CN111542777A - 图像显示设备和显示设备 - Google Patents

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CN111542777A CN201880080872.XA CN201880080872A CN111542777A CN 111542777 A CN111542777 A CN 111542777A CN 201880080872 A CN201880080872 A CN 201880080872A CN 111542777 A CN111542777 A CN 111542777A
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Abstract

图像显示设备11包括图像形成设备20和反射光学构件30。在反射光学构件30的对置面31上，多个反射光学元件40被设在第一方向和不同于第一方向的第二方向上，该对置面31面向观察者。从图像形成设备20发射并且形成图像的细节区域的光进入反射光学元件40并朝向观察者的瞳孔12离开反射光学元件40。

Description

图像显示设备和显示设备
技术领域
本公开涉及一种图像显示设备和设有该图像显示设备的显示设备，具体地涉及构成头戴式显示器(HMD)的显示设备和适合于结合到该显示设备中的图像显示设备。
背景技术
近年来，已经认证开发了所谓的虚拟现实(VR)护目镜或VR眼镜。VR护目镜包括被布置为与观察者的双眼对置的一对平面显示设备(例如，参见日本专利申请公开No.2017-183763)，该对平面显示设备由便携式终端(诸如一个智能电话)的显示器实现。也就是说，用于右眼的图像和用于左眼的图像显示在便携式终端(诸如一个智能电话)的显示器中。此外，在VR护目镜等中，例如，使用对角线尺寸为4英寸的平面显示设备，以便解决对于广角的需要，并且经常使用玻璃基板来降低具有这样的尺寸的平面显示设备的制造成本。然而，在使用这样的玻璃基板的平面显示设备中，难以改进构成用于显示图像的像素电路和用于信号处理的外围电路的晶体管的性能。此外，与半导体精细处理技术相比，难以使像素微型化。
引文列表
专利文档
专利文档1：日本专利申请公开No.2017-183763
发明内容
本发明要解决的问题
为了改进像素电路和外围电路中使用的晶体管的性能，有必要使用硅基板；然而，存在这样的问题，即制造具有大面积的这样的平面显示设备是昂贵的。此外，如稍后所述，存在另一个问题，即因为使用一对平面显示设备，所以右眼观看的图像的范围不同于左眼观看的图像的范围。
相应地，本公开的第一目的是提供一种可以廉价制造的图像显示设备和使用该图像显示设备的显示设备。此外，本公开的第二目的是提供一种图像显示设备和使用该图像显示设备的显示设备，该图像显示设备具有这样的配置和结构，其中右眼观看的图像的范围和左眼观看的图像的范围之间出现很小的差异。此外，本公开的第三目的是提供一种能够改进根据本公开的第一方面的图像显示设备的性能的光反射构件。
问题的解决方案
根据本公开的第一方面的用于实现上述第一目的的图像显示设备包括：
图像形成设备以及光反射构件，
在光反射构件的与观察者对置的对置面上，多个光反射元件被设在第一方向和不同于第一方向的第二方向上，其中，
构成从图像形成设备发射的图像的微小区域的光入射到光反射元件，并且从光反射元件朝向观察者的瞳孔发射。
根据本公开的第二方面的用于实现上述第二目的的图像显示设备包括：
图像形成设备以及光反射构件，其中，
光反射构件是弯曲的，并且
从图像形成设备发射的图像被光反射构件反射，并且到达观察者的瞳孔。
根据本公开的第一方面的用于实现上述第一目的的显示设备是：
包括以下装置的显示设备：第一图像显示设备；以及第二图像显示设备，第一图像显示设备和第二图像显示设备被穿戴在观察者的头部，其中，
第一图像显示设备包括第一图像形成设备和第一光反射构件，
在第一光反射构件的与观察者对置的对置面上，多个第一光反射元件被设在第一方向和不同于第一方向的第二方向上，
第二图像显示设备包括第二图像形成设备和第二光反射构件，
在第二光反射构件的与观察者对置的对置面上，多个第二光反射元件被设在第一方向和不同于第一方向的第二方向上，
构成从第一图像形成设备发射的图像的微小区域的光入射到第一光反射元件，并且从第一光反射元件朝向观察者的一个瞳孔发射，并且
构成从第二图像形成设备发射的图像的微小区域的光入射到第二光反射元件，并且从第二光反射元件朝向观察者的另一个瞳孔发射。
根据本公开的第二方面的用于实现上述第二目的的显示设备是：
包括以下装置的显示设备：第一图像显示设备；以及第二图像显示设备，第一图像显示设备和第二图像显示设备被佩戴在观察者的头上，其中，
第一图像显示设备包括第一图像形成设备和第一光反射构件，
第二图像显示设备包括第二图像形成设备和第二光反射构件，
第一光反射构件是弯曲的，
从第一图像形成设备发射的图像被第一光反射构件反射，并且到达观察者的一个瞳孔，
第二光反射构件是弯曲的，并且
从第二图像形成设备发射的图像被第二光反射构件反射，并且到达观察者的另一个瞳孔。
本公开的用于实现上述第三目的的光反射构件是包括以下元件的光反射构件：
多个光反射元件，该多个光反射元件在与观察者对置的对置面上被设在第一方向和不同于第一方向的第二方向上，其中，
从图像形成设备发射的图像的微小区域入射到光反射元件，并且从光反射元件朝向观察者的瞳孔发射。
附图说明
图1A和图1B是示例1的图像显示设备的概念图和构成示例1的图像显示设备的光反射元件的概念图。
图2是示例1的显示设备的概念图。
图3A和图3B是对于构成示例1的图像显示设备的光反射元件的修改的概念图。
图4是示例2的图像显示设备的概念图。
图5是示例2的显示设备的概念图。
图6是示例1或示例2的图像显示设备的概念图。
图7是示例1或示例2的显示设备的概念图。
图8是传统显示设备的概念图。
图9是传统显示设备的概念图。
图10是在第一光学装置和图像形成设备被设置为相互非平行的状态的情况下，从第一光学装置发射的光在光反射元件上形成图像的状态的示意图。
图11是在第一光学装置和图像形成设备被设置为相互平行的状态的情况下，从第一光学装置发射的光在光反射元件附近形成图像的状态的示意图。
图12包括成像设备的图像显示设备的概念图。
具体实施方式
在下文中，下面参照附图基于示例来描述本公开；但是本公开不限于示例，并且示例中的各种数值和资料是举例说明。注意，描述是按以下次序提供的。
1.根据本公开的第一方面至第二方面的图像显示设备、根据本公开的第一方面至第二方面的显示设备、以及本公开的光反射构件的总体描述
2.示例1(根据本公开的第一方面的图像显示设备、根据本公开的第一方面的显示设备、以及本公开的光反射构件)
3.示例2(根据本公开的第二方面的图像显示设备和根据本公开的第二方面的显示设备)
4.其他
<根据本公开的第一方面至第二方面的图像显示设备、根据本公开的第一方面至第二方面的显示设备、以及本公开的光反射构件的总体描述>
根据本公开的第一方面的图像显示设备以及构成根据本公开的第一方面的显示设备的第一图像显示设备和第二图像显示设备有时被统称为“根据本公开的第一方面的图像显示设备等”，根据本公开的第一方面至第二方面的图像显示设备以及构成根据本公开的第一方面至第二方面的显示设备的第一图像显示设备和第二图像显示设备有时被统称为“本公开的图像显示设备等”。图像形成设备、第一图像形成设备和第二图像形成设备有时被统称为“图像形成设备等”，光反射构件、第一光反射构件和第二光反射构件有时被统称为“光反射构件等”，光反射元件、第一光反射元件和第二光反射元件有时被统称为“光反射元件等”。
