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技術 表示装置

出願人 国立研究開発法人産業技術総合研究所
発明者 大山潤爾
出願日 2015年5月14日 (4年2ヶ月経過) 出願番号 2015-110751
公開日 2016年12月22日 (2年7ヶ月経過) 公開番号 2016-218413
状態 特許登録済
技術分野 照明広告以外の広告 光学要素・レンズ 立体TV及びTVの試験,検査,測定等
主要キーワード 楕円柱形 建物柱 半円筒面 立体形 楕円体面 円筒面形状 公共空間 平面展開
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (20)

課題

視認性を向上させた表示装置等を提供する。

解決手段

円形状の断面を有し、光を屈折する屈折手段1aと、複数の屈折手段1aを、視点3側に対して凸形状に配置して支持する配置支持手段1bと、屈折手段1aに対して視点3側と反対側に画像を形成する画像形成手段1cと、を備え、配置支持手段1bが、画像5の中心とする部分が凸形状の法線方向に向くように、各屈折手段1aを支持し、画像形成手段1cが、隣り合った各屈折手段1aにおいて同一または類似する画像5を形成する。

概要

背景

道路広場等の公共空間や、駅構内イベント会場競技場等の公共施設スーパーマーケットモール等の商業施設においては、表示装置に対して様々な位置にいる多くの人に、見やすく表示画像を見てもらえることが好ましい。例えば、特許文献1には、光源を中心に円筒形をなすレンチキュラーレンズ透過光制御手段とを備え、この透過光制御手段に、レンチキュラーレンズを構成する各レンズに対して、水平方向に縮小した透過画像を形成した表示器が開示されている。

概要

視認性を向上させた表示装置等を提供する。円形状の断面を有し、光を屈折する屈折手段1aと、複数の屈折手段1aを、視点3側に対して凸形状に配置して支持する配置支持手段1bと、屈折手段1aに対して視点3側と反対側に画像を形成する画像形成手段1cと、を備え、配置支持手段1bが、画像5の中心とする部分が凸形状の法線方向に向くように、各屈折手段1aを支持し、画像形成手段1cが、隣り合った各屈折手段1aにおいて同一または類似する画像5を形成する。

目的

本発明の課題の一例は、視認性を向上させた表示装置等を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

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請求項1

円形状の断面を有し、光を屈折する屈折手段と、複数の前記屈折手段を、視点側に対して凸形状に配置して支持する配置支持手段と、前記屈折手段に対して前記視点側と反対側に画像を形成する画像形成手段と、を備え、前記配置支持手段が、前記画像の中心とする部分が前記凸形状の法線方向に向くように、各前記屈折手段を支持し、前記画像形成手段が、隣り合った各前記屈折手段において同一または類似する前記画像を形成することを特徴とする表示装置

請求項2

請求項1に記載の表示装置において、前記屈折手段の形状が、球状、または、円柱状であることを特徴とする表示装置。

請求項3

請求項1または請求項2に記載の表示装置において、前記凸形状が、円形状であることを特徴とする表示装置。

請求項4

請求項3に記載の表示装置において、前記屈折手段の形状が球状であり、前記配置支持手段が、各前記屈折手段を球面形状および円筒面形状のうち少なくとも一方の形状に配置することを特徴とする表示装置。

請求項5

請求項3に記載の表示装置において、前記屈折手段の形状が円柱状であり、前記配置支持手段が、各前記屈折手段を円筒面形状に配置することを特徴とする表示装置。

請求項6

請求項1から請求項5のいずれか1項に記載において、前記画像が、静止画像であることを特徴とする表示装置。

請求項7

請求項1から請求項5のいずれか1項に記載において、前記画像が、動画像であることを特徴とする表示装置。

技術分野

0001

本発明は、画像を表示する表示装置の技術分野に関する。

背景技術

0002

道路広場等の公共空間や、駅構内イベント会場競技場等の公共施設スーパーマーケットモール等の商業施設においては、表示装置に対して様々な位置にいる多くの人に、見やすく表示画像を見てもらえることが好ましい。例えば、特許文献1には、光源を中心に円筒形をなすレンチキュラーレンズ透過光制御手段とを備え、この透過光制御手段に、レンチキュラーレンズを構成する各レンズに対して、水平方向に縮小した透過画像を形成した表示器が開示されている。

先行技術

0003

特開2001−272934号公報

発明が解決しようとする課題

0004

しかしながら、特許文献1のような従来技術においては、レンチキュラーレンズの個々のレンズは、平坦面を有する片凸構造であるため、視野角所定値以上になると、レンズの平坦面において、レンズ内部からの光の反射内部反射)が生じるため十分な視野角を確保できなかったという問題があった。さらに、特許文献1では、周囲からの外光による影響を少なくするために、黒色薄板格子状に形成したスリット等の遮光手段を設けているが、遮光手段のため画像が暗くなり、特に円筒形の端の部分の画像が見えなくなり視認性が低下するという問題があった。

