CN118235080A - 空中悬浮影像显示装置 - Google Patents

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CN118235080A
CN118235080A CN202280075004.9A CN202280075004A CN118235080A CN 118235080 A CN118235080 A CN 118235080A CN 202280075004 A CN202280075004 A CN 202280075004A CN 118235080 A CN118235080 A CN 118235080A
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CN202280075004.9A
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English (en)
Inventor
清水拓也
渡边克行
平田浩二
藤田浩司
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Maxell Ltd
Original Assignee
Maxell Ltd
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Abstract

本发明提供一种更好的空中悬浮影像显示装置。根据本发明,有助于可持续发展目标的“3良好健康与福祉”、“9产业、创新和基础设施”。一种显示空中悬浮影像的空中悬浮影像显示装置,包括:显示影像的影像显示部;保持影像显示部的第一壳体;偏振反射镜;保持偏振反射镜的偏振反射镜保持件;回归性反射板;保持回归性反射板的第二壳体;第一调节机构,其用于调节第一壳体与偏振反射镜保持件的相对角度;和第二调节机构,其用于调节第二壳体与偏振反射镜保持件的相对角度。

Description

空中悬浮影像显示装置
技术领域
本发明涉及空中悬浮影像显示装置。
背景技术
关于空中悬浮信息显示技术,例如专利文献1中有所公开。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2019-128722号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
但是,在专利文献1公开的内容中,并没有充分考虑如何获得空中悬浮影像的实用的亮度、质量以及如何使用户更愉快地观看空中悬浮影像等。
本发明的目的在于提供一种更好的空中悬浮影像显示装置。
解决问题的技术手段
为了解决上述问题,例如采用要求保护的技术方案所述的结构。本申请包括解决上述问题的多个手段,举其一例,一种空中悬浮影像显示装置,其可以构成为,包括:显示影像的影像显示部;保持影像显示部的第一壳体;偏振反射镜;保持偏振反射镜的偏振反射镜保持件;回归性反射板;保持回归性反射板的第二壳体;第一调节机构,其用于调节第一壳体与偏振反射镜保持件的相对角度;和第二调节机构,其用于调节第二壳体与偏振反射镜保持件的相对角度。
发明效果
根据本发明能够实现一种更好的空中悬浮影像显示装置。除此以外的技术问题、技术特征和技术效果将在以下实施方式的说明中变得明确。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施例的空间悬浮影像显示装置的使用形态之一例的图。
图2A是表示本发明的一个实施例的空间悬浮影像显示装置的主要部分结构和回归反射部结构之一例的图。
图2B是表示本发明的一个实施例的空间悬浮影像显示装置的主要部分结构和回归反射部结构之一例的图。
图2C是表示本发明的一个实施例的空间悬浮影像显示装置的主要部分结构和回归反射部结构之一例的图。
图3是表示本发明的一个实施例的空间悬浮影像显示装置的结构例的图。
图4A是表示本发明的一个实施例的空间悬浮影像显示装置的结构之一例的图。
图4B是表示本发明的一个实施例的空间悬浮影像显示装置的结构之一例的图。
图4C是表示本发明的一个实施例的空间悬浮影像显示装置的结构之一例的图。
图4D是表示本发明的一个实施例的空间悬浮影像显示装置的结构之一例的图。
图4E是表示本发明的一个实施例的空间悬浮影像显示装置的结构之一例的图。
图4F是表示本发明的一个实施例的空间悬浮影像显示装置的结构之一例的图。
图4G是表示本发明的一个实施例的空间悬浮影像显示装置的结构之一例的图。
图4H是表示本发明的一个实施例的空间悬浮影像显示装置的结构之一例的图。
图4I是表示本发明的一个实施例的空间悬浮影像显示装置的结构之一例的图。
图4J是表示本发明的一个实施例的空间悬浮影像显示装置的结构之一例的图。
图4K是表示本发明的一个实施例的空间悬浮影像显示装置的结构之一例的图。
图4L是表示本发明的一个实施例的空间悬浮影像显示装置的结构之一例的图。
图4M是表示本发明的一个实施例的空间悬浮影像显示装置的结构之一例的图。
图5是表示本发明的一个实施例的光源装置的具体的结构之一例的截面图。
图6是表示本发明的一个实施例的光源装置的具体的结构之一例的截面图。
图7是表示本发明的一个实施例的光源装置的具体的结构之一例的截面图。
图8是表示本发明的一个实施例的空间悬浮影像显示装置的主要部分的配置图。
图9是表示本发明的一个实施例的显示装置的结构的截面图。
图10是表示本发明的一个实施例的显示装置的结构的截面图。
图11是用于说明本发明的一个实施例的影像显示装置的光源扩散特性的说明图。
图12是用于说明本发明的一个实施例的影像显示装置的扩散特性的说明图。
图13A是本发明的一个实施例的图像处理要解决的技术问题之一例的说明图。
图13B是本发明的一个实施例的图像处理之一例的说明图。
图13C是本发明的一个实施例的影像显示处理之一例的说明图。
图13D是本发明的一个实施例的影像显示处理之一例的说明图。
图14A是表示本发明的一个实施例的空间悬浮影像显示装置的结构之一例的图。
图14B是表示本发明的一个实施例的空间悬浮影像显示装置的结构之一例的图。
图14C是表示本发明的一个实施例的空间悬浮影像显示装置的结构之一例的图。
图14D是表示本发明的一个实施例的空间悬浮影像显示装置的结构之一例的图。
图14E是表示本发明的一个实施例的空间悬浮影像显示装置的结构之一例的图。
图14F是表示本发明的一个实施例的空间悬浮影像显示装置的结构之一例的图。
图14G是表示本发明的一个实施例的空间悬浮影像显示装置的结构之一例的图。
图14H是表示本发明的一个实施例的空间悬浮影像显示装置的结构之一例的图。
图14I是表示本发明的一个实施例的空间悬浮影像显示装置的结构之一例的图。
图14J是表示本发明的一个实施例的空间悬浮影像显示装置的结构之一例的图。
图14K是表示本发明的一个实施例的空间悬浮影像显示装置的结构之一例的图。
图14L是表示本发明的一个实施例的空间悬浮影像显示装置的结构之一例的图。
图14M是表示本发明的一个实施例的空间悬浮影像显示装置的结构之一例的图。
图14N是表示本发明的一个实施例的空间悬浮影像显示装置的结构之一例的图。
图14O是表示本发明的一个实施例的空间悬浮影像显示装置的结构之一例的图。
具体实施方式
以下,基于附图详细说明本发明的实施方式。不过,本发明并不限定于实施例的说明,本领域技术人员能够在本说明书公开的技术思想的范围内实施各种变更和修正。另外,在用于说明本发明的全部图中对于具有同一功能的部分标注同一附图标记,有时省略其重复说明。
以下实施例涉及一种影像显示装置,其能够使来自影像发光源的影像光形成的影像经由玻璃等用于分隔空间的透明部件透射,在上述透明部件的外部显示为空间悬浮影像。另外,在以下实施例的说明中,用“空间悬浮影像”这一用语表达在空间中悬浮的影像。也可以代替该用语地,表达为“空中像”、“空间像”、“空中悬浮影像”、“显示影像的空间悬浮光学像”、“显示影像的空中悬浮光学像”等。实施例的说明中主要使用的“空间悬浮影像”这一用语被用作这些用语的代表例。
根据以下实施例,例如能够在银行的ATM、车站的售票机、数字标牌等中实现良好的影像显示装置。例如,当前在银行的ATM、车站的售票机等中通常使用触摸面板,但也能够使用透明的玻璃面或透光性的板材,在该玻璃面或透光性的板材上以空间悬浮的状态显示高分辨率的影像信息。此时,通过使出射的影像光的发散角减小即成为锐角,进而统一为特定偏振,能够仅使对于回归反射板正常的反射光高效地反射,因此光的利用效率高,能够抑制现有的回归反射方式中成为问题的除了主空间悬浮像之外产生的鬼像,能够得到清晰的空间悬浮影像。另外,通过包括本实施例的光源的装置,能够提供一种能够大幅减小功耗的、新颖且可用性优异的空间悬浮影像显示装置(空间悬浮影像显示***)。另外,例如在车辆中能够提供一种可在车辆内部和/或外部观看的能够进行所谓单向空间悬浮影像显示的车辆用空间悬浮影像显示装置。
<实施例1>
<空间悬浮影像显示装置的使用形态之一例>
图1是表示本发明的一个实施例的空间悬浮影像显示装置的使用形态之一例的图,是表示本实施例的空间悬浮影像显示装置的整体结构的图。空间悬浮影像显示装置的具体结构将使用图2等详细叙述,其中,从影像显示装置1出射窄角指向特性且具有特定偏振的光作为影像光束,经过空间悬浮影像显示装置内的光学***的反射等先入射到回归反射板2,发生回归反射后透过透明部件100(玻璃等),在玻璃面的外侧形成实像的空中像(空间悬浮影像3)。另外,以下实施例中,作为回归反射部件的例子使用回归反射板2(回归性反射板)进行说明。但是,本发明的回归反射板2不限于平面形状的板,是作为示例使用的,其概念包括能够粘贴在平面或非平面的部件上的片状的回归反射部件、和在平面或非平面的部件上粘贴了片状的回归反射部件而得到的整个组件。
另外,在店铺等中,用玻璃等透光性的部件构成的展示窗(也称为“窗玻璃”)105分隔了空间。根据本实施例的空间悬浮影像显示装置,能够透过该透明部件对店铺(空间)的外部和/或内部单向地显示悬浮影像。
图1中,以窗玻璃105的内侧(店铺内)为进深方向、其外侧(例如人行道)为近处的方式表示。另一方面,也能够通过在窗玻璃105上设置使特定偏振反射的机构来反射光,在店内的期望的位置形成空中像。
<空间悬浮影像显示装置的光学***的结构例>
图2A是表示本发明的一个实施例的空间悬浮影像显示装置的光学***的结构之一例的图。使用图2A来更具体地说明空间悬浮影像显示装置的结构。如图2A的(1)所示,在玻璃等透明部件100的斜方向上,具备使特定偏振的影像光窄角地发散的显示装置1。显示装置1具备液晶显示面板11和生成具有窄角扩散特性的特定偏振的光的光源装置13。
来自显示装置1的特定偏振的影像光,被设置于透明部件100上的具有使特定偏振的影像光选择性地反射的膜的偏振分离部件101(图中,使偏振分离部件101形成为片状并粘贴在透明部件100上)反射,向回归反射板2入射。在回归反射板2的影像光入射面上设置λ/4波片21。影像光在相对于回归反射板2入射时和出射时经过2次λ/4波片21,由此从特定偏振经过偏振变换成为另一种偏振。此处,使特定偏振的影像光选择性地反射的偏振分离部件101具有使偏振变换后的另一种偏振的光透射的性质,所以偏振变换后的特定偏振的影像光透过偏振分离部件101。透过偏振分离部件101后的影像光在透明部件100的外侧形成实像的空间悬浮影像3。
此处,说明图2A的光学***中的偏振设计之第一例。例如,可以构成为,S偏振的影像光从显示装置1向偏振分离部件101出射,偏振分离部件101具有使S偏振光反射且使P偏振光透射的特性。该情况下,从显示装置1到达偏振分离部件101的S偏振的影像光被偏振分离部件101反射并去往回归反射板2。该影像光在回归反射板2上反射时,2次经过设置在回归反射板2的入射面上的λ/4波片21,所以该影像光被从S偏振光变换为P偏振光。变换为P偏振光后的影像光再次去往偏振分离部件101。此处,由于偏振分离部件101具有使S偏振光反射且使P偏振光透射的特性,所以P偏振的影像光透过偏振分离部件101,并透过透明部件100。透过透明部件100后的影像光是由回归反射板2生成的光,所以在关于偏振分离部件101与显示装置1的显示影像成镜面关系的位置,形成了显示装置1的显示影像的光学像即空间悬浮影像3。采用这样的偏振设计能够良好地形成空间悬浮影像3。
接着,说明图2A的光学***中的偏振设计之第二例。例如,可以构成为,P偏振的影像光从显示装置1向偏振分离部件101出射,偏振分离部件101具有使P偏振光反射且使S偏振光透射的特性。该情况下,从显示装置1到达偏振分离部件101的P偏振的影像光被偏振分离部件101反射并去往回归反射板2。该影像光在回归反射板2上反射时,2次经过设置在回归反射板2的入射面上的λ/4波片21,所以该影像光被从P偏振光变换为S偏振光。变换为S偏振光后的影像光再次去往偏振分离部件101。此处,由于偏振分离部件101具有使P偏振光反射且使S偏振光透射的特性,所以S偏振的影像光透过偏振分离部件101,并透过透明部件100。透过透明部件100后的影像光是由回归反射板2生成的光,所以在关于偏振分离部件101与显示装置1的显示影像成镜面关系的位置,形成了显示装置1的显示影像的光学像即空间悬浮影像3。采用这样的偏振设计能够良好地形成空间悬浮影像3。
另外,形成空间悬浮影像3的光是从回归反射板2会聚至空间悬浮影像3的光学像处的光线的集合,这些光线在经过空间悬浮影像3的光学像之后仍然直线行进。由此,空间悬浮影像3与用一般的投影仪等形成在屏幕上的扩散影像光不同,是具有高指向性的影像。于是,在图2A的结构中,在用户从箭头A的方向观看时,空间悬浮影像3能够作为明亮的影像被看到。但其他人物从箭头B的方向观看时,空间悬浮影像3完全不能作为影像被看到。该特性非常适于应用在显示要求高安全性影像的***中,和显示想要对正对着用户的人物保密的高保密性的影像的***中。
另外,取决于回归反射板2的性能,反射后的影像光的偏振轴可能不统一。另外,反射角度也可能不统一。这样的不统一的光可能无法保持设计上预想的偏振状态和行进角度。例如,这样的偏离了设计预想的偏振状态和行进角度的光可能从回归反射板2的位置不经偏振分离部件而直接再次入射到液晶显示面板11的影像显示面一侧。这样的偏离了设计预想的偏振状态和行进角度的光在空间悬浮影像显示装置内的部件上反射之后,可能再次入射到液晶显示面板11的影像显示面一侧。这样的再次入射到液晶显示面板11的影像显示面一侧的光在构成显示装置1的液晶显示面板11的影像显示面上再次反射,存在产生鬼像而导致空间悬浮像的画质降低的可能性。为此,本实施例在显示装置1的影像显示面上可以设置吸收型偏振片12。使从显示装置1出射的影像光透过吸收型偏振片12,并利用吸收型偏振片12吸收从偏振分离部件101返回的反射光,由此能够抑制上述再次反射。从而,能够防止空间悬浮像的鬼像引起的画质降低。具体而言,如果采用从显示装置1向偏振分离部件101出射S偏振的影像光的结构,则吸收型偏振片12可以采用吸收P偏振光的偏振片。另外,如果采用从显示装置1向偏振分离部件101出射P偏振的影像光的结构,则吸收型偏振片12可以采用吸收S偏振光的偏振片。
上述偏振分离部件101例如可以用反射型偏振片或使特定偏振反射的金属多层膜等形成。
接着,在图2A的(2)中,作为代表性的回归反射板2表示了本次研究中使用的日本Carbide工业株式会社制造的回归反射板的表面形状。其由规则地排列的六棱柱构成,入射到内部的光线在六棱柱的壁面和底面上反射而成为回归反射光,在与入射光对应的方向上出射,基于显示装置1上显示的影像显示实像的空间悬浮影像。
该空间悬浮像的分辨率除了依赖于液晶显示面板11的分辨率之外,还较大地依赖于图2A的(2)所示的回归反射板2的回归反射部的外形D和间距P。例如,在使用7英寸的WUXGA(1920×1200像素)液晶显示面板的情况下,即使1个像素(1个三元组)为约80μm,但如果回归反射部的直径D为240μm且间距为300μm,则空间悬浮像的1个像素相当于300μm。因此,空间悬浮像的有效分辨率降低至1/3左右。
为了使空间悬浮像的分辨率与显示装置1的分辨率程度相同,优选使回归反射部的直径和间距接近液晶显示面板的1个像素。另一方面,为了抑制因回归反射板和液晶显示面板的像素引起的摩尔纹,可以将各自的间距比设计为偏离1个像素的整数倍。另外,形状可以配置成,回归反射部的任意一边都不与液晶显示面板的1个像素的任意一边重合。
另外,本实施例的回归反射板的表面形状不限于上述例子。可以具有能够实现回归性反射的各种表面形状。具体而言,可以在本实施例的回归反射板的表面设置周期性地配置了三棱锥棱镜、六棱锥棱镜、其他多边形棱镜或其组合而得到的回归反射元件。或者,也可以在本实施例的回归反射板的表面设置周期性地配置了这些棱镜并形成立方角的回归反射元件。或者,也可以在本实施例的回归反射板的表面设置周期性地配置了玻璃珠而得到的胶囊透镜型回归反射元件。这些回归反射元件的详细结构可以使用现有技术,所以省略详细说明。具体而言,可以使用日本特开2001-33609号公报、日本特开2001-264525号公报、日本特开2005-181555号公报、日本特开2008-70898号公报、日本特开2009-229942号公报等中公开的技术。
<空间悬浮影像显示装置的光学***的其他结构例1>
对于空间悬浮影像显示装置的光学***的其他结构例,使用图2B进行说明。另外,图2B中标注了与图2A相同的附图标记的结构具有与图2A相同的功能、结构。为了简化说明,对于这样的结构省略重复的说明。
图2B的光学***与图2A同样地,从显示装置1输出特定偏振的影像光。从显示装置1输出的特定偏振的影像光被输入至偏振分离部件101B。偏振分离部件101B是使特定偏振的影像光选择性地透射的部件。偏振分离部件101B与图2A的偏振分离部件101不同,不是与透明部件100一体构成的而是独立地呈板状形状。由此,偏振分离部件101B也可以表达为偏振分离板。偏振分离部件101B例如可以构成为在透明部件上粘贴偏振分离片而形成的反射型偏振片。或者,可以在透明部件上利用使特定偏振选择性地透射、使其他特定偏振的偏振光反射的金属多层膜等形成。图2B中,偏振分离部件101B构成为使从显示装置1输出的特定偏振的影像光透射。
透过偏振分离部件101B后的影像光入射到回归反射板2。在回归反射板的影像光入射面设置有λ/4波片21。影像光在相对于回归反射板入射时和出射时2次经过λ/4波片21,由此被从特定偏振经过偏振变换成为另一种偏振。此处,偏振分离部件101B具有使经过λ/4波片21偏振变换后的另一种偏振的偏振光反射的性质,所以偏振变换后的影像光在偏振分离部件101B上反射。在偏振分离部件101B上反射后的影像光透过透明部件100,在透明部件100的外侧形成实像的空间悬浮影像3。
此处,说明图2B的光学***中的偏振设计之第一例。例如,可以构成为,P偏振的影像光从显示装置1向偏振分离部件101B出射,偏振分离部件101B具有使S偏振光反射且使P偏振光透射的特性。该情况下,从显示装置1到达偏振分离部件101B的P偏振的影像光透过偏振分离部件101B并去往回归反射板2。该影像光在回归反射板2上反射时,2次经过设置在回归反射板2的入射面上的λ/4波片21,所以该影像光被从P偏振光变换为S偏振光。变换为S偏振光后的影像光再次去往偏振分离部件101B。此处,由于偏振分离部件101B具有使S偏振光反射且使P偏振光透射的特性,所以S偏振的影像光在偏振分离部件101上反射,并透过透明部件100。透过透明部件100后的影像光是由回归反射板2生成的光,所以在关于偏振分离部件101B与显示装置1的显示影像成镜面关系的位置,形成了显示装置1的显示影像的光学像即空间悬浮影像3。采用这样的偏振设计能够良好地形成空间悬浮影像3。
