CN104834093A - 图像显示装置和显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及图像显示装置和显示装置。提供了一种图像显示装置，包括：(A)图像形成装置；(B)光学装置，被配置为接收从图像形成装置输出的入射光并且输出入射光；以及(C)光接收装置，被配置为检测从图像形成装置输出的光。

Description

图像显示装置和显示装置

相关申请的交叉引用

本申请要求于2014年2月10日提交的日本在先专利申请JP2014-023137的权益，通过引用将其全部内容结合于本文中。

技术领域

本公开涉及一种图像显示装置和包括相关图像显示装置的显示装置，更具体地，涉及一种用作头戴式显示器(HMD)的显示装置和相关显示装置中所使用的图像显示装置。

背景技术

例如，通过日本专利申请公开第2006-162767而使人们熟知了一种虚拟显示装置(图像显示装置)，该虚拟显示装置用于允许观察者观察通过图像形成装置所形成的作为由虚拟图像光学系统放大的虚拟图像的二维(2D)图像。

如图22的概念图中所示，图像显示装置100’包括：图像形成装置111，具有布置在2D矩阵中的多个像素；准直光学系统112，将从图像形成装置111的像素出射的光校准成平行光；以及光学装置(导光装置)120，平行光从准直光学系统112入射在该光学装置上，通过该光学装置引导光，并且从该光学装置输出光。光学装置120包括：导光板121，在入射光通过全反射在内部传播之后输出入射光；第一偏振单元130(例如，包括一层光反射膜)，其反射入射在导光板121上的光，使得入射在导光板121上的光在导光板121内全反射；以及第二偏振单元140(例如，包括具有多层层压结构的光反射多层膜)，从导光板121输出通过全反射在导光板121内部传播的光。例如，当根据该图像显示装置100’形成HMD时，可以减少装置的重量和尺寸。此处，参考根据参考图1所描述的实施例1的图像显示装置，可找出代表图22中的其他部件的参考标号。

可替代地，为了允许观察者观察到通过图像形成装置形成的作为由虚拟图像光学系统放大的虚拟图像的2D图像，例如，熟知日本专利申请公开第2007-094175号中使用全息衍射光栅的虚拟图像显示装置(图像显示装置)。

如图23的概念图中所示，图像显示装置300’基本上包括：图像形成装置111，该图像形成装置显示图像；准直光学系统112；以及光学装置(导光装置)320，图像形成装置111上显示的光入射在光学装置320上并且通过光学装置320将入射光引导至观察者的瞳孔21。此处，光学装置320包括导光板321以及通过设置在导光板321上的反射型体全息衍射光栅所形成的第一衍射光栅构件330和第二衍射光栅构件340。从图像形成装置111的各个像素所述输出的光入射在准直光学系统112上，并且通过准直光学系统112产生具有平行光以不同角度入射在导光板321上的多束平行光，并且该多束平行光入射在导光板321上。平行光入射在导光板321的第一表面322上并且从导光板321的第一表面322上射出。另一方面，第一衍射光栅构件330和第二衍射光栅构件340安装在平行于导光板321的第一表面322的导光板321的第二表面323上。此处，参考根据参考图7所描述的实施例4的图像显示装置，可以找出代表图23中的其他部件的参考标号。

发明内容

同时，例如在图像显示装置中，如果导光板变脏或者构成图像形成装置的光源暂时恶化，则降低到达观察者的图像的光强度，并且例如，如果图像显示装置的光学系统中出现偏差等，则降低到达观察者的图像的光强度，或者降低观察者所观察到的图像的图像质量。此外，根据配备在图像形成装置中的光源，从光源输出的光的波长由于光源的生成的热而变化，并且随后降低可由观察者观察到的图像的图像质量。然而，在现有技术的头戴式显示器中，难以检测图像显示装置中发生的异常或者难以检测从光源输出的光的波长的变化。

因此，期望提供一种具有能够容易检测图像显示装置发生的异常的配置和结构的图像显示装置以及包括相关图像显示装置的显示装置。还期望提供一种具有能够容易检测从光源输出的光的波长的变化的配置和结构的图像显示装置以及包括相关图像显示装置的显示装置。

根据本公开的实施例，提供一种图像显示装置，包括：(A)图像形成装置；(B)光学装置，被配置为接收从图像形成装置输出的入射光并且输出入射光；以及(C)光接收装置，被配置为检测从图像形成装置输出的光。

根据本公开的另一实施例，提供一种显示装置，包括：(I)框架，佩戴在观察者的头上；以及(II)图像显示装置，安装在框架上，所述图像显示装置包括：(A)图像形成装置；(B)光学装置，被配置为接收从图像形成装置输出的入射光并且输出该入射光；以及(C)光接收装置，被配置为检测从图像形成装置输出的光。即，根据本公开的实施例的显示装置中的图像显示装置包括根据本公开的实施例的图像显示装置。

根据本公开的又一实施例，提供一种图像显示装置，包括：(A)图像形成装置，被配置为包括液晶显示装置和光源；(B)导光板，被配置为传播从图像形成装置输出的光；以及(C)光接收装置，被配置为检测从图像形成装置输出的光的一部分。基于光接收装置的检测结果控制从光源输出的光的波长。

根据本公开的一个或者多个实施例，本公开的实施例中的图像显示装置或者显示装置设置有检测从图像形成装置输出的光的光接收装置，并且由此可以高准确度地即时检测图像显示装置上所显示的图像或者从光学装置输出的光是否异常。此处，本说明书中所描述的效果仅是示例性的并且并不受限制，并且可以具有额外的效果。

附图说明

图1是实施例1的显示装置中的图像显示装置的概念图；

图2是实施例1中的显示装置的示意性俯视图；

图3是示出了实施例1中的显示装置的示意性正视图；

图4是示出了实施例1中的显示装置的示意性侧视图；

图5是示意性示出了在构成图像显示装置的导光板中的光的传播的示图；

图6是实施例3的显示装置中的图像显示装置的概念图；

图7是实施例4的显示装置中的图像显示装置的概念图；

图8是示出了实施例4的显示装置中的反射型体全息衍射光栅的放大部分的示意性截面图；

图9是实施例5的显示装置中的图像显示装置的概念图；

图10是实施例6的显示装置中的图像显示装置的概念图，并且示出了实施例1的显示装置的变形；

图11是实施例6的显示装置中的图像显示装置的概念图，并且示出了实施例4的显示装置的变形；

图12是实施例8的显示装置中的图像显示装置的概念图，并且示出了实施例1的显示装置的变形；

图13是实施例8的显示装置中的图像显示装置的概念图，并且示出了实施例4的显示装置的变形；

图14是实施例10的显示装置中的光学装置的一部分的概念图；

图15是实施例11的显示装置的示意性正视图；

图16是实施例11的显示装置的示意性俯视图；

图17是图像形成装置的变形例的概念图；

图18是示出了图像形成装置的另一变形例的概念图；

图19是示出了图像形成装置的另一变形例的概念图；

图20是示出了图像形成装置的另一变形例的概念图；

图21是示出了图像形成装置的另一变形例的概念图；

图22是根据现有技术的显示装置中的图像显示装置的概念图；以及

图23是根据现有技术的显示装置的变形例中的图像显示装置的概念图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图详细描述本公开的优选实施例。应注意，在本说明书和附图中，利用相同参考标号表示大致具有相同功能和结构的结构化元件，并且省去对这些结构化元件的重复性说明。

在下文中，将参考附图描述本公开的实施例，但是，本公开并不局限于以下实施例，并且以下实施例中的各种数值或者材料均是示例性的。将按照下列顺序进行描述。

1.本公开的显示装置和图像显示装置的整体描述

2.实施例1(显示装置和图像显示装置：本公开的图像显示装置的第一形态和第三形态)

3.实施例2(实施例1的变形：图像显示装置的第四形态和第六形态)

4.实施例3(实施例1和实施例2的变形)

5.实施例4(实施例1和实施例2的其他变形)

6.实施例5(实施例4的变形)

7.实施例6(实施例1和实施例3至实施例5的变形：图像显示装置的第二形态和第三形态)

8.实施例7(实施例6的变形：图像显示装置的第五形态和第六形态)

9.实施例8(实施例1和实施例3至实施例5的变形：图像显示装置的第三形态)

10.实施例9(实施例8的变形：图像显示装置的第六形态)

11.实施例10(实施例1至实施例9的变形：图像显示装置的第三形态和第六形态)

12.实施例11(实施例1至实施例9的其他变形)及其他

[本公开的显示装置和图像显示装置的整体描述]

在根据本公开的实施例的图像显示装置或者显示装置中的图像显示装置(通常称之为“根据本公开的实施例的图像显示装置等”)中，光学装置可包括：(a)导光板，被配置为使入射光通过全反射在导光板内部传播，然后输出入射光；(b)第一偏振单元，被配置为使入射在导光板上的光偏振，以使入射在导光板上的光在导光板内全反射；以及(c)第二偏振单元，被配置为使通过全反射在导光板内部传播的光偏振，以从导光板输出通过全反射在导光板内部传播的光的一部分，第二偏振单元包括：第一部分，第一部分使通过全反射在导光板内部传播的光朝向观察者偏振；和第二部分，第二部分使通过全反射在导光板内部传播的光朝向光接收装置偏振。为方便起见，图像显示装置被称之为“图像显示装置的第一形态”。术语“全反射(total reflection)”意指内部全反射或者导光板内部的全反射。在下文中，同样也是如此。

可替代地，在根据本公开的实施例的图像显示装置等中，光学装置可包括：(a)导光板，被配置为使入射光通过全反射在导光板内部传播，然后输出该入射光；(b)第一偏振单元，被配置为使入射在导光板上的光偏振，使得入射在导光板上的光在导光板内部全反射；以及(c)第二偏振单元，第二偏振单元被配置为使通过全反射在导光板内部传播的光偏振，以从导光板输出通过全反射而在导光板内部传播的光的一部分。光接收装置可被布置在导光板的位于第二偏振单元侧的端部上。为方便起见，图像显示装置被称之为“图像显示装置的第二形态”。

在稍后描述的图像显示装置的第一形态和第二形态以及图像显示装置的第四形态和第五形态中，第一偏振单元可被配置为反射入射在导光板上的所有光或者反射入射在导光板上的光的一部分，并且第二偏振单元可被配置为透射和反射通过全反射在导光板内部传播的光。换言之，在这种情况下，第一偏振单元起到反射镜或者半透射镜的作用，并且第二偏振单元起到半透射镜的作用。此处，第二偏振单元可配置有反射型体全息衍射光栅。此处，根据情形，在稍后描述的图像显示装置的第一形态和图像显示装置的第四形态中，第二偏振单元可被配置为从导光板输出通过全反射在导光板内部传播的所有光。

