CN102918444B - 显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明的显示装置(1)包括：输出激光的光源(101)、将激光作为照明光射出的照明光学系统(102)、通过显示衍射图案来衍射照明光的空间调制元件(103)、安装在使用者头部的安装部(111)。在安装部(111)被安装在使用者的头部的状态下，空间调制元件(103)与假设作为使用者的眼球(190)的位置的眼球假设位置(191a)之间的位置关系被固定。空间调制元件(103)将通过使由衍射图案衍射的衍射光到达眼球假设位置(191a)而向使用者显示虚拟图像的衍射图案作为衍射图案来显示。

Description

显示装置

技术领域

本发明涉及一种通过用基于计算机全息的衍射图案来衍射激光从而显示信息的头戴式的显示装置。

背景技术

头戴式显示器(Head-MountedDisplay，以后称为“HMD”)是一种在用户配戴于头部的状态下向用户显示信息的装置。HMD通常从配戴性的观点出发希望小型轻量，另一方面，从显示性能的观点出发希望大画面且高画质。以往有一种HMD，通过将显示于小型液晶面板等的图像用凸透镜或自由曲面棱镜等光学放大，向用户显示被放大的虚拟图像(以下称为“光学放大方式”)。例如，作为光学放大方式的HMD，有专利文献1的“图像显示装置”。

另一方面，利用计算机全息(ComputerGeneratedHologram，以下称为“CGH”)的显示装置，在相位调制型的液晶面板等上显示将想要显示的图像作为输入数据用计算机求出的衍射图案，通过向该液晶面板照射激光使其衍射，再现来自虚拟图像位置的显示光的波阵面，从而向用户显示虚拟图像。CGH方式具有能够在液晶面板的前面或里侧的位置显示3维立体图像的特征。例如，作为用CGH方式进行3维立体显示的例子，有专利文献2的“3维画面的全息再构成用装置”。而且，还有虽然不是CGH方式，但通过衍射图案向用户显示3维立体图像的先行例(参照专利文献3)。

然而，在所述以往的光学放大方式中，即使为了使主体小型化而将小型的液晶面板配置在用户的眼球附近，对用户显示比所述液晶面板的尺寸大、且比到达液晶面板的距离更远的虚拟画面，也由于放大光学系统变大，因此存在难以实现既要达到显示装置的小型化又要达到大画面远距离显示的问题。

而且，所述以往的CGH，由于显示衍射图案的液晶面板的点距越细小衍射角度就越大，因此采用点距细小的液晶面板，其结果使液晶面板的尺寸变得比较小，存在大画面化难以实现的问题。

在所述专利文献2中，通过设置多个光源，使照射液晶面板的激光平行光从多个角度照射来实现大画面化(广视角化)，在所述专利文献3中，以随时间改变照射液晶面板的激光平行光的入射角的扫描方式来实现大画面化，然而，不管哪一种方式都为了改变激光平行光的入射角而需要多个光源或扫描装置，存在难以实现主体小型化的问题。

专利文献1：日本专利公开公报特开平8-240773号。

专利文献2：日本专利公表公报特表2008-541145号。

专利文献3：日本专利公开公报特开平6-202575号。

发明内容

本发明是为了解决上述以往的问题，其目的在于提供一种能兼顾主体的小型化和向用户显示的虚拟图像在远方显示的大画面(广视角)化的显示装置。

本发明所提供的显示装置包括：输出激光的光源，将所述激光作为照明光射出的照明光学系统，通过显示衍射图案衍射所述照明光的空间调制元件，用于安装到使用者的头部的安装部，其中，在所述安装部被安装在所述使用者的头部的状态下，所述空间调制元件与假设作为所述使用者的眼球的位置的眼球假设位置之间的位置关系被固定，所述空间调制元件将通过使由所述衍射图案衍射的衍射光到达所述眼球假设位置而向所述使用者显示虚拟图像的衍射图案作为所述衍射图案来显示。

附图说明

图1是本发明第一实施方式的头戴式显示装置的结构示意图。

图2是表示图1所示的显示装置1的电结构的方框图。

图3是表示照明图1所示的显示装置的空间调制元件的照明光学系统的示意图。

图4是表示图1所示的显示装置的反射镜的结构的示意图。

图5是表示图1所示的显示装置的射出窗的示意图。

图6是说明眼球、反射镜、空间调制元件以及虚拟图像等的位置关系的示意图。

图7是说明眼球、反射镜、空间调制元件以及虚拟图像等的位置关系的示意图。

图8(a)是虚拟图像的示意图，(b)是表示实现(a)所示的虚拟图像的衍射图案的示意图。

图9是表示与图3所示的照明光学系统不同的其它照明光学系统的示意图。

图10是表示本发明第二实施方式的显示装置的电结构的方框图。

图11是表示本发明第三实施方式的显示装置的电结构的方框图。

图12是表示本发明第四实施方式的显示装置的电结构的方框图。

图13是表示本发明第五实施方式的显示装置的电结构的方框图。

图14是表示本发明第六实施方式的显示装置的电结构的方框图。

图15是表示本发明第七实施方式的显示装置的电结构的方框图。

图16是本发明第七实施方式的显示装置的主要部分的结构示意图。

图17是表示形状与眼镜形状不同的显示装置的一个例子的示意图。

图18是以往的显示装置的照明光学系统的示意图。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

(第一实施方式)

图1是本发明第一实施方式的头部配戴型的显示装置的结构示意图。图2是表示图1所示的显示装置1的电结构的方框图。图3是表示照明图1所示的显示装置1的空间调制元件的照明光学系统的示意图。图4是表示图1所示的显示装置1的反射镜的结构的示意图。图5是表示图1所示的显示装置1的射出窗的示意图。第一实施方式中的显示装置1呈眼镜型形状，图1是从上方观看时的示意图。

在图1中，光源101为输出激光的激光光源。在图1中，作为光源，利用输出绿色波长的激光的半导体激光(激光二极管)。另外，也可以利用红色或蓝色的单色，也可以将红绿蓝三色合波进行彩色显示。而且，也可以利用半导体激光以外的激光，也可以是半导体激光与其他激光的组合。并且，可以利用红外线半导体激光与将红外线转换成绿色的第2谐波产生元件(SHG)的组合。另外，光源101例如输出具有0.1nm以上的谱宽的激光。

照明光学系统102射出来自光源101的激光的波面形状或强度分布被改变的照明光。在第一实施方式中，照明光学系统102如图3所示，包括将扩散光的激光转换为汇聚光的凸透镜511和使激光的强度衰减的减光滤光部(ND滤光部)512。改变照明光的波面形状的既可以是透镜(lens)也可以是反射镜(mirror)，也可以是象液晶透镜那样能够灵活改变的元件。而且，也可以包括改变强度分布的光学系统。也可以包括除去不需要的照明光的滤光部。有关照明光学系统102，以后详述。

空间调制元件103通过显示衍射图案衍射来自照明光学系统102的照明光。在第一实施方式中，采用相位调制型的反射型液晶面板作为空间调制元件103。空间调制元件103并不限于液晶面板，只要能够通过显示衍射图案衍射照明光，也可以是其他的显示元件。

反射镜104将来自空间调制元件103的衍射光向用户的眼球190的方向反射。在第一实施方式中，作为反射镜104，如图4所示采用菲涅耳透镜742。反射镜104通过将薄金属膜蒸着于菲涅耳透镜742而成为半透过菲涅耳反射镜。菲涅耳透镜742用粘接剂741粘接于前部112的透镜部113。

在图4中，从眼球190侧(图4的下侧)到相反一侧(图4的上侧)按顺序配置菲涅耳透镜742、粘接剂741以及透镜部113。用粘接剂741粘接的菲涅耳透镜742和透镜部113，从眼球190侧起到相反一侧按顺序具有眼球190侧的表面104a、菲涅耳透镜面104b、粘接面104c以及相反一侧的表面104d作为界面。来自空间调制元件103的衍射光被菲涅耳透镜面104b反射而朝向瞳孔191。菲涅耳透镜742的折射率与粘接剂741的折射率越接近越有能够减少透过的外景的失真的效果。另外，作为菲涅耳透镜742，可以采用光学倍率为1的棱镜片，也可以采用具有光学倍率的菲涅耳透镜。

另外，也可以不利用反射镜104，使液晶面板作为用户可直接观看的HMD。反射镜可以用透镜型，也可以用全息等衍射光栅来实现。另外，第一实施方式的反射镜104一边反射显示光又让外景透过，但也可以采用不让外景透过的结构。在该实施方式中，将反射镜104配置在前部112的透镜部113的表面，但也可以将反射镜104配置在透镜部113的内部。

眼球190图示位于显示装置1的眼球假设位置的眼球。在第一实施方式中，眼球假设位置为用户安装显示装置1时眼球190的瞳孔191的瞳孔中心191a。眼球假设位置也可以略微偏离瞳孔中心191a。被反射镜104反射的衍射光经由位于眼球假设位置的眼球190的瞳孔191在视网膜上成像。由此向用户显示图像。换句话说，用户能够观看到图像。图1中的眼球中心192是眼球190的中心位置，也是眼球190的转动中心。如果用户安装显示装置1(即将镜腿部111挂在耳朵上)，空间调制元件103与眼球假设位置之间的位置关系则被固定。另外，考虑到眼球190相对于头部的位置的用户个人差或显示装置1的安装偏差，可以给眼球假设位置设定允许误差，也可以具备调整眼球假设位置的功能。

控制部105具备光源控制部11和通信控制部12。光源控制部11控制光源101的驱动，让光源101点灯消灯，调整光源101输出的激光的强度，以便向眼球190射入适当的光量。通信控制部12具有无线通信功能，取得外部装置发送的衍射图案。通信控制部12控制空间调制元件103，让空间调制元件103(在第一实施方式为液晶面板)显示所取得的衍射图案。而且，通信控制部12也可以进行衍射图案的变更。另外，控制部105也可以对电池106进行控制，当照明光学系统102或反射镜104为可控制时也可以对它们进行控制。

