[发明专利]显示装置、图像处理装置、图像处理方法和计算机程序

说明书

技术领域

本说明书中公开的技术涉及通过合并显示面板和透镜而得到的例如头戴式显示器的显示装置、图像处理装置、图像处理方法和计算机程序，并且具体涉及通过信号处理修正由透镜中包含的失真所引起的图像失真的显示装置、图像处理装置、图像处理方法以及计算机程序。

背景技术

置于头部以观看图像的显示装置，即头戴式显示器（head-mounted display，HMD）已广为人知。头戴式显示器具有用于左眼和右眼中的每一个的光学单元并且配置成与耳机结合使用，以允许控制视觉和听觉的感知。如果配置成当其被戴在头部时对外部世界的观察完全被阻挡，则增强了观看图像时的虚拟现实感觉。此外，头戴式显示器还可为左眼和右眼显示不同的图像，并且如果为左眼和右眼显示具有视差的图像，则可呈现3D（three-dimensional，三维）图像。

作为在头戴式显示器中用于左眼和右眼的显示部，例如，可以使用由液晶或有机电致发光（EL）元件形成的高分辨率的显示面板。此外，如果目镜光学系统以放大的方式投射来自图像显示元件的图像以设置宽视角并且由耳机再现多个声道，将可再现如同用户在电影院观看图像的现场感。

已知光学透镜具有失真。例如，当在头戴式显示器中确保宽视角时，人们担心当观看显示的图像时因目镜光学系统中使用的透镜的失真而出现复杂的失真和色差，由此质量劣化。

此外，如果配置目镜光学系统的透镜的数目增加以确保宽视角，则头戴式显示器的重量增加并且因此佩戴头戴式显示器的用户的负担变得更大。如果为了减小重量而减少透镜的数目，则在各个透镜中出现的失真变得更大并且缺失修正该失真的透镜系统。因此，确保宽视角变得困难。

已知通过信号处理修正目镜光学系统中出现的失真的方法。具体地，如果目镜光学系统具有图21中示出的失真，则预先沿与图22中示出的目镜光学系统的失真特性的方向相反的方向修正将在显示面板上显示的图像。当通过该目镜光学系统观看所显示的图像时，所显示的图像作为不包括失真的正常图像而被观察到。如果目镜光学系统具有将被显示图像变形成图21中示出的线轴形状的特性，则如图22中所示，在对原始图像执行将该图像变形成为桶形状的图像修正之后，将该图像显示在显示面板上。因而，通过目镜光学系统的显示图像看起来为与原始图像相同的图像。

在透镜中包含的失真具有随光的波长而轻微变化的特性。具体地，确切地讲目镜光学系统中包含的失真如图23所示。因此，当将图22中示出的失真修正均匀地施加到全部的R、G和B颜色分量时，如图24所示，以每一颜色分量基础的图像平面的位置不同，使得图像的清晰度变差。如图25所示，为执行具有更高准确度的失真修正，需要针对RGB（Red-Green-Blue，红绿蓝）的每一颜色分量独立执行修正处理。

例如，已提出还通过单独针对RGB的各个颜色的图像信号执行失真修正来修正由光学系统的色差导致的图像劣化的方法（参考例如已公开日本专利No.Hei 9-61750，No.Hei 9-113823，No.2001-186442,No.2004-233869以及No.2008-258802）。

然而，人们担心出现作为当针对RGB的每一颜色分量独立执行修正处理时所引起的负面效应的RGB失衡。RGB失衡被观察为在例如在图像中的白色亮点和细白线上的、具有色调的伪色彩。

发明内容

本说明书中公开的技术需要提供，当基于显示面板和透镜的组合显示图像时可通过信号处理适当地修正由透镜中包含的失真所引起的图像失真的优良显示装置、图像处理装置、图像处理方法以及计算机程序。

本说明书中公开的技术还需要提供可通过对每一颜色分量的信号处理来适当地修正由透镜中包含的失真所引起的图像失真的优良显示装置、图像处理装置、图像处理方法以及计算机程序。

本说明书中公开的技术还需要提供可在抑制由于针对每一颜色分量独立的信号处理而导致的负面效应的情形下，通过信号处理适当地修正由透镜中包含的失真所引起的图像失真的优良显示装置、图像处理装置、图像处理方法以及计算机程序。

根据本技术的实施例，提供了一种包括以下部件的显示装置：图像修正器，其配置成针对每一颜色分量独立执行输入图像的修正处理；显示部，其配置成显示该图像修正器的输出图像；以及目镜光学部，其配置成以获取预定视角的方式投射显示部的显示图像。图像修正器在对已执行过伽马处理的输入图像执行反伽马处理之后，关于每一颜色分量，对目镜光学部所产生的失真执行修正处理，并执行再次伽马处理以输出所得到的图像。