虚像显示装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及虚像显示装置。
【背景技术】
[0002]以往，已知有使从视频投影机投射的图像作为虚像被观看的平板投影式显示器(例如参照专利文献I)。
[0003]该专利文献I所记载的投影式显示器具有透明杆以及透明板(slab)、视频投影机和2个镜体。
[0004]透明板具有下述结构:通过折射率被选择的糊剂而层叠的多个浮法玻璃受研磨而成为立方体板，在糊剂与玻璃之间所形成的界面配置为，相对与水平呈45°。透明杆与上述透明板同样地形成，但该杆具有与透明板的厚度尺寸相对应的大致方形的截面。视频投影机经由上述2个镜体以相对于上述透明杆的杆轴不平行的角度将形成图像的光线向透明杆出射。
[0005]这样的投影式显示器中，入射到透明杆内的光线，在该透明杆内沿杆轴行进。而且，在内部行进的光线，在糊剂与玻璃的界面部分地被反射而沿垂直方向向外部出射，由此，从透明杆入射到透明板内。另外，入射到透明板内的光线与透明杆同样地，在各自的上述界面部分地被反射，光线从该透明板的与各界面相应的位置沿水平方向出射。而且，通过观察者位于该光线的行进方向上，而能够观察到由该光线形成的图像。即，由视频投影机出射的光线的出射位置，通过透明杆而在垂直方向上扩展，通过透明板而在水平方向上扩展。
[0006]这样的投影式显示器例如适用于平视显示器。
[0007]【专利文献I】日本特许第3990984号公报
【发明内容】
[0008]上述专利文献I所记载的投影式显示器，如例如被应用于平视显示器的情况那样，在观察位置固定、用于仅对焦于作为虚像的显示图像的用途的情况下没有问题。
[0009]但是，在上述透明板的构成中，一部分光在上述界面反射而到达观察者的眼睛，所以在从任意观察位置观察该显示图像的用途中，就存在下述问题:容易识别到透明板的存在，界面的存在以及界面间的间隙重叠于显示图像而容易被识别为噪声。
[0010]具体而言，上述透明板中，每次在上述界面发生反射，经由该界面出射的光线整体的辉度都降低。因此，在透明板内的光线的行进方向上，在上游侧界面反射的光线的辉度与在下游侧界面反射的光线的辉度不同。由于这样的辉度差异，存在各界面的存在以及界面间的间隙容易被看到、进而隔着透明板所观察的图像劣化这一问题。
[0011 ]由于这样的问题，希望实现能够抑制图像的劣化的其他构成。
[0012]本发明的目的之一在于提供能够抑制图像的劣化的虚像显示装置。
[0013]本发明的一个方式涉及的虚像显示装置，其特征在于，具备:第I导光体，其使经由第I入射面入射于内部的显示光束反复进行内面反射而向从所述第I入射面离开的第I方向侧行进，并且使所述显示光束的一部分光从作为与外部的界面的至少I个面且沿所述第I方向延伸的第I出射面的各个区域出射到外部；对入射的光进行衍射而使之入射于所述第I导光体内的第I入射侧衍射光栅；和对从所述第I导光体入射的光进行衍射的第I出射侧衍射光栅。
[0014]此外，第I入射侧衍射光栅既可以配置于与第I入射面相对的位置，也可以配置于与该第I入射面相反侧的第I导光体的面相对的位置(夹着第I导光体而与第I入射面相对的位置)。
[0015]在前一种情况下，第I入射侧衍射光栅可以包括透射型衍射光栅而构成，由该第I入射侧衍射光栅衍射后的显示光束，经由第I入射面入射于第I导光体内并在该第I导光体内行进。即，第I入射侧衍射光栅成为对入射的光进行衍射而使之经由所述第I入射面入射到所述第I导光体内的透射型衍射光栅。
[0016]在后一种情况下，第I入射侧衍射光栅可以包括反射型衍射光栅而构成，从第I入射面入射到第I导光体内的显不光束，入射于第I入射侧衍射光栅而被衍射并在第I导光体内行进。即，第I入射侧衍射光栅成为对从第I导光体入射的光进行衍射而使之入射到第I导光体内的反射型衍射光栅。
[0017]另外，第I出射侧衍射光栅也同样地，既可以配置于与第I出射面相对的位置，也可以配置于与该第I出射面相反侧的第I导光体的面相对的位置(夹着第I导光体与第I出射面相对的位置)。