电池106向控制部105或空间调制元件103等显示装置1的各部提供电源。图1中的电池106为充电式，在显示装置1没有被用户安装时进行充电。通过将电池106配置于镜腿部111的耳朵侧的后端附近，使整体的重量平衡靠近耳朵侧，从而具有能够减轻前部112滑落的效果。另外，电池106也可以为非充电式，在显示装置1的使用中可以供电。而且，显示装置1也可以不具备电池106而从外部供电。而且，显示装置1也可以具备具有发电功能的部件来取代电池106。

在此，参照图3，对照明光学系统102作进一步的详细说明。照明光学系统102如上所述，包括凸透镜511和减光滤光部512。如图3所示，照明光学系统102通过凸透镜511将光源101输出的激光汇聚于眼球190的瞳孔191的瞳孔中心191a。减光滤光部512衰减激光的强度使激光的强度适于眼球190的观看。照明光学系统102射出的照明光被空间调制元件103所显示的衍射图案衍射。空间调制元件103在本实施方式中为反射型元件，但为了图示方便起见，在图3中作为透过型元件而图示。而且，在该实施方式中，如图1所示，空间调制元件103相对于照明光学系统102的光轴倾斜配置，但为了图示方便起见，在图3中相对于光轴垂直配置。

图18是在背景技术中说明的例子(专利文献2、专利文献3)的照明光学系统的示意图。在图18中，平行光的照明光被空间调制元件900衍射而到达用户的眼球190的瞳孔191。为了将空间调制元件900端部附近的光向瞳孔191衍射，如图18所示，需要衍射角901。

另一方面，在本实施方式中，如图3所示，在空间调制元件103的端部附近的衍射角为衍射角501就足够。本实施方式的照明光学系统102，由于使照明光为向瞳孔191的瞳孔中心的汇聚光，因此衍射角501可以小于衍射角901(图18)。

在本实施方式中，能够让所需的衍射角小于图18所示的衍射角，其结果，显示衍射图案的空间调制元件103的点距(dotpitch)可以比图18所示的空间调制元件900的点距大。由此，如果是相同像素数的空间调制元件，由于可以使用比以往的空间调制元件900大的空间调制元件，因此能够实现大画面化。或者，即使使用和以往的空间调制元件900相同大小的空间调制元件，也可以通过提高反射镜104的光学倍率，实现大画面化。

如此，通过汇聚光照明能够减小所需要的衍射角的效果，在空间调制元件103的大小与瞳孔191的大小相比越大时越有效。而且，当通过反射镜104等空间调制元件103被光学放大时，空间调制元件103的虚像的大小与瞳孔191的大小相比越大越有效。朝向眼球190的汇聚光照明对如显示装置1这样空间调制元件103和眼球190之间的位置关系几乎固定的显示装置尤其有效。在空间调制元件103和眼球190之间的位置关系没有被固定时，另外需要改变汇聚中心的结构。

返回图1，眼睛形状的显示装置1包括太阳穴部的镜腿部111和眼前的前部112。镜腿部111的内部形成有空洞，在该空洞内，配置光源101、照明光学系统102、空间调制元件103、控制部105以及电池106。镜腿部111设有射出窗114，来自空间调制元件103的衍射光被射向反射镜104。

射出窗114的周围，如图5所示例如被涂黑，使配置在镜腿部111中的空间调制元件103的周围被遮光。由此，可以使由来自照明光学系统102的照明光以外的光射入空间调制元件103而产生的不需要的衍射光不会到达眼球190。

而且，由于基于空间调制元件103的衍射不是在透镜部113进行而是在镜腿部111的内部进行，因此能够获得不用对透镜部113采取不需要的衍射光对策的效果。由于不需要的衍射光的对策变得容易，因此具有即使在通常容易产生不需要的衍射光的户外或夜间等情况下也能够实现不需要的衍射光少的显示装置1的效果。即使在显示装置1不进行虚拟图像的显示而只作为眼镜使用，也能够实现不需要的光处于较少的状态。

射出窗114的形状，如图5所示呈梯形状，耳朵侧(图5中，右侧)的纵边比前侧(图5中，左侧)的纵边长。由此，通过倾斜射入反射镜104而向眼球190反射，具有使虚拟图像的左右高度取得一致的效果。

射出窗114的形状不限于梯形状，也可以是圆形、椭圆形、长方形等四角形、其它的多角形、自由曲面。而且，射出窗114也可以开孔。如果射出窗114开孔，则具有有效促进镜腿部111内部换气、排热的效果。射出窗114也可以设有透明的盖体。通过在射出窗114设置盖体，具有能够减少灰尘等的进入，防止弄脏的效果。在射出窗114设有盖体时，也可以让透明的盖体具备透镜的功能。射出窗114的盖体也可以充当修正由于倾斜射入反射镜104等而产生的像差的透镜。例如，通过将楔形棱镜(wedge-prism)配置于盖体或盖体与空间调制元件103之间，可以修正慧形像差。

前部112包括透镜部113，在透镜部113的表面设有反射镜104。而且，为了提高便携性，前部112和镜腿部111也可以弯折。此时，弯折位置可以在镜腿部111的端部，也可以在比空间调制元件103更靠近耳朵侧。透镜部113与通常的眼镜透镜同样，可以是具有近视度数的透镜、也可以是修正远视或乱视的透镜。另外，透镜部113象太阳镜那样可以降低透过率、也可以具有偏振功能。而且，透镜部113可以防止不需要的光的反射、也可以包括具备防止弄脏的功能的膜。

在图1所示的第一实施方式中，只在一只眼睛显示了虚拟图像，但并不局限于此。例如，也可以在相反一侧的镜腿部115设置空间调制元件，构成两眼对应的显示装置。两只眼睛可以共享一个空间调制元件。并且，也可以对应一只眼睛采用多个空间调制元件。

在图1中用符号121示意的距离A(图6)表示自用户的眼球假设位置(在该实施方式中，如上所述为瞳孔中心191a)到反射镜104的距离。在图1中用符号122示意的距离B(图6)表示自反射镜104到空间调制元件103的距离。将距离A和距离B之和称为自眼球假设位置到空间调制元件103为止的距离(或光轴距离)。

图6及图7是说明眼球190、反射镜104、空间调制元件103以及虚拟图像等的位置关系的示意图。图8(a)是虚拟图像的示意图，图8(b)是表示实现图8(a)所表示的虚拟图像的衍射图案的示意图。

如图6所示，配置眼球190、反射镜104、空间调制元件103。当反射镜104的光学倍率为1时，空间调制元件103的虚像202位于图6所示的位置。从眼球190的瞳孔191的瞳孔中心到虚像202的距离210，与作为从眼球190到反射镜104的距离A和从反射镜104到空间调制元件103的距离B之和的从眼球190的瞳孔191的瞳孔中心到空间调制元件103的距离相等。在图6的例子中，空间调制元件103相对于光轴220倾斜配置，此时的距离是以空间调制元件103中央的点为基准的距离。此外，以中央以外的点为基准也可以。

而且，如图7所示，当反射镜104的光学倍率大于1时，空间调制元件103的虚像302位于图7所示的位置。此时，从眼球190的瞳孔191的瞳孔中心到空间调制元件103的虚像302为止的距离310比图6的距离210长，虚像302大于虚像202。

在本实施方式的显示装置1中，如图1所示，空间调制元件103被配置在镜腿部111的内部。因此，从眼球190的瞳孔191的瞳孔中心191a到空间调制元件103为止的距离210约为7cm。该距离210的大小虽然根据眼镜形状的种类略有变化，但在将空间调制元件103配置于镜腿部111时，大概为10cm以内，下限为约2cm以上。

另一方面，在图6及图7中用符号211表示的作为用户的眼球190不用费劲就能看到物体的最短距离的“明视距离”，虽然随用户而有所不同，但一般为25cm左右。在图6的例子中，空间调制元件103的虚像202比明视距离211近。因此，用户难以观看到被显示在空间调制元件103的衍射图案或图像。

在所述以往的光学放大方式中，需要通过在眼球和空间调制元件之间设置放大光学系统，把空间调制元件的虚像的位置调整到明视距离以上，但存在放大光学系统大型化的问题。

本实施方式与在空间调制元件显示向用户显示的图像的以往方式不同的是，通过CGH的计算求出使要向用户显示的虚拟图像在比明视距离还远的地方能被看见的衍射图案，并让空间调制元件103显示求出的衍射图案。由此，到空间调制元件103的虚像为止的距离即使比明视距离近，也能在比明视距离远的位置显示虚拟图像。因此，即使将空间调制元件103配置于镜腿部111，也没有必要提高放大光学系统的光学倍率而导致大型化，因此能够实现小型且为眼镜型的HMD的显示装置1。

在图6的例子中，通过让空间调制元件103显示衍射图案402(图8(b))，在比明视距离211远的虚拟图像201的位置，用户能看到例如虚拟图像401(图8(a))。在此，从眼球190到虚拟图像的距离212，能够根据衍射图案的计算结果而改变，例如，能设为200cm。其结果，可以使距离212比明视距离211长。图7的例子也同样，可以让从眼球190的瞳孔191到虚拟图像301的距离312比明视距离211长。

在本实施方式中，镜腿部111相当于安装部的一个例子，瞳孔191的瞳孔中心191a相当于眼球假设位置的一个例子，射出窗114相当于透过窗的一个例子，表面104a相当于眼球假设位置一侧的表面的一个例子，表面104d相当于相反一侧的表面的一个例子，通信控制部12相当于接收部的一个例子。

这样，在本第一实施方式的显示装置1中，配置空间调制元件103，使从作为眼球假设位置的瞳孔191的瞳孔中心191a到空间调制元件103为止的光轴距离为10cm以下，空间调制元件103显示可使图像201虚拟显示在比从瞳孔中心191a到空间调制元件103的虚像202为止的距离还远的地方的衍射图案。

