TWI451129B - 顯示裝置總成 - Google Patents

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TWI451129B
TWI451129B TW100122072A TW100122072A TWI451129B TW I451129 B TWI451129 B TW I451129B TW 100122072 A TW100122072 A TW 100122072A TW 100122072 A TW100122072 A TW 100122072A TW I451129 B TWI451129 B TW I451129B
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Description

顯示裝置總成
本發明係關於一種顯示裝置總成，且更特定而言，係關於一種使用一頭戴式顯示器之一顯示裝置總成(HMD)。
舉例而言，如在JP-A-2006-162767中，習知用於允許一觀察者觀察由一影像形成器件藉由使用一虛擬影像光學系統來形成為一經放大虛擬影像之二維影像之一虛擬影像顯示器件(影像顯示器件)。
如作為其一概念圖之圖1中所圖解說明，影像顯示器件100包含：一影像形成器件111，其包含配置成二維矩陣型樣之複數個像素；一準直器光學系統112，其使自影像形成器件111之像素發射之光成為平行光；及一光學器件(導光單元)120，由準直器光學系統112形成為平行光之光入射至該光學器件，入射光經導引穿過該光學器件且自該光學器件輸出經導引光。光學器件120由以下元件組態：一導光板121，其允許入射光透過全反射在其內部傳播且自其輸出；一第一轉向單元130(舉例而言，由一單層反光膜組態)，其反射入射至導光板121之光以使得入射至導光板121之光在導光板121內部全反射；及一第二轉向單元140(舉例而言，由具有一多層堆疊結構之一多層反光膜組態)，其允許已透過全反射在導光板121內部傳播之光自導光板121輸出。舉例而言，藉由通過使用上述影像顯示器件100來組態一HMD，可實現一小型化、輕型器件。
另外，為允許一觀察者觀察由一影像形成器件透過一虛擬影像光學系統形成為一經放大虛擬影像之二維影像，舉例而言，如在JP-A-2007-94175中習知使用一全像繞射光柵之一虛擬影像顯示器件(影像顯示器件)。
如作為其一概念圖之圖20A及20B中所圖解說明，影像顯示器件300基本上包含：一影像形成器件111，其顯示一影像；一準直器光學系統112；及一光學器件(導光單元)320，顯示於影像形成器件111中之光入射至該光學器件且該光學器件將光導引至觀察者之瞳孔21。此處，光學器件320包含：一導光板321；及一第一繞射光柵構件330與一第二繞射光柵構件340，其各自由配置於導光板321上之一反射型體積全像繞射光柵組態。自影像形成器件111之每一像素發射之光入射至準直器光學系統112，且平行光由準直器光學系統112產生併入射至導光板321。平行光自導光板321之第一面322入射且被輸出。同時，將第一繞射光柵構件330及第二繞射光柵構件340附接至導光板321之第二面323，該第二面平行於導光板321之第一面322。
透過具有一透視功能之一頭戴式顯示器，可在觀看安置於眼睛前面之一真實空間中之一真實影像之同時觀察由一影像顯示器件顯示之一影像之一虛擬影像。因此，預期將此一類型之顯示器用於如包含一直升機及諸如此類之一飛機之導航之一應用且此已部分地付諸實踐。通常，在諸如預期以一相對高速度移動之一飛機之一運輸單元中，一操作者頻繁地查看位於一真實空間中之一無限距離處之一位置。因此，當將由用於一飛機或諸如此類之導航之一應用之具有一透視功能之一頭戴式顯示器顯示之一影像之虛擬影像距離設定為無限時，換言之，當將會聚角設定為零時或當將自用於左眼及右眼之兩個影像顯示器件透射之主光束設定為彼此平行時，可大致解決由於一真實影像與一虛擬影像之間的一距離差所導致之一可見度降低。
然而，在諸如必需考量以一較低速度移動之一汽車、一摩托車、一腳踏車或一船舶之一運輸單元中，一操作者(駕駛員)將其視點自數米之一距離處之一位置改變至數十米之一距離處之一位置。換言之，視點距離改變。因此，在此一情形下，當藉由將由頭戴式顯示器顯示之一影像之虛擬影像距離設定為無限來將會聚角固定為0°時，必需頻繁地在一真實影像與一虛擬影像之間調整眼點之位置，藉此減小可見度。因此，在此一情形下，由於增加疲勞而存在一問題。
為解決此一問題，舉例而言，在JP-A-9-218376中，提出一種系統，其中藉由偵測左眼及右眼之視線方向來獲取兩個眼睛之會聚角，基於該會聚角計算自一使用者至視點之一距離且將虛擬影像距離調整為該距離。另一選擇係，在專利第3771964號中，提出一系統，其中依據一使用者之眼睛之一焦點匹配狀態來計算直至一主視點之一距離且基於該距離控制會聚角。
然而，在此等系統中，為精確地偵測左眼及右眼之視線，在諸多情形下需要用於照射眼睛之一紅外線光源、用於給眼睛拍照之一相機及一光偵測器，且由於增加頭戴式顯示器之重量或體積而存在一問題。
另外，在必需考量以一低速度移動之上述運輸單元中，由於沿移動方向頻繁地存在一障礙物，因此一操作者(駕駛員)必需用肉眼檢查一障礙物且執行一適當操作。因此，控制顯示於一頭戴式顯示器中之一虛擬影像以不干涉眼睛前面或諸如此類之一景色之一真實影像較為重要。此外，通常，在其中一運輸單元之加速度之絕對值較大之一情形下，理解為高度需要用肉眼檢查實際情況。
因此，期望提供一種使用一頭戴式顯示器之顯示裝置總成，其甚至可在其中一運輸單元之速度在佩戴該頭戴式顯示器之一觀察者(一操作者、一駕駛員、一乘客或任一其他人員)乘坐該運輸單元(運輸機)時改變之一情形下自動改變由該頭戴式顯示器顯示之一影像之會聚角或虛擬影像距離。另外，期望提供一種使用一頭戴式顯示器之顯示裝置總成，其可在其中該運輸單元之速度或加速度在佩戴該頭戴式顯示器之一觀察者(一操作者、一駕駛員、一乘客或任一其他人員)乘坐該運輸單元(運輸機)時改變之一情形下自動改變由該頭戴式顯示器顯示之一影像之各種參數。
根據本發明之一第一實施例之一顯示裝置總成包含：一顯示裝置；及一速度量測器件，其量測該顯示裝置之一移動速度。該顯示裝置包含：一眼鏡型框架，其安裝於一觀察者的頭上；以及用於左眼及右眼之兩個影像顯示器件，其安裝於該框架中。另外，該等影像顯示器件中之每一者包含：一影像形成器件；一光學系統，其將自該影像形成器件輸出之光形成為平行光；及一光學器件，自該光學系統輸出之光入射至該光學器件且其中光經導引以被輸出。基於由該速度量測器件量測之該顯示裝置之該移動速度而改變一會聚角。
根據本發明之一第二或第三實施例之一顯示裝置總成包含：一顯示裝置；及一速度量測器件，其量測該顯示裝置之一移動速度。該顯示裝置包含：一眼鏡型框架，其安裝於一觀察者的頭上；及一影像顯示器件，其安裝於該框架中，且該影像顯示器件包含：一影像形成器件；一光學系統，其將自該影像形成器件輸出之光形成為平行光；及一光學器件，自該光學系統輸出之光入射至該光學器件且其中光經導引以被輸出。
在根據本發明之第二實施例之顯示裝置總成中，藉由基於由該速度量測器件量測之該顯示裝置之該移動速度而改變該光學系統之一焦距來改變由該影像顯示器件顯示之一影像之一虛擬影像距離。
在根據本發明之第三實施例之顯示裝置總成中，基於由該速度量測器件量測之該顯示裝置之該移動速度而改變顯示於該光學器件中之一影像之大小、影像之照度、影像之解析度及影像之內容中之至少一者(15種組合)。
根據本發明之一第四實施例之一顯示裝置總成包含：一顯示裝置；及一加速度量測器件，其量測該顯示裝置之一移動期間的加速度。該顯示裝置包含：一眼鏡型框架，其安裝於一觀察者的頭上；及一影像顯示器件，其安裝於該框架中。該影像顯示器件包含：一影像形成器件；一光學系統，其將自該影像形成器件輸出之光形成為平行光；及一光學器件，自該光學系統輸出之光入射至該光學器件且其中光經導引以被輸出。當由該加速度量測器件量測之該顯示裝置之移動期間的加速度之絕對值等於或大於一預定值時，停止該影像顯示器件之操作。
根據本發明之第一或第二實施例之顯示裝置總成，藉由根據該顯示裝置之移動速度自動改變會聚角或虛擬影像距離，由該影像顯示器件顯示之一影像之直至一主視點之一距離(視點距離)與虛擬影像距離可經組態以彼此盡可能地一致，藉此可提供特別適合於供導航使用之其視覺辨識得到改良之一顯示裝置總成。另外，根據本發明之第三實施例之顯示裝置總成，由於基於該顯示裝置之移動速度而改變顯示於該光學器件中之一影像之大小、影像之照度、影像之解析度及影像之內容中之至少一者，因此可適當地選擇適合於該顯示裝置之移動速度之影像之大小、影像之照度、影像之解析度或影像之內容，藉此可提供特別適合於供導航使用之一顯示裝置總成。此外，根據第四實施例之顯示裝置總成，由於當該顯示裝置之移動期間的加速度之絕對值等於或大於一預定值時停止該影像顯示器件之操作，因此不在該光學器件中顯示一影像且可立即用肉眼檢查實際情況，藉此可提供特別適合於供導航使用之一顯示裝置總成。此外，可在幾乎不增加顯示裝置總成之重量、體積、功率消耗及製造成本之情況下實現一觀察者之視覺辨識之改良及疲勞之一降低。
下文中，將參考附圖闡述本發明之各個實施例。然而，本發明並不限於該等實施例，且該等實施例中之各個符號及材料係實例。本說明將按以下次序呈現。
1.根據本發明之第一至第四實施例之顯示裝置總成之概況之說明
2.實施例1(根據本發明之實施例1A之顯示裝置總成)
3.實施例2(根據本發明之實施例1B之顯示裝置總成)
4.實施例3(根據本發明之實施例1C之顯示裝置總成)
5.實施例4(根據本發明之實施例1D之顯示裝置總成)
6.實施例5(根據本發明之實施例1E之顯示裝置總成)
7.實施例6(實施例1至5之修改)
8.實施例7(實施例1至5之另一修改)
9.實施例8(根據本發明之實施例2A之顯示裝置總成)
10.實施例9(根據本發明之第三實施例之顯示裝置)
11.實施例10(根據本發明之第四實施例之顯示裝置)
12.實施例11(實施例1至10之修改)
13.實施例12(實施例1至10之另一修改)
14.實施例13(實施例12之修改)
15.實施例14(實施例1至13之修改)
16.實施例15(實施例14之修改)
17.實施例16(實施例1至10之又一修改)
18.實施例17(根據實施例1至9及實施例11至16之顯示裝置總成之修改)
19.實施例18(根據實施例1至9及實施例11至16之顯示裝置總成之修改)及其他
[根據本發明之第一至第四實施例之顯示裝置總成之概況之說明]
在根據本發明之第一實施例之一顯示裝置總成中，可採用其中可藉由控制輸入至組態至少一個影像顯示器件之一影像形成器件之一影像信號來改變會聚角之一形式。另外，為便於說明，相關形式稱為一「根據本發明之一實施例1A之顯示裝置總成」。
另外，可採用其中可藉由控制輸入至組態至少一個影像顯示器件之影像形成器件來達成顯示於組態至少一個影像顯示器件之一光學器件中之一影像之一水平移動、一垂直移動及一旋轉移動之一任意組合之一形式。在影像之此等移動中，舉例而言，在該光學器件中可保障一非顯示區域以被指派用於該影像之移動。如同上述，更特定而言，在其中在控制顯示於組態至少一個影像顯示器件之光學器件中之一影像之位置之同時調整兩個影像顯示器件之相互光學位置之一情形下，顯示於組態至少一影像顯示器件之光學器件中之影像之位置可經控制以使得由用於左眼之一影像顯示器件及用於右眼之一影像顯示器件顯示之影像在一所期望虛擬影像距離或一所期望虛擬影像位置處彼此一致。更特定而言，當觀察者配備有顯示裝置時，可將一顯示位置校正信號添加至原始影像信號以使得由用於左眼之影像顯示器件及用於右眼之影像顯示器件顯示之影像在一所期望虛擬影像距離或一所期望虛擬影像位置處彼此一致。另外，可將相關顯示位置校正信號儲存於顯示裝置(特定而言，包含於顯示裝置中之一控制器件)中。藉由採用此一組態，可調整顯示於光學器件中之影像之位置。因此，當觀察者觀看與一外部影像重疊之影像時，不將欲嚴密觀察之外部真實影像之顯示位置與影像之顯示位置彼此分開，藉此在視覺上可更容易辨識該影像。
另一選擇係，在根據本發明之第一實施例之顯示裝置總成中，該等影像顯示器件(換言之，用於右眼之影像顯示器件、用於左眼之影像顯示器件或用於左眼及右眼之兩個影像顯示器件；下文中相同)中之至少一者進一步包含一移動器件，其使影像形成器件之一光學軸及光學系統之一光學軸沿一水平方向相對移動，且藉由通過使用該移動器件來使影像形成器件之光學軸及光學系統之光學軸沿水平方向相對移動而改變一會聚角(水平表面中之一主光束橫穿角；下文中相同)。為便於說明，相關形式稱為一「根據本發明之一實施例1B之顯示裝置總成」。
另外，在根據本發明之第一實施例之顯示裝置總成中，可採用其中該等影像顯示器件中之至少一者進一步包含使該影像形成器件及該光學系統旋轉之一旋轉移動器件且藉由通過使用該旋轉移動器件來使該影像形成器件及該光學系統旋轉而改變一會聚角以相對於該光學器件改變自該光學系統輸出且入射至該光學器件之平行光之一入射角之一形式。為便於說明，相關形式稱為一「根據本發明之一實施例1C之顯示裝置總成」。
另一選擇係，在根據本發明之第一實施例之顯示裝置總成中，可採用其中組態該等影像顯示器件中之至少一者之光學系統包含一液體鏡片且藉由操作該液體鏡片來調整一會聚角之一形式。為便於說明，相關形式稱為一「根據本發明之一實施例1D之顯示裝置總成」。
另一選擇係，在根據本發明之第一實施例之顯示裝置總成中，可採用其中組態該等影像顯示器件中之至少一者光學系統包含一液體稜鏡且藉由操作該液體稜鏡來改變一會聚角之一形式。為便於說明，相關形式稱為一「根據本發明之一實施例1E之顯示裝置總成」。
另一選擇係，在根據本發明之第二實施例之顯示裝置總成中，可採用其中組態該等影像顯示器件之光學系統包含一液體鏡片且藉由操作該液體鏡片來改變該光學系統之一焦距之一形式。為便於說明，相關形式稱為一「根據本發明之一實施例2A之顯示裝置總成」。
在根據本發明之第一至第三實施例(包含上述各種較佳實施例)之顯示裝置總成中，一速度量測器件可由一全球定位系統(包含一汽車導航系統)及基於自該全球定位系統供應之資料而獲取一移動速度之一計算器件組態。在此一情形下，該全球定位系統及該計算器件可係一習知全球定位系統及一習知計算器件。另一選擇係，在根據本發明之第一至第三實施例(包含上述各種較佳實施例)之顯示裝置總成中，該速度量測器件可由一速度/加速度感測器及基於自該速度/加速度感測器供應之資料而獲取一移動速度之一計算器件組態。在此一情形下，該速度/加速度感測器及該計算器件可係一習知速度/加速度感測器及一習知計算器件。另一選擇係，在根據本發明之第一至第三實施例(包含上述各種較佳實施例)之顯示裝置總成中，該速度量測器件可由一輪旋轉數偵測器件及基於自該旋轉數偵測器件供應之資料而獲取一移動速度之一計算器件組態。在此一情形下，該輪旋轉數偵測器件及該計算器件可係一習知旋轉數偵測器件及一習知計算器件。
在根據本發明之第四實施例(包含上述較佳實施例)之顯示裝置總成中，一加速度量測器件可由一全球定位系統(包含一汽車導航系統)及基於自該全球定位系統供應之資料而獲取加速度之一計算器件組態。在此一情形下，該全球定位系統及該計算器件可係一習知全球定位系統及一習知計算器件。另一選擇係，該加速度量測器件可由一加速度感測器及基於自該加速度感測器供應之資料而獲取加速度之一計算器件組態。在此一情形下，該加速度感測器及該計算器件可係一習知速度/加速度感測器及一習知計算器件。另一選擇係，該加速度量測器件可由一輪旋轉數偵測器件及基於自該旋轉數偵測器件供應之資料而獲取加速度之一計算器件組態。在此一情形下，該輪旋轉數偵測器件及該計算器件可係一習知旋轉數偵測器件及一習知計算器件。
