JP6143161B2

JP6143161B2 - 表示装置

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Publication number: JP6143161B2
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Inventors: 紀行十二
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Filing date: 2013-03-05
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Description

本発明は、写真等の二次元画像を空間に浮かび上がった状態で投影することにより、奥行き感を持った画像を立体的に表示する表示装置に関するものである。

従来、立体像を含む画像を表示する画像表示面（液晶表示パネル等）の手前側（鑑賞者側）に、この表示面から離間して、空間に上記画像を結像する画像伝達パネル（結像光学素子）を配置した画像表示装置が知られている（例えば、特許文献１等を参照）。

この画像表示装置は、上記画像表示面に平行して離間する位置に、両面にマトリクス状に互いに隣接して配列された複数の凸レンズ（単位光学素子）を備える一対のマイクロレンズアレイ（結像光学素子）が配設されており、このマイクロレンズアレイの結像作用により、上記表示面とは反対側の空間（上記結像光学素子の素子面に対して表示面とは反対側の位置）に、上記画像の正立等倍像を投影（結像）させることができる。

特開２００３−９８４７９号公報

しかしながら、上記従来の画像表示装置においては、上記液晶表示パネル等の表示面に表示された映像が、上記光学素子（マイクロレンズアレイ）の正面（すなわち、画像表示装置の正面）に結像するため、鑑賞者の視野内にその装置の枠等が入ってしまい、立体感や臨場感等が得られにくいという問題があった。

本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、奥行き感に富む立体的な二次元画像を、装置本体から離れた空間に浮かび上がらせて表示することのできる表示装置の提供をその目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明の表示装置は、フラットパネルディスプレイを備えた携帯電話または携帯情報端末を載置するためのディスプレイ載置面を有する載置台と、パネル状の結像光学素子と、上記携帯電話または携帯情報端末を収容するケースとを備え、このケースの上面に、上記結像光学素子が配設され、この結像光学素子の下側に、上記結像光学素子の下面に対して所定角度傾斜した状態で、上記ディスプレイ載置面が配置され、上記ディスプレイ載置面に載置される携帯電話または携帯情報端末の上記フラットパネルディスプレイから投射され上記結像光学素子を透過した光により、上記フラットパネルディスプレイに表示された映像の投影像が、この結像光学素子の上側に浮かび上がった状態で結像するようになっているという構成をとる。

すなわち、本発明者は、前記課題を解決するため研究を重ね、その結果、結像機能を有するパネル状の光学素子を用いて、フラットパネルディスプレイを収容するケースまたはハウジング等の上方に、上記フラットパネルディスプレイに表示される写真等の二次元画像や映像（動画）等を、浮かび上がった（立ち上がった）状態で結像させることにより、上記映像を、立体視の画像（３Ｄ画像）のように臨場感溢れる映像として表示できることを見出し、本発明に到達した。

本発明の表示装置は、携帯電話または携帯情報端末の、映像を表示するフラットパネルディスプレイが、載置台のディスプレイ載置面によって、その表示面をパネル状光学素子に対して所定角度傾斜させた状態で配置され、このフラットパネルディスプレイ（光源）から発せられた光が、ケース等の上面に嵌め入れられた上記結像光学素子を透過し、その上方（パネル上面の上方）に、立体的な二次元画像を結像するようになっている。これにより、本発明の表示装置は、上記フラットパネルディスプレイを備えた携帯電話または携帯情報端末を、所定角度のディスプレイ載置面にセットするという簡単な操作だけで、平面的な二次元画像（写真等）を、奥行き感を持った擬似的な立体像（立体的二次元画像）として、パネル状結像光学素子から離れた上方に表示（投影）することができる。

なお、上記フラットパネルディスプレイを収容する容器としては、周囲の光を遮光する暗箱状で、かつ、上記載置台がその内部に配設されたケースか、あるいは、側面が開口する開放形で、かつ、上記載置台およびディスプレイ載置面が、その一面を利用して形成されているハウジングの、いずれかを好適に採用する。上記暗箱状のケースを用いた場合、上記映像を鮮明に投影できるというメリットがある。また、上記開放形のハウジングを用いた場合、上記フラットパネルディスプレイを備えた携帯電話または携帯情報端末を簡単に出し入れできるという利点がある。

また、本発明の表示装置のなかでも、上記パネル状結像光学素子の下面に対する上記フラットパネルディスプレイの傾斜角が、３０°以上９０°未満に設定されているものは、上記表示される立体的二次元画像を、より浮遊感の強い立体的な画像として表示することができる。

また、本発明の表示装置のなかでも、特に、上記パネル状の結像光学素子が、コーナーリフレクタ型の単位光学素子からなるマイクロミラーアレイであるものは、上記表示される立体的二次元画像を、より輝度の高い鮮明な画像として表示することができる。

