[發明專利]圖像顯示設備

有效

• 申請號: 200910166167.4
• 申請日: 2009-08-18
• 公開（公告）號: CN101655606A
• 公開（公告）日: 2010-02-24
• 發明（設計）人: 武川洋
• 申請（專利權）人: 索尼株式會社
• 主分類號: G02B27/02
• 分類號: G02B27/02
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 余 剛;吳孟秋

相關申請的交叉參考

本申請包含于2008年8月18日在日本專利局提交的日本優先 權專利申請JP?2008-209857所公開的主題，其全部內容結合于此作 為參考。

技術領域

本發明涉及一種用于使觀察者觀看由成像裝置等形成的二維 圖像的圖像顯示設備。

背景技術

日本未審查專利申請公開(PCT申請的譯文)第2005-521099 號以及日本未審查專利申請公開第2006-162767號披露了虛像顯示 設備(圖像顯示設備)，其中，虛像光學系統允許觀察者觀看作為 放大虛像的由成像裝置形成的二維圖像。

圖1是這種圖像顯示設備的概念圖。參見圖1，圖像顯示設備 700(為了方便被稱作第一類圖像顯示設備700并在圖1中用參考 標號100表示)包括具有排列成二維矩陣的多個像素的成像裝置711 (圖1中為111)、用于使從成像裝置711的像素射出光準直的準直 光學系統712(圖1為中112)以及光學裝置720(圖1中為120)， 經準直光學系統712準直的光入射到該光學裝置上。該入射光被引 導并且從光學裝置720射出。光學裝置720包括導光板721(圖1 中為121)、第一光學構件730(圖1中為130，例如，由單層反光 膜形成)以及第二光學構件740(圖1中為140，例如，由具有分 層結構的反光多層膜形成)。入射光通過全反射在導光板721中傳 播，然后從導光板721射出。第一光學構件730使入射到導光板721 上的光反射，使得該入射光在導光板721中被完全反射，并且第二 光學構件740從導光板721射出通過全反射在導光板721中傳播的 光。例如，當使用該圖像顯示設備700制造HMD(頭戴式顯示器， Head-Mounted?Display)時，可以減小顯示器的重量和尺寸。

另外，日本未審查專利申請公開第2007-94175號披露了使用全 息衍射光柵的虛像顯示設備(圖像顯示設備)，其中，虛像光學系 統允許觀察者觀看作為放大虛像的由成像裝置形成的二維圖像。

圖4A是這種圖像顯示設備的概念圖。參見圖4A，圖像顯示設 備800(為了方便被稱作第二類圖像顯示設備800并在圖4A中用 參考標號300表示)基本上包括用于顯示圖像的成像裝置811(圖 4A中為111)、準直光學系統812(圖4A中為112)以及虛像光學 系統(光學裝置820，在圖4A中用參考標號320表示)，其中，由 成像裝置811顯示的光入射到該虛像光學系統上。入射光被導向觀 察者的眼睛10。光學裝置820包括導光板821(圖4A中為321) 以及第一衍射光柵構件830(圖4A中為330)和第二衍射光柵構件 840(圖4A中為340)，這些衍射光柵構件被設置在導光板821上。 第一衍射光柵構件830和第二衍射光柵構件840中的每一個均都由 反射體積全息衍射光柵形成。從成像裝置811中的像素射出的光進 入準直光學系統812，其中光被轉換成平行光，并且平行光進入導 光板821。平行光入射到導光板821的第一表面822(圖4A中為 322)上并從其射出。另一方面，第一衍射光柵構件830和第二衍 射光柵構件840被安裝在平行于第一表面822的導光板821的第二 表面823(圖4A中323)上。

發明內容

在第一類圖像顯示設備700中，當觀察者的眼睛10位于區域A 時，如圖13所示，從準直光學系統712射出的光到達眼睛10。然 而，當眼睛10位于區域A之間的區域B時，沒有光從準直光學系 統712射出并到達眼睛10。即使光被射出，所射出的光的量嚴重地 減少。在圖13中，為了清楚說明，區域A被用斜紋畫上陰影。因 此，在第一類圖像顯示設備700中，根據觀察者眼睛的位置，在所 顯示的圖像中產生了亮度不均勻以及色彩不均勻。