顯示設(shè)備和用于圖像顯示裝置的光源的制作方法
【專利說明】顯不設(shè)備和用于圖像顯不裝置的光源
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求于2013年5月15日提交的日本在先專利申請JP2013-102794的權(quán)益，在這里將該在先申請的全部內(nèi)容以引用的方式并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明涉及一種顯示設(shè)備，更具體地涉及一種能夠在頭戴式顯示器(HMD)中應(yīng)用的顯示設(shè)備和用于適用于相關(guān)顯示設(shè)備的圖像顯示裝置的光源。
【背景技術(shù)】
[0004]例如，專利文獻I公開了一種虛擬圖像顯示裝置(顯示設(shè)備)，該虛擬圖像顯示裝置被構(gòu)造成使得觀察者可觀察由圖像形成裝置形成的作為由虛擬圖像光學(xué)系統(tǒng)放大的虛擬圖像的二維圖像。
[0005]如圖21的示意圖所示，顯示設(shè)備100’具有:圖像形成裝置111’，其包括布置成二維矩陣的多個像素；準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)112，其用于將從圖像形成裝置111’的像素發(fā)射的光準(zhǔn)直成平行光；以及光學(xué)裝置(導(dǎo)光單元)120，其用于引導(dǎo)由準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)112照射的作為平行光的光，并且將光發(fā)射到觀察者的瞳孔21。光學(xué)裝置120被構(gòu)造成包括:導(dǎo)光板121，照射光在通過內(nèi)部的全反射而進行傳播之后從該導(dǎo)光板發(fā)射；第一偏轉(zhuǎn)器130(例如，其由一層反光涂層形成)，其用于對照射在導(dǎo)光板121上的光進行反射，使得照射在導(dǎo)光板121上的光被完全反射至導(dǎo)光板121的內(nèi)部；以及第二偏轉(zhuǎn)器140(例如，其由包括多層式層疊結(jié)構(gòu)的多層式反光涂層形成)，其用于將通過全反射而進行傳播的光從導(dǎo)光板121發(fā)射至導(dǎo)光板121的內(nèi)部。如果HMD由例如該顯示設(shè)備100’構(gòu)成，那么可實現(xiàn)設(shè)備的重量和尺寸的減小。
[0006]例如，專利文獻2公開了一種虛擬圖像顯示裝置(顯示設(shè)備)，該虛擬圖像顯示裝置使用全息衍射光柵，使得觀察者可觀察由圖像形成裝置形成的作為由虛擬圖像光學(xué)系統(tǒng)放大的虛擬圖像的二維圖像。
[0007]如圖22的不意圖所不，顯不設(shè)備200’基本上具有:用于顯不圖像的圖像形成裝置111’ ；準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)112;以及光學(xué)裝置(導(dǎo)光單元)220，在圖像形成裝置111’上顯示的光照射至光學(xué)裝置220，并且光學(xué)裝置220用于將該光引導(dǎo)至觀察者的瞳孔21。這里，光學(xué)裝置220具有:導(dǎo)光板221以及被設(shè)置到導(dǎo)光板221并由反射型光柵構(gòu)成的第一衍射光柵230和第二衍射光柵240。從圖像形成裝置111’的每個像素發(fā)射的光照射在準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)112上，接著準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)112生成將以不同角度照射至導(dǎo)光板221的多束平行光，并將該光照射至導(dǎo)光板221。平行光照射并接著從導(dǎo)光板221的第一表面222發(fā)射。相反地，第一衍射光柵230和第二衍射光柵240被安裝至導(dǎo)光板221的與第一表面222平行的第二表面223。
