图像显示装置和显示设备的制造方法
【专利说明】
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求于2014年2月10日提交的日本在先专利申请JP 2014-023138的权 益，通过引用将其全部内容结合于本文中。
技术领域
[0003] 本公开内容涉及图像显示装置以及包括图像显示装置的显示设备。更具体地，本 公开内容涉及用作头戴式显示器（HMD)的显示设备和涉及用于显示设备中的图像显示装 置。
【背景技术】
[0004] 例如，通过日本专利申请公开No. Hei 10-301055众所周知的是为了使观察者通过 虚拟图像光学系统观察放大形式的由图像形成单元形成的二维图像而使用虚拟图像显示 装置（图像显示装置）。日本专利申请公开No.Hei 10-301055中公开的图像显示装置包 括，例如图像输出单元、透镜（lens，镜头）、附接至透镜的表面的全息光学元件（H0E)、以及 根据需要含有半反射镜。
【发明内容】
[0005] 在这样一个图像显示装置中，根据设置给图像形成单元的光源，从光源输出的光 的波长由于光源的发热而改变，并因此，观察者观察的图像的图像质量会劣化（随后将描 述细节）。利用日本专利申请公开No.Heil0-301055中公开的HMD，然而，由于从光源输出 的光的波长的变化，难以解决图像的图像质量的劣化。
[0006] 所以，需要提供具有以下构造和结构的图像显示装置，该构造和结构能够避免图 像由于从光源输出的光的波长的变化而导致图像质量的劣化，以及提供包括这样的图像显 示装置的显示设备。
[0007] 根据本公开的实施方式，提供一种图像显示装置，该图像显示装置包括图像形成 单元、光学单元、温度测量单元、以及控制单元。光学单元被配置为输入和输出从图像形成 单元输出的光。温度测量单元被配置为测量图像形成单元的温度。控制单元被配置为基于 温度测量单元的温度测量结果控制图像形成单元的操作。
[0008] 根据本公开的另一实施方式，提供一种显示设备，该显示设备包括安装到观测员 的头部上的框架，以及附接至框架的图像显示装置。图像显示装置包括图像形成单元、光学 单元、温度测量单元、以及控制单元。光学单元被配置为输入和输出从图像形成单元输出的 光。温度测量单元被配置为测量图像形成单元的温度。控制单元被配置为基于温度测量单 元的温度测量结果控制图像形成单元的操作。换言之，根据本公开的这个实施方式的显示 设备的图像显示装置包括根据本公开的上述实施方式的图像显示装置。
[0009] 根据本公开的实施方式的每个图像显示装置和显示设备包括：被配置为测量图像 形成单元的温度的温度测量单元和被配置为基于温度测量单元的温度测量结果来控制图 像形成单元的操作的控制单元。因此，可以可靠地避免图像由于从光源输出的光的波长的 变化而导致的图像质量的劣化。应该注意，本文中描述的效果仅是示例性的效果而不是限 制性的。此外，可以产生其他的效果。
[0010] 鉴于对如附图所示的本发明的最佳模式实施方式的如下详细描述，本发明的这些 和其他目的、特征和优点将会变得更加明显。
【附图说明】
[0011] 图1是实施方式1的显示设备中的图像显示装置的概念图；
[0012] 图2是当从上方观察时实施方式1的显示设备的示意图；
[0013] 图3是当从前面观察时实施方式1的显示设备的示意图；
[0014] 图4A和图4B分别是当从侧向观察时实施方式1的显示设备的示意图以及局部放 大形式的反射式体积全息衍射光栅的示意性截面示图；
[0015] 图5是示出形成图像显示装置的导光板中的光传播的示意图；
[0016] 图6是实施方式2的显示设备中的图像显示装置的概念图；
[0017] 图7是当从前面观察时实施方式4的显示设备的示意图；
[0018] 图8是当从上方观察时实施方式4的显示设备的示意图；
[0019] 图9是图像形成单元的变形的概念图；
[0020] 图10是图像形成单元的另一变形的概念图；
[0021] 图11是图像形成单元的又一变形的概念图；
[0022] 图12是图像形成单元的又一变形的概念图；以及
[0023] 图13是图像形成单元的又一变形的概念图。
【具体实施方式】
