KR20150119837A - 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

표시 장치는 도광판을 구비하는 제1 화상 표시 장치, 조광 장치 및 조광 제어 장치를 구비한다. 상기 조광 제어 장치는, 상기 표시 장치에 의한 수광량 변화의 시작 시각을 확인하고, 상기 시작 시각 후 미리 정해진 시간이 경과한 후에, 상기 표시 장치에 의한 수광량에 의거하여 상기 조광 장치의 투과율을 제어한다.

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}
본 개시는, 표시 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 두부 장착형 디스플레이(HMD, Head Mounted Display)에 관한 것이다.
근래, 현실의 환경(또는 그 일부)에 부가 정보로서 가상 물체나 각종 정보를 전자 정보로서 합성·제시하는 확장 현실 기술(AR 기술 : Augmented Reality)이, 주목을 받고 있다. 이 확장 현실 기술을 실현하기 위해, 시각 정보를 제시하는 장치로서, 예를 들면, 두부 장착형 디스플레이가 검토되고 있다. 그리고, 응용 분야로서, 현실의 환경에서의 작업 지원이 기대되고 있고, 예를 들면, 도로 안내 정보의 제공, 메인터넌스 등을 행하는 기술자에 대한 기술 정보 제공 등이 있다. 특히, 두부 장착형 디스플레이는, 손이 자유롭기 때문에, 매우 편리하다. 또한, 옥외를 이동하면서 영상이나 화상을 즐기고 싶은 경우에도, 시야에 영상이나 화상과 외부 환경을 동시에 파악할 수 있기 때문에, 스무스한 이동이 가능해진다.
화상 형성 장치에 의해 형성된 2차원 화상을 허상(虛像) 광학계에 의해 확대 허상으로서 관찰자에게 관찰시키기 위한 허상 표시 장치(화상 표시 장치)가, 예를 들면, 일본 특개2006-162767로부터 주지이다.
개념도를 도 34에 도시하는 바와 같이, 이 화상 표시 장치(100')는, 2차원 매트릭스형상으로 배열된 복수의 화소를 구비한 화상 형성 장치(111), 화상 형성 장치(111)의 화소로부터 출사된 광을 평행광으로 하는 콜리메이트 광학계(112) 및 콜리메이트 광학계(112)에 평행광이 된 광이 입사되고, 도광되고, 출사되는 광학 장치(도광 수단)(120)를 구비하고 있다. 광학 장치(120)는, 입사된 광이 내부를 전반사에 의해 전파한 후, 출사되는 도광판(121), 도광판(121)에 입사된 광이 도광판(121)의 내부에서 전반사되도록, 도광판(121)에 입사된 광을 반사시키는 제1 편향 수단(130)(예를 들면, 1층의 광반사막으로 이루어진다) 및 도광판(121)의 내부를 전반사에 의해 전파한 광을 도광판(121)으로부터 출사시키는 제2 편향 수단(140)(예를 들면, 다층 적층 구조를 갖는 광반사 다층막으로 이루어진다)으로 구성되어 있다. 그리고, 이와 같은 화상 표시 장치(100')에 의해, 예를 들면, HMD를 구성하면, 장치의 경량화, 소형화를 도모할 수 있다. 또한, 도 34에서의 그 밖의 구성 요소를 나타내는 참조 번호에 관해서는, 도 1을 참조하여 설명하는 실시례 1의 화상 표시 장치를 참조할 것이다.
또는 또한, 화상 형성 장치에 의해 형성된 2차원 화상을 허상 광학계에 의해 확대 허상으로서 관찰자에게 관찰시키기 위해, 홀로그램 회절 격자를 이용한 허상 표시 장치(화상 표시 장치)가, 예를 들면, 일본 특개2007-94175로부터 주지이다.
개념도를 도 35에 도시하는 바와 같이, 이 화상 표시 장치(300')는, 기본적으로는, 화상을 표시하는 화상 형성 장치(111)와, 콜리메이트 광학계(112)와, 화상 형성 장치(111)에 표시된 광이 입사되고, 관찰자의 눈동자(21)로 유도하는 광학 장치(도광 수단)(320)를 구비하고 있다. 여기서, 광학 장치(320)는, 도광판(321)과, 도광판(321)에 마련된 반사형 체적 홀로그램 회절 격자로 이루어지는 제1 회절 격자 부재(330) 및 제2 회절 격자 부재(340)를 구비하고 있다. 그리고, 콜리메이트 광학계(112)에는 화상 형성 장치(111)의 각 화소로부터 출사된 광이 입사되고, 콜리메이트 광학계(112)에 의해 도광판(321)에 입사하는 각도가 다른 복수의 평행광이 생성되고, 도광판(321)에 입사된다. 도광판(321)의 제1면(322)으로부터, 평행광이 입사되고, 출사된다. 한편, 도광판(321)의 제1면(322)과 평행인 도광판(321)의 제2면(323)에, 제1 회절 격자 부재(330) 및 제2 회절 격자 부재(340)가 부착되어 있다. 또한, 도 35에서의 그 밖의 구성 요소를 나타내는 참조 번호에 관해서는, 도 12를 참조하여 설명하는 실시례 3의 화상 표시 장치를 참조할 것이다.
그리고, 이들의 화상 표시 장치(100', 300')에 화상을 표시함으로써, 관찰자는, 외계의 상과 표시된 화상을 중첩하여 볼 수 있다.
그런데, 화상 표시 장치(100', 300')의 놓여진 주위의 환경이 매우 밝은 경우나, 표시된 화상의 내용에 의해서는, 관찰자가 관찰하는 화상에 충분한 콘트라스트가 주어지지 않는다는 문제가 생길 수 있다.
그리고, 이와 같은 문제를 해결하는 수단이, 예를 들면, 특개2004-101197로부터 주지이다. 이 특허 공개 공보에 개시된 기술에서는, 관찰자의 눈동자에의 외광의 입사광량을 액정 셔터에 의해 제어하고 있다.
일본 특개2006-162767 일본 특개2007-94175 일본 특개2004-101197
외광의 입사광량이 돌연 변화한 경우, 예를 들면, 주행 중의 차량이 터널에 들어간 때, 외광의 입사광량은 급격하게 감소한다. 따라서, 일본 특개2004-101197에 개시된 기술에서, 액정 셔터는, 어느 정도 닫은 상태로부터, 급격하게 연 상태가 된다. 따라서, 관찰자의 동공(瞳孔)은, 이와 같은 액정 셔터의 급격한 동작에 추종하는 것이 곤란하다. 그러므로, 표시 장치를 장착하고 있는 관찰자에게 불쾌감을 줄 뿐만 아니라, 눈에도 큰 부담을 강요하게 된다.
또한, 일본 특개2004-101197에 개시된 액정 셔터를 상술한 화상 표시 장치(100', 300')에 적용한 경우, 이하와 같은 문제가 생기는 경우가 있다. 즉, 액정 셔터의 작동에 의해 외광의 입사광량이 변화하는 결과, 제1 편향 수단(130) 또는 제1 회절 격자 부재(330)에 입사하는 외광의 광량에 변화가 생긴다. 그러므로, 소망하지 않는 미광(迷光) 등이 발생하여, 허상 표시 장치(화상 표시 장치)에서의 화상 표시 품질의 저하를 초래할 우려가 있다. 또한, 허상 표시 장치(화상 표시 장치)에 조광 장치를 부착하기 때문에, 허상 표시 장치(화상 표시 장치) 전체의 중량이 증가하여 허상 표시 장치(화상 표시 장치)의 사용자에게 불쾌감을 느끼게 할 우려가 있다.
따라서 본 개시의 제1의 목적은, 외광의 입사광량이 변화한 경우에도, 표시 장치를 장착하고 있는 관찰자에게 불쾌감을 주는 일이 적고, 또한, 눈에 큰 부담을 강요하는 일이 적은 표시 장치를 제공하는 것에 있다. 또한, 본 개시의 제2의 목적은, 본 개시의 제1의 목적에 더하여, 외광의 입사에 기인한 화상 표시 품질의 저하를 초래할 우려가 없는 표시 장치를 제공하는 것에 있다. 나아가서는, 본 개시의 제3의 목적은, 본 개시의 제1의 목적에 더하여, 전체의 중량의 증가를 적게 할 수 있는 구성, 구조를 갖는 표시 장치를 제공하는 것에 있다.
일부 실시례는 도광판을 구비하는 제1 화상 표시 장치, 조광 장치 및 조광 제어 장치를 구비하는 표시 장치에 관한 것이다. 상기 조광 제어 장치는, 상기 표시 장치에 의한 수광량 변화의 시작 시각을 확인하고, 상기 시작 시각 후 미리 정해진 시간이 경과한 후에, 상기 표시 장치에 의한 수광량에 의거하여 상기 조광 장치의 투과율을 제어한다.
일부 실시례는, 도광판을 구비한 표시 장치 및 조광 장치를 구비한 표시 장치를 사용하기 위한 방법에 있어서, 상기 표시 장치에 의한 수광량 변화의 시작 시각을 확인하고, 상기 시작 시각 후 미리 정해진 시간이 경과한 후에, 상기 표시 장치에 의한 수광량에 의거하여 상기 조광 장치의 투과율을 제어하는 방법에 관한 것이다.
일부 실시례는, 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 적어도 하나의 프로세서가 표시 장치를 사용하기 위한 방법을 수행하는 프로세서-실행가능한 명령을 저장하는 비일시적인 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체로서, 상기 표시 장치는, 도광판을 구비하는 화상 표시 장치 및 조광 장치를 구비하고, 상기 방법은, 상기 표시 장치에 의한 수광량 변화의 시작 시각을 확인하고, 상기 시작 시각 후 미리 정해진 시간이 경과한 후에, 상기 표시 장치에 의한 수광량에 의거하여 상기 조광 장치의 투과율을 제어하는 비일시적인 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 관한 것이다.
본 개시의 제1의 양태에 관한 표시 장치에서, 조광 제어 장치는, 수광 소자의 수광량 측정 결과에 의거하여 수광량 변화율을 산출하고, 수광량 변화율에 의거하여 조광 장치에서의 광투과율·변화율을 결정하고, 결정된 광투과율·변화율에 의거하여 조광 장치의 광투과율 제어를 행하기 때문에, 외광의 입사광량이 변화한 경우에도, 표시 장치를 장착하고 있는 관찰자에게 불쾌감을 주는 일이 적고, 또한, 눈에 큰 부담을 강요하는 일이 적은 표시 장치를 제공할 수 있다. 또한, 본 개시의 제2의 양태에 관한 표시 장치에서, 조광 제어 장치는, 수광 소자의 수광량 측정 결과에 의거하여 수광량 변화 시작 시각을 결정하고, 수광량 변화 시작 시각부터 소정의 시간 경과 후, 조광 장치의 광투과율 제어를 시작하기 때문에, 역시, 외광의 입사광량이 변화한 경우에도, 표시 장치를 장착하고 있는 관찰자에게 불쾌감을 주는 일이 적고, 또한, 눈에 큰 부담을 강요하는 일이 적은 표시 장치를 제공할 수 있다. 게다가, 수광 소자의 수광량 측정 결과에 의거하여 조광 장치의 광투과율을 제어하기 때문에, 표시 장치 전체의 간소화를 도모할 수 있을 뿐만 아니라, 관찰자가 관찰하는 화상에 높은 콘트라스트를 줄 수 있고, 또한, 예를 들면, 표시 장치가 놓여진 주위의 환경의 조도에 의존하여 화상의 관찰 상태의 최적화를 도모할 수 있다.
본 개시의 제3의 양태 또는 제4의 양태에 관한 표시 장치에서, 조광 장치는, 외광의 광량의 변화 시작부터 소정의 시간 경과 후, 광투과율의 변화를 시작하기 때문에, 외광의 입사광량이 변화한 경우에도, 표시 장치를 장착하고 있는 관찰자에게 불쾌감을 주는 일이 적고, 또한, 눈에 큰 부담을 강요하는 일이 적은 표시 장치를 제공할 수 있다. 더하여, 본 개시의 제3의 양태에 관한 표시 장치에서는, 화상 형성 장치로부터 출사된 광이 입사되는 광학 장치의 영역에는, 광학 장치에의 외광의 입사를 차광하는 차광 부재가 배치되어 있다. 따라서, 조광 장치의 작동에 의해 외광의 입사광량에 변화가 생겨도, 원래, 화상 형성 장치로부터 출사된 광이 입사되는 광학 장치의 영역에는 외광이 입사하지 않기 때문에, 소망하지 않는 미광 등이 발생하여, 표시 장치에서의 화상 표시 품질의 저하를 초래하는 일이 없다. 또한, 본 개시의 제4의 양태에 관한 표시 장치에서는, 조광 장치를 구성하는 제1 기판이 광학 장치의 구성 부재를 겸하고 있기 때문에, 표시 장치 전체의 중량의 감소를 도모할 수 있고, 표시 장치의 사용자에게 불쾌감을 느끼게 할 우려가 없다.
도 1의 A 및 B는, 각각, 실시례 1의 표시 장치를 상방에서 바라본 모식도 및 조광 제어 장치의 블록도.
도 2는, 실시례 1의 표시 장치에서의 화상 표시 장치의 개념도.
도 3의 A 및 B는, 각각, 실시례 1의 표시 장치를 측방에서 바라본 모식도 및 실시례 1의 표시 장치에서의 광학 장치 및 조광 장치의 부분을 정면에서 바라본 모식도.
도 4의 A 및 B는, 실시례 1의 표시 장치에서의 조광 장치의 거동을 모식적으로 도시하는 조광 장치의 모식적인 단면도.
도 5는, 실시례 1의 표시 장치를 관찰자의 두부에 장착한 상태를 상방에서 바라본 도면(단, 화상 표시 장치만을 도시하고, 프레임의 도시는 생략).
도 6의 A 및 B는, 수광량 및 조광 장치의 광투과율의 시간 변화를 모식적으로 도시하는 도면.
도 7의 A 및 B는, 수광량 및 조광 장치의 광투과율의 시간 변화를 모식적으로 도시하는 도면.
도 8의 A 및 B는, 수광량 및 조광 장치의 광투과율의 시간 변화를 모식적으로 도시하는 도면.
도 9의 A 및 B는, 수광량 및 조광 장치의 광투과율의 시간 변화를 모식적으로 도시하는 도면.
도 10은, 조광 장치의 광투과율을 결정하는 순서를 도시하는 흐름도.
도 11은, 실시례 2의 표시 장치에서의 화상 표시 장치의 개념도.
도 12는, 실시례 3의 표시 장치에서의 화상 표시 장치의 개념도.
도 13은, 실시례 3의 표시 장치에서의 반사형 체적 홀로그램 회절 격자의 일부를 확대해서 도시하는 모식적인 단면도.
도 14는, 실시례 4의 표시 장치에서의 화상 표시 장치의 개념도.
도 15는, 실시례 5의 표시 장치를 정면에서 바라본 모식도.
도 16은, 실시례 5의 표시 장치를 상방에서 바라본 모식도.
도 17은, 실시례 7의 표시 장치를 상방에서 바라본 모식도.
도 18의 A 및 B는, 실시례 8의 표시 장치에서, 화상 표시 장치를 구성하는 도광판에서의 광의 전파를 모식적으로 도시하는 도면 및 도광판 등의 배치 상태를 도시하는 개념도.
도 19는, 실시례 8에서의 표시 장치를 옆에서 바라본 모식도.
도 20의 A 및 B는, 각각, 실시례 1 내지 실시례 7의 표시 장치에서, 화상 표시 장치를 구성하는 도광판에서의 광의 전파를 모식적으로 도시하는 도면 및 실시례 8과 대비한 실시례 1 내지 실시례 7의 두부 장착형 디스플레이를 옆에서 바라본 모식도.
도 21의 A 및 B는, 실시례 9의 표시 장치에서, 화상 표시 장치를 구성하는 도광판에서의 광의 전파를 모식적으로 도시하는 도면, 및, 도광판 등의 배치 상태를 도시하는 개념도.
도 22는, 실시례 12의 표시 장치의 개념도.
도 23은, 실시례 12의 표시 장치를 상방에서 바라본 모식도.
도 24는, 실시례 12의 표시 장치를 측방에서 바라본 모식도.
도 25는, 실시례 13의 표시 장치의 개념도.
도 26은, 실시례 14의 표시 장치의 개념도.
도 27은, 실시례 14의 표시 장치의 변형례의 개념도.
도 28은, 실시례 15의 표시 장치에서의 화상 표시 장치의 개념도.
도 29는, 실시례 15의 표시 장치의 변형례의 개념도.
도 30은, 실시례 1 내지 실시례 4의 표시 장치의 변형례에서의 광학 장치 및 조광 장치의 부분을 정면에서 바라본 모식도.
도 31은, 실시례 1 내지 실시례 4의 표시 장치의 다른 변형례의 개념도.
도 32는, 실시례 1 내지 실시례 4의 표시 장치의 또 다른 변형례의 개념도.
도 33은, 실시례 5에서 설명한 표시 장치에, 실시례 12에서 설명한 차광 부재를 적용한 표시 장치를 상방에서 바라본 모식도.
도 34는, 종래의 표시 장치에서의 화상 표시 장치의 개념도.
도 35는, 종래의 표시 장치의 변형례에서의 화상 표시 장치의 개념도.
이하, 도면을 참조하여, 실시례에 의거하여 본 개시를 설명하는데, 본 개시는 실시례로 한정되는 것이 아니고, 실시례에서의 여러 가지의 수치나 재료는 예시이다. 또한, 설명은, 이하의 순서로 행한다.
1.본 개시의 제1의 양태 내지 제4의 양태에 관한 표시 장치, 전반에 관한 설명
2. 실시례 1(본 개시의 제1의 양태 및 제2의 양태에 관한 표시 장치)
3. 실시례 2(실시례 1의 변형)
4. 실시례 3(실시례 1의 다른 변형)
5. 실시례 4(실시례 3의 변형)
6. 실시례 5(실시례 1 내지 실시례 4의 변형)
7. 실시례 6(실시례 1 내지 실시례 5의 변형)
8. 실시례 7(실시례 1 내지 실시례 6의 변형)
9. 실시례 8(실시례 1 내지 실시례 7의 변형)
10. 실시례 9(실시례 8의 변형)
11.실시례 10(실시례 1 내지 실시례 9의 변형)
12. 실시례 11(실시례 1 내지 실시례 9의 다른 변형)
13. 실시례 12(본 개시의 제3의 양태에 관한 표시 장치)
14. 실시례 13(실시례 12의 변형)
15. 실시례 14(실시례 12의 다른 변형)
16. 실시례 15(본 개시의 제4의 양태에 관한 표시 장치), 기타
[본 개시의 제1의 양태 내지 제4의 양태에 관한 표시 장치, 전반에 관한 설명]
본 개시의 제1의 양태에 관한 표시 장치에서, 조광 제어 장치는, 수광량 변화율과 조광 장치에서의 광투과율·변화율과의 관계에 관한 테이블을 갖고 있는 형태로 할 수 있다. 여기서, 외부로부터 입사하는 외광의 광량 변화에 추종하는 관찰자의 동공(눈동자 지름)의 변화에 의거하여, 테이블이 작성되어 있는 형태로 하는 것이 바람직하다. 이와 같이, 테이블을 갖는 형태를 채용함으로써, 예를 들면, 관찰자의 동공(눈동자 지름)의 변화를 카메라로 계측하는 것이 불필요하게 되고, 표시 장치 전체의 구성의 더한층의 간소화, 표시 장치 전체의 경량화, 소비 전력의 억제를 도모할 수 있다.
상기한 바람직한 각종 형태를 포함하는 본 개시의 제1의 양태에 관한 표시 장치에서, 조광 제어 장치는, 또한, 수광 소자의 수광량 측정 결과에 의거하여 수광량 변화 시작 시각을 결정하고, 수광량 변화 시작 시각부터 소정의 시간 경과 후, 조광 장치의 광투과율 제어를 시작하는 구성으로 할 수 있다. 그리고, 이 경우, 조광 제어 장치는 표시 장치의 이동속도를 산출하는 이동속도 산출 수단을 또한 갖고 있고, 조광 제어 장치는, 또한, 이동속도 산출 수단이 산출한 표시 장치의 이동속도에 의거하여, 조광 장치의 광투과율 제어를 시작하는 구성으로 할 수 있다.
또는 또한, 상기한 바람직한 각종 형태를 포함하는 본 개시의 제1의 양태에 관한 표시 장치에서, 조광 제어 장치는 표시 장치의 이동속도를 산출하는 이동속도 산출 수단을 또한 갖고 있고, 조광 제어 장치는, 또한, 이동속도 산출 수단이 산출한 표시 장치의 이동속도에 의거하여, 조광 장치에서의 광투과율·변화율을 결정하는 구성으로 할 수 있다. 그리고, 이 경우, 조광 제어 장치는, 또한, 수광 소자의 수광량 측정 결과에 의거하여 수광량 변화 시작 시각을 결정하고, 수광량 변화 시작 시각부터 소정의 시간 경과 후, 조광 장치의 광투과율 제어를 시작하는 구성으로 할 수 있고, 나아가서는, 조광 제어 장치는, 또한, 이동속도 산출 수단이 산출한 표시 장치의 이동속도에 의거하여, 조광 장치의 광투과율 제어를 시작하는 구성으로 할 수 있다.
본 개시의 제3의 양태에 관한 표시 장치에서는, 차광 부재의 광학 장치에의 사영상(射影像) 내에, 화상 형성 장치로부터 출사된 광이 입사되는 광학 장치의 영역이 포함되는 형태로 하는 것이 바람직하다.
상기한 바람직한 형태를 포함하는 본 개시의 제3의 양태에 관한 표시 장치에서, 차광 부재는, 광학 장치의 화상 형성 장치가 배치된 측과는 반대측에, 광학 장치와 이간하여 배치되어 있는 형태로 할 수 있다. 또한, 이와 같은 형태에서는, 차광 부재를, 예를 들면, 불투명한 플라스틱 재료로 제작하면 좋고, 이와 같은 차광 부재는, 화상 표시 장치의 몸체로부터 일체로 늘어나고, 또는 또한, 화상 표시 장치의 몸체에 부착되고, 또는 또한, 프레임으로부터 일체로 늘어나고, 또는 또한, 프레임에 부착되어 있는 형태로 할 수 있다. 나아가서는, 이와 같은 바람직한 형태를 포함하는 본 개시의 제3의 양태에 관한 표시 장치에서, 차광 부재는, 화상 형성 장치가 배치된 측과는 반대측의 광학 장치의 부분에 배치되어 있는 형태로 할 수 있고, 차광 부재는, 조광 장치에 배치되어 있는 형태로 할 수 있다. 또한, 이와 같은 형태에서는, 불투명한 재료로 이루어지는 차광 부재를, 예를 들면, 광학 장치의 면상(面上)에 물리적 기상 성장법(PVD법)이나 화학적 기상 성장법(CVD법)에 의거하여 형성하여도 좋고, 인쇄법 등에 의해 형성하여도 좋고, 불투명한 재료(플라스틱 재료나 금속재료, 합금 재료 등)로 이루어지는 필름이나 시트, 박을 접합하여도 좋다.
나아가서는, 이상에 설명한 바람직한 형태를 포함하는 본 개시의 제3의 양태에 관한 표시 장치에서, 차광 부재의 광학 장치에의 사영상 내에, 조광 장치의 단부의 광학 장치에의 사영상이 포함되는 형태로 하는 것이 바람직하다.
본 개시의 제4의 양태에 관한 표시 장치에서, 제2 기판은 제1 기판보다도 얇은 형태로 할 수 있다.
