜231B变为平行光。来自微透镜231B的光进入液晶透镜251B。液晶透镜251B包含在右眼区域255R中。液晶透镜251B具有负屈光度以将平行光变为发散光。来自液晶透镜251B的光行进到右眼。
如上所述，左眼的屈光度值小于右眼的屈光度值；换言之，近视的左眼的屈光度值的绝对值大于近视的右眼的屈光度值的绝对值。因此，左眼区域255L的屈光度值小于右眼区域255R的屈光度值，换言之，左眼区域255L的屈光度值的绝对值大于右眼区域255R的屈光度值的绝对值。
图13示意性示出了为远视用户校正再现图像的视力校正显示模块20。液晶透镜阵列25的右眼区域255R具有与右眼的视力一致的屈光度，左眼区域255L具有与左眼的视力一致的屈光度。
在图13的示例中，右眼区域255R是在眼睛方向33上观看时液晶透镜阵列25的右半区域。左眼区域255L是在眼睛方向33上观看时液晶透镜阵列25的左半区域。右眼区域255R和左眼区域255L之间的边界是液晶透镜阵列25的水平中央。边界不必在中央。
液晶透镜控制器13根据关于用户的视力信息和/或用户操作独立地控制右眼区域255R和左眼区域255L。右眼区域255R中的所有的液晶透镜具有相同的屈光度，左眼区域255L中的所有的液晶透镜具有相同的屈光度。
图14示意性示出了右眼区域255R和左眼区域255L之间的边界的附近。在该示例中，再现图像的位置c在视力校正显示模块20的后方，距液晶透镜阵列25为100mm。高度远视的左眼的水平(视力)是2D，轻度远视的右眼的水平(视力)是1D。
来自单元像素组211A中包括的一个像素215A的发散光由于微透镜231A变为平行光。来自微透镜231A的光进入液晶透镜251A。液晶透镜251A包含在右眼区域255R中。液晶透镜251A具有正屈光度以将平行光变为会聚光。来自液晶透镜251A的光行进到右眼。
来自单元像素组211B中包括的一个像素215B的发散光由于微透镜231B变为平行光。来自微透镜231B的光进入液晶透镜251B。液晶透镜251B包含在左眼区域255L中。液晶透镜251B具有正屈光度以将平行光变为会聚光。来自液晶透镜251B的光行进到左眼。
如上所述，远视的左眼的屈光度值大于远视的右眼的屈光度值。因此，左眼区域255L的屈光度值大于右眼区域255R的屈光度值。
在上述示例中，液晶透镜控制器13根据右眼的视力控制液晶透镜阵列25的水平分割的一半，并根据左眼的视力控制水平分割的另一半。这种控制基于以下假设：显示模块21和液晶透镜阵列25的水平中央与用户的左眼和右眼之间的中央基本上匹配。
如图15所示，可以用右眼30R和左眼30L二者看到在右眼区域255R和左眼区域255L之间的边界附近显示的单元图像531A、531B和531C。
其它实施方式
图16示出了液晶透镜阵列25的屈光度控制的另一示例。液晶透镜阵列25水平地分成三个区域255A、255B和255C以进行控制。区域的边界铅垂地或垂直于水平方向延伸。在一个示例中，两侧的区域255A和255C具有相同的宽度，中央区域255B的宽度比其它区域255A和255C的宽度窄。这些区域的宽度根据设计适当确定。
液晶透镜控制器13根据一只眼睛的视力控制区域255A，根据另一只眼睛的视力控制区域255C，并根据较差的视力或视力水平(屈光度)的较大绝对值控制中央区域255B。
在图16中，左眼30L是高度近视(-7D)，右眼30R是轻度近视(-5D)。视力校正显示装置1在显示模块21的前方显示再现图像。液晶透镜控制器13根据左眼30L的视力来控制区域255A，并根据右眼30R的视力来控制区域255C。由于左眼30L的视力比右眼30R的视力差，因此液晶透镜控制器13根据左眼30L的视力来控制中央区域255B。例如，中央区域255B的屈光度与区域255A的屈光度相同。这种控制使得用户能够更清楚地看到再现图像。
