專利名稱：圖像顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用衍射光柵圖案(diffraction grating pattern)使相干光衍射來(lái)顯示圖像的圖像顯示裝置。
背景技術(shù)：
作為利用衍射光柵圖案使相干光衍射來(lái)顯示圖像的圖像顯示裝置，例如有利用計(jì)算機(jī)全息(Computer Generated Hologram、以下稱為“CGH”)的圖像顯不裝置。在這種圖像顯示裝置中，將基于與要顯示的目標(biāo)顯示圖像相對(duì)應(yīng)的輸入圖像用計(jì)算機(jī)計(jì)算出的光柵圖案顯示在相位調(diào)制型的液晶面板等，通過(guò)向該液晶面板照射激光并使其衍射，再現(xiàn)來(lái)自虛擬圖像位置的顯示光的波面，向用戶顯示虛擬圖像。其結(jié)果，CGH方式具有可以在液晶面板的前方或后方的位置顯示三維立體圖像的特征。例如，作為用CGH方式顯示三維立體圖像的圖像顯示裝置有三維場(chǎng)景的全息再構(gòu)成用裝置(參照專利文獻(xiàn)I)。另外，也有雖然不是CGH方式，但通過(guò)衍射光柵圖案將三維立體圖像顯示給用戶的圖像顯示裝置(參照專利文獻(xiàn)2)。在利用上述CGH方式的圖像顯示裝置中，作為能感受到自然的立體感的立體圖像顯示方法已經(jīng)研究了很多，但由于像素間距小、需要像素?cái)?shù)較多的空間調(diào)制元件或激光光源等原因，尚未達(dá)到普及。然而，近年來(lái)，隨著投影用液晶面板的高像素化、可視域半導(dǎo)體激光器的大輸出化的實(shí)現(xiàn)，利用CGH方式的圖像顯示裝置逐漸接近實(shí)用化。如上所述，利用CGH方式的傳統(tǒng)的圖像顯不裝置向?qū)⒀苌涔鈻艌D案疊加于輸入圖像的各像素進(jìn)行顯示的空間調(diào)制元件照射激光，通過(guò)被顯示的衍射光柵圖案衍射的激光來(lái)顯示圖像。在此，當(dāng)顯示亮度大的像素大量存在的輸入圖像時(shí)，由于大量的衍射光柵圖案被疊加，因此各自的衍射光柵圖案變得不清楚。其結(jié)果，朝向顯示的像素的衍射光減少，像素以比應(yīng)顯示的亮度暗的亮度顯示。反過(guò)來(lái)，當(dāng)顯示亮度大的像素只少量存在的輸入圖像時(shí)，由于衍射光柵圖案被疊加的程度變小，各自的像素的衍射光柵圖案變得清晰。其結(jié)果，朝向顯示的像素的衍射光增多，像素以比應(yīng)顯示的亮度亮的亮度顯示。換一種觀點(diǎn)，照射空間調(diào)制元件的激光的衍射效率不會(huì)因輸入圖像而發(fā)生很大變化，虛擬圖像整體的亮度的總和不會(huì)有很大變化。因此，當(dāng)輸入圖像中亮度大的像素大量存在時(shí)，激光被分配給多個(gè)像素，虛擬圖像的像素以低亮度顯示。另一方面，當(dāng)輸入圖像中亮度大的像素只有少量存在時(shí)，激光被集中到少量的像素，虛擬圖像的像素以更大的亮度顯示。這樣，在通過(guò)計(jì)算機(jī)全息顯示圖像時(shí)，衍射效率幾乎恒定，因此在輸入圖像中明亮的像素較少時(shí)亮度變得比應(yīng)顯示的亮度大，反過(guò)來(lái)在明亮的像素較多時(shí)亮度變得比應(yīng)顯示的亮度小。 而且，雖然可以通過(guò)利用紅色、綠色及藍(lán)色三種激光光源將各自的色彩的圖像疊加并輸出來(lái)進(jìn)行全彩色圖像的顯示，但在進(jìn)行全彩色圖像顯示時(shí)，如果如上所述各色彩的輸入圖像中的亮度大的像素的數(shù)量發(fā)生變化時(shí)，會(huì)產(chǎn)生虛擬圖像的色彩偏離。
這樣，在利用CGH方式的傳統(tǒng)的圖像顯示裝置中，存在以下問(wèn)題，當(dāng)進(jìn)行動(dòng)畫顯示時(shí)，由于輸入圖像中亮度大的像素的數(shù)量會(huì)變化，因此根據(jù)場(chǎng)景的不同亮度或顯示色彩會(huì)發(fā)生變化，同樣，在顯示文字等信息圖像時(shí)，由于根據(jù)文字?jǐn)?shù)的多少輸入圖像中亮度大的像素的數(shù)量會(huì)變化，因此亮度或顯示色彩也會(huì)變化等。專利文獻(xiàn)1:日本專利公表公報(bào)特表2008-541145號(hào)。專利文獻(xiàn)2:日本專利公開(kāi)公報(bào)特開(kāi)平6-202575號(hào)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種圖像顯示裝置，可以不受輸入圖像中亮度大的像素的數(shù)量的變動(dòng)的影響以所期望的亮度顯示虛擬圖像。本發(fā)明的一方面所涉及的圖像顯示裝置包括:射出相干光的光源；通過(guò)顯示與輸入圖像相對(duì)應(yīng)的衍射光柵圖案衍射所述相干光，利用被衍射的光顯示虛擬圖像的空間調(diào)制元件；計(jì)算表示所述輸入圖像的全部像素的亮度的總和的總亮度，當(dāng)所述總亮度減少時(shí)，控制所述光源和所述空間調(diào)制元件的至少其中之一，以低于直接利用所述輸入圖像顯示的基準(zhǔn)虛擬圖像的亮度顯示所述虛擬圖像的控制部。上述的圖像顯示裝置可以不受輸入圖像中亮度大的像素的數(shù)量的變動(dòng)的影響，以所期望的亮度顯示虛擬圖像。


圖1是表示本發(fā)明實(shí)施例1的圖像顯示裝置的結(jié)構(gòu)的概略圖。圖2是表不向半導(dǎo)體激光器的注入電流和光輸出的關(guān)系的不意圖。圖3是表不光輸出為最大`時(shí)的光輸出和向半導(dǎo)體激光器的注入電流的時(shí)間波形以及向半導(dǎo)體激光器的注入電流和光輸出的關(guān)系的示意圖。圖4是表不光輸出為最大輸出的1/5時(shí)的光輸出和向半導(dǎo)體激光器的注入電流的時(shí)間波形以及向半導(dǎo)體激光器的注入電流和光輸出的關(guān)系的示意圖。圖5是表示本發(fā)明實(shí)施例1的其它的圖像顯示裝置結(jié)構(gòu)的概略圖。圖6是表示本發(fā)明實(shí)施例2的圖像顯示裝置結(jié)構(gòu)的概略圖。圖7是表示輸入到圖6所示的控制電路的文字?jǐn)?shù)較少的輸入圖像的一個(gè)例子的示意圖。圖8是表示輸入到圖6所示的控制電路的文字?jǐn)?shù)較多的輸入圖像的一個(gè)例子的示意圖。圖9是表示文字信息圖像的字體尺寸變大時(shí)的輸入圖像的一個(gè)例子的示意圖。圖10是表示本發(fā)明實(shí)施例2的圖像顯示裝置的其它結(jié)構(gòu)的概略圖。圖11是表示將外框圖案附加于圖7所示的輸入圖像的輸入圖像的一個(gè)例子的示意圖。圖12是表示文字?jǐn)?shù)較少時(shí)作為控制用圖案附加了文字列圖像的輸入圖像的一個(gè)例子的示意圖。圖13是表示文字?jǐn)?shù)較多時(shí)作為控制用圖案附加了文字列圖像的輸入圖像的一個(gè)例子的示意圖。
圖14是表示文字?jǐn)?shù)較少時(shí)作為控制用圖案附加了均一圖案的輸入圖像的一個(gè)例子的示意圖。圖15是表示文字?jǐn)?shù)少時(shí)作為控制用圖案附加了分布圖案的輸入圖像的一個(gè)例子的示意圖。圖16是表示本發(fā)明實(shí)施例3的圖像顯示裝置結(jié)構(gòu)的概略圖。圖17是表示本發(fā)明實(shí)施例3的圖像顯示裝置的其它結(jié)構(gòu)的概略圖。
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的各實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。(實(shí)施例1)圖1是表示本發(fā)明實(shí)施例1的圖像顯示裝置結(jié)構(gòu)的概略圖。圖1所示的圖像顯示裝置包括光源101、照明光學(xué)系統(tǒng)102、空間調(diào)制元件103及控制電路105。在本實(shí)施例中，作為利用衍射光柵圖案(diffraction grating pattern)使相干光衍射來(lái)顯示圖像的方式，例如，采用計(jì)算機(jī)全息(CGH)方式，向觀察者104顯示作為虛擬圖像的目標(biāo)顯示圖像201。光源101為輸出作為相干光的一個(gè)例子的激光的激光光源。例如，可以使用輸出綠色波長(zhǎng)的激光的半導(dǎo)體激光器(激光二極管)作為光源101。另外，相干光的波長(zhǎng)并不僅限于上述例子，也可以用其它的顏色，或用白色進(jìn)行黑白顯示。照明光學(xué)系統(tǒng)102通過(guò)變更來(lái)自光源101的激光的波面形狀或強(qiáng)度分布，將來(lái)自光源101的相干光轉(zhuǎn)換為照明光，向空間調(diào)制元件103射出該照明光。例如，作為照明光學(xué)系統(tǒng)102，可以使用將擴(kuò)散光的激光轉(zhuǎn)換為匯聚光的凸透鏡。另外，變更照明光的波面形狀的照明光學(xué)系統(tǒng)可以是透 鏡(lens)，也可以是鏡(miiror)，還可以是象液晶透鏡那樣能夠動(dòng)態(tài)變更波面形狀的元件。而且，照明光學(xué)系統(tǒng)也可以包括變更強(qiáng)度分布的光學(xué)系統(tǒng)。另外，照明光學(xué)系統(tǒng)本身也可以省略，此時(shí)，在光源101和空間調(diào)制元件103之間不配置任何光學(xué)元件，直接利用該空間。