DE112020005825T5

DE112020005825T5 - Anzeigevorrichtung

Info

Publication number: DE112020005825T5
Application number: DE112020005825.5T
Authority: DE
Inventors: Masafumi Danno; Shizuto Yukumoto; Masayuki Shinohara; Norikazu Kitamura
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2019-11-25
Filing date: 2020-10-23
Publication date: 2022-09-08
Also published as: US20220390664A1; WO2021106458A1; CN114585961A; JP2021085891A; JP7392418B2

Abstract

Es wird eine Anzeigevorrichtung bereitgestellt, die eine Anzeige mit hoher Ästhetik und ausgezeichnetem Design bietet. Eine Anzeigevorrichtung (10) wird bereitgestellt mit: einer Lichtleiterplatte (11), die einfallendes Licht leitet und das Licht von einer Lichtaustrittsfläche ausstrahlt; einem Halbspiegel (21), der auf der Seite der Lichtaustrittsfläche der Lichtleiterplatte angeordnet ist; und einem Spiegel (22), der auf der Seite gegenüber der Lichtaustrittsfläche der Lichtleiterplatte angeordnet ist. Die Lichtleiterplatte erzeugt ein Bild, das von einer Veränderung begleitet wird, die in einer Richtung des Halbspiegels zum Spiegel in einem anderen Raum als der Lichtaustrittsfläche erfolgt.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Anzeigevorrichtung, die ein Bild in einem Raum anzeigt.
STAND DER TECHNIK
Patentliteratur 1 offenbart eine Anzeigevorrichtung mit: einer transparenten Lichtleiterplatte, auf der eine Anzeigeeinheit mit einer Vielzahl von Ausnehmungen ausgebildet ist, wobei die Ausnehmungen jeweils eine reflektierende Oberfläche aufweisen, die einfallendes Licht in Richtung der vorderen Oberflächenseite reflektiert; einer Halbspiegelplatte, die auf der vorderen Oberflächenseite der Lichtleiterplatte angeordnet ist; und einer Spiegelplatte, die auf der hinteren Oberflächenseite der Lichtleiterplatte angeordnet ist. Die Anzeigevorrichtung reflektiert mehrfach Licht von einer Lichtquelle, wobei das Licht die Lichtleiterplatte durchläuft und an der reflektierenden Oberfläche jeder Aussparung zwischen der Halbspiegelplatte und der Spiegelplatte reflektiert wird, um mehrere Bilder der Anzeigeeinheit anzuzeigen.
Stand der Technik Dokument
Patentdokument
Patentdokument 1: Japanische ungeprüfte Patentanmeldung mit Veröffentlichungsnummer 2010-2635
ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDE PROBLEME
Die im Patentdokument 1 offenbarte Anzeigevorrichtung kann jedoch nur Bilder der Anzeigeeinheit anzeigen, die auf der Rückseite der Lichtleiterplatte ausgebildet sind, d.h. mehrere Bilder, bei denen es sich um ebene Bilder handelt, und hat daher das Problem, dass die Gestaltbarkeit nicht ausreichend ist.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Anzeigevorrichtung bereitzustellen, die in der Lage ist, eine Anzeige mit hoher Ästhetik und ausgezeichnetem Design bereitzustellen.
MITTEL ZUM LÖSEN DER AUFGABE
Um das obige Problem zu lösen, wird eine Anzeigevorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung bereitgestellt mit: einer Lichtleiterplatte, die eingerichtet ist, einfallendes Licht zu leiten, das Licht durch eine Einheit zur Änderung des optischen Weges, die an einer vorbestimmten Position gebildet wird, zu reflektieren und das Licht von einer Lichtaustrittsfläche auszustrahlen; einem Halbspiegel, der auf der Seite der Lichtaustrittsfläche der Lichtleiterplatte angeordnet ist; und einem Spiegel, der auf einer Seite der Lichtleiterplatte gegenüber der Lichtaustrittsfläche angeordnet ist. Die Lichtleiterplatte erzeugt ein Bild, das von einer Veränderung begleitet wird, die in einer Richtung vom Halbspiegel zum Spiegel in einem von der Lichtaustrittsfläche verschiedenen Raum durch das von der Lichtaustrittsfläche ausgestrahlte Licht erfolgt.
WIRKUNG DER ERFINDUNG
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Anzeigevorrichtung zu schaffen, die in der Lage ist, eine Anzeige mit hoher Ästhetik und ausgezeichnetem Design bereitzustellen.
Figurenliste

1 ist eine Ansicht, die eine Konfiguration einer Anzeigevorrichtung gemäß der Ausführungsform zeigt.
2 ist eine perspektivische Ansicht zur Beschreibung des Prinzips einer Anzeige durch die Anzeigevorrichtung gemäß der Ausführungsform.
3 ist eine Ansicht, die ein Beispiel für einen optischen Weg in der Anzeigevorrichtung gemäß der Ausführungsform zeigt.
4 ist eine Ansicht, die ein Beispiel für ein Bild zeigt, das von einer Lichtleiterplatte angezeigt wird, die in der Anzeigevorrichtung gemäß der Ausführungsform enthalten ist.
5 ist eine Ansicht, die Beispiele für ein Bild zeigt, das von der Anzeigevorrichtung gemäß der Ausführungsform erzeugt wird.
6 ist eine Ansicht, die das Verhältnis zwischen dem Abstand zwischen einem Halbspiegel und einem Spiegel und der gesamten Länge eines Bildes in Tiefenrichtung der Anzeigevorrichtung zeigt.
7 ist eine perspektivische Ansicht, die Beispiele für einen Spielautomaten zeigt, an dem die Anzeigevorrichtung gemäß dieser Ausführungsform angebracht ist.
8 ist eine Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem die Anzeigevorrichtung gemäß der Ausführungsform an einer Rückleuchte eines Fahrzeugs angebracht ist.
9 ist eine Ansicht, die eine Anzeigevorrichtung gemäß einer ersten Abwandlung zeigt.
10 ist eine Ansicht, die eine Anzeigevorrichtung gemäß einer zweiten Abwandlung zeigt.
11 ist eine Ansicht, die eine Lichtleiterplatte zeigt, die in einer Anzeigevorrichtung gemäß einer dritten Abwandlung enthalten ist.
12 ist eine Ansicht, die ein spezifisches Beispiel eines Bildes zeigt, das von der Anzeigevorrichtung gemäß der dritten Abwandlung erzeugt wird.
13 ist eine Ansicht zur Beschreibung einer Anzeigevorrichtung gemäß einer vierten Abwandlung.
14 ist eine Ansicht zur Beschreibung einer Anzeigevorrichtung gemäß einer fünften Abwandlung.
15 ist eine Ansicht, die eine Anzeigevorrichtung gemäß einer sechsten Abwandlung zeigt.
16 ist eine Ansicht, die eine Anzeigevorrichtung gemäß einer siebten Abwandlung zeigt.
17 ist eine Ansicht, die eine Anzeigevorrichtung gemäß einer achten Abwandlung zeigt.
18 ist eine Ansicht, die eine Anzeigevorrichtung gemäß einer neunten Abwandlung zeigt.
19 ist eine Ansicht, die eine Anzeigevorrichtung gemäß einer zehnten Abwandlung zeigt.
20 ist eine Ansicht, die eine Anzeigevorrichtung gemäß einer elften Abwandlung zeigt.
21 ist eine Ansicht, die eine Anzeigevorrichtung gemäß einer zwölften Abwandlung zeigt.
22 ist eine perspektivische Ansicht einer Anzeigevorrichtung gemäß einer dreizehnten Abwandlung.
23 ist eine Querschnittsansicht, die die Konfiguration der Anzeigevorrichtung gemäß der dreizehnten Abwandlung zeigt.
24 ist eine Draufsicht, die die Konfiguration der Anzeigevorrichtung gemäß der dreizehnten Abwandlung zeigt.
25 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Konfiguration einer Einheit zur Änderung des optischen Weges zeigt, die in der Anzeigevorrichtung gemäß der dreizehnten Abwandlung enthalten ist.
26 ist eine perspektivische Ansicht, die die Anordnung der Einheit zur Änderung des optischen Weges zeigt, die in der Anzeigevorrichtung gemäß der dreizehnten Abwandlung enthalten ist.
27 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Verfahren zur Erzeugung eines stereoskopischen Bildes durch die Anzeigevorrichtung gemäß der dreizehnten Abwandlung zeigt.

