>[0207]第4实施方式的效果
[0208]根据以上说明了的本实施方式涉及的虚像显示装置1D，能够得到与上述虚像显示装置IB同样的效果。
[0209]此外，上述虚像显示装置ID中，方向调整层45也可以省略。另一方面，也可以对各衍射光栅32D、33D、42D、43D设定上述衍射效率的上升特性。进一步，也可以使具有预定光学特性的层位于出射面31B、41B，使得将一边反复进行内面反射一边在导光体31、41内行进的光和由出射侧衍射光栅33D、43D衍射了的光区分开而出射。
[0210]实施方式的变形
[0211]本发明不限定于上述实施方式，能够实现本发明的目的的范围内的变形、改良等也包含于本发明中。
[0212]上述各实施方式中，虚像显示装置1、1A?ID构成为，具备:使从投射装置2出射的光向X方向分散而出射的入射侧导光装置3、3A、3C、3D ;和使从该入射侧导光装置3、3A、3C、3D入射的光向Y方向分散而出射的出射侧导光装置4、4A?4D。但是，本发明不限于此。即，虚像显示装置也可以包括以下构件而构成:投射装置2 ;和入射侧导光装置3、3A、3C、3D以及出射侧导光装置4、4A?4D中任一。
[0213]例如，如图4以及图5中所示，入射侧导光装置3使从投射装置2入射的显示光束向该入射侧导光装置3的长轴方向即X方向分散而出射。因此，如果观察者处于该入射侧导光装置3的光的出射侧且沿X方向分别设定的多个观察位置的各个位置，则作为虚像能够观看由从该投射装置2投射的显示光束所形成的图像。
[0214]此时，入射侧导光装置3也可以不配置成长轴方向沿X方向，例如也可以配置成沿Y方向。
[0215]另一方面，如图7中所示，通过入射侧导光装置3而向X方向分散了的光入射于出射侧导光装置4，使该光向Y方向分散而出射。因此，如果使上述显示光束入射于出射侧导光装置4的入射侧衍射光栅42，则位于出射侧导光装置4的光的出射侧且沿Y方向分别设定的多个观察位置的各个位置的观察者，作为虚像能够观看由从该投射装置2投射的显示光束所形成的图像。进一步，如果使同一图像或各不相同的图像彼此不重叠地相对于该入射侧衍射光栅42入射，则能够在X方向上被设定为各不相同的位置的观察位置，作为虚像而观看彼此相同的图像或不同的图像。
[0216]上述第I?第3实施方式中，入射侧衍射光栅32、42配置在与入射侧导光体31、出射侧导光体41的入射面31A、41A相对的位置，出射侧衍射光栅33、43配置在与出射面31B、41B相对的位置。而且，该衍射光栅32、33、42、43包括透射型衍射光栅而构成。另外，上述第4实施方式中，入射侧衍射光栅32D、42D配置在夹着导光体31、41与入射面31A、41A相对的位置，出射侧衍射光栅33D、43D配置在夹着导光体31、41与出射面31B、41B相对的位置。而且，该衍射光栅32D、33D、42D、43D包括反射型衍射光栅而构成。但是，本发明不限于此。即，在入射侧导光装置以及出射侧衍射光栅的各自中所采用的2个衍射光栅中，也可以使一方包括透射型衍射光栅而构成，另一方包括反射型衍射光栅而构成。另外，也可以设为入射侧导光装置以及出射侧导光装置中的一方的导光装置具有2个透射型衍射光栅、另一方具有2个反射型衍射光栅的构成。即，各导光装置中的衍射光栅的特性以及配置可以适宜地变更。
[0217]上述各实施方式中，入射侧衍射光栅32、32D以及出射侧衍射光栅33、33D设为:分别被入射同一波长的光时的衍射角相同，入射侧衍射光栅42、42D以及出射侧衍射光栅43、43D也是相同。但是，本发明不限于此。即，入射侧衍射光栅32、32D以及出射侧衍射光栅33、33D的各自的衍射角也可以不同，入射侧衍射光栅42、42D以及出射侧衍射光栅43、43D的各自的衍射角也可以不同。
[0218]上述各实施方式中，入射侧导光体31的出射面31B与出射侧导光体41的入射面41A配置在彼此相对的位置。但是，本发明不限于此。例如，也可以为:经由棱镜和/或其他导光部件将从出射面31B出射的光导向入射面41A的构成。
