JP7557602B1 - Floating Display Device - Google Patents
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Abstract
【課題】浮遊表示装置を提供する。【解決手段】表示光源と、光学結像シートと、マイクロレンズアレイシートと、を含んで構成されている。マイクロレンズアレイシートはアレイ配列されている複数のマイクロレンズを有している。光学結像シートは、マイクロレンズに対応するアレイ配列されている複数の副画像ユニットを有している。副画像ユニットは複数の第1副画像ユニット及び複数の第2副画像ユニットを備えている。第1副画像ユニットのそれぞれは第1メイン画像パターンを有し、第2副画像ユニットのそれぞれは第2メイン画像パターンを有し、第1メイン画像パターン及び第2メイン画像パターンは同じパターンを含む。第2副画像ユニットは補助画像パターンを構成するように配列され、少なくとも部分的な第2副画像ユニットはベース画像パターンをそれぞれ有し、ベース画像パターンは第2メイン画像パターンの周辺に位置している。【選択図】図1[Problem] To provide a floating display device, the present invention includes a display light source, an optical imaging sheet, and a microlens array sheet. The microlens array sheet has a plurality of microlenses arranged in an array. The optical imaging sheet has a plurality of sub-image units arranged in an array corresponding to the microlenses. The sub-image units include a plurality of first sub-image units and a plurality of second sub-image units. Each of the first sub-image units has a first main image pattern, and each of the second sub-image units has a second main image pattern, and the first main image pattern and the second main image pattern include the same pattern. The second sub-image units are arranged to form an auxiliary image pattern, and at least a portion of the second sub-image units each have a base image pattern, and the base image pattern is located around the second main image pattern. [Selected Figure] FIG.
Description
本発明は、浮遊表示装置(floating display device)に関し、より詳しくは、広視野角を有する浮遊表示装置に関するものである。 The present invention relates to a floating display device, and more particularly to a floating display device having a wide viewing angle.
表示技術の進歩に伴って、様々な形式の表示技術が絶えず開発され続けている。中でも投影表示技術は微細化を続けており、小型のマイクロプロジェクション技術の応用が広がり始めている。近年、マイクロプロジェクション技術を利用して空中に画像を投射する応用が始まっており、投影された結像は浮遊画像(floating image)と呼ばれている。浮遊画像は空中に直接投影するため、スクリーン等の表示媒体が不要であり、このため、浮遊表示技術が段々と重視される傾向にあり、様々な応用が広がっている。 As display technology advances, various types of display technology are constantly being developed. In particular, projection display technology continues to become finer, and the application of small microprojection technology is beginning to spread. In recent years, applications have begun in which microprojection technology is used to project images into the air, and the projected image is called a floating image. Since floating images are projected directly into the air, no display medium such as a screen is required. For this reason, floating display technology is gradually gaining importance, and various applications are expanding.
近年、疾病の伝染が速まっており、公共の空間にある物品を介した接触感染に注意が払われるようになっている。公共の空間に設置されたエレベーターのボタン、機械のボタン、タッチ表示スクリーンが疾病を伝染させる媒体となることも多い。前のユーザーが触った後に病原菌が残り、次のユーザーが接触すると付着して感染してしまい、次のキャリアとなってしまう。浮遊表示技術は物品に直接接触する必要がないため、エレベーターのボタン、機械のボタン、タッチ表示スクリーン等の公共の物品への応用が徐々に広がっている。 In recent years, disease transmission has accelerated, and attention has been paid to contact infection through objects in public spaces. Elevator buttons, machine buttons, and touch display screens installed in public spaces are often the medium for transmitting diseases. Pathogens remain after the previous user touches them, and when the next user touches them, they adhere to them and become infected, becoming the next carrier. Since floating display technology does not require direct contact with objects, it is gradually being applied to public objects such as elevator buttons, machine buttons, and touch display screens.
浮遊表示技術は浮遊タッチ技術を組み合わせることで浮遊タッチによるヒューマンマシン操作効果を達成し、接触感染問題を改善している。しかしながら、現在の浮遊表示技術は、主にユーザーの正面に浮遊画像を投影して表示するが、表示視角が狭く、ユーザーの身長や位置が浮遊表示装置の正面から離れていると、表示画像が不完全になり易く、画像が見えなるなることもあり、ユーザーにとっては不便であった。このため、表示画像の視角を如何に広げ、ユーザーが正面から離れた状況でも表示画像を見れるようにすることが、本分野の技術者が解決を急ぐ問題であった。 By combining floating display technology with floating touch technology, floating display technology achieves the effect of human-machine operation through floating touch, improving the problem of contact infection. However, current floating display technology mainly projects and displays floating images in front of the user, but the display viewing angle is narrow, and if the user's height or position is far from the front of the floating display device, the displayed image is likely to be incomplete or the image may not be visible, which is inconvenient for the user. For this reason, engineers in this field have been urgently trying to solve the problem of how to widen the viewing angle of the displayed image so that the displayed image can be seen even when the user is away from the front.
そこで、本発明者は上記の欠点が改善可能と考え、鋭意検討を重ねた結果、合理的かつ効果的に課題を改善する本発明の提案に至った。 The inventors therefore believed that the above-mentioned shortcomings could be improved, and after extensive research, they came up with the present invention, which rationally and effectively improves the problems.
本発明は、上記問題点に鑑みて本発明者の鋭意研究により成されたものであり、その目的は、表示視角を広げ、広視角での表示効果を達成し、ユーザーが斜めからの視角でも表示画像をはっきり見れる浮遊表示装置を提供することにある。 The present invention was developed through intensive research by the inventors in consideration of the above problems, and its purpose is to provide a floating display device that widens the display viewing angle, achieves a wide-angle display effect, and allows the user to clearly see the displayed image even from an oblique viewing angle.
本発明の一実施態様によれば、浮遊表示装置が提供される。本発明に係る浮遊表示装置は、表示光源と、光学結像シートと、マイクロレンズアレイシートとを含んで構成されている。マイクロレンズアレイシートは表示光源に対応するように設置され、マイクロレンズアレイシートはアレイ配列されている複数のマイクロレンズを有している。光学結像シートは表示光源とマイクロレンズアレイシートとの間に設置され、光学結像シートはアレイ配列されている複数の副画像ユニットを有し、副画像ユニットのそれぞれはマイクロレンズに対応している。副画像ユニットは複数の第1副画像ユニット及び複数の第2副画像ユニットを備えている。第1副画像ユニットのそれぞれは第1メイン画像パターンを有し、第2副画像ユニットのそれぞれは第2メイン画像パターンを有し、第1メイン画像パターン及び第2メイン画像パターンは同じパターンを含む。第2副画像ユニットは補助画像パターンを構成するように配列され、少なくとも部分的な第2副画像ユニットはベース画像パターンをそれぞれ有し、且つベース画像パターンは第2メイン画像パターンの周辺に位置している。 According to one embodiment of the present invention, a floating display device is provided. The floating display device according to the present invention includes a display light source, an optical imaging sheet, and a microlens array sheet. The microlens array sheet is installed to correspond to the display light source, and the microlens array sheet has a plurality of microlenses arranged in an array. The optical imaging sheet is installed between the display light source and the microlens array sheet, and the optical imaging sheet has a plurality of sub-image units arranged in an array, each of the sub-image units corresponding to a microlens. The sub-image units include a plurality of first sub-image units and a plurality of second sub-image units. Each of the first sub-image units has a first main image pattern, each of the second sub-image units has a second main image pattern, and the first main image pattern and the second main image pattern include the same pattern. The second sub-image units are arranged to form an auxiliary image pattern, and at least a portion of the second sub-image units each have a base image pattern, and the base image pattern is located around the second main image pattern.
上記目的を達成するため、本発明の別の実施態様は、浮遊表示タッチ装置である。この装置は、表示光源と、マイクロレンズアレイシートと、タッチモジュールと、光学結像シートとを含んで構成されている。マイクロレンズアレイシートは表示光源に対応するように設置され、マイクロレンズアレイシートはアレイ配列されている複数のマイクロレンズを有している。タッチモジュールはマイクロレンズアレイシートに隣接するように設置され、光学結像シートは表示光源とマイクロレンズアレイシートとの間に設置され、光学結像シートはアレイ配列されている複数の副画像ユニットを有し、副画像ユニットのそれぞれはマイクロレンズに対応している。副画像ユニットは複数の第1副画像ユニット及び複数の第2副画像ユニットを備えている。第1副画像ユニットのそれぞれは第1メイン画像パターンを有し、第2副画像ユニットのそれぞれは第2メイン画像パターンを有し、第1メイン画像パターン及び第2メイン画像パターンは同じパターンを含む。第2副画像ユニットは補助画像パターンを構成するように配列され、少なくとも部分的な第2副画像ユニットはベース画像パターンをそれぞれ有し、且つベース画像パターンは第2メイン画像パターンの周辺に位置している。 To achieve the above object, another embodiment of the present invention is a floating display touch device. The device includes a display light source, a microlens array sheet, a touch module, and an optical imaging sheet. The microlens array sheet is installed to correspond to the display light source, and the microlens array sheet has a plurality of microlenses arranged in an array. The touch module is installed adjacent to the microlens array sheet, and the optical imaging sheet is installed between the display light source and the microlens array sheet, and the optical imaging sheet has a plurality of sub-image units arranged in an array, each of the sub-image units corresponding to a microlens. The sub-image units include a plurality of first sub-image units and a plurality of second sub-image units. Each of the first sub-image units has a first main image pattern, each of the second sub-image units has a second main image pattern, and the first main image pattern and the second main image pattern include the same pattern. The second sub-image units are arranged to form an auxiliary image pattern, and at least a portion of the second sub-image units each have a base image pattern, and the base image pattern is located around the second main image pattern.
本発明は、以上説明したように構成されているので、以下に記載されるような効果を奏する。
従来技術と比べ、本発明に係る浮遊表示装置は、補助画像パターンを構成するように配列されている第2副画像ユニットを使用している。第2副画像ユニットのメイン画像パターンの周辺にベース画像パターンを増加することで、補助画像パターンの効果を増強している。補助画像パターンが補助表示画像を提供することで、ユーザーが斜めからの視角でも補助表示画像を見ることができ、広視角で画像を表示する効果を達成し、浮遊表示装置に対するユーザーの使用感を改善している。本発明に係る浮遊表示装置は、前述した広視角表示画像を利用し、広視角を有する表示効果を達成している。
The present invention is configured as described above and therefore provides the effects described below.
Compared with the prior art, the floating display device according to the present invention uses a second sub-image unit arranged to form an auxiliary image pattern. The effect of the auxiliary image pattern is enhanced by increasing the base image pattern around the main image pattern of the second sub-image unit. The auxiliary image pattern provides an auxiliary display image, so that the user can see the auxiliary display image even at an oblique viewing angle, thereby achieving the effect of displaying an image at a wide viewing angle and improving the user's experience with the floating display device. The floating display device according to the present invention achieves the display effect having a wide viewing angle by utilizing the wide viewing angle display image described above.
本発明の他の目的、構成及び効果については、以下の発明の実施の形態の項から明らかになるであろう。 Other objects, configurations and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description of the preferred embodiments of the present invention.
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。なお、本発明は、下記の実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採りうる。また、本明細書において使用する用語は特定の実施例について説明する目的で用いているに過ぎず、本発明を制限するためのものではない。本明細書で使用する単数形式の「1」、「1つ」、及び「前記」は、明確な指示が無い限り全て複数形式も含み、「少なくとも1つ」を含んでいる。本明細書で使用する用語の「1」は、1つまたは複数の関連する項目のあらゆる組み合わせを含む。 The following describes an embodiment of the present invention with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the following embodiment, and may take various forms within the technical scope of the present invention. Furthermore, the terms used in this specification are used only for the purpose of describing specific examples, and are not intended to limit the present invention. As used in this specification, the singular forms "a," "one," and "said" all include the plural form and "at least one" unless expressly indicated otherwise. As used in this specification, the term "a" includes any combination of one or more associated items.
本発明の各実施例において、「上」、「下」、「左」、「右」、「前」、「後」は、本明細書では1つの部材と他の部材との関係を説明するために用いており、図面中で示す方位について説明するために用いるに過ぎず、その実際の位置を制限するものではない。添付図面中の装置は、装置が反転しても部材の方位や向きは制限されない。 In each embodiment of the present invention, the terms "upper", "lower", "left", "right", "front" and "rear" are used in this specification to explain the relationship between one component and another component, and are used only to explain the orientation shown in the drawings, and do not limit the actual position. The orientation and direction of the components of the device in the attached drawings are not limited even if the device is inverted.
まず、図1~図9を参照しながら、本発明に係る浮遊表示装置の実施形態について説明する。 First, an embodiment of a floating display device according to the present invention will be described with reference to Figures 1 to 9.