ART UND WEISE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
[Erste Ausführungsform] Im Folgenden wird eine Ausführungsform gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung (im Folgenden auch als „die Ausführungsform“ bezeichnet) unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
§1 Anwendungsbeispiel
Zunächst wird ein Prinzip einer Anzeige durch die Anzeigevorrichtung der vorliegenden Erfindung beschrieben. Der Einfachheit halber wird im Folgenden eine +X-Richtung in 2 als Vorwärtsrichtung, eine -X-Richtung als Rückwärtsrichtung, eine +Y-Richtung als Aufwärtsrichtung, eine -Y-Richtung als Abwärtsrichtung, eine +Z-Richtung als Rechtsrichtung und eine -Z-Richtung als Linksrichtung bezeichnet.
2 ist eine perspektivische Ansicht zur Beschreibung des Prinzips einer Anzeige durch eine Anzeigevorrichtung 10. Die Anzeigevorrichtung 10 erzeugt ein stereoskopisches Bild, das von einem Benutzer in einem Raum ohne Bildschirm visuell erkannt wird. 2 zeigt einen Zustand, in dem die Anzeigevorrichtung 10 ein stereoskopisches Bild I, genauer gesagt ein knopfförmiges stereoskopisches Bild I, anzeigt, auf dem die Buchstaben „ON“ angezeigt werden. 2 zeigt eine Lichtleiterplatte 11 und eine Lichtquelle 12 als Bestandteile der Anzeigevorrichtung 10.
Die Lichtleiterplatte 11 leitet das von der Lichtquelle 12 einfallende Licht und strahlt das Licht von einer Austrittsfläche 11a aus, um das Bild in einem Raum zu erzeugen. Die Lichtleiterplatte 11 hat eine rechteckige Parallelepipedform und ist aus einem Harzmaterial mit Transparenz und einem relativ hohen Brechungsindex gebildet. Ein Material zur Bildung der Lichtleiterplatte 11 kann ein Polycarbonat-Harz (PC), PolymethylmethacrylatHarz (PMMA), Glas oder dergleichen sein. Die Lichtleiterplatte 11 umfasst eine Lichtaustrittsfläche 11a (Lichtaustrittsfläche), die Licht ausstrahlt, eine Rückfläche 11b auf der der Lichtaustrittsfläche 11a gegenüberliegenden Seite und die Endflächen 11c, 11d, 11e und 11f, die vier Endflächen sind. Die Endfläche 11c ist eine Einfallfläche, auf der das von der Lichtquelle 12 projizierte Licht auf die Lichtleiterplatte 11 fällt. Die Endfläche 11d ist eine Fläche auf der der Endfläche 11c gegenüberliegenden Seite. Die Endfläche 11e ist eine Fläche auf der der Endfläche 11f gegenüberliegenden Seite. Die Lichtleiterplatte 11 streut und leitet das von der Lichtquelle 12 einfallende Licht in einer Ebene parallel zur Austrittsfläche 11a. Die Lichtquelle 12 ist beispielsweise eine Lichtquelle in Form einer Leuchtdiode (LED).
Auf der Rückfläche 11b der Lichtleiterplatte 11 ist eine Vielzahl von Einheiten zur Änderung des optischen Weges 13 ausgebildet, die eine Einheit zur Änderung des optischen Weges 13a, eine Einheit zur Änderung des optischen Weges 13b und eine Einheit zur Änderung des optischen Weges 13c umfassen. Die Einheiten zur Änderung des optischen Weges 13 sind in Richtung der Z-Achse im Wesentlichen durchgehend ausgebildet. Mit anderen Worten, die Vielzahl der Einheiten zur Änderung des optischen Weges 13 sind entlang jeweils vorgegebener Linien in einer Ebene parallel zur Austrittsfläche 11a angeordnet. Das von der Lichtquelle 12 projizierte und von der Lichtleiterplatte 11 geführte Licht fällt auf jede der Positionen in Richtung der Z-Achse der Einheiten zur Änderung des optischen Weges 13. Die Einheit zur Änderung des optischen Weges 13 bündelt das auf jede Position der Einheit zur Änderung des optischen Weges 13 einfallende Licht im Wesentlichen auf einen bestimmten Punkt, der jeder optischen Einheit zur Änderung des optischen Weges 13 entspricht. In 2 sind insbesondere die Einheit zur Änderung des optischen Weges 13a, die Einheit zur Änderung des optischen Weges 13b und die Einheit zur Änderung des optischen Weges 13c als einige der Einheiten zur Änderung des optischen Weges 13 dargestellt. Insbesondere wird ein Zustand dargestellt, in dem das von der Einheit zur Änderung des optischen Weges 13a, der Einheit zur Änderung des optischen Weges 13b und der Einheit zur Änderung des optischen Weges 13c emittierte Licht konvergiert.
Konkret entspricht die Einheit zur Änderung des optischen Weges 13a einem bestimmten Punkt PA des stereoskopischen Bildes I. Licht von jeder Position der Einheit zur Änderung des optischen Weges 13a konvergiert auf den bestimmten Punkt PA. So wird die Wellenfront des Lichts aus der Einheit zur Änderung des optischen Weges 13a zu einer Lichtwellenfront, die so aussieht, als würde sie von einem bestimmten Punkt PA ausgehen. Die Einheit zur Änderung des optischen Weges 13b entspricht einem bestimmten Punkt PB auf dem stereoskopischen Bild I. Licht von jeder Position der Einheit zur Änderung des optischen Weges 13b konvergiert auf den bestimmten Punkt PB. Wie oben beschrieben, konvergiert das Licht von jeder Position der willkürlichen Einheit zur Änderung des optischen Weges 13 im Wesentlichen auf den bestimmten Punkt, der jeder Einheit zur Änderung des optischen Weges 13 entspricht. Dadurch kann die willkürliche Einheit zur Änderung des optischen Weges 13 eine Lichtwellenfront erzeugen, die so aussieht, als ob sie von dem entsprechenden bestimmten Punkt ausgeht. Die bestimmten Punkte, die den jeweiligen Einheiten zur Änderung des optischen Weges 13 entsprechen, sind voneinander verschieden, und das stereoskopische Bild I, das vom Benutzer erkannt wird, wird auf dem Raum (genauer gesagt, auf dem Raum auf der von der Lichtleiterplatte 11 ausgehenden Seite 11a) durch eine Sammlung einer Vielzahl von bestimmten Punkten gebildet, die jeweils den Einheiten zur Änderung des optischen Weges 13 entsprechen.
Wie in 2 dargestellt, sind die Einheit zur Änderung des optischen Weges 13a, die Einheit zur Änderung des optischen Weges 13b und die Einheit zur Änderung des optischen Weges 13c entlang einer Linie La, einer Linie Lb bzw. einer Linie Lc ausgebildet. Dabei sind die Linien La, Lb und Lc Geraden, die im Wesentlichen parallel zur Z-Achse verlaufen. Die willkürliche Einheit zur Änderung des optischen Weges 13 ist im Wesentlichen kontinuierlich entlang einer geraden Linie parallel zur Z-Achsenrichtung ausgebildet.
§2 Beispiel einer Konfiguration
1 ist eine Ansicht, die eine spezifische Konfiguration der Anzeigevorrichtung 10 gemäß der Ausführungsform zeigt. In 1 ist eine perspektivische Ansicht der Anzeigevorrichtung 10 mit dem Bezugszeichen 1001 und eine Seitenansicht mit dem Bezugszeichen 1002 gekennzeichnet. Wie in 1 dargestellt, umfasst die Anzeigevorrichtung 10 zusätzlich zu der oben beschriebenen Lichtleiterplatte 11 und der Lichtquelle 12 einen Halbspiegel 21 und einen Spiegel 22.
Der Halbspiegel 21 ist ein Halbspiegel, der einen Teil des einfallenden Lichts reflektiert und den Rest hindurchlässt. Der Halbspiegel 21 ist auf der Austrittsfläche 11a der Lichtleiterplatte 11 angeordnet. Der Spiegel 22 ist ein Spiegel, der einfallendes Licht reflektiert. Der Spiegel 22 auf der Seite der Lichtleiterplatte 11, welche der Austrittsfläche 11a gegenüberliegt, angeordnet.
