CN111123514B - 头部佩戴型显示装置 - Google Patents

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Abstract

头部佩戴型显示装置。具有：图像生成模块，其沿着第1光轴射出图像光；第1偏转元件，具有第1偏转部和第2偏转部；第1衍射元件，对第2偏转部偏转后的图像光进行衍射；第2衍射元件，对第1衍射元件衍射后的图像光进行衍射而形成出射光瞳，图像生成模块具有：多个图像生成面板，射出光的颜色互相不同；颜色合成元件，对从多个图像生成面板射出的射出光进行合成，颜色合成元件具有互相交叉的第1合成膜和第2合成膜，多个图像生成面板与颜色合成元件对置配置，图像生成面板的图像生成区域的长边方向平行于第1合成膜与第2合成膜的交叉轴，第1光轴上的图像生成模块与第1偏转部之间的距离比第3光轴上的第1衍射元件与第2偏转部之间的距离长。

Description

头部佩戴型显示装置
技术领域
本发明涉及头部佩戴型显示装置。
背景技术
公知有使用多个反射面对图像光进行反射并且引导至观察者的眼睛的方式的头部佩戴型显示装置。在下述专利文献1中公开了一种头部佩戴型显示装置，其具有：框架；图像生成装置；导光板，其将从图像生成装置射出的光引导至观察者的眼睛；以及第1偏转单元和第2偏转单元，它们使入射到导光板的光反射。
专利文献1：日本特开2012-18414号公报
在专利文献1的头部佩戴型显示装置中，作为将从图像生成装置射出的光引导至观察者的眼睛的手段，使用了导光板。因此，存在装置大型化、重量化的问题。另外，根据各种光学部件的尺寸、重量、配置等设计参数，存在对使用者的鼻子施加过大重量、使用不舒服的问题。
发明内容
为了实现上述目的，本发明的一个方式的头部佩戴型显示装置具有：图像生成模块，其沿着第1光轴射出图像光；第1偏转元件，其具有第1偏转部和第2偏转部，该第1偏转部使从所述图像生成模块射出的图像光沿着与所述第1光轴交叉的第2光轴偏转，该第2偏转部使被所述第1偏转部偏转后的图像光沿着与所述第2光轴交叉的第3光轴偏转；第1衍射元件，其对被所述第2偏转部偏转后的图像光进行衍射；以及第2衍射元件，其对被所述第1衍射元件衍射后的图像光进行衍射而形成出射光瞳。所述图像生成模块具有：多个图像生成面板，它们的射出光的颜色互相不同；以及颜色合成元件，其对从所述多个图像生成面板射出的射出光进行合成，所述颜色合成元件具有互相交叉的第1合成膜和第2合成膜。所述多个图像生成面板分别与所述颜色合成元件对置配置，并且所述图像生成面板的图像生成区域的长边方向平行于所述第1合成膜与所述第2合成膜的交叉轴，所述第1光轴上的所述图像生成模块与所述第1偏转部之间的距离比所述第3光轴上的所述第1衍射元件与所述第2偏转部之间的距离长。
在本发明的一个方式的头部佩戴型显示装置中，也可以是，在从所述第1光轴的方向观察时，所述颜色合成元件以所述交叉轴与所述第2光轴交叉的朝向进行配置。
本发明的一个方式的头部佩戴型显示装置还可以具有驱动电路基板，该驱动电路基板对所述多个图像生成面板进行驱动。在该结构中，也可以是，所述第1衍射元件具有与所述第2偏转部对置的第1面和作为与所述第1面相反的一侧的面的第2面，所述驱动电路基板设置在与所述第1衍射元件的所述第2面对置的位置。
本发明的一个方式的头部佩戴型显示装置还可以具有：该头部佩戴型显示装置还具有：框架，其收纳所述图像生成模块、所述第1偏转元件、所述第1衍射元件以及所述第2衍射元件；镜腿，其与所述框架连结；以及连结部，其将所述镜腿以能够折叠的方式连结于所述框架。在该结构中，也可以是，所述连结部设置在与所述第1衍射元件的所述第2面对置的位置。
