CN110383833A - 图像显示装置 - Google Patents

Abstract

根据本技术的实施方式的图像显示装置设置有发射部、待照射目标和光学部。发射部沿着预定轴发射图像光。被照射目标至少设置在围绕预定轴的区域的一部分中。光学部参照预定轴与发射部相对设置，并且控制发射部发射的图像光相对于待照射目标的入射角。

Description

图像显示装置

技术领域

本技术涉及一种在屏幕等上显示图像的图像显示装置。

背景技术

传统上，已经开发了在具有各种形状的屏幕等上投影图像的技术。例如，通过在圆柱形屏幕的侧表面上投影图像，可以享受作为全方位显示的360度图像的整圆周(wholecircumference)图像。

专利文献1描述了一种用于在具有旋转体形状的整圆周屏幕上显示视频的整圆周视频形成装置。关于根据专利文献1的整圆周视频形成装置，旋转体反射镜以凸起表面朝下的方式设置在整圆周屏幕的顶板上。从位于整圆周屏幕下方的视频投影部发射的投影光被旋转体反射镜反射到整圆周屏幕的整个圆周上。这使得可以三维地显示视频。(参见专利文献1的段落[0025]、[0033]、[0040]、图1等)。

引用列表

专利文献

专利文献1：JP 2004-12477A

发明内容

技术问题

预计将这种在整圆周屏幕上显示图像的技术应用于广告和娱乐等广泛领域。因此，期望能够显示高质量图像的技术。

鉴于如上所述的情况，本技术的目的是提供一种能够在整圆周屏幕等上显示高质量图像的图像显示装置。

问题的解决方案

为了实现上述目的，根据本技术的实施方式的图像显示装置包括发射部、照射目标和光学部。发射部沿着预定轴发射图像光。照射目标设置在围绕预定轴的至少一部分处。光学部控制图像光在照射目标上的入射角，图像光已经从发射部发射，光学部以光学部基于预定轴来面对发射部的方式设置。

在使用该图像显示装置时，从发射部沿着预定轴发射的图像光入射在面对发射部的光学部上。光学部控制从发射部发射的图像光相对于照射目标的入射角。具有受控入射角的图像光照射到设置在围绕预定轴的至少一部分处的照射目标。这使得可以在整圆周屏幕上显示高质量图像。

光学部可以将图像光照射在目标上的入射角设定为基本上恒定。

因此，以基本上恒定的入射角的图像光对照射目标进行照射。作为结果，可以在整圆周屏幕上显示高质量图像。

光学部可以包括反射表面，反射表面将图像光反射到照射目标，图像光已经从发射部发射。

因此，可以经由反射表面容易地以图像光对照射目标进行照射。

沿着包括预定轴的平面截取的反射表面的截面形状可以被配置为包括从发射部观察时为凹陷的抛物线的形状，并且抛物线的轴可以与预定轴不同。

因此，例如，由抛物线的形状反射的图像光的光束变为基本上平行的光束，并且可以将照射目标上的入射角设定为基本上恒定。作为结果，可以在整圆周屏幕等上显示高质量图像。

关于反射表面，预定轴可以平行于在截面形状中包括的抛物线的轴。

因此，例如，通过偏移抛物线的顶点的位置，可以改变照射到照射目标的图像光的位置和入射角。因此，可以显示期望的图像。

关于反射表面，预定轴可以与在截面形状中包括的抛物线的轴在抛物线的顶点处以预定角度相交。

因此，例如，通过调整预定角度，可以改变照射到照射目标的图像光的位置和入射角。因此，可以显示期望的图像。

反射表面可以包括通过围绕预定轴旋转抛物线而获得的旋转表面。

因此，例如，可以在围绕预定轴旋转对称的整圆周屏幕等上全方位地显示图像。

关于反射表面，当从发射部观察时，在旋转表面与预定轴之间的交点可以是突出的。

因此，反射表面的顶点位于中心处，并且可以使反射表面的周边变薄。作为结果，例如，可以将图像显示到整圆周屏幕等的边缘。

关于反射表面，当从发射部观察时，在旋转表面与预定轴之间的交点可以是凹陷的。

因此，反射表面不包括诸如顶点的突起。作为结果，例如，反射表面的形状变得不那么凸出，并且可以自然地显示图像。

光学部可以包括一个或多个折射表面，折射表面折射从发射部发射的图像光并且向照射目标发射折射光。

因此，通过经由一个或多个折射表面折射图像光，可以容易地以图像光对照射目标进行照射。

图像显示装置还可以包括放大部，该放大部放大从发射部发射的图像光并且向光学部发射放大光，放大部设置在光学部与发射部之间。

因此，例如，可以通过放大入射在光学部上的图像光来缩短发射部与光学部之间的距离，并且可以减小装置的尺寸。

图像显示装置还可以包括棱镜部，该棱镜部改变从光学部发射的图像光的光路，棱镜部从发射部横跨光学部设置。

因此，可以改变入射在照射目标上的图像光的入射位置、入射角等。因此，可以容易地改变所显示图像的位置、尺寸等。

照射目标可以设置在围绕预定轴的圆周上。

因此，整圆周屏幕围绕预定轴，并且可以享受整圆周图像等。

照射目标可以被配置为具有使用预定轴作为其基本中心轴的圆柱形状。

这使得可以在圆柱形整圆周屏幕等上显示高质量图像。

照射目标可以是全息图屏幕。

例如，图像光以调整的入射角入射在全息图屏幕上。作为结果，可以显示足够高质量的图像。

照射目标可以是透射图像光的透射屏幕和反射图像光的反射屏幕中的任何一个。

因此，可以实现通过其可以看到背景的整圆周屏幕等，并且可以显示透视的整圆周图像等。

照射目标可以在预定发射方向上发射图像光，图像光已经以光学部控制的入射角入射。

因此，例如，可以在对应于使用环境等的发射方向上发射图像光，并且可以实现高可用性。

照射目标可以包括发射图像光的发射表面。在这种情况下，预定发射方向可以与发射表面的法线方向以预定交叉角相交。

因此，例如，可以高度精确地控制可以看到图像的方向等。作为结果，可以在整圆周屏幕等上显示高质量图像。

照射目标能够漫射和发射图像光。在这种情况下，预定交叉角可以是基于照射目标漫射的图像光的漫射角来设定的。

因此，例如，可以精确地控制要漫射的图像光的光路等。作为结果，可以在整圆周屏幕等上显示高质量图像。

本发明的有利效果

如上所述，根据本技术，可以在整圆周屏幕等上显示高质量图像。应注意，本文中描述的效果不必受限制，而可以是本公开内容中描述的任何效果。

附图说明

[图1]是示出根据本技术的第一实施方式的图像显示装置的配置例的概述图。

[图2]是示出透射全息图的配置例的示意图。

[图3]是示出图2中所示的透射全息图的衍射效率的曲线图。

[图4]是示出反射镜的特定配置例的示意图。

[图5]是示出图4中所示的反射镜的设计参数的表。

[图6]是示出在使用图5中所示的设计参数时的图像光的光路的示意图。

[图7]是示出反射镜的另一配置例的示意图。

[图8]是示出图7中所示的反射镜的设计参数的表。

[图9]是示出在使用图8中所示的设计参数时的图像光的光路的示意图。

[图10]是示出图像显示装置的另一配置例的概述图。

[图11]是示出图像显示装置的另一配置例的概述图。

[图12]是示出图像显示装置的另一配置例的概述图。

[图13]是示出图像显示装置的另一配置例的概述图。

[图14]是示出图像显示装置的另一配置例的概述图。

[图15]是示出根据第二实施方式的图像显示装置的配置例的概述图。

[图16]是用于描述折射表面的配置例的示意图。

[图17]是用于描述折射部的特定配置例的示意图。

[图18]是用于描述从光源到折射部的图像光的光路的另一实施例的示意图。

[图19]是用于描述从折射部发射的图像光的光路的其他配置例的示意图。

[图20]是示出使用棱镜的图像偏移的另一配置例的示意图。

[图21]是示出图像显示装置的另一配置例的示意图。

[图22]是示出根据另一实施方式的图像显示装置的配置例的概述图。

[图23]是示出根据另一实施方式的图像显示装置的配置例的概述图。

[图24]是用于描述透射全息图的特性的示意图。

[图25]是示出图像显示装置的形状的实施例的示意图。

[图26]是示出根据比较例的图像显示装置的配置例的示意图。

[图27]是示出全息图屏幕的衍射特性的实施例的曲线图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图描述本技术的实施方式。

<第一实施方式>

[图像显示装置的配置]

图1是示出根据本技术的第一实施方式的图像显示装置的配置例的概述图。图1的A是图像显示装置100的外观的透视图。图1的B是示意性地示出图像显示装置100的配置的截面视图。

在此实施方式中，将假设水平方向是设置图像显示装置100的表面(XZ平面)的方向，并且竖直方向是垂直于水平方向的方向(Y方向)来给出描述。应注意，无论图像显示装置100设置的方向如何，本技术都是适用的。

图像显示装置100包括基座10、发射部20、屏幕30和反射镜40。

基座10具有圆柱形状，并且基座10设置在图像显示装置100的底部处。基座10通过任何保持机构(未示出)来保持发射部20、屏幕30和反射镜40。另外，在基座10上，以适当方式设置操作图像显示装置100所需的元件等，诸如，例如电池的电力供应源、扬声器或其他元件(未示出)。基座10的形状等不受限制。例如，基座10具有诸如矩形立方体形状的任何形状。

发射部20以发射部20面向上的方式设置在圆柱形基座10的大致中心处。发射部20沿着在竖直方向(Y方向)上延伸的光轴1发射图像光21。图像光21构成图像。根据实施方式，光轴1对应于预定轴。

图1的B示出了沿着包括光轴1的任何表面方向截取的图像显示装置100的截面。发射部20沿着光轴1径向发射图像光21。因此，如在图1的B中所示，发射部20在包括光轴1的任何平面上以预定视角发射图像光21。图1的B示意性地示出了具有小发射角并且靠近光轴1的内光路22a，以及具有大发射角并且远离光轴1的外光路22b。这里，发射角是指光轴1与对应于图像光21的每个像素的光的光路之间的角度。

作为发射部20，例如使用激光扫描彩色投影仪等。激光扫描彩色投影仪扫描对应于包括R、G和B的各种颜色的激光束，并且显示各个像素。发射部20的具体配置不受限制。例如，可以根据图像显示装置100的尺寸、用途等以适当方式使用小型移动投影仪(微型投影仪)、使用单色激光的投影仪等。可替代地，也可以使用能够投影图像光的任何投影仪。

例如，作为发射部20，可以以适当方式使用投影装置(投影仪)。投影装置(投影仪)包括发光元件和光调制元件。发光元件使用激光二极管(LD)、发光二极管(LED)等。光调制元件使用微机电系统(MEMS)、数字微镜装置(DMD)、反射液晶、透射液晶等。换句话说，可以使用包括诸如LD+MEMS、LD+DMD、LD+反射液晶、LD+透射液晶、LED+MEMS、LED+DMD、LED+反射液晶或LED+透射液晶等结构元件的投影装置等。当然，即使在使用包括其他结构元件的投影装置的情况下，本技术也是适用的。

屏幕30具有圆柱形状。屏幕30设置在围绕光轴1的圆周上。在本实施方式中，屏幕30以(圆柱形)使屏幕30的中心轴与发射部20的光轴1基本相同的方式设置。在图1的A中所示的实施例中，屏幕30的直径类似于基座10的直径。应注意，屏幕30不限于此。可以以适当方式设定屏幕30的直径、高度等。在此实施方式中，屏幕30对应于照射目标。

