显示装置的制作方法

显示装置
1.本技术是申请日为2017年08月31日、申请号为201780010642.1、发明名称为“显示装置”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
2.本公开涉及头部安装显示器(head
‑
mountdisplay)等位于眼睛的附近的显示装置。


背景技术：

3.近年来，作为电视、计算机的显示器中使用的显示装置，要求大画面、高精细的显示装置。以液晶面板、等离子显示器面板为代表的显示装置正在每年大型化、高精细化。另一方面，也正在关注小型的装置并且能够显示高精细并且具有临场感的图像、也能够应用于虚拟现实用途的显示装置。
4.专利文献1公开了一种具有临场感、眼睛难以疲劳、显示容易观看的图像的显示装置。显示装置具有：显示影像的影像显示单元、和将影像投影于规定的位置的投影光学系统。投影光学系统具备：将影像投影在观察者的眼球内的视网膜上的目镜光学系统、和周边弯曲光学单元。周边弯曲光学手段具有周边部，并且被设置于从目镜光学系统的光学面到规定的位置之间。光学面是目镜光学系统的光学面之中，位于规定的位置的最近位置的光学面。周边部具有比周边部的内侧大的正的折射力，并且产生比周边部的内侧大的像差。由此，能够得到具有临场感、眼睛难以疲劳、显示容易观看的图像的显示装置。
5.在先技术文献
6.专利文献
7.专利文献1：jp专利第3943680号公报


技术实现要素：

8.本公开提供一种能够以简单的结构显示实质上高分辨率并且视角宽的图像的显示装置。
9.本公开所涉及的显示装置具备：光源、第1光学系统、第1反射镜、变换元件和第2光学系统。光源射出光。第1光学系统将从光源射出的光变换为平行光。第1反射镜围绕第1轴进行转动，并且对经过第1光学系统的光进行反射。变换元件具有中心部、和比中心部更靠外侧的周边部，对被第1反射镜反射的光的行进方向进行变换。第2光学系统使经过变换元件的光偏转。变换元件对光的行进方向进行变换，以使得被第1反射镜反射的光的行进方向的角度变化在周边部比中心部大。
10.根据本公开，能够实现能够以简单的结构显示高品质的图像的显示装置。
附图说明
11.图1是表示第1实施方式中的显示装置的结构的概略的图。
12.图2a是表示角度变换元件的结构的一个例子的图。
13.图2b是表示角度变换元件的结构的一个例子的图。
14.图3a是表示现有的显示装置中的描绘图像的图。
15.图3b是表示第1实施方式中的显示装置中的描绘图像的图。
16.图4是表示人类的视角与视力的关系的图。
17.图5是表示第2实施方式中的显示装置的结构的概略的图。
18.图6是表示第3实施方式中的显示装置的结构的概略的图。
19.图7是表示第4实施方式中的显示装置的结构的概略的图。
20.图8是表示构成第4实施方式中的显示装置的波导与眼睛的关系的图。
21.图9是表示第5实施方式中的显示装置的结构的一部分的图。
22.‑
符号说明
‑
23.100、100b～100d 显示装置
24.111、112、113 光源
25.121、122、123 准直透镜(第1光学系统的一个例子)
26.124、125 棱镜
27.126 聚光透镜(第3光学系统的一个例子)
28.131、137 mems反射镜(第1反射镜的一个例子)
29.131a 反射面
30.132 角度变换元件(变换元件的一个例子)
31.132a 第1透射面
32.132b 第2透射面
33.133、136 凹面镜(第2光学系统的一个例子)
34.138 mems反射镜(第2反射镜的一个例子)
35.140 眼睛
36.140a 晶状体
37.140b 玻璃体
38.140c 视网膜
39.170 控制部。
具体实施方式
40.以下，适当地参照附图来对实施方式详细地进行说明。其中，可能省略非必要详细说明。例如，可能省略已知事项的详细说明、针对实质同一结构的重复说明。这是为了避免以下的说明不必要地变得冗长，使本领域技术人员容易理解。
41.另外，附图以及以下的说明是为了本领域技术人员充分理解本公开而提供的，并不意图通过这些来限定权利要求书中所述的主题。
42.(第1实施方式)
43.[1
‑
1.结构]
