WO2023106064A1 - 表示装置 - Google Patents
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Abstract
本発明の表示装置(1)は、画像を表示する表示部(2)と、表示部(2)と対向して配置され、入射した方向と平行な方向に光を反射し、複数の第1の貫通孔(32)を有する再帰性反射部材(3)と、再帰性反射部材(3)と対向して配置され、第1の貫通孔(32)と位置が重なるように設けられた複数の第2の貫通孔(42)を有し、入射した光の偏光方向を変える位相差部材(4)と、位相差部材(4)と対向して配置され、第1の貫通孔(32)及び第2の貫通孔(42)を介して出力された表示部(2)からの光を位相差部材(4)の方向に反射すると共に位相差部材(4)を介して再帰性反射部材(3)で反射して偏光した光を透過させ、透過した光により結像された空中像(260)と共に、鏡面(510)を有することで形成される鏡像を表示する反射型偏光部材(5)と、を有する。
Description
本出願は、2021年12月10日に出願された日本国特許出願2021-200545号の優先権を主張するものであり、日本国特許出願2021-200545号の全内容を本出願に参照により援用する。
本発明は、表示装置に関する。
ユーザを撮像する撮像部と、撮像した画像を表示する表示部と、ユーザの入力を受け付ける入力部と、を備えた画像処理装置が知られている(例えば、特許文献1参照。)。
この画像処理装置は、ユーザが携帯可能な自立式の鏡として構成されたスマートミラーである。ユーザは、画像処理装置と向き合うと、自身の画像が表示部に表示され、あたかも画像処理装置が鏡のように機能する。画像処理装置は、一例として、表示部の一部がタッチパネルとして構成され、入力部と表示部とが一体に構成される。
特許文献1に開示された画像処理装置は、撮像部で撮像された画像が表示部に表示されるため、ユーザが通常の鏡のように表示部を見ると、自身の画像が正面からではなく、撮像部により撮像された正面ではない画像が表示され、ユーザが違和感を覚える問題がある。
本発明の目的は、違和感を抑制した空中像と鏡像とを表示することができる表示装置を提供することにある。
本発明の一実施形態による表示装置は、画像を表示する表示部と、表示部と対向して配置され、入射した方向と平行な方向に光を反射し、複数の第1の貫通孔を有する再帰性反射部材と、再帰性反射部材と対向して配置され、第1の貫通孔と位置が重なるように設けられた複数の第2の貫通孔を有し、入射した光の偏光方向を変える位相差部材と、位相差部材と対向して配置され、第1の貫通孔及び第2の貫通孔を介して出力された表示部からの光を位相差部材の方向に反射すると共に位相差部材を介して再帰性反射部材で反射して偏光した光を透過させ、透過した光により結像された空中像と共に、鏡面を有することで形成される鏡像を表示する反射型偏光部材と、を有する。
本発明の一実施形態によれば、違和感を抑制した空中像と鏡像とを表示する表示装置を提供することができる。
(実施の形態の要約)
実施の形態に係る表示装置は、画像を表示する表示部と、表示部と対向して配置され、入射した方向と平行な方向に光を反射し、複数の第1の貫通孔を有する再帰性反射部材と、再帰性反射部材と対向して配置され、第1の貫通孔と位置が重なるように設けられた複数の第2の貫通孔を有し、入射した光の偏光方向を変える位相差部材と、位相差部材と対向して配置され、第1の貫通孔及び第2の貫通孔を介して出力された表示部からの光を位相差部材の方向に反射すると共に位相差部材を介して再帰性反射部材で反射して偏光した光を透過させ、透過した光により結像された空中像と共に、鏡面を有することで形成される鏡像を表示する反射型偏光部材と、を有する。
実施の形態に係る表示装置は、画像を表示する表示部と、表示部と対向して配置され、入射した方向と平行な方向に光を反射し、複数の第1の貫通孔を有する再帰性反射部材と、再帰性反射部材と対向して配置され、第1の貫通孔と位置が重なるように設けられた複数の第2の貫通孔を有し、入射した光の偏光方向を変える位相差部材と、位相差部材と対向して配置され、第1の貫通孔及び第2の貫通孔を介して出力された表示部からの光を位相差部材の方向に反射すると共に位相差部材を介して再帰性反射部材で反射して偏光した光を透過させ、透過した光により結像された空中像と共に、鏡面を有することで形成される鏡像を表示する反射型偏光部材と、を有する。