设X轴是包括连接右眼球和左眼球的旋转中心的线段的直线，X轴方向是X轴延伸的方向，Y轴是作为连接右眼球和左眼球的旋转中心的线段的垂直平分线并且平行于通过两个眼球的旋转中心的直线的直线，Y轴方向是Y轴延伸的方向。替代地，Y轴方向平行于由通过眼球的入射光瞳的中心的直线限定的瞳孔轴，并且垂直于角膜表面。设Z轴为与X轴和Y轴正交的轴。可以说，光反射构件等作为整体被设置在平行于XY平面的虚拟平面上；但是有可能第一光反射构件和第二光反射构件未被设置在平行于完全相同的XY平面的虚拟平面上。第一图像显示设备和第二图像显示设备被相对于YZ平面对称地布置。在以观察者作为参考限定水平方向(X轴方向)和垂直方向(Y轴方向)的情况下，第一方向被限定为平行于X轴方向，第二方向被限定为平行于Y轴方向。然而，该第一方向和该第二方向不限于所述限定，并且本质上可以是任何方向。
在根据本公开的第一方面至第二方面的显示设备中以下布置是可以的，在该布置中，第一图像显示设备和第二图像显示设备被容纳在壳体中，隔板被设置在壳体的容纳第一图像显示设备的区域和壳体的容纳第二图像显示设备的区域之间。提供隔板使得可以可靠地防止从第一图像形成设备发射的光与构成第二图像显示设备的第二光反射构件碰撞，并且可以可靠地防止从第二图像形成设备发射的光与构成第一图像形成设备的第一光反射构件碰撞。
在包括上述优选布置的根据本公开的第一方面的图像显示设备等中，光反射构件等的对置面(或光反射构件等)可以是凹形地朝向观察者弯曲的。类似内容适用于根据本公开的第二方面的图像显示设备以及构成根据本公开的第二方面的显示设备的第一图像显示设备和第二图像显示设备。
然后，在这样的布置中，光反射构件等的对置面可以包括球面的一部分、非球面的一部分、或圆柱面的一部分。注意，该圆柱面是以在Y轴方向上延伸的线段用作旋转轴、由平行于该旋转轴的另一线段一次旋转得到的图(面)。该圆柱面还包括以线段用作旋转轴、由另一曲线一次旋转得到的图(面)。这里，可以举例在将非球面沿着包括该非球面的中心轴的虚拟平面切断时获得的曲线作为该另一曲线。类似内容适用于根据本公开的第二方面的图像显示设备以及构成根据本公开的第二方面的显示设备的第一图像显示设备和第二图像显示设备。
光反射构件等的正交投影图像的形状可以是矩形(诸如正方形、长方形或菱形)、包括正多边形(诸如正六边形或正八边形)的多边形、圆形或椭圆形。这里，矩形和多边形包括其顶点(拐角)被倒圆的矩形和多边形、其边被倒圆(例如，边是弧或圆弧)的矩形和多边形，还有其边被倒圆(边是弧或圆弧)且顶点(拐角)被倒圆的矩形和多边形。假定与光反射构件等的正交投影图像的面积相等的圆，光反射构件等的正交投影图像的大小在用半径r0表达时可以例示为r0＝10mm至100mm。在球面的一部分构成光反射构件等的情况下，球面的曲率半径r1可以例示为r0至3r0，而在非球面的一部分构成光反射构件等的情况下，光反射构件等的中心处的曲率半径r1可以例示为r0至3r0。在圆柱面的一部分构成光反射构件等的情况下，从旋转轴到另一线段或曲线的距离D1可以例示为r0至3r0。注意，如上所述，旋转轴和该另一线段彼此平行，而该另一曲线在离旋转轴最远的点处的切线平行于旋转轴。旋转轴和该切线之间的距离用从旋转轴到另一曲线的距离D1表示。类似内容适用于根据本公开的第二方面的图像显示设备以及构成根据本公开的第二方面的显示设备的第一图像显示设备和第二图像显示设备。
此外，在包括上述优选布置的根据本公开的第一方面的图像显示设备等中，光反射元件等可以包括柱状构件，构成从图像形成设备等发射的图像的微小区域的光通过该柱状构件入射并且被发射，并且具有比构成柱状构件的材料(为方便起见，称为“第一材料”)的折射率更低的折射率的材料(为方便起见，称为“第二材料”)可以被填充在光反射元件等和光反射元件等之间。然后，在这种情况下，当将柱状构件沿着与柱状构件的轴正交的虚拟平面切断时，截面形状可以是矩形(诸如正方形、长方形或菱形)、包括正多边形(诸如正六边形或正八边形)的多边形、圆形或椭圆形；但截面形状不限于这些形状。当构成从图像形成设备等发射的图像的微小区域的光入射柱状构件时，该光(为方便起见，被称为“入射光”)被柱状构件的侧面和底面反射，并且从柱状构件朝向观察者的瞳孔发射[此光(为方便起见，被称为“发射光”)]。这样的柱状构件具有与螳螂眼睛的结构类似的结构。在第一材料的折射率用n1表示而第二材料的折射率用n2表示的情况下，满足关系n1>n2，并且优选的是选择(n1,n2)以使得入射光被柱状构件的侧面全反射。第一材料的示例包括环烯烃聚合物(COP)树脂(例如，由日本Zeon株式会社制造的ZEONEX树脂[注册商标])、非晶聚烯烃(APO)和耐热透明树脂(例如，由JSR株式会社制造的ARTON树脂[注册商标])，第二材料的示例包括基于聚烯烃的树脂(例如，由三井化学株式会社制造的TPX[注册商标])、丙烯酸树脂(包括聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)树脂)和无机材料(例如，SiO2)，且第二材料可以是空气。光反射层优选地形成在柱状构件的底面上。替代地，光反射层优选地形成在光反射构件等的对置面的与柱状构件的底面接触的区域中。防反射层可以形成在光反射构件等的对置面的不与柱状构件的底面接触的区域中。作为用于制造柱状构件的方法，或者，替代地，作为用于在光反射构件等的对置面上形成柱状构件的方法，可以举例纳米压印法、注射成型法和喷墨法。另外，可以在后一步骤中使被形成为平面状态的光反射构件弯曲。
替代地，在包括上述优选布置的根据本公开的第一方面的图像显示设备等中，光反射元件等可以包括平滑的凸形部分，构成从图像形成设备等发射的图像的微小区域的光通过该凸形部分入射并且被发射。替代地，在包括上述优选布置的根据本公开的第一方面的图像显示设备等中，光反射元件等可以包括平滑的凹形部分，构成从图像形成设备等发射的图像的微小区域的光从该凹形部分被反射。凸形部分或凹形部分的形状的示例包括球体的一部分、圆柱体的一部分、沿某个方向倾斜的形状(工厂屋顶形状)以及圆柱形状；但是该形状不限于此。当构成从图像形成设备等发射的图像的微小区域的光入射到凸形部分或凹形部分时，该光(入射光)被凸形部分或凹形部分的底面反射，被作为发射光从凸形部分或凹形部分朝向观察者的瞳孔发射，并且被反射。只要求凸形部分或凹形部分的特定形状具有能够获得这样的入射光和发射光的形状。光反射层优选地形成在凸形部分的底面上。替代地，光反射层形成在光反射构件等的对置面的与凸形部分的底面接触的区域中。用于生成凸形部分或凹形部分的方法或用于在光反射构件等的对置面上形成凸形部分或凹形部分的方法的示例包括纳米压印法、注射成型法和喷墨法。
只要求构成光反射层的材料基本上是反射可见光的任何材料，其示例包括银、铝和硫酸钡涂料。
此外，在包括上述各种优选布置和构造的本公开的图像显示设备等中，用于将从图像形成设备等发射的图像放大的第一光学装置可以被设置在图像形成设备等和光反射构件等之间。第一光学装置的示例包括具有透镜组的光学系统，在该透镜组中，最后级透镜被设置在离图像显示设备等短距离处(例如，1mm内)。优选的是，图像显示设备等和最后级透镜之间的距离更短。相应地，可以使得从图像显示设备等发射的更大量的光入射在透镜组上，并且通过第一光学装置的光的光通量增加，从而提高照度。构成图像显示设备的第一光学装置、构成第一图像显示设备的第一光学装置、以及构成第二图像显示设备的第一光学装置以下有时被统称为“第一光学装置等”。
