TWI461735B - 顯示裝置 - Google Patents

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TWI461735B
TWI461735B TW100127746A TW100127746A TWI461735B TW I461735 B TWI461735 B TW I461735B TW 100127746 A TW100127746 A TW 100127746A TW 100127746 A TW100127746 A TW 100127746A TW I461735 B TWI461735 B TW I461735B
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Description

顯示裝置
本揭示係相關於顯示裝置，尤其是使用頭戴式顯示器(HMD)之顯示裝置。
例如，在JP-A-2006-162767中一般，已知有用來藉由使用虛擬影像光學系統使觀看者能夠將由影像形成裝置所形成之二維影像觀看成放大的虛擬影像之虛擬影像顯示裝置(影像顯示裝置)。
如圖2圖解作其概念圖之影像顯示裝置100包括：影像形成裝置111，其包括排列成二維矩陣圖案之複數個像素；準直儀光學系統112，其使從影像形成裝置111之像素所發出的光成為平行光；以及光學裝置(光導單元)120，入射由準直儀光學系統112形成作平行光之光至此，經由此引導入射光，及自此輸出所引導的光。光學裝置120係被組構如下：光導板121，其使入射光能夠經由完全反射在其內部傳播且自此輸出；第一偏轉單元130(例如，係由單層光反射膜所組構)，其反射入射到光導板121的光，使得入射到光導板121的光在光導板121內部完全反射；以及第二偏轉單元140(例如，係由具有多層堆疊結構之多層光反射膜所組構)，其使已經由完全反射在光導板121的內部傳播之光能夠從光導板121輸出。例如，藉由使用上述影像顯示裝置100來組構HMD，可實現微型化、輕量裝置。
此外，為了使觀看者能夠經由虛擬影像光學系統將藉由影像形成裝置所形成之二維影像觀看成放大的虛擬影像，例如、在JP-A-2007-94175中一般，已知有使用立體照相繞射光柵之虛擬影像顯示裝置(影像顯示裝置)。
如圖21A及21B圖解作其概念圖之影像顯示裝置300基本上包括：影像形成裝置111，其顯示影像；準直儀光學系統112；及光學裝置(光導單元)320，入射顯示在影像形成裝置111中之光至此且引導光到觀看者的眼睛21之瞳孔21。此處，光學裝置320包括光導板321；以及第一繞射光柵構件330和第二繞射光柵構件340，其各個係由配置在光導板321上之反射型體積立體照相繞射光柵所組構。從影像形成裝置111的各個像素所發出之光係入射到準直儀光學系統112，及平行光係藉由準直儀光學系統112所產生且入射到光導板321。從光導板321的第一面322入射平行光且被輸出。同時，第一繞射光柵構件330和第二繞射光柵構件340裝附至光導板321的第二面323，第二面323平行於光導板321的第一面322。
藉由顯示諸如子標題等影像在影像顯示裝置100或300的任一者中，觀看者可以重疊方式觀看外部影像(例如，戲劇中的演員或電影中的錄影)和所顯示的影像。
然而，在當觀看者觀看以重疊方式顯示在顯示裝置100或300的任一者中之外部影像和諸如子標題等影像時，外部影像(真實影像)的會聚角與影像(顯示在影像顯示裝置100或300的任一者中之虛擬影像)的會聚角之間具有大差異的例子中，觀看者感到疲累。換言之，需要依據觀看者相對於諸如舞台或螢幕等觀看目標之觀看位置來調整會聚角。
如此，希望設置顯示裝置，其能夠依據觀看者相對於觀看目標之觀看位置來實現會聚角的最佳化。
根據本揭示之第一至第四實施例的任一者之顯示裝置包括：眼鏡型框，其係架置到觀看者的頭部；以及左和右眼用的兩影像顯示裝置，其係裝附至框。影像顯示裝置的每一個包括影像形成裝置；光學系統，其使輸出自影像形成裝置的光成為平行光；以及光學裝置，入射輸出自光學系統的光，並且引導光以便輸出。
在根據本揭示的第一實施例之顯示裝置中，影像顯示裝置的至少其中之一(換言之，右眼用的影像顯示裝置、左眼用的影像顯示裝置、或左和右眼用的兩影像顯示裝置；下文同於此)另包括移動裝置，其在水平方向上相對地移動影像形成裝置的光軸和光學系統的光軸，以及會聚角(水平面上之主光束交叉角；下文同於此)係藉由依據觀看者的觀看位置，使用移動裝置在水平方向上相對地移動影像形成裝置的光軸和光學系統該光軸來調整。
此外，在根據本揭示之第二實施例的顯示裝置中，影像顯示裝置的至少其中之一另包括旋轉移動裝置，其旋轉影像形成裝置和光學系統，以及會聚角係藉由依據觀看者的觀看位置，使用旋轉移動裝置旋轉影像形成裝置和光學系統來調整，以便改變有關光學裝置的輸出自光學系統及入射到光學裝置之平行光的入射角。
而且，在根據本揭示之第三實施例的顯示裝置中，組構影像顯示裝置的至少其中之一的光學系統包括液態透鏡，以及會聚角係藉由依據觀看者的觀看位置來操作液態透鏡所調整。
此外，在根據本揭示之第四實施例的顯示裝置中，組構影像顯示裝置的至少其中之一的光學系統包括液態稜鏡，並且會聚角係藉由依據觀看者的觀看位置來操作液態稜鏡所調整。
在根據本揭示的第一至第四實施例之顯示裝置中，會聚角(水平面上之主光束交叉角)係依據觀看者的觀看位置來調整，即、與從顯示裝置到觀看目標的距離之對應性。因此，觀看目標與觀看者(觀眾構件)之間的距離以及由影像顯示裝置所顯示之影像的虛擬影像距離可被盡可能組構成相同或彼此接近。因此，觀看著觀看目標之觀看者(觀眾構件)可看見(觀看)由影像顯示裝置自然顯示的影像，而不必特別位移或改變焦點，藉以觀看者較不易感覺疲勞。換言之，只要獲得此種狀態，可以說是觀看目標與觀看者(觀眾構件)之間的距離以及由影像顯示裝置所顯示之影像的虛擬影像距離相同。
此處，將參考附圖說明本揭示的實施例。然而，本揭示並不侷限於實施例，及實施例中的各種數目和材料為例子。將以下面順序陳述說明。
1.　根據本揭示的第一至第四實施例之顯示裝置的概要之說明
2.　實施例1(根據本揭示的第一實施例之顯示裝置)
3.　實施例2(根據本揭示的第二實施例之顯示裝置)
4.　實施例3(根據本揭示的第三實施例之顯示裝置)
5.　實施例4(根據本揭示的第四實施例之顯示裝置)
6.　實施例5(實施例1至4之修改)
7.　實施例6(實施例1至5之修改)
8.　實施例7(實施例1至6之修改)
9.　實施例8(實施例1至6之另一修改)
10.　實施例9(實施例8之修改)
11.　實施例10(實施例1至9之修改)
12.　實施例11(實施例10之修改)
13.　實施例12(實施例1至6之修改)
14.　實施例13(具有第一組態之顯示裝置)
15.　實施例14(具有第二組態之顯示裝置)
16.　實施例15(具有第三組態之顯示裝置)
17.　實施例16(具有第四組態之顯示裝置)
[根據本揭示的第一至第四實施例之顯示裝置的概要之說明]
在根據本揭示的第一至第四實施例之顯示裝置中，可利用形式如下：藉由控制輸入到組構至少一影像顯示裝置之影像形成裝置的影像訊號來進一步調整會聚角。
此外，可利用形式如下：藉由控制輸入到組構至少一影像顯示裝置之影像形成裝置的影像訊號來達成組構至少一影像顯示裝置之光學裝置中所顯示的影像之水平移動、垂直移動、及旋轉移動的任意組合。在影像的此種移動中，例如，可將非顯示區固定在光學裝置中，以便被分派用於影像的移動。如上述，在控制組構至少一影像顯示裝置之光學裝置中所顯示的影像之同時調整兩影像顯示裝置的相互光學位置之例子中，具體而言，組構至少一影像顯示裝置之光學裝置中所顯示的影像可被控制，使得影像顯示裝置為左眼所顯示之影像和影像顯示裝置為右眼所顯示之影像在想要的虛擬影像距離或想要的虛擬影像位置中彼此一致。具體而言，顯示位置校正訊號可添加到原有影像訊號，使得當觀看者配備有顯示裝置時，影像顯示裝置為左眼所顯示之影像和影像顯示裝置為右眼所顯示之影像在想要的虛擬影像距離或想要的虛擬影像位置中彼此一致。此外，相關的顯示位置校正訊號可儲存在顯示裝置中(尤其是，包括在顯示裝置中的控制裝置)。藉由利用此種組態，依據觀看者的觀看位置可調整顯示在光學裝置中之影像的位置。因此，當觀看者觀看重疊外部影影像的影像時，欲近距離觀看之外部影像的顯示位置和影像的顯示位置未彼此分離，藉以可進一步容易用視覺辨識影像。
在包括上述較佳形式之根據本揭示的第一至第四實施例之顯示裝置中，可另外利用形式如下：當在影像訊號被輸入到影像形成裝置之後消逝一段預定時間時停止由影像形成裝置所執行之影像形成。因此，在此種例子中，因為在預定時間消逝之後顯示裝置的模式可被切換到省電模式或待命和閒置模式，所以在顯示裝置中沒有浪費電力或能源之問題。此處，為了停止影像形成裝置的影像形成處理，換言之，為了將顯示裝置的模式切換到省電模式或待命和閒置模式(下面，這些模式統稱作“省電模式等等”)，例如，表示影像顯示裝置中的影像顯示時間之訊號或者用於指示停止影像形成裝置的影像形成處理之訊號可添加到影像訊號。作為預定時間的例子，具有一般人閱讀影像形成裝置中所顯示之子標題所需的時間，以及根據演員的台詞長度所決定之子標題顯示時間。
此外，在包括上述較佳形式之根據本揭示的第一至第四實施例之顯示裝置中，可另外利用形式如下：除了輸入到影像形成裝置的影像訊號之外，還將相關於觀看者的觀看位置之資訊(下面稱作“觀看者的觀看位置資訊”)事先給予顯示裝置。另一選擇是，可利用將觀看者的觀看位置資訊從其外部傳送到顯示裝置之形式，或者可利用另包括測量觀看者的觀看位置之位置測量單元的形式。在前一形式中，可以無線方式將觀看者的觀看位置資訊傳送到顯示裝置(尤其是，包括在顯示裝置中之控制裝置)。在後一形式中，具體而言，作為位置測量單元之例子，具有設置有自動聚焦功能之相機或成像裝置(例如、具有以紅外線、超音波等等照射觀看目標且依據直到其反射波返回為止的時間或照射角度來偵測距離之主動型距離測量裝置或被動型距離測量裝置之相機或成像裝置)以及用於設置有自動聚焦功能的相機之距離測量裝置(主動型距離測量裝置)。另一選擇是，其可被組構成按鈕或開關配置在顯示裝置中，及用手設定從顯示裝置到觀看目標之距離。而且，可利用將觀看者的觀看位置資訊事先設定在顯示裝置中之形式。另一選擇是，可從個人電腦將觀看者的觀看位置資訊給予顯示裝置，及例如，其可被組構成藉由使用適當單元及適當方法讀取以條碼形式列印在入場券上之座位資訊或戲院資訊(廳院資訊、戲院資訊等等，下面同於此)或者包括在顯示於蜂巢式電話中之入場券資訊的座位資訊或戲院資訊，以及藉由使用適當單元將依據相關座位資訊或戲院資訊之觀看者的觀看位置資訊給予顯示裝置。
而且，在包括上述較佳形式之根據本揭示的第一至第四實施例之顯示裝置中，可另外利用除了輸入到影像形成裝置的影像訊號之外，還將欲顯示在光學裝置中之影像的亮度訊號從外面傳送到顯示裝置之形式，或者可利用另包括光接收感測器，及欲待顯示在光學裝置中之影像的亮度訊號係依據由光接收感測器所獲得之環境的亮度資訊所控制(顯示裝置或觀看目標所在之周圍環境)之形式。在前一形式中，可以無線方式將亮度訊號從外面傳送到顯示裝置。在後一形式中，具體而言，作為光接收感測器之例子，具有用以測量包括在如上述的相機或成像裝置中之曝光的光電二極體或光接收裝置。
可利用以無線方式將影像訊號傳送到顯示裝置之形式。此處，在此種方式中，影像訊號例如係由控制裝置所接收，及在控制裝置中執行用以顯示影像之處理。另一選擇是，可利用將影像訊號儲存在顯示裝置(控制裝置)中之形式。可以已知電路組構控制裝置(控制單元或控制電路)。
而且，在包括上述較佳形式之根據本揭示的第一至第四實施例之顯示裝置中，可另外利用光學裝置為半透射型(透明型)之形式。具體而言，面對觀看者的兩眼之光學裝置的至少一部分係組構成半透射型(透明)，及可觀看外面景象較佳。
在包括上述較佳形式之根據本揭示的第一至第四實施例之顯示裝置中(下面這些可被統稱作“根據本揭示的實施例之顯示裝置”)，依據影像訊號顯示在光學裝置中之影像係從文字所形成。此處，用以將文字顯示作影像之影像訊號(可被稱作“文字資料”)為數位化資料，及可藉由操作員或經由電腦的處理等等事先產生。可依據使用之顯示裝置或系統來適當選擇文字資料的格式，例如，可以是從被設定作影像的文字字串之文字字串或影像資料所形成之文字資料。
在根據本揭示之實施例的顯示裝置中，為了減輕由於連續觀看顯示在固定位置上的影像(例如、子標題或虛擬影像)所導致之觀看者的眼睛之瞳孔的疲勞，由兩光學裝置所形成之影像的位置(影像位置)或者由兩光學裝置所形成之影像(例如、子標題或虛擬影像)的距離(影像距離可被組構成隨著時間而改變。此處，“隨著時間而改變”表示例如每五或十分鐘一次，在影像形成裝置中，藉由+2像素或-1像素改變水平方向上之影像的位置，例如，在一分鐘至三分鐘期間及將位置回到原有位置。
在包括如上述之較佳的各種形式和組態之根據本揭示之實施例的顯示裝置中，可利用組態如下：包括在顯示裝置中之控制裝置包括儲存單元，由用於顯示影像之複數個影像訊號(例如、文字資料)所組構的資料群組儲存在儲存單元中，資料識別碼添加到組構資料群組的各個影像訊號，以預定時間間隔將指定識別碼和顯示時間資訊從外面傳送到控制裝置，藉由控制裝置從儲存單元讀取資料識別碼與已被傳送之指定識別碼符合的影像訊號，及在對應於所傳送的顯示時間資訊的時間期間，依據影像訊號的影像顯示在顯示裝置中。此外，“對應於顯示時間資訊的時間”可以是“預定時間”。為了方便說明，相關的組態可被稱作“具有第一組態之顯示裝置”。
在此種具有第一組態之顯示裝置中，以預定時間間隔將指定識別碼和顯示時間資訊從外面傳送到控制裝置，藉由控制裝置從儲存單元讀取資料識別碼與已被傳送之指定識別碼符合的影像訊號，及在對應於所傳送的顯示時間資訊的時間期間，依據影像訊號的影像顯示在顯示裝置中。因此，甚至在因為任何原因無法在控制裝置中接收從外面所傳送的指定識別碼及/或顯示時間資訊之例子中，仍可再次或重複地執行指定識別碼和顯示時間資訊的接收，因此，可確實接收指定識別碼和顯示時間資訊。結果，例如，甚至在藉由複數個顯示裝置接收指定識別碼和顯示時間資訊之例子中，可確實同時顯示同一影像在複數個顯示裝置中，及能夠可靠地避免難以在顯示裝置中顯示影像之問題的發生。
另一選擇是，在包括如上述之較佳的各種形式和組態之根據本揭示之實施例的顯示裝置中，可利用組態如下：包括在顯示裝置中之控制裝置包括儲存單元，由用於顯示影像之複數個影像訊號(例如、文字資料)所組構的資料群組儲存在儲存單元中，資料識別碼添加到組構資料群組的各個影像訊號，各個影像訊號係由具有不同顯示尺寸之複數組不同尺寸的顯示資料所組構，指定識別碼從外面傳送到控制裝置，依據觀看目標與顯示裝置之間的距離，在資料識別碼與已傳送之指定識別碼符合的影像資料裡，藉由控制裝置從來自儲存單元的複數組不同尺寸之顯示資料讀取一組不同尺寸的顯示資料，及將依據一組不同尺寸的顯示資料之影像顯示在顯示裝置中。為了方便說明，相關的組態可被稱作“具有第二組態之顯示裝置”。
在具有第二組態之顯示裝置中，依據觀看目標與顯示裝置之間的距離，在資料識別碼與已傳送之指定識別碼符合的影像資料裡，藉由控制裝置從來自儲存單元的複數組不同尺寸之顯示資料讀取一組不同尺寸的顯示資料，及將依據一組不同尺寸的顯示資料之影像顯示在顯示裝置中，藉以由眼睛所觀看之目標物體的尺寸與影像的尺寸之間的失衡不太會發生。
另一選擇是，在包括如上述之較佳的各種形式和組態之根據本揭示之實施例的顯示裝置中，可利用組態如下：包括在顯示裝置中之控制裝置包括儲存單元，由用於顯示影像之複數個影像訊號(例如、文字資料)所組構的資料群組儲存在儲存單元中，資料識別碼添加到組構資料群組的各個影像訊號，各個影像訊號係由具有不同顯示語言之複數組不同語言的顯示資料所組構，指定識別碼從外面傳送到控制裝置，依據觀看目標與顯示裝置之間的距離，在資料識別碼與已傳送之指定識別碼符合的影像資料裡，藉由控制裝置從來自儲存單元的複數組不同語言之顯示資料讀取一組不同語言的顯示資料，及將依據一組不同語言的顯示資料之影像顯示在顯示裝置中。為了方便說明，相關的組態可被稱作“具有第三組態之顯示裝置”。作為選擇語言作為顯示語言之方法的例子，例如，具有將按鈕或開關配置在控制裝置中，及以手動選擇語言作為顯示語言之方法。
在具有第三組態之顯示裝置中，在資料識別碼與已傳送之指定識別碼符合的影像資料裡，藉由控制裝置從來自儲存單元的複數組不同語言之顯示資料讀取一組不同語言的顯示資料，及將依據一組不同語言的顯示資料之影像顯示在顯示裝置中，藉以能夠以容易的方式在觀看者(觀眾)所使用的語言中執行影像顯示。
