DE112017007264B4

DE112017007264B4 - Optische Vorrichtung und Anzeigevorrichtung

Info

Publication number: DE112017007264B4
Application number: DE112017007264.6T
Authority: DE
Inventors: Yuji Hirose; Yutaka Okayasu; Keiichiro Tanaka; Yoshimasa Osumi; Yasuhiro Tanoue; Mitsuru Okuda
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2017-03-14
Filing date: 2017-11-21
Publication date: 2023-01-05
Anticipated expiration: 2037-11-22
Also published as: WO2018168087A1; DE112017007264T5; CN109844613A; US11340472B2; CN109844613B; US20210337180A1; JP6669106B2; JP2018151556A

Abstract

Optische Vorrichtung, umfassend:eine Lichtleiterplatte (20), die eingerichtet ist, um einfallendes Licht zu leiten und das Licht aus einer Austrittsoberfläche (21) auszustrahlen,wobei die Lichtleiterplatte (20) mehrere Strahlengang ändernde Einheiten (31a, 31b, 31c) enthält, die jeweils eingerichtet sind, um einen Strahlengang des in der Lichtleiterplatte (20) geleiteten Lichts zu ändern und das Licht aus der Austrittsoberfläche (21) auszustrahlen,wobei die optische Vorrichtung bewirkt, dass ein Betrachter das in dem Strahlengang durch jede der Strahlengang ändernden Einheiten (31a, 31b, 31c) geänderte und aus der Austrittsoberfläche (21) ausgestrahlte Licht als ein stereoskopisches Modell (I1, I1a, I1b) erkennt,wobei, wenn vier Quadranten für jede der Strahlengang ändernden Einheiten (31a, 31b, 31c) spezifiziert sind, die vier Quadranten eine Position der Strahlengang ändernden Einheiten (31a, 31b, 31c) in einer Draufsicht aus einer Richtung senkrecht zu einer Austrittsoberfläche (21) als Ursprung annehmen, die vier Quadranten mithilfe von zwei geraden Linien, die senkrecht zueinander sind und in einem Winkel von 45° in Bezug auf eine Richtung geneigt sind, in der das einfallende Licht auf der Strahlengang ändernden Einheit (31a, 31b, 31c) einfällt, geteilt werden, das Licht, dessen Strahlengang durch die Strahlengang ändernde Einheit (31a, 31b, 31c) geändert wurde, auf einen Quadranten ausgestrahlt wird, der neben einem Quadranten liegt, auf den einfallendes Licht einfällt.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine optische Vorrichtung und eine Anzeigevorrichtung, die ein stereoskopisches Bild anzeigt.
STAND DER TECHNIK
Als eine optische Vorrichtung zum Anzeigen eines stereoskopischen Bildes ist bislang zum Beispiel eine Bildanzeigevorrichtung bekannt, die in Patentdokument 1 offenbart wird.
Die in Patentdokument 1 offenbarte Bildanzeigevorrichtung enthält: eine Lichtleiterplatte; eine an einem Ende der Lichtleiterplatte bereitgestellte Lichtquelle; ein erstes Anzeigemuster mit mehreren ersten Prismen, ausgebildet auf der hinteren Oberfläche der Lichtleiterplatte; und ein zweites Anzeigemuster mit mehreren zweiten Prismen, ausgebildet auf der hinteren Oberfläche der Lichtleiterplatte. Das erste Anzeigemuster bildet mit den mehreren ersten Prismen ein erstes Bild auf der vorderen Oberfläche der Lichtleiterplatte aus und das zweite Anzeigemuster bildet mit den mehreren zweiten Prismen das zweite Bild auf der vorderen Oberfläche der Lichtleiterplatte aus.
Mit dieser Konfiguration ist es durch angemessenes Einstellen der Formen (im Wesentlichen der Reflexionsoberflächen) der ersten Prismen und der zweiten Prismen der jeweiligen Anzeigemuster zum Beispiel möglich, ein erstes Bild für das rechte Auge des Betrachters zum visuellen Erkennen und ein zweites Bild für das linke Auge des Betrachters zum visuellen Erkennen zu erzeugen. Dies ermöglicht es, zu bewirken, dass der Betrachter ein stereoskopisches Bild in einem natürlichen Zustand erkennt, ohne dass der Betrachter eine unnatürliche Bewegung zum Zusammenführen ausführen muss.
DOKUMENT FÜR DEN STAND DER TECHNIK
PATENTDOKUMENT
Patentdokument 1: Japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung JP 2012 - 118 378 A (veröffentlicht am 21. Juni 2012).
Die Druckschriften WO 2017 / 017 982 A1 und WO 2017 / 017 981 A1 offenbaren jeweils eine stereoskopische Vorrichtung mit einer Lichtleiterplatte und auf der Lichtleiterplatte angeordneten Einheiten zum Ändern des Strahlengangs.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDE AUFGABEN
Allerdings erscheint in der in Patentdokument 1 beschriebenen Bildanzeigevorrichtung das stereoskopische Bild verzerrt, wenn ein Betrachter ein stereoskopisches Bild aus einem Winkel betrachtet, bei dem es sich um einen hohen Winkel (z. B. 45° oder mehr) in Bezug auf die Richtung senkrecht zu der vorderen Oberfläche der Lichtleiterplatte handelt.
Der Grund dafür ist wie folgt. Wie in 21(a) und 21(b) veranschaulicht beträgt nämlich, wenn ein Austrittswinkel von Licht in Bezug auf die Richtung senkrecht zu der Austrittsoberfläche der Lichtleiterplatte γ ist, die Ausbreitungsempfindlichkeit für die Form des stereoskopischen Bilds in einem Austrittswinkel γ von 30° etwa 1, was klein ist. Bei einem Austrittswinkel γ von 75° beträgt die Ausbreitungsempfindlichkeit für das stereoskopische Bild etwa 19, was groß ist. Die Ausbreitungsempfindlichkeit für die Form des stereoskopischen Bilds steigt ab einem Ausbreitungswinkel γ von 60° schlagartig an. Demnach weist ein Formfehler großen Einfluss auf Unschärfe in einem hohen Betrachtungswinkelabschnitt bei einem Austrittswinkel γ von wenigstens 60° auf. Hierbei steht die Ausbreitungsempfindlichkeit für ein Verhältnis eines Änderungsbetrags eines Austrittswinkels zu dem Zeitpunkt, zu dem ein Lichtleiterwinkel von in jeder Richtung ausgestrahltem Licht sich um einen geringen Betrag in der Lichtleiterplatte ändert, zu einem Änderungsbetrag des Austrittswinkels zu dem Zeitpunkt, zu dem ein Lichtleiterwinkel von ausgestrahltem Licht sich in der Richtung 0°, wobei es sich um die Richtung senkrecht zu der Austrittsoberfläche handelt, um einen geringen Betrag in der Lichtleiterplatte ändert. Es wird angenommen, dass, wenn der Austrittswinkel 0° ist, die Ausbreitungsempfindlichkeit 1 ist.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine optische Vorrichtung zu erzielen, die bewirken kann, dass ein Betrachter selbst dann ein unverzerrtes stereoskopisches Bild erkennt, wenn der Betrachter ein stereoskopisches Bild aus einem Winkel betrachtet, der in Bezug auf eine Richtung senkrecht zu der vorderen Oberfläche einer Lichtleiterplatte ein hoher Winkel ist.
MITTEL ZUM LÖSEN DER AUFGABE
Um die obige Aufgabe zu lösen, ist eine optische Vorrichtung nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung mit einer Lichtleiterplatte versehen, die eingerichtet ist, um einfallendes Licht zu leiten und das Licht aus einer Austrittsoberfläche auszustrahlen. Die Lichtleiterplatte enthält mehrere Strahlengang ändernde Einheiten, die jeweils eingerichtet sind, um einen Strahlengang des in der Lichtleiterplatte geleiteten Lichts zu ändern und das Licht aus der Austrittsoberfläche auszustrahlen, und die Vorrichtung bewirkt, dass ein Betrachter das im Strahlengang durch jede der Strahlengang ändernden Einheiten geänderte und aus der Austrittsoberfläche ausgestrahlte Licht als ein stereoskopisches Modell erkennt. Wenn vier Quadranten für jede der Strahlengang ändernden Einheiten spezifiziert sind, nehmen die vier Quadranten eine Position der Strahlengang ändernden Einheiten in einer Draufsicht aus einer Richtung senkrecht zu einer Austrittsoberfläche als Ursprung an, die vier Quadranten mithilfe von zwei geraden Linien, die senkrecht zueinander sind und in einem Winkel von 45° in Bezug auf eine Richtung geneigt sind, in der einfallendes Licht auf der Strahlengang ändernden Einheit einfällt, geteilt werden, das Licht, dessen Strahlengang durch die Strahlengang ändernde Einheit geändert wurde, auf einen Quadranten ausgestrahlt wird, der neben einem Quadranten liegt, auf den einfallendes Licht einfällt.
WIRKUNG DER ERFINDUNG
Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es möglich, zu bewirken, dass ein Betrachter selbst dann ein unverzerrtes stereoskopisches Bild erkennt, wenn der Betrachter ein stereoskopisches Bild aus einem Winkel betrachtet, der in Bezug auf eine Richtung senkrecht zu der vorderen Oberfläche einer Lichtleiterplatte ein hoher Winkel ist.
Figurenliste

1 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Konfiguration einer Anzeigevorrichtung nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
2(a) bis 2(c) veranschaulichen einen Zustand, in dem die Anzeigevorrichtung an einer Wand befestigt ist, 2(a) ist eine Ansicht der Anzeigevorrichtung, von links betrachtet, 2(b) ist eine Ansicht der Anzeigevorrichtung, von vorn betrachtet, und 2(c) ist eine Ansicht der Anzeigevorrichtung, von oben betrachtet.
3 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Konfiguration einer ersten stereoskopischen Bildanzeigevorrichtung veranschaulicht, die in der Anzeigevorrichtung bereitgestellt ist.
4 ist eine Schnittansicht der ersten stereoskopischen Bildanzeigevorrichtung entlang einer Schnittlinie senkrecht zu der Austrittsoberfläche durch eine Lichtquelle.
5 ist eine Draufsicht, die die Konfiguration der ersten stereoskopischen Bildanzeigevorrichtung veranschaulicht.
