JP2016197158A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】２次元の映像を表示するディスプレイを用いて、奥行き方向に連続した映像部分を含む立体的な映像を表示する「表示装置」を提供する。
【解決手段】上部ディスプレイ２の領域２１に表示した映像の、前ハーフミラー３で形成された結像面２１１上の虚像と、上部ディスプレイ２の領域２２に表示した映像の、後ハーフミラー４で形成された結像面２２１上の虚像と、下部ディスプレイ５の領域５１に表示された映像の、２面コーナーリフレクタアレイ６によって形成された結像面５１１上の実像が観察者によって視認される。結像面２１１と結像面２２１とが垂直からやや傾いた前後に離間した面となり、結像面５１１が、結像面２１１と結像面２２１とを前後に連結する水平な面となるように設定し、結像面２１１上の前方の映像と結像面２２１上の後方の映像とを奥行き方向（前後方向）に延びる結像面５１１上の映像で連結した立体的な映像を表示する。
【選択図】図２

Description

本発明は、奥行きのある映像の表示を行う表示装置に関するものである。

奥行きのある映像の表示を行う表示装置としては、ミラーの前にハーフミラーを前後方向に並べて配置すると共に、ミラーと各ハーフミラーのそれぞれに、下方に配置したディスプレイから異なる映像を投影して前方に反射させることにより、前後方向に間隔をおいて重なった複数の映像を表示する表示装置が知られている（特許文献１）。

また、本発明に関わる技術としては、２面コーナーリフレクタアレイが知られている（特許文献２、３）。ここで、２面コーナーリフレクタアレイは、２面コーナーリフレクタアレイの一方の面側にある像の実像を、２面コーナーリフレクタアレイの他方の面側の、２面コーナーリフレクタアレイの面について面対象の位置に結像するものである。

また、本発明に関わる技術としては、透明型の有機ＥＬディスプレイが知られている（特許文献４、５）。透明型の有機ＥＬディスプレイは、画素の発光により映像を表示する有機ＥＬディスプレイであって、発光していない画素の領域が透明となり、発光している画素の領域が不透明または半透明となるディスプレイである。

特開２００５-１１９４７０号公報 特開２０１２-２４７４５８号公報 特開２０１３-１７８２８８号公報 特開２００４-２２６７３６号公報 特開２００６-０６５０３１号公報

上述したミラーの前にハーフミラーを前後方向に並べて配置した表示装置によれば、２次元の映像を表示するディスプレイを用いて奥行き方向（前後方向）に間隔を空けて並んだ映像を表示することはできるが、奥行き方向に連続した映像部分を含む立体的な映像を表示することはできない。

そこで、本発明は、２次元の映像を表示するディスプレイを用いて、奥行き方向に連続した映像部分を含む立体的な映像を表示することのできる表示装置を提供することを課題とする。

なお、３次元映像を表示可能な3次元ディスプレイを用いれば、奥行き方向に連続した映像部分を含む立体的な映像を表示することができるが、３次元ディスプレイには、その３次元表示の方式毎に、価格の高さや、視域の狭さや、鮮明度の不足や、特別な観察具が必要性になるなど、それぞれの問題がある。

前記課題達成のために、本発明は、立体的に映像を表示する表示装置として、非水平な第１の面の上に観察者によって観察される第１の像を形成する第１表示部と、前記第１の面の後方に位置する、非水平な第２の面の上に観察者によって観察される第２の像を形成する第２表示部と、前記第１の面と第２の面を、前記第１の面と前記第２の面の上下方向について中間の位置で、前後方向に連結する第３の面の上に観察者によって観察される第３の像を形成する第３表示部とを備えた表示装置を提供する。ここで、前記第１表示部は、観察者から見て、前記第１の面と前記第２の面と前記第３の面との各面と、当該各面の前方において重ならない領域である非遮蔽領域内に配置された第１のディスプレイと、当該第１のディスプレイに表示された映像の虚像を前記第１の像として前記第１の面の上に形成する第１のハーフミラーとより構成され、前記第３表示部は、前記非遮蔽領域内に配置された第２のディスプレイと、当該第２のディスプレイに表示された映像の実像を前記第３の像として前記第３の面の上に形成する、前記非遮蔽領域内に配置された２面コーナーリフレクタアレイとより構成されているものである。