另一選擇是，在包括如上述之較佳的各種形式和組態之根據本揭示之實施例的顯示裝置中，可利用組態如下：包括在顯示裝置中之控制裝置包括儲存單元，由用於顯示影像之複數個影像訊號(例如、文字資料)所組構的資料群組儲存在儲存單元中，資料識別碼添加到組構資料群組的各個影像訊號，指定識別碼從外面傳送到控制裝置，藉由控制裝置從儲存單元讀取資料識別碼與已被傳送之指定識別碼符合的影像訊號，依據觀看目標與顯示裝置之間的距離執行資料處理，藉以例如在會聚角被控制的狀態，將依據已執行資料處理之影像訊號的影像顯示在顯示裝置中。為了方便說明，相關的組態可被稱作“具有第四組態之顯示裝置”。此處，依據顯示裝置到觀看目標之間的距離，可為輸入到組構至少一影像顯示裝置之影像形成裝置的影像訊號執行影像處理。
另一選擇是，在包括如上述之較佳的各種形式和組態之根據本揭示之實施例的顯示裝置中，依據觀看者的觀看位置以及觀看目標與顯示裝置之間的距離，可改變光學裝置中所顯示之顯示螢幕(影像顯示區)的尺寸、顯示螢幕(影像顯示區)的視角、及顯示螢幕的解析度。為了方便說明，相關的組態可被稱作“具有第五組態之顯示裝置”。
此外，可適當組合具有第一至第五組態之顯示裝置。在具有第一至第五組態之顯示裝置中，如上述可由已知的電路組構控制裝置，及儲存單元係可由已知儲存單元來組構，例如，記憶卡。此外，可利用以無線方式從傳送裝置傳送指定識別碼和顯示時間資訊之組態，而且，可利用傳送裝置包括顯示裝置，及指定識別碼、資料群組，和各個影像訊號或各個顯示資料的全部顯示時間顯示在顯示裝置中之組態。然而，組態並不侷限於此，及可以有線方式執行傳送。用以傳送指定識別碼到控制裝置之傳送裝置係可由已知的傳送裝置來組構，及包括在傳送裝置中之顯示裝置係可由已知的顯示裝置所組構。
此外，資料群組的數目基本上是隨意的，及組構各個資料群組之影像訊號的數目(例如、文字資料)和組構影像訊號(文字資料)之顯示資料的組數基本上是隨意的。影像訊號或顯示資料的資料結構例如可以是由文字字串或設定作影像之文字字串的影像資料所組構之文字資料。具有不同尺寸之顯示資料可以是由具有不同字型尺寸之文字字串的文字資料，及可以是作為影像之具有不同字型尺寸的文字字串之影像資料。顯示資料的顯示語言基本上是隨意的。藉由為影像訊號或顯示資料執行預定訊號處理，可獲得影像訊號。
只要它們可被用於識別影像訊號，指定識別碼和資料識別碼可以是任何碼，及例如可以是數字、字母表的字母、或數字和字母的組合。
以預定時間間隔，將指定識別碼和顯示時間資訊從外面傳送到控制裝置。此處，當全部顯示時間、顯示時間資訊、及預定時間間隔各自由Ttotal、TInf、及Tint來表示時，可被表示作TInf(m)=Ttotal-(m-1)×Tint。此處，“m”為正整數及表示從外面傳送指定識別碼和顯示時間資訊之次數。例如，當Ttotal=10.0秒及Tint=0.1秒時，在第一時間(m=1)指定識別碼和顯示時間資訊從外面傳送到控制裝置時之顯示時間資訊TInf(m)為TInf(1)=10.0秒。此外，在第二時間(m=2)及第十一時間(m=11)指定識別碼和顯示時間資訊從外面傳送到控制裝置時之顯示時間資訊TInf(m)為TInf(2)=9.9秒及TInf(11)=9.0秒。在對應於顯示時間資訊TInf(m)之時間期間，依據影像訊號或一組顯示資料之影像顯示在顯示形成裝置中。
此處，在影像形成裝置開始顯示影像之例子中，甚至當之後相同指定識別碼和不同顯示時間資訊從外面傳送到控制裝置時，控制裝置仍可忽視指定識別碼和顯示時間資訊及繼續顯示影像。在此種操作中，可將一些旗標類型(接收完成旗標)設定在控制裝置中。另一方面，在由於一些原因從第一時間至第(m’-1)時間控制裝置無法從外面接收指定識別碼及/或顯示時間資訊而第一次在第m’時間成功接收指定識別碼和顯示時間資訊之例子中，可在時間TInf(m’)=Ttotal-(m’-1)×Tint期間，由影像形成裝置顯示依據影像訊號或一組顯示資料之影像。
例如可由操作員執行、由電腦的控制處理等等執行、或者依據觀看目標的移動、作為觀看目標之演員的聲音變化、由觀看目標所佔據之環境的變化(例如、照明或聲音的變化)等等來執行在第一時間(m=1)傳送指定識別碼和顯示時間資訊之指令。
在包括如上述之較佳的各種形式和組態之組構根據本揭示的實施例之顯示裝置的影像顯示裝置中(下面簡稱作“根據本揭示之實施例的影像顯示裝置”)，光學裝置可被組構以便包括：
(a)光導板，其中，經由完全反射將入射至此的光傳播到內部，然後自此輸出光；
(b)第一偏轉單元，其偏轉使入射到光導板之光，使得入射至光導板之光在光導板內部完全反射；以及
(c)第二偏轉單元，其偏轉經由完全反射傳播過光導板的內部之光複數次，用以從光導板輸出經由完全反射傳播過光導板的內部之光。此處，“完全反射”一詞表示內部完全反射或光導板內部的完全反射。下面，“完全反射”表示同於此。
輸出自影像形成裝置的中心且通過位在影像形成裝置的側邊上之光學系統的節點之光束被稱作“中心光束”，及在中心光束裡垂直入射至光學裝置之光束被稱作“中心入射光束”。中心入射光束入射至光學裝置之點被設定作光學裝置中心點，通過光學裝置中心點且平行於光學裝置的軸線之軸線被設定作X軸，及通過光學裝置中心點且與光學裝置的法線一致之軸線被設定作Y軸。根據本揭示的實施例之顯示裝置中的水平方向為平行於X軸之方向及可被稱作“X軸方向”。此處，光學系統配置在影像形成裝置與光學裝置之間，並且使輸出自影像形成裝置之光成為平行光。然後，藉由光學系統形成平行之光束係入射至光學裝置，被引導，及被輸出。此外，第一偏轉單元的中心點被設定作“光學裝置中心點”。
在根據本揭示之實施例的影像顯示裝置中，中心光束可被組構，以便以除了零度以外的角度(θ)交叉在XY平面。然而，影像顯示裝置的組態並不侷限於此。因此，在將影像顯示裝置架置到眼鏡型框的裝附部時之影像顯示裝置的裝附角度之限制降低，藉以可獲得高度設計自由。當XY平面假設與水平面一致時，中心光束與XY平面交叉之角度θ可被組構成仰角。換言之，中心光束可被組構以從XY平面的下側朝XY平面與XY平面碰撞。在此種例子中，XY平面以除了零度以外的角度與垂直表面交叉較佳，及XY平面以角度θ’與垂直表面交叉更好。而且，雖然並不限制角度θ’的最大值，但是可以是5度。此處，水平面包括當觀看者觀看位在水平方向上之目標(例如、位在無限距離的目標，例如，地平線)時的視線(觀看者的水平視線)，及為包括被水平定位之觀看者的眼睛之兩瞳孔的平面此外，該垂直平面為垂直於該水平平面的平面。另一選擇是，可利用當觀看者觀看位在水平方向上之目標(例如、位在無限距離的目標，例如，地平線)時輸出自光學裝置從俯角入射至觀看者的眼睛之瞳孔的中心光束之形式。有關水平面之俯角例如可在5度至45度的範圍中。
此處，其可被組構成第一偏轉單元反射入射到光導板的光，及第二偏轉單元傳送和反射經由完全反射傳播過光導板的內部之光複數次。在此例中，其可被組構成第一偏轉單元充作反射鏡，及第二偏轉單元充作半透射鏡。
在此種組態中，第一偏轉單元例如係從含有合金之金屬所形成，及係可由反射入射到光導板的光之光反射膜(一種鏡的類型)或繞射入射到光導板的光之繞射光柵(例如、立體照相繞射光柵膜)所組構。此外，第二偏轉單元係可由疊層多個介電疊層膜之多層疊層結構本體、半透鏡、極化分光器、或立體照相繞射光柵膜所組構。第一偏轉單元或第二偏轉單元係配置在光導板的內部(建置在光導板內部)。在第一偏轉單元中，入射到光導板之平行光被反射或繞射，使得入射到光導板之平行光在光導板內部完全反射。另一方面，在第二偏轉單元中，經由完全反射傳播過光導板的內部之平行光被反射或繞射複數次，以便以平行光狀態從光導板輸出。
另一選擇是，其可被組構成第一偏轉單元繞射入射到光導板的光，及第二偏轉單元繞射經由完全反射傳播過光導板的內部之光複數次。在此種例子中，第一偏轉單元和第二偏轉單元可以是由繞射光柵裝置所組構之形式，而且，繞射光柵裝置係可由反射型繞射光柵裝置或透射型繞射光柵裝置所形成，或其可被組構成一繞射光柵裝置係由反射型繞射光柵裝置所形成，而另一繞射光柵裝置係由透射型繞射光柵裝置所形成。作為反射型繞射光柵裝置的例子，具有反射型體積立體照相繞射光柵。為了方便說明，由反射型體積立體照相繞射光柵所形成之第一偏轉單元可被稱作“第一繞射光柵構件”，及由反射型體積立體照相繞射光柵所形成之第二偏轉單元可被稱作“第二繞射光柵構件”。
根據根據本揭示之實施例之影像顯示裝置，可執行單一色彩(例如、綠)的影像顯示。然而，在執行彩色影像顯示之例子中，為了讓第一繞射光柵構件或第二繞射光柵構件能夠與具有P種不同類型的波長帶(或波長)之P種類型的光(例如、P=3，及紅、綠、及藍的三種類型)相對應，第一繞射光柵構件或第二繞射光柵構件係可由堆疊由反射型體積立體照相繞射光柵所形成之P層的繞射光柵層所組構。在各個繞射光柵層中，形成對應於一種波長帶(或波長)類型之干擾條紋。另一選擇是，為了對應於具有不同P型波長帶(或波長)之P種光的繞射及反射，P種類型的干擾條紋可被組構成形成在由一層的繞射光柵層所形成之第一繞射光柵構件或第二繞射光柵構件。另一選擇是，其可被組構成視角例如被分成三個等部位，及第一繞射光柵構件或第二繞射光柵構件係藉由堆疊對應於各個視角之繞射光柵層所形成。藉由利用此種組態，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繞射和反射具有各個波長帶(或波長)的光時之繞射效能的增加、繞射接收角度的增加、及繞射角度的最佳化。
作為形成第一繞射光柵構件和第二繞射光柵構件之材料，具有光聚合物材料。藉由反射型體積立體照相繞射光柵所形成之第一繞射光柵構件和第二繞射光柵構件的組成材料和基本結構可與一般反射型體積立體照相繞射光柵者相同。反射型體積立體照相繞射光柵表示只繞射和反射第+1階繞射光之立體照相繞射光柵。在繞射光柵構件中，干擾條紋係從內部形成在其表面之上，及形成相關干擾條紋之方法可與其一般形成方法相同。具體而言，例如，藉由在一側上於第一預定方向上以物體光照射組構繞射光柵構件的構件(例如、光聚合物材料)，以及同時在另一側上於第二預定方向上以參考光照射組構繞射光柵構件的構件，藉由物體光及參考光所形成之干擾條紋可記錄在組構繞射光柵構件的構件內部。藉由適當選擇第一預定方向、第二預定方向、及物體光和參考光的波長，可獲得繞射光柵構件的表面上之干擾條紋的想要節距以及干擾條紋的傾斜(傾角)之想要角度。干擾條紋的傾角表示由繞射光柵構件(或繞射光柵層)的表面和干擾條紋所形成之角度。在第一繞射光柵構件和第二繞射光柵構件係從作為由反射型體積立體照相繞射光柵所形成之P層的繞射光柵層之疊層結構所組構的例子中，繞射光柵層的疊層係可藉由使用如下方法來執行：在作為P層之繞射光柵層被個別製造之後，例如藉由使用紫外線熟化黏著劑將作為P層之繞射光柵層疊層(接合)。另一選擇是，作為P層之繞射光柵層係可藉由使用如下方法來執行：在作為一層之繞射光柵層係使用具有黏著性的光聚合物材料製造之後，藉由連續黏附具有黏著性之光聚合物材料在其上來製造繞射光柵層。
另一選擇是，在根據本揭示之實施例的影像顯示裝置中，可利用光學裝置係藉由輸出自影像形成裝置之光入射至此以便朝觀看者的眼睛之瞳孔輸出的半透射鏡所組構之形式。此外，可利用輸出自影像形成裝置的光經由空氣傳播及入射到半透射鏡之結構，或者可利用光傳播經過諸如玻璃板或塑膠板等透明構件(具體而言，係從與組成光導板的材料相同之材料所形成的構件(稍後將說明))的內部及入射到半透射鏡之結構。此外，半透射鏡可經由透明構件裝附於影像形成裝置，或半透射鏡可經由除了透明構件之外的構件裝附於影像形成裝置。
在包括如上述之各種較佳形式和組態的根據本揭示之實施例的影像顯示裝置中，可利用影像形成裝置具有排列成二維矩陣圖案之複數個像素的形式。為了方便說明，此種影像形成裝置的組態被稱作“根據第一組態之影像形成裝置”。
作為根據第一組態之影像形成裝置的例子，例如具有：由反射型空間光調變裝置和光源所組構之影像形成裝置；由透射型空間光調變裝置和光源所組構之影像形成裝置；以及由諸如有機EL(電激發光)、無機EL、或發光二極體(LED)等發光裝置所組構之影像形成裝置。在上述影像形成裝置之中，使用由反射型空間光調變裝置和光源所組構之影像形成裝置較佳。作為空間光調變裝置的例子，具有光閥，例如，諸如LCOS(矽上液晶)等透射型或反射型液晶顯示裝置和數位微鏡裝置(DMD)，以及作為光源的例子，具有發光裝置。而且，反射型空間光調變裝置可具有由液晶顯示裝置和極化分光器所形成之組態，極化分光器反射從光源所發出的光之一部分並且將光的此部分引導到液晶顯示裝置，及讓由液晶顯示裝置所反射之光的一部分能夠通過它，以便被引導到光學系統。作為組構光源之發光裝置的例子，具有紅光發射裝置、綠光發射裝置、藍光發射裝置、及白光發射裝置。另一選擇是，白光係可藉由使用光管來執行從紅光發射裝置、綠光發射裝置、及藍光發射裝置所發出之紅光、綠光、及藍光的色彩混合和亮度均勻性所獲得。作為發光裝置的例子，具有半導體雷射裝置、固態雷射、及LED。像素的數目係可依據影像顯示裝置所需之規格來決定。作為像素數目的特定值之例子，具有320×240、432×240、640×480、1024×768、1920×1080等等。
另一選擇是，在包括如上述之較佳形式和組態之根據本揭示的實施例之影像顯示裝置中，影像形成裝置可具有包括光源和掃描從光源所發出的平行光之掃描單元的形式。為了方便說明，此種影像形成裝置的組態被稱作“根據第二組態之影像形成裝置”。
作為根據第二組態之影像形成裝置的光源之例子，具有發光裝置。具體而言，具有紅光發射裝置、綠光發射裝置、藍光發射裝置、及白光發射裝置。另一選擇是，白光係可藉由使用光管來執行從紅光發射裝置、綠光發射裝置、及藍光發射裝置所發出之紅光、綠光、及藍光的色彩混合和亮度均勻性所獲得。作為發光裝置的例子，具有半導體雷射裝置、固態雷射、及LED。根據第二組態之影像形成裝置的像素(虛擬像素)之數目係可依據影像顯示裝置所需的規格來決定。作為像素數目的特定值之例子，具有320x240、432x240、640x480、1024x768、1920x1080等等。此外，在執行彩色影像顯示，及光源係由紅光發射裝置、綠光發射裝置、及藍光發射裝置所組構之例子中，例如藉由使用正交稜鏡來執行色彩組成較佳。作為掃描單元之例子，可給定具有可在二維方向上旋轉之微鏡的MEMS(微電子機械系統)、及執行從光源發出的光之水平掃描和垂直掃描的檢流計。
在根據第一組態之影像形成裝置或根據第二組態之影像形成裝置中，被光學系統(將輸出光形成作平行光束之光學系統且可被稱作“平行光輸出光學系統”；尤其是例如準直儀光學系統或轉繼光學系統)形成作複數光束之光入射到光導板。然而，對平行光束的此種需求係依據在光經由第一偏轉單元和第二偏轉單元從光導板輸出之後必須保存當光入射到光導板時之光波前資訊。此外，為了產生複數個平行光束，尤其是，例如影像形成裝置的光輸出部可位在定位在平行光輸出光學系統的焦距之處(位置)。平行光輸出光學系統具有用以將像素的位置資訊轉換成光學裝置的光學系統之角度資訊的功能。在根據本揭示的第一實施例、第二實施例、或第四實施例之顯示裝置中，作為平行光輸出光學系統的例子，具有整體而言具有正光學功率之光學系統，係由凸透鏡、凹透鏡、自由形式表面稜鏡、及立體照相透鏡的其中之一或其組合所組構。在平行光輸出光學系統與光導板之間，具有開口部之遮光構件可被配置，以便讓不想要的光不從平行光輸出光學系統發出而入射到光導板。
光導板具有延伸成與光導板的軸線(X軸)平行之平行面(第一和第二面)。當入射光之光導板的面被表示作光導板入射面，及輸出光之光導板的面被表示作光導板輸出面時，光導板入射面和光導板輸出面係可由第一面所組構，或者其可被組構成光導板入射面係由第一面所組構，而光導板輸出面係由第二面所組構。作為組成光導板之材料的例子，具有石英晶體玻璃、含諸如BK7等光學玻璃之玻璃、及塑膠材料(例如、PMMA、聚碳酸酯樹脂、丙烯酸樹脂、非晶聚丙烯基的樹脂、或含AS樹脂之苯乙烯基的樹脂)。光導板的形狀並不侷限於平行板，及可具有彎曲形狀。
依據觀看者的觀看位置，根據本揭示的第一實施例之顯示裝置操作移動裝置，根據第二實施例之顯示裝置操作旋轉移動裝置，根據第三實施例之顯示裝置操作液態透鏡，及根據第四實施例之顯示裝置操作液態稜鏡，及此種操作係依據觀看者的觀看位置資訊，根據從控制裝置所傳送之控制訊號所控制。
在根據本揭示的第一實施例之顯示裝置中，藉由移動裝置將影像形成裝置的光軸和光學系統的光軸相對地移動在水平方向(X軸方向)上。具體而言，作為例子，可利用形式如下：在固定一影像顯示裝置之影像形成裝置的光軸與光學系統的光軸之間的位置關係同時，在水平方向(X軸方向)上相對地移動另一影像顯示裝置之影像形成裝置的光軸和光學系統的光軸之位置。另一選擇是，作為例子，具有形式如下：兩影像顯示裝置之影像形成裝置的光軸和光學系統的光軸之位置相對地移動在水平方向(X軸方向)上。在此種形式中，發生相對於光學裝置之輸出自光學系統並且入射到光學裝置的平行光之入射角(由中心光束和YZ平面所形成之角度，及下面稱作“YZ平面入射角”)的變化。此外，在此種形式中，可利用系統如下：影像形成裝置和光學系統的其中之一位在例如由機架齒輪單元所組構之移動引導單元中，以及影像形成裝置和光學系統的其中之一係藉由馬達或小齒輪移動在移動引導單元上。另一選擇是，可利用系統如下：影像形成裝置和光學系統的其中之一位在移動引導單元中，以及影像形成裝置和光學系統的其中之一係藉由使用壓電裝置或超音波馬達移動在移動引導單元上。
在根據本揭示的第二實施例之顯示裝置中，影像形成裝置和光學系統係由旋轉移動裝置所旋轉。具體而言，在固定兩影像顯示裝置之影像形成裝置的光軸與光學系統的光軸之間的位置關係同時，藉由操作壓電裝置、馬達、或超音波馬達將至少一影像顯示裝置繞著作為旋轉軸之Z軸旋轉。甚至在此種形式中，仍發生相對於光學裝置之輸出自光學系統並且入射到光學裝置的平行光之YZ平面入射角的變化。
在根據本揭示的第三實施例之顯示裝置中，操作液態透鏡，及組構光學系統之相關的液態透鏡係可由利用電潤濕現象之已知的液態透鏡所組構。經由液態透鏡的操作，在將光學系統的光軸與Y軸之間的關係維持成固定同時，光學系統的光軸可被移動在水平方向(X軸方向)上，或者可改變光學系統的光軸相對於YZ平面之角度。甚至在此種形式中，仍發生相對於光學裝置之輸出自光學系統並且入射到光學裝置的平行光之YZ平面入射角的變化。
在根據本揭示的第四實施例之顯示裝置中，操作液態稜鏡，及組構光學系統的一部分之相關的液態稜鏡係可由利用電潤濕現象之已知的液態稜鏡所組構。經由液態稜鏡的操作，改變相對於YZ平面之光學系統的光軸。甚至在此種形式中，仍發生相對於光學裝置之輸出自光學系統並且入射到光學裝置的平行光之YZ平面入射角的變化。
在根據本揭示的實施例之顯示裝置中，框係可藉由配置在觀看者的前側之前部，以及經由鉸鏈裝附至前部的兩端以便自由旋轉之兩眼鏡腳部所組構。此外，將耳帶部裝附至各眼鏡腳部的尖端部。影像顯示裝置裝附至框，尤其是，例如，影像形成裝置可裝附至眼鏡腳部位。
而且，根據本揭示的實施例之顯示裝置可利用裝附鼻墊的組態。換言之，當看見根據本揭示的實施例之整個顯示裝置時，框和鼻墊的組裝具有約與一般眼鏡的結構相同之結構。此外，可包括或可不包括框邊。組成框的材料可以是金屬、合金、或塑膠，或其組合，及可以是與組成一般眼鏡的材料相同之材料。鼻墊的組態和結構可以是已知的那些。
此外，可利用成像裝置裝附於前部的中心部之形式。具體而言，成像裝置係藉由例如由CCD或CMOS感測器和透鏡所形成之固態成像裝置所組構。從成像裝置延伸之佈線例如經由前部可連接到一影像顯示裝置(或影像形成裝置)，而且可包括在從影像顯示裝置(或影像形成裝置)所延伸的佈線中。
在根據本揭示的實施例之顯示裝置中，從設計或容易穿戴的角度來看，利用從兩影像形成裝置延伸的佈線(訊號線、電力線等等)從耳朵彎曲部的頂端部朝外面延伸，以便經由眼鏡腳部位的內部和耳朵彎曲部連接到控制裝置(控制單元或控制電路)之形式較佳。而且，可利用各個影像形成裝置包括頭戴式耳機部，及來自各個影像形成裝置之頭戴式耳機部用的佈線經由眼鏡腳部位的內部和耳朵彎曲部從耳朵彎曲部的頂端部延伸到頭戴式耳機部之形式。作為頭戴式耳機部的例子，具有耳內型的頭戴式耳機部和耳道型的頭戴式耳機部。具體而言，來自耳朵彎曲部的頂端部之頭戴式耳機部用的佈線纏繞在耳廓(聽囊)的後側四周及延伸到頭戴式耳機部。
根據本揭示的實施例之顯示裝置例如可被用於：顯示電影的子標題等等；顯示有關錄影節目的說明或全部字幕及與錄影節目同步；顯示戲劇或歌舞伎、能劇、Koygen劇、歌劇、演奏會、芭蕾、各種競賽、遊戲場、美術館、旅遊景點、名勝古蹟、旅遊簡介等等中之觀看目標的各種說明，或者顯示用於說明有關內容、節目的進行、背景等等的說明陳述。此外，顯示裝置亦充作文字顯示裝置及可被用於：顯示在諸如各種裝置等的觀看目標之驅動、操作、維修、或拆卸時之各種說明、符號、碼、標籤、記號、設計等等；顯示諸如人或物體等觀看目標之驅動、操作、維修、或拆卸時之各種說明、符號、碼、標籤、記號、設計等等；以及顯示全部字幕。在戲劇、歌舞伎、能劇、Koygen劇、歌劇、演奏會、芭蕾、各種競賽、遊戲場、美術館、旅遊景點、名勝古蹟、旅遊簡介等等中，可將作為有關觀看目標之影像的文字以適當時序顯示在顯示裝置上。具體而言，例如，根據電影等等之節目的進行，或根據戲劇等等之節目的進行，依據預定計畫表或時間配置，藉由操作員的操作或電腦等等的控制下，將影像訊號傳送到顯示裝置或指定識別碼傳送到控制裝置。此外，在顯示有關諸如各種裝置、人、或商品等觀看目標的各種說明之例子中，可藉由配置成像裝置在顯示裝置中，藉由使用成像裝置來拍攝諸如各種裝置、人、或商品等觀看目標，及藉由使用顯示裝置來分析所拍攝的內容，以顯示裝置來執行有關事先備製之諸如各種裝置、人、或商品等觀看目標的各種說明之顯示。另一選擇是，根據本揭示的實施例之顯示裝置亦可被使用作為立體視覺顯示裝置。
如上述之輸入到影像形成裝置的影像訊號不僅包括影像訊號(例如、文字資料)，而且亦例如包括亮度資料(亮度資訊)、彩度資料(彩度資訊)、或欲待顯示之影像的亮度資料和彩度資料。亮度資料可被設定作對應於包括經由光學裝置所觀看之觀看目標的預定區之亮度的亮度資料，及彩度資料可被設定作對應於包括經由光學裝置所觀看之觀看目標的預定區之彩度的彩度資料。如上述，藉由包括影像的亮度資料，可控制所顯示的影像之亮度(明亮)；藉由包括影像的彩度資料，可控制所顯示的影像之彩度(色彩)；及藉由包括影像的亮度資料和彩度資料，可控制所顯示的影像之亮度(明亮)和彩度(色彩)。在使用對應於包括經由影像顯示裝置所觀看之觀看目標的預定區域之亮度的亮度資料之例子中，亮度資料的值可被設定，使得包括經由影像顯示裝置所觀看之觀看目標的預定區域之亮度的值越高，影像的亮度之值越高(換言之，顯示的影像越亮)。此外，在使用對應於包括經由影像顯示裝置所觀看之觀看目標的預定區域之彩度的彩度資料之例子中，彩度資料的值可被設定，使得包括經由影像顯示裝置所觀看之觀看目標的預定區域之彩度和欲待顯示之影像的彩度整體而言具有互補色的關係。此處，互補色的關係表示具有色彩相反地定位在色環中之關係的色彩之組合。綠對紅、紫對黃、橘對藍等等是互補色。互補色亦可被稱作藉由以適當比例混合色彩與另一色彩產生諸如光時的白色和物體時的黑色等飽和度減少之色彩。然而，在色彩平行時之視覺效果的互補和在混合色彩時之互補彼此不同。互補色亦被稱作敵對色、對比色、或對立色。然而，儘管對立色直接指出色彩相對之互補色，但是互補色指出比對立色的範圍稍廣泛之範圍。互補色的組合具有讓色彩能夠在視覺上特殊之協同效果，及此被稱作互補色的協調。
實施例1
實施例1係相關於根據本揭示的第一實施例之顯示裝置，尤其是相關於顯示子標題之顯示裝置(子標題顯示裝置)。圖1A、1B、及2為根據實施例1之顯示裝置和顯示裝置的影像顯示裝置之概念圖。根據實施例1之顯示裝置係由頭戴型顯示器(HMD)所組構。圖1A概要表示在水平方向(X軸方向)上移動影像形成裝置的光軸和光學系統的光軸之前的狀態，及圖1B概要表示在移動之後的狀態。此外，圖3概要表示組構根據實施例1之顯示裝置的影像顯示裝置之光導板中的光之傳播，圖4為從上側觀看之顯示裝置的概要圖，及圖5為從側面觀看之其概要圖。而且，圖6為從前側觀看之根據實施例1的顯示裝置之概要圖，圖7為從上側觀看的根據實施例1之顯示裝置架置到觀看者的頭之狀態的圖(此處，只圖示影像顯示裝置，但是未圖示框)，與圖8及9為使用根據實施例1之顯示裝置的狀態之概念圖。圖10為組構根據實施例1之顯示裝置的控制裝置之概念圖，與圖11A圖解實施例1中的影像訊號之例子。
根據實施例1或稍後欲說明之實施例2至16的任一個之顯示裝置包括：眼鏡型框10，架置到觀看者(觀眾構件)20的頭部；以及左眼和右眼用的兩影像顯示裝置100、200、300、400、及500，係架置到框10。換言之，顯示裝置為包括兩影像顯示裝置之雙眼型。影像顯示裝置100、200、300、400、及500的每一個包括：
(A)影像形成裝置111或211；
(B)光學系統(平行光輸出光學系統)112或254，其將輸出自影像形成裝置111或211的光形成平行光；以及
(C)光學裝置(光導單元)120、320、或520，輸出自光學系統(平行光輸出光學系統)112或254的光入射至此並且被引導以便輸出。影像顯示裝置100、200、300、400、及500可被固定式裝附於框或能夠可拆卸式裝附於框。此處，光學系統112及254配置在影像形成裝置111及211與光學裝置120、320、及520之間。由光學系統112或254形成作平行光之光束入射至光學裝置120、320、或520並且被引導以便輸出。影像形成裝置111或211顯示單一色彩(例如，綠)影像。此外，光學裝置120、320、及520為半透射型(透明型)。具體而言，面向觀看者20的雙眼之光學裝置的至少一部分(尤其是，稍後欲說明之光導板121及321與第二偏轉單元140及340)為半透射的(透明的)。
此外，在實施例1或稍後欲說明之實施例2至16的任一個中，在輸出自影像形成裝置111或211的中心並且通過位在影像形成裝置側邊上之光學系統112或254的節點之光束(中心光束CL)裡，垂直入射到光學裝置120或320之中心入射光束入射到光學裝置120、320、或520之點被設定作光學裝置中心點O，通過光學裝置中心點O且平行於光學裝置120、320、或520之軸線的方向之軸線被設定作X軸，以及通過光學裝置中心點O且與光學裝置120、320、或520之法線一致的軸線被設定作Y軸。此外，接著將說明之第一偏轉單元130或330的中心點為光學裝置中心點O。
根據實施例1或稍後欲說明之實施例2至11的任一個之光學裝置120或320包括：
(a)光導板121或321，其中入射至此的光經由完全反射傳播到內部，而後自此輸出光；
(b)第一偏轉單元130或330，其偏轉入射到光導板121或321的光，使得入射到光導板121或321的光在光導板121或321內部完全反射；以及
(c)第二偏轉單元140或340，其偏轉經由完全反射傳播過光導板121或321的內部之光複數次，以從光導板121或321輸出經由完全反射傳播過光導板121或321的內部之光。
此處，在實施例1中，第一偏轉單元130和第二偏轉單元140配置在光導板121內部。第一偏轉單元130偏轉入射至光導板121的光，及第二偏轉單元140傳送和反射經由完全反射傳播過光導板121的內部之光複數次。換言之，第一偏轉單元130充作反射鏡，及第二偏轉單元140充作半透射鏡。具體而言，配置在光導板121內部之第一偏轉單元130係從鋁(Al)所形成及由反射入射到光導板121的光之光反射膜(一種鏡的類型)所組構。另一方面，配置在光導板121內部之第二偏轉單元140係由疊層複數個介電疊層膜之多層疊層結構本體所組構。介電疊層膜、例如係由作為高介電常數材料之TiO2 膜與作為低介電常數材料之SiO2 膜所組構。JP-T-2005-521099揭示疊層複數個介電疊層膜之多層結構本體。在圖式中，雖然圖示六層的介電疊層膜，但是介電疊層膜並不侷限於此。從與組成光導板121之材料相同的材料所形成之薄片***在介電疊層膜與介電疊層膜之間。在第一偏轉單元130中，入射至光導板121的平行光被反射(或繞射)，使得入射至光導板121的平行光在光導板121內部完全反射。另一方面，在第二偏轉單元140中，經由完全反射傳播過光導板121的內部之平行光被反射(或繞射)複數次，及在平行光狀態中從光導板121朝觀看者20的眼睛21之瞳孔輸出。
有關第一偏轉單元130，其可被組構成藉由切割配置第一偏轉單元130之光導板121的部位124，將欲形成第一偏轉單元130之斜面配置在光導板121中，光偏轉膜被真空沈積在斜面上，而後將藉由光導板121所切割的部位124接合到第一偏轉單元130。此外，有關第二偏轉單元140，其可被組構成疊層複數個介電疊層膜(例如，其係藉由使用真空沈積法所沈積)之多層疊層結構本體係藉由使用與組成光導板121的材料相同之材料所製造(例如、玻璃)，斜面係藉由切割配置第二偏轉單元140之光導板121的部位125所形成，將多層疊層結構本體接合到斜面，及藉由執行研磨等等來修整外形。因此，可獲得第一偏轉單元130和第二偏轉單元140配置在光導板121內部之光學裝置120。
此處，在實施例1或稍後欲說明之實施例2至11的任一個中，從光學玻璃材料或塑膠材料所形成之光導板121或321具有根據光導板121或321的內部完全反射而延伸成與光傳播方向(X軸)平行之兩平行面(第一面122或322和第二面123或323)。第一面122或322和第二面123或323彼此面對。如此，從對應於光入射面之第一面122或322入射平行光，經由完全反射將入射的平行光傳播在內部，而後從對應於光輸出面之第一面122或322輸出。然而，本揭示的實施例並不侷限於此，如此，其可被組構成光入射面係由第二面123或323所組構，而光輸出面係由第一面122或322所組構。
在實施例1或稍後將說明之實施例2至4及8的任一個中，影像形成裝置111為根據第一組態之影像形成裝置，並且具有排列成二維矩陣圖案之複數個像素。具體而言，影像形成裝置111係由反射型空間光調變裝置150和由發出白光的發光二極體所形成之光源153所組構。各個完整影像形成裝置111被安裝到殼113的內部(在圖2或21中由破折點線表示)，及開口部(未圖示)配置在殼113中，及光係經由開口部從光學系統(平行光輸出光學系統或準直儀光學系統)112輸出。反射型空間光調變裝置150係由由LCOS所形成作光閥之液晶顯示裝置(LCD)151以及反射從光源153所發出的光之一部分以便被引導到液晶顯示裝置151並且讓液晶顯示裝置151所反射之光的一部分自此通過及被引導到光學系統112之極化分光器152所組構。液晶顯示裝置151包括排列成二維矩陣圖案之複數個(例如、640x480)像素(液晶單元)。極化分光器152具有已知的組態和結構。從光源153所發出之未極化的光與極化分光器152碰撞。極化分光器152使P極化的成分自此通過，以便輸出到系統的外面。另一方面，S極化的成分係由極化分光器152反射，以便入射到液晶顯示裝置151，並且在液晶顯示裝置151內部反射，以便從液晶顯示裝置151出去。此處，儘管在輸出自液晶顯示裝置151的光裡，大量P極化的成分包括在從用於顯示“白色”之像素所發出的光中，但是在上述光裡，大量S極化的成分包括在用於顯示“黑色”之像素所發出的光中。因此，輸出自液晶顯示裝置151及與極化分光器152碰撞的光之P極化的成分通過極化分光器152，並且被引導到光學系統112。另一方面，S極化的光係由極化分光器152反射並且回到光源153。光學系統112例如係由凸透鏡所組構並且產生平行光。因此，影像形成裝置111(具體而言，液晶顯示裝置151)排列在光學系統112的焦距之處(位置)。
框10係形成如下：前部11，其配置在觀看者20的前側；兩眼鏡腳部13，其經由鉸鏈12裝附至前部11的兩端以便可自由旋轉；以及耳帶部(亦稱作眼鏡腳尖端或耳墊)14，其裝附於各個眼鏡腳部13的尖端部。此外，鼻墊10’裝附至此。換言之，框10和鼻墊10’的組裝具有約與一般眼鏡相同的結構。而且，藉由使用裝附構件19將各個殼113裝附至眼鏡腳部13。框10係藉由使用金屬或塑膠所製造。此處，藉由使用裝附構件19，將各個殼113可拆卸式裝附至眼鏡腳部13。而且，在觀看者擁有和戴上眼鏡之例子中，藉由使用裝附構件19，將各個殼113可拆卸式裝附至由觀看者所擁有之眼鏡的框之眼鏡腳部。
此外，從影像形成裝置111A及111B延伸之佈線(訊號線、電力線等等)15經由眼鏡腳部13和耳帶部14的內部從耳帶部14的尖端部朝外面延伸，以便連接到控制裝置(控制電路或控制單元)18。而且，影像形成裝置111A及111B的每一個具有頭戴式耳機部16，及從影像形成裝置111A及111B的每一個延伸之頭戴式耳機部用的佈線16’經由眼鏡腳部13和耳帶部14的內部從耳帶部14的尖端部延伸到頭戴式耳機部16。具體而言，頭戴式耳機部用的佈線16’從耳帶部14的尖端部延伸，以便纏繞在耳廓(聽囊)的後側四周及延伸到頭戴式耳機部16。藉由利用此種組態，可形成簡易的顯示裝置，卻不給人以混亂方式配置頭戴式耳機部16和頭戴式耳機部用的佈線16’之印象。
此外，藉由使用適當裝附構件(未圖示)，將由藉由CCD感測器或CMOS感測器所形成之固態成像裝置和透鏡(這些未圖示在圖中)所組構之成像裝置17視需要裝附至前部11的中心部11’。經由從成像裝置17延伸之佈線(未圖示)，將輸出自成像裝置17之訊號傳送到影像形成裝置111A。