屏幕30是设置在围绕光轴1的圆周上的透射全息图。例如，在透射全息图上，记录通过漫射器面板产生的漫射光的干涉图案。透射全息图具有漫射入射图像光21的漫射功能。应注意，透射全息图不限于此。例如，光漫射层等可以堆叠在不具有漫射功能的透射全息图的外侧(与光轴1相反的一侧)上。光漫射层等漫射图像光。在此实施方式中，屏幕30用作全息图屏幕。

图像光21从透射全息图的内侧向外侧发射，同时通过透射全息图在各个方向上漫射(散射)。图1的B中的实施例示意性地示出了入射在透射全息图(屏幕30)上的图像光21，图像光被漫射(散射)并且向外侧发射。

屏幕30的具体配置不限于此。例如，可以通过使用诸如微粒、微透镜等的散射体来以适当方式使用漫射光的屏幕等。可替代地，也可以使用能够漫射图像光21的任何膜等作为透射屏幕。

图2是示出透射全息图31的配置例的示意图。图3是示出图2中所示的透射全息图31的衍射效率的曲线图。图2示意性地示出了入射在透射全息图31上的再现照明光2和从透射全息图31发射的再现光3。应注意，在图2中，基于在再现照明光2垂直入射在透射全息图31上的情况下获得的入射角(θ＝零度)，从左上侧发射的再现照明光2的入射角为+θ，并且从左下侧发射的再现照明光2的入射角为-θ。

透射全息图31包括第一表面32和第二表面33，再现照明光2入射在第一表面上，第二表面发射再现光3。第一表面32对应于屏幕30的内表面，并且第二表面33对应于图1的B中的屏幕30的外表面。例如，透射全息图31包含在预定波长等上反应的光敏材料。透射全息图31的材料等不受限制。例如，可以使用任何光敏材料等。可替代地，也可以使用用作透射全息图31的任何全息光学元件(HOE)。

例如，作为全息图，可以使用诸如光聚合物(光敏材料等)或UV可固化树脂的材料。通过以适当方式在这种材料上记录干涉图案，可以配置具有所期望的光学功能的全息图。另外，为了记录干涉图案，使用体积全息图、浮雕全息图等。例如，体积全息图通过使用材料中的折射率的变化来形成干涉图案，而浮雕全息图通过使用材料的凹凸表面形成干涉图案。例如，曝光光敏材料并记录干涉图案的方法是配置体积透射全息图31的方法的实施例。

另外，例如，图1中所示的屏幕30(全息图屏幕)是由全息膜配置而成的。全息膜是薄膜状材料。例如，全息膜包括应用光聚合物的基膜。例如，通过将全息膜附接到具有高平坦度的基板(诸如玻璃)来经由干涉图案曝光全息膜。通过从基板上去除记录有干涉图案的全息图，并将全息膜附接到具有圆柱形状的透明基底材料(透明圆柱形基底材料)上来获得圆柱形屏幕30。应注意，在图1和图2中省略了透明圆柱形基底材料的图示。

例如，全息膜(透射全息图31)附接到圆柱形基底材料的内侧或外侧。换句话说，全息膜设置在再现照明光2的入射侧，并且透明圆柱形基底材料设置在再现光3的发射侧。可替代地，透明圆柱形基底材料设置在再现照明光2的入射侧，并且全息图像膜设置在再现光3的发射侧。因此，使用透射全息图31可以容易地获得圆柱形屏幕30。

可替代地，例如，也可以将光聚合物等直接施加到透明圆柱形基底材料上。在这种情况下，含有光聚合物的全息图层形成在透明圆柱形基底材料的内侧或外侧上。换句话说，全息图层形成在再现照明光2的入射侧上，并且透明圆柱形基底材料设置在再现光3的发射侧上。可替代地，透明圆柱形基底材料设置在再现照明光2的入射侧上，并且全息图层形成在再现光3的发射侧上。可以采用上述配置。

例如，可以在将光聚合物施加到透明圆柱形基底材料的状态下经由干涉图案曝光光聚合物。因此，不需要基膜，且可以减少部件的数量。另外，不需要附接过程，且可以简化制造过程。因此，可以减少制造屏幕30的成本等。另外，全息图的类型、形成屏幕30的方法等不受限制。接下来，将给出使用体积透射全息图31作为实施例的描述。当然，即使在使用其他类型的全息图等的情况下，本技术也是适用的。

图2中所示的透射全息图31曝光于具有大约530nm的曝光波长的参考光和物体光。物体光从入射角θ约为零度的方向入射在第一表面32上。参考光在入射角θ约为40度的方向上入射在第一表面32上。以这种方式，通过使用物体光和参考光来将干涉图案记录在光敏材料上，并且生成透射全息图。

图3示出了衍射效率与再现照明光的入射角之间的关系。曲线图的横轴表示再现照明光的入射角θ。另外，曲线图的纵轴表示各个入射角θ处的衍射效率(％)。例如，基于再现光3的光强度与再现照明光2的光强度之间的比率(再现光强度/再现照明光强度)来计算衍射效率。应注意，在图3中所示的曲线图中，实线表示在使用蓝光2B(波长455nm)作为再现照明光2的情况下获得的衍射效率，虚线表示在使用绿光2G(波长530nm)作为再现照明光2的情况下获得的衍射效率，并且点划线表示在使用红光2R(波长630nm)作为再现照明光2的情况下获得的衍射效率。

例如，在使用绿光2G作为再现照明光2的情况下，在40度的入射角处获得最大衍射效率。绿光2G具有与用于曝光透射全息图31的波长类似的波长。换句话说，关于透射全息图31，在绿光2G(再现照明光2)以40度的入射角入射在第一表面32上的情况下，从第二表面33垂直发射的绿光2G(再现光3)具有最大强度(亮度)。

另外，在以与用于曝光的入射角类似的角度时，在红光2R入射的情况下衍射效率达到峰值(θ＝大约45度)，并且在蓝光2B入射的情况下衍射效率达到峰值(θ＝大约37度)。因此，例如，通过以接近40度的入射角θ发射再现照明光2，可以增加各个颜色光束的亮度。

如上所述，再现照明光2(图像光)根据在曝光透射全息图31时发射的参考光的入射角θ以恒定的入射角θ入射。因此，可以通过透射全息图31显示发光图像等。应注意，在曝光透射全息图31时使用的参考光和物体光的入射角等不限于上述实施例。可以根据图像显示装置100的使用目的、透射全息图的特性等来以适当方式设定入射角等。

另一方面，在入射角θ为负值的情况下，蓝光2B、绿光2G和红光2R的衍射效率较低。换句话说，无论波长如何，透射全息图31对于以负值的入射角θ的再现照明光2(从图2中的左下侧入射的再现照明光2)而言是透明的。

关于透射全息图31，可以认为干涉图案是依赖于入射角的镜子。换句话说，无论其入射方向如何，干涉图案对于未被干涉图案衍射的光而言是透明的。因此，透射全息图31对于从与图2中的左下侧入射的再现照明光2的方向相反的右上侧入射在第二表面33上的外侧光而言也是透明的。

例如，在诸如荧光灯的内部光设置在右上侧的情况下，认为照明光4入射在透射全息图31的第二表面33上，如图2中所示。例如，在相对于再现照明光2的入射角θ在大约-80度至-20度之间的范围内从右上侧倾斜地发射照明光4的情况下，在照明光4中包括的颜色光束R、G和B几乎不受由于干涉图案引起的衍射的影响。因此，透射全息图31对照明光4基本上是透明的。

反射镜40包括反射表面41，该反射表面反射从发射部20发射的图像光21。反射镜40以反射表面41基于光轴1而面对发射部20的方式设置。

在此实施方式中，反射表面41具有围绕光轴1的旋转对称形状。具体地，反射表面41包括通过围绕光轴1旋转曲线而获得的旋转表面5。该曲线是通过切出抛物线的一部分而获得的。旋转表面5以抛物线的凹侧(抛物线的焦点侧)用作光反射侧(反射表面41)并且抛物线的轴与光轴1不同的方式来配置。

如图1的B中所示，根据实施方式的反射表面41具有其顶点位于光轴1上的形状。换句话说，关于反射表面41，当从发射部20观察时，在旋转表面5与光轴1之间的交点是突出的。另外，参考反射镜40的截面形状，设置了左曲线和右曲线，光轴1置于其间，并且每条曲线具有从发射部20观察时为凹陷的抛物线形状。

反射镜40的具体配置等不受限制。例如，可以使用包括诸如丙烯酸树脂的树脂、玻璃、金属等任何材料作为构成反射镜40的材料。例如，通过在这种材料的表面上进行镜面精加工并获得大约小于0.1μm的表面粗糙度Ra来获得反射镜40。可替代地，例如，根据加工精度、生产率等，可以将任何材料用于反射镜40。

可替代地，例如，还可以将高反射涂层等施加到反射镜40的反射表面41。对于高反射涂层，使用薄铝膜、薄银膜等。因此，可以高效地反射入射在反射表面41上的图像光21。可替代地，也可以将保护涂层等以适当方式施加到反射表面41的表面。保护涂层用于通过使用诸如SiO2膜、聚合膜等薄膜来保护反射表面41。另外，高反射涂层和保护涂层的材料等不受限制。

从发射部20向上径向发射的图像光21被反射镜40的反射表面41以使图像光21径向向屏幕30的整圆周行进的方式反射。如上所述，反射表面41包括具有抛物线形状的旋转表面5。因此，如图1的B中所示，由旋转表面5反射的图像光21以基本上恒定的入射角θ入射在屏幕30上。

这里，入射角θ是在图像光21的光束在屏幕30上的入射点处，图像光21的光束的入射方向的角度(诸如各个光路22a和22b的方向)相对于法线方向(图1的B中所示的箭头6)的角。参考包括光轴1的截面，图像光21被反射表面41的左侧和右侧(光轴1置于其间)反射，并且反射的图像光21作为基本上平行的光束被发射至屏幕30。

根据实施方式的反射镜40用作控制从发射部20发射的图像光21相对于屏幕30的入射角的光学部。具体地，反射镜40以入射角基本上恒定的方式控制入射在屏幕30上的图像光21的入射角。

应注意，在本公开内容中，基本上恒定的入射角θ包括落入能够以适当方式显示图像的角度范围(容许角度范围)内的入射角θ。例如，容许角度范围是根据全息图屏幕(屏幕30)的衍射特性来设定的。

图27是示出全息图屏幕的衍射特性的实施例的曲线图。图27示出了显示各个颜色光束R、G和B的衍射效率的示意曲线图。关于全息图屏幕，各个颜色光束的衍射效率的峰值位置彼此不同。峰值角度以波长的升序变大。以波长的升序排列的光束是蓝光2B(实线)、绿光2G(虚线)和红光2R(点划线)。应注意，在各个颜色光束的曲线图彼此重叠的范围内，R、G和B这三个颜色光束以其衍射效率独立地衍射。

例如，容许角度范围7被设定为全息图屏幕上的R、G和B的所有颜色光束的衍射效率是预定值或更大。例如，图27中的箭头表示衍射效率超过50％的容许角度范围7(θ1≤θ≤θ2)。这里，在各个颜色光束的图形彼此重叠的范围内，θ1表示红光2R的衍射效率为50％的角度，并且θ2表示蓝光2B的衍射效率为50％的角度。如图27中所示，在θ1≤θ≤θ2的范围内，R、G和B的所有颜色光束的衍射效率为50％或更大。

另外，可以将容许角度范围7表示为θ0±d，其中θ2-θ1＝2d，并且θ0是θ1与θ2之间的中间值。例如，在具有图4中所示的衍射效率的全息图屏幕(透射全息图31)的情况下，容许角度范围7(其中R、G和B的所有颜色光束的衍射效率为50％或更大)为47°±4°。因此，入射在全息图屏幕上的50％或更多的图像光21在容许角度范围7的范围内进行衍射。因此，可以以适当方式显示图像。在这种情况下，基本上恒定的入射角θ包括47°±4°的入射角θ，并且基本上平行的光束包括以47°±4°的入射角θ入射的光。

