JP2014160139A - Display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像を視認させる表示装置に関する。 The present invention relates to a display device for visually recognizing an image.
従来、画像などが印刷された透明シートに光を照射し、レンズで拡大してスクリーンなどに投影するＯＨＰ（Overhead projector）がプレゼンテーションなどに用いられてきた。また、近年では、画像が表示された透過型の液晶パネルに光を照射し、液晶パネルを透過した透過光をレンズで拡大してスクリーンなどに投影する投影装置も普及している。 Conventionally, an overhead projector (OHP) that irradiates light onto a transparent sheet on which an image or the like is printed, enlarges the image with a lens, and projects the image onto a screen or the like has been used for presentations. In recent years, a projection apparatus that irradiates light to a transmissive liquid crystal panel on which an image is displayed, expands the transmitted light transmitted through the liquid crystal panel with a lens, and projects the light onto a screen or the like has become widespread.
このような投影装置にＨＵＤ（Head Up Display）を組み合わせたプレゼンテーション装置が提案されている（例えば、特許文献１）。このプレゼンテーション装置を視聴者とスクリーンの間に配してスクリーンに画像を投影すると、プレゼンターは、スクリーンを振り返ることなく視聴者側を向いたままで、スクリーンに表示される画像と同じ画像を、ＨＵＤによる虚像として視認可能となる。 A presentation device in which such a projection device is combined with a HUD (Head Up Display) has been proposed (for example, Patent Document 1). When this presentation device is placed between the viewer and the screen and the image is projected onto the screen, the presenter looks at the viewer without looking back, and displays the same image as the image displayed on the screen using the HUD. It becomes visible as a virtual image.
例えば、画像を多人数で視認する場合、上記の投影装置のように、スクリーンに画像を投影する構成が考えられる。一方、ＨＵＤによる虚像として画像を視認させる構成は、画像を一人で視認する場合に適している。このように、投影装置とＨＵＤは、用途に応じて使い分けられる。しかし、いずれの用途にも対応できるように、投影装置とＨＵＤの両方を用意するのは、コストがかかると共に嵩張ってしまう。 For example, when an image is viewed by a large number of people, a configuration in which an image is projected onto a screen as in the above-described projection device can be considered. On the other hand, the configuration for visually recognizing an image as a virtual image by HUD is suitable when the image is viewed by one person. As described above, the projection apparatus and the HUD are properly used according to the application. However, it is costly and bulky to prepare both the projection apparatus and the HUD so as to be compatible with any application.
また、上記の特許文献１に記載のように、単純に投影装置とＨＵＤを組み合わせても、個別に用意する場合に比べ、コストの低減効果は、あまり望めない。 Further, as described in Patent Document 1 described above, even if the projection apparatus and the HUD are simply combined, the cost reduction effect cannot be expected much compared to the case where they are individually prepared.
そこで本発明は、このような課題に鑑み、画像をスクリーンに投影する機構と、画像を虚像として視認可能にする機構を組み合わせ、両機構を個別に設ける構成に比して、コスト低減を実現することが可能な表示装置を提供することを目的としている。 Therefore, in view of such problems, the present invention combines a mechanism that projects an image on a screen and a mechanism that makes an image visible as a virtual image, and realizes cost reduction compared to a configuration in which both mechanisms are provided separately. An object of the present invention is to provide a display device that can be used.
上記課題を解決するために、本発明の表示装置は、画像データに基づく照射光を生成する照射光生成部と、照射光が投影される投影部と、投影部に投影された照射光を反射して、画像データに基づく虚像を視認可能とする反射部と、投影部へと照射光が導かれる第１の状態と、投影部へと照射光が導かれない第２の状態とを切り換える切換手段とを備え、第１の状態において画像データに基づく虚像を視認可能とし、第２の状態において画像データに基づく投射光を外部へと投射することを特徴とする。 In order to solve the above problems, a display device of the present invention reflects an irradiation light generation unit that generates irradiation light based on image data, a projection unit that projects the irradiation light, and an irradiation light that is projected onto the projection unit. Then, a switching for switching between a reflection unit that makes it possible to visually recognize a virtual image based on image data, a first state in which irradiation light is guided to the projection unit, and a second state in which irradiation light is not guided to the projection unit A virtual image based on image data in the first state is visible, and projection light based on the image data is projected to the outside in the second state.
本発明によれば、画像をスクリーンに投影する機構と、画像を虚像として視認可能にする機構を組み合わせ、両機構を個別に設ける構成に比して、コスト低減を実現することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to realize cost reduction as compared with a configuration in which a mechanism for projecting an image on a screen and a mechanism for making an image visible as a virtual image are combined and both mechanisms are provided individually.
以下に添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The dimensions, materials, and other specific numerical values shown in the embodiments are merely examples for facilitating the understanding of the invention, and do not limit the present invention unless otherwise specified. In the present specification and drawings, elements having substantially the same function and configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted, and elements not directly related to the present invention are not illustrated. To do.
