DE112016004601B4

DE112016004601B4 - Optische vorrichtung und optisches system

Info

Publication number: DE112016004601B4
Application number: DE112016004601.4T
Authority: DE
Inventors: Masayuki Shinohara; Kazuyuki Okada; Yasuhiro Tanoue; Norikazu Kitamura
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2015-10-07
Filing date: 2016-08-25
Publication date: 2022-10-13
Anticipated expiration: 2036-08-26
Also published as: CN107924655A; DE112016004601T5; US20180180792A1; JP2017072727A; US10598845B2; CN107924655B; TW201724063A; JP6544186B2; WO2017061185A1

Abstract

Optische Vorrichtung, umfassend:eine Lichtleiterplatte (70, 70a, 70b, 70c), die Licht in einer Ebene parallel zu einer ersten Emissionsfläche (71, 71a, 71b, 71c) führt;ein erstes Lichtemissionsteil, das in einem ersten Bereich (81) der Lichtleiterplatte (70, 70a, 70b, 70c) vorgesehen ist, wobei das erste Lichtemissionsteil eine Vielzahl optischer Flächen (31, 31a, 31b, 31c) hat, auf welche Licht, das durch die Lichtleiterplatte (70, 70a, 70b, 70c) geführt wird, einfällt, wobei die optischen Flächen (31, 31a, 31b, 31c) das auf sie einfallende Licht veranlassen, aus der ersten Emissionsfläche (71, 71a, 71b, 71c) und einer zweiten Emissionsfläche (72, 72a, 72b, 72c) gegenüber der ersten Emissionsfläche (71, 71a, 71b, 71c) auszutreten, undein zweites Lichtemissionsteil, das in einem zweiten Bereich (82) der Lichtleiterplatte (70, 70a, 70b, 70c) vorgesehen ist, wobei das zweite Lichtemissionsteil eine Vielzahl optischer Flächen (41, 41a, 41b, 41c) hat, auf welche Licht, das durch die Lichtleiterplatte (70, 70a, 70b, 70c) geführt wird, einfällt, wobei die optischen Flächen das auf sie einfallende Licht veranlassen, aus der ersten Emissionsfläche (71, 71a, 71b, 71c) und der zweiten Emissionsfläche gegenüber der ersten Emissionsfläche (71, 71a, 71b, 71c) auszutreten, wobei der Lichtstrom (32) aus der ersten Emissionsfläche (71, 71a, 71b, 71c) durch jede der Vielzahl optischer Flächen (31, 31a, 31b, 31c), die im ersten Lichtemissionsteil enthalten ist, größer ist als der Lichtstrom (33) aus der zweiten Emissionsfläche (72, 72a, 72b, 72c) durch jede der Vielzahl optischer Flächen (31, 31a, 31b, 31c), die im ersten Lichtemissionsteil enthalten ist, und der Lichtstrom (43) aus der zweiten Emissionsfläche (72, 72a, 72b, 72c) durch jede der Vielzahl optischer Flächen (41, 41a, 41b, 41c), die im zweiten Lichtemissionsteil enthalten sind, größer ist als der Lichtstrom (42) aus der ersten Emissionsfläche (71, 71a, 71b, 71c) durch jede der Vielzahl optischer Flächen (41, 41a, 41b, 41c), die im zweiten Lichtemissionsteil enthalten ist.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine optische Vorrichtung und ein optisches System.
STAND DER TECHNIK
Eine Punktlichtanzeige, die zwei Anzeigekörper gleichzeitig oder abwechselnd aktiviert, wobei die Punktlichtanzeige zwei gemeinsame Lichtleiterplatten hat, die jeweils eine Vielzahl reflektierender Punkte aufweisen, die aus feinen Vertiefungen bestehen, ist öffentlich bekannt (siehe zum Beispiel japanische Patentveröffentlichung Nr. JP 2002 - 297 070 A ). Weiterer Stand der Technik wird durch die Druckschriften JP 2002-297 072 A , US 8 764 266 B2 , US 6 266 187 B1 und WO 2014/152 119 A1 gebildet.
Technische Problemstellung
Fresnel-Reflexionen an der Emissionsfläche einer durchsichtigen Lichtleiterplatte bewirken, dass etwas Licht, das aus der Emissionsfläche austreten sollte, auch durch die Rückfläche, die der Emissionsfläche gegenüberliegt, tritt. Ferner tendiert Licht dazu, durch die Rückfläche zu treten, nachdem es durch eine Vielzahl optischer Flächen, die auf der Rückfläche der Lichtleiterplatte gebildet ist, durchgegangen ist. Daher kann sogar eine Person an der gegenüberliegenden Seite der Emissionsfläche der Lichtleiterplatte zufällig ein Muster oder dergleichen aufgrund des austretenden Lichts sehen.
KURZDARSTELLUNG
Gemäß einer ersten Ausführungsform weist eine optische Vorrichtung auf: eine Lichtleiterplatte, die Licht in einer Ebene parallel zu einer ersten Emissionsfläche führt; ein erstes Lichtemissionsteil, das in einem ersten Bereich der Lichtleiterplatte vorgesehen ist, wobei das erste Lichtemissionsteil eine Vielzahl optischer Flächen hat, auf welche Licht, das durch die Lichtleiterplatte geführt wird, einfällt, wobei die optischen Flächen das einfallende Licht veranlassen, aus der ersten Emissionsfläche und einer zweiten Emissionsfläche, die der ersten Emissionsfläche gegenüberliegt, auszutreten, und ein zweites Lichtemissionsteil, das in einem zweiten Bereich der Lichtleiterplatte vorgesehen ist, wobei das zweite Lichtemissionsteil eine Vielzahl optischer Flächen hat, auf welche Licht, das durch die Lichtleiterplatte geführt wird, einfällt, wobei die optischen Flächen das einfallende Licht veranlassen, aus der ersten Emissionsfläche und der zweiten Emissionsfläche auszutreten, wobei der Lichtstrom aus der ersten Emissionsfläche durch jede der Vielzahl optischer Flächen, die im ersten Lichtemissionsteil enthalten ist, größer ist als der Lichtstrom aus der zweiten Emissionsfläche durch jede der Vielzahl optischer Flächen, die im ersten Lichtemissionsteil enthalten ist, und der Lichtstrom aus der zweiten Emissionsfläche durch jede der Vielzahl optischer Flächen, die im zweiten Lichtemissionsteil enthalten ist, größer ist als der Lichtstrom aus der ersten Emissionsfläche durch jede der Vielzahl optischer Flächen, die im zweiten Lichtemissionsteil enthalten sind.
Der Lichtstrom pro Flächeneinheit, der von der zweiten Emissionsfläche durch das zweite Lichtemissionsteil in einem dem ersten Bereich benachbarten Abschnitt innerhalb des zweiten Bereichs ausgestrahlt wird, kann im Wesentlichen der gleiche sein wie der Lichtstrom pro Flächeneinheit, der von der zweiten Emissionsfläche durch das erste Lichtemissionsteil in einem dem zweiten Bereich benachbarten Abschnitt innerhalb des ersten Bereichs ausgestrahlt wird.
Der Lichtstrom aus der zweiten Emissionsfläche durch das zweite Lichtemissionsteil im zweiten Bereich kann mit zunehmendem Abstand des zweiten Lichtemissionsteils vom ersten Bereich abnehmen.
Die Musterdichte der Vielzahl optischer Flächen, die im zweiten Lichtemissionsteil enthalten ist, kann mit zunehmendem Abstand der optischen Flächen vom ersten Bereich abnehmen.
Die Fläche der Vielzahl optischer Flächen, die im zweiten Lichtemissionsteil enthalten ist, kann mit zunehmendem Abstand der optischen Flächen vom ersten Bereich abnehmen.
Das zweite Lichtemissionsteil kann auf der Fläche gegenüber der Fläche, auf der das erste Lichtemissionsteil vorgesehen ist, vorgesehen sein.
Das erste Lichtemissionsteil kann auf der zweiten Emissionsfläche der Lichtleiterplatte vorgesehen sein und das zweite Lichtemissionsteil kann auf der ersten Emissionsfläche vorgesehen sein.
Das Licht, das von der ersten Emissionsfläche durch das erste Lichtemissionsteil ausgestrahlt wird, kann ein Bild erzeugen, das zum Betrachten aus einer Position nahe der ersten Emissionsfläche außerhalb der Lichtleiterplatte konfiguriert ist.
Das zweite Lichtemissionsteil veranlasst die zweite Lichtemissionsfläche, Licht auszustrahlen, das ein Bild erzeugt, das verschwommener ist als das Bild, das durch das Licht, das von der ersten Emissionsfläche ausgestrahlt wird, erzeugt wird.
Das zweite Lichtemissionsteil ist im ersten Bereich und zweiten Bereich vorgesehen, wobei das zweite Lichtemissionsteil Licht mit einer komplementären Farbe zu der Farbe des Lichts ausstrahlt, das von der zweiten Emissionsfläche durch das erste Lichtemissionsteil ausgestrahlt wird, und der Lichtstrom aus der zweiten Emissionsfläche durch das erste Lichtemissionsteil und das zweite Lichtemissionsteil können im Wesentlichen über den ersten Bereich und den zweiten Bereich gleichmäßig sein.
Das zweite Lichtemissionsteil ist im ersten Bereich und zweiten Bereich vorgesehen und strahlt weißes Licht von der zweiten Emissionsfläche aus, und der Lichtstrom aus der zweiten Emissionsfläche durch das zweite Lichtemissionsteil kann größer sein als der Lichtstrom aus der zweiten Emissionsfläche durch das erste Lichtemissionsteil.
Das erste Lichtemissionsteil weist eine Vielzahl von Lichtfokussierungsabschnitten auf, die jeweils optische Flächen haben, auf welche das Licht, das durch die Lichtleiterplatte geführt wird, einfällt, wobei die optischen Flächen die erste Emissionsfläche veranlassen, Licht in der Richtung auszustrahlen, in der das Emissionslicht im Wesentlichen auf einem einzigen Konvergenzpunkt oder einer einzigen Konvergenzlinie in einem Raum konvergiert, oder im Wesentlichen von einem einzigen Konvergenzpunkt oder einer einzigen Konvergenzlinie in einem Raum divergiert, und die Konvergenzpunkte oder die Konvergenzlinien unterscheiden sich unter der Vielzahl von Lichtfokussierungsabschnitten voneinander, und eine Gruppe der Vielzahl von Konvergenzpunkten oder Konvergenzlinien kann ein Bild in einem Raum bilden.
Jede Vielzahl von Lichtfokussierungsabschnitten kann entlang einer vorbestimmten Linie in einer Ebene parallel zur ersten Emissionsfläche gebildet sein.
Das zweite Lichtemissionsteil weist eine Vielzahl zweiter Lichtfokussierungsabschnitte auf, die jeweils optische Flächen haben, auf welche das Licht, das durch die Lichtleiterplatte geführt wird, einfällt, wobei die optischen Flächen die zweite Emissionsfläche veranlassen, Licht in der Richtung auszustrahlen, in der das Emissionslicht im Wesentlichen auf einem einzigen Konvergenzpunkt oder einer einzigen Konvergenzlinie in einem Raum konvergiert, oder im Wesentlichen von einem einzigen Konvergenzpunkt oder einer einzigen Konvergenzlinie in einem Raum divergiert, und die Konvergenzpunkte oder die Konvergenzlinien des Lichts, das vom zweiten Lichtemissionsteil ausgestrahlt wird, unterscheiden sich unter der Vielzahl zweiter Lichtfokussierungsabschnitte voneinander, und eine Gruppe der Vielzahl von Konvergenzpunkten oder Konvergenzlinien von Licht, das vom zweiten Lichtemissionsteil ausgestrahlt wird, bildet ein Bild in einem Raum.