如上述，佈線(訊號線、電力線等等)15連接到控制裝置(控制電路)18。以無線方式將影像訊號(例如、文字資料)傳送到控制裝置18。然後，控制裝置18執行用於顯示影像訊號(文字資料)用的影像(例如、顯示子標題)之處理。控制裝置18係可藉由使用以之電路來組構。
如圖10所表示一般，控制裝置18被組構如下：命令接收電路18A，其以無線方式接收經由稍後欲說明之文字資料無線傳送裝置32所傳送的影像訊號(包括命令)；訊號處理電路18B，其接收從命令接收電路18A所傳送之影像訊號及執行各種分析和處理；時序調整電路18C，其接收從訊號處理電路18B所傳送之各種類型的資料及傳送各種訊號；以及傳送電路18D，其接收從時序調整電路18C所傳送之各種訊號，調整時序以便從顯示位置再生影像，及經由佈線15將影像訊號傳送到影像形成裝置111A及111B的每一個。控制裝置18另包括時序產生電路18E，其產生用於顯示所接收的影像訊號之時序訊號，及依據時序時鐘和從時序產生電路18E所傳送之時序訊號，藉由時序調整電路18C來執行時序的調整。
如圖11A所示，影像訊號例如係由命令起始旗標“SYNC”、各個命令類型的特有ID之“MSG_ID”、表示整個命令的長度之資料“LENG”、表示水平方向上之影像的顯示起始位置之資料“POS_X”、表示垂直方向上之影像的顯示起始位置之資料“POS_Y”、欲待顯示的影像之資料“DATA”、以及命令誤差檢查“FCS”所組構。
在根據實施例1之顯示裝置(子標題顯示裝置)或根據稍後將說明之實施例2至16的任一個之顯示裝置中，依據觀看者的觀看位置來操作移動裝置40，操作旋轉移動裝置43，操作液態透鏡44，及操作液態稜鏡45，及依據觀看者的觀看位置資訊(或影像位移到左或右側的量)，根據從控制裝置18所傳送之控制訊號來控制此種操作。此處，作為觀看者的觀看位置資訊之例子，具有觀看者(觀眾構件)坐在電影院、劇院等等之座位的位置和劇院資訊。
在根據實施例1或實施例5至16的任一個之顯示裝置100、200、300、400、或500中，影像形成裝置111(111A及111B)或211的光軸和光學系統112或254的光軸藉由移動裝置40相對地移動在水平方向(X軸方向)上。具體而言，如圖1A、1B、及3圖示作概念圖一般，兩成像顯示裝置100、200、300、400、及500的每一個之影像形成裝置111或211的光軸和其光學系統112或254的光軸之位置可相對地移動在水平方向(X軸方向)上。換言之，影像形成裝置111或211與光學系統112或254的任一個(例如，光學系統112或254)位在由機架齒輪單元所組構之移動引導單元42中，及藉由馬達和小齒輪41將影像形成裝置111或211與光學系統112或254的任一個(例如，光學系統112或254)移動在移動引導單元42上。另一選擇是，其可被組構成影像形成裝置和光學系統的任一個位在移動引導單元中，及藉由壓電裝置或超音波馬達將影像形成裝置和光學系統的任一個移動在移動引導單元上。在此種組態中，發生相對於光學裝置120、320、或520的輸出自光學系統112或254且入射到光學裝置120、320、或520之平行光的YZ平面入射角之變化。換言之，發生相對於YZ平面之光學系統112或254的光軸之角度的變化。在圖3中，在水平方向(X軸方向)上移動影像形成裝置111或211的光軸和光學系統112或254的光軸之前的中心光束係由實線表示，及移動之後的中心光束係由點線表示。此處，藉由從圖1A所示之狀態移動影像形成裝置111或211和光學系統112或254到圖1B所示之狀態，會聚角的值增加，及虛擬影像距離減少。換言之，虛擬影像接近觀看者(觀眾構件)。換言之，例如，影像形成裝置111或211或光學系統112或254相對地移動在水平方向(X軸方向)上，使得圖7所示之點“A”位在想要的位置。此外，在影像形成裝置111或211的移動中，可移動整個影像形成裝置111或211，或可移動影像形成裝置111或211的構成元件之一部分(例如、液晶顯示裝置151、掃描單元253等等)。
此處，例如，可由個人電腦事先將觀看者的觀看位置之資訊(觀看者的觀看位置資訊)給予顯示裝置。另一選擇是，其可被組構成以條碼形式列印在入場券上之座位資訊或戲院資訊或包括在顯示於蜂巢式電話中之入場券資訊的座位資訊或戲院資訊係藉由使用適當單元和適當方法來讀取，及藉由使用適當單元將依據座位資訊或戲院資訊之觀看者的觀看位置資訊給予顯示裝置。然後，控制裝置18依據觀看者的觀看位置資訊來操作馬達、小齒輪41等等，以便在水平方向(X軸方向)上相對地移動影像形成裝置111或211及/或光學系統112或254，藉以調整會聚角。具體而言，例如，會聚角會隨著從顯示裝置到觀看目標的距離增加而減少。當從顯示裝置到觀看目標的距離無限時，會聚角為零度。
如上述，藉由依據觀看位置資訊(或位移到左或右側的量)，為右眼和左眼移動由兩影像顯示裝置100、200、300、400、或500所獲得之兩影像，可將虛擬影像配置在想要的位置中。換言之，藉由在水平方向或YZ平面入射角中調整顯示在組構影像顯示裝置100、200、300、400、或500的光學裝置120、320、或520中之兩影像的距離(間隙)，可將會聚角調整成對應於從顯示裝置到觀看目標的距離。
將參考圖11D說明調整會聚角對應於從顯示裝置到觀看目標的距離。此處，依據由影像顯示裝置所顯示之影像訊號的影像(文字)之虛擬影像距離係由“Lvi”來表示，及此時影像的會聚角係由“α”來表示。此外，在虛擬影像距離從虛擬影像距離Lvi增加“c”之例子中的影像之會聚角係由“γ”來表示，及在虛擬影像距離從虛擬影像距離Lvi增加“b”之例子中的影像之會聚角係由“β”來表示。而且，左與右瞳孔之間的距離係由“PD”來表示。此處，在PD=61.5 mm及Lvi=4000 mm之例子中，會聚角α=53分(53’)。
影像形成裝置的一像素被定義作3分(3’)。此處，在水平方向(X軸方向)上由一像素位移影像形成裝置111或211和光學系統112及254到內側之例子中，會聚角β=56分(56’)，及b=225mm。另一方面，在水平方向(X軸方向)上由一像素位移影像形成裝置111或211和光學系統112及254到外側之例子中，會聚角γ=50分(50’)，及c=228 mm。此外，在虛擬影像距離Lvi=8000 mm之例子中，藉由以一像素位移影像，虛擬影像距離可位移約1 m。
如上述，藉由在水平方向(X軸方向)上相對地移動影像形成裝置111或211及/或光學系統112或254，可調整會聚角。結果，觀看目標與觀看者(觀眾構件)20之間的距離和由影像顯示裝置所顯示之影像(子標題)的虛擬影像距離可被組構成相同或可被組構成盡可能彼此接近，及觀看觀看目標之觀看者(觀眾構件)20可觀看由影像顯示裝置自然顯示之影像，而不必特別位移或改變焦點。
此外，當虛擬影像距離係由Lvi表示及會聚角(水平面中之主光束交叉角)為θaoV時，滿足下面關係較佳。
Lvi‧tan(θaoV/2)=PD/2
此處，PD(單位：mm)例如滿足56PD74的關係。然而，在θaoV的值為零之例子中，Lvi的值是無限的。然而，未根據觀看者的移動速度來單獨計算虛擬影像距離LVi和會聚角θaoV，而是藉由定義其中一個對應關係，另一個自動決定。
其可被組構成另包括測量從顯示裝置到觀看目標的距離之位置測量單元(距離測量裝置)，及藉由使用位置測量單元(距離測量裝置)來獲得觀看位置資訊(距離資訊)。作為位置測量單元(距離測量裝置)，例如，成像裝置17可被組構作為設置有自動聚焦功能的成像裝置(具有被動型距離測量裝置之成像裝置)。另一選擇是，其可被組構成將按鈕或開關配置在控制裝置18中，及依據從顯示裝置到觀看目標的距離用手動設定觀看位置資訊(距離資訊)。
以無線方式將影像訊號傳送到控制裝置18(或依據情況以有線方式)。然後，控制裝置18執行用以顯示影像訊號用的影像之處理，及影像形成裝置111A及111B依據資料“DATA”來產生影像(子標題)。這些影像最後經由光學系統112或254和光學裝置120、320、或520到達戴上顯示裝置之觀看者(觀眾構件)20的雙眼。
而且，除了輸入到影像形成裝置之影像訊號以外，藉由從外面將欲由光學裝置所顯示之影像的亮度訊號傳送到顯示裝置，可提高所顯示的影像之可看性。另一選擇是，其可被組構成另包括光接收感測器，及依據由光接收感測器所獲得之環境(顯示裝置或觀看目標所在的周遭環境)的亮度資訊來控制欲由光學裝置所顯示之影像的亮度。具體而言，作為光接收感測器，可使用用來測量曝光之包括在成像裝置17中的光電二極體或光接收裝置。
在例如於戲院中使用顯示裝置之例子中，雖然用以說明有關表演等等之內容、節目的進行、背景等等之說明陳述可在顯示裝置中顯示成影像，但是具有必須將虛擬影像距離設定成想要的距離之事例。換言之，觀看目標與觀看者(觀眾構件)之間的距離以及由影像顯示裝置所顯示之影像(例如文字)的虛擬影像距離係根據表演的觀看者所坐之位置來改變。因此，雖然如上述，在根據實施例1之顯示裝置中，必須依據表演的觀看者之位置來最佳化虛擬影像距離，但是會聚角被最佳化成對應於從顯示裝置到觀看目標的距離。因此，虛擬影像距離係依據表演的觀看者之位置來最佳化。此外，雖然具有想要依據場景來改變虛擬影像距離之事例，但是藉由從外面將觀看者的觀看位置(顯示裝置)相對於觀看目標之資訊的觀看位置資訊(距離資訊)傳送到顯示裝置，此種事例可以簡單方式來回應。
另一選擇是，觀看者(觀眾或使用者)可將虛擬影像距離設定成想要的距離，或者將虛擬影像位置設定成想要的位置。具體而言，藉由配置開關或按鈕在控制裝置18中及觀看者操作開關或按鈕，虛擬影像可配置在想要的距離或位置。例如，在改變背景之例子中，可任意改變虛擬影像距離或虛擬影像位置。例如可依據影像訊號來自動執行此種操作，或者觀看者可在觀看著觀看目標時適當執行操作。具體而言，此種操作為操作移動裝置40之操作，或者藉由控制裝置18將稍後將說明之顯示位置校正訊號(會聚角控制訊號)添加到影像訊號的操作。因此，觀看者可確實地讀取例如影像(例如，諸如子標題等文字)，而不必過度移動視線，及可以容易的方式同時顯示適於觀眾之影像(例如、子標題等等，尤其是，例如依據不同語言等等的子標題)。
影像訊號為數位化資料及在其顯示之前事先產生。影像的顯示位置可以是未中斷觀看目標的觀看之位置。具體而言，在包括在文字資料再生裝置31或影像資料和文字資料再生裝置31’中之電腦(未圖示)的控制下，例如依據預定計畫表、時間分配等等或依據觀看目標之節目的進行，以無線方式利用文字資料無線傳送裝置32來傳送影像訊號到控制裝置18來執行如上述之影像的顯示。
藉由不僅包括文字資料而且也包括欲待顯示之文字的亮度資料或彩度資料作為根據實施例1的顯示裝置中之影像訊號，可確實防止變得難以依據文字的背景來視覺上辨識影像的文字(例如子標題等等)。作為亮度資料的例子，具有對應於包括經由影像顯示裝置所觀看之觀看目標(字體、背景等等)的預定區(例如、對應於整個舞台的三分之一的下部位之區域)之亮度的亮度資料。此外，作為彩度資料，可使用對應於包括經由影像顯示裝置所觀看之觀看目標的預定區之彩度的彩度資料。尤其是，當經由半透射型(透明型)光學裝置所觀看之螢幕、舞台等等的亮度以及顯示在光學裝置中之文字的亮度或色彩的平衡未在預定範圍時，具有難以清楚觀看子標題、螢幕、舞台等等之事例。然而，可對螢幕、舞台等等調整欲待顯示之文字的亮度或色彩，因此，可在視覺上清楚辨識文字。換言之，可確實防止難以依據文字的背景來視覺上辨識用來說明由觀看者(觀眾構件)所觀看之觀看目標等等的文字。在使用根據實施例1之顯示裝置中，例如，可在觀看表演的適當時序中，將有關觀看目標之文字(例如、有關表演的情況或背景之說明陳述、有關字體的說明陳述、字體之間的會話等等)顯示在影像顯示裝置100、200、300、400、或500中。具體而言，例如，根據表演之進行的狀態，文字資料可傳送到影像顯示裝置100、200、300、400、或500，以便藉由操作員的操作、在電腦的控制下等等，在影像顯示裝置100、200、300、400、或500中顯示文字。
而且，可以說當固定虛擬影像的位置時眼睛變得疲勞。這是因為當焦點固定時眼球的移動小。如此，藉由適當改變虛擬影像距離或移動虛擬影像的位置，可減少眼睛的疲勞。換言之，可按時間改變距離兩光學裝置之由兩光學裝置所形成的虛擬影像之位置或者由兩光學裝置所形成的虛擬影像之距離(虛擬影像距離)。具體而言，其可被組構成例如每五分鐘一次，例如以影像形成裝置的+2像素，例如在一分鐘期間改變水平方向上的影像之位置，而後回到背景。
實施例2
實施例2係相關於根據本揭示的第二實施例之顯示裝置。圖12A及12B為根據實施例2之顯示裝置的概念圖。在根據實施例2之顯示裝置中，至少一影像顯示裝置(在實施例2中，用於左和右眼之兩影像顯示裝置的每一個)另包括旋轉移動裝置43，其旋轉影像形成裝置111或211和光學系統112或254。如此，藉由依據觀看者的觀看位置，藉由使用旋轉移動裝置43來旋轉影像形成裝置111或211和光學系統112或254，改變相對於光學裝置120或320的輸出自光學系統112或254且入射到光學裝置120或320之平行光的入射角(YZ平面入射角)，換言之，改變相對於YZ平面之光學系統112或254的光軸之角度，藉以調整會聚角(水平面上之主光束交叉角)。此處，藉由將影像形成裝置111或211和光學系統112或254從圖12A所示的狀態移動到圖12B所示的狀態，會聚角的值增加，及虛擬影像距離減少。換言之，虛擬影像靠近觀看者(觀眾構件)。
此處，藉由旋轉移動裝置43來旋轉影像形成裝置111或211和光學系統112或254。具體而言，在固定兩影像顯示裝置的每一個之影像形成裝置111或211的光軸與光學系統112或254的光軸之間的位置關係同時，可以配置在適當位置之Z軸作為旋轉軸，藉由操作壓電裝置、馬達、或超音波馬達來旋轉至少一影像顯示裝置。在此種形式中，發生相對於光學裝置120或320的輸出自光學系統112或254且入射到光學裝置120或320之平行光的YZ平面入射角之變化。換言之，發生相對於YZ平面之光學系統112或254的光軸之角度的變化。在一些情況中可一起旋轉光學裝置120或320。
實施例3
實施例3係相關於根據本揭示的第三實施例之顯示裝置。在根據實施例3之顯示裝置中，組構至少一影像顯示裝置之光學系統112或254(在實施例3中，用於左和右眼之兩影像顯示裝置的每一個)包括液態透鏡44。如此，藉由依據觀看者的觀看位置來操作液態透鏡44，調整會聚角(水平面上之主光束交叉角)。組構光學系統112或254之液態透鏡44係由利用電濕潤現象的已知液態透鏡44所組構。藉由操作液態透鏡44，光學系統112或254的光軸可移動在水平方向(X軸方向)上，或者在光學系統112或254的光軸與Y軸之間的關係維持恆定同時，可改變相對於YZ平面之光學系統112或254的光軸之角度。因此，發生相對於光學裝置120或320的輸出自光學系統112或254且入射到光學裝置120或320之平行光的YZ平面入射角之變化。換言之，發生相對於YZ平面之光學系統112或254的光軸之角度的變化。
將參考圖13A至13C和圖14A至14C說明液態透鏡44的原理。圖13A為沿著圖13B所示的線A-A所取之概要橫剖面圖，圖13B為沿著圖13A所示的線B-B所取之概要橫剖面圖(此處，第一液體未圖示在圖式中)，以及圖13C及圖14A至14C為沿著圖13A所示的線C-C所取之概要橫剖面圖。此處，在沿著xy平面切割時之液態透鏡的形狀為概要形狀，其不同於實際形狀。
表示圖13A至13C和圖14A至14C所示之原理圖的液態透鏡(為了方便說明被稱作“原理液態透鏡”)包括外殼。此外殼係被形成如下：第一側構件51；第二側構件52，其面向第一側構件51；第三側構件53，其接合第一側構件51的一端部與第二側構件52的一端部；第四側構件54，其接合第一側構件51的另一端部與第二側構件52的另一端部；頂面板55，其安裝在第一側構件51、第二側構件52、第三側構件53、及第四側構件54的頂面；以及底面板56，其安裝在第一側構件51、第二側構件52、第三側構件53、及第四側構件54的底面。一透鏡室係藉由此外殼所組構。透鏡室係被將液態透鏡組成作軸線延伸在第一側構件51和第二側構件52延伸之方向(z方向)上的圓筒型透鏡之第一液體65和第二液體66所佔據。
此外，第一電極61係安裝在頂面板55的內面，第二電極62係安裝在第一側構件51的內面，及第三電極63係安裝在第二側構件52的內面。此處，在圖13A至13C所示之狀態中，沒有電壓施加到第一電極61、第二電極62、及第三電極63。