此時(shí)，來(lái)自光源101的激光變成以光源為中心的球面波，如果考慮該波面的曲率，則可以計(jì)算在空間調(diào)制元件103顯示的衍射光柵圖案。在這種結(jié)構(gòu)中，由于沒(méi)有光學(xué)元件，因此不易產(chǎn)生基于像差或反射光的雜散光等，具有能夠獲得清晰的圖像的優(yōu)點(diǎn)。在此，作為輸入信號(hào)的圖像數(shù)據(jù)，輸入圖像(輸入圖像數(shù)據(jù))IS被從裝置的外部輸入到控制電路105。輸入圖像IS具有構(gòu)成輸入圖像的全部像素的亮度數(shù)據(jù)或能夠計(jì)算亮度的數(shù)據(jù)。另外，在本實(shí)施例中，以輸入圖像IS從裝置的外部，例如指定的圖像輸出設(shè)備或經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)的其它的設(shè)備等輸入為例進(jìn)行說(shuō)明，但是，并不僅限于該例，也可以是在圖像顯示裝置內(nèi)部生成輸入圖像等各種各樣的變更?？臻g調(diào)制元件103通過(guò)顯示與輸入圖像IS相對(duì)應(yīng)的衍射光柵圖案，使來(lái)自照明光學(xué)系統(tǒng)102的照明光衍射。例如，可以使用相位調(diào)制型的反射型液晶面板作為空間調(diào)制元件103。而且，空間調(diào)制元件如果通過(guò)顯示衍射光柵圖案能衍射照明光，則可以使用其它的顯示元件，而且，也可以使用透過(guò)型的空間調(diào)制元件。透過(guò)型的空間調(diào)制元件與反射型相比不容易產(chǎn)生因元件的彎曲或制造誤差引起的像差，具有可以顯示穩(wěn)定的圖像的優(yōu)點(diǎn)?？刂齐娐?05包括衍射光柵圖案生成部106、光輸出控制部107以及總亮度計(jì)算部108。輸入圖像IS被輸入到衍射光柵圖案生成部106和總亮度計(jì)算部108。衍射光柵圖案生成部106將與輸入圖像IS相對(duì)應(yīng)的衍射光柵圖案顯示在空間調(diào)制元件103。空間調(diào)制元件103被來(lái)自照明光學(xué)系統(tǒng)102的照明光照射，通過(guò)衍射光柵圖案衍射照明光。目標(biāo)顯示圖像201通過(guò)衍射的光而被顯示，虛擬圖像被觀察者104視覺(jué)認(rèn)知?？偭炼扔?jì)算部108將輸入圖像IS的全部像素的亮度的總和(總亮度)以幀為單位進(jìn)行計(jì)算并輸出到光輸出控制部107。光輸出控制部107根據(jù)輸入圖像IS的全部像素的亮度的總和驅(qū)動(dòng)光源101，控制光源101的光輸出。具體而言，光輸出控制部107控制光源101，以便作為總亮度計(jì)算部108的計(jì)算結(jié)果，高亮度的像素越多總亮度越大，使光源101的輸出越增大，高亮度的像素越少總亮度越小，使光源101的輸出越減小。其結(jié)果，可以使光源101的激光的輸出與總亮度計(jì)算部108計(jì)算出的總亮度成比例。例如，當(dāng)使用半導(dǎo)體激光器作為光源101時(shí)，通過(guò)控制向半導(dǎo)體激光器的注入電流，能夠控制激光的輸出。圖2是表不向半導(dǎo)體激光器的注入電流與激光的輸出(光輸出)之間的關(guān)系的示意圖。圖中的It是半導(dǎo)體激光器的閾值電流。如圖2所示,在從動(dòng)作點(diǎn)Oa到動(dòng)作點(diǎn)Ob之間,光輸出與注入電流值成比例，因此，光輸出控制部107通過(guò)對(duì)光源101設(shè)定從動(dòng)作點(diǎn)Oa到動(dòng)作點(diǎn)Ob之間的注入電流值，可以根據(jù)由總亮度計(jì)算部108計(jì)算出的總亮度設(shè)定從最大的光輸出到其1/10之間的任意的光輸出。另外，雖然沒(méi)有圖示，但通過(guò)將半導(dǎo)體激光器的光輸出分支，用受光元件監(jiān)控光輸出進(jìn)行反饋控制，可以實(shí)現(xiàn)更精密的光輸出的控制。另外，光源101的激光輸出的控制方法，并不僅限于上述例子，可以有各種變化。例如，光輸出控制部107可以控制光源101的輸出，以便作為總亮度計(jì)算部108的計(jì)算結(jié)果總亮度減少時(shí)，以低于直接利用輸入圖像顯示的基準(zhǔn)虛擬圖像的亮度顯示虛擬圖像。而且，光輸出控制部107可以·控制光源101的輸出，以便當(dāng)作為總亮度計(jì)算部108的計(jì)算結(jié)果總亮度增加時(shí)，以高于直接利用輸入圖像顯示的基準(zhǔn)虛擬圖像的亮度顯示虛擬圖像。如上所述，當(dāng)總亮度在指定的閾值以下時(shí)可以使激光的輸出降低，當(dāng)總亮度在指定的閾值以上時(shí)可以使激光的輸出增加。這樣，通過(guò)進(jìn)行使總亮度和激光的輸出不成比例的控制，能夠用比較小的發(fā)光光量控制范圍來(lái)應(yīng)對(duì)目標(biāo)顯示圖像的總亮度的更大的變化。另外，在本實(shí)施例中，可以代替上述的光輸出的控制，控制光源101的點(diǎn)燈時(shí)間，或者在上述的光輸出的控制的同時(shí)控制光源101的點(diǎn)燈時(shí)間。此時(shí)，光輸出控制部107可以控制光源101的點(diǎn)燈時(shí)間，以便作為總亮度計(jì)算部108的計(jì)算結(jié)果，高亮度的像素越多總亮度越大，使光源101的點(diǎn)燈時(shí)間越長(zhǎng)，高亮度的像素越少總亮度越小時(shí)，使光源101的點(diǎn)燈時(shí)間越短。在這種情況下，可以使光源101的激光的輸出與總亮度計(jì)算部108計(jì)算出的總亮度成比例。另外，光輸出控制部107也可以控制光源101的點(diǎn)燈時(shí)間，以便作為總亮度計(jì)算部108的計(jì)算結(jié)果，總亮度減少時(shí)，以低于直接利用輸入圖像顯示的基準(zhǔn)虛擬圖像的亮度顯示虛擬圖像。另外，光輸出控制部107也可以控制光源101的點(diǎn)燈時(shí)間，以便作為總亮度計(jì)算部108的計(jì)算結(jié)果，總亮度增加時(shí)，以高于直接利用輸入圖像顯示的基準(zhǔn)虛擬圖像的亮度顯示虛擬圖像。例如，在使用半導(dǎo)體激光器作為光源101的情況下，通過(guò)控制向半導(dǎo)體激光器的注入電流能夠控制激光的點(diǎn)燈時(shí)間。圖3是表不激光的輸出(光輸出)為最大時(shí)的光輸出和向半導(dǎo)體激光器的注入電流的時(shí)間波形以及向半導(dǎo)體激光器的注入電流和光輸出的關(guān)系的不意圖。圖4是表不激光的輸出(光輸出)為最大輸出的1/5時(shí)的光輸出和向半導(dǎo)體激光器的注入電流的時(shí)間波形以及向半導(dǎo)體激光器的注入電流和光輸出的關(guān)系的示意圖。圖中的F表示輸入圖像的I幀期間。首先，在使光輸出為最大時(shí)，光輸出控制部107通過(guò)對(duì)光源101設(shè)定圖3的下段所示的注入電流，在I幀期間F，最初設(shè)定滅燈期間to，之后，設(shè)定點(diǎn)燈期間tl。其次，在使光輸出為最大輸出的1/5時(shí)，光輸出控制部107通過(guò)對(duì)光源101設(shè)定圖4的下段所示的注入電流，在I幀期間F，最初設(shè)定滅燈期間t0，之后，設(shè)定點(diǎn)燈期間t2。點(diǎn)燈期間t2為點(diǎn)燈期間tl的1/5的期間，剩下的4/5的期間(F-t0-t2)被設(shè)定為滅燈期間，該期間的注入電流為O。如上所述，在得到最大的光輸出時(shí)，在幀間的空間調(diào)制元件103不穩(wěn)定期間(期間to)，使光源101滅燈，防止圖像輸出不穩(wěn)定。另外，在幀間滅燈期間(期間to)，通過(guò)將注入電流值預(yù)先設(shè)定成略低于半導(dǎo)體激光器的振蕩閾值的閾值電流It，使開(kāi)始發(fā)光(點(diǎn)燈期間t2的初期)的光輸出的上升更陡。其結(jié)果，即使設(shè)定更短的點(diǎn)燈期間，點(diǎn)燈期間和光輸出也能高精度成比例，光 輸出控制的動(dòng)態(tài)范圍可以增大。而且，通過(guò)這樣的基于點(diǎn)燈時(shí)間的發(fā)光光量控制，除了幀間最初滅燈期間的注入電流以外，幾乎能夠以與光輸出成比例的注入電流點(diǎn)燈，使點(diǎn)燈期間之后的期間(F-t0-t2)的注入電流為O。在此，如圖2的例子所示，在基于注入電流量的發(fā)光光量控制的情況下，即使發(fā)光光量為1/10，注入電流也需要最大光量時(shí)的80%左右，即便使發(fā)光光量降低，也不能與發(fā)光光量成比例地降低所需電流。另一方面，如圖3和圖4的例子所示，在基于點(diǎn)燈期間的發(fā)光光量控制地情況下，當(dāng)經(jīng)過(guò)了與所期望的光輸出成比例的點(diǎn)燈期間之后，因?yàn)榭梢允棺⑷腚娏鳛?，所以與基于注入電流量的發(fā)光光量控制相比，可以降低裝置的功耗。上述的注入電流值控制及點(diǎn)燈時(shí)間控制，由于以下的原因，都存在控制的動(dòng)態(tài)范圍被限定在有限的范圍的可能性。即，在通過(guò)注入電流值控制將發(fā)光光量設(shè)定為非常小的情況下，需要在半導(dǎo)體激光器的閾值電流附近進(jìn)行控制，存在因周圍溫度變化或半導(dǎo)體激光器的性能劣化等的影響而難以得到高精度的所期望的發(fā)光功率的情況。