CN104950443B - 导光单元、图像显示装置及显示设备 - Google Patents

导光单元、图像显示装置及显示设备 Download PDF

Info

Publication number
CN104950443B
CN104950443B CN201510119639.6A CN201510119639A CN104950443B CN 104950443 B CN104950443 B CN 104950443B CN 201510119639 A CN201510119639 A CN 201510119639A CN 104950443 B CN104950443 B CN 104950443B
Authority
CN
China
Prior art keywords
light
covering member
guide plate
light guide
display device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201510119639.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104950443A (zh
Inventor
平野嵩明
近藤修司
马田祐辅
福元康司
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Publication of CN104950443A publication Critical patent/CN104950443A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104950443B publication Critical patent/CN104950443B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/017—Head mounted
    • G02B27/0172—Head mounted characterised by optical features
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/0149—Head-up displays characterised by mechanical features
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/017—Head mounted
    • G02B27/0176—Head mounted characterised by mechanical features
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/008—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements with means for compensating for changes in temperature or for controlling the temperature; thermal stabilisation
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
    • G02B2027/011—Head-up displays characterised by optical features comprising device for correcting geometrical aberrations, distortion
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
    • G02B2027/0123—Head-up displays characterised by optical features comprising devices increasing the field of view
    • G02B2027/0125—Field-of-view increase by wavefront division
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/0149—Head-up displays characterised by mechanical features
    • G02B2027/0169—Supporting or connecting means other than the external walls

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
  • Planar Illumination Modules (AREA)

Abstract

本发明涉及导光单元、图像显示装置及显示设备。一种图像显示装置包括图像形成单元和导光单元。导光单元包括导光板和壳体构件。导光板被配置为引导在图像形成单元中形成的图像光。壳体构件被配置为容纳导光板。壳体构件包括第一覆盖构件、第二覆盖构件和附接构件。第二覆盖构件附接至第一覆盖构件。附接构件被配置为将导光板附接至由第一覆盖构件和第二覆盖构件包围的壳体单元。

