JP2011232669A5 - - Google Patents
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前記目的を果たすため、本発明の表示装置の一態様は、ビームスプリッタから形成された平板状のステージと、前記ステージの下方に配置された表示素子と、前記ビームスプリッタから形成され、前記ステージの上方を覆うように配置されたドーム部と、を備え、前記表示素子は、前記ドーム部の内面に対して光を照射するように、前記ドーム部の焦点よりも前記ドーム部から遠い位置に配置されていて、前記ステージは、前記ドーム部の前記焦点と前記表示素子との間に配置されている、ことを特徴とする。 To fulfill the above object, an aspect of the display device of the present invention, a flat stage which is formed from the beam splitter, and a display element arranged below the stage, formed from the beam splitter, the stage and a dome portion disposed so as to cover the upper, the display device so as to irradiate light to the inner surface of the dome portion, located farther from the dome portion than the focal point of the dome portion It has been, the stage, the is disposed between the focal point of the dome portion and the display device, characterized in that.
[第一の実施の形態]
図1は第一の実施の形態に係る表示装置の概略構成を示す斜視図である。また、図2は図3におけるII−II切断面から見た表示装置の内部構成を示す断面図であり、図3は図2におけるIII−III切断面から見た表示装置の内部構成を示す断面図である。
これら図1〜図3に示すように表示装置1は、台座2、ステージ3、表示素子4、ドーム部5を備えている。
台座2は、円板状の底板21と、底板21の周縁から立設する円筒状の壁部22と、を備え、全体として遮光性を有している。
[First embodiment]
FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of the display device according to the first embodiment. 2 is a cross-sectional view showing the internal configuration of the display device as seen from the II-II cross section in FIG. 3, and FIG. 3 is a cross section showing the internal configuration of the display device as seen from the III-III cross section in FIG. FIG.
As shown in FIGS. 1 to 3, the
Base 2, a disk-shaped bottom plate 21, a cylindrical wall portion 22 provided upright from the peripheral edge of the bottom plate 21, provided with and has a light shielding property as a whole.
ステージ3は、台座2の内部空間を閉塞するように台座2の上部を覆っている。ステージ3は、例えばハーフミラー等のビームスプリッタにより円板状に形成されている。ビームスプリッタは、ガラスやアクリル等の透明基板にAgやAl等の高反射材料を蒸着、スパッタリング等で成膜することで形成されている。図4は、ステージ3の成膜状態を示す説明図である。図4(a)に示すように、ステージ3の全面に均一に成膜を施してもよいが、ステージ3の透過率T1と反射率R1との比率を場所によって調整して、表示素子4側で透過性が高く、結像側では反射性が高くなるようにすることが好ましい。例えば、図4(b)に示すように、前方から後方にかけて徐々に膜厚が薄くなるように成膜してもよいし、図4(c)に示すように、表示素子4近傍から、離れるにつれて徐々に膜厚が厚くなるように成膜を施してもよい。
The
表示素子4は、例えば液晶表示素子又は有機EL表示素子等である。表示素子4はステージ3の下方であって台座2内に収容されている。また、表示素子4は、その上端部がステージ3の中心O1に対向し、下方に進むにつれて中心O1を通過する垂直線L1から後方に離間するように傾いて配置されている。この表示素子4の傾斜角度は、水平面に対して45度程度であることが好ましい。そして、表示素子4の表示面41は観察側(前方)とは反対側を向いている。これにより表示素子4は、ドーム部5における観察側とは反対側の内面に対して光を照射することになる。
The
ドーム部5は、例えばガラスやアクリル等の透明材料により略半球状に形成されている。ドーム部5は、上方に向けて凸となるようにステージ3を覆っている。このドーム部5の内面は滑らかな凹曲面51となっていて、この凹曲面51の表面上に反射性の高い反射層を成膜することが好ましい。なお、ドーム部5として、ハーフミラー等のビームスプリッタを用いることも可能である。そして、凹曲面51の球心をO2、曲率半径をRとすると、光軸L2に平行な光に対する凹曲面51の焦点fはf=R/2となり、光軸L2における凹曲面51と球心O2との略中央に配置される。すなわち、表示素子4は、ドーム部5の焦点fよりもドーム部5から遠い位置に配置され、ステージ3は、ドーム部5の焦点fと表示素子4との間に配置されることになる。なお、以下の説明において、ドーム部5の凹曲面51のうちの、前側半分を第一内面51aとし、後側半分を観察側とは反対側の第二内面51bと称す。
