特許 7551814 ホログラフィック投影操作装置、ホログラフィック投影装置およびそのホログラフィック光モジュール

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-09-06

(45)【発行日】2024-09-17

(54)【発明の名称】ホログラフィック投影操作装置、ホログラフィック投影装置およびそのホログラフィック光モジュール

(51)【国際特許分類】

   G02B 30/56 20200101AFI20240909BHJP

   G02B 5/04 20060101ALN20240909BHJP

【ＦＩ】

G02B30/56

G02B5/04 A

【請求項の数】 16

(21)【出願番号】P 2023043941

(22)【出願日】2023-03-20

(65)【公開番号】P2023145384

(43)【公開日】2023-10-11

【審査請求日】2023-03-20

(31)【優先権主張番号】111111764

(32)【優先日】2022-03-28

(33)【優先権主張国・地域又は機関】TW

(73)【特許権者】

【識別番号】523101822

【氏名又は名称】▲うぇい▼盛国際科技有限公司

【氏名又は名称原語表記】ＷＳ－ＨＳＨ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ＣＯ．， ＬＴＤ．

【住所又は居所原語表記】Ｎｏ．６， Ａｌｙ．２５， Ｌｎ．５２６， Ｓｅｃ．２， Ｚｈｏｎｇｓｈａｎ Ｒｄ．， Ｚｈｏｎｇｈｅ Ｄｉｓｔ．， Ｎｅｗ Ｔａｉｐｅｉ Ｃｉｔｙ ２３５０２９， Ｔａｉｗａｎ

(74)【代理人】

【識別番号】100201329

【弁理士】

【氏名又は名称】山口 真二郎

(74)【代理人】

【識別番号】100167601

【弁理士】

【氏名又は名称】大島 信之

(74)【代理人】

【識別番号】100220917

【弁理士】

【氏名又は名称】松本 忠大

(74)【代理人】

【識別番号】100169904

【弁理士】

【氏名又は名称】村井 康司

(74)【代理人】

【識別番号】100216150

【弁理士】

【氏名又は名称】香山 良樹

(72)【発明者】

【氏名】許書誠

【審査官】河村 麻梨子

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２２－０３５４６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００４／０１９６４１１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１７－０２６７３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１９／００２５６０３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】国際公開第２００４／０６８１９７（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０２Ｂ ５／０４、３０／００－３０／６０

Ｈ０４Ｎ １３／３４６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ホログラフィック投影装置（１０００、１０００’）に用いるホログラフィック光モジュール(１００)であって、
複数の第一プリズム（１１、１１ａ、１１ｂ）を含む第一プリズムアレイ（１０）であって、各前記第一プリズム（１１、１１ａ、１１ｂ）は第一表面（１１１）を有し、２つの前記第一プリズム（１１、１１ａ、１１ｂ）の前記第一表面（１１１）が相互に重置されることで第一光学インターフェース（１２）が形成されている第一プリズムアレイ（１０）と、
複数の第二プリズム（２１、２１ａ、２１ｂ）を含む第二プリズムアレイ（２０）であって、各前記第二プリズム（２１、２１ａ、２１ｂ）は第二表面（２１２）を有し、２つの前記第二プリズム（２１、２１ａ、２１ｂ）の前記第二表面（２１２）が相互に重置されることで第二光学インターフェース（２２）が形成されている第二プリズムアレイ（２０）と、
を備え、
光線（Ｌ２）は前記第一プリズムアレイ（１０）に進入し、第一入射角で前記第一光学インターフェース（１２）に入射し、且つ前記第一光学インターフェース（１２）の１つの前記第一プリズム（１１ａ）の前記第一表面（１１１）により全反射されて第一反射光線（Ｌ２１）が発生し、
他の光線（Ｌ１１）は前記第一プリズムアレイ（１０）に進入し、第二入射角で前記第一光学インターフェース（１２）に入射し、且つ前記第一光学インターフェース（１２）の他の前記第一プリズム（１１ｂ）の前記第一表面（１１１）により全反射されて第二反射光線（Ｌ１２）が発生し、
前記第二反射光線（Ｌ１２）は前記第二プリズムアレイ（２０）に進入し、第三入射角で前記第二光学インターフェース（２２）に入射し、且つ前記第二光学インターフェース（２２）の１つの前記第二プリズム（２１ａ）の前記第二表面（２１２）により全反射されて第三反射光線（Ｌ１３）が発生することを特徴とする、
ホログラフィック光モジュール。

【請求項2】

前記第一反射光線（Ｌ２１）は前記第一プリズムアレイ（１０）の隣接する他の２つの相互に重置される前記第一プリズム（１１ｂ）に進入することを特徴とする、
請求項１に記載のホログラフィック光モジュール。

【請求項3】

前記第一入射角は45度以上であることを特徴とする、
請求項１に記載のホログラフィック光モジュール。

【請求項4】

前記第二入射角は45度以上であることを特徴とする、
請求項１に記載のホログラフィック光モジュール。

【請求項5】

前記第二プリズムアレイ（２０）は前記第一プリズムアレイ（１０）に重置され、且つ１つの前記第一プリズム（１１ｂ）の第三表面（１１３）と１つの前記第二プリズム（２１ａ）の第四表面（２１４）とが対向するように設置されることで第三光学インターフェース（３０）が形成され、前記第二反射光線（Ｌ１２）は前記第三光学インターフェース（３０）を透過して前記第二プリズムアレイ（２０）に進入することを特徴とする、
請求項１に記載のホログラフィック光モジュール。

【請求項6】

前記第三反射光線と各前記第二プリズム（２１）の前記第四表面（２１４）との夾角は30度以上且つ45度以下であることを特徴とする、
請求項５に記載のホログラフィック光モジュール。

【請求項7】

各前記第一プリズム（１１、１１ａ、１１ｂ）は第五表面（１１５）を更に含み、前記第一プリズム（１１、１１ａ、１１ｂ）は三角プリズムであり、前記第一表面（１１１）、前記第三表面（１１３）、及び前記第五表面（１１５）は相互に連接され、且つ前記第三表面（１１３）と前記第五表面（１１５）との連接箇所の夾角は90度であり、前記第一表面（１１１）と前記第三表面（１１３）との連接箇所の夾角は45度であり、前記第一表面（１１１）と前記第五表面（１１５）との連接箇所の夾角は45度であることを特徴とする、
請求項５に記載のホログラフィック光モジュール。

【請求項8】

各前記第二プリズム（２１、２１ａ、２１ｂ）は第六表面（２１６）を更に含み、前記第二プリズム（２１、２１ａ、２１ｂ）は三角プリズムであり、前記第二表面（２１２）、前記第四表面（２１４）、及び前記第六表面（２１６）は相互に連接され、且つ前記第四表面（２１４）と前記第六表面（２１６）との連接箇所の夾角は90度であり、前記第二表面（２１２）と前記第四表面（２１４）との連接箇所の夾角は60度乃至65度の間の範囲であり、前記第二表面（２１２）と前記第六表面（２１６）との連接箇所の夾角は２５度乃至30度の間の範囲であることを特徴とする、
請求項５に記載のホログラフィック光モジュール。

【請求項9】

各前記第二プリズム（２１、２１ａ、２１ｂ）は第六表面（２１６）を更に含み、前記第二プリズム（２１、２１ａ、２１ｂ）は三角プリズムであり、前記第二表面（２１２）、前記第四表面（２１４）、及び前記第六表面（２１６）は相互に連接され、且つ前記第四表面（２１４）と前記第六表面（２１６）との連接箇所の夾角は90度であり、前記第二表面（２１２）と前記第四表面（２１４）との連接箇所の夾角は２５度乃至30度であり、前記第二表面（２１２）と前記第六表面（２１６）との連接箇所の夾角は60度乃至65度であることを特徴とする、
請求項５に記載のホログラフィック光モジュール。

【請求項10】

画像を形成する複数の光線を発射する表示モジュール（２００）と、
請求項１乃至９のうちの何れか１項に記載のホログラフィック光モジュール（１００）と、
を備え、
前記ホログラフィック光モジュール（１００）はこれら前記光線の光経路を屈折させ、視覚発生方向に沿って進行させ、観察者の視覚上にホログラフィック画像（Ｑ）を発生させることを特徴とする、
ホログラフィック投影装置。

【請求項11】

画像拡大モジュール（３００）を更に備え、これら前記光線が前記画像拡大モジュール（３００）を透過することで前記画像が拡大された後に前記ホログラフィック光モジュール（１００）に進入することを特徴とする、
請求項１０に記載のホログラフィック投影装置。

【請求項12】

前記画像拡大モジュール（３００）はフレネルレンズ（Fersnel lens）を備え、これら前記光線は前記フレネルレンズを通過することを特徴とする、
請求項１１に記載のホログラフィック投影装置。

【請求項13】

光経路調整モジュール（４００）を更に備え、前記光線は前記画像拡大モジュール（３００）及び前記光経路調整モジュール（４００）を順次通過し、これら前記光線は前記ホログラフィック光モジュール（１００）がある位置に向けて集中した後に前記ホログラフィック光モジュール（１００）に進入することを特徴とする、
請求項１１に記載のホログラフィック投影装置。

【請求項14】

前記光経路調整モジュール（４００）は、２次元構造として配列されている複数の光学微細構造を備えていることを特徴とする、
請求項１３に記載のホログラフィック投影装置。

【請求項15】

これら前記光学微細構造は凸レンズであり、且つこれら前記凸レンズのサイズは等しいまたは等しくないことを特徴とする、
請求項１４に記載のホログラフィック投影装置。

【請求項16】

請求項１０に記載のホログラフィック投影装置（１０００、１０００’）と、
検出信号（Ｓｉ）を持続的に送信し、前記検出信号（Ｓｉ）及び前記画像を形成する少なくとも１つの前記光線が、前記ホログラフィック光モジュール（１００）を同期で通過し、前記視覚発生方向に沿って進行する信号送信機（２０００）と、
前記視覚発生方向上で前記検出信号（Ｓｉ）を持続的に受信する信号受信機（３０００）と、
前記信号受信機（３０００）に接続され、前記信号受信機（３０００）が前記検出信号（Ｓｉ）を受信すると、前記検出信号（Ｓｉ）がプロセッサー（４０００）に持続的に伝送されるプロセッサー（４０００）と、
を備え、
前記プロセッサー（４０００）が前記検出信号（Ｓｉ）を未受信である場合、前記プロセッサー（４０００）は制御信号（So）を発生させることを特徴とする、
ホログラフィック投影操作装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光投影装置の技術分野に関し、より詳しくは、プリズムで構成され、且つ光経路に対し屈折させるためのホログラフィック光モジュール（Holographic Optical Module）により観察者の視覚上でホログラフィック画像を発生させるホログラフィック投影装置（Holographic Projection Device）、及びホログラフィック投影装置を利用して操作インターフェースを形成するホログラフィック投影操作装置（Holographic Projection Operating Device）に関する。

【背景技術】

【0002】

ホログラフィック投影技術は、表示装置が生成する画像の光線が反射された後に光線の進行方向の光経路が改変され、光線が観察者の目に進入すると、観察者にホログラムの視覚画像を発生させる。ホログラフィック投影はホログラフィック結像技術を利用し、画像の現実感を高めることで、観察者またはユーザーとのインタラクション性を高めている。このため、ホログラフィック投影設備は様々なパフォーマンス活動に広く利用されている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

しかしながら、従来のホログラフィック投影装置は、ホログラフィック光学素子（holographic optical element、HOE）を利用して光線を反射した後、ユーザーの目に進入させてホログラフィック画像を生成する。従来のホログラフィック光学素子は、表面に塗膜した後に光線を反射するための鏡面が形成される。このため、従来のホログラフィック光学素子は、塗膜プロセス及び材料が必要になるため、ホログラフィック光学素子の製造コストが増加し、ホログラフィック光学素子の製造工程も増加した。

【0004】

そこで、本発明者は上記の欠点が改善可能と考え、鋭意検討を重ねた結果、合理的設計で上記の課題を効果的に改善する本発明の提案に至った。

【0005】

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ホログラフィック投影操作装置、ホログラフィック投影装置およびそのホログラフィック光モジュールを提供することにある。具体的に説明すると、本発明に係るホログラフィック光モジュールは、プリズムを光線反射素子として使用し、光線をプリズムに進入させた後、光線が高密度媒体（プリズム）から低密度媒体（空気）に進入する状態において、臨界角度より大きい角度で入射することで全反射現象を発生させ、光線が反射された後に適切な角度でユーザーの目に進入し、ホログラフィック画像を生成する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するために、本発明のある態様のホログラフィック光モジュールは、第一プリズムアレイ及び第二プリズムアレイを含んで構成されている。第一プリズムアレイは複数の第一プリズムを備え、各前記第一プリズムは第一表面を有し、２つの前記第一プリズムの前記第一表面が相互に重置されることで第一光学インターフェースが形成されている。第二プリズムアレイは複数の第二プリズムを備え、各前記第二プリズムは第二表面を有し、２つの前記第二プリズムの前記第二表面が相互に重置されることで第二光学インターフェースが形成されている。光線は前記第一プリズムアレイに進入し、第一入射角で前記第一光学インターフェースに入射し、且つ前記第一光学インターフェースの１つの前記第一プリズムの前記第一表面により全反射されて第一反射光線が発生する。他の光線は前記第一プリズムアレイに進入し、第二入射角で前記第一光学インターフェースに入射し、且つ前記第一光学インターフェースの他の前記第一プリズムの前記第一表面により全反射されて第二反射光線が発生する。前記第一反射光線または前記第二反射光線は前記第二プリズムアレイに進入し、第三入射角で前記第二光学インターフェースに入射し、且つ前記第二光学インターフェースの１つの前記第二プリズムの前記第二表面により全反射されて第三反射光線が発生する。

【0007】

別の実施形態によれば、第一入射角は45度以上である。

【0008】

別の実施形態によれば、第二入射角は45度以上である。

【0009】

別の実施形態によれば、前記第三反射光線と水平線との夾角は45度以上且つ60度以下である。

【0010】

別の実施形態によれば、第二プリズムアレイは第一プリズムアレイに重置され、且つ１つの第一プリズムの第三表面と１つの第二プリズムの前記第四表面とが対向するように設置されることで第三光学インターフェースが形成され、第一反射光線または第二反射光線は第三光学インターフェースを透過して第二プリズムアレイに進入する。

【0011】

別の実施形態によれば、各第一プリズムは第五表面を更に備え、第一プリズムは三角プリズムである。第一表面、第三表面、及び第五表面は相互に連接され、且つ第三表面と第五表面との連接箇所の夾角は90度であり、第一表面と第三表面との連接箇所の夾角は45度であり、第一表面と第五表面との連接箇所の夾角は45度である。

【0012】

別の実施形態によれば、各第二プリズムは第六表面を更に備え、第二プリズムは三角プリズムである。前記第二表面、前記第四表面、及び前記第六表面は相互に連接され、且つ前記第四表面と前記第六表面との連接箇所の夾角は90度であり、前記第二表面と前記第四表面との連接箇所の夾角は60度乃至65度の間の範囲であり、前記第二表面と前記第六表面との連接箇所の夾角は２５度乃至30度の間の範囲である。

【0013】

別の実施形態によれば、各第二プリズムは第六表面を更に備え、第二プリズムは三角プリズムであり、前記第二表面、前記第四表面、及び前記第六表面は相互に連接され、且つ前記第四表面と前記第六表面との連接箇所の夾角は90度であり、前記第二表面と前記第四表面との連接箇所の夾角は２５度乃至30度の間の範囲であり、前記第二表面と前記第六表面との連接箇所の夾角は60度乃至65度の間の範囲である。

【0014】

また、本発明はさらに表示モジュールとホログラフィック光モジュールを含むホログラフィック投影装置を提供する。表示モジュールは画像を形成する複数の光線を発射する。ホログラフィック光モジュールはこれら前記光線の光経路を屈折させ、視覚発生方向に沿って進行させ、観察者の視覚上にホログラフィック画像を発生させる。

【0015】

別の実施形態によれば、画像拡大モジュールを更に備えている。これら前記光線が画像拡大モジュールを透過することで画像が拡大された後にホログラフィック光モジュールに進入する。

【0016】

別の実施形態によれば、画像拡大モジュールはフレネルレンズ（Fersnel lens）を備え、これら前記光線はフレネルレンズを通過する。

【0017】

別の実施形態によれば、光経路調整モジュールを更に備えている。光線は画像拡大モジュール及び前記光経路調整モジュールを順次通過し、これら前記光線はホログラフィック光モジュールがある位置に向けて集中した後にホログラフィック光モジュールに進入する。