Die Lichtdurchlässigkeit des Halbspiegels 21 beträgt vorzugsweise 80 % oder weniger. In der Anzeigevorrichtung 10 kann es zu Unschärfen aufgrund von optischem Rauschen in dem erzeugten Bild I kommen. Durch die Einstellung der Lichtdurchlässigkeit des Halbspiegels 21 auf 80 % oder weniger wird das optische Rauschen weniger wahrscheinlich visuell erkannt und die Sichtbarkeit des Bildes I wird verbessert. Die Lichtdurchlässigkeit des Halbspiegels 21 und des Spiegels 22 muss jedoch nicht unbedingt 80 % oder weniger betragen.
3 ist eine Ansicht, die ein Beispiel für einen optischen Weg in der Anzeigevorrichtung 10 zeigt. Ein Teil des von der Austrittsfläche 11a der Lichtleiterplatte 11 abgestrahlten Lichts durchdringt den Halbspiegel 21 und wird als Licht L1 nach außerhalb der Anzeigevorrichtung 10 ausgestrahlt. Andererseits durchdringt das vom Halbspiegel 21 reflektierte Licht die Lichtleiterplatte 11, wird vom Spiegel 22 reflektiert, durchdringt erneut die Lichtleiterplatte 11 und erreicht wieder den Halbspiegel 21. Ein Teil des Lichts, das den Halbspiegel 21 erreicht hat, wird erneut durch den Halbspiegel 21 hindurchgelassen und als Licht L2 über einen anderen optischen Weg als das Licht L1 nach außen von der Anzeigevorrichtung 10 ausgestrahlt.
Das vom Halbspiegel 21 wieder reflektierte Licht wird über die Lichtleiterplatte 11, den Spiegel 22 und die Lichtleiterplatte 11 weiter in Richtung Halbspiegel 21 ausgestrahlt. In dem in 3 dargestellten Beispiel geht das von der Lichtleiterplatte 11 zum dritten Mal in Richtung des Halbspiegels 21 ausgestrahlte Licht durch die Außenseite des Halbspiegels 21 und wird als Licht L3 nach außen ausgestrahlt. Je nach Ausstrahlposition des ersten Lichts kann jedoch die Anzahl der Reflexionen des von der Ausgangsfläche 11a abgestrahlten Lichts zwischen dem Halbspiegel 21 und dem Spiegel 22 im Vergleich zu dem in 3 dargestellten Beispiel zunehmen oder abnehmen.
4 ist eine Ansicht, die ein Beispiel für das Bild I zeigt, das durch die Lichtleiterplatte 11 in der Anzeigevorrichtung 10 gebildet wird. Mit dem von der Austrittsfläche 11a ausgestrahlten Licht bildet die Lichtleiterplatte 11 das Bild I, das von einer Veränderung begleitet wird, die in einer Richtung vom Halbspiegel 21 zum Spiegel 22 in einem anderen Raum als der Austrittsfläche 11a erfolgt. Das Bild I ist z. B. ein ebenes Bild mit einem Winkel von mehr als 0° gegenüber der Ausgangsfläche 11a. In dem in 4 mit den Bezugszeichen 4001 und 4002 bezeichneten Beispiel ist das von der Lichtleiterplatte 11 erzeugte Bild I ein ebenes Bild parallel zu einer Ebene PI, die senkrecht zur Austrittsfläche 11a verläuft. Das Bild I kann jedoch nicht parallel zur Ebene PI sein, die senkrecht zur Austrittsfläche 11a verläuft. Das Bild I kann ein stereoskopisches Bild sein.
Die Lichtleiterplatte 11 formt das Bild I so, dass das Bild I visuell erkannt werden kann, wenn die Augen des Benutzers in einer Richtung senkrecht (Querrichtung) zu einer Richtung (Längsrichtung) angeordnet sind, in der das von der Lichtquelle 12 einfallende Licht in der Lichtleiterplatte 11 geleitet wird. Es ist zu beachten, dass die Lichtleiterplatte 11 das Bild I so bilden kann, dass das Bild I visuell erkannt werden kann, wenn die Augen des Benutzers nicht in der Querrichtung, sondern in der Längsrichtung oder einer schrägen Richtung angeordnet sind.
In dem in 4 mit den Bezugszeichen 4001 und 4002 bezeichneten Beispiel sind mehrere Bilder I in einer Richtung orthogonal zu der Richtung ausgerichtet, in der das Licht der Lichtquelle 12 in der Lichtleiterplatte 11 geleitet wird. In der Anzeigevorrichtung 10 kann die Form des Bildes I durch die Richtung der reflektierenden Oberfläche der Einheit zu Änderung des optischen Weges 13 gesteuert werden.
5 ist eine Ansicht, die Beispiele für das von der Anzeigevorrichtung 10 erzeugte Bild I zeigt. Wie in 3 dargestellt, wird das von der Austrittsfläche 11a ausgehende Licht wiederholt zwischen dem Halbspiegel 21 und dem Spiegel 22 reflektiert. Daher werden, wenn die Anzeigevorrichtung 10 visuell von der Seite der Ausgangsfläche 11a der Lichtleiterplatte 11 betrachtet wird, wie mit dem Bezugszeichen 5001 in 5 angedeutet, mehrere im Raum gebildete Bilder I nebeneinander in der Tiefenrichtung gebildet.
Das Bild I kann die Form eines Schalters haben, der aus der Lichtleiterplatte 11 herausragt, wie mit dem Bezugszeichen 5002 in 5 angedeutet. Das Bild I kann die Form eines Pfeils haben, der auf die Lichtleiterplatte 11 gerichtet ist, wie mit dem Bezugszeichen 5003 in 5 angedeutet. Das Bild I kann die Form eines dreieckigen Prismas haben, das von der Lichtleiterplatte 11 getrennt ist, wie mit dem Bezugszeichen 5004 in 5 angedeutet.
Das Bild I kann ein Rechteck in einer Ebene sein, die nicht parallel zur Lichtleiterplatte 11 verläuft, wie mit den Bezugszeichen 5005 bis 5007 in 5 angedeutet. In diesem Fall kann zusätzlich ein Bild B angezeigt werden, das als Referenz für die visuelle Erkennung des Bildes I dient. Bei dem Bild B kann es sich um zweidimensionale Koordinatenachsen handeln, wie in 5 mit dem Bezugszeichen 5005 angedeutet. Bei dem Bild B kann es sich um eine Ebene auf der Lichtleiterplatte 11 handeln, wie mit dem Bezugszeichen 5006 in 5 angedeutet. Bei dem Bild B kann es sich um dreidimensionale Koordinatenachsen handeln, wie in 5 mit dem Bezugszeichen 5007 angedeutet.
6 ist eine Ansicht, die eine Beziehung zwischen einem Abstand zwischen dem Halbspiegel 21 und dem Spiegel 22 und einer gesamten Länge eines Bildes I in der Tiefenrichtung der Anzeigevorrichtung 10 veranschaulicht. Wie in 6 dargestellt, ist der Abstand zwischen dem Halbspiegel 21 und dem Spiegel 22 L1, und die gesamte Länge des Bildes I in Tiefenrichtung der Anzeigevorrichtung 10 ist L2.
Wenn L2 größer als das Doppelte von L1 ist, haben die von der Anzeigevorrichtung 10 mehrfach erzeugten Bilder I Bereiche, die sich gegenseitig überlappen. In diesem Fall ist es möglich, einen Eindruck zu erwecken, als wären die mehrfach erzeugten Bilder I ein einziges, in der Tiefenrichtung kontinuierliches Bild. Wenn L2 gleich oder kleiner als das Doppelte von L1 ist, weisen die von der Anzeigevorrichtung 10 mehrfach erzeugten Bilder I keine Bereiche auf, die sich gegenseitig überlappen. In diesem Fall ist es möglich, einen Eindruck zu erwecken, als wären viele Bilder zusammengefügt.
§3 Ausführungsbeispiel
7 ist eine perspektivische Ansicht, die Beispiele für einen Spielautomaten zeigt, an dem die Anzeigevorrichtung 10 eingesetzt wird. In 7 ist die Anzeigevorrichtung 10 nicht dargestellt. Die Anzeigevorrichtung 10 kann in einem Eingabegerät eingesetzt werden, das in einem Vergnügungsgerät, z. B. einem Spielautomaten, verwendet wird. Die Eingabevorrichtung umfasst die Anzeigevorrichtung 10 und einen Sensor, der die Anwesenheit oder Abwesenheit eines Objekts an einer Position eines von der Anzeigevorrichtung 10 angezeigten Bildes erkennt. Wenn der Benutzer mit einem Indikator, z. B. seinem Finger, eine Eingabe auf dem von der Anzeigevorrichtung 10 angezeigten Bild vornimmt, erkennt der Sensor den Indikator, und die Eingabevorrichtung empfängt die Eingabe.
