TW201213854A - Display device - Google Patents

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201213854 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於可將特定:#訊顯示於使用者的顯示裝 置。 【先前技術】 向來’人們於曰常生活或業務的許多情形下，有機會 注意到顯示於顯示裝置（VDT :視覺顯示終端（Vi=丨

Disp丨ay Terminal))的資訊（例如兹參照曰本專利申請公 案特開第2009-260828號公報）。 @ A # 然而，由於習知之顯示裝置為被固定設置，故—般視 覺距離為-定。因此，在習知之顯示裝置上，有折射異常 (近視）的使用者之視認性就會降低。 、 ^用來提高使用者之視認性之方法，有眼鏡橋 St但是於入浴中或睡前之情形，或經常要觀看遠近 行眼ίΓ提高❹者之視認性的其他方法而言，有Ϊ進 倦限的問題。 *困難、或使用者之姿勢受 【發明内容】 [發明概要] 之，其目的係提供 ’可提高使用者之視認 -種ί:明f有鑑於上述之缺點而發明 性的;f於使用者之際 4/32 201213854 本發明之顯示裝詈作物 置，其特徵為具備：特定資訊顯示於使用者之裳 顯示部，具有一凹面鎊 可辨認出前述資訊之資訊顯示媒和從外部既 距離較長，且使用前述 某脱之間的光學距離比焦點 實像浮現於空間而形成；、兄既可將刖述貧訊顯示媒體之 視力狀態取得部，取得前述 距離調整部，依照以# 者之視力狀態資訊； 述視力狀態之資訊，使得部所取得的前 間的前述光學距離，可於比不媒體與前述凹面鏡之 長的範圍内變化；、則述凹面鏡之前述焦點距離較 於此顯示裝置，前述視 前述使用者之視力狀態而改㈣—用來可因應 部’另外，前述距離調整部係：匕:：置來操作的操作 部之操作，來改變前述資訊 :\用者對前述操作 前述光學距離者為較佳。’'不與則述凹面鏡之間的 於此顯示裝置，前述視力狀態取得 述使用者之視力狀態的視力 ’、肖來測量前 依照前述視力測量部所測量出的調f係可 佳。 鏡之間的前述光學距離者為較 於此顯示裝置’前述顯示部 括有可分割成與前== 4父而汉置之反射光與透過光的分割面，兄之先轴 不但可使前述反射光反射於前述凹面鏡側^:述分光鏡 述凹面鏡所反射的光透過，而形 ;;^也可使於前 迷-貝讯蝻示媒體之實 201213854 像者為較佳。 於此顯示裝置，具備有一監視器，其具有可顯示前述 資訊顯示媒體的顯示面且可投射出顯示於該顯示面的前述 資訊顯示媒體， 前述分光鏡，於前述分割面上可將自前述監視器所產 生的光分割成前述反射光與前述透過光， 配置前述分光鏡及前述凹面鏡以使得投影於前述凹面 鏡之鏡面中心點的前述反射光對著該中心點中的法線而傾 斜於前述監視器側，前述監視器之前述顯示面係形成非平 面者為較佳。 於此顯示裝置，前述監視器之前述顯示面係朝向前述 分光鏡之相反側的方式形成凸狀者為較佳。 於此顯示裝置，具備有一監視器，其具有可顯示前述 資訊顯示媒體的顯示面且可投射出顯示於該顯示面的前述 資訊顯示媒體， 前述分光鏡，於前述分割面上可將自前述監視器所產 生的光分割成前述反射光與前述透過光， 配置前述分光鏡及前述凹面鏡以使得投影於前述凹面 鏡之鏡面中心點的前述反射光對著該中心點中的法線而傾 斜於前述監視器側，前述分光鏡之前述分割面係形成非平 面者為較佳。 於此顯示裝置，前述分光鏡之前述分割面係朝向前述 凹面鏡之相反側的方式形成凸狀者為較佳。 於此顯示裝置，前述凹面鏡之前述鏡面係形成非球面 者為較佳。 於此顯示裝置，前述分光鏡為半反射鏡者較佳。 6/32 201213854 使資t本發明，由於可因應使用者之視力狀態，再藉由 、。&、、不媒體與凹面鏡之間的光學距離可於比凹面 '二點距離較長的範圍内變化，容易來調整資訊顯示媒體 貫像位置，故可在適合使用者之視力狀態的位置來顯示次 λ顯不媒體之資訊。藉由本發明的話’將特定資 1 使用者之際，就可提高個者之視認性。 、下於 【實施方式】 [用以實施發明之形態] (實施形態1) 貫施形悲1之顯示裝置係一種可將特定資訊顯示於 用者之裝置。如圖1所示，本實施形態之緣示裝置具備 監視器1、凹面鏡2、半反射鏡厂操作部4、以及i 整部5。 周