本发明的一个方式的头部佩戴型显示装置还可以具有第2偏转元件，该第2偏转元件将被所述第1衍射元件衍射后的图像光朝向所述第2衍射元件反射，并且使外界光透过。
在本发明的一个方式的头部佩戴型显示装置中，所述第1衍射元件和所述第2衍射元件也可以由反射型体积全息元件构成。
附图说明
图1是示出第1实施方式的头部佩戴型显示装置的立体图。
图2是示出头部佩戴型显示装置的光学***的立体图。
图3是图像生成模块的立体图。
图4是第1衍射元件和第2衍射元件的剖视图。
图5是示出第2实施方式的头部佩戴型显示装置的光学***的立体图。
图6是示出第3实施方式的头部佩戴型显示装置的光学***的立体图。
标号说明
21：图像生成模块；23：第1偏转元件；31：驱动电路基板；50：第1衍射元件；50a：第1面；50b：第2面；60：第2偏转元件；70：第2衍射元件；75：反射型体积全息元件；91：框架；92、92a、92b：镜腿；95：铰链(连结部)；212：图像生成面板；212R：第1图像生成面板；212G：第2图像生成面板；212B：第3图像生成面板；212f：图像生成区域；213：颜色合成元件；AX1：第1光轴；AX2：第2光轴；AX3：第3光轴；CR：交叉轴；DM1：第1合成膜；DM2：第2合成膜；L0、L0a、L0b：图像光。
具体实施方式
[第1实施方式]
以下，使用图1～图4对本发明的第1实施方式进行说明。
图1是示出头部佩戴型显示装置的外观的立体图。
在以下的说明中，将头部佩戴型显示装置简称为显示装置。另外，在以下的各附图中，为了易于观察各构成要素，有时根据构成要素而使尺寸以不同的比例尺示出。
在以下的各附图中，利用使用者将显示装置佩戴于头部的状态下的前后方向、左右方向以及上下方向来规定以下的方向。设上下方向为第1方向Y，设从上方朝向下方的一侧为第1方向Y的一侧Y1，设从下方朝向上方的一侧为第1方向Y的另一侧Y2。设前后方向为第2方向Z，设从前方朝向后方的一侧为第2方向Z的一侧Z1，设从后方朝向前方的一侧为第2方向Z的另一侧Z2。设左右方向为第3方向X，设从左向右的一侧为第3方向X的一侧X1，设从右向左的一侧为第3方向X的另一侧X2。第1方向Y、第2方向Z以及第3方向X互相交叉。
如图1所示，显示装置100具有：右眼用光学***10a，其使图像光L0a入射到右眼Ea；以及左眼用光学***10b，其使图像光L0b入射到左眼Eb。显示装置100例如具有眼镜那样的形状。具体来说，显示装置100还具有对右眼用光学***10a和左眼用光学***10b进行保持的壳体90。显示装置100通过壳体90而佩戴于观察者的头部。
作为壳体90，显示装置100具有：框架91；镜腿92a，其设置于框架91的右侧，挂在观察者的右耳朵；以及镜腿92b，其设置于框架91的左侧，挂在观察者的左耳朵。框架91对构成后述的光学***10的图像生成模块21、第1偏转元件23、第1衍射元件50以及第2衍射元件70进行收纳。镜腿92a、92b以能够通过铰链95相对于框架91折叠的方式连结。
右眼用光学***10a和左眼用光学***10b的基本结构是相同的。因此，在以下的说明中，不区分右眼用光学***10a和左眼用光学***10b而作为光学***10进行说明。
图2是示出显示装置100的光学***10的立体图。在图2中，省略了构成壳体90的框架91、镜腿92a、92b等的图示，仅图示镜圈(rim)94。
如图2所示，作为光学***10，显示装置100具有图像生成模块21、导光光学***25、投射光学***27、第1偏转元件23、第1衍射元件50、第2偏转元件60、第2衍射元件70以及驱动电路基板31。第1偏转元件23具有第1反射镜231(第1偏转部)和第2反射镜232(第2偏转部)。第1衍射元件50和第2衍射元件70由后述的反射型体积全息元件构成。
