專利名稱：圖象顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將影象板的透射光束直接投影到觀察者的視網(wǎng)膜的眼球投影型圖象顯示裝置。
背景技術(shù)：
作為眼球投影型的圖象顯示裝置，包含圖13所示的光學(xué)系統(tǒng)，例如在特開(kāi)平2-136818號(hào)公報(bào)中所提案出的。該圖象顯示裝置的光學(xué)系統(tǒng)30通過(guò)圖中未示的框架保持在觀察者的眼前，具備朝向觀察者的眼球31配置的多個(gè)構(gòu)成部分即點(diǎn)光源32、作為影象板的透射型液晶板33、接眼透鏡34。在具備這樣的結(jié)構(gòu)的圖象顯示裝置中，從點(diǎn)光源32射出的光透射液晶板33。由透射液晶板33的光形成的圖象或影象通過(guò)接眼透鏡34在瞳孔35上成像，經(jīng)由水晶體36和玻璃體37投影在視網(wǎng)膜38上。這樣，在該圖象顯示裝置中，由于構(gòu)成為點(diǎn)光源32在瞳孔35上成像，所以光束的定向性好。另外，無(wú)論觀察者31是近視還是遠(yuǎn)視，都能鮮明地觀察到液晶板33的圖象。相反，即使觀察者31僅僅將眼從光學(xué)系統(tǒng)30移開(kāi)一點(diǎn)，則由于光束的彩虹效應(yīng)，就變得無(wú)法觀察了。例如，在通常的成年人的情況下，在暗處的瞳孔直徑是約7mm，如果瞳孔35移動(dòng)±3.5mm以上，就無(wú)法觀察到圖象了。另外，由于在明亮的地方瞳孔直徑約為4mm，所以如果瞳孔35移動(dòng)約±2mm，就無(wú)法觀察到圖象了。
另一方面，提案出了配置為將面光源緊貼在液晶板上的結(jié)構(gòu)。在該結(jié)構(gòu)中，在觀察者能從其眼前接近移開(kāi)的圖象顯示裝置的情況下，由于要求裝置的小型化，所以無(wú)法充分取得面光源和液晶板之間的距離。其結(jié)果是，透射液晶板的光全方位地散射，使無(wú)定向性的光束進(jìn)入到瞳孔。所以，必須修正將光束投射到瞳孔的光學(xué)系統(tǒng)的象差，光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)顯著變得復(fù)雜了。另外，觀察者也必須利用自己自身的水晶體使影象收斂到視網(wǎng)膜上。但是，由于液晶板與瞳孔的距離有限，所以視力特別差的人必須配戴眼鏡。進(jìn)而，觀察者為了觀察外界，即使將視線從液晶板移開(kāi)，但透射液晶板的光也會(huì)進(jìn)入觀察者的瞳孔，因此無(wú)法良好地觀察外界的樣子。
所以，作為解決這些問(wèn)題的方法，在特開(kāi)平8-211325號(hào)公報(bào)中揭示了具備2維配置了許多點(diǎn)光源的面光源的圖象顯示裝置。但是，該裝置構(gòu)成復(fù)雜，有無(wú)法小型化的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上問(wèn)題的存在，本發(fā)明的目的在于提供一種觀察者自己能調(diào)整觀看方法和觀看難易程度的圖象顯示裝置。
本發(fā)明為了達(dá)到以上目的，提出將影象板的影象投影在觀察者眼球的視網(wǎng)膜上的圖象裝置，具有以下特征具備包含光源、散射從光源發(fā)出的光的散射體、透射由散射體散射的光的影象板、使透射影象板的光收斂并將其發(fā)送到眼球的透鏡的光學(xué)系統(tǒng)；其中散射體能在光源和影象板之間移動(dòng)。
本發(fā)明的其他形式的圖象顯示裝置是將影象板的影象投影到觀察者眼球的視網(wǎng)膜上的圖象顯示裝置，其特征在于具備包含光源、散射從光源發(fā)出的光的散射體、透射由散射體散射的光的影象板、使透射影象板的光收斂并將其發(fā)送到眼球的透鏡的光學(xué)系統(tǒng)；
其中能將散射體配置在光源和影象板之間的任意位置。
本發(fā)明的其他形式的圖象顯示裝置是將影象板的影象投影到觀察者眼球的視網(wǎng)膜上的圖象顯示裝置，其特征在于具備包含光源、散射從光源發(fā)出的光的散射體、透射由散射體散射的光的影象板、使透射影象板的光收斂并將其發(fā)送到眼球的透鏡的光學(xué)系統(tǒng)；還具備用來(lái)限制從影象板看到的散射體的大小的機(jī)構(gòu)。
本發(fā)明的其他形式的圖象顯示裝置是將影象板的影象投影到觀察者眼球的視網(wǎng)膜上的圖象顯示裝置，其特征在于具備包含光源、散射從光源發(fā)出的光的散射體、透射由散射體散射的光的影象板、使透射影象板的光收斂并將其發(fā)送到眼球的透鏡的光學(xué)系統(tǒng)；還具備將與光軸垂直的軸作為中心，使散射體旋轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)。
本發(fā)明的其他形式的圖象顯示裝置是將影象板的影象投影到觀察者眼球的視網(wǎng)膜上的圖象顯示裝置，其特征在于具備包含光源、散射從光源發(fā)出的光的散射體、透射由散射體散射的光的影象板、使透射影象板的光收斂并將其發(fā)送到眼球的透鏡的光學(xué)系統(tǒng)；散射體是根據(jù)電信號(hào)變化散射度材料。
本發(fā)明的其他形式的圖象顯示裝置的特征在于對(duì)應(yīng)于散射體的位置變化或從影象板看到的大小變化或散射度的變化而變更光源的亮度。
本發(fā)明的其他形式的圖象顯示裝置的特征在于設(shè)計(jì)為光源與觀察者的瞳孔保持共軛關(guān)系。
本發(fā)明的其他形式的圖象顯示裝置的特征在于設(shè)計(jì)為從光源發(fā)射的光在觀察者的瞳孔附近成像。
本發(fā)明的其他形式的圖象顯示裝置的特征在于設(shè)計(jì)為散射體與觀察者的瞳孔保持共軛關(guān)系。
本發(fā)明的其他形式的圖象顯示裝置的特征在于設(shè)計(jì)通過(guò)散射體散射了的光在觀察者的瞳孔旁邊成像。
本發(fā)明的其他形式的圖象顯示裝置的特征在于光源是發(fā)出紫外光或藍(lán)色光的二極管，散射體包含將從光源發(fā)出的光轉(zhuǎn)換為白色的熒光物質(zhì)。
本發(fā)明的其他形式的圖象顯示裝置的特征在于光源是發(fā)出紅色、綠色、藍(lán)色的光源的組合。
本發(fā)明的其他形式的圖象顯示裝置的特征在于用一個(gè)電致發(fā)光形成光源和散射體。
本發(fā)明的其他形式的圖象顯示裝置的特征在于散射體具有水平方向的長(zhǎng)度比垂直方向的長(zhǎng)度大的形狀。


圖1是表示實(shí)施例1的圖象顯示裝置[圖1(b)]及該圖象顯示裝置的利用形式1[圖1(a)]的立體圖。
圖2是表示安裝在實(shí)施例1的圖象顯示裝置中的光學(xué)部件結(jié)構(gòu)的立體圖。
圖3是表示安裝在實(shí)施例1的圖象顯示裝置中的光學(xué)部件結(jié)構(gòu)的立體圖。
圖4是表示安裝在實(shí)施例2的圖象顯示裝置中的光學(xué)部件結(jié)構(gòu)的立體圖。
圖5是表示安裝在實(shí)施例3的圖象顯示裝置中的光學(xué)部件結(jié)構(gòu)的立體圖。
圖6是表示安裝在實(shí)施例4的圖象顯示裝置中的光學(xué)部件結(jié)構(gòu)的立體圖。
圖7是表示安裝在實(shí)施例5的圖象顯示裝置中的光學(xué)部件結(jié)構(gòu)的立體圖。
圖8是表示安裝在實(shí)施例6的圖象顯示裝置中的光學(xué)部件結(jié)構(gòu)的立體圖。
圖9是表示安裝在實(shí)施例7的圖象顯示裝置中的光學(xué)部件結(jié)構(gòu)的立體圖。
圖10是表示安裝在實(shí)施例8的圖象顯示裝置中的光學(xué)部件結(jié)構(gòu)的立體圖。
圖11是表示安裝在實(shí)施例9的圖象顯示裝置中的光學(xué)部件結(jié)構(gòu)的立體圖。
圖12是表示安裝在實(shí)施例10的圖象顯示裝置中的光學(xué)部件結(jié)構(gòu)的立體圖。
圖13是表示安裝在現(xiàn)有的圖象顯示裝置中的光學(xué)部件結(jié)構(gòu)的圖。
具體實(shí)施例方式
以下，參照

本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例。另外，在表示以下說(shuō)明的多個(gè)實(shí)施例的多個(gè)附圖中，向相同或?qū)?yīng)的部件材料或部分賦予了相同的符號(hào)。另外，為了容易理解本發(fā)明，在以下的說(shuō)明中，使用了表示適當(dāng)方向的用語(yǔ)(例如“上”、“下”、“右”、“左”及包含它們的用語(yǔ))，但權(quán)利要求所記載的發(fā)明并不被具有這些用語(yǔ)的意思限定解釋。
(實(shí)施例1)如圖1(a)、(b)所示，本發(fā)明的眼球投影型圖象顯示裝置1是能自由裝卸地安裝在人(圖象觀察者2)的頭部，觀察圖象(動(dòng)畫(huà)或靜止畫(huà))的裝置，由將圖象投影在觀察者2的眼球上的光學(xué)部件3、為了穩(wěn)定地將該光學(xué)部件3支持在眼前而保持在觀察者2的頭部上的框架4、向光學(xué)部件3發(fā)送影象信號(hào)的影象信號(hào)發(fā)送部件5構(gòu)成，影象信號(hào)發(fā)送部件5被內(nèi)置在框架4中。但是，框架4的結(jié)構(gòu)、影象信號(hào)發(fā)送部件5的配置等只是一個(gè)例子，本發(fā)明并不只限定于圖示的結(jié)構(gòu)。
圖2表示了本發(fā)明的最具特征的光學(xué)部件3的結(jié)構(gòu)。如圖所示，在光學(xué)部件3的殼體6(參照?qǐng)D1)中，朝向觀察者2的右側(cè)或左側(cè)的眼球7，安裝了光源8、散射體9、透射型影象板10、接眼透鏡11。
光源8可以使用各種發(fā)光裝置，但在本實(shí)施例中使用了發(fā)光二極管(LED)。作為發(fā)光二極管，可以使用白色發(fā)光二極管、發(fā)出紫外光或藍(lán)色光的二極管。另外，光源8也可以是從某被限制的區(qū)域發(fā)光的光源。