Die Musterdichte der Vielzahl optischer Flächen, die im ersten Lichtemissionsteil enthalten ist, kann kleiner oder gleich 30 % sein.
Ein optisches System gemäß einer zweiten Ausführungsform weist auf: eine optische Vorrichtung, wie oben beschrieben, und eine zweite optische Vorrichtung, die vorgesehen ist, der zweiten Emissionsfläche der optischen Vorrichtung zugewandt zu sein, wobei die zweite optische Vorrichtung aufweist: eine zweite Lichtleiterplatte, die Licht in einer Ebene parallel zu einer Emissionsfläche führt, und ein Lichtemissionsteil, das eine Vielzahl optischer Flächen hat, auf welche das Licht, das durch die Lichtleiterplatte geführt wird, einfällt, wobei die optischen Flächen das einfallende Licht veranlassen, aus der Emissionsfläche der zweiten Lichtleiterplatte auszutreten, und die Fläche gegenüber der Emissionsfläche der zweiten Lichtleiterplatte der zweiten Emissionsfläche der Lichtleiterplatte zugewandt ist; das Licht, das von der ersten Emissionsfläche durch die Vielzahl optischer Flächen, die im ersten Lichtemissionsteil enthalten ist, ausgestrahlt wird, bildet ein Bild, das zum Betrachten von einer Position nahe der ersten Emissionsfläche außerhalb der Lichtleiterplatte konfiguriert ist, und das Licht, das von der Emissionsfläche durch die Vielzahl optischer Flächen, die in dem Lichtemissionsteil der zweiten Lichtleiterplatte enthalten ist, ausgestrahlt wird, bildet ein Bild, das zum Betrachten von einer Position nahe der Emissionsfläche außerhalb der zweiten Lichtleiterplatte konfiguriert ist.
Zu bemerken ist, dass die oben beschriebene Kurzdarstellung der Erfindung nicht alle Merkmale der vorliegenden Erfindung enthält. Die Subkombination dieser Merkmale kann auch die Erfindung sein.
Figurenliste

1 veranschaulicht schematisch eine Anzeigevorrichtung 10 gemäß einer Ausführungsform gemeinsam mit einem stereoskopischen Bild, das in einen Raum projiziert wird;
2 veranschaulicht schematisch einen Querschnitt der y-z-Ebene der Anzeigevorrichtung 10;
3 veranschaulicht die Verteilung des Lichtstroms pro Flächeneinheit, der von jeder einer Emissionsfläche 71 und einer Rückfläche 72 ausgestrahlt wird;
4 veranschaulicht schematisch das durch eine Rückfläche 72 getretene Licht, wenn keine Reflexionsfläche 41 vorgesehen ist;
5 veranschaulicht schematisch das durch die Rückfläche 72 getretene Licht, wenn die Reflexionsfläche 41 vorgesehen ist;
6 veranschaulicht schematisch einen Querschnitt der y-z-Ebene einer Anzeigevorrichtung 10A, die eine Variation der Anzeigevorrichtung 10 ist;
die 7A, 7B und 7C veranschaulichen schematisch eine Anzeigevorrichtung 10a, die eine Variation der Anzeigevorrichtung 10 ist, gemeinsam mit einem stereoskopischen Bild, das in den Raum projiziert wird;
8 veranschaulicht schematisch einen Querschnitt der y-z-Ebene einer Anzeigevorrichtung 10B, die eine Variation der Anzeigevorrichtung 10 ist;
9 veranschaulicht schematisch durch eine Rückfläche 72b getretenes Licht;
10 veranschaulicht schematisch einen Querschnitt der y-z-Ebene einer Anzeigevorrichtung 10C, die eine Variation der Anzeigevorrichtung 10B ist;
11 veranschaulicht schematisch durch eine Rückfläche 72b getretenes Licht;
12 veranschaulicht schematisch einen Querschnitt der y-z-Ebene einer Anzeigevorrichtung 100;
die 13A, 13B und 13C veranschaulichen schematisch ein Bild, das durch die Anzeigevorrichtung 100 gebildet wird, und
14 veranschaulicht schematisch ein Fahrkartenschrankensystem 900, das die Anzeigevorrichtung 100 verwendet.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
In der Folge wird die vorliegende Erfindung anhand ihrer Ausführungsformen beschrieben; die folgenden Ausführungsformen schränken die beanspruchte Erfindung jedoch nicht ein. Ferner sind nicht alle Kombinationen der Merkmale, die in den Ausführungsformen beschrieben sind, unbedingt erforderlich, um das Problem der vorliegenden Erfindung zu lösen.
1 veranschaulicht schematisch eine Anzeigevorrichtung 10 gemäß einer Ausführungsform gemeinsam mit einem stereoskopischen Bild, das in einen Raum projiziert wird. Zur Erleichterung des Verständnisses sind die Zeichnungen, die in der Beschreibung der Ausführungsform verwendet werden, schematisch veranschaulicht. In einigen Fällen können die Zeichnungen, die zur Beschreibung einer Ausführungsform verwendet werden, eventuell nicht maßstabgerecht sein.
Die Anzeigevorrichtung 10 weist eine Emissionsfläche 71 auf, aus der Licht ausgestrahlt wird. Die Anzeigevorrichtung 10 bildet ein Bild 6 als ein stereoskopisches Bild anhand des Lichts, das aus der Emissionsfläche 71 austritt. Ein Benutzer kann das Bild 6 als das stereoskopische Bild in einem Raum erkennen. Hier verweist „stereoskopisches Bild“ auf ein Bild, das von der Emissionsfläche 71 der Anzeigevorrichtung 10 als an einer anderen Stelle liegend erkannt wird. Das stereoskopische Bild weist zum Beispiel ein 2D-Bild auf, das als an einer Stelle erkannt wird, die von der Emissionsfläche 71 der Anzeigevorrichtung 10 entfernt ist. Das stereoskopische Bild weist daher konzeptmäßig nicht nur Bilder auf, die als eine stereoskopische Form erkannt werden, sondern auch 2D-Bilder, die als an einem anderen Ort von der Anzeigefläche der Anzeigevorrichtung 10 liegend erkannt werden.
Die Anzeigevorrichtung 10 weist eine Lichtleiterplatte 70 und eine Lichtquelle 20 auf. Die Lichtleiterplatte 70 wird unter Verwendung eines durchsichtigen Harzmaterials, das einen relativ hohen Brechungsindex hat, geformt. Die Lichtleiterplatte 70 kann zum Beispiel aus einem Polycarbonatharz (Polycarbonate Resin - PC), einem Polymethylmethacrylatharz (Polymethyl Methacrylate Resin - PMMA), Glas oder dergleichen bestehen. Die Lichtleiterplatte 70 ist ein Beispiel einer optischen Vorrichtung. Die Anzeigevorrichtung 10 ist ein Beispiel eines optischen Systems.
Die Lichtleiterplatte 70 weist die Emissionsfläche 71 und eine Rückfläche 72 gegenüber der Emissionsfläche 71 auf. Die Emissionsfläche 71 ist eine Hauptfläche der Lichtleiterplatte 70. Die Rückfläche 72 ist die andere Hauptfläche der Lichtleiterplatte 70. Die Lichtleiterplatte 70 hat vier Kantenflächen, eine Kantenfläche 73, eine Kantenfläche 74, eine Kantenfläche 75 und eine Kantenfläche 76. Licht tritt in die Lichtleiterplatte 70 von der Kantenfläche 73 ein. Eine Lichtquelle 20 ist an der Kartenfläche 73 vorgesehen. Licht von der Lichtquelle 20 tritt in die Lichtleiterplatte 70 durch die Kantenfläche 73 ein. Die Kantenfläche 74 liegt der Kantenfläche 73 gegenüber. Die Kantenfläche 76 liegt der Kantenfläche 75 gegenüber.
In der Beschreibung der Ausführungsform kann das rechthändige rechtwinklige Koordinatensystem bestehend aus x-Achse, y-Achse und z-Achse verwendet werden. Die z-Achsenrichtung ist als senkrecht zur Emissionsfläche 71 definiert. Die Richtung von der Rückfläche 72 zur Emissionsfläche 71 ist als die positive z-Achsenrichtung definiert. Ferner ist die y-Achse als zur Kantenfläche 73 senkrecht definiert. Die Richtung von der ersten Kantenfläche 73 zur zweiten Kantenfläche 74 ist als die positive y-Achsenrichtung definiert. Die x-Achse ist zur Kantenfläche 75 und zur Kantenfläche 76 senkrecht und die Richtung von der Kantenfläche 75 zur Kantenfläche 76 ist als die positive x-Achsenrichtung definiert. Der Kürze wegen können eine Ebene parallel zur x-y-Ebene, eine Ebene parallel zur y-z-Ebene und eine Ebene parallel zur x-z-Ebene als x-y-Ebene, y-z-Ebene bzw. x-z-Ebene bezeichnet werden.
Die Lichtquelle 20 ist zum Beispiel eine LED-Lichtquelle. Die optische Achse der Lichtquelle 20 ist im Wesentlichen zur y-Achse parallel. Das Licht von der Lichtquelle 20 tritt in die Kantenfläche 73 ein. Das Licht, das in die Kantenfläche 73 von der Lichtquelle 20 eintritt, bewegt sich durch die Lichtleiterplatte 70, während es zwischen der Emissionsfläche 71 und der Rückfläche 72 total reflektiert wird und sich in der Lichtleiterplatte 70 in einer Ebene parallel zur Emissionsfläche ausbreitet. Die Mitte des Lichts, das von der Lichtleiterplatte 70 geführt wird, ist im Wesentlichen zur y-Achse parallel. Die Lichtleiterplatte 70 führt daher das Licht von der Lichtquelle 20, während sich das Licht in planarer Form in der Ebene parallel zur Emissionsfläche 71 ausbreitet. Ein Lichtstrahl, der durch jeden Punkt in der Lichtleiterplatte 70 geht, hat einen Spreizwinkel, der kleiner als ein vorgeschriebener Winkel ist. Speziell wird der Spreizwinkel um eine Richtung gemessen, die Stellen in der Lichtleiterplatte 70 und der Lichtquelle 20 verbindet; der Spreizwinkel des Lichts, das in der Lichtleiterplatte 70 geführt wird, ist kleiner als ein vorgeschriebener Winkel. Insbesondere hat der Lichtstrahl, der durch Stellen in der Lichtleiterplatte 70 geht, einen Spreizwinkel in der x-y-Ebene um eine Richtung, die jeden Punkt in der Lichtleiterplatte 70 und der Lichtquelle 20 verbindet, und der Spreizwinkel ist kleiner als ein vorgeschriebener Winkel. In der vorliegenden Patentschrift ist das Ausbreiten der Lichtstrahlen, die durch die Punkte innerhalb und außerhalb der Lichtleiterplatte gehen, das Ausbreiten von Licht unter der Annahme, dass der Lichtstrahl als das Licht, das von den oben erwähnten Punkten divergiert, betrachtet wird. Ferner kann das Ausbreiten der Lichtstrahlen, die durch die Punkte innerhalb und außerhalb der Lichtleiterplatte gehen, einfach als „Ausbreiten von Licht“ bezeichnet werden.
Eine Vielzahl von Lichtfokussierungsabschnitten 30, die einen Lichtfokussierungsabschnitt 30a, einen Lichtfokussierungsabschnitt 30b und einen Lichtfokussierungsabschnitt 30c aufweisen, wird auf der Rückfläche 72 der Lichtleiterplatte 70 gebildet. Die Lichtfokussierungsabschnitte 30 werden im Wesentlichen in Reihen entlang der x-Achsenrichtung gebildet. Licht tritt in die Lichtleiterplatte 70 von der Lichtquelle 20 durch die Kantenfläche 73 ein; das Licht wird von der Lichtleiterplatte 70 geführt, während es zwischen der Emissionsfläche 71 und der Rückfläche 72 total reflektiert wird, und das Licht fällt auf jeden Punkt entlang der x-Achsenrichtung des Lichtfokussierungsabschnitts 30 ein.
Hier breitet sich das Licht, das von der Lichtleiterplatte 70 geführt wird, nicht in einer Richtung entlang der y-z-Ebene aus. Der Lichtfokussierungsabschnitt 30 fokussiert im Wesentlichen das auf jedem Punkt des Lichtfokussierungsabschnitts 30 einfallende Licht auf einen Fixpunkt, der jeweils dem Lichtfokussierungsabschnitt 30 entspricht. 1 veranschaulicht insbesondere den Lichtfokussierungsabschnitt 30a, den Lichtfokussierungsabschnitt 30b und den Lichtfokussierungsabschnitt 30c als einen Teil des Lichtfokussierungsabschnitts 30, indem gezeigt wird, wie eine Vielzahl von Lichtstrahlen, die von jedem Lichtfokussierungsabschnitt 30a, Lichtfokussierungsabschnitt 30b und Lichtfokussierungsabschnitt 30c ausgestrahlt werden, konvergiert.
Insbesondere entspricht der Lichtfokussierungsabschnitt 30a einem Fixpunkt PA auf einem Bild 6. Die Lichtstrahlen von jedem Punkt des Lichtfokussierungsabschnitts 30a konvergieren auf dem Fixpunkt PA. Die Wellenfront des Lichts aus dem Lichtfokussierungsabschnitt 30a erscheint daher wie die Wellenfront von Licht, das durch den Fixpunkt PA ausgestrahlt wird. Ähnlich entspricht der Lichtfokussierungsabschnitt 30b einem Fixpunkt PB auf einem Bild 6 und die Lichtstrahlen von jedem Punkt des Lichtfokussierungsabschnitts 30b konvergieren auf dem Fixpunkt PB. Ferner entspricht der Lichtfokussierungsabschnitt 30c einem Fixpunkt PC auf einem Bild 6 und die Lichtstrahlen von jedem Punkt des Lichtfokussierungsabschnitts 30c konvergieren auf dem Fixpunkt PC. Die Lichtstrahlen von jedem Punkt eines gegebenen Lichtfokussierungsabschnitts 30 konvergieren daher im Wesentlichen auf dem Fixpunkt, der dem Lichtfokussierungsabschnitt 30 entspricht. Es ist daher für einen gegebenen Lichtfokussierungsabschnitt 30 möglich, eine Lichtwellenfront zu liefern, die von dem entsprechenden Fixpunkt ausgestrahlt scheint. Die Fixpunkte, welchen jeder Lichtfokussierungsabschnitt 30 entspricht, unterscheiden sich voneinander und eine Gruppe einer Vielzahl von Fixpunkten, die jeweils dem Lichtfokussierungsabschnitt 30 entsprechen, bildet ein Bild 6, das in einem Raum sichtbar ist. Das Licht, das von der Emissionsfläche 71 durch eine Vielzahl von Reflexionsflächen, die in dem Lichtfokussierungsabschnitt 30 enthalten sind, ausgestrahlt wird, bildet daher ein Bild, das an einer Position nahe der Emissionsfläche 71 außerhalb der Lichtleiterplatte 70 sichtbar ist. Dadurch projiziert die Anzeigevorrichtung 10 ein stereoskopisches Bild in einen Raum.
Gemäß dieser Ausführungsform, weist jeder Lichtfokussierungsabschnitt 30 mehrere Reflexionsflächen auf, die im Wesentlichen in Reihen entlang der x-Achsenrichtung gebildet sind. Die Reflexionsflächen, die auf einem einzigen Lichtfokussierungsabschnitt 30 enthalten sind, sind in zueinander unterschiedlichen Richtungen ausgerichtet, und reflektieren einfallendes Licht auf einen einzigen Fixpunkt, der dem Lichtfokussierungsabschnitt 30 entspricht. Dadurch konvergiert das Licht, das von den Reflexionsflächen, die in jedem Lichtfokussierungsabschnitt 30 enthalten sind, reflektiert wird, auf dem Fixpunkt, der dem Lichtfokussierungsabschnitt 30 entspricht. Mehrere Lichtstrahlen, die von jeder der Vielzahl von Reflexionsflächen, die in dem Lichtfokussierungsabschnitt 30a enthalten sind, reflektiert werden, konvergieren zum Beispiel auf dem Fixpunkt PA. Die mehreren Lichtstrahlen, die von jeder der Vielzahl von Reflexionsflächen, die in dem Lichtfokussierungsabschnitt 30b enthalten sind, reflektiert werden, konvergieren zum Beispiel auf dem Fixpunkt PB. Die mehreren Lichtstrahlen, die von jeder der Vielzahl von Reflexionsflächen, die in dem Lichtfokussierungsabschnitt 30c enthalten sind, reflektiert werden, konvergieren zum Beispiel auf dem Fixpunkt PC.
Wie oben beschrieben, wird der Spreizwinkel um eine Richtung gemessen, die Stellen in der Lichtleiterplatte 70 und der Lichtquelle 20 verbindet; der Spreizwinkel des Lichts, das von der Lichtleiterplatte 70 in der x-y-Ebene geführt wird, ist kleiner als der vorgeschriebene Winkel. Das Licht, das von der Lichtleiterplatte 70 geführt wird, breitet sich daher in die x-y-Ebene um die Richtung, die jeden Punkt in der Lichtleiterplatte 70 und der Lichtquelle 20 verbindet, nicht wesentlich aus. Falls der Lichtfokussierungsabschnitt 30 an einer Position von der Lichtquelle 20 weg vorgesehen ist, bewegt sich das Licht, das von der Lichtleiterplatte 70 geführt wird, im Wesentlichen in einer Richtung mit der y-Achsenrichtung als die Mitte und breitet sich in der x-y-Ebene nicht wesentlich aus. Daher konvergiert zum Beispiel das Licht von dem Lichtfokussierungsabschnitt 30a im Wesentlichen auf einem Fixpunkt in der Ebene, die den Fixpunkt PA aufweist, und parallel zur x-z-Ebene.
Wie in 1 gezeigt, ist der Lichtfokussierungsabschnitt 30a entlang einer Linie 190a gebildet. Der Lichtfokussierungsabschnitt 30b ist entlang einer Linie 190b gebildet. Der Lichtfokussierungsabschnitt 30c ist entlang einer Linie 190c gebildet. Hier sind die Linie 190a, die Linie 190b und die Linie 190c im Wesentlichen zur x-Achse parallel. Ein gegebener Lichtfokussierungsabschnitt 30 wird im Wesentlichen in Reihen entlang einer Linie im Wesentlichen parallel zur x-Achse gebildet.
Der Lichtfokussierungsabschnitt 30 als solcher wird daher entlang jeder vorbestimmten Linie in einer Ebene parallel zur Emissionsfläche 71 gebildet. Jeder Lichtfokussierungsabschnitt 30 empfängt das Licht, das von der Lichtleiterplatte 70 geführt wird, und veranlasst die Emissionsfläche 71, Emissionslicht entlang einer Richtung derart auszugeben, dass das Emissionslicht im Wesentlichen auf einem einzigen Konvergenzpunkt in einem Raum konvergiert. Zu bemerken ist, dass das Emissionslicht entlang einer Richtung derart ausgestrahlt wird, dass das Emissionslicht von dem Fixpunkt ausstrahlt, wenn der Fixpunkt nahe der Rückfläche 72 der Lichtleiterplatte 70 liegt. Wenn daher der Fixpunkt nahe der Rückfläche 72 der Lichtleiterplatte 70 ist, veranlassen die Reflexionsflächen, die in dem Lichtfokussierungsabschnitt 30 enthalten sind, dass die Emissionsfläche 71 das Emissionslicht entlang einer Richtung derart ausgibt, dass das Emissionslicht im Wesentlichen von einem Konvergenzpunkt im Raum ausstrahlt.
Wenn sich das Licht, das von der Lichtleiterplatte 70 geführt wird, nicht in einer Richtung entlang der y-z-Ebene ausbreitet, konvergiert das Licht von dem Lichtfokussierungsabschnitt 30 im Wesentlichen auf einem Fixpunkt, wie oben beschrieben. Wenn sich das Licht hingegen, das von der Lichtleiterplatte 70 geführt wird, in einer Richtung entlang der y-z-Ebene ausbreitet, konvergiert das Licht, das von den Reflexionsflächen des Lichtfokussierungsabschnitts 30 reflektiert wird, im Wesentlichen auf einer Konvergenzlinie parallel zur y-z-Ebene und parallel zur Emissionsfläche. Das Licht von dem Lichtfokussierungsabschnitt 30a konvergiert zum Beispiel im Wesentlichen auf der Linie, die PA enthält, und ist parallel zur y-z-Ebene und der Emissionsfläche. Ähnlich, wenn der Fixpunkt nahe der Rückfläche 72 der Lichtleiterplatte 70 liegt, veranlassen die Reflexionsflächen, die in dem Lichtfokussierungsabschnitt 30 enthalten sind, dass die Emissionsfläche 71 das Emissionslicht entlang einer Richtung derart ausgibt, dass das Emissionslicht von im Wesentlichen einem Konvergenzpunkt im Raum strahlt.
Die Lichtleiterplatte 70 ist in der x-y-Ebene in einen Bereich 81 und einen Bereich 82 geteilt. Der Lichtfokussierungsabschnitt 30 ist im Bereich 81 gebildet. Der Bereich 82 ist ein Teil des Bereichs um den Bereich 81. Der Bereich 82 umgibt den Bereich 81. Eine Vielzahl von Reflexionsflächen 41 ist im Bereich 82 gebildet. Das Licht, das auf die Vielzahl von Reflexionsflächen, die in dem Lichtfokussierungsabschnitt 30 enthalten ist, einfällt, wird hauptsächlich von der Emissionsfläche 71 und teilweise von der Rückfläche 72 als durchgetretenes Licht ausgestrahlt. Hingegen wird das Licht, das auf der Vielzahl von Reflexionsflächen 41, die im Bereich 82 vorgesehen ist, einfällt, hauptsächlich von der Rückfläche 72 ausgestrahlt. Die Helligkeit des Lichts, das von der Rückfläche 72 durch die Reflexionsflächen 41 im Bereich 82 ausgestrahlt wird, ist im Wesentlichen dieselbe wie die des Lichts, das von der Rückfläche 72 durch die Reflexionsflächen 31 des Lichtfokussierungsabschnitts 30 ausgestrahlt wird. Dies führt zu einer geringeren Variation im Lichtstrom aus der Rückfläche 72. Das durch die Rückfläche 72 getretene Licht ist daher für einen Betrachter nahe der Rückfläche 72 weniger auffällig.
2 veranschaulicht schematisch einen Querschnitt der y-z-Ebene der Anzeigevorrichtung 10. Die Reflexionsflächen 31 sind auf der Rückfläche 72 vorgesehen. Die Reflexionsflächen 31 reflektieren einen Großteil des Lichts, das auf sie einfällt, zur Emissionsfläche 71. Ein Teil des auf die Reflexionsflächen 31 einfallenden Lichts geht durch sie hindurch und tritt zur Außenseite von der Rückfläche 72 als durchgetretenes Licht aus. Ein Großteil des von den Reflexionsflächen 31 zur Emissionsfläche 71 reflektierten Lichts geht durch die Emissionsfläche 71 und tritt nach außen aus. Ein Teil des von der Reflexionsfläche 31 zur Emissionsfläche 71 reflektierten Lichts, das an der Emissionsfläche 71 reflektiert wird, bewegt sich zur Rückfläche 72 und tritt aus der Rückfläche 72 als durchgetretenes Licht aus. Die Reflexionsflächen 31 veranlassen daher das auf sie einfallende Licht, aus der Emissionsfläche 71 und der Rückfläche 72 auszutreten. Hier ist der Lichtstrom 32 pro Flächeneinheit von der Emissionsfläche 71 durch jede der Vielzahl von Reflexionsflächen 31, die im Bereich 81 gebildet ist, größer als der Lichtstrom 33 pro Flächeneinheit von der Rückfläche 72 durch jede der Vielzahl von Reflexionsflächen 31, die im Bereich 81 gebildet ist.
Die Reflexionsflächen 41 hingegen sind auf der Emissionsfläche 71 vorgesehen. Die Reflexionsflächen 41 reflektieren einen Großteil des Lichts, das auf sie einfällt, zur Rückfläche 72. Ein Abschnitt des auf die Reflexionsflächen 41 einfallenden Lichts geht durch sie hindurch und tritt zur Außenseite von der Emissionsfläche 71 als durchgetretenes Licht aus. Ein Großteil des von den Reflexionsflächen 41 zur Rückfläche 72 reflektierten Lichts geht durch die Rückfläche 72 und tritt nach außen aus. Ein TEil des von der Reflexionsfläche 41 zur Rückfläche 72 reflektierten Lichts, wird an der Rückfläche 72 zur Emissionsfläche 71 reflektiert und wird von der Emissionsfläche 71 ausgestrahlt. Die Reflexionsflächen 41 veranlassen daher das auf sie einfallende Licht, aus der Emissionsfläche 71 und der Rückfläche 72 auszutreten. Hier ist der Lichtstrom 43 pro Flächeneinheit, der von der Rückfläche 72 durch jede der Vielzahl von Reflexionsflächen 41, die im Bereich 82 gebildet sind, ausgestrahlt wird, größer als der Lichtstrom 42 pro Flächeneinheit, der von der Emissionsfläche 71 durch jede der Vielzahl von Reflexionsflächen, die im Bereich 82 gebildet sind, ausgestrahlt wird.
In dem Lichtstrom pro Flächeneinheit, der von der Rückfläche 72 ausgestrahlt wird, ist der Lichtstrom 43, der von dem Bereich 82 ausgestrahlt wird, im Wesentlichen gleich wie der Lichtstrom 33, der von dem Bereich 81 ausgestrahlt wird, wenigstens in einem Abschnitt benachbart zur Grenze zwischen dem Bereich 81 und dem Bereich 82. Der Lichtstrom pro Flächeneinheit, der von der Rückfläche 72 durch die Reflexionsflächen 41 in einem Abschnitt benachbart zu dem Bereich 81 innerhalb des Bereichs 82 ausgestrahlt wird, ist im Wesentlichen gleich dem Lichtstrom pro Flächeneinheit, der von der Rückfläche 72 durch die Reflexionsflächen 31 in einem Abschnitt benachbart zu dem Bereich 82 innerhalb des Bereichs 81 ausgestrahlt wird. Das verhindert daher, dass die Grenze zwischen dem Bereich 81 und dem Bereich 82 auffällig ist.
3 veranschaulicht die Verteilung des Lichtstroms pro Flächeneinheit, der von der Emissionsfläche 71 und der Rückfläche 72 ausgestrahlt wird. 4 veranschaulicht schematisch das durch die Rückfläche 72 durchgetretene Licht, wenn die Reflexionsflächen 41 vorgesehen sind. 5 veranschaulicht schematisch das durch die Rückfläche 72 durchgetretene Licht, wenn die Reflexionsflächen 41 vorgesehen sind.
Die Verteilung 44 ist eine Lichtstromverteilung von Licht von der Rückfläche 72 entlang der y-Achse. Eine Verteilung 34 ist eine Lichtstromverteilung von Licht von der Emissionsfläche 71 entlang der y-Achse. Wie in der Verteilung 44 veranschaulicht, ist der Lichtstrom aus der Rückfläche 72 entlang der y-Achsenrichtung im Wesentlichen über den Bereich 81 und den Bereich 82 gleichmäßig. Dadurch wird verhindert, dass ein Muster, das von dem ausgetretenen Licht aus dem Bereich 81 gebildet wird, beim Betrachten von der Rückfläche 72 auffällig ist.
Wie durch die Verteilung 34 veranschaulicht, tritt etwas Licht durch die Emissionsfläche 71 im Bereich 82. Der Lichtstrom, der durch den Bereich 82 tritt, ist jedoch geringer als der Lichtstrom aus dem Bereich 81, und somit wirkt sich das Licht, das durch den Bereich 82 tritt, nicht signifikant darauf aus, wie das Bild gesehen wird.
Wie in 4 gezeigt, ist ohne die Reflexionsflächen 41 ein Bild, das dem Bild 6 entspricht, auffällig, wenn es von der Rückfläche 72 betrachtet wird. Aber das Bild, das dem Bild 6 entspricht, kann durch Bereitstellen der Reflexionsflächen 41, wie in 5 gezeigt, weniger auffällig gemacht werden. Ein Bild, das durch das Licht gebildet wird, das von der Rückfläche 72 ausgestrahlt wird, wird daher verschwommener als das Bild, das durch das Licht gebildet wird, das von der Emissionsfläche 71 ausgestrahlt wird, indem die Reflexionsflächen 41 vorgesehen werden.
Der Lichtstrom 12, der von dem Bereich 82 ausgestrahlt wird, kann durch die Musterdichte und/oder die Fläche der Reflexionsflächen 41 angepasst werden. Wenn die Musterdichte der Reflexionsflächen 41 zum Beispiel im Wesentlichen gleich ist wie die Musterdichte der Reflexionsflächen 31, kann die Fläche S2 der Reflexionsfläche41 (12 / 11) × S1 sein, wobei I1 den Lichtstrom pro Flächeneinheit von der Emissionsfläche 71 im Bereich 81 darstellt und S1 die Fläche der Reflexionsflächen 31 darstellt. Die Länge entlang der x-Achsenrichtung und/oder die Höhe entlang der z-Achsenrichtung kann/können angepasst werden, um die Fläche der Reflexionsflächen 41 zu modifizieren. Wenn hingegen die Fläche S2 der Reflexionsflächen 41 im Wesentlichen gleich ist wie die Fläche S1 der Reflexionsflächen 31, kann die Musterdichte D2 der Reflexionsflächen 41 (I2 / I1) × D1 sein, wobei D1 die Musterdichte der Reflexionsflächen 41 darstellt. Daher kann erreicht werden, dass S2 × D2 mit (I2 / I1) × S1 × D1 übereinstimmt. S1 ist bevorzugt kleiner oder gleich 30 %.
6 veranschaulicht schematisch einen Querschnitt der y-z-Ebene einer Anzeigevorrichtung 10A, die eine Variation der Anzeigevorrichtung 10 ist, gemeinsam mit der Lichtstromverteilung. Die Anzeigevorrichtung 10A hat denselben Aufbau wie die Anzeigevorrichtung 10, mit Ausnahme des Unterschieds in der Lichtstromverteilung von Licht aus dem Bereich 82.
Wie durch die Verteilung 44A veranschaulicht, nimmt der Lichtstrom aus dem Bereich 82 mit zunehmendem Abstand vom Bereich 81 ab. Gemäß der Anzeigevorrichtung 10A ist es möglich, sowohl ein Bild, das dem Bild 6 entspricht, als auch den Endteil des Bereichs 82 weniger auffällig zu machen. Die Lichtstromverteilung von Licht aus dem Bereich 82 kann eine Verteilung sein, die in Koordinaten grafisch dargestellt ist (Koordinaten in der x-y-Ebene), die anhand einer Fermi-Verteilungsfunktion mit dem Lichtstrom aus dem Bereich 81 als der Höchstwert dargestellt oder genähert werden kann. Eine grafische Darstellung der Lichtstromverteilung auf diese Weise kann daher verhindern, dass die Verteilung nicht aneinandergrenzend ist. Die Lichtstromverteilung von Licht aus dem Bereich 82 kann durch monoton abnehmende Linien, monoton abnehmende Kurven oder eine Kombination monoton abnehmender Linien und Kurven dargestellt werden. Die Lichtstromverteilung von Licht aus dem Bereich 81 und die Lichtstromverteilung von Licht aus dem Bereich 82 brauchen nicht vollständig verbunden zu sein, und ein Unterschied zwischen dem Lichtstrom beider Bereiche verursacht keinerlei Probleme, außer der Unterschied ist für einen Betrachter auffällig.
Wie oben beschrieben, wird der Lichtstrom 12, der von dem Bereich 82 ausgestrahlt wird, durch Modifizieren entweder der Musterdichte und/oder der Fläche der Reflexionsflächen 41 angepasst. Zur Senkung des Lichtstroms von der Rückfläche 72 mit zunehmendem Abstand vom Bereich 81, wie durch die Verteilung 44A abgebildet, kann die Vielzahl von Reflexionsflächen 41A mit einer Musterdichte, die mit deren zunehmenden Abstand vom Bereich 81 abnimmt, gebildet werden. Ferner kann die Fläche der Vielzahl von Reflexionsflächen 41 mit deren zunehmenden Abstand vom Bereich 81 abnehmen.
7A, 7B und 7C veranschaulichen schematisch eine Anzeigevorrichtung 10, die eine Variation der Anzeigevorrichtung 10a ist, gemeinsam mit einem stereoskopischen Bild, das in den Raum projiziert wird. Die Lichtleiterplatte 70a, die in der Anzeigevorrichtung 10a enthalten ist, unterscheidet sich von der Lichtleiterplatte 70 dadurch, dass sich die Bilder, die durch die Lichtfokussierungsabschnitte nahe der Emissionsfläche 71a und der Rückfläche 72a gebildet werden, von den Bildern, die unter Verwendung der obenstehenden Lichtleiterplatte 70 gebildet werden, unterscheiden.