そして、本発明の表示装置は、上記フラットパネルディスプレイが、携帯電話または携帯情報端末の表示部であり、この携帯電話または携帯情報端末が、上記載置台のディスプレイ載置面に着脱可能に配設されるようになっているため、特別な準備の必要なく、この表示装置をより簡単かつ手軽に利用することができる。

なお、本発明の表示装置における「パネル状の結像光学素子」とは、被投影物の鏡像を実像として結像させる屈折型結像素子（フレネルレンズ等を含む各種レンズや、アフォーカル光学系のマイクロミラー，コーナーリフレクタ等）、および、被投影物の正立等倍像を実像として結像させるマイクロレンズアレイ等の正立等倍型結像素子のうち、その外形形状がパネル状あるいは平板状で、かつ、その表裏面（上下面）が比較的平坦でフラットなものを指す。また、上記パネル状の結像光学素子の「上面」，「下面」とは、ケースまたはハウジング等の外側面，内側面を指す言葉で、結像の基準（光路の屈折点）となる、結像光学素子の「素子面」とほぼ平行な面を表す。

（ａ）は本発明の第１実施形態における表示装置の外観斜視図であり、（ｂ）は表示装置のケースにフラットパネルディスプレイをセットする方法を説明する一部断面図である。第１実施形態における映像の投影方法を説明する図である。第１実施形態における表示装置の内部構造を示す図である。上記表示装置に用いられるマイクロミラーアレイの構造を説明する図である。上記マイクロミラーアレイの詳細構造を説明する断面図である。上記マイクロミラーアレイによる空間像の投影方式を説明する図である。上記表示装置に用いられるマイクロミラーアレイの他の構造例を説明する図である。上記マイクロミラーアレイの構成を説明する分解斜視図である。上記表示装置に用いられるマイクロミラーアレイのさらに他の構造例を説明する図である。上記マイクロミラーアレイの構成を説明する分解斜視図である。上記表示装置に用いられるマイクロミラーアレイのさらに他の構造例を説明する図である。上記マイクロミラーアレイの構成を説明する分解斜視図である。上記表示装置に用いられる別の構造のマイクロミラーアレイの構成を説明する図である。本発明の第２実施形態における表示装置の外観斜視図である。本発明の第３実施形態における表示装置の外観斜視図である。本発明の第４実施形態における表示装置の外観斜視図である。本発明の第５実施形態における表示装置の外観斜視図である。本発明の第６実施形態における表示装置の外観斜視図である。本発明の第７実施形態における表示入力装置の構成を示す断面図である。本発明の第８実施形態における表示入力装置の構成を示す斜視図である。

つぎに、本発明の実施の形態を、図面にもとづいて詳しく説明する。ただし、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。

図１（ａ）は、本発明の第１実施形態における表示装置の外観斜視図であり、図１（ｂ）は、その使用方法を説明する一部断面図である。また、図２は、本発明の表示装置の内部構造と映像の投影方法を説明する図である。なお、フラットパネルディスプレイ２の表示面２ａに表示される「画像」および空間に投影される空間像Ｉ’（ともに、図２中の太線矢印）は、その厚みを強調して図示している。また、本例においては、フラットパネルディスプレイ２には、携帯電話（スマートフォン等）の液晶表示画面（ＬＣＤ）を利用している。

上記表示装置は、フラットパネルディスプレイ２を載置（支持）するための載置台３と、結像機能を有するパネル状の結像光学素子１と、上記フラットパネルディスプレイ２を収容するケース４とを備えている。また、上記ケース４の上面の開口４ａには、上記結像光学素子１が嵌め込まれているとともに、このケース４の内部には、図２のように、上記載置台３が、そのディスプレイ載置面３ａを所定角度αで傾けた状態で配置されている。そして、上記フラットパネルディスプレイ２の表示面２ａから発せられた光（バックライト光）により、上記表示面２ａ上の画像Ｉが、この結像光学素子１の結像作用により上方に結像（空間像Ｉ’）し、鑑賞者の視点（白抜き矢印Ｅ側）からは、上記空間像Ｉ’が、結像光学素子１の上面（外側面）１ａから浮かび上がった、立体的な空間像として視認できるようになっている。これが、本発明の表示装置の特徴である。

上記表示装置について、詳しく説明すると、上記載置台３は、上面がディスプレイ載置面３ａとなる板状部材と、基台３ｂ，３ｂとからなり、ケース４内部の底部４ｂ側に配設されている。上記板状部材は、ケース４の底面４ｂおよび結像光学素子１の素子面Ｐ（または結像光学素子１の下面１ｂ）に対して所定角度α傾いた状態（図２参照）で、上記基台３ｂ，３ｂに支持・固定されており、その上面が、フラットパネルディスプレイ２の載置面３ａとなっている。そして、このディスプレイ載置面３ａ上に、スマートフォン等を載置することにより、上記表示面２ａが結像光学素子１の素子面Ｐに対してα°傾いた状態で、このフラットパネルディスプレイ２が保持されるようになっている。なお、ケース４内における上記載置台３の、結像光学素子１の素子面Ｐ（およびケース内側の下面１ｂ）に対する傾斜角αは、結像光学素子１による結像が最適となるように調整されており、通常３０°以上９０°未満、好ましくは４０°以上８０°以下に設定される。

また、上記載置台３の載置面３ａには、図３に示すように、フラットパネルディスプレイ２が載置台３上に載置された際に隠れる（見えなくなる）位置に、セグメントＬＥＤ（符号５）やＬＥＤディスプレイ等からなる自発光式のデジタル時計が組み込まれている。これらのセグメントＬＥＤ（５）等は、図示しないスイッチ等の切り換えにより、フラットパネルディスプレイ２を載置（使用）していない間にも、現在の時刻や簡単な情報等を表示できるようになっている。

さらに、載置台３上に載置するフラットパネルディスプレイ（携帯電話やスマートフォン等）として、大きさの異なる複数種類ものを併用する場合は、これらスマートフォン等のサイズに合わせ、ケース４内に、寸法の異なる載置台（またはディスプレイ載置面３ａ）を複数個配設してもよい。また、それら個々の載置台は可変式または可動式としてもよく、載置面３ａに上記セグメントＬＥＤ（５）等を配設しない場合は、この載置面３ａにフラットパネルディスプレイ２を仮固定するための吸着（粘着）テープ等を取り付けてもよい。

つぎに、上記表示装置に使用する結像光学素子１としては、フレネルレンズ等を含む各種レンズや、アフォーカル光学系のマイクロミラー，コーナーリフレクタ等の屈折型結像素子、マイクロレンズアレイ等の正立等倍型結像素子を用いることができる。なかでも、本実施形態においては、図２のように、素子面Ｐに対して面対称の位置に像を結ぶ、マイクロミラーアレイ（凸型コーナーリフレクタアレイ、詳細構造は図４を参照）が好適に使用される。このマイクロミラーアレイ１０は、上記ケース４の上面に設けられた開口４ａに嵌め入れて固定されている。

上記マイクロミラーアレイ（コーナーリフレクタアレイ）１０について、より詳しく説明すると、このマイクロミラーアレイ１０は、図４の拡大模式図に示すように、基板（基盤）１１の下面（図１〜図３における結像光学素子１の下面１ｂ側）に、下向き凸状の多数の微小な四角柱状単位光学素子１２（コーナーリフレクタ）が、斜め碁盤目状に並ぶように配列されている〔図４はアレイを下側から見上げた図である。〕。

上記マイクロミラーアレイ１０の各四角柱状の単位光学素子１２は、その断面を図５に示すように、コーナーリフレクタを構成する一対（２つ）の光反射面（四角柱側方の第１の側面１２ａ，第２の側面１２ｂ）が、それぞれ、「基板表面方向の横幅（幅ｗ）に対する基板厚さ方向の縦長さ（高さｈ）の比」〔アスペクト比（ｈ／ｗ）〕が１．５以上の長方形状に形成されている。

また、それぞれの単位光学素子１２は、各コーナー１２ｃを構成する一対の光反射面（第１の側面１２ａ，第２の側面１２ｂ）が、鑑賞者の視点の方向（図１，図２におけるＥ側）を向くようになっている。なお、このマイクロミラーアレイ１０とその周囲を上から見た場合、図６のように、上記アレイ１０は、その外縁（外辺）を鑑賞者の正面（Ｅ方向）に対して４５°回転させて配設されており、マイクロミラーアレイ１０の下側の画像Ｉが、このアレイ１０（素子面Ｐ）に対して面対称の位置（結像光学素子の上方）に投影され、空間像Ｉ’が結像するようになっている。

つぎに、上記画像Ｉの表示に用いるフラットパネルディスプレイ２としては、バックライトを備える液晶表示パネル（ＬＣＤ）の他、プラズマディスプレイパネル，有機ＥＬ表示パネル等、全可視光波長にわたってなるべく偏りのない「白色」と、非表示時の「黒色」とを、コントラスト良く再現できるディスプレイパネルを使用することができる。なお、フラットパネルディスプレイ２は、携帯電話または携帯情報端末等の表示部であり、具体的には、上記フラットパネルディスプレイ２として、スマートフォン，タブレット型ＰＣ，デジタルフォトフレームや、携帯型ゲーム機，携帯型ブックリーダー，ＰＤＡ，電子辞書等のうち、その表示部が常時露出する（カバーされていない）タイプのなかで、上記載置台３上に載置できるサイズのものを使用することができる。また、外部光源により反射光で発色するディスプレイや、ブラウン管式のディスプレイを利用してもよい。

そして、上記載置台３を収容するケース４は、図１のように、その上面の開口４ａに略正方形状の結像光学素子１（マイクロミラーアレイ１０）が嵌め入れられ、その一側面に、フラットパネルディスプレイ２（図ではスマートフォン）を横にスライドさせてケース４（載置台３の上）から出し入れするための挿入口４ｃが設けられている。なお、上記結像光学素子１の部位を除く、ケース４の内面は、光による乱反射を防止するために、黒色（色度０，彩度０，明度０）もしくはこれに近い暗色となっている。

また、上記ケース４の一部に、スピーカー等の発音手段を配設してもよい。この発音手段により、上記フラットパネルディスプレイ２に表示される画像Ｉに合わせた音楽（ＢＧＭ）や音声等を出力することが可能になる。勿論、上記スマートフォン（フラットパネルディスプレイ２）に内蔵のスピーカー等を利用してもよい。

上記表示装置において、上記画像Ｉを表示（投影）する場合、まず、フラットパネルディスプレイ２を備えるスマートフォンを準備し、このフラットパネルディスプレイ２に所定の加工（後記の画像処理）を施した画像Ｉを表示させ、このスマートフォンを、上記画像Ｉの上下（天地）が逆さまなるようにして、上記挿入口４ｃのあるケース４の側面近傍まで移動させる〔図１（ａ）の矢印Ａ参照〕。

つぎに、上記画像Ｉが逆さまの状態のまま、上記スマートフォンを、上記挿入口４ｃからケース４の内部へ押し込む〔図１（ａ），（ｂ）の矢印Ｂ〕と、このスマートフォンが載置面上を横スライドして、載置台３上の所定位置にセットされる〔図１（ａ），（ｂ）のＣ位置〕。これにより、上記フラットパネルディスプレイ２の画面に表示された平面的な二次元画像Ｉ（写真等）が、奥行き感を持った空間像Ｉ’（立体的二次元画像）として、パネル状の結像光学素子１（マイクロミラーアレイ１０）の上方に表示（投影）される〔図１（ａ）参照〕。

なお、上記スマートフォン（フラットパネルディスプレイ２）を、その表示画像が自動的に次々変わる状態（いわゆる「スライドショー」モード）にしておけば、上記ケース４内においても、このフラットパネルディスプレイ２を操作することなく、任意の好みの画像Ｉを順次表示（投影）することができる。また、上記載置台３が、上記携帯電話や携帯情報端末等の充電台（充電スタンドまたはクレードル）を兼用するように構成すれば、上記画像Ｉの表示中に各機器の充電を済ますことが可能で、その充電のための時間を有効に活用することができる。しかも、上記のようにスピーカー等を備える場合、このスピーカー等から、上記フラットパネルディスプレイ２に表示される画像Ｉに合わせた音楽（ＢＧＭ）や音声等を出力することもできる。

つぎに、上記載置台３にセットする前に予め行われる、表示画像Ｉの加工（画像処理）について説明する。

従来の画像観賞用の表示装置に用いられる写真や画像のデータ（電子データ）は、そのまま（原状のまま）でも、本発明の表示装置の画像Ｉとして使用することができるが、画像中の人物像や特定の対象物等、画像の一部を強調して（抜き出して）表示したい場合は、その使用前に、上記写真や画像データ等に後記のような画像処理を施して加工しておくと、上記表示装置により表示される空間像Ｉ’を、より鮮明に、かつ、より浮遊感の強い立体的な画像として、強調した状態で表示することができるようになる。以下にその手順を説明する。

（１）画像データ（電子データ）の取得
スマートフォン，タブレット型ＰＣ，携帯型ゲーム機やＰＤＡ等、デジタルカメラを内蔵する機器において、そのデジタルカメラを用いて、画像データ（Ｉ）を取得する。デジタルカメラを内蔵していない機器の場合は、スキャナやデジタルカメラ等、他の光学機器を用いてデータを入力する。

（２）トリミング・ぼかし処理
ラスターデータを取り扱うことのできる画像加工ソフト（アプリケーション）を利用して、人物や表示対象物等の輪郭を認識（識別）してデータを切り出し（トリミング）、そのデータに、外縁近傍（輪郭線近傍）の色調をランダムに平均化する「ぼかし処理」を施す。スマートフォンやタブレット型ＰＣ等の場合は、それにインストール（またはダウンロード）されているアプリケーションを利用してもよい。

（３）背景処理
上記トリミングの完了した画像データを、単色（好適には黒色，白色、またはケース上面の色）の背景と合成して、表示する画像Ｉ内における強調したい部分（上記トリミングデータ）の大きさ・位置を、画面上で調整する。上記合成する背景色として、結像光学素子の周囲の「ケース上面の色」を選択すれば、上記空間像Ｉ’の立体感がより増すため、好ましい。

（４）コントラスト調整
画像加工ソフトを用いて、表示前に、上記画像と背景が合成されたデータの「明るさ」，「色合い」，「コントラスト」を調整する。なお、この時、ＲＧＢ（２５６階調）の各色のうち、階調が１５０以上（または２００以上）の色の階調を２５６（最大）に上げ、階調が１００以下（または１０以上）の色の階調を０（最少）に下げる補正を行うことが望ましい。これにより、上記画像のコントラスト（浮遊感）をより強調することができる。上記画像の調整は、テスト表示により、印刷結果を参照（フィードバック）しながら行ってもよい。

上記のような画像処理を施した画像（Ｉ）を用いて、前記のように、画像を表示させたフラットパネルディスプレイ２を、画像の上下（天地）が逆さまになるようにディスプレイ載置面３ａにセットし、ケース４内の所定位置に所定の角度α傾いた状態で配置することにより、上記二次元画像Ｉを、よりリアリティのある空間像Ｉ’（立体的二次元画像）として表示（投影）することができる。

なお、本発明の表示装置のパネル状の結像光学素子（１）としては、上記構造のマイクロミラーアレイ１０の他にも、平板状の透明基板の表面に、回転刃を用いたダイシング加工により、互いに平行な複数本の直線状溝が所定の間隔で形成された２枚または１枚の光学素子（マイクロミラーアレイ２０，３０，４０，５０図７〜図１３参照）を使用することもできる。

これらのマイクロミラーアレイ２０，３０，４０，５０は、表面に複数本の平行溝が設けられた２枚の光学素子（基板）の一方を９０°回転させた状態で重ね合わせる（図７，図９，図１１）か、あるいは、１枚の平板状基板の表裏面それぞれに、平面視互いに直交する複数本の平行溝が形成されている（図１３）ことにより、基板表裏方向（上下方向）から見た場合、一方の平行溝グループと他方の平行溝グループとが平面視直交する交差箇所（格子の交点）に、それぞれ、一方の平行溝グループの光反射性の垂直面（壁面）と他方の平行溝グループの光反射性の垂直面（壁面）とからなるコーナーリフレクタが形成されるようになっている。

なお、上記コーナーリフレクタを構成する、上記一方の基板の平行溝グループの光反射性の壁面と他方の基板の平行溝グループの光反射性の壁面とは、立体的（三次元的）に見た場合、いわゆる「ねじれの位置」関係にある。また、上記各平行溝およびその光反射性の壁面が、回転刃を用いたダイシング加工により形成されているため、上記コーナーリフレクタにおける光反射面のアスペクト比〔高さ（基板厚さ方向の長さ）／幅（基板水平方向の幅）の比〕を高くする等、光学素子の光学性能の調整を、比較的簡単に行うことができるという点で有利である。

上記各マイクロミラーアレイの構造を、個別により詳しく説明すると、図７，図８に示すマイクロミラーアレイ２０は、これを構成する各光学素子（２１，２１’）が、透明な平板状の基板２１，２１’の上側の表面２１ａ，２１’ａに、回転刃を用いたダイシング加工により、互いに平行な直線状の溝２１ｇまたは溝２１’ｇが、所定の間隔で複数本形成されている。そして、上記マイクロミラーアレイ２０は、これら同じ形状の２枚の光学素子（基板２１，２１’）を用いて、各基板２１，２１’上に設けられた各溝２１ｇと溝２１’ｇの連続方向が平面視互いに直交するように、上側の一方の基板２１’を下側の他方の基板２１に対して回転させた状態で、下側の基板２１における溝２１ｇが形成された表面２１ａに、上側の基板２１’の裏面２１’ｂ（溝２１’ｇが形成されていない）を当接させ、これら基板２１，２１’どうしを上下に重ね合わせて固定することにより、一組のアレイ２０として構成されている。

同様に、図９に示すマイクロミラーアレイ３０は、上記と同じ形状・製法の２枚の光学素子（基板２１，２１’）を用いて、図１０のように、上側の一方の基板２１’を表裏反転させ、この基板２１’を下側の他方の基板２１に対して９０°回転させた状態で、上側の基板２１’における溝２１’ｇが形成された表面２１’ａを、下側の基板２１における溝２１ｇが形成された表面２１ａに当接させ、これら基板２１，２１’どうしを上下に重ね合わせて固定することにより、各基板２１，２１’上に設けられた各溝２１ｇと溝２１’ｇの連続方向が平面視互いに直交する一組のアレイ３０として構成されている。

さらに、図１１に示すマイクロミラーアレイ４０は、上記と同じ形状・製法の２枚の光学素子（基板２１，２１’）を用いて、図１２のように、下側の一方の基板２１’を表裏反転させ、この基板２１’を上側の他方の基板２１に対して９０°回転させた状態で、上側の基板２１の裏面２１ｂと下側の基板２１’の裏面２１’ｂとを突き合わせ、これら基板２１，２１’どうしを上下に重ね合わせて固定することにより、各基板２１，２１’上に設けられた各溝２１ｇと溝２１’ｇの連続方向が平面視互いに直交する一組のアレイ４０として構成されている。

そして、図１３に示すマイクロミラーアレイ５０は、透明な平板状の基板５１の上側の表面５１ａおよび下側の裏面５１ｂに、それぞれ、回転刃を用いたダイシング加工により、互いに平行な直線状の溝５１ｇおよび溝５１ｇ’が、所定の間隔で複数本形成されており、これら表面５１ａ側の各溝５１ｇと裏面５１ｂ側の各溝５１ｇ’とは、その形成方向（連続方向）が平面視互いに直交するように形成されている。

上記各マイクロミラーアレイ２０，３０，４０，５０を用いた表示装置によっても、前記マイクロミラーアレイ１０を用いた表示装置と同様、載置台３に載置された平面的な二次元画像Ｉ（写真等）を、奥行き感を持った擬似的な立体像（立体的二次元画像Ｉ’）として表示（投影）することができる。しかも、上記表示装置は、その使用するマイクロミラーアレイ（２０，３０，４０，５０）が安価なため、装置全体のコストを低減できるという利点がある。

つぎに、フラットパネルディスプレイ２を収容する容器として、密閉形の上記ケース４に代えて、側面のない開放形のハウジング（１４〜１８）を用いた例について説明する。ただし、本発明の表示装置に用いられるケースやハウジングの形状等は、これらの実施の形態に限定されるものではない。

図１４〜図１８はそれぞれ、本発明の第２〜第６実施形態における表示装置の外観斜視図である。なお、マイクロミラーアレイの上方に投影される空間像Ｉ’（この例では犬の写真）は、図１４以外、図示を省略している。また、これら第２〜第６実施形態の表示装置における、ハウジング（１４〜１８）およびディスプレイ載置面以外の構成は、前記第１実施形態の表示装置と同等であるため、第１実施形態と同じ符号を付記して、その詳細な説明を省略する。

まず、第２実施形態の表示装置には、図１４に示すように、天板部１４ａ，底板部１４ｂ，側板部（垂直方向）１４ｃと、傾斜状の側部（傾斜板部１４ｄ）とからなる、ディスプレイ横方向（ディスプレイ挿入方向）の側面（側部）がないハウジング１４が使用されている。このハウジング１４の上面（天板部１４ａ）に設けられた開口には、第１実施形態と同様のマイクロミラーアレイ１０（２０，３０，４０，５０でもよい）が配設されており、その下側に位置する傾斜板部１４ｄの上面（内側面）が、フラットパネルディスプレイ２を載置する載置台（ディスプレイ載置面）に形成されている。

上記傾斜板部１４ｄは、前記第１実施形態の載置台３のディスプレイ載置面３ａと同様、ハウジング１４の底板部１４ｂおよびマイクロミラーアレイ１０の素子面（またはその下面）に対して、所定角度αで傾斜するように形成されており、その上面（ディスプレイ載置面）には、フラットパネルディスプレイ２を仮固定するための吸着テープ等（図示省略）が、貼り付けられている。

以上の構成によっても、この表示装置は、上記フラットパネルディスプレイ２を、所定角度αに設定されたディスプレイ載置面（傾斜板部１４ｄのハウジング内側面）にセットするという簡単な操作だけで、平面的な二次元画像を、奥行き感を持った擬似的な立体像（立体的二次元画像）として、マイクロミラーアレイ１０の上方に表示（投影）することができる。しかも、上記表示装置は、そのハウジング１４の側面が大きく開口しているため、上記ディスプレイ２（スマートフォン等）の挿入や取り出し等を、容易かつ簡単に行うことができるという点で有利である。

つぎに、第３実施形態の表示装置は、図１５に示すように、天板部１５ａ，側板部（垂直方向）１５ｂと、傾斜状の側部（傾斜板部１５ｃ）とからなり、底板とディスプレイ横方向の側面がないハウジング１５が用いられている。なお、このハウジング１５の上面（天板部１５ａ）に設けられた開口にも、マイクロミラーアレイ１０（２０，３０，４０，５０でもよい）が配設されており、その下側に位置する傾斜板部１５ｃの上面（内側面）が、フラットパネルディスプレイ２を載置する載置台（ディスプレイ載置面）に形成されている。

また、上記傾斜板部１５ｃは、装置下面およびマイクロミラーアレイ１０の素子面（下面）に対して、所定角度αで傾斜するように形成されており、その上面（ディスプレイ載置面）には、フラットパネルディスプレイ２を仮固定するための吸着テープ等（図示省略）が、貼り付けられている。

この構成によっても、上記フラットパネルディスプレイ２を、所定角度αに設定されたディスプレイ載置面（傾斜板部１５ｃのハウジング内側面）にセットするだけで、平面的な二次元画像を、奥行き感を持った擬似的な立体像（立体的二次元画像）として表示（投影）することができる。しかも、この構成も、ハウジング１５の側面が大きく開口しているため、この開口から、上記フラットパネルディスプレイ２（スマートフォン等）を容易に出し入れすることができる。

つぎに、第４実施形態の表示装置は、図１６に示すように、天板部１６ａ，底板部１６ｂと、傾斜状の側部（傾斜板部１６ｃ）とからなり、垂直な側面（側板）とディスプレイ横方向の側面がないハウジング１６が用いられている。なお、このハウジング１６の上面（天板部１６ａ）に設けられた開口にも、マイクロミラーアレイ１０（２０，３０，４０，５０でもよい）が配設されており、その下側に位置する傾斜板部１６ｃの上面（内側面）が、フラットパネルディスプレイ２を載置する載置台（ディスプレイ載置面）に形成されている。

また、上記傾斜板部１６ｃは、底板部１６ｂおよびマイクロミラーアレイ１０の素子面（下面）に対して、所定角度αで傾斜するように形成されており、その上面（ディスプレイ載置面）には、フラットパネルディスプレイ２を仮固定するための吸着テープ等（図示省略）が、貼り付けられている点も同様である。

上記構成によっても、上記フラットパネルディスプレイ２を、所定角度αに設定されたディスプレイ載置面（傾斜板部１６ｃのハウジング内側面）にセットするだけで、平面的な二次元画像を、奥行き感を持った擬似的な立体像（立体的二次元画像）として表示（投影）することができる。しかも、この構成も、ハウジング１６の側面（３面）が大きく開口しているため、この開口から、上記フラットパネルディスプレイ２（スマートフォン等）を容易に出し入れすることができる。

つぎに、第５実施形態の表示装置は、図１７に示すように、略水平状の天板部１７ａと底板部１７ｂとの間に、これらを支持する傾斜板部１７ｃが設けられたハウジング１７が使用されている。このハウジング１７の上面（天板部１７ａ）に設けられた開口にも、マイクロミラーアレイ１０（２０，３０，４０，５０でもよい）が配設されている。

また、上記マイクロミラーアレイ１０の下側に位置する傾斜板部１７ｃは、底板部１７ｂおよびマイクロミラーアレイ１０の素子面（下面）に対して、所定角度αで傾斜するように形成されており、その上面（ディスプレイ載置面）には、フラットパネルディスプレイ２を仮固定するための吸着テープ等（図示省略）が、貼り付けられている。

上記構成によっても、所定角度αに設定されたディスプレイ載置面（傾斜板部１７ｃのハウジング内側面）にセットするだけで、平面的な二次元画像を、奥行き感を持った擬似的な立体像（立体的二次元画像）として表示（投影）することができる。しかも、この構成も、ハウジング１７の側面（３面）が大きく開口しているため、この開口から、上記フラットパネルディスプレイ２（スマートフォン等）を容易に出し入れすることができるという特徴を有する。

つぎに、第６実施形態の表示装置は、図１８に示すように、上記第２実施形態と同様、天板部１８ａ，底板部１８ｂと、側板部（垂直方向）１８ｃとからなる、ディスプレイ横方向の側面（側部）がないハウジング１８が使用されており、このハウジング１８の上面（天板部１８ａ）に設けられた開口には、マイクロミラーアレイ１０（２０，３０，４０，５０でもよい）が配設されている。

そして、このハウジング１８の底板部１８ｂには、所定角度αで傾斜する、一対の短い傾斜板１８ｄ，１８ｄが設けられており、これら傾斜板１８ｄ，１８ｄの間に形成される溝１８ｅに、フラットパネルディスプレイ２の一端を嵌め入れることができるようになっている。

以上の構成によっても、上記フラットパネルディスプレイ２は、マイクロミラーアレイ１０の素子面（下面）に対して所定角度αで傾斜した状態で、安定して保持される。したがって、この表示装置も、上記フラットパネルディスプレイ２を、上記傾斜板１８ｄ，１８ｄの間にセットするという簡単な操作だけで、平面的な二次元画像を、奥行き感を持った擬似的な立体像（立体的二次元画像）として、マイクロミラーアレイ１０の上方に表示（投影）することができる。しかも、上記フラットパネルディスプレイ２（スマートフォン等）の挿入や取り出しや交換等を、容易かつ簡単に行うことができる。

つぎに、上記ケース（符号４）またはハウジング（符号１４〜１８）等の上面が、斜め状に形成されている表示装置（第７および第８実施形態）について説明する。図１９は、本発明の第７実施形態の表示装置の内部構造を示す図であり、図２０は、本発明の第８実施形態の表示装置の構成を示す図である。なお、前記各実施形態と同様の機能を有する構成部材には同じ符号を付して、その詳細な説明を省略する。

上記第７，第８実施形態の表示装置の構造的特徴は、上記フラットパネルディスプレイ２を収容するケース６またはハウジング１９の上面が、鑑賞者（Ｅ側）にとって手前側の装置前側（図示右側）から、奥側の装置後側（図示左側）に向かって傾斜する「上り傾斜面」に形成されている点である。すなわち、図１９に示す第７実施形態の表示装置の場合、結像光学素子１（マイクロミラーアレイ）が嵌め入れられた上面は、上記空間像Ｉ’の傾斜と同じ傾斜方向（鑑賞者のいるＥ側）に向かって、装置の水平面（鑑賞者の感覚的水平面）に対して所定角度βで上り傾斜する傾斜面になっている。

なお、この例においても、フラットパネルディスプレイ２が配置される載置台３上のディスプレイ載置面３ａは、上記結像光学素子１の素子面Ｐ（またはその下面１ｂ）に対して所定角度αで傾いた状態で配置されるようになっており、上記フラットパネルディスプレイ２上の画像Ｉは、結像光学素子１の素子面Ｐに対して面対称の位置に、空間像Ｉ’として結像するようになっている。そのため、上記ディスプレイ載置面３ａの、ケース６の底面６ｂに対する傾斜角は、（α−β）である。

また、図２０に示す第８実施形態の表示装置の場合、マイクロミラーアレイ１０が嵌め入れられた天板部１９ａが、空間像Ｉ’の傾斜と同じ傾斜方向、すなわち、鑑賞者（Ｅ側）から見て、装置の水平面（鑑賞者の感覚的水平面）に対して手前側（前側）から奥側（後側）に向かって、所定角度βで上り傾斜する傾斜面になっている。他の構成は、図１４に示す第２実施形態（ハウジング１４）の表示装置と同様である。

そして、上記ケース６およびハウジング１９の上面の、水平に対する傾斜角βは、通常、１°以上６０°以下（これらの例では１５°）に設定されており、上記フラットパネルディスプレイ２およびディスプレイ載置面３ａの、結像光学素子１（マイクロミラーアレイ１０）に対する傾斜角α（３０°以上９０°未満）の角度以下になっている。また、これら傾斜角βと傾斜角αとの間には、
０＜ β ≦ α （ただし、１°≦β≦６０°，３０°≦α＜９０°）
の関係が成り立つようになっている。

上記のように、上面が傾斜面になっている表示装置によれば、ケースやハウジング等の上面の傾き方向によって、空間像Ｉ’の鑑賞に適した「装置正面」（手前側）を、誰もが簡単に見つけ出すことができる。そのため、上記空間像Ｉ’に最も立体感等を感じる、鑑賞に最適な方向・位置を、意識せず簡単に見つけ出すことが可能である。しかも、その鑑賞方向と位置は、上記表示装置において、空間像Ｉ’の浮遊感や臨場感等を、最も強く感じることができる位置になっている。

さらに、これら表示装置の構成によれば、斜め状に立ち上がる空間像Ｉ’と、その背面に位置するケース，ハウジング等の上面との間に、空間像Ｉ’の奥行き，浮遊感や臨場感等をより強調する両眼視差が生じる。そのため、空間像Ｉ’（映像や画像等）のコントラストや鮮明さが強くなるとともに、この空間像Ｉ’をより遠くから視認することが可能になる。上記ケース等の上面を鑑賞者に向かって上り傾斜面とする構成は、他の実施形態に適用してもよいことは勿論である。

本発明の表示装置によれば、奥行き感に富むリアルな立体的二次元画像を、装置本体の上方に浮かび上がらせて表示することができる。

１結像光学素子
１ｂ下面
２フラットパネルディスプレイ
３載置台
３ａディスプレイ載置面
４ケース
Ｉ画像
Ｉ’ 空間像

Claims

フラットパネルディスプレイを備えた携帯電話または携帯情報端末を載置するためのディスプレイ載置面を有する載置台と、パネル状の結像光学素子と、上記携帯電話または携帯情報端末を収容するケースとを備え、このケースの上面に、上記結像光学素子が配設され、この結像光学素子の下側に、上記結像光学素子の下面に対して所定角度傾斜した状態で、上記ディスプレイ載置面が配置され、上記ディスプレイ載置面に載置される携帯電話または携帯情報端末の上記フラットパネルディスプレイから投射され上記結像光学素子を透過した光により、上記フラットパネルディスプレイに表示された映像の投影像が、この結像光学素子の上側に浮かび上がった状態で結像するようになっていることを特徴とする表示装置。
上記ケースが、周囲の光を遮光する暗箱状であり、上記載置台が、このケースの内部に配設されている請求項１記載の表示装置。
上記ケースが、その側面が開口する開放形のハウジングであり、上記載置台およびディスプレイ載置面が、このハウジングの一面を利用して形成されている請求項１記載の表示装置。
上記パネル状の結像光学素子の下面に対する上記フラットパネルディスプレイの傾斜角が、３０°以上９０°未満に設定されている請求項１〜３のいずれか一項に記載の表示装置。
上記パネル状の結像光学素子が、コーナーリフレクタ型の単位光学素子からなるマイクロミラーアレイである請求項１〜４のいずれか一項に記載の表示装置。