DE112017000010T5

DE112017000010T5 - Anzeigevorrichtung

Info

Publication number: DE112017000010T5
Application number: DE112017000010.6T
Authority: DE
Inventors: Masayuki Shinohara
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2016-02-24
Filing date: 2017-02-23
Publication date: 2017-10-26
Anticipated expiration: 2037-02-24
Also published as: WO2017146172A1; DE112017000010B4; JPWO2017146172A1; US20180101087A1; CN107306507B; CN107306507A; US10156778B2; TW201732373A; JP6217883B1

Abstract

Eine Anzeigevorrichtung (1) umfasst eine Bildprojektionseinheit (11, 13), eine Lichtleiterplatte (14) und eine Maske (15). Die Lichtleiterplatte (14) umfasst eine Mehrzahl von Ablenkeinheiten (141), die in einer Ausbreitungsrichtung eines von der Bildprojektionseinheit emittierten und über eine Einfallsfläche (14a) in das innere der Lichtleiterplatte (14) eintretenden Lichtstrahls angeordnet sind. Jede Ablenkeinheit bewirkt, dass Lichtstrahlen von einer Austrittsfläche (14c) unter Winkeln, die in der Ausbreitungsrichtung voneinander verschieden sind, emittiert werden, wobei die Lichtstrahlen von untereinander verschiedenen Orten oder von untereinander verschiedenen Richtungen, in einer Richtung orthogonal zu der längeren Richtung der Einfallsfläche (14a) in einem vorbestimmten Bereich der Bildprojektionseinheit, wo ein zu projizierendes Bild angezeigt wird, emittiert werden. Die Maske (15) schirmt von Lichtstrahlen, die von der Austrittsfläche (14c) über die einzelnen Ablenkeinheiten emittiert werden, Lichtstrahlen ab, die nicht ein Lichtstrahl sind, der zu einem vorbestimmten Standpunkt hin gerichtet wird. Die Bildprojektionseinheit kollimiert von dem vorbestimmten Bereich emittierte Lichtstrahlen in der Richtung orthogonal zu der längeren Richtung der Einfallsfläche (14a).

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung, die ein Bild mitten in die Luft projizieren kann.
STAND DER TECHNIK
Es sind bereits Anzeigevorrichtungen untersucht worden, die ein Bild mitten in die Luft projizieren können. Unter diesen Anzeigevorrichtungen wurde insbesondere eine Anzeigevorrichtung vorgeschlagen, die ein mitten in die Luft zu projizierendes Bild unter Verwendung einer Lichtleiterplatte überträgt, um das mitten in die Luft projizierte Bild gleichzeitig mit einem anderen Objekt sichtbar zu machen (vergleiche beispielsweise Patentdokument 1).
Beispielsweise umfasst die in Patentdokument 1 offenbarte Anzeigevorrichtung einen Emissionsmechanismus, der umfasst: ein Anzeigeelement, welches Bildanzeigelicht emittiert, und ein optisches System, das ein virtuelles Bild eines Betrachtungszieles bildet; und einen Lichtleiter. Der Lichtleiter ist ein Substrat. Der Lichtleiter enthält eine erste Fläche, eine von der ersten Fläche abgewandte zweite Fläche, eine dritte Fläche, die weder die erste Fläche noch die zweite Fläche ist, und eine Austrittsfläche, die vor den Augen eines Betrachters angeordnet ist. Die Austrittsfläche umfasst eine Mehrzahl von Strahlteilern, von denen jeder eine planare Form aufweist. Diese Anzeigevorrichtung bewirkt, dass Bildanzeigelicht von dem Emissionsmechanismus über die dritte Fläche in das Innere des Substrats des Lichtleiters eintritt. Dann leitet die Anzeigevorrichtung das Bildanzeigelicht mittels der ersten Fläche und der zweiten Fläche in eine Einstellrichtung und führt das Bildanzeigelicht von der Austrittsfläche zu den Augen des Betrachters.
DOKUMENT DES STANDS DER TECHNIK
PATENTDOKUMENT

Patentdokument 1: Ungeprüfte japanische Patentpublikation 2011-186332

ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDE AUFGABEN
Bei der im Patentdokument 1 offenbarten Anzeigevorrichtung betrachtet jedoch ein Betrachter ein virtuelles Bild, das aus Bildanzeigelicht gebildet ist. Dieses virtuelle Bild befindet sich in einer unendlichen Entfernung vom Betrachter. Da das virtuelle Bild nicht in einer endlichen Entfernung gebildet wird, ist es weniger wahrscheinlich, dass der Betrachter den Eindruck hat, dass das Bild stereoskopisch ist. Außerdem ist bei dieser Anzeigevorrichtung ein Bereich, in dem ein virtuelles Bild betrachtet werden kann, auf einen Bereich begrenzt, in dem die Austrittsfläche vorgesehen ist. Da ein virtuelles Bild nicht in der Nähe des Lichtleiters gebildet wird, kann der Betrachter das virtuelle Bild nicht gleichzeitig an einem identischen Ort mit beiden Augen betrachten. Außerdem kann eine Mehrzahl von Betrachtern nicht das virtuelle Bild gleichzeitig an einem identischen Ort betrachten.
Angesichts des Vorstehenden besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Anzeigevorrichtung zu schaffen, die den Bereich eines Standpunkts vergrößern kann, von dem aus ein mitten in die Luft projiziertes Bild wahrgenommen werden kann.
MITTEL ZUR LÖSUNG DER AUFGABE
Eine Anzeigevorrichtung wird als ein Aspekt der vorliegenden Erfindung bereitgestellt. Die Anzeigevorrichtung umfasst eine Bildprojektionseinheit, eine Lichtleiterplatte und eine Maske. Die Bildprojektionseinheit weist eine Anzeigefläche auf und zeigt ein zu projizierendes Bild auf einem vorbestimmten Bereich der Anzeigefläche an. Die Lichtleiterplatte ist aus einem durchsichtigen Element gebildet und weist eine Plattenform auf. Die Lichtleiterplatte umfasst eine Einfallsfläche, die der Bildprojektionseinheit zugewandt ist, und eine Mehrzahl von Ablenkeinheiten. Die Mehrzahl von Ablenkeinheiten ist in einer Ausbreitungsrichtung eines Lichtstrahls angeordnet, der von dem vorbestimmten Bereich der Bildprojektionseinheit emittiert wird und über die Einfallsfläche in die Lichtleiterplatte eintritt. Jede der Mehrzahl von Ablenkeinheiten bewirkt, dass Lichtstrahlen von der Austrittsfläche emittiert werden, die eine Oberfläche der Lichtleiterplatte ist, unter Winkeln, die in der Ausbreitungsrichtung voneinander verschieden sind, wobei die Lichtstrahlen von Orten emittiert werden, die sich voneinander unterscheiden, oder in Richtungen emittiert werden, die sich voneinander unterscheiden, in einer Richtung orthogonal zu einer längeren Richtung der Einfallsfläche in dem vorbestimmten Bereich der Bildprojektionseinheit. Die Maske ist so angeordnet, dass sie der Austrittsfläche der Lichtleiterplatte zugewandt ist. Die Maske schirmt von Lichtstrahlen, die von der Austrittsfläche über die einzelnen der Mehrzahl von Ablenkeinheiten emittiert wurden, Lichtstrahlen ab, die nicht die Lichtstrahlen sind, die zu einem vorbestimmten Standpunkt hin gerichtet sind. Die Bildprojektionseinheit kollimiert von dem vorbestimmten Bereich emittierte Lichtstrahlen, in der Richtung orthogonal zu der längeren Richtung der Einfallsfläche.
Bei dieser Anzeigevorrichtung umfasst die Bildprojektionseinheit vorzugsweise: eine Bildanzeigeeinheit und ein Kollimierungselement. Die Bildanzeigeeinheit weist die Anzeigefläche auf und zeigt das zu projizierende Bild auf dem vorbestimmten Bereich der Anzeigefläche an. Das Kollimierungselement ist zwischen der Bildanzeigeeinheit und der Einfallsfläche der Lichtleiterplatte angeordnet. Das Kollimierungselement kollimiert die von dem vorbestimmten Bereich auf der Bildanzeigeeinheit emittierten Lichtstrahlen, in der Richtung orthogonal zu der längeren Richtung der Einfallsfläche.
Außerdem umfasst die Anzeigevorrichtung vorzugsweise ferner eine Bilderzeugungseinheit, die ein Bild der von dem vorbestimmten Bereich der Bildprojektionseinheit emittierten Lichtstrahlen an einem vorbestimmten Ort in einer Richtung parallel zu der längeren Richtung der Einfallsfläche der Lichtleiterplatte bildet.
In diesem Fall ist die Bilderzeugungseinheit vorzugsweise eine zylindrische Linse, die zwischen der Bildprojektionseinheit und der Einfallsfläche der Lichtleiterplatte angeordnet ist und eine positive Brechkraft in der längeren Richtung der Einfallsfläche aufweist.
In der Anzeigevorrichtung weist die Maske vorzugsweise einen für jeden der Mehrzahl von Ablenkeinheiten vorgesehenen Schlitz auf, wobei der Schlitz einem Lichtstrahl erlaubt, den Schlitz zu durchlaufen, wobei der Lichtstrahl von jedem der Ablenkeinheiten zu dem vorbestimmten Standpunkt hin gerichtet wird.
In diesem Fall umfasst die Maske vorzugsweise eine Streueinheit, die einen Lichtstrahl in einer Ebene streut, welche die Ausbreitungsrichtung und die Normale auf die Austrittsfläche enthält, wobei der den Schlitz durchlaufende Lichtstrahl zu jedem der Mehrzahl von Ablenkeinheiten korrespondiert.
Eine Anzeigevorrichtung wird als ein anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung bereitgestellt. Die Anzeigevorrichtung umfasst eine Bildprojektionseinheit und eine Lichtleiterplatte. Die Bildprojektionseinheit weist eine Anzeigefläche auf und zeigt ein zu projizierendes Bild auf einem vorbestimmten Bereich der Anzeigefläche an. Die Lichtleiterplatte ist aus einem durchsichtigen Element gebildet und weist eine Plattenform auf. Die Lichtleiterplatte umfasst eine Einfallsfläche, die der Bildprojektionseinheit zugewandt ist, und eine Mehrzahl von Ablenkeinheiten, die in einer Ausbreitungsrichtung eines Lichtstrahls angeordnet ist, der von dem vorbestimmten Bereich der Bildprojektionseinheit emittiert wird und über die Einfallsfläche in die Lichtleiterplatte eintritt. Jede der Mehrzahl von Ablenkeinheiten bewirkt, dass Lichtstrahlen von einer Austrittsfläche der Lichtleiterplatte zu einem vorbestimmten Standpunkt hin emittiert werden, wobei die Lichtstrahlen von Orten emittiert werden, die sich voneinander unterscheiden, oder in Richtungen emittiert werden, die sich voneinander unterscheiden, in einer Richtung orthogonal zu einer längeren Richtung der Einfallsfläche in dem vorbestimmten Bereich der Bildprojektionseinheit. Die Bildprojektionseinheit kollimiert von dem vorbestimmten Bereich emittierte Lichtstrahlen in der Richtung orthogonal zu der längeren Richtung der Einfallsfläche der Lichtleiterplatte.
Bei dieser Anzeigevorrichtung umfasst die Bildprojektionseinheit vorzugsweise eine Bildanzeigeeinheit und ein Kollimierungselement. Die Bildanzeigeeinheit weist die Anzeigefläche auf und zeigt das zu projizierende Bild auf dem vorbestimmten Bereich der Anzeigefläche an. Das Kollimierungselement ist zwischen der Bildanzeigeeinheit und der Einfallsfläche der Lichtleiterplatte angeordnet. Das Kollimierungselement kollimiert die von dem vorbestimmten Bereich auf der Bildanzeigeeinheit emittierten Lichtstrahlen, in der Richtung orthogonal zu der längeren Richtung der Einfallsfläche der Lichtleiterplatte.
In diesem Fall umfasst die Anzeigevorrichtung vorzugsweise ferner eine Bilderzeugungseinheit. Die Bilderzeugungseinheit bildet ein Bild der von dem vorbestimmten Bereich der Bildprojektionseinheit emittierten Lichtstrahlen an einem vorbestimmten Ort in einer Richtung parallel zu der längeren Richtung der Einfallsfläche der Lichtleiterplatte.
Außerdem ist die Bilderzeugungseinheit vorzugsweise eine zylindrische Linse, die zwischen der Bildprojektionseinheit und der Einfallsfläche der Lichtleiterplatte angeordnet ist und eine positive Brechkraft in der längeren Richtung der Einfallsfläche aufweist.
Alternativ umfasst die Bilderzeugungseinheit vorzugsweise eine Mehrzahl von Linsen, die zwischen der Bildprojektionseinheit und der Einfallsfläche angeordnet und längs der längeren Richtung der Einfallsfläche angeordnet ist. Jede der Mehrzahl von Linsen weist eine positive Brechkraft in der längeren Richtung der Einfallsfläche auf.
In diesem Fall zeigt die Bildprojektionseinheit vorzugsweise in Teilbereichen des vorbestimmten Bereichs, auf dem ein zu projizierendes Bild angezeigt wird, Bilder an, die ein identisches Subjekt in Betrachtungsrichtung von einem vorbestimmten Standpunkt repräsentieren, wobei die Teilbereiche zu jeweiligen der Mehrzahl von Linsen korrespondieren.
Alternativ ist die Bilderzeugungseinheit vorzugsweise so angeordnet ist, dass sie der Austrittsfläche der Lichtleiterplatte zugewandt ist und einen Lichtstrahl in einer Ebene parallel zu der Austrittsfläche zurückstrahlt, wobei der Lichtstrahl von innerhalb der Lichtleiterplatte über die Austrittsfläche emittiert wird.
In der Anzeigevorrichtung ist jede der Mehrzahl von Ablenkeinheiten vorzugsweise ein Prisma. Das Prisma ist an einer von der Austrittsfläche der Lichtleiterplatte abgewandten Fläche vorgesehen. Das Prisma weist eine Reflexionsfläche auf, die einen sich innerhalb der Lichtleiterplatte ausbreitenden Lichtstrahl zur Austrittsfläche hin reflektiert. Es ist bevorzugt, dass ein Winkel zwischen der Reflexionsfläche und der Austrittsfläche umso größer ist, je weiter die jeweilige der Ablenkeinheiten von der Einfallsfläche entfernt ist.
Außerdem umfasst die Anzeigevorrichtung vorzugsweise ferner eine Linsenanordnung, die so angeordnet ist, dass sie der Austrittsfläche der Lichtleiterplatte zugewandt ist. Die Linsenanordnung umfasst für jede der Mehrzahl von Ablenkeinheiten eine erste Linse und eine zweite Linse. Die erste Linse ist an einem Ort vorgesehen, an dem ein Lichtstrahl durchläuft, wobei von Lichtstrahlen, die von dem vorbestimmten Bereich der Bildprojektionseinheit emittiert werden, der Lichtstrahl von einem ersten Teilbereich auf dem vorbestimmten Bereich der Bildprojektionseinheit emittiert wird, hinsichtlich seiner Richtung durch eine jeweilige der Mehrzahl von Ablenkeinheiten geändert und von der Austrittsfläche emittiert wird. Die zweite Linse ist an einem Ort vorgesehen, an dem ein Lichtstrahl durchläuft, wobei der Lichtstrahl von einem zweiten Teilbereich auf dem vorbestimmten Bereich der Bildprojektionseinheit emittiert wird, wobei sich der zweite Teilbereich von dem ersten Teilbereich in der Richtung orthogonal zu der längeren Richtung der Einfallsfläche der Lichtleiterplatte unterscheidet. Die erste Linse und die zweite Linse weisen vorzugsweise eine Brechkraft in einer Ebene auf, welche die Ausbreitungsrichtung eines Lichtstrahls innerhalb der Lichtleiterplatte und eine Normale auf die Austrittsfläche enthält, so dass sich eine Abbildungsebene, die zu einem in dem ersten Teilbereich angezeigten Bild korrespondiert, und eine Abbildungsebene, die zu einem in dem zweiten Teilbereich angezeigten Bild korrespondiert, voneinander unterscheiden.
