JP2022063542A5 - - Google Patents

Claims (37)

1. 空間浮遊映像表示装置であって、
   映像を表示する表示パネルと、
   前記表示パネルに特定の偏光方向の光を供給する光源装置と、
   前記表示パネルからの映像光を反射させ、反射した光により空中に実像の空間浮遊映像を表示せしめる再帰反射板と、
   前記表示パネルからの映像光が形成しうる複数の空間浮遊映像のうち、所望の空間浮遊映像以外の空間浮遊映像を形成しうる映像光を遮光する遮光部材と、を備える、
   空間浮遊映像表示装置。
2. 請求項１に記載の空間浮遊映像表示装置において、
   前記遮光部材は、前記所望の空間浮遊映像を形成する映像光の光束が通過する領域を囲う枠状の形状である、
   空間浮遊映像表示装置。
3. 請求項１に記載の空間浮遊映像表示装置において、
   前記表示パネルからの特定偏波の映像光を前記再帰反射板に向けて反射させる偏光分離部材を備え、
   前記遮光部材は、前記表示パネルと前記偏光分離部材との間に配置される、
   空間浮遊映像表示装置。
4. 請求項１に記載の空間浮遊映像表示装置において、
   前記表示パネルからの特定偏波の映像光を前記再帰反射板に向けて反射させる偏光分離部材を備え、
   前記遮光部材は、前記偏光分離部材と前記再帰反射板との間に配置される、
   空間浮遊映像表示装置。
5. 請求項１に記載の空間浮遊映像表示装置において、
   前記表示パネルからの特定偏波の映像光を前記再帰反射板に向けて反射させる偏光分離部材を備え、
   前記遮光部材は複数あり、
   前記複数の遮光部材には、前記表示パネルと前記偏光分離部材との間に配置される遮光部材と、前記偏光分離部材と前記再帰反射板との間に配置される遮光部材とがある、
   空間浮遊映像表示装置。
6. 請求項１に記載の空間浮遊映像表示装置において、
   前記遮光部材は、前記所望の空間浮遊映像を形成する映像光の光束が通過する領域を囲う枠を備え、
   前記枠から、前記所望の空間浮遊映像を形成する映像光の光束が通過する領域に向かって複数の板状の梁が配置される、
   空間浮遊映像表示装置。
7. 空間浮遊映像を形成する空間浮遊映像表示装置であって、
   液晶パネルと、前記液晶パネルに特定の偏光方向の光を供給する光源装置と再帰反射部材を備え、
   前記液晶パネルと前記再帰反射部材との間には、前記液晶パネルからの特定角度を超える発散角を有した映像光が前記再帰反射部材に入射することを遮る遮光部材が配置され、
   前記光源装置は、点状または面状の光源と、前記光源からの光の発散角を低減する光学部材と、前記光源からの光を特定方向の偏光に揃える偏光変換部材と、前記液晶パネルに伝搬する反射面を有する導光体と、を備え、
   前記光源から前記液晶パネルに入射する光束の発散角を前記反射面の形状と面粗さによって調整し、
   前記液晶パネルからの挟角な発散角を有する映像光束を前記再帰反射部材において反射させ、空中に前記空間浮遊映像を形成する、空間浮遊映像表示装置。
8. 請求項７に記載の空間浮遊映像表示装置において、
   前記導光体は、前記液晶パネルと対向して配置され、前記導光体の内部または表面には前記光源からの光を前記液晶パネルに向けて反射させる前記反射面が設けられ、前記液晶パネルに光を伝搬し、
   前記液晶パネルは、映像信号に合わせて光強度を変調する、
   空間浮遊映像表示装置。
9. 請求項７に記載の空間浮遊映像表示装置において、
   前記光源装置は、前記液晶パネルの光線発散角が±３０度以内となる様に、光束の発散角の一部または全部を、前記光源装置の前記反射面の形状と面粗さによって調整する、
   空間浮遊映像表示装置。
10. 請求項７に記載の空間浮遊映像表示装置において、
    前記光源装置は、前記液晶パネルの光線発散角が±１５度以内となる様に光束の発散角の一部または全部を、前記光源装置の前記反射面の形状と面粗さによって調整する、
    空間浮遊映像表示装置。
11. 請求項７に記載の空間浮遊映像表示装置において、
    前記光源装置は、前記液晶パネルの光線発散角が水平発散角と垂直発散角が異なる様に光束の発散角の一部または全部を、前記光源装置の前記反射面の形状と面粗さによって調整する、
    空間浮遊映像表示装置。
12. 請求項７に記載の空間浮遊映像表示装置において、
    前記光源装置は、前記液晶パネルの光入射面と光出射面とに設けた偏光板の特性により得られるコントラストに前記偏光変換部材における偏光変換の効率の逆数を乗じたコントラスト性能を備えている、
