專利名稱：顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通過用基于計算機全息的衍射圖案來衍射激光從而顯示信息的頭戴式的顯示裝置。
背景技術(shù)：
頭戴式顯示器(Head-Mounted Display,以后稱為“HMD”)是一種在用戶配戴于頭部的狀態(tài)下向用戶顯示信息的裝置。HMD通常從配戴性的觀點出發(fā)希望小型輕量，另一方面，從顯示性能的觀點出發(fā)希望大畫面且高畫質(zhì)。以往有一種HMD，通過將顯示于小型液晶面板等的圖像用凸透鏡或自由曲面棱鏡等光學(xué)放大，向用戶顯示被放大的虛擬圖像(以下稱為“光學(xué)放大方式”)。例如，作為光學(xué)放大方式的HMD，有專利文獻(xiàn)I的“圖像顯示裝置”。
另一方面,利用計算機全息(Computer Generated Hologram ,以下稱為“CGH”)的顯示裝置，在相位調(diào)制型的液晶面板等上顯示將想要顯示的圖像作為輸入數(shù)據(jù)用計算機求出的衍射圖案，通過向該液晶面板照射激光使其衍射，再現(xiàn)來自虛擬圖像位置的顯示光的波陣面，從而向用戶顯示虛擬圖像。CGH方式具有能夠在液晶面板的前面或里側(cè)的位置顯示3維立體圖像的特征。例如，作為用CGH方式進(jìn)行3維立體顯示的例子，有專利文獻(xiàn)2的 “3維畫面的全息再構(gòu)成用裝置”。而且，還有雖然不是CGH方式，但通過衍射圖案向用戶顯示3維立體圖像的先行例(參照專利文獻(xiàn)3)。
然而，在所述以往的光學(xué)放大方式中，即使為了使主體小型化而將小型的液晶面板配置在用戶的眼球附近，對用戶顯示比所述液晶面板的尺寸大、且比到達(dá)液晶面板的距離更遠(yuǎn)的虛擬畫面，也由于放大光學(xué)系統(tǒng)變大，因此存在難以實現(xiàn)既要達(dá)到顯示裝置的小型化又要達(dá)到大畫面遠(yuǎn)距離顯示的問題。
而且，所述以往的CGH，由于顯示衍射圖案的液晶面板的點距越細(xì)小衍射角度就越大，因此采用點距細(xì)小的液晶面板，其結(jié)果使液晶面板的尺寸變得比較小，存在大畫面化難以實現(xiàn)的問題。
在所述專利文獻(xiàn)2中，通過設(shè)置多個光源，使照射液晶面板的激光平行光從多個角度照射來實現(xiàn)大畫面化(廣視角化)，在所述專利文獻(xiàn)3中，以隨時間改變照射液晶面板的激光平行光的入射角的掃描方式來實現(xiàn)大畫面化，然而，不管哪一種方式都為了改變激光平行光的入射角而需要多個光源或掃描裝置，存在難以實現(xiàn)主體小型化的問題。
專利文獻(xiàn)I :日本專利公開公報特開平8-240773號。
專利文獻(xiàn)2 :日本專利公表公報特表2008-541145號。
專利文獻(xiàn)3 :日本專利公開公報特開平6-202575號。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述以往的問題，其目的在于提供一種能兼顧主體的小型化和向用戶顯示的虛擬圖像在遠(yuǎn)方顯示的大畫面(廣視角)化的顯示裝置。
本發(fā)明所提供的顯示裝置包括輸出激光的光源，將所述激光作為照明光射出的照明光學(xué)系統(tǒng)，通過顯示衍射圖案衍射所述照明光的空間調(diào)制元件，用于安裝到使用者的頭部的安裝部，其中，在所述安裝部被安裝在所述使用者的頭部的狀態(tài)下，所述空間調(diào)制元件與假設(shè)作為所述使用者的眼球的位置的眼球假設(shè)位置之間的位置關(guān)系被固定，所述空間調(diào)制元件將通過使由所述衍射圖案衍射的衍射光到達(dá)所述眼球假設(shè)位置而向所述使用者顯示虛擬圖像的衍射圖案作為所述衍射圖案來顯示。


圖I是本發(fā)明第一實施方式的頭戴式顯示裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是表示圖I所示的顯示裝置I的電結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖3是表示照明圖I所示的顯示裝置的空間調(diào)制元件的照明光學(xué)系統(tǒng)的示意圖。
圖4是表示圖I所示的顯示裝置的反射鏡的結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖5是表示圖I所示的顯示裝置的射出窗的示意圖。
圖6是說明眼球、反射鏡、空間調(diào)制元件以及虛擬圖像等的位置關(guān)系的示意圖。
圖7是說明眼球、反射鏡、空間調(diào)制元件以及虛擬圖像等的位置關(guān)系的示意圖。
圖8(a)是虛擬圖像的示意圖，(b)是表示實現(xiàn)(a)所示的虛擬圖像的衍射圖案的示意圖。
圖9是表示與圖3所示的照明光學(xué)系統(tǒng)不同的其它照明光學(xué)系統(tǒng)的示意圖。
圖10是表示本發(fā)明第二實施方式的顯示裝置的電結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖11是表示本發(fā)明第三實施方式的顯示裝置的電結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖12是表示本發(fā)明第四實施方式的顯示裝置的電結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖13是表示本發(fā)明第五實施方式的顯示裝置的電結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖14是表示本發(fā)明第六實施方式的顯示裝置的電結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖15是表示本發(fā)明第七實施方式的顯示裝置的電結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖16是本發(fā)明第七實施方式的顯示裝置的主要部分的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖17是表示形狀與眼鏡形狀不同的顯示裝置的一個例子的示意圖。
圖18是以往的顯示裝置的照明光學(xué)系統(tǒng)的示意圖。
具體實施方式
下面，參照附圖對本發(fā)明的實施方式進(jìn)行說明。
(第一實施方式)
圖I是本發(fā)明第一實施方式的頭部配戴型的顯示裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是表示圖I所示的顯示裝置I的電結(jié)構(gòu)的方框圖。圖3是表示照明圖I所示的顯示裝置I的空間調(diào)制元件的照明光學(xué)系統(tǒng)的示意圖。圖4是表示圖I所示的顯示裝置I的反射鏡的結(jié)構(gòu)的示意圖。圖5是表示圖I所示的顯示裝置I的射出窗的示意圖。第一實施方式中的顯示裝置I呈眼鏡型形狀，圖I是從上方觀看時的示意圖。
在圖I中，光源101為輸出激光的激光光源。在圖I中，作為光源，利用輸出綠色波長的激光的半導(dǎo)體激光(激光二極管)。另外，也可以利用紅色或藍(lán)色的單色，也可以將紅綠藍(lán)三色合波進(jìn)行彩色顯示。而且，也可以利用半導(dǎo)體激光以外的激光，也可以是半導(dǎo)體激光與其他激光的組合。并且，可以利用紅外線半導(dǎo)體激光與將紅外線轉(zhuǎn)換成綠色的第2諧波產(chǎn)生元件(SHG)的組合。另外，光源101例如輸出具有O. Inm以上的譜寬的激光。
照明光學(xué)系統(tǒng)102射出來自光源101的激光的波面形狀或強度分布被改變的照明光。在第一實施方式中，照明光學(xué)系統(tǒng)102如圖3所示，包括將擴散光的激光轉(zhuǎn)換為匯聚光的凸透鏡511和使激光的強度衰減的減光濾光部(ND濾光部)512。改變照明光的波面形狀的既可以是透鏡(lens)也可以是反射鏡(miiror)，也可以是象液晶透鏡那樣能夠靈活改變的元件。而且，也可以包括改變強度分布的光學(xué)系統(tǒng)。也可以包括除去不需要的照明光的濾光部。有關(guān)照明光學(xué)系統(tǒng)102，以后詳述。
空間調(diào)制元件103通過顯示衍射圖案衍射來自照明光學(xué)系統(tǒng)102的照明光。在第一實施方式中，采用相位調(diào)制型的反射型液晶面板作為空間調(diào)制元件103?？臻g調(diào)制元件 103并不限于液晶面板，只要能夠通過顯示衍射圖案衍射照明光，也可以是其他的顯示元件。
反射鏡104將來自空間調(diào)制元件103的衍射光向用戶的眼球190的方向反射。在第一實施方式中，作為反射鏡104，如圖4所示采用菲涅耳透鏡742。反射鏡104通過將薄金屬膜蒸著于菲涅耳透鏡742而成為半透過菲涅耳反射鏡。菲涅耳透鏡742用粘接劑741 粘接于前部112的透鏡部113。
在圖4中，從眼球190側(cè)(圖4的下側(cè))到相反一側(cè)(圖4的上側(cè))按順序配置菲涅耳透鏡742、粘接劑741以及透鏡部113。用粘接劑741粘接的菲涅耳透鏡742和透鏡部 113，從眼球190側(cè)起到相反一側(cè)按順序具有眼球190側(cè)的表面104a、菲涅耳透鏡面104b、 粘接面104c以及相反一側(cè)的表面104d作為界面。來自空間調(diào)制元件103的衍射光被菲涅耳透鏡面104b反射而朝向瞳孔191。菲涅耳透鏡742的折射率與粘接劑741的折射率越接近越有能夠減少透過的外景的失真的效果。另外，作為菲涅耳透鏡742，可以采用光學(xué)倍率為I的棱鏡片，也可以采用具有光學(xué)倍率的菲涅耳透鏡。
另外，也可以不利用反射鏡104，使液晶面板作為用戶可直接觀看的HMD。反射鏡可以用透鏡型，也可以用全息等衍射光柵來實現(xiàn)。另外，第一實施方式的反射鏡104—邊反射顯示光又讓外景透過，但也可以采用不讓外景透過的結(jié)構(gòu)。在該實施方式中，將反射鏡 104配置在前部112的透鏡部113的表面，但也可以將反射鏡104配置在透鏡部113的內(nèi)部。
眼球190圖示位于顯示裝置I的眼球假設(shè)位置的眼球。在第一實施方式中，眼球假設(shè)位置為用戶安裝顯示裝置I時眼球190的瞳孔191的瞳孔中心191a。眼球假設(shè)位置也可以略微偏離瞳孔中心191a。被反射鏡104反射的衍射光經(jīng)由位于眼球假設(shè)位置的眼球 190的瞳孔191在視網(wǎng)膜上成像。由此向用戶顯示圖像。換句話說，用戶能夠觀看到圖像。 圖I中的眼球中心192是眼球190的中心位置，也是眼球190的轉(zhuǎn)動中心。如果用戶安裝顯示裝置I (即將鏡腿部111掛在耳朵上)，空間調(diào)制元件103與眼球假設(shè)位置之間的位置關(guān)系則被固定。另外，考慮到眼球190相對于頭部的位置的用戶個人差或顯示裝置I的安裝偏差，可以給眼球假設(shè)位置設(shè)定允許誤差，也可以具備調(diào)整眼球假設(shè)位置的功能。
控制部105具備光源控制部11和通信控制部12。光源控制部11控制光源101的驅(qū)動，讓光源101點燈消燈，調(diào)整光源101輸出的激光的強度，以便向眼球190射入適當(dāng)?shù)墓饬?。通信控制?2具有無線通信功能，取得外部裝置發(fā)送的衍射圖案。通信控制部12 控制空間調(diào)制元件103，讓空間調(diào)制元件103 (在第一實施方式為液晶面板)顯示所取得的7衍射圖案。而且，通信控制部12也可以進(jìn)行衍射圖案的變更。另外，控制部105也可以對電池106進(jìn)行控制，當(dāng)照明光學(xué)系統(tǒng)102或反射鏡104為可控制時也可以對它們進(jìn)行控制。