6(a) ist eine perspektivische Ansicht, die eine Struktur eines Reflektors veranschaulicht, der in der ersten stereoskopischen Bildanzeigevorrichtung enthalten ist, und 6(b) bis 6(d) sind perspektivische Ansichten, die jeweils eine Struktur eines modifizierten Beispiels des Reflektors veranschaulichen.
7 ist eine perspektivische Ansicht der Anordnung von Reflektoren, ausgebildet auf einer Lichtleiterplatte in der ersten stereoskopischen Bildanzeigevorrichtung.
8(a) ist eine perspektivische Ansicht, die veranschaulicht, wie die erste stereoskopische Bildanzeigevorrichtung im Raum ein stereoskopisches Bild für die Seite des geringen Betrachtungswinkels und ein stereoskopisches Bild für die Seite des hohen Betrachtungswinkels ausbildet, und 8(b) ist eine Schnittansicht in einer Richtung, in der die Reflektoren angeordnet sind, die veranschaulicht, wie die erste stereoskopische Bildanzeigevorrichtung in dem Raum das stereoskopische Bild für die Seite des geringen Betrachtungswinkels und das stereoskopische Bild für die Seite des hohen Betrachtungswinkels ausbildet.
9 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Verfahren zum Ausbilden eines stereoskopischen Bilds durch die stereoskopische Bildanzeigevorrichtung veranschaulicht.
10 ist eine Ansicht zum Erläutern einer Austrittsrichtung von Licht, reflektiert durch den Reflektor und ausgestrahlt von der Austrittsoberfläche.
11 (a) ist eine Draufsicht, die einen Bereich veranschaulicht, in dem ein Betrachter ein durch die erste stereoskopische Bildanzeigevorrichtung ausgebildetes stereoskopisches Bild visuell erkennen kann, und 11 (b) ist eine Draufsicht, die einen Bereich veranschaulicht, in dem der Betrachter ein durch eine zweite in der Anzeigevorrichtung bereitgestellte stereoskopische Bildanzeigevorrichtung ausgebildetes stereoskopisches Bild visuell erkennen kann.
12 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Konfiguration einer 2D-Bildanzeigevorrichtung veranschaulicht, die in der Anzeigevorrichtung bereitgestellt ist.
13 ist eine Schnittansicht der 2D-Bildanzeigevorrichtung, geschnitten entlang einer Ebene parallel zu einer XY-Ebene.
14 ist eine Draufsicht, die die Konfiguration der ersten 2D-Bildanzeigevorrichtung veranschaulicht.
15 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Konfiguration einer Anzeigevorrichtung nach einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
16 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Konfiguration der ersten stereoskopischen Bildanzeigevorrichtung veranschaulicht, die in der Anzeigevorrichtung bereitgestellt ist.
17 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Verfahren zum Ausbilden eines stereoskopischen Bilds durch die erste stereoskopische Bildanzeigevorrichtung veranschaulicht.
18 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Konfiguration einer Anzeigevorrichtung nach einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
19 ist eine perspektivische Ansicht, die die Konfiguration der ersten stereoskopischen Bildanzeigevorrichtung veranschaulicht, die in der Anzeigevorrichtung bereitgestellt ist.
20 ist eine perspektivische Ansicht, die die Struktur des Reflektors in der ersten stereoskopischen Bildanzeigevorrichtung veranschaulicht.
21 (a) und 21 (b) sind Diagramme, die den Grund erläutern, warum die Sichtbarkeit eines stereoskopischen Bilds in einem hohen Betrachtungswinkel verschlechtert wird.

AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG
[Erste Ausführungsform]
Eine Anzeigevorrichtung 1A in einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf 1 bis 14 ausführlich beschrieben.
(Konfiguration von Anzeigevorrichtung 1A)
1 ist eine perspektivische Ansicht, die die äußere Erscheinungsform der Anzeigevorrichtung 1A veranschaulicht. Im Folgenden wird eine Beschreibung bereitgestellt, in der eine Richtung +X in 1 als die Richtung nach vorn, eine Richtung -X als die Richtung nach hinten, eine Richtung +Y als die Richtung nach rechts, eine Richtung -Y als die Richtung nach links, eine Richtung +Z als die Richtung nach oben und eine Richtung -Z als die Richtung nach unten angenommen werden.
Wie in 1 veranschaulicht, enthält die Vorrichtung 1A eine erste stereoskopische Bildanzeigevorrichtung (optische Vorrichtung) 2, eine zweite stereoskopische Bildanzeigevorrichtung (optische Vorrichtung) 3 und eine 2D-Bildanzeigevorrichtung 4. Die erste stereoskopische Bildanzeigevorrichtung 2, die zweite stereoskopische Bildanzeigevorrichtung 3 und die 2D-Bildanzeigevorrichtung 4 weisen in einer Richtung parallel zu einer YZ-Ebene im Wesentlichen dieselbe Größe auf, und die erste stereoskopische Bildanzeigevorrichtung 2, die zweite stereoskopische Bildanzeigevorrichtung 3 und die 2D-Bildanzeigevorrichtung 4 sind in dieser Reihenfolge von vorne aus aufeinander gestapelt angeordnet und in einem Gehäuse (nicht veranschaulicht) aufgenommen.
2(a) bis 2(c) veranschaulichen einen Zustand in dem die Anzeigevorrichtung 1A an einer Wand befestigt ist. 2(a) ist eine Ansicht der Anzeigevorrichtung 1A, von links betrachtet, 2(b) ist eine Ansicht der Anzeigevorrichtung 1A, von vorn betrachtet, und 2(c) ist eine Ansicht der Anzeigevorrichtung 1A, von oben betrachtet.
Wie in 2(a) bis 2(c) veranschaulicht, ist die Anzeigevorrichtung 1A zum Beispiel an einem oberen Abschnitt einer Korridorwand in einem Hotel, einem Handelsunternehmen oder Ähnlichem befestigt. Wie in 2(b) veranschaulicht, zeigen in der Anzeigevorrichtung 1A die erste stereoskopische Bildanzeigevorrichtung 2 und die zweite stereoskopische Bildanzeigevorrichtung 3 ein stereoskopisches Bild (stereoskopisches Modell) I1 (in der vorliegenden Ausführungsform einen Buchstaben „A“) vorn an der Anzeigevorrichtung 1A an. Ferner zeigt in der Anzeigevorrichtung 1A die 2D-Bildanzeigevorrichtung 4 ein zweidimensionales Bild I2 (in der vorliegenden Ausführungsform einen Buchstaben „B“) vorn an der Anzeigevorrichtung 1A an. Genauer gesagt zeigt die erste stereoskopische Bildanzeigevorrichtung 2 ein stereoskopisches Bild (stereoskopisches Modell) I1a an, das visuell durch einen Betrachter O1 im Bereich unterhalb der Anzeigevorrichtung 1A, vor der Anzeigevorrichtung 1A und auf der rechten Seite der horizontalen Mitte der Anzeigevorrichtung 1A erkannt wird, und die zweite stereoskopische Bildanzeigevorrichtung 3 zeigt ein stereoskopisches Bild (stereoskopisches Modell) I1b an, das visuell durch einen Betrachter O2 im Bereich unterhalb der Anzeigevorrichtung 1A, vor der Anzeigevorrichtung 1A und auf der linken Seite der horizontalen Mitte der Anzeigevorrichtung 1A erkannt wird. In der Folge werden die Details der ersten stereoskopischen Bildanzeigevorrichtung 2, der zweiten stereoskopischen Bildanzeigevorrichtung 3 und der 2D-Bildanzeigevorrichtung 4 beschrieben.
(Erste stereoskopische Bildanzeigevorrichtung 2 und zweite stereoskopische Bildanzeigevorrichtung 3)
Die erste stereoskopische Bildanzeigevorrichtung 2 und die zweite stereoskopische Bildanzeigevorrichtung 3 werden unter Bezugnahme auf 3 bis 11 beschrieben. Da die erste stereoskopische Bildanzeigevorrichtung 2 und die zweite stereoskopische Bildanzeigevorrichtung 3 zueinander symmetrische Strukturen aufweisen, wird das Detail der ersten stereoskopischen Bildanzeigevorrichtung 2 hier beschrieben, und in Bezug auf den Unterschied der zweiten stereoskopischen Bildanzeigevorrichtung 3 wird nur der Unterschied zur ersten stereoskopischen Bildanzeigevorrichtung 2 beschrieben.
3 ist eine perspektivische Ansicht, die die Konfiguration der ersten stereoskopischen Bildanzeigevorrichtung 2 veranschaulicht. 4 ist eine Schnittansicht der ersten stereoskopischen Bildanzeigevorrichtung 2 entlang einer Schnittlinie senkrecht zu einer Austrittsoberfläche 21 durch eine Lichtquelle 10. 5 ist eine Draufsicht, die eine Konfiguration der ersten stereoskopischen Bildanzeigevorrichtung 2 veranschaulicht.
Wie in 3 bis 5 veranschaulicht, enthält die erste stereoskopische Bildanzeigevorrichtung 2 eine Lichtquelle 10 und eine Lichtleiterplatte 20.
Die Lichtquelle 10 ist ein Element zum Bestrahlen der Lichtleiterplatte 20 mit Licht und sie ist zum Beispiel aus einer Leuchtdiode (LED) ausgebildet. Die Lichtquelle 10 kann eingerichtet sein, um eine Leuchtdiode zu enthalten oder sie kann eingerichtet sein, um aus jeder von mehreren Leuchtdioden ausgestrahltes Licht zu kollimieren. Die Lichtquelle 10 ist links unterhalb der Lichtleiterplatte 20 angeordnet.
Die Lichtleiterplatte 20 ist ein Element, das Licht (einfallendes Licht), das von der Lichtquelle 10 aus einfällt, leitet, und sie weist eine im Wesentlichen rechteckige Parallelepipedform auf. Die Lichtleiterplatte 20 ist aus einem transparenten Harzmaterial mit einem vergleichsweise hohen Brechungsindex geformt. Als ein Material zum Ausbilden der Lichtleiterplatte 20 kann zum Beispiel ein Polycarbonatharz, ein Methacrylatharz oder etwas Ähnliches eingesetzt werden. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Lichtleiterplatte 20 aus einem Methacrylatharz gegossen.
Wie in 4 veranschaulicht, enthält die Lichtleiterplatte 20 eine Austrittsoberfläche 21, eine hintere Oberfläche 22 und eine Einfalloberfläche 23.