この表示装置は、カメラで撮像した画像を表示部に表示するものではなく、鏡と同じように、鏡面の反射による鏡像を表示すると共に空中像を表示するので、ユーザに与える違和感を抑制した表示を行うことができる。
[第1の実施の形態]
(表示装置1の概要)
図1Aは、第1の実施の形態に係る表示装置を示す説明図であり、図1Bは、第1の実施の形態に係る表示装置のブロック図である。図2Aは、第1の実施の形態に係る表示装置の断面図を示し、図2Bは、表示部が表示する画像を示している。図2Aは、図1AのA-A線で切断した断面を矢印方向から見た断面図である。
(表示装置1の概要)
図1Aは、第1の実施の形態に係る表示装置を示す説明図であり、図1Bは、第1の実施の形態に係る表示装置のブロック図である。図2Aは、第1の実施の形態に係る表示装置の断面図を示し、図2Bは、表示部が表示する画像を示している。図2Aは、図1AのA-A線で切断した断面を矢印方向から見た断面図である。
なお以下に記載する実施の形態に係る各図において、図形間の比率や形状は、実際の比率や形状とは異なる場合がある。また図1Bでは、主な信号や情報の流れを矢印で示している。さらに数値範囲を示す「A~B」は、A以上B以下の意味で用いるものとする。
本実施の形態に係る表示装置1は、鏡像52と空中像26とを同時に表示すると共に、空中像26に対してなされた操作を検出することが可能となっている。
具体的には、表示装置1は、図1A、図1B、図2A、及び図2Bに示すように、画像22を表示する表示部2と、表示部2と対向して配置され、入射した方向と平行な方向に光を反射し、複数の第1の貫通孔32を有する再帰性反射部材3と、再帰性反射部材3と対向して配置され、第1の貫通孔32と位置が重なるように設けられた複数の第2の貫通孔42を有し、入射した光の偏光方向を変える位相差部材4と、位相差部材4と対向して配置され、第1の貫通孔32及び第2の貫通孔42を介して出力された表示部2からの光を位相差部材4の方向に反射すると共に位相差部材4を介して再帰性反射部材3で反射して偏光した光を透過させ、透過した光により結像された空中像26と共に、鏡面510を有することで形成される鏡像52を表示する反射型偏光部材5と、を有する。
具体的には、表示部2は、図2Aに示すように、第1の貫通孔32及び第2の貫通孔42を介して第1の直線偏光23を反射型偏光部材5に向けて出力する。反射型偏光部材5は、第1の直線偏光23を位相差部材4に向けて反射する。位相差部材4は、入射した第1の直線偏光23にπ/2の位相差を与えて偏光方向を変えた偏光24とし、さらに再帰性反射部材3で反射した偏光24にπ/2の位相差を与えて偏光方向を変え、第1の直線偏光23と直交する第2の直線偏光25として表面40から反射型偏光部材5に向けて出射させる。そして反射型偏光部材5は、第2の直線偏光25を透過させる。
表示装置1は、図1Bに示すように、空中像26に対する操作を検出する操作検出部6と、操作検出部6による操作の検出に応じて表示部2に表示する画像22を制御する制御部12を備えている。さらに表示装置1は、電磁気的に接続された電子機器8との通信を可能とする通信部13と、表示部2に表示させる画像22の画像情報140を有する記憶部14と、を備えている。なお電磁気的に接続とは、導電体による接続、電磁波の一種である光による接続、及び電磁波の一種である電波による接続の少なくとも1つを用いた接続を示している。
記憶部14は、一例として、半導体メモリであるがこれに限定されない。記憶部14が記憶する画像情報140は、一例として、出荷時に記憶されたものであっても良いし、通信部13を介して電子機器8から取得するものであっても良い。この電子機器8は、一例として、コンピュータ、携帯端末などである。
表示装置1は、図1Aに示すように、表示部2などを保持するフレーム10を有している。なお変形例として表示装置1は、一例として、フレーム10にカメラを設け、ユーザ9の位置を確認して画像22を表示するように構成されても良い。
本実施の形態では、図1Aに示すように、フレーム10に囲まれる表示領域100に空中像26及び鏡像52が表示される。図1Aに示す空中像領域26aは、空中像26が表示される領域である。また図1Aに示す鏡像領域52aは、鏡像52が表示される領域である。