7A veranschaulicht ein Bild 6a und ein Bild 8a, die durch den Lichtfokussierungsabschnitt, der auf der Rückfläche 72 gebildet ist, erzeugt werden, gemeinsam mit der Anzeigevorrichtung 10a. Das Bild 6a ist ein stereoskopisches Bild, das von dem Licht erzeugt wird, das durch den Lichtfokussierungsabschnitt, der auf der Rückfläche 72 gebildet ist, zur Emissionsfläche 71 ausgestrahlt wird. Das Bild 8a ist ein stereoskopisches Bild, das von dem Licht erzeugt wird, das durch den Lichtfokussierungsabschnitt, der auf der Rückfläche 72 gebildet ist, ausgestrahlt wird und durch die Rückfläche 72 tritt. Das Bild 6a nahe der Emissionsfläche 71 ist heller als das Bild 8a nahe der Rückfläche 72.
7B veranschaulicht ein Bild 18a und ein Bild 16a, die durch den Lichtfokussierungsabschnitt, der auf der Emissionsfläche 71 gebildet ist, erzeugt werden, gemeinsam mit der Anzeigevorrichtung 10a. Der Lichtfokussierungsabschnitt, der dem Lichtfokussierungsabschnitt 30 ähnlich ist, wird auf der Lichtemissionsfläche 71 gebildet, um das Licht, das das stereoskopische Bild 18a schafft, zur Rückfläche 72 auszustrahlen. Das Bild 18a wird in einem Raum erzeugt, in dem das Bild 8a tatsächlich nicht erzeugt wird. Die Fläche der Reflexionsflächen in dem Lichtfokussierungsabschnitt, der das Bild 18a bildet, ist derart angepasst, dass die Helligkeit des Bilds 18a im Wesentlichen gleich ist wie die Helligkeit des Bilds 8a. Das stereoskopische Bild 16a aus dem durchgetretenen Licht nahe der Emissionsfläche 71 wird von dem Lichtfokussierungsabschnitt erzeugt, der auf der Emissionsfläche 71 gebildet ist, aber das Bild 16a ist dunkler als das Bild 18a, das nahe der Rückfläche 72 gebildet wird.
7C veranschaulicht ein Bild, das durch die Anzeigevorrichtung 10a gebildet wird. Wie veranschaulicht, wird ein Bild, das durch Überlagern des Bilds 8a auf dem Bild 18a entsteht, nahe der Rückfläche 72 gebildet. Das Bild 8a, das in 7A gezeigt ist, kann daher für einen Betrachter kaum wahrnehmbar gemacht werden. Das Bild 16a, das in 7B gezeigt ist, ist im Vergleich zu dem Bild 6a, das in 7A gezeigt ist, ziemlich dunkel, und der Betrachter kann daher das Bild 6a angemessen wahrnehmen.
8 veranschaulicht schematisch einen Querschnitt der y-z-Ebene einer Anzeigevorrichtung 10B als eine Variation der Anzeigevorrichtung 10, gemeinsam mit der Lichtstromverteilung. Die Anzeigevorrichtung 10B weist eine Anzeigevorrichtung 10a und eine Anzeigevorrichtung 10b auf. Die Anzeigevorrichtung 10a und die Anzeigevorrichtung 10b haben jeweils einen Aufbau ähnlich jenem der Anzeigevorrichtung 10. Die Anzeigevorrichtung 10a weist eine Lichtleiterplatte 70a und eine Lichtquelle 20a auf. Die Anzeigevorrichtung 10b weist eine Lichtleiterplatte 70b und eine Lichtquelle 20b auf. Die Lichtleiterplatte 70a und die Lichtleiterplatte 70b entsprechen der Lichtleiterplatte 70 der Anzeigevorrichtung 10. Die Lichtquelle 20a und die Lichtquelle 20b entsprechen der Lichtquelle 20 der Anzeigevorrichtung 10. Unten werden die Unterschiede zwischen den Bauteilen, die in der Anzeigevorrichtung 10a und der Anzeigevorrichtung 10b enthalten sind, und den Bauteilen, die in der Anzeigevorrichtung 10 enthalten sind, beschrieben.
Die Lichtleiterplatte 70a und die Lichtleiterplatte 70b sind entlang einer positiven z-Achsenrichtung in der Reihenfolge von der Lichtleiterplatte 70b zur Lichtleiterplatte 70a vorgesehen. Die Lichtleiterplatte 70a weist die Emissionsfläche 71a und die Rückfläche 72a auf. Die Lichtleiterplatte 70b weist eine Emissionsfläche 71b und die Rückfläche 72b auf. Die Lichtleiterplatte 70a und die Lichtleiterplatte 70b sind derart vorgesehen, dass die Rückfläche 72a der Lichtleiterplatte 70a der Emissionsfläche 71b der Lichtleiterplatte 70b zugewandt ist. Wenn die Lichtleiterplatte 70a als eine Lichtleiterplatte betrachtet wird, wirkt die Lichtemissionsfläche 71a als eine Lichtemissionsfläche, die Licht ausgibt, um ein Bild zu bilden, und die Rückfläche 72b entspricht einer Fläche gegenüber der Emissionsfläche 71a.
Die Lichtleiterplatte 70a weist Reflexionsflächen 31a auf, die den Reflexionsflächen 31 im Bereich 81 auf der Rückfläche 72a entsprechen. Eine Vielzahl von Reflexionsflächen, wie die Reflexionsflächen 31a, ist auf der Rückfläche 72a vorgesehen. Die oben erwähnte Vielzahl von Reflexionsflächen wird kollektiv als Reflexionsflächen 31a bezeichnet. Die Lichtleiterplatte 70a weist keine Reflexionsflächen, die den Reflexionsflächen 41 entsprechen, auf der Emissionsfläche 71a auf. Die Lichtquelle 20a strahlt Licht aus, das einen spezifischen Bereich von Wellenlängen hat. Insbesondere strahlt die Lichtquelle 20a Licht bei der roten Wellenlänge aus. Dadurch strahlen die Reflexionsflächen 31a, die im Bereich 81 vorgesehen sind, Licht bei der roten Wellenlänge von der Emissionsfläche 71a aus. Das Lichtfokussierungsteil, das die Reflexionsflächen 31a aufweist, die auf der Rückfläche 72a im Bereich 81 gebildet sind, erzeugt daher ein rotes Bild, das dem Bild 6 entspricht, nahe der Emissionsfläche 71a. Die Verteilung 34a stellt die Lichtstromverteilung von Licht von der Emissionsfläche 71a entlang der y-Achsenrichtung dar.
Wie in dem Fall, in dem Licht von den Reflexionsflächen 31 zur Rückfläche 72 in der Anzeigevorrichtung 10 hindurch durchtritt, tritt rotes Licht von den Reflexionsflächen 31a, die im Bereich 81 vorgesehen sind, durch die Rückfläche 72b. Die Verteilung 44a stellt den Lichtstrom aus der Rückfläche 72b entlang der y-Achsenrichtung dar. Wie durch die Verteilung 44a veranschaulicht, ist der Lichtstrom 12, der von den Reflexionsflächen 31a ausgestrahlt wird und durch die Rückfläche 72b tritt, im Bereich 81 im Wesentlichen gleichmäßig.
Die Lichtleiterplatte 70b weist Reflexionsflächen 41b, die den Reflexionsflächen 41 entsprechen, auf der Emissionsfläche 71b in den Bereichen 81 und 82 auf. Eine Vielzahl von Reflexionsflächen, wie die Reflexionsflächen 41a, ist auf der Emissionsfläche 71b vorgesehen. Hier werden diese Reflexionsflächen kollektiv als Reflexionsflächen 41b bezeichnet. Die Lichtleiterplatte 70b weist keine Reflexionsflächen, die den Reflexionsflächen 31 entsprechen, auf der Rückfläche 72b auf. Die Lichtquelle 20b strahlt Licht, das eine Farbe hat, die zu der Farbe komplementär ist, die von der Lichtquelle 20a ausgestrahlt wird, im sichtbaren Wellenlängenbereich aus. Insbesondere strahlt die Lichtquelle 20b Licht bei aquamarinblauen Wellenlängen aus. Die Reflexionsflächen 41b, die in den Bereichen 81 und 82 vorgesehen sind, strahlen daher Licht bei blau-grünen Wellenlängen von der Rückfläche 72b aus. Wie durch die Verteilung 44b veranschaulicht, haben die Reflexionsflächen 41b im Bereich 82 der Lichtleiterplatte 70b einen größeren Lichtstrom als in den Reflexionsflächen 41b im Bereich 81.
Die Verteilung 45 veranschaulicht eine Verteilung des Gesamtlichtstroms von der Rückfläche 72b durch die Reflexionsflächen 31a der Lichtleiterplatte 70a und die Reflexionsflächen 41b der Lichtleiterplatte 70b entlang der y-Achsenrichtung. Wie durch die Verteilung 45 veranschaulicht, ist der Gesamtlichtstrom 14, der von der Rückfläche 72b durch die Reflexionsflächen 31a der Lichtleiterplatte 70a und die Reflexionsflächen 41b der Lichtleiterplatte 70b ausgestrahlt wird, über die Bereiche 81 und 82 im Wesentlichen gleichmäßig. Die Reflexionsflächen 41b der Lichtleiterplatte 70b sind auf den Bereichen 81 und 82 so vorgesehen, dass die Fläche und/oder die Dichte der Reflexionsflächen 41b derart angepasst sind, dass der Gesamtlichtstrom aus der Rückfläche 72b über die Bereiche 81 und 82 im Wesentlichen gleichmäßig ist.
Die Fläche der Reflexionsflächen 41b, die im Bereich 82 vorgesehen sind, wird zum Beispiel derart bestimmt, dass der Lichtstrom aus den Reflexionsflächen 41b im Bereich 82I4 ist. Die Fläche der Reflexionsflächen 41b, die im Bereich 81 vorgesehen sind, wird unter Berücksichtigung des Lichtstroms von aus den Reflexionsflächen 31a im Bereich 81 ausgetretenem Licht 12 derart bestimmt, dass sie kleiner ist als die Fläche der Reflexionsflächen 41b, die im Bereich 82 vorgesehen sind. Die Fläche der Reflexionsflächen 41b, die im Bereich 81 vorgesehen sind, wird zum Beispiel derart bestimmt, dass der Lichtstrom 13, der von dem Bereich 81 ausgestrahlt wird, I4 - I2 ist. Wenn die numerische Dichte der Reflexionsflächen 41b über die Bereiche 81 und 82 gleichmäßig ist, kann die Fläche der Reflexionsflächen 41b, die im Bereich 81 vorgesehen werden, I3 / I4 Mal größer sein als die Fläche der Reflexionsflächen 41b, die im Bereich 82 vorgesehen sind.
Hier sind die Reflexionsflächen 41b im Bereich 81 unter Anpassung der Fläche und/oder der Dichte der Reflexionsflächen derart vorgesehen, dass die Zusammensetzung aus dem Licht, das von der Rückfläche 72b durch die Reflexionsflächen 31a, die im Bereich 81 vorgesehen sind, ausgestrahlt wird, und dem Licht, das von der Rückfläche 72b durch die Reflexionsflächen 41b, die im Bereich 81 vorgesehen sind, ausgestrahlt wird, im Wesentlichen weißes Licht ist. In diesem Fall ist die Farbe des Lichts, das von der Rückfläche 72b durch die Reflexionsflächen 41b ausgestrahlt wird, Blau-Grün (zum Beispiel eine Zyan-Farbe), komplementär zur Farbe des Bilds 6.
