CN102809821A - 显示设备 - Google Patents

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Abstract

一种显示设备，包括：（i）眼镜型框架，佩戴在观察者的头上；以及（ii）图像显示装置，附接至框架，其中，图像显示装置包括：（A）图像形成装置；以及（B）光学装置，从图像形成装置发出的光入射其上，光在其中被引导，并且光从其出射，调节从外部入射的外界光的量的控光装置被设置在光学装置的出射光的区域中，并且，控光装置包括：两个相对的透明基板；设置在基板上的电极；以及密封在两个基板之间的电泳分散液。

Description

显示设备
技术领域
本公开涉及一种显示设备，更具体地，涉及一种使用头戴式显示器（HMD：head mounted display）的显示设备。
背景技术
近些年，增强现实（AR：augmented reality）技术已备受关注，该技术将作为附加信息的虚拟物体或多种信息组合为关于真实环境（或其一部分）的电子信息，并呈现该组合信息。为实现这种增强现实技术，例如已在研究头戴式显示器作为呈现可视信息的设备。另外，头戴式显示器被期待用于在真实环境中进行作业支援。例如，头戴式显示器可被用于向例如执行维护的工程师提供道路引导信息并提供技术信息。具体地，由于手并不被占用，所以头戴式显示器非常方便。另外，即使当在户外运动的同时欣赏视频或图像时，用户也能够同时看到视频或图像以及外部环境。因此，用户可以平稳移动。
例如，JP2006-162767A公开了一种虚像显示设备（图像显示装置），其中，虚像光学系统将由图像形成装置形成的二维图像改变为放大虚像，使得观察者能够观看虚像。
如图45的概念图所示，该图像显示装置100’包括：图像形成装置111，其包括以二维矩阵形式排列的多个像素，准直光学系统112，其将由图像形成装置111的像素输出的光准直为平行光，以及光学装置（导光部）120，被准直光学系统112准直为平行光的光入射其上，被导入其内并且随后从其输出。光学装置120包括：导光板121，入射光通过全反射被传播至其内，并从其输出，第一偏转单元130（例如，包括一层光反射膜），其反射入射到导光板121上的光，使得入射到导光板121上的光在导光板121内部全反射，以及第二偏转单元140（例如，包括多层结构的多层光反射膜），其允许通过全反射在导光板121内部传播的光从导光板121输出。例如，若HMD由这种图像显示装置100’来构造，则可以实现重量轻且体积小的设备。关于表示图45中的其他部件的附图标记，参考根据将参照图1进行描述的第一实施例的图像显示装置。
此外，例如JP2007-94175A公开了一种使用全息衍射光栅的虚像显示设备（图像显示装置），其中，虚像光学系统将由图像形成装置形成的二维图像改变为放大虚像，使得观察者可观看虚像。
如图46的概念图所示，该图像显示设备300’基本上包括：图像形成装置111，其显示图像，准直光学系统112以及光学装置（导光部）320，由图像形成装置111显示的光入射其上，并被导向观察者的瞳孔21。光学装置320包括：导光板321，以及第一衍射光栅件330和第二衍射光栅件340，它们是设置在导光板321中的反射型体全息衍射光栅。由图像形成装置111的各像素输出的光入射到准直光学系统112上，准直光学系统112产生在导光板321上具有不同入射角的多条平行光分量，并随后入射到导光板321上。该平行光分量通过导光板321的第一表面322入射并从其输出。第一衍射光栅件330和第二衍射光栅件340被安装在平行于导光板321的第一表面322的导光板321的第二表面323上。关于表示图46中的其他组件的附图标记，参考根据将参照图6进行描述的第三实施例的图像显示装置。
当在图像显示装置100’或300’上显示图像时，观察者能观察到重叠了显示图像的外部图像。
然而，在图像显示装置100’或300’所处的周围环境非常明亮的情况下，或根据显示图像的内容，可能出现观察者所观看的图像未被给予充分高的对比度的问题。例如，JP2004-101197A公开了一种用于解决该问题的解决方案。根据JP2004-101197A所公开的技术，液晶快门控制从外界入射的光量。
发明内容
然而，在JP2004-101197A所公开的技术中，由于用液晶快门来控制从外部入射的光量，所以增大了功耗，入射到图像显示装置100’或300’上的外部光量的一半被采用偏振片的液晶快门阻挡。而且，其未公开期望根据图像显示装置100’或300’所处的周围环境的照度来控制从外部入射的光量的问题解决方案。
因此，期望提供一种能够使观察者观察到的图像具有高对比度、降低功耗并充分地增加入射在图像显示装置上的外部光的量的显示设备。另外，期望提供一种能够使观察者观察到的图像具有高对比度并根据显示设备所处的周围环境的照度来优化图像的观察状态的显示设备。
根据本公开的第一至第五实施方式中的任一个的显示设备（更具体地，头戴式显示器，HMD），包括：（i）眼镜型框架，其被佩戴在观察者的头部；以及（ii）图像显示装置，其安装在框架上，其中，图像显示装置包括（A）图像形成装置，以及（B）光学装置，其允许从图像形成装置输出的光入射其上、被导入其内以及从其输出。调节从外部入射的外部光量的控光装置被置于光学装置的输出光的区域中。
在根据本公开的第一实施方式的显示设备中，控光装置包括：两个相对的透明基板；设置于基板上的电极；以及密封在两个基板之间的电泳分散液。
根据本公开的第二实施方式的显示设备进一步包括：测量显示设备所处的环境的照度的照度传感器（为了方便，在一些情况中，其叫做“环境照度测量传感器”）。基于照度传感器（环境照度测量传感器）的测量结果控制控光装置的透射率。
根据本公开的第三实施方式的显示设备进一步包括：测量显示设备所处的环境的照度的照度传感器（环境照度测量传感器）。基于照度传感器（环境照度测量传感器）的测量结果控制图像形成装置所形成的图像的亮度。
根据本公开的第四实施方式的显示设备进一步包括：基于从外部环境穿过控光装置的光来测量照度的照度传感器（为了方便，在一些情况中，其叫做“透射光照度测量传感器”）。基于照度传感器（透射光照度测量传感器）的测量结果控制控光装置的透射率。
根据本公开的第五实施方式的显示设备进一步包括：基于从外部环境穿过控光装置的光来测量照度的照度传感器（透射光照度测量传感器）。基于照度传感器（透射光照度测量传感器）的测量结果控制图像形成装置所形成的图像的亮度。
在根据本公开的第一实施方式的显示设备中，由于控光装置包括两个相对的透明基板、设置于基板上的电极以及密封在两个基板之间的电泳分散液，所以可提供一种能够使观察者观察到的图像具有高对比度、降低功耗并充分地增加入射在图像显示装置上的外部光的量的显示设备。在根据本公开的第二至第五实施方式的显示设备中，基于照度传感器（环境照度测量传感器）的测量结果控制控光装置的透射率。基于照度传感器（环境照度测量传感器）的测量结果控制图像形成装置所形成的图像的亮度。基于照度传感器（透射光照度测量传感器）的测量结果控制控光装置的透射率。基于照度传感器（透射光照度测量传感器）的测量结果控制图像形成装置所形成的图像的亮度。因此，可提供一种能够使观察者观察到的图像具有高对比度并根据显示设备所处的周围环境的照度来优化图像的观察状态的显示设备。
附图说明
图1是示出根据第一实施例的显示设备中的图像显示装置的概念图；
图2是示出当从顶部看时根据第一实施例的显示设备的示意图；
图3A是示出当从侧面看时根据第一实施例的显示设备的示意图；
图3B是示出当从前侧看时根据第一实施例的显示设备中的光学装置和控光装置的示意图；
图4A和图4B是示出根据第一实施例的显示设备中的控光装置动作的示意性截面图；
图5是示出根据第二实施例的显示设备中的图像显示装置的概念图；
图6是示出根据第三实施例的显示设备中的图像显示装置的概念图；
图7是示出根据第三实施例的显示设备中的反射型体全息衍射光栅的一部分的示意性放大截面图；
图8是示出根据第四实施例的显示设备中的图像显示装置的概念图；
图9是示出当从前侧看时根据第五实施例的显示设备的示意图；
图10是示出当从顶部看时根据第五实施例的显示设备的示意图；
图11A是示出当从顶部看时根据第七实施例的显示设备的示意图；
图11B是示出根据第七实施例的显示设备中的控制照度传感器的电路的示意图；
图12A是示出当从顶部看时根据第八实施例的显示设备的示意图；
图12B是示出根据第八实施例的显示设备中的控制照度传感器的电路的示意图；
图13是示出在根据第九实施例的显示设备中构成图像显示装置的导光板内的光传播的示意图；
图14是示出当从顶部看时根据第九实施例的显示设备戴在观察者头部的状态的示意图（仅示出图像显示装置，并未示出框架）；
图15是示出使用根据第九实施例的显示设备的状态的概念图；
图16是示出根据第九实施例的显示设备的使用状态的概念图；
图17是示出根据第九实施例的显示设备的控制器的概念图；
图18A和图18B是示出第九实施例和第十实施例中的图像信号的一个实例的图表；
图19A、图19B和图19C是示出由图像显示装置针对左眼和右眼显示的图像的移动的示意图；
图20A是输入至图像形成装置的图像信号和添加了从观察者（显示设备）到观察目标的观看位置信息的信号的格式的概念图；
图20B是示出根据从显示设备到观察目标的距离的会聚角的调节的示意图；
图21A是示出在根据第十一实施例的显示设备中构成图像显示装置的导光板内的光传播的示意图；
图21B是示出根据第十一实施例的显示设备中的导光板等的配置状态的示意图；
图22是示出当从侧面看时根据第十一实施例的显示设备的示意图；
图23A是示出在根据第十二实施例的显示设备中构成图像显示装置的导光板内的光传播的示意图；
图23B是示出根据第十二实施例的显示设备中的导光板等的配置状态的示意图；
图24是示出当从侧面看时与第九实施例相比的现有技术中的头戴式显示器的示意图；
图25是示出第十三实施例的构成数据组的数据的文件结构的概念图；
图26A是第十三实施例的发送装置的系统结构框图；
图26B是第十三实施例的显示设备的系统结构框图；
图27是示出在第十三实施例中的发送装置内的发送处理的流程的示意图；
图28是示出在第十三实施例中的显示设备内的接收处理的流程的示意图；
图29A和图29B分别是示出第十三实施例中的构成发送装置的显示设备中显示的指定识别码、数据组、构成数据组的多个数据项以及总显示时间的表和示意图；
图30A和图30B是根据第十七实施例的显示设备的概念图；
图31是示出在根据第十七实施例的显示设备中构成图像显示装置的导光板内的光传播的示意图；
图32A和图32B是根据第十八实施例的显示设备的概念图；
图33A是示出当沿图33B中的线A-A截取时的原理性液体透镜的示意性截面图；
图33B是示出当沿图33A中的线B-B截取时的原理性液体透镜的示意性截面图；
图33C是示出当沿图33A中的线C-C截取时的原理性液体透镜的示意性截面图；
图34A至图34C是示出当沿图33A中的线C-C截取时的原理性液体透镜的动作的示意性截面图；
图35是沿图33B中的线A-A截取的根据第十九实施例的液体透镜的示意性截面图；
图36A至图36C是沿图35中的线C-C截取的根据第十九实施例的液体透镜的动作的示意性截面图；
图37A和图37B是沿图35中的线C-C截取的根据第十九实施例的液体透镜的动作的示意性截面图；
图38是示出根据第二十实施例的液体棱镜的概念图；
图39是示出用于改变光学系统的焦距的菲涅耳透镜型液体透镜的示意性截面图；
图40是示出用于改变光学系统的焦距的菲涅耳透镜型液体透镜的示意性平面图；
图41是示出根据第三实施例的显示设备的变形例中的图像显示装置的概念图；
图42是示出根据第三实施例的显示设备的另一变形例中的图像显示装置的概念图；
图43是示出根据第三实施例的显示设备的又一变形例的图像显示装置的概念图；
图44是示出当从前侧看时在根据第一实施例或第三实施例的显示设备的再一变形例中的光学装置和控光装置的示意图；
图45是示出根据现有技术的显示设备中的图像显示装置的概念图；以及
图46是示出根据现有技术的显示设备的变形例中的图像显示装置的概念图。
具体实施方式
下文中，将参照附图基于实施例对本公开进行描述。然而，本公开不限于这些实施例。各种数值或材料均是示例性的。描述将按照以下顺序进行。
1.根据本公开的第一至第五实施方式的显示设备的总体描述
2.第一实施例（根据本公开的第一实施方式的显示设备）
3.第二实施例（第一实施例的变形）
4.第三实施例（第一实施例的另一变形）
5.第四实施例（第一实施例的另一变形）
6.第五实施例（第一实施例的另一变形）
7.第六实施例（第一至第5实施例的变形）
8.第七实施例（根据本公开的第一至第三实施方式的显示设备）
9.第八实施例（根据本公开的第一、第四和第五实施方式的显示设备）
10.第九实施例（根据本公开的实施方式的显示设备1A和1B）
11.第十实施例（根据本公开的实施方式的显示设备1C）
12.第十一实施例（第九和第十实施例的变形）
13.第十二实施例（第十一实施例的变形）
14.第十三实施例（根据本公开的实施方式的显示设备3A）
15.第十四实施例（根据本公开的实施方式的显示设备3B）
16.第十五实施例（根据本公开的实施方式的显示设备3C）
17.第十六实施例（根据本公开的实施方式的显示设备3D）
18.第十七实施例（根据本公开的实施方式的显示设备2A）
19.第十八实施例（根据本公开的实施方式的显示设备2B）
20.第十九实施例（根据本公开的实施方式的显示设备2C）
21.第二十实施例（根据本公开的实施方式的显示设备2D）
22.第二十一实施例（第十七至第二十实施例的变形）
23.第二十二实施例（第十七至第二十一实施例的变形）及其他
[根据本公开的第一至第五实施方式的显示设备的总体描述]
可将根据本公开的第二实施方式的显示设备的结构，根据本公开的第三实施方式的显示设备的结构，根据本公开的第四实施方式的显示设备的结构，以及根据本公开的第五实施方式的显示设备的结构彼此任意组合。也就是说，例如，可将根据本公开的第二至第五实施方式的显示设备的结构如下所述地彼此组合：根据本公开的第二实施方式的显示设备的结构与根据本公开的第三实施方式的显示设备的结构的组合；根据本公开的第二实施方式的显示设备的结构与根据本公开的第四实施方式的显示设备的结构的组合；根据本公开的第二实施方式的显示设备的结构与根据本公开的第五实施方式的显示设备的结构的组合；根据本公开的第三实施方式的显示设备的结构与根据本公开的第四实施方式的显示设备的结构的组合；根据本公开的第三实施方式的显示设备的结构与根据本公开的第五实施方式的显示设备的结构的组合；根据本公开的第四实施方式的显示设备的结构与根据本公开的第五实施方式的显示设备的结构的组合；根据本公开的第二实施方式的显示设备的结构、根据本公开的第三实施方式的显示设备的结构与根据本公开的第四实施方式的显示设备的结构的组合；根据本公开的第二实施方式的显示设备的结构、根据本公开的第三实施方式的显示设备的结构与根据本公开的第五实施方式的显示设备的结构的组合；根据本公开的第二实施方式的显示设备的结构、根据本公开的第四实施方式的显示设备的结构与根据本公开的第五实施方式的显示设备的结构的组合；根据本公开的第三实施方式的显示设备的结构、根据本公开的第四实施方式的显示设备的结构与根据本公开的第五实施方式的显示设备的结构的组合；以及根据本公开的第二实施方式的显示设备的结构、根据本公开的第三实施方式的显示设备的结构、根据本公开的第四实施方式的显示设备的结构与根据本公开的第五实施方式的显示设备的结构的组合。
根据本公开的第一实施方式的显示设备可进一步包括测量显示设备所处的环境中的照度的照度传感器（环境照度测量传感器），并基于照度传感器（环境照度测量传感器）的测量结果控制控光装置的透射率。
根据包括上述优选实施方式的本公开的第一实施方式的显示设备可进一步包括测量显示设备所处的环境中的照度的照度传感器（环境照度测量传感器），并基于照度传感器（环境照度测量传感器）的测量结果控制图像形成装置所形成的图像的亮度。
根据包括上述优选实施方式的本公开的第一实施方式的显示设备可进一步包括基于从外部环境穿过控光装置的光来测量照度的第二照度传感器（在一些情况中，为了方便，其叫做“透射光照度测量传感器”），并基于第二照度传感器（透射光照度测量传感器）的测量结果控制控光装置的透射率。
根据包括上述优选实施方式的本公开的第一实施方式的显示设备可进一步包括基于从外部环境穿过控光装置的光来测量照度的第二照度传感器（在一些情况中，为了方便，其叫做“透射光照度测量传感器”），并基于第二照度传感器（透射光照度测量传感器）的测量结果控制图像形成装置所形成的图像的亮度。
在根据本公开的第一实施方式的包括第二照度传感器（透射光照度测量传感器）的显示设备或根据本公开的第四或第五实施方式的包括照度传感器（透射光照度测量传感器）的显示设备中，可将照度传感器或第二照度传感器（透射光照度测量传感器）布置为比光学装置更靠近观察者。
在根据本公开的第一实施方式的显示设备或包括上述各种优选实施方式的根据本公开的第二至第五实施方式的显示设备中，控光装置的最大透射率可大于等于50%，控光装置的最小透射率可小于等于30%。例如，控光装置的最大透射率的上限可以是99%，控光装置的最小透射率的下限可以是1%。
在根据包括上述各种优选实施方式和结构的本公开的第一至第五实施方式的显示设备中，当照度传感器（环境照度测量传感器）的测量结果大于等于预定值（为了方便，在一些情况中，其叫做“第一测量照度值”）时，控光装置的透射率可以小于等于预先确定的值（为了方便，在一些情况中，其叫做“第一透射率”）。或者，当照度传感器（环境照度测量传感器）的测量结果小于等于预定值（为了方便，在一些情况中，其叫做“第二测量照度值”）时，控光装置的透射率可以大于等于预先确定的值（为了方便，在一些情况中，其叫做“第二透射率”）。另外，根据环境照度测量传感器的照度，当透射光照度测量传感器的测量结果不是所需照度时，或当必须微调照度时，可在监测第二照度传感器（透射光照度测量传感器）的值的同时调节控光装置的透射率。例如，第一测量照度值可以是10lux，第一透射率可以在1%至30%的范围内，第二测量照度值可以是0.01lux，第二透射率可以在51%至99%的范围内。当环境照度测量传感器的测量照度值小于等于1×10-3lux时，例如，优选地增加控光装置的驱动电压以缩短驱动时间，从而尽可能快地增加控光装置的透射率。
在根据包括上述各种优选实施方式和结构的本公开的第一至第五实施方式的显示设备中，控光装置可使通过控光装置的光具有所需颜色。在此情况中，控光装置所赋予的颜色可以是可变的，或者，控光装置所赋予的颜色可以是固定的。然而，在前一种情况中，例如，可将着红色的控光装置、着绿色的控光装置和着蓝色的控光装置层叠。在后一种情况中，控光装置所赋予的颜色并使特定限制的，而是可以是，例如棕色。
在根据包括上述各种优选实施方式和结构的本公开的第一至第五实施方式的显示设备中，可在从其中发出光的光学装置的区域中可移除地（可移除地）设置控光装置，或可将控光装置固定至该区域。为了将控光装置设置为可分离的，例如，可用由透明塑料制成的螺钉将控光装置附接至光学装置，并可通过连接器和配线与控制电路（例如，其包括在用于控制图像形成装置的控制装置中）连接，以控制控光装置的透射率。为了将控光装置设置为可分离的，例如，可用由透明塑料制成的螺钉将控光装置附接至框架；可在框架中形成凹槽并可将控光装置装配至凹槽；或可将磁铁附接至框架，可将控光装置附接至具有磁铁的框架，可在框架中设置滑动部分，并可将控光装置装配至滑动部分。另外，可将连接器附接至控光装置并可将控光装置通过连接器和配线控制与控制电路（例如，其包括在用于控制图像形成装置的控制装置中）电连接，以控光装置的透射率。
在根据包括上述各种优选实施方式和结构的本公开的第一至第五实施方式的显示设备中，光学装置可包括：（a）导光板，入射光在全反射的同时在其中传播，并从其出射光；（b）第一偏转单元，使入射在导光板上的光偏转以在导光板中全反射；以及（c）第二偏转单元，使在全反射的同时在导光板中传播的光偏转多次以从导光板发出。这里，术语“全反射”表示全内反射或导光板内的全反射，其适用于以下描述。在此情况中，可将第二偏转单元设置在控光装置的投影像中，或可将控光装置设置在第二偏转单元的投影像中。另外，可用构成控光装置的基板之一覆盖第二偏转单元。
在根据包括上述各种优选实施方式和结构的本公开的第一实施方式的显示设备中，如上所述，控光装置包括：两个相对的透明基板（第一基板和第二基板）；设置于两个基板上的电极（第一电极和第二电极）；以及密封在两个基板之间的电泳分散液。电泳分散液包括大量带电电泳微粒和具有与电泳微粒的颜色不同的颜色的分散介质。例如，在第一电极被图案化且第二电极未被图案化（所谓的整面电极结构）的情况中，当电泳微粒带负电时，对第一电极施加负电压，并对第二电极施加正电压，带负电的电泳微粒移动以覆盖第二电极。因此，控光装置的透射率减小。相反，当对第一电极施加正电压并对第二电极施加负电压时，电泳微粒移动以覆盖第一电极。因此，控光装置的透射率增加。当这样对电极施加电压时，可以控制控光装置的透射率。电压可以是直流电压或交流电压。可用各种实验确定图案化的第一电极的形状，只要图案化的第一电极具有以下形状即可，当电泳微粒移动以覆盖第一电极从而增加控光装置的透射率时，该形状能够使控光装置的透射率值一致（均匀）。
为了方便，在一些情况中，两个相对基板中的一个叫做“第一基板”，与第一基板相对的另一基板叫做“第二基板”。另外，为了方便，必要时，设置于第一基板上的图案化或非图案化电极叫做“第一电极”，设置于第二基板上的非图案化电极叫做“第二电极”。例如，第一基板和第二基板可以是绝缘件，例如透明玻璃基板或塑料基板。可将由以下材料制成的透明塑料基板作为塑料基板的一个实例：聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚醚砜、聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯硫醚、聚偏二氟乙烯、醋酸三纤维素、溴基苯氧化物、芳族聚酰胺、聚酰亚胺、聚苯乙烯、多芳基化合物、聚砜和聚烯烃。当第一基板和第二基板是透明塑料基板时，可在基板的内表面上形成由无机材料或有机材料制成的阻挡层。
例如，可用所谓的透明电极作为第一电极和第二电极。具体地，第一电极和第二电极可由铟锡复合氧化物（包括，例如，ITO（铟锡氧化物）掺有锡的In2O3、晶体ITO和非晶ITO）、掺有氟的SnO2（FTO）、IFO（掺有氟的In2O3）X掺有锑的SnO2（ATO）、SnO2、ZnO（包括掺有铝的ZnO或掺有硼的ZnO）、铟锌复合氧化物（IZO（铟锌氧化物））、尖晶石类氧化物、具有YbFe2O4结构的氧化物，以及导电聚合物（例如聚苯胺、聚吡咯和聚噻吩）制成。然而，形成第一电极和第二电极的材料不限于此。其中，可将两种以上类型的材料彼此组合。除了形成透明电极的材料以外，第一电极可由金属材料制成，例如金、银、铜和铝，或合金。可用物理气相沉积方法（PVD方法）（例如真空沉积方法或溅射方法）、各种化学气相沉积方法（CVD方法）和各种涂敷方法形成第一电极和第二电极。可用任意方法使电极图案化，例如蚀刻方法、剥离方法，或使用各种掩模的方法。