鏡像52は、一例として、表示領域100の全体に表示されるがこれに限定されない。また空中像26は、例えば、表示領域100の全体に表示可能とされても良いし、一部に表示可能とされても良い。本実施の形態では、一例として、表示領域100の全体に表示可能とされている。
(表示部2の構成)
表示部2は、一例として、液晶ディスプレイ、有機EL(Electro-Luminescence)ディスプレイなどを用いて構成されている。表示部2は、裏面21がフレーム10に取り付けられ、表面20が再帰性反射部材3の裏面31と対向している。なお表示部2は、表面20と再帰性反射部材3の裏面31とが密着するように配置されても良いし、許容される範囲で表面20と裏面31との間を開けて配置されても良い。
表示部2は、一例として、液晶ディスプレイ、有機EL(Electro-Luminescence)ディスプレイなどを用いて構成されている。表示部2は、裏面21がフレーム10に取り付けられ、表面20が再帰性反射部材3の裏面31と対向している。なお表示部2は、表面20と再帰性反射部材3の裏面31とが密着するように配置されても良いし、許容される範囲で表面20と裏面31との間を開けて配置されても良い。
表示部2は、図1Bに示すように、制御部12から出力される表示制御信号S1に基づいて画像22を表示する。制御部12は、記憶部14に記憶された画像情報140に基づいて表示制御信号S1を生成する。第1の直線偏光23は、画像22を表示するために表示部2から出力された光である。
画像22は、一例として、図2Bに示すように、第1の画像220~第4の画像223を含んでいる。第1の画像220~第4の画像223は、図1Aに示すように、第1の空中像260~第4の空中像263として結像される。なお画像22は、第1の画像220~第4の画像223以外の画像や背景の画像を含んでいても良い。
第1の画像220~第3の画像222は、一例として、機能が割り付けられ、第1の空中像260~第3の空中像262になされたタッチ操作などによって機能が実行される。機能は、一例として、新たな画像を表示してユーザ9の鏡像52に重ねたり、既に表示されている画像の色、模様、形状などを変化させたりするものである。
第4の画像223は、一例として、鏡像52に重ねられた帽子の画像である。なお第4の画像223は、一例として、第1の空中像260~第3の空中像262に対するタッチ操作などによって衣服、靴、アクセサリ、化粧などの画像に切り替わるようにされても良い。
また第1の空中像260~第4の空中像263は、一例として、タッチ操作の他に、ジェスチャ操作、タップ操作、ダブルタップ操作、ドラッグ操作、フリック操作及びピンチ操作などを受け付けるようにされても良い。例えば、ユーザ9は、第4の空中像263の表示位置を、第4の空中像263に対してドラック操作を行うことにより、調整することができる。
(再帰性反射部材3の構成)
再帰性反射部材3は、プリズム型又はマイクロビーズ型の再帰性反射素子である。本実施の形態の再帰性反射部材3は、一例として、マイクロビーズ型の再帰性反射素子である。再帰性反射部材3は、およそ屈折率2の微小な複数のボールレンズが入射面となる表面30の縦横方向に並んで配置されている。
再帰性反射部材3は、プリズム型又はマイクロビーズ型の再帰性反射素子である。本実施の形態の再帰性反射部材3は、一例として、マイクロビーズ型の再帰性反射素子である。再帰性反射部材3は、およそ屈折率2の微小な複数のボールレンズが入射面となる表面30の縦横方向に並んで配置されている。
再帰性反射部材3は、図2Aに示すように、位相差部材4を介して表面30に入射する光(第1の直線偏光23)を、その光(第1の直線偏光23)が入射する方向と平行する方向に反射するように構成されている。この反射した光(第2の直線偏光25)が反射型偏光部材5を透過して空中像26を結像する。
(位相差部材4の構成)
位相差部材4は、裏面41が再帰性反射部材3の表面30と密着するように再帰性反射部材3の上に配置されている。位相差部材4は、一例として、複屈折結晶、液晶材料や高分子フィルムなどを用いて形成されている。
位相差部材4は、裏面41が再帰性反射部材3の表面30と密着するように再帰性反射部材3の上に配置されている。位相差部材4は、一例として、複屈折結晶、液晶材料や高分子フィルムなどを用いて形成されている。
位相差部材4は、一例として、再帰性反射部材3と一体とされて複数の貫通孔11が形成される。この複数の貫通孔11については、後述する。
位相差部材4は、内部を伝搬する光の2つの垂直偏光成分間にλ/4(π/2)の位相差を与え、直線偏光を円偏光に、円偏光を直線偏光に偏光方向を変えるように構成されている。
具体的には、表面40から入射する光(第1の直線偏光23)は、入射して再帰性反射部材3の表面30で反射するまでにλ/4の位相差が与えられた偏光24となり、この偏光24が再帰性反射部材3の表面30で反射して表面40から出射するまでにさらにλ/4の位相差が与えられる。つまり表面40から入射する光(第1の直線偏光23)は、λ/2(π)の位相差を有する光(第2の直線偏光25)として表面40から出射する。
この第2の直線偏光25は、第1の直線偏光23が位相差部材4によって直線偏光から円偏光、当該円偏光から当該直線偏光と角度が異なる直線偏光に偏光されることで生成されるため、表示部2から出力された第1の直線偏光23と直交する、つまり第1の直線偏光23に対して90°(π)の角度を有する直線偏光となる。
(反射型偏光部材5の構成)
反射型偏光部材5は、図2Aに示すように、位相差部材4の上方、つまり位相差部材4と間隔を空けて配置されている。反射型偏光部材5は、多層膜偏光板やワイヤグリッド偏光板である。本実施の形態の反射型偏光部材5は、一例として、ワイヤグリッド偏光板であり、裏面51がアルミニウムのワイヤグリッド55とされている。裏面51は、このワイヤグリッド55の裏面である。鏡像52は、図2Aに示すように、外からの入射光520がワイヤグリッド55の表面である鏡面510で反射した光である、反射光521によって形成されている。
反射型偏光部材5は、図2Aに示すように、位相差部材4の上方、つまり位相差部材4と間隔を空けて配置されている。反射型偏光部材5は、多層膜偏光板やワイヤグリッド偏光板である。本実施の形態の反射型偏光部材5は、一例として、ワイヤグリッド偏光板であり、裏面51がアルミニウムのワイヤグリッド55とされている。裏面51は、このワイヤグリッド55の裏面である。鏡像52は、図2Aに示すように、外からの入射光520がワイヤグリッド55の表面である鏡面510で反射した光である、反射光521によって形成されている。
また反射型偏光部材5は、裏面51に入射する光のうち、ワイヤグリッド55と平行に振動するP波を反射し、ワイヤグリッド55と直交するS波を透過させるように構成されている。このP波とは、表示部2から出力された第1の直線偏光23である。またS波とは、位相差部材4から出射される第2の直線偏光25である。
空中像26は、反射型偏光部材5を透過した第2の直線偏光25によって結像される。第2の直線偏光25の元となる第1の直線偏光23は、貫通孔11を介して出力される。従って空中像26及び鏡像52の形成は、貫通孔11に依存している。
(貫通孔11について)
図3A、図3B、図3C、及び図3Dは、第1の実施の形態に係る表示装置の貫通孔を示す図である。図3A、図3B、及び図3Cは、再帰性反射部材3及び位相差部材4に形成された貫通孔11の一部を示している。また図3Dは、1つの貫通孔11の構成の一例を示している。さらに図3A、図3B、図3C、及び図3Dは、貫通孔11の内部に斜線を付けている。
図3A、図3B、図3C、及び図3Dは、第1の実施の形態に係る表示装置の貫通孔を示す図である。図3A、図3B、及び図3Cは、再帰性反射部材3及び位相差部材4に形成された貫通孔11の一部を示している。また図3Dは、1つの貫通孔11の構成の一例を示している。さらに図3A、図3B、図3C、及び図3Dは、貫通孔11の内部に斜線を付けている。
貫通孔11は、図2Aに示すように、再帰性反射部材3の第1の貫通孔32と位相差部材4の第2の貫通孔42とが重なることで形成された貫通孔である。貫通孔11は、位相差部材4の表面40から再帰性反射部材3の裏面31まで貫通し、表示部2の表面20が露出している。従って表示部2の表面20から出力された第1の直線偏光23は、貫通孔11を通って反射型偏光部材5の裏面51に到達する。この貫通孔11は、空中像領域26aに対応して設けられている。
再帰性反射部材3の第1の貫通孔32、及び位相差部材4の第2の貫通孔42は、一例として、図3A、図3B、及び図3Cに示すように、等間隔で形成される。つまり貫通孔11は、等間隔で形成されている。
図3Aに示す貫通孔11は、円形状を有し、隣接する貫通孔11の間隔が等間隔となっている。本実施の形態の貫通孔11は、一例として、円形状であるものとする。
図3Bに示す貫通孔11は、矩形状を有している。この貫通孔11は、図3Bの紙面の縦方向及び横方向の間隔が等間隔となっている。
図3Cに示す貫通孔11は、細長い矩形状を有している。この貫通孔11は、図3Cの紙面の横方向の間隔が等間隔となっている。
図3Dに示す貫通孔11は、複数の円形状の貫通孔110の集合体によって形成されている。つまり図3Dの点線で囲むように1つの貫通孔11が設けられるのではなく、複数の貫通孔110が点線内に等間隔で集まって貫通孔11を形成している。
この貫通孔11の面積と貫通孔11が形成されていない再帰性反射部材3の表面30の面積の比である貫通孔率は、一例として、30~70%が好ましく、50%がより好ましい。この貫通孔率は、数値が大きいと空中像26の面積の割合が鏡像52の割合よりも大きく、小さいと、空中像26の面積の割合が鏡像52の割合よりも小さい。例えば、貫通孔率が30%である場合、空中像26の面積の割合が30%であり、鏡像52の面積の割合が70%となり、鏡像52と比べて解像度が低い空中像26となる。
本実施の形態では、一例として、貫通孔率は、50%である。つまり空中像26の面積と鏡像52の面積とが等しい。従ってユーザは、空中像26と鏡像52を同じ割合で認識することができる。
貫通孔11は、一例として、円形である場合、直径が10μmから3mm程度が好ましく、100μmがより好ましい。本実施の形態の貫通孔11は、一例として、100μmである。
(操作検出部6の構成)
操作検出部6は、図2Aに示すように、反射型偏光部材5の表面50に配置された複数の検出電極60を有している。この検出電極60は、第2の直線偏光25を透過するように透明電極として構成されているがこれに限定されない。また検出電極60は、反射型偏光部材5の内部に設けられても良い。
操作検出部6は、図2Aに示すように、反射型偏光部材5の表面50に配置された複数の検出電極60を有している。この検出電極60は、第2の直線偏光25を透過するように透明電極として構成されているがこれに限定されない。また検出電極60は、反射型偏光部材5の内部に設けられても良い。
操作検出部6は、ユーザ9の操作指90と検出電極60との間に形成される静電容量に応じた検出情報S2を生成し制御部12に出力する。制御部12は、取得した検出情報S2に基づく検出電極60ごとの静電容量と、記憶部14に記憶されているしきい値141と、に基づいて操作の有無を判定する。
操作検出部6は、反射型偏光部材5から離れたフローティング状態にある操作指90を検出するように構成されている。つまり制御部12は、検出感度を高めて空中像26に接触する操作指90を検出するようにしきい値141が設定されている。
なお変形例として操作検出部6は、赤外線センサやカメラを用いたセンサなどであっても良い。操作検出部6は、例えば、カメラで撮像した画像を処理して操作を検出する場合、カメラがフレーム10や表示領域100内などに配置される。
(制御部12の構成)
制御部12は、例えば、記憶されたプログラムに従って、取得したデータに演算、加工などを行うCPU(Central Processing Unit)、半導体メモリであるRAM(Random Access Memory)及びROM(Read Only Memory)などから構成されるマイクロコンピュータである。このROMには、例えば、制御部12が動作するためのプログラムが格納されている。RAMは、例えば、一時的に演算結果などを格納する記憶領域として用いられる。また制御部12は、その内部にクロック信号を生成する手段を有し、このクロック信号に基づいて動作を行う。
制御部12は、例えば、記憶されたプログラムに従って、取得したデータに演算、加工などを行うCPU(Central Processing Unit)、半導体メモリであるRAM(Random Access Memory)及びROM(Read Only Memory)などから構成されるマイクロコンピュータである。このROMには、例えば、制御部12が動作するためのプログラムが格納されている。RAMは、例えば、一時的に演算結果などを格納する記憶領域として用いられる。また制御部12は、その内部にクロック信号を生成する手段を有し、このクロック信号に基づいて動作を行う。
制御部12は、操作検出部6が操作を検出した場合、操作に応じて空中像26を切り替えるように構成されている。制御部12は、例えば、第1の空中像260に対してタッチ操作などが行われた場合、第1の空中像260に割り当てられた機能を実行する。
また制御部12は、一例として、通信部13を介して電子機器8と電磁気的に接続されている場合、検出した操作に応じた操作情報S4を電子機器8に出力するように構成される。電子機器8は、一例として、取得した操作情報S4に基づいた表示画像情報S3を生成して通信部13を介して制御部12に出力する。制御部12は、この表示画像情報S3に基づいて表示制御信号S1を生成して表示部2を制御し、なされた操作に応じた空中像26を形成する。
以下に本実施の形態の表示装置1の動作について図4のフローチャートに従って説明する。
(動作)
表示装置1の制御部12は、操作検出部6から所得した検出電極60ごとの静電容量と、記憶部14に記憶されているしきい値141と、に基づいて操作がなされたか監視する。
表示装置1の制御部12は、操作検出部6から所得した検出電極60ごとの静電容量と、記憶部14に記憶されているしきい値141と、に基づいて操作がなされたか監視する。
制御部12は、ステップ1の「Yes」が成立する、つまり操作がなされたと判定すると(Step1:Yes)、記憶部14の画像情報140に基づいて検出された操作に応じて表示部2に表示する画像22を制御する(Step2)。
制御部12は、画像22を介して空中像26を制御し、ステップ1に処理を進める。
(第1の実施の形態の効果)
本実施の形態の表示装置1は、違和感を抑制した空中像26と鏡像52とを表示することができる。具体的には、表示装置1は、ユーザに対向する鏡面510に平行な鏡像52を表示すると共に鏡面510に平行な空中像26を表示することができるので、カメラで撮像した画像を表示部に表示する場合と比べて、ユーザに与える違和感を抑制した表示を行うことができる。
本実施の形態の表示装置1は、違和感を抑制した空中像26と鏡像52とを表示することができる。具体的には、表示装置1は、ユーザに対向する鏡面510に平行な鏡像52を表示すると共に鏡面510に平行な空中像26を表示することができるので、カメラで撮像した画像を表示部に表示する場合と比べて、ユーザに与える違和感を抑制した表示を行うことができる。
表示装置1は、操作に起因する表示機能の低下を抑制することができる。具体的には、表示装置1は、ユーザが表示部2を触らずに空中像26に対して操作を行うことができるので、タッチパネルに直接操作する場合と比べて、表示部2が汚れることがなく、操作に起因する表示機能の低下を抑制することができる。
表示装置1は、空中像26と鏡像52とを同時に表示することができるので、この構成を採用しない場合と比べて、ミラー機能と情報表示機能とを両立することができる。
表示装置1は、空中像26に対する操作を検出することができるので、この構成を採用しない場合と比べて、空中像26の表示を操作に応じて切り替え、ユーザの利便性を向上させることができる。
[第2の実施の形態]
第2の実施の形態は、可視光を吸収する吸収部材を備えている点で第1の実施の形態と異なっている。
第2の実施の形態は、可視光を吸収する吸収部材を備えている点で第1の実施の形態と異なっている。
図5は、第2の実施の形態に係る表示装置の一例を示す断面図である。なお以下に記載する実施の形態において、第1の実施の形態と同じ機能及び構成を有する部分は、第1の実施の形態と同じ符号を付し、その説明は省略するものとする。
本実施の形態の反射型偏光部材5は、図5に示すように、第1の貫通孔32及び第2の貫通孔42を通過した表示部2の光(第1の直線偏光23)を吸収する吸収部材7を裏面51に有している。吸収部材7は、一例として、可視光を吸収する黒色のフィルム状の樹脂材料や黒色の印刷などによる薄膜である。
図5に示す点線は、表示部2から出力される第1の直線偏光23のうち、反射型偏光部材5で反射して再度貫通孔11に入射する光27を示している。この光27は、吸収部材7が配置されない場合、再度貫通孔11に入射して反射することで空中像を結像する。
つまり光27は、第1の空中像260からずれた位置に空中像を結像するので、第1の空中像260がずれて重なる、つまり第1の空中像260のゴーストが結像されてしまう。
しかし本実施の形態の表示装置1は、再度貫通孔11に入射する光27を吸収する吸収部材7を反射型偏光部材5の裏面51に有しているので、ゴーストの結像を抑制することができる。
なお操作検出部6の検出電極60は、一例として、図5に示すように、反射型偏光部材5の表面50に設けられている。
吸収部材7の面積は、一例として、貫通孔11の面積の半分である。例えば、貫通孔率が50%である場合、吸収部材7の面積は、貫通孔11を除いた位相差部材4の表面40の面積の半分となる。
(第2の実施の形態の効果)
本実施の形態の表示装置1は、ゴーストの原因となる光を吸収する吸収部材7を備えているので、吸収部材がない場合と比べて、ゴーストを抑制することができる。
本実施の形態の表示装置1は、ゴーストの原因となる光を吸収する吸収部材7を備えているので、吸収部材がない場合と比べて、ゴーストを抑制することができる。
[第3の実施の形態]
第3の実施の形態は、検出電極が吸収部材と反射型偏光部材との間に配置されている点で他の実施の形態と異なっている。
第3の実施の形態は、検出電極が吸収部材と反射型偏光部材との間に配置されている点で他の実施の形態と異なっている。
図6は、第3の実施の形態に係る表示装置の検出電極と吸収部材の配置の一例を示す断面図である。図6は、説明のため、部分的に拡大した図としている。
本実施の形態の操作検出部6は、図6に示すように、空中像26に対する操作を静電容量方式で検出するため、反射型偏光部材5の裏面51に複数の検出電極60を有している。そして吸収部材7は、検出電極60の裏面61に設けられている。
言い換えるなら検出電極60は、反射型偏光部材5と吸収部材7との間に配置されている。検出電極60は、光を透過させる必要がないので、透明電極ではなく銅やアルミニウムなどの導電性を有する金属膜として形成される。なお検出電極60は、絶縁体を介して配置される。
ここで検出電極60は、反射型偏光部材5と吸収部材7との間に挟まれる電極と挟まれない場所に配置される電極とが混在しても良く、また全ての反射型偏光部材5と吸収部材7との間に電極が配置されなく、一部に配置されても良い。
また検出電極60の一部が挟まれ、その他が挟まれない場所に配置される場合、一例として、全ての検出電極が透明電極として形成されることが好ましい。
(第3の実施の形態の効果)
本実施の形態の表示装置1は、反射型偏光部材5と吸収部材7との間に検出電極60を配置するので、この構成を採用しない場合と比べて、空中像26の結像を阻害しない位置に検出電極60を配置することが容易となる。
本実施の形態の表示装置1は、反射型偏光部材5と吸収部材7との間に検出電極60を配置するので、この構成を採用しない場合と比べて、空中像26の結像を阻害しない位置に検出電極60を配置することが容易となる。
以上述べた少なくとも1つの実施の形態の表示装置1によれば、操作に起因する表示機能の低下を抑制することが可能となる。
以上、本発明のいくつかの実施の形態及び変形例を説明したが、これらの実施の形態及び変形例は、一例に過ぎず、請求の範囲に係る発明を限定するものではない。これら新規な実施の形態及び変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更などを行うことができる。また、これら実施の形態及び変形例の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない。さらに、これら実施の形態及び変形例は、発明の範囲及び要旨に含まれると共に、請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
1 表示装置
2 表示部
3 再帰性反射部材
4 位相差部材
5 反射型偏光部材
6 操作検出部
7 吸収部材
11 貫通孔
12 制御部
22 画像
23 第1の直線偏光
24 偏光
25 第2の直線偏光
26 空中像
32 第1の貫通孔
42 第2の貫通孔
52 鏡像
60 検出電極
110 貫通孔
2 表示部
3 再帰性反射部材
4 位相差部材
5 反射型偏光部材
6 操作検出部
7 吸収部材
11 貫通孔
12 制御部
22 画像
23 第1の直線偏光
24 偏光
25 第2の直線偏光
26 空中像
32 第1の貫通孔
42 第2の貫通孔
52 鏡像
60 検出電極
110 貫通孔
Claims (10)
- 画像を表示する表示部と、
前記表示部と対向して配置され、入射した方向と平行な方向に光を反射し、複数の第1の貫通孔を有する再帰性反射部材と、
前記再帰性反射部材と対向して配置され、前記第1の貫通孔と位置が重なるように設けられた複数の第2の貫通孔を有し、入射した光の偏光方向を変える位相差部材と、
前記位相差部材と対向して配置され、前記第1の貫通孔及び前記第2の貫通孔を介して出力された前記表示部からの光を前記位相差部材の方向に反射すると共に前記位相差部材を介して前記再帰性反射部材で反射して偏光した光を透過させ、透過した光により結像された空中像と共に、鏡面を有することで形成される鏡像を表示する反射型偏光部材と、
を備えた表示装置。 - 前記表示部は、前記第1の貫通孔及び前記第2の貫通孔を介して第1の直線偏光を前記反射型偏光部材に向けて出力し、
前記反射型偏光部材は、前記第1の直線偏光を前記位相差部材に向けて反射し、
前記位相差部材は、入射した前記第1の直線偏光にπ/2の位相差を与えて偏光方向を変えた偏光とし、さらに前記再帰性反射部材で反射した前記偏光にπ/2の位相差を与えて偏光方向を変え、前記第1の直線偏光と直交する第2の直線偏光として表面から前記反射型偏光部材に向けて出射させ、
前記反射型偏光部材は、前記第2の直線偏光を透過させる、
請求項1に記載の表示装置。 - 前記再帰性反射部材の前記第1の貫通孔、及び前記位相差部材の前記第2の貫通孔は、等間隔で形成される、
請求項1又は2に記載の表示装置。 - 前記反射型偏光部材は、前記第1の貫通孔及び前記第2の貫通孔を通過した前記表示部の光を吸収する吸収部材を裏面に有する、
請求項1乃至3のいずれか1項に記載の表示装置。 - 前記第1の貫通孔及び前記第2の貫通孔は、円形状、矩形状、細長い矩形状から選択された1つの形状を有する、
請求項1乃至4のいずれか1項に記載の表示装置。 - 前記第1の貫通孔及び前記第2の貫通孔は、複数の円形状の貫通孔の集合体によって形成されている、
請求項1乃至4のいずれか1項に記載の表示装置。 - 前記空中像に対する操作を検出する操作検出部と、
前記操作検出部による操作の検出に応じて前記表示部に表示する前記画像を制御する制御部と、
を備えた、
請求項1乃至6のいずれか1項に記載の表示装置。 - 前記操作検出部は、前記反射型偏光部材に設けられ、ユーザの操作指との間に形成される静電容量に応じた検出情報を生成する複数の検出電極である、
請求項7に記載の表示装置。 - 前記複数の検出電極は、前記反射型偏向部材の表面もしくは裏面、又は前記反射型偏向部材の内部に設けられ、透明電極として構成されている、
請求項8に記載の表示装置。 - 前記操作検出部は、赤外線センサ及びカメラの少なくとも1つを用いたセンサである、
請求項7に記載の表示装置。
Applications Claiming Priority (2)
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JP2021200545A JP2023086194A (ja) | 2021-12-10 | 2021-12-10 | 表示装置 |
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WO (1) | WO2023106064A1 (ja) |
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- 2021-12-10 JP JP2021200545A patent/JP2023086194A/ja active Pending
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2022
- 2022-11-17 WO PCT/JP2022/042693 patent/WO2023106064A1/ja unknown
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