TW201423160A - 顯示裝置 - Google Patents

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Noriyuki Juni
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Nitto Denko Corp
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Abstract

本發明之顯示裝置具有面板狀之成像光學元件、與平面面板顯示器,並為使顯示器所顯示之影像(圖像)在成像光學元件上方空間成像為空間像的顯示裝置,又,在成像光學元件上面與上述空間像之間,具有與該成像光學元件之平面形狀對應之開口的板材(引導板)是以相對於上述成像光學元件從正面朝向後方上昇傾斜的狀態來配置,而構造成使上述空間像透過上述板之開口而浮上。藉此,在任何人都不須熟悉等的情形下,便可自然地從適切的方向、位置來鑑賞富有深度感之立體的空間像。

Description

顯示裝置 發明領域
本發明是有關於一種顯示裝置,其以浮上至空間之狀態來投影相片等之二次元圖像,藉此立體地顯示擁有深度感之圖像。
發明背景
又提案有一「圖像顯示裝置」,其作為用較簡單之構成使相片等之二次元圖像以浮上至空間狀態來顯示擬似的立體像的機構,使用了平板狀成像光學元件(微透鏡陣列)(例如,參照專利文獻1等)。
該圖像顯示裝置在與LCD等之圖像顯示面平行並分開之位置配置有具備在兩面彼此鄰接而配列成矩陣狀之複數凸透鏡(單位光學元件)的一對微透鏡陣列(成像光學元件),並利用該微透鏡陣列之成像作用,在與上述圖像顯示面相反側之空間(相對於上述成像光學元件之元件面與圖像顯示面相反側之位置),使上述二次元圖像之正立等倍像成像。
然而,在上述圖像顯示裝置,由於上述成像(空 間像)投影於微透鏡陣列之正對面,因此為了適切地鑑賞該空間像,需要使鑑賞者與微透鏡陣列與圖像顯示面配置於一直線上,會有可鑑賞之視野角很窄的問題。又,上述圖像顯示裝置由於在從鑑賞者所見之後方側需要很大空間,因此設置之自由度很低,又加強了鑑賞者亦必須從繞過上述微透鏡陣列正面之特定位置來鑑賞而觀看陣列的不自由度。
相對於此,本案申請者,對於日本特願 2012-81248與日本特願2012-185198,提案了一顯示裝置,其是具有配列多個具有彼此正交之2個鏡面(角形反射器)之凹狀單位光學元件或凸狀單位光學元件、平板狀成像光學元件(微鏡陣列,參照專利文獻2)、及LCD等之平面面板顯示器。如圖8所示,該物可採用將平面面板顯示器D以其之顯示面Da以相對於上述成像光學元件(微鏡陣列M)之元件面P傾斜預定角度α(30°以上未滿90°)之狀態來配置於該成像光學元件其中一面側(下方)的構成。藉此,上述顯示裝置可在裝置上方空間使朝向正面側(鑑賞者側)豎立呈傾斜狀之空間像以從上述成像光學元件上面浮上之狀態來鮮明地顯示。又,該顯示裝置可使裝置全體輕巧地構成,並具有配置自由度很高且可搬性優異的特徵。
[先行技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2003-98479號公報
[專利文獻2]國際公開第WO2007/116639號
發明概要
然而,上述顯示裝置是比起前述習知之「圖像顯示裝置」可鑑賞之視角更廣且適切之鑑賞位置的範圍亦更廣者,但由於所顯示之空間像的周圍沒有比較對象物,因此鑑賞者之眼睛距離感(景深度)與實際距離不一致,不易獲得兩眼視差,故,可得知不易對空間像感受到立體感、飄浮感或臨場感等。
又,募集被實驗者,來判定上述空間像觀賞容易度之實驗的過程中,上述顯示裝置不易得知在不適應該種立體顯示裝置(鑑賞裝置)者時,該從何種高度(方向、角度)來觀賞,該使眼睛焦點(focus)朝裝置何處來瞄準,而得知會有無法直感地操作(鑑賞)的情形。如解決這些問題,更多人便可更加簡便地利用上述顯示裝置。