接着,说明图2B的光学***中的偏振设计之第二例。例如,可以构成为,S偏振的影像光从显示装置1向偏振分离部件101B出射,偏振分离部件101B具有使P偏振光反射且使S偏振光透射的特性。该情况下,从显示装置1到达偏振分离部件101B的S偏振的影像光透过偏振分离部件101B并去往回归反射板2。该影像光在回归反射板2上反射时,2次经过设置在回归反射板2的入射面上的λ/4波片21,所以该影像光被从S偏振光变换为P偏振光。变换为P偏振光后的影像光再次去往偏振分离部件101B。此处,由于偏振分离部件101B具有使P偏振光反射且使S偏振光透射的特性,所以P偏振的影像光在偏振分离部件101上反射,并透过透明部件100。透过透明部件100后的影像光是由回归反射板2生成的光,所以在关于偏振分离部件101B与显示装置1的显示影像成镜面关系的位置,形成了显示装置1的显示影像的光学像即空间悬浮影像3。采用这样的偏振设计能够良好地形成空间悬浮影像3。
另外,图2B中,显示装置1的影像显示面与回归反射板2的面被平行地配置。偏振分离部件101B被配置成相对于显示装置1的影像显示面和回归反射板2的面倾斜了角度α(例如30°)。这样,在偏振分离部件101B上反射时,相对于从回归反射板2入射的影像光的行进方向(该影像光的主光线的方向),在偏振分离部件101B上反射的影像光的行进方向(该影像光的主光线的方向)成为相差角度β(例如60°)的方向。通过采用这样的结构,在图2B的光学***中,向透明部件100的外侧以图示的规定角度输出影像光,形成实像的空间悬浮影像3。在图2B的结构中,在用户从箭头A的方向观看时,空间悬浮影像3能够作为明亮的影像被看到。但其他人物从箭头B的方向观看时,空间悬浮影像3完全不能作为影像被看到。该特性非常适于应用在显示要求高安全性影像的***中,和显示想要对正对着用户的人物保密的高保密性的影像的***中。
如以上所说明,图2B的光学***是与图2A的光学***不同结构的光学***,但能够与图2A的光学***同样地形成良好的空间悬浮影像。
另外,可以在透明部件100的偏振分离部件101B一侧的面设置吸收型偏振片。该吸收型偏振片可以是使来自偏振分离部件101B的影像光的偏振透射、且吸收与来自偏振分离部件101B的影像光的偏振相差90°相位的偏振的吸收型偏振片。这样,能够使用于形成空间悬浮影像3的影像光充分透射,同时使从透明部件100的空间悬浮影像3一侧入射的外部光减少约50%。由此,能够减少由从透明部件100的空间悬浮影像3一侧入射的外部光产生的图2B的光学***内的杂散光。
<空间悬浮影像显示装置的光学***的其他结构例2>
对于空间悬浮影像显示装置的光学***的其他结构例,使用图2C进行说明。另外,图2C中标注了与图2B相同的附图标记的结构具有与图2B相同的功能、结构。为了简化说明,对于这样的结构省略重复的说明。
图2C的光学***相对于图2B的光学***的不同点仅在于偏振分离部件101B相对于显示装置1的影像显示面和回归反射板2的面的配置角度。其他结构都与图2B的光学***相同,所以省略重复的说明。图2C的光学***的偏振设计也与图2B的光学***的偏振设计相同,所以省略重复的说明。
在图2C的光学***中,偏振分离部件101B被配置成相对于显示装置1的影像显示面和回归反射板2的面倾斜了角度α。图2C中,该角度α是45°。采用这样的结构,在偏振分离部件101B上反射时,从回归反射板2入射的影像光的行进方向(该影像光的主光线的方向)与在偏振分离部件101B上反射的影像光的行进方向(该影像光的主光线的方向)所成的角度β是90°。采用这样的结构,显示装置1的影像显示面和回归反射板2的面与在偏振分离部件101B上反射的影像光的行进方向成直角关系,能够使构成光学***的面的角度关系变得简单。如果将透明部件100的面配置成与在偏振分离部件101B上反射的影像光的行进方向正交,则能够进一步使构成光学***的面的角度关系变得简单。在图2C的结构中,在用户从箭头A的方向观看时,空间悬浮影像3能够作为明亮的影像被看到。但其他人物从箭头B的方向观看时,空间悬浮影像3完全不能作为影像被看到。该特性非常适于应用在显示要求高安全性影像的***中,和显示想要对正对着用户的人物保密的高保密性的影像的***中。
如以上所说明,图2C的光学***是与图2A和图2B的光学***不同结构的光学***,但能够与图2A和图2B的光学***同样地形成良好的空间悬浮影像。另外,能够使构成光学***的面的角度更加简单。
另外,可以在透明部件100的偏振分离部件101B一侧的面设置吸收型偏振片。该吸收型偏振片可以是使来自偏振分离部件101B的影像光的偏振透射、且吸收与来自偏振分离部件101B的影像光的偏振相差90°相位的偏振的吸收型偏振片。这样,能够使用于形成空间悬浮影像3的影像光充分透射,同时使从透明部件100的空间悬浮影像3一侧入射的外部光减少50%。由此,能够减少由从透明部件100的空间悬浮影像3一侧入射的外部光产生的图2C的光学***内的杂散光。
根据以上说明的图2A、图2B、图2C的光学***,能够提供更明亮的、更高质量的空间悬浮影像。
<<空间悬浮影像显示装置的内部结构的框图>>
接着对空间悬浮影像显示装置1000的内部结构的框图进行说明。图3是表示空间悬浮影像显示装置1000的内部结构之一例的框图。
空间悬浮影像显示装置1000具备回归反射部1101、影像显示部1102、导光体1104、光源1105、电源1106、外部电源输入接口1111、操作输入部1107、非易失性存储器1108、内存(memory)1109、控制部1110、影像信号输入部1131、声音信号输入部1133、通信部1132、空中操作检测传感器1351、空中操作检测部1350、声音输出部1140、影像控制部1160、存储部1170、摄像部1180等。另外,也可以具备可移动介质接口1134、姿态传感器1113、透射型自发光影像显示装置1650、第二显示装置1680或二次电池1112等。
空间悬浮影像显示装置1000的各构成要素配置在壳体1190中。另外,图3所示的摄像部1180和空中操作检测传感器1351也可以设置在壳体1190的外侧。
图3的回归反射部1101对应于图2A、图2B、图2C的回归反射板2。回归反射部1101使经过影像显示部1102调制后的光发生回归性反射。利用来自回归反射部1101的反射光中的、向空间悬浮影像显示装置1000的外部输出的光形成空间悬浮影像3。
图3的影像显示部1102对应于图2A、图2B、图2C的液晶显示面板11。图3的光源1105对应于图2A、图2B、图2C的光源装置13。图3的影像显示部1102、导光体1104和光源1105对应于图2A、图2B、图2C的显示装置1。
影像显示部1102是基于在后述影像控制部1160的控制下输入的影像信号,对透过的光进行调制而生成影像的显示部。影像显示部1102对应于图2A、图2B、图2C的液晶显示面板11。作为影像显示部1102例如使用透射型液晶面板。另外,作为影像显示部1102例如可以使用对反射的光进行调制的反射型液晶面板或DMD(Digital Micromirror Device:注册商标)面板等。
光源1105产生影像显示部1102用的光,是LED光源、激光光源等固体光源。电源1106将从外部经由外部电源输入接口1111输入的AC电流转换为DC电流对光源1105供电。另外,电源1106对空间悬浮影像显示装置1000内的各部分别供给必要的DC电流。二次电池1112蓄积从电源1106供给的电力(电功率)。另外,在没有经由外部电源输入接口1111从外部供电的情况下,二次电池1112对光源1105和其他需要用电的结构供电。即,在空间悬浮影像显示装置1000具备二次电池1112的情况下,在没有从外部供电的情况下用户也能够使用空间悬浮影像显示装置1000。
导光体1104引导光源1105产生的光,使其向影像显示部1102照射。也能够将导光体1104与光源1105的组合称为影像显示部1102的背光源。导光体1104可以采用主要使用玻璃的结构。导光体1104也可以采用主要使用塑料的结构。导光体1104也可以采用使用反射镜的结构。作为导光体1104与光源1105的组合可以考虑各种方式。关于导光体1104与光源1105的组合的具体的结构例,在后文中详细叙述。
空中操作检测传感器1351是检测用户230的手指对空间悬浮影像3的操作的传感器。空中操作检测传感器1351例如对与空间悬浮影像3的全部显示范围重叠的范围进行感测。另外,空中操作检测传感器1351也可以仅对与空间悬浮影像3的显示范围的至少一部分重叠的范围进行感测。
作为空中操作检测传感器1351的具体例,可以举出使用红外线等非可见光、非可见光激光或超声波等构成的距离传感器。另外,空中操作检测传感器1351也可以将多种传感器多个组合以构成为能够检测二维平面的坐标。另外,空中操作检测传感器1351可以由ToF(Time Of Flight)方式的LiDAR(Light Detection and Ranging)或图像传感器构成。
空中操作检测传感器1351只要能够进行感测来检测用户的手指对作为空间悬浮影像3显示的对象(object)进行的触摸操作等即可。这样的感测也能够应用现有技术进行。
空中操作检测部1350从空中操作检测传感器1351取得传感信号,基于传感信号判断用户230的手指是否与空间悬浮影像3的对象发生了接触,以及计算用户230的手指与对象接触的位置(接触位置)等。空中操作检测部1350例如由FPGA(Field Programmable GateArray)等电路构成。另外,空中操作检测部1350的一部分功能例如也可以通过控制部1110执行的空间操作检测用程序来用软件实现。
空中操作检测传感器1351和空中操作检测部1350可以采用内置在空间悬浮影像显示装置1000中的结构,但也可以与空间悬浮影像显示装置1000分体地设置在外部。在与空间悬浮影像显示装置1000分体地设置的情况下,空中操作检测传感器1351和空中操作检测部1350构成为能够经由有线或无线的通信连接路径、影像信号传输路径向空间悬浮影像显示装置1000传输信息、信号。
另外,空中操作检测传感器1351和空中操作检测部1350也可以分体地设置。由此,能够将不具有空中操作检测功能的空间悬浮影像显示装置1000作为主体,构建能够可选地仅追加空中操作检测功能的***。另外,也可以仅使空中操作检测传感器1351分离,将空中操作检测部1350内置在空间悬浮影像显示装置1000中。在想要相对于空间悬浮影像显示装置1000的设置位置更自由地配置空中操作检测传感器1351等情况下,仅使空中操作检测传感器1351分离的结构具有优点。
摄像部1180例如是具有图像传感器的照相机,拍摄空间悬浮影像3附近的空间和/或用户230的脸、手臂、手指等。摄像部1180可以设置多个。通过使用多个摄像部1180,或者通过使用带有深度传感器的摄像部,能够在检测用户230对空间悬浮影像3的触摸操作时,对空中操作检测部1350进行辅助。摄像部1180也可以与空间悬浮影像显示装置1000分体地设置。在摄像部1180与空间悬浮影像显示装置1000分体地设置的情况下,可以构成为,能够经由有线或无线的通信连接路径等向空间悬浮影像显示装置1000传输摄像信号。
例如,在空中操作检测传感器1351构成为以包括空间悬浮影像3的显示面的平面(侵入检测平面)为对象来检测是否有物体侵入该侵入检测平面内的物体侵入传感器的情况下,存在通过空中操作检测传感器1351不能检测未侵入到侵入检测平面内的物体(例如用户的手指)与侵入检测平面相距多远、或物体与侵入检测平面相距多近等信息。
该情况下,通过使用基于多个摄像部1180的拍摄图像得到的物体的深度计算信息和通过深度传感器得到的物体的深度信息等信息,能够计算出物体与侵入检测平面的距离。然后,这些信息和物体与侵入检测平面的距离等各种信息被用于针对空间悬浮影像3的各种显示控制。
另外,也可以不使用空中操作检测传感器1351,而是基于摄像部1180的拍摄图像,由空中操作检测部1350检测用户230对空间悬浮影像3的触摸操作。
另外,也可以由摄像部1180拍摄操作空间悬浮影像3的用户230的脸,由控制部1110进行用户230的识别处理。另外,为了判别是否有他人站立在操作空间悬浮影像3的用户230的周边或背后、他人窥视用户230对空间悬浮影像3的操作等,摄像部1180也可以对包括操作空间悬浮影像3的用户230和用户230的周边区域的范围进行拍摄。
操作输入部1107例如是操作按钮或遥控器等的信号接收部或红外线接收部,输入关于与用户230进行的空中操作(触摸操作)不同的操作的信号。在对空间悬浮影像3进行触摸操作的上述用户230之外,操作输入部1107例如也可以用于由管理者操作空间悬浮影像显示装置1000。
影像信号输入部1131与外部的影像输出装置连接来输入影像数据。关于影像信号输入部1131,可以考虑各种数字影像输入接口。例如,可以由HDMI(注册商标)(High-Definition Multimedia Interface)标准的影像输入接口、DVI(Digital VisualInterface)标准的影像输入接口、或DisplayPort标准的影像输入接口等构成。或者,也可以设置模拟RGB和分量视频等模拟影像输入接口。声音信号输入部1133与外部的声音输出装置连接来输入声音数据。声音信号输入部1133可以由HDMI标准的声音输入接口、光数字端子接口或同轴数字端子接口等构成。在采用HDMI标准的接口的情况下,影像信号输入部1131和声音信号输入部1133可以构成为端子以及线缆一体构成的接口。声音输出部1140能够基于输入到声音信号输入部1133的声音数据来输出声音。声音输出部1140可以由扬声器构成。另外,声音输出部1140也可以输出内置的操作音、错误警告音。或者,也可以将HDMI标准中规定的Audio Return Channel功能那样对外部设备输出数字信号的结构作为声音输出部1140。
非易失性存储器1108保存空间悬浮影像显示装置1000中使用的各种数据。在非易失性存储器1108保存的数据中,例如包括空间悬浮影像3要显示的各种操作用的数据、显示图标、供用户操作的对象的数据和布局信息等。内存1109存储作为空间悬浮影像3显示的影像数据和装置的控制用数据等。
控制部1110控制所连接的各部的动作。另外,控制部1110可以与内存1109中存储的程序协作,基于从空间悬浮影像显示装置1000内的各部取得的信息进行运算处理。
通信部1132经由有线或无线的通信接口,与外部设备、外部的服务器等进行通信。在通信部1132具有有线通信接口的情况下,该有线通信接口例如可以使用以太网标准的LAN接口等构成。在通信部1132具有无线通信接口的情况下,例如可以使用Wi-Fi方式的通信接口、Bluetooth方式的通信接口、4G、5G等移动通信接口等构成。通过经由通信部1132的通信,发送接收影像数据、图像数据、声音数据等各种数据。
另外,可移动介质接口1134是连接可拆装的记录介质(可移动介质)的接口。可拆装的记录介质(可移动介质)可以由固态驱动器(SSD)等半导体元件存储器、硬盘驱动器(HDD)等磁记录介质记录装置或光盘等光学记录介质等构成。可移动介质接口1134能够读取可拆装的记录介质上记录的影像数据、图像数据、声音数据等各种数据等各种信息。可拆装的记录介质上记录的影像数据、图像数据等经由影像显示部1102和回归反射部1101作为空间悬浮影像3输出。
存储部1170是记录影像数据、图像数据、声音数据等各种数据等各种信息的存储装置。存储部1170可以由硬盘驱动器(HDD)等磁记录介质记录装置、固态驱动器(SSD)等半导体元件存储器构成。在存储部1170中,例如可以在产品出厂时预先记录影像数据、图像数据、声音数据等各种数据等各种信息。另外,存储部1170也可以记录经由通信部1132从外部机器和外部的服务器等取得的影像数据、图像数据、声音数据等各种数据等各种信息。
存储部1170中记录的影像数据、图像数据等经由影像显示部1102和回归反射部1101作为空间悬浮影像3输出。作为空间悬浮影像3显示的显示图标和供用户操作的对象等的影像数据、图像数据等也记录在存储部1170中。
作为空间悬浮影像3显示的显示图标、对象等的布局信息、以及关于对象的各种元数据的信息等也记录在存储部1170中。存储部1170中记录的声音数据例如从声音输出部1140作为声音输出。
影像控制部1160进行关于输入到影像显示部1102的影像信号的各种控制。影像控制部1160也可以称为影像处理电路,例如可以由ASIC、FPGA、视频处理器等硬件构成。另外,影像控制部1160也可以称为影像处理部、图像处理部。影像控制部1160例如进行影像切换的控制等,切换将存储在内存1109中的影像信号、输入到影像信号输入部1131的影像信号(影像数据)等中的哪个影像信号输入至影像显示部1102。
另外,影像控制部1160也可以进行控制,生成由存储在内存1109中的影像信号与从影像信号输入部1131输入的影像信号叠加得到的叠加影像信号,将叠加影像信号输入至影像显示部1102由此形成合成影像作为空间悬浮影像3。
另外,影像控制部1160也可以进行控制,对从影像信号输入部1131输入的影像信号和存储在内存1109中的影像信号等进行图像处理。作为图像处理,例如有进行图像的放大、缩小、变形等的缩放处理,变更亮度的亮度调整处理,变更图像的对比度曲线的对比度调整处理,将图像分解为光的成分并变更各成分的权重的Retinex处理等。
另外,影像控制部1160也可以对输入到影像显示部1102的影像信号进行用于辅助用户230的空中操作(触摸操作)的特殊效果影像处理等。特殊效果影像处理例如是基于空中操作检测部1350对用户230的触摸操作的检测结果和摄像部1180对用户230的拍摄图像进行的。
姿态传感器1113是由重力传感器或加速度传感器或它们的组合构成的传感器,能够检测空间悬浮影像显示装置1000的设置姿态。控制部1110可以基于姿态传感器1113的姿态检测结果,控制连接的各部的动作。例如,在检测出其姿态不是理想的用户的使用状态的情况下,可以进行控制以使影像显示部1102上显示的影像中止显示、对用户显示错误消息。或者,在通过姿态传感器1113检测出空间悬浮影像显示装置1000的设置姿态发生了变化的情况下,可以进行使影像显示部1102显示的影像的显示方向旋转的控制。
如以上所说明,空间悬浮影像显示装置1000中搭载了各种功能。但是,空间悬浮影像显示装置1000不需要具备全部这些功能,可以是任意的结构,只要具有形成空间悬浮影像3的功能即可。
<空间悬浮影像显示装置的结构例>
接着,对空间悬浮影像显示装置的结构例进行说明。关于本实施例的空间悬浮影像显示装置的构成要素的布局,可以与使用形态相应地存在各种布局。以下,对图4A~图4M各自的布局进行说明。另外,在图4A~图4M的任意一例中,包围空间悬浮影像显示装置1000的粗线都表示空间悬浮影像显示装置1000的壳体结构的一个例子。
图4A是表示空间悬浮影像显示装置的结构之一例的图。图4A所示的空间悬浮影像显示装置1000搭载了与图2A的光学***对应的光学***。图4A所示的空间悬浮影像显示装置1000以形成空间悬浮影像3一侧的面朝向上方的方式横向地设置。即,图4A中,空间悬浮影像显示装置1000的透明部件100设置在装置顶面。与空间悬浮影像显示装置1000的透明部件100的面相比,空间悬浮影像3形成于上方。空间悬浮影像3的光向斜上方向行进。在如图所示地设置空中操作检测传感器1351的情况下,能够检测用户230的手指对空间悬浮影像3的操作。另外,x方向是从用户看来的左右方向,y方向是从用户看来的前后方向(进深方向),z方向是上下方向(铅垂方向)。以下,图4A~图4M之各图中的x方向、y方向、z方向的定义相同,所以省略重复的说明。
图4B是表示空间悬浮影像显示装置的结构之一例的图。图4B所示的空间悬浮影像显示装置1000搭载了与图2A的光学***对应的光学***。图4B所示的空间悬浮影像显示装置1000以形成空间悬浮影像3一侧的面朝向空间悬浮影像显示装置1000的正面(用户230的方向)的方式纵向地设置。即,图4B中,空间悬浮影像显示装置的透明部件100设置在装置正面(用户230的方向)。与空间悬浮影像显示装置1000的透明部件100的面相比,空间悬浮影像3形成于用户230一侧。空间悬浮影像3的光向斜上方向行进。在如图所示地设置空中操作检测传感器1351的情况下,能够检测用户230的手指对空间悬浮影像3的操作。此处,如图4B所示,空中操作检测传感器1351通过从上侧感测用户230的手指,能够将用户的指甲对感测用光的反射用于触摸检测。一般而言,指甲的反射率比指肚高,所以通过这样的结构能够提高触摸检测的精度。
