CN111830711B - 显示装置以及图像的显示方法 - Google Patents

Abstract

提供显示装置以及图像的显示方法，在显示彩色图像的装置中，抑制在使用衍射光学元件的情况下产生颜色不均。一种显示方法，显示基于彩色的原图像的图像，在该显示方法中，利用光学系统将与所述原图像对应的图像光引导至显示位置，利用衍射光学元件使所述图像光的行进方向朝向观察者偏转来进行显示，在显示所述原图像时，对于所述彩色的原图像的色度范围，以使向所述衍射光学元件入射的图像光中的以第1角度入射的图像光所具有的色度范围接近以第2角度入射的图像光所具有的色度范围的方式，来限制所述原图像中的位于与所述第1角度对应的位置的图像的色度范围，所述第2角度是比所述第1角度大的角度。

Description

显示装置以及图像的显示方法

技术领域

本发明涉及使用衍射光学元件的显示装置及其显示方法。

背景技术

近年来，提出了各种眼镜型的显示装置。在这样的显示装置中，无论是否是显示装置自身的透过性高而能够看到外景的透视型的显示装置，都要求装置的小型化、薄型化。显示装置由形成图像的图像形成部、配置在眼睛前面来显示图像的显示部以及连接两者的导光部构成。通常，在导光部中，入射的光一边在内部反复进行全反射一边被引导。因此，当想要实现显示装置的小型化、薄型化时，为了将来自图像形成部的光引导至导光部，要求大幅变更光的行进方向。这在将来自导光部的光引导至显示部的情况下也是同样的。为了这样的目的，使用衍射光学元件(也称为全息光学元件)。

衍射光学元件使光向满足布拉格条件的方向偏振，因此若入射光的角度不同，则向特定方向反射的光的主波长产生偏差。其结果，在显示部的面内产生颜色不均。因此，提出了如下的技术：采取在显示部显示白色并观察面内的颜色不均，例如在显示偏红色的地方抑制R成分这样的应对，由此抑制面内的颜色不均(例如参照专利文献1)。

专利文献1：日本特开2005-241825号公报

但是，衍射光学元件的衍射效率的变化方式根据入射的光的每个波长而不同，因此即使抑制显示白色时的颜色不均，在显示其它颜色时也产生颜色不均。

发明内容

本公开包括作为以下方式的显示装置。该显示装置包括：修正部，其修正彩色的原图像的色度范围；图像形成部，其形成修正了所述色度范围的图像并将该图像作为图像光射出；光学系统，其将所述图像光引导至显示位置；以及第1衍射光学元件，其在所述光学系统中使所述图像光的行进方向朝向观察者偏转，所述修正部以使向所述第1衍射光学元件入射的图像光中的以第1角度入射的图像光所具有的色度范围接近以第2角度入射的图像光所具有的色度范围的方式，限制所述原图像中的位于与所述第1角度对应的位置的图像的色度范围，所述第2角度是比所述第1角度大的角度。

附图说明

图1是例示第1实施方式的显示装置的外观的立体图。

图2是示意性地表示左眼显示部的结构的说明图。

图3是表示衍射光学元件和导光体中的入射角度的说明图。

图4是表示衍射光学元件中的波长与衍射效率的关系的说明图。

图5是表示出射衍射光学元件上的位置的说明图。

图6是表示图像形成部的内部结构的框图。

图7是例示LUT的结构的说明图。

图8A是表示在视场角为±3°的情况下能够表现的色度范围的说明图。

图8B是表示在视场角为±5°的情况下能够表现的色度范围的说明图。

图8C是表示在视场角为±8°的情况下能够表现的色度范围的说明图。

图8D是表示在视场角为±10°的情况下能够表现的色度范围的说明图。

图9是示意性地表示其它实施方式中的左眼显示部的构造的说明图。

图10是示意性地表示其它实施方式中的左眼显示部的构造的说明图。

图11是表示其它实施方式中的光学系统的配置的说明图。

标号说明

20、25：显示装置；22：中梁；30、30A、30B：左眼显示部；31、31B、31G、31R：导光体；33、33B、33G、33R、133：入射衍射光学元件；35：出射衍射光学元件；35B、35G、35R、135：出射衍射光学元件；37：左镜腿；38：天线；39：左图像形成部；40：右眼显示部；47：右镜腿；49：右图像形成部；51：显示器；52：准直透镜；61：接收部；62：图像构成部；65：颜色变换部；66：存储部；68：图像输出部；70：头部佩戴用具；80：图像发送装置；81：启动按钮；82：显示器。