注意，优选的是，第一光学装置等和图像形成设备等被布置为相互非平行的状态，即，从发射自第一光学装置等的光容易在光反射元件等上形成图像的角度来说，第一光学装置等的光轴和从图像形成设备等的中心发射的光的方向优选地处于非平行的状态。具体地说，例如，只要求Scheimpflug原理被用于在光反射构件的对置面上实现聚焦。
此外，在第一光学装置等的开口直径用“ss”表示、系数(1.2或更大且2.0或更小)用“a”表示、从光反射构件等的中心到第一光学装置等的开口位置的距离用“f”表示、并且从图像形成设备等入射第一光学装置等的入射光的波长用“λ”表示的情况下，可期望满足以下关系：
ss’＝a(f’·λ)1/2
这使得即使在具有弯曲形状的光反射构件等上，也可以容易地实现聚焦，并且容易放宽对于光反射构件等的形状的约束，从而使得容易缩小例如第一光学装置等的尺寸。
此外，具体地说，在使得光反射构件等具有弯曲表面的情况下，可期望的是，第一光学装置是所谓的fθ鱼眼透镜系统。即，优选的是使用满足y＝fθ的投影法(等立体角投影)的鱼眼透镜系统，其中，y表示像高，f表示焦距，θ表示半视角。
此外，本公开的图像显示设备等可以包括具有与第一光学装置的透镜系统相同类型的光学系统的成像设备。然后，成像设备捕获的图像可以显示在图像形成设备等上，即，所捕获的图像可以由图像形成设备照原样再现。
此外，在包括上述各种优选布置和构造的本公开的图像显示设备等中，用于使从光反射构件等发射的光会聚在观察者的瞳孔上的第二光学装置可以被设置在光反射构件等和观察者之间。构成从图像形成设备等发射的图像的微小区域的光入射到光反射元件等，并且从光反射元件等朝向观察者的瞳孔发射，具体地说，该光被朝向第二光学装置发射，并且从第二光学装置发射的光入射(会聚)在观察者的瞳孔上。第二光学装置的示例包括凸透镜和凸透镜系统。替代地，组合有凸透镜和凹透镜的弯月形透镜系统可以作为举例说明，并且Fresnel透镜系统可以作为凸透镜的举例说明。构成图像显示设备的第二光学装置、构成第一图像显示设备的第二光学装置、以及构成第二图像显示设备的第二光学装置以下有时被统称为“第二光学装置等”。
此外，在包括上述各种优选布置和构造的本公开的图像显示设备等中，从图像形成设备等发射的图像可以被投影在光反射构件等的整个对置面上。就这样的布置而言，围绕图像的一种框状区域不被观察从图像形成设备等发射的图像的观察者视觉辨识，这导致所谓的无框状态，并且使得观察者能够以高现实的感觉查看图像。
此外，在包括上述各种优选布置和构造的本公开的图像显示设备等中，当从图像形成设备等发射的光入射到光反射元件等并且被从光反射元件等发射时，入射到光反射元件等的光的矢量的符号(用“入射kv in”表示)和从光反射元件等发射的光的矢量的符号(用“发射kv out”表示)彼此可能是相反的。换句话说，
优选的是满足这样的关系
kv in+kv out＝0。通过采用这样的布置，构成从图像形成设备等发射的图像的微小区域的光入射到光反射元件等，并且被可靠地从光反射元件等朝向观察者的瞳孔发射。注意，在每个光反射元件等的入射矢量和发射矢量中，每个光反射元件等中的坐标轴被用作参考。这里，在每个光反射元件中，已经入射到光反射元件的光与某个表面碰撞并且将方向变为发射方向的情况下，坐标轴是(x0轴,y0轴,z0轴)，其中，某个表面的中心处的法线被定义为z0轴，与z0轴正交并且在平行于X轴的该某个表面上的轴被定义为x0轴，该某个表面上与x0轴和z0轴正交的轴被定义为y0轴。
此外，包括上述各种优选布置和构造的本公开的图像显示设备等可以被容纳在壳体中。然后，在这种情况下，防反射构件可以被设置在包括隔板的壳体的内表面上。构成防反射构件的材料的示例包括丝绒(布料)和使用碳纳米管的vantablack(涂料)等。在两个图像显示设备被容纳的情况下，壳体包括相对于观察者的至少顶表面构件、第一侧面构件(位于观察者的一个耳朵侧)、第二侧面构件(位于观察者的另一耳朵侧。注意，在一个图像显示设备被容纳的情况下，该构件位于观察者的鼻子侧)、与观察者对置并且具有开口部分的对置面构件、与对置面构件对置的前构件，以及进一步优选地下表面构件。这些构件优选地被整体地组装。光反射构件等附连到前构件。此外，图像形成设备等和第一光学装置等附连到顶表面构件、侧面构件、对置面构件或其附近。第二光学装置等附连到对置面构件。构成包括隔板的壳体的材料的示例包括金属材料和塑料材料。观察者不能通过光反射构件等查看外界。也就是说，图像显示设备是非透明显示设备。
此外，包括上述各种优选布置和构造的本公开的图像显示设备等可以被配置为被穿戴在观察者的头部。用于在观察者的头部穿戴图像显示设备等的装置和方法可以是众所周知的装置和方法。
光反射构件等可以由例如塑料材料制成，其特定示例包括丙烯酸树脂(包括PMMA)、聚碳酸酯树脂、聚碳酸酯树脂和丙烯酸树脂的层压结构、环烯烃聚合物、非晶聚丙烯树脂以及苯乙烯树脂(包括AS树脂)，替代地，聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、聚萘二甲酸乙二醇酯树脂、纤维素酯树脂(诸如醋酸纤维素)、含氟聚合物树脂(诸如聚偏氟乙烯或聚四氟乙烯和六氟丙烯的共聚物)、聚醚树脂(诸如聚甲醛)、聚缩醛树脂、聚苯乙烯树脂、聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚烯烃树脂(诸如甲基戊烯聚合物)、聚酰亚胺树脂(诸如聚酰胺酰亚胺或聚醚酰亚胺)、聚酰胺树脂、聚醚砜树脂、聚苯硫醚树脂、聚偏氟乙烯树脂、四乙酰纤维素树脂、溴化苯氧基树脂、聚丙烯酸酯树脂和聚砜树脂。如上所述，优选的是，光反射层形成在光反射构件等的对置面的与柱状构件的底面或凸形部分的底面接触的区域中。此外，防反射层可以形成在光反射构件等的对置面的不与柱状构件的底面或凸形部分的底面接触的区域中。
在图像形成设备等中，可以显示单色图像，并且可以显示彩色图像。
以下布置是可能的，在该布置中，图像形成设备等包括以二维矩阵排列的多个像素。为方便起见，这样的图像形成设备被称为“具有第一构造的图像形成设备”。
具有第一构造的图像形成设备的示例可以包括：包括反射空间光调制设备和光源的图像形成设备；包括透射空间光调制设备和光源的图像形成设备；以及包括发光元件(诸如有机电致发光(EL)、无机EL、发光二极管(LED)或半导体激光器元件)的图像形成设备，在它们之中，具有第一构造的图像形成设备优选地是包括有机EL发光元件的图像形成设备(有机EL显示设备)、或包括反射空间光调制设备和光源的图像形成设备。空间光调制设备的示例可以包括光阀，例如，透射或反射液晶显示设备(诸如硅上液晶(LCOS))和数字微镜装置(DMD)，光源的示例可以包括发光元件。而且，可以做出以下构造，其中反射空间光调制设备包括液晶显示设备和偏振分束器，偏振分束器反射来自光源的光的一部分以将该光引导到液晶显示设备，并且使被液晶显示设备反射的光的一部分通过并且将光的该部分引导到光反射构件。替代地，可以从显示三种原色的投影器进行构造。构成光源的发光元件的示例可以包括红光发光元件、绿光发光元件、蓝光发光元件、白光发光元件。替代地，可以通过将分别从红光发光元件、绿光发光元件和蓝光发光元件发射的红光、绿光和蓝光混合并且通过使用光管执行亮度均衡来获得白光。作为发光元件，例如半导体激光器元件、固态激光器和LED可以作为举例说明。像素的数量只需要基于图像显示设备所需的规范确定，作为像素数量的特定值，320×240、432×240、640×480、1024×768、1920×1080、3840×2160、7680×4320等可以作为举例说明。然而，投影在光反射构件上的图像在一些情况下是其一部分。就彩色图像显示器来说，子像素的数量具有例如像素数量的三倍(RGB)、四倍(RGBW)或五倍(RGBBW等)的关系。类似的内容适用于以下描述。注意，“R”、“G”、“B”和“W”分别意指发射红光的子像素、发射绿光的子像素、发射蓝光的子像素和发射白光的子像素。