应注意，可以根据图像显示装置100的使用目的等来以适当方式设计全息图屏幕的衍射特性。例如，可以设计具有各种调整参数的全息图，诸如，各个颜色光束R、G和B的衍射效率的峰值位置，以及各个颜色光束的衍射效率的角度分布的宽度等。可以根据这样的设计以展示期望的显示特性等的方式来以适当方式设定容许角度范围7。

设定容许角度范围7等的方法不受限制。在以上描述中，使用50％的衍射效率作为参考。然而，例如，还可以基于40％、30％等的衍射效率来设定容许角度范围7。另外，例如，基于中间值θ0，可以以适当方式设定中间值θ0±5％的角度范围或中间值θ0±10％的角度范围作为容许角度范围7。另外，如参考图3等所述，可以基于在全息图曝光时入射的参考光的入射角θ(而不是中间值θ0)来设定容许角度范围7。

如上所述，反射镜40以入射角θ落入取决于屏幕30的衍射特性的容许角度范围7内的方式来控制图像光21的入射角θ。换句话说，以如下方式控制：使入射在屏幕30上的图像光21的入射角θ以该入射角θ落入能够确保例如50％的输出(衍射效率)的范围内。可替代地，在另一方面，可以说根据屏幕30的衍射特性来确定入射角θ的控制精度(基本上平行的光束的平行水平等)。

图4是示出反射镜40的特定配置例的示意图。图4示意性地示出了沿着包括光轴1的任何表面方向截取的反射镜40(反射表面41)和屏幕30的截面形状。另外，在图4中，虚线示意性地表示构成在反射表面41的截面形状中包括的曲线42的抛物线43。例如，可以基于抛物线43的方向、位置、形状等(例如，诸如抛物线的曲率或焦距)以适当方式设定反射表面41的形状等。

例如，可以通过使用抛物线的轴44(抛物线的对称轴)的方向来表示抛物线43的方向。关于图4所示的反射镜40，以使光轴1平行于抛物线的轴44的方式来配置反射表面41。因此，构成反射表面41的截面的抛物线43具有与Y轴方向平行的对称轴，并且抛物线43向上凸起。因此，抛物线43的方向(顶点45的方向)是向上的方向。

例如，可以通过使用抛物线的顶点45的位置来表示抛物线43的位置。在图4中，抛物线的顶点45设置在包括圆柱形屏幕30的上端的平面(在下文中称为参考平面34)上从光轴1的位置偏移的位置处。换句话说，抛物线43的顶点45设置在连接屏幕30的截面形状的左上端和右上端的线上。本公开内容不限于此。可以以适当方式设定抛物线的顶点45的位置。

基于焦距f等来确定抛物线43的形状。通常，随着焦距f增加，抛物线43的曲率变大，并且随着焦距f减小，抛物线43的曲率变小。在图4中，图像光21的光源23(发射部20)与屏幕30的上端(参考平面34)之间的距离与抛物线43的焦距f相同。本公开内容不限于此。可以以适当方式设定抛物线43的形状(焦距f)等。

应注意，例如，假设点光源将从发射部20发射的图像光21进行发射，则光源23的位置对应于点光源的位置。因此，例如，可以将从发射部20径向发射的光束(图像光21)视为其发射起点是光源23的光束。例如，可以根据发射部20的配置等以适当方式设定光源23的位置、抛物线43的形状等。

例如，通过围绕光轴1旋转曲线42来获得反射表面41。曲线42连接点P1和点P2。在点P1处，抛物线43与光轴1相交。在点P2处，抛物线43与屏幕30相交。应注意，反射表面41的直径等不受限制。例如，抛物线43的曲线42的长度等能够以使例如反射表面41的直径小于圆柱形屏幕的半径r的方式来以适当方式设定。

如图4中所示，从光源23沿内光路22a发射的图像光21a被反射表面41反射并以入射角θ1入射到屏幕30上。另外，沿着外光路22b发射的图像光21b被反射表面41反射并以入射角θ2入射到屏幕30上。如上所述，已经沿着内光路22a和外光路22b发射的图像光21a和图像光21b的相应入射角是基本上恒定的(θ1≈θ2)。换句话说，图像光21a在包括光轴1的截面上平行于图像光21b。

以类似的方式，穿过内光路22a与外光路22b之间的其他光路的图像光束21被反射表面40反射，并且以基本上恒定的入射角入射在屏幕30上。屏幕30和反射镜40相对于光轴1具有旋转对称的形状。因此，例如，沿着包括光轴1的另一个截面发射的图像光21也以与图4中所示的图像光类似的方式，以基本上恒定的入射角入射在屏幕30上。作为结果，入射在屏幕30上的图像光的入射角基本上恒定，与屏幕30的上下位置或方位无关。

以基本上恒定的入射角入射在屏幕30上的图像光21穿过透射全息图，并且图像光21被漫射并向屏幕30的外侧发射。这使得可以在屏幕30的外侧显示诸如整圆周图像的图像。

在图4中，粗线表示在屏幕30的截面上的图像的显示范围35。例如，认为通过使用穿过内光路22a的图像光21a、穿过外光路22b的图像光22b和穿过介于光路22a与22b之间的其他光路的图像光21来显示图像。在这种情况下，如图4中所示，穿过内光路22a的图像光21a显示图像的下端，而穿过外光路22b的图像光21b显示图像的上端。换句话说，在图像光21a的入射点与图像光21b的入射点之间的长度被认为是图像尺寸(图像在竖直方向上的宽度)。

例如，图像尺寸是基于内光路22a与外光路22b之间的角度以及图像光21的入射角来确定的。另外，例如，图像的显示位置是基于屏幕30的半径r来确定的。在图4中，箭头示意性地表示图像的图像尺寸和中心位置。

图5是示出图4中所示的反射镜40的设计参数的表。图6是示出在使用图5中所示的设计参数时的图像光的光路的示意图。图5示出了反射镜的设计参数A1至A3。图6的A至图6的C是示出在使用设计参数A1至A3时图像光的光路和反射表面41(抛物线43)的示意图。为了便于解释，图6的A至图6的C示出了在屏幕30的右半部分上的图像光的光路。

根据设计参数A1、A2和A3，抛物线43的顶点45的位置以图像光的入射角分别为大约70度、大约60度和大约50度的方式来确定。应注意，关于设计参数A1至A3，屏幕30的半径r为50mm，屏幕30的高度h为150mm，并且抛物线43的焦距f为170mm。应注意，光源23的位置和图像光的发射角(视角)是恒定的。

图5示出了基于光轴1与参考表面34之间的交点(原点O)的抛物线43的顶点45的位置。换句话说，顶点45被认为是在左右方向(X方向)和竖直方向(Y方向)上从原点O起的顶点的偏移量。

在设计参数A1的情况下，抛物线43的顶点O在X方向上的偏移量ΔX为60mm，并且在Y方向上的偏移量ΔY为0.15mm。在使用上述抛物线43时，图像光的入射角被设定为大约70度。如图6的A中所示，在将入射角设定为大约70度时，可以将图像显示到靠近屏幕30的下端的位置。在使用设计参数A1时，图像的高度(在竖直方向上的尺寸)为130.7mm，并且图像的显示位置为-74.3mm。

在设计参数A2的情况下，顶点45在X方向上的偏移量ΔX为90mm，并且在Y方向上的偏移量ΔY为2.35mm。如图6的B中所示，与使用设计参数A1的情况相比，可以在将入射角设定为大约60度时显示更小的图像。在使用设计参数A2时，图像的高度(在竖直方向上的尺寸)为89.3mm，并且图像的显示位置为-48.4mm。

在设计参数A2的情况下，顶点45在X方向上的偏移量ΔX为122mm，并且在Y方向上的偏移量ΔY为7.21mm。如图6的C中所示，例如，在将入射角设定为大约50度时，可以仅在屏幕30的上侧上显示图像。在使用设计参数A3时，图像的高度(在竖直方向上的尺寸)为68.8mm，并且图像的显示位置为-37.6mm。

如上所述，可以通过偏移抛物线43(其对称轴平行于光轴1)的顶点45而容易地控制入射角的值。诸如各个顶点45的偏移量的设计参数不受限制。例如，可以根据期望的图像尺寸、期望的图像位置等以适当方式设置顶点45的偏移量等。

图7是示出反射镜40的另一配置例的示意图。图7示意性地示出了沿着包括光轴1的任何表面方向截取的反射镜50(反射表面51)和屏幕30的截面形状。另外，在图7中，虚线示意性地表示构成包括在反射表面51的截面形状中的曲线52的抛物线53。关于图7中所示的反射镜50，抛物线53的轴54的方向和抛物线53的顶点55的位置与图4中所示的反射镜40不同。

作为构成曲线52的抛物线53，反射镜50的反射表面51使用旋转的抛物线53，同时将截面的法线方向用作旋转轴方向。具体地，在抛物线的轴54与光轴1相同的状态下具有面向上方的顶点55的抛物线53以旋转角Φ来围绕顶点55旋转。因此，光轴1以旋转角Φ与抛物线53的轴54相交。在此实施方式中，旋转角Φ对应于预定角度。

抛物线53的顶点55在竖直方向上的位置(Y坐标)是根据屏幕30的参考平面34来设定的。在图7中所示的实施例中，以曲线52与屏幕30的右上端相交的方式来设定抛物线53的顶点55的位置。曲线52位于抛物线53的右侧，该抛物线从抛物线53的左侧横跨顶点55定位。应注意，顶点55设置在光轴1上。因此，左右方向上的位置(X坐标)不会改变。

通过围绕光轴1旋转曲线52来获得反射表面41(旋转表面)。曲线52将顶点55和抛物线53连接到点P3，抛物线53在该点处与屏幕30(屏幕30的右上端36)相交。曲线52的长度等不受限制。

如图7中所示，图像光21a和图像光21b沿着内光路22a和外光路22b从光源23发射，并且入射在反射镜50的反射表面51上。入射在反射表面51上的图像光的各个光束以图像光的各个光束在截面中基本上彼此平行的方式反射到屏幕30。因此，图像光21a和图像光21b的入射角θ1和入射角θ2相对于屏幕30基本上恒定(θ1≈θ2)。以类似的方式，穿过内光路22a与外光路22b之间的其他光路的图像光束21被反射镜50反射，并且以基本上恒定的入射角入射在屏幕30上。这使得可以在屏幕30的外侧显示整圆周图像。

如上所述，即使在构成反射表面51的抛物线53的轴相对于光轴1旋转(倾斜)的情况下，也可以以图像光21的入射角相对于屏幕30基本上恒定的方式来反射图像光21。

图8是示出图7中所示的反射镜50的设计参数的表。图9是示出在使用图8中所示的设计参数时的图像光的光路的示意图。图8示出了反射镜的设计参数B1至B3。图9的A至图9的C是示出在使用设计参数B1至B3时图像光的光路和反射表面51(抛物线53)的示意图。

根据设计参数B1、B2和B3，抛物线53的旋转角Φ和顶点55在光轴1上的位置(在Y方向上的偏移量ΔY)，以图像光的入射角分别为大约70度、大约60度和大约50度的方式来进行设定。应注意，图8示出了基于原点O(光轴1与参考平面34之间的交点)的顶点55的Y坐标。

另外，关于设计参数B1至B3，屏幕30的半径r为50mm，屏幕30的高度h为150mm，并且抛物线53的焦距f为170mm。应注意，光源23的位置和图像光的发射角(视角)是恒定的。

在设计参数B1的情况下，抛物线53的旋转角Φ为10度，并且顶点55在Y方向上的偏移量ΔY为-5.08mm。在使用上述抛物线53时，图像光的入射角被设定为大约70度。在使用设计参数B1时，图像的高度为130.7mm，并且图像的显示位置为-71.0mm。