[0018]在前一种情况下，第I出射侧衍射光栅可以包括透射型衍射光栅而构成，从该第I出射面出射后的显示光束由第I出射侧衍射光栅衍射而出射到虚像显示装置的外部。即，第I出射侧衍射光栅成为对从第I出射面入射的光进行衍射而将其出射到虚像显示装置的外部的透射型衍射光栅。
[0019]在后一种情况下，第I出射侧衍射光栅可以包括反射型衍射光栅而构成，一边在第I导光体内沿上述第I方向行进一边入射于第I出射侧衍射光栅的显示光束，由该第I出射侧衍射光栅衍射而从第I出射面出射到第I导光体的外部即虚像显示装置的外部。即，第I出射侧衍射光栅成为对从第I导光体入射的光进行衍射而使衍射后的光向经由第I出射面出射到外部的方向行进的反射型衍射光栅。
[0020]在此，入射的光的波长越大则衍射光栅的衍射角(衍射光与衍射光栅的法线所成的角)越大。因此，第I入射侧衍射光栅将构成入射的显示光束的光按因各自的波长而不同的衍射角衍射。由此，波长各不相同的光，一边在各不相同的区域反复进行内面反射一边在第I导光体内向第I方向侧行进。另一方面，第I出射侧衍射光栅将从第I导光体入射的光按因每个波长而异的衍射角衍射。如果观察者位于从这样的虚像显示装置出射的光所入射的位置，则能够将由该光所形成的图像观察为虚像。此时，通过将第I导光体形成为沿第I方向较长、并将沿该第I方向较长的第I出射侧衍射光栅设置于第I导光体，能够在第I方向上的任意位置，将由入射的显示光束所形成的图像观看为位于第I导光体的里侧(进深侧)(与光的出射侧相反的一侧)的虚像。
[0021]在这样的虚像显示装置中，由于通过第I入射侧衍射光栅形成的光的衍射角因波长而异，因此各个波长的光在第I导光体内按不同光路行进。另外，如果使显示光束集中入射于第I入射侧衍射光栅，则通过形成由该显示光束形成的图像的一部分的光和形成另一部分的光，能够使在第I导光体内行进时的光路不同。而且，在第I导光体内行进的光，通过在该第I导光体内行进的过程中或在从第I出射面出射后经由第I出射侧衍射光栅，按因每个波长而异的衍射角衍射，所以除能够使该光分散地出射到虚像显示装置的外部外，还能够按每个波长来调整该光的出射角。
[0022]根据这样的虚像显示装置，能够抑制在采用下述构成的情况所产生的辉度变化的发生:使显示光束入射于在内部形成有多个相对于第I方向倾斜的半透射层的导光体(例如，上述透明板)，并出射由各个半透射层反射后的光。因此，能够抑制该辉度变化被观看到而使由出射的光所形成的图像劣化这一情况。
[0023]在上述一个方式中，优选，所述第I入射侧衍射光栅和所述第I出射侧衍射光栅，分别被入射相同波长的光时的衍射角相同。
[0024]根据上述一个方式，入射到第I入射侧衍射光栅的光出射时的衍射角与入射到第I出射侧衍射光栅的光出射时的衍射角，按该光的波长的每个而分别相同。由此，能够使光向第I入射侧衍射光栅的入射角(入射光相对于第I入射侧衍射光栅的光入射面的法线的角度)和该光出射第I出射侧衍射光栅的出射角(出射光相对于第I出射侧衍射光栅的光出射面的法线的角度)成为同一角度。因此，除能够容易地调整光从虚像显示装置出射的出射角外，观察者还能够容易地观看到由该光所形成的图像。
[0025]在上述一个方式中，优选，具备第2导光体，所述第2导光体使经由第2入射面而入射于内部的所述显示光束反复进行内面反射而向与所述第I方向大致垂直的第2方向侧行进，并且将所述显示光束的一部分光从作为与外部的界面的至少I个面且沿所述第2方向延伸的第2出射面的各个区域朝向所述第I入射面出射。
[0026]根据上述一个方式，如果第I导光体形成为沿上述第I方向以及上述第2方向较长、而将显示光束导向该第I导光体的第2导光体形成为沿第2方向较长，则能够使在第2导光体内向第2方向侧行进的显示光束从第2出射面的各个区域经由第I入射面入射到第I导光体内。由此，能够通过第2导光体使显示光束向第2方向分散地出射，并且能够通过第I导光体使该显示光束向第I方向分散地出射。因此，能够将能够观看由该显示光束所形成的图像的范围沿第I方向以及第2方向的各个方向扩大。
[0027]在上述一个方式中，优选，具备:使入射的光衍射而入射于所述第2导光体内的第2入射侧衍射光栅；和对从所述第2导光体入射的光进行衍射的第2出射侧衍射光栅。