必要时，可在电极上形成绝缘层。绝缘层可由例如无色透明绝缘树脂制成。具体地，例如，绝缘层可由丙烯酸树脂、环氧树脂、氟树脂、硅树脂、聚酰亚胺树脂或聚苯乙烯树脂制成。
对于电泳微粒相对于电泳分散液中的分散液（分散介质）的比例，电泳微粒相对于100重量份的分散液（分散介质）的比例可以是，例如，从0.1重量份到15重量份，优选地从1重量份到10重量份。电泳微粒分散于其中的分散液（分散介质）的实例包括具有绝缘特性的无色透明液体，具体地，无极性分散介质，更具体地，是脂族烃、芳族烃、卤代烃和硅油。这里，脂族烃的实例包括戊烷、己烷、环己烷、庚烷、辛烷、壬烷、癸烷、十二烷、轻石油、溶剂石脑油、煤油、正链烷和异链烷烃。此外，芳族烃的实例包括苯、甲苯、二甲苯和烷基苯。硅油的实例包括各种包括改良（modified，改性）硅油的二甲基聚硅氧烷。其更具体的实例包括：均由埃克森美孚公司制造的ISOPAR G、H、L和M，以及EXXOL D30、D40、D80、D110和D130，均由出光石油化学株式会社制造的IP SOLVENT1620、2028和2835，均由日本壳牌化学公司制造的SHELLSOL 70、71、72、A和AB，以及均由日本石化公司制造的NAPHTHESOL L、M和H。另外，这些可单独使用或可作为其两种以上类型的混合物使用。
可采用将电泳分散液装入微胶囊的结构。可用众所周知的方法获得微胶囊，例如界面聚合方法、原位聚合方法和凝聚方法。需要组成微胶囊的材料具有发射足够的光的特性，其具体实例包括脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树酯、聚酯树脂、聚氨酯树脂、聚酰胺树脂、聚乙烯树脂、聚苯乙烯树脂、聚乙烯醇树脂、明胶，或其共聚物。并不具体地限定将微胶囊放在基板上的方法，其实例包括喷墨方法。另外，为了防止放在基板上的微胶囊的位置偏移的目的，可用透光树脂粘合剂将微胶囊固定在基板上。透光树脂粘合剂的实例包括水溶性聚合物，具体地，聚乙烯醇、聚氨酯、聚酯、丙烯酸树脂和硅树脂。
在电泳微粒中并非特别必须使用电荷控制剂，但是，在使用正电荷控制剂以使电泳微粒带正电的情况中，正电荷控制剂的实例包括：诸如油溶苯胺黑EX（由东方化学工业株式会社制造）的苯胺黑类染料、诸如P-51（由东方化学工业株式会社制造）和Copy Charge PX VP435（由赫斯特日本公司制造）的季铵盐、烷氧基化胺、烷基酰胺、钼酸螯合色素、诸如PLZ1001（由四国化学公司制造）的咪唑化合物，以及透明或白色的鎓类化合物。此外，可从伯鎓至季鎓化合物中自由选择鎓化合物，并且其选自铵基化合物、有机四价硫化合物和磷化合物。例如，与氮、硫或磷原子结合的取代基是烷基或芳基，对于盐，含卤素的元素（典型地，例如氯、羟基、羧基等）适于作为抗衡离子（counter ion），但不限于此。其中，伯胺盐至叔胺盐以及季铵盐是特别优选的。在使用负电荷控制剂以使电泳微粒带负电的情况中，负电荷控制剂的实例包括：诸如BONTRON S-22、BONTRON S-34、BONTRON E-81和BONTRON E-84（均由东方化学工业株式会社制造）以及Spiron Black TRH（由保土谷化学工业公司制造）的金属络合物、含硫靛的色素、诸如Copy Charge NX VP434（由赫斯特日本公司制造）的季铵盐、诸如BONTRON E-89（由东方化学工业株式会社制造）的杯芳烃化合物、诸如LR147（由日本佳里多公司制造）的硼化合物、诸如氟化镁和氟化碳的氟化合物、诸如硬脂酸铝、硬脂酸钙、月桂酸铝、月桂酸钡、油酸钠、四丁氧基锆和环烷酸钴的已知金属皂、连氮类化合物的含水杨酸的金属络合物，以及含苯酚的浓缩产物。相对于100重量份的电泳微粒，电荷控制剂的添加量可以是，例如，100重量份至300重量份。
可用以下物质作为组成电泳分散液的分散液（分散介质）：山梨糖醇酐脂肪酸酯（例如，山梨糖醇酐单油酸酯、山梨糖醇酐单月桂酸酯、山梨糖醇酐倍半异硬脂酸酯，和山梨糖醇酐三油酸酯）；聚氧乙烯山梨糖醇酐羧酸酯（例如，聚氧乙烯山梨糖醇酐单硬脂酸酯和聚氧乙烯山梨糖醇酐单油酸酯）；脂肪酸聚乙二醇酯（例如，聚氧乙烯单硬脂酸酯和聚乙二醇二异硬脂酸酯）；聚氧乙烯烷基苯基醚（例如，壬基酚聚氧乙烯醚和辛基酚聚氧乙烯醚）；或诸如脂肪族二乙醇酰胺的非离子表面活性剂。此外，含聚合物的分散剂的实例包括：苯乙烯-顺丁烯酸树脂、苯乙烯-丙烯酸树脂、松香、含尿烷的聚合物化合物BYK-160、162、164和182（均由比格化学公司制造）、含尿烷的分散剂EFKA-47和LP-4050（均由EFKA公司制造）、含聚酯的聚合物化合物Solsperse 24000（由捷利康（Zeneca）公司制造）。另外，含聚合物的分散剂的其他实例包括：诸如甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸十八烷醇酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯和甲基丙烯酸十六烷酯的单体（其能够形成在分散介质中溶剂化的半族），诸如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸异丙酯、苯乙烯和甲苯乙烯的单体的随机共聚物，以及具有极性官能团的单体（其能够形成在分散介质中不容易溶剂化的半族），以及在JP3-188469A中公开的接枝共聚物。具有官能团的极性单体的实例包括：具有酸性官能团的单体，例如丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、富马酸、马来酸和苯乙烯磺酸；具有碱性官能团的单体，例如甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、甲基丙烯酸二乙氨基乙酯、乙烯基吡啶、乙烯基四氯化吡咯、乙烯基哌啶和乙烯基乳胺；其盐；苯乙烯-丁二烯共聚物，以及在JP60-10263A中公开的苯乙烯和长链甲基丙烯酸烷基酯的嵌段共聚物。此外，可以添加JP3-188469A中公开的诸如接枝共聚物的分散剂。分散剂的添加量例如可以是，相对于100重量份的电泳微粒为0.01重量份至5重量份。为了更有效地产生电泳微粒的电泳，可增加离子表面活性剂。阴离子表面活性剂的特定实例包括十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、烷基萘磺酸钠和琥珀辛酯磺酸钠。此外，阳离子表面活性剂的特定实例包括烷基苯二甲基氯化铵、烷基三甲基氯化铵和二硬脂基氯化铵。另外，可增加可溶于非极性分散介质的离子添加剂，例如三氟乙酸磺酰亚氨盐、三氟醋酸盐和三氟硫酸盐。离子添加剂的添加量例如可以是，相对于100重量份的电泳微粒为1重量份至10重量份。
电泳微粒的实例包括炭黑（黑色）、各种金属氧化物、酞花青染料（青色）、直接兰199（ProJet Cyan 1颜色）、品红377（品红色）、活性红29（品红色）、活性红180（品红色），以及偶氮染料（其是黄色的，并包括，例如，黄色104，伊尔福特公司，工业街，CH-1700弗里堡，瑞士）。
在根据包括上述各种优选实施方式和结构的本公开的第二至第五实施方式的显示设备中，控光装置可用作根据本公开的第一实施方式的显示设备的控光装置，但是本公开不限于此。可用以下装置作为控光装置：液晶快门；使用由金属（例如银微粒）的可逆氧化还原反应产生的电沉积和分离现象的电沉积型（电沉积和电场沉积）光学快门；使用由电致变色材料的氧化还原反应产生的材料的颜色变化的光学快门；以及使用电润湿现象控制透射率的光学快门。在根据包括上述各种优选实施方式和结构的本公开的第一至第五实施方式的显示设备中，可从观察者顺次布置光学装置和控光装置，或可从观察者顺次布置控光装置和光学装置。在根据包括上述各种优选实施方式和结构的本公开的第一至第五实施方式的显示设备中，照度传感器（环境照度测量传感器或透射光照度测量传感器）可以是已知的照度传感器，并可用已知的控制电路控制照度传感器。
在根据包括上述各种优选实施方式和结构的本公开的第一至第五实施方式的显示设备中（在下文中，在一些情况中，其简单地叫做“根据本公开的实施方式的显示设备”），光学装置可以是半透射（透视）型。具体地，面向观察者的两只眼睛的光学装置的至少一部分可以是半透射的（透视的），并可通过光学装置的一部分看到外面的风景。显示设备可包括一个图像显示装置或两个图像显示装置。
第一偏转单元可反射入射到导光板上的光，并且第二偏转单元可多次透射和反射在导光板内部通过全反射来传播的光。在该情况下，第一偏转单元可充当反射镜，并且第二偏转单元可充当半透射镜。
在这种结构中，例如第一偏转单元可由包括合金的金属材料构成，或者可由反射入射到导光板上的光的反光膜（一种镜子）或衍射入射到导光板上的光的衍射光栅（例如，全息衍射光栅膜）构成。另外，第二偏转单元可由层叠多个电介质膜的多层结构、半反射镜、偏振分束器或全息衍射光栅膜构成。此外，第一偏转单元或第二偏转单元可被配置在导光板内部（插入导光板内部），但在第一偏转单元中，入射到导光板上的平行光被反射或衍射，使得入射到导光板上的平行光在导光板内部被全反射。另一方面，在第二偏转单元中，在导光板内部通过全反射传播的平行光经历多次反射或衍射，并且被反射或衍射的光以平行光的状态从导光板输出。
可替代地，第一偏转单元可衍射入射到导光板上的光，并且第二偏转单元可多次衍射在导光板内部通过全反射来传播的光。而且，在该情况下，第一偏转单元和第二偏转单元可为衍射光栅元件。这里，衍射光栅元件可为反射型衍射光栅元件或透射型衍射光栅。可替代地，一个衍射光栅元件可为反射型衍射光栅元件，并且另一衍射光栅元件可为透射型衍射光栅元件。反射型衍射光栅元件的实例可以是反射型体全息衍射光栅。为方便描述，包括反射型体全息衍射光栅的第一偏转单元可称为“第一衍射光栅件”，并且包括反射型体全息衍射光栅的第二偏转单元可称为“第二衍射光栅件”。
可通过根据本公开的图像显示装置进行单色（例如，绿色）图像显示，但在进行彩色图像显示的情况下，第一衍射光栅件或第二衍射光栅件可由层叠P层作为反射型体全息衍射光栅的衍射光栅层的层叠结构构造，以使得第一衍射光栅件或第二衍射光栅件响应于具有P种不同波长带（或波长）的P种光（例如P=3，以及红、绿和蓝三种）的衍射和反射。在各衍射光栅层中形成对应一种波长带（或波长）的干涉条纹。可替代地，P种干涉条纹可形成在作为单层衍射光栅层的第一衍射光栅件或第二衍射光栅件中，以响应于具有P种不同波长带（或波长）的P种光的衍射和反射。可替代地，例如视角可被等分为三部分，并且第一衍射光栅件或第二衍射光栅件可通过层叠对应于所划分的视角的衍射光栅层来形成。利用这些结构，当具有各种波长带（或各波长）的光在第一衍射光栅件或第二衍射光栅件中被衍射和反射时，可以增大衍射效率和衍射接收角，并优化衍射角。
第一衍射光栅件和第二衍射光栅件可由例如光敏聚合物材料制成。形成第一衍射光栅件和第二衍射光栅件（其是反射型体全息衍射光栅）及其基本结构的材料可以与根据相关技术的反射型体全息衍射光栅的材料相同。反射型体全息衍射光栅表示仅衍射和反射+1级的衍射光的全息衍射光栅。在衍射光栅件中从内部向其表面形成干涉条纹。然而，形成干涉条纹的方法可以与根据相关技术的形成方法相同。具体地，例如，可用第一预定方向上的对象光辐射形成衍射光栅件的构件（例如光敏聚合物材料），并可同时用第二预定方向上的参考光辐射该构件，可在形成衍射光栅件的构件中记录对象光和参考光所形成的干涉条纹。可适当地选择第一预定方向、第二预定方向、以及对象光和参考光的波长，以获得干涉条纹之间的所需节距，以及干涉条纹在衍射光栅件的表面上的所需倾角（倾斜角）。干涉条纹的倾斜角表示在衍射光栅件的表面（或衍射光栅层）和干涉条纹之间形成的角度。当第一衍射光栅件和第二衍射光栅件均具有P个衍射光栅层（其是反射型体全息衍射光栅）的层叠结构时，可分别形成和层叠（粘合）P个衍射光栅层，例如用可紫外固化的树脂粘合剂层叠（粘合），从而获得P个衍射光栅层的层叠结构。或者，可用粘合光敏聚合物材料形成一层衍射光栅层，并可在其上连续地附接粘合光敏聚合物材料以制造衍射光栅层，从而形成P个衍射光栅层。
或者，在根据本公开的实施方式的图像显示装置中，光学装置可以是半透视镜，从图像形成装置发出的光入射在半透视镜上，并从半透视镜向观察者的瞳孔发出光。另外，从图像形成装置发出的光可通过空气传播，并可入射在半透视镜上。例如，光可在透明件（特别是由与形成导光板的材料相同的材料制成的构件，其将在下面描述）中传播，例如玻璃板或塑料板，并可入射在半透视镜上。可通过透明件将半透视镜附接至图像形成装置，或可通过与透明件不同的构件将半透视镜附接至图像形成装置。
在根据包括上述各种优选实施方式和结构的本公开的实施方式的图像显示装置中，图像形成装置可包括多个布置在二维矩阵中的像素。为了说明方便，图像形成装置的结构叫做“根据第一构造的图像形成装置”。
根据第一构造的图像形成装置的实例可包括：包括反射型空间光调制装置和光源的图像形成装置；包括透射型空间光调制装置和光源的图像形成装置；以及包括发光装置的图像形成装置，发光装置例如为有机EL（电致发光）装置、无机EL装置，或发光二极管（LED）。在上述图像形成装置中，包括反射型空间光调制装置和光源的图像形成装置是优选的。空间光调制装置的实例可包括光阀，例如透射或反射液晶显示装置，例如LCOS（硅基液晶）和数字微镜装置（DMD）。可将发光装置用作光源的一个实例。此外，反射型空间光调制装置可包括液晶显示装置和偏振光束分离器，其反射从光源发出的光的一部分并将光引导至液晶显示装置，并透射液晶显示装置所反射的光的一部分，以将其引导至光学系统。形成光源的发光装置的实例可包括红光发送装置、绿光发送装置、蓝光发送装置和白光发送装置。或者，可用光管将从红光发送装置、绿光发送装置和蓝光发送装置发出的红光、绿光和蓝光彼此混合，并可使混合光的亮度均匀，从而获得白光。发光装置的实例可包括半导体激光装置、固态激光器和LED。可基于图像显示装置所需的规格确定像素的数量。具体地，像素的数量的实例可包括320×240，432×240，640×480，1024×768和1920×1080。
或者，在根据包括上述各种优选实施方式和结构的本公开的实施方式的图像显示装置中，图像形成装置可包括光源和用从光源发出的平行光执行扫描的扫描单元。为了说明方便，图像形成装置的结构叫做“根据第二构造的图像形成装置”。
可将发光装置作为根据第二构造的图像形成装置的光源的一个实例。具体地，可将红光发送装置、绿光发送装置、蓝光发送装置和白光发送装置作为光源的实例。或者，可用光管将从红光发送装置、绿光发送装置和蓝光发送装置发出的红光、绿光和蓝光彼此混合，并可使混合光的亮度均匀，从而获得白光。可将半导体激光装置、固态激光器和LED作为发光装置的实例。可基于图像显示装置所需的规格确定根据第二构造的图像形成装置中的像素（虚拟像素）的数量。例如，具体地，像素（虚拟像素）的数量可以是320×240，432×240，640×480，1024×768和1920×1080。另外，在彩色图像的显示中，当光源包括红光发送装置、绿光发送装置和蓝光发送装置时，优选地用正交棱镜来实现彩色合成。扫描单元的实例可包括MEMS（微机电系统），其包括可在二维方向上旋转的微镜和电流镜（galvano-mirror），电流镜用从光源发出的光执行水平扫描和垂直扫描。
在根据第一构造的图像形成装置或根据第二构造的图像形成装置中，由光学系统（发出平行光并且在一些情况中叫做“平行光发射光学系统”的光学系统；具体地，例如，准直光学系统或中继光学系统）改变成多个平行光束的光入射在导光板上。然而，对平行光束的需求以以下需要为基础：在从导光板通过第一偏转单元和第二偏转单元发出光后，保持当光在导光板上入射时的光波前信息。为了产生多个平行光束，具体地，例如，可在与平行光发射光学系统的焦距相应的地方（位置）设置图像形成装置的发光单元。平行光发射光学系统具有将像素的位置信息转换成光学装置的光学系统中的角度信息的功能。平行光发射光学系统的一个实例可以是这样的光学系统，其整体上具有正光焦度（optical power）并包括凸透镜、凹透镜、自由形态表面棱镜，以及全息透镜或其组合。可在平行光发射光学系统和导光板之间设置具有开口部分的光屏蔽件，以防止从平行光发射光学系统发出的不需要的光入射在导光板上。
导光板具有两个平行表面（第一和第二表面），其与导光板的轴线（X轴）平行地延伸。当光入射于其上的导光板的表面叫做导光板入射面且从其中发出光的导光板的表面叫做导光板出射面时，导光板入射面和导光板出射面可由第一表面形成，导光板入射面可由第一表面形成，导光板出射面可由第二表面形成。导光板可由以下材料制成：包括石英玻璃或光学玻璃的玻璃，例如BK7，以及塑料材料（例如PMMA、聚碳酸酯树脂、丙烯酸树脂、无定形聚丙烯类树脂，或包括AS树脂的苯乙烯类树脂）。导光板的形状不限于平板，而是，导光板可具有弯曲形状。
在根据本公开的实施方式的显示设备中，框架可包括布置于观察者前面的前部和两个通过铰链枢转地附接至前部的两端的镜腿部。将镜腿端盖部附接至每个镜腿部的顶端。将图像显示装置附接至框架。具体地，可将图像形成装置附接至例如镜腿部。可整体地形成前部和两个镜腿部。即，在根据本公开的实施方式的显示设备的整个结构中，框架具有和一般眼镜基本上相同的结构。包括衬垫的框架可由与形成一般眼镜的材料相同的材料制成。例如，框架由金属、合金、塑料及其组合物制成。可将前部附接至鼻托。即，在根据本公开的实施方式的显示设备的整个结构中，框架和鼻托的组件具有与一般眼镜基本上相同的结构，除了没有镜框以外。鼻托可具有已知的构造和结构。
在根据本公开的实施方式的显示设备中，在设计或安装简易性方面，希望来自一个或两个图像形成装置的配线（例如信号线和电源线）从镜腿端盖部的顶端通过镜腿部和镜腿端盖部延伸至外部，并与控制装置（控制电路或控制单元）连接。此外，每个图像形成装置可包括耳机部，并且，来自每个图像形成装置的用于耳机部的配线可通过镜腿部和镜腿端盖部从镜腿端盖部的顶端延伸至耳机部。耳机部的实例可包括内耳式（inner eartype）或耳塞式（canal type）耳机部。具体地，用于耳机部的配线优选地从镜腿端盖部的顶端延伸至耳机部，以在外耳（外耳）的后部附近走线。另外，可将成像装置附接至前部的中心。具体地，成像装置包括固态成像装置（其是CCD或CMOS传感器）和透镜。可通过例如前部将来自成像装置的配线与一个图像显示装置（或图像形成装置）连接。此外，该配线可包括在从图像显示装置（或图像形成装置）延伸的配线中。
下面将描述根据包括上述各种实施方式和结构的本公开的实施方式的显示设备的变形。
然而，在显示设备包括附接至框架的用于右眼的图像显示装置和用于左眼的图像显示装置且观察者观察外部图像和图像（例如显示在图像显示装置上的字幕）的重叠图像的情况中，当外部图像（实像）的会聚角（水平面和光束之间的交叉角，其适用于以下描述）和图像（显示在图像显示装置上的虚像）的会聚角之间存在较大的差异时，会使观察者疲劳。即，必须根据观察者相对于观察目标（例如剧场或屏幕）的观察位置来调节会聚角。
人眼的视觉细胞包括两种类型的细胞，即，视锥细胞和视杆细胞。能够获得具有高分辨率的信息的视锥细胞以高密度分布在中央凹处，并且视力在该位置处很好。另一方面，已知分布视杆细胞的视网膜附近的视力比视网膜中心的视力差。因此，视力在观察者凝视的部分处很好，但是在该部分附近较差。当诸如字幕的图像与外部图像重叠且观察者凝视的外部图像的显示位置和所显示的图像之间的距离较长时，难以观察图像。相反，当观察者凝视所显示的图像时，难以观察外部图像。例如，当在舞台上朗诵台词的演员的位置远离台词的字幕的显示位置且该位置彼此重叠时，会出现上述问题。
当外部图像的颜色接近所显示的图像（例如字幕）的颜色时，或当外部图像复杂或精细时（换句话说，当外部图像的空间频率较高时），难以观察图像。例如，日本专利第3744984号公开了一种用于解决该问题的装置。在演出和电影中，演员不会总是朗诵台词。当将在日本专利第3744984号中公开的装置应用于字幕显示时，字幕总是显示在信息显示装置上，这导致增加信息显示装置的功耗。
因此，为了根据观察者相对于观察目标的观察位置优化会聚角，在包括两个附接至框架的用于左眼和右眼的图像显示装置的显示设备中，可控制对构成至少一个图像显示装置的图像形成装置的图像信号，以根据观察者的观察位置调节会聚角。为了方便，这种显示设备叫做“根据本公开的实施方式的显示设备1A”。
在根据本公开的实施方式的显示设备1A或将在下面描述的根据本公开的实施方式的显示设备2A至2D中，根据观察者的观察位置调节会聚角。即，根据从显示设备到观察目标的距离调节会聚角。这样，观察目标和观察者（观众）之间的距离可等于图像显示装置显示的图像的虚像距离，或者该距离可尽可能地等于虚像距离。因此，观看观察目标的观察者（观众）可自然地观看（观察）图像显示装置显示的图像，焦点不改变或更改。结果，观察者不太容易疲劳。换句话说，只要达到此状态，观察目标和观察者（观众）之间的距离等于图像显示装置显示的图像的虚像距离。
为了根据观察者相对于观察目标的观察位置优化显示设备中的显示位置，在包括两个附接至框架的用于左眼和右眼的图像显示装置的显示设备中，控制对构成至少一个图像显示装置的图像形成装置的图像信号的输入，以根据观察者的观察位置调节显示在构成此至少一个图像显示装置的光学装置上的图像的位置。为了方便，这种显示设备叫做“根据本公开的实施方式的显示设备1B”。
在根据本公开的实施方式的显示设备1B中，根据观察者的观察位置调节显示在光学装置上的图像的位置。因此，当观察者观察到与外部图像重叠的图像时，观察者所凝视的外部图像离图像的显示位置不远，并可以轻松地观察图像。
为了实现能够降低能耗的显示设备，在从对图像形成装置输入图像信号开始已过去预定时段后，使图像形成装置停止形成图像。为了方便，这种显示设备叫做“根据本公开的实施方式的显示设备1C”。
在根据本公开的实施方式的显示设备1C中，在从对图像形成装置输入图像信号开始已过去预定时段后，使图像形成装置停止形成图像。即，在已过去预定时段后，将显示设备的操作模式改变成节能模式，或备用和空闲模式。因此，可以防止显示设备的不必要的能耗。
或者，为了根据观察者相对于观察目标的观察位置来优化会聚角，在包括两个附接至框架的用于左眼和右眼的图像显示装置的显示设备中，每个图像显示装置进一步包括将从图像形成装置发出的光转换成平行光的光学系统（平行光发射光学系统）。至少一个图像显示装置（即，用于右眼的图像显示装置，用于左眼的图像显示装置，或用于右眼和左眼的两个图像显示装置，其适用于以下描述）进一步包括将图像形成装置的光轴和光学系统的光轴在水平方向上相对于彼此移动的移动装置。根据观察者的观察位置，移动装置将图像形成装置的光轴和光学系统的光轴在水平方向上相对于彼此移动，从而调节会聚角。为了方便，这种显示设备叫做“根据本公开的实施方式的显示设备2A”。