當從此狀態施加適當電壓到第一電極61、第二電極62、及第三電極63時，第一液體65與第二液體66之間的介面之狀態改變成圖14A、14B、或14C所示的狀態。此處，圖14A所示之狀態圖解當同一電壓施加到第二電極62和第三電極63時之狀態，及形成在透鏡室內部之沿著xy平面切割時的液態透鏡之形狀相對於光軸OA而對稱。此外，圖14B及14C所示之狀態圖解當不同電壓施加到第二電極62和第三電極63時之狀態，及形成在透鏡室內部之沿著xy平面切割時的液態透鏡之形狀相對於光軸OA而不對稱。此處，圖14C所示的第二電極62與第三電極63之間的電位差大於圖14B所示之狀態。如圖14B及14C所示，根據第二電極62與第三電極63之間的電位差，可改變液態透鏡的光學功率，及液態透鏡的光軸OA(由點線所指示)可移動在垂直於z方向之y方向上。另一選擇是，藉由配置各個圖解在原理圖中之複數個液態透鏡以及適當控制施加到液態透鏡的每一個之第二電極62和第三電極63的電壓，可移動整個液態透鏡的光軸，及可改變整個液態透鏡的光軸之傾斜，藉以可將Fresnel透鏡組構在整個液態透鏡中。
圖15、圖16A至16C、以及圖17A及17B圖解根據實施例3之實際液態透鏡44的概要橫剖面圖。圖15為沿著圖13B所示的線A-A所取之概要橫剖面圖，及圖16A至16C、圖17A、及17B為沿著圖15所示的線C-C所取之概要橫剖面圖。此外，沿著圖15所示的線B-B所取之概要橫剖面圖類似於圖13B所示者。
液態透鏡44包括(A)外殼50，其包括第一側構件51；第二側構件52，其面向第一側構件51；第三側構件53，其接合第一側構件51的一端部與第二側構件52的一端部；第四側構件54，其接合第一側構件51的另一端部與第二側構件52的另一端部；頂面板55，其安裝在第一側構件51、第二側構件52、第三側構件53、及第四側構件54的頂面；以及底面板56，其安裝在第一側構件51、第二側構件52、第三側構件53、及第四側構件54的底面，以及(B)(M-1)隔牆構件57，其平行配置在第一側構件51與第二側構件52之間。
在根據實施例3之液態透鏡44中，M(五)透鏡室58(581 、582 、583 、584 、及585 )被對準。透鏡室58(581 、582 、583 、584 、及585 )的每一個係被將液態透鏡組成作軸線延伸在平行於隔牆構件57延伸之方向的方向(z方向)上的圓筒型透鏡之第一液體65和第二液體66所佔據。
第一透鏡室581 係被組構如下：第一側構件51；第三側構件53；第一隔牆構件57；第四側構件54；頂面板55，及底面板56。此外，第一電極61係安裝在組構第一透鏡室581 之頂面板55的一部分之內面上，第二電極62係安裝在組構第一透鏡室581 之第一側構件51的一部分之內面上，以及第三電極63係安裝在組構第一透鏡室581 之第一隔牆構件57的一部分之內面上。
此外，第(m+1)透鏡室58(m+1) 係被組構如下：第m(此處，m=1,2,...,M-2)隔牆構件57；第三側構件53；第(m+1)隔牆構件57；第四側構件54；頂面板55，及底面板56。此外，第一電極61係安裝在組構第(m+1)透鏡室58(m+1) 之頂面板55的一部分之內面上，第二電極62係安裝在組構第(m+1)透鏡室58(m+1) 之第m隔牆構件57的一部分之內面上，以及第三電極63係安裝在組構第(m+1)透鏡室58(m+1) 之第(m+1)隔牆構件57的一部分之內面上。
而且，第M透鏡室58M (=585 )係被組構如下：第(M-1)隔牆構件57；第三側構件53；第二側構件52；第四側構件54；頂面板55，及底面板56。此外，第一電極61係安裝在組構第M透鏡室58M (=585 )之頂面板55的一部分之內面上，第二電極62係安裝在組構第M透鏡室58M (=585 )之第(M-1)隔牆構件57的一部分之內面上，以及第三電極63係安裝在組構第M透鏡室58M (=585 )之第二側構件52的一部分之內面上。
此外，在圖式所示之例子中，雖然為各個透鏡室安裝第一電極61，但是可安裝一第一電極61在頂面板55的內面上。
在根據實施例3之液態透鏡44中，為至少第一液體65與第二液體66之間的介面所在之第一側構件51、第二側構件52、及隔牆構件57的每一個之表面執行抗水處理。此外，隔牆構件57的底面56向上延伸到底面板56，及隔牆構件57的頂面向上延伸到頂面板55。外殼50的外形為具有長邊在z方向上和短邊在y方向上之矩形。從底面板56入射光，及從頂面板55輸出光。
第一液體65和第二液體66不溶解且不混合，及第一液體65與第二液體66之間的介面組構透鏡表面。此處，第一液體65具有導電性，及第二液體66具有絕緣特性。第一電極61與第一液體65相接觸，第二電極62經由絕緣膜64與第一液體65和第二液體66相接觸，以及第三電極63經由絕緣膜64與第一液體65和第二液體66相接觸。此外，頂面板55、底面板56、及第一電極61係由可透射入射到液態透鏡44的光之材料所組成。
具體而言，頂面板55、底面板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、及隔牆構件57係從玻璃或諸如丙烯酸樹脂等樹脂所製造。此外，具有導電性之第一液體65係從氯化鋰水溶液所形成且具有密度1.06 gram/cm3 和折射率1.34。另一方面，具有絕緣特性之第二液體66係從矽油(由移動性能材料日本LLC所製造之TSF437)所形成且具有密度1.02 gram/cm3 和折射率1.49。此外，第一電極61係從ITO所形成，及第二電極62和第三電極63係形成作由金、鋁、銅、銀等等所製成之金屬電極。而且，絕緣膜64係從聚對二甲苯或諸如氧化鉭或二氧化鈦等金屬氧化物所形成。此外，抗水處理層(未圖示)係形成在絕緣膜64上。抗水處理層係從聚對二甲苯或氟化聚合物所形成。為第一電極61的表面執行親水處理，及為第三側構件53或第四側構件54的內面執行抗水處理較佳。
在實施例3中，為了組構光學系統112或254，圖15所示之兩液態透鏡44彼此重疊。具體而言，液態透鏡44彼此重疊，使得配置在下側上之液態透鏡44的y方向和配置在上側上之液態透鏡44的y方向彼此垂直，以及配置在下側上之液態透鏡44的z方向和配置在上側上之液態透鏡44的z方向彼此垂直。然後，例如，彼此重疊之兩液態透鏡44配置在圖2所示之光學系統112的位置中，使得配置在下側上之液態透鏡44的y方向平行於X軸方向，及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具有組態和結構，以便經由未圖示之連接單元連接到外部控制電路及被施加有想要的電壓。當電壓施加到第一電極61、第二電極62、及第三電極53時，由第一液體65與第二液體66之間的介面所組構之透鏡表面從圖16A所示之向下凸狀態改變成圖16B所示之向上凸狀態。依據Lippman-Young的等式，根據施加到電極61、62、及63之電壓來改變透鏡表面的狀態。在圖16B所示之例子中，施加同一電壓到第二電極62和第三電極63。因此，沿著xy平面切割時形成在透鏡室內部之液態透鏡的形狀相對於液態透鏡的光軸而對稱。可為在彼此重疊之兩液態透鏡44裡配置在上側上的液態透鏡44執行此種控制。
此外，圖16C和圖17A及17B所示之狀態為當不同電壓施加到第二電極62和第三電極63時之狀態。在此種狀態中，沿著xy平面切割時形成在透鏡室內部之液態透鏡的形狀相對於液態透鏡的光軸而不對稱。此處，在圖16C所示的狀態中，Fresnel透鏡被組構作為液態透鏡44。可為在彼此重疊之兩液態透鏡44裡配置在上側上的液態透鏡44執行此種控制。
在圖17A及17B所示之狀態中，液態透鏡的光軸移動在垂直於z方向之y方向(X軸方向)上。藉由形成圖17A或17B所示之狀態，可改變輸出自液態透鏡44之光的行進方向，或者可控制相對於x方向之整個液態透鏡44的光軸之傾斜。換言之，藉由為在彼此重疊之兩液態透鏡44裡配置在下側上的液態透鏡44執行此種控制，液態透鏡的光軸可移動在X軸方向上，或者液態透鏡的光軸可相對於Y軸方向傾斜。此外，可根據第二電極62與第三電極63之間的電位差來改變液態透鏡的光學功率。此處，在圖17A所示的狀態中，相同電壓施加到各個第二電極62，及相同電壓施加到各個第三電極63。另一方面，在圖17B所示的狀態中，不同電壓施加到第二電極62和第三電極63，及一種Fresnel透鏡被組構作為整個液態透鏡44。
當圓筒型透鏡藉由施加電壓到第一電極61、第二電極62、及第三電極63來實施光學功率時，xz平面中(或平行於xz平面的平面)之圓筒型透鏡的光學功率實質上為零，及xy平面中之圓筒型透鏡的光學功率具有有限的值。此處，“整個液態透鏡的光軸”為接合當液態透鏡44沿著xy平面切割時被獲得整個液態透鏡44的虛擬透鏡(整個液態透鏡44的一透鏡)之兩虛擬影像光學表面的曲率之中心的線。
其可被組構成第二電極62連接到共同佈線，第三電極63連接到共同佈線，相同電壓施加到第二電極62，及相同電壓施加到第三電極63。另一選擇是，其可被組構成第二電極62連接到共同佈線，及第三電極63連接到個別佈線以便被個別施加有不同電壓，其可被組構成第三電極63連接到共同佈線，第二電極62連接到個別佈線以便被個別施加有不同電壓，或者其可被組構成所有第二電極62和第三電極63連接到個別佈線以便被個別施加有不同電壓。
實施例4
實施例4係相關於根據本揭示的第四實施例之顯示裝置。在根據實施例4之顯示裝置中，組構至少一影像顯示裝置之光學系統112或254(在實施例4中，用於左和右眼之兩影像顯示裝置的每一個)包括液態稜鏡45。如此，藉由依據觀看者的觀看位置來操作液態稜鏡45，調整會聚角(水平面上之主光束交叉角)。組構光學系統112或254之液態稜鏡45係由利用電濕潤現象的已知液態稜鏡45所組構。藉由操作液態稜鏡45，可改變相對於YZ平面之光學系統112或254的光軸之角度。在此種形式中，發生相對於光學裝置120或320的輸出自光學系統112或254且入射到光學裝置120或320之平行光的YZ平面入射角之變化。換言之，發生相對於YZ平面之光學系統112或254的光軸之角度的變化。
如圖18圖示作概念圖一般，液態稜鏡45的組態和結構可與圖13A至13C所示之原理液態透鏡的組態和結構相同，及省略其詳細說明。不同於原理液態透鏡在於透鏡表面未由第一液體65與第二液體66之間的介面所組構，及稜鏡的平坦傾斜表面被組構，及藉由適當選擇第一液體65與第二液體66來獲得此種組態。然後，液態稜鏡45可被配置例如在圖2所示之顯示裝置的光學系統112與光導板121之間，使得y方向平行於X軸方向，及x方向平行於Y軸方向。
實施例5
實施例5為根據實施例1至4之顯示裝置的修改。在根據實施例5之顯示裝置中，藉由控制輸入到組構至少一影像顯示裝置(在實施例5中，用於左和右眼之兩影像顯示裝置100、200、300、400、及500的每一個)之影像形成裝置111A及111B的影像訊號(文字資料、輸入的影像訊號、或輸入的影像資料)，除了調整根據實施例1至4之會聚角以外，還可依據觀看者的觀看位置來執行會聚角之更精確調整，或者依據觀看者的觀看位置來調整顯示在組構至少一影像顯示裝置之光學裝置中的影像之位置。此外，在實施例5中，雖然依據觀看者的觀看位置來執行會聚角的調整和影像的位置之調整二者，但是可執行其任一個。
具體而言，以無線方式(或在一些情況中以有線方式)將測試影像訊號傳送到控制裝置18。然後，控制裝置18執行用以顯示影像訊號用的影像之處理，及依據測試影像訊號，藉由影像形成裝置111A及111B來產生影像(子標題)。這些影像最後經由光學系統112或254和光學裝置120、320、或520到達戴上顯示裝置之觀看者(觀眾構件)20的雙眼。
然後，顯示在光學裝置120、320、或520中之影像經由控制裝置18水平和垂直移動並且旋轉，尤其是，藉由使用配置在控制裝置18中之開關(未圖示)，使得顯示在用於左和右眼的影像顯示裝置100、200、300、400、或500中之影像重合(彼此重疊)在想要的位置(例如，舞台或螢幕上之想要的位置)。換言之，例如，顯示在光學裝置120、320、或520中之影像被水平和垂直移動並且旋轉，使得圖7所示之點“A”位在想要的位置。如上述，藉由操作配置在控制裝置18中之開關，影像訊號被控制(校正)。換言之，在控制裝置18內產生顯示位置校正訊號，及顯示位置校正訊號被添加到影像訊號。
藉由用於左和右眼的影像顯示裝置100、200、300、400、或500所顯示之影像從想要的位置在水平上錯誤對準之狀態概要圖解在圖19A，在垂直上錯誤對準上述影像之狀態概要圖解在圖19B，及在旋轉狀態中錯誤對準上述影像之狀態概要圖解在圖19C。此處，配置在圖19A、19B、及19C的右側上之影像表示藉由用於右眼影像顯示裝置100、200、300、400、或500所顯示的影像，及配置在圖19A、19B、及19C的左側上之影像表示藉由用於左眼影像顯示裝置100、200、300、400、或500所顯示的影像。此外，表示在圖19A、19B、及19C的右側上之點線表示藉由用於左眼影像顯示裝置100、200、300、400、或500所顯示的影像之重疊。
此處，關於水平方向上之影像(文字)的移動，用於以+i像素或-i像素在水平方向上位移依據影像訊號之影像的位置之訊號係可由控制裝置18所產生，作為顯示位置校正訊號。另一選擇是，用於以+i像素或-i像素位移水平同步化訊號之時序的訊號係可由控制裝置18所產生。此外，關於垂直方向上之影像(文字)的移動，用於以+j像素或-j像素在垂直方向上位移依據影像訊號之影像的位置之訊號係可由控制裝置18所產生，作為顯示位置校正訊號，或者用於以+j像素或-j像素位移垂直同步化訊號之時序的訊號係可由控制裝置18所產生。換言之，其係可藉由延遲或提前影像時序方式的記憶體讀取位置或藉由位移垂直同步化訊號或水平同步化訊號來達成。而且，關於旋轉影像(文字)，用於旋轉影像之訊號係可藉由控制裝置18使用已知方法來產生，作為顯示位置校正訊號。
然後，在用於左和右眼的影像顯示裝置100、200、300、400、或500所顯示之影像彼此一致(彼此重疊)時的顯示位置校正訊號儲存在控制裝置18中。例如藉由使用配置在控制裝置18中之按鈕(未圖示)來執行此種操作。例如在觀看者坐在座位上之後可執行一次此種操作。此外，在此種操作中，可使用藉由組合延伸在水平方向上的線、延伸在垂直方向上的線、及延伸在傾斜方向上的線所獲得之如圖19A至19C所示的一種測試圖案。如上述，藉由控制顯示在組構至少一影像顯示裝置100、200、300、400、或500之光學裝置120、320、或520中的影像之位置，可調整顯示在兩影像顯示裝置100、200、300、400、或500中之兩影像的相互位置。換言之，可依據觀看者的觀看位置來執行更精確調整會聚角和調整影像的位置二者。
如上述之顯示位置校正訊號儲存在控制裝置(控制電路或控制單元)18中。經由文字資料無線傳送裝置32以無線方式，將例如藉由具有已知組態之文字資料再生裝置31或影像資料和文字資料再生裝置31’所再生的影像訊號(文字資料)傳送到控制裝置18。可例如藉由操作員的操作或電腦的控制之下等等，依據預定計畫表或時間分配，根據電影的進行狀態等等或表演的進行狀態等等來執行開始傳送影像訊號。然後，藉由控制裝置18為影像訊號執行顯示影像之處理。換言之，藉由控制裝置18將顯示位置校正訊號添加到影像訊號(尤其是，資料“POS_X”及“POS_Y”)。因此，依據從顯示裝置到觀看目標之距離，藉由控制輸入到組構至少一影像顯示裝置(在實施例5中，用於左和右眼之兩影像顯示裝置100、200、300、400、及500)的影像形成裝置111A及111B之影像訊號，換言之，藉由調整藉由用於左和右眼之兩影像顯示裝置100、200、300、400、及500所獲得的兩影像之間的距離(間隙)，可執行更精確調整對應於從顯示裝置到觀看目標的距離之會聚角。具體而言，例如，從顯示裝置到觀看目標的距離越遠，會聚角減少越多。此外，藉由平行移動藉由用於左和右眼之兩影像顯示裝置100、200、300、400、及500所獲得的兩影像，顯示在組構影像顯示裝置100、200、300、400、及500之光學裝置120、320、及520中的影像之位置可依據觀看者的觀看位置來調整。具體而言，例如，在觀看目標位在相對於顯示裝置具有垂直方向上的角度之位置的例子中(例如，在當觀看者坐在前排時向上看著螢幕的位置之例子中)，藉由移動顯示影像(子標題)的位置到上側，當觀看者觀看重疊外部影像的影像(觀看目標)時，外部影像和影像的位置彼此不遠，藉以可以容易的方式用視覺辨識影像。依據事先決定的劇本在電影、舞台中進行表演。因此，可預測在影像彼此重疊時之顯示在螢幕或舞台上的影像(觀看目標)。此外，依據諸如說出其台詞之字體等台詞產生來源，能夠預測螢幕或舞台上之字體等等的位置。因此，依據此種預測，藉由依據觀看者的觀看位置來調整顯示在組構影像顯示裝置100、200、300、400、及500之光學裝置120、320、及520中的影像之位置，可將影像(子標題)顯示在光學裝置120、320、及520中具有絕佳視覺之位置中。