替代地，图像形成设备等可以包括光源和扫描装置，该扫描装置用于通过扫描从光源发射的光来形成图像。为方便起见，这样的图像形成设备被称为“具有第二构造的图像形成设备”。
具有第二构造的图像形成设备中的光源的示例可以包括发光元件，具体地说，可以包括红光发光元件、绿光发光元件、蓝光发光元件、白光发光元件，或者替代地，可以通过将分别从红光发光元件、绿光发光元件和蓝光发光元件发射的红光、绿光和蓝光混合并且通过使用光管执行亮度均衡来获得白光。作为发光元件，例如半导体激光器元件、固态激光器和LED可以作为举例说明。具有第二构造的图像形成设备中的像素(虚拟像素)的数量也只需要基于图像显示设备所需的规范确定，作为像素(虚拟像素)数量的特定值，320×240、432×240、640×480、1024×768、1920×1080、3840×2160、7680×4320等可以作为举例说明。此外，在执行彩色图像显示并且光源包括红光发光元件、绿光发光元件和蓝光发光元件的情况下，优选的是通过使用例如十字棱镜来执行颜色合成。扫描装置的示例可以包括检流计镜和包括可在两个维度上旋转的微镜的微机电系统(MEMS)镜，该MEMS镜水平地和垂直地扫描从光源发射的光。
在光反射元件等包括柱状构件的情况下，当柱状构件被沿着与柱状构件的轴正交的虚拟平面切断时的截面形状的面积用S0表示，在光反射元件等包括凸形部分的情况下，凸形部分的底面的面积用S0表示，在光反射元件等包括凹形部分的情况下，当被凹形部分的顶表面上的凹形边缘部分包围的区域的面积用S0表示时，并且当用正方形的一边的长度Lg0表达(假定正方形等于面积S0)时，作为正方形的一边的长度Lg0，可以举例1μm至0.1mm作为说明。在光反射元件等的总数和图像形成设备等的像素的数量之间的关系用以下公式表达的情况下：
(光反射元件等的总数)＝K×(图像形成设备等的像素的数量)，
K的值可以为例如0.1至10。另外，在光反射构件等的有效区域中，优选的是，光反射元件等尽可能密集地形成，如果可能的话，没有任何空间。构成从图像形成设备等发射的图像的微小区域的光入射到光反射元件等，并且图像的微小区域对应于像素或子像素。替代地，优选的是，光反射元件等的尺寸被设置为不被观察者视觉辨识。
图像形成设备等的前面描述适用于根据本公开的第二方面的图像显示设备以及构成根据本公开的第二方面的显示设备的第一图像显示设备和第二图像显示设备。
从图像形成设备等发射的图像被预先基于众所周知的技术变换以便在图像最终到达观察者的瞳孔时变为期望的图像。具体地说，例如，只需要发射如通过鱼眼透镜观看到的这样的图像，可以从图像形成设备等发射。
确定图像形成设备等、光反射构件等和第二光学装置等之间的位置关系。通过使用这一点，例如，当从图像形成设备等发射的光被应用于某个光反射元件(为方便起见，称为“光反射元件A”)时，该光被划分为经由光反射元件A到达第二光学装置的光(为方便起见，称为“光A”)和另一个光(为方便起见，称为“光B”)，并且该光B入射到不同于光反射元件A的光反射元件B，这虽然很轻微但可能发生。在这样的情况下，考虑到光B在光反射元件B上的入射来确定和控制从图像形成设备等发射并且进入光反射元件B的光的照度和色度；从而，经由光反射元件B到达第二光学装置的光可以被更准确地控制。
在本公开的图像显示设备和显示设备中，用于在图像形成设备中显示图像的信号可以从外部接收。关于图像形成设备中显示的图像的信息或数据例如被记录、存储或保存在所谓的云计算机或服务器中，因为图像显示设备或显示设备设有通信装置，例如，移动电话或智能电话，或者因为图像显示设备或显示设备与通信装置组合，所以可以在云计算机或服务器与图像显示设备或显示设备之间发送/接收或交换各种信息或数据，并且可以接收到基于各种信息和数据的信号，即，用于在图像形成设备中显示图像的信号。替代地，以下布置是可能的，在该布置中，用于在图像形成设备中显示图像的信号被存储在图像显示设备或显示设备中。图像形成设备中显示的图像包括各种信息和各种数据。替代地，显示设备可以包括相机(成像设备)，并且该相机捕获的图像可以被分析并被反映在图像形成设备中显示的图像中。图像形成设备中将显示的图像本质上是任意的，并且可以是任何图像。
示例1
示例1涉及根据本公开的第一方面的图像显示设备和根据本公开的第一方面的显示设备。图1A示出示例1的图像显示设备的概念图，图1B示出构成示例1的图像显示设备的光反射元件的概念图，图2示出示例1的显示设备的概念图。注意，稍后将描述的图1A、图1B和图2或图4、图5、图6和图9基本上示出单个组成元件的截面；然而，组成元件中的一些没有加阴影。此外，图1A对应于图2沿着箭头A-A截取的示意性截面图，图2对应于图1A沿着箭头B-B截取的示意性截面图。即，图1A对应于平行于YZ平面的虚拟平面中的示意性截面图，图2对应于平行于XZ平面的虚拟平面中的示意性截面图。
示例1的图像显示设备11包括图像形成设备20和光反射构件30，多个光反射元件40被设在光反射构件30的在第一方向和不同于第一方向的第二方向上与观察者对置的对置面31上。然后，构成从图像形成设备20发射的图像的微小区域的光入射到光反射元件40，并且从光反射元件40朝向观察者的瞳孔12发射。
此外，示例1的显示设备10是包括第一图像显示设备11R和第二图像显示设备11L的显示设备，该第一图像显示设备11R和第二图像显示设备11L被穿戴在观察者的头部，
第一图像显示设备11R包括第一图像形成设备20R和第一光反射构件30R，
多个第一光反射元件40R被设在第一光反射构件30R的在第一方向和不同于第一方向的第二方向上与观察者对置的对置面31R上，
第二图像显示设备11L包括第二图像形成设备20L和第二光反射构件30L，
多个第二光反射元件40L被设在第二光反射构件30L的在第一方向和不同于第一方向的第二方向上与观察者对置的对置面31L上，
构成从第一图像形成设备20R发射的图像的微小区域的光入射到第一光反射元件40R，并且从第一光反射元件40R朝向观察者的一个(右眼)瞳孔发射，并且
构成从第二图像形成设备20L发射的图像的微小区域的光入射到第二光反射元件40L，并且从第二光反射元件40L朝向观察者的另一个(左眼)瞳孔发射。第一图像显示设备11R和第二图像显示设备11L相对于YZ平面对称地布置。在图2中，第一图像形成设备20R被设置在第二光学装置52R的上方，并且第二图像形成设备20L被设置在第二光学装置52L的上方。
注意，在以下描述中，为了简化说明，图像显示设备、第一图像显示设备和第二图像显示设备以及构成这些图像显示设备的各种元件的附图标记统一由附图标记后的后缀表示。例如，图像显示设备11、第一图像显示设备11R和第二图像显示设备11L被统称为图像显示设备11S。
此外，在由塑料材料或基于碳的材料制成的示例1的光反射构件30中，
多个光反射元件40被设在第一方向和不同于第一方向的第二方向上与观察者对置的对置面31上，并且
从图像形成设备20发射的图像的微小区域入射到光反射元件40，并且从光反射元件40朝向观察者的瞳孔12发射。