在设计参数B2的情况下，抛物线53的旋转角Φ为15度，并且顶点55在Y方向上的偏移量ΔY为-9.59mm。在使用上述抛物线53时，图像光的入射角被设定为大约60度。在使用设计参数B2时，图像的高度为88.3mm，并且图像的显示位置为-47.9mm。

在设计参数B3的情况下，抛物线53的旋转角Φ为20度，并且顶点55在Y方向上的偏移量ΔY为-14.29mm。在使用上述抛物线53时，图像光的入射角被设定为大约50度。在使用设计参数B1时，图像的高度为67.8mm，并且图像的显示位置为-36.7mm。

如上所述，通过改变抛物线53相对于光轴1的倾斜角(旋转角Φ)，可以容易地控制图像光21的入射角的值。应注意，抛物线53的旋转角Φ、在Y方向上的偏移量ΔY等不受限制。它们可以根据期望的图像尺寸、图像位置等来以适当方式设定。

另外，本公开内容不限于抛物线53的顶点55设置在光轴1上的情况。顶点55可以在左右方向(X方向)上偏移。换句话说，轴可以以抛物线53的轴54偏移并且抛物线53的轴54旋转的方式来偏移和旋转。即使在这种情况下，也可以获得反射表面51，该反射表面以入射角基本上恒定的方式控制入射在屏幕30上的图像光21的入射角。当轴偏移和旋转时，例如，可以根据屏幕30的形状等来设计具有期望功能的反射镜50。

参考图像显示装置100的配置，图像光21以宽角度照射到屏幕30，因为入射角被加宽，如图6、图9等中所示。作为结果，可以加宽图像光21的照射范围。作为结果，例如，可以在从屏幕30的顶端到底端的整个范围上显示图像，并且可以充分发挥整圆周屏幕的特性。

图10是示出图像显示装置的另一配置例的概述图。图10的A是图像显示装置200的外观的透视图。图10的B是示意性地示出图像显示装置200的配置的截面视图。图像显示装置200包括基座210、发射部220、屏幕230和反射镜240。在图像显示装置200中，反射镜240设置在装置的下侧。

基座210具有圆柱形状，并且基座10设置在图像显示装置200的下侧。发射部220以发射部220面向下的方式设置在圆柱形基座210的大致中心上方。例如，发射部220由夹具(未示出)等保持在与基座210分开的位置处。夹具连接到图像显示装置200的上侧(顶板250)。屏幕230具有圆柱形状，并且屏幕30基于发射部220的光轴1来设置在基座210上方。反射镜240基于光轴1以反射表面241面对发射部220的方式设置在基座210中。

反射表面241包括通过围绕光轴1旋转曲线而获得的旋转表面。该曲线是通过切出抛物线的一部分而获得的。例如，在图10的B中，通过切出顶点面向下的抛物线的一部分来获得构成反射表面241的右侧的截面形状的曲线。反射表面241的右侧从反射表面241的左侧横跨光轴1。反射表面241是通过围绕光轴1旋转抛物线的切出部分(曲线)而获得的旋转表面。

如图10的B中所示，在图像显示装置200中，发射部220向下(即，朝向反射镜240)发射图像光21。发射的图像光21被反射表面241向上反射，并且以基本上恒定的入射角入射在屏幕230上。入射在屏幕230上的图像光21被传输并向外侧散射，并且整圆周图像等被显示在屏幕230的外侧。

如上所述，即使在设置在上侧的发射部220朝向设置在下侧的反射镜240发射图像光21的情况下，也可以在控制图像光21的入射角的同时显示整圆周图像等。

图11是示出图像显示装置的另一配置例的概述图。图11的A是图像显示装置300的外观的透视图。图11的B是示意性地示出图像显示装置300的配置的截面视图。图像显示装置300包括发射部320、屏幕330和反射镜340。发射部320和屏幕330以类似于图1中所示的发射部20和屏幕30的方式来配置。

以如下方式进行设置：使反射镜340基于光轴1以反射表面341面对发射部320并且使反射镜340面对发射部320。反射表面341包括通过围绕光轴1旋转曲线342而获得的旋转表面。曲线342是通过切出抛物线343的一部分而获得的。在图11的B中所示的实施例中，反射表面341的中心(与光轴1的交点)是凹陷的。换句话说，当从发射部320观察反射表面341时，在旋转表面5与光轴1之间的交点是凹陷的。

在图11的B中所示的实施例中，顶点345面向上的抛物线343用作构成反射表面341的截面形状的曲线342。在抛物线343的轴344与光轴1相同的状态下，向上凸起的抛物线343在旋转轴方向上围绕顶点345旋转。旋转轴方向是截面的法线方向。在这种情况下，线段(抛物线343)用作构成反射表面341的曲线342。当从顶点345观察时，线段向下延伸。在图11的B中，通过围绕光轴1旋转线段(曲线342)来获得反射表面341。线段连接顶点345和屏幕330。

本公开内容不限于使用在截面中旋转的抛物线343的情况。还可以使用另一种方式来设定构成反射表面341的曲线342。例如，也可以使用面向上并且轴相对于光轴1偏移的抛物线343。在这种情况下，线段用作构成反射表面341的曲线342。线段定位在抛物线343与光轴1之间的交点下方。另外，例如，还可以通过偏移在截面中旋转的抛物线343的顶点345来设定构成反射表面341的曲线342。

如图11的B中所示，例如，从发射部320朝向右上侧发射的图像光21入射在反射表面341的右侧上。右上侧从左上侧横跨光轴1。入射在反射表面341的右侧上的图像光21被反射朝向左下侧，并切以基本上恒定的入射角入射在屏幕330的左侧上。以类似的方式，由反射表面的左侧反射的图像光21以基本上恒定的入射角入射在屏幕330的右侧上。

如上所述，即使在使用凹面反射镜340的情况下，也可以通过使用抛物线343来以适当方式配置反射表面341，从而控制入射在屏幕330上的图像光21的入射角。例如，这使得可以防止透过透射屏幕看到突起。突起的实施例包括反射镜340的顶点等。因此，可以自然地显示图像。

图12是示出图像显示装置的另一配置例的概述图。图12的A是图像显示装置400的外观的透视图。图12的B是示意性地示出图像显示装置400的配置的截面视图。图像显示装置400包括基座410、发射部420、屏幕430和反射镜440。

基座410具有通过以中心轴411位于内部的方式沿着平行于中心轴411的平面(切割表面450)切割圆柱形状而获得的形状。例如，当从中心轴411上方观察基座410时，基座410具有沿着与偏移方向正交的直径的延伸方向(图12中的z方向)在从中心(中心轴411的位置)延伸预定方向(图12中的x方向)偏移的位置处切割的形状。在图12中，圆柱形状的切割表面450是平行于YZ平面的平面。

发射部420以光轴1与位于基座410中的中心轴411基本上相同的方式向上设置在基座410中。屏幕430是弧形屏幕，并且以屏幕430围绕光轴1(中心轴411)的方式设置。屏幕430连接到基座410的上端。反射镜340基于光轴1以反射镜440面对发射部420并且反射表面441面对发射部420的方式来设置。

反射表面441具有通过沿着平行于包括光轴1的YZ平面的平面切割旋转表面而获得的形状。旋转表面是通过围绕光轴1旋转曲线来获得的。该曲线是通过切抛物线的一部分而获得的。关于反射表面441，当从发射部420观察时，旋转表面(反射表面441)与光轴1之间的交点向上突出，并且反射表面441的顶点被设置在光轴1上。例如，可以通过沿着与包括光轴1的YZ平面平行的平面切割参照图5和图8描述的旋转对称反射表面41和51来获得反射表面441。

图12的B示出了沿着包括光轴1并平行于YX平面的平面的方向截取的图像显示装置400的截面。如图12的B所示，从发射部420朝向右上侧发射的图像光21入射在反射表面441上。入射在反射表面441上的图像光21朝向右下侧反射并且以基本上恒定的入射角入射在屏幕430上。入射在屏幕430上的图像光21被传输并向外散射，并且图像被显示在屏幕430的外侧上。

应注意，通过使用屏蔽部分等以图像光21不被弧形屏幕430等反射的方式来以适当方式调整横跨光轴1而向左上侧发射的图像光21。例如，屏蔽部分被配置为阻挡图像光21。应注意，本公开内容不限于图像光21被阻挡的情况。例如，还可以通过以适当方式控制投影图像的图像信号来仅投影图像的必要区域。例如，当通过使用发射部420的一半视角投影图像时，可以减少不必要的图像光的反射等。

如上所述，还可以在控制图像光21的入射角的同时在弧形屏幕430上显示图像等。因此，例如，可以在墙壁附近安装半圆柱形屏幕等，并且可以在紧凑的显示空间中显示三维图像等。

另外，作为弧形屏幕430，还可以使用反射图像光21的反射屏幕。在这种情况下，图像显示在屏幕430内侧(在光轴1侧)。例如，当诸如玻璃或丙烯酸的透明材料用于与弧形曲面(屏幕430)相对的平坦表面(切割表面450)时，用户可以在平坦表面(切割表面450)侧经由透明材料欣赏在屏幕430内侧显示的图像。当然，还可以以不在用户与屏幕430之间插入透明材料等的方式配置屏幕430。

图13是示出图像显示装置的另一配置例的概述图。图13的A是图像显示装置500的外观的透视图。图13的B是示意性地示出图像显示装置500的配置的截面视图。图像显示装置500包括基座510、发射部520、屏幕530和反射镜540。

基座510具有矩形立方体形状，并且基座10设置在图像显示装置500的下侧处。基座510包括与竖直方向(Y方向)平行的前表面511，以及与前表面相对的后表面512。在图13中，以前表面511(后表面512)平行于YZ平面的方式来设定X轴、Y轴和Z轴。发射部520以发射部520面向上的方式来设置在基座510中的后表面512侧的大致中间处。屏幕530具有与YZ平面平行的矩形形状。屏幕530设置在花瓶510的前表面511上方。以反射镜440面对发射部520并且反射表面541面对发射部520的方式来设置反射镜540基于光轴1。

反射表面541被配置为将在预定角度范围(视角)内从发射部520发射的图像光21转换成基本上平行的光通量，并且朝向屏幕530发射(反射)基本上平行的光通量。换句话说，在图像光21的光束入射的反射表面541上的入射点处，图像光21的光束沿着基本相同的方向向屏幕530反射。

如图13的B中所示，沿着包括光轴1并平行于YX平面的平面(在下文中被称为中心平面501)截取的反射表面541的截面形状被配置为包括通过切割顶点面向上的抛物线的一部分而获得的线段。应注意，以抛物线的轴与光轴1不同的方式来设定抛物线的轴。

例如，根据距中心平面501的距离(深度)等来以适当方式设计沿着与中心平面501平行的另一平面截取的反射表面541的截面形状基于中心平面501上的抛物线。例如，以图像光21在各个深度(z方向上的各个位置)处通过光路反射的方式来设计截面形状。光路与图13的B中所示的光路22a和22b基本上相同。当然，本公开内容不限于此。可以使用任何方法，只要获得反射表面541即可。

例如，关于表示构成图像光21的各个像素的发射方向的矢量，可以使用计算将各个矢量朝向期望方向反射的精细反射表面的方法。在这种情况下，例如，可以通过在将矢量的Z分量(深度分量)设置为零并且将X分量与Y分量之间的比率设定为基本上恒定的同时来模拟精细反射表面，从而获得整个反射表面541。

如图13的B中所示，从发射部520向右上侧发射的图像光21入射在反射表面541上。入射在反射表面541上的图像光21向右下侧反射并且以基本上恒定的入射角入射在屏幕530上。入射在屏幕530上的图像光21被传输并向外散射，并且图像被显示在屏幕530的外侧上。如上所述，通过以适当方式配置反射镜540，还可以在控制图像光21的入射角的同时在平坦屏幕530上显示图像等。

图14是示出图像显示装置的另一配置例的概述图。图14的A是图像显示装置600的外观的透视图。图14的B是示意性地示出图像显示装置600的配置的截面视图。图像显示装置600包括基座610、发射部620、屏幕630、校准光学系统650和反射镜640。应注意，基座610、发射部620和屏幕630分别以类似于图13中所示的基座510、发射部520和屏幕530的方式来配置。

校准光学系统650基于发射部620的光轴1设置在从发射部620发射的图像光21的光路上。校准光学系统620对在预定角度范围(视角)内从发射部620发射的图像光21的光束进行校准，并且将图像光的校准光束作为基本上平行的光束朝向反射镜640发射。校准光学系统650的具体配置等不受限制。例如，以适当方式使用校准透镜等。

反射镜640以反射表面641面对校准光学系统650的方式基于光轴1设置在图像显示装置600的上侧中。反射表面641具有平坦矩形形状。反射表面641以以下方式设置：在反射表面641平行于水平方向的状态下，使反射表面641以相对于Z方向的预定倾斜角度倾斜，并且使反射表面641面向屏幕630。

如图14的B中所示，从发射部620朝向右上侧发射的图像光21入射在校准光学系统650上。入射在校准光学系统650上的图像光21的光束作为基本上平行的光束朝向反射表面641发射。作为基本上平行的光束的图像光21的光束被平坦反射表面641反射，并且在保持彼此平行的同时入射在屏幕630上。因此，图像光21以基本上恒定的入射角入射在屏幕630上。

如上所述，通过使用校准光学系统650和平坦反射镜640两者，可以以入射角基本上恒定的方式来控制图像光21相对于屏幕630的入射角。在图14中所示的实施例中，校准光学系统650和反射镜640彼此协作地操作，并且校准光学系统650和反射镜640用作控制从发射部发射的图像光21相对于照射目标的入射角的光学部。

如上所述，在根据此实施方式的图像显示装置100至600中，从发射部沿着光轴1发射的图像光21入射在面对发射部的反射镜上。反射镜控制从发射部发射的图像光21相对于屏幕的入射角。具有受控入射角的图像光21照射到设置在围绕预定轴的至少一部分处的照射目标。这使得可以在整圆周屏幕等上显示高质量图像。

作为将图像光发射到围绕投影仪等的光轴设置的屏幕(诸如圆柱形整圆周屏幕)的方法，考虑使用由作为凸起表面的旋转体反射镜反射从投影仪发射的图像光并将图像光发射到屏幕的方法。由凸起反射表面反射的图像光基于反射表面来照射。因此，图像光的光束以不同的入射角入射在屏幕上。

例如，在使用全息图屏幕等作为屏幕的情况下，由于全息图屏幕具有入射角选择性，并且具有不同入射角的图像光的光束在被衍射时具有不同的强度等，因此有可能显示的图像具有不均匀的亮度和颜色。在通过信号处理校正图像中的这种不均匀性的情况下，很遗憾的是，有可能校正量变大并且整个图像的亮度急剧下降，或者不可能校正图像中的不均匀性。

另外，作为校正图像中的不均匀性的方法，考虑改变各个位置处的参考光的照射角，并且在曝光全息图屏幕时形成具有不同方向的干涉图案(多偏斜)。在使用这种多偏斜全息图屏幕时，投影仪等与屏幕之间的角度与图像质量密切相关。因此，对准可能变得困难。另外，由于改变参考光的照射角需要大型光学系统、具有高光学功率密度的光源等，因此有可能增加了制造成本。

关于根据此实施方式的图像显示装置100至500，反射镜的反射表面以包括光轴1的平面的截面形状包括从发射部观察时的凹陷抛物线形状的方式来配置。构成反射表面的截面的抛物线的轴以抛物线的轴与光轴1不同的方式来设定。因此，可以以图像光21的光束以基本上恒定的入射角入射在屏幕表面上的任何位置的方式来将图像光21照射到设置在光轴1周围的屏幕。另外，在使用例如图像显示装置600的校准光学系统时，可以发挥类似的效果。

例如，因为图像光21的入射角是以使图像光21的入射角基本上恒定的方式被控制的，所以可以充分地抑制由于全息图屏的入射角选择性而导致的图像的不均匀性等。作为结果，例如，可以在使用全息图屏幕的整圆周屏幕等上显示高质量的整圆周图像。另外，不需要校正图像信号等。因此，可以以投影仪等的原始照射强度来投影图像。这使得可以显示明亮的图像。

另外，在曝光全息图屏幕时，可以通过恒定参考光的照射角来获得干涉图案。当图像光21以与参考光的照射角相同的入射角入射时(参见图3)，这种单偏斜全息图屏幕可以实现高衍射效率。例如，当使用单偏斜透射全息图屏幕(其中参考光的照射角根据被反射表面控制的图像光21的入射角来设定)时，可以实现具有非常高的亮度的透明显示器等。

与多偏斜全息图屏幕相比，单偏斜全息图屏幕的制造过程简单。因此，可以降低其制造成本等。另外，在使用单偏斜全息图屏幕的情况下，例如，因为干涉图案面向恒定方向，所以容易使屏幕相对于图像光对准。因此，在使用单偏斜全息图屏幕时，可以廉价地制造图像显示装置，并且易于对这种图像显示装置进行维护等。另外，由于对准容易，因此可以充分地降低组装变化等对产品精度的影响。这使得可以提供高精度的产品。

如参考图1和图11至图14所述，根据此实施方式，由设置在上侧上的反射镜向下反射的图像光21入射在屏幕上。因此，在根据图像光21的入射角来配置透射全息图屏幕等的情况下，入射在屏幕的显示表面上的外侧光等原样地穿过屏幕(参见图2)。

因此，例如，可以充分地抑制照明灯等的光在屏幕的显示表面上反射的现象。作为结果，可以减少外侧光等对屏幕上显示的图像的影响，并且可以显示足够高质量的图像。

<第二实施方式>

将描述根据本技术的第二实施方式的信息处理装置。在下文中，将省略或简化关于与上述实施方式中描述的图像显示装置类似的结构元件和效果的描述。

图15是示出根据第二实施方式的图像显示装置的配置例的概述图。图15的A是示意性地示出图像显示装置700的配置的截面视图。图15的B是示意性地示出从上方观察时的图像显示装置700的配置的平面视图。

图像显示装置700包括基座710、发射部720、屏幕730、透明构件760和折射部770。基座710具有圆柱形状，并且基座710设置在图像显示装置700的底部处。

发射部720以发射部720面向上的方式设置在圆柱形基座710的大致中心处。图15的A示意性地示出了图像光721从在发射部720的上侧上形成的发射开口(光源723)沿着光轴1发射的情况。另外，图15的B示意性地示出了从光源723(围绕光轴1)径向发射的图像光721。在下文中，为了便于解释，光源723用作图像光721的发射位置。

屏幕730具有圆柱形状，并且屏幕730包括透射全息图和光漫射层。透射全息图设置在围绕光轴1的圆周上。光漫射层堆叠在屏幕的外侧(与光轴1相对的一侧)上。屏幕730基于光轴1设置在基座710上方。

透明构件760具有圆柱形状。透明构件760以透明构件760与屏幕730的光漫射层相接触的方式设置在屏幕730的外侧。透明构件760用作保持屏幕730的保持机构。透明构件760的具体配置不受限制。例如，透明构件760包含能够透射光的丙烯酸等。

折射部770具有旋转对称的形状。折射部770以折射部770的中心轴(对称轴)与光轴1相同并且折射部770面对发射部720的方式来设置在从发射部720(光源723)发射的图像光721的光路上。折射部770包括折射从发射部720发射的图像光721的一个或多个折射表面771。

一个或多个折射表面771以从发射部720发射的图像光721的入射角相对于屏幕730基本上恒定的方式来折射入射的图像光721。折射表面771的数量、折射表面771的形状等不受限制。例如，图像光721可以被单个折射表面771折射。另外，图像光721可以被两个或更多个折射表面770折射，每个折射表面折射图像光721。根据实施方式，折射部770对应于光学部。

图16是用于描述折射表面771的配置例的示意图。图16的A是示出在包括光轴1的平面上的光轴1的右侧上的折射表面771的截面形状的示意图。图16的B是在从倾斜方向观察时的折射表面771的示意图。图16示出了单个折射表面771。

例如，折射表面771形成在具有预定折射率的光学材料(诸如，晶体或玻璃)的表面上。通常，入射在折射表面771上的光以对应于相对于折射表面771的入射角、光学材料的折射率等的恒定发射角被发射。例如，折射表面771根据从光源723发射的图像光721的光路以适当方式进行配置。因此，可以控制图像光721在折射表面771上的入射角。这使得可以经由各个光路(即，折射光的光路的方向)来控制来自折射表面771的图像光721的发射角。

图16的A示出了沿着包括光轴1的平面(截面)朝向光轴1的右上侧发射的图像光721的光路(内光路722a和外光路722b)。例如，穿过内光路722a的图像光721a被折射表面771折射，并沿着预定方向发射。另外，穿过外光路722b的图像光721b被折射表面771折射，并且沿着与穿过内光路722a的图像光721a的折射方向基本上相似的方向发射。因此，已经穿过内光路722a的图像光721a和已经穿过外光路722b的图像光721b被折射表面771折射并作为基本上平行的光束发射。以类似的方式，已经穿过介于内光路722a与外光路722b之间的其他光路的图像光721也从折射表面771作为基本上平行的光束发射。

如上所述，向光轴1的右上侧发射的图像光721被折射表面771的右侧折射并且作为基本上平行的光束入射在屏幕730的右侧(未示出)。因此，图像光721的入射角相对于屏幕730的右侧是基本上恒定的。

折射表面771被配置为包括通过围绕光轴1旋转图16的A所示的截面形状(折射表面771的右侧)而获得的旋转表面705。图16的B示意性地示出了包括以光轴1为中心的旋转表面705的折射表面771。从光源723径向发射的图像光721被图16的B中所示的折射表面771折射，并且以基本上恒定的入射角入射在屏幕730上。入射在屏幕730上的图像光721被传输并向外侧散射，并且完整工作图像等被显示在屏幕730的外侧上。

应注意，在设置多个折射表面771的情况下，图像光被多个折射表面771折射并朝向屏幕730发射。在这种情况下，多个折射表面771被以适当方式配置成使得从折射部770发射的图像光721的光束变为基本上平行的光束，即，配置成使得入射在屏幕730上的图像光721的光束的入射角基本上是恒定的。

图17是用于描述折射部770的特定配置例的示意图。

在图17的A中，非球面透镜772用作折射部770。非球面透镜772包括非球面折射表面771。非球面透镜772包括第一表面773和第二表面774。图像光721入射在第一表面773上。第二表面774位于与第一表面773相对的一侧上。在图17的A中，非球面透镜772以第二表面774用作非球面折射表面771的方式来进行配置。

例如，非球面折射表面771被配置为具有调整的非球面系数、调整的圆锥常数等，其方式使得从折射表面771发射的图像光721的入射角相对于屏幕730基本上恒定。

如图17的A中所示，从光源723发射的图像光721被第一表面773折射，穿过透镜，并且入射在第二表面774上。入射在第二表面774上的图像光721被第二表面774(非球面表面上的折射表面771)折射并作为基本上平行的光束发射。在图17的A中所示的非球面透镜772(折射部770)中，第一表面773和第二表面774用作一个或多个折射表面771。

如上所述，通过使用包括非球面折射表面771的非球面透镜772作为折射部770，可以高精度地控制图像光721在屏幕730上的入射角。应注意，代替非球面折射表面771，可以使用包括球面折射表面771的球面透镜作为折射部770。这使得可以降低折射部770的制造成本等。