散射體9由使入射該散射體9的光散射的材料構(gòu)成，在觀察者2配戴了圖象顯示裝置1的狀態(tài)下，具有與體軸平行的方向(垂直方向)的邊長(zhǎng)、與體軸垂直的方向(水平方向)的邊長(zhǎng)不同的長(zhǎng)方形。例如，散射體9可以混入使光散射到透光性材料(例如透明玻璃或透明塑料)的微粒子(例如金屬粉)，或在由透明材料構(gòu)成的板的表面附加凹凸而作成。表面的凹凸可以通過(guò)在成型板的金屬型的對(duì)應(yīng)面上附加凹凸，或?qū)Ρ怀尚突蚣庸ち说陌宓谋砻孢M(jìn)行噴射處理來(lái)附加。其他的作為散射體9，還可以使用紙、毛玻璃板。另外，在作為光源8使用發(fā)出紫外光或藍(lán)色光的二極管的情況下，理想的是在散射體9中包含將從光源發(fā)出的光變換為白色的熒光物質(zhì)。
透射型影象板10利用了透射型的液晶板。該液晶板由全色液晶板或單色液晶板構(gòu)成，與影象信號(hào)發(fā)送部件5(參照?qǐng)D1)電連接，根據(jù)從該影象信號(hào)發(fā)送部件5輸出的影象信號(hào)，顯示圖象。
接眼透鏡11通常使用球面或非球面的凸透鏡。該接眼透鏡11可以由一個(gè)透鏡11構(gòu)成，但也可以是組合多個(gè)透鏡構(gòu)成的一組透鏡。
通過(guò)以上結(jié)構(gòu)的顯示裝置，從光源8射出的光被投影在散射體9上。散射體9使從點(diǎn)光源8接收到的光散射，并投射到影象板10上。另一方面，在影象信號(hào)發(fā)送部件5中，例如圖1所示，從影象信號(hào)發(fā)送機(jī)22經(jīng)由影象信號(hào)接收機(jī)23發(fā)送影象信號(hào)。然后，在影象信號(hào)發(fā)送部件5接收的影象信號(hào)被發(fā)送到影象板10，由此影象被顯示在影象板10的液晶板上。該影象通過(guò)從散射體9發(fā)送的光投射到接眼透鏡11，通過(guò)觀察者2的瞳孔12，通過(guò)水晶體13投射到視網(wǎng)膜14上。
此時(shí)，如圖3(a)、(b)所示，從影象板10的1點(diǎn)看到的散射板9的估計(jì)角θ1對(duì)應(yīng)于散射體9和影象板10之間的距離而變化。另外，該估計(jì)角θ1能根據(jù)與垂直于光軸15的方向相關(guān)的散射體9的寬度a和與平行于光軸15的方向相關(guān)的散射體9與影象板10的距離d決定。
現(xiàn)在，如圖3(a)所示，在與垂直于光軸15的方向相關(guān)的散射體9的寬度a小而散射體9與影象板10的距離d大時(shí)，影象板10的從1點(diǎn)看到的散射板9的估計(jì)角θ1小。另外，影象板10的從1點(diǎn)看到的散射板9的估計(jì)角θ1與透射影象板10的1點(diǎn)的光束的擴(kuò)展角θ2相關(guān)，在估計(jì)角θ1小的情況下，經(jīng)由接眼透鏡11、瞳孔12、水晶體13，被投影在視網(wǎng)膜14上的構(gòu)成影象板10的1點(diǎn)像的光束的擴(kuò)展角θ2也小。所以，在該狀態(tài)下，難以受到眼的透鏡即水晶體13的折射的影響。結(jié)果，即使是近視或遠(yuǎn)視等的觀察者2，也不用自己來(lái)調(diào)整水晶體13，就能鮮明地觀察到該圖象。當(dāng)然，配戴普通眼鏡的人無(wú)論是否戴著眼鏡，都能鮮明地觀察到圖象。另外，在一邊用沒(méi)有配戴圖象顯示裝置1的一只眼睛觀看景色，一邊用配戴了圖象顯示裝置1的另一只眼睛看圖象時(shí)，能不費(fèi)勁地使這些景色與影象重疊。
反之，在這樣的結(jié)構(gòu)中，由于透射影象板10的1點(diǎn)的光束的擴(kuò)展角θ1小，所以如果瞳孔12不在聚光位置旁邊，則影象的一部分或全部被瞳孔12遮擋，觀察者2無(wú)法看到整體的影象。所以，有必要正確地調(diào)整接眼透鏡11和瞳孔12的位置，對(duì)于觀察者來(lái)說(shuō)成為不好看的圖象顯示裝置。
另一方面，如圖3(b)所示，在散射體9的寬度a大，散射體9與影象板10的距離d小時(shí)，影象板10的從1點(diǎn)看到的散射板9的估計(jì)角θ1變大，經(jīng)由接眼透鏡11、瞳孔12、水晶體13，被投影在視網(wǎng)膜14上的影象板10的構(gòu)成1點(diǎn)像的光束的擴(kuò)展角θ2變大。所以，由于光束在接眼透鏡11不收斂，所以沒(méi)有必要正確地調(diào)整接眼透鏡11和瞳孔12的位置，對(duì)于觀察者來(lái)說(shuō)成為好看的圖象顯示裝置。
反之，在這樣的結(jié)構(gòu)中，有必要正確地調(diào)整影象板10與接眼透鏡11的間隔、水晶體13與視網(wǎng)膜14的間隔。所以，配戴普通眼鏡的人為了鮮明地觀察到影象，有必要配戴眼鏡，或調(diào)整影象板10與接眼透鏡11的間隔。另外，在一邊用沒(méi)有配戴圖象顯示裝置1的一只眼睛觀看景色，一邊用配戴了圖象顯示裝置1的另一只眼睛看影象時(shí)，無(wú)法使這些景色與影象重疊。
