图像显示装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 在本说明书中公开的技术涉及使得观看者能够使用虚拟图像光学系统观看作为 放大的虚拟图像的显示图像的图像显示装置，并且更具体地涉及透射类型的图像显示装 置，其使得观看者即使在正在显示图像时也能够观看透过图像的外部环境。
【背景技术】
[0002] 已知在头上佩戴并且用于观看图像的头戴式图像显示装置，或换句话说，头戴式 显示器。头戴式图像显示装置具有用于左和右眼的每一个的图像显示单元，并且通过将这 些与耳机组合，头戴式图像显示装置被配置为使得能够控制视觉和听觉。另外，头戴式图像 显示装置也能够向左和右眼示出不同的图像，并且如果显示在左和右眼之间具有视差的图 像，则可以呈现三维图像。
[0003] 对于用于左和右眼的显示单元，头戴式图像显示装置配备了例如液晶或有机电致 发光（EL)元件的高分辨率显示面板。头戴式图像显示装置可以被分类为不透明和透射类 型的。不透明的头戴式图像显示装置被配置为当被戴在头上时覆盖用户的眼睛，并且在图 像观看期间增大沉浸感。使用投影显示屏幕的光学镜头来设置适当的视角。另外，如果使 用耳机来再现多声道音频，则有可能重建在电影院中的感觉（例如，参见专利文献1)。另一 方面，在透射类型的头戴式图像显示装置的情况下，有可能即使在用户在他的或她的头上 佩戴该装置并且在显示图像的同时也观看透过图像（即，看透图像）的外部环境（例如，参 见专利文献2)。因为这个原因，用户能够避免在室外使用该装置的同时或在行走的同时诸 如与障碍物冲撞的危险。
[0004] 同时，关于平板显不装置，提出了一种显不装置，其能够在如和后侧两者上显不图 像（例如，参见专利文献3和4)。双面显示装置可以在两侧上显示相同的内容，或者在两侧 上显示独立的内容。因为用户可以在装置外壳的前侧和后侧两者上观看图像，所以双侧显 示装置可以是良好的信息提供工具。
[0005] 另一方面，如上所述的头戴式图像显示装置可以在前面上、即面向佩带者的眼睛 地显示图像，但是在后面上、即从图像显示装置向外地显示图像。因为这个原因，在外部的 人们完全不能查看佩带者在看到什么。而且，因为覆盖了佩带者的眼睛，所以在外部的人们 难以掌握佩带者的状态（例如，现在说或等待稍后是否没问题）。
[0006] 可以说头戴式图像显示装置是根本的个人显示器。然而，除了在佩戴该装置的用 户他本身或她本身之外的人们不能了解用户的状态、用户在进行什么、用户在观看什么或 用户集中或沉浸在观看中的程度。而且，在一些情况下，用户他或她本身可能要声明他的或 她的本身的状态，通知其他人正在观看的内容，或者传送与内容相关的有用信息，但是为了 如此做，用户必须首先取下装置，并且观看被中断。
【发明内容】
[0007] 技术问题
[0008] 在本说明书中公开的技术的目的是提供一种良好的图像显示装置，所述图像显示 装置被佩戴在头上并且用于观看图像，并且使得能够向外部的人们呈现各种信息，诸如佩 带者在观看什么和佩带者的当前状态。
[0009] 对于问题的解决方案
[0010] 本申请考虑上述问题，并且根据权利要求1所述的技术提供了通过被戴到用户的 头部或脸部而被使用的图像显示装置，所述图像显示装置包括：显示装置，其被配置为显示 图像；波导，其被配置为向从用户侧看到的位置和从图像显示装置的外部看到的位置的每 一个引导所述图像；以及，控制单元，其被配置为控制内部图像和外部图像的显示，所述内 部图像是从所述用户侧看到的，所述外部图像是从外部看到的。
[0011] 按照根据本申请的权利要求2所述的技术，根据权利要求1所述的图像显示装置 的所述波导包括：第一波片，其转换所述显示装置的发射的光的偏振属性；偏振分束器，其 被布置在所述显示装置的入射光的光轴上，并且根据偏振属性来反射或透射所述入射光； 第二波片，其转换和透射所述偏振分束器的透射的光的偏振属性；以及，反射镜，其反射所 述第二波片的透射的光。另外，所述内部图像被配置为使用在所述显示装置的所述入射光 中的从所述偏振分束器反射回的光被显示，并且所述外部图像被配置为使用所述偏振分束 器的所述透射的光被显示，所述透射的光经由所述第二波片和所述反射镜从所述偏振分束 器反射回。
[0012] 按照根据本申请的权利要求3所述的技术，根据权利要求2所述的图像显示装置 的显示装置被配置为发射由s偏振光分量构成的显示光，所述第一波片被配置为包括半波 片，并且将所述显示装置的所述发射的光转换为s偏振光或P偏振光，所述偏振分束器被配 置为被布置得相对于来自所述显示装置的入射光的所述光轴倾斜45度，反射所述第一波 片的透射的光的s偏振光分量，在从所述用户侧看到的位置处显示所述内部图像，并且透 射所述第一波片的所述透射的光的P偏振光分量，所述第二波片被配置为包括四分之一波 片，所述反射镜被配置为包括凹面镜，透过所述偏振分束器的所述P偏振光分量被配置为 透过所述四分之一波片，并且被转换为圆偏振光，并且透过所述偏振分束器的所述P偏振 光分量被配置为在被所述凹面镜聚光和反射后在反方向上透过所述四分之一波片，被转换 为s偏振光并且从所述偏振分束器反射回以在从所述图像显示装置的外部看到的位置处 显示所述外部图像。