在根據本發明之第一至第四實施例(包含上述各種較佳實施例)之顯示裝置總成中，該光學器件可組態為一半透射型(透視型)。更特定而言，較佳係至少將該光學器件之面對一觀察者之兩個眼睛之部分形成為半透射(透視)，且可透過該光學器件之此等部分看到外部景色。
可適當地組合根據本發明之第一實施例(包含上述較佳實施例)之顯示裝置總成、根據本發明之第二實施例(包含上述較佳實施例)之顯示裝置總成、根據本發明之第三實施例(包含上述較佳實施例)之顯示裝置總成及根據本發明之第四實施例(包含上述較佳實施例)之顯示裝置總成。此處，存在15個種類之組合。
在根據第一至第四實施例(包含上述各種較佳實施例及組合)之顯示裝置總成(下文中，將集體簡稱為一「根據本發明之一實施例之顯示裝置總成)中，該速度量測器件及該加速度量測器件可係一習知速度量測器件及一習知加速度量測器件或一習知速度/加速度量測器件。另外，在根據本發明之第二至第四實施例(包含上述各種較佳實施例)之顯示裝置總成中，該影像顯示器件可係用於右眼之一影像顯示器件、用於左眼之一影像顯示器件或用於左眼及右眼之兩個影像顯示器件。該速度量測器件或該加速度量測器件可係與顯示裝置分離地安置或可係與顯示裝置整合在一起地安置。
在根據本發明之第一實施例之顯示裝置總成中，基於由速度量測器件量測之顯示裝置之移動速度而改變會聚角。更特定而言，其可經組態以使得隨著顯示裝置之移動速度增加而減小會聚角，且隨著顯示裝置之移動速度減小而增加會聚角。
另外，在根據本發明之第二實施例之顯示裝置總成中，基於由速度量測器件量測之顯示裝置之移動速度而改變光學系統之焦距，藉此改變由影像顯示器件顯示之一影像之虛擬影像距離。更特定而言，其可經組態以使得隨著顯示裝置之移動速度增加而增加虛擬影像距離，且隨著顯示裝置之移動速度減小而減小虛擬影像距離。
另外，在根據本發明之第四實施例之顯示裝置總成中，當由加速度量測器件量測之顯示裝置在其移動期間的加速度之絕對值等於或大於一預定值時停止影像顯示器件之操作。更特定而言，舉例而言，該預定值可介於2 m/s2 至10 m/s2 之範圍內。
在根據本發明之實施例之顯示裝置總成中，作為一影像之內容，存在一文字、一符號、一碼、一戳記、一標記、一設計、一圖形、一地圖、一水路圖、顯示裝置(運輸單元)之移動速度或加速度之資訊或關於運輸單元之各種其他類型之資訊，且特定而言，存在適合於供導航使用之一影像內容。
在其中一觀察者(一操作者、一駕駛員、一乘客或任一其他人員)乘坐包含飛機(如一直升機、一飛機、一輕型飛機或一滑翔機)、各種車輛(諸如，一汽車、一電力火車、一火車、一摩托車、一兩輪車或一腳踏車)及一船舶之各種類型之運輸單元或運輸機之一狀態下，使用根據本發明之實施例之顯示裝置總成。
可採用其中將用於在影像形成器件中產生一影像之一影像信號儲存於顯示裝置總成中包含之控制器件中之一形式。端視該等情況，可將影像組態為藉由一適當單元以一無線方式(包含藍芽及Wi-Fi)或一有線方式自運輸單元傳輸至顯示裝置總成。然後，由控制器件針對影像信號執行用於顯示一影像之一處理程序。以一有線方式或一無線方式將包含自計算器件輸出之移動速度或加速度之各種類型之資訊資料傳輸至控制器件，且控制器件對包含移動速度或加速度之各種類型之資訊執行一處理程序。該控制器件(一控制單元或一控制電路)可由一習知電路組態。另外，可將下文表示為實例之各種類型之資料儲存於控制器件中包含之一儲存單元中。另外，端視移動器件之類型或模型，可改變下文表示為實例之各種類型之資料，且可將取決於移動單元之類型、模型及諸如此類之各種類型之資料中之每一者儲存於儲存單元中。該儲存單元可係一習知儲存單元(舉例而言，一記憶卡)。影像之顯示位置可係不干涉觀看一真實空間中之一真實影像之一位置。
顯示裝置之移動速度與會聚角之間的關係
為改變會聚角而對輸入至影像形成器件之影像信號之控制
顯示裝置之移動速度與移動器件之移動量之間的關係
顯示裝置之移動速度與旋轉移動器件之旋轉移動量之間的關係
顯示裝置之移動速度與液體鏡片之操作狀態之間的關係
顯示裝置之移動速度與液體稜鏡之間的關係
顯示裝置之移動速度與虛擬影像距離之間的關係
顯示裝置之移動速度與影像之大小之間的關係
顯示裝置之移動速度與影像之照度之間的關係
顯示裝置之移動速度與影像之解析度之間的關係
顯示裝置之移動速度與影像之內容之間的關係
加速度之預定值
另一選擇係，在根據本發明之實施例(其包含上述之各種較佳形式及組態)之顯示裝置總成中，可採用以下之一組態：包含於顯示裝置中之控制器件包含一儲存單元，將由用於顯示一影像之複數個影像信號組態之一資料群組儲存於該儲存單元中，每一影像信號由具有不同顯示大小之複數個不同大小顯示資料集組態，基於顯示裝置之移動速度與影像之大小之間的關係藉由控制器件輸出自該儲存單元在複數個不同大小顯示資料集當中讀出一個不同大小顯示資料集，且在顯示裝置中顯示基於該一個不同大小顯示資料集之一影像。在具有此一組態之顯示裝置總成中，由於自該儲存單元在複數個不同大小顯示資料當中讀出一個不同大小顯示資料集且在影像形成器件中顯示基於該一個不同大小顯示資料集之一影像，因此難以出現眼睛觀察之真實影像(視點集中於其上)之大小與影像之大小之間的不平衡。
另一選擇係，在根據本發明之實施例(包含上述之各種較佳形式及組態)之顯示裝置總成中，可採用以下之一組態：包含於顯示裝置中之控制器件包含一儲存單元，將由用於顯示一影像之複數個影像信號(舉例而言，文字資料)組態之一資料群組儲存於該儲存單元中，每一影像信號由具有不同顯示語言之複數個不同語言顯示資料集組態，藉由控制器件自該儲存單元在複數個不同語言顯示資料集當中讀出一個不同語言顯示資料集，且在顯示裝置中顯示基於該一個不同語言顯示資料集之一影像。作為將一語言選擇或指定為一顯示語言之方法之一實例，存在其中在控制器件中配置(舉例而言)一按鈕或一開關且將一語言手動地設計或選擇為顯示語言之一方法。在具有此一組態之顯示裝置總成中，由於一個不同語言顯示資料集係藉由該控制單元自該儲存單元在影像信號之複數個不同語言顯示資料集輸出當中讀出的且在影像形成器件中顯示基於該一個不同語言顯示資料集之一影像，因此可以一容易方式執行觀察者所使用語言之一影像顯示。
此處，端視所使用之一顯示裝置或一系統，可適當地選擇組態一影像信號之影像資料之格式，且舉例而言，該影像資料可係由一文字串形成之文字資料或形成為一影像之資料。資料群組之數目基本上係任意的，且組態該資料群組之資料集之數目及顯示資料集之數目基本上係任意的。舉例而言，顯示資料之資料結構可係由一文字串形成之文字資料或藉由將一文字串形成為一影像而獲取之影像資料。具有不同大小之顯示資料可係由具有不同字型大小之文字串形成之文字資料或可係藉由將具有一不同字型大小之一文字串形成為一影像而獲取之影像資料。顯示資料之顯示語言基本上係任意的。藉由對顯示資料執行預定信號處理，可獲取一影像信號。
另外，可適當地組合上述之各種顯示裝置總成。
在根據本發明之實施例之顯示裝置總成中，可採用其中進一步包含一光接收感測器且基於藉由該光接收感測器獲取之外界(其中放置顯示裝置總成之環境)之照度資訊來控制欲顯示於光學器件中之一影像之照度之一形式。更特定而言，作為光接收感測器之實例，存在包含於上述之相機或一成像器件中之用於量測曝光之一光電二極體或一光接收器件。
在組態根據本發明之一實施例(包含上述之各種較佳形式及組態)之一顯示裝置總成之一影像顯示器件(下文中，簡稱為一「根據本發明之一實施例之影像顯示器件」)中，一光學器件可經組態以包含：
(a)一導光板，其中入射至該導光板之光透過全反射在整個內部傳播且此後自該導光板輸出光；
(b)一第一轉向單元，其使入射至該導光板之光轉向以使得入射至該導光板之光在該導光板內部全反射；及
(c)一第二轉向單元，其使透過複數次全反射在整個該導光板內部傳播之光轉向以用於自該導光板輸出透過全反射在整個該導光板內部傳播之光。此處，術語「全反射」表示內部全反射或在導光板內部之全反射。下文中，「全反射」亦表示內部全反射或在導光板內部之全反射。
自影像形成器件之中心輸出且穿過光學系統之定位於影像形成器件之側上之一節點之光束稱為一「中心光束」，且該等中心光束當中之垂直入射至光學器件之一光束稱為一「中心入射光束」。將該中心入射光束入射至光學器件之一點設定為一光學器件中心點，將穿過該光學器件中心點且平行於光學器件之軸線之一軸線設定為X軸，並將穿過該光學器件中心點且與光學器件之法線一致之一軸線設定為Y軸。根據本發明之實施例之顯示裝置總成之水平方向係平行於X軸之一方向且可稱為一「X軸方向」。此處，光學系統配置於影像形成器件與光學器件之間且允許自影像形成器件輸出之光成為平行光。然後，藉由光學系統形成為平行之光入射至光學器件、被導引且被輸出。另外，將第一轉向單元之中心點設定為「光學器件中心點」。
在根據本發明之實施例之影像顯示器件中，該等中心光束可經組態以按除0°以外之一角度(θ)橫穿XY平面。然而，影像顯示器件之組態並不限於此。因此，在將影像顯示器件安裝至一眼鏡型框架之一附接部分時對影像顯示器件之附接角度之限制減小，藉此可獲取一高設計自由度。當假定XY平面與水平平面一致時，可將該等中心光束橫穿XY平面之角度θ組態為一仰角。換言之，該等中心光束可經組態以自XY平面之下部側朝向XY平面與XY平面相撞。在此一情形下，較佳係XY平面以除0°以外之一角度橫穿垂直表面，且更佳係XY平面以一角度θ'橫穿垂直表面。此外，雖然角度θ'之最大值不受限制，但其可係5°。此處，該水平平面在一觀察者觀看位於水平方向上之一目標(舉例而言，位於一無限距離處之一目標)時包含一視線(一觀察者之水平視線)且係其中包含觀察者之水平定位之兩個瞳孔之一平面。另外，垂直平面係垂直於水平平面之一平面。另一選擇係，採用其中當一觀察者觀看位於水平方向上之一目標(舉例而言，位於一無限距離(舉例而言，地平線)處之一目標)時自光學器件輸出且入射至觀察者之瞳孔之中心光束形成一俯角之一形式。舉例而言，與水平平面相關之俯角可介於5°至45°之間的範圍內。
此處，其可經組態以使得第一轉向單元反射入射至導光板之光，且第二轉向單元透射並反射透過複數次全反射在整個導光板內部傳播之光。在此情形下，其可經組態以使得第一轉向單元充當一反射鏡，且第二轉向單元充當一半透射鏡。
在此一組態中，舉例而言，第一轉向單元由含有一合金之金屬形成且可由反射入射至導光板之光之一反光膜(一個類型之鏡)或繞射入射至導光板之光之一繞射光柵(舉例而言，一全像繞射光柵膜)組態。另外，第二轉向單元可由其中層壓多個介電層壓膜之一多層經層壓結構本體、一半反射鏡(half mirror)、一偏振光束分光器或一全像繞射光柵膜組態。第一轉向單元或第二轉向單元配置於導光板內部(建立在導光板之內部)。在第一轉向單元中，反射或繞射入射至導光板之平行光以使得入射至導光板之平行光在導光板內部全反射。另一方面，在第二轉向單元中，反射或繞射透過複數次全反射在整個導光板內部傳播之平行光以在平行光之狀態下將其自導光板輸出。
另一選擇係，其可經組態使得第一轉向單元繞射入射至導光板之光，且第二轉向單元繞射透過複數次全反射在整個導光板內部傳播之光。在此一情形下，第一轉向單元及第二轉向單元可呈由繞射光柵器件組態之形式，且此外，該等繞射光柵器件可由反射型繞射光柵器件或透射型繞射光柵器件形成，或其可經組態以使得一個繞射光柵器件由一反射型繞射光柵器件形成而另一繞射光柵器件由一透射型繞射光柵器件形成。作為反射型繞射光柵器件之一實例，存在一反射型體積全像繞射光柵。為便於說明，由反射型體積全像繞射光柵形成之第一轉向單元可稱為一「第一繞射光柵構件」，且由反射型體積全像繞射光柵形成之第二轉向單元可稱為一「第二繞射光柵構件」。
根據本發明之實施例之影像顯示裝置總成，可執行一單個色彩(舉例而言，綠色)之一影像顯示器。然而，在執行一彩色影像顯示之情形下，為允許第一繞射光柵構件或第二繞射光柵構件與具有P個不同類型之波長帶(或波長)之P個類型(舉例而言，P=3及紅色、綠色及藍色之三個類型)之光之繞射及反射對應，可藉由層壓由反射型體積全像繞射光柵形成之P個層之繞射光柵層來組態第一繞射光柵構件或第二繞射光柵構件。在每一繞射光柵層中，形成對應於一個類型之波長帶(或波長)之干涉條紋。另一選擇係，為與具有不同P型波長帶(或波長)之P個類型之光之繞射及反射對應，可將P個類型之干涉條紋組態為形成於由一個層之一繞射光柵層形成之第一繞射光柵構件或第二繞射光柵構件中。另一選擇係，其可經組態以使得(舉例而言)將視角劃分成三個相等部分且藉由層壓對應於每一視角之一繞射光柵層來形成第一繞射光柵構件或第二繞射光柵構件。藉由採用此一組態，可達成在藉由使用第一繞射光柵構件或第二繞射光柵構件來繞射並反射具有每一波長帶(或波長)之光時之繞射效率之一增加、繞射接受角之一增加及繞射角之最佳化。
作為形成第一繞射光柵構件及第二繞射光柵構件之材料，存在一光聚合物材料。由反射型體積全像繞射光柵形成之第一繞射光柵構件及第二繞射光柵構件之組合物材料及基本結構可與一般反射型體積全像繞射光柵之組合物材料及基本結構相同。該反射型體積全像繞射光柵表示繞射並反射僅第+1級繞射光之一全像繞射光柵。在繞射光柵構件中，干涉條紋係自內部形成於其表面上方，且形成相關干涉條紋之一方法可與其一般形成方法相同。更特定而言，舉例而言，可藉由在一個側上沿一第一預定方向用目標光輻射組態該繞射光柵構件之一構件(舉例而言，一光聚合物材料)且同時在另一側上沿一第二預定方向用參考光輻射組態該繞射光柵構件之構件來在組態該繞射光柵構件之一構件內部記錄藉由目標光及參考光形成之干涉條紋。藉由適當地選擇第一預定方向、第二預定方向以及目標光及參考光之波長，可獲取該繞射光柵構件之表面上之干涉條紋之一所期望間距及干涉條紋之傾斜之一所期望角度(傾斜角)。干涉條紋之傾斜之角度表示由繞射光柵構件(或繞射光柵層)之表面與干涉條紋形成之一角度。在其中依據由反射型體積全像繞射光柵形成之如P個層之繞射光柵層之一經層壓結構組態第一繞射光柵構件及第二繞射光柵構件之一情形下，可藉由使用其中在個別地製造如P個層之繞射光柵層之後(舉例而言)藉由使用一紫外線固化黏合劑來層壓(接合)如P個層之繞射光柵層之一方法來執行該等繞射光柵層之層壓。另一選擇係，可藉由使用其中在使用具有黏合性之一光聚合物材料製造如一個層之一繞射光柵層之後藉由將具有黏合性之光聚合物材料順序地附接於其上製造繞射光柵層之一方法來製造如P個層之繞射光柵層。
另一選擇係，在根據本發明之實施例之影像顯示器件中，可採用其中光學器件由一半透射鏡組態，自影像形成器件輸出之光入射至該半透射鏡以朝向觀察者之瞳孔被輸出之一形式。另外，可採用其中自影像形成器件輸出之光在空氣中傳播且入射至該半透射鏡之一結構，或可採用其中光在諸如一玻璃板或一塑膠板之一透明構件(更特定而言，由與構成稍後欲闡述之導光板之材料相同之一材料形成之一構件)之內部傳播且入射至該半透射鏡之一結構。另外，該半透射鏡可透過該透明構件附接至該影像形成器件，或該半透射鏡可透過除該透明構件以外之一構件附接至該影像形成器件。
在根據本發明之實施例(其包含上述之各種較佳形式及組態)之影像顯示器件中，可採用其中影像形成器件具有配置成二維矩陣型樣之複數個像素之一形式。為便於說明，該組態之此一影像形成器件稱為一「根據第一組態之影像形成器件」。