其中，監視器1係被構成用以顯示影像Α。監視.器] 一般係使用輕巧且可容易控制顯示内容之，例如液晶顯示 為或有機電激致發光（〇rganic Electro-Luminescence )顯示 器等之小型平面顯示器。用以顯示影像A的控制例如可藉 由電腦（圖未標示）於監視器i中進行。又，監視器】^ 了以一定亮度對使用者P顯示後述之實像B，可因應影像A 與凹面鏡2之間的光學距離a (參照圖14)而可使影像A 之7C度k；化。又，監視器1亦可因應使用者p之喜好而使 影像A之亮度變化。 影像A並未被特別限定内容，例如可為文書或靜止書 面（相片、圖晝）、動晝（影像）、遊戲等，可因應觀測者p 之喜好的内容。影像A相當於資訊顯示媒體。 7/32 201213854 凹面鏡2係設置成使影像A與凹面鏡2之間的光學距 離a (參照圆]4)比凹面鏡2之焦點距離f (參照圖]4)較 長。使用者P係位於凹面鏡2之光軸Lx上之前方。凹面鏡 2係使影像之實像B浮現於凹面鏡2與使用者p之間的空 間的方式而被形成，而將影像之實像B顯示於使用者p。 凹面鏡2相當於顯示部。 使用圖14、1 5來說明使用凹面鏡2的情形之實像顯示 原理。圖14之F係凹面鏡2之焦點位置。當影像八相較於 焦點位置F位於凹面鏡2相反側（圖14之右側）時，會於 凹面鏡2之前方形成影像之實像（倒立實像）B。影像之實 像B與凹面鏡2之間的光學距離b錯用影像a與凹面^ 2之間的光學距離3、、凹面鏡2之焦點距離f，而表示如下。 b = axf/ (a-f) ( 1 ) 又像A之大小為a!A2時，影像a之實像b之大 小B|B〗係表示如下。 ΒιΒ2 = Α,Α2χ | f | / | a-f | (2) 圖15係表示以焦點距離€規格化光學距離匕之數值 (b/f)，其中，光學距離6係以焦點距離1^規格化光學距離 a的數値（a/f)。由圖]5可知，値（a/f)於】^ (&斤）a 之範圍變化的情形’値(b/f)會以（b/f) 之範圍變二 m口凹面鏡2之曲率半徑R為遍麵的情形，焦點距離f (=R/2)成為】5〇mm。因此，於光學距離a可於工刈爪① Sa$300mm之範圍變化的情形，光學距離b可於 300mm之範圍變化。 、= 圖1所示半反射鏡3係被設置為以45度之角度斜交凹 面鏡2之光軸Lx。半反射鏡3係將自監視器i之影像a所 8/32 201213854 產生的光，於凹面鏡2側往凹面鏡2之光軸Lx之方向反射， 再藉由以凹面鏡2所反射的光透過，而將影像之實像B顯 示於使用者P。因此，與於使用者p與凹面鏡2之間設置監 視益1的構造不同，監視器i並未遮住使用者p之視線， 可將影像之實像B顯示於使用者p。半反射鏡3連同凹面 鏡2皆相當於顯示部。 由上述可知，本實施形態之顯示裝置拣藉由讓半反射 鏡3將自影像A㈣可反射於凹面鏡2側同時也能以凹面 鏡2使反射的光透過，而於凹面鏡2之前方之空間上使影 像A之光成像，可形成影像之實像B。影像之實像b…因指 ，!·生強、可視錄像之實像B的視野肖狹窄，仙者p僅 可由凹面鏡2之光軸Lx附近的狹窄範圍視認出影像之實像 B。 …才木作部4係_作用來可因應使用者p之視力狀態而 周戸〜像之κ像B之位置。換言之’操作部4係一取得使 之視力狀態之資_視力祕轉部。❹者？藉 軺動t制紐41 ’就可使影像之實像B之位置改變為指定 ^位置。具體而言，若將影像之實像B比現狀更接近使用 「P側的情形’使用者p可轉動操作部4之控制紐41至 近」側。相反地’若將影像之實像B比現狀更遠離使用 者P的情形時’使用者P可轉動控_ 41至「遠」側。 距離調整部5係具備固定板5〗、線性滑軌（linear guide ) 52、成動螺絲（feed screw) 53、滑輪％、滑輪傳動帶％、 馬達56、及控制部57 ’其係用以可使監視器1移動而構成 的驅動裝置。 監視器1被固定於固定板51。線性滑執52係用來支撐 9/32 201213854 固疋板51馬達56係成為距離調整部$之 54及滑輪傳動帶55係 達：達: Γ驅動力傳駐微_絲…㈣部57之^ 件，例如可為電腦之微處理器，依要=成凡 =作來控制馬達56。如上述所言: = := 4 馬達Μ將產生的回轉 =由 ，而實現讓監視器,可上下=3之=為直 來移動。又，控制部 之前戒方向) 用電腦，亦可為專用電腦 ^可為個人電腦等之泛 之操:if7_部5可依照使用者ρ對操作部4 視；下移動。監視器1上下移動時一