また、本発明は、前記課題達成のために、立体的に映像を表示する表示装置として、非水平な第１の面の上に観察者によって観察される第１の像を形成する第１表示部と、前記第１の面の後方に位置する、非水平な第２の面の上に観察者によって観察される第２の像を形成する第２表示部と、前記第１の面と第２の面を、前記第１の面と前記第２の面の上下方向について中間の位置で、前後方向に連結する第３の面の上に観察者によって観察される第３の像を形成する第３表示部とを備えた表示装置を提供する。ここで、前記第１表示部は、前記第１の面を表示面とする、前記第１の像を表示する透明型のディスプレイであり、前記第３表示部は、観察者から見て、前記第１の面と前記第２の面と前記第３の面との各面と、当該各面の前方において重ならない領域である非遮蔽領域内に配置された第２のディスプレイと、当該第２のディスプレイに表示された映像の実像を前記第３の像として前記第３の面の上に形成する、前記非遮蔽領域内に配置された２面コーナーリフレクタアレイとより構成されているものである。

また、本発明は、前記課題達成のために、立体的に映像を表示する表示装置として、非水平な第１の面の上に観察者によって観察される第１の像を形成する第１表示部と、前記第１の面の後方に位置する、非水平な第２の面の上に観察者によって観察される第２の像を形成する第２表示部と、前記第１の面と第２の面を、前記第１の面と前記第２の面の上下方向について中間の位置で、前後方向に連結する第３の面の上に観察者によって観察される第３の像を形成する第３表示部とを備えた表示装置を提供する。ここで、前記第１表示部は、観察者から見て、前記第１の面と前記第２の面と前記第３の面との各面と、当該各面の前方において重ならない領域である非遮蔽領域内に配置された第１のディスプレイと、当該第１のディスプレイに表示された映像の虚像を前記第１の像として前記第１の面の上に形成する第１のハーフミラーとより構成され、前記第３表示部は、前記第３の面を表示面とする、前記第３の像を表示する透明型のディスプレイである。

また、本発明は、前記課題達成のために、立体的に映像を表示する表示装置として、非水平な第１の面の上に観察者によって観察される第１の像を形成する第１表示部と、前記第１の面の後方に位置する、非水平な第２の面の上に観察者によって観察される第２の像を形成する第２表示部と、前記第１の面と第２の面を、前記第１の面と前記第２の面の上下方向について中間の位置で、前後方向に連結する第３の面の上に観察者によって観察される第３の像を形成する第３表示部とを備えた表示装置を提供する。ここで、前記第１表示部は、前記第１の面を表示面とする、前記第１の像を表示する透明型のディスプレイであり、前記第３表示部は、前記第３の面を表示面とする、前記第３の像を表示する透明型のディスプレイである。

ここで、以上の表示装置において、前記第２表示部は、前記第２の面を表示面とする、前記第２の像を表示する第３のディスプレイであってよい。
または、前記第２表示部は、前記非遮蔽領域内に配置された第３のディスプレイと、当該第３のディスプレイに表示された映像の虚像を前記第２の像として前記第２の面の上に形成する第２のハーフミラーとより構成されているものであってもよい。なお、この場合には、前記第１のディスプレイと前記第３のディスプレイとして、同じディスプレイの異なる表示領域を用いるようにしてもよい。

以上のような表示装置によれば、２次元の映像を表示するディスプレイを用いて、前方の第１の面上の映像と、後方の第２の面上の映像とを、奥行き方向に延びる第３の面上の映像で連結した立体的な映像を表示することができる。

以上のように、本発明によれば、２次元の映像を表示するディスプレイを用いて、奥行き方向に連続した映像部分を含む立体的な映像を表示することができる。

本発明の実施形態に係る表示装置の構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る表示装置の結像のようすを示す図である。 本発明の実施形態に係る表示装置の表示例を示す図である。 本発明の実施形態に係る表示装置の配置例を示す図である。 本発明の実施形態に係る表示装置の他の構成例を示す図である。

以下、本発明の実施形態について説明する。
図１に、本実施形態に係る表示装置１００の構成を示す。
図中のように上下前後左右を定めるものとして、図１ａは左右方向から見た表示装置１００の構成を示す図であり、図示するように、表示装置１００は、ハウジング１内に、上部ディスプレイ２、前ハーフミラー３、後ハーフミラー４、下部ディスプレイ５、２面コーナーリフレクタアレイ６を配置したものである。

ここで、上部ディスプレイ２はハウジング１の内側の上壁に固定されており、下部ディスプレイ５はハウジング１の内側の下壁に固定されている。また、上部ディスプレイ２と下部ディスプレイ５は２次元の映像を表示するディスプレイであり、上部ディスプレイ２の表示面は下方を向いており、下部ディスプレイ５の表示面は上方を向いている。

また、前ハーフミラー３、後ハーフミラー４、２面コーナーリフレクタアレイ６は左右側部においてハウジング１に固定されている。
また、図１ｂに、表示装置１００のハウジング１の内部の各部の配置を斜視図によって示すように、前ハーフミラー３と後ハーフミラー４は、上部ディスプレイ２の下方に、前後方向に間隔をあけて、前側の面が斜め上方を向くように傾けて配置されている。

また、下部ディスプレイ５は、後ハーフミラー４の下側に配置され、２面コーナーリフレクタアレイ６は、上下方向について下部ディスプレイ５と後ハーフミラー４の間に水平に配置されている。

ここで、図２ａに示すように、このような表示装置１００によれば、上部ディスプレイ２の前ハーフミラー３の前方の領域２１に表示した映像は、前ハーフミラー３で、前方の観察者の方向に反射されて観察者の視点に到達し、前ハーフミラー３の後ろ側の、領域２１と前ハーフミラー３の面について面対称の位置にある結像面２１１上に結像された、領域２１に表示した映像の虚像が観察者によって視認される。

また、上部ディスプレイ２の後ハーフミラー４の後方の領域２２に表示した映像は、後ハーフミラー４で、前方の観察者の方向に反射した後に前ハーフミラー３を透過して観察者の視点に到達し、後ハーフミラー４の後ろ側の、領域２２と前ハーフミラー３の面について面対称の位置にある結像面２２１上に結像された、領域２２に表示した映像の虚像が観察者によって視認される。

また、２面コーナーリフレクタアレイ６によって、下部ディスプレイ５の領域５１に表示された映像の実像が、領域５１と２面コーナーリフレクタアレイ６の面に付いて面対称な位置にある位置にある結像面５１１上に結像され、前ハーフミラー３と後ハーフミラー４とを介して観察者によって視認される。

ここで、図２ｂに示すように、前ハーフミラー３で形成される上部ディスプレイ２の前方の領域２１の虚像の結像面２１１と、後ハーフミラー４で形成される上部ディスプレイ２の後方の領域２２の虚像の結像面２２１とが垂直からやや傾いた平行な面となり、かつ、結像面２１１と結像面２２１とが前後方向に離間した面となるように、上部ディスプレイ２、前ハーフミラー３、後ハーフミラー４の配置は設定されている。

また、２面コーナーリフレクタアレイ６によって形成される下部ディスプレイ５の領域５１の実像の結像面５１１が、結像面２１１と結像面２２１とを前後に連結する水平な面となるように、２面コーナーリフレクタアレイ６と下部ディスプレイ５の配置は設定されている。

したがって、本実施形態に係る表示装置１００によれば、結像面２１１上の前方の映像と結像面２２１上の後方の映像とを奥行き方向に延びる結像面５１１上の映像で連結した立体的な映像を表示することができる。

すなわち、たとえば、図３ａ１に示すように上部ディスプレイ２の前方の領域２１に近景の映像を表示し、図３ａ２に示すように下部ディスプレイ５の領域５１に遠くに向かう道路の映像を表示し、図３ａ３に示すように上部ディスプレイ２の後方の領域２２に遠景の映像を表示すれば、図３ｂに示すように、近景と遠景が、近景の奥行き方向位置を始点として遠景の奥行き方向位置に向かって遠方に延びる道路で連結された立体的な映像を表示することができる。

ここで、このような表示装置１００は、たとえば、自動車の表示装置１００として用いることができる。すなわち、たとえば、図４に示すように、表示装置１００は、自動車のメータクラスタ内に配置することができる。

なお、図３、４において表示装置１００が表示している映像は、表示装置１００を、自動車のメータクラスタ内に配置し、運転者へのルート案内を立体的に行う用途に使用する場合に用いる映像例を示しており、上部ディスプレイ２の前方の領域２１で、近景の映像の下に表示しているのは自動車の速度を表す速度計と、自動車のエンジンの回転数を表す回転計であり、下部ディスプレイ５の領域５１で道路上に示している矢印は、ルートに従った自動車の進行方向を表している。

以上、本発明の実施形態について説明した。
なお、以上の実施形態に係る表示装置１００は、上部ディスプレイ２に代えて領域２１に映像を表示するディスプレイと、領域２２に映像を表示するディスプレイとの二つのディスプレイを用いるようにしてもよい。

また、以上に示した実施形態に係る表示装置１００は、以下のように修正して実施することもできる。
すなわち、たとえば、図５ａに示すように、図１に示した表示装置１００の後ハーフミラー４を廃し、代わりに、ＬＣＤなどの二次元映像を表示するディスプレイ７を、表示面を図２ａの結像面２２１に一致させて配置するようにしてもよい。なお、この場合には、図１に示した表示装置１００において、図２ａの上部ディスプレイ２の領域２２に表示していた映像は、ディスプレイ７に表示するようにする。また、この場合には、上部ディスプレイ２は、領域２２を備えず、領域２１のみを備えたものとしてよい。

または、図５ｂに示すように、図５ａに示した表示装置１００の構成から、さらに、上部ディスプレイ２と前ハーフミラー３を廃し、代わりに、透明型の有機ＥＬディスプレイなどの、二次元映像を表示する透明型のディスプレイ８を、表示面を図２ａの結像面２１１に一致させて配置するようにしてもよい。なお、この場合には、図１に示した表示装置１００において、図２ａの上部ディスプレイ２の領域２１に表示していた映像は、透明型のディスプレイ８に表示するようにする。

または、図５ｃに示すように、図５ａに示した表示装置１００の構成から、さらに、下部ディスプレイ５と２面コーナーリフレクタアレイ６を廃し、代わりに、透明型の有機ＥＬディスプレイなどの、二次元映像を表示する透明型のディスプレイ９を、表示面を図２ａの結像面５１１に一致させて配置するようにしてもよい。なお、この場合には、図１に示した表示装置１００において、図２ａの下部ディスプレイ５に表示していた映像は、透明型のディスプレイ９に表示するようにする。

または、図５ｄに示すように、図５ｃに示した表示装置１００の構成から、さらに、上部ディスプレイ２と前ハーフミラー３を廃し、代わりに、透明型の有機ＥＬディスプレイなどの、二次元映像を表示する透明型のディスプレイ８を、表示面を図２ａの結像面２１１に一致させて配置するようにしてもよい。なお、この場合には、図１に示した表示装置１００において、図２ａの上部ディスプレイ２の領域２１に表示していた映像は、透明型のディスプレイ８に表示するようにする。

以上、図５ａ、ｂ、ｃ、ｄに示すように表示装置１００を構成しても、図１ａの構成による表示装置１００と同様に、前方の映像と後方の映像とを奥行き方向に延びる映像で連結した立体的な映像を表示することができる。

１…ハウジング、２…上部ディスプレイ、３…前ハーフミラー、４…後ハーフミラー、５…下部ディスプレイ、６…２面コーナーリフレクタアレイ、１００…表示装置。

Claims (8)

1. 立体的に映像を表示する表示装置であって、
   非水平な第１の面の上に観察者によって観察される第１の像を形成する第１表示部と、
   前記第１の面の後方に位置する、非水平な第２の面の上に観察者によって観察される第２の像を形成する第２表示部と、
   前記第１の面と第２の面を、前記第１の面と前記第２の面の上下方向について中間の位置で、前後方向に連結する第３の面の上に観察者によって観察される第３の像を形成する第３表示部とを有し、
   前記第１表示部は、観察者から見て、前記第１の面と前記第２の面と前記第３の面との各面と、当該各面の前方において重ならない領域である非遮蔽領域内に配置された第１のディスプレイと、当該第１のディスプレイに表示された映像の虚像を前記第１の像として前記第１の面の上に形成する第１のハーフミラーとより構成され、
   前記第３表示部は、前記非遮蔽領域内に配置された第２のディスプレイと、当該第２のディスプレイに表示された映像の実像を前記第３の像として前記第３の面の上に形成する、前記非遮蔽領域内に配置された２面コーナーリフレクタアレイとより構成されていることを特徴とする表示装置。
2. 立体的に映像を表示する表示装置であって、
   非水平な第１の面の上に観察者によって観察される第１の像を形成する第１表示部と、
   前記第１の面の後方に位置する、非水平な第２の面の上に観察者によって観察される第２の像を形成する第２表示部と、
   前記第１の面と第２の面を、前記第１の面と前記第２の面の上下方向について中間の位置で、前後方向に連結する第３の面の上に観察者によって観察される第３の像を形成する第３表示部とを有し、
   前記第１表示部は、前記第１の面を表示面とする、前記第１の像を表示する透明型のディスプレイであり、
   前記第３表示部は、観察者から見て、前記第１の面と前記第２の面と前記第３の面との各面と、当該各面の前方において重ならない領域である非遮蔽領域内に配置された第２のディスプレイと、当該第２のディスプレイに表示された映像の実像を前記第３の像として前記第３の面の上に形成する、前記非遮蔽領域内に配置された２面コーナーリフレクタアレイとより構成されていることを特徴とする表示装置。
3. 立体的に映像を表示する表示装置であって、
   非水平な第１の面の上に観察者によって観察される第１の像を形成する第１表示部と、
   前記第１の面の後方に位置する、非水平な第２の面の上に観察者によって観察される第２の像を形成する第２表示部と、
   前記第１の面と第２の面を、前記第１の面と前記第２の面の上下方向について中間の位置で、前後方向に連結する第３の面の上に観察者によって観察される第３の像を形成する第３表示部とを有し、
   前記第１表示部は、観察者から見て、前記第１の面と前記第２の面と前記第３の面との各面と、当該各面の前方において重ならない領域である非遮蔽領域内に配置された第１のディスプレイと、当該第１のディスプレイに表示された映像の虚像を前記第１の像として前記第１の面の上に形成する第１のハーフミラーとより構成され、
   前記第３表示部は、前記第３の面を表示面とする、前記第３の像を表示する透明型のディスプレイであることを特徴とする表示装置。
4. 立体的に映像を表示する表示装置であって、
   非水平な第１の面の上に観察者によって観察される第１の像を形成する第１表示部と、
   前記第１の面の後方に位置する、非水平な第２の面の上に観察者によって観察される第２の像を形成する第２表示部と、
   前記第１の面と第２の面を、前記第１の面と前記第２の面の上下方向について中間の位置で、前後方向に連結する第３の面の上に観察者によって観察される第３の像を形成する第３表示部とを有し、
   前記第１表示部は、前記第１の面を表示面とする、前記第１の像を表示する透明型のディスプレイであり、
   前記第３表示部は、前記第３の面を表示面とする、前記第３の像を表示する透明型のディスプレイであることを特徴とする表示装置。
5. 請求項１、２、３または４記載の表示装置であって、
   前記第２表示部は、前記第２の面を表示面とする、前記第２の像を表示する第３のディスプレイであることを特徴とする表示装置。
6. 請求項１、２または３記載の表示装置であって、
   前記第２表示部は、前記非遮蔽領域内に配置された第３のディスプレイと、当該第３のディスプレイに表示された映像の虚像を前記第２の像として前記第２の面の上に形成する第２のハーフミラーとより構成されていることを特徴とする表示装置。
7. 請求項４記載の表示装置であって、
   前記第２表示部は、観察者から見て、前記第１の面と前記第２の面と前記第３の面との各面と、当該各面の前方において重ならない領域である非遮蔽領域内に配置された第３のディスプレイと、当該第３のディスプレイに表示された映像の虚像を前記第２の像として前記第２の面の上に形成する第２のハーフミラーとより構成されていることを特徴とする表示装置。
8. 請求項６または７記載の表示装置であって、
   前記第１のディスプレイと前記第３のディスプレイとして、同じディスプレイの異なる表示領域を用いることを特徴とする表示装置。