Description

导光单元、图像显示装置及显示设备
相关申请的交叉引用
本申请要求于2014年3月25日提交的日本在先专利申请JP2014-062234的权益，通过引用将其全部内容结合于本文中。
背景技术
本公开涉及显示设备，并且更具体地，例如，涉及作为头戴式显示器(HMD)使用的显示设备，并且还涉及适合于在显示设备中使用的图像显示装置，以及适合于在图像显示装置中使用的导光单元。
例如，日本专利申请公开第2006-162767号描述了虚拟图像显示装置(图像显示装置)。所熟知的是该虚拟图像显示装置通过虚拟图像光学系统将二维(2D)图像提供为放大的虚拟图像。2D图像是通过图像形成单元形成并且设置为由观看者观看的图像。
如图43的概念图中所示，该图像显示装置1100包括图像形成单元111、准直器光学系统112和导光部分120。图像形成单元111包括以2D矩阵布置的多个像素。准直器光学系统112校准来自图像形成单元111中的每个像素的光。导光部分120引导并发射来自准直器光学系统112的合成准直光。从导光部分120发射的光然后被引导至观看者20的眼睛21。通过导光板121以及第一偏转部分130和第二偏转部分140配置导光部分120。导光板121通过全反射在其中传播入射光，然后发射此光。例如，第一偏转部分130是单层反光膜并且将光输入反射至导光板121，以便在其中实现全反射。例如，第二偏转部分140是为多层膜结构的多层反光膜，并且在光通过全反射在其中被传播之后从导光板121发射此光。例如，如果图像显示装置1100配置HDM，则可减少所产生的显示设备的重量和尺寸。
例如，作为另一虚拟图像显示装置，日本专利申请公开第2007-094175号描述了使用全息衍射光栅的虚拟图像显示装置(图像显示装置)。所熟知的是虚拟图像显示装置将2D图像通过虚拟图像光学系统提供为放大的虚拟图像，这些2D图像通过图像形成单元形成并且设置为由观看者观看。
如图44的概念图中所示，该图像显示装置1300基本包括显示图像的图像形成单元111、准直器光学系统112和导光部分320。在导光部分320中，来自图像形成单元111的光被引导至观看者20的眼睛21。此导光部分320包括导光板321以及第一衍射光栅构件330和第二衍射光栅构件340。第一衍射光栅构件330和第二衍射光构件340均是设置至导光板321的反射型体全息衍射光栅(reflective volumetric holographic diffraction grating)。准直光从准直器光学系统112进入导光板321的第一平面322，然后从第一平面322发射。导光板321具有平行于其第一平面322的第二平面323。第二平面323设置有第一衍射光栅构件330和第二衍射光栅构件340。
发明内容
由于导光板的翘曲或由于光被引导而引起的光偏差，以上所描述的此类图像显示装置具有诸如图像中的像素位移或由观看者观看的图像变形的问题。由外部空气与观看者身体之间的温差或当观看者走进房间/或走出房间时的瞬时温差(例如，当导光板暴露至外部空气时)引起翘曲和偏差。
因此，期望提供具有很难引起诸如周围环境等的温差导致的导光板翘曲的问题的构造或结构的导光单元，并且提供包括该导光单元的图像显示装置以及包括该图像显示装置的图像设备。
根据本公开内容的实施方式，提供了包括导光板与配置为容纳导光板的壳体构件的导光单元。壳体构件包括第一覆盖构件、附接至第一覆盖构件的第二覆盖构件以及被配置为将导光板附接至壳体单元的附接构件，该壳体单元由第一覆盖构件和第二覆盖构件环绕。
根据本公开内容的另一实施方式，提供了包括图像形成单元和导光单元的图像显示装置。导光单元包括导光板和壳体构件。导光板被配置为引导在图像形成单元中形成的图像光。壳体构件被配置为容纳导光板。壳体构件包括第一覆盖构件、附接至第一覆盖构件的第二覆盖构件以及被配置为将导光板附接至壳体单元的附接构件，该壳体单元由第一覆盖构件和第二覆盖构件环绕。
根据本公开内容的另一个实施方式，提供了包括被配置为安放在观看者头部上的框架以及附接至框架的图像显示装置的显示设备。图像显示装置包括图像形成单元和导光单元。导光单元包括导光板和壳体构件。导光板被配置为引导在图像形成单元中形成的图像光。壳体构件被配置为容纳导光板。壳体构件包括第一覆盖构件、附接至第一覆盖构件的第二覆盖构件以及被配置为将导光板附接至壳体单元的附接构件，该壳体单元由第一覆盖构件和第二覆盖构件环绕。
在根据本公开内容的实施方式的导光单元、图像显示装置和显示设备中，壳体构件包括第一覆盖构件、第二覆盖构件和附接构件，并且导光板经由附接构件附接在壳体构件中。因此，这很难引起诸如由周围环境温差等所导致的导光板翘曲的问题。应当注意的是，在本说明书中所描述的效果仅是示例性的而不是限制性的。此外，可产生另外的效果。
如附图中所述，根据本公开内容的最佳模式的以下详细描述，本公开内容的这些及其他目标、特征以及优点将变得更为显而易见。
附图说明
图1是实施方式1中的显示设备中的图像显示装置的概念图；
图2是实施方式1等中的显示设备的示意性俯视图；
图3A是实施方式1中的显示设备的示意性侧视图，以及图3B是示意性地示出图像显示装置中的导光板中的光传播的示图；
图4是实施方式2中的显示设备中的图像显示装置的概念图；
图5是实施方式3中的显示设备中的图像显示装置的概念图；
图6是实施方式3中的显示设备中的局部放大反射型体全息衍射光栅的示意性截面图；
图7是实施方式4中的显示设备中的图像显示装置的概念图；
图8是实施方式5中的显示设备中的图像显示装置的概念图；
图9是实施方式5中的显示设备中的图像显示装置的变形例的概念图；
图10是实施方式5中的显示设备中的图像显示装置的另一个变形例的概念图；
图11是实施方式5中的显示设备中的图像显示装置的又一个变形例的概念图；
图12是实施方式5中的显示设备中的图像显示装置的又一个变形例的概念图；
图13是实施方式5中的显示设备中的图像显示装置的又一个变形例的概念图；
图14是实施方式5中的显示设备中的图像显示装置的又一个变形例的概念图；
图15是实施方式5中的显示设备中的图像显示装置的又一个变形例的概念图；
图16是实施方式5中的显示设备中的图像显示装置的又一个变形例的概念图；
图17是实施方式5中的显示设备中的图像显示装置的又一个变形例的概念图；
图18是实施方式5中的显示设备中的图像显示装置的又一个变形例的概念图；
图19是实施方式5中的显示设备中的图像显示装置的又一个变形例的概念图；
图20是实施方式6中的显示设备中的图像显示装置的概念图；
图21A和图21B是调光器单元的示意性截面图，其示意性地示出了调光器单元如何在实施方式6中的显示设备中操作；
图22A是实施方式7中的显示设备的示意性俯视图，以及图22B是控制照度传感器(illumination sensor)的电路的示意图；
图23A是实施方式8中的显示设备的示意性俯视图，以及图23B是控制照度传感器的电路的示意图；
图24是实施方式9中的显示设备中的图像显示装置的概念图；
图25是实施方式9中的显示设备的示意性俯视图；
图26是实施方式10中的显示设备中的图像显示装置的概念图；
图27是实施方式11中的显示设备中的图像显示装置的概念图；
图28是实施方式11中的显示设备中的图像显示装置的变形例的概念图；
图29是实施方式12中的显示设备中的图像显示装置的概念图；
图30是实施方式13中的显示设备中的图像显示装置的概念图；
图31是实施方式14中的显示设备的示意性正视图；
图32是实施方式14中的显示设备的另一个示意性正视图，即，没有框架的显示设备；
图33是实施方式14中的显示设备的示意性俯视图；
图34是当显示设备安放在观看者的头部上时的实施方式14中的显示设备的俯视图(仅示出了图像显示装置，并且未示出框架)；
图35是实施方式15中的显示设备的示意性正视图；
图36是实施方式15中的显示设备的另一个示意性正视图，即，没有框架的显示设备；
图37是实施方式15中的显示设备的示意性俯视图；
图38是图像形成单元的变形例的概念图；
图39是图像形成单元的另一个变形例的概念图；
图40是图像形成单元的又一个变形例的概念图；
图41是图像形成单元的又一个变形例的概念图；
图42是图像形成单元的又一个变形例的概念图；
图43是现有图像显示装置的概念图；以及
图44是不同于图38的图像显示装置的构造的另一个现有图像显示装置的概念图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图描述本公开的实施方式。本公开内容不限于实施方式，并且实施方式中的各个数值和材料是解释性的而不是限制性的。按照下列顺序进行描述。
1、关于根据本公开的实施方式的导光单元、图像显示装置及显示设备的说明以及概括说明
2、实施方式1(根据本公开的实施方式的导光单元、图像显示装置及显示设备)
3、实施方式2(实施方式1的变形例)
4、实施方式3(实施方式1的另一个变形例)
5、实施方式4(实施方式3的变形例)
6、实施方式5(实施方式1至4中的壳体构件的变形例)
7、实施方式6(实施方式1至5的变形例)
8、实施方式7(实施方式6的变形例)
9、实施方式8(实施方式6的另一个变形例)
10、实施方式9(实施方式1至8的变形例)
11、实施方式10(实施方式9的变形例)
12、实施方式11(实施方式9的另一个变形例)
13、实施方式12(实施方式6至11的变形例)
14、实施方式13(实施方式6至12的变形例)
15、实施方式14(实施方式1至13的变形例)
16、实施方式15(实施方式14的变形例)等
[关于根据本公开的实施方式的导光单元、图像显示装置及显示设备的说明以及概括说明]
在下文中，根据本公开的实施方式的导光单元、根据本公开的实施方式的图像显示装置中的导光单元以及根据本公开的实施方式的显示设备中的导光单元统称为“根据本公开的实施方式的导光单元等”。第一覆盖构件或第二覆盖构件可位于观看者的一侧，但是在以下说明中，为了方便起见，假设第一覆盖构件位于观看者的一侧，并且第二覆盖构件相对于第一覆盖构件位于外侧(在外部光输入的一侧)上。例如，第一覆盖构件和第二覆盖构件经由形成在第一覆盖构件的外边缘部上的突出部彼此连接。可替代地，第一覆盖构件和第二覆盖构件经由形成在第二覆盖构件的外边缘部上的突出部彼此连接。可替代地，第一覆盖构件和第二覆盖构件通过框架构件彼此固定。框架构件布置在第一覆盖构件和第二覆盖构件的外边缘部上并且连接至第一覆盖构件和第二覆盖构件的外边缘部。应当注意的是，在以下说明中，形成在第一覆盖构件的外边缘部上的突出部、形成在第二覆盖构件的外缘部上的突出部以及框架构件有时被统称为“支撑单元”。
附接构件可将导光板附接至壳体单元而同时与导光板的中间外周部分接触，可将导光板附接至壳体单元同时在一个点(一个区域)处与导光板的中间外周部接触，或者可将导光板附接至壳体单元而同时在多个点(多个区域)处与导光板的中间外周部接触。
在根据本公开的实施方式的导光单元等中，附接构件可由绝热材料制成。在此情况下，附接构件的导热率可小于导光板、第一覆盖构件和第二覆盖构件的导热率。具体地，第一覆盖构件、第二覆盖构件和导光板的材料实例可包括：包括钠钙玻璃和超白玻璃的透明玻璃基板、包括石英玻璃和BK7的光学玻璃、塑料基板、塑料片材和塑料膜。在本文中，塑料材料示例为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸酯、聚碳酸酯、诸如乙酰纤维素的纤维素酯、诸如聚偏氟乙烯或聚四氟乙烯和六氟丙烯的共聚物的氟化聚合物、诸如聚甲醛、聚缩醛的聚醚、聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、诸如甲基戊烯聚合物的聚烯烃、包含聚酰胺的聚酰亚胺、或聚醚酰亚胺、聚酰胺、聚醚砜、聚苯硫醚、聚偏氟乙烯、三乙酰纤维素、溴苯氧基、聚芳酯、聚砜、PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、丙烯酸树脂、环烯烃聚合物(COP)树脂等。塑料片材和塑料膜可以是刚性的不易被弯曲的，或可以是柔性的。
此外，附接构件的材料实例可包括：树脂材料(具体地，环氧树脂、改性硅树脂、环氧改性硅树脂、聚氨酯树脂等)、多孔材料(具体地，多孔氧化铝、多孔碳化硅、多孔碳、塑料烧结多孔体等)、带孔硅胶、低折射率材料(具体地，环烯烃聚合(COP)树脂、硅树脂)以及玻璃材料。可替代地，附接构件的材料实例可包括金属材料或合金材料，诸如，镁合金。如以上所描述的，支撑单元可由与第一覆盖构件或第二覆盖构件相同的材料制成。在支撑单元由框架构件构成的情况下，框架构件可由与第一覆盖构件或第二覆盖构件相同的材料制成，或者由与第一覆盖构件或第二覆盖构件相同种类或不同种类的材料制成。可替代地，框架构件可由金属材料和合金材料(诸如，镁合金、铝和铝合金)制成。
可替代地，在根据本公开的实施方式的导光单元等中，附接构件可由缓冲材料制成。在该情况下，附接构件的弹性模量可小于导光板的弹性模量。在此，以上所描述的是导光板的材料。进一步地，附接构件的材料实例还可包括树脂材料、带孔硅胶、玻璃以及金属材料和合金材料，诸如，镁合金。
在根据本公开的实施方式的包括以上所描述的各种理想形式的导光单元等中，可使用附接构件将导光板附接至第一覆盖构件，但并不是限制性的。可使用附接构件将导光板附接至第二覆盖构件或者使用附接构件附接至支撑单元。
此外，在根据本公开的实施方式的包括以上所描述的各种理想形式的导光单元等中，间隙可被设置在导光板与第一覆盖构件之间，并且间隙可设置在导光板与第二覆盖构件之间。在此情况下，空气可存在于间隙中，并且至少一个覆盖构件可设置有开口。具体地，第一覆盖构件可设置有开口，第二覆盖构件可设置有开口或者第一覆盖构件和第二覆盖构件可均设置有开口。可替代地，间隙可填充有惰性气体或者可处于减压下。
可替代地，在根据本公开的实施方式的包括以上所描述的各种理想形式的导光单元等中，树脂层可设置在导光板与第一覆盖构件之间，并且树脂层可设置在导光板与第二覆盖构件之间。在此情况下，期望树脂层的导热率小于导光板、第一覆盖构件和第二覆盖构件的导热率。树脂层的材料实例可包括热固性树脂和紫外线固化树脂，诸如，环氧基树脂和丙烯酸基树脂。应当注意的是，树脂层可由以上所描述的由多孔材料、带孔硅胶或低折射率材料制成的层取代。
此外，在以上所描述的各种理想形式和构造中，期望第一覆盖构件和第二覆盖构件由光穿过的材料制成。以上所描述的是第一覆盖构件和第二覆盖构件的材料。
此外，在以上所描述的各种理想形式和构造中，紫外线保护层可在外部光输入的一侧设置到覆盖构件(例如，具体地，设置到第二覆盖构件)的外表面。此外，理想的是，在与外部光输入的一侧相对的观看者的一侧将抗反射层设置到覆盖构件(例如，具体地，设置到第一覆盖构件)的外表面。紫外线保护层和抗反射层的材料可以是熟知的材料。
此外，在以上所描述的各种理想形式和构造中，导光单元可包括调光器单元。具体地，调光器单元可附接至一个覆盖构件。可替代地，调光器单元可附接至图像显示装置或附接至框架。以此方式，提供调光器单元可允许防止由于外部光的输入所引起的将被观看者看到的图像劣化，或者允许将高对比度提供至将由观看者观看的图像。
图像显示装置可包括：
(A)图像形成单元，以及
(B)导光单元，被配置为接收来自图像形成单元的光、引导光并且发射光。在此情况下，导光单元可包括：
(a)导光板，被配置为通过全反射在其中传播由图像形成单元提供的光，并且发射光，即，导光板被配置为引导由图像形成单元形成的图像光，
(b)第一偏转部分，被配置为使输入至导光板的光的至少一部分偏转以在导光板中实现光的全反射，以及
(c)第二偏转部分，被配置为偏转通过全反射使在导光板中传播的光以从导光板发射光。在本文中，术语“全反射”是指全反射或导光板中的全反射。这个还适用于以下构造。
导光单元可以是透射或半透射的(透视型)。具体地，面对观看者的眼睛的导光单元的至少一部分可以是透射或半透射的(透视型)，并且通过导光单元的此部分观看者可看到外面的风景。根据本公开内容的实施方式的显示设备可包括一个图像显示装置(单眼型(monocular type))或两个图像显示装置(双眼(binocular)型)。
在本说明中，当使用术语“半透射”时，并不是指透过或反射一半(50％)的入射光，而是指部分地透过入射光并且剩余的光被反射。
在根据本公开的实施方式的此理想的显示设备、理想的图像显示装置和理想的导光单元中，第一偏转部分反射输入至导光单元的光，并且第二偏转部分在光通过全反射在导光板中传播之后透过并反射光。在此情况下，第一偏转部分可用作反光镜，并且第二偏转部分可用作半透射镜。为了全部反射输入至导光板的光，第一偏转部分可由包括合金的金属制成以用作反射输入至导光板的光的反光膜(一种镜子)。为了部分地反射输入至导光板的光，第一偏转部分可以是多个介电层的多层膜结构、半反射镜或偏振光束分离器。第一偏转部分反射输入至导光板的准直光的至少一部分以在导光板中实现光的全反射。另一方面，第二偏转部分在光通过全反射在导光板中传播之后多次反射准直光。当光从导光板发射时保持准直。第二偏转部分可以是多个介电层的多层膜结构、半反射镜、偏振分光棱镜或全息衍射光栅膜。这些第一和第二偏转部分都设置在导光板(结合在导光板)中，并且第一偏转部分反射输入至导光板的准直光以便在导光板中实现光的全反射。另一方面，第二偏转部分在光通过全反射在导光板中传播之后多次反射或衍射准直光。当光从导光板发射时保持准直。
可替代地，第一偏转部分可衍射和反射输入至导光板的光，并且第二偏转部分可在光通过全反射在导光板中传播之后多次衍射和反射光。在此情况下，第一和第二偏转部分可均由衍射光栅元件配置。这些衍射光栅元件可均是反射型衍射光栅元件或透射型衍射光栅元件，或者一个衍射光栅元件可以是反射型衍射光栅元件，并且另一衍射光栅元件可以是透射型衍射光栅元件。反射型衍射光栅元件由反射型体全息衍射光栅为例。为了方便起见，作为反射型体全息衍射光栅的第一偏转部分有时被称为“第一衍射光栅构件”，并且作为反射型体全息衍射光栅的第二偏转部分有时被称为“第二衍射光栅构件”。
根据本公开的实施方式的显示设备提供彩色(例如，绿色)的图像显示。在此情况下，随着视角被分为两部分，更具体地，随着视角被平均地分为两部分，例如，使用的第一偏转部分可以是分别对应于视角的一半的两个衍射光栅构件的层压结构。当显示设备提供彩色图像显示时，为了准备衍射和反射在P个(例如，P是针对红色、绿色和蓝色的3)不同波长带(或波长)中的P种类型的光，第一和第二偏转部分可分别是P个衍射光栅构件的层压结构。在此情况下，衍射光栅构件均设置有对应于一个波长带(或波长)的干涉图案。可替代地，为了准备衍射和反射在P个不同波长带(或波长)中的P种类型的光，一层衍射光栅构件可由P种类型的干涉图案形成。另外，可替代地，第一至第三导光板可利用其中的间隔堆叠在一起。第一导光板设置有作为衍射和反射在红色波长带(或波长)中的光的反射型体全息衍射光栅层的衍射光栅构件。第二导光板设置有作为衍射和反射在绿色波长带(或波长)中的光的反射型体全息衍射光栅层的衍射光栅构件。第三导光板设置有作为衍射和反射在蓝色波长带(或波长)中的光的反射型体全息衍射光栅层的衍射光栅构件。因此，当在衍射光栅构件中衍射和反射每个波长带(或波长)中的光时，此构造增加衍射效率，增加衍射的可用角度，并且优化其中发生衍射和发射的角度。
第一和第二衍射光栅构件均由光敏聚合物材料制成。在材料和基本构造方面，均作为反射型体全息衍射光栅的第一和第二衍射光栅构件可与前述的反射型体全息衍射光栅相同。反射型体全息衍射光栅是指仅衍射和反射1阶衍射光的全息衍射光栅。衍射光栅构件从其内部至表面设置有干涉图案，并且自身的干涉图案可形成为类似于前述的干涉图案。作为具体实例，成为衍射光栅构件的物质(例如，光敏聚合物材料)可在一侧上暴露至来自第一预定方向的目标光，并且同时，该物质还从另一侧上暴露至来自第二预定方向的基准光。因此，至目标光和基准光的这种暴露因此形成干涉图案，并且所产生的干涉图案可被记录在物质的内部。利用适当选择的第一和第二预定方向，以及利用目标和基准光的适当选择的波长，所产生的干涉图案在衍射光栅构件的表面上可具有期望的倾斜以及期望的倾斜角度。干涉图案的倾斜角度是指衍射光栅构件(或衍射光栅层)的表面形成有干涉图案的角度。例如，当第一和第二衍射光栅构件均是P个衍射光栅层(均是反射型体全息衍射光栅)的层压结构时，P个衍射光栅层可单独地形成，然后使用UV(紫外线)固化剂彼此堆叠(连接)。为了形成P衍射光栅层，可替代地，可首先使用粘结性光敏聚合物材料形成衍射光栅层，并且为了附接在其上，然后还可使用粘结性光敏聚合物材料逐一地形成其他衍射光栅层。
在根据本公开的实施方式的理想的显示设备中，图像形成单元可包括以2D阵列布置的多个像素。为了方便起见，此图像形成单元可被称为“具有第一构造的图像形成单元”。