根据本结构，能将空间调制元件103配置在眼球190附近，其结果具有能够实现象眼镜形状一样的小型且头部安装性出色的显示装置1的效果。并具有使配置于镜腿部111的照明光学系统102更能小型化的效果。而且，在这种情况下，由于利用CGH方式，所以没有必要使用户的眼球190与空间调制元件103的虚像202对焦，只要与更远方的虚拟图像201对焦即可以看见图像，因此具有不受眼球190的焦点调整能力的制约，使空间调制元件103接近眼球190，实现显示装置1的小型化的效果。

由于不需要像以往的光学放大方式那样观看空间调制元件103上的图像，所以提高放大倍率的必要性也降低，因此像差的发生得以抑制，具有能够实现高画质化的效果。而且，由于能使空间调制元件103接近眼球190，因此也具有能够实现广视角大画面化的效果。并且，由于通过CGH的计算能使到虚拟图像201为止的距离增大，因此还具有能减轻眼球190的焦点调整疲劳的效果。而且，由于能用CGH的计算来实现适合于每个人的近视度数或散光等眼睛特性的显示，因此可使照明光学系统102简化/共用化，带来小型化、低成本以及可靠性提高等的效果。

而且，在本第一实施方式的显示装置1中，能配置空间调制元件103使从瞳孔191的位置到空间调制元件103的虚像202的距离比作为用户的眼球190不用费劲就能看到物体的最短距离的明视距离25cm短，空间调制元件103显示能使从瞳孔191的位置到让用户观看的虚拟图像201为止的距离变长的衍射图案。

根据该结构，将空间调制元件103配置在不与眼球190对焦的近处位置，具有使主体小型化、眼镜型化，并在与眼球190对焦的远方显示虚拟图像201的效果。而且，即使在采用将空间调制元件103光学放大的透镜或反射镜的情况下，也能降低放大倍率，其结果，可实现更小型化更高画质的显示装置1。

而且，本第一实施方式的显示装置1具有使由空间调制元件103衍射的衍射光向瞳孔191的位置反射的反射镜104，显示装置1呈眼镜形状，光源101和照明光学系统102以及空间调制元件103被配置在镜腿部111的内部，反射镜104被配置在前部112的透镜部113的表面。

根据该结构，具有使显示装置1的形状接近眼镜的形状的效果。而且，还有能提高眼镜形状的形状自由度的效果。尤其是具有能提高眼镜的前部112的形状自由度的效果。由于透镜部113只要有反射镜104即可，因此也具有提高透镜部113的透过性的效果。并具有能提高透镜部113的形状自由度的效果。还具有能够与空间调制元件103的特征无关地对透镜部113及反射镜104的透过性能或反射性能进行设计的效果。

当反射镜104不是衍射镜时，还具有能降低因杂散光(straylight)或波长的差异而引起的衍射偏差等衍射影响的效果。由于光源101和照明光学系统102以及空间调制元件103被配置在镜腿部111的内部，因此可将镜腿部111以外的部件小型化，具有能提高设计自由度的效果。而且，通过将镜腿部111的照明光学系统102小型化，还具有能使镜腿部111小型化的效果。如果将照明光学系统102设计为薄型，也能使镜腿部111薄型。例如，具有能使镜腿部111的厚度低于并薄于高度的效果。

而且，在本第一实施方式的显示装置1中，空间调制元件103为反射型元件，来自照明光学系统102的照明光倾斜地射入空间调制元件103并被倾斜地反射。显示装置1不包含使入射光和反射光分离的分离光学系统。空间调制元件103显示使向用户显示的虚拟图像201的显示面与空间调制元件103的表面相比更接近与衍射光的光轴垂直的面的衍射图案。

根据本结构，由于作为空间调制元件103采用反射型元件，因此与采用透过型元件的情况相比，具有能提高光的利用效率、节省电的效果。而且，因为容易减小空间调制元件103的像素以外的面积，所以具有实现高画质的效果，也具有实现元件的小型化或狭窄点距化的效果。由于不包含分离光学系统，具有能实现小型的显示装置1的效果。而且，因为不包含分离光学系统，所以具有能使镜腿部111小型化、使镜腿部111的厚度变薄的效果。相对于光轴，空间调制元件103即使倾斜，也可通过CGH的计算，使虚拟图像201接近垂直。由于用CGH的计算进行对照明光学系统102的像差补正，因此具有能使照明光学系统102小型化的效果。由于可以倾斜配置空间调制元件103，因此能提高镜腿部111的设计自由度，例如具有能使镜腿部111的厚度变薄的效果。而且，通过倾斜配置空间调制元件103，可使以光轴为基准的点距变窄，其结果，衍射角得以扩大，具有实现广视角/高画质的效果。

而且，本第一实施方式的显示装置1的照明光学系统102射向空间调制元件103的照明光为向瞳孔中心191a汇聚的汇聚光。

根据本结构，能减小在空间调制元件103需要的衍射角。其结果，具有能实现广视角/大画面的显示装置1的效果。而且，不需要象以往例那样分配平行光，具有能实现简朴的照明光学系统102，实现小型化的效果。向眼球190的瞳孔中心191a汇聚光的结果，具有能使光集中在瞳孔191的位置、提高画质和视角的效果。由于向眼球190的位置以外的无用光得以减少，所需光量也减少，因此具有能实现更小型化、高亮度化、省电化的效果。省电也会带来电池106的小型化，具有能够小型化、轻量化的效果。

而且，本第一实施方式的显示装置1的光源101向照明光学系统102输出的激光的谱宽在0.1nm以上。

根据本结构，通过照明光学系统102的汇聚光照明，能减小在空间调制元件103需要的衍射角。因此，具有能够使用输出谱宽较宽的激光的光源101的效果。由此，具有使光源101小型化、低成本化的效果。

而且，在本第一实施方式的显示装置中，相对于来自空间调制元件103的衍射光由反射镜104向用户的眼球190方向反射的反射光的光量，透过反射镜104向与用户的眼球190相反方向输出的透过光的光量在100倍以内。

根据本结构，具有能实现既提高透镜部113的透过率又能通过反射进行显示的显示装置1的效果。通过将显示光的透过光的光量相对于反射光的光量的比率设在100倍以内，该比率可以达到2位数。因而，具有即不降低基于反射光的虚拟图像201亮度又能抑制显示光的不需要的透过光的光量的效果。由此，即使在眼球假设位置以外的地方有用户或用户以外的眼球，也具有能减轻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输出，也具有小型化、省电化的效果。而且，虽然没有特别限制透过光的光量相对于反射光的光量的比率的下限，但通过将该下限设为10倍以上，能通过反射镜104适宜地看到外景。

而且，在本第一实施方式的显示装置1中，如果将从空间调制元件103射入的衍射光的入射角与向瞳孔191反射的衍射光的反射角进行比较，在反射镜104的反射区域，入射角大于反射角的区域与入射角小于反射角的区域相比较宽。而且，在反射镜104的反射区域，头部安装了镜腿部111的用户处于直立状态时的水平方向的入射角大于垂直方向的入射角的区域与水平方向的入射角小于垂直方向的入射角的区域相比较宽。

根据本结构，具有能将透镜部113的倾斜和镜腿部111形状设计成与不具备HMD功能的以往的眼镜相类似的形状的效果。也具有能使虚拟图像201的左右位置接近用户的正面的效果。可使镜腿部111的空间调制元件103的位置朝镜腿部111的前部偏靠，具有实现镜腿部111的前端靠近透镜部113的高度高于靠近耳朵部位的镜腿形状的效果。而且，能实现使从空间调制元件103射向反射镜104的显示光，不会被位于空间调制元件103和反射镜104之间的用户的眼角周边的脸的一部分所遮蔽的显示装置1。

另外，反射镜104的光学倍率在水平方向和垂直方向可以有差异。通过使反射镜104在水平方向的倍率大于在垂直方向的倍率，具有能实现横幅较宽的虚拟图像201的效果，也具有通过将空间调制元件103相对于照明光的光轴倾斜配置来优先放大变窄的横幅的效果。

而且，本第一实施方式的显示装置1的反射镜104包含菲涅耳透镜742。用粘接剂741粘接的菲涅耳透镜742及透镜部113，从脸侧到外侧按顺序具有脸侧表面104a、菲涅耳透镜面104b、粘接面104c、外侧表面104d作为界面。脸侧表面104a和菲涅耳透镜面104b之间的介质(即，菲涅耳透镜742)的折射率与菲涅耳透镜面104b和粘接面104c之间的介质(即，粘接剂741)的折射率相等。

根据本结构，具有使透镜部113的形状或倾斜接近不具备HMD功能的以往的眼镜。还具有使反射镜104形状变薄，能自由地设计入射角和反射角的效果。能实现一边使来自配置在镜腿部111的空间调制元件103的衍射光就好象是来自用户的正面般地被反射，一边让外界的透过光直进透过从而抑制外景的失真的显示装置1的效果。而且，反射镜104不是采用衍射元件而是采用菲涅耳透镜742，因此具有能回避不需要的衍射光的影响或衍射角度变化的影响的效果。

而且，本第一实施方式的显示装置1的空间调制元件103可以采用具有1像素以上的动作不良像素的元件。

根据本结构，能使用成本较低的空间调制元件103，实现低成本的显示装置1。由于即使衍射图案的1像素不良，虚拟图像401整体的杂讯也只是稍微增加，并不是虚拟图像401缺少1像素，因此具有能实现不让动作不良像素的影响局部化的显示装置1的效果。

而且，本第一实施方式的显示装置1具备通信控制部12，通信控制部12通过无线通讯从外部接收衍射图案，让空间调制元件103显示接收到的衍射图案。

根据本结构，衍射图案的计算不在显示装置1的主体进行。其结果，具有使显示装置1小型化、轻量化的效果。而且，还具有能降低进行衍射图案计算的电路的发热的效果。而且，因为具备电池106，还能实现没有控制线、电源供给线的无线的显示装置1。而且，由于能使无线的显示装置1省电，因此具有能延长到电池106充电为止的连续使用时间的效果。