[0044]
图1是表示第1实施方式所涉及的显示装置的结构的一个例子的图。
[0045]
显示装置100具备：光源111、112、113、准直透镜121、122、123、棱镜124、125、聚光
透镜126、mems(micro electro mechanical systems，微机电系统)反射镜131、角度变换元件132和凹面镜133。各准直透镜是第1光学系统的一个例子。凹面镜133是第2光学系统的一个例子。聚光透镜126是第3光学系统的一个例子。mems反射镜131是第1反射镜的一个例子。角度变换元件132是变换元件的一个例子。
[0046]
显示装置100为了显示r、g、b的全彩色，具有光源111、112、113。光源111、112、113分别产生蓝色光、绿色光以及红色光。光源111、112、113分别是激光光源。这里，作为激光光源，使用半导体激光器。从光源111、112、113射出的扩散性的光分别被准直透镜121、122、123变换为平行光。变换为平行光的3个光经由棱镜124和棱镜125而通过一个光路。通过一个光路的3个光被聚光透镜126聚光。
[0047]
对准直透镜121、122、123以及聚光透镜126的焦距没有特别制约。在显示装置100的实用性大小和组装容易度的观点方面，优选各焦距为2mm～100mm左右。
[0048]
被聚光透镜126变换为会聚光的光入射到mems反射镜131。mems反射镜131是压电驱动型，具有1片反射面131a、第1驱动部以及第2驱动部(未图示)。第1驱动部使反射面131a围绕沿着反射面131a的第1轴进行转动。第2驱动部使反射面131a围绕沿着反射面131a的、光学上观察与第1轴正交的第2轴进行转动。mems反射镜131是使反射面131a转动从而可改变反射面131a的角度的反射角度可变的反射镜。通过向第1驱动部以及第2驱动部分别施加交流电压，从而反射面131a的角度变化。
[0049]
反射面131a的形状是直径约1mm的圆形。被聚光透镜126聚光的光的反射面131a处的大小比反射面131a的面积小。
[0050]
虽未图示，但通过在从光源111、112、113到mems反射镜131的光路中，设置光圈，能够将入射到mems反射镜131的光的大小设定为所希望的大小。对设置光圈的位置并不特别制约。
[0051]
通过将光圈设置于棱镜125与聚光透镜126之间，能够通过一个光圈来相同并且准确地设定从3个光源111、112、113分别射出的光的大小。由此，能够提供更便宜的显示装置。
[0052]
聚光透镜126的焦点位置最好设定于mems反射镜131的附近。通过将聚光透镜126的焦点位置设定于mems反射镜131的附近，能够减小构成mems反射镜131的反射面131a上的光的大小。反射面131a上的光的大小越小，反射面131a的大小也能够越小。反射面131a的大小越小，越能够高速地驱动反射面131a，因此能够提供高分辨率的显示装置。
[0053]
此外，若高速地驱动反射面131a，则虽然由于根据驱动而产生的应力导致可能在反射面131a产生畸变，但反射面131a越小，其畸变量越小。在反射面131a产生的畸变成为对被反射面131a反射的光赋予像差的重要因素，但反射面131a上的光越小，对被反射面131a反射的光赋予的像差越少，能够提供高画质的显示装置。
[0054]
聚光透镜126的焦点位置也可以设定于mems反射镜131与角度变换元件132之间。这能够提供分辨率高的显示装置。但是，聚光透镜126的焦点位置并不限定于此。在能够得到所希望的分辨率和画质的显示的条件下，能够将焦点设定于适合的位置。
[0055]
mems反射镜131的第1驱动部具有约30khz的自谐振频率，通过以与该谐振频率相同的频率的信号对反射面131a进行驱动，能够以较少的电力周期性地产生较大的角度的变化。具体而言，第1驱动部通过以与谐振频率相同的频率的信号对反射面131a进行驱动，从而周期性地使反射面131a以
±
约15
°
的范围进行转动。通过使反射面131a围绕第1轴进行转
动，来形成水平方向的图像。
[0056]