在图17的B中，使用包括菲涅耳表面775的菲涅耳透镜776作为折射部770。菲涅耳表面775用作折射表面771。例如，菲涅耳表面775以从菲涅耳表面775发射的图像光721的入射角相对于屏幕730基本上恒定的方式来配置。例如，可以通过使用菲涅耳透镜776来减薄折射部770的厚度。这使得可以减小装置尺寸。

在图17的C中，使用光学元件777作为折射部770。光学元件777具有预定的折射率分布。光学元件777具有圆柱形状，其使用光轴1作为其中心轴。光学元件777包括第一表面778和第二表面779。图像光721入射在第一表面778上。第二表面779位于与第一表面778相对的一侧上。在光学元件777中，例如，折射率以从靠近光轴1的中心部朝向远离光轴1的周边逐渐变高的方式来调整。因此，光学元件777的折射率分布示出了同心图案，其中折射率从中心(光轴1)朝向外侧增加。

例如，折射率分布以从第二表面779发射的图像光721的入射角相对于屏幕730基本上恒定的方式来配置。如图17的C中所示，从光源723发射的图像光721被第一表面778和第二表面779折射，并且作为基本上平行的光束从光学元件777发射。因此，在图17的C中，第一表面778和第二表面779用作一个或多个折射表面771。

例如，使用液晶透镜等作为光学元件777。液晶透镜包含电取向的液晶材料并控制折射率。这使得可以减薄折射部770的厚度。光学元件777的具体配置不受限制。例如，以适当方式使用能够实现期望的折射率分布的任何元件等作为光学元件777。

应注意，包括在折射部770中的透镜、元件等的数量不受限制。例如，可以通过以适当方式组合已经参照图17的A至图17的C描述的非球面透镜772、菲涅耳透镜776、光学元件777等来获得折射部770。可替代地，可以使用任何元件作为折射部770。

图18是用于描述从光源723到折射部770的图像光721的光路的另一实施例的示意图。图18的右侧示意性地示出了在设置凹透镜780的情况下沿着包括光轴1的平面的图像光721的光路。另外，图18的左侧示出了在不使用凹透镜780的情况下的图像光721的光路。应注意，图18示出了非球面透镜作为折射部770。本公开内容不限于此。折射部770可以具有另一种配置。

以使凹透镜780的中心轴与光轴1相同的方式将凹透镜780设置在光源723与折射部770之间。凹透镜780放大从光源723(发射部720)发射的图像光721，并且将放大的光发射到折射部770。凹透镜780的具体配置不受限制。例如，可以以可以根据折射部770的直径等来放大图像光的方式以适当方式设置凹透镜的放大百分比等。在此实施方式中，凹透镜780对应于放大部。

折射部770以从折射部770发射的图像光721的入射角相对于屏幕730基本上恒定的方式来配置。折射部770中的折射表面771等根据凹透镜780的安装位置(Y坐标)、凹透镜780的放大百分比等来以适当方式设定。

如图18中所示，例如，图像光721a沿着靠近光轴1的内光路722a从光源723发射，并且然后图像光721a入射在靠近凹透镜780的中心的位置上并穿过凹透镜，而图像光721a几乎不折射。另外，图像光721b沿着远离光轴1的外光路722b发射，并且然后图像光721b入射在靠近凹透镜780的外圆周的位置上并在远离光轴1的方向上折射。

因此，在从凹透镜780发射的图像光721a的发射方向与从凹透镜780发射的图像光721b的发射方向之间的角度781大于在从光源723发射的图像光721a的发射方向与从光源723发射的图像光721b的发射方向之间的角度724。换句话说，由于通过凹透镜780的折射，图像光721的视角被放大。放大的图像光721通过折射部770折射并作为基本上平行的光束朝向屏幕730发射。

如上所述，例如，通过使用凹透镜780，与不使用凹透镜780的情况(图18的左侧)相比，可以缩短投影距离。投影距离对于将图像光721照射到的照射区域加宽到期望区域(诸如折射表面的区域等)是必要的。作为结果，可以缩短光源723与折射部770之间的距离，并且可以减小装置尺寸。图18示意性地示出了表示通过使用凹透镜780缩短的距离775的箭头。

应注意，用于放大从光源723发射的图像光721的结构元件不限于图18中所示的实施例。例如，可以通过将凹透镜与凸透镜、另一透镜等组合来放大图像光721。另外，可以以适当方式使用任何光学系统等，只要光学系统等能够放大图像光721即可。

图19是用于描述从折射部770发射的图像光721的光路的其他配置例的示意图。在图19中，安装了棱镜部790。棱镜部790改变从折射部770发射的图像光721的光路。

在图19的A中，棱镜791(在下文中被称为平行棱镜791)用作棱镜部790。平行棱镜791包括彼此平行的折射表面。平行棱镜791具有圆柱形状。平行棱镜791包括第三表面792和第四表面793。图像光721入射在第三表面792上。第四表面793位于与第三表面792相对的一侧上。平行棱镜791以圆柱形状的中心轴与光轴1相同的方式从光源723(发射部720)横跨折射部770设置。

如图19的A中所示，从光源723沿着包括光轴1的平面发射的图像光721通过折射部770折射并作为基本上平行的光束发射。作为基本上平行的光束的图像光721以恒定的角度入射在平行棱镜791上，并且通过第三表面792折射。通过第三表面792折射的图像光721再次通过平行于第三表面792的第四表面793折射，并且经折射的图像光721以与入射在平行棱镜791上的图像光721的角度相似的角度发射。

因此，从折射部770发射的图像光721的基本上平行光束的光路782由于通过平行棱镜791的折射而偏移。根据平行棱镜791的折射率和厚度、入射在平行棱镜791上的图像光721的角度等来确定光路782的偏移量等。应注意，图19的A中的虚线表示在没有设置平行棱镜791的情况下获得的图像光的光路。

作为结果，可以改变图像光721在屏幕730上的入射点，即，图像的显示区域的位置。在图19的A中所示的实施例中，图像光721的光路782偏移到内侧(光轴1所位于的一侧)，并且图像的显示区域向上偏移。应注意，图像光721在屏幕730上的入射角不会改变。因此，保持了图像的尺寸等。

如上所述，通过使用具有彼此平行的折射表面771的平行棱镜791，可以在不改变图像的尺寸、质量等的情况下容易地偏移图像的显示位置。应注意，还可以以使得彼此平行的折射表面(诸如，第三表面792和第四表面793)在平行棱镜791的截面上以预定角度与光轴1相交的方式来配置平行棱镜791。换句话说，本技术也适用于彼此平行的折射表面相对于光轴1倾斜的情况。

在图19的B中，棱镜791(在下文中被称为突出棱镜794)用作棱镜部790。突出棱镜794包括突出折射表面。突出棱镜794包括具有面向下的顶点的圆锥形折射表面(第五表面795)，以及具有面向上的顶点的圆锥形折射表面(第六表面796)。圆锥形第五表面795的底面的直径类似于圆锥形第六表面796的底面的直径，并且第五表面795和第六表面796通过它们的底面来连接。突出棱镜794以第五表面795和第六表面796的相应顶点与光轴1相交的方式来设置，并且第五表面795面对折射部770。

如图19的B中所示，图像光721的基本上平行的光束从折射部770沿着远离光轴1的方向(图19的B中的右上方向)发射，并且图像光721的基本上平行的光束入射在突出棱镜794上。图像光721的基本上平行的光束通过突出棱镜794的第五表面795和第六表面796折射，并且作为基本上平行的光束朝向接近光轴1的方向(图19的B中的左上方向)发射。

如上所述，通过使用突出棱镜794，可以以光路面向光轴1的相对侧的方式来改变从折射部770发射的图像光721的光路(发射方向)。因此，图像光721横跨光轴1入射在屏幕730的相对侧上，并且可以向上急剧地偏移图像的显示区域。

在图19的C中，棱镜797(在下文中被称为凹陷棱镜797)用作棱镜部790。凹陷棱镜797包括凹陷表面。凹陷棱镜797包括第七表面798和第八表面799。第七表面798以面向折射部770的方式设置。第八表面799位于与第七表面799相对的一侧上。第七表面798是从折射部770观察时凹陷的圆锥形凹陷表面。第七表面798以圆锥的中心轴与光轴1相同的方式来设置。第八表面是垂直于光轴1的平坦表面。

在图19的C中所示的实施例中，第七表面798以如下方式配置：从折射部770发射的图像光721的基本上平行的光束入射在第七表面798上，图像光721的基本上平行的光束基本上垂直于第七表面798。因此，图像光721难以通过第七表面798折射。

如图19的C中所示，图像光721的基本上平行的光束从折射部770发射，并且以图像光721的基本上平行的光束基本上垂直于第七表面798的方式入射在凹陷棱镜797的第七表面798上。入射在第七表面798上的图像光721几乎不折射，并且入射在第八表面799上。与入射在第八表面799上的图像光721相比，入射在第八表面799上的图像光721以图像光721更远离光轴1的方式朝向外侧折射。

如上所述，通过使用凹陷棱镜797，可以改变从折射部770发射并入射在屏幕730上的图像光721的入射角。在图19的C中所示的实施例中，图像光721的光路以屏幕730上的入射角变得更小(更深)的方式改变。因此，图像光721朝向屏幕730的下部位置发射，并且可以使图像的显示区域向下偏移。

另外，改变图像光721在屏幕730上的入射角，同时保持图像光721的光束基本上彼此平行。因此，在屏幕730上的入射点之间的间隙变小，可以减小要在竖直方向(Y方向)上显示的图像的尺寸，并且可以显示明亮的图像。

本公开内容不限于图19的A至图19的C中所示的实施例。可以以适当方式设定在棱镜部790中包括的棱镜的形状等。例如，为了实现期望的图像偏移等，可以以适当方式使用能够改变从折射部770发射的图像光721的光路的棱镜。

图20是示出使用棱镜的图像偏移的另一实施例的示意图。图20示意性地示出了致动器783，该致动器沿着光轴1向上和向下移动棱镜部790。例如，致动器783由基座710中的保持机构等(未示出)保持。致动器783的具体配置不受限制。例如，可以使用任何移动机构，诸如，使用步进电机等的线性平台、使用齿轮机构的任何旋转机构等。

当通过使用致动器783向上和向下移动棱镜790的位置时，可以向上和向下移动图像光721的光路。因此，可以移动图像光721在屏幕730上的入射点，同时保持图像光721在屏幕730上的基本上恒定的入射角。这使得可以在不改变图像的尺寸等的情况下向上和向下调整图像的显示位置。

图21是示出图像显示装置的另一配置例的示意图。图像显示装置800包括光源单元910和屏幕单元820。光源单元810被配置为包括光源723(发射部720)和折射部770，并且光源单元810被配置为能够发射图像光721。屏幕单元820整体上具有圆柱形状，并且屏幕单元820被配置为包括棱镜部790和屏幕730。

图像显示装置800在屏幕单元820装配到光源单元810的顶部的状态下使用。例如，多个屏幕单元820以屏幕730在竖直方向上具有不同宽度的方式来配置，并且用于屏幕730的透射全息图具有不同的特性等。通过从多个屏幕单元820中选择期望的屏幕单元820并将其安装在光源单元810上，用户可以在期望的位置处欣赏具有期望尺寸和质量的整圆周图像等。

当使用其屏幕730用作图像显示装置的附件的屏幕单元820时，可以显示整圆周图像等的宽幅变化。另外，由于光源723和折射部770保持在单个单元中，因此可以简化图像光721的光路的对准。

如上所述，根据实施方式的图像显示装置770和800使用包括一个或多个折射表面771的折射部770，从发射部720(光源723)发射的图像光721通过该一个或多个折射表面来被折射。折射部770使得可以容易地控制图像光721在屏幕730上的入射角。