根據(jù)這樣的理由，圖2所示的實(shí)施例1的圖象顯示裝置1的光學(xué)部件3具備在光源8和影象板10之間移動(dòng)散射體9的機(jī)構(gòu)101?？梢钥紤]各種各樣的移動(dòng)機(jī)構(gòu)101的具體結(jié)構(gòu)。例如，通過(guò)框架1010固定支持散射體9，同時(shí)使該框架1010能朝向與光軸15平行的方向移動(dòng)那樣地支持殼體6。此時(shí)，可以構(gòu)成為殼體6作為引導(dǎo)框架1010的引導(dǎo)部件材料而發(fā)揮功能?？梢詷?gòu)成為在殼體6中形成引導(dǎo)溝等引導(dǎo)部件，同時(shí)在框架1010中形成通過(guò)引導(dǎo)部件被引導(dǎo)的被引導(dǎo)部件，通過(guò)使這些引導(dǎo)部件和被引導(dǎo)部件協(xié)動(dòng)，框架1010能移動(dòng)。另外，也可以在框架1010中形成向光軸15方向伸展齒條(齒部分)，同時(shí)在殼體6中設(shè)置能自由旋轉(zhuǎn)的與該齒條嵌合的小齒輪，觀察者2通過(guò)旋轉(zhuǎn)該齒輪，能使框架1010和散射體9在光軸方向來(lái)回移動(dòng)。
通過(guò)該移動(dòng)機(jī)構(gòu)101，不只能任意地選擇圖3(a)和圖3(b)的狀態(tài)，還可以作出兩者的中間狀態(tài)，觀察者能自由地調(diào)整觀看方法和觀看難易程度地觀察影象。
另外，即使是采用了移動(dòng)機(jī)構(gòu)10的圖象顯示裝置1，理想的是，光源8和影象板10的間隔在瞳孔12和視網(wǎng)膜14的間隔程度(例如約15mm)以上。另外，在本實(shí)施例中，采用了透射型的散射體9，但該散射體也可以是反射型的。對(duì)于影象板10也是一樣，在本實(shí)施例中，采用了透射型的影象板，但也可以是反射型的影象板。
(實(shí)施例2)在實(shí)施例1中，采用了散射體9在光源8和影象板10之間連續(xù)移動(dòng)的結(jié)構(gòu)，但如圖4所示，也可以設(shè)置能將散射體9任意定位在光源8和影象板10中間的多個(gè)位置上的散射體保持機(jī)構(gòu)102。該散射體保持機(jī)構(gòu)102可以構(gòu)成為例如相對(duì)于光軸15對(duì)稱地配置2個(gè)壁1020，同時(shí)在這些壁1020的相對(duì)面夾著光軸15地對(duì)稱地形成多個(gè)散射體保持溝1021或保持部件，并從與光軸15垂直方向，向形成在另一個(gè)壁1020上的保持溝1021和形成在位于與其對(duì)稱位置的另一個(gè)壁1020上的保持溝1021插入散射板9，使其兩端緣保持在兩個(gè)保持溝1021中。
通過(guò)這樣構(gòu)成的實(shí)施例2的圖象顯示裝置，與實(shí)施例1相同，觀察者也能自由地調(diào)整影象的觀看方法及觀看難易程度地觀察影象。另外，能使結(jié)構(gòu)比實(shí)施例1更簡(jiǎn)單。
(實(shí)施例3)圖5表示了實(shí)施例3的圖象顯示裝置1的光學(xué)部件3的一部分。在該光學(xué)部件3中，在散射體9的影象板10側(cè)或光源1側(cè)，配置了調(diào)整散射板9的開(kāi)口率的機(jī)構(gòu)103。開(kāi)口率調(diào)整機(jī)構(gòu)103具備調(diào)整散射體9的橫向開(kāi)口率的橫向調(diào)整部件1031、調(diào)整散射體9的縱向開(kāi)口率的縱向調(diào)整部件1032。橫向調(diào)整部件1031具有夾著光軸15配置在其左右的一對(duì)橫向可動(dòng)板1033。這些橫向可動(dòng)板1033沒(méi)有圖示，通過(guò)光學(xué)部件3的殼體6或設(shè)置在殼體內(nèi)的引導(dǎo)部件被支持而能左右移動(dòng)，觀察者2能自由地調(diào)整各個(gè)的位置。也可以構(gòu)成為，代替它而通過(guò)未圖示的齒輪機(jī)構(gòu)或齒條齒輪機(jī)構(gòu)將2個(gè)橫向可動(dòng)板1033連結(jié)起來(lái)，如果一個(gè)橫向可動(dòng)板1033向橫向(左方向或右方向)移動(dòng)，則基于該移動(dòng)，另一個(gè)橫向可動(dòng)板1033向相反的橫向(右方向或左方向)移動(dòng)，即夾著光軸15，2個(gè)橫向可動(dòng)板1033左右對(duì)稱地移動(dòng)。同樣，縱向調(diào)整部件1032具有夾著光軸15配置在其上下的一對(duì)縱向可動(dòng)板1034。這些縱向可動(dòng)板1034未圖示，通過(guò)光學(xué)部件3的殼體6或設(shè)置在殼體內(nèi)的引導(dǎo)部件被支持而能上下移動(dòng)，觀察者2能自由地調(diào)整各個(gè)的位置。