電池106向控制部105或空間調(diào)制元件103等顯示裝置I的各部提供電源。圖I 中的電池106為充電式，在顯示裝置I沒有被用戶安裝時進(jìn)行充電。通過將電池106配置于鏡腿部111的耳朵側(cè)的后端附近，使整體的重量平衡靠近耳朵側(cè)，從而具有能夠減輕前部112滑落的效果。另外，電池106也可以為非充電式，在顯示裝置I的使用中可以供電。 而且，顯示裝置I也可以不具備電池106而從外部供電。而且，顯示裝置I也可以具備具有發(fā)電功能的部件來取代電池106。
在此，參照圖3，對照明光學(xué)系統(tǒng)102作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。照明光學(xué)系統(tǒng)102如上所述，包括凸透鏡511和減光濾光部512。如圖3所不,照明光學(xué)系統(tǒng)102通過凸透鏡511 將光源101輸出的激光匯聚于眼球190的瞳孔191的瞳孔中心191a。減光濾光部512衰減激光的強度使激光的強度適于眼球190的觀看。照明光學(xué)系統(tǒng)102射出的照明光被空間調(diào)制元件103所顯示的衍射圖案衍射?？臻g調(diào)制元件103在本實施方式中為反射型元件，但為了圖示方便起見，在圖3中作為透過型元件而圖示。而且，在該實施方式中，如圖I所示， 空間調(diào)制元件103相對于照明光學(xué)系統(tǒng)102的光軸傾斜配置，但為了圖示方便起見，在圖3 中相對于光軸垂直配置。
圖18是在背景技術(shù)中說明的例子(專利文獻(xiàn)2、專利文獻(xiàn)3)的照明光學(xué)系統(tǒng)的示意圖。在圖18中，平行光的照明光被空間調(diào)制元件900衍射而到達(dá)用戶的眼球190的瞳孔191。為了將空間調(diào)制元件900端部附近的光向瞳孔191衍射，如圖18所示，需要衍射角 901。
另一方面，在本實施方式中，如圖3所示，在空間調(diào)制元件103的端部附近的衍射角為衍射角501就足夠。本實施方式的照明光學(xué)系統(tǒng)102，由于使照明光為向瞳孔191的瞳孔中心的匯聚光，因此衍射角501可以小于衍射角901 (圖18)。
在本實施方式中，能夠讓所需的衍射角小于圖18所示的衍射角，其結(jié)果，顯示衍射圖案的空間調(diào)制元件103的點距(dot pitch)可以比圖18所示的空間調(diào)制元件900的點距大。由此，如果是相同像素數(shù)的空間調(diào)制元件，由于可以使用比以往的空間調(diào)制元件900 大的空間調(diào)制元件，因此能夠?qū)崿F(xiàn)大畫面化?；蛘撸词故褂煤鸵酝目臻g調(diào)制元件900相同大小的空間調(diào)制元件，也可以通過提高反射鏡104的光學(xué)倍率，實現(xiàn)大畫面化。
如此，通過匯聚光照明能夠減小所需要的衍射角的效果，在空間調(diào)制元件103的大小與瞳孔191的大小相比越大時越有效。而且，當(dāng)通過反射鏡104等空間調(diào)制元件103 被光學(xué)放大時，空間調(diào)制元件103的虛像的大小與瞳孔191的大小相比越大越有效。朝向眼球190的匯聚光照明對如顯示裝置I這樣空間調(diào)制元件103和眼球190之間的位置關(guān)系幾乎固定的顯示裝置尤其有效。在空間調(diào)制元件103和眼球190之間的位置關(guān)系沒有被固定時，另外需要改變匯聚中心的結(jié)構(gòu)。
返回圖1，眼睛形狀的顯示裝置I包括太陽穴部的鏡腿部111和眼前的前部112。 鏡腿部111的內(nèi)部形成有空洞，在該空洞內(nèi)，配置光源101、照明光學(xué)系統(tǒng)102、空間調(diào)制元件103、控制部105以及電池106。鏡腿部111設(shè)有射出窗114，來自空間調(diào)制元件103的衍射光被射向反射鏡104。
射出窗114的周圍，如圖5所示例如被涂黑，使配置在鏡腿部111中的空間調(diào)制元件103的周圍被遮光。由此，可以使由來自照明光學(xué)系統(tǒng)102的照明光以外的光射入空間調(diào)制元件103而產(chǎn)生的不需要的衍射光不會到達(dá)眼球190。
而且，由于基于空間調(diào)制元件103的衍射不是在透鏡部113進(jìn)行而是在鏡腿部111 的內(nèi)部進(jìn)行，因此能夠獲得不用對透鏡部113采取不需要的衍射光對策的效果。由于不需要的衍射光的對策變得容易，因此具有即使在通常容易產(chǎn)生不需要的衍射光的戶外或夜間等情況下也能夠?qū)崿F(xiàn)不需要的衍射光少的顯示裝置I的效果。即使在顯示裝置I不進(jìn)行虛擬圖像的顯示而只作為眼鏡使用，也能夠?qū)崿F(xiàn)不需要的光處于較少的狀態(tài)。
射出窗114的形狀，如圖5所示呈梯形狀，耳朵側(cè)(圖5中，右側(cè))的縱邊比前側(cè) (圖5中，左側(cè))的縱邊長。由此，通過傾斜射入反射鏡104而向眼球190反射，具有使虛擬圖像的左右高度取得一致的效果。
射出窗114的形狀不限于梯形狀，也可以是圓形、橢圓形、長方形等四角形、其它的多角形、自由曲面。而且，射出窗114也可以開孔。如果射出窗114開孔，則具有有效促進(jìn)鏡腿部111內(nèi)部換氣、排熱的效果。射出窗114也可以設(shè)有透明的蓋體。通過在射出窗 114設(shè)置蓋體，具有能夠減少灰塵等的進(jìn)入，防止弄臟的效果。在射出窗114設(shè)有蓋體時，也可以讓透明的蓋體具備透鏡的功能。射出窗114的蓋體也可以充當(dāng)修正由于傾斜射入反射鏡104等而產(chǎn)生的像差的透鏡。例如,通過將楔形棱鏡(wedge-prism)配置于蓋體或蓋體與空間調(diào)制元件103之間，可以修正慧形像差。
前部112包括透鏡部113，在透鏡部113的表面設(shè)有反射鏡104。而且，為了提高便攜性，前部112和鏡腿部111也可以彎折。此時，彎折位置可以在鏡腿部111的端部，也可以在比空間調(diào)制元件103更靠近耳朵側(cè)。透鏡部113與通常的眼鏡透鏡同樣，可以是具有近視度數(shù)的透鏡、也可以是修正遠(yuǎn)視或亂視的透鏡。另外，透鏡部113象太陽鏡那樣可以降低透過率、也可以具有偏振功能。而且，透鏡部113可以防止不需要的光的反射、也可以包括具備防止弄臟的功能的膜。
在圖I所示的第一實施方式中，只在一只眼睛顯示了虛擬圖像，但并不局限于此。 例如，也可以在相反一側(cè)的鏡腿部115設(shè)置空間調(diào)制元件，構(gòu)成兩眼對應(yīng)的顯示裝置。兩只眼睛可以共享一個空間調(diào)制元件。并且，也可以對應(yīng)一只眼睛采用多個空間調(diào)制元件。
在圖I中用符號121示意的距離A(圖6)表示自用戶的眼球假設(shè)位置(在該實施方式中，如上所述為瞳孔中心191a)到反射鏡104的距離。在圖I中用符號122示意的距離B(圖6)表示自反射鏡104到空間調(diào)制元件103的距離。將距離A和距離B之和稱為自眼球假設(shè)位置到空間調(diào)制元件103為止的距離(或光軸距離)。
圖6及圖7是說明眼球190、反射鏡104、空間調(diào)制元件103以及虛擬圖像等的位置關(guān)系的示意圖。圖8(a)是虛擬圖像的示意圖，圖8(b)是表示實現(xiàn)圖8(a)所表示的虛擬圖像的衍射圖案的示意圖。
如圖6所示，配置眼球190、反射鏡104、空間調(diào)制元件103。當(dāng)反射鏡104的光學(xué)倍率為I時，空間調(diào)制元件103的虛像202位于圖6所示的位置。從眼球190的瞳孔191 的瞳孔中心到虛像202的距離210，與作為從眼球190到反射鏡104的距離A和從反射鏡 104到空間調(diào)制元件103的距離B之和的從眼球190的瞳孔191的瞳孔中心到空間調(diào)制元件103的距離相等。在圖6的例子中，空間調(diào)制元件103相對于光軸220傾斜配置，此時的距離是以空間調(diào)制元件103中央的點為基準(zhǔn)的距離。此外，以中央以外的點為基準(zhǔn)也可以。
而且，如圖7所示，當(dāng)反射鏡104的光學(xué)倍率大于I時，空間調(diào)制元件103的虛像 302位于圖7所示的位置。此時，從眼球190的瞳孔191的瞳孔中心到空間調(diào)制元件103的虛像302為止的距離310比圖6的距離210長，虛像302大于虛像202。
在本實施方式的顯示裝置I中，如圖I所示，空間調(diào)制元件103被配置在鏡腿部 111的內(nèi)部。因此，從眼球190的瞳孔191的瞳孔中心191a到空間調(diào)制元件103為止的距離210約為7cm。該距離210的大小雖然根據(jù)眼鏡形狀的種類略有變化，但在將空間調(diào)制元件103配置于鏡腿部111時，大概為IOcm以內(nèi)，下限為約2cm以上。
另一方面，在圖6及圖7中用符號211表不的作為用戶的眼球190不用費勁就能看到物體的最短距離的“明視距離”，雖然隨用戶而有所不同，但一般為25cm左右。在圖6 的例子中，空間調(diào)制元件103的虛像202比明視距離211近。因此，用戶難以觀看到被顯示在空間調(diào)制元件103的衍射圖案或圖像。
在所述以往的光學(xué)放大方式中，需要通過在眼球和空間調(diào)制元件之間設(shè)置放大光學(xué)系統(tǒng)，把空間調(diào)制元件的虛像的位置調(diào)整到明視距離以上，但存在放大光學(xué)系統(tǒng)大型化的問題。
本實施方式與在空間調(diào)制元件顯示向用戶顯示的圖像的以往方式不同的是，通過 CGH的計算求出使要向用戶顯示的虛擬圖像在比明視距離還遠(yuǎn)的地方能被看見的衍射圖案，并讓空間調(diào)制元件103顯示求出的衍射圖案。由此，到空間調(diào)制元件103的虛像為止的距離即使比 明視距離近，也能在比明視距離遠(yuǎn)的位置顯示虛擬圖像。因此，即使將空間調(diào)制元件103配置于鏡腿部111，也沒有必要提高放大光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)倍率而導(dǎo)致大型化，因此能夠?qū)崿F(xiàn)小型且為眼鏡型的HMD的顯示裝置I。
在圖6的例子中，通過讓空間調(diào)制元件103顯示衍射圖案402(圖4)，在比明視距離211遠(yuǎn)的虛擬圖像201的位置，用戶能看到例如虛擬圖像401 (圖4)。在此，從眼球190 到虛擬圖像的距離212，能夠根據(jù)衍射圖案的計算結(jié)果而改變，例如，能設(shè)為200cm。其結(jié)果，可以使距離212比明視距離211長。圖7的例子也同樣，可以讓從眼球190的瞳孔191 到虛擬圖像301的距離312比明視距離211長。
在本實施方式中，鏡腿部111相當(dāng)于安裝部的一個例子，瞳孔191的瞳孔中心191a 相當(dāng)于眼球假設(shè)位置的一個例子，射出窗114相當(dāng)于透過窗的一個例子，表面104a相當(dāng)于眼球假設(shè)位置一側(cè)的表面的一個例子，表面104d相當(dāng)于相反一側(cè)的表面的一個例子，通信控制部12相當(dāng)于接收部的一個例子。
這樣，在本第一實施方式的顯示裝置I中，配置空間調(diào)制元件103，使從作為眼球假設(shè)位置的瞳孔191的瞳孔中心191a到空間調(diào)制元件103為止的光軸距離為IOcm以下， 空間調(diào)制元件103顯示可使圖像201虛擬顯示在比從瞳孔中心191a到空間調(diào)制元件103 的虛像202為止的距離還遠(yuǎn)的地方的衍射圖案。