具有第一构造的图像形成单元可通过反射型空间光调制器和光源、通过透射型空间光调制器和光源，或者通过发光元件(诸如，发光二极管(LED)、半导体激光元件、有机EL(发冷光)元件或无机EL元件)配置成。理想的是，图像形成单元由反射型空间光调制器和光源配置而成。空间光调制器由光阀为例，例如，透射型或反射型液晶显示器，诸如，LCOS(硅基液晶)和数字微镜装置(DMD)。光源是以上述发光元件为例。反射型空间光调制器可包括液晶显示器与偏振光束分离器(利用其来自光源的光被部分地反射并引导至液晶显示器)，并且通过液晶显示器反射的光部分地通过并引导至光学系统。光源的发光元件可包括红色、绿色、蓝色和白色发光元件。可替代地，从这些红色、绿色和蓝色发光元件发射的光(即，红、绿和蓝光)可以使用导光管(light pipe)混合并且使亮度相同以获得白光。例如，此发光元件可均是半导体激光元件、固态激光器或LED。像素的数量可基于期望的图像显示装置的规格来确定，并且像素的具体数量可以是例如320×240，432×240，640×480，854×480，1024×768或1920×1080。将在稍后描述的准直器光学系统能够将关于像素位置的信息转换为关于光学系统中的导光部分的角度的信息。例如，准直器光学系统整体具有正屈光力并且是凸透镜、凹透镜、自由型棱镜或全息透镜，或者其组合。
可替代地，在根据本公开的实施方式的显示设备中，图像形成单元可包括光源以及扫描来自光源的准直光的扫描部分。为了方便起见，此图像形成单元可被称为“具有第二构造的图像形成单元”。
具有第二构造的图像形成单元中的光源可以是发光元件，具体地，包括红色、绿色、蓝色和白色发光元件。可替代地，从这些红色、绿色和蓝色发光元件发射的光(即，红、绿和蓝光)可使用导光管混合并且使亮度相同以获得白光。例如，此发光元件可均是半导体激光元件、固态激光器或LED。具有第二构造的图像形成单元中的像素(虚拟像素)的数量可以基于期望的图像显示装置的规格来确定，并且像素(虚拟像素)的具体数量可以是例如320×240，432×240，640×480，854×480，1024×768或1920×1080。例如，当光源由彩色图像显示的红色、绿色、蓝色和白色发光元件配置时，理想的是，使用交叉棱镜(cross prism)用于色彩组成。扫描部分水平地并垂直地扫描来自光源的光，并且可以是例如包括在2D方向上可旋转的微镜的MEMS(微电子机械系统)或电流镜(galvano mirror)。接下来将描述的中继光学系统(relay optical system)可以是熟知的中继光学系统。
在具有第一构造的图像形成单元和具有第二构造的图像形成单元中，光学系统校准光，并且将产生的准直光束引导至导光板中。此光学系统有时被称为“准直器发光光学系统”，并且，具体地，是准直器光学系统或中继光学系统。光保持准直的原因在于即使光束经由第一和第二偏转部分从其中发射之后，当此光束输入至导光板时关于光学波前的信息有望被存储。例如，为了生成准直光束，图像形成单元的发光部分可位于准直器发光光学系统中的焦距处。准直器发光光学系统能够将关于像素位置的信息转换为关于光学系统中的导光单元的角度的信息。例如，准直器发光光学系统整体具有正屈光力并且是凸透镜、凹透镜、自由型棱镜或全息透镜，或者其组合。
可替代地，作为由发光元件和光阀配置的图像形成单元或光源，除了整体上发射白光的背光源与包括红色、绿色和蓝色发光像素的液晶显示器的组合，以下构造也是可以的。
[图像形成单元A]
图像形成单元A可包括：
(α)第一图像形成单元，是其中第一发光元件布置为2D矩阵的第一发光面板，第一发光元件发射蓝光，
(β)第二图像形成单元，是其中第二发光元件布置为2D矩阵的第二发光面板，第二发光元件发射绿光，
(γ)第三图像形成单元，是其中第三发光元件布置为2D矩阵的第三发光面板，第三发光元件发射红光，以及
(δ)被配置为将从第一、第二和第三图像形成单元发射的光共同引导至单个光路的部分，例如，该部分是分色棱镜，并且还适用于以下。
图像形成单元A控制第一、第二和第三发光元件的发光/不发光。
[图像形成单元B]
一种图像形成单元B，包括：
(α)第一图像形成单元，包括：发射蓝光的第一发光元件；以及第一光穿过控制单元，被配置为控制来自第一蓝色发光元件的光的光穿过/光不穿过，即，该第一穿过光控制单元是一种光阀，例如，并且可以是液晶显示器、数字微镜装置(DMD)或LCOS，并且也适用于以下，
(β)第二图像形成单元，包括：发射绿光的第二发光元件；以及第二光穿过控制单元(光阀)，被配置为控制来自第二绿色发光元件的光的光穿过/光不穿过，
(γ)第三图像形成单元，包括：发射红光的第三发光元件；以及第三光穿过控制单元(光阀)，被配置为控制来自第三红色发光元件的光的光穿过/光不穿过，以及
(δ)被配置为将穿过第一、第二和第三穿过光控制单元的光共同引导至单个光路的部分。
通过光穿过控制单元控制来自这些发光元件的光的光穿过/光不穿过来执行图像显示。例如，为了将来自第一、第二和第三发光元件的光引导至光穿过控制单元，使用的部分(光引导构件)可以是导光构件、微透镜阵列、反射镜、反射板或聚光透镜。
[图像形成单元C]
一种图像形成单元C，包括：
(α)第一图像形成单元，包括第一发光面板以及蓝色光穿过控制单元(光阀)，第一发光面板包括以2D矩阵布置的第一发光元件，第一发光元件发射蓝光，蓝色光穿过控制单元是被配置为控制来自第一发光面板的光的光穿过/光不穿过的单元，
(β)第二图像形成单元，包括第二发光面板以及绿色光穿过控制单元(光阀)，第二发光面板包括以2D矩阵布置的第二发光元件，第二发光元件发射绿光，绿色光穿过控制单元是被配置为控制来自第二发光面板的光的光穿过/光不穿过的单元，
(γ)第三图像形成单元，包括第三发光面板以及红色光穿过控制单元(光阀)，第三发光面板包括以2D矩阵布置的第三发光元件，第三发光元件发射红光，红色光穿过控制单元是被配置为控制来自第三发光面板的光的光穿过/不光穿过的单元，以及
(δ)被配置为将从蓝色、绿色和红色光穿过控制单元发射的光共同引导至单个光路的部分。
通过光穿过控制单元(光阀)控制来自这些第一、第二和第三发光面板的光的光穿过/光不穿过来执行图像显示。
[图像形成单元D]
一种为场序彩色图像形成单元的图像形成单元D，包括
(α)第一图像形成单元，包括发射蓝光的第一发光元件，
(β)第二图像形成单元，包括发射绿光的第二发光元件，
(γ)第三图像形成单元，包括发射红光的第三发光元件，
(δ)被配置为将从第一、第二和第三图像形成单元发射的光共同引导至单个光路的部分，以及
(ε)光穿过控制单元(光阀)，被配置为控制从光路引导部分发射的光的光穿过/光不穿过。
通过光穿过控制单元控制来自这些发光元件的光的光穿过/光不穿过来执行图像显示。
[图像形成单元E]
一种还是场序彩色图像形成单元的图像形成单元E，包括
(α)第一图像形成单元，是包括以2D矩阵布置的第一发光元件的第一发光面板，第一发光元件发射蓝光，
(β)第二图像形成单元，是包括以2D矩阵布置的第二发光元件的第二发光面板，第二发光元件发射绿光，
(γ)第三图像形成单元，是包括以2D矩阵布置的第三发光元件的第三发光面板，第三发光元件发射红光，
(δ)被配置为将从第一、第二和第三图像形成单元发射的光共同引导至单个光路的部分，以及
(ε)光穿过控制单元(光阀)，被配置为控制从光路引导部分发射的光的光穿过/光不穿过。
通过光穿过控制单元控制来自这些发光面板的光的光穿过/光不穿过来执行图像显示。
[图像形成单元F]
图像形成单元F是被配置为通过控制第一、第二和第三发光元件的发光/不发光来执行图像显示的无源或有源矩阵彩色图像形成单元。
[图像形成单元G]
图像形成单元G是场序彩色图像形成单元，包括光穿过控制单元(光阀)，该光穿过控制单元(光阀)被配置为控制来自以2D矩阵布置的发光元件单元的光的光穿过/光不穿过。通过对发光元件单元中的第一、第二和第三发光元件的发光/不发光执行分时控制、并且通过光穿过控制单元控制来自第一、第二和第三发光元件的光的光穿过/光不穿过来执行图像显示。
如以上所描述的，为了使从图像形成单元发射并且输入至导光板的光不被反射，开口可在观看者的一侧(其与外部光输入的一侧相对)设置到覆盖构件。进一步地，为了使来自准直器发光光学系统的光不被覆盖构件反射，遮光层可在观看者的一侧形成在覆盖构件的一部分中或覆盖构件的开口的圆周中，或者可如以上所描述的形成抗反射层。
可替代地，当根据本公开的实施方式的显示设备是双眼型时，
导光板整体地被设置为与图像形成单元相比更靠近观看者的面部的中心侧，
进一步设置耦接构件以耦接两个图像显示装置，
耦接构件在面对观看者的一侧附接至框架的中心部分，该框架位于观看者的两个眼睛之间，以及
耦接构件的投影图像处于框架的投影图像中。
在耦接构件被附接至位于观看者的两个眼睛之间的框架的中心部分中(即，如果图像显示装置不直接附接至框架)的构造下，当观看者在其头部上佩戴框架时，镜腿部分向外延伸。因此，即使框架变形，此框架的变形不会引起图像形成单元或导光板的位移(位置变化)，并且即使出现位移，该位移也是可忽略的。因此，该构造一定防止左右图像之间的汇聚角度的变化。进一步地，该构造消除必须增加框架的前部的刚度，使得不增加框架的重量，不破坏设计能力并且不增加成本。此外，因为图像显示装置不直接附接至眼镜形框架，框架可以是满足观看者的偏好的各种设计和颜色，并且框架的设计具有较小的限制性和高灵活性。而且，耦接构件位于观看者与框架之间，并且耦接构件的投影图像处于框架的投影图像中，即，当从观看者的前方观看头戴式显示器时，耦接构件被隐藏在框架的后面。这提供了具有设计复杂和精致的头戴式显示器。
在本文中，期望地，耦接构件在面对观看者的一侧附接至前部的中心部分。前部位于观看者的两个眼睛之间，并且对应于普通眼镜的鼻梁部分。
在耦接构件将两个图像显示装置耦接在一起的情况下，具体地，图像形成单元可分别附接至耦接构件的端部以可被调整。在此构造中，图像形成单元期望地位于观看者的眼睛的外部。此外，此构造期望满足0.01×L≤α≤0.30×L或0.05×L≤α≤0.25×L、0.35×L≤β≤0.65×L或0.45×L≤β≤0.55×L、0.70×L≤γ≤0.99×L或0.75×L≤γ≤0.95×L，其中，α表示从一个图像显示单元的附接中心至框架的一个端部(一个末段)的距离，β表示从耦接构件的中心至框架的一个端部(一个末段)的距离，γ表示从剩余图像显示单元的附接中心至框架的一个端部(一个末段)的距离以及L表示框架的长度。为了分别将图像形成单元附接至耦接构件的端部，具体地，三个通孔形成至耦接构件的每个端部，并且与这些通孔对应的螺纹部分形成至每个图像形成单元。此后，螺钉通过通孔被固定在形成至图像形成单元的螺纹部分中。在每个螺钉与每个螺纹部分之间，预先插入弹簧。因此，通过控制螺钉固定的程度，可调整图像形成单元的附接状态，即，调整相对于耦接构件的角度。
在本文中，“图像形成单元的附接中心”的表达表示图像形成单元的投影图像与框架的投影图像之间的重叠部沿着框架的轴被平均地分成两部分的点。投影图像是当图像形成单元附接至耦接构件时通过将图像形成单元和框架投影至虚拟平面上而获得的。“耦接构件的中心”的表达表示当耦接构件附接至框架时耦接构件与框架接触的部分沿着框架的轴平均地分成两部分的点。“框架的长度”的表达是指当框架被弯曲时的框架的投影图像的长度。应注意，投影方向垂直于观看者的面部。
可替代地，在耦接构件将两个图像显示装置耦接在一起的状态下，具体地，耦接构件可将两个导光板耦接在一起。应注意，两个导光板可整体地制造。如果情况是这样，则耦接构件附接至整体制造的导光板，并且此构造还被视为将两个导光板耦接在一起的耦接构件。期望地，当从一个图像形成单元的中心至框架的一个端部的距离是α’时，并且当从剩余的图像形成单元的中心至框架的端部的距离是γ’时，α’和γ’值与以上所描述的α和γ值相似。“图像形成单元的中心”的表达表示图像形成单元的投影图像与框架的投影图像之间的重叠部沿着框架的轴被平均分成两部分的点。投影图像是当图像形成单元被附接至导光板时通过将图像形成单元和框架投影至虚拟平面上而获得的。
只要其投影图像处于框架的投影图像中，耦接构件的形状可以基本上是任意的，例如，像杆或薄板一样。耦接构件的材料可以是金属、合金、塑料或其组合。
从图像形成单元的中心发射且穿过图像形成单元的一侧的光学系统中的节点的光束被称为“中心光束”，并且垂直进入导光单元的一部分中心光束被称为“中心处入射光束”。中心处入射光束进入导光单元的点被称为“导光单元中心点”。穿过导光单元中心点并且与导光单元的轴平行的轴被称为“X轴”，并且穿过导光单元中心点并且与导光单元的法线一致的轴被称为“Z轴”。在根据本公开的实施方式的显示设备中，水平方向平行于X轴，并且在下文中，有时可被称为“X轴方向”。在本文中，光学系统被放置在图像形成单元与导光单元之间，并且校准来自图像形成单元的光。所产生的准直光通量输入至导光单元，在其中引导并且从其发射。第一偏转部分的中心点是“导光单元中心点”。
导光板包括平行于导光板的轴(即，在纵轴方向、水平方向上)延伸的两个平行平面(第一和第二平面)，并且对应于X轴。导光板的宽度方向(高度方向、垂直方向)对应于Y轴。当光输入至其的导光板的平面是导光板入射平面并且光从其出射的导光板的平面是导光板出射平面时，第一平面可用作导光板入射平面和导光板出射平面，或者第一平面可用作导光板入射平面并且第二平面可用作导光板出射平面。在衍射光栅构件上的干涉图案基本上平行于Y轴延伸。
在根据本公开的实施方式的显示设备中，框架可由前部和两个镜腿部分配置。前部被设置在观看者的前面，并且两个镜腿部分经由铰链分别附接至前部的端部以能够旋转。每个镜腿部分的顶端部设置有鬓端部分(temple tip section)。在图像显示装置附接至框架的状态下，具体地，图像形成单元可被附接至镜腿部分。前部和两个镜腿部分可整体地制造。即，当从整体上观看根据实施方式的显示设备时，框架看上去与普通眼镜基本上相同。框架的材料可与普通眼镜的材料相同，例如，金属、合金、塑料或其组合。前部可设置有鼻垫。即，当从整体上观看根据实施方式的显示设备时，除了没有边缘(rim)之外，具有鼻垫的框架结构与普通眼镜的结构看上去基本一样。鼻垫也可为熟知的结构和构造。
在根据本公开的实施方式的显示设备中，考虑到设计以及易于附接，理想地，配线(信号线或供电线)从一个或两个图像形成单元穿过镜腿部分与鬓端部分到达鬓端部分的顶端部分的外部，然后连接至控制单元(控制电路或控制部分)。图像形成单元可设置有头戴式耳机部分，并且如果是该构造，使用的头戴式耳机配线从图像形成单元穿过镜腿部分和鬓端部分经由鬓端部分的顶端部分到达头戴式耳机部分。例如，头戴式耳机部分可以是入耳式或挂耳式。更具体地，理想地，使用的头戴式耳机配线从鬓端部分的顶端部分围绕耳廓后侧，并且到达头戴式耳机部分。
例如，在根据本公开的实施方式的显示设备中，成像单元可附接至前部的中心或端部，或者附接至镜腿部分。例如，来自成像单元的配线可经由前部连接至图像显示装置(或图像形成单元)，或者可与从图像显示装置(或图像形成单元)延伸的另一个配线合并(merge)。
当显示设备包括调光器单元时，调光器单元包括：
第一和第二基板，第一基板与导光单元相对，第二基板与第一基板相对，
第一和第二电极，分别设置至第一和第二基板，以及
光透射控制材料层，密封在第一与第二基板之间。
第一基板还可以是导光单元中的部件。为了方便起见，在该构造中的显示设备被称为“根据本公开的第一实施方式的显示设备”。在根据本公开的第一实施方式的显示设备中，调光器单元中的第一基板还是导光单元中的部件，可以降低整个重量，使得不会引起显示设备的用户的不适感。与第一基板相比，第二基板可制作得更薄。例如，调光器单元中的第一基板还可用作第二覆盖构件。
在调光器单元中，光透射控制材料层可以是为液晶材料层的光学快门(opticalshutter)，或者可以是为无机EL材料层的光学快门。然而，这不是限制性的，并且在调光器单元中使用的光学快门还可由包括大量带电电泳粒子和着色不同于电泳粒子的分散介质的电泳分散液配置而成，通过应用响应于金属(例如，银粉)的可逆的氧化还原发生电沉积/分解，通过利用响应于电致变色材料的氧化还原发生基板延伸变化，或者通过由电润湿控制透光率。例如，当调光器单元是其中光透射控制材料层是液晶材料层的光学快门时，光透射控制材料层的材料可以是TN(扭曲向列型)液晶或STN(超扭曲向列型)液晶，但是这不是限制性的。例如，当调光器单元是其中光透射控制材料层是无机EL材料层的光学快门时，光透射控制材料层的材料可以是氧化钨(WO3)，但是这不是限制性的。在根据本公开的实施方式的显示设备中，理想地，导光单元和调光器单元以此顺序从观看者的一侧布置，但是此顺序可以是颠倒的。
第一和第二基板的材料具体以透明玻璃基板为例，其包括钠钙玻璃和超白玻璃、塑料基板、塑料片材和塑料膜。在本文中，塑料材料以聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸酯、聚碳酸酯、诸如乙酰纤维素的纤维素酯、诸如聚偏氟乙烯或聚四氟乙烯和六氟丙烯的共聚物的氟化聚合物、诸如聚甲醛、聚缩醛的的聚醚、聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、诸如甲基戊烯聚合物的聚烯烃、包含聚酰胺的聚酰亚胺、或聚醚酰亚胺、聚酰胺、聚醚砜、聚苯硫醚、聚偏氟乙烯、三乙酰纤维素、溴苯氧基、聚芳酯、聚砜等为例。塑料片材和塑料膜可以是刚性不易被弯曲的，或者可以是柔性的。当第一和第二基板分别由透明塑料基板配置时，基板的内表面可形成有由无机或有机材料制成的阻挡层。
第一和第二基板分别设置有第一和第二电极，即，所谓的透明电极。例如，第一和第二电极分别具体由氧化铟锡(ITO，包括掺Sn的In2O3、结晶ITO和非结晶ITO)、掺氟的SnO2(FTO)、IFO(掺F的In2O3)、掺锑的SnO2(ATO)、SnO2、ZnO(包括掺Al的ZnO和掺B的ZnO)、氧化铟锌(IZO)、尖晶石氧化物、具有YbFe2O4结构的氧化物、或包括聚苯胺、聚吡咯和聚噻吩的导电聚合物制成，但是这些不是限制性的，或者也可以是它们中的两个或更多个的组合。例如，第一和第二电极分别由物理气相沉积法(PVD)形成，诸如，真空沉积和溅射、各种类型的化学气相沉积(CVD)或各种类型的涂覆。可以通过蚀刻、提离或使用各种类型的掩模任意地执行电极的图案化。在一些情况下，没必要图案化电极。
第一和第二基板通过使用密封剂密封在外缘部处附接在一起。使用的密封剂可以是各种类型的树脂，包括热固性树脂、光固化树脂、湿固化树脂以及厌氧固化树脂，例如，环氧树脂、聚氨酯树脂、丙烯酸树脂、醋酸乙烯树脂、烯硫醇(enethiol)树脂、硅树脂和改性聚合物树脂。
显示设备进一步设置有测量布置显示设备的环境中的照度的照度传感器。为了方便起见，此照度传感器有时被称为“环境照度测量传感器”。利用照度传感(环境照度测量传感器)，其测量结果用作控制调光器单元的透光率的基础，或者控制要通过图像形成单元形成的图像亮度。
显示设备还进一步设置有基于从外部环境穿过调光器单元的光测量照度的第二照度传感器。为了方便起见，此第二照度传感器有时被称为“透射光照度测量传感器”。使用第二照度传感(透射光照度测量传感器)，其测量结果用作控制调光器单元的透光率的基础，或者控制要通过图像形成单元形成的图像亮度。
如以上所描述的，使用该控制执行，即，基于照度传感器(环境照度测量传感器)的测量结果对调光器单元的透光率的控制、基于照度传感器(环境照度测量传感器)的测量结果对要通过图像形成单元形成的图像亮度的控制、基于第二照度传感器(透射光照度测量传感器)的测量结果对调光器单元的透光率的控制以及基于第二照度传感器(透射光照度测量传感器)的测量结果的对要通过图像形成单元形成的图像亮度的控制，防止由于来自外部的光劣化要被观看者观看的图像，并且获得要由观看者观看的高对比度图像。考虑到布置显示设备的周围环境中的照度，此控制执行还为观看者的图像观看优化周围条件。照度传感器(环境照度测量传感器和透射光照度测量传感器)都可以是熟知的照度传感器，并且都可被熟知的控制电路来控制。
在包括第二照度传感器(透射光照度测量传感器)的显示设备中，期望地，与导光单元相比，第二照度传感器(透射光照度测量传感器)被设置为更靠近观看者一侧。
调光器单元可具有50％的最大透光率，以及30％以下的最小透光率。例如，调光器单元的最小透光率可以是1％。
当照度传感器(环境照度测量传感器)示出预定值或更高值的测量结果(为了方便起见，有时被称为“第一照度测量值”)时，调光器单元可被调整为具有预定值或更低值的透光率(为了方便起见，有时被称为“第一透光率”)。当照度传感器(环境照度测量传感器)示出预定值或更低值的测量结果(为了方便起见，有时被称为“第二照度测量值”)时，调光器单元可被调整为具有预定值或更高值的透光率(为了方便起见，有时被称为“第二透光率”)。考虑到通过环境照度测量传感器测量的照度，当透射光照度测量传感器未示出期望值的测量结果时，或者当仍期望精密的照度调整时，可在该第二照度传感器(透射光照度测量传感器)的值监控同时调整调光器单元的透光率。在本文中，例如，第一照度测量值是10勒克斯，第一透光率采用在从1％至30％的范围内的任何值，第二照度测量值可以是0.01勒克斯，比过去第二透光率采用从51％至99％的范围内的任何值。例如，当环境照度测量传感器示出1×10-3勒克斯或更小的测量值时，通过对其驱动电压的控制减少其驱动时间期望尽可能迅速的增加调光器单元的透光率。
在一些情况下，从而，可如所期望的为穿过调光器单元的光着色。通过调光器单元选择的颜色可以是变化的或固定的。在前述中，例如，调光器单元可以是包括红色调光器、绿色调光器和蓝色调光器的层压结构。在后述中，通过调光器单元选择的颜色是不受限制的而且可例如是棕色的。
在根据本公开的实施方式的显示设备中，调光器单元的尺寸可小于图像显示装置、可与图像显示装置的尺寸相同或可大于图像显示装置的尺寸。可替代地，在调光器单元的投影图像中，可定位第二偏转部分，或者在第二偏转部分的投影图像中，可定位调光器单元。