0005

そこで、本発明の課題の一例は、視認性を向上させた表示装置等を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0006

上記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、円形状の断面を有し、光を屈折する屈折手段と、複数の前記屈折手段を、視点側に対して凸形状に配置して支持する配置支持手段と、前記屈折手段に対して前記視点側と反対側に画像を形成する画像形成手段と、を備え、前記配置支持手段が、前記画像の中心とする部分が前記凸形状の法線方向に向くように、各前記屈折手段を支持し、前記画像形成手段が、隣り合った各前記屈折手段において同一または類似する前記画像を形成することを特徴とする。

0007

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の表示装置において、前記屈折手段の形状が、球状、または、円柱状であることを特徴とする。

0008

請求項3に記載の発明は、請求項1または請求項2に記載の表示装置において、前記凸形状が、円形状であることを特徴とする。

0009

請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の表示装置において、前記屈折手段の形状が球状であり、前記配置支持手段が、各前記屈折手段を球面形状および円筒面形状のうち少なくとも一方の形状に配置することを特徴とする。

0010

請求項5に記載の発明は、請求項3に記載の表示装置において、前記屈折手段の形状が円柱状であり、前記配置支持手段が、各前記屈折手段を円筒面形状に配置することを特徴とする。

0011

請求項6に記載の発明は、請求項1から請求項5のいずれか1項に記載において、前記画像が、静止画であることを特徴とする。

0012

請求項7に記載の発明は、請求項1から請求項5のいずれか1項に記載において、前記画像が、動画であることを特徴とする。

発明の効果

0013

本発明によれば、屈折手段が、円形状の断面を有するので、屈折手段内部における表示装置の周囲からの外光の反射による視認性の低下を防止でき、外光を遮断するスリット等の遮光手段が不要になり、表示装置が表示する画像が明るくなり、視認性が向上する。

図面の簡単な説明

0014

一実施形態に係る表示装置の概要構成例を示す模式図である。図1の屈折手段の一例を示す模式図である。図1の屈折手段を立体的に配置した一例を示す模式図である。図1の屈折手段を立体的に配置した一例を示す模式図である。 屈折手段の形状の変形例を示す模式図である。 屈折手段の形状の変形例を示す模式図である。 屈折手段の形状の変形例を示す模式図である。 屈折手段の形状の変形例を示す模式図である。 屈折手段の配置の一例を示す模式図である。 屈折手段の配置の一例を示す模式図である。 屈折手段の配置の一例を示す模式図である。 屈折手段の配置の一例を示す模式図である。 屈折手段の配置の一例を示す模式図である。 屈折手段の配置の一例を示す模式図である。 屈折手段の配置の一例を示す模式図である。 屈折手段の配置の一例を示す模式図である。 屈折手段の配置の一例を示す模式図である。画像形成手段の一例を示す模式図である。 画像形成手段の第1変形例を示す模式図である。 画像形成手段の第2変形例を示す模式図である。 画像の変形例の一例を示す模式図である。 屈折手段における光路の一例を示す模式図である。 片凸の構造を有するレンズにおける反射の一例を示す模式図である。 片凸の構造を有するレンズにおける反射の一例を示す模式図である。視点と各屈折手段の画像との関係の一例を示す模式図である。視差と画像との関係の一例を示す模式図である。 第1実施例の表示装置におけるボールレンズの配置の一例を示す模式図である。 第1実施例の表示装置における表示の一例を示す模式図である。 第1実施例の表示装置における表示の一例を示す模式図である。 第1実施例の表示装置の変形例を示す模式図である。 第2実施例の表示装置における円柱レンズの配置の一例を示す模式図である。 第2実施例の表示装置における画像形成手段の一例を示す模式図である。

0015

本願を実施するための形態について図を用いて説明する。
[1.表示装置の構成および機能]

0016

(1.1表示装置の構成および機能の概要)
まず、表示装置の構成の概要について、図1から図3Bを用いて説明する。

0017

図1は、一実施形態に係る表示装置の概要構成例を示す模式図である。図2は、屈折手段の一例を示す模式図である。図3Aおよび図3Bは、屈折手段を立体的にに配置した一例を示す模式図である。

0018

図1に示すように、表示装置1は、光を屈折する複数の屈折手段1aと、各屈折手段1aを支持して配置する配置支持手段1bと、隣り合った各屈折手段1aにおいて同一または類似の画像を形成する画像形成手段1cと、を備える。

0019

屈折手段1aは、円形状の断面を有している。屈折手段1aの一例として、例えば、図2に示すように、球形のボールレンズ10が挙げられる。さらに、屈折手段1aの一例として、円形状の断面を有する円柱形楕円体円錐形等のレンズが挙げられる。円形状は、曲率がほぼ一定の円形である。