나아가서는, 이상에 설명한 바람직한 형태를 포함하는 본 개시의 제3의 양태 내지 제4의 양태에 관한 표시 장치에서,
표시 장치는, 또한,
(ⅴ) 조광 제어 장치 및
(ⅵ) 외광의 광량을 측정하는 수광 소자를 구비하고 있고,
조광 제어 장치는, 수광 소자의 수광량 측정 결과에 의거하여 수광량 변화 시작 시각을 결정하고, 수광량 변화 시작 시각부터 소정의 시간 경과 후, 조광 장치의 광투과율 제어를 시작하는 구성으로 할 수 있다.
또한, 본 개시의 제2의 양태에 관한 표시 장치에서, 또는, 상기한 본 개시의 제3의 양태 내지 제4의 양태에 관한 표시 장치의 바람직한 구성에서, 조광 제어 장치는 표시 장치의 이동속도를 산출하는 이동속도 산출 수단을 또한 갖고 있고, 조광 제어 장치는, 또한, 이동속도 산출 수단이 산출한 표시 장치의 이동속도에 의거하여, 조광 장치의 광투과율 제어를 시작하는 형태로 할 수 있다.
이상에 설명한 바람직한 형태, 구성을 포함하는 본 개시의 제1의 양태 또는 제2의 양태에 관한 표시 장치에서는, 또는 또한, 상기한 본 개시의 제3의 양태 내지 제4의 양태에 관한 표시 장치의 바람직한 형태, 구성에서, 수광 소자에 의해 외부 환경의 광량을 측정하는 형태로 할 수도 있지만, 수광 소자는, 광학 장치에서 관찰자에 의해 관찰되는 화상의 배경에 상당하는 외부의 영역의 광량을 측정하는 구성으로 하는 것이 한층 바람직하다. 그리고, 후자의 경우, 수광 소자는, 수광하는 광에 대한 지향성을 갖는 구성으로 하는 것이 바람직하다. 수광하는 광에 대한 지향성을 수광 소자에 부여하는 방법으로서, 예를 들면, 수광 소자의 광 입사측에 렌즈를 배치하는 방법, 수광 소자의 광 입사측에 애퍼처를 배치하는 방법, 수광 소자의 광 입사측에 슬릿을 마련하여, 옆으로부터의 미광을 차광하는 방법을 들 수 있다.
나아가서는, 이상에 설명한 바람직한 형태, 구성을 포함하는 본 개시의 제1의 양태 내지 제4의 양태에 관한 표시 장치에서, 광학 장치는,
(a) 입사된 광이 내부를 전반사에 의해 전파한 후, 출사되는 도광판,
(b) 도광판에 입사된 광이 도광판의 내부에서 전반사되도록, 도광판에 입사된 광을 편향시키는 제1 편향 수단, 및,
(c) 도광판의 내부를 전반사에 의해 전파한 광을 도광판으로부터 출사시키기 위해, 도광판의 내부를 전반사에 의해 전파한 광을 복수회에 걸쳐서 편향시키는 제2 편향 수단을 구비하고 있는 형태로 할 수 있다. 또한, "전반사"라는 용어는, 내부 전반사, 또는, 도광판 내부에서의 전반사를 의미한다. 이하에서도 마찬가지이다. 그리고, 본 개시의 제1의 양태 또는 제2의 양태에 관한 표시 장치에서는, 조광 장치의 사영상 내에 제2 편향 수단이 위치하는 형태로 할 수 있고, 또는 또한, 제2 편향 수단의 사영상 내에 조광 장치가 위치하는 형태로 할 수도 있다. 그리고, 나아가서는, 조광 장치에 의해(구체적으로는, 후술하는 바와 같이, 조광 장치를 구성하는 기판의 일방(제1 기판)에 의해), 적어도 제2 편향 수단(구체적으로는, 제2 편향 수단, 또는 또한, 제1 편향 수단 및 제2 편향 수단)은 피복되어 있는 형태로 할 수 있다.
나아가서는, 이상에 설명한 바람직한 형태, 구성을 포함하는 본 개시의 제1의 양태 내지 제4의 양태에 관한 표시 장치에서, 조광 장치는, 액정 셔터, 또는, 일렉트로크로믹(electrochromic) 재료의 산화환원 반응에 의해 발생하는 물질의 색 변화를 응용한 광 셔터로 이루어지는 형태로 할 수 있다. 즉, 조광 장치는, 광투과 제어 재료층이 액정 재료층으로 구성된 광 셔터로 이루어지는 형태로 할 수 있고, 또는 또한, 광투과 제어 재료층이 일렉트로크로믹 재료의 산화환원 반응에 의해 발생하는 물질로 구성된 광 셔터로 이루어지는 형태로 할 수 있다. 단, 조광 장치는, 이들로 한정하는 것이 아니고, 그 밖에, 광투과 제어 재료층이 무기 일렉트로루미네선스(electroluminescence) 재료층으로 구성된 광 셔터로 이루어지는 형태로 할 수 있고, 광투과 제어 재료층이 대전한 다수의 전기영동 입자 및 전기영동 입자와는 다른 색의 분산매로 구성된 전기영동 분산액에 의해 구성된 광 셔터, 금속(예를 들면, 은(銀) 입자)의 가역적인 산화환원 반응에 의해 발생하는 전착·해리 현상을 응용한 전착 방식(일렉트로디포지션(electrodeposition)·전계 석출)에 의한 광 셔터, 일렉트로웨팅(electro-wetting) 현상에 의해 광투과율을 제어하는 광 셔터로 이루어지는 형태로 할 수도 있다.
여기서, 조광 장치를, 광투과 제어 재료층이 액정 재료층으로 구성된 광 셔터로 하는 경우, 광투과 제어 재료층을 구성하는 재료로서, 한정하는 것은 아니지만, TN(twisted nematic)형 액정 재료, STN(super twisted nematic)형 액정 재료를 예시할 수 있다. 또한, 조광 장치를, 광투과 제어 재료층이 일렉트로크로믹 재료의 산화환원 반응에 의해 발생하는 물질로 구성된 광 셔터로 하는 경우, 광투과 제어 재료층을, IrOx/Ta2O5/WO3의 적층 구조로 구성할 수 있고, 또는 또한, 광투과 제어 재료층을, 티오시안화은(AgSCN)이나 할로겐화은(AgX ; X는 할로겐 원자)을 물 또는 비수용액(예를 들면, 아세토니트릴, 디메틸술폭시드, 메탄올 등의 유기 용매)에 용해한 재료로 구성할 수 있다. 또는 또한, 조광 장치를, 광투과 제어 재료층이 무기 일렉트로루미네선스 재료층으로 구성된 광 셔터로 하는 경우, 광투과 제어 재료층을 구성하는 재료로서, 한정하는 것은 아니지만, 산화텅스텐(WO3)을 예시할 수 있다.
나아가서는, 이상에 설명한 바람직한 형태, 구성을 포함하는 본 개시의 제1의 양태 내지 제3의 양태에 관한 표시 장치에서, 조광 장치는, 구체적으로는,
광학 장치와 대향하는 제1 기판 및 제1 기판과 대향하는 제2 기판,
제1 기판 및 제2 기판의 각각에 마련된 전극 및
제1 기판과 제2 기판의 사이에 밀봉된 광투과 제어 재료층으로 이루어지는 형태로 할 수 있다. 또한, 이 경우, 제2 기판은 제1 기판보다도 얇은 형태로 할 수 있고, 나아가서는, 이들의 경우, 제1 기판은, 광학 장치의 구성 부재를 겸하고 있는 형태로 할 수 있다.
제1 기판 및 제2 기판을 구성하는 재료로서, 구체적으로는, 소다라임유리 또는 백(白)판유리 등의 투명한 유리 기판이나, 플라스틱 기판, 플라스틱 시트, 플라스틱 필름을 들 수 있다. 여기서, 플라스틱으로서, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리카보네이트, 아세트산셀룰로스 등의 셀룰로스에스테르, 폴리불화비닐리덴 또는 폴리테트라플루오로에틸렌과 헥사플루오로프로필렌과의 공중합체 등의 불소 폴리머, 폴리옥시메틸렌 등의 폴리에테르, 폴리아세탈, 폴리스티렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 메틸펜텐 폴리머 등의 폴리올레핀, 폴리아미드이미드 또는 폴리에테르이미드 등의 폴리이미드, 폴리아미드, 폴리에테르술폰, 폴리페닐렌술파이드, 폴리불화비닐리덴, 테트라아세틸셀룰로스, 부롬화페녹시, 폴리아릴레이트, 포리슬폰 등을 들 수 있다. 플라스틱 시트, 플라스틱 필름은, 용이하게 구부러지지 않는 강성을 갖고 있어도 좋고, 가요성을 갖고 있어도 좋다. 제1 기판 및 제2 기판을 투명한 플라스틱 기판으로 구성하는 경우, 기판 내면에 무기 재료 또는 유기 재료로 이루어지는 배리어층을 형성하여 두어도 좋다.
제1 전극 및 제2 전극으로서, 이른바 투명 전극을 들 수 있고, 구체적으로는, 인듐-주석 복합산화물(ITO, Indium Tin Oxide, Sn 도프의 In2O3, 결정성 ITO 및 어모퍼스 ITO를 포함한다), 불소 도프 SnO2(FTO), IFO(F 도프의 In2O3), 안티몬 도프 SnO2(ATO), SnO2, ZnO(Al 도프의 ZnO나 B 도프의 ZnO를 포함한다), 인듐-아연 복합산화물(IZO, Indium Zinc Oxide), 스피넬형 산화물, YbFe2O4 구조를 갖는 산화물, 폴리아닐린, 폴리피롤, 폴리티오펜 등의 도전성 고분자 등을 들 수 있는데, 이들로 한정되는 것이 아니고, 또한, 이들을 2종류 이상 조합시켜서 사용할 수도 있다. 제1 전극 및 제2 전극은, 진공 증착법이나 스퍼터링법 등의 물리적 기상 성장법(PVD법), 각종 화학적 기상 성장법(CVD법), 각종 도포 등에 의거하여 형성할 수 있다. 전극의 패터닝은, 기본적으로는, 불필요하지만, 소망에 응하여 패터닝하는 경우, 에칭법, 리프트 오프법, 각종 마스크를 이용하는 방법 등, 임의의 방법으로 행할 수 있다.
제1 기판과 제2 기판은, 외연부에서 밀봉제에 의해 밀봉되고, 접착되어 있다. 실제 모두 불리는 밀봉제로서, 에폭시 수지, 우레탄계 수지, 아크릴계 수지, 아세트산비닐계 수지, 엔-티올계 수지, 실리콘계 수지, 변성 폴리머 수지 등의, 열 경화형, 광 경화형, 습기 경화형, 혐기 경화형 등의 각종 수지를 사용할 수 있다.
이상에 설명한 바람직한 형태, 구성을 포함하는 본 개시의 제1의 양태 내지 제4의 양태에 관한 표시 장치에서는, 수광 소자의 수광량 측정 결과에 의거하여, 화상 형성 장치에 의해 형성되는 화상의 휘도를 제어하여도 좋다. 나아가서는, 이상에 설명한 바람직한 형태, 구성을 포함하는 본 개시의 제1의 양태 내지 제4의 양태에 관한 표시 장치에서, 수광 소자는 광학 장치의 외측에 배치되어 있는 구성으로 할 수 있다. 또한, 이상에 설명한 바람직한 형태, 구성을 포함하는 본 개시의 제1의 양태 내지 제4의 양태에 관한 표시 장치에서는, 외부로부터 조광 장치를 투과한 광에 의거한 조도를 측정하는 조도 센서(이하, "투과광 조도 측정 센서"라고 부르는 경우가 있다)를 또한 구비하고 있고, 투과광 조도 측정 센서의 측정 결과에 의거하여, 조광 장치의 광투과율 제어를 행하는 구성으로 할 수 있고, 및/또는, 투과광 조도 측정 센서의 측정 결과에 의거하여, 화상 형성 장치에 의해 형성되는 화상의 휘도를 제어하는 구성으로 할 수 있다. 수광 소자의 측정 결과에 의거하여 화상 형성 장치에 의해 형성되는 화상의 휘도를 제어하고, 투과광 조도 측정 센서의 측정 결과에 의거하여 조광 장치의 광투과율을 제어하고, 투과광 조도 측정 센서의 측정 결과에 의거하여 화상 형성 장치에 의해 형성되는 화상의 휘도를 제어하면, 관찰자가 관찰하는 화상에 높은 콘트라스트를 줄 수 있을 뿐만 아니라, 표시 장치가 놓여진 주위의 환경의 조도에 의존하여 화상의 관찰 상태의 최적화를 도모할 수 있다. 여기서, 투과광 조도 측정 센서는, 조광 장치보다도 관찰자측에 배치되어 있는 구성으로 할 수 있다.
수광 소자의 측정 결과가 소정치(편의상, "제1의 조도 측정치"라고 부르는 경우가 있다) 이상이 되었을 때, 조광 장치의 광투과율을 소정의 값(편의상, "제1의 광투과율"이라고 부르는 경우가 있다) 이하로 하는 구성으로 할 수 있다. 또는 또한, 수광 소자의 측정 결과가 소정치(편의상, "제2의 조도 측정치"라고 부르는 경우가 있다) 이하가 되었을 때, 조광 장치의 광투과율을 소정의 값(편의상, "제2의 광투과율"이라고 부르는 경우가 있다) 이상으로 하는 구성으로 할 수 있다. 또한, 수광 소자의 측정 결과로부터 감안하여, 수광 소자의 측정 결과가 소망하는 수광량(조도)이 되지 않은 경우, 또는, 더한층이 미묘한 조정이 바람직한 경우에는, 조도 센서(투과광 조도 측정 센서)의 값을 모니터하면서 조광 장치의 광투과율을 조정하여도 좋다. 여기서, 제1의 조도 측정치로서 10룩스(lux)를 들 수 있고, 제1의 광투과율로서 1% 내지 20%의 어느 하나의 값을 들 수 있고, 제2의 조도 측정치로서 0.01룩스를 들 수 있고, 제2의 광투과율로서 30% 내지 99%의 어느 하나의 값을 들 수 있다. 또한, 수광 소자의 수광량(조도)측정치가 1×10-3룩스 이하이었던 경우, 예를 들면, 조광 장치의 구동 전압을 제어하여, 구동 시간을 단축하고, 가능한 한 신속하게 조광 장치의 광투과율을 증가시키는 것이 바람직하다.
이상에 설명한 여러 가지의 바람직한 형태, 구성을 포함하는 본 개시의 제1의 양태 내지 제4의 양태에 관한 표시 장치에서는, 관찰자측부터, 광학 장치, 조광 장치의 순서로 배치하는 것이 바람직하지만, 조광 장치, 광학 장치의 순서로 배치하여도 좋다. 또한, 이상에 설명한 여러 가지의 바람직한 형태, 구성을 포함하는 본 개시의 제1의 양태 내지 제4의 양태에 관한 표시 장치에서의 수광 소자는, 주지의 수광 소자(예를 들면, 포토 다이오드)로 구성하면 좋고, 수광 소자나 조도 센서(투과광 조도 측정 센서)의 제어는, 예를 들면, 조광 제어 장치에 의해 행하면 좋고, 조광 제어 장치, 그 자체는, 주지의 제어 회로로 구성할 수 있다.
본 개시의 제1의 양태에 관한 표시 장치에서는, 수광 소자의 수광량 측정 결과에 의거하여 수광량 변화율을 산출하는데, 여기서, 구체적으로는, Δt초(예를 들면 0.1초)마다 수광 소자에 의해 수광량(QL)을 측정하면 좋다. 그리고, Δt초(예를 들면, 0.1초간)에서의 수광량의 변화량을 수광량 변화율(ΔQL)이라고 한다. 수광량 변화율과 조광 장치에서의 광투과율·변화율과의 관계에 관한 테이블로서, 수광량에 변화가 생기고 나서 0.1초마다의 수광량 변화율(수광량에 변화가 생기고 나서 t초 후 내지 (t+0.1)초 후의 사이에서의 수광량 변화율을 ΔQLt로 표현하다)과, 조광 장치에서의 t초 후 내지 (t+0.1)초 후의 사이에서의 광투과율·변화율(ΔTrt)과의 관계[t, ΔQLt, ΔTrt]를 미리 구하여 두고, 또는 또한, 미리 결정하여 두고, 예를 들면, 조광 제어 장치에 구비된 ROM이나 플래시 메모리, EEPROM 등의 불휘발성 메모리에 기억시켜 두면 좋다. 수광량 변화율(ΔQL)이 미리 설정된 수광량 변화율의 임계치(ΔQLth) 이상으로 되었는지의 여부를 조광 제어 장치가 판단함으로써, 수광량 변화율에 변화가 생겼는지의 여부를 결정할 수 있다.
일반적으로, |ΔQL|의 값이 클수록, |ΔTr|의 값을 크게 하는 것이 바람직하다. ΔQL의 정부의 부호는, ΔTr의 정부의 부호와 반대의 관계에 있다. 또한, "0"이 아닌 |ΔQLt|의 값이 어느 범위 내에서 일정한 경우라도, t의 값이 커질수록, |ΔTrt|의 값을 작게 하는 것이 바람직한 경우가 있다. |ΔQL|가 급격하게 변화하고, 그 후, |ΔQL|에 변화가 없어진 경우, |ΔTr|의 값을 급격하게 변화시키고, 뒤이어, 완만하게 변화시키고, 최후에 변화시키지 않게 한다는 과정을 경유하는 것이 바람직한 경우가 있다. 수광 소자의 수광량 측정 결과가, 어떤 값(QL0)부터 값(QL1)으로 변화하고, 재차, 대강, 값(QL0)으로 되돌아오는 경우, 어떤 값(QL0)부터 값(QL1)으로 변화한 때의 |ΔTr|의 값보다도, 값(QL1)부터 값(QL0)으로 되돌아올 때의 |ΔTr|의 값을 작게 하는 것이 바람직한 경우가 있다. 일반적으로, 표시 장치의 이동속도가 빠른 경우, |ΔTr|의 값을 크게 하는 것이 바람직하다. ΔTr의 값이 매끈하게 변화하도록, ΔTr의 값에 처리(일종의 스무싱 처리)를 시행하여도 좋다.
본 개시의 제2의 양태에 관한 표시 장치에서, 또는 또한, 본 개시의 제1의 양태, 제3의 양태, 제4의 양태에 관한 표시 장치의 바람직한 형태, 구성에 있어서, 수광 소자의 수광량 측정 결과에 의거하여 수광량 변화 시작 시각(수광량의 변화가 시작하는 시점)을 결정하는데, 이 경우, 수광 소자의 수광량 측정 결과로부터 얻어진 수광량 변화율(ΔQL)이, 미리 결정된 임계치(ΔQLth) 이상이 되었을 때, 수광량 변화 시작 시각을 "0"으로 하면 좋다. 수광량 변화 시작 시각부터 소정의 시간 경과 후, 조광 장치의 광투과율 제어를 시작하는데, 여기서, 소정의 시간(이른바 타임·래그(time lag))으로서, 0.2초 내지 0.3초를 예시할 수 있다. 일반적으로, 표시 장치의 이동속도가 빠른 경우, 소정의 시간을 단축하면 좋다.
이상에 설명한 여러 가지의 바람직한 형태, 형태를 포함하는 본 개시의 제1의 양태 내지 제4의 양태에 관한 표시 장치에서, 조광 장치의 최고 광투과율은 30% 이상이고, 조광 장치의 최저 광투과율은 20% 이하인 구성으로 할 수 있다. 조광 장치의 최고 광투과율의 상한치로서 99%를 들 수 있고, 조광 장치의 최저 광투과율의 하한치로서 1%를 들 수 있다.
나아가서는, 이상에 설명한 여러 가지의 바람직한 형태, 구성을 포함하는 본 개시의 제1의 양태 내지 제4의 양태에 관한 표시 장치에서, 경우에 따라서는, 조광 장치를 통과하는 광을, 조광 장치에 의해 소망하는 색으로 착색하는 구성으로 할 수도 있다. 그리고, 이 경우, 조광 장치에 의해 착색되는 색은 가변인 형태로 할 수 있고, 또는 또한, 조광 장치에 의해 착색되는 색은 고정인 형태로 할 수 있다. 전자의 경우, 조광 장치를, 예를 들면, 컬러 표시가 가능한 액정 셔터 등으로 구성하면 좋고, 적색으로 착색되는 조광 장치와, 녹색으로 착색되는 조광 장치와, 청색으로 착색되는 조광 장치를 적층하는 구성으로 할 수도 있다. 또한, 후자의 경우, 조광 장치에 의해 착색되는 색으로서, 한정하는 것은 아니지만, 갈색을 예시할 수 있다.
나아가서는, 이상에 설명한 여러 가지의 바람직한 형태, 구성을 포함하는 본 개시의 제1의 양태 내지 제4의 양태에 관한 표시 장치에서, 광학 장치의 광이 출사되는 영역에, 조광 장치가 착탈 자유롭게 배설되어 있는 형태로 할 수 있고, 또는 또한, 조광 장치가 고정되어 있는 형태로 할 수 있다. 조광 장치를 착탈 자유롭게 배설하기 위해서는, 예를 들면, 투명한 플라스틱으로 제작된 비스를 이용하여 조광 장치를 광학 장치에 부착하면 좋고, 또는 또한, 예를 들면, 비스를 이용하여 조광 장치를 예를 들면 프레임에 부착할 수 있고, 또는 또한, 프레임에 홈을 잘라 두고, 이 홈에 조광 장치를 계합시켜서, 또는 또한, 프레임에 자석을 부착함으로써 조광 장치를 프레임에 부착할 수 있고, 프레임에 슬라이드부를 마련하고, 이 슬라이드부에 조광 장치를 감입하여도 좋다. 또한, 조광 장치에 커넥터를 부착하고, 조광 제어 장치(예를 들면, 화상 형성 장치를 제어하기 위한 제어 장치에 포함되어 있다)에 이 커넥터 및 배선을 통하여 조광 장치를 전기적으로 접속하면 좋다. 수광 소자는, 조광 장치에 부착하여도 좋고, 광학 장치에 부착하여도 좋고, 프레임에 부착하여도 좋고, 부착 방법은, 사용하는 수광 소자에 적합한 부착 방법으로 하면 좋다. 투과광 조도 측정 센서도, 광학 장치에 부착하여도 좋고, 프레임에 부착하여도 좋고, 부착 방법은, 사용하는 투과광 조도 측정 센서에 적합한 부착 방법으로 하면 좋다.
이상에 설명한 여러 가지의 바람직한 형태, 구성을 포함하는 본 개시의 제1의 양태 내지 제4의 양태에 관한 표시 장치(이하, 이들을 총칭하여, 단지 "본 개시된 표시 장치"라고 부르는 경우가 있다)에서, 광학 장치는 반투과형(시스루형)이다. 구체적으로는, 적어도 관찰자의 눈동자에 대향하는 광학 장치의 부분을 반투과(시스루(see-through))로 하고, 광학 장치의 이 부분을 통하여 외경을 바라볼 수 있다. 표시 장치는, 화상 표시 장치를 하나 구비하고 있어도 좋고, 2개 구비하고 있어도 좋다.
여기서, 제1 편향 수단은, 도광판에 입사된 광을 반사하고, 제2 편향 수단은, 도광판의 내부를 전반사에 의해 전파한 광을, 복수회에 걸쳐서, 투과, 반사하는 구성으로 할 수 있다. 그리고, 이 경우, 제1 편향 수단은 반사경으로서 기능하고, 제2 편향 수단은 반투과경(鏡)으로서 기능하는 구성으로 할 수 있다.
