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表示装置及び空中像の表示方法 NEW

国内特許コード P190016419
整理番号 (S2016-1109-N0)
掲載日 2019年10月25日
出願番号 特願2018-537413
出願日 平成29年8月31日(2017.8.31)
国際出願番号 JP2017031448
国際公開番号 WO2018043673
国際出願日 平成29年8月31日(2017.8.31)
国際公開日 平成30年3月8日(2018.3.8)
優先権データ
  • 特願2016-170363 (2016.8.31) JP
発明者
  • 山本 裕紹
  • 久次米 亮介
出願人
  • 国立大学法人宇都宮大学
発明の名称 表示装置及び空中像の表示方法 NEW
発明の概要 本発明を適用した実施形態である表示装置(1A)は、光源(2)と、光源から出射された第一出射光(L1)を第一反射光(L2)として表面反射させる光分岐部(4)と、第一反射光を再帰反射光(L3)として光分岐部に向けて再帰反射する再帰反射部(6)と、再帰反射光の観察位置に向けて再帰反射部によって表面反射された表面反射光(L4)を遮る第一遮光部(8)と、を備えている。光分岐部は、再帰反射された再帰反射光の少なくとも一部を透過させる。
従来技術、競合技術の概要

近年、通信・放送、エンターテイメント、アート、医療等をはじめとする分野において、環境や空間を利用し、特殊なメガネ等をかけなくても見える像を三次元空間内に表示可能な空中表示技術が注目されている。前述のように三次元空間内に像を表示する方法の一つとして、再帰反射を用いた空中表示(Aerial Imaging by Retro-Reflection:AIRR)が知られている(例えば、非特許文献1参照)。

例えば、特許文献1に、部品数を抑えた構成の一例として、対象物(光源)からの光の通路に置かれるビーム分割装置、及びビーム分割装置により透過または反射させられる対象物からの光の通路に置かれる再帰反射手段を有する表示装置が開示されている。特許文献1に記載の表示装置において、ビーム分割装置は、不透明な表面における開口部に装着されている。

産業上の利用分野

本発明は、表示装置及び空中像の表示方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
光源と、
前記光源から出射された第一出射光の少なくとも一部を第一反射光として表面反射させる光分岐部と、
前記第一反射光の少なくとも一部を再帰反射光として前記光分岐部に向けて再帰反射する第一再帰反射部と、
前記再帰反射光の観察位置に向けて前記第一再帰反射部によって反射された表面反射光を遮る第一遮光部と、
を備え、
前記光分岐部は、前記第一再帰反射部によって再帰反射された前記再帰反射光の少なくとも一部を透過させる表示装置。

【請求項2】
前記光源は、板状に形成されたディスプレイ部の一方の板面に複数配列され、
前記光分岐部は、板状に形成され、前記第一出射光の少なくとも一部を前記第一反射光として表面反射させる光分岐面を一方の板面に有し、
前記ディスプレイ部の前記一方の板面と前記光分岐面とが対向しており、
前記ディスプレイ部の一方の端部から他方の端部に向かうに従って前記ディスプレイ部の前記一方の板面と前記光分岐面との離間距離が大きくなり、
前記第一再帰反射部は、板状に形成され、前記第一反射光の少なくとも一部を前記再帰反射光として再帰反射させる再帰反射面を一方の板面に有し、
前記再帰反射面は前記光分岐面に対向しており、
前記第一再帰反射部の一方の端部は前記光分岐部の前記ディスプレイ部側とは反対側の端部に接続され、
前記第一再帰反射部の前記一方の端部から他方の端部に向かうに従って前記光分岐部の前記ディスプレイ部側の端部との離間距離が減少するように前記第一再帰反射部が湾曲している請求項1に記載の表示装置。

【請求項3】
前記第一遮光部は、板状に形成され、前記光分岐部の前記光分岐面側に配置されると共に前記光分岐面に対して垂直に配置され、
前記第一遮光部の前記光分岐部側の端部は、前記ディスプレイ部の前記光分岐部側とは反対側の端部と前記光分岐部の前記第一再帰反射部側の端部とを結ぶ第一仮想線上に配置されている請求項2に記載の表示装置。

【請求項4】
前記第一遮光部は、板状に形成され、前記ディスプレイ部の前記第一再帰反射部側とは反対側に配置されると共に、前記光分岐部の前記光分岐面から該光分岐面に垂直な方向に沿って前記ディスプレイ部に近づくように突出している請求項2または請求項3に記載の表示装置。