具体实施方式

A.第1实施方式：

图1是作为第1实施方式的显示装置20的立体图。如图1所示，该显示装置20是所谓的眼镜型的显示装置，是使用者能够通过显示装置20来目视外景的所谓透视型的显示装置。显示装置20具备：从使用者(以下称为观察者)来看左右配置的左眼显示部30及右眼显示部40；连接两个左眼显示部30、右眼显示部40的中梁22；安装于左眼显示部30的端部的左镜腿37；安装于右眼显示部40的端部的右镜腿47；内置于左镜腿37的厚壁部的左图像形成部39；内置于右镜腿47的厚壁部的右图像形成部49；以及通过无线方式向这些左图像形成部39及右图像形成部49发送图像数据的图像发送装置80。

图像发送装置80是能够编辑/保存照片、图像等的终端，例如实现为智能手机、平板电脑等或者专用装置。图像发送装置80具备启动用的启动按钮81和在表面上层叠有触摸面板的显示器82，通过操作触摸面板，将存储的照片等静止图像或运动图像等发送到左图像形成部39、右图像形成部49。左镜腿37、右镜腿47的末端作为末端单元向下方弯曲，用于将显示装置20佩戴于使用者的耳廓。

左眼显示部30和右眼显示部40除了左右对称地配置各部件这一点之外具有相同的结构，因此以下以左眼显示部30为例来说明其构造，但各部的结构和功能对于右眼显示部40来说也是同样的。图2是示意性地表示左眼显示部30的结构的说明图。如图所示，内置于左镜腿37的图像形成部39在经由天线38从图像发送装置80接受图像的发送时，将接收到的图像形成在EL显示器51上。EL显示器51是排列有发出RGB三原色的光的微小元件的显示器。形成在EL显示器51上的图像作为图像光从EL显示器射出，通过准直透镜52被平行化后入射到左眼显示部30。另外，也能够代替EL显示器51，而使用作为光源发挥功能的背光源和LCD的组合、排列有微小的LED的显示器或者激光二极管和MMD的组合等。以下，也将EL显示器51简称为显示器51。在显示器51上形成的图像可以是静止图像，也可以是运动图像。另外，图像可以是使用了三原色(RGB)的全彩图像，也可以是使用了两个原色(例如R和G)的有限的彩色图像。

在本实施方式中，如图1所示，形成光学系统的导光体31、41以在观察者的两眼的排列方向上导光的方式配置。也包括其它实施方式在内，对本说明书中的方向的叫法进行说明。将使用者直立地佩戴显示装置20时的重力方向称为下方向，将其相反方向称为上方向。对于头部，将该方向称为上下方向。另外，将与该上下方向大致正交的两眼的排列方向称为左右方向。在第1实施方式中，左眼显示部30、右眼显示部40沿着左右方向排列。另一方面，对于导光体31、41，将在其内部引导光的方向(一般为导光体31、41的长度方向)称为导光方向，将在导光体31、41的设置有入射衍射光学元件33、出射衍射光学元件35的面内与导光方向正交的方向称为宽度方向。在第1实施方式中，左右方向与导光方向一致，上下方向与宽度方向一致。

左眼显示部30在导光体31的两侧端部附近，在与来自EL显示器51的光入射的面相反侧的面上具备入射衍射光学元件33和出射衍射光学元件35。在本实施方式中，入射衍射光学元件33和出射衍射光学元件35是具备产生光的衍射的图案的反射型体积全息图(也称为反射型体积全息元件)，使用将与作为三原色的RGB的各色对应的干涉条纹形成为一体的一体型全息图。因此，入射衍射光学元件33和出射衍射光学元件35中包含RGB用的干涉条纹，各色的光通过各自的干涉条纹进行衍射，但为了便于说明，作为RGB各色单纯地通过入射衍射光学元件33、出射衍射光学元件35进行衍射来进行说明。

B.关于图像中可能产生的颜色不均：

对使用这样的衍射光学元件来显示图像时的颜色不均的产生进行说明。在图2中，为了方便说明，将来自显示器51的图像光入射到入射衍射光学元件33的位置的不同、从出射衍射光学元件35射出的图像光的位置的不同、特别是导光方向的位置的不同表现为视场角θ的不同。从显示器51经由准直透镜52入射的光通过入射衍射光学元件33使其行进方向大幅偏转，一边在导光体31的边界面进行全反射一边在导光体31内前进，通过出射衍射光学元件35大幅改变其行进方向，向佩戴有显示装置20的观察者的瞳孔EY方向射出。关于该射出的图像光的角度，相对于从出射衍射光学元件35的中心部沿法线方向射出的光的视场角θc而言，将入射到出射衍射光学元件35的端部且离入射衍射光学元件33最远的端部的图像光的视场角设为θ+，将入射到与其相反侧的端部的图像光的视场角设为θ-。同样地，关于入射衍射光学元件33，相对于从显示器51的中央出射后入射到入射衍射光学元件33的图像光的视场角θc而言，将入射到入射衍射光学元件33的端部且离出射衍射光学元件35最远的端部的图像光的视场角设为θ+，将入射到与其相反侧的端部的图像光的视场角设为θ-。