Alternativ weist die Anzeigevorrichtung vorzugsweise ferner eine Prismenanordnung auf, die so angeordnet ist, dass sie der Austrittsfläche der Lichtleiterplatte zugewandt ist. Die Prismenanordnung umfasst für jede der Mehrzahl von Ablenkeinheiten ein erstes Prisma und ein zweites Prisma. Das erste Prisma ist an einem Ort vorgesehen, an dem ein Lichtstrahl durchläuft, wobei von Lichtstrahlen, die von dem vorbestimmten Bereich der Bildprojektionseinheit emittiert werden, der Lichtstrahl von einem ersten Teilbereich auf dem vorbestimmten Bereich der Bildprojektionseinheit emittiert wird, hinsichtlich seiner Richtung durch eine jeweilige der Mehrzahl von Ablenkeinheiten geändert und von der Austrittsfläche emittiert wird. Das zweite Prisma ist an einem Ort vorgesehen, an dem ein Lichtstrahl durchläuft, wobei der Lichtstrahl von einem zweiten Teilbereich auf dem vorbestimmten Bereich der Bildprojektionseinheit emittiert wird, wobei sich der zweite Teilbereich von dem ersten Teilbereich in der Richtung orthogonal zu der längeren Richtung der Einfallsfläche unterscheidet. Die Richtung einer Brechungsfläche des ersten Prismas und die Richtung einer Brechungsfläche des zweiten Prismas sind so gewählt, dass sich eine Abbildungsebene, die zu einem auf dem ersten Teilbereich angezeigten Bild korrespondiert, und eine Abbildungsebene, die zu einem auf dem zweiten Teilbereich angezeigten Bild korrespondiert, voneinander unterscheiden.
Eine Anzeigevorrichtung wird als weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung bereitgestellt. Die Anzeigevorrichtung umfasst eine Bildprojektionseinheit und eine Lichtleiterplatte. Die Bildprojektionseinheit weist eine Anzeigefläche auf und zeigt ein zu projizierendes Bild auf einem vorbestimmten Bereich der Anzeigefläche an. Die Lichtleiterplatte ist aus einem durchsichtigen Element gebildet und weist eine Plattenform auf. Die Lichtleiterplatte weist eine Einfallsfläche, die der Bildprojektionseinheit zugewandt ist, und eine Mehrzahl von Ablenkeinheiten auf. Die Mehrzahl von Ablenkeinheiten ist in einer Ausbreitungsrichtung eines Lichtstrahls angeordnet, der von dem vorbestimmten Bereich der Bildprojektionseinheit emittiert wird und über die Einfallsfläche in die Lichtleiterplatte eintritt. Jede der Mehrzahl von Ablenkeinheiten bewirkt, dass Lichtstrahlen von einer Austrittsfläche der Lichtleiterplatte zu einem vorbestimmten Standpunkt hin emittiert werden, wobei die Lichtstrahlen von Orten emittiert werden, die sich voneinander unterscheiden, oder in Richtungen emittiert werden, die sich voneinander unterscheiden, in einer Richtung orthogonal zu einer längeren Richtung der Einfallsfläche in dem vorbestimmten Bereich der Bildprojektionseinheit. Jede der Mehrzahl von Ablenkeinheiten konvergiert Lichtstrahlen in einer Richtung parallel zu der längeren Richtung der Einfallsfläche, wobei die Lichtstrahlen von dem vorbestimmten Bereich der Bildprojektionseinheit emittiert werden, und bildet ein Bild der Lichtstrahlen an einem vorbestimmten Ort. Die Bildprojektionseinheit ist konfiguriert, von dem vorbestimmten Bereich emittierte Lichtstrahlen in der Richtung orthogonal zu der längeren Richtung der Einfallsfläche der Lichtleiterplatte zu kollimieren.
Bei dieser Anzeigevorrichtung umfasst die Bildprojektionseinheit vorzugsweise eine Bildanzeigeeinheit und ein Kollimierungselement. Die Bildanzeigeeinheit weist die Anzeigefläche auf und zeigt das zu projizierendes Bild auf dem vorbestimmten Bereich der Anzeigefläche an. Das Kollimierungselement ist zwischen der Bildanzeigeeinheit und der Einfallsfläche angeordnet und kollimiert die von dem vorbestimmten Bereich der Bildanzeigeeinheit emittierten Lichtstrahlen in der Richtung orthogonal zu der längeren Richtung der Einfallsfläche der Lichtleiterplatte.
In der Anzeigevorrichtung ist jede der Mehrzahl von Ablenkeinheiten vorzugsweise ein Prisma. Das Prisma ist an einer von der Austrittsfläche abgewandten Fläche der Lichtleiterplatte vorgesehen. Das Prisma weist eine Reflexionsfläche auf, die einen sich innerhalb der Lichtleiterplatte ausbreitenden Lichtstrahl zur Austrittsfläche hin reflektiert. Die Reflexionsfläche ist konkav bezüglich der Einfallsfläche.
Alternativ ist jede der Mehrzahl von Ablenkeinheiten vorzugsweise ein Prisma. Das Prisma ist an einer von der Austrittsfläche abgewandten Fläche der Lichtleiterplatte vorgesehen. Das Prisma weist eine Reflexionsfläche auf, welche die Form eines Eckspiegels aufweist. Die Reflexionsfläche reflektiert einen sich innerhalb der Lichtleiterplatte ausbreitenden Lichtstrahl zur Austrittsfläche hin. Die Reflexionsfläche strahlt einen sich innerhalb der Lichtleiterplatte ausbreitenden Lichtstrahl in einer Ebene parallel zur Austrittsfläche zurück.
WIRKUNG DER ERFINDUNG
Eine Anzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt die Wirkung der Vergrößerung des Bereichs eines Standpunkts, von dem aus ein mitten in die Luft projiziertes Bild wahrgenommen werden kann.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm einer Anzeigevorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung.
2 ist eine schematische Seitenansicht der Anzeigevorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
3 ist eine vergrößerte Teilansicht einer Streufläche, von einer Vorderseite aus gesehen.
4 ist eine schematische perspektivische Ansicht einer Lichtleiterplatte und einer Maske gemäß einer Modifikation.
5 ist eine schematische Seitenansicht einer Anzeigevorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform.
6 ist eine schematische Seitenansicht einer Lichtleiterplatte und einer zylindrischen Linse gemäß einer Modifikation.
7 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm einer Anzeigevorrichtung gemäß einer Modifikation.
8 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm einer Anzeigevorrichtung gemäß einer anderen Modifikation.
9 ist eine schematische Seitenansicht einer Anzeigevorrichtung gemäß einer weiteren Modifikation.
10 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm einer Anzeigevorrichtung gemäß einer weiteren Modifikation.
11 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm einer Anzeigevorrichtung gemäß einer weiteren Modifikation.
12 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm einer Anzeigevorrichtung gemäß einer weiteren Modifikation.
13 ist eine schematische Seitenansicht einer Lichtleiterplatte im Querschnitt längs einer Richtung orthogonal zu einer Einfallsfläche gemäß einer weiteren Modifikation.
14 ist eine schematische Seitenansicht einer Lichtleiterplatte im Querschnitt längs einer Richtung orthogonal zu einer Einfallsfläche gemäß einer weiteren Modifikation.
15 ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Anordnung einer Bildanzeigevorrichtung, eines Lichtleiterelements und einer Lichtleiterplatte gemäß einer weiteren Modifikation darstellt.
WEG ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Nachstehend wird eine Anzeigevorrichtung gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Die Anzeigevorrichtung enthält eine Lichtleiterplatte mit einer Plattenform und eine Bildanzeigevorrichtung, die einer Einfallsfläche zugewandt ist, die an einer Seitenwand der Lichtleiterplatte gebildet ist. Eine Abbildungslinse und eine Kollimierungslinse sind zwischen der Bildanzeigevorrichtung und der Einfallsfläche angeordnet. Die Abbildungslinse konvergiert Lichtstrahlen von der Bildanzeigevorrichtung auf eine Ebene parallel zu einer Austrittsfläche der Lichtleiterplatte, die eine einem Betrachter zugewandte Fläche ist. Die Kollimierungslinse kollimiert Lichtstrahlen von der Bildanzeigevorrichtung auf eine Ebene orthogonal zur Austrittsfläche. Es ist zu beachten, dass die Bildanzeigevorrichtung und die Kollimierungslinse eine Bildprojektionseinheit bilden. Ferner ist eine Mehrzahl von Prismen auf einer Streufläche der Lichtleiterplatte gebildet, wobei die Streufläche von der Austrittsfläche abgewandt ist. Das Prisma reflektiert einen von der Bildanzeigevorrichtung in die Lichtleiterplatte eintretenden Lichtstrahl über die Austrittsfläche zu dem Betrachter. Außerdem ist für jedes Prisma ein Schlitz zwischen der Austrittsfläche und dem Betrachter vorgesehen. Der Schlitz erlaubt nur einem Lichtstrahl den Durchgang durch den Schlitz zu einem spezifischen Standpunkt, wobei der Lichtstrahl von einem Ort auf einem Anzeigebereich der Bildanzeigevorrichtung emittiert wird, wobei der Ort dem entsprechenden Prisma in der Richtung orthogonal zur Austrittsfläche entspricht. Daher bildet die Abbildungslinse ein Bild von Lichtstrahlen an einem Punkt in der Richtung parallel zu der längeren Richtung der Einfallsfläche auf einer Seite näher an dem Betrachter bezüglich der Austrittsfläche der Lichtleiterplatte, wobei die Lichtstrahlen von jeweiligen Punkten auf dem Anzeigebereich der Bildanzeigevorrichtung emittiert werden. Die Schlitze richten die Lichtstrahlen zu dem spezifischen Standpunkt hin aus. Daher kann der Betrachter ein Projektionsbild (reales Bild) eines Bilds betrachten, das auf der Bildanzeigevorrichtung als ein Satz von Bilderzeugungspunkten angezeigt wird, die jeweiligen Punkten auf dem Anzeigebereich entsprechen. Da außerdem Licht von einem Bilderzeugungspunkt in eine Richtung parallel zu der längeren Richtung der Einfallsfläche streut, ist es möglich, eine Parallaxe in der Richtung zu geben. Daher kann, wenn ein Betrachter so positioniert ist, dass die Augen des Betrachters parallel zu der längeren Richtung der Einfallsfläche sind, der Betrachter ein Projektionsbild stereoskopisch betrachten, und er kann das Projektionsbild selbst dann stereoskopisch betrachten, wenn der Betrachter den Standpunkt längs der Richtung bewegt.
Es ist zu beachten, dass für die Zwecke der Beschreibung die einem Betrachter zugewandte Seite nachstehend als Vorderseite bezeichnet wird, und die entgegengesetzte Seite hierzu wird nachstehend als die Rückseite bezeichnet.
1 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm einer Anzeigevorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 2 ist eine schematische Seitenansicht der Anzeigevorrichtung. Die Anzeigevorrichtung 1 umfasst eine Bildanzeigevorrichtung 11, eine Abbildungslinse 12, eine Kollimierungslinse 13, eine Lichtleiterplatte 14 und eine Maske 15. Es ist zu beachten, dass auf einer Ebene parallel zu einer an der Rückseite der Lichtleiterplatte 14 befindlichen Streufläche 14b die Richtung parallel zu der längeren Richtung einer Einfallsfläche 14a der Lichtleiterplatte 14 nachstehend als x-Richtung bezeichnet wird und die Normalenrichtung auf die Einfallsfläche 14a nachstehend als y-Richtung bezeichnet wird. Ferner wird nachstehend die Normalenrichtung auf die Streufläche 14b und auf eine an der Vorderseite der Lichtleiterplatte 14 befindliche Austrittsfläche 14c als z-Richtung bezeichnet. Es ist zu beachten, dass jede nachstehend beschriebene Zeichnung eine schematische Relation der Anordnung von Konfigurationselementen der Anzeigevorrichtung darstellt und keine tatsächlichen Dimensionen, Anzahl an Prismen und dergleichen angibt.
Die Bildanzeigevorrichtung 11 ist ein Beispiel einer Bildanzeigeeinheit und kann beispielsweise eine Flüssigkristallanzeige oder eine organische EL-Anzeige sein. Die Bildanzeigevorrichtung 11 zeigt ein zweidimensionales Bild in einem Anzeigebereich auf der Anzeigefläche der Anzeigevorrichtung 1 an, wobei das zweidimensionale Bild durch die Anzeigevorrichtung 1 nach Maßgabe eines von einer Steuervorrichtung (nicht dargestellt) übertragenen Bildsignals mitten in die Luft projiziert wird. Die Bildanzeigevorrichtung 11 ist so angeordnet, dass der Anzeigebereich der Einfallsfläche 14a der Lichtleiterplatte 14 zugewandt und in etwa parallel zur Einfallsfläche 14a ist. Es ist zu beachten, dass diese Anordnung nur ein Beispiel ist, und die Bildanzeigevorrichtung 11 kann so angeordnet sein, dass sie bezüglich der Einfallsfläche 14a geneigt ist. In diesem Fall ändert sich die Positionsbeziehung mit der Abbildungslinse 12 für jeden Ort auf dem Anzeigebereich der Bildanzeigevorrichtung 11. Wenn ein Punkt auf dem Anzeigebereich näher an der Abbildungslinse 12 ist, bildet ein von dem Punkt emittierter Lichtstrahl einen Punkt an einem Ort, der weiter entfernt von der Lichtleiterplatte 14 ist.
Es ist zu beachten, dass in einem Fall, in dem die Kollimierungslinse 13 so angeordnet ist, dass das Zentrum der Einfallsfläche 14a und die optische Achse der Kollimierungslinse 13 in der z-Richtung übereinstimmen, Lichtstrahlen, die von zwei Punkten emittiert wurden und über die Einfallsfläche 14a in die Lichtleiterplatte 14 eingetreten sind, identische Winkel mit der Streufläche 14b bilden, wobei sich die zwei Punkte an Orten befinden, die durch einen identischen Abstand von der optischen Achse in z-Richtung auf einer Ebene orthogonal zur optischen Achse getrennt sind. Daher werden die zwei Strahlen von den zwei Punkten durch ein identisches Prisma 141 reflektiert und zu einem Standpunkt hin gerichtet. Daher scheinen sich die zwei Punkte von dem Standpunkt des Betrachters aus gegenseitig zu überlappen.
Daher ist die Bildanzeigevorrichtung 11 vorzugsweise so ausgestaltet, dass sich der gesamte Anzeigebereich bezüglich der Lichtleiterplatte 14 in z-Richtung an einer Vorderseite oder einer Rückseite befindet. Bei der Ausführungsform ist der gesamte Anzeigebereich der Bildanzeigevorrichtung 11 auf der Rückseite bezüglich der Lichtleiterplatte 14 angeordnet.