0020

配置支持手段1bは、図1に示すように、各屈折手段1aを、視点3側に対して凸形状に配置する。立体的には、例えば、図3Aに示すように、各ボールレンズ10(屈折手段1aの一例)が球面形状の曲面に配置される。図3Bに示すように、屈折手段1aが、円柱レンズ11の場合、同じ向きの各円柱レンズ11が円筒面状の曲面に配置される。

0021

ここで、配置支持手段1bの凸形状の一例として、曲率がほぼ一定の球面形状、円筒の軸に垂直の面で断面が円形状になる円筒面形状が挙げられる。また、球面形状は、全球面、半球面等の球面の一部を形成する曲面で、曲率がほぼ一定の曲面である。また、円筒面形状は、全円筒、半円筒、1/4円筒等の円筒面の一部を形成する曲面で、円筒の軸方向と垂直に交わる平面による断面形状が、曲率がほぼ一定の円である。なお、必ずしも曲率が一定でない曲面の形状等でもよい。

0022

なお、図3Bに示すように、視点3の場合(視点3の方向が、円柱レンズ11の底面と平行の場合)、円柱レンズ11の断面の形状は円形状になり、円柱レンズ11の断面の形状が同じなる。

0023

また、図1は、図3Aおよび図3Bのように立体的に配置された各屈折手段1aを、ある視点3からのある断面で記載した断面図でもある。また、図1は、立体的に配置された各屈折手段1aの一例である円筒面形状の曲面に配置されたボールレンズ10をある断面で記載した断面図でもある。

0024

画像形成手段1cは、図1に示すように、屈折手段1aに対して視点3側と反対側に設置される。例えば、画像形成手段1cは、図2に示すように、ボールレンズ10のような屈折手段1aに対して視点3側と反対側に画像5を形成する。

0025

画像形成手段1cは、図1に示すように、配置支持手段1bにより形成される凸形状の法線方向に、画像5の中心とする部分が向くように設置される。すなわち、画像形成手段1cの中心部(画像の中心とする部分)が凸形状の法線方向に向くように、各屈折手段1aが配置支持手段1bにより支持される。画像形成手段1cの中心部と屈折手段1aの中心部とを結ぶ線が、配置支持手段1bの凸形状の面に対して、垂直方向になる。

0026

視点3側と反対側の屈折手段1aの表面に形成された画像5の光は、屈折手段1aの内部を通過して、屈折手段1aから外部に出るとときに屈折し、視点3に達する。画像5は、屈折手段1aにより拡大される。

0027

また、各画像形成手段1cは、隣り合った各屈折手段1aにおいて同一または類似する画像5を形成する。ここで、凸形状の曲面に配置された屈折手段1aにおいて、隣り合った各屈折手段1aの一例として、屈折手段1aを中心とした各方向で、最近接にある他の屈折手段1aや、2番目に近い他の屈折手段1aが挙げられる。なお、屈折手段1aに隣り合う全ての屈折手段1aの画像において、全ての画像が同一または類似でなくてもよい。

0028

(1.2屈折手段の構成および機能)
次に、屈折手段1aの構成および機能について詳細に説明する。

0029

屈折手段1aは、ガラスプラスティック等の光を屈折して透過させる材質からなるレンズである。屈折手段1aの色は、光を透過できればよいので、透明に限らず、着色されたガラス等でもよい。

0030

屈折手段1aは、少なくとも一部の断面が円形状である。屈折手段1aの立体形状は、球形、円柱、楕円体、円錐形等である。例えば、屈折手段1aの一例として、ボールレンズ、円柱レンズ等が挙げられる。さらに、屈折手段1aの立体形状は、円柱が樽のように膨らんだ形状、または、円柱がのようにくびれた形状、円錐形の頂点側が削られた形状でもよい。

0031

ここで、屈折手段1aの断面の形状である円形状は、真円に限らず、多少歪んでいてもよい。例えば、視点3から見て、表示装置1による表示される画像の形状が、表示装置1全体として、真円の場合の画像と認識できる程度に、真円から変形したり、歪んだりしてもよい。

0032

さらに、図4Aから図4Dに示すように、屈折手段1aの断面の円形状は、視点3から見て、表示装置1による表示される画像の見え方に、屈折手段内部における反射(内部反射)の影響が気にならない程度、多少楕円形等の両凸の構造であってもよい。例えば、図4Aに示すように、屈折手段1aが楕円体で、楕円体の軸が視点3に向き、屈折手段1aの断面の円形状が、多少楕円になってもよい。また、図4Bに示すように、屈折手段1aが、2つの半球で薄い円板を挟む形状のレンズで、屈折手段1aの断面の円形状が、長方形半円で挟む形状でもよい、図4Cに示すように、ボールレンズの一部がカッティングされ、屈折手段1aの断面の円形状が、円の一部が削られた形状でもよい。図4Dに示すように、視点3側に対して、手前側の屈折手段1aの曲面と、奥行き側の屈折手段1aの曲面とで曲率が、多少異なってもよい。