然后，图像显示设备11被容纳在壳体60中。替代地，第一图像显示设备11R和第二图像显示设备11L被容纳在壳体60中，并且隔板67被设置在壳体60的容纳有第一图像显示设备11R的区域和壳体60的容纳有第二图像显示设备11L的区域之间。在包括隔板67的壳体60的内表面上，设置由vantablack(基于碳纳米管的材料)制成的防反射构件(未示出)。壳体60相对于观察者包括顶表面构件61、第一侧面构件62(定位在观察者的右耳侧)、第二侧面构件63(定位在观察者的左耳侧)、下表面构件64、对置面构件65和前构件66，对置面构件65与观察者对置并具有开口部分65A，前构件66与对置面构件65对置，这些构件被整体组装。用于第一图像显示设备的第一光反射构件30R和用于第二图像显示设备的第二光反射构件30L附连到前构件66。用于第一图像显示设备的第二光学装置52R和用于第二图像显示设备的第二光学装置52L附连到对置面构件65。此外，用于第一图像显示设备的第一图像形成设备20R和第一光学装置51R以及用于第二图像显示设备的第二图像形成设备20L和第一光学装置51L附连到顶表面构件61、侧面构件62和63或对置面构件65(在图示的示例中，在位于附连到对置面构件65的第二光学装置52R和52L上方的一部分处)。图像显示设备11S(具体地说，壳体60)被穿戴在观察者的头部。用于在观察者的头部穿戴图像显示设备等的装置和方法可以是众所周知的装置和方法。
然后，在示例1的图像显示设备11S中，光反射构件30S的对置面(在图示的示例中，光反射构件30S本身)朝向观察者凹形地弯曲。具体地说，光反射构件30S的对置面31S(光反射构件30S)包括球面的一部分或非球面的一部分。光反射构件30S的正交投影图像的形状例如是圆，当假定等于光反射构件30S的正交投影图像的面积的圆时，光反射构件30S的正交投影图像的大小在用半径r0表达时为10mm至100mm，具体地说，60mm。在光反射构件30S包括球面的一部分的情况下，该球面的曲率半径可以为r0至3r0，具体地说，30mm，在光反射构30S包括非球面的一部分的情况下，光反射构件30S的中心处的曲率半径可以为r0至3r0，具体地说，30mm。
在示例1中，光反射元件40S包括柱状构件41，构成从图像形成设备20S发射的图像的微小区域的光通过该柱状构件41入射并且被发射，具有比构成柱状构件41的材料(第一材料)的折射率更低的折射率的材料(第二材料)42被填充在光反射元件40S和光反射元件40S之间。具体地说，第一材料包括例如具有折射率n1＝1.53的ZEONEX树脂，第二材料42为空气。由银、铝、硫酸钡涂料等制成的光反射层32形成在柱状构件41的底面上。当柱状构件41被沿着与柱状构件41的轴正交的虚拟平面切断时的截面形状为正六边形(一边的长度为5μm)，并且光反射元件40S和光反射元件40S之间的最小间隔为1μm；然而，形状和值不限于此。当构成从图像形成设备20S发射的图像的微小区域的光入射到柱状构件41时，该光(入射光)被柱状构件41的侧面和底面反射，并且作为反射光从柱状构件41朝向观察者的瞳孔12发射。当从图像形成设备20S发射的光入射到光反射元件40S并从光反射元件40S发射时，入射到光反射元件40S的光的入射矢量(kv in)的符号和从光反射元件40S发射的光的发射矢量(kv out)的符号彼此是相反的。也就是说，满足
kv in+kv out＝0。结果，构成从图像形成设备20S发射的图像的微小区域的光入射到光反射元件40S，并且被可靠地从光反射元件40S朝向观察者的瞳孔12发射。用于在光反射构件30S的对置面31S上形成柱状构件41的方法的示例包括纳米压印法。注意，在图1A和图2中，五个光反射元件40S被示意性地图示为小型反射镜；然而，实际上，光反射元件40S形成在光反射构件30S的对置面31S的整个区域中。
在示例1的图像显示设备11S中，包括用于放大从图像形成设备20S发射的图像的凸透镜的第一光学装置51S被设置在图像形成设备20S和光反射构件30S之间。此外，包括用于使从光反射构件30S发射的光会聚在观察者的瞳孔12上的凸透镜的第二光学装置52S被设置在光反射构件30S和观察者之间。替代地，第一光学装置51S可以是所谓的fθ鱼眼透镜系统。此外，可期望满足以下关系
ss’＝a(f’·λ)1/2
从而，这使得即使在具有弯曲形状的光反射构件30S上，也容易实现聚焦，并且使得可以放宽对于光反射构件30S的形状的约束，从而使得容易缩小例如第一光学装置51S的尺寸。
此外，在示例1的图像显示设备11S中，从图像形成设备20S发射的图像被投影在光反射构件30S的整个对置面上。就这样的布置而言，观察从图像形成设备20S发射的图像的观察者不能视觉地辨识包围图像的一种框状区域，无框状态被实现，并且观察者可以以高现实感来观看图像。
图像形成设备20S包括具有第一构造的图像形成设备，并且包括以二维矩阵排列的多个像素。具体地说，图像形成设备20S包括用于显示三种原色的投影仪，具有很小的观看角度依赖性，并且是自发光图像形成设备，因此可以实现高对比度。
作为光反射元件40S的尺寸(长度Lg0)，1μm至0.1mm，具体地说，8.1μm可以举例说明。此外，在光反射元件40S的总数和图像形成设备20S的像素的数量之间的关系被表达为如下的情况下：
(光反射元件40S的总数)＝K×(图像形成设备20S的像素的数量)
K的值可以例示为0.1至10，光反射构件30S的每一1cm2被光反射元件40S占据的面积可以被具体地例示为0.83cm2。构成从图像形成设备20S发射的图像的微小区域的光入射到光反射元件40S，并且图像的微小区域对应于子像素。例如，具有约为从图像形成设备20S发射的图像的大小的10倍大小的图像被投影在光反射构件30S上。替代地，光反射元件可以部分地包括光反射元件，并且部分地包括光吸收元件。
示例1的图像显示设备包括图像形成设备(或第一图像形成设备和第二图像形成设备)和光反射构件(或第一光反射构件和第二光反射构件)，该光反射构件用于放大/投影从图像形成设备发射的图像，因此，图像形成设备(或第一图像形成设备和第二图像形成设备)可以被制成小于常规技术的尺寸，并且有可能提供可以被便宜地制造的图像显示设备和使用该图像显示设备的显示设备。而且，在示例1的光反射构件中，因为该多个光反射元件被设在光反射构件的与观察者对置的对置面上，所以从图像形成设备发射的图像可以可靠地到达观察者的瞳孔。
从图像形成设备发射的光朝向光反射构件行进，并且经由第二光学装置进一步朝向观察者的瞳孔行进；然而，在一些情况下，该光与除了光反射构件之外的区域(例如，壳体的内表面)碰撞。因为防反射构件被设置在壳体的内表面上，所以被壳体的内表面反射的光是轻微的。因此，在不提供光反射元件的情况下，已经与光反射构件碰撞的光再次直接与光反射构件碰撞，从而引起一种光晕。此外，还可以存在从第二光学装置的表面反射、返回到光反射构件并且与光反射构件碰撞的光。此外，可以存在被观察者的巩膜(眼睛的白色部分)反射、返回到光反射构件并且与光反射构件碰撞的光。这样的光是一种杂散光，并且当这样的杂散光到达观察者的瞳孔时，这引起与到达观察者的瞳孔的图像对比度降低。即，即使在一种杂散光由于从图像形成设备发射的这样的光而生成并且与光反射构件碰撞的情况下，因为光反射元件被设在示例1的图像形成设备中，所以有可能可靠地防止杂散光到达观察者的瞳孔。因此，有可能抑制到达观察者的瞳孔的图像对比度降低，提高光使用效率，提高照度，并且降低功耗。
示例2