Die Austrittsoberfläche 21 ist eine Oberfläche, die Licht, das in der Lichtleiterplatte 20 geleitet wird, ausstrahlt, wobei der Strahlengang des Lichts durch eine nachfolgend beschriebene erste Strahlengang ändernde Einheit 30 geändert wird. Die Austrittsoberfläche 21 macht die vordere Oberfläche (Frontoberfläche) der Lichtleiterplatte 20 und die vordere Oberfläche der Anzeigevorrichtung 1A aus.
Die hintere Oberfläche 22 ist eine Oberfläche parallel zu der Austrittsoberfläche 21, und es handelt sich dabei um eine Oberfläche, auf der die erste Strahlengang ändernde Einheit 30 angeordnet ist. Das Detail der ersten Strahlengang ändernden Einheit 30 wird nachfolgend beschrieben.
Die Einfalloberfläche 23 ist eine Oberfläche, auf die von der Lichtquelle 10 ausgestrahltes Licht ins Innere der Lichtleiterplatte 20 eintritt. Die Einfalloberfläche 23 ist eine flache Oberfläche, ausgebildet durch Heraustrennen des unteren linken Abschnitts der seitlichen Oberfläche, die die Austrittsoberfläche 21 und die hintere Oberfläche 22 verbindet. In der ersten stereoskopischen Bildanzeigevorrichtung 2 fällt aus der Lichtquelle 10 ausgestrahltes Licht von links unterhalb der Lichtleiterplatte 20 auf der Lichtleiterplatte 20 ein. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Einfalloberfläche 23 so ausgebildet, dass sie mit der XY-Ebene und der XZ-Ebene einen Winkel von 45° ausbildet.
Die erste Strahlengang ändernde Einheit 30 ist auf der hinteren Oberfläche 22 innerhalb der Lichtleiterplatte 20 angeordnet und es handelt sich dabei um ein Element zum Ändern des Strahlengangs des Lichts, das in der Lichtleiterplatte 20 geleitet wird, um das Licht durch die Austrittsoberfläche 21 auszustrahlen. Wie in 3 veranschaulicht, besteht die erste Strahlengang ändernde Einheit 30 aus Gruppen von Strahlengang ändernden Einheiten 30a, 30b, 30c... Es wird darauf hingewiesen, dass 3 bis 5 der Einfachheit halber nur die Gruppen von Strahlengang ändernden Einheiten 30a bis 30c veranschaulichen.
Jede der Gruppen von Strahlengang ändernden Einheiten 30a, 30b, 30c... ist aus mehreren Reflektoren (Prismen, Strahlengang ändernden Einheiten) ausgebildet. So besteht zum Beispiel die Gruppe von Strahlengang ändernden Einheiten 30a aus mehreren Reflektoren (Strahlengang ändernden Einheiten) 31a. Auf ähnliche Weise bestehen die Gruppen von Strahlengang ändernden Einheiten 30b, 30c... aus mehreren Reflektoren (Strahlengang ändernden Einheiten) 31 b bzw. 31 c...
6(a) ist eine perspektivische Ansicht, die die Struktur des Reflektors 31a veranschaulicht, und 6(b) bis 6(d) sind perspektivische Ansichten, die jeweils eine Struktur eines modifizierten Beispiels des Reflektors 31a veranschaulichen. Da die Reflektoren 31 b, 31 c... dieselbe Struktur aufweisen wie der Reflektor 31a, wird hier allerdings nur der Reflektor 31a beschrieben und die Reflektoren 31b, 31c... werden ausgelassen.
Wie in 6(a) veranschaulicht, weist der Reflektor 31a eine dreieckige Pyramidenform auf und verfügt über eine Reflexionsoberfläche 31aa, die das einfallende Licht reflektiert (vollständig bzw. total reflektiert). Wie in 4 dargestellt, ist die Reflexionsoberfläche 31aa so ausgebildet, dass ein zwischen der Reflexionsoberfläche 31aa und der Austrittsoberfläche 21 oder der hinteren Oberfläche 22 der Lichtleiterplatte 20 ausgebildeter Winkel gleich groß wie oder größer als ein vorbestimmter Winkel ist (48° in der vorliegenden Ausführungsform). Es wird darauf hingewiesen, dass der Reflektor der vorliegenden Erfindung 31a nicht notwendigerweise auf eine dreieckige Pyramidenform beschränkt ist. So kann zum Beispiel, wie in den 6(b) bis 6(d) veranschaulicht, der Reflektor 31a nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Reflektor mit einer bogenförmigen dreieckigen Pyramide, geformt in einer kreisrunden Form, mit einer dreieckigen Pyramide, geformt in einer kreisrunden Form, mit einem daran hinzugefügten gebogenen Abschnitt, oder aber mit einer dreieckigen Pyramide, bei der eine Seite in einer Wellenform ausgebildet ist, sein.
7 ist eine perspektivische Ansicht der Anordnung der Reflektoren 31a, 31b, 31c, ausgebildet auf der Lichtleiterplatte 20 in der ersten stereoskopischen Bildanzeigevorrichtung 2.
Wie in 7 veranschaulicht, sind in den jeweiligen Gruppen von Strahlengang ändernden Einheiten 30a, 30b, 30c... Reflexionsoberflächen 31aa, 31ba, 31ca... der mehreren Reflektoren 31a, 31b, 31c... auf der hinteren Oberfläche 22 der Lichtleiterplatte 20 angeordnet, sodass die Winkel davon in Bezug auf die Einfallsrichtung des Lichts voneinander verschieden sind. Demnach ändern die Gruppen von Strahlengang ändernden Einheiten 30a, 30b, 30c... den Strahlengang des einfallenden Lichts und strahlen das Licht in verschiedenen Richtungen parallel zu der Einfalloberfläche 23 von der Austrittsoberfläche 21 aus.
8(a) ist eine perspektivische Ansicht, die veranschaulicht, wie ein stereoskopisches Bild für die Seite des geringen Betrachtungswinkels I1aa und ein stereoskopisches Bild für die Seite des hohen Betrachtungswinkels I1ab als das stereoskopische Bild I1a in dem Raum ausgebildet werden, und 8(b) ist eine Schnittansicht in einer Richtung, in der die Reflektoren 31a angeordnet sind, die veranschaulicht, wie das stereoskopische Bild für die Seite des geringen Betrachtungswinkels I1aa und das stereoskopische Bild für die Seite des hohen Betrachtungswinkels I1ab in dem Raum ausgebildet werden. Es wird darauf hingewiesen, dass 8(a) und 8(b) nur die Gruppe von Strahlengang ändernden Einheiten 30a unter den Gruppen von Strahlengang ändernden Einheiten 30a, 30b, 30c... veranschaulichen.
Wie in 8(a) und 8(b) veranschaulicht, enthalten die mehreren Gruppen von Strahlengang ändernden Einheiten 30a als die Reflektoren 31a eine Gruppe von Strahlengang umlenkenden Einheiten für geringen Sichtwinkel 37 und eine Gruppe von Strahlengang umlenkenden Einheiten für hohen Sichtwinkel 38. Die Gruppe von Strahlengang umlenkenden Einheiten 37 für geringen Sichtwinkel bildet das stereoskopische Bild für die Seite des geringen Sichtwinkels I1aa als das stereoskopische Bild I1a in dem Raum in einer Richtung eines geringen Sichtwinkels in einem Winkel von mindestens 0 Grad und geringer als einem vorgegebenen Winkel in Bezug auf eine Bezugsebene senkrecht zu der Austrittsoberfläche 21 der Lichtleiterplatte 20 und parallel zu der Richtung aus, in der die Reflektoren 31a angeordnet sind. Die Gruppe von Strahlengang umlenkenden Einheiten 38 für hohen Sichtwinkel bildet das stereoskopische Bild für die Seite des hohen Sichtwinkels I1ab als das stereoskopische Bild I1b in dem Raum in einer Richtung eines hohen Sichtwinkels in einem Winkel von mindestens dem vorgegebenen Winkel und geringer als 90 Grad in Bezug auf die Bezugsebene aus.
In der Folge wird ein Verfahren zum Ausbilden des stereoskopischen Bilds I1a durch die erste stereoskopische Bildanzeigevorrichtung 2 in Bezug auf 9 beschrieben.
9 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Verfahren zum Ausbilden des stereoskopischen Bilds I1a durch die erste stereoskopische Bildanzeigevorrichtung 2 veranschaulicht. Hier wird eine Beschreibung der ersten stereoskopischen Bildanzeigevorrichtung 2 bereitgestellt, die eine eine schräge Linie enthaltende Ringmarkierung als das stereoskopische Bild I1a auf der Ebene zum Ausbilden des stereoskopischen Bilds P vor der ersten stereoskopischen Bildanzeigevorrichtung 2 ausbildet.
Wie in 9 veranschaulicht, kreuzt Licht, dessen Strahlengang zum Beispiel in der ersten stereoskopischen Bildanzeigevorrichtung 2 durch jeden Reflektor 31a der Gruppe von Strahlengang ändernden Einheiten 30a geändert worden ist, eine Ebene zum Ausbilden eines stereoskopischen Bilds P vor der stereoskopischen Bildanzeigevorrichtung 2 an der Linie La1 oder der Linie La2. Somit wird ein Linienbild LI, das Teil des stereoskopischen Bilds I1a ist, auf der Ebene zum Ausbilden des stereoskopischen Bilds P ausgebildet. Das Linienbild LI ist ein Linienbild parallel zu der YZ-Ebene. Auf diese Weise wird das Linienbild LI der Linie La1 und der Linie La2 durch das Licht von jedem der großen Anzahl von Reflektoren 31a gebildet, die zu der Gruppe von Strahlengang ändernden Einheiten 30a gehören. Es wird darauf hingewiesen, dass das Licht zum Ausbilden der Bilder der Linien La1, La2 durch mindestens zwei Reflektoren 31a in der Gruppe von Strahlengang ändernden Einheiten 30a bereitgestellt werden kann.
Ebenso kreuzt Licht, dessen Strahlengang durch jeden Reflektor 31b der Gruppe von Strahlengang ändernden Einheiten 30b geändert worden ist, die Ebene zum Ausbilden des stereoskopischen Bilds P an den Linien Lb1, Lb2 oder Lb3. Somit wird ein Linienbild LI, das Teil des stereoskopischen Bilds I1a ist, auf der Ebene zum Ausbilden des stereoskopischen Bilds P ausgebildet.