图像生成模块21具有3个图像生成面板212R、212G、212B以及颜色合成元件213。3个图像生成面板212R、212G、212B所射出的图像光L0的颜色互相不同。颜色合成元件213对从3个图像生成面板射出的互相不同的颜色的图像光L0进行合成。在后面对图像生成模块21的详细结构进行叙述。
图像生成模块21具有作为后述的颜色合成元件213的射出面的第4面213d。将从第4面213d的中心射出的图像光L0的主光线称为中心主光线L10。将与从图像生成模块21到第1反射镜231之间的中心主光线L10的光路一致的轴称为第1光轴AX1。即，图像生成模块21沿着第1光轴AX1射出图像光L0。
另外，将与图像光L0被第1反射镜231偏转后的从第1反射镜231到第2反射镜232之间的中心主光线L10的光路一致的轴称为第2光轴AX2。将与图像光L0被第2反射镜232偏转后的从第2反射镜232到第1衍射元件50之间的中心主光线L10的光路一致的轴称为第3光轴AX3。
导光光学***25由从靠近图像生成模块21的一侧起依次配置的第1透镜251和第2透镜252构成。导光光学***25将从图像生成模块21射出的图像光L0引导至投射光学***27。第1透镜251和第2透镜252分别由凸透镜构成。构成导光光学***25的多个透镜的形状和个数能够适当变更。
投射光学***27由多个投射透镜(省略图示)构成。投射光学***27投射由图像生成模块21生成的图像光L0。
第1偏转元件23具有第1反射镜231和第2反射镜232。第1反射镜231和第2反射镜232分别由全反射镜构成。第1反射镜231在第1光轴AX1上的投射光学***27的光射出侧以与第1光轴AX1以及第2光轴AX2成大致45°的角度的方式倾斜配置。由此，第1反射镜231将从图像生成模块21射出的图像光L0沿着与第1光轴AX1垂直的第2光轴AX2向第1方向Y的另一侧Y2(上侧)偏转。
第2反射镜232在第2光轴AX2上的第1反射镜231的光射出侧以与第2光轴AX2以及第3光轴AX3成大致45°的角度的方式倾斜配置。由此，第2反射镜232将被第1反射镜231偏转后的图像光L0沿着与第2光轴AX2垂直的第3光轴AX3向第2方向Z的一侧Z1(后侧)偏转。
在本实施方式中，第2光轴AX2与第1光轴AX1垂直，但也可以不垂直，只要第2光轴AX2与第1光轴AX1交叉即可。即，第1反射镜231可以不使从图像生成模块21射出的图像光L0的光路垂直地弯曲。同样，第3光轴AX3与第2光轴AX2垂直，但是也可以不垂直，只要第3光轴AX3与第2光轴AX2交叉即可。即，第2反射镜232可以不使被第1反射镜231偏转后的图像光L0的光路垂直地弯曲。
在本实施方式中，第1反射镜231和第2反射镜232由分开的反射镜构成，但也可以由一体的反射镜构成。在该情况下，可以是平面状的反射面弯曲后的形状的反射镜，也可以是具有曲面状反射面的反射镜。另外，第1反射镜231和第2反射镜232也可以分别由半反射镜构成，代替全反射镜。根据该结构，能够扩大可看到外界光的范围。
图3是图像生成模块21的立体图。
如图3所示，颜色合成元件213由十字分色棱镜构成。十字分色棱镜是具有由三棱柱状的4个棱镜部件215贴合而成的结构的四棱柱状的部件。更具体来说，4个棱镜部件215是全等的形状，即，底面和顶面的形状为等腰直角三角形。4个棱镜部件215具有以底面的直角部分的顶点彼此和顶面的直角部分的顶点彼此分别对齐的方式将侧面贴合起来的结构。在该情况下，连接各棱镜部件215的底面的顶点和顶面的顶点的4条棱线重合而形成1个交叉轴CR。
在作为各棱镜部件215的侧面的贴合面上例如通过由电介质多层膜构成的二向色膜而形成有互相交叉的第1合成膜DM1和第2合成膜DM2。即，第1合成膜DM1和第2合成膜DM2互相交叉的轴是上述交叉轴CR。