用作入射衍射光学元件33和出射衍射光学元件35的衍射光学元件是反射型体积全息图，具有作为衍射用图案的干涉条纹。干涉条纹是折射率互不相同的平面状的层沿着规定的方向(间距方向)交替层叠而成的构造，将沿着规定的方向的干涉条纹的间隔设为间距d，设入射的光的波长为λ，则入射光向满足下式(1)的角度方向α衍射。

d·sinα＝m·λ…(1)

另外，在式(1)中，m是次数，一般向m＝1的方向衍射的衍射光占支配地位。由形成于入射衍射光学元件33和出射衍射光学元件35的干涉条纹等形成的图案用于使光偏转，因此该图案的间距方向相对于入射光的行进方向朝向导光的方向倾斜，并相对于入射光入射的面倾斜。因此，在反射型体积全息图的入射光入射的面上，由沿与导光的方向交叉的方向延伸的干涉条纹等形成的图案沿着导光方向以与间距d不同的间距配置。在本实施方式中，出射衍射光学元件35相当于第1衍射光学元件，入射衍射光学元件33相当于第2衍射光学元件。

在入射衍射光学元件33、出射衍射光学元件35中，根据其导光方向的位置，入射的光的角度存在差异。在图3中示出了该角度的差异。图3示出了出射衍射光学元件35。在一边在导光体31内反复进行全反射一边从入射衍射光学元件33到达出射衍射光学元件35的光中，在出射衍射光学元件35中的接近入射衍射光学元件33侧的位置衍射后到达观察者的瞳孔EY的图像光的衍射的角度与在出射衍射光学元件35中的远离入射衍射光学元件33的位置进行衍射后到达观察者的瞳孔EY的图像光的衍射的角度不同。在图2中该差异被表示为从显示器51入射到入射衍射光学元件33的图像光的视场角的不同、从出射衍射光学元件35入射到瞳孔EY的图像光的视场角的不同，在图3中该差异被表示为各图像光的入射角度的不同。两者在上述式(1)中的角度α的差异这一点上本质上是相同的。在图3中，将在出射衍射光学元件35中的最靠近入射衍射光学元件33侧的位置衍射的图像光的入射角度表示为θ-，将在出射衍射光学元件35中的最接近导光体41侧的位置衍射的图像光的入射角度表示为θ+，将在两者的中间即出射衍射光学元件35的大致中心位置衍射的图像光的入射角度表示为θc。出射衍射光学元件35的性能、即遵循式(1)的波长与衍射角度的关系是根据中心位置处的图像光的入射角度θc来设计的，因此图3中的入射角度θ-、θ+被作为相对于该中心位置处的图像光的入射角度θc的偏差来处理。

如果在出射衍射光学元件35中图像光入射的导光方向上的位置不同，则入射角度不同。此时，如果出射衍射光学元件35的特性被设计为出射衍射光学元件35的导光方向上的中心位置的入射角度θc对于规定的颜色(基准波长λ)满足上述式(1)，则在出射衍射光学元件35的两端的位置处的入射角度θ-、θ+未必满足式(1)。如果在出射衍射光学元件35的两端以入射角度θ-、θ+入射的图像光满足式(1)，则该图像光的波长与在中心位置处满足式(1)的图像光的波长不同。

图4中例示了该情形。图4表示在入射角度相对于出射衍射光学元件35的中心位置的入射角度θc增减了5°的情况下满足式(1)的波长偏移了何种程度。当假设同一波长范围且强度相等的图像光入射到出射衍射光学元件35时，随着入射角度相对于满足式(1)的角度增减，衍射效率降低，被衍射的光的强度也降低。在图4中，示出了入射角度相对于出射衍射光学元件35的中心位置的入射角度θc增减了5°的情况，但如果入射角度的增减较小，即在接近中心位置的位置处衍射效率成为峰值的波长的偏差变小，则相同波长范围的图像光的衍射效率的降低也变小。相反，如果入射角度相对于出射衍射光学元件35的中心位置的入射角度θc的增减较大，即在离中心位置更远的位置处衍射效率成为峰值的波长的偏差变大，则相同波长范围的图像光的衍射效率的降低也变大。入射角度θc是图像光在中心位置的入射角度，因此以下也将其称为基准视场角θc。在将入射角度θ-和θ+作为相对于该基准视场角θc的偏差来处理的情况下，将出射衍射光学元件35中的入射角度比基准视场角θc小的图像光的入射角度θ-以相对于中心视场角θc的偏差为负的含义也称为负侧视场角θ-，将入射角度比基准视场角θc大的图像光的入射角度θ+也称为正侧视场角θ+。