이와 같은 구성에서, 제1 편향 수단은, 예를 들면, 합금을 포함하는 금속으로 구성되고, 도광판에 입사된 광을 반사시키는 광반사막(일종의 미러)이나, 도광판에 입사된 광을 회절시키는 회절 격자(예를 들면, 홀로그램 회절 격자막)로 구성할 수 있다. 또한, 제2 편향 수단은, 유전체 적층막이 다수 적층된 다층 적층 구조체나, 하프미러, 편광빔 스플리터, 홀로그램 회절 격자막으로 구성할 수 있다. 그리고, 제1 편향 수단이나 제2 편향 수단은, 도광판의 내부에 배설되어 있지(도광판의 내부에 조립되어 있지)만, 제1 편향 수단에서는, 도광판에 입사된 평행광이 도광판의 내부에서 전반사되도록, 도광판에 입사된 평행광이 반사 또는 회절된다. 한편, 제2 편향 수단에서는, 도광판의 내부를 전반사에 의해 전파한 평행광이 복수회에 걸쳐서 반사 또는 회절되어, 도광판으로부터 평행광의 사태로 출사된다.
또는 또한, 제1 편향 수단은, 도광판에 입사된 광을 회절하고, 제2 편향 수단은, 도광판의 내부를 전반사에 의해 전파한 광을, 복수회에 걸쳐서, 회절하는 구성으로 할 수 있다. 그리고, 이 경우, 제1 편향 수단 및 제2 편향 수단은 회절 격자 소자로 이루어지는 형태로 할 수 있고, 나아가서는, 회절 격자 소자는, 반사형 회절 격자 소자로 이루어지고, 또는 또한, 투과형 회절 격자 소자로 이루어지고, 또는 또한, 일방의 회절 격자 소자는 반사형 회절 격자 소자로 이루어지고, 타방의 회절 격자 소자는 투과형 회절 격자 소자로 이루어지는 구성으로 할 수 있다. 반사형 회절 격자 소자로서, 반사형 체적 홀로그램 회절 격자를 들 수 있다. 반사형 체적 홀로그램 회절 격자로 이루어지는 제1 편향 수단을, 편의상, "제1 회절 격자 부재"라고 부르고, 반사형 체적 홀로그램 회절 격자로 이루어지는 제2 편향 수단을, 편의상, "제2 회절 격자 부재"라고 부르는 경우가 있다.
본 개시에서의 화상 표시 장치에 의해, 단색(예를 들면, 녹색)의 화상 표시를 할 수가 있는데, 컬러의 화상 표시를 행하는 경우, 제1 회절 격자 부재 또는 제2 회절 격자 부재를, 다른 P종류(예를 들면, P=3이고, 적색, 녹색, 청색의 3종류)의 파장대역(또는 파장)을 갖는 P종류의 광의 회절 반사에 대응시키기 위해, 반사형 체적 홀로그램 회절 격자로 이루어지는 P층의 회절 격자층이 적층되어 이루어지는 구성으로 할 수 있다. 각 회절 격자층에는 1종류의 파장대역(또는 파장)에 대응하는 간섭 줄무늬가 형성되어 있다. 또는 또한, 다른 P종류의 파장대역(또는 파장)을 갖는 P종류의 광의 회절 반사에 대응하기 위해, 1층의 회절 격자층으로 이루어지는 제1 회절 격자 부재 또는 제2 회절 격자 부재에 P종류의 간섭 줄무늬가 형성되어 있는 구성으로 할 수도 있다. 또는 또한, 화각을 예를 들면 3등분하여, 제1 회절 격자 부재 또는 제2 회절 격자 부재를, 각 화각에 대응하는 회절 격자층이 적층되어 이루어지는 구성으로 할 수 있다. 또는 또한, 예를 들면, 제1 도광판에, 적색의 파장대역(또는 파장)을 갖는 광을 회절 반사시키는 반사형 체적 홀로그램 회절 격자로 이루어지는 회절 격자층으로 구성된 제1 회절 격자 부재 및 제2 회절 격자 부재를 배치하고, 제2 도광판에, 녹색의 파장대역(또는 파장)을 갖는 광을 회절 반사시키는 반사형 체적 홀로그램 회절 격자로 이루어지는 회절 격자층으로 구성된 제1 회절 격자 부재 및 제2 회절 격자 부재를 배치하고, 제3 도광판에, 청색의 파장대역(또는 파장)을 갖는 광을 회절 반사시키는 반사형 체적 홀로그램 회절 격자로 이루어지는 회절 격자층으로 구성된 제1 회절 격자 부재 및 제2 회절 격자 부재를 배치하고, 이들의 제1 도광판, 제2 도광판 및 제3 도광판을 간극을 띠고 적층하는 구조를 채용하여도 좋다. 그리고, 이들의 구성을 채용함으로써, 각 파장대역(또는 파장)을 갖는 광이 제1 회절 격자 부재 또는 제2 회절 격자 부재에서 회절 반사된 때의 회절 효율의 증가, 회절 수용각의 증가, 회절각의 최적화를 도모할 수 있다. 반사형 체적 홀로그램 회절 격자가 직접 대기와 접하지 않도록, 보호부재를 배치하는 것이 바람직하다.
제1 회절 격자 부재 및 제2 회절 격자 부재를 구성하는 재료로서, 포토 폴리머 재료를 들 수 있다. 반사형 체적 홀로그램 회절 격자로 이루어지는 제1 회절 격자 부재 및 제2 회절 격자 부재의 구성 재료나 기본적인 구조는, 종래의 반사형 체적 홀로그램 회절 격자의 구성 재료나 구조와 같으면 좋다. 반사형 체적 홀로그램 회절 격자란, 양의 1차 회절광만을 회절 반사하는 홀로그램 회절 격자를 의미한다. 회절 격자 부재에는, 그 내부로부터 표면에 걸쳐서 간섭 줄무늬가 형성되어 있는데, 이러한 간섭 줄무늬 그 자체의 형성 방법은, 종래의 형성 방법과 같으면 좋다. 구체적으로는, 예를 들면, 회절 격자 부재를 구성하는 부재(예를 들면, 포토 폴리머 재료)에 대해 일방의 측의 제1의 소정의 방향부터 물체광을 조사하고, 동시에, 회절 격자 부재를 구성하는 부재에 대해 타방의 측의 제2의 소정의 방향부터 참조광을 조사하고, 물체광과 참조광에 의해 형성된 간섭 줄무늬를 회절 격자 부재를 구성하는 부재의 내부에 기록하면 좋다. 제1의 소정의 방향, 제2의 소정의 방향, 물체광 및 참조광의 파장을 적절하게 선택함으로써, 회절 격자 부재의 표면에서의 간섭 줄무늬의 소망하는 피치, 간섭 줄무늬의 소망하는 경사각(슬랜트각)을 얻을 수 있다. 간섭 줄무늬의 경사각이란, 회절 격자 부재(또는 회절 격자층)의 표면과 간섭 줄무늬가 이루는 각도를 의미한다. 제1 회절 격자 부재 및 제2 회절 격자 부재를, 반사형 체적 홀로그램 회절 격자로 이루어지는 P층의 회절 격자층의 적층 구조로 구성하는 경우, 이와 같은 회절 격자층의 적층은, P층의 회절 격자층을 각각 별개로 제작한 후, P층의 회절 격자층을, 예를 들면, 자외선 경화형 접착제를 사용하여 적층(접착)하면 좋다. 또한, 점착성을 갖는 포토 폴리머 재료를 이용하여 1층의 회절 격자층을 제작한 후, 그 위에 순차적으로 점착성을 갖는 포토 폴리머 재료를 부착하여 회절 격자층을 제작함으로써, P층의 회절 격자층을 제작하여도 좋다.
또는 또한, 본 개시에서의 화상 표시 장치에서, 광학 장치는, 화상 형성 장치로부터 출사된 광이 입사되고, 관찰자의 눈동자를 향하여 출사되는 반투과 미러로 구성되어 있는 형태로 할 수 있다. 화상 형성 장치로부터 출사된 광은, 공기 중을 전파하여 반투과 미러에 입사하는 구조로 하여도 좋고, 예를 들면, 유리판이나 플라스틱 판 등의 투명한 부재(구체적으로는, 후술하는 도광판을 구성하는 재료와 같은 재료로 이루어지는 부재)의 내부를 전파하여 반투과 미러에 입사하는 구조로 하여도 좋다. 반투과 미러를, 이 투명한 부재를 통하여 화상 형성 장치에 부착하여도 좋고, 반투과 미러를, 이 투명한 부재와는 다른 부재를 통하여 화상 형성 장치에 부착하여도 좋다.
이상에 설명한 각종의 바람직한 형태, 구성을 포함하는 본 개시에서의 화상 표시 장치에서, 화상 형성 장치는, 2차원 매트릭스형상으로 배열된 복수의 화소를 갖는 형태로 할 수 있다. 또한, 이와 같은 화상 형성 장치의 구성을, 편의상, "제1의 구성의 화상 형성 장치"라고 부른다.
제1의 구성의 화상 형성 장치로서, 예를 들면, 반사형 공간 광변조 장치 및 광원으로 구성된 화상 형성 장치 ; 투과형 공간 광변조 장치 및 광원으로 구성된 화상 형성 장치 ; 유기 EL(Electro Luminescence), 무기 EL, 발광 다이오드(LED) 등의 발광 소자로 구성된 화상 형성 장치를 들 수 있는데, 그 중에서도, 반사형 공간 광변조 장치 및 광원으로 구성된 화상 형성 장치로 하는 것이 바람직하다. 공간 광변조 장치로서, 라이트 벌브(light bulb), 예를 들면, LCOS(Liquid Crystal On Silicon) 등의 투과형 또는 반사형의 액정 표시 장치, 디지털 마이크로 미러 디바이스(DMD(Digital Micromirror Device))를 들 수 있고, 광원으로서 발광 소자를 들 수 있다. 나아가서는, 반사형 공간 광변조 장치는, 액정 표시 장치 및 광원으로부터의 광의 일부를 반사하여 액정 표시 장치로 유도하고, 또한, 액정 표시 장치에 의해 반사된 광의 일부를 통과시켜서 광학계로 유도하는 편광빔 스플리터로 이루어지는 구성으로 할 수 있다. 광원을 구성하는 발광 소자로서, 적색 발광 소자, 녹색 발광 소자, 청색 발광 소자, 백색 발광 소자를 들 수 있고, 또는 또한, 적색 발광 소자, 녹색 발광 소자 및 청색 발광 소자로부터 출사된 적색광, 녹색광 및 청색광을 라이트 파이프를 이용하여 혼색, 휘도 균일화를 행함으로써 백색광을 얻어도 좋다. 발광 소자로서, 예를 들면, 반도체 레이저 소자나 고체 레이저, LED를 예시할 수 있다. 화소의 수는, 화상 표시 장치에 요구되는 사양에 의거하여 결정하면 좋고, 화소의 수의 구체적인 값으로서, 320×240, 432×240, 640×480, 1024×768, 1920×1080 등을 예시할 수 있다.
또는 또한, 이상에 설명한 바람직한 형태, 구성을 포함하는 본 개시에서의 화상 표시 장치에서, 화상 형성 장치는, 광원 및 광원으로부터 출사된 평행광을 주사하는 주사 수단을 구비한 형태로 할 수 있다. 또한, 이와 같은 화상 형성 장치의 구성을, 편의상, "제2의 구성의 화상 형성 장치"라고 부른다.
제2의 구성의 화상 형성 장치에서의 광원으로서 발광 소자를 들 수 있고, 구체적으로는, 적색 발광 소자, 녹색 발광 소자, 청색 발광 소자, 백색 발광 소자를 들 수 있고, 또는 또한, 적색 발광 소자, 녹색 발광 소자 및 청색 발광 소자로부터 출사된 적색광, 녹색광 및 청색광을 라이트 파이프를 이용하여 혼색, 휘도 균일화를 행함으로써 백색광을 얻어도 좋다. 발광 소자로서, 예를 들면, 반도체 레이저 소자나 고체 레이저, LED를 예시할 수 있다. 제2의 구성의 화상 형성 장치에서의 화소(가상의 화소)의 수도, 화상 표시 장치에 요구되는 사양에 의거하여 결정하면 좋고, 화소(가상의 화소)의 수의 구체적인 값으로서, 320×240, 432×240, 640×480, 1024×768, 1920×1080 등을 예시할 수 있다. 또한, 컬러의 화상 표시를 행하는 경우로서, 광원을 적색 발광 소자, 녹색 발광 소자, 청색 발광 소자로 구성하는 경우, 예를 들면, 크로스 프리즘(cross prism)을 이용하여 색 합성을 행하는 것이 바람직하다. 주사 수단으로서, 광원으로부터 출사된 광을 수평 주사 및 수직 주사하는, 예를 들면, 2차원 방향으로 회전 가능한 마이크로 미러를 갖는 MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)나 갈바노 미러(Galvano mirror)를 들 수 있다.
제1의 구성의 화상 형성 장치 또는 제2의 구성의 화상 형성 장치에서, 광학계(출사광을 평행광으로 시준(視準)하는 광학계이고, "평행광 출사 광학계"라고 부르는 경우가 있고, 구체적으로는, 예를 들면, 콜리메이트 광학계나 릴레이 광학계)에 복수의 평행광으로 시준된 광을 도광판에 입사시키는데, 이와 같은, 평행광일 것의 요청은, 이들의 광이 도광판에 입사한 때의 광파면(光波面) 정보가, 제1 편향 수단과 제2 편향 수단을 통하여 도광판으로부터 출사된 후도 보존될 필요가 있는 것에 근거한다. 또한, 복수의 평행광을 생성시키기 위해서는, 구체적으로는, 예를 들면, 평행광 출사 광학계에서의 초점 거리의 곳(위치)에, 예를 들면, 화상 형성 장치의 광출사부를 위치시키면 좋다. 평행광 출사 광학계는, 화소의 위치 정보를 광학 장치의 광학계에서의 각도 정보로 변환하는 기능을 갖는다. 평행광 출사 광학계로서, 볼록 렌즈, 오목 렌즈, 자유 곡면 프리즘, 홀로그램 렌즈를, 단독, 또는, 조합시킨, 전체로서 정의 광학적 파워를 갖는 광학계를 예시할 수 있다. 평행광 출사 광학계와 도광판과의 사이에는, 평행광 출사 광학계로부터서 소망하지 않는 광이 출사되어 도광판에 입사하지 않도록, 개구부를 갖는 차광부를 배치하여도 좋다.
도광판은, 도광판의 축선(X축)과 평행하게 늘어나는 2개의 평행면(제1면 및 제2면)을 갖고 있다. 광이 입사하는 도광판의 면을 도광판 입사면, 광이 출사하는 도광판의 면을 도광판 출사면으로 하였을 때, 제1면에 의해 도광판 입사면 및 도광판 출사면이 구성되어 있어도 좋고, 제1면에 의해 도광판 입사면이 구성되고, 제2면에 의해 도광판 출사면이 구성되어 있어도 좋다. 도광판을 구성하는 재료로서, 석영 유리나 BK7 등의 광학 유리를 포함하는 유리나, 플라스틱 재료(예를 들면, PMMA, 폴리카보네이트 수지, 아크릴계 수지, 비정성의 폴리프로필렌계 수지, AS 수지를 포함하는 스티렌계 수지)를 들 수 있다. 도광판의 형상은, 평판으로 한정하는 것이 아니고, 만곡한 형상을 갖고 있어도 좋다.
본 개시된 표시 장치에서, 프레임은, 안경형으로 하는 것이 바람직하고, 구체적으로는, 관찰자의 정면에 배치된 프런트부와, 프런트부의 양단에 경첩을 통하여 회동 자유롭게 부착된 2개의 템플부로 이루어지는 구성으로 할 수 있다. 또한, 각 템플부의 선단부에는 앤드커버부가 부착되어 있다. 화상 표시 장치는 프레임에 부착되어 있는데, 구체적으로는, 예를 들면, 화상 형성 장치를 템플부에 부착하면 좋다. 또한, 프런트부와 2개의 템플부가 일체로 된 구성으로 할 수도 있다. 즉, 본 개시된 표시 장치의 전체를 바라본 때, 프레임은, 예를 들면, 대강 통상의 안경과 개략 같은 구조를 갖는다. 패드부를 포함하는 프레임을 구성하는 재료는, 금속이나 합금, 플라스틱, 이들의 조합이라는, 통상의 안경을 구성하는 재료와 같은 재료로 구성할 수 있다. 나아가서는, 프런트부에 노우즈 패드가 부착되어 있는 구성으로 할 수 있다. 즉, 본 개시된 표시 장치의 전체를 바라본 때, 프레임 및 노우즈 패드의 조립체는, 림이 없는 점을 제외하고, 통상의 안경과 개략 같은 구조를 갖는다. 노우즈 패드도 주지의 구성, 구조로 할 수 있다.
또한, 본 개시된 표시 장치에서는, 디자인상, 또는, 장착의 용이성이라는 관점에서, 하나 또는 2개의 화상 형성 장치로부터의 배선(신호선이나 전원선 등)이, 템플부 및 앤드커버부의 내부를 통하여, 앤드커버부의 선단부로부터 외부로 늘어나고, 제어 장치(제어 회로 또는 제어부)에 접속되어 있는 형태로 하는 것이 바람직하다. 나아가서는, 각 화상 형성 장치는 헤드폰부를 구비하고 있고, 각 화상 형성 장치로부터의 헤드폰부용 배선이, 템플부, 및, 앤드커버부의 내부를 통하여, 앤드커버부의 선단부에서 헤드폰부로 늘어나 있는 형태로 할 수도 있다. 헤드폰부로서, 예를 들면, 이너이어형의 헤드폰부, 커널형의 헤드폰부를 들 수 있다. 헤드폰부용 배선은, 보다 구체적으로는, 앤드커버부의 선단부로부터, 귓바퀴의 뒤측을 돌아 들어가도록 하여 헤드폰부로 늘어나 있는 형태로 하는 것이 바람직하다.
프런트부의 중앙 부분에 촬상 장치가 부착되어 있는 형태로 할 수 있다. 촬상 장치는, 구체적으로는, 예를 들면, CCD 또는 CMOS 센서로 이루어지는 고체 촬상 소자와 렌즈로 구성되어 있다. 촬상 장치로부터의 배선은, 예를 들면, 프런트부를 통하여, 일방의 화상 표시 장치(또는 화상 형성 장치)에 접속하면 좋고, 나아가서는, 화상 표시 장치(또는 화상 형성 장치)로부터 늘어나는 배선에 포함시키면 좋다.
화상 형성 장치의 중심으로부터 출사되고, 광학계의 화상 형성 장치측 절점(節點)을 통과한 광선을 "중심 광선"이라고 부르고, 중심 광선 중, 광학 장치에 수직으로 입사하는 것을 "중심 입사광선"이라고 부른다. 그리고, 중심 입사광선이 광학 장치에 입사하는 점을 광학 장치 중심점으로 하고, 광학 장치 중심점을 통과하고, 광학 장치(보다 구체적으로는, 도광판)의 축선 방향과 평행한 축선을 X축, 광학 장치 중심점을 통과하고, 광학 장치(보다 구체적으로는, 도광판)의 법선과 일치하는 축선을 Y축으로 한다. 본 개시된 표시 장치에서의 수평 방향이란, X축과 평행한 방향이고, 이하, "X축방향"이라고 부르는 경우도 있다. 여기서, 광학계는, 화상 형성 장치와 광학 장치의 사이에 배치되고, 화상 형성 장치로부터 출사된 광을 평행광으로 시준한다. 그리고, 광학계에 평행광으로 시준된 광속(光束)이, 광학 장치에 입사되고, 도광되고, 출사된다. 또한, 제1 편향 수단의 중심점을, "광학 장치 중심점"이라고 한다.
이상에 설명한 여러 가지의 변형례를 포함하는 본 개시된 표시 장치에서는, 화상 표시 장치에서, 한정하는 것은 아니지만, 중심 입사광선은, XY평면과 0도 이외의 각도(θ)로 교차하는 구성으로 할 수 있고, 이에 의해, 화상 표시 장치를 프레임의 부착부에 부착할 때의 화상 표시 장치가 부착 각도에 대한 제한이 적어지고, 높은 디자인 자유도를 얻을 수 있다. 그리고, 이 경우, 중심 입사광선은 YZ평면에 포함되는 형태로 하는 것이, 화상 표시 장치의 취급이나 설정, 부착의 용이성이라는 관점에서, 바람직하다. 또한, 광학계의 광축은, YZ평면에 포함되고, 또한, XY평면과 0도 이외의 각도로 교차하는 구성으로 할 수 있고, 또는 또한, 광학계의 광축은, YZ평면과 평행하고, 또한, XY평면과 평행하고, 또한, 화상 형성 장치의 중심으로부터 벗어난 위치를 통과하는 구성으로 할 수 있다. 또한, XY평면이 수평면과 일치한다고 가정한 때, 중심 입사광선이 XY평면과 교차하는 각도(θ)는 앙각(仰角)인 구성으로 할 수 있다. 즉, XY평면의 하측부터 중심 입사광선이 XY평면을 향하여, XY평면과 충돌하는 구성으로 할 수 있다. 그리고, 이 경우, XY평면은 수직면과 0도 이외의 각도로 교차하는 것이 바람직하고, 나아가서는, XY평면은 수직면과 각도(θ')로 교차하는 것이 바람직하다. 또한, θ'의 최대치로서, 한정하는 것은 아니지만, 5도를 들 수 있다. 여기서, 수평면이란, 관찰자가, 수평의 방향에 위치하는 대상물(예를 들면, 수평 방향, 무한 원방의 대상물, 지평선이나 수평선)을 바라본 때의 시선(視線)("관찰자의 수평 방향 시선")이 포함되고, 또한, 수평으로 위치하는 관찰자의 2개의 눈동자가 포함된 평면이다. 또한, 수직면은, 이 수평면에 대해 수직한 평면이다. 또는 또한, 관찰자가, 수평의 방향에 위치하는 대상물(예를 들면, 수평 방향, 무한 원방의 대상물, 지평선이나 수평선)을 바라본 때, 광학 장치로부터 출사되고, 관찰자의 눈동자에 입사한 중심 입사광선은 부각(俯角)을 이루는 형태로 할 수 있다. 수평면에 대한 이러한 부각으로서, 예를 들면, 5도 내지 45도를 예시할 수 있다.
이상에 설명한 여러 가지의 변형례를 포함하는 본 개시된 표시 장치는, 예를 들면, 각종 장치 등의 관찰 대상물의 운전, 조작, 보수, 분해시 등에서의 각종 설명이나, 기호, 부호, 싸인, 표장, 도안 등의 표시 ; 지도의 표시 ; 도로 정보나 도로 안내 정보, 교통 정보의 표시 ; 인물이나 물품 등의 관찰 대상물에 관한 각종 설명이나, 기호, 부호, 싸인, 표장, 도안 등의 표시 ; 동화나 정지화의 표시 ; 영화 등의 자막의 표시 ; 영상에 동기한 영상에 관한 설명문이나 클로즈드·캡션의 표시 ; 연극이나 가부키, 노(能), 쿄겐(狂言), 오페라, 음악회, 발레, 각종 연극, 유원지(어뮤즈먼트 파크), 미술관, 관광지, 행락지, 관광 안내 등에서의 관찰 대상물에 관한 각종 설명, 그 내용이나 진행 상황, 배경 등을 설명하기 위한 설명문 등의 표시에 이용할 수 있고, 클로즈드 캡션(closed caption)의 표시에 이용할 수 있다. 또한, 이상에 설명한 각종의 내용은, 관찰 대상물에 관한 데이터에 대응한 정보에 상당하게 할 수 있다. 연극이나 가부키, 노, 쿄겐, 오페라, 음악회, 발레, 각종 연극, 유원지(어뮤즈먼트 파크), 미술관, 관광지, 행락지, 관광 안내 등에서는, 적절한 타이밍에서 관찰 대상물에 관련된 화상으로서의 문자를 표시 장치에서 표시하면 좋다. 구체적으로는, 예를 들면, 영화 등의 진행 상황에 응하여, 또는 또한, 연극 등의 진행 상황에 응하여, 소정의 스케줄, 시간 배분에 의거하여, 작업자의 조작에 의해, 또는, 컴퓨터 등의 제어하에, 화상 제어 신호가 표시 장치에 송출되고, 화상이 표시 장치에 표시된다. 또한, 각종 장치, 인물이나 물품 등의 관찰 대상물에 관한 각종 설명의 표시를 행하는데, 촬상 장치에 의해 각종 장치, 인물이나 물품 등의 관찰 대상물(피사체)을 촬영하고, 표시 장치에서 촬영 내용을 해석함으로서, 미리 작성하여 둔 각종 장치, 인물이나 물품 등의 관찰 대상물(피사체)에 관한 각종 설명의 표시를 표시 장치에서 행할 수 있다. 또는 또한, 본 개시된 표시 장치는, 입체시 디스플레이 장치로서 이용할 수도 있다. 이 경우, 필요에 응하여, 광학 장치에 편광판이나 편광 필름을 착탈 자유롭게 부착하고, 또는, 광학 장치에 편광판이나 편광 필름을 접합하면 좋다.