或者，为了根据观察者相对于观察目标的观察位置优化会聚角，在包括两个附接至框架的用于左眼和右眼的图像显示装置的显示设备中，每个图像显示装置进一步包括将从图像形成装置发出的光转换成平行光的光学系统（平行光发射光学系统）。至少一个图像显示装置进一步包括旋转图像形成装置和光学系统的旋转装置。旋转装置根据观察者的观察位置而旋转图像形成装置和光学系统，以改变从光学系统发出然后入射在光学装置上的平行光相对于光学装置的入射角，从而调节会聚角。为了方便，这种显示设备叫做“根据本公开的实施方式的显示设备2B”。
或者，为了根据观察者相对于观察目标的观察位置优化会聚角，在包括两个附接至框架的用于左眼和右眼的图像显示装置的显示设备中，构成至少一个图像显示装置的光学系统包括液体透镜，并根据观察者的观察位置操作液体透镜，从而调节会聚角。为了方便，这种显示设备叫做“根据本公开的实施方式的显示设备2C”。
或者，为了根据观察者相对于观察目标的观察位置优化会聚角，在包括两个附接至框架的用于左眼和右眼的图像显示装置的显示设备中，构成至少一个图像显示装置的光学系统包括液体棱镜，并根据观察者的观察位置操作液体棱镜，从而调节会聚角。为了方便，这种显示设备叫做“根据本公开的实施方式的显示设备2D”。
在根据本公开的实施方式的显示设备1A或显示设备1B中，可控制对构成至少一个图像显示装置的图像形成装置的图像信号的输入，以实现显示于构成至少一个图像显示装置的光学装置上的图像在水平方向上的运动、其在垂直方向上的运动以及其旋转的任意组合。在图像的运动中，例如，可在光学装置中设置用于移动图像的非显示区域。
在根据本公开的实施方式的显示设备2A至2D中，可控制对构成至少一个图像显示装置的图像形成装置的图像信号的输入，以调节会聚角。可控制对构成至少一个图像显示装置的图像形成装置的图像信号的输入，以实现显示于构成至少一个图像显示装置的光学装置上的图像在水平方向上的运动、其在垂直方向上的运动以及其旋转的任意组合。在图像的运动中，例如，可在光学装置中设置用于移动图像的非显示区域。因此，当控制显示于构成至少一个图像显示装置的光学装置上的图像的位置以调节两个图像显示装置的光学位置时，具体地，可控制显示于构成至少一个图像显示装置的光学装置上的图像的位置，使得图像显示装置对左眼显示的图像和图像显示装置对右眼显示的图像在所需虚像距离或所需虚像位置彼此重合。具体地，观察者可佩戴显示设备，并可对原始图像信号增加显示位置校正信号，使得图像显示装置对左眼显示的图像和图像显示装置对右眼显示的图像在所需虚像距离或所需虚像位置彼此重合。另外，可将显示位置校正信号储存在显示设备（具体地，包括在显示设备中的控制装置）中。此结构的使用使得可以根据观察者的观察位置来调节显示于光学装置上的图像的位置。当观察者观察与外部图像重叠的图像时，观察者所凝视的外部图像离图像的显示位置不远。因此，可以轻松地观察图像。
在根据包括上述优选实施方式的本公开的实施方式的显示设备1A或显示设备1B中，除了输入至图像形成装置的图像信号以外，可从外部向显示设备发射与观察者的观察位置相关的信息（在下文中，叫做“观察者观察位置信息”），或者显示设备可进一步包括测量观察者的观察位置的位置测量单元。
在根据包括上述优选实施方式的本公开的实施方式的显示设备2A至2D中，除了输入至图像形成装置的图像信号以外，可预先对显示设备提供观察者观察位置信息。或者，可从外部向显示设备发射观察者观察位置信息，或者显示设备可进一步包括测量观察者的观察位置的位置测量单元。
在从外部向显示设备发射观察者观察位置信息的结构中，可将观察者观察位置信息无线地发射至显示设备（具体地，包括在显示设备中的控制装置）。在显示设备可进一步包括测量观察者的观察位置的位置测量单元的结构中，位置测量单元的实例包括，具体地，具有自动聚焦功能的照相机或成像设备（例如，包括有源距离测量装置或无源距离测量装置的照相机或成像设备，有源距离测量装置对观察目标辐射红外线或超声波，并基于直到反射波返回为止的时间或辐射角来检测距离），以及用于具有自动聚焦功能的照相机的距离测量装置（有源距离测量装置）。或者，可在显示设备中设置按钮或开关，以手动地设置从显示设备到观察目标的距离。或者，可预先在显示设备中设置观察者观察位置信息。或者，个人计算机可对显示设备提供观察者观察位置信息。例如，可用适当的装置和方法来读取作为条形码打印在票据上的座位信息或剧场信息（例如，礼堂信息或剧场信息，其适用于以下描述），或包括在显示于手机上的票据信息中的座位信息或剧场信息，并可用适当的装置基于该座位信息或剧场信息对显示设备提供观察者观察位置信息。
在根据本公开的实施方式的显示设备1C中，为了使图像形成装置停止形成图像，即，为了将显示设备的操作模式改变成节能模式或备用和空闲模式（在下文中，在一些情况中，这些模式一般叫做，例如，“节能模式等”），例如，可对图像信号添加表示图像显示装置的图像显示时间的信号或用于指示图像形成装置停止形成图像的信号。预定时段的实例包括正常人阅读显示于图像形成装置上的字幕所需的时间以及由字行长度预先确定的字幕显示时间。
在根据包括上述优选实施方式的本公开的实施方式的显示设备2A至2D中，在从对图像形成装置输入图像信号开始已过去预定时段后，图像形成装置可停止形成图像。这样，在已过去预定时段后，将显示设备的操作模式改变成节能模式，或备用和空闲模式。因此，可以防止显示设备的不必要的功耗和能耗。
在根据包括上述各种优选实施方式的本公开的实施方式的显示设备1A至1C和显示设备2A至2D中，除了输入至图像形成装置的图像信号以外，可从外部向显示设备发射将显示于光学装置上的图像的亮度信号。在此结构中，可从外部向显示设备无线地发射亮度信号。
在根据包括上述各种优选实施方式的本公开的实施方式的显示设备1A至1C和显示设备2A至2D中，在光学装置上显示的基于图像信号的图像包括字符。用于将字符显示为图像的图像信号（在一些情况中，叫做“字符数据”）可以是数字数据，并可例如通过操作员或在计算机处理的基础上预先产生。可根据所使用的显示设备或系统，适当地选择字符数据的格式。例如，字符数据可以是包括字符串的文本数据或包括作为图像的字符串的图像数据。
在根据本公开的实施方式的显示设备1A至1C和显示设备2A至2D中，为了降低由连续观察在预定位置显示的图像（例如字幕或虚像）所导致的观察者的瞳孔疲劳，由两个光学装置形成的图像的位置（图像位置）或由两个光学装置形成的图像（例如字幕或虚像）离两个光学装置的距离（图像距离）可以随着时间而变化。该位置或距离随着时间的变化意味着，每隔5分钟至10分钟，改变图像在水平方向上的位置。例如，该位置或距离随着时间的变化意味着，将图像的位置在图像形成装置中改变相当于+2像素或-1像素的距离持续1至3分钟，然后返回至原始位置。
在根据本公开的实施方式的显示设备1A或显示设备1B中，观察者可佩戴显示设备，并可对原始图像信号增加显示位置校正信号，使得图像显示装置对左眼显示的图像和图像显示装置对右眼显示的图像在所需虚像距离或所需虚像位置彼此重合。可将显示位置校正信号储存在显示设备（具体地，包括在显示设备中的控制装置）中，并可将对原始图像信号增加显示位置校正信号的图像信号发射至显示设备。在根据包括上述各种优选实施方式的本公开的实施方式的显示设备1A至1C和显示设备2A至2D中，可将图像信号无线地发射至显示设备。在此结构中，例如，控制装置接收图像信号并执行图像显示过程。或者，可将图像信号储存在显示设备（控制装置）中。在此情况中，可将显示位置校正信号发射至显示设备。控制构成至少一个图像显示装置的光学装置所显示的图像的位置，以调节两个图像显示装置的光学位置。具体地，可控制显示于构成至少一个图像显示装置的光学装置上的图像的位置，使得图像显示装置对左眼显示的图像和图像显示装置对右眼显示的图像在所需虚像距离或所需虚像位置彼此重合。控制装置（控制电路或控制单元）可以是已知电路。
在根据包括上述各种优选实施方式和结构的本公开的实施方式的显示设备1A至1C和显示设备2A至2D中，包括在显示设备中的控制装置可包括存储单元。存储单元可储存包括多个用于图像显示的图像信号（例如字符数据）的数据组。可对每个构成数据组的图像信号提供数据识别码。可以预定时间间隔从外部向控制装置发射名称识别码和显示时间信息。控制装置可读取具有与从存储单元发射的名称识别码相同的数据识别码的图像信号，并在与所发射的显示时间信息相应的时间内在显示设备上显示基于图像信号的图像。“与显示时间信息相应的时间”可以是根据本公开的实施方式的显示设备1C中的“预定时段”。在一些情况中，为了方便，此结构叫做“根据本公开的实施方式的显示设备3A”。
在根据本公开的实施方式的显示设备3A中，以预定时间间隔从外部向控制装置发射名称识别码和显示时间信息。控制装置从存储单元读取具有与所发射的名称识别码相同的数据识别码的图像信号，并在与所发射的显示时间信息相应的时间内在显示设备上显示基于图像信号的图像。因此，甚至当控制装置由于任何原因而无法接收从外部发射的名称识别码和/或显示时间信息时，可尝试重复或再次接收名称识别码和显示时间信息。因此，可以可靠地接收名称识别码和显示时间信息。结果，例如，甚至当多个显示设备接收名称识别码和显示时间信息时，其可同时可靠地显示相同的图像，并可以可靠地防止显示设备难以显示图像的问题。
或者，在根据包括上述各种优选实施方式和结构的本公开的实施方式的显示设备1A至1C和显示设备2A至2D中，包括在显示设备中的控制装置可包括存储单元。存储单元可储存包括多个用于图像显示的图像信号（例如字符数据）的数据组。对每个构成数据组的图像信号提供数据识别码。每个图像信号可包括不同大小的具有不同显示尺寸的多个显示数据项。可从外部向控制装置发射名称识别码。控制装置可根据观察目标和显示设备之间的距离，从存储单元读取具有与所发射的名称识别码相同的数据识别码的图像信号中的多个不同大小的显示数据项中的一个，并在显示设备上显示基于这一个不同大小的显示数据项的图像。为了方便，在一些情况中，此结构叫做“根据本公开的实施方式的显示设备3B”。
在根据本公开的实施方式的显示设备3B中，控制装置根据观察目标和显示设备之间的距离，从存储单元读取具有与所发射的名称识别码相同的数据识别码的图像信号中的多个不同大小的显示数据项中的一个，并在图像显示装置上显示基于这一个不同大小的显示数据项的图像。因此，在观察目标的视觉大小和图像的大小之间不太可能出现不匹配。
或者，在根据包括上述各种优选实施方式和结构的本公开的实施方式的显示设备1A至1C和显示设备2A至2D中，包括在显示设备中的控制装置可包括存储单元。存储单元可储存包括用于图像显示的图像信号（例如字符数据）的多个数据组。对每个构成数据组的图像信号提供数据识别码。每个图像信号可包括以不同语言显示的不同语言的多个显示数据项。可从外部向控制装置发射名称识别码。控制装置可从存储单元读取具有与所发射的名称识别码相同的数据识别码的图像信号中的多个不同语言的显示数据项中的一个，并在显示设备上显示基于该不同语言的显示数据项的图像。为了方便，在一些情况中，此结构叫做“根据本公开的实施方式的显示设备3C”。例如，可用以下方法作为选择显示语言的方法，在该方法中，在控制装置中设置按钮或开关并手动地用其选择显示语言。
在根据本公开的实施方式的显示设备3C中，控制装置从存储单元读取具有与所发射的名称识别码相同的数据识别码的图像信号中的多个不同语言的显示数据项中的一个，并在显示设备上显示基于这一个不同语言的显示数据项的图像。因此，可以轻松地以观察者（观众）使用的语言显示图像。
或者，在根据包括上述各种优选实施方式和结构的本公开的实施方式的显示设备1A至1C和显示设备2A至2D中，包括在显示设备中的控制装置可包括存储单元。存储单元可储存包括用于图像显示的图像信号（例如字符数据）的多个数据组。对每个构成数据组的图像信号提供数据识别码。可从外部向控制装置发射名称识别码。控制装置可从存储单元读取具有与所发射的名称识别码相同的数据识别码的图像信号，并根据观察目标和显示设备之间的距离执行数据处理，从而，在控制会聚角的同时，在显示设备上显示基于图像信号（经受了数据处理的图像信号）的图像。为了方便，在一些情况中，此结构叫做“根据本公开的实施方式的显示设备3D”。可在从显示设备到观察目标的距离的基础上，在输入至构成至少一个图像显示装置的图像形成装置的图像信号上执行图像处理。
在根据本公开的实施方式的显示设备3D中，根据从显示设备到观察目标的距离调节会聚角。这样，观察目标和观察者（观众）之间的距离可等于图像显示装置所显示的图像的虚像距离，或者该距离可尽可能地等于虚像距离。因此，观看观察目标的观察者（观众）可自然地观看（观察）图像显示装置所显示的图像，基本上不改变或更改焦点。
在根据包括上述各种优选实施方式和结构的本公开的实施方式的显示设备2A至2D中，可根据观察者的观察位置或观察目标与显示设备之间的距离，改变显示于光学装置上的显示画面（图像显示区域）的大小、显示画面（图像显示区域）的视角以及显示画面的分辨率。为了方便，在一些情况中，此结构叫做“根据本公开的实施方式的显示设备2E”。
可将根据本公开的实施方式的显示设备2A至2E适当地彼此组合。另外，可将根据本公开的实施方式的显示设备3A至3D适当地彼此组合。在根据本公开的实施方式的显示设备2A至2E和显示设备3A至3D中，控制装置可以是已知的电路，存储单元可以是已知的存储单元，例如存储卡。可从发送装置无线地发射名称识别码和显示时间信息。发送装置可包括显示设备，显示设备可显示名称识别码、数据组，以及每个图像信号或每个显示数据项的总显示时间。然而，本公开不限于此。可用电线发射信息。用于对控制装置发射名称识别码的发送装置可以是已知的发送装置，并且，设置于发送装置中的显示设备可以是已知的显示设备。
根据本公开的实施方式的显示设备2A根据观察者的观察位置操作移动装置。根据本公开的实施方式的显示设备2B根据观察者的观察位置操作旋转装置。根据本公开的实施方式的显示设备2C根据观察者的观察位置操作液体透镜。根据本公开的实施方式的显示设备2D根据观察者的观察位置操作液体棱镜。基于观察者观察位置信息，用来自控制装置的控制信号控制这些操作。
在根据本公开的实施方式的显示设备2A中，移动装置将图像形成装置的光轴和光学系统的光轴在水平方向（X轴方向）上相对于彼此移动。具体地，例如，可固定一个图像显示装置中的图像形成装置的光轴和光学系统的光轴之间的位置关系，并且，可使另一图像显示装置中的图像形成装置的光轴和光学系统的光轴的位置在水平方向（X轴方向）上相对于彼此移动。或者，可使两个图像显示装置中的图像形成装置的光轴和光学系统的光轴的位置在水平方向（X轴方向）上都相对于彼此移动。在此结构中，使从光学系统发出然后入射在光学装置上的平行光相对于光学装置的入射角（形成于将在下面描述的中心入射光束和YZ平面之间的角度，叫做“YZ平面入射角”）改变。在此结构中，可将图像形成装置和光学系统中的一个放在引导部分上以进行移动，例如其是齿条部分，并且，可使图像形成装置和光学系统中的一个在引导部分上移动，以由电机和小齿轮移动。或者，可将图像形成装置和光学系统中的一个放在引导部分上以进行移动，并且，可使图像形成装置和光学系统中的一个在引导部分上移动，以由压电装置或超声波电机移动。
在根据本公开的实施方式的显示设备2B中，旋转装置旋转图像形成装置和光学系统。具体地，可固定两个图像显示装置的每个中的图像形成装置的光轴和光学系统的光轴之间的位置关系，并可用压电装置、电机或超声波电机将至少一个图像显示装置围绕作为旋转轴线的Z轴旋转。在此结构中，使从光学系统发出然后入射在光学装置上的平行光相对于光学装置的YZ平面入射角改变。
在根据本公开的实施方式的显示设备2C中，操作液体透镜。然而，构成光学系统的液体透镜可以是使用电润湿现象的已知的液体透镜。可操作液体透镜以在保持光学系统的光轴和Y轴之间的关系的同时在水平方向（X轴方向）上移动光学系统的光轴，或者，可操作液体透镜以改变光学系统的光轴相对于YZ平面的角度。在此结构中，使从光学系统发出然后入射在光学装置上的平行光相对于光学装置的YZ平面入射角改变。
在根据本公开的实施方式的显示设备2D中，操作液体棱镜。然而，构成光学系统的一部分的液体棱镜可以是使用电润湿现象的已知的液体棱镜。可操作液体棱镜以改变光学系统的光轴相对于YZ平面的角度。在此结构中，使从光学系统发出然后入射在光学装置上的平行光相对于光学装置的YZ平面入射角改变。
数据组的数量基本上是任意的，构成数据组的图像信号（例如字符数据）的数量和构成图像信号（字符数据）的显示数据项的数量基本上是任意的。图像信号或显示数据的数据结构可以是，例如，包括字符串的文本数据或包括作为图像的字符串的图像数据。具有不同显示大小的显示数据可以是包括具有不同字体大小的字符串的文本数据或具有作为图像的具有不同字体大小的字符串的图像数据。用于显示数据的显示语言基本上可以是任意的。可在图像信号或显示数据上执行预定信号处理，以获得图像信号。
名称识别码和数据识别码可以是任何代码，只要其可识别图像信号。例如，可用数字、字母，以及数字和字母的组合作为名称识别码和数据识别码。
以预定时间间隔从外部向控制装置发射名称识别码和显示时间信息。当总显示时间是Ttotal，显示时间信息是TInf且预定时间间隔是Tint时，可建立TInf(m)=Ttotal-(m-1)×Tint（其中，“m”是正整数，并表示从外部向控制装置发射名称识别码和显示时间信息的次数）。例如，当Ttotal是10.0秒且Tint=0.1秒时，当从外部向控制部分第一次（m=1）发射名称识别码和显示时间信息时的显示时间信息TInf(m)如下所示：Tint(1)=10.0秒。另外，当从外部向控制部分第二次（m=2）和第十一次（m=11）发射名称识别码和显示时间信息时的显示时间信息TInf(m)如下所示。
Tint(2)=9.9秒
Tint(11)=9.0秒
图像形成装置在与显示时间信息TInf(m)相应的时间内，显示基于图像信号或一个显示数据项的图像。
当图像形成装置开始显示图像后从外部向控制装置发射相同的名称识别码和不同的显示时间信息时，控制装置可以忽略所发射的名称识别码和不同的显示时间信息，并连续显示图像。在此操作中，控制装置可产生一种标记（接收完成标记）。当控制装置由于任何原因而无法在第一次至第（m’-1）次从外部接收名称识别码和/或显示时间信息并且在第m’次首次成功从外部接收名称识别码和显示时间信息时，图像形成装置可在与TInf(m’)=Ttotal-(m’-1)×Tint相应的时间内，显示基于图像信号或一个显示数据项的图像。
例如，在计算机的控制下，或基于观察目标的移动、演员（其是观察目标）的声音变化以及观察目标的环境变化（例如照明和声音的变化），可由操作员指示名称识别码和显示时间信息的第一次（m=1）发射。
从图像形成装置的中心发出并通过光学系统的图像形成装置侧的节点的光束叫做“中心光束”，中心光束中的垂直入射在光学装置上的光束叫做“中心入射光束”。中心入射光束入射于其上的光学装置的点叫做光学装置中心点。通过光学装置中心点且平行于光学装置的轴线方向的轴线叫做X轴，通过光学装置中心点且与光学装置的法线对准的轴线叫做Y轴。在根据本公开的实施方式的显示设备中，水平方向与X轴平行，并且，在一些情况中，在下文中叫做“X轴方向”。将光学系统布置在图像形成装置和光学装置之间，并且，其将从图像形成装置发出的光转换成平行光。光束（其是光学系统转换的平行光）入射在光学装置上，引导该光束，然后将其发出。另外，第一偏转单元的中心叫做“光学装置中心”。
在根据本公开的实施方式的显示设备1A至1C和显示设备2A至2D中，在图像显示装置中，中心入射光束和XY平面之间的交叉角（θ）可以是除了0度以外的角度。然而，本公开不限于此。这样，减小当图像显示装置附接至眼镜型框架的连接部分时对图像显示装置的连接角的限制。因此，可以改进设计的灵活性。在此情况中，优选地，在便于图像显示装置的处理、设置和连接方面，中心入射光束包括在YZ平面中。另外，光学系统的光轴可包括在YZ平面中，光学系统的光轴和XY平面之间的交叉角可以是除了0度以外的角度。或者，光学系统的光轴可与YZ平面和XY平面平行，并通过与图像形成装置的中心偏离的位置。如果XY平面与水平面相同，那么中心入射光束和XY平面之间的交叉角θ可以是仰角。即，中心入射光束可到达XY平面并与XY平面的下部相遇。在此情况中，优选地，XY平面和垂直面之间的交叉角是除了0度以外的角度。另外，优选地，XY平面和垂直面之间的交叉角是θ’。并不特别限制θ’的最大值，但是其可以是，例如5度。水平面包括当观察者观察位于水平方向上的物体（例如水平方向、位于无限远距离处的物体，或地平线）时的视线（观察者的水平视线），还包括水平定位的观察者的两个瞳孔。另外，垂直面与水平面垂直。或者，当观察者观察位于水平方向上的物体（例如水平方向、位于无限远距离处的物体，或地平线）时，从光学装置发出然后入射在观察者的瞳孔上的中心光束的角度可以是俯角。相对于水平面的俯角可以在，例如，5度至45度的范围内。
例如，可用根据包括上述各种变形的本公开的实施方式的显示设备来显示：移动图像或静止图像；电影的字幕；和视频同步的与视频相关的注解或隐藏解释字幕的显示；对歌舞伎表演、能乐表演、狂言表演、歌剧、音乐会、芭蕾舞剧、各种戏剧表演、游乐园、美术馆、游览地、度假胜地、旅行指南等中的观察目标的各种注解，以及对内容、发展状态、背景等的注解。另外，显示设备还可用作字符显示设备，并可用来显示：例如各种作为观察目标的设备的驱动、操作、维修和拆卸中的各种注解、符号、标记、记号、标志、图案等；与观察目标（例如人和物品）相关的各种注解、符号、标记、记号、标志、图案等；以及隐藏解释字幕。在歌舞伎表演、能乐表演、狂言表演、歌剧、音乐会、芭蕾舞剧、各种戏剧表演、游乐园、美术馆、游览地、度假胜地、旅行指南等中，显示设备可在适当的定时显示作为与观察目标相关的图像的字符。具体地，例如，根据电影的发展状态或戏剧的发展状态，由显示设备显示图像，在预定时间表或时间分配的基础上，通过操作员的操作或在计算机的控制下，将图像信号发射至显示设备，或将名称识别码发射至控制装置。另外，当显示各种与观察目标（例如各种装置、人或物品）相关的注解时，可在显示设备中设置成像装置，成像装置可捕获观察目标的图像，例如各种装置、人或物品，并且，显示设备可分析所捕获的图像的内容。这样，显示设备可显示预先创建的各种与观察目标（例如各种装置、人或物品）相关的注解。或者，还可用根据本公开的实施方式的显示设备作为立体显示设备。在此情况中，可将偏振片或偏振膜可移除地附接至光学装置，或者，必要时，可将偏振片或偏振膜粘接至光学装置。