⑷會變化'Γ且鏡2之間的光學距離a (參照圖 曰又化，且影像之實像B與凹面 M b (參照圖14)也會變化 B々先干距離 於影像A與凹面鏡2 ^^之㈣範圍被限定 鏡2之焦點距離崤長的二:距離3 ’使其變的比凹面 體而言，使用者^操作部4之控制㈣向「近 側轉動時，距離調整部5會將監視器】向 近」 而縮短監視器1與凹面鏡2之_光學距離 、^動 =實㈣與㈣鏡2之_光學輯b會變長，影像^象 f被顯示於比以往更魏❹者P側。缺地，使用^ 向「遠」側轉動時，距離調整部5會將= m訂转軸錢絲轉a變長。據此，絲 =:短，影像之實像”形成於比以往更遠離s 其次，將説明本實施形態的顯示裝置之動作。首先， 10/32 201213854 監視器]顯示影像A時，凹而於0Ieg 於會將影像之實❹浮現 U的方式⑽成。之後，制者p相影像之 ^作操作部4。操作部4會將改變位置操作輸人之^輸 =·調整部5。距離調整部5之控制部依: :作:=置來改變操作輸入資訊，而移動監視器厂據 ’使用者P可將影像之實像B之位 己之視力狀態的位置。 Π正主過口目 二，5兄軸本貫施形態有_顯示裝置之使用例。 ==】錢例將使關2制於浴室使用本實施形態 不4置的情形。顯示裝置係被嵌入設置於浴室;之牆 壁。依照第1使用例，即使顯示裝置未設置於接近使用者 P ’亦可誠顯示裝置之設置處更近地形成影像之實像B。 據此使用者P即使摘除眼鏡或隱形眼鏡而視認性為低的 情形下’經由視認影像之實像B，也可理解監視器！上之 影像A之資訊。 接著，第2使用例，使用圖3説明本實施形態之顯示 裝置與電視機T同時使用而設置讀室的情形。第2使用 例中’即使絲於使用者P附近設置電視機τ，來 機Τ的光也能以反射板31反射於半反射鏡3側，再經由以 凹面鏡2使其成像，即可於更接近電視機Τ之設置位置， 來形成電視機Τ播放的映像（影像）之實像Β。據此，使 用者Ρ即使於拔除眼鏡或隱形眼鏡而視認性為低的情形 下，經由視認映像之實像Β，也可理解映像之内容。 接著，第3使用例，使用圖4說明使用本實施形態之 顯示裝置來作為個人電腦（VDT) C之顯示裝置使用的情 开7即使於第3使用例，使用者ρ附近未設置顯示裝置， 11/32 201213854 亦可於較接近顯示裝置之設置處所形成影像之實像B。據 此，即使使用者p摘除眼鏡或隱形眼鏡而使用者P之視認 性低的情形，使用者p經由視認影像之實像B，就可理解 監視器丨上之影像A之資訊。 以上，依照本實施形態之顯示裝置，可因應使用者P 之視力狀態，使影像A (資訊顯示媒體）與凹面鏡2之間 的光學距離a於比較凹面鏡2之焦點距離f較長的範圍内變 化’進而容易地調整影像之實像B之位置，故可於適合使 用者P之視力狀態的位置顯示影像A之資訊。換言之，依 照本實施形態之顯示裝置，若使用者P為近視的情形，可 於使用者P之附近顯示影像A之資訊。據此，本實施形態 之顯示裝置，於將特定資訊顯示於使用者P之際，就可提 高使用者P之視認性。 又’依照本實施形態之顯示裝置，依照由因應使用者p 之視力狀態而由使用者p進行的操作，讓距離調整部5改 變影像A與凹面鏡2之間的光學距離a ’基於使用者p之 思維的位置，就可移動影像之實像B。 再者，依照本實施形態之顯示裝置，經由半反射鏡 與凹面鏡2之光机χ斜交，使用者p視認影像之實像b : 際’可防止讓影像A本身成為阻礙。 又’作為本實施形態之顯示健之變 媒趙可使射,丨如_等之平聽或立體㈣ ::物及立體物可藉㈣接或間接安裝於距離 #訊顯谓了祕。即錢科面物或立體物❹ 力狀態使資訊顯示媒體f 7使用者ρ之視 螺組（千面物、立體物）與凹面鏡2之 12/32 201213854 間的光學，離於較凹面鏡2之焦點距離f較長的範圍内來變 化’進而谷易地調整資訊顯示媒體之實像之位置，故可於 適合使用者P之視力狀態的位置來顯示資訊顯示媒體之資 訊。以下之實施形態2、3亦同。 