화상 형성 장치에의 화상 신호에는, 화상 신호(예를 들면, 문자 데이터)뿐만 아니라, 예를 들면, 표시하여야 할 화상에 관한 휘도 데이터(휘도 정보), 또는, 색도 데이터(색도 정보), 또는, 휘도 데이터 및 색도 데이터를 포함할 수 있다. 휘도 데이터는, 광학 장치를 통하여 바라본 관찰 대상물을 포함하는 소정의 영역의 휘도에 대응한 휘도 데이터로 할 수 있고, 색도 데이터는, 광학 장치를 통하여 바라본 관찰 대상물을 포함하는 소정의 영역의 색도에 대응한 색도 데이터로 할 수 있다. 이와 같이, 화상에 관한 휘도 데이터를 포함함으로써, 표시되는 화상의 휘도(밝기)의 제어를 행할 수가 있고, 화상에 관한 색도 데이터를 포함함으로써, 표시되는 화상의 색도(색)의 제어를 행할 수가 있고, 화상에 관한 휘도 데이터 및 색도 데이터를 포함함으로써, 표시되는 화상의 휘도(밝기) 및 색도(색)의 제어를 행할 수가 있다. 화상 표시 장치를 통하여 바라본 관찰 대상물을 포함하는 소정의 영역의 휘도에 대응한 휘도 데이터로 하는 경우, 화상 표시 장치를 통하여 바라본 관찰 대상물을 포함하는 소정의 영역의 휘도의 값이 높아질수록, 화상의 휘도의 값이 높아지도록(즉, 화상이 보다 밝게 표시되도록), 휘도 데이터의 값을 설정하면 좋다. 또한, 화상 표시 장치를 통하여 바라본 관찰 대상물을 포함하는 소정의 영역의 색도에 대응한 색도 데이터로 하는 경우, 화상 표시 장치를 통하여 바라본 관찰 대상물을 포함하는 소정의 영역의 색도와, 표시하여야 할 화상의 색도가, 대강 보색 관계가 되도록 색도 데이터의 값을 설정하면 좋다. 보색이란, 색상환(color circle)에서 정반대에 위치하는 관계의 색의 조합을 가리킨다. 적색에 대한 녹색, 황색에 대한 자(紫)색, 청색에 대한 등(橙)색 등, 상보적인 색인 것이기도 한다. 어떤 색에 다른 색을 알맞은 비율로 혼합하고, 광의 경우는 흰색, 물체의 경우는 흑이라는 바와 같이, 채도 저하를 야기하는 색에 대해서도 말하면, 병렬한 때의 시각적 효과의 상보성과 혼합한 때의 상보성은 다르다. 보색, 대조색, 반대색이라고도 한다. 단, 반대색은 보색이 상대하는 색을 직접 지시하는 것에 대해, 보색이 지시하는 범위는 약간 넓다. 보색끼리의 색의 조합은 서로의 색을 돋보이게 하는 상승 효과가 있고, 이것은 보색 조화라고 말하여진다.
[실시례 1]
실시례 1은, 본 개시의 제1의 양태 및 제2의 양태에 관한 표시 장치에 관한 것이다. 실시례 1의 표시 장치(구체적으로는, 두부 장착형 디스플레이, HMD)를 상방에서 바라본 모식도를 도 1의 A에 도시하고, 조광 제어 장치(조광 제어 회로)의 블록도를 도 1의 B에 도시하고, 실시례 1의 화상 표시 장치의 개념도를 도 2에 도시하고, 측방에서 바라본 모식도를 도 3의 A에 도시하고, 광학 장치 및 조광 장치의 부분을 정면에서 바라본 모식도를 도 3의 B에 도시하고, 실시례 1의 표시 장치에서의 조광 장치의 거동을 모식적으로 나타내는 조광 장치의 모식적인 단면도를 도 4의 A 및 도 4의 B에 도시하고, 실시례 1의 표시 장치를 관찰자의 두부에 장착한 상태를 상방에서 바라본 도면(단, 화상 표시 장치만을 나타내고, 프레임 등의 도시는 생략)를 도 5에 도시한다.
실시례 1 또는 후술하는 실시례 2 내지 실시례 15의 표시 장치는,
(ⅰ) 관찰자(20)의 두부에 장착되는 프레임(구체적으로는, 안경형의 프레임)(10) 및
(ⅱ) 프레임(10)에 부착된 화상 표시 장치(100, 200, 300, 400, 500)를 구비하고 있다. 실시례 1 또는 후술하는 실시례 2 내지 실시례 15의 표시 장치는, 구체적으로는, 2개의 화상 표시 장치를 구비한 양안형(binocular type)으로 하였지만, 하나 구비한 편안형(monocular type)으로 하여도 좋다. 또한, 화상 형성 장치(111, 211)는, 예를 들면, 단색의 화상을 표시한다.
그리고, 실시례 1 또는 후술하는 실시례 2 내지 실시례 15에서의 화상 표시 장치(100, 200, 300, 400, 500)는,
(A) 화상 형성 장치(111, 211) 및
(B) 화상 형성 장치(111, 211)로부터 출사된 광이 입사되고, 그리고, 관찰자(20)의 눈동자(21)를 향하여 출사하는 광학 장치(120, 320, 520)를 구비하고 있다. 나아가서는,
(C) 화상 형성 장치(111, 211)로부터 출사된 광을 평행광으로 시준하는 광학계(평행광 출사 광학계)(112, 254)를 구비하고 있고, 광학계(112, 254)에서 평행광으로 시준된 광속이 광학 장치(120, 320, 520)에 입사되고, 도광되고, 출사된다.
더하여 실시례 1 또는 후술하는 실시례 2 내지 실시례 15에서, 표시 장치는,
(ⅲ) 광이 출사되는 광학 장치(120, 320, 520)의 영역에 배설되고, 외부로부터 입사하는 외광의 광량을 조정하는 조광 장치(700),
(ⅳ) 조광 제어 장치(18A), 및,
(ⅴ) 외광의 광량을 측정하는 수광 소자(711)를 구비하고 있다.
조광 제어 장치(18A)는, 후술하는 제어 장치(제어 회로, 제어부)(18)에 포함되어 있다.
구체적으로는, 조광 장치(700)는, 광학 장치(120, 320, 520)의 화상 형성 장치(111, 211)가 배치된 측과는 반대측에 배설되어 있다. 보다 구체적으로는, 일종의 광 셔터인 조광 장치(700)는, 접착제(707)를 이용하여, 광학 장치(120, 320, 520)(구체적으로는, 도광판(121, 321)을 보호하는 보호부재(보호판)(126, 326) 또는 반투과 미러(520))에 고정되어 있다. 또한, 조광 장치(700)는, 관찰자(20)와는 반대측의 광학 장치(120, 320, 520)의 영역에 배치되어 있다. 보호부재(보호판)(126, 326)는, 접착부재(127, 327)에 의해 도광판(121, 321)의 제2면(123, 323)에 접착되어 있다. 그리고, 포토 다이오드로 이루어지는 수광 소자(711)가, 예를 들면, 광학 장치(120, 320)의 외측단부(구체적으로는, 도광판(121, 321)의 외측단부상)에 배치되어 있다. 수광 소자(711)는, 도시하지 않은 커넥터 및 배선을 통하여 조광 제어 장치(18A)에 접속되어 있다. 수광 소자(711)나 조광 장치(700)의 구체적인 동작에 관해서는, 후술한다.
실시례 1 또는 후술하는 실시례 2 내지 실시례 4, 실시례 6 내지 실시례 15에서의 광학 장치(120, 320)는,
(a) 입사된 광이 내부를 전반사에 의해 전파한 후, 출사되는 도광판(121, 321),
(b) 도광판(121, 321)에 입사된 광이 도광판(121, 321)의 내부에서 전반사되도록, 도광판(121, 321)에 입사된 광을 편향시키는 제1 편향 수단(130, 330), 및,
(c) 도광판(121, 321)의 내부를 전반사에 의해 전파한 광을 도광판(121, 321)으로부터 출사시키기 위해, 도광판(121, 321)의 내부를 전반사에 의해 전파한 광을 복수회에 걸쳐서 편향시키는 제2 편향 수단(140, 340)을 구비하고 있다. 그리고, 조광 장치(700)의 사영상 내에 제2 편향 수단(140, 340)이 위치한다. 나아가서는, 조광 장치(700)를 구성하는 기판의 일방(제1 기판(701))에 의해, 적어도 제2 편향 수단(140, 340)은 피복되어 있다. 광학 장치(120, 320)는, 시스루형(반투과형)이다.
여기서, 실시례 1에서는, 제1 편향 수단(130) 및 제2 편향 수단(140)은 도광판(121)의 내부에 부착되어 있다. 그리고, 제1 편향 수단(130)은, 도광판(121)에 입사된 광을 반사하고, 제2 편향 수단(140)은, 도광판(121)의 내부를 전반사에 의해 전파한 광을, 복수회에 걸쳐서, 투과, 반사한다. 즉, 제1 편향 수단(130)은 반사경으로서 기능하고, 제2 편향 수단(140)은 반투과경으로서 기능한다. 보다 구체적으로는, 도광판(121)의 내부에 마련된 제1 편향 수단(130)은, 알루미늄(Al)으로 이루어지고, 도광판(121)에 입사된 광을 반사시키는 광반사막(일종의 미러)으로 구성되어 있다. 한편, 도광판(121)의 내부에 마련된 제2 편향 수단(140)은, 유전체 적층막이 다수 적층된 다층 적층 구조체로 구성되어 있다. 유전체 적층막은, 예를 들면, 고유전율 재료로서의 TiO2막, 및, 저유전율 재료로서의 SiO2막으로 구성되어 있다. 유전체 적층막이 다수 적층된 다층 적층 구조체에 관해서는, 일본 특표2005-521099에 개시되어 있다. 도면에서는 6층의 유전체 적층막을 도시하고 있지만, 이것으로 한정하는 것이 아니다. 유전체 적층막과 유전체 적층막의 사이에는, 도광판(121)을 구성하는 재료와 같은 재료로 이루어지는 박편이 끼여져 있다. 제1 편향 수단(130)에서는, 도광판(121)에 입사된 평행광이 도광판(121)의 내부에서 전반사되도록, 도광판(121)에 입사된 평행광이 반사(또는 회절)된다. 한편, 제2 편향 수단(140)에서는, 도광판(121)의 내부를 전반사에 의해 전파한 평행광이 복수회에 걸쳐서 반사(또는 회절)되고, 도광판(121)으로부터 평행광의 상로서, 관찰자(20)의 눈동자(21)를 향하여 출사된다.
제1 편향 수단(130)은, 도광판(121)의 제1 편향 수단(130)을 마련하는 부분(124)를 절출(切出)함으로써, 도광판(121)에 제1 편향 수단(130)을 형성하여야 할 사면(斜面)을 마련하고, 이러한 사면에 광반사막을 진공 증착한 후, 도광판(121)의 절출한 부분(124)를 제1 편향 수단(130)에 접착하면 좋다. 또한, 제2 편향 수단(140)은, 도광판(121)을 구성하는 재료와 같은 재료(예를 들면, 유리)와 유전체 적층막(예를 들면, 진공 증착법으로 성막할 수 있다)이 다수 적층된 다층 적층 구조체를 제작하고, 도광판(121)의 제2 편향 수단(140)을 마련하는 부분(125)을 절출하여 사면을 형성하고, 이러한 사면에 다층 적층 구조체를 접착하고, 연마 등을 행하여, 외형을 정돈하면 좋다. 이렇게 하여, 도광판(121)의 내부에 제1 편향 수단(130) 및 제2 편향 수단(140)이 마련된 광학 장치(120)를 얻을 수 있다.
여기서, 실시례 1 또는 후술하는 실시례 2 내지 실시례 4, 실시례 6 내지 실시례 15에서, 광학 유리나 플라스틱 재료로 이루어지는 도광판(121, 321)은, 도광판(121, 321)의 내부 전반사에 의한 광 전파 방향(X축)과 평행하게 늘어나는 2개의 평행면(제1면(122, 322) 및 제2면(123, 323))을 갖고 있다. 제1면(122, 322)과 제2면(123, 323)은 대향하여 있다. 그리고, 광입사면에 상당하는 제1면(122, 322)으로부터 평행광이 입사되고, 내부를 전반사에 의해 전파한 후, 광출사면에 상당하는 제1면(122, 322)으로부터 출사된다. 단, 이것으로 한정하는 것이 아니고, 제2면(123, 323)에 의해 광입사면이 구성되고, 제1면(122, 322)에 의해 광출사면이 구성되어 있어도 좋다.
실시례 1 또는 후술하는 실시례 3, 실시례 12에서, 화상 형성 장치(111)는, 제1의 구성의 화상 형성 장치이고, 2차원 매트릭스형상으로 배열된 복수의 화소를 갖는다. 구체적으로는, 화상 형성 장치(111)는, 반사형 공간 광변조 장치(150), 및, 백색광을 출사하는 발광 다이오드로 이루어지는 광원(153)으로 구성되어 있다. 각 화상 형성 장치(111) 전체는, 몸체(113)(도 1에서는, 1점 쇄선으로 도시한다) 내에 수납되어 있고, 이러한 몸체(113)에는 개구부(도시 생략)가 마련되어 있고, 개구부를 통하여 광학계(평행광 출사 광학계, 콜리메이트 광학계)(112)로부터 광이 출사된다. 반사형 공간 광변조 장치(150)은, 라이트 벌브로서의 LCOS로 이루어지는 액정 표시 장치(LCD)(151), 및, 광원(153)으로부터의 광의 일부를 반사하여 액정 표시 장치(151)로 유도하고, 또한, 액정 표시 장치(151)에 의해 반사된 광의 일부를 통과시켜서 광학계(112)로 유도하는 편광빔 스플리터(152)로 구성되어 있다. 액정 표시 장치(151)는, 2차원 매트릭스형상으로 배열된 복수(예를 들면, 640×480개)의 화소(액정 셀)를 구비하고 있다. 편광빔 스플리터(152)는, 주지의 구성, 구조를 갖는다. 광원(153)으로부터 출사된 무편광의 광은, 편광빔 스플리터(152)에 충돌한다. 편광빔 스플리터(152)에서, P편광 성분은 통과하고, 계외로 출사된다. 한편, S편광 성분은, 편광빔 스플리터(152)에서의 반사되고, 액정 표시 장치(151)에 입사하고, 액정 표시 장치(151)의 내부에서 반사되고, 액정 표시 장치(151)로부터 출사된다. 여기서, 액정 표시 장치(151)로부터 출사한 광 중, "백"을 표시한 화소로부터 출사한 광에는 P편광 성분이 많이 포함되고, "흑"을 표시하는 화소로부터 출사한 광에는 S편광 성분이 많이 포함된다. 따라서, 액정 표시 장치(151)로부터 출사되고, 편광빔 스플리터(152)에 충돌하는 광 중, P편광 성분은, 편광빔 스플리터(152)를 통과하고, 광학계(112)로 유도된다. 한편, S편광 성분은, 편광빔 스플리터(152)에서의 반사되고, 광원(153)으로 되돌아온다. 광학계(112)는, 예를 들면, 볼록 렌즈로 구성되고, 평행광을 생성시키기 위해, 광학계(112)에서의 초점 거리의 곳(위치)에 화상 형성 장치(111)(보다 구체적으로는, 액정 표시 장치(151))가 배치되어 있다.
안경형의 프레임으로 구성된 프레임(10)은, 관찰자(20)의 정면에 배치되는 프런트부(11)와, 프런트부(11)의 양단에 경첩(12)을 통하여 회동 자유롭게 부착된 2개의 템플부(13)와, 각 템플부(13)의 선단부에 부착된 앤드커버부(팁(tip), 귀받이, 이어 패드(ear pad)라고도 불린다)(14)로 이루어진다. 또한, 노우즈 패드(도시 생략)가 장착되어 있다. 즉, 프레임(10) 및 노우즈 패드의 조립체는, 기본적으로는, 통상의 안경과 개략 같은 구조를 갖는다. 나아가서는, 각 몸체(113)가, 부착 부재(19)에 의해, 착탈 자유롭게, 또는, 고정하여, 템플부(13)에 부착되어 있다. 프레임(10)은, 금속 또는 플라스틱으로 제작되어 있다. 각 몸체(113)는, 부착 부재(19)에 의해 템플부(13)에 착탈할 수 없도록 부착되어 있어도 좋다. 또한, 안경을 소유하고, 장착하고 있는 관찰자(20)에 대해서는, 관찰자(20)가 소유하는 안경의 프레임의 템플부에, 각 몸체(113)를 부착 부재(19)에 의해 착탈 자유롭게 부착하여도 좋다. 또한, 각 몸체(113)를, 템플부(13)의 외측에 부착하여도 좋고, 템플부(13)의 내측에 부착하여도 좋다.
나아가서는, 일방의 화상 형성 장치(111A)로부터 늘어나는 배선(신호선이나 전원선 등)(15)이, 템플부(13), 및, 앤드커버부(14)의 내부를 통하여, 앤드커버부(14)의 선단부로부터 외부로 늘어나고, 제어 장치(제어 회로, 제어부)(18)에 접속되어 있다. 나아가서는, 각 화상 형성 장치(111A, 111B)는 헤드폰부(16)를 구비하고 있고, 각 화상 형성 장치(111A, 111B)로부터 늘어나는 헤드폰부용 배선(17)이, 템플부(13), 및, 앤드커버부(14)의 내부를 통하여, 앤드커버부(14)의 선단부로부터 헤드폰부(16)로 늘어나 있다. 헤드폰부용 배선(17)은, 보다 구체적으로는, 앤드커버부(14)의 선단부로부터, 귓바퀴(귓바퀴)의 뒤 측을 돌아 들어가도록 하여 헤드폰부(16)로 늘어나 있다. 이와 같은 구성으로 함으로써, 헤드폰부(16)나 헤드폰부용 배선(17)이 난잡하게 배치되어 있다는 인상을 주는 일이 없고, 산뜻한 표시 장치로 할 수 있다.
실시례 1에서의 조광 장치(700)는, 액정 셔터, 구체적으로는, 광투과 제어 재료층(705)이 액정 재료층으로 구성된 광 셔터로 이루어진다. 즉, 조광 장치(700)는,
광학 장치(120)와 대향하는 투명한 제1 기판(701), 및, 제1 기판(701)과 대향하는 투명한 제2 기판(703),
제1 기판(701) 및 제2 기판(703)의 각각에 마련된 전극(702, 704), 및,
제1 기판(701)과 제2 기판(703)의 사이에 밀봉된 광투과 제어 재료층(705)으로 구성되어 있다.
여기서, 제1 기판(701) 및 제2 기판(703)은 플라스틱 재료로 이루어진다. 또한, 제1 전극(702) 및 제2 전극(704)은, 인듐-주석 복합산화물(ITO)로 구성된 투명 전극으로 이루어지고, 스퍼터링법이라는 PVD법과 리프트 오프법과의 조합에 의거하여 형성되어 있다. 또한, 광투과 제어 재료층(705)은, 구체적으로는, TN(twisted nematic)형 액정 재료로 이루어지는 액정 재료층으로 구성되어 있다. 제1 전극(702) 및 제2 전극(704)은 패터닝되지 않고, 이른바 베타 전극이다. 제1 전극(702) 및 제2 전극(704)은, 도시하지 않은 커넥터, 배선을 통하여 조광 제어 장치(18A)에 접속되어 있다. 2장의 기판(701, 703)의 외연부는, 밀봉제(706)에 의해 밀봉되어 있다. 나아가서는, 조광 장치(700)의 제1 기판(701)과 보호부재(126)(도광판(121)을 보호한다)는, 접착제(707)에 의해 접착되어 있다. 또한, 제1 기판(701)의 외면, 제2 기판(703)의 외면에는 편광 필름이 맞붙여져 있는데, 이들의 편광 필름의 도시는 생략하였다. 조광 장치(700)의 제1 기판(701)을 도광판(121)보다도 짧은 길이로 하고, 조광 장치(700)의 제1 기판(701)을 보호부재(126)에 대해 접착제(707)에 의해 고정한다. 접착제(707)는, 제1 기판(701)의 외연부에 배치되어 있다. 이하에 설명한 실시례 2 내지 실시례 15에서도 마찬가지로 한다. 관찰자측부터, 광학 장치(120), 조광 장치(700)의 순서로 배치되어 있다.
조광 장치(700)의 광투과율은, 제1 전극(702) 및 제2 전극(704)에 인가하는 전압에 의해 제어할 수 있다. 구체적으로는, 예를 들면, 제2 전극(704)을 접지한 상태에서, 제1 전극(702)에 전압을 인가하면, 광투과 제어 재료층(705)을 구성하는 액정 재료층에서의 액정의 배열 상태가 변화하고, 액정 재료층의 광투과율이 변화한다(도 4의 A 및 도 4의 B 참조).
조광 제어 장치(18A)는, 수광 소자(711)의 수광량 측정 결과에 의거하여 수광량 변화율을 산출하고, 수광량 변화율에 의거하여 조광 장치(700)에서의 광투과율·변화율을 결정하고, 결정된 광투과율·변화율에 의거하여 조광 장치(700)의 광투과율 제어를 행한다.
또한, 조광 제어 장치(18A)는, 수광 소자(711)의 수광량 측정 결과에 의거하여 수광량 변화 시작 시각(수광량의 변화가 시작하는 시점)을 결정하고, 수광량 변화 시작 시각부터 소정의 시간 경과 후, 조광 장치(700)의 광투과율 제어를 시작한다.
수광 소자(711)는, 광학 장치(120, 320, 520)에서 관찰자(20)에 의해 관찰되는 화상의 배경에 상당하는 외부의 영역(예를 들면, 도 5에서 "A"로 나타내는 공간 영역)의 광량을 측정한다. 수광 소자(711)는 수광하는 광에 대한 지향성을 갖는다. 구체적으로는, 수광 소자(711)의 광 입사측에 렌즈(도시 생략)를 배치함으로써, 수광하는 광에 대한 지향성을 수광 소자(711)에 부여하고 있다.