Wie durch das Bezugszeichen 7001 in 7 angedeutet, kann die Anzeigevorrichtung 10 in einem Bedienfeld, das vom Benutzer an einem Spielautomaten M1 betätigt wird, das stereoskopische Bild I als mindestens einen einer Vielzahl von Schaltern bilden, die vom Benutzer betätigt werden. Wie durch das Bezugszeichen 7002 in 7 angedeutet, kann die Anzeigevorrichtung 10 das stereoskopische Bild I als Schalter ausbilden, der so ausgebildet ist, dass er den Bildschirm überlagert, auf dem ein Spielbild für den Benutzer in einem Spielautomaten M2 angezeigt wird, wobei der Schalter vom Benutzer bedient wird. In diesem Fall kann die Anzeigevorrichtung 10 das stereoskopische Bild I nur anzeigen, wenn die Anzeige für die Darstellung erforderlich ist. Die Anzeigevorrichtung 10 kann an einem Spielautomaten nicht als Eingabevorrichtung, sondern als Anzeigevorrichtung verwendet werden, welche ein Bild für die Darstellung anzeigt. Die Anzeigevorrichtung 10 kann als Beleuchtung an einem Rahmen oder ähnlichem eines Spielautomaten in einem Kasino oder ähnlichem angebracht werden.
8 ist eine Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem die Anzeigevorrichtung 10 an einer Rückleuchte eines Fahrzeugs C eingesetzt ist. Die Anzeigevorrichtung 10 kann beispielsweise an einer Rückleuchte 1A des Fahrzeugs C eingesetzt werden, wie mit dem Bezugszeichen 8001 in 8 angedeutet. In diesem Fall umfasst die Anzeigevorrichtung 10 eine Lichtleiterplatte 11A und die Lichtquelle 12, wie in 8 mit dem Bezugszeichen 8002 angedeutet. Die Lichtleiterplatte 11A unterscheidet sich von der Lichtleiterplatte 11 dadurch, dass die Lichtleiterplatte eine gekrümmte Form aufweist, die der Form des Fahrzeugs C entspricht. Der optische Pfad des von der Lichtquelle 12 einfallenden Lichts wird durch die in der Lichtleiterplatte 11A ausgebildete Einheit zur Änderung des optischen Weges 13 geändert, sodass das stereoskopische Bild I angezeigt wird. Die Anzeigevorrichtung 10 kann an einer anderen Fahrzeugleuchte als der Rückleuchte oder einer Fahrzeuganzeigevorrichtung eingesetzt werden.
§3 Abwandlungen
Obgleich die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung oben im Einzelnen beschrieben wurden, ist die vorstehende Beschreibung in jeder Hinsicht nur ein Beispiel der vorliegenden Erfindung. Es versteht sich von selbst, dass vielfältige Verbesserungen und Abwandlungen vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Zum Beispiel sind folgende Abwandlungen möglich. Nachfolgend werden die gleichen Bezugszeichen für die gleichen Bestandteile wie in der obigen Ausführungsform verwendet, und die gleiche Beschreibung wie in der obigen Ausführungsform wird gegebenenfalls weggelassen. Die folgenden Abwandlungen können gegebenenfalls kombiniert werden.
< 4.1>
9 ist eine Ansicht, die eine Anzeigevorrichtung 110 gemäß einer ersten Abwandlung zeigt. Zur Vereinfachung sind der Halbspiegel 21 und der Spiegel 22 in 9 nicht dargestellt. In der in 1 dargestellten Anzeigevorrichtung 10 ist die Mehrzahl der Bilder I in der Richtung orthogonal zu der Richtung ausgerichtet, in der das Licht der Lichtquelle 12 in der Lichtleiterplatte 11 geführt wird. Im Gegensatz dazu sind bei der in 9 dargestellten Anzeigevorrichtung 110 mehrere Bilder I so ausgebildet, dass sie in derselben Richtung angeordnet sind wie die Richtung, in der das Licht der Lichtquelle 12 durch die Lichtleiterplatte 11 geleitet wird. Bei der Anzeigevorrichtung 110 ist die Breite der Lichtleiterplatte 11 von der Lichtquelle 12 aus gesehen schmaler als bei der Anzeigevorrichtung 10. Daher wird in der Anzeigevorrichtung 110 das von der Lichtquelle 12 auf die Lichtleiterplatte 11 einfallende Licht in geeigneter Weise kollimiert, und die Form des Bildes I wird in Übereinstimmung mit der Richtung der reflektierenden Oberfläche der Einheit zur Änderung des optischen Weges 13 gesteuert.
< 4.2>
10 ist eine Ansicht, die eine Anzeigevorrichtung 120 gemäß einer zweiten Abwandlung zeigt. In der Anzeigevorrichtung 120 liegt ein Unterschied in dem von der Lichtleiterplatte 11 erzeugten Bild zwischen dem auf der Seite des Halbspiegels 21 der Austrittsfläche 11a erzeugten Bild und dem auf der Seite des Spiegels 22 der Austrittsfläche 11a erzeugten Bild. Wie zum Beispiel mit dem Bezugszeichen 10001 in 10 angedeutet, bildet die Lichtleiterplatte 11 ein Bild IA auf der Vorderseite der Anzeigeoberfläche in Bezug auf die Lichtleiterplatte 11 und bildet ein Bild IB auf der Rückseite der Anzeigeoberfläche in Bezug auf die Lichtleiterplatte 11. Wie mit dem Bezugszeichen 10002 in 10 angedeutet, bildet die Anzeigevorrichtung 120 eine Vielzahl von Bildern IA auf der Seite des Halbspiegels 21 in Bezug auf die Lichtleiterplatte 11 und bildet eine Vielzahl von Bildern IB auf der Seite des Spiegels 22 in Bezug auf die Lichtleiterplatte 11. Daher ist es möglich, ein Bild anzuzeigen, das sich zwischen der Vorderseite und der Rückseite der Lichtleiterplatte 11 in der Tiefenrichtung ändert. In der Anzeigevorrichtung 120 können die Bilder IA, IB ebene Bilder sein, die auf der Vorderseite bzw. der Rückseite der Lichtleiterplatte 11 angezeigt werden, wie durch mit dem Bezugszeichen 10003 in 10 angedeutet.
< 4.3>
11 ist eine Ansicht, die die Lichtleiterplatte 11 einer Anzeigevorrichtung 130 (vgl. 12) gemäß einer dritten Abwandlung zeigt. In der Anzeigevorrichtung 130 unterscheidet sich ein von der Lichtleiterplatte 11 erzeugtes Bild je nach der Richtung, in der das Bild erzeugt wird. Die Lichtleiterplatte 11 in der Anzeigevorrichtung 130 erzeugt ein unterschiedliches Bild IA, IB oder IC, je nach der Richtung, in der das Bild erzeugt wird, wie z. B. mit den Bezugszeichen 11001, 11002 und 11003 in 11 angedeutet.
12 ist eine Ansicht, die ein spezifisches Beispiel des von der Anzeigevorrichtung 130 erzeugten Bildes zeigt. Wie mit dem Bezugszeichen 12001 in 12 angedeutet, erzeugt die Anzeigevorrichtung 130 eine Vielzahl von Bildern IA in einer Richtung, in der die Lichtleiterplatte 11 das Bild IA erzeugt. Andererseits, wie mit dem Bezugszeichen 12002 in 12 angedeutet, erzeugt die Anzeigevorrichtung 130 eine Vielzahl von Bildern IB in einer Richtung, in der die Lichtleiterplatte 11 das Bild IB erzeugt. So ist es möglich, je nach Blickrichtung des Nutzers auf das Anzeigegerät 130 unterschiedliche Bilder zu vervielfältigen.