0033

ここで、視点3の一例として、人間の目、カメラロボットの目等が挙げられる。また、表示装置1と視点3との距離も様々で、表示装置1を近づいたり、離れたりして見てもよい。視点3の方向も様々で、屈折手段1aが見えればよい。

0034

(1.3 配置支持手段の構成および機能)
次に、配置支持手段1bの構成および機能について、図5Aから図8Bを用いて、詳細に説明する。

0035

配置支持手段1bは、樹脂粘土等のボールレンズ等の屈折手段1aを連結して配置を規定できる材質を有する。

0036

なお、接着剤フレキシブルに連結した屈折手段1aを、凸の面を有する支持台の上に載せるようにしてもよい。この場合、配置支持手段1bは、接着剤および支持台である。また、配置支持手段1bは、画像形成手段1cを付けた屈折手段1aを、可塑性素材に半分ほど埋め込むことで支持してもよい。

0037

次に、屈折手段1aの配置例について説明する。

0038

配置支持手段1bは、複数の屈折手段1aを、視点3側に対して凸形状に配置する。例えば、図5Aに示すように、屈折手段1aが、円形状s1に配列されてもよい。この場合、各屈折手段1aの3次元配置は、球形、半球形、円柱形、楕円体等である。半球形、円柱形、楕円体の場合、ある切断面で円形状s1の配置になる。

0039

画像形成手段1cの向きは、図5Aに示すように、屈折手段1aの配置形状(円形状s1)に対して垂直方向になる。すなわち、画像の中心とする部分(画像形成手段1cの中心部)が、凸形状の法線方向に向くように、各屈折手段1aが配置されている。

0040

また、図5Bに示すように、屈折手段1aが、楕円形状s2に配列されてもよい。この場合、各屈折手段1aの3次元配置は、例えば、楕円柱形、楕円体等である。楕円柱形、楕円体のある切断面で楕円形状s2の配置になる。画像形成手段1cの向きは、図5Bに示すように、屈折手段1aの配置形状(楕円形状s2)に対して垂直方向になる。すなわち、画像の中心とする部分(画像形成手段1cの中心部)が、凸形状の法線方向に向くように、各屈折手段1aが配置されている。

0041

また、図6Aに示すように、凸形状は、各屈折手段1aの中心を通る形状に限らず、各屈折手段1aに内接または外接する形状s3に設定してもよい。画像形成手段1cの向きは、図6Aに示すように、内接または外接する形状s3に対して垂直方向になる。

0042

また、凸形状(形状s3)は、図5Aおよび図5Bのように閉じた形状でなくて、図6Aに示すように開いた形状でもよい。すなわち、凸形状は、閉じた円形状、閉じた楕円形状のように閉じた凸形状でなくても、これらの一部の形状でもよい。

0043

また、図6Bに示すように、凸形状は、各屈折手段1aの中心付近を直線で結んだ多角形s4でもよい。すなわち、各屈折手段1aの3次元配置が、各屈折手段1aの中心付近を頂点とする凸の多面体でもよい。

0044

画像形成手段1cの向きは、図6Bに示すように、多角形の頂点において、多角形に接する1つの面に対して垂直方向になる。

0045

また、図6Bに示すように、各屈折手段1aは等間隔に配置されなくてもよい。

0046

また、配置支持手段1bによる同じ凸形状s5に、図7Aに示すように、小さい屈折手段1a(例えば、直径の小さいボールレンズ)が配置されても、図7Bに示すように、大きい屈折手段1a(例えば、直径の大きいボールレンズ)が配置されてもよい。図7Aに示すように、小さい屈折手段1aの場合、表示装置1による表示される画像の解像度が高くなる。

0047

また、配置支持手段1bにより屈折手段1aが配置される凸形状の大きさは、表示装置1の大きさに依存する。例えば、図7Cに示すように、表示装置1の大きさが小さくなると、凸形状s6の曲率が大きくなる。図7Cは、図7Aと同じ大きさの個々の屈折手段1aを用いて、配置支持手段1bの半径が小さい例を示す。この場合、図7Cの表示装置1に表示される画像は、図7Aと比較して、表示される画像の大きさは表示装置1bの大きさに合わせて小さくなるが、同じ画像になる。

0048

また、図8Aに示すように、必ずしも全ての屈折手段1aが、配置支持手段1bにより形成される凸形状s7の線上に配置されていなくてもよい。例えば、一部の屈折手段1aが、表示装置1の設計上の凸形状s7より、視点3側(表示装置1の外側に)配置されたり、視点3側とは逆の内側(表示装置1の内側)に設置されてもよい。

