图像显示装置和图像显示元件制造方法及图纸

本发明专利技术的目的是提供能够产生优良的视觉效果的图像显示装置和图像显示元件。图像显示装置设置有第一透明构件(30)、第二透明构件(40)和发射单元(10)。第一透明构件(30)具有用于漫射在各个点上入射的光的漫射表面(31)。第二透明构件(40)具有布置为面向漫射表面的控制表面(41)并且通过控制在漫射表面的各个点处漫射的光的行进方向形成漫射表面的虚像，并且第二透明构件与第一透明构件(30)集成配置。发射单元(10)将图像光发射到漫射表面(31)。

Image display device and image display element

The object of the invention is to provide an image display device and an image display element capable of producing excellent visual effects. The image display device is provided with a first transparent member (30), a second transparent member (40) and a transmitting unit (10). The first transparent member (30) has a diffuse surface (31) for diffusing light incident at various points. The second transparent member (40) has a control surface (41) arranged facing the diffuse surface and forms a virtual image of the diffuse surface by controlling the direction of travel of light diffused at various points of the diffuse surface, and the second transparent member is integrated with the first transparent member (30). The transmitting unit (10) emits image light to the diffuse surface (31).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】图像显示装置和图像显示元件
本技术涉及图像显示装置和图像显示元件。
技术介绍
常规地，已经开发了将图像光投射在透明屏幕等上且显示图像的技术。例如，通过将图像光投射在可以通过其看到背景等的透明屏幕上，可以以图像与背景重叠的方式显示图像。专利文献1描述了能够显示图像的全息屏幕，同时可以通过该全息屏幕看到背景。根据专利文献1，全息屏幕散射、漫射和发射从视频投影仪入射的视频光。这使得能够为观察者提供显示在全息屏幕上的视频连同安装在全息屏幕后面的对象。参见专利文献1的段[0002]、[0045]、[0046]、图1等)。现有技术文献专利文献专利文献1：JP2003-121944A
技术实现思路
技术问题预期通过使用透射屏幕等显示图像的技术将被广泛应用于诸如娱乐、广告和保健的领域。期望能够实现优良的视觉效果的技术。鉴于如上所述的情况，本技术的目的是提供能够实现优良的视觉效果的图像显示装置和图像显示元件。问题的解决方案为了实现上述目的，根据本技术的实施方式的图像显示装置包括第一透明构件、第二透明构件和发射部。第一透明构件包括用于漫射在各个点上入射的光的漫射表面。第二透明构件包括控制表面并且与第一透明构件集成，控制表面以面向漫射表面的方式布置，控制在漫射表面的各个点处漫射的光的传播方向，并且形成漫射表面的虚像。发射部将图像光发射到漫射表面。图像显示装置包括彼此集成的第一透明构件和第二透明构件，并且将图像光发射到第一透明构件的漫射表面。第二透明构件的控制表面控制在漫射表面上的各个点处漫射的图像光的传播方向，并且形成漫射表面的虚像。这使得能够实现优良的视觉效果。控制表面可以至少通过衍射、折射或反射漫射光来控制传播方向。这使得能够通过衍射现象等容易地控制光的传播方向。结果，可以通过使用简单的装置实现优良的视觉效果。控制表面可以在控制表面的焦点收集漫射光的至少一部分。例如，这使得能够基于焦点准确控制图像光的传播方向。结果，可以形成高质量的虚像并且实现优良的视觉效果。漫射表面可以漫射在漫射表面上的各个点上以预定入射角入射的光。例如，这使得能够漫射具有预定入射角的光并且透射具有与预定入射角不同的入射角的光。这使得能够实现高度透明的屏幕等。漫射表面可以在预定角度范围内漫射光。这使得能够控制光漫射范围并且抑制不必要的漫射等。因此，可以形成具有高精度的虚像并且实现优良的视觉效果。预定角度范围可以基于控制表面的衍射效率的角度依赖性而设置。例如，通过将光漫射的角度范围设置为高衍射效率的范围，增加形成虚拟图中的大量图像光，并且可以提供明亮图像。第一透明构件和第二透明构件中的至少一者可以是全息光学元件。这使得能够通过使用全息光学元件实现具有期望功能的透明构件，并且这使得能够提供各种视觉效果。第一透明构件可以是反射的全息光学元件。在这种情况下，漫射表面可以漫射和反射在各个点上入射的光。这使得能够根据例如设备的使用环境、安装位置等配置该设备，并且这使得能够在各种情况下提供优良的视觉效果。第一透明构件可以是透射的全息光学元件。在这种情况下，漫射表面可以漫射和透射在各个点上入射的光。这使得能够在各种情况下提供优良的视觉效果。第二透明构件可以是反射型全息光学元件。在这种情况下，控制表面可具有作为平面镜或凹面镜的光学功能。这使得能够在各种情况下提供优良的视觉效果。第二透明构件可以是透射型全息光学元件。在这种情况下，控制表面可具有作为透镜的光学功能。这使得能够在各种情况下提供优良的视觉效果。第一透明构件和第二透明构件可以以比控制表面的焦距短的间隔基本上彼此平行的方式布置。例如，这使得能够在期望的显示位置处容易地形成具有期望尺寸的虚像。此外，可以实现期望的视觉效果。漫射表面可具有作为控制在各个点处漫射的光的漫射方向的场透镜的光学功能。例如，这使得漫射表面能够依照控制表面的尺寸等漫射光。结果，增加形成虚像的大量图像光，并且可以提供明亮图像。第一透明构件和第二透明构件可以经由插入在第一透明构件与第二透明构件之间的透明材料保持。这使得能够充分防止第一透明构件与第二透明构件之间的空间关系的偏移，并且这使得能够改善透明屏幕等的可靠性。第一透明构件和第二透明构件可具有对应于R、G和B的相应波长的层叠结构。这使得能够显示全色图像等。发射部可包括激光源。这使得能够准确控制图像光的传播方向等。结果，可以形成高质量的虚像并且实现优良的视觉效果。第一透明构件可具有圆柱形状。在这种情况下，第二透明构件可以以围绕圆柱形状的中心轴且面向圆柱形状的内周表面或外周表面中的至少一个的方式进行布置。例如，这使得能够形成圆柱形虚像并且显示整个圆周图像。因此，可以实现优良的视觉效果。发射部可以将图像光从圆柱形状的内部发射到圆柱形状的外部。这使得能够减少设备的尺寸。根据本技术的实施方式的图像显示元件包括第一透明构件和第二透明构件。第一透明构件包括用于漫射在各个点上入射的光的漫射表面。第二透明构件包括控制表面并且与第一透明构件集成，控制表面以面向漫射表面的方式进行布置，控制在漫射表面的各个点处漫射的光的传播方向，并且形成漫射表面的虚像。本专利技术的优势效果如上所述，根据本技术，可以实现优良的视觉效果。应注意，不必限制本文中描述的效果并且可以是本公开中描述的任何效果。附图说明[图1]是示出了根据本技术的第一实施方式的图像显示装置的配置实例的示意图。[图2]是用于描述图像显示装置的光学性能的示意图。[图3]是示出了图像光通过第一HOE衍射的实例的示意图。[图4]是示出了图3中示出的第一HOE的衍射效率的实例的曲线图。[图5]是示出了图3中示出的第一HOE的生成实例的示意图。[图6]是示出了图像光通过第二HOE衍射的实例的示意图。[图7]是示出了第二HOE的生成实例的示意图。[图8]是示出了第二HOE的衍射效率的实例的曲线图。[图9]是示出了第二HOE的波长性能的实例的曲线图。[图10]是示出了用于整体保持第一HOE和第二HOE的特定配置的示意图。[图11]是示出了根据第二实施方式的图像显示装置的配置实例的示意图。[图12]是示出了图11中示出的第一HOE的生成实例的示意图。[图13]是示出了根据第三实施方式的图像显示装置的配置实例的示意图。[图14]是用于描述图像显示装置的光学性能的示意图。[图15]是示出了图13中示出的第二HOE的生成实例的示意图。[图16]是示出了根据第四实施方式的图像显示装置的配置实例的示意图。[图17]是示出了沿着图16中示出的线AA截取的图像显示装置的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种图像显示装置，包括：/n第一透明构件，包括用于漫射在各个点上入射的光的漫射表面；/n第二透明构件，包括控制表面并且与所述第一透明构件集成，所述控制表面以面向所述漫射表面的方式布置，控制在所述漫射表面上的所述各个点处漫射的光的传播方向，并且形成所述漫射表面的虚像；以及/n发射部，将图像光发射到所述漫射表面。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170327 JP 2017-0611981.一种图像显示装置，包括：
第一透明构件，包括用于漫射在各个点上入射的光的漫射表面；
第二透明构件，包括控制表面并且与所述第一透明构件集成，所述控制表面以面向所述漫射表面的方式布置，控制在所述漫射表面上的所述各个点处漫射的光的传播方向，并且形成所述漫射表面的虚像；以及
发射部，将图像光发射到所述漫射表面。