Ferner kreuzt Licht, dessen Strahlengang durch jeden Reflektor 31c der Gruppe von Strahlengang ändernden Einheiten 30c geändert worden ist, die Ebene zum Ausbilden des stereoskopischen Bilds P an der Linie Lc1 oder Lc2. Somit wird ein Linienbild LI, das Teil des stereoskopischen Bilds I1a ist, auf der Ebene zum Ausbilden des stereoskopischen Bilds P ausgebildet.
Die Positionen in der X-Achsenrichtung der Linienbilder, ausgebildet durch die Gruppen von Strahlengang ändernden Einheiten 30a, 30b, 30c..., sind voneinander verschieden. In der ersten stereoskopischen Bildanzeigevorrichtung 2 kann durch Verringern der Abstände zwischen den Gruppen von Strahlengang ändernden Einheiten 30a, 30b, 30c... der Abstand in der X-Achsenrichtung des durch jede der Gruppen von Strahlengang ändernden Einheiten 30a, 30b, 30c... auszubildenden Linienbilds LI verringert werden. Als Ergebnis wird in der ersten stereoskopischen Bildanzeigevorrichtung 2 durch Sammeln mehrerer Linienbilder LI, jeweils ausgebildet durch das Licht, dessen Strahlengang durch jeden der Reflektoren 31a, 31b, 31c... der Gruppen von Strahlengang ändernden Einheiten 30a, 30b, 30c... geändert worden ist, das stereoskopische Bild I1a im Wesentlichen auf der Ebene zum Ausbilden des stereoskopischen Bilds P ausgebildet.
Es wird darauf hingewiesen, dass die Ebene zum Ausbilden des stereoskopischen Bilds P eine Ebene senkrecht zu der X-Achse, eine Ebene senkrecht zu der Y-Achse oder eine Ebene senkrecht zu der Z-Achse sein kann. Ferner kann die Ebene zum Ausbilden des stereoskopischen Bilds P eine Ebene sein, die nicht senkrecht zu der X-Achse, zu der Y-Achse oder zu der Z-Achse ist. Darüber hinaus kann die Ebene zum Ausbilden des stereoskopischen Bilds P anstatt einer Ebene auch eine gekrümmte Oberfläche sein. Das heißt, die erste stereoskopische Bildanzeigevorrichtung 2 kann das stereoskopische Bild I1a auf einer beliebigen Ebene (Ebene oder gekrümmte Oberfläche) im Raum ausbilden.
Als Nächstes wird die Austrittsrichtung des Lichts, das von jedem der Reflektoren 31a, 31b, 31c... in der ersten stereoskopischen Bildanzeigevorrichtung 2 reflektiert und von der Austrittsoberfläche 21 ausgestrahlt wird, unter Bezugnahme auf 10 und 11 beschrieben.
10 ist eine Ansicht (Draufsicht) zum Erläutern der Austrittsrichtung von Licht, ausgestrahlt von der Austrittsoberfläche 21 nach der Reflexion durch die Reflektoren 31a, 31b, 31c... Die in 10 veranschaulichte YZ-Ebene entspricht der Austrittsoberfläche 21, und der in 10 dargestellte Kreis veranschaulicht eine sphärische Oberfläche S, die an jedem der Reflektoren 31a, 31 b, 31c... zentriert ist, auf dem das Licht von der Lichtquelle 10 einfällt.
Hierbei wird, wenn die YZ-Ebene in der Draufsicht betrachtet wird, ein Winkel folgendermaßen zwischen (1) und (2) ausgebildet: (1) eine Linie senkrecht zu einer Linie, bei der jede der Reflexionsoberflächen 31aa, 31ba, 31ca... der Reflektoren 31a, 31b, 31c... eine Ebene parallel zu der YZ-Ebene schneidet; und (2) die Einfallsrichtung des Lichts ist definiert als der Drehwinkel eines jeden der Reflektoren 31a, 31b, 31c... Falls beispielsweise die YZ-Ebene in der Draufsicht in einem Drehwinkel von 0° betrachtet wird, fällt das Licht senkrecht auf jedem der Reflektoren 31a, 31b, 31c... ein. Zu diesem Zeitpunkt geben die in 10 veranschaulichten gepunkteten Linien L1 bis L4 jeweils die Position an, an der alles von den Reflektoren 31a, 31b, 31c... reflektierte Licht die sphärische Oberfläche S schneidet, wenn die Drehwinkel der Reflektoren 31a, 31b, 31c... Winkel von 10°, 20°, 30° und 40° sind. Zur Vereinfachung der Beschreibung wird eine Beschreibung bereitgestellt, die den Raum auf der Seite, von der das Licht von der Lichtleiterplatte 20 ausgestrahlt wird (d. h. den Raum in der Richtung der Achse +X von der Lichtleiterplatte 20) in vier Quadranten unterteilt (von einem ersten Quadranten bis zu einem vierten Quadranten). Es wird Folgendes angenommen: der erste Quadrant ist ein Raum, in dem die Y-Koordinate und die Z-Koordinate positiv sind; der zweite Quadrant ist ein Raum, in dem die Y-Koordinate negativ ist und die Z-Koordinate positiv ist; der dritte Quadrant ist ein Raum, in dem die Y-Koordinate und die Z-Koordinate negativ sind; und der vierte Quadrant ist ein Raum, in dem die Y-Koordinate positiv ist und die Z-Koordinate negativ ist. Anders ausgedrückt sind die Quadranten vom ersten Quadranten bis zum vierten Quadranten vier Quadranten, die die Position eines jeden der Reflektoren 31a, 31b, 31c... (die Positionen, an denen das Licht reflektiert wird) als den Ursprung annehmen, und sie bilden zwei Ebenen senkrecht zu der Lichtleiterplatte 20 und senkrecht zueinander aus.
11(a) ist eine Draufsicht, die einen Bereich veranschaulicht, in dem der Betrachter O1 das durch die erste stereoskopische Bildanzeigevorrichtung 2 ausgebildete stereoskopische Bild I1a visuell erkennen kann, und 11(b) ist eine Draufsicht, die einen Bereich veranschaulicht, in dem der Betrachter O2 ein durch die zweite stereoskopische Bildanzeigevorrichtung 3 ausgebildetes stereoskopisches Bild I1a visuell erkennen kann.
Es wird ein Fall beschrieben, in dem Licht auf jedem der Reflektoren 31a, 31b, 31c... in einem Winkel von 45° in Bezug auf die Y-Achse und die Z-Achse von der Lichtquelle 10 im dritten Quadranten einfällt, wie veranschaulicht in 10. Wie zuvor beschrieben, ist die erste stereoskopische Bildanzeigevorrichtung 2 so ausgebildet, dass ein zwischen jeder der Reflexionsoberflächen 31aa, 31ba, 31ca... und der Austrittsoberfläche 21 oder der hinteren Oberfläche 22 der Lichtleiterplatte 20 ausgebildeter Winkel gleich groß wie oder größer als ein vorbestimmter Winkel ist (48° in der vorliegenden Ausführungsform). Demnach kann ein Teil des durch jede der Reflexionsoberflächen 31aa, 31ba, 31ca... reflektierten Lichts von der Austrittsoberfläche 21 aus in Richtung des vierten Quadranten ausgestrahlt werden (wie veranschaulicht in 10, ein Teil einer jeden der gepunkteten Linien L1 bis L4 liegt im vierten Quadranten vor).
Anders ausgedrückt: In einer Draufsicht aus der Richtung senkrecht zu der Austrittsoberfläche 21 wird, wenn für die vier Quadranten die Position eines jeden der Reflektoren 31a, 31b, 31c... als der Ursprung spezifiziert ist, wobei die vier Quadranten mithilfe von zwei geraden Linien, die senkrecht zueinander sind und in einem Winkel von 45° in Bezug auf die Richtung geneigt sind, in der das einfallende Licht von der Lichtquelle 10 auf jedem der Reflektoren 31a, 31b, 31c... einfällt, geteilt werden, das Licht, das durch jeden der Reflektoren 31a, 31b, 31c... reflektiert wurde, auf den Quadranten (den vierten Quadranten) ausgestrahlt, der neben einem Quadranten (dem dritten Quadranten) liegt, auf den das einfallende Licht einfällt.
Demnach kann in der ersten stereoskopischen Bildanzeigevorrichtung 2, wie in 11(a) veranschaulicht, durch alles Licht, das zu dem vierten Quadranten hin ausgestrahlt wird, das stereoskopische Bild I1a in dem Raum vor der Lichtleiterplatte 20 und auf der rechten Seite in Bezug auf die Richtung senkrecht zu der vorderen Oberfläche der Lichtleiterplatte 20 ausgebildet werden. Da die Lichtquelle 10 links unterhalb der Lichtleiterplatte 20 angeordnet ist, wenn die YZ-Ebene in der Draufsicht betrachtet wird, ist es zu diesem Zeitpunkt möglich, den Winkel zu verringern, der zwischen der Linie senkrecht zu jeder der Reflexionsoberflächen 31aa, 31ba, 31ca... und der Einfallsrichtung des einfallenden Lichts gebildet wird. Demnach ist es möglich, den Winkel zu verringern, der zwischen der Einfallsrichtung des einfallenden Lichts auf jedem der Reflektoren 31a, 31 b, 31c... und der Austrittsrichtung des austretenden Lichts von einem jeden der Reflektoren 31a, 31b, 31c gebildet wird. Als Ergebnis kann die Ausbreitungsempfindlichkeit auf die Form des stereoskopischen Bilds I1a verringert werden, sodass es möglich wird, zu bewirken, dass der Betrachter O1 selbst dann das unverzerrte stereoskopische Bild I1a erkennt, wenn der Betrachter O1 das stereoskopische Bild I1a aus einem Winkel betrachtet, der in Bezug auf die Richtung senkrecht zu der vorderen Oberfläche der Lichtleiterplatte 20 ein hoher Winkel ist.
Darüber hinaus bildet in der ersten stereoskopischen Bildanzeigevorrichtung 2 alles Licht, das in Richtung des vierten Quadranten ausgestrahlt wird, in der Luft das stereoskopische Bild 11a aus, das visuell durch den Betrachter O1 im Bereich unterhalb der Anzeigevorrichtung 1A, vor der Anzeigevorrichtung 1A und auf der rechten Seite der horizontalen Mitte der Anzeigevorrichtung 1A erkannt wird. Demnach kann, wenn die Anzeigevorrichtung 1A in einer höheren Position als der Augenhöhe des Betrachters O1 eingebaut ist, der Betrachter O1 das stereoskopische Bild I1a visuell erkennen.