在与交叉轴CR平行的颜色合成元件213的4个面中的3个面213a、213b、213c上贴合有图像生成面板212R、212G、212B。射出红色的第1图像光LR的第1图像生成面板212R贴合在第1面213a上。射出绿色的第2图像光LG的第2图像生成面板212G贴合在第2面213b上。射出蓝色的第3图像光LB的第3图像生成面板212B贴合在第3面213c上。以下，在不需要区分各个第1图像生成面板212R、第2图像生成面板212G以及第3图像生成面板212B的情况下，简称为图像生成面板212。
由二向色膜构成的第1合成膜DM1具有对红色光进行反射并使绿色光和蓝色光透过的特性。另外，由二向色膜构成的第2合成膜DM2具有对蓝色光进行反射并使绿色光和红色光透过的特性。由此，对第1图像光LR、第2图像光LG以及第3图像光LB进行合成而从第4面213d射出全色的图像光L0。
将与颜色合成元件213的第1面213a、第2面213b、第3面213c以及第4面213d垂直且互相对置的两个面分别设为第5面213e、第6面213f。第5面213e和第6面213f的形状是正方形。
图像生成面板212例如由有机电致发光面板等自发光面板构成。或者，图像生成面板212也可以由透射型液晶面板等光调制装置和背光源等照明装置构成。
图像生成面板212具有图像生成区域212f，该图像生成区域212f为具有长边和短边的长方形状。图像生成区域212f是图像生成面板212的与颜色合成元件213对置的对置面中的除了周缘部的边框区域之外的区域，是实际生成图像的区域。图像生成面板212与颜色合成元件213对置配置，并且以图像生成区域212f的长边方向FR与颜色合成元件213的交叉轴CR平行的方式进行贴合。
在图像生成面板212中，在图像生成区域212f的长边的外侧有时设置有用于使驱动电路基板31和图像生成面板212电连接的外部端子区域。在该情况下，由于外部端子区域无助于图像的生成，所以，不需要配置成与颜色合成元件213对置。因此，图像生成面板212只要以图像生成区域212f与颜色合成元件213对置且外部端子区域向颜色合成元件213的外侧露出的方式贴合即可。
只要图像生成面板212的外部端子区域向颜色合成元件213的外侧露出的方向是相邻的图像生成面板212彼此不发生干扰的方向，则没有特别限定。例如，也可以是，第1图像生成面板212R向图3中的颜色合成元件213的左侧露出，第2图像生成面板212G向图3中的颜色合成元件213的上侧露出，第3图像生成面板212B向图3中的颜色合成元件213的右侧露出。或者，也可以是，第1图像生成面板212R和第3图像生成面板212B都向图3中的颜色合成元件213的右侧露出，第2图像生成面板212G向图3中的颜色合成元件213的下侧露出。
在本实施方式的情况下，如上所述，图像生成面板212以图像生成区域212f的长边方向FR与颜色合成元件213的交叉轴CR平行的方式进行贴合，由此，相比于以图像生成区域212f的长边方向FR与颜色合成元件213的交叉轴CR垂直的方式进行贴合的情况，能够减小颜色合成元件213的第5面213e和第6面213f的一边的尺寸A。
如图2所示，图像生成模块21在从第1光轴AX1的方向观察时以颜色合成元件213的交叉轴CR和第2光轴AX2交叉的朝向进行配置。换言之，在从显示装置100的侧方观察时，即在观察者佩戴着显示装置100的状态下从观察者的耳朵侧观察时，图像生成模块21朝向可看到颜色合成元件213的第5面213e或第6面213f的方向配置。以下，在本说明书中，为了简化说明，将颜色合成元件213的上述配置称为横置，将颜色合成元件213的第5面213e和第6面213f朝上下方向的配置称为纵置。