< 4.4>
13 ist eine Ansicht zur Beschreibung einer Anzeigevorrichtung 140 gemäß einer vierten Abwandlung. Zur Vereinfachung sind der Halbspiegel 21 und der Spiegel 22 in 13 nicht dargestellt. In der Anzeigevorrichtung 140 haben die von der Lichtleiterplatte 11 erzeugten Bilder I eine Konvergenzform auf der Seite, auf der der Spiegel 22 in Bezug auf die Lichtleiterplatte 11 angeordnet ist. Wie in 13 mit dem Bezugszeichen 13001 angedeutet, bildet die in der Anzeigevorrichtung 140 enthaltene Lichtleiterplatte 11 beispielsweise eine Vielzahl von Bildern I. Die Vielzahl von Bildern I ist so gestaltet, dass die Bilder I in einem vorbestimmten Fluchtpunkt V zusammenlaufen.
Wie mit dem Bezugszeichen 13002 in 13 angedeutet, haben die von der Anzeigevorrichtung 140 erzeugten Bilder daher auch eine Erscheinung, bei dem die Bilder auf dem vorbestimmten Fluchtpunkt konvergieren. Daher ist es mit der Anzeigevorrichtung 140 möglich, den stereoskopischen Effekt der Bilder I hervorzuheben.
In der Lichtleiterplatte 11 der Anzeigevorrichtung 140 muss die Mehrzahl der Bilder I nicht notwendigerweise in Richtung eines vorbestimmten Fluchtpunktes gestaltet sein, sondern kann beispielsweise so gestaltet sein, dass die Bilder I auf einer vorbestimmten Fluchtlinie zusammenlaufen.
< 4.5>
14 ist eine Ansicht zur Beschreibung einer Anzeigevorrichtung 150 gemäß einer fünften Abwandlung. Zur Vereinfachung sind der Halbspiegel 21 und der Spiegel 22 in 14 nicht dargestellt. Wie mit dem Bezugszeichen 14001 in 14 angedeutet, bildet die Lichtleiterplatte 11 der Anzeigevorrichtung 150 zusätzlich zu der Vielzahl von Bildern I ein Bild ID parallel zur Austrittsfläche 11a.
In der von der Anzeigevorrichtung 150 erzeugten Vielzahl von Bildern wird die Vielzahl der Bilder I und der Bilder ID parallel zur Austrittsfläche 11a mehrfach erzeugt, wie mit dem Bezugszeichen 14002 in 14 angedeutet. Zu diesem Zeitpunkt dient eine Ebene, auf der das Bild ID gebildet wird, als Referenzebene bei der visuellen Erkennung der Bilder I. Daher ist es gemäß der Anzeigevorrichtung 150 möglich, den stereoskopischen Effekt der Bilder I zu betonen.
< 4.6>
15 ist eine Ansicht, die eine Anzeigevorrichtung 160 gemäß einer sechsten Abwandlung zeigt. Wie mit den Bezugszeichen 15001 und 15002 in 15 angedeutet, umfasst die Anzeigevorrichtung 160 zusätzlich zu der Konfiguration der Anzeigevorrichtung 10 ein lichtemittierendes Element 23. Das lichtemittierende Element 23 hat eine bestimmte Form und strahlt Licht aus. Das lichtemittierende Element 23 ist in einem Bereich zwischen dem Halbspiegel 21 und dem Spiegel 22 angeordnet. Das lichtemittierende Element 23 kann z. B. eine Lichtquelle und eine Lichtleiterplatte für ein lichtemittierendes Element umfassen. Das lichtemittierende Element 23 kann eine Vielzahl von LEDs umfassen, die in einer bestimmten Form angeordnet sind.
In den Bildern, die von der Anzeigevorrichtung 160 vervielfacht werden, werden die Bilder I und die Bilder IE des lichtemittierenden Elements 23 vervielfacht gebildet, wie mit dem Bezugszeichen 15003 in 15 angedeutet. Zu diesem Zeitpunkt dient die Position des Bildes IE des lichtemittierenden Elements 23 als Referenzposition bei der visuellen Erkennung der Bilder I. Daher ist es gemäß der Anzeigevorrichtung 160 möglich, den stereoskopischen Effekt der Bilder I zu betonen.
< 4.7>
16 ist eine Ansicht, die eine Anzeigevorrichtung 170 gemäß einer siebten Abwandlung zeigt. In der Anzeigevorrichtung 170 ist einer von dem Halbspiegel 21 und dem Spiegel 22 auf der Vorderseite der Lichtleiterplatte 11 gebildet. In einem Beispiel, das in 16 mit dem Bezugszeichen 16001 angedeutet ist, wird der Halbspiegel 21 auf der Vorderseite der Lichtleiterplatte 11 aufgebracht. In diesem Fall vervielfältigt die Anzeigevorrichtung 170 die Bilder I nur auf der Seite des Spiegels 22. In einem Beispiel, das in 16 mit dem Bezugszeichen 16002 angedeutet ist, ist der Spiegel 22 auf der Vorderseite der Lichtleiterplatte 11 angebracht. In diesem Fall vervielfältigt die Anzeigevorrichtung 170 die Bilder I nur auf der Seite des Halbspiegels 21.
Einer von dem Halbspiegel 21 und dem Spiegel 22 kann auf der Vorderseite der Lichtleiterplatte 11 durch ein anderes Verfahren als das Aufdampfen gebildet werden. In der Anzeigevorrichtung 170 können die Anzahl der Komponenten und der Platzbedarf der Anzeigevorrichtung 170 reduziert werden, indem der Halbspiegel 21 oder der Spiegel 22 auf der Vorderseite der Lichtleiterplatte 11 ausgebildet wird.
< 4.8>
17 ist eine Ansicht, die eine Anzeigevorrichtung 180 gemäß einer achten Abwandlung zeigt. Wie in 17 mit dem Bezugszeichen 17001 angedeutet, sind in der Anzeigevorrichtung 180 der Halbspiegel 21 und der Spiegel 22 länger als die Lichtleiterplatte 11 in einer Richtung parallel zur Lichtleiterplatte 11. Daher wird in der Anzeigevorrichtung 180 das von der Lichtleiterplatte 11 ausgestrahlte Licht wiederholt in einem größeren Bereich als die Lichtleiterplatte 11 in einer Richtung parallel zur vorderen Oberfläche der Lichtleiterplatte 11 reflektiert, um das Bild I zu bilden. Daher ist es gemäß der Anzeigevorrichtung 180, wie mit dem Bezugszeichen 17001 in 17 angedeutet ist, selbst dann, wenn ein Blickpunkt E des Benutzers in der Richtung parallel zur Lichtleiterplatte 11 weiter von der Mitte der Lichtleiterplatte 11 entfernt ist als vom Ende der Lichtleiterplatte 11, möglich, den mehrfach gebildeten Bildern I ein Gefühl von Tiefe zu geben.
In der Anzeigevorrichtung 180, die in 17 mit dem Bezugszeichen 17002 angedeutet ist, müssen der Halbspiegel 21 und der Spiegel 22 jedoch nur länger sein als die Länge eines Bereichs R, in dem die Einheit zur Änderung des optischen Wegs 13 in der Richtung parallel zur Lichtleiterplatte 11 vorgesehen ist. Eine solche Anzeigevorrichtung 180 kann den mehrfach gebildeten Bildern I auch dann ein Gefühl von Tiefe verleihen, wenn der Blickwinkel E des Benutzers in der zur Lichtleiterplatte 11 parallelen Richtung weiter von der Mitte der Lichtleiterplatte 11 entfernt ist als vom Ende der Lichtleiterplatte 11.
< 4.9>
18 ist eine Ansicht, die eine Anzeigevorrichtung 190 gemäß einer neunten Abwandlung zeigt. Zur Vereinfachung ist die Lichtquelle 12 in 18 nicht dargestellt. Wie in 18 dargestellt, sind in der Anzeigevorrichtung 190 die Lichtleiterplatte 11, der Halbspiegel 21 und der Spiegel 22 derart gekrümmt, dass sie zu der Seite hin, auf der die Bilder I betrachtet werden, konvex sind. Mit einer solchen Anzeigevorrichtung 190 ist es möglich, eine Vielzahl von gekrümmten Bildern I zu erzeugen.
< 4.10>
19 ist eine Ansicht, die eine Anzeigevorrichtung 200 gemäß einer zehnten Abwandlung zeigt. Zur Vereinfachung ist der Spiegel 22 in 19 nicht gezeigt. Wie in 19 dargestellt, umfasst die Anzeigevorrichtung 200 zusätzlich zur Konfiguration der Anzeigevorrichtung 10 eine Abdeckung 24, die zumindest einen Teil des einfallenden Lichts auf die der Lichtleiterplatte 11 gegenüberliegende Seite des Halbspiegels 21 hindurchlässt. In der Anzeigevorrichtung 200 ist die Lichtdurchlässigkeit des Halbspiegels 21 geringer als die Lichtdurchlässigkeit der Abdeckung 24.