Ferner ist in diesem Fall vorzugsweise ein Spiegel 20 angeordnet, um die Menge an Licht zu erhöhen, die von der Bildanzeigevorrichtung 11 über die Kollimierungslinse 13 in die Lichtleiterplatte 14 eintritt. Wie durch eine gestrichelte Linie in 2 dargestellt, ist der Spiegel 20 auf der Seite angeordnet, die von der Bildanzeigevorrichtung 11 in z-Richtung bezüglich der optischen Achse der Kollimierungslinse 13 abgewandt ist. Der Spiegel 20 weist eine Reflexionsfläche auf, die parallel zur Austrittsfläche 14c und zur Bildanzeigevorrichtung 11 hin gewandt ist.
Die Abbildungslinse 12 ist ein Beispiel einer Bilderzeugungseinheit und ist eine zylindrische Linse, die eine positive Brechkraft auf der xy-Ebene aufweist und keine Brechkraft in der yz-Ebene aufweist. Die Abbildungslinse 12 ist zwischen der Bildanzeigevorrichtung 11 und der Einfallsfläche 14a der Lichtleiterplatte 14 so angeordnet, dass die optische Achse der Abbildungslinse 12 parallel zur Normalen auf die Einfallsfläche 14a ist. Es ist zu beachten, dass die Abbildungslinse 12 eine Massenlinse oder eine Fresnel-Linse oder eine Brechungslinse sein kann, um die Dicke der Abbildungslinse 12 zu reduzieren. Außerdem kann die Abbildungslinse 12 eine Linse sein oder eine Mehrzahl von Linsen umfassen, die in einer y-Richtung angeordnet sind, um Abberration zu korrigieren. Ferner kann zumindest eine Linsenfläche der Abbildungslinse 12 auch in der xy-Ebene asphärisch sein, um die Aberration zu korrigieren.
Die Abbildungslinse 12 konvergiert Lichtstrahlen auf der xy-Ebene, wobei die Lichtstrahlen von jeweiligen Punkten (Pixeln) auf dem Anzeigebereich der Bildanzeigevorrichtung 11 emittiert werden. Wie später beschrieben, bildet die Abbildungslinse 12 ein Bild der Lichtstrahlen an einem vorbestimmten Ort zwischen der Austrittsfläche 14c der Lichtleiterplatte 14 und dem Betrachter. Daher ist die Bildanzeigevorrichtung 11 an einem Ort angeordnet, der von der Abbildungslinse 12 um mehr als die Brennweite (beispielsweise Brennweite f = 90 mm) der Abbildungslinse 12 beabstandet ist.
Die Kollimierungslinse 13 ist zwischen der Bildanzeigevorrichtung 11 und der Einfallsfläche 14a der Lichtleiterplatte 14 angeordnet. Es ist zu beachten, dass bei der Ausführungsform die Kollimierungslinse 13 zwischen der Abbildungslinse 12 und der Einfallsfläche 14a angeordnet ist; die Kollimierungslinse 13 kann jedoch zwischen der Bildanzeigevorrichtung 11 und der Abbildungslinse 12 angeordnet sein. Ferner ist bei der Ausführungsform die Kollimierungslinse 13 so angeordnet, dass die optische Achse der Kollimierungslinse parallel zur Normalen auf die Einfallsfläche 14a ist. Die Kollimierungslinse 13 ist als zylindrische Linse ausgestaltet, die eine positive Brechkraft in der yz-Ebene aufweist und keine Brechkraft in der xy-Ebene aufweist. Es ist zu beachten, dass die Kollimierungslinse 13 eine Massenlinse oder eine Fresnel-Linse sein kann, ähnlich wie die Abbildungslinse 12. Außerdem kann die Kollimierungslinse 13 eine Linse sein oder eine Mehrzahl von Linsen umfassen, die in y-Richtung angeordnet sind. Ferner kann zumindest eine Linsenfläche der Kollimierungslinse 13 auch in der yz-Ebene asphärisch sein.
Ferner können die Abbildungslinse 12 und die Kollimierungslinse 13 als eine Linse ausgestaltet sein. In diesem Fall ist die Linse beispielsweise so ausgestaltet, dass eine Fläche der Linse eine positive Brechkraft nur in der xy-Ebene aufweist, und die andere Fläche der Linse weist eine positive Brechkraft nur in der yz-Ebene auf. Alternativ kann die Kollimierungslinse 13 einstückig mit der Einfallsfläche 14a gebildet sein. Das bedeutet, dass die Einfallsfläche 14a als eine zylindrische Linse ausgestaltet sein kann.
Die Kollimierungslinse 13 ist ein Beispiel eines Kollimierungselements und kollimiert Lichtstrahlen in der yz-Ebene, wobei die Lichtstrahlen von jeweiligen Punkten (Pixeln) auf dem Anzeigebereich der Bildanzeigevorrichtung 11 emittiert werden. Ferner bildet die Kollimierungslinse 13 zusammen mit der Bildanzeigevorrichtung 11 eine Bildprojektionseinheit. Daher ist die Bildanzeigevorrichtung 11 in einer Brennebene (beispielsweise an einem Ort, der einer Brennweite von f = 291 mm entspricht) der Kollimierungslinse 13 angeordnet. Das bedeutet, von jeweiligen Punkten (Pixeln) im Anzeigebereich der Bildanzeigevorrichtung 11 emittierte Lichtstrahlen werden durch die Abbildungslinse 12 und die Kollimierungslinse 13 in der xy-Ebene konvergiert und in der yz-Ebene kollimiert und treten in die Lichtleiterplatte 14 ein. Daher treten die von den jeweiligen Punkten (Pixeln) auf dem Anzeigebereich der Bildanzeigevorrichtung 11 emittierten Lichtstrahlen als parallele Lichtstrahlen mit unterschiedlichen Winkeln in der yz-Ebene nach Maßgabe des Ortes der einzelnen Punkte in z-Richtung in die Lichtleiterplatte 14 ein und laufen in der Lichtleiterplatte 14 weiter bzw. breiten sich aus.
Die Lichtleiterplatte 14 richtet Lichtstrahlen, die von der Bildanzeigevorrichtung 11 emittiert wurden, zum Betrachter hin. Daher ist die Lichtleiterplatte 14 ein durchsichtiges Element, das in einer flachen Plattenform ausgestaltet ist, und eine Seitenwand der Lichtleiterplatte 14 an einer der Bildanzeigevorrichtung 11 zugewandten Seite ist als die Einfallsfläche 14a ausgebildet. Ein Lichtstrahl tritt durch die Einfallsfläche 14a in die Lichtleiterplatte 14 ein und läuft in der y-Richtung weiter, während der Lichtstrahl zwischen der Streufläche 14b und der Austrittsfläche 14c totalreflektiert wird. Die Streufläche 14b ist eine Fläche an der Rückseite der Lichtleiterplatte 14. Die Austrittsfläche 14c ist eine Fläche an der Vorderseite der Lichtleiterplatte 14, das bedeutet, an der von der Streufläche 14b abgewandten Fläche.
Ferner ist eine Mehrzahl von Prismen 141 an der Streufläche 14b der Lichtleiterplatte 14 gebildet. Die Mehrzahl von Prismen 141 reflektiert über die Einfallsfläche 14a in die Lichtleiterplatte 14 eintretende Lichtstrahlen so, dass die Lichtstrahlen über die Austrittsfläche 14c zum Betrachter hin emittiert werden. Jedes Prisma 141 ist ein Beispiel einer Ablenkeinheit. Wie später ausführlich beschrieben wird, werden von der Bildanzeigevorrichtung 11 emittierte und in der Lichtleiterplatte 14 laufende Lichtstrahlen durch die Prismen 141 und in der Maske 15 gebildete Schlitze 151 zu einem spezifischen Standpunkt geleitet.
3 ist eine vergrößerte Teilansicht der Streufläche 14b von der Vorderseite ausgesehen. Die Mehrzahl von Prismen 141 ist in einer Gitterform mit vorbestimmten Rasterabständen (beispielsweise 1 mm) in y-Richtung angeordnet. Beispielsweise ist jedes der Mehrzahl von Prismen als eine Nut mit einem ungefähr dreieckigen Querschnitt gebildet, wobei sich die Nut in einer Richtung ungefähr parallel zur x-Richtung erstreckt, d. h., der längeren Richtung der Einfallsfläche 14a, und eine vorbestimmte Breite (beispielsweise 10 μm) in y-Richtung aufweist. Jedes der Mehrzahl von Prismen 141 weist eine Reflexionsfläche 141a auf, die einen vorbestimmten Winkel α zwischen der Reflexionsfläche 141a und der Streufläche 14b bildet und so ausgerichtet ist, dass sie der Einfallsfläche 14a zugewandt ist. Es ist zu beachten, dass der vorbestimmte Winkel α auf einen Winkel eingestellt ist, der es ermöglicht, dass von den Bildanzeigevorrichtung 11 in die Lichtleiterplatte 14 eintretendes Licht totalreflektiert und zur Austrittsfläche 14c gerichtet wird. Der Winkel fällt beispielsweise in den Bereich von 37 bis 45° bezüglich der Streufläche 14b. Es ist zu beachten, dass bei der Ausführungsform jedes Prisma 141 so gebildet ist, dass der Winkel α bei jedem Prisma 141 gleich ist.
Da jedes Prisma 141 in der oben beschriebenen Weise gebildet ist, werden von der Bildanzeigevorrichtung 11 emittierte und in die Lichtleiterplatte 14 eintretende Lichtstrahlen durch die Abbildungslinse 12 in der xy-Ebene konvergiert. Wenn die Lichtstrahlen durch die Prismen 141 reflektiert werden, werden die Lichtstrahlen dann in der xz-Ebene konvergiert. Außerdem werden die Lichtstrahlen durch die Kollimierungslinse 13 in der yz-Ebene kollimiert. Daher bildet jeder der Lichtstrahlen einen Winkel mit der Reflexionsfläche 141a des Prismas 141 in der yz-Ebene, wobei der Winkel dem Ort in der z-Richtung auf dem Anzeigebereich der Bildanzeigevorrichtung 11 entspricht, von dem der Lichtstrahl emittiert wird. Als Folge werden von den jeweiligen Punkten auf dem Anzeigebereich der Bildanzeigevorrichtung 11 emittierte Lichtstrahlen nach Maßgabe des Orts der einzelnen Punkte in z-Richtung in unterschiedliche Richtungen in der yz-Ebene emittiert.
Es ist zu beachten, dass die Abbildungslinse 12, die Kollimierungslinse 13 und die Lichtleiterplatte 14 beispielsweise durch Gießen eines für sichtbares Licht durchsichtigen Materials, beispielsweise ein Harz wie Polymethylmethacrylat (PMMA), Polycarbonat oder Cycloolefinpolymer, gebildet wird.
Die Maske 15 ist ein folienartiges Element, das aus einem für sichtbares Licht opaken Material gebildet ist, und ist an einer Vorderseite bezüglich der Austrittsfläche 14c der Lichtleiterplatte 14 angeordnet. Die Mehrzahl von zur x-Richtung parallelen Schlitzen 151 Ist in y-Richtung in der Maske 15 angeordnet. Die Schlitze 151 korrespondieren zu den jeweiligen Prismen 141.
Wie in den 1 und 2 dargestellt, ist bei der Ausführungsform jeder Schlitz 151 an einem Ort vorgesehen, wo von den Lichtstrahlen, die von der Bildanzeigevorrichtung 11 emittiert werden, in der Lichtleiterplatte 14 laufen und durch das jeweilige Prisma 141 reflektiert werden, nur Lichtstrahlen, die zu einem spezifischen Standpunkt 100 gerichtet sind, durchgelassen werden, und die anderen Lichtstrahlen werden ausgeblendet. Daher werden bei diesem Beispiel von der Bildanzeigevorrichtung 11 emittierte Lichtstrahlen durch die Kollimierungslinse 13 in der yz-Ebene kollimiert. Deswegen durchlaufen Lichtstrahlen unterschiedliche Schlitze 151 nach Maßgabe des Orts in z-Richtung auf dem Anzeigebereich der Bildanzeigevorrichtung 11, von dem aus der Lichtstrahl emittiert wurde. Wenn beispielsweise in dem in 2 dargestellten Beispiel ein Lichtstrahl von einem Punkt emittiert wird, der näher an der Rückseite auf dem Anzeigebereich der Bildanzeigevorrichtung 11 ist, durchläuft der Lichtstrahl den Schlitz 151, der näher an der Einfallsfläche 14a ist, und wird zum Standpunkt 100 hin gerichtet. Die Ausführungsform ist jedoch nicht hierauf beschränkt, solange der Ort in z-Richtung auf dem Anzeigebereich der Bildanzeigevorrichtung 11 1:1 einer Gruppe von Prisma 141 und Schlitz 151 entspricht.
Außerdem befindet sich, wie in den 1 und 2 dargestellt, der Standpunkt 100 innerhalb eines linearen Bereichs längs der x-Achse und ist so eingestellt, dass er weiter entfernt ist als Bilderzeugungspunkte 101, an denen die Abbildungslinse 12 ein Bild von Lichtstrahlen bildet, die von jeweiligen Punkten in dem Anzeigebereich der Bildanzeigevorrichtung 11 emittiert wurden. Daher wird von dem Standpunkt 100 aus gesehen ein reales Bild eines auf dem Anzeigebereich angezeigten Bilds auf eine Ebene 102 projiziert, die durch einen Satz der Bilderzeugungspunkte 101 gebildet ist, die den jeweiligen Punkten auf dem Anzeigebereich der Bildanzeigevorrichtung 11 entsprechen. Der Betrachter, der ein Bild von dem Standpunkt 100 aus betrachtet, kann das auf die Ebene 102 projizierte reale Bild betrachten.
Ferner wird, da Lichtstrahlen von den jeweiligen Bilderzeugungspunkten 101 auf der xz-Ebene verteilt sind, eine Parallaxe aufgrund von Augenpositionen in der x-Richtung bezüglich eines mitten in die Luft projizierten Bilds reproduziert. Daher kann ein Betrachter das mitten in die Luft projizierte Bild stereoskopisch betrachten, indem er beide Augen längs der x-Richtung am Standpunkt 100 positioniert. Außerdem kann der Betrachter das auf die Ebene 102 projizierte Bild selbst dann betrachten, wenn der Betrachter den Standpunkt längs der x-Richtung von dem Standpunkt 100 wegbewegt. Wie beschrieben, kann die Anzeigevorrichtung 1 den Bereich vergrößern, in dem ein mitten in die Luft projiziertes Bild visuell wahrgenommen werden kann.
Wie oben beschrieben, konvergiert diese Anzeigevorrichtung Lichtstrahlen, die von den jeweiligen Punkten in dem Anzeigebereich der Bildanzeigevorrichtung emittiert wurden, in einer Ebene parallel zur längeren Richtung der Einfallsfläche und bildet ein Bild an einem vorbestimmten Ort, nachdem die Lichtstrahlen von der Lichtleiterplatte emittiert werden. Im Gegensatz dazu kollimiert die Anzeigevorrichtung die Lichtstrahlen in einer Ebene, die orthogonal zu der längeren Richtung der Einfallsfläche ist. Die Anzeigevorrichtung ändert den Winkel des von der Lichtleiterplatte emittierten Lichtstrahls nach Maßgabe des Ortes des Punkts, an dem der Lichtstrahl emittiert wird, in der Richtung orthogonal zu der längeren Richtung der Einfallsfläche. Zusätzlich bewirkt der in der Maske vorgesehene Schlitz, dass der Ort auf der Lichtleiterplatte, an dem der Lichtstrahl emittiert wird, 1:1 einer Lichtemissionsrichtung entspricht, und ermöglicht nur Lichtstrahlen, die zu einem auf der Vorderseite der Lichtleiterplatte befindlichen spezifischen Standpunkt hin gerichtet sind, den Durchlass. Daher ermöglicht es die Anzeigevorrichtung dem Betrachter, ein auf der Bildanzeigevorrichtung angezeigtes und mitten in die Luft projiziertes Bild visuell wahrzunehmen, wenn der Betrachter das Bild vom Standpunkt aus sieht. Außerdem scheint bei der Anzeigevorrichtung von den jeweiligen Punkten in dem Anzeigebereich der Bildanzeigevorrichtung emittiertes Licht von einem Bilderzeugungsort in einer Ebene in der Richtung zu verteilt zu sein, in der die Lichtstrahlen konvergiert werden. Daher kann der Betrachter durch Positionierung beider Augen in der Richtung das projizierte Bild stereoskopisch betrachten und das projizierte Bild selbst dann visuell wahrnehmen, wenn der Betrachter den Standpunkt längs der Richtung ändert.
4 ist eine schematische perspektivische Ansicht der Lichtleiterplatte und der Maske gemäß einer Modifikation. Gemäß dieser Modifikation ist ein Streuelement 152 für jeden Schlitz 151 der Maske 15 vorgesehen. Das Streuelement 152 streut den Schlitz 151 durchlaufendes Licht in der yz-Ebene, d. h. einer Ebene, welche die Lichtausbreitungsrichtung innerhalb der Lichtleiterplatte 14 und die Normale auf die Austrittsfläche 14c enthält. Die Streuelemente 152 können beispielsweise Beugungsgitter sein, die in vorbestimmten Rasterabständen in y-Richtung gebildet sind, oder zylindrische konkave Linsen, von denen jede eine negative Brechkraft in y-Richtung aufweist. Somit kann die Maske 15 eine Parallaxe in x-Richtung bilden und den Bereich in y-Richtung vergrößern, in dem der Betrachter das mitten in die Luft projizierte Bild sehen kann. Wenn beispielsweise beide Augen des Betrachters längs eines Standpunkts 100a parallel zur x-Richtung positioniert sind, kann der Betrachter ein auf eine Ebene 102a projiziertes Bild stereoskopisch betrachten. Wenn im Gegensatz dazu beide Augen des Betrachters längs eines Standpunkts 100b positioniert sind, der in y-Richtung vom Standpunkt 100a und parallel zur x-Richtung versetzt ist, kann der Betrachter das auf eine Ebene 102b projizierte Bild betrachten. Wie beschrieben, wenn bei dieser Modifikation der Betrachter die Augenpositionen längs der y-Richtung verschiebt, ändert sich der Ort, an dem das projizierte Bild erscheint, nach Maßgabe der Verschiebung des Standpunkts. Auch bei dieser Modifikation ändert sich, wenn der Betrachter die Augenpositionen längs der x-Richtung verschiebt, der Ort nicht, an dem das projizierte Bild erscheint.
Als nächstes wird eine Anzeigevorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform beschrieben. 5 ist eine schematische Seitenansicht einer Anzeigevorrichtung 2 gemäß der zweiten Ausführungsform. Die Anzeigevorrichtung 2 gemäß der zweiten Ausführungsform umfasst eine Bildanzeigevorrichtung 11, eine Abbildungslinse 12, eine Kollimierungslinse 13 und eine Lichtleiterplatte 14.
Die Anzeigevorrichtung 2 gemäß der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von der Anzeigevorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform insofern, als die Maske 15 weggelassen ist und sich die Konfiguration eines auf eine Lichtleiterplatte 14 vorgesehenen Prismas von derjenigen der Anzeigevorrichtung 1 unterscheidet. Nachstehend wird der obige Punkt der Unterscheidung beschrieben. Bezüglich anderer Konfigurationselemente der Anzeigevorrichtung 2 sei auf die Beschreibung von entsprechenden Konfigurationselementen der Anzeigevorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform verwiesen.
Bei der Anzeigevorrichtung 2 gemäß der zweiten Ausführungsform ist der Winkel α zwischen einer Reflexionsfläche der einzelnen Prismen 141 und einer Streufläche 14b so eingestellt, dass der Winkel α umso größer ist, je weiter das Prisma 141 von der Einfallsfläche 14a entfernt ist. Es ist zu beachten, dass der Winkel α vorzugsweise so eingestellt ist, dass selbst das am weitesten von der Einfallsfläche 14a entfernt angeordnete Prisma 141 Licht von der Bildanzeigevorrichtung 11 totalreflektieren kann.
Der Winkel α der Reflexionsfläche der einzelnen Prismen 141 ist gemäß obiger Beschreibung gewählt. Daher wird bei der zweiten Ausführungsform ein von einem Ort auf einem Anzeigebereich der Bildanzeigevorrichtung 11 emittierter Lichtstrahl, je näher der Ort an einer Rückseite in z-Richtung liegt und zu einem vorbestimmten Standpunkt (beispielsweise einem Standpunkt 500a oder einem Standpunkt 500b) hin gerichtet ist, durch ein Prisma 141 reflektiert, das umso weiter von der Einfallsfläche 14a entfernt ist. Die Ausführungsform ist jedoch nicht hierauf beschränkt, solange Orte in z-Richtung auf dem Anzeigebereich der Bildanzeigevorrichtung 11 1:1 den Prismen 141 entsprechen. Außerdem wird bei dieser Ausführungsform ein Lichtstrahl, der durch ein Prisma 141 reflektiert wird, das weiter von der Einfallsfläche 14a entfernt ist, weiter zur Einfallsfläche 14a hin gerichtet. Im Gegensatz dazu wird ein Lichtstrahl, der durch ein Prisma 141 reflektiert wird, das näher an der Einfallsfläche 14a liegt, weiter weg von der Einfallsfläche 14a gerichtet. Daher kann die Anzeigevorrichtung 2, obwohl die Maske 15 weggelassen ist, einen Lichtstrahl von der Bildanzeigevorrichtung 11 zu einem spezifischen Standpunkt hin emittieren. Außerdem bildet auch bei dieser Ausführungsform, bezüglich der x-Richtung, von der Lichtleiterplatte 14 emittiertes Licht ein Bild auf einer Ebene, wo das Bild projiziert wird, und streut, wenn sich das Licht von der Ebene entfernt. Daher kann, da die Anzeigevorrichtung 2 eine Parallaxe in x-Richtung bewirken kann, ein Betrachter das projizierte Licht stereoskopisch betrachten, indem er beide Augen in x-Richtung positioniert.
Bei dieser Ausführungsform wird Licht, das durch die einzelnen Prismen 141 reflektiert und zum Standpunkt hin gerichtet wird, nicht abgeschirmt. Daher kann der Betrachter ein auf der Bildanzeigevorrichtung 11 angezeigtes und mitten in die Luft projiziertes Bild selbst dann betrachten, wenn der Betrachter den Standpunkt längs der y-Richtung bewegt. Jedoch ändert sich der Winkel, der durch einen von den einzelnen Prismen 141 und der Reflexionsfläche der einzelnen Prismen 141 zum Standpunkt hin gerichteten Lichtstrahl gebildet wird, nach Maßgabe des Orts des Standpunkts in y-Richtung. Daher ändert sich der Ort des Punkts auf der Bildanzeigevorrichtung 11 entsprechend, wobei der Punkt dem Lichtstrahl entspricht. Beispielsweise werden in einem Fall, in dem der Betrachter ein Bild von dem Standpunkt 500a aus sieht, Lichtstrahlen von Punkten 501a bis 501c auf der Bildanzeigevorrichtung 11 durch jeweilige der Prismen 141-1 bis 141-3 von den Prismen 141-1 bis 141-4 reflektiert und bilden ein Bild auf einer Projektionsfläche 502a. (Die Punkte sind durch 501a, 501b und 501c in aufsteigender Reihenfolge des Abstands vom Betrachter bezeichnet.) (Die Prismen sind durch 141-1, 141-2, 141-3 und 141-4 in aufsteigender Reihenfolge des Abstands von der Einfallsfläche 14a bezeichnet). Im Gegensatz dazu wird angenommen, dass der Betrachter die Augen zu dem Standpunkt 500b bewegt, der weiter von der Einfallsfläche 14a entfernt ist als der Standpunkt 500a. In diesem Fall wird von dem Standpunkt 500b aus Licht betrachtet, das von der Lichtleiterplatte 14 in eine Richtung emittiert wird, die bezüglich des Standpunkts 500a weiter entfernt von der Einfallsfläche 14a ist. Bei der Ausführungsform ist der Winkel α zwischen der Reflexionsfläche der einzelnen Prismen 141 und der Streufläche 14b so eingestellt, dass der Winkel α umso größer ist, je größer die Entfernung von der Einfallsfläche 14a ist. Daher werden beispielsweise Lichtstrahlen von den Punkten 501a bis 501c auf der Bildanzeigevorrichtung 11 durch die näher an der Einfallsfläche 14a gelegenen Prismen 141-2 bis 141-4 reflektiert, bilden ein Bild auf einer Projektionsfläche 502b und werden zum Standpunkt 500b hin gerichtet. Daher verschiebt sich der Ort des Projektionsbilds selbst dann nicht sehr stark, wenn der Betrachter den Standpunkt längs der y-Richtung ändert. Außerdem bilden auch bei diesem Beispiel Lichtstrahlen von den entsprechenden Punkten auf der Bildanzeigevorrichtung 11 durch die Prismen 141 in einem gewissen Umfang auch in y-Richtung ein Bild. Daher kann der Betrachter selbst dann ein stereoskopisches Bild betrachten, wenn beide Augen in y-Richtung positioniert sind.
Ferner ist gemäß dieser Ausführungsform, da keine Maske verwendet wird, die Menge an Licht, die verloren wird, geringer, und die Anzeigevorrichtung kann ein helleres Bild mitten in die Luft projizieren. Außerdem ermöglicht es bei dieser Ausführungsform die Anzeigevorrichtung 2, da keine Maske verwendet wird, dass der Betrachter sowohl ein Objekt (nicht dargestellt) hinter der Lichtleiterplatte 14 als auch ein projiziertes Bild visuell wahrnehmen kann.
Das Flächenverhältnis des Bereichs, wo die Prismen 141 gebildet sind, zur Streufläche 14b wird als Anordnungsdichte bezeichnet. Es ist zu beachten, dass die Anordnungsdichte vorzugsweise kleiner oder gleich der oberen Grenze der Anordnungsdichte ist, die bei dem Betrachter den Eindruck vermittelt, dass der Betrachter das Objekt (nicht dargestellt) hinter der Lichtleiterplatte 14 durch ein durchsichtiges Element oder einen leeren Raum visuell wahrnimmt. Daher sind beispielsweise die Prismen 141 vorzugsweise so angeordnet, dass die Anordnungsdichte kleiner oder gleich 30,0% ist.
Alternativ ist im Hinblick auf die Lichtleiterplatte 14 ein Trübungswert, der das Verhältnis von gestreutem Licht zum gesamten durchgelassenen Licht angibt, vorzugsweise kleiner oder gleich der oberen Grenze des Trübungswerts, die bei dem Betrachter den Eindruck vermittelt, dass der Betrachter das Objekt (nicht dargestellt) hinter der Lichtleiterplatte 14 durch ein durchsichtiges Element oder einen leeren Raum visuell wahrnimmt. Beispielsweise sind die Prismen 141 vorzugsweise so angeordnet, dass der Trübungswert kleiner oder gleich 28% ist.
Ferner können sowohl bei der obigen Ausführungsform als auch bei der Modifikation die auf der Streufläche 14b der Lichtleiterplatte 14 angeordneten Prismen 141 auch in der längeren Richtung der Einfallsfläche 14a (das heißt y-Richtung) verstreut gebildet sein. In diesem Fall können die Prismen 141 in einem quadratischen Gitter angeordnet oder zickzackförmig angeordnet sein.
Es ist zu beachten, dass auch bei dieser Ausführungsform eine zylindrische Linse mit einer Brechkraft in der yz-Ebene für die einzelnen Prismen 141 an einem Ort angeordnet sein kann, an dem Licht durchläuft, das durch die Prismen 141 reflektiert und von der Austrittsfläche 14c emittiert wird, wobei der Ort der Austrittsfläche 14c zugewandt ist.
6 ist eine schematische Seitenansicht der Lichtleiterplatte und einer zylindrischen Linse gemäß dieser Modifikation. Bei dieser Modifikation ist eine aus einem durchsichtigen Element gebildete Prismentafel 16 so angeordnet, dass sie der Austrittsfläche 14c der Lichtleiterplatte 14 zugewandt ist. Auf der Prismentafel 16 ist ein Prisma 161 für jedes Prisma 141 vorgesehen. Das Prisma 161 ist an einem Ort vorgesehen, an dem Licht durchläuft, das von der Bildanzeigevorrichtung 11 emittiert wird, durch das Prisma 141 reflektiert wird und aus der Austrittsfläche 14c emittiert wird. In diesem Beispiel läuft in der Lichtleiterplatte 14 ein Lichtstrahl von jedem Punkt auf der Bildanzeigevorrichtung 11 in eine Richtung nach Maßgabe des Orts des Punkts in z-Richtung. Daher werden Lichtstrahlen von den jeweiligen Punkten auf der Bildanzeigevorrichtung 11 durch die Prismen 141 so reflektiert, dass die Lichtstrahlen von der Austrittsfläche 14c in unterschiedliche Richtungen in der yz-Ebene nach Maßgabe des Ortes in z-Richtung emittiert werden. Daher laufen die Lichtstrahlen von den jeweiligen Punkten auf der Bildanzeigevorrichtung 11 durch unterschiedliche Orte in y-Richtung in den Prismen 161 nach Maßgabe des Ortes des Punkts in z-Richtung. Deswegen wird die Richtung einer Brechungsfläche der einzelnen Prismen 161 in der yz-Ebene nach Maßgabe des Ortes in y-Richtung, an dem der Lichtstrahl passiert, in dem Prisma 161 geeignet eingestellt. Somit läuft unabhängig davon, welches Prisma 141 den Lichtstrahl reflektiert, ein Lichtstrahl von einem beliebigen Punkt auf der Bildanzeigevorrichtung 11 durch einen identischen Ort auf einer Projektionsfläche 601. Daher ermöglicht es diese Anzeigevorrichtung, dass der Ort eines projizierten Bilds selbst dann fixiert werden kann, wenn der Betrachter den Ort des Standpunkts in der y-Richtung ändert. Das bedeutet, dass bei dieser Modifikation die Anzeigevorrichtung für jedes Prisma 141 den Ort korrigieren kann, an dem Licht von der Bildanzeigevorrichtung 11 projiziert wird.
Es ist bei dieser Modifikation zu beachten, dass die Richtung von Licht, das von der Lichtleiterplatte 14 emittiert wird, in der yz-Ebene durch jedes auf der Prismentafel 16 vorgesehene Prisma 161 eingestellt werden kann. Daher können die Winkel, die jeweils durch die Reflexionsfläche der einzelnen auf der Lichtleiterplatte 14 gebildeten Prismen 141 und durch die Streufläche gebildet sind, identisch zueinander sein.
Es ist zu beachten, dass bei jeder der obigen Ausführungsformen ein Objekt für die Anzeige anstatt der Bildanzeigevorrichtung 11 vorgesehen sein kann. In diesem Fall ändert sich der Ort, auf den ein Punkt auf dem Objekt projiziert wird, nach Maßgabe der Positionsbeziehung zwischen dem Punkt auf dem Objekt und der Abbildungslinse 12. Daher kann die Bildanzeigevorrichtung ein stereoskopisches Bild des Objekts mitten in die Luft projizieren.
Gemäß einer Modifikation der obigen jeweiligen Ausführungsform kann die Abbildungslinse 12 als eine Linsenanordnung konfiguriert sein. 7 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm einer Anzeigevorrichtung gemäß dieser Modifikation. Die in 7 dargestellte Anzeigevorrichtung 3 unterscheidet sich von der Anzeigevorrichtung 2 gemäß der zweiten Ausführungsform insofern, als die Abbildungslinse 12 als eine Linsenanordnung ausgebildet ist, die eine Mehrzahl von zylindrischen Linsen 121 umfasst, die hintereinander in der x-Richtung angeordnet sind. Nachstehend wird der obige Punkt der Unterscheidung beschrieben. Nachstehend wird jede die Linsenanordnung bildende zylindrische Linse 21 als eine Teilzylinderlinse bezeichnet. Wie beschrieben, kann durch Konfigurieren der Abbildungslinse 12 als eine Linsenanordnung die Abbildungslinse 12 klein gemacht werden. Außerdem ist, da nur Licht verwendet wird, das einen Abschnitt in der Nähe einer optischen Achse durchläuft, die Aberration kleiner als diejenige im Fall der Verwendung einer zylindrischen Linse.
Außerdem ist bei dieser Modifikation der Anzeigebereich der Bildanzeigevorrichtung 11 in x-Richtung in eine Vielzahl von Teilbereichen 111 unterteilt, die jeweiligen Teilzylinderlinsen 121 entsprechen. Jeder Teilbereich 111 zeigt ein Bild eines identischen Subjekts in einer identischen Betrachtungsrichtung an.
Bei dieser Modifikation bilden durch Einstellen der Orte von auf den Teilbereichen 111 angezeigten Bildern Lichtstrahlen von identischen Punkten auf den auf den Teilbereichen 111 angezeigten Bildern einen Punkt an einem Ort mitten in der Luft. Beispielsweise kann ein Bild in jedem Teilbereich 111 so angezeigt werden, dass ein identischer Punkt auf jedem Bild an einer Kreuzung zwischen einem Lichtstrahl und den einzelnen Teilbereichen 111 angeordnet ist, wobei der Lichtstrahl durch einen Punkt P1 mitten in der Luft und einen Hauptpunkt der einzelnen Teilzylinderlinsen 121 verläuft. D. h., wenn ein Bild näher an der Lichtleiterplatte 14 projiziert wird, ist der Ort des in den einzelnen Teilbereichen 111 angezeigten Bilds weiter in x-Richtung vom Zentrum in x-Richtung der Lichtleiterplatte 14 entfernt. Daher kann die Anzeigevorrichtung gemäß dieser Modifikation den Ort ändern, an dem Lichtstrahlen von identischen Punkten auf in den Teilbereichen 111 angezeigten Bildern konvergieren, das heißt den Ort, an den das in den einzelnen Teilbereichen angezeigte Bild projiziert wird, indem die Orte der in den Teilbereichen 111 angezeigten Bilder eingestellt werden.
Außerdem kann diese Anzeigevorrichtung ein Bild stereoskopisch anzeigen, indem für jeden Punkt in dem Bild der Ort mitten in der Luft, an dem Lichtstrahlen von entsprechenden Punkten in den Teilbereichen 111 konvergieren, geändert wird. Beispielsweise kann ein erster Punkt auf einem Bild an einer Kreuzung zwischen einem Lichtstrahl und den einzelnen Teilbereichen 111 angezeigt werden, wobei der Lichtstrahl durch einen Punkt P1 mitten in der Luft und einen Hauptpunkt der einzelnen Teilzylinderlinsen 121 verläuft. Ein zweiter Punkt auf dem Bild kann an einer Kreuzung zwischen einem Lichtstrahl und den einzelnen Teilbereichen 111 angezeigt werden, wobei der Lichtstrahl durch einen Punkt P2 mitten in der Luft und einen Hauptpunkt der einzelnen Teilzylinderlinsen 121 verläuft. Das bedeutet, dass die Teilbereiche 111 Bilder eines identischen Subjekts in verschiedenen Betrachtungsrichtungen anzeigen. Somit erscheint es einem Betrachter, dass sich der erste Punkt an Punkt P1 befindet und der zweite Punkt an Punkt P2 befindet.
Wenn jedoch die Beziehung zwischen den einzelnen Teilbereichen 111 und dem Ort, an dem ein Bild auf den einzelnen Teilbereichen 111 projiziert wird, stärker von der Positionsbeziehung abweicht, die ein Abbildungsverhältnis ist, das durch die Teilzylinderlinsen 121 erzielt wird, wird ein projiziertes Bild stärker verzerrt. Daher wird der Ort, an den das Bild projiziert wird, vorzugsweise in dem Maß eingestellt, dass die Bildverzerrung akzeptabel ist.
Außerdem kann ein anderes Bild für jeden Teilbereich 111 angezeigt werden. In diesem Fall kann die Brechkraft der einzelnen Teilzylinderlinsen 121 für jede Bildanzeigevorrichtung unterschiedlich sein. Durch Verwendung einer Teilzylinderlinse mit unterschiedlicher Brechkraft für jede Bildanzeigevorrichtung ändert sich der Ort, an dem ein in dem Teilbereich 111 angezeigtes Bild gebildet wird, für jeden Teilbereich 111. Daher kann ein stereoskopisches Bild angezeigt werden, da die Anzeigevorrichtung ein Bild an unterschiedlichen Orten für jeden Teilbereich 111 projizieren kann. Außerdem kann in einem Fall, in dem jede Teilzylinderlinse unabhängig gebildet ist, der Ort der Teilzylinderlinse in y-Richtung für jeden Teilbereich 111 geändert werden. Alternativ kann eine unterschiedliche Bildanzeigevorrichtung für jeden Teilbereich 111 verwendet werden. In diesem Fall kann der Ort der einzelnen Teilzylinderlinsen identisch in y-Richtung sein, und der Ort der Bildanzeigevorrichtung in der Richtung kann für jede Bildanzeigevorrichtung geändert werden. Auch in diesem Fall ändert sich der Ort, an dem ein auf der Bildanzeigevorrichtung angezeigtes Bild gebildet wird, für jede Bildanzeigevorrichtung nach Maßgabe der Positionsbeziehung zwischen der Bildanzeigevorrichtung und der Teilzylinderlinse. Daher kann die Anzeigevorrichtung für jede Bildanzeigevorrichtung ein Bild an einen unterschiedlichen Ort projizieren.
Außerdem kann in einem Fall, in dem eine separate Bildanzeigevorrichtung für jeden Teilbereich 111 verwendet wird, ein Satz aus einer Bildanzeigevorrichtung und einer entsprechenden Teilzylinderlinse durch einen Projektor ersetzt werden.
8 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm einer Anzeigevorrichtung gemäß dieser Modifikation. Die Anzeigevorrichtung 4 gemäß dieser Modifikation unterscheidet sich von der in 7 dargestellten Anzeigevorrichtung 3 insofern, als die Anzeigevorrichtung 4 eine Mehrzahl von Projektoren 17-1 bis 17-n (n ist eine ganze Zahl größer oder gleich 2; in 8 gilt n = 4) anstatt der Bildanzeigevorrichtung 11 und der Abbildungslinse 12 umfasst. Nachstehend wird der obige Punkt der Unterscheidung beschrieben.
Jeder der Mehrzahl von Projektoren 17-1 bis 17-n umfasst eine Anzeige (nicht dargestellt), die ein Bild zur Projektion anzeigt, und ein optisches Projektionssystem (nicht dargestellt) zum Projizieren des auf der Anzeige angezeigten Bilds. Daher sind die einzelnen Projektoren 17-1 bis 17-n ein anderes Beispiel der Bildanzeigeeinheit und der Bilderzeugungseinheit.
Ähnlich wie bei der Anzeigevorrichtung 3, ebenso wie bei der Anzeigevorrichtung 4, wird ein identisches Bild auf jedem der Projektoren 17-1 bis 17-n angezeigt. Somit kann die Anzeigevorrichtung 4 Effekte erzielen, die ähnlich sind wie jene der Anzeigevorrichtung 3.
Es ist zu beachten, dass das optische Projektionssystem des Projektors im Allgemeinen rotationssymmetrisch bezüglich einer optischen Achse des optischen Projektionssystems gebildet ist. Daher weist das optische Projektionssystem eine positive Brechkraft nicht nur in der xy-Ebene auf, sondern auch in der yz-Ebene, das bedeutet eine Ebene, welche die Normale auf die Austrittsfläche 14c der Lichtleiterplatte 14 sowie die Normale auf die Einfallsfläche 14a enthält. Daher ist bei dieser Modifikation eine Kollimierungslinse 13 vorzugsweise als eine zylindrische Linse mit einer Brechkraft derart gebildet, dass Lichtstrahlen von jeweiligen Punkten auf den Anzeigen der Projektoren 17-1 bis 17-n in dem gesamten optischen System einschließlich der optischen Projektionssysteme der Projektoren und der Kollimierungslinse 13 in der yz-Ebene kollimiert werden. Eine solche Brechkraft ist nach Maßgabe der Positionsbeziehung zwischen dem optischen Projektionssystem und der Kollimierungslinse 13 und der Brechkraft des optischen Projektionssystems festgelegt.
Gemäß einer weiteren Modifikation kann eine Mikrolinsenanordnung an einer Vorderseite bezüglich der Austrittsfläche 14c der Lichtleiterplatte 14 angeordnet sein. Somit kann der Ort, an den ein Bild projiziert wird, nach Maßgabe des Orts in y-Richtung in dem Anzeigebereich der Bildanzeigevorrichtung geändert werden.
9 ist eine schematische Seitenansicht einer Anzeigevorrichtung gemäß dieser Modifikation. Die Anzeigevorrichtung 5 unterscheidet sich von der Anzeigevorrichtung 2 insofern, als die Anzeigevorrichtung 5 eine Mikrolinsenanordnung 18 umfasst, die an der Vorderseite bezüglich der Austrittsfläche 14c der Lichtleiterplatte 14 angeordnet ist. Nachfolgend wird dieser Punkt der Unterscheidung beschrieben.
Wie oben beschrieben, ändert sich der Winkel eines in der Lichtleiterplatte 14 laufenden Lichtstrahls, wobei der Lichtstrahl von einem Punkt auf dem Anzeigebereich der Bildanzeigevorrichtung 11 emittiert wurde, nach Maßgabe des Orts des Punkts in z-Richtung. Daher ändert sich die Richtung des von der Austrittsfläche 14c emittierten Lichtstrahls in der yz-Ebene nach Maßgabe des Ortes des Punkts in z-Richtung auf dem Anzeigebereich der Bildanzeigevorrichtung 11. Als Ergebnis unterscheiden sich, wie durch Linien 901 bis 903 angegeben, an einer Seite, die bezüglich der Austrittsfläche 14c näher beim Betrachter ist, Orte in y-Richtung von durch ein identisches Prisma 141 reflektierten Lichtstrahlen voneinander nach Maßgabe der Orte in y-Richtung von entsprechenden Punkten, von denen aus die Lichtstrahlen emittiert werden, wobei die Punkte sich auf dem Anzeigebereich der Bildanzeigevorrichtung 11 befinden.
Daher ist bei der Mikrolinsenanordnung 18 eine Mehrzahl von Mikrolinsen 181 in y-Richtung für jedes Prisma 141 der Lichtleiterplatte 14 in einem Bereich vorgesehen, in dem durch das Prisma 141 reflektierte und von der Austrittsfläche 14c emittierte Lichtstrahlen durchlaufen. Jede Mikrolinse 181 korrespondiert zu einem Teilbereich 112, der durch Unterteilen des Anzeigebereichs der Bildanzeigevorrichtung 11 in eine Mehrzahl von Bereichen in z-Richtung gewonnen wird. Genauer gesagt korrespondiert eine Mikrolinse 181, die näher an der Einfallsfläche 14a liegt, zu einem Teilbereich 112, der näher an der Rückseite liegt.
Jede Mikrolinse 181 ist beispielsweise als eine zylindrische Linse mit einer Brechungsfläche mit einer zylinderförmigen Oberflächenform gebildet, die sich in der x-Richtung so erstreckt, dass die zylindrische Linse Brechkraft in der yz-Ebene aufweist und keine Brechkraft in der xy-Ebene aufweist. Bei dem in 9 dargestellten Beispiel ist beispielsweise der Anzeigebereich der Bildanzeigevorrichtung 11 in z-Richtung in die drei Teilbereiche 112 unterteilt. Daher umfasst die Mikrolinsenanordnung 18 die drei Mikrolinsen 181 für jedes Prisma 141. Die drei Mikrolinsen 181 sind in y-Richtung angeordnet.
Somit durchlaufen von verschiedenen Punkten in unterschiedlichen Teilbereichen 112 emittierte Lichtstrahlen unterschiedliche Mikrolinsen 181. Daher kann sich ein optisches System, das ein auf einem der Teilbereiche 112 angezeigtes Bild bildet, sich von optischen Systemen unterscheiden, die Bilder bilden, die auf den anderen der Teilbereiche 112 angezeigt werden. Daher kann die Anzeigevorrichtung 5 Bilder, die auf den Teilbereichen 112 angezeigt werden, an unterschiedlichen Orten projizieren. Daher kann die Anzeigevorrichtung 5 ein stereoskopisches Bild anzeigen.
Es ist zu beachten, dass jede Mikrolinse 181 eine unterschiedliche Prismenkomponente nach Maßgabe des korrespondierenden Teilbereichs 112 aufweisen kann. D. h., die optische Achse jeder Mikrolinse 181 kann nach Maßgabe der Beziehung zwischen der Richtung eines Lichtstrahls, wenn der von dem korrespondierenden Teilbereich 112 emittierte Lichtstrahl von der Lichtleiterplatte 14 emittiert wird, und einem Projektionsort geneigt sein. Die Richtung, in der ein von einem Punkt in dem Teilbereich 112 emittierter Lichtstrahl durch die einzelnen Mikrolinsen 181 gebrochen wird, unterscheidet sich für jeden Teilbereich 112 abhängig von der Prismenkomponente der Mikrolinse 181. Daher kann die Anzeigevorrichtung 5 die Richtung eines projizierten Bilds, insbesondere die Neigung des projizierten Bilds bezüglich der y-Richtung in der yz-Ebene, für jeden Teilbereich 112 einstellen. Außerdem kann ein Prisma anstatt der einzelnen Mikrolinsen verwendet werden. Das bedeutet, dass eine Mikroprismenanordnung anstatt der Mikrolinsenanordnung verwendet werden kann. Auf diese Weise werden Richtungen von Brechungsflächen von Prismen, die zu den Teilbereichen 112 korrespondieren, so eingestellt, dass sich die Richtungen voneinander nach Maßgabe des Ortes des zu dem Teilbereich 112 korrespondierenden projizierten Bildes unterscheiden. Auch in diesem Fall kann die Anzeigevorrichtung 5 die Richtung des projizierten Bilds für jeden Teilbereich 112 einstellen.
Gemäß einer weiteren Modifikation kann anstatt der Verwendung der Abbildungslinse 12 jedes in der Lichtleiterplatte 14 vorgesehene Prisma so ausgebildet sein, dass jedes Prisma eine Brechkraft in der xy-Ebene aufweist.
10 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm einer Anzeigevorrichtung gemäß dieser Modifikation. Die in 10 dargestellte Anzeigevorrichtung 6 unterscheidet sich von der Anzeigevorrichtung 2 insofern, als die Abbildungslinse 12 weggelassen ist und jedes an der Streufläche 14b der Lichtleiterplatte 14 vorgesehene Prisma als ein konkaver Spiegel in der xy-Ebene ausgebildet ist. Daher wird der obige Punkt der Unterscheidung nachstehend beschrieben.
Jedes Prisma 142 ist in einer Bogenform so gebildet, dass das Prisma konkav bezüglich der Einfallsfläche 14a in der xy-Ebene ist. Daher ist jedes Prisma 142 ein konkaver Spiegel mit einer positiven Brechkraft in der xy-Ebene. Somit werden, obwohl die Abbildungslinse 12 weggelassen ist, von den jeweiligen Punkten auf dem Anzeigebereich der Bildanzeigevorrichtung 11 emittierte und in die Lichtleiterplatte 14 eintretende Lichtstrahlen durch die Prismen 142 reflektiert und bilden ein Bild auf der Seite des Betrachters bezüglich der Austrittsfläche 14c. Daher kann, ähnlich wie die Anzeigevorrichtung 2, die Anzeigevorrichtung 6 ein auf dem Anzeigebereich der Bildanzeigevorrichtung 11 angezeigtes Bild mitten in die Luft projizieren.
Die Brechkraft jedes Prismas 142 wird nach Maßgabe des Ortes eingestellt, an den ein auf der Bildanzeigevorrichtung 11 angezeigtes Bild projiziert wird. Wie beispielsweise durch ein Projektionsbild 1001 angegeben, sind in einem Fall des Projizierens eines Bildes, das auf der Bildanzeigevorrichtung 11 angezeigt wird, die in der xz-Ebene angeordnet ist, derart, dass das Bild ungefähr parallel zu der Austrittsfläche 14c der Lichtleiterplatte 14 ist, die Prismen 142 in der folgenden Weise ausgebildet. Ein weiter von der Einfallsfläche entferntes Prisma 142 weist einen kleineren Krümmungsradius auf. Außerdem kann jedes Prisma 142 so gebildet sein, dass das Zentrum jedes Prismas 142 beispielsweise auf einer Mittellinie der Lichtleiterplatte 14 in x-Richtung liegt.
Alternativ ist, wenn ein werter von der Einfallsfläche 14a entferntes Prisma 142 einen größeren Krümmungsradius aufweist, die Brechkraft des Prismas 142 umso kleiner, je weiter das Prisma 142 von der Einfallsfläche 14a entfernt ist. Als Folge wird die Entfernung, die einen Abbildungsmaßstab definiert, größer. Daher kann, wie durch ein Projektionsbild 1002 angegeben, die Anzeigevorrichtung 6 ein Bild zu einer Seite hin projizieren, die näher an der Einfallsfläche 14a bezüglich einer Seite genau vor der Lichtleiterplatte 14 liegt, so dass das Bild einen vorbestimmten Winkel bezüglich der Austrittsfläche 14c bildet.
Es ist zu beachten, dass auch bei dieser Ausführungsform der Winkel zwischen der Reflexionsfläche jedes Prismas 142 und der Streufläche 14b der Lichtleiterplatte 14 umso größer eingestellt wird, desto weiter das Prisma 142 von der Einfallsfläche 14a entfernt ist. Daher kann der Betrachter ein auf der Bildanzeigevorrichtung 11 angezeigtes und durch die Lichtleiterplatte 14 mitten in die Luft projiziertes Bild von einem vorbestimmten Standpunkt betrachten.
Gemäß dieser Modifikation kann, da die Abbildungslinse 12 weggelassen ist, die Abbildungsvorrichtung klein ausgestaltet werden.
Außerdem kann gemäß einer Modifikation der Anzeigevorrichtung 6 jedes Prisma 142 als ein rückstrahlendes Element gebildet werden, anstatt als ein konkaver Spiegel gebildet zu werden.
11 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm einer Anzeigevorrichtung gemäß dieser Modifikation. Die in 11 dargestellte Anzeigevorrichtung 7 unterscheidet sich von der Anzeigevorrichtung 6 in der Form jedes auf der Streufläche 14b der Lichtleiterplatte 14 vorgesehenen Prismas 143. Nachstehend wird der obige Punkt der Unterscheidung beschrieben.
Bei dieser Ausführungsform weist jedes Prisma 143 eine Form auf, bei der eine Mehrzahl von Eckspiegeln 143b in der x-Richtung angeordnet ist. Der Eckspiegel 143b strahlt Licht in der xy-Ebene zurück. Daher werden bei Lichtstrahlen, die von den jeweiligen Punkten auf dem Lichtanzeigebereich der Bildanzeigevorrichtung 11 emittiert wurden und in die Lichtleiterplatte 14 eintreten, Lichtkomponenten parallel zur xy-Ebene durch die Eckspiegel 143b eines der Prismen 143 so zurückgestrahlt, dass die Komponenten zu den ursprünglichen Richtungen zurückkehren. Daher wird bei dieser Ausführungsform, wie als ein Projektionsbild 1101 dargestellt, ein auf der Bildanzeigevorrichtung 11 angezeigtes Bild an einen Ort projiziert, der in y-Richtung ungefähr identisch ist wie der Ort der Bildanzeigevorrichtung 11.
Im Gegensatz dazu wird auch bei dieser Ausführungsform der Winkel zwischen einer Reflexionsfläche jedes Prismas 143 und der Streufläche 14b der Lichtleiterplatte 14 so gewählt, dass er umso größer ist, je weiter das Prisma 143 von der Einfallsfläche 14a entfernt ist. Daher kann der Betrachter ein auf der Bildanzeigevorrichtung 11 angezeigtes und durch die Lichtleiterplatte 14 mitten in die Luft projiziertes Bild von einem Standpunkt aus auf einer Seite betrachten, die näher an der Bildanzeigevorrichtung 11 bezüglich der Einfallsfläche 14a ist.
Es ist zu beachten, dass jedes auf der Lichtleiterplatte 14 gebildete Prisma und das rückstrahlende Element mit einer rückstrahlenden Funktion separat gebildet sein können. 12 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm einer Anzeigevorrichtung gemäß dieser Modifikation. Die in 12 dargestellte Anzeigevorrichtung 8 unterscheidet sich von der Anzeigevorrichtung 2 insofern, als die Anzeigevorrichtung 8 die Abbildungslinse 12 nicht enthält, sondern eine Eckreflektorplatte 19 umfasst, die an einer Vorderseite bezüglich der Austrittsfläche 14c der Lichtleiterplatte 14 angeordnet ist. Nachstehend wird der obige Punkt der Unterscheidung beschrieben.
Die Eckreflektorplatte 19 ist ein Beispiel einer Rückstrahlungseinheit und umfasst eine Mehrzahl von Eckreflektoren 191, die in einem Feld angeordnet sind. Jeder Eckreflektor 191 strahlt einfallendes Licht bezüglich der xy-Ebene zurück. Daher wird bei der Anzeigevorrichtung 8 von der Bildanzeigevorrichtung 11 emittiertes und in die Lichtleiterplatte 14 eintretendes Licht durch ein Prisma 141 reflektiert und wird von der Austrittsfläche 14c emittiert. Dann wird das Licht durch einen der Eckreflektoren 191 zur Einfallsfläche 14a zurückgestrahlt. Daher wird auch bei der Anzeigevorrichtung 8, ähnlich wie bei der Anzeigevorrichtung 7, ein auf der Bildanzeigevorrichtung 11 angezeigtes Bild an einen Ort projiziert, der in y-Richtung ungefähr identisch ist wie der Ort der Bildanzeigevorrichtung 11. Es ist zu beachten, dass auch im Fall der Verwendung der Eckreflektorplatte 19 eine Abbildungslinse, die Lichtstrahlen von der Bildanzeigevorrichtung 11 in der xy-Ebene konvergiert, zwischen der Bildanzeigevorrichtung 11 und der Lichtleiterplatte 14 angeordnet werden kann.
Gemäß einer weiteren Modifikation kann der Lichtleiterplatte 14 bewirken, dass innerhalb der Lichtleiterplatte 14 laufendes Licht von der Austrittsfläche 14c durch andere Mittel als ein Prisma emittiert wird.
13 ist eine schematische Seitenschnittansicht der Lichtleiterplatte 14 längs der y-Richtung gemäß dieser Modifikation. Bei dieser Modifikation umfasst die Lichtleiterplatte 14 eine Mehrzahl von Prismen 144, die in vorbestimmten Rasterabständen in y-Richtung auf der Austrittsfläche 14c angeordnet sind, anstatt der auf der Streufläche 14b gebildeten Prismen.
In der Modifikation ist jedes Prisma 144 als ein Vorsprung gebildet, der einen ungefähr dreieckigen Querschnitt aufweist, wobei der Vorsprung bezüglich der Austrittsfläche 14c zur Vorderseite hin vorspringt und sich in x-Richtung erstreckt. Daher wird, wenn von der Bildanzeigevorrichtung 11 emittiertes und durch eine Einfallsfläche 14a eintretendes Licht auf eines der Prismen 144 auftrifft, das Licht an einer Brechungsfläche gebrochen, die sich auf der Seite befindet, die von der Einfallsfläche 14a abgewandt ist, und zur Vorderseite emittiert.
Es ist zu beachten, dass auch bei diesem Beispiel der Winkel zwischen der Brechungsfläche jedes Prismas 144 und der Austrittsfläche 14c der Lichtleiterplatte 14 so gewählt ist, dass er umso größer ist, je weiter das Prisma 144 von der Einfallsfläche 14a entfernt ist. Daher kann der Betrachter ein Bild von einem vorbestimmten Standpunkt aus betrachten, wobei das Bild auf der Bildanzeigevorrichtung 11 angezeigt und durch die Lichtleiterplatte 14 mitten in die Luft projiziert wird.
Gemäß einer weiteren Modifikation kann der Lichtleiterplatte 14 mit einem Beugungsgitter anstatt der einzelnen Prismen gebildet sein. Die Beugungsgitter sind in vorbestimmten Rasterabständen in y-Richtung auf der Streufläche 14b gebildet. Das Beugungsgitter ändert die Richtung von reflektiertem Licht in einer Richtung, in der das Licht emittiert wird, ohne durch die Austrittsfläche 14c totalreflektiert zu werden. In diesem Fall umfasst jedes Beugungsgitter eine Mehrzahl von Nuten, die beispielsweise in y-Richtung angeordnet sind und sich in x-Richtung erstrecken. Der Rasterabstand zwischen den Nuten kann nach Maßgabe der Richtung der Lichtreflexion gewählt werden. Daher sind die Rasterabstände zwischen den Nuten der Beugungsgitter so gewählt, dass ein näher an der Einfallsfläche 14a befindliches Beugungsgitter Licht in eine Richtung werter weg von der Einfallsfläche 14a reflektiert. Somit kann der Betrachter ähnlich wie bei der Anzeigevorrichtung 2 ein Bild von einem vorbestimmten Standpunkt aus betrachten, wobei das Bild auf der Bildanzeigevorrichtung 11 angezeigt und mitten in die Luft projiziert wird.
Gemäß einer weiteren Modifikation kann eine Lichtleiterplatte 14 so in einer Keilform gebildet sein, dass die Dicke in z-Richtung mit zunehmendem Abstand in y-Richtung von einer Einfallsfläche 14a kleiner wird.
14 ist eine schematische Seitenschnittansicht der Lichtleiterplatte 14 längs der y-Richtung gemäß dieser Modifikation. Bei dieser Modifikation ist die Lichtleiterplatte 14 so geformt, dass die Dicke in z-Richtung mit zunehmender Entfernung von der Einfallsfläche 14a abnimmt. Die Lichtleiterplatte 14 ist so gestaltet, dass sich die Streufläche 14b mit zunehmendem Abstand von der Einfallsfläche 14a der Vorderseite annähert.
Bei dieser Modifikation wird, wenn von der Einfallsfläche 14a eintretendes Licht innerhalb der keilförmigen Lichtleiterplatte 14 läuft, der Reflexionswinkel bezüglich einer Austrittsfläche 14c allmählich größer. Daher wird Licht, das von einem weiter von der Einfallsfläche 14a entfernten Prisma 141 reflektiert wird, unter einem größeren Winkel bezüglich der Austrittsfläche 14c emittiert. Somit kann auch bei dieser Modifikation, ähnlich wie bei der Anzeigevorrichtung 2, der Betrachter ein Bild von dem vorbestimmten Standpunkt aus betrachten, wobei das Bild auf der Bildanzeigevorrichtung 11 angezeigt und mitten in die Luft projiziert wird. Außerdem kann bei dieser Modifikation die Anzeigevorrichtung abhängig vom Brechungsindex der Austrittsfläche 14c Licht einer Richtung weg von der Einfallsfläche 14a emittieren. Daher kann, wie als das Projektionsbild 1001 dargestellt, das auf der Bildanzeigevorrichtung 11 angezeigte Bild auf eine von der Einfallsfläche 14a abgewandte Seite mit einem relativ großen Winkel (beispielsweise 60 bis 90°) bezüglich der Austrittsfläche 14c projiziert werden.
Gemäß einer weiteren Modifikation kann die Einfallsfläche der Lichtleiterplatte so geformt sein, dass der Winkel zwischen der Einfallsfläche und der Austrittsfläche der Lichtleiterplatte kein rechter Winkel ist. Beispielsweise kann, wie in der ungeprüften japanischen Patentpublikation 2011-186332 offenbart, die Einfallsfläche in konischer Form ausgebildet sein. Alternativ kann die Einfallsfläche so gebildet sein, dass sie parallel zur Austrittsfläche oder zur Streufläche ist, und die Oberfläche der Lichtleiterplatte an einer von der Einfallsfläche abgewandten Fläche kann so geformt sein, dass der Winkel zwischen der Oberfläche und der Austrittsfläche oder der Streufläche 45° beträgt. Somit kann der Winkel zwischen der Bildanzeigevorrichtung und der Austrittsfläche der Lichtleiterplatte klein gemacht werden. Daher kann die Anzeigevorrichtung dünn hergestellt werden.
Außerdem kann bei einer anderen Modifikation der obigen einzelnen Ausführungsformen ein Lichtleiterelement, das Licht von der Bildanzeigevorrichtung 11 zu der Lichtleiterplatte 14 hin leitet, anstatt der Kollimierungslinse 13 verwendet werden.
15 ist eine Darstellung, die ein Beispiel der Anordnung der Bildanzeigevorrichtung, des Lichtleiterelements und der Lichtleiterplatte gemäß dieser Modifikation zeigt.
Bei dieser Modifikation sind eine Kollimierungslinse 131 und ein Lichtleiterelement 132 so angeordnet, dass von der Bildanzeigevorrichtung 11 emittierte Lichtstrahlen die Einfallsfläche 14a der Lichtleiterplatte 14 über die Kollimierungslinse 131 und das Lichtleiterelement 132 erreichen. Die Lichtstrahlen sind in der yz-Ebene parallel zueinander, wobei die Lichtstrahlen jeweils einen Winkel aufweisen, der zu einem Ort korrespondiert, von dem das Licht auf der Bildanzeigevorrichtung 11 emittiert wird. Die Lichtstrahlen sind auch in der xy-Ebene parallel zueinander. Es ist zu beachten, dass die Kollimierungslinse 131 und das Lichtleiterelement 132 ein weiteres Beispiel des Kollimierungselements sind. Außerdem bilden die Kollimierungslinse 131 und das Lichtleiterelement 132 zusammen mit der Bildanzeigevorrichtung 11 eine Bildprojektionseinheit.
Genauer gesagt ist das Lichtleiterelement 132 ein durchsichtiges Element, das in rechteckiger Parallelepiped-Form ausgebildet ist. Eine Oberfläche längs einer kürzeren Richtung ist als eine Einfallsfläche 132a ausgebildet. Außerdem ist eine Oberfläche längs der längeren Richtung des Lichtleiterelements 132 als eine Austrittsfläche 132c ausgebildet, aus der Licht emittiert wird, das von der Einfallsfläche 132a eintritt. Die von der Austrittsfläche 132c abgewandte Oberfläche ist als eine Streufläche 132b ausgebildet. Das Lichtleiterelement 132 ist vorzugsweise in folgender Weise ausgestaltet. Die Länge in der längeren Richtung des Lichtleiterelements 132 ist ungefähr gleich der Länge der Einfallsfläche 14a in der längeren Richtung, und die Dicke des Lichtleiterelements 132 in der yz-Ebene ist größer als die Dicke der Lichtleiterplatte 14 in der yz-Ebene. Somit kann das Lichtleiterelement 132 einen Lichtstrahl von der Bildanzeigevorrichtung 11 zur Lichtleiterplatte 14 leiten, wobei der Winkel des Lichtstrahls korrespondierend zu dem Ort auf der Anzeigefläche der Bildanzeigevorrichtung 11 in z-Richtung, von dem das Licht emittiert wird, beibehalten wird.
Außerdem ist das Lichtleiterelement 132 so angeordnet, dass die Austrittsfläche 132c des Lichtleiterelements 132 der Einfallsfläche 14a der Lichtleiterplatte 14 zugewandt ist. Außerdem ist die Bildanzeigevorrichtung 11 so angeordnet, dass die Bildanzeigevorrichtung 11 der Einfallsfläche 132a des Lichtleiterelements 132, mit der Kollimierungslinse 131 dazwischen, zugewandt ist, und sich an einem vorderen Brennpunkt der Kollimierungslinse 131 befindet. Das bedeutet, dass bei diesem Beispiel die Bildanzeigevorrichtung 11 so angeordnet ist, dass die Anzeigefläche der Bildanzeigevorrichtung 11 parallel zu der Richtung ist, die orthogonal zu der Einfallsfläche 14a der Lichtleiterplatte 14 ist. Daher kann bei dieser Modifikation die Bildanzeigevorrichtung klein hergestellt werden, und eine gesamte Anzeigevorrichtung wird klein hergestellt. Es ist zu beachten, dass auch bei dieser Modifikation die Einfallsfläche des Lichtleiterelements so ausgestaltet werden kann, dass der Winkel zwischen der Einfallsfläche und der Austrittsfläche des Lichtleiterelements ein Winkel ist, der kein rechter Winkel ist, beispielsweise ein spitzer Winkel. Außerdem können das Lichtleiterelement 132 und die Lichtleiterplatte 14 einstückig ausgebildet werden.
Von der Bildanzeigevorrichtung 11 emittierte Lichtstrahlen werden durch die Kollimierungslinse 131 unabhängig von den Richtungen der Lichtstrahlen kollimiert und treten über die Einfallsfläche 132a des Lichtleiterelements 132 in das Lichtleiterelement 132 ein. Das bedeutet, dass die von der Bildanzeigevorrichtung 11 emittierten Lichtstrahlen zu parallelen Lichtstrahlen werden, die in Richtungen nach Maßgabe des Anzeigeortes auf der Bildanzeigevorrichtung 11 orientiert sind. Dann laufen die kollimierten Lichtstrahlen weiter, wobei sie in dem Lichtleiterelement 132 totalreflektiert werden, und werden durch eine Mehrzahl von an der Streufläche 132b des Lichtleiterelements 132 angeordneten Prismen 133 zur Austrittsfläche 132c hin reflektiert.
Die Prismen 133 sind in einer Gitterform unter vorbestimmten Rasterabständen (beispielsweise 1 mm) längs der x-Richtung, d. h. der längeren Richtung der Einfallsfläche 14a der Lichtleiterplatte 14, angeordnet. Beispielsweise ist jedes Prisma 133 als eine Nut ausgebildet, die einen ungefähr dreieckigen Querschnitt aufweist, wobei sich die Nut längs der z-Richtung erstreckt und eine vorbestimmte Breite (beispielsweise 10 μm) in x-Richtung aufweist. Jedes Prisma 133 weist eine Reflexionsfläche auf, die einen vorbestimmten Winkel β bezüglich der Streufläche 132b bildet und der Einfallsfläche 132a zugewandt ist. Es ist zu beachten, dass der vorbestimmte Winkel β auf einen Winkel eingestellt wird, der es erlaubt, dass von der Bildanzeigevorrichtung 11 in das Lichtleiterelement 132 eintretendes Licht totalreflektiert und zur Austrittsfläche 132c hin gerichtet wird. Der Winkel fällt beispielsweise in den Bereich von 37 bis 45° bezüglich der Streufläche 132b. Es ist zu beachten, dass die Prismen 133 so ausgebildet sind, dass der Winkel β umso größer ist, je weiter das Prisma 133 von der Einfallsfläche 132a entfernt ist, um Lichtstrahlen, die in einer identischen Richtung in der xy-Ebene orientiert sind, auf einen Punkt auf einer vorbestimmten Abbildungsebene zu konvergieren. Daher werden, ähnlich wie bei den obigen jeweiligen Ausführungsformen, von dem Lichtleiterelement 132 emittierte Lichtstrahlen bezüglich der kürzeren Richtung der Einfallsfläche 14a (das heißt der Dickenrichtung) der Lichtleiterplatte 14 kollimiert und bezüglich der längeren Richtung der Einfallsfläche 14a konvergiert. Daher kann, ähnlich wie bei der Anzeigevorrichtung gemäß den jeweiligen obigen Ausführungsformen, die Anzeigevorrichtung das auf der Bildanzeigevorrichtung 11 angezeigte Bild mitten in die Luft projizieren.
Es ist zu beachten, dass sowohl die Kollimierungslinse 131 als auch das Lichtleiterelement 132 beispielsweise durch Gießen eines für sichtbares Licht durchsichtigen Materials, beispielsweise eines Harzes wie Polymethylmethacrylat (PMMA), Polycarbonat oder Cycloolefinpolymer, gebildet werden können.
Es ist zu beachten, dass eine zylindrische Linse mit positiver Brechkraft in der längeren Richtung der Einfallsfläche 14a zwischen der Austrittsfläche 132c des Lichtleiterelements 132 und der Einfallsfläche 14a der Lichtleiterplatte 14 angeordnet werden kann. In diesem Fall können, da Lichtstrahlen von der Bildanzeigevorrichtung 11 durch die zylindrische Linse bezüglich der längeren Richtung der Einfallsfläche 14a konvergiert werden, Winkel der Reflexionsflächen der Prismen 133 des Lichtleiterelements 132 identisch zueinander sein. Alternativ können in einem Fall, in dem jedes Prisma der Lichtleiterplatte 14 als ein konkaver Spiegel gemäß Darstellung in 10 ausgebildet ist oder jedes Prisma der Lichtleiterplatte 14 als ein Eckspiegel gemäß Darstellung in 11 ausgebildet ist, Winkel der Reflexionsflächen der Prismen 133 des Lichtleiterelements 132 identisch zueinander sein. Alternativ kann, wie bei der in 14 dargestellten Modifikation der Lichtleiterplatte 14, das Lichtleiterelement 132 in einer Keilform so gebildet sein, dass die Dicke zwischen der Streufläche 132b und der Austrittsfläche 132c des Lichtleiterelements mit zunehmendem Abstand von der Einfallsfläche 132a abnimmt. Das Lichtleiterelement 132 kann so angeordnet sein, dass mit zunehmendem Abstand von der Einfallsfläche 132a sich die Streufläche 132b an die Einfallsfläche 14a der Lichtleiterplatte 14 annähert. In diesem Fall kann jedes Prisma an der Austrittsfläche 132c gebildet sein.
Außerdem kann bei den jeweiligen obigen Ausführungsformen oder Modifikationen, als weiteres Beispiel der Bildprojektionseinheit, eine Hologrammfolie anstatt der Bildanzeigevorrichtung 11 und der Kollimierungslinse 13 (oder der Kollimierungslinse 131 und dem Lichtleiterelement 132) verwendet werden. Die Hologrammfolie umfasst eine Anzeigefläche, auf der ein Hologramm in einem vorbestimmten Bereich angezeigt wird, das ein zu projizierendes Bild repräsentiert. Die Hologrammfolie kann so angeordnet sein, dass sie der Einfallsfläche 14a der Lichtleiterplatte 14, mit der Abbildungslinse 12 dazwischen, zugewandt ist. Auch in diesem Fall kann, wenn die Hologrammfolie beispielsweise von der Rückseite beleuchtet ist, die Hologrammfolie parallele Lichtstrahlen erzeugen, die unterschiedliche Richtungen nach Maßgabe der Orte der jeweiligen Punkte auf dem zu projizierenden Bild aufweisen. Daher kann auch in diesem Fall die Anzeigevorrichtung ähnlich wie bei den einzelnen obigen Ausführungsformen ein Bild mitten in die Luft projizieren.
Außerdem kann bei einer anderen Modifikation der obigen jeweiligen Ausführungsformen die Bildanzeigevorrichtung 11 näher an der Abbildungslinse 12 angeordnet werden, als es der Brennpunkt der Abbildungslinse 12 ist. In diesem Fall kann der Betrachter ein virtuelles Bild des im Anzeigebereich der Bildanzeigevorrichtung 11 angezeigten Bilds betrachten. Das virtuelle Bild scheint sich an der Rückseite der Lichtleiterplatte 14 zu befinden. Es ist zu beachten, dass insbesondere in einem Fall, in dem der Abstand zwischen dem virtuellen Bild und der Lichtleiterplatte 14 klein ist, beispielsweise in einem Fall, in dem der obige Abstand kürzer ist als der Abstand zwischen der Bildanzeigevorrichtung 11 und der Abbildungslinse 12, die Abbildungslinse 12 eine konkave Linse sein kann.
Außerdem kann, um das virtuelle Bild des in dem Anzeigebereich der Bildanzeigevorrichtung 11 angezeigten Bilds anzuzeigen, wobei sich das virtuelle Bild an der Rückseite der Lichtleiterplatte 14 zu befinden scheint, die Abbildungslinse 12 weggelassen werden. In diesem Fall kann die Bildanzeigevorrichtung 11 an einem Ort angeordnet werden, der von der Einfallsfläche 14a der Lichtleiterplatte 14 einen Abstand aufweist, der einem wie folgt gewonnenen Wert entspricht. Der Abstand zwischen einem Ort der Lichtemission auf der Lichtleiterplatte 14 und der Einfallsfläche 14a der Lichtleiterplatte 14 wird durch ein Produkt aus einem Brechungsindex der Lichtleiterplatte 14 und einem Kosinus des Winkels zwischen dem in der Lichtleiterplatte 14 laufenden Licht und der Austrittsfläche 14c dividiert. Der gewonnene Wert wird von dem Abstand zwischen dem virtuellen Bild und der Lichtleiterplatte 14 subtrahiert, um den obigen Wert zu gewinnen. Es ist zu beachten, dass in dem Fall der Verwendung der Schlitze 151, wie bei der ersten Ausführungsform, der Ort jedes Schlitzes 151 in der Richtung orthogonal zur Einfallsfläche 14a nach Maßgabe des Ortes des anzuzeigenden virtuellen Bilds bestimmt werden kann. In ähnlicher Weise kann in dem Fall des Einstellens des Winkels α der Reflexionsfläche der einzelnen Prismen 141 nach Maßgabe des Ortes eines zu bildenden Bildes, wie bei der zweiten Ausführungsform, der Winkel α der Reflexionsfläche jedes Prismas 141 nach Maßgabe des Ortes des anzuzeigenden virtuellen Bilds eingestellt werden. D. h., je weiter das Prisma 141 von der Einfallsfläche 14a entfernt ist, desto kleiner ist der Winkel α der Reflexionsfläche des Prismas 141.
Außerdem kann bei einer anderen Modifikation der obigen jeweiligen Ausführungsformen die Anzeigevorrichtung eine Mehrzahl von Bildanzeigevorrichtungen 11 umfassen. Beispielsweise sind die Bildanzeigevorrichtungen 11 an verschiedenen Orten angeordnet. Außerdem können die Bildanzeigevorrichtungen 11 so angeordnet sein, dass sich Richtungen der Bildanzeigevorrichtungen 11 bezüglich der Einfallsfläche 14a der Lichtleiterplatte 14 voneinander unterscheiden. Außerdem können die Bildanzeigevorrichtungen 11 identische Bilder anzeigen oder unterschiedliche Bilder anzeigen. Daher werden auf den Bildanzeigevorrichtungen 11 angezeigte Bilder an unterschiedliche Orte projiziert. Daher kann die Anzeigevorrichtung eine Mehrzahl von unterschiedlichen Bildern gleichzeitig an verschiedene Orte projizieren.
Außerdem muss bei den obigen einzelnen Ausführungsformen oder Modifikationen die Lichtleiterplatte 14 nicht in Form einer flachen Platte gebildet sein, sondern sie kann in einer Plattenform gebildet sein, bei der die Austrittsfläche 14c gekrümmt ist. Somit ist es beispielsweise möglich, die Lichtleiterplatte 14 längs eines Elementes anzuordnen, das mit einer gekrümmten Form gebildet ist, wie beispielsweise eine Windschutzscheibe eines Fahrzeugs. Daher wird der Freiheitsgrad bei der Anordnung der Anzeigevorrichtung verbessert.
Diese Anzeigevorrichtung kann für verschiedene Zwecke verwendet werden. Beispielsweise kann diese Anzeigevorrichtung für ein Head-up-Display oder ein digitales Beschilderungssystem verwendet werden.
Außerdem kann die Anzeigevorrichtung so angeordnet sein, dass die Austrittsfläche der Lichtleiterplatte an einer Bodenfläche, einer Wandfläche oder einer Deckenfläche angeordnet ist.
Wie beschrieben, können Fachleute verschiedene Änderungen gemäß einer Ausführungsform innerhalb des Schutzbereichs der vorliegenden Erfindung ausführen.