例如，可以用图像光721以恒定入射角照射用于屏幕730的透射全息图。作为结果，可以减少图像的显示区域中的不均匀颜色和亮度差异，并且可以在整圆周屏幕等上显示高质量图像。另外，通过根据透射全息图的干涉图案的方向等设置入射角，可以改善图像光721的图像衍射效率，并且可以显示明亮的图像。这使得可以减轻激光光源等的负担，并且可以实现低功耗的图像显示装置。

关于图像显示装置700和800，发射部720、折射部770等设置在这些装置的下侧。这使得可以在不损害圆柱形屏幕730的透明度的情况下显示整圆周图像等。另外，可以简单地配置装置，因为装置中要使用的部件的数量很少。这使得可以简化组装过程等并降低制造成本。

<另一实施方式>

本公开内容不限于上述实施方式。可以实现各种类型的其他实施方式。

图22是示出根据另一实施方式的图像显示装置的配置例的概述图。图22的A是图像显示装置900的外观的透视图。图22的B是示意性地示出图像显示装置900的配置的截面视图。图像显示装置900包括基座910、发射部920、广角透镜950、屏幕930和反射镜940。应注意，例如，基座910、发射部920和屏幕930分别以类似于图1中所示的基座10、发射部20和屏幕30的方式来配置。

广角透镜950设置在发射部920上方，并且以广角透镜950基于发射部920的光轴1设置在从发射部920发射的图像光21的光路上的方式来设置。广角透镜950在预定角度范围(视角)内放大从发射部920发射的图像光21的视角。因此，广角透镜950使得可以放大照射到反射镜940的图像光21的照射区域。

使用放大广角转换透镜等的视角的转换透镜等来作为广角透镜950。本公开内容不限于此。可以使用任何光学透镜等作为广角透镜950，只要该任何光学透镜等能够放大图像光21的视角即可。

反射镜940以反射表面941基于光轴1面对广角透镜950(发射部920)的方式来设置。反射表面941以由广角透镜950放大的图像光21以基本上恒定的角度θ入射在屏幕930上的方式来反射图像光21。

例如，通过参考图4和图7描述的方法来设计反射表面941。应注意，作为图像光21的发射起始点的光源的位置对应于广角透镜950的参数(诸如，放大率、焦距和安装位置)。反射表面941基于广角透镜950的这些参数以入射角θ基本上恒定的方式来以适当方式设计。

图22的B示意性地示出了以由广角透镜950放大的视角发射的图像光21的内光路22a和外光路22b。例如，外光路22b在远离光轴1的方向上弯曲，并且与在图像光21没有穿过广角透镜950的情况下获得的光路(在图22的B中用虚线表示)相比，发射角更大。因此，与图像光21没有穿过广角透镜的情况相比，已经穿过外光路22b的图像光21入射在靠近反射表面941(屏幕930侧)的周边的位置处。

入射在靠近反射表面941的周边的位置的图像光21被反射表面941反射并以入射角θ入射在屏幕930上。例如，在入射角θ相似的情况下，与在靠近反射表面941的中心的位置处反射的图像光相比，在靠近反射表面941的周边的位置处反射的图像光21入射在更靠近屏幕930的上端的位置。因此，与图像光21没有穿过广角透镜950的情况相比，已经穿过外光路22b的图像光21入射在屏幕930的上端侧。这使得可以在竖直方向上放大要投影在屏幕930上的图像的尺寸。

另外，如图22的B中所示，当使用已经穿过具有比外光路22b更小的视角的光路(诸如，内光路22a)的图像光21时，图像被投影在屏幕的下侧。例如，可以在与图像光21没有穿过广角透镜950的情况类似的位置处设定图像被投影所在的下端。因此，广角透镜950使得可以将图像显示所在的屏幕930的显示区域朝向屏幕930的上端侧放大。

如上所述，当通过使用广角透镜950放大照射到反射镜940的图像光21的照射区域(视角)时，可以放大整圆周屏幕的显示区域。因此，例如，可以在从屏幕930的上端到下端的区域中显示整圆周图像，这使得可以提供强大的视频体验等。

第一实施方式使用具有包括通过切出抛物线的一部分而获得的曲线的截面形状的反射表面(参见图1、图10至图13等)。反射镜的反射表面的形状不限于形状基于抛物线的情况。例如，反射表面可以被配置为与抛物面不同的非球面(诸如，自由形状表面)。

例如，如图1等中所示，在入射在屏幕的上端的图像光的情况与入射在屏幕的下端的图像光的情况之间，从反射表面到屏幕的距离是不同的。换句话说，从反射表面观察的焦点位置在屏幕的上端与下端之间是不同的。例如，可以设计自由形状表面，其根据距离的差异来校正图像光的扩大等。例如，基于光路模拟等来设计自由曲面。这种自由曲面使得能够以高精度用图像光照射整个屏幕，这使得可以显示足够高质量的图像。

关于参照图2描述的全息图屏幕(透射全息图31)，物体光(通过漫射器面板产生的漫射光)从入射角θ近似为零度的方向上发射，并且干涉图案被曝光。作为结果，从全息图屏幕发射的再现光3(图像光21)作为漫射光发射，其强度在平行于屏幕的显示表面的法线方向的方向上达到峰值。从全息图屏幕发射的再现光3等的发射方向不限于法线方向。

图23是示出根据另一实施方式的图像显示装置的配置例的概述图。图像显示装置1000包括基座1010、发射部1020、屏幕1030和反射镜1040。应注意，例如，基座1010、发射部1020和反射镜1040分别以类似于图1中所示的基座10、发射部20和反射镜40的方式来配置。

屏幕1030是透射全息图，并且用作全息图屏幕。另外，屏幕1030在预定发射方向上发射图像光21，图像光21已经以由反射镜1040控制的入射角θ入射。这里，例如，发射方向是图像光21主要被发射的方向。

在图23所示的实施例中，屏幕1030能够漫射和发射图像光21。例如，屏幕1030被配置为衍射入射的图像光21并且发射(漫射和透射)衍射的图像光21作为漫射光24。在这种情况下，发射方向25是漫射光24具有最大强度的方向。图23通过使用表示光束的传播方向的五个箭头示意性地示出了漫射光24。应注意，各个箭头的长度表示光束的强度。由中间箭头表示的方向对应于发射方向25。中间箭头是五个箭头中最长的箭头。

屏幕1030的发射方向25是当干涉图案被曝光时物体光在屏幕1030上的入射方向(参见图2)。换句话说，可以通过以适当方式设定物体光的入射方向来将发射方向25设定为期望的方向。

发射方向25以发射方向25以预定交叉角α与屏幕1030的外表面1033的法线方向6相交的方式来设定。图23示意性地示出了表示发射方向25的虚线和表示屏幕1030的外表面1033的法线方向6的虚线。在下文中，屏幕1030的外表面1033被称为发射表面133。例如，发射方向25以发射方向25面向与发射表面1033的法线方向6不同的方向的方式来设定。因此，例如，发射方向25与法线方向6之间的交叉角α是由数学表达式|α|>0表示的有限值。

在图23中所示的实施例中，发射方向25以发射方向25面向法线方向6上方的方式来设定。在下文中，在发射方向25基于法线方向6面向屏幕1030上方的情况下，交叉角为+α，并且在发射方向25面向屏幕1030下方的情况下，交叉角为-α。以这种方式，当发射方向25为+α时，例如，可以朝向从斜上侧视觉识别图像显示装置1000(屏幕1030)的用户7发射图像光21。应注意，图23示意性地示出了用户7的眼睛。

图24是用于描述透射全息图的特性的示意图。透射全息图31包括图像光21入射所在的第一表面32(图像光21的入射表面)，以及发射图像光21的第二表面33(图像光21的发射表面)。

在图24中所示的实施例中，图像光21以入射角θ从左上侧入射在第一表面32上，并且图像光21通过透射全息图31衍射。衍射的图像光21在发射方向25上从第二表面33发射，该发射方向与法线方向6以+α度相交并且向上向右。应注意，图24示意性地示出了表示图像光21的实线箭头。

另外，关于透射全息图31，有时穿过第二表面33入射的外部光8被干涉图案衍射。例如，如图24中所示，外部光8以入射角-θ从右下侧入射在第二表面33上，并且外部光8被透射全息图31衍射。衍射的外部光8以发射角-α从第一表面32发射。应注意，图24示意性地示出了表示图像光8的虚线箭头。

如上所述，与图像光21相反，外部光8沿着与图像光21的光路平行的方向穿过第二表面33入射，并且被透射全息图31衍射。接下来，与图像光21相反，衍射的外部光8沿着与图像光21的发射方向25平行的方向从第一表面32发射。例如，认为在图像显示装置1000中可能发生上述现象。

在图23的左侧示意性地示出了从屏幕1030的外部发射的外部光8。如图23中所示，外部光8以入射角-θ从屏幕1030的左下侧发射，由屏幕1030衍射，并且作为外部光分量9朝向屏幕1030的内部发射。这里，外部光分量9是通过屏幕1030衍射外部光8而获得的漫射光。如上所述，图像显示装置1000以图像光的发射方向25面向上的方式来设定。因此，外部光分量9向下发射。

另外，关于图像显示装置1000，基于图像光21穿过屏幕1030的漫射角β来设定交叉角α。例如，漫射角β(散射角)是表示在某一点处漫射的光束中强度为峰值强度的50％的光束的发射方向的角度。

在图23中，扩散角β是发射方向25上的中间箭头与表示漫射光24的五个箭头中的最外侧箭头之间的角度。应注意，设定漫射角β的方法等不受限制。例如，扩散角β可以基于峰值强度的50％以外的值来设定，诸如，峰值强度的40％、30％、60％或70％。可替代地，可以将表示漫射光24的扩大的任何角度设定为漫射角β。

例如，可以以α＝β的方式设定交叉角α。换句话说，屏幕1030以发射方向25面向上成与扩散角β一样多的方式来配置。以这种方式设定的交叉角α使得即使在外部光分量9是漫射光的情况下也可以朝向装置的下侧发射大部分的外部光分量9。作为结果，通过使用在后侧从屏幕1030发射的外部光分量9，可以充分地避免在前侧在屏幕1030上显示的图像的可视性的降低。

图25是示出图像显示装置1000的形状的实施例的示意图。图25示意性地示出了圆柱形屏幕1030a、块状屏幕1030b、板状屏幕1030c。例如，具有交叉角α的透射全息图31使得可以从用户1视觉识别的观察目标表面(图25中的阴影区域)向上倾斜地发射图像光21。

另外，在与观察目标表面相对的表面上，即使在安装表面等上反射的光入射的情况下，外部光9也向下倾斜地发射，这使得可以保持图像的可视性。当然，即使在用户7看到屏幕的位置改变的情况下，也可以获得类似的效果。如上所述，参照图23和图24描述的技术适用于各种屏幕形状，诸如，圆柱形屏幕1030a、块状屏幕1030b和板状屏幕1030c。另外，本技术不限于使用反射镜1040的情况。例如，具有交叉角α的透射全息图31适用于包括如第二实施方式中所述的折射部的配置。

如上所述，可以通过使用设定有预定发射方向25的屏幕1030将图像光21有效地传递给用户7。作为结果，可以改善用户7在视觉上识别的图像的亮度等，并且可以显示明亮的图像。

图26是示出根据比较例的图像显示装置1100的配置例的示意图。在图像显示装置1100中，从屏幕1130发射的漫射光24的发射方向25平行于法线方向6。例如，假设从安装表面发射的反射光(外部光8)以入射角-θ入射在屏幕1130上。在这种情况下，在用户7视觉识别的屏幕1130后面的屏幕1130(图26左侧的屏幕1130)发射峰值强度在法线方向6上的外部光分量9。例如，外部光分量9与右侧的屏幕130上显示的图像重叠。作为结果，当使用图像显示装置1100时，有时可能难以显示足够的颜色或亮度。