在一些情况下，调光器单元可被设置为可拆卸的。为了将调光器单元设置为可拆卸的，可通过使用由透明塑料制成的螺钉、通过在框架中形成用于啮合调光器单元的凹槽或者通过将磁铁设置至框架将调光器单元附接至框架。框架还可设置有滑动部分以将调光器单元滑动至其中。调光器单元可设置有连接器，用于经由该连接器和配线电连接至控制电路。例如，该控制电路用于控制调光器单元的透光率，并且被设置在用于控制图像形成单元的控制单元中。调光器单元可被弯曲。
根据本公开的实施方式的显示设备可进一步包括麦克风，并且使用麦克风通过音频输入来控制调光器单元的操作。具体地，调光器单元可响应于通过观看者的语音发出的指令来控制操作/不操作(切换开/关)。可替代地，显示设备可进一步包括红外光入射/出射单元以控制调光器单元的操作。具体地，红外光入射/出射单元检测观看者的眨眼以控制调光器单元操作/不操作。
在根据本公开的实施方式的显示设备中，遮光构件可设置到其中输入来自图像形成单元的光的导光单元的区域。该遮光构件是用于为导光单元遮蔽外部光，并且为了方便起见，该显示设备被称为“根据本公开的第二实施方式的显示设备”。在根据本公开的第二实施方式的显示设备中，利用设置打破导光单元的外部光进入区域的遮光构件用于为导光单元遮蔽外部光，即使调光器单元的操作改变引入的外部光的量，由于首先没有外部光进入导光单元的外部光进入区域，因此在没有不期望的杂散光的情况下，不会引起显示设备上的图像劣化。在本文中，期望地，导光单元的外部光进入区域包括在朝向导光单元的遮光构件的投影图像中。
遮光构件可在未设置图像形成单元的一侧设置到导光单元，并且相距导光单元设置有距离。在此构造中的显示设备中，遮光构件可由非透明塑料材料制成。该遮光构件可从图像显示装置的底架(chassis)整体延伸，可附接至图像显示装置的底架，可从框架整体延伸或者可附接至框架。遮光构件可在未设置图像形成单元的一侧设置到导光单元的区域，或者可被设置到调光器单元。在本文中，可以通过物理气相沉积法(PVD)或化学气相沉积法(CVD)、通过印刷、或通过将由非透明材料(例如，塑料材料、金属材料或合金材料)制成的箔、膜或片附接至其，来将由非透明材料制成的遮光构件形成在导光单元的表面上(例如，具体地，在保护构件的外表面或内表面上)。期望地，朝向导光单元的调光器单元的端部的投影图像包括在朝向导光单元的遮光构件的投影图像中。
例如，根据本公开的实施方式的显示设备可配置头戴式显示器(HMD)。因此，这将减少显示设备的重量和尺寸，并且当用户佩戴显示设备时明显降低用户的不适感。此外，还可以降低制造成本。
根据本公开的实施方式的显示设备可从外部接收用于图像显示装置中的图像显示的信息和数据。利用为此构造的显示设备，与要显示在图像显示装置上的图像相关的信息和数据可被记录、保留和存储在所谓的云计算机和服务器中。当显示设备设置有通信单元(例如，移动电话或智能电话)时，或当显示设备使用通信单元时，这允许在显示设备与云计算机或服务器之间的各种类型的信息和数据的传送/接收以及交换。这还允许接收用于图像显示装置中的图像显示的各种类型的信息和数据。可替代地，用于图像显示装置上的图像显示的各种类型的信息和数据可被记录在图像显示装置中。
根据本公开的第一和第二实施方式的包括以上述各种修改的显示设备可用于显示接收的电子邮件；用于显示互联网上的各种地址中的各种类型的信息；用于显示关于如何驱动、操作、保持或拆解各种装置的各种类型的说明、以及符号、密码、标志、徽章、图案等；用于显示关于人、产品和其他的各种类型的说明、以及符号、密码、标志、徽章、图案等；用于显示移动和静止图像；用于显示电影中的字幕；用于显示关于视频或与视频显示同步的隐藏字幕的说明；用于显示关于动作表演、歌舞伎、能乐、狂言(Kyogen)、歌剧、音乐独奏会、芭蕾舞、戏剧院戏剧等的解释、以及故事详情、故事进展和故事背景等；用于显示关于游乐场、美术博物馆、旅游景区、旅游景点、观光标志的说明等；以及用于显示隐藏字幕。对于动作表演、歌舞伎、能剧、狂言、歌剧、音乐独奏会、芭蕾舞、戏剧院戏剧、游乐场、美术博物馆、旅游景区、旅游景点以及观光标志，显示设备可适当地显示图像相关文本。具体地，例如，显示设备基于电影中或动作表演中的故事进展、基于预定日程和时间分配、响应于操作者的操作或者响应于计算机或其他控制下的入射图像控制信号来显示图像。至于显示关于装置、人、产品及其他的各种类型的说明，包括装置、人物和产品的观看对象可使用成像单元成像，并且可在显示设备中分析成像细节。以此方式，显示设备可以能够显示提前创造的关于包括装置、人和对象的观看对象的各种类型的解释。根据本公开内容的第一和第二实施方式的图像显示设备都可用作立体显示设备。在此情况下，导光单元可根据情况可拆卸地设置有偏振片或膜，或者偏振片或膜可粘结至导光单元。
例如，图像形成单元的图像信号不仅包括文本数据而且包括关于要显示的图像的亮度数据(亮度信息)、色度数据(色度信息)或亮度数据与色度数据。亮度数据可与在包括通过导光单元观看的对象的预定区域处的亮度对应，并且色度数据可与在包括通过导光单元观看的对象的预定区域处的色度对应。使用包括关于图像的亮度数据的图像信号，要显示的图像在亮度(明亮度)方面变得可控制，并且使用包括关于图像的色度数据的图像信号，要显示的图像在色度(颜色)方面变得可控制。而且，使用包括关于图像的亮度和色度数据的图像信号，要显示的图像在亮度(明亮度)和色度(颜色)方面变得可控制。当使用的亮度数据与在包括通过图像显示装置观看的对象的预定区域处的亮度对应时，如果在预定区域处的亮度增加，则可调整亮度数据的值以增加要显示的图像的亮度，即，当显示时使图像更亮。当使用的色度数据与在包括通过图像显示装置观看的对象的预定区域处的色度对应时，可调整色度数据的值以粗略地获取预定区域处的色度与要显示的图像的色度之间的互补色关系。互补色是指在色盘(color circle)上彼此相对的一对颜色，例如，红色和绿色、黄色和紫色以及蓝色和橙色。互补色还指在以适当比例混合时生成色度降低的颜色的一对颜色，例如，光的白色和对象的黑色。然而，当颜色彼此挨着放置时以及当颜色被混合在一起时，互补特征在视觉效果方面不同。互补色还被称为对抗色、对比色或对立色。在本文中，“对立色”的表达直接识别哪个颜色是彼此对立的，而“互补色”的表达识别在相对较宽范围内的颜色。该对互补色生成增强它们各自颜色的协同效果(synergistic effect)，并且这被称为互补色协调(complementary color harmony)。
[实施方式1]
实施方式1是关于根据本公开内容的实施方式的显示设备、图像显示装置和导光单元。图1是实施方式1中的图像显示装置的概念图，图2是实施方式1等中的显示设备(具体地，头戴式显示器(HMD))的示意性俯视图，图3A是其示意性侧视图，并且图3B是示意性地示出图像显示装置中的导光板中的光传播的视图。在图2、图22A、图23A、图25、图31、图32、图33、图34、图35、图36和图37中，未示出壳体构件等。
更具体地，稍后更详细描述的实施方式1中或实施方式2至15中的显示设备是头戴式显示器(HMD)。在下文中，实施方式1至15统称为“实施方式1等”。显示设备包括：
(1)框架，安放在观看者20的头部上，例如，眼镜型框架10，以及
(2)图像显示装置100、200、300或400，附接至框架10。在该实施方式中，实施方式1等中的显示设备具体是包括两个图像显示装置的双眼型显示装置，但是可以是包括一个图像显示装置的单眼型。图像形成单元111或211以彩色(例如，绿色)提供图像显示。在实施方式1等中的图像显示装置100、200、300或400包括：
(A)图像形成单元111或211，
(B)导光单元120或320，以及
(C)光学系统(准直器光发光光学系统)112或254，被配置为校准来自图像形成单元111或211的光。作为通过光学系统112或254的准直结果的光通量输入至导光单元120或320，在其中引导并且从其发射。在导光单元(导光部分)120或320中，具体地，来自图像形成单元111或211的光输入至其中、在其中引导并从其发射。
在实施方式1等中的导光单元120或320包括：
(a)导光板121或321，被配置为在光通过全反射在其中传播之后发射由图像形成单元提供的光(导光板引导由图像形成单元形成的图像光)，
(b)第一偏转部分130或330，被配置为使输入至导光板121或321的光的至少一部分偏转以在导光板121或321中实现光的全反射，以及
(c)第二偏转部分140或340，被配置为偏置通过全反射在导光板121或321中传播的光以从导光板121或321发射光。
实施方式1等中的导光单元120或320包括导光板121或321以及容纳导光板121或321的壳体构件160。壳体构件160包括：
第一覆盖构件161，
第二覆盖构件162，附接至第一覆盖构件161，以及
附接构件165，被配置为将导光板121或321附接至由第一覆盖构件161和第二覆盖构件162包围的壳体单元164。在以下说明中，为了方便起见，第一覆盖构件161位于观看者一侧，并且第二覆盖构件162相对于第一覆盖构件161位于外侧。
第一覆盖构件161和第二覆盖构件162通过框架构件(支撑单元)163彼此固定。框架构件(支撑单元)163通过使用粘合剂放置在第一覆盖构件161和第二覆盖构件162的外边缘部分处并且连接至第一覆盖构件161和第二覆盖构件162的外边缘部分。导光板121经由附接构件165附接至框架构件163。具体地，附接构件165在纵向方向上与导光板121的两端接触的同时将导光板121附接至壳体单元164，但是可在与导光板121的整个外周部分接触的同时将导光板121附接至壳体单元164。框架构件163的整体形状镜框状的并且其横截面形状基本是“L”型。在下侧与“L”的水平条对应的部分连接至第一覆盖构件161，并且与“L”的垂直条对应的部分的顶表面连接至第二覆盖构件162。
在实施方式1等中，附接构件165由绝热材料制成。例如，假设导光板121或321、第一覆盖构件161和第二覆盖构件162的导热率为1，则附接构件165具有0.43的导热率。由绝热材料制成的附接构件165由厚度为0.01mm至1mm(例如，具体地，0.3mm)的绝热树脂材料制成。进一步地，在实施方式1等中，第一覆盖构件161和第二覆盖构件162分别由光穿过的材料制成。具体地，第一覆盖构件161和第二覆盖构件162分别由厚度为0.01mm至1mm(例如，具体地，0.3mm)、例如长度为70mm或者例如宽度(高度)为70mm的树脂材料制成。框架构件163由厚度为0.03mm至5mm(例如，具体地，4mm)的镁合金制成。进一步地，导光单元121和导光板321分别由厚度为0.01mm至3mm(例如，具体地，2mm)的树脂材料制成。
可替代地，在实施方式1等中，附接构件165由缓冲材料制成。例如，假设导光板121或321的弹性模量为1，则附接构件165具有5×10-4的弹性模量。以上所描述的是导光板121或321的材料。进一步地，由缓冲材料制成的附接构件165由厚度为0.01mm至3mm(例如，具体地，2mm)的低模量粘合剂制成。
进一步地，在实施方式1等中，间隙164A设置在导光板121或321与第一覆盖构件161之间，并且间隙164B设置在导光板121或321与第二覆盖构件162之间。间隙164A和164B分别具有0.01mm至2mm(例如，具体地，0.5mm)的厚度。空气存在于间隙164A和164B中。可替代地，间隙164A和164B可填充有惰性气体(例如，氮气)或者可处于减压下。
在实施方式1等中，紫外线保护层(未示出)可在外部光输入的一侧设置到覆盖构件(例如，具体地设置到第二覆盖构件162)的外表面。进一步地，抗反射层(未示出)可在与外部光输入的一侧对立的观看者的一侧设置到覆盖构件(例如，具体地设置到第一覆盖构件161)的外表面。可替代地，为了使来自准直器光发射光学系统112或254的光可不被第一覆盖构件161反射，遮光层(未示出)可形成在第一覆盖构件161的一部分中。紫外线保护层、抗反射层和遮光层的材料可以是熟知的材料。
在实施方式1等中，图像显示装置100、200、300或400可被固定地或可拆卸地附接至框架。光学系统112或254布置在图像形成单元111或211与导光单元120或320之间。在此构造中，作为通过光学系统112或254的准直结果的光通量被输入至导光单元120或320，在其中引导并且从其发射。导光单元120或320是半透射型(透视式)的。具体地，面对观看者20的眼睛的导光单元的至少一部分(更具体地，导光板121或321以及将在稍后描述的第二反射部分140或340)可以是半透射型(透视)的，并且通过导光单元的此部分，观看者可看见外面的风景。
在实施方式1等中，在从图像形成单元111或211中心发射并且在图像形成单元(中心光束CL)的一侧穿过光学系统112或254中的节点的光束中，中心光束的一部分垂直进入导光单元120或320(中心入射光束)。中心入射光束进入导光单元120或320的点被称为“导光单元中心点O”。穿过导光单元中心点O并且与导光单元120或320的轴平行的轴被称为“X轴”，以及穿过导光单元中心点O并且与导光单元120或320的法线一致的轴被称为“Z轴”。接下来将描述的第一偏转部分130或330的中心点是导光单元中心点O。即，如图3B中所示，在图像显示装置100、200、300或400中，从图像形成单元111或211的中心发射并且在图像形成单元的一侧穿过光学系统112或254中的节点的中心光束CL在垂直方向上碰撞导光板121或321。换言之，中心光束CL以0度角进入导光板121或321。在此情况下，要显示的图像的中心与导光板121或321的第一平面122或322的法线一致。
在稍后描述的实施方式1或实施方式2中，第一偏转部分130和第二偏转部分140都被布置在导光板121中。第一偏转部分130反射输入至导光板121的光，并且第二偏转部分140在光通过全反射在导光板121中传播光之后使光从其穿过并且多次反射光。即，第一偏转部分130用作反射镜，并且第二偏转部分140用作半透射镜。更具体地，设置在导光板121中的第一偏转部分130由铝(Al)制成，并且由反射输入至导光板121的反光膜(一种镜子)配置。另一方面，由多个介电层的多层膜结构配置也设置在导光板121中的第二偏转部分140。介电多层膜包括为高介电材料的TiO2(氧化钛)层以及为低介电材料的SiO2(氧化硅)层。在日本未审查的专利申请公开第2005-521099号中描述了多个介电层的多层膜结构。示例性地示出了介电六层膜，但这不是限制性的。在结构中，介电层和另一介电层其间包括由与导光板121相同材料制成的非常薄的层。在第一偏转部分130中，输入至导光板121的准直光被反射(或衍射)，以便在导光板121中实现准直光的全反射。另一方面，在第二偏转部分140中，在光通过全反射导光板121中传播之后准直光被反射(或衍射)多次，并且当从导光板121朝向观看者20的眼睛21发射时保持准直。
为了在导光板121中设置第一偏转部分130，导光板121被部分地切断以获得倾斜表面(即，切断部124)，并且所产生的倾斜表面通过气相沉积在其上设置有反光膜(即，第一偏转部分130)。然后切断部124被附接至第一偏转部分130。此外，至于使用的第二偏转部分140，形成为由与导光单元121相同的材料制成的多层的多层薄膜结构，例如，玻璃以及多个介电层(例如，通过气相沉积法形成)。然后，导光板121被部分地切断以获得倾斜表面(即，切断部125)，并且所产生的倾斜表面在其上设置有多层结构。例如，然后通过磨损使产生的结构成形。获得包括导光板121(第一偏转部分130和第二偏转部分140形成在其中)的导光单元120。
在实施方式1等中，导光板121或321包括两个平行平面(第一平面122或322、第二平面123或323)，所述两个平行平面平行与在导光板121或321中通过全反射的光传播的方向(X轴)延伸。第一平面122或322与第二平面123或323彼此相对。准直光进入作为光入射平面的第一平面122或322，然后在光通过全反射在导光板中传播之后从作为光出射平面的第一平面122或322反射。然而，这不是限制性的，并且第二平面123或323可用作光入射平面，并且第一平面122或322可用作光出射平面。导光板121或321的第一平面122或322与第一覆盖构件161相对，并且导光板121或321的第二平面123或323与第二覆盖构件162相对。
在稍后将描述的实施方式1或3中，图像形成单元111是具有第一构造的图像形成单元，并且包括布置为2D矩阵的多个像素。具体地，图像形成单元111包括反射型空间光调制器150并且由发射白光的发光二极管配置的光源153。图像形成单元111整体容纳在底架113中(由图1中的交替长短虚线表示)。底架113被设置有孔(未示出)，并且通过该孔，光从光学系统112(即，准直器发光光学系统或准直器光学系统)发射。第一覆盖构件161附接至底架113。反射型空间光调制器150由液晶显示器(LCD)(由作为光阀的LCOS配置)151与偏振光束分离器152配置成。使用偏振光束分离器152，来自光源153的光被部分地反射，然后被引导至液晶显示器151，并且通过液晶显示器151反射的光部分地穿过其中并且被引导至光学系统112。液晶显示器151包括以2D矩阵布置的多个(例如，640×480块)像素(液晶单元)。偏振光束分离器152为熟知的结构和构造。来自光源153的非偏振光碰撞偏振光束分离器152。偏振光束分离器152使任何P偏振分离穿过其，并且将该分量发射至系统的外部。另一方面，偏振光束分离器152反射任何S偏振分量。S偏振分量然后输入至液晶显示器151，在其中反射并且从其发射。在从液晶显示器151发射的光中，从“白色”像素发射的光束包含高比例的P偏振分量，并且从“黑色”像素发射的光束包含高比例的S偏振分量。因此，在从液晶显示器151发射并撞击在偏振光束分离器152上的光中，P偏振分量穿过偏振光束分离器152，并且然后被引导至光学系统112。另一方面，S偏振分量被偏振光束分离器152反射，并且然后被返回至光源153。例如，光学系统112是凸透镜，并且在光学系统112中的焦距处，放置图像形成单元111(更具体地，图像显示装置151)以生成准直光。
在实施方式1等中，由前部11、两个镜腿部分13以及两个鬓端部分14配置框架10。前部11被放置在观看者20的前面，以及两个镜腿部分13经由可旋转的铰链分别附接至前部11的端部。鬓端部分14还被称为顶端单元或耳垫，并且被分别附接至鬓部13的顶端部分。框架10还设置有鼻垫(图2中未示出)。即，包括框架10和鼻垫的结构看上去与普通眼镜基本上相同。而且，镜腿部分13分别设置有通过保持构件19可拆卸的底架113。可替代地，框架构件163可附接至前部11，同时第一覆盖构件161连接至底架113。框架10是由金属或塑料制成。镜腿部分13可分别设置有通过保持构件19不可拆卸的底架113。为了用户拥有并佩戴眼镜，在用户的眼镜中，框架的镜腿部分可分别设置有通过保持构件19可拆卸的底架113。底架113可附接在每个镜腿部分13的内侧或外侧。
配线(信号线或供电线)15从一个图像形成单元111A穿过镜腿部分12和鬓端部分14以在鬓端部分14的顶端部分的外侧，然后连接至控制单元(控制电路或控制部分)18。图像形成单元111A和另一个图像形成单元111B分别设置有头戴式耳机部分16，并且头戴式耳机使用的配线16’从每个图像形成单元111A和111B穿过镜腿部分13和鬓端部分14以经由鬓端部分14的顶端部分到达头戴式耳机部分16。更具体地，头戴式耳机使用的配线16’从鬓端部分14的顶端部分围绕耳廓后侧，并且到达头戴式耳机部分16。该构造简化显示设备，而不会给观看者流下头戴式耳机部分16和头戴式耳机使用的配线16’看起来不整洁的印象。
如以上所描述的，配线(信号线或供电线)15连接至控制单元(控制电路)18。例如，控制单元18设置有图像信息储存单元18A。控制单元18执行用于图像显示的处理。控制单元18和图像信息储存单元18A可分别由已知的电路配置。
在前部11的中心部分11’处，可使用任何合适的附接构件(未示出)附接成像单元17。成像单元17由为CCD(电荷耦合装置)或CMOS(互补性氧化金属半导体)传感器的固态成像元件以及透镜(这些都未示出)配置而成。例如，来自成像单元17的信号经由从成像单元17延伸的配线(未示出)发送至图像形成单元111A。
作为实例，在显示设备中设置的控制单元(控制电路，控制部分)18与通信单元(接收器)结合，或者显示设备包括诸如移动电话或智能电话的通信部分(接收器)。在显示设备中，与要显示在图像显示装置上的图像相关的信息和数据可被记录、保持和存储在所谓的云计算机和服务器中。这允许显示设备与云计算机或服务器之间的各种类型的信息和数据的传送/接收以及交换。这还允许基于各种类型的信息和数据接收信号(即，图像显示装置上的图像显示的信号)，并且允许接收者接收信号。当显示设备接收图像显示装置100、200、300或400上的图像显示信号(例如，电子邮件和互联网上各种网址中的各种类型的信息)时，图像显示装置100、200、300或400相应地显示该电子邮件和各种类型的信息。此时，如稍后将描述的，调光器单元700在控制单元18的控制下可改变透光率。可替代地，显示在图像显示装置100、200、300或400上的图像信号可存储在图像显示装置中，例如，具体地，在控制单元18的图像信息存储单元18A中。