（第１の実施形態：表示装置１００）
図１は、第１の実施形態における表示装置１００の概略を示した機能ブロック図である。図１に示すように、表示装置１００は、操作部１２０と、入力部１２２と、中央制御部１２４と、照射光生成部１２６と、虚像表示ユニット１２８と、反射部１３０と、実像表示ユニット１３２と、検知部１３４と、固定調整部（光学系）１３６とを含んで構成される。
(First embodiment: display device 100)
FIG. 1 is a functional block diagram schematically showing the
操作部１２０は、操作キー、十字キー、ジョイスティック等で構成され、ユーザの操作入力を受け付ける。
The
入力部１２２は、例えば、画像再生装置などの外部機器から画像データを取得するためのインターフェースである。なお、画像再生装置を含む構成の表示装置１００にしてもよい。
The
中央制御部１２４は、中央処理装置（ＣＰＵ）、プログラム等が格納されたＲＯＭ、ワークエリアとしてのＲＡＭ等を含む半導体集積回路により、表示装置１００全体を管理および制御する。また、中央制御部１２４は、調整制御部１４４としても機能する。調整制御部１４４については後に詳述する。なお、中央制御部１２４と調整制御部１４４とは一体に構成してもよいし別体に構成してもよい。
The
照射光生成部１２６は、例えば、光源１５０、分光部１５２、液晶パネル１５４、プリズム１５６などを含んで構成され、画像データに基づく照射光を生成する。具体的に、光源１５０から入射した光が分光部１５２によって、赤色の光（Ｒ）、緑色の光（Ｇ）、青色の光（Ｂ）に分光される。液晶パネル１５４は、それぞれＲＧＢの各色に対応して３つ配されており、分光された光は、それぞれの光の色が対応する液晶パネル１５４を透過する。中央制御部１２４は、入力部１２２から取得された画像データに基づいて、液晶パネル１５４の光の透過率を変更する。
The irradiation
３つの液晶パネル１５４を透過した光は、プリズム１５６によって再び合成され照射光となる。こうして、照射光生成部１２６は、画像データに基づく照射光を出力する。この照射光をスクリーンやコンバイナ（反射部１３０）に導くことで、画像データに基づく画像が視認されることとなる。
The light transmitted through the three
ここでは、照射光生成部１２６が、３ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）方式の機構で構成される場合について説明したが、照射光生成部１２６は、投影されると画像データに基づく画像を示す照射光を生成できれば、例えば、ＤＬＰ（Digital Light Processing）方式、ＬＣＯＳ（Liquid crystal on silicon）方式などであってもよい。また、レーザ光源を用いた方式でもよく、例えばＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）を用いてレーザ光を反射して、レーザ光で投射面を走査するような方式でもよい。
Here, the case where the irradiation
本実施形態において、表示装置１００は、虚像表示モードと、実像表示モードの少なくとも２つの表示モードを有する。以下、各表示モードにおける表示装置１００について詳述し、図１に示す虚像表示ユニット１２８、反射部１３０、実像表示ユニット１３２、検知部１３４については、各表示モードの説明と共にその機能を詳述する。
In the present embodiment, the
図２は、虚像表示モードにおける表示装置１００を説明するための説明図であり、図２（ａ）には、虚像表示モードにおける表示装置１００の外観図を示し、図２（ｂ）には、図２（ａ）のＩＩ（ｂ）‐ＩＩ（ｂ）線断面を示す。
FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining the
図２（ｂ）に示すように、虚像表示ユニット１２８は、導光部１４０と、投影部１４２とを有するユニットである。導光部１４０は、例えば、２枚のミラーで構成され、照射光生成部１２６から照射された照射光を、２枚のミラーで順次反射して投影部１４２に導く。
As shown in FIG. 2B, the virtual
投影部１４２は、透過型スクリーンで構成され、照射光を透過して、照射光の入射面１４２ａの反対側の面１４２ｂに画像データに基づく画像（照射光）が投影される（中間像）。つまり、投影部１４２は、照射光に基づく中間像を結像する。
The
反射部１３０は、コンバイナで構成され、図２（ａ）に示すように、ヒンジなどの回転機構１３０ａを介して表示装置１００の本体１００ａに設置されており、図２（ａ）中、実線の両矢印で示す向きに回転させることができる。
The
そして、反射部１３０は、投影部１４２に投影された照射光を反射し、反射部１３０によって反射された照射光がユーザの目に入射することで、反射部１３０よりも前方（反射部１３０を挟んでユーザの目と反対側）に、画像データに基づく虚像を視認可能とする。
The
このように、虚像表示モードは、照射光の光路Ａ上に導光部１４０を配し、導光部１４０、投影部１４２、および、反射部１３０を介し、照射光をユーザの目に入射することで、虚像を視認可能とするモードである。
As described above, in the virtual image display mode, the
一方、実像表示モードは、導光部１４０を照射光の光路Ａ上から外し、画像データに基づく実像を視認可能とするモードである。実像表示モードでは、導光部１４０を照射光の光路Ａ上から外されており、照射光を外部へと投射して外部スクリーン等で実像が視認可能となる。
On the other hand, the real image display mode is a mode in which the
図３は、実像表示モードにおける表示装置１００を説明するための説明図であり、図３（ａ）には、実像表示モードにおける表示装置１００の外観図を示し、図３（ｂ）には、図３（ａ）のＩＩＩ（ｂ）‐ＩＩＩ（ｂ）線断面を示す。
FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining the
本実施形態において、図２に示した虚像表示ユニット１２８は、表示装置１００の本体１００ａに対し、着脱可能である。そして、虚像表示モードにおける表示装置１００の本体１００ａから、虚像表示ユニット１２８（導光部１４０）を取り外し、代わりに実像表示ユニット１３２を取り付けることで、表示装置１００は実像表示モードとなる。実像表示モードにおいて、照射光は外部のスクリーンなどに投射され、その外部スクリーン等で実像が視認可能となる。ユーザは、スクリーンなどに投影された実像を視認することとなる。
In the present embodiment, the virtual
虚像表示ユニット１２８や実像表示ユニット１３２の着脱（付け替え）という簡易な構成で表示モードを切り換え可能となる。
The display mode can be switched with a simple configuration in which the virtual
実像表示ユニット１３２は、可動調整部１６０を有するユニットである。可動調整部１６０は、例えば、焦点レンズやズームレンズで構成され、実像表示モードにおいて照射光の光路Ａ上に配され、照射光の焦点を調整すると共に、照射光が示す画像のズーム倍率を調整する。
The real
このように、実像表示ユニット１３２に可動調整部１６０を備える構成により、照射光生成部１２６からの照射光の焦点や画角を虚像表示モードに合わせておくことで操作性が向上する。例えば、照射光生成部１２６からの照射光の焦点や画角を、投影部１４２で適切な中間像を結像できるように合わせておくことで操作性が向上する。これにより、ユーザは、虚像表示モードにおいては、焦点や画角の調整がほとんど不要となり、実像表示モードにおいてのみ、可動調整部１６０を操作して焦点や画角を調整すればよいこととなる。
As described above, with the configuration in which the real
ただし、本実施形態においては、可動調整部１６０の他に、固定調整部１３６を設け、照射光の焦点や画角を自動調整する機能によって、焦点や画角の設定の自由度を高めている。さらに、検知部１３４を設け、その検知部１３４の出力に応じて固定調整部１３６を制御することによって、利便性を高めている。
However, in this embodiment, in addition to the
検知部１３４は、例えば押圧スイッチなどで構成され、虚像表示モードと、実像表示モードの切り換えを検知し、現在のモードがいずれのモードであるか出力する。検知部１３４は、一例として、図２（ａ）に示す、反射部１３０の開閉を検知する第１スイッチ１３４ａと、図３（ａ）に示す、虚像表示ユニット１２８の設置を検知する第２スイッチ１３４ｂを有する。
The
図２（ａ）に示す第１スイッチ１３４ａは、表示装置１００の本体１００ａのうち、反射部１３０が閉じたときに当接する面１００ｃに設けられている。そして、図３（ａ）に示すように、反射部１３０を閉じて、表示装置１００の本体１００ａに当接させたときに、第１スイッチ１３４ａが反射部１３０に押圧されることで、反射部１３０を閉じたことが検知される。このように、検知部１３４は、反射部１３０の開閉を検知することで、反射部１３０が使用状態にあるか否かを検知している。つまり、反射部１３０が使用状態にあるモードである虚像表示モードであるか、反射部１３０が使用状態にないモードである実像表示モードであるかを検知しているとも言える。
The
また、図２（ａ）に示すように、虚像表示ユニット１２８には、側面１２８ａから突出する突出部１２８ｂが設けられており、図３（ａ）に示す第２スイッチ１３４ｂは、表示装置１００の本体１００ａのうち、虚像表示ユニット１２８を取り付けたときに突出部１２８ｂが当接する部分に設けられている。そして、第２スイッチ１３４ｂが突出部１２８ｂに押圧されることで、虚像表示ユニット１２８が取り付けられたことが検知される。つまり、第２スイッチ１３４ｂによって、虚像表示ユニット１２８が取り付けられていないモードである実像表示モードであるか、虚像表示ユニット１２８が取り付けられているモードである虚像表示モードであるかを検知しているとも言える。
As shown in FIG. 2A, the virtual
また、虚像表示ユニット１２８、実像表示ユニット１３２は、それぞれ、表示装置１００の本体１００ａに取り付けたとき、不図示のロック機構によって本体１００ａに固定されるよう（取り外しできないよう）にしてもよい。このようにした場合、虚像表示ユニット１２８が取り付けられているとき（第２スイッチ１３４ｂが押圧されているとき）、反射部１３０が閉じられると（第１スイッチ１３４ａが押圧されると）、ロック機構による虚像表示ユニット１２８の固定が自動的に解除される。同様に、実像表示ユニット１３２が取り付けられているとき（第２スイッチ１３４ｂが押圧されていないとき）、反射部１３０が開けられると（第１スイッチ１３４ａの押圧が解除されると）、ロック機構による実像表示ユニット１３２の固定が自動的に解除される。
Further, when the virtual
このように、虚像表示ユニット１２８、および、実像表示ユニット１３２の固定が、反射部１３０の開閉に応じて自動的に解除されることで、操作の手間を省き操作性を向上することが可能となる。
As described above, the fixation of the virtual
一方、反射部１３０は、不図示のモータ機構によって自動的に開閉可能に構成してもよい。このようにした場合、反射部１３０が閉じられているとき（第１スイッチ１３４ａが押圧されているとき）、虚像表示ユニット１２８が取り付けられると（第２スイッチ１３４ｂが押圧されると）、反射部１３０がモータ機構によって自動的に開かれる。同様に、反射部１３０が開いているとき（第１スイッチ１３４ａが押圧されていないとき）、虚像表示ユニット１２８が取り外されると（第２スイッチ１３４ｂの押圧が解除されると）、反射部１３０がモータ機構によって自動的に閉じられる。
