戏剧或其他表演的进度状态，基于预定计划或时间安排通过工人的操作或计算机的控制将图像控制信号和图像信号发送至本发明的显示设备，使得在本发明的图像显示装置显示图像。对与诸如各种装置、人或其他物体之类的可视物体(摄像主体)相关的各种说明进行显示，并且可通过使用图像采集装置采集诸如各种装置、人或其他物体之类的可视物体(摄像主体)的图像在根据本发明的显示设备上进行与诸如各种装置、人或其他物体之类的可视物体(摄像主体)相关的各种预定说明的显示，并且在根据本发明的显示设备中对所采集的内容进行分析。可选地，根据本发明的显示设备可用作3D显示设备。在这种情况下，按需安装可拆卸起偏振片或偏振膜，或者偏振片或偏振膜可连接至光学装置。
[0085]除图像信号(例如，字符数据)之外，与待显示的图像相关的亮度数据(亮度信息)、色度数据(色度信息)或亮度数据和色度数据的组合可被包含在被发送至图像形成装置的图像信号中。亮度数据可与包括通过光学装置观察到的可视物体的预定区域内的亮度相对应。色度数据可与包括通过光学装置观察到的可视物体的预定区域内的色度相对应。以此方式，可通过包含与图像相关的亮度数据来控制所显示的图像的亮度(明亮度)，可通过包含与图像相关的色度数据来控制所显示的图像的色度(颜色)，并且可通过包含与图像相关的亮度数据和色度数据来控制所显示的图像的亮度(明亮度)和色度(颜色)。当使用与包括通过图像显示装置观察到的可视物体的预定区域内的亮度相对应的亮度数据时，亮度数据的值可被设定成使得图像的亮度值随着与包括通过图像显示装置观察到的可视物体的预定区域内的亮度相对应的亮度值的增加而增加(也就是说，使得所显示的图像更亮)。当使用与包括通过图像显示装置观察到的可视物体的预定区域内的色度相对应的色度数据时，色度数据的值可被设定成使得待显示图像的色度值和与包括通过图像显示装置观察到的可视物体的预定区域内的色度相对应的色度值具有大约互补色关系。通过由色环上的相反位置表示的混合色关系来规定互补色。红色的互补色是绿色，黄色的互补色是紫色，蓝色的互补色是橙色，等等。这也适用于将适量的不同颜色混合至某种颜色(诸如当光的颜色是白色并且物体的颜色是黑色时)以降低色度，但是混合时的互补水平不同于在并行情况下的视觉效果的互补水平。这些也被称为对比色或相对色(opposite colors)。然而，与在用于直接规定互补色的倒色(reciprocal color)的方面相比，相对色在用于规定互补色的方面具有略大的范围。互补色的组合具有引起其他颜色的增强效应，且这被称为互补色调和(complementary color harmony)。
[0086]<第一不例性实施例>
[0087]第一示例性实施例涉及本发明的与实施方式I相关的显示设备、本发明的与实施方式2A相关的显示设备以及本发明的用于图像显示装置的光源，并且具体地涉及本发明的用于图像显示装置的光源的第一构造。图5示出了第一示例性实施例的图像显示装置的示意图，图6示出了在垂直地观察时本实施例的显示设备的示意图，图7示出了从前部观察到的示意图，并且图8A示出了从侧面观察到的示意图。图8B示意地示出了光在用于构成图像显示装置的导光板中的传播。但是根据该示例，图像信号处理电路由LSI构成，存储器单元由DRAM构成，图像形成装置由液晶显示装置(LCD)构成，并且光源由发光二极管(LED)构成。另外，存储器单元也可被安装在LSI中。
[0088]第一示例性实施例或稍后将说明的第二示例性实施例的显示设备具体为头戴式显示器，并且具有被安装至观察者的头部的框架(例如，眼镜型框架10)以及被安装至框架10的左眼图像显示装置和右眼图像显示装置(这些设备被表示为图像显示装置100、200、300,400和500) ο图像显示装置100、200、300、400和500均具有图像形成装置111AU11B和111C，图像形成装置11 IAUllB和IllC被构造成通过场序驱动法来显示多种颜色的图像。另外，在附图中，使用附图标号111_L表示用于构成左眼图像显示装置的图像形成装置，并且使用附图标号111_1?表示用于构成右眼图像显示装置的图像形成装置。