【請求項5】
前記光源は、板状に形成されたディスプレイ部の一方の板面に複数配列され、
前記光分岐部は、板状に形成され、前記第一出射光の少なくとも一部を前記第一反射光として表面反射させる光分岐面を一方の板面に有し、
前記ディスプレイ部の前記一方の板面と前記光分岐面とが対向しており、
前記ディスプレイ部の一方の端部から他方の端部に向かうに従って前記ディスプレイ部の前記一方の板面と前記光分岐面との離間距離が大きくなり、
前記第一再帰反射部は、板状に形成され、前記光分岐面に垂直な方向に沿って配置されると共に、前記第一反射光の少なくとも一部を前記再帰反射光として再帰反射させる再帰反射面を一方の板面に有し、
前記再帰反射面は前記光分岐面側に向いており、
前記第一遮光部は、板状に形成され、
前記第一遮光部の前記光分岐部側の端部は、前記第一再帰反射部の前記光分岐部側の端部から前記光源に向って、前記光分岐面に平行な方向に延ばした第二仮想線上に配置されている請求項1に記載の表示装置。

【請求項6】
前記光源は、板状に形成されたディスプレイ部の一方の板面に複数配列され、
前記光分岐部は、板状に形成され、前記第一出射光の少なくとも一部を前記第一反射光として表面反射させる光分岐面を一方の板面に有し、
前記ディスプレイ部の前記一方の板面と前記光分岐面とが対向しており、
前記ディスプレイ部の一方の端部から他方の端部に向かうに従って前記ディスプレイ部の前記一方の板面と前記光分岐面との離間距離が大きくなり、
前記第一再帰反射部は、板状に形成され、前記光分岐部から離間するに従って前記光分岐面に垂直な方向に対して前記ディスプレイ部側とは反対側に一定の比率で離間するように配置されると共に、前記第一反射光の少なくとも一部を前記再帰反射光として再帰反射させる再帰反射面を一方の板面に有し、
前記再帰反射面は前記光分岐面側に向いており、
前記第一遮光部の前記光分岐部側の端部は、前記第一再帰反射部の前記光分岐部側の端部から前記光源に向って前記再帰反射面に垂直な方向に沿って延ばした第三仮想線上に配置されている請求項1に記載の表示装置。

【請求項7】
前記光源は、板状に形成されたディスプレイ部の一方の板面に複数配列され、
前記光分岐部は、板状に形成され、前記第一出射光の少なくとも一部を前記第一反射光として表面反射させる光分岐面を一方の板面に有し、
前記ディスプレイ部の前記一方の板面と前記光分岐面とが対向しており、
前記ディスプレイ部の一方の端部から他方の端部に向かうに従って前記ディスプレイ部の前記一方の板面と前記光分岐面との離間距離が大きくなり、
第二再帰反射部をさらに備え、
前記第二再帰反射部は、板状に形成され、前記光分岐部から離間するに従って前記光分岐面に垂直な方向に対して前記ディスプレイ部側とは反対側に一定の比率で離間するように配置されると共に、前記第一反射光の少なくとも一部を前記再帰反射光として再帰反射させる再帰反射面を一方の板面に有し、
前記第二再帰反射部の再帰反射面は前記ディスプレイ部の前記一方の板面および前記光分岐面に対向しており、
前記第二再帰反射部の再帰反射面から前記光分岐面に平行な方向に沿って前記光源側に突出する突出部が前記第二再帰反射部の再帰反射面に沿って所定の間隔をあけて複数配置され、
前記第一再帰反射部は、一方の板面に再帰反射面を有し、前記突出部の前記光分岐面側に設けられ、
前記第一遮光部は、前記突出部の前記光分岐面側とは反対側の表面に設けられている請求項1に記載の表示装置。

【請求項8】
前記光源は、板状に形成されたディスプレイ部の一方の板面に複数配列され、
前記光分岐部は、板状に形成され、前記第一出射光の少なくとも一部を前記第一反射光として表面反射させる光分岐面を一方の板面に有し、
前記ディスプレイ部の前記一方の板面と前記光分岐面とが対向しており、
前記ディスプレイ部の一方の端部から他方の端部に向かうに従って前記ディスプレイ部の前記一方の板面と前記光分岐面との離間距離が大きくなり、
前記第一再帰反射部は、板状に形成され、前記第一反射光の少なくとも一部を前記再帰反射光として再帰反射させる再帰反射面を一方の板面に有し、
前記第一再帰反射部の一方の端部が前記光分岐面に当接し、前記一方の端部から他方の端部に向うに従って前記前記ディスプレイ部に近づくように配置され、
前記再帰反射面は前記光分岐面側に向いており、
前記第一遮光部は、前記第一再帰反射部の前記再帰反射面とは反対側の板面に設けられている請求項1に記載の表示装置。

【請求項9】
前記光源から前記再帰反射光の観察位置に直接照射される直接照射光を遮る第二遮光部をさらに備え、
前記光分岐部は、前記直接照射光の少なくとも一部を透過させる請求項1から請求項7の何れか一項に記載の表示装置。