조광 제어 장치(18A)는, 수광량 변화율과 조광 장치(700)에서의 광투과율·변화율과의 관계에 관한 테이블을 갖고 있다. 이 테이블은, 외부로부터 입사하는 외광의 광량 변화에 추종하는 관찰자(20)의 동공(눈동자 지름)의 변화에 의거하여 작성되어 있다. 구체적으로는, 광 자극에 대한 사람의 동공(눈동자 지름)의 변화를 측정할 수 있는 예를 들면 이리스코더(iriscorder)라고 불리는 광학 기기를 이용하여, 또는 또한, 적외선 카메라에 의한 간이 계측에 의거하여, 광량 변화와 동공(눈동자 지름)의 변화와의 관계를 조사하고, 또한, 수광량 변화율과 조광 장치(700)에서의 광투과율·변화율과의 관계에 관한 테이블을 구하여, 조광 제어 장치(18A)의 메모리에 기억시켜 두면 좋다.
수광 소자(711) 및 조광 장치(700)를 제어하는 조광 제어 장치(18A)는, 수광량 연산 회로, 메모리 및 광투과율 제어 회로로 구성되어 있다. 수광량 연산 회로는, 수광 소자(711)로부터의 수광량 측정치를 수취하고, 수광량(조도)을 구하고, 나아가서는, 수광량 변화율(ΔQL)을 구한다. 메모리는, 수광량 변화율(ΔQL)과 조광 장치에서의 광투과율·변화율(ΔTr)과의 관계에 관한 테이블을 기억하고 있다. 광투과율 제어 회로는, 수광량 변화율(ΔQL)에 의거하여 조광 장치에서의 광투과율·변화율(ΔTr)을 결정하고, 결정된 광투과율·변화율(ΔTr)에 의거하여 조광 장치의 광투과율 제어를 행한다. 나아가서는, 필요에 응하여, 조광 제어 장치(18A)는, 구하여진 수광량(조도)을 표준치와 비교하는 비교 연산 회로, 비교 연산 회로에 의해 구하여진 값에 의거하여, 조광 장치(700) 및/또는 화상 형성 장치(111, 211)를 제어하는 제2 제어 회로를 구비하고 있는 구성을 채용할 수도 있다. 이들의 회로는 주지의 회로로 구성할 수 있다. 조광 장치(700)의 제어에서는, 조광 장치(700)의 광투과율의 제어를 행하고, 한편, 화상 형성 장치(111, 211)의 제어에서는, 화상 형성 장치(111, 211)에 의해 형성되는 화상의 휘도의 제어를 행한다. 조광 장치(700)에서의 광투과율의 제어와 화상 형성 장치(111, 211)에서의 화상의 휘도의 제어는, 각각, 독립하여 행하여도 좋고, 상관을 붙여서 행하여도 좋다.
조광 장치의 광투과율을 결정하는 순서를 도시하는 흐름도를 도 10에 도시하는데, 실시례 1의 표시 장치에서는, 수광 소자(711)의 수광량(QL)의 측정 결과에 의거하여 수광량 변화율(ΔQL)을 산출한다. 구체적으로는, 예를 들면, Δt=0.1초마다에 수광 소자(711)에 의해 수광량(QL)을 측정한다. 그리고, Δt=0.1초간에서의 수광량(QL)의 변화량을 수광량 변화율(ΔQL)로 한다. 즉, 조광 제어 장치(18A)의 수광량 연산 회로는, Δt=0.1초간에서의 수광량(QL)의 변화량을 수광량 변화율(ΔQL)로서 구한다. 수광량 변화율과 조광 장치에서의 광투과율·변화율과의 관계에 관한 테이블로서, 수광량에 변화가 생기고 나서 0.1초마다의 수광량의 변화량(ΔQLt)과, 조광 장치에서의 광투과율·변화율(ΔTrt)과의 관계[t, ΔQLt, ΔTrt]를 미리 구하여 두고, 또는 또한, 미리 결정하여 두고, 예를 들면, 조광 제어 장치(18A)에 구비된 메모리에 기억하여 둔다. 수광량에 변화가 생겼는지의 여부는, 수광량 변화율(ΔQL)이 미리 설정된 수광량 변화율의 임계치(ΔQLth) 이상으로 되었는지의 여부로 결정되고, 조광 제어 장치(18A)에 의해 판단된다. 구체적으로는, 조광 제어 장치(18A)의 광투과율 제어 회로가, 수광량 변화율(ΔQL)이 미리 설정된 임계치(ΔQLth) 이상으로 되었다고 판단한 때, 광투과율 제어 회로는, 수광량 변화율(ΔQL)과 조광 장치에서의 광투과율·변화율(ΔTr)과의 관계[t, ΔQLt, ΔTrt]를 기억한 테이블로부터 광투과율·변화율(ΔTrt)을 판독하고, 광투과율(Tr)을 결정한다. 그리고, 광투과율 제어 회로는, 결정된 광투과율(Tr)에 의거하여, 조광 장치(700)의 광투과율 제어를 행한다.
또한, 수광 소자(711)의 수광량(QL)의 측정 결과에 의거하여 수광량 변화 시작 시각을 결정하는데, 이 경우, 수광 소자(711)의 수광량 측정 결과로부터 얻어진 수광량 변화율(ΔQL)이, 미리 결정된 임계치(ΔQLth) 이상이 되었을 때, 수광량 변화 시작 시각을 "0"으로 한다. 수광량 변화 시작 시각부터 소정의 시간 경과 후, 조광 장치(700)의 광투과율 제어를 시작한다. 여기서, 소정의 시간(타임·래그)를 0.3초로 하였지만, 이것으로 한정하는 것이 아니다.
도 6의 A, 도 6의 B, 도 7의 A, 도 7의 B에, 도 8의 A, 도 8의 B, 도 9의 A, 도 9의 B의 각각의 상단에, 여러 가지의 수광량의 변화 상태 및 수광량 변화율을 예시하고, 도 6의 A, 도 6의 B, 도 7의 A, 도 7의 B에, 도 8의 A, 도 8의 B, 도 9의 A, 도 9의 B의 각각의 하단에, 광투과율의 변화 상태 및 광투과율·변화율을 예시한다. 또한, 이들의 도면에서는, 수광량의 변화 상태 및 수광량 변화율, 및, 광투과율의 변화 상태 및 광투과율·변화율을 매끈한 곡선으로 도시하고 있지만, 실제로는 계단형상으로 변화한다.
도 6의 A에 도시하는 예를, 제1 스테이지(도 6의 A의 "a" 내지 "b"의 기간), 제2 스테이지(도 6의 A의 "b" 내지 "c"의 기간), 제3 스테이지(도 6의 A의 "c" 내지 "d"의 기간), 제4 스테이지(도 6의 A의 "d" 내지 "e"의 기간), 제5 스테이지(도 6의 A의 "e" 내지 "f"의 기간), 제6 스테이지(도 6의 A의 "f" 내지 "g"의 기간), 제7 스테이지(도 6의 A의 "g" 내지 "h"의 기간)로 나누어서, 이하, 설명하는데, 예를 들면, 주행 중의 차량이 터널을 나와, 그 직후에, 재차, 터널로 들어가는 상태, 라이트를 한 순간 받은 상태, 거울이나 유리창의 반사하는 태양광을 한 순간, 바라보는 상태 등이 상정된다.
[제1 스테이지]
제1 스테이지(도 6의 A의 "a" 내지 "b"의 기간)에서는, 수광량이, 초기 상태의 수광량(QL0)(여기서, ΔQLt≒0)으로부터, 급격하게 QL1까지 증가한다. 도시한 예에서는, 제1 스테이지의 시간 길이는 0.1초이다. "a"로 나타내는 시각이, 제1의 수광량 변화 시작 시각에 상당한다. 이하의 설명에서, 경과 시간의 기준을 제1의 수광량 변화 시작 시각으로 한다. 광투과율은 초기 상태의 값(Tr0)이다.
[제2 스테이지]
제2 스테이지(도 6의 A의 "b" 내지 "c"의 기간이고, 0.1초 경과 후로부터 0.3초 경과까지)에서는, 수광량(QL1)에 변화가 없어진다. 제1 스테이지 및 제2 스테이지는, 소정의 시간(타임·래그)에 상당하고, 제1 스테이지 및 제2 스테이지의 시간 길이 합계는 0.3초이다. 광투과율은 초기 상태의 값(Tr0)인 채이다.
[제3 스테이지]
제3 스테이지(도 6의 A의 "c" 내지 "d"의 기간이고, 0.3초 경과 후로부터 1.0초 경과까지)에서는, 수광량(QL1)에 변화는 없다. 한편, 이 기간의 시작시에는, |ΔTrt|의 값을 급격하게 변화시킨다. 그리고, |ΔTrt|의 값을 제3 스테이지의 종료까지 계속 변화시키는데, |ΔTrt|의 값을 점차로 완만하게 감소시킨다. 광투과율은, 초기 상태의 값(Tr0)부터, 제3 스테이지의 종료에서의 값(Tr1)까지 변화한다.
[제4 스테이지]
제4 스테이지(도 6의 A의 "d" 내지 "e"의 기간이고, 1.0초 경과 후로부터 2.0초 경과까지)에서는, 수광량(QL1)에 변화는 없고, 광투과율의 값은 Tr1로 유지된다.
[제5 스테이지]
제5 스테이지(도 6의 A의 "e" 내지 "f"의 기간이고, 2.0초 경과 후로부터 2.1초 경과까지)에서는, 수광량이, 수광량(QL1)부터, 급격하게 QL0까지 감소한다. "e"로 나타내는 시각이, 제2의 수광량 변화 시작 시각에 상당한다. 광투과율의 값은 Tr1로 유지된다.
[제6 스테이지]
제6 스테이지(도 6의 A의 "f" 내지 "g"의 기간이고, 2.1초 경과 후로부터 2.3초 경과까지)에서는, 수광량(QL0)에 변화는 없어진다. 광투과율의 값은 Tr1로 유지된다. 제5 스테이지 및 제6 스테이지는, 소정의 시간(타임·래그)에 상당하고, 제5 스테이지 및 제6 스테이지의 시간 길이 합계는 0.3초이다.
[제7 스테이지]
제7 스테이지(도 6의 A의 "g" 내지 "h"의 기간이고, 2.3초 경과 후로부터 5.0초 경과까지)에서는, 광투과율(Tr)의 값은 완만하게 증가하고 제7 스테이지 종료시, 광투과율(Tr)은 초기 상태의 값(Tr0)으로 되돌아온다. 제3 스테이지에서의 |ΔTrt|의 값의 변화보다도, 제7 스테이지에서의 |ΔTrt|의 값의 변화의 쪽이, 보다 완만하다.
이상에 설명한 상태의 광투과율·변화율(광투과율의 변화)을 얻을 수 있도록, 여러 가지의 시험을 행하고, 조광 장치의 제1 전극(702)에의 전압 인가 상태를 결정하고, 조광 제어 장치(18A)의 메모리에 기억시켜 둔다.
도 6의 B에 도시하는 예는, 도 6의 A에 도시하는 예와, 수광량의 변화 상태 및 수광량 변화율, 및, 광투과율의 변화 상태 및 광투과율·변화율의 증감 상태가 반대이다.
다음에, 도 7의 A에 도시하는 예를, 제1 스테이지(도 7의 A의 "a" 내지 "b"의 기간), 제2 스테이지(도 7의 A의 "b" 내지 "c"의 기간), 제3 스테이지(도 7의 A의 "c" 내지 "d"의 기간), 제4 스테이지(도 7의 A의 "d" 이후의 기간)로 나누어서, 이하, 설명하는데, 예를 들면, 주행 중의 차량이 터널을 나온 상태, 주행 중의 차량이 터널에 들어간 상태, 라이트를 계속 받은 상태, 거울이나 유리창의 반사하는 태양광을 계속 바라보는 상태 등이 상정된다.
[제1 스테이지]
제1 스테이지(도 7의 A의 "a" 내지 "b"의 기간)에서는, 수광량이, 초기 상태의 수광량(QL0)(여기서, ΔQLt≒0)으로부터, 급격하게 QL1까지 증가한다. 도시한 예에서는, 제1 스테이지의 시간 길이는 0.1초이다. "a"로 나타내는 시각이, 수광량 변화 시작 시각에 상당한다. 이하의 설명에서, 경과 시간의 기준을 수광량 변화 시작 시각으로 한다. 광투과율은 초기 상태의 값(Tr0)이다.
[제2 스테이지]
제2 스테이지(도 7의 A의 "b" 내지 "c"의 기간이고, 0.1초 경과 후로부터 0.3초 경과까지)에서는, 수광량(QL1)에 변화가 없어진다. 제1 스테이지 및 제2 스테이지는, 소정의 시간(타임·래그)에 상당하고, 제1 스테이지 및 제2 스테이지의 시간 길이 합계는 0.3초이다. 광투과율은 초기 상태의 값(Tr0)인 채이다.
[제3 스테이지]
제3 스테이지(도 7의 A의 "c" 내지 "d"의 기간이고, 0.3초 경과 후로부터 1.0초 경과까지)에서는, 수광량(QL1)에 변화는 없다. 한편, 이 기간의 시작시에는, |ΔTrt|의 값을 급격하게 변화시킨다. 그리고, |ΔTrt|의 값을 제3 스테이지의 종료까지 계속 변화시키는데, |ΔTrt|의 값을 점차로 완만하게 감소시킨다. 광투과율은, 초기 상태의 값(Tr0)부터, 제3 스테이지의 종료로의 값(Tr1)까지 변화한다.
[제4 스테이지]
제4 스테이지(도 7의 A의 "d" 이후의 기간이고, 1.0초 경과 후 이후)에서는, 수광량(QL1)에 변화는 없고, 광투과율의 값은 Tr1로 유지된다.
이상에 설명한 상태의 광투과율·변화율(광투과율의 변화)을 얻을 수 있도록, 여러 가지의 시험을 행하고, 조광 장치의 제1 전극(702)에의 전압 인가 상태를 결정하고, 조광 제어 장치(18A)의 메모리에 기억시켜 둔다.
도 7의 B에 도시하는 예는, 도 7의 A에 도시하는 예와, 수광량의 변화 상태 및 수광량 변화율, 및, 광투과율의 변화 상태 및 광투과율·변화율의 증감 상태가 반대이다.
다음에, 도 8의 A에 도시하는 예를, 제1 스테이지(도 8의 A의 "a" 내지 "b"의 기간), 제2 스테이지(도 8의 A의 "b" 내지 "c"의 기간), 제3 스테이지(도 8의 A의 "c" 내지 "d"의 기간), 제4 스테이지(도 8의 A의 "d" 내지 "e"의 기간), 제5 스테이지(도 8의 A의 "e" 내지 "f"의 기간)로 나누어서, 이하, 설명한다.
[제1 스테이지]
제1 스테이지(도 8의 A의 "a" 내지 "b"의 기간)에서는, 초기 상태의 수광량(QL0)(여기서, ΔQLt≒0)으로부터, 수광량(QL)이 증가한다. 또한, |ΔQLt|는, 도 6의 A에 도시한 예에서의 제1 스테이지(도 6의 A의 "a" 내지 "b"의 기간)에서의 |ΔQLt|보다도 작다. 도시한 예에서는, 제1 스테이지의 시간 길이는 0.3초이고, 소정의 시간(타임·래그)에 상당한다. "a"로 나타내는 시각이, 제1의 수광량 변화 시작 시각에 상당한다. 이하의 설명에서, 경과 시간의 기준을 제1의 수광량 변화 시작 시각으로 한다. 광투과율은 초기 상태의 값(Tr0)이다.
[제2 스테이지]
제2 스테이지(도 8의 A의 "b" 내지 "c"의 기간이고, 0.3초 경과 후로부터 2.0초 경과까지)에서는, 수광량(QL)이 계속 증가하고, 제2 스테이지 종료시에서는 QL1이 된다. 제2 스테이지의 시작시, |ΔTrt|의 값을 변화시키기 시작한다. 단, |ΔTrt|는, 도 6의 A에 도시하는 예에서의 제3 스테이지(도 6의 A의 "c" 내지 "d"의 기간)에서의 |ΔTrt|보다도 작다. 제2 스테이지의 시작시부터 종료시까지, 광투과율의 값은 Tr0로부터 Tr1ㅣ로 감소한다.
[제3 스테이지]
제3 스테이지(도 8의 A의 "c" 내지 "d"의 기간이고, 2.0초 경과 후로부터 2.3초 경과까지)에서는, 수광량(QL)은 감소하기 시작한다. "c"로 나타내는 시각이, 제2의 수광량 변화 시작 시각에 상당한다. 광투과율의 값은, 느리기는 하지만 계속 감소한다.
[제4 스테이지]
제4 스테이지(도 8의 A의 "d" 내지 "e"의 기간이고, 2.3초 경과 후로부터 4.0초 경과까지)에서는, 수광량(QL1)은 계속 감소하고, 제4 스테이지 종료시, 초기 상태의 수광량(QL0)이 된다. 광투과율(Tr)의 값은 완만하게 증가한다. 제2 스테이지에서의 |ΔTrt|의 값의 변화보다도, 제4 스테이지에서의 |ΔTrt|의 값의 변화의 쪽이, 보다 완만하다.
[제5 스테이지]
제5 스테이지(도 8의 A의 "e" 내지 "f"의 기간이고, 4.0초 경과 후로부터 5.0초 경과까지)에서는, 수광량(QL0)에 변화는 없다. 광투과율(Tr)의 값은 완만하게 증가하고, 제5 스테이지 종료시, 광투과율(Tr)은 초기 상태의 값(Tr0)으로 되돌아온다.
이상에 설명한 상태의 광투과율·변화율(광투과율의 변화)을 얻을 수 있도록, 여러 가지의 시험을 행하고, 조광 장치의 제1 전극(702)에의 전압 인가 상태를 결정하고, 조광 제어 장치(18A)의 메모리에 기억시켜 둔다.
도 8의 B에 도시하는 예는, 도 8의 A에 도시하는 예와, 수광량의 변화 상태 및 수광량 변화율, 및, 광투과율의 변화 상태 및 광투과율·변화율의 증감 상태가 반대이다.
다음에, 도 9의 A에 도시하는 예를, 제1 스테이지(도 9의 A의 "a" 내지 "b"의 기간), 제2 스테이지(도 9의 A의 "b" 내지 "c"의 기간), 제3 스테이지(도 9의 A의 "c" 이후의 기간)로 나누어서, 이하, 설명한다.
[제1 스테이지]
제1 스테이지(도 9의 A의 "a" 내지 "b"의 기간)에서는, 초기 상태의 수광량(QL0)(여기서, ΔQLt≒0)으로부터, 수광량(QL)이 증가한다. 또한, |ΔQLt|는, 도 7의 A에 도시하는 예에서의 제1 스테이지(도 7의 A의 "a" 내지 "b"의 기간)에서의 |ΔQLt|보다도 작다. 도시한 예에서는, 제1 스테이지의 시간 길이는 0.3초이고, 소정의 시간(타임·래그)에 상당한다. "a"로 나타내는 시각이, 수광량 변화 시작 시각에 상당한다. 이하의 설명에서, 경과 시간의 기준을 수광량 변화 시작 시각으로 한다. 광투과율은 초기 상태의 값(Tr0)이다.
[제2 스테이지]
제2 스테이지(도 9의 A의 "b" 내지 "c"의 기간이고, 0.3초 경과 후로부터 2.0초 경과까지)에서는, 수광량(QL)이 계속 증가하고, 제2 스테이지 종료시에서는 QL1이 된다. 제2 스테이지의 시작시, |ΔTrt|의 값을 변화시키기 시작한다. 단, |ΔTrt|는, 도 7의 A에 도시하는 예에서의 제3 스테이지(도 7의 A의 "c" 내지 "d"의 기간)에서의 |ΔTrt|보다도 작다. 제2 스테이지의 시작시로부터 종료시에 있어서, 광투과율의 값은 Tr0로부터 Tr1로 감소한다.
[제3 스테이지]
제3 스테이지(도 9의 A의 "c" 이후의 기간이고, 2.0초 경과 후 이후)에서는, 수광량(QL)에 변화는 없고, 광투과율(Tr)의 값(Tr1)에도 변화는 없다.
이상에 설명한 상태의 광투과율·변화율(광투과율의 변화)을 얻을 수 있도록, 여러 가지의 시험을 행하고, 조광 장치의 제1 전극(702)에의 전압 인가 상태를 결정하고, 조광 제어 장치(18A)의 메모리에 기억시켜 둔다.
도 9의 B에 도시하는 예는, 도 9의 A에 도시하는 예와, 수광량의 변화 상태 및 수광량 변화율, 및, 광투과율의 변화 상태 및 광투과율·변화율의 증감 상태가 반대이다.
표시 장치가 놓여진 환경의 조도를 수광 소자(711)에 의해, 또는, 수광 소자(711)와는 다른 수광 소자인 조도 센서(환경 조도 측정 센서)에 의해 측정하고, 그 측정 결과에 의거하여, 비교 연산 회로 및 제2 제어 회로에 의해, 조광 장치(700)의 광투과율을 제어하고, 아울러서, 또는, 독립하여, 수광 소자(711) 또는 환경 조도 측정 센서의 측정 결과에 의거하여, 화상 형성 장치(111, 211)에 의해 형성되는 화상의 휘도를 제어하여도 좋다. 환경 조도 측정 센서는, 예를 들면, 광학 장치(120, 320)의 외측단부(구체적으로는, 예를 들면, 도광판(121, 321)의 외측단부상)에 배치하면 좋다.
구체적으로는, 점차로 밤이 새여 가는 상태나, 저녁때, 점차로 어두워져 가는 상태에서는, 수광량 변화율(ΔQL)은, 미리 설정된 임계치(ΔQLth)를 초과하지 않지만, 수광량(QL)이 점차로 변화하여 간다. 즉, 초기 상태의 수광량(QL0)에 변화가 생긴다. 이와 같은 경우에는, 조광 제어 장치(18A)의 비교 연산 회로에서, 구하여진 수광량(조도)을 표준치와 비교하고, 비교 연산 회로에 의해 구하여진 값에 의거하여, 제2 제어 회로에 의해 조광 장치(700)의 광투과율을 제어하면 좋다. 예를 들면, 수광 소자(711)의 수광량 측정 결과가 소정치(제1의 조도 측정치) 이상이 되었을 때, 조광 장치(700)의 광투과율을 소정의 값(제1의 광투과율) 이하로 한다. 한편, 수광 소자(711)의 측정 결과가 소정치(제2의 조도 측정치) 이하가 되었을 때, 조광 장치(700)의 광투과율을 소정의 값(제2의 광투과율) 이상으로 한다. 여기서, 제1의 조도 측정치로서 10룩스를 들 수 있고, 제1의 광투과율로서 1% 내지 20%의 어느 하나의 값을 들 수 있고, 제2의 조도 측정치로서 0.01룩스를 들 수 있고, 제2의 광투과율로서 30% 내지 99%의 어느 하나의 값을 들 수 있다.
또한, 이상에 설명한 제어에서는, 조광 장치(700)의 광투과율의 제어를 행하는 한편, 화상 형성 장치(111, 211)에 의해 형성되는 화상의 휘도의 제어를 행하여도 좋다. 또한, 조광 장치(700)에서의 광투과율의 제어와 화상 형성 장치(111, 211)에서의 화상의 휘도의 제어는, 각각, 독립하여 행하여도 좋고, 상관을 붙여서 행하여도 좋다. 이와 같이, 수광 소자(711) 또는 환경 조도 측정 센서의 측정 결과에 의거하여, 조광 장치의 광투과율을 제어하고, 화상 형성 장치에 의해 형성되는 화상의 휘도를 제어하면, 관찰자(20)가 관찰하는 화상에 높은 콘트라스트를 줄 수 있을 뿐만 아니라, 표시 장치가 놓여진 주위의 환경의 조도에 의존하여 화상의 관찰 상태의 최적화를 도모할 수 있다.
