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特開2023-72526プリズム体、プリズム装置、反射型表示装置及び情報表示システム
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023072526
(43)【公開日】2023-05-24
(54)【発明の名称】プリズム体、プリズム装置、反射型表示装置及び情報表示システム
(51)【国際特許分類】
G02B 5/10 20060101AFI20230517BHJP
G02B 26/08 20060101ALI20230517BHJP
G09F 19/18 20060101ALI20230517BHJP
G03B 21/00 20060101ALI20230517BHJP
G03B 21/56 20060101ALI20230517BHJP
【ＦＩ】
G02B5/10 A
G02B26/08 D
G09F19/18 F
G03B21/00 D
G03B21/56
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021185142
(22)【出願日】2021-11-12
(71)【出願人】
【識別番号】000195029
【氏名又は名称】星和電機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000947
【氏名又は名称】弁理士法人あーく事務所
(72)【発明者】
【氏名】坂根 真矢
【テーマコード（参考）】
2H021
2H042
2H141
2K203
【Ｆターム（参考）】
2H021BA02
2H042DA20
2H042DA22
2H042DB07
2H042DD04
2H042DD05
2H141MA12
2H141MB23
2H141MD12
2H141MD20
2H141MF12
2H141MF16
2H141MG03
2H141MZ14
2K203GC22
2K203HA84
(57)【要約】
【課題】ユーザに対して視認性に優れた映像を表示することができる情報表示システム並びにこれを実現するプリズム体、プリズム装置及び反射型表示装置を提供する。
【解決手段】光源から光が投射される被投射面上に複数箇所に亘って配されて、該光源からの光を個々に所定の一方向に向けて出射可能なプリズム体１であって、光源側に曲面を描いて凸出する入出射面１０と、入出射面１０側に曲面を描いて凹入する反射面１１と、を備え、入出射面１０の接線方向に直交する第１方向Ｘに沿う断面形状と、第１方向Ｘに直交する第２方向Ｙに沿う断面形状とが、ともに凸メニスカスレンズ状である。
【選択図】図１
【解決手段】光源から光が投射される被投射面上に複数箇所に亘って配されて、該光源からの光を個々に所定の一方向に向けて出射可能なプリズム体１であって、光源側に曲面を描いて凸出する入出射面１０と、入出射面１０側に曲面を描いて凹入する反射面１１と、を備え、入出射面１０の接線方向に直交する第１方向Ｘに沿う断面形状と、第１方向Ｘに直交する第２方向Ｙに沿う断面形状とが、ともに凸メニスカスレンズ状である。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
光源から光が投射される被投射面上に複数箇所に亘って配されて、該光源からの光を個々に所定の一方向に向けて出射可能なプリズム体であって、
前記光源側に曲面を描いて凸出する入出射面と、該入出射面側に曲面を描いて凹入する反射面と、を備え、
前記入出射面の接線方向に直交する第１方向に沿う断面形状と、該第１方向に直交する第２方向に沿う断面形状とが、ともに凸メニスカスレンズ状であることを特徴とするプリズム体。
前記光源側に曲面を描いて凸出する入出射面と、該入出射面側に曲面を描いて凹入する反射面と、を備え、
前記入出射面の接線方向に直交する第１方向に沿う断面形状と、該第１方向に直交する第２方向に沿う断面形状とが、ともに凸メニスカスレンズ状であることを特徴とするプリズム体。
【請求項2】
請求項１に記載のプリズム体であって、
平面視で矩形状に形成されていることを特徴とするプリズム体。
平面視で矩形状に形成されていることを特徴とするプリズム体。
【請求項3】
請求項１又は請求項２に記載のプリズム体であって、
前記反射面には、入射光を反射する反射領域と、前記入射光を反射しない非反射領域と、が画成されたことを特徴とするプリズム体。
前記反射面には、入射光を反射する反射領域と、前記入射光を反射しない非反射領域と、が画成されたことを特徴とするプリズム体。
【請求項4】
請求項１から請求項３までのいずれか１つに記載のプリズム体と、
前記反射面の背後において、前記プリズム体を揺動可能に支持する揺動軸部と、を備えたプリズム装置。
前記反射面の背後において、前記プリズム体を揺動可能に支持する揺動軸部と、を備えたプリズム装置。
【請求項5】
映像源から投射された映像光をスクリーン上で反射して映像を表示する反射型表示装置であって、
前記スクリーン上には、請求項１から請求項３までのいずれか１つに記載のプリズム体又は請求項４に記載のプリズム装置がマトリクス状に多数個配設されることにより像反射部が構成されるとともに、該像反射部における個々の前記プリズム体又はプリズム装置から出射される各出射光の向きが同一方向となるように前記個々のプリズム体又はプリズム装置の姿勢が調整されていることを特徴とする反射型表示装置。
前記スクリーン上には、請求項１から請求項３までのいずれか１つに記載のプリズム体又は請求項４に記載のプリズム装置がマトリクス状に多数個配設されることにより像反射部が構成されるとともに、該像反射部における個々の前記プリズム体又はプリズム装置から出射される各出射光の向きが同一方向となるように前記個々のプリズム体又はプリズム装置の姿勢が調整されていることを特徴とする反射型表示装置。
【請求項6】
請求項５に記載の反射型表示装置であって、
前記スクリーンには、外乱光を遮蔽する外乱光遮蔽部が設けられていることを特徴とする反射型表示装置。
前記スクリーンには、外乱光を遮蔽する外乱光遮蔽部が設けられていることを特徴とする反射型表示装置。
【請求項7】
請求項５又は請求項６に記載の反射型表示装置であって、
前記スクリーン面の少なくとも一側端部が前記映像光の投射側に湾曲されていることを特徴とする反射型表示装置。
前記スクリーン面の少なくとも一側端部が前記映像光の投射側に湾曲されていることを特徴とする反射型表示装置。
【請求項8】
請求項５から請求項７までのいずれか１つに記載の反射型表示装置と、
前記反射型表示装置に映像光を投射するプロジェクタと、を備えた情報表示システム。
前記反射型表示装置に映像光を投射するプロジェクタと、を備えた情報表示システム。
【請求項9】
請求項８に記載の情報表示システムであって、
前記プロジェクタは、前記映像光をＲＧＢの三原色で出射可能とされるとともに、前記スクリーンに向けて前記像反射部の一つのプリズム体又はプリズム装置が一つの色成分を反射するよう投射し、
前記反射型表示装置は、前記個々のプリズム体又はプリズム装置がそれぞれ反射する前記三原色によって構成される映像を表示することを特徴とする情報表示システム。
前記プロジェクタは、前記映像光をＲＧＢの三原色で出射可能とされるとともに、前記スクリーンに向けて前記像反射部の一つのプリズム体又はプリズム装置が一つの色成分を反射するよう投射し、
前記反射型表示装置は、前記個々のプリズム体又はプリズム装置がそれぞれ反射する前記三原色によって構成される映像を表示することを特徴とする情報表示システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、プリズム体、プリズム装置、反射型表示装置及び情報表示システムに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、道路上の事故発生状況や天気情報等をユーザに対して文字や画像等として表示する情報表示システムとして、プロジェクタから投射された映像光をスクリーン上で反射して映像を表示する情報表示手段が公知である（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２００７－２７９８５７号公報
【特許文献2】特開２０１９－４１８６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上記従来の情報表示手段においては、反射光がスクリーン面で拡散してしまうことから、ユーザから視た文字や画像等の視認性に改善の余地があった。また、上記従来の情報表示手段においては、反射光の向きがスクリーンの形状に依拠することから、反射光の配光設計の自由度が低く、このため、文字や画像等の視認性の改善が困難であるという難点があった。