On the other hand, the
ここでは、虚像表示ユニット１２８が取り付けられると（第２スイッチ１３４ｂが押圧されると）、反射部１３０が開かれ、虚像表示ユニット１２８が取り外されると（第２スイッチ１３４ｂの押圧が解除されると）、反射部１３０が閉じられる場合について説明した。しかし、実像表示ユニット１３２が取り付けられると押圧され、実像表示ユニット１３２が取り外されると押圧が解除される第４スイッチを設け、実像表示ユニット１３２が取り付けられると（第４スイッチが押圧されると）、反射部１３０が閉じられ、実像表示ユニット１３２が取り外されると（第４スイッチの押圧が解除されると）、反射部１３０が開かれてもよい。
Here, when the virtual
また、ここでは、反射部１３０がモータ機構によって開閉する場合について説明したが、モータ機構の代わりに、反射部１３０が閉じているとき反射部１３０を本体１００ａに固定するロック機構を設け、反射部１３０が閉じられているとき（第１スイッチ１３４ａが押圧されているとき）、虚像表示ユニット１２８が取り付けられると（第２スイッチ１３４ｂが押圧されると）、ロック機構による反射部１３０の固定が解除されてもよい。また、ロック機構とモータ機構の両方を設けてもよい。
Although the case where the
このように、反射部１３０が、虚像表示ユニット１２８、実像表示ユニット１３２の着脱に応じて自動的に開閉されたり固定が解除されたりすることで、操作の手間を省き操作性を向上することが可能となる。なお、以上の動作は中央制御部１２４によって制御される。
As described above, the
なお、検知部１３４は、第１スイッチ１３４ａまたは第２スイッチ１３４ｂのいずれか一方のみを有するようにしてもよい。また、実像表示モードであるか虚像表示モードであるかを検知できればよく、その方法は種々の方法を用いることができる。
Note that the
図２（ｂ）、図３（ｂ）に示す固定調整部１３６は、可動調整部１６０と同様、例えば、焦点レンズやズームレンズ、および、駆動機構で構成される。ただし、固定調整部１３６は、着脱可能な可動調整部１６０（実像表示ユニット１３２）と異なり、表示装置１００の本体１００ａ内に固定されている。
The fixed
そして、固定調整部１３６は、中央制御部１２４の調整制御部１４４の制御に応じて駆動機構が焦点レンズやズームレンズの位置を変え、照射光の焦点を調整すると共に、照射光が示す画像のズーム倍率を調整する。
In the fixed
固定調整部１３６は、可動調整部１６０と異なり、虚像表示モードおよび実像表示モードのいずれにおいても、照射光の光路Ａ上において、表示装置１００の本体１００ａ内に固定的に配置される。
Unlike the
調整制御部１４４は、検知部１３４からの出力に基づいて、いずれの表示モードであるかを判断する。例えば、反射部１３０が閉じておらず、虚像表示ユニット１２８が取り付けられている場合、虚像表示モードであると判定し、それ以外の場合、実像表示モードと判定する。本実施形態においては第１スイッチ１３４ａおよび第２スイッチ１３４ｂの両方の出力を用いていずれの表示モードであるかを判断しているため、より精度よく表示モードを判定することができる。
The
各表示モードには、予め固定調整部１３６のレンズ間距離などの設定値が関連付けられており、調整制御部１４４は、判定した表示モードに応じた設定値となるように、固定調整部１３６を制御する。
Each display mode is associated with a preset value such as the distance between the lenses of the fixed
例えば、検知部１３４の出力に基づいて虚像表示モードであると判断した場合、調整制御部１４４は、照射光生成部１２６からの照射光の焦点や画角を、投影部１４２で適切な中間像を結像できるように調整する。
For example, when it is determined that the virtual image display mode is set based on the output of the
また、検知部１３４の出力に基づいて実像表示モードであると判断した場合、調整制御部１４４は、照射光生成部１２６からの照射光の焦点や画角を、外部のスクリーンに投影するのに適した状態へと設定する。外部のスクリーンまでの距離は使用環境によって異なるが、大まかに調整しておくことで、その後のユーザによる調整が楽になり、利便性が向上する。なお、実像表示モードであると検知された場合、少なくとも虚像表示モードのときよりも、焦点距離を短くしたりして、画角が大きくなるよう調整すれば効果はある。また、虚像表示モードのときよりも、遠い位置でピントが合うように調整すれば効果がある。
In addition, when it is determined that the real image display mode is set based on the output of the
このように、検知部１３４と調整制御部１４４を備える構成により、各表示モードに適した照射光となるように自動的に画角や焦点の調整が行われる。そのため、表示装置１００は、ユーザに煩わしさを感じさせず操作性を向上させることができる。
As described above, the configuration including the
また、図２（ａ）に示すように、表示装置１００の本体１００ａには、収納部１００ｂが設けられている。収納部１００ｂは、窪みで構成され、虚像表示ユニット１２８、および、実像表示ユニット１３２のうち、使用していない方のユニットを収納することができる。
Further, as shown in FIG. 2A, the
（第１変形例）
図４は、第１変形例における表示装置２００を説明するための説明図であり、図４（ａ）には、虚像表示モードの表示装置２００の外観図を示し、図４（ｂ）には、実像表示モードの表示装置２００の外観図を示す。第１変形例においては、表示装置２００の本体２００ａには、照射光の光路Ａに対し垂直な方向にレール２００ｂが設けられている。