图4是第2衍射元件70的干涉条纹751的说明图。
如图4所示，第2衍射元件70具有反射型体积全息元件75，反射型体积全息元件75是局部反射型衍射光学元件。因此，第2衍射元件70构成了局部透射反射性的组合器。因此，外界光经由第2衍射元件70入射到观察者的眼睛E，所以，观察者能够看到由图像生成模块21生成的图像光L0与外界光(背景)重叠后的图像。
第2衍射元件70对被第1衍射元件50衍射的图像光L0进行衍射而形成出射光瞳。第2衍射元件70与观察者的眼睛E对置，供图像光L0入射的第2衍射元件70的入射面71是朝远离眼睛E的方向凹陷的凹曲面。换言之，入射面71是在图像光L0的入射方向***部相对于周边部凹陷并弯曲的形状。因此，能够使图像光L0朝向观察者的眼睛E高效地聚光。
第2衍射元件70具有干涉条纹751，该干涉条纹751具有与特定的波长对应的间距。干涉条纹751作为折射率差而记录在全息感光层中，干涉条纹751以与特定的入射角度对应的方式相对于第2衍射元件70的入射面71向一个方向倾斜。因此，第2衍射元件70使图像光L0向规定的方向衍射并偏转。特定的波长以及特定的入射角度与图像光L0的波长以及入射角度对应。这种干涉条纹751能够通过使用参照光Lr和物体光Ls对全息感光层进行干涉曝光而形成。
在本实施方式中，图像光L0是彩色显示用的光。因此，在第2衍射元件70中，按照与特定波长对应的间距形成干涉条纹751R、751G、751B。例如，干涉条纹751R是按照与红色区域的波长580nm到700nm的波长范围中的例如波长615nm对应的间距形成的。干涉条纹751G是按照与绿色区域的波长为500nm到580nm的波长范围中的例如波长535nm对应的间距形成的。干涉条纹751B是按照与蓝色区域的波长400nm到500nm的波长范围中的例如波长460nm对应的间距形成的。
上述结构能够通过如下方式形成：在形成了具有与各波长对应的灵敏度的全息感光层的状态下，使用各波长的参照光LrR、LrG、LrB和物体光LsR、LsG、LsB对全息感光层进行干涉曝光。
另外，也可以预先将具有与各波长对应的灵敏度的感光材料分散到全息感光层中，使用各波长的参照光LrR、LrG、LrB和物体光LsR、LsG、LsB对全息感光层进行干涉曝光，从而将干涉条纹751R、751G、751B重叠在1个层上而形成上述结构。另外，作为参照光LrR、LrG、LrB和物体光LsR、LsG、LsB，也可以使用球面波的光。
第1衍射元件50和第2衍射元件70的基本结构相同，所以，省略第1衍射元件50的详细说明，但第1衍射元件50具有反射型体积全息元件75。
如图2所示，第1衍射元件50具有与第2偏转元件60对置的第1面50a和作为与第1面50a相反的一侧的面的第2面50b。即，第1面50a是供图像光L0入射的入射面，是凹陷的凹曲面。换言之，第1面50a是在图像光L0的入射方向***部相对于周边部凹陷并弯曲的形状。因此，第1衍射元件50能够使图像光L0朝第2偏转元件60高效地偏转。
即使在光线入射到记录在体积全息元件中的相同干涉条纹的情况下，也是光线的波长越长，则衍射越大，光线的波长越短，则衍射越小。因此，在使用了两个衍射元件(第1衍射元件50和第2衍射元件70)的情况下，如果不考虑波长比特定波长长的光和波长比特定波长短的光的入射角度而入射，则无法适当地补偿像差。另外，由于衍射角根据干涉条纹的条数而不同，所以，需要考虑干涉条纹的结构。在图2所示的光学***10中，对图像光L0向第2衍射元件70入射的的入射方向等参数进行了优化，所以，能够补偿像差。