9 veranschaulicht schematisch das durch die Rückfläche 72b getretene Licht. Von der Rückfläche 72b betrachtet, ist die Farbe des Lichts, das durch die Rückfläche 72b tritt, eine zur Farbe des Bilds 6 im Bereich 82 um den Bereich 81 komplementäre Farbe, und ist im Bereich 81 weiß. Wie oben beschrieben, ist der Gesamtlichtstrom aus der Rückfläche 72b im Wesentlichen über die Bereiche 81 und 82 gleichmäßig. Das Bild, das durch das durchgetretene Licht erzeugt wird, das von den Reflexionsflächen 31a reflektiert wird, hat daher im Wesentlichen keine Verschwommenheit, wenn die Helligkeitsunterschiede als Indikator verwendet werden. Hingegen besteht ein Farbunterschied zwischen dem Bereich 81 und dem Bereich 82. Das Licht aus dem Bereich 81, das als ein Muster wahrgenommen werden kann, kann jedoch im Wesentlichen neutral wiedergegeben werden, und daher kann das durchgetretene Licht als ein weniger wahrnehmbares Muster wiedergegeben werden. Ferner sind die Farbe des Lichts aus dem Bereich 81 und die Farbe des Lichts aus dem Bereich 82 niemals zueinander komplementär. Gemäß der Anzeigevorrichtung 10B ist es daher möglich zu verhindern, dass das Muster, das durch Licht erzeugt wird, das durch die Reflexionsflächen 31a im Bereich 81 tritt, von der Seite der Rückfläche 72B auffällig wird.
Die Lichtleiterplatte 70a der Anzeigevorrichtung 10a und die Lichtleiterplatte 70b der Anzeigevorrichtung 10b können als eine einzige Lichtleiterplatte betrachtet werden. Ferner ist es auch möglich, dieselbe Funktion wie die der Anzeigevorrichtung 10B unter Verwendung einer einzigen Lichtleiterplatte zu schaffen, die eine Emissionsfläche 71 und eine Rückfläche 72, wie die Lichtleiterplatte 70, hat. Es ist auch möglich, dieselbe Funktion wie die der Anzeigevorrichtung 10B mit einer einzigen Lichtleiterplatte zu schaffen, indem zum Beispiel eine weiße Lichtquelle als die Lichtquelle 20 verwendet wird, und indem reflektierende Folien hinzugefügt werden; insbesondere können die Reflexionsflächen 31, die auf der Rückfläche 72 gebildet sind, eine reflektierende Folie haben, die Licht von einem spezifischen Farbwellenlängenbereich reflektiert, zum Beispiel Rot, während die Reflexionsflächen 41, die auf der Emissionsfläche 71 gebildet sind, eine reflektierende Folie haben, die das Licht mit einem Wellenlängenbereich außerhalb des oben erwähnten spezifischen Farbwellenlängenbereichs reflektiert. Eine dichroitische Beschichtung oder dergleichen kann auf der reflektierenden Folie aufgebracht werden.
10 veranschaulicht schematisch einen Querschnitt der y-z-Ebene einer Anzeigevorrichtung 10C, die eine Variation der Anzeigevorrichtung 10B ist, gemeinsam mit der Lichtstromverteilung. Die Anzeigevorrichtung 10B weist die Anzeigevorrichtung 10a und eine Anzeigevorrichtung 10c auf. Der Aufbau der Anzeige 10a wurde zuvor beschrieben und somit wird auf eine zusätzliche Beschreibung verzichtet. Eine Anzeigevorrichtung 10c hat einen ähnlichen Aufbau wie die Anzeigevorrichtung 10b. Die Anzeigevorrichtung 10c weist eine Lichtleiterplatte 70c und eine Lichtquelle 20c auf. Die Lichtleiterplatte 70c entspricht der Lichtleiterplatte 70b der Anzeigevorrichtung 10b. Die Lichtquelle 20c entspricht der Lichtquelle 20b der Anzeigevorrichtung 10b. In der Folge wird der Unterschied in den Bauteilen zwischen der Anzeigevorrichtung 10c und der Anzeigevorrichtung 10b beschrieben.
Die Lichtleiterplatte 70a und die Lichtleiterplatte 70c sind der Reihe nach von der Lichtleiterplatte 70c und der Lichtleiterplatte 70a entlang der positiven z-Achsenrichtung vorgesehen. Die Lichtleiterplatte 70a und die Lichtleiterplatte 70c sind derart vorgesehen, dass die Rückfläche 72a der Lichtleiterplatte 70a der Emissionsfläche 71c der Lichtleiterplatte 70c zugewandt ist.
Die Lichtleiterplatte 70c weist Reflexionsflächen 41c, die den Reflexionsflächen 41 entsprechen, auf der Emissionsfläche 71c in den Bereichen 81 und 82 auf. Eine Vielzahl von Reflexionsflächen, die mit den Reflexionsflächen 41c identisch sind, ist auf der Emissionsfläche 71c vorgesehen. Hier werden die Reflexionsflächen kollektiv als Reflexionsflächen 41c bezeichnet. Die Lichtleiterplatte 70c weist keine Reflexionsflächen, die den Reflexionsflächen 31 entsprechen, auf der Rückfläche 72c auf. Die Lichtquelle 20c weist den Wellenlängenbereich von Licht auf, das von der Lichtquelle 20a ausgestrahlt wird, und strahlt Licht, das einen Wellenlängenbereich hat, der breiter ist als der obenstehende Wellenlängenbereich, in dem sichtbaren Wellenlängenbereich aus. Insbesondere strahlt die Lichtquelle 20c im Wesentlichen weißes Licht aus. Die Reflexionsflächen 41c, die in den Bereichen 81 und 82 vorgesehen sind, strahlen daher im Wesentlichen weißes Licht von der Rückfläche 72c aus. Eine Verteilung 44c stellt die Lichtstromverteilung von Licht von der Rückfläche 72c entlang der y-Achsenrichtung dar. Wie durch die Verteilung 74c veranschaulicht, ist die Menge an weißem Licht, die von der Rückfläche 72c durch die Reflexionsflächen 41c der Lichtleiterplatte 70c ausgestrahlt wird, im Wesentlichen über die Bereiche 81 und 82 gleichmäßig. Die Fläche und die Musterdichte der Reflexionsflächen 41c sind gleichmäßig über die Bereiche 81 und 82 vorgesehen, sodass der Lichtstrom über die Bereiche 81 und 82 gleichmäßig ist.
Der Lichtstrom 15, der von der Rückfläche 72c durch die Reflexionsflächen 41c ausgestrahlt wird, ist größer als der Lichtstrom 12, der von der Rückfläche 72c durch die Reflexionsflächen 31a ausgestrahlt wird. 15 kann zum Beispiel mindestens zweimal größer sein als 12. Die Verteilung 46 veranschaulicht eine Verteilung des Gesamtlichtstroms von der Rückfläche 72c durch die Reflexionsflächen 31a der Lichtleiterplatte 70a und die Reflexionsflächen 41c der Lichtleiterplatte 70c entlang der y-Achsenrichtung. Wie durch die Verteilung 46 dargestellt, wird der Lichtstrom im Bereich 81 durch I5 +I2 dargestellt.
9 veranschaulicht schematisch Licht, das durch einer Rückfläche 72c getreten ist. Wie oben beschrieben, ist der Lichtstrom 15, der von der Rückfläche 72c durch die Reflexionsflächen 41c ausgestrahlt wird, größer als der Lichtstrom 12, der von der Rückfläche 72c durch die Reflexionsflächen 31a ausgestrahlt wird. Von der Rückfläche 72c her betrachtet, erscheint das durch die Rückfläche 72c tretende Licht im Bereich 81 rot, und erscheint im Bereich 82 um den Bereich 81 hell und neutral. Daher ist es schwierig, das Bild zu sehen, das von dem Licht gebildet wird, das aus den Reflexionsflächen 31a austritt und durch die Rückfläche 72c tritt.
Insbesondere wird das Verhältnis des Lichtstroms aus dem Bereich 81 zum Lichtstrom aus dem Bereich 82 durch (15 + I2) / I5 dargestellt. Das Verhältnis der Helligkeit nahe der Grenze zwischen dem Bereich 81 und dem Bereich 82 nimmt mit zunehmendem 15 ab. Das heißt, während 15 zunimmt, wird das Bild, das durch das durchgetretene Licht gebildet wird, weniger sichtbar. Daher macht es die Anzeigevorrichtung 10C möglich, einen größeren Verschwommenheitseffekt für ein Bild von dem aus den Reflexionsflächen 31a ausgetretenen Licht zu schaffen, indem sichergestellt wird, dass 15 größer ist als 12. Die Anzeigevorrichtung 10C ermöglicht daher auch zu verhindern, dass das Muster, das durch Licht gebildet wird, das durch die Reflexionsflächen 31a tritt, von der Rückfläche 72c auffällig ist.
Die Lichtleiterplatte 70a der Anzeigevorrichtung 10a und die Lichtleiterplatte 70c der Anzeigevorrichtung 10c können als eine einzige Lichtleiterplatte betrachtet werden. Ferner ist es auch möglich, dieselbe Funktion wie die der Anzeigevorrichtung 10C unter Verwendung einer einzigen Lichtleiterplatte zu schaffen, die eine Emissionsfläche 71 und eine Rückfläche 72, wie die Lichtleiterplatte 70, hat. Es ist auch möglich, dieselbe Funktion wie die der Anzeigevorrichtung 10C mit einer einzigen Lichtleiterplatte zu schaffen, zum Beispiel unter Verwendung einer weißen Lichtquelle als Lichtquelle 20 und Bereitstellen einer reflektierenden Folie, die das Licht, das einen Wellenlängenbereich für eine spezifische Farbe wie Rot hat, auf den Reflexionsflächen 31, die auf der Rückfläche 72 gebildet sind, reflektiert. Eine dichroitische Beschichtung oder dergleichen kann auf der reflektierenden Folie aufgebracht werden.
12 veranschaulicht schematisch einen Querschnitt der y-z-Ebene einer Anzeigevorrichtung 100. 13A und 13B veranschaulichen schematisch ein Bild, das durch die Anzeigevorrichtung 100 gebildet wird.
Die Anzeigevorrichtung 100 weist die Anzeigevorrichtung 10B und eine Anzeigevorrichtung 10C auf. Die Anzeigevorrichtung 10B ist eine Variation der Anzeigevorrichtung 10. Die Anzeigevorrichtung 10B hat denselben Aufbau wie die Anzeigevorrichtung 10, mit der Ausnahme, dass sie Reflexionsflächen 31B zum Bilden eines Bilds, das sich von dem Bild 6 unterscheidet, hat. Ferner ist die Anzeigevorrichtung 10C eine Variation der Anzeigevorrichtung 10. Die Anzeigevorrichtung 10C hat denselben Aufbau wie die Anzeigevorrichtung 10, mit der Ausnahme, dass sie Reflexionsflächen 31C zum Bilden eines Bilds, das sich von dem Bild 6 unterscheidet, hat.