In der Anzeigevorrichtung 1A nach der vorliegenden Ausführungsform hat die erste stereoskopische Bildanzeigevorrichtung 2 das stereoskopische Bild I1a ausgebildet, bei dem es sich um ein reales Bild in der Ebene zum Ausbilden des stereoskopischen Bilds P vor der ersten stereoskopischen Bildanzeigevorrichtung 2 handelt. Allerdings ist die Anzeigevorrichtung der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt. Bei der Anzeigevorrichtung nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die erste stereoskopische Bildanzeigevorrichtung mit dem von jedem der Reflektoren 31a, 31b, 31c... reflektierten Licht ein virtuelles Bild ausbilden und zum Beispiel ein stereoskopisches Bild anzeigen, das die Austrittsoberfläche 21 durchdringt.
Darüber hinaus weist, wie zuvor beschrieben, die zweite stereoskopische Bildanzeigevorrichtung 3 eine zu der ersten stereoskopischen Bildanzeigevorrichtung 2 symmetrische Struktur auf. Mit dieser Konfiguration kann, wie in 11(b) veranschaulicht, die zweite stereoskopische Bildanzeigevorrichtung 3 das stereoskopische Bild I1b in dem Raum vor der Anzeigevorrichtung 1A und auf der linken Seite in Bezug auf die Richtung senkrecht zu der vorderen Oberfläche der Anzeigevorrichtung 1A ausbilden. Ferner kann selbst dann, wenn der Betrachter O2 das stereoskopische Bild I1b aus einem Winkel betrachtet, der in Bezug auf die Richtung senkrecht zu der vorderen Oberfläche der Anzeigevorrichtung 1A ein hoher Winkel ist, der Betrachter O2 das unverzerrte stereoskopische Bild I1b erkennen. Darüber hinaus kann, wenn die Anzeigevorrichtung 1A in einer höheren Position als der Augenhöhe des Betrachters O2 eingebaut ist, der Betrachter O2 das stereoskopische Bild I1b sehen.
Wie zuvor beschrieben, ist die Anzeigevorrichtung 1A eingerichtet, um die erste stereoskopische Bildanzeigevorrichtung 2 und die zweite stereoskopische Bildanzeigevorrichtung 3 zu überlagern, und die Winkelbereiche, in denen die erste stereoskopische Bildanzeigevorrichtung 2 und die zweite stereoskopische Bildanzeigevorrichtung 3 Licht ausstrahlen, sind symmetrisch (voneinander verschieden). Somit ist es möglich, dieselben stereoskopischen Bilder I1a, I1b in voneinander verschiedenen Winkelbereichen anzuzeigen (tatsächlich wird die Vorwärtsrichtung der Anzeigevorrichtung 1A als 0° und das stereoskopische Bild I1 in einem Winkel im Winkelbereich (z. B. von -75° bis 75°) auf einer Ebene parallel zu der XY-Ebene angenommen).
In der Anzeigevorrichtung 1A der vorliegenden Ausführungsform ist der Aspekt beschrieben worden, in dem die erste stereoskopische Bildanzeigevorrichtung 2 und die zweite stereoskopische Bildanzeigevorrichtung 3 dasselbe stereoskopische Bild I1 anzeigen, aber die Anzeigevorrichtung 1A der vorliegenden Erfindung ist nicht hierauf beschränkt. Dies bedeutet, in einem Aspekt der Anzeigevorrichtung der vorliegenden Erfindung können die erste stereoskopische Bildanzeigevorrichtung 2 und die zweite stereoskopische Bildanzeigevorrichtung 3 jeweils das stereoskopische Bild I1a und das stereoskopische Bild I1b, die voneinander verschieden sind, anzeigen.
(2D-Bildanzeigevorrichtung 4)
In der Folge wird die 2D-Bildanzeigevorrichtung 4 unter Bezugnahme auf 12 bis 14 beschrieben. Die 2D-Bildanzeigevorrichtung 4 zeigt das zweidimensionale Bild I2 auf der vorderen Oberfläche (einer nachfolgend beschriebenen Austrittsoberfläche 71) der 2D-Bildanzeigevorrichtung 4 an.
12 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Konfiguration der 2D-Bildanzeigevorrichtung 4 veranschaulicht. 13 ist eine Schnittansicht der 2D-Bildanzeigevorrichtung 4, geschnitten entlang einer Ebene parallel zu der XY-Ebene. 14 ist eine Draufsicht, die die Konfiguration der ersten 2D-Bildanzeigevorrichtung 4 veranschaulicht.
Wie in 12 und 13 veranschaulicht, enthält die erste stereoskopische Bildanzeigevorrichtung 2 eine Lichtquelle 60 und eine Lichtleiterplatte 70.
Die Lichtquelle 60 ist ein Element zum Bestrahlen der Lichtleiterplatte 70 mit Licht und sie ist zum Beispiel aus einer Leuchtdiode (LED) ausgebildet. Die Lichtquelle 60 kann derart gebildet sein, dass sie eine Leuchtdiode enthält, oder derart gebildet sein, dass sie mehrere Leuchtdioden enthält. Die Lichtquelle 60 ist im oberen Abschnitt der Lichtleiterplatte 70 angeordnet.
Die Lichtleiterplatte 70 ist ein Element, das Licht, das von der Lichtquelle 60 aus einfällt, leitet, und sie weist eine im Wesentlichen rechteckige Parallelepipedform auf. Die Lichtleiterplatte 70 ist aus einem transparenten Harzmaterial mit einem vergleichsweise hohen Brechungsindex gegossen. Als ein Material zum Ausbilden der Lichtleiterplatte 70 kann zum Beispiel ein Polycarbonatharz, ein Methacrylatharz oder etwas Ähnliches eingesetzt werden. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Lichtleiterplatte 70 aus einem Methacrylatharz geformt.
Wie in 13 veranschaulicht, enthält die Lichtleiterplatte 70 eine Austrittsoberfläche 71, eine hintere Oberfläche 72 und eine Einfalloberfläche 73.
Die Austrittsoberfläche 71 ist eine Oberfläche, die Licht, das in der Lichtleiterplatte 70 geleitet wird, ausstrahlt, wobei der Strahlengang des Lichts durch eine nachfolgend beschriebene zweite Strahlengang ändernde Einheit 80 geändert wird. Die Austrittsoberfläche 71 macht die vordere Oberfläche (Frontoberfläche) der Lichtleiterplatte 70 aus.
Die hintere Oberfläche 72 ist eine Oberfläche parallel zu der Austrittsoberfläche 71, und es handelt sich dabei um eine Oberfläche, auf der die zweite Strahlengang ändernde Einheit 80 angeordnet ist. Das Detail der zweiten Strahlengang ändernden Einheit 80 wird nachfolgend beschrieben.
Die Einfalloberfläche 73 ist eine Oberfläche, auf die von der Lichtquelle 60 ausgestrahltes Licht ins Innere der Lichtleiterplatte 20 eintritt. Die Einfalloberfläche 73 ist die Seitenoberfläche des oberen Abschnitts der Lichtleiterplatte 70. In der ersten 2D-Bildanzeigevorrichtung 4 fällt aus der Lichtquelle 60 ausgestrahltes Licht vom oberen Abschnitt der Lichtleiterplatte 70 aus auf der Lichtleiterplatte 70 ein.
Die zweite Strahlengang ändernde Einheit 80 ist auf der hinteren Oberfläche 72 innerhalb der Lichtleiterplatte 70 angeordnet, und es handelt sich dabei um ein Element zum Ändern des Strahlengangs des Lichts, das in der Lichtleiterplatte 70 geleitet wird. Wie in 14 veranschaulicht, besteht die zweite Strahlengang ändernde Einheit 80 aus Gruppen von Strahlengang ändernden Einheiten 80a, 80b, 80c..., bereitgestellt in den jeweiligen Abschnitten der hinteren Oberfläche 72. Es wird darauf hingewiesen, dass 14 der Einfachheit halber nur die Gruppen von Strahlengang ändernden Einheiten 80a bis 80c veranschaulicht.
Jede der Gruppen von Strahlengang ändernden Einheiten 80a, 80b, 80c... ist aus mehreren Reflektoren ausgebildet. So besteht zum Beispiel die Gruppe von Strahlengang ändernden Einheiten 80a aus mehreren Reflektoren (Strahlengang ändernden Einheiten) 81a. Auf ähnliche Weise bestehen die Gruppen von Strahlengang ändernden Einheiten 80b, 80c... jeweils aus mehreren Reflektoren.
Ein Satz von mehreren Punkten deutet auf das von der 2D-Bildanzeigevorrichtung 4 angezeigte zweidimensionale Bild hin. Jede der Gruppen von Strahlengang ändernden Einheiten 80a, 80b, 80c... bildet ein Bild aus mehreren Punkten aus. So ist ein Punkt zum Beispiel ein Einpunktbild, ausgebildet aus dem durch jeden der mehreren Reflektoren 81a der Strahlengang ändernden Einheit 80a reflektierten Licht, das auf der Austrittsoberfläche 71 in einem Punkt konvergiert. In der 2D-Bildanzeigevorrichtung 4 wird durch Akkumulieren mehrerer Punktbilder, die durch die jeweiligen Gruppen von Strahlengang ändernden Einheiten 80a, 80b, 80c... ausgebildet werden, das zweidimensionale Bild I2 angezeigt, das scheinbar das ebene Bild andeutet.
Wie zuvor beschrieben, ist die Anzeigevorrichtung 1A derart ausgebildet, dass sie die erste stereoskopische Bildanzeigevorrichtung 2, die zweite stereoskopische Bildanzeigevorrichtung 3 und die 2D-Bildanzeigevorrichtung 4 enthält. Während die erste stereoskopische Bildanzeigevorrichtung 2 und die zweite stereoskopische Bildanzeigevorrichtung 3 das stereoskopische Bild I1 (das stereoskopische Bild I1a und das stereoskopische Bild I1b) anzeigen, zeigt demnach die 2D-Bildanzeigevorrichtung 4 das zweidimensionale Bild I2 an. Demnach ist es zum Beispiel durch Anzeigen eines Zeichens (z. B. „EXIT“), das eine Einrichtung andeutet, oder eines Bildes, das die Einrichtung als das zweidimensionale Bild I2 veranschaulicht, und Anzeigen eines Pfeiles, der die Richtung andeutet, in der sich die Einrichtung befindet, als das stereoskopische Bild I1, möglich, eine Anzeige als intuitiv (wahrnehmbar) leicht verständlich für die Betrachter O1, O2 zu gestalten.