如上所述，输入至图像形成装置的图像信号不仅包括图像信号（例如字符数据），而且例如包括将要显示的图像的亮度数据（亮度信息）、色度数据（色度信息），或亮度数据和色度数据这两者。亮度数据可相当于包括通过光学装置观察的观察目标的预定区域的亮度，色度数据可相当于包括通过光学装置观察的观察目标的预定区域的色度。因此，由于图像信号包括图像的亮度数据，所以可以控制所显示的图像的亮度（明亮程度）。由于图像信号包括图像的色度数据，所以可以控制所显示的图像的色度（颜色）。由于图像信号包括图像的亮度数据和色度数据，所以可以控制所显示的图像的亮度（明亮程度）和色度（颜色）。当亮度数据相当于包括通过图像显示装置观察的观察目标的预定区域的亮度时，可这样设置亮度数据的值，使得，当包括通过图像显示装置观察的观察目标的预定区域的亮度的值增加时，图像的亮度的值增加（换句话说，所显示的图像的亮度增加）。另外，当色度数据相当于包括通过图像显示装置观察的观察目标的预定区域的色度时，可这样设置色度数据的值，使得，包括通过图像显示装置观察的观察目标的预定区域的色度与将显示的图像的色度之间具有基本上互补的关系。互补色表示在色环中彼此直接相反的颜色的组合。互补色与某一颜色互补。例如，红色的互补色是绿色，黄色的互补色是紫色，蓝色的互补色是橙色。关于当以适当比例混合颜色时，在光的情况下导致饱和度变白并在物体的情况下导致饱和度变黑的不同颜色，也使用（也为）互补色。然而，当使颜色彼此并置时的视觉效果的互补性和当使颜色混合时的互补性彼此不同。互补色也叫做对抗色、对比色或反色。然而，虽然反色直接表示与颜色相反的互补色，但是互补色表示比反色的范围稍宽的范围。互补色的组合具有允许颜色在视觉上不同的协同效果，这叫做互补色的协调。
[第一实施例]
第一实施例涉及根据本公开的第一实施方式的显示设备。图1是示出了根据第一实施例的图像显示装置的概念图。图2是示出了从上侧观察的根据第一实施例的显示设备（具体是头戴式显示器（HMD））的示意图。图3A是示出了从侧面观察的显示设备的示意图，图3B是示出了从前侧观察的显示设备的光学装置和控光装置的示意图。图4A和图4B是示出了根据第一实施例的显示设备的控光装置的动作的示意性截面图。
将在下面描述的根据第一实施例或第二至第八实施例的图像显示装置100、200、300、400和500包括（A）图像形成装置111和211以及（B）光学装置120、320和520，从图像形成装置111和211发出的光入射于其上，将光导入其中并从其中发出光。图像显示装置100、200、300、400和500进一步包括（C）将从图像形成装置111和211发出的光转换成平行光的光学系统（平行光发射光学系统）112和254。光束（其是光学系统112和254转换的平行光）入射在光学装置120、320和520上，然后引导并发出该光束。
根据将在下面描述的第一实施例或第二至第八实施例中的每个的显示设备包括：（i）安装在观察者（例如观众）的头上的眼镜型框架10；以及（ii）附接至框架10的图像显示装置100、200、300、400或500。根据实例的显示设备具体是包括两个图像显示装置的双眼型。然而，显示设备可以是包括一个图像显示装置的单眼型。另外，图像形成装置111或211显示单色图像。
在将在下面描述的第一实施例或第二至第八实施例中，在从其发出光的光学装置120、320或520的区域中设置调节从外部入射的外部光的量的控光装置700。具体地，用粘合剂（未示出）将控光装置700（其是一种光学快门）固定至光学装置120、320或520（具体地，导光板121或321或半透射镜520）。另外，将控光装置700布置在光学装置120、320或520的观察者相对侧的区域中。
在将在下面描述的第一实施例，或第二至第四实施例以及第六至第八实施例中，光学装置120或320包括（a）入射光在全反射的同时在其中传播并从其中发出光的导光板121或321；（b）使入射在导光板121或321上的光偏转以在导光板121或321中全反射的第一偏转单元130或330；以及（c）使在全反射的同时在导光板121或321中传播的光偏转多次以从导光板121或321发出的第二偏转单元140或340。将第二偏转单元140或340设置在控光装置700的投影像中。用构成控光装置700的基板之一覆盖第二偏转单元140或340。光学装置120或320是透视型的（半透射型）。
在第一实施例中，在导光板121中设置第一偏转单元130和第二偏转单元140。第一偏转单元130反射入射在导光板121上的光，第二偏转单元140多次传输并反射在全反射的同时在导光板121中传播的光。即，第一偏转单元130用作反射镜，第二偏转单元140用作半透视镜。具体地，设置于导光板121中的第一偏转单元130由铝（Al）制成，并且是反射入射在导光板121上的光的反光膜（一种镜子）。设置于导光板121中的第二偏转单元140是多个多层介电薄膜在其中层叠的多层结构。多层介电薄膜包括，例如，由高介电常数材料制成的TiO2薄膜和由低介电常数材料制成的SiO2薄膜。例如，在JP2005-521099T中公开了多个多层介电薄膜在其中层叠的多层结构。在图中，示出了六个多层介电薄膜，但是本公开不限于此。在多层介电薄膜和多层介电薄膜之间插入由与形成导光板121的材料相同的材料制成的薄片。第一偏转单元130反射（或衍射）入射在导光板121上的平行光，以在导光板121中全反射。第二偏转单元140多次反射（或衍射）在全反射的同时在导光板121中传播的平行光，使得将平行光从导光板121发射至观察者的瞳孔21。
对于第一偏转单元130，可切掉第一偏转单元130将设置于其中的导光板121的部分124，以形成斜面，在该斜面中，将在导光板121中形成第一偏转单元130，可通过真空沉积在斜面上形成反光膜，并可将导光板121的切掉的部分124粘接至第一偏转单元130。另外，对于第二偏转单元140，可制造这样的多层结构，在该结构中，使与形成导光板121的材料相同的材料（例如玻璃）和多层介电薄膜（例如其可通过真空沉积方法形成）层叠，可切掉将在其中设置第二偏转单元140的导光板121的部分125，以形成斜面，可将多层结构粘接至斜面，并可通过例如抛光来修整外形。因此，可获得光学装置120，在该光学装置120中，在导光板121中设置第一偏转单元130和第二偏转单元140。
在将在下面描述的第一实施例、或第二至第四实施例以及第六至第八实施例中，由光学玻璃或塑料材料制成的导光板121或321包括两个平行表面（第一表面122或322以及第二表面123或323），其与光在全反射的同时在导光板121或321中传播的方向（X轴）平行地延伸。第一表面122或322与第二表面123或323相对。平行光入射在与光入射面相应的第一表面122或322上，在全反射的同时在导光板中传播，然后从与光出射面相应的第一表面122或322发出。然而，本公开不限于此。第二表面123或323可以是光入射面，第一表面122或322可以是光出射面。
在将在下面描述的第一实施例或第三实施例中，图像形成装置111是根据第一构造的图像形成装置，并包括多个二维布置在矩阵中的像素。具体地，图像形成装置111包括反射型空间光调制装置150和光源153，光源153是发出白光的发光二极管。在壳体113（在图1中由单点点划线代表）中设置整个图像形成装置111。在壳体113中设置开口（未示出），从光学系统（平行光发射光学系统或准直光学系统）112通过开口发出光。反射型空间光调制装置150包括液晶显示装置（LCD）151和偏振光束分离器152，用LCOS将液晶显示装置形成为光阀，偏振光束分离器152反射从光源153发出的光的一部分，以将其引导至液晶显示装置151并发射由液晶显示装置151反射的光的一部分，以将其引导至光学系统112。液晶显示装置151包括多个（例如640×480个）布置在二维矩阵中的像素（液晶单元）。偏振光束分离器152具有已知的构造和结构。从光源153发出的非偏振光与偏振光束分离器152相遇。偏振光束分离器152发射P偏振分量，以发射至系统的外部。另一方面，S偏振分量由偏振光束分离器152反射以入射在液晶显示装置151上，在液晶显示装置151中反射，然后从液晶显示装置151发出。在从液晶显示装置151发出的光分量中，在从显示“白色”的像素发出的光分量中包括大量P偏振分量，在从显示“黑色”的像素发出的光分量中包括大量S偏振分量。因此，从液晶显示装置151发出然后与偏振光束分离器152相遇的光中的P偏振分量通过偏振光束分离器152，并将其引导至光学系统112。另一方面，S偏振分量由偏振光束分离器152反射并返回至光源153。光学系统112例如是凸透镜，并产生平行光。因此，将图像形成装置111（具体是液晶显示装置151）布置在与光学系统112的焦距相应的地方（位置）。
框架10包括布置在观察者的前面的前部11，两个通过铰链12可旋转地附接至前部11的两端的镜腿部13，以及附接至每个镜腿部13的顶端的镜腿端盖部（也叫做顶端单元、耳套或耳垫）14。另外，附接鼻托（未示出）。换句话说，基本上，框架10和鼻托的组件具有与标准眼镜基本上相同的结构。此外，用连接件19将每个壳体113可移除地附接至镜腿部13。框架1由金属或塑料制成。可用连接件19将每个壳体113附接至镜腿部13，以不能从那里去除。当观察者持有并佩戴眼镜时，可用连接件19将每个壳体113可移除地附接至观察者的眼镜的框架的镜腿部。另外，可将每个壳体113附接在镜腿部13的外部或内部。
从图像形成装置111A延伸的配线（例如信号线或电源线）15通过镜腿部13和镜腿端盖部14，从镜腿端盖部14的顶端延伸至外部，并与控制装置（控制电路或控制单元）18连接。每个图像形成装置111A和111B包括耳机部16。从每个图像形成装置111A和111B延伸的用于耳机部的配线17通过镜腿部13和镜腿端盖部14，并从镜腿端盖部14的前端延伸至耳机部16。具体地，用于耳机部的配线17从镜腿端盖部14的前端延伸至耳机部16，以在外耳（听泡）的后部附近走线。根据此结构，可以实现简单的显示设备，不会产生杂乱布置耳机部16或用于耳机部的配线17的印象。
检查将给予控光装置的优选颜色。具体地，代替控光装置，准备总共16种类型的滤光片，即，具有10%、30%、50%和70%的可见光透射率的三种用于太阳镜的滤色片（棕色、灰色和紫色）以及ND滤光片。实际上，在光学装置120、320和520上显示预先准备的图像，并检查对象对这些图像有什么感觉。
具体地，显示移动图像和文本屏幕，将上述16种类型的滤光片放在光学装置120、320和520的前表面上，并且，对象被指示当感到可见度被改进时选择可见光透射率。
在七个对象观察白墙（其是背景）上的图像的情况中，执行第一次检查。结果，当观察移动图像时，没有对象感觉到用70%的可见光透射率的滤光片可改进对比度，两个对象感觉到用50%的可见光透射率的滤光片可改进对比度，并且，所有对象（即七个对象）感觉到用30%和10%的可见光透射率的滤光片可改进对比度。当观察文本屏幕时，没有对象感觉到用70%和50%的可见光透射率的滤光片可改进对比度，并且，所有对象（即七个对象）感觉到用30%和10%的可见光透射率的滤光片可改进对比度。
接下来，检查优选的滤光片颜色。在检查中，准备三种用于太阳镜的滤色片（棕色、灰色和紫色）以及ND滤光片。基于上述检查结果，可见光透射率是30%。准备用于高尔夫球场中的高尔夫练习的图像（在该图像中包括大量绿色和蓝色）和动画图像（在该图像中包括大量白色）以进行评估，考虑由于图像而带来的影响。
用评估方法（例如配对比较方法）作为表示优选性的指数。具体地，对象比较四种滤光片中的两种滤光片的对比度改进率，并将具有更高的对比度改进率的两种滤光片中的一个确定为胜者。用以下表达式使表示用于每个滤光片的胜利率（x）的优选性的指数Z(x)标准化，并将指数彼此比较。
Z(x)=(x-xave)/σ
其中，xave是胜利率（x）的平均值，σ是标准偏差。
结果，如以下表1和2中所示，棕色滤色片对改进对比度是最有效的。同时，确定对于滤色片的颜色的喜好在个体之间存在差异。在表1中，上部示出了当使用用于高尔夫球场中的高尔夫练习的图像时的结果，下部示出了当使用动画图像时的结果。
表1
当使用用于高尔夫球场中的高尔夫练习的图像时
Figure BDA00001680930700421
当使用动画图像时
Figure BDA00001680930700422
表2
当使用用于高尔夫球场中的高尔夫练习的图像时
  Z(x)
  棕色   1.29
  紫色   -1.12
  灰色   0.10
  ND滤光片   -0.26
当使用动画图像时
  Z(x)
  棕色   1.14
  紫色   -1.14
  灰色   0.45
  ND滤光片   -0.44
因此，确定，优选地，控光装置将可见光透射率减小至30%或更小，并使通过控光装置的光具有所需颜色，控光装置所赋予的颜色是可变的，或者控光装置所赋予的颜色是固定的（例如棕色或黑色）。由于显示设备基本上由电池驱动，所以降低能耗是非常重要的任务。必须尽可能高地增加控光装置的最大透射率，例如，在AR技术中增加至至少50%或更高。
根据上述结果，在将在下面描述的第一实施例或第二至第五实施例中，控光装置使通过控光装置700的光具有所需颜色，并且，使控光装置700所赋予的颜色固定。具体地，将颜色固定为黑色。
下面将描述制造第一实施例中的电泳分散液的方法。
首先，对1L纯水添加10g作为电泳微粒的炭黑（三菱化学公司制造的#40），并搅拌产生的混合物。然后，对该混合物添加1cm3的盐酸（37wt%）和0.2g的4-乙烯苯胺，以制备溶液A。然后，在10cm3的纯水中溶解0.3g的亚硝酸钠。将产生的溶液加热至40°C，以制备溶液B。对溶液A逐渐添加溶液B，然后搅拌10小时。然后，将反应产物离心地分离，以获得固体物质。然后，用纯水冲洗固体物质，将其分散在丙酮中，并用离心分离方法冲洗。然后，在50°C的温度下，在真空干燥器中将固体物质干燥整晚。
然后，在装配有氮气吹尘设备、电磁搅拌杆和回流蒸馏柱的反应烧瓶中，引入并混合5g的固体物质、100cm3的甲苯、15cm3的甲基丙烯酸-2-乙基己酯，以及0.2g的偶氮二异丁腈（AIBN）。在搅拌下，用氮气吹洗反应烧瓶30分钟。然后，将反应烧瓶放在油浴中，并在连续搅拌下将其逐渐加热至80°C，并且，此状态保持10小时。然后，将固体物质冷却至室温，离心分离，在用四氢呋喃（THF）和乙酸乙酯进行三次离心分离操作后吹洗该固体物质，将其排出并放在真空干燥器中，并在50°C的温度下干燥整晚。结果，获得4.7g的棕色电泳微粒。
制备包含1.5%的山梨醇酐三油酸酯（Span 85）和总共0.5%的甲氧基磺酰基甲醛（留勃里佐尔公司制造的Solsperse 17000）、1,2-羟基十八烷酸和N,N-二甲基丙烷-1,3-二胺的合成异构烷油G（埃克森美孚公司）溶液作为分散液（分散介质），其是绝缘液体。然后，对9.9g的分散介质添加0.1g的电泳微粒，在珠磨机中搅拌混合物5分钟。然后，用离心分离器分离混合物5分钟（转速=2000rpm）并去除珠子。这样，可获得电泳分散液。使电泳微粒带正电。
根据第一实施例的控光装置700包括两个相对的透明基板（第一基板701和第二基板703）、设置于基板701和703上的电极（第一电极702和第二电极704），以及密封在两个基板701和703之间的电泳分散液705。每个第一基板701和第二基板703是具有0.5mm的厚度的玻璃基板，第一基板701和第二基板703之间的间隙是50μm。每个第一电极702和第二电极704是由铟锡复合氧化物（ITO）制成的透明电极，并用PVD方法（例如溅射方法）和剥离方法的组合形成。第一电极702被图案化为梳状。第二电极704未被图案化，并且，其是所谓的整面电极。将第一电极702和第二电极704通过连接器和配线（未示出）与控制装置18连接。用密封剂706密封两个基板701和703的外边缘。用密封件722将控光装置700的第一基板701固定至导光板121，使得第一基板701和导光板121之间存在间隙。控光装置700的第一基板701的长度与导光板121的长度基本上相等，用密封件722将控光装置700的第一基板701固定至导光板121。将密封件722布置在第一基板701的外边缘。以上内容适用于以下实例。
可用施加至第一电极702和第二电极704的电压控制控光装置700的透射率。具体地，当对第一电极702施加正电压且对第二电极704施加负电压时，带正电的电泳微粒移动，以覆盖第二电极。因此，控光装置700的透射率减小（见图4A）。相反，当对第一电极702施加负电压且对第二电极704施加正电压时，电泳微粒移动，以覆盖第一电极702。因此，控光装置700的透射率增加（见图4B）。观察者可操作设置于控制装置18中的控制旋钮，以调节施加至第一电极702和第二电极704的电压。即，观察者可从光学装置120或320观察图像，并调节控光装置700的透射率，从而改进图像的对比度。各种测试结果证明，控光装置700的最大透射率的优选范围大于等于50%（优选地，大于等于50%且小于等于99%），其最小透射率的优选范围小于等于30%（优选地，大于等于1%且小于等于30%）。
在根据第一实施例的显示设备中，由于控光装置包括两个相对的透明基板、设置于基板上的电极，以及密封在两个基板之间的电泳分散液，所以可以使观察者观察的图像具有高对比度，降低能耗，并充分增加入射在图像显示装置上的外部光的量。
[第二实施例]
第二实施例是第一实施例的变形。图5是示出了根据第二实施例的显示设备（头戴式显示器）的图像显示装置200的概念图。如图5所示，在第二实施例中，图像形成装置211是根据第二构造的图像形成装置。即，图像形成装置211包括光源251和扫描单元253，扫描单元253用从光源251发出的平行光执行扫描。具体地，图像形成装置211包括：（i）光源251；（ii）将从光源251发出的光转换成平行光的准直光学系统252；（iii）用从准直光学系统252发出的平行光执行扫描的扫描单元253；以及（iv）传送扫描单元253所使用的平行光以执行扫描的中继光学系统254。在壳体213（在图5中由单点点划线代表）中设置整个图像形成装置211，并在壳体213中设置开口（未示出）。从中继光学系统254通过开口发出光。用连接件19将每个壳体213可移除地附接至镜腿部13。
光源251包括发白光的发光装置。从光源251发出的光入射在准直光学系统252上，准直光学系统252整体上具有正光焦度，然后作为平行光发出。从全反射镜256反射平行光，并由扫描单元253用平行光执行垂直和水平扫描，扫描单元253是微镜可在二维方向上旋转且可用入射的平行光执行二维扫描的MEMS。这样，形成一种二维图像，并产生虚拟像素（像素的数量可与例如第一实施例中的数量相同）。来自虚拟像素的光通过中继光学系统（平行光发射光学系统）254，其是已知的中继光学系统，并且，光束（其是平行光）入射在光学装置120上。
光束（其是来自中继光学系统254的平行光）入射于其上、在其中引导光束并从其中发出光束的光学装置120的构造和结构，与根据第一实施例的光学装置的构造和结构相同，因此，将不再重复其详细描述。另外，如上所述，根据第二实施例的显示设备的构造和结构与根据第一实施例的显示设备的构造和结构基本上相同，除了图像形成装置211以外，因此，将不再重复其详细描述。
[第三实施例]
第三实施例也是第一实施例的变形。图6是示出了根据第三实施例的显示设备（头戴式显示器）的图像显示装置300的概念图。图7是示意性地示出了反射型体全息衍射光栅的一部分的放大截面图。在第三实施例中，图像形成装置111是根据第一构造的图像形成装置，与第一实施例类似。光学装置320具有与根据第一实施例的光学装置120相同的基本构造和结构，除了第一偏转单元和第二偏转单元的构造和结构以外。
在第三实施例中，在导光板321的表面上（具体是导光板321的第二表面323）设置第一偏转单元和第二偏转单元。第一偏转单元使入射在导光板321上的光衍射，第二偏转单元使在全反射的同时在导光板321中传播的光衍射多次。每个第一偏转单元和第二偏转单元是衍射光栅装置，具体是反射型衍射光栅装置，更具体地，是反射型体全息衍射光栅。在以下描述中，为了方便，第一偏转单元（其是反射型体全息衍射光栅）叫做“第一衍射光栅件330”，第二偏转单元（其是反射型体全息衍射光栅）叫做“第二衍射光栅件340”。
在将在下面描述的第三实施例或第四实施例中，每个第一衍射光栅件330和第二衍射光栅件340是衍射光栅层。在每个由光敏聚合物材料制成的衍射光栅层中形成与一种波长带（或波长）相应的干涉条纹，并用根据现有技术的方法制造衍射光栅层。形成于衍射光栅层（衍射光学元件）中的干涉条纹之间的节距是恒定的，干涉条纹具有笔直形状并平行于Z轴。第一衍射光栅件330和第二衍射光栅件340的轴线与X轴平行，其法线与Y轴平行。
图7是示意性地示出了反射型体全息衍射光栅的一部分的放大截面图。在反射型体全息衍射光栅中形成具有倾角φ的干涉条纹。倾角φ是在反射型体全息衍射光栅的表面和干涉条纹之间形成的角度。从内部向反射型体全息衍射光栅的表面形成干涉条纹。干涉条纹满足布拉格条件。布拉格条件表示一种满足以下表达式A的条件。
m·λ=2·d·sin(Θ)（A）
在表达式A中，m是正整数，λ是波长，d是晶格面之间的节距（在法线方向上包括干涉条纹的虚拟平面之间的间隙），Θ是入射在干涉条纹上的光的余角。当光以入射角
Figure BDA00001680930700471
入射在衍射光栅件上时，用以下表达式B表示Θ、倾角φ和入射角
Figure BDA00001680930700472
之间的关系。
Figure BDA00001680930700473
如上所述，第一衍射光栅件330设置于导光板321的第二表面323上（粘结至其），并衍射和反射入射在导光板321上的平行光，使得从第一表面322入射在导光板321上的平行光在导光板321中全反射。如上所述，第二衍射光栅件340设置于导光板321的第二表面323上（粘结至其），并多次衍射和反射在全反射的同时在导光板321中传播的平行光，使得从导光板321的第一表面322发出平行光。
平行光在全反射的同时在导光板321中传播，然后从导光板321发出。在此情况中，由于导光板321薄且导光板321中的光路长，所以，直到光到达第二衍射光栅件340时的总反射次数根据各视角而改变。具体地，在导光板321上入射的平行光分量中的在接近第二衍射光栅件340的方向上入射的平行光分量反射的次数，比在远离第二衍射光栅件340的方向上入射在导光板321上的平行光分量反射的次数少。原因是，当平行光分量在导光板321中传播并与导光板321的内表面相遇时，在导光板321的法线和由第一衍射光栅件330衍射并反射且在接近第二衍射光栅件340的方向上入射在导光板321上的平行光分量之间形成的角度，比在导光板321的法线和在远离第二衍射光栅件340的方向上入射在导光板321上的平行光分量之间形成的角度小。形成于第二衍射光栅件340中的干涉条纹的形状和形成于第一衍射光栅件330中的干涉条纹的形状相对于与导光板321的轴线垂直的垂直面对称。透明树脂板或透明树脂膜可覆盖第一衍射光栅件330和第二衍射光栅件340的不面向导光板321的表面，以防止损坏第一衍射光栅件330和第二衍射光栅件340。另外，可将透明保护膜附接至第一表面322，以保护导光板321。
下面将描述的根据第四实施例的导光板321具有与上述导光板321基本上相同的构造和结构。
如上所述，根据第三实施例的显示设备的构造和结构与根据第一实施例的显示设备的构造和结构基本上相同，除了光学装置320以外，因此，将不再重复其详细描述。
[第四实施例]