[0089]第一示例性实施例的用于图像显示装置的光源被构造成包括被设置至左眼图像显示装置的用于左眼图像显示装置的光源和被设置至右眼图像显示装置的用于右眼图像显示装置的光源。用于左眼图像显示装置的光源和用于右眼图像显示装置的光源通过场序驱动法发射多种颜色的光，以便在右眼图像显示装置和左眼图像显示装置中显示多种颜色的图像。
[0090]这里，图像显示装置100、200和300还均具有光学装置(导光单元)120、220、320，光学装置120、220、320被构造成引导和发射从每个图像形成装置111A、111B和IllC发射的照射光。这些图像显示装置还具有光学系统(平行光发射光学系统)112，光学系统112被构造成将从图像形成装置111A、111B和IllC发射光变成平行光。通过光学系统112变成平行光的光通量照射在光学装置120、220、320上，被引导并从光学装置120、220、320发射。
[0091]图像显示装置100、200和300可被永久地安装至框架10，或者可被安装成可拆卸的。这里，光学系统112布置在图像形成装置111A、111B和IllC与光学装置120、220、320之间。通过光学系统112变成平行光的光通量照射在光学装置120、220、320上，被引导并从光学装置120、220、320发射。光学装置120、220、320是半透明的(透视型)。具体地，光学装置的至少与观察者的双眼相对应的部分(更具体地，至少稍后将说明的导光板121和221以及第二偏转器140和240)是半透明的(透视型)。
[0092]在第一示例性实施例或稍后将说明的第二示例性实施例中，光从图像形成装置111A、111B和IllC的中心发射，并且光学装置120和220上的被穿过光学系统112的图像形成装置节点的光束之中的中心入射光束(中心光束CL)垂直地照射的位置处的点被指定为光学装置中心点O。与光学装置120和220的轴向平行的轴被指定为X轴，且与光学装置120和220的法向量匹配并穿过光学装置中心点O的轴被指定为Y轴。另外，下面将说明的第一偏转器130和230的中心点也被指定为光学装置中心点O。也就是说，如图8B所示，光从图像显示装置100和200中的图像形成装置111A、111B和IllC的中心发射，并且穿过光学系统112的图像形成装置节点的中心入射光束CL与导光板121和221垂直地相遇。也就是说，中心入射光束CL以零度的入射角照射至导光板121和221。在这种情况下，所显示的图像的中心与导光板121和221的第一表面122和222的垂直方向匹配。
[0093]第一示例性实施例和稍后将说明的第二示例性实施例的光学装置120和220具有:导光板121和221，照射光通过全反射在导光板121和221内部传播；第一偏转器130和230，其用于使照射在导光板121和221上的光偏转，使得照射在导光板121和221上的光被完全反射至导光板121和221的内部；以及第二偏转器140和240，其用于使通过全反射在导光板121和221的内部传播的光多次偏转，以从导光板121和221发射通过全反射在导光板121和221的内部传播的光。
[0094]在图5不出的不例中，第一偏转器130和第二偏转器140布置在导光板121的内部。第一偏转器130反射照射在导光板121的光，并且第二导光板140传播并多次反射通过全反射在导光板121内部传播的光。也就是说，第一偏转器130充当反射镜，并且第二偏转器140充当半透镜。更具体地，被安装至导光板121内部的第一偏转器130由铝(Al)制成，并且由反光膜(一种类型的镜)构成以反射照射在导光板121上的光。相反地，被安装至导光板121内部的第二偏转器140由层叠有多层介电层叠膜的多层式层叠结构构成。介电层叠膜由作为高介电常数材料的打02膜和作为低介电常数的S1 2膜形成。日本未审查专利申请公开(PCT申请的译文)第2005-521099号公开了一种层叠有多层介电层叠膜的多层式层叠结构。虽然在附图中示出了六层介电层叠膜，但是本发明并不因此受到限制。由与用于构成导光板121的材料相同的材料形成的薄片被夹持在介电层叠膜和另一介电层叠膜之间。另外，照射在导光板121上的平行光被反射(或偏转)，使得照射在导光板121上的平行光在第一偏转器130上被完全反射至导光板121内部。相反地，由于第二偏转器140，通过全反射在导光板121内部传播的平行光被多次反射(或偏转)，以使光在平行的状态下从导光板121朝向观察者的瞳孔21发射。