第2偏转元件60具有中央部比周边部凹陷的反射面。反射面由球面、非球面或自由曲面构成。第2偏转元件60对从第1衍射元件50射出的图像光L0进行反射而朝向第2衍射元件70射出。第2偏转元件60由半反射镜构成，该半反射镜使被第1衍射元件50衍射的图像光L0朝向第2衍射元件70进行反射，并且使外界光透过。由此，能够扩大可看到显示装置100的外界的范围。
如图2所示，图像生成模块21、导光光学***25、投射光学***27以及第1偏转元件23的第1反射镜231在第1方向Y(上下方向)上配置在第1高度。另外，第1偏转元件23的第2反射镜232、第1衍射元件50、第2偏转元件60以及第2衍射元件70在第1方向Y(上下方向)上配置在第2高度。第2高度比第1高度高。
换言之，当沿着从图像生成模块21射出的图像光L0的行进方向观察时，图像光L0在经过导光光学***25和投射光学***27到达第1反射镜231之前以大致恒定的高度行进，在第1反射镜231使光路向上方弯折之后，在比入射到第1反射镜231之前高的位置以大致恒定的高度行进，经过第1衍射元件50和第2偏转元件60后到达第2衍射元件70。
另外，图像生成模块21被配置成向比第1衍射元件50靠后方的位置露出。即，在设第1光轴AX1上的图像生成模块21与第1反射镜231之间的距离为T1、第3光轴AX3上的第1衍射元件50与第2反射镜232之间的距离为T2时，距离T1比距离T2长。进而，在本实施方式的情况下，导光光学***25也被配置成向比第1衍射元件50靠后方的位置露出。
通过构成光学***10的各种光学元件的上述配置，在第1衍射元件50的后方且图像生成模块21和导光光学***25的上方设置有空间SP1。驱动电路基板31配置在空间SP1中。换言之，驱动电路基板31设置在与第1衍射元件50的第2面50b对置的位置。
图像生成模块21的各图像生成面板212R、212G、212B以及驱动电路基板31通过柔性电路基板(省略图示)分别电连接。柔性电路基板的配置没有特别限定，能够在任意位置布设。
另外，图像光L0的光路上下弯折，所以，也可以在位于第1光轴AX1与第3光轴AX3之间的空间中设置底座基板(省略图示)。根据该结构，能够将图像生成模块21、导光光学***25、投射光学***27以及第1偏转元件23等光学元件固定于底座基板。
在本实施方式的显示装置100中，如图2所示，从图像生成模块21到第2衍射元件70为止的图像光L0的光路在上下方向上弯折，在高度不同的两个平面上分别配置有各种光学元件。进而，利用由该配置形成的空间SP1来配置驱动电路基板31，因此，不需要另外设置用于配置驱动电路基板31的空间。
通过采用这样的光学***，与以往相比，能够减少从第1方向Y(上下方向)观察时的面积，能够实现显示装置100的小型化。特别是能够缩短收纳光学***10的框架91的第2方向Z(上下方向)的长度，因此，框架91不会较长地延伸到观察者的耳朵侧，提高了观察者的使用舒适性。
另外，在图像生成模块21中，如上所述，与以往相比，能够减小颜色合成元件213的第5面213e和第6面213f的一边的尺寸A，并且以第5面213e和第6面213f的一边朝上下方向的方式将颜色合成元件213横置。由此，在不同的两个平面上分别配置各种光学元件，即使图像光L0的光路在上下方向上弯折，也能够抑制显示装置100的高度方向的尺寸增大。
另外，在第1衍射元件50与第2衍射元件70之间使图像光L0在空中传导，不使用导光板等部件。因此，显示装置100的重心位于后方侧即观察者的耳朵侧，能够减轻对鼻子施加的负担。由此，显示装置100不容易下移，能够提高显示装置100的使用舒适性。
[第2实施方式]
以下，使用图5对本发明的第2实施方式进行说明。
第2实施方式的显示装置的基本结构与第1实施方式相同，一部分光学部件的配置与第1实施方式不同。因此，省略显示装置的整体结构的说明。
图5是示出第2实施方式的显示装置的光学***的立体图。