示例2涉及根据本公开的第二方面的图像显示设备和根据本公开的第二方面的显示设备。图4示出示例2的图像显示设备的概念图，而图5示出示例2的显示设备的概念图。图4对应于沿着图5的箭头A-A截取的示意性截面图，而图5对应于沿着图4的箭头B-B截取的示意性截面图。也就是说，图4对应于平行于YZ平面的虚拟平面中的示意性截面图，而图5对应于平行于XZ平面的虚拟平面中的示意性截面图。
示例2的图像显示设备11包括图像形成设备20和光反射构件30，光反射构件30是弯曲的，并且
从图像形成设备20发射的光被光反射构件30反射，并且到达观察者的瞳孔12。
此外，示例2的显示设备是
包括穿戴在观察者头部的第一图像显示设备11R和第二图像显示设备11L的显示设备，
第一图像显示设备11R包括第一图像形成设备20R和第一光反射构件30R，
第二图像显示设备11L包括第二图像形成设备20L和第二光反射构件30L，
第一光反射构件30R是弯曲的，
从第一图像形成设备20R发射的图像被第一光反射构件30R反射，并且到达观察者的一个(右眼)瞳孔，
第二光反射构件30L是弯曲的，并且
从第二图像形成设备20L发射的图像被第二光反射构件30L反射，并且到达观察者的另一个(左眼)瞳孔。在图5中，第一图像形成设备20R被设置在第二光学装置52R的上方，并且第二图像形成设备20L被设置在第二光学装置52L的上方。
在示例2的图像显示设备11S中，光反射构件30S朝向观察者凹形地弯曲。光反射构件30S的对置面31S的弯曲状态类似于示例1中描述的弯曲状态。
示例2的图像显示设备11S具有与示例1中描述的图像显示设备11S的构造和结构基本上类似的构造和结构，除了示例2的图像显示设备11S不包括光反射元件之外。因此，详细描述被省略。
同时，在常规的显示设备中，在第一光反射构件230R和第二光反射构件230L通过使用平面构件形成的情况下，如图8和图9的概念图中所示，第一光反射构件230R和第二光反射构件230L需要彼此间隔开。例如，在右眼的瞳孔中心线用PAR表示而左眼的瞳孔中心线用PAL表示的情况下，PAR和PAL之间的距离L0为60mm。此外，在从第一光反射构件230R的PAL与其碰撞的点到第一光反射构件230R的右耳侧的末端的距离以及从第二光反射构件230L的PAR与其碰撞的点到第二光反射构件230L的左耳侧的末端的距离用Lout表示，并且从第一光反射构件230R的PAR与其碰撞的点到第一光反射构件230R的鼻子侧的末端的距离以及从第二光反射构件230L的PAL与其碰撞的点到第二光反射构件230L的鼻子侧的末端的距离用Lin表示的情况下，这应该如下。相应地，第一光反射构件230R的鼻子侧的末端和第二光反射构件230L的鼻子侧的末端之间的距离L0’如下。此外，第一光反射构件230R以及第二光反射构件230L与第二光学装置52R和52L之间的距离L1，并且第二光学装置52R和52L与观察者的瞳孔21之间的距离L2如下。
L0＝60mm
Lout＝30mm
Lin＝20mm
L0’＝20mm
L1＝50mm
L2＝15mm
在这样的情况下，如图8的概念图所示，在平行于XZ平面的虚拟平面中，观察者只可以查看相对于PAR和PAL的在鼻子侧的45°的范围内的图像和在耳朵侧的55°的范围内的图像。因此，特别地，显示在鼻子侧并且表现为存在于靠近观察者的位置处的图像难以让观察者视觉地辨识，或者替代地，不能被视觉地辨识。此外，在右眼所观看的鼻子侧的图像的范围和左眼所观看的耳朵侧的图像的范围之间存在差异，并且在左眼所观看的鼻子侧的图像的范围和右眼所观看的耳朵侧的图像的范围之间存在差异。视场(FOV)(也被称为视野或视角)，在这些条件下通过透镜可见的最大区域为100°。
另一方面，在示例2或示例1中，可以如下改变上述常规的显示设备中的参数。
L0＝60mm
Lout＝30mm
Lin＝30mm
L0’＝0mm
L1＝40mm
L2＝15mm
在这些条件下，如图7的概念图中所示，在平行于XZ平面的虚拟平面中，观察者可以查看相对于PAR和PAL的在鼻子侧的65°的范围内的图像和在耳朵侧的65°的范围内的图像。也就是说，观察者可以容易地且可靠地视觉地辨识显示在鼻子侧并且表现为存在于靠近观察者的位置处的图像。此外，右眼所观看的鼻子侧的图像的范围和左眼所观看的耳朵侧的图像的范围之间没有差异，并且在左眼所观看的鼻子侧的图像的范围和右眼所观看的耳朵侧的图像的范围之间没有差异。而且，这些条件下的FOV为130°。
如上所述，在示例2或示例1的图像显示设备或显示设备中，因为光反射构件(或第一光反射构件和第二光反射构件)是弯曲的，所以有可能提供具有这样的构造和结构的图像显示设备或显示设备，在该构造和结构中在右眼所观看的图像的范围和左眼所观看的图像的范围之间不太可能发生差异。而且，观察者可以容易且可靠地视觉辨识显示在鼻子侧并且表现为存在于靠近观察者的位置处的图像，并且FOV可以被放大。
尽管已经基于优选示例描述了本公开的图像显示设备或显示设备，但是本公开的图像显示设备或显示设备不限于这些示例。示例中描述的图像显示设备或显示设备的构造和结构是举例说明，并且可以被适当地改变，用于制造图像显示设备或显示设备的材料也是举例说明，并且可以被适当地改变。本公开的光反射元件的概念还包括光漫射元件的概念。
在一些情况下，在示例1中，光反射构件等可以包括平面构件。替代地，如图6中的图像显示设备的概念图中所示，在示例1或示例2中(注意，图6是示例1的图像显示设备的概念图)，光反射构件130S的对置面31S可以包括圆柱面的一部分。沿着图6的箭头B-B截取的示意性截面图类似于图2。在光反射构件130S包括圆柱面的一部分的情况下，从在Y轴方向上延伸的旋转轴到另一线段或曲线的距离D1可以为r0至3r0，具体地说，30mm。光反射构件130S的正交投影图像的形状可以为矩形，并且光反射构件130S的正交投影图像的大小沿着第一方向可以为例如10mm至100mm，具体地说，30mm，而沿着第二方向可以为例如10mm至100mm，具体地说，30mm。
替代地，在包括上述优选布置的根据本公开的第一方面的图像显示设备11S中，如图3A(其为对于示例1的图像显示设备的光反射元件的修改的概念图)所示，光反射元件40S可以由平滑的凸形部分43构成，构成从图像形成设备20S发射的图像的微小区域的光通过凸形部分43入射并被发射。替代地，如图3B(其为对于示例1的图像显示设备的光反射元件的修改的概念图)所示，光反射元件40S可以由平滑的凹形部分44构成，构成从图像形成设备20S发射的图像的微小区域的光从凹形部分44被反射。当凸形部分43或凹形部分44被沿着包括凸形部分43或凹形部分44的轴的虚拟平面切断时的形状例如为圆(弧)的一部分；然而，该形状不限于这样的形状。当构成从图像形成设备20S发射的图像的微小区域的光进入凸形部分43或凹形部分44时，该光(入射光)被凸形部分43或凹形部分44的底面反射，并且被作为发射光从凸形部分43或凹形部分44朝向观察者的瞳孔12发射和反射。只要求凸形部分43或凹形部分44的特定形状是使得这样的入射光和发射光能够被获得的形状。光反射层32优选地形成在凸形部分43的底面上。作为用于产生凸形部分43或凹形部分44的方法，或者替代地，作为用于在光反射构件30S的对置面31S上形成凸形部分43或凹形部分44的方法，纳米压印法可以作为举例说明。具有凸形部分43或凹形部分44的光反射构件30S也可以被称为一种Fresnel屏幕。
在图像形成设备中的像素的外形与光反射元件的外形相同的情况下，优选的是采取防止波纹(干涉条纹)的措施。规则布置的半色调点(图像形成设备的像素和光反射元件)可能彼此干涉以生成条纹图案(波纹)。即，在图像形成设备中的像素间距和光反射元件的布置间距周期性地重叠的情况下波纹发生。为了抑制波纹的发生，仅要求光反射元件的形状被设计为使得减少干涉条纹，或者使得光反射元件被适当地旋转和布置。
