图像显示装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供具有出色的视认性的图像显示装置。图像显示装置是佩戴在观察者的头部上使用的图像显示装置，其特征在于，具备：影像光生成部，生成影像光；光扫描部，在第一方向对影像光进行主扫描，并在与第一方向正交的第二方向对影像光进行副扫描；以及光衍射部，经光扫描部扫描后的影像光入射至光衍射部，光衍射部使该入射的影像光衍射，并向观察者的左眼射出，光衍射部的表面的交叉点处的法线相对于包括左眼中心、右眼中心及交叉点的平面倾斜，使得交叉点处的影像光在光衍射部的表面反射后的反射光不射入右眼，其中，交叉点是主扫描的振幅中心与副扫描的振幅中心的交叉点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及图像显示装置。
技术介绍
作为向瞳孔的视网膜直接照射激光，让使用者视觉辨认图像的显示装置，已知有头戴式显示器(HMD)。一般情况下，头戴式显示器具备发射光的发光装置以及扫描单元，该扫描单元变更光路，以使发射的光扫描使用者的视网膜。通过这样的头戴式显示器，使用者可以同时视觉辨认例如外部景色和由扫描单元描绘的图像两者。例如，专利文献1中公开了一种光束扫描式显示装置(头戴式显示器)，其具备输出光束的光源、扫描从光源输出的光束的扫描部、及使经扫描部扫描后的光束偏向朝着用户眼睛的方向的偏转部。在该显示装置中，采用了全息反射镜(ホログラムミラー)作为偏转部，利用全息图中的衍射，能够使经扫描部扫描后的光束分别偏向为朝着用户的眼睛。先行技术文献专利文献专利文献1：国际公开第WO2009/041055号另一方面，经扫描部扫描后的光束的一部分光量有时会在全息反射镜的表面正反射，而没有如上所述地被全息反射镜衍射。这样反射的光束(0次衍射光)有可能射入与经全息反射镜衍射的光束所朝向的眼睛不同的眼睛。例如，在设计为衍射的光束朝向用户的左眼的全息反射镜的情况下，在其表面反射的光束有可能射入右眼。图16是在佩戴于观察者头部的状态下示出现有的图像显示装置的构成的图。图16示出的图像显示装置9具备光源91、扫描部92、由全息反射镜构成的偏转部93、以及用于固定它们的框架94。在图像显示装置9中从光源91发射的影像光的光束边在扫描部92中扫描，边到达偏转部93。在图16中，作为一个例子，用实线箭头图示了影像光L901以及影像光L902的光轨迹。到达偏转部93的这些影像光L901、L902在偏转部93上衍射，分别射向左眼EYL。由此，在左眼EYL中可以视觉辨认由影像光L901、L902形成的图像。另一方面，图16中所示的虚线箭头表示影像光L901、L902的一部分未被偏转部93的全息反射镜衍射，而是在全息反射镜的表面反射所产生的反射光L903、L904的光轨迹。具体地，在图16示出的图像显示装置9中，全息反射镜的表面正对左眼EYL的视网膜，因此，影像光L901的一部分如果在全息反射镜的表面反射，则向包括左眼EYL和右眼EYR的平面内的、左眼EYL与右眼EYR之间的空间S1射出。同样，影像光L902的一部分如果在全息反射镜的表面反射，则向右眼EYR右侧的空间S2射出。在这种情况下，在图16中示出的反射光L903与反射光L904之间，从全息反射镜的表面反射的影像光的一部分被反射的概率增加。其结果，应该射入左眼EYL的影像光的一部分射入右眼EYR的概率增加。这样射入右眼的影像光是意外射入的光，从而降低应由右眼视觉辨认的图像、外部景色的视认性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供具有出色的视认性(視認性)的图像显示装置。上述目的通过下面的本专利技术实现。本专利技术的图像显示装置，其特征在于，佩戴在观察者的头部上使用，并具备：影像光生成部，生成基于影像信号调制过的影像光；光扫描仪，位于所述观察者的头部侧方，且在第一方向对所述影像光进行主扫描，在与所述第一方向正交的第二方向对所述影像光进行副扫描；以及衍射光学元件，经所述光扫描仪扫描后的所述影像光入射至所述衍射光学元件，所述衍射光学元件使该入射的所述影像光衍射，并向所述观察者的一只眼睛射出，所述衍射光学元件的表面的交叉点处的法线相对于虚拟平面倾斜，使得所述交叉点处的所述影像光在所述衍射光学元件的表面反射后的光不射入所述观察者的另一只眼睛，其中，所述交叉点是所述主扫描的振幅中心与所述副扫描的振幅中心的交叉点，所述虚拟平面包含所述观察者的一只眼睛的中心、所述观察者的另一只眼睛的中心和所述交叉点。由此，即使影像光的一部分被衍射光学元件的表面反射时，也可以充分降低其反射光射入观察者的另一只眼睛的概率，因此，可以避免应由另一只眼睛视觉辨认的图像、外部景色的视认性下降，能够获得高视认性的图像显示装置。优选地，在本专利技术的图像显示装置中，以通过所述副扫描的振幅中心的方式进行了所述主扫描的光的扫描面相对于所述虚拟平面向与所述法线相同的一侧倾斜。由此，衍射光学元件的表面变为与光扫描仪更接近于正对的状态。因此，可以减少通过光扫描仪扫描影像光时所需的扫描区域的校正量。其结果，能够将伴随校正的画质下降抑制为较小。优选地，在本专利技术的图像显示装置中，所述衍射光学元件的表面的所述交叉点处的法线以位于比所述虚拟平面更靠近所述观察者的头顶侧的方式相对于所述虚拟平面倾斜。由此，反射光向朝观察者的头顶侧离开虚拟平面的方向射出，另一只眼睛中不易入射意外的光，因此，能够避免降低另一只眼睛的视认性。优选地，在本专利技术的图像显示装置中，所述衍射光学元件的表面的所述交叉点处的法线以位于比所述虚拟平面更靠近所述观察者的躯体侧的方式相对于所述虚拟平面倾斜。由此，反射光向朝观察者的躯体侧离开虚拟平面的方向射出，另一只眼睛中不易入射意外的光，因此，能够避免降低另一只眼睛的视认性。优选地，在本专利技术的图像显示装置中，所述第一方向与连接所述观察者的一只眼睛的中心和所述观察者的另一只眼睛的中心的方向平行。由此，能够形成例如具有分别与水平方向和垂直方向平行的边的影像面。其结果，能够形成观察者易于视觉辨认的影像。优选地，在本专利技术的图像显示装置中，所述衍射光学元件是体积全息元件。由此，由于向观察者的眼睛引导特定波长区域的影像光，因此，容易调整衍射角度、光束状态。优选地，在本专利技术的图像显示装置中，还具备：位于所述观察者的头部侧方的框架，所述光扫描仪固定于所述框架。由此，容易使光扫描仪与框架一体化，能够实现图像显示装置的小型化，同时能够提高设计性。附图说明图1是具备本专利技术的第一实施方式的图像显示装置的头戴式显示器的简要构成示意图。图2是图1示出的头戴式显示器的简要立体图。图3是佩戴于观察者的状态下的图1所示图像显示装置的构成示意图。图4是图2示出的图像生成部的构成示意图。图5的(a)和(b)是图4所示的驱动信号生成部的驱动信号的一例示意图。图6是图4示出的光扫描部的俯视图。图7是图6示出的光扫描部的截面图(沿X1轴的截面图)。图8是示出经光扫描部扫描后的影像光被投射到反射部并被二维扫描的一例情形的图。图9的(a)和(b)是用于说明图3示出的图像显示装置的作用的示意图。图10的(a)和(b)是用于说明根据第二实施方式的图像显示装置的动作的示意图。图11的(a)和(b)是用于说明根据第三实施方式的图像显示装置的动作的示意图。图12的(a)和(b)是用于说明根据第四实施方式的图像显示装置的动作的示意图。图13的(a)和(b)是用于说明根据附注1的图像显示装置的动作的示意图。图14的(a)和(b)是用于说明根据附注2的图像显示装置的动作的示意图。图15是本专利技术的图像显示装置的第五实施方式的构成的示意图。图16是佩戴于观察者头部的状态下的现有图像显示装置的构成示意图。符号说明1图像显示装置 2框架3图像生成部 6反射部9图像显示装置 10头戴式显示器11可动镜部 12a轴部12b轴部 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图像显示装置，其特征在于，佩戴在观察者的头部上使用，并具备：影像光生成部，生成基于影像信号调制过的影像光；光扫描仪，位于所述观察者的头部侧方，且在第一方向对所述影像光进行主扫描，在与所述第一方向正交的第二方向对所述影像光进行副扫描；以及衍射光学元件，经所述光扫描仪扫描后的所述影像光入射至所述衍射光学元件，所述衍射光学元件使该入射的所述影像光衍射，并向所述观察者的一只眼睛射出，所述衍射光学元件的表面的交叉点处的法线相对于虚拟平面倾斜，使得所述交叉点处的所述影像光在所述衍射光学元件的表面反射后的光不射入所述观察者的另一只眼睛，其中，所述交叉点是所述主扫描的振幅中心与所述副扫描的振幅中心的交叉点，所述虚拟平面包含所述观察者的一只眼睛的中心、所述观察者的另一只眼睛的中心和所述交叉点。

【技术特征摘要】
2015.02.27 JP 2015-0385841.一种图像显示装置，其特征在于，佩戴在观察者的头部上使用，并具备：影像光生成部，生成基于影像信号调制过的影像光；光扫描仪，位于所述观察者的头部侧方，且在第一方向对所述影像光进行主扫描，在与所述第一方向正交的第二方向对所述影像光进行副扫描；以及衍射光学元件，经所述光扫描仪扫描后的所述影像光入射至所述衍射光学元件，所述衍射光学元件使该入射的所述影像光衍射，并向所述观察者的一只眼睛射出，所述衍射光学元件的表面的交叉点处的法线相对于虚拟平面倾斜，使得所述交叉点处的所述影像光在所述衍射光学元件的表面反射后的光不射入所述观察者的另一只眼睛，其中，所述交叉点是所述主扫描的振幅中心与所述副扫描的振幅中心的交叉点，所述虚拟平面包含所述观察者的一只眼睛的中心、所述观察者的另一只眼睛的中心和所述交叉点。2.根据权利要求1所述的图像显示装置，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：石田大辅，
申请(专利权)人：精工爱普生株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP