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CN109804299B - 显示装置 - Google Patents

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CN109804299B
CN109804299B CN201780062235.5A CN201780062235A CN109804299B CN 109804299 B CN109804299 B CN 109804299B CN 201780062235 A CN201780062235 A CN 201780062235A CN 109804299 B CN109804299 B CN 109804299B
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荒井刚
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Omron Corp
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Abstract

一种显示装置，使显示的图像成为鲜明的图像。显示装置将由设于导光板(14)的多个棱镜(141)反射的图像光从光出射面(14c)射出。棱镜(141)具有将图像光反射并射出的反射面(141a)。反射面(141a)在导光板(14)的厚度方向上形成曲面状。

Description

显示装置
技术领域
本发明涉及可显示在空中成像的图像的显示装置。
背景技术
目前已知有可显示在不存在显示器的空中成像的图像的空中显示器。例如，在专利文献1中公开有将从显示元件向光导射出的图像显示光由设于该光导的基板内部的多个反射面反射，并从该光导的出射面输出。
专利文献1：日本公开特许公报“特开2011－186332号公报(2011年9月22日公开)”
但是，在专利文献1公开的显示装置中，反射面由平面形成，故而根据光导的厚度方向的位置而在通过由同一反射面反射的光成像的位置产生像差。其结果，存在通过显示装置显示的图像不鲜明的问题。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而设立的，其目的在于提供一种能够使显示的图像成为鲜明的图像的显示装置。
为了解决上述技术问题，本发明一方面的显示装置，从导光板的端面射入图像光，使由设于该导光板的多个出射构造部反射或折射的所述图像光从该导光板的光出射面射出，其中，所述出射构造部具有将所述图像光反射或折射而射出的光学面，所述光学面在所述导光板的厚度方向上形成曲面状。
根据本发明的一方面，实现能够使显示的图像成为鲜明图像的效果。
附图说明
图1是表示本发明实施方式1的显示装置的概要的示意图；
图2是表示上述显示装置的概要的侧视图；
图3是表示通过上述显示装置具备的棱镜反射光的情形的导光板的放大侧视图；
图4是用于说明相互相邻的任意两个上述棱镜各自的反射面和上述显示装置具备的导光板的底面构成的角度的图；
图5是表示作为上述显示装置具备的导光板的本变形例的导光板的构成的概要图；
图6是表示通过作为上述显示装置的本变形例的显示装置具备的棱镜反射光的情形的导光板的放大侧视图；
图7是表示本发明实施方式2的显示装置的导光板的概要的侧视图；
图8是表示通过上述显示装置具备的棱镜折射光的情形的导光板的放大侧视图；
图9是用于说明相互相邻的任意两个上述棱镜各自的折射面和上述显示装置具备的导光板的光出射面构成的角度的图；
图10是本发明实施方式3的显示装置的概略构成图；
图11是上述显示装置的概略侧视图；
图12是表示在上述显示装置具备的二维显示器的显示区域设定的各区块和投影立体像的空间区域内的各成像点的对应关系的一例的图，(a)是空间区域的立体图，(b)是表示二维显示器的显示区域的一例的图；
图13是从正面侧观察上述显示装置具备的导光板的底面的局部放大图；
图14(a)是上述显示装置具备的棱镜阵列片的概略主视图，(b)是上述棱镜阵列片的一个棱镜阵列的概略立体图；
图15是表示上述二维显示器的显示区域上的区块的位置和上述棱镜阵列的对应的微棱镜的关系的一例的图。
标记说明
1A～1D：显示装置
11：图像显示装置
12：成像透镜
13：准直透镜
14：导光板
14a：入射面(端面)
14b、24ab：底面
14c、24ac：光出射面
141、241、341：棱镜(出射构造部)
141a、241a：反射面(光学面)
15：掩模
151：狭缝
16：棱镜阵列片(光偏向部)
20：反射镜
341a：折射面(光学面)
具体实施方式
〔实施方式1〕
以下，参照附图详细说明本发明的实施方式1。
(显示装置1A的构成)
参照图1～图4说明本实施方式的显示装置1A的主要部分构成的一例。图1是表示显示装置1A的概要的示意图。图2是表示显示装置1A的概要的侧视图。图3是表示通过棱镜141反射光的情形的导光板14的放大侧视图。
如图1～图3所示，显示装置1A具备图像显示装置11、成像透镜12、准直透镜13、导光板14、掩模15。此外，沿着Y轴方向依次配置有图像显示装置11、成像透镜12、准直透镜13及导光板14。另外，沿着Z轴方向依次配置有导光板14及掩模15。
图像显示装置11根据从控制装置(未图示)接收到的视频信号，在显示区域显示通过显示装置1A投影到空中的二维图像。图像显示装置11是通过在显示区域显示图像能够输出图像光的、例如一般的液晶显示器。此外，在图示例中，图像显示装置11的显示区域、及与该显示区域相对的导光板14的入射面14a均以与XZ平面平行的方式配置。另外，导光板14的配置有后述的棱镜141的底面14b、及与该底面14b相对的相对于掩模15射出光的光出射面14c均以与XY平面平行的方式配置。进而，掩模15的设有后述的狭缝151的面也以与XY平面平行的方式配置。此外，图像显示装置11的显示区域和导光板14的入射面14a既可以相对配置，图像显示装置11的显示区域也可以相对于入射面14a倾斜配置。
成像透镜12配置在图像显示装置11与入射面14a之间。成像透镜12将从图像显示装置11的显示区域输出的图像光在与入射面14a的长边方向平行的XY平面上聚光化后，向准直透镜13射出。成像透镜12只要能够将图像光聚光化，则可以是任意透镜。例如，成像透镜12可以是体透镜、菲涅耳透镜、或衍射透镜等。另外，成像透镜12也可以是沿着Y轴方向配置的多个透镜的组合。
准直透镜13配置在图像显示装置11与入射面14a之间。准直透镜13将通过成像透镜12聚光化的图像光在与入射面14a的长边方向正交的YZ平面平行光化。准直透镜13将平行光化的图像光向导光板14的入射面14a射出。准直透镜13与成像透镜12同样，也可以是体透镜及菲涅耳透镜。此外，成像透镜12和准直透镜13的配置顺序也可以颠倒。另外，成像透镜12和准直透镜13的功能可以通过一个透镜实现，也可以通过多个透镜的组合来实现。即，图像显示装置11只要能够将从显示区域输出的图像光在XY平面上聚光化，且在YZ平面上平行光化，则成像透镜12及准直透镜13的组合也可以是任意的。
导光板14由透明部件构成，由入射面14a接收通过准直透镜13平行光化的图像光，且从光出射面14c射出。在图示例中，导光板14具备形成为平板状的长方体的外形，将与准直透镜13相对的与XZ平面平行的面设为入射面14a。另外，将与XY平面平行且存在于Z轴的负方向侧的面设为底面14b，将与XY平面平行且与底面14b相对的面设为光出射面14c。导光板14具备多个棱镜(出射构造部)141。
多个棱镜141将从导光板14的入射面14a射入的图像光反射。棱镜141从底面14b向光出射面14c突出地设于导光板14的底面14b。多个棱镜141例如为在图像光的传播方向为Y轴方向时，沿该Y轴方向以规定的间隔(例如1mm)配置的、在Y轴方向上具有规定宽度(例如10μm)的大致三角形的槽。棱镜141具备棱镜141具有的光学面中、相对于图像光的导光方向(+Y轴方向)距入射面14a近的一侧的面即反射面(光学面)141a。在图示例中，多个棱镜141与X轴平行地设于底面14b上。由此，沿Y轴方向传播的从入射面14a射入的图像光被与正交于Y轴的X轴平行地设置的多个棱镜141的反射面141a反射。多个棱镜141分别使在图像显示装置11的显示区域在正交于入射面14a的长边方向的Z轴方向上从互不相同的位置发出的图像光朝向规定视点100从导光板14的一面即光出射面14c射出。后文中对反射面141a进行详细说明。
掩模15由相对于可见光不透明的材料构成，具备多个狭缝151。掩模15能够使用多个狭缝151仅使从导光板14的光出射面14c射出的光中朝向平面102上的成像点101的光透过。
多个狭缝151仅使从导光板14的光出射面14c射出的光中朝向平面102上的成像点101的光透过。在图示例中，多个狭缝151以与X轴平行的方式设置。另外，各狭缝151与多个棱镜141中的任一棱镜141对应。
通过具有以上的构成，显示装置1A使显示于图像显示装置11的图像成像并投影在该显示装置1A外部的虚拟的平面102上。具体地，首先，从图像显示装置11的显示区域射出的图像光通过了成像透镜12及准直透镜13后，向导光板14的端面即入射面14a射入。接着，射入导光板14的图像光在该导光板14的内部传播，到达设于导光板14的底面14b的棱镜141。到达棱镜141的图像光通过该棱镜141的反射面141a向Z轴的正方向反射，从以与XY平面平行的方式配置的导光板14的光出射面14c射出。而且，从光出射面14c射出的图像光中通过了掩模15的狭缝151的图像光在平面102上的成像点101成像。即，从图像显示装置11的显示区域的各个点发出的图像光在XY平面聚光化，且在YZ平面平行光化后，能够投影于平面102上的成像点101。通过对显示区域的所有点进行上述的处理，显示装置1A能够将输出到图像显示装置11的显示区域的图像投影到平面102上。由此，用户在从视点100观察虚拟的平面102时，能够识别投影到空中的图像。此外，平面102是投影的图像成像的虚拟的平面，但为了提高识别性也可以配置屏幕等。
此外，关于Z轴方向，在以入射面14a的中心和准直透镜13的光轴一致的方式配置有准直透镜13的情况下，投影到平面102上的图像可能产生以下的问题。即，在与准直透镜13的光轴正交的XZ平面内，从相对于Z轴方向夹着光轴等距离的两点分别发出且经由入射面14a射入导光板14内的光相对于底面14b成相同角度。因此，来自这两点的光被同一棱镜141反射并朝向平面102。因此，存在从视点100看到这两点重合的问题。
因此，图像显示装置11优选在Z轴方向上，以显示区域整体位于比导光板14靠正方向侧、或靠负方向侧的方式配置。在本实施方式中，图像显示装置11的显示区域整体配置在比导光板14靠负方向侧。该情况下，为了增大从图像显示装置11经由准直透镜13入射到导光板14内的光的光量，也可以在图2中虚线所示的位置配置反射镜20。反射镜20优选具有在Z轴方向上夹着准直透镜13的光轴配置于图像显示装置11的相反侧，且与光出射面14c平行且朝向图像显示装置11的反射面。
另外，如图2所示，与图像显示装置11的显示区域中从处于Z轴的正方向侧的点发出的图像光相比，从处于负方向侧的点发出的图像光向处于更接近图像显示装置11的位置的棱镜141射入。而且，可知由棱镜141反射并透过与该棱镜141对应的狭缝151。
(反射面141a)
接着，参照图3详细说明本实施方式的棱镜141的反射面141a。
首先，对在棱镜的反射面为平面的情况下产生的问题点进行说明。为了使由显示装置显示的图像成为鲜明的图像，由同一棱镜反射的光优选将在棱镜的高度方向(即导光板14的厚度方向)的所有位置反射的光聚光于成像点101。但是，在棱镜的反射面为平面的情况下，不能将到达同一棱镜且由该棱镜反射的所有的光聚光于成像点101。换言之，因棱镜的高度方向(即，导光板14的厚度方向)的位置而在向棱镜的反射面反射的光的平面102上的成像位置产生像差。因此，由显示装置显示的图像变得不鲜明。
为了解决该问题，本实施方式的棱镜141的反射面141a在导光板14的厚度方向上形成为曲面状。具体而言，如图3所示，反射面141a以随着在导光板14的厚度方向上从底面14b接近光出射面14c(换言之，随着距入射面14a的距离变长)，与光出射面14c(换言之为底面14b)构成的角度越大的方式形成。由此，能够不取决于棱镜141的高度方向(即，导光板14的厚度方向)的位置而将由棱镜141的反射面141a反射的所有的光聚光于成像点101。其结果，能够使由显示装置1A显示的图像成为鲜明的图像。
图4是用于说明相互相邻的任意两个棱镜141(自接近入射面14a的一侧起，设为棱镜141A、棱镜141B)各自的反射面141Aa及反射面141Ba和底面14b(或光出射面14c)构成的角度的图。如图4所示，棱镜141A的反射面141Aa在对图像光导光的方向(+Y方向)上，在入射面14a侧的端部与底面14b构成角度θ1，在入射面14a侧的端部的相反侧的端部，与底面14b构成角度θ2。另外，棱镜141B的反射面141Ba在对图像光导光的方向(+Y方向)上，在入射面14a侧的端部与底面14b构成角度θ3，在入射面14a侧的端部的相反侧的端部与底面14b构成角度θ4。此时，如上述，反射面141a以随着距入射面14a的距离变长，与光出射面14c(换言之为底面14b)构成的角度增大的方式形成，因此，角度θ1＜角度θ2、角度θ3＜角度θ4。另外，在本实施方式中，角度θ2＝角度θ3。即，多个棱镜141的反射面141a以随着距入射面14a的距离变长，与光出射面14c(换言之为底面14b)构成的角度增大的方式形成。此外，角度θ2也可以比角度θ3小。
此外，在上述说明中，导光板14为具备长方体外形的构成，但导光板14只要为将射入入射面14a的光从光出射面14c射出且可在平面102上的成像点101成像的构成，则也可以是任意的构成。例如，导光板14也可以是曲面状弯曲的形状。此时，导光板14也可以以能够通过成像点101使光成像的方式适当设定多个棱镜141的形状及配置等。通过将导光板14设为曲面状弯曲的形状，能够使用在弯曲的导光板14的内部传播的光输出图像光。其结果，能够不受导光板14的配置空间及配置方向限制而向任意方向输出图像光。因此，能够提供改善了便利性的显示装置。
另外，在导光板14的内部传播的图像光只要可以向多个棱镜141射入且由棱镜141的反射面141a反射并从光出射面14c射出，则可以以任意方式传播。例如，图像光也可以以在光出射面14c和底面14b的至少任一面上反射了2次以上后，从光出射面14c射出的方式进行传播。由此，与在导光板14的内部传播的图像光在光出射面14c及底面14b的反射为0次或1次的构成相比，能够进一步增大使图像光相对于棱镜141的反射面141a射入时的、相对于底面14b的角度。其结果，能够在导光板14的较大范围从光出射面14c射出分辨率高的图像光。
(变形例1)
接着，参照图5说明作为实施方式1的导光板14的变形例的导光板24。
如图1～图3所示，在实施方式1中，对导光板14由一张部件构成，多个棱镜141以朝向该导光板14的内部呈凸形状的方式形成于底面14b上的构成进行了说明。但是，本发明的显示装置只要是能够将图像光由多个棱镜141的反射面141a反射且从光出射面14c射出的构成，则也可以是任意的。
图5是表示本变形例的导光板24的构成的概要图。如图5所示，本变形例的导光板24由两张导光板24a、24b构成。
导光板24a的光出射面24ac平坦，底面24ab仅由多个棱镜141的反射面141a和预备面141b的组合构成。导光板24b的底面24bb平坦，具有光出射面24bc与导光板24a的底面24ab嵌合的形状。导光板24a和导光板24b以在导光板24a的底面24ab嵌合的方式接合。此时，在接合的导光板24的内部传播的图像光在两张导光板24a、24b的边界面产生反射或折射。图示例表示两张导光板的折射率相等的情况，透过了边界面的图像光未折射而能够透过。
另外，通过调整导光板24a的折射率及导光板24b的折射率，能够预先设定导光板24a与导光板24b的边界面的光的反射及折射的比例。由此，例如，能够控制在平面102上成像的图像的光量。
另外，例如在使导光板24b的折射率比导光板24a的折射率大时，能够将从导光板24b向导光板24a射入的光由边界面反射。由此，能够抑制从导光板24a的底面24ab侧向导光板24a射入的光导致的杂散光的产生。另外，在使导光板24b的折射率比导光板24a的折射率小时，能够降低从导光板24a射出且从导光板24b向导光板24a再射入的光的导光角度(与底面14b或光出射面14c构成的角度)和在导光板24a导光的光的导光角度的错位。由此，能够降低成像的图像的分辨率。
〔变形例2〕
在上述各实施方式中，显示装置1A为通过从光出射面14c射出的图像光中透过了掩模15具备的狭缝151的图像光成像图像的构成。但是，只要能够在虚拟的平面102上的成像点101成像图像光，则也可以是不具备掩模15及狭缝151的构成。例如，导光板14在底面14b上具备多个棱镜141时，光出射面14c也可以在与各棱镜141对应的位置以外形成光吸收层。
〔变形例3〕
接着，参照图6说明作为实施方式1的显示装置1A的变形例的显示装置1B。
在实施方式1的显示装置1A中，通过将由棱镜141反射的光聚光于平面102上，在平面102上成像实像。与之相对，在变形例的显示装置1B中，通过由棱镜241反射的光，在关于导光板14的光出射面14c处于与观察者相反侧的平面112上成像虚像。
图6是表示通过本变形例的显示装置1B具备的棱镜(出射构造部)241反射光的情形的导光板14的放大侧视图。
如图6所示，在本变形例的显示装置1B中，导光板14代替实施方式1的棱镜141而具备棱镜241。
棱镜241将从导光板14的入射面14a射入的图像光反射。棱镜241从底面14b向光出射面14c突出地设于导光板14的底面14b。棱镜241具备棱镜241具有的光学面中从入射面14a接近图像光的导光方向(+Y轴方向)的一侧的面即反射面(光学面)241a。由此，沿Y轴方向传播的从入射面14a射入的图像光通过与正交于Y轴的X轴平行地设置的多个棱镜241的反射面241a反射。多个棱镜241分别使在图像显示装置11的显示区域，在与入射面14a的长边方向正交的Z轴方向上从互不相同的位置发出的图像光朝向规定视点100从导光板14的一面即光出射面14c射出。在显示装置1B中，由多个棱镜241的反射面241a反射的光以在导光板14的光出射面14c上处于与观察者相反侧的平面112的成像点111射出的方式从光出射面14c出射。即，利用由多个棱镜241反射的光在平面112上成像虚像。由此，观察者能够在关于显示装置1B与观察者相反侧的空间识别立体图像。
本变形例的棱镜241的反射面241a的导光板14的厚度方向的形状呈曲面状形成。具体而言，如图6所示，反射面241a以随着在导光板14的厚度方向上从底面14b接近光出射面14c，与光出射面14c(换言之底面14b)构成的角度减小的方式形成。由此，能够不取决于棱镜241的高度方向(即导光板14的厚度方向)的位置而将由棱镜141的反射面141a反射的所有的光从平面112的成像点111射出。其结果，能够使由显示装置1B显示的图像(虚像)成为鲜明的图像。
〔实施方式2〕
如果说明本发明的其它实施方式，则如下。此外，为了便于说明，对具有与通过上述实施方式说明的部件相同功能的部件标注同一标记，省略其说明。
参照图7～图9对本实施方式的显示装置1C进行说明。
图7是表示显示装置1C的导光板14的概要的侧视图。图8是表示通过显示装置1C具备的棱镜341折射光的情况的导光板14的放大侧视图。
如图7及图8所示，在显示装置1C中，代替实施方式1的棱镜141而具备棱镜(出射构造部)341。
棱镜341将从导光板14的入射面14a射入的图像光折射。棱镜341从光出射面14c朝向导光板14的外部(朝向+Z方向)突出地设于导光板14的光出射面14c。多个棱镜341例如为在图像光的传播方向为Y轴方向时，沿该Y轴方向以规定的间隔(例如1mm)配置的、沿Y轴方向具有规定宽度(例如10μm)的大致三角形的槽。棱镜341具备棱镜341具有的光学面中、相对于图像光的导光方向(+Y轴方向)距入射面14a近的一侧的面即反射面(光学面)341a。在图示例中，多个棱镜341与X轴平行地设于底面14b上。由此，沿Y轴方向传播的从入射面14a射入的图像光被与正交于Y轴的X轴平行地设置的多个棱镜341的折射面341a折射。多个棱镜341分别使在图像显示装置11的显示区域在与入射面14a的长边方向正交的Z轴方向上从互不相同的位置发出的图像光朝向规定视点100从导光板14的一面即光出射面14c射出。
显示装置1C将显示于图像显示装置11的图像成像并投影到该显示装置1C外部的虚拟的平面102上。具体而言，首先，从图像显示装置11的显示区域射出的图像光在通过了成像透镜12及准直透镜13后，向导光板14的端面即入射面14a射入。接着，向导光板14射入的图像光在该导光板14的内部传播，到达设于导光板14的光出射面14c的棱镜341。到达棱镜341的图像光通过该棱镜341的折射面341a而被向Z轴的正方向折射，从光出射面14c射出。而且，从光出射面14c射出的图像光中通过了掩模15的狭缝151的图像光在平面102上的成像点101成像。即，从图像显示装置11的显示区域的各个点发出的图像光能够在XY平面聚光化，且在YZ平面平行光化后，投影于平面102上的成像点101。通过对显示区域的所有点进行上述的处理，显示装置1C能够将输出到图像显示装置11的显示区域的图像投影到平面102上。由此，用户在从视点100观察虚拟的平面102时，能够识别投影到空中的图像。
(折射面341a)
接着，参照图8详细说明本实施方式的棱镜341的折射面341a。
本实施方式的棱镜341的折射面341a的导光板14的厚度方向的形状形成曲面状。具体而言，如图8所示，折射面341a以随着在导光板14的厚度方向上从光出射面14c离开(换言之，随着距入射面14a的距离变长)，与光出射面14c(换言之为底面14b)构成的角度越小的方式形成。由此，能够不取决于棱镜341的高度方向(即导光板14的厚度方向)的位置而将由棱镜341的折射面341a折射的所有的光聚光于成像点101。由此，不产生在棱镜的折射面为平面的情况下产生的折射光在平面102上的成像位置的像差。其结果，能够使由显示装置1C显示的图像成为鲜明的图像。
图9是用于说明相互相邻的任意两个棱镜341(自接近入射面14a的一侧起为棱镜341A、棱镜341B)各自的折射面131Aa及折射面341Ba和光出射面14c构成的角度的图。如图9所示，棱镜341A的折射面341Aa在图像光导光的方向(+Y方向)上，在入射面14a侧的端部与光出射面14c构成角度θ5，在入射面14a侧的端部的相反侧的端部，与光出射面14c构成角度θ6。另外，棱镜341B的折射面341Ba在对图像光导光的方向(+Y方向)上，在入射面14a侧的端部与光出射面14c构成角度θ7，在入射面14a侧的端部的相反侧的端部与光出射面14c构成角度θ8。此时，如上述，折射面141a以随着距入射面14a的距离变长，与光出射面14c构成的角度减小的方式形成，因此，角度θ5>角度θ6、角度θ7>角度θ8。另外，在本实施方式中，角度θ6＝角度θ7。即，多个棱镜341的折射面341a以随着距入射面14a的距离变长，与光出射面14c构成的角度减小的方式形成。此外，角度θ6也可以比角度θ7大。
在本实施方式中，在棱镜341如图7～图9那样形成的情况下，从光出射面14c射出的图像光是在折射面341a折射的光。构成显示装置1C的各部件的光的折射率通常根据该部件的温度而变动。因此，在折射面341a上折射的图像光成像的位置根据棱镜341的温度而变动。因此，显示装置1C例如也可以是可根据棱镜341的温度而调整掩模15的狭缝151的位置的构成。
〔实施方式3〕
如果说明本发明的其它实施方式，则如下。此外，为了便于说明，对具有与上述实施方式说明的部件相同的功能的部件标注同一标记，并省略其说明。
在实施方式1的显示装置1A中，显示了二维图像。与之相对，本实施方式的显示装置1D显示三维图像。
图10是显示装置1D的概略构成图。图11是显示装置1D的概略侧视图。如图10及图11所示，显示装置1D具有图像显示装置11、准直透镜13、导光板14、棱镜阵列片(光偏向部)16。此外，以下，在与位于导光板14的背面侧的底面14b平行的面上，将与导光板14的入射面14a的长边方向平行的方向设为X方向，将入射面14a的法线方向设为Y方向。另外，将位于底面14b及导光板14的正面侧的光出射面14c的法线方向设为Z方向。
图像显示装置11是图像显示部的一例，例如具有二维显示器21和控制装置22。而且，二维显示器21和控制装置22通过视频线而连接。
二维显示器21例如具有液晶显示器或有机EL显示器。二维显示器21上的显示区域被分割成多个区块，各区块与在通过显示装置1D投影立体像的空间区域200内设定的多个成像点的任一个一对一地对应。即，在各区块显示的物体的像通过显示装置1D投影到与该区块对应的空间区域200内的成像点。
控制装置22例如具有一个或多个处理器、显卡、易失性或非易失性的半导体存储器电路、用于将外部设备和控制装置可通信地连接的通信接口。
控制装置22存储成为投影对象的物体的三维数据、或者经由通信接口从其它设备(未图示)获取该物体的三维数据。物体的三维数据例如包含成为基准的三维直角坐标系(以下简称为基准坐标系)的、该物体的各点的坐标值、各点的颜色及亮度的信息、成为基准的方向的信息(例如通过物体中所设定的两个基准点表示的信息)、尺寸的信息(例如纵、横、进深的各尺寸)。
控制装置22基于成为投影对象的物体的三维数据，以显示装置1D能够投影该物体的立体像的形式将该物体的像显示于二维显示器21。例如，控制装置22根据从其它设备(未图示)接收到的控制信号，决定空间区域内的物体的立体像的尺寸、方向及位置。而且，控制装置22以该物体的尺寸、方向及位置成为决定的值的方式通过仿射变换将该物体的各点的坐标值从基准坐标系的值变换为设定于空间区域的三维直角坐标系(以下简称为空间坐标系)的值。此外，仿射变换的各系数例如基于物体的三维数据中包含的基准点的坐标值、方向的信息及尺寸的信息和控制信号中包含的对应信息而算出。
控制装置22基于空间坐标系中的物体的各点的坐标值，确定将该物体投影到空间区域的情况下的、与空间区域内的各个成像点对应的该物体的点。而且，控制装置22参照该物体的三维数据及预先存储的各成像点和各区块间的对应关系，针对每一成像点在二维显示器21的显示区域上的对应的区块上显示该成像点上的物体的点的像。此外，区块既可以与二维显示器21的一个像素对应，也可以包含在X方向及Z方向的至少一方连续的多个像素。
图12表示在二维显示器21的显示区域310设定的各区块和投影立体像的空间区域300内的各成像点的对应关系的一例，(a)是空间区域300的立体图，(b)是表示二维显示器21的显示区域310的一例的图。
如图12(a)所示，空间区域300例如沿着Z方向具有80mm大小，沿着X方向及Y方向分别具有125mm的大小。空间区域300沿着Z方向被分割成16个部分区域301，在各部分区域301，在X方向及Y方向上分别设定5个、共计25个成像点302。此外，在图12(a)中，为了简化而仅图示有关一个部分区域301的成像点302。与之相对，如图12(b)所示，二维显示器21的显示区域310也被分割成与空间区域300的Z方向的分割数相等的数量(在该例中为4(X方向)×4(Z方向)＝16)的大区块311。多个大区块311分别与部分区域301的任一个一对一地对应。此外，在显示区域310，各大区块311的配置顺序是任意的，但例如从与在空间区域300接近观察者的一方的部分区域301对应的大区块311起，依次光栅扫描地配置。
各大区块311被分割成与对应的部分区域301中所含的成像点数相等的数量(在该例中为5(X方向)×5(Z方向)＝25)的区块312。各大区块311内的各个区块312与对应于该大区块311的空间区域300内的部分区域301的、成像点302的任一个一对一地对应。因此，在各区块312上只要显示应向空间区域300中的对应的成像点302的物体的像即可。此外，各区块312的配置顺序是任意的，但各区块312例如以与对应的部分区域301内的成像点302的配置顺序相同的顺序进行配置。
因此，在向空间区域300投影规定物体的立体像321的情况下，在各大区块311上显示立体像321中、与对应于该大区块311的空间区域300内的部分区域301重合的部分322。而且，在各大区块311内的各区块312上只要显示该部分322中的与区块312对应的部分的像即可。
此外，对于各区块312中、不存在投影于对应的成像点302的物体的像的区块，控制装置22可以不进行任何显示。同样，对于各区块212中、从观察者侧观察对应的成像点302位于物体背面的区块，控制装置22也可以不进行任何显示。
此外，上述的对应关系是一例，只要设定于二维显示器21的显示区域的各区块和投影立体像的空间区域内的各个成像点一对一地对应，则各区块也可以任意配置。
在显示装置1D中，从二维显示器21的显示区域上的各个区块发出并在导光板14内传播的光通过各棱镜141和形成于棱镜阵列片16的对应的棱镜阵列161中的对应的微棱镜162朝向与该区块对应的成像点。
图13是从正面侧观察到的底面14b的局部放大图。在本实施方式中，多个棱镜141沿着X方向及Y方向分别以规定的间距(例如2mm)呈正方格子状地配置。此外，各棱镜141也可以呈锯齿状配置。多个棱镜141分别例如沿着X方向、即与入射面14a的长边方向大致平行的方向延伸，作为在Y方向上具有规定宽度(例如10μm)的大致三角形的槽而形成。
从图像显示装置11的二维显示器21的显示区域上各个的区块发出且射入导光板14内的光通过准直透镜13而成为平行光，因此，能够相对于棱镜141的反射面141a构成XZ平面上的与该区块的位置对应的角度。因此，从二维显示器21的显示区域上的各个区块发出的光根据XZ平面上的该区块的位置而朝向不同的方向从光出射面14c射出。
棱镜阵列片16例如能够设为由相对于可见光透明的材料形成的片状的部件。棱镜阵列片16配置在比导光板14的光出射面14c靠正面侧。棱镜阵列片16将从二维显示器21的显示区域上的各个区块发出且从导光板14的光出射面14c射出的光朝向对应的成像点。
图14(a)是棱镜阵列片16的概略主视图，图14(b)是一个棱镜阵列161的概略立体图。棱镜阵列片16具有多个棱镜阵列161，各棱镜阵列161与多个棱镜141的任一个一对一地对应。在本实施方式中，多个棱镜141在X方向及Y方向各方向上以规定的间距(例如2mm)呈正方格子状配置，因此，棱镜阵列161也在X方向及Y方向各方向上以规定的间距(例如2mm)呈正方格子状配置。进而，各棱镜阵列161具有与在二维显示器21的显示区域设定的区块的数量相同数量的微棱镜162。各微棱镜162与在二维显示器21的显示区域设定的区块的任一个一对一地对应。例如，在显示区域被分割成100个(X方向)×100个(Z方向)区块的情况下，各棱镜阵列161具有100个(X方向)×100个(Y方向)的微棱镜162。
如上述，从二维显示器21的显示区域上的各个区块发出的光通过准直透镜13被平行光化，根据XZ平面上的该区块的位置朝向不同的方向从光出射面14c射出。因此，从各区块发出且从光出射面14c射出的光根据XZ平面上的对应的区块的位置在透过棱镜阵列片16的时刻透过不同的位置。因此，各微棱镜162以规定的尺寸(例如10μm×10μm)形成在来自对应的区块的光透过棱镜阵列片16的位置。
各微棱镜162使来自对应的区块的光朝向与该区块对应的成像点。因此，多个微棱镜162分别作为例如在与光出射面14c相对的一侧的棱镜阵列片16的面及观察者侧的面的任一方，从侧面观察为大致三角形的槽、或者大致三角形的突起。而且，多个微棱镜162分别具有使来自与该微棱镜162对应的区块的光朝向对应的成像点折射的折射面。折射面相对于光出射面14c的角度根据形成棱镜阵列片16的材料的折射率、向该微棱镜162射入的来自对应区块的光的方向、与该微棱镜162对应的成像点的位置关系进行设定。
图15是表示二维显示器21的显示区域上的区块的位置和各棱镜阵列161的对应的微棱镜162的关系的一例的图。如图15所示，从区块601发出并通过准直透镜13被平行光化且向导光板14内射入的光通过各棱镜141朝向同一方向射出。因此，该光通过各棱镜阵列161上的同一位置的微棱镜162分别朝向成像点602折射。其结果，在成像点602上聚光来自各棱镜阵列161的、互不相同的方向的光，因此，在成像点602上投影显示于区块601的像。
如以上所说明地，显示装置1D将与投影立体像的空间区域300内的任一个成像点302对应的从图像显示装置11的二维显示器21的显示区域310上的各区块发出的光平行光化并向导光板14内射入，由此，将该区块的位置的信息变换为光线的方向。而且，显示装置1D通过设于导光板14的底面14b的多个棱镜141分别将来自各区块的光按区块向不同方向射出。而且，显示装置1D通过与导光板14的各棱镜141对应的棱镜阵列片16的棱镜阵列161，使来自各区块的光朝向与该区块对应的成像点302。由此，显示装置1D能够不使用投影的物体自身而作为聚光于成像点302的光的集合显示物体的立体像。
在本实施方式的显示装置1D中，也与实施方式1的显示装置1A相同，导光板14具有棱镜141。即，棱镜141的反射面141a以随着在导光板14的厚度方向上从底面14b接近光出射面14c，与光出射面14c(换言之底面14b)构成的角度增大的方式形成。由此，能够不取决于棱镜141的高度方向(即导光板14的厚度方向)的位置而将由棱镜141的反射面141a反射的所有的光聚光于棱镜阵列片16上的规定的成像点。其结果，能够使通过显示装置1D显示的图像成为鲜明的图像。
(总结)
本发明一方面的显示装置，从导光板的端面入射图像光，使通过设于该导光板的多个出射构造部反射或折射的上述图像光从该导光板的光出射面射出，其中，上述出射构造部具有将上述图像光反射或折射而射出的光学面，上述光学面在上述导光板的厚度方向上形成曲面状。
根据上述构成，通过将光学面在导光板的厚度方向上形成曲面状，能够将在光学面的、导光板的厚度方向的任意点反射或折射的图像光在规定的点成像。其结果，不会产生在出射构造部为平面的情况下产生的成像位置的像差。由此，能够使显示的图像成为鲜明的图像。
在本发明一方面的显示装置中，也可以是，上述出射构造部在上述导光板的与上述光出射面相对的底面从该底面朝向上述光出射面突出地设置，上述光学面以随着在上述导光板的厚度方向上接近上述光出射面，与上述光出射面构成的角度增大的方式形成，上述图像光通过上述光学面反射而成像实像。
根据上述构成，以随着在上述导光板的厚度方向上接近上述光出射面，与光出射面构成的角度增大的方式形成，因此，能够在成像位置不产生像差而通过由出射构造部反射的光成像实像。
在本发明一方面的显示装置中，也可以为如下构成，即，上述出射构造部的所述光学面的、在上述图像光由上述导光板导光的方向上距上述端面远的一侧的端部和上述光出射面构成的角度为，在上述图像光由上述导光板导光的方向上与该出射构造部相邻的的上述出射构造部的上述光学面的接近上述端面的一侧的端部和上述光出射面构成的角度以下。
在本发明一方面的显示装置中，也可以为如下构成，即，上述出射构造部在上述导光板的与上述光出射面相对的底面从该底面朝向上述光出射面突出地设置，上述光学面以随着在上述导光板的厚度方向上接近上述光出射面，与上述光出射面形成的角度减小的方式形成，上述图像光通过上述光学面折射而成像虚像。
根据上述构成，以光学面随着在导光板的厚度方向上接近光出射面，与光出射面构成的角度减小的方式形成，因此，能够不在成像位置产生像差而通过由出射构造部反射的光成像虚像。
在本发明一方面的显示装置中，也可以为如下构成，即，上述出射构造部的上述光学面的、在上述图像光由上述导光板导光的方向上距上述端面远的一侧的端部和上述光出射面构成的角度为，在上述图像光由上述导光板导光的方向上与该出射构造部相邻的的上述出射构造部的上述光学面的接近上述端面的一侧的端部和上述光出射面构成的角度。
在本发明一方面的显示装置中，也可以为如下构成，即，上述导光板呈曲面状弯曲。
根据上述构成，能够使用在弯曲的导光板的内部传播的光输出图像光。其结果，能够不限于导光板的配置空间及配置方向而向任意方向输出图像光。因此，能够提供改善了便利性的显示装置。
在本发明一方面的显示装置中，优选为如下构成，即，在上述导光板的内部传播的图像光在上述光出射面或与上述光出射面相对的底面反射了2次以上后，从上述光出射面射出。
根据上述构成，与在导光板的内部传播的图像光在光出射面及底面的反射为0次或1次的构成相比，能够进一步增大使图像光相对于出射构造部射入时的、相对于底面的角度。其结果，能够在导光板的较大范围从光出射面射出分辨率高的图像光。
在本发明一方面的显示装置中，也可以具备具有与上述导光板的底面嵌合的形状且与该导光板接合的其它导光板。
根据上述构成，通过调整导光板的折射率及其它导光板的折射率，能够预先设定光在边界面反射及折射的比例。由此，例如能够控制在平面上成像的图像的光量。
在本发明一方面的显示装置中，也可以是上述其它导光板的折射率和上述导光板的折射率不同。
根据上述构成，在使其它导光板的折射率比导光板的折射率大的情况下，能够抑制从导光板的底面侧向导光板射入的光引起的杂散光的产生。另外，在使其它导光板的折射率比导光板的折射率小的情况下，能够降低从导光板射出且从其它导光板向导光板再入射的光的导光角度(与光出射面构成的角度)和在导光板导光的光的导光角度的偏差。由此，能够抑制成像的图像的分辨率降低。
本发明一方面的显示装置为如下构成，即，还具备通过在显示区域显示图像而输出图像光的图像显示装置、配置于上述图像显示装置与上述导光板的入射面之间且将上述图像光在与上述入射面的长边方向正交的方向上平行光化的准直透镜、配置于上述图像显示装置和上述入射面之间且将上述图像光在与上述入射面的长边方向平行的方向上在规定位置成像的成像透镜，上述多个出射构造部分别将上述显示区域中的在与上述入射面的长边方向正交的方向上互不相同的位置发出的光朝向规定视点从上述导光板的一面即光出射面射出。
根据上述构成，能够在规定视点识别从光出射面射出的图像光成像的图像。即，显示装置能够将在图像显示装置显示的图像在该显示装置的外部鲜明地显示。
本发明一方面的显示装置还具备：对于规定空间区域内的多个成像点的各个，将在该成像点的上述规定空间区域投影的物体的像显示于将显示区域分割的多个区块中的与该成像点对应的区块的图像显示装置、将上述图像显示装置的上述多个区块分别发出的光设为朝向互不相同的方向的光的准直透镜、以与上述导光板的上述光出射面相对的方式配置且对于上述多个出射构造部分别将经由该出射构造部从上述光出射面射出的来自上述多个区块各自的光朝向上述多个成像点中的对应的成像点的光偏向部，上述多个出射构造部分别设于上述光出射面或与上述光出射面相对的底面的任一面，将从上述多个区块分别发出且从上述导光板的入射面射入的光分别朝向上述光偏向部的规定位置从上述光出射面射出。
根据上述构成，能够不使用成为投影对象的物体其自身而将该物体的立体像鲜明地投影到空中。
本发明不限于上述各实施方式，在权利要求的范围内可进行各种变更，将在不同的实施方式中分别公开的技术适当组合而得到的实施方式也包含于本发明的技术范围内。

Claims (8)

1.一种显示装置，从导光板的端面射入图像光，使由设于该导光板的多个出射构造部反射或折射的所述图像光从该导光板的光出射面射出，其特征在于，
所述出射构造部具有将所述图像光反射或折射而射出的光学面，
所述光学面在所述导光板的厚度方向上形成曲面状，
所述出射构造部在所述导光板的与所述光出射面相对的底面，从该底面朝向所述光出射面突出地设置，
所述光学面以随着在所述导光板的厚度方向上接近所述光出射面，与所述光出射面构成的角度增大的方式形成，
所述图像光被所述光学面反射而成像实像，
所述出射构造部的所述光学面的、在所述图像光由所述导光板导光的方向上距所述端面远的一侧的端部和所述光出射面构成的角度为，在所述图像光由所述导光板导光的方向上与该出射构造部相邻的所述出射构造部的所述光学面的接近所述端面的一侧的端部和所述光出射面构成的角度以下。
2.一种显示装置，从导光板的端面射入图像光，使由设于该导光板的多个出射构造部反射或折射的所述图像光从该导光板的光出射面射出，其特征在于，
所述出射构造部具有将所述图像光反射或折射而射出的光学面，
所述光学面在所述导光板的厚度方向上形成曲面状，
所述出射构造部在所述导光板的与所述光出射面相对的底面，从该底面向所述光出射面突出地设置，
所述光学面以随着在所述导光板的厚度方向上接近所述光出射面，与所述光出射面构成的角度减小的方式形成，
所述图像光被所述光学面反射而成像虚像，
所述出射构造部的所述光学面的、在所述图像光由所述导光板导光的方向上距所述端面远的一侧的端部和所述光出射面构成的角度为，在所述图像光由所述导光板导光的方向上与该出射构造部相邻的所述出射构造部的所述光学面的接近所述端面的一侧的端部和所述光出射面构成的角度以上。
3.如权利要求1或2所述的显示装置，其特征在于，
所述导光板呈曲面状弯曲。
4.如权利要求1或2所述的显示装置，其特征在于，
在所述导光板的内部传播的图像光在所述光出射面或与所述光出射面相对的底面反射了2次以上后，从所述光出射面射出。
5.如权利要求4所述的显示装置，其特征在于，
具备与该导光板接合的其它导光板，该其它导光板具有与所述导光板的底面嵌合的形状。
6.如权利要求5所述的显示装置，其特征在于，
所述其它导光板的折射率和所述导光板的折射率不同。
7.如权利要求1或2所述的显示装置，其特征在于，还具备：
图像显示装置，其通过在显示区域显示图像而输出图像光；
准直透镜；
成像透镜，
所述成像透镜配置在所述图像显示装置与所述准直透镜之间，将所述图像光聚光化并向所述准直透镜射出，
所述准直透镜配置在所述成像透镜与所述导光板的入射面之间，将所述图像光在与所述入射面的长边方向正交的方向上平行光化，
多个所述出射构造部分别将所述显示区域的从在与所述入射面的长边方向正交的方向上互不相同的位置发出的光朝向使图像成像的平面从所述光出射面射出。
8.如权利要求1或2所述的显示装置，其特征在于，还具备：
图像显示装置，其对于投影立体像的规定空间区域内的多个成像点的各个，将投影于该成像点的所述规定空间区域的物体的像显示在将显示区域分割的多个区块中的与该成像点对应的区块；
准直透镜，其将所述图像显示装置的所述多个区块分别发出的光设为朝向互不相同的方向的光；
光偏向部，其以与所述导光板的所述光出射面相对的方式配置，对于多个所述出射构造部的各个，分别使经由该出射构造部从所述光出射面射出的来自所述多个区块各自的光朝向所述多个成像点中的对应的成像点，
所述光偏向部是具有多个棱镜阵列的棱镜阵列片，
所述出射构造部是棱镜，
所述多个棱镜分别设于所述光出射面或与所述光出射面相对的底面，
将从所述多个区块分别发出且从所述导光板的入射面射入的光分别从所述光出射面射出，且使从所述光出射面射出的光射向所述棱镜阵列片具有的所述多个棱镜阵列中的、与该棱镜对应的所述棱镜阵列。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6604282B2 (ja) * 2016-07-19 2019-11-13 オムロン株式会社 光デバイス及び光システム
JP6866738B2 (ja) * 2017-04-12 2021-04-28 オムロン株式会社 画像表示ユニット
US11287657B2 (en) * 2019-02-28 2022-03-29 Magic Leap, Inc. Display system and method for providing variable accommodation cues using multiple intra-pupil parallax views formed by light emitter arrays
JP7459563B2 (ja) * 2020-03-02 2024-04-02 Ｔｏｐｐａｎホールディングス株式会社 空中表示装置
FR3121236B1 (fr) * 2021-03-29 2024-02-09 Optinvent Guide optique et procede de fabrication correspondant

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1416000A (zh) * 2001-08-27 2003-05-07 欧姆龙株式会社 图像显示装置和正面光学组件
CN1497271A (zh) * 2002-09-30 2004-05-19 ŷķ����ʽ���� 光学膜、漫射片、反射板、面光源装置和液晶显示装置
CN1538913A (zh) * 2001-06-20 2004-10-20 OVD�������ķ�ɷݹ�˾ 可随光变化的表面图案
JP2011232717A (ja) * 2010-04-30 2011-11-17 Fujikura Ltd 表示装置
CN102495475A (zh) * 2006-04-07 2012-06-13 日本电气株式会社 图像显示装置
US20160003990A1 (en) * 2013-03-12 2016-01-07 Toppan Printing Co., Ltd. Display
WO2016006525A1 (ja) * 2014-07-11 2016-01-14 株式会社フジクラ 表示装置及び表示方法
WO2016056345A1 (ja) * 2014-10-06 2016-04-14 オムロン株式会社 光デバイス

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3286138B2 (ja) * 1995-08-03 2002-05-27 日東電工株式会社 導光板、面光源装置、偏光光源装置及び液晶表示装置
JP4862298B2 (ja) * 2005-06-30 2012-01-25 ソニー株式会社 光学装置及び虚像表示装置
GB2443849A (en) * 2006-11-20 2008-05-21 Sharp Kk Backlight and display
JP2011186332A (ja) 2010-03-10 2011-09-22 Shimadzu Corp 表示装置
US9519153B2 (en) * 2010-11-19 2016-12-13 Reald Inc. Directional flat illuminators
US20140268327A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Opsec Security Group, Inc. Optically variable device exhibiting non-diffractive three-dimensional optical effect
US9703032B2 (en) * 2013-06-19 2017-07-11 Young Lighting Technology Inc. Planar light source
US10295338B2 (en) * 2013-07-12 2019-05-21 Magic Leap, Inc. Method and system for generating map data from an image
JP2016180776A (ja) * 2015-03-23 2016-10-13 株式会社フジクラ 表示装置および表示方法
JP6540020B2 (ja) 2014-12-25 2019-07-10 オムロン株式会社 導光板、表示装置及び遊技機
JP6503963B2 (ja) 2015-07-29 2019-04-24 オムロン株式会社 光デバイス
EP3190447B1 (en) * 2016-01-06 2020-02-05 Ricoh Company, Ltd. Light guide and virtual image display device
WO2017205654A1 (en) * 2016-05-26 2017-11-30 Gentex Corporation Waveguide mirror display system

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1538913A (zh) * 2001-06-20 2004-10-20 OVD�������ķ�ɷݹ�˾ 可随光变化的表面图案
CN100343076C (zh) * 2001-06-20 2007-10-17 Ovd基尼格拉姆股份公司 可随光变化的表面图案
CN1416000A (zh) * 2001-08-27 2003-05-07 欧姆龙株式会社 图像显示装置和正面光学组件
CN1497271A (zh) * 2002-09-30 2004-05-19 ŷķ����ʽ���� 光学膜、漫射片、反射板、面光源装置和液晶显示装置
CN102495475A (zh) * 2006-04-07 2012-06-13 日本电气株式会社 图像显示装置
JP2011232717A (ja) * 2010-04-30 2011-11-17 Fujikura Ltd 表示装置
US20160003990A1 (en) * 2013-03-12 2016-01-07 Toppan Printing Co., Ltd. Display
WO2016006525A1 (ja) * 2014-07-11 2016-01-14 株式会社フジクラ 表示装置及び表示方法
WO2016056345A1 (ja) * 2014-10-06 2016-04-14 オムロン株式会社 光デバイス

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