실시례 1의 표시 장치에서, 조광 제어 장치는, 수광 소자의 수광량 측정 결과에 의거하여 수광량 변화율을 산출하고, 수광량 변화율에 의거하여 조광 장치에서의 광투과율·변화율을 결정하고, 결정된 광투과율·변화율에 의거하여 조광 장치의 광투과율 제어를 행한다. 그러므로, 외광의 입사광량이 변화한 경우에도, 표시 장치를 장착하고 있는 관찰자에게 불쾌감을 주는 일이 적고, 또한, 눈에 큰 부담을 강요하는 일이 적은 표시 장치를 제공할 수 있다. 또는 또한, 조광 제어 장치는, 수광 소자의 수광량 측정 결과에 의거하여 수광량 변화 시작 시각을 결정하고, 수광량 변화 시작 시각부터 소정의 시간 경과 후, 조광 장치의 광투과율 제어를 시작하기 때문에, 역시, 외광의 입사광량이 변화한 경우에도, 표시 장치를 장착하고 있는 관찰자에게 불쾌감을 주는 일이 적고, 또한, 눈에 큰 부담을 강요하는 일이 적은 표시 장치를 제공할 수 있다. 게다가, 수광 소자의 수광량 측정 결과에 의거하여, 조광 장치의 광투과율을 제어하기 때문에, 표시 장치 전체의 간소화를 도모할 수 있을 뿐만 아니라, 관찰자가 관찰한 화상에 높은 콘트라스트를 줄 수 있고, 또한, 예를 들면, 표시 장치가 놓여진 주위의 환경의 조도에 의존하여 화상의 관찰 상태의 최적화를 도모할 수 있다.
[실시례 2]
실시례 2는, 실시례 1의 변형이다. 실시례 2의 표시 장치(두부 장착형 디스플레이)에서의 화상 표시 장치(200)의 개념도를 도 11에 도시하는 바와 같이, 실시례 2에서는, 화상 형성 장치(211)는, 제2의 구성의 화상 형성 장치로 구성되어 있다. 즉, 광원(251), 및, 광원(251)으로부터 출사된 평행광을 주사하는 주사 수단(253)을 구비하고 있다. 보다 구체적으로는, 화상 형성 장치(211)는,
(ⅰ) 광원(251),
(ⅱ) 광원(251)으로부터 출사된 광을 평행광으로 시준하는 콜리메이트 광학계(252),
(ⅲ) 콜리메이트 광학계(252)로부터 출사된 평행광을 주사하는 주사 수단(253), 및,
(ⅳ) 주사 수단(253)에 의해 주사된 평행광을 릴레이하여, 출사하는 릴레이 광학계(254)로 구성되어 있다. 화상 형성 장치(211) 전체가 몸체(213)(도 11에서는, 1점 쇄선으로 도시한다) 내에 수납되어 있고, 이러한 몸체(213)에는 개구부(도시 생략)가 마련되어 있고, 개구부를 통하여 릴레이 광학계(254)로부터 광이 출사된다. 그리고, 각 몸체(213)가, 부착 부재(19)에 의해, 착탈 자유롭게, 또는, 고정하여, 템플부(13)에 부착되어 있다.
광원(251)은, 백색을 발광한 발광 소자로 구성되어 있다. 그리고, 광원(251)으로부터 출사된 광은, 전체로서 정의 광학적 파워를 갖는 콜리메이트 광학계(252)에 입사하고, 평행광으로서 출사된다. 그리고, 이 평행광은, 전반사 미러(256)에서 반사되고, 마이크로 미러를 2차원 방향으로 회전 자유롭게 하고, 입사한 평행광을 2차원적으로 주사할 수 있는 MEMS로 이루어지는 주사 수단(253)에 의해 수평 주사 및 수직 주사가 행하여져서, 일종의 2차원 화상화되어, 가상의 화소(화소수는, 예를 들면, 실시례 1과 같게 할 수 있다)가 생성된다. 그리고, 가상의 화소로부터의 광은, 주지의 릴레이 광학계로 구성된 릴레이 광학계(평행광 출사 광학계)(254)를 통과하고, 평행광으로 시준된 광속이 광학 장치(120)에 입사한다.
릴레이 광학계(254)에 평행광으로 시준된 광속이 입사되고, 도광되고, 출사되는 광학 장치(120)는, 실시례 1에서 설명한 광학 장치와 같은 구성, 구조를 갖기 때문에, 상세한 설명은 생략한다. 또한, 실시례 2의 표시 장치도, 상술한 바와 같이, 화상 형성 장치(211)가 다른 점을 제외하고, 실질적으로, 실시례 1의 표시 장치와 같은 구성, 구조를 갖기 때문에, 상세한 설명은 생략한다.
[실시례 3]
실시례 3도 실시례 1의 변형이다. 실시례 3의 표시 장치(두부 장착형 디스플레이)에서의 화상 표시 장치(300)의 개념도를 도 12에 도시한다. 또한, 반사형 체적 홀로그램 회절 격자의 일부를 확대해서 도시하는 모식적인 단면도를 도 13에 도시한다. 실시례 3에서는, 화상 형성 장치(111)는, 실시례 1과 마찬가지로, 제1의 구성의 화상 형성 장치로 구성되어 있다. 또한, 광학 장치(320)는, 제1 편향 수단 및 제2 편향 수단의 구성, 구조가 다른 점을 제외하고, 기본적인 구성, 구조는, 실시례 1의 광학 장치(120)와 같다.
실시례 3에서는, 제1 편향 수단 및 제2 편향 수단은, 도광판(321)의 표면(구체적으로는, 도광판(321)의 제2면(323))에 배설되어 있다. 그리고, 제1 편향 수단은, 도광판(321)에 입사된 광을 회절하고, 제2 편향 수단은, 도광판(321)의 내부를 전반사에 의해 전파한 광을, 복수회에 걸쳐서, 회절된다. 여기서, 제1 편향 수단 및 제2 편향 수단은, 회절 격자 소자, 구체적으로는 반사형 회절 격자 소자, 보다 구체적으로는 반사형 체적 홀로그램 회절 격자로 이루어진다. 이하의 설명에서, 반사형 체적 홀로그램 회절 격자로 이루어지는 제1 편향 수단을, 편의상, "제1 회절 격자 부재(330)"라고 부르고, 반사형 체적 홀로그램 회절 격자로 이루어지는 제2 편향 수단을, 편의상, "제2 회절 격자 부재(340)"라고 부른다.
그리고, 실시례 3 또는 후술하는 실시례 4에서는, 제1 회절 격자 부재(330) 및 제2 회절 격자 부재(340)는, 1층의 회절 격자층이 적층되어 이루어지는 구성으로 하고 있다. 포토 폴리머 재료로 이루어지는 각 회절 격자층에는, 1종류의 파장대역(또는, 파장)에 대응하는 간섭 줄무늬가 형성되어 있고, 종래의 방법으로 제작되어 있다. 회절 격자층(회절 광학 소자)에 형성된 간섭 줄무늬의 피치는 일정하고, 간섭 줄무늬는 직선형상이고, Z축에 평행하다. 제1 회절 격자 부재(330) 및 제2 회절 격자 부재(340)의 축선은 X축과 평행하고, 법선은 Y축과 평행이다.
도 13에 반사형 체적 홀로그램 회절 격자가 확대한 모식적인 일부 단면도를 도시한다. 반사형 체적 홀로그램 회절 격자에는, 경사각(φ)을 갖는 간섭 줄무늬가 형성되어 있다. 여기서, 경사각(φ)이란, 반사형 체적 홀로그램 회절 격자의 표면과 간섭 줄무늬가 이루는 각도를 가리킨다. 간섭 줄무늬는, 반사형 체적 홀로그램 회절 격자의 내부로부터 표면에 걸쳐서, 형성되어 있다. 간섭 줄무늬는, 브래그 조건을 충족시키고 있다. 여기서, 브래그 조건이란, 이하의 식(A)을 만족하는 조건을 가리킨다. 식(A) 중, m은 정의 정수, λ는 파장, d는 격자면의 피치(간섭 줄무늬를 포함하는 가상 평면의 법선 방향의 간격), Θ은 간섭 줄무늬에 입사하는 각도의 여각을 의미한다. 또한, 입사각(ψ)으로 회절 격자 부재에 광이 침입한 경우의, Θ, 경사각(φ), 입사각(ψ)의 관계는, 식(B)과 같다.
m·λ=2·d·sin(Θ) (A)
Θ=90°-(φ+ψ) (B)
제1 회절 격자 부재(330)는, 상술한 바와 같이, 도광판(321)의 제2면(323)에 배설(접착)되어 있고, 제1면(322)으로부터 도광판(321)에 입사된 이 평행광이 도광판(321)의 내부에서 전반사되도록, 도광판(321)에 입사된 이 평행광을 회절 반사한다. 나아가서는, 제2 회절 격자 부재(340)는, 상술한 바와 같이, 도광판(321)의 제2면(323)에 배설(접착)되어 있고, 도광판(321)의 내부를 전반사에 의해 전파한 이 평행광을, 복수회, 회절 반사하고, 도광판(321)으로부터 평행광인 채로 제1면(322)으로부터 출사한다.
그리고, 도광판(321)에서도, 평행광이 내부를 전반사에 의해 전파한 후, 출사된다. 이 때, 도광판(321)이 얇게 도광판(321)의 내부를 진행한 광로가 길기 때문에, 각 화각(畵角)에 따라 제2 회절 격자 부재(340)에 이를 때까지의 전반사 회수는 다르다. 보다 상세히 기술하면, 도광판(321)에 입사하는 평행광 중, 제2 회절 격자 부재(340)에 근접하는 방향의 각도로써 입사하는 평행광의 반사 회수는, 제2 회절 격자 부재(340)로부터 떨어지는 방향의 각도로써 도광판(321)에 입사하는 평행광의 반사 회수보다도 적다. 이것은, 제1 회절 격자 부재(330)에서의 회절 반사된 평행광으로서, 제2 회절 격자 부재(340)에 근접하는 방향의 각도로써 도광판(321)에 입사하는 평행광의 쪽이, 이것과 역방향의 각도로써 도광판(321)에 입사한 평행광보다도, 도광판(321)의 내부를 전파하여 가는 광이 도광판(321)의 내면과 충돌할 때의 도광판(321)의 법선과 이루는 각도가 작아지기 때문이다. 또한, 제2 회절 격자 부재(340)의 내부에 형성된 간섭 줄무늬의 형상과, 제1 회절 격자 부재(330)의 내부에 형성된 간섭 줄무늬의 형상은, 도광판(321)의 축선에 수직한 가상면에 대해 대칭의 관계에 있다. 제1 회절 격자 부재(330) 및 제2 회절 격자 부재(340)의 도광판(321)과는 대향하지 않은 면은, 보호부재(보호판)(326)로 덮여 있고, 제1 회절 격자 부재(330) 및 제2 회절 격자 부재(340)에 손상이 생기는 것을 방지하고 있다. 도광판(321)과 보호부재(326)는, 외주부에서, 접착제(327)에 의해 접착되어 있다. 또한, 제1면(322)에 투명한 보호 필름을 접합하여, 도광판(321)을 보호하여도 좋다.
후술하는 실시례 4에서의 도광판(321)도, 기본적으로는, 이상에 설명한 도광판(321)의 구성, 구조와 같은 구성, 구조를 갖는다.
실시례 3의 표시 장치는, 상술한 바와 같이, 광학 장치(320)가 다른 점을 제외하고, 실질적으로, 실시례 1 내지 실시례 2의 표시 장치와 같은 구성, 구조를 갖기 때문에, 상세한 설명은 생략한다.
[실시례 4]
실시례 4는, 실시례 3의 변형이다. 실시례 4의 표시 장치(두부 장착형 디스플레이)에서의 화상 표시 장치의 개념도를 도 14에 도시한다. 실시례 4의 화상 표시 장치(400)에서의 광원(251), 콜리메이트 광학계(252), 주사 수단(253), 평행광 출사 광학계(릴레이 광학계(254)) 등은, 실시례 2와 같은 구성, 구조(제2의 구성의 화상 형성 장치)를 갖는다. 또한, 실시례 4에서의 광학 장치(320)는, 실시례 3에서의 광학 장치(320)와 같은 구성, 구조를 갖는다. 실시례 4의 표시 장치는, 이상의 상위점을 제외하고, 실질적으로, 실시례 2 및 실시례 3의 표시 장치와 같은 구성, 구조를 갖기 때문에, 상세한 설명은 생략한다.
[실시례 5]
실시례 5도, 실시례 1 내지 실시례 4에서의 화상 표시 장치의 변형이다. 실시례 5의 표시 장치를 정면에서 바라본 모식도를 도 15에 도시하고, 상방에서 바라본 모식도를 도 16에 도시한다.
실시례 5에서는, 화상 표시 장치(500)를 구성하는 광학 장치(520)는, 화상 형성 장치(111A, 111B)로부터 출사된 광이 입사되고, 관찰자(20)의 눈동자(21)를 향하여 출사되는 반투과 미러로 구성되어 있다. 실시례 5에서는, 화상 형성 장치(111A, 111B)로부터 출사된 광은, 유리판이나 플라스틱판 등의 투명한 부재(521)의 내부를 전파하여 광학 장치(520)(반투과 미러)에 입사하는 구조로 하고 있지만, 공기 중을 전파하여 광학 장치(520)에 입사하는 구조로 하여도 좋다. 또한, 화상 형성 장치는, 실시례 2에서 설명한 화상 형성 장치(211)로 할 수도 있다.
각 화상 형성 장치(111A, 111B)는, 프런트부(11)에, 예를 들면, 비스를 이용하여 부착되어 있다. 또한, 부재(521)가 각 화상 형성 장치(111A, 111B)에 부착되고, 광학 장치(520)(반투과 미러)가 부재(521)에 부착되고, 조광 장치(700)가 광학 장치(520)(반투과 미러)에 부착되어 있다. 또한, 차광부는 프레임에 부착되어 있다. 실시례 5의 표시 장치는, 이상의 상위점을 제외하고, 실질적으로, 실시례 1 내지 실시례 4의 표시 장치와 같은 구성, 구조를 갖기 때문에, 상세한 설명은 생략한다.
[실시례 6]
실시례 6은, 실시례 1 내지 실시례 5의 변형이다. 실시례 6에서, 조광 제어 장치는, 표시 장치의 이동속도를 산출하는 이동속도 산출 수단을 또한 갖고 있고, 조광 제어 장치는, 또한, 이동속도 산출 수단이 산출한 표시 장치의 이동속도에 의거하여, 조광 장치의 광투과율 제어를 시작한다. 또한, 이동속도 산출 수단이 산출한 표시 장치의 이동속도에 의거하여, 조광 장치에서의 광투과율·변화율을 결정한다. 이동속도 산출 수단은, 속도·가속도 센서, 및, 속도·가속도 센서로부터의 데이터에 의거하여 이동속도를 구하는 연산 장치로 구성하면 좋다. 속도·가속도 센서 및 연산 장치는, 주지의 속도·가속도 센서 및 연산 장치로 할 수 있다. 또는 또한, 이동속도 산출 수단은, 전지구 측위 시스템(GPS), 및, 전지구 측위 시스템(GPS)으로부터의 데이터에 의거하여 이동속도를 구하는 연산 장치로 구성할 수 있다. 또한, 전지구 측위 시스템(GPS) 및 연산 장치는, 주지의 전지구 측위 시스템 및 연산 장치로 할 수 있다. 그리고, 표시 장치의 이동속도가 빠른 경우, |ΔTrt|의 값을 크게 한다. 또는 또한, 표시 장치의 이동속도가 빠른 경우, 소정의 시간(타임·래그)을 단축한다. 표시 장치의 이동속도와 |ΔTrt|의 값의 증가률의 관계, 표시 장치의 이동속도와, 소정의 시간의 단축 정도는, 조광 제어 장치(18A)의 메모리에 기억하여 두면 좋다.
실시례 6의 표시 장치는, 이상의 상위점을 제외하고, 실질적으로, 실시례 1 내지 실시례 5의 표시 장치와 같은 구성, 구조를 갖기 때문에, 상세한 설명은 생략한다.
[실시례 7]
실시례 7은, 실시례 1 내지 실시례 6의 변형이다. 실시례 7의 표시 장치를 상방에서 바라본 모식도를 도 17에 도시한다.
실시례 7의 표시 장치는, 외부 환경부터 조광 장치를 투과한 광에 의거한 조도를 측정하는, 즉, 환경광이 조광 장치를 투과하여 소망하는 조도까지 조정되어 입사하고 있는지를 측정하는 조도 센서(투과광 조도 측정 센서(712))를 또한 구비하고 있고, 투과광 조도 측정 센서(712)의 측정 결과에 의거하여, 조광 장치(700)의 광투과율을 제어한다. 아울러서, 또는, 독립하여, 또한, 투과광 조도 측정 센서(712)의 측정 결과에 의거하여, 화상 형성 장치(111, 211)에 의해 형성되는 화상의 휘도를 제어한다. 주지의 구성, 구조를 갖는 투과광 조도 측정 센서(712)는, 광학 장치(120, 320, 520)보다도 관찰자측에 배치되어 있다. 구체적으로는, 투과광 조도 측정 센서(712)는, 예를 들면, 도광판(121, 321)의 관찰자측의 면에 배치하면 좋다. 투과광 조도 측정 센서(712)는, 도시하지 않은 커넥터 및 배선을 통하여 조광 제어 장치(18A)에 접속되어 있다. 조광 제어 장치(18A)에는, 투과광 조도 측정 센서(712)를 제어하는 회로가 포함된다. 이 투과광 조도 측정 센서(712)를 제어하는 회로는, 투과광 조도 측정 센서(712)로부터의 측정치를 수취하고, 조도를 구하는 조도 연산 회로, 조도 연산 회로에 의해 구하여진 조도의 값을 표준치와 비교하는 비교 연산 회로, 비교 연산 회로에 의해 구하여진 값에 의거하여, 조광 장치(700) 및/또는 화상 형성 장치(111, 211)를 제어하는 투과광 조도 측정 센서 제어 회로로 구성되어 있는데, 이들의 회로는 주지의 회로로 구성할 수 있다. 조광 장치(700)의 제어에서는, 조광 장치(700)의 광투과율의 제어를 행하고, 한편, 화상 형성 장치(111, 211)의 제어에서는, 화상 형성 장치(111, 211)에 의해 형성되는 화상의 휘도의 제어를 행한다. 조광 장치(700)에서의 광투과율의 제어와 화상 형성 장치(111, 211)에서의 화상의 휘도의 제어는, 각각, 독립하여 행하여도 좋고, 상관을 붙여서 행하여도 좋다. 또한, 투과광 조도 측정 센서(712)의 측정 결과가 환경 조도 측정 센서(도시 생략)의 조도로부터 감안하여 소망하는 조도까지 제어할 수가 없는 경우, 즉, 투과광 조도 측정 센서(712)의 측정 결과가 소망하는 조도가 되지 않는 경우, 또는, 더한층이 미묘한 조도 조정이 바람직한 경우에는, 투과광 조도 측정 센서(712)의 값을 모니터하면서 조광 장치의 광투과율을 조정하면 좋다.
[실시례 8]
실시례 8은, 실시례 1 내지 실시례 7에서의 화상 표시 장치의 변형이다. 실시례 8의 표시 장치에서, 화상 표시 장치를 구성하는 도광판 등의 배치 상태를 도시하는 개념도를, 도 18의 A 및 도 18의 B에 도시하고, 실시례 8에서의 표시 장치를 옆에서 바라본 모식도를 도 19에 도시한다. 또한, 도 19 및 도 20의 B에서, 조광 장치나 수광 소자의 도시를 생략하였다.
실시례 1 내지 실시례 7에서는, 도 20의 A에 도시하는 바와 같이, 화상 표시 장치(100, 300)에서, 화상 형성 장치(111, 211)의 중심으로부터 출사되고, 광학계(112, 254)의 화상 형성 장치측 절점(節點)을 통과한 중심 입사광선(CL)은, 도광판(121, 321)에 수직으로 충돌하는 설계로 되어 있다. 즉, 중심 입사광선(CL)은, 도광판(121, 321)에, 입사각 0도로 입사하는 설계로 되어 있다. 그리고, 이 경우, 표시되는 화상의 중심은, 도광판(121, 321)의 제1면(122, 322)의 수직선 방향에 일치한다.
즉, 화상 표시 장치(100)로 대표시키는 이와 같은 화상 표시 장치에서는, 도 20의 A에 도시하는 바와 같이, 콜리메이트 광학계(112)의 광축상에 있는 화상 형성 장치(111, 211)의 중심으로부터 출사하는 중심 입사광선(CL)은, 콜리메이트 광학계(112)에서 개략 평행광으로 변환된 후, 도광판(121)의 제1면(입사면)(122)에 수직으로 입사한다. 그리고, 제1 편향 수단(130)에 의해 제1면(122)과 제2면(123)과의 사이에서 전반사되면서, 전파 방향(A)에 따라 진행한다. 계속해서, 이 중심 입사광선(CL)은, 제2 편향 수단(140)에 의해 반사, 회절되고, 도광판(121)의 제1면(122)으로부터 수직으로 출사되고, 관찰자(20)의 눈동자(21)에 달한다.
시스루형의 표시 장치에서, 관찰자(20)가, 수평의 방향에 위치하는 관찰 대상물을 바라본 때에, 광학 장치(120, 320, 520)가 방해가 되지 않도록 하기 위해서는, 관찰자(20)의 수평의 방향의 시선(관찰자(20)의 수평 방향 시선)보다도, 광학 장치(120, 320, 520)를 하측으로 비켜놓아 배치하는 것이 바람직하다. 이와 같은 경우, 화상 표시 장치(100, 300), 전체를, 관찰자(20)의 수평 방향 시선의 하측에 배치한다. 그런데, 이와 같은 구성에서는, 도 20의 B에 도시하는 바와 같이, 화상 표시 장치(100), 전체를, 각도(θ")만큼 기울일 필요가 있고, 관찰자(20)의 두부에의 장착을 위한 안경형의 프레임의 부착부(템플부)와의 관계로부터, 화상 표시 장치(100)를 기울일 수 있는 각도(θ")가 제한되거나, 디자인 자유도가 낮아지는 경우가 있다. 그러므로, 관찰자(20)의 수평 방향 시선의 방해가 되지 않도록, 높은 자유도로의 배치를 가능하게 하고, 게다가, 높은 디자인 자유도를 갖는 화상 표시 장치로 하는 것이, 한층, 바람직하다.
실시례 8에서는, 중심 입사광선(CL)은, XY평면과 0도 이외의 각도(θ)로 교차하는 구성으로 하였다. 나아가서는, 중심 입사광선(CL)은 YZ평면에 포함되는 구성으로 하였다. 나아가서는, 실시례 8 또는 후술하는 실시례 9에서, 광학계(112, 254)의 광축은, YZ평면에 포함되고, 또한, XY평면과 0도 이외의 각도, 구체적으로는, 각도(θ)로 교차한다(도 18의 A 및 도 18의 B 참조). 또한, 실시례 8 또는 후술하는 실시례 9에서, XY평면이 수평면과 일치한다고 가정한 때, 중심 입사광선(CL)이 XY평면과 교차하는 각도(θ)는 앙각이다. 즉, XY평면의 하측부터 중심 입사광선(CL)이 XY평면을 향하여, XY평면과 충돌한다. 그리고, XY평면은 수직면과 0도 이외의 각도, 구체적으로는, 각도(θ)로 교차한다.
