CN105511214A - 具有投影部和屏幕部的显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的显示装置，包括：投影部，照射图像的投影光；以及包括扩散透射部的屏幕部，该扩散透射部包括：菲涅尔透镜，与所述投影光相对应地配置；第1显示部，设置于与所述菲涅尔透镜的第1区域对应的光出射侧；以及第2显示部，设置于与所述菲涅尔透镜的不同于所述第1区域的第2区域对应的光出射侧，一部分与所述菲涅尔透镜分离规定的距离而配置。

Description

具有投影部和屏幕部的显示装置
关联申请的交叉引用
包含2014年10月7日申请的日本国专利申请第2014－206712号的说明书、权利要求书、说明书附图以及说明书摘要、2015年7月29日申请的日本国专利申请第2015－149610号的说明书、权利要求书、说明书附图以及说明书摘要在内的全部的公开，通过引用而纳入本发明。
技术领域
本发明涉及具有投影部和屏幕部的显示装置。
背景技术
在日本特开2011－150221号公报中，公开了一种显示装置，为了对欣赏者进行带有印象的告知，对于形成为人形的板状的屏幕投影人物图像，进行各种告知。
可是，为了对欣赏者赋予更有真实感的印象，研究了对立体地形成的屏幕投影人物图像的方法。
如图9所示，即使设为投影装置100从屏幕部101的正后方照射了投影光102，也由于屏幕部101形成为立体，距投影装置100的距离根据屏幕部101的位置而大不相同。由此，投影于屏幕部101的图像产生变形。
图10是表示将均匀地划分的方格的图像从投影装置10向屏幕部101投影后显示于屏幕部101的详情的说明图。如该图10所示，尽管原始图像是被均匀地划分后的方格，但在屏幕部101上也成为变形了的方格103。
预先校正原始图像，也能够在屏幕部101上显示没有变形的图像，但需要对原始图像进行校正的处理，作业变得繁杂，因此并不优选。
并且，还设想为了使投影装置100不显眼，而将投影装置100配置在屏幕的背面侧下方的情况。在此情况下，如图11所示，投影装置100相对于屏幕部101从斜下方照射投影光102，因而从投影装置100到屏幕部101的各位置的角度变得更大，图像也会更大地变形。另外，在屏幕部101的下部部分，投影光被屏幕部101的下端部遮挡，产生投影光不到达的部分104即渐晕(vignetting)。
发明内容
因此，本发明的课题在于，提供即使不校正原始图像，也能够针对立体的屏幕部将变形少的图像显示在屏幕部整体的显示装置。
本发明提供的显示装置，包括：投影部，照射图像的投影光；以及包括扩散透射部的屏幕部，该扩散透射部包括：菲涅尔透镜，与所述投影光相对应地配置；第1显示部，设置于与所述菲涅尔透镜的第1区域对应的光出射侧；以及第2显示部，设置于与所述菲涅尔透镜的不同于所述第1区域的第2区域对应的光出射侧，一部分与所述菲涅尔透镜分离规定的距离而配置。
附图说明
图1是从斜上方观察本实施方式的显示装置的立体图。
图2是从大致正面观察本实施方式的显示装置的立体图。
图3是表示本实施方式的显示装置的内部构成的立体图。
图4是本实施方式的屏幕部的剖视图。
图5是示意地表示本实施方式的扩散透射部的立体部与菲涅尔透镜的关系的剖视图。
图6是表示从本实施方式的投影部向屏幕部的立体部投影方格的图像并显示于立体部的详情的说明图。
图7是表示本实施方式的显示装置的主控制结构的框图。
图8是表示立体部的变形例的剖视图。
图9是表示以往设想的立体的屏幕部与投影装置的关系的示意图。
图10是表示投影于图9的屏幕部的图像的变形的说明图。
图11是表示以往设想的立体的屏幕部与投影装置的关系的示意图。
具体实施方式
以下，使用附图来说明用于实施本发明的最佳的方式。其中，在以下所述的实施方式中，附加了要实施本发明在技术上优选的各种限定，但并不将发明的范围限定于以下的实施方式以及图示例。
图1是从斜上方观察本发明的实施方式的显示装置10的立体图。图2是从大致正面观察显示装置10的立体图。图3是表示显示装置10的内部构成的立体图。
显示装置10既可以是设置于例如店铺、展示会会场等用于再现商品的说明、引导、问卷调查等的内容的装置，也可以是设置于疗养院等用于再现使脑活性化所用的问题出题的内容的装置，其使用用途并不特别限定。
另外，在本实施方式中，示出了采用如图1所示人形的屏幕部31作为在屏幕部31映出人物像并再现该人物像进行何等的说明、引导的内容的装置的情况，但屏幕部31的形状等并不限定于此。
显示装置10具有整体大致矩形箱状的框体20。
显示装置10是以店铺、展示会会场的商用电源为主电源的装置，具备电源线11，该电源线11具备用于接受来自该商用电源的电力的供给的插座(未图示)，并且也具备在来自主电源的电力的供给被切断时所用的辅助电源(电池等)12。
另外，在显示装置10中，指定用于使从商用电源供给的电力成为适于显示装置10的驱动的状态的电源适配器等的部分并将该部分称为主电源。
另外，在框体20的一个端部(图1中为右端)，通过屏幕安装部32以能够更换的方式安装有屏幕部31，能够根据内容而更换为适当的形状的屏幕部31。
另外，在以下的说明中，将在将框体20载置于桌子等时的上方(上侧)设为“上方(上侧)”，将屏幕部31侧设为“前方(前侧)”，将与屏幕部31相反一侧设为“后方(背面侧)”进行说明。
在框体20中的屏幕安装部32的下方，设置有按钮式的操作部45、输出声音的扬声器等的声音输出部46及人感传感器47。
框体20具有包围前后左右的侧板21，在上方具有开口部。
并且，如图3所示，在开口部安装有面板23，面板23的中央被设为透射光的透明部231。
另外，在本实施方式中，面板23的透明部231以外的部分通过黑色印刷等，而被设为框体20的内部看不到，但并不限定于此，也可以使面板23全部为透明。
如图3所示，在框体20的内部的大致中央，生成投影光后朝向框体20的后方照射的投影部22被设为，位于屏幕部31的背面侧的下方。
并且，在框体20的后方，设置有具有凹面的反射面的第1反射镜24，第1反射镜24使来自投影部22的投影光，朝向具有平面的反射面的第2反射镜25反射，进而，投影光在第2反射镜25朝向屏幕部31反射。
因此，从投影部22发出的投影光(图像)LB1在第1反射镜24朝向下方反射后，在第2反射镜25朝向上方反射，在面板23的透明部231通过后投影于在框体20的外部所设置的屏幕部31(投影光LB2)。由此，屏幕部31用背面接受从投影部22照射的投影光并用前面显示。
图4是从上方观察屏幕部31的剖视图。
屏幕部31具有由例如丙烯板等形成的扩散透射部33、及配置在扩散透射部33的背面侧的菲涅尔透镜34。
扩散透射部33具有：平板部(第1显示部)331，形成为平板状，设置在与菲涅尔透镜34的第1区域对应的光出射侧；以及立体部332(第2显示部)，以朝向前方成为凸部的方式立体地形成，设置在与菲涅尔透镜34的不同于第1区域的第2区域对应的光出射侧，一部分与所述菲涅尔透镜分离规定的距离而配置。平板部331是显示各种信息的告示部，因此为了确保视觉辨认性而形成为平板状。另外，立体部332为背面侧开放的中空形状。立体部332是投影形成人的投影光的部分，如果追求真实性，则优选的是，形成为更接近人的立体形状。
在该平板部331和立体部332显示的内容相互关联，投影于立体部332的人以说出投影于平板部331的信息的方式被投影。具体地说，具有扬声器等的声音输出部，相应于与投影于平板部331的信息有关的来自声音输出部的声音，投影于立体部332的人(人物；character)的嘴唇活动而进行投影。并且，在来自声音输出部的声音输出结束时，唇的活动也连动地停止。这样，显示于第2显示部的人(人物)的嘴相应于从声音输出部输出的声音而动作。
此时，也可以将呈现与投影于平板部331的信息对应的模样的人(人物)投影于立体部332。例如，如果投影于平板部331的信息是面包的商品说明，则也可以将呈现面包店的模样的人(人物)投影于立体部332。另外，如果投影于平板部331的信息是鱼的商品说明，则也可以将呈现鱼店的模样的人(人物)投影于立体部332。因此，能够设为进一步将平板部331与立体部332关联的显示部，因而针对用户能够提高招引效果。
并且，优选的是，在立体部332的扩散透射部33，对至少一部分的部件的表面施行粗糙加工。通过粗糙加工，外部的光不易在扩散透射部33的表面反射，能够防止影像变得不易看到。
菲涅尔透镜34形成为板状，并覆盖扩散透射部33的背面侧整体。具体地说，光出射侧即菲涅尔透镜34的扩散透射部33侧，为锯齿状的截面形状。并且，菲涅尔透镜34的投影部22侧为平面。另外，菲涅尔透镜34的形状不限于该构造。也可以与该构造相反地，菲涅尔透镜34的扩散透射部33侧为平面，菲涅尔透镜34的投影部22侧为锯齿状的截面形状。或者，也可以是菲涅尔透镜34的两面侧都为锯齿状的截面形状。
图5是示意地表示扩散透射部33的立体部332与菲涅尔透镜34的关系的剖视图。在本实施方式中，例示了立体部332形成为曲面形状的情况进行说明。扩散透射部33的立体部332与菲涅尔透镜34，一部分区域相隔规定的距离。另外，投影部22具有投射透镜，投影部22与屏幕部31的配置关系为，相对于投影部22的投射透镜的光轴，屏幕部31配置于上方。即，投影部22成为在屏幕部31的下方配置的移位光学系统(shiftopticalsystem)。另外，菲涅尔透镜34与投影部22的投射透镜投影光的光轴大致垂直而配置。菲涅尔透镜34使从投影部22投影的投影光LB2以规定的角度折射，并且作为整体变换为平行光。这里，欣赏者正对屏幕部31而欣赏该屏幕部31上的影像，因此希望从该正对位置(虚拟平面H1)正确地视觉辨认影像。因此，菲涅尔透镜34形成为对投影光LB2进行变换以使该投影光LB2成为与虚拟平面H1大致正交的平行光(图5中的平行光LB3)的构成。
另外，平行光LB3不需要一定是平行光。用户一般从比屏幕部31高的视点观看屏幕部31的情况较多。因此，也可以是借助菲涅尔透镜34将投影光LB2变换为接近于用户的视线的方向(例如相对于与屏幕部31大致正交的方向朝向上方10°)即平行的稍微扩散的光的构成。
图6是表示将均匀地划分的方格的图像从投影部22投影于屏幕部31的立体部332并显示于立体部332的详情的说明图。另外，这里，设为与前述的图9以及图11所示的屏幕部101、立体部332的形状为相同形状，原始图像也设为相同的原始图像。如图6所示，可以知晓，如果通过菲涅尔透镜34被变换为平行光，则显示与图10所示相比变形也较少的方格M。
另外，如图1～图3所示，屏幕部31被屏幕安装部32支承为能够转动，在使用时形成使屏幕部31立起的状态，在不使用时，形成使屏幕部31向框体20侧倾倒的状态。
因此，在移动显示装置10时等，能够使屏幕部31向框体20侧倾倒而收纳，以避免屏幕部31成为搬运的妨碍。
接着，参照图7所示的框图，对本发明的实施方式的显示装置10的主要构成进行进一步说明。
投影部22主要具有控制部41、投影器42、存储部43及通信部44，投影器42、存储部43、通信部44分别连接于控制部41。另外，控制部41连接有操作部45、声音输出部46及人感传感器47。
控制部41具有执行存储于存储部43的各种程序而进行规定的运算、各部的控制的CPU和成为程序执行时的作业区域的存储器(都省略图示)。
并且，控制部41通过与在存储部43的程序存储部431中存储的程序的协同动作，控制各部。
投影器42是将从控制部41输出的图像数据变换为投影光后朝向屏幕部31照射的投影装置。
例如，作为投影器42，能够应用利用了DMD(数字微镜器件)的DLP(DigitalLightProcessing)(注册商标)投影器，该DMD(数字微镜器件)是使排列为阵列状的多个(XGA的情况下，横1024像素×纵768像素)微小反射镜的各倾斜角度单个且高速地开(ON)/关(OFF)动作而进行显示动作从而通过其反射光形成光像的显示元件。
存储部43由HDD、非易失性的半导体存储器等构成，设置有程序存储部431、图像数据存储部432、声音数据存储部433等。
例如，程序存储部431中存储有由控制部41执行的系统程序、各种处理程序、这些程序的执行所需要的数据等。
另外，图像数据存储部432中存储有在内容再现时成为显示对象的图像数据等。
并且，声音数据存储部433中存储有内容的声音输出用的声音数据。
通信部44例如能够进行与外部的信息终端(图示省略)等的通信，进行数据收发等。
具体的通信方式并不特别限定，可以是基于例如无线LAN、Bluetooth(注册商标)、NFC等的无线连接，也可以是例如使用了USB线等的有线连接。
通信部44例如作为将映出到屏幕部31的新的内容等的数据取入到图像数据存储部432、声音数据存储部433时的数据接收单元发挥功能。
接着，对本实施方式的作用进行说明。
人感传感器47检测欣赏者，该检测信号被输入至控制部41，操作部45被操作后，其操作信号被输入至控制部41时，控制部41读出规定的图像数据以及声音数据，控制投影器42以及声音输出部46，再现规定的内容。
由此，投影光被投影于屏幕部31。此时，控制部41对于与平板部331和立体部332对应的图像都不进行与平板部331以及立体部332的形状对应的校正。
如上所述，从投影器42投影的投影光通过菲涅尔透镜34被变换为与虚拟平面H1大致正交的平行光，因此没有变形的图像被投影于屏幕部31整体。
如以上那样，根据本实施方式，以菲涅尔透镜34的至少一部分从扩散透射部33的立体部332分离的方式，菲涅尔透镜34被配置于扩散透射部33的背面侧，将从投影部22投影的投影光变换为平行光，并朝向立体部332引导，因而投影相对于立体部332成为平行光的投影光。由此，能够将变形少的图像显示于立体部332。因此，即使不校正原始图像，也能够在立体的屏幕部31显示变形少的图像。
另外，成为平行光的投影光被投影于立体部332，因此能够防止由立体部332的周缘部遮挡到达了菲涅尔透镜34的投影光。由此，能够在立体部332的整体上显示图像。
另外，如上所述，菲涅尔透镜34将从投影部22投影的投影光变换为平行光，并朝向立体部332引导，由此能够在立体部332的整体上显示图像，因而能够将投影部22配置在投影光的一部分被遮挡的可能性大的位置即屏幕部31的背面侧的下方。如果在屏幕部31的背面侧的下方配置投影部22，则即使与将投影部22配置在屏幕部31的正后方的情况相比，也能够使投影部22不显眼，而且能够实现紧凑化。
另外，菲涅尔透镜34将从投影部22投影的投影光变换为相对于与屏幕部31正对的虚拟平面H1大致正交的平行光，因而能够在立体部332上显示在观察者从可能欣赏的位置(正对位置)观看的情况下变形最少的图像。
另外，本发明不限于上述实施方式，能够适当变更。
例如在上述实施方式中，例示立体部332形成为曲面形状的情况进行了说明，但只要立体部朝向前方成为凸部即可，可以是任意形状。例如也可以是如图8所示的长方体状地成为凸部的立体部332a。
另外，在本实施方式中，例示屏幕部31的一部分成为立体部332的情况进行了说明，但也可以是屏幕部31的整体为立体部。

Claims (13)

1.一种显示装置，包括：
投影部，照射图像的投影光；以及
包括扩散透射部的屏幕部，该扩散透射部包括：
菲涅尔透镜，与所述投影光相对应地配置；
第1显示部，设置于与所述菲涅尔透镜的第1区域对应的光出射侧；以及
第2显示部，设置于与所述菲涅尔透镜的不同于所述第1区域的第2区域对应的光出射侧，一部分与所述菲涅尔透镜分离规定的距离而配置。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其中，
该显示装置还具有声音输出部，
所述第1显示部是显示各种信息的平板状的区域，
所述第2显示部是投影形成人物的投影光的区域，
所述声音输出部输出与所述各种信息关联的声音。
3.根据权利要求2所述的显示装置，其中，
在所述第2显示部显示的所述人物的嘴，相应于从所述声音输出部发出的声音而动作。
4.根据权利要求1所述的显示装置，其中，
所述投影部具有投射透镜，
所述菲涅尔透镜形成为板状，并配置为与所述投影部的投影光的光轴大致垂直。
5.根据权利要求2所述的显示装置，其中，
所述投影部具有投射透镜，
所述菲涅尔透镜形成为板状，并配置为与所述投影部的投影光的光轴大致垂直。
6.根据权利要求3所述的显示装置，其中，
所述投影部具有投射透镜，
所述菲涅尔透镜形成为板状，并配置为与所述投影部的投影光的光轴大致垂直。
7.根据权利要求1所述的显示装置，其中，
所述菲涅尔透镜的所述光出射侧的截面形状形成为锯齿状，
所述扩散透射部的所述至少一部分以成为凸形状的方式立体地形成，成为所述凸形状的部分与所述菲涅尔透镜分离而配置。
8.根据权利要求2所述的显示装置，其中，
所述菲涅尔透镜的所述光出射侧的截面形状形成为锯齿状，
所述扩散透射部的所述至少一部分以成为凸形状的方式立体地形成，成为所述凸形状的部分与所述菲涅尔透镜分离而配置。
9.根据权利要求3所述的显示装置，其中，
所述菲涅尔透镜的所述光出射侧的截面形状形成为锯齿状，
所述扩散透射部的所述至少一部分以成为凸形状的方式立体地形成，成为所述凸形状的部分与所述菲涅尔透镜分离而配置。
10.根据权利要求7所述的显示装置，其中，
所述菲涅尔透镜的光入射侧的截面形状形成为锯齿状。
11.根据权利要求1所述的显示装置，其中，
所述投影部是在所述屏幕部的一个面侧的下方配置的移位光学系统。
12.根据权利要求1所述的显示装置，其中，
所述菲涅尔透镜将从所述投影部投影的投影光，变换为相对于与所述屏幕部正对的虚拟平面大致正交的平行光。
13.根据权利要求1所述的显示装置，其中，
所述第2显示部的所述扩散透射部的一部分被实施了粗糙加工。
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