形成于显示器51的图像从入射衍射光学元件33经由导光体31被引导至出射衍射光学元件35，在观察者看来为在出射衍射光学元件35上形成为图像。因此，在观察者看来，针对出射衍射光学元件35的图像光的角度的差异等于出射衍射光学元件35上的位置不同。因此，如图5所示，将在出射衍射光学元件35上形成图像的范围设为标号PC，将该范围PC中的导光方向的位置称为位置i。并且，将负侧视场角θ-的绝对值最大的位置设为位置1，将正侧视场角θ+的值最大的位置设为位置n。如果在基准视场角θc处对某一范围的波长λ的图像光的衍射效率达到峰值，则随着成为图像光的入射位置i接近位置1或位置n的角度，衍射效率降低。将某一位置i(i＝1～n)的衍射效率称为位置i处的衍射效率Ei。

如上所述，出射衍射光学元件35中的衍射效率Ei根据其位置i而不同，因此当某波长范围的图像光入射到出射衍射光学元件35时，根据与该位置对应的入射角度θ，衍射效率Ei不同。如图4所示，由于出射衍射光学元件35的干涉条纹的间距等被调整为在基准视场角θc处衍射效率最大，因此无论是负侧视场角θ-还是正侧视场角θ+，衍射的波长(基准波长)的图像光的衍射效率都降低。由已述的式(1)可知，随着从图5所示的图像的形成范围PC朝向导光方向的端部，衍射效率最大的波长λ分别向短波长侧、长波长侧偏移。随着视场角越远离标准视场角θc，衍射效率的降低或最大效率波长的偏移越大。另外，这样的衍射效率Ei的降低或衍射效率成为最大的波长λ的偏移相对于出射衍射光学元件35而言在导光方向即干涉条纹的条纹的间距方向上产生，而不在与其正交的方向即干涉条纹的条纹的方向上产生。这样的衍射效率Ei的降低的比例按每个波长λ而不同，因此在显示彩色图像的情况下，产生因衍射效率Ei的变动而引起的颜色不均。

C.抑制不均的产生的结构：

本实施方式的显示装置20在图像形成部39的内部具备颜色变换部65来作为用于降低该颜色不均的修正部。如图6所示，图像形成部39具备：接收部61，其通过天线38接收来自图像发送装置80的无线信号；图像构成部62，其根据接收到的信号来构成被发送的图像；颜色变换部65，其输入来自图像构成部62的输入信号(Rin、Gin、Bin)来进行颜色变换；图像输出部68，其输入颜色变换部65输出的变换后的输出信号(Rout、Gout、Bout)，向显示器51输出显示用的信号；以及存储部66，其存储颜色变换部65在进行颜色变换时参照的查找表(LUT)。

图像形成部39中的颜色变换部65根据从图像构成部62输入的输入信号(Rin、Gin、Bin)，通过参照存储在存储部66中的LUT，来生成抑制由出射衍射光学元件35中的图像光的入射位置引起的颜色不均的产生的输出信号(Rout、Gout、Bout)。图7中示出了这种情形。输入信号(Rin、Gin、Bin)在本实施方式中是各色为8比特的信号，因此如图7所示，在Rin、Gin、Bin的每一个中，取灰度值为0～255值。如图7右栏所示，LUT是按图5所示的每个位置i来准备的。在图7中，示出了i＝0、i＝240、i＝n的情况，但对于i＝0～n，都预先准备了LUT。当然，也可以不对所有的位置i都准备LUT，而仅对间隔的值i准备LUT，在间隔的值之间，通过内插插值来求出各色的输出信号Rout、Gout、Bout。

如图8A至图8D所示，鉴于能够表现RGB各色的范围根据视场角而不同，LUT以降低每个视场角能够表现的范围的差异的方式制作出。以各图为例进行说明。图8A至图8D是通过XYZ表色系中的XY色度坐标来表示色度范围的说明图。在图中，符号R表示其顶点为红色(R＝255，G＝B＝0)，符号G表示其顶点为绿色(G＝255，R＝B＝0)，符号B表示其顶点为蓝色(B＝255，R＝G＝0)。在各图中，白色实线Tθc表示能够由中心视场角θc表现的色度范围，白色虚线Tθ-表示能够由负侧视场角θ-表现的色度范围，白色点划线Tθ+表示能够由正侧视场角θ+表现的色度范围。