(First modification)
FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining the
そして、虚像表示ユニット２２８および実像表示ユニット２３２は、一体的に形成され、表示装置２００の本体２００ａに対し、摺動可能となるように、レール２００ｂに嵌め込まれている。そのため、虚像表示ユニット２２８は、照射光の光路Ａ上の位置と、照射光の光路Ａ外の位置との間で、図４（ａ）、（ｂ）中、両矢印で示す向きに摺動可能となっている。このように、虚像表示ユニット２２８を摺動移動させて、照射光の光路上から外すような構成にしてもよい。
The virtual
このように、虚像表示ユニット２２８や実像表示ユニット２３２を摺動可能とする構成により、虚像表示ユニット２２８や実像表示ユニット２３２を摺動させるといった簡単な操作で、表示モードを切り換えることができる。
As described above, with the configuration in which the virtual
また、表示装置２００の本体２００ａには、上述した第１の実施形態と同様、第１スイッチ１３４ａが設けられるとともに、虚像表示ユニット２２８の摺動経路上に第２スイッチ２３４ｂと、実像表示ユニット２３２の摺動経路上に第３スイッチ２３４ｃとをさらに設けるようにしてもよい。また、反射部１３０は、不図示のモータ機構によって自動的に開閉可能なように構成してもよい。以下このような構成にした場合における動作例について説明する。なお、以下の動作は中央制御部１２４によって制御される。
The
反射部１３０が閉じられているとき（第１スイッチ１３４ａが押圧されているとき）、虚像表示ユニット２２８が図４（ａ）に示す位置に摺動すると（第３スイッチ２３４ｃが実像表示ユニット２３２で押圧されると）、反射部１３０がモータ機構によって自動的に開かれる。同様に、反射部１３０が開いているとき（第１スイッチ１３４ａが押圧されていないとき）、虚像表示ユニット２２８が図４（ｂ）に示す位置に摺動すると（第２スイッチ２３４ｂが虚像表示ユニット２２８で押圧されると）、反射部１３０がモータ機構によって自動的に閉じられる。つまり、表示ユニットの位置に応じて反射部１３０の開閉を制御している。
When the reflecting
ここでは、反射部１３０がモータ機構によって開閉する場合について説明したが、モータ機構の代わりに、反射部１３０が閉じているとき反射部１３０を本体２００ａに固定するロック機構を設け、反射部１３０が閉じられているとき（第１スイッチ１３４ａが押圧されているとき）、虚像表示ユニット２２８が図４（ａ）に示す位置に摺動すると（第３スイッチ２３４ｃが実像表示ユニット２３２で押圧されると）、ロック機構による反射部１３０の固定が解除されてもよい。つまり、表示ユニットの位置に応じて反射部１３０のロック機構を制御している。
Although the case where the
このように、反射部１３０が、虚像表示ユニット２２８、実像表示ユニット２３２の摺動に応じて自動的に開閉されたり固定が解除されたりすることで、操作の手間を省き操作性を向上することが可能となる。
As described above, the
また、虚像表示ユニット２２８および実像表示ユニット２３２は、不図示のモータ機構によって自動的に摺動可能な構成にしてもよい。以下このような構成にした場合における動作例について説明する。
Further, the virtual
虚像表示ユニット２２８が図４（ａ）に示す位置にあるとき、反射部１３０が閉じられると（第１スイッチ１３４ａが押圧されると）、虚像表示ユニット２２８が自動的に図４（ｂ）に示す位置まで摺動される。つまり、反射部１３０が閉じられているか否かに応じて表示ユニットの位置を制御している。なお、反射部１３０がロックされているか否かに応じて表示ユニットの位置を制御してもよい。
When the virtual
ここでは、モータ機構によって虚像表示ユニット２２８および実像表示ユニット２３２を自動的に摺動させる場合について説明したが、モータ機構の代わりに、虚像表示ユニット２２８が図４（ａ）に示す位置にあるとき虚像表示ユニット２２８を固定する不図示のロック機構を設け、反射部１３０が閉じられると（第１スイッチ１３４ａが押圧されると）、ロック機構による虚像表示ユニット２２８の固定を解除するようにしてもよい。
Although the case where the virtual
このように、虚像表示ユニット２２８および実像表示ユニット２３２が、反射部１３０の開閉に応じて自動的に摺動したり、虚像表示ユニット２２８の固定が、反射部１３０の開閉に応じて自動的に解除されたりすることで、操作の手間を省き操作性を向上することが可能となる。
As described above, the virtual
（第２の実施形態）
上述した第１の実施形態では、虚像表示ユニット１２８は、導光部１４０と投影部１４２を有し、投影部１４２は、透過型スクリーンで構成される場合について説明した。第２の実施形態の表示装置３００においては、虚像表示ユニットが簡略化されている。
(Second Embodiment)
In the first embodiment described above, the virtual
図５は、第２の実施形態に関し、虚像表示モードにおける表示装置３００を説明するための説明図であり、図５（ａ）には、虚像表示モードにおける表示装置３００の外観図を示し、図５（ｂ）には、図５（ａ）のＶ（ｂ）‐Ｖ（ｂ）線断面を示す。
FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining the
図５（ａ）、（ｂ）に示すように、虚像表示ユニット３２８は、第１の実施形態における虚像表示ユニット１２８に設けられた導光部１４０を有さない。また、投影部３４２は、反射型スクリーンで構成され、照射光生成部１２６からの照射光が投影される（中間像）。つまり、投影部３４２は、照射光に基づく中間像を結像する。そして、反射部１３０は、投影部３４２に投影された照射光を反射し、その反射部１３０によって反射された照射光がユーザの目に入射することで、反射部１３０よりも前方（反射部１３０を挟んでユーザの目と反対側）に、画像データに基づく虚像を視認可能とする。