作為根據第一組態之影像形成器件之實例，舉例而言，存在：由一反射型空間光調變器件及一光源組態之一影像形成器件；由一透射型空間光調變器件及一光源組態之一影像形成器件；及由諸如一有機EL(電致發光)、一無機EL或一發光二極體(LED)之一發光器件組態之一影像形成器件。對於上述影像形成器件，較佳使用由一反射型空間光調變器件及一光源組態之光形成器件。作為空間光調變器件之實例，存在一光閥，舉例而言，諸如一LCOS(矽上液晶)及一數位微鏡器件(DMD)之一透射型或一反射型液晶顯示器件，且作為光源之一實例，存在一發光器件。此外，該反射型空間光調變器件可具有由一液晶顯示器件及反射自光源發射之光之一部分且將該部分導引至該液晶顯示器件並允許由該液晶顯示器件反射之光之一部分穿過其以將該部分導引至一光學系統之一偏振光束分光器形成之一組態。作為組態光源之發光器件之實例，存在一發紅色光器件、一發綠色光器件、一發藍色光器件及一發白色光器件。另一選擇係，可藉由通過一光導管執行自發紅色光器件、發綠色光器件、發藍色光器件發射之紅色光、綠色光及藍色光之色彩混合及照度均勻化來獲取白色光。作為發光器件之實例，存在一半導體雷射器件、一固態雷射及一LED。可基於影像顯示器件需求之規範來判定像素之數目。作為像素數目之特定值之實例，存在320×240、432×240、640×480、1024×768、1920×1080及諸如此類。
另一選擇係，在根據本發明之實施例(其包含上述之較佳形式及組態)之影像顯示器件中，影像形成器件可具有其中包含一光源及掃描自該光源發射之平行光之一掃描單元之一形式。為便於說明，該組態之此一影像形成器件稱為一「根據第二組態之影像形成器件」。
作為根據第二組態之影像形成器件之光源之一實例，存在一發光器件。更特定而言，存在一發紅色光器件、一發綠色光器件、一發藍色光器件及一發白色光器件。另一選擇係，可藉由通過一光導管執行自發紅色光器件、發綠色光器件、發藍色光器件發射之紅色光、綠色光及藍色光之色彩混合及照度均勻化來獲取白色光。作為發光器件之實例，存在一半導體雷射器件、一固態雷射及一LED。可基於影像顯示器件需求之規範來判定根據第二組態之影像形成器件之像素(虛擬像素)之數目。作為像素數目之特定值之實例，存在320×240、432×240、640×480、1024×768、1920×1080及諸如此類。另外，在其中執行一彩色影像顯示且光源由一發紅色光器件、一發綠色光器件及一發藍色光器件組態之一情形下，較佳係(舉例而言)藉由使用一正交稜鏡來執行色彩組成。作為掃描單元之實例，可給出MEMS(微機電系統)，其具有可沿二維方向旋轉之一微鏡以及執行自光源發射之光之水平掃描及垂直掃描之一電鏡(galvano-mirror)。
在根據第一組態之影像形成器件或根據第二組態之影像形成器件中，藉由一光學系統(將輸出光形成為平行光束且可稱為一「平行光輸出光學系統」之一光學系統；更特定而言，(舉例而言)一準直器光學系統或一中繼光學系統)形成為複數個平行光束之光入射至導光板。然而，對平行光束之此一需求係基於在透過一第一轉向單元及一第二轉向單元自導光板輸出光之後必須保存光入射至導光板時之光波前資訊。另外，為產生複數個平行光束，特定而言，(舉例而言)影像形成器件之一光輸出部分可位於定位於該平行光輸出光學系統之一焦距處之一地方(位置)處。該平行光輸出光學系統具有用於在光學器件之光學系統中將一像素之位置資訊轉換成角度資訊之一功能。在根據本發明之實施例之顯示裝置總成中，作為平行光輸出光學系統之一實例，存在總體上具有正光學功率之一光學系統，該光學系統由一凸鏡片、一凹鏡片、一自由形式表面稜鏡及一全像鏡片或其一組合中之一者組態。在平行光輸出光學系統與導光板之間，可配置具有一開口部分之一遮光構件以不允許不期望之光自該平行光輸出光學系統發射或入射至導光板。
導光板具有與導光板之軸線(X軸)平行地延伸之兩個平行面(第一面及第二面)。當導光板之光入射至其之面表示為一導光板入射面且導光板之自其輸出光之面表示為一導光板輸出面時，該導光板入射面及該導光板輸出面可由第一面組態，或其可經組態以使得該導光板入射面由第一面組態且該導光板輸出面由第二面組態。作為構成導光板之材料之實例，存在石英晶體玻璃、含有玻璃之光學玻璃(諸如BK7)及一塑膠材料(舉例而言，PMMA、聚碳酸酯樹脂、丙烯酸樹脂、一基於非晶聚丙烯之樹脂或含有一AS樹脂之一基於苯乙烯之樹脂)。導光板之形狀不限於一平行板且可具有一彎曲形狀。
基於由速度量測器件量測之顯示裝置之移動速度，在根據本發明之第一實施例之顯示裝置總成中改變會聚角，在根據本發明之第二實施例之顯示裝置總成中改變光學系統之焦距，在根據本發明之第三實施例之顯示裝置總成中改變顯示於光學器件中之一影像之大小、影像之照度、影像之解析度及影像之內容中之至少一者，且在根據本發明之第四實施例之顯示裝置總成中基於由加速度量測器件量測之加速度而停止影像顯示器件之操作。可根據自控制器件供應之一控制信號來控制此等操作。
在根據本發明之實施例1A之顯示裝置總成中，可藉由通過控制輸入至組態至少一個影像顯示器件之影像形成器件之一影像信號控制影像形成器件中之影像形成位置，且特定而言，藉由在影像形成器件中沿水平方向(X軸方向)移動影像形成位置來改變會聚角。
在根據本發明之實施例1B之顯示裝置總成中，藉由移動器件使影像形成器件之光學軸及光學系統之光學軸沿水平方向(X軸方向)相對移動。更特定而言，作為一實例，可採用其中在使一個影像顯示器件之影像形成器件之光學軸與光學系統之光學軸之間的位置關係固定之同時，使另一影像顯示器件之影像形成器件之光學軸與光學系統之光學軸之位置沿水平方向(X軸方向)相對移動之一形式。另一選擇係，作為一實例，存在其中使兩個影像顯示器件之影像形成器件之光學軸與光學系統之光學軸之位置沿水平方向(X軸方向)相對移動之一形式。在此一形式中，出現自光學系統輸出且入射至光學器件之平行光相對於光學器件之入射角(由中心光束與YZ平面形成之一角度，且下文中稱為一「YZ平面入射角」)之一改變。另外，在此一形式中，可採用其中將影像形成器件及光學系統中之一者放置於(舉例而言)由一齒條傳動單元組態之一移動導引部分中且藉由一馬達及一小齒輪在該移動導引單元上移動影像形成器件及光學系統中之一者之一系統。另一選擇係，可採用其中將影像形成器件及光學系統中之一者放置於移動導引單元中且藉由使用一壓電器件或一超音波馬達在該移動導引單元上移動該影像形成器件及該光學系統中之一者之一系統。
在根據本發明之實施例1C之顯示裝置總成中，藉由旋轉移動器件來旋轉影像形成器件及光學系統。更特定而言，在使兩個影像顯示器件之影像形成器件之光學軸與光學系統之光學軸之位置關係固定之同時，可藉由操作一壓電器件、一馬達或一超音波馬達圍繞作為一旋轉軸之Z軸旋轉至少一個影像顯示器件。甚至在此一形式中，亦出現自光學系統輸出且入射至光學器件之平行光相對於光學器件之YZ平面入射角之一改變。
在根據本發明之實施例1D之顯示裝置總成中，操作液體鏡片，且組態光學系統之相關液體鏡片可由利用一電潤濕現象之一習知液體鏡片組態。透過液體鏡片之操作，在將光學系統之光學軸與Y軸之間的關係維持為恆定之同時，可沿水平方向(X軸方向)移動光學系統之光學軸，或可改變光學系統之光學軸相對於YZ平面之角度。甚至在此一形式中，亦出現自光學系統輸出且入射至光學器件之平行光相對於光學器件之YZ平面入射角之一改變。
在根據本發明之實施例1E之顯示裝置總成中，操作液體稜鏡，且組態光學系統之一部分之相關液體稜鏡可由利用一電潤濕現象之一習知液體稜鏡組態。透過液體稜鏡之操作，可改變光學系統之光學軸相對於YZ平面之角度。甚至在此一形式中，亦出現自光學系統輸出且入射至光學器件之平行光相對於光學器件之YZ平面入射角之一改變。
在根據本發明之實施例之顯示裝置總成中，一框架可由配置至觀察者之前側之一前面部分及透過鉸鏈附接至該前面部分之兩個端以便可自由旋轉之兩個邊撐部分組態。另外，將一耳帶部分附接至每一邊撐部分之尖頭端部分。將影像顯示器件附接至該框架，且更特定而言，(舉例而言)可將影像形成器件附接至邊撐部分。
此外，根據本發明之實施例之顯示裝置總成可採用其中附接一鼻墊之一組態。換言之，當看到根據本發明之實施例之顯示裝置總成之整個顯示裝置時，該框架及該鼻墊之一總成具有與普通眼鏡之結構大致相同之一結構。另外，可或可不包含一輪緣部分。構成該框架之材料可係一金屬、合金或塑膠或其一組合且可係與構成普通眼鏡之材料相同之材料。鼻墊之組態及結構可係習知的組態及結構。
另外，可視需要採用其中將成像器件附接至前面部分之中心部分之一形式。更特定而言，該成像器件由一固態成像器件組態，舉例而言，該固態成像器件由一CCD或一CMOS感測器及一鏡片形成。舉例而言，自成像器件延伸之一佈線可透過一前面部分連接至一個影像顯示器件(或影像形成器件)，且此外，可包含於自影像顯示器件(或影像形成器件)延伸之一佈線中。
在根據本發明之實施例之顯示裝置總成之顯示裝置中，自設計或易於佩戴之角度，較佳係採用其中自兩個影像形成器件延伸之佈線(信號線、電力線或諸如此類)自耳彎部分之尖頭端部分朝向外部延伸以透過邊撐部分及耳彎部分之內部連接至控制器件(一控制單元或一控制電路)之一形式。此外，可採用其中每一影像形成器件包含一耳機部分且來自每一影像形成器件之用於耳機部分之一佈線透過邊撐部分及耳彎部分之內部自耳彎部分之尖頭端部分延伸至耳機部分之一形式。作為耳機部分之實例，存在一內耳型之一耳機部分及一管道型之一耳機部分。更特定而言，較佳係其中來自耳彎部分之尖頭端部分之用於耳機部分之佈線圍繞耳部(聽囊)之後側捲繞且延伸至耳機部分之一形式。
實施例1
實施例1係關於本發明之第一實施例，且更特定而言，係關於根據本發明之實施例1A之顯示裝置總成。圖1係根據實施例1之一顯示裝置之一影像顯示器件之一概念圖，且根據實施例1之顯示裝置由一頭戴式顯示器(HMD)組態。另外，圖2示意性地表示組態根據實施例1之顯示裝置之影像顯示器件之一導光板中之光之傳播，圖3係自上部側觀看之顯示裝置之一示意圖，且圖4係自側面觀看之其一示意圖。此外，圖5係自前側觀看之根據實施例1之顯示裝置之一示意圖，圖6係圖解說明自上部側觀看之其中將根據實施例1之顯示裝置安裝至一觀察者之頭部之一狀態之一圖示(此處，僅展示影像顯示器件而不展示框架)，且圖7A圖解說明根據實施例1之一影像信號之一實例。在圖2中，在沿水平方向(X軸方向)移動影像形成器件之光學軸及光學系統之光學軸之前的中心光束由一實線指示，而在該移動之後的中心線由一虛線指示。圖3中僅展示一速度量測器件31及一加速度量測器件32。
根據實施例1或實施例2至16中之任一者之顯示裝置總成包含：一顯示裝置；及一速度量測器件31，其量測該顯示裝置之移動速度(下文中，可簡稱為一「移動速度」)。
該顯示裝置包含：(A)一眼鏡型框架10，其安裝至一觀察者(一操作者、一駕駛員、一乘客或任一其他人員)20之頭部；及(B)用於左眼及右眼之兩個影像顯示器件100、200、300、400及500，其安裝至框架10。換言之，該顯示裝置係包含兩個影像顯示器件之一雙目型。影像顯示器件100、200、300、400及500中之每一者包含：(A)一影像形成器件111或211；(B)一光學系統(平行光輸出光學系統)112或254，其將自影像形成器件111或211輸出之光形成為平行光；及(C)一光學器件(導光單元)120、320或520，自光學系統112或254輸出之光入射至該光學器件且經導引以被輸出。影像顯示器件100、200、300、400及500可係固定地附接至該框架或可係可拆卸地附接至該框架。此處，光學系統112及254配置於影像形成器件111及211與光學器件120、320及520之間。藉由光學系統112或254形成為平行光之光束入射至光學器件120、320或520且經導引以被輸出。影像形成器件111或211顯示一單個色彩(舉例而言，綠色)影像。另外，光學器件120、320及520係一半透射型(透視型)。更特定而言，至少光學器件之面對一觀察者20之兩個眼睛之一部分(更特定而言，稍後欲闡述之導光板121及321以及第二轉向單元140及340)係半透射(透視)。
另外，在實施例1或稍後欲闡述之實施例2至16中之任一者中，將自影像形成器件111或211之中心輸出且穿過光學系統112或254之位於影像形成器件側上之節點之光束(中心光束CL)當中的垂直入射至光學器件120或320之中心入射光束入射至光學器件120、320或520之一點設定為一光學器件中心點O，將穿過光學器件中心點O且平行於光學器件120、320或520之軸線之方向之一軸線設定為X軸，且將穿過光學器件中心點O且與光學器件120、320或520之法線一致之一軸線設定為Y軸。另外，接下來闡述之第一轉向單元130或330之中心點係光學器件中心點O。
根據實施例1或稍後欲闡述之實施例2至15中之任一者之光學器件120或320包含：
(a)一導光板121或321，其中入射至該導光板之光透過全反射傳播至內部且然後自該導光板輸出光；
(b)一第一轉向單元130或330，其使入射至導光板121或321之光轉向以使得入射至導光板121或321之光在導光板121或321內部全反射；及
(c)一第二轉向單元140或340，其使透過複數次全反射在整個導光板121或321內部傳播之光轉向以用於自導光板121或321輸出透過全反射在整個導光板121或321內部傳播之光。
此處，在實施例1中，第一轉向單元130及第二轉向單元140配置於導光板121內部。第一轉向單元130反射入射至導光板121之光，且第二轉向單元140透射並反射透過複數次全反射在整個導光板121內部傳播之光。換言之，第一轉向單元130充當一反射鏡，且第二轉向單元140充當一半透射鏡。更特定而言，安置於導光板121內部之第一轉向單元130由鋁(Al)形成且可由反射入射至導光板121之光之一反光膜(一個類型之鏡)組態。另一方面，安置於導光板121內部之第二轉向單元140由其中層壓複數個介電層壓膜之一多層經層壓結構組態。舉例而言，該介電層壓膜由一TiO2 膜(如一高介電常數材料)及一SiO2 膜(如一低介電常數材料)組態。JP-T-2005-521099中揭示其中層壓複數個介電層壓膜之一多層結構本體。在圖中，雖然展示六個層之介電層壓膜，但該介電層壓膜並不限於此。將由與構成導光板121之材料相同之材料形成之一薄片***於介電層壓膜與介電層壓膜之間。在第一轉向單元130中，反射(或繞射)入射至導光板121之平行光以使得入射至導光板121之平行光在導光板121內部全反射。另一方面，在第二轉向單元140中，反射(或繞射)透過複數次全反射在整個導光板121內部傳播之平行光且在平行光狀態下將其自導光板121朝向觀察者20之瞳孔21輸出。
關於第一轉向單元130，其可經組態以使得藉由切斷導光板121之配置第一轉向單元130之一部分124來將其上欲形成第一轉向單元130之一傾斜面配置於導光板121中，將一反光膜真空沈積於該傾斜面上且然後將由導光板121切割之部分124接合至第一轉向單元130。另外，關於第二轉向單元140，其可經組態以使得藉由使用與構成導光板121之材料相同之材料(舉例而言，玻璃)來製造其中層壓複數個介電層壓膜(舉例而言，其可藉由使用一真空沈積方法來沈積)之一多層經層壓結構本體，配置藉由切斷導光板121之配置第二轉向單元140之一部分125而形成之一傾斜面，將一多層經層壓結構本體接合至該傾斜面且藉由執行研磨或諸如此類來修剪外形。因此，可獲取其中第一轉向單元130及第二轉向單元140安置於導光板121內部之一光學器件120。
此處，在實施例1或稍後欲闡述之實施例2至15中之任一者中，由一光學玻璃材料或一塑膠材料形成之導光板121或321具有兩個平行面(一第一面122或322及一第二面123或323)，其與根據導光板121或321之內部全反射之光傳播方向(X軸)平行地延伸。第一面122或322及第二面123或323彼此面對。因此，平行光係自對應於一光入射面之第一面122或322入射，入射平行光透過全反射在內部傳播且然後自對應於一光輸出面之第一面122或322輸出。然而，本發明之實施例並不限於此，且因此，其可經組態以使得光入射面由第二面123或323組態，且光輸出面由第一面122或322組態。