第四实施例是第三实施例的变形。图8是示出了根据第四实施例的显示设备（头戴式显示器）的图像显示装置的概念图。例如，根据第四实施例的图像显示装置400的光源251、准直光学系统252、扫描单元253和平行光发射光学系统（中继光学系统254）具有与根据第二实施例的构造和结构相同的构造和结构（根据第二构造的图像形成装置）。另外，根据第四实施例的光学装置320具有与根据第三实施例的光学装置320相同的构造和结构。根据第四实施例的显示设备具有与根据第一实施例的显示设备基本上相同的构造和结构，除了以上内容以外，因此，将不再重复其详细描述。
[第五实施例]
第五实施例是根据第一至第四实施例中的每个的图像显示装置的变形。图9是示出了从前侧观察的根据第五实施例的显示设备的示意图，图10是示出了从上侧观察的根据第五实施例的显示设备的示意图。
在第五实施例中，形成图像显示装置500的光学装置520是半透视镜，从图像形成装置111A和111B发出的光入射在半透视镜上，并且，其将光反射至观察者的瞳孔21。在第五实施例中，从图像形成装置111A和111B发出的光在透明件521中传播，例如玻璃板或塑料板，然后入射在光学装置520上（半透视镜）。然而，光可通过空气传播，并可入射在光学装置520上。图像形成装置可以是根据第二实施例的图像形成装置211。
例如，用螺钉将各图像形成装置111A和111B附接至前部11。将构件521附接至每个图像形成装置111A和111B，将光学装置520（半透视镜）附接至构件521，并将控光装置700附接至光学装置520（半透视镜）。根据第五实施例的显示设备的构造和结构与根据第一至第四实施例的显示设备的构造和结构基本上相同，除了以上内容以外，因此，将不再重复其详细描述。
[第六实施例]
第六实施例是根据第一至第五实施例中的每个的变形。在第一至第五实施例中，将控光装置700所赋予的颜色固定为黑色。相反，在第六实施例中，控光装置使通过控光装置的光具有所需颜色，并且，控光装置所赋予的颜色是可变的。具体地，通过将红色的控光装置、黄色的控光装置和蓝色的控光装置层叠，来构成控光装置。红色的控光装置中的电泳分散液是通过在包含1.5%的山梨醇酐三油酸酯（Span 85）和总共0.5%的甲氧基磺酰基甲醛（留勃里佐尔公司制造的Solsperse 17000）、1,2-羟基十八烷酸和N,N-二甲基丙烷-1,3-二胺的合成异构烷油G（Isopar G）（埃克森美孚公司制造）溶液中分散电泳微粒来获得的分散液，通过以下方式来获得该电泳微粒：预先用亨舍尔混合机混合苯乙烯类树脂与C.I.红色色素122，用双螺杆挤压机熔化捏制混合物，冷却混合物，用锤式粉碎机粗磨混合物，并用喷射式粉碎机精磨混合物。黄色的控光装置中的电泳分散液是通过在包含1.5%的山梨醇酐三油酸酯（Span 85）和总共0.5%的甲氧基磺酰基甲醛（留勃里佐尔公司制造的Solsperse 17000）、1,2-羟基十八烷酸和N,N-二甲基丙烷-1,3-二胺的合成异构烷油G（埃克森美孚公司制造）溶液中分散电泳微粒来获得的分散液，通过以下方式来获得该电泳微粒：预先用亨舍尔混合机混合苯乙烯类树脂与C.I.黄色色素12，用双螺杆挤压机熔化捏制混合物，冷却混合物，用锤式粉碎机粗磨混合物，并用喷射式粉碎机精磨混合物。蓝色的控光装置中的电泳分散液是通过在包含1.5%的山梨醇酐三油酸酯（Span 85）和总共0.5%的甲氧基磺酰基甲醛（留勃里佐尔公司制造的Solsperse 17000）、1,2-羟基十八烷酸和N,N-二甲基丙烷-1,3-二胺的合成异构烷油G（埃克森美孚公司制造）溶液中分散电泳微粒来获得的分散液，通过以下方式来获得该电泳微粒：预先用亨舍尔混合机混合苯乙烯类树脂与C.I.蓝色色素1，用双螺杆挤压机熔化捏制混合物，冷却混合物，用锤式粉碎机粗磨混合物，并用喷射式粉碎机精磨混合物。然后，对每个控光装置的电极施加电压，以使从三层控光装置发出的外部光具有所需颜色。
根据第六实施例的显示设备的构造和结构可与根据第一至第五实施例的显示设备的构造和结构相同，除了以上内容以外，因此，将不再重复其详细描述。
[第七实施例]
第七实施例是第一实施例的变形，并涉及根据本公开的第二和第三实施方式的显示设备。图11A是示出了从上侧观察的根据第七实施例的显示设备的示意图。图11B是示出了控制照度传感器的电路的示意图。
根据第七实施例的显示设备进一步包括照度传感器（环境照度测量传感器）711，其测量显示设备所处的环境的照度，并基于照度传感器（环境照度测量传感器）711的测量结果控制控光装置700的透射率。显示设备基于照度传感器（环境照度测量传感器）711的测量结果另外或独立控制图像形成装置111或211所形成的图像的亮度。例如，可在光学装置120或320的外边缘设置具有已知构造和结构的环境照度测量传感器711。通过连接器和配线（未示出）将环境照度测量传感器711与控制装置18连接。控制装置18包括控制环境照度测量传感器711的电路。控制环境照度测量传感器711的电路可包括：从环境照度测量传感器711接收测量值并计算照度的照度计算电路、将照度计算电路所计算的照度的值与标准值进行比较的比较电路，以及基于比较电路所计算的值控制控光装置700和/或图像形成装置111或211的环境照度测量传感器控制电路。这些电路可以是已知的电路。在控光装置700的控制中，控制控光装置700的透射率。在图像形成装置111或211的控制中，控制图像形成装置111或211所形成的图像的亮度。可彼此独立或相关地执行控光装置700的透射率的控制和图像形成装置111或211所形成的图像的亮度的控制。
例如，当照度传感器（环境照度测量传感器）711的测量结果大于等于预定值（第一测量照度值）时，将控光装置700的透射率设置为小于等于预先确定的值（第一透射率）。另一方面，当照度传感器（环境照度测量传感器）711的测量结果小于等于预定值（第二测量照度值）时，将控光装置700的透射率设置为大于等于预先确定的值（第二透射率）。例如，第一测量照度值可以是10 lux，第一透射率可以在1%至30%的范围内，第二测量照度值可以是0.01 lux，第二透射率可以在51%至99%的范围内。
可将根据第七实施例的照度传感器（环境照度测量传感器）711应用于根据第二至第六实施例中的每个的显示设备。当显示设备包括成像装置时，照度传感器（环境照度测量传感器）711可以是设置于成像装置中的用于测量曝光的光接收装置。
将在下面描述的根据第七实施例的显示设备或根据第八实施例的显示设备，基于照度传感器（环境照度测量传感器）的测量结果控制控光装置的透射率，基于照度传感器（环境照度测量传感器）的测量结果控制图像形成装置所形成的图像的亮度，基于照度传感器（透射光照度测量传感器）的测量结果控制控光装置的透射率，并基于照度传感器（透射光照度测量传感器）的测量结果控制图像形成装置所形成的图像的亮度。因此，可以使观察者观察到的图像具有高对比度，并根据显示设备所处的环境的照度优化图像观察状态。
[第八实施例]
第八实施例也是第一实施例的变形，并涉及根据本公开的第四和第五实施方式的显示设备。图12A是示出了从上侧观察的根据第八实施例的显示设备的示意图。图12B是示出了控制照度传感器的电路的示意图。
根据第八实施例的显示设备进一步包括照度传感器（透射光照度测量传感器）712，其测量从外部环境穿过控光装置的光的照度，即，测量环境光是否穿过控光装置使得将其照度调节至所需值然后使其入射。显示设备基于照度传感器（透射光照度测量传感器）712的测量结果控制控光装置700的透射率。显示设备基于照度传感器（透射光照度测量传感器）712的测量结果另外或独立控制图像形成装置111或211所形成的图像的亮度。将具有已知构造和结构的透射光照度测量传感器712布置为比光学装置120、320或520离观察者更近的地方。例如，可将透射光照度测量传感器712布置在壳体113或213的内表面上。通过连接器和配线（未示出）将透射光照度测量传感器712与控制装置18连接。控制装置18包括控制透射光照度测量传感器712的电路。控制透射光照度测量传感器712的电路可包括：从透射光照度测量传感器712接收测量值并计算照度的照度计算电路、将照度计算电路所计算的照度的值与标准值进行比较的比较电路，以及基于比较电路所计算的值控制控光装置700和/或图像形成装置111或211的透射光照度测量传感器控制电路。这些电路可以是已知的电路。在控光装置700的控制中，控制控光装置700的透射率。在图像形成装置111或211的控制中，控制图像形成装置111或211所形成的图像的亮度。可彼此独立或相关地执行控光装置700的透射率的控制和图像形成装置111或211所形成的图像的亮度的控制。在透射光照度测量传感器712的测量结果未被控制至所需照度的情况下，考虑环境照度测量传感器711的照度，即，在透射光照度测量传感器712的测量结果不是所需照度的情况下，或在需要更微调照度的情况中，可在监测透射光照度测量传感器712的值的同时调节控光装置的透射率。
可将根据第八实施例的照度传感器（透射光照度测量传感器）712应用于根据第二至第六实施例中的每个的显示设备。或者，可将根据第八实施例的照度传感器（透射光照度测量传感器）712和根据第七实施例的环境照度测量传感器711彼此组合。在此情况中，可根据各种检验的结果，彼此独立或相关地执行控光装置700的透射率的控制和图像形成装置111或211所形成的图像的亮度的控制。
[第九实施例]
在以下第九至第二十二实施例中，将描述根据第一至第八实施例的显示设备的变形。在涉及第九至第二十二实施例的图中，未示出控光装置。
第九实施例是根据第一至第八实施例中的每个的显示设备的变形。具体地，第九实施例涉及根据本公开的实施方式的显示设备1A和1B，具体是显示字幕的显示设备（字幕显示设备）。图13是示出了光在构成根据第九实施例的显示设备中的图像显示装置的导光板中的传播的示意图。图14是示出了从上侧观察的将根据第九实施例的显示设备安装至观察者的头的状态的图示（然而，仅示出了图像显示装置，未示出框架）。图15和图16是示出了根据第九实施例的显示设备的使用的概念图。图17是示出了构成根据第九实施例的显示设备的控制装置18的概念图，图18A是示出了第九实施例中的图像信号的实例的图示。
在第九实施例或将在下面描述的第十至第十六实施例中，在从图像形成装置111或211的中心发出并通过光学系统112或254的图像形成装置侧节点的光束（中心光束）中，中心入射光束CL垂直地入射于其上的光学装置120、320和520的点是光学装置中心点O，通过光学装置中心点O并与光学装置120、320或520的轴线方向平行的轴线是X轴，通过光学装置中心点O并与光学装置120、320或520的法线对准的轴线是Y轴。第一偏转单元130或330的中心点是光学装置中心点O。
用适当的构件（未示出）将包括固态成像装置（其是CCD或CMOS传感器）和透镜（未示出）的成像装置（未示出）附接至前部11的中心。通过从成像装置延伸的配线（未示出）将来自成像装置的信号发送至图像形成装置111A或211。
如上所述，将配线（例如信号线或电源线）15与控制装置（控制电路）18连接。将图像信号（例如字符数据）无线地发射至控制装置18。控制装置18在图像信号（字符数据）上执行图像显示处理（例如字幕显示处理）。控制装置18可以是已知的电路。
如图17所示，控制装置18包括接收通过字符数据无线发送装置32（其将在下面描述）无线地发射的图像信号（包括命令）的命令接收电路18A、从命令接收电路18A接收图像信号并执行各种分析和处理的信号处理电路18B、从信号处理电路18B接收各种数据并输出各种信号的定时调节电路18C，以及从定时调节电路18C接收各种信号、调节定时使得从显示位置复制图像，并通过配线15对每个图像形成装置111（111A，111B）输出图像信号的发射电路18D。控制装置18进一步包括产生用于显示接收到的图像信号的定时信号的定时产生电路18E。定时调节电路18C基于各种定时钟和来自定时产生电路18E的定时信号来调节定时。
如图18A所示，图像信号包括，例如命令起始标记“SYNC”、命令类型规格ID“MSG_ID”、表示命令的总长的数据“LENG”、表示水平方向上的图像显示起始位置的数据“POS_X”、表示垂直方向上的图像显示起始位置的数据“POS_Y”、表示将要显示的图像的数据“DATA”，以及命令误差校验“FCS”。
下面将描述根据第九实施例的显示设备中的图像（例如字幕）的显示。
即，在根据第九实施例的显示设备中，控制对构成至少一个图像显示装置（在第九实施例中，是用于右眼和左眼的两个图像显示装置100、200、300、400或500）的图像形成装置111或211的图像信号（字符数据、输入图像信号，或输入图像数据）的输入，以根据观察者的观察位置调节会聚角，或根据观察者的观察位置调节构成至少一个图像显示装置的光学装置所显示的图像的位置。在第九实施例中，根据观察者的观察位置调节会聚角和图像的位置。然而，可以仅调节其中一个。
具体地，将图像信号无线地（根据情况，有线地）发射至控制装置18。然后，控制装置18在图像信号上执行图像显示处理，图像形成装置111或211在数据“DATA”的基础上产生图像（字幕）。此图像最终通过光学系统112或254以及光学装置120、320或520到达佩戴显示设备的观察者（观众）的双眼。
然后，通过控制装置18（具体是设置于控制装置18中的开关（未示出））使显示于光学装置120、320或520上的图像在水平和垂直方向上移动并使其旋转，使得将图像显示装置100、200、300、400或500对左眼和右眼显示的图像设置于（与其重叠）期望位置（例如舞台或屏幕的期望位置）。即，例如，使显示于光学装置120、320或520上的图像在水平和垂直方向上移动，并使其旋转，使得图14中的点“A”处于期望位置。这样，操作设置于控制装置18中的开关，以控制图像信号。即，在控制装置18中产生显示位置校正信号，并将其添加至图像信号。
图19A是示出了图像显示装置100、200、300、400或500对左眼和右眼形成的图像在水平方向上与期望位置的偏离的示意图，图19B是示出了图像在垂直方向上的偏离的示意图，图19C是示出了图像从期望位置的旋转的示意图。在图19A、图19B和图19C中，右图示出了图像显示装置100、200、300、400或500对右眼形成的图像。在图19A、图19B和图19C中，左图示出了图像显示装置100、200、300、400或500对左眼形成的图像。在图19A、图19B和图19C中，右图中的虚线表示图像显示装置100、200、300、400或500对左眼显示的图像的重叠。
为了在水平方向上移动图像（字符），控制装置18可产生用于基于图像信号将图像的位置在水平方向上移动一定距离的信号作为显示位置校正信号，该距离相当于+i像素或-i像素。或者，控制装置18可产生用于将水平同步信号的定时移动一定的值的信号作为显示位置校正信号，该值相当于+i像素或-i像素。另外，为了在垂直方向上移动图像（字符），控制装置18可产生用于基于图像信号将图像的位置在垂直方向上移动一定距离的信号作为显示位置校正信号的，该距离相当于+j像素或-j像素。或者，控制装置18可产生用于将垂直同步信号的定时移动一定的值的信号作为显示位置校正信号，该值相当于+j像素或-j像素。换句话说，可通过使定时（时序）中的从存储器读取图像的位置延迟或提前，或通过移动垂直同步信号和水平同步信号的定时，来移动图像。此外，为了旋转图像（字符），控制装置18可产生用于在已知方法的基础上旋转图像的信号作为显示位置校正信号。
然后，将当图像显示装置100、200、300、400或500对左眼和右眼显示的图像在期望位置彼此重合（彼此重叠）时的显示位置校正信号储存在控制装置18中。例如，可用设置于控制装置18中的按钮（未示出）来执行此操作。可执行一次此操作，例如，在观察者坐在座位上之后。另外，在操作中，可使用图19A至图19C所示的一种测试图案，其是在水平方向上延伸的直线、在垂直方向上延伸的直线以及在倾斜方向上延伸的直线的组合。因此，可控制在构成至少一个图像显示装置100、200、300、400或500的光学装置120、320或520上显示的图像的位置，以调节两个图像显示装置100、200、300、400和500所显示的两个图像的相互位置。换句话说，可以根据观察者的观察位置调节会聚角和图像的位置这两者。
如上所述，将显示位置校正信号储存在控制装置（控制电路或控制单元）18中。例如，将具有已知结构的字符数据复制装置31或图像数据与字符数据复制装置31’所复制的图像信号（字符数据）通过字符数据无线发送装置32无线地发射至控制装置18。可通过操作员的操作或在计算机的控制下，基于预定时间表或时间分配，根据电影的发展状态或戏剧的发展状态，执行图像信号的发射。然后，控制装置18在图像信号上执行图像显示处理。即，控制装置18对图像信号（具体是数据“POS_X”和“POS_Y”）添加显示位置校正信号。这样，可以通过基于从显示设备到观察目标的距离来控制对构成至少一个图像显示装置（在第九实施例中，是用于右眼和左眼的两个图像显示装置100、200、300、400和500）的图像形成装置111或211的图像信号的输入，即，通过调节两个图像显示装置100、200、300、400或500在水平方向上对右眼和左眼获得的两个图像之间的距离（间隔），来调节与从显示设备到观察目标的距离相应的会聚角。具体地，例如，当从显示设备到观察目标的距离增加时，可减小会聚角。另外，可使两个图像显示装置100、200、300、400或500对右眼和左眼获得的两个图像平行地移动，以根据观察者的观察位置调节在构成图像显示装置100、200、300、400或500的光学装置120、320或520上显示的图像的位置。具体地，例如，当观察目标被布置为其相对于显示设备在垂直方向上具有给定角度时（例如，当观察者坐在电影院中的前排座位中并抬头看屏幕时），向上移动所显示的图像（字幕）的位置。在此情况中，当观察者观察与外部图像重叠的图像时，观察者凝视的外部图像和图像的显示位置彼此不远离，并且可以轻松地识别图像。或者，例如，在电源或戏剧中，表演按照预定场景进行。因此，当图像重叠时，可以预测屏幕或舞台的图像（观察目标）。另外，可以基于语音产生源来预测演员在屏幕或舞台上的位置，例如说其台词的演员。因此，基于此预测，可以通过根据观察者的观察位置调节显示在构成图像显示装置100、200、300、400或500的光学装置120、320或520上的图像的位置，在可见度高的位置处在光学装置120、320或520上显示图像（字幕）。
或者，除了对图像形成装置111或211的图像信号输入以外，可从外部向显示设备发送关于从观察者（显示设备）到观察目标的距离的观察位置信息（距离信息）。图20A是示出了信号格式的一个实例的概念图。在此结构中，控制装置18可基于观察位置信息（距离信息），产生基于水平方向上的图像信号将图像的位置移动一定距离的信号（显示位置校正信号或会聚角控制信号），该距离相当于+k像素或-k像素。可预先测量当使图像的位置在水平方向上移动相当于一个像素的距离时的会聚角或虚像距离的变化，并可将其之间的关系储存在控制装置18中。可将用于将图像位置在水平方向上移动相当于+i像素或-i像素的距离的显示位置校正信号、用于将图像位置在垂直方向上移动相当于+j像素或-j像素的距离的显示位置校正信号，以及用于旋转图像的显示位置校正信号添加至信号，并可将该信号发送至图像形成装置111或211。因此，可以通过基于观察位置信息（或左右图像的偏移量）移动两个图像显示装置100、200、300、400或500对右眼和左眼获得的两个图像，将虚像布置在期望位置。即，可以通过在水平方向上调节显示于构成图像显示装置100、200、300、400或500的光学装置120、320或520上的两个图像之间的距离（间隔），来调节与从显示设备到观察目标的距离相应的会聚角。另外，可以通过平行地移动两个图像显示装置100、200、300、400或500对右眼和左眼获得的两个图像，将虚像布置在期望位置。即，可根据观察者的观察位置，调节在构成图像显示装置100、200、300、400或500的光学装置120、320或520上显示的图像的位置。
将参考图20B描述与从显示设备到观察目标的距离相应地调节会聚角。基于图像信号的并由图像显示装置显示的图像（字符）的虚像距离是“a”，与图像相应的会聚角（X轴方向）是“α”。另外，“γ”表示图像远离虚像距离a“c”距离的图像的会聚角，“β”表示当将图像设置在比虚像距离a短的距离“b”的位置处时的图像的会聚角。另外，左右瞳孔之间的距离是“D”。如果D是61.5mm且a是4000mm，那么α=53分（53’）。
将图像形成装置的一个像素定义为3分（3’）。当将图像显示位置在水平方向上从预定位置向内侧移动相当于一个像素的距离时，β是56分（56’）且b是225mm。另一方面，当将图像显示位置在水平方向上从预定位置向外侧移动相当于一个像素的距离时，γ是50分（50’）且c是228mm。当a是8000mm且将图像移动相当于一个像素的距离时，可将虚像距离移动大约1m。
因此，可以通过将图像显示位置在水平方向上从预定位置移动相当于所需数量的像素的距离来调节会聚角。换句话说，可基于显示位置校正信号，控制输入至构成用于右眼和左眼的两个图像显示位置100、200、300、400或500的图像形成装置111或211的图像信号，以精确地调节与从显示设备到观察目标的距离相应的会聚角。结果，观察目标和观察者（观众）之间的距离可等于图像显示位置所显示的图像（字幕）的虚像距离，或者该距离可尽可能地等于虚像距离。观看观察目标的观察者（观众）可自然地观看图像显示位置所显示的图像，基本上不更改或改变焦点。
优选地，虚像距离a和会聚角α满足以下关系。
a×tan(α/2)=D/2
其中，D（单位：mm）满足，例如，56≤D≤74
当α的值是0时，“a”的值是无穷大。根据观察者的移动速度，不独立地计算虚像距离a和会聚角α，但是，当定义其中一个的对应性时，自动地确定另一个。
显示设备可进一步包括测量从显示设备到观察目标的距离的位置测量单元（距离测量单元），并可用位置测量单元（距离测量单元）来获得观察位置信息（距离信息）。例如，具有自动聚焦功能的成像装置（包括无源距离测量装置的成像装置）可包括位置测量单元（距离测量装置）。或者，可在控制装置18中设置按钮或开关，并手动地操作其以设置从显示设备到观察目标的距离。在这些结构中，在控制装置18中产生适当的显示位置校正信号，然后将其添加至图像信号。或者，例如，在电影院或剧场中，可借给观察者（观众）这样的显示设备，在该显示设备中，根据观察者（观众）的座位的位置，预先确定会聚角、在光学装置上显示的图像（字幕）的位置、虚像位置和虚像距离。在此结构中，确定适当的显示位置校正信号并将其储存在控制装置18中，将显示位置校正信号添加至图像信号。
例如，当在剧场中使用显示设备时，可将对内容的说明、进度或戏剧的背景在显示设备上显示为图像。虚像距离需要是期望距离。即，观察目标和观察者（观众）之间的距离以及图像显示装置所显示的图像（例如字符）的虚像距离根据观众所坐的位置而改变。因此，必须根据观众的位置来优化虚像距离。在根据第九实施例的显示设备中，如上所述，由于优化与从显示设备到观察目标的距离相应的会聚角，所以根据观众的位置来优化虚像距离。在一些情况中，观众希望按照场景改变虚像距离。在此情况中，可将关于从观察者（显示设备）到观察目标的距离的观察位置信息（距离信息）从外部发送至显示设备。这样，可以轻松地响应需求。