另外，优选的是，第一光学装置51S和图像形成设备20S被布置为非平行的状态，也就是说，从发射自第一光学装置51S的光容易地在光反射元件40S上形成图像的角度来讲，第一光学装置51S的光轴和从图像形成设备20S的中心发射的光的方向处于非平行的状态。如图11的概念图中所示，在第一光学装置51S和图像形成设备20S被布置为相互平行的状态的情况下，可能难以使从第一光学装置51S发射的光在光反射元件40S上形成图像。另一方面，如图10的概念图中所示，在第一光学装置51S和图像形成设备20S通过使用Scheimpflug原理被布置为相互非平行的状态的情况下，从第一光学装置51S发射的光容易在光反射元件40S上形成图像。注意，在图10和图11中，聚焦平面用虚线指示。然而，在图10中，用虚线指示的聚焦表面和对置面31实际上重叠。
此外，如图12的概念图中所示，图像显示设备11S可以包括成像设备71，该成像设备71具有与第一光学装置51S的透镜系统相同类型的光学系统。相应地，成像设备71捕获的图像可以显示在图像形成设备20S上。即，捕获的图像可以被图像形成设备20S照原样再现。注意，图12是类似于图2的概念图。具体地说，成像设备71附连到壳体60的前构件66的外表面。例如，在第一光学装置51S由fθ鱼眼透镜系统构成的情况下，优选的是，成像设备71的光学系统(透镜系统)也由fθ鱼眼透镜系统构成。
注意，本公开还可以具有以下构造。
[A01]<<图像显示设备：第一方面>>
一种图像显示设备，包括：
图像形成设备；以及光反射构件，
在光反射构件的与观察者对置的对置面上，多个光反射元件被设在第一方向和不同于第一方向的第二方向上，其中，
构成从图像形成设备发射的图像的微小区域的光入射到光反射元件，并且从光反射元件朝向观察者的瞳孔发射。
[A02]根据[A01]所述的图像显示设备，其中，光反射构件的对置面朝向观察者凹形地弯曲。
[A03]根据[A02]所述的图像显示设备，其中，光反射构件的对置面包括球面的一部分、非球面的一部分或圆柱面的一部分。
[A04]根据[A01]至[A03]中任一项所述的图像显示设备，其中，
光反射元件包括柱状构件，构成从图像形成设备发射的图像的微小区域的光通过所述柱状构件入射并被发射，并且
具有比构成所述柱状构件的材料的折射率更低的折射率的材料被填充在光反射元件和光反射元件之间。
[A05]根据[A04]所述的图像显示设备，其中，当柱状构件被沿着与柱状构件的轴正交的虚拟平面被切断时的截面形状是矩形、多边形、圆形或椭圆形。
[A06]根据[A01]至[A03]中任一项所述的图像显示设备，其中，光反射元件包括平滑的凸形部分，构成从图像形成设备发射的图像的微小区域的光通过所述凸形部分入射并被发射。
[A07]根据[A01]至[A03]中任一项所述的图像显示设备，其中，光反射元件包括平滑的凹形部分，构成从图像形成设备发射的图像的微小区域的光从所述凹形部分被反射。
[A08]根据[A01]至[A04]中任一项所述的图像显示设备，其中，第一光学装置被设置在图像形成设备和光反射构件之间，所述第一光学装置用于放大从图像形成设备发射的图像。
[A09]根据[A08]所述的图像显示设备，其中，第一光学装置和图像形成设备被布置为相互非平行的状态。
[A10]根据[A08]或[A09]所述的图像显示设备，其中，在第一光学装置的开口直径用ss’表示、系数(1.2或更大且2.0或更小)用“a”表示、从光反射构件的中心到第一光学装置的开口位置的距离用f’表示、并且从图像形成设备进入第一光学装置的入射光的波长用“λ”表示的情况下，满足以下关系：
ss’＝a(f’·λ)1/2
[A11]根据[A08]至[A10]中任一项所述的图像显示设备，其中，
光反射构件的对置面包括球面的一部分或非球面的一部分，并且
第一光学装置包括fθ鱼眼透镜系统。
[A12]根据[A11]所述的图像显示设备，进一步包括成像设备，所述成像设备具有与第一光学装置的透镜系统相同类型的光学系统。
[A13]根据[A01]至[A12]中任一项所述的图像显示设备，其中，第二光学装置被设置在光反射构件和观察者之间，所述第二光学装置用于使从光反射构件发射的光会聚在观察者的瞳孔上。
[A14]根据[A01]至[A13]中任一项所述的图像显示设备，其中，从图像形成设备发射的图像被投影在光反射构件的整个对置面上。
[A15]根据[A01]至[A14]中任一项所述的图像显示设备，其中，当从图像形成设备发射的光入射到光反射元件并且从光反射元件发射时，入射到光反射元件的光的矢量的符号与从光反射元件发射的光的矢量的符号是相反的。
[A16]根据[A01]至[A15]中任一项所述的图像显示设备，其中，图像显示设备被容纳在壳体中。
[A17]根据[A16]所述的图像显示设备，其中，防反射构件被设置在壳体的内表面上。
[A18]根据[A01]至[A14]中任一项所述的图像显示设备，其中，图像显示设备被穿戴在观察者的头部。
[B01]<<图像显示设备：第二方面>>
一种图像显示设备，包括：
图像形成设备；以及光反射构件，其中，
光反射构件是弯曲的，并且
从图像形成设备发射的图像被光反射构件反射，并且到达观察者的瞳孔。
[B02]根据[B01]所述的图像显示设备，其中，光反射构件的对置面朝向观察者凹形地弯曲。
[B03]根据[B02]所述的图像显示设备，其中，光反射构件的对置面包括球面的一部分、非球面的一部分或圆柱面的一部分。
[B04]根据[B01]至[B03]中任一项所述的图像显示设备，其中，第一光学装置被设置在图像形成设备和光反射构件之间，所述第一光学装置用于放大从图像形成设备发射的图像。
[B05]根据[B04]所述的图像显示设备，其中，第一光学装置和图像形成设备被布置为相互非平行的状态。
[B06]根据[B04]或[B05]所述的图像显示设备，其中，在第一光学装置的开口直径用ss’表示、系数(1.2或更大且2.0或更小)用“a”表示、从光反射构件的中心到第一光学装置的开口位置的距离用f’表示、并且从图像形成设备进入第一光学装置的入射光的波长用“λ”表示的情况下，满足以下关系：
ss’＝a(f’·λ)1/2
[B07]根据[B04]至[B06]中任一项所述的图像显示设备，其中，
光反射构件的对置面包括球面的一部分或非球面的一部分，并且
第一光学装置包括fθ鱼眼透镜系统。
[B08]根据[B07]所述的图像显示设备，进一步包括成像设备，所述成像设备具有与第一光学装置的透镜系统相同类型的光学系统。
[B09]根据[B01]至[B08]中任一项所述的图像显示设备，其中，第二光学装置被设置在光反射构件和观察者之间，所述第二光学装置用于使从光反射构件发射的光会聚在观察者的瞳孔上。
[B10]根据[B01]至[B09]中任一项所述的图像显示设备，其中，从图像形成设备发射的图像被投影在光反射构件的整个对置面上。
[B11]根据[B01]至[B10]中任一项所述的图像显示设备，其中，图像显示设备被容纳在壳体中。
[B12]根据[B11]所述的图像显示设备，其中，防反射构件被设置在壳体的内表面上。
[B13]根据[B01]至[B12]中任一项所述的图像显示设备，其中，图像显示设备被穿戴在观察者的头部。
[C01]<<显示设备：第一方面>>
一种显示设备，包括：第一图像显示设备；以及第二图像显示设备，第一图像显示设备和第二图像显示设备被穿戴在观察者的头部，其中，
第一图像显示设备包括第一图像形成设备和第一光反射构件，