根據(jù)本結(jié)構(gòu)，能將空間調(diào)制元件103配置在眼球190附近，其結(jié)果具有能夠?qū)崿F(xiàn)象眼鏡形狀一樣的小型且頭部安裝性出色的顯示裝置I的效果。并具有使配置于鏡腿部111 的照明光學(xué)系統(tǒng)102更能小型化的效果。而且，在這種情況下，由于利用CGH方式，所以沒有必要使用戶的眼球190與空間調(diào)制元件103的虛像202對焦，只要與更遠(yuǎn)方的虛擬圖像 201對焦即可以看見圖像，因此具有不受眼球190的焦點調(diào)整能力的制約，使空間調(diào)制元件 103接近眼球190，實現(xiàn)顯示裝置I的小型化的效果。
由于不需要像以往的光學(xué)放大方式那樣觀看空間調(diào)制元件103上的圖像，所以提高放大倍率的必要性也降低，因此像差的發(fā)生得以抑制，具有能夠?qū)崿F(xiàn)高畫質(zhì)化的效果。而且，由于能使空間調(diào)制元件103接近眼球190，因此也具有能夠?qū)崿F(xiàn)廣視角大畫面化的效果。并且，由于通過CGH的計算能使到虛擬圖像201為止的距離增大，因此還具有能減輕眼球190的焦點調(diào)整疲勞的效果。而且，由于能用CGH的計算來實現(xiàn)適合于每個人的近視度數(shù)或散光等眼睛特性的顯示，因此可使照明光學(xué)系統(tǒng)102簡化/共用化，帶來小型化、低成本以及可靠性提高等的效果。
而且，在本第一實施方式的顯示裝置I中，能配置空間調(diào)制元件103使從瞳孔191 的位置到空間調(diào)制元件103的虛像202的距離比作為用戶的眼球190不用費勁就能看到物體的最短距離的明視距離25cm短，空間調(diào)制元件103顯示能使從瞳孔191的位置到讓用戶觀看的虛擬圖像201為止的距離變長的衍射圖案。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，將空間調(diào)制元件103配置在不與眼球190對焦的近處位置，具有使主體小型化、眼鏡型化，并在與眼球190對焦的遠(yuǎn)方顯示虛擬圖像201的效果。而且，即使在采用將空間調(diào)制元件103光學(xué)放大的透鏡或反射鏡的情況下，也能降低放大倍率，其結(jié)果， 可實現(xiàn)更小型化更高畫質(zhì)的顯示裝置I。
而且，本第一實施方式的顯示裝置I具有使由空間調(diào)制元件103衍射的衍射光向瞳孔191的位置反射的反射 鏡104，顯示裝置I呈眼鏡形狀，光源101和照明光學(xué)系統(tǒng)102 以及空間調(diào)制元件103被配置在鏡腿部111的內(nèi)部，反射鏡104被配置在前部112的透鏡部113的表面。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，具有使顯示裝置I的形狀接近眼鏡的形狀的效果。而且，還有能提高眼鏡形狀的形狀自由度的效果。尤其是具有能提高眼鏡的前部112的形狀自由度的效果。 由于透鏡部113只要有反射鏡104即可，因此也具有提高透鏡部113的透過性的效果。并具有能提高透鏡部113的形狀自由度的效果。還具有能夠與空間調(diào)制元件103的特征無關(guān)地對透鏡部113及反射鏡104的透過性能或反射性能進(jìn)行設(shè)計的效果。
當(dāng)反射鏡104不是衍射鏡時，還具有能降低因雜散光(stray light)或波長的差異而引起的衍射偏差等衍射影響的效果。由于光源101和照明光學(xué)系統(tǒng)102以及空間調(diào)制元件103被配置在鏡腿部111的內(nèi)部，因此可將鏡腿部111以外的部件小型化，具有能提高設(shè)計自由度的效果。而且，通過將鏡腿部111的照明光學(xué)系統(tǒng)102小型化，還具有能使鏡腿部111小型化的效果。如果將照明光學(xué)系統(tǒng)102設(shè)計為薄型，也能使鏡腿部111薄型。例如，具有能使鏡腿部111的厚度低于并薄于高度的效果。
而且，在本第一實施方式的顯示裝置I中，空間調(diào)制元件103為反射型元件，來自照明光學(xué)系統(tǒng)102的照明光傾斜地射入空間調(diào)制元件103并被傾斜地反射。顯示裝置I不包含使入射光和反射光分離的分離光學(xué)系統(tǒng)?？臻g調(diào)制元件103顯示使向用戶顯示的虛擬圖像201的顯示面與空間調(diào)制元件103的表面相比更接近與衍射光的光軸垂直的面的衍射圖案。
根據(jù)本結(jié)構(gòu)，由于作為空間調(diào)制元件103采用反射型元件，因此與采用透過型元件的情況相比，具有能提高光的利用效率、節(jié)省電的效果。而且，因為容易減小空間調(diào)制元件103的像素以外的面積，所以具有實現(xiàn)高畫質(zhì)的效果，也具有實現(xiàn)元件的小型化或狹窄點距化的效果。由于不包含分離光學(xué)系統(tǒng)，具有能實現(xiàn)小型的顯示裝置I的效果。而且，因為不包含分離光學(xué)系統(tǒng)，所以具有能使鏡腿部111小型化、使鏡腿部111的厚度變薄的效果。相對于光軸，空間調(diào)制元件103即使傾斜，也可通過CGH的計算，使虛擬圖像201接近垂直。由于用CGH的計算進(jìn)行對照明光學(xué)系統(tǒng)102的像差補正，因此具有能使照明光學(xué)系統(tǒng)102小型化的效果。由于可以傾斜配置空間調(diào)制元件103，因此能提高鏡腿部111的設(shè)計自由度，例如具有能使鏡腿部111的厚度變薄的效果。而且，通過傾斜配置空間調(diào)制元件 103，可使以光軸為基準(zhǔn)的點距變窄，其結(jié)果，衍射角得以擴大，具有實現(xiàn)廣視角/高畫質(zhì)的效果。
而且，本第一實施方式的顯示裝置I的照明光學(xué)系統(tǒng)102射向空間調(diào)制元件103 的照明光為向瞳孔中心191a匯聚的匯聚光。
根據(jù)本結(jié)構(gòu)，能減小在空間調(diào)制元件103需要的衍射角。其結(jié)果，具有能實現(xiàn)廣視角/大畫面的顯示裝置I的效果。而且，不需要象以往例那樣分配平行光，具有能實現(xiàn)簡樸的照明光學(xué)系統(tǒng)102，實現(xiàn)小型化的效果。向眼球190的瞳孔中心191a匯聚光的結(jié)果，具有能使光集中在瞳孔191的位置、提高畫質(zhì)和視角的效果。由于向眼球190的位置以外的無用光得以減少，所需光量也減少，因此具有能實現(xiàn)更小型化、高亮度化、省電化的效果。省電也會帶來電池106的小型化，具有能夠小型化、輕量化的效果。
而且，本第一實施方式的顯示裝置I的光源101向照明光學(xué)系統(tǒng)102輸出的激光的譜寬在O. Inm以上。
根據(jù)本結(jié)構(gòu)，通過照明光學(xué)系統(tǒng)102的匯聚光照明，能減小在空間調(diào)制元件103需要的衍射角。因此，具有能夠使用輸出譜寬較寬的激光的光源101的效果。由此，具有使光源101小型化、低成本化的效果。
而且，在本第一實施方式的顯示裝置中，相對于來自空間調(diào)制元件103的衍射光由反射鏡104向用戶的眼球190方向反射的反射光的光量，透過反射鏡104向與用戶的眼球190相反方向輸出的透過光的光量在100倍以內(nèi)。
根據(jù)本結(jié)構(gòu)，具有能實現(xiàn)既提高透鏡部113的透過率又能通過反射進(jìn)行顯示的顯示裝置I的效果。通過將顯示光的透過光的光量相對于反射光的光量的比率設(shè)在100倍以內(nèi)，該比率可以達(dá)到2位數(shù)。因而，具有即不降低基于反射光的虛擬圖像201亮度又能抑制顯示光的不需要的透過光的光量的效果。由此，即使在眼球假設(shè)位置以外的地方有用戶或用戶以外的眼球，也具有能減輕射向眼球的入射光降低不舒服感的效果。而且，可降低光源 101輸出，也具有小型化、省電化的效果。而且，雖然沒有特別限制透過光的光量相對于反射光的光量的比率的下限，但通過將該下限設(shè)為10倍以上，能通過反射鏡104適宜地看到外旦ο
而且，在本第一實施方式的顯示裝置I中，如果將從空間調(diào)制元件103射入的衍射光的入射角與向瞳孔191反射的衍射光的反射角進(jìn)行比較,在反射鏡104的反射區(qū)域,入射角大于反射角的區(qū)域與入射角小于反射角的區(qū)域相比較寬。而且，在反射鏡104的反射區(qū)域，頭部安裝了鏡腿部111的用戶處于直立狀態(tài)時的水平方向的入射角大于垂直方向的入射角的區(qū)域與水平方向的入射角小于垂直方向的入射角的區(qū)域相比較寬。
根據(jù)本結(jié)構(gòu)，具有能將透鏡部113的傾斜和鏡腿部111形狀設(shè)計成與不具備HMD 功能的以往的眼鏡相類似的形狀的效果。也具有能使虛擬圖像201的左右位置接近用戶的正面的效果。可使鏡腿部111的空間調(diào)制元件103的位置朝鏡腿部111的前部偏靠，具有實CN 102918444 A書明說9/21 頁現(xiàn)鏡腿部111的前端靠近透鏡部113的高度高于靠近耳朵部位的鏡腿形狀的效果。而且， 能實現(xiàn)使從空間調(diào)制元件103射向反射鏡104的顯示光，不會被位于空間調(diào)制元件103和反射鏡104之間的用戶的眼角周邊的臉的一部分所遮蔽的顯示裝置I。
另外，反射鏡104的光學(xué)倍率在水平方向和垂直方向可以有差異。通過使反射鏡 104在水平方向的倍率大于在垂直方向的倍率，具有能實現(xiàn)橫幅較寬的虛擬圖像201的效果，也具有通過將空間調(diào)制元件103相對于照明光的光軸傾斜配置來優(yōu)先放大變窄的橫幅的效果。
而且，本第一實施方式的顯示裝置I的反射鏡104包含菲涅耳透鏡742。用粘接劑 741粘接的菲涅耳透鏡742及透鏡部113，從臉側(cè)到外側(cè)按順序具有臉側(cè)表面104a、菲涅耳透鏡面104b、粘接面104c、外側(cè)表面104d作為界面。臉側(cè)表面104a和菲涅耳透鏡面104b 之間的介質(zhì)(即，菲涅耳透鏡742)的折射率與菲涅耳透鏡面104b和粘接面104c之間的介質(zhì)(即，粘接劑741)的折射率相等。
根據(jù)本結(jié)構(gòu)，具有使透鏡部113的形狀或傾斜接近不具備HMD功能的以往的眼鏡。 還具有使反射鏡104形狀變薄，能自由地設(shè)計入射角和反射角的效果。能實現(xiàn)一邊使來自配置在鏡腿部111的空間調(diào)制元件103的衍射光就好象是來自用戶的正面般地被反射，一邊讓外 界的透過光直進(jìn)透過從而抑制外景的失真的顯示裝置I的效果。而且，反射鏡104 不是采用衍射元件而是采用菲涅耳透鏡742，因此具有能回避不需要的衍射光 的影響或衍射角度變化的影響的效果。
而且，本第一實施方式的顯示裝置I的空間調(diào)制元件103可以采用具有I像素以上的動作不良像素的元件。
根據(jù)本結(jié)構(gòu)，能使用成本較低的空間調(diào)制元件103，實現(xiàn)低成本的顯示裝置I。由于即使衍射圖案的I像素不良，虛擬圖像401整體的雜訊也只是稍微增加，并不是虛擬圖像 401缺少I像素，因此具有能實現(xiàn)不讓動作不良像素的影響局部化的顯示裝置I的效果。
而且，本第一實施方式的顯示裝置I具備通信控制部12，通信控制部12通過無線通訊從外部接收衍射圖案，讓空間調(diào)制元件103顯示接收到的衍射圖案。
根據(jù)本結(jié)構(gòu)，衍射圖案的計算不在顯示裝置I的主體進(jìn)行。其結(jié)果，具有使顯示裝置I小型化、輕量化的效果。而且，還具有能降低進(jìn)行電路圖案計算的電路的發(fā)熱的效果。 而且，因為具備電池106，還能實現(xiàn)沒有控制線、電源供給線的無線的顯示裝置I。而且，由于能使無線的顯示裝置I省電，因此具有能延長到電池106充電為止的連續(xù)使用時間的效果O