可替代地，在根据本公开的实施例的图像显示装置等中，光学装置可包括反射从图像形成装置输出的光的一部分并且透射其余的部分的光半反射构件(light semi-reflecting member)。光接收装置可检测穿过光半反射构件的光。为方便起见，图像显示装置被称之为“图像显示装置的第三形态”。

在稍后描述的图像显示装置的第三形态和图像显示装置的第六形态中，光半反射构件可配置有第一偏振单元或者可配置有第二偏振单元。

可替代地，在稍后描述的图像显示装置的第三形态和图像显示装置的第六形态中，光半反射构件可配置有反射来自图像形成装置的光的凹面镜。在这种情况下，光学装置优选地包括输出由凹面镜朝向观察者反射的光的半透射镜和布置在半透射镜与凹面镜之间的四分之一波长板。优选地，凹面镜被配置为透射入射在凹面镜(即，凹面镜配置有半透射型凹面镜)上的光的一部分，并且光接收装置被布置成接收穿过凹面镜的光。

可替代地，在本公开实施例的图像显示装置等中，光接收装置可采用光接收装置光学地连接至光学装置的形式。换言之，不仅包括光接收装置直接连接至光学装置的形式，而且还包括光接收装置通过粘合构件、导光构件等连接至光学装置以输入光的形式。

此外，在根据本公开实施例的具有各种优选形式和配置的图像显示装置等中，可提供一种其中基于光接收装置的检测结果控制图像形成装置的操作的配置。在这种情况下，可提供一种其中基于光接收装置的检测结果控制从图像形成装置输出的图像的位置的配置，或者其中基于光接收装置的检测结果控制从光学装置输出的光的输出角的配置。可替代地，为了补偿从光学装置输出的图像中出现的失真，可以提供一种其中将补偿图像中出现的失真的信号加权到被传输至图像形成装置的图像信号的配置，即，其中基于光接收装置的检测结果将用于补偿从光学装置输出的图像中出现的失真的信号传输至图像形成装置的配置。

可替代地，在根据本公开的实施例的图像显示装置中，图像形成装置可包括配置有GaN半导体激光元件的光源，光学装置可包括：(a)导光板，导光板被配置为使入射光通过全反射在导光板内部传播，然后输出入射光；(b)第一偏振单元，被配置为使入射在导光板上的光偏振，使得入射在导光板上的光在导光板内部被全反射，第一偏振单元配置有反射镜或者半透射镜；以及(c)第二偏振单元，被配置为使通过全反射在导光板内部传播的光偏振，以从导光板输出通过全反射在导光板内部传播的光的一部分，第二偏振单元配置有反射型体全息衍射光栅，第二偏振单元包括：第一部分，第一部分使通过全反射在导光板内部传播的光朝向观察者偏振；以及第二部分，第二部分使通过全反射在导光板内部传播的光朝向光接收装置偏振。基于光接收装置的检测结果控制从光源输出的光的波长。

可替代地，在根据本公开的实施例的图像显示装置中，图像形成装置可包括配置有GaN半导体激光元件的光源。光学装置可包括：(a)导光板，被配置为使入射光通过全反射在导光板内部传播并且输出入射光；(b)第一偏振单元，被配置为使入射在导光板上的光偏振，以使得入射在导光板上的光在导光板内部被全反射，第一偏振单元配置有反射镜或者半透射镜；以及(c)第二偏振单元，被配置为使通过全反射在导光板内部传播的光偏振，以从导光板输出通过全反射在导光板内部传播的光，第二偏振单元配置有反射型体全息衍射光栅。光接收装置可被布置在导光板的位于第二偏振单元侧的端部上。可基于光接收装置的检测结果控制从光源输出的光的波长。

可替代地，在根据本公开的实施例的图像显示装置中，图像形成装置可包括配置有GaN半导体激光元件的光源。光学装置可包括反射从图像形成装置输出的光的一部分并且透射其余部分的光半反射构件。光接收装置可检测穿过光半反射构件的光并且基于检测结果控制从光源输出的光的波长。为方便起见，该图像显示装置被称之为“图像显示装置的第六形态”。

此外，在根据本公开的实施例的具有各种优选形式和配置的图像显示装置中，光接收装置可具有其中光接收元件一维地布置(即，配置有所谓的线性传感器)的配置或者其中光接收元件被布置在2D矩阵(即，配置有所谓的成像元件)中的配置。此处，线性传感器或者成像元件可配置有包括一系列光电传感器或者CCD传感器或者CMOS传感器的固态成像装置。

为了检测图像显示装置中出现的异常，优选地，在以特定的时间间隔(例如，10秒或者1分钟的时间间隔)的一个图像显示帧内，将测试信号传输至图像形成装置，在图像形成装置上显示测试图案，并且通过光接收装置检测相关的测试图案。可替代地，优选地，当图像显示装置的操作开始或者结束时，测试信号被传输至图像形成装置，在图像形成装置上显示测试图案，并且通过光接收装置检测相关的测试图案。当图像显示装置正常操作时，测试图案被接收在光接收装置的特定像素内。然而，当图像显示装置中出现异常时，测试图案被接收在偏离于光接收装置的特定像素的像素内。可替代地，当图像显示装置中出现异常时，还存在光接收装置所接收的光的强度降低的情况。因此，当光接收装置检测到图像显示装置中出现异常时，图像显示装置或者显示装置输出警报。可替代地，当测试图案被接收在偏离于光接收装置的特定像素的像素内时，优选地补偿被传输给图像形成装置的图像信号并且消除偏差。可替代地，可以控制从光学装置输出的光的输出角，并且为了补偿从光学装置输出的图像中出现的失真，可以提供一种其中将用于补偿图像中出现的失真的信号加权到被传输至图像形成装置的图像信号的配置。此外，当光接收装置所接收的光的强度降低时，优选为执行增加通过图像形成装置所形成的图像的光强度的处理(例如，增加光源的光强度)。

在图像显示装置的第四形态至第六形态中，为了检测从光源输出的光的波长是否发生明显变化，优选地，在特定的时间间隔(例如，10秒或者1分钟的间隔)的一个图像显示帧内，将测试信号传输至图像形成装置，在图像形成装置上显示测试图案，并且通过光接收装置检测相关的测试图案。当从光源输出的光的波长未发生明显变化时，测试图案被接收在光接收装置的特定像素内。然而，当从光源输出的光的波长发生明显变化时，具体地，当从光源输出的光的波长由于光源的热生成而增加时，测试图案被接收在偏离于光接收装置的特定像素的像素内。可替代地，还存在其中光接收装置所接收的光的强度降低的情况。因此，当通过光接收装置检测到这种现象时，优选地从光源输出的光的波长移位至短波长侧，以通过增加构成光源的GaN半导体激光元件的驱动电流返回至最初波长。此处，当基于脉冲宽度调制(PWM)方案驱动GaN半导体激光元件时，优选地控制脉冲高度。

在本公开的实施例的具有各种优选形式和配置的显示装置中，光学装置可以为透射类型或者半透射类型(透明类型(see-through type))。具体地，面向观察者瞳孔的光学装置的至少一部分被配置为透射型或者半透射型(透明型)的，并且可以通过光学装置的该部分观察外面的视野。显示装置可包括一个图像显示装置或者两个图像显示装置。

在本说明书中，术语“半透射型”和“半反射型”可表示不仅透射或者反射入射光的1/2(50％)，而且还透射入射光的一部分并且反射其余部分。

例如，当第一偏振单元反射入射在导光板上的所有光时，第一偏振单元可配置有由包括合金的金属形成并且反射入射在导光板上的光的光反射膜(反射镜类型)。此外，例如，当第一偏振单元反射入射在导光板上的光的一部分时，第一偏振单元可被配置有其中层压多个介电层压膜的多层层压结构、半透明反射镜或者偏振分束器(polarization beam splitter)。而且，第二偏振单元可配置有其中层压多个介电层压膜的多层层压结构、半反射镜、偏振分束器或者全息衍射光栅膜。第一偏振单元和第二偏振单元被设置在导光板内，但是，在第一偏振单元中，使入射在导光板上的平行光的至少一部分被反射或者衍射，因此，入射在导光板上的平行光在导光板内部被全反射。同时，在第二偏振单元中多次折射或者衍射通过全反射在导光板内部传播的平行光，然后以平行光状态从导光板输出平行光。

可替代地，第一偏振单元可被配置为使入射在导光板上的光被衍射，并且第二偏振单元可被配置为衍射通过全反射在导光板内部传播的光。在这种情况下，第一偏振单元和第二偏振单元可由衍射光栅元件形成。此外，衍射光栅元件可由反射型衍射光栅元件或者透射型衍射光栅元件形成。可替代地，一种衍射光栅元件可由反射型衍射光栅元件形成并且另一衍射光栅元件可由透射型衍射光栅元件形成。可以包括作为反射型衍射光栅元件的反射型体全息衍射光栅。为方便起见，由反射型体全息衍射光栅所形成的第一偏振单元可被称之为“第一衍射光栅元件”，并且由反射型体全息衍射光栅所形成的第二偏振单元可被称之为“第二衍射光栅元件”。

根据本公开的图像显示装置可执行单色(例如，绿色)图像显示。当执行彩色图像显示时，通过反射型体全息衍射光栅所形成的P个衍射光栅层中的每一个可被层压成使第一衍射光栅元件或者第二衍射光栅元件处理具有P种类型(例如，P＝3，即，红色、绿色以及蓝色灯三种类型)的不同波长带(或者波长)的P种类型光的衍射/反射。各个衍射光栅层均设置有对应于一种类型波长带(或者波长)的干涉条纹。可替代地，为了处理具有P种类型的不同波长带(或者波长)的P种类型光的衍射和反射，P种类型的干涉条纹可被配置为形成在通过一个衍射光栅层所形成的第一衍射光栅构件或者第二衍射光栅构件中。可替代地，例如，视角可被分割成三个相等的部分，并且可通过层压对应于视角的衍射光栅层配置第一衍射光栅构件或者第二衍射光栅构件。可替代地，例如，可采用其中每个均配置有由衍射或者反射具有红色波长带(或者波长)的光的反射型体全息衍射光栅所形成的衍射光栅层的第一衍射光栅构件和第二衍射光栅构件被布置在第一导光板内的结构，可采用其中每个均配置有由衍射或者反射具有绿色波长带(或者波长)的光的反射型体全息衍射光栅所形成的衍射光栅层的第一衍射光栅元件和第二衍射光栅元件被布置在第二导光板内的结构，可采用其中每个均配置有由衍射或者反射具有蓝色波长带(或者波长)的光的反射型体全息衍射光栅所形成的衍射光栅层的第一衍射光栅元件和第二衍射光栅元件被布置在第三导光板内的结构，并且第一导光板、第二导光板以及第三导光板以其间设置有间隙的方式被层压。通过采用这些配置，当由第一衍射光栅元件或者第二衍射光栅元件衍射和反射具有波长带(或者波长)的光束时，可以提高衍射效率和可接受的衍射角并且优化衍射角。保护元件优选被布置成使得反射型体全息衍射光栅不与空气直接接触。