[0028]此外，第2入射侧衍射光栅与上述第I入射侧衍射光栅同样地，既可以配置于与第2入射面相对的位置，也可以配置于与该第2入射面相反侧的第2导光体的面相对的位置(夹着第2导光体而与第2入射面相对的位置)。
[0029]在前一种情况下，第2入射侧衍射光栅可以包括透射型衍射光栅而构成，由该第2入射侧衍射光栅衍射后的显示光束经由第2入射面入射到第2导光体内并在该第2导光体内行进。即，第2入射侧衍射光栅成为对入射的光进行衍射而使之经由所述第2入射面入射到所述第2导光体内的透射型衍射光栅。
[0030]在后一种情况下，第2入射侧衍射光栅可以包括反射型衍射光栅而构成，从第2入射面入射到第2导光体内的显不光束，入射于第2入射侧衍射光栅而衍射、并在第2导光体内行进。即，第2入射侧衍射光栅成为对从第2导光体入射的光进行衍射而使之入射到第2导光体内的反射型衍射光栅。
[0031]另外，第2出射侧衍射光栅也与第I出射侧衍射光栅同样地，既可以配置于与第2出射面相对的位置，也可以配置于与该第2出射面相反侧的第2导光体的面相对的位置(夹着第2导光体而与第2出射面相对的位置)。
[0032]在前一种情况下，第2出射侧衍射光栅可以包括透射型衍射光栅而构成，从该第2出射面出射后的显示光束，由第2出射侧衍射光栅衍射而朝向第I导光体出射。即，第2出射侧衍射光栅成为对从第2出射面入射的光进行衍射而将其朝向第I导光体出射的透射型衍射光栅。
[0033]在后一种情况下，第2出射侧衍射光栅可以包括反射型衍射光栅而构成，一边在第2导光体内向上述第2方向行进一边入射于第2出射侧衍射光栅的显示光束，由该第2出射侧衍射光栅衍射而从第2出射面朝向第I导光体出射。即，第2出射侧衍射光栅成为对从第2导光体入射的光进行衍射而使衍射后的光向经由第2出射面出射到外部的方向行进的反射型衍射光栅。
[0034]根据上述一个方式，与上述第I入射侧衍射光栅以及第I出射侧衍射光栅同样地，通过显示光束入射于第2入射侧衍射光栅，能够相应于构成该显示光束的光的波长以及该光相对于第2入射侧衍射光栅的入射角，使构成该显不光束的光在第2导光体内行进时的光路不同。而且，在第2导光体内行进的光，通过在该第2导光体内行进的过程中或从第2出射面出射后经由第2出射侧衍射光栅，而按因每个波长而异的衍射角衍射，所以除能够使该光朝向第I导光体分散地出射外，还能够按每个波长对该光的出射角进行调整。
[0035]因此，能够使入射于第I导光体的显示光束可靠地向第2方向分散地出射。
[0036]在上述一个方式，优选，所述第2出射面和所述第I入射面配置在彼此相对的位置，所述第2入射侧衍射光栅和所述第2出射侧衍射光栅，分别被入射相同波长的光时的衍射角相同。
[0037]此外，在第2出射面和第I入射面配置于彼此相对的位置的情况中，也包括第2出射侧衍射光栅和/或第I入射侧衍射光栅介于这些第2出射面与第I入射面之间的情况。
[0038]根据上述一个方式，第2出射面和第I入射面配置在彼此相对的位置，所以能够使从该第2出射面出射的光容易地入射于第I入射面。
[0039]另外，入射于第2入射侧衍射光栅的光出射时的衍射角和入射于第2出射侧衍射光栅的光出射时的衍射角，按该光的波长而变得彼此相同。由此，与上述第I入射侧衍射光栅以及第I出射侧衍射光栅的关系同样地，能够使光相对于第2入射侧衍射光栅的入射角和光从第2出射侧衍射光栅出射的出射角成为同一角度。因此，能够容易地掌握从第2导光体入射于第I导光体的光的行进方向，能够使光可靠地从该第2导光体入射于第I导光体。
[0040]上述一个方式中，优选，具有:相应于所述第I出射面而配置、对出射到所述第I导光体的外部的光的行进方向进行调整的方向调整层。
[0041]此外，作为方向调整层，可以例示形成有多个棱镜的层。另外，作为方向调整层的位置，例如在上述第I出射侧衍射光栅配置在与第I出射面相对的位置的情况下，可举出该第I出射侧衍射光栅的光出射侧，另外例如在上述第I出射侧衍射光栅配置在与第I出射面相反侧的第I导光体的面相对的位置的情况下，可举出该第I出射面的光出射侧。
[0042]在此，光从第I出射侧衍射光栅出射的出射角，与该第I出射侧