而且，在所述第一實施方式中，也可通過無線通訊，讓外部裝置發(fā)送與照明光的波長變動有關(guān)的信息。并且，通信控制部12也可以根據(jù)接收到的信息，變更取得的衍射圖案， 從而減輕波長變動的影響。由此，具有能減輕伴隨環(huán)境變化等帶來的畫質(zhì)劣化的效果。要發(fā)送的信息可以包含光源101等光學(xué)系統(tǒng)的溫度、氣溫、激光返回光的狀態(tài)、激光強度、衍射角等信息，也可以是它們的變化信息。來自外部裝置的發(fā)送可以在顯示裝置I電源輸入后的一定的時間內(nèi)進(jìn)行。
而且，在所述第一實施方式中，如圖3所示，照明光學(xué)系統(tǒng)102使照明光匯聚于眼球190的瞳孔191的瞳孔中心191a，但本發(fā)明并不局限于此，例如，也可以使照明光匯聚于眼球190的眼球中心。13CN 102918444 A書明說10/21 頁
圖9是表示與圖3所示的照明光學(xué)系統(tǒng)不同的照明光學(xué)系統(tǒng)的示意圖。照明光為向眼球190匯聚的匯聚光這一點與圖3相同，但照明光的聚光中心不是瞳孔中心而是眼球 190的眼球中心192?？臻g調(diào)制元件103的虛像越大，虛擬圖像的視角越擴展，當(dāng)用中心視野看虛擬圖像的邊緣時，眼球190轉(zhuǎn)動瞳孔移動。例如，當(dāng)用中心視野看來自圖9的空間調(diào)制元件103的中央的衍射光時，瞳孔在位置621，而當(dāng)用中心視野看來自空間調(diào)制元件103 的上端的衍射光時，瞳孔移動到位置622。
因而，最好使匯聚光在瞳孔位置的寬度612比瞳孔尺寸寬，以便將位置621及622 的瞳孔包含在內(nèi)。在此，如圖9所示，通過將照明光作為朝向眼球中心192的匯聚光，且將相當(dāng)于衍射角601的衍射范圍在瞳孔位置的寬度613設(shè)定成比寬度612小，具有能減小在空間調(diào)制元件103需要的衍射角的效果。如果能減小所需要的衍射角，則如前所述，能允許空間調(diào)制元件103的點距擴大，從而實現(xiàn)更大的大畫面化。而且，如圖9所示，在瞳孔位置的匯聚光的寬度612比空間調(diào)制元件103的寬度611小。在圖9所示的實施方式中，眼球中心192相當(dāng)于眼球假設(shè)位置的一個例子，空間調(diào)制元件103的寬度611相當(dāng)于Wl的一個例子，在瞳孔位置的匯聚光的寬度612相當(dāng)于W2的一個例子，在瞳孔位置的衍射范圍的寬度613相當(dāng)于W3的一個例子。
這樣，在圖9所示的實施方式的顯示裝置中，在空間調(diào)制元件103的寬度611、匯聚光在用戶的瞳孔位置的寬度612、以及基于根據(jù)衍射圖案條紋的精細(xì)度而規(guī)定的衍射角上限的在瞳孔位置的衍射范圍的寬度613中，寬度612在寬度611以下寬度613以上?！?br> 根據(jù)本結(jié)構(gòu)，具有能實現(xiàn)視角更寬廣的顯示裝置的效果。具有能使用更大的空間調(diào)制元件103的效果。具有即使眼球190轉(zhuǎn)動也能持續(xù)顯示虛擬圖像的效果。也具有能使在注視點(中心視野)的畫質(zhì)比周邊視野更為提高的效果。
而且，在所述第一實施方式中，如圖3所示，照明光學(xué)系統(tǒng)102使照明光匯聚于眼球190的瞳孔中心191a，而在圖9所示的方式中，使照明光匯聚于眼球190的眼球中心192， 但本發(fā)明并不局限于此。例如，照明光學(xué)系統(tǒng)102也可以將從瞳孔中心191a到眼球中心 192的線段上的位置作為照明光的匯聚中心。
根據(jù)本結(jié)構(gòu)，當(dāng)照明光的匯聚中心位于瞳孔中心191a時，具有能實現(xiàn)優(yōu)先瞳孔 191相對于用戶的頭部處于正面時的顯示功能的顯示裝置I的效果。當(dāng)照明光的匯聚中心位于眼球中心192時，具有能實現(xiàn)優(yōu)先眼球190轉(zhuǎn)動觀看虛擬圖像時的顯示功能的顯示裝置I的效果。通過將照明光的匯聚中心設(shè)在從瞳孔中心191a到眼球中心192的線段上的位置，具有能自由地決定它們之間的平衡的效果。
并且，在所述第一實施方式中，照明光學(xué)系統(tǒng)102可以被設(shè)計成使照明光的匯聚中心在水平方向和垂直方向互不相同，使照明光以在水平方向的匯聚中心比在垂直方向的匯聚中心更靠近眼球中心192的方式匯聚。也就是說，照明光學(xué)系統(tǒng)102可以使照明光在水平方向和垂直方向的匯聚程度互不相同。
根據(jù)本結(jié)構(gòu)，具有能實現(xiàn)適合橫向?qū)挼奶摂M圖像的顯示裝置I的效果。
(第二實施方式)
圖10是表示本發(fā)明第二實施方式的顯示裝置的電結(jié)構(gòu)的方框圖。在第二實施方式中，對與第一實施方式同樣的要素分配同樣的符號。以下，以與第一實施方式不同的點為中心對第二實施方式進(jìn)行說明。14
圖10所示的第二實施方式的顯示裝置la，將圖2所示的第一實施方式的顯示裝置 I中的控制部105的通信控制部12替換為元件控制部13。除此以外，第二實施方式的結(jié)構(gòu)與第一實施方式相同。
元件控制部13從所希望的虛擬圖像(例如圖8(a)所示的虛擬圖像401)計算衍射圖案(例如圖8(b)所示的衍射圖案402)。元件控制部13控制空間調(diào)制元件103，讓空間調(diào)制元件103顯示計算出的衍射圖案。
元件控制部13從虛擬圖像401求出衍射圖案402的方法可以是CGH—般的方法。 例如，在點填充法中，根據(jù)從虛擬圖像的各像素射出的光的波陣面的強度和相位，求出在空間調(diào)制元件103的各像素位置的波陣面的強度和相位，通過對空間調(diào)制元件103的各像素將求出的強度和相位的2維矢量值變換成I維的相位值，可生成在相位調(diào)制型的空間調(diào)制元件103顯示的衍射圖案(參照專利文獻(xiàn)2)。在點填充法中，能自由地設(shè)定并計算從虛擬圖像到空間調(diào)制元件103的距離、照明空間調(diào)制元件103的激光的發(fā)散或匯聚程度等。而且，為了使點填充法高速化，可以對其中一部分采用利用快速傅 立葉變換(fast Fourier transform, FFT)的衍射圖案算出法。在本實施方式中，元件控制部13相當(dāng)于運算部的一個例子。
在該第二實施方式中，能獲得與所述第一實施方式同樣的效果。另外，如圖9所示，如果寬度613比寬度612小，則可以簡化元件控制部13的衍射圖案的計算方法。例如， 可以取代將向用戶顯示的虛擬圖像的上端的像素值用于空間調(diào)制元件103顯示的衍射圖案的全體，而將所述像素值只用于衍射圖案的上部的一部分，不用于衍射圖案的下部的計算。由此，能削減計算衍射圖案的計算量。
(第三實施方式)
圖11是表示本發(fā)明第三實施方式的顯示裝置的電結(jié)構(gòu)的方框圖。在第三實施方式中，對與第一實施方式和第二實施方式同樣的要素分配同樣的符號。以下，以與第一實施方式、第二實施方式不同的點為中心對第三實施方式進(jìn)行說明。
圖11所示的第三實施方式的顯示裝置lb，將圖2所示的第一實施方式的顯示裝置 I中的通信控制部12替換為元件控制部13a，而且，還新增加了衍射角度信息取得部107。 除此以外，第三實施方式的結(jié)構(gòu)與第一實施方式相同。
衍射角度信息取得部107取得與空間調(diào)制元件103的衍射角度的變化有牽連的信息。衍射角度信息取得部107在該實施方式中例如包括溫度傳感器21、計時器22、光傳感器23、24。溫度傳感器21檢測光源101的溫度。計時器22計時光源101的點燈時間。光傳感器23檢測光源101輸出的激光的強度。光傳感器24檢測由空間調(diào)制元件103衍射的衍射光的衍射角度。
元件控制部13a根據(jù)所希望的虛擬圖像(例如圖8(a)所示的虛擬圖像401)計算衍射圖案(例如圖8(b)所示的衍射圖案402)。元件控制部13a利用由衍射角度信息取得部107檢測到的值，變更衍射圖案。元件控制部13a控制空間調(diào)制元件103，讓空間調(diào)制元件103顯示被變更的衍射圖案。
如果光源101的溫度上升、從光源101輸出的激光的波長發(fā)生變化，則由空間調(diào)制元件103衍射的衍射光的衍射角度發(fā)生變化。而且，如果光源101的點燈時間變長則光源 101的溫度上升，如果從光源101輸出的激光的強度增大則光源101的溫度上升，同樣，由空間調(diào)制元件103衍射的衍射光的衍射角度發(fā)生變化。為此，當(dāng)衍射角度發(fā)生了變化時，若空間調(diào)制元件103所顯示的衍射圖案還是維持不變，則無法得到所希望的虛擬圖像。于是，在第三實施方式中，通過衍射角度信息取得部107取得與空間調(diào)制元件103的衍射角度的變化有牽連的信息，根據(jù)此信息，元件控制部13a變更計算出的衍射圖案。在本實施方式中， 元件控制部13a相當(dāng)于運算部的一個例子，衍射角度信息取得部107相當(dāng)于取得部的一個例子。
由此，根據(jù)第三實施方式，具備能減輕由于光源101的波長變動等引起的衍射角度的變化所伴隨的畫質(zhì)劣化的效果。而且，在第三實施方式中，針對衍射角度的變化，不是通過照明光學(xué)系統(tǒng)102或反射鏡104的移動控制，而是通過元件控制部13a的CGH的計算來應(yīng)對。因此，具有能使照明光學(xué)系統(tǒng)102或反射鏡104小型化、簡化化、低成本化、長壽命化的效果。而且，還具有能提高顯示裝置Ib使用時的溫度范圍等環(huán)境適應(yīng)能力的效果。
另外，衍射角度信息取得部107也可以包含溫度傳感器21、計時器22、光傳感器 23,24中的其中之一，而不包含其它元件。在該實施方式中，衍射角度信息取得部107也能取得與衍射角度的變化有關(guān)聯(lián)牽連的信息。即，衍射角度信息取得部107只需包含溫度傳感器21、計時器22、光傳感器23、24中的至少其中之一即可。
(第四實施方式)
圖12是表示本發(fā)明第四實施方式的顯示裝置的電結(jié)構(gòu)的方框圖。在第四實施方式中，對與第一實施方式同樣的要素分配同樣的符號。以下，以與第一實施方式不同的點為中心對第四實施方式進(jìn)行說明。
圖12所示的第四實施方式的顯示裝置lc，將圖2所示的第一實施方式的顯示裝置 I中的光源控制部11替換為光源控制部11a，將通信控制部12替換為通信控制部12a。而且，光源101具有紅色光源31、綠色光源32、藍(lán)色光源33。除此以外，第四實施方式的結(jié)構(gòu)與第一實施方式相同。
紅色光源31包括輸出紅色波長的激光的半導(dǎo)體激光器。綠色光源32包括輸出綠色波長的激光的半導(dǎo)體激光器。藍(lán)色光源33包括輸出藍(lán)色波長的激光的半導(dǎo)體激光器。另外，綠色光源32也可以是包含輸出紅外激光的半導(dǎo)體激光器和將紅外光轉(zhuǎn)換為綠色的第2 諧波發(fā)生(SHG)元件的結(jié)構(gòu)。
光源控制部Ila分時驅(qū)動紅色光源31、綠色光源32、藍(lán)色光源33。通信控制部 12a具有無線通訊功能，取得與從外部裝置發(fā)送來的三基色分別對應(yīng)的衍射圖案。通信控制部12a控制空間調(diào)制元件103，讓空間調(diào)制元件103與被分時驅(qū)動的紅色光源31、綠色光源 32、藍(lán)色光源33同步地顯示所取得的衍射圖案。由此，能顯示彩色的虛擬圖像。
在該實施方式中，紅色光源31、綠色光源32、藍(lán)色光源33分別具有向照明光學(xué)系統(tǒng)102輸出的激光的譜寬在脈沖點燈時比常時點燈時擴展的特征。