本發明是有鑑於上述事實而成者,目的在於提供一種顯示裝置,其可使浮上至從成像光學元件分離之空間的二次元圖像作為富有深度感之立體的空間像,在任何人都不須熟悉的情形下,可自然地從適切之方向、位置來鑑賞。
為了達成上述目的,本發明之顯示裝置具有面板狀之成像光學元件、與平面面板顯示器,並為利用上述成像光學元件之成像功能,使配置於上述成像光學元件其中 一面側之顯示器所顯示的影像在該成像光學元件另一面側的空間成像為呈傾斜狀豎立的空間像的顯示裝置,又,在上述成像光學元件之另一面與上述空間像之間,具有與該成像光學元件之平面形狀對應之開口的板材是以相對於上述成像光學元件從正前方朝向後方上昇傾斜的狀態來配置,而採用上述空間像透過上述板材之開口而浮上的構成。
即,本發明者為了解決前述課題而反覆研究,其 結果,找出了以下方法:在面板狀之成像光學元件之另一面(鑑賞者側上面)與其上方所成像之空間像之間,來插入成為上述空間像背景之框狀板材,藉此在該背景(板材)與空間像之間,會產生兩眼視差,而更可立體地感受到空間像。
又,同時上述板材會覆蓋隱藏上述成像光學元件 上面之一部分,藉此鑑賞者使該成像光學元件向下(觀賞)方向或與頭部(眼)之位置關係可慢慢地規範(矯正),故,找出該板材使鑑賞者之鑑賞方向自然地引導(誘導)至最適合空間像之鑑賞方向、位置,而完成本發明。
本發明之顯示裝置在上述面板狀之成像光學元件之鑑賞者側的另一面與由該成像光學元件所成像之呈傾斜狀豎立的空間像之間,具有與上述成像光學元件之平面形狀對應之開口的板材會配置成從正前方朝後方側上昇傾斜狀,並透過該板材之開口,在其上方,呈上述傾斜狀豎立之空間像便會浮上。即,在上述顯示裝置,在上述成像光學元件另一面與上述空間像之間,成為上述空間像之「背 景」之框狀板材以與上述空間像之傾斜朝相同方向傾斜的狀態來配置,且上述空間像構造成使其透過上述框狀板材之開口,在其上方成像。
故,上述顯示裝置在成像之空間像附近(周圍)會 有可辨識與該空間像之視差的比較對象物(板材上面與開口緣部等)存在。藉此,本發明之顯示裝置與上述空間像周圍沒有板材之習知的顯示裝置(參照圖8)相比,可變得更容易地感受到上述空間像之立體感(深度)、飄浮感或臨場感等。
進而,在周圍環境明亮之場所,從上述裝置之正 前方(傾斜狀開口之正面)方向觀賞時,在上述板材與成像光學元件上面(另一面)之間會形成暗部(影),該暗部會成為空間像之背景,來補強空間像(影像)之對比。藉此,可更強地感受到空間像之立體感(深度)、飄遊感或臨場感等。
又,本發明之顯示裝置無法對鑑賞上述空間像從 適切方向、位置(傾斜狀板材之開口正面)來觀賞時,因上述板材不自然(不均等)地覆蓋隱藏成像光學元件上面之一部分等,而感受到違和感。故,使用(鑑賞)該顯示裝置之鑑賞者會進行上提上述顯示裝置等,使其旋轉至適切之位置、角度,或是,自身移動至正對於上述開口之正面位置,而容易引發無意識地使視點從上述板材開口移動至成像光學元件上面面臨左右均等之形狀的方向、位置的行動。
藉此,本發明之顯示裝置使任何人都可簡單地找出在上述空間像感受到立體感等且適合鑑賞之方向、位 置。且,其之鑑賞方向與位置在上述顯示裝置會成為可感受到最強空間像之立體感、飄浮感或臨場感等的位置。因此,即使是不習慣該種立體顯示裝置(鑑賞裝置)者,上述顯示裝置亦可使浮上至成像光學元件上方空間之二次元圖像作為富有深度感之立體的空間像,而可容易地辨認、鑑賞。
又,本發明之顯示裝置中,作為上述面板狀之成 像光學元件,使用微鏡陣列者可使上述空間像不會歪曲,亦可投影(成像)鮮明之影像,而以此為佳。
