[发明专利]图像显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用衍射光栅图案(diffraction grating pattern)使相干光衍射来显示图像的图像显示装置。

背景技术

作为利用衍射光栅图案使相干光衍射来显示图像的图像显示装置，例如有利用计算机全息(Computer Generated Hologram、以下称为“CGH”)的图像显示装置。

在这种图像显示装置中，将基于与要显示的目标显示图像相对应的输入图像用计算机计算出的光栅图案显示在相位调制型的液晶面板等，通过向该液晶面板照射激光并使其衍射，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。其结果，CGH方式具有可以在液晶面板的前方或后方的位置显示三维立体图像的特征。

例如，作为用CGH方式显示三维立体图像的图像显示装置有三维场景的全息再构成用装置(参照专利文献1)。另外，也有虽然不是CGH方式，但通过衍射光栅图案将三维立体图像显示给用户的图像显示装置(参照专利文献2)。

在利用上述CGH方式的图像显示装置中，作为能感受到自然的立体感的立体图像显示方法已经研究了很多，但由于像素间距小、需要像素数较多的空间调制元件或激光光源等原因，尚未达到普及。然而，近年来，随着投影用液晶面板的高像素化、可视域半导体激光器的大输出化的实现，利用CGH方式的图像显示装置逐渐接近实用化。

如上所述，利用CGH方式的传统的图像显示装置向将衍射光栅图案叠加于输入图像的各像素进行显示的空间调制元件照射激光，通过被显示的衍射光栅图案衍射的激光来显示图像。

在此，当显示亮度大的像素大量存在的输入图像时，由于大量的衍射光栅图案被叠加，因此各自的衍射光栅图案变得不清楚。其结果，朝向显示的像素的衍射光减少，像素以比应显示的亮度暗的亮度显示。反过来，当显示亮度大的像素只少量存在的输入图像时，由于衍射光栅图案被叠加的程度变小，各自的像素的衍射光栅图案变得清晰。其结果，朝向显示的像素的衍射光增多，像素以比应显示的亮度亮的亮度显示。

换一种观点，照射空间调制元件的激光的衍射效率不会因输入图像而发生很大变化，虚拟图像整体的亮度的总和不会有很大变化。因此，当输入图像中亮度大的像素大量存在时，激光被分配给多个像素，虚拟图像的像素以低亮度显示。另一方面，当输入图像中亮度大的像素只有少量存在时，激光被集中到少量的像素，虚拟图像的像素以更大的亮度显示。这样，在通过计算机全息显示图像时，衍射效率几乎恒定，因此在输入图像中明亮的像素较少时亮度变得比应显示的亮度大，反过来在明亮的像素较多时亮度变得比应显示的亮度小。

而且，虽然可以通过利用红色、绿色及蓝色三种激光光源将各自的色彩的图像叠加并输出来进行全彩色图像的显示，但在进行全彩色图像显示时，如果如上所述各色彩的输入图像中的亮度大的像素的数量发生变化时，会产生虚拟图像的色彩偏离。

这样，在利用CGH方式的传统的图像显示装置中，存在以下问题，当进行动画显示时，由于输入图像中亮度大的像素的数量会变化，因此根据场景的不同亮度或显示色彩会发生变化，同样，在显示文字等信息图像时，由于根据文字数的多少输入图像中亮度大的像素的数量会变化，因此亮度或显示色彩也会变化等。

专利文献1：日本专利公表公报特表2008-541145号。

专利文献2：日本专利公开公报特开平6-202575号。

发明内容

本发明的目的在于提供一种图像显示装置，可以不受输入图像中亮度大的像素的数量的变动的影响以所期望的亮度显示虚拟图像。

本发明的一方面所涉及的图像显示装置包括：射出相干光的光源；通过显示与输入图像相对应的衍射光栅图案衍射所述相干光，利用被衍射的光显示虚拟图像的空间调制元件；计算表示所述输入图像的全部像素的亮度的总和的总亮度，当所述总亮度减少时，控制所述光源和所述空间调制元件的至少其中之一，以低于直接利用所述输入图像显示的基准虚拟图像的亮度显示所述虚拟图像的控制部。

上述的图像显示装置可以不受输入图像中亮度大的像素的数量的变动的影响，以所期望的亮度显示虚拟图像。

附图说明

图1是表示本发明实施例1的图像显示装置的结构的概略图。

图2是表示向半导体激光器的注入电流和光输出的关系的示意图。

图3是表示光输出为最大时的光输出和向半导体激光器的注入电流的时间波形以及向半导体激光器的注入电流和光输出的关系的示意图。