另外，利用反饋控制時(shí)，雜散光等的影響也會(huì)變大而使控制精度劣化。同樣，在點(diǎn)燈時(shí)間控制的情況下，也由于光輸出波形的上升和下降的遲鈍或激振，存在難以用非常短的點(diǎn)燈時(shí)間使光輸出高精度地以所期望的發(fā)光功率發(fā)光的情況。另一方面，由于輸入圖像IS所包含的全部像素的亮度的總和根據(jù)場(chǎng)景的不同會(huì)有很大差異，所以利用CGH方式的圖像顯示裝置的光源的發(fā)光光量控制被要求要有較大的動(dòng)態(tài)范圍。因此，光輸出控制部107可以同時(shí)控制注入電流值和點(diǎn)燈期間雙方來(lái)控制發(fā)光光量。此時(shí)，如果在短時(shí)間的點(diǎn)燈期間設(shè)定更小的注入電流，則由于可以高精度地控制非常小的發(fā)光光量，因此能夠大幅度地?cái)U(kuò)大發(fā)光光量控制的動(dòng)態(tài)范圍。圖5是表示本發(fā)明實(shí)施例1的其它的圖像顯示裝置的結(jié)構(gòu)的概略圖。圖5所示的圖像顯示裝置與圖1所示的圖像顯示裝置的不同點(diǎn)在于，光源101被變更為射出紅色的激光的光源101R、射出綠色的激光的光源101G、射出藍(lán)色的激光的光源101B，對(duì)應(yīng)于這種變更，空間調(diào)制元件103及控制電路105動(dòng)作。如圖5所示，光源包括紅、綠、藍(lán)3色的光源101R、光源IOlG及光源101B?？偭炼扔?jì)算部108針對(duì)各顏色計(jì)算輸入圖像IS的全部像素的亮度的總和(總亮度)并輸出到光輸出控制部107，光輸出控制部107與圖1所示的圖像顯示裝置一樣，根據(jù)各種顏色的總亮度分別控制光源101R、光源IOlG及光源101B。衍射光柵圖案生成部106將與輸入圖像IS的各種顏色的圖像相對(duì)應(yīng)的衍射光柵圖案分時(shí)地顯示在空間調(diào)制元件103?？臻g調(diào)制元件103被來(lái)自照明光學(xué)系統(tǒng)102的各種顏色的照明光分時(shí)地照射，各照明光通過(guò)衍射光柵圖案按顏色衍射。利用按各顏色衍射的光，目標(biāo)顯示圖像201被彩色顯示，虛擬圖像被觀察者104視覺(jué)認(rèn)知。如上所述，在本例中，對(duì)紅、綠、藍(lán)3色進(jìn)行分時(shí)驅(qū)動(dòng)并同步地處理，將與輸入圖像IS對(duì)應(yīng)的各種顏色的圖像的衍射光柵圖案顯示在空間調(diào)制元件103，由此能夠進(jìn)行彩色顯示。因此，在使用多個(gè)激光光源進(jìn)行多色顯示的情況下，如本例所示，也針對(duì)各顏色的輸入圖像計(jì)算總亮度，與總亮度成比例地控制各激光的輸出及/或點(diǎn)燈時(shí)間。其結(jié)果，即使是不同的場(chǎng)景，也不會(huì)產(chǎn)生色偏離，能夠以所期望的亮度顯示彩色圖像。這樣，在本例中，能夠提供不受輸入圖像中的亮度大的像素的數(shù)量的變動(dòng)的影響，以恒定的亮度顯示沒(méi)有色偏離的圖像的顯示裝置。另外，在圖5的結(jié)構(gòu)中，為了使3色激光共用同一空間調(diào)制元件103，光源101R、光源101G、光源IOlB按照主衍射方向的衍射角變大的順序，例如，從上到下的順序排列配置，從而使波長(zhǎng)更長(zhǎng)的紅色的激光以更大的角度衍射，波長(zhǎng)更短的藍(lán)色的激光以更小的角度衍射。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，所有的顏色的光被衍射的方向大體一致，能夠用簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)可以觀察全部顏色的視聽(tīng)區(qū)域。(實(shí)施例2)圖6是表示本發(fā)明實(shí)施例2的圖像顯示裝置結(jié)構(gòu)的概略圖。圖6所示的圖像顯示裝置與圖1所示的圖像顯示裝置的不同點(diǎn)在于，控制電路105被變更為控制電路105a，控制電路105a中追加了文字信息變更 部109。因?yàn)槠渌狞c(diǎn)與圖1所示的圖像顯示裝置相同，所以省略詳細(xì)的說(shuō)明，只對(duì)不同點(diǎn)在以下進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。圖7是表示輸入到圖6所示的控制電路105a的文字?jǐn)?shù)較少的輸入圖像的一個(gè)例子的示意圖，圖8是表示輸入到圖6所示的控制電路的105a的文字?jǐn)?shù)較多的輸入圖像的一個(gè)例子的示意圖。圖7所示的輸入圖像包含作為高亮度(比輸入圖像IS的平均亮度高的亮度或最高亮度，例如，綠色或白色)的部分圖像的表示文字的多個(gè)文字信息圖像(圖中的“N”、“e”、
其它部分的圖像以低亮度(比輸入圖像IS的平均亮度低的亮度或最低亮度，例如，黑色)顯示，在顯示區(qū)域的一部分顯示少數(shù)的文字信息圖像。另外，圖8所示的輸入圖像包含作為高亮度的部分圖像的表示文字的多個(gè)文字信息圖像(圖中的“A”、…、“/”、…、“A”)，其它部分的圖像以低亮度顯示，顯示區(qū)域的幾乎全區(qū)域顯示多數(shù)的文字信息圖像。另外，文字信息圖像并不局限于上述的例子，只要是可以用文字單位顯示的內(nèi)容，可以包含有“ + ”、“A”等符號(hào)、地圖記號(hào)、圖畫文字、標(biāo)志等各種文字和記號(hào)?？偭炼扔?jì)算部108計(jì)算圖7或圖8所示的輸入圖像的全部像素的亮度的總和(總亮度)，將計(jì)算結(jié)果輸出到光輸出控制部107及文字信息變更部109。在此，光輸出控制部107與實(shí)施例1同樣控制光源101，為了簡(jiǎn)化說(shuō)明，在本實(shí)施例中假設(shè)除了上述的光量控制以外只進(jìn)行通常的光源控制。另外，在與實(shí)施例1同樣地控制光源101的情況下，協(xié)同以下的控制進(jìn)行光源101的光量控制，使目標(biāo)顯示圖像201的亮度變成所期望的亮度。而且，總亮度計(jì)算部108也可以不計(jì)算輸入圖像的全部像素的亮度的總和(總亮度)，而計(jì)算文字信息圖像的數(shù)量(文字?jǐn)?shù))，將計(jì)算結(jié)果輸出到文字信息變更部109。文字信息變更部109在由總亮度計(jì)算部108計(jì)算出的總亮度減少時(shí)，放大多個(gè)文字信息圖像，將多個(gè)文字信息圖像被放大的輸入圖像輸出到衍射光柵圖案生成部106，衍射光柵圖案生成部106控制空間調(diào)制元件103顯示與多個(gè)文字信息圖像被放大的輸入圖像相對(duì)應(yīng)的衍射光柵圖案?？臻g調(diào)制元件103利用衍射光柵圖案衍射來(lái)自照明光學(xué)系統(tǒng)102的照明光，通過(guò)衍射的光顯示多個(gè)文字信息圖像被放大的虛擬圖像，使虛擬圖像以所期望的売度顯不O具體而言，在圖8所示的輸入圖像被輸入時(shí)，文字信息變更部109將總亮度計(jì)算部108的計(jì)算結(jié)果(總亮度)與指定的基準(zhǔn)值(例如，顯示區(qū)域的一半以上顯示文字等時(shí)的總亮度)進(jìn)行比較。此時(shí)，因?yàn)榭偭炼瘸^(guò)了基準(zhǔn)值，所以文字信息變更部109判斷總亮度大，即，文字信息圖像的數(shù)量(顯示文字?jǐn)?shù))多，將輸入圖像直接輸出到衍射光柵圖案生成部106，衍射光柵圖案生成部106控制空間調(diào)制元件103，直接利用輸入圖像顯示衍射光柵圖案。其結(jié)果，與圖8所示的輸入圖像相對(duì)應(yīng)的目標(biāo)顯示圖像201以所期望的亮度顯示。其次，在圖7所示的輸入圖像被輸入時(shí)，文字信息變更部109將總亮度計(jì)算部108的計(jì)算結(jié)果(總亮度)與上述的基準(zhǔn)值進(jìn)行比較。此時(shí)，因?yàn)榭偭炼鹊陀诨鶞?zhǔn)值，所以文字信息變更部109判斷總亮度減少，即，文字信息圖像的數(shù)量(顯示文字?jǐn)?shù))減少，制作改變文字信息圖像的字體尺寸使文字信息圖像的字體尺寸變大的輸入圖像。圖9是表示文字信息圖像的字體尺寸變大時(shí)的輸入圖像的一個(gè)例子的示意圖。通過(guò)上述的處理，文字信息變更部109生成圖9所示的輸入圖像并將其輸出到衍射光柵圖案生成部106，衍射光柵圖案生成部106控制空間調(diào)制元件103，顯示與字體尺寸變大的輸入圖像相對(duì)應(yīng)的衍射光柵圖案。其結(jié)果，亮度低于直接利用圖7所示的輸入圖像顯示的基準(zhǔn)虛擬圖像的虛擬圖像(利用圖9所示的輸入圖像顯示的虛擬圖像)作為目標(biāo)顯示圖像201被顯示。這樣，較少的文字以和圖8所示的輸入圖像相對(duì)應(yīng)的虛擬圖像相同的亮度而被顯示，從而能夠以所期望的亮度顯示目標(biāo)顯示圖像201。如上所述，圖8所示的輸入圖像中，由于文字?jǐn)?shù)較多，在目標(biāo)顯示圖像中存在很多亮度高的像素，所顯示的像素的亮度與圖7的情況相比變低。為了抑制該亮度變化，在本實(shí)施例中，文字?jǐn)?shù)較少時(shí)，利用更大的字體(圖9所示的輸入圖像)使亮度高的像素變得相對(duì)較多，這樣可以降低由于顯示文字?jǐn)?shù)的不同所引起的虛擬圖像的亮度的變化。另外，文字信息變更部109在總亮度增加，S卩，文字信息圖像的數(shù)量(顯示文字?jǐn)?shù))增加時(shí)，可以改變文字信息圖像的字體尺寸，使文字信息圖像的字體尺寸變小，并將文字信息圖像已被改變的輸入圖像輸出到衍射光柵圖案生成部106，衍射光柵圖案生成部106控制空間調(diào)制元件103，顯示與文字信息圖像發(fā)生了變化的輸入圖像相對(duì)應(yīng)的衍射光柵圖案。此時(shí)，由于亮度高于直接利用輸入圖像顯示的基準(zhǔn)虛擬圖像的虛擬圖像作為目標(biāo)顯示圖像201被顯示，因此，較多的文字以和圖7所示的輸入圖像相對(duì)應(yīng)的虛擬圖像相同的亮度而被顯示，從而能夠以所期望的亮度顯示目標(biāo)顯示圖像201。