Die Anzeigevorrichtung 1A weist die Konfiguration auf, in der die zwei stereoskopischen Bildanzeigevorrichtungen (die erste stereoskopische Bildanzeigevorrichtung 2 und die zweite stereoskopische Bildanzeigevorrichtung 3) aufeinander gestapelt angeordnet sind, um das stereoskopische Bild I1 anzuzeigen. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. So können zum Beispiel in einem Aspekt der Anzeigevorrichtung der vorliegenden Erfindung drei oder mehr stereoskopische Bildanzeigevorrichtungen aufeinander gestapelt angeordnet sein, um das stereoskopische Bild I1 anzuzeigen.
[Zweite Ausführungsform]
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird in der Folge beschrieben. Der Einfachheit halber werden Elemente, die die gleichen Funktionen wie die bei der ersten Ausführungsform beschriebenen Elemente aufweisen, mittels der gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und deren Beschreibung entfällt.
Eine Konfiguration einer Anzeigevorrichtung 1 B in der vorliegenden Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf 15 und 16 beschrieben.
15 ist eine perspektivische Ansicht, die die Konfiguration der Anzeigevorrichtung 1B veranschaulicht.
Die Anzeigevorrichtung 1B enthält eine erste stereoskopische Bildanzeigevorrichtung (optische Vorrichtung) 5 und eine zweite stereoskopische Bildanzeigevorrichtung (optische Vorrichtung) 6 anstelle der ersten stereoskopischen Bildanzeigevorrichtung 2 und der zweiten stereoskopischen Bildanzeigevorrichtung 3 in der ersten Ausführungsform.
Die erste stereoskopische Bildanzeigevorrichtung 5 und die zweite stereoskopische Bildanzeigevorrichtung 6 werden unter Bezugnahme auf 16 beschrieben. Da die erste stereoskopische Bildanzeigevorrichtung 5 und die zweite stereoskopische Bildanzeigevorrichtung 6 zueinander symmetrische Strukturen aufweisen, wird das Detail der ersten stereoskopischen Bildanzeigevorrichtung 5 hier beschrieben, und in Bezug auf den Unterschied der zweiten stereoskopischen Bildanzeigevorrichtung 6 wird nur der Unterschied zur ersten stereoskopischen Bildanzeigevorrichtung 5 beschrieben.
16 ist eine perspektivische Ansicht, die die Konfiguration der ersten stereoskopischen Bildanzeigevorrichtung 5 veranschaulicht.
Wie in 16 veranschaulicht, enthält die erste stereoskopische Bildanzeigevorrichtung 5 eine erste Strahlengang ändernde Einheit 90 anstelle der ersten Strahlengang ändernden Einheit 30 in der ersten stereoskopischen Bildanzeigevorrichtung 2.
Die erste Strahlengang ändernde Einheit 90 ist auf der hinteren Oberfläche 22 innerhalb der Lichtleiterplatte 20 angeordnet, und es handelt sich dabei um ein Element zum Ändern des Strahlengangs des Lichts, das in der Lichtleiterplatte 20 geleitet wird, um das Licht durch die Austrittsoberfläche 21 auszustrahlen. Wie in 16 veranschaulicht, besteht die erste Strahlengang ändernde Einheit 90 aus Gruppen von Strahlengang ändernden Einheiten (Strahlengang ändernden Einheiten) 90a, 90b, 90c... Es wird darauf hingewiesen, dass 16 der Einfachheit halber nur die Gruppen von Strahlengang ändernden Einheiten 90a bis 90c veranschaulicht.
Jede der Gruppen von Strahlengang ändernden Einheiten 90a, 90b, 90c... ist entlang der Richtung parallel zu der Einfalloberfläche 23 bereitgestellt und ist jeweils aus einem Teil der Fresnellinse ausgebildet.
In der Folge wird ein Verfahren zum Ausbilden des stereoskopischen Bilds I1a durch die erste stereoskopische Bildanzeigevorrichtung 5 in Bezug auf 17 beschrieben. Wie in 17 veranschaulicht, wird hier das Ausbilden des Linienbilds LI des Zeichens „A“ beschrieben.
17 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Verfahren zum Ausbilden des stereoskopischen Bilds I1a durch die erste stereoskopische Bildanzeigevorrichtung 5 veranschaulicht. Es wird darauf hingewiesen, dass 17 nur die Gruppe von Strahlengang ändernden Einheiten 90a bis 90g unter den Gruppen von Strahlengang ändernden Einheiten 90a, 90b, 90c... veranschaulicht.
In der ersten stereoskopischen Bildanzeigevorrichtung 5 konvergieren die Gruppen von Strahlengang ändernden Einheiten 90a bis 90g im Wesentlichen auf jede der Positionen der Gruppen von Strahlengang ändernden Einheiten 90a bis 90g einfallendes Licht an jedem von spezifischen Punkten, die jeweils den Gruppen von Strahlengang ändernden Einheiten 90a bis 90g entsprechen. 17 veranschaulicht einen Zustand, in dem mehrere Lichtstrahlen von den Gruppen von Strahlengang ändernden Einheiten 90a bis 90g konvergieren.
Insbesondere entsprechen die Gruppen von Strahlengang ändernden Einheiten 90a einem Punktbild PI eines spezifischen Punkts PA des stereoskopischen Bilds 11a, und Lichtstrahlen von den jeweiligen Positionen der Gruppe von Strahlengang ändernden Einheiten 90a konvergieren im spezifischen Punkt PA des stereoskopischen Bilds I1a. Als Ergebnis wird das Punktbild PI, das ein Teil des stereoskopischen Bilds I1a ist, an dem spezifischen Punkt PA ausgebildet. Ebenso wird ein Punktbild PI, bei dem es sich um einen Teil des stereoskopischen Bilds I1a handelt, an jedem von spezifischen Punkten PB bis PG durch Licht ausgebildet, dessen Strahlengang durch jede der Gruppen von Strahlengang ändernden Einheiten 90b bis 90g geändert worden ist. In der ersten stereoskopischen Bildanzeigevorrichtung 5 kann durch Verringern der Abstände zwischen den Gruppen von Strahlengang ändernden Einheiten 90a, 90b, 90c... der Abstand des durch jede der Gruppen von Strahlengang ändernden Einheiten 90a, 90b, 90c... auszubildenden Punktbilds PI verringert werden. Als Ergebnis wird in der ersten stereoskopischen Bildanzeigevorrichtung 5 durch Sammeln mehrerer Punktbilder PI, jeweils ausgebildet durch das Licht, dessen Strahlengang durch jede der Gruppen von Strahlengang ändernden Einheiten 90a, 90b, 90c... geändert worden ist, das stereoskopische Bild 11a, bei dem es sich um das Linienbild handelt, im Wesentlichen auf der Ebene zum Ausbilden des stereoskopischen Bilds P ausgebildet.
Bei der ersten stereoskopischen Bildanzeigevorrichtung 5 ist, ähnlich wie bei der ersten stereoskopischen Bildanzeigevorrichtung 2 in der ersten Ausführungsform, in einer Draufsicht aus der Richtung senkrecht zu der Austrittsoberfläche 21, wenn für die vier Quadranten die Position einer jeden der Gruppen von Strahlengang ändernden Einheiten 90a, 90b, 90c... als der Ursprung spezifiziert ist, die vier Quadranten mithilfe von zwei geraden Linien, die senkrecht zueinander sind und in einem Winkel von 45° in Bezug auf die Richtung geneigt sind, in der das einfallende Licht von der Lichtquelle 10 auf jede der Gruppen von Strahlengang ändernden Einheiten 90a, 90b, 90c... einfällt, geteilt werden, jede der Gruppen von Strahlengang ändernden Einheiten 90a, 90b, 90c... derart geformt, dass ein Teil des Lichts, das durch jede der Gruppen von Strahlengang ändernden Einheiten 90a, 90b, 90c... reflektiert wurde, auf den Quadranten (angenommen als der vierte Quadrant) ausgestrahlt wird, der neben einem Quadranten (angenommen als der dritte Quadrant) liegt, auf den das einfallende Licht einfällt.
Demnach kann in der ersten stereoskopischen Bildanzeigevorrichtung 5 durch alles Licht, das zu dem vierten Quadranten hin ausgestrahlt wird, das stereoskopische Bild I1a in dem Raum vor der Lichtleiterplatte 20 und auf der rechten Seite in Bezug auf die Richtung senkrecht zu der vorderen Oberfläche der Lichtleiterplatte 20 ausgebildet werden. Da die Lichtquelle 10 links unterhalb der Lichtleiterplatte 20 angeordnet ist, ist es zu diesem Zeitpunkt möglich, den Winkel zu verringern, der zwischen der Einfallsrichtung des einfallenden Lichts auf jeder der Gruppen von Strahlengang ändernden Einheiten 90a, 90b, 90c... und der Austrittsrichtung des austretenden Lichts von jeder der Gruppen von Strahlengang ändernden Einheiten 90a, 90b, 90c gebildet wird. Als Ergebnis kann die Ausbreitungsempfindlichkeit auf die Form des stereoskopischen Bilds I1a verringert werden, sodass der Betrachter O1 selbst dann das unverzerrte stereoskopische Bild I1a erkennen kann, wenn der Betrachter O1 das stereoskopische Bild I1a aus einem Winkel betrachtet, der in Bezug auf die Richtung senkrecht zu der vorderen Oberfläche der Lichtleiterplatte 20 ein hoher Winkel ist.
Darüber hinaus bildet in der ersten stereoskopischen Bildanzeigevorrichtung 5 alles Licht, das in Richtung des vierten Quadranten ausgestrahlt wird, in der Luft das stereoskopische Bild 11a aus, das visuell durch den Betrachter O1 im Bereich unterhalb der Anzeigevorrichtung 1B, vor der Anzeigevorrichtung 1B und auf der rechten Seite der horizontalen Mitte der Anzeigevorrichtung 1B erkannt wird. Demnach kann, wenn die Anzeigevorrichtung 1B in einer höheren Position als der Augenhöhe des Betrachters O1 eingebaut ist, der Betrachter O1 das stereoskopische Bild I1a visuell erkennen.