mems反射镜131的第2驱动部具有约600hz的自谐振频率。第2驱动部通过以与该谐振频率不同的约60hz的信号对反射面131a进行驱动，从而周期性地使反射面131a以
±
约7.5
°
的范围进行转动。通过使反射面131a围绕第2轴进行转动，来形成垂直方向的图像。
[0057]
通过在第2驱动部中设定为谐振频率高于进行驱动的信号的频率，能够减小第2驱动部。其结果，能够提供小型的显示装置。
[0058]
在对显示装置100的大小没有限制的情况下，通过使得第2驱动部的谐振频率与进行驱动的信号的频率一致，能够提供消耗电力少的显示装置。
[0059]
为了形成二维图像，同步于输入到第1驱动部的信号的周期以及输入到第2驱动部的信号的周期，对光源111、112、113施加调制。
[0060]
输入到第1驱动部的信号的1周期约为30khz的倒数的约33μs。在该周期期间施加相当于2000像素的调制。1像素所对应的时间宽度约为16.5ns。另外，mems反射镜131进行往复运动并利用去路和归路这两个，但也可以仅利用去路和归路之中的单侧。在该情况下，1像素所对应的时间宽度为16.5ns的1/2的约8.3ns。
[0061]
在这次的条件下，能够以帧速率60hz显示水平方向约2000像素、垂直方向约1000像素的图像，即一般被称为全hd(fhd)的水平方向1920像素、垂直方向1080像素的图像。
[0062]
如图2a以及图2b所示，角度变换元件132具有相互对置的第1透射面132a(第1自由曲面的一个例子)和第2透射面132b(第2自由曲面的一个例子)。角度变换元件132将被mems反射镜131反射的光从第1透射面132a入射，从第2透射面132b射出。第1透射面132a以及第2透射面132b都是凹面的非球面。第1透射面132a以及第2透射面132b也可以是凹面的自由曲面。第1透射面132a的形状和第2透射面132b的形状都根据使入射的光的角度如何偏转而被决定。角度变换元件132根据入射的光的位置和角度来使射出的光的角度的变化不同。即，角度变换元件132对被mems反射镜131反射的光的行进方向进行变换。
[0063]
被mems反射镜131反射的光入射到角度变换元件132，在与入射的方向不同的方向射出。具体而言，相当于mems反射镜131形成的图像的中央部的光的角度几乎没有变化。另一方面，相当于mems反射镜131形成的图像的周边部的光的角度较大变化。角度的变化率优选设定为1～5倍左右，这里最大设定为约2倍。
[0064]
透射角度变换元件132的光被凹面镜133反射，朝向观察者的眼睛140。即，凹面镜133使透射角度变换元件132的光偏转。凹面镜133是具有二维状的自由曲面的自由曲面反射镜，将由凹面镜133反射的光变换为向眼睛140的晶状体140a会聚的光。
[0065]
被凹面镜133反射并朝向眼睛140的光经过构成眼睛140的晶状体140a、玻璃体140b之后，到达视网膜140c。
[0066]
在视网膜140c投影根据mems反射镜131的动作而形成的图像。
[0067]
被mems反射镜131的反射面131a反射后的光在水平方向上
±
15
°
的角度范围内相当于2000像素，在垂直方向上
±
7.5
°
的角度范围内相当于1000像素。因此，根据mems反射镜131的动作而形成的图像的每1
°
的像素数为67像素。这是视力1.1的人能够识别的分辨率。
[0068]
图3a表示现有的显示装置中的图像301。在图像301中，将像素作为小圆圈来比实际更粗地示意性地表示。像素基本上在图像的整个区域等间隔地排列。
[0069]
图3b表示显示装置100中的图像302。在图像302中，与图像301同样地，将像素作为
小圆圈来比实际更粗地示意性地表示。
[0070]
图2a以及图2b是表示角度变换元件132的结构的一个例子的图。第1透射面132a具有第1曲面132c和第1平面132d。第2透射面132b具有第2曲面132e和第2平面132f。此外，第1平面132d与第2平面132f具有平行的关系。即，角度变换元件132在角度变换元件132的中心部所对应的区域，具有第1平面132d和第2平面132f。此外，角度变换元件132在角度变换元件132的周边部(中心部的外侧的部分)所对应的区域，具有第1曲面132c和第2曲面132e。