另一方面，图23中所示的图像显示装置1000能够允许在屏幕1030上与用户视觉识别一侧相对的一侧上生成的外部光8的漫射光(外部光分量9)等逃逸到用户7不能视觉识别的方向。作为结果，可以防止额外光与用户7视觉识别的图像重叠，并且可以改善所显示图像的对比度。另外，图像光21不与外部光8混合。因此，例如，可以显示具有清晰颜色R、G和B的图像。

另外，通过将发射方向25设定为预期由用户7视觉识别的方向，可以朝向期望方向发射具有强度分布的图像光21，并且这使得可以改善亮度。如上所述，通过以适当方式设定发射方向25，可以防止从后侧屏幕发射的外部光分量被传递到用户7，并且可以在不降低可视性的情况下显示图像。作为结果，可以显示足够高质量的图像。

应注意，参考图3，上面已经描述了用户7从上侧视觉识别图像显示装置1000的情况。本公开内容不限于此。例如，在用户7从下侧视觉识别图像显示装置1000的情况下，可以通过降低发射方向25来抑制外部光分量9的影响等。另外，可以根据预期的使用环境等以适当方式设定图像光21的发射方向。

在上述实施方式中，已经描述了其中参考光的辐射角被恒定并且干涉图案被曝光的单偏斜全息图屏幕来作为HOE的实施例。本公开内容不限于此。本技术适用于使用多偏斜全息图屏幕的情况。

例如，还可以以入射在屏幕上的图像光具有预定入射角分布的方式配置反射表面(反射镜)。在这种情况下，例如，可以使用根据图像光入射角分布而在其上形成干涉图案(光栅)的多偏斜屏幕。这使得即使在以图像光入射角具有分布的方式进行控制的情况下也可以以适当方式显示图像。

例如，当反射表面以图像光从反射表面朝向屏幕扩大(扩散)的方式配置时，可以容易地加宽屏幕上的显示区域。另外，例如，当反射表面以图像光从反射表面朝向屏幕会聚的方式配置时，可以改善屏幕上的显示亮度。如上所述，当通过反射表面控制入射角时，可以显示高质量图像，并且以适当方式组合多偏斜屏幕。

在上述实施方式中，通过使用诸如透射全息图的HOE来配置屏幕。屏幕的具体配置不限于此。可以使用任何屏幕，只要该屏幕能够显示整圆周图像等即可。

例如，可以使用菲涅耳屏幕等。菲涅耳屏幕在其表面上具有精细的菲涅耳透镜图案。在这种情况下，例如，当菲涅耳透镜上的图像光的入射角基本上恒定时，可以高精度地对准从屏幕(菲涅耳透镜)发射的图像光的方向。作为结果，可以充分地抑制亮度不均匀等，并且可以获得高质量的图像。

另外，例如，可以使用透明膜等作为屏幕。透明膜具有光漫射层。即使在这种情况下，通过以入射角基本上恒定的方式控制图像光在光漫射层上的入射角，也可以抑制与入射角的差异相关联的亮度不均匀等。这使得可以显示具有均匀亮度的图像。另外，用于屏幕的部件的材料、结构等不受限制。例如，可以根据图像显示设备的使用目的、使用环境等来以适当方式配置屏幕。

在根据第一实施方式的图像显示装置100至500中，从发光部发射的图像光21直接入射在反射表面上。例如，还可以在发光部与反射表面之间安装诸如放大或缩小图像光21的透镜或者改变图像光的光路的棱镜的光学系统。

例如，当在发射部与反射透镜之间设置凹透镜等并放大图像光时，可以缩短发射部与反射表面之间的距离。在这种情况下，根据凹透镜的位置、放大率等以适当方式配置反射表面。这使得可以在竖直方向上减小装置尺寸。

另外，可以以适当方式使用包括透镜、棱镜等的任何光学系统，以及根据光学系统的特性配置的反射表面。换句话说，光学系统和反射表面可以以可以控制图像光在屏幕上的入射角的方式来以适当方式组合。在这种情况下，通过彼此协作地操作光学系统和反射表面来实现根据本技术的光学部的功能。

在根据以上描述的本技术的特征部件中，可以组合至少两个特征部件。也就是说，实施方式中描述的各种特征部件可以任意组合，而与实施方式无关。进一步地，上述各种效果仅仅是实施例并且不受限制，并且可以施加其他效果。

另外，本技术还可以如下配置。

(1)一种图像显示装置，包括：

发射部，沿着预定轴发射图像光；

照射目标，设置在围绕预定轴的至少一部分处；以及

光学部，所述光学部控制所述图像光在所述照射目标上的入射角，所述图像光从所述发射部被发射，所述光学部以所述光学部基于所述预定轴面对所述发射部的方式设置。

(2)根据(1)所述的图像显示装置，

其中，光学部将图像光在照射目标上的入射角设定为基本上是恒定的。

(3)根据(1)或(2)所述的图像显示装置，

其中，所述光学部包括反射表面，所述反射表面将所述图像光向所述照射目标进行反射，所述图像光从所述发射部被发射。

(4)根据(3)所述的图像显示装置，

其中，沿着包括所述预定轴的平面截取的所述反射表面的截面形状被配置为包括当从所述发射部观察时为凹陷的抛物线的形状，并且所述抛物线的轴不同于所述预定轴。

(5)根据(4)所述的图像显示装置，

其中，关于反射表面，预定轴平行于在截面形状中包括的抛物线的轴。

(6)根据(4)所述的图像显示装置，

其中，关于反射表面，预定轴与在截面形状中包括的抛物线的轴在抛物线的顶点处以预定角度相交。

(7)根据(4)至(6)中任一项所述的图像显示装置，

其中，反射表面包括通过围绕预定轴旋转抛物线而获得的旋转表面。

(8)根据(7)所述的图像显示装置，

其中，关于反射表面，当从发射部观察时，在旋转表面与预定轴之间的交点是突出的。

(9)根据(7)或(8)所述的图像显示装置，

其中，关于反射表面，当从发射部观察时，在旋转表面与预定轴之间的交点是凹陷的。

(10)根据(1)至(9)中任一项所述的图像显示装置，

其中，所述光学部包括一个或多个折射表面，所述折射表面折射从所述发射部发射的图像光并且向所述照射目标发射所折射的光。

(11)根据(10)所述的图像显示装置，还包括

放大部，所述放大部放大从所述发射部发射的图像光并且向所述光学部发射所放大的光，所述放大部被设置在所述光学部与所述发射部之间。

(12)根据(10)或(11)所述的图像显示装置，还包括

棱镜部，该棱镜部改变从光学部发射的图像光的光路，棱镜部从发射部横跨光学部设置。

(13)根据(1)至(12)中任一项所述的图像显示装置，

其中，照射目标设置在围绕预定轴的圆周上。

(14)根据(1)至(13)中任一项所述的图像显示装置，

所述照射目标被配置为具有使用所述预定轴作为其基本中心轴的圆柱形状。

(15)根据(1)至(14)中任一项所述的图像显示装置，

其中，照射目标是全息图屏幕。

(16)根据(1)至(15)中任一项所述的图像显示装置，

其中，照射目标是透射图像光的透射屏幕和反射图像光的反射屏幕中的任何一个。

(17)根据(1)至(16)中任一项所述的图像显示装置，

其中，所述照射目标沿预定发射方向发射所述图像光，所述图像光以由所述光学部控制的入射角进行入射。

(18)根据(17)所述的图像显示装置，其中，

照射目标包括发射图像光的发射表面，并且

预定发射方向与发射表面的法线方向以预定交叉角相交。

(19)根据(18)所述的图像显示装置，其中，

所述照射目标能够对所述图像光进行漫射和发射，并且

所述预定交叉角是基于被所述照射目标漫射的所述图像光的漫射角来设定的。

参考符号列表

1 光轴

5、705 旋转表面

20、220、320、420、520、620、720、920、1020 发射部

21、721 图像光

30、230、330、430、530、630、730、930、1030 屏幕

31 透射全息图

40、50、240、340、440、540、640、940、1040 反射镜

41、51、241、341、441、541、641、941、1041 反射表面

43、53、343 抛物线

44、54、344 抛物线的轴

770 折射部

771 折射表面

790 棱镜部

100至800、900、1000 图像显示装置。

Claims (19)

1.一种图像显示装置，包括：

发射部，所述发射部沿着预定轴发射图像光；

照射目标，设置在围绕所述预定轴的至少一部分处；以及

光学部，所述光学部控制所述图像光在所述照射目标上的入射角，所述图像光从所述发射部发射，所述光学部以所述光学部基于所述预定轴面对所述发射部的方式设置。

2.根据权利要求1所述的图像显示装置，

其中，所述光学部将所述图像光在所述照射目标上的所述入射角设定为基本恒定的。

3.根据权利要求1所述的图像显示装置，

其中，所述光学部包括反射表面，所述反射表面将所述图像光向所述照射目标进行反射，所述图像光从所述发射部发射。

4.根据权利要求3所述的图像显示装置，

其中，沿着包括所述预定轴的平面截取的所述反射表面的截面形状被配置为包括当从所述发射部观察时为凹陷的抛物线的形状，并且所述抛物线的轴不同于所述预定轴。

5.根据权利要求4所述的图像显示装置，

其中，关于所述反射表面，所述预定轴平行于在所述截面形状中包括的所述抛物线的轴。

6.根据权利要求4所述的图像显示装置，

其中，关于所述反射表面，所述预定轴与包括在所述截面形状中的所述抛物线的轴在所述抛物线的顶点处以预定角度相交。

7.根据权利要求4所述的图像显示装置，

其中，所述反射表面包括通过围绕所述预定轴旋转所述抛物线而获得的旋转表面。

8.根据权利要求7所述的图像显示装置，

其中，关于所述反射表面，当从所述发射部观察时，所述旋转表面与所述预定轴之间的交点是突出的。

9.根据权利要求7所述的图像显示装置，

其中，关于所述反射表面，当从所述发射部观察时，所述旋转表面与所述预定轴之间的交点是凹陷的。

10.根据权利要求1所述的图像显示装置，

其中，所述光学部包括一个或多个折射表面，所述折射表面折射从所述发射部发射的图像光并且向所述照射目标发射所折射的光。

11.根据权利要求10所述的图像显示装置，还包括：

放大部，所述放大部放大从所述发射部发射的图像光并且向所述光学部发射所放大的光，所述放大部被设置在所述光学部与所述发射部之间。

12.根据权利要求10所述的图像显示装置，还包括：

棱镜部，所述棱镜部改变从所述光学部发射的图像光的光路，所述棱镜部从所述发射部横跨所述光学部设置。

13.根据权利要求1所述的图像显示装置，

其中，所述照射目标设置在围绕所述预定轴的圆周上。

14.根据权利要求1所述的图像显示装置，

其中，所述照射目标被配置为具有使用所述预定轴作为其基本中心轴的圆柱形状。

15.根据权利要求1所述的图像显示装置，

其中，所述照射目标是全息图屏幕。

16.根据权利要求1所述的图像显示装置，

其中，所述照射目标是透射所述图像光的透射屏幕和反射所述图像光的反射屏幕中的任何一个。

17.根据权利要求1所述的图像显示装置，

其中，所述照射目标沿预定发射方向发射所述图像光，所述图像光以由所述光学部控制的入射角进行入射。

18.根据权利要求17所述的图像显示装置，其中，

所述照射目标包括发射所述图像光的发射表面，并且

所述预定发射方向与所述发射表面的法线方向以预定交叉角相交。

19.根据权利要求18所述的图像显示装置，其中，

所述照射目标能够对所述图像光进行漫射和发射，并且

所述预定交叉角是基于被所述照射目标漫射的所述图像光的漫射角来设定的。