0049

これらの場合、表示装置1の画像において、このような一部の屈折手段1aが担当する画像の部分が、作成前に予定していた設計の形状通りにならなくてもよい。この場合、表示装置1が表示する画像全体において、一部の画像形成手段1cが担当する画像の部分がずれた画像になる。

0050

また、図8Aに示すように、必ずしも全ての画像形成手段1cの向きは、表示装置1の設計上の凸形状s7に、正確に垂直にならなくてもよい。このような一部の画像形成手段1cが担当する画像の部分が、作成前に予定していた設計の方向の通りにならなくてもよい。この場合、表示装置1が表示する画像全体において、一部の画像形成手段1cが担当する画像の部分がずれた画像になる。

0051

なお、画像の中心とする部分が凸形状の法線方向に向くようにとは、画像形成手段1cの向きは、表示装置1の設計上の凸形状s7に、正確に垂直である必要は無く、表示装置1全体として、各画像形成手段1cの向きが正確に垂直である場合の画像と認識できる程度に、画像形成手段1cの向きが垂直からずれていてもよい。

0052

また、図8Bに示すように、屈折手段1aの大きさが、それぞれ異なってもよい。例えば、視点3から見て、表示装置1全体として、各屈折手段1aの大きさが同じ場合の画像と認識できる程度に、各屈折手段1aの大きさは、それぞれ異なってもよい。なお、図3Aに示すようなボールレンズ10が3次元配置された表示装置1を、どのような断面で捉えるかにより、一部の屈折手段1aの断面積が小さくなることもある。

0053

また、屈折手段1aの屈折率が、それぞれ異なってもよい。例えば、視点3から見て、表示装置1全体として、各屈折手段1aの屈折率が同じ場合の画像と認識できる程度に、各屈折手段1aの屈折率は、それぞれ異なってもよい。

0054

なお、画像の中心とする部分が凸形状の法線方向に向くように、各屈折手段1aが配置されると、各屈折手段1aを、視点3からの各屈折手段1aの断面形状が同じ形状になる。すなわち、特に、屈折手段1aが、円柱形、楕円体、円錐形などのように、方向性がある立体の場合、各屈折手段1aの向きがほぼ揃うように、各屈折手段1aが配置される。なお、各屈折手段1aの断面形状が、厳密に同じある必要は無く、視点3から各画像5を見て、表示装置1全体で、画像5が認識できるようであればよい。

0055

また、配置支持手段1bにより屈折手段1aが配置される凸形状は、球面形状と円筒面形状とをつなぎ合わせた形状でもよい。例えば、表示装置1の全体の形状が、2つの半球面で円筒面を挟むようにつなぎ合わせた形状でもよい。このように、各屈折手段1aの3次元配置は、球面、半球面、円筒面、楕円体面等の組み合わせでもよい。

0056

なお、表示装置1の全体の形状が、複数の凸形状が組み合わされた形状でもよい。この場合、凸形状と凸形状とのつなぎ目の部分は、必ずしも凸形状になっていなくてもよい。例えば、4つ葉のように、4方向に凸形状が形成されていてもよい。

0057

また、屈折手段1aの配置に関して、凸形状であればよいので、球面形状は、球面に類似した形状でもよい。また、屈折手段1aの配置に関しても、円筒面形状は、円筒面が樽のように膨らんだ形状、円筒面が鼓のようにくびれた形状、または、円錐面の頂点側が削られた形状のように、円筒面に類似した形状でもよい。

0058

(1.4画像形成手段の構成および機能)
次に、画像形成手段1cの構成および機能について、図9Aから図10を用いて、詳細に説明する。

0059

画像形成手段1cは、図9Aに示すように、透明な材質からなる屈折手段1aの半面を覆うように設置される。なお、図9Aは、透明のボールレンズ10が半球状のディスプレイ20に覆われた場合の断面を示す模式図である。なお、円柱レンズが、半円筒面形状の画像形成手段に覆われた場合の断面でもよい。

0060

半球状のディスプレイ20の中心部とボールレンズ10の中心部とを結ぶ線が、配置支持手段1bの凸形状の面に対して、垂直方向になる。また、円柱レンズの場合、円柱レンズの中心線と、半円筒面形状の画像形成手段1cの中心線を垂直に結ぶ線が、配置支持手段1bの凸形状の面に対して、垂直方向になる。

0061

画像形成手段1cは、屈折手段1aに直接画像を描く場合は、インク等により画像を形成する。また、屈折手段1aに貼り付ける場合は、画像形成手段1cは、樹脂製、紙製、金属製等のフィルムにより画像を形成する。画像形成手段1cは、画像が印刷された透過性のフィルムとバックライトとにより構成されていてもよい。