[0071]
入射到mems反射镜131的光根据mems反射镜131的反射面131a的角度而被扫描。如图2a所示，被mems反射镜131扫描的光700入射到第1平面132d。此外，如图2b所示，被mems反射镜131扫描的光710入射到第1曲面132c。
[0072]
入射到第1平面132d的光700在通过角度变换元件132中之后，入射到第2平面132f。第1平面132d以及第2平面132f都是平面，具有平行的关系。因此，入射到角度变换元件132的第1平面132d的光700的角度与从角度变换元件132的第2平面132f射出的光700的角度相同。即，透射第1平面132d和第2平面132f的光700在保持被mems反射镜131扫描的角度的情况下，透射角度变换元件132。
[0073]
入射到第1曲面132c的光710在通过角度变换元件132中之后，入射到第2曲面132e。由于第1曲面132c以及第2曲面132e都是曲面，因此入射到角度变换元件132的第1曲面132c的光710的角度ai与从角度变换元件132的第2曲面132e射出的光710的角度ao是不同的角度。这里，角度ao例如是角度ai的2倍。此外，第1曲面132c和第2曲面132e都是凹面。由此，光710入射到越远离角度变换元件132的中心的位置，从第2曲面132e射出的光710的角度ao比入射到第1曲面132c的光710的角度ai越大。即，角度变换元件132变换光的行进方向，以使得被mems反射镜131反射的光的行进方向的角度变化在周边部比角度变换元件132的中心部大。
[0074]
通过以上说明的原理，图3b所示的、描绘图像302的中央区域302a由透射第1平面132d和第2平面132f的光700描绘，描绘图像302的周边区域302b由透射第1曲面132c和第2曲面132e的光710描绘。
[0075]
在图1所示的显示装置100中，通过使用角度变换元件132，可形成比通过mems反射镜131而形成的视角更宽的视角的图像。通过使用角度变换元件132，周边部的光的角度被偏转为2倍，因此视角也大约成为2倍。即，水平方向的视角被放大到
±
30
°
，垂直方向的视角被放大到
±
15
°
，能够得到临场感非常高的图像。
[0076]
这里，对人类的视力进行说明。如图4所示，人类的周边视野的视力比中心的视力低。若比视网膜位置的5
°
更靠周边视野，则视力为0.3以下，若比视网膜位置的10
°
更靠周边视野，则视力为0.1以下。因此，由于图像的周边部的分辨率是比人类的周边视野的视力充分高的分辨率，因此即使将像素数设为恒定并如图3b那样扩大视角，也不存在障碍。此外，由于减小图像的中心部的角度的变化，因此图像的中心部分的分辨率的劣化较少，人类的眼睛的分辨率高的中心视野处的图像的分辨率保持较高的状态。因此，显示装置100能够以实质高分辨率来显示视角宽的图像。
[0077]
另外，视网膜140c上的光的大小能够通过适当地设计角度变换元件132的第1透射面132a、第2透射面132b以及凹面镜133的曲面等，来设为所希望的大小。
[0078]
此外，优选随着扩大所显示的图像的视角，所显示的图像的数据也使用扩大的视
角的数据。通过这样，可显示自然的图像。
[0079]
由于图像的周边部的分辨率比中心部的分辨率低，因此若对应于分辨率的降低，对图像数据进行合并、平均化等处理，则可显示更加自然的图像。
[0080]
此外，在图1中，未图示被mems反射镜131反射的光的粗细度以及扩散角度。这是由于与取决于mems反射镜131的振幅而被扫描的光重叠，难以辨认。由mems反射镜131反射的光的粗细度以及扩散角也设计为视网膜140c上的光的大小成为所希望的大小。例如，为了得到视力1.0的分辨率，将晶状体140a上的光的大小设为约2mm或其以上。
[0081]
此外，作为角度变换元件132，表示了第1透射面132a和第2透射面132b分别具有曲面和平面的结构。但是，第1透射面132a或第2透射面132b的任意也可以只是平面。变换角度的功能也能够仅通过第1透射面132a或第2透射面132b的任意一个来实现。
[0082]