As shown in FIGS. 5A and 5B, the virtual
また、第１の実施形態と同様、虚像表示ユニット３２８（投影部３４２）は、表示装置３００の本体３００ａに対し、着脱可能である。
Further, as in the first embodiment, the virtual image display unit 328 (projection unit 342) is detachable from the
図６は、第２の実施形態に関し、実像表示モードにおける表示装置３００を説明するための説明図であり、図６（ａ）には、実像表示モードにおける表示装置３００の外観図を示し、図６（ｂ）には、図６（ａ）のＶＩ（ｂ）‐ＶＩ（ｂ）線断面を示し、図６（ｃ）には、図６（ａ）のＶＩ（ｃ）‐ＶＩ（ｃ）線断面を示す。
FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining the
第２の実施形態では、第１の実施形態と異なり、実像表示ユニット１３２を設けず、単に、虚像表示ユニット３２８を表示装置３００の本体３００ａから取り外して、照射光の光路上から投影部を外すだけで実像表示モードとなる。
In the second embodiment, unlike the first embodiment, the real
図６（ａ）、（ｂ）に示すように、固定調整部１３６によって焦点や画角が調整された照射光は、第１の実施形態の可動調整部１６０のようなレンズやミラーを経由せずに、そのまま、外部のスクリーンなどに投影される。つまり、固定調整部１３６だけで、投影部３４２に投影する状態から、外部スクリーンに投影する状態まで調整可能としている。そのため、表示装置３００は、レンズやミラーなどの部品点数を削減でき、製造コストを低減することが可能となる。
As shown in FIGS. 6A and 6B, the irradiation light whose focal point and angle of view are adjusted by the fixed
また、図５（ａ）に示すように、虚像表示ユニット３２８の側面には、２つの突出部３２８ａが設けられており、図６（ａ）に示すように、表示装置３００の本体３００ａには、虚像表示ユニット３２８の取り付け部分に窪み３００ｂが形成されている。
Further, as shown in FIG. 5A, two
表示装置３００の本体３００ａに虚像表示ユニット３２８を取り付けたとき、突出部３２８ａが窪み３００ｂに収まる。この窪み３００ｂには、図６（ｃ）に示すように、検知部３３４を構成する第２スイッチ３３４ｂが設けられている。
When the virtual
第２スイッチ３３４ｂは、先端が曲面で形成されており、虚像表示ユニット３２８の突出部３２８ａによって、図６（ｃ）中、下向きに押圧されると、曲面に作用する力の一部は、曲面によって図６（ｃ）中、右向きの力に分力される。そして、第２スイッチ３３４ｂは、図６（ｃ）中、右向きに押圧される。そのため、上述した第１の実施形態と同様、第２スイッチ３３４ｂが押圧されることで、虚像表示ユニット３２８が取り付けられたことが検知される。この場合、検知部３３４は、虚像表示モードへの切り換えを示す信号を出力する。
The
（第２変形例）
図７は、第２変形例における表示装置４００を説明するための説明図であり、図７（ａ）は、虚像表示モードにおける表示装置４００を示し、図７（ｂ）は、実像表示モードにおける表示装置４００を示す。
(Second modification)
FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining the
第２変形例においては、虚像表示ユニット４２８は、第２の実施形態の虚像表示ユニット３２８と同様、導光部１４０を有さない。また、投影部４４２は、反射型スクリーンで構成され、照射光生成部１２６からの照射光が投影されて（中間像）、投影された照射光を反射部１３０に反射する。
In the second modified example, the virtual
また、表示装置４００の本体４００ａには、矩形の窪みである収納部４００ｂが設けられている。虚像表示ユニット４２８（投影部４４２）は、収納部４００ｂに、図７（ｂ）中、両矢印で示す向きに摺動可能となる。虚像表示ユニット４２８は、照射光の光路Ａ外の位置に退避させるとき、収納部４００ｂに収納される。
The
すなわち、虚像表示ユニット４２８は、表示装置４００の本体４００ａに対し、照射光の光路Ａに対し垂直な方向に摺動可能となる。そのため、虚像表示ユニット４２８は、照射光の光路Ａ上の位置（図７（ａ）参照）と、照射光の光路Ａ外の位置（図７（ｂ）参照）との間で、図７中、両矢印で示す向きに摺動可能となっている。
That is, the virtual
そして、表示装置４００においては、実像表示ユニット１３２を設ける必要はなく、単に、虚像表示ユニット４２８を収納部４００ｂに収納することで実像表示モードとなる。このように、虚像表示ユニット４２８を摺動移動させて、照射光の光路Ａ上から外すような構成にしてもよい。
In the
また、図７（ａ）に示すように、収納部４００ｂの内面には、検知部４３４を構成する第２スイッチ４３４ｂが設けられており、第２スイッチ４３４ｂが押圧されたか否かによって、虚像表示ユニット４２８が照射光の光路Ａ上に位置するか否かが判定される。
Further, as shown in FIG. 7A, a
（第３変形例）
図８は、第３変形例における表示装置５００を説明するための説明図である。図８に示すように、表示装置５００においては、虚像表示ユニット５２８は、投影部５４２、突出部５４４、弾性部５４６、係止部５４８を含んで構成される。
(Third Modification)
FIG. 8 is an explanatory diagram for explaining a