図1は本発明の一実施例に係る広視野角を有する浮遊表示装置を側面から見た概略構成図である。同図に示すように、本発明に係る広視野角を有する浮遊表示装置100は、表示光源200と、光学結像シート300と、マイクロレンズアレイシート(Micro-Lens
Array;MLA)400と、を少なくとも備えている。本実施例では、表示光源200は、例えば、平面光源であり、光学結像シート300及びマイクロレンズアレイシート400に対応し、広視角画像を表示するために必要な光線を提供するために用いられている。表示光源200は、例えば、白色光線(W)、青色光線(B)、緑色光線(G)、赤色光線(R)等の可視光線、或いはそれらの混合光線を提供し、製品の需要に応じて光線の波長範囲を調整しているが、本発明はこれに限定されるものではない。表示光源200は、例えば、LED(Light Emitting Diode;LED)、有機LED(Organic Light
Emitting Diode;OLED)等でもよく、本発明はこれらに限定されるものではない。表示光源200は1つに限らず、光源の均一性を増加させるように、複数がアレイ配列されていてもよい。また光拡散シートや光学導光板等の各種光学シートを組み合わせ、光源を均一にする効果を達成している。
1 is a schematic diagram of a floating display device having a wide viewing angle according to an embodiment of the present invention, seen from the side. As shown in the figure, the floating display device having a wide viewing angle 100 according to the present invention includes a display light source 200, an optical imaging sheet 300, and a micro-lens array sheet (Micro-Lens
The display light source 200 includes at least a microlens array (MLA) 400. In this embodiment, the display light source 200 is, for example, a flat light source, and corresponds to the optical imaging sheet 300 and the microlens array sheet 400, and is used to provide light necessary for displaying a wide viewing angle image. The display light source 200 provides visible light such as white light (W), blue light (B), green light (G), red light (R), or a mixture of these light sources, and adjusts the wavelength range of the light according to the demands of the product, but the present invention is not limited thereto. The display light source 200 is, for example, a light emitting diode (LED), an organic light emitting diode (OLED), an organic light emitting diode (OLED), an organic light emitting diode (OLED), an organic light emitting diode (OLED), an organic light emitting diode (OLED), an organic light emitting diode (LED ...
The present invention is not limited to these. The display light source 200 is not limited to one, and a plurality of display light sources may be arranged in an array to increase the uniformity of the light source. In addition, various optical sheets such as a light diffusion sheet and an optical light guide plate are combined to achieve the effect of making the light source uniform.
図1の例では、本発明のマイクロレンズアレイシート400は表示光源200に対応するように設置され、浮遊結像を形成すると共に調整するために用いられている。マイクロレンズアレイシート400はアレイ配列されている複数のマイクロレンズ402uを有し、例えば、M×N(M>1、N>1)のマイクロレンズ402uのアレイ配列でもよい。マイクロレンズ402uの数量により浮遊表示画面の精細度及び立体度を決定し、マイクロレンズ402uのアレイは、例えば、40×40のマイクロレンズ402uのアレイを使用し、高精細な浮遊表示画像を提供する。マイクロレンズ402uは、例えば、両凸マイクロレンズ(biconvex lens)を採用し、図1に示すように、結像のフォーカス効果を高めているが、本発明はこれに限定されるものではない。マイクロレンズ402uは単凸マイクロレンズ、単凹マイクロレンズ、両凹マイクロレンズ、凸凹マイクロレンズ等及びそれらの組み合わせを使用してもよく、本発明はこれらに限定されるものではない。また、マイクロレンズアレイシート400はシングルシートに限らず、結像効果を調整するためのダブルシートまたはマルチシートの組み合わせでもよい。この技術は本分野の技術者ならば習熟しているものであるため、ここでは、その説明を繰り返さない。 In the example of FIG. 1, the microlens array sheet 400 of the present invention is installed to correspond to the display light source 200 and is used to form and adjust a floating image. The microlens array sheet 400 has a plurality of microlenses 402u arranged in an array, and may be, for example, an array of M×N (M>1, N>1) microlenses 402u. The number of microlenses 402u determines the resolution and three-dimensionality of the floating display screen, and the array of microlenses 402u uses, for example, an array of 40×40 microlenses 402u to provide a high-resolution floating display image. The microlenses 402u are, for example, biconvex microlenses (biconvex lenses), which enhance the focusing effect of the image as shown in FIG. 1, but the present invention is not limited thereto. The microlenses 402u may be single convex microlenses, single concave microlenses, double concave microlenses, convex and concave microlenses, etc., and combinations thereof, and the present invention is not limited thereto. Furthermore, the microlens array sheet 400 is not limited to a single sheet, but may be a combination of double or multiple sheets to adjust the imaging effect. This technology is well-known to those skilled in the art, so we will not repeat the explanation here.
マイクロレンズアレイシート400の材質として、透明プラスチック材料、透明ガラス材料、透明セラミック材料、及びそれらの組み合わせを含むが、本発明はこれらに限定されるものではない。透明プラスチック材料は、例えば、ポリアミド(polyamide;PA)、ポリイミド(polyimide;PI)、ポリカーボネート(polycarbonate;PC)、ポリウレタン(polyurethane;PU)、ポリエチレンイミン(polyethylenimine;PEI)、ポリエチレンナフタレート(polyethylene
naphthalate;PEN)、ポリエチレンテレフタレート(polyethylene terephthalate;PET)、ポリエーテルスルホン(polyethersulfone;PES)、ガラス繊維強化プラスチック(fiber reinforced plastics;FRP)、ポリ(メタクリル酸メチル)(poly(methyl methacrylate);PMMA)、ポリエーテルエーテルケルトン(polyetheretherketon;PEEK)、ポリジメチルシロキサン(polydimethylsiloxane;PDMS)等であるか、或いは他のアクリル系(acrylate)ポリマー、エーテル系(ether)ポリマー、ポリオレフィン(polyolefin)系ポリマー、エポキシ樹脂系ポリマー、または他の適合する材料や上述した材料の組み合わせであるが、本発明はこれらに限定されるものではない。透明ガラス材料は、例えば、ソーダ石灰ガラス(Soda Lime Glass)、ホウケイ酸ガラス(Borosilicate Glass)、鉛ガラス、石英ガラス、強化ガラス等、または上述した材料の組み合わせであるが、本発明はこれらに限定されるものではない。透明セラミック材料は、例えば、透明酸化アルミニウム、透明窒化アルミニウム、透明酸化ケイ素、透明窒化ケイ素等や上述した材料の組み合わせであるが、本発明はこれに限定されるものではない。
The material of the microlens array sheet 400 includes, but is not limited to, a transparent plastic material, a transparent glass material, a transparent ceramic material, and a combination thereof. Examples of the transparent plastic material include polyamide (PA), polyimide (PI), polycarbonate (PC), polyurethane (PU), polyethyleneimine (PEI), polyethylene naphthalate (PEI), and the like.
Examples of suitable materials include, but are not limited to, polyethylene naphthalate (PEN), polyethylene terephthalate (PET), polyethersulfone (PES), fiber reinforced plastics (FRP), poly(methyl methacrylate) (PMMA), polyetheretherketon (PEEK), polydimethylsiloxane (PDMS), and other acrylate polymers, ether polymers, polyolefin-based polymers, epoxy resin-based polymers, or other suitable materials or combinations of the above-mentioned materials. Examples of the transparent glass material include, but are not limited to, soda lime glass, borosilicate glass, lead glass, quartz glass, tempered glass, etc., or combinations of the above-mentioned materials. Examples of the transparent ceramic material include, but are not limited to, transparent aluminum oxide, transparent aluminum nitride, transparent silicon oxide, transparent silicon nitride, etc., or combinations of the above-mentioned materials.
図1に示すように、光学結像シート300は表示光源200とマイクロレンズアレイシート400との間に設置され、浮遊表示画像に必要なパターンを形成するために用いられている。光学結像シート300はアレイ配列されている複数の副画像ユニットを有し(詳細は後述)、例えば、M×N(M>1、N>1)の副画像ユニットのアレイ配列でもよく、副画像ユニットのそれぞれはマイクロレンズ402uに対応している。 As shown in FIG. 1, the optical imaging sheet 300 is disposed between the display light source 200 and the microlens array sheet 400, and is used to form a pattern required for the floating display image. The optical imaging sheet 300 has a plurality of sub-image units arranged in an array (details will be described later), and may be, for example, an array of M×N (M>1, N>1) sub-image units, each of which corresponds to a microlens 402u.
本発明に係る浮遊表示装置100は、広視角で表示する効果を達成している。浮遊表示装置100の表示光源200、光学結像シート300、及びマイクロレンズアレイシート400が結像を投影することで、浮遊表示画像1000が形成される。ユーザーが第1視角V1の正面から浮遊表示装置100により生成された浮遊表示画像1000を見た場合、正視する視野(Field Of View;FOV)の範囲内に位置するため、良好な浮遊表示画像1000を観察できるが、可視角度θ1の角度範囲内に限られる。例えば、光学結像シート300の平面の中央の垂直法線方向は0度(不図示)であり、製品の可視角度の制限に基づいて、可視角度θ1は、例えば、±25度でもよい。この可視角度θ1はユーザーの観察する角度を制限し、製品の応用範囲も制限する。本発明は広視角の浮遊表示装置100を有し、補助画像を更に提供し(後述する)、可視角度を可視角度θ2まで拡大させ、例えば、±50度まで拡大させる。ユーザーが離れた第2視角V2及び第3視角V3からでも補助表示画像を観察可能になり、補助的な可視角度α1(+25度から+50度)及びα2(-25度から-50度)を増加させている。以上、上下2つの離れた視角について例を挙げて説明したが、補助表示画像が増加させるのは立体的な視角であり、ユーザーが正視する第1視角V1から離れた場合、上下左右のどの方向に離れていても表示画像を見ることができ、図1の例の説明のような制限を受けない。従来技術では第1視角V1の小さい角度の可視角度θ1でしか観察できなかったが、本発明は補助表示画像を提供することで可視角度θ2まで拡大させ、離れた可視角度α1及びα2を増加させ、ユーザーが離れた第2視角V2及び第3視角V3からでも補助表示画像を観察できるようにしている。よって、本発明に係る浮遊表示装置100は浮遊表示技術の応用範囲を広げ、ユーザーが浮遊表示装置を見る感覚を改善している。 The floating display device 100 according to the present invention achieves the effect of displaying at a wide viewing angle. The display light source 200, the optical imaging sheet 300, and the microlens array sheet 400 of the floating display device 100 project images to form a floating display image 1000. When a user views the floating display image 1000 generated by the floating display device 100 from the front of the first viewing angle V1, the image is located within the range of the field of view (Field Of View; FOV) of normal vision, so that a good floating display image 1000 can be observed, but is limited within the angle range of the visible angle θ1. For example, the vertical normal direction of the center of the plane of the optical imaging sheet 300 is 0 degrees (not shown), and based on the limit of the visible angle of the product, the visible angle θ1 may be, for example, ±25 degrees. This visible angle θ1 limits the angle of observation of the user and also limits the application range of the product. The present invention has a wide viewing angle floating display device 100, further provides an auxiliary image (described later), and expands the visible angle to a visible angle θ2, for example, to ±50 degrees. The user can observe the auxiliary display image even from the second viewing angle V2 and the third viewing angle V3, and the auxiliary visible angles α1 (+25 degrees to +50 degrees) and α2 (-25 degrees to -50 degrees) are increased. Although the above description has been given using examples of two distant viewing angles, one above and one below, the auxiliary display image increases a stereoscopic viewing angle, and when the user is away from the first viewing angle V1 that is viewed normally, the display image can be viewed in any direction, up, down, left, or right, and is not limited as in the example described in FIG. 1. In the conventional technology, the image could only be observed at a small visible angle θ1 of the first viewing angle V1, but the present invention provides an auxiliary display image to expand the visible angle θ2, increase the distant visible angles α1 and α2, and enable the user to observe the auxiliary display image even from the second viewing angle V2 and the third viewing angle V3. Therefore, the floating display device 100 according to the present invention broadens the range of applications of floating display technology and improves the user's viewing experience of the floating display device.
図2Aは本発明の一実施例に係る浮遊表示装置の光学結像シートを正面から見た概略構成図である。図2Bは本発明の一実施例に係る光学結像シートにおいて、第1副画像ユニット及び第2副画像ユニットを示す概略分解図である。図1、図2A及び図2Bに示すように、本実施例では、本発明に係る浮遊表示画像1000は「上向き矢印」のパターンについてのみ例を挙げて説明し、本分野の技術者ならば、製品の需要に応じて浮遊表示画像1000が表示する画像を調整することができる。本発明に係る光学結像シート300はアレイ配列されている複数の副画像ユニット302uを有し、例えば、M×N(M>1、N>1)の副画像ユニット302uのアレイ配列でもよく、浮遊表示画像1000に必要なパターンを形成させるために用いられている。副画像ユニット302uの数量は浮遊表示画面の精細度及び立体度を決定し、副画像ユニット302uのアレイは、例えば、40×40の副画像ユニット302uのアレイを使用し、高い精細度の浮遊表示画像を提供している。副画像ユニット302uのそれぞれはマイクロレンズ402uに対応し、アレイ配列されている複数の副画像ユニット302uは画像パターンレイヤー302を構成している。アレイ配列されている複数の副画像ユニット302uは複数の第1副画像ユニット310u及び複数の第2副画像ユニット320uを備え、複数の第2副画像ユニット320uは補助画像パターン330を構成するように配列されている。 2A is a schematic diagram of the optical imaging sheet of a floating display device according to an embodiment of the present invention, seen from the front. FIG. 2B is a schematic exploded view showing a first sub-image unit and a second sub-image unit in an optical imaging sheet according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, FIG. 2A and FIG. 2B, in this embodiment, the floating display image 1000 according to the present invention is described only by way of example with respect to the pattern of an "upward arrow", and a person skilled in the art can adjust the image displayed by the floating display image 1000 according to the needs of the product. The optical imaging sheet 300 according to the present invention has a plurality of sub-image units 302u arranged in an array, and may be, for example, an array arrangement of M×N (M>1, N>1) sub-image units 302u, which is used to form a required pattern in the floating display image 1000. The number of sub-image units 302u determines the resolution and three-dimensionality of the floating display screen, and the array of the sub-image units 302u, for example, an array of 40x40 sub-image units 302u, provides a high-resolution floating display image. Each of the sub-image units 302u corresponds to a microlens 402u, and the arrayed sub-image units 302u constitute the image pattern layer 302. The arrayed sub-image units 302u include a plurality of first sub-image units 310u and a plurality of second sub-image units 320u, and the plurality of second sub-image units 320u are arranged to form an auxiliary image pattern 330.