這樣，第四實施方式與第一實施方式同樣，通過照明光學(xué)系統(tǒng)102的匯聚光照明， 能減小在空間調(diào)制元件103需要的衍射角。為此，空間調(diào)制元件103能容許更寬的譜寬作為從光源101輸出的激光的譜寬。其結(jié)果，通過紅色光源31、綠色光源32、藍(lán)色光源33這三色光源的分時驅(qū)動，具有能適宜地實現(xiàn)彩色顯示的效果。而且，具有使用于光源101的紅色光源31、綠色光源32、藍(lán)色光源33小型化、低成本化的效果。
另外，在所述第四實施方式中，是將三色的光源31、32、33應(yīng)用于第一實施方式，但并不局限于此，也可以應(yīng)用于第二實施方式。即，在第二實施方式中，光源101也可以具備紅色光源31、綠色光源32、藍(lán)色光源33。并且，元件控制部13計算分別與三色相對應(yīng)的衍射圖案，讓空間調(diào)制元件103與被分時驅(qū)動的光源31、32、33同步地顯示各衍射圖案。
(第五實施方式)
圖13是表示本發(fā)明第五實施方式的顯示裝置的電結(jié)構(gòu)的方框圖。在第五實施方式中，對與第一實施方式同樣的要素分配同樣的符號。以下，以與第一實施方式不同的點為中心對第五實施方式進(jìn)行說明。
圖13所示的第五實施方式的顯示裝置ld，將圖2所示的第一實施方式的顯示裝置I中的通信控制部12替換為通信控制部12b，并且，還新增加了存儲部108。除此以外， 第五實施方式的結(jié)構(gòu)與第一實施方式相同。
存儲部108存儲使用者的近視度數(shù)。通信控制部12b具有無線通訊功能，取得從外部裝置發(fā)送的衍射圖案。通信控制部12b對于取得的衍射圖案，根據(jù)存儲于存儲部108 的近視度數(shù)變更從眼球假設(shè)位置到虛擬圖像為止的距離。通信控制部12b控制空間調(diào)制元件103，讓空間調(diào)制元件103顯示被變更的衍射圖案。
根據(jù)第五實施方式，獲得可用簡化的光學(xué)系統(tǒng)應(yīng)對每個用戶不同的近視度數(shù)的效果O
而且，根據(jù)第五實施方式，由于不是用照明光學(xué)系統(tǒng)102而是用空間調(diào)制元件103 顯示的衍射圖案來應(yīng)對近視度數(shù)，因此具有可減少照明光學(xué)系統(tǒng)102被物理驅(qū)動的部分， 實現(xiàn)更小型化、簡化化、低成本化，降低故障率的效果。而且，因為存儲部108存儲有使用者的近視度數(shù)，所以具有能減輕針對每個使用者設(shè)定照明光學(xué)系統(tǒng)102及空間調(diào)制元件103 的麻煩的效果。
而且，在所述第五實施方式中，是將存儲部108應(yīng)用于第一實施方式，但并不局限于此，也可以將其應(yīng)用于第二實施方式。即，在第二實施方式中，也可以具備存儲部108。并且，元件控制部13計算具有與存儲部108所存儲的近視度數(shù)相適應(yīng)的距離作為從眼球假設(shè)位置到虛擬圖像為止的距離的衍射圖案，讓空間調(diào)制元件103顯示計算出的衍射圖案。
(第六實施方式)
圖14是表示本發(fā)明第六實施方式的顯示裝置的電結(jié)構(gòu)的方框圖。在第六實施方式中，對與第一實施方式同樣的要素分配同樣的符號。以下，以與第一實施方式不同的點為中心對第六實施方式進(jìn)行說明。
圖14所示的第六實施方式的顯示裝置le，將圖2所示的第一實施方式的顯示裝置I中的通信控制部12替換為通信控制部12c，并且，還新增加了安裝傳感器109。除此以外，第六實施方式的結(jié)構(gòu)與第一實施方式相同。
安裝傳感器109檢測顯示裝置Ie是否被用戶安裝。作為安裝傳感器109，例如可采用設(shè)置于鏡腿部111的壓力傳感器或反射型光傳感器。例如，通過壓力傳感器，能檢測出安裝在頭部時所產(chǎn)生的壓力。而且，例如，通過反射型光傳感器，能檢測出來自頭部的光的反射。而且，安裝傳感器109還檢測鏡腿部111和前部112之間的開閉狀態(tài)，當(dāng)處于開狀態(tài)時可以判斷顯示裝置Ie被用戶安裝。
通信控制部12c根據(jù)安裝傳感器109的檢測結(jié)果，識別顯示裝置Ie的用戶安裝狀態(tài)，變更空間調(diào)制元件103的顯示狀態(tài)。例如，當(dāng)由安裝傳感器109檢測出顯示裝置Ie被安裝于頭部時，通信控制部12c自動地開始在空間調(diào)制元件103顯示衍射圖案。例如，當(dāng)由安裝傳感器109檢測出顯示裝置Ie未被安裝于頭部時，通信控制部12c在一定時間后自動地停止在空間調(diào)制元件103顯示衍射圖案。
而且，在顯示裝置Ie未被安裝時，通信控制部12c也可以讓空間調(diào)制元件103顯示通常的圖像來取代顯示衍射圖案。由此，即使在戴上眼鏡(即將顯示裝置Ie安裝于頭部)之前，也可以通過在空間調(diào)制元件103顯示來自通信控制部12c的郵件來信等信息向用戶通知信息?；蛘?，通信控制部12c也可以讓空間調(diào)制元件103同時進(jìn)行衍射圖案的顯示和圖像的顯示。
另外，在所述第六實施方式中，是將安裝傳感器109應(yīng)用于第一實施方式,但并不局限于此，也可以將其應(yīng)用于第二實施方式。即，在第二實施方式中，也可以具備安裝傳感器109。并且，元件控制部13可以根據(jù)顯示裝置Ia被安裝于頭部的狀態(tài)，控制空間調(diào)制元件103的顯示。
(第七實施方式)
圖15是表示本發(fā)明第七實施方式的顯示裝置的電結(jié)構(gòu)的方框圖。在第七實施方式中，對與第一實施方式同樣的要素分配同樣的符號。以下，以與第一實施方式不同的點為中心對第七實施方式進(jìn)行說明。
圖15所示的第七實施方式的顯示裝置lf，將圖2所示的第一實施方式的顯示裝置 I中的通信控制部12替換為通信控制部12e，并且，除空間調(diào)制元件103之外還新設(shè)置了空間調(diào)制元件803。
圖16的顯不裝置If，雖然與第一實施方式同樣為眼鏡形狀，但與第一實施方式有所不同的是，具有空間調(diào)制元件103不是被配置于鏡腿部111 (圖I)而是被配置于透鏡部 113的特征。本實施方式的顯示裝置lf，除空間調(diào)制元件103之外還具有另外的空間調(diào)制元件803。空間調(diào)制元件103和空間調(diào)制元件803以在衍射光的光軸方向上重疊的方式配置于前部112 (圖I)的透鏡部113。
通信控制部12d讓空間調(diào)制元件803顯示能抵消空間調(diào)制元件103針對外景透過光的相位調(diào)制的衍射圖案(例如，空間調(diào)制元件103顯示的衍射圖案的反轉(zhuǎn)圖案)。照明光學(xué)系統(tǒng)102被配置于空間調(diào)制元件103和空間調(diào)制元件803之間，利用來自光源101的激光照明空間調(diào)制元件103。在該實施方式中，空間調(diào)制元件103和空間調(diào)制元件803都為透過型元件。
根據(jù)第七實施方式，由于透鏡部113具備顯示功能，因此不需要反射鏡，具有能使顯示裝置If小型化及簡樸化的效果。而且，根據(jù)第七實施方式，鏡腿部111 (圖I)不需要配置空間調(diào)制元件，具有能使鏡腿部111小型化的效果。而且，在第七實施方式中，能夠使從眼球190的瞳孔191到空間調(diào)制元件103的距離接近。因此，根據(jù)第七實施方式的結(jié)構(gòu)， 具有能實現(xiàn)顯示裝置If的更廣視角/大畫面的效果。而且，在第七實施方式中，因為讓空間調(diào)制元件803顯示能抵消空間調(diào)制元件103針對外景透過光的相位調(diào)制的衍射圖案，所以具有能減輕因空間調(diào)制元件103引起的外景失真的效果。
而且，在所述第七實施方式中，是將空間調(diào)制元件803應(yīng)用于第一實施方式，但并不局限于此，也可以將其應(yīng)用于第二實施方式。即，在第二實施方式中，也可以具備空間調(diào)制元件803。并且，元件控制部13計算能抵消空間調(diào)制元件103針對外景透過光的相位調(diào)制的衍射圖案，并讓空間調(diào)制元件803顯示計算出的衍射圖案。
(其他)
在上述各實施方式中，顯示裝置如圖I所示為眼鏡形狀，但本發(fā)明并不局限于此， 只要是能安裝于用戶的頭部的顯示裝置即可。
圖17是示意地表示形狀與眼鏡形狀不同的顯示裝置的一個例子的圖。圖17所示的顯示裝置Ig具備用于安裝于用戶的頭部的例如帶狀的框架部200、與該框架部200連接的鏡腿部111a、與鏡腿部Illa連接的前部112a、形成于前部112a的透鏡部113a。在顯示裝置Ig中，空間調(diào)制元件103 (圖I)等各部件與圖I同樣地加以配置。圖17所示的顯示裝置Ig也能獲得與上述各實施方式同樣的效果。在圖17的實施方式中，框架部200及鏡腿部Illa相當(dāng)于安裝部的一個例子。
而且，上述各實施方式所示的顯示裝置I等的各部功能的一部分，也可以通過區(qū)別于顯示裝置I等主體的另外的裝置來實現(xiàn)。而且，也可以讓顯示裝置I等裝載上述各實施方式?jīng)]有示出的功能。也可以讓顯示裝置I等主體和區(qū)別于顯示裝置I等的另外的例如攜帶終端來分擔(dān)功能。而且，也可以讓顯示裝置I等和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器分擔(dān)各功能。
而且，在所述第二實施方式中，由顯示裝置Ia的元件控制部13進(jìn)行衍射圖案的計算，在所述第一實施方式中，顯示裝置I的通信控制部12取得由外部裝置求得的衍射圖案。 然而，并不局限于此，也可以由外部進(jìn)行衍射圖案的計算的一部分，通信控制部12取得其結(jié)果，由通信控制部12進(jìn)行剩下的衍射圖案的計算。
而且，在上述各實施方式中，也可以將光源101設(shè)置在外部的裝置中，通過光纖來傳輸由光源101輸出的光。而且，也可以將電池106設(shè)置于外部的裝置，電源接線連接于顯示裝置I等。而且，顯示裝置I等可以包含作為其他功能的照相機、角速度或溫度或GPS等各種傳感器、開關(guān)等輸入設(shè)備、揚聲器等輸出設(shè)備。
根據(jù)上述各實施方式，顯示裝置I等具備射出激光的照明光的照明光學(xué)系統(tǒng)102、 通過顯示衍射圖案衍射照明光的空間調(diào)制元件103、用于安裝于使用者頭部的鏡腿部111。 而且，顯示裝置I等在鏡腿部111被安裝在使用者頭部的狀態(tài)下，空間調(diào)制元件103和使用者的眼球假設(shè)位置之間的位置關(guān)系被固定。而且，顯示裝置I等使從眼球190到空間調(diào)制元件103的虛像202為止的距離比明視距離短，使從眼球190到虛擬圖像201為止的距離比明視距離長。由此，雖然小型，但通過遠(yuǎn)方顯示虛擬圖像201，能實現(xiàn)可以大畫面化的顯示裝置I等。而且，通過讓空間調(diào)制元件103顯示與立體圖像相對應(yīng)的衍射圖案，也可以向使用者顯示立體圖像。
而且，上述的具體實施方式
主要包含具有以下結(jié)構(gòu)的發(fā)明。
本發(fā)明的一方面所涉及的顯示裝置包括輸出激光的光源、將所述激光作為照明光射出的照明光學(xué)系統(tǒng)、通過顯示衍射圖案衍射所述照明光的空間調(diào)制元件、用于安裝到使用者的頭部的安裝部，其中，在所述安裝部被安裝在所述使用者的頭部的狀態(tài)下，所述空間調(diào)制元件與假設(shè)作為所述使用者的眼球的位置的眼球假設(shè)位置之間的位置關(guān)系被固定， 所述空間調(diào)制元件將通過使所述衍射圖案衍射的衍射光到達(dá)所述眼球假設(shè)位置而向所述使用者顯示虛擬圖像的衍射圖案作為所述衍射圖案來顯示。