0062

例えば、図9Bに示すように、ボールレンズ10の表面に、インクやフィルムにより画像5が形成される。なお、ボールレンズ10の表面に形成された画像5を、画像5が形成された側から見ると、画像5は、鏡映の画像である。

0063

また、画像の中心部分は、必ずしも画像”E”自体の中心とは限らず、ボールレンズ10が、配置支持手段1bにより各ボールレンズ10が固定された後、配置支持手段1bにより形成された凸形状面の法線が、ボールレンズ10の中心部を通り、視点3側と反対側のボールレンズ10と面と交差する位置が、画像の中心とする部分である。

0064

また、静止画像動画像を表示する場合、画像形成手段1cは、液晶有機EL等の映像を映し出すディスプレイ等である。

0065

なお、屈折手段1aを配置支持手段1bに埋め込む場合、この埋め込み部分に画像を描いたり、画像を貼り付けたりしてもよい。

0066

図9Cに示すように、画像形成手段1cは、板状のディスプレイ21でもよい。ディスプレイ21からの光が、屈折手段1aに入射する。また、ディスプレイ21の中心部分の向きは、配置支持手段1bにより形成される凸形状面に対して垂直方向である。また、ディスプレイ21は、屈折手段1aに接していなくてもよい。

0067

なお、ディスプレイ21の画像は、中心部から離れるほど歪むので、ディスプレイ21は、予め逆に歪ませた画像を表示する。

0068

ここで、隣り合った各屈折手段1aにおいて同一または類似する画像は、各画像が多少異なってもよく、視点3から見て、各屈折手段1aの部分画像の全体で、表示装置1の画像を認識できればよい。

0069

さらに、図10に示すように、隣り合った各屈折手段において同一または類似する当該画像の一例として、例えば、文字「E」と文字「B」との中間の形状の画像も使用し、文字「E」の画像の屈折手段と文字「B」の画像の屈折手段との間に、中間画像の屈折手段を挿入することにより、隣り合った各屈折手段に同一または類似する画像となるようにしてもよい。

0070

また、異なる画像を表示する表示装置同士を、各屈折手段1a同士が、視点側に対して凸形状になるように、つなげてもよい。例えば、”A”の画像を表示する半球の表示装置と、”B”の画像を表示する半球の表示装置と、球体になるように連結させる。視点により、半分が文字”A”、半分が文字”B”となる中間画像が見るようになる。

0071

隣り合った各屈折手段において同一または類似する当該画像の一例として、時間的に類似の画像でもよい。例えば、画像が動画像である場合、隣り合った各屈折手段1a同士が、動画像において、時間的にずれた画像が挙げられる。すなわち、動画像の一連フレームにおいて、フレーム番号が近い画像が、隣り合った各屈折手段に表示される。

0072

なお、市松模様のように、類似でない異なる画像を、各屈折手段1aに対して互い違いに設定してもよい。このように、屈折手段1aに隣接する全ての屈折手段1aにおける全ての画像が、同一または類似である必要は無い。表示装置1全体として、何かしらの画像として認識できればよい。例えば、文字”A”の画像の屈折手段1aと、文字”B”の画像の屈折手段1aとを、曲面において、市松模様的に互い違いに配列した場合、表示装置1全体として、文字”A”、文字”B”とが重なった文字のように見える。

0073

[2.表示装置の作用]
次に、表示装置の作用について、図を用いて説明する。

0074

(2.1屈折手段の光路)
まず、屈折手段の光路について、図11図12Aおよび図12Bを用いて説明する。

0075

図11は、屈折手段における光路の一例を示す模式図である。図12Aおよび図12Bは、片凸の構造を有するレンズにおける反射の一例を示す模式図である。

0076

ここで、図11に示すように、屈折手段1aの大きさは、視点3から屈折手段1aまでの距離に対して、十分小さい場合を考える。この場合、視点3から屈折手段1aまでの距離は、無限遠と見なせる(屈折手段1aと視点3の距離と比較して、屈折手段1aが小さくない場合は、図11のような平行な光路にならないが、効果は同様であるため、図11で光路を説明する)。

0077

断面が半径rの屈折手段1aにおける光路(幅2r)は、平行の光路が屈折手段1aで屈折して、視点3側と反対側で、屈折手段1aの円弧の部分(長さa)に達し、屈折手段1aの外部に出る。なお、屈折手段1aの断面形状が円形状なので、視点3の視覚方向をずらしても、同様な光路になる。

0078

一方、図12Aおよび図12Bに示すように、屈折手段の断面形状が半円の場合、法線方向に対して、視点3の角度θdが大きくなると、屈折手段内部での反射(内部反射)が生じるようになる。すなわち、片凸の構造のレンズの場合、視点3から、外光が見えることになる。