除了輸入到影像形成裝置111A及111B的影像訊號之外，從觀看者(顯示裝置)到觀看目標之位置上的資訊之觀看位置資訊(距離資訊)從外面傳送到顯示裝置。圖11B圖解此種訊號的格式之概念圖的例子。在此種組態中，依據觀看位置資訊(距離資訊)，藉由控制裝置18產生用於在水平方向上以+k像素或-k像素位移依據影像訊號之影像的位置之訊號(顯示位置校正訊號或會聚角控制訊號)。其可被組構成事先檢查在水平方向上以一像素位移影像的位置之會聚角的變化程度或虛擬影像距離的變化程度，及此種關係儲存在控制裝置18中。此外，用以在水平方向上以+i像素或-i像素位移影像的位置之顯示位置校正訊號，用以在垂直方向上以+j像素或-j像素位移影像的位置之顯示位置校正訊號，及此外用以旋轉影像之顯示位置校正訊號可被組構成添加到此訊號並且傳送到影像形成裝置111A及111B。如上述，藉由依據觀看位置資訊(或影像在水平方向上的位移量)移動藉由用於左和右眼之兩影像顯示裝置100、200、300、400、及500所獲得的兩影像，可將虛擬影像配置在想要的位置中。換言之，藉由在水平方向上調整顯示在組構影像顯示裝置100、200、300、400、及500之光學裝置120、320、及520中的兩影像之間的距離(間隙)，除了調整實施例1至4所說明的會聚角之外，還可對應於從顯示裝置到觀看目標的距離來執行更精確調整會聚角。此外，藉由平行移動用於左和右眼之兩影像顯示裝置100、200、300、400、及500所獲得的兩影像，可將虛擬影像配置在想要的位置中。換言之，可依據觀看者的觀看位置來調整顯示在組構影像顯示裝置100、200、300、400、及500之光學裝置120、320、及520中的影像之位置。
如上述，藉由從預定位置在水平方向上以想要的像素數目來位移影像顯示位置，可執行更精確調整會聚角。換言之，藉由依據顯示位置校正訊號來控制輸入到組構用於左和右眼之兩影像顯示裝置100、200、300、400、及500的影像形成裝置111A及111B之影像訊號，可對應於從顯示裝置到觀看目標的距離來執行更精確調整會聚角。結果，可以更高的精確度，將從觀看目標與觀看者(觀眾構件)20之間的距離以及由影像顯示裝置所顯示之影像(子標題)的虛擬影像距離組構成相同。
此外，在實施例5或實施例1至4和稍後將說明之實施例6至16的任一者中，在控制裝置18的控制之下，可依據觀看者的觀看位置以及觀看目標與顯示裝置之間的距離來改變顯示在光學裝置中之顯示螢幕(影像顯示區)的尺寸、顯示螢幕(影像顯示區)的視角、及顯示螢幕的解析度。
實施例6
實施例6為根據實施例1至5之顯示裝置的修改。因為根據實施例6之顯示裝置的基本組態和結構與根據實施例1至4的任一個之顯示裝置的基本組態和結構相同，所以省略其詳細說明。
在根據實施例6之顯示裝置中，當在將影像訊號輸入到影像形成裝置之後消逝預定時間時，停止影像形成裝置的影像形成處理。為了停止影像形成裝置的影像形成處理，換言之，為了進行到顯示裝置的省電模式等等，將表示影像顯示裝置的影像顯示時間之訊號或者用於指示影像形成裝置停止影像形成處理之訊號添加到影像訊號。
圖11C圖解上述之根據實施例6的影像訊號之例子，及表示作為表示影像顯示裝置的影像顯示時間之影像顯示時間的資料“TIME”被添加到圖11A所示之根據實施例1的影像訊號。控制裝置18在影像顯示裝置中顯示影像(子標題)達對應於資料“TIME”的時間長度(T秒)，然後停止影像顯示裝置中之影像(子標題)的顯示，及只操作命令接收電路18A，藉以進行到省電模式，其中依據從命令接收電路18A所傳送的指示，停止訊號處理電路18B、時序調整電路18C、傳送電路18D、及時序產生電路18E的操作。然後，當命令接收電路18A再次接收影像訊號時，控制裝置18依據從命令接收電路18A所傳送的指示，重新開始訊號處理電路18B、時序調整電路18C、傳送電路18D、及時序產生電路18E的操作。
如上述，根據根據實施例6之顯示裝置，當在將影像訊號輸入到影像形成裝置之後消逝預定時間時，停止影像形成裝置的影像形成處理。換言之，因為在預定時間消逝之後顯示裝置進行到省電模式等等，所以在顯示裝置中沒有浪費電力的問題。
實施例7
實施例7為根據實施例1至6之影像顯示裝置的修改。當圖20及22圖解根據稍後將說明之實施例7或實施例9的顯示裝置之影像顯示裝置200及400的概念圖時，由根據第二組態之影像形成裝置組構影像形成裝置211。換言之，影像形成裝置211包括光源251和掃描從光源251所發出的平行光之掃描單元253。具體而言，影像形成裝置211包括：光源251；準直儀光學系統252，其將從光源251所發出的光形成平行光；掃描單元253，其掃描輸出自準直儀光學系統252之平行光；以及光學系統(轉繼光學系統)254，其轉繼和輸出由掃描單元253所掃描之平行光。此外，整個影像形成裝置211可被安裝到殼213的內部(在圖20及22中由破折點線表示)，開口部(未圖示)配置在殼213中，及光係經由開口部從轉繼光學系統254輸出。此外，藉由使用裝附構件19，以可拆卸狀態或固定狀態將各個殼213裝附於眼鏡腳部13。
光源251係由發出白光之發光裝置所組構。從光源251所發出的光入射到整個具有正光學功率之準直儀光學系統252並且被輸入成為平行光。然後，由總反射鏡256反射平行光，微鏡被組構成可旋轉在二維方向上，及水平掃描和垂直掃描係藉由可二維掃描入射的平行光之MEMS所形成的掃描單元253來執行，以形成一種二維影像，及產生虛擬像素(像素的數目例如可以與實施例1者相同)。然後，從虛擬像素所發出的光通過由已知轉繼光學系統所組構之轉繼光學系統(平行光輸出光學系統)254，及形成作平行光之光束入射到光學裝置120。
入射藉由轉繼光學系統254形成平行光之光束並且將入射的光束引導成自此輸出之光學裝置120具有與實施例1所說明者相同的組態和結構，如此省略其詳細說明。此外，因為除了上述的差異以外，根據實施例7之顯示裝置具有與根據實施例1至6的顯示裝置者相同之組態和結構，所以省略其詳細說明。
實施例8
實施例8為根據實施例1至6之影像顯示裝置的修改。圖21A圖解根據實施例8之顯示裝置的影像顯示裝置300之概念圖。此外，圖21B圖解放大反射型體積立體照相繞射光柵的一部分之概要橫剖面圖。根據實施例8，類似於實施例1，影像形成裝置111係由根據第一組態之影像形成裝置所組構。除了第一和第二偏轉單元的組態和結構之外，光學裝置320的基本組態和結構與根據實施例1之光學裝置120的基本組態和結構相同。
根據實施例8，第一偏轉單元和第二偏轉單元係配置在光導板321的表面上(尤其是，光導板321的第二面323)。第一偏轉單元繞射入射到光導板321的光，及第二偏轉單元繞射經由完全反射傳播過光導板321的內部之光複數次。此處，第一偏轉單元和第二偏轉單元係由繞射光柵裝置所形成，尤其是，反射型繞射光柵裝置，尤其是，反射型體積立體照相繞射光柵。在下面說明中，為了方便說明，由反射型體積立體照相繞射光柵所形成之第一偏轉單元被稱作“第一繞射光柵構件330”，而為了方便說明，由反射型體積立體照相繞射光柵所形成之第二偏轉單元被稱作“第二繞射光柵構件340”。
在稍後將說明之實施例8或實施例9中，第一繞射光柵構件330和第二繞射光柵構件340係被組構以便藉由疊層各個被形成作一層之繞射光柵層來形成。此外，在從光聚合物材料所形成之各個繞射光柵層中，形成根據一波長帶類型(或波長)之干擾條紋，及繞射光柵層係藉由使用一般方法所製造。形成在繞射光柵層(繞射光學裝置)中之干擾條紋的節距是恆定的，及干擾條紋具有直線形狀並且平行於Z軸。此外，第一繞射光柵構件330和第二繞射光柵構件340的軸線平行於X軸，及其法線平行於Y軸。
圖21B圖解放大反射型體積立體照相繞射光柵之概要部分橫剖面圖。在反射型體積立體照相繞射光柵中，形成具有傾角Φ 的干擾條紋。此處，傾角Φ 表示藉由反射型體積立體照相繞射光柵的表面和干擾條紋所形成之角度。干擾條紋係從反射型體積立體照相繞射光柵的內部形成到其表面。干擾條紋滿足Bragg(布雷格)條件。此處，Bragg條件為滿足下面等式(A)之條件。在等式(A)中，m表示正整數，λ表示波長，d表示光柵面的節距(包括法線的方向上之干擾條紋之虛擬平面的間隙)，及Θ表示光入射到干擾條紋之角度的互補角。此外，在光以入射角Ψ滲透到繞射光柵構件之例子中的互補角Θ、傾角Φ 、及入射角Ψ之間的關係如等式(B)。
m‧λ=2‧d‧sin(Θ)　(A)
Θ=90°-(Φ +Ψ)　(B)
如上述之第一繞射光柵構件330係配置在(接合到)光導板321的第二面323上，並且繞射和反射入射到光導板321的平行光，使得從第一面322入射到光導板321的平行光在光導板321內部被完全反射。此外，如上述之第二繞射光柵構件340係配置在(接合到)光導板321的第二面323上，並且繞射和反射經由完全反射傳播過光導板321的內部之平行光複數次，以便從光導板321的第一面322輸出作平行光。
然後，平行光經由完全反射傳播過光導板321的內部，而後自此輸出。此時，因為光導板321是薄的，且用以傳播光導板321的內部之光學路徑是長的，所以直到平行光到達上至第二繞射光柵構件340為止的完全反射次數根據視角而不同。詳而言之，在入射到光導板321的平行光中，反射以靠近第二繞射光柵構件340的方向上之角度入射到光導板321之平行光的次數低於以遠離第二繞射光柵構件340的方向上之角度入射到光導板321之平行光的次數。這是因為由第一繞射光柵構件330所繞射和反射且以靠近第二繞射光柵構件340的方向上之角度入射到光導板321的平行光與在傳播過光導板321的內部之光與光導板321的內面衝撞時的光導板321的法線所形成之角度小於以相反方向上的角度入射到光導板321之平行光與法線所形成的角度。此外，形成在第二繞射光柵構件340內部的干擾條紋之形狀與形成在第一繞射光柵構件330內部的干擾條紋之形狀相對於垂直於光導板321的軸線之虛擬表面而對稱。
根據稍後將說明之實施例9的光導板321基本上具有與上述之光導板321者相同的組態和結構。除了上述差異之外，根據實施例8之顯示裝置具有與根據實施例1至7的顯示裝置者相同組態和結構，如此省略其詳細說明。
實施例9
實施例9為根據實施例8之顯示裝置的修改。圖22圖解根據實施例9之顯示裝置的影像形成裝置之概念圖。根據實施例9之影像顯示裝置400的光源251、準直儀光學系統252、掃描單元253、平行光輸出光學系統(光學系統或轉繼光學系統254)等等具有與實施例7者相同的組態和結構(根據第二組態之影像形成裝置)。此外，根據實施例9之光學裝置320具有與根據實施例8之光學裝置320者相同的組態和結構。除了上述差異以外，根據實施例9之顯示裝置實質上具有與根據實施例1或7的顯示裝置者相同組態和結構，如此省略其詳細說明。
實施例10
實施例10為根據實施例1至9之影像顯示裝置的修改。圖23A及23B圖解組構根據實施例10之顯示裝置的影像顯示裝置之光導板等等的配置狀態之概念圖。此外，圖24圖解從側面觀看之根據實施例10的顯示裝置之概要圖。
在實施例1至9中，如圖3所示，在影像顯示裝置100或300中，輸出自影像形成裝置111或211的中心並且通過位在影像形成裝置側上的光學系統112或254之節點的中心光束CL被設計，以便與XY平面內的光導板121或321碰撞。換言之，中心光束CL被設計，以便以XY平面內之零度的入射角(XY平面入射角)入射到光導板121或321。在此種例子中，所顯示的影像之中心重合在光導板121或321的第一面122或322之垂直線的方向上。
換言之，在由影像顯示裝置100所表示之此種影像顯示裝置中，如圖3所示，藉由準直儀光學系統112將輸出自位在準直儀光學系統112的中心之影像形成裝置111的中心之中心光束CL轉換成約平行光，而後入射到XY平面內之光導板121的第一面(入射面)122。然後，所轉換的平行光在被第一繞射單元130完全反射在第一面122與第二面123之間的同時傳播在傳播方向A上。隨後，中心光束CL被第二偏轉單元140反射和繞射，並且在XY平面內輸出自光導板121的第一面122，以便到達觀看者(觀眾構件)20的眼睛之瞳孔21。
在透明型顯示裝置中，為了不讓光學裝置120、320、或520干擾觀看位在水平方向上的觀看目標之觀看者(觀眾構件)20，將光學裝置120、320、或520配置成在水平方向(觀看者的水平方向視線)上位移到觀看者的視線之下側較佳。在此種例子中，整個影像顯示裝置100或300係配置到觀看者的水平方向視線之下側。在此種組態中，如圖28所示，需要以角度θ”傾斜整個影像顯示裝置100。因此，具有限制可傾斜影像顯示裝置100之角度θ”的例子，或者依據與被用於架置在觀看者的頭部之眼鏡型框的裝附部(眼鏡腳部)之關係而減少設計的自由度。因此，更好的是，形成未干擾觀看者的水平方向視線之影像顯示裝置，可以高自由度配置，及具有高設計自由度。
在實施例10中，利用中心光束CL以除了零度以外的角度(θ)與XY平面交叉之組態。此外，中心光束CL被組構成包括在YZ平面內。而且，在實施例10或稍後將說明的實施例11中，光學系統112或254的光軸包括在YZ平面內並且以除了零度以外的角度與XY平面交叉，尤其是以角度θ(見圖23A及23B)。此外，在實施例10或稍後將說明的實施例11中，假設XY平面與水平表面一致，中心光束CL與XY平面交叉之角度θ為仰角。換言之，中心光束CL從XY平面的下側朝XY平面與XY平面碰撞。XY平面以除了零度以外的角度與垂直表面交叉，尤其是以角度θ。
在實施例10中，角度θ=5度。具體而言，在此種配置中，中心光束CL(在圖24中以點線表示)包括在水平表面中。以角度θ相對於垂直表面傾斜光學裝置120、320、或520。換言之，相對於水平表面以角度(90-θ)傾斜光學裝置120、320、或520。此外，相對於水平表面以角度2θ傾斜輸出自光學裝置120、320、或520之中心光束CL’(在圖24中以點線表示)。換言之，當觀看者20觀看位在水平方向上之無限距離中的目標時，輸出自光學裝置120、320、或520並且入射到觀看者20之眼睛的瞳孔之中心光束CL’形成俯角θ’(=2θ)(見圖24)。由中心光束CL’與光學裝置120、320、或520的法線所形成之角度為θ。在圖23A或稍後將說明之圖25A中，輸出中心光束CL’之光學裝置120、320、或520的點被表示作“O’”，及通過點0’並且平行於X軸、Y軸、及Z軸之軸線被表示作X’軸、Y’軸、及Z’軸。
在根據實施例10之影像顯示裝置中，中心光束CL以除了零度以外的角度(θ)交叉在XY平面。此處，輸出自光學裝置並且入射到觀看者(觀眾構件)20之眼睛的瞳孔之中心光束CL’形成俯角θ’，及θ’=2θ。另一方面，在圖28所示之例子中，為了獲得相同俯角，必須以角度θ”傾斜整個影像顯示裝置。此處，θ”與θ之間的關係為θ”=2θ，因此，如圖28所示的例子，必須相對於垂直表面以2θ傾斜光學裝置。另一方面，根據實施例10，可相對於垂直表面以θ傾斜光學裝置，及可將影像形成裝置為持成水平配置。因此，在裝附影像顯示裝置到眼鏡型框的裝附部時之影像顯示裝置的裝附角度限制較少，及可獲得高度設計自由。此外，因為相對於垂直表面之光學裝置的傾斜小於圖28所示之例子的傾斜，所以不太會發生外部光背光學裝置反射並且入射到觀看者(觀眾構件)20之眼睛的瞳孔之現象。因此，可顯示具有較高品質的影像。
除了上述差異之外，根據實施例10之顯示裝置具有與根據實施例1至9的顯示裝置者相同的組態和結構，如此省略其詳細說明。
實施例11
實施例11為根據實施例10之影像顯示裝置的修改。圖25A及25B圖解根據組構根據實施例11的影像顯示裝置之光導板等等的配置狀態之概念圖。此處，根據實施例11，光學系統112(平行光輸出光學系統或準直儀光學系統)的光軸平行於YZ平面，平行於XY平面，並且通過從影像形成裝置111的中心偏移之位置。藉由利用此種組態，中心光束CL包括在YZ平面並且以仰角θ與XY平面交叉。除了上述差異以外，根據實施例11之顯示裝置具有與根據實施例1至10的顯示裝置者相同之組態和結構，如此省略其詳細說明。
實施例12
實施例12為根據實施例1至6之影像顯示裝置的修改。圖26圖解從前側觀看之根據實施例12的顯示裝置之概要圖，及圖27圖解從上側觀看之其概要圖。
在實施例12中，光學裝置520係由入射輸出自影像形成裝置111A及111B的光並且自此朝觀看者20之眼睛的瞳孔21輸出之半透射鏡所組構。此外，在實施例12中，雖然利用輸出自影像形成裝置111A及111B的光傳播過諸如玻璃板或塑膠板等透明構件521的內部並且入射到光學裝置520(半透射鏡)之結構，但是可利用光傳播過空氣並且入射到光學裝置520之結構。此外，影像形成裝置可被組構成實施例7所說明之影像形成裝置211。
例如藉由使用螺釘將影像形成裝置111A及111B的每一個裝附至前部11。此外，構件521裝附至影像形成裝置111A及111B的每一個，及光學裝置520(半透射鏡)安裝在構件521中。除了上述差異以外，根據實施例12之顯示裝置實質上具有與根據實施例1至11的顯示裝置者相同之組態和結構，如此省略其詳細說明。
實施例13
實施例13至16為實施例1至12所說明之顯示裝置的修改，及實施例13係相關於根據第一組態之顯示裝置。因為根據實施例13或實施例14至16的任一個之顯示裝置的基本組態和結構類似於實施例1至12所說明之顯示裝置者，所以省略其詳細說明。
根據實施例13之顯示裝置亦顯示裝置中的表演之演員的對話等等作為子標題。資料群組被儲存在由包括在利用已知電路組態之控制裝置618中的記憶卡所形成之儲存單元(未圖示)。此處，在實施例13中，資料群組為使用藉由編輯表演中的演員之對話等等的各場景所獲得之文字字串作為影像之影像資料的文字資料之聚集。影像資料(影像訊號)的檔案格式基本上是隨意的。圖29概念式圖解組構資料群組之影像訊號(文字資料)的資料結構。此處，指定識別碼附加到組構資料群組之各個文字資料。指定識別碼例如係由數字所形成。
圖30A及30B圖示根據實施例13之傳送裝置(傳送單元)651的系統組態之方塊圖以及顯示裝置的控制裝置618之系統組態的方塊圖。圖31圖示根據實施例13之傳送裝置651的傳送處理之流程圖，及圖32圖示根據實施例13之控制裝置618的接收處理之流程圖。
藉由利用已知電路組態所形成之傳送裝置651例如包括個人電腦652和由已知液晶顯示裝置所形成之顯示裝置653。在此顯示裝置653中，如圖33A及33B所示，例如顯示指定識別碼、組構資料群組之複數組文字資料、各組文字資料的全部顯示時間、及亮度資訊。在此顯示裝置653中，配置用於顯示組構文字資料的顯示資料(不同尺寸的顯示資料或不同語言的顯示資料)之區域，及亦配置用於顯示從傳送裝置651接收各種資訊之顯示裝置的接收號碼。而且，配置用於顯示顯示時間資訊TInf 對全部顯示時間Ttotal 的比例之區域。在“用於顯示指定識別碼等等”中，塗敷對角線的部位表示游標所在及其顯示色彩顛倒之列。
緊接在表演中的演員之對話開始之前，指定識別碼和顯示時間資訊以預定時間間隔從外面傳送到控制裝置618。此處，對應於顯示時間資訊之時間對應於根據本揭示的第三實施例之顯示裝置中的預定時間。具體而言，藉由以操作員操作包括在個人電腦652中之定位裝置或鍵盤(未圖示)，將指定識別碼、組構資料群組之複數組文字資料、及各組文字資料的全部顯示時間顯示在顯示裝置653中，個人電腦652讀取已指定之指定識別碼和全部顯示時間，藉由取得顯示時間資訊來產生顯示封包，及與同步化訊號一起朝顯示裝置的控制裝置618傳送指定識別碼和顯示時間資訊。定位裝置的例子包括控制桿、定位桿(軌跡點)、觸碰式電板、觸碰式面板、電子筆、資料手套、軌跡球、筆桌、滑鼠、光筆、和搖桿手把。
具體而言，如上述，藉由使用全部顯示時間Ttotal 和預定時間間隔Tint ，可將顯示時間資訊TInf 表示作“TInf (m)=Ttotal -(m-1)×Tint ”。然後，指定識別碼和顯示時間資訊TInf 以預定時間間隔Tint 從外面(傳送裝置651)傳送到控制裝置618。例如，假設Ttotal= 10.0秒及Tint =0.1秒，則當第一時間(m=1)指定識別碼和顯示時間資訊從外面(傳送裝置651)傳送到控制裝置618時之顯示時間資訊TInf (1)=10.0秒。
在傳送裝置651內部，檢查是否TInf =0(秒)，及在TInf 非0秒之例子中，以Tint (尤其是0.1秒)減少TInf 作為待命的計時器，及在消逝Tint (尤其是0.1秒)之後以TInf (2)=9.9秒再次傳送指定識別碼和顯示時間資訊TInf (2)。此處理重複直到TInf =0(秒)。
當接收指定識別碼和資料識別碼時，控制裝置618讀取指定識別碼和資料識別碼與已接收之指定識別碼和資料識別碼一致的文字資料。然後，在對應於所接收的顯示時間資訊TInf 之時間期間，依據文字資料之影像顯示在影像形成裝置111A及111B中。此處，在影像形成裝置111A及111B中開始影像的顯示之例子中，甚至當之後相同的指定識別碼和不同的顯示時間資訊TInf 從外面(傳送裝置651)傳送到控制裝置618時，控制裝置618仍忽略指定識別碼和顯示時間資訊TInf 以及繼續顯示影像。在此種操作中，可將旗標(接收完成旗標)設定在控制裝置618中。然而，在控制裝置618因為任何原因從第一時間到第(m’-1)時間無法從傳送裝置651接收指定識別碼及/或顯示時間資訊TInf 而第一次在第m’時間成功從傳送裝置651接收指定識別碼和顯示時間資訊TInf (m’)之例子中，在時間TInf (m’)=Ttotal- (m’-1)×Tint 期間，依據文字資料之影像顯示在影像形成裝置111A及111B中。
如上述，根據實施例13，甚至在控制裝置無法從外面接收指定識別碼及/或顯示時間資訊之例子中，仍可再次或重複地執行指定識別碼和顯示時間資訊的接收。因此，能夠可靠地接收指定識別碼和顯示時間資訊。結果，甚至在例如藉由複數個顯示裝置接收指定識別碼和顯示時間資訊之例子中，仍能夠以可靠的方式將同一影像同時顯示在複數個顯示裝置中，及能夠確實避免難以藉由使用顯示裝置顯示影像之問題的發生。
根據實施例13，在依據亮度資訊控制亮度之狀態中可進一步藉由影像形成裝置111A及111B顯示影像。具體而言，除了指定識別碼和顯示時間資訊之外，藉由從外面(傳送裝置651)傳送欲待顯示在光學裝置中之影像的亮度資訊到顯示裝置，可提高所顯示的影像之可看性。另一選擇是，可利用另包括光接收感測器，及依據由光接收感測器所獲得之環境(顯示裝置或觀看目標所在的周遭環境)的亮度資訊來控制欲顯示在光學裝置中之影像的亮度之組態。作為光接收器的例子，尤其是，具有包括在成像裝置17中之用來測量曝光的光電二極體和光接收裝置。
此外，在實施例13中(或依據情況在稍後將說明的根據實施例14至16之顯示裝置中)，可利用組態如下：藉由用於顯示影像(例如、子標題)之複數組文字資料所組構的資料群組儲存在包括於控制裝置中之儲存單元，資料識別碼附加到組構資料群組的各組文字資料，控制裝置接收以預定時間間隔從外面所傳送之指定識別碼和顯示時間資訊，並且讀取指定識別碼和資料識別碼與已接收之指定識別碼和資料識別碼一致的文字資料，及在對應於所接收的顯示時間資訊之時間期間，依據文字資料之影像顯示在影像形成裝置中。
實施例14
實施例14係相關於根據第二組態之顯示裝置。實施例13所說明之顯示裝置和影像顯示裝置可應用到實施例14。然而，在實施例14中，為了設定觀看目標與顯示裝置之間的距離，切換按鈕(見圖30B)或開關配置在控制裝置618中。藉由根據觀看者(觀眾構件)所坐的座位來操作切換按鈕或開關，可手動設定從顯示裝置到觀看目標之間的距離。可陳述可將包括“短距離”、“中間距離”、“長距離”、和“非常長距離”之四種距離設定作從顯示裝置到觀看目標的距離之例子。
在根據實施例14之顯示裝置中，類似於實施例13，由複數組文字資料所組構之資料群組儲存在包括於控制裝置618中之儲存單元，及資料識別碼附加到組構資料群組的各組文字資料。
然而，不同於實施例13，各組文字資料係由具有不同顯示尺寸之複數組不同尺寸的顯示資料所組構。具體而言，在實施例14中，具有不同顯示尺寸之顯示資料為具有不同字型尺寸的文字字串被組構成影像之影像資料。此外，一組不同尺寸的顯示資料之資料結構可與圖29所示者相同，及類似於實施例13，資料識別碼附加到各組文字資料。
同樣在實施例14中，類似於實施例13，指定識別碼從外面(傳送裝置651)傳送到控制裝置618。然後，依據觀看目標與顯示裝置之間的距離，及尤其是從顯示裝置到藉由操作配置在控制裝置618中之切換按鈕或開關所設定的觀看目標之間的距離，在指定識別碼和資料識別碼與已接收之指定識別碼和資料識別碼一致的文字資料之複數組不同尺寸顯示資料中，控制裝置618從儲存單元讀取一組不同尺寸的顯示資料，並且將依據一組不同尺寸的顯示資料之影像顯示在影像形成裝置中。
同樣在實施例14中，類似於實施例13，可使用影像顯示方法如下：指定識別碼和顯示時間資訊TInf 以預定時間間隔Tint 從外面(傳送裝置651)傳送到控制裝置618，及在對應於所傳送的顯示時間資訊TInf 之時間期間，在影像形成裝置中顯示影像。
此外，可利用組態如下：從顯示裝置到觀看目標的距離資訊以無線方式從外面傳送到顯示裝置。另一選擇是，可利用組態如下：在顯示裝置另包括測量從顯示裝置到觀看目標的距離之距離測量裝置，及藉由距離測量裝置獲得距離資訊。作為距離測量裝置，例如，成像裝置17可被組構成設置有自動聚焦功能之成像裝置(具有被動型距離測量裝置之成像裝置)。
如上述，在根據實施例14之顯示裝置中，依據觀看目標與顯示裝置之間的距離，在指定識別碼和資料識別碼與已接收之指定識別碼和資料識別碼一致的文字資料之複數組不同尺寸顯示資料中，控制裝置從儲存單元讀取一組不同尺寸的顯示資料，及依據一組不同尺寸的顯示資料之影像顯示在影像形成裝置中。因此，難以發生用視覺辨識之觀看目標的尺寸與影像的尺寸之間的失衡。
此外，在根據實施例14之顯示裝置中，可利用組態如下：由複數組文字資料所組構之資料群組儲存在包括在控制裝置中之儲存單元，資料識別碼附加到組構資料群組之各組文字資料，各組文字資料係由具有不同顯示尺寸之複數組不同尺寸的顯示資料所組構，控制裝置依據觀看目標與顯示裝置之間的距離接收從外面所傳送之指定識別碼，及從指定識別碼和資料識別碼與已接收之指定識別碼和資料識別碼一致的文字資料之複數組不同尺寸的顯示資料讀取一組不同尺寸的顯示資料，及藉由影像形成裝置顯示依據一組不同尺寸的顯示資料之影像。
此外，實施例13所說明之顯示裝置和實施例14所說明之顯示裝置可組合在一起。換言之，在根據實施例13之顯示裝置中，可利用組態如下：各組文字資料係由具有不同顯示尺寸之複數組不同尺寸的顯示資料所組構，依據觀看目標與顯示裝置之間的距離，在指定識別碼和資料識別碼與已接收之指定識別碼和資料識別碼一致的文字資料之複數組不同尺寸顯示資料中，控制裝置從儲存單元讀取一組不同尺寸的顯示資料，及藉由影像形成裝置顯示依據一組不同尺寸的顯示資料之影像。
實施例15
實施例15係相關於根據第三組態之顯示裝置。實施例13所說明之顯示裝置和影像顯示裝置可應用到實施例15。同樣在根據實施例15之顯示裝置中，類似於實施例13，由複數組文字資料所組構之資料群組儲存在包括於控制裝置618中之儲存單元，及資料識別碼附加到組構資料群組的各組文字資料。
然而，不同於實施例13，各組文字資料係由具有不同顯示語言之複數組不同語言的顯示資料所組構。語言的例子包括中文、韓文、英文等等。具體而言，在實施例15中，具有不同顯示語言之顯示資料為具有不同語言的文字字串被組構成影像之影像。此外，一組不同語言的顯示資料之資料結構可與圖29所示者相同，及類似於實施例13，資料識別碼附加到各組文字資料。
同樣在實施例15中，類似於實施例13，指定識別碼從外面(傳送裝置651)傳送到控制裝置618。然後，在指定識別碼和資料識別碼與已傳送之指定識別碼和資料識別碼一致的文字資料之複數組不同語言的顯示資料中，控制裝置618從儲存單元讀取一組不同語言的顯示資料，及顯示依據一組不同語言的顯示資料之影像在影像形成裝置中。藉由配置切換按鈕(見圖30B)或開關在控制裝置618中，可用手動選擇顯示語言。
如上述，在根據實施例15之顯示裝置中，在指定識別碼和資料識別碼與已傳送之指定識別碼和資料識別碼一致的文字資料之複數組不同語言的顯示資料中，控制裝置從儲存單元讀取一組不同語言的顯示資料，及將依據一組不同語言的顯示資料之影像顯示在影像形成裝置中。因此，能夠以容易的方式來執行由觀看者(觀眾構件)所使用之語言的影像顯示。
實施例13所說明之顯示裝置可應用到實施例15。具體而言，在實施例15中，類似於實施例13，在指定識別碼和資料識別碼與已傳送之指定識別碼和資料識別碼一致的文字資料之複數組不同語言的顯示資料中，控制裝置618從儲存裝置讀取一組不同語言的顯示資料，及將依據一組不同語言的顯示資料之影像顯示在影像形成裝置中。換言之，指定識別碼和顯示時間資訊TInf 以預定時間間隔Tint 從外面(傳送裝置651)傳送到控制裝置618，及在對應於所傳送的顯示時間資訊TInf 之時間期間，在影像形成裝置中顯示影像。
此外，實施例15所說明之顯示裝置和實施例14所說明之顯示裝置可組合在一起。換言之，其可被組構成各組不同尺寸的顯示資料係由具有不同顯示語言之複數組不同語言的顯示資料所組構，及依據觀看目標與顯示裝置之間的距離，在指定識別碼和資料識別碼與已傳送之指定識別碼和資料識別碼一致的文字資料之複數組不同尺寸顯示資料中，控制裝置618從複數組不同尺寸的顯示資料來選擇一組不同尺寸的顯示資料，在一組不同尺寸的顯示資料之複數組不同語言的顯示資料中，從儲存單元讀取一組不同語言的顯示資料，及將依據一組不同語言的顯示資料之影像顯示在影像形成裝置中。以此種例子，指定識別碼和顯示時間資訊TInf 以預定時間間隔Tint 從外面(傳送裝置651)傳送到控制裝置618，及在對應於所傳送的顯示時間資訊TInf 之時間期間，在影像形成裝置中顯示影像。
此外，在根據實施例15之顯示裝置中，可利用組態如下：由複數組文字資料所組構之資料群組儲存在包括在控制裝置中之儲存單元，資料識別碼附加到組構資料群組之各組文字資料，各組文字資料係由具有不同顯示語言之複數組不同語言的顯示資料所組構，控制裝置接收從外面所傳送之指定識別碼，及在指定識別碼和資料識別碼與已接收之指定識別碼和資料識別碼一致的文字資料之複數組不同語言的顯示資料中，從儲存單元讀取一組不同語言的顯示資料，及藉由影像形成裝置顯示依據一組不同語言的顯示資料之影像。
此外，實施例13所說明之顯示裝置和實施例15所說明之顯示裝置可組合在一起。換言之，在根據實施例13之顯示裝置中，可利用組態如下：各組文字資料係由具有不同顯示語言之複數組不同語言的顯示資料所組構，在指定識別碼和資料識別碼與已傳送之指定識別碼和資料識別碼一致的文字資料之複數組不同語言顯示資料中，控制裝置從儲存單元讀取一組不同語言的顯示資料，及藉由影像形成裝置顯示依據一組不同語言的顯示資料之影像。
此外，實施例14所說明之顯示裝置和實施例15所說明之顯示裝置可組合在一起。換言之，在根據實施例14之顯示裝置中，可利用組態如下：各組不同尺寸的顯示資料係由具有不同顯示尺寸之複數組不同語言的顯示資料所組構，依據觀看目標與顯示裝置之間的距離，在指定識別碼和資料識別碼與已傳送之指定識別碼和資料識別碼一致的文字資料裡，控制裝置從複數組不同尺寸顯示資料來選擇一組不同尺寸的顯示資料，及在一組不同尺寸的顯示資料中之複數組不同語言的顯示資料中，從儲存單元讀取一組不同語言的顯示資料，以及藉由影像形成裝置顯示依據一組不同語言的顯示資料之影像。
此外，實施例13所說明之顯示裝置和實施例14及15所說明之顯示裝置可組合在一起。換言之，在根據實施例13之顯示裝置中，可利用組態如下：各組不同尺寸的顯示資料係由具有不同顯示語言的複數組不同語言的顯示資料所組構，依據觀看目標與顯示裝置之間的距離，在指定識別碼和資料識別碼與已傳送之指定識別碼和資料識別碼一致的文字資料裡，控制裝置從複數組不同尺寸顯示資料選擇一組不同尺寸的顯示資料，及在一不同尺寸的顯示資料中之複數組不同語言的顯示資料中，從儲存單元讀取一組不同語言的顯示資料，及藉由影像顯示裝置顯示依據一組不同語言的顯示資料之影像。
實施例16
實施例16係相關於根據第四組態之顯示裝置。實施例13所說明之顯示裝置和影像顯示裝置可應用到實施例16。
同樣在根據實施例16之顯示裝置中，類似於實施例13，由複數組文字資料所組構之資料群組儲存在包括於控制裝置618中之儲存單元，及資料識別碼附加到組構資料群組之各組文字資料。此外，各組文字資料具有類似於實施例13所說明者之資料結構，及類似於實施例13，將資料識別碼附加至此。
同樣在實施例16中，類似於實施例13，指定識別碼從外面(傳送裝置651)傳送到控制裝置618。然後，依據觀看目標與顯示裝置之間的距離，控制裝置618從儲存單元讀取指定識別碼和資料識別碼與已傳送之指定識別碼和資料識別碼一致的文字資料及執行資料處理，藉以例如在會聚角被控制的狀態中，由影像形成裝置顯示依據文字資料的影像。此外，依據從顯示裝置到觀看目標的距離，可為輸入到組構至少一影像顯示裝置的影像形成裝置之文字資料執行影像處理。在實施例16中，為輸入到組構兩影像顯示裝置之影像形成裝置的文字資料執行影像處理。