The
ここで、表示素子4から発せられた光がドーム部5の第二内面51bで反射可能な範囲内であれば、視野角を振っても実像の輝度と精細度とはあまり変わらないものの、大きさに多少変動がある。
視野角を上下に振った場合を図9〜図11に基づいて説明する。図9は、図5の観察位置から視野角が小さくなった場合、図10は、図5の観察位置から視野角が大きくなった場合、図11は図9の観察位置から更に視野角が小さくなった場合を示している。なお、図10,図11では、便宜上発光光d2を省略している。
図5で示した観察位置から視野角が小さくなった場合、各発光光d1,d2,d3の結像位置A,B,Cは図9に示す位置となる。更に視野角が小さくなると、各発光光d1,d3の結像位置A,Cは図11に示す位置となる。また、図5で示した観察位置から視野角が大きくなると、各発光光d1,d3の結像位置A,Cは図10に示す位置となる。これらの図から、結像位置Aから結像位置Dまでの大きさ、つまり実像の大きさは、視野角が小さいほど大きくなることがわかる。
Here, as long as it is within the range capable of reflecting the second
A case where the viewing angle is swung up and down will be described with reference to FIGS. 9, if the viewing angle becomes rather small from the viewing position of FIG. 5, FIG. 10, when the viewing angle is increased from the viewing position of FIG. 5, FIG. 11 is further viewing angle from viewing position of FIG. 9 It shows a case that has become rather small. In FIG. 10 and FIG. 11, the emitted light d2 is omitted for convenience.
If the viewing angle becomes rather small from the observation position shown in Figure 5, the emitted light d1, d2, d3 of the imaging position A, B, C is the position shown in FIG. Furthermore the viewing angle small Kunar, each emitting light d1, d3 of the imaging position A, C is the position shown in FIG. 11. Further, when the viewing angle increases from the observation position shown in FIG. 5, the imaging positions A and C of the respective emitted lights d1 and d3 become the positions shown in FIG. From these figures, it can be seen that the size from the imaging position A to the imaging position D, that is, the size of the real image increases as the viewing angle decreases.
次いで、視野角を左右に振った場合を図12,図13に基づいて説明する。図12は視野角を左に振った場合、図13は視野角を右に振った場合を示している。なお、図12,図13では、表示素子4からの発光光は、わかりやすくするために第二発光光の右側端部の発光光(右発光光d21)と、左側端部の発光光(左発光光d22)と、を表している。図7,図8の観察位置から視野角が左に傾いた場合、右発光光d21及び左発光光d22の結像位置B1,B2は図12に示す位置となる。他方、図7,図8の観察位置から視野角が右に傾いた場合、右発光光d21及び左発光光d22の結像位置B1,B2は図13に示す位置となる。このように、視野角を左右に振った場合は実像の幅が少し歪むことになる。
なお、上述したような上下左右方向に視野角を振った場合の実像の歪みについては、後述する第三の実施の形態で、観察者を撮影する撮像素子等を導入することにより、視野角による歪みを観察者に認識させないようにすることができる。
Next, the case where the viewing angle is swung to the left and right will be described with reference to FIGS. 12 shows the case where the viewing angle is moved to the left, and FIG. 13 shows the case where the viewing angle is moved to the right. In FIG. 12 and FIG. 13, the light emitted from the
Note that the distortion of the real image when the viewing angle is swung in the vertical and horizontal directions as described above depends on the viewing angle in the third embodiment to be described later by introducing an image pickup device for photographing the observer. It is possible to prevent the observer from recognizing the distortion.