在图8A至图8D中，各图的上段表示视场角范围为±3°、±5°、±8°、±10°时的色度范围。如图所示，无论在哪个视场角范围中，能够由负侧视场角θ-表现的色度范围(白色虚线Tθ-)和能够由正侧视场角θ+表现的色度范围(白色点划线Tθ+)相对于能够由中心视场角θc表现的色度范围(白色实线Tθc)以大致相反的形状歪曲。能够由负侧视场角θ-表现的色度范围(白色虚线Tθ-)相当于小视场角色度范围，能够由正侧视场角θ+表现的色度范围(白色点划线Tθ+)相当于大视场角色度范围，能够由中心视场角θc表现的色度范围(白色实线Tθc)相当于中央视场角色度范围。在此，小视场角色度范围比中央色度范围广，中央色度范围比大视场角色度范围广。图8A至图8D的下段用黑色实线TC3、TC5、TC8、TC10表示这三个色度范围重叠的范围即共用范围。如图所示，随着视场角范围变大，共用范围大致变窄。

在本实施方式中，考虑这样的由视场角的不同引起的色度范围的共用范围的不同，在图7所示的LUT中，对应于变换后的输出信号(Rout、Gout、Bout)的RGB值与位置i相对应地存储。因此，图像形成部39在将从图像发送装置80发送来的图像形成在显示器51上时，当输入与出射衍射光学元件35上的各位置i对应的图像的输入信号(Rin、Gin、Bin)时，颜色变换部65参照预先存储在存储部66中的LUT将该输入信号变换为与共用范围内的图像对应的输出信号(Rout、Gout、Bout)。因此，出射衍射光学元件35对于RGB的各色与其位置i无关地成为相同程度的衍射效率Ei。其结果，能够抑制在出射衍射光学元件35内形成的图像的颜色不均。

在上述第1实施方式中，图7所示的LUT例如在将负侧视场角θ-的RGB各色的灰度值变换到共用范围内时，将用白色虚线Tθ-表示的色度范围的最外侧的各色灰度值成为共用范围的最外侧且到达白平衡点的轴线上的各色灰度值，并且，各色灰度值越是为用白色虚线Tθ-表示的色度范围的内侧的值，越通过比例计算逐渐压缩而成为共用范围内侧的值。因此，几乎消除了由于图像的位置i的差异而导致的颜色不均。当然，也可以不是通过LUT将共用范围外的各色灰度值全部变换到共用范围内，而是以使它们向共用范围偏移的方式生成LUT。这样，能够抑制颜色不均。另外，也可以不对各色全部准备LUT，而仅对一部分颜色准备LUT。另外，也可以是，不进行如上所述那样使颜色变换后的各色灰度值成为到达白平衡点的轴线上的各色灰度值这样的机械化的比例分配，而是观察者一边目视一边求出并决定能够降低颜色不均的灰度值。

D.其它实施方式：

在上述实施方式中，使用了将RGB的各色的干涉条纹制作成一体的反射型体积全息图，但也可以使用其它方式的衍射光学元件。图9是示意性地表示作为使用了其它方式的衍射光学元件的光学系统的结构例的左眼显示部30A的构造的说明图。另外，右眼显示部也具备同样的结构。

该左眼显示部30A具备形成全彩图像的显示器51以及分别对从显示器51射出的相当于第1图像光的红(R)的图像光、相当于第2图像光的绿(G)的图像光、相当于第3图像光的蓝(B)的图像光进行引导的导光路径。即，显示器51能够以像素为单位发出红(R)光、绿(G)光、蓝(B)光，左眼显示部30A具备独立地对这些红(R)绿(G)蓝(B)的图像光进行引导的3个导光路径。红色光R用的导光路径由入射衍射光学元件33R、导光体31R、出射衍射光学元件35R构成，绿色光G用的导光路径由入射衍射光学元件33G、导光体31G、出射衍射光学元件35G构成，蓝色光B用的导光路径由入射衍射光学元件33B、导光体31B、出射衍射光学元件35B构成。左眼显示部30A具备这三个导光路径重叠而成的结构。衍射光学元件使除了被设计为进行衍射的波长的光以外的光透过，因此，即使像这样重叠，也是例如RGB的光中的B光透过存在于显示器51侧的R用的入射衍射光学元件33R、G用的入射衍射光学元件33G，到达B用的入射衍射光学元件33B。RGB光中的G光也透过跟前的入射衍射光学元件33R。

图9所示的左眼显示部30A通过与各色的光对应地独立准备的3个导光路径，将RGB的三原色从显示器51引导至观察者的瞳孔EY，因此能够显示全彩的图像。即使这样构成，作为显示装置20整体的作用效果也与第1实施方式相同。