図2Bの例では、アレイ配列されている副画像ユニット302uは複数の第1副画像ユニット310u及び複数の第2副画像ユニット320uの配列に基づいて、後方の右上の隅に図示する部分及び前方の左下の隅に図示する部分の2つの部分に分けられている。右上の隅に図示する部分は複数の第1副画像ユニット310uが配列されて形成されるパターンであり、中間の空白部は第2副画像ユニット320uを排除することで表示される空白である。左下の隅に図示する部分は、複数の第2副画像ユニット320uが配列されるパターンであり、中間部分は補助画像パターン330を構成するように配列され、広視角表示画像に必要な補助パターンを形成し、周辺の空白部分は第1副画像ユニット310uを排除することで表示される空白である。 In the example of FIG. 2B, the arrayed sub-image units 302u are divided into two parts, the part shown in the upper right corner of the rear and the part shown in the lower left corner of the front, based on the arrangement of the multiple first sub-image units 310u and the multiple second sub-image units 320u. The part shown in the upper right corner is a pattern formed by arranging the multiple first sub-image units 310u, and the intermediate blank area is blank displayed by removing the second sub-image units 320u. The part shown in the lower left corner is a pattern in which the multiple second sub-image units 320u are arranged, and the intermediate area is arranged to form an auxiliary image pattern 330, forming an auxiliary pattern required for a wide viewing angle display image, and the peripheral blank area is blank displayed by removing the first sub-image units 310u.
図3Aは本発明の一実施例における光学結像シートにおいて、第1副画像ユニット310u拡大図を概略的に示す。図3Bは本発明の一実施例における光学結像シートにおいて、第2副画像ユニット拡大図を概略的に示す。図4は本発明の一実施例に係る広視野角を有する浮遊表示装置よる立体表示の一例を概略的に示す。本実施例は、前述した図1から図2Bの実施例に近似し、同じ符号は相互参照するために用いているが、本発明はこれに限定されるものではない。図1、図2A及び図3Aに示すように、第1副画像ユニット310uのそれぞれの内側には第1メイン画像パターン312をそれぞれ有し、浮遊表示画像1000のパターンに対応している。40×40でアレイ配列されている副画像ユニット302uを例にすると、第1副画像ユニット310uのそれぞれの長さは、例えば、浮遊表示画像1000の長さのそれぞれ1/40であり、複数の第1副画像ユニット310uにより対応する第1メイン画像パターン312を投影することで、浮遊表示画像1000の精細度を向上させている。図3Aに示すように、M×Nで配列されている第1副画像ユニット310uは4×4で配列される第1副画像ユニット310uとなるように領域を拡大することで、第1副画像ユニット310uのそれぞれが第1メイン画像パターン312を有し、余剰の部分は第1余剰パターン316となる。1×1の第1副画像ユニット310uとなるように領域を拡大すると、第1メイン画像パターン312が下向き矢印パターンとなる(図3A参照)。本実施例では、第1メイン画像パターン312は遮光パターンを例として説明し、余剰の第1余剰パターン316は反対となる光透過パターンであり、投影される浮遊表示画像1000のパターンの中間は遮光性の暗色の上向き矢印パターンとなり、対応する周辺は光を透過する明色となる(図4参照)。第1メイン画像パターン312はマイクロレンズ402uの投影システムに基づいて第1メイン画像パターン312の向きを決定する。マイクロレンズ402uは両凸レンズを例とし、結像を拡大実像として投影することで、第1メイン画像パターン312は浮遊表示画像1000のパターンに対応する反対の下向き矢印パターンとなり、投影平面に沿って下向きに180度回転している。こうすることにより、第1メイン画像パターン312が投影された後の浮遊表示画像1000のパターンは対応する上向き矢印パターンとなる。以上は一例の説明に過ぎず、本分野の技術者ならば投影システムに適合する改修を施し、例えば、第1メイン画像パターン312を上向き矢印パターンにし、投影された後の浮遊表示画像1000のパターンを対応する上向き矢印パターンとしてもよく、本発明はこれに限定されるものではない。この技術は本分野の技術者ならば習熟しているものであるため、ここでは、その説明を繰り返さない。 3A is a schematic diagram of an enlarged view of a first sub-image unit 310u in an optical imaging sheet according to an embodiment of the present invention. FIG. 3B is a schematic diagram of an enlarged view of a second sub-image unit in an optical imaging sheet according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a schematic diagram of an example of a stereoscopic display by a floating display device having a wide viewing angle according to an embodiment of the present invention. This embodiment is similar to the embodiment of FIG. 1 to FIG. 2B described above, and the same reference numerals are used for cross-reference, but the present invention is not limited thereto. As shown in FIG. 1, FIG. 2A and FIG. 3A, each of the first sub-image units 310u has a first main image pattern 312 on the inside thereof, which corresponds to the pattern of the floating display image 1000. Taking the sub-image units 302u arrayed in 40×40 as an example, the length of each of the first sub-image units 310u is, for example, 1/40 of the length of the floating display image 1000, and the first main image patterns 312 corresponding to the first sub-image units 310u are projected by the plurality of first sub-image units 310u, thereby improving the definition of the floating display image 1000. As shown in FIG. 3A, the first sub-image units 310u arrayed in M×N are enlarged to become the first sub-image units 310u arrayed in 4×4, so that each of the first sub-image units 310u has the first main image pattern 312, and the surplus part becomes the first surplus pattern 316. When the area is enlarged to become the first sub-image units 310u of 1×1, the first main image pattern 312 becomes a downward arrow pattern (see FIG. 3A). In this embodiment, the first main image pattern 312 is described as a light-shielding pattern, and the first excess pattern 316 is an opposite light-transmitting pattern, and the middle of the pattern of the projected floating display image 1000 is a light-shielding dark upward arrow pattern, and the corresponding periphery is a light-transmitting bright color (see FIG. 4). The first main image pattern 312 determines the direction of the first main image pattern 312 according to the projection system of the microlens 402u. The microlens 402u is exemplified by a biconvex lens, and the image is projected as an enlarged real image, so that the first main image pattern 312 is an opposite downward arrow pattern corresponding to the pattern of the floating display image 1000, and is rotated 180 degrees downward along the projection plane. In this way, the pattern of the floating display image 1000 after the first main image pattern 312 is projected is a corresponding upward arrow pattern. The above is merely an example, and a person skilled in the art can modify the projection system to suit it, for example, the first main image pattern 312 can be an upward arrow pattern, and the pattern of the floating display image 1000 after projection can be a corresponding upward arrow pattern, but the present invention is not limited to this. This technology is familiar to a person skilled in the art, so the description will not be repeated here.
図1、図2A、図3A及び図3Bを参照し、本実施例では、第2副画像ユニット320uのそれぞれの内側には第2メイン画像パターン322及びベース画像パターン324をそれぞれ有し、余剰の部分は第2余剰パターン326である。複数の第2副画像ユニット320uは補助画像パターン330を構成するように配列されている(図3B参照)。図3Bの左側の図には上向き矢印を示し、これは広視角表示画像に必要なパターンを形成している。第2副画像ユニット320uのそれぞれは、例えば、第1副画像ユニット310uと同じ長さを有し、その内側の第2メイン画像パターン322は、例えば、第1メイン画像パターン312と同じ長さを有しているが、本発明はこれに限定されるものではない。第1メイン画像パターン312及び第2メイン画像パターン322は同じパターンを有し、第2メイン画像パターン322は第1メイン画像パターン312と作用が類似し、第2メイン画像パターン322を投影することで浮遊表示画像1000の精細度を向上している。 1, 2A, 3A and 3B, in this embodiment, each of the second sub-image units 320u has a second main image pattern 322 and a base image pattern 324 on the inside, and the excess part is a second excess pattern 326. A plurality of second sub-image units 320u are arranged to form an auxiliary image pattern 330 (see FIG. 3B). The left side of FIG. 3B shows an upward arrow, which forms a pattern required for a wide viewing angle display image. Each of the second sub-image units 320u has, for example, the same length as the first sub-image unit 310u, and the second main image pattern 322 on the inside has, for example, the same length as the first main image pattern 312, but the present invention is not limited thereto. The first main image pattern 312 and the second main image pattern 322 have the same pattern, and the second main image pattern 322 has a similar function to the first main image pattern 312, and projecting the second main image pattern 322 improves the definition of the floating display image 1000.
本実施例では、M×Nで配列されている第2副画像ユニット320uを4×4で配列される第2副画像ユニット320uとなるように領域を拡大することで、第2副画像ユニット320uのそれぞれが第2メイン画像パターン322及びベース画像パターン324を有し、余剰の部分は第2余剰パターン326である(図3B参照)。1×1の第2副画像ユニット320uとなるように領域を拡大すると、第2メイン画像パターン322は下向き矢印パターンとなる。第2メイン画像パターン322は第1メイン画像パターン312に近似し、第2メイン画像パターン322及びベース画像パターン324は遮光パターンを例として説明し、余剰の第2余剰パターン326は反対となる光透過パターンであり、よって、投影される浮遊表示画像1000のパターンの中間は遮光性の暗色上向き矢印パターンとなり、対応する周辺は光を透過する明色となる(図4参照)。第2メイン画像パターン322はマイクロレンズ402uの投影システムに基づいて第2メイン画像パターン322の向きを決定する。マイクロレンズ402uは両凸レンズを例とし、結像を拡大実像として投影することで、第2メイン画像パターン322が浮遊表示画像1000のパターンに対応する反対の下向き矢印パターンとなり、投影平面に沿って下向きに180度回転する。こうすることにより、第2メイン画像パターン322が投影された後の浮遊表示画像1000のパターンは対応する上向き矢印パターンとなる。以上は一例の説明に過ぎず、本分野の技術者ならば投影システムに適合する改修を施すことで、第2メイン画像パターン322を上向き矢印パターンとし、投影後の浮遊表示画像1000のパターンは対応する上向き矢印パターンとすることができるが、本発明はこれに限定されるものではない。この技術は本分野の技術者ならば習熟しているものであるため、ここでは、その説明を繰り返さない。本実施例では、第1メイン画像パターン312及び第2メイン画像パターン322は同じパターンを有し、投影後に第1視角V1の正面から見た浮遊表示画像1000が表示される(図1と図4参照)。 In this embodiment, the second sub-image units 320u arranged in M×N are enlarged to become the second sub-image units 320u arranged in 4×4, so that each of the second sub-image units 320u has the second main image pattern 322 and the base image pattern 324, and the surplus portion is the second surplus pattern 326 (see FIG. 3B). When the area is enlarged to become the 1×1 second sub-image unit 320u, the second main image pattern 322 becomes a downward arrow pattern. The second main image pattern 322 is similar to the first main image pattern 312, and the second main image pattern 322 and the base image pattern 324 are described as light-shielding patterns, and the surplus second surplus pattern 326 is an opposite light-transmitting pattern, so that the middle of the pattern of the projected floating display image 1000 becomes a light-shielding dark upward arrow pattern, and the corresponding periphery becomes a light-transmitting light color (see FIG. 4). The second main image pattern 322 determines the orientation of the second main image pattern 322 according to the projection system of the microlens 402u. The microlens 402u is exemplified as a biconvex lens, and the image is projected as an enlarged real image, so that the second main image pattern 322 becomes an opposite downward arrow pattern corresponding to the pattern of the floating display image 1000, and rotates downward 180 degrees along the projection plane. In this way, the pattern of the floating display image 1000 after the second main image pattern 322 is projected becomes a corresponding upward arrow pattern. The above is only an example, and a person skilled in the art can make modifications suitable for the projection system to make the second main image pattern 322 an upward arrow pattern, and the pattern of the floating display image 1000 after projection becomes a corresponding upward arrow pattern, but the present invention is not limited thereto. This technology is familiar to a person skilled in the art, so the description thereof will not be repeated here. In this embodiment, the first main image pattern 312 and the second main image pattern 322 have the same pattern, and after projection, a floating display image 1000 is displayed as viewed from the front at a first viewing angle V1 (see Figures 1 and 4).
図1から図3Bに示すように、本実施例では、第2副画像ユニット320uのベース画像パターン324は第2メイン画像パターン322の周辺に位置し、例えば、ベース画像パターン324は第2メイン画像パターン322を包囲し、ベース画像パターン324の表示効果を強化しているが、本発明はこれに限定されるものではない。ベース画像パターン324は、例えば、半分のパターンのみ設けてもよく、例えば、右辺または右辺のみに設けるか、或いは四辺や四隅のみに設けてもよい(図示略)。ベース画像パターン324のパターン面積の比率を調整することで、補助画像パターン330の遮光グレースケール効果を対応するように調整し、斜め視角の補助表示画像の明度を対応して調整する。本実施例では、複数の第2副画像ユニット320uは補助画像パターン330を構成するように配列され、補助画像パターン330及び第1メイン画像パターン312は同じまたは類似するパターンを有するため、補助画像パターン330及び浮遊表示画像1000が同じまたは類似するパターンを有し、補助画像パターン330が投影された後に第2視角V2及び第3視角V3等を斜め視角から見た補助表示画像が表示される(図1及び図4参照)
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1 to 3B, in this embodiment, the base image pattern 324 of the second sub-image unit 320u is located around the second main image pattern 322, for example, the base image pattern 324 surrounds the second main image pattern 322, enhancing the display effect of the base image pattern 324, but the present invention is not limited thereto. For example, the base image pattern 324 may be provided with only a half pattern, for example, only on the right side or right side, or only on the four sides or four corners (not shown). By adjusting the pattern area ratio of the base image pattern 324, the light-shielding grayscale effect of the auxiliary image pattern 330 is correspondingly adjusted, and the brightness of the auxiliary display image at an oblique viewing angle is correspondingly adjusted. In this embodiment, the plurality of second sub-image units 320u are arranged to form an auxiliary image pattern 330. The auxiliary image pattern 330 and the first main image pattern 312 have the same or similar patterns, so that the auxiliary image pattern 330 and the floating display image 1000 have the same or similar patterns. After the auxiliary image pattern 330 is projected, auxiliary display images viewed from oblique viewing angles such as the second viewing angle V2 and the third viewing angle V3 are displayed (see FIGS. 1 and 4).
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図1から図4に示すように、図1の広視角を有する浮遊表示装置は、図4では鍵となる光学結像シート300のみで表示する。光学結像シート300は、第1メイン画像パターン312と、第2メイン画像パターン322と、補助画像パターン330と、を有している。本発明の浮遊表示装置100は広視角表示効果を達成している。ユーザーが第1視角V1の正面から浮遊表示装置100の光学結像シート300内の第1メイン画像パターン312及び第2メイン画像パターン322が投影されることで生成される浮遊表示画像1000を見ると、正視する視野(Field Of View;FOV)1200の範囲内に位置しているため、良好な浮遊表示画像1000を観察できるが、可視角度θ1の角度範囲内に制限される。例えば、光学結像シート300の平面の中央の垂直法線方向は0度であり(図示略)、製品の可視角度の制限により、可視角度θ1は、例えば、±25度となる。この可視角度θ1はユーザーが観察する角度を制限し、製品の応用範囲も制限する。本発明の広視角を有する浮遊表示装置100は、光学結像シート300内で補助画像パターン330が投影されることで形成される補助表示画像を更に提供し、可視角度を可視角度θ2まで拡大させ、例えば、±50度まで拡大させる。ユーザーは離れた上方の第2視角V2(+25度から+50度)及び下方の第3視角V3(-25度から-50度)のどちらからでも補助表示画像を見ることができ、よって、補助的な可視角度α1及びα2が増加している。但し、増加する補助表示画像は立体視角であるため、ユーザーが正視する第1視角V1から離れても、上下左右のどの方向に離れたとしても表示画像を観察でき、図4の例で説明したような制限は受けない。従来技術では第1視角V1の小さい角度の可視角度θ1からしか観察できないのに比べ、本発明は補助表示画像を提供することで可視角度θ2まで拡大させ、離れた可視角度α1及びα2を増加させ、ユーザーが離れた第2視角V2及び第3視角V3からでも補助表示画像を観察可能にしている。このようにすることで、本発明に係る広視角を有している浮遊表示装置100は、浮遊表示技術の応用範囲を広げ、ユーザーが浮遊表示装置を見る感覚を改善している。浮遊表示画像1000は、図4の例に示す上向き矢印パターン以外、光学結像シート300は他の種々の異なるパターンを用いてもよく、例えば、数字パターン、方向パターン、スイッチパターン、文字パターン等でもよく、浮遊表示画像1000が対応するパターンを形成するが、本発明はこれらに限定されるものではなく、ここでは、その説明を繰り返さない。 As shown in FIG. 1 to FIG. 4, the floating display device with a wide viewing angle in FIG. 1 is displayed only by the key optical imaging sheet 300 in FIG. 4. The optical imaging sheet 300 has a first main image pattern 312, a second main image pattern 322, and an auxiliary image pattern 330. The floating display device 100 of the present invention achieves a wide viewing angle display effect. When a user looks at the floating display image 1000 generated by projecting the first main image pattern 312 and the second main image pattern 322 in the optical imaging sheet 300 of the floating display device 100 from the front of the first viewing angle V1, the image is located within the range of the field of view (FOV) 1200 of the normal view, so that a good floating display image 1000 can be observed, but is limited to the angular range of the visible angle θ1. For example, the vertical normal direction at the center of the plane of the optical imaging sheet 300 is 0 degrees (not shown), and the visible angle θ1 is, for example, ±25 degrees due to the limitation of the visible angle of the product. This visible angle θ1 limits the angle observed by the user and also limits the application range of the product. The floating display device 100 with a wide viewing angle of the present invention further provides an auxiliary display image formed by projecting the auxiliary image pattern 330 in the optical imaging sheet 300, and expands the visible angle to a visible angle θ2, for example, to ±50 degrees. The user can view the auxiliary display image from either the second viewing angle V2 (+25 degrees to +50 degrees) above or the third viewing angle V3 (-25 degrees to -50 degrees) below, and thus the auxiliary visible angles α1 and α2 are increased. However, since the increased auxiliary display image is a stereoscopic viewing angle, the display image can be observed even if the user is away from the first viewing angle V1 that is viewed directly, or in any direction, including up, down, left, or right, and is not subject to the limitations described in the example of FIG. 4. In the prior art, the first viewing angle V1 can only be observed from a small visible angle θ1, whereas the present invention provides an auxiliary display image to expand the visible angle θ2, and increases the distant visible angles α1 and α2, allowing the user to view the auxiliary display image from the distant second viewing angle V2 and third viewing angle V3. In this way, the floating display device 100 having a wide viewing angle according to the present invention expands the application range of the floating display technology and improves the user's feeling of viewing the floating display device. In addition to the upward arrow pattern shown in the example of FIG. 4, the floating display image 1000 may use various other different patterns on the optical imaging sheet 300, such as a number pattern, a direction pattern, a switch pattern, a character pattern, etc., and the floating display image 1000 forms a corresponding pattern, but the present invention is not limited to these, and the description will not be repeated here.
図5Aは本発明の一実施例における光学結像シートにおいて、第2副画像ユニットのアレイ配置の一例を概略的に示す。図3B及び図5Aに示すように、複数の第2副画像ユニット320uが6×6で配列される例について説明する。本実施例では、第2メイン画像パターン322及びベース画像パターン324がそれぞれ遮光パターンである例について説明し、残りの第2余剰パターン326は反対の光透過パターンであり、第2副画像ユニット320のそれぞれはベース画像パターン324を有し、第2副画像ユニット320uのそれぞれの内側にあるベース画像パターン324は第2メイン画像パターン322を包囲している。よって、補助画像パターン330が最高の遮光効果を有し、斜め視角から補助表示画像を見ると、補助画像パターンが最も暗いグレースケールを有し、周辺の光透過部分が最高の表示コントラストを有している。 Figure 5A is a schematic diagram showing an example of an array arrangement of second sub-image units in an optical imaging sheet according to an embodiment of the present invention. As shown in Figures 3B and 5A, an example is described in which a plurality of second sub-image units 320u are arranged in a 6x6 array. In this embodiment, an example is described in which the second main image pattern 322 and the base image pattern 324 are light-shielding patterns, and the remaining second excess patterns 326 are opposite light-transmitting patterns, in which each of the second sub-image units 320 has a base image pattern 324, and the base image pattern 324 on the inside of each of the second sub-image units 320u surrounds the second main image pattern 322. Therefore, the auxiliary image pattern 330 has the best light-shielding effect, and when the auxiliary display image is viewed from an oblique viewing angle, the auxiliary image pattern has the darkest grayscale, and the peripheral light-transmitting portion has the best display contrast.
図5Bは本発明の他の実施例における光学結像シートにおいて、第2副画像ユニットの市松模様の配置の一例を概略的に示す。製品の需要に応じて補助画像パターン330のグレースケール表示効果を調整する。調整方法は、前述した単一のベース画像パターン324のパターン面積を調整する方法以外、補助画像パターン330内のベース画像パターン324の比率を調整し、類似した調整効果を達成してもよい。第2副画像ユニット320u中の少なくとも部分的な第2副画像ユニット320uaはベース画像パターン324をそれぞれ有している(図5B参照)。よって、部分的な第2副画像ユニット320uaがベース画像パターン324をそれぞれ有し、部分的な第2副画像ユニット320ubがベース画像パターン324をそれぞれ有していない。第2副画像ユニット320uaのそれぞれは、第2メイン画像パターン322と、ベース画像パターン324と、第2余剰パターン326aと、を有し、第2副画像ユニット320ubのそれぞれは、第2メイン画像パターン322及び第2余剰パターン326bを有している。ベース画像パターン324を有している第2副画像ユニット320uaの配列は、例えば、市松模様パターンで配列され、第2副画像ユニット320ua及び第2副画像ユニット320ubは交錯するように配列されている(図5B参照)。以上は一例の説明であり、ベース画像パターン324を有している第2副画像ユニット320uaの配列は他の配列方式を用いてもよく、例えば、ストライプが交錯した配列、三角形が交錯した配列、方眼が交錯した配列、散乱して交錯した配列等でもよく、本発明はこれらに限定されるものではない。補助画像パターン330内のベース画像パターン324の比率を調整することで、補助画像パターン330の表示効果を調整可能であり、例えば、遮光効果を半分にする等の調整が可能であるが、本発明はこれに限定されるものではない。 Figure 5B is a schematic diagram showing an example of the checkerboard arrangement of the second sub-image unit in the optical imaging sheet in another embodiment of the present invention. The grayscale display effect of the auxiliary image pattern 330 is adjusted according to the needs of the product. In addition to the above-mentioned method of adjusting the pattern area of the single base image pattern 324, the adjustment method may also adjust the ratio of the base image pattern 324 in the auxiliary image pattern 330 to achieve a similar adjustment effect. At least a partial second sub-image unit 320ua in the second sub-image unit 320u has a base image pattern 324 (see Figure 5B). Therefore, the partial second sub-image unit 320ua has a base image pattern 324, and the partial second sub-image unit 320ub does not have a base image pattern 324. Each of the second sub-image units 320ua has a second main image pattern 322, a base image pattern 324, and a second excess pattern 326a, and each of the second sub-image units 320ub has a second main image pattern 322 and a second excess pattern 326b. The second sub-image units 320ua having the base image pattern 324 are arranged, for example, in a checkered pattern, and the second sub-image units 320ua and the second sub-image units 320ub are arranged to intersect (see FIG. 5B). The above is an example, and the second sub-image units 320ua having the base image pattern 324 may be arranged in other arrangements, such as an intersect stripe arrangement, an intersect triangle arrangement, an intersect grid arrangement, an intersect scattered arrangement, etc., and the present invention is not limited thereto. By adjusting the ratio of the base image pattern 324 within the auxiliary image pattern 330, the display effect of the auxiliary image pattern 330 can be adjusted, for example, by halving the light blocking effect, but the present invention is not limited to this.
図6Aは本発明の他の実施例における光学結像シート300aの断面図を概略的に示す。図2及び図6Aに示すように、アレイ配列されている複数の副画像ユニット302uが画像パターンレイヤー302を構成している。画像パターンレイヤー302のパターンが許容すれば、光学結像シート300は画像パターンレイヤー302を使用するのみでもよい。但し、画像パターンレイヤー302のパターンが連続していない場合、透明基板304を別途増設し、画像パターンレイヤー302の安定性を向上する。例えば、光学結像シート300aは画像パターンレイヤー302及び透明基板304を有し、透明基板304は第1面3041及び第2面3042を有し、画像パターンレイヤー302は透明基板304の第1面3041に設置されているため、画像パターンレイヤー302のアレイ配列されている複数の副画像ユニット302uを透明基板304に対応するように設置することで、副画像ユニット302uの安定性を向上させている。図6Aにおいて、画像パターンレイヤー302は単層のみで表示し、画像パターンレイヤー302は断面線の位置が異なるか、或いはパターンが異なるため、分断された非連続的な断面パターンが出現している。透明基板304の第1面3041は、例えば、マイクロレンズアレイシート400に対向し、第2面3042は、例えば、表示光源200に対向し、且つ浮遊投影システムの投影物の距離及び画像の距離を適切に調整することで、良好な浮遊表示画像1000が形成される。 Figure 6A is a schematic cross-sectional view of an optical imaging sheet 300a in another embodiment of the present invention. As shown in Figures 2 and 6A, a plurality of sub-image units 302u arranged in an array constitute the image pattern layer 302. If the pattern of the image pattern layer 302 allows, the optical imaging sheet 300 may only use the image pattern layer 302. However, if the pattern of the image pattern layer 302 is not continuous, a transparent substrate 304 is added separately to improve the stability of the image pattern layer 302. For example, the optical imaging sheet 300a has an image pattern layer 302 and a transparent substrate 304, the transparent substrate 304 has a first surface 3041 and a second surface 3042, and the image pattern layer 302 is installed on the first surface 3041 of the transparent substrate 304, so that the plurality of sub-image units 302u arranged in an array of the image pattern layer 302 are installed to correspond to the transparent substrate 304, thereby improving the stability of the sub-image unit 302u. In FIG. 6A, the image pattern layer 302 is displayed as a single layer, and the image pattern layer 302 has different cross-sectional line positions or different patterns, resulting in a disconnected and discontinuous cross-sectional pattern. The first surface 3041 of the transparent substrate 304 faces, for example, the microlens array sheet 400, and the second surface 3042 faces, for example, the display light source 200, and a good floating display image 1000 is formed by appropriately adjusting the distance of the projection object and the distance of the image of the floating projection system.
図6Bは本発明の他の実施例における光学結像シートの断面図を概略的に示す。図2及び図6Bに示すように、透明基板304の第1面3041に設置されている以外、光学結像シート300bの画像パターンレイヤー302は透明基板304の第2面3042に設置されてもよく、画像パターンレイヤー302のアレイ配列されている複数の副画像ユニット302uが透明基板304に対応するように設置されることで、副画像ユニット302uの安定性が向上している。図6Bに示すように、画像パターンレイヤー302は単層のみで表示し、画像パターンレイヤー302は断面線の位置が異なるか、或いはパターンが異なるため、分断された非連続的な断面パターンが出現している。透明基板304の第1面3041は、例えば、マイクロレンズアレイシート400に対向し、第2面3042は、例えば、表示光源200に対向し、且つ浮遊投影システムの投影物の距離及び画像の距離を適切に調整することで、良好な浮遊表示画像1000が形成される。 Figure 6B is a schematic cross-sectional view of an optical imaging sheet in another embodiment of the present invention. As shown in Figures 2 and 6B, in addition to being installed on the first surface 3041 of the transparent substrate 304, the image pattern layer 302 of the optical imaging sheet 300b may also be installed on the second surface 3042 of the transparent substrate 304, and the arrayed sub-image units 302u of the image pattern layer 302 are installed to correspond to the transparent substrate 304, thereby improving the stability of the sub-image units 302u. As shown in Figure 6B, the image pattern layer 302 is displayed in a single layer, and the image pattern layer 302 has different cross-sectional line positions or different patterns, resulting in a disconnected and discontinuous cross-sectional pattern. The first surface 3041 of the transparent substrate 304 is, for example, opposite the microlens array sheet 400, and the second surface 3042 is, for example, opposite the display light source 200, and a good floating display image 1000 is formed by appropriately adjusting the distance of the projection object and the distance of the image of the floating projection system.
図6Cは本発明の他の実施例における光学結像シートの断面図を概略的に示す。図2及び図6Cに示すように、光学結像シート300cの画像パターンレイヤー302が透明基板304の内部に挟装されることで、画像パターンレイヤー302のアレイ配列されている複数の副画像ユニット302uが透明基板304に対応するように設置され、副画像ユニット302uの安定性が向上している。図6Cの例では、画像パターンレイヤー302は単層のみで表示し、画像パターンレイヤー302は断面線の位置が異なるか、或いはパターンが異なるため、分断された非連続的な断面パターンが出現している。透明基板304の第1面3041は、例えば、マイクロレンズアレイシート400に対向し、第2面3042は、例えば、表示光源200に対向し、且つ浮遊投影システムの投影物の距離及び画像の距離を適切に調整することで、良好な浮遊表示画像1000が形成される。 Figure 6C is a schematic cross-sectional view of an optical imaging sheet in another embodiment of the present invention. As shown in Figures 2 and 6C, the image pattern layer 302 of the optical imaging sheet 300c is sandwiched inside the transparent substrate 304, so that the arrayed sub-image units 302u of the image pattern layer 302 are arranged to correspond to the transparent substrate 304, and the stability of the sub-image units 302u is improved. In the example of Figure 6C, the image pattern layer 302 is displayed in a single layer, and the image pattern layer 302 has different cross-sectional line positions or different patterns, resulting in a disconnected and discontinuous cross-sectional pattern. The first surface 3041 of the transparent substrate 304 faces, for example, the microlens array sheet 400, and the second surface 3042 faces, for example, the display light source 200, and a good floating display image 1000 is formed by appropriately adjusting the distance of the projection object and the distance of the image of the floating projection system.
本実施例では、アレイ配列されている副画像ユニット302uが透明基板304に設置され、すなわち、アレイ配列されている副画像ユニット302uは透明基板304の第1面3041、透明基板304の第2面3042、または透明基板304の内部のうちの1つに設置され、その位置については制限されない。 In this embodiment, the arrayed sub-image units 302u are installed on the transparent substrate 304, i.e., the arrayed sub-image units 302u are installed on one of the first surface 3041 of the transparent substrate 304, the second surface 3042 of the transparent substrate 304, or inside the transparent substrate 304, and the position is not limited.
本実施例では、透明基板304の材質として、透明プラスチック材料、透明ガラス材料、透明セラミック材料、及びそれらの組み合わせを含むが、本発明はこれらに限定されるものではない。透明プラスチック材料は、例えば、ポリアミド(polyamide;PA)、ポリイミド(polyimide;PI)、ポリカーボネート(polycarbonate;PC)、ポリウレタン(polyurethane;PU)、ポリエチレンイミン(polyethylenimine;PEI)、ポリエチレンナフタレート(polyethylene naphthalate;PEN)、ポリエチレンテレフタレート(polyethylene terephthalate;PET)、ポリエーテルスルホン(polyethersulfone;PES)、ガラス繊維強化プラスチック(fiber reinforced plastics;FRP)、ポリ(メタクリル酸メチル)(poly(methyl methacrylate);PMMA)、ポリエーテルエーテルケルトン(polyetheretherketon;PEEK)、ポリジメチルシロキサン(polydimethylsiloxane;PDMS)等であるか、或いは他のアクリル系(acrylate)ポリマー、エーテル系(ether)ポリマー、ポリオレフィン(polyolefin)系ポリマー、エポキシ樹脂系ポリマー、または他の適合する材料や上述した材料の組み合わせであるが、本発明はこれらに限定されるものではない。透明ガラス材料は、ソーダ石灰ガラス(Soda Lime Glass)、ホウケイ酸ガラス(Borosilicate Glass)、鉛ガラス、石英ガラス、強化ガラス等や上述した材料の組み合わせであるが、本発明はこれらに限定されるものではない。透明セラミック材料は、透明酸化アルミニウム、透明窒化アルミニウム、透明酸化ケイ素、透明窒化ケイ素等や上述した材料の組み合わせであるが、本発明はこれらに限定されるものではない。 In this embodiment, the materials for the transparent substrate 304 include transparent plastic materials, transparent glass materials, transparent ceramic materials, and combinations thereof, but the present invention is not limited to these. Examples of the transparent plastic material include polyamide (PA), polyimide (PI), polycarbonate (PC), polyurethane (PU), polyethyleneimine (PEI), polyethylene naphthalate (PEN), polyethylene terephthalate (PET), polyethersulfone (PES), fiber reinforced plastics (FRP), poly(methyl methacrylate) (poly(methyl methacrylate)), and poly(methyl methacrylate) (poly(methyl methacrylate)). The transparent glass material may be, but is not limited to, soda lime glass, borosilicate glass, lead glass, quartz glass, tempered glass, or other suitable materials or combinations of the above-mentioned materials. The transparent ceramic material may be, but is not limited to, transparent aluminum oxide, transparent aluminum nitride, transparent silicon oxide, transparent silicon nitride, or other suitable materials or combinations of the above-mentioned materials.
本実施例では、画像パターンレイヤー302(アレイ配列されている副画像ユニット302uで構成されている)の材質は遮光材質であり、例えば、遮光プラスチック材料、遮光金属材料、または遮光セラミック材料及びそれらが積層されているか、それらの組み合わせであるが、本発明はこれらに限定されるものではない。遮光プラスチック材料は、例えば、黒インク(Black Ink)や遮光樹脂等であるが、本発明はこれらに限定されるものではない。遮光金属材料は、例えば、金属クロム、モリブデン、アルミニウム、チタン、亜鉛、マンガン、銀等であるが、本発明はこれらに限定されるものではない。遮光セラミック材料は、例えば、各種金属酸化物、金属窒化物等であり、例えば、酸化クロム、酸化チタン、窒化クロム、窒化チタン等であるが、本発明はこれに限定されるものではない。画像パターンレイヤー302は塗布、蒸着、スパッタリング等の技術により透明基板304に1層または多層の上述した材料層を施し、厚みは、例えば、1μmから1000μmの間等であるが、本発明はこれに限定されるものではない。その後、フォトリソグラフィ及びエッチング等のパターン化技術により求められる画像パターンレイヤー302を形成する。この技術は本分野の技術者ならば習熟しているものであるため、ここでは、その説明を繰り返さない。 In this embodiment, the material of the image pattern layer 302 (composed of the sub-image units 302u arranged in an array) is a light-shielding material, for example, a light-shielding plastic material, a light-shielding metal material, or a light-shielding ceramic material, and a combination of these materials or a light-shielding plastic material, but the present invention is not limited to these materials. The light-shielding plastic material is, for example, black ink or light-shielding resin, but the present invention is not limited to these materials. The light-shielding metal material is, for example, metal chromium, molybdenum, aluminum, titanium, zinc, manganese, silver, etc., but the present invention is not limited to these materials. The light-shielding ceramic material is, for example, various metal oxides, metal nitrides, etc., for example, chromium oxide, titanium oxide, chromium nitride, titanium nitride, etc., but the present invention is not limited to these materials. The image pattern layer 302 is formed by applying one or more of the above-mentioned material layers to the transparent substrate 304 by a technique such as coating, deposition, sputtering, etc., and the thickness is, for example, between 1 μm and 1000 μm, but the present invention is not limited to these materials. Then, the desired image pattern layer 302 is formed by patterning techniques such as photolithography and etching. This technique is well known to those skilled in the art, so the description will not be repeated here.
図7は本発明の他の実施例における光学結像シート1300において、第1副画像ユニット1310uと第2副画像ユニット1320uを示す概略拡大図である。図8は本発明の他の実施例に係る広視野角を有する浮遊表示装置による立体表示の一例を概略的に示す。本実施例は、前述した図1から図6Cの実施例に近似し、同じ符号は相互参照するために用いているが、本発明はこれに限定されるものではない。遮光パターン以外、他の実施例では、光透過パターンにより代替してもよい。図1、図7及び図8の例では、他の実施例において、光透過パターンの光学結像シート1300により遮光パターンの光学結像シート300を代替し、他の表示効果を達成している。 Figure 7 is a schematic enlarged view showing a first sub-image unit 1310u and a second sub-image unit 1320u in an optical imaging sheet 1300 in another embodiment of the present invention. Figure 8 is a schematic view showing an example of a stereoscopic display by a floating display device having a wide viewing angle according to another embodiment of the present invention. This embodiment is similar to the embodiment of Figures 1 to 6C described above, and the same reference numerals are used for cross-reference, but the present invention is not limited thereto. In addition to the light-shielding pattern, in other embodiments, a light-transmitting pattern may be substituted. In the examples of Figures 1, 7 and 8, in other embodiments, the light-transmitting pattern optical imaging sheet 1300 is substituted for the light-shielding pattern optical imaging sheet 300 to achieve other display effects.
本実施例では、浮遊表示画像1000が光を透過させる「上向き矢印」のパターンに改変された例について説明する(図1、図7及び図8参照)。本発明に係る光学結像シート1300はアレイ配列されている複数の副画像ユニット1302uを有し、例えば、M×N(M>1、N>1)で副画像ユニット1302uがアレイ配列され、浮遊表示画像1000aに必要なパターンを形成させるために用いられている。40×40でアレイ配列されている副画像ユニット1302uを例にすると、副画像ユニット1302uのそれぞれの長さは、例えば、浮遊表示画像1000の長さのそれぞれ1/40であり、複数の副画像ユニット1302uにより投影して表示することで、浮遊表示画像1000aの精細度が向上している。副画像ユニット1302uのそれぞれはマイクロレンズ402uに対応し、アレイ配列されている複数の副画像ユニット1302uは画像パターンレイヤー1302を構成している。アレイ配列されている複数の副画像ユニット1302uは複数の第1副画像ユニット1310u及び複数の第2副画像ユニット1320uを備え、複数の第2副画像ユニット1320uは補助画像パターン1330を構成するように配列され、広視角表示画像に必要な補助パターンが形成されている。 In this embodiment, an example in which the floating display image 1000 is modified into an "upward arrow" pattern that transmits light will be described (see FIGS. 1, 7, and 8). The optical imaging sheet 1300 according to the present invention has a plurality of sub-image units 1302u arranged in an array, and the sub-image units 1302u are arranged in an array of, for example, M×N (M>1, N>1), and are used to form a required pattern in the floating display image 1000a. Taking the sub-image units 1302u arranged in an array of 40×40 as an example, the length of each of the sub-image units 1302u is, for example, 1/40 of the length of the floating display image 1000, and the resolution of the floating display image 1000a is improved by projecting and displaying it using the plurality of sub-image units 1302u. Each of the sub-image units 1302u corresponds to a microlens 402u, and the plurality of sub-image units 1302u arranged in an array constitute the image pattern layer 1302. The arrayed sub-image units 1302u include a plurality of first sub-image units 1310u and a plurality of second sub-image units 1320u, and the plurality of second sub-image units 1320u are arranged to form an auxiliary image pattern 1330, forming an auxiliary pattern required for a wide viewing angle display image.
図1及び図7を参照し、第1副画像ユニット1310uのそれぞれの内側には第1メイン画像パターン1312をそれぞれ有し、浮遊表示画像1000aのパターンに対応している。複数の第1副画像ユニット1310uが対応する第1メイン画像パターン1312を投影することで、浮遊表示画像1000aの精細度を向上させている。第1副画像ユニット1310uを4×4で配列される第1副画像ユニット1310uとなるように領域を拡大させることで、第1副画像ユニット1310uのそれぞれが第1メイン画像パターン1312を有し、周辺の余剰の部分は第1余剰パターン1316である(図7参照)。1×1の第1副画像ユニット1310uとなるように領域を拡大させることで、第1メイン画像パターン1312が光を透過させる下向き矢印パターンとなる。本実施例では、第1メイン画像パターン1312は光透過パターンを例として説明し、残りの周辺の第1余剰パターン1316は反対の遮光パターンであり、よって、投影される浮遊表示画像1000aのパターンの中間は光を透過させる明色の上向き矢印パターンであり、対応する周辺は遮光性の暗色である(図8参照)。第1メイン画像パターン1312はマイクロレンズ402uの投影システムに基づいて第1メイン画像パターン1312の向きを決定する。マイクロレンズ402uは両凸レンズを例とし、結像を拡大実像として投影することで、第1メイン画像パターン1312が浮遊表示画像1000aのパターンに対応する反対の下向き矢印パターンとなり、投影平面に沿って下向きに180度回転する。こうすることにより、第1メイン画像パターン1312が投影された後の浮遊表示画像1000aのパターンが対応する上向き矢印パターンとなる。以上は一例の説明に過ぎず、本分野の技術者ならば投影システムに適合する改修を施して、第1メイン画像パターン1312を上向き矢印パターンとし、投影後の浮遊表示画像1000aのパターンを対応する上向き矢印パターンとすることができ、本発明はこれに限定されるものではない。この技術は本分野の技術者ならば習熟しているものであるため、ここでは、その説明を繰り返さない。 1 and 7, the first sub-image units 1310u each have a first main image pattern 1312 on the inside thereof, which corresponds to the pattern of the floating display image 1000a. The first sub-image units 1310u project the corresponding first main image patterns 1312, thereby improving the definition of the floating display image 1000a. By expanding the area of the first sub-image units 1310u to form the first sub-image units 1310u arranged in a 4×4 arrangement, each of the first sub-image units 1310u has the first main image pattern 1312, and the surplus portion around the first sub-image units 1310u is the first surplus pattern 1316 (see FIG. 7). By expanding the area to form the first sub-image units 1310u of 1×1, the first main image pattern 1312 becomes a downward arrow pattern that transmits light. In this embodiment, the first main image pattern 1312 is described as a light-transmitting pattern, and the remaining peripheral first excess pattern 1316 is an opposite light-shielding pattern, so that the middle of the pattern of the projected floating display image 1000a is a light-transmitting light-colored upward arrow pattern, and the corresponding peripheral is a light-shielding dark color (see FIG. 8). The first main image pattern 1312 determines the orientation of the first main image pattern 1312 according to the projection system of the microlens 402u. The microlens 402u is exemplified as a biconvex lens, and the image is projected as an enlarged real image, so that the first main image pattern 1312 becomes an opposite downward arrow pattern corresponding to the pattern of the floating display image 1000a, and rotates 180 degrees downward along the projection plane. In this way, the pattern of the floating display image 1000a after the first main image pattern 1312 is projected becomes a corresponding upward arrow pattern. The above is merely an example, and a person skilled in the art can modify the projection system to make the first main image pattern 1312 an upward arrow pattern and the pattern of the floating display image 1000a after projection a corresponding upward arrow pattern, but the present invention is not limited to this. This technology is familiar to a person skilled in the art, so the description will not be repeated here.
図1及び図7を参照し、本実施例では、第2副画像ユニット1320uのそれぞれの内側には第2メイン画像パターン1322及びベース画像パターン1324をそれぞれ有し、浮遊表示画像1000aのパターンに対応している。また、複数の第2副画像ユニット1320uは補助画像パターン1330を構成するように配列され、図7の左側の図に示すように、上向き矢印が広視角表示画像に求められるパターンを形成している。第2副画像ユニット1320uのそれぞれは第1副画像ユニット1310uと同じ長さを有し、その内側の第2メイン画像パターン1322は第1メイン画像パターン1312と同じ長さを有しているが、本発明はこれに限定されるものではない。第1メイン画像パターン1312及び第2メイン画像パターン1322は同じパターンを有し、第2メイン画像パターン1322及び第1メイン画像パターン1312の作用は類似し、第2メイン画像パターン1322を投影することで、浮遊表示画像1000aの精細度を向上させている。本実施例では、第2副画像ユニット1320uを4×4で配列される第2副画像ユニット1320uとなるように領域を拡大することで、第2副画像ユニット1320uのそれぞれが第2メイン画像パターン1322及びベース画像パターン1324を有し、余剰の部分は第2余剰パターン1326である(図7参照)。1×1の第2副画像ユニット1320uとなるように領域を拡大すると、第2メイン画像パターン1322が光を透過する下向き矢印パターンとなる。第2メイン画像パターン1322は第1メイン画像パターン1312と近似し、第2メイン画像パターン1322は光透過パターンを例として説明すると、残りの周辺の第2余剰パターン1326は反対の遮光パターンであり、よって、投影される浮遊表示画像1000aのパターンの中間は光を透過する明色の上向き矢印パターンであり、対応する周辺は遮光性の暗色である(図8参照)。第2メイン画像パターン1322はマイクロレンズ402uの投影システムに基づいて第2メイン画像パターン1322の向きを決定する。マイクロレンズ402uは両凸レンズを例とし、結像を拡大実像として投影することで、第2メイン画像パターン1322が浮遊表示画像1000aのパターンに対応する反対の下向き矢印パターンとなり、投影平面に沿って下向きに180度回転する。このようにすることで、第2メイン画像パターン1322が投影された後の浮遊表示画像1000aのパターンが対応する上向き矢印パターンとなる。以上は一例の説明に過ぎず、本分野の技術者ならば投影システムに適合する改修を施して、第2メイン画像パターン1322を上向き矢印パターンとし、投影された後の浮遊表示画像1000aのパターンを対応する上向き矢印パターンとすることもでき、本発明はこれに限定されるものではない。この技術は本分野の技術者ならば習熟しているものであるため、ここでは、その説明を繰り返さない。本実施例では、第1メイン画像パターン1312及び第2メイン画像パターン1322は同じパターンを有し、投影後には第1視角V1の正面から見た浮遊表示画像1000aが表示される(図8参照)。 1 and 7, in this embodiment, the second sub-image units 1320u each have a second main image pattern 1322 and a base image pattern 1324 on the inside, which correspond to the pattern of the floating display image 1000a. In addition, a plurality of second sub-image units 1320u are arranged to form an auxiliary image pattern 1330, and as shown in the left figure of FIG. 7, an upward arrow forms a pattern required for a wide viewing angle display image. Each of the second sub-image units 1320u has the same length as the first sub-image unit 1310u, and the second main image pattern 1322 on the inside has the same length as the first main image pattern 1312, but the present invention is not limited thereto. The first main image pattern 1312 and the second main image pattern 1322 have the same pattern, and the functions of the second main image pattern 1322 and the first main image pattern 1312 are similar, and the definition of the floating display image 1000a is improved by projecting the second main image pattern 1322. In this embodiment, the second sub-image unit 1320u is expanded to have a 4×4 arrangement of the second sub-image units 1320u, so that each of the second sub-image units 1320u has the second main image pattern 1322 and the base image pattern 1324, and the surplus portion is the second surplus pattern 1326 (see FIG. 7). When the area is expanded to have a 1×1 second sub-image unit 1320u, the second main image pattern 1322 becomes a light-transmitting downward arrow pattern. The second main image pattern 1322 is similar to the first main image pattern 1312, and the second main image pattern 1322 is described as a light-transmitting pattern, and the remaining peripheral second surplus pattern 1326 is an opposite light-shielding pattern, so that the middle of the pattern of the projected floating display image 1000a is a light-transmitting light-colored upward arrow pattern, and the corresponding periphery is a light-shielding dark color (see FIG. 8). The second main image pattern 1322 determines the orientation of the second main image pattern 1322 according to the projection system of the microlens 402u. The microlens 402u is exemplified by a biconvex lens, and the image is projected as an enlarged real image, so that the second main image pattern 1322 becomes an opposite downward arrow pattern corresponding to the pattern of the floating display image 1000a, and rotates downward 180 degrees along the projection plane. In this way, the pattern of the floating display image 1000a after the second main image pattern 1322 is projected becomes a corresponding upward arrow pattern. The above is only an example, and a person skilled in the art can make modifications suitable for the projection system to make the second main image pattern 1322 an upward arrow pattern, and the pattern of the floating display image 1000a after the projection becomes a corresponding upward arrow pattern, and the present invention is not limited thereto. This technology is familiar to a person skilled in the art, so the description thereof will not be repeated here. In this embodiment, the first main image pattern 1312 and the second main image pattern 1322 have the same pattern, and after projection, a floating display image 1000a is displayed when viewed from the front at the first viewing angle V1 (see FIG. 8).
図1及び図7を参照し、本実施例では、第2副画像ユニット1320uのベース画像パターン1324は第2メイン画像パターン1322の周辺に位置し、例えば、ベース画像パターン1324は第2メイン画像パターン1322を包囲し(図7参照)、ベース画像パターン1324の表示効果を強化しているが、本発明はこれに限定されるものではない。ベース画像パターン1324は半分のパターンのみを設けてもよく、例えば、右辺または右辺のみに設けるか、或いは四辺や四隅に設けてもよい(図示略)。ベース画像パターン1324のパターンの面積比率を調整することで、補助画像パターン1330の光透過グレースケール効果を対応するように調整し、斜め視角の補助表示画像の明度を対応するように調整する。本実施例では、複数の第2副画像ユニット1320uが補助画像パターン1330を構成するように配列され、補助画像パターン1330が投影された後に第2視角V2及び第3視角V3等の斜め視角から見た補助表示画像が表示される(図8参照)。本実施例では、第2メイン画像パターン1322及びベース画像パターン1324はそれぞれ光透過パターンを例として説明する。白黒のグレースケールで表示する以外、本発明の第1メイン画像パターン1312、第2メイン画像パターン1322、及びベース画像パターン1324の箇所にはカラーフィルター層(図示略)を設置してもよく、白色の表示光源200と組み合わせてカラー表示効果を達成してもよい。 1 and 7, in this embodiment, the base image pattern 1324 of the second sub-image unit 1320u is located around the second main image pattern 1322, for example, the base image pattern 1324 surrounds the second main image pattern 1322 (see FIG. 7), enhancing the display effect of the base image pattern 1324, but the present invention is not limited thereto. The base image pattern 1324 may be provided with only a half pattern, for example, only on the right side or right side, or on all four sides or four corners (not shown). By adjusting the pattern area ratio of the base image pattern 1324, the light transmission grayscale effect of the auxiliary image pattern 1330 is correspondingly adjusted, and the brightness of the auxiliary display image at an oblique viewing angle is correspondingly adjusted. In this embodiment, a plurality of second sub-image units 1320u are arranged to form an auxiliary image pattern 1330, and after the auxiliary image pattern 1330 is projected, an auxiliary display image viewed from an oblique viewing angle such as the second viewing angle V2 and the third viewing angle V3 is displayed (see FIG. 8). In this embodiment, the second main image pattern 1322 and the base image pattern 1324 are respectively described as light-transmitting patterns. In addition to displaying in black and white gray scale, the first main image pattern 1312, the second main image pattern 1322, and the base image pattern 1324 of the present invention may be provided with a color filter layer (not shown), which may be combined with a white display light source 200 to achieve a color display effect.
図7を参照し、図5A及び図5Bも併せて参照し、第2副画像ユニット1320のそれぞれはベース画像パターン1324を有し、第2副画像ユニット1320uのそれぞれの内側のベース画像パターン1324は第2メイン画像パターン1322を包囲している。このようにすることで、補助画像パターン1330が最高の光透過効果を有し、斜め視角から補助表示画像を見た場合、画像パターンが最も明るいグレースケールを有し、周辺の遮光部分が最高の表示コントラストを有する。製品の需要に応じて補助画像パターン1330内のベース画像パターン1324の比率を調整することで、補助画像パターン1330のグレースケールの表示効果を調整することができる。ベース画像パターン1324を有している第2副画像ユニット1320uの配列は、例えば、市松模様パターン配列、ストライプが交錯した配列、三角形が交錯した配列、方眼が交錯した配列、散乱して交錯した配列等でもよく、本発明はこれに限定されるものではなく、詳細な調整方式については前述した図5A及び図5Bの説明を相互参照する。 7, and also referring to FIG. 5A and FIG. 5B, each of the second sub-image units 1320 has a base image pattern 1324, and the inner base image pattern 1324 of each of the second sub-image units 1320u surrounds the second main image pattern 1322. In this way, the auxiliary image pattern 1330 has the best light transmission effect, and when the auxiliary display image is viewed from an oblique viewing angle, the image pattern has the brightest grayscale, and the peripheral light-shielding part has the best display contrast. The grayscale display effect of the auxiliary image pattern 1330 can be adjusted by adjusting the ratio of the base image pattern 1324 in the auxiliary image pattern 1330 according to product needs. The arrangement of the second sub-image unit 1320u having the base image pattern 1324 may be, for example, a checkerboard pattern arrangement, a stripe interlacing arrangement, a triangular interlacing arrangement, a grid interlacing arrangement, a scattered interlacing arrangement, etc., but the present invention is not limited thereto, and for detailed adjustment methods, please cross-reference the explanations of Figures 5A and 5B above.
図1、図7及び図8を参照し、図1の広視角を有している浮遊表示装置は、図8では鍵となる光学結像シート1300のみで表示し、図1の光学結像シート300を代替している。光学結像シート1300は、第1メイン画像パターン1312と、第2メイン画像パターン1322と、補助画像パターン1330と、を有している。本発明の浮遊表示装置100は広視角で表示する効果を達成している。ユーザーが第1視角V1の正面から浮遊表示装置100の光学結像シート1300内の第1メイン画像パターン1312及び第2メイン画像パターン1322が投影されることで生成された浮遊表示画像1000aを見ると、正視する視野(Field Of View;FOV)1200の範囲内に位置しているため、良好な浮遊表示画像1000aを観察できるが、可視角度θ1の角度範囲内に制限される。例えば、光学結像シート1300の平面の中央の垂直法線方向は0度であり(不図示)、製品の可視角度の制限に基づいて、可視角度θ1は、例えば、±25度である。この可視角度θ1はユーザーの観察角度を制限し、製品の応用範囲も制限している。本発明に係る広視角を有している浮遊表示装置100は、光学結像シート1300内に補助画像パターン1330が投影されることで形成される補助表示画像を更に提供し、可視角度を可視角度θ2まで拡大させ、例えば、±50度まで拡大させる。ユーザーは離れた上方の第2視角V2(+25度から+50度)及び下方の第3視角V3(-25度から-50度)のどちらからでも補助表示画像を観察でき、よって、補助的な可視角度α1及びα2を増加させている。但し、増加する補助表示画像は立体視角であるため、ユーザーが正面の第1視角V1から上下左右のどの方向に離れても表示画像を観察でき、図8の例の説明に制限されない。従来技術では第1視角V1の小さな角度の可視角度θ1からしか観察できないが、本発明は補助表示画像を提供することで可視角度θ2まで拡大し、離れた可視角度α1及びα2を増加させ、ユーザーが離れた第2視角V2及び第3視角V3からでも補助表示画像を見ることができる。よって、本発明に係る広視角を有している浮遊表示装置100は浮遊表示技術の応用範囲を広げ、ユーザーが浮遊表示装置を見る感覚を改善している。浮遊表示画像1000aは図8に示す上向き矢印のパターン以外、光学結像シート1300は他の種々の異なるパターンを用いてもよく、例えば、数字パターン、方向パターン、スイッチパターン、文字パターン等を用い、浮遊表示画像1000aが対応するパターンを形成してもよく、本発明はこれらに限定されるものではなく、ここでは、その説明を繰り返さない。 1, 7 and 8, the floating display device having a wide viewing angle of FIG. 1 is displayed only with the key optical imaging sheet 1300 in FIG. 8, replacing the optical imaging sheet 300 of FIG. 1. The optical imaging sheet 1300 has a first main image pattern 1312, a second main image pattern 1322, and an auxiliary image pattern 1330. The floating display device 100 of the present invention achieves the effect of displaying at a wide viewing angle. When a user looks at the floating display image 1000a generated by projecting the first main image pattern 1312 and the second main image pattern 1322 in the optical imaging sheet 1300 of the floating display device 100 from the front of the first viewing angle V1, the image is located within the range of the field of view (FOV) 1200 of the normal view, so that a good floating display image 1000a can be observed, but is limited to the angular range of the visible angle θ1. For example, the vertical normal direction at the center of the plane of the optical imaging sheet 1300 is 0 degrees (not shown), and the visible angle θ1 is, for example, ±25 degrees based on the limit of the visible angle of the product. This visible angle θ1 limits the user's observation angle and also limits the application range of the product. The floating display device 100 having a wide viewing angle according to the present invention further provides an auxiliary display image formed by projecting an auxiliary image pattern 1330 into the optical imaging sheet 1300, and expands the visible angle to a visible angle θ2, for example, to ±50 degrees. The user can observe the auxiliary display image from either the second viewing angle V2 (+25 degrees to +50 degrees) above or the third viewing angle V3 (-25 degrees to -50 degrees) below, thereby increasing the auxiliary viewing angles α1 and α2. However, since the increased auxiliary display image is a stereoscopic viewing angle, the user can observe the display image in any direction, up, down, left, or right, regardless of the distance from the first viewing angle V1 in front, and is not limited to the description of the example in FIG. 8. In the prior art, the first viewing angle V1 can only be observed from a small visible angle θ1, but the present invention provides an auxiliary display image to expand the visible angle θ2, and increases the distant visible angles α1 and α2, so that the user can see the auxiliary display image from the distant second viewing angle V2 and third viewing angle V3. Therefore, the floating display device 100 having a wide viewing angle according to the present invention expands the application range of the floating display technology and improves the user's feeling of viewing the floating display device. The floating display image 1000a may use various different patterns other than the upward arrow pattern shown in FIG. 8, for example, a number pattern, a direction pattern, a switch pattern, a character pattern, etc., and the floating display image 1000a may form a corresponding pattern, but the present invention is not limited to these, and the description thereof will not be repeated here.
本発明に係る広視角を有している浮遊表示装置100は各種装置に応用可能であり、例えば、各種エレベーターのボタン、機械のボタン、機械のスクリーン等に応用可能であり、本発明はこれらに限定されるものではない。また、浮遊タッチを組み合わせて良好な浮遊表示タッチ効果を有している。図9は本発明の他の実施例に係る浮遊表示装置を説明する断面模式図である。本実施例は、前述した図1から図8の実施例に近似し、同じ符号は相互参照するために用いているが、本発明はこれに限定されるものではない。本実施例では、エレベーターのボタンを例として説明するが、本分野の技術者ならば他の装置にも応用でき、本実施例の説明に制限されない。 The floating display device 100 with a wide viewing angle according to the present invention can be applied to various devices, for example, various elevator buttons, machine buttons, machine screens, etc., and the present invention is not limited thereto. In addition, it has a good floating display touch effect by combining floating touch. Figure 9 is a schematic cross-sectional view illustrating a floating display device according to another embodiment of the present invention. This embodiment is similar to the embodiment of Figures 1 to 8 described above, and the same reference numerals are used for cross-reference, but the present invention is not limited thereto. In this embodiment, elevator buttons are described as an example, but a technician in this field can apply it to other devices and is not limited to the description of this embodiment.
図9の例では、広視角を有している浮遊表示装置100aは、表示光源200と、光学結像シート300と、マイクロレンズアレイシート400と、を少なくとも備えている。表示光源200は、例えば、LED(Light Emitting Diode;LED)202及び光拡散シート(Light Diffuser)204を含む。LED202は、白色光、青色光、緑色光、赤色光等の各種求められる色の光を発射し、製品の需要に応じて調整可能である。LED202は少なくとも1つ以上設置され、1つのLED202でもよく、複数のLED202がアレイ配列されてもよく、本発明はこれらに限定されるものではない。光拡散シート204はLED202が提供する光線を均一に拡散させて平面光源を形成し、浮遊表示画像1000及び斜め視角の補助表示画像を形成するように投影させる。 In the example of FIG. 9, the floating display device 100a having a wide viewing angle includes at least a display light source 200, an optical imaging sheet 300, and a microlens array sheet 400. The display light source 200 includes, for example, an LED (Light Emitting Diode; LED) 202 and a light diffusion sheet (Light Diffuser) 204. The LED 202 emits light of various required colors such as white light, blue light, green light, red light, etc., and can be adjusted according to product demand. At least one LED 202 is installed, and may be one LED 202 or multiple LEDs 202 may be arranged in an array, but the present invention is not limited thereto. The light diffusion sheet 204 uniformly diffuses the light provided by the LED 202 to form a flat light source, and projects it to form a floating display image 1000 and an auxiliary display image at an oblique viewing angle.
図9の例では、本発明の光学結像シート300は遮光パターンの光学結像シート300を使用し、光透過パターンの光学結像シート1300を使用してもよく、特に制限はない。光学結像シート300(または光学結像シート1300)については前述した実施例の説明を参照し、ここでは、その説明を繰り返さない。マイクロレンズアレイシート400は、例えば、両凸レンズを採用し、良好な浮遊投影効果を達成している。マイクロレンズアレイシート400については前述した実施例の説明を参照し、ここでは、その説明を繰り返さない。表示光源200、光学結像シート300、及びマイクロレンズアレイシート400が結像を投影することで、浮遊表示画像1000(または浮遊表示画像1000a)が形成される。投影表示システムを適切に調整することで、例えば、投影物の距離及び画像の距離を調製することで、結像の角度を調整できる。例えば、収縮する角度βを約10度から45度の間に調整することで、結像角度γを約80度から45度の間にする。結像角度を適切に調整することで、浮遊表示画像1000からマイクロレンズアレイシート400までの距離を調整し、例えば、0.1cmから20cmの間に調製することで、浮遊表示の投影距離を調整する。需要に応じて、例えば、浮遊表示の投影距離を0.5cmから10cmの間にしてもよい。以上は例を挙げて説明するためのものであり、浮遊表示の投影範囲を制限するものではない。 9, the optical imaging sheet 300 of the present invention may use an optical imaging sheet 300 with a light-shielding pattern, and may use an optical imaging sheet 1300 with a light-transmitting pattern, and there is no particular limitation. For the optical imaging sheet 300 (or the optical imaging sheet 1300), please refer to the description of the above-mentioned embodiment, and the description will not be repeated here. The microlens array sheet 400 adopts, for example, a biconvex lens to achieve a good floating projection effect. For the microlens array sheet 400, please refer to the description of the above-mentioned embodiment, and the description will not be repeated here. The display light source 200, the optical imaging sheet 300, and the microlens array sheet 400 project the image, thereby forming a floating display image 1000 (or a floating display image 1000a). By appropriately adjusting the projection display system, for example, by adjusting the distance of the projected object and the distance of the image, the angle of the image can be adjusted. For example, the contraction angle β is adjusted between about 10 degrees and 45 degrees, so that the imaging angle γ is between about 80 degrees and 45 degrees. By appropriately adjusting the imaging angle, the distance from the floating display image 1000 to the microlens array sheet 400 is adjusted, for example, between 0.1 cm and 20 cm, so that the projection distance of the floating display is adjusted. Depending on the needs, the projection distance of the floating display may be between, for example, 0.5 cm and 10 cm. The above is for illustrative purposes only and does not limit the projection range of the floating display.
図9の例では、浮遊表示装置100aをエレベーターのボタンに応用する場合、任意で回路基板600を更に備えてもよく、例えば、プリント回路基板を表示光源200に隣接するように設置してもよい。表示光源200のLED202は、例えば、回路基板600に直接設置され、使用する空間を更に縮小する。LED202の他面に対する回路基板600に、回路基板600に接続するためのコネクタ700を更に設置することで、回路基板600を外部の制御回路に接続してもよい。また、図9に示すように、浮遊表示装置100aは外部ケース810及び内部ケース820を更に備えている。表示光源200、光学結像シート300、マイクロレンズアレイシート400、回路基板600等は内部ケース820内に設置され、コネクタ700を介して外部の回路に接続されている。外部ケース810及び内部ケース820をロックすることで、表示光源200、光学結像シート300、マイクロレンズアレイシート400、回路基板600等を外部ケース810と内部ケース820との間にある収容空間内に密封し、外部ケース810の表示投影ウィンドウの透明基板のみを露出させ(不図示)、マイクロレンズアレイシート400に近接させ、浮遊表示画像1000及び斜め視角の補助表示画像を投影するために用い、表示視角を拡大させ、広視角の表示効果を達成し、ユーザーが斜め視角からでも補助表示画像をはっきりと観察可能にしている。 In the example of FIG. 9, when the floating display device 100a is applied to an elevator button, it may further include a circuit board 600, for example, a printed circuit board may be installed adjacent to the display light source 200. The LED 202 of the display light source 200 may be installed directly on the circuit board 600, for example, to further reduce the space used. The circuit board 600 on the other side of the LED 202 may further include a connector 700 for connecting to the circuit board 600, so that the circuit board 600 can be connected to an external control circuit. Also, as shown in FIG. 9, the floating display device 100a further includes an external case 810 and an internal case 820. The display light source 200, the optical imaging sheet 300, the microlens array sheet 400, the circuit board 600, etc. are installed in the internal case 820 and connected to an external circuit via the connector 700. By locking the external case 810 and the internal case 820, the display light source 200, the optical imaging sheet 300, the microlens array sheet 400, the circuit board 600, etc. are sealed in the storage space between the external case 810 and the internal case 820, and only the transparent substrate of the display projection window of the external case 810 is exposed (not shown), which is close to the microlens array sheet 400 and is used to project the floating display image 1000 and the auxiliary display image at an oblique viewing angle, thereby expanding the display viewing angle and achieving a wide viewing angle display effect, allowing the user to clearly observe the auxiliary display image even from an oblique viewing angle.
図9の例では、浮遊表示装置100aはマイクロレンズアレイシート400に隣接するように設置されているタッチモジュール500を更に備え、浮遊表示タッチ装置が構成されている。タッチモジュール500は、例えば、浮遊タッチモジュールであり、タッチ感知領域530を有し、浮遊表示装置100と組み合わせて良好な浮遊表示タッチ効果を有している。タッチモジュール500は、例えば、赤外線タッチ技術、可視光撮影分析タッチ技術、音波タッチ技術等の非接触式タッチ技術を使用し、良好な浮遊タッチ効果を有している。物体の表面に接触することで病原菌の感染経路とならないようにしている。赤外線タッチ技術を例にすると、タッチモジュール500は赤外線送信機510及び赤外線センサー520を少なくとも備え、例えば、マイクロレンズアレイシート400の対向する両側に隣接する外部ケース810中にそれぞれ設置されている(図9参照)。赤外線送信機510及び赤外線センサー520は、例えば、回路基板600にそれぞれ電気的に接続されている。赤外線送信機510の発光角度範囲は赤外線センサー520の受光角度範囲と重畳してタッチ感知領域530を形成している。タッチ感知領域530の範囲は浮遊表示画像1000(または1000a)を含む。部分的な赤外線送信機510は赤外線を浮遊表示画像1000の位置に向けて送信し、ユーザーが指をタッチ感知領域530に進入させると、指が浮遊表示画像1000に近付いた際に、赤外線が赤外線センサー520に反射され、ユーザーの動作が感知され、こうしてヒューマンマシンの浮遊タッチ機能を達成している。このようにすることで、ユーザーがエレベーターを使用する際に、浮遊表示画像1000をタッチするのみでエレベーターのスイッチを上に向けて浮遊タッチする効果を達成している。エレベーターのボタンに直接タッチする必要がないため、病原菌がエレベーターのボタンに付着する状況が防止され、病原菌が伝染する可能性が減少する。また、赤外線送信機510及び赤外線センサー520は外部ケース810に設置されることに制限されない。赤外線送信機510は外部ケース810以外の場所に設置されてもよく、例えば、外部ケース810の上方や下方の箇所に設置されてもよく、赤外線を浮遊表示画像1000に平行に送信し、外部ケース810に設置する赤外線センサー520の数量を増やすことで、タッチの感知の感度を高めてもよい。赤外線センサー520の感知感度が高ければ、ユーザーの人体が発する赤外線を直接感知でき、外部ケース810に赤外線センサー520を直接設置してもよく、赤外線送信機510の設置を省略してもよい。以上は一例の説明に過ぎず、本分野の技術者ならば適切な等価の代替により、浮遊タッチ効果を達成できるため、ここでは、その説明を繰り返さない。 In the example of FIG. 9, the floating display device 100a further includes a touch module 500 installed adjacent to the microlens array sheet 400, forming a floating display touch device. The touch module 500 is, for example, a floating touch module, has a touch sensing area 530, and has a good floating display touch effect in combination with the floating display device 100. The touch module 500 uses non-contact touch technologies such as infrared touch technology, visible light shooting analysis touch technology, and sonic touch technology, and has a good floating touch effect. Contact with the surface of an object is prevented from becoming a path of infection for pathogens. Taking infrared touch technology as an example, the touch module 500 includes at least an infrared transmitter 510 and an infrared sensor 520, which are installed, for example, in the external case 810 adjacent to both opposing sides of the microlens array sheet 400 (see FIG. 9). The infrared transmitter 510 and the infrared sensor 520 are, for example, electrically connected to the circuit board 600. The light emission angle range of the infrared transmitter 510 overlaps with the light reception angle range of the infrared sensor 520 to form a touch sensing area 530. The range of the touch sensing area 530 includes the floating display image 1000 (or 1000a). The partial infrared transmitter 510 transmits infrared rays toward the position of the floating display image 1000, and when the user puts his finger into the touch sensing area 530, the infrared rays are reflected by the infrared sensor 520 when the finger approaches the floating display image 1000, and the user's action is detected, thus achieving the floating touch function of the human-machine. In this way, when the user uses the elevator, the effect of floating touching the elevator switch by turning it up is achieved by simply touching the floating display image 1000. Since there is no need to touch the elevator button directly, the situation where pathogens are attached to the elevator button is prevented, and the possibility of pathogens being transmitted is reduced. In addition, the infrared transmitter 510 and the infrared sensor 520 are not limited to being installed in the external case 810. The infrared transmitter 510 may be installed at a location other than the external case 810, for example, at a location above or below the external case 810, and infrared rays may be transmitted parallel to the floating display image 1000, and the number of infrared sensors 520 installed on the external case 810 may be increased to increase the sensitivity of touch detection. If the infrared sensor 520 has a high sensitivity, it can directly detect infrared rays emitted by the user's body, and the infrared sensor 520 may be directly installed on the external case 810, and the installation of the infrared transmitter 510 may be omitted. The above is merely an example, and a person skilled in the art can achieve the floating touch effect by using an appropriate equivalent replacement, so the description will not be repeated here.
以上を総合すると、本発明の浮遊表示装置は、第2副画像ユニットが補助画像パターンを構成するように配列されている。第2副画像ユニットのメイン画像パターンの周辺にベース画像パターンを加えることで、補助画像パターンの効果を増強している。補助画像パターンにより補助表示画像を提供することで、ユーザーが斜め視角からでも補助表示画像を観察可能になり、広視角で画像を表示する効果を達成し、浮遊表示装置に対するユーザーの使用感を改善している。また、タッチモジュールを組み合わせることで広視角を有する浮遊表示タッチ装置を構成し、浮遊タッチヒューマンマシンインタラクション効果を更に達成し、ユーザーが直接接触することで病原菌が伝染する問題を抑制している。 In summary, the floating display device of the present invention is arranged so that the second sub-image units form an auxiliary image pattern. The effect of the auxiliary image pattern is enhanced by adding a base image pattern around the main image pattern of the second sub-image unit. By providing an auxiliary display image using the auxiliary image pattern, the user can observe the auxiliary display image even from an oblique viewing angle, achieving the effect of displaying an image at a wide viewing angle and improving the user's usability of the floating display device. In addition, by combining with a touch module, a floating display touch device with a wide viewing angle is formed, further achieving the effect of floating touch human-machine interaction and suppressing the problem of pathogen transmission through direct contact by the user.
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。 The present invention has been described above using an embodiment, but the technical scope of the present invention is not limited to the scope described in the above embodiment. It is clear to those skilled in the art that various modifications and improvements can be made to the above embodiment. It is clear from the claims that forms incorporating such modifications or improvements can also be included in the technical scope of the present invention.
100 浮遊表示装置
100a 浮遊表示装置
200 表示光源
202 LED
204 光拡散シート
300 光学結像シート
300a 光学結像シート
300b 光学結像シート
300c 光学結像シート
302 画像パターンレイヤー
302u 副画像ユニット
304 透明基板
3041 第1面
3042 第2面
310u 第1副画像ユニット
312 第1メイン画像パターン
316 第1余剰パターン
320u 第2副画像ユニット
322 第2メイン画像パターン
324 ベース画像パターン
326 第2余剰パターン
330 補助画像パターン
400 マイクロレンズアレイシート
402 マイクロレンズ
500 タッチモジュール
510 赤外線送信機
520 赤外線センサー
530 タッチ感知領域
600 回路基板
700 コネクタ
810 外部ケース
820 内部ケース
1000 浮遊表示画像
1000a 浮遊表示画像
1200 正面視野
1300 光学結像シート
1302 画像パターンレイヤー
1302u 副画像ユニット
1310u 第1副画像ユニット
1312 第1メイン画像パターン
1316 第1余剰パターン
1320u 第2副画像ユニット
1322 第2メイン画像パターン
1324 ベース画像パターン
1326 第2余剰パターン
1330 補助画像パターン
V1 視角
V2 視角
V3 視角
θ1 角度
θ2 角度
α1 角度
α2 角度
β 角度
γ 角度
100 Floating display device 100a Floating display device 200 Display light source 202 LED
204 Light diffusion sheet 300 Optical imaging sheet 300a Optical imaging sheet 300b Optical imaging sheet 300c Optical imaging sheet 302 Image pattern layer 302u Sub-image unit 304 Transparent substrate 3041 First surface 3042 Second surface 310u First sub-image unit 312 A first main image pattern 316, a first redundant pattern 320u, a second sub-image unit 322, a second main image pattern 324, a base image pattern 326, a second redundant pattern 330, an auxiliary image pattern 400, a microlens array sheet 402, a microlens 500, a touch module 510, an infrared transmitter 520 Infrared sensor 530 Touch sensitive area 600 Circuit board 700 Connector 810 Outer case 820 Inner case 1000 Floating display image 1000a Floating display image 1200 Front view 1300 Optical imaging sheet 1302 Image pattern layer 1302u Sub-image unit 1310u First sub-image unit 1312 First main image pattern 1316 First excess pattern 1320u Second sub-image unit 1322 Second main image pattern 1324 Base image pattern 1326 Second excess pattern 1330 Auxiliary image pattern V1 Viewing angle V2 Viewing angle V3 Viewing angle θ1 Angle θ2 Angle α1 Angle α2 Angle β Angle γ Angle
Claims (24)
該表示光源に対応するように設置され、アレイ配列されている複数のマイクロレンズを有しているマイクロレンズアレイシートと、
前記表示光源と前記マイクロレンズアレイシートとの間に設置され、アレイ配列されている複数の副画像ユニットを有し、該副画像ユニットのそれぞれが前記マイクロレンズに対応している光学結像シートとを備え、
前記副画像ユニットは、
第1メイン画像パターンをそれぞれ有している複数の第1副画像ユニットと、
第2メイン画像パターンをそれぞれ有し、前記第1メイン画像パターン及び前記第2メイン画像パターンが同じパターンを含む複数の第2副画像ユニットとを有し、
該第2副画像ユニットは、補助画像パターンを構成するように配列され、少なくとも部分的な前記第2副画像ユニットがベース画像パターンをそれぞれ有し、且つ該ベース画像パターンが前記第2メイン画像パターンの周辺に位置していることを特徴とする浮遊表示装置。 A display light source;
a microlens array sheet having a plurality of microlenses arranged in an array so as to correspond to the display light source;
an optical imaging sheet disposed between the display light source and the microlens array sheet, the optical imaging sheet having a plurality of sub-image units arranged in an array, each of the sub-image units corresponding to the microlens;
The sub-image unit includes:
a plurality of first sub-image units each having a first main image pattern;
a plurality of second sub-image units each having a second main image pattern, the first main image pattern and the second main image pattern including the same pattern;
The floating display device is characterized in that the second sub-image units are arranged to form an auxiliary image pattern, at least a portion of the second sub-image units each have a base image pattern, and the base image pattern is located around the second main image pattern.
アレイ配列されている前記副画像ユニットは前記透明基板に設置されていることを特徴とする請求項1に記載の浮遊表示装置。 The optical imaging sheet further comprises a transparent substrate;
2. The floating display device according to claim 1, wherein the sub-image units arranged in an array are disposed on the transparent substrate.
該タッチモジュールはタッチ感知領域を有し、前記タッチ感知領域の範囲は前記浮遊表示画像を含むことを特徴とする請求項11に記載の浮遊表示装置。 The touch panel further includes a touch module disposed adjacent to the microlens array sheet,
The floating display device of claim 11 , wherein the touch module has a touch sensitive area, and an area of the touch sensitive area includes the floating display image.
該表示光源に対応するように設置され、アレイ配列されている複数のマイクロレンズを有しているマイクロレンズアレイシートと、
該マイクロレンズアレイシートに隣接するように設置されているタッチモジュールと、
前記表示光源と前記マイクロレンズアレイシートとの間に設置され、アレイ配列されている複数の副画像ユニットを有し、該副画像ユニットのそれぞれが前記マイクロレンズに対応している光学結像シートとを備え、
これら前記副画像ユニットは、
第1メイン画像パターンをそれぞれ有している複数の第1副画像ユニットと、
第2メイン画像パターンをそれぞれ有し、前記第1メイン画像パターン及び前記第2メイン画像パターンが同じパターンを含む複数の第2副画像ユニットとを有し、
該第2副画像ユニットは、補助画像パターンを構成するように配列され、少なくとも部分的なこれら前記第2副画像ユニットがベース画像パターンをそれぞれ有し、且つ該ベース画像パターンが前記第2メイン画像パターンの周辺に位置していることを特徴とする浮遊表示タッチ装置。 A display light source;
a microlens array sheet having a plurality of microlenses arranged in an array so as to correspond to the display light source;
a touch module disposed adjacent to the microlens array sheet;
an optical imaging sheet disposed between the display light source and the microlens array sheet, the optical imaging sheet having a plurality of sub-image units arranged in an array, each of the sub-image units corresponding to one of the microlenses;
These sub-image units are:
a plurality of first sub-image units each having a first main image pattern;
a plurality of second sub-image units each having a second main image pattern, the first main image pattern and the second main image pattern including the same pattern;
The second sub-image units are arranged to form an auxiliary image pattern, at least a portion of the second sub-image units each have a base image pattern, and the base image pattern is located around the second main image pattern.
アレイ配列されているこれら前記副画像ユニットは前記透明基板に設置されていることを特徴とする請求項14に記載の浮遊表示タッチ装置。 The optical imaging sheet further comprises a transparent substrate;
The floating display touch device as claimed in claim 14 , wherein the sub-image units arranged in an array are disposed on the transparent substrate.
The floating display touch device as claimed in claim 14 , wherein the touch module comprises an infrared transmitter and an infrared sensor located on both sides of the microlens array sheet.
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