【0018】

別の実施形態によれば、光経路調整モジュールは、２次元構造として配列されている複数の光学微細構造を備えている。

【0019】

別の実施形態によれば、これら前記光学微細構造は凸レンズであり、且つこれら前記凸レンズのサイズは等しいまたは等しくない。

【0020】

さらに、本発明はさらにホログラフィック投影装置と信号受信機とプロセッサーを含むホログラフィック投影操作装置を提供する。信号送信機は検出信号を持続的に送信し、検出信号及び画像を形成する少なくとも１つの光線が、ホログラフィック光モジュールを同期で通過し、前記視覚発生方向に沿って進行する。信号受信機は視覚発生方向上で検出信号を持続的に受信する。プロセッサーは信号受信機に接続され、信号受信機が検出信号を受信すると、検出信号がプロセッサーに持続的に伝送される。プロセッサーが検出信号を未受信である場合、プロセッサーは制御信号を発生させる。

【0021】

本発明に係るホログラフィック投影装置は、第一プリズムアレイ及び第二プリズムアレイが設置されることで、画像を形成する光線が適切な角度で第一光学インターフェース及び第二光学インターフェースに入射し、光線が第一光学インターフェース及び第二光学インターフェースで全反射されることで、光線が特定の光経路に沿ってユーザーまたは観察者の目に進入し、視覚上にホログラフィック画像を生成する。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明の一実施例に係るホログラフィック光モジュールのうちの１列の第一プリズムアレイと１列の第二プリズムアレイとの重置を示す外観斜視図である。

【図2】図１に示すホログラフィック光モジュールを示す分解図である。

【図3A】本発明の一実施例に係るホログラフィック光モジュールを示す正面図であって、第三反射光線と表示装置が位置している平面間の夾角は45度である。

【図3B】本発明の他の実施例に係るホログラフィック光モジュールを示す正面図であって、第三反射光線と表示装置が位置している平面間の夾角は30度である。

【図3C】本発明のさらなる他の実施例に係るホログラフィック光モジュールを示す正面図である。

【図4】本発明の一実施例に係るホログラフィック光モジュールの三次元構造を示す傾斜図である。

【図5】本発明の一実施例に係るホログラフィック投影装置を示す断面図である。

【図6】本発明の他の実施例に係るホログラフィック投影装置を示す断面図である。

【図7】本発明の一実施例に係るホログラフィック投影操作装置を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、本発明の実施形態について具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

【0024】

図１、図２、図３Ａ、及び図４は本発明に係るホログラフィック光モジュールの一実施例を示す。本実施例に係るホログラフィック光モジュール１００は第一プリズムアレイ１０及び第二プリズムアレイ２０を含んで構成されている。第一プリズムアレイ１０及び第二プリズムアレイ２０はエンボス方式でアクリル基材に成形されている。

【0025】

図１と図２に示すように、第一プリズムアレイ１０は複数の第一プリズム１１を備え、各第一プリズム１１は下段に設置されている第一プリズム１１ａ及び上段に設置されている第一プリズム１１ｂを含む。本実施例の各第一プリズム１１は、第一表面１１１と、第三表面１１３と、第五表面１１５と、を含む三角プリズムであり、第一表面１１１、第三表面１１３、及び第五表面１１５が相互に連接され、断面が三角形を呈している三角プリズム形状の微細構造が形成されている。第一表面１１１は三角形の斜辺を構成し、第三表面１１３及び第五表面１１５は三角形の直角をはさむ2辺を構成している。よって、第三表面１１３と第五表面１１５との間の夾角は90度であり、第一表面１１１と第三表面１１３との間の夾角は45度であり、第一表面１１１と第五表面１１５との間の夾角は45度である。下段の第一プリズム１１ａ及び上段の第一プリズム１１ｂは同じ構造を有し、下段の第一プリズム１１ａの第一表面１１１と上段の第一プリズム１１ｂの第一表面１１１とが対向するように設置されることで第一光学インターフェース１２が形成されている。下段の第一プリズム１１ａの第一表面１１１と上段の第一プリズム１１ｂの第一表面１１１との間はエアギャップが無いように相互に緊密に重ね合わせられている。