[0024] 在下文中，将基于参考附图的实施方式描述本公开内容，但本公开内容不限于以 上实施方式。实施方式中的各种数值和材料仅仅是示例性的数值和材料。应当注意，按照 下列顺序进行描述。
[0025] 1.根据本公开内容的实施方式和全部说明的显示设备和图像显示装置
[0026] 2.实施方式1 (根据本公开内容的实施方式的显示设备和图像显示装置）
[0027] 3.实施方式2 (实施方式1的变形）
[0028] 4.实施方式3 (实施方式1和2的变形）
[0029] 5.实施方式4 (实施方式1至3的变形）及其他
[0030][根据本公开内容的实施方式和全部说明的显示设备和图像显示装置]
[0031] 在根据本公开内容的实施方式的图像显示装置或显示设备中的图像显示装置 (在下文中，那些图像显示装置统称作"根据本公开内容的实施方式的图像显示装置等"） 中，图像形成单元可包括光源，该光源包括GaN基半导体激光元件（由GaN基化合物半导体 层的层压板构成的半导体激光元件）；温度测量单元可被配置为测量半导体激光元件的温 度，以及控制单元可被配置为控制半导体激光元件的波长。应该注意，为了方便的缘故，根 据本公开内容的实施方式的这样的图像显示装置等被称作"根据第一实施方式的图像显示 装置"。在此，在根据第一实施方式的图像显示装置中，控制单元可以被配置为控制提供给 半导体激光元件的电流从而控制半导体激光元件的波长。在这种情况下，可期望半导体激 光元件发出绿色或蓝色的光。在基于脉宽调制（PWM)方法驱动GaN基半导体激光元件的情 况下，仅需要控制脉冲高度。
[0032] 可替换地，在根据本公开内容的实施方式的图像显示装置等中，图像形成单元可 以包括：包括半导体激光元件的光源，温度测量单元可被配置为测量半导体激光元件的温 度，以及控制单元可被配置为控制来自图像形成单元的光的输出位置。应该注意，根据本公 开内容的实施方式的这样的图像显示装置等为了方便的缘故而被称作"根据第二实施方式 的图像显示装置"。在此，在根据第二实施方式的图像显示装置中，可期望半导体激光元件 发出红色的光，但半导体激光元件不限于此并且可发出绿色或蓝色的光。
[0033] 可替换地，在根据本公开的实施方式的图像显示装置等中，图像形成单元可以包 括：包括半导体激光元件的光源，温度测量单元可被配置为测量半导体激光元件的温度，以 及控制单元可被配置为发送补偿失真的信号至图像形成单元，该失真是在从光学单元输出 的图像中引起的。
[0034] 在包括如上所述的各种期望的实施方式的根据本公开的实施方式的图像显示装 置等中，光学单元可包括：( a)导光板，被配置为在入射光通过全反射在导光板内部传播之 后输出光；(b)第一偏转单元，包括反射镜或半透射镜并且被配置为偏转输入到导光板的 光的至少部分，以在导光板内部全反射输入到导光板的光；以及（c)第二偏转单元，包括衍 射光栅构件并且第二偏转单元被配置为偏转通过全反射在导光板内部传播的光以从导光 板输出通过全反射在导光板内部传播的光。此处，术语"全反射"是指内部的全反射或者在 导光板内部引起的全反射。
[0035] 温度测量单元可以由如热电偶、温度测量电阻器、热敏电阻器、IC温度传感器等众 所周知的温度测量单元形成。
[0036] 在包括如上所述的各种期望的实施方式的根据本公开的实施方式的显示设备中， 光学单元可以是透射式或半透射式（透视）。具体地，至少与观测员的瞳孔相对的光学单 元的部分可以被制成透射式或半透射式（透视），并且可通过光学单元的一部分观察外景。 显示设备可以包括一个图像显示装置或两个图像显示器装置。
[0037] 在本说明书中，使用的是术语"半透射式"。使用这个术语的意义不是指透射或反 射1/2(50% )的入射光，而指的透射入射光的一部分而反射剩余部分。
[0038] 在第一偏转单元反射输入到导光板的所有光的情况下，第一偏转单元可以由包括 合金的金属制成，例如，并且第一偏转单元由反射输入到导光板的光的光反射膜（一种反 射镜）构成。此外，在第一偏转单元反射输入到导光板的部分光的情况下，第一偏转单元可 以由多层的层压结构、半反射镜、以及偏振分束器构成，例如，在层压结构中，层压有许多介 电的层压膜。在第一偏转单元中，为了使输入到导光板的平行光在导光板的内部全反射，需 要反射输入到