[0219]上述第I?第3实施方式中，将显示光束导向朝向观察者出射光的出射侧导光装置4的入射侧导光装置3具有:使显示光束入射于入射侧导光体31的入射面31A的入射侧衍射光栅32 ;和使从该入射侧导光体31的出射面31B入射的显不光束衍射的出射侧衍射光栅33。另外，上述第4实施方式中，将显示光束导向朝向观察者出射光的出射侧导光装置4D的入射侧导光装置3D具有:入射侧衍射光栅32D和出射侧衍射光栅33D，其中，该入射侧衍射光栅32D使经由入射面31A入射的显示光束衍射而反射，使之在入射侧导光体31内反复进行内面反射而向X方向行进，该出射侧衍射光栅33D对从入射侧导光体31入射的显示光束进行衍射，使之经由相对的出射面41B出射到外部。但是，本发明不限于此。例如，也可以取代入射侧导光装置3、3A、3C、3D，而采用下述构成:不设置衍射光栅32、33，而在内部形成有多个相对于光的行进方向倾斜地配置的半透射层(半透半反镜)、使得通过该多个半透射层分别分离出的光入射于上述出射侧导光装置4的入射侧衍射光栅42。另外，入射侧导光装置3中，也可以取代出射侧衍射光栅33而将部分反射层形成于入射侧导光体31。通过这样的构成，也可以一边使入射到了入射侧导光体31的显示光束进行内面反射一边使其向该导光体31的长轴方向(沿中心轴的方向)行进，而在该部分反射层使显示光束分散而出射。
[0220]上述第2实施方式中，在构成出射侧导光装置4B的出射侧衍射光栅43的光出射侧设置方向调整层45。但是，本发明并不限于此。即，方向调整层45也可以不设置。另一方面，也可以为在入射侧导光装置设置方向调整层45的构成。该情况下，在出射面31B的光出射侧(在该出射面31B的光出射侧配置有出射侧衍射光栅33的情况下，为该出射侧衍射光栅33的光出射侧)配置方向调整层45即可。
[0221]另外，虚像显示装置IA中，在入射侧导光装置3中的入射侧导光体31的出射面3IB与出射侧衍射光栅33之间以及在出射侧导光装置4中的出射侧导光体41的出射面4IB与出射侧衍射光栅43之间，配置了透射光量调整层34、44。另外，虚像显示装置ID中，在入射侧导光装置3D中的入射侧导光体31的第2面312与出射侧衍射光栅33D之间、以及在出射侧导光装置4D中的出射侧导光体41的第2面412与出射侧衍射光栅43D之间，配置了透射光量调整层34、44。但是，本发明并不限于此，这样的透射光量调整层34、44也可以不设置。
[0222]进一步，出射侧衍射光栅33、43具有下述特性:透射光量相对于入射光量的比例变高的衍射效率，随着朝向设置有该衍射光栅33、43的导光体中的光的行进方向而上升。但是，本发明并不限于此，也可以为也不具有这样的特性的构成。
[0223]上述各实施方式中，构成投射装置2的光源装置21出射包括被分类为红色、绿色以及蓝色并分别具有1nm以上的波长幅度的色光的光束。但是，本发明并不限于此。SP，该光束所包括的色光并不限定于红色、绿色以及蓝色的色光，也可以包括被分类为其他色光的光，只要是具有1nm以上的波长幅度的色光，则也可以是投射装置2投射单色的显示光束(由被分类为一个颜色的色光构成的显示光束)的构成。另外，只要能够由上述入射侧衍射光栅32、32D、42、42D分离且通过出射侧衍射光栅33、33D、43、43D分散地出射，则由光源装置21出射、进而入射于入射侧导光装置3、3D以及出射侧导光装置4、4D的光的波长幅度可以为1nm以下，也可以为单色的光。
[0224]上述各实施方式中，入射侧导光体31以及出射侧导光体41由玻璃以及树脂等透光性部件形成为大致四棱柱状以及矩形板状。即，各导光体31、41为实心体。但是，本发明并不限于此。即，入射侧导光体31以及出射侧导光体41的至少任一也可以是中空体。
[0225]上述各实施方式中，在出射侧导光体41的第I面411设定了出射光的出射面41B。但是，本发明并不限于此。即，在入射侧导光装置3、3A、3C、3D以及出射侧导光装置4、4A?4D中，出射光的面是哪一个面都可以。例如，既可以在第2面412设定出射面41B，进而也可以在第I面411以及第2面412的各个设定出射面41B等、在多个面设定出射面31B、41B。