與橫向可動(dòng)板1033一樣，可以構(gòu)成為2個(gè)縱向可動(dòng)板1034通過(guò)未圖示的齒條機(jī)構(gòu)或齒條齒輪機(jī)構(gòu)連結(jié)在一起，如果一個(gè)縱向可動(dòng)板1034向縱向(上方向或下方向)移動(dòng)，則基于該移動(dòng)，另一個(gè)縱向可動(dòng)板1034向相反的縱向(下方向或上方向)移動(dòng)，即夾著光軸15，2個(gè)縱向可動(dòng)板1034上下對(duì)稱地移動(dòng)。這樣，橫向可動(dòng)板1033和縱向可動(dòng)板1034能各自通過(guò)獨(dú)立的機(jī)構(gòu)移動(dòng)，但也可以橫向可動(dòng)板1033和縱向可動(dòng)板1034通過(guò)齒輪機(jī)構(gòu)連結(jié)在一起，如果橫向可動(dòng)板1033向接近(或離開(kāi))的方向移動(dòng)，則與該移動(dòng)聯(lián)動(dòng)，縱向可動(dòng)板1034向接近(或離開(kāi))的方向移動(dòng)。
通過(guò)采用了這樣的結(jié)構(gòu)的圖象顯示裝置，能調(diào)整從影象板10看到的散射體9的孔徑(開(kāi)口率)。然后，通過(guò)減小散射體9的孔徑，能得到與加大散射體9和影象板10的距離的情況一樣的效果，另外，通過(guò)加大散射體9的孔徑，也能得到與減小散射體9和影象板10的距離的情況一樣的效果。所以，觀察者調(diào)整橫向可動(dòng)板1033、縱向可動(dòng)板1034的間隔，能自由地調(diào)整影象的觀看方法及觀看難易程度。
(實(shí)施例4)圖6表示了實(shí)施例4的圖象顯示裝置1的光學(xué)部件3。在該光學(xué)部件3中，散射板9被支持著通過(guò)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)105，能以與光軸15垂直的軸為中心旋轉(zhuǎn)。該旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)105一體地具備例如向與光軸15垂直的方向延伸的軸1051。另外，軸1051被設(shè)置在殼體6中的軸承部件(未圖示)支持。進(jìn)而，軸1051的一端從殼體6突出，觀察者2能操作固定在該突出部分上的齒輪(未圖示)。通過(guò)采用了這樣的結(jié)構(gòu)的圖象顯示裝置1，通過(guò)操作軸1051旋轉(zhuǎn)散射板9，能改變從影象板10看到散射體9的大小。所以，與實(shí)施例1～3一樣，具有觀察者能自由調(diào)節(jié)觀看方法及觀看容易度的效果。
(實(shí)施例5)圖7表示了實(shí)施例5的圖象顯示裝置1的光學(xué)部件3。在該光學(xué)部件3中，作為散射體9，使用了能調(diào)整散射度的可變散射板106。另外，可變散射板106與觀察者2能操作的散射度調(diào)整裝置107連接。作為，可變散射板106可以使用現(xiàn)在市場(chǎng)上提供的可變散射板或?qū)?lái)會(huì)在市場(chǎng)上提供的各種可變散射板。例如，現(xiàn)在可以作為可變散射板106利用的有在2塊板玻璃中間的介于液晶片中的調(diào)光玻璃。另外，作為將來(lái)能利用的可變散射板有使特殊凝膠體中的高濃度顏料和光散射粒子等顏色材料分散而制成的特殊調(diào)光元件。
通過(guò)具備這樣的結(jié)構(gòu)的圖象顯示裝置1，基于從散射度調(diào)整裝置107供給的能量或信號(hào)，調(diào)整可變散射體106的散射度。然后，如果減小可變散射體106的散射度，則幾乎對(duì)應(yīng)于光源8的發(fā)光區(qū)域的大小和光源8與影象板10的距離，決定了構(gòu)成投影在視網(wǎng)膜14上的影象板10的1點(diǎn)的像的光束的擴(kuò)展角θ2。由于一般發(fā)光二極管等的發(fā)光區(qū)域小，所以構(gòu)成投影在視網(wǎng)膜14上的影象板10的1點(diǎn)的像的光束的擴(kuò)展角θ2變小，難于受到目鏡即水晶體13的折射的影響，因而即使是近視或遠(yuǎn)視等的觀察者2，也不用自己調(diào)整水晶體13，就能鮮明地觀察到該影象。當(dāng)然，配戴普通眼鏡的人無(wú)論是否戴著眼鏡，都能鮮明地觀察到影象。另外，在一邊用沒(méi)有配戴圖象顯示裝置1的一只眼睛觀看景色，一邊用配戴了圖象顯示裝置1的另一只眼睛看圖象時(shí)，能不費(fèi)勁地使這些景色與影象重疊。
另一方面，如果散射度可變散射體106的散射度變大，則由散射度可變散射體106與影象板10的距離，決定構(gòu)成投影在視網(wǎng)膜14上的影象板10的1點(diǎn)像的光束的擴(kuò)展角θ2。散射度可變散射體106與影象板10的距離越小則θ2越大，光束不在接眼透鏡11收斂，不需要正確地調(diào)整接眼透鏡11和瞳孔12的位置。但是，有必要調(diào)整影象板10與接眼透鏡11的間隔、水晶體13與視網(wǎng)膜14的間隔。所以，配戴普通眼鏡的人為了鮮明地觀察影象，有必要戴上眼鏡或調(diào)整影象板10與接眼透鏡11的間隔。另外，在一邊用沒(méi)有配戴圖象顯示裝置1的一只眼睛觀看景色，一邊用配戴了圖象顯示裝置1的另一只眼睛看影象時(shí)，無(wú)法使這些景色與影象重疊。
