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公開番号2024082787
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-06-20
出願番号2022196888
出願日2022-12-09
発明の名称空間浮遊映像表示装置
出願人マクセル株式会社
代理人弁理士法人筒井国際特許事務所
主分類G02B 30/56 20200101AFI20240613BHJP(光学)
要約【課題】空間浮遊映像表示装置の利用者に対して好適に視認性の高い空間浮遊映像を表示できる技術を提供する。本発明によれば、持続可能な開発目標の「3すべての人に健康と福祉を」、「9産業と技術革新の基盤をつくろう」、「11住み続けられるまちづくりを」に貢献する。
【解決手段】空間浮遊映像表示装置は、映像を表示する表示パネルと、表示パネルからの映像光を反射させ、反射した光により空中に空間浮遊映像を形成せしめる再帰反射部材と、表示パネルと再帰反射部材との間に、表示パネルおよび再帰反射部材に対し所定の角度で配置された複数の偏光分離部材とを備え、複数の偏光分離部材のうち少なくとも2つの偏光分離部材は、同一面には配置されないように、互いに異なる位置に設置されている。
【選択図】図7
特許請求の範囲【請求項１】
空間浮遊映像表示装置であって、
映像を表示する表示パネルと、
前記表示パネルからの映像光を反射させ、反射した光により空中に空間浮遊映像を形成せしめる再帰反射部材と、
前記表示パネルと前記再帰反射部材との間に、前記表示パネルおよび前記再帰反射部材に対し所定の角度で配置された複数の偏光分離部材と、
を備え、
前記複数の偏光分離部材のうち、少なくとも２つの偏光分離部材は、同一面には配置されないように、互いに異なる位置に設置されている、
空間浮遊映像表示装置。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
請求項１記載の空間浮遊映像表示装置において、
前記２つの偏光分離部材は、第１の偏光分離部材が、第１レイヤに配置され、第２の偏光分離部材が、前記第１レイヤに対し所定の距離を有する第２レイヤに配置されており、
前記空間浮遊映像は、前記第１の偏光分離部材を通過する映像光によって形成される第１の空間浮遊映像と、前記第２の偏光分離部材を通過する映像光によって形成される第２の空間浮遊映像とを有し、前記第１の空間浮遊映像と前記第２の空間浮遊映像は、同一面には配置されないように、互いに異なる位置に形成される、
空間浮遊映像表示装置。
【請求項３】
請求項１記載の空間浮遊映像表示装置において、
前記偏光分離部材に対して入射する、特定偏波の映像光は、Ｐ偏光である、
空間浮遊映像表示装置。
【請求項４】
請求項１記載の空間浮遊映像表示装置において、
前記偏光分離部材に対して入射する、特定偏波の映像光の特定の入射角は、４５度以上、６０度以下の範囲内の角度である、
空間浮遊映像表示装置。
【請求項５】
請求項１記載の空間浮遊映像表示装置において、
前記偏光分離部材は、反射型偏光板あるいは特定偏波を反射させる金属多層膜が、ガラス基板上に光学薄膜として形成されている、
空間浮遊映像表示装置。
【請求項６】
請求項１記載の空間浮遊映像表示装置において、
前記再帰反射部材の再帰反射面の面粗さは、前記空間浮遊映像のボケ量と前記表示パネルの画素サイズとの比率が４０％以下となるように設定されており、
前記表示パネルに光を供給する光源装置を備え、
前記光源装置は、
点状または面状の光源と、
前記光源からの光の発散角を低減する光学素子部と、
前記光源からの光を特定方向の偏光に揃える偏光変換部と、
前記光源からの光を前記表示パネルに伝搬する反射面を有する導光体と、
を備え、
前記反射面の形状と面粗さによって前記表示パネルからの映像光の映像光束を制御する、
空間浮遊映像表示装置。
【請求項７】
請求項３記載の空間浮遊映像表示装置において、
前記表示パネルからの映像光は、Ｓ偏光であり、
前記表示パネルからのＳ偏光の映像光を、前記偏光分離部材に対して入射するための前記Ｐ偏光に変換する、λ／４板を備える、
空間浮遊映像表示装置。
【請求項８】
請求項１記載の空間浮遊映像表示装置において、
前記表示パネルと前記複数の偏光分離部材とを結ぶ空間において、前記表示パネルからの光の発散角を低減する映像光制御シートを備える、
空間浮遊映像表示装置。
【請求項９】
請求項１記載の空間浮遊映像表示装置において、
前記複数の偏光分離部材のうち、前記少なくとも２つの偏光分離部材は、第１の偏光分離部材の第１辺と、第２の偏光分離部材の第２辺とが、所定の間隔で近接して配置され、
前記表示パネルと前記偏光分離部材との間で、前記表示パネルから前記２つの偏光分離部材までの間において、前記２つの偏光分離部材が前記間隔を置いて近接する辺に平行な面に配置されている、前記表示パネルからの光を遮蔽する遮蔽部材を備える、
空間浮遊映像表示装置。
【請求項１０】
請求項１記載の空間浮遊映像表示装置において、
前記複数の偏光分離部材のうち、前記少なくとも２つの偏光分離部材は、それぞれの光入出射面の面積が異なる、または、前記所定の角度が形成される側面でみた場合のそれぞれの光入出射面の長さが異なる、
空間浮遊映像表示装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、空間浮遊映像表示装置の技術に関する。
続きを表示（約 2,900 文字）【背景技術】
【０００２】
空間浮遊映像表示装置の一例として、直接外部に向かって映像を空間像として表示する映像表示装置および表示方法については、既に知られている。また、表示された空間像の操作面における操作に対する誤検知を低減する検知システムについても、例えば、特開２０１９－１２８７２２号公報（特許文献１）に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１９－１２８７２２号公報
【発明の概要】
【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の空間浮遊映像表示装置は、立体的な形状として空間浮遊映像を表示するための具体的な技術は十分に考慮されていなかった。
【０００５】
そこで、本開示の目的は、空間浮遊映像表示装置に関して、複数のレイヤを設けることで立体視可能な空間浮遊映像の表示を可能にするための好適な技術を提供することである。
【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、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、一例を挙げるならば以下の通りである。一実施の形態の空間浮遊映像表示装置は、映像を表示する表示パネルと、表示パネルからの映像光を反射させ、反射した光により空中に空間浮遊映像を形成せしめる再帰反射部材と、表示パネルと再帰反射部材との間に、表示パネルおよび再帰反射部材に対し所定の角度で配置された複数の偏光分離部材と、を備え、複数の偏光分離部材のうち、少なくとも２つの偏光分離部材は、同一面には配置されないように、互いに異なる位置に設置されている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のうち代表的な実施の形態によれば、より好適な空中浮遊映像表示装置を実現できる。上記した課題および上記以外の課題、ならびにそれらの課題を解決する構成、および効果等については、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
一実施例に係る空間浮遊映像表示装置の使用形態の一例を示す図である。
一実施例に係る空間浮遊映像表示装置の主要部構成の一例としてＶ型の構成を示す図である。
一実施例に係る空間浮遊映像表示装置の主要部構成の一例としてＺ型の構成を示す図である。
再帰反射部材の詳細な構造の例を示す図である。
再帰反射部材の表面粗さと再帰反射像（空間浮遊映像）のボケ量との関係を表す特性図である。
一実施例に係る映像表示装置の構成例を示す図である。
一実施例（第１実施例）に係る空間浮遊映像表示装置の外観構成例を示す図である。
一実施例（第１実施例）に係る空間浮遊映像表示装置で、横から見た断面の構成例を示す図である。
一実施例（第１実施例）の比較例の空間浮遊映像表示装置で、不要空間浮遊映像発生の例を説明する図である。
一実施例（第２実施例）に係る空間浮遊映像表示装置で、横から見た断面の構成例を示す図である。
一実施例（第３実施例）に係る空間浮遊映像表示装置で、横から見た断面の構成例を示す図である。
一実施例（第４実施例）に係る空間浮遊映像表示装置で、横から見た断面の構成例を示す図である。
一実施例（第５実施例）に係る空間浮遊映像表示装置で、横から見た断面の構成例を示す図である。
一実施例（第１実施例）に係る空間浮遊映像表示装置で、２つのビームスプリッタの段差についての補足説明図である。
一実施例（第１実施例）に係る空間浮遊映像表示装置で、空間浮遊映像の表示例を示す図である。
一実施例（第４実施例）に係る空間浮遊映像表示装置で、空間浮遊映像の表示例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照しながら本開示の実施の形態を詳細に説明する。図面において、同一部には原則として同一符号を付し、繰り返しの説明を省略する。図面において、各構成要素の表現は、発明の理解を容易にするために、実際の位置、大きさ、形状、範囲等を表していない場合がある。説明上、プログラムによる処理について説明する場合に、プログラムや機能や処理部等を主体として説明する場合があるが、それらについてのハードウェアとしての主体は、プロセッサ、あるいはそのプロセッサ等で構成されるコントローラ、装置、計算機、システム等である。計算機は、プロセッサによって、適宜にメモリや通信インタフェース等の資源を用いながら、メモリ上に読み出されたプログラムに従った処理を実行する。これにより、所定の機能や処理部等が実現される。プロセッサは、例えばＣＰＵ／ＭＰＵやＧＰＵ等の半導体デバイス等で構成される。プロセッサは、所定の演算が可能な装置や回路で構成される。処理は、ソフトウェアプログラム処理に限らず、専用回路でも実装可能である。専用回路は、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ、ＣＰＬＤ等が適用可能である。プログラムは、対象計算機に予めデータとしてインストールされていてもよいし、プログラムソースから対象計算機にデータとして配布されてインストールされてもよい。プログラムソースは、通信網上のプログラム配布サーバでもよいし、非一過性のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体、例えばメモリカードやディスク等でもよい。プログラムは、複数のモジュールから構成されてもよい。コンピュータシステムは、複数台の装置によって構成されてもよい。コンピュータシステムは、クライアント・サーバシステム、クラウドコンピューティングシステム等で構成されてもよい。各種のデータや情報は、例えばテーブルやリスト等の構造で構成されるが、これに限定されない。識別情報、識別子、ＩＤ、名前、番号等の表現は互いに置換可能である。
【００１０】
＜実施の形態＞
実施の形態の空間浮遊映像表示装置は、映像表示装置と、偏光分離部材であるビームスプリッタと、再帰反射面にλ／４板（位相差板、四分の一波長板）が設けられた再帰反射部材とを有して構成される。映像表示装置は、光源装置と、映像源（映像表示素子）として特定偏波の映像光（例えばＰ偏光）を発する表示パネルまたは液晶表示パネルとを有して構成される。光源装置は、液晶表示パネルにバックライトとしての光を発生・供給する。映像表示装置の液晶表示パネルと再帰反射部材とを結んだ空間には、偏光分離部材が配置される。偏光分離部材は、液晶表示パネルからの特定偏波の映像光を、再帰反射部材に向けて透過させ、再帰反射部材およびλ／４板によって偏光変換された後の他方の偏波（例えばＳ偏光）の映像光を反射させる性質を有する。反射後の他方の偏波の映像光は、映像表示装置とは異なる方向における所定の位置に、実像である空間浮遊映像を生成・表示する。
（【００１１】以降は省略されています）

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