    空間浮遊映像表示装置。
13. 請求項７に記載の空間浮遊映像表示装置において、
    前記液晶パネルからの映像光が一旦反射型偏光板で反射して前記再帰反射部材に入射するように配置され、
    前記再帰反射部材の映像光入射面には位相差板が設けられ、前記位相差板を映像光が２度通過することで映像光の偏波を他方の偏波に変換することで前記反射型偏光板を通過させる、
    空間浮遊映像表示装置。
14. 請求項１３に記載の空間浮遊映像表示装置において、
    前記光源装置は、前記液晶パネルの光入射面および光出射面に設けられた偏光板の特性により得られるコントラストに前記偏光変換部材における偏光変換の効率の逆数と前記反射型偏光板のクロス透過率の逆数を各々乗じたコントラスト性能を備えている、
    空間浮遊映像表示装置。
15. 請求項７に記載の空間浮遊映像表示装置において、
    前記導光体は、前記液晶パネルと対向して配置され、前記導光体の内部または表面には、前記光源からの光を前記液晶パネルに向けて反射させる反射面が設けられ、反射型偏光板で反射した特定の偏光方向の光を、前記導光体の隣り合う前記反射面を繋ぐ面を透過して、前記導光体の前記液晶パネルと接する面とは反対面に設けた反射板で反射させ、前記反射板の上面に配置した位相差板を２度通過させることで偏光変換し、前記反射型偏光板を通過する偏波に変換して前記導光体を通過させることで前記液晶パネルに光を伝搬し、
    前記液晶パネルは、映像信号に合わせて光強度を変調し、
    前記光源装置は、前記光源から前記液晶パネルに入射する光束の発散角の一部または全部を、前記光源装置に設けられた反射面の形状と面粗さによって調整する、
    空間浮遊映像表示装置。
16. 空間浮遊映像を形成する空間浮遊映像表示装置であって、
    液晶パネルと、前記液晶パネルに特定の偏光方向の光を供給する光源装置と再帰反射部材を備え、
    前記液晶パネルと前記再帰反射部材を結んだ空間には、前記液晶パネルからの特定角度を超える発散角を有した映像光が前記再帰反射部材に入射することを遮る遮光部材が配置され、
    前記光源装置は、点状または面状の光源と、前記光源からの光の発散角を低減する光学部材と、前記光源からの光を反射し前記液晶パネルに伝搬する反射面を有する導光体と、前記導光体の他方の面に対向して導光体から順に配置される位相差板および反射面を備え、
    前記導光体の前記反射面は、前記光源からの光を反射させ前記導光体に対向して配置された前記液晶パネルに伝搬するように配置され、前記導光体の前記反射面と前記液晶パネルとの間には反射型偏光板が配置されており、
    前記反射型偏光板で反射した特定の偏光方向の光を前記導光体の他方の面に対向して近接配置した反射面で反射させ、前記導光体と前記反射面の間に配置された前記位相差板を２度通過することで偏光変換が行われ、前記反射型偏光板を通過させて前記液晶パネルに特定の偏光方向の光が伝搬され、
    前記液晶パネルは、映像信号に合わせて光強度を変調し、
    前記光源装置は、前記光源から前記液晶パネルに入射する光束の発散角の一部または全部を、前記光源装置に設けられた反射面の形状と面粗さとによって調整し、
    前記液晶パネルからの挟角な発散角を有する映像光束を再帰反射部材において反射させ空中に前記空間浮遊映像を形成する、空間浮遊映像表示装置。
17. 請求項１６に記載の空間浮遊映像表示装置において、
    前記光源装置は、前記液晶パネルを構成する前記液晶パネルの光線発散角が±３０度以内となる様に光束の発散角の一部または全部を、前記光源装置に設けられた前記反射面の形状と面粗さとによって調整する、
    空間浮遊映像表示装置。
18. 請求項１６に記載の空間浮遊映像表示装置において、
    前記光源装置は、前記液晶パネルの光線発散角が±１０度以内となる様に光束の発散角の一部または全部を、前記光源装置に設けられた前記反射面の形状と面粗さとによって調整する、
    空間浮遊映像表示装置。
19. 請求項１６に記載の空間浮遊映像表示装置において、
    前記光源装置は、前記液晶パネルの光線発散角が水平発散角と垂直発散角とは異なる様に光束の発散角の一部または全部を、前記光源装置に設けた反射面の形状と面粗さによって調整する、
    空間浮遊映像表示装置。
20. 請求項１６に記載の空間浮遊映像表示装置において、
    前記光源装置は、前記液晶パネルの光入射面と光出射面とに設けた偏光板の特性により得られるコントラストに前記反射型偏光板のクロス透過率の逆数を乗じたコントラスト性能を備えている、
    空間浮遊映像表示装置。
21. 請求項１６に記載の空間浮遊映像表示装置において、
    前記液晶パネルからの映像光が一旦反射型偏光板で反射して再帰反射部材に入射するように配置され、前記再帰反射部材の映像光入射面には位相差板が設けられ、前記位相差板を映像光が２度通過することで映像光の偏波を他方の偏波に変換することで前記反射型偏光板を通過させる、
    空間浮遊映像表示装置。
22. 請求項２１に記載の空間浮遊映像表示装置において、
    前記光源装置は、前記液晶パネルの光入射面と光出射面とに設けられた偏光板の特性により得られるコントラストに前記液晶パネルの光入射面と光出射面とに設けられた２枚の偏光板のクロス透過率の逆数を各々乗じたコントラスト性能を備えている、
    空間浮遊映像表示装置。
23. 空間浮遊映像を形成する空間浮遊映像表示装置であって、
    表示された前記空間浮遊映像に対して、対象物とセンサとの距離および前記対象物の位置をセンシングするようにＴＯＦ（Ｔｉｍｅ ｏｆ Ｆｌｙ）機能を備えた映像制御入力部と、
    液晶パネルと、前記液晶パネルに特定の偏光方向の光を供給する光源装置とを備え、
    前記光源装置は、点状または面状の光源と、前記光源からの光の発散角を低減する光学部材と、前記光源からの光を特定方向の偏光に揃える偏光変換部材と、前記液晶パネルに伝搬する反射面を有する導光体と、を備え、
    前記導光体は、前記液晶パネルと対向して配置され、前記導光体の内部または表面には前記光源からの光を前記液晶パネルに向けて反射させる反射面が設けられ、前記液晶パネルに光を伝搬し、
    前記液晶パネルは、映像信号に合わせて光強度を変調し、
    前記光源装置は、前記光源から前記液晶パネルに入射する光束の発散角の一部または全部を、前記光源装置に設けられた前記反射面の形状と面粗さによって調整し、
    前記液晶パネルからの挟角な発散角を有する映像光束を再帰反射部材において反射させる空中に前記空間浮遊映像を形成する、
    空間浮遊映像表示装置。
24. 請求項７から請求項２３の何れか１項に記載の空間浮遊映像表示装置において、
    前記光源装置は、１つの映像表示素子に対して複数の前記光源を備えている、
    空間浮遊映像表示装置。
25. 請求項７から請求項２４の何れか１項に記載の空間浮遊映像表示装置において、
    前記光源装置は、１つの映像表示素子に対して光の出射方向が異なる複数の面発光光源を備えている、
    空間浮遊映像表示装置。
26. 請求項２３から請求項２５の何れか１項に記載の空間浮遊映像表示装置に用いられる光源装置であって、
    前記発散角が±３０度以内である、光源装置。
27. 請求項２６に記載の光源装置において、
    前記発散角が、±１０度以内である、
    光源装置。
28. 請求項２６に記載の光源装置において、
    水平拡散角と垂直拡散角とが異なる、
    光源装置。
29. 空間浮遊映像を形成する空間浮遊映像表示装置であって、
    液晶パネルと前記液晶パネルに特定の偏光方向の光を供給する光源装置を備え、前記光源装置は点状または面状の光源と、前記光源からの光の発散角を低減する光学部材と、前記光源からの光を特定方向の偏光に揃える偏光変換部材と、前記液晶パネルに伝搬する反射面を有する導光体とを備え、前記導光体は、前記液晶パネルと対向して配置され、前記導光体の内部または表面には前記光源からの光を前記液晶パネルに向けて反射させる反射面を設け、前記液晶パネルに光を伝搬し、前記液晶パネルで映像信号に合わせて光強度を変調し前記光源から前記液晶パネルに入射する光束の発散角の一部または全部を、前記光源装置に設けた反射面の形状と面粗さによって調整する前記光源装置と前記液晶パネルからの挟角な発散角を有する映像光束を再帰反射部材において反射させ、空中に空間浮遊映像を形成し、
    前記再帰反射部材の形状が、前記液晶パネルに対して曲率半径２００ｍｍ以上の凹面又は凸面である、空間浮遊映像表示装置。
30. 請求項２９に記載の空間浮遊映像表示装置において、
    前記再帰反射部材の形状は、前記液晶パネルに対して凹面または凸面形状をなし、前記再帰反射部材の曲率半径が２００ｍｍ以下である、
    空間浮遊映像表示装置。
31. 空間浮遊映像を形成する空間浮遊映像表示装置であって、
    液晶パネルと、前記液晶パネルに特定の偏光方向の光を供給する光源装置と表面に偏光分離部材を設けた透過性プレートと再帰反射部材とからなる光学システムと、前記液晶パネルと前記光学システムとを収納する筐体と、前記透過性プレートを保持し前記筐体に連結する外枠と、を備え、
    前記液晶パネルからの特定偏波の映像光を前記偏光分離部材で反射させ、前記再帰反射部材に設けた位相差板により再帰反射した映像光を偏光変換し、前記偏光分離部材と前記透過性プレートを透過させて空間浮遊映像を形成し、
    前記空間浮遊映像の観視者が前記空間浮遊映像を観視する場合に前記空間浮遊映像の一部は又は全部が前記外枠の一部または全部に掛かるように、前記光学システムが前記筐体内に配置されている、空間浮遊映像表示装置。
32. 空間浮遊映像を形成する空間浮遊映像表示装置であって、
    液晶パネルと、前記液晶パネルに特定の偏光方向の光を供給する光源装置と再帰反射部材を備えた光学システムを収納する筐体と、前記再帰反射部材により得られる空間浮遊映像が形成する位置に前記空間浮遊映像と外接するフレーム構造体とが設けられ、
    前記光源装置は、点状または面状の光源と、前記光源からの光の発散角を低減する光学部材と、前記光源からの光を特定方向の偏光に揃える偏光変換部材と、前記液晶パネルに伝搬する反射面を有する導光体と、を備え、
    前記光源装置に設けられた反射面の形状と面粗さによって調整し、
    前記液晶パネルからの挟角な発散角を有する映像光束を再帰反射部材において反射させ、前記フレーム構造体の内接面の空間に前記空間浮遊映像を形成する、空間浮遊映像表示装置。
33. 空間浮遊映像を形成する空間浮遊映像表示装置であって、
    液晶パネルと、前記液晶パネルに特定の偏光方向の光を供給する光源装置と表面に偏光分離部材を設けた透過性プレートと再帰反射部材とからなる光学システムと、前記液晶パネルと前記光学システムとを収納する筐体と、前記透過性プレートを保持し前記筐体に連結する外枠とを備え、
    前記液晶パネルからの特定偏波の映像光を前記偏光分離部材で反射させ、再帰反射部材に設けた位相差板により再帰反射した映像光を偏光変換し前記偏光分離部材と前記透過性プレートを透過させて空間浮遊映像を形成し、
    前記空間浮遊映像の有効表示範囲外周部には空間浮遊映像観視者の視線を検知する手段により得られた視線の空間的な位置情報を基に観視位置を観視者に知らせる映像表示手段を有する、空間浮遊映像表示装置。
34. 請求項３３に記載の空間浮遊映像表示装置において、
    前記観視者の前記空間浮遊映像表示装置に対する立ち位置と視線を検知する手段として、前記筐体の一部にカメラユニットが設けられ、前記カメラユニットにより得られた映像情報に応じて、前記空間浮遊映像の外周部に設けた、観視者の視線を検知して最適な観視位置になる様に視覚的に導く表示映像を付加させた空間浮遊映像を形成する、
    空間浮遊映像表示装置。
35. 請求項３３に記載の空間浮遊映像表示装置において、
    前記観視者の前記空間浮遊映像表示装置に対する立ち位置と視線と外部の明るさを検知する手段として、前記筐体の一部にカメラユニットが設けられ、前記カメラユニットにより得られた明るさ情報に応じて、表示している前記空間浮遊映像の輝度を変化させる、
    空間浮遊映像表示装置。
36. 空間浮遊映像表示装置であって、
    映像を表示する表示パネルと、
    前記表示パネルに特定の偏光方向の光を供給する光源装置と、
    前記表示パネルからの映像光を反射させ、反射した光により空中に実像の空間浮遊映像を表示せしめる再帰反射板と、を備え、
    前記空間浮遊映像の結像平面において、前記空間浮遊映像の外側に前記空間浮遊映像の結像平面の空間位置を示すための構造体を備える、
    空間浮遊映像表示装置。
37. 請求項３６に記載の空間浮遊映像表示装置において、
    前記光源装置は、点状または面状の光源と、前記光源からの光の発散角を低減する光学手段と、前記光源からの光を特定方向の偏光に揃える偏光変換手段と、前記表示パネルに伝搬する反射面を有する導光体と、を備え、
    前記導光体は、前記表示パネルと対向して配置され、前記導光体の内部または表面には前記光源からの光を前記表示パネルに向けて反射させる反射面が設けられ、
    前記表示パネルに光を伝搬し、前記表示パネルは、映像信号に合わせて光強度を変調し、
    前記光源装置は、前記光源から前記表示パネルに入射する光束の発散角の一部または全部を、前記光源装置に設けられた前記反射面の形状と面粗さによって調整し、
    前記表示パネルからの挟角な発散角を有する映像光束を再帰反射部材において反射させる空中に前記空間浮遊映像を形成する、空間浮遊映像表示装置。