실시례 8에서는, θ=5도로 하였다. 보다 구체적으로는, 이와 같은 구성에서는, 중심 입사광선(CL)(도 19에서는, 점선으로 도시한다)은, 수평면에 포함된다. 그리고, 광학 장치(120, 320, 520)는, 수직면에 대해 각도(θ)만큼 기울어져 있다. 환언하면, 광학 장치(120, 320, 520)는, 수평면에 대해 각도도(90-θ)만큼 기울어져 있다. 또한, 광학 장치(120, 320, 520)로부터 출사되는 중심 입사광선(CL')(도 19에서는, 1점 쇄선으로 도시한다)은, 수평면에 대해 각도 2θ만큼 기울어져 있다. 즉, 관찰자(20)가, 수평의 방향, 무한 원방의 대상물을 바라본 때, 광학 장치(120, 320, 520)로부터 출사되고, 관찰자(20)의 눈동자(21)에 입사하는 중심 입사광선(CL')은 부각(θ')(=2θ)을 이룬다(도 19 참조). 중심 입사광선(CL')이 광학 장치(120, 320, 520)의 법선과 이루는 각도는 θ이다. 도 18의 A 또는 후술하는 도 21의 A에서는, 광학 장치(120, 320, 520)로부터 중심 입사광선(CL')이 출사되는 점을 「O'」로 나타내고, 점(O')을 통과하는 X축, Y축, Z축과 평행한 축선을 X'축, Y'축, Z'축으로 나타내고 있다.
실시례 8의 화상 표시 장치에서는, 중심 입사광선(CL)은, XY평면과 0도 이외의 각도(θ)로 교차한다. 여기서, 광학 장치로부터 출사되고, 관찰자(20)의 눈동자(21)에 입사하는 중심 입사광선(CL')은 부각(θ')을 이루는데, θ'=2θ의 관계에 있다. 한편, 도 20의 B에 도시하는 예에서는, 같은 부각을 얻고자 하는 경우, 화상 표시 장치의 전체를 각도(θ")만큼 기울일 필요가 있는데, 여기서, θ"와 θ의 관계는, θ"=2θ이고, 결국, 도 20의 B에 도시하는 예에서는, 광학 장치를 수직면에 대해 2θ만큼, 기울여야 한다. 한편, 실시례 8에서는, 광학 장치를 수직면에 대해 θ만큼, 기울이면 좋고, 화상 형성 장치를 수평으로 유지하면 좋다. 따라서, 화상 표시 장치를 안경형의 프레임의 부착부에 부착할 때의 화상 표시 장치가 부착 각도에 대한 제한이 적고, 높은 디자인 자유도를 얻을 수 있다. 또한, 광학 장치의 수직면에 대한 기울기가, 도 20의 B에 도시하는 예보다도 작기 때문에, 외광이 광학 장치에서 반사하여, 관찰자(20)의 눈동자(21)에 입사한다는 현상이 생기기 어렵다. 그러므로, 보다 고품질의 화상의 표시를 행할 수가 있다.
실시례 8의 표시 장치는, 이상의 상위점을 제외하고, 실시례 1 내지 실시례 7의 표시 장치와 같은 구성, 구조를 갖기 때문에, 상세한 설명은 생략한다.
[실시례 9]
실시례 9는, 실시례 8에서의 화상 표시 장치의 변형이다. 실시례 9에서의 화상 표시 장치를 구성하는 도광판 등의 배치 상태를 도시하는 개념도를 도 21의 A 및 도 21의 B에 도시한다. 여기서, 실시례 9에서는, 광학계(평행광 출사 광학계, 콜리메이트 광학계)(112)의 광축은, YZ평면과 평행하고, XY평면과 평행하고, 또한, 화상 형성 장치(111, 211)의 중심으로부터 벗어난 위치를 통과한다. 이와 같은 구성으로 함으로써, 중심 입사광선(CL)은, YZ평면에 포함되고, 게다가, XY평면과 앙각(θ)을 이루고 교차한다. 실시례 9의 표시 장치는, 이상의 상위점을 제외하고, 실시례 1 내지 실시례 8의 표시 장치와 같은 구성, 구조를 갖기 때문에, 상세한 설명은 생략한다.
[실시례 10]
실시례 10은, 실시례 1 내지 실시례 9의 변형이다. 실시례 1 내지 실시례 9에서는, 광투과 제어 재료층을 액정 재료층으로 구성하였다. 한편, 실시례 10의 표시 장치에서는, 조광 장치는, 광투과 제어 재료층이 일렉트로크로믹 재료의 산화환원 반응에 의해 발생하는 물질로 구성된 광 셔터로 이루어진다. 여기서, 광투과 제어 재료층은, IrOx/Ta2O5/WO3의 적층 구조, 또는 또한, 티오시안화은(AgSCN)이나 할로겐화은(AgX ; X는 할로겐 원자)을 물 또는 비수용액(예를 들면, 아세토니트릴, 디메틸술폭시드, 메탄올 등의 유기 용매)에 용해한 것으로 이루어진다. 이상의 점을 제외하고, 실시례 10의 표시 장치는, 실시례 1 내지 실시례 9의 표시 장치와 같은 구성, 구조를 갖기 때문에, 상세한 설명은 생략한다. 조광 장치의 제1 기판과 보호부재는, 실시례 1과 마찬가지로 접착제에 의해 접착되어 있다.
[실시례 11]
실시례 11도, 실시례 1 내지 실시례 9의 변형이다. 실시례 11의 표시 장치에서는, 조광 장치는, 광투과 제어 재료층이 무기 일렉트로루미네선스 재료층으로 구성된 광 셔터로 이루어진다. 여기서, 무기 일렉트로루미네선스 재료층을 구성하는 재료로서, 산화텅스텐(WO3)을 사용하였다. 또한, 조광 장치를 구성하는 제1 기판 및 제2 기판을, 소다라임 유리, 백 판유리 등의 투명한 유리 기판으로 구성하고, 제2 기판을 제1 기판보다도 얇게 하였다. 구체적으로는, 제2 기판의 두께를 0.2㎜, 제1 기판의 두께를 0.4㎜로 하였다. 이상의 점을 제외하고, 실시례 11의 표시 장치는, 실시례 1 내지 실시례 9의 표시 장치와 같은 구성, 구조를 갖기 때문에, 상세한 설명은 생략한다. 조광 장치의 제1 기판과 보호부재는, 실시례 1과 마찬가지로 접착제에 의해 접착되어 있다.
[실시례 12]
실시례 12는, 본 개시의 제3의 양태에 관한 표시 장치에 관한 것이다. 실시례 12의 화상 표시 장치의 개념도를 도 22에 도시하고, 실시례 12의 표시 장치(구체적으로는, 두부 장착형 디스플레이, HMD)를 상방에서 바라본 모식도를 도 23에 도시하고, 측방에서 바라본 모식도를 도 24에 도시한다. 또한, 도 24에서, 차광 부재 및 수광 소자를 점선으로 도시한다.
실시례 12 또는 후술하는 실시례 13 내지 실시례 15의 표시 장치, 화상 표시 장치(100, 200, 300, 400, 500)는, 실질적으로, 실시례 1 내지 실시례 11에서 설명한 표시 장치, 화상 표시 장치와 같은 구성, 구조를 갖는다. 즉, 표시 장치는, 적어도 광이 출사되는 광학 장치의 영역에 배설되고, 외부로부터 입사하는 외광의 광량을 조정하는 조광 장치(700)를 구비하고 있다. 그리고, 조광 장치(700)는, 실질적으로, 실시례 1 내지 실시례 11에서 설명한 바와 마찬가지로, 외광의 광량의 변화 시작부터 소정의 시간 경과 후, 광투과율의 변화를 시작한다.
실시례 12의 표시 장치에서는, 화상 형성 장치(111A, 111B)로부터 출사된 광이 입사되는 광학 장치(120)의 영역, 구체적으로는, 제1 편향 수단(130)이 마련된 영역에는, 광학 장치(120)에의 외광의 입사를 차광하는 차광 부재(810)가 배치되어 있다. 여기서, 차광 부재(810)의 광학 장치(120)에의 사영상 내에, 화상 형성 장치(111A, 111B)로부터 출사된 광이 입사되는 광학 장치(120)의 영역이 포함된다. 또한, 차광 부재(810)의 광학 장치(120)에의 사영상 내에, 조광 장치(700)의 단부의 광학 장치(120)에의 사영상이 포함된다.
실시례 12에서, 차광 부재(810)는, 광학 장치(120)의 화상 형성 장치(111A, 111B)가 배치된 측과는 반대측에, 광학 장치(120)와 이간하여 배치되어 있다. 차광 부재(810)는, 예를 들면, 불투명한 플라스틱 재료로 제작되어 있고, 차광 부재(810)는, 화상 표시 장치(111A, 111B)의 몸체(113)로부터 일체로 늘어나고, 또는 또한, 화상 표시 장치(111A, 111B)의 몸체(113)에 부착되고, 또는 또한, 프레임(10)으로부터 일체로 늘어나고, 또는 또한, 프레임(10)에 부착되어 있다. 또한, 도시한 예에서는, 차광 부재(810)는, 화상 표시 장치(111A, 111B)의 몸체(113)로부터 일체로 늘어나 있다.
실시례 12의 표시 장치에서는, 화상 형성 장치로부터 출사된 광이 입사되는 광학 장치의 영역에는, 광학 장치에의 외광의 입사를 차광하는 차광 부재가 배치되어 있다. 따라서, 조광 장치의 작동에 의해 외광의 입사광량에 변화가 생겨도, 원래, 화상 형성 장치로부터 출사된 광이 입사되는 광학 장치의 영역, 구체적으로는, 제1 편향 수단에는 외광이 입사하지 않기 때문에, 소망하지 않는 미광 등이 발생하여, 표시 장치에서의 화상 표시 품질의 저하를 초래하는 일이 없다.
또한, 실시례 12의 표시 장치 또는 후술하는 실시례 13 내지 실시례 15의 표시 장치와, 실시례 1 내지 실시례 11에서 설명한 표시 장치를, 적절히, 조합시킬 수 있다.
[실시례 13]
실시례 13은, 실시례 12의 변형이다. 개념도를 도 25에 도시하는 바와 같이, 실시례 13의 표시 장치에서는, 실시례 12와 달리, 차광 부재(820)는, 화상 형성 장치(111A, 111B)가 배치된 측과는 반대측의 광학 장치(120)의 부분에 배치되어 있다. 구체적으로는, 불투명한 잉크를, 광학 장치(120)(구체적으로는, 보호부재(126)의 내면)에 인쇄함으로써, 차광 부재(820)를 형성할 수 있다. 이상의 점을 제외하고, 실시례 13의 표시 장치는, 실시례 12의 표시 장치와 같은 구성, 구조를 갖기 때문에, 상세한 설명은 생략한다. 또한, 실시례 13의 차광 부재(820)와 실시례 12의 차광 부재(810)를 조합시킬 수 있다. 또한, 차광 부재(820)를, 보호부재(126)의 외면에 형성하여도 좋다.
[실시례 14]
실시례 14도, 실시례 12의 변형이다. 개념도를 도 26 또는 도 27에 도시하는 바와 같이, 실시례 14의 표시 장치에서는, 실시례 12, 실시례 13과 달리, 차광 부재(830)는, 조광 장치(700)에 배치되어 있다. 구체적으로는, 불투명한 잉크를, 조광 장치(700)에 인쇄함으로써, 차광 부재(830)를 형성할 수 있다. 또한, 도 26에 도시하는 예에서는, 차광 부재(830)는, 조광 장치(700)의 제1 기판(701)의 외면에 형성되어 있고, 도 27에 도시하는 예에서는, 차광 부재(830)는, 조광 장치(700)의 제1 기판(701)의 내면에 형성되어 있다. 이상의 점을 제외하고, 실시례 14의 표시 장치는, 실시례 12의 표시 장치와 같은 구성, 구조를 갖기 때문에, 상세한 설명은 생략한다. 또한, 실시례 14의 차광 부재(830)와 실시례 12의 차광 부재(810)를 조합시킬 수도 있고, 실시례 14의 차광 부재(830)와 실시례 13의 차광 부재(820)를 조합시킬 수도 있고, 실시례 14의 차광 부재(830)와 실시례 12의 차광 부재(810)와 실시례 13의 차광 부재(820)를 조합시킬 수도 있다.
[실시례 15]
실시례 15는, 본 개시의 제4의 양태에 관한 표시 장치에 관한 것이다. 개념도를 도 28에 도시하는 바와 같이, 실시례 15의 표시 장치에서, 조광 장치(700')는,
광학 장치(120)와 대향하는 제1 기판(701'), 및, 제1 기판(701')과 대향하는 제2 기판(703'),
제1 기판(701') 및 제2 기판(703')의 각각에 마련된 전극(702', 704'), 및,
제1 기판(701')과 제2 기판(703')의 사이에 밀봉된 광투과 제어 재료층(705')으로 이루어진다. 그리고, 제1 기판(701')은, 광학 장치(120)의 구성 부재(구체적으로는, 보호부재(126))를 겸하고 있다. 즉, 제1 기판(701')과 보호부재(126)는 공통의 부재이고, 공용되고 있다.
이와 같이, 실시례 15에서는, 조광 장치(700')를 구성하는 제1 기판(701')이 광학 장치(120)의 구성 부재(보호부재(126))를 겸하고 있기 때문에, 표시 장치 전체의 중량의 감소를 도모할 수 있고, 표시 장치의 사용자에게 불쾌감을 느끼게 할 우려가 없다.
이상의 점을 제외하고, 실시례 15의 표시 장치는, 실시례 1 내지 실시례 11의 표시 장치와 같은 구성, 구조를 갖기 때문에, 상세한 설명은 생략한다. 또한, 도 29에 도시하는 바와 같이, 실시례 15의 표시 장치에서의 차광 부재를 마련하여도 좋고, 이 경우에는, 실시례 12 내지 실시례 14와 같은 구성, 구조로 할 수 있기 때문에, 상세한 설명은 생략한다.
이상, 본 개시를 바람직한 실시례에 의거하여 설명하였지만, 본 개시는 이들의 실시례로 한정하는 것이 아니다. 실시례에서 설명한 표시 장치(두부 장착형 디스플레이), 화상 표시 장치의 구성, 구조는 예시이고, 적절히 변경할 수 있다. 예를 들면, 도광판에 표면 릴리프형 홀로그램(surface relief type hologram)(미국 특허 제20040062505 A1 참조)을 배치하여도 좋다. 광학 장치(320)에서는, 회절 격자 소자를 투과형 회절 격자 소자로 구성할 수도 있고, 또는 또한, 제1 편향 수단 및 제2 편향 수단중의 어느 한쪽을 반사형 회절 격자 소자로 구성하고, 다른쪽을 투과형 회절 격자 소자로 구성하는 형태로 할 수도 있다. 또는 또한, 회절 격자 소자를, 반사형 블레이즈드 회절 격자 소자(reflective blazed diffraction grating element)로 할 수도 있다.
광학 장치의 광이 출사되는 영역에, 조광 장치가 착탈 자유롭게 배설되어 있어도 좋다. 이와 같이, 조광 장치를 착탈 자유롭게 배설하기 위해서는, 예를 들면, 투명한 플라스틱으로 제작된 비스를 이용하여 조광 장치를 광학 장치에 부착하고, 조광 장치의 광투과율을 제어하기 위한 제어 회로(예를 들면, 화상 형성 장치를 제어하기 위한 제어 장치(18)에 포함되어 있다)에 커넥터 및 배선을 통하여 접속하면 좋다.
나아가서는, 실시례 1 내지 실시례 15에서 설명한 화상 표시 장치를, 이하에 설명하는 바와 같이, 변형하는 것도 가능하다. 즉, 도 30에, 예를 들면, 실시례 1 내지 실시례 4의 표시 장치의 변형례에서의 광학 장치 및 조광 장치의 부분을 정면에서 바라본 모식도를 도시하는 바와 같이, 제2 편향 수단(140, 340)의 사영상 내에 조광 장치(700)가 위치하는 형태로 할 수도 있다. 여기서, 조광 장치(700)에 대향하는 광학 장치(120, 320)의 부분에 여러 가지의 표시를 행하면 좋다.
또한, 도 31에 도시하는 바와 같이, 보호부재(326)를 도광판(321)과 같은 정도의 길이로 하고, 보호부재(326)를 도광판(321)에 대해 밀봉 부재(713)에 의해 고정한다. 밀봉 부재(713)는, 보호부재(326)의 외연부에 배치하면 좋다. 조광 장치(700)는, 도광판(321)과 관찰자(20)의 사이에 배치되어 있다. 또는 또한, 도 32에 도시하는 바와 같이, 조광 장치(700)의 제2 기판(703)을 도광판(321)과 동일하는 정도의 길이로 하고, 조광 장치(700)의 제2 기판(703)을 도광판(321)에 대해 밀봉 부재(714)에 의해 고정하여도 좋다. 밀봉 부재(714)는, 제2 기판(703)의 외연부에 배치하면 좋다. 또한, 실시례 5에서 설명한 표시 장치에, 실시례 12에서 설명한 차광 부재(810)를 적용한 예를, 도 33의 표시 장치를 상방에서 바라본 모식도에 도시한다.
본 개시는, 이하와 같은 구성을 취할 수도 있다.
(1) 표시 장치에 있어서,
도광판을 구비하는 제1 화상 표시 장치,
조광 장치 및
조광 제어 장치를 구비하고,
상기 조광 제어 장치는,
상기 표시 장치에 의한 수광량 변화의 시작 시각을 확인하고,
상기 시작 시각 후 소정의 시간이 경과한 후에, 상기 표시 장치에 의한 수광량에 의거하여 상기 조광 장치의 투과율을 제어하는 표시 장치.
(2) 상기 조광 제어 장치는, 상기 표시 장치의 이동 속도에 의거하여 상기 조광 장치의 투과율을 더 제어하도록 구성된 (1)에 기재된 표시 장치.
(3) 상기 조광 제어 장치는, 상기 표시 장치의 상기 이동 속도를 산출하도록 구성된 (1) 또는 (2)에 기재된 표시 장치.
(4) 상기 조광 제어 장치는,
상기 조광 장치를 통과하는 광량의 변화율을 결정하고,
결정된 광량의 변화율에 의거하여 상기 조광 장치의 투과율을 더 제어하도록 구성된 (1) 내지 (3)의 어느 한 항에 기재된 표시 장치.
(5) 상기 조광 제어 장치는, 복수의 광량의 변화율 각각에 대하여 조광 장치 투과율의 변화율을 나타내는 각각의 값을 저장하는 테이블을 이용하여 적어도 부분적으로 상기 조광 장치의 투과율을 제어하도록 구성된 (1) 내지 (4)의 어느 한 항에 기재된 표시 장치.
(6) 상기 조광 제어 장치는, 상기 시작 시각을 상기 표시 장치에 의한 수광량이 임계치를 초과한 시각으로 확인하도록 구성된 (1) 내지 (5)의 어느 한 항에 기재된 표시 장치.
(7) 유저의 두부에 장착되도록 구성된 프레임을 더 구비하고,
상기 제1 화상 표시 장치는 상기 프레임에 부착된 (1) 내지 (6)의 어느 한 항에 기재된 표시 장치.
(8) 제2 화상 표시 장치를 더 구비하고,
상기 제1 화상 표시 장치는, 유저의 눈으로 광을 제공하고, 상기 제2 화상 표시 장치는, 상기 유저의 다른 눈으로 광을 제공하도록 구성된 (1) 내지 (7)의 어느 한 항에 기재된 표시 장치.
(9) 상기 제1 화상 표시 장치는, 복수의 화소를 구비한 화상 형성 장치를 구비하고,
상기 화상 형성 장치는 화상을 표시하도록 구성된 (1) 내지 (8)의 어느 한 항에 기재된 표시 장치.
(10) 상기 제1 화상 표시 장치는, 상기 제1 화상 형성 장치로부터 출사된 광을 시준하도록 구성된 광학계를 더 구비하는 (1) 내지 (9)의 어느 한 항에 기재된 표시 장치.
(11) 상기 제1 화상 표시 장치는, 상기 화상 형성 장치로부터 출사된 광이 입사되고, 유저의 눈을 향하여 출사하도록 구성된 광학 장치를 더 구비하고,
상기 광학 장치는 상기 도광판을 구비하는 (1) 내지 (10)의 어느 한 항에 기재된 표시 장치.
(12) 상기 도광판 상에 입사된 광을 편향시켜서, 상기 도광판 상에 입사된 광이 상기 도광판의 내부에서 대체로 반사되도록 구성된 제1 편향 유닛을 더 구비하는 (1) 내지 (11)의 어느 한 항에 기재된 표시 장치.
(13) 상기 도광판의 내부를 전반사에 의해 전파한 광을 복수회에 걸쳐서 편향시켜서, 상기 도광판의 내부를 전파한 광을 상기 도광판으로부터 출사시키도록 구성된 제2 편향 유닛을 더 구비하는 (1) 내지 (12)의 어느 한 항에 기재된 표시 장치.
(14) 상기 제1 및 제2 편향 유닛은 상기 도광판의 내부에 배치되어 있는 (1) 내지 (13)의 어느 한 항에 기재된 표시 장치.
(15) 상기 광학 장치에의 입사광을 차단하는 차광 부재를 더 구비하고,
상기 차광 부재는 상기 화상 형성 장치로부터 출사되는 광이 입사되는 상기 광학 장치의 영역에 배치되어 있는 (1) 내지 (14)의 어느 한 항에 기재된 표시 장치.
(16) 상기 조광 장치는 상기 차광 부재와 겹쳐지도록 상기 화상 형성 장치와 대체로 대향하는 측에 배치되어 있는 (1) 내지 (15)의 어느 한 항에 기재된 표시 장치.
(17) 상기 조광 장치는 광 셔터를 구비하는 (1) 내지 (16)의 어느 한 항에 기재된 표시 장치.
(18) 상기 표시 장치는 두부 장착 표시 장치인 (1) 내지 (17)의 어느 한 항에 기재된 표시 장치.
(19) 도광판을 구비한 표시 장치 및 조광 장치를 구비한 표시 장치를 사용하기 위한 방법에 있어서,
상기 표시 장치에 의한 수광량 변화의 시작 시각을 확인하고,
상기 시작 시각 후 미리 정해진 시간이 경과한 후에, 상기 표시 장치에 의한 수광량에 의거하여 상기 조광 장치의 투과율을 제어하는 방법.
(20) 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 적어도 하나의 프로세서가 표시 장치를 사용하기 위한 방법을 수행하는 프로세서-실행가능한 명령을 저장하는 비일시적인 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체로서,
상기 표시 장치는, 도광판을 구비하는 화상 표시 장치 및 조광 장치를 구비하고,
상기 방법은,
상기 표시 장치에 의한 수광량 변화의 시작 시각을 확인하고,
상기 시작 시각 후 미리 정해진 시간이 경과한 후에, 상기 표시 장치에 의한 수광량에 의거하여 상기 조광 장치의 투과율을 제어하는 것을 특징으로 하는 비일시적인 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.
또한, 본 개시는, 이하와 같은 구성을 취할 수도 있다.
[1]
(ⅰ) 관찰자의 두부에 장착되는 프레임, 및,
(ⅱ) 프레임에 부착된 화상 표시 장치를 구비한 표시 장치로서,
화상 표시 장치는,
(A) 화상 형성 장치, 및,
(B) 화상 형성 장치로부터 출사된 광이 입사되고, 그리고, 관찰자의 눈동자를 향하여 출사하는 광학 장치를 구비하고 있고,
표시 장치는, 또한,
(ⅲ) 광이 출사되는 광학 장치의 영역에 배설되고, 외부로부터 입사하는 외광의 광량을 조정하는 조광 장치,
(ⅳ) 조광 제어 장치, 및,
(ⅴ) 외광의 광량을 측정하는 수광 소자를 구비하고 있고,
조광 제어 장치는, 수광 소자의 수광량 측정 결과에 의거하여 수광량 변화율을 산출하고, 수광량 변화율에 의거하여 조광 장치에서의 광투과율·변화율을 결정하고, 결정된 광투과율·변화율에 의거하여 조광 장치의 광투과율 제어를 행하는 표시 장치.