[0008]專利文獻3公開了一種尚分辨率液晶顯不設(shè)備，該尚分辨率液晶顯不設(shè)備抑制屏閃并且通過場序法(field sequential method)進行驅(qū)動。這里，場序驅(qū)動法用于將一個顯示幀中的輸入圖像信號在時間上分割成多種顏色分量的圖像信號(例如，用于顯示紅色圖像的紅色圖像信號、用于顯示綠色圖像的綠色圖像信號和用于顯示藍色圖像的藍色圖像信號)，并接著在圖像形成裝置中進行圖像顯示。例如，通過排列各顏色分量的顯示時段使用于照射與各顏色分量相對應(yīng)的顏色的光源(例如，紅色光發(fā)射源、綠色光發(fā)射源和藍色光發(fā)射源)順序地閃爍，由此進行顏色的顯示，其中光源由發(fā)光二極管中構(gòu)成(參見圖20A)。通過使用場序驅(qū)動法顯示顏色，例如與具有紅色、綠色和藍色的濾色器的圖像形成裝置相比，該圖像形成裝置可以僅通過使用三分之一的像素來制造，這能夠減小顯示設(shè)備的尺寸。
[0009]引用列表
[0010]專利文獻
[0011]專利文獻I
[0012]日本未審查專利申請公開第2006-162767號
[0013]專利文獻2
[0014]日本未審查專利申請公開第2007-094175號
[0015]專利文獻3
[0016]日本未審查專利申請公開第2010-055120號

【發(fā)明內(nèi)容】

[0017]技術(shù)問題
[0018]在利用場序驅(qū)動法顯示顏色的圖像形成裝置中，由于用于發(fā)射與各顏色分量相對應(yīng)的顏色的光源(紅色光發(fā)射源、綠色光發(fā)射源和藍色光發(fā)射源)在一個顯示幀內(nèi)順序地閃爍，因此，如果在非常短的時間段內(nèi)觀察，只能顯示一種顏色的圖像。因此，在具有由場序法驅(qū)動的左眼圖像顯示裝置和右眼圖像顯示裝置的HMD中，在一個顯示幀的顯示一種顏色的圖像的時段內(nèi)，當(dāng)該圖像因某些原因(例如，觀察者眨眼或眼球突然地移動)不可視時，將出現(xiàn)色亂(color breakup)的問題，也就是說，從正常被識別的顏色中識別出不同顏色(參見圖20B)。特別地，用于構(gòu)成顯示設(shè)備的HMD中的光學(xué)裝置布置在非?？拷^察者的瞳孔的位置處，這使得光學(xué)裝置對容易造成色亂的觀察者瞳孔移動等很敏感。
[0019]因此，期望提供一種具有由場序法驅(qū)動的左眼圖像顯示裝置和右眼圖像顯示裝置的顯示設(shè)備以及一種用于適用于這些顯示設(shè)備的圖像顯示裝置的光源，使得難以識別出色亂現(xiàn)象。
[0020]技術(shù)方案
[0021]本發(fā)明的與實施方式I或?qū)嵤┓绞?相關(guān)的顯示設(shè)備具有安裝到觀察者的頭部的框架以及安裝至該框架的左眼圖像顯示裝置和右眼圖像顯示裝置，其中，每個圖像顯示裝置具有圖像形成裝置，該圖像形成裝置通過場序驅(qū)動法顯示多種顏色的圖像。
[0022]對于本發(fā)明的實施方式I的顯示設(shè)備，左眼圖像顯示裝置在顯示左眼圖像時的圖像顯示顏色與右眼圖像顯示裝置在顯示右眼圖像時的圖像顯示顏色不同。對于本發(fā)明的實施方式2的顯示設(shè)備，左眼圖像顯示裝置在一個圖像顯示幀(更具體地，在稍后將說明的一個圖像顯示子時段)內(nèi)顯示左眼圖像時的圖像顯示時段與右眼圖像顯示裝置在一個圖像顯示幀(更具體地，在相同的圖像顯示子時段)內(nèi)顯示右眼圖像時的圖像顯示時段不同。
[0023]本發(fā)明的用于圖像顯示裝置的光源包括被設(shè)置到所述左眼圖像顯示裝置的用于左眼圖像顯示裝置的光源以及被設(shè)置到所述右眼圖像顯示裝置的用于右眼圖像顯示裝置的光源，其中，所述用于左眼圖像顯示裝置的光源和所述用于右眼圖像顯示裝置的光源通過場序驅(qū)動法發(fā)射多種顏色的光，使得在所述左眼圖像顯示裝置和所述右眼圖像顯示裝置顯示多種顏色的圖像，并且所述用于左眼圖像顯示裝置的光源的開始發(fā)光的時間和所述用于右眼圖像顯示裝置的光源的開始發(fā)光的時間不同。