而且，在所述第一实施方式中，也可通过无线通讯，让外部装置发送与照明光的波长变动有关的信息。并且，通信控制部12也可以根据接收到的信息，变更取得的衍射图案，从而减轻波长变动的影响。由此，具有能减轻伴随环境变化等带来的画质劣化的效果。要发送的信息可以包含光源101等光学系统的温度、气温、激光返回光的状态、激光强度、衍射角等信息，也可以是它们的变化信息。来自外部装置的发送可以在显示装置1电源输入后的一定的时间内进行。

而且，在所述第一实施方式中，如图3所示，照明光学系统102使照明光汇聚于眼球190的瞳孔191的瞳孔中心191a，但本发明并不局限于此，例如，也可以使照明光汇聚于眼球190的眼球中心。

图9是表示与图3所示的照明光学系统不同的照明光学系统的示意图。照明光为向眼球190汇聚的汇聚光这一点与图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。空间调制元件103的虚像越大，虚拟图像的视角越扩展，当用中心视野看虚拟图像的边缘时，眼球190转动瞳孔移动。例如，当用中心视野看来自图9的空间调制元件103的中央的衍射光时，瞳孔在位置621，而当用中心视野看来自空间调制元件103的上端的衍射光时，瞳孔移动到位置622。

因而，最好使汇聚光在瞳孔位置的宽度612比瞳孔尺寸宽，以便将位置621及622的瞳孔包含在内。在此，如图9所示，通过将照明光作为朝向眼球中心192的汇聚光，且将相当于衍射角601的衍射范围在瞳孔位置的宽度613设定成比宽度612小，具有能减小在空间调制元件103需要的衍射角的效果。如果能减小所需要的衍射角，则如前所述，能允许空间调制元件103的点距扩大，从而实现更大的大画面化。而且，如图9所示，在瞳孔位置的汇聚光的宽度612比空间调制元件103的宽度611小。在图9所示的实施方式中，眼球中心192相当于眼球假设位置的一个例子，空间调制元件103的宽度611相当于W1的一个例子，在瞳孔位置的汇聚光的宽度612相当于W2的一个例子，在瞳孔位置的衍射范围的宽度613相当于W3的一个例子。

这样，在图9所示的实施方式的显示装置中，在空间调制元件103的宽度611、汇聚光在用户的瞳孔位置的宽度612、以及基于根据衍射图案条纹的精细度而规定的衍射角上限的在瞳孔位置的衍射范围的宽度613中，宽度612在宽度611以下宽度613以上。

根据本结构，具有能实现视角更宽广的显示装置的效果。具有能使用更大的空间调制元件103的效果。具有即使眼球190转动也能持续显示虚拟图像的效果。也具有能使在注视点(中心视野)的画质比周边视野更为提高的效果。

而且，在所述第一实施方式中，如图3所示，照明光学系统102使照明光汇聚于眼球190的瞳孔中心191a，而在图9所示的方式中，使照明光汇聚于眼球190的眼球中心192，但本发明并不局限于此。例如，照明光学系统102也可以将从瞳孔中心191a到眼球中心192的线段上的位置作为照明光的汇聚中心。

根据本结构，当照明光的汇聚中心位于瞳孔中心191a时，具有能实现优先瞳孔191相对于用户的头部处于正面时的显示功能的显示装置1的效果。当照明光的汇聚中心位于眼球中心192时，具有能实现优先眼球190转动观看虚拟图像时的显示功能的显示装置1的效果。通过将照明光的汇聚中心设在从瞳孔中心191a到眼球中心192的线段上的位置，具有能自由地决定它们之间的平衡的效果。

并且，在所述第一实施方式中，照明光学系统102可以被设计成使照明光的汇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汇聚中心比在垂直方向的汇聚中心更靠近眼球中心192的方式汇聚。也就是说，照明光学系统102可以使照明光在水平方向和垂直方向的汇聚程度互不相同。

根据本结构，具有能实现适合横向宽的虚拟图像的显示装置1的效果。

(第二实施方式)

图10是表示本发明第二实施方式的显示装置的电结构的方框图。在第二实施方式中，对与第一实施方式同样的要素分配同样的符号。以下，以与第一实施方式不同的点为中心对第二实施方式进行说明。

图10所示的第二实施方式的显示装置1a，将图2所示的第一实施方式的显示装置1中的控制部105的通信控制部12替换为元件控制部13。除此以外，第二实施方式的结构与第一实施方式相同。

元件控制部13从所希望的虚拟图像(例如图8(a)所示的虚拟图像401)计算衍射图案(例如图8(b)所示的衍射图案402)。元件控制部13控制空间调制元件103，让空间调制元件103显示计算出的衍射图案。

元件控制部13从虚拟图像401求出衍射图案402的方法可以是CGH一般的方法。例如，在点填充法中，根据从虚拟图像的各像素射出的光的波阵面的强度和相位，求出在空间调制元件103的各像素位置的波阵面的强度和相位，通过对空间调制元件103的各像素将求出的强度和相位的2维矢量值变换成1维的相位值，可生成在相位调制型的空间调制元件103显示的衍射图案(参照专利文献2)。在点填充法中，能自由地设定并计算从虚拟图像到空间调制元件103的距离、照明空间调制元件103的激光的发散或汇聚程度等。而且，为了使点填充法高速化，可以对其中一部分采用利用快速傅立叶变换(fastFouriertransform，FFT)的衍射图案算出法。在本实施方式中，元件控制部13相当于运算部的一个例子。

在该第二实施方式中，能获得与所述第一实施方式同样的效果。另外，如图9所示，如果宽度613比宽度612小，则可以简化元件控制部13的衍射图案的计算方法。例如，可以取代将向用户显示的虚拟图像的上端的像素值用于空间调制元件103显示的衍射图案的全体，而将所述像素值只用于衍射图案的上部的一部分，不用于衍射图案的下部的计算。由此，能削减计算衍射图案的计算量。

(第三实施方式)

图11是表示本发明第三实施方式的显示装置的电结构的方框图。在第三实施方式中，对与第一实施方式和第二实施方式同样的要素分配同样的符号。以下，以与第一实施方式、第二实施方式不同的点为中心对第三实施方式进行说明。

图11所示的第三实施方式的显示装置1b，将图2所示的第一实施方式的显示装置1中的通信控制部12替换为元件控制部13a，而且，还新增加了衍射角度信息取得部107。除此以外，第三实施方式的结构与第一实施方式相同。

衍射角度信息取得部107取得与空间调制元件103的衍射角度的变化有牵连的信息。衍射角度信息取得部107在该实施方式中例如包括温度传感器21、计时器22、光传感器23、24。温度传感器21检测光源101的温度。计时器22计时光源101的点灯时间。光传感器23检测光源101输出的激光的强度。光传感器24检测由空间调制元件103衍射的衍射光的衍射角度。

元件控制部13a根据所希望的虚拟图像(例如图8(a)所示的虚拟图像401)计算衍射图案(例如图8(b)所示的衍射图案402)。元件控制部13a利用由衍射角度信息取得部107检测到的值，变更衍射图案。元件控制部13a控制空间调制元件103，让空间调制元件103显示被变更的衍射图案。

如果光源101的温度上升、从光源101输出的激光的波长发生变化，则由空间调制元件103衍射的衍射光的衍射角度发生变化。而且，如果光源101的点灯时间变长则光源101的温度上升，如果从光源101输出的激光的强度增大则光源101的温度上升，同样，由空间调制元件103衍射的衍射光的衍射角度发生变化。为此，当衍射角度发生了变化时，若空间调制元件103所显示的衍射图案还是维持不变，则无法得到所希望的虚拟图像。于是，在第三实施方式中，通过衍射角度信息取得部107取得与空间调制元件103的衍射角度的变化有牵连的信息，根据此信息，元件控制部13a变更计算出的衍射图案。在本实施方式中，元件控制部13a相当于运算部的一个例子，衍射角度信息取得部107相当于取得部的一个例子。

由此，根据第三实施方式，具备能减轻由于光源101的波长变动等引起的衍射角度的变化所伴随的画质劣化的效果。而且，在第三实施方式中，针对衍射角度的变化，不是通过照明光学系统102或反射镜104的移动控制，而是通过元件控制部13a的CGH的计算来应对。因此，具有能使照明光学系统102或反射镜104小型化、简化化、低成本化、长寿命化的效果。而且，还具有能提高显示装置1b使用时的温度范围等环境适应能力的效果。

另外，衍射角度信息取得部107也可以包含温度传感器21、计时器22、光传感器23、24中的其中之一，而不包含其它元件。在该实施方式中，衍射角度信息取得部107也能取得与衍射角度的变化有关联牵连的信息。即，衍射角度信息取得部107只需包含温度传感器21、计时器22、光传感器23、24中的至少其中之一即可。

(第四实施方式)

图12是表示本发明第四实施方式的显示装置的电结构的方框图。在第四实施方式中，对与第一实施方式同样的要素分配同样的符号。以下，以与第一实施方式不同的点为中心对第四实施方式进行说明。

图12所示的第四实施方式的显示装置1c，将图2所示的第一实施方式的显示装置1中的光源控制部11替换为光源控制部11a，将通信控制部12替换为通信控制部12a。而且，光源101具有红色光源31、绿色光源32、蓝色光源33。除此以外，第四实施方式的结构与第一实施方式相同。

红色光源31包括输出红色波长的激光的半导体激光器。绿色光源32包括输出绿色波长的激光的半导体激光器。蓝色光源33包括输出蓝色波长的激光的半导体激光器。另外，绿色光源32也可以是包含输出红外激光的半导体激光器和将红外光转换为绿色的第2谐波发生(SHG)元件的结构。