如上所述，在与用户的手动操作相一致的液晶透镜阵列25的控制中，显示控制器10选择性地显示与根据所选择的眼睛的视力进行控制的液晶透镜对置的单元像素组的单元图像。显示控制器10在调整用于视力较差的眼睛的液晶透镜时显示与中央区域255B对置的单元图像，并在调整用于另一只眼睛的液晶透镜时关闭与中央区域255B对置的单元像素组。
接下来，对视力校正显示装置1的另一配置示例进行说明。图17示意性示出了视力校正显示装置1的逻辑配置的示例。视力校正显示装置1除了包括参照图1A说明的配置之外，还包括视线跟踪传感器61和视线跟踪分析器15。其余部分与图1A中的配置相同。
视线跟踪传感器61测量并跟踪用户的右眼和左眼的视线。视线跟踪分析器15确定右眼和左眼的视线的起点和方向(视线信息)。视线的起点对应于眼睛的位置。视线跟踪分析器15将视线信息发送到液晶透镜控制器13。
例如，液晶透镜控制器13基于视线信息控制液晶透镜阵列25。具体而言，液晶透镜控制器13基于视线信息确定根据右眼的视力控制的液晶透镜和根据左眼的视力控制的液晶透镜。
例如，液晶透镜控制器13确定在液晶透镜阵列25上的右眼视线和左眼视线之间的中点，并确定左眼区域255L和右眼区域255R以使中点包含在左眼区域255L和右眼区域255R之间的边界中。
在液晶透镜阵列25被分成三个区域进行控制的配置的情况下，液晶透镜控制器13确定三个区域以使上述中点包含在中央区域255B的中心线上。中央区域的宽度可以是固定的。或者，液晶透镜控制器13可以基于视线的角度的平均值来确定中央区域的宽度。
液晶透镜控制器13可以使用从右眼和左眼之间的中央沿液晶透镜阵列25的法线方向延伸的虚拟线与液晶透镜阵列25相遇的点，代替视线之间的中点。视线信息包含将被液晶透镜控制器13参照的信息即可。
例如，液晶透镜控制器13可以基于视线信息确定液晶透镜的屈光度。假设用户的眼睛与视力校正显示模块20之间的距离为特定距离，则上述配置示例控制液晶透镜阵列25的屈光度。液晶透镜控制器13可以根据视线信息确定用户的眼睛和视力校正显示模块20之间的距离，并根据所确定的值确定液晶透镜的屈光度。
例如，用于确定屈光度的转换信息(函数或表)可以包括距离的变量。用户的眼睛和视力校正显示模块20之间的距离可以使用右眼和左眼之间的中点以及在视力校正显示模块20的法线方向上延伸的线来定义。
液晶透镜控制器13可以基于视线信息实时控制液晶透镜阵列25。或者，液晶透镜控制器13可以在显示再现图像之前基于视线信息确定液晶透镜阵列25的控制值并保持控制值。
基于用户的视线信息对液晶透镜阵列25的上述控制使得能够针对用户的状态更适当地校正再现图像。另一方面，单元图像生成部11可以基于视线信息控制再现图像。例如，单元图像生成部11可以基于左眼到右眼之间的中点与视力校正显示模块20之间的距离来确定再现图像的位置。
如上所述，对本发明的实施方式进行了说明，然而，本发明不限于上述的实施方式。本领域技术人员能够在本发明的范围内容易地变更、追加或改变上述的实施方式中的每个元素。一个实施方式的配置的一部分可以用另一个实施方式的配置代替，或者一个实施方式的配置可以并入到另一个实施方式的配置中。

Claims (11)

1.一种显示装置，包括：
显示模块，所述显示模块包括多个单元像素组，所述多个单元像素组中的每一个单元像素组设置为显示用于显示再现图像的单元图像；
单元透镜阵列，所述单元透镜阵列包括多个单元透镜，所述多个单元透镜以一对一的对应关系设置在所述多个单元像素组的前方；
屈光度调整元件阵列，所述屈光度调整元件阵列包括多个屈光度调整元件，所述多个屈光度调整元件以一对一的对应关系设置在所述多个单元透镜的前方；以及
控制器，
其中，用于右眼的区域的屈光度调整元件具有根据所述右眼的视力的屈光度，
其中，用于左眼的区域的屈光度调整元件具有根据所述左眼的视力的屈光度，并且
