[发明专利]反射器阵列光学装置及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种使位于一个主面侧的被观察物的实像(实镜像)形成到另一主面侧的空间中的光学装置，以及一种用于制造该光学装置的方法。

背景技术

已经提出了一种允许被观察物的实像(实镜像)被形成在空中以便观察者能够查看图像的显示装置(见专利文献1)。

这样的显示装置包括用于允许被观察物的实像(实镜像)被形成在朝向观察者的空间中的实镜像形成光学系统，以及被形成的实像(实镜像)所针对的并且被布置在与朝该实镜像形成光学系统的观察者的空间相反的空间中的要被观察的物体。这样的实镜像形成光学系统允许被观察物的实像(实镜像)被形成在相对于该实镜像形成光学系统的对称表面的对称位置处。

专利文献1已经建议每个都由彼此正交的两个微小镜面(反射表面)组成的多个单元光学元件(每个都被称为二面角反射器)的平面组件作为实镜像形成光学系统或光学元件。专利文献1中所公开的是其中多个二面角反射器被布置于一个平面上的阵列中(即，在网格图案中对齐)的二面角反射器阵列光学元件。某些二面角反射器阵列光学元件采用了利用假定通孔在其上穿透元件平面的方向的光学通孔的内壁作为镜面的二面角反射器；或利用从由透明材料制成的基板的表面凸出的透明圆柱内壁作为镜面的二面角反射器(见专利文献2)。注意的是，因为透明圆柱体是棱柱体(诸如具有棱柱形状的一个)，其中光孔被圆柱地突出并且半透明材料被填充在其中，所以该透明圆柱体将在下文中被简单地称为突出部。

二面角反射器阵列光学元件被配置为使得多个对齐的二面角反射器中的每一个的每个镜面直立成一般地与元件平面垂直。因此，来自被朝向元件平面的一侧布置的被观察物的光束在通过元件平面时在二面角反射器上被反射两次，并且光束弯曲以通过元件平面以便被作为实像形成在朝向元件平面的相反侧并且被观察物不存在于其中的空间中。也就是说，二面角反射器阵列光学元件能够形成被观察物的实像，好像被观察物相对于二面角反射器阵列光学元件的元件平面(还被称为对称平面)存在于对称位置处。

引用列表

专利文献

专利文献1：国际公开第2007-116639号

专利文献2：日本专利申请特开第2011-191404号

发明内容

技术问题

专利文献1中所公开的二面角反射器阵列光学元件具有作为镜面的光学通孔的内壁并且通过电成型来制造。另一方面，专利文献2中所公开的二面角反射器阵列光学元件采用突出部的内壁作为镜面并且通过生产铸模以及通过利用铸模的树脂成型来制造。因为任一制造方法需要具有准确性的加工，所以非常难以制造具有大面积的二面角反射器阵列光学元件，并且因此能够被制造的板形光学元件的尺寸被限于至多10cm平方的尺寸。

在该背景下，本发明的目的是提供使用二面角反射器阵列光学元件的反射器阵列光学装置或大的实镜像形成光学系统及其制造方法。

问题的解决方案

根据本发明的使位于一个主面侧的被观察物的实像形成到另一主面侧的空间中的反射器阵列光学装置具有被并排地布置在相同平面上的多个二面角反射器阵列光学元件。所述多个二面角反射器阵列光学元件中的每一个都由基板和每个都具有至少两个正交侧面的多个二面角反射器组成，正交侧面与基板的主表面垂直并且彼此正交，以及并且所述多个二面角反射器与所述基板形成为一体使得所述正交侧面的内角的朝向彼此对齐。在该反射器阵列光学装置中，所述多个二面角反射器阵列光学元件的特征在于，基板的端面被接合在一起以便多个二面角反射器的正交侧面的交线与基板的法线平行。也就是说，本发明的反射器阵列光学装置是由被倾斜(填充在一个平面上)的多个二面角反射器阵列光学元件组成的大面积二面角反射器阵列光学元件组件。

本发明的反射器阵列光学装置可以被配置为，使得所述多个二面角反射器阵列光学元件中的彼此相邻的二面角反射器阵列光学元件被布置为使得所述多个二面角反射器的所述正交侧面的内角的朝向彼此对齐。

本发明的反射器阵列光学装置可以被配置为使得所述多个二面角反射器按照相同的间距排列成矩阵状，并且彼此相邻的多个二面角反射器阵列光学元件的那些被布置为使得多个二面角反射器的正交侧面被与彼此平行地对齐。

本发明的反射器阵列光学装置可以被配置为使得多个二面角反射器阵列光学元件中的每一个都由透明材料制成，并且多个二面角反射器中的每一个都是具有从基板凸出的棱柱形状的突出部。