光源控制部11a分时驱动红色光源31、绿色光源32、蓝色光源33。通信控制部12a具有无线通讯功能，取得与从外部装置发送来的三基色分别对应的衍射图案。通信控制部12a控制空间调制元件103，让空间调制元件103与被分时驱动的红色光源31、绿色光源32、蓝色光源33同步地显示所取得的衍射图案。由此，能显示彩色的虚拟图像。

在该实施方式中，红色光源31、绿色光源32、蓝色光源33分别具有向照明光学系统102输出的激光的谱宽在脉冲点灯时比常时点灯时扩展的特征。

这样，第四实施方式与第一实施方式同样，通过照明光学系统102的汇聚光照明，能减小在空间调制元件103需要的衍射角。为此，空间调制元件103能容许更宽的谱宽作为从光源101输出的激光的谱宽。其结果，通过红色光源31、绿色光源32、蓝色光源33这三色光源的分时驱动，具有能适宜地实现彩色显示的效果。而且，具有使用于光源101的红色光源31、绿色光源32、蓝色光源33小型化、低成本化的效果。

另外，在所述第四实施方式中，是将三色的光源31、32、33应用于第一实施方式，但并不局限于此，也可以应用于第二实施方式。即，在第二实施方式中，光源101也可以具备红色光源31、绿色光源32、蓝色光源33。并且，元件控制部13计算分别与三色相对应的衍射图案，让空间调制元件103与被分时驱动的光源31、32、33同步地显示各衍射图案。

(第五实施方式)

图13是表示本发明第五实施方式的显示装置的电结构的方框图。在第五实施方式中，对与第一实施方式同样的要素分配同样的符号。以下，以与第一实施方式不同的点为中心对第五实施方式进行说明。

图13所示的第五实施方式的显示装置1d，将图2所示的第一实施方式的显示装置1中的通信控制部12替换为通信控制部12b，并且，还新增加了存储部108。除此以外，第五实施方式的结构与第一实施方式相同。

存储部108存储使用者的近视度数。通信控制部12b具有无线通讯功能，取得从外部装置发送的衍射图案。通信控制部12b对于取得的衍射图案，根据存储于存储部108的近视度数变更从眼球假设位置到虚拟图像为止的距离。通信控制部12b控制空间调制元件103，让空间调制元件103显示被变更的衍射图案。

根据第五实施方式，获得可用简化的光学系统应对每个用户不同的近视度数的效果。

而且，根据第五实施方式，由于不是用照明光学系统102而是用空间调制元件103显示的衍射图案来应对近视度数，因此具有可减少照明光学系统102被物理驱动的部分，实现更小型化、简化化、低成本化，降低故障率的效果。而且，因为存储部108存储有使用者的近视度数，所以具有能减轻针对每个使用者设定照明光学系统102及空间调制元件103的麻烦的效果。

而且，在所述第五实施方式中，是将存储部108应用于第一实施方式，但并不局限于此，也可以将其应用于第二实施方式。即，在第二实施方式中，也可以具备存储部108。并且，元件控制部13计算具有与存储部108所存储的近视度数相适应的距离作为从眼球假设位置到虚拟图像为止的距离的衍射图案，让空间调制元件103显示计算出的衍射图案。

(第六实施方式)

图14是表示本发明第六实施方式的显示装置的电结构的方框图。在第六实施方式中，对与第一实施方式同样的要素分配同样的符号。以下，以与第一实施方式不同的点为中心对第六实施方式进行说明。

图14所示的第六实施方式的显示装置1e，将图2所示的第一实施方式的显示装置1中的通信控制部12替换为通信控制部12c，并且，还新增加了安装传感器109。除此以外，第六实施方式的结构与第一实施方式相同。

安装传感器109检测显示装置1e是否被用户安装。作为安装传感器109，例如可采用设置于镜腿部111的压力传感器或反射型光传感器。例如，通过压力传感器，能检测出安装在头部时所产生的压力。而且，例如，通过反射型光传感器，能检测出来自头部的光的反射。而且，安装传感器109还检测镜腿部111和前部112之间的开闭状态，当处于开状态时可以判断显示装置1e被用户安装。

通信控制部12c根据安装传感器109的检测结果，识别显示装置1e的用户安装状态，变更空间调制元件103的显示状态。例如，当由安装传感器109检测出显示装置1e被安装于头部时，通信控制部12c自动地开始在空间调制元件103显示衍射图案。例如，当由安装传感器109检测出显示装置1e未被安装于头部时，通信控制部12c在一定时间后自动地停止在空间调制元件103显示衍射图案。

而且，在显示装置1e未被安装时，通信控制部12c也可以让空间调制元件103显示通常的图像来取代显示衍射图案。由此，即使在戴上眼镜(即将显示装置1e安装于头部)之前，也可以通过在空间调制元件103显示来自通信控制部12c的邮件来信等信息向用户通知信息。或者，通信控制部12c也可以让空间调制元件103同时进行衍射图案的显示和图像的显示。

另外，在所述第六实施方式中，是将安装传感器109应用于第一实施方式，但并不局限于此，也可以将其应用于第二实施方式。即，在第二实施方式中，也可以具备安装传感器109。并且，元件控制部13可以根据显示装置1a被安装于头部的状态，控制空间调制元件103的显示。

(第七实施方式)

图15是表示本发明第七实施方式的显示装置的电结构的方框图。在第七实施方式中，对与第一实施方式同样的要素分配同样的符号。以下，以与第一实施方式不同的点为中心对第七实施方式进行说明。

图15所示的第七实施方式的显示装置1f，将图2所示的第一实施方式的显示装置1中的通信控制部12替换为通信控制部12e，并且，除空间调制元件103之外还新设置了空间调制元件803。

图16的显示装置1f，虽然与第一实施方式同样为眼镜形状，但与第一实施方式有所不同的是，具有空间调制元件103不是被配置于镜腿部111(图1)而是被配置于透镜部113的特征。本实施方式的显示装置1f，除空间调制元件103之外还具有另外的空间调制元件803。空间调制元件103和空间调制元件803以在衍射光的光轴方向上重叠的方式配置于前部112(图1)的透镜部113。

通信控制部12d让空间调制元件803显示能抵消空间调制元件103针对外景透过光的相位调制的衍射图案(例如，空间调制元件103显示的衍射图案的反转图案)。照明光学系统102被配置于空间调制元件103和空间调制元件803之间，利用来自光源101的激光照明空间调制元件103。在该实施方式中，空间调制元件103和空间调制元件803都为透过型元件。

根据第七实施方式，由于透镜部113具备显示功能，因此不需要反射镜，具有能使显示装置1f小型化及简朴化的效果。而且，根据第七实施方式，镜腿部111(图1)不需要配置空间调制元件，具有能使镜腿部111小型化的效果。而且，在第七实施方式中，能够使从眼球190的瞳孔191到空间调制元件103的距离接近。因此，根据第七实施方式的结构，具有能实现显示装置1f的更广视角/大画面的效果。而且，在第七实施方式中，因为让空间调制元件803显示能抵消空间调制元件103针对外景透过光的相位调制的衍射图案，所以具有能减轻因空间调制元件103引起的外景失真的效果。

而且，在所述第七实施方式中，是将空间调制元件803应用于第一实施方式，但并不局限于此，也可以将其应用于第二实施方式。即，在第二实施方式中，也可以具备空间调制元件803。并且，元件控制部13计算能抵消空间调制元件103针对外景透过光的相位调制的衍射图案，并让空间调制元件803显示计算出的衍射图案。

(其他)

在上述各实施方式中，显示装置如图1所示为眼镜形状，但本发明并不局限于此，只要是能安装于用户的头部的显示装置即可。

图17是示意地表示形状与眼镜形状不同的显示装置的一个例子的图。图17所示的显示装置1g具备用于安装于用户的头部的例如带状的框架部200、与该框架部200连接的镜腿部111a、与镜腿部111a连接的前部112a、形成于前部112a的透镜部113a。在显示装置1g中，空间调制元件103(图1)等各部件与图1同样地加以配置。图17所示的显示装置1g也能获得与上述各实施方式同样的效果。在图17的实施方式中，框架部200及镜腿部111a相当于安装部的一个例子。

而且，上述各实施方式所示的显示装置1等的各部功能的一部分，也可以通过区别于显示装置1等主体的另外的装置来实现。而且，也可以让显示装置1等装载上述各实施方式没有示出的功能。也可以让显示装置1等主体和区别于显示装置1等的另外的例如携带终端来分担功能。而且，也可以让显示装置1等和网络服务器分担各功能。

而且，在所述第二实施方式中，由显示装置1a的元件控制部13进行衍射图案的计算，在所述第一实施方式中，显示装置1的通信控制部12取得由外部装置求得的衍射图案。然而，并不局限于此，也可以由外部进行衍射图案的计算的一部分，通信控制部12取得其结果，由通信控制部12进行剩下的衍射图案的计算。

而且，在上述各实施方式中，也可以将光源101设置在外部的装置中，通过光纤来传输由光源101输出的光。而且，也可以将电池106设置于外部的装置，电源接线连接于显示装置1等。而且，显示装置1等可以包含作为其他功能的照相机、角速度或温度或GPS等各种传感器、开关等输入设备、扬声器等输出设备。

根据上述各实施方式，显示装置1等具备射出激光的照明光的照明光学系统102、通过显示衍射图案衍射照明光的空间调制元件103、用于安装于使用者头部的镜腿部111。而且，显示装置1等在镜腿部111被安装在使用者头部的状态下，空间调制元件103和使用者的眼球假设位置之间的位置关系被固定。而且，显示装置1等使从眼球190到空间调制元件103的虚像202为止的距离比明视距离短，使从眼球190到虚拟图像201为止的距离比明视距离长。由此，虽然小型，但通过远方显示虚拟图像201，能实现可以大画面化的显示装置1等。而且，通过让空间调制元件103显示与立体图像相对应的衍射图案，也可以向使用者显示立体图像。