第一衍射光栅元件和第二衍射光栅元件可由光敏聚合物材料形成。只需要由反射型体全息衍射光栅所形成的第一衍射光栅元件和第二衍射光栅元件的材料和基本结构与现有技术的反射型体全息衍射光栅的材料和基本结构相同。反射型体全息衍射光栅指代仅衍射和反射+1阶衍射光的全息衍射光栅。尽管衍射光栅元件设置有从衍射光栅元件的内侧延伸至外侧的干涉条纹，然而，形成干涉条纹的方法可与现有技术中所采用的方法相同。具体地，例如，只需要使用位于一侧的物体光(object light)在第一预定方向上照射构成衍射光栅元件的材料(例如，光敏聚合物材料)，只需要使用位于另一侧的基准光在第二预定方向上同时照射构成衍射光栅元件的材料，并且由物体光和基准光所形成的干涉条纹被记录在构成衍射光栅元件的材料中。通过适当地选择第一预定方向、第二预定方向以及物体光和基准光的波长，在衍射光栅元件的表面上可以获得干涉条纹的期望的节距和干涉条纹的期望的倾角。干涉条纹的倾角指代衍射光栅元件(或者衍射光栅层)的表面与干涉条纹之间所形成的角。当通过其中层压每一个均由反射型体全息衍射光栅所形成的P个衍射光栅层的层压结构形成第一衍射光栅元件和第二衍射光栅元件时，只需要单独制造P个衍射光栅层并且然后例如使用紫外固化树脂粘合剂层压(粘合)P个衍射光栅层。此外，通过使用粘合的光敏聚合物材料制造一个衍射光栅层可形成P个衍射光栅层，然后，对粘合性光敏聚合物材料的各层进行粘合以制造衍射光栅层。

可替代地，在根据本公开的图像显示装置中，可通过从图像形成装置输出的光入射在其上并且反射入射光和朝向观察者瞳孔输出入射光的半透射镜形成光学装置。可以提供一种其中从图像形成装置输出的光通过空气传播并且入射在半透射镜上的结构。例如，可以提供一种其中从图像形成装置输出的光在诸如玻璃板或者塑料板(具体地，由与构成稍后描述的导光板的材料相同的材料形成的构件)等透明构件内部传播并且入射在半透射镜上的结构。半透射镜可经由透明构件安装在图像形成上，并且半透射镜可经由与透明构件独立的构件安装在图像形成装置上。

在根据本公开的实施例的具有各种优选形式和配置的图像显示装置中，图像形成装置可被配置为包括布置在2D矩阵中的多个像素。此处，为方便起见，图像形成装置的配置被称之为“图像形成装置的第一形态”。

例如，作为图像形成装置的第一形态，存在配置有反射型空间光调制装置和光源的图像形成装置、配置有透射型空间光调制装置和光源的图像形成装置以及配置有诸如有机电致发光(EL)、无机EL、或者发光二极管(LED)等发光元件的图像形成装置，但是，在各图像形成装置之中，优选的是配置有反射型空间光调制装置和光源的图像形成装置。作为空间光调制装置，可以使用光阀、诸如硅基液晶(LCOS)等透射型或者反射型LED装置或者数字微镜装置(DMD)，并且可以使用发光元件作为光源。此外，反射型空间光调制装置可被配置有LCD装置和偏振分束器，偏振分束器反射被引导至LCD装置的来自光源的光的一部分并且传输由LCD装置反射的被引导至光学系统的光的一部分。作为构成光源的发光元件，可以使用红色发光元件、绿色发光元件、蓝色发光元件以及白色发光元件，或者可通过使用光管(light pipe)混合从红色发光元件、绿色发光元件以及蓝色发光元件输出的红光、绿光以及蓝光并且执行亮度均衡获得白光。例如，作为发光元件，存在半导体激光元件、固态激光器以及LED的实施例。可基于图像显示装置所需要的规格确定像素的数目，并且作为像素数目的特定值，存在320×240、432×240、640×480、1024×768以及1920×1080的实施例。此处，在图像显示装置的第四形态至第六形态中，发光元件可配置有如上所述的GaN半导体激光元件。

可替代地，在根据本公开的实施例的具有如上所述优选形式和配置的图像显示装置中，图像形成装置可被配置为包括光源和扫描从光源输出的平行光的扫描单元。此处，为方便起见，图像形成装置的配置被称之为“图像形成装置的第二形态”。

可以包括作为图像形成装置的第二形态的光源的发光元件，并且具体包括红色发光元件、绿色发光元件、蓝色发光元件以及白色发光元件。可替代地，可通过使用光管混合从红色发光元件、绿色发光元件以及蓝色发光元件输出的红光、绿光以及蓝光并且执行亮度均衡获得白光。例如，作为发光元件，存在半导体激光元件、固态激光器以及LED的实施例。在图像形成装置的第二形态中，可基于图像显示装置所需要的规格确定像素(虚拟像素)的数目。作为像素(虚拟像素)的数目的特定值，存在320×240、432×240、640×480、854×480、1024×768以及1920×1080的实施例。此外，如果是彩色显示器，则当光源包括红色发光元件、绿色发光元件以及蓝色发光元件时，优选为例如使用正交棱镜执行彩色合成。例如，作为扫描单元，可以包括具有在2D方向上可旋转以在水平方向和垂直方向上扫描从光源输出的光的微型镜或者电流镜的微机电系统(MEMS)。只需要通过熟知的中继光学系统形成构成平行光输出光学系统的中继光学系统。此处，在图像显示装置的第四形态至第六形态中，发光元件可配置有如上所述的GaN半导体激光元件。

在图像形成装置的第一形态或者图像形成装置的第二形态中，被转换成多束平行光的光通过光学系统(即，输出平行光的光学系统，也被称之为“平行光输出光学系统”，并且具体地，例如，准直光学系统或者中继光学系统)入射在导光板上，但是，因为当光入射在导光板上时，甚至在通过第一偏振单元和第二偏振单元从导光板输出光学波前信息之后，需要存储光学波前信息，所以需要平行光。此处，为了生成多束平行光，具体地，例如，优选的是图像形成装置的光输出部分定位在平行光输出光学系统的焦点距离的地方(或者位置)。在光学装置的光学系统中，平行光输出光学系统具有将像素的位置信息转换成角信息的功能。作为平行光输出光学系统，存在具有正光功率作为整体的光学系统的实施例，其中，凸透镜、凹透镜、自由曲面棱镜或者全息透镜独立布置或者这些透镜被组合。具有开口部的遮光部可被布置在平行光输出光学系统与导光板之间，以防止不期望的光从平行光输出光学系统输出并且入射在导光板上。

例如，导光板可由包括诸如石英玻璃或者BK7的光学玻璃的玻璃材料、或者塑料材料(例如，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯树脂、丙烯酸树脂、不定形聚丙烯树脂或者包括丙烯腈合成(AS)树脂的合成树脂)形成。导光板的形状不局限于平板，而是可以是弯曲的。作为用于形成导光板的材料，可以使用包括诸如石英玻璃或者BK7的光学玻璃的玻璃或者塑料材料(例如，PMMA、聚碳酸酯树脂、丙烯酸树脂、不定形聚丙烯树脂或者包括丙烯腈合成(AS)树脂的合成树脂)。导光板的形状不局限于平板，而是可以是弯曲形状。

在本公开的实施例的显示装置中，框架可配置有布置在观察者的前方的前部和经由铰链旋转地安装在前部的两端上的两个镜腿部(templeportion)。此处，耳弯曲部安装在各个镜腿部的顶端部上。图像显示装置安装在框架上，具体地，例如，图像形成装置优选地安装在镜腿部上。此外，可以提供其中使前部和两个镜腿部一体化的配置。换言之，就本公开的实施例的整个显示装置而言，框架具有与标准镜架大致相同的结构。用于形成包括垫部的框架的材料可以是与用于形成标准镜架的诸如金属、合金、塑料或者其组合等材料相同的材料。此外，可以提供其中鼻垫安装在前部上的配置。换言之，就本公开的实施例的整个显示装置而言，框架和鼻垫的组装具有与标准镜架大致相同的结构，但不具有镶边(rim)。鼻垫还可具有已知的配置和结构。

就设计或者易于佩戴方面而言，优选的是一个或者两个图像形成装置的配线(信号线、电力线等)形成为经由镜腿部和耳弯曲部的内部从耳弯曲部的顶端部延伸至外部并且连接至控制装置(控制电路或者控制单元)。此外，优选的是配置其中各个图像形成装置包括耳机单元的形式，并且用于各个图像形成装置的耳机单元的配线经由镜腿部和耳弯曲部的内部从耳弯曲部的顶端部延伸至耳机单元。耳机单元的实施例为内耳式耳机单元和外耳式耳机单元。更具体地，优选的是配置其中用于耳机单元的配线从耳弯曲部的顶端部围绕外耳(听囊)的后侧缠绕并且延伸至耳机单元的形式。

另外，在HMD中，成像装置可形成为安装在前部的中心部分上。具体地，通过固态成像装置，例如，通过CCD或者CMOS传感器和透镜形成成像装置。例如，只需要从成像装置延伸的配线通过前部连接至一个图像显示装置(或者图像形成装置)并且进一步被包括在从图像显示装置(或者图像形成装置)延伸的配线中。

从图像形成装置的中心输出并且穿过光学系统的图像形成装置侧节点的光束被称之为“中心光束”。并且中心光束之中垂直入射在光学装置上的光束被称之为“中心入射光束”。此外，中心入射光束入射在光学装置上的点被称之为光学装置中心点，穿过光学装置中心点并且平行于光学装置的轴线方向的轴线被称之为X轴，并且穿过光学装置中心点和与光学装置的法线匹配的轴线被称之为Y轴。在本公开的实施例的显示装置中，水平方向是平行于X轴的方向并且在下文中也被称之为“X轴方向”。此处，光学系统布置在图像形成装置与光学装置之间并且将从图像形成装置输出的光转换成平行光。此外，通过光学系统转换成平行光的光束入射、被引导并且被输出到光学装置。第一偏振单元的中心点被称之为“光学装置中心点”。

