[发明专利]图像显示设备

说明书

相关申请的交叉参考

本申请包含于2008年8月18日在日本专利局提交的日本优先 权专利申请JP 2008-209857所公开的主题，其全部内容结合于此作 为参考。

技术领域

本发明涉及一种用于使观察者观看由成像装置等形成的二维 图像的图像显示设备。

背景技术

日本未审查专利申请公开(PCT申请的译文)第2005-521099 号以及日本未审查专利申请公开第2006-162767号披露了虚像显示 设备(图像显示设备)，其中，虚像光学系统允许观察者观看作为 放大虚像的由成像装置形成的二维图像。

图1是这种图像显示设备的概念图。参见图1，图像显示设备 700(为了方便被称作第一类图像显示设备700并在图1中用参考 标号100表示)包括具有排列成二维矩阵的多个像素的成像装置711 (图1中为111)、用于使从成像装置711的像素射出光准直的准直 光学系统712(图1为中112)以及光学装置720(图1中为120)， 经准直光学系统712准直的光入射到该光学装置上。该入射光被引 导并且从光学装置720射出。光学装置720包括导光板721(图1 中为121)、第一光学构件730(图1中为130，例如，由单层反光 膜形成)以及第二光学构件740(图1中为140，例如，由具有分 层结构的反光多层膜形成)。入射光通过全反射在导光板721中传 播，然后从导光板721射出。第一光学构件730使入射到导光板721 上的光反射，使得该入射光在导光板721中被完全反射，并且第二 光学构件740从导光板721射出通过全反射在导光板721中传播的 光。例如，当使用该图像显示设备700制造HMD(头戴式显示器， Head-Mounted Display)时，可以减小显示器的重量和尺寸。

另外，日本未审查专利申请公开第2007-94175号披露了使用全 息衍射光栅的虚像显示设备(图像显示设备)，其中，虚像光学系 统允许观察者观看作为放大虚像的由成像装置形成的二维图像。

图4A是这种图像显示设备的概念图。参见图4A，图像显示设 备800(为了方便被称作第二类图像显示设备800并在图4A中用 参考标号300表示)基本上包括用于显示图像的成像装置811(图 4A中为111)、准直光学系统812(图4A中为112)以及虚像光学 系统(光学装置820，在图4A中用参考标号320表示)，其中，由 成像装置811显示的光入射到该虚像光学系统上。入射光被导向观 察者的眼睛10。光学装置820包括导光板821(图4A中为321) 以及第一衍射光栅构件830(图4A中为330)和第二衍射光栅构件 840(图4A中为340)，这些衍射光栅构件被设置在导光板821上。 第一衍射光栅构件830和第二衍射光栅构件840中的每一个均都由 反射体积全息衍射光栅形成。从成像装置811中的像素射出的光进 入准直光学系统812，其中光被转换成平行光，并且平行光进入导 光板821。平行光入射到导光板821的第一表面822(图4A中为 322)上并从其射出。另一方面，第一衍射光栅构件830和第二衍 射光栅构件840被安装在平行于第一表面822的导光板821的第二 表面823(图4A中323)上。

发明内容

在第一类图像显示设备700中，当观察者的眼睛10位于区域A 时，如图13所示，从准直光学系统712射出的光到达眼睛10。然 而，当眼睛10位于区域A之间的区域B时，没有光从准直光学系 统712射出并到达眼睛10。即使光被射出，所射出的光的量严重地 减少。在图13中，为了清楚说明，区域A被用斜纹画上阴影。因 此，在第一类图像显示设备700中，根据观察者眼睛的位置，在所 显示的图像中产生了亮度不均匀以及色彩不均匀。