而且，上述的具体实施方式主要包含具有以下结构的发明。

本发明的一方面所涉及的显示装置包括：输出激光的光源、将所述激光作为照明光射出的照明光学系统、通过显示衍射图案衍射所述照明光的空间调制元件、用于安装到使用者的头部的安装部，其中，在所述安装部被安装在所述使用者的头部的状态下，所述空间调制元件与假设作为所述使用者的眼球的位置的眼球假设位置之间的位置关系被固定，所述空间调制元件将通过使所述衍射图案衍射的衍射光到达所述眼球假设位置而向所述使用者显示虚拟图像的衍射图案作为所述衍射图案来显示。

根据此结构，光源输出激光。照明光学系统将激光作为照明光射出。空间调制元件通过显示衍射图案衍射照明光。安装部是用于安装于使用者的头部的部件。在安装部被安装在使用者的头部的状态下，空间调制元件与假设作为使用者的眼球的位置的眼球假设位置之间的位置关系被固定。空间调制元件将通过由衍射图案衍射的衍射光到达眼球假设位置而向使用者显示虚拟图像的衍射图案作为衍射图案来显示。因此，与以往的光学放大方式不同，能够通过衍射图案决定区别于从使用者的眼球到空间调制元件的距离的从使用者的眼球到向使用者显示的虚拟图像的距离。其结果，能提供可以兼顾装置的小型化和向使用者显示的虚拟图像的远方显示的大画面(广视角)化的显示装置。

而且，在所述显示装置中，优选为，在所述安装部被安装在所述使用者的头部的状态下，所述空间调制元件被配置在使从所述眼球假设位置到所述空间调制元件为止的光轴距离为10cm以下的位置，所述空间调制元件显示使所述虚拟图像显示在比从所述眼球假设位置到所述空间调制元件的虚像为止的距离远的远方的所述衍射图案。

根据此结构，在安装部被安装在使用者的头部的状态下，空间调制元件被配置在使从眼球假设位置到空间调制元件为止的光轴距离为10cm以下的位置。空间调制元件显示使所述虚拟图像显示在比从眼球假设位置到空间调制元件的虚像为止的距离远的远方的衍射图案。因此，可将空间调制元件配置在眼球附近。其结果，具有能实现小型且头部安装性出色的显示装置的效果。而且，因为通过让空间调制元件显示衍射图案向使用者显示虚拟图像，所以使用者的眼球不需要与空间调制元件的虚像对焦，只要与更远方的虚拟图像对焦即可以看见图像。因此，具有不受眼球的焦点调整能力的制约，通过使空间调制元件接近眼球，可实现装置小型化的效果。

而且，由于不需要象以往的光学放大方式那样观看空间调制元件上的图像，因此提高放大倍率的必要性也有所下降。其结果，像差的发生得到抑制，具有能够高画质化的效果。而且，由于能使空间调制元件103接近眼球190，也具有能广视角大画面化的效果。而且，由于能通过空间调制元件显示的衍射图案而使到虚拟图像为止的距离变远，因此也具有能减轻眼的焦点调整疲劳的效果。

而且，在所述显示装置中，优选为，所述空间调制元件被配置在使从所述眼球假设位置到所述空间调制元件的虚像为止的距离比明视距离25cm短的位置，所述空间调制元件显示使从所述眼球假设位置到所述虚拟图像的距离比所述明视距离长的所述衍射图案。

根据此结构，空间调制元件配置在使从眼球假设位置到空间调制元件的虚像为止的距离比明视距离25cm短的位置。空间调制元件显示使从眼球假设位置到虚拟图像的距离比明视距离长的衍射图案。因此，可以将空间调制元件配置在眼球无法对焦的非常接近眼球的位置。其结果，具有使主体小型化、且可在眼球对焦的远方显示虚拟图像的效果。

而且，在所述显示装置中，优选为，还包括将由所述空间调制元件衍射的衍射光向所述眼球假设位置反射的反射镜，其中，所述光源、所述照明光学系统以及所述空间调制元件，被配置在形成于所述安装部的内部的空洞内，所述反射镜在所述安装部被安装在所述使用者的头部的状态下，被配置在所述眼球假设位置的前方。

根据此结构，反射镜将由空间调制元件衍射的衍射光向眼球假设位置反射。光源、照明光学系统以及空间调制元件被配置在形成于安装部的内部的空洞内。反射镜在安装部被安装在使用者的头部的状态下，被配置在眼球假设位置的前方。因此，具有可与空间调制元件的特征无关地设计反射镜的透过性能或反射性能的效果。而且，因为将光源、照明光学系统以及空间调制元件配置在安装部的内部，因此，具有能使安装部以外的部分小型化，提高设计自由度的效果。

而且，在所述显示装置中，优选为，所述空间调制元件是反射型元件，所述空间调制元件相对于所述照明光学系统被配置成，使所述照明光学系统射出的照明光倾斜地射入所述空间调制元件的表面，所述空间调制元件显示使向所述使用者显示的所述虚拟图像的显示面与所述空间调制元件的表面相比，更接近与所述衍射光的光轴垂直的所述衍射图案。

根据此结构，空间调制元件是反射型元件。空间调制元件相对于照明光学系统被配置成使照明光学系统射出的照明光倾斜射入空间调制元件的表面。空间调制元件显示使向使用者显示的虚拟图像的显示面与空间调制元件的表面相比，更接近与衍射光的光轴垂直的衍射图案。因为空间调制元件为反射型元件，所以与透过型相比，具有能提高光的利用效率、节省电的效果。而且，因为容易减小空间调制元件的像素以外的面积，也具有能实现高画质化的效果，具有能使元件小型化和窄点距化的效果。

而且，由于照明光倾斜射入空间调制元件的表面，因此不需要分离入射光和反射光的光学系统。为此，具有使安装部小型化，使安装部的厚度变薄的效果。其结果，具有能实现小型的显示装置的效果。而且，空间调制元件显示使向使用者显示的虚拟图像的显示面与空间调制元件的表面相比，更接近与衍射光的光轴垂直的衍射图案。由此，相对于光轴，即使空间调制元件倾斜，也具有能使虚拟图像接近垂直的效果。由于可将空间调制元件相对于照明光学系统倾斜配置，因此具有能提高安装部的设计自由度，例如，使安装部的厚度变薄的效果。而且，通过倾斜配置空间调制元件，使以光轴为基准的点距变窄，其结果，具有能扩展衍射角，实现广视角/高画质的效果。

而且，在所述显示装置中，优选为，所述安装部设有透过窗，以便让由所述空间调制元件衍射的所述衍射光到达所述眼球假设位置，所述安装部的所述透过窗的周围被遮光，以便不让因所述照明光以外的外光向所述空间调制元件的入射而产生的不需要的衍射光到达所述眼球假设位置。

根据此结构，安装部设有透过窗，以便让空间调制元件衍射的衍射光到达眼球假设位置。安装部的透过窗的周围被遮光，以便不让因照明光以外的外光向空间调制元件的入射而产生的不需要的衍射光到达眼球假设位置。因此，具有能减轻伴随衍射的不需要的光的效果。由于空间调制元件的衍射不是在反射镜而是在安装部进行，因此具有不需要在反射镜采取不需要的衍射光对策的效果。由于不需要的衍射光对策变得容易，所以即使在一般容易产生不需要的衍射光的室外或夜间等情况下，也能实现不需要的衍射光较少的显示装置。

而且，在所述显示装置中，优选为，所述衍射光透过所述反射镜向与所述眼球假设位置相反的方向输出的透过光的光量，相对于所述衍射光被所述反射镜反射至所述眼球假设位置的反射光的光量，在100倍以内。

根据此结构，相对于衍射光被反射镜反射至眼球假设位置的反射光的光量，衍射光透过反射镜向与眼球假设位置相反的方向输出的透过光的光量在100倍以内。因此，具有能实现既可以提高反射镜的透过率又能通过基于反射镜对衍射光的反射来显示虚拟图像的显示装置的效果。由于通过将比率设在100倍以内，衍射光的透过光和反射光的比率可以为2位数，因此具有即不会使基于反射光的虚拟图像的亮度降低，又能抑制衍射光的不需要的透过光的光量的效果。由此，具有即使在眼球假设位置以外的地方存在使用者或使用者以外的眼球，也能减轻射向该眼球的入射光从而降低不舒服感的效果。而且，也具有能降低光源的输出、实现小型化、省电化的效果。

而且，在所述显示装置中，优选为，将头部安装有所述安装部的所述使用者处于直立状态时的水平方向定义为第1方向，将与所述第1方向垂直的方向定义为第2方向，将射入所述反射镜的所述衍射光的入射角定义为第1入射角，将由所述反射镜反射的所述衍射光的反射角定义为第1反射角，将射入所述反射镜的所述衍射光在所述第1方向的入射角定义为第2入射角，将射入所述反射镜的所述衍射光在所述第2方向的入射角定义为第3入射角，所述空间调制元件相对于所述反射镜被配置成，使在所述反射镜的反射区域，所述第1入射角大于所述第1反射角的区域与所述第1入射角小于所述第1反射角的区域相比较宽，并且，所述第2入射角大于所述第3入射角的区域与所述第2入射角小于所述第3入射角的区域相比较宽。

根据此结构，将头部安装有安装部的使用者处于直立状态时的水平方向定义为第1方向。将与第1方向垂直的方向定义为第2方向。将射入反射镜的衍射光的入射角定义为第1入射角。将由反射镜反射的衍射光的反射角定义为第1反射角。将射入反射镜的衍射光在第1方向的入射角定义为第2入射角。将射入反射镜的衍射光在第2方向的入射角定义为第3入射角。空间调制元件相对于反射镜被配置成，使在反射镜的反射区域，第1入射角大于第1反射角的区域与第1入射角小于第1反射角的区域相比较宽，并且，第2入射角大于第3入射角的区域与第2入射角小于第3入射角的区域相比较宽。