Der Rückfläche 72B der Anzeigevorrichtung 10B ist eingerichtet, um der Rückfläche 72C der Anzeigevorrichtung 10C zugewandt zu sein. Die Emissionsfläche 71B der Anzeigevorrichtung 10B dient als eine der Hauptflächen der Anzeigevorrichtung 100. Die Emissionsfläche 71C der Anzeigevorrichtung 10C dient als die andere Hauptfläche der Anzeigevorrichtung 100.
13A veranschaulicht schematisch ein Bild 6B, das durch die Anzeigevorrichtung 10B nahe der Emissionsfläche 71B der Anzeigevorrichtung 10B gebildet wird. 13B veranschaulicht schematisch ein Bild 6C, das durch die Anzeigevorrichtung 10C nahe der Emissionsfläche 71C der Anzeigevorrichtung 10C gebildet wird. Die Anzeigevorrichtung 100 dient daher zum Anzeigen voneinander unterschiedlicher Bilder auf der Emissionsfläche 71B der Anzeigevorrichtung 10B und auf der Emissionsfläche 71C der Anzeigevorrichtung 10C.
Die Anzeigevorrichtung 100 ist fähig, die räumlichen Variationen im Lichtstrom von Licht, das durch die Rückfläche 72C der Anzeigevorrichtung 10C tritt, zu verringern. Dies verhindert daher, dass das Bild 6B aufgrund des durch die Anzeigevorrichtung 10C getretenen Lichts weniger sichtbar ist. Da es möglich ist, die räumliche Variation im Lichtstrom von Licht, das durch die Rückfläche 72B der Anzeigevorrichtung 10B tritt, zu verringern, verhindert dies auf ähnliche Art, dass das Bild 6C aufgrund des durch die Anzeigevorrichtung 10B getretenen Lichts weniger sichtbar ist.
14 veranschaulicht schematisch ein Fahrkartenschrankensystem 900, das die Anzeigevorrichtung 100 verwendet. Das Fahrkartenschrankensystem 900 ist mit einer Anzeigevorrichtung 100a, einer Anzeigevorrichtung 100b, einer Anzeigevorrichtung 910 und einer Vielzahl von Fahrkartenschranken 920 versehen.
Die Anzeigevorrichtung 100a und die Anzeigevorrichtung 100b haben jeweils einen Aufbau ähnlich dem der Anzeigevorrichtung 100. Die Anzeigevorrichtung 100a und die Anzeigevorrichtung 100b sind derart vorgesehen, dass die Hauptflächen in unterschiedliche Richtungen ausgerichtet sind. Insbesondere ist die Emissionsfläche 71B der Anzeigevorrichtung 10B, die in der Anzeigevorrichtung 100a enthalten ist, eingerichtet, im Wesentlichen derselben Richtung wie die der Emissionsfläche 71C der Anzeigevorrichtung 10C, die in der Anzeigevorrichtung 100b enthalten ist, zugewandt zu sein.
Die Anzeigevorrichtung 100a und die Anzeigevorrichtung 100b sind über den Fahrkartenschranken 920 vorgesehen. Das Bild 6B ist ein Symbol, das die Richtung angibt, in der ein Durchgang erlaubt ist, und das Bild 6C ist ein Symbol, das angibt, dass kein Eingang erlaubt ist. Gemäß dem Fahrkartenschrankensystem 900 ist es möglich, stereoskopische Bilder zu verwenden, um Fahrgäste, die eine Station durch die Fahrkartenschranken 920 betreten und die Station durch die Fahrkartenschranken 920 verlassen, über die Lage der Fahrkartenschranken, durch die Fahrgäste durchgehen können, zu informieren.
Die Anzeigevorrichtung 910 bildet ein Bild 906a, das Fahrgäste, die durch die Fahrkartenschranken 920 gehen, über die Lage der Plattform informiert, und ein Bild 906b, das Fahrgäste in einer Station über die Lage der Ausgänge informiert. Das Bild 906a kann beim Betrachten durch Fahrgäste als von der Installationsposition der Anzeigevorrichtung 910 versenkt wahrgenommen werden. Das Bild 906b kann beim Betrachten durch Fahrgäste in der Station als von der Installationsposition der Anzeigevorrichtung 910 heraus ragend wahrgenommen werden. Auf eine ausführliche Beschreibung des Aufbaus der Anzeigevorrichtung 910 wird verzichtet, da die Anzeigevorrichtung 910 im Aufbau der Anzeigevorrichtung 100 ähnlich ist, und nur das Bild, das von der Anzeigevorrichtung 910 erzeugt wird, und die Form der Anzeigevorrichtung 910 sich von jenen der Anzeigevorrichtung 100 unterscheiden.
Als eine Variation der Anzeigevorrichtung 100, können zwei Anzeigevorrichtungen, die der Anzeigevorrichtung 10B und der Anzeigevorrichtung 10C ähnlich sind, über einer Anzeigevorrichtung platziert werden. Eine Anzeigevorrichtung, die zum Beispiel einen ähnlichen Aufbau hat wie die Anzeigevorrichtung 10C, kann zwischen der Anzeigevorrichtung 10B und der Anzeigevorrichtung 10C vorgesehen sein, wobei ihre Emissionsfläche der Rückfläche 72B der Anzeigevorrichtung 10B zugewandt ist; eine Anzeigevorrichtung, die einen ähnlichen Aufbau wie die Anzeigevorrichtung 10B hat, deren Rückfläche der Rückfläche 71B der Anzeigevorrichtung 10C zugewandt ist, kann vorgesehen sein. Die Anzeigevorrichtung kann gesteuert werden, um Bilder umzuschalten, die für die Fahrgäste, die eine Station durch die Fahrkartenschranken 920 betreten, und für die Fahrgäste, die die Station durch die Fahrkartenschranken 920 verlassen, angezeigt werden, indem eine Lichtquelle auf der Basis des Bilds, das für die Fahrgäste anzuzeigen ist, ausgewählt wird.
Die oben erwähnten Ausführungsformen beschreiben die Funktionen der Lichtleiterplatte 70 mit den Reflexionsflächen 31 und den Reflexionsflächen 41. Eine reflektierende Fresnel-Linse kann jedoch als optische Flächen verwendet werden, die ähnlich funktionieren wie die Reflexionsflächen 31 in dem Lichtfokussierungsabschnitt 30. Ferner können die optischen Flächen, die den Emissionsflächen 71 erlauben, Licht mittels Brechung oder Beugung auszustrahlen, als optische Flächen verwendet werden, die ähnlich funktionieren wie die Reflexionsflächen 31. Ähnlich können die reflektierende Fresnel-Linse und die optischen Flächen, die den Emissionsflächen 71 erlauben, Licht durch Brechung oder Beugung auszustrahlen, als optische Flächen verwendet werden, die ähnlich funktionieren wie die Reflexionsflächen 41.
Ferner können die optischen Flächen, die den Reflexionsflächen 31 entsprechen, und die optischen Flächen, die den Reflexionsflächen 41 entsprechen, auf der einen oder anderen der Hauptflächen, entweder der Emissionsfläche 71 oder der Rückfläche 72, vorgesehen sein. Wenn die Reflexionsflächen 41 zum Beispiel auf der Rückfläche 72 vorgesehen sind, können die optischen Flächen, die den Reflexionsflächen 41 entsprechen, auf der Rückfläche 72 vorgesehen sein. In diesem Fall können die optischen Flächen, die den Reflexionsflächen 41 entsprechen, brechende Flächen sein, die Licht hauptsächlich zur Rückfläche 72 durch Brechen des einfallenden Lichts ausstrahlen. Die optischen Flächen, die den Reflexionsflächen 41 entsprechen, können durchlässige Beugungselemente sein, die Licht hauptsächlich zur Rückfläche 72 durch Beugen des einfallenden Lichts ausstrahlen. Die optischen Flächen, die den Reflexionsflächen 41 entsprechen, können Reflexionsflächen sein, die Licht hauptsächlich zur Rückfläche 72 durch Reflektieren des einfallenden Lichts ausstrahlen.
Die optischen Flächen, die den Reflexionsflächen 31 entsprechen, können auf der Emissionsfläche 71 vorgesehen sein. In diesem Fall können die optischen Flächen, die den Reflexionsflächen 31 entsprechen, brechende Flächen sein, die Licht hauptsächlich zur Rückfläche 71 durch Brechen des einfallenden Lichts ausstrahlen. Die optischen Flächen, die den Reflexionsflächen 31 entsprechen, können durchlässige Beugungselemente sein, die Licht hauptsächlich zur Emissionsfläche 71 durch Beugen des einfallenden Lichts ausstrahlen. Die optischen Flächen, die den Reflexionsflächen 31 entsprechen, können Reflexionsflächen sein, die Licht hauptsächlich zur Rückfläche 71 durch Reflektieren des einfallenden Lichts ausstrahlen. Wie oben beschrieben, können die Reflexionsflächen 31 und die Reflexionsflächen 41 auf derselben Hauptfläche der Anzeigevorrichtung 10 vorgesehen sein.
Die Lichtquelle 20 kann eine Laserlichtquelle sein. Die Lichtquelle 20 kann zum Beispiel eine Laserdiode sein. Beim Verwenden beugender Elemente, wird bevorzugt kohärentes Licht, das im Wesentlichen zu einem einzigen Wellenlängenbereich gehört, verwendet.
Die vorliegende Erfindung wurde unter Verwendung von Ausführungsformen beschrieben, es wird jedoch darauf hingewiesen, dass der technische Umfang der vorliegenden Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist. Für einen Fachmann ist klar, dass diverse Modifizierungen und Abänderungen an den oben beschriebenen Ausführungsformen möglich sind. Es ist aus dem Umfang der Ansprüche auch klar, ob Ausführungsformen, die solche Modifizierungen und Abänderungen enthalten, in den technischen Umfang der vorliegenden Erfindung fallen.
Die Ausführungsreihenfolge jedes Prozesses, wie eines Vorgangs, eines Schritts und eines Stadiums in Zusammenhang mit der Vorrichtung, dem System, dem Programm und dem Verfahren, wird unter Verwendung von Begriffen wie „vor“ oder „früher“ nicht spezifisch beschrieben. Zu bemerken ist, dass die Ausführungsreihenfolge nicht auf jene beschränkt ist, die in den Ausführungsformen beschrieben sind, außer wenn das Resultat des vorhergehenden Prozesses im darauffolgenden Prozess verwendet wird. Selbst wenn Begriffe wie „erste/r/s“ und „nächste/r/s“ praktischerweise in dem Operationsfluss, der in den Ansprüchen beschrieben ist, sowie in der Patentschrift und den Zeichnungen verwendet werden, ist die Ausführung gemäß der beschriebenen Reihenfolge nicht unbedingt erforderlich.