【請求項10】
前記第二遮光部は、前記光分岐部の前記光源側とは反対側において前記直接照射光が透過する領域に設けられている請求項8に記載の表示装置。

【請求項11】
光源と、
前記光源から出射された第一出射光の少なくとも一部を第一反射光として表面反射させる光分岐部と、
前記第一反射光の少なくとも一部を再帰反射光として前記光分岐部に向けて再帰反射する第一再帰反射部と、
前記光源から前記再帰反射光の観察位置に直接照射される直接照射光を遮る第二遮光部と、
を備え、
前記光分岐部は、前記第一再帰反射部によって再帰反射された前記再帰反射光の少なくとも一部を透過させる表示装置。

【請求項12】
板状に形成され、一方の板面に光源が設けられているディスプレイ部と、
板状に形成され、前記光源から発せられた第一出射光の出射方向を示す第一出射軸上に配置されると共に、前記ディスプレイ部の前記一方の板面に対して一方の板面が傾斜するように配置され、前記第一出射光の少なくとも一部を第一透過光として透過させる光分岐部と、
板状に形成され、前記光分岐部を透過した前記第一透過光の少なくとも一部を再帰反射光として再帰反射させる再帰反射面を一方の板面に有し、前記光分岐部を挟んで前記ディスプレイ部に対向し、かつ前記再帰反射面が前記ディスプレイの前記一方の板面に対して平行になるように前記第一出射軸上に配置された第一再帰反射部と、
板状に形成され、前記光分岐部の前記第一再帰反射部側に前記光分岐部の一方の板面に沿って配置され、前記第一再帰反射部によって再帰反射された再帰反射光を表面反射かつ結像させる結像部と、
を備え、
前記光分岐部は、前記再帰反射光の少なくとも一部を表面反射させる光分岐面を前記一方の板面に有する表示装置。

【請求項13】
板状に形成され、一方の板面に光源が設けられているディスプレイ部と、
板状に形成され、前記光源から発せられた第一出射光の出射方向を示す第一出射軸上に配置されると共に、前記第一出射光の少なくとも一部を第一反射光として表面反射させる光分岐面を前記一方の板面に有し、前記ディスプレイ部の前記一方の板面に対して前記光分岐面が対向かつ傾斜するように配置された光分岐部と、
板状に形成され、前記光分岐面によって表面反射された前記第一反射光の少なくとも一部を再帰反射光として再帰反射させる再帰反射面を一方の板面に有し、前記光分岐面に対して前記再帰反射面が対向かつ傾斜し、かつ前記ディスプレイ部の一方の板面に対して前記再帰反射面が垂直になるように前記第一反射光の進行方向を示す第二出射軸上に配置された第一再帰反射部と、
板状に形成され、前記光分岐部の前記第一再帰反射部側とは反対側に前記光分岐部の一方の板面に沿って配置され、前記第一再帰反射部によって再帰反射された再帰反射光を透過し、かつ前記第一出射光を結像させる結像部と、
を備え、
前記光分岐部は、前記再帰反射光の少なくとも一部を透過する表示装置。

【請求項14】
光源から第一出射光を出射させ、前記第一出射光の出射方向を示す第一出射軸上の位置において前記第一出射光の少なくとも一部を光分岐部によって第一反射光として前記第一再帰反射部に向けて反射させるステップと、
前記第一反射光の出射方向を示す第二出射軸上の位置において前記第一反射光の少なくとも一部を第一再帰反射部によって再帰反射光として前記光分岐部に向けて再帰反射させるステップと、
前記光反射部で前記再帰反射光の少なくとも一部を透過させるステップと、
前記第一再帰反射部によって前記再帰反射光の観察位置に反射される表面反射光を第一遮光部によって遮るステップと、
を備える空中像の表示方法。

【請求項15】
前記光源から前記再帰反射光の観察位置に直接照射される直接照射光を第二遮光部によって遮るステップをさらに備える請求項14に記載の空中像の表示方法。

【請求項16】
光源から第一出射光を出射させ、前記第一出射光の出射方向を示す第一出射軸上の位置において前記第一出射光の少なくとも一部を光分岐部によって第一反射光として前記第一再帰反射部に向けて反射させるステップと、
前記第一反射光の出射方向を示す第二出射軸上の位置において前記第一反射光の少なくとも一部を第一再帰反射部によって再帰反射光として前記光分岐部に向けて再帰反射させるステップと、
前記光反射部で前記再帰反射光の少なくとも一部を透過させるステップと、
前記光源から前記再帰反射光の観察位置に直接照射される直接照射光を第二遮光部によって遮るステップと、
を備える空中像の表示方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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出願権利状態 公開
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