【0026】

図１と図２と図３を参照すると、第二プリズムアレイ２０は複数の第二プリズム２１を備え、各第二プリズム２１は下段に設置されている第二プリズム２１ａ及び上段に設置されている第二プリズム２１ｂを含む。本実施例の各第二プリズム１１は、第二表面２１２と、第四表面２１４と、第六表面２１６と、を含む三角プリズムであり、第二表面２１２、第四表面２１４、及び第六表面２１６が相互に連接され、断面が三角形を呈している三角プリズム形状の微細構造が形成されている。第二表面２１２は三角形の斜辺を構成し、第四表面２１４及び第六表面２１６は三角形の直角をはさむ2辺を構成している。よって、本実施例の第四表面２１４と第六表面２１６との夾角は90度であり、第二表面２１２と第四表面２１４との間の夾角は61度であり、第二表面２１２と第六表面２１６との間の夾角は29度である。下段の第二プリズム２１ａ及び上段の第二プリズム２１ｂは同じ構造を有し、下段の第二プリズム２１ａの第二表面２１２と上段の第二プリズム２１ｂの第二表面２１２とが対向するように設置されることで第二光学インターフェース２２が形成されている。下段の第二プリズム２１ａの第二表面２１２と上段の第二プリズム２１ｂの第二表面２１２との間はエアギャップが無いように相互に緊密に重ね合わせられている。

【0027】

また、下段の第二プリズム２１ａの第四表面２１４と上段の第一プリズム１１ｂの第三表面１１３とが対向するように設置されることで第三光学インターフェース３０が形成されている。

【0028】

図３Ａに示す如く、下方の表示モジュール２００または単一の光源の光線Ｌ１は、下段の第一プリズム１１ａの第三表面１１３から第一プリズムアレイ１０に進入し、光線Ｌ１が第三表面１１３に垂直に入射し、入射する光線Ｌ１は一部が第三表面１１３により反射されるほか、残りは全て第三表面１１３を透過して第一プリズム１１ａに進入し、第一入射角で第一光学インターフェース１２に位置している第一プリズム１１ａの第一表面１１１に更に入射する。前述したように、第一プリズム１１及び第二プリズム２１は共にアクリル材料で製作され、アクリル材料の屈折率は約1.49である。また、光線は高密度媒体から低密度媒体に全反射され、屈折の法則（スネルの法則）n₁sinθ₁=n₂sinθ₂に基づくと、n1は第一プリズム１１ａの屈折率であり（アクリル材料の屈折率は1.49）、n2は空気の屈折率である（1.000027≒1）。全反射が発生すると、θ₂=90度であるため、全反射が発生した際の光線が第一表面１１１に入射する臨界入射角θ₁を42.1度と算出できる。本実施例の光線Ｌ１は45度の第一入射角で入射し、これは42.1度の臨界入射角より大きいため、光線Ｌ１が第一表面１１１で全反射されることで第一反射光線Ｌ１１が形成され、第一反射光線Ｌ１１は第一表面１１１に平行する方向に進行し、且つ隣接する他の１つの上段の第一プリズム１１ｂに進入する。本実施例では、第一反射光線Ｌ１１は左方に位置している上段の第一プリズム１１ｂに進入するが、但しこの限りではなく、他の実施例では、第一表面１１１の傾斜方向は本実施例とは逆であり、第一反射光線Ｌ１１が右方に位置している上段の第一プリズム１１ｂに進入する。

【0029】

上段の第一プリズム１１ｂに進入する第一反射光線Ｌ１１は45度の第二入射角で第一光学インターフェース１２に位置している上段の第一プリズム１１ｂの第一表面１１１に入射し、同様に、その第二入射角は全反射する臨界入射角よりも大きく、第一反射光線Ｌ１１が第一プリズム１１ｂの第一表面１１１で再度反射されて第二反射光線Ｌ１２が形成される。第二反射光線Ｌ１２は、第一プリズム１１ｂの第三表面１１３及び下段の第二プリズム２１ａの第四表面２１４で形成されている第三光学インターフェース３０を透過し、且つ61度の第三入射角で第二光学インターフェース２２に位置している第二表面２１２に入射し、第二表面２１２で全反射された後に第三反射光線Ｌ１３が形成される。本実施例の第三反射光線Ｌ１３と上段の第二プリズム２１ｂの第四表面２１４との間には30度の夾角が形成されている。

【0030】

表示モジュール２００が発射する他の光線Ｌ２が、下段の他の１つの第一プリズム１１ａの第三表面１１３から第一プリズムアレイ１０に進入した後、第一光学インターフェース１２で下段の第一プリズム１１ａの第一表面１１１により反射された後に第一反射光線Ｌ２１が形成される。第一反射光線Ｌ２１も同様に隣接する上段の第一プリズム１１ｂに進入し、且つ第一光学インターフェース１２で上段の第一プリズム１１ｂの第一表面１１１により反射された後に第二反射光線Ｌ２２が形成される。第二反射光線Ｌ２２が第二プリズムアレイ２０の下段の第二プリズム２１ａに進入し、第二光学インターフェース２２で下段の第二プリズム２１ａの第二表面２１２により反射された後、第三反射光線Ｌ２３が形成される。第三反射光線Ｌ２３と上段の第二プリズム２１ｂの第四表面２１４との間には同様に30度の夾角が形成されている。

【0031】

図５は本発明の一実施例に係るホログラフィック投影装置を示す断面図である。本実施例に係るホログラフィック投影装置１０００は、ホログラフィック光モジュール１００及び表示モジュール２００を含んで構成されている。水平面に設置されている表示モジュール２００から発射される画像を形成する複数の光線Ｌ１～Ｌｎがホログラフィック光モジュール１００に進入した後、ホログラフィック光モジュール１００が複数の光線の光経路を屈折させ、傾斜角度（第三反射光線Ｌ２３と水平に設置される第四表面２１４との間に形成される30度の角度）で観察者またはユーザーの目に進入し、視覚発生方向に沿って進行する。観察者またはユーザーの目が第三反射光線Ｌ２３を感知すると、観察者またはユーザーの目の視覚上にホログラフィック画像Qが生成され、表示モジュール２００が同様に生成した画像が30度の傾斜方向に投影される。

【0032】

図３Ｂは本発明の他の実施例に係るホログラフィック光モジュールを示す正面図である。本実施例と図３Ａの実施例との相違点について、第二プリズム２１ａ、２１ｂの第二表面２１２と第四表面２１４との間の夾角が63.4度であり、第二表面２１２と第六表面２１６との間の夾角が26.6度であり、第三反射光線Ｌ１２及びＬ２３と第四表面２１４との間には45度の夾角が形成されている。

【0033】

図３Ｃは本発明のさらなる他の実施例に係るホログラフィック光モジュールを示す正面図である。本実施例と図３Ａの実施例との相違点について、第二プリズム２１ａ、２１ｂの第二表面２１２と第四表面２１４との間の夾角が63.4度であり、第二プリズム２１ａ、２１ｂの第二表面２１２と第四表面２１４との間の夾角が30度であり、第二表面２１２と第六表面２１６との間の夾角が60度である。このため、第三反射光線Ｌ１２及びＬ２３が第一プリズムモジュール１０の方向に向けて進行する。本実施例はユーザーより高い位置に設置されるホログラフィック光モジュール１００に応用し、第三反射光線Ｌ１２及びＬ２３は下方に向けて進行してユーザーの目に進入する際に、ホログラフィック画像を生成する。

【0034】

図６は本発明の他の実施例に係るホログラフィック投影装置を示す断面図である。本実施例に係るホログラフィック投影装置１０００’は、ホログラフィック光モジュール１００及び表示モジュール２００以外、フレネルレンズ（Fersnel lens）を含む画像拡大モジュール３００を更に備え、光線Ｌ１～Ｌｎがフレネルレンズを通過することで、表示モジュール２００が生成する画像の拡大効果を達成する。よって、サイズが小さい表示モジュール２００が使用可能になる。本実施例に係るホログラフィック投影装置１０００’は光経路調整モジュール４００を更に備え、光線Ｌ１～Ｌｎは画像拡大モジュール３００及び光経路調整モジュール４００を順次通過し、光線Ｌ１～Ｌｎがホログラフィック光モジュール１００がある位置に向けて集中した後にホログラフィック光モジュール１００に進入する。光経路調整モジュール４００は発散する光線を中間に集光させるため、複数の光学微細構造（図示せず）を含み、光学微細構造（図示せず）は微細な凸レンズアレイまたは微細な三角プリズムアレイでもよい。

【0035】

図７は本発明の一実施例に係るホログラフィック投影操作装置を示す断面図である。本実施例に係るホログラフィック投影操作装置は、上述のホログラフィック投影装置１０００または１０００’と、信号送信機２０００と、信号受信機３０００と、プロセッサー４０００と、を含んで構成されている。信号送信機２０００は検出信号Siを持続的に送信し、検出信号Si及び画像を形成する少なくとも１つの光線Ｌｍが、ホログラフィック光モジュール１００を同期で通過し、視覚発生方向に沿って進行する。信号受信機３０００は視覚発生方向上で検出信号Siを持続的に受信する。プロセッサー４０００は信号受信機３０００に接続され、信号受信機３０００が検出信号Siを受信すると、検出信号Siがプロセッサー４０００に持続的に伝送される。プロセッサー４０００が検出信号Siを未受信である場合、プロセッサー４０００は制御信号Soを発生させる。本実施例に係るホログラフィック投影操作装置は各種操作設備に用いられ、ホログラフィック画像を操作インターフェースとし、例えば、コンピューターのキーボードやエレベーターの操作ボタンとして用いられる。ホログラフィック投影装置１０００または１０００’は、ホログラフィックの操作インターフェース画像を形成し、検出信号Siの進行経路は操作インターフェースのキー画像に対応する。ユーザーが手でホログラフィックのキー画像を押すと、手が検出信号Siを遮断し、プロセッサー４０００が検出信号Siを受信できなくなり、プロセッサー４０００が前記キーを操作するのに対応する制御信号Soを発生させ、設備の作動を制御する。

【0036】

本発明に係るホログラフィック投影装置は、第一プリズムアレイ及び第二プリズムアレイを設置することで、画像を形成する光線が適切な角度で第一光学インターフェース及び第二光学インターフェースに入射し、光線が第一光学インターフェース及び第二光学インターフェースで全反射されることで、光線が特定の光経路に沿ってユーザーまたは観察者の目に進入し、視覚上でホログラム画像を生成する。

【0037】

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。また、本発明のあらゆる実施例または特許請求の範囲は、本発明に記載の全ての目的または利点や特徴を必ずしも達成する必要はない。また、要約書及び名称は特許文献の検索を補助するために用いているに過ぎず、本発明の権利の範囲を制限するものではない。なお、本明細書または特許請求の範囲に記載する「第一」、「第二」等の用語は、部材（element）の名称を命名する、或いは異なる実施例や範囲を区別するために用いているに過ぎず、部材の数量の上限や下限を制限するものではない。

【符号の説明】

【0038】

１０ 第一プリズムアレイ
１１ 第一プリズム
１１ａ 第一プリズム
１１ｂ 第一プリズム
１２ 第一光学インターフェース
２０ 第二プリズムアレイ
２１ 第二プリズム
２１ａ 第二プリズム
２１ｂ 第二プリズム
３０ 第三光学インターフェース
１００ ホログラフィック光モジュール
１１１ 第一表面
１１３ 第三表面
１１５ 第五表面
２００ 表示モジュール
２１２ 第二表面
２１４ 第四表面
２１６ 第六表面
３００ 画像拡大モジュール
４００ 光経路調整モジュール
１０００ ホログラフィック投影装置
１０００’ ホログラフィック投影装置
２０００ 信号送信機
３０００ 信号受信機
４０００ プロセッサー
Ｌ１ 光線
Ｌ１１ 第一反射光線
Ｌ１２ 第二反射光線
Ｌ１３ 第三反射光線
Ｌ２ 光線
Ｌ２１ 第一反射光線
Ｌ２２ 第二反射光線
Ｌ２３ 第三反射光線
Ｌｎ 光線
Ｌｍ 光線
Ｑ ホログラフィック画像
Ｓｉ 検出信号
Ｓｏ 制御信号

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】