[發明專利]圖像顯示裝置

有效

• 申請號: 201580052764.8
• 申請日: 2015-09-17
• 公開（公告）號: CN106716230B
• 公開（公告）日: 2019-12-24
• 發明（設計）人: 橫山修;米洼政敏;武田高司;石田大輔;井出光隆;返町秀光
• 申請（專利權）人: 精工愛普生株式會社
• 主分類號: G02B27/02
• 分類號: G02B27/02;G02B26/10;H04N5/64
• 代理公司: 11227 北京集佳知識產權代理有限公司
• 代理人: 李洋;青煒

本發明提供一種不僅確保穿透性，而且能夠不受眼睛的移動、眼寬的變化影響地視覺確認圖像，能夠以高品質顯示較大尺寸的圖像，小型且佩戴性、外觀優異的圖像顯示裝置。本發明的顯示裝置(100)具備：光源光學系統(15)；反射鏡(16)，其使從光源光學系統(15)射出的光反射；光掃描設備(17)，其對由反射鏡(16)反射的光進行掃描；擴瞳光學系統(12)，其放大從光掃描設備(17)射出的光的光束直徑；修正光學系統(13)，其供從擴瞳光學系統(12)射出的光射入，并對在出瞳(G)的位置生成的像進行修正；以及全息反射鏡(14)(偏轉光學系統)，其使從修正光學系統(13)射出的光偏轉而將其引導至出瞳(G)的位置，并使外界光的一部分透過。

技術領域

本發明涉及圖像顯示裝置。

背景技術

近年來，作為一種可穿戴式信息設備，提供有頭戴式顯示器等佩戴在觀察者的頭部來使用的方式的圖像顯示裝置。例如，在下述的專利文獻1中公開有具備光源、調制來自光源的光來顯示影像的顯示元件、以及將來自顯示元件的影像光引導至觀察者的瞳孔的觀察光學系統的影像顯示裝置。在該影像顯示裝置中，在觀察者的眼前配置有全息光學元件，全息光學元件使來自外界的光透過。由此，觀察者能夠在來自顯示元件的影像的基礎之上視覺確認外界的像。以下，有時將能夠同時視覺確認來自顯示元件的影像與外界的像的雙方的圖像顯示裝置稱為穿透式的圖像顯示裝置。在該影像顯示裝置中，由于僅全息光學元件具有光功率，所以難以修正由全息光學元件引起的像差、失真。因此，難以以高分辨率來顯示廣闊的視角的圖像、即較大尺寸的圖像。

另外，在專利文獻1中，雖然列舉了液晶顯示元件作為顯示元件的例子，但是在使用液晶顯示元件那樣的具有二維的外形的設備的情況下，存在顯示元件大型化的問題。因此，為了使顯示元件小型化，在下述的專利文獻2、3中公開有具備驅動反射鏡并對光進行二維掃描的掃描單元的圖像顯示裝置。然而，在專利文獻2的裝置中，在掃描的激光的直徑較細的情況下，存在眼睛移動時激光偏離瞳孔的位置，而無法看見圖像的問題。另外，由于右眼與左眼的間隔、即眼寬因人而異，從而存在若使用者發生變化，則無法看見圖像的問題。

另一方面，在專利文獻3中公開有如下的圖像顯示裝置，即通過在將被掃描的光引導至眼前的導光板的光射出區域中設置光偏轉單元，并使圖像光在整個光射出區域擴散射出，從而即使眼睛移動也能夠看見圖像。以下，將這樣通過擴散圖像光從而放大出瞳的功能稱為擴瞳功能。然而，在專利文獻3的裝置中，由于導光板還向除了圖像顯示所需要的觀察者的眼前的區域之外延伸，并成為向臉的側方伸出的形狀，所以裝置大型化且在外觀上不佳。

在專利文獻4中公開有在由配置于眼前的反射鏡構成接目光學系統的情況下的具有擴瞳功能的影像顯示裝置。具體而言，在該影像顯示裝置中，在凹面反射鏡與眼睛之間配置有衍射光柵，通過將由凹面反射鏡反射的光被分割為多個光束來發揮擴瞳功能。然而，在該結構中，由于在觀察者的眼前配置有衍射光柵，所以穿透性受損。

專利文獻1：日本特開2012-13908號公報

專利文獻2：國際公開第2009/041055號

專利文獻3：日本特開2011-70141號公報

專利文獻4：日本特開平7-72422號公報

如上所述，在專利文獻1-4的現有的圖像顯示裝置中，存在難以進行高分辨率且較大尺寸的圖像顯示、因眼睛的移動、眼寬的變化而無法看見圖像、圖像顯示裝置大型化而在外觀上不佳、穿透性受損等各種問題。

發明內容

本發明的一個方式是為了解決上述的課題而完成的，其目的之一在于提供一種不僅確保穿透性，而且能夠不受眼睛的移動、眼寬的變化影響地視覺確認圖像，能夠以高品質顯示較大尺寸的圖像，小型且佩戴性、外觀優異的圖像顯示裝置。