在以上所描述的实施方式1中的导光单元、图像显示装置和显示设备中，壳体构件包括第一覆盖构件、第二覆盖构件和附接构件，并且导光板经由附接构件附接在壳体构件中。这很难引起诸如由周围环境的温度等差异而造成的导光板的翘曲的问题。
[实施方式2]
实施方式2是实施方式1的变形例。如图4中所示，即，实施方式2中的显示设备(头戴式显示器)中的图像显示装置200的概念图，在实施方式2中，图像形成单元211是具有第二构造的图像形成单元。即，图像形成单元211包括光源251以及扫描来自光源251的准直光的扫描部分253。更具体地，图像形成单元211包括：
(1)光源251，
(2)准直器光学系统252，被配置为校准来自光源251的光，
(3)扫描部分253，被配置为扫描来自准直器光学系统252的准直光，以及
(4)中继光学系统254，被配置为在光被扫描部分253扫描之后中继和发射准直光。在本文中，图像形成单元211作为整体容纳在底架213(由图4中的交替长短虚线表示)中。底架213设置有孔(未示出)，并且通过该孔，光从中继光学系统254发射。底架213通过保持部分19可拆卸地附接至镜腿部分13。第一覆盖构件161附接至底架213。
光源251是发射白光的发光元件。来自光源251的光进入整体具有正屈光力的准直器光学系统252，并且被校准和发射。该准直光然后被全反射镜256反射，然后由扫描部分253水平地且垂直地扫描。该扫描部分253由其中微镜在2D方向上可旋转的MEMS配置，使得准直光被二维扫描。然后形成一种2D图像，并且生成虚拟像素(例如，像素的数量与实施方式1中的像素数量相同)。光从这些虚拟像素穿过由已知的中继光学系统配置的中继光学系统(准直器发光光学系统)254，并且为准直光的光通量进入导光单元120。
接收、引导和发射在中继光学系统254中获得的准直光的光通量的导光单元120与实施方式1中所描述的导光单元的结构和构造相同，并且因此不再进行详细描述。此外，如以上所描述的，除了图像形成单元211之外，实施方式2中的显示设备基本上与实施方式1中的显示设备的结构和构造相同，并且因此不再进行详细描述。
[实施方式3]
实施方式3也是实施方式1的变形例。图5是实施方式3中的显示设备(头戴式显示器)中的图像显示装置300的概念图。图6是局部放大的反射型体全息衍射光栅的示意性截面图。在实施方式3中，图像形成单元111是具有类似于实施方式1中的第一构造的图像形成单元。除了第一个第二偏转部分之外，在结构和构造方面，导光单元320基本与实施方式1中的导光单元120相同。
在实施方式3中，第一和第二偏转部分设置在导光板321的表面上(具体地，在导光板321的第二平面323上)。第一偏转部分衍射和反射输入至导光板321的光，并且第二偏转部分在光通过全反射在导光板321中传播之后多次衍射和反射光。在本文中，第一和第二偏转部分分别是衍射光栅元件，具体地，是反射型衍射光栅元件，并且更具体地，是反射型体全息光栅元件。在以下说明中，为了方便起见，为反射型体全息衍射光栅的第一偏转部分被称为“第一衍射光栅构件330”，并且为反射型体全息衍射光栅的第二偏转部分被称为“第二衍射光栅构件340”。
在稍后将描述的实施方式3或实施方式4中，第一衍射光栅构件330和第二衍射光栅构件340分别是单个衍射光栅层的层压结构。衍射光栅层分别由光敏聚合物制成，并且都是以前述方式(具有形成为对应于一个波长带(或波长)的干涉图案)制造而成。在衍射光栅层(衍射光学元件)上形成的干涉图案在斜度上是不变的，并且是线性的且平行于Y轴。第一衍射光栅构件330和第二衍射光栅构件340的轴都平行于X轴，并且其法线平行于Z轴。
图6是局部放大的反射型体全息衍射光栅的示意性截面图。反射型体全息衍射光栅设置有具有理想的φ倾斜角的干涉图案。在本文中，倾斜角φ是指形成在反射型体全息衍射光栅的表面与干涉图案之间的角度。干涉图案从反射型体全息衍射光栅的内部形成至表面。干涉图案满足布拉格定律。在本文中，布拉格定律是指满足以下等式的条件。在等式A中，m表示正整数，λ表示波长，d表示光栅表面斜度(在包括干涉图案的虚平面上的法线间隔)，以及Θ表示进入干涉图案的光的补角。等式B示出了当光以入射角进入衍射光栅构件时的补角φ、倾斜角φ和入射角之间的关系。
m*λ＝2*d*sin(Θ) …A
如以上所描述的，第一衍射光栅构件330布置(附接)在导光板321的第二平面323上，并且对于从第一平面322输入至导光板321的准直光，衍射和反射光以实现其在导光板321中的全反射。另外，如以上所描述的，第二衍射光栅构件340布置(附接)在导光板321的第二平面323上，并且在光通过全反射在导光板321中传播之后多次衍射和反射准直光。当光从导光板321的第一平面322发射时保持准直。
另外，在光通过全反射在其中传播之后，准直光从导光板321发射。导光板321是薄的，并且因此光路是长的，以使光在其中传播。因此，光根据到达第二衍射光栅构件340之前的视角被反射不同的次数。更详细地，在进入导光板321的准直光中，与以在远离第二衍射光栅构件340的方向上的角度进入导光板321的部分光相比，以在更靠近第二衍射光栅构件340的方向上的角度进入导光板321的部分光被反射的更少。这是因为，在第一衍射光栅构件330上衍射和反射的准直光中，以在更靠近第二衍射光栅构件340的方向上的角度进入导光板321的准直光形成的角度小于以在反方向上的角度进入导光板321的准直光。当在导光板321中传播的光撞击在其内表面上时，该角度由至导光板321的法线形成。在第一衍射光栅构件330和第二衍射光栅构件340中形成的干涉图案相对于垂直于导光板321的轴的虚平面对称。
稍后将描述的实施方式4中的导光板321在结构和构造方面与以上所描述的导光板321基本相同。
如以上所描述的，除了导光单元320之外，实施方式3中的显示设备基本上与实施方式1中的显示设备的结构和构造相同，并且因此不再进行详细描述。
[实施方式4]
实施方式4是实施方式3的变形例。图7是实施方式4中的显示设备(头戴式显示器)中的图像显示装置的概念图。实施方式4中的图像显示装置400中的部件(即，光源251、准直器光学系统252、扫描部分253、准直器发光光学系统(中继光学系统254))等与实施方式2(具有第二构造的图像形成单元)中的那些具有相同的结构和构造。实施方式4中的导光单元320与实施方式3中的导光单元320具有相同的结构和构造。除了以上差异，实施方式4中的显示设备基本与实施方式2中的显示设备具有相同的结构和构造，并且因此不再进行详细描述。
[实施方式5]
实施方式5是实施方式1至4中描述的壳体构件的变形例。在下述说明中，在实施方式1中描述的图像显示装置被描述为实例，但是当然适用于实施方式2至4中描述的图像显示装置。
如图8和图9的概念图中所示，导光板121通过附接构件165附接至框架构件(支撑单元)163。框架构件163的形状是镜框状的，并且导光板121通过附接构件165附接至镜框状部分的相对内侧表面。
可替代地，如图10的概念图所示，第一覆盖构件161和第二覆盖构件162经由形成在第一覆盖构件161的外边缘部分处的突出部(支撑单元)163A彼此连接。导光板121通过附接构件165附接至第二覆盖构件162。可替代地，如图11的概念图所示，第一覆盖构件161和第二覆盖构件162经由形成在第二覆盖构件162的外边缘部分的突出部(支撑单元)163B彼此连接。因此，导光板121通过附接构件165附接至第一覆盖构件161。
可替代地，如图12和图13的概念图所示，第一覆盖构件161和第二覆盖构件162通过框架构件(支撑单元)163彼此固定，并且导光板121经由附接构件165附接至第一覆盖构件161或者经由附接构件165附接至第二覆盖构件162。
在以上所描述的各种形式中，附接构件165在与导光板121的整个外周部分接触的同时或者在两个点(两个区域，例如，纵向上的导光板121的两端)处与导光板121的外周部分接触的同时，可将导光板121附接至壳体单元164。
可替代地，如图14的概念图所示，导光板121可通过由螺钉或弹簧(例如，钢板弹簧)形成的附接构件166在一个或多个点处附接至框架构件163。
在实施方式3和4中，导光单元由一片导光板配置成。然而，如图15的概念图所示，对于彩色图像显示，第一、第二和第三导光板321R、321G和321B可利用其中的间隔堆叠在一起。即，第一导光板321R设置有衍射和反射在红色波长带(或具有红色波长)中的光的反射型体全息衍射光栅层的衍射光栅构件(未示出)。第二导光板321G设置有衍射和反射在绿色波长带(或具有绿色波长)中的光的反射型体全息衍射光栅层的衍射光栅构件(未示出)。第三导光板321B设置有衍射和反射在蓝色波长带(或具有蓝色波长)中的光的反射型体全息衍射光栅层的衍射光栅构件(未示出)。
第一覆盖构件161和第二覆盖构件162分别由厚度为1.0mm的PMMA制成，导光板是由厚度为1.0mm的树脂制成，并且框架构件163是由厚度为3.5mm的镁合金制成。通过使用厚度为0.1mm的粘合剂167，第一导光板321R和第二导光板321G在它们的端部处连接在一起，并且第二导光板321G和第三导光板321B在它们的端部处连接在一起。第一导光板321R和第二导光板321G之间的间隔是0.5mm，并且第二导光板321G和第三导光板321B之间的间隔是0.1mm。进一步地，间隙(空气层)164是0.1mm。而且，第二导光板321G通过由厚度为0.1mm的树脂材料制成并且与第二导光板321G的整个外周部分接触的附接构件165附接至壳体单元164。具体地，框架构件163的形状是镜框状的，并且第二导光板321G通过附接构件165附接至像镜框状部分的相对内侧表面。
在此导光单元中，执行仿真以确定当在第一覆盖构件161与第二覆盖构件162之间引起的温差是1℃时，在导光板的第一平面与第二平面之间引起多大的温差。因此，在三个导光板321R、321G和321B中，导光板中的最大温差是0.06℃。另一方面，作为比较例，使用其中去除第一覆盖构件161和第二覆盖构件162的导光单元执行类似的仿真。因此，导光板中的最大温差是0.23℃。假设具有比较例中的最大温差的导光板的翘曲量是“1.0”，则在实施方式中具有最大温差的导光板的翘曲量是0.46。
可替代地，至少一个覆盖构件设置有开口。具体地，如图16的概念图所示，第一覆盖构件161可设置有开口168。这允许防止来自准直器发光光学系统112的光在第一覆盖构件161上被反射。理想的是，设置到第一覆盖构件161的开口成形为使得来自准直器发光光学系统112的光不会撞击在第一覆盖构件161上。可替代地，如图17的概念图所示，第二覆盖构件162可设置有开口168。设置到第二覆盖构件162的开口的形状可被固有地任意设置，例如，可以是矩形。此外，如图18的概念图所示，第二覆盖构件161和第二覆盖构件162可分别设置有开口168。
可替代地，如图19的概念图所示，树脂层169设置在导光板121与第一覆盖构件161之间，并且树脂层169设置在导光板121与第二覆盖构件162之间。换言之，壳体构件160的内部可填充有树脂层169。在此情况下，理想的是，树脂层169的导热率小于导光板121、第一覆盖构件161和第二覆盖构件162的导热率。树脂层169的材料的实例可包括热固性树脂和紫外线固化树脂，诸如，环氧基树脂和丙烯酸基树脂。
[实施方式6]
实施方式6是实施方式1至5的变形例，并且如图20的概念图所示，调光器单元700在外部光输入的一侧附接至覆盖构件(具体地，附接至第二覆盖构件162)。调光器单元700被设置在未设置有图像形成单元111或211的导光单元120或320的一侧上，以便调整从外部输入的光的量。具体地，使用粘合剂707将作为一种光学快门的调光器单元700固定至导光单元120或320(具体地，固定至第二覆盖构件162)。调光器单元700在与观看者20相对的一侧设置到导光单元120或320的区域。
实施方式6中的调光器单元700是其中光透射控制材料层705由液晶材料制成的光学快门。即，调光器单元700包括：
透明的第一基板701和第二基板703，第一基板701与导光单元120相对，第二基板703与第一基板701相对，
第一电极702和第二电极704，分别设置到第一基板701和第二基板703，以及
光透射控制材料层705，密封在第一基板701与第二基板703之间。在本文中，第一基板701和第二基板703分别由塑料材料制成。第一电极702和第二电极704分别是由ITO(氧化铟锡)制成的透明电极，并且分别由PVD的组合(诸如溅射和剥离)形成。具体地，光透射控制材料层705是由TN(扭曲向列型)液晶材料制成的液晶层。第一电极702和第二电极704未被图案化，并且是所谓的固态电极。然而，第一电极702和第二电极704可适当地被图案化。第一电极702和第二电极704经由未示出的连接器和线路连接至控制单元18。第一基板701和第二基板703使用密封剂706在外边缘部分处密封在一起。调光器单元700的第一基板701和第二覆盖构件162通过粘合剂702附接在一起。第一基板701和第二基板703在外表面上分别设置有偏光膜，但是未示出这些偏光膜。调光器单元700中的第一基板701短于导光板121，并且调光器单元700中的第一基板701使用粘合剂707固定至第二覆盖构件162。粘合剂707设置在第一基板701的外边缘部分处。这还适用于以下将描述的其他实施方式。导光单元120和调光器单元700以此顺序从观看者一侧布置。
通过施加至第一电极702和第二电极704的电压控制调光器单元700的透光率。具体地，例如，当电压施加至第一电极702，同时第二电极704接地时，这导致配置光透射控制材料层705的液晶层705中的液晶取向的变化，使得液晶层中的透光率改变(参照图21A和图21B)。对于施加至第一电极702和第二电极704的电压，观看者可操作设置到控制单元18的控制旋钮(knob)。即，观看者在观看由导光单元120或320提供的图像的同时，可调整调光器单元700的透光率。
如以上所描述的，利用实施方式6中的显示设备，在没有外部光干扰的情况下图像显示装置为观看者提供满意的图像。
在以上所描述的实施方式6中，调光器单元700附接至图像显示装置100，即，具体地，调光器单元700附接至导光单元120。可替代地，调光器单元700可附接至框架10或底架113。
调光器单元700可始终为开的，可响应于观看者的指令而操作/不操作(切换的开/关)，或者在正常条件下可为关的并且可响应于用于图像显示装置100、200、300或400上的图像显示的信号开始操作。例如，为了响应于观看者的指令(操作)而操作/不操作，显示设备可进一步设置有麦克风，并且可响应于经由麦克风的音频输入来控制调光器单元700的操作。具体地，调光器单元可响应于通过观看者的语音发出的指令来控制操作/不操作。可替代地，显示设备可进一步包括红外光入射/出射单元，并且使用该红外光入射/出射单元，可控制调光器单元700的操作。即，可使用红外光入射/出射单元检测观看者的眨眼以控制调光器单元700操作/不操作。
[实施方式7]
实施方式7是实施方式6的变形例。图22A是实施方式7中的显示设备的示意性俯视图，以及图22B是控制照度传感器的电路的示意图。实施方式7中的显示设备进一步设置有测量外部环境中的亮度的传感器801。基于通过传感器(为了方便起见，在下文中被称为“第一照度传感器”)801获得的外部亮度的测量结果，改变调光器单元700的一部分的透光率。
即，实施方式7中的显示设备进一步设置有测量布置显示设备的环境中的照明度的第一照度传感器(环境照度测量传感器)801。显示设备基于第一照度传感器801的测量结果来控制调光器单元700的透光率。与控制透光率一起或从控制透光率分开，显示设备基于第一照度传感器801的测量结果控制将由图像形成单元111或211形成的图像的亮度。为所熟知的结构和构造的第一照度传感器801可设置到导光单元120或320的外端部分或者调光器单元的外端部分。第一照度传感器801经由未示出的连接器和配线连接至控制单元18。控制单元18包括用于控制第一照度传感器801的电路。用于控制第一照度传感器801的该电路由照度计算电路、比较计算电路和环境照度测量传感器控制电路配置成。照度计算电路基于通过第一照度传感器801提供的测量值来计算照度。比较计算电路将照度计算电路的计算结果(即，照度值)与标准值进行比较。环境照度测量传感器控制电路基于由比较计算电路获得的值来控制调光器单元700和/或图像形成单元111或211。这些电路都可以是熟知的电路。为了控制调光器单元700，控制其中的透光率，并且为了控制图像形成单元111或211，从而控制要形成的图像的亮度。在本文中，可分别执行或彼此关联地执行对调光器单元700中的透光率的控制以及对由图像形成单元111或211形成的图像亮度的控制。
作为实例，当第一照度传感器801示出预定值(第一照度测量值)或更高值的测量结果时，调光器单元700被调整为具有预定值(第一透光率)或更低值的透光率。另一方面，当第一照度传感器801示出预定值(第二照度测量值)或更低值的测量结果时，调光器单元700被调整为具有预定值(第二透光率)或更高值的透光率。例如，第一照度测量值可以是10勒克斯，第一透光率可采用在从1％至30％的范围内的任何值，第二照度测量值可以是0.01勒克斯，并且第二透光率可采用在从51％至99％的范围内的任何值。
实施方式7中的第一照度传感器(环境照度测量传感器)801可适用于实施方式2至5中描述的显示设备。当显示设备配设置有成像单元时，第一照度传感器801可通过设置到成像单元的用于曝光测量的光接收元件来配置。
在接下来将描述的实施方式7或实施方式8中的显示设备中，基于第一照度传感器(环境照度测量传感器)的测量结果来控制调光器单元的透光率，并且还基于第一照度传感器的测量结果来控制将由图像形成单元形成的图像的亮度。此外，如接下来将描述的，基于第二照度传感器(透射光照度测量传感器)的测量结果来控制调光器单元的透光率，并且还基于第二照度传感器的测量结果来控将由图像形成单元形成的图像的亮度。此控制执行提供将由观看者观看的高对比度图像，并且考虑到布置显示设备的周围环境中的照度，还为观看者的图像观看优化周围条件。
[实施方式8]
实施方式8也是实施方式6的变形例。图23A是实施方式8中的显示设备的示意性俯视图，以及图23B是控制照度传感器的电路的示意图。
实施方式8中的显示设备基于光从外部环境穿过调光器单元的光来测量照度。即，显示设备进一步设置有测量环境光的照度的第二照度传感器(透射光照度测量传感器)，即，在光穿过调光器单元之后是否被调整为具有理想的照度值。第二照度传感器802的测量结果用作控制调光器单元700的透光率的基础。与控制透光率一起或与控制透光率分开，显示设备基于第二照度传感器802的测量结果控制将由图像形成单元111或211形成的图像的亮度。与导光单元120或320相比，为熟知的结构和构造的第二照度传感器802被设置为更靠近观看者的一侧。具体地，第二照度传感器802可在观看者的一侧设置到导光单元121或321的表面。第二照度传感器802经由未示出的连接器和线路连接至控制单元18。控制单元18包括用于控制第二照度传感器802的电路。用于控制第二照度传感器802的该电路通过照度计算电路、比较计算电路和透射光照度测量传感器控制电路来配置。照度计算电路基于通过第二照度传感器802提供的测量值来计算照度。比较计算电路将照度计算电路的计算结果(即，照度值)与标准值进行比较。透射光照度测量传感器控制电路基于由比较计算电路获得的值来控制调光器单元700和/或图像形成单元111或211。这些电路都可以是熟知的电路。为了控制调光器单元700，控制其中的透光率，并且为了控制图像形成单元111或211，从而控制要形成的图像的亮度。在本文中，可分别地执行或彼此关联地执行对调光器单元700中的透光率的控制和对由图像形成单元111或211形成的图像亮度的控制。当第二照度传感器802的测量结果示出照度未被控制，即，第二照度传感器802的测量结果不是照度的理想值时，考虑通过第一照度传感器801测量的照度以获得照度的理想值，或者当仍期望精密的照度调整时，可在第二照度传感器802的值监控的同时调整调光器单元的透光率。
实施方式8中的第二照度传感器(透射光照度测量传感器)802可适用于实施方式2至5中描述的显示设备。可替代地，实施方式8中的第二照度传感器802可与实施方式7中的第一照度传感器801结合使用。如果情况就是这样，可分别地执行或相关联地执行对调光器单元700中的透光率控制和对将通过图像形成单元111或211形成的图像亮度的控制。
[实施方式9]
实施方式9是实施方式1至8的变形例，并且具体是关于根据本公开内容的第二实施方式的显示设备。图24是实施方式9中的图像显示装置的概念图，以及图25是实施方式9中的显示设备(具体地头戴式显示器(HMD))的示意性俯视图。
在实施方式9中的显示设备中，遮光构件710设置到其中输入来自图像形成单元111A或111B的光的导光单元120的区域，具体地，设置第一偏转部分130的区域。该遮光构件710用于为导光单元120遮蔽外部光。在本文中，朝向导光单元120的遮光构件710的投影图像包括其中输入来自图像形成单元111A或111B的光的导光单元120的区域。朝向导光单元120的遮光构件710的投影图像还包括朝向导光单元120的调光器单元700的端部的投影图像。