Darüber hinaus weist, wie zuvor beschrieben, die zweite stereoskopische Bildanzeigevorrichtung 6 eine zu der ersten stereoskopischen Bildanzeigevorrichtung 5 symmetrische Struktur auf. Mit dieser Konfiguration kann die zweite stereoskopische Bildanzeigevorrichtung 6 das stereoskopische Bild I1b in dem Raum vor der Anzeigevorrichtung 1 B und auf der linken Seite in Bezug auf die Richtung senkrecht zu der vorderen Oberfläche der Anzeigevorrichtung 1B ausbilden. Ferner kann selbst dann, wenn der Betrachter O2 das stereoskopische Bild I1b aus einem Winkel betrachtet, der in Bezug auf die Richtung senkrecht zu der vorderen Oberfläche der Anzeigevorrichtung 1B ein hoher Winkel ist, der Betrachter O2 das unverzerrte stereoskopische Bild I1b erkennen. Darüber hinaus kann, wenn die Anzeigevorrichtung 1B in einer höheren Position als der Augenhöhe des Betrachters O2 eingebaut ist, der Betrachter O2 das unverzerrte stereoskopische Bild I1b sehen.
[Dritte Ausführungsform]
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird in der Folge beschrieben. Der Einfachheit halber werden Elemente, die die gleichen Funktionen wie die bei der ersten Ausführungsform beschriebenen Elemente aufweisen, mittels der gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und deren Beschreibung entfällt.
Eine Konfiguration einer Anzeigevorrichtung 1C in der vorliegenden Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf 18 und 19 beschrieben.
18 ist eine perspektivische Ansicht, die die Konfiguration der Anzeigevorrichtung 1C veranschaulicht.
Die Anzeigevorrichtung 1C enthält eine erste stereoskopische Bildanzeigevorrichtung (optische Vorrichtung) 7 und eine zweite stereoskopische Bildanzeigevorrichtung (optische Vorrichtung) 8 anstelle der ersten stereoskopischen Bildanzeigevorrichtung 2 und der zweiten stereoskopischen Bildanzeigevorrichtung 3 in der ersten Ausführungsform.
Die erste stereoskopische Bildanzeigevorrichtung 7 und die zweite stereoskopische Bildanzeigevorrichtung 8 werden unter Bezugnahme auf 19 beschrieben. Da die erste stereoskopische Bildanzeigevorrichtung 7 und die zweite stereoskopische Bildanzeigevorrichtung 8 zueinander symmetrische Strukturen aufweisen, wird das Detail der ersten stereoskopischen Bildanzeigevorrichtung 7 hier beschrieben, und in Bezug auf den Unterschied der zweiten stereoskopischen Bildanzeigevorrichtung 8 wird nur der Unterschied zur ersten stereoskopischen Bildanzeigevorrichtung 5 beschrieben.
19 ist eine perspektivische Ansicht, die die Konfiguration der ersten stereoskopischen Bildanzeigevorrichtung 7 veranschaulicht.
Wie in 19 veranschaulicht, enthält die erste stereoskopische Bildanzeigevorrichtung 7 eine dritte Strahlengang ändernde Einheit 110 und eine vierte Strahlengang ändernde Einheit 120 anstelle der ersten Strahlengang ändernden Einheit 30 in der ersten stereoskopischen Bildanzeigevorrichtung 2.
Jede der dritten Strahlengang ändernden Einheit 110 und der vierten Strahlengang ändernden Einheit 120 ist auf der hinteren Oberfläche 22 innerhalb der Lichtleiterplatte 20 angeordnet und es handelt sich dabei um ein Element zum Ändern des Strahlengangs des Lichts, das in der Lichtleiterplatte 20 geleitet wird, um das Licht durch die Austrittsoberfläche 21 auszustrahlen. Die dritte Strahlengang ändernde Einheit 110 besteht aus mehreren Reflektoren (Strahlengang ändernden Einheiten) 110a. Ebenso besteht die vierte Strahlengang ändernde Einheit 120 aus mehreren Reflektoren (Strahlengang ändernden Einheiten) 120a.
20 ist eine perspektivische Ansicht, die die Struktur eines jeden der Reflektoren 110a, 120a veranschaulicht.
Wie in 20 veranschaulicht, weisen die Reflektoren 110a, 120a dreieckige Pyramidenformen auf und weisen Reflexionsoberflächen 110aa, 120aa auf, die das einfallende Licht reflektieren (vollständig bzw. total reflektieren). Die Reflexionsoberflächen 110aa, 120aa sind so ausgebildet, dass der zwischen jeder der Reflexionsoberflächen 110aa, 120aa und der Lichtaustrittsoberfläche 21 oder der hinteren Oberfläche 22 der Lichtleiterplatte 20 ausgebildete Winkel gleich groß wie oder größer als ein vorbestimmter Winkel ist (48° in der vorliegenden Ausführungsform).
In der ersten stereoskopischen Bildanzeigevorrichtung 7 wird ein erstes Bild auf der Seite der Austrittsoberfläche 21 durch das Licht ausgebildet, dessen Strahlengang durch die dritte Strahlengang ändernde Einheit 110 geändert worden ist, und ein zweites Bild, das dasselbe ist wie das erste Bild, wird auf der Seite der Austrittsoberfläche 21 durch das Licht ausgebildet, dessen Strahlengang durch die vierte Strahlengang ändernde Einheit 120 geändert worden ist. Allerdings sind die Positionen, an denen das erste Bild und das zweite Bild ausgebildet werden, voneinander verschieden. Mit der obigen Konfiguration wird bewirkt, dass der Betrachter O1 das erste Bild mit dem rechten Auge und das zweite Bild mit dem linken Auge in der ersten stereoskopischen Bildanzeigevorrichtung 7 visuell erkennt, wodurch der Betrachter O1 aufgrund von Parallaxe ein stereoskopisches Bild visuell erkennen kann.
Bei der ersten stereoskopischen Bildanzeigevorrichtung 7 ist, ähnlich wie bei der ersten stereoskopischen Bildanzeigevorrichtung 2 in der ersten Ausführungsform, in einer Draufsicht aus der Richtung senkrecht zu der Austrittsoberfläche 21, wenn für die vier Quadranten die Position einer jeden der dritten Strahlengang ändernden Einheit 110 und der vierten Strahlengang ändernden Einheit 120 als der Ursprung spezifiziert ist, die vier Quadranten mithilfe von zwei geraden Linien, die senkrecht zueinander sind und in einem Winkel von 45° in Bezug auf die Richtung geneigt sind, in der das einfallende Licht von der Lichtquelle 10 auf jeder der dritten Strahlengang ändernden Einheit 110 und der vierten Strahlengang ändernden Einheit 120 einfällt, geteilt werden, jede der dritten Strahlengang ändernden Einheit 110 und der vierten Strahlengang ändernden Einheit 120 derart geformt, dass ein Teil des Lichts, das durch jede der dritten Strahlengang ändernden Einheit 110 und der vierten Strahlengang ändernden Einheit 120 reflektiert wurde, auf den Quadranten (angenommen als der vierte Quadrant) ausgestrahlt wird, der neben einem Quadranten (angenommen als der dritte Quadrant) liegt, auf den das einfallende Licht einfällt.
Demnach kann in der ersten stereoskopischen Bildanzeigevorrichtung 7 durch alles Licht, das zu dem vierten Quadranten hin ausgestrahlt wird, bewirkt werden, dass der Betrachter O1 das stereoskopische Bild I1a visuell erkennt, wobei der Betrachter sich in dem Raum vor der Lichtleiterplatte 20 und auf der rechten Seite in Bezug auf die Richtung senkrecht zu der vorderen Oberfläche der Lichtleiterplatte 20 befindet. Zu diesem Zeitpunkt ist die Lichtquelle 10 links unterhalb der Lichtleiterplatte 20 angeordnet; somit ist es möglich, den Winkel zu verringern, der zwischen der Linie senkrecht zu jeder der Reflexionsoberflächen 110aa, 120aa... und der Einfallsrichtung des einfallenden Lichts gebildet wird. Somit kann, wenn die YZ-Ebene in der Draufsicht betrachtet wird, der Winkel, der zwischen der Einfallsrichtung des einfallenden Lichts auf der dritten Strahlengang ändernden Einheit 110 oder der vierten Strahlengang ändernden Einheit 120 und der Austrittsrichtung des austretenden Lichts aus der dritten Strahlengang ändernden Einheit 110 oder der vierten Strahlengang ändernden Einheit 120 gebildet wird, kleiner gestaltet werden. Als Ergebnis kann die Ausbreitungsempfindlichkeit auf die Form des stereoskopischen Bilds I1a verringert werden, sodass der Betrachter O1 selbst dann das unverzerrte stereoskopische Bild I1a erkennen kann, wenn der Betrachter O1 das stereoskopische Bild I1a aus einem Winkel betrachtet, der in Bezug auf die Richtung senkrecht zu der vorderen Oberfläche der Lichtleiterplatte 20 ein hoher Winkel ist.
Darüber hinaus bewirkt in der ersten stereoskopischen Bildanzeigevorrichtung 7 alles Licht, das in Richtung des vierten Quadranten ausgestrahlt wird, dass der Betrachter O1 das stereoskopische Bild I1a visuell erkennt, wobei der Betrachter O1 sich im Bereich unterhalb der Anzeigevorrichtung 1C, vor der Anzeigevorrichtung 1C und auf der rechten Seite der horizontalen Mitte der Anzeigevorrichtung 1C befindet. Somit kann, wenn die Anzeigevorrichtung 1C in einer höheren Position als der Augenhöhe des Betrachters O1 eingebaut ist, der Betrachter O1 das stereoskopische Bild I1a sehen.