图10是示意性地表示作为衍射光学元件和导光体的另一其它实施方式的左眼显示部30B的结构的说明图。右眼显示部也具备同样的结构。该左眼显示部30B将在显示器51中形成全彩图像的三原色RGB通过相同的一个导光路径引导至观察者的瞳孔EY。显示器51与第1实施方式同样地，能够以像素为单位发出红(R)光、绿(G)光、蓝(B)光，射出相当于第1图像光的红(R)的图像光、相当于第2图像光的绿(G)的图像光、相当于第3图像光的蓝(B)的图像光。左眼显示部30B在一个导光体31上具备三原色RGB用的入射衍射光学元件133和三原色RGB用的出射衍射光学元件135。在入射衍射光学元件133和出射衍射光学元件135中层叠或重叠有三原色RGB的各色用的衍射光学元件，衍射光学元件使除了被设计为进行衍射的波长的光以外的光透过，因此各色的光到达相对应的衍射光学元件的位置。

图10所示的左眼显示部30B通过针对各色的光集中准备的一个导光体31，将RGB的三原色从显示器51引导至观察者的瞳孔EY，因此能够使装置结构薄型化。而且，能够显示全彩图像。另外，作为显示装置20整体的其它作用效果与第1实施方式相同。

在上述各实施方式中，显示装置20为眼镜型，从观察者头部的左右方向将图像光引导至瞳孔EY的前方，但也可以如图11所示那样沿上下方向引导图像光。如图所示，该方式的显示装置25具备佩戴在观察者PS的头部的头部佩戴用具70，并具备从该头部佩戴用具70沿上下方向设置有左眼显示部30和右眼显示部40的构造。左眼显示部30和右眼显示部40具备与第1实施方式相同的结构。

在头部佩戴用具70，与左眼显示部30及右眼显示部40相配合地设置有图像形成部，具备与第1实施方式相同的结构(参照图2)，形成于其显示器51的图像入射到左眼显示部30及右眼显示部40的入射衍射光学元件33、43，经由导光体31、41被引导至出射衍射光学元件35、45。

在上述实施方式中，显示装置20、25为能够目视外景的透视型，但无需一定为透视型。另外，无需限定于双眼型，也可以是单眼用的显示装置。形成于显示器51的图像不限于16∶9的纵横比，也可以是4∶3等其它纵横比。另外，所显示的图像无需限定于数学意义上的长方形，能够是正方形、椭圆形等各种形状。无论哪种形状，都是只要求出能够表现的色度范围，准备与其相应的LUT即可。另外，显示器51自身的形状和所显示的图像的形状也可以不同。

在上述实施方式中，对于作为三原色的RGB的各色，准备了衍射光学元件，但无需限定于三原色。例如也可以作为RG、GB、RB等两种颜色的组合来实现。例如也可以作为R/GB、RG/B、G/RB等组合来实现。另外，无需限定于RGB，也可以将显示装置构成为Y、C、M等不同颜色的组合。

作为衍射光学元件，无需限定于反射型体积全息图，也可以是其它衍射元件。例如也可以是在来自EL显示器51的光入射的面侧具备透射型体积全息图的结构，还可以采用在基材的表面形成有凹凸的表面浮雕全息图。

E.其它的结构例：

(1)进一步地，作为显示装置，本公开包括以下的结构例。其中一个显示装置具备：修正部，其修正彩色的原图像的色度范围；图像形成部，其形成修正了所述色度范围的图像并将其作为图像光射出；光学系统，其将所述图像光引导至显示位置；以及第1衍射光学元件，其在所述光学系统中使所述图像光的行进方向朝向观察者偏转。如果通过该显示装置的所述修正部以使向第1衍射光学元件入射的图像光中的以第1角度入射的图像光所具有的色度范围接近以比所述第1角度大的角度即第2角度入射的图像光所具有的色度范围的方式，来限制所述原图像中的位于与所述第1角度对应的位置的图像的色度范围，则能够抑制第1衍射光学元件的偏转方向的颜色不均的产生。

(2)在这样的显示装置中，可以是，在将所述原图像中的位于与所述第1角度对应的位置的图像所能够取的色度范围设为小视场角色度范围，将所述原图像中的位于与所述第2角度对应的位置的图像所能够取的色度范围设为大视场角色度范围，将所述原图像中的位于与所述第1角度对应的位置和与所述第2角度对应的位置之间的位置的图像所能够取的色度范围设为中央色度范围时，所述小视场角色度范围比所述中央色度范围广，所述中央色度范围比所述大视场角色度范围广。

这样，只要以减小三者的色度范围的偏差的方式限制各色度范围，则能够容易地实现修正。

(3)在这样的显示装置中，也可以是，所述修正部以比对与所述中央色度范围对应的位置的图像的色度范围的限制程度大的程度来限制针对与所述大视场角色度范围对应的位置的图像的色度范围。这样，能够减少颜色不均的产生。