[0013] 按照根据本申请的权利要求4所述的技术，根据权利要求3所述的图像显示装置 的半波片的光轴方向动态地可极化。另外，所述控制单元被配置为使得所述显示装置与其 中所述半波片的光轴方向被设置为〇度的第一间隔同步地保持所述内部图像接通，并且使 得所述显示装置与其中所述半波片的所述光轴方向被设置为45度的第二间隔同步地保持 所述外部图像接通。
[0014] 按照根据本申请的权利要求5所述的技术，根据权利要求4所述的图像显示装置 的所述控制单元被配置为通过改变在所述第一间隔和所述第二间隔之间的比率来调整所 述内部图像和所述外部图像的每一个的亮度。
[0015] 按照根据本申请的权利要求6所述的技术，根据权利要求4所述的图像显示装置 的所述控制单元被配置为通过改变所述显示装置在所述第一间隔中将所述内部图像保持 接通的时间而调整所述内部图像的亮度，或者通过改变所述显示装置在所述第二间隔中将 所述内部图像保持接通的时间而调整所述外部图像的亮度。
[0016] 按照根据本申请的权利要求7所述的技术，根据权利要求3所述的图像显示装置 的所述半波片的光轴方向动态地可极化。另外，所述控制单元被配置为通过在〇至45度之 间调整所述半波片的光轴方向来控制来自所述显示装置的发射光的亮度，所述发射的光被 显示为所述内部图像和所述外部图像。
[0017] 按照根据本申请的权利要求8所述的技术，根据权利要求4和7所述的图像显示 装置的所述半波片包括由铁电晶体构成的光学倍增器。
[0018] 按照根据本申请的权利要求9所述的技术，根据权利要求2所述的图像显示装置 将所述偏振分束器的反射率设置为90%或更大的反射率。
[0019] 按照根据本申请的权利要求10所述的技术，根据权利要求1所述的图像显示装置 进一步包括其上投影所述外部图像的屏幕。
[0020] 按照根据本申请的权利要求11所述的技术，在根据权利要求10所述的图像显示 装置中，所述屏幕具有2英寸或更小的大小，或者，所述屏幕具有2或更大的增益。
[0021] 按照根据本申请的权利要求12所述的技术，根据权利要求10所述的图像显示装 置使用包括聚合物散布的液晶的屏幕。另外，所述控制单元被配置为与所述内部图像或所 述外部图像的显示周期同步地控制所述屏幕的散射效果。
[0022] 按照根据本申请的权利要求13所述的技术，根据权利要求10所述的图像显示装 置使用包括全息图的屏幕。另外，所述控制单元被配置为使得所述显示装置当显示所述外 部图像时发射具有特定波长分量的显示光，所述显示光被所述全息图衍射。
[0023] 按照根据本申请的权利要求14所述的技术，根据权利要求1所述的图像显示装置 的波导包括：半镀银反射镜，其被布置在所述显示装置的入射光的光轴上；准直光学单元， 其形成所述半镀银反射镜的反射光；凹面镜，其反射所述半镀银反射镜的透射光；以及，屏 幕，在从所述凹面镜反射回后进一步从所述半镀银反射镜反射回的光被投影在所述屏幕 上。
[0024] 按照根据本申请的权利要求15所述的技术，根据权利要求1所述的图像显示装置 的波导包括：半镀银反射镜，其被布置在所述显示装置的入射光的光轴上；准直光学单元， 其形成所述半镀银反射镜的反射光；平面镜，其反射所述半镀银反射镜的透射光；以及，投 影光学单元和屏幕，用于投影在从所述平面镜反射回后进一步从所述半镀银反射镜反射回 的光。
[0025] 按照根据本申请的权利要求16所述的技术，根据权利要求1所述的图像显示装置 进一步包括投影光学单元，其被配置为向外部投影所述外部图像。
[0026] 按照根据本申请的权利要求17所述的技术，根据权利要求1所述的图像显示装置 进一步包括输入操作单元，用户使用其来进行输入操作。另外，所述控制单元被配置为根据 所述用户的输入操作来控制所述内部图像和所述外部图像的显示。
[0027] 按照根据本申请的权利要求18所述的技术，根据权利要求1所述的图像显示装置 进一步包括环境信息获取单元，其被配置为获取与所述图像显示装置的周围环境相关的信 息。另外，所述控制单元被配置为基于所述周围环境来控制所述内部图像和所述外部图像 的显示。
[0028] 按照根据本申请的权利要求19所述的技术，根据权利要求1所述的图像显示装置 进一步包括状态信息获取单元，其被配置为获取与所述用户的状态相关的信息。另外，所述 控制单元被配置为基于所述用户的所述状态来控制所述内部图像和所述外部图像的显示。
[0029] 按照根据本申请的权利要求20所述的技术，根据权利要求1所述的图像