根據(jù)此結(jié)構(gòu)，光源輸出激光。照明光學(xué)系統(tǒng)將激光作為照明光射出。空間調(diào)制元件通過顯示衍射圖案衍射照明光。安裝部是用于安裝于使用者的頭部的部件。在安裝部被安裝在使用者的頭部的狀態(tài)下，空間調(diào)制元件與假設(shè)作為使用者的眼球的位置的眼球假設(shè)位置之間的位置關(guān)系被固定?？臻g調(diào)制元件將通過由衍射圖案衍射的衍射光到達(dá)眼球假設(shè)位置而向使用者顯示虛擬圖像的衍射圖案作為衍射圖案來顯示。因此，與以往的光學(xué)放大方式不同，能夠通過衍射圖案決定區(qū)別于從使用者的眼球到空間調(diào)制元件的距離的從使用者的眼球到向使用者顯示的虛擬圖像的距離。其結(jié)果，能提供可以兼顧裝置的小型化和向使用者顯示的虛擬圖像的遠(yuǎn)方顯示的大畫面(廣視角)化的顯示裝置。
而且，在所述顯示裝置中，優(yōu)選為，在所述安裝部被安裝在所述使用者的頭部的狀態(tài)下，所述空間調(diào)制元件被配置在使從所述眼球假設(shè)位置到所述空間調(diào)制元件為止的光軸距離為IOcm以下的位置，所述空間調(diào)制元件顯示使所述虛擬圖像顯示在比從所述眼球假設(shè)位置到所述空間調(diào)制元件的虛像為止的距離遠(yuǎn)的遠(yuǎn)方的所述衍射圖案。
根據(jù)此結(jié)構(gòu)，在安裝部被安裝在使用者的頭部的狀態(tài)下，空間調(diào)制元件被配置在使從眼球假設(shè)位置到空間調(diào)制元件為止的光軸距離為IOcm以下的位置?？臻g調(diào)制元件顯示使所述虛擬圖像顯示在比從眼球假設(shè)位置到空間調(diào)制元件的虛像為止的距離遠(yuǎn)的遠(yuǎn)方的衍射圖案。因此，可將空間調(diào)制元件配置在眼球附近。其結(jié)果，具有能實現(xiàn)小型且頭部安裝性出色的顯示裝置的效果。而且，因為通過讓空間調(diào)制元件顯示衍射圖案向使用者顯示虛擬圖像，所以使用者的眼球不需要與空間調(diào)制元件的虛像對焦，只要與更遠(yuǎn)方的虛擬圖像對焦即可以看見圖像。因此，具有不受眼球的焦點調(diào)整能力的制約，通過使空間調(diào)制元件接近眼球，可實現(xiàn)裝置小型化的效果。
而且，由于不需要象以往的光學(xué)放大方式那樣觀看空間調(diào)制元件上的圖像，因此提高放大倍率的必要性也有所下降。其結(jié)果，像差的發(fā)生得到抑制，具有能夠高畫質(zhì)化的效果。而且，由于能使空間調(diào)制元件103接近眼球190，也具有能廣視角大畫面化的效果。而且，由于能通過空間調(diào)制元件顯示的衍射圖案而使到虛擬圖像為止的距離變遠(yuǎn)，因此也具有能減輕眼的焦點調(diào)整疲勞的效果。
而且，在所述顯示裝置中，優(yōu)選為，所述空間調(diào)制元件被配置在使從所述眼球假設(shè)位置到所述空間調(diào)制元件的虛像為止的距離比明視距離25cm短的位置，所述空間調(diào)制元件顯示使從所述眼球假設(shè)位置到所述虛擬圖像的距離比所述明視距離長的所述衍射圖案。
根據(jù)此結(jié)構(gòu)，空間調(diào)制元件配置在使從眼球假設(shè)位置到空間調(diào)制元件的虛像為止的距離比明視距離25cm短的位置?？臻g調(diào)制元件顯示使從眼球假設(shè)位置到虛擬圖像的距離比明視距離長的衍射圖案。因此，可以將空間調(diào)制元件配置在眼球無法對焦的非常接近眼球的位置。其結(jié)果，具有使主體小型化、且可在眼球?qū)沟倪h(yuǎn)方顯示虛擬畫面的效果。
而且，在所述顯示裝置中，優(yōu)選為，還包括將由所述空間調(diào)制元件衍射的衍射光向所述眼球假設(shè)位置反射的反射鏡，其中，所述光源、所述照明光學(xué)系統(tǒng)以及所述空間調(diào)制元件，被配置在形成于所述安裝部的內(nèi)部的空洞內(nèi)，所述反射鏡在所述安裝部被安裝在所述使用者的頭部的狀態(tài)下，被配置在所述眼球假設(shè)位置的前方。
根據(jù)此結(jié)構(gòu)，反射鏡將由空間調(diào)制元件衍射的衍射光向眼球假設(shè)位置反射。光源、 照明光學(xué)系統(tǒng)以及空間調(diào)制元件被配置在形成于安裝部的內(nèi)部的空洞內(nèi)。反射鏡在安裝部被安裝在使用者的頭部的狀態(tài)下，被配置在眼球假設(shè)位置的前方。因此，具有可與空間調(diào)制元件的特征無關(guān)地設(shè)計反射鏡的透過性能或反射性能的效果。而且，因為將光源、照明光學(xué)系統(tǒng)以及空間調(diào)制元件配置在安裝部的內(nèi)部，因此，具有能使安裝部以外的部分小型化，提CN 102918444 A書明說17/21 頁高設(shè)計自由度的效果。
而且，在所述顯示裝置中，優(yōu)選為，所述空間調(diào)制元件是反射型元件，所述空間調(diào)制元件相對于所述照明光學(xué)系統(tǒng)被配置成，使所述照明光學(xué)系統(tǒng)射出的照明光傾斜地射入所述空間調(diào)制元件的表面，所述空間調(diào)制元件顯示使向所述使用者顯示的所述虛擬圖像的顯示面與所述空間調(diào)制元件的表面相比，更接近與所述衍射光的光軸垂直的所述衍射圖案。
根據(jù)此結(jié)構(gòu)，空間調(diào)制元件是反射型元件?？臻g調(diào)制元件相對于照明光學(xué)系統(tǒng)被配置成使照明光學(xué)系統(tǒng)射出的照明光傾斜射入空間調(diào)制元件的表面?？臻g調(diào)制元件顯示使向使用者顯示的虛擬圖像的顯示面與空間調(diào)制元件的表面相比，更接近與衍射光的光軸垂直的衍射圖案。因為空間調(diào)制元件為反射型元件，所以與透過型相比，具有能提高光的利用效率、節(jié)省電的效果。而且，因為容易減小空間調(diào)制元件的像素以外的面積，也具有能實現(xiàn)高畫質(zhì)化的效果，具有能使元件小型化和窄點距化的效果。
而且，由于照明光傾斜射入空間調(diào)制元件的表面，因此不需要分離入射光和反射光的光學(xué)系統(tǒng)。為此，具有使安裝部小型化，使安裝部的厚度變薄的效果。其結(jié)果，具有能實現(xiàn)小型的顯示裝置的效果。而且，空間調(diào)制元件顯示使向使用者顯示的虛擬圖像的顯示面與空間調(diào)制元件的表面相比，更接近與衍射光的光軸垂直的衍射圖案。由此，相對于光軸， 即使空間調(diào)制元件傾斜，也具有能使虛擬圖像接近垂直的效果。由于可將空間調(diào)制元件相對于照明光學(xué)系統(tǒng)傾斜配置，因此具有能提高安裝部的設(shè)計自由度，例如，使安裝部的厚度變薄的效果。而且，通過傾斜配置空間調(diào)制元件，使以光軸為基準(zhǔn)的點距變窄，其結(jié)果，具有能擴展衍射角，實現(xiàn)廣視角/高畫質(zhì)的效果。
而且，在所述顯示裝置中，優(yōu)選為，所述安裝部設(shè)有透過窗，以便讓由所述空間調(diào)制元件衍射的所述衍射光到達(dá)所述眼球假設(shè)位置，所述安裝部的所述透過窗的周圍被遮光，以便不讓因所述照明光以外的外光向所述空間調(diào)制元件的入射而產(chǎn)生的不需要的衍射光到達(dá)所述眼球假設(shè)位置。
根據(jù)此結(jié)構(gòu)，安裝部設(shè)有透過窗，以便讓空間調(diào)制元件衍射的衍射光到達(dá)眼球假設(shè)位置。安裝部的透過窗的周圍被遮光，以便不讓因照明光以外的外光向空間調(diào)制元件的入射而產(chǎn)生的不需要的衍射光到達(dá)眼球假設(shè)位置。因此，具有能減輕伴隨衍射的不需要的光的效果。由于空間調(diào)制元件的衍射不是在反射鏡而是在安裝部進(jìn)行，因此具有不需要在反射鏡采取不需要的衍射光對策的效果。由于不需要的衍射光對策變得容易，所以即使在一般容易產(chǎn)生不需要的衍射光的室外或夜間等情況下，也能實現(xiàn)不需要的衍射光較少的顯示裝置。
而且，在所述顯示裝置中，優(yōu)選為，所述衍射光透過所述反射鏡向與所述眼球假設(shè)位置相反的方向輸出的透過光的光量，相對于所述衍射光被所述反射鏡反射至所述眼球假設(shè)位置的反射光的光量，在100倍以內(nèi)。
根據(jù)此結(jié)構(gòu)，相對于衍射光被反射鏡反射至眼球假設(shè)位置的反射光的光量，衍射光透過反射鏡向與眼球假設(shè)位置相反的方向輸出的透過光的光量在100倍以內(nèi)。因此，具有能實現(xiàn)既可以提高反射鏡的透過率又能通過基于反射鏡對衍射光的反射來顯示虛擬圖像的顯示裝置的效果。由于通過將比率設(shè)在100倍以內(nèi)，衍射光的透過光和反射光的比率可以為2位數(shù)，因此具有即不會使基于反射光的虛擬圖像的亮度降低，又能抑制衍射光的21不需要的透過光的光量的效果。由此，具有即使在眼球假設(shè)位置以外的地方存在使用者或使用者以外的眼球，也能減輕射向該眼球的入射光從而降低不舒服感的效果。而且，也具有能降低光源的輸出、實現(xiàn)小型化、省電化的效果。
而且，在所述顯示裝置中，優(yōu)選為，將頭部安裝有所述安裝部的所述使用者處于直立狀態(tài)時的水平方向定義為第I方向，將與所述第I方向垂直的方向定義為第2方向，將射入所述反射鏡的所述衍射光的入射角定義為第I入射角，將由所述反射鏡反射的所述衍射光的反射角定義為第I反射角，將射入所述反射鏡的所述衍射光在所述第I方向的入射角定義為第2入射角，將射入所述反射鏡的所述衍射光在所述第2方向的入射角定義為第3 入射角，所述空間調(diào)制元件相對于所述反射鏡被配置成，使在所述反射鏡的反射區(qū)域，所述第I入射角大于所述第I反射角的區(qū)域與所述第I入射角小于所述第I反射角的區(qū)域相比較寬，并且，所述第2入射角大于所述第3入射角的區(qū)域與所述第2入射角小于所述第3入射角的區(qū)域相比較寬。
根據(jù)此結(jié)構(gòu)，將頭部安裝有安裝部的使用者處于直立狀態(tài)時的水平方向定義為第 I方向。將與第I方向垂直的方向定義為第2方向。將射入反射鏡的衍射光的入射角定義為第I入射角。將由反射鏡反射的衍射光的反射角定義為第I反射角。將射入反射鏡的衍射光在第I方向的入射角定義為第2入射角。將射入反射鏡的衍射光在第2方向的入射角定義為第3入射角。空間調(diào)制元件相對于反射鏡被配置成，使在反射鏡的反射區(qū)域，第I入射角大于第I反射角的區(qū)域與第I入射角小于第I反射角的區(qū)域相比較寬，并且，第2入射角大于第3入射角的區(qū)域與第2入射角小于第3入射角的區(qū)域相比較寬。
因此，具有能使虛擬圖像的左右位置接近使用者的正面的效果。由于能夠使安裝部中的空間調(diào)制元件的位置朝安裝部的前部偏靠，其結(jié)果，能實現(xiàn)安裝部的前部靠近反射鏡的高度高于安裝部的靠近耳朵部位的高度的安裝部形狀。而且，具有能實現(xiàn)使從空間調(diào)制元件朝向反射鏡的衍射光不會被位于空間調(diào)制元件與反射鏡之間的使用者的眼角周邊的臉的一部分所遮蔽的顯示裝置的效果。
而且，在所述顯示裝置中，優(yōu)選為，還包括在所述安裝部被安裝在所述使用者的所述頭部的狀態(tài)下，配置于所述眼球假設(shè)位置的前方的透鏡部，其中，所述反射鏡具備用粘接劑粘接于所述透鏡部的所述眼球假設(shè)位置一側(cè)的表面的菲涅耳透鏡，通過所述粘接劑而被粘接的所述透鏡部及所述菲涅耳透鏡，從所述眼球假設(shè)位置一側(cè)到相反一側(cè)按順序具有所述眼球假設(shè)位置一側(cè)的表面、菲涅耳透鏡面、粘接面及所述相反一側(cè)的表面作為界面，選擇形成所述菲涅耳透鏡的材料及形成所述粘接劑的材料，使所述眼球假設(shè)位置一側(cè)的表面和所述菲涅耳透鏡面之間的所述菲涅耳透鏡的折射率與所述菲涅耳透鏡面和所述粘接面之間的所述粘接劑的折射率實質(zhì)上相同。