[0095]可通过如下方法将第一偏转器130作为倾斜表面设置至导光板121:切割导光板121的部分124以形成用于设置第一偏转器130的倾斜表面，将反光膜真空沉积至倾斜表面，并接着将导光板121的切割部分124结合至第一偏转器130。第二偏转器140可由如下多层式结构制成:该多层式结构由多层介电材料膜(例如，这可通过真空沉积来进行层叠)以及与用于构成导光板121的材料相同的材料(例如，玻璃)形成。第二偏转器140可通过如下方法制成:通过切割导光板121的部分125来形成用于设置第二偏转器140的倾斜表面，将多层式结构连接至倾斜表面，并进行抛光以制备外形。以此方式，可获得具有被设置在导光板121内部的第一偏转器130和第二偏转器140的光学装置120。
[0096]在第一示例性实施例和稍后将说明的第二示例性实施例中，由光学玻璃或塑料材料形成的导光板121和221包括两个平行表面(第一表面122和222以及第二表面123和223)，这两个平行表面以平行于被完全反射至导光板121和221内部的光的传播方向(X轴)的方式延伸。第一表面122和222面对第二表面123和223。平行光从与光入射表面相对应的第一表面122和222照射，并接着通过全反射在内部传播之后从与光发射表面相对应的第二表面123和223发射。但是，本发明并不因此受到限制，光入射表面可由第二表面123和223构成，并且光发射表面可由第一表面122和222构成。
[0097]在图5示出的示例中，图像形成装置IllA包括被置成二维矩阵的多个像素。具体地，图像形成装置IllA被造成包括反射型空间光调制装置150A和光源152，光源152包括用于发射红光的红色发光二极管152R、用于发射绿光的绿色发光二极管152G以及用于发射蓝光的蓝色发光二极管152B。也就是说，根据第一示例性实施例，多种颜色包括三种颜色，即红、绿和蓝(M = 3)。每个图像形成装置IllA的整体被包含在底架(chassis) 113 (在图5中被表示为虚线)中，底架113具有开口(未示出)，并且光经由开口从光学系统112 (平行光发射光学系统或准直光学系统)发射。反射型空间光调制装置150A被构造成包括作为灯泡的由LCOS形成的液晶显示装置(IXD) 151A以及偏振光束分光器153，偏振光束分光器153用于反射来自光源152的部分光，并将其引导至液晶显示装置151A，并且对被液晶显示装置151A反射的部分光进行传输，并将其引导至光学系统112。液晶显示装置151A具有布置成二维矩阵(例如，640 X 480个像素)的多个像素(液晶元件)。偏振光束分光器153具有相关技术的构造和结构。从光源152发射的非偏振光与偏振光束分光器153相遇。P偏振光分量穿过偏振光束分光器153并且发射至系统的外部。相反地，S偏振光分量被偏振光束分光器153反射，照射在液晶显示装置151A上，被反射至液晶显示装置151A内部，并从液晶显示装置151A发射。光从液晶显示装置151A发射，并且与偏振光束分光器153相遇的光中的P偏转光分量穿过偏振光束分光器153，并且被引导至光学系统112。相反地，S偏振光分量被偏振光束分光器153反射，并且返回至光源152。光学系统112被构造成包括例如凸透镜，并且图像形成装置111 (更具体地，液晶显示装置151A)布置在光学系统112的焦距的位置(方位)处，以便生成平行光。
[0098]可选地，如作为第一示例性实施例的显示设备的变形例(变形例1A)的示意图的图9所示，图像形成装置IllB被构造成包括透明型空间光调制150B(具体地，作为灯泡的液晶显示装置151B)、用于发射红色光的红色光发射二极管152R以及由用于发射绿色光的绿色光发射二极管152G和用于发射蓝色光的蓝色光发射二极管152B制成的光源152。从光源152发射的非偏振光穿过第一偏振片(未示出)，照射在液晶显示装置151B上，穿行至液晶显示装置151B的内部，从液晶显示装置151B发射，并且在朝向光学系统112的方向上穿过第二偏振片(未不出)。
