光学元件及其制造方法、空中影像显示及空间输入装置制造方法及图纸

提供一种高精度且能够大型化的光学元件及其制造方法、空中影像显示及空间输入装置。本发明专利技术的光学元件的制造方法包括：形成由光学材料构成，并且作为最小构造而外形形状是正三角形或正六边形的光学元件单元的步骤(S100)；将多个光学元件单元二维地排列在基板上以成为模仿石墨烯或碳纳米管的分子构造的构造的步骤(S110)；以及将搭载有多个光学元件单元的基板加工为希望的面形状的步骤(S120)。基板加工为希望的面形状的步骤(S120)。基板加工为希望的面形状的步骤(S120)。

【技术实现步骤摘要】
光学元件及其制造方法、空中影像显示及空间输入装置


[0001]本专利技术涉及光学元件的制造方法，特别涉及在空中影像显示装置中使用的回复反射部件等的制造方法。

技术介绍

[0002]提出了使用回复反射部件等而使显示在显示器上的图像成像在空中的空中显示器。例如，专利文献1的显示装置为了能够从更大的角度观察形成在空中的像，使用两个回复反射部件，将其中一方的回复反射部件配置在光源的射出轴上。专利文献2的图像显示装置为了抑制图像的目视性的下降，减少光透过相位差部件(λ/4板)的次数，并且使得灰尘等难以进入到回复反射部件与相位差部件之间。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1：日本特开2017－107165号公报
[0006]专利文献2：日本特开2019－66833号公报