在图5中，对与在第1实施方式中使用的附图共同的结构要素标注相同的标号，省略详细的说明。
如图5所示，作为光学***11，第2实施方式的显示装置102具有图像生成模块21、导光光学***25、投射光学***27、第1偏转元件23、第1衍射元件50、第2偏转元件60、第2衍射元件70以及驱动电路基板31。
第1偏转元件23与第1实施方式同样地具有第1反射镜231和第2反射镜232。不过，第1偏转元件23的朝向相对于第1实施方式的第1偏转元件23的朝向上下翻转，第1反射镜231位于上侧，第2反射镜232位于下侧。由此，第1反射镜231使从图像生成模块21射出的图像光L0朝第1方向Y的一侧Y1(下侧)偏转。另外，第2反射镜232使被第1反射镜231向下偏转的图像光L0朝第2方向Z的一侧Z1(后侧)偏转。
图像生成模块21、导光光学***25、投射光学***27以及第1偏转元件23的第1反射镜231在第1方向Y(上下方向)上配置在第1高度。另外，第1偏转元件23的第2反射镜232、第1衍射元件50、第2偏转元件60以及第2衍射元件70在第1方向Y(上下方向)上配置在第2高度。在本实施方式的情况下，与第1实施方式相反，第2高度比第1高度低。
即，当沿着从图像生成模块21射出的图像光L0的行进方向观察时，图像光L0在到达第1反射镜231之前经过导光光学***25和投射光学***27以大致恒定的高度行进，在第1反射镜231使光路向下方弯折之后，在比入射到第1反射镜231之前低的位置以大致恒定的高度行进，经过第1衍射元件50、第2偏转元件60后到达第2衍射元件70。
在本实施方式中，在第1衍射元件50的后方且图像生成模块21和导光光学***25的下方设置有空间SP2。驱动电路基板31配置在空间SP2中。
显示装置102的其他结构与第1实施方式相同。
在本实施方式中，也可得到如下的与第1实施方式同样的效果：与以往相比能够减小从第1方向Y(上下方向)观察时的面积从而能够实现显示装置102的小型化、能够抑制显示装置102的高度方向的尺寸增大、能够减轻对鼻子施加的负担。
[第3实施方式]
以下，在本发明的第3实施方式中，使用图6进行说明。
第3实施方式的显示装置的基本结构与第1实施方式相同，一部分光学部件的配置与第1实施方式不同。因此，省略显示装置的整体结构的说明。
图6是示出第3实施方式的显示装置的光学***的立体图。
在图6中，对与在第1实施方式中使用的附图共同的结构要素标注相同的标号，省略详细的说明。
如图6所示，作为光学***12，第3实施方式的显示装置104具有图像生成模块21、导光光学***25、投射光学***27、第1偏转元件23、第1衍射元件50、第2偏转元件60、第2衍射元件70以及驱动电路基板31。此外，作为壳体，显示装置104还具有框架91、镜腿92以及铰链95(连结部)。
框架91收纳图像生成模块21、第1偏转元件23、第1衍射元件50、第2偏转元件60以及第2衍射元件70。但是，在图6中，省略了框架91中的收纳各光学元件的部分的图示。镜腿92与框架91的端部连结，是用于供观察者挂在耳朵上的部件。铰链95将镜腿92连结成能够相对于框架91折叠。
在本实施方式中，与第1实施方式同样，在第1衍射元件50的后方且图像生成模块21和导光光学***25的上方设置有空间SP1。驱动电路基板31配置在空间SP1的与第1衍射元件50的第2面50b对置的位置。此外，铰链95配置在空间SP1的与第1衍射元件50的第2面50b对置的位置，并且配置在驱动电路基板31的上方。
显示装置104的其他结构与第1实施方式相同。
在本实施方式中，也可得到如下的与第1实施方式同样的效果：与以往相比能够减小从第1方向Y(上下方向)观察时的面积从而能够实现显示装置104的小型化、能够抑制显示装置104的高度方向的尺寸增大、能够减轻对鼻子施加的负担。