在實施例1或稍後欲闡述之實施例11中，影像形成器件111係根據第一組態之影像形成器件且具有配置成二維矩陣型樣之複數個像素。更特定而言，影像形成器件111由一反射型空間光調變器件150及由發射白色光之一發光二極體形成之一光源153組態。將每一整個影像形成器件111配合至一罩113(在圖1或20中由虛點線指示)內部，且在罩113中配置一開口部分(圖中未展示)，且透過該開口部分自光學系統(平行光輸出光學系統或準直器光學系統)112輸出光。反射型空間光調變器件150由一液晶顯示器件(LCD)151(其由一LCOS形成為一光閥)及反射自一光源153發射之光之一部分以將該部分導引至液晶顯示器件151並允許由液晶顯示器件151反射之光之一部分穿過其且將該部分導引至光學系統112之一偏振光束分光器152組態。液晶顯示器件151包含配置成二維矩陣型樣之複數個(舉例而言，640×480個)像素(液晶胞)。偏振光束分光器152具有習知的一組態及一結構。自光源153發射之不具有偏振之光與偏振光束分光器152相撞。偏振光束分光器152允許一P偏振分量穿過其以將該分量輸出至系統之外部。另一方面，一S偏振分量由偏振光束分光器152反射以入射至液晶顯示器件151且在液晶顯示器件151內部反射以自液晶顯示器件151輸出。此處，雖然在自一像素發射之光中包含大量P偏振分量以用於顯示自液晶顯示器件151輸出之光當中的「白色」，但在自一像素發射之光中包含大量S偏振分量以用於顯示上述光當中的「黑色」。因此，自液晶顯示器件151輸出且與偏振光束分光器152相撞之光之P偏振分量穿過偏振光束分光器152且被導引至光學系統112。另一方面，S偏振分量由偏振光束分光器152反射且返回至光源153。舉例而言，光學系統112由一凸鏡片組態且產生平行光。因此，影像形成器件111(更特定而言，液晶顯示器件151)配置於位於光學系統112之一焦距處之一場所(位置)處。
框架10由以下元件組態：一前面部分11，其配置於一觀察者20之前側上；兩個邊撐部分13，其透過鉸鏈12附接至前面部分11之兩個端以便可自由旋轉；及耳帶部分(亦稱為邊撐尖頭或耳墊)14，其附接至每一邊撐部分13之尖頭端部分。另外，將鼻墊10'附接至該框架。換言之，框架10及鼻墊10'之總成具有與普通眼鏡大致相同之一結構。此外，藉由使用一附接構件19來將每一罩113附接至邊撐部分13。藉由使用金屬或塑膠來製造框架10。此處，可藉由使用附接構件19來將每一罩113可拆卸地附接至邊撐部分13。此外，在其中觀察者擁有並佩戴眼鏡之一情形下，可藉由使用附接構件19來將每一罩113可拆卸地附接至觀察者所擁有之眼鏡之框架之邊撐部分。
另外，自影像形成器件111A及111B延伸之佈線(信號線、電力線及諸如此類)15自耳帶部分14之尖頭端部分朝向外部延伸穿過邊撐部分13及耳帶部分14之內部以連接至控制器件(控制電路或控制單元)18。此外，影像形成器件111A及111B中之每一者具有一耳機部分16，且自影像形成器件111A及111B中之每一者延伸之用於耳機部分之一佈線16'透過邊撐部分13及耳帶部分14之內部自耳帶部分14之尖頭端部分延伸至耳機部分16。更特定而言，用於耳機部分之佈線16'自耳帶部分14之尖頭端部分延伸以圍繞耳部(聽囊)之後側捲繞且延伸至耳機部分16。藉由採用此一組態，可在不給出以一無序方式配置耳機部分16及用於耳機部分之佈線16'之一印象之情況下形成一簡單顯示裝置。
另外，視需要，藉由使用一適當附接構件(圖中未展示)來將由一固態成像器件(由一CCD感測器或一CMOS感測器形成)及一鏡片(圖中未展示此等器件)組態之一成像器件17附接至前面部分11之一中心部分11'。透過自成像器件17延伸之一佈線(圖中未展示)將自成像器件17輸出之一信號傳輸至影像形成器件111A。
如圖7A中所圖解說明，舉例而言，影像信號係由「SYNC」(其係一命令開始旗標)、「MSG_ID」(其係每一命令類型之一特定ID)、表示整個命令之長度之資料「LENG」、表示一影像之沿水平方向之一顯示開始位置之資料「POS_X」、表示一影像之沿垂直方向之一開始位置之資料「POS_Y」、欲顯示之一影像之資料「DATA」及一命令錯誤檢查「FCS」組態。
如上所述，佈線(信號線、電力線及諸如此類)15連接至控制器件(控制電路)18。自包含於控制器件18中之一儲存單元讀出一影像信號。然後，控制器件18針對該影像信號執行用於顯示一影像之一處理程序，且影像形成器件111及211基於資料「DATA」而產生影像。最後，此等影像透過光學系統112及254以及光學器件120、320及520到達佩戴顯示裝置之觀察者20之兩個眼睛。控制器件18可由一習知電路組態。作為一影像之內容，存在一文字、一符號、一碼、一戳記、一標記、一設計、一圖形、一地圖、一水路圖、顯示裝置(運輸單元)之移動速度或加速度之資訊或關於運輸單元之各種其他類型之資訊，且特定而言，存在適合於供導航使用之一影像內容。
在實施例1中，假定佩戴該顯示裝置總成之一觀察者(一操作者、一駕駛員、一乘客或任一其他人員)乘坐一運輸單元(運輸機)，該運輸單元係一汽車。在根據實施例1之顯示裝置總成中，基於由速度量測器件31量測之顯示裝置之移動速度而改變會聚角。此處，速度量測器件31由一全球定位系統(GPS)及基於自該全球定位系統(GPS)供應之資料而獲取移動速度之一計算器件形成。此處，該全球定位系統及該計算器件可由一習知全球定位系統及一習知計算器件組態。
更特定而言，藉由GPS以一恆定時間間隔Δt重複地量測運輸單元(或顯示裝置)之位置。藉由將此位置資料傳輸至計算器件，該計算器件獲取恆定時間間隔Δt之間的一移動距離ΔD。因此，每一恆定時間間隔Δt，該計算器件可獲取其之間的一移動速度v=ΔD/Δt。
然後，以一有線或無線方式將諸如移動速度v或平均移動速度vave 之移動速度資訊傳輸至控制器件18，且在控制器件18之控制下，基於諸如移動速度v或平均移動速度vave 之移動速度資訊而改變會聚角θaoV 。換言之，根據實施例1，藉由控制輸入至組態影像顯示器件100、200、300、400及500中之至少一者(特定而言，用於左眼及右眼之兩者)之影像形成器件111及211之影像信號來改變會聚角θaoV 。更特定而言，基於諸如移動速度v或平均移動速度vave 之移動速度資訊而由控制器件18自儲存單元讀出用於沿水平方向將根據該影像信號之影像之位置移位+k個像素或-k個像素之一信號(會聚角控制信號)。其可經組態以使得預先檢查會聚角θaoV 之改變量或對應於沿水平方向將影像移位一個像素之虛擬影像距離之改變量且將此關係儲存於控制器件18之儲存單元中。如同上述，藉由基於移動速度資訊而移動由用於左眼及右眼之兩個影像顯示器件100、200、300、400及500獲取之兩個影像，可將一虛擬影像配置於一所期望位置處。換言之，藉由沿水平方向改變由組態影像顯示器件100、200、300、400及500之光學器件120、320及520顯示之兩個影像之距離(間隙)，可端視移動速度v或平均移動速度Vave 之值而改變會聚角θaoV 。
在包含於控制器件18中之儲存單元中，預先儲存顯示裝置之移動速度與會聚角之間的關係、為改變會聚角而對輸入至影像形成器件之影像信號之控制及諸如此類。更特定而言，舉例而言，在儲存單元中預先儲存移動速度v或平均移動速度vave 之值、會聚角θaoV 、虛擬影像距離Lvi 以及上述之k及-k之值之關係。在其中移動速度v或平均移動速度Vave 之值較大之一情形下，增加虛擬影像距離Lvi ，且減小會聚角θaoV 之值(換言之，對焦點之調整及對觀察者之眼睛之會聚之調整對應於其中觀看位於定位為相對遠之一位置處之一目標之一情形)。此時，為了不會由於調整與會聚之間的矛盾而導致觀察者之眼睛之疲勞，較佳係虛擬影像距離Lvi 與會聚角(水平表面中之主光束橫穿角)θaoV 滿足以下方程式。
Lvi ×tan(θaoV /2)=PD/2
此處，舉例而言，左瞳孔與右瞳孔之間的距離PD(單位：mm)滿足關係「56PD74」。然而，在其中會聚角θaoV 之值係零之一情形下，虛擬影像距離Lvi 之值係無限的。另一方面，根據顯示裝置之移動速度而不單獨地計算虛擬影像距離Lvi 及會聚角θaoV ，且藉由界定其任一者之對應關係，自動判定另一者。
將參考圖7B闡述與移動速度對應地執行之會聚角之改變。此處，基於由影像顯示器件在虛擬影像距離Lvi 處顯示之一影像信號之一影像之會聚角由「α」指示。另外，在其中一影像位於與虛擬影像距離Lvi 相隔「c」處之一情形下之影像之會聚角由「γ」指示，且在其中一影像位於與虛擬影像距離相隔「b」處之一情形下之影像之會聚角由「β」指示。此處，當PD=61.5 mm且Lvi =4000 mm時，α=53分(53')。
影像形成器件111或211之一個像素界定為3分(3')。此處，在其中沿水平方向(X軸方向)將影像形成器件111及211以及光學系統112及254向內側移位一個像素之一情形下，β=56分(56')且b=225 mm。另一方面，在其中沿水平方向將影像形成器件111及211以及光學系統112及254向外側移位一個像素之一情形下，γ=50分(50')且c=228 mm。另外，在其中Lvi =8000 mm之一情形下，藉由將影像移位一個像素，可將虛擬影像距離移位約1 m。
更特定而言，舉例而言，會聚角可經設定以使得在其中(舉例而言)汽車之移動速度等於或高於30 km/小時之一情形下虛擬影像距離等於或長於5 m。另外，會聚角可經設定以使得在其中(舉例而言)汽車之移動速度低於30 km/小時之一情形下虛擬影像距離係4 m。
如同上述，藉由沿水平方向自一預定位置將一影像之顯示位置移位所期望像素，可改變會聚角。換言之，藉由根據基於移動速度(移動速度資訊)之一會聚角控制信號而控制輸入至組態用於左眼及右眼之兩個影像顯示器件100、200、300、400及500之影像形成器件111A及111B之影像信號，可與移動速度對應地改變會聚角。因此，由影像顯示器件顯示之一影像之主視點之一距離(視點距離)與虛擬影像距離可經組態而相同或盡可能地大致相同。因此，觀看一真實空間之一觀察者20可在不將焦點修改或改變很多之情況下觀看由影像顯示器件自然顯示、與安置於眼睛前面之一真實景色整合在一起之一影像，藉此可提供特別適合於供導航使用之其視覺辨識得到改良之一顯示裝置總成。
另外，可採用其中進一步包含一光接收感測器且基於由該光接收感測器獲取之外界(其中放置顯示裝置之環境)之照度資訊而控制欲顯示於光學器件中之一影像之照度之一組態。更特定而言，作為光接收感測器之實例，存在包含於成像器件17中之用於量測曝光之一光電二極體或一光接收器件。
此外，可採用其中速度量測器件31由一習知速度/加速度感測器及基於自該速度/加速度感測器供應之資料而獲取移動速度之一習知計算器件形成之一組態，或可採用其中速度量測器件31由一習知輪旋轉數偵測器件及基於自該輪旋轉數偵測器件供應之資料而獲取移動速度之一習知計算器件形成之一組態。
在根據實施例1之顯示裝置總成中，在其中包含欲顯示之影像之照度資料或色度資料作為影像信號之一情形下，可以可靠地防止難以端視背景而在視覺上辨識影像。另外，作為照度資料之一實例，存在對應於透過影像顯示器件看到之一真實空間之區域之照度之照度資料。作為色度資料之一實例，存在對應於透過影像顯示器件看到之一真實空間之區域之色度之色度資料。更特定而言，存在其中在形成於眼睛前面之真實影像之色彩之亮度及透過半透射型(透視型)光學器件看到之顯示於光學器件中之影像之色彩之亮度或平衡不在一恆定範圍內時，難以同時極好地觀察形成於眼睛前面之真實影像及該影像(虛擬影像)的情形。然而，可將欲顯示之影像之色彩之亮度調整至形成於眼睛前面之真實影像，且因此，可在視覺上極好地辨識影像。換言之，可以可靠地防止一觀察者難以端視形成於眼睛前面之真實影像而在視覺上辨識一影像。
實施例2
實施例2係實施例1之一修改且係關於根據本發明之實施例1B之一顯示裝置總成。在根據實施例2之顯示裝置總成中，影像顯示器件(特定而言，在實施例2中，取決於移動速度之用於左眼及右眼之兩個影像顯示器件100、200、300、400及500)中之至少一者進一步包含一移動器件40，其使影像形成器件111(111A及111B)或211之一光學軸及一光學系統112或254之一光學軸沿一水平方向(X軸方向)相對移動，且藉由通過使用移動器件40來使影像形成器件111(111A及111B)或211之光學軸以及光學系統112及254之光學軸沿水平方向(X軸方向)相對移動而改變一會聚角(水平表面中之一主光束橫穿角)。另外，將顯示裝置之移動速度與移動器件之移動量之間的關係及諸如此類預先儲存於一控制器件18中包含之一儲存單元中。
更特定而言，如作為概念圖之圖8A、8B及2中所圖解說明，可使兩個影像顯示器件100、200、300、400及500中之每一者之影像形成器件111或211之光學軸及其光學系統112或254之光學軸之位置沿水平方向(X軸方向)相對移動。換言之，將影像形成器件111或211及光學系統112或254中之任一者(舉例而言，光學系統112或254)放置於由一齒條傳動單元組態之一移動導引單元42中，且藉由一馬達及一小齒輪41在移動導引單元42上移動影像形成器件111或211及光學系統112或254中之任一者(舉例而言，光學系統112或254)。另一選擇係，其可經組態以使得將影像形成器件及光學系統中之任一者放置於移動導引單元中，且藉由一壓電器件或一超音波馬達在該移動導引單元上移動該影像形成器件及該光學系統中之任一者。此外，特定而言，控制器件18藉由基於顯示裝置之移動速度資訊而操作一馬達、一小齒輪41及諸如此類以使影像形成器件111或211及/或光學系統112或254沿水平方向相對移動來改變會聚角。移動速度越高，會聚角變得越小。
在此一組態中，出現自光學系統112或254輸出且入射至光學器件120、320或520之平行光相對於光學器件120、320及520之YZ平面入射角之一改變。換言之，出現光學系統112或254之光學軸相對於YZ平面之角度之一改變。此處，藉由將影像形成器件111或211及光學系統112或254自圖8A中所圖解說明之狀態移動至圖8B中所圖解說明之狀態，會聚角之值增加且虛擬影像距離減小，換言之，虛擬影像接近觀察者。換言之，舉例而言，使影像形成器件111或211或者光學系統112或254沿水平方向(X軸方向)相對移動以使得圖6中所展示之一點「A」位於一所期望位置處。另外，在移動影像形成器件111或211時，可移動整個影像形成器件111或211，或可移動影像形成器件111或211之構成元件之一部分(舉例而言，一液晶顯示器件151、一掃描單元253或諸如此類)。
如同上述，藉由依據移動速度(移動速度資訊)而移動由用於右眼及左眼之兩個影像顯示器件100、200、300、400或500獲取之兩個影像，可將一虛擬影像配置於一所期望位置處。換言之，藉由沿水平方向改變顯示於組態影像顯示器件100、200、300、400或500之光學器件120、320或520中之兩個影像之距離(間隙)或改變YZ平面入射角，可與移動速度對應地改變會聚角。由於可藉由使影像形成器件111及211及/或光學系統112及254沿水平方向(X軸方向)相對移動來改變會聚角，因此由影像顯示器件顯示之一影像之一視點距離與虛擬影像距離可經組態而相同或盡可能地大致相同。因此，一觀察者20可在不將焦點修改或改變很多之情況下觀看由影像顯示器件自然顯示之影像。
實施例3
實施例3係實施例1之一修改，且更特定而言，係關於根據本發明之實施例1C之一顯示裝置總成。圖9A及9B係根據實施例3之顯示裝置之概念圖。在根據實施例3之顯示裝置中，至少一個影像顯示器件(在實施例3中，用於左眼及右眼之兩個影像顯示器件中之每一者)進一步包含使影像形成器件111或211及光學系統112或254旋轉之一旋轉移動器件43。因此，在一控制器件18之控制下端視移動速度而藉由通過使用旋轉移動器件43來使影像形成器件111或211及光學系統112或254旋轉，改變自光學系統112或254輸出且入射至光學器件120或320之平行光相對於光學器件120或320之入射角(YZ平面入射角)，換言之，改變光學系統112或254之光學軸相對於YZ平面之角度，藉此改變會聚角(水平面中之主光束橫穿角)。此處，藉由將影像形成器件111或211及光學系統112或254自圖9A中所圖解說明之狀態移動至圖9B中所圖解說明之狀態，會聚角之值增加且虛擬影像距離減小。換言之，虛擬影像接近觀察者。另外，將顯示裝置之移動速度與旋轉移動器件之旋轉移動量之間的關係預先儲存於控制器件18中包含之一儲存單元中。
此處，藉由旋轉移動器件43旋轉影像形成器件111或211及光學系統112或254。更特定而言，雖然兩個影像顯示器件中之每一者之影像形成器件111或211之光學軸與光學系統112或254之光學軸之間的位置關係係固定的，但可藉由操作一壓電器件、一馬達或一超音波馬達相對於用作一旋轉軸配置於一適當位置處之Z軸旋轉至少一個影像顯示器件。在此一形式中，出現自光學系統112或254輸出且入射至光學器件120或320之平行光相對於光學器件120或320之YZ平面入射角之一改變。換言之，出現光學系統112或254之光學軸相對於YZ平面之角度之一改變。在某些情況下，可一起旋轉光學器件120或320。
實施例4
實施例4亦係實施例1之一修改且係關於根據本發明之實施例1D之一顯示裝置總成。在根據實施例4之顯示裝置總成中，組態至少一個影像顯示器件(在實施例4中，用於左眼及右眼之兩個影像顯示器件中之每一者)之一光學系統112或254包含一液體鏡片44。因此，在控制器件18之控制下端視顯示裝置之移動速度而藉由操作液體鏡片44來改變會聚角(水平表面中之主光束橫穿角)。另外，將顯示裝置之移動速度與液體鏡片之操作狀態之間的關係預先儲存於控制器件18中包含之一儲存單元中。
組態光學系統112或254之液體鏡片44由利用一電潤濕現象之一習知液體鏡片44組態。藉由操作液體鏡片44，可沿水平方向(X軸方向)移動光學系統112或254之光學軸，或可改變光學系統112或254之光學軸相對於YZ平面之角度，而將光學系統112或254之光學軸與Y軸之間的關係維持為恆定。因此，出現自光學系統112或254輸出且入射至光學器件120或320之平行光相對於光學器件120或320之YZ平面入射角之一改變。換言之，出現光學系統112或254之光學軸相對於YZ平面之角度之一改變。
將參考圖10A至10C及圖11A至11C闡述液體鏡片44之原理。圖10A係沿圖10B中所展示之線A-A截取之一示意性剖視圖，圖10B係沿圖10A中所展示之線B-B截取之一示意性剖視圖(此處，圖中未展示一第一液體)，且圖10C及圖11A至11C係沿圖10A中所展示之線C-C截取之示意性剖視圖。此處，液體鏡片在被沿xy平面切割時之形狀係一示意性形狀，其不同於實際形狀。
表示圖10A至10C及圖11A至11C中所圖解說明之原理圖之液體鏡片(為便於說明，稱為一「原理式液體鏡片」)包含一殼體。此殼體由以下元件形成：一第一側構件51；一第二側構件52，其面對第一側構件51；一第三側構件53，其結合第一側構件51之一個端部分及第二側構件52之一個端部分；一第四側構件54，其結合第一側構件51之另一端部分及第二側構件52之另一端部分；一頂部面板55，其安裝於第一側構件51、第二側構件52、第三側構件53及第四側構件54之頂部面上；及一底部面板56，其安裝於第一側構件51、第二側構件52、第三側構件53及第四側構件54之底部面上。此殼體組態一個鏡片室。該鏡片室由一第一液體65及一第二液體66佔據，該第一液體及第二液體將液體鏡片構成為其軸線沿第一側構件51及第二側構件52延伸(Z方向)之方向延伸之一圓柱鏡片。
另外，將一第一電極61安裝於頂部面板55之內面上，將一第二電極62安裝於第一側構件51之內面上，且將一第三電極63安裝於第二側構件52之內面上。此處，在圖10A至10C中所圖解說明之狀態下，不將電壓施加至第一電極61、第一電極62及第三電極63。
當自此狀態將適當電壓施加至第一電極61、第二電極62及第三電極63時，第一液體65與第二液體66之間的界面之狀態改變至圖11A、11B或11C中所圖解說明之狀態。此處，圖11A中所圖解說明之狀態圖解說明當將相同電壓施加至第二電極62及第三電極63時之一狀態，且形成於鏡片室內部之液體鏡片在被沿xy平面切割時之形狀相對於光學軸OA係對稱的。另外，圖11B及11C中所圖解說明之狀態圖解說明當將不同電壓施加至第二電極62及第三電極63時之一狀態，且形成於鏡片室內部之液體鏡片在被沿xy平面切割時之形狀相對於光學軸OA係不對稱的。。此處，圖11C中所圖解說明之第二電極62與第三電極63之間的一電位差大於圖11B中所圖解說明之狀態。如圖11B及11C中所圖解說明，根據第二電極62與第三電極63之間的電位差，可改變液體鏡片之光學功率，且可沿正交於z方向之y方向移動液體鏡片之光學軸OA(由一虛線指示)。另一選擇係，藉由配置各自圖解說明於原理圖中之複數個液體鏡片且適當地控制施加至液體鏡片中之每一者之第二電極62及第三電極63之電壓，可移動液體鏡片作為一整體之光學軸，且可改變液體鏡片作為一整體之光學軸之傾斜，藉此在液體鏡片作為一整體中組態一菲涅耳(Fresnel)鏡片。
圖12、圖13A至13C及圖14A及14B中圖解說明根據實施例4之一實際液體鏡片44之示意性剖視圖。圖12係沿圖10B中所展示之線A-A截取之一示意性剖視圖，且圖13A至13C以及圖14A及14B係沿圖12中所展示之線C-C截取之示意性剖視圖。另外，沿圖12中所展示之線B-B截取之示意性剖視圖類似於圖10B中所圖解說明之示意性剖視圖。
液體鏡片44包含(A)一殼體50，其包含：一第一側構件51；一第二側構件52，其面對第一側構件51；一第三側構件53，其結合第一側構件51之一個端部分及第二側構件52之一個端部分；一第四側構件54，其結合第一側構件51之另一端部分及第二側構件52之另一端部分；一頂部面板55，其安裝於第一側構件51、第二側構件52、第三側構件53及第四側構件54之頂部面上；及一底部面板56，其安裝於第一側構件51、第二側構件52、第三側構件53及第四側構件54之底部面上，及(B)(M-1)個分割區壁構件57，其平行地配置於第一側構件51與第二側構件52之間。
在根據實施例4之液體鏡片44中，將M個(五個)鏡片室58(581 、582 、583 、584 及585 )對準。此處，鏡片室58(581 、582 、583 、584 及585 )中之每一者由一第一液體65及第二液體66佔據，該第一液體及第二液體將液體鏡片構成為其軸線沿平行於分割區壁構件57延伸之方向之方向(z方向)延伸之一圓柱鏡片。
第一鏡片室581 由以下元件組態：第一側構件51；第三側構件53；一第一分割區壁構件57；第四側構件54；頂部面板55及底部面板56。另外，將一第一電極61安裝於組態第一鏡片室581 之頂部面板55之一部分之內面上，將一第二電極62安裝於組態第一鏡片室581 之第一側構件51之一部分之內面上，且將一第三電極63安裝於組態第一鏡片室581 之第一分割區壁構件57之一部分之內面上。
另外，第(m+1)鏡片室58(m+1) 由以下元件組態：第m(此處，m=1、2、…、M-2)分割區壁構件57；第三側構件53；第(m+1)分割區壁構件57；第四側構件54；頂部面板55及底部面板56。另外，將一第一電極61安裝於組態第(m+1)鏡片室58(m+1) 之頂部面板55之一部分之內面上，將一第二電極62安裝於組態第(m+1)鏡片室58(m+1) 之第m分割區壁構件57之一部分之內面上，且將一第三電極63安裝於組態第(m+1)鏡片室58(m+1) 之第(m+1)分割區壁構件57之一部分之內面上。
此外，第M鏡片室58M (=585 )由以下元件組態：第(M-1)分割區壁構件57；第三側構件53；第二側構件52；第四側構件54；頂部面板55及底部面板56。另外，將一第一電極61安裝於組態第M鏡片室58M (=585 )之頂部面板55之一部分之內面上，將一第二電極62安裝於組態第M鏡片室58M (=585 )之第(M-1)分割區壁構件57之一部分之內面上，且將一第三電極63安裝於組態第M鏡片室58M (=585 )之第二側構件52之一部分之內面上。
另外，在圖中所圖解說明之實例中，雖然針對每一鏡片室安裝第一電極61，但可將作為第一電極61之一個電極安裝於頂部面板55之內面上。
在根據實施例4之液體鏡片44中，針對第一側構件51、第二側構件52及分割區壁構件57中之每一者之其中至少定位第一液體65與第二液體66之間的界面之表面執行一撥水處理。另外，分割區壁構件57之底部面延伸直至底部面板56，且分割區壁構件57之頂部面延伸直至頂部面板55。殼體50之外形係具有沿z方向之一長側及沿y方向之一短側之一矩形。自底部面板56入射光且自頂部面板55輸出光。
第一液體65及第二液體66係不溶且不混合的，且第一液體65與第二液體66之間的界面組態一鏡片表面。此處，第一液體65具有導電性且第二液體66具有一絕緣性質。使第一電極61與第一液體65接觸，透過一絕緣膜64使第二電極62與第一液體65及第二液體66接觸，且透過絕緣膜64使第三電極63與第一液體65及第二液體66接觸。另外，頂部面板55、底部面板56及第一電極61由對入射至液體鏡片44之光透明之材料構成。
更特定而言，頂部面板55、底部面板56、第一側構件51、第二側構件52、第三側構件53、第四側構件54及分割區壁構件57由玻璃或諸如丙烯酸樹脂之一樹脂製造而成。另外，具有導電性之第一液體65由氯化鋰水溶液形成且具有1.06克/cm3 之一密度及1.34之一折射率。另一方面，具有一絕緣性質之第二液體66由矽油(由邁圖高新材料日本有限公司(Momentive Performance Materials Japan LLC)製造TSF437)形成且具有1.02克/cm3 之一密度及1.49之一折射率。另外，第一電極61由ITO形成，且第二電極62及第三電極63形成為一金屬電極，舉例而言，由金、鋁、銅、銀或諸如此類製成。此外，絕緣膜64由聚對二甲苯或諸如氧化鉭或二氧化鈦之一金屬氧化物形成。另外，在絕緣膜64上形成一撥水處理層(圖中未展示)。該撥水處理層由聚對二甲苯或氟化聚合物形成。較佳係針對第一電極61之表面執行一親水處理，且針對第三側構件53或第四側構件54之內面執行一撥水處理。
在實施例4中，為組態光學系統112或254，圖12中所圖解說明之兩個液體鏡片44彼此重疊。更特定而言，液體鏡片44彼此重疊以使得安置於下部側上之液體鏡片44之y方向與安置於上部側上之液體鏡片44之y方向彼此垂直，且安置於下部側上之液體鏡片44之z方向與安置於上部側上之液體鏡片44之z方向彼此垂直。然後，舉例而言，將彼此重疊之兩個液體鏡片44配置於圖1中所圖解說明之光學系統112之位置處以使得安置於下部側上之液體鏡片44之y方向平行於X軸方向，且x方向平行於Y軸方向。
第一電極61、第二電極62及第三電極63具有一組態及一結構以透過圖中未展示之一連接單元連接至一外部控制電路且施加有所期望電壓。當將電壓施加至第一電極61、第二電極62及第三電極63時，由第一液體65與第二液體66之間的界面組態之一鏡片表面自圖13A中所圖解說明之一向下凸出狀態改變至圖13B中所圖解說明之一向上凸出狀態。鏡片表面之狀態根據基於李普曼-楊(Lippman-Young)方程式施加至電極61、62及63之電壓而改變。在圖13B中所圖解說明之實例中，將相同電壓施加至第二電極62及第三電極63。因此，形成於鏡片室內部之液體鏡片在被沿xy平面切割時之形狀相對於液體鏡片之光學軸係對稱的。可針對彼此重疊之兩個液體鏡片44當中的安置於上部側上之液體鏡片44執行此控制。
另外，圖13C以及圖14A及14B中所圖解說明之狀態係將不同電壓施加至第二電極62及第三電極63時之狀態。在此等狀態下，形成於鏡片室內部之液體鏡片在被沿xy平面切割時之形狀相對於液體鏡片之光學軸係不對稱的。此處，在圖13C中所圖解說明之狀態下，組態一菲涅耳鏡片作為液體鏡片44。可針對彼此重疊之兩個液體鏡片44當中的安置於上部側上之液體鏡片44執行此控制。
在圖14A及14B中所圖解說明之狀態下，沿垂直於z方向之y方向(X軸方向)移動液體鏡片之光學軸。藉由形成圖14A或14B中所圖解說明之狀態，可改變自液體鏡片44輸出之光之前進方向，或可控制液體鏡片44作為一整體之光學軸相對於x方向之傾斜。換言之，藉由針對彼此重疊之兩個液體鏡片44當中的安置於下部側上之液體鏡片44執行此控制，可沿X軸方向移動該液體鏡片之光學軸，或可使該液體鏡片之光學軸相對於Y軸方向傾斜。另外，可根據第二電極62與第三電極63之間的一電位差來改變液體鏡片之光學功率。此處，在圖14A中所圖解說明之狀態下，將相同電壓施加至每一第二電極62，且將相同電壓施加至每一第三電極63。另一方面，在圖14B中所圖解說明之狀態下，將不同電壓施加至第二電極62及第三電極63，且組態一個種類之菲涅耳鏡片作為液體鏡片44之一整體。在控制器件18之控制下端視移動速度而執行將電壓施加至第二電極62及第三電極63。
當圓柱鏡片藉由將電壓施加至第一電極61、第二電極62及第三電極63來實施光學功率時，圓柱鏡片在xz平面(或平行於xz平面之一平面)中之光學功率大致係零，且圓柱鏡片在xy平面中之光學功率具有一有限值。此處，一「液體鏡片作為一整體之光學軸」係結合在沿xy平面切割液體鏡片44時作為液體鏡片44之一整體獲取之虛擬鏡片(作為液體鏡片44之一整體之一個鏡片)之兩個虛擬影像光學表面之曲率之中心之一線。
其可經組態以使得將第二電極62連接至一共同佈線，將第三電極63連接至一共同佈線，將相同電壓施加至第二電極62且將相同電壓施加至第三電極63。另一選擇係，其可經組態以使得將第二電極62連接至一共同佈線且將第三電極63連接至個別佈線以個別地施加有不同電壓，其可經組態以使得將第三電極63連接至一共同佈線，將第二電極62連接至個別佈線以個別地施加有不同電壓，或其可經組態以使得將所有第二電極62及第三電極63連接至個別佈線以個別地施加有不同電壓。
實施例5
實施例5係實施例1之一修改且係關於根據本發明之實施例1E之一顯示裝置。在根據實施例5之顯示裝置中，組態至少一個影像顯示器件(在實施例5中，用於左眼及右眼之兩個影像顯示器件中之每一者)之一光學系統112或254包含一液體稜鏡45。因此，藉由端視移動速度操作液體稜鏡45，改變會聚角(水平表面中之主光束橫穿角)。
組態光學系統112或254之一部分之液體稜鏡45由利用一電潤濕現象之一習知液體稜鏡45組態。藉由操作液體稜鏡45，可改變光學系統112或254之光學軸相對於YZ平面之角度。在此一形式中，出現自光學系統112或254輸出且入射至光學器件120或320之平行光相對於光學器件120或320之YZ平面入射角之一改變。換言之，出現光學系統112或254之光學軸相對於YZ平面之角度之一改變。
如作為一概念圖之圖15中所圖解說明，液體稜鏡45之組態及結構可與圖10A至10C中所圖解說明之原理性液體鏡片之組態及結構相同，且省略其之詳細說明。與原理性液體鏡片之一差別係一鏡片表面不由第一液體65與第二液體66之間的界面組態且組態一稜鏡之一平坦傾斜表面，且可藉由適當地選擇第一液體65及第二液體66來獲取此一組態。然後，舉例而言，可將液體稜鏡45配置於圖1中所圖解說明之顯示裝置之光學系統112與導光板121之間以使得y方向平行於X軸方向且x方向平行於Y軸方向。在控制器件18之控制下端視移動速度而執行將電壓施加至第二電極62及第三電極63。可將顯示裝置之移動速度與液體稜鏡之操作狀態之間的關係預先儲存於控制器件18中包含之儲存單元中。
實施例6
實施例6係根據實施例1至5之顯示裝置總成之一修改。在根據實施例6之顯示裝置中，藉由控制輸入至組態至少一個影像顯示器件(在實施例6中，用於左眼及右眼之兩個影像顯示器件100、200、300、400及500中之每一者)之影像形成器件111A及111B之影像信號，除根據實施例1至5之對會聚角之調整以外，一觀察者端視影像顯示器件之安裝狀態而執行對會聚角之更精確調整，或調整顯示於組態至少一個影像顯示器件之光學器件中之一影像之位置。另外，在實施例6中，雖然執行對會聚角之調整及對一影像之位置之基於觀察者之觀察位置之調整兩者，但可僅執行其一者。
更特定而言，基於觀察者之一指令藉由控制器件18讀出儲存於儲存單元中之一測試影像信號。然後，控制器件18針對該影像信號執行用於顯示一影像之一處理程序，且基於該測試影像信號藉由影像形成器件111A及111B產生影像。最後，此等影像透過光學系統112或254及光學器件120、320或520到達將顯示裝置安裝於其之一觀察者20之兩個眼睛。
然後，顯示於光學器件120、320或520中之影像被水平且垂直移動並透過控制器件18，且更特定而言，藉由使用配置於控制器件18中之一開關(圖中未展示)來旋轉以使得顯示於用於左眼及右眼之影像顯示器件100、200、300、400或500中之影像在一所期望位置處一致(彼此重疊)。換言之，舉例而言，顯示於光學器件120、320或520中之影像被水平且垂直移動及旋轉以使得展示於圖6中之一點「A」位於一所期望位置處。如同上述，藉由操作配置於控制器件18中之開關，控制(校正)影像信號。換言之，在控制器件18內產生一顯示位置校正信號，且將該顯示位置校正信號添加至該影像信號。
圖16A中示意性地圖解說明其中使由用於左眼及右眼之影像顯示器件100、200、300、400及500顯示之影像自所期望位置水平不對準之一狀態，圖16B中示意性地圖解說明其中使上述影像垂直不對準之一狀態，且圖16C中示意性地圖解說明其中上述影像在一旋轉狀態下不對準之一狀態。此處，安置於圖16A、16B及16C中之右側上之影像表示由用於右眼之影像顯示器件100、200、300、400及500顯示之影像，且安置於圖16A、16B及16C中之左側上之影像表示由用於左眼之影像顯示器件100、200、300、400及500顯示之影像。另外，圖16A、16B及16C中之右側上表示之虛線表示由用於左眼之影像顯示器件100、200、300、400或500顯示之影像之重疊。
此處，對於一影像沿水平方向之移動，可由控制器件18產生用於沿水平方向將基於一影像信號之影像之位置移位+i個像素或-i個像素之一信號作為一顯示位置校正信號。另一選擇係，可由控制器件18產生用於將一水平同步信號之時序移位+i個像素或-i個像素之一信號。另外，對於一影像沿垂直方向之移動，可由控制器件18產生用於沿垂直方向將基於一影像信號之一影像之位置移位+j個像素或-j個像素之一信號作為顯示位置校正信號，或可由控制器件18產生用於將一垂直同步信號之時序移位+j個像素或-j個像素之一信號。換言之，其可藉由使一影像之記憶體讀取位置逐時序延遲或提前或藉由將該垂直同步信號或該水平同步信號之時序移位來達成。此外，對於旋轉一影像之移動，可由控制器件18藉由使用一習知方法來產生用於旋轉一影像之一信號作為一顯示位置校正信號。
然後，將由用於左眼及右眼之影像顯示器件100、200、300、400及500顯示之影像彼此一致(彼此重疊)時之顯示位置校正信號儲存於控制器件18中。舉例而言，可藉由使用配置於控制器件18中之一按鈕(圖中未展示)來執行此一操作。舉例而言，可在一觀察者佩戴該等影像顯示器件時執行一次此一操作。另外，在此一操作中，可使用藉由組合沿水平方向延伸之一線、沿垂直方向延伸之一線及沿一傾斜方向延伸之一線而獲取之一個種類之測試型樣，如圖16A至16C中所圖解說明。如同上述，藉由控制顯示於組態至少一個影像顯示器件100、200、300、400或500之光學器件120、320或520中之影像之位置，可調整顯示於兩個影像顯示器件100、200、300、400及500中之兩個影像之相互位置。換言之，可執行對會聚角之一更精確調整及對一影像之位置之調整之兩者。
如上所述，將顯示位置校正信號儲存於控制器件(一控制電路或一控制單元)18中。然後，由控制器件18針對影像信號執行用於顯示一影像之一處理程序。換言之，由控制器件18將一顯示位置校正信號添加至影像信號(特定而言，資料「POS_X」及「POS_Y」)。因此，藉由控制輸入至組態至少一個影像顯示器件(在實施例6中，用於左眼及右眼之兩個影像顯示器件100、200、300、400及500)之影像形成器件111A及111B之影像信號，換言之，藉由調整由用於左眼及右眼之兩個影像顯示器件100、200、300、400及500獲取之兩個影像之間的一距離(間隙)，可執行對會聚角之更精確調整。
實施例7
實施例7亦係實施例1之一修改。在實施例7中，假定佩戴該顯示裝置總成之一觀察者(一操作者、一駕駛員、一乘客或任一其他人員)乘坐一運輸單元(運輸機)，該運輸單元係一腳踏車。一速度量測器件由一習知輪旋轉數偵測器件及基於自該旋轉數偵測器件供應之資料而獲取移動速度之一習知計算器件形成。
更特定而言，在該腳踏車中包含一步調(一腳踏車之一曲柄之旋轉數)偵測單元。腳踏車之曲柄之旋轉數由步調偵測單元以一有線或無線方式傳輸至計算器件。在計算器件中，基於由步調偵測單元基於一恆定時間間隔Δt處之經設定傳動資料而獲取之曲柄旋轉數資料來計算腳踏車之當前移動速度。然後，以一有線或無線方式將此移動速度(移動速度資訊)傳輸至控制器件18，且因此，類似於實施例1至6，改變會聚角。
通常，由於在騎車期間一騎腳踏車者之視線位於與腳踏車相隔5 m或更多之一場所處，因此藉由設定會聚角以使得虛擬影像距離等於或多於5 m，比該場所更遠之一場所大致在騎車者之眼睛之焦深內。因此，會聚角可經設定以使得在其中(舉例而言)腳踏車之移動速度等於或高於10 km/小時之一情形下虛擬影像距離等於或多於5 m。另一方面，會聚角可經設定以使得(舉例而言)在腳踏車之移動速度低於10 km/小時時虛擬影像距離係4 m。
實施例8
實施例8係根據本發明之第二實施例之一顯示裝置總成，且更特定而言，係關於根據本發明之實施例2A之一顯示裝置總成。根據實施例8或稍後欲闡述之實施例9之顯示裝置總成係包含一顯示裝置及量測該顯示裝置之移動速度之一速度量測器件31之一顯示裝置總成。該顯示裝置包含：(A)一眼鏡型框架10，其由一觀察者(一操作者、一駕駛員、一乘客或諸如此類)20之頭部佩戴；及(B)一影像顯示器件，其安裝至框架10。此處，在實施例8或稍後欲闡述之實施例9中，假定包含用於左眼及右眼之兩個影像顯示器件100、200、300、400及500。換言之，該顯示裝置係包含兩個影像顯示器件之一雙目型。影像顯示器件100、200、300、400及500中之每一者包含：
(A)影像形成器件111及211；
(B)光學系統(平行光輸出光學系統)112及254，其將自影像形成器件111及211輸出之光形成為平行光；及
(C)光學器件(導光單元)120、320及520，自光學系統112及254輸出之光入射至該等光學器件且其中光經導引以被輸出。根據實施例8或稍後欲闡述之實施例9之顯示裝置總成之組態及結構可大致類似於實施例1中所闡述之顯示裝置總成之組態及結構，且因此省略其詳細說明。
在根據實施例8之顯示裝置總成中，基於由速度量測器件31量測之顯示裝置之移動速度，改變光學系統112或254之焦距，且改變由影像顯示器件100、200、300、400或500顯示之一影像之虛擬影像距離Lvi 。更特定而言，移動速度越高，光學系統112或254之焦距變得越長，藉此由影像顯示器件100、200、300、400或500顯示之影像之虛擬影像距離Lvi 增加。此處，組態影像顯示器件100、200、300、400或500之光學系統112或254包含一液體鏡片，且藉由操作該液體鏡片來改變光學系統112或254之焦距。圖17中圖解說明此一液體鏡片之一示意性剖視圖，且圖18中圖解說明其一平面圖。該液體鏡片由一菲涅耳鏡片組態且同心地配置環形鏡片室。
換言之，該液體鏡片包含(A)一殼體，其包含：一所謂的無端外壁構件79，其不具有一端部分；一頂部面板75，其安裝於外壁構件79之頂部面上；及一底部面板76，其安裝於外壁構件79之底部面上，及(B)(N-1)個分割區壁構件77，其不具有一端部分且同心地配置於外壁構件79中。此處，該殼體之外形係一圓形。另外，包含由(N-1)個環形鏡片室及第(N-1)分割區壁構件77環繞之一中心鏡片室。在圖中所圖解說明之實例中，N=3。每一鏡片室78(781 、782 或783 )由組態液體鏡片之第一液體65及第二液體66佔據。
第一鏡片室(環形鏡片室)781 由外壁構件79、第一分割區壁構件77、頂部面板75及底部面板76組態。另外，將第一電極81安置於組態第一鏡片室781 之頂部面板75之一部分之內面上，將第二電極82安置於組態第一鏡片室781 之外壁構件79之一部分之內面上，且將第三電極83安置於組態第一鏡片室781 之第一分割區壁構件77之一部分之內面上。
第(n+1)鏡片室(環形鏡片室)78(n+1) 由第n(此處，n=1、2、…、N-2)分割區壁構件77、第(n+1)分割區壁構件77、頂部面板75及底部面板76組態。另外，將第一電極81安置於組態第(n+1)鏡片室78(n+1) 之頂部面板75之一部分之內面上，將第二電極82安置於組態第(n+1)鏡片室78(n+1) 之第n分割區壁構件77之一部分之內面上，且將第三電極83安置於組態第(n+1)鏡片室78(n+1) 之第(n+1)分割區壁構件77之一部分之內面上。
將第一電極81安置於組態對應於第N鏡片室78N 之中心鏡片室783 之頂部面板75之一部分之內面上，且將第三電極83安置於組態中心鏡片室783 之第(N-1)分割區壁構件77之一部分之內面上。
在圖中所圖解說明之實例中，針對每一鏡片室安置第一電極81。然而，可將作為第一電極81之一個電極安置於頂部面板75之內面上。
在此液體鏡片中，類似於實施例4，針對外壁構件79及分割區壁構件77中之每一者之其中至少定位第一液體65與第二液體66之間的界面之表面執行一撥水處理。自底部面板76入射光且自頂部面板75輸出光。在每一鏡片室781 、782 或783 中，藉由將施加至第二電極82及第三電極83之電壓組態為彼此不同，改變液體鏡片之光學功率。另一選擇係，在每一鏡片室781 、782 或783 中，藉由將施加至第二電極82及第三電極83之電壓組態為不同，由液體鏡片作為一整體組態一菲涅耳鏡片。
藉由通過使用控制器件18基於由速度量測器件31量測之顯示裝置之移動速度來控制施加至第二電極82及第三電極83之電壓，改變液體鏡片之焦距，且改變由影像顯示器件100、200、300、400或500顯示之影像之虛擬影像距離。另外，可將顯示裝置之移動速度與虛擬影像距離之間的關係預先儲存於控制器件18中包含之一儲存單元中。
另外，由根據實施例8之顯示裝置總成之液體鏡片組態之光學系統112及254可適用於圖1至7中所闡述之顯示裝置總成之光學系統112及254。
根據實施例8之顯示裝置總成，藉由根據顯示裝置之移動速度二自動改變虛擬影像距離，由影像顯示器件顯示之一影像之視點距離與虛擬影像距離可盡可能地彼此一致，藉此可提供特別適合於供導航使用之其視覺辨識得到改良之一顯示裝置總成。
實施例9
實施例9係關於根據本發明之第三實施例之一顯示裝置總成。根據實施例9之顯示裝置總成，基於由速度量測器件31量測之顯示裝置之移動速度，改變顯示於光學器件(導光單元)120、320或520中之影像之大小、影像之照度、影像之解析度及影像之內容中之至少一者(15種組合)。
更特定而言，基於由速度量測器件31量測之顯示裝置之移動速度，在控制器件18之控制下，藉由使用一習知方法，可隨著顯示裝置之移動速度增加而減小影像之照度之值(換言之，使影像變暗)，且可隨著顯示裝置之移動速度減小而增加影像之照度之值(換言之，使影像變亮)。另外，在其中改變影像之解析度之一情形下，更特定而言，藉由使用一習知方法，可隨著顯示裝置之移動速度增加而減小影像之解析度之值(換言之，粗略地形成影像)，且可隨著顯示裝置之移動速度減小而增加影像之解析度之值(換言之，精緻地形成影像)。此外，在其中改變影像之內容之一情形下，更特定而言，藉由使用一習知方法，隨著顯示裝置之移動速度增加，可減小或簡化影像之內容(資訊量)，可使光學器件中之影像之顯示區域變窄以減小光學器件中之影像之顯示大小或在光學器件中粗略地顯示影像，且隨著顯示裝置之移動速度減小，可增加影像之內容(資訊量)，可使光學器件中之影像之顯示區域變寬，可增加光學器件中之影像之顯示大小或可在光學器件中精緻地顯示影像。此處，可將顯示裝置之移動速度與影像之大小之間的關係、顯示裝置之移動速度與影像之照度之間的關係、顯示裝置之移動速度與影像之解析度之間的關係及顯示裝置之移動速度與影像之內容之間的關係預先儲存於控制器件18中包含之一儲存單元中。可由控制器件18端視移動速度而處理儲存於控制器件18之儲存單元中之影像資料，或其可經組態以使得將複數個影像資料集儲存於控制器件18之儲存單元中，且控制器件18端視移動速度而自該複數個影像資料集讀出適當影像資料。
另外，根據實施例9之顯示裝置總成可適用於實施例1至8中所闡述之顯示裝置總成。
根據實施例9之顯示裝置總成，由於根據顯示裝置之移動速度而改變顯示於光學器件中之一影像之大小、影像之照度、影像之解析度及影像之內容中之至少一者，因此可適當地選擇適合於顯示裝置之移動速度之影像之大小、影像之照度、影像之解析度或影像之內容，且因此可提供特別適合於供導航使用之一顯示裝置總成。
實施例10
實施例10係根據本發明之第四實施例之一顯示裝置總成。根據實施例10之顯示裝置總成係包含一顯示裝置及量測該顯示裝置之移動期間的加速度之一加速度量測器件32之一顯示裝置總成。該顯示裝置包含：(A)一眼鏡型框架10，其由一觀察者(一操作者、一駕駛員、一乘客或諸如此類)20之頭部佩戴；及(B)一影像顯示器件，其安裝至框架10。此處，在實施例10中，假定包含用於左眼及右眼之兩個影像顯示器件100、200、300、400及500。換言之，該顯示裝置係具有兩個影像顯示器件之一雙目型。影像顯示器件100、200、300、400及500中之每一者包含：
(A)影像形成器件111及211；
(B)光學系統(平行光輸出光學系統)112及254，其將自影像形成器件111及211輸出之光形成為平行光；及
(C)光學器件(導光單元)120、320及520，自光學系統112及254輸出之光入射至該等光學器件且其中光經導引以被輸出。根據實施例10之顯示裝置總成之組態及結構可經組態而大致類似於實施例1中所闡述之顯示裝置總成之組態及結構，且因此省略其詳細說明。
根據實施例10之顯示裝置總成，當由加速度量測器件32量測之該顯示裝置之移動期間的加速度之絕對值等於或大於一預定值時，停止影像顯示器件100、200、300、400及500之操作。可將加速度之預定值預先儲存於控制器件18中包含之一儲存單元中。此處，在實施例10中，舉例而言，預定值α0 可係5 m/sec2 。當加速度之絕對值等於或大於預定值時，停止影像顯示器件100、200、300、400及500之操作，以使得影像自光學器件消失。因此，觀察者可僅在視覺上辨識形成於眼睛前面之真實影像，且因此，可用肉眼可靠地且容易地檢查實際情況。為開始影像顯示器件100、200、300、400及500之操作，舉例而言，觀察者可按壓一開始按鈕。
該加速度量測器件由一習知全球定位系統及基於自該全球定位系統供應之資料而獲取加速度之一習知計算器件形成。另一選擇係，該加速度量測器件可由一習知加速度感測器及基於自該加速度感測器供應之資料而獲取加速度之一習知計算器件形成。此外，該加速度量測器件可由一習知輪旋轉數偵測器件及基於自該輪旋轉數偵測器件供應之資料而獲取加速度之一習知計算器件形成。
根據實施例10之顯示裝置總成，由於當該顯示裝置之移動期間的加速度之絕對值等於或大於預定值時停止該等影像顯示器件之操作，因此不在該光學器件中顯示一影像且可立即用肉眼檢查實際情況，藉此可提供特別適合於供導航使用之一顯示裝置總成。
另外，根據實施例10之顯示裝置總成可適用於實施例1至9中所闡述之顯示裝置總成。舉例而言，在其中組合根據實施例10之顯示裝置總成與實施例9中所闡述之顯示裝置總成之一情形下，在當前加速度之絕對值大於預定值α0 時停止影像顯示器件100、200、300、400及500之操作。另一方面，在當前加速度之絕對值小於預定值α0 時，隨後量測當前移動速度。然後，當移動速度等於或大於一預定移動速度時，使光學器件120、320或520之顯示螢幕之範圍變窄，降低其解析度或照度，或僅顯示表示前進之定向之一箭頭及當前移動速度。另外，當移動速度不係零但其低於預定移動速度時，使光學器件120、320或520中之顯示影像之範圍變寬，增加解析度或照度，或將顯示切換至其中直至一目的地之剩餘距離之資訊或相鄰者建築物資訊(一公園、一警察局、一便利店及諸如此類)之量較大之一顯示。此外，當移動速度係零(換言之，使觀察者停止)時，在整個螢幕上以全解析度與最大照度顯示一相鄰者地圖。
實施例11
實施例11係根據實施例1至10之影像顯示器件之一修改。如同圖19及21中圖解說明根據實施例11或稍後欲闡述之實施例13之顯示裝置之影像顯示器件200及400之概念圖，一影像形成器件211由根據第二組態之影像形成器件組態。換言之，影像形成器件211包含一光源251及掃描自光源251發射之平行光之一掃描單元253。更特定而言，影像形成器件211包含：一光源251；一準直器光學系統252，其將自光源251發射之光形成為平行光；及一掃描單元253，其掃描自準直器光學系統252輸出之平行光；及一光學系統(中繼光學系統)254，其中繼且輸出由掃描單元253掃描之平行光。另外，可將整個影像形成器件211配合至一罩213(由圖19及21中之虛點線指示)之內部，將一開口部分(圖中未展示)配置於罩213中且透過該開口部分將光自中繼光學系統254輸出。另外，藉由使用一附接構件19以一可拆卸狀態或一固定狀態將每一罩213附接至一邊撐部分13。
光源251由發射白色光之一發光器件組態。自光源251發射之光入射至總體上具有一正光學功率之準直器光學系統252且作為平行光輸出。然後，該平行光由一全反射鏡256反射，一微鏡經組態而可沿二維方向旋轉，且由可二維地掃描用於形成一個種類之二維影像之入射平行光之MEMS形成之掃描單元253執行水平掃描及垂直掃描，且產生虛擬像素(舉例而言，像素之數目可與實施例1中之像素之數目相同)。然後，自該等虛擬像素發射之光穿過由一習知中繼光學系統組態之中繼光學系統(平行光輸出光學系統)254，且形成為平行光之光束入射至光學器件120。
藉由中繼光學系統254形成為平行光之光束入射至其且其中導引該等入射光束以將該等入射光束自其輸出之光學器件120具有與實施例1中所闡述之組態及結構相同之組態及結構，且因此省略其詳細說明。另外，由於除上述之差別以外，根據實施例11之顯示裝置具有與根據實施例1至10之顯示裝置之組態及結構相同之組態及結構，因此省略其詳細說明。
實施例12
實施例12係根據實施例1至10之影像顯示器件之一修改。圖20A中圖解說明根據實施例12之一顯示裝置之一影像顯示器件300之概念圖。另外，圖20B中圖解說明其中擴大一反射型體積全像繞射光柵之一部分之一示意性剖視圖。根據實施例12，類似於實施例1，一影像形成器件111由根據第一組態之一影像形成器件組態。除第一及第二轉向單元之組態及結構以外，一光學器件320之基本組態及結構與根據實施例1之光學器件120之組態及結構相同。
根據實施例12，第一轉向單元及第二轉向單元配置於一導光板321之表面(特定而言，一導光板321之一第二面323)上。第一轉向單元繞射入射至導光板321之光，且第二轉向單元繞射透過複數次全反射在整個導光板321內部傳播之光。此處，第一轉向單元及第二轉向單元由繞射光柵器件，特定而言，反射型繞射光柵器件，且更特定而言，反射型體積全像繞射光柵形成。在下文所呈現之說明中，為便於說明，由一反射型體積全像繞射光柵形成之第一轉向單元稱為一「第一繞射光柵構件330」，且為便於說明，由一反射型體積全像繞射光柵形成之第二轉向單元稱為一「第二繞射光柵構件340」。
在實施例12或稍後欲闡述之實施例13中，第一繞射光柵構件330及第二繞射光柵構件340經組態而藉由層壓若干繞射光柵層(每一者形成為一個層)來形成。另外，在由一光聚合物材料形成之每一繞射光柵層中，形成根據一個類型之波長帶(或波長)之干涉條紋，且藉由使用一般方法來製造該繞射光柵層。形成於該繞射光柵層(繞射光學器件)中之干涉條紋之間距係恆定的，且該等干涉條紋具有一線性形狀且平行於Z軸。另外，第一繞射光柵構件330及第二繞射光柵構件340之軸線平行於X軸，且其法線平行於Y軸。
圖20B中圖解說明其中擴大反射型體積全像繞射光柵之一示意性部分剖視圖。在該反射型體積全像繞射光柵中，形成具有一傾斜角Φ之干涉條紋。此處，傾斜角Φ表示由該反射型體積全像繞射光柵之表面與干涉條紋形成之一角度。干涉條紋係自反射型體積全像繞射光柵之內部形成至其表面。該等干涉條紋滿足一布拉格(Bragg)條件。此處，布拉格條件係滿足以下方程式(A)之一條件。在方程式(A)中，m表示一正整數，λ表示一波長，d表示光柵面之間距(包含沿法線之方向之干涉條紋之虛擬平面之一間隙)，且Θ表示光入射至干涉條紋之一角度之一補角。另外，在其中光以一入射角Ψ穿透至該繞射光柵構件中之一情形下，補角Θ、傾斜角Φ及入射角Ψ中間的關係如同方程式(B)中一樣。
m‧λ=2‧d‧sin(Θ)　(A)
Θ=90°-(Φ+Ψ)　(B)
如上所述，第一繞射光柵構件330配置於(接合至)導光板321之第二面323上且繞射並反射入射至導光板321之平行光以使得在導光板321內部全反射自第一面322入射至導光板321之平行光。另外，如上所述，第二繞射光柵構件340配置於(接合至)導光板321之第二面323上且繞射並反射透過複數次全反射在整個導光板321內部傳播之平行光以將其自導光板321之第一面322輸出為平行光。
然後，該平行光透過全反射在整個導光板321內部轉播且然後被自其輸出。此時，由於導光板321較薄且用於在導光板321內部傳播之光學路徑較長，因此直至平行光到達至第二繞射光柵構件340之全反射之次數根據視角而有所不同。更詳細地闡述，在入射至導光板321之平行光中，沿接近第二繞射光柵構件340之方向以一角度入射至導光板321之平行光之反射次數小於沿遠離第二繞射光柵構件340之方向以一角度入射至導光板321之平行光之反射次數。此之原因係當在整個導光板321內部傳播之光與導光板321之內面相撞時由第一繞射光柵構件330繞射並反射且沿接近第二繞射光柵構件340之方向以一定角度入射至導光板321之平行光與導光板321之法線形成之一角度小於由沿相反方向以一角度入射至導光板321之平行光與該法線形成之一角度。另外，形成於第二繞射光柵構件340內部之干涉條紋之形狀與形成於第一繞射光柵構件330內部之干涉條紋之形狀相對於垂直於導光板321之軸線之一虛擬表面係對稱的。
根據稍後欲闡述之實施例13之一導光板321基本上具有與上述之導光板321之組態及結構相同之組態及結構。除上述之差別以外，根據實施例12之顯示裝置具有與根據實施例1至11之顯示裝置之組態及結構相同之組態及結構，且因此省略其詳細說明。
實施例13
實施例13係根據實施例12之影像顯示器件之一修改。圖21中圖解說明根據實施例13之一顯示裝置之一影像顯示器件之一概念圖。根據實施例13之影像顯示器件400之一光源251、一準直器光學系統252、一掃描單元253、一平行光輸出光學系統(一光學系統或一中繼光學系統254)及諸如此類具有與實施例11之組態及結構相同之組態及結構(根據第二組態之影像形成器件)。另外，根據實施例13之一光學器件320具有與根據實施例12之光學器件320之組態及結構相同之組態及結構。除上述差別以外，根據實施例13之顯示裝置大致具有與根據實施例1或11之顯示裝置之組態及結構相同之組態及結構，且因此省略其詳細說明。
實施例14
實施例14係根據實施例1至13之影像顯示器件之一修改。圖22A及22B中圖解說明概念圖，該等概念圖圖解說明組態根據實施例14之一顯示裝置之一影像顯示器件之一導光板及諸如此類之配置狀態。另外，圖23中圖解說明自側面觀看之根據實施例14之顯示裝置之一示意圖。
在實施例1至13中，如圖2中所圖解說明，在影像顯示器件100或300中，自影像形成器件111或211之中心輸出且穿過光學系統112或254之位於影像形成器件側上之節點之中心光束CL經設計以在XY平面內與導光板121或321相撞。換言之，中心光束CL經設計以在XY平面內以0°之一入射角(XY平面入射角)入射至導光板121或321。在此一情形下，一所顯示影像之中心沿導光板121或321之第一面122或322之垂直線之方向一致。
換言之，在由影像顯示器件100表示之此一影像顯示器件中，如圖2中所圖解說明，自影像形成器件111之位於準直器光學系統112之光學軸上之中心輸出之中心光束CL藉由準直器光學系統112轉換成大致平行光且然後在XY平面內入射至導光板121之第一面(入射面)122。然後，經轉換之平行光在藉由第一轉向單元130在第一面122與第二面123之間全反射之同時沿傳播方向A傳播。隨後，中心光束CL由第二轉向單元140反射並繞射且在XY平面內自導光板121之第一面122輸出以到達觀察者20之瞳孔21。
在一透視型顯示裝置中，為使光學器件120、320或520不干涉觀察者20觀看位於水平方向上之一觀察目標，較佳係將光學器件120、320或520配置為沿水平方向(觀察者之水平方向視線)移位至觀察者之視線之下部側。在此一情形下，將整個影像顯示器件100或300配置至觀察者之水平方向視線之下部側。在此一組態中，如圖27中所圖解說明，必需使整個影像顯示器件100傾斜一角度θ」。因此，存在其中限制影像顯示器件100可傾斜之角度θ」或基於與用於安裝於觀察者之頭上之眼鏡型框架之附接部分(邊撐部分)之關係而減小設計之自由度之一情形。因此，較佳係形成不干涉觀察者之水平方向視線、可以一高自由度配置且具有一高設計自由度之一影像顯示器件。
在實施例14中，採用其中中心光束CL以除0°以外之一角度(θ)橫穿XY平面之一組態。另外，中心光束CL經組態以包含於YZ平面內。此外，在實施例14或稍後欲闡述之實施例15中，光學系統112或254之光學軸包含於YZ平面內，且以除0°以外之一角度，且更特定而言，以一角度θ(參見圖22A及22B)橫穿XY平面。另外，在實施例14或稍後欲闡述之實施例15中，假定XY平面與一水平表面一致，則中心光束CL橫穿XY平面之角度θ係一仰角。換言之，中心光束CL自XY平面之下部側朝向XY平面與XY平面相撞。XY平面以除0°以外之一角度，且更特定而言，以一角度θ橫穿垂直表面。
在實施例14中，角度θ=5°。更特定而言，在此一組態中，中心光束CL(由圖23中之一虛線指示)包含於水平表面中。使光學器件120、320或520相對於垂直表面傾斜角度θ。換言之，使光學器件120、320或520相對於水平表面傾斜一角度(90-θ)°。另外，使自光學器件120、320或520輸出之中心光束CL'(由圖23中之一虛點線指示)相對於水平表面傾斜一角度2θ。換言之，當一觀察者20觀看位於沿水平方向之一無限距離處之一目標時，自光學器件120、320或520輸出且入射至觀察者20之瞳孔之中心光束CL'形成一俯角θ'(=2θ)(參見圖23)。由中心光束CL'與光學器件120、320或520之法線形成之角度係θ。在圖22A或稍後欲闡述之圖24A中，光學器件120、320或520之自其輸出中心光束CL'之一點由「O'」指示，且穿過點O'且平行於X軸、Y軸及Z軸之軸線由X'軸、Y'軸及Z'軸指示。
在根據實施例14之影像顯示器件中，中心光束CL以除0°以外之一角度(θ)橫穿XY平面。此處，自光學器件輸出且入射至觀察者20之瞳孔之中心光束CL'形成一俯角θ'，且θ'=2θ。另一方面，在圖27中所圖解說明之實例中，為獲得相同俯角，必需使整個影像顯示器件傾斜θ"。此處，θ"與θ之間的關係係θ"=2θ，且因此，必需使光學器件相對於圖27中所圖解說明之實例中之垂直表面傾斜2θ。另一方面，根據實施例14，可使光學器件相對於垂直表面傾斜θ，且可將影像形成器件維持為水平配置。因此，在將影像顯示器件附接至眼鏡型框架之附接部分時，存在對影像顯示器件之附接之角度之較少限制，且可獲取一高設計自由度。另外，由於光學器件相對於垂直表面之傾斜小於圖27中所圖解說明之實例之傾斜，因此難以出現其中外部光由光學器件反射且入射至觀察者20之瞳孔之一現象。因此，可顯示具有一較高品質之一影像。
除上述之差別以外，根據實施例14之顯示裝置具有與根據實施例1至13之顯示裝置之組態及結構相同之組態及結構，且因此省略其詳細說明。
實施例15
實施例15係根據實施例14之影像顯示器件之一修改。圖24A及24B中圖解說明概念圖，該等概念圖圖解說明組態根據實施例15之一影像顯示器件之一導光板及諸如此類之配置狀態。此處，根據實施例15，光學系統(一平行光輸出光學系統或一準直器光學系統)112之光學軸平行於YZ平面、平行於XY平面且穿過偏離一影像形成器件111之中心之一位置。藉由採用此一組態，中心光束CL包含於YZ平面中且以一仰角θ橫穿XY平面。除上述之差別以外，根據實施例15之一顯示裝置具有與根據實施例1至14之顯示裝置之組態及結構相同之組態及結構，且因此省略其詳細說明。
實施例16
實施例16係根據實施例1至10之影像顯示器件之一修改。圖25中圖解說明自前側觀看之根據實施例16之一顯示裝置之一示意圖，且圖26中圖解說明自上側觀看之其一示意圖。
在實施例16中，一光學器件520由一半透射鏡組態，自影像形成器件111A及111B輸出之光入射至該半透射鏡且自該半透射鏡朝向觀察者20之瞳孔21輸出該光。另外，在實施例16中，雖然採用其中自影像形成器件111A及111B輸出之光在諸如一玻璃板或一塑膠板之一透明構件521之內部傳播且入射至一光學器件520(半透射鏡)之一結構，但可採用其中光在空氣中傳播且入射至光學器件520之一結構。另外，影像形成器件可組態為實施例11中所闡述之影像形成器件211。
舉例而言，可藉由使用一螺桿將影像形成器件111A及111B中之每一者附接至一前面部分11。另外，將一構件521附接至影像形成器件111A及111B中之每一者，且將光學器件520(半透射鏡)安裝於構件521中。除上述之差別以外，根據實施例16之顯示裝置大致具有與根據實施例1至15之顯示裝置之組態及結構相同之組態及結構，且因此省略其詳細說明。
實施例17
實施例17係根據實施例1至9及實施例11至16之顯示裝置總成之一修改。在根據實施例17之顯示裝置總成中，將複數個資料群組儲存於控制器件18中包含之一儲存單元中。此處，該資料群組由具有不同大小之複數個不同大小顯示資料集組態。更特定而言，舉例而言，具有一不同顯示大小之顯示資料由其中將具有不同字型大小之文字串形成為一影像之影像資料組態。在實施例17中，在控制器件18之控制下基於移動速度自該儲存單元在複數個不同大小顯示資料集當中讀出一個不同大小顯示資料集，且在影像形成器件中顯示基於該一個不同大小顯示資料集之一影像。如同上述，在實施例17之顯示裝置總成中，由於基於移動速度自該儲存單元在複數個不同大小顯示資料集當中讀出一個不同大小顯示資料集且在影像形成器件中顯示基於該一個不同大小顯示資料集之一影像，因此難以出現用肉眼觀看之真實影像(觀察目標)之大小與影像之大小之間的不平衡。
實施例18
實施例18係根據實施例1至16之顯示裝置總成之一修改。在根據實施例18之顯示裝置中，將由複數個文字資料集組態之一資料群組儲存於控制器件18中包含之一儲存單元中。此處，該文字資料由不同語言之複數個不同語言顯示資料集組態。作為語言之實例，存在漢語、韓語、英語及諸如此類。更特定而言，在實施例18中，作為不同語言之不同顯示資料，存在其中將不同語言之文字串形成一影像之影像資料。此處，可將一切換按鈕或一開關配置於控制器件18中以手動地選擇一顯示語言。控制器件18自該儲存單元在文字資料之複數個不同語言顯示資料集當中讀出一個不同語言顯示資料集，且在影像形成器件中顯示基於該一個不同語言顯示資料集之一影像。如同上述，在實施例18之顯示裝置總成中，可以一觀察者使用之一語言容易地顯示一影像。
另外，可將根據實施例18之顯示裝置與根據實施例17之顯示裝置組合在一起。換言之，其可經組態以使得每一不同大小顯示資料集由不同顯示語言之複數個不同語言顯示資料集組態，且控制器件18基於移動速度自複數個不同大小顯示資料集當中選擇一個不同大小顯示資料集且自該儲存單元在該複數個不同語言顯示資料集當中讀出一個不同語言顯示資料集，且在影像形成器件中顯示基於該一個不同語言顯示資料集之一影像。
如同上述，雖然已闡述了本發明之較佳實施例，但本發明並不限於此。該等實施例中所闡述之顯示裝置總成、顯示裝置及影像顯示器件之組態及結構係實例且可適當地改變。另外，移動器件、旋轉移動器件、液體鏡片及液體稜鏡之組態及結構係實例且可適當地改變。在某些情形下，根據第二至第四實施例之顯示裝置總成可係其中包含一個影像顯示器件之一單眼型。另外，舉例而言，可在導光板上配置一表面浮凸型全像(參見美國專利第20040062505 A1號)。在根據實施例12或13之光學器件320中，繞射光柵器件可由一透射型繞射光柵器件組態，或其可經組態以使得第一繞射單元及第二繞射單元中之一者由一反射型繞射光柵器件組態且其另一者由一透射型繞射光柵器件組態。另一選擇係，繞射光柵器件可由一反射型閃耀繞射光柵器件組態。根據本發明之實施例之顯示裝置總成可用作一立體顯示器件。
本發明含有與2010年8月9日在日本專利局提出申請之日本優先權專利申請案JP 2010-178627中所揭示之標的物相關之標的物，該申請案之全部內容藉此以引用方式併入本文中。
熟習此項技術者應理解，可端視設計要求及其他因素而作出各種修改、組合、子組合及變更，只要其在隨附申請專利範圍及其等效形式之範疇內即可。
10．．．眼鏡型框架
10'．．．鼻墊
11．．．前面部分
11'．．．中心部分
12．．．鉸鏈
13．．．邊撐部分
14．．．耳帶部分
15．．．佈線
16．．．耳機部分
16'．．．佈線
17．．．成像器件
18．．．控制器件
19．．．附接構件
20．．．觀察者
21．．．瞳孔
31．．．速度量測器件
32．．．加速度量測器件
40．．．移動器件
41．．．小齒輪
42．．．移動導引單元
43．．．旋轉移動器件
44．．．液體鏡片
45．．．液體稜鏡
50．．．殼體
51．．．第一側構件
52．．．第二側構件
53．．．第三側構件
54．．．第四側構件
55．．．頂部面板
56．．．底部面板
57．．．分割區壁構件
581 ．．．鏡片室
582 ．．．鏡片室
583 ．．．鏡片室
584 ．．．鏡片室
585 ．．．鏡片室
61．．．第一電極
62．．．第一電極
63．．．第三電極
64．．．絕緣膜
65．．．第一液體
66．．．第二液體
75．．．頂部面板
76．．．底部面板
77．．．分割區壁構件
781 ．．．鏡片室
782 ．．．鏡片室
783 ．．．鏡片室
79．．．無端外壁構件
81．．．第一電極
82．．．第二電極
83．．．第三電極
100．．．影像顯示器件
111．．．影像形成器件
111A．．．影像形成器件
111B．．．影像形成器件
112．．．光學系統/準直器光學系統
113．．．罩
120．．．光學器件
121．．．導光板
122．．．第一面
123．．．第二面
124．．．部分
125．．．部分
130．．．第一轉向單元
140．．．第二轉向單元
150．．．反射型空間光調變器件
151．．．液晶顯示器件
152．．．偏振光束分光器
153．．．光源
200．．．影像顯示器件
211．．．影像形成器件
213．．．罩
251．．．光源
252．．．準直器光學系統
253．．．掃描單元
254．．．光學系統/中繼光學系統
256．．．全反射鏡
300．．．影像顯示器件
320．．．光學器件
321．．．導光板
322．．．第一面
323．．．第二面
330．．．第一繞射光柵構件
340．．．第二繞射光柵構件
400．．．影像顯示器件
500．．．影像顯示器件
520．．．光學器件
521．．．構件
CL．．．中心光束
CL'．．．中心光束
圖1係根據實施例1之一顯示裝置總成之一影像顯示器件之一概念圖。
圖2係示意性地圖解說明組態根據實施例1或2之一顯示裝置總成之一影像顯示器件之一導光板中之光之傳播之一圖示。
圖3係自根據實施例1之一顯示裝置總成之一顯示裝置之上部側觀看之其一示意圖。
圖4係自側面觀看之根據實施例1之一顯示裝置總成之一顯示裝置之一示意圖。
圖5係自前側觀看之根據實施例1之一顯示裝置總成之一顯示裝置之一示意圖。
圖6係圖解說明其中將根據實施例1之一顯示裝置總成之一顯示裝置安裝於一觀察者的頭上之自上部側觀看之一狀態之一圖示(此處，僅展示影像顯示器件而不展示一框架)。
圖7A係圖解說明根據實施例1之一影像信號之一實例之一圖示，且圖7B係圖解說明對一會聚角之調整之一示意圖。
圖8A及8B係根據實施例2之一顯示裝置總成之一顯示裝置之概念圖。
圖9A及9B係根據實施例3之一顯示裝置總成之一顯示裝置之概念圖。
圖10A係沿圖10B中所展示之線A-A截取之一原理性液體鏡片之一示意性剖視圖，圖10B係沿圖10A中之線B-B截取之原理性液體鏡片之一示意性剖視圖，且圖10C係沿圖10A中所展示之線C-C截取之原理性液體鏡片之一示意性剖視圖。
圖11A至11C係沿圖10A中所展示之線C-C截取之原理性液體鏡片之示意性剖視圖且係示意性地圖解說明一液體鏡片之行為之一圖示。
圖12係類似於沿圖10B中所展示之線A-A截取之示意性剖視圖之根據實施例4之一液體鏡片之一示意性剖視圖。
圖13A至13C係沿圖12中所展示之線C-C截取之根據實施例4之液體鏡片之示意性剖視圖且係示意性地圖解說明液體鏡片之行為之圖示。
圖14A及14B係沿圖12中所展示之線C-C截取之根據實施例4之液體鏡片之示意性剖視圖且係示意性地圖解說明液體鏡片之行為之圖示。
圖15係根據實施例5之一液體稜鏡之一概念圖。
圖16A、16B及16C係圖解說明其中在由用於左眼之影像顯示器件顯示之一影像與由用於右眼之影像顯示器件顯示之一影像之間存在一偏離之一狀態之示意圖。
圖17係用於允許根據實施例8之一顯示裝置總成之一光學系統之焦距可改變之一菲涅耳螢幕型液體鏡片之一示意性剖視圖。
圖18係用於允許根據實施例8之一顯示裝置總成之一光學系統之焦距可改變之一菲涅耳螢幕型液體鏡片之一示意性平面圖。
圖19係根據實施例11之一顯示裝置總成之一影像顯示器件之一概念圖。
圖20A及20B係根據實施例12之一顯示裝置總成之一影像顯示器件之概念圖。
圖21係根據實施例13之一顯示裝置總成之一影像顯示器件之一概念圖。
圖22A及22B係示意性地圖解說明組態根據實施例14之一顯示裝置總成之一影像顯示器件之一導光板中之光之傳播之一圖示及圖解說明導光板及諸如此類之配置狀態之一概念圖。
圖23係自側面觀看之根據實施例14之顯示裝置總成之一示意圖。
圖24A及24B係示意性地圖解說明組態根據實施例15之一顯示裝置總成之一影像顯示器件之一導光板中之光之傳播之一圖示及圖解說明導光板及諸如此類之配置狀態之一概念圖。
圖25係自前側觀看之根據實施例16之一顯示裝置總成之一顯示裝置之一示意圖。
圖26係自上部側觀看之根據實施例16之一顯示裝置總成之一顯示裝置之一示意圖。
圖27係自側面觀看之根據實施例1之一個類型之一頭戴式顯示器之一示意圖。
10．．．眼鏡型框架
11．．．前面部分
11'．．．中心部分
12．．．鉸鏈
13．．．邊撐部分
14．．．耳彎管部分
15．．．佈線
16．．．耳機部分
16'．．．佈線
17．．．成像器件
18．．．控制器件
19．．．附接構件
31．．．速度量測器件
32．．．加速度量測器件
100．．．影像顯示器件
111A．．．影像形成器件
111B．．．影像形成器件
113．．．罩
120．．．光學器件
200．．．影像顯示器件
211．．．影像形成器件
300．．．影像顯示器件
320．．．光學器件
400．．．影像顯示器件

Claims (20)

  1. 一種顯示裝置總成，其包括：一顯示裝置；及一速度量測器件，其量測該顯示裝置之一移動速度，其中該顯示裝置包含：一眼鏡型框架，其安裝於一觀察者的一頭上；以及用於左眼及右眼之兩個影像顯示器件，其安裝於該框架中，該等影像顯示器件中之每一者包含：一影像形成器件；一光學系統，其將自該影像形成器件輸出之光形成為平行光；及一光學器件，自該光學系統輸出之光入射至該光學器件且其中該光經導引以被輸出，且一會聚角係基於由該速度量測器件量測之該顯示裝置之該移動速度而改變。
  2. 如請求項1之顯示裝置總成，其中該會聚角係藉由控制輸入至組態該等影像顯示器件中之至少一者之該等影像形成器件之影像信號而改變。
  3. 如請求項1之顯示裝置總成，其中該等影像顯示器件中之至少一者進一步包含一移動器件，其使該影像形成器件之一光學軸及該光學系統之一光學軸沿一水平方向相對移動，且該會聚角係藉由通過使用該移動器件來使該影像形成器件之該光學軸及該光學系統之該光學軸沿該水平方向相對移動而改變。
  4. 如請求項1之顯示裝置總成， 其中該等影像顯示器件中之至少一者進一步包含一旋轉移動器件，其使該影像形成器件及該光學系統旋轉，且該會聚角係藉由通過使用該旋轉移動器件來使該影像形成器件及該光學系統旋轉而改變，以相對於該光學器件改變自該光學系統輸出且入射至該光學器件之該平行光之一入射角。
  5. 如請求項1之顯示裝置總成，其中組態該等影像顯示器件中之至少一者之該光學系統包含一液體鏡片，且該會聚角係藉由操作該液體鏡片而改變。
  6. 如請求項1之顯示裝置總成，其中組態該等影像顯示器件中之至少一者之該光學系統包含一液體稜鏡，且該會聚角係藉由操作該液體稜鏡而改變。
  7. 如請求項1之顯示裝置總成，其中該速度量測器件係由一全球定位系統及之一計算器件形成，該計算器件基於自該全球定位系統供應之資料而獲取該移動速度。
  8. 如請求項1之顯示裝置總成，其中該速度量測器件係由一速度/加速度感測器及一計算器件形成，該計算器件基於自該速度/加速度感測器供應之資料而獲取該移動速度。
  9. 如請求項1之顯示裝置總成，其中該速度量測器件係由一輪旋轉數偵測器件及一計算器件形成，該計算器件基於自該輪旋轉數偵測器件供應之資料而獲取該移動速 度。
  10. 如請求項1之顯示裝置總成，其中該光學器件係一半透射型。
  11. 一種顯示裝置總成，其包括：一顯示裝置；及一速度量測器件，其量測該顯示裝置之一移動速度，其中該顯示裝置包含：一眼鏡型框架，其安裝於一觀察者的一頭上；及一影像顯示器件，其安裝於該框架中，該影像顯示器件包含：一影像形成器件；一光學系統，其將自該影像形成器件輸出之光形成為平行光；及一光學器件，自該光學系統輸出之光入射至該光學器件且其中該光經導引以被輸出，且由該影像顯示器件顯示之一影像之一虛擬影像距離係藉由基於由該速度量測器件量測之該顯示裝置之該移動速度來改變該光學系統之一焦距而改變。
  12. 如請求項11之顯示裝置總成，其中組態該影像顯示器件之該光學系統包含一液體鏡片，且該光學系統之該焦距係藉由操作該液體鏡片而改變。
  13. 一種顯示裝置總成，其包括：一顯示裝置；及一速度量測器件，其量測該顯示裝置之一移動速度，其中該顯示裝置包含：一眼鏡型框架，其安裝於一觀 察者的一頭上；及一影像顯示器件，其安裝於該框架中，該影像顯示器件包含：一影像形成器件；一光學系統，其將自該影像形成器件輸出之光形成為平行光；及一光學器件，自該光學系統輸出之光入射至該光學器件且其中該光經導引以被輸出，且顯示於該光學器件中之一影像之大小、該影像之照度、該影像之解析度及該影像之內容中之至少一者係基於由該速度量測器件量測之該顯示裝置之該移動速度而改變。
  14. 一種顯示裝置總成，其包括：一顯示裝置；及一加速度量測器件，其量測該顯示裝置之一移動期間的加速度，其中該顯示裝置包含：一眼鏡型框架，其安裝於一觀察者的一頭上；及一影像顯示器件，其安裝於該框架中，該影像顯示器件包含：一影像形成器件；一光學系統，其將自該影像形成器件輸出之光形成為平行光；及一光學器件，自該光學系統輸出之光入射至該光學器件且其中該光經導引以被輸出，且該影像顯示器件之一操作係在由該加速度量測器件量測之該顯示裝置之該移動期間的該加速度之絕對值等於或大於一預定值時停止。
  15. 如請求項14之顯示裝置總成，其中該加速度量測器件係由一全球定位系統及一計算器件形成，該計算器件基於自該全球定位系統供應之資料而獲取該加速度。
  16. 如請求項14之顯示裝置總成，其中該加速度量測器件係由一加速度感測器及一計算器件形成，該計算器件基於自該加速度感測器供應之資料而獲取該加速度。
  17. 如請求項14之顯示裝置總成，其中該加速度量測器件係由一輪旋轉數偵測器件及一計算器件形成，該計算器件基於自該輪旋轉數偵測器件供應之資料而獲取該加速度。
  18. 一種頭戴式顯示器，其包括：一顯示裝置；及一速度量測器件，其量測該顯示裝置之一移動速度，其中一會聚角係基於由該速度量測器件量測之該顯示裝置之該移動速度而改變。
  19. 一種頭戴式顯示器，其包括：一顯示裝置；及一速度量測器件，其量測該顯示裝置之一移動速度，其中一焦距係基於由該速度量測器件量測之該顯示裝置之該移動速度而改變。
  20. 一種頭戴式顯示器，其包括：一顯示裝置；及一速度量測器件，其量測該顯示裝置之一移動速度，其中顯示於該光學器件中之一影像之大小、該影像之 照度、該影像之解析度及該影像之內容中之至少一者係基於由該速度量測器件量測之該顯示裝置之該移動速度而改變。
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