在实施方式9中，遮光构件710在未设置图像形成单元111A或111B的一侧设置到导光单元120，并且与导光单元120设置有距离。例如，遮光构件710是由非透明塑料材料制成的。该遮光构件710从图像形成单元111A或111B的底架113整体延伸，或附接至图像形成单元111A或111B的底架113，或者从框架10整体延伸，或被附接至框架10。在示出的实例中，遮光构件710从图像形成单元111A或111B的底架113延伸。
在实施方式9中的显示设备中，遮光构件设置到其中输入来自图像形成单元的光的导光单元的区域。该遮光构件用于为导光单元遮蔽外部光。因此，即使调光器单元的操作改变了入射的外部光的量，但是不会引起显示设备上的图像劣化，因为没有外部光在第一位置中进入其中输入来自图像形成单元的光的导光单元的区域(即，第一偏转部分130)从而没有非期望的杂散光。
[实施方式10]
实施方式10是实施方式9的变形例。如图26的概念图所示，不同于实施方式9中的显示设备，实施方式10中的显示设备包括在未设置图像形成单元111A或111B的一侧的导光单元120的一部分中的遮光构件720。具体地，遮光构件720可使用非透明油墨在导光单元120(具体在第二覆盖构件162的内表面上)上印刷而成。除此之外，实施方式10中的显示设备与实施方式9中的显示设备的结构和构造相同，并且因此不再进行详细描述。实施方式10中的遮光构件720可与实施方式9中的遮光构件710结合使用。遮光构件720可被形成在第二覆盖构件162的外表面上。
[实施方式11]
实施方式11也是实施方式9的变形例。如图27或图28的概念图所示，不同于实施方式9和10中的显示设备，实施方式11中的显示设备包括调光器单元700中的遮光构件730。具体地，遮光构件730可使用非透明油墨在调光器单元700上印刷而成。在图27的实例中，遮光构件730被形成在调光器单元700中的第一基板701的外表面上，并且在图28的实例中，遮光构件730形成在调光器单元700中的第一基板701的内表面上。除此之外，实施方式11中的显示设备与实施方式9中的显示设备的结构和构造相同，并且因此不再进行详细描述。实施方式11中的遮光构件730可与实施方式9中的遮光构件710结合使用，实施方式11中的遮光构件730可与实施方式10中的遮光构件720结合使用，或者实施方式11中的遮光构件730可与实施方式9和10中的遮光构件710和720结合。
[实施方式12]
实施方式12是实施方式6至11中的变形例。在实施方式6至11中，光透射控制材料层705由液晶材料层配置。另一方面，如图29的概念图所示，在实施方式12中的显示设备中的调光器单元700’中，光透射控制材料层705’是为无机EL材料层的光学快门。在本文中，无机EL材料层是由三氧化钨(WO3)制成。此外，在调光器单元700’中，第一基板701’和第二基板703’均是透明玻璃基板(诸如，钠钙玻璃或超白玻璃)，并且制成的第二基板703’比第一基板701’薄。具体地，第二基板703’以0.2mm的厚度制成，并且第一基板701’以0.4mm的厚度制成。除此之外，实施方式12中的显示设备与实施方式6至12中的显示设备的结构和构造相同，并且因此不再进行详细描述。在本文中，调光器单元700’中的第一基板701’使用与实施方式9类似的粘合剂707附接至第二覆盖构件162。
[实施方式13]
实施方式13是实施方式6至12的变形例，并且具体地是关于根据本公开的第一实施方式的显示设备。如图30的概念图所示，在实施方式13的显示设备中，调光器单元700"包括：
第一基板701"和第二基板703"，第一基板701"与导光单元120相对，第二基板703"与第一基板701"相对，
电极702"和704"，分别设置至第一基板701"和第二基板703"，以及
光透射控制材料层705"，密封在第一基板701"与第二基板703"之间。第一基板701"还用作在导光单元120中的部件(具体地，第二覆盖构件162)。即，第一基板701"和第二覆盖构件162是一个特定构件并且被共同地使用。
如以上所描述的，在实施方式13中，调光器单元700"中的第一基板701"还用作导光单元120中的部件(第二覆盖构件162)。这会降低显示设备的整体重量，使得不会引起显示设备的用户的不适感。
除此之外，实施方式13中的显示设备与实施方式16至12中的显示设备的结构和构造相同，并且因此不再进行详细描述。此外，实施方式13中的显示设备中的遮光构件与实施方式16至12中的显示设备中的调光器单元的结构和构造相同，并且因此不再进行详细描述。
[实施方式14]
实施方式14是实施方式1至13中的变形例。图31是实施方式14中的头戴式显示器的示意性正视图，以及图32是实施方式14中的头戴式显示器的另一个示意性正视图，即没有框架的头戴式显示器。图33是实施方式14中的头戴式显示器的示意性俯视图，以及图34是当头戴式显示器被安放在观看者20的头部上时的实施方式14中的头戴式显示器的示意性俯视图。为了方便，图34仅示出了图像显示装置，并且未示出框架。在以下说明中，主要描了图像显示装置100，但是图像显示装置200、300和400当然也是可适用的。在实施方式14和15中，壳体构件160(以及在一些情况下的调光器单元700)未示出。
实施方式14中的头戴式显示器被进一步设置有耦接构件170以将两个图像显示装置100耦接在一起。例如，耦接构件170通过使用螺丝(未示出)在面对观看者的一侧附接至框架10的中心部10C(即，在观看者20与框架10之间)。框架10定位观看者20的两个眼睛21之间。耦接构件170的投影图像在框架10的投影图像中。即，当从观看者20的前方观看头戴式显示器时，耦接构件170因为隐藏在框架10后面是不可见的。在耦接构件170将两个图像显示装置100耦接在一起的状态下，具体地，图像形成单元111A和111B均被容纳在底架113中，并且在耦接构件170的每个端部处，底架113被附接为可调节。图像形成单元111A和111B位于观看者20的眼睛21外侧。具体地，该构造满足
α＝0.1×L
β＝0.5×L
γ＝0.9×L
其中，α表示从一个图像形成单元111A的附接中心111AC至框架10的一个端部(一个末端)10A的距离，β表示从耦接构件170的中心170C至框架10的一个端部(一个末端)10A的距离，γ表示从剩余图像形成单元111B的附接中心111BC至框架10的一个端部(一个末端)10A的距离，以及L表示框架10的长度。
为了分别将图像形成单元(具体地，图像形成单元111A和111B)附接至耦接构件170的端部，具体地，三个通孔(未示出)形成至耦接构件的每个端部，并且对应于这些通孔的螺纹孔部分(螺钉部分，未示出)形成至每个图像形成单元111A和111B。此后，螺钉(未示出)通过通孔被固定在形成至图像形成单元111A和111B的孔部分中。在每个螺钉与每个孔部分之间，预先插入弹簧。因此，通过控制螺钉固定的程度，可调整图像形成单元的附接状态，即，在相对于耦接构件的角度中调整。此附接之后，使用盖(未示出)隐藏每个螺钉。在图32和图36中，为了明确指示，耦接构件170和耦接构件180都被遮蔽起来了。耦接构件170附接至位于观看者20的两个眼睛之间的框架10的中心部10C。此中心部10C对应于普通眼镜的鼻梁部分。在面对观看者20的耦接构件170的一侧附接鼻垫10’。图33和图37未示出鼻垫10’。框架10和耦接构件170分别由金属或塑料制成，并且耦接构件170成形为类似弯曲杆。
在实施方式14中的此种头戴式显示器(HMD)中，耦接构件170将两个图像显示装置100耦接在一起，并且该耦接构件170被附接至位于观看者20的两个眼睛21之间的框架10的中心部10C。即，图像显示装置100不直接附接至框架10。因此，当观看者20将框架10戴在其头部上时，镜腿部分13向外延伸。因此，即使框架10变形，此框架10的变形不会引起图像形成单元111A和111B的位移(位置变化)，并且即使出现该位移，该位移是可忽略的。因此，该构造一定防止左右图像之间的汇聚角度的变化。进一步地，该构造消除必须增加框架10的前部分11的刚度，使得不增加框架10的重量，不破坏设计能力并且不增加成本。此外，因为图像显示装置100不直接附接至眼镜形框架10，框架10可是满足观看者的偏好的各种设计和彩色，并且框架的设计具有较小限制性和高灵活性。而且，当从观看者的前方观看头戴式显示器时，耦接构件170被隐藏在框架10后面。这提供了具有设计复杂和精致的头戴式显示器。
[实施方式15]
实施方式15是实施方式14的变形例。图35是实施方式15中的头戴式显示器的示意性正视图，以及图36是实施方式15中的头戴式显示器的另一个示意性正视图，即没有框架的头戴式显示器。图37是实施方式15中的头戴式显示器的示意性俯视图。
在实施方式15中的头戴式显示器中，不像在实施方式14中，杆状耦接构件180不将两个图像形成单元111A和111B耦接，而是耦接两个导光单元120。可替代地，可整体地制造两个导光单元120，并且产生的整体制造的导光单元120可设置有耦接构件180。
另外，在实施方式15中的头戴式显示器中，例如，使用螺钉将耦接构件180附接至位于观看者20的两个眼睛21之间的框架10的中心部10C。图像形成单元111位于观看者20的眼睛21的外侧。图像形成单元111均附接至导光单元120的端部。当从耦接构件180的中心180C至框架10的端部的距离是β时，并且当框架10的长度是L时，满足β＝0.5×L。应当注意，在实施方式15中的α’和γ’值与实施方式14中的α和γ值相同。
在实施方式15中，框架10和图像显示装置与实施方式14中描述的框架10和图像显示装置具有相同的结构和构造，并且因此不再进行详细描述。除了以上所提到的差异之外，实施方式15中的头戴式显示器也基本与实施方式14中的头戴式显示器具有相同的结构和构造，并且因此不再进行详细描述。
尽管已经基于实施方式详细地描述了本公开，但是实施方式的上述说明在所有方面都是说明性的而不是限制性的。实施方式中的显示设备(头戴式显示器)和图像显示装置是举例说明的，因此可设计很多其他修改和变化。作为实例，导光板可设置有表面浮雕全息图(参照美国专利申请第20040062505A1号)。在导光单元中，衍射光栅元件可以是透射型衍射光栅元件，或者第一或第二偏转部分可以是反射型衍射光栅元件，并且剩余的偏转部分可以是透射型衍射光栅元件。可替代地，衍射光栅元件可以是反射型闪耀衍射光栅元件。在实施方式9和10以及12和13中的显示设备中，在一些情况下，不使用调光器单元而是可仅设置遮光构件。
在实施方式中，图像形成单元111或211被描述为以彩色(例如，绿色)提供图像显示。图像形成单元111或211可提供彩色图像显示。在此情况下，例如，光源可被如此配置为发射为红色、绿色和蓝色的光。具体地，从红色、绿色和蓝色发光元件发射的光(即，红、绿和蓝光)可使用导光管混合并且使亮度相同以获得白光。
调光器单元可被可拆卸地设置在导光单元发光的区域中。为了可拆卸地设置调光器单元，例如，可使用由透明塑料制成的螺钉将调光器单元附接至导光单元。调光器单元然后可经由连接器和线路连接至控制电路。例如，该控制电路用于控制调光器单元的透光率，并且被设置在控制图像形成单元的控制单元18中。
在一些情况下，使用的光学快门可通过利用由响应于金属(例如，银粉)的可逆氧化还原出现的电沉积/解离进行配置。具体地，Ag+(银)和I-(碘)提前被溶解在有机溶剂中，并且通过将适当的电压施加至电极通过Ag+的还原析出Ag，使得调光器单元的透光率降低。另一方面，Ag被氧化并溶解为Ag+，使得调光装置的透光率增加。可替代地，在一些情况下，使用的光学快门可通过利用响应于电致变色材料的氧化还原出现的物质的颜色变化进行配置。具体地，设置第一和第二电极，并且第一和第二电致变色材料层夹在第一和第二电极之间。第一电致变色材料层由普鲁士蓝金属络合物(Prussian blue metal complex)进行配置，并且第二电致变色材料层由镍代普鲁士蓝金属络合物进行配置。在其他情况下，使用的光学快门可通过由电润湿控制透光率进行配置。具体地，设置第一和第二电极，并且在第一和第二电极之间填充有绝缘的第一液体和导电的第二液体。通过在第一和第二电极之间施加电压，第一和第二液体之间的界面在形状上发生改变，例如，从平的变成弯的，从而控制透光率。
例如，作为由发光元件和光阀配置的图像形成单元或光源，除了整体发射白光的背光源和包括红色、绿色和蓝色发光像素的液晶显示器的组合，以下也是可以的。
例如，作为图像形成单元的变形例，在图38的概念图中，主动矩阵图像形成单元也是可以的，即，图像形成单元包括其中为半导体激光元件的发光元件601布置为2D矩阵的发光面板，并且发光元件601均被控制以发光/不发光。该控制允许直接感知发光元件601中的光发射，从而显示图像。从该图像形成单元发射的光经由准直器光学系统112输入至导光板121。另外，在以下描述中，发光单元是半导体激光元件。
在图39的概念图中，彩色显示图像形成单元也是可以的。该图像形成单元，包括：
(α)红色发光面板611R，其中，红色发光元件601R布置为2D矩阵，红色发光元件601R发射红光，
(β)绿色发光面板611G，其中，绿色发光元件601G布置为2D矩阵，绿色发光元件601G发射红光，
(γ)蓝色发光面板611B，其中，蓝色发光元件601B布置为2D矩阵，蓝色发光元件601B发射红光，以及
(δ)被配置为将从红色、绿色和蓝色发光面板611R、611G和611B发射的光共同地引导至单个光路的部分，例如，分色棱镜603。
该彩色显示图像形成单元控制红色、绿色和蓝色发光面板611R、611G和611B的发光/不发光。从该图像形成单元发射的光也经由准直器光学系统112输入至导光板121。在本文中，参考标号612是指用于汇聚来自发光元件的光的微透镜。
图40是由其中发光元件601R、601G和601B均被布置为2D矩阵的发光面板611R、611G、611B等配置的图像形成单元的概念图。根据光穿过/光未穿过，由光穿过控制单元604R、604G和604B控制从发光面板611R、611G和611B发射的光。光然后进入分色棱镜603，被共同引导至单个光路，并且然后经由准直器光学系统112被输入至导光板121。
图41是由其中发光元件601R、601G和601B均被布置为2D矩阵的发光面板611R、611G、611B等配置的图像形成单元的概念图。从发光面板611R、611G和611B发射的光进入分色棱镜603，并且被共同引导至单个光路。然后根据光穿过/未穿过，来自分色棱镜603的光被光穿过控制单元604控制，并且经由准直光学系统112被输入至导光板121。
图42的图像形成单元也是可以的。该图像形成单元包括：发射红光的发光元件601R；作为用于控制从红色发光元件601R发射的光的光穿过/未穿过的光阀的光穿过控制单元，例如，液晶显示器604R，；发射绿光的发光单元601G；作为用于控制从绿色发光元件601G发射的光的光穿过/未穿过的光阀的光穿过控制单元，例如，液晶显示器604G；发射蓝光的发光单元601B；作为用于控制从蓝色发光元件601B发射的光的光穿过/未穿过的光阀的光穿过控制单元，例如，液晶显示器604B。图像形成单元还包括：光引导构件602，被配置为引导从发光元件601R、601G和601B发射的光；以及被配置为将光共同地引导至单个光路的部分，例如，分色棱镜603。从分色棱镜603发射的光经由准直器光学系统112输入至导光板121。
本公开内容也可为以下结构。
[A01](图像显示装置)
一种图像显示装置，包括：
(A)图像形成单元；以及
(B)导光单元，所述导光单元包括：
导光板，被配置为引导在所述图像形成单元中形成的图像光，以及
壳体构件，被配置为容纳所述导光板，所述壳体构件包括：
第一覆盖构件，
第二覆盖构件，附接至所述第一覆盖构件，以及
附接构件，被配置为将所述导光板附接至由所述第一覆盖构件和所述第二覆盖构件包围的壳体单元。
[A02]根据[A01]所述的图像显示装置，其中，
所述附接构件是由绝热材料制成。
[A03]根据[A02]所述的图像显示装置，其中，
所述附接构件的导热率小于所述导光板、所述第一覆盖构件和所述第二覆盖构件中的每一个的导热率。
[A04]根据[A01]所述的图像显示装置，其中，
所述附接构件是由缓冲材料制成。
[A05]根据[A04]所述的图像显示装置，其中，
所述附接构件的弹性模量小于所述导光板的弹性模量。
[A06]根据[A01]至[A05]中任一项所述的图像显示装置，其中，
所述导光板通过所述附接构件附接至所述第一覆盖构件。
[A07]根据[A01]至[A06]中任一项所述的图像显示装置，其中，
在所述导光板与所述第一覆盖构件之间设置间隙，并且
在所述导光板与所述第二覆盖构件之间设置间隙。
[A08]根据[A07]所述的图像显示装置，其中，
在所述间隙中存在空气。
[A09]根据[A08]所述的图像显示装置，其中，
所述第一覆盖构件和所述第二覆盖构件中的至少一个具有开口。
[A10]根据[A07]所述的图像显示装置，其中，
所述间隙均填充有惰性气体。
[A11]根据[A07]所述的图像显示装置，其中，
所述间隙均处于减压下。
[A12]根据[A01]至[A06]中任一项所述的图像显示装置，其中，
在所述导光板与所述第一覆盖构件之间设置树脂层，并且
所述导光板与所述第二覆盖构件之间设置树脂层。
[A13]根据[A12]所述的图像显示装置，其中，
所述树脂层的导热率小于所述导光板、所述第一覆盖构件和所述第二覆盖构件中的每一个的导热率。
[A14]根据[A01]至[A13]中任一项所述的图像显示装置，其中，
所述第一覆盖构件和所述第二覆盖构件均由光穿过的材料制成。
[A15]根据[A01]至[A14]中任一项所述的图像显示装置，其中，
紫外线保护层在外部光输入的一侧设置到所述覆盖构件的外表面。[A16]根据[A01]至[A15]中任一项所述的图像显示装置，其中，
调光器单元在外部光输入的一侧附接至所述覆盖构件。
[B01](导光单元)
一种导光单元，包括：
导光板；以及
壳体构件，被配置为容纳所述导光板，所述壳体构件包括
第一覆盖构件，
第二覆盖构件，附接至所述第一覆盖构件，以及
附接构件，被配置为将所述导光板附接至由所述第一覆盖构件和所述第二覆盖构件包围的壳体单元。
[B02]根据[B01]所述的导光单元，其中，
所述附接构件由绝热材料制成。
[B03]根据[B02]所述的导光单元，其中，
所述附接构件的导热率小于所述导光板、所述第一覆盖构件和所述第二覆盖构件中的每一个的导热率。
[B04]根据[B01]所述的导光单元，其中，
所述附接构件由缓冲材料制成。
[B05]根据[B04]所述的导光单元，其中，
所述附接构件的弹性模量小于所述导光板的弹性模量。
[B06]根据[B01]至[B05]中任一项所述的导光单元，其中，
所述导光板通过所述附接构件附接至所述第一覆盖构件。
[B07]根据[B01]至[B06]中任一项所述的导光单元，其中，
在所述导光板与所述第一覆盖构件之间设置间隙，并且
在所述导光板与所述第二覆盖构件之间设置间隙。
[B08]根据[B07]所述的图像显示装置，其中，
在所述间隙中存在空气。
[B09]根据[B08]所述的导光单元，其中，
所述第一覆盖构件和所述第二覆盖构件中的至少一个具有开口。
[B10]根据[B07]所述的导光单元，其中，
所述间隙均填充有惰性气体。
[B11]根据[B07]所述的导光单元，其中，
所述间隙均处于减小压力下。
[B12]根据[B01]至[B06]中任一项所述的导光单元，其中，
在所述导光板与所述第一覆盖构件之间设置树脂层，并且
在所述导光板与所述第二覆盖构件之间设置树脂层。
[B13]根据[B12]所述的导光单元，其中，
所述树脂层的导热率小于所述导光板、所述第一覆盖构件和所述第二覆盖构件中的每一个的导热率。
[B14]根据[B01]至[B13]中任一项所述的导光单元，其中，
所述第一覆盖构件和所述第二覆盖构件均由光穿过的材料制成。
[B15]根据[B01]至[B14]中任一项所述的导光单元，其中，
紫外线保护层在外部光输入的一侧设置到所述覆盖构件的外表面。
[B16]根据[B01]至[B15]中任一项所述的导光单元，其中，
调光器单元在外部光输入的一侧附接至所述覆盖构件。
[C01](显示设备)
一种显示设备，包括：
(1)框架，被配置为安放在观看者的头部上；以及
(2)图像显示装置，附接至所述框架，所述图像显示装置包括：
(A)图像形成单元；以及
(B)导光单元，所述导光单元包括：
导光板，被配置为引导在所述图像形成单元中形成的图像光，以及
壳体构件，被配置为容纳所述导光板，所述壳体构件包括：
第一覆盖构件，
第二覆盖构件，附接至所述第一覆盖构件，以及
附接构件，被配置为将所述导光板附接至由所述第一覆盖构件和所述第二覆盖构件包围的壳体单元。
[C02](显示设备)
一种显示设备，包括：
(1)框架，被配置为安放在观看者的头部上；以及
(2)图像显示装置，附接至所述框架，所述图像显示装置包括：
(A)图像形成单元；以及
(B)导光单元，所述导光单元包括：
导光板，被配置为引导在所述图像形成单元中形成的图像光，以及
壳体构件，被配置为容纳所述导光板，所述壳体构件包括根据[B01]至[B16]中任一项所述的壳体构件。
本领域技术人员应理解，根据设计需求和其他因素，可出现各种修改、组合、子组合或变更，只要它们在所附权利要求书及其等同物的范围内。