所以，觀察者通過(guò)用散射度調(diào)整裝置107調(diào)整散射度可變散射體106的散射度，能自由地調(diào)整影象的觀看方法及觀看難易程度。
(實(shí)施例6)
圖8表示了實(shí)施例6的圖象顯示裝置1的光學(xué)部件3。該光學(xué)部件3是對(duì)具有移動(dòng)型散射體的實(shí)施例2的圖象顯示裝置進(jìn)行了改良的部件，具備檢測(cè)移動(dòng)型散射體9的位置的位置檢測(cè)器108、對(duì)應(yīng)于在該位置檢測(cè)器108檢測(cè)出的散射體9的位置，調(diào)整光源8的亮度的亮度調(diào)整部件109。通過(guò)這樣構(gòu)成的圖象顯示裝置1，如果移動(dòng)散射體9，則對(duì)應(yīng)于該移動(dòng)位置亮度調(diào)整部件109調(diào)整光源8的亮度，控制使通過(guò)瞳孔12的光量幾乎是一定的。所以，不改變影象的亮度，觀察者就能調(diào)整觀看方法及觀看難易程度，觀察影象。
另外，在本實(shí)施例中，在具備移動(dòng)型散射體的實(shí)施例2的圖象顯示裝置中設(shè)置了亮度調(diào)整部件，但在如實(shí)施例3那樣具備開(kāi)口率調(diào)整機(jī)構(gòu)的圖象顯示裝置、如實(shí)施例4那樣具備散射體的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的圖象顯示裝置、如實(shí)施例5那樣具備散射度的調(diào)整機(jī)構(gòu)的圖象顯示裝置中設(shè)置亮度調(diào)整部件，對(duì)應(yīng)于開(kāi)口率、散射體的角度、散射度調(diào)整光源的亮度，由此也能控制使通過(guò)瞳孔的光量幾乎保持一定。
(實(shí)施例7)圖9表示了實(shí)施例7的圖象顯示裝置1。在該圖象顯示裝置1中，設(shè)定了光源8和瞳孔12的共軛關(guān)系。通過(guò)這樣構(gòu)成的圖象顯示裝置，在散射板9的散射度小的情況下，顯示在影象板10上的影象在瞳孔12或在其旁邊收斂為反映光源8的發(fā)光區(qū)域的大小的區(qū)域，成為麥克斯韋顯示狀態(tài)，因而即使是近視或遠(yuǎn)視等的觀察者2，也不用自己調(diào)整水晶體13，就能鮮明地觀察該影象。當(dāng)然，配戴普通眼鏡的人無(wú)論是否戴著眼鏡，都能鮮明地觀察到圖象。另外，在一邊用沒(méi)有配戴圖象顯示裝置1的一只眼睛觀看景色，一邊用配戴了圖象顯示裝置1的另一只眼睛看圖象時(shí)，能不費(fèi)勁地使這些景色與影象重疊。
(實(shí)施例8)圖10表示了實(shí)施例8的圖象顯示裝置1。在該圖象顯示裝置1中，構(gòu)成為光源8的發(fā)光區(qū)域的形狀在瞳孔12附近成像。所以，在散射板9的散射度小的情況下，顯示在影象板10上的影象在瞳孔12或其旁邊作為光源的像收斂，成為麥克斯韋顯示狀態(tài)，因而，因而即使是近視或遠(yuǎn)視等的觀察者2，也不用自己調(diào)整水晶體13，就能鮮明地觀察該影象。當(dāng)然，配戴普通眼鏡的人無(wú)論是否戴著眼鏡，都能鮮明地觀察到圖象。另外，在一邊用沒(méi)有配戴圖象顯示裝置1的一只眼睛觀看景色，一邊用配戴了圖象顯示裝置1的另一只眼睛看圖象時(shí)，能不費(fèi)勁地使這些景色與影象重疊。
(實(shí)施例9)圖11表示了實(shí)施例9的圖象顯示裝置1。在該圖象顯示裝置1中，將散射板9和瞳孔12設(shè)定為大致共軛關(guān)系。所以，在散射板9的散射度大的情況下，不依存于光源8的位置、發(fā)光區(qū)域的大小，而根據(jù)散射板9的位置，顯示在影象板10上的影象在瞳孔12或在其旁邊收斂為反映散射板9的大小的區(qū)域，成為麥克斯韋顯示狀態(tài)，因而即使是近視或遠(yuǎn)視等的觀察者2，也不用自己調(diào)整水晶體13就能鮮明地觀察該影象。當(dāng)然，配戴普通眼鏡的人無(wú)論是否戴著眼鏡，都能鮮明地觀察到圖象。另外，在一邊用沒(méi)有配戴圖象顯示裝置1的一只眼睛觀看景色，一邊用配戴了圖象顯示裝置1的另一只眼睛看圖象時(shí)，能不費(fèi)勁地使這些景色與影象重疊。
(實(shí)施例10)圖12表示了實(shí)施例10的圖象顯示裝置1。該圖象顯示裝置1構(gòu)成為散射板9的像在瞳孔12附近成像。所以，在散射板9的散射度大的情況下，顯示在影象板10上的影象在瞳孔12或其旁邊作為散射體9的像收斂，成為麥克斯韋顯示狀態(tài)，因而，因而即使是近視或遠(yuǎn)視等的觀察者2，也不用自己調(diào)整水晶體13，就能鮮明地觀察該影象。當(dāng)然，配戴普通眼鏡的人無(wú)論是否戴著眼鏡，都能鮮明地觀察到圖象。另外，在一邊用沒(méi)有配戴圖象顯示裝置1的一只眼睛觀看景色，一邊用配戴了圖象顯示裝置1的另一只眼睛看圖象時(shí)，能不費(fèi)勁地使這些景色與影象重疊。