另外，文字信息圖像的變化方法，并不局限定于上述的例子，例如，也可以將字體變更為黑體字使亮度高的像素變得較多。此時(shí)，文字信息變更部109在文字信息圖像的數(shù)量減少時(shí)，改變文字信息圖像的字體，使文字信息圖像的字體變粗，并將文字信息圖像已被改變的輸入圖像輸出到衍射光柵圖案生成部106，衍射光柵圖案生成部106控制空間調(diào)制元件103，顯示與文字信息圖像被改變的輸入圖像相對(duì)應(yīng)的衍射光柵圖案。其結(jié)果，由于亮度低于直接利用輸入圖像顯示的基準(zhǔn)虛擬圖像的虛擬圖像作為目標(biāo)顯示圖像201被顯示，較少的文字以和圖8所示的輸入圖像相對(duì)應(yīng)的虛擬圖像相同的亮度而被顯示，因此能夠降低由于顯示文字?jǐn)?shù)的不同所引起的顯示圖像的亮度的變化。另外，文字信息變更部109在文字信息圖像的數(shù)量增加時(shí)，可以改變文字信息圖像的字體，使文字信息圖像的字體變細(xì)，并將文字信息圖像被改變的輸入圖像輸出到衍射光柵圖案生成部106，衍射光柵圖案生成部106控制空間調(diào)制元件103，顯示與文字信息圖像被改變的輸入圖像相對(duì)應(yīng)的衍射光柵圖案。此時(shí)，由于亮度高于直接利用輸入圖像顯示的基準(zhǔn)虛擬圖像的虛擬圖像作為目標(biāo)顯示圖像201被顯示，較多的文字以和圖7所示的輸入圖像相對(duì)應(yīng)的虛擬圖像相同的亮度而被顯示，因此能夠降低由于顯示文字?jǐn)?shù)的不同所引起的顯示圖像的亮度的變化。另外，文字信息變更部109可以改變輸入圖像中的文字信息圖像的字體尺寸和/或字體，以便總亮度越大，即，文字信息圖像的數(shù)量(顯示文字?jǐn)?shù))越多使文字信息圖像的字體尺寸越變小和/或文字信息圖像的字體越變細(xì)，另一方面，總亮度越小，即，文字信息圖像的數(shù)量(顯示文字?jǐn)?shù))越少使文字信息圖像的字體尺寸越變大和/或文字信息圖像的字體越變粗，并將文字信息圖像被改變的輸入圖像輸出到衍射光柵圖案生成部106，衍射光柵圖案生成部106控制空間調(diào)制元件103，顯示與文字信息圖像被改變的輸入圖像相對(duì)應(yīng)的衍射光柵圖案。此時(shí)，能夠以總是恒定的亮度顯示文字信息圖像。圖10是表示本發(fā)明實(shí)施例2的圖像顯示裝置的其它結(jié)構(gòu)的概略圖。圖10所示的圖像顯示裝置與圖1所示的圖像顯示裝置的不同點(diǎn)在于，控制電路105被變更為控制電路105b，控制電路105b中追加了控制用圖案附加部110。因?yàn)槠渌狞c(diǎn)與如圖1所示的圖像顯示裝置相同，所以省略詳細(xì)的說(shuō)明，以下對(duì)不同的點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。另外，光輸出控制部107與實(shí)施例1同樣也 可以控制光源101，為了簡(jiǎn)化說(shuō)明，在本例中假設(shè)只進(jìn)行通常的光源控制?？刂朴脠D案附加部110在總亮度計(jì)算部108計(jì)算出的總亮度減少時(shí)，給輸入圖像IS附加后述的控制用圖案，附加了控制用圖案的輸入圖像被輸出到衍射光柵圖案生成部106，衍射光柵圖案生成部106控制空間調(diào)制元件103，顯示與附加了控制用圖案的輸入圖像相對(duì)應(yīng)的衍射光柵圖案?？臻g調(diào)制元件103利用衍射光柵圖案衍射來(lái)自照明光學(xué)系統(tǒng)102的照明光，通過(guò)衍射的光顯示亮度被增加的目標(biāo)顯示圖像201，使虛擬圖像以所期望的売度顯不。具體而言，在圖8所示的輸入圖像被輸入時(shí)，控制用圖案附加部110將總亮度計(jì)算部108的計(jì)算結(jié)果(總亮度)和指定的基準(zhǔn)值(例如，顯示區(qū)域的一半以上顯示文字等時(shí)的總亮度)進(jìn)行比較。此時(shí)，由于總亮度超過(guò)了基準(zhǔn)值，控制用圖案附加部110判斷總亮度大，即，文字信息圖像的數(shù)量(顯示文字?jǐn)?shù))較多，不附加控制用圖案，而是將輸入圖像直接輸出到衍射光柵圖案生成部106，衍射光柵圖案生成部106控制空間調(diào)制元件103，直接利用輸入圖像顯示衍射光柵圖案。其結(jié)果，與圖8所示的輸入圖像相對(duì)應(yīng)的目標(biāo)顯示圖像201以所期望的亮度被顯示。另外，上述的說(shuō)明是對(duì)不附加控制用圖案的例子進(jìn)行了說(shuō)明，但是，也可以附加低亮度或最低亮度(例如，黑色)的控制用圖案，這種情況下也能夠顯示與上述相同的虛擬圖像。其次，在圖7所示的輸入圖像被輸入時(shí)，控制用圖案附加部110將總亮度計(jì)算部108的計(jì)算結(jié)果(總亮度)與上述基準(zhǔn)值進(jìn)行比較。此時(shí)，由于總亮度低于基準(zhǔn)值，因此控制用圖案附加部110判斷總亮度減少，S卩，文字信息圖像的數(shù)量(顯示文字?jǐn)?shù))減少，將在輸入圖像的外周附加的高亮度(例如，比輸入圖像IS的中間亮度更高的亮度或最高亮度，例如，綠色或白色)的外框圖案作為控制用圖案附加到輸入圖像，改變外框圖案使外框圖案的粗細(xì)變粗，制作將該外框圖案附加到圖7所示的輸入圖像的輸入圖像。圖11是表示對(duì)圖7所示的輸入圖像附加了外框圖案的輸入圖像的一個(gè)例子的示意圖。通過(guò)上述的處理，控制用圖案附加部110生成如圖11所示的輸入圖像并輸出到衍射光柵圖案生成部106，衍射光柵圖案生成部106控制空間調(diào)制元件103，顯示與附加了高亮度(例如，綠色或白色)的四角形狀的外框圖案FP的輸入圖像相對(duì)應(yīng)的衍射光柵圖案。其結(jié)果，亮度低于直接利用圖7所示的輸入圖像顯示的基準(zhǔn)虛擬圖像的虛擬圖像(利用圖11所示的輸入圖像顯示的虛擬圖像)作為目標(biāo)顯示圖像201被顯示。這樣，較少的文字以與圖8所示的輸入圖像相對(duì)應(yīng)的虛擬圖像相同的亮度而被顯示，能夠以所期望的亮度顯示目標(biāo)顯示圖像201。另外，控制用圖案附加部110在總亮度增加，S卩，文字信息圖像的數(shù)量(顯示文字?jǐn)?shù))增加時(shí)，可以改變外框圖案FP使外框圖案FP的框的粗細(xì)變細(xì)，將外框圖案FP已被改變的輸入圖像輸出 到衍射光柵圖案生成部106，衍射光柵圖案生成部106控制空間調(diào)制元件103，顯示與外框圖案FP被改變的輸入圖像相對(duì)應(yīng)的衍射光柵圖案。此時(shí)，由于亮度高于直接利用輸入圖像顯示的基準(zhǔn)虛擬圖像的虛擬圖像作為目標(biāo)顯示圖像201被顯示，因此較多的文字以與圖11所示的輸入圖像相對(duì)應(yīng)的虛擬圖像相同的亮度而被顯示，能夠以所期望的亮度顯示目標(biāo)顯示圖像201。根據(jù)上述的處理，在本實(shí)施例中，如圖11所示，在輸入圖像的外周部附加外框圖案FP，當(dāng)文字?jǐn)?shù)較少時(shí)，顯示更粗的框，使亮度高的像素變得相對(duì)比較多，從而可以降低因顯示文字?jǐn)?shù)的不同所引起的虛擬圖像的亮度的變化。在此，對(duì)改變框的粗細(xì)的例子進(jìn)行了說(shuō)明，但是，對(duì)于相同粗細(xì)的框圖案，也可以根據(jù)文字?jǐn)?shù)使其亮度變化。而且，除了外框圖案，也可以與上述同樣改變下劃線的圖案或僅畫面的上下的線、僅畫面的左右的線等圖案的粗細(xì)或亮度。例如，在使外框圖案的亮度變化時(shí)，控制用圖案附加部110當(dāng)總亮度減少，即，文字信息圖像的數(shù)量減少時(shí)，改變外框圖案使外框圖案的亮度增加，將附加了該外框圖案的輸入圖像輸出到衍射光柵圖案生成部106，衍射光柵圖案生成部106控制空間調(diào)制元件，顯示與附加了外框圖案的輸入圖像相對(duì)應(yīng)的衍射光柵圖案。其結(jié)果，亮度低于直接利用輸入圖像顯示的基準(zhǔn)虛擬圖像的虛擬圖像作為目標(biāo)顯示圖像201被顯示。這樣，由于較少的文字以和圖8所示的輸入圖像相對(duì)應(yīng)的虛擬圖像相同的亮度而被顯示，因此能夠降低由于顯示文字?jǐn)?shù)的不同所引起的虛擬圖像的亮度的變化。另外，控制用圖案附加部110當(dāng)總亮度增加，即，文字信息圖像的數(shù)量(顯示文字?jǐn)?shù))增加時(shí)，改變外框圖案使外框圖案的亮度減少，將該外框圖案已被改變的輸入圖像輸出到衍射光柵圖案生成部106，衍射光柵圖案生成部106控制空間調(diào)制元件103，顯示與外框圖案已被改變的輸入圖像相對(duì)應(yīng)的衍射光柵圖案。