[发明专利]显示设备

说明书

技术领域

本公开涉及显示设备，更具体而言涉及使用头部安装显示器(Head Mounted Display，HMD)的显示设备。

背景技术

例如在JP-A-2006-162767中，已知一种虚像显示装置(图像显示装置)，用于使得观察者可以通过使用虚像光学系统以放大的虚像的形式观察由图像形成装置形成的二维图像。

如作为图像显示装置100的概念图的图2所示，图像显示装置100包括：图像形成装置111，其包括布置成二维矩阵图案的多个像素；准直器光学系统112，其使得从图像形成装置111的像素出射的光成为平行光；以及光学装置(导光单元)120，被准直器光学系统112形成为平行光的光入射到该光学装置120、入射光被引导经过该光学装置120，并且被引导的光从该光学装置120输出。光学装置120由以下部分构成：导光板121，其使得入射光可通过全反射在其内部传播并从其输出；第一偏转单元130(例如由单层光反射膜构成)，其反射入射到导光板121的光，以使得入射到导光板121的光在导光板121的内部全反射；以及第二偏转单元140(例如由具有多层堆叠结构的多层光反射膜构成)，其使得已通过全反射在导光板121的内部传播的光可以从导光板121输出。例如，通过利用上述的图像显示装置100构成HMD，可以实现微型化且重量轻的装置。

此外，为了使得观察者可以通过虚像光学系统以放大的虚像的形式观察由图像形成装置形成的二维图像，例如在JP-A-2007-94175中已知一种使用全息衍射光栅的虚像显示装置(图像显示装置)。

如作为图像显示装置300的概念图的图21A和图21B中所示，图像显示装置300基本上包括：显示图像的图像形成装置111；准直器光学系统112；以及光学装置(导光单元)320，在图像形成装置111中显示的光入射到该光学装置320并且该光学装置320将光引导至观察者的眼睛21的瞳孔21。这里，光学装置320包括：导光板321；以及布置在导光板321上的各自由反射型体全息衍射光栅构成的第一衍射光栅构件330和第二衍射光栅构件340。从图像形成装置111的每个像素出射的光入射到准直器光学系统112，并且平行光被准直器光学系统112生成并入射到导光板321。该平行光从导光板321的第一面322入射并输出。同时，第一衍射光栅构件330和第二衍射光栅构件340被安附于导光板321的第二面323，该第二面323与导光板321的第一面322平行。

通过在图像显示装置100或300的任一个中显示诸如字幕之类的图像，观察者可以以重叠的方式观看外部图像(例如戏剧演出中的演员或者电影中的视频)和显示的图像。

发明内容

然而，当观察者以重叠方式观看外部图像和在显示装置100或300的任一个中显示的诸如字幕之类的图像时，在外部图像(实像)的会聚角(convergence angle)与图像(在图像显示装置100或300的任一个中显示的虚像)的会聚角之间存在较大差异的情况下，观察者会体验到疲劳。换言之，必须依据观察者相对于诸如舞台或屏幕之类的观察对象的观察位置来调整会聚角。

从而，希望提供一种能够实现依据观察者相对于观察对象的观察位置的会聚角优化的显示设备。

根据本公开的第一至第四实施例中的任何一个的显示装置包括：眼镜型框架，该眼镜型框架被安装到观察者的头部；以及被安附到框架的、用于左眼和右眼的两个图像显示装置。每个图像显示装置包括：图像形成装置；光学系统，该光学系统使从图像形成装置输出的光成为平行光；以及光学装置，从光学系统输出的光入射到光学装置中并且光在光学装置中被引导从而输出。

在根据本公开的第一实施例的显示设备中，至少一个图像显示装置(换言之，用于右眼的图像显示装置，用于左眼的图像显示装置，或者用于左眼和用于右眼的两个图像显示装置；下同)还包括移动装置，该移动装置使图像形成装置的光轴和光学系统的光轴在水平方向上相对移动，并且通过依据观察者的观察位置利用移动装置使图像形成装置的光轴和光学系统的光轴在水平方向上相对移动来调整会聚角(水平面中的主光束交叉角；下同)。

此外，在根据本公开的第二实施例的显示设备中，至少一个图像显示装置还包括转动装置，该转动装置旋转图像形成装置和光学系统，并且通过依据观察者的观察位置利用转动装置旋转图像形成装置和光学系统以改变从光学系统输出并入射到光学装置的平行光相对于光学装置的入射角，来调整会聚角。