通过使第1透射面132a和第2透射面132b这两者具有曲面，能够增大变换的角度。此外，容易将彗形像差、像散等像差抑制为所希望的量，因此能够提供可显示高品质的图像的显示装置。
[0083]
此外，作为角度变换元件132，叙述了第1透射面132a具有第1平面132d、第2透射面132b具有第2平面132f的结构。但是，第1平面132d和第2平面132f不必限定于平面。根据需要的分辨率，第1平面132d和第2平面132f也可以分别是曲面。第1透射面132a和第2透射面132b具有角度变换元件132用于对描绘图像的中央区域进行描绘的光入射的角度与光射出的角度之差较小的区域、和用于对描绘图像的周边区域进行描绘的光入射的角度与光射出的角度之差较大的区域即可。
[0084]
此外，显示装置100为了减小mems反射镜131上的光的大小而具备聚光透镜126，但也可以不具备聚光透镜126。在从各光源射出的光的强度充分的情况、能够增大反射面131a的情况下，也可以在不使用聚光透镜126的情况下使平行光入射到mems反射镜131。在使平行光入射到mems反射镜131的情况下，角度变换元件132和凹面镜133的设计非常容易。
[0085]
[1
‑
2.效果]
[0086]
通过使用根据入射的光的位置和角度来使射出的光的角度的变化不同的角度变换元件132，能够提供一种能够以实质高分辨率来显示视角宽的图像的显示装置100。
[0087]
(第2实施方式)
[0088]
图5是表示第2实施方式所涉及的显示装置的结构的一个例子的图。
[0089]
第2实施方式所涉及的显示装置100b为与图1所示的第1实施方式所涉及的显示装置100大体相同的结构。
[0090]
显示装置100与显示装置100b的不同是，相对于显示装置100的角度变换元件132是透射型，显示装置100b的角度变换元件是反射型。显示装置100b的角度变换元件包含反射镜134和反射镜135。反射镜134和反射镜135都是在二维方向具有凸形的自由曲面的自由曲面反射镜，使光向与入射的方向不同的方向偏转。即，反射镜134以及反射镜135具有凸形的反射面。另外，本实施方式所涉及的角度变换元件也可以仅由一个反射镜构成。
[0091]
虽未图示，但角度变换元件具有用于对描绘图像的中央区域进行描绘的光入射的角度与光射出的角度之差较小的区域、和用于对描绘图像的周边区域进行描绘的光入射的角度与光射出的角度之差较大的区域这方面，与第1实施方式中的角度变换元件132相同。mems反射镜131形成的、相当于图像的周边部的光比相当于图像的中央部的光更大地变化
角度，其结果，视角被放大。包含反射镜134和反射镜135的角度变换元件具有与显示装置100中的角度变换元件132相同的功能。
[0092]
在第2实施方式中，通过将角度变换元件设为反射型，从而角度变换元件中难以产生色像差。因此，在光源射出多个波长的光的情况下，在视网膜140c成像的光在任意波长的光中都良好地成像。即，在光源射出多个波长的光的情况下，通过将角度变换元件设为反射型，能够提供能够显示更高品质的彩色图像的显示装置。
[0093]
(第3实施方式)
[0094]
图6是表示第3实施方式所涉及的显示装置的结构的一个例子的图。
[0095]
在第3实施方式所涉及的显示装置100c中，与第2实施方式所涉及的显示装置100b同样地，角度变换元件是具有反射镜161和反射镜162的反射型。
[0096]
在显示装置100b中，为了描绘图像而对从光源射出的光进行扫描的mems反射镜131设为具有围绕第1轴以及第2轴转动的反射面131a的结构。但是，显示装置100c设为使用仅使一个反射面能够围绕一个轴活动的2片可动反光镜(即mems反射镜137、138)的结构。
[0097]
mems反射镜137(第1反射镜的一个例子)是压电驱动型，对图像的水平方向进行扫描。构成mems反射镜137的反射镜部可以较小。此外，由于扫描频率较高，因此反射镜部以mems反射镜137所具有的谐振频率进行驱动。
[0098]
被mems反射镜137扫描的光被作为角度变换元件的反射镜161和反射镜162反射。由此，图像的水平方向的视角被放大。反射镜161和反射镜162都是在一维方向具有凸形的自由曲面的自由曲面反射镜。
