(57)【要約】  表示システム及び画像表示方法を提供する。当該表示システムは、表示画像出力装置（１１０）と、表示画像入力装置（１２０）と光強度制御装置を含む。表示画像出力装置（１１０）は、表示側（１６１）及び前記表示側（１６１）に対向する対向側（１６２）を含み、前記表示画像出力装置（１１０）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（１１０）の表示側（１６１）に少なくとも一部の前記対向側（１６２）の環境画像が受信され；前記表示画像出力装置（１１０）は前記表示側（１６１）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（１２０）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（１１０）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。当該表示システム及び画像表示方法は、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。
2020525810.tif 000002
【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が受信され、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
を含む表示システム。
【請求項２】
前記光強度制御装置が、
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
を含む、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、
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２に記載の表示システム。
【請求項４】
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、
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、請求項３に記載の表示システム。
【請求項５】
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、請求項４に記載の表示システム。
【請求項６】
前記光線透過制御装置の位置が、
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と、
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と、
から択一的に選択される、請求項２に記載の表示システム。
【請求項７】
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６に記載の表示システム。
【請求項８】
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２〜７の何れか一項に記載の表示システム。
【請求項９】
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８に記載の表示システム。
【請求項１０】
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８に記載の表示システム。
【請求項１１】
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８〜１０の何れか一項に記載の表示システム。
【請求項１２】
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１１に記載の表示システム。
【請求項１３】
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１〜１２の何れか１項に記載の表示システム。
【請求項１４】
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１３に記載の表示システム。
【請求項１５】
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１〜１４の何れか１項に記載の表示システム。
【請求項１６】
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が受信されるステップと、
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ステップと
を含む画像表示方法。
【請求項１７】
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ステップと、
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ステップと
をさらに含む、請求項１６に記載の画像表示方法。
【請求項１８】
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、請求項１７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２Ｂ】図２Ｂは光導波路本体の全反射条件の模式図である。
【図３Ａ】図３Ａは光強度制御素子の例示的な設置方式である。
【図３Ｂ】図３Ｂは図３Ａに示した光強度制御素子の例示的な駆動タイミングである。
【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５Ｂ】図５Ｂは図５Ａに示した光導波路本体のＡ−Ａ’線に沿った断面模式図である。
【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６Ｂ】図６Ｂは図６Ａに示した第２の偏光制御素子の例示的な平面図である。
【図６Ｃ】図６Ｃは図６Ａに示した第２の偏光制御素子が偏光状態における模式図である。
【図６Ｄ】図６Ｄは図６Ａに示した第２の偏光制御素子が非偏光状態における模式図である。
【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９Ｂ】図９Ｂは図９Ａに示した第１の偏光制御素子の例示的な平面図である。
【図９Ｃ】図９Ｃは図９Ａに示した第１の偏光制御素子が第１の状態における模式図である。
【図９Ｄ】図９Ｄは図９Ａに示した第１の偏光制御素子が第２の状態における模式図である。
【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１２Ｂ】図１２Ｂはフィルム層がｓ偏光とｐ偏光に対する反射率グラフである。
【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。
【図１５】図１５は図１４に示した画像表示方法の応用フィールド図である。
【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Ｉｄと環境画像の光線強度Ｉｈとの和であるＩｄ＋Ｉｈ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Ｉｈ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Ｉｄ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Ｉｈ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Ｉｄと環境画像の光線強度Ｉｈとの和であるＩｄ＋Ｉｈに基づいて第１の画像の光線強度Ｉｄ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Ｉｄと環境画像の光線強度Ｉｈ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Ｉ１は第１の画像の光線強度の半分Ｉｄ／２と環境画像の光線強度Ｉｈとの和であり、即ち、Ｉ１＝Ｉｄ／２＋Ｉｈ。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Ｉ２は第１の画像の光線強度Ｉｄと環境画像の光線強度Ｉｈとの和であり、即ち、Ｉ２＝Ｉｄ＋Ｉｈ。これにより、光強度測定装置１３１が収集した光強度Ｉ１とＩ２とに基づいて第１の画像の光線強度Ｉｄ（Ｉｄ＝２Ｉ２−２Ｉ１）と環境画像の光線強度Ｉｈ（Ｉｈ＝２Ｉ１−Ｉ２）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Ｉ１は第１の画像の光線強度のＩｄと環境画像の光線強度Ｉｈとの和である。即ち、Ｉ１＝Ｉｄ＋Ｉｈ。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Ｉ２は第１の画像の光線強度Ｉｄであり、即ち、Ｉ２＝Ｉｄ。よって、光強度測定装置１３１ガ収集した光強度Ｉ１とＩ２とに基づいて第１の画像の光線強度Ｉｄ（Ｉｄ＝Ｉ２）と環境画像の光線強度Ｉｈ（Ｉｈ＝Ｉ１−Ｉ２）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Ｉ１は環境画像の光線強度Ｉｈ／２の半分と第１の画像の光線強度Ｉｄとの和であり、即ち、Ｉ１＝Ｉｄ＋Ｉｈ／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Ｉ２は第１の画像の光線強度Ｉｄと環境画像の光線強度Ｉｈとの和であり、即ち、Ｉ２＝Ｉｄ＋Ｉｈ。これにより、光強度測定装置１３１が収集した光強度Ｉ１とＩ２に基づいて環境画像の光線強度Ｉｈ（Ｉｈ＝２Ｉ２−２Ｉ１）と第１の画像の光線強度Ｉｄ（Ｉｄ＝２Ｉ１−Ｉ２）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
【図１】
2020525810.tif 000003
【図２Ａ】
2020525810.tif 000004
【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
2020525810.tif 000006
【図３Ｂ】
2020525810.tif 000007
【図４】
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【図５Ａ】
2020525810.tif 000009
【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
2020525810.tif 000011
【図６Ｂ】
2020525810.tif 000012
【図６Ｃ】
2020525810.tif 000013
【図６Ｄ】
2020525810.tif 000014
【図７】
2020525810.tif 000015
【図８】
2020525810.tif 000016
【図９Ａ】
2020525810.tif 000017
【図９Ｂ】
2020525810.tif 000018
【図９Ｃ】
2020525810.tif 000019
【図９Ｄ】
2020525810.tif 000020
【図１０】
2020525810.tif 000021
【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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2020525810.tif 000029
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