特别是在本实施方式的情况下，通过使铰链95配置在比第1衍射元件50的上端低的位置，能够抑制显示装置104的高度方向的尺寸增大。另外，在从上下方向观察显示装置104的情况下，铰链95配置在与导光光学***25或驱动电路基板31重叠的位置，因此，与例如将铰链95配置在比图像生成模块21靠后方的位置的情况相比，能够使镜腿92变长。其结果是，能够提高镜腿92的弹性，能够提高显示装置104在观察者的头部上的保持力。另外，从观察者来看，铰链95位于比较靠前的位置，由此，观察者能够以类似眼镜的感觉使用显示装置104。
另外，本发明的技术范围不限于上述实施方式，能够在不脱离本发明主旨的范围内施加各种变更。
例如，在上述实施方式中，列举了第1偏转元件由全反射镜构成的例子，但例如也可以由全反射棱镜构成。另外，显示装置也可以不具有第2偏转元件。
另外，在上述实施方式中，示出了第1衍射元件和第2衍射元件由反射型体积全息元件构成的例子，但第1衍射元件和第2衍射元件也可以由其他全息元件例如表面浮雕型全息元件、闪耀全息元件(blazed hologram)等构成。在使用了这些全息元件的情况下，也可得到薄型且衍射效率高的衍射元件。
另外，在上述实施方式中例示的头部佩戴型显示装置的各构成要素的数量、配置、形状等具体结构能够适当变更。

Claims (5)

1.一种头部佩戴型显示装置，其具有：
图像生成模块，其沿着第1光轴射出图像光；
第1偏转元件，其具有第1偏转部和第2偏转部，该第1偏转部使从所述图像生成模块射出的图像光沿着与所述第1光轴交叉的第2光轴偏转，该第2偏转部使被所述第1偏转部偏转后的图像光沿着与所述第2光轴交叉的第3光轴偏转；
第1衍射元件，其对被所述第2偏转部偏转后的图像光进行衍射；以及
第2衍射元件；
第2偏转元件，其将被所述第1衍射元件衍射后的图像光朝向所述第2衍射元件反射，并且使外界光透过，
所述第2衍射元件对被所述第2偏转元件反射后的图像光进行衍射而形成出射光瞳，
所述图像生成模块具有：多个图像生成面板，它们的射出光的颜色互相不同；以及颜色合成元件，其对从所述多个图像生成面板射出的射出光进行合成，
所述颜色合成元件具有互相交叉的第1合成膜和第2合成膜，
所述多个图像生成面板分别与所述颜色合成元件对置配置，并且所述图像生成面板的图像生成区域的长边方向平行于所述第1合成膜与所述第2合成膜的交叉轴，
所述第1光轴上的所述图像生成模块与所述第1偏转部之间的距离比所述第3光轴上的所述第1衍射元件与所述第2偏转部之间的距离长。
2.根据权利要求1所述的头部佩戴型显示装置，其中，
在从所述第1光轴的方向观察时，所述颜色合成元件以所述交叉轴与所述第2光轴交叉的朝向进行配置。
3.根据权利要求1或2所述的头部佩戴型显示装置，其中，
该头部佩戴型显示装置还具有驱动电路基板，该驱动电路基板对所述多个图像生成面板进行驱动，
所述第1衍射元件具有与所述第2偏转部对置的第1面和作为与所述第1面相反的一侧的面的第2面，
所述驱动电路基板设置在与所述第1衍射元件的所述第2面对置的位置。
4.根据权利要求3所述的头部佩戴型显示装置，其中，
该头部佩戴型显示装置还具有：
框架，其收纳所述图像生成模块、所述第1偏转元件、所述第1衍射元件以及所述第2衍射元件；
镜腿，其与所述框架连结；以及
连结部，其将所述镜腿以能够折叠的方式连结于所述框架，
所述连结部设置在与所述第1衍射元件的所述第2面对置的位置。
5.根据权利要求1所述的头部佩戴型显示装置，其中，
所述第1衍射元件和所述第2衍射元件由反射型体积全息元件构成。
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