图4C是表示空间悬浮影像显示装置的结构之一例的图。图4C所示的空间悬浮影像显示装置1000搭载了与图2B的光学***对应的光学***。图4C所示的空间悬浮影像显示装置1000以形成空间悬浮影像3一侧的面朝向上方的方式横向地设置。即,图4C中,空间悬浮影像显示装置1000的透明部件100设置在装置顶面。与空间悬浮影像显示装置1000的透明部件100的面相比,空间悬浮影像3形成于上方。空间悬浮影像3的光向斜上方向行进。在如图所示地设置空中操作检测传感器1351的情况下,能够检测用户230的手指对空间悬浮影像3的操作。
图4D是表示空间悬浮影像显示装置的结构之一例的图。图4D所示的空间悬浮影像显示装置1000搭载了与图2B的光学***对应的光学***。图4D所示的空间悬浮影像显示装置1000以形成空间悬浮影像3一侧的面朝向空间悬浮影像显示装置1000的正面(用户230的方向)的方式纵向地设置。即,图4D中,空间悬浮影像显示装置1000的透明部件100设置在装置正面(用户230的方向)。与空间悬浮影像显示装置1000的透明部件100的面相比,空间悬浮影像3形成于用户230一侧。空间悬浮影像3的光向斜上方向行进。在如图所示地设置空中操作检测传感器1351的情况下,能够检测用户230的手指对空间悬浮影像3的操作。此处,如图4D所示,空中操作检测传感器1351通过从上侧感测用户230的手指,能够将用户的指甲对感测用光的反射用于触摸检测。一般而言,指甲的反射率比指肚高,所以通过这样的结构能够提高触摸检测的精度。
图4E是表示空间悬浮影像显示装置的结构之一例的图。图4E所示的空间悬浮影像显示装置1000搭载了与图2C的光学***对应的光学***。图4E所示的空间悬浮影像显示装置1000以形成空间悬浮影像3一侧的面朝向上方的方式横向地设置。即,图4E中,空间悬浮影像显示装置1000的透明部件100设置在装置顶面。与空间悬浮影像显示装置1000的透明部件100的面相比,空间悬浮影像3形成于上方。空间悬浮影像3的光向正上方向行进。在如图所示地设置空中操作检测传感器1351的情况下,能够检测用户230的手指对空间悬浮影像3的操作。
图4F是表示空间悬浮影像显示装置的结构之一例的图。图4F所示的空间悬浮影像显示装置1000搭载了与图2C的光学***对应的光学***。图4F所示的空间悬浮影像显示装置1000以形成空间悬浮影像3一侧的面朝向空间悬浮影像显示装置1000的正面(用户230的方向)的方式纵向地设置。即,图4F中,空间悬浮影像显示装置1000中的透明部件100设置在装置正面(用户230的方向)。与空间悬浮影像显示装置1000的透明部件100的面相比,空间悬浮影像3形成于用户230一侧。空间悬浮影像3的光向用户面前(用户跟前)方向行进。在如图所示地设置空中操作检测传感器1351的情况下,能够检测用户230的手指对空间悬浮影像3的操作。
图4G是表示空间悬浮影像显示装置的结构之一例的图。图4G所示的空间悬浮影像显示装置1000搭载了与图2C的光学***对应的光学***。在图4A至图4F的空间悬浮影像显示装置的光学***中,从显示装置1发出的影像光的中心的光路位于yz平面上。即,在图4A至图4F的空间悬浮影像显示装置的光学***内,从用户看来影像光在前后方向、上下方向上行进。与此相对,在图4G所示的空间悬浮影像显示装置的光学***中,从显示装置1发出的影像光的中心的光路位于xy平面上。即,在图4G所示的空间悬浮影像显示装置的光学***内,从用户看来影像光在左右方向和前后方向上行进。图4G所示的空间悬浮影像显示装置1000以形成空间悬浮影像3一侧的面朝向装置正面(用户230的方向)的方式设置。即,图4G中,空间悬浮影像显示装置1000中的透明部件100设置在装置正面(用户230的方向)。与空间悬浮影像显示装置1000的透明部件100的面相比,空间悬浮影像3形成于用户一侧。空间悬浮影像3的光向用户面前方向行进。在如图所示地设置空中操作检测传感器1351的情况下,能够检测用户230的手指对空间悬浮影像3的操作。
图4H是表示空间悬浮影像显示装置的结构之一例的图。图4H的空间悬浮影像显示装置1000与图4G的空间悬浮影像显示装置的不同点在于,在装置背面(用户230观看空间悬浮影像3的位置的相反一侧,即去往用户230的空间悬浮影像3的影像光的行进方向的相反一侧)设置有窗口,该窗口具有玻璃和塑料等的透明板100B。其他结构是与图4G的空间悬浮影像显示装置相同的结构,所以省略重复的说明。在图4H的空间悬浮影像显示装置1000中,对于空间悬浮影像3,在空间悬浮影像3的影像光的行进方向的相反一侧的位置设置了具有透明板100B的窗口。由此,在用户230观看空间悬浮影像3的情况下,能够将空间悬浮影像显示装置1000的背后一侧的景色识别为空间悬浮影像3的背景。由此,用户230能够识别成,空间悬浮影像3悬浮在空间悬浮影像显示装置1000的背后一侧的景色前方的空中。由此,能够更强调空间悬浮影像3的空中悬浮感。
另外,取决于从显示装置1输出的影像光的偏振分布和偏振分离部件101B的性能,存在从显示装置1输出的影像光的一部分在偏振分离部件101B上反射并去往透明板100B的可能性。而取决于透明板100B的表面的涂层性能,存在该光在透明板100B的表面再次反射成为杂散光被用户看到的可能性。因此,为了防止该杂散光,可以在空间悬浮影像显示装置1000的装置背面的上述窗口不设置透明板100B。
图4I是表示空间悬浮影像显示装置的结构之一例的图。图4I的空间悬浮影像显示装置1000与图4H的空间悬浮影像显示装置的不同点在于,在配置于装置背面(用户230观看空间悬浮影像3的位置的相反一侧)的透明板100B的窗口处设置了用于遮光的开闭门1410。其他结构是与图4H的空间悬浮影像显示装置相同的结构,所以省略重复的说明。图4I的空间悬浮影像显示装置1000的开闭门1410例如具有遮光板,包括使遮光板移动(滑动)的机构、旋转的机构或使该遮光板可拆装的机构,由此位于空间悬浮影像显示装置1000的深处侧的透明板100B的窗口(背面侧窗口)能够切换开口状态和遮光状态。开闭门1410可以利用未图示的电动机进行驱动,以电动方式使遮光板移动(滑动)和旋转。该电动机可以由图3的控制部1110控制。另外,图4I的例子公开了开闭门1410的遮光板的数量为2片的例子。但开闭门1410的遮光板的数量也可以是1片。
例如,在空间悬浮影像显示装置1000的透明板100B的窗口的深处所能看到的景色是室外的情况下,太阳光的亮度随天气而变化。当室外的太阳光强时,存在空间悬浮影像3的背景变得过亮、用户230对空间悬浮影像3的辨认性降低的情况。这样的情况下,如果通过使开闭门1410的遮光板移动(滑动)、旋转或安装该遮光板,使背面侧窗口成为遮光状态,则空间悬浮影像3的背景变暗,所以能够相对地提高空间悬浮影像3的辨认性。这样的开闭门1410的遮光板的遮光动作也可以由用户230直接地手动进行。也可以按照经由图3的操作输入部1107进行的操作输入,相应地由控制部111控制未图示的电动机进行开闭门1410的遮光板的遮光动作。
另外,也可以在空间悬浮影像显示装置1000的背面侧(用户230的相反一侧)——例如在背面侧窗口附近——设置照度传感器,测定背面侧窗口外的空间的亮度。该情况下,可以根据该照度传感器的检测结果,由图3的控制部1110控制未图示的电动机进行开闭门1410的遮光板的开闭动作。通过这样控制开闭门1410的遮光板的开闭动作,即使用户230不手动地进行开闭门1410的遮光板的开闭动作,也能够更好地维持空间悬浮影像3的辨认性。
另外,开闭门1410的遮光板也可以为手动拆装式的。能够按照空间悬浮影像显示装置1000的使用用途、设置环境,由用户选择使背面侧窗口成为开口状态还是成为遮光状态。如果预定要长期将背面侧窗口保持遮光状态使用,可以将拆装式的遮光板固定为遮光状态。另外,如果预定要长期将背面侧窗口保持开口状态使用,可以保持将拆装式的遮光板拆除的状态来使用。遮光板的拆装可以使用螺钉也可以使用钩挂结构,也可以使用嵌入结构。
另外,图4I的空间悬浮影像显示装置1000的例子也是同样的,取决于从显示装置1输出的影像光的偏振分布和偏振分离部件101B的性能,存在从显示装置1输出的影像光的一部分在偏振分离部件101B上反射并去往透明板100B的可能性。而取决于透明板100B的表面的涂层性能,存在该光在透明板100B的表面再次反射成为杂散光被用户看到的可能性。因此,为了防止该杂散光,可以在空间悬浮影像显示装置1000的装置背面的上述窗口不设置透明板100B。可以在不具有透明板100B的窗口设置上述开闭门1410。为了防止该杂散光,上述开闭门1410的遮光板的壳体内侧的面优选具有光反射率低的涂层或材料。
图4J是表示空间悬浮影像显示装置的结构之一例的图。图4J的空间悬浮影像显示装置1000与图4H的空间悬浮影像显示装置的不同点在于,在其背面侧窗口不配置玻璃或塑料的透明板100B而是改为配置了电控透射率可变装置1620。其他结构是与图4H的空间悬浮影像显示装置相同的结构,所以省略重复的说明。电控透射率可变装置1620的例子是液晶快门等。即,液晶快门通过对2个偏振片中夹着的液晶元件进行电压控制,能够控制光的透射。由此,如果控制液晶快门增大透射率,则空间悬浮影像3的背景成为可透视到隔着背面侧窗口的景色的状态。另外,如果控制液晶快门增大透射率,则能够使空间悬浮影像3的背景成为无法看到隔着背面侧窗口的景色的状态。另外,液晶快门能够进行中间色阶的控制,所以也能够采用透射率50%等状态。例如,可以按照经由图3的操作输入部1107进行的操作输入,由控制部1110控制电控透射率可变装置1620的透射率。采用这样的结构,在作为空间悬浮影像3的背景想要观看隔着背面侧窗口的景色,但背景即隔着背面侧窗口的景色过亮导致空间悬浮影像3的辨认性降低等情况下,能够通过调整电控透射率可变装置1620的透射率,来调整空间悬浮影像3的辨认性。
另外,也可以在空间悬浮影像显示装置1000的背面侧(用户230的相反一侧)——例如在背面侧窗口附近——设置照度传感器,测定背面侧窗口外的空间的亮度。该情况下,可以根据该照度传感器的检测结果,由图3的控制部1110控制电控透射率可变装置1620的透射率。这样,即使用户230不经由图3的操作输入部1107进行操作输入,也能够根据背面侧窗口外的空间的亮度相应地调整电控透射率可变装置1620的透射率,所以能够更好地维持空间悬浮影像3的辨认性。
另外,上述例子中,作为电控透射率可变装置1620说明了液晶快门的例子。但作为电控透射率可变装置1620的其他例子,也可以使用电子纸。即使使用电子纸也能够得到与上述同样的效果。并且,电子纸用于维持中间色阶状态的功耗非常小。因此,与采用液晶快门的情况相比,能够实现低功耗的空间悬浮影像显示装置。
图4K是表示空间悬浮影像显示装置的结构之一例的图。图4K的空间悬浮影像显示装置1000与图4G的空间悬浮影像显示装置的不同点在于,代替透明部件100具有透射型自发光影像显示装置1650。其他结构是与图4G的空间悬浮影像显示装置相同的结构,所以省略重复的说明。
在图4K的空间悬浮影像显示装置1000中,影像光束在透过了透射型自发光影像显示装置1650的显示面之后,在空间悬浮影像显示装置1000的外部形成空间悬浮影像3。即,在利用作为二维平面显示器的透射型自发光影像显示装置1650显示了影像时,能够将空间悬浮影像3在透射型自发光影像显示装置1650的影像的用户面前侧显示为浮出的影像。此时,用户230能够同时看到进深位置不同的2个影像。透射型自发光影像显示装置1650例如可以使用日本特开2014-216761号公报等公开的透射型有机EL面板等现有技术构成。另外,透射型自发光影像显示装置1650在图3中未图示,但可以作为图3的空间悬浮影像显示装置1000的一个构成部分,与控制部1110等其他处理部连接。
此处可以实现这样的效果,即,在透射型自发光影像显示装置1650上显示背景和角色等双方的对象,之后仅使角色等对象移动至用户面前侧的空间悬浮影像3,由此,能够对用户230提供更有效的“惊喜效果”的影像体验。
另外,如果空间悬浮影像显示装置1000的内部为遮光状态,则透射型自发光影像显示装置1650的背景足够暗。因此,在显示装置1不显示影像或显示装置1的光源不发光,仅透射型自发光影像显示装置1650显示影像的情况下,对于用户230而言,透射型自发光影像显示装置1650看上去不是透射型显示器而是通常的二维平面显示器(本发明的实施例中的空间悬浮影像3在不存在屏幕的空间中显示为实像的光学像,所以如果使显示装置1的光源不发光,则空间悬浮影像3的预定显示位置是什么都不存在的空间)。因此,通过在将透射型自发光影像显示装置1650用作宛如通常的二维平面显示器那样进行影像显示时,突然将角色和对象等在空中显示为空间悬浮影像3,能够对用户230提供更有效的“惊喜效果”的影像体验。
另外,空间悬浮影像显示装置1000的内部越暗,透射型自发光影像显示装置1650看上去越像二维平面显示器。因此,可以在透射型自发光影像显示装置1650的空间悬浮影像显示装置1000内部一侧的面(偏振分离部件101B上反射的影像光对透射型自发光影像显示装置1650入射的入射面,即透射型自发光影像显示装置1650的与空间悬浮影像3相反一侧的面)上,设置使在偏振分离部件101B上反射的影像光的偏振透射且吸收与该偏振相差90°相位的偏振的吸收型偏振片(未图示)。这样,对形成空间悬浮影像3的影像光的影响并不大,但能够大幅减少从外部经由透射型自发光影像显示装置1650向空间悬浮影像显示装置1000内部入射的光,能够使空间悬浮影像显示装置1000的内部更暗,是较为优选的。
图4L是表示空间悬浮影像显示装置的结构之一例的图。图4L的空间悬浮影像显示装置1000是图4K的空间悬浮影像显示装置的变形例。空间悬浮影像显示装置1000中的结构的配置方向与图4K的空间悬浮影像显示装置不同,是与图4F的空间悬浮影像显示装置相近的配置。关于各结构的功能、动作等,因为与图4K的空间悬浮影像显示装置是相同的结构,所以省略重复的说明。
图4L的空间悬浮影像显示装置也是同样的,影像光的光束在透过了透射型自发光影像显示装置1650之后,在比透射型自发光影像显示装置1650靠用户230一侧处形成空间悬浮影像3。
无论是图4K的空间悬浮影像显示装置的例子还是图4L的空间悬浮影像显示装置的例子,从用户230看来,空间悬浮影像3都是在透射型自发光影像显示装置1650的影像的前方(用户面前一侧)重叠显示的。此处,空间悬浮影像3的位置与透射型自发光影像显示装置1650的影像的位置在进深方向上存在差异。因此,用户移动头部(视点的位置)时能够因视差而感觉到2个影像的进深。因此,通过显示进深位置不同的2幅影像,能够更好地对用户提供不需要立体眼镜等的裸眼3D的影像体验。
图4M是表示空间悬浮影像显示装置的结构之一例的图。在图4M的空间悬浮影像显示装置1000中,相对于图4G的空间悬浮影像显示装置的偏振分离部件101B,在从用户看来的深处侧设置了第二显示装置1680。其他结构是与图4G的空间悬浮影像显示装置相同的结构,所以省略重复的说明。
图4M所示的结构例中,第二显示装置1680设置在空间悬浮影像3的显示位置的深处侧,影像显示面朝向空间悬浮影像3。通过该结构,从用户230看来,能够重叠地看到第二显示装置1680的影像和空间悬浮影像3这2个显示在不同进深位置处的影像。即,可以认为,第二显示装置1680被配置在面朝观看空间悬浮影像3的用户230一侧的方向显示影像的方向上。另外,第二显示装置1680在图3中未图示,但可以作为图3的空间悬浮影像显示装置1000的一个构成部分,与控制部1110等其他处理部连接。
另外,图4M的空间悬浮影像显示装置1000的第二显示装置1680的影像光在透过了偏振分离部件101B之后被用户230看到。从而,为了使第二显示装置1680的影像光更好地透过偏振分离部件101B,优选从第二显示装置1680输出的影像光是更适于从偏振分离部件101B透过的振动方向的偏振的光。即,优选的是,与从显示装置1输出的影像光的偏振为相同振动方向的偏振的偏振光。例如,在从显示装置1输出的影像光是S偏振光的情况下,优选从第二显示装置1680输出的影像光也是S偏振光。另外,在从显示装置1输出的影像光是P偏振光的情况下,优选从第二显示装置1680输出的影像光也是P偏振光。
图4M的空间悬浮影像显示装置的例子也在空间悬浮影像3的深处侧显示第二影像,在这一点上具有与图4K的空间悬浮影像显示装置的例子和图4L的空间悬浮影像显示装置的例子同样的效果。但是,与图4K的空间悬浮影像显示装置的例子和图4L的空间悬浮影像显示装置的例子不同,在图4M的空间悬浮影像显示装置的例子中,用于形成空间悬浮影像3的影像光的光束并不经过第二显示装置1680。由此,第二显示装置1680不需要是透射型自发光影像显示装置,可以是作为二维平面显示器的液晶显示器。第二显示装置1680也可以是有机EL显示器。由此,与图4K的空间悬浮影像显示装置的例子和图4L的空间悬浮影像显示装置的例子相比,图4M的空间悬浮影像显示装置的例子能够更低成本地实现空间悬浮影像显示装置1000。
此处,取决于从显示装置1输出的影像光的偏振分布和偏振分离部件101B的性能,存在从显示装置1输出的影像光的一部分在偏振分离部件101B上反射并去往第二显示装置1680的可能性。存在该光(影像光的一部分)在第二显示装置1680的表面上再次反射成为杂散光被用户看到的可能性。
因此,为了防止该杂散光,可以在第二显示装置1680的表面设置吸收型偏振片。该情况下,该吸收型偏振片可以采用使从第二显示装置1680输出的影像光的偏振透射、并吸收与从第二显示装置1680输出的影像光的偏振相差90°相位的偏振的吸收型偏振片。另外,在第二显示装置1680是液晶显示器的情况下,在该液晶显示器内部的影像出射侧也存在吸收型偏振片。但是,在该液晶显示器内部的影像出射侧的吸收型偏振片的出射面具有玻璃盖板(影像显示面一侧的玻璃盖板)的情况下,将无法防止来自液晶显示器外部的光在该玻璃盖板上反射而产生的杂散光。因此,需要在该玻璃盖板的表面另外设置上述吸收型偏振片。
另外,在使用作为二维平面显示器的第二显示装置1680显示影像时,能够在第二显示装置1680的影像的更靠用户面前的一侧将空间悬浮影像3显示为影像。此时,用户230能够同时看到进深位置不同的2个影像。通过用空间悬浮影像3显示角色、在第二显示装置1680上显示背景,能够提供用户230仿佛能够立体地看到角色所处的空间那样的效果。
另外可以实现这样的效果,即,在第二显示装置1680上显示背景和角色等双方的对象,之后仅使角色等对象移动至用户面前侧的空间悬浮影像3,由此,能够对用户230提供更有效的“惊喜效果”的影像体验。
<显示装置>
接着,对本实施例的显示装置1使用附图进行说明。本实施例的显示装置1包括影像显示元件11(液晶显示面板)以及构成其光源的光源装置13,图5中,与液晶显示面板一同用展开立体图表示了光源装置13。
该液晶显示面板(影像显示元件11)如图5中箭头30所示,从作为背光源装置的光源装置13,接收到具有窄角扩散特性的、即指向性(直线行进性)强并且偏振面统一在一个方向上的类似激光的特性的照明光束。液晶显示面板(影像显示元件11)按照输入的影像信号对接收到的照明光束进行调制。调制后的影像光被回归反射板2反射并透过透明部件100形成实像的空间悬浮像(参照图1)。
另外,图5中包括构成显示装置1的液晶显示面板11、以及控制来自光源装置13的出射光束的指向特性的光方向变换面板54,且根据需要具备窄角扩散板(未图示)。即,在液晶显示面板11的两面设置偏振片,按照影像信号调制光的强度出射特定偏振的影像光(参照图5的箭头30)。由此,使要求的影像作为指向性(直线行进性)高的特定偏振的光,经由光方向变换面板54向回归反射板2投射,在回归反射板2上反射之后,透射而去往店铺(空间)外部的观看者的眼,形成空间悬浮影像3。另外,也可以在上述光方向变换面板54的表面设置保护盖50(参照图6、图7)。
<显示装置的例1>
图6表示显示装置1的具体结构之一例。图6在图5的光源装置13上配置了液晶显示面板11和光方向变换面板54。该光源装置13在图5所示的箱体上例如由塑料等形成,在其内部收纳LED元件201、导光体203而构成,在导光体203的端面,为了如图5等所示将来自各LED元件201的发散光变换为大致平行光束而设置了透镜形状,其具有截面积随着去往与受光部相对的面而逐渐增大的形状,并具有使光在内部传播时多次全反射从而逐渐减小发散角的作用。在显示装置1的上表面安装了构成该显示装置1的液晶显示面板11。另外,在光源装置13的箱体的一个侧面(本例中是左侧的端面)安装有LED基板202,其上安装了作为半导体光源的LED(Light Emitting Diode)元件201及其控制电路。在LED基板202的外侧面,可以安装用于对LED元件和控制电路中产生的热进行冷却的部件即散热器。
另外,在安装于光源装置13的箱体的上表面的液晶显示面板的框架(未图示)上,安装了在该框架上安装的液晶显示面板11、以及与该液晶显示面板11电连接的FPC(Flexible Printed Circuits:柔性配线电路板)(未图示)等。即,作为影像显示元件的液晶显示面板11与作为固体光源的LED元件201一同基于来自构成电子装置的控制电路(图3的影像控制部1160)的控制信号,对透射光的强度进行调制来生成显示影像。此时,生成的影像光扩散角度窄且仅有特定偏振成分,所以接近由影像信号驱动的面发光激光影像源,可以得到以往没有的新颖的影像显示装置。另外,现状下,通过激光装置得到与通过上述显示装置1得到的图像同等尺寸的激光束在技术上和安全上都是不可能的。于是,本实施例中,例如使用具有LED元件的通常的光源发出的光束,得到上述接近面发光激光影像光的光。
接着,对收纳在光源装置13的箱体内的光学***的结构,参照图6以及图7详细进行说明。
因为图6和图7是截面图,所以对于构成光源的多个LED元件201仅示出了1个,它们被导光体203的受光端面203a的形状变换为大致准直光。因此,导光体端面的受光部与LED元件保持规定的位置关系地安装。
另外,该导光体203分别例如使用丙烯酸树脂等透光性的树脂形成。并且,该导光体203的端部的LED受光面例如具有由抛物截面旋转得到的凸圆锥形状的外周面,其顶部具有凹部,该凹部在其中央部形成有凸部(即凸透镜面),且在其平面部的中央部具有向外侧突出的凸透镜面(或者也可以是向内侧凹陷的凹透镜面)(未图示)。另外,安装LED元件201的导光体的受光部外形形状为形成圆锥形状外周面的抛物面形状,被设定在能够使从LED元件对周边方向出射的光在其内部全反射的角度范围内,或者形成了反射面。
另一方面,LED元件201分别配置在其电路板即LED基板202的表面上的规定位置。该LED基板202相对于LED准直器(受光端面203a),以其表面上的LED元件201分别位于上述凹部的中央部的方式配置并固定。
根据该结构,能够利用导光体203的受光端面203a的形状使从LED元件201发射的光成为大致平行光并输出,能够提高所产生的光的利用效率。
如上所述,光源装置13通过在设置于导光体203的端面的受光部即受光端面203a处安装了由多个作为光源的LED元件201排列得到的光源单元而构成,对于来自LED元件201的发散光束,用导光体端面的受光端面203a的透镜形状使其成为大致平行光,并如箭头所示地在导光体203内部导光(与纸面平行的方向),利用光束方向变换单元204使其向相对于导光体203大致平行地配置的液晶显示面板11(从纸面垂直向外的方向)出射。通过用导光体内部或表面的形状使该光束方向变换单元204的分布(密度)优化,能够控制对液晶显示面板11入射的光束的均匀性。
上述光束方向变换单元204通过利用导光体表面的形状或在导光体内部设置例如折射率不同的部分,使在导光体内传播的光束向相对于导光体203大致平行地配置的液晶显示面板11(从纸面垂直向外的方向)出射。此时,对于液晶显示面板11,在正对画面中央且将视点置于与画面对角线尺寸相同位置的状态下,对画面中央与画面周边部的亮度进行比较,只要相对亮度比在20%以上在实用上就没有问题,如果超过30%则特性更优异。
另外,图6是用于说明上述包括导光体203和LED元件201的光源装置13中进行偏振变换的本实施例的光源的结构及其作用的截面配置图。图6中,光源装置13例如包括由塑料等形成的在表面或内部设置了光束方向变换单元204的导光体203、作为光源的LED元件201、反射片205、相位差板206、柱状透镜等,在其上表面,安装了在光源光入射面和影像光出射面具有偏振片的液晶显示面板11。
另外,在与光源装置13对应的液晶显示面板11的光源光入射面(图中的下表面)设置了薄膜或片状的反射型偏振片49,使从LED元件201出射的自然光束210中的一种偏振(例如P光)212选择性地反射。反射光在设置于导光体203的一个面(图中的下方)上的反射片205上再次反射而去往液晶显示面板11。于是,在反射片205与导光体203之间或者导光体203与反射型偏振片49之间设置相位差板(λ/4波片),于是光在反射片205上反射从而2次通过相位差板,由此使反射光束从P偏振变换为S偏振,提高作为影像光的光源光的利用效率。光强度经液晶显示面板11按影像信号调制后的影像光束(图6的箭头213)向回归反射板2入射。在回归反射板2上反射后能够得到实像的空间悬浮像。
图7是与图6同样地用于说明在包括导光体203和LED元件201的光源装置13中进行偏振变换的本实施例的光源的结构和作用的截面配置图。光源装置13也同样地例如包括由塑料等形成的在表面或内部设置了光束方向变换单元204的导光体203、作为光源的LED元件201、反射片205、相位差板206、柱状透镜等。在光源装置13的上表面,作为影像显示元件安装了在光源光入射面和影像光出射面具有偏振片的液晶显示面板11。
在与光源装置13对应的液晶显示面板11的光源光入射面(图中的下表面)设置了薄膜或片状的反射型偏振片49,使从LED元件201出射的自然光束210中的一种偏振(例如S光)211选择性地反射。即,图7的例子中,反射型偏振片49的选择反射特性与图7不同。反射光在设置于导光体203的一个面(图中的下方)上的反射片205上反射,再次去往液晶显示面板11。在反射片205与导光体203之间或者导光体203与反射型偏振片49之间设置相位差板(λ/4波片),于是光在反射片205上反射从而2次通过相位差板,由此使反射光束从S偏振变换为P偏振,提高作为影像光的光源光的利用效率。光强度经液晶显示面板11按影像信号调制后的影像光束(图7的箭头214)向回归反射板2入射。在回归反射板2上反射后能够得到实像的空间悬浮像。
在图6和图7所示的光源装置中,除了设置在对应的液晶显示面板11的光入射面上的偏振片的作用之外,由于利用反射型偏振片使一种偏振成分反射,所以理论上能够得到的对比度是反射型偏振片的正交透射率的倒数与由液晶显示面板附带的2片偏振片得到的正交透射率的倒数相乘的结果。由此,可以得到较高的对比度性能。实际上,通过实验确认了显示图像的对比度性能提高10倍以上。其结果,可以得到与自发光型的有机EL相比也不逊色的高质量的影像。
<显示装置的例2>
图8表示显示装置1的具体结构之另一例。该光源装置13例如在塑料等的箱体内收纳LED、准直器、合成扩散块、导光体等而构成,在其上表面安装了液晶显示面板11。另外,在光源装置13的箱体的一个侧面安装了LED基板,其上安装有作为半导体光源的LED(LightEmitting Diode)元件14a、14b及其控制电路,并且在LED基板的外侧面安装了用于对LED元件和控制电路中产生的热进行冷却的部件即散热器103。
另外,在安装于箱体上表面的液晶显示面板框架上,设置了安装于该框架的液晶显示面板11、以及与液晶显示面板11电连接的FPC(Flexible Printed Circuits:柔性配线电路板)403等。即,作为液晶显示元件的液晶显示面板11与作为固体光源的LED元件14a、14b一同基于来自构成电子装置的控制电路(此处未图示)的控制信号,对透射光的强度进行调制来生成显示影像。
<显示装置的例3>
接着,使用图9说明显示装置1的具体结构的其他例(显示装置的例3)。该显示装置1的光源装置利用准直器18将来自LED的光(P偏振光和S偏振光混合存在)的发散光束变换为大致平行光束,利用反射型导光体304的反射面使其向液晶显示面板11反射。反射后的光入射到配置在液晶显示面板11与反射型导光体304之间的反射型偏振片49。反射型偏振片49使特定偏振的光(例如P偏振光)透射,使透射的偏振光入射到液晶显示面板11。此处,特定偏振以外的其他偏振(例如S偏振光)在反射型偏振片49上反射,再次去往反射型导光体304。
反射型偏振片49以相对于来自反射型导光体304的反射面的光的主光线不垂直的方式,相对于液晶显示面板11倾斜设置。在反射型偏振片49上反射的光的主光线入射到反射型导光体304的透射面。入射到反射型导光体304的透射面的光透过反射型导光体304的背面,并透过作为相位差板的λ/4波片270在反射板271上反射。反射板271上反射的光再次透过λ/4波片270,并透过反射型导光体304的透射面。透过反射型导光体304的透射面的光再次入射到反射型偏振片49。
此时,再次入射到反射型偏振片49的光因为2次通过λ/4波片270,所以偏振被变换为能够透过反射型偏振片49的偏振(例如P偏振)。由此,偏振变换后的光透过反射型偏振片49入射到液晶显示面板11。另外,偏振变换中的偏振设计也可以与上述说明相比使偏振相反(调换S偏振与P偏振)。
其结果,来自LED的光被统一为特定偏振(例如P偏振)并对液晶显示面板11入射,按照影像信号相应地进行亮度调制从而在面板面上显示影像。与上述例子同样示出了构成光源的多个LED(但因为是纵截面图,所以图9中仅图示1个),它们相对于准直器18安装在规定位置。
另外,准直器18分别例如使用丙烯酸树脂等透光性的树脂或玻璃形成。该准直器18可以具有由抛物截面旋转得到的凸圆锥形状的外周面。另外,在准直器18的顶部(与LED基板102相对的一侧)的中央部,可以具有形成有凸部(即凸透镜面)的凹部。另外,在准直器18的平面部(与上述顶部相反的一侧)的中央部,具有向外侧突出的凸透镜面(或者也可以是向内侧凹陷的凹透镜面)。另外,形成准直器18的圆锥形外周面的抛物面被设定在能够使从LED向周边方向出射的光在其内部全反射的角度范围内,或者形成了反射面。
另外,LED分别配置在其电路板即LED基板102的表面上的规定位置。该LED基板102相对于准直器18以其表面上的LED分别位于凸圆锥形状的顶部的中央部(顶部具有凹部的情况下是该凹部)的方式配置并固定。
根据该结构,在准直器18的作用下,从LED发射的光中、特别是从其中央部分发射的光被形成准直器18的外形的凸透镜面会聚成平行光。另外,从其他部分向周边方向出射的光,被形成准直器18的圆锥形外周面的抛物面反射,同样地被会聚成平行光。换言之,使用其中央部构成凸透镜、并且在其周边部形成抛物面的准直器18,能够使由LED产生的光的几乎全部成为平行光输出,由此能够提高所产生的光的利用效率。
进而,图9所示的被准直器18变换为大致平行光的光,在反射型导光体304上反射。该光中,通过反射型偏振片49的作用使特定偏振的光透过反射型偏振片49,因反射型偏振片49的作用而反射的另一种偏振的光再次透过导光体304。该光在相对于反射型导光体304位于与液晶显示面板11相反的位置的反射板271上反射。此时,该光因2次通过作为相位差板的λ/4波片270而被偏振变换。反射板271上反射的光再次透过导光体304,入射到设置于相反面的反射型偏振片49。该入射光因为已被偏振变换,所以能够透过反射型偏振片49,使偏振方向统一地对液晶显示面板11入射。其结果,能够将光源的光全部利用,所以光的几何光学上的利用效率达到2倍。另外,反射型偏振片的偏振度(消光比)也与***整体的消光比相乘,所以通过使用本实施例的光源装置,显示装置整体的对比度大幅提高。另外,通过调整反射型导光体304的反射面的面粗糙度和反射板271的面粗糙度,能够调整各反射面上的光的反射扩散角。为了使入射到液晶显示面板11的光的均匀性更好,可以按每种设计调整反射型导光体304的反射面的面粗糙度和反射板271的面粗糙度。
另外,图9的相位差板即λ/4波片270对于垂直于λ/4波片270入射的偏振光来说,相位差并不需要是λ/4。图9的结构中,只要是偏振光2次通过从而相位能够改变90°(λ/2)的相位差板即可。相位差板的厚度可以根据偏振光的入射角度分布相应地调整。
<显示装置的例4>
进而,使用图10说明显示装置的光源装置等光学***的结构的其他例(显示装置的例4)。这是在显示装置的例3的光源装置中,代替反射型导光体304使用了扩散片的情况的结构例。具体而言,在准直器18的光出射侧,使用了2片对图中垂直方向和水平方向(图的前后方向,未图示)的扩散特性进行变换的光学片(光学片207A和光学片207B),使来自准直器18的光入射到2片光学片(扩散片)之间。
另外,上述光学片也可以不是2片结构而是改为1片。在采用1片结构的情况下,通过1片光学片的正面和背面的微细形状调整垂直和水平的扩散特性。另外,也可以使用多片扩散片来分担作用。此处,在图10的例子中,对于由光学片207A和光学片207B的正面形状和背面形状决定的反射扩散特性,以从液晶显示面板11出射的光束的面密度变得均匀的方式,对LED的数量和LED基板(光学元件)102的发散角和准直器18的光学规格作为设计参数进行优化设计。即,代替导光体使用多个扩散片的表面形状调整扩散特性。
图10的例子中,偏振变换采用与上述显示装置的例3同样的方法进行。即,在图10的例子中,反射型偏振片49可以构成为具有使S偏振光反射(使P偏振光透射)的特性。该情况下,使从光源即LED发出的光中的P偏振光透射,透射的光入射到液晶显示面板11。使从光源即LED发出的光中的S偏振光反射,反射的光经过图10所示的相位差板270。经过相位差板270的光在反射板271上反射。被反射板271反射的光再次经过相位差板270而被变换为P偏振光。偏振变换后的光透过反射型偏振片49对液晶显示面板11入射。
另外,图10的相位差板即λ/4波片270对于垂直于λ/4波片270入射的偏振光,相位差并不需要是λ/4。图10的结构中,只要是偏振光2次通过从而相位能够改变90°(λ/2)的相位差板即可。相位差板的厚度可以根据偏振光的入射角度分布相应地调整。另外,图10中也是同样的,偏振变换中的偏振设计可以与上述说明相比使偏振相反(调换S偏振与P偏振)。
关于来自液晶显示面板11的出射光,在通常的TV用途的装置中,在画面水平方向(用图12的(a)的X轴表示)和画面垂直方向(用图12的(b)的Y轴表示)都具有同样的扩散特性。与此相对,来自本实施例的液晶显示面板的出射光束的扩散特性如图12的例1所示,亮度为正面观看(角度0度)的50%时的视野角为13度,视野角与通常的TV用途的装置的62度相比为约1/5。同样,对于垂直方向的视野角,以使其上下不均匀、将上侧的视野角抑制为下侧的视野角的1/3左右的方式,优化反射型导光体的反射角度和反射面的面积等。其结果,与现有的液晶TV相比,去往观看方向的影像光量大幅提高,亮度达50倍以上。
进而,如果采用图12的例2所示的视野角特性,则亮度为正面观看(角度0度)的50%时的视野角为5度,与通常的TV用途的装置的62度相比为其1/12。同样,对于垂直方向的视野角,以使其上下均匀、并将视野角抑制为通常的TV用途的装置的1/12左右的方式,优化反射型导光体的反射角度和反射面的面积等。其结果,与现有的液晶TV相比,去往观看方向的影像光量大幅提高,亮度达100倍以上。
通过如上所述使视野角成为窄角,能够使去往观看方向的光束量集中,所以光的利用效率大幅提高。其结果,即使使用通常的TV用途的液晶显示面板,也能够通过控制光源装置的光扩散特性而在同样的功耗下实现大幅的亮度提高,能够实现与面向明亮的室外的信息显示***对应的影像显示装置。
在使用大型的液晶显示面板的情况下,屏幕周边的光朝向内侧以在观看者正对屏幕中央的情况下去往观看者的方向,由此屏幕亮度的全面性得到提高。图11求出了以观看者与面板的距离L、和面板尺寸(画面比16:10)为参数时的面板长边和短边的收敛角度。在竖屏观看的情况下,与短边相应地设定收敛角度即可,例如22"面板竖屏使用且观看距离为0.8m的情况下,如果将收敛角度设定为10度,则能够使来自屏幕4角的影像光有效地去往观看者。
同样,在15"面板竖屏使用观看的情况下,在观看距离为0.8m的情况下,如果将收敛角度设定为7度,则能够使来自屏幕4角的影像光有效地去往观看者。如上所述,通过根据液晶显示面板的尺寸和竖屏使用还是横屏使用,使屏幕周边的影像光去往位于最适合观看屏幕中央的位置的观看者,能够提高屏幕亮度的全面性。
作为基本结构,如上述图9所示利用光源装置使窄角指向特性的光束入射到液晶显示面板11,按照影像信号相应地进行亮度调制,使显示在液晶显示面板11的屏幕上的影像信息在回归反射板上反射而得到空间悬浮像,将其经由透明部件100对室外或室内显示。
使用以上说明的本发明的一个实施例的显示装置和光源装置,能够实现光的利用效率更高的空间悬浮影像显示装置。
<空间悬浮影像显示装置中的影像显示处理的例子>
接着,对于本实施例的图像处理要解决的技术问题之一例,使用图13A进行说明。在空间悬浮影像显示装置1000中,从用户看来空间悬浮影像3的深处侧位于空间悬浮影像显示装置1000的壳体内,在足够暗的情况下,用户看到空间悬浮影像3的背景是黑色。
此处,使用图13A说明在空间悬浮影像3中显示角色“熊猫”1525的例子。首先,图3的影像控制部1160对于如图13A的(1)所示的图像——其中包括描绘了角色“熊猫”1525的图像的像素区域和作为背景图像的透明信息区域1520,将描绘了角色“熊猫”1525的图像的像素区域与作为背景图像的透明信息区域1520区分地识别。
关于将角色图像与背景图像区分地识别的方法,例如可以是,在影像控制部1160的图像处理中构成为,能够将背景图像图层和位于背景图像图层前方的角色图像的图层按照不同的图层进行处理,根据将这些图层合成时的重叠关系,来区分地识别角色图像和背景图像。
此处,影像控制部1160将描绘了角色图像等对象(object)的像素的黑色识别为与透明信息像素不同的信息。不过,描绘了对象的像素的黑色和透明信息像素这两者的像素亮度都是0。该情况下,在显示空间悬浮影像3时,描绘了角色“熊猫”1525的图像中的黑色的像素与作为背景图像的透明信息区域1520的像素没有亮度差异。因此,空间悬浮影像3中,如图13A的(2)所示,描绘了角色“熊猫”1525的图像中的黑色的像素和透明信息区域1520的像素都没有亮度,被用户辨认为光学上相同的黑色空间。即,描绘了对象即角色“熊猫”1525的图像中的黑色的部分与背景融为一体,仅角色“熊猫”1525中的非黑色的部分能够被识别为在空间悬浮影像3的显示区域中悬浮的影像。
对于本实施例的图像处理之一例,使用图13B进行说明。图13B是说明能够更好地解决图13A中说明的对象(object)的黑色图像区域与背景融为一体这一技术问题的图像处理之一例的图。在图13B的(1)、(2)中,分别在上侧示出了空间悬浮影像3的显示状态,在下侧示出了对象的图像的图像处理的输入输出特性。另外,对象(角色“熊猫”1525)的图像和/或与其对应的数据可以从图3的存储部1170或内存1109读取。或者,也可以从影像信号输入部1131输入。或者,也可以经由通信部1132取得。
此处,在图13B的(1)的状态下,对象的图像的图像处理的输入输出特性是没有特别调整的线性的状态。该情况下,是与图13A的(2)同样的显示状态,对象的黑色图像区域与背景融为一体。与此相对,在图13B的(2)中,本实施例的影像控制部1160将对象(角色“熊猫”1525)的图像的图像处理的输入输出特性调整为下部所示的输入输出特性。
即,影像控制部1160对于对象(角色“熊猫”1525)的图像实施具有下述输入输出特性的图像处理,该输入输出特性中,对于输入图像的像素,将其变换成低亮度区域的像素的亮度值得到增大的输出像素。在对象(角色“熊猫”1525)图像实施了该输入输出特性的图像处理之后,将包括对象(角色“熊猫”1525)的图像在内的影像输入至显示装置1进行显示。这样,空间悬浮影像3的显示状态如图13B的(2)上部所示,描绘了角色“熊猫”1525的图像中的黑色的像素区域的亮度增大。由此,对于描绘了角色“熊猫”1525的图像的区域中的描绘黑色的区域,能够不与背景的黑色融为一体,使用户能够区分地识别,能够更好地显示对象。
即,通过使用图13B的(2)的图像处理,显示了对象即角色“熊猫”1525的图像的区域,能够与隔着窗口看到的空间悬浮影像显示装置1000的壳体内部即背景的黑色区分地被识别,该对象的辨认性得到改善。由此,即使该对象是在上述图像处理(即,从图3的存储部1170或内存1109中读取上述对象的图像和/或与其对应的数据时,或者从影像信号输入部1131输入上述对象的图像时,或者经由通信部1132取得上述对象的数据时等)前,构成对象的像素中包含亮度值为0的像素的对象,也能够通过影像控制部1160进行的该输入输出特性的图像处理,变换成低亮度区域的像素的亮度值得到增大的对象,之后显示在显示装置1上,并由空间悬浮影像显示装置1000的光学***变换为空间悬浮影像3。
即,构成该输入输出特性的图像处理后的对象的像素中不包含亮度值为0的像素,在变换成这样的状态之后显示在显示装置1上,并由空间悬浮影像显示装置1000的光学***变换为空间悬浮影像3。
另外,在图13B的(2)的图像处理中,作为仅对对象(角色“熊猫”1525)的图像的区域实施图13B的(2)的输入输出特性的图像处理的方法,例如构成为,在影像控制部1160的图像处理中,能够将背景图像图层和位于背景图像图层前方的角色图像的图层作为不同的图层进行处理,对角色图像的图层实施图13B的(2)的输入输出特性的图像处理,对背景图像图层不进行该图像处理。
之后将这些图层合成,于是,如图13B的(2)所示,仅角色图像被实施了使输入图像的低亮度区域变亮的特性的图像处理。另外,作为其他方法,也可以构成为,在将角色图像的图层与背景图像图层合成之后,仅对角色图像的区域实施图13B的(2)的输入输出特性的图像处理。
另外,在针对输入影像使输入输出特性中的低亮度区域变亮的影像处理中,所使用的输入输出影像特性不限于图13B的(2)的例子。只要是能够使低亮度变亮的影像处理即可,可以是所谓亮度调整。或者,也可以进行如国际公开2014/162533号所公开的影像处理,通过控制用于改变Retinex处理的权重的增益来提高辨认性。
根据以上说明的图13B的(2)的图像处理,对于描绘了角色和对象等的图像的区域中的黑色的区域,能够使其不与背景的黑色融为一体,使用户能够识别,能够实现更好的显示。
另外,在图13A、图13B的例子中,以背景看上去为黑色的空间悬浮影像显示装置(例如图4A~图4G的空间悬浮影像显示装置1000、图4I、图4J中背面侧窗口遮光的状态的空间悬浮影像显示装置1000等)为例,对于其技术问题和更好的图像处理进行了说明。但是,该图像处理在这些空间悬浮影像显示装置以外的装置中也是有效的。
具体而言,在图4H的空间悬浮影像显示装置1000和图4I、图4J中背面侧窗口不遮光的状态的空间悬浮影像显示装置1000中,空间悬浮影像3的背景不是黑色的,而是隔着窗口的空间悬浮影像显示装置1000的背后一侧的景色。该情况下,图13A和图13B所说明的技术问题也同样存在。
即,描绘了对象即角色“熊猫”1525的图像中的黑色的部分,与隔着窗口的空间悬浮影像显示装置1000的背后一侧的景色融为一体。该情况下也是同样的,通过使用图13B的(2)的图像处理,使描绘了对象即角色“熊猫”1525的图像中的黑色的部分能够与隔着窗口的空间悬浮影像显示装置1000的背后一侧的景色区分地被识别,该对象的辨认性得到改善。
即,通过使用图13B的(2)的图像处理,显示了对象即角色“熊猫”1525的图像的区域能够与隔着窗口的空间悬浮影像显示装置1000的背后一侧的景色区分地被识别,能够更好地识别出该对象即角色“熊猫”1525位于上述景色的前方,该对象的辨认性得到改善。
另外,在图4K、图4L、图4M的空间悬浮影像显示装置1000中,如上所述,在不同于空间悬浮影像3的进深位置处显示了其他影像(透射型自发光影像显示装置1650的影像或第二显示装置1680的影像等)的情况下,空间悬浮影像3的背景不是黑色的而是该其他影像。该情况下,图13A和图13B所说明的技术问题也同样存在。
即,描绘了物体即角色“熊猫”1525的图像中的黑色的部分,与显示在不同于空间悬浮影像3的进深位置处的上述其他影像融为一体。该情况下也是同样的,通过使用图13B的(2)的图像处理,使描绘了对象即角色“熊猫”1525的图像中的黑色的部分能够与上述其他影像区分地被识别,该对象的辨认性得到改善。
即,通过使用图13B的(2)的图像处理,显示了对象即角色“熊猫”1525的图像的区域能够与上述其他影像区分地被识别,能够更好地识别出该对象即角色“熊猫”1525位于上述其他影像的前方,该对象的辨认性得到改善。
对于本实施例的影像显示处理之一例,使用图13C进行说明。图13C是本实施例的影像显示的例子中,同时显示空间悬浮影像3和其他影像即第二图像2050的影像显示例。第二图像2050可以对应于图4K或图4L的透射型自发光影像显示装置1650的显示影像。另外,第二图像2050也可以对应于图4M的第二显示装置1680的显示影像。
即,图13C的影像显示之一例表示图4K、图4L、图4M的空间悬浮影像显示装置1000的影像显示例的具体例之一例。该图的例子中,在空间悬浮影像3中显示了熊的角色。空间悬浮影像3中的熊的角色以外的区域是黑色的,作为空间悬浮影像是透明的。另外,第二图像2050是描绘了平原、山和太阳的背景图像。
此处,图13C中,空间悬浮影像3和第二图像2050显示在不同进深位置。用户230在箭头2040的视线方向上观看空间悬浮影像3和第二图像2050这2个影像,由此用户230能够在这2个影像重叠的状态下观看影像。具体而言,在第二图像2050所描绘的平原、山和太阳的背景的前方(用户面前一侧),可以重叠地看到空间悬浮影像3的熊的角色。
此处,空间悬浮影像3在空中成像为实像,所以用户230略微移动视点时,能够因视差而识别出空间悬浮影像3和第二图像2050的远近。因此,用户230能够在重叠的状态下观看2个影像,同时对空间悬浮影像3得到更强的空间悬浮感。
对于本实施例的影像显示处理之一例,使用图13D进行说明。图13D的(1)是图13C的本实施例的影像显示的例子中,从用户230的视线方向观看空间悬浮影像3的图。此处,在空间悬浮影像3中显示了熊的角色。空间悬浮影像3中的熊的角色以外的区域是黑色的,作为空间悬浮影像是透明的。
图13D的(2)是图13C的本实施例的影像显示的例子中,从用户230的视线方向观看第二图像2050的图。该图的例子中,第二图像2050是描绘了平原、山和太阳的背景图像。
图13D的(3)是表示图13C的本实施例的影像显示的例子中,在用户230的视线方向上重叠地看到第二图像2050和空间悬浮影像3的状态的图。具体而言,在第二图像2050中描绘的平原、山和太阳的背景的前方,可以重叠地看到空间悬浮影像3的熊的角色。
此处,在同时显示了空间悬浮影像3和第二图像2050的情况下,为了更好地确保空间悬浮影像3的辨认性,优选注意双方影像的亮度保持平衡。如果与空间悬浮影像3的亮度相比,第二图像2050过亮,则空间悬浮影像3的显示影像会变得透明,能够透视地、明显地看到背景即第二图像2050。
因此,可以设定空间悬浮影像3的光源的输出和显示装置1的显示影像亮度、显示第二图像2050的显示装置的光源的输出和该显示装置的显示影像亮度,至少使得空间悬浮影像3的显示位置处的空间悬浮影像3的单位面积的亮度,大于从第二图像2050到达空间悬浮影像3的显示位置处的影像光的单位面积的亮度。
另外,只要在同时显示空间悬浮影像3和第二图像2050的情况下满足该条件即可,所以在从不显示空间悬浮影像3而仅显示第二图像2050的第一显示模式切换为同时显示空间悬浮影像3和第二图像2050的第二显示模式的情况下,可以进行控制,通过降低显示第二图像2050的显示装置的光源的输出和/或该显示装置的显示影像亮度,来降低第二图像2050的亮度。这些控制可以通过图3的控制部1110控制显示装置1和显示第二图像2050的显示装置(图4K或图4L的透射型自发光影像显示装置1650或图4M的第二显示装置1680)来实现。
另外,在从上述第一显示模式到上述第二显示模式的切换中,在要降低第二图像2050的亮度的情况下,可以对第二图像2050的整个画面均匀地降低亮度。或者,也可以不对第二图像2050的整个画面均匀地降低亮度,而是使空间悬浮影像3中要显示对象的部分成为亮度降低效果最高的状态,在其周边阶段性地减轻亮度降低效果。这是因为,只要仅对第二图像2050中的重叠地看到空间悬浮影像3的部分实现第二图像2050的亮度降低,就足以确保空间悬浮影像3的辨认性。
此处,空间悬浮影像3和第二图像2050显示在不同进深位置,所以用户230略微改变视点时,空间悬浮影像3在第二图像2050上的重叠位置会因视差而变化。因此,在从上述第一显示模式到上述第二显示模式的切换中,在对第二图像2050的整个画面不均匀地降低亮度的情况下,并不优选基于空间悬浮影像3中显示的对象的轮廓来尖锐地降低亮度,而是优选如上所述根据位置阶段性地改变亮度降低效果,进行亮度降低效果的渐变处理。
另外,如果空间悬浮影像3中显示的对象的位置大致是空间悬浮影像3的中央,则在该空间悬浮影像显示装置1000中,可以将该亮度降低效果的渐变处理中的亮度降低效果最高的位置设定为空间悬浮影像3的中央的位置。
根据以上说明的本实施例的影像显示处理,用户230能够更好地观看空间悬浮影像3和第二图像2050。
另外,也可以控制成,在显示空间悬浮影像3的情况下不进行第二图像2050的显示。不进行第二图像2050的显示时,空间悬浮影像3的辨认性更高,所以适合于在显示空间悬浮影像3时用户必须可靠地看到空间悬浮影像3的用途的空间悬浮影像显示装置1000等。
<实施例2>
作为本发明的实施例2,对空间悬浮影像显示装置的可折叠结构的例子进行说明。本实施例的空间悬浮影像显示装置将实施例1中说明的空间悬浮影像显示装置的结构变更为可折叠结构。本实施例说明其与实施例1的不同点,对于与实施例1同样的结构省略重复说明。另外,在以下实施例的说明中,“收纳”这一用语并不仅仅表示将要素完全容纳于某一场所。即,在将要素部分地容纳于某一场所而部分露出的状态下也表达为“收纳”。因此,将该“收纳”替换为“保持”也没有问题。该情况下,可以将“进行收纳”替换为“进行保持”,可以将“被收纳”替换为“被保持”。
图14A表示可折叠的空间悬浮影像显示装置1000之一例。图14A的空间悬浮影像显示装置1000具有壳体A1711和壳体B1712这样多个壳体。壳体A1711和壳体B1712经由用于保持偏振反射镜即偏振分离部件101B的偏振反射镜保持件1750连接。在偏振反射镜保持件1750与壳体A1711的连接部设置有旋转机构1751,构成为能够通过旋转机构1751的旋转功能变更偏振反射镜保持件1750(和偏振分离部件101B)与壳体A1711的相对角度。在偏振反射镜保持件1750与壳体B1712的连接部设置有旋转机构1752,构成为能够通过旋转机构1752的旋转功能变更偏振反射镜保持件1750(和偏振分离部件101B)与壳体B1712的相对角度。
此处,对于壳体A1711、壳体B1712以及偏振分离部件101B处于构成图14A的(1)所示的字母N的角度、配置在用户230前的状态(使用状态)进行说明。另外,可以将壳体A1711、壳体B1712以及偏振分离部件101B的该角度的配置状态称为N字型配置。
另外,以下实施例对可折叠的空间悬浮影像显示装置1000的各种结构、功能、变形例进行说明。这些说明中,折叠功能以外的各种结构、功能、变形例,也可以用作N字型配置的空间悬浮影像显示装置的各种结构、功能、变形例。即,该各种结构、功能、变形例对于不具有折叠功能的N字型配置的空间悬浮影像显示装置也是有效的。
此处,由具有光源装置(以下简称为光源)13和液晶显示面板11的显示装置1显示影像,来自显示装置1的影像光向偏振分离部件101B出射。在来自显示装置1的影像光中,透过偏振分离部件101B后的光透过λ/4波片21,在回归反射板2上反射,并再次透过λ/4波片21向偏振分离部件101B出射。从λ/4波片21出射并入射到偏振分离部件101B进而在偏振分离部件101B上反射后的光形成空间悬浮影像3。
另外,用于形成空间悬浮影像3的本实施例中的光学***的详情已在实施例1的图2、图4A~图4M等中说明,所以省略重复说明。另外,本实施例的显示装置1的光源13的详情已在实施例1的图5~12中说明,所以省略重复说明。
另外,如实施例1的图2和图4A~图4M所说明,在液晶显示面板11的影像显示面上也可以设置吸收型偏振片12。另外,本实施例的空间悬浮影像显示装置也可以构成为具有图3所示内部结构的框图表示的各要素。该情况下可以构成为,图3的壳体1190所示的各要素被收纳或保持在壳体A1711、壳体B1712以及偏振反射镜保持件1750之各部的任意处。
但是,在将图3的需要从电源1106铺设供电线的要素(各种电路板、各种处理部、各种接口、各种传感器等)以及需要与控制部1110有线连接的要素分离地配置于壳体A1711和壳体B1712的情况下,需要经由旋转机构1751、旋转机构1752以及偏振反射镜保持件1750的内部结构铺设供电线和有线的控制信号线,结构变得复杂。
因此,优选构成为,将需要供电的构成部件和需要连接有线连接的信号线的构成部件收纳在必然需要供电的显示装置1所处的壳体A1711中。该情况下,不需要经由旋转机构1751、旋转机构1752以及偏振反射镜保持件1750的内部结构铺设供电线和有线的控制信号线,能够更低廉地提供空间悬浮影像显示装置1000。因此,出于同样的理由,优选将电源1106、二次电池1112也收纳在具有使用其电力驱动的电源的显示装置1所处的壳体A1711中。
此处,在空间悬浮影像显示装置1000配置于图14A的(1)所示的使用状态的情况下,以上叙述的由来自显示装置1的影像光经由回归性反射板2直到形成空间悬浮影像3的光路,需要具有在光学上要求的规定光路长度。因此,作为空间悬浮影像显示装置1000,在使用状态下,在壳体A1711和与其相对的壳体B1712之间,至少需要包含从显示装置1到达回归反射板2的影像光的光路中的光束的范围的规定体积的空间。
在本发明的实施例1的例如图4A~图4M的各空间悬浮影像显示装置1000中,即使在不使用空间悬浮影像显示装置1000的状态下,包含从显示装置1到达回归反射板2的影像光的光路中的光束的范围的规定体积的空间,在不使用空间悬浮影像显示装置1000的状态下也保持原样地维持在各空间悬浮影像显示装置1000的壳体中。因此,本发明的实施例1的例如图4A~图4M的各空间悬浮影像显示装置1000在不使用时体积也较大,在可移动性、收纳性方面存在改善的余地。
于是,图14A的空间悬浮影像显示装置1000为了在使用状态下使来自显示装置1的影像光能够经由回归性反射板2形成空间悬浮影像3,使壳体A1711、壳体B1712以及偏振分离部件101B的相对角度配置为如图14A的(1)所示的角度。具体而言,在旋转机构1751中,可以设置用于限制壳体A1711与偏振反射镜保持件1750的相对角度的调整范围的限位器,使得壳体A1711与偏振反射镜保持件1750打开的角度的上限成为图14A的(1)所示的角度。
另外,在旋转机构1752中,可以设置用于限制壳体B1712与偏振反射镜保持件1750的相对角度的调整范围的限位器,使得壳体B1712与偏振反射镜保持件1750打开的角度的上限成为图14A的(1)所示的角度。旋转机构1751、旋转机构1752和限位器可以用现有技术构成。
进而,图14A的空间悬浮影像显示装置1000构成为能够用旋转机构1751使壳体A1711按图14A的(1)所示的粗箭头的方向旋转,以壳体A1711与偏振反射镜保持件1750的相对角减小的方式使空间悬浮影像显示装置1000变形。另外,构成为能够用旋转机构1752使壳体B1712按图14A的(1)所示的粗箭头的方向旋转,以壳体B1712与偏振反射镜保持件1750的相对角减小的方式使空间悬浮影像显示装置1000变形。图14A的(2)表示该变形后的空间悬浮影像显示装置1000的形状。以下,将空间悬浮影像显示装置1000如图14A的(2)所示折叠后的状态称为折叠状态。
此处,将空间悬浮影像显示装置1000的外形的最大宽度(x方向)、最大进深(y方向)、最大高度(z方向)相乘求出的体积定义为空间悬浮影像显示装置1000的外形的最大体积。图14A的(2)所示的折叠状态的空间悬浮影像显示装置1000的最大体积小于图14A的(1)所示的使用状态的空间悬浮影像显示装置1000的最大体积。因此,在图14A所示的例子中,用户230在使用空间悬浮影像显示装置1000时使其成为图14A的(1)所示的使用状态并观看空间悬浮影像3,在不使用空间悬浮影像显示装置1000时使其成为图14A的(2)所示的折叠状态,减小其最大体积,由此能够更好地进行装置的搬运、收纳。
另外,在图14A的(2)所示的折叠状态下不能形成空间悬浮影像3。因此,在折叠状态下不需要发出来自显示装置1的影像光,优选使显示装置1的光源13熄灭。从使用状态转移至折叠状态时的显示装置1的光源13的熄灭控制可以由控制部1110基于经由图3的操作输入部1107输入的用户操作而进行。
另外,也可以设置如图14A的(1)和图14A的(2)所示的开闭传感器1741来检测空间悬浮影像显示装置1000是否已成为折叠状态,基于开闭传感器的检测结果进行显示装置1的光源13的熄灭控制。开闭传感器1741例如可以由使用了红外线等的接近检测传感器等构成。作为接近检测传感器,可以采用由传感器自身发出红外线等感测用光并利用传感器检测该感测用光的反射光的主动方式的红外线传感器等构成。
此处,考虑有线连接的效率,优选将需要供电的开闭传感器1741收纳在必然需要供电的显示装置1所处的壳体A1711中。此时,开闭传感器1741可以检测壳体A1711与偏振反射镜保持件1750的距离,按照该距离来相应地检测出空间悬浮影像显示装置1000成为了折叠状态。
或者,开闭传感器1741也可以检测壳体A1711与壳体B1712的距离,按照该距离来相应地检测出空间悬浮影像显示装置1000成为了折叠状态。在检测壳体A1711与壳体B1712的距离的情况下,可以使主动方式的红外线传感器即开闭传感器1741发出的红外线的感测用光能够透过偏振分离部件101B。可以构成为,透过偏振分离部件101B后的感测用光在回归性反射板2上反射,并在再次透过偏振分离部件101B后返回开闭传感器1741。
另外,在实施例1的说明中,形成空间悬浮影像3的影像光在回归性反射板2上反射前后2次经过λ/4波片21,所以会在偏振分离部件101B上反射,这与开闭传感器1741发出的感测用光的透射特性以及反射特性不同。因此,为了使主动方式的红外线传感器即开闭传感器1741发出的红外线的感测用光能够再次透过偏振分离部件101B并返回开闭传感器1741,需要使偏振分离部件101B的光学特性对用于形成空间悬浮影像3的影像光即可见光、与主动方式的红外线传感器即开闭传感器1741发出的非可见光的感测用光即红外线不同。例如可以构成为,对于红外线波段无论偏振状态如何,透射率都为约50%等规定透射率。
如以上所说明,通过设置开闭传感器1741能够检测出空间悬浮影像显示装置1000成为了折叠状态。另外,在由开闭传感器1741检测空间悬浮影像显示装置1000处于折叠状态的情况下,能够更好地进行显示装置1的光源13的熄灭控制。
接着,图14B表示配置于使用状态下的空间悬浮影像显示装置1000之一例的立体图。图14B中,作为一例表示了图14A的空间悬浮影像显示装置1000。图14B所示的使用状态下,与图14A的(1)同样,壳体A1711、壳体B1712以及偏振分离部件101B处于构成字母N的角度,配置在用户230前方。偏振分离部件101B被保持在偏振反射镜保持件1750上。用户能够看到形成在偏振分离部件101B跟前的空间悬浮影像3。本图的例子中,在空间悬浮影像3显示了兔子的角色。如以上使用图14B所说明,本实施例的具有折叠功能的空间悬浮影像显示装置1000在使用状态下,能够良好地看到空间悬浮影像3。
接着,使用图14C说明构成空间悬浮影像显示装置1000的壳体A1711、壳体B1712以及偏振反射镜保持件1750的组装方法之一例。此处,偏振分离部件101B被保持于偏振反射镜保持件1750。本图是在使用状态下从用户一侧观看的方向的图。
图14C的例子中,旋转机构1751、旋转机构1752分别是使用铰链构成的旋转机构。
此处,图14C的例子中,旋转机构1751A是旋转机构1751中由偏振反射镜保持件1750一侧具备的机构的部分。在旋转机构1751是使用铰链构成的旋转机构的情况下,旋转机构1751A是偏振反射镜保持件1750一侧的铰链的管部(轴筒)。与此相对,旋转机构1751B是旋转机构1751中由壳体A1711一侧具备的机构的部分。在旋转机构1751是使用铰链构成的旋转机构的情况下,旋转机构1751B是壳体A1711一侧的铰链的管部(轴筒)。如图中的箭头所示,将旋转机构1751A嵌入旋转机构1751B的斜线部的空间中,使未图示的轴贯通偏振反射镜保持件1750一侧的铰链的管部和壳体A1711一侧的铰链的管部,由此能够形成旋转机构1751的铰链。由此,偏振反射镜保持件1750与壳体A1711能够经由铰链相互连接,同时通过铰链的旋转功能变更相对角度。
接着,图14C的例子中,旋转机构1752A是旋转机构1752中由偏振反射镜保持件1750一侧具备的机构的部分。在旋转机构1752是使用铰链构成的旋转机构的情况下,旋转机构1752A是偏振反射镜保持件1750一侧的铰链的管部(轴筒)。与此相对,旋转机构1752B是旋转机构1752中由壳体B1712一侧具备的结构的部分。在旋转机构1752是使用铰链构成的旋转机构的情况下,旋转机构1752B是壳体B1712一侧的铰链的管部(轴筒)。如图中的箭头所示,将旋转机构1752A嵌入旋转机构1752B的斜线部的空间中,使未图示的轴贯通偏振反射镜保持件1750一侧的铰链的管部和壳体B1712一侧的铰链的管部,由此能够形成旋转机构1752的铰链。由此,偏振反射镜保持件1750与壳体B1712能够经由铰链相互连接,同时通过铰链的旋转功能变更相对角度。
根据以上说明的组装方法之一例,能够组装由壳体A1711、壳体B1712以及偏振反射镜保持件1750连接,并且具有能够变更各相对角度的结构的空间悬浮影像显示装置1000。
另外,在旋转机构1751中,用于限制壳体A1711与偏振反射镜保持件1750的相对角度的调整范围的限位器可以构成为,在旋转机构1751A周边的偏振反射镜保持件1750的形状上设置突起部,或在旋转机构1751B周边的壳体A1711的形状上设置突起部等。可以构成为,在壳体A1711与偏振反射镜保持件1750的相对角度成为要求的角度时这些突起部与其他部分干涉,由此限制该相对角度的上限。同样,在旋转机构1752中,用于限制壳体B1712与偏振反射镜保持件1750的相对角度的调整范围的限位器可以构成为,在旋转机构1752A周边的偏振反射镜保持件1750的形状上设置突起部,或在旋转机构1752B周边的壳体B1712的形状上设置突起部等。可以构成为,在壳体B1712与偏振反射镜保持件1750的相对角度成为要求的角度时这些突起部与其他部分干涉,由此限制该相对角度的上限。
另外,图14C的例子中,作为旋转机构的一例说明了铰链机构的例子。本实施例的空间悬浮影像显示装置1000中能够应用的旋转机构不限定于铰链机构。也可以使用连杆机构等自由度更高的结构。
接着,使用图14D对空间悬浮影像显示装置1000具有的壳体B1712的结构之一例进行说明。图14D的(1)、图14D的(2)分别是在使用状态下从壳体A1711一侧观看的方向的图。
图14D的(1)表示壳体B1712的结构之一例。壳体B1712具备图14C中说明的旋转机构1752B。另外,如图所示,壳体B1712具备回归性反射板2。壳体B1712的具有回归性反射板2的面上的回归性反射板2以外的部分形成边框部1731。在空间悬浮影像显示装置1000的使用状态下,若来自显示装置1的影像光的一部分照射到边框部1731上,在边框部1731上反射,有可能在空间悬浮影像3的周边产生杂散光。因此,边框部1731的表面优选使用反射率低的涂装、或反射率低的颜色、材料构成。边框部1731的表面例如可以使用黑色的树脂构成。或者,例如也可以用黑色的细毛覆盖边框部1731。这些黑色的材料光反射率低,能够减少杂散光。
图14D的(2)表示壳体B1712的结构的变形例之一例。在图14D的(2)的例子中,与图14D的(1)的例子的不同点在于,边框部1732与边框部1731相比向用户看来的面前方向(用户面前)延伸,在该延伸部分具备遮光板区域LE。在遮光板区域LE中没有配置回归性反射板2。遮光板区域LE的表面优选使用反射率低的涂装、或反射率低的颜色、材料构成。关于设置遮光板区域LE的效果,在后文中叙述。
接着,使用图14E对空间悬浮影像显示装置1000具有的壳体A1711的结构之一例进行说明。图14E的(1)、图14E的(2)分别是在使用状态下从壳体B1712一侧观看的方向的图。
图14E的(1)表示壳体A1711的结构之一例。壳体A1711具备图14C中说明的旋转机构1751B。另外,在壳体A1711的成为图14E的(1)正面的面,具有显示装置1的液晶显示面板11的影像显示面1708。影像显示面的周围具备边框部1733。在空间悬浮影像显示装置1000的使用状态下,若来自装置外部的光在边框部1733上反射,可能在空间悬浮影像3的周边产生杂散光。因此,边框部1733的表面优选使用反射率低的涂装、或反射率低的颜色、材料构成。此处,如图14E的(1)所示,影像显示面1708包含在壳体A1711的具备影像显示面1708的面上的、壳体B1712的回归性反射板2的正投影1709的范围内。图14E的(1)的例子中,壳体A1711的具备影像显示面1708的面上的影像显示面1708的配置满足,相对于回归性反射板2的正投影1709的范围在上下方向、左右方向上都配置在中央附近。
接着,图14E的(2)表示壳体A1711的结构的变形例之一例。在图14E的(2)的例子中,与图14E的(1)的例子的不同点在于,壳体A1711的具备影像显示面1708的面上的影像显示面1708的配置满足,相对于回归性反射板2的正投影1709的范围在上下方向上不位于中央附近,而是向上方向(铅垂上方向)偏移。即,影像显示面1708的中心与回归性反射板2的正投影1709的范围的中心相比在铅垂方向上偏移。使影像显示面1708的配置向上方向(铅垂上方向)偏移的效果在后文中叙述。
接着,使用图14F对空间悬浮影像显示装置1000具有的壳体A1711中收纳的各要素(部件)的布局之一例进行说明。图14F的(1)、图14F的(2)分别是在使用状态下从壳体B1712一侧观看的方向的图。图14F的(1)、图14F的(2)分别表示与图14E的(1)、图14E的(2)对应的例子,用虚线示出了在图14E的(1)、图14E的(2)所示的边框部1733的背侧收纳的各要素的配置位置。
首先,对图14F的(1)的例子进行说明。在图14F的(1)的壳体A1711中,影像显示面1708是显示装置1的液晶显示面板11的影像显示面。因此,在壳体A1711中,在包围影像显示面1708的虚线的部分收纳了显示装置1。此处,在空间悬浮影像显示装置1000是支持电池驱动的装置的情况下,如图14F的(1)所示,在壳体A1711中显示装置1下方的位置收纳电池1768。另外,在空间悬浮影像显示装置1000是支持外部电源输入的装置的情况下,在显示装置1下方的位置收纳对该外部电源进行变压处理等的电源电路1769。
电池、电源电路与其他各要素(部件)相比重量密度更高。因此,电池、电源电路优选在壳体A1711中配置于使用状态下的铅垂方向的更靠下侧。这样,使用状态下的空间悬浮影像显示装置1000的重心降低,设置状态更稳定。即,优选以电源电路1769的重心位置和电池1768的重心位置在空间悬浮影像显示装置1000的使用状态下成为与壳体A1711的中心位置相比在铅垂方向上更低的位置的方式,配置电源电路1769和电池1768。
壳体A1711中收纳了显示装置1,所以为了实现上述效果,电池1768、电源电路1769优选配置为在使用状态下与显示装置1相比在铅垂方向上处于下侧。即,优选配置为电源电路1769的重心位置成为与显示装置1的重心位置相比在铅垂方向上更低的位置。另外,优选配置为电池1768的重心位置成为与显示装置1的重心位置相比在铅垂方向上更低的位置。
接着,图14F的(1)的例子中,在壳体A1711中收纳了输入接口电路板(输入IF电路板)1763。输入接口电路板1763例如可以具备与图3的影像信号输入部1131、声音信号输入部1133、通信部1132以及可移动介质接口(可移动介质IF)1134等分别对应的电路和端子。
此处,如图14F的(1)所示,在壳体A1711中,输入接口电路板1763优选以显示装置1为基准配置在旋转机构1751B所处的一侧的相反侧(图中左侧)。在图14F的(1)的壳体A1711中,旋转机构1751B所处的一侧的相反侧的面,在空间悬浮影像显示装置1000的使用状态下位于从用户看来的远侧(深处侧)。像这样配置输入接口电路板1763,能够将与影像信号输入部1131、声音信号输入部1133、通信部1132等对应的各种端子以及可移动介质接口1134的介质***口等配置在空间悬浮影像显示装置1000的使用状态下用户不能看见的面。
为了实现上述效果,在壳体A1711中,优选将输入接口电路板1763配置在与显示装置1相比在空间悬浮影像显示装置1000的使用状态下从用户看来更远一侧的位置。另外,空间悬浮影像显示装置1000的使用状态下从用户看来的远侧(深处侧),也可以表达为壳体A1711的从用户看来的背面一侧。
接着,图14F的(1)的例子中,在壳体A1711中,主电路板1762与显示装置1相比配置在从用户看来的背面侧。另外,主电路板1762的位置配置在输入接口电路板1763的上侧,靠近输入接口电路板1763地配置。
可以构成为,主电路板1762中例如具备与图3的控制部1110、非易失性存储器1108、内存1109、影像控制部1160等分别对应的电路。例如,影像控制部1160具有对通过影像信号输入部1131输入的影像进行影像处理的功能。由此,通过将主电路板1762配置在靠近输入接口电路板1763的位置,配线配置效率能够提高,所以是优选的。
另外可以构成为,在输入接口电路板1763具备的各种端子上能够从外部连接用于收发影像信号、声音信号、其他数据的线缆。该情况下,在壳体A1711中,若输入接口电路板1763在空间悬浮影像显示装置1000的使用状态下配置于铅垂方向上侧,则输入接口电路板1763具备的各种端子上连接的线缆在空间悬浮影像显示装置1000的使用状态下会被连接于铅垂方向上侧。该情况下,线缆会被连接在空间悬浮影像显示装置1000的较高位置,在使用状态下,取决于线缆的配线方向,在从线缆产生了对空间悬浮影像显示装置1000的拉力时,存在以壳体A1711的底面为支点的旋转力矩作用而导致空间悬浮影像显示装置1000翻倒的可能性。
于是,在壳体A1711中,优选将输入接口电路板1763配置在主电路板1762的铅垂方向下侧,将输入接口电路板1763具备的各种端子配置在空间悬浮影像显示装置1000的更低位置。优选至少使输入接口电路板1763上的线缆的连接位置即线缆连接端子的位置,配置在与壳体A1711的中心位置相比在铅垂方向上更低的位置。由此,即使在输入接口电路板1763具备的各种端子上连接了线缆,也能够降低从壳体A1711的底面到线缆连接位置的高度,所以能够减小来自线缆的拉力产生的以壳体A1711的底面为支点的旋转力矩,能够防止空间悬浮影像显示装置1000翻倒。
另外,图14F的(1)的例子中,在壳体A1711设置了开闭传感器1741。开闭传感器1741是检测空间悬浮影像显示装置1000是否处于折叠状态的传感器,可以由使用了红外线或远红外线等的接近传感器构成,根据该开闭传感器1741的传感结果,由主电路板1762具备的图3的控制部1110进行各种控制。由此,通过将开闭传感器1741如图14F的(1)的例子所示地配置于主电路板1762,能够使配线配置效率提高。另外,如开闭传感器1741所示,在壳体A1711的边框部可以设置供开闭传感器1741使用的感测用光透射的透射窗。
接着,图14F的(1)的例子中,壳体A1711收纳了背光源驱动电路板1761。背光源驱动电路板1761对显示装置1的背光源即光源装置13供给驱动电压。另外,背光源驱动电路板1761被主电路板1762具备的图3的控制部1110控制。图14F的(1)的例子中,将背光源驱动电路板1761配置在与显示装置1的上侧相邻且与主电路板1762在右侧相邻的位置。由此,背光源驱动电路板1761与显示装置1和主电路板1762双方相邻,配线配置效率得到提高。
如以上所说明,图14F的(1)的例子中,在壳体A1711中,在包围显示装置1的边框部1733的背侧配置了电池1768或电源电路1769、输入接口电路板1763、主电路板1762、背光源驱动电路板1761。由此,能够高效率地利用壳体A1711中的边框部1733的背侧的空间,能够使壳体A1711的x方向(空间悬浮影像显示装置1000的使用状态下从用户看来的左右方向)的厚度变薄。
该壳体A1711的x方向的厚度会影响折叠状态的空间悬浮影像显示装置1000的外形的最大宽度(x方向)。因此,通过如图14F的(1)所示将壳体A1711中的显示装置1以外的其他电路、电路板配置在边框部1733的背侧,能够减小空间悬浮影像显示装置1000的折叠状态下的外形的最大体积,能够更好地进行折叠状态下的装置的搬运、收纳。
另外,图14F的(2)的例子如图14E的(2)所说明的那样,在壳体A1711中,显示装置1的影像显示面1708的配置满足,相对于回归性反射板2的正投影1709的范围在上下方向上不位于中央附近,而是向上方向(铅垂上方向)偏移。即,显示装置1的影像显示面1708的中心相对于回归性反射板2的正投影1709的范围的中心向上方向(铅垂上方向)偏移。因此,图14F的(2)的例子中,将背光源驱动电路板1761配置在与显示装置1的下侧而不是上侧相邻的位置。图14F的(2)的例子中,显示装置1的配置以及背光源驱动电路板1761的配置与图14F的(1)的例子不同,但其他结构和配置与图14F的(1)的例子相同,所以省略重复说明。
如以上所说明,根据图14F所示的结构能够构成更薄的、合适的壳体,能够实现更适于折叠状态下的搬运、收纳的空间悬浮影像显示装置。
接着,对于图14E的(2)和图14F的(2)中使影像显示面1708的中心位置相对于回归性反射板的中心位置在z方向(空间悬浮影像显示装置1000的使用状态下的铅垂方向上侧)上偏移的优点,使用图14G进行说明。
图14G是从x方向(从用户看来的左右方向)观看使用状态的空间悬浮影像显示装置1000的图。例如,图14G的例子中,空间悬浮影像显示装置1000被设置在桌子2000上使用。图14G中用虚线示出了空间悬浮影像显示装置1000中的回归性反射板2的位置。另外,部分重合地示出了与图14E的(1)和图14F的(1)的影像显示面1708对应的影像显示面1708A,以及与图14E的(2)和图14F的(2)的影像显示面1708对应的影像显示面1708b。
另外,将影像显示面位于影像显示面1708A的位置的情况下的空间悬浮影像表示为空间悬浮影像3a。将影像显示面位于影像显示面1708b的位置的情况下的空间悬浮影像表示为空间悬浮影像3b。另外,在本图的说明中,为便于说明,对影像显示面位于影像显示面1708A的位置的情况、与影像显示面位于影像显示面1708b的位置的情况进行比较说明,但应当注意,这并不是说明空间悬浮影像显示装置1000分别在影像显示面1708A的位置和影像显示面1708b的位置同时具有多个影像显示面的例子。
图14G的例子中,高度范围Ha是位于影像显示面1708a的范围的下端所处的高度与影像显示面1708a的范围的上端所处的高度之间的高度范围。该高度范围Ha与位于空间悬浮影像3a的上端位置与空间悬浮影像3a的下端位置之间的高度范围相同。另外,影像显示面1708a的中心位置的高度是与回归性反射板的像2的中心位置相同的高度。
图14G的例子中,高度范围Hb是位于影像显示面1708b的范围的下端所处的高度与影像显示面1708b的范围的上端所处的高度之间的高度范围。该高度范围Hb与位于空间悬浮影像3b的上端位置与空间悬浮影像3b的下端位置之间的高度范围相同。另外,影像显示面1708b的中心位置的高度是比回归性反射板的像2的中心位置更高的位置,从回归性反射板的像2的中心位置向铅垂方向上方(z方向)偏移规定距离。
此处,图14G中,关于用户的视点示出了高度方向不同的5个视点(视点A、视点B、视点C、视点D、视点E)。另外,以下说明中,在图中设定假想的回归性反射板的像2′。假想的回归性反射板的像2′以偏振分离部件101B为基准位于回归性反射板2的镜面对称的位置。假想的回归性反射板的像2′是因偏振分离部件101B的反射而在用户一侧可见的回归性反射板2的假想的像。
以下,对各视点所处的高度范围进行说明。
首先,视点A位于经过回归性反射板的像2′的下端位置和空间悬浮影像3b的下端位置的直线(或平面)1801的上方。接着,视点B位于经过回归性反射板的像2′的下端位置和空间悬浮影像3b的下端位置的直线(或平面)1801的下方,且位于经过回归性反射板的像2′的下端位置和空间悬浮影像3a的下端位置的直线(或平面)1802的上方。接着,视点C位于经过回归性反射板的像2′的下端位置和空间悬浮影像3a的下端位置的直线(或平面)1802的下方,且位于经过回归性反射板的像2′的上端位置和空间悬浮影像3b的上端位置的直线(或平面)1803的上方。接着,视点D位于经过回归性反射板的像2′的上端位置和空间悬浮影像3b的上端位置的直线(或平面)1803的下方,且位于经过回归性反射板的像2′的上端位置和空间悬浮影像3a的上端位置的直线(或平面)1804的上方。接着,视点E位于经过回归性反射板的像2′的上端位置和空间悬浮影像3a的上端位置的直线(或平面)1804的下方。
以下,说明从各视点对空间悬浮影像的观看状态。
首先,视点A因为位于直线(或平面)1801的上方,所以在观看空间悬浮影像3b的情况下,不会在与空间悬浮影像3b的下端对应的位置的后方看到回归性反射板的像2′。这样,来自影像显示面1708b的下端的光因回归性反射板2的范围的限制而产生失光(vignetting,暗角),不能从视点A看到。同样,视点A因为位于直线(或平面)1802的上方,所以在观看空间悬浮影像3a的情况下,不会在与空间悬浮影像3a的下端对应的位置的后方看到回归性反射板的像2′。这样,来自影像显示面1708A的下端的光因回归性反射板2的范围的限制而产生失光,不能从视点A看到。
接着,视点B因为位于直线(或平面)1801的下方,所以在观看空间悬浮影像3b的情况下,会在与空间悬浮影像3b的下端对应的位置的后方看到回归性反射板的像2′。这样,对于来自影像显示面1708b的下端的光,不产生因回归性反射板2引起的失光,能够从视点B看到。另一方面,视点B因为位于直线(或平面)1802的上方,所以在观看空间悬浮影像3A的情况下,不会在与空间悬浮影像3A的下端对应的位置的后方看到回归性反射板的像2′。这样,来自影像显示面1708A的下端的光因回归性反射板2的范围的限制而产生失光,不能从视点A看到。
接着,视点C因为位于直线(或平面)1801的下方,所以在观看空间悬浮影像3b的情况下,会在与空间悬浮影像3b的下端对应的位置的后方看到回归性反射板的像2′。这样,对于来自影像显示面1708b的下端的光,不产生因回归性反射板2引起的失光,能够从视点C看到。同样,视点C因为位于直线(或平面)1802的下方,所以在观看空间悬浮影像3A的情况下,会在与空间悬浮影像3A的下端对应的位置的后方看到回归性反射板的像2′。这样,对于来自影像显示面1708A的下端的光,不产生因回归性反射板2引起的失光,能够从视点C看到。另外,视点C因为位于直线(或平面)1803的上方,所以在观看空间悬浮影像3b的情况下,会在与空间悬浮影像3b的上端对应的位置的后方看到回归性反射板的像2′。这样,对于来自影像显示面1708b的上端的光,不产生因回归性反射板2引起的失光,能够从视点C看到。同样,视点C因为位于直线(或平面)1804的上方,所以在观看空间悬浮影像3A的情况下,会在与空间悬浮影像3A的上端对应的位置的后方看到回归性反射板的像2′。这样,对于来自影像显示面1708A的上端的光,不产生因回归性反射板2引起的失光,能够从视点C看到。
接着,视点D因为位于直线(或平面)1804的上方,所以在观看空间悬浮影像3A的情况下,会在与空间悬浮影像3A的上端对应的位置的后方看到回归性反射板的像2′。这样,对于来自影像显示面1708b的上端的光,不产生因回归性反射板2引起的失光,能够从视点D看到。另一方面,视点D因为位于直线(或平面)1803的下方,所以在观看空间悬浮影像3b的情况下,不会在与空间悬浮影像3b的上端对应的位置的后方看到回归性反射板的像2′。这样,对于来自影像显示面1708A的上端的光,因回归性反射板2的范围的限制而产生失光,不能从视点D看到。
接着,视点E因为位于直线(或平面)1803的下方,所以在假设桌子2000没有延伸至用户一侧的前提下观看空间悬浮影像3b的情况下,不会在与空间悬浮影像3b的上端对应的位置的后方看到回归性反射板的像2′。这样,即使假设桌子2000没有延伸至用户一侧,来自影像显示面1708b的上端的光也会因回归性反射板2的范围的限制而产生失光,不能从视点E看到。同样,视点E因为位于直线(或平面)1804的下方,所以在假设桌子2000没有延伸至用户一侧的前提下观看空间悬浮影像3A的情况下,不会在与空间悬浮影像3A的上端对应的位置的后方看到回归性反射板的像2′。这样,来自影像显示面1708A的上端的光因回归性反射板2的范围的限制而产生失光,不能从视点E看到。
如上所述,图14G的例子中,在影像显示面位于影像显示面1708a的位置且显示了空间悬浮影像3a的情况下,从视点C和视点D来看,空间悬浮影像3a的上端和下端都能够在上下方向上不产生失光地被看到。但是,该情况下,从视点A、视点B和视点E来看,空间悬浮影像3a的上端或下端中的某一个会在上下方向上产生失光地被看到。
另外,图14G的例子中,在影像显示面位于影像显示面1708b的位置且显示空间悬浮影像3b的情况下,从视点B和视点C来看,空间悬浮影像3a的上端和下端都能够在上下方向上不产生失光地被看到。但是,该情况下,从视点A、视点D和视点E来看,空间悬浮影像3b的上端或下端中的某一个会在上下方向上产生失光地被看到。
此处,在如图14G的例子所示将空间悬浮影像显示装置1000设置在桌子2000上使用的情况下,一般而言桌子大多配置在比用户的视点更低的位置。因此,图14G中,与从视点C和视点D能够不在上下方向上产生失光地看到空间悬浮影像3A的上端和下端相比,对于用户而言可能具有更好易用性的是,从视点B和视点C能够不在上下方向上产生失光地看到空间悬浮影像3B的上端和下端。这样,如图14G所示将空间悬浮影像显示装置1000设置在桌子2000上使用的情况下,影像显示面的位置更优选配置在影像显示面1708b的位置而非影像显示面1708a的位置。即,如影像显示面1708b那样,影像显示面的中心位置优选在使用状态下从回归性反射板2的中心位置向铅垂方向上侧偏移地配置。另外,即使空间悬浮影像显示装置1000不是可折叠结构,该偏移配置也有意义。即,在不是可折叠结构的其他实施例的空间悬浮影像显示装置1000中也可以应用。
接着,使用图14H,对空间悬浮影像显示装置1000具有的壳体A的变形例即壳体A1714之一例进行说明。图14H的(1)、图14H的(2)分别是在使用状态下从壳体B一侧观看的方向的图。图14H的(1)、图14H的(2)分别表示与图14F的(1)、图14F的(2)对应的变形例,与图14F的(1)、图14F的(2)同样,用虚线示出了在边框部1733的背侧收纳的各要素的配置位置。另外,与图14E的(1)、图14E的(2)同样,图14H的(1)、图14H的(2)中所示的网点部分的壳体A的表面是边框部。
图14H的(1)、图14H的(2)中,标注了与图14F的(1)、图14F的(2)相同附图标记的结构,即使大小、配置不同,也具有与图14F的(1)、图14F的(2)相同的功能、结构。对于这样的结构,为了简化说明,对于不同点以外省略重复说明。
在图14H的(2)中,与图14H的(1)相比显示装置1向铅垂方向(z方向)上侧偏移地配置,这一点与图14F的(1)、图14F的(2)相同。该铅垂方向(z方向)上侧的偏移的效果与图14G所说明的相同。
接着,在图14H的(1)和图14H的(2)中,背光源驱动电路板1761不是配置在显示装置1的铅垂方向一侧(z方向一侧),而是配置在横向一侧(y方向一侧)。取决于背光源的配置,存在将背光源驱动电路板1761配置于显示装置1的横向一侧时配置效率更好的情况。
另外,图14H的(1)和图14H的(2)中,在壳体A1714的上端具备上凸缘部1771,在壳体A1714的下端具备下凸缘部1772。上凸缘部1771和下凸缘部1772在空间悬浮影像显示装置1000成为折叠状态时成为将偏振反射镜保持件1750和偏振分离部件101B覆盖的盖。设置上凸缘部1771和下凸缘部1772的效果在后文中叙述。
接着,图14I是从空间悬浮影像显示装置1000的使用状态下的用户看来的背面一侧观看空间悬浮影像显示装置1000具有的壳体A1714的图。在壳体A1714的右侧的面,存在影像显示面1708和边框部1733的面。以从该影像显示面1708和边框部1733的面突出的形状,在壳体A1714的上端设置了上凸缘部1771。上凸缘部1771在空间悬浮影像显示装置1000成为折叠状态时,成为将偏振反射镜保持件1750和偏振分离部件101B的上侧覆盖的盖。另外,以从影像显示面1708和边框部1733的面突出的形状,在壳体A1714的下端设置了下凸缘部1772。下凸缘部1772在空间悬浮影像显示装置1000成为折叠状态时,成为将偏振反射镜保持件1750和偏振分离部件101B的下侧覆盖的盖。在壳体A1714设置了上凸缘部1771的情况下,优选将开闭传感器1741设置于上凸缘部1771。这是因为它与影像显示面1708和边框部1733所处的面相比更靠近壳体B,开闭传感器1741的精度能够提高。
另外,在壳体A1714的背面17141例如具备电源线缆端子1780。优选设置在壳体A1714中收纳的电池1768或电源电路1769的背面。
另外,图14I的例子中,在输入接口电路板(输入IF电路板)1763的背面,设置了通信接口端子(通信IF端子)1781、影像信号输入接口端子(影像信号输入IF端子)1782、可移动介质接口(可移动介质IF)***口1783。
此处,如图14F所说明的那样,可折叠的空间悬浮影像显示装置1000为了防止翻倒,与各种端子连接的线缆的连接位置优选是铅垂方向上更低的位置。此处,在图14I中,通信接口端子1781能够连接LAN线缆等通信用的线缆。影像信号输入接口端子1782能够连接HDMI线缆、DisplayPort线缆、DVI线缆等影像信号收发线缆。与此相对,可移动介质接口***口1783例如能够***卡型的记录介质即可移动介质,但不连接线缆。因此,在图14I的输入接口电路板1763的背面具备的端子中,连接线缆的影像信号输入接口端子1782优选设置在比不连接线缆的可移动介质接口***口1783更低的位置。连接线缆的通信接口端子1781优选设置在比不连接线缆的可移动介质接口***口1783更低的位置。另外,此处的“更低的位置”的基准可以使用壳体A1714的背面上的各接口的端子区域的中心位置。
另外,在图14I中,优选在通信接口端子1781上连接了线缆的状态下,也能够在可移动介质接口***口1783容易地拆装可移动介质。此处,在壳体A1714的背面,若通信接口端子1781相对于可移动介质接口***口1783更位于外侧,则在用户拆装可移动介质时,存在通信接口端子1781上连接的线缆造成妨碍的可能性。因此,在壳体A1714的背面,通信接口端子1781优选相对于可移动介质接口***口1783配置在更内侧。换言之,在壳体A1714的背面,可移动介质接口***口1783优选与通信接口端子1781相比更配置在外侧。如果从装置整体来表达,则优选在空间悬浮影像显示装置1000的背面,可移动介质接口***口1783配置在比通信接口端子1781更远离回归性反射板2的位置。
像这样配置可移动介质接口***口1783和通信接口端子1781,对于用户而言更易于使用。另外,在壳体A1714的背面,若影像信号输入接口端子1782相对于可移动介质接口***口1783更位于外侧,则在用户拆装可移动介质时,存在影像信号输入接口端子1782上连接的线缆造成妨碍的可能性。因此,在壳体A1714的背面,影像信号输入接口端子1782优选相对于可移动介质接口***口1783配置在更内侧。换言之,在壳体A1714的背面,可移动介质接口***口1783优选与影像信号输入接口端子1782相比更配置在外侧。如果从装置整体来表达,则优选在空间悬浮影像显示装置1000的背面,可移动介质接口***口1783配置在比影像信号输入接口端子1782更远离回归性反射板2的位置。像这样配置可移动介质接口***口1783和影像信号输入接口端子1782,对于用户而言更易于使用。
另外,图14的其他例子省略了壳体A的背面上的各种端子的说明,但任意例子中都可以采用图14I中说明的各种端子的布局。
根据以上说明的本发明的一个实施例的空间悬浮影像显示装置1000中的背面的各种端子的布局,能够更好地防止装置翻倒,对于用户而言更易于使用。
接着,使用图14J说明图14A的变形例的可折叠的空间悬浮影像显示装置1000。另外,在图14J的说明中,说明与图14A的不同点,对于与图14A同样的结构省略重复说明。
图14J的空间悬浮影像显示装置1000使用了图14H和图14I中说明的壳体A1714作为壳体A。另外,使用了图14D的(2)中说明的壳体B1713作为壳体B。
首先,如图14D的(2)所说明的那样,在壳体B1713设置了遮光板区域LE。该遮光板区域LE是图14A的壳体B1712上没有设置的区域,在空间悬浮影像显示装置1000的使用状态下,与空间悬浮影像3相比更向用户一侧延伸。对设置了该遮光板区域LE的效果进行说明。
在图14J的(1)中,通过箭头1798示出了用户230用靠近偏振分离部件101B的眼睛观看偏振分离部件101B中最靠近用户230的部分时的视线,以及该视线在偏振分离部件101B上镜面反射后的视线。图14J的(1)中,为了遮挡反射后的视线而设置了遮光板区域LE,所以即使用户230观看偏振分离部件101B中最靠近用户230的部分,也会看到黑色空间,能够防止看到不必要的空间。与此相对,图14A的空间悬浮影像显示装置1000因为没有在壳体B1712上设置遮光板区域LE,所以用户230观看偏振分离部件101B中最靠近用户230的部分时,会看到从用户230看来的左侧(x方向的负方向一侧)的不必要的空间。在空间悬浮影像3附近看到自身左右方向的不必要的空间会导致用户230对空间悬浮影像3的识别能力降低,从空间悬浮影像显示装置1000的品质出发是不优选的。因此,图14J的空间悬浮影像显示装置1000通过在壳体B1713上设置遮光板区域LE,不使用户230看到不必要的空间,从而能够提高N字型配置的空间悬浮影像显示装置的品质。此处,“不使其看到不必要的空间”也可以表达为“遮挡不必要的视野”。
另外,图14J的空间悬浮影像显示装置1000中,通过使壳体B1713与图14A的壳体B1712相比向用户230近侧延伸而构成为,在图14J的(2)的折叠状态下,壳体A1714的从用户一侧看来的前表面与壳体B1713的从用户一侧看来的前表面的y方向的位置对齐,形成了连续的面。另外,如图14H和图14I所说明的那样,壳体A1714在上端具备上凸缘部1771,在下端具备下凸缘部1772。在图14J的(2)的折叠状态下,上凸缘部1771从上侧覆盖偏振反射镜保持件1750和偏振分离部件101B,上凸缘部1771的壳体B1713一侧的面与壳体B1713的壳体A1714一侧的面成为面对面贴合状态。在图14J的(2)的折叠状态下,下凸缘部1772从下侧覆盖偏振反射镜保持件1750和偏振分离部件101B,下凸缘部1772的壳体B1713一侧的面与壳体B1713的壳体A1714一侧的面成为面对面贴合状态。即,在图14J的(2)的折叠状态下,上凸缘部1771和下凸缘部1772是分别从上方和下方覆盖偏振反射镜保持件1750和偏振分离部件101B的盖。通过上凸缘部1771和下凸缘部1772能够实施保护以防止搬运时与外部接触等,这对于作为光学部件的偏振分离部件101B而言是较为优选的结构。另外,可以构成为,由开闭传感器1741检测上凸缘部1771的壳体B1713一侧的面与壳体B1713的壳体A1714一侧的面成为面对面贴合状态,并由图3所示的控制部1110判断空间悬浮影像显示装置1000成为折叠状态。
另外,图14J的空间悬浮影像显示装置1000在壳体B1713上设置了后凸缘部1773。后凸缘部1773的用户230一侧的面在图14J的(2)的折叠状态下,与壳体A1714的背面17141成为面对面贴合状态。在图14J的(2)的折叠状态下,壳体A1714的背面17141上设置的各种端子被壳体B1713的后凸缘部1773覆盖,能够实施保护以防止搬运时与外部接触等。另外,其构成为,在图14J的(2)的折叠状态下,壳体A1714的从用户一侧看来的右侧(x方向的正方向一侧)的面,与壳体B1713的后凸缘部1773的从用户一侧看来的右侧(x方向的正方向一侧)的面的位置对齐,形成连续的面。
另外,图14J的例子中,壳体A1714的上表面与壳体B1713的上表面的高度对齐,壳体A1714的下表面与壳体B1713的下表面的高度也对齐。由此,空间悬浮影像显示装置1000在图14J的(2)的折叠状态下成为大致长方体的外形,能够构成在搬运时和收纳时都易于处理的简单的形状。
如以上所说明,根据本实施例的图14J的空间悬浮影像显示装置1000,通过不使用户230看到不必要的空间,能够实现品质更高的空间悬浮影像显示装置。另外,根据本实施例的图14J的空间悬浮影像显示装置1000,能够实现在折叠状态下利用壳体将作为光学部件的偏振分离部件101B覆盖以进行保护的优选的结构。另外,根据本实施例的图14J的空间悬浮影像显示装置1000,在折叠状态下形成大致长方体的外形,能够实现在搬运时和收纳时都易于处理的形状。
接着,使用图14K,说明图14J的变形例的可折叠的空间悬浮影像显示装置1000。另外,图14K的说明中,说明与图14J的不同点,对于与图14J同样的结构省略重复说明。
图14K的空间悬浮影像显示装置1000与图14J的空间悬浮影像显示装置1000的不同点在于,图14K的空间悬浮影像显示装置1000在壳体A1714上设置了前凸缘部1774这一点,以及,与壳体A1714上设置了前凸缘部1774对应地,壳体B1713的用户230一侧的延伸量缩短这一点。通过这样地构成,在空间悬浮影像显示装置1000的使用状态的图14K的(1)中,通过箭头1799示出了与图14J的(1)的箭头1798相同的用户230的视线。对于图14J的(1)的箭头1798上由壳体B1713的遮光板区域LE遮挡的不必要的视野,在图14K的(1)的结构中能够用前凸缘部1774遮挡。
另外,如图14K的(2)的放大图所示,前凸缘部1774设置了前壁17741和横壁17742。前凸缘部1774在从用户230一侧观看时,被前壁17741封闭。另外,前凸缘部1774在从x方向一侧观看时被横壁17742封闭。图14K的空间悬浮影像显示装置1000在图14K的(2)的折叠状态下,前凸缘部1774成为将壳体B1713的从用户230看来的前表面覆盖的状态。另外,其构成为,在图14K的(2)的折叠状态下,前凸缘部1774的横壁17742的从用户230看来的背面与壳体B1713的从用户230看来的前表面成为面对面贴合的状态。另外,图14K的空间悬浮影像显示装置1000构成为,在图14K的(2)的折叠状态下,前凸缘部1774的横壁17742的从用户230看来的左侧(x方向的负方向一侧)的面,与壳体B1713的从用户230看来的左侧(x方向的负方向一侧)的面的位置对齐,形成连续的面。从而,图14K的空间悬浮影像显示装置1000的结构也是同样的,在图14K的(2)的折叠状态下形成大致长方体的外形,能够构成在搬运时和收纳时都易于处理的简单的形状。
另外,图14K的空间悬浮影像显示装置1000的结构也在图14K的(2)的折叠状态下利用壳体将作为光学部件的偏振分离部件101B覆盖以进行保护。
如以上所说明,根据本实施例的图14K的空间悬浮影像显示装置1000,通过不使用户230看到不必要的空间,能够实现品质更高的空间悬浮影像显示装置。另外,根据本实施例的图14K的空间悬浮影像显示装置1000,能够实现在折叠状态下利用壳体将作为光学部件的偏振分离部件101B覆盖以进行保护的优选的结构。另外,根据本实施例的图14K的空间悬浮影像显示装置1000,在折叠状态下形成大致长方体的外形,能够实现在搬运时和收纳时都易于处理的形状。
接着,使用图14L,说明图14A的变形例的可折叠的空间悬浮影像显示装置1000。另外,图14L的说明中,说明与图14A的不同点,对于与图14A同样的结构省略重复说明。
在图14L的空间悬浮影像显示装置1000中,代替图14A的旋转机构1751,使用连杆机构1753调节偏振分离部件101B与壳体A1715的相对角度。此处,连杆机构指的是具有2个以上旋转轴的旋转机构。图14L的(1)的例子中,图14A的(1)中的从显示装置1到空间悬浮影像3的光路的各种距离不变。但是,通过代替旋转机构1751使用连杆机构1753,能够使偏振分离部件101B与图14A的结构相比实现小型化。另外,能够使用比图14A的壳体A1711更小型的壳体A作为小型的壳体A1715。
在图14A的(2)的空间悬浮影像显示装置的折叠状态下,对外形的最大进深(y方向)影响最大的因素,是偏振分离部件101B的进深(y方向)。对此,图14L的(2)的例子通过采用连杆机构1753,对于偏振分离部件101B能够构成为使其进深(y方向)缩短。由此,图14L的(2)中,在空间悬浮影像显示装置的折叠状态下,能够使外形的最大进深(y方向)与图14A的(2)相比减小。
另外,对于壳体B1716,使图14A的壳体B1712的用户230一侧的面向用户230一侧延伸,使其在图14L的(2)的折叠状态下,与连杆机构1753的最靠近用户230一侧的部分在y方向上的位置大致一致。由此,在图14L的(2)的折叠状态下,能够利用壳体B1716将偏振分离部件101B的壳体B1716一侧的整个面覆盖以进行保护。另外,壳体B1716具有后凸缘部1773。其构成为,在图14L的(2)的折叠状态下,壳体A1715的从用户一侧看来的背面与壳体B1716的后凸缘部1773的用户一侧的面成为面对面贴合的状态。由此,在壳体A1715的从用户一侧看来的背面具备各种端子的情况下,在图14L的(2)的折叠状态下,能够利用壳体B1716的后凸缘部1773覆盖并保护这些端子。另外,其构成为,在图14L的(2)的折叠状态下,壳体A1715的从用户一侧看来的右侧(x方向的正方向一侧)的面,与壳体B1716的后凸缘部1773的从用户一侧看来的右侧(x方向的正方向一侧)的面的位置对齐,形成连续的面。
通过如上所述地构成,图14L的空间悬浮影像显示装置1000通过采用连杆机构1753,能够在图14L的(1)的使用状态下,显示与图14A的空间悬浮影像显示装置1000同样的空间悬浮影像3,并且能够在图14L的(2)的折叠状态下,与图14A的空间悬浮影像显示装置1000相比使外形更小型。因此,根据图14L的空间悬浮影像显示装置1000,通过使折叠状态的最大体积更小,能够更好地进行装置的搬运、收纳。
另外,图14L的空间悬浮影像显示装置1000的壳体A1715也可以采用图14H、图14I、图14J中说明的壳体A1714的上凸缘部1771和下凸缘部1772的结构。这样,在折叠状态下能够利用壳体A覆盖偏振反射镜保持件1750和偏振分离部件101B以进行保护。
接着,使用图14M,说明图14A的变形例的可折叠的空间悬浮影像显示装置1000。另外,图14M的说明中,说明与图14A的不同点,对于与图14A同样的结构省略重复说明。
图14M的例子是在可折叠的空间悬浮影像显示装置1000中具备摄像部1180、空中操作检测部1350等的情况下的结构例之一例。图14M的壳体A1717与图14A的壳体A1711相比向用户230一侧延伸。壳体A1717的前表面(用户230一侧的面)延伸至比空间悬浮影像3更靠近用户230的位置。图14M的例子构成为,在壳体A1717的该延伸的部分具备空中操作检测部1350。由此,能够在图14M的(1)所示的空间悬浮影像显示装置1000的使用状态下检测包含空间悬浮影像3的面上的用户230进行的操作。空中操作检测部1350的结构和功能与实施例1中说明的相同,所以省略重复说明。另外,在图14M的壳体A1717上,也可以在与图14A的壳体A1711相比向用户230一侧延伸部分的壳体A1717的前表面(用户230一侧的面)设置摄像部1180。由此,在图14M的(1)所示的空间悬浮影像显示装置1000的使用状态下,摄像部1180能够拍摄用户230。控制部1110也可以基于摄像部1180的拍摄图像进行关于用户230是谁的识别处理。摄像部1180拍摄包含操作空间悬浮影像3的用户230以及用户230的周边区域的范围,控制部1110可以基于拍摄图像,进行识别用户230是否位于空间悬浮影像显示装置1000前方的识别处理。另外,控制部1110可以基于拍摄图像计算用户230到空间悬浮影像显示装置1000的距离。
此处,在空间悬浮影像显示装置1000具备摄像部1180、空中操作检测部1350等的情况下,优选不是设置在壳体B1718一侧,而是如图14M所示设置在壳体A1717一侧。其理由如图14A所说明的那样,优选构成为将需要供电的构成部件和需要连接有线连接的信号线的构成部件收纳在必然需要供电的显示装置1所处的壳体A一侧。
另外,如图14M所示,即使在壳体A1717的前表面附近设置摄像部1180、空中操作检测部1350,如图14M的(2)所示的折叠状态所示也能够维持折叠功能。
如以上所说明,根据图14M的空间悬浮影像显示装置1000,在可折叠的空间悬浮影像显示装置中能够适当地搭载用户的空中操作检测功能。另外,根据图14M的空间悬浮影像显示装置1000,在可折叠的空间悬浮影像显示装置中能够搭载可拍摄用户的摄像功能。
图14G中说明了,高度方向不同的用户的多个视点处的空间悬浮影像3的呈现方式,按照空间悬浮影像显示装置1000中的影像显示面1708的z方向的位置而相应地不同。具体而言说明了,按照回归性反射板2的范围、影像显示面1708的位置以及用户的视点的位置,会因回归性反射板2的范围的限制而在空间悬浮影像3中产生失光。图14G说明了用户将空间悬浮影像显示装置1000设置在桌子2000上使用的例子。但是,空间悬浮影像显示装置1000的设置高度与用户的视点的位置关系会随用户的空间悬浮影像显示装置1000的使用环境而不同。于是,使用图14N说明采用了在各种使用环境中用户都能够更好地观看空间悬浮影像3之结构的空间悬浮影像显示装置1000的例子。
图14N是表示空间悬浮影像显示装置1000具有的壳体A的变形例的壳体A1714之一例的图。另外,图14N的(1)是在使用状态下从壳体B一侧观看的方向的图。图14N的(1)表示与图14H的(1)或图14H的(2)对应的变形例。图14N的(1)与图14H的(1)、图14H的(2)同样地,用虚线示出了在边框部1733的背侧收纳的各要素的配置位置。与图14H的(1)、图14H的(2)同样,网点部分的壳体A的表面是边框部1733。另外,图14N的(1)的说明中,说明与图14H的(1)或图14H的(2)的不同点,对于与图14H的(1)或图14H的(2)同样的结构省略重复说明。此处,在图14N的(1)的壳体A1714的边框部1733,具有与影像显示面1708相比在铅垂方向上更宽的边框部开口部1733A。另外,图14N的(1)的壳体A1714具有位置调节机构1757,其用于调节具有影像显示面1708的显示装置1的铅垂方向(z方向)的位置。图14N的例子中,位置调节机构1757具备滑块1758和导轨1759。滑块1758在图14N的(1)中位于面向纸面的显示装置1的背面。可知,在图14N的(1)中,导轨1759位于边框部开口部1733A的深处侧。
此处,使用图14N的(2)说明本图的显示装置1和位置调节机构1757的结构。图14N的(2)是立体图,涉及壳体A1714的结构中的显示装置1、位置调节机构1757以及收纳背光源驱动电路板1761的背光源驱动电路板收纳部1761B的部分。显示装置1包括具有影像显示面1708的液晶显示面板11,在该影像显示面1708的相反一侧具备光源装置13。在光源装置13的侧面具备背光源驱动电路板收纳部1761B。在光源装置13的从壳体B看来的背面一侧具有位置调节机构1757。滑块1758安装在光源装置13的从壳体B看来的背面一侧。位置调节机构1757中,滑块1758沿着在铅垂方向上延伸的导轨1759在铅垂方向上位置可调。此处,显示装置1、背光源驱动电路板收纳部1761B以及滑块1758由螺栓等紧固部件紧固,使相对位置固定。另外,背光源驱动电路板收纳部1761B也可以与显示装置1一体化。因此,在使滑块1758在铅垂方向上位移时,与该位移相应地,显示装置1和背光源驱动电路板收纳部1761B发生位移。即,使滑块1758在铅垂方向上位移时,与该位移相应地影像显示面1708发生位移。该显示装置1的位置的调整,能够由用户根据空间悬浮影像显示装置1000的使用状态相应地进行。用户以使显示装置1的位置成为要求的位置的方式调整滑块1758的位置,并将滑块1758的位置固定于该位置即可。位置调节机构1757中的滑块1758的位置固定方法可以是利用螺栓等卡止件进行卡止,也可以利用弹簧等弹性体压紧。或者,也可以在导轨1759上设置周期性的槽等,在该导轨1759的槽中嵌入用于固定滑块1758与导轨1759的相对位置的位置固定部件,使滑块1758的位置固定。或者可以构成为,使用用于固定滑块1758与壳体A1714的相对位置的位置固定部件,使滑块1758与壳体A1714的相对位置固定。无论如何,滑块1758在铅垂方向上的位置固定方法都可以应用现有的使滑块机构的位置固定的各种技术。
另外,背光源驱动电路板收纳部1761B如上所述会因位置调节机构1757而在铅垂方向上发生位移。因此,对于从背光源驱动电路板1761连接到其他电路板、电池1768或电源电路1769上的控制线、电力线,通过使用具有柔性的柔性线,能够利用其柔性应对背光源驱动电路板收纳部1761B的位移。
图14O表示图14N的具有位置调节机构1757的空间悬浮影像显示装置1000的壳体A1714中的、影像显示面1708的铅垂方向位置的调整。另外,图14O的说明中,说明与图14N的不同点,对于与图14N同样的结构省略重复说明。
图14O的(1)示出了影像显示面1708被固定于在铅垂方向上延伸的边框部开口部1733A中的下端附近位置的状态。具有影像显示面1708的显示装置1能够从该位置起,由位置调节机构1757如图示的箭头所示地在铅垂方向上调整位置。此时,收纳在边框部1733内侧的背光源驱动电路板1761也如图示的箭头所示地联动地调节位置。
另外,图14O的(2)示出了影像显示面1708被固定于在铅垂方向上延伸的边框部开口部1733A中的上端附近位置状态。具有影像显示面1708的显示装置1能够从该位置起,由位置调节机构1757如图示的箭头所示地在铅垂方向上调整位置。此时,收纳在边框部1733内侧的背光源驱动电路板1761也如图示的箭头所示地联动地调节位置。
以上使用图14N和图14O,对具有位置调节机构1757的空间悬浮影像显示装置1000中的影像显示面1708的位置调整进行了说明。采用这些图中的空间悬浮影像显示装置1000,用户能够根据使用状况相应地利用位置调节机构1757调整影像显示面1708的位置。由此,能够在用户要求的视点处减少图14G中说明的由回归性反射板2的范围、影像显示面1708的位置以及用户的视点的位置关系引起的空间悬浮影像3的失光的发生。即,根据图14N和图14O的空间悬浮影像显示装置1000,在用户要求的视点处能够更好地观看空间悬浮影像3。
本实施例的技术中,通过使高分辨率且高亮度的影像信息以在空间中悬浮的状态显示,例如用户能够不会对传染病的接触传染感到不安地进行操作。如果在不确定的大量用户使用的***中使用本实施例的技术,能够减小传染病的接触传染的风险,提供一种能够不会感到不安地使用的非接触用户接口。由此,有助于***提倡的可持续发展目标(SDGs:Sustainable Development Goals)的“3良好健康与福祉”。
另外,本实施例的技术中,通过减小出射的影像光的发散角进而统一成特定偏振,仅使对于回归反射板正常的反射光高效率地反射,所以光的利用效率高,能够得到明亮且清楚的空间悬浮影像。根据本实施方式的技术,能够提供一种可大幅降低功耗的、可用性优秀的非接触用户接口。由此,有助于***提倡的可持续发展目标(SDGs:SustainableDevelopment Goals)的“9产业、创新和基础设施”和“11可持续城市和社区”。
以上对各种实施例进行了详细叙述,但是本发明并不仅限定于上述实施例,包括各种变形例。例如,上述实施例为了易于理解地说明本发明而详细说明了整个***,但并不限定于必须具备所说明的全部结构。另外,能够将某个实施例的结构的一部分置换为其他实施例的结构,也能够在某个实施例的结构上添加其他实施例的结构。另外,对于各实施例的结构的一部分,能够追加、删除、置换其他结构。
附图标记说明
1……显示装置,2……回归反射板(回归性反射板),3……空间像(空间悬浮影像),105……窗玻璃,100……透明部件,101……偏振分离部件,101B……偏振分离部件,12……吸收型偏振片,13……光源装置,54……光方向变换面板,151……回归反射板,102、202……LED基板,203……导光体,205、271……反射片,206、270……相位差板,230……用户,1000……空间悬浮影像显示装置,1110……控制部,1160……影像控制部,1180……摄像部,1102……影像显示部,1350……空中操作检测部,1351……空中操作检测传感器。

Claims (35)

1.一种显示空中悬浮影像的空中悬浮影像显示装置,其特征在于,包括:
显示影像的影像显示部;
保持所述影像显示部的第一壳体;
偏振反射镜;
保持所述偏振反射镜的偏振反射镜保持件;
回归性反射板;
保持所述回归性反射板的第二壳体;
第一调节机构,其用于调节所述第一壳体与所述偏振反射镜保持件的相对角度;和
第二调节机构,其用于调节所述第二壳体与所述偏振反射镜保持件的相对角度。
2.如权利要求1所述的空中悬浮影像显示装置,其特征在于:
能够通过利用所述第一调节机构调节所述第一壳体与所述偏振反射镜保持件的相对角度,并利用所述第二调节机构调节所述第二壳体与所述偏振反射镜保持件的相对角度,来使所述空中悬浮影像显示装置从所述空中悬浮影像显示装置的使用状态变形为所述空中悬浮影像显示装置的折叠状态。
3.如权利要求2所述的空中悬浮影像显示装置,其特征在于:
关于所述空中悬浮影像显示装置的由最大宽度、最大进深、最大高度相乘而计算出的最大体积,所述空中悬浮影像显示装置的折叠状态的最大体积小于所述空中悬浮影像显示装置的使用状态的最大体积。
4.如权利要求2所述的空中悬浮影像显示装置,其特征在于:
在所述第一壳体,配置有用于检测所述空中悬浮影像显示装置是处于所述使用状态还是处于所述折叠状态的传感器。
5.如权利要求1所述的空中悬浮影像显示装置,其特征在于:
在所述空中悬浮影像显示装置的使用状态下,所述第一调节机构配置在与所述第二调节机构相比靠近观看所述空中悬浮影像的用户的一侧。
6.如权利要求1所述的空中悬浮影像显示装置,其特征在于:
在所述空中悬浮影像显示装置的使用状态下,保持于所述第一壳体的所述影像显示部与保持于所述第二壳体的所述回归性反射板以相对的方式被配置。
7.如权利要求6所述的空中悬浮影像显示装置,其特征在于:
在所述空中悬浮影像显示装置的使用状态下,保持于所述第一壳体的所述影像显示部的影像显示画面的中心位置被配置于如下状态:与保持于所述第二壳体的所述回归性反射板在所述第一壳体上的正投影的中心位置相比,向铅垂方向上侧偏移。
8.如权利要求1所述的空中悬浮影像显示装置,其特征在于:
需要供电的电路板和传感器与所述影像显示部同样地被配置于所述第一壳体,在所述第二壳体不配置需要供电的电路板和传感器。
9.如权利要求1所述的空中悬浮影像显示装置,其特征在于:
包括电源电路,
在所述第一壳体,所述电源电路被配置成,在所述空中悬浮影像显示装置的使用状态下,所述电源电路的重心位置在铅垂方向上比所述第一壳体的中心位置低。
10.如权利要求1所述的空中悬浮影像显示装置,其特征在于:
包括二次电池,
在所述第一壳体,所述二次电池被配置成,在所述空中悬浮影像显示装置的使用状态下,所述二次电池的重心位置在铅垂方向上比所述第一壳体的中心位置低。
11.如权利要求1所述的空中悬浮影像显示装置,其特征在于:
在所述第一壳体配置有输入接口电路板,所述输入接口电路板能够从外部连接线缆,并且被配置成,所述线缆的连接端子的位置在铅垂方向上比所述第一壳体的中心位置低。
12.如权利要求2所述的空中悬浮影像显示装置,其特征在于:
所述空中悬浮影像显示装置的使用状态下的所述第一壳体的用户面前侧的面,和所述空中悬浮影像显示装置的使用状态下的所述第二壳体的用户面前侧的面,在所述空中悬浮影像显示装置的折叠状态下,在所述空中悬浮影像显示装置的使用状态下的用户面前侧的方向上位置对齐。
13.如权利要求2所述的空中悬浮影像显示装置,其特征在于:
在所述空中悬浮影像显示装置的使用状态下的所述第一壳体的用户面前侧的端部,设置有作为凸缘部的前凸缘部,
在所述空中悬浮影像显示装置的折叠状态下,所述前凸缘部将所述第二壳体的所述空中悬浮影像显示装置的使用状态下的用户面前侧的面覆盖。
14.如权利要求13所述的空中悬浮影像显示装置,其特征在于:
所述前凸缘部的所述空中悬浮影像显示装置的使用状态下的所述第二壳体一侧的面,和所述第二壳体的所述空中悬浮影像显示装置的使用状态下的所述第一壳体一侧的相反侧的面,在所述空中悬浮影像显示装置的折叠状态下位置对齐。
15.如权利要求2所述的空中悬浮影像显示装置,其特征在于:
在所述第一壳体的上端设置有作为凸缘部的上凸缘部,
在所述第一壳体的下端设置有作为凸缘部的下凸缘部,
在所述空中悬浮影像显示装置的折叠状态下,所述上凸缘部和所述下凸缘部将所述偏振反射镜覆盖。
16.如权利要求2所述的空中悬浮影像显示装置,其特征在于:
在所述第二壳体的、所述空中悬浮影像显示装置的使用状态下的从用户看来的背面一侧,设置有作为凸缘部的后凸缘部,
在所述空中悬浮影像显示装置的折叠状态下,所述后凸缘部将所述第一壳体的背面覆盖。
17.如权利要求1所述的空中悬浮影像显示装置,其特征在于:
对用户进行拍摄的摄像机被设置于所述第一壳体,不位于所述第二壳体。
18.如权利要求1所述的空中悬浮影像显示装置,其特征在于:
检测用于操作所述空中悬浮影像的用户操作的操作检测传感器被设置于所述第一壳体,不位于所述第二壳体。
19.如权利要求1所述的空中悬浮影像显示装置,其特征在于:
包括位置调节机构,其能够在所述第一壳体中使所述影像显示部的位置在所述空中悬浮影像显示装置的使用状态下的铅垂方向上变化。
20.如权利要求19所述的空中悬浮影像显示装置,其特征在于:
包括用于改变所述影像显示部的位置的滑块。
21.如权利要求1所述的空中悬浮影像显示装置,其特征在于:
所述第二壳体包括没有配置回归性反射板的遮光板区域,在所述空中悬浮影像显示装置的使用状态下,所述遮光板区域向用户一侧延伸从而防止观看所述空中悬浮影像的用户经由所述偏振反射镜的反射而看到不必要的空间。
22.如权利要求1~21中任意一项所述的空中悬浮影像显示装置,其特征在于:
所述第一调节机构和所述第二调节机构都是旋转机构。
23.如权利要求1~21中任意一项所述的空中悬浮影像显示装置,其特征在于:
所述第一调节机构是连杆机构,
所述第二调节机构是旋转机构。
24.一种显示空中悬浮影像的空中悬浮影像显示装置,其特征在于,包括:
显示影像的影像显示部;
保持所述影像显示部的第一壳体;
偏振反射镜;
保持所述偏振反射镜的偏振反射镜保持件;
回归性反射板;和
保持所述回归性反射板第二壳体,其中,
在所述空中悬浮影像显示装置的使用状态下,从铅垂方向观看所述空中悬浮影像显示装置的情况下,所述第一壳体、偏振反射镜以及所述第二壳体被配置成形成字母N字型。
25.如权利要求24所述的空中悬浮影像显示装置,其特征在于:
在所述空中悬浮影像显示装置的使用状态下,保持于所述第一壳体的所述影像显示部与保持于所述第二壳体的所述回归性反射板以相对的方式被配置。
26.如权利要求25所述的空中悬浮影像显示装置,其特征在于:
在所述空中悬浮影像显示装置的使用状态下,保持于所述第一壳体的所述影像显示部的影像显示画面的中心位置被配置于如下状态:与保持于所述第二壳体的所述回归性反射板在所述第一壳体上的正投影的中心位置相比,向铅垂方向上侧偏移。
27.如权利要求24所述的空中悬浮影像显示装置,其特征在于:
需要供电的电路板和传感器与所述影像显示部同样地被配置于所述第一壳体,在所述第二壳体不配置需要供电的电路板和传感器。
28.如权利要求24所述的空中悬浮影像显示装置,其特征在于:
包括电源电路,
在所述第一壳体,所述电源电路被配置成,在所述空中悬浮影像显示装置的使用状态下,所述电源电路的重心位置在铅垂方向上比所述第一壳体的中心位置低。
29.如权利要求24所述的空中悬浮影像显示装置,其特征在于:
包括二次电池,
在所述第一壳体,所述二次电池被配置成,在所述空中悬浮影像显示装置的使用状态下,所述二次电池的重心位置在铅垂方向上比所述第一壳体的中心位置低。
30.如权利要求24所述的空中悬浮影像显示装置,其特征在于:
在所述第一壳体配置有输入接口电路板,所述输入接口电路板能够从外部连接线缆,并且被配置成,所述线缆的连接端子的位置在铅垂方向上比所述第一壳体的中心位置低。
31.如权利要求24所述的空中悬浮影像显示装置,其特征在于:
对用户进行拍摄的摄像机被设置于所述第一壳体,不位于所述第二壳体。
32.如权利要求24所述的空中悬浮影像显示装置,其特征在于:
检测用于操作所述空中悬浮影像的用户操作的操作检测传感器被设置于所述第一壳体,不位于所述第二壳体。
33.如权利要求24所述的空中悬浮影像显示装置,其特征在于:
包括位置调节机构,其能够在所述第一壳体中使所述影像显示部的位置在所述空中悬浮影像显示装置的使用状态下的铅垂方向上变化。
34.如权利要求33所述的空中悬浮影像显示装置,其特征在于:
包括用于改变所述影像显示部的位置的滑块。
35.如权利要求24所述的空中悬浮影像显示装置,其特征在于:
所述第二壳体包括没有配置回归性反射板的遮光板区域,在所述空中悬浮影像显示装置的使用状态下,所述遮光板区域向用户一侧延伸从而防止观看所述空中悬浮影像的用户经由所述偏振反射镜的反射而看到不必要的空间。
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