[0099]
被反射镜162反射的光被凹面镜136反射，向mems反射镜138(第2反射镜的一个例子)的方向偏转。
[0100]
mems反射镜138对图像的垂直方向进行扫描。即，mems反射镜138围绕与mems反射镜137的转动轴正交的轴进行转动，并且反射经过凹面镜136的光。mems反射镜138接受被mems反射镜137扫描后进一步被作为角度变换元件的反射镜161和反射镜162放大的光。因此，相比于mems反射镜137，增大了构成mems反射镜138的反射镜部。
[0101]
对于mems反射镜138，能够应用压电型、静电型等没有特别制约的一般已知的各种构造。mems反射镜138具有较大的反射镜部，在需要进一步大的摆动角、高驱动频率的情况下，优选将mems反射镜138设为电磁驱动型。这是由于电磁驱动型的mems反射镜关于线圈、磁铁、可投入的电力，设计的自由度较大，容易设计。此外，由于mems反射镜138越大，电磁驱动型的mems反射镜相比于其他方式的mems反射镜相对更便宜，因此能够提供便宜的显示装置。
[0102]
另外，这里，通过作为角度变换元件的反射镜161和反射镜162来对图像的水平方向的视角进行放大。但是，若需要，则也可以在mems反射镜138与眼睛140之间，设置对垂直方向的视角进行放大的角度变换元件。此外，若仅需要放大图像的垂直方向的视角，不需要放大图像的水平方向的视角，则也可以不使用作为角度变换元件的反射镜161和反射镜162。
[0103]
(第4实施方式)
[0104]
图7是表示第4实施方式所涉及的显示装置的结构的一个例子的图。
[0105]
图7所示的第4实施方式所涉及的显示装置100d为与图1所示的第1实施方式所涉
及的显示装置100大体相同的结构。本实施方式所涉及的显示装置100d也可以不具备聚光透镜126。即，mems反射镜131也可以对被各准直仪变换的平行光进行反射。此外，显示装置100d也可以取代聚光透镜126而具备光圈(未图示)。
[0106]
在显示装置100中，被凹面镜133反射的光直接入射到眼睛140。在显示装置100d中，被凹面镜133反射的光暂时入射到波导151。入射到波导151的光在波导151内传播，从与入射的位置不同的位置射出。从波导151射出的光朝向眼睛140。
[0107]
图8是示意性地表示波导151与眼睛140的关系的图。为了容易理解波导151的动作原理，这里，仅表示相对于波导151垂直入射的光700。此外，表示仅1个方向的传播方向。
[0108]
波导151具有：衍射光栅151a、151b以及面151c、151d。衍射光栅151a是第1衍射光栅的一个例子。面151d是反射面的一个例子。衍射光栅151b是第2衍射光栅的一个例子。面151c和面151d具有平行的关系。构成波导151的材料相对于入射的光透明即可。作为构成波导151的材料，能够使用玻璃、树脂等一般的光学材料。这里，使用折射率为1.5的玻璃。此外，对于衍射光栅151a、151b的形成方法，能够无制约地应用蚀刻、成形等一般的方法。这里应用纳米印刷工艺。
[0109]
入射到波导151的光被衍射光栅151a衍射，生成衍射光。衍射光栅151a的0级衍射光是衍射光701， 1级衍射光是衍射光702，
‑
1级衍射光是衍射光703。衍射光栅151a是具有一定的光栅周期的衍射光栅。因此，无论光700入射到衍射光栅151a的哪个区域，衍射光702、703的衍射角都一定。
[0110]
衍射光栅151a的光栅形状也可以是单纯的二元型。此外，通过将衍射光栅151a的光栅形状设为炫耀型，能够提高光的利用效率。即，由于未利用衍射光701和衍射光703，因此也可以减弱衍射光701和衍射光703的强度，加强衍射光702的强度。
[0111]
设定衍射光栅151a的周期，以使得到达面151d的衍射光702在面151d全反射。若考虑光700入射的角度范围、衍射光702向图8中的左侧传播等来设计衍射光栅151a的周期，则衍射光栅151a的周期可能为亚微米级。在该情况下，也可以对光源使用射出在单一方向偏振的光的激光器，也可以将从激光器射出的光的偏振方向设为衍射光栅的衍射效率难以降低的方向。由此，成为光利用效率高的显示装置。
