[发明专利]显示设备

说明书

本发明的目的是提供一种显示设备，其能够为观察者观察到的虚拟图像提供高对比度并且具有这样的配置和结构，使得使用该显示设备的观察者能够在可靠地识别外部环境的同时在真实环境中安全地行动。本发明的显示设备包括：戴在观察者头部上的框架；安装至所述框架的图像显示设备；和调光设备(700)，其中所述图像显示设备包括：图像形成设备；和具有虚拟图像形成区域(701)的光学设备(120)，在虚拟图像形成区域(701)中形成虚拟图像。光学设备(120)与调光设备(700)的至少一部分重叠。当调光设备(700)工作时，调光设备的遮光率例如从虚拟图像形成区域面对区域(701)的上部区域和外侧区域朝向所述虚拟图像形成区域面对区域的中央部减小。

技术领域

本公开内容涉及显示设备，且更具体地，涉及用作头戴式显示器(HMD)的显示设备。

背景技术

近年来，一种将虚拟对象或各种信息项作为附加电子信息项合成并呈现到真实环境(或其一部分)中的增强现实(AR)技术受到关注。例如，为了实现增强现实技术，研究了头戴式显示器作为呈现视觉信息项的设备。此外，作为其应用领域，期望在真实环境中提供工作支持。例如，可提及提供道路引导信息项，以及向执行维护的工程师提供技术信息项和类似方面。尤其是，头戴式显示器是免提的，因此非常有用。此外，当观察者想要在户外运动时欣赏视频或图像时，视频或图像可以与视野内的外部环境一起被识别。因此，观察者可以平稳地运动。

举例而言，根据日本专利申请待审公开No.2006-162767，已知一种虚拟图像显示设备(显示设备)，其用于使观察者能够观察由图像形成设备形成的二维图像，作为由虚拟图像光学系统放大的虚拟图像。

如图29的概念图中所示，该图像显示设备100′包括：图像形成设备111，其包括以二维矩阵排列的多个像素；准直光学系统112，其将从图像形成设备111的像素发射的光束转换为平行光束；和光学设备120，其中输入由准直光学系统112转换成平行光束的光束，并且光学设备120引导和发射平行光束。光学设备120包括：导光板121，其中输入光束通过其中的全反射传播然后发射；第一偏转装置130(例如，由单层光反射膜构成)，其偏转输入到导光板121的光束，使得输入到导光板的光束在导光板121中被全反射；和第二偏转装置140(例如，由具有多层层压结构的光反射多层膜构成)，其使得通过导光板121中的全反射传播的光束从导光板121发射。此外，当HMD例如由这样的图像显示设备100'构成时，HMD可以减小尺寸并减轻重量。注意，关于图29中表示其他部件的附图标记，参考图6描述的实施方式1的图像显示设备的那些附图标记。

此外，根据日本专利申请待审公开No.2007-094175，已知另一种虚拟图像显示设备(显示设备)，其使用全息衍射光栅，以使观察者能够观察由图像形成设备形成的二维图像，作为由虚拟图像光学系统放大的虚拟图像。

如图30的概念图中所示，该图像显示设备300′基本上包括：显示图像的图像形成设备111；准直光学系统112；以及光学设备320，从图像形成设备111发射的光束输入该光学设备，且该光学设备将光束引导到观察者的瞳孔21。在这种情况下，光学设备320包括导光板321、第一衍射光栅构件330和第二衍射光栅构件340，每个衍射光栅构件都由设置在导光板321上的反射体全息衍射光栅构成。此外，从图像形成设备111的像素发射的光束被输入到准直光学系统112。准直光学系统112产生相对于导光板321的入射角彼此不同并且被输入到导光板321的多个平行光束。平行光束通过导光板321的第一表面322输入和发射。此外，第一衍射光栅构件330和第二衍射光栅构件340附接至导光板321的第二表面323，第二表面323平行于导光板321的第一表面322。注意，关于图30中表示其他部件的附图标记，参考图17描述的实施方式3的图像显示设备的那些附图标记。

接下来，当在这些图像显示设备100'和300'中形成基于图像的虚拟图像时，观察者可以以叠加的方式观看外界的图像和所形成的虚拟图像。