[0024]本發(fā)明的至少一個實施例的顯示設(shè)備包括:第一圖像形成裝置，其用于通過根據(jù)第一顏色順序順序地顯示第一多種單色圖像來形成第一彩色圖像，其中，所述第一顏色順序限定所述第一多種單色圖像中的每者的顯示次序、開始顯示所述第一多種單色圖像的開始時間以及顯示所述第一多種單色圖像中的每者的持續(xù)時間；以及第二圖像形成裝置，其用于通過根據(jù)第二顏色順序順序地顯示第二多種單色圖像來形成第二彩色圖像，其中，所述第二顏色順序限定所述第二多種單色圖像中的每者的顯示次序、開始顯示所述第二多種單色圖像的開始時間以及顯示所述第二多種單色圖像中的每者的持續(xù)時間。所述第一顏色順序不同于所述第二顏色順序。
[0025]本發(fā)明的某些實施例的用于顯示設(shè)備的至少一個光源包括:第一光源，其用于根據(jù)第一顏色順序順序地發(fā)射第一多種單色閃爍光，其中，所述第一顏色順序限定發(fā)射所述第一多種單色閃爍光的次序、開始發(fā)射所述第一多種單色閃爍光的開始時間以及發(fā)射所述第一多種單色閃爍光中的每者的持續(xù)時間；以及第二光源，其用于根據(jù)第二顏色順序順序地發(fā)射第二多種單色閃爍光，其中，所述第二顏色順序限定發(fā)射所述第二多種單色閃爍光的次序、開始發(fā)射所述第二多種單色閃爍光的開始時間以及發(fā)射所述第二多種單色閃爍光中的每者的持續(xù)時間。所述第一顏色順序不同于所述第二顏色順序。
[0026]本發(fā)明的某些實施例的用于控制顯示設(shè)備的至少一個光源的光源控制電路包括:第一脈沖生成電路，其用于生成第一脈沖順序以用于控制第一光源，其中，所述第一脈沖順序限定所述第一光源發(fā)射第一多種單色閃爍光的次序、開始發(fā)射所述第一多種單色閃爍光的開始時間以及發(fā)射所述第一多種單色閃爍光中的每者的持續(xù)時間；以及第二脈沖生成電路，其用于生成第二脈沖順序以用于控制第二光源，其中，所述第二脈沖順序限定所述第二光源發(fā)射第二多種單色閃爍光的次序、開始發(fā)射所述第二多種單色閃爍光的開始時間以及發(fā)射所述第二多種單色閃爍光中的每者的持續(xù)時間。所述第一脈沖順序不同于所述第二脈沖順序。
[0027]有益效果
[0028]對于本發(fā)明的實施方式I的顯示設(shè)備，左眼圖像顯示裝置在顯示左眼圖像時的圖像顯示顏色不同于右眼圖像顯示裝置在顯示右眼圖像時的圖像顯示顏色。因此，即使在一個顯示幀內(nèi)的顯示一種顏色圖像的時段內(nèi)，圖像出于某些原因而未被觀察到時，仍能夠識別用于整個幀或整個左眼圖像顯示裝置和右眼圖像顯示裝置的應(yīng)當(dāng)被識別的圖像顏色。也就是說，可抑制色亂現(xiàn)象的出現(xiàn)。對于本發(fā)明的與實施方式2相關(guān)的顯示設(shè)備，左眼圖像顯示裝置在一個顯示幀內(nèi)顯示左眼圖像時的圖像顯示時段不同于右眼圖像顯示裝置在一個顯示幀內(nèi)顯示右眼圖像時的圖像顯示時段。因此，即使在一個顯示幀內(nèi)的顯示一種顏色圖像的時段內(nèi)，圖像出于某些原因而未被觀察到時，仍能夠識別用于整個幀或整個左眼圖像顯示裝置和右眼圖像顯示裝置的應(yīng)當(dāng)被識別的圖像顏色。也就是說，可抑制色亂現(xiàn)象的出現(xiàn)。對于本發(fā)明的用于圖像顯示裝置的光源，由于用于左眼圖像顯示裝置的光源的開始發(fā)光的時間與用于右眼圖像顯示裝置的光源的開始發(fā)光的時間不同，因此，即使在一個顯示幀內(nèi)的顯示一種顏色圖像的時段內(nèi)，圖像出于某些原因而未被觀察到時，仍能夠識別用于整個幀或整個左眼圖像顯示裝置和右眼圖像顯示裝置的應(yīng)當(dāng)被識別的圖像顏色。也就是說，可抑制色亂現(xiàn)象的出現(xiàn)。在本說明書中說明的這些效果僅是示例，不受任何限制，并且也可增加其他效果。