在第一光反射构件的与观察者对置的对置面上，多个第一光反射元件被设在第一方向和不同于第一方向的第二方向上，
第二图像显示设备包括第二图像形成设备和第二光反射构件，
在第二光反射构件的与观察者对置的对置面上，多个第二光反射元件被设在第一方向和不同于第一方向的第二方向上，
构成从第一图像形成设备发射的图像的微小区域的光进入第一光反射元件，并且从第一光反射元件朝向观察者的一个瞳孔发射，并且
构成从第二图像形成设备发射的图像的微小区域的光进入第二光反射元件，并且从第二光反射元件朝向观察者的另一个瞳孔发射。
[C02]<<显示设备：第二方面>>
一种显示设备，包括：第一图像显示设备；以及第二图像显示设备，第一图像显示设备和第二图像显示设备被穿戴在观察者的头部，其中，
第一图像显示设备包括第一图像形成设备和第一光反射构件，
第二图像显示设备包括第二图像形成设备和第二光反射构件，
第一光反射构件是弯曲的，
从第一图像形成设备发射的图像被第一光反射构件反射，并且到达观察者的一个瞳孔，
第二光反射构件是弯曲的，并且
从第二图像形成设备发射的图形被第二光反射构件反射，并且到达观察者的另一个瞳孔。
[C03]根据[C01]或[C02]所述的显示设备，其中，
第一图像显示设备和第二图像显示设备被容纳在壳体中，并且
隔板被设置在壳体的容纳第一图像显示设备的区域和壳体的容纳第二图像显示设备的区域之间。
[D01]<<光反射构件>>
一种光反射构件，包括：多个光反射元件，所述多个光反射元件在与观察者对置的对置面上被设在第一方向和不同于第一方向的第二方向上，其中，
从图像形成设备发射的图像的微小区域入射到光反射元件，并且被从光反射元件朝向观察者的瞳孔发射。
参考标记列表
10 显示设备
11、11R、11L、11S 图像显示设备
12 观察者的瞳孔
20、20R、20L、20S 图像形成设备
30、30R、30L、30S、130S 光反射构件
31、31R、31L、31S 光反射构件的对置面
40、40R、40L、40S 光反射元件
41 柱状构件
42 第二材料
43 凸形部分
44 凹形部分
51R、51L、51S 第一光学装置
52R、52L、52S 第二光学装置
60 壳体
61 壳体的顶表面
62 壳体的第一侧面构件
63 壳体的第二侧面构件
64 壳体的下表面构件
65 壳体的对置面构件
65A 开口部分
66 壳体的前构件
67 隔板
71 成像设备

Claims (22)

1.一种图像显示设备，包括：
图像形成设备；以及光反射构件，
在所述光反射构件面对观察者的对置面上，多个光反射元件被设在第一方向和不同于第一方向的第二方向上，其中，
构成从所述图像形成设备发射的图像的微小区域的光进入所述光反射元件，并且被所述光反射元件朝向观察者的瞳孔发射。
2.根据权利要求1所述的图像显示设备，其中，所述光反射构件的对置面朝向观察者凹形地弯曲。
3.根据权利要求2所述的图像显示设备，其中，所述光反射构件的对置面包括球面的一部分、非球面的一部分或圆柱面的一部分。
4.根据权利要求1所述的图像显示设备，其中，
所述光反射元件包括柱状构件，构成从所述图像形成设备发射的图像的微小区域的光通过所述柱状构件进入并被发射，并且
具有比构成所述柱状构件的材料的折射率更低的折射率的材料被填充在所述光反射元件和所述光反射元件之间。
5.根据权利要求4所述的图像显示设备，其中，当所述柱状构件沿着与所述柱状构件的轴正交的虚拟平面被切断时的截面形状是矩形、多边形、圆形或椭圆形。
6.根据权利要求1所述的图像显示设备，其中，所述光反射元件包括平滑的凸形部分，构成从所述图像形成设备发射的图像的微小区域的光通过所述凸形部分进入并被发射。
7.根据权利要求1所述的图像显示设备，其中，所述光反射元件包括平滑的凹形部分，构成从所述图像形成设备发射的图像的微小区域的光从所述凹形部分被反射。
8.根据权利要求1所述的图像显示设备，其中，第一光学装置被设置在所述图像形成设备和所述光反射构件之间，所述第一光学装置用于放大从所述图像形成设备发射的图像。
9.根据权利要求8所述的图像显示设备，其中，所述第一光学装置和所述图像形成设备被布置为相互非平行的状态。
10.根据权利要求8所述的图像显示设备，其中，所述第一光学装置包括fθ鱼眼透镜系统。
11.根据权利要求8所述的图像显示设备，进一步包括成像设备，所述成像设备具有与所述第一光学装置的透镜系统相同类型的光学系统。
12.根据权利要求1所述的图像显示设备，其中，第二光学装置被设置在所述光反射构件和观察者之间，所述第二光学装置用于使从所述光反射构件发射的光会聚在观察者的瞳孔上。
13.根据权利要求1所述的图像显示设备，其中，从所述图像形成设备发射的图像被投影在所述光反射构件的整个对置面上。
14.根据权利要求1所述的图像显示设备，其中，当从所述图像形成设备发射的光进入所述光反射元件并且从所述光反射元件发射时，进入所述光反射元件的光的矢量的符号与从所述光反射元件发射的光的矢量的符号是相反的。
15.根据权利要求1所述的图像显示设备，其中，所述图像显示设备被容纳在壳体中。
16.根据权利要求15所述的图像显示设备，其中，防反射构件被设置在所述壳体的内表面上。
17.根据权利要求1所述的图像显示设备，其中，所述图像显示设备被穿戴在观察者的头部。
18.一种图像显示设备，包括：
图像形成设备；以及光反射构件，其中，
所述光反射构件是弯曲的，并且
从所述图像形成设备发射的图像被所述光反射构件反射，并且到达观察者的瞳孔。
19.一种显示设备，包括：第一图像显示设备；以及第二图像显示设备，所述第一图像显示设备和所述第二图像显示设备被穿戴在观察者的头部，其中，
所述第一图像显示设备包括第一图像形成设备和第一光反射构件，
在所述第一光反射构件面对观察者的对置面上，多个第一光反射元件被设在第一方向和不同于第一方向的第二方向上，
所述第二图像显示设备包括第二图像形成设备和第二光反射构件，
在所述第二光反射构件面对观察者的对置面上，多个第二光反射元件被设在第一方向和不同于第一方向的第二方向上，
构成从所述第一图像形成设备发射的图像的微小区域的光进入所述第一光反射元件，并且从所述第一光反射元件朝向观察者的一个瞳孔发射，并且
构成从所述第二图像形成设备发射的图像的微小区域的光进入所述第二光反射元件，并且从所述第二光反射元件朝向观察者的另一个瞳孔发射。
20.一种显示设备，包括：第一图像显示设备；以及第二图像显示设备，所述第一图像显示设备和所述第二图像显示设备被穿戴在观察者的头部，其中，
所述第一图像显示设备包括第一图像形成设备和第一光反射构件，
所述第二图像显示设备包括第二图像形成设备和第二光反射构件，
所述第一光反射构件是弯曲的，
从所述第一图像形成设备发射的图像被所述第一光反射构件反射，并且到达观察者的一个瞳孔，
所述第二光反射构件是弯曲的，
从所述第二图像形成设备发射的图像被所述第二光反射构件反射，并且到达观察者的另一个瞳孔。
21.根据权利要求19或20所述的显示设备，其中，
所述第一图像显示设备和所述第二图像显示设备被容纳在壳体中，并且
隔板被设置在所述壳体容纳所述第一图像显示设备的区域和所述壳体容纳所述第二图像显示设备的区域之间。
22.一种光反射构件，包括：多个光反射元件，所述多个光反射元件在面对观察者的对置面上被设在第一方向和不同于第一方向的第二方向上，其中，
从所述图像形成设备发射的图像的微小区域进入所述光反射元件，并且从所述光反射元件朝向观察者的瞳孔发射。
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