Bezugszeichenliste

6, 8, 16, 18: Bild
10: Anzeigevorrichtung
20: Lichtquelle
30: Lichtfokussierungsabschnitt
31, 41: Reflexionsfläche,
70: Lichtleiterplatte
71: Emissionsfläche
72: Rückfläche
73: Kantenfläche
74: Kantenfläche
75: Kantenfläche
76: Kantenfläche
100: Anzeigevorrichtung
190: Linie

Claims

Optische Vorrichtung, umfassend: eine Lichtleiterplatte (70, 70a, 70b, 70c), die Licht in einer Ebene parallel zu einer ersten Emissionsfläche (71, 71a, 71b, 71c) führt; ein erstes Lichtemissionsteil, das in einem ersten Bereich (81) der Lichtleiterplatte (70, 70a, 70b, 70c) vorgesehen ist, wobei das erste Lichtemissionsteil eine Vielzahl optischer Flächen (31, 31a, 31b, 31c) hat, auf welche Licht, das durch die Lichtleiterplatte (70, 70a, 70b, 70c) geführt wird, einfällt, wobei die optischen Flächen (31, 31a, 31b, 31c) das auf sie einfallende Licht veranlassen, aus der ersten Emissionsfläche (71, 71a, 71b, 71c) und einer zweiten Emissionsfläche (72, 72a, 72b, 72c) gegenüber der ersten Emissionsfläche (71, 71a, 71b, 71c) auszutreten, und ein zweites Lichtemissionsteil, das in einem zweiten Bereich (82) der Lichtleiterplatte (70, 70a, 70b, 70c) vorgesehen ist, wobei das zweite Lichtemissionsteil eine Vielzahl optischer Flächen (41, 41a, 41b, 41c) hat, auf welche Licht, das durch die Lichtleiterplatte (70, 70a, 70b, 70c) geführt wird, einfällt, wobei die optischen Flächen das auf sie einfallende Licht veranlassen, aus der ersten Emissionsfläche (71, 71a, 71b, 71c) und der zweiten Emissionsfläche gegenüber der ersten Emissionsfläche (71, 71a, 71b, 71c) auszutreten, wobei der Lichtstrom (32) aus der ersten Emissionsfläche (71, 71a, 71b, 71c) durch jede der Vielzahl optischer Flächen (31, 31a, 31b, 31c), die im ersten Lichtemissionsteil enthalten ist, größer ist als der Lichtstrom (33) aus der zweiten Emissionsfläche (72, 72a, 72b, 72c) durch jede der Vielzahl optischer Flächen (31, 31a, 31b, 31c), die im ersten Lichtemissionsteil enthalten ist, und der Lichtstrom (43) aus der zweiten Emissionsfläche (72, 72a, 72b, 72c) durch jede der Vielzahl optischer Flächen (41, 41a, 41b, 41c), die im zweiten Lichtemissionsteil enthalten sind, größer ist als der Lichtstrom (42) aus der ersten Emissionsfläche (71, 71a, 71b, 71c) durch jede der Vielzahl optischer Flächen (41, 41a, 41b, 41c), die im zweiten Lichtemissionsteil enthalten ist.
Optische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Lichtstrom (33) pro Flächeneinheit, der aus der zweiten Emissionsfläche (72, 72a, 72b, 72c) durch das zweite Lichtemissionsteil in einem dem ersten Bereich (81) benachbarten Abschnitt innerhalb des zweiten Bereichs (82) ausgestrahlt wird, im Wesentlichen gleich ist wie der Lichtstrom (43) pro Flächeneinheit, der aus der zweiten Emissionsfläche (72, 72a, 72b, 72c) durch das erste Lichtemissionsteil in einem dem zweiten Bereich (82) benachbarten Abschnitt innerhalb des ersten Bereichs (81) ausgestrahlt wird.
Optische Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Lichtstrom (43) aus der zweiten Emissionsfläche (72, 72a, 72b, 72c) durch das zweite Lichtemissionsteil im zweiten Bereich (82) abnimmt, während der Abstand des zweiten Lichtemissionsteils vom ersten Bereich (81) zunimmt.
Optische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei: eine Musterdichte der Vielzahl optischer Flächen (41, 41a, 41b, 41c), die im zweiten Lichtemissionsteil enthalten ist, abnimmt, während der Abstand der optischen Flächen (41, 41a, 41b, 41c) vom ersten Bereich (81) zunimmt.
Optische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Fläche der Vielzahl optischer Flächen (41, 41a, 41b, 41c), die im zweiten Lichtemissionsteil enthalten ist, abnimmt, während der Abstand der optischen Flächen (41, 41a, 41b, 41c) vom ersten Bereich (81) zunimmt.
Optische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei: das zweite Lichtemissionsteil auf der Fläche gegenüber der Fläche, auf der das erste Lichtemissionsteil vorgesehen ist, vorgesehen ist.
Optische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei: das erste Lichtemissionsteil auf der zweiten Emissionsfläche (72, 72a, 72b, 72c) der Lichtleiterplatte (70, 70a, 70b, 70c) vorgesehen ist, und das zweite Lichtemissionsteil auf der ersten Emissionsfläche (71, 71a, 71b, 71c) vorgesehen ist.
Optische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei: das Licht, das von der ersten Emissionsfläche (71, 71a, 71b, 71c) durch das erste Lichtemissionsteil ausgestrahlt wird, ein Bild (6, 6a, 6b, 6c, 16, 16a) erzeugt, das zum Betrachten aus einer Position nahe der ersten Emissionsfläche (71, 71a, 71b, 71c) außerhalb der Lichtleiterplatte (70, 70a, 70b, 70c) konfiguriert ist.
Optische Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei das zweite Lichtemissionsteil die zweite Emissionsfläche (72, 72a, 72b, 72c) veranlasst, Licht auszustrahlen, das ein Bild (8, 8a, 18, 18a) erzeugt, das verschwommener ist als das Bild (6, 6a, 6b, 6c, 16, 16a), das durch das Licht, das von der ersten Emissionsfläche (71, 71a, 71b, 71c) ausgestrahlt wird, erzeugt wird.
Optische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei: das zweite Lichtemissionsteil im ersten Bereich (81) und zweiten Bereich (82) vorgesehen ist, wobei das zweite Lichtemissionsteil Licht mit einer komplementären Farbe zur Farbe des Lichts ausstrahlt, das von der zweiten Emissionsfläche (72, 72a, 72b, 72c) durch das erste Lichtemissionsteil ausgestrahlt wird, und der Lichtstrom (33, 43) aus der zweiten Emissionsfläche (72, 72a, 72b, 72c) durch das erste Lichtemissionsteil und das zweite Lichtemissionsteil im Wesentlichen über den ersten Bereich (81) und den zweiten Bereich (82) gleichmäßig ist.
Optische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei: das zweite Lichtemissionsteil im ersten Bereich (81) und zweiten Bereich (82) vorgesehen ist und weißes Licht von der zweiten Emissionsfläche (72, 72a, 72b, 72c) ausstrahlt, und der Lichtstrom (43) aus der zweiten Emissionsfläche (72, 72a, 72b, 72c) durch das zweite Lichtemissionsteil größer ist als der Lichtstrom (33) aus der zweiten Emissionsfläche (72, 72a, 72b, 72c) durch das erste Lichtemissionsteil.
Optische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei: das erste Lichtemissionsteil eine Vielzahl erster Lichtfokussierungsabschnitte (30, 30a, 30b, 30c) aufweist, die jeweils optische Flächen haben, auf welche das Licht, das durch die Lichtleiterplatte (70, 70a, 70b, 70c) geführt wird, einfällt, wobei die optischen Flächen die erste Emissionsfläche (71, 71a, 71b, 71c) veranlassen, Licht in der Richtung auszustrahlen, in der das Emissionslicht im Wesentlichen auf einem einzigen Konvergenzpunkt oder einer einzigen Konvergenzlinie in einem Raum konvergiert, oder im Wesentlichen von einem einzigen Konvergenzpunkt oder einer einzigen Konvergenzlinie im Raum divergiert, und die Konvergenzpunkte oder die Konvergenzlinien sich in der Vielzahl erster Lichtfokussierungsabschnitte (30, 30a, 30b, 30c) unterscheiden und eine Gruppe der Vielzahl von Konvergenzpunkten oder Konvergenzlinien ein Bild in einem Raum bildet.
Optische Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei jede Vielzahl von Lichtfokussierungsabschnitten (30, 30a, 30b, 30c) entlang einer vorbestimmten Linie in einer Ebene parallel zur ersten Emissionsfläche (71, 71a, 71b, 71c) gebildet ist.
Optische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei: das zweite Lichtemissionsteil eine Vielzahl zweiter Lichtfokussierungsabschnitte aufweist, die jeweils optische Flächen haben, auf welche das Licht, das durch die Lichtleiterplatte (70, 70a, 70b, 70c) geführt wird, einfällt, wobei die optischen Flächen die zweite Emissionsfläche (72, 72a, 72b, 72c) veranlassen, Licht in der Richtung auszustrahlen, in der das Emissionslicht im Wesentlichen auf einem einzigen Konvergenzpunkt oder einer einzigen Konvergenzlinie in einem Raum konvergiert oder im Wesentlichen von einem einzigen Konvergenzpunkt oder einer einzigen Konvergenzlinie im Raum divergiert, und die Konvergenzpunkte oder die Konvergenzlinien des Lichts, das vom zweiten Lichtemissionsteil ausgestrahlt wird, sich in der Vielzahl zweiter Lichtfokussierungsabschnitte unterscheiden, und eine Gruppe der Vielzahl von Konvergenzpunkten oder Konvergenzlinien des Lichts, das vom zweiten Lichtemissionsteil ausgestrahlt wird, ein Bild in einem Raum bildet.
Optische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei: ein Musterdichte der Vielzahl optischer Flächen (31, 31a, 31b, 31c), die im ersten Lichtemissionsteil enthalten ist, kleiner oder gleich 30 % ist.
Optisches System, umfassend: eine optische Vorrichtung (10a) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, und eine zweite optische Vorrichtung (10b, 10c), die vorgesehen ist, der zweiten Emissionsfläche (72a) der optischen Vorrichtung (10a) zugewandt zu sein, wobei die zweite optische Vorrichtung (10b, 10c) aufweist: eine zweite Lichtleiterplatte (70b, 70c), die Licht in einer Ebene parallel zu einer Emissionsfläche (72b, 72c) führt, und ein Lichtemissionsteil, das eine Vielzahl optischer Flächen (41b, 41c) hat, auf die Licht, das durch die Lichtleiterplatte (70b, 70c) geführt wird, einfällt, wobei die optischen Flächen (41b, 41c) das einfallende Licht veranlassen, aus der Emissionsfläche (72b, 72c) der zweiten Lichtleiterplatte (70b, 70c) auszutreten, und die Fläche (71b, 71c) gegenüber der Emissionsfläche (72b, 72c) der zweiten Lichtleiterplatte (70b, 70c) der zweiten Emissionsfläche (72a) der Lichtleiterplatte (70a) zugewandt ist; das Licht, das von der ersten Emissionsfläche (71a) durch die Vielzahl optischer Flächen (31a), die im ersten Lichtemissionsteil enthalten ist, ausgestrahlt wird, ein Bild (6, 6a, 6b, 6c, 16, 16a) bildet, das zum Betrachten aus einer Position nahe der ersten Emissionsfläche (71a) außerhalb der Lichtleiterplatte (70a) konfiguriert ist, und Licht, das von der Emissionsfläche (72b, 72c) durch die Vielzahl optischer Flächen (41b, 41c), die in dem Lichtemissionsteil der zweiten Lichtleiterplatte (70b, 70c) enthalten ist, ausgestrahlt wird, ein Bild (8, 8a, 18, 18a) bildet, das zum Betrachten von einer Position nahe der Emissionsfläche (72b, 72c) außerhalb der zweiten Lichtleiterplatte (70b, 70c) konfiguriert ist.