可以使用根据本公开的实施例的具有如上所述各种变形例的显示装置，并且该显示装置可用于例如在驱动、操作、保持、分解诸如各种装置等观察对象(被拍摄物)时，显示各种描述、符号、标识、标记、徽章或者设计；显示与诸如人或者产品等观察对象(被拍摄物)有关的各种描述、符号、标识、标记、徽章、或者设计；显示移动图像或者静止图像；显示电影等的小标题；显示与视频同步的视频有关的描述性文本或者隐藏式字幕，或者显示与戏剧、歌舞伎、能剧、滑稽剧、歌剧、音乐剧、芭蕾舞剧、各种戏剧、游乐园、美术馆、观光区、度假区、旅游指南等中的观察对象(被拍摄物)有关的各种描述、用于描述其内容或者进度状态的描述性文本、背景等并且可以被用于显示隐藏式字幕。此处，如上所述各种内容对应于与主体有关的数据对应的信息。在戏剧、歌舞伎、能剧、滑稽剧、歌剧、音乐剧、芭蕾舞剧、各种戏剧、游乐园、美术馆、观光区、度假区、旅游指南等中，优选的是在适当的时间通过显示装置显示用作与观察目标相关联的图像的文本。具体地，例如，根据电影的进度状态或者根据戏剧的进度状态，基于特定的进度表或者时间分配，在操作人员的操作或者在计算机等的控制下，图像控制信号被传输至显示装置，并且显示装置显示图像。此外，执行与诸如各种装置、人、或者产品等观察对象(被拍摄物)有关的各种描述的显示，但是，通过拍摄诸如各种装置、人或者产品等观察对象(被拍摄物)并且分析显示装置中所拍摄的内容，可以通过显示装置显示与诸如各种装置、人或者产品等观察对象(被拍摄物)有关的各种之前建立描述。可替代地，可以使用本公开的实施例的显示装置作为立体显示装置。在这种情况下，优选为可移动地安装在光学装置上的偏振半或者偏振膜，或者根据需要附接至光学装置的偏振板或者偏振膜。

被输出至图像形成装置的图像信号不仅可包括图像信号(例如，文本数据)，而且还可包括与所显示图像有关的亮度数据(亮度信息)、色度数据(色度信息)、或者亮度数据和色度数据。作为亮度数据，可以使用对应于包括通过光学装置所观察的观察目标的特定区域亮度的亮度数据，并且作为色度数据，可以使用对应于包括通过光学装置所观察的观察目标的特定区域色度的色度数据。如上所述，当包括与图像有关的亮度数据时，可以控制所显示图像的亮度(明亮度)，当包括与图像有关的色度数据时，可以控制所显示图像的色度(颜色)，并且当包括与图像有关的亮度数据和色度数据时，可以控制所显示图像的亮度(明亮度)和色度(颜色)。当使用对应于包括通过图像显示装置所观察的观察目标的特定区域亮度的亮度数据时，优选地设置亮度数据的值，因此，当包括通过图像显示装置观察的观察目标的特定区域的亮度值增加时，图像的亮度值增加(即，图像被更为明亮地显示)。此外，当使用对应于包括通过图像显示装置所观察的观察目标的特定区域色度的色度数据时，优选为设置色度数据的值，因此，包括通过图像显示装置观察的观察目标的特定区域的色度与所显示图像的色度大概具有互补的颜色关系。互补颜色指代在色相环(colorcircle)中具有精确相反的定位关系的颜色的组合。例如，与红色互补的延伸时绿色，与黄色互补的颜色是紫色，并且与蓝色互补的颜色是桔色。还提及致使饱和度下降的颜色，诸如，当以适当的比例混合特定颜色与另一种颜色时，浅色情况下为白色，或者暗色情况下为黑色，但是，被布置成平行的视觉效果的互补性不同于混合时的互补性。其还被称之为对比颜色和相反颜色。此处，相反颜色指与互补颜色直接相反的颜色，其中，以互补颜色表示的范围略微较大。互补颜色的颜色组合建立了其中增强两种颜色的合成效果，被称之为互补颜色调和。

[实施例1]

实施例1涉及本公开的实施例的显示装置(具体地，HMD)和图像显示装置，更具体地，涉及图像显示装置的第一形态和第三形态。图1是实施例1的显示装置中的图像显示装置的概念图，图2是实施例1的显示装置的示意性俯视图，图3是示出了实施例1的显示装置的示意性正视图，并且图4是示出了实施例1的显示装置的示意性侧视图。图5示意性示出了构成图像显示装置的导光板内的光的传播。

更为具体地，稍后描述的实施例1及实施例2至11的显示装置是HMD，并且包括：

(I)框架(例如，眼镜型框架10)，佩戴在观察者的头上；以及

(II)附接至框架10的图像显示装置100、200、300、400、500以及800。

此处，具体地，稍后描述的实施例1的显示装置或者实施例2至11的显示装置是包括两个图像显示装置的双目镜显示装置或者可以是包括一个图像显示装置的单目镜显示装置。例如，图像形成装置111和211显示单色(例如，绿色)图像。

在稍后描述的实施例1或者实施例2至11中，图像显示装置100、200、300、400、500以及800包括：

(A)图像形成装置111和211；

(B)从图像形成装置111和211输出的光入射在其上并且输出光的光学装置(导光装置)120、320、520以及820；

(C)检测从图像形成装置111和211输出的光的光接收装置126、326、127、327、128、328以及825；以及

(D)将从图像形成装置111和211输出的光转换成平行光的光学系统(平行光输出光学系统)112；以及

通过光学系统112和254转换成平行光的光束入射在光学装置120、320、520以及820上并且被输出至光学装置120、320、520以及820。

此处，图像显示装置100、200、300、400、500以及800可被安装成固定至框架或者可被移动地安装。此处，光学系统112和254被布置在图像形成装置111和211与光学装置120、320、520以及820之间。通过光学系统112和254被转换成平行光的光束入射在光学装置120、320、520以及820上并且被输出至光学装置120、320、520以及820。光学装置120、320、520以及820为半透射类型(透明类型)。具体地，面向观察者的两只眼睛的光学装置的至少一部分(更具体地，稍后描述的导光板121、321以及821以及第二偏振单元140和340或者半透射镜822)为半透射型(透明型)。

在实施例1及稍后描述的实施例2至9中，从图像形成装置111和211的中心输出并且通过光学系统112和254的图像形成装置侧节点的光束(中心光束CL)之中垂直入射在光学装置120和320上的中心入射光束入射在光学装置120和320上的点被称之为光学装置中心点O，通过光学装置中心点O并且平行于光学装置120和320的轴线方向的轴线被称之为X轴，并且通过光学装置中心点O和匹配光学装置120和320的法线的轴线被称之为Y轴。此处，第一偏振单元130和330的中心点是光学装置中心点O。换言之，如图5所示，在图像显示装置100、200、300以及400中，从图像形成装置111和211的中心输出并且通过光学系统112和254的图像形成装置侧节点的中心入射光束CL与导光板121和321垂直碰撞。换言之，中心入射光束CL以0°入射角入射在导光板121和321上。在这种情况下，所显示图像的中心匹配导光板121和321的第一表面122和322的垂直方向。

实施例1及稍后描述的实施例2至9中的光学装置120和320包括：

(a)导光板121和321，使入射光通过全反射在导光板内部传播，然后输出入射光；

(b)第一偏振单元130和330，使入射在导光板121和321上的光偏振，使得入射在导光板121和321上的光在导光板121和321内部被全反射；以及

(c)第二偏振单元140和340，使通过全反射在导光板121和321内部传播的光偏振，使得从导光板121和321输出通过全反射在导光板121和321内部传播的光的一部分。

此处，第二偏振单元140和340由反射型体全息衍射光栅形式。换言之，第二偏振单元140和340起到半透射镜的作用。

在实施例1或者稍后描述的实施例2至5中，光学装置120和320包括图像显示装置的第一形态。具体地，第二偏振单元140和340包括：

第一部分141和341，使通过全反射在导光板121和321内部传播的光朝向观察者偏振；以及

第二部分142和342，使通过全反射在导光板121和321内部传播的光朝向光接收装置126和326偏振。

可替代地，在实施例1及稍后描述的实施例2至5的图像显示装置100、200、300以及400中，光学装置120和320包括反射从图像形成装置111和211输出的光的一部分并且透射其余部分的光半反射构件，并且光接收装置126和326检测穿过光半反射构件的光。此处，具体地，光半反射构件由第二偏振单元140和340形成。

在实施例1及稍后描述的实施例2至11中，光接收装置126、326、127、327、128、328以及825包括其中光接收元件被一维布置的所谓的线性传感器或者其中光接收元件被布置在2D矩阵中的所谓的成像元件。

可替代地，在实施例1及稍后描述的实施例2至11中，光接收装置126、326、127、327、128、328以及825光学地连接至光学装置120、320、520以及820。换言之，光接收装置126、326、127、327、128、328以及825不仅采用其中光接收装置126、326、127、327、128、328直接连接至光学装置120、320、520以及820的形式，而且还采用其中光接收装置126、326、127、327、128、328连接成使得经由粘合构件、导光构件等输入光的形式。此外，作为由光接收装置126、326、127、327、128、328以及825所检测的光，从图像形成装置111和211输出的光的一部分或者通过光学装置120、320、520以及820传播的光的一部分是足够的。

在实施例1中，第一偏振单元130和第二偏振单元140设置在导光板121内。第一偏振单元130反射入射在导光板121上的光，并且第二偏振单元140传输并且多次反射通过全反射在导光板121内部传播的光。即，第一偏振单元130起到反射镜的作用，并且第二偏振单元140起到半透射镜的作用。更具体地，设置在导光板121内的第一偏振单元130包括由铝(Al)形成的反射入射在导光板121上的光的光反射膜(反射镜类型)。另一方面，设置在导光板121内的第二偏振单元140由其中层压多个介电层压膜的多层层压结构形成。例如，介电层压膜由作为高介电常数材料的TiO₂膜和作为低介电常数材料的SiO₂膜形成。日本未经审查专利申请公开(PCT申请的译本)2005-521099中公开了其中层压多个介电层压膜的多层层压结构。尽管附图中示出了六层介电层压膜，然而，本公开并不局限于此。由与组成导光板121的材料相同的材料形成的薄片被夹持在介电层压膜之间。在第一偏振单元130中，入射在导光板121上的平行光被反射(或者衍射)，以使得入射在导光板121上的平行光在导光板121内被全反射。另一方面，在第二偏振单元140中，通过全反射在导光板121内部传播的平行光被多次反射(或者衍射)，并且在平行光状态下从导光板121朝向观察者的瞳孔21输出。

对于第一偏振单元130，只需要通过切割导光板121的第一偏振单元130设置在其上的部分124来设置第一偏振单元130形成在导光板121上的倾斜表面，并且在光反射膜在倾斜表面上真空蒸发之后，导光板121的切口部124粘合至第一偏振单元130。此外，对于第二偏振单元140，只需要制造其中层压与作为组成导光板121的材料为相同材料(例如，玻璃)的多个隔膜以及多个介电层压膜(例如，通过真空蒸发可形成)的多层层压结构，通过切割导光板121的第二偏振单元140设置在其上的部分125而形成倾斜表面，多层层压结构粘合至倾斜表面，并且通过抛光等布置外部形态。因此，可以获得具有设置在导光板121内部的第一偏振单元130和第二偏振单元140的光学装置120。此处，第一偏振单元130可被配置有反射入射在导光板121和321上的光的一部分的半透射镜。在第二偏振单元140中，可由光反射膜替代定位在导光板121的位于第二偏振单元侧的端部上的介电层压膜140A。