Claims (19)

1.一种图像显示装置，包括：
图像形成单元；以及
导光单元，所述导光单元包括：
导光板，被配置为引导在所述图像形成单元中形成的图像光，以及
壳体构件，被配置为容纳所述导光板，所述壳体构件包括：
第一覆盖构件，
第二覆盖构件，附接至所述第一覆盖构件，以及
附接构件，被配置为将所述导光板附接至壳体单元，所述壳体单元由所述第一覆盖构件和所述第二覆盖构件包围，
其中，所述第二覆盖构件关于所述导光板位于所述第一覆盖构件的对侧。
2.根据权利要求1所述的图像显示装置，其中，
所述附接构件由绝热材料制成。
3.根据权利要求2所述的图像显示装置，其中，
所述附接构件具有比所述导光板、所述第一覆盖构件和所述第二覆盖构件的每一个的导热率小的导热率。
4.根据权利要求1所述的图像显示装置，其中，
所述附接构件由缓冲材料制成。
5.根据权利要求4所述的图像显示装置，其中，
所述附接构件具有比所述导光板的弹性模量小的弹性模量。
6.根据权利要求1所述的图像显示装置，其中，
所述导光板通过所述附接构件附接至所述第一覆盖构件。
7.根据权利要求1所述的图像显示装置，其中，
在所述导光板与所述第一覆盖构件之间设置有间隙，并且
在所述导光板与所述第二覆盖构件之间设置有间隙。
8.根据权利要求7所述的图像显示装置，其中，
在所述间隙中存在空气。
9.根据权利要求8所述的图像显示装置，其中，
所述第一覆盖构件和所述第二覆盖构件中的至少一个具有开口。
10.根据权利要求7所述的图像显示装置，其中，
所述间隙均填充有惰性气体。
11.根据权利要求7所述的图像显示装置，其中，
所述间隙均处于减压下。
12.根据权利要求1所述的图像显示装置，其中，
在所述导光板与所述第一覆盖构件之间设置有树脂层，以及
在所述导光板与所述第二覆盖构件之间设置有树脂层。
13.根据权利要求12所述的图像显示装置，其中，
所述树脂层具有比所述导光板、所述第一覆盖构件和所述第二覆盖构件的每一个的导热率小的导热率。
14.根据权利要求1所述的图像显示装置，其中，
所述第一覆盖构件和所述第二覆盖构件均由光穿过的材料制成。
15.根据权利要求1所述的图像显示装置，其中，
紫外线保护层设置在外部光输入的一侧的覆盖构件的外表面。
16.根据权利要求1所述的图像显示装置，其中，
调光器单元附接至在外部光输入的一侧的覆盖构件。
17.根据权利要求1所述的图像显示装置，其中，所述第二覆盖构件经由布置在所述第一覆盖构件和/或所述第二覆盖构件的外边缘部分上的支撑单元附接至所述第一覆盖构件。
18.一种导光单元，包括：
导光板；以及
壳体构件，被配置为容纳所述导光板，所述壳体构件包括：
第一覆盖构件，
第二覆盖构件，附接至所述第一覆盖构件，以及
附接构件，被配置为将所述导光板附接至壳体单元，所述壳体单元由所述第一覆盖构件和所述第二覆盖构件包围，
其中，所述第二覆盖构件关于所述导光板位于所述第一覆盖构件的对侧。
19.一种显示设备，包括：
框架，被配置为安放在观看者的头部上；以及
图像显示装置，附接至所述框架，所述图像显示装置包括：
图像形成单元，以及
导光单元，所述导光单元包括：
导光板，被配置为引导在所述图像形成单元中形成的图像光，以及
壳体构件，被配置为容纳所述导光板，所述壳体构件包括：
第一覆盖构件，
第二覆盖构件，附接至所述第一覆盖构件，以及
附接构件，被配置为将所述导光板附接至壳体单元，所述壳体单元由所述第一覆盖构件和所述第二覆盖构件包围，
其中，所述第二覆盖构件关于所述导光板位于所述第一覆盖构件的对侧。
CN201510119639.6A 2014-03-25 2015-03-18 导光单元、图像显示装置及显示设备 Expired - Fee Related CN104950443B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014-062234 2014-03-25
JP2014062234A JP2015184560A (ja) 2014-03-25 2014-03-25 導光装置、画像表示装置及び表示装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104950443A CN104950443A (zh) 2015-09-30
CN104950443B true CN104950443B (zh) 2019-04-16