(實(shí)施例11)上述實(shí)施例7到10所示的結(jié)構(gòu)也能適用于實(shí)施例1到6所示圖象形成裝置。
在其他的上述的圖象顯示裝置中，使用點(diǎn)光源作為光源，但光源并不限定于點(diǎn)光源，也可以是管光源。
另外，光源發(fā)出的顏色(波長(zhǎng)成分)并沒(méi)有特別限定，但理想的是使用發(fā)出白色的光的光源(例如白色LED)。
進(jìn)而，光源并不限定于發(fā)出單一顏色(波長(zhǎng))的單一光源，也可以是由發(fā)出紅、綠、藍(lán)顏色的多個(gè)光源構(gòu)成光源。在這種情況下，可以與切換發(fā)光色的定時(shí)同步地切換液晶顯示圖象?？梢岳盟^的順序型液晶板。
進(jìn)而，在上述多個(gè)實(shí)施例中，分別用各個(gè)部件構(gòu)成光源和散射體，但通過(guò)用電致發(fā)光(EL)構(gòu)成這些，則能用一個(gè)部件來(lái)構(gòu)成。在這種情況下，減少了部件個(gè)數(shù)，圖象顯示裝置的組裝變得容易了。
所以，通過(guò)使用了具有水平方向的長(zhǎng)度比垂直方向的長(zhǎng)度大的形狀的散射體，觀察者在觀察圖象的狀態(tài)下只要僅僅上下移動(dòng)視線，就能切換到只觀察外界景色的狀態(tài)。
如以上說(shuō)明的那樣，將影象板的影象投影到觀察者眼球的視網(wǎng)膜上，通過(guò)其特征是在觀察者配戴的框架上，支持包含光源、散射從光源發(fā)出的光的散射體、透射通過(guò)散射體散射了的光的影象板、使透射影象板的光收斂并將其發(fā)送到眼球的透鏡的光學(xué)系統(tǒng)，散射體能在光源和影象板之間移動(dòng)的圖象顯示裝置，觀察者能根據(jù)觀察者的喜好調(diào)節(jié)觀看方法及觀看難易程度來(lái)觀察影象。
同樣，將影象板的影象投影到觀察者眼球的視網(wǎng)膜上，通過(guò)其特征是在觀察者配戴的框架上，支持包含光源、散射從光源發(fā)出的光的散射體、透射通過(guò)散射體散射了的光的影象板、使透射影象板的光收斂并將其發(fā)送到眼球的透鏡的光學(xué)系統(tǒng)，具備散射體能被設(shè)置在光源和影象板之間的任意位置的結(jié)構(gòu)的圖象顯示裝置，觀察者能根據(jù)觀察者的喜好調(diào)節(jié)觀看方法及觀看難易程度來(lái)觀察影象。
同樣，將影象板的影象投影到觀察者眼球的視網(wǎng)膜上，通過(guò)其特征是在觀察者配戴的框架上，支持包含光源、散射從光源發(fā)出的光的散射體、透射通過(guò)散射體散射了的光的影象板、使透射影象板的光收斂并將其發(fā)送到眼球的透鏡的光學(xué)系統(tǒng)，具備用來(lái)限制從影象板看到的散射體的大小的機(jī)構(gòu)的圖象顯示裝置，觀察者能根據(jù)觀察者的喜好調(diào)節(jié)觀看方法及觀看難易程度來(lái)觀察影象。
同樣，將影象板的影象投影到觀察者眼球的視網(wǎng)膜上，通過(guò)其特征是在觀察者配戴的框架上，支持包含光源、散射從光源發(fā)出的光的散射體、透射通過(guò)散射體散射了的光的影象板、使透射影象板的光收斂并將其發(fā)送到眼球的透鏡的光學(xué)系統(tǒng)，具備以與光軸垂直的軸為中心使散射體旋轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)的圖象顯示裝置，觀察者能根據(jù)觀察者的喜好調(diào)節(jié)觀看方法及觀看難易程度來(lái)觀察影象。
同樣，將影象板的影象投影到觀察者眼球的視網(wǎng)膜上，通過(guò)其特征是在觀察者配戴的框架上，支持包含光源、散射從光源發(fā)出的光的散射體、透射通過(guò)散射體散射了的光的影象板、使透射影象板的光收斂并將其發(fā)送到眼球的透鏡的光學(xué)系統(tǒng)，散射體是根據(jù)電信號(hào)改變散射度的材料的圖象顯示裝置，觀察者能根據(jù)觀察者的喜好調(diào)節(jié)觀看方法及觀看難易程度來(lái)觀察影象。
通過(guò)其特征是對(duì)應(yīng)于散射體的位置的變化或從影象板看到的大小的變化、或者散射度的變化而光源的亮度變化的圖象顯示裝置，不改變影象的亮度，觀察者就能調(diào)節(jié)觀看方法及觀看難易程度來(lái)觀測(cè)影象。
通過(guò)其特征是設(shè)計(jì)為光源與觀察者的瞳孔保持共軛關(guān)系的圖象顯示裝置，顯示在影象板上的影象在瞳孔或其旁邊收斂為近似麥克斯韋顯示的狀態(tài)，因而即使是近視或遠(yuǎn)視等的觀察者，也能鮮明地觀察到該影象。
通過(guò)其特征是設(shè)計(jì)為從光源發(fā)射出的光在觀察者的瞳孔旁邊成像的圖象顯示裝置，顯示在影象板上的影象在瞳孔或其旁邊收斂為近似麥克斯韋顯示的狀態(tài)，因而即使是近視或遠(yuǎn)視等的觀察者，也能鮮明地觀察到該影象。