此处，在实施例1或者稍后描述的实施例2至10中的任一个中，导光板121和321以及821由光学玻璃材料或者塑料材料形成。此外，在实施例1或者稍后描述的实施例2至8中的任一个中，导光板121或者321具有根据导光板121或者321的全内反射而平行于光传播方向(X方向)延伸的两个平行表面(第一表面122或者322以及第二表面123或者323)。第一表面122或者322与第二表面123或者323面向彼此。平行光从对应于光入射表面的第一表面122或者322入射，并且入射平行光通过全反射在内部传播并且然后从对应于光输出表面的第一表面122或者322被输出。然而，本公开并不局限于此，并且光入射表面可由第二表面123或者323形成，并且光输出表面可由第一表面122或者322形成。在实施例1中，光接收装置126安装在光输出表面上。

在实施例1或者稍后描述的实施例4中，图像形成装置111是具有被布置在2D矩阵中的多个像素的图像形成装置的第一形态。具体地，图像形成装置111包括反射空间光调制装置150和由发射白光的LED所形成的光源153。各个整体图像形成装置111被安装在壳体113(以图1中的虚线表示)内，并且开口部(未示出)设置在壳体113内，并且光通过开口部从光学系统(平行光输出光学系统、准直光学系统)被输出。反射空间光调制装置150由LCD装置(LCD)151形成，LCD装置(LCD)151由作为光阀的LCOS和偏振分束器152形成，偏振分束器152反射从光源153输出的光的一部分以将反射光引导至LCD装置151并且通过由LCD装置151反射的光的一部分以将通过光引导至光学系统112。液晶显示装置151包括被布置在2D矩阵的多个(例如，640×480)像素。偏振分束器152具有熟知的配置和结构。从光源153输出的非偏振光与偏振分束器152碰撞。偏振分束器152将P偏振分量传输并且输出至系统外部。另一方面，S偏振分量被偏振分束器反射、入射在LCD装置151上、在LCD装置151内反射、并且从LCD装置151输出。此处，在从LCD装置151输出的光中，从用于显示“白色”的像素输出的光中包括大量的P偏振分量，并且从用于显示“黑色”的像素中输出的光中包括大量的S偏振分量。因此，从LCD装置151输出并且与偏振分束器152碰撞的光中的P偏振分量通过偏振分束器152并且被引导至光学系统112。另一方面，S偏振分量被偏振分束器152反射并且返回至光学153。例如，光学系统112包括凸透镜。为了生成平行光，图像形成装置111(更具体地，LCD装置151)设置在光学系统112的焦点距离的地方(位置)。

框架10由布置在观察者的前侧的前部11、经由铰链12枢转地安装在前部11的两端上的两个镜腿部13以及安装在镜腿部13的顶端部上的耳弯曲部(也被称之为尖单元(tip cell)或者耳垫(ear pad))14形成。此外，鼻垫(未示出)安装在其上。即，框架10与鼻垫的组装基本大致具有与普通镜架相同的结构。此外，每个壳体113均安装成利用安装构件19可附接至镜腿部13或者从镜腿部13可才写。框架10由金属或者塑料制造。每个壳体13均可利用安装构件19而安装在镜腿部13上，以不附接至镜腿部13或者从镜腿部13可拆卸。此外，当观察者拥有并且佩戴镜架时，每个壳体113均可利用安装构件19附接至观察者所拥有的镜架框架的镜腿部或者从观察者所拥有的镜架框架的镜腿部可拆卸。

此外，从一个图像形成装置111A延伸的配线(信号线、电力线等)15经由镜腿部13和耳弯曲部14的内部从耳弯曲部14的顶端部朝向外部延伸，并且连接至控制装置(控制电路或者控制单元)18。此外，图像形成装置111A和111B中的每一个具有耳机单元16，并且从图像形成装置111A和111B中的每一个延伸的耳机配线16’经由镜腿部13和耳弯曲部14的内部从耳弯曲部14的顶端部延伸至耳机单元16。更具体地，耳机配线16’从耳弯曲部14的顶端部延伸以围绕外耳(耳囊)的后侧缠绕并且延伸至耳机单元16。根据此配置，在没有耳机单元16和耳机配线16’混乱印象的情况下，可以整洁地形成显示装置。

如上所述，配线(信号线、电力线等)15与控制装置(控制电路18)连接。在控制装置18中，执行对显示装置的处理。控制装置18可配置有已知的电路。

另外，具有由CCD或者CMOS传感器和透镜(这些均未示出)形成的固态成像装置的成像装置17利用适当的安装构件(未示出)被安装在前部11的中心部11’上。从成像装置17输出的信号经由从成像装置17延伸的配线(未示出)被传输至图像形成装置111A。

在实施例1及稍后描述的实施例2至11的图像显示装置100、200、300、400、500以及800中，为了检查所发生的异常，优选地，例如，在特定时间段的间隔(例如，10秒或者1分钟的时间间隔)的一个图像显示帧内，将测试信号传输至图像形成装置111和211，在图像形成装置111和211上显示测试图案，并且通过光接收装置126、326、127、327、128、328以及825检测相关的测试图案。可替代地，优选地，当图像显示装置100、200、300、400、500以及800的操作开始或者结束时，测试信号被传输至图像形成装置111和211，图像形成装置111和211上显示测试图案，并且通过光接收装置126、326、127、327、128、328以及825检测相关的测试图案。当图像显示装置100、200、300、400、500以及800正常操作时，测试图案被接收在光接收装置126、326、127、327、128、328以及825的特定像素内。然而，当图像显示装置100、200、300、400、500以及800中出现异常时，测试图案被接收在偏离于光接收装置126、326、127、327、128、328以及825的特定像素的像素内。可替代地，当图像显示装置100、200、300、400、500以及800中出现异常时，还存在其中光接收装置126、326、127、327、128、328以及825所接收的光的强度降低的情况。因此，当光接收装置126、326、127、327、128、328以及825检测图像显示装置100、200、300、400、500以及800中出现的异常时，图像显示装置100、200、300、400、500以及800或者显示装置输出警报。

可替代地，在稍后描述的实施例1及实施例2至11的图像显示装置100、200、300、400、500以及800中，基于光接收装置126、326、127、327、128、328以及825的检测结果来控制该图像形成装置111和211的操作。换言之，基于光接收装置126、326、127、327、128、328以及825的检测结果控制从图像形成装置111和211输出的图像的位置。具体地，当测试图案被接收在偏离于光接收装置126、326、127、327、128、328以及825的特定像素的像素内时，优选地，补偿被输出至图像形成装置111和211的图像信号以消除偏差。更具体地，对于图像在水平方向上的移动，优选的是在控制装置18中生成其中图像在水平方向上的位置改变+i个像素或者-i个像素的信号作为显示位置校准信号。可替代地，优选的是控制装置18中生成其中水平同步信号的定时改变+i个像素或者-i个像素的信号。此外，对于图像在垂直方向上的移动，优选的是在控制装置18中生成其中图像在垂直方向上的位置改变+j个像素或者-j个像素的信号作为显示位置校准信号，并且可替代地，优选的是控制装置18中生成其中垂直同步信号的定时改变+j个像素或者-j个像素的信号。换言之，通过延迟或者提前对图像的存储器读取位置的定时可实现此目的，或者通过偏离垂直同步信号与水平同步信号的定时可实现此目的。此外，优选的是显示位置校准信号被存储在控制装置18中作为显示位置控制信号，并且优选的是在控制装置18中的显示位置控制信号被加权到用于形成图像的图像信号。可替代地，可以控制从光学装置120和320输出的光的输出角，并且为了补偿从图像形成装置111和211中输出的图像中出现的失真，可将用于补偿图像中出现的失真的信号加权成被输出值图像形成装置111和211的图像信号以去除失真。换言之，基于光接收装置126、326、127、327、128、328以及825的检测结果，用于补偿从光学装置120、320、520以及820输出的图像中出现的失真的信号可被输出给图像形成装置111和211。

可替代地，当光接收装置126、326、127、327、128、328以及825所接收的光的强度降低时，优选为执行增加图像形成装置111和211中所形成的图像的光强度的处理(例如，增加光源153的光强度)。

如上所述，实施例1中的图像显示装置或者显示装置包括检测从图像形成装置输出的光的光接收装置，并且由此可以高准确度及时检测图像显示装置上所显示的图像或者从光学装置输出的光是否异常。

[实施例2]

实施例2是实施例1的变形并且涉及图像显示装置的第四形态和第六形态。在实施例2中，图像形成装置111包括由GaN半导体激光元件形成的光源153。此外，基于光接收装置126的检测结果控制从光源153输出的光的波长。

通常，半导体激光元件的振荡波长(从半导体激光元件输出的波长λ)随着接合表面的温度的增加而移位至较长的波长侧。如下所述，当从半导体激光元件输出的波长λ移位至较长波长侧时，将背离由表达式(A)所表示的布拉格条件(Bragg condition)，并且由此降低观察者所观察到的图像的图像质量。然而，在通过层压GaN化合物半导体层而形成的GaN半导体激光元件中，半导体激光元件的振荡波长(从半导体激光元件输出的波长λ)随着驱动电流的增加而移位至较短波长侧。因此，可以利用温度增加来补偿移位至较长波长侧的半导体激光元件的振荡波长。换言之，为了检测从光源153输出的光的波长是否发生明显变化，在特定时间段的间隔(例如，10秒或者1分钟的时间间隔)的一个图像显示帧内，将测试信号传输给图像形成装置111，在图像形成装置111上显示测试图案，并且通过光接收装置126检测相关的测试图案。当从光源153输出的光的波长不发生明显变化时，因为并不背离布拉格条件，所以测试图案被接收在光接收装置126的特定像素内。然而，当从光源输出的光的波长发生明显变化时，具体地，当从光源输出的光的波长由于光源的热生成而增加时，衍射角改变，并且由此测试图案被接收在偏离于光接收装置126的特定像素的像素内。可替代地，还存在其中光接收装置126所接收的光的强度降低的情况。这种现象致使观察者所观察到的图像模糊或者失真。因此，当通过光接收装置126检测到这种现象时，优选为从光源153输出的光的波长移位至较短的波长侧，以在控制装置18的控制下通过增加构成光源153的GaN半导体激光元件的驱动电流而返回至原波长。此处，可结合光接收装置126对测试图案的检测来测量光源153的温度。

因为实施例2中的图像显示装置和显示装置与实施例1中的图像显示装置和显示装置具有大致相同的配置和结构，所以除如上所述论点之外，将省去其细节描述。

[实施例3]

实施例3是实施例1或者实施例2的变形。如图6所示，即，实施例3的显示装置(头戴式显示器)中的图像显示装置200的概念图，在实施例3中，图像形成装置211被配置有图像形成装置的第二形态。换言之，设置光源251和扫描从光源251输出的平行光的扫描单元253。更具体地，图像形成装置211包括：

(I)光源251；

(II)准直光学系统252，将从光源251输出的光转换成平行光；

(III)扫描单元253，扫描从准直光学系统252输出的平行光；以及

(IV)中继光学系统254，中继并且输出通过扫描单元253扫描的平行光。

整个图像形成装置211被收纳在壳体213内(以图6中的交替的长短虚线表示)，开口部(未示出)形成在壳体213内，并且光通过开口部从中继光学系统254被输出。各个壳体213通过安装构件19可移动地安装在镜腿部13上。

光源251配置有发射白光的发光元件。可替代地，光源251由GaN半导体激光元件形成。从光源152输出的光具有作为整体的正光功率并且入射在准直光学系统252上并且作为平行光被输出。然后，平行光被全反射镜256反射、被包括MEMS(具有在2D方向上可旋转的微型反射镜以二维地扫描入射的平行光)的扫描单元253在水平方向和垂直方向上扫描、并且被转换成2D图像类型，并且产生虚拟像素(例如，像素数目可以与实施例1中的相同)。然后，来自虚拟像素的光穿过配置有已知中继光学系统的中继光学系统(平行光输出光学系统)254，并且平行光束入射在光学装置120上。

通过中继光学系统254所形成的平行光束被入射、被引导至并且被输出至光学装置120，该光学装置与实施例1或者实施例2中所描述的光学装置具有大致相同的配置和结构，并且由此省去其细节描述。除了有关图像形成装置211的差异之外，实施例3的显示装置与实施例1或者实施例2中的显示装置具有相同的配置和结构，并且由此省去其细节描述。

[实施例4]

实施例4是实施例1或者实施例2的变形。图7中示出了实施例4的显示装置(头戴式显示器)的图像显示装置的概念图。图8中示出了其中放大反射型体全息衍射光栅的部分的示意性截面图。在实施例4中，与实施例1和实施例2相似，图像形成装置111被配置有图像形成装置的第一形态。光学装置320与实施例1或者实施例2的光学装置120具有相同的基本配置和结构，但第一偏振单元和第二偏振单元的配置和结构差异除外。

在实施例4中，第一偏振单元和第二偏振单元设置在导光板321的表面(具体地，导光板321的第二表面323)上。第一偏振单元使入射在导光板321上的光衍射，并且第二偏振单元多次衍射通过全反射在导光板321内部传播的光。此处，第一偏振单元和第二偏振单元由衍射光栅元件形成，具体地，反射型衍射光栅元件，更具体地，反射型体全息衍射光栅。在下列描述中，为方便起见，由反射型体全息衍射光栅形成的第一偏振单元被称之为“第一衍射光栅元件330”，为方便起见，由反射型体全息衍射光栅所形成的第二偏振单元被称之为“第二衍射光栅元件340”。

在实施例4或者稍后描述的实施例5中，通过层压一个衍射光栅层可形成第一衍射光栅元件330和第二衍射光栅元件340。在由光敏聚合物材料所形成的每个衍射光栅层中，形成对应于一种类型的波长带(或者波长)的干涉条纹，并且使用现有技术的方法制造。形成在衍射光栅层(衍射光学元件)中的干涉条纹的节距不变，并且干涉条纹具有线性形状并且平行于Z轴。第一衍射光栅元件330和第二衍射光栅元件340的轴线平行于X轴，并且其法线平行于Y轴。

图8中示出了其中放大反射型体全息衍射光栅的示意性局部截面图。在反射型体全息衍射光栅中，形成具有倾角φ的干涉条纹。此处，倾角φ表示由反射型体全息衍射光栅的表面与干涉条纹形成的夹角。从反射型体全息衍射光栅的内部至其表面形成干涉条纹。干涉条纹满足布拉格条件(Bragg condition)。此处，布拉格条件是满足下列表达式(A)的条件。在表达式(A)中，m表示正整数，λ表示波长，d表示光栅表面的节距(包括法线方向上的干涉条纹的虚拟平面的间隙)，并且θ表示光入射在干涉条纹上的角的互补角。此外，当光以入射角φ穿透衍射光栅元件中时，表达式(B)中示出了互补角θ、倾角φ以及入射角ψ之间的关系。

m·λ＝2·d·sin(θ)…(A)

θ＝90°-(φ+ψ)…(B)

如上所述，第一衍射光栅元件330被布置在(粘合至)导光板321的第二表面323上并且衍射和反射入射在导光板321上的平行光，使得从第一表面322入射至导光板321的平行光在导光板321内部被全反射。此外，如上所述，第二衍射光栅元件340被布置在(粘合至)导光板321的第二表面323上并且多次衍射和反射通过全反射在导光板321内部传播的平行光，并且平行光从导光板321的第一表面322被直接输出。

然后，平行光通过全反射在导光板321内部传播然后从其中输出。此时，因为导光板321较薄，并且在导光板321内部传播的光的路径较长，所以平行光到达第二衍射光栅元件340的全反射次数因视角不同而不同。在进一步细节中，入射在导光板321上的平行光束之中在接近于第二衍射光栅元件340的方向上以一定角度入射的平行光的反射次数小于在远离第二衍射光栅元件340的方向上以一定角度入射在导光板321上的平行光的反射次数。这是因为在第一衍射光栅元件3390中衍射和反射的平行光束之中以接近于第二衍射光栅元件340的角入射在导光板321上的平行光具有由导光板321的法线形成的更小角，当在导光板321内部传播的光而非在与其相反方向上以一定角度入射在导光板321上的平行光与导光板321的内表面碰撞。此外，在第二衍射光栅元件340内形成的干涉条纹的形状与在第一衍射光栅元件330中形成的干涉条纹的形状相对于垂直于导光板321的轴的虚拟平面对称。

根据稍后描述的实施例5的导光板321也基本上与如上所述的导光板321具有相同的配置和结构。

除了光学装置320的差异之外，实施例4的图像显示装置和显示装置与实施例1或者实施例2的图像显示装置和显示装置大致具有相同的配置和结构，，并且由此省去其细节描述。

[实施例5]

实施例5是实施例4的变形。图9是实施例5的显示装置(头戴式显示器)中的图像显示装置的概念图。在实施例5的图像显示装置400中，光源251、准直光学系统252、扫描单元253、平行光输出光学系统(中继光学系统254)等于实施例3中的具有大致相同的配置和结构(图像形成装置的第二形态)。此外，实施例5中的光学装置320与实施例4中的光学装置320具有大致相同的配置和结构。除了上述差异之外，实施例5中的显示装置与实施例3中的显示装置具有大致相同的配置和结构，并且由此省去其细节描述。

[实施例6]

实施例6是实施例1及实施例3至5的变形并且涉及图像显示装置的第二形态和第三形态。图10中示出了实施例6的显示装置中的图像显示装置(根据实施例1的变形例的图像显示装置)的概念图，图11中示出了实施例6的显示装置中的另一图像显示装置(根据实施例4的变形例的图像显示装置)的概念图，并且与实施例1及实施例3至5中的图像显示装置相似，实施例6中的光学装置120和320包括：

(a)导光板121和321，使入射光通过全反射在导光板内部传播，然后输出入射光；

(b)第一偏振单元130和330，使入射在导光板121和321上的光偏振，使得入射在导光板121和321上的光在导光板121和321内部被全反射；以及

(c)第二偏振单元140和340，使通过全反射在导光板121和321内部传播的光偏振，使得从导光板121和321输出通过全反射在导光板121和321内部传播的光的一部分。

光接收装置127和327被布置在导光板121和321的位于第二偏振单元140和340侧的端部处。此处，入射在第二偏振单元140和340上的所有光不一定必须朝向观察者输出，并且入射在第二偏振单元140和340上的光的一部分最终穿过第二偏振单元140和340并且到达光接收装置127和327。

可替代地，在实施例6的图像显示装置100、200、300以及400中，光学装置120和320包括反射从图像形成装置111和211输出的光的一部分并且传输其余部分的光半反射构件，并且光接收装置127和327检测穿过光半反射构件的光。此处，具体地，光半反射构件由第二偏振单元140和340形成。

除了如上所述的光接收装置127和327的布置位置不同之外，实施例6中的图像显示装置和显示装置与实施例1及实施例3至5中的图像显示装置和显示装置具有大致相同的配置和结构，并且由此省去其细节描述。

[实施例7]

实施例7是实施例6的变形并且涉及图像显示装置的第五形态和第六形态。在实施例7中，图像形成装置111和211包括由GaN半导体激光元件形成的光源153和251。此外，与实施例2相似，基于光接收装置127和327的检测结果控制从光源153和251输出的光的波长。

除了以上描述的几点之外，实施例7中的图像显示装置和显示装置与实施例6中的图像显示装置和显示装置具有大致相同的配置和结构，并且由此省去其细节描述。

[实施例8]

实施例8也是实施例1及实施例3至5的变形并且涉及图像显示装置的第三形态。图12中示出了实施例8的显示装置中的图像显示装置(根据实施例1的变形例的图像显示装置)的概念图，图13示出了实施例8的显示装置中的另一图像显示装置(根据实施例4的变形例的图像显示装置)的概念图，并且如图12和图13所示，实施例8中的光学装置120和320包括反射从图像形成装置111和211输出的光的一部分并且透射其余部分的光半反射构件，并且光接收装置128和328检测穿过光半反射构件的光。此处，在实施例8中，光半反射构件配置有第一偏振单元131，并且第一偏振单元131被配置有反射入射在导光板121上的光的一部分的半透射镜。可替代地，与实施例4相似，光半反射构件配置有由起到半透射镜作用的反射型体全息衍射光栅形成的第一偏振单元330。光接收装置328安装在配置有安装在导光板321上的透明构件的底座329上。与实施例1及实施例3至5相似，第二偏振单元140和340多次透射和反射通过全反射在导光板121和321内部传播的光。

除了如上所述的光接收装置128和328的布置位置不同并且第一偏振单元131不同之外，实施例8中的图像显示装置和显示装置与实施例1及实施例3至5中的图像显示装置和显示装置具有大致相同的配置和结构，并且由此省去其细节描述。

[实施例9]

实施例9是实施例8的变形并且涉及图像显示装置的第六形态。在实施例9中，图像形成装置111和211包括由GaN半导体激光元件形成的光源153和251。此外，与实施例2相似，基于光接收装置128和328的检测结果控制从光源153和251输出的光的波长。

除了以上描述的几点之外，实施例9中的图像显示装置和显示装置与实施例8中的图像显示装置和显示装置具有大致相同的配置和结构，并且由此省去其细节描述。

[实施例10]

实施例10是实施例1至9中的显示装置的图像显示装置和光学装置的变形。图14是示出了实施例10中的显示装置的光学装置820的一部分的示意图。实施例10中的图像显示装置800是图像显示装置的第三形态和第六形态。

在实施例10中，构成光学装置820的光半反射构件配置有反射来自图像形成装置111和211的光的凹面镜824。光学装置820进一步包括输出由凹面镜824朝向观察者反射光的半透射镜822和布置在半透射镜822与凹面镜824之间的四分之一波长板823。两个半透射镜822设置在导光板821内。此处，半透射镜822的数目并不局限于“2”个，并且例如，可以是“1”个。来自图像形成装置111和211的光从导光板821的一端入射。四分之一波长板823和凹面镜824被布置在导光板821的另一端上。凹面镜824被配置为透射入射在凹面镜824上的光的部分，并且光接收装置825被布置成接收穿过凹面镜824的光。

除了以上描述的几点之外，实施例10中的图像显示装置和显示装置与实施例1至9中的图像显示装置和显示装置具有大致相同的配置和结构，并且由此省去其细节描述。此处，凹面镜824、半透射镜822以及四分之一波长板823可由合适的支撑构件支撑，并且可以省去导光板821。此外，可以提供其中来自图像形成装置111和211的光通过第一偏振单元130和330到达凹面镜824的配置，并且可以设置其中来自图像形成装置111和211的光直接到达凹面镜824的配置。

[实施例11]

实施例11也是实施例1至9中的显示装置的图像显示装置和光学装置的变形。图15是实施例11中的显示装置的示意性正视图，并且图16是实施例11中的显示装置的示意性俯视图。

在实施例11中，组成图像显示装置500的光学装置520配置有半透射镜，从图像形成装置111A和111B输出的光入射在半透射镜上并且从半透射镜将入射光朝向观察者的瞳孔21输出。第二偏振单元140和340被布置在光学装置520中。此处，在实施例11中，提供其中从图像形成装置111A和111B输出的光在诸如玻璃板或者塑料板等透明构件521内部传播并且入射在光学装置520(半透射镜)上的结构，但是，可以提供其中从图像形成装置111A和111B输出的光通过空气传播并且入射在光学装置520上的结构。此外，可以使用实施例3中所描述的图像形成装置211作为图像形成装置。此外，可以提供其中来自图像形成装置111和211的光通过第一偏振单元130和330到达光学装置520的配置，并且可以提供其中来自图像形成装置111和211的光直接到达光学装置520的配置。

例如，使用螺钉将图像形成装置111A和111B中的每一个安装在前部11上。此外，构件521被安装在图像形成装置111A和111B中的每一个上，并且光学装置520(半透射镜)被安装在构件521上。因为除了以上描述的差异之外，实施例11中的显示装置与实施例1至9中的显示装置具有大致相同的配置和结构，故可省去其细节描述。

上面已经描述了本公开的优选实施例，但是本公开并不局限于上述实施例。上述实施例中所描述的显示装置(头戴式显示器)和图像显示装置的配置和结构均是示例性的并且可被适当地改变。例如，表面浮突全息(surface relief hologram)(参见US 20040062505A1)可被布置在导光板上。在光学装置320中，衍射光栅元件可配置有透射型衍射光栅元件，并且可替代地，可以提供其中第一偏振单元和第二偏振单元中的一个配置有反射型衍射光栅元件并且另一个配置有透射型衍射光栅元件的形式。可替代地，衍射光栅元件可被配置有反射型闪耀衍射光栅元件。可以结合对组成图像形成装置的光源的温度的测量执行光接收装置对从图像形成装置输出的光的检测。

与图像形成装置中所显示图像有关的信息或者数据可被存储在显示装置中，或者信息和数据可被记录在所谓的云计算机中。如果是后者情况，显示装置可被配备有诸如移动电话或者智能手机等通信装置或者与通信装置组合成使得在云计算机与显示装置之间可以传输或者交换各种信息或者数据。

已经结合其中图像形成装置111和211显示单色(例如，绿色)图像的实施例描述了实施例，但是，图像形成装置111和211可显示彩色图像，并且在这种情况下，例如，光源可被配置有输出红色、绿色以及蓝色的相应光源。具体地，例如，优选为通过使用光管混合从红色发光元件、绿色发光元件以及蓝色发光元件输出的红光、绿光以及蓝光并且执行亮度均衡而获得白光。此处，当光源配置有红色发光半导体激光元件、绿色发光半导体激光元件以及蓝色发光半导体激光元件时，对于由红色发光半导体激光元件所形成的红色图像，可基于光接收装置的检测结果控制从图像形成装置输出的图像的位置，并且对于由绿色发光半导体激光元件和蓝色发光半导体激光元件所形成的绿色图像和蓝色图像，可基于光接收装置的检测结果控制从图像形成装置输出的图像的位置，或者可基于光接收装置的检测结果控制从光源输出的光的波长。

例如，作为图像形成装置的变形例，可以设置有源矩阵类型的图像形成装置，即，包括其中的每一个配置有半导体激光元件的发光元件601被布置成图17中所示的概念图中的2D矩阵的发光面板，并且通过控制发光元件601的发光状态/非发光状态以及直接可视化发光元件601的发光状态而显示图像。从图像形成装置输出的光通过准直光学装置112入射在导光板121和321上。在下列描述中，例如，发光元件被配置有半导体激光元件。

可替代地，如图18的概念图所示，彩色显示图像形成装置可包括：

(α)红色发光面板611R，其中，用于发射红光的红色发光元件610R被布置在2D矩阵中；

(β)绿色发光面板611G，其中，用于发射绿光的绿色发光元件601G被布置在2D矩阵中；

(γ)蓝色发光面板611B，其中，用于发射蓝光的蓝色发光元件601B被布置在2D矩阵中；以及

(δ)单元(例如，二向色棱镜603)，用于将从红色发光面板611R、绿色发光面板611G以及蓝色发光面板611B输出的光整合成一个光学路径。独立控制红色发光元件611R、绿色发光元件611G以及蓝色发光元件611B的发光状态/非发光状态。从图像形成装置输出的光还经由准直光学系统112入射在导光板121或者321上。参考标号612表示用于聚集从发光元件输出的光的显微透镜。

可替代地，图19中示出了包括其中发光元件601R、601G以及601B被布置在2D矩阵中的发光面板611R、611G以及611B的图像形成装置的概念图。在光通道控制装置604R、604G以及604B控制其通道/非通道之后，从发光面板611R、611G以及611B输出的光入射在二向色棱镜603上。光束的光学路径被整合成一个光学路径，并且光束经由准直光学系统112入射在导光板121或者321上。

可替代地，图20中示出了包括其中发光元件601R、601G以及601B被布置在2D矩阵中的发光面板611R、611G以及611B等的图像形成装置的概念图。从发光面板611R、611G以及611B输出的光入射在二向色棱镜603上并且其光学路径被整合成一个光学路径。通过光通道控制装置604控制从二向色棱镜603输出的光的通道/非通道，并且经由准直光学系统112使光入射在导光板121或者321上。

可替代地，如图21中所示，图像形成装置可包括：用于发射红光的发光元件601R；光阀类型的光通道控制装置(例如，LCD装置604R)，用于控制从发光元件601R输出的红光的通道/非通道；用于发射绿光的发光元件601G；光阀类型的光通道控制装置(例如，LCD装置604G)用于控制从发光元件601G输出的绿光的通道/非通道；用于发射蓝光的发光元件601B；光阀类型的光通道控制装置(例如，LCD装置604B)用于控制从发光元件601B输出的蓝光的通道/非通道；导光构件602，用于引导从发光元件601R、601G以及601B输出的光；以及单元(例如，二向色棱镜603)，用于将光的光学路径整合成一个光学路径。从二向色棱镜603输出的光经由准直光学系统112入射在导光板121或者321上。

此外，本公开还可被配置如下。

[A01]<<图像显示装置>>

一种图像显示装置，包括：

(A)图像形成装置；

(B)光学装置，被配置为接收从所述图像形成装置输出的入射光并且输出所述入射光；以及

(C)光接收装置，被配置为检测从所述图像形成装置输出的所述光。

[A02]<<根据第一实施例的图像显示装置>>

根据[A01]所述的图像显示装置，

其中，所述光学装置包括：

(a)导光板，被配置为使所述入射光通过全反射在所述导光板内部传播，然后输出所述入射光；

(b)第一偏振单元，被配置为使入射在所述导光板上的所述光偏振，使得入射在所述导光板上的所述光在所述导光板内全反射；以及

(c)第二偏振单元，被配置为使通过全反射在所述导光板内部传播的所述光偏振，以从所述导光板输出通过全反射在所述导光板内部传播的光的一部分；

所述第二偏振单元包括：

第一部分，使通过全反射在所述导光板内部传播的所述光朝向观察者偏振；以及

第二部分，使通过全反射在所述导光板内部传播的所述光朝向所述光接收装置偏振。

[A03]<<根据第二实施例的图像显示装置>>

根据[A01]所述的图像显示装置，

其中，所述光学装置包括：

(a)导光板，被配置为使所述入射光通过全反射在所述导光板内部传播，然后输出所述入射光；

(b)第一偏振单元，被配置为使入射在所述导光板上的所述光偏振，使得入射在所述导光板上的所述光在所述导光板内全反射；以及

(c)第二偏振单元，被配置为使通过全反射在所述导光板内部传播的所述光偏振，以从所述导光板输出通过全反射在所述导光板内部传播的光的一部分；并且

其中，所述光接收装置被布置在所述导光板的位于所述第二偏振单元侧的端部上。

[A04]根据[A02]或[A03]所述的图像显示装置，

其中，所述第二偏振单元配置有反射型体全息衍射光栅。

[A05]根据[A02]至[A04]中任一项所述的图像显示装置，

其中，所述第一偏振单元配置有反射镜、半透射镜或者反射型体全息衍射光栅。

[A06]<<根据第三实施例的图像显示装置>>

根据[A01]所述的图像显示装置，

其中，所述光学装置包括反射从所述图像形成装置输出的光的一部分并且透射其余部分的光半反射构件；并且

其中，所述光接收装置检测穿过所述光半反射构件的所述光。

[A07]根据[A06]所述的图像显示装置，其中，所述光半反射构件被配置有半透射镜、反射型体全息衍射光栅、或者半透射凹面镜。

[A08]根据[A01]所述的图像显示装置，

其中，所述光接收装置光学地连接至所述光学装置。

[A09]根据[A01]至[A08]中任一项所述的图像显示装置，

其中，基于所述光接收装置的检测结果来控制所述图像形成装置的操作。

[A10]根据[A09]所述的图像显示装置，

其中，基于所述光接收装置的所述检测结果控制从所述图像形成装置输出的图像的位置。

[A11]根据[A09]所述的图像显示装置，其中，基于所述光接收装置的所述检测结果，将用于补偿从所述光学装置输出的图像中出现的失真的信号传输至所述图像形成装置。

[A12]<<根据第四实施例的图像显示装置>>

根据[A01]所述的图像显示装置，

其中，所述图像形成装置包括配置有GaN半导体激光元件的光源；

其中，所述光学装置包括：

(a)导光板，被配置为使所述入射光通过全反射在所述导光板内部传播，然后输出所述入射光；

(b)第一偏振单元，被配置为使入射在所述导光板上的所述光偏振，使得入射在所述导光板上的光在所述导光板内被全反射，所述第一偏振单元配置有反射镜或者半透射镜；以及

(c)第二偏振单元，被配置为使通过全反射在所述导光板内部传播的光偏振，以从所述导光板输出通过全反射在所述导光板内部传播的光的一部分，所述第二偏振单元被配置有反射型体全息衍射光栅；

所述第二偏振单元包括：

第一部分，使通过全反射在所述导光板内部传播的光朝向观察器偏振；和

第二部分，使通过全反射在所述导光板内部传播的光朝向所述光接收装置偏振；并且

其中，基于所述光接收装置的检测结果控制从所述光源输出的光的波长。

[A13]<<根据第五实施例的图像显示装置>>

根据[A01]所述的图像显示装置，

其中，所述图像形成装置包括配置有GaN半导体激光元件的光源；

其中，所述光学装置包括：

(a)导光板，被配置为使所述入射光通过全反射在所述导光板内部传播并且然后输出所述入射光；

(b)第一偏振单元，被配置为使入射在所述导光板上的所述光偏振，使得入射在所述导光板上的所述光在所述导光板内部被全反射，所述第一偏振单元配置有反射镜或者半透射镜；以及

(c)第二偏振单元，被配置为使通过全反射在所述导光板内部传播的光偏振，以从所述导光板输出通过全反射在所述导光板内部传播的光的一部分，所述第二偏振单元配置有反射型体全息衍射光栅；

其中，所述光接收装置被布置在所述导光板的位于所述第二偏振单元侧的端部上；并且

其中，基于所述光接收装置的检测结果控制从所述光源输出的光的波长。

[A14]<<根据第六实施例的图像显示装置>>

根据[A01]所述的图像显示装置，

其中，所述图像形成装置包括配置有GaN半导体激光元件的光源；

其中，所述光学装置包括反射从所述图像形成装置输出的光的一部分并且透射其余部分的光半反射元件；并且

其中，所述光接收装置检测穿过光半反射元件的光，并且基于检测结果控制从所述光源输出的光的波长。

[A15]根据[A14]所述的图像显示装置，其中，所述光半反射元件配置有半透射镜、反射型体全息衍射光栅或者半透射凹面镜。

[A16]根据[A01]至[A15]中任一项所述的图像显示装置，

其中，所述光接收装置以一维布置光接收元件的方式或者以二维(2D)矩阵状地布置光接收元件的方式配置。

[B01]<<显示装置>>

一种显示装置，包括：

(I)框架，佩戴在观察者的头上；以及

(II)图像显示装置，安装在框架上；

所述图像显示装置包括：

(A)图像形成装置；

(B)光学装置，被配置为接收从所述图像形成装置输出的入射光并且输出所述入射光；以及

(C)光接收装置，被配置为检测从所述图像形成装置输出的光。

[B02]<<显示装置>>

一种显示装置，包括：

(I)框架，所佩戴在观察者的头上；以及

(II)图像显示装置，安装在所述框架上；

其中，所述图像显示装置被配置有根据[A01]至[A16]中任一项所述的图像显示装置。

[C01]一种图像显示装置，包括：

(A)图像形成装置，被配置为包括液晶显示装置和光源；

(B)导光板，被配置为传播从所述图像形成装置输出的光；以及

(C)光接收装置，被配置为检测从所述图像形成装置输出的光的一部分；

其中，基于所述光接收装置的检测结果控制从所述光源输出的光的波长。

[C02]根据[C01]所述的图像显示装置，

其中，所述光接收装置被布置在所述导光板的端部上。

[C03]根据[A01]至[A16]中任一项所述的图像显示装置，进一步包括：

光半反射构件，反射从所述图像形成装置输出的光的一部分并且透射其余部分；

其中，所述光接收装置检测穿过所述光半反射构件的光。

本领域技术人员应当理解的是，只要在所附权利要求或者其等同物的范围内，则根据设计需求和其他因素可以做出各种变形、组合、子组合以及更改。

Claims (17)

1.一种图像显示装置，包括：

(A)图像形成装置；

(B)光学装置，被配置为接收从所述图像形成装置输出的入射光并且输出所述入射光；以及

(C)光接收装置，被配置为检测从所述图像形成装置输出的光。

2.根据权利要求1所述的图像显示装置，

其中，所述光学装置包括：

(a)导光板，被配置为使所述入射光通过全反射在所述导光板内部传播，然后输出所述入射光；

(b)第一偏振单元，被配置为使入射在所述导光板上的光偏振，使得入射在所述导光板上的光在所述导光板内部被全反射；以及

(c)第二偏振单元，被配置为使通过全反射在所述导光板内部传播的光偏振，以从所述导光板输出通过全反射在所述导光板内部传播的光的一部分；

所述第二偏振单元包括：

第一部分，使通过全反射在所述导光板内部传播的光朝向观察者偏振；以及

第二部分，使通过全反射在所述导光板内部传播的光朝向所述光接收装置偏振。

3.根据权利要求1所述的图像显示装置，

其中，所述光学装置包括：

(a)导光板，被配置为使所述入射光通过全反射在所述导光板内部传播，然后输出所述入射光；

(b)第一偏振单元，被配置为使入射在所述导光板上的光偏振，使得入射在所述导光板上的光在所述导光板内部被全反射；以及

(c)第二偏振单元，被配置为使通过全反射在所述导光板内部传播的光偏振，以从所述导光板输出通过全反射在所述导光板内部传播的光的一部分；并且

其中，所述光接收装置被布置在所述导光板的位于所述第二偏振单元一侧的端部上。

4.根据权利要求2所述的图像显示装置，

其中，所述第二偏振单元配置有反射型体全息衍射光栅。

5.根据权利要求1所述的图像显示装置，

其中，所述光学装置包括反射从所述图像形成装置输出的光的一部分并且透射其余部分的光半反射构件；并且

其中，所述光接收装置检测穿过所述光半反射构件的光。

6.根据权利要求1所述的图像显示装置，

其中，所述光接收装置光学地连接至所述光学装置。

7.根据权利要求1所述的图像显示装置，

其中，基于所述光接收装置的检测结果控制所述图像形成装置的操作。

8.根据权利要求7所述的图像显示装置，

其中，基于所述光接收装置的检测结果控制从所述图像形成装置输出的图像的位置。

9.根据权利要求1所述的图像显示装置，

其中，所述图像形成装置包括配置有GaN半导体激光元件的光源；

其中，所述光学装置包括：

(a)导光板，被配置为使所述入射光通过全反射在所述导光板内部传播，然后输出所述入射光；

(b)第一偏振单元，被配置为使入射在所述导光板上的光偏振，使得入射在所述导光板上的光在所述导光板内部被全反射，所述第一偏振单元配置有反射镜或者半透射镜；以及

(c)第二偏振单元，被配置为使通过全反射在所述导光板内部传播的光偏振，以从所述导光板输出通过全反射在所述导光板内部传播的光的一部分，所述第二偏振单元配置有反射型体全息衍射光栅；

所述第二偏振单元包括：

第一部分，使通过全反射在所述导光板内部传播的光朝向观察者偏振；以及

第二部分，使通过全反射在所述导光板内部传播的光朝向所述光接收装置偏振；并且

其中，基于所述光接收装置的检测结果控制从所述光源输出的光的波长。

10.根据权利要求1所述的图像显示装置，

其中，所述图像形成装置包括配置有GaN半导体激光元件的光源；

其中，所述光学装置包括：

(a)导光板，被配置为使所述入射光通过全反射在所述导光板内部传播，然后输出所述入射光；

(b)第一偏振单元，被配置为使入射在所述导光板上的光偏振，使得入射在所述导光板上的光在所述导光板内部被全反射，所述第一偏振单元配置有反射镜或者半透射镜；以及

(c)第二偏振单元，被配置为使通过全反射在所述导光板内部传播的光偏振，以从所述导光板输出通过全反射在所述导光板内部传播的光的一部分，所述第二偏振单元配置有反射型体全息衍射光栅；

其中，所述光接收装置被布置在所述导光板的位于所述第二偏振单元一侧的端部上；并且

其中，基于所述光接收装置的检测结果控制从所述光源输出的光的波长。

11.根据权利要求1所述的图像显示装置，

其中，所述图像形成装置包括配置有GaN半导体激光元件的光源；

其中，所述光学装置包括反射从所述图像形成装置输出的光的一部分并且透射其余部分的光半反射构件；并且

其中，所述光接收装置检测穿过所述光半反射构件的光，并且基于检测结果控制从所述光源输出的光的波长。

12.根据权利要求1所述的图像显示装置，

其中，所述光接收装置以一维地布置光接收元件的方式或者以二维矩阵状地布置光接收元件的方式配置。

13.一种显示装置，包括：

(I)框架，佩戴在观察者的头部上；以及

(II)图像显示装置，安装在所述框架上；

所述图像显示装置包括：

(A)图像形成装置；

(B)光学装置，被配置为接收从所述图像形成装置输出的入射光并且输出所述入射光；以及

(C)光接收装置，被配置为检测从所述图像形成装置输出的光。

14.一种图像显示装置，包括：

(A)图像形成装置，被配置为包括液晶显示装置和光源；

(B)导光板，被配置为传播从所述图像形成装置输出的光；以及

(C)光接收装置，被配置为检测从所述图像形成装置输出的光的一部分；

其中，基于所述光接收装置的检测结果控制从所述光源输出的光的波长。

15.根据权利要求14所述的图像显示装置，

其中，所述光接收装置被布置在所述导光板的端部上。

16.根据权利要求14所述的图像显示装置，进一步包括：

光半反射构件，反射从所述图像形成装置输出的光的一部分并且透射其余部分；

其中，所述光接收装置检测穿过所述光半反射构件的光。

17.根据权利要求16所述的图像显示装置，其中，所述光半反射构件配置有反射来自所述图像形成装置的光的凹面镜。