此時(shí)，由于亮度高于直接利用輸入圖像顯示的基準(zhǔn)虛擬圖像的虛擬圖像作為目標(biāo)顯示圖像201被顯示，因此較多的文字以與圖11所示的輸入圖像相對(duì)應(yīng)的虛擬圖像相同的亮度而被顯示，從而能夠以所期望的亮度顯示目標(biāo)顯示圖像201。另外，控制用圖案附加部110可以改變外框圖案，使得總亮度越大，S卩，文字信息圖像的數(shù)量(顯示文字?jǐn)?shù))越多外框圖案的粗細(xì)越變細(xì)或外框圖案的亮度越減少，另一方面，總亮度越小，即，文字信息圖像的數(shù)量(顯示文字?jǐn)?shù))越少外框圖案的粗細(xì)越變粗或外框圖案的亮度越增加，并將附加了外框圖案的輸入圖像輸出到衍射光柵圖案生成部106，衍射光柵圖案生成部106控制空間調(diào)制元件103，顯示與附加了外框圖案的輸入圖像相對(duì)應(yīng)的衍射光柵圖案。此時(shí)，能夠以總是恒定的亮度顯示文字信息圖像。而且，控制用圖案并不局限定于上述的例子，能夠進(jìn)行各種各樣的變更，也可以將包含與圖像顯不裝置相關(guān)的指定的文字列的文字列圖像(底襯為聞売度或最聞売度、例如綠色或白色的圖像，文字列為低亮度或最低亮度、例如黑色的圖像)，例如，指定的標(biāo)志圖案附加到輸入圖像顯示，根據(jù)文字?jǐn)?shù)使其大小和亮度變化。圖12是表示文字?jǐn)?shù)較少時(shí)附加了作為控制用圖案附加了文字列圖像的輸入圖像的一個(gè)例子的示意圖，圖13是表示文字?jǐn)?shù)較多時(shí)附加了作為控制用圖案的文字列圖像的輸入圖像的一個(gè)例子的示意圖。例如，在圖8所示的輸入圖像被輸入時(shí)，控制用圖案附加部110將總亮度計(jì)算部108的計(jì)算結(jié)果(總亮度)與指定的基準(zhǔn)值(例如，顯示區(qū)域的一半以上顯示文字等時(shí)的總亮度)進(jìn)行比較。此時(shí)，因?yàn)榭偭炼瘸^(guò)了基準(zhǔn)值，所以控制用圖案附加部110判斷總亮度增加，即，文字信息圖像的數(shù)量(顯 示文字?jǐn)?shù))增加，將文字列圖像附加到輸入圖像，改變文字列圖像使文字列圖像變小，生成圖13所示的輸入圖像并輸出到衍射光柵圖案生成部106。衍射光柵圖案生成部106控制空間調(diào)制元件103，顯示與在下方附加了標(biāo)志標(biāo)記的較小的文字列圖像的輸入圖像相對(duì)應(yīng)的衍射光柵圖案，以所期望的亮度顯示目標(biāo)顯示圖像201。其次，在圖7所示的輸入圖像被輸入時(shí)，控制用圖案附加部110將總亮度計(jì)算部108的計(jì)算結(jié)果(總亮度)與上述的基準(zhǔn)值進(jìn)行比較。此時(shí)，因?yàn)榭偭炼鹊陀诨鶞?zhǔn)值，所以控制用圖案附加部110判斷總亮度減少，S卩，文字信息圖像的數(shù)量(顯示文字?jǐn)?shù))減少，改變文字列圖像使文字列圖像變大，生成圖12所示的輸入圖像并輸出到衍射光柵圖案生成部106。衍射光柵圖案生成部106控制空間調(diào)制元件103，顯示與附加了較大的文字列圖像的輸入圖像相對(duì)應(yīng)的衍射光柵圖案。其結(jié)果，虛擬圖像(利用圖12所示的輸入圖像顯示的虛擬圖像)作為目標(biāo)顯示圖像201以低于直接利用圖7所示的輸入圖像顯示的基準(zhǔn)虛擬圖像的亮度被顯示，較少的文字以與圖13所示的輸入圖像相對(duì)應(yīng)的虛擬圖像相同的亮度而被顯示，從而能以所期望的亮度顯示目標(biāo)顯示圖像201。另外，在上述的例子中，使文字列圖像的大小發(fā)生了變化，但是并不局限于此，也可以使文字列圖像的亮度發(fā)生變化。例如，作為文字列圖像，使用底襯為中間亮度、例如中間亮度的綠色或灰色的圖像，文字列為低亮度或最低亮度，例如，黑色的圖像時(shí)，控制用圖案附加部110在總亮度減少，S卩，文字信息圖像的數(shù)量減少時(shí)，改變文字列圖像使文字列圖像的底襯的亮度增加，將附加了該文字列圖像的輸入圖像輸出到衍射光柵圖案生成部106，衍射光柵圖案生成部106控制空間調(diào)制元件103，顯示與附加了文字列圖像的輸入圖像相對(duì)應(yīng)的衍射光柵圖案。此時(shí)，亮度低于直接利用輸入圖像顯示的基準(zhǔn)虛擬圖像的虛擬圖像作為目標(biāo)顯示圖像201而被顯示，可以用與附加了亮度被減少的文字列圖像的文字?jǐn)?shù)多的輸入圖像相對(duì)應(yīng)的虛擬圖像相同的亮度顯示較少的文字。而且，控制用圖案附加部110在總亮度增加，S卩，文字信息圖像的數(shù)量增加時(shí)，改變文字列圖像使文字列圖像的底襯的亮度減少，將附加了該文字列圖像的輸入圖像輸出到衍射光柵圖案生成部106，衍射光柵圖案生成部106控制空間調(diào)制元件103，顯示與附加了文字列圖像的輸入圖像相對(duì)應(yīng)的衍射光柵圖案。此時(shí)，亮度比利用附加了減少亮度前的文字列圖像的輸入圖像顯示的虛擬圖像高的虛擬圖像作為目標(biāo)顯示圖像201被顯示，可以用與附加了亮度被增加的文字列圖像的文字?jǐn)?shù)少的輸入圖像相對(duì)應(yīng)的虛擬圖像相同的亮度顯示較多的文字。其結(jié)果，能夠降低由于顯示文字?jǐn)?shù)的不同所引起的虛擬圖像的亮度的變化，以所期望的亮度顯示目標(biāo)顯示圖像201。而且，控制用圖案附加部110也可以改變文字列圖像，使得總亮度越大，即，文字信息圖像的數(shù)量(顯示文字?jǐn)?shù))越多使文字列圖像越變小或文字列圖像的亮度越減少，另一方面，總亮度越小，即，文字信息圖像的數(shù)量(顯示文字?jǐn)?shù))越少使文字列圖像越增大或文字列圖像的亮度越增加，將附加了該文字列圖像的輸入圖像輸出到衍射光柵圖案生成部106，衍射光柵圖案生成部106控制空間調(diào)制元件103，顯示與附加了文字列圖像的輸入圖像相對(duì)應(yīng)的衍射光柵圖案。此時(shí)，能夠以總是恒定的亮度顯示文字信息圖像。而且，作為控制用圖案，也可以附加相對(duì)于輸入圖像整體具有一定亮度(例如，輸入圖像的中間亮度)的均一圖案(uniform pattern)進(jìn)行顯示,使其亮度變化。圖14是表示文字?jǐn)?shù)較少時(shí)附加了作為控制用圖案的均一圖案的輸入圖像的一個(gè)例子的示意圖。當(dāng)圖8所示的輸入圖像被輸入時(shí)，控制用圖案附加部110將總亮度計(jì)算部108的計(jì)算結(jié)果(總亮度)和指定的基準(zhǔn)值(例如，顯示區(qū)域的一半以上顯示文字等時(shí)的總亮度)進(jìn)行比較。此時(shí)，因?yàn)榭偭炼瘸^(guò)了基準(zhǔn)值，所以控制用圖案附加部110判斷總亮度大，SP，文字信息圖像的數(shù)量 (顯示文字?jǐn)?shù))多，不附加均一圖案，而是將輸入圖像直接輸出到衍射光柵圖案生成部106，衍射光柵圖案生成部106控制空間調(diào)制元件103，直接利用輸入圖像顯示衍射光柵圖案，以所期望的亮度顯示與圖8所示的輸入圖像相對(duì)應(yīng)的目標(biāo)顯示圖像201。另外，在上述的說(shuō)明中，對(duì)不附加均一圖案的例子進(jìn)行了說(shuō)明，但是，也可以附加低亮度或最低亮度(例如，黑色)的均一圖案，此時(shí)也可以顯示與上述相同的虛擬圖像。其次，當(dāng)圖7所示的輸入圖像被輸入時(shí)，控制用圖案附加部110將總亮度計(jì)算部108的計(jì)算結(jié)果(總亮度)和上述基準(zhǔn)值進(jìn)行比較。此時(shí)，因?yàn)榭偭炼鹊陀诨鶞?zhǔn)值，所以控制用圖案附加部110判斷總亮度減少，S卩，文字信息圖像的數(shù)量(顯示文字?jǐn)?shù))減少，改變均一圖案的亮度使均一圖案的亮度增加，生成如圖14所示的輸入圖像并輸出到衍射光柵圖案生成部106。衍射光柵圖案生成部106控制空間調(diào)制元件103，顯示與附加了均一圖案的輸入圖像相對(duì)應(yīng)的衍射光柵圖案。其結(jié)果，虛擬圖像(利用圖14所示的輸入圖像顯示的虛擬圖像)作為目標(biāo)顯示圖像201以低于直接利用圖7所示的輸入圖像顯示的基準(zhǔn)虛擬圖像的亮度被顯示，較少的文字以與圖8所示的輸入圖像相對(duì)應(yīng)的虛擬圖像相同的亮度而被顯示，從而能以所期望的亮度顯示目標(biāo)顯示圖像201。而且，控制用圖案附加部110也可以改變均一圖案的亮度，以便總亮度越大，即，文字信息圖像的數(shù)量(顯示文字?jǐn)?shù))越多使均一圖案的亮度越減少，另一方面，總亮度越小，即，文字信息圖像的數(shù)量(顯示文字?jǐn)?shù))越少使均一圖案的亮度越增加，將附加了該均一圖案的輸入圖像輸出到衍射光柵圖案生成部106，衍射光柵圖案生成部106控制空間調(diào)制元件103，顯示與附加了均一圖案的輸入圖像相對(duì)應(yīng)的衍射光柵圖案。此時(shí)，能夠以總是恒定的亮度顯示文字信息圖像。而且，作為控制用圖案，也可以利用相對(duì)于輸入圖像整體而分布且輸入圖像的周邊部的亮度低于中心部的亮度的分布圖案。圖15是表示文字?jǐn)?shù)少時(shí)附加了作為控制用圖案的分布圖案的輸入圖像的一個(gè)例子的示意圖。當(dāng)圖8所示的輸入圖像被輸入時(shí)，控制用圖案附加部110將總亮度計(jì)算部108的計(jì)算結(jié)果(總亮度)和指定的基準(zhǔn)值(例如，顯示區(qū)域的一半以上顯示文字等時(shí)的總亮度)進(jìn)行比較。