図14は第二の実施の形態に係る表示装置の概略構成を示す斜視図である。また、図15は図16におけるXV−XV切断面から見た表示装置の内部構成を示す断面図であり、図16は図15におけるXVI−XVI切断面から見た表示装置の内部構成を示す断面図である。
これら図14〜図16に示すように表示装置6は、台座7、ステージ8、表示素子9、ドーム部10、ミラー11を備えている。
台座7は、半円板状の底板71と、底板71の周縁から立設する壁部72と、を備え、全体として遮光性を有している。
FIG. 14 is a perspective view showing a schematic configuration of the display device according to the second embodiment. 15 is a cross-sectional view showing the internal configuration of the display device viewed from the XV-XV cut surface in FIG. 16, and FIG. 16 is a cross-sectional view showing the internal configuration of the display device viewed from the XVI-XVI cut surface in FIG. FIG.
As shown in FIGS. 14 to 16, the display device 6 includes a pedestal 7, a stage 8, a display element 9, a dome portion 10, and a mirror 11.
The pedestal 7 includes a semicircular plate-like bottom plate 71 and a wall portion 72 erected from the periphery of the bottom plate 71 , and has a light shielding property as a whole.
表示素子4は、その上端部がステージ8の円弧の中心O3に対向し、下方に進むにつれて中心O3を通過する垂直線から前方へ離間するように傾いて配置されている。そして、表示素子4の表示面41は観察側を向いている。
図18に示すように、観察者Wからは、第三発光光d6の結像位置Gは、ステージ8によって結像位置Hにあるように見える。これにより、結像位置E,F,Hがステージ8に対して略垂直方向に沿って並ぶことになり、表示素子4で表示された画像が立体的に表示される。
ここで、表示素子10から発せられた光がステージ8を通ってドーム部10の内面である凹曲面101で反射可能な範囲であれば、この場合に視野角を振っても実像の輝度と精細度とはあまり変わらない。しかしながら、視野角制限フィルム81によって利用できる発光光の方向が制限されるため、実像が観測できる視野角範囲は第一の実施の形態の場合よりも狭くなってしまう。
As shown in FIG. 18, from the observer W, the imaging position G of the third emitted light d <b> 6 appears to be at the imaging position H by the stage 8. As a result, the imaging positions E, F, and H are arranged in a substantially vertical direction with respect to the stage 8, and the image displayed on the
Here, if the light emitted from the display element 10 is within a range that can be reflected by the concave curved surface 101 that is the inner surface of the dome portion 10 through the stage 8, the brightness and fineness of the real image can be obtained even if the viewing angle is changed in this case. degree does not change much to do with. However, since the direction of the emitted light that can be used is limited by the viewing angle limiting film 81, the viewing angle range in which a real image can be observed becomes narrower than in the case of the first embodiment.