Darüber hinaus weist, wie zuvor beschrieben, die zweite stereoskopische Bildanzeigevorrichtung 8 eine zu der ersten stereoskopischen Bildanzeigevorrichtung 7 symmetrische Struktur auf. Mit dieser Konfiguration bewirkt die zweite stereoskopische Bildanzeigevorrichtung 8, dass der Betrachter O2 das stereoskopische Bild I1b visuell erkennt, wobei der Betrachter O2 sich in dem Bereich vor der Anzeigevorrichtung 1C und auf der linken Seite in Bezug auf die Richtung senkrecht zu der vorderen Oberfläche der Anzeigevorrichtung 1C befindet. Ferner kann selbst dann, wenn der Betrachter O2 das stereoskopische Bild I1b aus einem Winkel betrachtet, der in Bezug auf die Richtung senkrecht zu der vorderen Oberfläche der Anzeigevorrichtung 1C ein hoher Winkel ist, der Betrachter O2 das unverzerrte stereoskopische Bild I1b erkennen. Darüber hinaus kann, wenn die Anzeigevorrichtung 1C in einer höheren Position als der Augenhöhe des Betrachters O2 eingebaut ist, der Betrachter O2 das stereoskopische Bild I1b sehen.
Kurzdarstellung
Eine optische Vorrichtung nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist mit einer Lichtleiterplatte versehen, die eingerichtet ist, um einfallendes Licht zu leiten und das Licht aus einer Austrittsoberfläche auszustrahlen. Die Lichtleiterplatte enthält mehrere Strahlengang ändernde Einheiten, die jeweils eingerichtet sind, um einen Strahlengang des in der Lichtleiterplatte geleiteten Lichts zu ändern und das Licht aus der Austrittsoberfläche auszustrahlen, und die optische Vorrichtung bewirkt, dass ein Betrachter das im Strahlengang durch jede der Strahlengang ändernden Einheiten geänderte und aus der Austrittsoberfläche ausgestrahlte Licht als ein stereoskopisches Modell erkennt.
Wenn vier Quadranten für jede der Strahlengang ändernden Einheiten spezifiziert sind, nehmen die vier Quadranten eine Position der Strahlengang ändernden Einheiten in einer Draufsicht aus einer Richtung senkrecht zu einer Austrittsoberfläche als Ursprung an, die vier Quadranten mithilfe von zwei geraden Linien, die senkrecht zueinander sind und in einem Winkel von 45° in Bezug auf eine Richtung geneigt sind, in der das einfallende Licht auf der Strahlengang ändernden Einheit einfällt, geteilt werden, das Licht, dessen Strahlengang durch die Strahlengang ändernde Einheit geändert wird, auf einen Quadranten ausgestrahlt wird, der neben einem Quadranten liegt, auf den einfallendes Licht einfällt.
Nach dem obigen Merkmal wird das stereoskopische Modell, das durch den Betrachter unter Einsatz des durch den Quadranten neben dem Quadranten, auf den das einfallende Licht einfällt, ausgestrahlten Lichts visuell erkannt wird, durch das Licht mit einem kleinen Winkel ausgebildet, der zwischen der Einfallsrichtung des einfallenden Lichts auf die Strahlengang ändernde Einheit und der Austrittsrichtung des austretenden Lichts aus der Strahlengang ändernden Einheit ausgebildet wird. Als ein Ergebnis kann die Ausbreitungsempfindlichkeit auf die Form des stereoskopischen Modells verringert werden, sodass der Betrachter, der sich in dem Quadranten neben dem Quadranten befindet, auf dem das einfallende Licht einfällt, ein unverzerrtes stereoskopisches Modell erkennen kann. Demnach ist es durch angemessenes Einstellen des Einfallswinkels des Lichts auf die Strahlengang ändernde Einheit möglich, zu bewirken, dass der Betrachter selbst dann ein unverzerrtes stereoskopisches Modell erkennt, wenn der Betrachter ein stereoskopisches Modell aus einem Winkel betrachtet, der in Bezug auf die Richtung senkrecht zu der vorderen Oberfläche der Lichtleiterplatte ein hoher Winkel ist.
Die optische Vorrichtung nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann eine Konfiguration aufweisen, bei der das Licht, dessen Strahlengang durch jede der mehreren Strahlengang ändernden Einheiten geändert wurde und das aus der Austrittsoberfläche ausgestrahlt wurde, ein Bild ausbildet, um ein stereoskopisches Modell auszubilden.
Die optische Vorrichtung nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann eine Konfiguration aufweisen, bei der das Licht, dessen Strahlengang durch jede der mehreren Strahlengang ändernden Einheiten geändert wurde und das aus der Austrittsoberfläche ausgestrahlt wurde, durch den Betrachter aufgrund von Parallaxe als ein stereoskopisches Modell erkannt wird.
Eine Anzeigevorrichtung nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine Konfiguration auf, bei der mehrere optische Vorrichtungen aufeinander gestapelt angeordnet sind.
Mit der obigen Konfiguration können mehrere stereoskopische Modelle in einer Anzeigevorrichtung erkannt werden.
Die Anzeigevorrichtung nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine Konfiguration auf, bei der ein Winkelbereich, in dem eine der mehreren optischen Vorrichtungen Licht ausstrahlt, von einem Winkelbereich verschieden ist, in dem die andere der optischen Vorrichtungen Licht ausstrahlt.
Mit der obigen Konfiguration kann in einer Anzeigevorrichtung jede optische Vorrichtung bewirken, dass der Betrachter an einer anderen Position ein stereoskopisches Modell erkennt.
Die Anzeigevorrichtung nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann eine Konfiguration aufweisen, in der die mehreren optischen Vorrichtungen in Bezug auf voneinander verschiedene Winkelbereiche dieselben stereoskopischen Modelle anzeigen.
Mit der obigen Konfiguration ist es möglich, zu bewirken, dass der Betrachter dasselbe stereoskopische Modell mit einem breiten Sichtwinkel erkennt.
Die Anzeigevorrichtung nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann eine Konfiguration aufweisen, in der eine 2D-Bildanzeigevorrichtung, die eingerichtet ist, um ein zweidimensionales Bild anzuzeigen, ferner aufgestapelt ist.
Mit der obigen Konfiguration kann die optische Vorrichtung ein stereoskopisches Modell anzeigen und die 2D-Bildanzeigevorrichtung kann ein zweidimensionales Bild anzeigen. Demnach ist es zum Beispiel durch Anzeigen eines Zeichens, das einen Ort andeutet, oder eines Bildes, das den Ort als ein zweidimensionales Bild veranschaulicht, und durch Anzeigen eines Pfeiles als ein stereoskopisches Modell möglich, eine Anzeige als intuitiv (wahrnehmbar) leicht verständlich für den Betrachter zu gestalten.
Bezugszeichenliste

2, 5, 7: Erste stereoskopische Bildanzeigevorrichtung (optische Vorrichtung)
3, 6, 8: Zweite stereoskopische Bildanzeigevorrichtung (optische Vorrichtung)
4: 2D-Bildanzeigevorrichtung
20: Lichtleiterplatte
21: Austrittsoberfläche
31a, 31b, 31c, 110a, 120a: Reflektor (Strahlengang ändernde Einheit)
90a, 90b, 90c: Gruppe von Strahlengang ändernden Einheiten (Strahlengang ändernde Einheit)
I1, I1a, I1b: Stereoskopisches Bild (stereoskopisches Modell)
O1,O2: Betrachter

Claims

Optische Vorrichtung, umfassend: eine Lichtleiterplatte (20), die eingerichtet ist, um einfallendes Licht zu leiten und das Licht aus einer Austrittsoberfläche (21) auszustrahlen, wobei die Lichtleiterplatte (20) mehrere Strahlengang ändernde Einheiten (31a, 31b, 31c) enthält, die jeweils eingerichtet sind, um einen Strahlengang des in der Lichtleiterplatte (20) geleiteten Lichts zu ändern und das Licht aus der Austrittsoberfläche (21) auszustrahlen, wobei die optische Vorrichtung bewirkt, dass ein Betrachter das in dem Strahlengang durch jede der Strahlengang ändernden Einheiten (31a, 31b, 31c) geänderte und aus der Austrittsoberfläche (21) ausgestrahlte Licht als ein stereoskopisches Modell (I1, I1a, I1b) erkennt, wobei, wenn vier Quadranten für jede der Strahlengang ändernden Einheiten (31a, 31b, 31c) spezifiziert sind, die vier Quadranten eine Position der Strahlengang ändernden Einheiten (31a, 31b, 31c) in einer Draufsicht aus einer Richtung senkrecht zu einer Austrittsoberfläche (21) als Ursprung annehmen, die vier Quadranten mithilfe von zwei geraden Linien, die senkrecht zueinander sind und in einem Winkel von 45° in Bezug auf eine Richtung geneigt sind, in der das einfallende Licht auf der Strahlengang ändernden Einheit (31a, 31b, 31c) einfällt, geteilt werden, das Licht, dessen Strahlengang durch die Strahlengang ändernde Einheit (31a, 31b, 31c) geändert wurde, auf einen Quadranten ausgestrahlt wird, der neben einem Quadranten liegt, auf den einfallendes Licht einfällt.
Optische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Licht, dessen Strahlengang durch jede der mehreren Strahlengang ändernden Einheiten (31a, 31b, 31c) geändert wurde und das aus der Austrittsoberfläche (21) ausgestrahlt wurde, ein Bild ausbildet, um ein stereoskopisches Modell (I1, I1a, I1b) auszubilden.
Optische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Licht, dessen Strahlengang durch jede der mehreren Strahlengang ändernden Einheiten (31a, 31b, 31c) geändert wurde und das aus der Austrittsoberfläche (21) ausgestrahlt wurde, durch den Betrachter aufgrund von Parallaxe als ein stereoskopisches Modell (11, 11a, I1b) erkannt wird.
Anzeigevorrichtung, umfassend: mehrere der optischen Vorrichtungen (2, 3; 5, 6; 7, 8) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, die aufeinander gestapelt angeordnet sind.
Anzeigevorrichtung nach Anspruch 4, wobei ein Winkelbereich, in dem eine der mehreren optischen Vorrichtungen (2, 5, 7) Licht ausstrahlt, von einem Winkelbereich verschieden ist, in dem die andere der optischen Vorrichtungen (3, 6, 8) Licht ausstrahlt.
Anzeigevorrichtung nach Anspruch 5, wobei die mehreren optischen Vorrichtungen (2, 3; 5, 6; 7, 8) in Bezug auf voneinander verschiedene Winkelbereiche dieselben stereoskopischen Modelle (11, 11a, I1b) anzeigen.
Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei eine 2D-Bildanzeigevorrichtung (4), die eingerichtet ist, um ein zweidimensionales Bild anzuzeigen, ferner aufgestapelt ist.