【附圖說明】
[0029]圖1A是示出了第一示例性實施例的顯示設(shè)備的左眼圖像顯示裝置和右眼圖像顯示裝置的圖像顯示狀態(tài)的示意圖。
[0030]圖1B是示出了左眼圖像顯示裝置和右眼圖像顯示裝置的圖像顯示狀態(tài)的示意圖，以用于說明對色亂現(xiàn)象的出現(xiàn)的抑制。
[0031]圖2A是示出了第一示例性實施例的變形例的顯示設(shè)備的左眼圖像顯示裝置和右眼圖像顯示裝置的圖像顯示狀態(tài)的示意圖。
[0032]圖2B是示出了左眼圖像顯示裝置和右眼圖像顯示裝置的圖像顯示狀態(tài)的示意圖，以用于說明對色亂現(xiàn)象的出現(xiàn)的抑制。
[0033]圖3A是示出了第二示例性實施例的顯示設(shè)備的左眼圖像顯示裝置和右眼圖像顯示裝置的圖像顯示狀態(tài)的示意圖。
[0034]圖3B是示出了左眼圖像顯示裝置和右眼圖像顯示裝置的圖像顯示狀態(tài)的示意圖，以用于說明對色亂現(xiàn)象的出現(xiàn)的抑制。
[0035]圖4A是示出了第二示例性實施例的變形例的顯示設(shè)備的左眼圖像顯示裝置和右眼圖像顯示裝置的圖像顯示狀態(tài)的示意圖。
[0036]圖4B是示出了左眼圖像顯示裝置和右眼圖像顯示裝置的圖像顯示狀態(tài)的示意圖，以用于說明對色亂現(xiàn)象的出現(xiàn)的抑制。
[0037]圖5是第一示例性實施例的顯示設(shè)備的示意圖。
[0038]圖6是從上部觀察到的第一示例性實施例的顯示設(shè)備的示意圖。
[0039]圖7是從前部觀察到的第一示例性實施例的顯示設(shè)備的示意圖。
[0040]圖8A是從側(cè)面觀察到的第一示例性實施例的顯示設(shè)備的示意圖。
[0041]圖8B是示意地示出了在用于構(gòu)成圖像顯示裝置的導(dǎo)光板上的光的傳播的圖。
[0042]圖9是第一示例性實施例的顯示設(shè)備的變形例(變形例1A)示意圖。
[0043]圖10是第一示例性實施例的顯示設(shè)備的其他變形例(變形例1B)的示意圖。
[0044]圖11是第一示例性實施例的顯示設(shè)備的其他變形例(變形例1C)的示意圖。
[0045]圖12是示意地示出了圖11所示的第一示意性實施例的顯示設(shè)備的其他變形例(變形例1C)的反射型光柵的放大部分的剖面圖。
[0046]圖13從上部觀察到的第一示例性實施例的顯示設(shè)備的其他變形例(變形例1D)的示意圖。
[0047]圖14是從前部觀察到的第一示例性實施例的顯示設(shè)備的其他變形例(變形例1D)的示意圖。
[0048]圖15A是從側(cè)面觀察到的第一示例性實施例的顯示設(shè)備的其他變形例(變形例
1E)的示意圖。
[0049]圖15B是從側(cè)面觀察到的第一示例性實施例的顯示設(shè)備的其他變形例(變形例
1F)的示意圖。
[0050]圖16是圖像信號處理電路的示意圖。
[0051]圖17是用于構(gòu)成圖像信號處理電路的第二圖像信號處理電路和存儲器單元的示意圖。
[0052]圖18是用于構(gòu)成圖像信號處理電路的光源控制單元的示意圖。
[0053]圖19是顯示設(shè)備的整體示意圖。
[0054]圖20A是示出了左眼圖像和右眼圖像的顯示狀態(tài)的示意圖，以用于說明對色亂現(xiàn)象的出現(xiàn)的抑制。
[0055]圖20B是示出了左眼圖像和右眼圖像的顯示狀態(tài)的示意圖，以用于說明對色亂現(xiàn)象的出現(xiàn)的抑制。
[0056]圖21是相關(guān)技術(shù)的顯不設(shè)備的顯不設(shè)備的不意圖。
[0057]圖22是相關(guān)技術(shù)的顯不設(shè)備的變形例的顯不設(shè)備的不意圖。
【具體實施方式】