[0112]
在面151d全反射的衍射光702朝向形成于面151c的衍射光栅151b。由于面151c和面151d具有平行的关系，在面151d全反射的衍射光702也在面151c进行全反射。在图8中，表示在面151d反射的衍射光702入射到衍射光栅151b的结构。但是，也可以衍射光702在面151d和面151c多次全反射之后入射到衍射光栅151b。
[0113]
衍射光栅151b也与衍射光栅151a同样地，是具有一定的光栅周期的衍射光栅。对衍射光栅151b入射在面151d反射的衍射光702。由此，生成0级衍射光704和
‑
1级衍射光706。
[0114]
通过将衍射光栅151b的光栅周期和衍射光栅151a的光栅周期设为实质相同的周期，从而通过 1级衍射光702入射到衍射光栅151b而生成的
‑
1级衍射光706以与入射到波导151的光700相同的角度从波导151射出。
[0115]
在图8中，表示了光700相对于波导151垂直入射的情况，但在光700相对于波导151从斜向入射的情况下，也保持同样的关系。
[0116]
衍射光栅151b也可以减弱0级衍射光704的强度，加强衍射光706的强度。在该情况下，衍射光栅151b的光栅形状为炫耀形状。此外，根据光栅的周期和入射的光的角度，可能
未生成 1级衍射光。在该情况下，即使衍射光栅151b是二元型，也可高效地生成
‑
1级衍射光。
[0117]
此外，也可以在某个程度上产生0级衍射光704。0级衍射光704在面151d全反射，被面151d全反射之后再次入射到衍射光栅151b。从再次入射到衍射光栅151b的衍射光704生成
‑
1级衍射光707。衍射光706和衍射光707以相同的角度从波导151射出。因此，虽然衍射光706和衍射光707从波导151射出的位置不同，但在眼睛140的视网膜140c聚光于相同的位置。
[0118]
通过从再次入射到衍射光栅151b的衍射光704生成
‑
1级衍射光707，从而从波导151射出的光的大小大于入射到波导151的光的大小。
[0119]
在该情况下，即使眼睛140活动，显示图像也难以从视野消失。因此，能够提供观察者难以觉察到违和感的显示装置。
[0120]
另外，虽表示了将衍射光栅151a设置于光700入射的面(即，面151c)的例子，但也可以将衍射光栅151a设置于面151d。只要衍射光栅151a和衍射光栅151b处于产生共轭光的关系，则可以将衍射光栅151a以及衍射光栅151b分别设置于面151c以及面151d的任意面。
[0121]
在将衍射光栅151a设置于面151c的情况下，波导151为透射型。在将衍射光栅151a设置于面151d的情况下，波导151为反射型。在波导151为反射型的情况下，通过在形成衍射光栅151a的区域设置反射膜，能够提高光的利用效率。
[0122]
此外，在将衍射光栅151a设置于面151d的情况下，衍射光栅151a为反射型衍射光栅。因此，能够使衍射光栅151a的光栅的深度比透射型衍射光栅的光栅的深度浅。因此，在光栅的周期微小到亚微米程度的情况下，容易形成衍射光栅151a。
[0123]
此外，在将衍射光栅151b设置于面151d的情况下，衍射光栅151b为透射型。在显示装置100d是对描绘图像与外界的景色进行融合的增强现实(ar)或混合现实(mr)的显示装置的情况下，衍射光栅151b的衍射效率也可以比衍射光栅151a的衍射效率低。此外，通过使从波导151射出的光的大小大于入射到波导151的光的大小，从而即便在即使眼球活动显示图像也难以从视野消失的情况下，衍射光栅151b的衍射效率也可以低于衍射光栅151a的衍射效率。其结果，允许将衍射光栅151a的光栅的深度与衍射光栅151b的光栅的深度设为相同的深度，波导151容易制造。由此，能够提供便宜的显示装置。
[0124]
(第5实施方式)
[0125]
使用图1以及图9来对第5实施方式进行说明。图9是表示第5实施方式中的显示装置的一部分的图。本实施方式中的显示装置除了显示装置100的结构，还具备控制部170。控制部170对光源111～113的各输出进行控制。控制部170例如由集成电路构成。
[0126]