、 又’為了改變變換影像A與凹面鏡2之間的光學距離 a ’有以下3種方式，分別有僅移動監視器i (影像a)的 方式、僅移動凹面鏡2的方式、及移動監視器i與凹面鏡2 兩者的方式。本實卿態之顯示裝置乃採用使用距離調整 邛5而僅私動監視裔〗的方式。然而，本實施形態之變形 例，顯示裝置可以替代成距離調整部5，或者也可與距離調 整部5皆具備可往凹面鏡2之光軸Lx之方向使凹面鏡2務 動的凹面鏡驅動部。本變形例之顯示裝置係藉由使凹.¾鏡2 移動，可使影像之實像B移動。惟，為了讓使用者p可正 確觀測實像B，相對於凹面鏡2而言，使用者P之眼之位 置將被限定於某一範圍内。因此，使凹面鏡2移動的情形 下’亦有必要移動使用者P之眼睛位置。因此，上述.3種 方式中’僅移動監視器1的方式係最為優異，而較為實際 的。換言之，在不必要使使用者p之眼睛位置移動情況下， 本實施形態之距離調整部5方面會優於較凹面鏡驅動部， 而為實際的。以下之實施形態2、3亦相同。 再者，本實施形態之變形例’監視器]也可和顯示裝 置另外設置。依照本變形例之顯示裝置，就可使用市販售 之監視器1來進行與本實施形態之顯示裝置同樣動作而獲 得同樣效果。以下之實施形態2、3亦相同。 (實施形態2) 實施形態2的顯示裝置’於具有可依使用者P之視力 13/32 201213854 狀態使影像A與凹面鏡2之間的光學距離 上，係㈣施形態1賴示裝⑽^ 將使用圖5說明本實施形態之顯示裝置。又: 之顯^置同樣的構成要素，將附加_符•省略 本貫施織之齡裝置如圖5所示其具備視 V視力測量部6係例如為紅外線驗光計（自動折二 U咖咖_誠〇)等，用來測量使用者？之視。。 即’視力測量部6係取得使用者p之視力狀： 狀態取得部。視力測量部6所測量的視力狀i資訊被^ 至距離調整部5。 攸細出 。記憶部58 a與使用者 本實施形態之距離調整部5具備記憶部％ 會預先儲存影像A與凹面鏡2之間的光思 P之視力狀態之對應關係。 本實施形態之㈣部57會自視力測量部6取 態資訊並自記㈣58取得對應上特_光學力狀 値。之後，控制部57會使監視器1移動而使實際 = 離a成為自記憶部58取得的値。此結料影像a : 2之間的*學距離a會依視力測量部6所測量到== 加以變化。 力狀恕 其次，說明與本實施形態的顯示裝置之動作。、’ 監視器1顯示影像A時，凹面鏡2使影像之實像b⑨先 空間的方式而形成。之後，視力測量部6會測量使 之視力狀態。視力測量部6所測量的視力狀態資气备、 力測里部β輸出至距離調整部$。距離調整部$之押、 57係由記憶部58取得對應自視力測量部6取得的資:制= 距離a之Α。之後，控制部57使監視器丨移動^ 14/32 201213854 光學距離a成為自記憶部58取得的値。 本實施形態之顯示裝置之使用例與實施形態]之第j 至3使用例相同，可在浴室或寢室中使用顯示裝置，或可 作為個人電腦之顯示裝置來使用。 以上’依照本貫施形恶之顯示裝置，既可經由依照視 ..力測量部6所測量的視力，而藉由使距離調整部5來改變 影像A與凹面鏡2之間的光學距離a，既可移動影像之實 像B來適合使用者P之視力的位置。 (實施形態3 ) 貫施形態3的顯示裝置’於形成用於操作特定機器的 操作晝面實像的點上，係與實施形態2的顯示裝置係不同 的。以下’使用圖6、7說明本實施形態之顯示裝置又， 關於與實施形態2之顯示裝置相同的構成要素，將附加相 同符號而省略説明。 本實施形態之顯示裝置具備如圖6所示，進一步具備 f的檢測部7與決定部8’使用於作為形成虛擬觸控面板的 ，作扁置。本貫施形態之影像A,係讓用來操作機器9的 細作畫面可顯示於監視器1，而作為影像之實像B，乃形成 上述操作晝面之實像。 本貝^形態之監視器1係顯示如圖7所示的影像A。 J像A係使用者P用來操作機器9的晝面。於影像A上， =不出用以接受由使用者P對機器9的操作輸入（以下 冉二「機态操作輸入」）的複數按鈕Bu〜Bt3。又，操作畫 =影像A)上，會顯示出接受由使用者P用以改變後述 '像B之位置之祕輪人（以下稱為「位置改變操作輸 \」）的按鈕Bt4、Bt5。 15/32 201213854 檢測部7具備攝像部7]及處理部72。攝像部7】例如 為CCD (電荷轉合元件（charge Coupled Device))相機等， 可於每個指定時間内拍攝於顯示裝置與使用者p之間且影 像之實像B所形成的空間。據此，使用者p看見影像之實 像B而操作輸力時，攝影部7〗可拍攝出與使用者p之操作 輸入有關的動作。 處理部72係以例如電腦之微處理器（MPU : MiciO Processing Unit)作為主構成要素’其具有能於於攝影部7丨 所得的攝影影像上將檢測領域設定在上對應於各按鈕B t】 〜Bt5 (參照圖2 )的範圍設定檢測領域的機能。即，於影 像（操作晝面）之實像B上，能夠使各按鈕Bt丨〜Bt5之範 圍藉由圖像來顯示於使用者P，且於影像之實像B所拍攝 到的攝影影像上，可將檢測領域設定在對應於各按鈕扮】 〜Bt5之圖像的範圍中。檢測領域，有對應到機器操作輸入 的領域及對應到位置改變操作輸入的領域。 處理部72可於每個特定時間來取得以攝影部7】所取 得的攝影影像。處理部72可於取得賴影影像與初期狀態 —(非操作輸人的狀態）之攝影影像之間，於檢測領域内^ 每個畫素來取得畫素値之差，進而求得檢測領域内之各晝 素差値之總合。處理部72將差分値之合計無界值作= 較。差分値之合計較臨界值大時，處理部72會判 檢測領域的操作輸人。差純之合計_界值以^ 形，處理部72會判定並無對應檢測領域的操作輸入^ 部72係於連同檢測領域進行如此之判定。 由上述可知’處理部72於每個制領域巾，若於 有機器操作輸人的情形就可檢測出為機器操作輪入，、= 16/32 201213854 二有位置改4作‘人的情形貝彳可檢測出為位置改變操作 輸入。 =部72所檢測的機器操作輪人之資訊係自處理部72 8。處理部72所檢測的位置改變操作輸入之 _貝邮自處理部72輸出至距離調整部5。 =定部8具備記憶部8卜處理部U及輸出部幻。其 时職財制者ρ之機轉作輸人與對機器 9的#作内容之對應關係。 ，理# 82 ίτ、例如以電腦之微處作駐構成要素， 入的操作内容。處理V =棚^ 作内容資訊輸出至機器輸出部83將已決定的操 本貫施形態之距離綱敫C 4 改變操作輪入之資訊時;:二右自檢測部· 訊，使監視器！上下置改變操作輸入之資 器！上之影像A與凹二二;;==上下移動時，監視 合缢仆日於你+ —，見2之間的光學距離a(參照圖14) u #像之貫像3與凹面鏡 照圖14)也會變化。惟 ⑽光卞距離b (蒼 像A與凹面鏡^ϋ1之移動範圍被限定為影 距離f較長的範圍内。予#a變成比凹面鏡2之焦點 具體而言，若有用，、，μ α 用之位置改變操作輪入之實像Β接近使用者ρ側 , L ^」.八的情形下，距離調整部5會係使臣七 的;學;二二下器1與凹面鏡2之間 距離b會變長，而巧德象貝像與凹面鏡2之間的光學 p之侧。相反地，若%^貫像B將被顯示於更接近使用者 有用以將影像之實像B遠離使用者p 17/32 201213854 的位置改變操作輸入的情形下，距離調整部5會使監視器^ 比現狀往上移動而使光學距離a變長。如此，光學距離匕 變短，影像之實像B於較使用者p更遠處被顯示。 其次，說明本實施形態的顯示裝置之動作。首先，監 視器丨顯示影像A時，凹面鏡2會使影像之實像B浮現於 空間的方式而形成。之後，使用者P看到影像之實像B， 以接觸觸控面板的要領作操作輸入。於檢測部7，處理部 72自攝影部71之攝影影像來檢測使用者P之機器操作輪 入。於決定部8，處理部S2係由記憶部81取得對應以檢測 部7檢測的機器操作輸入的操作内容而決定。經決定的操 作内容之資訊將由輸出部83輪出至機器9。 又’檢測部7之處理部72，於自攝影部71之攝影影像 檢測位置改變操作輸入的情形，將位置改變操作輸入之資 訊輸出至距離調整部5。距離調整部5之控制部57可 , . 、* 、、、

來自檢測部7之位置改變操作輸入之資訊而移動至監視器 】。據此，使用者P可自己調整影像之實像B之位置至適合 自己視力狀態的位置。 D 本實施形態之顯示裝置的使用例與實施形態2相同， 可將顯示裝置用於浴室或寢室，或可使用作為個人電鵰之 顯示裝置。再者，本實施形態之顯示裝置係可以看見影像 之實像B而利用觸控面板的使用感覺來進行操作輸入。 以上’依照本實施形態之顯示裝置，可於顯示裒置之 設置場所與使用者P之間的空間而形成影像之實像B，故 可將用以操作特定機器9的資訊顯示在比上述設置場所更 接近使用者P的位置上。據此，本實施形態之顯示裝置可 於接近使用者P作操作輸入。 。 18/32 201213854 又，本實施形態之變形例，顯示裝置可未义、具有依明 使用者P之位置改變操作輸入而改變光學距離a的她 即’影像之貝像B之位置也可被固定。即使於本變升彡例之 顯示裝置中’與本實施形態之顯示裝置相同，可於顯示裝 置之設置場所與使用者P之間的空間來形成影像之實^ B，故用以操作機器9的資訊可顯示於比上述設置場所更^ 近使用者P的位置，此結果，使用者P可於近處作操作衿 入0 1 又，本實施形態之變形例，機器9不與顯示裝置成為 另外的個體，而可為一體，即内建於顯示裝置中。.''' (實施形態4) ‘ 實施形態4的顯示裝置如圖8所示，於半反射鏡所 豆立的點上，係與實施形態1之顯示裝置（圖8之虛線） 不同。又’與實施形態i之顯示裝置相同的構成要=，將 附加相同符號而省略説明。 於本實施形態之監視器la中，用來顯示影像A的顯示 面1卜與顯π面為平面的情形相比，將形成非平面（曲面） 來減少藉_面鏡2a所成像的影像之實像B狀直現象。 ，體而言，監視器la之顯示面U將形成朝半反射鏡允之 目^則而成為凸狀的球面。又，顯示面u若可使影像之實 像B之失真減少，可為如上述的球面以外之非平面。、 本實施形態之凹面鏡2a及半反射鏡％，配置於係如圖 ^不被配置。即，配置凹面鏡2a及半反射鏡％將以使得 二於凹面鏡2 a之鏡面2 i之中心點2 2的反射光3 4，對著 二=點22中的法線23而往傾斜於監視器ia側（圖8之 側）來傾斜。換言之，反射光34，係於圖8之¥轴周圍， 19/32 201213854 乂〇寺知方向對著於法線23來傾斜。半反射鏡％之分割 面31與半反射鏡3相比’將豎立於面對凹面鏡2a之鏡面 21的方向（圖8之左側）站立。 半反射鏡3a係如上賴言，賴著於凹面鏡2a而配 置:同時對於監視器la，於分割面3]之點33中，將配置 成，以、分副面31及監視器1a之光軸所形成之失角Θ]小於 •刀°】面jl上之點33係投影於凹面鏡2a之鏡面2】之 中心點22的反射光34所生成的點。又，也可使用平面之 具有分割面的其他之分光鏡來替代半反射鏡3a。 尽赏知形態之凹面鏡2a之鏡面2丨，相較球面係形成柄 圓面（非球面）來降低影像之實㈣的失真縣。即，本 ㈣形態之凹面鏡2a，她球面鏡之情況，係—可使影偉 之贯㈣之失真狀況降低之橢圓面鏡（非球面鏡）。又，凹 面鏡2a之鏡面21可未必為如上述的赠圓面 面可降歸像之實像B之失真的非球面者即可。m才、 本只㈣叙顯示裝置如圖9所示，配置監視器使 =凹面鏡2a之最下位置的高度L】在】82_〜】防· zH其ΙΓ鏡23之¥軸方向之長度u為】60_， 向之長度乙3為12〇_。於χ轴方向’凹面鏡七（令 〜點22)與半反射鏡3a (點33)之間的距離 凹面鏡2a (尹心點22)愈觀巧观m 一，上述高度u:t==5為 為其L上述之鮮限定，刊制途作適宜設定。 如圖10所不，本實施形態之顯示裝置 之實線）與如圖】6所示的監視器91之顯示面^ = 的情形⑽圖Π之實線)相比，會降低失真現象=面 20/32 201213854 示於圖16所示的半反射鏡93，與半反射鏡3相比，為豎立 立於面對凹面鏡92 (2a)之鏡面921 (21)的方向（圖μ 之左側）。半反射鏡93係以平面之分割面931將從由監視 器91所產生的光分割成反射光及透過光。又，圖】〇為本 實施形態之其中一例，其中監視器la之顯示面！】之曲率 半徑為50mm ’圓錐常數（Conic Constant) k為-5.0，凹面 鏡2a之鏡面21之曲率半徑為250mm，圓錐常數k為_〇 3 的情形之貫像的失真（distortion)格子。圖1〇 (a)係視覺 距離L6為400mm之情形，圖1 〇( b)係視覺距離L6為4丨〇mm 之情形。監視器la及凹面鏡2a之曲率半徑 让 未限定於上述之値，可視用途作適宜設定。圖iq及圖Η 之虛線係表示顯示面11所顯示的失真格子。 .：， 由上述可知’若設置半反射鏡3a何使得投影於凹面 二二二面。21之中心點22的反射光34 ’對著法線23而 、"、瓜硯盗la側的情形時，可藉由將監視哭 面11作成非+ 、 凡。。ia之頒不 的視哭(球面），相較於與顯示面州為平面的 .H情形’可降低影像之實㈣之失真現象。 .2a及半反實施職之齡裝置係配置凹面鏡 點22的反知t 3以使传投影於凹面鏡2a之鏡面21之中心 監視器㈣斜於監視器1a側， 騎置不會增加影像;二本:施形態之 =之寬度Wi。即，本實施形㈣; 而吕，不用推心媚&日扭a 衣置對灰使用者！> 近之實像心、 會失真且可顯示出比影像A較接 8之虛線）之官声船士 你貝祕感1之顯示裝置（圖 見度W2相比，可將裝置之寬度—變薄。 21 /32 201213854 尤其，本實施形態之顯示裝置，係藉由使監視器la之 顯示面11朝向與向半反射鏡3a之相反側形成凸狀，注視 目標之失真可更簡單地降低。 再者’本實施形態之顯示裝置藉由凹面鏡2a之鏡面21 為非球面，注視目標之失真可更簡單地降低。 又’即使於本實施形態’藉由距離調整部6，也可使監 視β 1 a與凹面鏡2a之間的光學距離於比凹面鏡2a之焦點 距離較長的範圍内變化。 (實施形態5) 實施形態5的顯示裝置於如圖1丨所示，於賢立半反射 鏡3b的點上，與實施形態丨的顯示裝置（圖丨〗之虛線）

不同。又，與實施形態1之顯示裝置相同之構成要^，將 附加同一符號而省略説明。 T 本實施形態之半反射鏡3b之分割面31與分判面為 面的情形相比’係形成非平面（曲面）來減少目㈣# 而成像的影像之實像B的失真現象，而形成非平面兄曲 面)。具體而言’半反射鏡3b之分割面3]係朝向 之相反側形成為凸狀的球面。又，分割面3】若 一 之實像B之失真現象，則非上述的球面之非平面二低影像 本實施形態之凹面鏡2b及半反射鏡3b : ° 所示被配置。即，配置凹面鏡2b及半反射鏡’、0圖Π 影於凹面鏡2b之鏡面21之中心點22的反身兄％以使得投 於中心點22的法線23而傾斜於監視养/光23’相對著 側）。換言之，反射光34係於圖丨〗之丫軸周⑨（圖丨1之上 線23以逆時鐘方向來傾斜。半反射鏡补之1 八圍’對著於法 反射鏡3相比，將豎立於對著凹面鏡2二。彳面31與半 22/32 之鏡面21的方向 201213854 (圖11之左側）。 半反射鏡3b係配置如上述面對凹面鏡％， 視裔1而言，於分割面3]之點33中，將配置成:於監 接線35與監視器1之光軸的夹㈣低於 31上之點33係投影於凹面鏡2b之鏡面21之心刀相 =光34所生成_。又，亦可使料有 ·= 邮的其他分光鏡來储半反賴3b。 H狀之分 本實施形態之凹面鏡2b之鏡面21，相較球面传 f面（非球面）來減少影像之實像B的失真現象。即成^ 二之凹面鏡2b相較球面鏡係—可減少影像之 5真現象_圓面鏡(非球面鏡)。又，凹面鏡2;之鏡 偉丨可^書如上述的_面’只要相較球面可降低影像之 汽像B之失真的非球面即可。 且f實施形態之顯示裝置如圖12所示，配置有監視器】 =自凹面鏡2b之最下位置之高度Lu182inm〜i85mm ::移動，㈣鏡2b之丫轴方向之長度l2請麵，z 心=之長度〇為12〇麵。於X轴方向，凹面鏡2b (中 凹2)與半反射鏡北（點22)之間的距離L4為5〇mm， 面鏡2b (中心點22)與觀測點8之間的距離L5為 為：m。又，上述之尚度L1、長度L2、L3及距離L4、L5 〜、中例，未限定於上述之値，可因應用途作適宜設定。 如圖13所示，本實施形態之顯示裝置中的實像（圖13 只線）與如圖16所示的半反射鏡％之分割高％】為平 =If形（翏照圖17之實線）相比，會減少失真現象。又， :2為表示本實施形態之其中一例，半反射鏡北之分割 31之曲率半徑為5000mm，圓錐常數&為_5〇〇，凹面鏡 23/32 201213854 2b之鏡面2丨之曲率半徑為25〇mm，圓錐常數[為^ π情 形之贫像的失真格子。圖13 (a)係視覺距離L6為4〇〇mm 之情形，圖13 (b)係視覺距離L6為41〇nlm之情形。監視 器1及凹面鏡2b之曲率半徑及圓錐常數让未限定於上述之 値，可因應用途作適宜設定。圖丨3及圖丨7之虛線表示顯 不面Π所顯示的失真格子。 ^由上述可知，若配置半反射鏡3b使投影於凹面鏡孔 之鏡面21之中心點22的反射光34可對著法線23來使傾 斜於監視器1側的情形下，可藉由將半反射鏡讣之分割面 31作成非平面（球面）’相較於與分割面931為平面二;反 射鏡93，可減少輕影像之實像B的之失真現象。 由以上之説明可知，本實施形態之顯示裝置係配 凹面鏡2b及半反射鏡3b使經投影與於凹面鏡⑪之鏡面2ι 之中心點22的反射光34可對著法線23來傾斜㈣ 側而配置凹面鏡2b及半反射鏡3b，使半反射鏡3二二 面3】係形成為非平面。藉據此，財實施形態 置 上就不會增加並未使影像之實像B的之失魏象增力^且 也可將裝置之寬度。即，本實施形態之顯 對於使用者心視點目標會失真且可顯示出 比影像A較接近之實像B的視點目標，同時與實施形態i 之顯示裝置（圖11之虛線）之宫疮w 寬請變薄。 ）之m2相比’可將裝置之 尤再，本貫施形態之: 取1丨不稽田使牛反射鏡3b之 /刀割面31朝向凹面鏡2b之相反側而形成凸狀，更可 來降低視點目標之失真現象。 再者，本實施形態之顯示裝置係藉由凹面鏡2b之鏡面 24/32 201213854 21為非球面，故更可簡單來降低視點目標之失真現象。 又，即使於本實施形態中，也可藉由距離調整部6，於 比凹面鏡2b之焦點距離較長的範圍内來改變半反射鏡3b 所成像的實像與凹面鏡2b之間的光學距離。 各實施形態之檢測部4,也可使用2個位置檢測感測器 (圖未顯示）之輸出，於利用使用者P之手指可於操作位 置之實際空間上來檢測出3維座標。例如，以使用相機作 為位置檢測感測器的情形，檢測部4對於各相機所攝影的 各別2個影像，會影像辨識影像中的使用者P之指頭部分， 再算出指頭尖部分之影像中之座標。算出求得影像中之座 標的檢測部4，將會依相機的配置或透鏡特性而計算出.對應 到所求得的座標的實空間上之座標範圍依相機的配置或透 鏡特性而求得，其中對將於2個影像中所求得的實空間上 之座標範圍之重複位置，乃為使用者P手指之操作位置之 實空間上的3維座標。 【圖式簡單說明】 圖1為表示實施形態1的顯示裝置之構造圖。 圖2為說明實施形態1的顯示裝置之第1使用例的示 意圖。 圖3為說明實施形態1的顯示裝置之第2使用例的示 意圖。 圖4為說明實施形態1的顯示裝置之第3使用例的示 意圖。 圖5為表示實施形態2的顯示裝置之構造圖。 圖6為表示實施形態3的顯示裝置之構造圖。 .Ί 25/32 201213854 圖7為表示實施形態3的顯示裝置之影像圖。 圖8為表示實施形態4的顯示裝置之示意圖。 圖9為說明實施形態4的顯示裝置之設計參數圆。 圖為表示於實施形態4的顯示裝置中，（3)係表示 虽視覺距離為400mm的情形下之實像之失真格子圖；（b) (丁'表示當視覺距離為4〗0mm的情形下之實像之失真格子 圖。 圖丨1為表示實施形態5的顯示裝置之示意圖。 圖12為說明實施形態5的顯示裝置之設計參數圖。 圖】3為表示於實施形態5的顯示裝置中，（3)係表示 視當覺距離為4〇〇mm的情形下之實像之失真格子圖；（b) 係表示當視覺距離為4]0mm的情形下之實像之失真格子 圖。 圖14為說明凹面鏡原理的示意圖。 圖丨5係表示使用凹面鏡的情形時之影像與實像之位置 關係圖。 圖16為表示比較例之顯示裝置示意圖。 圖17為表示於比較例之顯示裝置中’（a)係表示當視 覺距離為4〇〇mm的情形下之實像之失真格子圖；（b)係表 示當視覺距離為410mm的情形下之實像之失真格子圖。 【主要元件符號說明】 1 監視器 la 監視器 2 凹面鏡 2a 凹面鏡 26/32 201213854 3a 半反射鏡 3 半反射鏡 4 操作部 5 距離調整部 6 距離調整部 7 檢測部 8 決定部 9 機器 11(A)顯示面 21 鏡面 22 中心點 23 法線 31 分割面 32 分割面 33 於分割面31之點 34 反射光 35 接線 41 控制紐 51 固定板 52 線性滑軌 53 微動螺絲 54 滑輪 55 滑輪傳動帶 56 馬達 57 控制部 71 攝像部 27/32 201213854 72 81 處理部 記憶部

82 83 91 92 93 911 921 931 A B P 處理部 輸出部 監視器 凹面鏡 半反射鏡 顯示面 鏡面 分割面 影像 實像 使用者

Lx 光轴 W 牆 T 電視機 C 個人電腦

Btl 按钮

Bt2 按鈕

Bt3 按紐

Bt4 按鈕

Bt5 按紐 X X軸 Y Y軸 Z Z軸 W1 裝置之寬度 201213854 W2 裝置之寬度 θ\ 夾角 Θ2 夾角 LI 凹面鏡2a之最下位置的高度 L2 凹面鏡2a之Y軸方向之長度 L3 Z軸方向之長度 L4 凹面鏡2a (中心點22)與半反射鏡3a (點33) 之間的距離 L5 凹面鏡2a (中心點22)與觀測點8之間的距離 L6 視覺距離 A1 影像 A2 影像 B1 實像 B2 實像 F 凹面鏡之焦點位置 a 影像與凹面鏡之間的光學距離 b 影像之實像與凹面鏡之間的光學距離 f 凹面鏡之焦點距離 29/32

Claims (1)

1. 201213854 七、申請專利範圍： 】.一種顧不裝置，其係將特定資訊顯示於使用者之裝置， 其特徵係具備： ’ 顯不部，具有一凹面鏡，其設置成能夠讓和從外部既可 辨認出前述資訊之資訊顯示媒體之間的光學距離比焦點 距，較長，且使用前述凹面鏡既可將前述資訊顯示媒體 之實像浮現於空間而形成； 、旦 視力狀態取得部，取得前述使用者之視力狀態資訊； 距離調整部’㈣以前述視力狀態取得部所取得的前述 現力狀態之資訊，使前述資訊顯示媒體與前述凹面鏡之 間的則述光學距離’可於比前述凹面鏡之前述焦點距離 較長的範圍内變化。 …如申請專利範圍第1項之顯示裝置，其中前述視力狀態 取=部係一用來可因應前述使用者之視力狀態而改變^ 述實像位置來操作的操作部，另外，前述距離調整部係 依照前述使用者對前述操作部之操作’來改變前述資= 顯示媒體與前述凹面鏡之間的前述光學距離。 3. 如申請專利範圍帛1項之顯示裝置，其中前述视力狀態 取得部係一用來測量前述使用者之視力狀態的視力測J 部，前述距離調整部係可依照前述視力測量部所測量出 的月Ij述視力狀態，來改變前述資訊顯示媒體與前述凹面 鏡之間的前述光學距離。 4. 如申請專利範圍第〗項之顯示裝置，其中前述顯示部具 有分光鏡（beam splitter) ’前述分光鏡包括有可分割成與 前述凹面鏡之光軸斜交而設置之反射光與透過光的分割 面’依據前述分光鏡不但可使前述反射光反射於前述凹 30/32 201213854 面鏡側，同時也可使於前述凹面鏡所反射的光透過而形 成前述資訊顯示媒體之實像。 5. 如申請專利範圍第4項之顯示裝置，其中具備有一監視 器，其具有可顯示前述資訊顯示媒體的顯示面且可投射 出顯示於該顯示面的前述資訊顯示媒體， 前述#分光鏡，於前述分割面上可將自前述監視器所產生 的光分割成前述反射光與前述透過光， 配置前述分光鏡及前述凹面鏡以使得投影於前述凹面鏡 之鏡面中心點的前述反射光對著該中心點中的法線而傾 斜於前述監視器側， 前述監視器之前述顯示面係形成非平面。 6. 如申請專利範圍第5項之顯示裝置，其中前述監視器之 前述顯示面係朝向前述分光鏡之相反側成為凸狀而形 成。 7. 如申請專利範圍第4項之顯示裝置，具備有一監視器， 其具有可顯示前述資訊顯示媒體的顯示面且可投射出顯 示於該顯示面的前述資訊顯示媒體， 前述分光鏡，於前述分割面上可將自前述監視器所產生 的光分割成前述反射光與前述透過光， 配置前述分光鏡及前述凹面鏡以使得投影於前述凹面鏡 之鏡面中心點的前述反射光對著該中心點中的法線而傾 斜於前述監視器側， 前述分光鏡之前述分割面係形成非平面。 8. 如申請專利範圍第7項之顯示裝置，其中前述分光鏡之 前述分割面係朝向前述凹面鏡之相反侧成為凸狀而形 成。 31/32 201213854 9. 如申請專利範圍第5至8項中任一項之顯示裝置，其中 前述凹面鏡之前述鏡面係形成非球面。 10. 如申請專利範圍第4項之顯示裝置，其中前述分光鏡為 半反射鏡（halfmirror)。 32/32