[0226]上述第1、第2以及第4实施方式中，将入射侧导光体31的入射面3IA设定于第I面311，上述第3实施方式中，将该入射面31A设定于第3面313。另外，上述第1、第2以及第4实施方式中，将出射侧导光体41的入射面41A设定于第2面412，上述第3实施方式中，将该入射面41A设定于第4面414。但是，本发明并不限于此。例如，也可以将入射侧导光体31的入射面31A设定于第2面312，在第I面311的整个面设定出射面31B。另外，也可以如上述出射侧导光装置4C那样，在出射侧导光体41的第4面414设定入射面41A，将第I面411整体作为出射面41B。
[0227]S卩，各导光体31、41中的入射面31A、41A以及出射面31B、41B的位置可以适宜地设定。
[0228]上述各实施方式中，虚像显示装置1、1A?ID具备投射形成观察者所观看的图像的显示光束的投射装置2。但是，本发明并不限于此。即，也可以构成为另行装配投射装置2而作为屏幕发挥作用的虚像显示装置。
【主权项】
1.一种虚像显示装置，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的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； 第I入射侧衍射光栅，其使入射的光衍射而入射于所述第I导光体内；和 第I出射侧衍射光栅，其对从所述第I导光体入射的光进行衍射。2.根据权利要求1所述的虚像显示装置，其特征在于， 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。3.根据权利要求1或2所述的虚像显示装置，其特征在于， 具备第2导光体， 所述第2导光体，使经由第2入射面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的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。4.根据权利要求3所述的虚像显示装置，其特征在于， 具备: 第2入射侧衍射光栅，其使入射的光衍射而入射于所述第2导光体内；和 第2出射侧衍射光栅，其对从所述第2导光体入射的光进行衍射。5.根据权利要求4所述的虚像显示装置，其特征在于， 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。6.根据权利要求1到5中任一项所述的虚像显示装置，其特征在于， 具有方向调整层，该方向调整层相应于所述第I出射面而配置，对要出射到所述第I导光体的外部的光的行进方向进行调整。7.根据权利要求1到6中任一项所述的虚像显示装置，其特征在于， 所述第I出射侧衍射光栅，具有衍射效率随着朝向所述第I方向而上升的特性。8.根据权利要求1到6中任一项所述的虚像显示装置，其特征在于， 具备透射光量调整层， 所述透射光量调整层，配置在所述第I出射侧衍射光栅的光入射侧以及光出射侧的至少任一侧，具有入射的光的透射率随着朝向所述第I方向而上升的特性以及该光的反射效率随着朝向所述第I方向而降低的特性中的任一特性。9.根据权利要求1到8中任一项所述的虚像显示装置，其特征在于， 所述显示光束包括具有1nm以上的波长幅度的至少I种色光。
【专利摘要】本发明提供能够抑制图像的劣化的虚像显示装置。该虚像显示装置(1)具备：第1导光体(出射侧导光体41)，其使经由第1入射面(入射面41A)入射于内部的显示光束反复进行内面反射而向从第1入射面离开的第1方向侧行进，并且从作为与外部的界面的至少1个面且沿第1方向延伸的第1出射面(出射面41B)的各个区域将显示光束的一部分光出射到外部；使入射的光进行衍射而入射于第1导光体内的第1入射侧衍射光栅(入射侧衍射光栅42)；和对从第1导光体入射的光进行衍射的第1出射侧衍射光栅(出射侧衍射光栅43)。
【IPC分类】G02B27/01
【公开号】CN105572873
【申请号】CN201510701907
【发明人】真保晃, 横山修, 米洼政敏
【申请人】精工爱普生株式会社
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2015年10月26日
【公告号】US20160124223