Wie oben beschrieben, kann es bei der Anzeigevorrichtung 10 zu Unschärfen aufgrund von optischem Rauschen in dem erzeugten Bild I kommen. In der Anzeigevorrichtung 200 ist es durch die Abdeckung 24 weniger wahrscheinlich, dass das optische Rauschen visuell erkennbar wird, wodurch die Sichtbarkeit des Bildes I verbessert wird.
< 4.11>
20 ist eine Ansicht, die eine Anzeigevorrichtung 210 gemäß einer elften Abwandlung zeigt. Die Anzeigevorrichtung 210 ist z. B. für eine Rückleuchte eines Fahrzeugs geeignet. Wie mit den Bezugszeichen 20001 und 20002 in 20 angedeutet, umfasst die Anzeigevorrichtung 210 zusätzlich zur Konfiguration der Anzeigevorrichtung 10 eine innere Abdeckung 40. Durch den Einsatz der Anzeigevorrichtung 210 an der Rückleuchte ist es möglich, eine Rückleuchte zu schaffen, die ein tiefes Bild erzeugen kann und gleichzeitig Platz spart.
< 4.12>
21 ist eine Ansicht, die eine Anzeigevorrichtung 220 gemäß einer zwölften Abwandlung zeigt. Zur Vereinfachung sind der Halbspiegel 21 und der Spiegel 22 in 21 nicht dargestellt. Wie mit den Bezugszeichen 21001 und 21002 in 21 angedeutet, umfasst die Anzeigevorrichtung 220 zusätzlich zur Konfiguration der Anzeigevorrichtung 10 einen Blinker 41 und eine Bremsleuchte 42. Mit anderen Worten: Die Anzeigevorrichtung 220 hat eine Konfiguration, bei der der Blinker 41 und die Bremsleuchte 42 auf der Lichtleiterplatte 11 übereinander angeordnet sind.
In der Anzeigevorrichtung 220 wird zusätzlich zu den Bildern I das Licht beim Betätigen des Blinkers 41 und/oder der Bremsleuchte 42 vervielfacht gebildet. Daher ist es mit der Anzeigevorrichtung 220 möglich, auch für jede der Blinkleuchten 41 und der Bremsleuchten 42 eine Fahrzeugleuchte mit hoher Ästhetik zu schaffen.
In der Anzeigevorrichtung 220 sind der Blinker 41 und die Bremsleuchte 42 z. B. zwischen der Lichtleiterplatte 11 und dem Spiegel 22 angeordnet. In der Anzeigevorrichtung 220 können der Blinker 41 und die Bremsleuchte 42 zwischen der Lichtleiterplatte 11 und dem Halbspiegel 21 angeordnet sein. In der Anzeigevorrichtung 220 müssen der Blinker 41 und die Bremsleuchte 42 jedoch nicht unbedingt auf der gleichen Seite der Lichtleiterplatte 11 angeordnet sein. Darüber hinaus muss die Anzeigevorrichtung 220 nicht unbedingt sowohl den Blinker 41 als auch die Bremsleuchte 42 umfassen, sondern kann auch nur eine davon umfassen.
< 4.13>
Eine Anzeigevorrichtung 10A als dreizehnte Abwandlung wird unter Bezugnahme auf die 22 bis 27 beschrieben.
22 ist eine perspektivische Ansicht der Anzeigevorrichtung 10A. 23 ist eine Querschnittsansicht, die die Konfiguration der Anzeigevorrichtung 10A zeigt. 24 ist eine Draufsicht, die die Konfiguration der Anzeigevorrichtung 10A zeigt. 25 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Konfiguration einer Einheit zur Änderung des optischen Weges 16 zeigt, die in der Anzeigevorrichtung 10A enthalten ist.
Wie in den 22 und 23 veranschaulicht, umfasst die Anzeigevorrichtung 10A eine Lichtquelle 12 und eine Lichtleiterplatte 15 (erste Lichtleiterplatte).
Die Lichtleiterplatte 15 ist ein Element, das von der Lichtquelle 12 einfallendes Licht (Einfallslicht) leitet. Die Lichtleiterplatte 15 ist aus einem transparenten Harzmaterial gebildet, welches einen relativ hohen Brechungsindex aufweist. Als Material zur Herstellung der Lichtleiterplatte 15 kann z. B. Polycarbonatharz, Polymethylmethacrylatharz o. ä. verwendet werden. In dieser Abwandlung wird die Lichtleiterplatte 15 aus Polymethylmethacrylat gegossen. Wie in 23 dargestellt, umfasst die Lichtleiterplatte 15 eine Ausgangsfläche bzw. Austrittsfläche 15a (Lichtaustrittsfläche), eine Rückfläche bzw. hintere Fläche 15b und eine Eintrittsfläche 15c.
Die Austrittsfläche 15a ist eine Fläche, die Licht ausstrahlt, das innerhalb der Lichtleiterplatte 15 geleitet und in seinem optischen Weg durch eine später zu beschreibende Einheit zur Änderung des optischen Weges 16 verändert wird. Die Austrittsfläche 15a bildet die Vorderfläche bzw. vordere Fläche der Lichtleiterplatte 15. Die Rückfläche 15b ist eine Fläche, die parallel zur Austrittsfläche 15a verläuft und auf der die später zu beschreibende Einheit zur Änderung des optischen Weges 16 angeordnet ist. Die Einfallsfläche 15c ist eine Fläche, auf der das von der Lichtquelle 12 ausgestrahlte Licht in die Lichtleiterplatte 15 eintritt.
Das von der Lichtquelle 12 ausgestrahlte und von der Einfallsfläche 15c auf die Lichtleiterplatte 15 einfallende Licht wird von der Austrittsfläche 15a oder der Rückfläche 15b vollständig reflektiert und in der Lichtleiterplatte 15 geleitet.
Wie in 23 dargestellt, ist die Einheit zur Änderung des optischen Weges 16 ein Element, das auf der Rückfläche 15b innerhalb der Lichtleiterplatte 15 ausgebildet ist, den optischen Weg des in der Lichtleiterplatte 15 geleiteten Lichts zu ändern und das Licht von der Ausgangsfläche 15a auszustrahlen. Auf der Rückfläche 15b der Lichtleiterplatte 15 befinden sich mehrere Einheiten zur Änderung des optischen Weges 16.
Wie in 24 dargestellt, sind die Einheiten zur Änderung des optischen Weges 16 entlang einer Richtung parallel zur Einfallsfläche 15c vorgesehen. Wie in 25 dargestellt, hat die Einheit zur Änderung des optischen Weges 16 die Form einer dreieckigen Pyramide und umfasst eine reflektierende Oberfläche 16a, die einfallendes Licht reflektiert (vollständig reflektiert). Die Einheit zur Änderung des optischen Weges 16 kann beispielsweise eine Aussparung sein, die auf der Rückfläche 15b der Lichtleiterplatte 15 ausgebildet ist. Die Einheit zur Änderung des optischen Weges 16 ist nicht auf die Form einer dreieckigen Pyramide beschränkt. Wie in 24 dargestellt, sind auf der Rückfläche 15b der Lichtleiterplatte 15 mehrere Gruppen von Einheiten zur Änderung des optischen Weges 17a, 17b, 17c, ... ausgebildet, die jeweils eine Vielzahl von Einheiten zur Änderung des optischen Weges 16 umfassen.
26 ist eine perspektivische Ansicht, die die Anordnung der Einheiten zur Änderung des optischen Weges 16 zeigt. Wie in 26 gezeigt, sind in jeder der Gruppen der Einheiten zur Änderung des optischen Weges 17a, 17b, 17c, ... die reflektierenden Oberflächen 16a der mehreren Einheiten zur Änderung des optischen Weges 16 auf der Rückfläche 15b der Lichtleiterplatte 15 so angeordnet, dass die Winkel in Bezug auf die Einfallsrichtung des Lichts voneinander verschieden sind. Dabei ändert jede der Gruppen der Einheiten zur Änderung des optischen Weges 17a, 17b, 17c, ... den optischen Weg des einfallenden Lichts und strahlt das einfallende Licht von der Austrittsfläche 15a in verschiedene Richtungen ab.