通過(guò)其特征是設(shè)計(jì)為散射體與觀察者的瞳孔保持共軛關(guān)系的圖象顯示裝置，顯示在影象板上的影象在瞳孔或其旁邊收斂為近似麥克斯韋顯示的狀態(tài)，因而即使是近視或遠(yuǎn)視等的觀察者，也能鮮明地觀察到該影象。
通過(guò)其特征是設(shè)計(jì)為由散射體散射的光在觀察者的瞳孔旁邊成像的圖象顯示裝置，顯示在影象板上的影象在瞳孔或其旁邊收斂為近似麥克斯韋顯示的狀態(tài)，因而即使是近視或遠(yuǎn)視等的觀察者，也能鮮明地觀察到該影象。
通過(guò)光源是發(fā)出紅色、綠色、藍(lán)色的光的光源的組合的圖象顯示裝置，能利用半禎順序型的液晶板。
通過(guò)用一個(gè)電致發(fā)光形成散射體的圖象顯示裝置，能用一個(gè)部件構(gòu)成光源和散射體，因而減少了部件個(gè)數(shù)。
還有，通過(guò)使用了具有水平方向的長(zhǎng)度比垂直方向的長(zhǎng)度大的形狀的散射體的圖象顯示裝置，觀察者在觀察圖象的狀態(tài)下，只要僅僅上下移動(dòng)視線，就能切換為只觀察外界景色的狀態(tài)。
權(quán)利要求
1.一種圖象顯示裝置，將影象板的影象投影到觀察者眼球的視網(wǎng)膜上，其特征在于包括包含光源、散射從光源發(fā)出的光的散射體、透射由散射體散射的光的影象板、和使透射影象板的光收斂并將其發(fā)送到眼球的透鏡的光學(xué)系統(tǒng)；和能將散射體設(shè)置在光源和影象板之間的任意位置上的機(jī)構(gòu)。
2.一種圖象顯示裝置，其特征在于散射體能在光源和影象板之間連續(xù)移動(dòng)。
3.一種圖象顯示裝置，將影象板的影象投影到觀察者眼球的視網(wǎng)膜上，其特征在于包括包含光源、散射從光源發(fā)出的光的散射體、透射由散射體散射的光的影象板、和使透射影象板的光收斂并將其發(fā)送到眼球的透鏡的光學(xué)系統(tǒng)；和能將散射體設(shè)置在預(yù)先決定的多個(gè)位置中的任意一個(gè)位置上的機(jī)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖象顯示裝置，其特征在于設(shè)計(jì)為光源與觀察者的瞳孔保持共軛關(guān)系。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖象顯示裝置，其特征在于設(shè)計(jì)為從光源發(fā)射出的光在觀察者的瞳孔旁邊成像。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖象顯示裝置，其特征在于設(shè)計(jì)為散射體與觀察者的瞳孔保持共軛關(guān)系。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖象顯示裝置，其特征在于設(shè)計(jì)為由散射體散射的光在觀察者的瞳孔旁邊成像。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖象顯示裝置，其特征在于光源是發(fā)出紫外光或藍(lán)色光的二極管，散射體包含將從光源發(fā)出的光變換為白色的熒光物質(zhì)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖象顯示裝置，其特征在于光源是發(fā)出紅色、綠色、藍(lán)色的光的光源的組合。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖象顯示裝置，其特征在于用一個(gè)電致發(fā)光形成光源和散射體。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖象顯示裝置，其特征在于散射體具有水平方向的長(zhǎng)度比垂直方向的長(zhǎng)度大的形狀。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種顯示裝置(1)，將影象板(9)的影象投影到觀察者(2)的眼球(7)的視網(wǎng)膜(14)上。該圖象顯示裝置(1)具備包含光源(8)、散射從光源(8)發(fā)出的光的散射體(9)、透射在散射體(9)被散射了的光的影象板(10)、使透射影象板(10)的光收斂并發(fā)送到眼球(7)的透鏡(11)的光學(xué)系統(tǒng)(3)，并構(gòu)成為散射體(9)能在光源(8)和影象板(10)之間移動(dòng)。觀察者自己就能調(diào)整觀看方法及觀看的難易程度。
文檔編號(hào)G02B27/01GK1487327SQ03155568
公開(kāi)日2004年4月7日 申請(qǐng)日期2003年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月30日
發(fā)明者岡木達(dá)樹(shù), 佐藤行雄, 木, 雄 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社