因此，具有能使虚拟图像的左右位置接近使用者的正面的效果。由于能够使安装部中的空间调制元件的位置朝安装部的前部偏靠，其结果，能实现安装部的前部靠近反射镜的高度高于安装部的靠近耳朵部位的高度的安装部形状。而且，具有能实现使从空间调制元件朝向反射镜的衍射光不会被位于空间调制元件与反射镜之间的使用者的眼角周边的脸的一部分所遮蔽的显示装置的效果。

而且，在所述显示装置中，优选为，还包括在所述安装部被安装在所述使用者的所述头部的状态下，配置于所述眼球假设位置的前方的透镜部，其中，所述反射镜具备用粘接剂粘接于所述透镜部的所述眼球假设位置一侧的表面的菲涅耳透镜，通过所述粘接剂而被粘接的所述透镜部及所述菲涅耳透镜，从所述眼球假设位置一侧到相反一侧按顺序具有所述眼球假设位置一侧的表面、菲涅耳透镜面、粘接面及所述相反一侧的表面作为界面，选择形成所述菲涅耳透镜的材料及形成所述粘接剂的材料，使所述眼球假设位置一侧的表面和所述菲涅耳透镜面之间的所述菲涅耳透镜的折射率与所述菲涅耳透镜面和所述粘接面之间的所述粘接剂的折射率实质上相同。

根据此结构，透镜部在安装部被安装在使用者的头部的状态下，被配置在眼球假设位置的前方。菲涅耳透镜通过粘接剂被粘接于透镜部的眼球假设位置一侧的表面。通过粘接剂而被粘接的透镜部及菲涅耳透镜，从所述眼球假设位置一侧到相反一侧按顺序具有眼球假设位置一侧的表面、菲涅耳透镜面、粘接面及相反一侧的表面作为界面。选择形成菲涅耳透镜的材料及形成粘接剂的材料，使眼球假设位置一侧的表面和菲涅耳透镜面之间的菲涅耳透镜的折射率与菲涅耳透镜面和粘接面之间的粘接剂的折射率实质上相同。

因此，具有可以使透镜部的形状或倾斜接近没有显示虚拟图像功能的以往的眼镜的效果。具有可使反射镜的形状很薄，自由地设计入射角或反射角的效果。具有能实现使来自安装部的空间调制元件的衍射光被反射成好象从使用者的正面来到一样，且能抑制因外界的透过光直进透过引起的外景失真的显示装置的效果。而且，因为反射镜不是衍射元件而是具备菲涅耳透镜，所以具有能回避不需要的衍射光的影响或衍射角度变化的影响的效果。

而且，在所述显示装置中，优选为，所述照明光学系统使所述照明光汇聚于所述眼球假设位置。

根据此结构，照明光学系统使照明光汇聚于眼球假设位置。因此，能减小在空间调制元件需要的衍射角。其结果，具有能实现更为广视角/大画面的显示装置的效果。而且，不需要象以往那样分配平行光，具有能实现简化的照明光学系统，可实现小型化的效果。而且，将照明光汇聚于眼球假设位置，其结果，具有集中在眼球假设位置提高画质或视角的效果。而且，由于向眼球假设位置以外的不需要的光减少，必要的光量得以减少，因此具有能实现更为小型化、高亮度化、省电化的效果。

而且，在所述显示装置中，优选为，所述眼球假设位置为所述使用者的眼球中心的位置，将所述空间调制元件的宽度定义为W1，将在所述使用者的瞳孔位置的所述照明光的宽度定义为W2，将基于根据所述衍射图案条纹的精细度而规定的衍射角上限的在所述瞳孔位置的衍射范围的宽度定义为W3，预先决定所述照明光学系统的所述照明光的汇聚程度和所述空间调制元件的精细度，以满足W3≤W2≤W1。

根据此结构，眼球假设位置为使用者的眼球中心的位置。将空间调制元件的宽度定义为W1。将在使用者的瞳孔位置的照明光的宽度为W2。将基于根据衍射图案条纹的精细度而规定的衍射角上限的在瞳孔位置的衍射范围的宽度定义为W3。预先决定照明光学系统的照明光的汇聚程度和空间调制元件的精细度，以满足W3≤W2≤W1。因此，具有能实现显示更广视角的虚拟图像的显示装置的效果。而且，具有能使用更大的空间调制元件的效果。而且具有即使眼球转动也能持续观看虚拟图像的效果。也具有与周边视野相比能提高在眼球的注视点(中心视野)的画质的效果。

而且，在所述显示装置中，优选为，所述照明光学系统使所述照明光汇聚，以便汇聚中心位于从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为止的线段上的位置。

根据此结构，照明光学系统使照明光汇聚，以使汇聚中心位于从瞳孔的位置的瞳孔中心起到使用者的眼球的眼球中心为止的线段上的位置。即，眼球假设位置位于连接瞳孔中心和眼球中心的线段上。根据本结构，当照明光的汇聚中心位于瞳孔中心时，具有能实现优先瞳孔相对于头部位于正面时的显示功能的显示装置的效果。当照明光的汇聚中心位于眼球中心时，具有能实现优先转动眼球观看虚拟图像时的显示功能的显示装置的效果。通过使照明光的汇聚中心位于从瞳孔中心到眼球中心的线段上，具有能自由地决定两者之间的平衡的效果。

而且，在所述显示装置中，优选为，将头部安装有所述安装部的所述使用者处于直立状态时的水平方向定义为第1方向，将与所述第1方向垂直的方向定义为第2方向，所述照明光学系统使所述照明光汇聚，以使所述照明光的汇聚程度在所述第1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1方向的汇聚中心的位置比在所述第2方向的所述汇聚中心的位置更靠近所述眼球中心。

根据此结构，将头部安装有安装部的使用者处于直立状态时的水平方向定义为第1方向。将与第1方向垂直的方向定义为第2方向。照明光学系统使照明光汇聚，以使照明光的汇聚程度在第1方向和第2方向互不相同，并且，使照明光在第1方向的汇聚中心的位置比在第2方向的汇聚中心的位置更靠近眼球中心。根据本结构，具有能实现适合横向宽的虚拟图像的显示装置的效果。

而且，在所述显示装置中，优选为，所述光源输出具有0.1nm以上的谱宽的所述激光。

根据此结构，光源输出具有0.1nm以上的谱宽的激光。由于照明光学系统使照明光汇聚，因此能减小在空间调制元件需要的衍射角。其结果，具有即使使用谱宽更宽的光源，也不会产生问题的效果。由此，具有能使光源小型化、低成本化的效果。

而且，在所述显示装置中，优选为，从所述光源输出的激光的谱宽在脉冲点灯时比常时点灯时扩展，所述光源分时输出红、绿及蓝三色的激光作为所述激光，所述空间调制元件与所述三色的所述激光的输出同步地显示按所述颜色而不同的所述衍射图案。

根据此结构，从光源输出的激光的谱宽在脉冲点灯时比常时点灯时扩展，光源分时输出红、绿及蓝三色的激光作为激光，空间调制元件与三色的激光的输出同步地显示按颜色而不同的衍射图案。由于照明光学系统使照明光汇聚，所以能减小在空间调制元件需要的衍射角。因此，能利用谱宽更宽的激光。其结果，具有通过分时驱动输出三色的激光能够进行彩色显示的效果。而且，具有使所使用的光源小型化、低成本化的效果。

而且，在所述显示装置中，优选为，还包括将所述光源的温度、所述光源的点灯时间、所述光源输出的所述激光的强度以及基于所述空间调制元件的所述衍射光的衍射角度的至少其中之一作为衍射角度信息来取得的取得部，其中，所述空间调制元件利用由所述取得部取得的所述衍射角度信息，变更所要显示的所述衍射图案。

根据此结构，取得部将光源的温度、光源的点灯时间、光源输出的激光的强度及基于空间调制元件的衍射光的衍射角度的至少其中之一作为衍射角度信息来取得。空间调制元件利用由取得部取得的衍射角度信息变更所要显示的衍射图案。若光源的温度上升，从光源输出的激光的波长发生变化，则由空间调制元件衍射的衍射光的衍射角度发生变化。若光源的点灯时间变长，光源的温度上升，从光源输出的激光的波长发生变化，则衍射角度同样发生变化。若光源输出的激光的强度增大，光源的温度上升，从光源输出的激光的波长发生变化，则衍射角度同样发生变化。对此，空间调制元件利用由取得部取得的衍射角度信息变更所要显示的衍射图案。因此，具有能减轻伴随光源的波长变动等的衍射角度变化引起的画质劣化的效果。对于衍射角度的变化，由于不是用照明光学系统的调整而是用衍射图案的变更来应对，因此具有使照明光学系统小型化、简化、低成本化、长寿化的效果。而且，还具有提高显示装置使用时对温度范围等的环境适应能力的效果。

而且，在所述显示装置中，优选为，还包括存储所述使用者的近视度数的存储部，其中，所述空间调制元件显示使从所述眼球假设位置到所述虚拟图像为止的距离成为与所述近视度数相适应的距离的所述衍射图案。

根据此结构，存储部存储使用者的近视度数。空间调制元件显示使从眼球假设位置到虚拟图像为止的距离成为与近视度数相适应的距离的衍射图案。因此，具有可用简化的照明光学系统来应对各使用者不同的近视度数的效果。

而且，对于不同的近视度数，由于不是利用照明光学系统的调整，而是用显示的衍射图案来应对，因此具有可减少照明光学系统被物理驱动的部分，使照明光学系统更小型化、简化、低成本化，具有降低故障率的效果。而且，因为存储部存储有近视度数，所以具有能减轻针对每位使用者设定照明光学系统及空间调制元件的麻烦的效果。

而且，在所述显示装置中，优选为，还包括接收来自外部装置以无线通讯发送的所述衍射图案的接收部，其中，所述空间调制元件显示由所述接收部接收的所述衍射图案。

根据此结构，接收部接收来自外部装置以无线通讯发送的衍射图案。空间调制元件显示由接收部接收的衍射图案。根据本结构，衍射图案的计算不是在显示装置的主体进行。其结果，具有可使显示装置小型化、轻量化的效果。而且，也具有能降低进行衍射图案计算的部件发热的效果。