[0099]可选地，如作为第一示例性实施例的显示设备的变形例(变形例1B)的示意图的图10所示，图像形成装置IllC被构造成包括由用于发射红色光的红色光发射二极管152R、用于发射绿色光的绿色光发射二极管152G和用于发射蓝色光的蓝色光发射二极管152B制成的光源152和被构造成对从光源152发射的光的反射进行控制的多个数字微镜装置154。从光源152发射的光穿过光学系统112，在反射镜155处被反射，并且进入数字微镜装置154。接着，光在数字微镜装置154处被反射，并且从数字微镜装置154发射的光朝向光学装置120前进。
[0100]可选地，如作为第一示例性实施例的显示设备的变形例(变形例1C)的示意图的图11所示，第一偏转器和第二偏转器可布置在导光板221的前表面(具体地，导光板221的第二表面223)上。第一偏转器对照射在导光板221上的光进行衍射，并且第二偏转器对通过全反射在导光板221内部传播的光进行多次衍射。这里，第一偏转器和第二偏转器由衍射光栅元件制成，具体地由反射型衍射光栅元件制成，并且更具体地，由反射型体积全息衍射光栅制成。为简洁起见，在下文中的说明中，将由反射型体积全息衍射光栅制成的第一偏转器称为“第一衍射光栅元件230”，并且将由反射型体积全息衍射光栅制成的第二偏转器称为“第二衍射光栅元件240”。
[0101]图11示出的示例使用具有反射型空间光调制150A(液晶显示装置151A)、光源152以及偏振光束分光器153的图像形成装置111A，但是可选地，也可使用被构造成包括透明型空间光调制150B(液晶显示装置151B)和光源152的图像形成装置111B。也可使用由图10示出的变形例IB的光源152和数字微镜装置154构成的图像形成装置111C。
[0102]第一衍射光栅元件230和第二衍射光栅元件240是通过层叠三层衍射光栅构成的。在由光聚合物材料形成的每个衍射光栅层中形成与波段(或波长)的类型相对应的干涉条纹，并且该干涉条纹是通过使相关技术的方法制造的。在衍射光栅层(衍射光学元件)中形成的干涉条纹的间距是固定的，干涉条纹具有直线形式，并且与Z轴平行。第一衍射光栅元件230和第二衍射光栅元件240的轴线与X轴平行，并且固有向量(natural vector)与Y轴平行。
[0103]图12示意地示出了反射型体积全息衍射光栅的部分放大剖面。在反射型体积全息衍射光栅中形成具有倾斜角Φ的干涉条纹。这里，倾斜角Φ表示在反射型体积全息衍射光栅的前表面和干涉条纹之间形成的角度。干涉条纹从反射型体积全息衍射光栅的内部形成在前表面周围。干涉条纹满足布拉格条件(Bragg condit1n)。这里，布拉格条件表示满足以下表达式A的条件。在表达式A中，m是正整数，λ是波长，d是光栅表面的间距(在包括干涉条纹的虚拟平面上沿固有向量方向的间隔)，并且Θ是光在干涉条纹上的照射角度的互补角度。在表达式B中使用入射角Φ，以建立在光穿过衍射光栅元件时Θ、倾斜角Φ和入射角Φ之间的关系。
[0104]m* λ = 2*d*sin(0) (A)
[0105]Θ=90 度 _(Φ+Φ) (B)
[0106]如上所述，第一衍射光栅元件230布置在(连接至)导光板221的第二表面223上，并且照射在导光板221上的平行光被衍射/反射，使得从第一表面222照射在导光板221上的该平行光被完全反射至导光板221的内部。如上所述，第二衍射光栅元件240布置在(连接至)导光板221的第二表面223上，且通过全反射在导光板221的内部传播的平行光被导光板221多次衍射/反射，以便如同从第一表面222那样原样地发射。
[0107]接着，平行光在通过全反射在内部传播之后从导光板221发射。此时，朝向导光板221的薄内部前进的光路很长，且因此直到第二衍射光栅240的全反射的次数针对每个图像是不同的。更具体地，在照射在导光板221上的平行光之中，以在靠近第二衍射光栅元件240的方向上的角度照射的平行光的反射次数小于以在远离第二衍射光栅元件240的方向上的角度照射在导光板221上的平行光的反射次数。这是因为当传播至导光板221内部的光与导