根據(jù)此結(jié)構(gòu)，透鏡部在安裝部被安裝在使用者的頭部的狀態(tài)下，被配置在眼球假設(shè)位置的前方。菲涅耳透鏡通過粘接劑被粘接于透鏡部的眼球假設(shè)位置一側(cè)的表面。通過粘接劑而被粘接的透鏡部及菲涅耳透鏡，從所述眼球假設(shè)位置一側(cè)到相反一側(cè)按順序具有眼球假設(shè)位置一側(cè)的表面、菲涅耳透鏡面、粘接面及相反一側(cè)的表面作為界面。選擇形成菲涅耳透鏡的材料及形成粘接劑的材料，使眼球假設(shè)位置一側(cè)的表面和菲涅耳透鏡面之間的菲涅耳透鏡的折射率與菲涅耳透鏡面和粘接面之間的粘接劑的折射率實質(zhì)上相同。
因此，具有可以使透鏡部的形狀或傾斜接近沒有顯示虛擬圖像功能的以往的眼鏡的效果。具有可使反射鏡的形狀很薄，自由地設(shè)計入射角或反射角的效果。具有能實現(xiàn)使來自安裝部的空間調(diào)制元件的衍射光被反射成好象從使用者的正面來到一樣，且能抑制因外界的透過光直進(jìn)透過引起的外景失真的顯示裝置的效果。而且，因為反射鏡不是衍射元件而是具備菲涅耳透鏡，所以具有能回避不需要的衍射光的影響或衍射角度變化的影響的效果。
而且，在所述顯示裝置中，優(yōu)選為，所述照明光學(xué)系統(tǒng)使所述照明光匯聚于所述眼球假設(shè)位置。
根據(jù)此結(jié)構(gòu)，照明光學(xué)系統(tǒng)使照明光匯聚于眼球假設(shè)位置。因此，能減小在空間調(diào)制元件需要的衍射角。其結(jié)果，具有能實現(xiàn)更為廣視角/大畫面的顯示裝置的效果。而且， 不需要象以往那樣分配平行光，具有能實現(xiàn)簡化的照明光學(xué)系統(tǒng)，可實現(xiàn)小型化的效果。而且，將照明光匯聚于眼球假設(shè)位置，其結(jié)果，具有集中在眼球假設(shè)位置提高畫質(zhì)或視角的效果。而且，由于向眼球假設(shè)位置以外的不需要的光減少，必要的光量得以減少，因此具有能實現(xiàn)更為小型化、高亮度化、省電化的效果。
而且，在所述顯示裝置中，優(yōu)選為，所述眼球假設(shè)位置為所述使用者的眼球中心的位置，將所述空間調(diào)制元件的寬度定義為W1，將在所述使用者的瞳孔位置的所述照明光的寬度定義為W2，將基于根據(jù)所述衍射圖案條紋的精細(xì)度而規(guī)定的衍射角上限的在所述瞳孔位置的衍射范圍的寬度定義為W3，預(yù)先決定所述照明光學(xué)系統(tǒng)的所述照明光的匯聚程度和所述空間調(diào)制元件的精細(xì)度，以滿足W3 ^ W2 ^ffl0
根據(jù)此結(jié)構(gòu)，眼球假設(shè)位置為使用者的眼球中心的位置。將空間調(diào)制元件的寬度定義為W1。將在使用者的瞳孔位置的照明光的寬度為W2。將基于根據(jù)衍射圖案條紋的精細(xì)度而規(guī)定的衍射角上限的在瞳孔位置的衍射范圍的寬度定義為W3。預(yù)先決定照明光學(xué)系統(tǒng)的照明光的匯聚程度和空間調(diào)制元件的精細(xì)度，以滿足W3 < W2 < W1。因此，具有能實現(xiàn)顯示更廣視角的虛擬圖像的顯示裝置的效果。而且，具有能使用更大的空間調(diào)制元件的效果。而且具有即使眼球轉(zhuǎn)動也能持續(xù)觀看虛擬圖像的效果。也具有與周邊視野相比能提高在眼球的注視點(中心視野)的畫質(zhì)的效果。
而且，在所述顯示裝置中，優(yōu)選為，所述照明光學(xué)系統(tǒng)使所述照明光匯聚，以便匯聚中心位于從所述瞳孔的位置的瞳孔中心起到所述使用者的所述眼球的眼球中心為止的線段上的位置。
根據(jù)此結(jié)構(gòu)，照明光學(xué)系統(tǒng)使照明光匯聚，以使匯聚中心位于從瞳孔的位置的瞳孔中心起到使用者的眼球的眼球中心為止的線段上的位置。即，眼球假設(shè)位置位于連接瞳孔中心和眼球中心的線段上。根據(jù)本結(jié)構(gòu)，當(dāng)照明光的匯聚中心位于瞳孔中心時，具有能實現(xiàn)優(yōu)先瞳孔相對于頭部位于正面時的顯示功能的顯示裝置的效果。當(dāng)照明光的匯聚中心位于眼球中心時，具有能實現(xiàn)優(yōu)先轉(zhuǎn)動眼球觀看虛擬圖像時的顯示功能的顯示裝置的效果。 通過使照明光的匯聚中心位于從瞳孔中心到眼球中心的線段上，具有能自由地決定兩者之間的平衡的效果。
而且，在所述顯示裝置中，優(yōu)選為，將頭部安裝有所述安裝部的所述使用者處于直立狀態(tài)時的水平方向定義為第I方向，將與所述第I方向垂直的方向定義為第2方向，所述照明光學(xué)系統(tǒng)使所述照明光匯聚，以使所述照明光的匯聚程度在所述第I方向和所述第2 方向互不相同，并且，使所述照明光在所述第I方向的匯聚中心的位置比在所述第2方向的所述匯聚中心的位置更靠近所述眼球中心。
根據(jù)此結(jié)構(gòu)，將頭部安裝有安裝部的使用者處于直立狀態(tài)時的水平方向定義為第 I方向。將與第I方向垂直的方向定義為第2方向。照明光學(xué)系統(tǒng)使照明光匯聚，以使照明光的匯聚程度在第I方向和第2方向互不相同，并且，使照明光在第I方向的匯聚中心的位置比在第2方向的匯聚中心的位置更靠近眼球中心。根據(jù)本結(jié)構(gòu)，具有能實現(xiàn)適合橫向?qū)挼奶摂M圖像的顯示裝置的效果。
而且，在所述顯示裝置中，優(yōu)選為，所述光源輸出具有O. Inm以上的譜寬的所述激光。
根據(jù)此結(jié)構(gòu)，光源輸出具有O. Inm以上的譜寬的激光。由于照明光學(xué)系統(tǒng)使照明光匯聚，因此能減小在空間調(diào)制元件需要的衍射角。其結(jié)果，具有即使使用譜寬更寬的光源，也不會產(chǎn)生問題的效果。由此，具有能使光源小型化、低成本化的效果。
而且，在所述顯示裝置中，優(yōu)選為，從所述光源輸出的激光的譜寬在脈沖點燈時比常時點燈時擴展，所述光源分時輸出紅、綠及藍(lán)三色的激光作為所述激光，所述空間調(diào)制元件與所述三色的所述激光的輸出同步地顯示按所述顏色而不同的所述衍射圖案。
根據(jù)此結(jié)構(gòu)，從光源輸出的激光的譜寬在脈沖點燈時比常時點燈時擴展，光源分時輸出紅、綠及藍(lán)三色的激光作為激光，空間調(diào)制元件與三色的激光的輸出同步地顯示按顏色而不同的衍射圖案。由于照明光學(xué)系統(tǒng)使照明光匯聚，所以能減小在空間調(diào)制元件需要的衍射角。因此，能利用譜寬更寬的激光。其結(jié)果，具有通過分時驅(qū)動輸出三色的激光能夠進(jìn)行彩色顯示的效果。而且，具有使所使用的光源小型化、低成本化的效果。
而且，在所述顯示裝置中，優(yōu)選為，還包括將所述光源的溫度、所述光源的點燈時間、所述光源輸出的所述激光的強度以及基于所述空間調(diào)制元件的所述衍射光的衍射角度的至少其中之一作為衍射角度信息來取得的取得部，其中，所述空間調(diào)制元件利用由所述取得部取得的所述衍射角度信息，變更所要顯示的所述衍射圖案。
根據(jù)此結(jié)構(gòu)，取得部將光源的溫度、光源的點燈時間、光源輸出的激光的強度及基于空間調(diào)制元件的衍射光的衍射角度的至少其中之一作為衍射角度信息來取得?？臻g調(diào)制元件利用由取得部取得的衍射角度信息變更所要顯示的衍射圖案。若光源的溫度上升，從光源輸出的激光的波長發(fā)生變化，則由空間調(diào)制元件衍射的衍射光的衍射角度發(fā)生變化。 若光源的點燈時間變長，光源的溫度上升，從光源輸出的激光的波長發(fā)生變化，則衍射角度同樣發(fā)生變化。若光源輸出的激光的強度增大，光源的溫度上升，從光源輸出的激光的波長發(fā)生變化，則衍射角度同樣發(fā)生變化。對此，空間調(diào)制元件利用由取得部取得的衍射角度信息變更所要顯示的衍射圖案。因此，具有能減輕伴隨光源的波長變動等的衍射角度變化引起的畫質(zhì)劣化的效果。對于衍射角度的變化，由于不是用照明光學(xué)系統(tǒng)的調(diào)整而是用衍射圖案的變更來應(yīng)對，因此具有使照明光學(xué)系統(tǒng)小型化、簡化、低成本化、長壽化的效果。而且，還具有提高顯示裝置使用時對溫度范圍等的環(huán)境適應(yīng)能力的效果。
而且，在所述顯示裝置中，優(yōu)選為，還包括存儲所述使用者的近視度數(shù)的存儲部， 其中，所述空間調(diào)制元件顯示使從所述眼球假設(shè)位置到所述虛擬圖像為止的距離成為與所述近視度數(shù)相適應(yīng)的距離的所述衍射圖案。
根據(jù)此結(jié)構(gòu)，存儲部存儲使用者的近視度數(shù)。空間調(diào)制元件顯示使從眼球假設(shè)位置到虛擬圖像為止的距離成為與近視度數(shù)相適應(yīng)的距離的衍射圖案。因此，具有可用簡化的照明光學(xué)系統(tǒng)來應(yīng)對各使用者不同的近視度數(shù)的效果。
而且，對于不同的近視度數(shù)，由于不是利用照明光學(xué)系統(tǒng)的調(diào)整，而是用顯示的衍射圖案來應(yīng)對，因此具有可減少照明光學(xué)系統(tǒng)被物理驅(qū)動的部分，使照明光學(xué)系統(tǒng)更小型化、簡化、低成本化，具有降低故障率的效果。而且，因為存儲部存儲有近視度數(shù)，所以具有能減輕針對每位使用者設(shè)定照明光學(xué)系統(tǒng)及空間調(diào)制元件的麻煩的效果。
而且，在所述顯示裝置中，優(yōu)選為，還包括接收來自外部裝置以無線通訊發(fā)送的所述衍射圖案的接收部，其中，所述空間調(diào)制元件顯示由所述接收部接收的所述衍射圖案。
根據(jù)此結(jié)構(gòu)，接收部接收來自外部裝置以無線通訊發(fā)送的衍射圖案?？臻g調(diào)制元件顯示由接收部接收的衍射圖案。根據(jù)本結(jié)構(gòu)，衍射圖案的計算不是在顯示裝置的主體進(jìn)行。其結(jié)果，具有可使顯示裝置小型化、輕量化的效果。而且，也具有能降低進(jìn)行衍射圖案計算的部件發(fā)熱的效果。
而且，在所述顯示裝置中，優(yōu)選為，還包括計算與所述虛擬圖像相對應(yīng)的衍射圖案的運算部 ，其中，所述空間調(diào)制元件顯示由所述運算部計算出的所述衍射圖案。
根據(jù)此結(jié)構(gòu)，運算部計算與虛擬圖像相對應(yīng)的衍射圖案?？臻g調(diào)制元件顯示由運算部計算出的衍射圖案。因此，能夠向使用者適宜地顯示虛擬圖像。
而且，在所述顯示裝置中，優(yōu)選為，還包括在所述安裝部被安裝在所述使用者的頭部的狀態(tài)下配置在所述眼球假設(shè)位置的前方的透鏡部；和與所述空間調(diào)制元件分別設(shè)置的第2空間調(diào)制元件，其中，所述空間調(diào)制元件及所述第2空間調(diào)制元件被配置于所述透鏡部，所述第2空間調(diào)制元件顯示用于抵消所述空間調(diào)制元件對外景透過光的相位調(diào)制的衍射圖案。