技术实现思路

[0007]专利技术要解决的课题
[0008]作为在显示中得到立体感的结构，有通过赋予透镜构造或棱镜构造而能够实现立体视觉的空中影像元件。在图1中表示使用回复反射部件的显示装置的概略截面。如该图所示，显示装置10包括将图像输出的显示器20、分束器30和回复反射部件40。从显示器20射出的光L1被分束器30反射，其反射光L2向回复反射部件40行进。回复反射部件40将光L3向与入射光相同的方向反射，其反射的光L3透过分束器30，使空中像50显示在观察者的眼睛的前方的空间中。
[0009]观察者能够观察的空中像50被限制在观察者能够看到回复反射部件40的范围。即，回复反射部件40必须存在于观察者的视场角内。此外，空中像50关于分束器30的面形成在与显示器20对称的位置处。假如在显示器20相对于分束器30以45度倾斜的情况下，观察者观察的空中像50成为从45度的斜方向观察的影像。
[0010]在这样的以往的显示装置中，有以下这样的课题。由于在回复反射中需要高精度的光学元件，所以使用通过玻璃的层叠或纳米压印的成型。如果为了成本降低而将光学元件树脂化，则难以将光学元件高精度地成型，此外，光学元件的尺寸越大，其成型越困难。因此，在现状下回复反射元件的尺寸最大为大约30cm左右。
[0011]另一方面，为了解决这样的问题，也有将回复反射元件或空中影像元件用有柔性的材料成型并生产为卷状的尝试，但相应于具有柔性，光学元件的形状也容易变形，所以影像品质下降等，在高品质的空中影像与光学元件的大型化间成为相互权衡的关系。
[0012]本专利技术为了解决这样的以往的课题，目的是提供一种制造高精度且能够大型化的光学元件的方法、空中影像显示装置及空间输入装置。
[0013]用来解决课题的手段
[0014]有关本专利技术的光学元件的制造方法，形成由光学材料构成的光学元件单元，该光学元件单元作为最小构造而外形形状是正三角形或正六边形；将多个光学元件单元二维地排列在基板上；将搭载有上述多个光学元件单元的基板加工为希望的面形状。
[0015]在一形态中，上述多个光学元件单元以模仿石墨烯或碳纳米管的分子构造的方式被排列在上述基板上。在一形态中，上述光学元件单元通过使用模具或铸模将玻璃材料或树脂材料成型而形成。在一形态中，上述希望的面形状是曲面。在一形态中，上述光学元件单元是回复反射元件。在一形态中，上述光学元件单元是微反射镜。在一形态中，上述光学元件单元是微透镜。
[0016]有关本专利技术的空中影像显示装置包括：回复反射部件，通过上述记载的制造方法制造；光源；以及分束器，将来自上述光源的光朝向上述回复反射部件反射，并且使由上述回复反射部件反射的光透过。
[0017]有关本专利技术的空间输入装置包括：上述记载的空中影像显示装置；以及检测部，检测物体向由上述空中影像显示装置显示的空中影像的接近。
[0018]专利技术效果
[0019]根据本专利技术，由于将作为最小构造而外形形状为正三角形或正六边形的光学元件单元排列来制造光学元件，所以能够提供高精度且能够大型化的光学元件。
附图说明
[0020]图1是表示以往的基于回复反射的显示装置的概略结构的剖视图。
[0021]图2是表示有关本专利技术的实施例的光学元件的制造方法的流程。
[0022]图3是表示通过本实施例的制造方法成型为正六边形的玻璃回复反射结构元件的图。
[0023]图4是例示石墨烯的分子模型的图。
[0024]图5的(A)是表示使多个光学元件单元排列在矩形的基板上的例子的俯视图，图5的(B)是表示使多个光学元件单元排列在圆形的基板上的例子的俯视图。
[0025]图6是表示将排列有多个光学元件单元的基板加工为曲面形状的例子的图。
[0026]图7是表示本专利技术的另一实施例的光学元件的制造方法的图。
[0027]图8是表示使用通过本专利技术的实施例制造的回复反射部件的空中影像显示装置的结构的图。
[0028]图9是表示使用通过本专利技术的实施例制造的回复反射部件的空间输入装置的结构的图。
[0029]标号说明
[0030]100：光学元件单元
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110、120：基板
[0031]200：空中影像显示装置210：分束器
[0032]220：回复反射部件230：观察者的眼睛
[0033]240：空中影像300：空间输入装置
具体实施方式
[0034]接着，对本专利技术的实施方式进行说明。本专利技术的光学元件的制造方法将作为光学元件的材料的玻璃或树脂通过压力加工或模铸而成型得较小，通过将它们在平面或曲面上排列而提供大型化的光学元件，解决高品质和大型化的权衡问题。由此，实现在维持高品质的原状下能够大量生产的可负担起的光学元件。通过本专利技术制造出的光学元件能够应用于显示空中影像的空中显示器等。此外，这样的空中显示器能够应用于空间输入装置，该空间输入装置能够进行利用显示在空中的影像的用户输入。
[0035]应注意的是，在以下的实施例的说明中参照的附图包含为了使专利技术的理解变得容易而夸大的显示，并非将实际的制品的形状及大小原样表示。
[0036][实施例][0037]图2是说明有关本专利技术的实施例的光学元件的制造方法的流程。有关本实施例的光学元件的制造方法包括：作为用来构成光学元件的最小构造而形成外形形状为正三角形或正六边形的光学元件单元的步骤(S100)；将多个光学元件单元二维地排列在基板上的步骤(S110)；将搭载有多个光学元件单元的基板加工为希望的面形状的步骤(S120)。
[0038]光学元件单元作为最小构造其平面形状被形成为正三角形或正六边形。在将多个光学元件单元排列而构成任意的大小及任意的面形状的情况下，要求光学元件单元的平面形状在几何学上是正三角形、四边形、正六边形。并且，为了通过光学元件单元形成曲面、球面或任意的面形状，与四边形相比，正三角形或正六边形更有利。
[0039]光学元件单元例如通过玻璃压力加工或玻璃模铸而形成。
[0040]具体而言，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光学元件的制造方法，其中，形成由光学材料构成的光学元件单元，该光学元件单元作为最小构造而外形形状是正三角形或正六边形；将多个光学元件单元二维地排列在基板上；将搭载有上述多个光学元件单元的基板加工为希望的面形状。2.如权利要求1所述的制造方法，其中，上述多个光学元件单元以模仿石墨烯或碳纳米管的分子构造的方式被排列在上述基板上。3.如权利要求1所述的制造方法，其中，上述光学元件单元通过使用模具或铸模将玻璃材料或树脂材料成型而形成。4.如权利要求1所述的制造方法，其中，上述希望的面形状是曲面。5.如权利要求4所述的制造方法，其中，上述光学元件单元是回复反射元件。6.如权利要求4所述的制造方法，其中，上述光...

【专利技术属性】
技术研发人员：安次岭勉成，汤座慎吾，大岛千广，深井泰州，引地和哉，
申请(专利权)人：阿尔卑斯阿尔派株式会社，
类型：发明
国别省市：