2.根据权利要求1所述的图像显示装置，
其中，所述控制表面至少通过衍射、折射或反射漫射光来控制所述传播方向。


3.根据权利要求1所述的图像显示装置，
其中，所述控制表面在所述控制表面的焦点收集所述漫射光的至少一部分。


4.根据权利要求1所述的图像显示装置，
其中，所述漫射表面漫射在所述漫射表面上的所述各个点上以预定入射角入射的所述光。


5.根据权利要求4所述的图像显示装置，
其中，所述漫射表面在预定角度范围内漫射所述光。


6.根据权利要求5所述的图像显示装置，
其中，所述预定角度范围基于所述控制表面的衍射效率的角度依赖性而设置。


7.根据权利要求1所述的图像显示装置，
其中，所述第一透明构件和所述第二透明构件中的至少一者是全息光学元件。


8.根据权利要求7所述的图像显示装置，其中
所述第一透明构件是反射型全息光学元件，以及
所述漫射表面漫射和反射在所述各个点上入射的所述光。


9.根据权利要求7所述的图像显示装置，其中
所述第一透明构件是透射型全息光学元件，以及
所述漫射表面漫射和透射在所述各个点上入射的所述光。


10.根据权利要求7所述的图像显示装置，其中
所述第二透明构...

【专利技术属性】
技术研发人员：谷野友哉，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP