平视显示装置的制造方法_3

文档序号:9252309阅读:来源:国知局
光学元件32之间成立。并且,光程差AL变化波长λ的出射角Θ的角度差α,即因激光彼此的干涉而产生的衍射峰的次数变化一次的出射角Θ的角度差α与比较例的情况相同地,通过使用了峰值间距P的下述的式5来表示。
[0081]AL = P* Θ -2.AS…式 3
[0082]AL = P* Θ+2.AS...式 4
[0083]α = λ/P…式 5
[0084]基于这些式3、式4、式5,明确若观察在第一实施方式中的光程差AL成为O、土 λ时,即衍射峰的次数成为0、±1时的强度分布,则如图12那样成为与出射角Θ的角度差α对应的强度分布。在上述的强度分布中,根据式3、式5,在大下沉量Sa的一光学元件32与小下沉量Sb的一侧邻接元件32之间产生的衍射峰以从相对于O偏移2.Λ S.α / λ的O次衍射角θ0每错开±α的出射角Θ为中心产生(在图表中,为实线)。另一方面,根据式4、式5,在大下沉量Sa的一光学元件32与小下沉量Sb的相反侧邻接元件32之间产生的衍射峰以从相对于O偏移-2.Λ S.α / λ的O次衍射角-Θ O每错开土 α的出射角Θ为中心产生(在图表中,为单点划线)。此外,图12示出了在设定为AS = λ/8,从而衍射峰从Θ0= α/4以及-ΘΟ = _α/4分别每错开土 α时产生的例子。另外,标注于图12的图表的实线的点A?G与图11所例不的产生各光程差AL的衍射光的方向A?G分别对应。
[0085]如上,在第一实施方式中,在一光学元件32与其两侧的邻接元件32之间产生的衍射光的衍射峰以相互不同的出射角Θ为中心产生,从而相互错开。该错开作用的结果,在一光学元件32与任意一方的邻接元件32之间产生的衍射峰和在一光学元件32与任意另一方的邻接元件32之间产生的衍射谷重叠,因此难以相互增强强度。
[0086]由此,在使在一光学元件32与两侧邻接元件32之间产生的衍射光(在图表中,为双点划线)重合的图13的强度分布(在图表中,为实线)中,强度差Al在各衍射峰中心的出射角Θ (从Θ 0、- Θ O分别每错开土 α )与邻接元件32之间的出射角Θ处变小。例如,在与图12相同地形成AS = λ/8的图13的情况下,能够在从α /4、-α /4分别每错开土 α的出射角Θ与从O每错开± α/2的出射角Θ处缩小强度差Al。因此,能够与较小的强度差△ I对应地抑制识别者感觉到的亮度不均。
[0087]然后,如上所述,在第一实施方式中,采用各光学元件32通过在弯曲面33的反射而使激光漫反射并出射的结构。在这样的结构中,在将I以上的任意的奇数定义为m时,若邻接的光学元件32彼此的下沉量的差Λ S与m.λ/4 一致,则在一光学元件32与其两侧的邻接元件32之间产生的衍射峰存在如图14那样相互重叠的担忧。这是因为在AS =m.λ /4的情况下(图14的例子是AS= λ/4的情况),衍射峰在从Θ O = α /2且-Θ O= -α/2分别每错开土 α的位置会产生。
[0088]因此,在第一实施方式中邻接的光学元件32彼此的下沉量差Δ S设定为使下述的式6成立的值。并且,只要式6成立,则下沉量差Λ S优选设定为使下述的式7成立的值,尤其特别是,更加优选设定为使下述的式8成立的值。
[0089]Δ S ^ m.λ/4…式 6
[0090](2m-1).λ/16 < AS < (2m+1).λ/16…式 7
[0091]Δ S = m.λ/8…式 8
[0092]此外,在使用多色激光的第一实施方式中,式6、式7、式8的波长λ对至少一种颜色的激光被假定。例如在仅对一种颜色的激光假定的情况下,优选将视见度较高的绿色激光的峰值波长或者衍射角较大的红色激光的峰值波长假定为波长λ。另外,在对两种颜色以上的激光假定的情况下,针对每种颜色设定相互不同的m,从而使式6、式7、式8成立。
[0093]此处特别是,在将绿色激光的峰值波长假定为波长λ的情况下,下沉量差AS[单位nm]设定为使基于式6的式9、优选基于式7的式10、进一步优选基于式8的式11成立的值。
[0094]AS# 490.m/4 ?530.m/4…式 9
[0095]490.(2m-l)/16 < Δ S < 530.(2m+l)/16…式 10
[0096]AS = 490.m/8 ?530.m/8…式 11
[0097]另外,特别是,在将红色激光的峰值波长假定为波长λ的情况下,下沉量差Δ S[单位nm]设定为使基于式6的式12、优选基于式7的式13、进一步优选基于式8的式14成立的值。
[0098]600.m/4 ?650.m/4…式 12
[0099]600.(2m-l)/16 < Δ S < 650.(2m+l)/16…式 13
[0100]AS = 600.m/8 ?650.m/8…式 14
[0101]以上,在使式6、式7、式8(包含式9?式14)中任一个成立的第一实施方式中,针对至少一种颜色的激光,邻接的光学元件32彼此的下沉量差AS从m.λ/4偏移,从而能够可靠地避免衍射峰的重叠。此外,在图6中,为了容易理解,而示出了下沉量差AS比实际大。
[0102]然后,本发明的发明人们也得出了如下见解,即在激光通过邻接的光学元件32之间的边界35而出射时,因该边界35处的衍射,而在出射光产生与出射角对应地波动的强度分布,从而因这样的边界衍射(开口衍射)而引起亮度不均。
[0103]因此,如图5、图6所示,在第一实施方式中,以通过表面顶点34的纵剖面中的边界35之间的元件宽度W在扫描面31整个区域的任意的方向X、y且在邻接元件32彼此之间均相互不同的方式形成各光学元件32。特别是作为第一实施方式的元件宽度W,设定大小两种元件宽度Wa、Wb,大元件宽度Wa的光学元件32与小元件宽度Wb的光学元件32在任意的方向x、y均交替地排列。凭借上述的排列形态,各光学元件32使与在水平方向X邻接的光学元件32相比的元件宽度W的大小关系和与在垂直方向y邻接的光学元件32相比的元件宽度W的大小关系一致。
[0104]在这样的第一实施方式的情况下,如图15所示,与从各光学元件32出射的出射角Θ对应的强度分布的波形在大元件宽度Wa的光学元件32的情况(在图表中,为实线)与小元件宽度Wb的光学元件32(在图表中,为点划线)的情况下,相互偏移而难以相互增强峰值强度。因此,在使从这些元件宽度Wa、Wb的光学元件32出射的激光重合的图16的强度分布中,与边界35对应的出射角Θ b附近处的波动量变小,因此能够与该波动量对应地抑制识别者感觉到的亮度不均。此处特别是,根据本发明的发明人们的专心研宄,各元件宽度Wa、Wb设定为相对于峰值间距P (在本实施方式中,与元件宽度Wa、Wb的平均值一致)成为±3.5%?±5%的范围内有助于抑制亮度不均。
[0105]而且,为了全部实现至此说明的特征,在第一实施方式中,如图6所示,在大下沉量Sa的光学元件32设定大元件宽度Wa,并且在小下沉量Sb的光学元件32设定小元件宽度Wb。另外,在扫描面31整个区域的任意的方向x、y且在各光学元件32表面的弯曲面33均设定在通过表面顶点34的纵剖面相互相等的曲率半径R。进一步如图5、图6所示,在扫描面31整个区域的任意的方向x、y且在各光学元件32均设定相互相等的峰值间距P作为邻接的光学元件32彼此的表面顶点34之间的距离。再者,在任意的方向X、y均将峰值间距P的二倍值设定为与大元件宽度Wa以及小元件宽度Wb的和(Wa+Wb)相等。
[0106]在进行上述的设定后,小下沉量Sb的光学元件32如图5那样从方向z观察呈正方形,从而经由线状的边界35与大下沉量Sa的四个元件32邻接。因此,在小下沉量Sb的光学元件32中各角部的内角itb如图17那样成为90°。另一方面,大下沉量Sa的光学元件32如图5那样从方向z观察呈切掉正方形的四角的大致八边形形状,从而不仅经由线状的边界35与小下沉量Sb的四个元件32邻接,也与大下沉量Sa的其他的四个元件32邻接。因此,在大下沉量Sa的光学元件32中各角部的内角ita如图17那样成为135°。
[0107](作用效果)
[0108]以下,对上述的第一实施方式的作用效果进行说明。
[0109]在第一实施方式中邻接的光学元件32彼此使激光通过呈共通的凸状弯曲形态的表面的弯曲面33而出射,因此因出射光的干涉而产生的衍射光的强度分布给予与出射角对应的多次衍射峰。但是,根据在邻接的光学元件32彼此之间从弯曲面33的表面顶点34至相互之间的边界35的下沉量S(Sa、Sb)相互不同,在一光学元件32与其两侧的邻接元件32之间产生的衍射光的衍射峰相互错开。利用该错开作用,并根据使在一光学元件32与一侧的邻接元件32之间产生的衍射光的衍射峰和在一光学元件32与相反侧的邻接元件32之间产生的衍射光的衍射谷重叠,能够抑制将这些衍射光识别为虚像70的识别者感觉到的亮度不均。
[0110]此处特别是在第一实施方式中,能够在屏幕部件30中的成为形成各光学元件32表面的弯曲面33的一侧的扫描面31的整个区域,实现邻接的光学元件32彼此之间的相互不同的下沉量S(Sa、Sb) ο据此,能够不论扫描面31中的元件位置如何均发挥衍射峰的错开作用,从而实现较高的抑制识别者感觉到的亮度不均的效果。
[0111]另外,通过式6、式7、式8中任一个的成立,在第一实施方式中,使邻接的光学元件32彼此的下沉量S (Sa、Sb)的差Λ S与m.λ /4不一致,从而能够可靠地避免衍射峰的重叠。因此,能够提高抑制识别者感觉到的亮度不均的效果的可靠性。
[0112]另外,在第一实施方式中,考虑多色激光中的呈现在490?530nm的范围内的绿色激光的峰值波长λ,即视见度较高的激光的峰值波长λ,避免衍射峰的重叠,从而能够提高抑制识别者感觉到的亮度不均的效果。或者在第一实施方式中,考虑多色激光中的呈现在600?650nm的范围内的红色激光的峰值波长λ,即衍射角较大的激光的峰值波长λ,避免衍射峰的重叠,从而能够抑制在该大衍射角中容易引人注目的亮度不均。
[0113]此外,在第一实施方式中,通过邻接的光学元件32之间的边界35而出射的激光因衍射而相互干涉,从而即使在从这些各光学元件32出射的出射光产生波动的强度分布,强度分布的波形也与元件宽度W(Wa、Wb)的差对应地相互偏移。据此,从邻接的各光学元件32出射的出射光在强度分布的波形偏移的状态下能够被识别者识别为虚像70,因此能够进一步发挥抑制识别者感觉到的亮度不均的效果。
[0114]进而在此基础上,根据使光学元件32彼此经由线状的边界35邻接的第一实施方式,能够抑制因该边界35处的激光衍射而产生入射至眼点61的入射损耗以及重像。
[0115](第二实施方式)
[0116]如图18、图19所示,本公开的第二实施方式为第一实施方式的变形例。在第二实施方式中,各光学元件2032的元件宽度W在扫描面31整个区域的任意的方向X、y均设定为相互相等且与峰值间距P相同值。即,均匀宽度W的光学元件2032彼此在实现峰值间距P的水平方向X与垂直方向I相互邻接。
[0117]在这样的第二实施方式的各光学元件2032中,与第一实施方式相同地在邻接的光学元件彼此之间且在扫描面31整个区域设定相互不同的下沉量S,具体而言隔着差分Δ S的大小两种下沉量Sa、Sb。另外,在扫描面31整个区域的任意的方向X、y且在各光
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