此時(shí)，因?yàn)榭偭炼瘸^(guò)了基準(zhǔn)值，所以控制用圖案附加部110判斷總亮度大，SP，文字信息圖像的數(shù)量(顯示文字?jǐn)?shù))多，不附加分布圖案，而是將輸入圖像直接輸出到衍射光柵圖案生成部106，衍射光柵圖案生成部106控制空間調(diào)制元件103，顯示直接利用輸入圖像的衍射光柵圖案，用所期望的亮度顯示與圖8所示的輸入圖像相對(duì)應(yīng)的目標(biāo)顯示圖像201。另外，在上述的說(shuō)明中對(duì)不附加分布圖案的例子進(jìn)行了說(shuō)明，但也可以附加低亮度或最低亮度(例如，中心也變?yōu)楹谏?的分布圖案，此時(shí)也可以顯示與上述相同的虛擬圖像。其次，當(dāng)圖7所示的輸入圖像被輸入時(shí)，控制用圖案附加部110將總亮度計(jì)算部108的計(jì)算結(jié)果(總亮度)和上述基準(zhǔn)值進(jìn)行比較。此時(shí)，因?yàn)榭偭炼鹊陀诨鶞?zhǔn)值，所以控制用圖案附加部110判斷總亮度減少，S卩，文字信息圖像的數(shù)量(顯示文字?jǐn)?shù))減少，改變分布圖案的亮度使分布圖案的中心部的亮度增加，生成如圖15所示的輸入圖像并輸出到衍射光柵圖案生成部106。衍射光柵圖案生成部106控制空間調(diào)制元件103，顯示與附加了分布圖案的輸入圖像相對(duì)應(yīng)的衍射光柵圖案。其結(jié)果，虛擬圖像(利用圖15所示的輸入圖像顯示的虛擬圖像)作為目標(biāo)顯示圖像201以低于直接利用圖7所示的輸入圖像顯示的基準(zhǔn)虛擬圖像的亮度被顯示，較少的文字以與圖8所示的輸入圖像相對(duì)應(yīng)的虛擬圖像相同的亮度而被顯示，能用所期望的亮度顯示目標(biāo)顯示圖像201。另外，圖15所`示的分布圖案因周邊部沒(méi)有輪廓，因此具有虛擬圖像的分布圖案部分不容易被觀察者視覺(jué)認(rèn)知的效果。而且，控制用圖案附加部110也可以改變分布圖案的亮度，以便總亮度越大，即，文字信息圖像的數(shù)量(顯示文字?jǐn)?shù))越多使分布圖案的中心部的亮度越減少，另一方面，總亮度越小，即，文字信息圖像的數(shù)量(顯示文字?jǐn)?shù))越少使分布圖案的中心部的亮度越增力口，將附加了該分布圖案的輸入圖像輸出到衍射光柵圖案生成部106，衍射光柵圖案生成部106控制空間調(diào)制元件103，顯示與附加了分布圖案的輸入圖像相對(duì)應(yīng)的衍射光柵圖案。此時(shí)，能夠以總是恒定的亮度顯示文字信息圖像。如上所述，在本實(shí)施例中，計(jì)算輸入圖像的全部像素的亮度的總和(總亮度)，根據(jù)總亮度控制光源101的光輸出，或通過(guò)在輸入圖像中附加標(biāo)志標(biāo)記或外框等的控制用圖案，能夠根據(jù)輸入圖像的像素的亮度的總和控制控制用圖案的亮度或大小。而且，也可以將本實(shí)施例所述的附加控制用顯示圖案進(jìn)行顯示的方法與實(shí)施例1所述的控制光源的光輸出及/或點(diǎn)燈期間的方法相結(jié)合。此時(shí)，光輸出控制部107協(xié)同上述的控制，與實(shí)施例1同樣控制光源101，使目標(biāo)顯示圖像201的亮度成為所期望的亮度。其結(jié)果，光源的光輸出及/或點(diǎn)燈期間的控制幅度(動(dòng)態(tài)范圍)變小，能更穩(wěn)定地控制亮度。另外，在將光輸出及/或點(diǎn)燈期間的控制與附加控制用圖案的控制相結(jié)合時(shí)，可以設(shè)控制用圖案為固定圖案，與顯示文字?jǐn)?shù)無(wú)關(guān)，附加具有一定亮度的圖案。在此情況下，目標(biāo)顯示圖像的最小亮度增大與控制用圖案的亮度相當(dāng)?shù)牧?，光源的光輸出?或點(diǎn)燈期間的控制幅度(動(dòng)態(tài)范圍)變小，也能進(jìn)行更穩(wěn)定的亮度控制。而且，由于控制用圖案不變化，因此還具有觀察者不易感到不協(xié)調(diào)的效果。另外，上述的各例子中，示出了在輸入圖像為文字信息時(shí)附加控制用圖案進(jìn)行顯示的方法，但是輸入圖像為圖像信息時(shí)也同樣有效。而且，雖然使上述的各種圖案的亮度或粗細(xì)等變化，但是，在文字?jǐn)?shù)較多時(shí)可以使該圖案消失。(實(shí)施例3)圖16是表示本發(fā)明實(shí)施例3的圖像顯示裝置的結(jié)構(gòu)的概略圖。在圖16所示的圖像顯示裝置中，對(duì)與圖1所示的圖像顯示裝置相同的構(gòu)成要素省略其說(shuō)明。圖16的圖像顯示裝置的特征在于，圖1所示的控制電路105被變更為控制電路105c，控制電路105c中追加了圖像調(diào)整部111，并追加了遮斷從空間調(diào)制元件103射出的光的一部分的遮光部150。圖像調(diào)整部111將生成朝向遮光部150的光的遮光用圖案附加到輸入圖像IS并輸出到衍射光柵圖案生成部106，衍射光柵圖案生成部106控制空間調(diào)制元件103，顯示與附加了遮光用圖案的輸入圖像相對(duì)應(yīng)的衍射光柵圖案。另外，光輸出控制部107與實(shí)施例2同樣動(dòng)作，為了簡(jiǎn)化說(shuō)明，本實(shí)施例也假設(shè)只進(jìn)行通常的光源控制。圖16所示的圖像顯示裝置使朝向遮光部150的光朝向存在于空間調(diào)制元件103的前側(cè)(觀察者104 —側(cè))的I點(diǎn)P1。這相當(dāng)于將位于空間調(diào)制元件103前側(cè)的I點(diǎn)Pl的點(diǎn)狀的控制用顯示圖案附加到目標(biāo)顯示圖像201。

根據(jù)上述的結(jié)構(gòu)，圖像調(diào)整部111根據(jù)總亮度計(jì)算部108計(jì)算出的總亮度改變遮光用圖案，并將該遮光用圖案附加到輸入圖像IS，空間調(diào)制元件103顯示疊加了衍射及生成朝向遮光部150的光的遮光用圖案的衍射光柵圖案。具體而言，在目標(biāo)顯示圖像201包含較多亮度高的點(diǎn)的情況下，即，總亮度計(jì)算部108計(jì)算出的總亮度增加時(shí)，圖像調(diào)整部111將使朝向遮光部150的光減少的遮光用圖案附加到輸入圖像IS并輸出到衍射光柵圖案生成部106，衍射光柵圖案生成部106控制空間調(diào)制元件103，使其顯示與附加了遮光用圖案的輸入圖像相應(yīng)的衍射光柵圖案，空間調(diào)制元件103顯示使朝向遮光部150的光變得更少的衍射光柵圖案。另一方面，在目標(biāo)顯示圖像201中亮度高的點(diǎn)較少時(shí)，即，總亮度計(jì)算部108計(jì)算出的總亮度減少時(shí)，圖像調(diào)整部111將使朝向遮光部150的光增加的遮光用圖案附加到輸入圖像IS并輸出到衍射光柵圖案生成部106，衍射光柵圖案生成部106控制空間調(diào)制元件103，使其顯示與附加了遮光用圖案的輸入圖像相應(yīng)的衍射光柵圖案，空間調(diào)制元件103顯示使朝向遮光部150的光變得更多的衍射光柵圖案。通過(guò)上述的動(dòng)作，在本實(shí)施例中，當(dāng)總亮度減少時(shí)，由于被遮光部150遮光視聽(tīng)者不能視覺(jué)認(rèn)知的光增加，所以，虛擬圖像作為目標(biāo)顯示圖像201以低于直接利用輸入圖像顯示的基準(zhǔn)虛擬圖像的亮度而被顯示。其結(jié)果，目標(biāo)顯示圖像201中產(chǎn)生的亮度變化得以抑制，能夠不受輸入圖像中亮度較大的像素的數(shù)量變動(dòng)的影響，從而以所期望的亮度顯示虛擬圖像。
另外，在圖16中，示出了遮光用圖案成為在空間調(diào)制元件103的前側(cè)的點(diǎn)光源的一例，但是，遮光用圖案也可以相對(duì)于空間調(diào)制元件103位于與目標(biāo)顯示圖像201相同的一偵牝遮光用圖案也可以是點(diǎn)光源以外的任意的圖案。遮光用圖案位于觀察者一側(cè)的結(jié)構(gòu)具有可以使遮光部150的尺寸很小的優(yōu)點(diǎn)。而且，由遮光用圖案生成而朝向遮光部150的光最好是不被空間調(diào)制元件103衍射的O次光。而且，朝向遮光部150的光也可以是不隨目標(biāo)顯示圖像的總亮度而變化的恒定的圖案。圖17是表示本發(fā)明實(shí)施例3的圖像顯示裝置的其它的結(jié)構(gòu)的概略圖。圖17所示的圖像顯示裝置與圖16所示的圖像顯示裝置的不同點(diǎn)在于，追加了框體160，框體160的一部分作為遮光部150而發(fā)揮功能。由于其它的點(diǎn)與圖16所示的圖像顯示裝置相同，所以省略詳細(xì)的說(shuō)明，對(duì)不同點(diǎn)在以下進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。本來(lái)，圖像顯示裝置會(huì)產(chǎn)生與空間調(diào)制元件的像素間距相應(yīng)的無(wú)用衍射光或由于照明光學(xué)系統(tǒng)等光學(xué)元件表面的污垢、保持這些光學(xué)元件的保持部件等引起的散亂光。圖17所示的圖像顯示裝置被設(shè)計(jì)成用遮光性的框體160主要覆蓋光源101、照明光學(xué)系統(tǒng)102、空間調(diào)制元件103等，使它們的無(wú)用光不向外部泄露，從設(shè)置于框體160的觀察窗161觀察虛擬圖像。具體而言，框體160呈大致長(zhǎng)方體的形狀，在框體160的觀察者104—側(cè)的面上形成有大致矩形形狀的觀察窗161，觀察窗161的下側(cè)的部分成為遮光部150。這樣，通過(guò)用框體160的一部分構(gòu)成遮光部150，能夠用簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)形成遮光部150。另外，有關(guān)遮光部150的配置，如圖17所示，最好配置在朝向空間調(diào)制元件103的入射光IL不被空間調(diào)制元件103衍射而被反射的光RL的行進(jìn)方向附近。在這種配置結(jié)構(gòu)下，遮光部150也同時(shí)遮斷空間調(diào)制元件103的反射光RL，因此能以更簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)進(jìn)行雜訊光較少的圖像顯示。 以上，說(shuō)明了由于輸入圖像的不同引起的亮度變化的抑制效果，但實(shí)施例1 3所述的亮度控制方法也可以根據(jù)周圍的亮度進(jìn)行亮度控制。而且，在實(shí)施例1 3所述的圖1、圖5、圖6、圖10、圖16以及圖17中，圖示了固定型的圖像顯示裝置的形狀，但是其它的更為小型的結(jié)構(gòu)也能發(fā)揮與上述相同的效果。另外，根據(jù)周圍的亮度進(jìn)行亮度控制的方法特別適用于透視型的頭部安裝型顯示裝置。而且，上述的各實(shí)施例只是一個(gè)例子，不用說(shuō)在不脫離本發(fā)明的宗旨的范圍內(nèi)可以進(jìn)行各種各樣的變形。而且，當(dāng)然也可以適當(dāng)?shù)亟M合使用上述的各實(shí)施例的各構(gòu)成要素或他們的變形構(gòu)成要素。從上述的各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的要點(diǎn)概括如下。既，本發(fā)明的一方面所涉及的圖像顯示裝置包括:射出相干光的光源；通過(guò)顯示與輸入圖像相對(duì)應(yīng)的衍射光柵圖案衍射所述相干光，利用被衍射的光顯示虛擬圖像的空間調(diào)制元件；計(jì)算表示所述輸入圖像的全部像素的亮度的總和的總亮度，當(dāng)所述總亮度減少時(shí)，控制所述光源和所述空間調(diào)制元件的至少其中之一，以低于直接利用所述輸入圖像顯示的基準(zhǔn)虛擬圖像的亮度顯示所述虛擬圖像的控制部。在該圖像顯示裝置中，由于當(dāng)總亮度減少時(shí)，控制光源和空間調(diào)制元件的至少其中之一，以低于直接利用輸入圖像顯示的基準(zhǔn)虛擬圖像的亮度顯示虛擬圖像，因此，可以通過(guò)空間調(diào)制元件利用被衍射的光顯示虛擬圖像，并根據(jù)輸入圖像的全部像素的亮度的總和控制虛擬圖像的亮度，可以不受輸入圖像中亮度大的像素的數(shù)量的變動(dòng)的影響，從而以所期望的亮度顯示虛擬圖像。所述的圖像顯示裝置，優(yōu)選還包括遮斷所述空間調(diào)制元件射出的光的一部分的遮光部；其中，所述控制部將生成朝向所述遮光部的光的遮光用圖案附加到所述輸入圖像，控制所述空間調(diào)制元件顯示與附加了所述遮光用圖案的所述輸入圖像相對(duì)應(yīng)的衍射光柵圖案。此時(shí)，由于將生成朝向遮光部的光的遮光用圖案附加到輸入圖像，控制空間調(diào)制元件顯示與附加了遮光用圖案的輸入圖像相對(duì)應(yīng)的衍射光柵圖案，因此，當(dāng)總亮度增加時(shí)，可以顯示使朝向遮光部的光變得更少的衍射光柵圖案，使觀察者視覺(jué)認(rèn)知的虛擬圖像的亮度增加，另一方面，當(dāng)·總亮度減少時(shí)，可以顯示使朝向遮光部的光變得更多的衍射光柵圖案，使觀察者視覺(jué)認(rèn)知的虛擬圖像的亮度減少。其結(jié)果，可抑制在虛擬圖像產(chǎn)生的不必要的亮度變化，可以不受輸入圖像中亮度大的像素的數(shù)量的變動(dòng)的影響，從而以所期望的亮度顯示虛擬圖像。優(yōu)選，由所述遮光用圖案生成的光包含從所述空間調(diào)制元件射出的O次衍射光。此時(shí)，由于O次衍射光不被空間調(diào)制元件衍射地被反射，因此通過(guò)遮斷該反射光，可以顯示雜訊少的虛擬圖像。優(yōu)選，所述控制部在所述總亮度減少時(shí)，使構(gòu)成所述輸入圖像的高亮度的部分圖像放大，控制所述空間調(diào)制元件顯示與所述部分圖像被放大的所述輸入圖像相對(duì)應(yīng)的衍射光柵圖案。此時(shí)，由于當(dāng)總亮度減少時(shí)，顯示與高亮度的部分圖像被放大的輸入圖像相對(duì)應(yīng)的衍射光柵圖案，因此，能以低于直接利用輸入圖像顯示的基準(zhǔn)虛擬圖像的亮度顯示虛擬圖像，即使輸入圖像中亮度大的像素的數(shù)量減少，也可以以所期望的亮度顯示虛擬圖像。優(yōu)選，所述輸入圖像包含作為所述部分圖像的表示文字的多個(gè)文字信息圖像，所述控制部，當(dāng)所述文字信息圖像的數(shù)量減少時(shí)，改變所述文字信息圖像的字體尺寸使所述文字信息圖像的字體尺寸變大，控制所述空間調(diào)制元件顯示與所述文字信息圖像已被改變的輸入圖像相對(duì)應(yīng)的衍射光柵圖案。此時(shí)，當(dāng)文字信息圖像的數(shù)量減少時(shí)，由于顯示與文字信息圖像的字體尺寸被改變使文字信息圖像的字體尺寸變大的輸入圖像相對(duì)應(yīng)的衍射光柵圖案，因此可以顯示亮度低于直接利用輸入圖像顯示的基準(zhǔn)虛擬圖像的虛擬圖像，即使輸入圖像中亮度大的像素的數(shù)量減少，也可以以所期望的亮度顯示虛擬圖像。優(yōu)選，所述輸入圖像包含作為所述部分圖像的表示文字的多個(gè)文字信息圖像，所述控制部當(dāng)所述文字信息圖像的數(shù)量減少時(shí)，改變所述文字信息圖像的字體使所述文字信息圖像的字體變粗，控制所述空間調(diào)制元件顯示與所述文字信息圖像已被改變的輸入圖像相對(duì)應(yīng)的衍射光柵圖案。此時(shí)，當(dāng)文字信息圖像的數(shù)量減少時(shí)，由于顯示與文字信息圖像的字體被改變使文字信息圖像的字體變粗的輸入圖像相對(duì)應(yīng)的衍射光柵圖案，因此可以顯示亮度低于直接利用輸入圖像顯示的基準(zhǔn)虛擬圖像的虛擬圖像，即使輸入圖像中亮度大的像素的數(shù)量減少，也可以以所期望的亮度顯示虛擬圖像。優(yōu)選，所述控制部在所述總亮度減少時(shí)，將控制用圖案附加到所述輸入圖像使所述虛擬圖像以低于所述基準(zhǔn)虛擬圖像的亮度被顯示，控制所述空間調(diào)制元件顯示與附加了所述控制用圖案的所述輸入圖像相對(duì)應(yīng)的衍射光柵圖案。此時(shí)，由于當(dāng)總亮度減少時(shí)，將控制用圖案附加到輸入圖像使虛擬圖像以低于基準(zhǔn)虛擬圖像的亮度被顯示，顯示與附加了控制用圖案的輸入圖像相對(duì)應(yīng)的衍射光柵圖案，因此，可以顯示亮度低于直接利用輸入圖像顯示的基準(zhǔn)虛擬圖像的虛擬圖像，即使輸入圖像中亮度大的像素的數(shù)量減少，也可以以所期望的亮度顯示虛擬圖像。優(yōu)選，所述控制用圖案包含附加在所述輸入圖像的外周的高亮度的外框圖案，所述控制部在當(dāng)所述總亮度減少時(shí)，改變所述外框圖案使所述外框圖案的粗細(xì)變粗或使所述外框圖案的亮度增加，控制所述空間調(diào)制元件顯示與所述外框圖案已被改變的所述輸入圖像相對(duì)應(yīng)的衍射光柵圖案。此時(shí)，由于當(dāng)總亮度減少時(shí)，將高亮度的外框圖案附加給輸入圖像，改變外框圖案使外框圖案的粗細(xì)變粗或使外框圖案的亮度增加，顯示與外框圖案已被改變的輸入圖像相對(duì)應(yīng)的衍射光柵圖案，因 此，可以顯示亮度低于直接利用輸入圖像顯示的基準(zhǔn)虛擬圖像的虛擬圖像，即使輸入圖像中亮度大的像素的數(shù)量減少，也可以以所期望的亮度顯示虛擬圖像。優(yōu)選，所述控制用圖案包含包括與所述圖像顯示裝置相關(guān)的指定的文字列的文字列圖像，所述控制部當(dāng)所述總亮度減少時(shí)，改變所述文字列圖像使所述文字列圖像變大或使所述文字列圖像的亮度增加，控制所述空間調(diào)制元件顯示與所述文字列圖像已被改變的所述輸入圖像相對(duì)應(yīng)的衍射光柵圖案。此時(shí)，由于當(dāng)總亮度減少時(shí)，改變文字列圖像使文字列圖像變大或使文字列圖像的亮度增加，顯示與文字列圖像已被改變的輸入圖像相對(duì)應(yīng)的衍射光柵圖案，因此可以顯示亮度低于直接利用輸入圖像顯示的基準(zhǔn)虛擬圖像的虛擬圖像，即使輸入圖像中亮度大的像素的數(shù)量減少，也可以以所期望的亮度顯示虛擬圖像。優(yōu)選，所述控制用圖案包含相對(duì)于所述輸入圖像整體具有一定的亮度的均一圖案，所述控制部當(dāng)所述總亮度減少時(shí)，改變所述均一圖案的亮度使所述均一圖案的亮度增力口，控制所述空間調(diào)制元件顯示與所述均一圖案的亮度已被改變的所述輸入圖像相對(duì)應(yīng)的衍射光柵圖案。此時(shí)，由于當(dāng)總亮度減少時(shí)，改變均一圖案的亮度使均一圖案的亮度增加，顯示與均一圖案的亮度已被改變的輸入圖像相對(duì)應(yīng)的衍射光柵圖案，因此可以顯示亮度低于直接利用輸入圖像顯示的基準(zhǔn)虛擬圖像的虛擬圖像，即使輸入圖像中亮度大的像素的數(shù)量減少，也可以以所期望的亮度顯示虛擬圖像。優(yōu)選，所述控制用圖案包含相對(duì)于所述輸入圖像整體分布且所述輸入圖像的周邊部的亮度低于中心部的亮度的分布圖案，所述控制部當(dāng)所述總亮度減少時(shí)，改變所述分布圖案的亮度使所述分布圖案的中心部的亮度增加，控制所述空間調(diào)制元件顯示與所述分布圖案的亮度已被改變的所述輸入圖像相對(duì)應(yīng)的衍射光柵圖案。此時(shí)，由于當(dāng)總亮度減少時(shí)，改變分布圖案的亮度使分布圖案的中心部的亮度增力口，顯示與分布圖案的亮度已被改變的輸入圖像相對(duì)應(yīng)的衍射光柵圖案，因此可以顯示亮度低于直接利用輸入圖像顯示的基準(zhǔn)虛擬圖像的虛擬圖像，即使輸入圖像中亮度大的像素的數(shù)量減少，也可以以所期望的亮度顯示虛擬圖像。