(4)在这样的显示装置中，也可以是，所述彩色的原图像是能够通过三原色来再现的全彩图像，另外，在利用XYZ表色系中的XY色度坐标表示所述色度范围时，所述修正部以使利用所述XY色度坐标表示以所述第1角度入射的图像光所具有的色度范围的第1三角形接近利用所述XY色度坐标表示以所述第2角度入射的图像光所具有的色度范围的第2三角形的方式限制所述原图像的所述色度范围。这样，能够利用坐标表现色度范围的修正，能够明确修正的内容。

(5)在这样的显示装置中，也可以是，所述第1三角形的面积的80％以上与所述第2三角形重叠。如果色度范围的80％以上重叠，则可以充分地抑制颜色不均。

(6)在这样的显示装置中，可以是，所述光学系统具备引导所述图像光的导光体，所述第1衍射光学元件设置于图像光入射到所述导光体的入射侧和所述图像光从所述导光体射出的出射侧中的所述出射侧。由于出射侧的衍射光学元件产生的颜色不均最有助于颜色不均的产生，因此若将出射侧的衍射光学元件设为第1衍射光学元件，则容易抑制颜色不均的产生。

(7)在这样的显示装置中，可以是，显示装置还具备在所述光学系统中使所述图像光的行进方向偏转的第2衍射光学元件，所述第2衍射光学元件设置在图像光入射到所述导光体的入射侧和所述图像光从所述导光体射出的出射侧中的所述入射侧的位置。这样，由于在入射侧和出射侧的双方通过衍射光学元件使图像光偏转，因此能够实现显示装置的薄型化。

(8)在所述显示装置中，也可以是，所述第2衍射光学元件是由平面状的干涉条纹构成的反射型体积全息图。反射型体积全息图选择性地使特定波长的光进行衍射，因此不阻碍其它波长的光。因此，针对构成原图像的多个波长的光的光学系统的设计变得容易。

(9)在这样的显示装置中，也可以是，所述第1衍射光学元件也可以是由平面状的干涉条纹构成的反射型体积全息图。反射型体积全息图选择性地使特定波长的光进行衍射，使其它波长的光透过。因此，作为第1衍射光学元件，如果使用这样的由平面状的干涉条纹构成的反射型全息图，则能够实现高的透过性，能够容易地同时目视外景和图像形成部所形成的图像。

(10)在这样的显示装置中，也可以是，所述图像形成部射出的所述图像光包括波长互不相同的第1图像光、第2图像光和第3图像光，在所述第1衍射光学元件中层叠或重叠有与所述第1图像光的波长对应的第1干涉条纹、与所述第2图像光的波长对应的第2干涉条纹以及与所述第3图像光的波长对应的第3干涉条纹。这样，能够容易地显示基于波长互不相同的第1图像光、第2图像光、第3图像光的彩色图像。

(11)在这样的显示装置中，也可以是，所述第1图像光的峰值波长为红(R)，所述第2图像光的峰值波长为绿(G)，所述第3图像光的峰值波长为蓝(B)。这样，显示装置能够显示全彩色。

(12)本公开包括显示基于彩色的原图像的图像的显示方法。该显示方法通过光学系统将与所述原图像对应的图像光引导至显示位置，通过衍射光学元件将所述图像光的行进方向朝向观察者偏转来进行显示，在显示所述原图像时，对于所述彩色的原图像的色度范围，以使向所述衍射光学元件入射的图像光中的以第1角度入射的图像光所具有的色度范围接近以第2角度入射的图像光所具有的色度范围的方式，限制所述原图像中的位于与所述第1角度对应的位置的图像的色度范围，所述第2角度是比所述第1角度大的角度。这样，在彩色图像的显示中，能够抑制衍射光学元件内的颜色不均的产生。

本公开不限于上述实施方式，能够在不脱离其宗旨的范围内以各种结构来实现。例如，发明内容部分所记载的与各方式中的技术特征相对应的实施方式中的技术特征能够适当地进行替换或者组合，以解决上述课题的一部分或全部或者以达成上述效果的一部分或全部。此外，如果该技术特征在本说明书中未作为必需的内容进行说明，则能够适当地删除。

本发明不限于上述实施方式，能够在不脱离其宗旨的范围内以各种结构来实现。例如，发明内容部分所记载的与各方式中的技术特征相对应的实施方式中的技术特征能够适当地进行替换或者组合，以解决上述课题的一部分或全部或者以达成上述效果的一部分或全部。此外，如果该技术特征在本说明书中未作为必需的内容进行说明，则能够适当地删除。例如，在上述实施方式中通过硬件实现的结构的一部分能够通过软件实现。

Claims (12)