Als nächstes wird ein Verfahren zur Erzeugung des stereoskopischen Bildes I durch die Anzeigevorrichtung 10A unter Bezugnahme auf 27 beschrieben. Im Folgenden wird ein Fall beschrieben, in dem das stereoskopische Bild I als ebenes Bild auf einer stereoskopischen Bildebene P, die eine Ebene senkrecht zur Austrittsfläche 15a der Lichtleiterplatte 15 ist, durch das in seinem optischen Weg durch die Einheit zur Änderung des optischen Weges 16 veränderte Licht gebildet wird.
27 ist eine perspektivische Ansicht, die das Verfahren zur Erzeugung des stereoskopischen Bildes I durch die Anzeigevorrichtung 10A zeigt. Im Folgenden wird das Erzeugen eines Ringzeichens mit einer diagonalen Linie als stereoskopisches Bild I auf der stereoskopischen Bildebene P beschrieben.
In der Anzeigevorrichtung 10A, wie sie beispielhaft in 27 dargestellt ist, schneidet das Licht, das in seinem optischen Weg durch jede Einheit zu Änderung des optischen Weges 16 der Gruppen der Einheiten zur Änderung des optischen Weges 17a geändert wird, die Ebene P des stereoskopischen Bildes auf jeweils auf einer Linie La1 und einer Linie La2. Dabei wird ein Linienbild LI, das Teil des stereoskopischen Bildes I ist, auf der Ebene P des stereoskopischen Bildes gebildet. Das Linienbild LI ist ein Linienbild parallel zur Ebene YZ. Auf diese Weise wird das Linienbild LI der Linie La1 und der Linie La2 durch das Licht von jeder der mehrere Einheiten zur Änderung des optischen Weges 16 ausgebildet, die der Gruppe der Einheiten zur Änderung des optischen Weges 17a angehören. Es ist zu beachten, dass das Licht zur Erzeugung der Bilder der Linien La1, La2 nur von mindestens zwei Einheiten zur Änderung des optischen Weges 16 in der Gruppe der Einheiten zur Änderung des optischen Weges 17a bereitgestellt werden muss.
Ebenso schneidet das Licht, das in seinem optischen Weg durch jede Einheit zur Änderung des optischen Weges 16 der Gruppe der Einheiten zur Änderung des optischen Weges 17b geändert wird, die Ebene P des stereoskopischen Bildes auf jeweils einer von Linien Lb1, Lb2 und Lb3. Dabei wird ein Linienbild LI, das ein Teil des stereoskopischen Bildes I ist, auf der Ebene P des stereoskopischen Bildes erzeugt.
Das Licht, welches durch jede Einheit zur Änderung des optische Weges 16 der Gruppe der Einheiten zur Änderung des optischen Weges 17c in seinem optischen Weg geändert wird, schneidet sich mit der Ebene P des stereoskopischen Bildes auf jeweils einer von Linien Lc1 und Lc2. Dabei wird ein Linienbild LI, das ein Teil des stereoskopischen Bildes I ist, auf der Ebene P des stereoskopischen Bildes erzeugt.
Die Positionen in Richtung der X-Achse der Linienbilder LI, die von den Gruppen der Einheiten zur Änderung des optischen Weges 17a, 17b, 17c, ... gebildet werden, sind voneinander verschieden. In der Anzeigevorrichtung 10A kann durch Verringern des Abstands zwischen den Gruppen der Einheiten zur Änderung des optischen Weges 17a, 17b, 17c, ... der Abstand in der X-Achsen-Richtung des Linienbildes LI, welches durch jede der Gruppen der Einheiten zur Änderung des optischen Weges 17a, 17b, 17c, ... ausgebildet wird, verringert werden. Infolgedessen akkumuliert die Anzeigevorrichtung 10A die Vielzahl von Linienbildern LI, die durch das Licht ausgebildet werden, das in seinem optischen Weg durch jede der Einheiten zur Änderung des optischen Weges 16 der Gruppen der Einheiten zur Änderung des optischen Weges 17a, 17b, 17c, ... geändert wird, so dass im Wesentlichen das stereoskopische Bild I, das ein ebenes Bild ist, auf der Ebene P des stereoskopischen Bildes ausgebildet wird.
Es ist zu beachten, dass die Ebene P des stereoskopischen Bildes eine Ebene senkrecht zur X-Achse, eine Ebene senkrecht zur Y-Achse oder eine Ebene senkrecht zur Z-Achse sein kann. Außerdem kann die Ebene P des stereoskopischen Bildes eine Ebene sein, die nicht senkrecht zur X-Achse, zur Y-Achse oder zur Z-Achse steht. Außerdem kann die Ebene P, auf der das stereoskopische Bild erzeugt wird, eine gekrümmte anstatt einer ebenen Ebene sein. Das heißt, die Anzeigevorrichtung 10A kann die Einheit zur Änderung des optischen Weges 16 veranlassen, das stereoskopische Bild I auf einer beliebigen Ebene (flache Ebene und gekrümmte Ebene) im Raum zu erzeugen. Durch die Kombination mehrerer ebener Bilder kann ein dreidimensionales Bild erzeugt werden.
< 4.14>
Die Anzeigevorrichtung 10 kann separat Bilder für eine Vielzahl von Blickwinkeln erzeugen. Zum Beispiel kann die Anzeigevorrichtung 10 ein Anzeigemuster für das rechte Auge zur Erzeugung eines Bildes für das rechte Auge und ein Anzeigemuster für das linke Auge zur Erzeugung eines Bildes für das linke Auge umfassen. In diesem Fall kann die Anzeigevorrichtung 10 ein Bild mit stereoskopischem Effekt erzeugen. Das Anzeigegerät 10 kann separat Bilder für drei oder mehr Blickwinkel erzeugen.
[Zusammenfassung]
Eine Anzeigevorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird bereitgestellt mit: einer Lichtleiterplatte, die eingerichtet ist, einfallendes Licht zu führen, das Licht durch Einheit zur Änderung des optischen Weges, die an einer vorbestimmten Position ausgebildet ist, zu reflektieren und das Licht von einer Lichtaustrittsfläche auszustrahlen; einem Halbspiegel, der auf der Lichtaustrittsflächenseite der Lichtleiterplatte angeordnet ist; und einem Spiegel, der auf einer Seite der Lichtleiterplatte gegenüber der Lichtaustrittsfläche angeordnet ist. Die Lichtleiterplatte erzeugt ein Bild, das von einer Veränderung begleitet wird, die in einer Richtung vom Halbspiegel zum Spiegel in einem von der Lichtaustrittsfläche verschiedenen Raum durch das von der Lichtaustrittsfläche ausgestrahlte Licht erfolgt.
Bei der obigen Konfiguration wird das von der Lichtleiterplatte erzeugte Bild wiederholt zwischen dem Halbspiegel und dem Spiegel reflektiert. Daher ist es möglich, von der Seite der Lichtaustrittsfläche der Lichtleiterplatte aus gesehen, mehrere Bilder anzuzeigen, bei denen eine Vielzahl von Bildern, die in dem Raum gebildet werden, in der Tiefenrichtung angeordnet sind. In diesem Fall ist das Bild, das im Raum entsteht, ein Bild, das von einer Veränderung begleitet wird, die in einer Richtung vom Halbspiegel zum Spiegel erfolgt. Indem ein solches Bild zu mehreren Bildern wird, die weiter in der Tiefenrichtung angezeigt werden, ist es möglich, ein Display mit hoher Ästhetik und hervorragendem Design zu schaffen.
In der Anzeigevorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung, wenn ein Abstand zwischen dem Halbspiegel und dem Spiegel L1 ist, und eine gesamte Länge eines Bildes, das durch die Lichtleiterplatte in einer Richtung von dem Halbspiegel zu dem Spiegel gebildet wird, L2 ist, kann L2 größer als zweimal L1 sein.
Bei der obigen Konfiguration weisen die mehrfach gebildeten Bilder Bereiche auf, die sich gegenseitig überlappen. Es ist also möglich, einen Eindruck zu erwecken, als wären die mehreren erzeugten Bilder ein einziges, in der Tiefenrichtung kontinuierliches Bild.
In der Anzeigevorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung, wenn ein Abstand zwischen dem Halbspiegel und dem Spiegel L1 ist, und eine gesamte Länge eines Bildes, das durch die Lichtleiterplatte in einer Richtung gebildet wird, in der der Spiegel angeordnet ist, L2 ist, kann L2 das Doppelte von L1 oder weniger sein.
