[发明专利]显示装置

说明书

一种显示装置，包括：佩戴在观看者头部的框架、附装至框架的图像显示装置以及调光装置700，图像显示装置包括图像形成装置和光学装置120、320，所述光学装置具有基于从图像形成装置射出的光形成虚拟图像的虚拟图像形成区域140、340，光学装置120、320与调光装置700的一部分重叠，在调光装置700操作时，调光装置700的遮光率在从上侧区域701U到下侧区域701D的范围内和/或在从内侧区域701C到外侧区域701S的范围内变化，虚拟图像形成区域相对区域701的遮光率高于下侧区域701D或外侧区域701S的遮光率。

技术领域

本发明涉及显示装置，具体涉及用于头戴式显示器(HMD,Head Mounted Display)的显示装置。

背景技术

近年来，以电子信息的方式来合成和呈现作为现实环境(或现实环境的一 部分)附加信息的虚拟物体或各种信息的增强现实技术(AR：Augmented Reality)已经吸引了许多关注。为了实现这种增强现实技术，举例来说，已经 研发了头戴式显示器作为呈现视觉信息的装置。此外，作为应用领域，还希望 提供现实环境中的工作支持。例如，可提供道路导航信息，或可给执行维护等 的技术人员提供技术信息，等等。特别是，由于不需要限制双手，因此头戴式 显示器非常方便。此外，即使在户外移动的同时想要享受视频或图像的情况下， 由于可以在视野范围内同时识别视频或图像以及外部环境，因此可以实现流畅 的移动。

举例来说，日本专利申请待公开No.2006-162767中已公开了一种虚拟图 像显示装置(显示装置)，允许观看者通过虚拟图像光学系统观看通过图像形 成装置形成的二维图像的放大虚拟图像。

如图26的概念图中所示，该图像显示装置100’构造为包括图像形成装 置111，具有排列为二维矩阵形状的多个像素；准直光学系统112，用于将从 图像形成装置111的像素射出的光转换为平行光；以及光学装置120，准直光 学系统112中转换为平行光的光入射至该光学装置120，通过该光学装置120 引导，然后射出光。光学装置120构造为包括导光板121，用于在其内部利用 全反射传播入射光，然后射出光；第一偏转单元130(举例来说，构造为单层 光反射膜)，用于对导光板121上的入射光进行反射，以使得导光板121上的 入射光在导光板121的内部被全反射；以及第二偏转单元140(举例来说，构 造为具有多层层叠结构的光反射多层膜)，用于将在导光板121内部利用全反 射传播的光从导光板121射出。此外，举例来说，如果通过上述图像显示装置 100’来构成HMD，则可以实现重量轻、小型化的设备。此外，图26中表示 其他部件的附图标记可参考参照图5描述的实施例1的图像显示装置。

替代地，日本专利申请待公开No.2007-094175已公开了一种虚拟图像显 示装置(显示装置)，使用全息衍射光栅，以允许观看者通过虚拟图像光学系 统观看通过图像形成装置形成的二维图像的放大虚拟图像。

如图27的概念图中所示，该图像显示装置300’基本上构造为包括显示 图像的图像形成装置111、准直光学系统112和光学装置320，在图像形成装 置111中显示的光入射到所述光学装置320并被引导至观看者的瞳孔21。在 此，光学装置320构造为包括导光板321以及第一衍射光栅部件330和第二衍 射光栅部件340，所述第一衍射光栅部件330和第二衍射光栅部件340构造为 在导光板321处设置的反射型体积全息衍射光栅。此外，从图像形成装置111 的每个像素射出的光入射到准直光学系统112，通过准直光学系统112产生朝 向导光板321入射的不同入射角的多条平行光，并入射到导光板321。平行光 从导光板321的第一面322入射和射出。另一方面，第一衍射光栅部件330 和第二衍射光栅部件340贴附至导光板321的与导光板321的第一面322平行 的第二面323。此外，图27中的表示其他部件的附图表示可参考参照图16描 述的实施例5的图像显示装置。

此外，通过在这些图像显示装置100’、300’中形成基于图像的虚拟图 像，观看者能以重叠的方式观看到外部世界的图像以及所形成的虚拟图像。