0079

しかし、図11に示すように、屈折手段1aの断面形状が円形状であると、屈折手段1aに入射した光の屈折手段1a内部での反射がない。

0080

なお、長さaの円弧が、幅2rまで拡大されるので、屈折手段1aの拡大率は、おおよそ2r/aとすることができる。

0081

(2.2視点からの画像の見え方)
次に、各視点からの画像の見え方について図13および図14を用いて説明する。図13は、視点と各屈折手段の画像との関係の一例を示す模式図である。図14は、視差と画像との関係の一例を示す模式図である。

0082

図13に示すように、屈折手段10a、10b、10c、10dが、配置支持手段1bにより、中心Cの半径Rの円形s10(凸形状の一例)に並んでいるとする。屈折手段10a、10b、10c、10dの中心cと、配置の中心Cとの距離はRである。

0083

の部分画像5bであるとする。

0084

屈折手段の配置の中心Cとを結ぶ線上にある。画像の中心とする部分であるダイヤ

(凸形状の一例)の法線方向である。すなわち、画像の中心とする部分であるダイヤ”

0085

視点3aから表示装置1を見ると、屈折手段10aには、ダガー”†”の部分画像5

0086

各屈折手段10a、10b、10cの拡大機能より、視点3aから、屈折手段10aには、ダガー”†”の部分画像5aが、拡大された部分画像6aのように見え、屈折手

に見える。

0087

従って、屈折手段10aの部分画像6aと、屈折手段10bの部分画像6aと、屈折

を表示することができる。

0088

一方、視点3bから表示装置1を見ると、屈折手段10bには、ダガー”†”の部分

0089

各屈折手段10b、10c、10dの拡大機能より、視点3bから、屈折手段10bには、ダガー”†”の部分画像5aが拡大された部分画像7aのように見え、屈折手段

見える。

0090

従って、屈折手段10bの拡大された部分画像7aと、屈折手段10cの拡大された部分画像6bと、屈折手段10dの拡大された部分画像7cとを合わせて、表示装置1

0091

以上のように、視点3aからも視点3bからも同じように、各屈折手段の拡大された

0092

また、図14に示すように、図13のような表示を両眼(視点3cおよび視点3d)で見ると、それぞれの眼について視点3c、3dと各屈折手段の配置の中心Cとを結ぶ

である屈折手段の配置の中心C付近に、拡大された部分画像6cが表示されているよ

0093

また、図13の例で、3aから3bに移動しながら表示装置1を見ると、合成画像

て、回転しながら、視点に対して正面を向いているように見える。

0094

以上説明したように、実施形態に係る表示装置1によれば、屈折手段1aが、円形状の断面を有するので、屈折手段1a内部における表示装置1の周囲からの外光の反射(内部反射)による視認性の低下を防止でき、外光を遮断するスリット等の遮光手段が不要になり、表示装置1が表示する画像が明るくなり、視認性が向上する。

0095

このように視認性が向上することにより、表示装置1に対して視認性の高い表示範囲を広く確保し、表示装置1の実用性を高めることができる。

0096

また、各屈折手段1aの視野角が広がったため、視点3側から見える表示装置1の表示面全体で、大きな画像を表示させることができる。一方、従来技術では、内部反射により各屈折手段の視野角が狭かったため、視点3側から見える表示装置の表示面全体に映し出す大きな画像を表示することができなかった。

0097

屈折手段が視点側に対して凸形状に配置され、隣り合った各屈折手段1aにおいて同一または類似する画像が形成され、画像の中心部分が凸形状の法線方向に向くように屈折手段1aが支持されているので、見る角度を変えても、同一または類似する画像を表示することができる。

0098

また、表示装置1を両眼で見ると、屈折手段1aが視点3側に対して凸形状に配列されているため、視差により、合成画像が表示装置1の中に存在するように見える。

0099

また、屈折手段1aの形状が、球状、または、円柱状である場合、表示装置1の周囲から外光に対して、屈折手段1aの内部反射をほとんど無くすことができる。また、この場合、個々の屈折手段1aの視野角が広がる。

0100

屈折手段1aの形状が、ボールレンズ10のように球状である場合、球形の屈折手段1aを、球面に配置したり、楕円体の面に配置したり等と、配置の自由度が向上する。

0101

また、凸形状が、円形状である場合、表示装置1が表示する合成画像の歪みが少なくなる。また、ユーザが見る角度を変えても、歪みが少ない画像を見ることができる。

0102

屈折手段1aの形状がボールレンズ10等の球状であり、配置支持手段1bが、各屈折手段1aを球面形状に配置する場合、平面的な視点3の移動のみならず、立体的な方向からの視点3の移動に対して、表示装置1は、同じような画像を表示できる。また、屈折手段1aの形状がボールレンズ10等の球状であり、配置支持手段1bが、各屈折手段1aを円筒形状に配置する場合、建物柱等に表示装置1を設置することができる。