1.一种显示装置，其具备：

修正部，其修正彩色的原图像的色度范围；

图像形成部，其形成修正了所述色度范围的图像并将该图像作为图像光射出；

光学系统，其将所述图像光引导至显示位置；

第1衍射光学元件，其在所述光学系统中使所述图像光的行进方向朝向观察者偏转；以及

存储部，其存储所述修正部在进行色度范围修正时参照的查找表，

所述修正部以使向所述第1衍射光学元件入射的图像光中的以第1角度入射的图像光所具有的色度范围接近以第2角度入射的图像光所具有的色度范围的方式，限制所述原图像中的位于与所述第1角度对应的位置的图像的色度范围，所述第2角度是比所述第1角度大的角度，

所述修正部基于所述查找表，将输入的所述彩色的原图像的色度范围变换为如下共用范围内的色度范围，该共用范围是所述第1衍射光学元件的以所述第1角度入射图像光的第1位置处的色度范围与所述第1衍射光学元件的以所述第2角度入射图像光的第2位置处的色度范围重叠的范围。

2.根据权利要求1所述的显示装置，其中，

将所述原图像中的位于与所述第1角度对应的位置的图像所能够取的色度范围设为小视场角色度范围，

将所述原图像中的位于与所述第2角度对应的位置的图像所能够取的色度范围设为大视场角色度范围，

将所述原图像中的位于与所述第1角度对应的位置和与所述第2角度对应的位置之间的位置的图像所能够取的色度范围设为中央色度范围，此时，

所述小视场角色度范围比所述中央色度范围广，

所述中央色度范围比所述大视场角色度范围广。

3.根据权利要求2所述的显示装置，其中，

所述修正部以比对与所述中央色度范围对应的位置的图像的色度范围进行限制的程度大的程度，限制针对与所述大视场角色度范围对应的位置的图像的色度范围。

4.根据权利要求1～3中的任一项所述的显示装置，其中，

所述彩色的原图像是能够由三原色再现的全彩图像，

在利用XYZ表色系中的XY色度坐标表示所述色度范围时，所述修正部以使利用所述XY色度坐标表示以所述第1角度入射的图像光所具有的色度范围的第1三角形接近利用所述XY色度坐标表示以所述第2角度入射的图像光所具有的色度范围的第2三角形的方式，来限制所述原图像的所述色度范围。

5.根据权利要求4所述的显示装置，其中，

所述第1三角形的面积的80％以上与所述第2三角形重叠。

6.根据权利要求1所述的显示装置，其中，

所述光学系统具备引导所述图像光的导光体，

所述第1衍射光学元件设置在图像光入射到所述导光体的入射侧和所述图像光从所述导光体射出的出射侧中的所述出射侧。

7.根据权利要求6所述的显示装置，其中，

所述显示装置还具备在所述光学系统中使所述图像光的行进方向偏转的第2衍射光学元件，

所述第2衍射光学元件设置在图像光入射到所述导光体的入射侧和所述图像光从所述导光体射出的出射侧中的所述入射侧的位置。

8.根据权利要求7所述的显示装置，其中，

所述第2衍射光学元件是由平面状的干涉条纹构成的反射型体积全息图。

9.根据权利要求1所述的显示装置，其中，

所述第1衍射光学元件是由平面状的干涉条纹构成的反射型体积全息图。

10.根据权利要求1所述的显示装置，其中，

所述图像形成部射出的所述图像光包含波长互不相同的第1图像光、第2图像光和第3图像光，

在所述第1衍射光学元件中层叠或重叠有与所述第1图像光的波长对应的第1干涉条纹、与所述第2图像光的波长对应的第2干涉条纹以及与所述第3图像光的波长对应的第3干涉条纹。

11.根据权利要求10所述的显示装置，其特征在于，

所述第1图像光的峰值波长为红(R)，

所述第2图像光的峰值波长为绿(G)，

所述第3图像光的峰值波长为蓝(B)。

12.一种显示方法，显示基于彩色的原图像的图像，在所述显示方法中，

利用光学系统将与所述原图像对应的图像光引导至显示位置，利用衍射光学元件使所述图像光的行进方向朝向观察者偏转来进行显示，

在显示所述原图像时，对于所述彩色的原图像的色度范围，以使向所述衍射光学元件入射的图像光中的以第1角度入射的图像光所具有的色度范围接近以第2角度入射的图像光所具有的色度范围的方式，来限制所述原图像中的位于与所述第1角度对应的位置的图像的色度范围，所述第2角度是比所述第1角度大的角度，

存储在色度范围修正时参照的查找表，

基于所述查找表，将输入的所述彩色的原图像的色度范围变换为如下共用范围内的色度范围，该共用范围是所述衍射光学元件的以所述第1角度入射图像光的第1位置处的色度范围与所述衍射光学元件的以所述第2角度入射图像光的第2位置处的色度范围重叠的范围。

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