其中，所述控制器设置为：
当在所述显示模块的前方再现所述再现图像时，控制当从用户观察时用于所述用户的右眼的所述屈光度调整元件阵列的左侧区域和当从所述用户观察时用于所述用户的左眼的所述屈光度调整元件阵列的右侧区域，
当在所述显示模块的后面再现所述再现图像时，控制用于所述用户的左眼的所述屈光度调整元件阵列的左侧区域和用于所述用户的右眼的所述屈光度调整元件阵列的右侧区域，
根据用户的一只眼睛的视力来控制所述多个屈光度调整元件的一部分，根据所述用户的另一只眼睛的视力来控制所述多个屈光度调整元件的其它部分，
将所述多个屈光度调整元件相对于所述用户观看所述屈光度调整元件阵列的方向水平地分成多个区域，
根据所述用户的一只眼睛的视力控制所述多个区域的一部分，以及
根据所述用户的另一只眼睛的视力控制所述多个区域的其它部分。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述控制器设置为：
基于关于所述用户的视力的信息确定所述再现图像的位置；并且
基于所述位置生成所述多个单元像素组的所述单元图像。
3.根据权利要求1所述的显示装置，其中，
所述控制器设置为基于所述再现图像的位置，根据所述用户的一只眼睛的视力从所述多个屈光度调整元件中选择待控制的屈光度调整元件，并且根据所述用户的另一只眼睛的视力从所述多个屈光度调整元件中选择待控制的屈光度调整元件。
4.根据权利要求1所述的显示装置，其中，
所述多个区域是所述多个屈光度调整元件的左半区域和所述多个屈光度调整元件的右半区域。
5.根据权利要求1所述的显示装置，其中，
所述多个区域是右侧区域、左侧区域以及在所述右侧区域和所述左侧区域之间的中央区域，以及
所述控制器设置为：
根据所述用户的一只眼睛的视力控制所述右侧区域；
根据所述用户的另一只眼睛的视力控制所述左侧区域；以及
根据所述用户的较差的视力控制所述中央区域。
6.根据权利要求1所述的显示装置，其中，
所述控制器设置为控制所述屈光度调整元件阵列，使得通过所述屈光度调整元件阵列传输的光直到所述光进入所述用户的双眼聚焦。
7.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述控制器设置为：
生成所述单元图像以使所述再现图像位于所述显示模块的前方；并且
控制所述屈光度调整元件阵列以使通过所述屈光度调整元件阵列传输的光在所述光进入所述用户的双眼之前聚焦。
8.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述控制器设置为：
在显示与所述多个屈光度调整元件的所述一部分相对的单元图像的状态下，根据包括对所述用户的所述一只眼睛的指定的用户输入，调整所述多个屈光度调整元件的所述一部分的屈光度值；并且
在显示与所述多个屈光度调整元件的所述其它部分相对的单元图像的状态下，根据包括对所述用户的所述另一只眼睛的指定的用户输入，调整所述多个屈光度调整元件的所述其它部分的屈光度值。
9.根据权利要求1所述的显示装置，还包括设置为跟踪所述用户的视线的视线跟踪装置，
其中，所述控制器设置为基于所述视线跟踪装置的测量结果确定所述屈光度调整元件阵列中的所述多个屈光度调整元件的所述一部分和所述多个屈光度调整元件的所述其它部分。
10.根据权利要求1所述的显示装置，
其中，所述右侧区域和所述左侧区域之间的边界为所述屈光度调整元件阵列的水平中央，并且所述边界与所述用户的左眼和右眼之间的中央基本上匹配。
11.根据权利要求1所述的显示装置，
其中，所述控制器被配置为在所述屈光度调整元件阵列上确定右眼视线和左眼视线之间的中点，并基于所述中点确定所述右侧区域和所述左侧区域之间的边界。
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