優(yōu)選，所述控制部根據(jù)所述總亮度控制所述光源的輸出。此時(shí)，由于根據(jù)總亮度控制光源的輸出，因此可以根據(jù)總亮度的變化控制虛擬圖像的亮度，可以不受輸入圖像中亮度大的像素的數(shù)量的變動(dòng)的影響，以所期望的亮度顯示虛擬圖像。優(yōu)選，所述控制部根據(jù)所述總亮度控制所述光源的點(diǎn)燈時(shí)間。此時(shí)，由于根據(jù)總亮度控制光源的點(diǎn)燈時(shí)間，因此可以根據(jù)總亮度的變化控制虛擬圖像的亮度，可以不受輸入圖像中亮度大的像素的數(shù)量的變動(dòng)的影響，以所期望的亮度顯示虛擬圖像。所述圖像顯示裝置，優(yōu)選還包括照明光學(xué)系統(tǒng)，將來(lái)自所述光源的所述相干光轉(zhuǎn)換為照明光向所述空間調(diào)制元件射出。此時(shí)，由于通過(guò)照明光學(xué)系統(tǒng)可以改變來(lái)自光源的相干光的波面形狀及強(qiáng)度分布，因此可以向空間調(diào)制元件照射適應(yīng)于虛擬圖像顯示的照明光。產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明所涉及的圖像 顯示裝置在眼球附近具有衍射相干光的空間調(diào)制元件，可用于通過(guò)讓空間調(diào)制元件顯示衍射光柵圖案，使來(lái)自空間調(diào)制元件的衍射光到達(dá)眼球設(shè)想位置的HMD (頭戴式顯示裝置)等顯示裝置。而且，也可應(yīng)用到顯示系統(tǒng)、顯示方法、顯示裝置的設(shè)計(jì)方法等用途。
權(quán)利要求
1.一種圖像顯示裝置，其特征在于包括: 光源，射出相干光； 空間調(diào)制元件，通過(guò)顯示與輸入圖像相對(duì)應(yīng)的衍射光柵圖案衍射所述相干光，利用被衍射的光顯示虛擬圖像； 控制部，計(jì)算表示所述輸入圖像的全部像素的亮度的總和的總亮度，當(dāng)所述總亮度減少時(shí)，控制所述光源和所述空間調(diào)制元件的至少其中之一，以低于直接利用所述輸入圖像顯示的基準(zhǔn)虛擬圖像的亮度顯示所述虛擬圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像顯示裝置，其特征在于還包括:遮斷所述空間調(diào)制元件射出的光的一部分的遮光部；其中， 所述控制部，將生成朝向所述遮光部的光的遮光用圖案附加到所述輸入圖像，控制所述空間調(diào)制元件顯示與附加了所述遮光用圖案的所述輸入圖像相對(duì)應(yīng)的衍射光柵圖案。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的圖像顯示裝置，其特征在于:由所述遮光用圖案生成的光，包含從所述空間調(diào)制元件射出的O次衍射光。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的圖像顯示裝置，其特征在于:所述控制部，當(dāng)所述總亮度減少時(shí)，使構(gòu)成所述輸入圖像的高亮度的部分圖像放大，控制所述空間調(diào)制元件顯示與所述部分圖像被放大的所述輸入圖像相對(duì)應(yīng)的衍射光柵圖案。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的圖像顯示裝置，其特征在于: 所述輸入圖像，包含作為所述部分圖像的表示文字的多個(gè)文字信息圖像； 所述控制部，當(dāng)所述文字信息圖像的數(shù)量減少時(shí)，改變所述文字信息圖像的字體尺寸使所述文字信息圖像的字體尺·寸變大，控制所述空間調(diào)制元件顯示與所述文字信息圖像已被改變的輸入圖像相對(duì)應(yīng)的衍射光柵圖案。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的圖像顯示裝置，其特征在于: 所述輸入圖像，包含作為所述部分圖像的表示文字的多個(gè)文字信息圖像； 所述控制部，當(dāng)所述文字信息圖像的數(shù)量減少時(shí)，改變所述文字信息圖像的字體使所述文字信息圖像的字體變粗，控制所述空間調(diào)制元件顯示與所述文字信息圖像已被改變的輸入圖像相對(duì)應(yīng)的衍射光柵圖案。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的圖像顯示裝置，其特征在于: 所述控制部，當(dāng)所述總亮度減少時(shí)，將控制用圖案附加到所述輸入圖像使所述虛擬圖像以低于所述基準(zhǔn)虛擬圖像的亮度被顯示，控制所述空間調(diào)制元件顯示與附加了所述控制用圖案的所述輸入圖像相對(duì)應(yīng)的衍射光柵圖案。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的圖像顯示裝置，其特征在于: 所述控制用圖案包含附加在所述輸入圖像的外周的高亮度的外框圖案； 所述控制部，當(dāng)所述總亮度減少時(shí)，改變所述外框圖案使所述外框圖案的粗細(xì)變粗或使所述外框圖案的亮度增加，控制所述空間調(diào)制元件顯示與所述外框圖案已被改變的所述輸入圖像相對(duì)應(yīng)的衍射光柵圖案。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的圖像顯示裝置，其特征在于: 所述控制用圖案包含包括與所述圖像顯示裝置相關(guān)的指定的文字列的文字列圖像； 所述控制部，當(dāng)所述總亮度減少時(shí)，改變所述文字列圖像使所述文字列圖像變大或使所述文字列圖像的亮度增加，控制所述空間調(diào)制元件顯示與所述文字列圖像已被改變的所述輸入圖像相對(duì)應(yīng)的衍射光柵圖案。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的圖像顯示裝置，其特征在于: 所述控制用圖案包含相對(duì)于所述輸入圖像整體具有一定的亮度的均一圖案； 所述控制部，當(dāng)所述總亮度減少時(shí)，改變所述均一圖案的亮度使所述均一圖案的亮度增加，控制所述空間調(diào)制元件顯示與所述均一圖案的亮度已被改變的所述輸入圖像相對(duì)應(yīng)的衍射光柵圖案。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的圖像顯示裝置，其特征在于: 所述控制用圖案包含相對(duì)于所述輸入圖像整體分布且所述輸入圖像的周邊部的亮度低于中心部的亮度的分布圖案； 所述控制部，當(dāng)所述總亮度減少時(shí)，改變所述分布圖案的亮度使所述分布圖案的中心部的亮度增加，控制所述空間調(diào)制元件顯示與所述分布圖案的亮度已被改變的所述輸入圖像相對(duì)應(yīng)的衍射光柵圖案。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的圖像顯示裝置，其特征在于:所述控制部，根據(jù)所述總亮度控制所述光源的輸出。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一項(xiàng)所述的圖像顯示裝置，其特征在于:所述控制部，根據(jù)所述總亮度控制所述光源的點(diǎn)燈時(shí)間。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)所述的圖像顯示裝置，其特征在于還包括:將來(lái)自所述光源的所述相干光轉(zhuǎn)換為照明光向所述空間調(diào)制元件射出的照明光學(xué)系統(tǒng)。
全文摘要
圖像顯示裝置包括射出相干光的光源；通過(guò)顯示與輸入圖像相對(duì)應(yīng)的衍射光柵圖案衍射所述相干光，利用被衍射的光顯示虛擬圖像的空間調(diào)制元件；計(jì)算表示所述輸入圖像的全部像素的亮度的總和的總亮度，當(dāng)所述總亮度減少時(shí)，控制所述光源和所述空間調(diào)制元件的至少其中之一，以低于直接利用所述輸入圖像顯示的基準(zhǔn)虛擬圖像的亮度顯示所述虛擬圖像的控制部。
文檔編號(hào)G02B27/22GK103250200SQ20128000402
公開(kāi)日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2012年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月20日
發(fā)明者笠澄研一, 杉山圭司, 山本格也 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社