DE112016002295B4

DE112016002295B4 - Optische Vorrichtung

Info

Publication number: DE112016002295B4
Application number: DE112016002295.6T
Authority: DE
Inventors: Masayuki Shinohara; Norikazu Kitamura; Yasuhiro Tanoue; Mitsuru Okuda; Kazuyuki Okada
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2015-05-21
Filing date: 2016-03-08
Publication date: 2023-10-12
Anticipated expiration: 2036-03-09
Also published as: DE112016002295T5; TW201643507A; JP6418065B2; CN107430286A; CN107430286B; WO2016185766A1; US20180003998A1; US10139640B2; JP2016218269A

Abstract

Optische Vorrichtung (10), umfassend:eine Lichtleiterplatte (70), die konfiguriert ist, Licht innerhalb einer Ebene parallel zu einer Emissionsfläche (71) zu leiten; undmehrere Lichtfokussierungsabschnitte (30), zu welchen die Lichtleiterplatte (70) gerichtetes Licht leitet, wobei jeder Lichtfokussierungsabschnitt (30) mit einer optischen Oberfläche (31) bereitgestellt ist, die konfiguriert ist, aus dem auf sie einfallendem gerichteten Licht Emissionslicht in einer Richtung zu erzeugen, die auf einem einzelnen Konvergenzpunkt oder einer Konvergenzlinie in einem Raum konvergiert, um Emissionslicht zu erzeugen, das von einem einzigen Konvergenzpunkt oder einer Konvergenzlinie in dem Raum divergiert und aus der Emissionsfläche (71) austritt; wobeidie mehreren Lichtfokussierungsabschnitte (30) nahe der Emissionsfläche (71) der Lichtleiterplatte (70) bereitgestellt sind und jeweils entlang einer vorgegebenen Linie innerhalb einer Ebene parallel zur Emissionsfläche (71) gebildet sind; und wobeider Konvergenzpunkt oder die Konvergenzlinie unter den mehreren Lichtfokussierungsabschnitten (30) unterschiedlich ist, so dass die mehreren Konvergenzpunkte oder Konvergenzlinien derart gruppiert sind, dass ein dreidimensionales Bild in dem Raum, das an einer Stelle ist, die sich von der Emissionsfläche (71) unterscheidet und von einem Benutzer in dem Raum wahrgenommen wird, gebildet wird.

Description

GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine optische Vorrichtung.
HINTERGRUND
Stereoskopische Anzeigen sind bekannt. Die stereoskopische Anzeige ist mit einer Lichtleiterplatte und einer Lichtquelle, und, abhängig davon, ob die Anzeige eine Parallax-Barriere oder ein Linsen-Array verwendet, einer Maske oder einem Linsen-Array ausgestattet, die bzw. das an der Vorderfläche der Lichtleiterplatte bereitgestellt ist (z.B. Patentdokument 1).
Weiterer Stand der Technik wird durch die Druckschriften WO 2016 / 185 766 A1 und US 2011 / 0 255 303 A1 gebildet.
Patentdokument 1: Ungeprüfte Japanische Patentanmeldungsveröffentlichung JP 2012 8464 A
KURZDARSTELLUNG
Technisches Problem
Ein Bereitstellen einer Maske oder eines Linsen-Arrays kompliziert die optische Vorrichtungsstruktur; die Verformung des dreidimensionalen Bildes kann auch erkennbar sein; und die Verwendung des Lichts aus einer transparenten optischen Vorrichtung, um ein dreidimensionales Bild zu erzeugen, ist tendenziell auch eine Herausforderung.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein optische Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, welche eine unkomplizierte Vorrichtungsstrukur aufweist. Diese Aufgabe wird durch eine optische Vorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhaft Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen. Die Erfindung wird durch die Ansprüche definiert, wobei Aspekte der Erfindung nachstehend aufgeführt sind.
Eine optische Vorrichtung gemäß einem Aspekt der Erfindung enthält eine Lichtleiterplatte die konfiguriert ist, Licht innerhalb einer Ebene parallel zu einer Emissionsfläche zu leiten; und mehrere Lichtfokussierungsabschnitte, zu welchen die Lichtleiterplatte gerichtetes Licht leitet, wobei jeder Lichtfokussierungsabschnitt mit einer optischen Oberfläche bereitgestellt ist, die konfiguriert ist, aus dem auf sie einfallendem gerichteten Licht Emissionslicht in einer Richtung zu erzeugen, die im Wesentlichen auf einem einzelnen Konvergenzpunkt oder einer Konvergenzlinie in einem Raum konvergiert, oder Emissionslicht zu erzeugen, das im Grunde von einem einzigen Konvergenzpunkt einer Konvergenzlinie in einem Raum divergiert und aus der Emissionsfläche austritt; wobei die mehreren Lichtfokussierungsabschnitte nahe der Emissionsfläche der Lichtleiterplatte bereitgestellt sind und jeweils entlang einer vorgegebenen Linie innerhalb einer Ebene parallel zur Emissionsfläche gebildet sind; und der Konvergenzpunkt oder die Konvergenzlinie unter den mehreren Lichtfokussierungsabschnitten unterschiedlich ist, wobei eine Gruppierung der mehreren Konvergenzpunkte oder Konvergenzlinien ein Bild in einem Raum bildet.
Der Abweichungswinkel von Licht, das durch die Lichtleiterplatte geleitet wird, kann in einer Ebene parallel zur Emissionsfläche kleiner oder gleich 5° sein.
Der Ausdruck 1,5θ < ΦΔp/5 kann erfüllt sein, wenn θ als der Abweichungswinkel von Licht, das in der Lichtleiterplatte geleitet wird, angenommen wird, und ΦΔp als der Winkel zwischen einer Linie, die zwei Endpunkte in dem Bild in einer Richtung entlang einer vorgegebenen Linie verbindet, und einer Linie, die jeden der mehreren Lichtfokussierungsabschnitte verbindet, angenommen wird.
Der Ausdruck 1,5θ < 2ΦΔi kann erfüllt sein, wenn θ als der Abweichungswinkel von Licht, das in der Lichtleiterplatte geleitet wird, angenommen wird, und ΦΔi als der Winkel angenommen wird, der zwischen einer Linie, die zwei Merkmale in dem Bild verbindet, und Linien, die jeden der mehreren Lichtfokussierungsabschnitte verbinden, gebildet ist.
Der Ausdruck 1,5θ < 2ΦΔr kann erfüllt sein, wenn θ als der Abweichungswinkel von Licht angenommen wird, das in der Lichtleiterplatte geleitet wird, und ΦΔr als der Winkel zwischen zwei der Konvergenzpunkte, die in einer Richtung orthogonal zu einer vorgegebenen Linie benachbart sind, und einer Linie, die jeden der mehreren Lichtfokussierungsabschnitte verbindet, angenommen wird.
Der Ausdruck W ≤ L/10 ist erfüllt, wenn L als der Abstand zwischen einer Einfallsstirnfläche der Lichtleiterplatte und dem Mittelpunkt der Emissionsfläche angenommen wird und W als die Breite, über die sich Licht, das von der Einfallsstirnfläche eintritt, ausbreitet.
Die optische Vorrichtung kann ferner eine Lichtquelle enthalten; und ein Lichtabschirmungsteil kann zwischen der Einfallsstirnfläche und der Lichtquelle gelegen sein, wobei das Lichtabschirmungsteil mit einem Fenster bereitgestellt ist, das konfiguriert ist, das Licht, das in die Einfallsstirnfläche eintritt, zu begrenzen.
Mindestens einer der Lichtfokussierungsabschnitte kann mehrere Brechungsflächen enthalten, die fortlaufend entlang einer vorgegebenen Linie angeordnet sind.
Die mehreren Lichtfokussierungsabschnitte können so konfiguriert sein, dass die Länge eines Lichtfokussierungsabschnitts entlang der Richtung orthogonal zu der vorgegebenen Linie eine Hälfte des Abstands zu einem benachbarten Lichtfokussierungsabschnitt in einer Richtung orthogonal zu der vorgegebenen Linie nicht überschreitet.
Mindestens einer der Lichtfokussierungsabschnitte kann mehrere optische Oberflächen enthalten, die ein Beugungsgitter bilden.
Mindestens einer der Lichtfokussierungsabschnitte kann mehrere optische Oberflächen enthalten, die eine Fresnel-Linse bilden.
Mindestens einer der Lichtfokussierungsabschnitte kann mehrere Brechungsflächen enthalten, die fortlaufend entlang einer vorgegebenen Linie angeordnet sind.
Der Ausdruck Δψ < 1,5θ kann erfüllt sein, wenn Δψ als der Winkel angenommen wird, der zwischen einer Linie, die eine erste optische Oberfläche von den mehreren optischen getrennten Oberflächen und den Konvergenzpunkt oder einen Punkt entlang der Konvergenzlinie verbindet, und einer Linie, die eine zweite optische Oberfläche benachbart zur ersten optischen Oberfläche und den Konvergenzpunkt oder einen Punkt entlang der Konvergenzlinie verbindet, gebildet ist, und θ als der Abweichungswinkel von Licht angenommen wird, das durch die Lichtleiterplatte geleitet wird.
Der Winkel der zwischen einer Linie, die eine erste optische Oberfläche von den mehreren optischen getrennten Oberflächen und den Konvergenzpunkt oder einen Punkt entlang der Konvergenzlinie verbindet, und einer Linie, die eine zweite optische Oberfläche benachbart zur ersten optischen Oberfläche und den Konvergenzpunkt oder einen Punkt entlang der Konvergenzlinie verbindet, gebildet ist, kann kleiner als 5° sein.
Der Ausdruck Δψ < 1,5θ kann erfüllt sein, wenn Δψ als der Winkel angenommen wird, der zwischen einer Linie, die eine erste optische Oberfläche von den mehreren optischen getrennten Oberflächen und den Konvergenzpunkt oder einen Punkt entlang der Konvergenzlinie verbindet, und einer Linie, die eine zweite optische Oberfläche benachbart zur ersten optischen Oberfläche und den Konvergenzpunkt oder einen Punkt entlang der Konvergenzlinie verbindet, gebildet ist, und θ als der Abweichungswinkel von Licht angenommen wird, das durch die Lichtleiterplatte geleitet wird.
Die Musterdichte der mehreren optischen Oberflächen, die an den mehreren Lichtfokussierungsabschnitten bereitgestellt sind, kann kleiner oder gleich 30 % in einer Ebene parallel zur Emissionsfläche sein.
Es ist zu beachten, dass in der vorangehenden Kurzdarstellung nicht alle Merkmale der vorliegenden Erfindung angeführt sind. Teilkombinationen dieser Sätze von Merkmalen liegen auch im Umfang der Erfindung.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist eine schematische Ansicht einer Anzeigevorrichtung 10 der ersten Ausführungsform gemeinsam mit einem dreidimensionalen Bild, das auf einen Raum projiziert wird;
2 zeigt einen Querschnitt yz der Anzeigevorrichtung 10;
3 veranschaulicht schematisch ein Verhältnis zwischen einem Abweichungswinkel Δθ von Licht, das auf eine Brechungsfläche 31 fällt, und dem Abweichungswinkel ΦΔ von Emissionslicht von dieser;
4 ist eine schematische Darstellung zur Beschreibung von Merkmalen eines Bilds 6;
5 zeigt das Verhältnis zwischen der Teilung der Brechungsflächen 31 und dem Abweichungswinkel Δθ von Licht, das auf diese fällt;
6 zeigt Versuchsergebnisse, die sich darauf beziehen, ob ein Bild wahrgenommen werden kann oder nicht;
7 zeigt eine Konfiguration einer Lichtquelle 20;
8 veranschaulicht schematisch eine Anzeigevorrichtung 10A als ein Beispiel zum Modifizieren der Anzeigevorrichtung 10;
9 veranschaulicht schematisch einen yz Querschnitt einer Anzeigevorrichtung 10B als ein Beispiel zum Modifizieren der Anzeigevorrichtung 10; und
10 veranschaulicht schematisch einen yz Querschnitt einer Anzeigevorrichtung 10C als ein Beispiel zum Modifizieren der Anzeigevorrichtung 10.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die vorliegende Erfindung ist in der Folge durch Beschreibung einer Ausführungsform beschrieben; die in der Folge angeführte Ausführungsform ist jedoch in keiner Weise eine Einschränkung der vorliegenden Erfindung. Es sind nicht unbedingt alle Kombinationen der Merkmale, die in der Ausführungsform beschrieben sind, erforderlich, um das technische Problem zu lösen, das durch die Erfindung behandelt wird.
1 ist eine schematische Ansicht einer Anzeigevorrichtung 10 der ersten Ausführungsform gemeinsam mit einem dreidimensionalen Bild, das auf einen Raum projiziert wird; 2 zeigt einen Querschnitt yz der Anzeigevorrichtung 10. Die Zeichnungen sind als Skizzen oder schematische Ansichten bereitgestellt, um eine klare und leicht verständliche Beschreibung bereitzustellen. Die anhand der Zeichnungen beschriebenen Ausführungsformen sind gelegentlich nicht im Maßstab.
Die Anzeigevorrichtung 10 enthält eine Emissionsfläche 71, die Licht ausstrahlt. Die Anzeigevorrichtung 10 verwendet Licht, das von der Emissionsfläche 71 ausgestrahlt wird, zum Produzieren eines dreidimensionalen Bildes 6. Das Bild 6 bildet das Bild des Buchstaben „A“ in einem Raum. Das Bild 6 ist ein dreidimensionales Bild, das vom Benutzer in dem Raum wahrgenommen wird. Es ist zu beachten, dass sich der Begriff dreidimensionales Bild auf ein Bild bezieht, das an einer Stelle zu sein scheint, die sich von der Emissionsfläche 71 der Anzeigevorrichtung 10 unterscheidet. Der Begriff dreidimensionales Bild enthält auch ein zweidimensionales Bild, das beispielsweise an einer Stelle wahrgenommen wird, die von der Emissionsfläche 71 der Anzeigevorrichtung 10 entfernt ist. Mit anderen Worten, der Begriff „dreidimensionales Bild“ bezieht sich nicht nur auf ein Bild, das in einer massiven Form wahrgenommen wird, sondern enthält auch ein Bild in zweidimensionaler Form, das an einer Stelle wahrgenommen wird, die nicht auf der Anzeigefläche der Anzeigevorrichtung 10 liegt.
Die Anzeigevorrichtung 10 ist mit einer Lichtleiterplatte 70 und einer Lichtquelle 20 bereitgestellt. Die Lichtleiterplatte 70 ist ein transparentes Harzmaterial mit einem relativ hohen Brechungsindex. Die Lichtleiterplatte 70 kann beispielsweise aus einem Polycarbonatharz (PC), einem Polymethylmethacrylatharz (PMMA), Glas oder dergleichen produziert sein. Die Lichtleiterplatte 70 ist ein Beispiel der optischen Vorrichtung.
Die Lichtleiterplatte 70 enthält eine Emissionsfläche 71 und eine Rückfläche 72 an der gegenüberliegenden Seite der Emissionsfläche 71. Die Emissionsfläche 71 ist eine Hauptfläche der Lichtleiterplatte 70 und die Rückfläche 72 ist die andere Hauptfläche. Die Lichtleiterplatte 70 enthält auch Ränder an ihren vier Seiten, d.h. einen ersten Rand 73, einen zweiten Rand 74, einen dritten Rand 75 und einen vierten Rand 76. Der erste Rand 73 ist die Einfallsstirnfläche der Lichtleiterplatte 70. Eine Lichtquelle 20 ist am ersten Rand 73 bereitgestellt, wo Licht aus der Lichtquelle 20 vom ersten Rand 73 in die Lichtleiterplatte 70 eintritt. Der zweite Rand 74 liegt dem ersten Rand 73 gegenüber. Der vierte Rand 76 liegt dem dritten Rand 75 gegenüber.
Das rechteckige Koordinatensystem, und insbesondere das rechtshändige System aus x-Achse, y-Achse und z-Achse werden an einigen Stellen zur Beschreibung der Ausführungsformen verwendet. Hier ist die z-Achsenrichtung eine Richtung senkrecht zur Emissionsfläche 71. Die positive z-Achsenrichtung ist als die Richtung von der Rückfläche 72 zur Emissionsfläche 71 definiert. Die y-Achsenrichtung ist eine Richtung senkrecht zum ersten Rand 73. Die positive y-Achsenrichtung ist als die Richtung vom ersten Rand 73 zum zweiten Rand 74 definiert. Die x-Achsenrichtung ist die Richtung senkrecht zum dritten Rand 75 und vierten Rand 76; und die positive x-Achsenrichtung ist als die Richtung vom dritten Rand 75 zum vierten Rand 76 definiert. Zur Vermeidung einer überflüssigen Beschreibung werden Ebenen, die zu den xy-, yz- und xz-Ebenen parallel sind, manchmal als die xy-Ebene, yz-Ebene bzw. die xz-Ebene beschrieben.
Die Lichtquelle 20 kann eine LED enthalten. Die optische-Achse der Lichtquelle 20 ist im Wesentlichen parallel zur y-Achse. Licht aus der Lichtquelle 20 tritt in den ersten Rand 73 ein und bewegt sich, wenn das Licht zwischen der Emissionsfläche 71 und der Rückfläche 72 totalreflektiert wird, durch die Lichtleiterplatte 70, während es sich innerhalb einer Ebene in der Lichtleiterplatte 70 parallel zur Emissionsfläche 71 ausbreitet. Der Mittelpunkt des Lichts, das durch die Lichtleiterplatte 70 geleitet wird, ist im Wesentlichen parallel zur y-Achse. Somit leitet die Lichtleiterplatte 70 Licht aus der Lichtquelle 20 so, dass sich das Licht in ebener Form in einer Ebene parallel zur Emissionsfläche 71 ausbreitet. Das durch die Lichtleiterplatte 70 geleitete Licht behält an jeder Stelle in der Lichtleiterplatte 70 eine Richtcharakteristik bei. Insbesondere ist das Licht, das durch die Lichtleiterplatte 70 geleitet wird, um eine Linie gerichtet, die eine beliebige Stelle in der Lichtleiterplatte 70 und die Lichtquelle 20 verbindet.
Mehrere Lichtfokussierungsabschnitte 30, enthaltend einen Lichtfokussierungsabschnitt 30a, einen Lichtfokussierungsabschnitt 30b und einen Lichtfokussierungsabschnitt 30c, sind auf der Emissionsfläche 71 der Lichtleiterplatte 70 gebildet. 1 zeigt den Zustand, wo mehrere Lichtstrahlen aus dem Lichtfokussierungsabschnitt 30a, Lichtfokussierungsabschnitt 30b und Lichtfokussierungsabschnitt 30c austreten und wo die Lichtstrahlen aus dem Lichtfokussierungsabschnitt 30a, Lichtfokussierungsabschnitt 30b und Lichtfokussierungsabschnitt 30c konvergieren. Ein Lichtfokussierungsabschnitt 30 ist der Reihe nach zum Großteil entlang der x-Achsenrichtung gebildet. Das Licht, das von der Lichtquelle 20 in den ersten Rand 73 eintritt, wird zwischen der Emissionsfläche 71 und der Rückfläche 72 totalreflektiert und wird durch die Lichtleiterplatte 70 geleitet und tritt in den Lichtfokussierungsabschnitt 30 an jeder Position des Lichtfokussierungsabschnitts 30 entlang der x-Achsenrichtung ein. Hier ist das Licht, das durch die Lichtleiterplatte 70 geleitet wird, so beschrieben, als würden sich keine Komponenten entlang der yz-Ebene ausbreiten.
Jeder der Lichtfokussierungsabschnitte 30 enthält mehrere Brechungsflächen 31. Wie in 2 dargestellt, sind die Brechungsflächen 31 eine Oberfläche auf einem vertieften Prisma, das in Form von Vertiefungen in der Emissionsfläche 71 gebildet ist.
Die mehreren Brechungslichtstrahlen, die durch die Brechungsflächen 31 im Lichtfokussierungsabschnitt 30a gebrochen werden, konvergieren an einem festgesetzten Punkt PA. Der Lichtfokussierungsabschnitt 30b entspricht einem festgesetzten Punkt PB auf dem Bild 6. Die mehreren Brechungslichtstrahlen, die durch die Brechungsflächen 31 im Lichtfokussierungsabschnitt 30b gebrochen werden, konvergieren an dem festgesetzten Punkt PB. Der Lichtfokussierungsabschnitt 30c entspricht einem festgesetzten Punkt PC auf dem Bild 6. Die mehreren Brechungslichtstrahlen, die durch die Brechungsflächen 31 im Lichtfokussierungsabschnitt 30c gebrochen werden, konvergieren an dem festgesetzten Punkt PC. Das Licht, das durch die Brechungsflächen 31 in einem beliebigen der Lichtfokussierungsabschnitte 30 gebrochen wird, konvergiert somit an einem einzigen Punkt entsprechend den Lichtfokussierungsabschnitten 30. Es ist zu beachten, dass, wenn sich der festgesetzte Punkt P nahe der Rückfläche 72 der Lichtleiterplatte 70 befindet, das Emissionslicht von dem festgesetzten Punkt P divergiert. Wenn sich daher der festgesetzte Punkt P nahe der Rückfläche 72 der Lichtleiterplatte 70 befindet, erzeugen die Brechungsflächen in den Lichtfokussierungsabschnitten 30 Emissionslicht, das im Grunde von einem einzigen Konvergenzpunkt in einem Raum divergiert und aus der Emissionsfläche 71 austritt. Die festgesetzten Punkte, die den Lichtfokussierungsabschnitten 30 entsprechen, unterscheiden sich voneinander und das Bild 6 wird im Raum in Übereinstimmung mit der Gruppierung mehrerer festgesetzter Punkte gebildet.
Das Licht, das durch die Lichtleiterplatte 70 geleitet wird, kann sich entlang der yz-Ebene ausbreiten, und in diesem Fall konvergiert das Licht, das an den Brechungsflächen 31 eines einzigen Lichtfokussierungsabschnitts 30 gebrochen wird, im Wesentlichen entlang einer Konvergenzlinie parallel zur yz-Ebene und zur Emissionsfläche. Zum Beispiel konvergiert Licht, das durch den Lichtfokussierungsabschnitt 30a gebrochen wird, im Wesentlichen entlang einer Linie parallel zur yz-Ebene und zur Emissionsfläche 71. Ähnlich wie wenn der festgesetzte Punkt P nahe der Rückfläche 72 der Lichtleiterplatte 70 liegt, erzeugen die Brechungsflächen im Lichtfokussierungsabschnitt Emissionslicht, das im Grunde von einem einzigen Konvergenzpunkt im Raum konvergiert und aus der Emissionsfläche 71 austritt. An einigen Punkten ist das Brechungslicht so beschrieben, dass es an einem festgesetzten Punkt P konvergiert, wenn die Richtcharakteristik von Licht, das auf die Brechungsflächen 31 auftrifft, und die Konvergenz von Brechungslicht in der xy-Ebene beschrieben werden; es ist zu beachten, dass dies nur sicherstellen soll, dass die Beschreibungen leicht verständlich sind.
Wie aus den Zeichnungen hervorgeht, ist der Lichtfokussierungsabschnitt 30a entlang einer Linie 190a gebildet. Beispielsweise kann der Lichtfokussierungsabschnitt 30a erzeugt werden, indem mehrere Brechungsflächen 31 der Reihe nach entlang der Linie 190a angeordnet werden. Hier ist die Linie 190 eine gerade Linie parallel zur x-Achse. Jeder der Lichtfokussierungsabschnitte 30 kann erzeugt werden, indem mehrere Brechungsflächen 31 der Reihe nach entlang einer geraden Linie parallel zur x-Achse angeordnet werden.
Somit kann jeder der Lichtfokussierungsabschnitte 30 entlang einer vorgegebenen Linie innerhalb einer Ebene parallel zur Emissionsfläche 71 gebildet werden. Die Lichtleiterplatte 70 leitet Licht zu den Lichtfokussierungsabschnitten. Jeder der Lichtfokussierungsabschnitte 30 enthält einen Brechungsfläche 31, die aus dem auf sie einfallenden Licht Emissionslicht in einer Richtung erzeugt, das im Wesentlichen auf einem einzigen Konvergenzpunkt in einem Raum konvergiert und aus der Emissionsfläche 71 austritt.
Jeder der Lichtfokussierungsabschnitte 30 ist vorzugsweise so konfiguriert, dass seine Länge dy entlang der Richtung orthogonal zur Linie 190 eine Hälfte des Abstands Dy zu einem benachbarten Lichtfokussierungsabschnitt 30 in einer Richtung orthogonal zur Linie 190 nicht überschreitet. Zum Beispiel kann dy ungefähr eine Hälfte von Dy sein. Es ist daher möglich zu verhindern, dass ein Bild 6, das am Konvergenzpunkt gebildet wird, gezackt erscheint.
3 veranschaulicht schematisch ein Verhältnis zwischen einem Abweichungswinkel Δθ von Einfallslicht, das auf eine Brechungsfläche 31 einfällt, und dem Abweichungswinkel ΦΔ von Emissionslicht von dieser. Es ist zu beachten, dass Δθ der Abweichungswinkel von Licht ist, das durch die Lichtleiterplatte 70 geleitet wird. Genauer ist Δθ der Abweichungswinkel innerhalb der xy-Ebene, d.h. der Abweichungswinkel innerhalb einer Ebene parallel zur Emissionsfläche 71. In einer Lichtintensitätsverteilung entlang einer Winkelrichtung kann Δθ die Position sein, an der die Lichtintensität das halbe Maximum (volle Breite bei halbem Maximum) ist.
In 3 stellt Δx die Ausbreitung des Emissionslichts entlang der x-Achse an dem festgesetzten Punkt P aufgrund der Brechungsfläche 31 dar; d stellt den Abstand von der Rückfläche 72 zum festgesetzten Punkt P dar. Hier hat das Licht, das in die Brechungsfläche 31 eintritt, und das Licht, das aufgrund der Brechungsfläche 31 austritt, Richtcharakteristik. Im Speziellen wird angenommen, dass Δx und Δθ klein sind. In diesem Fall ist ΦΔx = Δx/d annähernd wahr.
In der Realität ist der Abweichungswinkel ΦΔ größer als Δθ, da das Emissionslicht unter anderen durch Brechung innerhalb der Emissionsfläche 71 beeinflusst ist. Hier wird angenommen, dass der Abweichungswinkel ΦΔx Cα Mal größer als Δθ ist; Cα ist ein Wert, der größer als 1 ist. Als ein Beispiel kann Cα ein Wert von 1,5 verliehen werden.
Der Wert von d ist vorzugsweise 8 mm oder größer, wenn der festgesetzte Punkt P nahe der Emissionsfläche 71 liegt, d.h., der festgesetzte Punkt P nahe dem Betrachter ist. Das dreidimensionale Bild kann nicht zu erkennen sein, wenn d kleiner als 8 mm ist. Zusätzlich ist Δx vorzugsweise kleiner oder gleich 1 mm. Bilder wie Logos oder dergleichen können bei einer unzureichenden Auflösung produziert werden, wenn Δx 1 mm überschreitet.
Daher ist ΦΔx vorzugsweise kleiner oder gleich atan(1/8). Das heißt, Δθ erfüllt vorzugsweise Cα × Δθ ≤ atan(1/8); und unter Berücksichtigung von Cα ist dann Δθ vorzugsweise kleiner oder gleich 5°.
4 ist eine schematische Darstellung zur Beschreibung von Merkmalen eines Bildes 6. Einige Beispiele für Merkmale können sein: ein Bildendpunkt in einer vorgegebenen Richtung; mindestens ein Endpunkt einer geraden Linie, die das Bild ausmacht; ein Schnittpunkt zwischen zwei Linien, die das Bild ausmachen; und ein Wendepunkt entlang einer Linie, die das Bild ausmacht. Das Bild 6 enthält einen ersten Endpunkt a1, einen zweiten Endpunkt a2, einen dritten Endpunkt a3 und einen Schnittpunkt a4.
Der erste Endpunkt a1 ist am weitesten negativen Punkt des Bildes 6 entlang der x-Achsenrichtung gelegen. Der zweite Endpunkt a2 ist am weitesten positiven Punkt des Bildes 6 entlang der x-Achsenrichtung gelegen. Der Winkel ΦΔx ist zwischen einer geraden Linie, die den ersten Endpunkt a1 und einen Punkt Q1 auf der Rückfläche 72 verbindet, und einer geraden Linie, die den zweiten Endpunkt a2 und den Punkt Q1 auf der Rückfläche 72 verbindet, gebildet. In diesem Fall erfüllt Δθ vorzugsweise Cα × Δθ < (ΦΔp/10) × Cβ; Cβ ist eine Konstante größer als 1. Im Speziellen wird Cß vorzugsweise der Wert 2 verliehen. Auf diese Weise ist vorzugsweise die Bedingung 1,5Δθ < ΦΔp/5 erfüllt, wobei Δθ als der Abweichungswinkel von Licht angenommen wird, das in der Lichtleiterplatte 70 geleitet wird, und ΦΔp als der Winkel zwischen einen Linie, die zwei Endpunkte in dem Bild in einer Richtung entlang einer vorgegebenen Linie verbindet, und einer Linie, die jeden der mehreren Lichtfokussierungsabschnitte 30 verbindet. Ein Betrachter kann daher das Bild 6 klar erkennen. Es ist zu beachten, dass Δθ vorzugsweise Cα×Δθ<(ΦΔp/N)×Cβ erfüllt, wenn das Bild 6 aus einem Konvergenzpunkt produziert werden muss, der in mindestens N Teile unterteilt ist.
Der erste Endpunkt a1 ist ein Endpunkt einer Seite s1 und der dritte Endpunkt a3 ist der andere Endpunkt der Seite s1. Der Schnittpunkt a4 ist der Schnittpunkt einer Seite S2 und einer Seite s3. Ein Winkel ΦΔia ist zwischen einer geraden Linie, die den Punkt Q1 und den ersten Endpunkt a1 verbindet, und einer geraden Linie, die den Punkt Q1 und den dritten Endpunkt a3 verbindet, gebildet. Ein Winkel ΦΔib ist zwischen einer geraden Linie, die den Punkt Q1 und den dritten Endpunkt a3 verbindet, und einer geraden Linie, die den Punkt Q1 und den Schnittpunkt a4 verbindet, gebildet. Die Winkel ΦΔia und ΦΔib liegen in der xz-Ebene. In diesem Fall erfüllt Δθ vorzugsweise Cα × Δθ <CβΦ × ΦΔia; Δθ erfüllt auch vorzugsweise Cα × Δθ <CβΦ × ΦΔib; daher erfüllt Δθ vorzugsweise Cα×Δθ<Cβ×ΦΔi, wenn eine Linie, die zwei Merkmale des Bildes verbindet, und Linien, die jeden der mehreren Lichtfokussierungsabschnitte 30 verbinden, einen Winkel ΦΔi bilden. Im Speziellen erfüllt Δθ vorzugsweise 1,5Δθ<2Φi. Der Betrachter kann das Bild 6 als dreidimensional wahrnehmen, da ein Erfüllen dieser Bedingungen eine Wiedergabe eines charakteristischen Abschnitts des Bildes 6 erleichtert, der für den Betrachter sichtbar ist.
Es wird hier angenommen, dass ein festgesetzter Punkt PD ein festgesetzter Punkt auf der Seite s2 und benachbart zum festgesetzten Punkt PB in der y-Achsenrichtung ist. Ein Winkel ΦΔr ist zwischen einer geraden Linie, die den Punkt Q2 und den festgesetzten Punkt PD verbindet, und einer geraden Linie, die den Punkt Q2 und den festgesetzten Punkt PB verbindet, gebildet. Der Winkel ΦΔr liegt in der yz-Ebene. In diesem Fall erfüllt Δθ vorzugsweise Cα × Δθ < CβΦ × ΦΔr; daher ist vorzugsweise die Bedingung Cα × Δθ < Cβ × ΦΔr erfüllt, wenn ΦΔr der Winkel zwischen zwei Konvergenzpunkten, die in einer Richtung orthogonal zu Linien benachbart sind, die durch die Lichtfokussierungsabschnitte 30 gebildet werden, und einer Linie, die jeden der mehreren Lichtfokussierungsabschnitte 30 verbindet, ist. Im Speziellen erfüllt Δθ vorzugsweise 1,5Δθ < 2ΦΔr. Daher ist ein Betrachter imstande, das Bild 6 deutlicher wahrzunehmen.
5 zeigt das Verhältnis zwischen der Teilung der Brechungsflächen 31 und dem Abweichungswinkel Δθ des einfallenden Lichts; 5 ist eine teilweise in Einzelteile aufgelöste Ansicht eines Lichtfokussierungsabschnitts 30.
Ein Winkel Δψ ist zwischen einer geraden Linie, die die Brechungsflächen 31 und den festgesetzten Punkt P verbindet, und einer geraden Linie, die die Brechungsflächen 31 und den festgesetzten Punkt P verbindet, gebildet. Der Winkel Δψ ist vorzugsweise kleiner als 5°. Das heißt, wenn die Brechungsfläche 31 und eine zweite Reflexionsfläche 31 mit Abstand zueinander bereitgestellt sind, sind die Brechungsflächen vorzugsweise so angeordnet, dass Δψ kleiner als 5° ist. Der Winkel Δψ kleiner als 5° erzeugt eine gleichförmige Wellenfront von Emissionslicht aus einem der Lichtfokussierungsabschnitte 30.
Es ist zu beachten, dass A die Positionsabweichung zwischen den Mittelpunktpositionen von Brechungsflächen 31 ist, die entlang der Linie 190 benachbart sind. Dieser Abstand Λ stellt diese Teilung der Anordnung von Brechungsflächen 31 dar. Wenn Λ ausreichend kleiner als der Abstand d von der Emissionsfläche 71 zum festgesetzten Punkt P ist, kann Δψ = Λ/d genähert werden.
Zusätzlich ist der Ausdruck Δψ < Cα × Δθ vorzugsweise auch erfüllt. Im Speziellen ist vorzugsweise der Ausdruck Δψ < 1,5Δθ erfüllt, wenn Cα 1,5 ist. Es ist daher möglich, eine Richtung zu verhindern, wo die Intensität des Emissionslichts extrem gering ist.
Vorzugsweise ist auch der Ausdruck Δψ > θ/5 erfüllt. Dadurch kann das Emissionslicht bis zu einem gewissen Grad getrennt werden. Daher kann der Kontrast des Bildes durch einen sogenannten schwarzen Matrixeffekt verbessert werden. Es ist zu beachten, dass Dy, dargestellt in 1 (d.h., Dy ist der Abstand zwischen Lichtfokussierungsabschnitten 30, die in einer Richtung orthogonal zur Linie 190 benachbart sind), und der Abstand Λ vorzugsweise den Ausdruck Dy < 5Λ erfüllen.
Die Brechungsfläche 31-1 und die Brechungsfläche 31-n im Lichtfokussierungsabschnitt 30 sind an beiden Enden entlang der Linie 190 in 5 positioniert. Die Brechungsfläche 31-1 ist am Ende in der positiven x-Achsenrichtung positioniert. Die Brechungsfläche 31-n ist am Ende in der Nähe der negativen x-Achsenrichtung positioniert. Ein Winkel ψ ist zwischen einer geraden Linie, die die Brechungsfläche 31-1 und den festgesetzten Punkt P verbindet, und einer geraden Linie, die die Brechungsfläche 31-n und den festgesetzten Punkt P verbindet, gebildet. In diesem Fall ist ψ vorzugsweise größer oder gleich 20°. Daher ist der Winkel, der zwischen einer Linie von jedem der zwei Endpunkte entlang der Richtung einer Linie, die durch den Lichtfokussierungsabschnitt gebildet ist, und dem Konvergenzpunkt gebildet ist, vorzugsweise größer oder gleich 20°.
Wenn ein Bild auf einer transparenten Anzeigevorrichtung präsentiert wird, sieht der Betrachter nicht nur das Bild, sondern kann auch die Rückfläche der Anzeigevorrichtung sehen. Der Betrachter kann seinen Kopf mehrmals von einer Seite zur anderen Seite drehen um festzustellen, ob sich die Stelle des Bildes ändert, und um zu sehen, dass sich das Bild tatsächlich an dieser Stelle befindet. In diesem Fall kann der Betrachter seinen Kopf etwa 150 mm von einer Seite zur anderen Seite drehen. Unter der Annahme, dass das Gesicht des Betrachters ungefähr 400 mm von der Lichtleiterplatte entfernt ist, ist der Winkel dort ungefähr 21 Grad. Daher kann der Betrachter nicht imstande sein, das Bild zu sehen, wenn er den Kopf von einer Seite zur anderen Seite dreht, wenn der Winkel ψ kleiner als 20° ist, erlaubt dem Betrachter
6 zeigt Versuchsergebnisse, die sich darauf beziehen, ob ein Bild sichtbar ist oder nicht. Es wurde ein Bild auf einer transparenten Lichtleiterplatte einer aus Punkten und Linien bestehenden Grafik gebildet; fünf erwachsene Männer wurden gewählt um zu beschreiben, ob das Bild wahrzunehmen war, wenn das Subjekt seinen Kopf von einer Seite zur anderen drehte. Das Symbol ‚×‘ wurde zur Angabe verwendet, dass das Bild verschwand, falls das Subjekt seinen Kopf schüttelte, oder dass das Bild nicht dreidimensional erschien. Das Symbol ‚°‘ wurde zur Angabe verwendet, dass das Bild dreidimensional erschien, selbst wenn das Subjekt seinen Kopf schüttelte. Die Versuchsergebnisse zeigen auch, dass, wenn ψ größer oder gleich 20° ist, der Betrachter das Bild wahrnehmen kann.
7 zeigt eine Konfiguration einer Lichtquelle 20; die Lichtquelle 20 enthält eine Lichtemissionseinheit 21 und einen Lichtabschirmungsteil 22. Das Lichtabschirmungsteil 22 enthält ein Fenster 23. Das Fenster 23 kann ein Schlitz sein, der Licht entlang der x-Achsenrichtung einengt. Die Lichtemissionseinheit 21 kann eine LED sein. Nur das Licht von der Lichtemissionseinheit 21, das durch das Fenster 23 im Lichtabschirmungsteil 22 geht, tritt in den ersten Rand 73 der Lichtleiterplatte 70 ein. Die Richtcharakteristik von Einfallslicht, das in die Lichtleiterplatte 70 eintritt, kann somit erhöht werden. Und dies verringert insbesondere die Ausbreitung von Einfallslicht in der x-Achsenrichtung. Die Breite des Fensters 23 in der x-Achsenrichtung kann eingestellt werden, um die Bedingungen zu erfüllen, die sich auf den oben beschriebenen Winkel Δθ beziehen.
Mit dem Abstand L zwischen dem ersten Rand 73 der Lichtleiterplatte 70 und dem Mittelpunkt C der Emissionsfläche 71 und der Breite V der Ausbreitung von Licht, das in den ersten Rand 73 eintritt, ist vorzugsweise der Ausdruck W ≤ L/10 erfüllt. Hier kann die Breite des Fensters 23 in der x-Achsenrichtung als W angenommen werden. Zusätzlich kann die Ausbreitung einer Intensitätsverteilung in der Breite von Licht, das in den ersten Rand 73 eintritt, auch mit W angenommen werden. Beispielsweise wird angenommen, dass die horizontale Achse eine Position entlang der x-Achsenrichtung darstellt und dass die vertikale Achse die Lichtintensität von Licht darstellt, das vom ersten Rand 73 eintritt. In diesem Fall kann der Wert von W auf die volle Breite an der Position angewendet werden, wo die Lichtintensität das halbe Maximum erreicht (volle Breite bei halbem Maximum).
8 veranschaulicht schematisch eine Anzeigevorrichtung 10A als ein Beispiel zum Modifizieren der Anzeigevorrichtung 10. Außer eine Lichtquelle 20A als ein Beispiel zum Modifizieren der Lichtquelle 20 zu enthalten, ist die Anzeigevorrichtung 10A mit der Anzeigevorrichtung 10 identisch. Die Lichtquelle 20A ist eine planare Lichtquelle. Im Speziellen gibt die Lichtquelle 20A Licht im Wesentlichen parallel zur y-Achse in die Lichtleiterplatte 70 ein.
Die Lichtquelle 20A enthält m Lichtquellenelemente, d.h. das Lichtquellenelement 24-1 bis zum Lichtquellenelement 24-m. Hier ist m eine ganze Zahl größer oder gleich 2. Jedes von dem Lichtquellenelement 24-1 bis Lichtquellenelement 24-m ist eine planare Lichtquelle, die Licht im Wesentlichen parallel zur y-Achse ausstrahlt.
Das Lichtquellenelement 24-1 enthält eine Lichtemissionseinheit 21A-1 und eine konkave Linse 25-1. Die konkave Linse 25-1 ist an der gegenüberliegenden Seite des ersten Rands 73 relativ zur Lichtemissionseinheit 21A-1 bereitgestellt. Die konkave Linse 25-1 reflektiert das von der Lichtemissionseinheit 21A-1 ausgestrahlte Licht und konvertiert dieses zu Licht, das im Wesentlichen parallel zur y-Achse ist. Das Lichtquellenelement 24-1 gibt somit im Wesentlichen paralleles Licht, das im Wesentlichen parallel zur y-Achse ist, in den ersten Rand 73 der Lichtleiterplatte 70 ein. Jedes von dem Lichtquellenelement 24-2 bis Lichtquellenelement 24-m ist identisch mit dem Lichtquellenelement 24-1 konfiguriert. Auf die Beschreibungen von Lichtquellenelement 24-2 bis Lichtquellenelement 24-m wird daher verzichtet.
Die Lichtquellenelemente 24-1 bis 24-m sind am ersten Rand 73 der Lichtleiterplatte 70, ausgerichtet in der x-Achsenrichtung, bereitgestellt. Die Lichtquelle 20A gibt somit Licht in die Lichtleiterplatte 70, das im Wesentlichen zur y-Achse parallel ist, über annähernd den gesamten ersten Rand 73 der Lichtleiterplatte 70 ein.
9 veranschaulicht schematisch einen yz-Querschnitt einer Anzeigevorrichtung 10B als ein Beispiel zum Modifizieren der Anzeigevorrichtung 10. Außer Brechungsflächen 31B als ein Beispiel zum Modifizieren der Brechungsflächen 31 zu enthalten, ist die Anzeigevorrichtung 10B mit der Anzeigevorrichtung 10 identisch. Die Brechungsflächen 31B sind als konvexe Prismen bereitgestellt, die von der Emissionsfläche 71 vorstehen.
Es ist zu beachten, dass die Brechungsflächen 31 und die Brechungsflächen 31B, die in Bezug auf 1 bis 9 beschrieben sind, optische Oberflächen auf einer einzigen planaren Form sind. Die Anzeigevorrichtung 10 und die Anzeigevorrichtung 10A können modifiziert werden, indem die Brechungsflächen durch eine einzige Fresnel-Linse ersetzt werden. Eine andere Möglichkeit zum Modifizieren der Ausführungsform wäre, die mehreren Brechungsflächen 31 zu ersetzen, indem ein einziger Lichtfokussierungsabschnitt 30 mit einer einzigen Fresnel-Linse gebildet wird, der sich entlang der x-Achse fortsetzt.
10 veranschaulicht schematisch einen yz-Querschnitt einer Anzeigevorrichtung 10C als ein Beispiel zum Modifizieren der Anzeigevorrichtung 10. Außer eine optische Oberfläche 32 anstelle der Brechungsflächen 31 zu enthalten, ist die Anzeigevorrichtung 10C mit der Anzeigevorrichtung 10 identisch. Die optische Oberfläche 32 ist ein Beugungsgitter, das auf der Emissionsfläche 71 gebildet ist. Die optische Oberfläche 32 kann ein transparentes Beugungsgitter sein. Die Anzeigevorrichtung 10C verwendet vorzugsweise eine Lichtquelle 20, die kohärentes Licht ausstrahlt. Infolgedessen kann die Lichtquelle 20 in der Anzeigevorrichtung 10 eine Laserlichtquelle sein. Die Lichtquelle 20 kann beispielsweise eine Laserdiode sein.
Bezugszeichen

6: Bild
10: Anzeigevorrichtung
20: Lichtquelle
30: Lichtfokussierungsabschnitt
21: Lichtemissionseinheit
22: Lichtabschirmungsteil
23: Fenster
31: Brechungsfläche
32: Optische Oberfläche
70: Lichtleiterplatte
71: Emissionsfläche
72: Rückfläche
73, 74, 75, 76: Rand
190: Linie

Claims

Optische Vorrichtung (10), umfassend: eine Lichtleiterplatte (70), die konfiguriert ist, Licht innerhalb einer Ebene parallel zu einer Emissionsfläche (71) zu leiten; und mehrere Lichtfokussierungsabschnitte (30), zu welchen die Lichtleiterplatte (70) gerichtetes Licht leitet, wobei jeder Lichtfokussierungsabschnitt (30) mit einer optischen Oberfläche (31) bereitgestellt ist, die konfiguriert ist, aus dem auf sie einfallendem gerichteten Licht Emissionslicht in einer Richtung zu erzeugen, die auf einem einzelnen Konvergenzpunkt oder einer Konvergenzlinie in einem Raum konvergiert, um Emissionslicht zu erzeugen, das von einem einzigen Konvergenzpunkt oder einer Konvergenzlinie in dem Raum divergiert und aus der Emissionsfläche (71) austritt; wobei die mehreren Lichtfokussierungsabschnitte (30) nahe der Emissionsfläche (71) der Lichtleiterplatte (70) bereitgestellt sind und jeweils entlang einer vorgegebenen Linie innerhalb einer Ebene parallel zur Emissionsfläche (71) gebildet sind; und wobei der Konvergenzpunkt oder die Konvergenzlinie unter den mehreren Lichtfokussierungsabschnitten (30) unterschiedlich ist, so dass die mehreren Konvergenzpunkte oder Konvergenzlinien derart gruppiert sind, dass ein dreidimensionales Bild in dem Raum, das an einer Stelle ist, die sich von der Emissionsfläche (71) unterscheidet und von einem Benutzer in dem Raum wahrgenommen wird, gebildet wird.
Optische Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei der Abweichungswinkel von Licht, das durch die Lichtleiterplatte (70) geleitet wird, in einer Ebene parallel zur Emissionsfläche (71) kleiner oder gleich 5° ist.
Optische Vorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei der Ausdruck 1,5θ < ΦΔp/5 erfüllt ist, wenn Δθ als der Abweichungswinkel von Licht angenommen wird, das in der Lichtleiterplatte (70) geleitet wird, und ΦΔp als der Winkel zwischen einer Linie, die zwei Endpunkte in dem Bild in einer Richtung entlang einer vorgegebenen Linie verbindet und einer Linie, die jeden der mehreren Lichtfokussierungsabschnitte (30) verbindet, angenommen wird.
Optische Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Ausdruck 1,50 < 2ΦΔi erfüllt ist, wenn Δθ als der Abweichungswinkel von Licht angenommen wird, das in der Lichtleiterplatte (70) geleitet wird, und ΦΔi als der Winkel angenommen wird, der zwischen einer Linie, die zwei Merkmale in dem Bild verbindet, und Linien, die jeden der mehreren Lichtfokussierungsabschnitte (30) verbinden, gebildet ist.
Optische Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Ausdruck 1,5θ < 2ΦΔr erfüllt ist, wenn Δθ als der Abweichungswinkel von Licht angenommen wird, das in der Lichtleiterplatte (70) geleitet wird, und ΦΔr als der Winkel zwischen zwei der Konvergenzpunkte, die in einer Richtung orthogonal zu einer vorgegebenen Linie benachbart sind, und einer Linie, die jeden der mehreren Lichtfokussierungsabschnitte (71) verbindet, angenommen wird.
Optische Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Ausdruck W ≤ L/10 erfüllt ist, wenn L als der Abstand zwischen einer Einfallsstirnfläche (73) der Lichtleiterplatte (70) und dem Mittelpunkt der Emissionsfläche (71) und W als die Breite, über die sich Licht, das von der Einfallsstirnfläche (73) eintritt, ausbreitet, angenommen werden.
Optische Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, ferner umfassend: eine Lichtquelle (20); und ein Lichtabschirmungsteil (22), das zwischen der Einfallsstirnfläche (73) und der Lichtquelle (20) gelegen ist, wobei das Lichtabschirmungsteil (22) mit einem Fenster (23) bereitgestellt ist, das konfiguriert ist, das Licht, das in die Einfallsstirnfläche (73) eintritt, zu begrenzen.
Optische Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei mindestens einer der Lichtfokussierungsabschnitte (30) mehrere Brechungsflächen enthält, die fortlaufend entlang einer vorgegebenen Linie angeordnet sind.
Optische Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die mehreren Lichtfokussierungsabschnitte (30) so konfiguriert sind, dass die Länge eines Lichtfokussierungsabschnitts (30) entlang der Richtung orthogonal zu der vorgegebenen Linie eine Hälfte des Abstands zu einem zweiten benachbarten Lichtfokussierungsabschnitt (30) in einer Richtung orthogonal zu der vorgegebenen Linie nicht überschreitet.
Optische Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei mindestens einer der Lichtfokussierungsabschnitte (30) mehrere optische Oberflächen (31) enthält, die ein Beugungsgitter bilden.
Optische Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei mindestens einer der Lichtfokussierungsabschnitte (30) mehrere optische Oberflächen (31) enthält, die eine Fresnel-Linse bilden.
Optische Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die mehreren optischen Oberflächen (31) entlang einer vorgegebenen Linie für mindestens einen der Lichtfokussierungsabschnitte (30) getrennt sind.
Optische Vorrichtung (10) nach Anspruch 12, wobei der Ausdruck Δψ < 1,5θ erfüllt ist, wenn Δψ als der Winkel angenommen wird, der zwischen einer Linie, die eine erste optische Oberfläche von den mehreren optischen getrennten Oberflächen (31) und den Konvergenzpunkt oder einen Punkt entlang der Konvergenzlinie verbindet, und einer Linie, die eine zweite optische Oberfläche benachbart zur ersten optischen Oberfläche und den Konvergenzpunkt oder einen Punkt entlang der Konvergenzlinie verbindet, gebildet ist, und Δθ als der Abweichungswinkel von Licht, das durch die Lichtleiterplatte (70) geleitet wird, angenommen wird.
Optische Vorrichtung (10) nach Anspruch 12 oder Anspruch 13, wobei der Winkel, der zwischen einer Linie, die eine erste optische Oberfläche von den mehreren optischen getrennten Oberflächen (31) und den Konvergenzpunkt oder einen Punkt entlang der Konvergenzlinie verbindet, und einer Linie, die eine zweite optische Oberfläche benachbart zur ersten optischen Oberfläche und den Konvergenzpunkt oder einen Punkt entlang der Konvergenzlinie verbindet, gebildet ist, kleiner als 5° ist.
Optische Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei der Ausdruck Δψ > θ/5 erfüllt ist, wenn Δψ als der Winkel angenommen wird, der zwischen einer Linie, die eine erste optische Oberfläche von den mehreren optischen getrennten Oberflächen (31) und den Konvergenzpunkt oder einen Punkt entlang der Konvergenzlinie verbindet, und einer Linie, die eine zweite optische Oberfläche benachbart zur ersten optischen Oberfläche und den Konvergenzpunkt oder einen Punkt entlang der Konvergenzlinie verbindet, gebildet wird, und θ als der Abweichungswinkel von Licht, das durch die Lichtleiterplatte (70) geleitet wird, angenommen wird.
Optische Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei die Musterdichte der mehreren optischen Oberflächen (31), die an den mehreren Lichtfokussierungsabschnitten (30) bereitgestellt sind, in einer Ebene parallel zur Emissionsfläche (71) kleiner oder gleich 30 % ist.