根據(jù)此結(jié)構(gòu)，在安裝部被安裝在使用者的頭部的狀態(tài)下，透鏡部被配置在眼球假設(shè)位置的前方。第2空間調(diào)制元件與所述空間調(diào)制元件分別設(shè)置?？臻g調(diào)制元件及第2空間調(diào)制元件被配置于透鏡部。第2空間調(diào)制元件顯示用于抵消空間調(diào)制元件對外景透過光的相位調(diào)制的衍射圖案。因此，可以讓透鏡部具備虛擬圖像的顯示功能。為此，由于不需要設(shè)置將來自空間調(diào)制元件的衍射光向眼球假設(shè)位置反射的反射鏡等部件，因此具有使顯示裝置小型化及簡化的效果。而且，由于從眼球到空間調(diào)制元件的距離能接近，因此具有能實現(xiàn)更為廣視角/大畫面的效果。而且，具有通過第2空間調(diào)制元件能減輕外景失真的效果。
根據(jù)本發(fā)明的顯示裝置，能提供可兼顧小型化和向使用者顯示的虛擬圖像的遠(yuǎn)方顯示的大畫面(廣視角)化的顯示裝置。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性
本發(fā)明的顯示裝置，作為將通過顯示衍射圖案來衍射激光的照明光的空間調(diào)制元件配置在眼球附近，使來自空間調(diào)制元件的衍射光到達(dá)眼球假設(shè)位置的諸如HMD等的顯示裝置非常有用。而且，也能應(yīng)用于顯示系統(tǒng)、顯示方法、顯示裝置設(shè)計方法等用途。
權(quán)利要求
1.一種顯示裝置，其特征在于包括光源，輸出激光，照明光學(xué)系統(tǒng)，將所述激光作為照明光射出，空間調(diào)制元件，通過顯示衍射圖案衍射所述照明光，安裝部，用于安裝到使用者的頭部，其中，在所述安裝部被安裝在所述使用者的頭部的狀態(tài)下，所述空間調(diào)制元件與假設(shè)作為所述使用者的眼球的位置的眼球假設(shè)位置之間的位置關(guān)系被固定，所述空間調(diào)制元件，將通過由所述衍射圖案衍射的衍射光到達(dá)所述眼球假設(shè)位置而向所述使用者顯示虛擬圖像的衍射圖案作為所述衍射圖案來顯示。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的顯示裝置，其特征在于所述空間調(diào)制元件，在所述安裝部被安裝在所述使用者的頭部的狀態(tài)下，配置在使從所述眼球假設(shè)位置到所述空間調(diào)制元件為止的光軸距離為IOcm以下的位置，所述空間調(diào)制元件，顯示使所述虛擬圖像顯示在比從所述眼球假設(shè)位置到所述空間調(diào)制元件的虛像為止的距離遠(yuǎn)的地方的所述衍射圖案。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的顯示裝置，其特征在于所述空間調(diào)制元件，被配置在使從所述眼球假設(shè)位置到所述空間調(diào)制元件的虛像為止的距離比明視距離25cm短的位置，所述空間調(diào)制元件，顯示使從所述眼球假設(shè)位置到所述虛擬圖像的距離比所述明視距離長的所述衍射圖案。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一項所述的顯示裝置，其特征在于還包括反射鏡，將由所述空間調(diào)制元件衍射的衍射光向所述眼球假設(shè)位置反射，其中，所述光源、所述照明光學(xué)系統(tǒng)以及所述空間調(diào)制元件，被配置在形成于所述安裝部的內(nèi)部的空洞內(nèi)，所述反射鏡，在所述安裝部被安裝在所述使用者的頭部的狀態(tài)下，被配置在所述眼球假設(shè)位置的前方。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的顯示裝置，其特征在于所述空間調(diào)制元件為反射型元件，所述空間調(diào)制元件，相對于所述照明光學(xué)系統(tǒng)被配置成使所述照明光學(xué)系統(tǒng)射出的照明光傾斜射入所述空間調(diào)制元件的表面，所述空間調(diào)制元件，顯示使向所述使用者顯示的所述虛擬圖像的顯示面與所述空間調(diào)制元件的表面相比，更接近與所述衍射光的光軸垂直的所述衍射圖案。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的顯示裝置，其特征在于所述安裝部設(shè)有透過窗，以便讓由所述空間調(diào)制元件衍射的所述衍射光到達(dá)所述眼球假設(shè)位置，所述安裝部的所述透過窗的周圍被遮光，以便不讓因所述照明光以外的外光向所述空間調(diào)制元件的入射而產(chǎn)生的不需要的衍射光到達(dá)所述眼球假設(shè)位置。
7.根據(jù)權(quán)利要求4至6中任一項所述的顯示裝置，其特征在于所述衍射光透過所述反射鏡向與所述眼球假設(shè)位置相反方向輸出的透過光的光量，相對于所述衍射光被所述反射鏡反射至所述眼球假設(shè)位置的反射光的光量，在100倍以內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求4至7中任一項所述的顯示裝置，其特征在于將頭部安裝有所述安裝部的所述使用者處于直立狀態(tài)時的水平方向定義為第I方向， 將與所述第I方向垂直的方向定義為第2方向，將射入所述反射鏡的所述衍射光的入射角定義為第I入射角，將由所述反射鏡反射的所述衍射光的反射角定義為第I反射角，將射入所述反射鏡的所述衍射光在所述第I方向的入射角定義為第2入射角，將射入所述反射鏡的所述衍射光在所述第2方向的入射角定義為第3入射角，所述空間調(diào)制元件相對于所述反射鏡被配置成，使在所述反射鏡的反射區(qū)域，所述第 I入射角大于所述第I反射角的區(qū)域與所述第I入射角小于所述第I反射角的區(qū)域相比較寬，并且，所述第2入射角大于所述第3入射角的區(qū)域與所述第2入射角小于所述第3入射角的區(qū)域相比較寬。
9.根據(jù)權(quán)利要求4至8中任一項所述的顯示裝置，其特征在于還包括透鏡部，在所述安裝部被安裝在所述使用者的所述頭部的狀態(tài)下，配置于所述眼球假設(shè)位置的前方，其中，所述反射鏡，具備通過粘接劑粘接于所述透鏡部的所述眼球假設(shè)位置一側(cè)的表面的菲涅耳透鏡，通過所述粘接劑而被粘接的所述透鏡部及所述菲涅耳透鏡，從所述眼球假設(shè)位置一側(cè)到相反一側(cè)按順序具有作為界面的所述眼球假設(shè)位置一側(cè)的表面、菲涅耳透鏡面、粘接面及所述相反一側(cè)的表面，選擇形成所述菲涅耳透鏡的材料及形成所述粘接劑的材料，使所述眼球假設(shè)位置一側(cè)的表面和所述菲涅耳透鏡面之間的所述菲涅耳透鏡的折射率與所述菲涅耳透鏡面和所述粘接面之間的所述粘接劑的折射率實質(zhì)上相同。
10.根據(jù)權(quán)利要求I至9中任一項所述的顯示裝置，其特征在于所述照明光學(xué)系統(tǒng)， 使所述照明光匯聚于所述眼球假設(shè)位置。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的顯示裝置，其特征在于所述眼球假設(shè)位置為所述使用者的眼球中心的位置，將所述空間調(diào)制元件的寬度定義為W1，將在所述使用者的瞳孔位置的所述照明光的寬度定義為W2，將基于根據(jù)所述衍射圖案條紋的精細(xì)度而規(guī)定的衍射角上限的在所述瞳孔位置的衍射范圍的寬度定義為W3，預(yù)先規(guī)定所述照明光學(xué)系統(tǒng)的所述照明光的匯聚程度和所述空間調(diào)制元件的精細(xì)度， 以滿足W3 ^ W2 ^ Wl0
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的顯示裝置，其特征在于所述照明光學(xué)系統(tǒng)，使所述照明光匯聚，以使匯聚中心位于從所述瞳孔的位置的瞳孔中心起到所述使用者的所述眼球的眼球中心為止的線段上的位置。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的顯示裝置，其特征在于將頭部安裝有所述安裝部的所述使用者處于直立狀態(tài)時的水平方向定義為第I方向， 將與所述第I方向垂直的方向定義為第2方向，所述照明光學(xué)系統(tǒng)，使所述照明光匯聚，以使所述照明光的匯聚程度在所述第I方向和所述第2方向相互不同，并且，使所述照明光在所述第I方向的匯聚中心的位置比在所述第2方向的所述匯聚中心的位置更靠近所述眼球中心。
14.根據(jù)權(quán)利要求10至13中任一項所述的顯示裝置，其特征在于所述光源，輸出具有O. Inm以上的譜寬的所述激光。
15.根據(jù)權(quán)利要求10至14中任一項所述的顯示裝置，其特征在于從所述光源輸出的激光的譜寬，在脈沖點燈時比常時點燈時擴展，所述光源，分時輸出紅、綠及藍(lán)三色的激光作為所述激光，所述空間調(diào)制元件，與所述三色的所述激光的輸出同步地顯示按所述顏色而不同的所述衍射圖案。
16.根據(jù)權(quán)利要求I至15中任一項所述的顯示裝置，其特征在于還包括取得部，將所述光源的溫度、所述光源的點燈時間、所述光源輸出的所述激光的強度以及基于所述空間調(diào)制元件的所述衍射光的衍射角度的至少其中之一作為衍射角度信息來取得，其中，所述空間調(diào)制元件，利用由所述取得部取得的所述衍射角度信息變更所要顯示的所述衍射圖案。
17.根據(jù)權(quán)利要求I至16中任一項所述的顯示裝置，其特征在于還包括存儲部，存儲所述使用者的近視度數(shù)，其中，所述空間調(diào)制元件，顯示使從所述眼球假設(shè)位置到所述虛擬圖像的距離成為與所述近視度數(shù)相適應(yīng)的距離的所述衍射圖案。
18.根據(jù)權(quán)利要求I至17中任一項所述的顯示裝置，其特征在于還包括接收部，接收由外部裝置以無線通訊發(fā)送的所述衍射圖案，其中，所述空間調(diào)制元件，顯示由所述接收部接收到的所述衍射圖案。
19.根據(jù)權(quán)利要求I至17中任一項所述的顯示裝置，其特征在于還包括運算部，計算與所述虛擬圖像相應(yīng)的衍射圖案，其中，所述空間調(diào)制元件，顯示由所述運算部計算出的所述衍射圖案。
20.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一項所述的顯示裝置，其特征在于還包括透鏡部，在所述安裝部被安裝在所述使用者的頭部的狀態(tài)下，被配置在所述眼球假設(shè)位置的前方，第2空間調(diào)制元件，與所述空間調(diào)制元件分別設(shè)置，其中，所述空間調(diào)制元件及所述第2空間調(diào)制元件，被配置于所述透鏡部，所述第2空間調(diào)制元件，顯示用于抵消所述空間調(diào)制元件對外景透過光的相位調(diào)制的衍射圖案。
全文摘要
本發(fā)明的顯示裝置(1)包括輸出激光的光源(101)、將激光作為照明光射出的照明光學(xué)系統(tǒng)(102)、通過顯示衍射圖案來衍射照明光的空間調(diào)制元件(103)、安裝在使用者頭部的安裝部(111)。在安裝部(111)被安裝在使用者的頭部的狀態(tài)下，空間調(diào)制元件(103)與假設(shè)作為使用者的眼球(190)的位置的眼球假設(shè)位置(191a)之間的位置關(guān)系被固定?？臻g調(diào)制元件(103)將通過使由衍射圖案衍射的衍射光到達(dá)眼球假設(shè)位置(191a)而向使用者顯示虛擬圖像的衍射圖案作為衍射圖案來顯示。
文檔編號G03H1/22GK102918444SQ20128000140
公開日2013年2月6日 申請日期2012年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月25日
發(fā)明者山本格也, 笠澄研一, 杉山圭司 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社