或者，观察者（观众或用户）可将虚像距离设置为期望距离，或将虚像位置设置为期望位置。具体地，可在控制装置18中设置开关或按钮，观察者可操作开关或按钮，以将虚像布置在期望距离或位置。例如，当背景改变时，可任意改变虚像距离或虚像位置。例如可基于图像信号自动地执行此操作，或者，当观察观察目标时，可由观察者适当地执行。具体地，在此操作中，控制装置18对图像信号添加显示位置校正信号和会聚角控制信号。或者，在此操作中，移动装置40（将在下面描述）工作。这样，观众可用视线的少量运动来可靠地查看图像（例如字符，例如字幕），并且，可以容易地同时显示适于每个观众的图像（例如字幕，具体是不同语言的字幕）。
图像信号是数字数据，并在显示之前产生。当观察者观看观察目标时，可在不妨碍观看观察目标的位置显示图像。另外，如上所述，具体地，在设置于字符数据复制装置31或图像数据与字符数据复制装置31’中的计算机（未示出）的控制下，例如在预定时间表和时间分配，或基于观察目标的发展状态，用字符数据无线发送装置32将图像信号无线地发送至控制装置18。
在根据第九实施例的显示设备中，除了字符数据以外，图像信号可包括关于将要显示的字符的亮度数据或色度数据。在此情况中，可以可靠地解决这样的问题：由于字符的背景而难以在视觉上识别图像（例如字幕）的字符。亮度数据的一个实例可以是，与包括通过图像显示装置观察的观察目标（例如字符或背景）的预定区域（例如与整个舞台的下方1/3相应的区域）的亮度相应的亮度数据。色度数据的一个实例可以是，与包括通过图像显示装置观察的观察目标的预定区域的色度相应的色度数据。具体地，在一些情况中，当例如通过半透射（透视）型光学装置观察的屏幕或舞台的亮度与光学装置上显示的字符的亮度或颜色平衡不在预定范围内时，难以以高可见度观察字幕、屏幕或舞台。然而，可以将待显示的字符的亮度或颜色调节至，例如适合于屏幕或舞台，并改进字符的可见度。即，可以可靠地解决这样的问题：由于字符的背景而难以在视觉上识别例如说明观察者（观众）所观看的观察目标的字符。当使用根据第九实施例的显示设备观看，例如戏剧时，图像显示装置100、200、300、400或500可在适当的定时显示与观察目标相关的字符（例如，对戏剧状态或背景的说明，对演员的说明，或演员的对话）。具体地，例如，可将字符数据发送至图像显示装置100、200、300、400或500，并且，根据戏剧的发展状态，通过操作员的操作或在计算机的控制下，可由图像显示装置100、200、300、400或500显示字符。
当虚像位置固定时，会出现视觉疲劳。原因是，当焦点固定时，眼睛的运动会减少。因此，适当地移动虚像距离或虚像位置以减少视觉疲劳是有效的。即，两个光学装置所形成的虚像的位置或两个光学装置所形成的虚像离这两个光学装置的距离（虚像距离）可以随着时间而变化。具体地，例如，每隔五分钟，可将图像的位置在水平方向上移动一定的距离持续一分钟并返回至原始位置，该距离相当于图像形成装置的+2像素。
[第十实施例]
第十实施例涉及根据本公开的实施方式的显示设备1C。根据第十实施例的显示设备的基本构造和结构可与根据第九实施例的显示设备的那些相同，因此，将不再重复其详细描述。
在根据第十实施例的显示设备中，在从对图像形成装置输入图像信号开始已过去预定时段后，使图像形成装置停止形成图像。为了使图像形成装置停止形成图像，即，为了将显示设备的模式改变成，例如节能模式，对图像信号添加表示图像显示装置的图像显示时间的信号，或用于指示图像形成装置停止形成图像的信号。
图18B示出了第十实施例中的图像信号的一个实例。对图18A所示的第九实施例中的图像信号添加数据“TIME”，其是表示图像显示装置的图像显示时间的信号。控制装置18在图像显示装置上显示图像（字幕）持续与数据“TIME”相应的时间（T秒），停止在图像显示装置上显示图像（字幕），并改变成例如节能模式，在该模式中，仅命令接收电路18A工作，并且，基于来自命令接收电路18A的命令，停止信号处理电路18B、定时调节电路18C、发射电路18D和定时产生电路18E的操作。然后，当命令接收电路18A再次接收图像信号时，控制装置18基于来自命令接收电路18A的命令，恢复信号处理电路18B、定时调节电路18C、发射电路18D和定时产生电路18E的操作。
因此，在根据第十实施例的显示设备中，在从对图像形成装置输入图像信号开始已过去预定时段后，使图像形成装置停止形成图像。即，在已过去预定时段后，将显示设备的操作模式改变成，例如节能模式。防止显示设备的不必要的能耗。
[第十一实施例]
第十一实施例是根据第九和第十实施例中的每一个的图像显示装置的变形。图21A和图21B是示出了例如构成根据第十一实施例的显示设备中的图像显示装置的导光板的设备的概念图，图22是示出了根据第十一实施例的显示设备的示意性侧视图。
在第九至第十实施例中，如图13所示，图像显示装置100或300被设计为，使得从图像形成装置111或211的中心发出并通过光学系统112或254的图像形成装置一侧的节点的中心入射光束CL与导光板121或321垂直地相遇。即，图像显示装置100或300被设计为，使得中心入射光束CL以0度的入射角入射在导光板121或321上。在此情况中，所显示的图像的中心与导光板121或321的第一表面122或322的垂直方向对准。
即，在其代表性实例是图像显示装置100的图像显示装置中，如图13所示，用准直光学系统112将从图像形成装置111或211的中心发出的在准直光学系统112的光轴上的中心入射光束CL转换成基本上平行的光，然后使其垂直地入射在导光板121的第一表面（入射面）122上。然后，入射光在传播方向A上传播，同时通过第一偏转单元130在第一表面122和第二表面123之间全反射。然后，用第二偏转单元140使中心入射光束CL反射和衍射，使其从导光板121的第一表面122垂直地发出，并到达观察者（观众）的瞳孔21。
在透视型显示设备中，当观察者（观众）观看设置在水平方向上的观察目标时，优选地，光学装置120、320或520在水平方向上布置在观察者的视线（观察者的水平视线）下方，以防止光学装置120、320或520变成障碍。在此情况中，整个图像显示装置100或300被布置在观察者的水平视线的下方。在此结构中，如图24所示，必须使整个图像显示装置100以角度θ”倾斜。在此情况中，在一些情况中，根据与将图像显示装置100佩戴至观察者的头部的眼镜型框架连接的连接部分（镜腿部）的关系，图像显示装置100的倾角θ”受限，或设计自由度降低。因此，优选提供一种高布置灵活性和高设计灵活性的图像显示装置，以防止图像显示装置变成观察者的水平视线中的障碍。
在第十一实施例中，中心入射光束CL以除了0度以外的角度（θ）与XY平面相交。另外，中心入射光束CL包括在YZ平面中。在将在下面描述的第十一实施例或第十二实施例中，光学系统112或254的光轴包括在YZ平面中，并以除了0度以外的角度与XY平面相交，具体地，以角度θ相交（见图21A和图21B）。在将在下面描述的第十一实施例或第十二实施例中，如果XY平面与水平面对准，那么中心入射光束CL和XY平面之间的交叉角θ是仰角。即，中心入射光束CL从XY平面下方传播至XY平面，并与XY平面相遇。XY平面以除了0度以外的角度与垂直面相交，具体地，以角度θ相交。
在第十一实施例中，θ是5度。具体地，在此结构中，中心入射光束CL（在图22中用虚线代表）包括在水平面中。光学装置120、320或520相对于垂直面以角度θ倾斜。换句话说，光学装置120、320或520相对于水平面以角度（90-θ）倾斜。从光学装置120、320或520发出的中心入射光束CL’（在图22中用单点点划线代表）相对于水平面以角度2θ倾斜。即，当观察者在水平方向上的无穷远处观看目标时，从光学装置120、320或520发出然后入射在观察者的瞳孔上的中心入射光束CL’具有俯角θ’（=2θ）（见图22）。在中心入射光束CL’和光学装置120、320或520的法线之间形成的角度是θ。在将在下面描述的图21A或图23A中，光学装置120、320或520的从其发出中心入射光束CL’的点是“O’”，并且，与通过点O’的X轴、Y轴和Z轴平行的轴线叫做X’轴、Y’轴和Z’轴。
在根据第十一实施例的图像显示装置中，中心入射光束CL以除了0度以外的角度（θ）与XY平面相交。从光学装置发出的中心入射光束CL’以俯角θ’入射在观察者（观众）的瞳孔上，并建立θ’=2θ的关系。在图24所示的实例中，为了获得相同的俯角，需要使整个图像显示装置倾斜角度θ”。在此情况中，θ”和θ满足关系θ”=2θ。最后，在图24所示的实例中，需要使光学装置相对于垂直面以角度2θ倾斜。在第十一实施例中，可使光学装置相对于垂直面以角度θ倾斜，并可保持图像形成装置水平。因此，当将图像显示装置附接至眼镜型框架的连接部分时，图像显示装置的连接角的限制减小，并可获得设计的高灵活性。另外，由于光学装置相对于垂直面的倾角比图24所示的实例的倾角小，所以外部光不太可能从光学装置反射并入射在观察者（观众）的瞳孔上。因此，可显示高质量图像。
根据第十一实施例的显示设备的构造和结构与根据第九和第十实施例的显示设备的构造和结构相同，除了上述差异以外，因此，将不再重复其详细描述。
[第十二实施例]
第十二实施例是根据第十一实施例的图像显示装置的变形。图23A和图23B是示出了例如构成根据第十二实施例的图像显示装置的导光板的设备的概念图。在第十二实施例中，光学系统（平行光发射光学系统或准直光学系统）112的光轴与YZ平面和XY平面平行，并通过与图像形成装置111或211的中心偏离的位置。在此结构中，中心入射光束CL包括在YZ平面中，并与XY平面以俯角θ相交。根据第十二实施例的显示设备的构造和结构与根据第九至第十一实施例的显示设备的构造和结构相同，因此，将不再重复其详细描述。
[第十三实施例]
第十三至第十六实施例是根据第九至第十二实施例的显示设备的变形。第十三实施例涉及根据本公开的实施方式的显示设备3A。根据第十三实施例或根据将在下面描述的第十四至第十六实施例的显示设备的基本构造和结构，可与根据第九至第十二实施例的显示设备的构造和结构相同，因此，将不再重复其详细描述。
根据第十三实施例的显示设备将例如演员的对话显示为戏剧中的字幕。将数据组储存在设置于具有已知的电路构造的控制单元618中的存储单元（未示出）中，其是存储卡。在第十三实施例中，数据组是一组字符数据，其是具有作为图像的字符串的图像数据，通过编辑演员在戏剧的每个场景中的对话来获得该字符串。图像数据的文件格式可基本上是任意的。图25是示出了构成数据组的图像信号（字符数据）的数据结构的概念图。每个构成数据组的字符数据项具有赋予其的名称识别码。名称识别码例如包括数字。
图26A是示出了第十三实施例中的显示设备的发送装置（发送单元）651的系统结构的结构图，图26B是示出了控制装置618的系统结构的结构图。图27是示出了第十三实施例中的发送装置651的发送处理的流程的图示，图28是示出了第十三实施例中的控制装置618的接收处理的流程的图示。
具有已知的电路结构的发送装置651包括，例如，个人计算机652和显示设备653，其是已知的液晶显示装置。如图29A和图29B所示，显示设备653显示，例如，名称识别码、多个构成数据组的字符数据项、每个字符数据项的总显示时间，以及亮度信息。显示设备653可包括在其中显示构成字符数据的显示数据（不同大小的显示数据或不同语言的显示数据）的区域，和在其中显示从发送装置651接收各种信息的显示设备的数量的区域。另外，显示设备653进一步包括在其中将显示时间信息TInf与总显示数据Ttotal的比值显示为“水平条”的区域。在“用于显示名称识别码等的区域”中，光标位于阴影部分中，并且显示颜色颠倒。
在演员的对话在戏剧中即将开始之前，将名称识别码和显示时间信息以预定间隔从外部发射至控制部分618。与显示时间信息相应的时间相当于根据本公开的实施方式的显示设备1C或显示设备3A中的预定时段。具体地，例如，当操作员操作指示装置或设置于个人计算机652中的键盘（未示出）以指定一行名称识别码、多个构成数据组的字符数据项，以及显示设备653上显示的每个字符数据项的总显示时间时，个人计算机652读取指定的名称识别码和总显示时间，计算显示时间信息，产生显示包，并将名称识别码、显示时间信息和同步信号发送至显示设备的控制部分618。指示装置的实例可包括操纵杆、指示棒（跟踪点）、触控垫、触控板、记录笔、数据手套、跟踪球、写字板、鼠标、光笔和游戏手柄。
具体地，如上所述，可用总显示时间Ttotal和预定时间间隔Tint如下所述地表示显示时间信息TInf。
TInf(m)=Ttotal-(m-1)×Tint
将名称识别码和显示时间信息TInf以预定时间间隔Tint从外部（发送装置651）发送至控制装置618。例如，当Ttotal是10.0秒且Tint是0.1秒时，当从外部（发送装置651）向控制装置618第一次（m=1）发送名称识别码和显示时间信息时的显示时间信息TInf(m)如下所示：
TInf(1)=10.0秒
发送装置651判断TInf＝0（秒）是否成立。当TInf不是0秒时，定时器等待，并且，发送装置651将TInf减小Tint（具体地，是0.1秒）。在已过去Tint（具体地，是0.1秒）后，发送装置651发送名称识别码和显示时间信息TInf(2)=9.9秒。重复此操作，直到TInf＝0（秒）成立为止。
当接收名称识别码和数据识别码时，控制装置618从存储单元读取具有与所发送的名称识别码相同的数据识别码的字符数据。用图像形成装置111或211显示基于字符数据的图像持续与所发送的显示时间信息TInf相应的时间。当图像形成装置111或211开始显示图像后从外部（发送装置651）向控制装置618发送相同的名称识别码和不同的显示时间信息TInf时，控制装置618忽略名称识别码和显示时间信息TInf，并连续显示图像。在操作中，控制装置618可产生标记（接收完成标记）。当控制装置618由于任何原因而无法在第一次至第（m’-1）次接收从发送装置651发送的名称识别码和/或显示时间信息TInf并且在第m’次首次成功从发送装置651接收名称识别码和显示时间信息TInf时，图像形成装置111或211在与TInf(m’)=Ttotal-(m’-1)×Tint相应的时间内显示基于字符数据的图像。
这样，在第十三实施例中，即使当控制装置618无法接收从外部发送的名称识别码和/或显示时间信息时，也可以尝试再次或重复接收名称识别码和显示时间信息。因此，可以可靠地接收名称识别码和显示时间信息。结果，例如，即使当多个显示设备接收名称识别码和显示时间信息时，其也可同时可靠地显示相同的图像，并可以可靠地解决显示设备难以显示图像的问题。
在第十三实施例中，图像形成装置111或211可在亮度由亮度信息控制的同时显示图像。具体地，除了名称识别码和显示时间信息以外，可将与将在光学装置上显示的图像的亮度相关的信息从外部（发送装置651）发送至显示设备，从而改进所显示的图像的可见度。
在第十三实施例中（或者，必要时，根据将在下面描述的第十四至第十六实施例的显示设备），可将包括多个用于显示图像（例如字幕）的字符数据项的数据组储存在设置于控制装置618中的存储单元中。可对每个构成数据组的字符数据项赋予数据识别码。控制装置618可以预定时间间隔接收从外部发送的名称识别码和显示时间信息，并从存储单元读取具有与所发送的名称识别码相同的数据识别码的字符数据。可在与所发送的显示时间信息相应的时间内，在图像形成装置上显示基于字符数据的图像。
[第十四实施例]
第十四实施例涉及根据本公开的实施方式的显示设备3B。在第十四实施例中，可应用根据第十三实施例的显示设备和图像显示装置。然而，在第十四实施例中，可在控制装置618中设置切换按钮（见图26B）或开关，以设置观察目标和显示设备之间的距离。手动地设置从显示设备到观察目标的距离，即，通过根据观察者（观众）的座位操作切换按钮或开关。例如，可将四种距离（例如“短距离”、“中距离”、“长距离”和“非常长的距离”）作为从显示设备到观察目标的距离的实例。
在根据第十四实施例的显示设备中，与第十三实施例类似，将包括多个字符数据项的数据组储存在设置于控制装置618中的存储单元中。对每个构成数据组的字符数据项赋予数据识别码。
然而，与第十三实施例不同，每个字符数据项包括多个具有不同显示大小的不同大小的显示数据项。具体地，在第十四实施例中，假设具有不同显示大小的显示数据是具有作为图像的具有不同字体大小的字符串的图像数据。一个不同大小的显示数据项的数据结构可与图25所示的相同。与第十三实施例类似，对每个字符数据项赋予数据识别码。
在第十四实施例中，与第十三实施例类似，将名称识别码从外部（发送装置651）发送至控制装置618。然后，控制装置618根据观察目标和显示设备之间的距离，具体是根据通过操作设置于控制装置618中的切换按钮或开关来设置的从显示设备到观察目标的距离，从存储单元读取具有与所发送的名称识别码相同的数据识别码的字符数据中的多个不同大小的显示数据项中的一个，并在图像形成装置上显示基于这一个不同大小的显示数据项的图像。
在根据第十四实施例的图像显示方法中，与第十三实施例类似，可以预定时间间隔Tint将名称识别码和显示时间信息TInf从外部（发送装置651）发送至控制装置618，并且，图像形成装置可在与所发送的显示时间信息TInf相应的时间内显示图像。
可将与从显示设备到观察目标的距离相关的信息从外部无线地发送至显示设备。或者，显示设备可进一步包括测量从显示设备到观察目标的距离的距离测量装置，并用距离测量装置获得距离信息。包括距离测量装置的成像装置的一个实例可以是具有自动聚焦功能的成像装置（包括无源距离测量装置的成像装置）。
这样，在根据第十四实施例的显示设备中，控制装置618根据观察目标和显示设备之间的距离，从存储单元读取具有与所发送的名称识别码相同的数据识别码的字符数据中的多个不同大小的显示数据项中的一个，并在图像形成装置上显示基于这一个不同大小的显示数据项的图像。因此，眼睛观看的观察目标的大小和图像的大小之间不存在不匹配。
在根据第十四实施例的显示设备中，可将包括多个字符数据项的数据组储存在设置于控制装置618中的存储单元中。可对每个构成数据组的字符数据项赋予数据识别码。每个字符数据项可包括多个具有不同显示大小的不同大小的显示数据项。控制装置618可接收从外部发送的名称识别码，并根据观察目标和显示设备之间的距离，从存储单元读取具有与所发送的名称识别码相同的数据识别码的字符数据中的多个不同大小的显示数据项中的一个。可在图像形成装置上显示基于这一个不同大小的显示数据项的图像。
可将根据第十三实施例的显示设备和根据第十四实施例的显示设备彼此组合。即，在根据第十三实施例的显示设备中，每个字符数据项可包括多个具有不同显示尺寸的不同大小的显示数据项。控制装置618可接收从外部发送的名称识别码，并根据观察目标和显示设备之间的距离，从存储单元读取具有与所发送的名称识别码相同的数据识别码的字符数据中的多个不同大小的显示数据项中的一个。可在图像形成装置上显示基于这一个不同大小的显示数据项的图像。
[第十五实施例]
第十五实施例涉及根据本公开的实施方式的显示设备3C。在第十五实施例中，可应用根据第十三实施例的显示设备和图像显示装置。在根据第十五实施例的显示设备中，与第十三实施例类似，设置于控制装置618中的存储单元储存包括多个字符数据项的数据组，并对每个构成数据组的字符数据项赋予数据识别码。
然而，与第十三实施例不同，每个字符数据项包括多个具有不同显示语言的不同语言的显示数据项。语言的实例可包括汉语、韩语和英语。具体地，在第十五实施例中，具有不同显示语言的显示数据项是具有作为图像的具有不同语言的字符串的图像数据。一个不同语言的显示数据项的数据结构可与图25所示的相同。与第十三实施例类似，对每个字符数据项赋予数据识别码。
在第十五实施例中，与第十三实施例类似，将名称识别码从外部（发送装置651）发送至控制装置618。然后，控制装置618从存储单元读取具有与所发送的名称识别码相同的数据识别码的字符数据中的多个不同语言的显示数据项中的一个，并在图像形成装置上显示基于这一个不同语言的显示数据项的图像。可在控制装置618中设置切换按钮（见图26B）或开关，以手动地选择显示语言。
这样，在根据第十五实施例的显示设备中，控制装置618从存储单元读取具有与所发送的名称识别码相同的数据识别码的字符数据中的多个不同语言的显示数据项中的一个，并在图像形成装置上显示基于这一个不同语言的显示数据项的图像。因此，可以简单地以观察者（观众）使用的语言显示图像。
在第十五实施例中，可应用根据第十三实施例的显示设备。具体地，在第十五实施例中，与第十三实施例类似，控制装置618从存储单元读取具有与所发送的名称识别码相同的数据识别码的字符数据中的多个不同语言的显示数据项中的一个，并在图像形成装置上显示基于这一个不同语言的显示数据项的图像。即，以预定时间间隔Tint将名称识别码和显示时间信息TInf从外部（发送装置651）发送至控制装置618，并且，图像形成装置在与所发送的显示时间信息TInf相应的时间内显示图像。
可将根据第十五实施例的显示设备和根据第十四实施例的显示设备彼此组合。即，每个不同大小的显示数据项可包括多个具有不同显示语言的不同语言的显示数据项。控制装置618可根据观察目标和显示设备之间的距离，选择具有与所发送的名称识别码相同的数据识别码的字符数据中的多个不同大小的显示数据项中的一个，并从存储单元读取这一个不同大小的显示数据项中的多个不同语言的显示数据项中的一个。可在图像形成装置上显示基于这一个不同语言的显示数据项的图像。在此情况中，以预定时间间隔Tint将名称识别码和显示时间信息TInf从外部（发送装置651）发送至控制装置618，并且，图像形成装置在与所发送的显示时间信息TInf相应的时间内显示图像。
在根据第十五实施例的显示设备中，设置于控制装置618中的存储单元可储存包括多个字符数据项的数据组。可对每个构成数据组的字符数据项赋予数据识别码。每个字符数据项可包括多个具有不同显示大小的不同大小的显示数据项。控制装置618可接收从外部发送的名称识别码，并从存储单元读取具有与所发送的名称识别码相同的数据识别码的字符数据中的多个不同语言的显示数据项中的一个。可在图像形成装置上显示基于这一个不同语言的显示数据项的图像。
可将根据第十三实施例的显示设备和根据第十五实施例的显示设备彼此组合。即，在根据第十三实施例的显示设备中，每个字符数据项可包括多个具有不同显示语言的不同语言的显示数据项。控制装置618可从存储单元读取具有与所发送的名称识别码相同的数据识别码的字符数据中的多个不同语言的显示数据项中的一个。可在图像形成装置上显示基于这一个不同语言的显示数据项的图像。
可将根据第十四实施例的显示设备和根据第十五实施例的显示设备彼此组合。即，在根据第十四实施例的显示设备中，每个不同大小的显示数据项可包括多个具有不同显示语言的不同语言的显示数据项。控制装置618可根据观察目标和显示设备之间的距离，选择具有与所发送的名称识别码相同的数据识别码的字符数据中的多个不同大小的显示数据项中的一个，并从存储单元读取这一个不同大小的显示数据项中的多个不同语言的显示数据项中的一个。可在图像形成装置上显示基于这一个不同语言的显示数据项的图像。
可将根据第十三实施例的显示设备和根据第十四实施例与15的显示设备彼此组合。即，在根据第十三实施例的显示设备中，每个不同大小的显示数据项可包括多个具有不同显示语言的不同语言的显示数据项。控制装置618可根据观察目标和显示设备之间的距离，选择具有与所发送的名称识别码相同的数据识别码的字符数据中的多个不同大小的显示数据项中的一个，并从存储单元读取这一个不同大小的显示数据项中的多个不同语言的显示数据项中的一个。可在图像形成装置上显示基于这一个不同语言的显示数据项的图像。
[第十六实施例]
第十六实施例涉及根据本公开的实施方式的显示设备3D。在第十六实施例中，可应用根据第十三实施例的显示设备和图像显示装置。
在根据第十六实施例的显示设备中，与第十三实施例类似，设置于控制装置618中的存储单元储存包括多个字符数据项的数据组，并对每个构成数据组的字符数据项赋予数据识别码。每个字符数据项具有与第十三实施例中描述的数据结构相同的数据结构。与第十三实施例类似，对每个字符数据项赋予数据识别码。
在第十六实施例中，与第十三实施例类似，将名称识别码从外部（发送装置651）发送至控制装置618。然后，控制装置618从存储单元读取具有与所发送的名称识别码相同的数据识别码的字符数据，并根据观察目标和显示设备之间的距离执行数据处理。图像形成装置显示基于字符数据的图像，其中会聚角被控制。可基于从显示设备到观察目标的距离，对输入至构成至少一个图像显示装置的图像形成装置的字符数据执行图像处理。在第十六实施例中，对输入至构成两个图像显示装置的图像形成装置的字符数据执行图像处理。
即，在根据第十六实施例的显示设备中，设置于控制装置618中的存储单元可储存包括多个字符数据项的数据组。可对每个构成数据组的字符数据项赋予数据识别码。控制装置618可接收从外部发送的名称识别码，从存储单元读取具有与所发送的名称识别码相同的数据识别码的字符数据，并根据观察目标和显示设备之间的距离执行数据处理。可在图像形成装置上显示基于字符数据的图像，并且会聚角被控制。
在第十六实施例中，可应用根据第十三实施例的显示设备。具体地，在第十六实施例中，与第十三实施例类似，控制装置618从存储单元读取具有与所发送的名称识别码相同的数据识别码的字符数据，图像形成装置显示基于字符数据的图像。将名称识别码和显示时间信息TInf以预定时间间隔Tint从外部（发送装置651）发送至控制装置618，并且，图像形成装置在与所发送的显示时间信息TInf相应的时间内显示图像。
可将根据第十四实施例的显示设备和根据第十六实施例的显示设备彼此组合。即，在根据第十四实施例的显示设备中，每个字符数据项可包括多个具有不同显示尺寸的不同大小的显示数据项。控制装置618可根据观察目标和显示设备之间的距离，从存储单元读取具有与所发送的名称识别码相同的数据识别码的字符数据中的多个不同大小的显示数据项中的一个，并根据观察目标和显示设备之间的距离执行数据处理。可在图像形成装置上显示基于这一个不同大小的显示数据项的图像，会聚角被控制。
可将根据第十四实施例的显示设备和根据第十五和第十六实施例的显示设备彼此组合。即，在根据第十四实施例的显示设备中，每个不同大小的字符数据项可包括多个具有不同显示语言的不同语言的显示数据项。控制装置618可根据观察目标和显示设备之间的距离，选择具有与所发送的名称识别码相同的数据识别码的字符数据中的多个不同大小的显示数据项中的一个，从存储单元读取这一个不同大小的显示数据项中的多个不同语言的显示数据项中的一个，并根据观察目标和显示设备之间的距离执行数据处理。可在图像形成装置上显示基于这一个不同语言的显示数据项的图像，会聚角被控制。
可将根据第十五实施例的显示设备和根据第十六实施例的显示设备彼此组合。即，在根据第十五实施例的显示设备中，每个字符数据项可包括多个具有不同显示语言的不同语言的显示数据项。控制装置618可根据观察目标和显示设备之间的距离，从存储单元读取具有与所发送的名称识别码相同的数据识别码的字符数据中的多个不同语言的显示数据项中的一个，并根据观察目标和显示设备之间的距离执行数据处理。可在图像形成装置上显示基于这一个不同语言的显示数据项的图像，会聚角被控制。
[第十七实施例]
第十七实施例是根据第一至第八实施例中的每个的显示设备的变形。具体地，第十七实施例涉及根据本公开的实施方式的显示设备2A，更具体地，涉及显示字幕的显示设备（字幕显示设备）。图30A和图30B是示出了根据第十七实施例的显示设备和图像显示装置的概念图。图30A是示出了图像形成装置的光轴和光学系统的光轴在水平方向（X轴方向）上移动之前的状态的示意图，图30B是示出了移动光轴后的状态的示意图。图31是示出了光在构成根据第十七实施例的显示设备中的图像显示装置的导光板中的传播的示意图。示出了根据第十七实施例的显示设备的使用状态的概念图和图15和图16的概念图相同，并且，示出了构成根据第十七实施例的显示设备的控制装置的概念图和图17的概念图相同。根据第十七实施例的图像信号的一个实例和图18A所示的实例相同。
在根据第十七实施例的显示设备（字幕显示设备）或根据将在下面描述的第十八至第二十二实施例的显示设备中，根据观察者的观察位置操作移动装置40、旋转装置43、液体透镜44和液体棱镜45。基于与观察者的观察位置相关的信息（或左右图像的偏移量），用来自控制装置618的控制信号控制其操作。与观察者的观察位置相关的信息的实例可包括：电影院或剧场中的观察者（观众）的座位的位置，以及剧场信息。
在根据第十七实施例或将在下面描述的第十八实施例的显示设备100、200、300、400或500中，移动装置40在水平方向上将图像形成装置111（111A和111B）或211的光轴和光学系统112或254的光轴相对于彼此移动。具体地，如图30A和图30B以及图31的概念图所示，在两个图像显示装置100、200、300、400或500的每个中，可在水平方向（X轴方向）上将图像形成装置111或211的光轴和光学系统112或254的光轴的位置相对于彼此移动。即，将图像形成装置111或211和光学系统112或254中的一个（例如光学系统112或254）放在引导部分42上以进行移动，例如其是齿条部分，并且，使图像形成装置111或211和光学系统112或254中的一个（例如光学系统112或254）在引导部分42上移动，以由电机和小齿轮41移动。或者，可将图像形成装置和光学系统中的一个放在引导部分上以进行移动，并且，可使图像形成装置和光学系统中的一个在引导部分上移动，以由压电装置或超声波电机移动。在此结构中，改变从光学系统112或254发出然后入射在光学装置120、320或520上的平行光相对于光学装置120、320或520的YZ平面入射角。即，改变光学系统112或254的光轴相对于YZ平面的角度。在图31中，实线表示图像形成装置111或211的光轴和光学系统112或254的光轴在水平方向（X轴方向）上移动之前的中心入射光束，虚线表示移动之后的中心入射光束。当将图像形成装置111或211和光学系统112或254从图30A所示的状态移动至图30B所示的状态时，会聚角的值增大，并且虚像距离减小。即，虚像靠近观察者（观众）。换句话说，例如，使图像形成装置111或211，或光学系统112或254在水平方向（X轴方向）上相对于彼此移动，使得将图14所示的点“A”设置在期望位置。在图像形成装置111或211的运动中，可移动整个图像形成装置111或211，或可移动图像形成装置111或211的部分元件（例如液晶显示装置151或扫描单元253）。
例如，从个人计算机对显示设备预先提供观察者的观察位置的信息（观察者观察位置信息）。或者，例如，可用适当的装置和方法来读取作为条形码打印在票据上的座位信息或剧场信息，或包括在显示于手机上的票据信息中的座位信息或剧场信息，并可用适当的装置基于该座位信息或剧场信息向显示设备提供观察者观察位置信息。然后，控制装置618基于观察者观察位置信息操作，例如，电机和小齿轮41，以使图像形成装置111或211和/或光学系统112或254在水平方向（X轴方向）上相对于彼此移动，从而调节会聚角。具体地，例如，当从显示设备到观察目标的距离增加时，会聚角可被减小。当从显示设备到观察目标的距离是无穷大时，会聚角是0度。
这样，可基于观察位置信息（或左右图像的偏移量），使由用于右眼和左眼的两个图像显示装置100、200、300、400或500获得的两个图形移动，以将虚像布置在期望位置。即，可调节在水平方向上在构成图像显示装置100、200、300、400或500的光学装置120、320或520上显示的两个图形之间的距离（间隔），或调节YZ平面入射角，以调节与从显示设备到观察目标的距离相应的会聚角。
[第十八实施例]
第十八实施例涉及根据本公开的实施方式的显示设备2B。图32A和图32B是示出了根据第十八实施例的显示设备的概念图。在根据第十八实施例的显示设备中，至少一个图像显示装置（在第十八实施例中，是用于右眼和左眼的两个图像显示装置中的每个）进一步包括旋转装置43，其旋转图像形成装置111或211和光学系统112或254。旋转装置43根据观察者的观察位置，旋转图像形成装置111或211和光学系统112或254，以改变从光学系统112或254发出然后入射在光学装置120或320上的平行光相对于光学装置120或320的入射角（YZ平面入射角），即，光学系统112或254的光轴相对于YZ平面的角度，从而调节会聚角（水平面和主光束之间的交叉角）。当将图像形成装置111或211和光学系统112或254从图32A所示的状态移动至图32B所示的状态时，会聚角的值增加，并且虚像距离减小。即，虚像靠近观察者（观众）。
旋转装置43旋转图像形成装置111或211和光学系统112或254。具体地，两个图像显示装置中的每个的图像形成装置111或211的光轴和光学系统112或254的光轴之间的位置关系可以是固定的，可利用压电装置、电机或超声波电机围绕布置在适当位置的Z轴旋转至少一个图像显示装置。在此结构中，使从光学系统112或254发出然后入射在光学装置120或320上的平行光相对于光学装置120或320的YZ平面入射角改变。即，使光学系统112或254的光轴相对于YZ平面的角度改变。必要时，也可使光学装置120或320旋转。
[第十九实施例]
第十九实施例涉及根据本公开的实施方式的显示设备2C。在根据第十九实施例的显示设备中，构成至少一个图像显示装置（在第十九实施例中，是用于右眼和左眼的两个图像显示装置中的每个）的光学系统112或254包括液体透镜44。根据观察者的观察位置操作液体透镜44，以调节会聚角（水平面和主光束之间的交叉角）。构成光学系统112或254的液体透镜44是使用电润湿现象的已知的液体透镜。液体透镜44的操作使得可以在水平方向（X轴方向）上移动光学系统112或254的光轴，或改变光学系统的光轴相对于YZ平面的角度，同时保持Y轴和光学系统112或254的光轴之间的关系不变。这样，使从光学系统112或254发出然后入射在光学装置120或320上的平行光相对于光学装置120或320的YZ平面入射角改变。即，使光学系统112或254的光轴相对于YZ平面的角度改变。
将参考图33A至图33C和图34A至图34C描述液体透镜44的原理。图33A是沿着图33B的线A-A剖开的示意性截面图，图33B是沿着图33A的线B-B剖开的示意性截面图（在其中示出了第一液体），图33C和图34A至图34C是沿着图33A的线C-C剖开的示意性截面图。当沿着xy平面切割液体透镜时，其形状是示意性形状，并与实际形状不同。
代表图33A至图33C和图34A至图34C中的原理图的液体透镜（为了方便，叫做“原理性液体透镜”）包括壳体。该壳体包括：第一侧面件51；与第一侧面件51相对的第二侧面件52；连接第一侧面件51的一端与第二侧面件52的一端的第三侧面件53；连接第一侧面件51的另一端与第二侧面件52的另一端的第四侧面件54；附接至第一侧面件51、第二侧面件52、第三侧面件53和第四侧面件54的顶面的顶板55；以及附接至第一侧面件51、第二侧面件52、第三侧面件53和第四侧面件54的底面的底板56。由壳体构成一个透镜壳体。由构成液体透镜的第一液体65和第二液体66填充透镜壳体，该液体透镜是圆柱透镜，具有在第一侧面件51和第二侧面件52所延伸的方向（z方向）上延伸的轴线。
另外，在顶板55的内表面上设置构成液体透镜的第一电极（在下文中，简单地叫做“第一电极61”）。在第一侧面件51的内表面上设置构成液体透镜的第二电极（在下文中，简单地叫做“第二电极62”）。在第二侧面件52的内面上设置构成液体透镜的第三电极（在下文中，简单地叫做“第三电极63”）。在图33A至图33C所示的状态中，对第一电极61、第二电极62和第三电极63不施加电压。
在此状态下，当从此状态对第一电极61、第二电极62和第三电极63施加适当的电压时，第一液体65和第二液体66之间的界面的状态改变成图34A、图34B或图34C所示的状态。图34A示出了当对第二电极62和第三电极63施加相同电压时的状态。当沿着xy平面切割形成于透镜壳体中的液体透镜时，其形状相对于光轴OA对称。另外，图34B和图34C示出了当对第二电极62和第三电极63施加不同电压时的状态。当沿着xy平面切割形成于透镜壳体中的液体透镜时，其形状相对于光轴OA不对称。图34C所示的状态中的第二电极62和第三电极63之间的电位差比图34B所示的状态中的电位差大。如图34B和图34C所示，可根据第二电极62和第三电极63之间的电位差改变液体透镜的光焦度，并可在与z方向正交的y方向上移动液体透镜的光轴OA（用虚线代表）。或者，可将原理图中所示的多个液体透镜平行地布置，并可适当地控制施加至每个液体透镜的第二电极62和第三电极63的电压，以移动所有液体透镜的光轴，从而改变所有液体透镜的光轴的倾斜。这样，可用所有液体透镜构造菲涅耳透镜。
图35、图36A至图36C和图37A与图37B是示出了根据第十九实施例的实际的液体透镜44的示意性截面图。图35是沿着图33B的线A-A剖开的示意性截面图，图36A至图36C和图37A与图37B是沿着图35的线C-C剖开的示意性截面图。沿着图35的线B-B剖开的示意性截面图与图33B所示的相同。
液体透镜44包括：（A）壳体50，其包括：第一侧面件51，与第一侧面件51相对的第二侧面件52，连接第一侧面件51的一端与第二侧面件52的一端的第三侧面件53，连接第一侧面件51的另一端与第二侧面件52的另一端的第四侧面件54，附接至第一侧面件51、第二侧面件52、第三侧面件53和第四侧面件54的顶面的顶板55，以及附接至第一侧面件51、第二侧面件52、第三侧面件53和第四侧面件54的底面的底板56；以及（B）平行地设置在第一侧面件51和第二侧面件52之间的（M-1）个隔板件57。
在根据第十九实施例的液体透镜44中，平行地布置M（=5）个透镜壳体58（581、582、583、584和585）。用构成液体透镜的第一液体65和第二液体66填充透镜壳体58（581、582、583、584和585）中的每个，该液体透镜是圆柱透镜，具有与隔板件57所延伸的方向（z方向）平行地延伸的轴线。
第一透镜壳体581包括第一侧面件51、第三侧面件53、第一隔板件57、第四侧面件54、顶板55和底板56。在构成第一透镜壳体581的顶板55的内表面上设置第一电极61。在构成第一透镜壳体581的第一侧面件51的内表面上设置第二电极62。在构成第一透镜壳体581的第一隔板件57的内表面上设置第三电极63。
第（m+1）个透镜壳体58(m+1)包括第m个（m=1,2，...,M-2）隔板件57、第三侧面件53、第（m+1）个隔板件57、第四侧面件54、顶板55和底板56。在构成第（m+1）个透镜壳体58(m+1)的顶板55的内表面上设置第一电极61。在构成第（m+1）个透镜壳体58(m+1)的第m个隔板件57的内表面上设置第二电极62。在构成第（m+1）个透镜壳体58(m+1)的第（m+1）个隔板件57的内表面上设置第三电极63。
第M个透镜壳体58M（=585）包括第（M-1）个隔板件57、第三侧面件53、第二侧面件52、第四侧面件54、顶板55和底板56。在构成第M个透镜壳体58M（=585）的顶板55的内表面上设置第一电极61。在构成第M个透镜壳体58M（=585）的第（M-1）个隔板件57的内表面上设置第二电极62。在构成第M个透镜壳体58M（=585）的第二侧面件52的内表面上设置第三电极63。
在图中所示的实施例中，对每个透镜壳体设置第一电极61。然而，可在顶板55的内表面上设置一个第一电极61。
在根据第十九实施例的液体透镜44中，至少在第一液体65和第二液体66之间的界面所在的各第一侧面件51、第二侧面件52和隔板件57的表面上执行防水处理。另外，隔板件57的底面扩展至底板56，隔板件57的顶面扩展至顶板55。壳体50的外形是在z方向上具有长边并在y方向上具有短边的矩形。光入射在底板56上，并从顶板55发出。
第一液体65和第二液体66是不溶的且不混合的，第一液体65和第二液体66之间的界面形成透镜表面。第一液体65具有导电性，第二液体66具有绝缘性。使第一电极61与第一液体65接触，使第二电极62通过绝缘膜64与第一液体65和第二液体66接触，并使第三电极63通过绝缘膜64与第一液体65和第二液体66接触。另外，顶板55、底板56和第一电极61由对于入射在液体透镜44上的光透明的材料制成。
具体地，顶板55、底板56、第一侧面件51、第二侧面件52、第三侧面件53、第四侧面件54和隔板件57由玻璃或树脂制成，例如丙烯酸树脂。具有导电性的第一液体65由氯化锂水溶液制成，并具有1.06g/cm3的密度和1.34的折射率。具有绝缘性的第二液体66由硅油（迈图高新材料日本有限公司制造的TSF437）制成，并具有1.02g/cm3的密度和1.49的折射率。第一电极61由ITO制成，第二电极62和第三电极63是由例如金、铝、铜或银制成的金属电极。绝缘膜64由聚对二甲苯或金属氧化物制成，例如氧化钽或二氧化钛。在绝缘膜64上形成防水处理层（未示出）。防水处理层由聚对二甲苯或氟化聚合物制成。优选地，在第一电极61的表面上执行亲水处理，在第三侧面件53或第四侧面件54的内表面上执行防水处理。
在第十九实施例中，为了构造光学系统112或254，使图35所示的两个液体透镜44彼此重叠。具体地，液体透镜44彼此重叠，使得下液体透镜44的y方向和上液体透镜44的y方向彼此垂直，并使得下液体透镜44的z方向和上液体透镜44的z方向彼此垂直。然后，例如，在图1所示的光学系统112中布置彼此重叠的两个液体透镜44，使得下液体透镜44的y方向与X轴方向平行且其x方向与Y轴方向平行。
第一电极61、第二电极62和第三电极63具有这样的构造和结构：其通过连接单元（未示出）与外部控制电路连接，并对其提供所需电压。当对第一电极61、第二电极62和第三电极63施加电压时，由第一液体65和第二液体66之间的界面形成的透镜表面从图36A所示的向下凸出状态改变成图36B所示的向上凸出状态。透镜表面的状态基于lippman-young方程根据施加至电极61，62和63的电压而改变。在图36B所示的实例中，对第二电极62和第三电极63施加相同的电压。因此，当沿着xy平面切割形成于透镜壳体中的液体透镜时，其形状相对于液体透镜的光轴是对称的。可对彼此重叠的两个液体透镜44的上液体透镜44执行上述控制。
另外，图36C和图37A与图37B示出了当对第二电极62和第三电极63施加不同电压时的状态。在这些状态中，当沿着xy平面切割形成于透镜壳体中的液体透镜时，其形状相对于液体透镜的光轴是不对称的。在图36C所示的状态中，将菲涅尔透镜构造为液体透镜44。可对彼此重叠的两个液体透镜44的上液体透镜44执行上述控制。
在图37A和图37B所示的状态中，将液体透镜的光轴在垂直于z方向的y方向（X轴方向）上移动。在图37A和图37B所示的状态中，可改变从液体透镜44发出的光的传播方向，或可控制液体透镜44整体的光轴相对于x方向的倾斜。换句话说，可在彼此重叠的两个液体透镜44的下液体透镜44上执行上述控制，以在X轴方向上移动液体透镜的光轴，或使液体透镜的光轴相对于Y轴方向倾斜。可根据第二电极62和第三电极63之间的电位差改变液体透镜的光焦度。在图37A所示的状态中，对第二电极62施加相同的电压，并对第三电极63施加相同的电压。另一方面，在图37B所示的状态中，对第二电极62和第三电极63施加不同的电压，液体透镜44整体上形成一种菲涅尔透镜。
当对第一电极61、第二电极62和第三电极63施加电压使得圆柱透镜具有光焦度时，圆柱透镜在xz平面（或平行于xz平面的平面）中的光焦度基本上是零，圆柱透镜在xy平面中的光焦度具有有限值。“液体透镜整体的光轴”是连接虚拟透镜（一个作为液体透镜44整体的透镜）的两个虚拟光学表面的曲率中心的线，当沿着xy平面切割液体透镜44时，获得作为液体透镜44整体的该虚拟透镜。
第二电极62可与公共配线连接，第三电极63可与公共配线连接，可对第二电极62施加相同的电压，并可对第三电极63施加相同的电压。或者，第二电极62可与公共配线连接，第三电极63可与各条配线连接，以分别对其提供不同的电压。第三电极63可与公共配线连接，第二电极62可与各条配线连接，以分别对其提供不同的电压。所有第二电极62和第三电极63可与各条配线连接，以分别对其提供不同的电压。
[第二十实施例]
第二十实施例涉及根据本公开的实施方式的显示设备2D。在根据第二十实施例的显示设备中，构成至少一个图像显示装置（在第二十实施例中，用于右眼和左眼的两个图像显示装置中的每个）的光学系统112或254包括液体棱镜45。操作液体棱镜45，以根据观察者的观察位置调节会聚角（水平面和主光束之间的交叉角）。构成光学系统112或254的一部分的液体棱镜45是使用电润湿现象的已知的液体棱镜。可操作液体棱镜45，以改变光学系统112或254的光轴相对于YZ平面的角度。在此结构中，使从光学系统112或254发出然后入射在光学装置120或320上的平行光相对于光学装置120或320的YZ平面入射角改变。即，使光学系统112或254的光轴相对于YZ平面的角度改变。
如图38的概念图所示，液体棱镜45的构造和结构可与图33A至图33C所示的原理性液体透镜的构造和结构相同，因此，将不再重复其详细描述。液体棱镜45与原理性液体透镜的不同之处在于，在第一液体65和第二液体66之间的界面处不形成透镜表面，并且，该棱镜具有平的倾斜表面。可通过适当地选择第一液体65和第二液体66来实现此构造。例如，可将液体棱镜45布置在图1所示的显示设备中的光学系统112和导光板121之间，使得y方向与X轴方向平行且x方向与Y轴方向平行。
[第二十一实施例]
第二十一实施例是根据第十七至第二十实施例的显示设备的变形。在根据第二十一实施例的显示设备中，控制对构成至少一个图像显示装置（在第二十一实施例中，是用于右眼和左眼的两个图像显示装置100、200、300、400或500中的每个）的图像形成装置111（111A和111B）或211的图像信号（字符数据、输入图像信号，或输入图像数据）的输入，以除了第十七至第二十实施例中的会聚角调节以外，根据观察者的观察位置精确地调节会聚角，或根据观察者的观察位置调节在构成至少一个图像显示装置的光学装置上显示的图像的位置。在第二十一实施例中，根据观察者的观察位置执行会聚角的调节和图像位置的调节这两者。然而，可以仅执行其中一个。