Family

ID=52626980

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510119639.6A Expired - Fee Related CN104950443B (zh) 2014-03-25 2015-03-18 导光单元、图像显示装置及显示设备

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9933621B2 (zh)
EP (1) EP2924491A1 (zh)
JP (1) JP2015184560A (zh)
CN (1) CN104950443B (zh)

Families Citing this family (64)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5434848B2 (ja) 2010-08-18 2014-03-05 ソニー株式会社 表示装置
JP5780129B2 (ja) 2011-11-22 2015-09-16 ソニー株式会社 光ビーム伸長装置、画像表示装置及び光学装置
JP5879973B2 (ja) 2011-11-30 2016-03-08 ソニー株式会社 光反射部材、光ビーム伸長装置、画像表示装置及び光学装置
US9753284B2 (en) 2012-01-24 2017-09-05 Sony Corporation Display device
JP6145966B2 (ja) 2012-05-09 2017-06-14 ソニー株式会社 表示装置
WO2014109115A1 (ja) 2013-01-10 2014-07-17 ソニー株式会社 画像表示装置、画像生成装置及び透過型空間光変調装置
JP6123342B2 (ja) 2013-02-20 2017-05-10 ソニー株式会社 表示装置
WO2014168010A1 (ja) 2013-04-11 2014-10-16 ソニー株式会社 画像表示装置及び表示装置
WO2014167934A1 (ja) 2013-04-11 2014-10-16 ソニー株式会社 画像表示装置及び表示装置
JP6367529B2 (ja) 2013-06-25 2018-08-01 ソニー株式会社 表示装置、表示制御方法、表示制御装置、および電子機器
JP6468182B2 (ja) 2013-07-04 2019-02-13 ソニー株式会社 表示装置
EP3024221B1 (en) 2013-07-16 2018-10-31 Sony Corporation Display device
JP6311714B2 (ja) 2013-07-16 2018-04-18 ソニー株式会社 表示装置
JP2015148782A (ja) 2014-02-10 2015-08-20 ソニー株式会社 画像表示装置及び表示装置
JP6314518B2 (ja) 2014-02-10 2018-04-25 ソニー株式会社 画像表示装置及び表示装置
JP6201836B2 (ja) 2014-03-14 2017-09-27 ソニー株式会社 光学装置及びその組立方法、ホログラム回折格子、表示装置並びにアライメント装置
JP6391952B2 (ja) 2014-03-17 2018-09-19 ソニー株式会社 表示装置及び光学装置
JP2015184561A (ja) 2014-03-25 2015-10-22 ソニー株式会社 導光装置、画像表示装置及び表示装置
KR102262215B1 (ko) * 2014-09-01 2021-06-08 삼성전자주식회사 백라이트 유닛 및 이를 포함한 홀로그래픽 디스플레이
US10520738B2 (en) * 2015-02-25 2019-12-31 Lg Innotek Co., Ltd. Optical apparatus
US11609427B2 (en) 2015-10-16 2023-03-21 Ostendo Technologies, Inc. Dual-mode augmented/virtual reality (AR/VR) near-eye wearable displays
US20170115489A1 (en) * 2015-10-26 2017-04-27 Xinda Hu Head mounted display device with multiple segment display and optics
US11106273B2 (en) 2015-10-30 2021-08-31 Ostendo Technologies, Inc. System and methods for on-body gestural interfaces and projection displays
US9851569B2 (en) 2015-11-06 2017-12-26 Microsoft Technology Licensing, Llc Mounting apparatus for head-mounted display device
US9759923B2 (en) * 2015-11-19 2017-09-12 Microsoft Technology Licensing, Llc Low-stress waveguide mounting for head-mounted display device
US10345594B2 (en) 2015-12-18 2019-07-09 Ostendo Technologies, Inc. Systems and methods for augmented near-eye wearable displays
US10578882B2 (en) 2015-12-28 2020-03-03 Ostendo Technologies, Inc. Non-telecentric emissive micro-pixel array light modulators and methods of fabrication thereof
FR3046850B1 (fr) * 2016-01-15 2018-01-26 Universite De Strasbourg Guide optique ameliore et systeme optique comportant un tel guide optique
US10353203B2 (en) 2016-04-05 2019-07-16 Ostendo Technologies, Inc. Augmented/virtual reality near-eye displays with edge imaging lens comprising a plurality of display devices
US20170315356A1 (en) * 2016-04-28 2017-11-02 Jani Kari Tapio Tervo Waveguides of near-eye display devices for suppressing ghost images
US10453431B2 (en) 2016-04-28 2019-10-22 Ostendo Technologies, Inc. Integrated near-far light field display systems
US20170315347A1 (en) * 2016-04-29 2017-11-02 Mikko Antton Juhola Exit Pupil Expander for Laser-Scanner and Waveguide Based Augmented-Reality Displays
US10522106B2 (en) 2016-05-05 2019-12-31 Ostendo Technologies, Inc. Methods and apparatus for active transparency modulation
JP7117544B2 (ja) * 2016-06-15 2022-08-15 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 多色表示装置、多色表示装置の階調値の設定方法、および多色表示装置の製造方法
JP6872136B2 (ja) * 2016-07-20 2021-05-19 ソニーグループ株式会社 画像表示装置、表示装置、及び、表示装置の調整方法
TWI761320B (zh) * 2016-10-04 2022-04-21 日商半導體能源研究所股份有限公司 顯示裝置及電子裝置
KR20180065421A (ko) * 2016-12-07 2018-06-18 삼성전자주식회사 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 홀로그래픽 디스플레이 장치
EP3612914A1 (en) 2017-04-17 2020-02-26 Akonia Holographics, LLC Skew mirror auxiliary imaging
JP7193472B2 (ja) * 2017-04-19 2022-12-20 ルミレッズ ホールディング ベーフェー 車両用ヘッドライトシステム
TWI717602B (zh) * 2017-05-16 2021-02-01 宏達國際電子股份有限公司 頭戴式顯示裝置
TW201923403A (zh) * 2017-08-23 2019-06-16 新加坡商偉創力有限公司 波導總成以及對準設計及整合
JP7001434B2 (ja) * 2017-11-10 2022-01-19 シャープ株式会社 表示装置
EP3712681A4 (en) * 2017-11-17 2020-11-11 Shimadzu Corporation DISPLAY DEVICE
CN111512211B (zh) 2017-12-20 2022-06-21 伊奎蒂公司 增强现实显示系统
JPWO2019155567A1 (ja) * 2018-02-08 2020-12-03 株式会社島津製作所 ライトガイド及び画像表示装置
US11204501B2 (en) * 2018-04-24 2021-12-21 Mentor Acquisition One, Llc See-through computer display systems with vision correction and increased content density
WO2019239466A1 (ja) * 2018-06-11 2019-12-19 株式会社島津製作所 画像表示装置
US11513372B2 (en) 2018-06-12 2022-11-29 Magic Leap, Inc. Edge sealant application for optical devices
KR102084723B1 (ko) * 2018-06-27 2020-03-04 (주)비젼에이드 플라스틱 엘시디 셰이드를 구비한 증강현실 및 가상현실 겸용 스마트 글라스 디스플레이 장치
CN117310920A (zh) * 2018-07-23 2023-12-29 奇跃公司 用于边缘密封剂和层压坝的光学装置通气间隙
US11347056B2 (en) * 2018-08-22 2022-05-31 Microsoft Technology Licensing, Llc Foveated color correction to improve color uniformity of head-mounted displays
CN109116566B (zh) * 2018-09-06 2020-08-04 北京理工大学 一种近眼显示装置
JP7195419B2 (ja) 2018-10-16 2022-12-23 マジック リープ， インコーポレイテッド ポリマー製品を鋳造するための方法および装置
JP2020071292A (ja) * 2018-10-30 2020-05-07 セイコーエプソン株式会社 頭部装着型表示装置
JP2020161923A (ja) * 2019-03-26 2020-10-01 セイコーエプソン株式会社 装着型表示装置
US10678059B1 (en) * 2019-04-02 2020-06-09 Microsoft Technology Licensing, Llc Concealed shock protector for head-mounted device display
KR20200134139A (ko) * 2019-05-21 2020-12-01 삼성전자주식회사 안경형 디스플레이 장치
CN111025812B (zh) * 2020-01-07 2022-10-11 中国人民解放军国防科技大学 一种基于金属电沉积的电致变发射率器件及制备方法
US11619835B2 (en) 2020-12-08 2023-04-04 Snap Inc. Eyewear display having offset bonding
CN113504646A (zh) * 2021-07-07 2021-10-15 合肥视涯显示科技有限公司 一种可穿戴显示装置及其驱动方法
WO2023013216A1 (ja) * 2021-08-04 2023-02-09 株式会社ジャパンディスプレイ 液晶光学素子
WO2023013214A1 (ja) * 2021-08-04 2023-02-09 株式会社ジャパンディスプレイ 液晶光学素子及びその製造方法
CN114578580B (zh) * 2021-12-29 2023-03-31 浙江大学 一种准直背光源、多向背光源及三维显示装置
JP2023140643A (ja) * 2022-03-23 2023-10-05 ソニーグループ株式会社 導光板積層体、表示装置、及び表示装置用モジュール

Family Cites Families (62)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69221987T2 (de) * 1991-11-01 1998-02-05 Sega Enterprises Kk Am Kopf befestigte Abbildungsvorrichtung
JPH06194650A (ja) * 1992-12-25 1994-07-15 Citizen Watch Co Ltd 表示装置
JPH095722A (ja) 1995-06-14 1997-01-10 Nikko Kogyo Kk 液晶パネル保持枠
KR100701014B1 (ko) 2000-11-22 2007-03-29 삼성전자주식회사 광 가이드 장치, 이를 갖는 액정 표시 모듈 및 액정 표시장치
JP3891843B2 (ja) 2002-01-08 2007-03-14 株式会社日立製作所 液晶表示装置
IL148804A (en) 2002-03-21 2007-02-11 Yaacov Amitai Optical device
JP4569942B2 (ja) 2002-09-26 2010-10-27 三菱電機株式会社 光アクティブデバイス
US6864929B2 (en) 2003-04-22 2005-03-08 Chunghwa Picture Tubes, Ltd. Secure frame for light module
JPWO2005096083A1 (ja) * 2004-03-31 2008-02-21 大見　忠弘 液晶表示用導光板およびその製造方法
JP4742575B2 (ja) 2004-12-03 2011-08-10 株式会社ニコン 画像表示光学系及び画像表示装置
TWI243608B (en) 2004-05-31 2005-11-11 Au Optronics Corp Flat panel display
JP4810949B2 (ja) 2005-09-29 2011-11-09 ソニー株式会社 光学装置及び画像表示装置
US7394058B2 (en) * 2006-07-12 2008-07-01 Agilent Technologies, Inc. Touch screen with light-enhancing layer
US8471975B2 (en) 2007-05-23 2013-06-25 Lg Display Co., Ltd. Display device
TWI368075B (en) * 2008-01-14 2012-07-11 Chimei Innolux Corp Side type backlight module, liquid crystal display and assembling method thereof
JP4713622B2 (ja) * 2008-09-19 2011-06-29 株式会社日立製作所 液晶表示装置及びこれを用いた映像表示装置
JP5147623B2 (ja) 2008-09-29 2013-02-20 オリンパス株式会社 頭部装着型画像表示装置
JP5321011B2 (ja) 2008-11-25 2013-10-23 ソニー株式会社 画像信号処理装置、画像信号処理方法および画像投射装置
JP5678460B2 (ja) 2010-04-06 2015-03-04 ソニー株式会社 頭部装着型ディスプレイ
JP5494153B2 (ja) 2010-04-08 2014-05-14 ソニー株式会社 頭部装着型ディスプレイにおける画像表示方法
JP5434848B2 (ja) 2010-08-18 2014-03-05 ソニー株式会社 表示装置
US8446676B2 (en) * 2010-09-16 2013-05-21 Olympus Corporation Head-mounted display device
JP5679278B2 (ja) 2010-10-12 2015-03-04 株式会社ジャパンディスプレイ バックライトユニット及び液晶表示装置
US9292973B2 (en) * 2010-11-08 2016-03-22 Microsoft Technology Licensing, Llc Automatic variable virtual focus for augmented reality displays
JP5598281B2 (ja) 2010-11-19 2014-10-01 ソニー株式会社 投射型表示システム
US8743463B2 (en) 2011-02-04 2014-06-03 Seiko Epson Corporation Virtual image display
JP5655626B2 (ja) 2011-02-24 2015-01-21 ソニー株式会社 画像処理装置、および画像処理方法、並びにプログラム
JP2012252091A (ja) * 2011-06-01 2012-12-20 Sony Corp 表示装置
WO2012165318A1 (ja) 2011-06-01 2012-12-06 シャープ株式会社 照明装置、表示装置及びテレビ受信装置
JP5790187B2 (ja) * 2011-06-16 2015-10-07 ソニー株式会社 表示装置
EP2748670B1 (en) * 2011-08-24 2015-11-18 Rockwell Collins, Inc. Wearable data display
JP6119091B2 (ja) 2011-09-30 2017-04-26 セイコーエプソン株式会社 虚像表示装置
JP5780129B2 (ja) 2011-11-22 2015-09-16 ソニー株式会社 光ビーム伸長装置、画像表示装置及び光学装置
JP5879973B2 (ja) 2011-11-30 2016-03-08 ソニー株式会社 光反射部材、光ビーム伸長装置、画像表示装置及び光学装置
US9753284B2 (en) 2012-01-24 2017-09-05 Sony Corporation Display device
US9368546B2 (en) * 2012-02-15 2016-06-14 Microsoft Technology Licensing, Llc Imaging structure with embedded light sources
JP6035793B2 (ja) 2012-03-14 2016-11-30 ソニー株式会社 画像表示装置及び画像生成装置
US8752992B2 (en) * 2012-03-26 2014-06-17 Shenzhen China Star Optoelectronics Technology Co., Ltd. Backlight module
CN102606960A (zh) * 2012-03-26 2012-07-25 深圳市华星光电技术有限公司 背光模组
CN102635816B (zh) 2012-03-29 2015-09-09 深圳市华星光电技术有限公司 背光模块及液晶显示装置
JP6145966B2 (ja) 2012-05-09 2017-06-14 ソニー株式会社 表示装置
CN102654601A (zh) 2012-05-10 2012-09-05 深圳市华星光电技术有限公司 具有缓冲保护固定结构的导光板及其液晶显示装置
JP2014049934A (ja) 2012-08-31 2014-03-17 Sony Corp ヘッドマウントディスプレイ
CN202922965U (zh) 2012-11-30 2013-05-08 深圳市华星光电技术有限公司 导光板翘曲缓冲结构和背光模组
WO2014109115A1 (ja) 2013-01-10 2014-07-17 ソニー株式会社 画像表示装置、画像生成装置及び透過型空間光変調装置
JP6244631B2 (ja) 2013-02-19 2017-12-13 セイコーエプソン株式会社 虚像表示装置
JP6123342B2 (ja) 2013-02-20 2017-05-10 ソニー株式会社 表示装置
WO2014167934A1 (ja) 2013-04-11 2014-10-16 ソニー株式会社 画像表示装置及び表示装置
WO2014168010A1 (ja) 2013-04-11 2014-10-16 ソニー株式会社 画像表示装置及び表示装置
JP2014225725A (ja) 2013-05-15 2014-12-04 ソニー株式会社 表示装置及び画像表示装置用光源
US9632237B2 (en) * 2013-06-07 2017-04-25 Sharp Kabushiki Kaisha Illumination device, display device, and TV receiver
JP6367529B2 (ja) 2013-06-25 2018-08-01 ソニー株式会社 表示装置、表示制御方法、表示制御装置、および電子機器
JP6468182B2 (ja) 2013-07-04 2019-02-13 ソニー株式会社 表示装置
JP6311714B2 (ja) 2013-07-16 2018-04-18 ソニー株式会社 表示装置
EP3024221B1 (en) 2013-07-16 2018-10-31 Sony Corporation Display device
JP2015052635A (ja) 2013-09-05 2015-03-19 ソニー株式会社 光学ユニット、撮像装置
JP6225657B2 (ja) 2013-11-15 2017-11-08 セイコーエプソン株式会社 光学素子および画像表示装置並びにこれらの製造方法
JP2015148782A (ja) 2014-02-10 2015-08-20 ソニー株式会社 画像表示装置及び表示装置
JP6314518B2 (ja) 2014-02-10 2018-04-25 ソニー株式会社 画像表示装置及び表示装置
JP6201836B2 (ja) 2014-03-14 2017-09-27 ソニー株式会社 光学装置及びその組立方法、ホログラム回折格子、表示装置並びにアライメント装置
JP6391952B2 (ja) 2014-03-17 2018-09-19 ソニー株式会社 表示装置及び光学装置
JP2015184561A (ja) 2014-03-25 2015-10-22 ソニー株式会社 導光装置、画像表示装置及び表示装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN104950443A (zh) 2015-09-30
JP2015184560A (ja) 2015-10-22
US20150277126A1 (en) 2015-10-01
US9933621B2 (en) 2018-04-03
EP2924491A1 (en) 2015-09-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104950443B (zh) 导光单元、图像显示装置及显示设备
EP2924490B1 (en) Light guide unit, image display device, and display apparatus
CN104932102B (zh) 显示装置和光学装置
JP6690550B2 (ja) 光学装置及び表示装置
CN108490614B (zh) 显示装置和图像显示方法
CN104520753B (zh) 显示设备
US11003212B2 (en) Image display device, display device, and adjustment method for display device
US10746998B2 (en) Optical device, image display device, and display device
CN110537136B (zh) 光学装置、图像显示装置及显示装置
KR102660379B1 (ko) 조광 장치, 화상 표시 장치 및 표시 장치
US11966054B2 (en) Display device
US11378860B2 (en) Dimming device, image display device, and display device, and dimming device manufacturing method
WO2017033601A1 (ja) 表示装置、及び、表示装置の調整方法
WO2020241103A1 (ja) 画像表示装置及び表示装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20190416

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee