KR20200143381A - 화상 표시 장치 - Google Patents

Abstract

본 기술의 일 형태에 따른 화상 표시 장치(100)는, 출사부(20)와, 조사 대상물(30)과, 반사부(40)를 구비한다. 상기 출사부는, 소정의 축을 따라 화상광을 출사한다. 상기 조사 대상물은, 상기 소정의 축(1)의 주위의 적어도 일부에 배치된다. 상기 반사부는, 상기 소정의 축을 기준으로 하여 상기 출사부에 대향하게 배치되고, 상기 출사된 화상광을 복수의 광속으로 분할하여 상기 조사 대상물을 향해 반사하는 복수의 반사 영역(42)을 갖는다.

Description

화상 표시 장치

본 기술은, 스크린 등에 화상을 표시하는 화상 표시 장치에 관한 것이다.

종래, 다양한 형상의 스크린 등에 화상을 투사하는 기술이 개발되어 있다. 예를 들면, 원통형의 스크린의 측면에 화상을 투사함으로써, 360도 전방위에 걸쳐 표시된 서라운드 화상을 즐기는 것이 가능하게 된다.

특허문헌 1에는, 회전체 형상을 구비하는 서라운드 스크린에 영상을 표시하기 위한 서라운드 영상 묘화(描畵) 장치가 기재되어 있다. 특허문헌 1의 서라운드 영상 묘화 장치에서는, 서라운드 스크린의 천장 부분에, 볼록면이 하향이 되도록 회전체 반사 미러가 설치된다. 영상 투사부에 의해 서라운드 스크린의 하방으로부터 투사된 투사광은, 회전체 반사 미러에 의해 서라운드 스크린의 전체에 걸쳐 반사된다. 이에 의해 입체적으로 영상을 표시하는 것이 가능하게 된다. (특허문헌 1의 명세서단락 [0025] [0033] [0040] 도 1 등).

특허문헌: 일본특허공개 2004-12477호 공보

이와 같은 서라운드 스크린 등에 화상을 표시하는 기술은, 광고나 어뮤즈먼트(amusement)와 같은 광범위한 분야에서 응용이 기대되고 있으며, 엔터테인먼트성이 높은 화상 표시를 실현하는 것이 가능한 기술이 요구되고 있다.

이상과 같은 사정을 감안하여, 본 기술의 목적은, 서라운드 스크린 등에 대해 엔터테인먼트성이 높은 화상 표시를 실현하는 것이 가능한 화상 표시 장치를 제공하는 것에 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 기술의 일 형태에 따른 화상 표시 장치는 출사부와 조사 대상물과 반사부를 구비한다.

상기 출사부는 소정의 축에 따라 화상광을 출사한다.

상기 조사 대상물은 상기 소정의 축 주위의 적어도 일부에 배치된다.

상기 반사부는 상기 소정의 축을 기준으로 하여 상기 출사부에 대향하여 배치되며, 상기 출사된 화상광을 복수의 광속으로 분할하여 상기 조사 대상물을 향해 반사하는 복수의 반사 영역을 갖는다.

이 화상 표시 장치에서는 출사부로부터 소정의 축을 따라 출사된 화상광이 출사부에 대향하여 배치된 반사부로 입사한다. 반사부에는 복수의 반사 영역이 설치된다. 복수의 반사 영역에 입사한 화상광은 소정의 축 주위 중 적어도 일부에 배치된 조사 대상물을 향해 복수의 광속으로 분할되어 반사된다. 이와 같이, 화상광을 분할하여 조사함으로써, 서라운드 스크린 등의 엔터테인먼트성 높은 화상 표시를 실현하는 것이 가능하게 된다.

상기 복수의 반사 영역은, 상기 화상광을 반사하여 제1 광속을 출사하는 제1 반사 영역과 상기 화상광을 반사하여 상기 제1 광속은 다른 방향을 따라 진행하는 제2 광속을 출사하는 제2 반사 영역을 포함하여도 된다.

이에 의해 각 반사 영역에서 출사되는 각 광속의 진행 방향 등을 제어할 수 있게 되어 각 광속을 적절하게 분할하는 것이 가능하게 된다.

상기 조사 대상물은 제1 각도로 입사하는 광을 확산하는 제1 확산면을 가져도 된다. 이 경우, 상기 제1 반사 영역은 상기 제1 광속으로서 상기 제1 확산면에 대해 상기 제1 각도로 입사하는 대략 평행 광속을 출사하여도 된다.

이에 의해 제1 광속을 사용한 고정밀도의 화상 표시의 실현이 가능해져, 예를 들면 조사 대상물에 표시되는 화상의 품질을 충분히 향상시킬 수 있다.

상기 제1 반사 영역은 상기 소정의 축을 포함하는 면에서의 단면 형상이 상기 출사부에서 보아 오목 형상이 되는 포물선 형상을 포함하고, 상기 포물선 축과 상기 소정의 축이 서로 다르게 구성되어도 된다.

이에 의해, 대략 평행 광속을 고정밀로 출사하는 것이 가능하게 된다. 그 결과, 서라운드 스크린 등에 대해 고품질 화상 표시를 실현하는 것이 가능하게 된다.

상기 제1 광속은 메인 화상을 표시하는 광속이어도 된다.

이에 의해, 서라운드 스크린 등에 메인 화상을 표시하는 것이 가능하게 되어, 엔터테인먼트성이 높은 화상 표시를 실현하는 것이 가능하게 된다.

상기 제1 확산면은 상기 제1 각도를 포함하는 제1 각도 범위와는 다른 제2 각도 범위로 입사하는 광을 투과하여도 된다. 이 경우, 상기 제2 반사 영역은 상기 화상광을 반사하여 상기 제1 확산면에 대해 상기 제2 각도 범위로 입사하는 상기 제2 광속을 출사하여도 된다.

이에 의해, 예를 들면 제2 광속을 이용하여 제1 제어면과는 다른 영역에 화상을 표시할 수 있게 되어, 엔터테인먼트성을 향상하는 것이 가능하게 된다.

상기 제2 반사 영역은 상기 제2 광속으로서 상기 제1 확산면에 대해 상기 제2 각도 범위에 포함되는 제2 각도로 입사하는 대략 평행 광속을 출사하여도 된다.

이에 의해, 예를 들면 제2 광속을 사용하여 적절히 화상 표시 행하는 것이 가능하게 된다.

상기 조사 대상물은 상기 제2 각도로 입사하는 광을 확산하는 제2 확산면을 가져도 된다.

이에 의해 예를 들면 화상을 중첩하여 표시하는 것이 가능해져, 우수한 시각 효과를 발휘하는 것이 가능하게 된다.

상기 제2 반사 영역은 상기 제2 광속으로서 상기 제1 확산면에 대해 상기 제2 각도 범위로 입사하는 발산 광속을 출사하여도 된다.

이에 의해, 예를 들면 제2 광속을 확대하여 조사하는 것이 가능해져, 제2 광속을 사용한 연출 등 효과 범위를 용이하게 넓히는 것이 가능하게 된다.

상기 제2 반사 영역은 상기 소정의 축을 포함하는 면에서의 단면 형상이 상기 출사부에서 보아 볼록한 모양이 되는 형상을 포함하여도 된다.

이에 의해, 예를 들면 제2 광속의 조사 범위 등을 용이하게 조정하는 것이 가능하게 된다.

상기 제2 반사 영역은 상기 제2 광속으로서 상기 제1 확산면에 대해 상기 제2 각도 범위로 입사하는 수렴 광속(converging light beam)을 출사하여도 된다.

이에 의해, 예를 들면 제2 광속을 확대 또는 축소 조사할 수 있게 되어, 제2 광속을 이용한 표시 범위의 확대 및 휘도의 증가가 가능하게 된다.

상기 제2 반사 영역은 상기 소정의 축을 포함하는 면에서의 단면 형상이 상기 출사부에서 보아 오목한 모양이 되는 형상을 포함하여도 된다.

이에 의해, 예를 들면 제2 광속의 조사 범위나 휘도 등을 용이하게 조정하는 것이 가능하게 된다.

상기 제2 광속은 서브 화상, 중첩 화상, 인디케이터(indicator) 및 조명 중 적어도 하나를 표시하는 광속이어도 된다.

이에 의해 서라운드 스크린 등에 서브 화상 등의 서브 콘텐츠를 표시하는 것이 가능해져, 엔터테인먼트성이 높은 화상 표시를 실현하는 것이 가능하게 된다.

전기 반사부는 상기 소정의 축을 기준으로 하는 회전면을 가져도 된다. 이 경우 전기 복수의 반사 영역은 전기 회전면에 각각 설치되어도 된다.

이에 의해 예를 들면 소정의 축을 기준으로 한 회전 대칭인 서라운드 스크린 등에 대해 전방위로 화상을 표시하는 것이 가능하게 된다.

상기 제1 반사 영역은 전기 회전면의 주연부에 배치되어도 된다. 이 경우 상기 제2 반사 영역은 전기 회전면의 중심부에 배치되어도 된다.

이에 의해, 예를 들면 회전면의 주연에 투사되는 화상광을 사용하여 메인 화상 등이 표시된다. 그 결과, 서라운드 스크린 등에 해상도가 높은 화상을 표시하는 것이 가능해져, 고품질 화상 표시를 실현하는 것이 가능하게 된다.

상기 조사 대상물은 각각 다른 각도로 입사하는 파장이 서로 다른 광을 확산하여도 된다. 이 경우, 상기 복수의 반사 영역은 상기 조사 대상물 상의 소정의 조사 범위에 대해 서로 파장이 다른 상기 복수의 광속을 출사하여도 된다.

이에 의해 조사 대상물의 조사 범위에 대해 고휘도인 컬러 화상 등을 표시할 수 있게 되어, 서라운드 스크린 등에 대해 고품질 화상 표시를 실현하는 것이 가능하게 된다.

상기 조사 대상물은 상기 소정의 축 주위의 전체에 걸쳐 배치되어도 된다. 이에 의해, 소정의 축 주위에 서라운드 스크린이 구성되어, 서라운드 화상 등을 즐기는 것이 가능하게 된다.

상기 조사 대상물은 상기 소정의 축을 중심축으로 하는 원통 형상으로 구성하여도 된다.

이에 의해, 원통형의 서라운드 스크린 등에 대해 고품질 화상 표시 실현하는 것이 가능하게 된다.

상기 조사 대상물은 회절 광학 소자를 사용한 스크린이어도 된다.

회절 광학 소자를 사용함으로써, 충분히 고품질의 화상 표시를 실현하는 것이 가능하게 된다.

이상과 같이, 본 기술에 의하면, 서라운드 스크린 등에 대해 엔터테인먼트성이 높은 화상 표시를 실현하는 것이 가능하게 된다. 한편, 여기에 기재된 효과는 반드시 한정되는 것이 아니며, 본 개시중에 기재된 임의의 효과이어도 된다.

도 1은 본 기술의 제1 실시 형태에 따른 화상 표시 장치의 외관을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 투과형 홀로그램의 구성예를 나타내는 모식도이다.
도 3은 반사 미러에 의해 반사되는 화상광에 대해 설명하기 위한 모식도이다.
도 4는 반사 미러가 구체적인 구성예를 나타내는 모식도이다.
도 5는 도 4에 나타내는 반사 미러로 반사되는 화상광의 입사 각도와 스크린의 회절 효율의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 6은 반사 미러의 다른 구성예를 나타내는 모식도이다.
도 7은 도 6에 나타내는 반사 미러로 반사되는 화상광의 입사 각도와 스크린의 회절 효율의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 8는 반사 미러의 다른 구성예를 나타내는 모식도이다.
도 9는 도 8에 나타내는 반사 미러로 반사되는 화상광의 입사 각도와 스크린의 회절 효율의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 10은 비교예로서 드는 화상 표시 장치의 구성예를 나타내는 모식도이다.
도 11은 비교예로서 드는 다른 화상 표시 장치의 구성예를 나타내는 모식도이다.
도 12는 본 기술의 제2 실시 형태에 따른 화상 표시 장치의 외관을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 13은 스크린 유닛의 회절 효율에 일례를 나타내는 모식도이다.
도 14는 화상 표시 장치를 사용한 화상 표시의 일례를 설명하기 위한 모식도이다.
도 15는 본 기술의 제3 실시 형태에 따른 화상 표시 장치의 외관을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 16은 본 기술의 제4 실시 형태에 따른 화상 표시 장치의 외관을 모식적으로 나타내는 도면이다.

이하, 본 기술에 따른 실시 형태를, 도면을 참조하면서 설명한다.

<제1 실시 형태>

[화상 표시 장치의 구성]

도 1은, 본 기술의 제1 실시 형태에 따른 화상 표시 장치(100)의 외관을 모식적으로 나타내는 도면이다. 화상 표시 장치(100)는, 360도의 전방위에 걸쳐 표시되는 서라운드 화상을 표시하는 것이 가능하다.

화상 표시 장치(100)는, 예를 들면 책상이나 바닥 등에 배치하여 사용된다. 본 실시 형태에서는, 화상 표시 장치(100)가 배치되는 면(XZ평면)의 방향을 수평 방향, 그에 수직한 방향(Y방향)을 상하 방향으로 하여 설명한다. 물론 화상 표시 장치(100)가 배치되는 방향에 관계없이, 본 기술은 적용 가능하다.

화상 표시 장치(100)는, 받침대(10)와, 출사부(20)와, 스크린(30)과, 반사 미러(40)를 갖는다.

받침대(10)는, 원통 형상이며 화상 표시 장치(100)의 하방 부분에 설치된다. 받침대(10)는, 도시하지 않은 임의의 보유지지 기구에 의해, 출사부(20), 스크린(30) 및 반사 미러(40)를 보유지지한다. 또한 받침대(10)에는, 도시하지 않은 배터리 등의 전원 공급원이나 스피커, 기타 화상 표시 장치(100)의 동작에 필요한 소자 등이 적절히 설치된다. 받침대(10)의 형상 등은 한정되지 않으며, 예를 들면 직육면체 등의 임의의 형상이 사용되어도 된다.

출사부(20)는, 원통 형상의 받침대(10)의 대략 중심의 위치에, 상방을 향해 설치된다. 출사부(20)는, 상하 방향(Y방향)으로 연장하는 광축(1)을 따라, 화상을 구성하는 화상광(21)을 출사한다. 본 실시 형태에서는, 광축(1)은, 소정의 축에 상당한다. 출사부(20)는, 상방을 향해 화상광(21)을 투사(출사)하여 영상 등을 투영하는 영상 투영 장치(프로젝터)로서 기능한다.

도 1에는, 광축(1)을 포함하는 임의의 면 방향으로 절단한 화상 표시 장치(100)의 단면이 도시되어 있다. 출사부(20)는, 광축(1)을 따라 화상광(21)을 방사 형상으로 출사한다. 따라서, 광축(1)을 포함하는 임의의 면에 있어서는, 출사부(20)로부터는 소정의 화각으로 화상광(21)이 출사된다.

도 1에서는, 광축(1)을 포함하는 단면 내에서 광축(1)을 기준으로 나누어지는 일방의 측(도면 중 우측)으로 출사되는 화상광(21)이 모식적으로 도시되어 있다. 또한 도 1에서는, 단면 내의 타방의 측(도면 중 좌측)에 출사되는 화상광(21)의 도시가 생략되어 있다. 실제로는, 출사부(20)는, 광축(1)의 전체 주위에 걸쳐 화상광(21)을 출사한다. 이 때문에, 광축(1)을 포함하는 단면에서는 광축(1)의 양측에 대해 소정의 화각으로 화상광(21)이 출사되도록 된다.

출사부(20)로서는, 예를 들면 RGB의 각 색에 대응한 레이저광을 스캔하여 각 화소를 표시하는 레이저 주사 방식의 컬러 프로젝터 등이 사용된다. 출사부(20)의 구체적인 구성은 한정되지 않으며, 예를 들면 소형의 모바일 프로젝터(피코 프로젝터)나 단색의 레이저광을 사용한 프로젝터 등이, 화상 표시 장치(100)의 사이즈나 용도 등에 따라 적절히 사용되어도 된다. 그 밖에, 화상광(21)을 투사 가능한 임의의 프로젝터가 사용되어도 된다.

예를 들면 출사부(20)로서, 레이저 다이오드(LD:Laser Diode), LED(Light Emitting Diode) 등을 사용한 발광 소자와, MEMS(Micro Electro Mechanical Systems), DMD(Digital Mirror Device), 반사형 액정, 투과형 액정 등을 사용한 광변조 소자를 갖는 프로젝터가 적절히 사용되어도 된다. 즉, LD+MEMS, LD+DMD, LD+반사형 액정, LD+투과형 액정, LED+MEMS, LED+DMD, LED+반사형 액정, LED+투과형 액정과 같은 구성을 갖는 프로젝터 등이 사용되어도 된다. 물론, 다른 구성을 갖는 프로젝터를 사용되는 경우에도, 본 기술은 적용 가능하다.

스크린(30)은, 원통 형상이며 광축(1)의 주위 전체에 걸쳐 배치된다. 스크린(30)은, 내주면(31)과 외주면(32)을 갖는다. 내주면(31) 및 외주면(32)은, 원통 형상의 스크린(30) 내측 면 및 외측의 면이다.

본 실시 형태에서는, 스크린(30)(원통 형상)의 중심축과 출사부(20)의 광축(1)이 대략 일치하도록 스크린(30) 설치된다. 도 1에 나타내는 예에서는, 받침대(10)와 마찬가지의 직경을 갖는 스크린(30)이 나타내져 있다. 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 스크린(30)의 직경이나 높이 등은 적절히 설정되어도 된다. 본 실시 형태에서는, 스크린(3)은 조사 대상물에 상당한다.

스크린(30)은, 회절 광학 소자를 사용한 스크린이다. 회절 광학 소자(DOE:Diffractive Optical Element)란, 광을 회절하는 광학 소자이다. 회절 광학 소자로서는, 예를 들면 홀로그램에 기록된 간섭 줄무늬(interference fringe)를 이용하여 광을 회절하는 홀로그래피 광학 소자 등(HOE:Holographic Optical Element)이 사용된다.

회절 광학 소자가 구체적인 구성은 한정되지 않는다. 예를 들면 소자 내부에 간섭 줄무늬가 기록된 체적형 HOE나, 소자 표면의 요철 등에 의해 간섭 줄무늬가 기록된 릴리프형(엠보스(emboss)형) HOE 등이 사용되어도 된다. 이 HOE는, 예를 들면 포토 폴리머(감광 재료 등)이나 UV경화 수지 등의 재료를 사용하는 것이 가능하다. 또한 간섭 줄무늬에 의한 회절 이외에, 소정의 패턴의 회절 격자 등을 사용하여 광을 회절하는 타입의 회절 광학 소자 등이 사용되어도 된다.

본 실시 형태에서는, 회절 광학 소자로서, 투과형 홀로그램(투과형 HOE)이 사용된다. 따라서 스크린(30)은, 투과형 홀로그램을 사용한 홀로그램 스크린으로서 기능한다.

도 2는, 투과형 홀로그램(33)의 구성예를 나타내는 모식도이다. 투과형 홀로그램(33)은, 예를 들면 확산판에 의한 확산광의 간섭 줄무늬가 기록되어 있어, 입사광(2)을 회절하여 확산광(3)으로서 출사하는 확산 기능을 갖는다. 확산광(3)을 출사함으로써, 투과형 홀로그램(33)(스크린(30) 상에 화상을 표시하는 것이 가능하게 된다. 한편, 투과형 홀로그램(33)로부터 출사되는 확산광(3)은, 간섭 줄무늬에 의한 1차의 회절이 된 1차 회절광(1차 광)이다.

도 2에는, 투과형 홀로그램(33)에 대해 입사 각도(θ_A 및 θ_B)로 입사하는 입사광(2a 및 2b)과, 확산광(3)이 모식적으로 도시되어 있다. 여기서 입사 각도란, 예를 들면 입사광(2)이 입사하는 위치에 있어서의 투과형 홀로그램(33)(스크린(30)의 법선과 입사광(2)의 광로의 사이의 각도이다. 예를 들면 투과형 홀로그램(33)에 대해 수직으로 입사하는 입사광(2)의 입사 각도는 0°이 된다.

투과형 홀로그램(33)은, 입사광(2a 및 2b)이 입사되는 제1 면(34)과, 확산광(3)이 출사되는 제2 면(35)을 갖는다. 제1 면(34)은 도 1에 있어서의 스크린(30) 내측 내주면(31)에 상당하고, 제2 면(35)은 스크린(30) 외측 외주면(32)에 상당한다.

본 실시 형태에서는, 투과형 홀로그램(33)은, 제1 면(34)에 대해 입사 각도(θ_A)로 입사하는 입사광(2a)을 회절하고, 제2 면(35)으로부터 확산광(3)으로서 출사하도록 구성된다. 따라서, 투과형 홀로그램(33)의 제1 면(34), 즉 스크린(30)의 내주면(31)은, 입사 각도(θ_A)로 입사하는 광을 확산하는 확산면으로서 기능한다. 본 실시 형태에서는, 스크린(30)의 내주면(31)은, 제1 확산면에 상당하고, 입사 각도(θ_A)는, 제1 각도에 상당한다.

입사 각도(θ_A)는, 예를 들면 스크린(30)의 직경이나 높이 등의 파라미터에 따라 설정된다. 입사 각도(θ_A)를 설정하는 방법 등은 한정되지 않으며, 예를 들면 투과형 홀로그램(33)이나 후술하는 반사 미러(40)의 특성 등에 따라 설정되어도 된다. 또는, 화상 표시 장치(100)의 각 부의 배치나 디자인 등에 따라 입사 각도(θ_A)가 적절히 설정되어도 된다.

또한 투과형 홀로그램(33)은, 입사 각도(θ_A)를 포함하는 소정의 각도 범위에서 제1 면(34)에 입사한 입사광(2)을 회절 가능하다. 즉, 입사 각도가 소정의 각도 범위에 포함되는 입사광(2)은, 투과형 홀로그램(33)에 의한 회절을 받는다. 도 2에는, 입사 각도(θ_A)를 포함하는 소정의 각도 범위가, 화살표(4)를 이용하여 모식적으로 도시되어 있다. 이하에서는, 소정의 각도 범위를 화살표(4)와 같은 부호를 사용하여, 회절 각도 범위(4)이라고 기재한다. 본 실시 형태에서는, 회절 각도 범위(4)는, 제1 각도 범위에 상당한다.

투과형 홀로그램(33)의 회절 효율은, 입사광(2)의 입사 각도에 따라서 변화된다. 여기서 회절 효율이란, 입사광(2)이 투과형 홀로그램(33)에 의한 회절을 받는 비율을 나타내는 양이며, 예를 들면 입사광(2)의 광 강도와 확산광(3)의 광 강도의 비율에 기초하여 산출된다. 회절 효율은, 예를 들면 소정의 입사 각도에서 피크 값이 되는 각도 분포를 나타낸다(도 5 및 도 7 참조).

회절 각도 범위(4)는, 이 회절 효율의 각도 분포에 따라 설정된다. 예를 들면, 피크 값이 되는 각도의 전후에서 회절 효율이 소정의 기준값(예를 들면 20%나 10% 등) 이상이 되는 범위가 회절 각도 범위(4)로서 설정된다. 따라서, 회절 각도 범위(4)에 포함되는 입사 각도로 제1 면(34)으로 입사한 입사광(2)은, 적어도 소정의 기준값 이상의 비율로 회절되어, 확산광(3)으로서 출사된다. 한편, 회절 각도 범위(4)를 설정하는 방법 등은 한정되지 않는다.

한편, 회절 각도 범위(4)로부터 벗어난 입사 각도의 입사광(2)은, 대부분 회절되지 않고, 그대로 투과형 홀로그램(33)을 투과하게 된다. 이하에서는, 회절 각도 범위(4)와는 다른 입사 각도의 각도 범위를, 투과 각도 범위라고 기재한다. 본 실시 형태에서는, 투과 각도 범위는, 제2 각도 범위에 상당한다.

투과 각도 범위는, 예를 들면 회절 각도 범위(4)와 겹치지 않도록 설정되는 각도 범위이다. 예를 들면, 제1 면(34)(내주면(31))에 대한 입사 각도가 +90°내지 -90°인 각도 범위 중, 회절 각도 범위(4)를 제외하는 각도 범위가, 투과 각도 범위가 된다.

따라서, 투과형 홀로그램(33)의 제1 면(34), 즉 스크린(30)의 내주면(31)은, 입사 각도(θ_A)를 포함하는 회절 각도 범위(4)와는 다른 투과 각도 범위로 입사하는 입사광(2)을 투과한다. 따라서, 투과 각도 범위로 입사하는 입사광에 있어서, 투과형 홀로그램(33)은, 투명하다고도 말할 수 있다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 입사 각도(θ_B)는, 회절 각도 범위(4)에 포함되지 않는다. 즉 입사 각도(θ_B)는, 투과 각도 범위에 포함되는 각도이다. 입사 각도(θ_B)로 제1 면(34)(내주면(31))에 입사한 입사광(2b)은, 입사 전의 진행 방향 등을 바꾸지 않고, 투과형 홀로그램(33)을 투과한다. 즉, 입사광(2b)은, 회절을 받지 않는 광으로서, 투과형 홀로그램(33)을 직진하여 통과한다. 투과형 홀로그램(33)을 통과한 입사광(2b)은, 간섭 줄무늬에 의한 0차의 회절을 받은 0차 회절광(0차 광)이라고도 말할 수 있다.

물론, 입사광(2b)에 한하지 않고, 회절 각도 범위(4)에 포함되지 않은(투과 각도 범위에 포함됨) 입사 각도로 입사하는 광은, 대부분 회절되지 않고 투과형 홀로그램(33)을 투과한다. 또한 예를 들면 도면 중의 우측 상단쪽으로부터 입사하는 천장 조명 등의 외광도, 회절의 영향을 대부분 받지 않는다. 따라서 투과형 홀로그램(33)은 경사져서 입사하는 외광에 대해 대략 투명이 된다.

이와 같이, 투과형 홀로그램(33)은, 입사 각도에 따라 입사광(2)을 회절 또는 투과하는 높은 입사 각도 선택성을 나타낸다. 이 때문에, 예를 들면, 투과형 홀로그램(33)에 대한 입사 각도를 제어함으로써, 입사광(2)을 확산광(3)으로 변환하는 확산 회절(산란 회절)과, 입사광(2)의 투과를 동시에 성립시키는 것이 가능하게 된다.

또한, 파장이 다른 입사광(2)이 동일한 입사 각도로 입사한 경우, 파장에 따라 입사광(2)이 회절되는 비율이 달라지는 경우가 있다. 즉, 투과형 홀로그램(33)의 회절 효율의 각도 분포는, 파장 의존성을 나타낸다. 따라서 컬러 화상 등을 표시하는 화상광(21)이 출사될 경우 등에는, 화상광(21)에 포함되는 적색광(R:Red), 녹색광(G:Green), 및 청색광(B:Blue)의 각 색광의 회절 효율 등에 따라 투과형 홀로그램(33)이 설계된다.

예를 들면, 투과형 홀로그램(33)은, 입사 각도(θ_A)로 입사한 RGB의 각 색광이 적절한 밸런스로 고효율로 회절되도록 적절히 구성된다. 즉, 입사 각도(θ_A)로 입사하는 화상광(21)을 이용하여, 적절하게 컬러 화상이 표시 가능해지도록 투과형 홀로그램(33)이 구성된다고도 말할 수 있다. 이에 의해, 투과형 홀로그램(33)(스크린(30)) 상에, 고품질의 화상 표시를 실현하는 것이 가능하다.

투과형 홀로그램(33)으로서, 감광 재료 등을 사용한 체적형 홀로그램이 사용되는 경우, 시트 형상의 감광 재료 일방의 면(제1 면(34))에 대해, 소정의 노광 파장의 물체광 및 참조광이 각각 입사된다. 물체광으로서는, 확산판 등을 이용하여 생성된 확산광이 사용된다. 이에 의해, 감광 재료에는 물체광(확산광) 및 참조광에 의한 간섭 줄무늬가 노광되어, 확산 기능을 갖는 투과형의 홀로그램이 생성된다.

이 간섭 줄무늬를 노광할 때의 참조광의 입사 각도나, 노광 파장 등을 적절히 설정함으로써, 예를 들면 입사 각도(θ_A)로 가장 효율 좋고 적절한 밸런스로 화상광(21)(RGB의 각 색광)을 회절하는 투과형 홀로그램(33) 등을 구성하는 것이 가능하다. 그 밖에, 투과형 홀로그램(33)을 구성하는 방법 등은 한정되지 않으며, 소정의 정밀도로 화상 표시가 가능하게 되도록 투과형 홀로그램(33)이 적절히 구성되어도 된다.

도 1로 돌아가서, 스크린(30)(홀로그램 스크린)은, 예를 들면 홀로그램 필름을 사용하여 구성된다. 홀로그램 필름이란, 얇은 필름 형상의 재료이며, 예를 들면 포토 폴리머가 도포된 베이스 필름에 의해 구성된다. 홀로그램 필름으로의 간섭 줄무늬의 노광은, 예를 들면 유리 등의 평탄도가 높은 기판에 부착하여 실행된다. 간섭 줄무늬가 기록된 홀로그램 필름을 기판으로부터 벗기고, 투명한 원통형의 기재(투명 원통 기재)에 붙임으로써, 원통형의 스크린(30)이 구성된다. 한편 도 1에서는, 투명 원통 기재의 도시가 생략되어 있다.

홀로그램 필름(투과형 홀로그램(33))은, 예를 들면 원통 기재의 내측 또는 외측에 부착된다. 이에 의해, 투과형 홀로그램(33)을 이용한 원통형의 스크린(30) 용이하게 구성하는 것이 가능하다. 또한 예를 들면, 투명 원통 기재에 대해 포토 폴리머 등이 직접 도포되어도 된다. 이 경우, 투명 원통 기재의 내측 또는 외측에는, 포토 폴리머에 의한 홀로그램 층이 형성된다.

예를 들면 포토 폴리머를 투명 원통 기재에 도포한 상태로, 포토 폴리머에 간섭 줄무늬를 노광하는 것이 가능하다. 이에 의해, 베이스 필름이 필요없게 되어 부품 개수를 억제할 수 있다. 또한 부착 공정이 필요없게 되기 때문에, 제조 공정을 간략화하는 것이 가능하게 되고, 스크린(30) 제조 비용 등을 억제하는 것이 가능하게 된다. 그 밖에, 홀로그램의 종류나 스크린(30) 구성하는 방법 등은 한정되지 않는다. 이하에서는, 체적형의 투과형 홀로그램(33)을 예로 설명을 한다. 물론, 다른 타입의 홀로그램 등이 이용되는 경우에도, 본 기술은 적용 가능하다.

반사 미러(40)는, 출사부(20)에 의해 출사된 화상광(21)을 반사하는 반사면(41)과, 복수의 반사 영역(42)을 갖는다. 반사 미러(40)는, 반사면(41)이 출사부(20)로 향하도록, 광축(1)을 기준으로 출사부(20)에 대향하여 배치된다. 본 실시 형태에서는, 반사 미러(40)는, 반사부에 상당한다.

반사면(41)은, 광축(1)을 기준으로 한 회전 대칭인 형상을 갖는다. 즉 반사면(41)은, 광축을 기준으로 하는 회전면이 된다. 이에 의해, 화상광(21)을 스크린(30) 전체에 걸쳐 반사하는 것이 가능하게 된다. 반사면(41)의 직경은, 예를 들면 스크린(30)의 직경과 동일하게 설정된다.

복수의 반사 영역(42)은, 출사된 화상광(21)을 복수의 광속으로 분할하여 스크린(3)을 향해 반사한다. 여기서 광속이란, 예를 들면 각 화소를 표시하는 광선의 다발(광선속)이다. 광속에는, 소정의 진행축에 평행한 방향으로 진행하는 평행 광속(대략 평행 광속), 소정의 진행축을 기준으로서 방사 형상으로 넓어지는 발산 광속, 및 소정의 진행 축을 기준으로서 수렴하도록 진행하는 수렴 광속 등이 포함된다.

복수의 반사 영역(42)은, 반사 미러(40)의 반사면(41)에 각각 설치된다. 즉 반사 미러(40)의 반사면(41)은, 화상광(21)을 복수의 광속으로 분할하여 반사하도록, 복수의 영역에 나누어서 구성된다고도 말할 수 있다. 따라서 반사면(41) 상의 각 영역에 입사한 화상광은, 각각의 영역의 특성에 따른 광속으로서 반사되도록 된다.

본 실시 형태에서는, 복수의 반사 영역(42)으로서, 제1 반사 영역(42a)과 제2 반사 영역(42b)이 설치된다. 도 1에서는, 반사면(41)에 설치된 제1 반사 영역(42a)(가는 점선의 영역)의 단면과, 제2 반사 영역(42b)(굵은 점선의 영역)의 단면이 직선을 이용하여 모식적으로 도시되어 있다. 실제로는, 각 반사 영역의 단면은, 입사하는 화상광(21)을 원하는 광속으로서 반사하는 것이 가능하도록 적절히 설정된다. 이 점에 대해서는, 이후에 자세히 설명한다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 제1 반사 영역(42a)은, 반사면(41)의 주변부에 배치된다. 또한 제2 반사 영역(42b)은, 반사면(41)의 중심부에 배치된다. 즉, 광축(1)을 기준으로 하는 회전면인 반사면(41)에는, 광축(1)으로부터 외주에 걸쳐, 제2 반사 영역(42b)과, 제1 반사 영역(42a)이 이 순서로 배치된다. 따라서, 출사부(20)에서부터 보아, 반사면(41)의 중심의 원형 형상의 영역이 제2 반사 영역(42b)이 되고, 그 외측의 원형 고리 형상의 영역이 제1 반사 영역(42a)이 된다.

제1 반사 영역(42a)은, 화상광(21)을 반사하여 제1 광속(43a)을 출사한다. 구체적으로는, 제1 반사 영역(42a)은, 제1 광속(43a)로서 스크린(30)의 내주면(31)에 대해 입사 각도(θ_A)로 입사하는 대략 평행 광속을 출사한다.

예를 들면, 출사부(20)로부터 출사된 화상광(21) 중, 제1 반사 영역(42a)에 투영되는 화상광(21)은, 제1 반사 영역(42a)에 의해 반사되어, 입사 각도(θ_A)로 내주면(31)에 입사하는 대략 평행 광속(제1 광속(43a))으로서 출사된다. 이하에서는, 제1 반사 영역(42a)에 투영되는 화상광(21)을 제1 투영 광(22a)이라고 기재한다. 도 1에서는, 제1 투영 광(22a)과 제1 광속(43a)이 도트 패턴을 이용하여 모식적으로 도시되어 있다.

도 2 등을 참조하여 설명한 바와 같이, 내주면(31)에 대해 입사 각도(θ_A)로 입사하는 입사광(2)은, 스크린(30)투과형 홀로그램(33))에 의해 회절되어, 확산광(3)으로서 외주면(32)으로부터 출사된다. 따라서, 스크린(30)의 외주면(32)에는 제1 광속(43a) (제1 투영 광22a)에 의한 화상이 표시된다. 이에 의해, 스크린(30) 외측에서 관찰하는 유저는, 스크린(30) 전체에 걸쳐 표시되는 서라운드 화상을 시인하는 것이 가능하게 된다.

또한 본 개시에 있어서, 대략 평행 광속은, 예를 들면 화상 표시를 적절하게 실행하는 것이 가능하게 되는 각도 범위(허용 각도 범위) 내의 입사 각도로 스크린(30)에 입사하는 광선으로 구성되는 광속을 포함한다. 즉, 허용 각도 범위 내의 입사 각도로 입사하는 광선의 집합도, 대략 평행 광속에 포함된다. 또한 본 개시에 있어서 대략 평행은, 평행을 포함한다. 즉 대략 평행 광속은, 평행 광속을 포함한다.

허용 각도 범위는, 예를 들면 홀로그램 스크린(스크린(30))의 회절 특성에 따라 설정된다. 상기한 바와 같이, 스크린(30) 회절 효율은, 입사 각도에 관한 각도 분포를 갖는다. 따라서, 예를 들면 입사 각도(θ_A)와는 다소 어긋난 입사 각도로 스크린(30)에 입사하는 광도 높은 회절 효율로 회절하여 확산광(3)으로서 출사하는 것이 가능하다.

예를 들면 RGB 모두의 색광의 회절 효율이 50% 이상이 되는 각도 범위가 허용 각도 범위로서 설정된다. 이에 의해, 스크린(30)에 입사한 제1 광속(43a)(화상광(21))은, 50% 이상이 회절되게 되어, 적절한 화상 표시를 행하는 것이 가능하게 된다. 허용 각도 범위를 설정하는 방법 등은 한정되지 않으며, 예를 들면 40%나 30% 등의 회절 효율을 기준으로 하여 허용 각도 범위가 설정되어도 된다. 그 밖에, 적절한 화상 표시가 가능해지도록 임의의 방법을 사용하여 허용 각도 범위가 설정되어도 된다.

제2 반사 영역(42b)은, 화상광(21)을 반사하여 제1 광속(43a)과는 다른 방향에 따라 진행하는 제2 광속(43b)을 출사한다. 구체적으로는, 제2 반사 영역(42b)은, 화상광(21)을 반사하여 스크린(30)의 내주면(31)에 대해 투과 각도 범위로 입사하는 제2 광속(43b)을 출사한다. 즉, 제2 반사 영역(42b)은, 반사광인 제2 광속(43b)이 스크린(30)(투과형 홀로그램(33))을 투과하도록, 출사부(20)로부터 출사된 화상광(21)을 반사한다고도 말할 수 있다.

도 1에 나타내는 예에서는, 제2 광속(43b)으로서, 스크린(30)의 내주면(31)에 대해 투과 각도 범위에 포함되는 입사 각도(θ_B)로 입사하는 대략 평행 광속이 출사된다. 한편, 제2 광속(43b)으로서 대략 평행 광속을 출사하는 경우에 한정되지 않으며, 예를 들면 발산 광속 및 수렴 광속 등이 출사되어도 된다. 제2 광속(43b)이 발산 광속 및 수렴 광속이 될 경우에 대해서는, 도 6 및 도 8 등을 사용하여 이후에 자세히 설명한다.

예를 들면, 출사부(20)로부터 출사된 화상광(21) 중, 제2 반사 영역(42b)에 투영되는 화상광(21)은, 제2 반사 영역(42b)에 의해 반사되어, 입사 각도(θ_B)로 내주면(31)에 입사하는 대략 평행 광속(제2 광속(43b))으로서 출사된다. 이하에서는, 제2 반사 영역(42b)에 투영되는 화상광(21)을, 제2 투영 광(22b)이라고 기재한다. 도 1에서는, 제2 투영 광(22b)과 제2 광속(43b)이, 십자 패턴을 이용하여 모식적으로 도시되어 있다.

내주면(31)에 대해 입사 각도(θ_B)로 입사하는 제2 광속(43b)은, 스크린(30)투과형 홀로그램(33))에 의해 거의 회절되지 않고, 그대로 외주면(32)으로부터 출사된다. 도 1에는, 스크린(30) 통과한 제2 광속(43b)(제2 투영 광(22b))이, 화상 표시 장치(100)가 배치된 면(배치면(11))에 조사되는 모습이 도시되어 있다. 이하에서는, 제2 광속(43b)이 조사되는 배치면(11) 상의 영역을, 외부 조사 영역(12)이라고 기재한다. 외부 조사 영역(12)은, 예를 들면 화상 표시 장치(100)를 전체 주위에 걸쳐 둘러싸는 원형 고리 형상의 영역이 된다.

반사 미러(40)이 구체적인 구성 등은 한정되지 않는다. 예를 들면, 반사 미러(40)를 구성하는 재료로서, 아크릴 등의 수지, 유리, 금속 등이 임의의 재료가 사용되어도 된다. 예를 들면 이 재료에 대해, 표면 거칠기(Ra)<0.1μm 정도가 되도록 경면 가공을 재료 표면에 행함으로써 반사면(41)(제1 및 제2 반사 영역(42a 및 42b)이 구성된다. 그 밖에, 예를 들면 가공 정밀도나 생산성 등에 따라 임의의 재료가 반사 미러(40)에 사용되어도 된다.

또한 예를 들면 반사 미러(40)의 반사면(41)에는, 알루미늄이나 은 등의 박막을 이용한 고반사율 코팅 등이 행해져도 된다. 이에 의해 반사면(41)에 입사한 화상광(21)을 높은 효율로 반사하는 것이 가능하게 된다. 또한 반사면(41)의 표면에는, SiO2막이나 중합막 등의 박막을 이용한 반사면(41)을 보호하는 보호 코팅 등이 적절히 행해져도 된다. 그 밖에, 고반사 코팅 및 보호 코팅 등의 재질 등은 한정되지 않는다.

도 3은, 반사 미러(40)에 의해 반사되는 화상광(21)에 대해 설명하기 위한 모식도이다. 도 3A는, 화상 표시 장치(100)를 옆에서 본 경우의 반사 미러(40)와 스크린(3)의 배치 관계를 나타내는 모식도이다. 도 3B는, 반사 미러(40)에 투영되는 화상 데이터에 일례를 나타내는 모식도이다. 도 3A에서는 받침대(10) 및 출사부(20)의 도시가 생략되어 있다.

도 3A에는, 반사면(41)의 광축(1)에 가까운 반사 위치(P)에 투영되는 화상광(21p)과, 반사 위치(P)보다도 광축(1)으로부터 떨어진 반사 위치(Q)에 투영되는 화상광(21q)이 모식적으로 도시되어 있다. 각 화상광(21p 및 21q)은, 반사 위치(P 및 Q)에서 반사되어, 각 반사 위치의 특성에 따른 각도로 스크린(30) 향해 출사된다. 도 3A에는, 스크린(30)에 도달한 화상광(21p 및 21q)이 모식적으로 도시되어 있다.

회전 대칭인 반사면(41)(회전체 미러)을 사용하여, 원통 형상의 스크린(30)에 화상광(21)이 입사하는 경우, 화상광(21)은 반사면(41)에서의 반사 위치에 따른 배율로 수평 방향으로 확대되어 스크린(30)에 입사한다. 수평 방향의 확대 배율(M)은, 예를 들면 반사 위치에 있어서의 반사면(41)의 직경(φ)과, 원통 형상의 스크린(30)의 직경(Φ)을 사용하여 다음과 같이 나타내진다.

M=Φ/

예를 들면 도 3A에 나타낸 바와 같이, 광축(1)에 가까운 반사 위치(P)로 입사한 화상광(21)은, 반사 위치(P)에서 반사되어 스크린(30) 도달할 때까지 수평 방향으로 확대 배율(M_p)=Φ/

_p로 확대된다. 마찬가지로, 광축(1)으로부터 떨어진 반사 위치(Q)로 입사한 화상광(21)은, 반사 위치(Q)에서 반사되어 스크린(30)에 도달할 때까지 수평 방향으로 확대 배율(M_q)=Φ/

_q로 확대된다.

그 결과, 광축(1)에 가까운 반사 위치(P)에서의 수평 방향의 확대 배율(M_p)는, 광축(1)으로부터 떨어진 반사 위치(Q)에서의 수평 방향의 확대 배율(M_q)보다도 커진다(M_p>M_q). 따라서, 화상광(21)은, 반사 위치가 반사면(41)의 중심(광축(1))에 가까울수록, 스크린(30) 도달할 때의 확대 배율이 높게 된다고도 말할 수 있다.

도 3B에 나타내는 화상 데이터(23)는, 예를 들면 출사부(20)에 입력되는 화상 데이터(23)이다. 화상 데이터(23)는, 화상을 구성하는 화상 신호(24)가 저장된 데이터이다. 도 3B에는, 1280pixel×720pixel의 화소를 포함하는 화상 데이터(23)가 도시되어 있다. 물론 화상 데이터(23)의 포맷이나 화소수 등은 한정되지 않으며, 임의의 화상 데이터(23)가 사용되어도 된다.

화상 표시 장치(100)에서는, 원통 형상의 스크린(30)에 정확하게 영상 표시를 행하기 위해, 화상 신호(24)에 대해 왜곡 보정 처리를 행한다. 예를 들면 스크린(3) 전체 주위에 수평한 직선을 표시하기 위해서는, 원형의 화상 신호(24)가 필요하게 된다. 도 3B에는, 도 3A에 나타내는 반사 위치(P 및 Q)에 투영되는 화상광(21p 및 21q)의 근원이 되는 원형의 화상 신호(24p 및 24q)가 모식적으로 도시되어 있다.

도 3B에 나타낸 바와 같이, 화상 신호(24p)를 나타내는 원주 상의 정보(화소)는, 화상 신호(24q)를 나타내는 원주 상의 정보(화소)보다 적다. 따라서, 화상광(21p) 및 화상광(21q)이, 스크린(30)의 직경(Φ)까지 확대되었을 경우, 반사면(41)의 중심 부근에 투영된 화상광(21p)은, 중심으로부터 떨어진 위치에 투영된 화상광(21q)과 비교하여 화소수가 적고 거칠게 된다.

이와 같이, 반사면(41)의 중심 부근에 투영된 화상광(21)은, 화상 신호(24)의 정보량이 적고, 또한 수평 방향의 확대 배율(M)이 크기 때문에, 스크린(30)에서는 해상도가 낮은 화상이 된다. 따라서, 예를 들면 반사면(41)의 중심 부근을 사용하여 반사된 화상광(21)을 사용하여 스크린(30) 상에 화상을 표시하면, 거친 화상이 표시될 수 있다.

본 실시 형태에서는, 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 바와 같이, 스크린(30) 화상을 표시하는 광속으로서, 반사면(41)의 외주부에 설치된 제1 반사 영역(42a)으로 반사된 제1 광속(43a)이 사용된다. 즉, 반사면(41)의 광축(1)으로부터 떨어진 위치에서 반사된 화상광(21)을 사용하여, 메인 컨텐츠인 서라운드 화상 등이 표시된다. 이 결과, 스크린(30)은, 고해상도인 서라운드 화상 등을 표시하는 것이 가능하게 되고, 서라운드 스크린에 대해 고품질의 화상 표시를 실현하는 것이 가능하게 된다.

이와 같이, 제1 광속(43a)은, 서라운드 화상을 표시하는 광속이 된다. 서라운드 화상의 내용 등은 한정되지 않으며, 예를 들면 인물이나 캐릭터가 동작하는 영상 등의 동영상이나, 정지 화상 등이 임의의 화상이 서라운드 화상으로서 표시되어도 된다. 본 실시 형태에서는, 서라운드 화상은, 메인 화상에 상당한다.

또한 본 실시 형태에서는, 반사면(41)의 중심 부근(제2 반사 영역(42b))으로 반사되는 화상광(21)(제2 광속(43b))은, 스크린(30)을 투과한다. 따라서, 스크린(30)에는, 제2 광속(43b)을 사용한 화상 등은 표시되지 않는다. 이에 의해, 스크린(30)에 표시되는 화상의 해상도가 저하되는 것을 회피하는 것이 가능하게 된다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 스크린(30)을 투과한 제2 광속(43b)은, 배치면(11)의 외부 조사 영역(12)에 조사된다. 즉, 제2 광속(43b)을 사용하여, 외부 조사 영역(12)에 대해 화상 표시를 행하는 것이 가능하다.

제2 광속(43b)에 의해 표시되는 화상으로서는, 예를 들면 화상 표시 장치(100)의 배터리 상태나 통신 상태 등의 각종 상태나, 시각, 캘린더 등을 나타내는 인디케이터를 들 수 있다. 또한 제2 광속(43b)을 사용하여, 서라운드 화상에 맞추어 표시되는 연출용 화상, 자막, 텔롭 등의 서브 화상(서브 컨텐츠)이 표시되어도 된다.

또한, 제2 광속(43b)을 사용하여, 유저의 주변을 비추는 조명이 표시되어도 된다. 또한 예를 들면, 외부 조사 영역(12)에 있어서의 유저의 조작 입력 등이 검출가능한 경우에는, 외부 조사 영역(12)에 음량 제어나 컨텐츠의 재생 정지 등을 제어하기 위한 조작용 아이콘 등이 표시되어도 된다. 그 밖에, 제2 광속(43b)에 의해 표시되는 화상은 한정되지 않는다.

이와 같이, 제2 광속(43b)은, 서브 화상이나 인디케이터 등을 표시하는 광속이 된다. 즉, 제2 광속(43b)을 사용함으로써, 스크린(30)과 다른 위치(외부 조사 영역(12) 등)에, 예를 들면 해상도 등이 낮아도 되는 화상 등을 표시하는 것이 가능하게 된다. 그 결과, 높은 어뮤즈먼트성이나 사용성을 발휘하는 것이 가능하게 된다.

도 4는, 반사 미러(40)의 구체적인 구성예를 나타내는 모식도이다. 도 5는, 도 4에 나타내는 반사 미러(40)로 반사되는 화상광(21)의 입사 각도와 스크린(30)의 회절 효율과의 관계를 나타내는 그래프이다. 도 4에는, 광축(1)을 포함하는 임의의 면 방향으로 절단한 반사 미러(40)(반사면(41)) 및 스크린(30) 단면 형상이 모식적으로 도시되어 있다.

제1 반사 영역(42a)은, 입사 각도(θ_A)의 대략 평행 광속(제1 광속(43a))을 출사 가능하도록 구성된다. 도 4에 나타내는 예에서는, 제1 반사 영역(42a)은, 포물선의 일부를 잘라 낸 곡선을 사용하여 구성된다. 포물선을 사용함으로써, 대략 평행 광속을 정밀도 높게 생성하는 것이 가능하다. 이하에서는, 제1 반사 영역(42a)을 구성하는 포물선을 제1 포물선이라고 기재한다. 도 4에는, 제1 반사 영역(42a)을 구성하는 제1 포물선을 잘라 낸 곡선 형상이 미세 점선을 이용하여 모식적으로 도시되어 있다.

제1 반사 영역(42a)의 광축(1)을 포함하는 면에 있어서의 단면 형상은, 정점이 위로 볼록이며 광축(1)으로부터 축 시프트한 제1 포물선의 일부가 되도록 구성된다. 즉, 제1 반사 영역(42a)은, 광축(1)을 포함하는 면에 있어서의 단면 형상이 출사부(20)로부터 보아 오목 형상이 되는 제1 포물선의 형상을 포함하고, 제1 포물선의 축과 광축(1)이 서로 다르도록 구성된다.

한편, 축 시프트란, 포물선의 축과 광축(1)이 겹치지 않은 상태를 의미한다. 예를 들면 축 시프트한 상태에는, 포물선의 정점이 광축(1)으로부터 벗어나 있고, 광축(1)과 단면 형상에 포함되는 포물선의 축이 평행한 상태가 포함된다. 이는 포물선의 축이 광축(1)과 일치하는 상태로부터 포물선을 평행 이동한 상태이다. 또한, 축 시프트한 상태에는, 광축(1)과 단면 형상에 포함되는 포물선의 축이 포물선의 정점에서 소정의 각도로 교차하는 상태가 포함된다. 이는 포물선의 축이 광축(1)과 일치하는 상태로부터 정점을 기준으로 포물선을 회전한 상태이다. 그 밖에, 포물선을 평행 이동하면서 회전한 상태도, 축 시프트한 상태에 포함된다.

예를 들면, 제1 포물선의 방향, 위치, 및 형상(예를 들면 포물선의 열림 정도나 초점 거리 등) 등을 적절히 설정함으로써, 입사 각도(θ_A)의 대략 평행 광속을 출사하는 제1 반사 영역(42a)을 구성하는 것이 가능하다.

제2 반사 영역(42b)은, 입사 각도(θ_B)의 대략 평행 광속(제2 광속(43b))을 출사 가능하도록 구성된다. 도 4에 나타내는 예에서는, 제2 반사 영역(42b)은, 포물선의 일부를 잘라 낸 곡선을 사용하여 구성된다. 이하에서는, 제2 반사 영역(42a)을 구성하는 포물선을 제2 포물선이라고 기재한다. 도 4에는, 제2 반사 영역(42b)을 구성하는 제2 포물선을 잘라낸 곡선 형상이 굵은 점선을 사용하여 모식적으로 도시되어 있다.

제2 반사 영역(42b)의 광축(1)을 포함하는 면에 있어서의 단면 형상은, 정점이 위로 볼록하며 광축(1)으로부터 축 시프트한 제2 포물선의 일부가 되도록 구성된다. 또한 제2 포물선은, 예를 들면 제1 포물선과는 초점 거리 등이 다른 포물선이다. 또한 제2 포물선의 축 시프트는, 제1 포물선의 축 시프트와는 다르다. 예를 들면 제2 포물선의 방향, 위치, 및 형상 등을 적절히 설정함으로써, 입사 각도(θ_B)의 대략 평행 광속을 출사하는 제2 반사 영역(42b)을 구성하는 것이 가능하다.

제1 반사 영역(42a)과 제2 반사 영역(42b)은, 큰 단차가 없도록 접속된다. 따라서, 반사 미러(40)의 단면은, 제1 포물선을 잘라낸 곡선과 제2 포물선을 잘라낸 곡선이 접속된 형상을 포함하게 된다.

도 5에는, 스크린(30)(투과형 홀로그램(33))의 회절 특성을 나타내는 모식적인 그래프가 도시되어 있다. 그래프의 종축은 회절 효율이며, 그래프의 횡축은 스크린(30)의 내주면(31)에 대한 입사 각도이다.

스크린(30) 회절 효율은, 입사 각도에 대해 가파른 피크 구조(36)(각도 분포)를 갖는다. 도 5에는, 스크린(30) 회절 효율의 피크 구조(36)가 모식적으로 도시되어 있다. 이 피크 구조(36)에 따라, 도 2를 참조하여 설명한 회절 각도 범위(4) 및 투과 각도 범위 등이 설정된다. 예를 들면, 피크 구조(36)에 있어서 회절 효율이 소정의 임계값보다도 높게 되는 각도 범위가 회절 각도 범위(4)로서 설정되며, 그 밖의 각도 범위가 투과 각도 범위로서 설정된다.

스크린(30)은, 예를 들면 회절 효율이 입사 각도(θ_A)에서 피크 값이 되도록 적절히 구성된다(도 2 참조). 따라서, 내주면(31)에 대해 입사 각도(θ_A)로 입사하는 제1 광속(43a)은, 충분히 높은 회절 효율로 회절되도록 된다. 그 결과, 외주면(32)으로부터 출사되는 확산광(3)의 휘도를 증대하는 것이 가능하게 되고, 스크린(30) 상에 밝은 화상을 표시하는 것이 가능하게 된다.

입사 각도(θ_B)는, 회절 효율의 피크 구조(36)로부터 벗어난 각도가 되도록 설정된다. 즉, 입사 각도(θ_B)는, 스크린(30)에 의한 회절이 발생하는 회절 각도 범위(4)를 피해, 광이 스크린(30)을 투과하는 범위(투과 각도 범위)로 설정된다. 따라서, 내주면(31)에 대해 입사 각도(θ_B)로 입사하는 제2 광속(43b)은, 스크린(30)에 의해 거의 회절되지 않고, 스크린(30)을 투과하여 외부 조사 영역(12)에 조사된다.

도 4에 나타내는 예에서는, 제2 광속(43b)은, 제1 광속(43a)이 입사하는 범위에 겹쳐서 입사한다. 이러한 경우에도, 제2 광속(43b)은, 대부분 회절되지 않고 스크린(30)을 투과한다. 이 때문에, 제2 광속(43b)이 제1 광속(43a)에 의해 표시되는 서라운드 화상 등에 영향을 줄 일은 없다. 즉 각 광속이 중복하여 입사하는 범위에서는, 회절과 투과가 동시에 실현된다.

이와 같이, 도 4에 나타내는 반사 미러(40)에서는, 주변부에 배치된 제1 반사 영역(42a)으로부터 입사 각도(θ_A)의 대략 평행 광속(제1 광속(43a))이 출사되고, 중심부에 배치된 제2 반사 영역(42b)으로부터 입사 각도(θ_B)의 대략 평행 광속(제2 광속(43b))이 출사된다. 그리고 제1 광속(43a)에 의해, 원통 형상의 스크린(30) 서라운드 화상이 표시되어, 제2 광속(43b)에 의해, 배치면(11) 상의 외부 조사 영역(12)에 인디케이터 등이 표시된다.

예를 들면, 입사 각도(θ_B)의 값을 적절히 설정함으로써, 외부 조사 영역(12)의 위치, 즉 인디케이터 등의 표시 위치를 용이하게 변경하는 것이 가능하다. 또한, 제2 광속(43b)을 대략 평행 광속으로 함으로써, 외부 조사 영역(12)에 표시되는 화상의 휘도 등을 증대하는 것이 가능하여, 밝은 인디케이터 등을 표시하는 것이 가능하게 된다. 이에 의해, 외부 조사 영역(12)에 대해 고품질의 화상을 표시하는 것이 가능하게 된다.

한편, 제1 및 제2 반사 영역(42a 및 42b)의 경계의 위치, 즉 각 영역의 사이즈(면적 등)는, 예를 들면 원하는 해상도로 스크린(30) 화상 표시가 가능해지도록 적절히 설정된다. 예를 들면, 제2 반사 영역(42b)과의 경계에 가까운 제1 반사 영역(42a) 내의 반사 위치에서 반사된 화상광(21)이, 스크린(30) 하단측에 표시된다. 이 하단측에 적절한 해상도로 화상이 표시되도록, 각 반사 영역의 경계 위치가 설정된다. 그 밖에, 각 반사 영역의 경계 위치를 설정하는 방법은 한정되지 않는다.

도 6은, 반사 미러의 다른 구성예를 나타내는 모식도이다. 도 7은, 도 6에 나타내는 반사 미러(50)로 반사되는 화상광(21)의 입사 각도와 스크린(30) 회절 효율의 관계를 나타내는 그래프이다. 도 6에 나타내는 구성예에서는, 도 4에서 설명한 스크린(3)과 마찬가지의 구성을 갖는 스크린이 사용된다.

제1 반사 영역(52a)은, 입사 각도(θ_A)의 대략 평행 광속(제1 광속(53a))을 출사 가능하도록 구성된다. 도 6에 나타내는 예에서는, 제1 반사 영역(52a)은, 포물선의 일부를 잘라 낸 곡선을 사용하여 구성된다. 이하에서는, 제1 반사 영역(52a)을 구성하는 포물선을 제3 포물선이라고 기재한다. 제1 반사 영역(52a)은, 예를 들면 도 4에 나타내는 제1 반사 영역(42a)과 마찬가지로 구성된다. 즉 상기의 제1 포물선과 제3 포물선은 같은 포물선이 된다.

제2 반사 영역(52b)은, 발산 광속(제2 광속(53b))을 출사 가능하도록 구성된다. 제2 반사 영역(52b)은, 광축(1)을 포함하는 면에 있어서의 단면 형상이 출사부(20)로부터 보아 볼록 형상이 되는 형상을 포함하도록 구성된다. 도 6에 나타내는 예에서는, 제2 반사 영역(52b)의 광축(1)을 포함하는 면에 있어서의 단면 형상은, 광축(1) 상에 정점을 갖고 아래로 볼록인 포물선의 일부가 되도록 구성된다. 이하에서는, 제2 반사 영역(52b)을 구성하는 포물선을 제4 포물선이라고 기재한다.

도 6에 나타낸 바와 같이, 제2 반사 영역(52b)은, 화상광(21)이 입사하는 쪽으로 볼록한 형상이 된다. 이에 의해, 화상광(21)(제2 투영 광(22b))을 용이하게 발산 광속으로 하여 출사하는 것이 가능하게 된다. 또한 단면 형상으로서, 광축(1)을 대칭축으로 하는 제4 포물선을 사용함으로써, 발산 광속으로 포함되는 광선의 내주면(31)에 대한 입사 각도를 고정밀도로 제어하는 것이 가능하게 된다.

제1 반사 영역(52a)과 제2 반사 영역(52b)은, 큰 단차가 없도록 접속된다. 따라서, 반사 미러(50)의 단면은, 제3 포물선을 잘라 낸 곡선과 제4 포물선을 잘라 낸 곡선이 접속된 형상을 포함하게 된다.

제4 포물선은, 발산 광속인 제2 광속(53b)이, 스크린(30)을 투과하는 각도 범위로 입사하도록, 정점의 위치나 형상 등이 설정된다. 즉, 제2 광속(53b)에 포함되는 각 광선이 스크린(30)을 투과하도록, 제2 반사 영역(52b)이 구성된다.

예를 들면, 도 7에 나타낸 바와 같이, 스크린(30)의 회절 효율의 피크 구조(36)와 겹치지 않는 입사 각도 범위(54)가 설정된다. 도 7에는, 입사 각도(θ_C)로부터 입사각(θ_C')까지의 범위에 설정된 입사 각도 범위(54)가 모식적으로 도시되어 있다. 입사각(θ_C) 및 입사각(θ_C')은, 피크 구조(36)(회절 각도 범위(4))에 포함되지 않는, 즉 투과 각도 범위 내의 각도이다. 입사 각도 범위(54)의 크기 등은 한정되지 않으며, 예를 들면 피크 구조(36)와 겹치지 않는 임의의 각도 범위에 입사 각도 범위(54)가 설정되어도 된다.

설정된 입사 각도 범위(54)로 제2 광속(53b)이 스크린(30)에 입사하도록, 제4 포물선이 적절히 설정되어, 제2 반사 영역(52b)이 구성된다. 이에 의해, 제2 반사 영역(52b)은, 제2 광속(53b)로서 내주면(31)에 대해 투과 각도 범위로 입사하는 발산 광속을 출사하는 것이 가능하게 된다. 스크린(30)에 입사한 발산 광속(제2 광속(53b))은, 스크린(30)에 의한 회절을 받지 않고, 그대로 스크린(30)을 투과한다.

제2 광속(53b)으로서 발산 광속이 사용되는 경우에도, 스크린(30)에 의한 회절을 받지 않고, 제2 광속(53b)를 외측을 향해 출사하는 것이 가능하다. 제2 광속(53b)은, 예를 들면 스크린(30)에 표시되는 서라운드 화상 등을 연출하기 위한 조명 등에 사용된다. 또한 발산 광속의 조사 범위나 조사 방향 등을 적절히 설정함으로써, 다양한 연출을 행하는 것이 가능하다.

이와 같이, 도 6에 나타내는 반사 미러(40)에서는, 주변부에 배치된 제1 반사 영역(52a)으로부터 입사 각도(θ_A)의 대략 평행 광속(제1 광속(53a))이 출사되고, 중심부에 배치된 제2 반사 영역(52b)으로부터 입사 각도가 θ_C~θ_C'가 되는 발산 광속(제2 광속(53b))이 출사된다. 그리고 제1 광속(53a)에 의해, 원통 형상의 스크린(30)에 서라운드 화상이 표시되고, 제2 광속(53b)에 의해, 연출용의 조명 등이 표시된다. 이에 의해, 엔터테인먼트성이 높은 시청 체험을 제공하는 것이 가능하게 된다.

도 8은, 반사 미러의 다른 구성예를 나타내는 모식도이다. 도 9는, 도 8에 나타내는 반사 미러(60)에서 반사되는 화상광(21)의 입사 각도와 스크린(30) 회절 효율의 관계를 나타내는 그래프이다. 도 8에 나타내는 구성예에서는, 도 4에서 설명한 스크린(3)과 마찬가지의 구성을 갖는 스크린이 사용된다.

제1 반사 영역(62a)은, 입사 각도(θ_A)의 대략 평행 광속(제1 광속63a)을 출사 가능하도록 구성된다. 도 8에 나타내는 예에서는, 제1 반사 영역(62a)은, 포물선의 일부를 잘라낸 곡선을 사용하여 구성된다. 이하에서는, 제1 반사 영역(62a)를 구성하는 포물선을 제5 포물선이라고 기재한다. 제1 반사 영역(62a)은, 예를 들면 도 4에 나타내는 제1 반사 영역(42a)과 마찬가지로 구성된다. 즉 상기의 제1 포물선과 제5 포물선은 같은 포물선이 된다.

제2 반사 영역(62b)은, 수렴 광속(제2 광속(63b))을 출사 가능하도록 구성된다. 제2 반사 영역(62b)은, 광축(1)을 포함하는 면에 있어서의 단면 형상이 출사부(20)로부터 보아 오목 형상이 되는 형상을 포함하도록 구성된다. 따라서 도 8에 나타낸 바와 같이, 제2 반사 영역(62b)은, 화상광(21)이 입사하는 쪽으로부터 보아 오목한 형상이 된다.

제2 반사 영역(62b)의 단면 형상은, 예를 들면 반사된 화상광이 소정의 위치(집광 위치(P))에 집광하도록 설계된다. 즉 광축(1)을 포함하는 단면에 있어서, 제2 반사 영역(62b)으로 반사된 화상광(21)이 집광 위치(P)를 통과하도록, 오목 형상의 단면 형상이 설정된다. 이 단면 형상은, 예를 들면 원호 형상, 포물선, 자유곡선 등을 사용하여 적절히 설정 가능하다.

도 8에 나타내는 예에서는, 화상 표시 장치(100)(스크린(30)의 내측에 집광 위치(P)가 설정되어 있다. 이 경우, 집광 위치(P)를 통과한 광은, 발산 광속으로서 스크린(3)의 내주면(31)에 입사하게 된다. 한편, 집광 위치(P)를 화상 표시 장치(100)의 외측에 설정하는 것도 가능하다. 이 경우, 화상광(21)은, 수렴 광속으로서 내주면(31)에 입사하게 된다.

이와 같이, 집광 위치(P)를 설정함으로써, 예를 들면 제2 반사 영역(62b)으로부터 출사된 수렴 광속에 포함되는 광선의 내주면(31)에 대한 입사 각도를 용이하게 제어하는 것이 가능하게 된다. 한편, 집광 위치(P)를 설정하는 경우로 한정되지 않으며, 예를 들면 반사된 화상광이, 집광 위치(P)에 대신해서, 소정의 범위(집광범위)에 집광하도록 제2 반사 영역(62b)이 구성되어도 된다.

제1 반사 영역(62a)과 제2 반사 영역(62b)은, 큰 단차가 없도록 접속된다. 따라서, 반사 미러(60)의 단면은, 제5 포물선을 잘라낸 곡선과 오목 형상의 곡선이 접속된 형상을 포함하게 된다.

제2 반사 영역(62b)의 오목 형상의 단면 형상은, 수렴 광속인 제2 광속(63b)이, 스크린(30)을 투과하는 각도 범위로 입사하도록 설정된다. 즉, 제2 광속(63b)에 포함되는 각 광선이 스크린(30)을 투과하도록, 제2 반사 영역(62b)이 구성된다.

예를 들면, 도 9에 나타낸 바와 같이, 스크린(30) 회절 효율의 피크 구조(36)와 겹치지 않는 입사 각도 범위(64)가 설정된다. 도 9에는, 입사 각도(θ_D)로부터 입사 각도(θ_D')까지의 범위에 설정된 입사 각도 범위(64)가 모식적으로 도시되어 있다. 입사 각도(θ_D) 및 입사 각도(θ_D')는, 피크 구조(36)(회절 각도 범위(4))에 포함되지 않는, 즉 투과 각도 범위 내의 각도이다. 입사 각도 범위(64)의 크기 등은 한정되지 않으며, 예를 들면 피크 구조(36)와 겹치지 않는 임의의 각도 범위로 입사 각도 범위(64)가 설정되어도 된다.

설정된 입사 각도 범위(64)로 제2 광속(63b)이 스크린(30)에 입사하도록, 오목 형상의 단면 형상이 적절히 설정되어, 제2 반사 영역(62b)이 구성된다. 이에 의해, 제2 반사 영역(62b)은, 제2 광속(63b)으로서 내주면(31)에 대해 투과 각도 범위로 입사하는 수렴 광속을 출사하는 것이 가능하게 된다. 스크린(30)에 입사한 수렴 광속(제2 광속(63b))은, 스크린(30)에 의한 회절을 받지 않고, 그대로 스크린(30)을 투과한다.

제2 광속(63b)으로서 수렴 광속이 사용되는 경우에도, 스크린(30)에 의해 회절되지 않고, 제2 광속(63b)을 외측을 향해 출사하는 것이 가능하다. 예를 들면 도 8에 나타낸 바와 같이, 스크린(30) 내측에 집광 위치(P)가 설정될 경우에는, 서라운드 화상을 연출하는 조명 등을 밝게 표시하는 것이 가능하게 되고, 다이나믹 레인지가 넓은 연출 효과를 발휘하는 것이 가능하다.

또한 예를 들면, 테이블이나 바닥 등의 배치면(12)을 향해 수렴하는 수렴 광속을 출사함으로써, 외부 조사 영역(12)에 표시되는 화상의 휘도 등을 크게 증대하는 것이 가능하다(도 1참조). 이에 의해, 충분하게 밝은 인디케이터 등을 표시하는 것이 가능하게 된다. 이 결과, 시인성이 우수한 부가 정보의 표시 등을 실현하는 것이 가능하게 되고, 높은 사용성을 발휘하는 것이 가능하게 된다. 그 밖에, 수렴 광속의 집광 위치(P)(집광범위)나 조사 방향 등을 적절히 설정함으로써, 여러가지 연출을 하는 것이 가능하다.

이상, 본 실시 형태에 따른 화상 표시 장치(100)에서는, 출사부(20)로부터 광축(1)을 따라 출사된 화상광(21)이, 출사부(20)에 대향하여 배치된 반사 미러(40)로 입사한다. 반사 미러(40)에는, 복수의 반사 영역(42)이 설치된다. 복수의 반사 영역(42)으로 입사한 화상광(21)은, 광축(1)의 주위의 적어도 일부에 배치된 스크린(30)을 향해, 복수의 광속(43)으로 분할되어 반사된다. 이와 같이, 화상광(21)을 분할하여 조사함으로써, 서라운드 스크린 등에 대해 엔터테인먼트성이 높은 화상 표시를 실현하는 것이 가능하게 된다.

서라운드 스크린에 대해 화상 표시를 행하는 방법으로서, 회전체 미러의 반사면 전체를 사용하여 화상 등을 투영하는 방법이 생각된다. 이 경우, 회전체 미러의 중심 부근에서 반사된 광은, 서라운드 스크린상에서 확대 투영되기 때문에, 휘도나 해상도가 저하될 가능성이 발생한다.

도 10은, 비교예로서 드는 화상 표시 장치의 구성예를 나타내는 모식도이다. 도 10에 나타내는 화상 표시 장치에서는, 회전체 미러(70)의 중심 부근에서 반사된 광선(71)이, 스크린(72)의 하단을 향해 반사된다.

도 3을 참조하여 설명한 바와 같이, 회전체 미러(70)의 중심 부근에 투영되는 화상광은 정보량이 적다. 또한 회전체 미러(70)의 중심 부근에서 반사된 광선(71)(화상광)은, 회전체 미러(70)의 주변부에서 반사되는 경우와 비교하여, 스크린(72)에 도달할 때까지 크게 확대된다. 이 때문에, 스크린(72)의 하단에서는 화소가 거칠어져, 해상도의 저하를 초래할 우려가 있다. 또한 확대 배율이 높기 때문에, 휘도가 저하되는 경우도 있을 수 있다. 그 결과, 스크린(72)에서의 화상 표시가 열화할 가능성이 있다.

예를 들면, 회전체 미러(70)의 중심 부근에 투영되는 화상광을 사용하지 않음으로써, 화상 표시의 열화를 억제하는 방법이 생각된다. 이 경우, 예를 들면 중심부에 투영되는 화상광을 점등하지 않도록 검은색인 화상 데이터 등이 사용된다. 따라서, 스크린(72)에서의 화상 표시에 사용하지 않는 화상광을 투영하게 되고, 불필요한 데이터 처리 등이 발생할 가능성이 있다.

또한 서라운드 스크린에 대한 화상 표시 이외에, 장치의 주변에 인디케이터 등을 표시시키는 방법으로서, 인디케이터 등을 표시하기 위한 다른 표시 장치를 설치하는 방법이 생각된다. 이 경우, 새롭게 광원 등을 설치할 필요가 생긴다.

도 11은, 비교예로서 든 다른 화상 표시 장치의 구성예를 나타내는 모식도이다. 도 11에 나타내는 화상 표시 장치에서는, 탁상에 인디케이터 등을 표시하기 위한 광원(73)이 화상 표시 장치의 상부에 설치된다. 이 경우, 별도의 광원(73) 등을 사용하기 때문에, 화상 표시 장치의 비용이 증대할 가능성이 있다. 또한 새롭게 광원(73) 등을 추가함으로써, 장치 사이즈가 증가하는 경우가 있을 수 있다.

본 실시 형태에 따른 화상 표시 장치(100)에 있어서는, 반사 미러(40)에는, 제1 반사 영역(42a)과 제2 반사 영역(42b)이 설치된다. 제1 반사 영역(42a)은, 서라운드 화상 등을 표시하는 제1 광속(43a)을 출사하고, 제2 반사 영역(42a)은, 인디케이터 등을 표시하는 제2 광속(43b)을 출사한다. 이와 같이, 반사 영역마다, 광속을 나누어서 출사함으로써, 스크린(30)에서의 고품질의 화상 표시를 실현함과 함께, 인디케이터 등을 표시하는 것이 가능하게 되고, 높은 엔터테인먼트성을 발휘하는 것이 가능하게 된다. 이 결과, 부가가치가 높은 화상 표시 장치를 제공하는 것이 가능하게 된다.

제1 반사 영역(42a)은, 반사 미러(40)의 주변부에 설치되고, 제2 반사 영역(42b)은, 반사 미러(40)의 주변부에 설치된다. 이에 의해, 스크린(30)에 표시하는데 적합한 화상광을 사용하여 서라운드 화상 등을 표시하는 것이 가능하게 되고, 해상도나 휘도가 높고 충분히 고품질의 화상 표시를 실현하는 것이 가능하게 된다.

또한 제2 반사 영역(42b)은, 해당 제2 반사 영역(42b)으로 반사되는 제2 광속(43b)이, 스크린(30)을 투과하는 입사 각도가 되도록 구성된다. 이에 의해, 중심부에 투영되는 화상광(21)을 이용하여, 인디케이터, 자막, 조명 등을 표시하는 것이 가능하게 된다. 즉, 스크린(30)의 표시에 맞지 않은 화상광(21)을 이용하여, 그 화상광(21)에 적합한 컨텐츠 등을 표시하는 것이 가능하게 된다.

이에 의해, 중심부에 투영되는 화상광(21)을 활용하는 것이 가능하게 되고, 불필요한 데이터 처리 등이 발생하는 것을 억제 가능하다. 또한, 출사부(20)로부터 출사되는 화상광(21)을 그대로 사용하는 것이 가능하기 때문에, 새롭게 광원 등을 설치하지 않고, 인디케이터 등을 표시하는 기능을 부가하는 것이 가능하다. 이에 의해, 장치 사이즈나 장치 비용 등을 증대시키지 않고 우수한 어뮤즈먼트성을 발휘하는 화상 표시 장치(100)를 제공하는 것이 가능하다. 그 결과, 원통 디스플레이 등 표시 장치에 새로운 가치를 만들어 내는 것이 가능하다.

<제2 실시 형태>

본 기술에 따른 제2 실시 형태의 화상 표시 장치에 대해 설명한다. 이 이후의 설명에서는, 상기의 실시 형태에서 설명한 화상 표시 장치(100)에 있어서의 구성 및 작용과 마찬가지인 부분에 대해서는, 그 설명을 생략 또는 간략화한다.

도 12는, 본 기술의 제2 실시 형태에 따른 화상 표시 장치(200)의 외관을 모식적으로 나타내는 도면이다. 화상 표시 장치(200)는, 360도의 전방위에 걸쳐 표시되는 서라운드 화상을 표시하는 원통형의 표시 장치이다. 화상 표시 장치(200)는, 출사부(220)와, 스크린 유닛(250)과, 반사 미러(240)를 갖는다. 한편, 출사부(220) 및 반사 미러(240)는, 예를 들면 도 1에 나타내는 출사부(20) 및 반사 미러(40)와 마찬가지로 구성된다.

스크린 유닛(250)은, 제1 스크린(230a)과, 제2 스크린(230b)을 갖는다. 제1 스크린(230a)은, 원통 형상이며 광축(1)의 주위 전체에 걸쳐 배치된다. 제1 스크린(230a)은, 원통 형상의 내측 제1 내주면(231a)과, 외측의 제1 외주면(232a)을 갖는다.

제1 스크린(230a)은, 확산 기능을 가진 투과형 홀로그램(33)에 의해 구성된다. 또한, 제1 스크린(230a)은, 제1 내주면(231a)에 대해 입사 각도(θ_A)로 입사하는 광을 가장 효율적으로 회절하도록 구성된다. 즉, 제1 스크린(230a)의 회절 효율은, 입사 각도(θ_A)에서 피크값를 취하는 각도 분포(피크 구조)를 갖는다.

따라서, 제1 내주면(231a)은, 입사 각도(θ_A)로 입사하는 광을 확산하는 확산면으로서 기능한다. 본 실시 형태에서는, 입사 각도(θ_A)는, 제1 각도에 상당하고, 제1 내주면(231a)은, 제1 확산면에 상당한다. 제1 스크린(230a)은, 예를 들면 도 1에 나타내는 스크린(30)과 마찬가지로 구성된다.

제2 스크린(230b)은, 원통 형상이며, 제1 스크린(230a)의 외측에 소정의 간격을 두고, 광축(1)의 주위 전체에 걸쳐 배치된다. 제2 스크린(230b)은, 원통 형상의 내측 제2 내주면(23lb)과, 외측의 제2 외주면(232b)을 갖는다.

제2 스크린(230b)은, 확산 기능을 가진 투과형 홀로그램(33)에 의해 구성된다. 또한, 제2 스크린(230b)은, 제2 내주면(23lb)에 대해 입사 각도(θ_B)로 입사하는 광을, 가장 효율적으로 회절하도록 구성된다. 즉, 제2 스크린(230b)의 회절 효율은, 입사 각도(θ_B)에서 피크값를 취하는 각도 분포(피크 구조)를 갖는다.

따라서, 제2 내주면(23lb)은, 입사 각도(θ_B)로 입사하는 광을 확산하는 확산면으로서 기능한다. 본 실시 형태에서는, 입사 각도(θ_B)는, 제2 각도에 상당하고, 제2 내주면(23lb)은, 제2 확산면에 상당한다.

이와 같이, 스크린 유닛(250)은, 제1 스크린(230a)이 내측에 배치되고, 제2 스크린(230b)이 외측에 배치된 원통 형상의 2중 스크린이 된다. 예를 들면, 소정의 두께를 갖는 원통 형상의 투명 부재의 내측에 제1 스크린(230a)이 부착되고, 외측에 제2 스크린(230b)이 부착된다. 예를 들면 이러한 구성이 가능하다.

도 13은, 스크린 유닛(250)의 회절 효율에 일례를 나타내는 모식도이다. 도 13에는, 제1 스크린(230a)의 회절 효율의 각도 분포(제1 피크 구조(36a))와 제2 스크린(230b)의 회절 효율의 각도 분포(제2 피크 구조(36b))가 모식적으로 도시되어 있다.

예를 들면 제1 스크린(230a)은, 제1 피크 구조(236a)가 입사 각도(θ_A)에서 피크값이 되도록 구성된다. 이 경우, 제2 스크린(230b)은, 제2 피크 구조(236b)가 입사 각도(θ_A)와는 다른 입사 각도(θ_B)에서 피크값이 되도록 적절히 구성된다. 전형적으로는, 제2 피크 구조(236b)가 제1 피크 구조(236a)와 겹치지 않도록 입사 각도(θ_B)가 설정된다. 한편, 스크린 유닛(250)에서의 화상 표시가 적절히 실행 가능하게 되는 범위에서, 제1 피크 구조(236a)와 제2 피크 구조(236b)가 부분적으로 겹치도록 입사 각도(θ_B)를 설정하는 것도 가능하다.

예를 들면 제1 스크린(230a)은, 입사 각도(θ_A)로 입사하는 광을 높은 비율로 회절하고, 입사 각도(θ_B)로 입사하는 광을 대부분 회절하지 않고 투과한다. 또한 제2 스크린(230b)은, 입사 각도(θ_B)로 입사하는 광을 높은 비율로 회절하고, 입사 각도(θ_A)로 입사하는 광을 대부분 회절하지 않고 투과한다. 이에 의해, 서로 설정된 입사 각도의 광을 선택적으로 회절하는 2중 스크린을 구성하는 것이 가능하게 된다.

도 12에 돌아가서, 반사 미러(240)의 제1 반사 영역(242a)에서는, 출사부(220)로부터 출사된 화상광(21)이 반사되어, 입사 각도(θ_A)의 제1 광속(43a)이 출사된다. 제1 광속(43a)은, 제1 스크린(230a)의 제1 내주면(231a)로 입사하고, 제1 스크린(230a)에 기록된 간섭 줄무늬에 의해 회절되어, 확산광(3)으로서 제1 외주면(232a)으로부터 출사된다. 이하에서는, 제1 스크린(230a)(제1 외주면(232a))으로부터 출사된 확산광(3)을 제1 확산광(3a)이라고 기재한다.

제1 확산광(3a)은, 제2 스크린(230b)의 제2 내주면(23lb)로 입사한다. 제1 확산광(3a)의 확산 범위는, 예를 들면 제2 스크린(230b)에 의한 회절을 받지 않는 각도 범위가 되도록 적절히 설정된다. 따라서, 제1 확산광(3a)은, 제2 스크린(230b)을 투과하여 제2 외주면(232b)로부터 출사된다. 그 결과, 스크린 유닛(250)의 외측 유저는, 제1 스크린(230a)에 표시된 서라운드 화상 등을 시인하는 것이 가능하다.

또한 반사 미러(240)의 제2 반사 영역(242b)에서는, 출사부(220)로부터 출사된 화상광(21)이 반사되어, 입사 각도(θ_B)의 제2 광속(43b)이 출사된다. 제2 광속(43b)은, 제1 스크린(230a)의 제1 내주면(231a)로 입사하고, 제1 스크린(230a)을 투과하여, 제1 외주면(232a)으로부터 출사된다.

제1 스크린(230a)을 투과한 제2 광속(43b)은, 제2 스크린(230b)의 제2 내주면(23lb)에 입사한다. 제2 광속(43b)은, 제2 스크린(230b)에 기록된 간섭 줄무늬에 의해 회절되고, 확산광(3)으로서 제2 외주면(232b)으로부터 출사된다. 이하에서는, 제2 스크린(230b)(제2 외주면(232b))으로부터 출사된 확산광(3)을 제2 확산광(3b)이라고 기재한다.

그 결과, 제2 스크린(230b)에는, 제2 확산광(3)에 의해 자막, 텔롭, 아이콘 등의 화상이 표시된다. 한편, 도 12에 나타낸 바와 같이, 제2 광속(43b)이 조사되는 영역(제2 확산광(3b)가 출사되는 영역)은, 서라운드 화상 등이 표시되는 영역과 겹치고 있다. 따라서, 유저는, 제2 확산광(3b)에 의해 표시되는 화상을, 서라운드 화상 등에 중첩해서 시인하는 것이 가능하게 된다. 이하에서는 제2 확산광(3b)에 의해 표시되는 화상을 중첩 화상이라고 기재한다.

이와 같이, 제1 스크린(230a) 및 제2 스크린(230b)에는, 서라운드 화상과 중첩 화상이 각각 표시된다. 이에 의해, 예를 들면 고해상도의 서라운드 화상을 사용하여 영상 표현을 행하고, 거기에 자막이나 아이콘이나 배경 등을 표시하는 것이 가능하게 된다. 이에 의해, 투명한 스크린 유닛(250) 상에 영상을 중첩하는 것이 가능하게 되어, 엔터테인먼트성이 높은 화상 표시를 실현하는 것이 가능하게 된다.

또한, 제1 스크린(230a) 및 제2 스크린(230b)의 간격(투명 부재의 두께 등)을 적절히 설정함으로써, 투명한 스크린 유닛(250) 상에 떠오른 영상 등을 중첩하는 것이 가능하게 된다. 그 결과, 부유감이나 깊이가 있는 영상 표현이 가능하게 되고, 우수한 시각 효과를 발휘하는 것이 가능하게 된다.

도 14는, 화상 표시 장치(200)를 사용한 화상 표시의 일례를 설명하기 위한 모식도이다. 도 14A는, 평면상에서의 입체시(立體視)의 일례를 나타내는 모식도이다. 도 14B는, 원통 형상의 스크린 유닛(250)을 사용한 입체시의 일례를 나타내는 모식도이다. 2중 구조의 스크린 유닛(250)에서는, 제1 및 제2 스크린(230a 및 230b) 사이의 간격을 이용하여, DFD(Depth-Fused-3D) 등을 사용한 입체시를 실현하는 것이 가능하다.

DFD란, 깊이를 나타내는 것으로 입체시를 실현하는 방법이다. 도 14A에 나타낸 바와 같이, 유저(5)의 시야 내에서, 투명한 2개의 평면 화상(2D 영상 등)을 전후에 겹쳐서 배치한다. 평면 화상으로서는, 예를 들면 표시한 3차원의 물체를 2차원에 투영한 상이 사용된다. 유저(5)는, 전방에 표시된 전방 화상(233)과, 후방에 표시된 후방 화상(234)을 시인할 때, 각 화상을 2개의 화상으로서가 아니고, 깊이 방향으로 융합된 하나의 상으로서 인식(착시)하는 경우가 있다. 즉 표시된 화상이 입체시로서 인식된다.

도 14B에는, 원통 형상의 스크린 유닛(250)으로, DFD를 이용한 입체시를 행하는 경우의 표시예가 모식적으로 도시되어 있다. 예를 들면, 제1 스크린(230a)에 후방 화상(234)을 표시하고, 제2 스크린(230b)에 후방 화상과 겹치도록 전방 화상(233)을 표시한다. 유저(5)는, 전방 화상(233)과 후방 화상(234)을 겹쳐서 시인함으로써, 각 화상을 하나의 입체적인 상으로서 인식하는 것이 가능하다.

이와 같이, 2개의 투과형 홀로그램(33)을 조합시킨 2중 구조의 스크린 유닛(250)을 사용함으로써, 입체적인 상이 공중에 떠 있는 듯이 보이는 시청 체험을 제공하는 것이 가능하게 된다. 이에 의해, 하나의 영상원(출사부(220))을 사용하여 우수한 시각 효과를 발휘하는 것이 가능하게 된다.

또한, 제1 스크린(230a) 및 제2 스크린(230b)의 순서나 간격 등은 한정되지 않는다. 예를 들면 제2 스크린(230b)을 내측에 배치하고, 제1 스크린(230a)을 외측에 배치하여도 된다. 이에 의해 배면에 떠오른 깊이가 있는 중첩 화상 등을 표시하는 것이 가능하게 된다. 또한 예를 들면, 원하는 시각 효과(입체시 등)을 실현하는 것이 가능하게 되도록, 각 스크린의 간격(투명 부재의 폭 등)이 적절하게 설정되어도 된다. 또한, 제1 스크린(230a)과 제2 스크린(230b)을 간격을 두지 않고 접합하는 구성이 채용되어도 된다. 그 밖에, 스크린 유닛(250)이 구체적인 구성은 한정되지 않는다.

<제3 실시 형태>

도 15는, 본 기술의 제3 실시 형태에 따른 화상 표시 장치(300)의 외관을 모식적으로 나타내는 도면이다. 화상 표시 장치(300)는, 360도의 전방위에 걸쳐 표시되는 서라운드 화상을 표시하는 원통형의 표시 장치이다. 화상 표시 장치(300)는, 출사부(320)와, 스크린(330)과, 반사 미러(340)를 갖는다. 한편, 출사부(320)는, 예를 들면 도 1에 나타내는 출사부(20)과 마찬가지로 구성된다

스크린(330)은, 원통 형상이며, 출사부(320)의 광축(1)의 주위의 전체 주위에 걸처 배치된다. 스크린(330)은 확산 기능을 갖는 투과형 홀로그램(33)에 의해 구성된다. 스크린(330)은 예를 들면 참조광을 3가지의 입사 각도로 입사하여 노광된 간섭 줄무늬가 기록된다. 또한 각 입사 각도에서의 노광이 행하여질 때, 참조광의 노광 파장으로서 각각 다른 파장이 사용된다. 즉 3종류의 노광 파장의 참조광을 사용하여 파장마다 입사 각도를 바꾸어 간섭 줄무늬가 기록된다. 간섭 줄무늬의 기록(노광)은 예를 들면 3회로 나누어 실행된다.

참조광으로서는, 적색광 R(파장 약 630nm), 녹색광 G(파장 약 530nm), 청색광 B(파장 약 455nm)이 사용된다. 예를 들면, 적색광 R, 녹색광 G, 청색광 B는, 입사 각도(θ_r), 입사 각도(θ_g), 입사 각도(θ_b)로 투과형 홀로그램(33)에 입사되어, 각 파장에 따른 간섭 줄무늬가 각각 노광된다. 한편, 각 입사 각도는 θ_r<θ_g<θ_b이며, 각각의 값은, 후술하는 조사 영역(335)에 따라 설정된다. 또한 물체광으로서는, 참조광과 같은 파장의 확산광이 사용된다. 또한 물체광(확산광)의 입사 각도는, 각 파장에서 같은 각도가 사용된다.

예를 들면, 스크린(330)에 대해 입사 각도(θ_r)에서 적색광 R이 입사되면, 적색광 R은 회절 효율의 피크값에서 회절되고, 적색의 확산광(3)으로서 출사된다. 마찬가지로, 입사 각도(θ_g)로 입사한 녹색광 G 및 입사 각도(θ_b)로 입사한 청색광 B는, 각각 최대의 회절 효율로 회절되고, 녹색의 확산광(3) 및 청색의 확산광(3)으로서 출사된다. 이와 같이, 스크린(330)은, 각각 다른 각도로 입사하는 서로 파장이 다른 광을 확산하도록 구성된다. 한편 다른 방법을 이용하여 스크린(330)이 구성되어도 된다.

반사 미러(340)는, 제1 반사 영역(342a)과, 제2 반사 영역(342b)과, 제3 반사 영역(342c)을 갖는다. 각 반사 영역은, 반사 미러(340)의 중심(광축(1))으로부터 외주에 걸쳐, 제3 반사 영역(342c), 제2 반사 영역(342b), 제1 반사 영역(342a)의 순서로 배치된다.

제1 반사 영역(342a)은, 화상광(21)을 반사하여 스크린(330)에 대해 입사 각도(θ_b)로 입사하는 대략 평행 광속을 출사 가능하도록 구성된다. 제2 반사 영역(342b)은, 화상광(21)을 반사하여 스크린(330)에 대해 입사 각도(θ_g)로 입사하는 대략 평행 광속을 출사 가능하도록 구성된다. 제3 반사 영역(342c)는, 화상광(21)을 반사하여 스크린(330)에 대해 입사 각도(θ_r)로 입사하는 대략 평행 광속을 출사 가능하도록 구성된다.

또한 입사 각도(θ_r), 입사 각도(θ_g), 및 입사 각도(θ_b)는, 각 반사 영역에서 출사된 대략 평행 광속이 스크린(330) 상에 설치된 조사 영역(335)로 입사하도록 설정된다. 예를 들면 입사 각도(θ_r), 입사 각도(θ_g), 및 입사 각도(θ_b)는, 같은 범위에 대략 평행 광속이 출사되도록, 조사 영역(335)과 각 반사 영역의 배치에 기초하여 설정된다. 본 실시 형태에서는, 조사 영역(335)은, 소정의 조사 범위에 상당한다.

도 15에는, 제1~제3 반사 영역(342a~342c)에서 반사된 화상광(21)이, 스크린(330) 상에 설정된 조사 영역(335)로 입사하는 모습이 모식적으로 도시되어 있다. 조사 영역(335)이 설치되는 위치나 조사 영역(335)의 사이즈 등은 한정되지 않으며, 적절히 설정되어도 된다.

출사부(320)에 의해, 각 반사 영역을 향해, 색(파장)이 다른 화상광(21)이 각각 투영된다. 예를 들면 제1 반사 영역(342a)에는, 청색의 화상광(21)이 투영되며, 제1 반사 영역(342a)으로부터는 조사 영역(335)을 향해 청색의 대략 평행 광속이 출사된다. 또한 제2 반사 영역(342b)에는 녹색의 화상광(21)이 투영되며, 제2 반사 영역(342b)로부터는 조사 영역(335)을 향해 녹색의 대략 평행 광속이 출사된다. 또한 제3 반사 영역(342c)에는 적색의 화상광(21)이 투영되며, 제3 반사 영역(342c)로부터는 조사 영역(335)을 향해 적색의 대략 평행 광속이 출사된다.

이와 같이, 본 실시 형태에서는, 제1~제3 반사 영역(342a~342c)에 의해, 스크린(330) 상의 조사 영역(335)에 대해, 서로 파장의 다른 청색, 녹색, 및 적색의 대략 평행 광속이 출사된다. 따라서, 조사 영역(335)에는, 각 반사 영역에서 출사된 청색, 녹색, 및 적색의 각 색의 대략 평행 광속이 입사하도록 된다.

조사 영역(335)으로 입사한 각 색의 대략 평행 광속은, 높은 회절 효율로 회절되어, 확산광으로서 출사된다. 이 결과, 조사 영역(335)에는, RGB의 각 화상이 중첩하여 표시된다. 한편, 출사부(320)로부터 출사되는 RGB의 각 색의 화상광(21)은, 예를 들면 스크린(330) 상의 조사 영역(335)에 컬러 화상 등이 표시되도록 적절히 구성된다. 이에 의해, 조사 영역(335) 상에 휘도가 높은 밝은 컬러 화상 등을 표시하는 것이 가능하게 된다.

이와 같이, 투과형 홀로그램(33)(스크린(330))이 높은 입사 각도 선택성을 이용함으로써, 화상의 휘도 등을 향상하는 것이 가능하게 된다. 그 결과, 예를 들면 높은 다이나믹 레인지를 확보하는 것이 가능하게 되고, 서라운드 스크린 등에 대해, 시인성이 높은 고품질의 서라운드 화상 등을 표시하는 것이 가능하게 된다.

<제4 실시 형태>

도 16은, 본 기술의 제4 실시 형태에 따른 화상 표시 장치(400)의 외관을 모식적으로 나타내는 도면이다. 화상 표시 장치(400)는, 출사부(420)와, 스크린(430)과, 반사 미러(440)를 갖는다. 도 16에 나타낸 바와 같이, 화상 표시 장치(400)에서는, 평면 형상의 스크린(430)이 사용된다. 이하에서는 화상 표시 장치(400)이 배치되는 면방향을 수평 방향이라고 하고 수평 방향과 직교하는 방향을 상하 방향으로 한다. 또한 스크린(430)의 두께 방향을 전후 방향으로 한다.

출사부(420)는, 화상 표시 장치(400)의 하측에 배치되고, 상방을 향해 화상광(21)을 출사한다. 스크린(430)은, 평면 형상이며 상하 방향으로 평행하게 배치된다. 스크린(430)은 화상광(21)이 입사하는 내면(431)과, 그 반대측의 외면(432)을 갖는다.

또한 스크린(430)은, 확산 기능을 갖는 투과형 홀로그램(33)에 의해 구성된다. 스크린(430)은, 예를 들면 내면(431)에 대해 입사 각도(θ_A)로 입사하는 광을 회절하고, 외면(432)으로부터 확산광(3)으로서 출사하도록 구성된다. 한편, 입사 각도(θ_A)로부터 떨어진 각도로 입사하는 광은, 스크린(430)을 그대로 투과한다. 본 실시 형태에서는, 내면(431)은, 제1 확산면에 상당한다.

반사 미러(440)는, 제1 반사 영역(442a)과, 제2 반사 영역(442b)을 갖는다. 제1 반사 영역(442a)은, 출사부(420)로부터 출사된 화상광(21)을 반사하고, 스크린(430)의 내면(431)에 대해 입사 각도(θ_A)로 입사하는 대략 평행 광속을 출사하도록 구성된다. 즉 제1 반사 영역(442a)에 있어서, 화상광(21)이 반사되는 각 반사 위치부터는, 동일한 방향(내면(431)에 대해 입사 각도(θ_A)로 입사하는 방향)을 따라 화상광(21)이 내면(431)을 향해 반사된다.

제1 반사 영역(442a)은, 예를 들면 광축(1)을 포함해 상하 방향 및 전후 방향으로 평행한 면(이하 중심면이라고 기재함)에 있어서의 단면 형상이, 정점이 위를 향하는 포물선의 일부를 잘라 낸 선분을 포함하도록 구성된다.

중심면에 평행한 다른 면에 있어서의 제1 반사 영역(442a)의 단면 형상은, 예를 들면 중심면에 있어서의 포물선을 기준으로 하여, 중심면에서의 거리(깊이) 등에 따라 적절히 설계된다. 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 제1 반사 영역(442a)을 구성가능한 임의의 방법이 사용되어도 된다.

예를 들면, 화상광(21)을 구성하는 각 화소의 출사 방향을 나타내는 각 벡터에 대해, 각 벡터의 각각을 원하는 방향으로 반사하는 매우 작은 반사면을 산출하는 방법이 사용되어도 된다. 이 경우, 예를 들면 벡터의 Z성분(깊이 성분)을 제로로 하고, X성분 및 Y성분의 비율을 대략 일정하게 하는 매우 작은 반사면을 시뮬레이션함으로써 전체의 반사면을 구성하는 것이 가능하다.

제2 반사 영역(442b)은, 출사부(420)로부터 출사된 화상광(21)을 반사하고, 스크린(430)의 내면(431)에 대해 입사 각도(θ_B)로 입사하는 대략 평행 광속을 출사하도록 구성된다. 입사 각도(θ_B)는, 예를 들면 스크린(430)에 의해 회절되지 않고, 스크린(430)을 투과하는 각도로 설정된다. 제2 반사 영역(442b)은, 예를 들면 제1 반사 영역(442a)을 구성하는 방법과 같은 방법을 사용하여, 입사 각도(θ_B)의 대략 평행 광속을 출사 가능하도록 적절히 구성된다.

도 16에 나타낸 바와 같이, 반사 미러(440)의 제1 반사 영역(442a)로부터 출사된 입사 각도(θ_A)의 대략 평행 광속은, 스크린(430)에 의해 회절되고, 외면(432)으로부터 확산광(3)으로서 출사된다. 이에 의해, 평면 형상이 투명한 스크린(430)에 화상이 표시된다. 또한 제2 반사 영역(442b)로부터 출사된 입사 각도(θ_B)의 대략 평행 광속은, 스크린(430)을 투과하고, 테이블이나 바닥 등의 배치면에 조사된다. 이에 의해, 화상 표시 장치(400)의 외측에 인디케이터 등을 표시하는 것이 가능하게 된다.

이와 같이, 평면 형상의 스크린(430)이 사용되는 경우에도, 스크린(430)에서의 회절과 투과를 동시에 성립시켜, 스크린(430) 상에서의 화상 표시와 장치 외부에 인디케이터 등의 표시를 행하는 것이 가능하게 된다. 이에 의해, 부가가치가 높은 화상 표시 장치(400)를 제공하는 것이 가능하게 된다.

또한, 투과형 홀로그램을 사용하는 경우에 한정되지 않으며, 예를 들면 반사형 홀로그램에 의해 구성된 스크린(430) 등이 사용되어도 된다.

반사형 홀로그램을 사용한 스크린(430)에서는, 예를 들면 회절 효율이 높은 입사 각도(θ_A)로 입사한 광은, 해당 광이 입사한 면으로부터 확산광으로서 출사된다. 즉 입사 각도(θ_A)로 입사한 광은, 스크린(430)에 의해 확산 반사된다. 또한 예를 들면, 회절되지 않는 입사 각도(θ_B)로 입사한 광은, 스크린(430)을 투과하여, 배치면 등에 조사된다.

이와 같이, 반사형 홀로그램을 사용한 경우, 광속이 입사하는 내면(431) 측에 화상이 표시된다. 또한 외면(432) 측의 배치면(테이블이나 바닥 등)에는, 인디케이터 등이 표시된다. 이에 의해, 예를 들면 하나의 광원을 사용하여, 스크린(430)에 대해 메인 컨텐츠를 표시하고, 그 이면측의 바닥 등에 인디케이터 등을 표시하는 것이 가능하게 된다.

한편, 스크린(430)의 형상은, 평면 형상에 한정되지 않는다. 예를 들면 반원통 형상의 스크린(430)이나, 임의의 곡면 형상을 포함하는 임의의 형상의 스크린(430) 등이 사용되어도 된다. 이러한 경우에도, 스크린(430)의 형상에 맞추어 반사 미러(440)를 적절히 구성함으로써, 스크린(430)에서의 화상 표시와, 인디케이터 등의 표시를 양립하는 것이 가능하다.

이상 설명한 본 기술에 따른 특징 부분 중, 적어도 두 개의 특징 부분을 조합시키는 것도 가능하다. 즉 각 실시 형태에서 설명한 다양한 특징 부분은, 각 실시 형태의 구별 없이, 임의로 조합되어도 된다. 또한 상기에 기재한 다양한 효과는, 어디까지나 예시이며 한정되는 것이 아니며, 또한 다른 효과가 발휘되어도 된다.

한편, 본 기술은 이하와 같은 구성도 취할 수 있다.

(1) 소정의 축을 따라 화상광을 출사하는 출사부와,

상기 소정의 축의 주위의 적어도 일부에 배치되는 조사 대상물과,

상기 소정의 축을 기준으로 하여 상기 출사부에 대향하게 배치되고, 상기 출사된 화상광을 복수의 광속으로 분할하여 상기 조사 대상물을 향해 반사하는 복수의 반사 영역을 갖는 반사부를 구비하는 화상 표시 장치.

(2) (1)에 기재된 화상 표시 장치로서,

상기 복수의 반사 영역은, 상기 화상광을 반사하여 제1 광속을 출사하는 제1 반사 영역과, 상기 화상광을 반사하여 상기 제1 광속과 다른 방향을 따라 진행하는 제2 광속을 출사하는 제2 반사 영역을 포함하는 화상 표시 장치.

(3) (2)에 기재된 화상 표시 장치로서,

상기 조사 대상물은, 제1 각도로 입사하는 광을 확산하는 제1 확산면을 갖고,

상기 제1 반사 영역은, 상기 제1 광속으로서 상기 제1 확산면에 대해 상기 제1 각도로 입사하는 대략 평행 광속을 출사하는 화상 표시 장치.

(4) (3)에 기재된 화상 표시 장치로서,

상기 제1 반사 영역은, 상기 소정의 축을 포함하는 면에 있어서의 단면 형상이 상기 출사부로부터 보아 오목 형상이 되는 포물선의 형상을 포함하고, 상기 포물선의 축과 상기 소정의 축이 서로 다르게 구성되는 화상 표시 장치.

(5) (3) 또는 (4)에 기재된 화상 표시 장치로서,

상기 제1 광속은, 메인 화상을 표시하는 광속인 화상 표시 장치.

(6) (3) 내지 (5) 중 어느 하나에 기재된 화상 표시 장치로서,

상기 제1 확산면은, 상기 제1 각도를 포함하는 제1 각도 범위와는 다른 제2 각도 범위로 입사하는 광을 투과하고,

상기 제2 반사 영역은, 상기 화상광을 반사하여 상기 제1 확산면에 대해 상기 제2 각도 범위로 입사하는 상기 제2 광속을 출사하는 화상 표시 장치.

(7) (6)에 기재된 화상 표시 장치로서,

상기 제2 반사 영역은, 상기 제2 광속으로서 상기 제1 확산면에 대해 상기 제2 각도 범위에 포함되는 제2 각도로 입사하는 대략 평행 광속을 출사하는 화상 표시 장치.

(8) (7)에 기재된 화상 표시 장치로서,

상기 조사 대상물은, 상기 제2 각도로 입사하는 광을 확산하는 제2 확산면을 갖는 화상 표시 장치.

(9) (6)에 기재된 화상 표시 장치로서,

상기 제2 반사 영역은, 상기 제2 광속으로서 상기 제1 확산면에 대해 상기 제2 각도 범위로 입사하는 발산 광속을 출사하는 화상 표시 장치.

(10) (9)에 기재된 화상 표시 장치로서,

상기 제2 반사 영역은, 상기 소정의 축을 포함하는 면에 있어서의 단면 형상이 상기 출사부로부터 보아 볼록 형상이 되는 형상을 포함하는 화상 표시 장치.

(11) (6)에 기재된 화상 표시 장치로서,

상기 제2 반사 영역은, 상기 제2 광속으로서 상기 제1 확산면에 대해 상기 제2 각도 범위로 입사하는 수렴 광속을 출사하는 화상 표시 장치.

(12) (11)에 기재된 화상 표시 장치로서,

상기 제2 반사 영역은, 상기 소정의 축을 포함하는 면에 있어서의 단면 형상이 상기 출사부로부터 보아 오목 형상이 되는 형상을 포함하는 화상 표시 장치.

(13) (3) 내지 (11) 중 어느 하나에 기재된 화상 표시 장치로서,

상기 제2 광속은, 서브 화상, 중첩 화상, 인디케이터, 및 조명의 적어도 하나를 표시하는 광속인 화상 표시 장치.

(14) (2) 내지 (13) 중 어느 하나에 기재된 화상 표시 장치로서,

상기 반사부는, 상기 소정의 축을 기준으로 하는 회전면을 갖고,

상기 복수의 반사 영역은, 상기 회전면에 각각 설치되는 화상 표시 장치.

(15) (14)에 기재된 화상 표시 장치로서,

상기 제1 반사 영역은, 상기 회전면의 주변부에 배치되고,

상기 제2 반사 영역은, 상기 회전면의 중심부에 배치되는 화상 표시 장치.

(16) (1)에 기재된 화상 표시 장치로서,

상기 조사 대상물은, 각각이 다른 각도로 입사하는 서로 파장이 다른 광을 확산하고,

상기 복수의 반사 영역은, 상기 조사 대상물 상의 소정의 조사 범위에 대해, 서로 파장이 다른 상기 복수의 광속을 출사하는 화상 표시 장치.

(17) (1) 내지 (16) 중 어느 하나에 기재된 화상 표시 장치로서,

상기 조사 대상물은, 상기 소정의 축 주위 전체에 걸쳐 배치되는 화상 표시 장치.

(18) (1) 내지 (17) 중 어느 하나에 기재된 화상 표시 장치로서,

상기 조사 대상물은, 상기 소정의 축을 중심축으로 하는 원통 형상으로 구성되는 화상 표시 장치.

(19) (1) 내지 (18) 중 어느 하나에 기재된 화상 표시 장치로서,

상기 조사 대상물은, 회절 광학 소자를 사용한 스크린인 화상 표시 장치.

1: 광축
2, 2a, 2b: 입사광
3, 3a, 3b: 확산광
4: 회절 각도 범위
20, 220, 320, 420: 출사부
21, 21p, 21q: 화상광
30, 330, 430: 스크린
31: 내주면
32: 외주면
33: 투과형 홀로그램
40, 50, 60, 240, 340, 440: 반사 미러
41: 반사면
42a, 52a, 62a, 242a, 442a: 제1 반사 영역
42b, 52b, 62b, 242b, 442b: 제2 반사 영역
43a, 53a, 63a: 제1 광속
43b, 53b, 63b: 제2 광속
250, 스크린 유닛
231a: 제1 내주면
23lb: 제2 내주면
100, 200, 300, 400: 화상 표시 장치

Claims (19)

1. 소정의 축을 따라 화상광을 출사하는 출사부와,
   상기 소정의 축의 주위 적어도 일부에 배치되는 조사 대상물과,
   상기 소정의 축을 기준으로 하여 상기 출사부에 대향하게 배치되고, 상기 출사된 화상광을 복수의 광속으로 분할하여 상기 조사 대상물을 향해 반사하는 복수의 반사 영역을 갖는 반사부를 구비하는 화상 표시 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 복수의 반사 영역은, 상기 화상광을 반사하여 제1 광속을 출사하는 제1 반사 영역과, 상기 화상광을 반사하여 상기 제1 광속과 다른 방향을 따라 진행하는 제2 광속을 출사하는 제2 반사 영역을 포함하는 화상 표시 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 조사 대상물은, 제1 각도로 입사하는 광을 확산하는 제1 확산면을 갖고,
   상기 제1 반사 영역은, 상기 제1 광속으로서 상기 제1 확산면에 대해 상기 제1 각도로 입사하는 대략 평행 광속을 출사하는 화상 표시 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 제1 반사 영역은, 상기 소정의 축을 포함하는 면에 있어서의 단면 형상이 상기 출사부로부터 보아 오목 형상이 되는 포물선의 형상을 포함하고, 상기 포물선의 축과 상기 소정의 축이 서로 다르게 구성되는 화상 표시 장치.
5. 제3항에 있어서,
   상기 제1 광속은, 메인 화상을 표시하는 광속인 화상 표시 장치.
6. 제3항에 있어서,
   상기 제1 확산면은, 상기 제1 각도를 포함하는 제1 각도 범위와는 다른 제2 각도 범위로 입사하는 광을 투과하고,
   상기 제2 반사 영역은, 상기 화상광을 반사하여 상기 제1 확산면에 대해 상기 제2 각도 범위로 입사하는 상기 제2 광속을 출사하는 화상 표시 장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 제2 반사 영역은, 상기 제2 광속으로서 상기 제1 확산면에 대해 상기 제2 각도 범위에 포함되는 제2 각도로 입사하는 대략 평행 광속을 출사하는 화상 표시 장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 조사 대상물은, 상기 제2 각도로 입사하는 광을 확산하는 제2 확산면을 갖는 화상 표시 장치.
9. 제6항에 있어서,
   상기 제2 반사 영역은, 상기 제2 광속으로서 상기 제1 확산면에 대해 상기 제2 각도 범위로 입사하는 발산 광속을 출사하는 화상 표시 장치.
10. 제9항에 있어서,
    상기 제2 반사 영역은, 상기 소정의 축을 포함하는 면에 있어서의 단면 형상이 상기 출사부로부터 보아 볼록 형상이 되는 형상을 포함하는 화상 표시 장치.
11. 제6항에 있어서,
    상기 제2 반사 영역은, 상기 제2 광속으로서 상기 제1 확산면에 대해 상기 제2 각도 범위로 입사하는 수렴 광속을 출사하는 화상 표시 장치.
12. 제11항에 있어서,
    상기 제2 반사 영역은, 상기 소정의 축을 포함하는 면에 있어서의 단면 형상이 상기 출사부로부터 보아 오목 형상이 되는 형상을 포함하는 화상 표시 장치.
13. 제3항에 있어서,
    상기 제2 광속은, 서브 화상, 중첩 화상, 인디케이터, 및 조명의 적어도 하나를 표시하는 광속인 화상 표시 장치.
14. 제2항에 있어서,
    상기 반사부는, 상기 소정의 축을 기준으로 하는 회전면을 갖고,
    상기 복수의 반사 영역은, 상기 회전면에 각각 설치되는 화상 표시 장치.
15. 제14항에 있어서,
    상기 제1 반사 영역은, 상기 회전면의 주변부에 배치되고,
    상기 제2 반사 영역은, 상기 회전면의 중심부에 배치되는 화상 표시 장치.
16. 제1항에 있어서,
    상기 조사 대상물은, 각각이 다른 각도로 입사하는 서로 파장이 다른 광을 확산하고,
    상기 복수의 반사 영역은, 상기 조사 대상물 상의 미리 정해진 조사 범위에 대해, 서로 파장이 다른 상기 복수의 광속을 출사하는 화상 표시 장치.
17. 제1항에 있어서,
    상기 조사 대상물은, 상기 소정의 축 주위 전체에 걸쳐 배치되는 화상 표시 장치.
18. 제1항에 있어서,
    상기 조사 대상물은, 상기 소정의 축을 중심축으로 하는 원통 형상으로 구성되는 화상 표시 장치.
19. 제1항에 있어서,
    상기 조사 대상물은, 회절 광학 소자를 사용한 스크린인 화상 표시 장치.
    

Images