投影部５４２は、反射型スクリーンで構成され、照射光生成部１２６からの照射光が投影されて（中間像）、投影された照射光を反射部１３０に反射する。
The
突出部５４４は、虚像表示ユニット５２８の側面から突出する４つの円筒部材であって、そのうち２つの突出部５４４ａ、５４４ｂには、弾性バネなどで構成される弾性部５４６が設置されている。
The projecting
弾性部５４６が設けられた２つの突出部５４４ａ、５４４ｂは、表示装置５００の本体５００ａに設けられた穴に嵌合する。残りの突出部５４４ｃ、５４４ｄは、表示装置５００の本体５００ａに設けられた溝５００ｂに挿入される。
The two protruding
溝５００ｂは、突出部５４４ａ、５４４ｂが挿入される穴を中心に弧を描くように形成されており、突出部５４４ｃ、５４４ｄが溝５００ｂ内を摺動することで、虚像表示ユニット５２８は、突出部５４４ａ、５４４ｂを中心に、図８中、矢印ｘ、ｙで示す向きに回転する。
The
弾性部５４６は、一端が表示装置５００の本体５００ａに固定され、他端が突出部５４４ｃ、５４４ｄに固定されており、虚像表示ユニット５２８が矢印ｘの向きに押圧されるように（立設するように）弾性力を作用させる。
One end of the
虚像表示モードから実像表示モードにする場合、虚像表示ユニット５２８を矢印ｙの向きに回転させて押圧すると、係止部５４８が、表示装置５００の本体５００ａの不図示のラチェット機構に係止される。このように、虚像表示ユニット５２８を回転移動させて、照射光の光路上から外すような構成にしてもよい。
When switching from the virtual image display mode to the real image display mode, when the virtual
一方、実像表示モードから虚像表示モードにする場合、表示装置５００の本体５００ａに設けられたボタン５００ｃを矢印ｚの向きに動かすと、ラチェット機構と係止部５４８の係合が解除され、虚像表示ユニット５２８は、弾性部５４６の弾性力によって矢印ｘの向きに回転する（立設する）。
On the other hand, when changing from the real image display mode to the virtual image display mode, when the
また、第２実施形態においても、次のような構成にすることでさらにユーザの利便性を高めることができる。なお、以下の動作は中央制御部１２４によって制御される。
Also in the second embodiment, user convenience can be further enhanced by adopting the following configuration. The following operations are controlled by the
表示装置５００の本体５００ａには、上述した第１の実施形態と同様、第１スイッチ１３４ａが設けられる。そして、本体５００ａには、虚像表示ユニット５２８が矢印ｘの向きに回転して、突出部５４４ｃ、５４４ｄが溝５００ｂの一端に位置したときに押圧される不図示の第２スイッチが設けられている。さらに、本体５００ａには、虚像表示ユニット５２８が矢印ｙの向きに回転して、突出部５４４ｃ、５４４ｄが溝５００ｂの他端に位置したときに押圧される不図示の第３スイッチが設けられている。
The
また、本体５００ａには、虚像表示ユニット５２８を弾性部５４６の弾性力に抗して矢印ｙの向きに回転させる不図示のモータ機構が設けられる。そして、虚像表示ユニット５２８が立設（第２スイッチが押圧されている）して虚像表示ユニット５２８が照射光の光路Ａ上に位置しているとき、反射部１３０が閉じられると（第１スイッチ１３４ａが押圧されると）、虚像表示ユニット５２８がモータ機構によって自動的に矢印ｙの向きに回転させられ、係止部５４８がラチェット機構に係止されて、虚像表示ユニット５２８が照射光の光路Ａ外に移動される。
The
また、虚像表示ユニット５２８の係止部５４８がラチェット機構によって係止されて、虚像表示ユニット５２８が照射光の光路Ａ外に位置しているとき（第３スイッチが押圧されているとき）、反射部１３０が開かれると（第１スイッチ１３４ａの押圧が解除されると）、虚像表示ユニット５２８が弾性部５４６の弾性力によって自動的に矢印ｘの向きに回転して立設する。つまり、反射部１３０が開いているか閉じているかに応じて表示ユニットの位置を制御している。具体的には、反射部１３０が開いているときは、照射光が投影される位置に虚像表示ユニット５２８を移動し、反射部１３０が閉じているときは、照射光を遮らない位置に虚像表示ユニット５２８を移動する。なお、他の変形例等でも同様である。例えば、図７のような構成の場合は、表示ユニットを摺動させて移動すればよい。
Further, when the locking
ここでは、モータ機構によって虚像表示ユニット５２８を自動的に回転させる場合について説明したが、モータ機構の代わりに、虚像表示ユニット５２８が立設しているとき虚像表示ユニット５２８を固定する不図示のロック機構を設け、反射部１３０が閉じられると（第１スイッチ１３４ａが押圧されると）、ロック機構による虚像表示ユニット５２８の固定を解除するとしてもよい。つまり、反射部１３０が開いているか閉じているかに応じて表示ユニットのロック機構を制御してもよい。
Although the case where the virtual
このように、虚像表示ユニット５２８が、反射部１３０の開閉に応じて自動的に回転したり摺動したりして、移動させることで、操作の手間を省き操作性を向上することが可能となる。また、虚像表示ユニット５２８の固定が、反射部１３０の開閉に応じて自動的に解除されたりすることで、操作の手間を省き操作性を向上することが可能となる。
As described above, the virtual
また、次のような構成にすることでさらにユーザの利便性を高めることができる。 Further, user convenience can be further enhanced by adopting the following configuration.
反射部１３０は、不図示のモータ機構によって自動的に開閉可能となっている。そして、反射部１３０が閉じられているとき（第１スイッチ１３４ａが押圧されているとき）、虚像表示ユニット５２８が矢印ｘの向きに回転して立設すると（第２スイッチが押圧されると）、反射部１３０がモータ機構によって自動的に開かれる。同様に、反射部１３０が開いているとき（第１スイッチ１３４ａが押圧されていないとき）、虚像表示ユニット５２８が矢印ｙの向きに回転して係止部５４８がラチェット機構に係止されると（第３スイッチが押圧されると）、反射部１３０がモータ機構によって自動的に閉じられる。つまり、表示ユニットの位置に応じて反射部１３０の開閉を制御している。
The
ここでは、反射部１３０がモータ機構によって開閉する場合について説明したが、モータ機構の代わりに、反射部１３０が閉じているとき反射部１３０を本体５００ａに固定するロック機構を設け、反射部１３０が閉じられているとき（第１スイッチ１３４ａが押圧されているとき）、虚像表示ユニット５２８が矢印ｘの向きに回転して立設すると（第２スイッチが押圧されると）、ロック機構による反射部１３０の固定が解除されてもよい。つまり、表示ユニットの位置に応じて反射部１３０のロック機構を制御してもよい。また、ロック機構とモータ機構の両方を設けてもよい。
Here, the case where the
このように、反射部１３０が、虚像表示ユニット５２８の開閉に応じて自動的に開閉されたり固定が解除されたりすることで、操作の手間を省き操作性を向上することが可能となる。
As described above, the reflecting
上述した第１の実施形態、第２の実施形態、第１変形例、第２変形例、第３変形例によれば、画像をスクリーンに投影する機構と、画像を虚像として視認可能とする機構を個別に設ける構成に比べて、両機構で機能が共通する部分を共用することで、コスト低減および総容積の縮小を実現することが可能となる。 According to the first embodiment, the second embodiment, the first modification, the second modification, and the third modification described above, a mechanism that projects an image on a screen and a mechanism that makes the image visible as a virtual image Compared to the configuration in which the two are individually provided, it is possible to realize a cost reduction and a reduction in the total volume by sharing a portion having the same function in both mechanisms.
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring an accompanying drawing, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to this embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope of the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. Is done.
例えば、上述した実施形態および変形例において、第２スイッチ１３４ｂ、２３４ｂ、３３４ｂ、４３４ｂは、それぞれの第２スイッチ１３４ｂ、３３４ｂ、４３４ｂが記載された実施形態および変形例に限らず、上述した他の実施形態および変形例に設けられていてもよい。
For example, in the embodiment and the modification described above, the
また、第１実施形態において、投影部１４２と導光部１４０とを別体とし、照射光の光路上に導光部が配置された状態においては、導光部によって導かれた照射光が投影部１４２へと導かれ、照射光の光路上から導光部が外された状態においては、照射光が投影部１４２へと導かれずに、導光部外部へと導かれるような構成にしてもよい。
In the first embodiment, when the
また、第１実施形態において、投影部１４２と導光部１４０とを別体とし、照射光の光路上から導光部が外された状態において照射光がそのまま投影部１４２へと導かれるような構成とし、照射光の光路上に導光部が配置されたときに、照射光を投影部１４２へと導かずに導光部１４０によって外部へと導くような構成にしてもよい。
In the first embodiment, the
また、第１実施形態において、投影部１４２と導光部１４０とを別体とし、照射光を投影部１４２へと導かずに外部へと導く導光部と、照射光を投影部１４２へと導く導光部とを、照射光の光路上において切り換え可能な構成にしてもよい。
In the first embodiment, the
以上のような構成にした場合、投影部１４２は表示装置に固定されていてもよい。
In the case of the above configuration, the
以上のように、導光部１４０は、投影部１４２へと照射光が導かれる第１の状態と、投影部１４２へと照射光が導かれない第２の状態とを切り換える切換手段として機能する。
As described above, the
本発明は、画像を視認させる表示装置に利用することができる。 The present invention can be used for a display device for visually recognizing an image.
Ａ …光路
１００、２００ …表示装置
１００ａ、２００ａ …本体
１２６ …照射光生成部
１３０ …反射部
１３４ …検知部
１３６ …固定調整部（光学系）
１４０ …導光部（切換手段）
１４２ …投影部
１４４ …調整制御部
A ...
140 ... light guide (switching means)
142 ...
Claims (9)
前記照射光が投影される投影部と、
前記投影部に投影された照射光を反射して、前記画像データに基づく虚像を視認可能とする反射部と、
前記投影部へと前記照射光が導かれる第１の状態と、前記投影部へと前記照射光が導かれない第２の状態とを切り換える切換手段と
を備え、
前記第１の状態において前記画像データに基づく虚像を視認可能とし、前記第２の状態において前記画像データに基づく投射光を外部へと投射することを特徴とする表示装置。 An irradiation light generation unit for generating irradiation light based on image data;
A projection unit on which the irradiation light is projected;
A reflection unit that reflects the irradiation light projected on the projection unit and makes a virtual image based on the image data visible;
Switching means for switching between a first state in which the irradiation light is guided to the projection unit and a second state in which the irradiation light is not guided to the projection unit;
A display device, wherein a virtual image based on the image data is visible in the first state, and projection light based on the image data is projected to the outside in the second state.
をさらに備えることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の表示装置。 An adjustment control unit that controls the optical system according to the use state of the reflection unit,
The display device according to claim 1, further comprising:
前記調整制御部は、前記反射部が開いている状態である使用状態であるか、前記反射部が閉じている状態である未使用状態であるかに応じて、前記光学系を制御することを特徴とする請求項６に記載の表示装置。 The reflective portion can be opened and closed,
The adjustment control unit controls the optical system according to whether the reflection unit is in a use state where the reflection unit is open or an unused state where the reflection unit is closed. The display device according to claim 6.
をさらに備えることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の表示装置。 A central control unit that controls whether the reflecting unit is used or unused depending on whether the first state or the second state;
The display device according to claim 1, further comprising:
前記中央制御部は、前記反射部が開いている状態である使用状態にするか、前記反射部が閉じている状態である未使用状態にするかを制御することを特徴とする請求項８に記載の表示装置。 The reflective portion can be opened and closed,
9. The central control unit according to claim 8, wherein the central control unit controls whether to use the reflection unit in an open state or to use the reflection unit in a non-use state. The display device described.
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