而,所謂本發明之顯示裝置之「正前方」是相當 於鑑賞者從正對於上述傾斜狀豎立之空間像的傾斜之正面來觀察裝置時之裝置前端位置,所謂的「正前方側」是指從該裝置朝向鑑賞者之視點位置之方向的水平成分。相反地,所謂的「後方」是相當於從呈上述傾斜狀豎立之空間像的傾斜後方側來觀察裝置時之裝置後端位置,所謂的「後方側」是指從裝置前端朝向後端之方向,即,是指從該鑑賞者來觀察上述裝置之方向(視線方向)的水平成分。又,所謂的「與成像光學元件之平面形狀對應」之形狀不是只有嚴格地一致之情況,而包含多多少少之大小差異的意義。
1‧‧‧微鏡陣列
1a‧‧‧上面
1b‧‧‧下面
2‧‧‧顯示器
2a‧‧‧顯示面
3‧‧‧引導板
3a‧‧‧平坦部
3b‧‧‧斜面部
3c‧‧‧開口
4‧‧‧載置台
4a‧‧‧載置面
4b‧‧‧板狀構件
4c‧‧‧基台
5‧‧‧箱體
5a‧‧‧開口
5b‧‧‧底面
6‧‧‧殼體
6a‧‧‧斜面
7‧‧‧殼體
7a‧‧‧頂面(天花板)
7b‧‧‧底面(底板)
7c‧‧‧載置板
11‧‧‧基板
12‧‧‧單位光學元件
12a‧‧‧第1側面
12b‧‧‧第2側面
12c‧‧‧各轉角
D‧‧‧顯示器
Da‧‧‧顯示面
E‧‧‧正面
G‧‧‧引導板
Ga‧‧‧開口
h‧‧‧基板厚度方向之縱長(高度)
I‧‧‧圖像
I’‧‧‧空間像
M‧‧‧微鏡陣列
Ma‧‧‧上面
Mb‧‧‧下面
P‧‧‧元件面
w‧‧‧基板表面方向之横寬
α、θ‧‧‧預定角度
[圖1]是說明本發明實施形態之顯示裝置之基本構成的一部分截面圖。
[圖2]是說明用於上述顯示裝置之微鏡陣列之構造的圖。
[圖3]是說明上述顯示裝置之基本構成的立體圖。
[圖4]是顯示第1實施形態之顯示裝置構成的一部分截面圖。
[圖5]是第1實施形態之顯示裝置的外觀立體圖。
[圖6]是顯示本發明之顯示裝置不同構成例的立體圖。
[圖7]是顯示本發明之顯示裝置更多不同構成例的立體圖。
[圖8]是說明習知之顯示裝置之基本構成的一部分截面圖。
用以實施發明之形態
接著,將本發明之實施形態根據圖式來詳細說明。但,本發明並非限定於該實施形態者。
圖1、圖3是說明本發明之顯示裝置基本的構成的圖,圖2是說明用於上述顯示裝置之微鏡陣列M之詳細構造的圖。而,圖1、圖3中,為了簡潔地只說明本發明之原理,而省略了箱體、殼體等之構件、或配線、電子零件等之元件的圖示。又,在本例中,平面面板顯示器(D)利用了行動電話(智慧型手機等)之液晶顯示畫面(LCD),並在其之顯示面Da所顯示之圖像I與投影於空間之空間像I’(同為圖1中之粗線箭頭)將其之厚度強調並圖示。
如圖1所示,本實施形態之顯示裝置具有面板狀微鏡陣列成像光學元件(以下為微鏡陣列M)、與平面面板顯示器(以下為顯示器D),並為利用設於微鏡陣列M之大量微鏡(角形反射器)之光的反射,使配置於微鏡陣列M其中一面 (圖中為下面)側之顯示器D所顯示的影像(圖像I)在該微鏡陣列M另一面(圖中為上面)側之空間,會成像為呈傾斜狀豎立之空間像I’而使其浮上者。
且,該顯示裝置中,上述顯示器D使其之顯示面 Da相對於微鏡陣列M下面Mb以預定角度α傾斜之狀態來配置,在該微鏡陣列M上面Ma與空間像I’之間,具有與微鏡陣列M之平面形狀對應之開口Ga的鑑賞方向引導用的板材(以下為引導板G)相對於該微鏡陣列M上面Ma以預定角度θ從正前方朝向後方側上昇傾斜之狀態來配置,且用上述各微鏡(角形反射器)所反射之光透過該引導板G之開口Ga,作為空間像I’來成像。此為本發明之顯示裝置的特徵。
針對上述顯示裝置,詳細說明時,作為使用於該 顯示裝置之成像光學元件,可使用包含菲涅耳透鏡等之各種透鏡、或長焦光學系統之微鏡、角形反射器等之折射型成像元件、微透鏡陣列等之正立等倍型成像元件。其中,如圖2所示,本實施形態中,可適當地使用在相對於元件面P之面對稱的位置來成像之微鏡陣列M(凸型角形反射器陣列)。該微鏡陣列M利用未圖示之固定構件等,相對於鑑賞者之視點(感覺)配置成大致水平。
針對上述微鏡陣列(角形反射器陣列)M,更加詳 細說明時,如圖2所示,該微鏡陣列M中,在基板(基盤)11之下面(圖1之下面Mb側),大量凸狀向下之微小的四角柱狀單位光學元件12(角形反射器)配列成使其排列成傾斜棋盤格狀〔圖2是從下側往上看陣列之圖。〕。
上述微鏡陣列M之各四角柱狀單位光學元件12 中,構成角形反射器之一對(2個)光反射面(四角柱側方之第1側面12a、第2側面12b)個別會形成為「相對於基板表面方向横寬(寬度w)之基板厚度方向縱長(高度h)之比」〔縱橫比(h/w)〕為1.5以上的長方形狀。又,各個單位光學元件12中,構成各轉角12c之一對光反射面(第1側面12a、第2側面12b)會朝向鑑賞者之視點的方向(圖1、圖3之E側),如圖3所示,使其之外緣(外邊)相對於鑑賞者之正面(E方向)旋轉45°來配置。
又,如圖1所示,顯示圖像I之平面面板顯示器(顯 示器D)相對於上述微鏡陣列M之下面Mb,從鑑賞者正前方側(正面E側)朝向後方側以預定傾斜角α配置成向下傾斜,透過上述微鏡陣列M所投影之空間像I’便會朝向鑑賞者之方向。
而,作為用於上述圖像I之顯示的顯示器D,除了 具有背光之液晶顯示面板(LCD),亦可使用電漿顯示器面板、有機EL顯示面板等、及可對比良好地再現橫跨全可視光波長之盡可能無色偏之「白色」與非顯示時之「黒色」的顯示器面板。進而,顯示器D可為行動電話或行動資訊終端等之顯示部,具體而言,作為上述顯示器D,在智慧型手機、平板型PC、數位相框、或携帶型遊戲機、携帶型電子書、PDA、電子字典等當中,顯示部Da會經常露出之(無覆蓋)類型中,可使用其之顯示面Da之尺寸會與上述微鏡陣列M之大小(平面形狀)對應之尺寸者。
又,上述顯示器D之傾斜角α會考慮利用該顯示 裝置之鑑賞者的姿勢或距離等,設定成30°以上未滿90°(30°≦α<90°)。
接著,配置於上述微鏡陣列M與空間像I’之間的 鑑賞方向引導用的板材(引導板G)全體為平板狀,如圖3所示,其之大致中央部設有與上述微鏡陣列M之平面形狀對應之開口Ga。該開口Ga之形狀除了例如圖3之六角形狀,亦可為三角形、五角形等其他多角形狀,或是,單純之圓形或楕圓形等,且開口Ga之大小(內緣形狀)只要是與上述微鏡陣列M之平面形狀相近者即可,可為任何開口形狀。
又,上述引導板G朝與上述空間像I’之傾斜相同 傾斜方向,即,從鑑賞者來觀察,以相對於上述微鏡陣列M從正前方側朝向後方上昇傾斜之狀態來配置。而,如圖1所示,以顯示圖像I之顯示器D(傾斜角α)為基準來觀察時,上述引導板G之傾斜方向為包夾該顯示器D與上述微鏡陣列M且成為鏡像關係之方向,即,與所投影之空間像I’相同傾斜方向,且,配置成鑑賞者之正前方側較低,隨著從鑑賞者分離而後方側隨之變高之傾斜方向來傾斜。
且,上述引導板G之相對於微鏡陣列M上面Ma之傾斜角θ設定成相對於上述顯示器D之微鏡陣列M之傾斜角α的角度以下,這些傾斜角α與傾斜角θ之間會成立為以下關係:0<θ≦α(但,30°≦α<90°)
而,上述引導板G之大小(框外緣之大小)或形狀 最小限度是從鑑賞者觀察可隱藏微鏡陣列M外緣之一部分的程度就十分足夠。然而,如先前所述,為了使鑑賞者之視線或頭部(眼之)位置確實地誘導(引導)至開口Ga正面之適當的位置,必須覆蓋包含了上述微鏡陣列M緣部上方之一定程度之寬廣範圍。具體而言,根據後述顯示裝置之箱體或殼體等之上面的形狀,考慮設計、平衡等來適宜決定。 又,除了開口Ga之平板部位之上面的顏色(空間像I’之背景)宜為不干擾空間像I’之鑑賞之黒、灰等之暗色,或無光澤之亞光(matte)(消除光澤)色。只要是在不會成為鑑賞上述空間像I’之障礙的範圍,亦可對上述平板部位之表面賦予花紋或凹凸等。
根據上述實施之形態之顯示裝置的構成,在呈傾 斜狀豎立之空間像I’附近(周圍),或有產生與該空間像I’之視差的比較對象物(引導板G)存在。藉此,上述顯示裝置與在上述空間像周圍無任何物體之顯示裝置相比,上述空間像I’之立體感、飄浮感或臨場感等便會提升。進而,在上述引導板G與微鏡陣列M之間(間隙)會形成暗部(影),該暗部會成為空間像I’之背景,可強調影像或圖像等之對比。藉此,可更加強烈地感受到空間像I’之深度感、飄浮感或臨場感等。
接著,針對更具體的實施形態(第1實施形態)來 說明。
圖4是顯示本發明第1實施形態之顯示裝置構成的一部分截面圖,圖5是上述第1實施形態之顯示裝置的外觀立體 圖。
該第1實施形態之顯示裝置亦具有面板狀微鏡陣 列成像光學元件(微鏡陣列1)、與平面面板顯示器(顯示器2),並為利用大量設於微鏡陣列1之微鏡(角形反射器)之光的反射,使配置於微鏡陣列1其中一面(圖中為下面1b)側之顯示器2所顯示的影像(圖像I)在該微鏡陣列1另一面(圖中為上面1a)側之空間,成像為呈傾斜狀豎立之空間像I’而浮上至空間者。且,該顯示裝置中,上述顯示器2使其之顯示面2a相對於微鏡陣列1之下面1b以預定角度α傾斜之狀態載置於載置台4上,在上述微鏡陣列1上面1a與空間像I’之間,由平坦部3a與斜面部3b所構成之鑑賞方向引導用的板材(引導板3)相對於該微鏡陣列1之上面1a,以預定角度θ從正前方朝向後方側上昇傾斜之狀態來配置。
上述顯示裝置是將圖1所示之顯示裝置具體化 者。更加詳細地說明時,具有用以載置顯示器2之載置面4a的載置台4由兼用上述載置面4a之板狀構件4b、與基台4c、4c構成,並配置於箱狀之箱體5內部。如圖4所示,上述板狀構件4b相對於箱體5之底面5b與微鏡陣列1之下面1b(或元件面P)以預定角度α傾斜之狀態,支持於上述基台4c、4c,且其上面會成為顯示器2之載置面4a。且,在該載置台4之載置面4a上,將作為顯示器2之智慧型手機等載置,藉此上述顯示器2之顯示面2a會相對於微鏡陣列1之元件面P以傾斜α度之狀態來保持。而,箱體5內之上述載置面4a相對於微鏡陣列1之下面1b(元件面P)的傾斜角α會調整成微 鏡陣列1之成像為最適切,通常設定為30°以上未滿90°,並宜為40°以上80°以下。
而,朝上述載置台4上之智慧型手機等的載置會 上提箱體5上部並使上面開放來進行,或是,可透過設於箱體5側面之插入口(省略圖示)來進行。又,作為載置於載置台4上之平面面板顯示器(行動電話或智慧型手機等),併用大小不同之複數種類者時,使該載置台4為可變(傾斜角度變更)式或是可動式、交換式,且,在箱體5內,亦可設置與各顯示器對應之複數載置台。
如圖5所示,收容上述顯示器2與載置台4之箱體5 朝設於其之上面之開口5a,以大致箱形(箱狀)嵌入大致正方形狀之微鏡陣列1(參照圖4)。又,該微鏡陣列1上方配置有用以引導(誘導)鑑賞者之鑑賞方向(視線方向)之框狀的板材(引導板3),透過上述引導板3之平坦部3a、3a,載置該引導板3於箱體5之上面。
接著,如圖4、圖5所示,配置於上述微鏡陣列1 與空間像I’之間的引導板3在其斜面部3b之大致中央部設有與上述微鏡陣列1之平面形狀對應的開口3c(該例中為五角形)。且,上述引導板3之斜面部3b(包含開口3c)與前述實施形態相同,與上述空間像I'之傾斜相同的傾斜方向,即從鑑賞者來觀察,以相對於上述微鏡陣列1從正前方側朝向後方上昇傾斜之狀態來配置。而,如圖4所示,以顯示圖像I之顯示器2(傾斜角α)為基準時,上述引導板3之斜面部3b的傾斜方向為包夾該顯示器2與上述微鏡陣列1且成為鏡像關係 之方向,即,與所投影之空間像I’相同傾斜方向,且,配置成鑑賞者之正前方側較低,隨著從鑑賞者分離而後方側隨之變高的傾斜方向來傾斜。
又,上述引導板3之斜面部3b之相對於微鏡陣列1上面1a的傾斜角θ設定成相對於上述顯示器2之微鏡陣列1之傾斜角α的角度以下,這些傾斜角α與傾斜角θ之間會成立為以下關係:0<θ≦α(但、30。≦α<90°)
而,上述引導板3之開口3c的形狀除了上述五角形,亦可為其他多角形狀,或是單純的圓形或楕圓形等,開口3c之大小(內緣形狀)只要是與上述微鏡陣列M之平面形狀近似者,可為任意之開口形狀。又,上述引導板3之斜面部3b的大小(框外緣之大小)或形狀會根據顯示裝置之箱體5或殼體等之上面的形狀,並考慮設計、平衡等,可適宜變更。進而,除去開口3c之斜面部3b上面之顏色(空間像I’之背景)宜為不妨礙鑑賞空間像I’之黒、灰等暗色、或無光澤之亞光(matte)(消除光澤)色。只要是在不會成為鑑賞上述空間像I’之障礙的範圍,可對上述斜面部3b之表面賦予花紋或凹凸等。
又,上述第1實施形態中,使收容顯示器2與載置台4的箱體5為如圖5所示之大致立方體的箱形(閉鎖形的箱狀),但該箱體5亦可為多角柱狀或圓柱狀。
進而,該箱體可為開放形之殼體,例如圖6所示之無横向壁面之形狀(殼體6)時,可將該殼體6之1個側面(斜 面6a)作為顯示器2之載置面(以預定角α傾斜之載置面)來利用。
又,如圖7所示,該箱體亦可為在顯示器2周圍完 全無壁面之形狀(殼體7)。此時,在殼體7之頂面(天花板7a)與底面(底板7b)之間,設有以預定角度α傾斜之載置板7c,並可將此作為顯示器2之載置面來利用。
根據以上第1實施形態之顯示裝置,位於呈傾斜 狀豎立之空間像I’附近(周圍)的引導板3具有作為產生與該空間像I’之視差之背景的功能,便可感受到空間像I’之立體感、飄浮感或臨場感等。進而,利用上述引導板3與微鏡陣列1之間(間隙)之暗部(影),可強調影像或圖像等之對比,可更加強烈地感受空間像I’之深度感、飄浮感或臨場感等之點亦為相同。
又,上述顯示裝置因其之箱體或殼體等之方向, 會有不易判別對於鑑賞空間像I’適切的方向或位置之情形,但此時在上述第1實施形態之顯示裝置,當從對鑑賞空間像I’適切的方向、位置(傾斜狀引導板3之開口3c的正面)來觀賞時,因該引導板3不自然(不均等)地覆蓋隱藏微鏡陣列1之上面1a的一部分等,而感受到違和感。故,使用(鑑賞)該顯示裝置之鑑賞者上提上述顯示裝置等,來使其旋轉至適切的位置、角度,或是,自身移動至正對於上述開口3c之正面位置,會無意識地使視點從引導板3之開口3c移動至微鏡陣列1之上面1a面臨左右均等形狀之方向、位置。
藉此,上述第1實施形態之顯示裝置使任何人都 可簡單地找出在上述空間像I’感受到立體感等且適合鑑賞之方向、位置。且,其之鑑賞方向與位置會在上述顯示裝置成為可感受到最強空間像I’之立體感、飄浮感或臨場感等的位置。因此,即使是不習慣該種立體顯示裝置(鑑賞裝置)者,上述顯示裝置亦可使浮上至微鏡陣列1之上方空間之二次元圖像(空間像I’)作為富有深度感之立體的空間像,而可容易地辨認、鑑賞。
[實施例]
接著,在箱體5上面,針對空間像I’之「識別度」與「躍出感」(立體感、飄浮感)的評價試驗來闡述,而該試驗是使用已配置具有與微鏡陣列1之平面形狀對應之開口3c的引導板3的顯示裝置(參照上述第1實施形態)來進行者。
[實施例1]
在實驗用之實施例1的顯示裝置,使用了圖4與圖5所記載之第1實施形態的顯示裝置。而,對成像光學元件(微鏡陣列1,詳細構造參照圖2),使用60mm角之元件,對平面面板顯示器(顯示器2),使用對角4.65英吋(約11.8cm)之LCD(智慧型手機所搭載者)。又,上述顯示器2相對於微鏡陣列1之下面1b傾斜55°(角α)來載置,箱體5上之引導板3中,包含開口3c之斜面部3b設置成使其相對於微鏡陣列1之上面1a傾斜20°(角θ)。順帶一提,相對於從鑑賞者來觀察,箱體正面横向之微鏡陣列1寬度(對角)為約85mm,包覆此物之上述引導板3之開口3c會設定成正面横向之開口寬度(最大)為110mm,縱向(正前方-後方方向)之開口寬度(最大)為 60mm。
<「識別度」與「躍出感」之評價試驗>
評價試驗是從與該當領域之研究有關者以外的人,隨意地募集10名被驗者,將上述實施例1之顯示裝置從在桌台上隨興地放置之狀態來開始。
「識別度」
測量各被驗者拿取在上述桌台上隨興地放置之顯示裝置,觀賞所顯示之空間像並辨識所需要的時間。而,作為對照(比較例1),準備未安裝上述引導板3之顯示裝置,來進行同樣試驗,並將結果與此比較。
<結果>
‧已安裝引導板3之實施例1的顯示裝置中,被驗者全員(10名)從拿取顯示裝置3秒以內就辨識出空間像。
‧未安裝引導板3之比較例1的顯示裝置中,10名當中有6名從拿取顯示裝置3秒以內辨識出空間像,但剩下4名直到辨識空間像則需要5秒以上。
「躍出感」
各被驗者辨識了實施例1之顯示裝置與比較例1之顯示裝置的空間像之後,進行問卷調查哪一方之空間像更能感受到躍出感(立體感、飄浮感)。
<結果>
‧被驗者10名全員回答了:比起未安裝引導板3之比較例1的顯示裝置,安裝了引導板3之實施例1的顯示裝置會更能感受到「躍出感」。
從上述評價試驗看來,可得知本發明之顯示裝置 與習知之(無引導板)顯示裝置相比,所顯示(投影)之空間像的識別度有所提升。又,可更加強烈地感受到空間像之立體感(深度感)、飄浮感或臨場感等。
上述實施例中,已顯示了本發明之具體的形態, 但上述實施例只是單純之例示,而非限定地解釋者。可謀求該業者在本發明之範圍有明顯之各種變形。
產業上之可利用性
根據本發明之顯示裝置,可使富有深度感之真實立體的二次元圖像上浮至裝置本體之上方並顯示。
D‧‧‧顯示器
Da‧‧‧顯示面
E‧‧‧正面
G‧‧‧引導板
Ga‧‧‧開口
I‧‧‧圖像
I’‧‧‧空間像
M‧‧‧微鏡陣列
Ma‧‧‧上面
Mb‧‧‧下面
P‧‧‧元件面
αθ‧‧‧預定角度

Claims (2)

  1. 一種顯示裝置,其具有面板狀之成像光學元件、與平面面板顯示器,並為利用上述成像光學元件之成像功能,使配置於上述成像光學元件其中一面側之顯示器所顯示的影像在該成像光學元件另一面側的空間成像為呈傾斜狀豎立的空間像,其特徵在於:在上述成像光學元件之另一面與上述空間像之間,具有與該成像光學元件之平面形狀對應之開口的板材是以相對於上述成像光學元件從正前方朝向後方上昇傾斜的狀態來配置,並構造成使上述空間像透過上述板材之開口而浮上。
  2. 如請求項1所記載之顯示裝置,其中上述面板狀之成像光學元件為微鏡陣列。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI792615B (zh) * 2020-10-19 2023-02-11 日商凸版印刷股份有限公司 空中顯示裝置

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6115998B2 (ja) * 2013-06-07 2017-04-19 日東電工株式会社 展示装置
KR20150061574A (ko) * 2013-11-27 2015-06-04 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 표시 장치 및 표시 장치용 테두리
US9841844B2 (en) * 2014-06-20 2017-12-12 Funai Electric Co., Ltd. Image display device
JP6911269B2 (ja) * 2016-05-12 2021-07-28 国立研究開発法人情報通信研究機構 立体画像観察システム
KR102510944B1 (ko) * 2016-05-16 2023-03-16 삼성전자주식회사 입체 영상 장치 및 그를 포함하는 전자 장치
JP6930244B2 (ja) * 2017-06-21 2021-09-01 日本精機株式会社 表示装置
WO2019004202A1 (ja) * 2017-06-29 2019-01-03 ピクシーダストテクノロジーズ株式会社 光学イメージング装置
JP6321869B1 (ja) * 2017-06-29 2018-05-09 ピクシーダストテクノロジーズ株式会社 光学イメージング装置
JP6663890B2 (ja) * 2017-09-06 2020-03-13 矢崎総業株式会社 バックライトユニットおよびヘッドアップディスプレイ装置
JP7238267B2 (ja) * 2018-04-25 2023-03-14 凸版印刷株式会社 空中表示装置
JP7172166B2 (ja) * 2018-06-21 2022-11-16 凸版印刷株式会社 空中表示装置
CN110111688B (zh) * 2019-05-24 2022-04-08 亿信科技发展有限公司 一种显示面板、显示方法及显示系统

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001215444A (ja) * 2000-02-02 2001-08-10 Konica Corp 三次元画像表示装置
JP2003098479A (ja) 2002-07-30 2003-04-03 Pioneer Electronic Corp 画像表示装置
CN101405627B (zh) * 2006-03-23 2010-12-15 独立行政法人情报通信研究机构 成像元件和显示装置
US8985774B2 (en) * 2007-03-30 2015-03-24 National Institute Of Information And Communication Technology Floating image interaction device and its program
JP2009229752A (ja) * 2008-03-21 2009-10-08 Toshiba Corp 表示装置、表示方法及びヘッドアップディスプレイ
US8042948B2 (en) * 2008-09-18 2011-10-25 Disney Enterprises, Inc. Apparatus that produces a three-dimensional image
JP5392613B2 (ja) * 2009-09-28 2014-01-22 スタンレー電気株式会社 ヘッドアップディスプレイ
JP5392612B2 (ja) * 2009-09-28 2014-01-22 スタンレー電気株式会社 表示装置
KR20120071406A (ko) * 2009-10-28 2012-07-02 샤프 가부시키가이샤 광학 시스템
JP2012247458A (ja) * 2011-05-25 2012-12-13 National Institute Of Information & Communication Technology 表示装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI792615B (zh) * 2020-10-19 2023-02-11 日商凸版印刷股份有限公司 空中顯示裝置

Also Published As

Publication number Publication date
JP5992302B2 (ja) 2016-09-14
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CN104797972B (zh) 2017-04-19
US20150301347A1 (en) 2015-10-22

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