0103

屈折手段1aの形状が、円柱レンズのように円柱状であり配置支持手段1bが、各屈折手段1aを円筒面形状に配置する場合、建物柱等に表示装置1を設置することができる。

0104

また、画像形成手段1cが、静止画像を表示するディスプレイ等の場合、両眼でみると、表示装置1の中に静止画像が存在するように見える。

0105

また、画像形成手段1cが、動画像を表示するディスプレイ等の場合、両眼でみると、表示装置1の中に、動画像が表示されているように見える。

0106

次に、上述した実施形態に対応する具体的な実施例について、図を用いて説明する。

0107

(第1実施例)
屈折手段1aが、ボールレンズ10である場合の実施例について、図15図16Aおよび図16Bを用いて説明する。

0108

図15に示すように、表示装置1Aは、複数個のボールレンズ10を球面に配置した実施例である。

0109

なお、半球状の画像形成手段は図示されていないが、各ボールレンズ10には、図9Bに示すように、画像として”E”の文字が印刷または描かれている。画像の中心部分が、表示装置1Aの球面の中心に向いている。すなわち、画像の中心部分からボールレンズ10の中心に向かう向きが、球面の法線方向になっている。

0110

また、粘土のような可塑性の素材に、各ボールレンズ10が半分ほど埋め込まれている。

0111

図16Aに示すように、画像”E”の各部分を受け持つ各ボールレンズ10の部分画像から合成された画像”E”が、表示装置1Aに表示される。

0112

なお、両眼で見ると、画像”E”が、表示装置1Aの中に存在するように見える。

0113

図16Bに示すように、視点をずらして見ても、画像”E”が、同じように見える。なお、図16Bに示すように、画像”E”の各部分を受け持つ、ボールレンズ10が、図16Aに示した場合と異なっている。

0114

なお、地球儀平面展開したような部品の形状のシートを、球面形状の物体に貼り付け、表示装置1Aを作成してもよい。このシートには、同じ向きに同一または類似の画像が印刷されたボールレンズ10が埋め込まれている。

0115

また、表示装置の形状は、半球面等でもよい。

0116

また、図17に示すように、表示装置の形状は、円筒面形状の表示装置1Bでもよい。この場合、ボールレンズ10が、円筒面形状に配置される。背の高い人の視線、背の低い人の視線でも、同じ画像が見える。

0117

同じ向きに同一または類似の画像が印刷されたボールレンズ10が埋め込まれた、可塑性のシートを、柱等に巻き付けて、表示装置1Bを作成してもよい。また、表示装置1Bは、完全な円筒形状でなく、半円筒形状やその一部の形状でもよい。

0118

(第2実施例)
次に、円柱レンズを円筒面形状に配置した実施例について図18図19および図20を用いて説明する。

0119

図18に示すように、表示装置1Cは、同じ向きの円柱レンズ11を、円筒面形状に配置してもよい。各円柱レンズ11により、円筒面s11(1b)が形成される。図19に示すように、半円筒面形状のディスプレイ22(画像形成手段1cの一例)が、表示装置1Cの各円柱レンズ11に設置されている。円柱レンズ11の軸方向の中心線の部分が、画像の中心とする部分(ディスプレイ22の中心部分)である。なお、ディスプレイ22は、円柱レンズ11に印刷された画像でもよい。

0120

図19に示すように、ディスプレイ22の向きは、表示装置1Bの円筒面s11(1b)の法線方向である。すなわち、円柱レンズ11の中心cと、円筒面s11の中心Cとを結ぶ線上に、ディスプレイ22の中心部分がある。

0121

ここで、配置支持手段1bは、各屈折手段1aを、視点からの各屈折手段1aの断面形状が同じ形状になるように配置する。

0122

なお、同じ向きに同一または類似の画像が印刷された円柱レンズ11が、向きが揃えて埋め込まれたフレキシブルなシートを、柱等に巻き付けて、表示装置1Cを作成してもよい。また、表示装置1Cは、完全な円筒形状でなく、半円筒形状やその一部の形状でもよい。

実施例

0123

さらに、本発明は、上記各実施形態に限定されるものではない。上記各実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。

0124

1、1A、1B、1C:表示装置
1a:屈折手段
1b:配置支持手段
1c:画像形成手段
3、3a、3b、3c、3d:視点
5:画像
10:ボールレンズ(屈折手段)
11:円柱レンズ(屈折手段)
20、21、22:ディスプレイ(画像形成手段)
s1:円形状(凸形状)
s2:楕円形状(凸形状)
s3:形状
s4:多角形状(凸形状)
s5、s6、s7:凸形状
s10:円形(凸形状)
s11:円筒面s11(凸形状)

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