[0058]在下文中，將參考附圖并基于實施例將對本發(fā)明進行說明，但是本發(fā)明不局限于這些實施例，并且在實施例中所列出的各種數(shù)值和材料僅為示例。另外，將按照如下順序組織本說明:
[0059]1.本發(fā)明的與實施方式I至實施方式2相關(guān)的顯示設(shè)備和用于圖像顯示裝置的光源的整體說明；
[0060]2.第一示例性實施例(本發(fā)明的與實施方式I至實施方式2A相關(guān)的顯示設(shè)備和與第一構(gòu)造相關(guān)的用于圖像顯示裝置的光源)；以及
[0061]3.第二示例性實施例(本發(fā)明的與實施方式2B相關(guān)的顯示設(shè)備和本發(fā)明的與第二構(gòu)造相關(guān)的用于圖像顯示裝置的光源)以及其它。
[0062]<本發(fā)明的與實施方式I和實施方式2相關(guān)的顯示設(shè)備和用于圖像顯示裝置的光源的整體說明>
[0063]在本發(fā)明的與實施方式2相關(guān)的顯示設(shè)備中，一個顯示幀的圖像顯示時段被劃分為N個圖像顯示子時段，且因此對于第η個圖像顯示子時段(其中，η為I和N之間的值，并且包括I和N)，在左眼圖像顯示裝置顯示左眼圖像時的圖像顯示顏色和在右眼圖像顯示裝置顯示右眼圖像時的圖像顯示顏色可以具有不同的形式。另外，為簡潔起見，將具有這種形式的顯示設(shè)備稱為“本發(fā)明的與實施方式2Α相關(guān)的顯示設(shè)備”。這里，M被指定為多種顏色的數(shù)量，在這種情況下，M可等于N，或者N可大于Μ。
[0064]對于本發(fā)明的用于圖像顯示裝置的光源，一個顯示幀的圖像顯示時段被劃分為N個圖像顯示子時段。因此，對于第η個圖像顯示子時段(其中，η為I和N之間的值，并且包括I和N)，左眼圖像顯示裝置的光源的發(fā)光顏色和右眼圖像顯示裝置的光源的發(fā)光顏色可能不同。另外，為簡潔起見，將具有這種形式的顯示設(shè)備稱為“本發(fā)明的作為第一構(gòu)造的用于圖像顯示裝置的光源”。這里，M被指定為多種顏色的數(shù)量，在這種情況下，M可等于N，或者N可大于Μ。
[0065]對于本發(fā)明的與實施方式2相關(guān)的顯示設(shè)備，一個顯示幀的圖像顯示時段被劃分為N個圖像顯示子時段。相應(yīng)地，對于第η個圖像顯示子時段(其中，η為I和N之間的值，并且包括I和N)，左眼圖像顯示裝置顯示左眼圖像時的圖像顯示顏色和右眼圖像顯示裝置顯示右眼圖像時的圖像顯示顏色是相同的，但對于第η個圖像顯示子時段的圖像顯示時段可改變。另外，為簡潔起見，將具有這種形式的顯示設(shè)備稱為“本發(fā)明的與實施方式2Β相關(guān)的顯示設(shè)備”。在本發(fā)明的與實施方式2Β相關(guān)的顯示設(shè)備中，對于一個圖像顯示子時段，左眼圖像顯示裝置在圖像顯示子時段內(nèi)顯示左眼圖像時的圖像顯示時段和右眼圖像顯示裝置在圖像顯示子時段內(nèi)顯示右眼圖像時的圖像顯示時段可不具有任何時間重疊。更具體地，可進行如下布置，其中，對于一個圖像顯示子時段，左眼圖像顯示裝置在圖像顯示子時段內(nèi)顯示左眼圖像時的圖像顯示時段和右眼圖像顯示裝置在圖像顯示子時段內(nèi)顯示右眼圖像時的圖像顯示時段可不具有時間重疊，并且在這種情況下，優(yōu)選地，時間重疊介于一個圖像顯示子時段的50-99%的范圍內(nèi)。這里，M被指定為多種顏色的數(shù)量，在這種情況下，M可等于N，或者N可大于Μ。
[0066]對于本發(fā)明的用于圖像顯示裝置的光源，一個顯示幀的圖像顯示時段被劃分為N個圖像顯示子時段。相應(yīng)地，對于第η個圖像顯示子時段(其中，η為I和N之間的值，并且包括I和N)，左眼圖像顯示裝置的光源的發(fā)光顏色和右眼圖像顯示裝置的光源的發(fā)光顏色是相同的，但是對于第η個圖像顯示子時段，左眼圖像顯示裝置的光源的開始發(fā)光的時段和右眼圖像顯示裝置