若控制部170对应于视网膜140c上的光的大小来控制光源111～113的输出，则能够得到更加没有违和感的图像。具体而言，可以视网膜140c上的光越大，越提高光源111～113的输出。此外，在与视网膜140c上的光的面积成正比地提高光源111～113的输出的情况下，能够得到违和感最少的图像。所谓这里的违和感，是指图像的周边部变暗，其结果，即使图像被显示，也感觉犹如视野变窄。
[0127]
此外，被mems反射镜131扫描的光在视网膜140c上高速地移动。因此，通过控制部170根据光在视网膜140c上移动的速度来控制光源111～113的输出，从而能够得到更加没有违和感的图像。具体而言，优选与光在视网膜140c上移动的速度成正比地，控制从光源射
出的光的强度。
[0128]
通过根据视网膜140c上的光的大小和光在视网膜140c上移动的速度来控制光源的输出，能够得到进一步没有违和感的图像。
[0129]
此外，这里，未图示接受从各光源射出的光的一部分的光检测器。光检测器可以设置于从各光源到眼睛140的光路中，也可以设置于各光源的封装体中。对于设置光检测器的位置，并没有特别制约。
[0130]
利用光检测器来接受从各光源射出的光的一部分，使用从光检测器输出的信号来控制光源的输出，从而能够将从光源射出的光的强度高精度地设定为所希望的值。
[0131]
用于将光源的输出保持一定的方法并没有特别制约。对于将光源的输出保持一定的方法，能够应用光盘装置中采用的方法等各种已知的方法。
[0132]
如以上那样，本实施方式所涉及的显示装置通过对应于视网膜140c上的光的大小来控制光源111～113的输出，从而能够显示没有违和感的图像。
[0133]
(其他实施方式)
[0134]
另外，在第1～第5实施方式中，为了显示rgb的全彩色而使用了3个光源。但是，在不需要显示的颜色是全彩色的情况下，也可以减少光源的数量。例如，若也可以是单色，则使用发出所需要的颜色的一个光源即可。在该情况下，光学系统的大小变得简单，能够提供小型的显示装置。
[0135]
此外，光源并不限定于激光器，也可以使用发光二极管、有机el(electroluminescence)等其他结构的光源。由于入射到眼睛的光量的单位为μw，因此也可以是与其他一般的显示装置相比非常少的光量的光源。但是，光学上等效的发光点的光量的单位需要是mw。因此，也可以应用在大面积的光源的上部设置微透镜阵列、或如超级发光二极管那样加厚发光层的厚度的构造等。由此，即使在使用非激光器的光源的情况下，也能够提供明亮的显示装置。
[0136]
此外，mems反射镜131的方式中，存在压电式、电磁式、静电式等各种方式。但是，并没有特别制约，哪种方式都能够使用。
[0137]
此外，角度变换元件132也可以由透射型、反射型、衍射型等任何型构成。
[0138]
此外，虽然凹面镜133设为自由曲面反射镜，但也可以是全息元件。通过设为全息元件，能够使显示装置100小型。此外，凹面镜133并不限定于反射型。凹面镜133也可以设为透射型的透镜，根据需要的光学系统的大小来设为适当的结构即可。
[0139]
此外，图1所示的显示装置100的像素数、帧速率等是一个例子，能够根据需要的规格来适当地变更。
[0140]
此外，从光源111、112、113射出的光分别被准直透镜121、122、123变换为平行光之后被合并。但是，从光源111、112、113射出的光也可以在合并后变换为平行光。此外，虽然对合并使用了棱镜，但也可以使用平行平板、其他形状的光学部件。
[0141]
此外，也可以在显示装置100设置陀螺传感器等传感器，对脸部的朝向进行检测，根据脸部的朝向，使显示的图像数据偏移。例如在考虑希望清楚地看到图像的周边部、向注视脸部的方向运动时，将注视的方向的图像显示于人类的视野的中心附近。通过应用该显示方法，能够通过与人类在实际的日常生活中从眼睛得到周围的信息相同的感觉来观察图像。
[0142]
产业上的可利用性
[0143]
本公开的显示装置能够在业务支持、娱乐、游戏等各种用途中，应用于能够提供与固定型显示器不同的价值的显示装置整体。特别地，本公开的显示装置能够应用于头部安装显示器、平视显示器等使观察者识别虚像的显示装置。