具体地，将测试图像信号无线地（根据情况，有线地）发送至控制装置18。然后，控制装置18对图像信号执行图像显示处理，图像形成装置111或211基于测试图像信号产生图像（字幕）。最后，图像通过光学系统112或254和光学装置120、320或520到达佩戴显示设备的观察者（观众）的双眼。
然后，利用控制装置18使光学装置120、320或520上显示的图像在水平和垂直方向上移动，并旋转，具体地，通过使用设置于控制装置18中的开关（未示出），使得图像显示装置100、200、300、400或500对左眼和右眼显示的图像与期望位置（例如舞台或屏幕上的期望位置）重合（重叠）。换句话说，例如，使光学装置120、320或520上显示的图像在水平和垂直方向上移动，并使其旋转，使得图14所示的点“A”处于期望位置。这样，操作设置于控制装置18中的开关，以控制（校正）图像信号。即，在控制装置18中产生显示位置校正信号，并将其添加至图像信号。
图像显示装置100、200、300、400或500对左眼和右眼显示的图像在水平方向上与期望位置偏离的状态和图19A所示的状态相同。图像在垂直方向上与期望位置偏离的状态和图19B所示的状态相同。使图像旋转并且其与期望位置偏离的状态和图19C所示的状态相同。因此，可执行与第九实施例中相同的操作和处理，以移动图像（字符）。这样，可以控制在构成至少一个图像显示装置100、200、300、400或500的光学装置120、320或520上显示的图像的位置，并调节由两个图像显示装置100、200、300、400或500形成的两个图像的相互位置。即，可以根据观察者的观察位置执行会聚角的精确调节和图像位置的调节这两者。除了输入至图像形成装置111或211的图像信号以外，将关于从观察者（显示设备）到观察目标的距离的观察位置信息（距离信息）从外部发送至显示设备。示出此信号格式的概念图的一个实例与图20B所示的相同。
这样，当将图像显示位置从预定位置移动相当于期望数量的像素的距离时，可以改进会聚角的调节精度。换句话说，可基于显示位置校正信号，控制对构成用于右眼和左眼的两个图像显示装置100、200、300、400或500的图像形成装置111或211的图像信号的输入，以根据从显示设备到观察目标的距离精确地调节会聚角。结果，可以将观察目标和观察者（观众）之间的距离与图像显示装置所显示的图像（字幕）的虚像距离精确地调节为彼此相等。
在第二十一实施例或将在下面描述的第二十二实施例中，可在控制装置18的控制下，根据观察者的观察位置以及观察目标和显示设备之间的距离，改变光学装置上显示的显示画面（图像显示区域）的大小、显示画面（图像显示区域）的视角，和显示画面的分辨率。
[第二十二实施例]
第二十二实施例是根据第十七至第二十一实施例的显示设备的变形。根据第二十二实施例的显示设备的基本构造和结构可与根据第十七至第二十实施例的显示设备的基本构造和结构相同，因此，将不再重复其描述。
在根据第二十二实施例的显示设备中，在从向图像形成装置输入图像信号开始已过去预定时段后，使图像形成装置停止形成图像。为了使图像形成装置停止形成图像，即，为了将显示设备的模式改变成，例如节能模式，对图像信号添加表示图像显示装置的图像显示时间的信号，或用于指示图像形成装置停止形成图像的信号。
第二十二实施例中的图像信号的一个实例与图18所示的实例相同，并且，对图18A所示的第十七实施例中的图像信号添加数据“TIME”，其是表示图像显示装置的图像显示时间的信号。控制装置18执行与第十实施例中相同的处理和操作。这样，在根据第二十二实施例的显示设备中，在从向图像形成装置输入图像信号开始已过去预定时段后，使图像形成装置停止形成图像。即，在已过去预定时段后，将显示设备的模式改变成，例如节能模式。因此，可以防止显示设备的不必要的能耗。
可将根据第十三至第十六实施例的显示设备应用于根据第十七至第二十二实施例的显示设备。在此情况中，该显示设备相当于根据本公开的实施方式的显示设备3A至3D。
上面已经描述了本公开的优选实例，但是本公开不限于上述实例。根据上述实例的显示设备（头戴式显示器）和图像显示装置的构造和结构是示例性的，并且可适当地改变。例如，可在导光板上布置表面起伏全息图（见美国专利第20040062505A1号）。在光学装置320中，衍射光栅装置可以是透射型衍射光栅装置，或者，第一偏转单元和第二偏转单元中的一个可以是反射型衍射光栅装置，另一个偏转单元可以是透射型衍射光栅装置。或者，衍射光栅装置可以是反射型闪耀衍射光栅装置。
可在光从其中发出的光学装置的区域中可移除地设置控光装置。这样，为了将控光装置设置为可移除的，例如，可用由透明塑料制成的螺钉将控光装置附接至光学装置，并可通过连接器和配线将控光装置与用于控制控光装置的透射率的控制电路（例如，其包括在用于控制图像形成装置的控制装置18中）连接。
在第七和第八实施例中，根据情况，可用液晶快门作为控光装置。在第一至第八实施例中，根据情况，可用基于电沉积和分离现象的电沉积型（电沉积和电场沉积）的光阀作为控光装置，该现象由金属（例如银颗粒）的可逆氧化还原反应产生。具体地，将Ag+和I-溶解在有机溶剂中，并对电极施加适当的电压以还原Ag+，从而使Ag沉淀。这样，控光装置的透射率减小。另一方面，将Ag氧化并溶解成Ag+，从而控光装置的透射率增加。或者，根据情况，可用使用由电致变色材料的氧化还原反应产生的材料的颜色的变化的光阀作为根据第一至第八实施例的控光装置。具体地，用所谓的透明整面电极作为第一电极和第二电极，并在第一电极和第二电极之间插入第一电致变色材料层和第二电致变色材料层。例如，第一电致变色材料层由普鲁士蓝络合物制成，第二电致变色材料层由镍取代的普鲁士蓝络合物制成。或者，根据情况，可将使用电润湿现象控制透射率的光阀用作根据第一至第八实施例的控光装置。具体地，使第一电极被图案化为梳形，用所谓的透明整面电极作为第二电极，并在第一电极和第二电极之间填充绝缘的第一液体和导电的第二液体。然后，在第一电极和第二电极之间施加电压，以将由第一液体和第二液体形成的界面的形状从例如平面形状改变成弯曲形状。这样，可以控制透射率。
根据第十七至第二十二实施例的移动装置、旋转装置、液体透镜和液体棱镜的构造和结构是示例性的，并可适当地对其进行改变。例如，可将根据第十七实施例的显示设备和根据第二十二实施例的显示设备彼此组合。
光学系统112或254可包括液体透镜，从而除了调节会聚角以外，使光学系统112或254在图14中的点“A”上聚焦，即，改变光学系统112或254的焦距。图39是示出了液体透镜的示意性截面图，图40是示出了液体透镜的平面图。该液体透镜是菲涅尔透镜，并同心地布置环形透镜壳体。
即，液体透镜包括：（A）包括所谓的无端（环形）外壁件79、附接至外壁件79的顶面的顶板75和附接至外壁件79的底面的底板76的壳体；以及（B）（N-1）个没有端部且与外壁件79同心地布置的隔板件77。壳体的外形是圆形。另外，液体透镜包括（N-1）个环形透镜壳体和由第（N-1）个隔板件77包围的中心透镜壳体。在图中所示的实例中，N是3。用构成液体透镜的第一液体65和第二液体66填充每个透镜壳体78（781，782或783）。
第一透镜壳体（环形透镜壳体）781包括外壁件79、第一隔板件77、顶板75和底板76。在构成第一透镜壳体781的顶板75的内表面上设置形成液体透镜的第一电极（在下文中，简单地叫做“第一电极81”）。在构成第一透镜壳体781的外壁件79的内表面上设置形成液体透镜的第二电极（在下文中，简单地叫做“第二电极82”）。在构成第一透镜壳体781的第一隔板件77的内表面上设置形成液体透镜的第三电极（在下文中，简单地叫做“第三电极83”）。
第（n+1）个透镜壳体（环形透镜壳体）78(n+1)包括第n个（其中，n=1，2，…，N-2）隔板件77、第（n+1）个隔板件77、顶板75和底板76。在构成第（n+1）个透镜壳体78(n+1)的顶板75的内表面上设置第一电极81。在构成第（n+1）个透镜壳体78(n+1)的第n个隔板件77的内表面上设置第二电极82。在构成第（n+1）个透镜壳体78(n+1)的第（n+1）个隔板件77的内表面上设置第三电极83。
在构成与第N个透镜壳体78N相应的中心透镜壳体783的顶板75的内表面上设置第一电极81。在构成中心透镜壳体783的第（N-1）个隔板件77的内表面上设置第三电极83。
在图中所示的实例中，对每个透镜壳体设置第一电极81。然而，可在顶板75的内表面上设置一个第一电极81。
在液体透镜中，与第十九实施例类似，至少在位于第一液体65和第二液体66之间的界面处的外壁件79和隔板件77的表面上执行防水处理。光入射在底板76上并从顶板75发出。在各透镜壳体781，782和783中，对第二电极82和第三电极83施加不同的电压，以改变液体透镜的光焦度。或者，在各透镜壳体781，782和783中，对第二电极82和第三电极83施加不同的电压，以使液体透镜整体上用作菲涅尔透镜。
可如下所述地改变根据第一至第二十二实施例的图像显示装置。
即，图41是示出了根据第三实施例的显示设备中的图像显示装置的变形的概念图。如图41所示，例如，在第一基板701的不面向第一衍射光栅件330的表面上形成光屏蔽件721，其防止由于光泄漏至导光板321的外部而导致的光使用效率的降低。
图42是示出了根据第三实施例的显示设备中的图像显示装置的变形的概念图。如图42所示，保护基板720形成为具有与导光板321的长度相等的长度，并用密封件722将保护基板720固定至导光板321。可将密封件722布置在保护基板720的外边缘。另外，在保护基板720的不面向第一衍射光栅件330的表面上形成光屏蔽件721，其防止由于光泄漏至导光板321的外部而导致的光使用效率的降低。在导光板321和观察者之间设置控光装置700。
图43是示出了根据第三实施例的显示设备中的图像显示装置的变形的概念图。如图43所示，例如，光导装置700的第二基板703形成为具有与导光板321的长度相等的长度，并用密封件722将光导装置700的第二基板703固定至导光板321。可将密封件722布置在第二基板703的外边缘。另外，在第二基板703的不面向第一衍射光栅件330的表面上形成光屏蔽件721，其防止由于光泄漏至导光板321的外部而导致的光使用效率的降低。
图44是示出了从前侧观察的根据第一或第三实施例的显示设备中的光学装置和控光装置的示意图。如图44所示，例如，控光装置700可设置在第二偏转单元140或340的投影像中。例如，可在面向控光装置700的光学装置120或320中显示：和视频同步的与视频相关的注解或隐藏解释字幕；对歌舞伎表演、能乐表演、狂言表演、歌剧、音乐会、芭蕾舞剧、各种戏剧表演、游乐园、美术馆、游览地、度假胜地、旅行指南等中的观察目标的各种注解，对内容、发展状态、背景等的注解。
可将本公开实现为以下构造。
[1]《显示设备：本公开的第一实施方式》
一种显示设备，包括：（i）眼镜型框架，佩戴在观察者的头上；以及（ii）图像显示装置，附接至框架。图像显示装置包括：（A）图像形成装置；以及（B）光学装置，从图像形成装置发出的光入射其上，光在其中被引导，并且光从其出射。调节从外部入射的外界光的量的控光装置被设置在光学装置的出射光的区域中。控光装置包括：两个相对的透明基板；设置在基板上的电极；以及密封在两个基板之间的电泳分散液。
[2]根据[1]所述的显示设备，其进一步包括：测量显示设备所处的环境的照度的照度传感器（环境照度测量传感器）。可基于照度传感器（环境照度测量传感器）的测量结果控制控光装置的透射率。
[3]根据[1]或[2]所述的显示设备，其进一步包括：测量显示设备所处的环境的照度的照度传感器（环境照度测量传感器）。可基于照度传感器（环境照度测量传感器）的测量结果控制图像形成装置所形成的图像的亮度。
[4]根据[1]至[3]中的任何一个所述的显示设备，其进一步包括：基于从外界环境穿过控光装置的光来测量照度的第二照度传感器（透射光照度测量传感器）。基于第二照度传感器（透射光照度测量传感器）的测量结果控制控光装置的透射率。
[5]根据[1]至[4]中的任何一个所述的显示设备，其进一步包括：基于从外界环境穿过控光装置的光来测量照度的第二照度传感器（透射光照度测量传感器）。基于第二照度传感器（透射光照度测量传感器）的测量结果控制图像形成装置所形成的图像的亮度。
[6]根据[4]或[5]所述的显示设备，其中，第二照度传感器（透射光照度测量传感器）被布置为比光学装置更靠近观察者。
[7]《显示设备：本公开的第二实施方式》
一种显示设备，包括：（i）眼镜型框架，佩戴在观察者的头上；以及（ii）图像显示装置，附接至框架。图像显示装置包括：（A）图像形成装置；以及（B）光学装置，从图像形成装置发出的光入射其上，光在其中被引导，并且光从其出射。调节从外部入射的外界光的量的控光装置被设置在光学装置的出射光的区域中。显示设备进一步包括：测量显示设备所处的环境的照度的照度传感器（环境照度测量传感器）。基于照度传感器（环境照度测量传感器）的测量结果控制控光装置的透射率。
[8]《显示设备：本公开的第三实施方式》
一种显示设备，包括：（i）眼镜型框架，佩戴在观察者的头上；以及（ii）图像显示装置，附接至框架。图像显示装置包括：（A）图像形成装置；以及（B）光学装置，从图像形成装置发出的光入射其上，光在其中被引导，并且光从其出射。调节从外部入射的外界光的量的控光装置被设置在光学装置的出射光的区域中。显示设备进一步包括：测量显示设备所处的环境的照度的照度传感器（环境照度测量传感器）。基于照度传感器（环境照度测量传感器）的测量结果控制图像形成装置所形成的图像的亮度。
[9]《显示设备：本公开的第四实施方式》
一种显示设备，包括：（i）眼镜型框架，佩戴在观察者的头上；以及（ii）图像显示装置，附接至框架。图像显示装置包括：（A）图像形成装置；以及（B）光学装置，从图像形成装置发出的光入射其上，光在其中被引导，并且光从其出射。调节从外部入射的外界光的量的控光装置被设置在光学装置的出射光的区域中。显示设备进一步包括：基于从外界环境穿过控光装置的光测量照度的照度传感器（透射光照度测量传感器）。基于照度传感器（透射光照度测量传感器）的测量结果控制控光装置的透射率。
[10]《显示设备：本公开的第五实施方式》
一种显示设备，包括：（i）眼镜型框架，佩戴在观察者的头上；以及（ii）图像显示装置，附接至框架。图像显示装置包括：（A）图像形成装置；以及（B）光学装置，从图像形成装置发出的光入射其上，光在其中被引导，并且光从其出射。调节从外部入射的外界光的量的控光装置被设置在光学装置的出射光的区域中。显示设备进一步包括：基于从外界环境穿过控光装置的光测量照度的照度传感器（透射光照度测量传感器）。基于照度传感器（透射光照度测量传感器）的测量结果控制图像形成装置所形成的图像的亮度。
[11]根据[9]或[10]所述的显示设备，其中，照度传感器（透射光照度测量传感器）被布置为比光学装置更靠近观察者。
[12]根据[1]至[11]中的任何一个所述的显示设备，其中，控光装置的最大透射率大于等于50%，控光装置的最小透射率小于等于30%。
[13]根据[2]、[3]、[7]和[8]中的任何一个所述的显示设备，其中，当照度传感器（环境照度测量传感器）的测量结果大于等于预定值时，控光装置的透射率小于等于预先确定的值。
[14]根据[4]、[5]、[6]、[9]、[10]和[11]中的任何一个所述的显示设备，其中，当照度传感器（透射光照度测量传感器）的测量结果大于等于预定值时，控光装置的透射率小于等于预先确定的值。
[15]根据[2]、[3]、[7]和[8]中的任何一个所述的显示设备，其中，当照度传感器（透射光照度测量传感器）的测量结果小于等于预定值时，控光装置的透射率大于等于预先确定的值。
[16]根据[4]、[5]、[6]、[9]、[10]和[11]中的任何一个所述的显示设备，其中，当照度传感器（透射光照度测量传感器）的测量结果小于等于预定值时，控光装置的透射率大于等于预先确定的值。
[17]根据[1]至[14]中的任何一个所述的显示设备，其中，控光装置向穿过控光装置的光赋予期望颜色。
[18]根据[17]所述的显示设备，其中，控光装置所赋予的颜色是可变的。
[19]根据[17]所述的显示设备，其中，控光装置所赋予的颜色是固定的。
[20]根据[1]至[19]中的任何一个所述的显示设备，其中，控光装置可移除地设置在光学装置的出射光的区域中。
[21]根据[1]至[20]中的任何一个所述的显示设备，其中，光学装置包括：（a）导光板，入射光在被全反射的同时在其中传播，并且光从其出射；（b）第一偏转单元，偏转入射在导光板上的光，以使其在导光板中被全反射；以及（c）第二偏转单元，多次偏转在被全反射的同时在导光板中传播的光，以使其从导光板出射。
[22]根据[21]所述的显示设备，其中，第二偏转单元被布置在控光装置的投影像中。
[23]根据[22]所述的显示设备，其中，第二偏转单元被构成控光装置的两个基板中的一个覆盖。
本公开包含涉及在2011年6月1日向日本专利局提交的日本在先专利申请2011-123511中公开的主题，该专利的全部内容结合于此以供参考。
本领域技术人员应理解，根据设计要求和其他因素，可进行各种变形、组合、子组合和替代，其均在所附权利要求或其等价物的范围内。

Claims (21)

1.一种显示设备，包括：
（i）眼镜型框架，佩戴在观察者的头上；以及
（ii）图像显示装置，附接至所述框架，
其中，所述图像显示装置包括：
（A）图像形成装置；以及
（B）光学装置，从所述图像形成装置发出的光入射其上，
所述光在其中被引导，并且所述光从其出射，
调节从外部入射的外界光的量的控光装置被设置在所述
光学装置的出射光的区域中，并且
所述控光装置包括：
两个相对的透明基板，
设置在基板上的电极，以及
密封在两个基板之间的电泳分散液。
2.根据权利要求1所述的显示设备，进一步包括：
照度传感器，测量所述显示设备所处的环境的照度，
其中，基于所述照度传感器的测量结果控制所述控光装置的透射率。
3.根据权利要求1所述的显示设备，进一步包括：
照度传感器，测量所述显示设备所处的环境的照度，
其中，基于所述照度传感器的测量结果控制所述图像形成装置所形成的图像的亮度。
4.根据权利要求1所述的显示设备，进一步包括：
第二照度传感器，基于从外界环境穿过所述控光装置的光来测量照度，
其中，基于所述第二照度传感器的测量结果控制所述控光装置的透射率。
5.根据权利要求1所述的显示设备，进一步包括：
第二照度传感器，基于从外界环境穿过所述控光装置的光来测量照度，
其中，基于所述第二照度传感器的测量结果控制所述图像形成装置所形成的图像的亮度。
6.根据权利要求4或5所述的显示设备，其中，所述第二照度传感器被布置为比所述光学装置更靠近所述观察者。
7.根据权利要求1所述的显示设备，其中，所述控光装置的电极中的一个被图案化，另一个未被图案化。
8.一种显示设备，包括：
（i）眼镜型框架，佩戴在观察者的头上；
（ii）图像显示装置，附接至所述框架；以及
照度传感器，测量所述显示设备所处的环境的照度，
其中，所述图像显示装置包括：
（A）图像形成装置；以及
（B）光学装置，从所述图像形成装置发出的光入射其上，
所述光在其中被引导，并且所述光从其出射，
调节从外部入射的外界光的量的控光装置被设置在所述光学装置的出射光的区域中，并且
基于所述照度传感器的测量结果控制所述控光装置的透射率。
9.一种显示设备，包括：
（i）眼镜型框架，佩戴在观察者的头上；
（ii）图像显示装置，附接至所述框架；以及
照度传感器，测量所述显示设备所处的环境的照度，
其中，所述图像显示装置包括：
（A）图像形成装置；以及
（B）光学装置，从所述图像形成装置发出的光入射其上，
所述光在其中被引导，并且所述光从其出射，
调节从外部入射的外界光的量的控光装置被设置在所述光学装置的出射光的区域中，并且
基于所述照度传感器的测量结果控制所述图像形成装置所形成的图像的亮度。
10.一种显示设备，包括：
（i）眼镜型框架，佩戴在观察者的头上；
（ii）图像显示装置，附接至所述框架；以及
照度传感器，
其中，所述图像显示装置包括：
（A）图像形成装置；以及
（B）光学装置，从所述图像形成装置发出的光入射其上，
所述光在其中被引导，并且所述光从其出射，
调节从外部入射的外界光的量的控光装置被设置在所述光学装置的出射光的区域中，
所述照度传感器基于从外界环境穿过所述控光装置的光测量照度，并且
基于所述照度传感器的测量结果控制所述控光装置的透射率。
11.一种显示设备，包括：
（i）眼镜型框架，佩戴在观察者的头上；
（ii）图像显示装置，附接至所述框架；以及
照度传感器，
其中，所述图像显示装置包括：
（A）图像形成装置；以及
（B）光学装置，从所述图像形成装置发出的光入射其上，
所述光在其中被引导，并且所述光从其出射，
调节从外部入射的外界光的量的控光装置被设置在所述光学装置的出射光的区域中，
所述照度传感器基于从外界环境穿过所述控光装置的光测量照度，并且
基于所述照度传感器的测量结果控制所述图像形成装置所形成的图像的亮度。
12.根据权利要求1和8至11中任一项所述的显示设备，
其中，所述控光装置的最大透射率大于等于50%，所述控光装置的最小透射率小于等于30%。
13.根据权利要求2和8至11中任一项所述的显示设备，
其中，当所述照度传感器的测量结果大于等于预定值时，所述控光装置的透射率小于等于预先确定的值。
14.根据权利要求2和8至11中任一项所述的显示设备，
其中，当所述照度传感器的测量结果小于等于预定值时，所述控光装置的透射率大于等于预先确定的值。
15.根据权利要求1和8至11中任一项所述的显示设备，
其中，所述控光装置向穿过所述控光装置的光赋予期望的颜色。
16.根据权利要求15所述的显示设备，
其中，所述控光装置所赋予的颜色是可变的。
17.根据权利要求15所述的显示设备，
其中，所述控光装置所赋予的颜色是固定的。
18.根据权利要求1和8至11中任一项所述的显示设备，
其中，所述控光装置可移除地设置在所述光学装置的出射光的区域中。
19.根据权利要求1和8至11中任一项所述的显示设备，
其中，所述光学装置包括：
（a）导光板，入射光在被全反射的同时在其中传播，并且光从其出射；
（b）第一偏转单元，偏转入射在所述导光板上的光，以使其在所述导光板中被全反射；以及
（c）第二偏转单元，多次偏转在被全反射的同时在所述导光板中传播的光，以使其从所述导光板出射。
20.根据权利要求19所述的显示设备，
其中，所述第二偏转单元被布置在所述控光装置的投影像中。
21.根据权利要求20所述的显示设备，
其中，所述第二偏转单元被构成所述控光装置的两个基板中的一个覆盖。
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