[2] 조광 제어 장치는, 수광량 변화율과 조광 장치에서의 광투과율·변화율과의 관계에 관한 테이블을 갖고 있는 [1]에 기재된 표시 장치.
[3] 외부로부터 입사하는 외광의 광량 변화에 추종하는 관찰자의 눈동자 지름의 변화에 의거하여, 테이블이 작성되어 있는 [2]에 기재된 표시 장치.
[4] 조광 제어 장치는, 또한, 수광 소자의 수광량 측정 결과에 의거하여 수광량 변화 시작 시각을 결정하고, 수광량 변화 시작 시각부터 소정의 시간 경과 후, 조광 장치의 광투과율 제어를 시작하는 [1] 내지 [3]의 어느 한 항에 기재된 표시 장치.
[5] 조광 제어 장치는, 표시 장치의 이동속도를 산출하는 이동속도 산출 수단을 또한 갖고 있고,
조광 제어 장치는, 또한, 이동속도 산출 수단이 산출한 표시 장치의 이동속도에 의거하여, 조광 장치에서의 광투과율·변화율을 결정하는 [4]에 기재된 표시 장치.
[6] 조광 제어 장치는, 표시 장치의 이동속도를 산출하는 이동속도 산출 수단을 또한 갖고 있고,
조광 제어 장치는, 또한, 이동속도 산출 수단이 산출한 표시 장치의 이동속도에 의거하여, 조광 장치에서의 광투과율·변화율을 결정하는 [1] 내지 [3]의 어느 한 항에 기재된 표시 장치.
[7] 조광 제어 장치는, 또한, 수광 소자의 수광량 측정 결과에 의거하여 수광량 변화 시작 시각을 결정하고, 수광량 변화 시작 시각부터 소정의 시간 경과 후, 조광 장치의 광투과율 제어를 시작하는 [6]에 기재된 표시 장치.
[8] 조광 제어 장치는, 또한, 이동속도 산출 수단이 산출한 표시 장치의 이동속도에 의거하여, 조광 장치의 광투과율 제어를 시작하는 [7]에 기재된 표시 장치.
[9] 수광 소자는, 광학 장치에서 관찰자에 의해 관찰되는 화상의 배경에 상당하는 외부의 영역의 광량을 측정하는 [1] 내지 [8]의 어느 한 항에 기재된 표시 장치.
[10] 수광 소자는, 수광하는 광에 대한 지향성을 갖는 [9]에 기재된 표시 장치.
[11] 수광 소자의 수광량 측정 결과에 의거하여, 화상 형성 장치에 의해 형성되는 화상의 휘도를 제어하는 [1] 내지 [10]의 어느 한 항에 기재된 표시 장치.
[12] 수광 소자는 광학 장치의 외측에 배치되어 있는 [1] 내지 [11]의 어느 한 항에 기재된 표시 장치.
[13] 외부로부터 조광 장치를 투과한 광에 의거한 조도를 측정하는 조도 센서를 또한 구비하고 있고,
조도 센서의 측정 결과에 의거하여, 조광 장치의 광투과율 제어를 행하는 [1] 내지 [12]의 어느 한 항에 기재된 표시 장치.
[14] 조도 센서의 측정 결과에 의거하여, 화상 형성 장치에 의해 형성되는 화상의 휘도를 제어하는 [13]에 기재된 표시 장치.
[15] 조도 센서는, 조광 장치보다도 관찰자측에 배치되어 있는 [13] 또는 지[14]에 기재된 표시 장치.
[16] 광학 장치는,
(a) 입사된 광이 내부를 전반사에 의해 전파한 후, 출사되는 도광판,
(b) 도광판에 입사된 광이 도광판의 내부에서 전반사되도록, 도광판에 입사된 광을 편향시키는 제1 편향 수단, 및,
(c) 도광판의 내부를 전반사에 의해 전파한 광을 도광판으로부터 출사시키기 위해, 도광판의 내부를 전반사에 의해 전파한 광을 복수회에 걸쳐서 편향시키는 제2 편향 수단을 구비하고 있는 [1] 내지 [15]의 어느 한 항에 기재된 표시 장치.
[17] 조광 장치의 사영상 내에 제2 편향 수단이 위치하는 [16]에 기재된 표시 장치.
[18] 조광 장치에 의해 제2 편향 수단은 피복되어 있는 [17]에 기재된 표시 장치.
[19] 조광 장치는, 액정 셔터, 또는, 일렉트로크로믹 재료의 산화환원 반응에 의해 발생하는 물질의 색 변화를 응용한 광 셔터로 이루어지는 [1] 내지 [18]의 어느 한 항에 기재된 표시 장치.
[20]
(ⅰ) 관찰자의 두부에 장착되는 프레임, 및,
(ⅱ) 프레임에 부착된 화상 표시 장치를 구비한 표시 장치로서,
화상 표시 장치는,
(A) 화상 형성 장치, 및,
(B) 화상 형성 장치로부터 출사된 광이 입사되고, 그리고, 관찰자의 눈동자를 향하여 출사하는 광학 장치를 구비하고 있고,
표시 장치는, 또한,
(ⅲ) 광이 출사되는 광학 장치의 영역에 배설되고, 외부로부터 입사하는 외광의 광량을 조정하는 조광 장치,
(ⅳ) 조광 제어 장치, 및,
(ⅴ) 외광의 광량을 측정하는 수광 소자를 구비하고 있고,
조광 제어 장치는, 수광 소자의 수광량 측정 결과에 의거하여 수광량 변화 시작 시각을 결정하고, 수광량 변화 시작 시각부터 소정의 시간 경과 후, 조광 장치의 광투과율 제어를 시작하는 표시 장치.
[21] 조광 제어 장치는, 표시 장치의 이동속도를 산출하는 이동속도 산출 수단을 또한 갖고 있고,
조광 제어 장치는, 또한, 이동속도 산출 수단이 산출한 표시 장치의 이동속도에 의거하여, 조광 장치의 광투과율 제어를 시작하는 [20]에 기재된 표시 장치.
[22] 수광 소자는, 광학 장치에서 관찰자에 의해 관찰되는 화상의 배경에 상당하는 외부의 영역의 광량을 측정하는 [20] 또는 [21]에 기재된 표시 장치.
[23] 수광 소자는, 수광하는 광에 대한 지향성을 갖는 [22]에 기재된 표시 장치.
[24] 수광 소자의 수광량 측정 결과에 의거하여, 화상 형성 장치에 의해 형성되는 화상의 휘도를 제어하는 [20] 내지 [23]의 어느 한 항에 기재된 표시 장치.
[25] 수광 소자는 광학 장치의 외측에 배치되어 있는 [20] 내지 [24]의 어느 한 항에 기재된 표시 장치.
[26] 외부로부터 조광 장치를 투과한 광에 의거한 조도를 측정하는 조도 센서를 또한 구비하고 있고,
조도 센서의 측정 결과에 의거하여, 조광 장치의 광투과율 제어를 행하는 [20] 내지 [25]의 어느 한 항에 기재된 표시 장치.
[27] 조도 센서의 측정 결과에 의거하여, 화상 형성 장치에 의해 형성되는 화상의 휘도를 제어하는 [26]에 기재된 표시 장치.
[28] 조도 센서는, 조광 장치보다도 관찰자측에 배치되어 있는 [26] 또는 지[27]에 기재된 표시 장치.
[29] 광학 장치는,
(a) 입사된 광이 내부를 전반사에 의해 전파한 후, 출사되는 도광판,
(b) 도광판에 입사된 광이 도광판의 내부에서 전반사되도록, 도광판에 입사된 광을 편향시키는 제1 편향 수단, 및,
(c) 도광판의 내부를 전반사에 의해 전파한 광을 도광판으로부터 출사시키기 위해, 도광판의 내부를 전반사에 의해 전파한 광을 복수회에 걸쳐서 편향시키는 제2 편향 수단을 구비하고 있는 [20] 내지 [28]의 어느 한 항에 기재된 표시 장치.
[30] 조광 장치의 사영상 내에 제2 편향 수단이 위치하는 [29]에 기재된 표시 장치.
[31] 조광 장치에 의해 제2 편향 수단은 피복되어 있는 [30]에 기재된 표시 장치.
[32] 조광 장치는, 액정 셔터, 또는, 일렉트로크로믹 재료의 산화환원 반응에 의해 발생하는 물질의 색 변화를 응용한 광 셔터로 이루어지는 [20] 내지 [31]의 어느 한 항에 기재된 표시 장치.
[33]
(ⅰ) 관찰자의 두부에 장착되는 프레임, 및,
(ⅱ) 프레임에 부착된 화상 표시 장치를 구비한 표시 장치로서,
화상 표시 장치는,
(A) 화상 형성 장치, 및,
(B) 화상 형성 장치로부터 출사된 광이 입사되고, 그리고, 관찰자의 눈동자를 향하여 출사하는 광학 장치를 구비하고 있고,
표시 장치는, 또한,
(ⅲ) 적어도 광이 출사되는 광학 장치의 영역에 배설되고, 외부로부터 입사하는 외광의 광량을 조정하는 조광 장치, 및,
(ⅳ) 화상 형성 장치로부터 출사된 광이 입사되는 광학 장치의 영역에 배설되고, 광학 장치에의 외광의 입사를 차광하는 차광 부재를 구비하고 있고,
조광 장치는, 외광의 광량의 변화 시작부터 소정의 시간 경과 후, 광투과율의 변화를 시작하는 표시 장치.
[34] 차광 부재의 광학 장치에의 사영상 내에, 화상 형성 장치로부터 출사된 광이 입사되는 광학 장치의 영역이 포함되는 [33]에 기재된 표시 장치.
[35] 차광 부재는, 광학 장치의 화상 형성 장치가 배치된 측과는 반대측에, 광학 장치와 이간하여 배치되어 있는 [33] 또는 [34]에 기재된 표시 장치.
[36] 차광 부재는, 화상 형성 장치가 배치된 측과는 반대측의 광학 장치의 부분에 배치되어 있는 [33] 내지 [35]의 어느 한 항에 기재된 표시 장치.
[37] 차광 부재는, 조광 장치에 배치되어 있는 [33] 내지 [35]의 어느 한 항에 기재된 표시 장치.
[38] 차광 부재의 광학 장치에의 사영상 내에, 조광 장치의 단부의 광학 장치에의 사영상이 포함되는 [33] 내지 [36]의 어느 한 항에 기재된 표시 장치.
[39] 표시 장치는, 또한,
(ⅴ) 조광 제어 장치, 및,
(ⅵ) 외광의 광량을 측정하는 수광 소자를 구비하고 있고,
조광 제어 장치는, 수광 소자의 수광량 측정 결과에 의거하여 수광량 변화 시작 시각을 결정하고, 수광량 변화 시작 시각부터 소정의 시간 경과 후, 조광 장치의 광투과율 제어를 시작하는 [33] 내지 [38]의 어느 한 항에 기재된 표시 장치.
[40] 조광 제어 장치는, 표시 장치의 이동속도를 산출하는 이동속도 산출 수단을 또한 갖고 있고,
조광 제어 장치는, 또한, 이동속도 산출 수단이 산출한 표시 장치의 이동속도에 의거하여, 조광 장치의 광투과율 제어를 시작하는 [39]에 기재된 표시 장치.
[41] 수광 소자는, 광학 장치에서 관찰자에 의해 관찰되는 화상의 배경에 상당하는 외부의 영역의 광량을 측정하는 [39] 또는 [40]에 기재된 표시 장치.
[42] 수광 소자는, 수광하는 광에 대한 지향성을 갖는 [41]에 기재된 표시 장치.
[43] 수광 소자의 수광량 측정 결과에 의거하여, 화상 형성 장치에 의해 형성되는 화상의 휘도를 제어하는 [39] 내지 [42]의 어느 한 항에 기재된 표시 장치.
[44] 수광 소자는 광학 장치의 외측에 배치되어 있는 [39] 내지 [43]의 어느 한 항에 기재된 표시 장치.
[45] 외부로부터 조광 장치를 투과한 광에 의거한 조도를 측정하는 조도 센서를 또한 구비하고 있고,
조도 센서의 측정 결과에 의거하여, 조광 장치의 광투과율 제어를 행하는 [39] 내지 [44]의 어느 한 항에 기재된 표시 장치.
[46] 조도 센서의 측정 결과에 의거하여, 화상 형성 장치에 의해 형성되는 화상의 휘도를 제어하는 [45]에 기재된 표시 장치.
[47] 조도 센서는, 조광 장치보다도 관찰자측에 배치되어 있는 [45] 또는 지[46]에 기재된 표시 장치.
[48] 광학 장치는,
(a) 입사된 광이 내부를 전반사에 의해 전파한 후, 출사되는 도광판,
(b) 도광판에 입사된 광이 도광판의 내부에서 전반사되도록, 도광판에 입사된 광을 편향시키는 제1 편향 수단, 및,
(c) 도광판의 내부를 전반사에 의해 전파한 광을 도광판으로부터 출사시키기 위해, 도광판의 내부를 전반사에 의해 전파한 광을 복수회에 걸쳐서 편향시키는 제2 편향 수단을 구비하고 있는 [33] 내지 [47]의 어느 한 항에 기재된 표시 장치.
[49] 조광 장치의 사영상 내에 제2 편향 수단이 위치하는 [48]에 기재된 표시 장치.
[50] 조광 장치에 의해 제2 편향 수단은 피복되어 있는 [49]에 기재된 표시 장치.
[51] 조광 장치는, 액정 셔터, 또는, 일렉트로크로믹 재료의 산화환원 반응에 의해 발생하는 물질의 색 변화를 응용한 광 셔터로 이루어지는 [39] 내지 [50]의 어느 한 항에 기재된 표시 장치.
[52]
(ⅰ) 관찰자의 두부에 장착되는 프레임, 및,
(ⅱ) 프레임에 부착된 화상 표시 장치를 구비한 표시 장치로서,
화상 표시 장치는,
(A) 화상 형성 장치, 및,
(B) 화상 형성 장치로부터 출사된 광이 입사되고, 그리고, 관찰자의 눈동자를 향하여 출사하는 광학 장치를 구비하고 있고,
표시 장치는, 또한,
(ⅲ) 적어도 광이 출사되는 광학 장치의 영역에 배설되고, 외부로부터 입사하는 외광의 광량을 조정하는 조광 장치를 구비하고 있고,
조광 장치는,
광학 장치와 대향하는 제1 기판, 및, 제1 기판과 대향하는 제2 기판,
제1 기판 및 제2 기판의 각각에 마련된 전극, 및,
제1 기판과 제2 기판의 사이에 밀봉된 광투과 제어 재료층으로 이루어지고,
제1 기판은, 광학 장치의 구성 부재를 겸하고 있고,
조광 장치는, 외광의 광량의 변화 시작부터 소정의 시간 경과 후, 광투과율의 변화를 시작하는 표시 장치.
[53] 제2 기판은 제1 기판보다도 얇은 [52]에 기재된 표시 장치.
당업자에 의하여 첨부된 청구항 및 균등물의 범위 안에서 다양한 수정, 조합, 하위 조합 및 변경이 설계 요구 및 다른 요인에 따라 발생할 수 있음을 이해하여야 한다.
일부 실시의 형태는, 하나 이상의 컴퓨터 또는 다른 프로세서에서 실행될 때 위에서 설명한 여러 가지 실시의 형태를 구현하는 방법을 수행하는 하나 이상의 프로그램(예를 들면, 복수의 프로세서 실행 가능한 명령)이 인코딩된 비휘발성의 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체(또는 다수의 비휘발성의 컴퓨터 판독 가능 매체)(예컨대, 컴퓨터 메모리, 하나 이상의 플로피 디스크, 콤팩트 디스크(CD), 광디스크, 디지털 비디오 디스크(DVD), 자기 테이프, 플래시 메모리, 필드 프로그램어블 게이트 어레이(Field Programmable Gate Arrays) 또는 다른 반도체 장치에서의 회로 구성, 또는 다른 유형의 컴퓨터 저장 매체)를 구비할 수 있다. 상기 실시의 형태로부터 명백한 바와 같이, 비휘발성의 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체는 비휘발성의 형태로 컴퓨터 실행 가능한 명령을 제공하기에 충분한 시간 동안 정보를 유지할 수 있다.
청구항에서 청구항의 구성요소를 수식하기 위한 "제1", "제2", "제3" 등과 같은 서수적 용어의 사용은, 그 자체로서 하나의 청구항의 구성요소의 다른 청구항에 대한 어떠한 우선권, 선행 또는 순서, 또는 방법의 동작들이 수행되는 시간적 순서를 의미하는 것이 아니다. 이러한 서수적 용어는 (서수적 용어의 사용을 제외하고) 단순히, 청구항의 구성요소를 구분하기 위하여, 어떤 명칭을 갖는 하나의 청구항의 구성요소를 동일한 명칭을 갖는 다른 구성요소와 구분하기 위한 라벨로서 사용한다.
또한, 여기서 사용된 어법과 용어는 설명을 위한 것이며 제한적인 것으로 간주되어서는 안 된다. "포함하는", "구비하는" 또는 "갖는", "함유하는", "수반하는" 및 그 파생어의 사용은 그 이후에 나열된 항목 및 그 등가물뿐만 아니라 하나 또는 복수의 추가적인 항목들을 포괄하는 것을 의미한다.
10 : 프레임
11 : 프런트부
12 : 경첩
13 : 템플부
14 : 앤드커버부
15 : 배선(신호선이나 전원선 등)
16 : 헤드폰부
17 : 헤드폰부용 배선
18 : 제어 장치(제어 회로)
18A : 조광 제어 장치
19 : 부착 부재
20 : 관찰자
21 : 눈동자
100, 200, 300, 400, 500 : 화상 표시 장치
111, 111A, 111B, 211 : 화상 형성 장치
112 : 광학계(콜리메이트 광학계)
113, 213 : 몸체
120, 320 : 광학 장치(도광 수단)
121, 321 : 도광판
122, 322 : 도광판의 제1면
123, 323 : 도광판의 제2면
124, 125 : 도광판의 일부분
126, 326 : 보호부재(보호판)
127, 327 : 접착부재
130 : 제1 편향 수단
140 : 제2 편향 수단
330 : 제1 편향 수단(제1 회절 격자 부재)
340 : 제2 편향 수단(제2 회절 격자 부재)
150 : 반사형 공간 광변조 장치
151 : 액정 표시 장치(LCD)
152 : 편광빔 스플리터
153 : 광원
251 : 광원
252 : 콜리메이트 광학계
253 : 주사 수단
254 : 광학계(릴레이 광학계)
255 : 크로스 프리즘
256 : 전반사 미러
520 : 광학 장치(반투과 미러)
521 : 투명한 부재
700, 700A, 700' : 조광 장치
701, 701A, 701' : 제1 기판
702, 702A, 702' : 제1 전극
703, 703A, 703' : 제2 기판
704, 704A, 704' : 제2 전극
705, 705A, 705' : 광투과 제어 재료층
706 : 밀봉제
707 : 접착제
711 : 수광 소자
712 : 조도 센서(투과광 조도 측정 센서)
713, 714 : 밀봉 부재
810, 820, 830 : 차광 부재

Claims (20)

  1. 표시 장치에 있어서,
    도광판을 구비하는 제1 화상 표시 장치,
    조광 장치 및
    조광 제어 장치를 구비하고,
    상기 조광 제어 장치는,
    상기 표시 장치에 의한 수광량 변화의 시작 시각을 확인하고,
    상기 시작 시각 후 미리 정해진 시간이 경과한 후에, 상기 표시 장치에 의한 수광량에 의거하여 상기 조광 장치의 투과율을 제어하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 조광 제어 장치는, 상기 표시 장치의 이동 속도에 의거하여 상기 조광 장치의 투과율을 더 제어하도록 구성된 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 조광 제어 장치는, 상기 표시 장치의 상기 이동 속도를 산출하도록 구성된 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 조광 제어 장치는,
    상기 조광 장치를 통과하는 광량의 변화율을 결정하고,
    결정된 광량의 변화율에 의거하여 상기 조광 장치의 투과율을 더 제어하도록 구성된 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 조광 제어 장치는, 복수의 광량의 변화율 각각에 대하여 조광 장치 투과율의 변화율을 나타내는 각각의 값을 저장하는 테이블을 이용하여 적어도 부분적으로 상기 조광 장치의 투과율을 제어하도록 구성된 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 조광 제어 장치는, 상기 시작 시각을 상기 표시 장치에 의한 수광량이 임계치를 초과한 시각으로 확인하도록 구성된 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    유저의 두부에 장착되도록 구성된 프레임을 더 구비하고,
    상기 제1 화상 표시 장치는 상기 프레임에 부착된 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    제2 화상 표시 장치를 더 구비하고,
    상기 제1 화상 표시 장치는, 유저의 눈으로 광을 제공하고, 상기 제2 화상 표시 장치는, 상기 유저의 다른 눈으로 광을 제공하도록 구성된 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 화상 표시 장치는, 복수의 화소를 구비한 화상 형성 장치를 구비하고,
    상기 화상 형성 장치는 화상을 표시하도록 구성된 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 화상 표시 장치는, 상기 제1 화상 형성 장치로부터 출사된 광을 시준하도록 구성된 광학계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제1 화상 표시 장치는, 상기 화상 형성 장치로부터 출사된 광이 입사되고, 유저의 눈을 향하여 출사하도록 구성된 광학 장치를 더 구비하고,
    상기 광학 장치는 상기 도광판을 구비하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 도광판 상에 입사된 광을 편향시켜서, 상기 도광판 상에 입사된 광이 상기 도광판의 내부에서 대체로 반사되도록 구성된 제1 편향 유닛을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 도광판의 내부를 전반사에 의해 전파한 광을 복수회에 걸쳐서 편향시켜서, 상기 도광판의 내부를 전파한 광을 상기 도광판으로부터 출사시키도록 구성된 제2 편향 유닛을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 편향 유닛은 상기 도광판의 내부에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 광학 장치에의 입사광을 차단하는 차광 부재를 더 구비하고,
    상기 차광 부재는 상기 화상 형성 장치로부터 출사되는 광이 입사되는 상기 광학 장치의 영역에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 조광 장치는 상기 차광 부재와 겹쳐지도록 상기 화상 형성 장치와 대체로 대향하는 측에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 조광 장치는 광 셔터를 구비하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 표시 장치는 두부 장착 표시 장치인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  19. 도광판을 구비한 표시 장치 및 조광 장치를 구비한 표시 장치를 사용하기 위한 방법에 있어서,
    상기 표시 장치에 의한 수광량 변화의 시작 시각을 확인하고,
    상기 시작 시각 후 미리 정해진 시간이 경과한 후에, 상기 표시 장치에 의한 수광량에 의거하여 상기 조광 장치의 투과율을 제어하는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 적어도 하나의 프로세서가 표시 장치를 사용하기 위한 방법을 수행하는 프로세서-실행가능한 명령을 저장하는 비일시적인 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체로서,
    상기 표시 장치는, 도광판을 구비하는 화상 표시 장치 및 조광 장치를 구비하고,
    상기 방법은,
    상기 표시 장치에 의한 수광량 변화의 시작 시각을 확인하고,
    상기 시작 시각 후 미리 정해진 시간이 경과한 후에, 상기 표시 장치에 의한 수광량에 의거하여 상기 조광 장치의 투과율을 제어하는 것을 특징으로 하는 비일시적인 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.
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