Bei der obigen Konfiguration haben die mehreren erzeugten Bilder keine sich überlappenden Bereiche. Entsprechend ist es durch Erzeugen mehrerer Bilder möglich, einen Eindruck zu erwecken, als wären viele Bilder zusammengefügt.
In der Anzeigevorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann es einen Unterschied in einem Bild geben, das durch die Lichtleiterplatte zwischen einem Bild, das auf der Seite des Halbspiegels in Bezug auf die Lichtaustrittsfläche gebildet wird, und einem Bild, das auf der Seite des Spiegels in Bezug auf die Lichtaustrittsfläche gebildet wird.
Mit der obigen Konfiguration ist es möglich, ein Bild anzuzeigen, das zwischen der Vorderseite und der Rückseite der Lichtleiterplatte in der Tiefenrichtung wechselt.
In der Anzeigevorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann sich ein durch die Lichtleiterplatte erzeugtes Bild in Abhängigkeit von einer Richtung, in der das Bild erzeugt wird, unterscheiden.
Mit der obigen Konfiguration ist es möglich, ein Bild anzuzeigen, das sich in Abhängigkeit von der Blickrichtung auf die Anzeigevorrichtung ändert.
In der Anzeigevorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung können die von der Lichtleiterplatte erzeugten Bilder eine Konvergenzform auf einer Seite haben, auf der der Spiegel in Bezug auf die Lichtleiterplatte angeordnet ist.
Mit der obigen Konfiguration haben die mehreren erzeugten Bilder auch eine Konvergenzform auf der Seite, auf der der Spiegel in Bezug auf die Lichtleiterplatte angeordnet ist, so dass es möglich ist, den stereoskopischen Effekt des Bildes zu betonen.
In der Anzeigevorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung können der Spiegel und der Halbspiegel länger sein als ein Bereich, in dem die Einheit zur Änderung des optischen Weges in einer Richtung parallel zur Lichtleiterplatte vorgesehen ist.
Mit der obigen Konfiguration ist es selbst dann möglich, mit den mehreren erzeugten Bildern einen Eindruck von Eindruck von Tiefe zu vermitteln, wenn der Blickwinkel des Benutzers weiter von der Mitte der Lichtleiterplatte entfernt ist als von den Enden der Lichtleiterplatte.
In der Anzeigevorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung können der Spiegel und der Halbspiegel länger sein als die Lichtleiterplatte in der Richtung parallel zur Lichtleiterplatte.
Mit der obigen Konfiguration ist es selbst dann möglich, mit den mehreren erzeugten Bildern einen Eindruck von Eindruck von Tiefe zu vermitteln, wenn der Blickwinkel des Benutzers weiter von der Mitte der Lichtleiterplatte entfernt ist als von den Enden der Lichtleiterplatte.
In der Anzeigevorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann einer der Halbspiegel und der Spiegel auf der vorderen Oberfläche der Lichtleiterplatte ausgebildet sein.
Mit der obigen Konfiguration ist es möglich, die Anzahl der Komponenten und den Platzbedarf der Anzeigevorrichtung zu reduzieren.
In der Anzeigevorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung können die Lichtleiterplatte, der Halbspiegel und der Spiegel so gekrümmt sein, dass sie zu einer Seite hin, an der das Bild betrachtet wird, konvex sind.
Mit der obigen Konfiguration ist es möglich, gekrümmte Bilder zu vervielfältigen.
In der Anzeigevorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann der Lichtdurchlässigkeit des Halbspiegels 80 % oder weniger betragen.
Mit der obigen Konfiguration ist es weniger wahrscheinlich, dass optisches Rauschen visuell erkannt wird, und die Sichtbarkeit des Bildes wird verbessert.
Die Anzeigevorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann ferner eine Abdeckung umfassen, die auf der der Lichtleiterplatte gegenüberliegenden Seite des Halbspiegels angeordnet ist, und die Lichtdurchlässigkeit des Halbspiegels kann geringer sein als eine Lichtdurchlässigkeit der Abdeckung.
Mit der obigen Konfiguration ist es weniger wahrscheinlich, dass optisches Rauschen visuell erkannt wird, und die Sichtbarkeit des Bildes wird verbessert.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf jede der oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern kann einer Vielzahl von Änderungen in dem in den Ansprüchen beschriebenen Umfang unterzogen werden. Eine Ausführungsform, die durch eine geeignete Kombination der in den einzelnen Ausführungsformen offenbarten technischen Mittel erreicht wird, gehört ebenfalls zum technischen Umfang der vorliegenden Erfindung.
Bezugszeichenliste

10, 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180, 190, 200, 210, 220, 10A: Anzeigevorrichtung
11: Lichtleiterplatte
11a: Austrittsfläche (Lichtaustrittsfläche)
12: Lichtquelle
21: Halbspiegel
22: Spiegel
24: Abdeckung

Claims

Anzeigevorrichtung, aufweisend: eine Lichtleiterplatte, die eingerichtet ist, einfallendes Licht zu leiten, das Licht durch eine Einheit zur Änderung des optischen Weges, die an einer vorbestimmten Position ausgebildet ist, zu reflektieren und das Licht von einer Lichtaustrittsfläche auszustrahlen; einen Halbspiegel, der auf einer Seite der Lichtaustrittsfläche der Lichtleiterplatte angeordnet ist; und einen Spiegel, der auf einer der Lichtaustrittsfläche gegenüberliegenden Seite der Lichtleiterplatte angeordnet ist, wobei die Lichtleiterplatte ein Bild erzeugt, das von einer Änderung begleitet wird, die in einer Richtung von dem Halbspiegel zu dem Spiegel in einem von der Lichtaustrittsfläche verschiedenen Raum durch von der Lichtaustrittsfläche ausgestrahltes Licht vorgenommen wird.
Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, wobei, wenn ein Abstand zwischen dem Halbspiegel und dem Spiegel L1 ist und eine gesamte Länge eines durch die Lichtleiterplatte in einer Richtung von dem Halbspiegel zu dem Spiegel gebildeten Bildes L2 ist, L2 größer als das Doppelte von L1 ist.
Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, wobei, wenn ein Abstand zwischen dem Halbspiegel und dem Spiegel L1 ist und eine gesamte Länge eines durch die Lichtleiterplatte in einer Richtung, in der der Spiegel angeordnet ist, erzeugten Bildes L2 ist, L2 das Doppelte von L1 oder weniger ist.
Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, wobei ein Unterschied in einem von der Lichtleiterplatte erzeugten Bild zwischen einem auf einer Seite des Halbspiegels in Bezug auf die Lichtaustrittsfläche erzeugten Bild und einem auf einer Seite des Spiegels in Bezug auf die Lichtaustrittsfläche erzeugten Bild liegt.
Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, wobei sich ein von der Lichtleiterplatte erzeugtes Bild in Abhängigkeit von der Richtung, in der das Bild erzeugt wird, unterscheidet.
Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, wobei Bilder, welche von der Lichtleiterplatte erzeugt wurden, auf einer Seite, auf der der Spiegel in Bezug auf die Lichtleiterplatte angeordnet ist, eine Konvergenzform aufweisen.
Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Spiegel und der Halbspiegel länger sind als ein Bereich, in dem die Einheit zur Änderung des optischen Weges in einer Richtung parallel zur Lichtleiterplatte vorgesehen ist.
Anzeigevorrichtung nach Anspruch 7, wobei der Spiegel und der Halbspiegel in der zur Lichtleiterplatte parallelen Richtung länger sind als die Lichtleiterplatte.
Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei entweder der Halbspiegel oder der Spiegel auf einer vorderen Oberfläche der Lichtleiterplatte ausgebildet ist.
Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Lichtleiterplatte, der Halbspiegel und der Spiegel derart gekrümmt sind, dass sie zu einer Seite hin, von welcher das Bild beobachtet wird, konvex sind.
Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Lichtdurchlässigkeit des Halbspiegels 80 % oder weniger beträgt.
Die Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10 umfasst ferner eine Abdeckung, die auf einer der Lichtleiterplatte gegenüberliegenden Seite des Halbspiegels angeordnet ist, wobei die Lichtdurchlässigkeit des Halbspiegels geringer ist als die Durchlässigkeit der Abdeckung.