而且，在所述显示装置中，优选为，还包括计算与所述虚拟图像相对应的衍射图案的运算部，其中，所述空间调制元件显示由所述运算部计算出的所述衍射图案。

根据此结构，运算部计算与虚拟图像相对应的衍射图案。空间调制元件显示由运算部计算出的衍射图案。因此，能够向使用者适宜地显示虚拟图像。

而且，在所述显示装置中，优选为，还包括在所述安装部被安装在所述使用者的头部的状态下配置在所述眼球假设位置的前方的透镜部；和与所述空间调制元件分别设置的第2空间调制元件，其中，所述空间调制元件及所述第2空间调制元件被配置于所述透镜部，所述第2空间调制元件显示用于抵消所述空间调制元件对外景透过光的相位调制的衍射图案。

根据此结构，在安装部被安装在使用者的头部的状态下，透镜部被配置在眼球假设位置的前方。第2空间调制元件与所述空间调制元件分别设置。空间调制元件及第2空间调制元件被配置于透镜部。第2空间调制元件显示用于抵消空间调制元件对外景透过光的相位调制的衍射图案。因此，可以让透镜部具备虚拟图像的显示功能。为此，由于不需要设置将来自空间调制元件的衍射光向眼球假设位置反射的反射镜等部件，因此具有使显示装置小型化及简化的效果。而且，由于从眼球到空间调制元件的距离能接近，因此具有能实现更为广视角/大画面的效果。而且，具有通过第2空间调制元件能减轻外景失真的效果。

根据本发明的显示装置，能提供可兼顾小型化和向使用者显示的虚拟图像的远方显示的大画面(广视角)化的显示装置。

产业上的可利用性

本发明的显示装置，作为将通过显示衍射图案来衍射激光的照明光的空间调制元件配置在眼球附近，使来自空间调制元件的衍射光到达眼球假设位置的诸如HMD等的显示装置非常有用。而且，也能应用于显示系统、显示方法、显示装置设计方法等用途。

Claims (19)

1.一种显示装置，其特征在于包括：

光源，输出激光，

照明光学系统，将所述激光作为照明光射出，

空间调制元件，通过显示衍射图案衍射所述照明光，

安装部，用于安装到使用者的头部，其中，

在所述安装部被安装在所述使用者的头部的状态下，所述空间调制元件与假设作为所述使用者的眼球的位置的眼球假设位置之间的位置关系被固定，

所述空间调制元件，将通过由所述衍射图案衍射的衍射光到达所述眼球假设位置而向所述使用者显示虚拟图像的衍射图案作为所述衍射图案来显示，

所述显示装置还包括反射镜，将由所述空间调制元件衍射的衍射光向所述眼球假设位置反射，其中，

所述反射镜，在所述安装部被安装在所述使用者的头部的状态下，配置在所述眼球假设位置的前方，

所述空间调制元件为反射型元件，

所述空间调制元件，相对于所述照明光学系统被配置成使所述照明光学系统射出的照明光倾斜射入所述空间调制元件的表面，

所述空间调制元件显示所述衍射图案，所述衍射图案使向所述使用者显示的所述虚拟图像的显示面和被所述反射镜反射后的衍射光的光轴所成的角、与所述空间调制元件的表面和所述反射镜反射前的衍射光的光轴所成的角相比，更接近垂直。

2.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于：

所述空间调制元件，在所述安装部被安装在所述使用者的头部的状态下，配置在使从所述眼球假设位置到所述空间调制元件为止的光轴距离为10cm以下的位置，

所述空间调制元件，显示使所述虚拟图像显示在比从所述眼球假设位置到所述空间调制元件的虚像为止的距离远的地方的所述衍射图案。

3.根据权利要求2所述的显示装置，其特征在于：

所述空间调制元件，被配置在使从所述眼球假设位置到所述空间调制元件的虚像为止的距离比明视距离25cm短的位置，

所述空间调制元件，显示使从所述眼球假设位置到所述虚拟图像的距离比所述明视距离长的所述衍射图案。

4.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于：所述光源、所述照明光学系统以及所述空间调制元件，被配置在形成于所述安装部的内部的空洞内。

5.根据权利要求4所述的显示装置，其特征在于：

所述安装部设有透过窗，以便让由所述空间调制元件衍射的所述衍射光到达所述眼球假设位置，

所述安装部的所述透过窗的周围被遮光，以便不让因所述照明光以外的外光向所述空间调制元件的入射而产生的不需要的衍射光到达所述眼球假设位置。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的显示装置，其特征在于：所述衍射光透过所述反射镜向与所述眼球假设位置相反方向输出的透过光的光量，相对于所述衍射光被所述反射镜反射至所述眼球假设位置的反射光的光量，在100倍以内。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的显示装置，其特征在于：

将头部安装有所述安装部的所述使用者处于直立状态时的水平方向定义为第1方向，

将与所述第1方向垂直的方向定义为第2方向，

将射入所述反射镜的所述衍射光的入射角定义为第1入射角，

将由所述反射镜反射的所述衍射光的反射角定义为第1反射角，

将射入所述反射镜的所述衍射光在所述第1方向的入射角定义为第2入射角，

将射入所述反射镜的所述衍射光在所述第2方向的入射角定义为第3入射角，

所述空间调制元件相对于所述反射镜被配置成，使在所述反射镜的反射区域，所述第1入射角大于所述第1反射角的区域与所述第1入射角小于所述第1反射角的区域相比较宽，并且，所述第2入射角大于所述第3入射角的区域与所述第2入射角小于所述第3入射角的区域相比较宽。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的显示装置，其特征在于还包括：

透镜部，在所述安装部被安装在所述使用者的所述头部的状态下，配置于所述眼球假设位置的前方，其中，

所述反射镜，具备通过粘接剂粘接于所述透镜部的所述眼球假设位置一侧的表面的菲涅耳透镜，

通过所述粘接剂而被粘接的所述透镜部及所述菲涅耳透镜，从所述眼球假设位置一侧到相反一侧按顺序具有作为界面的所述眼球假设位置一侧的表面、菲涅耳透镜面、粘接面及所述相反一侧的表面，

选择形成所述菲涅耳透镜的材料及形成所述粘接剂的材料，使所述眼球假设位置一侧的表面和所述菲涅耳透镜面之间的所述菲涅耳透镜的折射率与所述菲涅耳透镜面和所述粘接面之间的所述粘接剂的折射率实质上相同。

9.根据权利要求1至5中任一项所述的显示装置，其特征在于：所述照明光学系统，使所述照明光汇聚于所述眼球假设位置。

10.根据权利要求9所述的显示装置，其特征在于：

所述眼球假设位置为所述使用者的眼球中心的位置，

将所述空间调制元件的宽度定义为W1，

将在所述使用者的瞳孔位置的所述照明光的宽度定义为W2，

将基于根据所述衍射图案条纹的精细度而规定的衍射角上限的在所述瞳孔位置的衍射范围的宽度定义为W3，

预先规定所述照明光学系统的所述照明光的汇聚程度和所述空间调制元件的精细度，以满足W3≤W2≤W1。

11.根据权利要求9所述的显示装置，其特征在于：所述照明光学系统，使所述照明光汇聚，以使汇聚中心位于从所述使用者的瞳孔位置的瞳孔中心起到所述使用者的所述眼球的眼球中心为止的线段上的位置。

12.根据权利要求11所述的显示装置，其特征在于：

将头部安装有所述安装部的所述使用者处于直立状态时的水平方向定义为第1方向，

将与所述第1方向垂直的方向定义为第2方向，

所述照明光学系统，使所述照明光汇聚，以使所述照明光的汇聚程度在所述第1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1方向的汇聚中心的位置比在所述第2方向的所述汇聚中心的位置更靠近所述眼球中心。

13.根据权利要求9所述的显示装置，其特征在于：所述光源，输出具有0.1nm以上的谱宽的所述激光。

14.根据权利要求9所述的显示装置，其特征在于：

从所述光源输出的激光的谱宽，在脉冲点灯时比常时点灯时扩展，

所述光源，分时输出红、绿及蓝三种颜色的激光作为所述激光，

所述空间调制元件，与所述三种颜色的所述激光的输出同步地显示按所述颜色而不同的所述衍射图案。

15.根据权利要求1至5中任一项所述的显示装置，其特征在于还包括：

取得部，将所述光源的温度、所述光源的点灯时间、所述光源输出的所述激光的强度以及基于所述空间调制元件的所述衍射光的衍射角度的至少其中之一作为衍射角度信息来取得，其中，

所述空间调制元件，利用由所述取得部取得的所述衍射角度信息变更所要显示的所述衍射图案。

16.根据权利要求1至5中任一项所述的显示装置，其特征在于还包括：

存储部，存储所述使用者的近视度数，其中，

所述空间调制元件，显示使从所述眼球假设位置到所述虚拟图像的距离成为与所述近视度数相适应的距离的所述衍射图案。

17.根据权利要求1至5中任一项所述的显示装置，其特征在于还包括：

接收部，接收由外部装置以无线通讯发送的所述衍射图案，其中，

所述空间调制元件，显示由所述接收部接收到的所述衍射图案。

18.根据权利要求1至5中任一项所述的显示装置，其特征在于还包括：

运算部，计算与所述虚拟图像相应的衍射图案，其中，

所述空间调制元件，显示由所述运算部计算出的所述衍射图案。

19.根据权利要求1至3中任一项所述的显示装置，其特征在于还包括：

透镜部，在所述安装部被安装在所述使用者的头部的状态下，被配置在所述眼球假设位置的前方，

第2空间调制元件，与所述空间调制元件分别设置，其中，

所述空间调制元件及所述第2空间调制元件，被配置于所述透镜部，

所述第2空间调制元件，显示用于抵消所述空间调制元件对外景透过光的相位调制的衍射图案。