回転台52は、その回転中心がステージ3の中心O1と一致するように配置されている。この回転台52には、表示素子4を支持する表示素子用支持部55と、撮像素子54を支持する撮像素子用支持部56とが設けられている。表示素子用支持部55は、表示素子4の上端部がステージ3の中心O1に対向し、下方に進むにつれて中心O1を通過する垂直線L1から後方に離間するように、表示素子4を傾けて支持している。一方、撮像素子用支持部56は、垂直線L1を挟んで表示素子4に対向するように撮像素子54を支持している。撮像素子54の光軸は、観察者Wの顔を撮影できるように斜め上前方を向いている。
The turntable 52 is arranged so that the rotation center thereof coincides with the center O1 of the
図23は、表示装置50の主制御構成を示すブロック図である。この図23に示すように表示装置50には、撮像素子54で撮影された画像から観察者Wの位置を認識する位置認識部57と、当該撮像素子54、表示素子4及びモータ53を制御する制御部58と、が備えられている。
FIG. 23 is a block diagram illustrating a main control configuration of the display device 50. As shown in FIG. 23, the display device 50 controls a position recognition unit 57 that recognizes the position of the observer W from an image captured by the image sensor 54, the image sensor 54, the
Claims (8)
前記ステージの下方に配置された表示素子と、
前記ビームスプリッタから形成され、前記ステージの上方を覆うように配置されたドーム部と、を備え、
前記表示素子は、前記ドーム部の内面に対して光を照射するように、前記ドーム部の焦点よりも前記ドーム部から遠い位置に配置されていて、
前記ステージは、前記ドーム部の前記焦点と前記表示素子との間に配置されている、
ことを特徴とする表示装置。 A flat stage formed from a beam splitter;
A display element disposed below the stage;
The formed from the beam splitter, and a dome portion disposed so as to cover the upper side of the stage,
The display element is disposed at a position farther from the dome than the focal point of the dome so as to irradiate the inner surface of the dome with light.
The stage is disposed between the focal point of the dome and the display element .
A display device characterized by that.
前記ドーム部は、略半球状に形成されていて、
前記表示素子は、前記ドーム部における観察側とは反対側の内面に対して光を照射するように配置されていることを特徴とする表示装置。 The display device according to claim 1,
The dome portion is formed in a substantially hemispherical shape,
The display device, wherein the display element is disposed so as to irradiate light to an inner surface of the dome portion opposite to the observation side.
前記ドーム部は、略四半球状に形成され、且つ、その外周面が前記観察側を向くように配置されていて、
前記ドーム部における前記観察側とは反対側には、前記ドーム部を閉塞する平板状のミラーが配置され、
前記ステージには、視野角制限フィルムが積層され、
前記表示素子は、前記ドーム部における前記観察側の内面に光を照射するように配置されていることを特徴とする表示装置。 The display device according to claim 1,
The dome portion is formed in a substantially quadrispherical shape, and the outer peripheral surface thereof is arranged to face the observation side,
The the observation side of the dome portion on the opposite side, flat mirror for closing said dome portion is disposed,
A viewing angle limiting film is laminated on the stage,
The display device, wherein the display element is arranged to irradiate light to an inner surface of the dome portion on the observation side.
前記表示素子を前記ステージの中心を基準に水平方向に回転させる回転部と、
前記ステージの下方に配置されて観察者を撮影する撮像素子と、
前記撮像素子で撮影された画像から前記観察者の位置を認識する位置認識部と、
前記位置認識部で認識された位置に対向した位置に前記表示素子が配置されるように、前記回転部を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする表示装置。 In the display device according to any one of claims 1 to 3,
A rotating unit that rotates the display element in a horizontal direction with respect to the center of the stage;
An image sensor that is arranged below the stage and photographs an observer;
A position recognition unit for recognizing the position of the observer from an image captured by the image sensor;
A control unit that controls the rotating unit such that the display element is arranged at a position facing the position recognized by the position recognizing unit ;
A display device comprising:
前記制御部は、前記表示素子の表示内容を前記回転部の回転角度によって切り替えることを特徴とする表示装置。 The display device according to claim 4, wherein
The said control part switches the display content of the said display element with the rotation angle of the said rotation part, The display apparatus characterized by the above-mentioned.
前記ビームスプリッタはハーフミラーであることを特徴とする表示装置。 In the display device according to any one of claims 1 to 5,
The display device, wherein the beam splitter is a half mirror.
前記表示素子は液晶表示素子であることを特徴とする表示装置。 In the display device according to any one of claims 1 to 6,
The display device, wherein the display element is a liquid crystal display element.
前記表示素子は有機EL表示素子であることを特徴とする表示装置。 In the display device according to any one of claims 1 to 6,
The display device is an organic EL display device.
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