此外，在根據實施例16之顯示裝置中，可利用組態如下：由複數組文字資料所組構之資料群組儲存在包括於控制裝置中之儲存單元，資料識別碼附加到組構資料群組之各組文字資料，控制裝置接收從外面所傳送之指定識別碼，及從儲存單元讀取指定識別碼和資料識別碼與已接收之指定識別碼和資料識別碼一致的文字資料，及依據觀看目標與顯示裝置之間的距離來執行資料處理，及例如在會聚角被控制的狀態中，由影像形成裝置顯示依據文字資料的影像。
實施例13所說明之顯示裝置可應用到實施例16。具體而言，在實施例16中，類似於實施例13，控制裝置618從儲存單元讀取指定識別碼和資料識別碼與已傳送之指定識別碼和資料識別碼一致的文字資料，及將依據文字資料之影像顯示在影像形成裝置中。然而，指定識別碼和顯示時間資訊TInf 以預定時間間隔Tint 從外面(傳送裝置651)傳送到控制裝置618，及在對應於所傳送的顯示時間資訊TInf 之時間期間，在影像形成裝置中顯示影像。
此外，實施例14所說明之顯示裝置和實施例16所說明之顯示裝置可組合在一起。換言之，在實施例14所說明之顯示裝置中，其可被組構成，各組文字資料係由具有不同顯示尺寸之複數組不同尺寸的顯示資料所組構，及依據觀看目標與顯示裝置之間的距離，在指定識別碼和資料識別碼與已傳送之指定識別碼和資料識別碼一致的文字資料之複數組不同尺寸的顯示資料中，控制裝置從儲存單元讀取一組不同尺寸的顯示資料，及依據觀看目標與顯示裝置之間的距離來執行資料處理，以及例如在會聚角被控制的狀態中，由影像形成裝置顯示依據一組不同尺寸的顯示資料之影像。
此外，實施例14所說明之顯示裝置和實施例15及16所說明之顯示裝置可組合在一起。換言之，在實施例14所說明之顯示裝置中，其可被組構成，各組不同尺寸的顯示資料係由具有不同顯示語言之複數組不同語言顯示資料所組構，及依據觀看目標與顯示裝置之間的距離，在指定識別碼和資料識別碼與已傳送之指定識別碼和資料識別碼一致的文字資料裡，控制裝置從複數組不同尺寸的顯示資料選擇一組不同尺寸的顯示資料，及在一不同尺寸的顯示資料中之複數組不同語言的顯示資料中，從儲存單元讀取一組不同語言顯示資料，及依據觀看目標與顯示裝置之間的距離來執行資料處理，及例如在會聚角被控制的狀態中，由影像形成裝置顯示依據一組不同語言的顯示資料之影像。
此外，實施例15所說明之顯示裝置和實施例16所說明之顯示裝置可組合在一起。換言之，在實施例15所說明之顯示裝置中，其可被組構成，各組文字資料係由具有不同顯示語言之複數組不同語言顯示資料所組構，及依據觀看目標與顯示裝置之間的距離，在指定識別碼和資料識別碼與已傳送之指定識別碼和資料識別碼一致的文字資料之複數組不同語言的顯示資料中，控制裝置從儲存單元讀取一組不同語言的顯示資料，及依據觀看目標與顯示裝置之間的距離來執行資料處理，以及例如在會聚角被控制的狀態中，由影像形成裝置顯示依據一組不同語言的顯示資料之影像。
如上述，雖然已說明本揭示的較佳實施例，但是本揭示並不侷限於此。實施例所說明之顯示裝置和影像顯示裝置的組態和結構為例子及可適當改變，以及顯示裝置可被使用作為顯示文字或影像之顯示裝置。此外，移動裝置、旋轉移動裝置、液態透鏡、和液態稜鏡的組態和結構為例子及可適當改變。實施例1所說明之顯示裝置和實施例6所說明之顯示裝置可組合在一起。在一些例子中，根據本揭示的第二或第三實施例之顯示裝置可以是包括一影像顯示裝置之訊號眼型。此外，例如，可將表面緩和型立體照相(見美國專利號碼20040062505 A1)配置在光導板上。在根據實施例8或9之光學裝置320中，繞射光柵裝置係可由透射型繞射光柵裝置所組構，或者其可被組構成第一繞射單元和第二繞射單元的其中之一係由反射型繞射光柵裝置所組構，及其另一個係由透射型繞射光柵裝置所組構。另一選擇是，繞射光柵裝置係可由反射型燃燒繞射光柵裝置所組構。
與調整會聚角同時，例如，為了匹配光學系統112或254的焦點與圖7所示之點“A”，換言之，為了讓光學系統112及254的焦距可改變，光學系統112及254係可由液態透鏡來組構。圖34圖解此種液態透鏡的橫剖面圖，及圖35圖解其平面圖。液態透鏡係由Fresnel透鏡所組構，及共中心式配置環形透鏡室。
換言之，液態透鏡包括(A)外殼，其包括未具有端部之所謂的無盡的外牆構件79；頂面板75，其安裝在外牆構件79的頂面上；以及底面板76，其安裝在外牆構件79的底面上，與(B)(N-1)隔牆構件77，其未具有端部位且共中心式配置在外牆構件79中。此處，外殼的外形為圓形。此外，包括由(N-1)環形透鏡室包圍之中心透鏡室與第(N-1)隔牆構件77。在圖式所示之例子中，N=3。各個透鏡室78(781 、782 、或783 )係由組構液態透鏡之第一液體65和第二液體66所佔據。
第一透鏡室(環形透鏡室)781 係由外牆構件79、第一隔牆構件77、頂面板75、及底面板76所組構。此外，第一電極81係配置在組構第一透鏡室781 之頂面板75的一部分之內面上，第二電極82係配置在組構第一透鏡室781 之外牆構件79的一部分之內面上，以及第三電極83係配置在組構第一透鏡室781 之第一隔牆構件77的一部分之內面上。
第(n+1)透鏡室(環形透鏡室)78(n+1) 係被組構如下：第n(此處，n=1,2,...,N-2)隔牆構件77，第(n+1)隔牆構件77，頂面板75，及底面板76。此外，第一電極81係配置在組構第(n+1)透鏡室78(n+1) 之頂面板75的一部分之內面上，第二電極82係配置在組構第(n+1)透鏡室78(n+1) 之第n隔牆構件77的一部分之內面上，以及第三電極83係配置在組構第(n+1)透鏡室78(n+1) 之第(n+1)隔牆構件77的一部分之內面上。
第一電極81係配置在組構對應於第N透鏡室78N 的中心透鏡室783 之頂面板75的一部分之內面上，及第三電極83係配置在組構中心透鏡室783 之第(N-1)隔牆構件77的一部分之內面上。
在圖式所示之例子中，為各個透鏡室配置第一電極81。然而，作為第一電極81之一電極可配置在頂面板75的內面上。
在此液態透鏡中，類似於實施例3，為至少第一液體65與第二液體66之間的介面所在之外牆構件79和隔牆構件77的每一個之表面執行抗水處理。從底面板76入射光，及從頂面板75輸出光。在各個透鏡室781 、782 、或783 中，藉由將施加到第二電極82和第三電極83之電壓組構成彼此不同，改變液態透鏡的光學功率。另一選擇是，在各個透鏡室781 、782 、或783 中，藉由將施加到第二電極82和第三電極83之電壓組構成不同，Fresnel透鏡係藉由整個液態透鏡所組構。
本揭示包含相關於日本專利局於2010、8、18所發表之日本優先權專利申請案JP 2010-182973所揭示的主題，藉以併入其全文做為參考。
精於本技藝之人士應明白，只要他們在附錄的申請專利範圍或其同等物的範疇內，可依據設計要求或其他因素出現各種修改、組合、子組合、及變更。
O．．．光學裝置中心點
O’．．．光學裝置中心點
CL．．．中心光束
CL’．．．中心光束
10．．．眼鏡型框
10’．．．鼻墊
11．．．前部
11’．．．中心部
12．．．鉸鏈
13．．．眼鏡腳部
14．．．耳帶部
15．．．佈線
16．．．頭戴式耳機部
16’．．．佈線
17．．．成像裝置
18．．．控制裝置
18A．．．命令接收電路
18B．．．訊號處理電路
18C．．．時序調整電路
18D．．．傳送電路
18E．．．時序產生電路
19．．．裝附構件
20．．．觀看者
21．．．眼睛
31．．．文字資料再生裝置
31’．．．影像資料和文字資料再生裝置
32．．．文字資料無線傳送裝置
40．．．移動裝置
41．．．小齒輪
42．．．移動引導單元
43．．．旋轉移動裝置
44．．．液態透鏡
45．．．液態稜鏡
50．．．外殼
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．．．頂面板
56．．．底面板
57．．．隔牆構件
58．．．透鏡室
581 ．．．第一透鏡室
582 ．．．第二透鏡室
583 ．．．第三透鏡室
584 ．．．第四透鏡室
585 ．．．第五透鏡室
61．．．第一電極
62．．．第二電極
63．．．第三電極
64．．．絕緣膜
65．．．第一液體
66．．．第二液體
75．．．頂面板
76．．．底面板
77．．．隔牆構件
78．．．透鏡室
781 ．．．第一透鏡室
782 ．．．第二透鏡室
783 ．．．中心透鏡室
79．．．外牆構件
81．．．第一電極
82．．．第二電極
83．．．第三電極
100．．．影像顯示裝置
111．．．影像形成裝置
111A．．．影像形成裝置
111B．．．影像形成裝置
112．．．準直儀光學系統
113．．．殼
120．．．光學裝置
121．．．光導板
122．．．第一面
123．．．第二面
124．．．部位
125．．．部位
130．．．第一偏轉單元
140．．．第一偏轉單元
150．．．反射型空間光調變裝置
151．．．液晶顯示裝置
152．．．極化分光器
153．．．光源
200．．．影像顯示裝置
211．．．影像形成裝置
213．．．殼
251．．．光源
252．．．準直儀光學系統
253．．．掃描單元
254．．．光學系統
256．．．總反射鏡
300．．．影像顯示裝置
320．．．光學裝置
321．．．光導板
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．．．影像顯示裝置
500．．．影像顯示裝置
520．．．光學裝置
521．．．透明構件
618．．．控制裝置
651．．．傳送裝置
652．．．個人電腦
653．．．顯示裝置
圖1A及1B為根據實施例1之顯示裝置的概念圖。
圖2為根據實施例1之顯示裝置的影像顯示裝置之概念圖。
圖3為組構根據實施例1之顯示裝置的影像顯示裝置之光導板中的光之傳播的概要圖。
圖4為從其上面觀看之根據實施例1的顯示裝置之概要圖。
圖5為從側面觀看之根據實施例1的顯示裝置之概要圖。
圖6為正面觀看之根據實施例1的顯示裝置之概要圖。
圖7為根據實施例1之顯示裝置架置在觀看者的頭部之從上面所觀看的狀態圖(此處，只圖示影像顯示裝置，但是未圖示框)。
圖8為使用根據實施例1之顯示裝置的狀態之概念圖。
圖9為使用根據實施例1之顯示裝置的狀態之概念圖。
圖10為組構根據實施例1之顯示裝置的控制裝置之概念圖。
圖11A為根據實施例1之影像訊號的例子圖。圖11B為藉由添加輸入到根據實施例1之影像形成裝置的影像訊號以及從觀看者(顯示裝置)到觀看目標之觀看位置的觀看位置資訊到觀看目標所獲得之訊號的格式之概念圖。圖11C為根據實施例6之影像訊號的例子圖。圖11D為根據從顯示裝置到觀看目標的距離來調整會聚角之概要圖。
圖12A及12B為根據實施例2之顯示裝置的概要圖。
圖13A為沿著圖13B所示之線A-A所取的原理液態透鏡之概要橫剖面圖，圖13B為沿著圖13A所示之線B-B所取的原理液態透鏡之概要橫剖面圖，及圖13C為沿著圖13A所示之線C-C所取的原理液態透鏡之概要橫剖面圖。
圖14A至14C為沿著圖13A所示之線C-C所取的原理液態透鏡之概要橫剖面圖以及為液態透鏡的行為之概要圖。
圖15為類似於沿著圖13B所示之線A-A所取者的根據實施例3之液態透鏡的概要橫剖面圖。
圖16A至16C為沿著圖15所示之線C-C所取的根據實施例3之液態透鏡的概要橫剖面圖，以及為液態透鏡的行為之概要圖。
圖17A及17B為沿著圖15所示之線C-C所取的根據實施例3之液態透鏡的概要橫剖面圖，以及為液態透鏡的行為之概要圖。
圖18為根據實施例4之液態稜鏡的概念圖。
圖19A、19B、及19C為在影像顯示裝置為左眼所顯示的影像與影像顯示裝置為右眼所顯示的影像之間具有偏向的狀態之概要圖。
圖20為根據實施例7之顯示裝置的影像顯示裝置之概念圖。
圖21A及21B為根據實施例8之顯示裝置的影像顯示裝置之概念圖。
圖22為根據實施例9之顯示裝置的影像顯示裝置之概念圖。
圖23A及23B為組構根據實施例10之顯示裝置的影像顯示裝置之光導板中的光之傳播的概要圖以及光導板等等的配置狀態之概念圖。
圖24為從側面觀看之根據實施例10的顯示裝置之概要圖。
圖25A及25B為組構根據實施例11之顯示裝置的影像顯示裝置之光導板中的光之傳播的概要圖以及光導板等等的配置狀態之概念圖。
圖26為從正面觀看之根據實施例12的顯示裝置之概要圖。
圖27為從上側觀看之根據實施例12的顯示裝置之概要圖。
圖28為從側面觀看之根據實施例1的頭戴式顯示器之一類型的概要圖。
圖29為組構根據實施例13的資料群組之資料的檔案結構之概念圖。
圖30A及30B為根據實施例13之傳送設備的系統組態方塊圖以及顯示裝置的系統組態方塊圖。
圖31為根據實施例13之傳送裝置的傳送處理之流程圖。
圖32為根據實施例13之顯示裝置的接收處理之流程圖。
圖33A及33B為圖解指定識別碼、資料群組、組構資料群組之複數組資料，及全部顯示時間作為顯示在組構根據實施例13的傳送裝置之顯示裝置中的內容之概要圖。
圖34為用於改變光學系統的焦點之Fresnel(夫累涅爾)透鏡型液態透鏡的概要橫剖面圖。
圖35為用於改變光學系統的焦點之Fresnel(夫累涅爾)透鏡型液態透鏡的概要平面圖。
21．．．眼睛
40．．．移動裝置
41．．．小齒輪
42．．．移動引導單元
100．．．影像顯示裝置
111A．．．影像形成裝置
111B．．．影像形成裝置
112．．．準直儀光學系統
120．．．光學裝置

Claims (9)

  1. 一種顯示裝置，包含：眼鏡型框，其係架置到觀看者的頭部；以及左和右眼用的兩影像顯示裝置，其係裝附至該框，其中，該等影像顯示裝置的每一個包括影像形成裝置，光學系統，其使輸出自該影像形成裝置的光成為平行光，以及光學裝置，入射輸出自該光學系統的該光，並且引導該光以便輸出，該等影像顯示裝置的至少其中之一另包括移動裝置，其在水平方向上相對地移動該影像形成裝置的光軸和該光學系統的光軸，以及會聚角係藉由依據觀看者的觀看位置，使用該移動裝置在該水平方向上相對地移動該影像形成裝置的該光軸和該光學系統的該光軸來調整。
  2. 一種顯示裝置，包含：眼鏡型框，其係架置到觀看者的頭部；以及左和右眼用的兩影像顯示裝置，其係裝附至該框，其中，該等影像顯示裝置的每一個包括影像形成裝置，光學系統，其使輸出自該影像形成裝置的光成為平行光，以及光學裝置，入射輸出自該光學系統的該光，及引 導該光以便輸出，該等影像顯示裝置的至少其中之一另包括旋轉移動裝置，其旋轉該影像形成裝置和該光學系統，會聚角係藉由依據觀看者的觀看位置，使用該旋轉移動裝置旋轉該影像形成裝置和該光學系統來調整，以便改變有關該光學裝置的輸出自該光學系統及入射到該光學裝置之該平行光的入射角，以及該會聚角另係藉由控制輸入至組構該等影像顯示裝置的至少其中之一的該影像形成裝置之影像訊號來調整。
  3. 一種顯示裝置，包含：眼鏡型框，其係架置到觀看者的頭部；以及左和右眼用的兩影像顯示裝置，其係裝附至該框，其中，該等影像顯示裝置的每一個包括影像形成裝置，光學系統，其使輸出自該影像形成裝置的光成為平行光，以及光學裝置，入射輸出自該光學系統的該光，及引導該光以便輸出，組構該等影像顯示裝置的至少其中之一的該光學系統包括液態透鏡，會聚角係藉由依據觀看者的觀看位置來操作該液態透鏡所調整，以及該會聚角另係藉由控制輸入至組構該等影像顯示裝置的至少其中之一的該影像形成裝置之影像訊號來調整。
  4. 一種顯示裝置，包含：眼鏡型框，其係架置到觀看者的頭部；以及左和右眼用的兩影像顯示裝置，其係裝附至該框，其中，該等影像顯示裝置的每一個包括影像形成裝置，光學系統，其使輸出自該影像形成裝置的光成為平行光，以及光學裝置，入射輸出自該光學系統的該光，及引導該光以便輸出，組構該等影像顯示裝置的至少其中之一的該光學系統包括液態稜鏡，會聚角係藉由依據觀看者的觀看位置來操作該液態稜鏡所調整，以及該會聚角另係藉由控制輸入至組構該等影像顯示裝置的至少其中之一的該影像形成裝置之影像訊號來調整。
  5. 根據申請專利範圍第1項之顯示裝置，其中，該會聚角另係藉由控制輸入至組構該等影像顯示裝置的至少其中之一的該影像形成裝置之影像訊號來調整。
  6. 根據申請專利範圍第1項之顯示裝置，其中，事先將該觀看者的觀看位置資訊給予該顯示裝置。
  7. 根據申請專利範圍第1項之顯示裝置，其中，除了輸入至該影像形成裝置的影像訊號之外，從外部將該觀看者的觀看位置資訊傳送到該顯示裝置。
  8. 根據申請專利範圍第1項之顯示裝置，其中，該光 學裝置為半透射型。
  9. 一種頭戴式顯示器，包含：框，其置放到觀看者的頭部；以及左和右眼用的兩影像顯示裝置，其係裝附至該框，其中，會聚角係依據該觀看者的觀看位置資訊來調整，以及該會聚角另係藉由控制輸入至組構該等影像顯示裝置的至少其中之一的該影像形成裝置之影像訊號來調整。
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