Bezugszeichenliste

1 bis 8: Anzeigevorrichtung
11: Bildanzeigevorrichtung
111, 112: Teilbereich
12: Abbildungslinse
121: Teilzylinderlinse
13: Kollimierungslinse
131: Kollimierungslinse
132: Lichtleiterelement
132a: Einfallsfläche
132c: Streufläche
132c: Austrittsfläche
133: Prisma
14: Lichtleiterplatte
14a: Einfallsfläche
14b: Streufläche
14c: Austrittsfläche
141 bis 144: Prisma
15: Maske
151: Schlitz
152: Streuelement
16: Prismentafel
161: Prisma
17-1 bis 17-n: Projektor
18: Mikrolinsenanordnung
181: Mikrolinse
19: Eckreflektorplatte
191: Eckreflektor

Claims

Anzeigevorrichtung, umfassend: eine Bildprojektionseinheit, die eine Anzeigefläche aufweist, wobei die Bildprojektionseinheit zum Anzeigen eines zu projizierenden Bildes auf einem vorbestimmten Bereich der Anzeigefläche konfiguriert ist; eine Lichtleiterplatte, die aus einem durchsichtigen Element gebildet ist und eine Plattenform aufweist, wobei die Lichtleiterplatte eine Einfallsfläche, die der Bildprojektionseinheit zugewandt ist, und eine Mehrzahl von Ablenkeinheiten aufweist, die in einer Ausbreitungsrichtung eines Lichtstrahls angeordnet ist, der von dem vorbestimmten Bereich der Bildprojektionseinheit emittiert wird und über die Einfallsfläche in die Lichtleiterplatte eintritt, wobei jede der Mehrzahl von Ablenkeinheiten konfiguriert ist zu bewirken, dass von Orten emittierte Lichtstrahlen oder in Richtungen emittierte Lichtstrahlen, wobei die Orte und die Richtungen sich in einer Richtung orthogonal zu einer längeren Richtung der Einfallsfläche in dem vorbestimmten Bereich der Bildprojektionseinheit unterscheiden, von einer Austrittsfläche emittiert werden, die eine Oberfläche der Lichtleiterplatte ist, unter Winkeln, die in der Ausbreitungsrichtung voneinander verschieden sind; und eine Maske, die so angeordnet ist, dass sie der Austrittsfläche der Lichtleiterplatte zugewandt ist, wobei die Maske konfiguriert ist, um von Lichtstrahlen, die von der Austrittsfläche über die einzelnen der Mehrzahl von Ablenkeinheiten emittiert wurden, einen Lichtstrahl abzuschirmen, der nicht ein Lichtstrahl ist, der zu einem vorbestimmten Standpunkt hin gerichtet ist, wobei die Bildprojektionseinheit von dem vorbestimmten Bereich emittierte Lichtstrahlen in der Richtung orthogonal zu der längeren Richtung der Einfallsfläche kollimiert.
Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Bildprojektionseinheit umfasst: eine Bildanzeigeeinheit, welche die Anzeigefläche aufweist, wobei die Bildanzeigeeinheit zum Anzeigen des Bildes auf dem vorbestimmten Bereich der Anzeigefläche konfiguriert ist; und ein Kollimierungselement, das zwischen der Bildanzeigeeinheit und der Einfallsfläche angeordnet ist, wobei das Kollimierungselement zum Kollimieren der von dem vorbestimmten Bereich auf der Bildanzeigeeinheit emittierten Lichtstrahlen in der Richtung orthogonal zu der längeren Richtung der Einfallsfläche konfiguriert ist.
Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, ferner umfassend eine Bilderzeugungseinheit, die zum Bilden eines Bildes der von dem vorbestimmten Bereich der Bildprojektionseinheit emittierten Lichtstrahlen an einem vorbestimmten Ort in einer Richtung parallel zu der längeren Richtung der Einfallsfläche konfiguriert ist.
Anzeigevorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Bilderzeugungseinheit eine zylindrische Linse ist, die zwischen der Bildprojektionseinheit und der Einfallsfläche angeordnet ist und eine positive Brechkraft in der längeren Richtung der Einfallsfläche aufweist.
Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Maske einen für jeden der Mehrzahl von Ablenkeinheiten vorgesehenen Schlitz aufweist, wobei der Schlitz konfiguriert ist, einem Lichtstrahl zu erlauben, den Schlitz zu durchlaufen, wobei der Lichtstrahl von jedem der Ablenkeinheiten zu dem vorbestimmten Standpunkt hin gerichtet wird.
Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Maske eine Streueinheit umfasst, die zum Streuen eines Lichtstrahls in einer Ebene konfiguriert ist, welche die Ausbreitungsrichtung und eine Normale auf die Austrittsfläche enthält, wobei der den Schlitz durchlaufende Lichtstrahl zu jedem der Mehrzahl von Ablenkeinheiten korrespondiert.
Anzeigevorrichtung, umfassend: eine Bildprojektionseinheit, die eine Anzeigefläche aufweist, wobei die Bildprojektionseinheit zum Anzeigen eines zu projizierenden Bildes auf einem vorbestimmten Bereich der Anzeigefläche konfiguriert ist; eine Lichtleiterplatte, die aus einem durchsichtigen Element gebildet ist und eine Plattenform aufweist, wobei die Lichtleiterplatte eine Einfallsfläche, die der Bildprojektionseinheit zugewandt ist, und eine Mehrzahl von Ablenkeinheiten aufweist, die in einer Ausbreitungsrichtung eines Lichtstrahls angeordnet ist, der von dem vorbestimmten Bereich der Bildprojektionseinheit emittiert wird, wo das Bild angezeigt wird, und über die Einfallsfläche in die Lichtleiterplatte eintritt, wobei jede der Mehrzahl von Ablenkeinheiten konfiguriert ist zu bewirken, dass von Orten emittierte Lichtstrahlen oder in Richtungen emittierte Lichtstrahlen, wobei die Orte und die Richtungen sich in einer Richtung orthogonal zu einer längeren Richtung der Einfallsfläche in dem vorbestimmten Bereich der Bildprojektionseinheit unterscheiden, von einer Austrittsfläche, die eine Oberfläche der Lichtleiterplatte ist, zu einem vorbestimmten Standpunkt hin emittiert werden; wobei die Bildprojektionseinheit von dem vorbestimmten Bereich emittierte Lichtstrahlen in der Richtung orthogonal zu der längeren Richtung der Einfallsfläche kollimiert.
Anzeigevorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Bildprojektionseinheit umfasst: eine Bildanzeigeeinheit, welche die Anzeigefläche aufweist, wobei die Bildanzeigeeinheit zum Anzeigen des Bildes auf dem vorbestimmten Bereich der Anzeigefläche konfiguriert ist; und ein Kollimierungselement, das zwischen der Bildanzeigeeinheit und der Einfallsfläche angeordnet ist, wobei das Kollimierungselement zum Kollimieren der von dem vorbestimmten Bereich auf der Bildanzeigeeinheit emittierten Lichtstrahlen in der Richtung orthogonal zu der längeren Richtung der Einfallsfläche konfiguriert ist.
Anzeigevorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, ferner umfassend eine Bilderzeugungseinheit, die zum Bilden eines Bildes der von dem vorbestimmten Bereich der Bildprojektionseinheit emittierten Lichtstrahlen an einem vorbestimmten Ort in einer Richtung parallel zu der längeren Richtung der Einfallsfläche konfiguriert ist.
Anzeigevorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Bilderzeugungseinheit eine zylindrische Linse ist, die zwischen der Bildprojektionseinheit und der Einfallsfläche angeordnet ist und eine positive Brechkraft in der längeren Richtung der Einfallsfläche aufweist.
Anzeigevorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Bilderzeugungseinheit eine Mehrzahl von Linsen umfasst, die zwischen der Bildprojektionseinheit und der Einfallsfläche angeordnet und längs der längeren Richtung der Einfallsfläche angeordnet ist, wobei jede der Mehrzahl von Linsen eine positive Brechkraft in der längeren Richtung der Einfallsfläche aufweist.
Anzeigevorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Bildprojektionseinheit in Teilbereichen des vorbestimmten Bereichs Bilder anzeigt, die ein identisches Subjekt in Betrachtungsrichtung von dem vorbestimmten Standpunkt repräsentieren, wobei die Teilbereiche zu jeweiligen der Mehrzahl von Linsen korrespondieren.
Anzeigevorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Bilderzeugungseinheit so angeordnet ist, dass sie der Austrittsfläche der Lichtleiterplatte zugewandt ist, und die Bilderzeugungseinheit einen Lichtstrahl in einer Ebene parallel zu der Austrittsfläche zurückstrahlt, wobei der Lichtstrahl von innerhalb der Lichtleiterplatte über die Austrittsfläche emittiert wird.
Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei jede der Mehrzahl von Ablenkeinheiten ein Prisma ist, das an einer von der Austrittsfläche abgewandten Fläche der Lichtleiterplatte vorgesehen ist und eine Reflexionsfläche aufweist, die zum Reflektieren eines sich innerhalb der Lichtleiterplatte zur Austrittsfläche hin ausbreitenden Lichtstrahls konfiguriert ist, und ein Winkel zwischen der Reflexionsfläche und der Austrittsfläche umso größer ist, je weiter die jeweilige der Ablenkeinheiten von der Einfallsfläche entfernt ist.
Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, ferner umfassend eine Linsenanordnung, die so angeordnet ist, dass sie der Austrittsfläche der Lichtleiterplatte zugewandt ist, wobei die Linsenanordnung für jede der Mehrzahl von Ablenkeinheiten umfasst: eine erste Linse, die an einem Ort vorgesehen ist, an dem ein Lichtstrahl durchläuft, wobei von Lichtstrahlen, die von dem vorbestimmten Bereich der Bildprojektionseinheit emittiert werden, der Lichtstrahl von einem ersten Teilbereich auf dem vorbestimmten Bereich der Bildprojektionseinheit emittiert wird, hinsichtlich seiner Richtung durch eine jeweilige der Mehrzahl von Ablenkeinheiten geändert und von der Austrittsfläche emittiert wird; und eine zweite Linse, die an einem Ort vorgesehen ist, an dem ein Lichtstrahl durchläuft, wobei der Lichtstrahl von einem zweiten Teilbereich auf dem vorbestimmten Bereich der Bildprojektionseinheit emittiert wird, wobei sich der zweite Teilbereich von dem ersten Teilbereich in der Richtung orthogonal zu der längeren Richtung der Einfallsfläche unterscheidet, wobei die erste Linse und die zweite Linse eine Brechkraft in einer Ebene aufweisen, welche die Ausbreitungsrichtung eines Lichtstrahls innerhalb der Lichtleiterplatte und eine Normale auf die Austrittsfläche enthält, so dass sich eine Abbildungsebene, die zu einem in dem ersten Teilbereich angezeigten Bild korrespondiert, und eine Abbildungsebene, die zu einem in dem zweiten Teilbereich angezeigten Bild korrespondiert, voneinander unterscheiden.
Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, ferner umfassend eine Prismenanordnung, die so angeordnet ist, dass sie der Austrittsfläche der Lichtleiterplatte zugewandt ist, wobei die Prismenanordnung für jede der Mehrzahl von Ablenkeinheiten umfasst: ein erstes Prisma, das an einem Ort vorgesehen ist, an dem ein Lichtstrahl durchläuft, wobei von Lichtstrahlen, die von dem vorbestimmten Bereich der Bildprojektionseinheit emittiert werden, der Lichtstrahl von einem ersten Teilbereich auf dem vorbestimmten Bereich der Bildprojektionseinheit emittiert wird, hinsichtlich seiner Richtung durch eine jeweilige der Mehrzahl von Ablenkeinheiten geändert und von der Austrittsfläche emittiert wird; und ein zweites Prisma, das an einem Ort vorgesehen ist, an dem ein Lichtstrahl durchläuft, wobei der Lichtstrahl von einem zweiten Teilbereich auf dem vorbestimmten Bereich der Bildprojektionseinheit emittiert wird, wobei sich der zweite Teilbereich von dem ersten Teilbereich in der Richtung orthogonal zu der längeren Richtung der Einfallsfläche unterscheidet, wobei eine Richtung einer Brechungsfläche des ersten Prismas und eine Richtung einer Brechungsfläche des zweiten Prismas so gewählt sind, dass sich eine Abbildungsebene, die zu einem auf dem ersten Teilbereich angezeigten Bild korrespondiert, und eine Abbildungsebene, die zu einem auf dem zweiten Teilbereich angezeigten Bild korrespondiert, voneinander unterscheiden.
Anzeigevorrichtung, umfassend: eine Bildprojektionseinheit, die eine Anzeigefläche aufweist, wobei die Bildprojektionseinheit zum Anzeigen eines zu projizierenden Bildes auf einem vorbestimmten Bereich der Anzeigefläche konfiguriert ist; eine Lichtleiterplatte, die aus einem durchsichtigen Element gebildet ist und eine Plattenform aufweist, wobei die Lichtleiterplatte eine Einfallsfläche, die der Bildprojektionseinheit zugewandt ist, und eine Mehrzahl von Ablenkeinheiten aufweist, die in einer Ausbreitungsrichtung eines Lichtstrahls angeordnet ist, der von dem vorbestimmten Bereich der Bildprojektionseinheit emittiert wird und über die Einfallsfläche in die Lichtleiterplatte eintritt, wobei jede der Mehrzahl von Ablenkeinheiten konfiguriert Ist zu bewirken, dass von Orten emittierte Lichtstrahlen oder in Richtungen emittierte Lichtstrahlen, wobei die Orte und die Richtungen sich in einer Richtung orthogonal zu einer längeren Richtung der Einfallsfläche in dem vorbestimmten Bereich der Bildprojektionseinheit unterscheiden, von einer Austrittsfläche, die eine Oberfläche der Lichtleiterplatte ist, zu einem vorbestimmten Standpunkt hin emittiert werden, und wobei jede der Mehrzahl von Ablenkeinheiten zum Konvergieren von vom vorbestimmten Bereich der Bildprojektionseinheit emittierten Lichtstrahlen in einer Richtung parallel zu der längeren Richtung der Einfallsfläche und zum Bilden eines Bildes der Lichtstrahlen an einem vorbestimmten Ort konfiguriert ist; wobei die Bildprojektionseinheit von dem vorbestimmten Bereich emittierte Lichtstrahlen in der Richtung orthogonal zu der längeren Richtung der Einfallsfläche kollimiert.
Anzeigevorrichtung nach Anspruch 17, wobei die Bildprojektionseinheit umfasst: eine Bildanzeigeeinheit, welche die Anzeigefläche aufweist, wobei die Bildanzeigeeinheit zum Anzeigen des Bildes auf dem vorbestimmten Bereich der Anzeigefläche konfiguriert ist; und ein Kollimierungselement, das zwischen der Bildanzeigeeinheit und der Einfallsfläche angeordnet ist, wobei das Kollimierungselement zum Kollimieren der von dem vorbestimmten Bereich auf der Bildanzeigeeinheit, auf dem das Bild angezeigt wird, emittierten Lichtstrahlen in der Richtung orthogonal zu der längeren Richtung der Einfallsfläche konfiguriert ist.
Anzeigevorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, wobei jede der Mehrzahl von Ablenkeinheiten ein Prisma ist, das an einer von der Austrittsfläche abgewandten Fläche der Lichtleiterplatte vorgesehen ist, wobei das Prisma eine Reflexionsfläche aufweist, die konkav bezüglich der Einfallsfläche ist, wobei die Reflexionsfläche zum Reflektieren eines sich innerhalb der Lichtleiterplatte ausbreitenden Lichtstrahls zur Austrittsfläche hin konfiguriert ist.
Anzeigevorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, wobei jede der Mehrzahl von Ablenkeinheiten ein Prisma ist, das an einer von der Austrittsfläche abgewandten Fläche der Lichtleiterplatte vorgesehen ist, wobei das Prisma eine Reflexionsfläche aufweist, welche die Form eines Eckspiegels aufweist, wobei die Reflexionsfläche zum Reflektieren eines sich innerhalb der Lichtleiterplatte ausbreitenden Lichtstrahls zur Austrittsfläche hin und zum Zurückstrahlen eines sich innerhalb der Lichtleiterplatte ausbreitenden Lichtstrahls in einer Ebene parallel zur Austrittsfläche konfiguriert ist.