【0005】
そこで、本発明者は、特願２０２１－１２９９６７号の出願において、ユーザに対して視認性に優れた映像を表示することができる情報表示システム並びにこれを実現するプリズム体、プリズム装置及び反射型表示装置を提案した。
【0006】
上記の出願におけるプリズム体９は、図１８に示すように、入出射面９０と、この入出射面９０に対向する反射面９１と、を備え、入出射面９０の接線方向に直交する一方向（Ｃ１方向）に沿う断面形状が凸メニスカスレンズ状に形成されたものである。プリズム体９の特徴的な形状によって、光を効率的に所定の一方向、例えば、ユーザに向けて出射させることが可能となる。具体的には、プリズム体９を反射面９１（又は入出射面９０）の湾曲に沿う方向に揺動させることにより、プリズム体９に対する入射光の入射角度に関わらず、プリズム体９から光をユーザに向けて出射させることができる。
【0007】
上記のプリズム体９は、光源から光が投射される被投射面上（例えば、反射型表示装置のスクリーン）に複数箇所に亘って配して用いられる。被投射面上に配された個々のプリズム体９の姿勢が調整されることにより、個々のプリズム体９に対する入射光の入射角度に関わらず、個々のプリズム体９から光をユーザに向けて出射させることができる。すなわち、被投射面上に配された個々のプリズム体９を用いて、被投射面からユーザに対して視認性に優れた光を出射させることができる。
【0008】
ところで、上記のプリズム体９は、入出射面９０の接線方向に直交する一方向（Ｃ１方向）に沿う断面形状が凸メニスカスレンズ状である一方で、上記の一方向に直交する他方向（Ｃ２方向）に沿う断面形状は、矩形状である。このため、Ｃ１方向においては、図１９Ａに示すように、プリズム体９の出射光の強度が全域に亘って緩やかに１つのピークを有する山を描いたようになり、プリズム体９の出射光のピークが明確である一方で、Ｃ２方向においては、図１９Ｂに示すように、プリズム体９の出射光の強度には複数のピークが形成され、プリズム体９の出射光に局所的なムラが生じるとの知見を本発明者は得た。
【0009】
そこで、本発明者は、得られた知見に基づき鋭意研究を重ねた結果、上記のプリズム体９に見られるような照度の局所的なムラを軽減すれば出射光が鮮明になり、ひいては、出射光の視認性が向上することを見出し、本発明を完成するに至った。
【0010】
すなわち、本発明は、ユーザに対して視認性に優れた映像を表示することができる情報表示システム並びにこれを実現するプリズム体、プリズム装置及び反射型表示装置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】
【0011】
上記目的を達成するため、本願記載のプリズム体は、光源から光が投射される被投射面上に複数箇所に亘って配されて、該光源からの光を個々に所定の一方向に向けて出射可能なプリズム体であって、前記光源側に曲面を描いて凸出する入出射面と、該入出射面側に曲面を描いて凹入する反射面と、を備え、前記入出射面の接線方向に直交する第１方向に沿う断面形状と、該第１方向に直交する第２方向に沿う断面形状とが、ともに凸メニスカスレンズ状であることを特徴とするものである。
【0012】
また、前記プリズム体は、平面視で矩形状に形成されていてもよい。
【0013】
また、前記プリズム体において、前記反射面には、入射光を反射する反射領域と、前記入射光を反射しない非反射領域と、が画成されていてもよい。
【0014】
また、本願記載のプリズム装置は、前記プリズム体と、前記反射面の背後において、プリズム体を揺動可能に支持する揺動軸部と、を備えたことを特徴とするものである。
【0015】
また、本願記載の反射型表示装置は、映像源から投射された映像光をスクリーン上で反射して映像を表示する反射型表示装置であって、前記スクリーン上には、前記プリズム体又は前記プリズム装置がマトリクス状に多数個配設されることにより像反射部が構成されるとともに、該像反射部における個々の前記プリズム体又はプリズム装置から出射される各出射光の向きが同一方向となるように前記個々のプリズム体又はプリズム装置の姿勢が調整されていることを特徴とするものである。
【0016】
また、前記反射型表示装置において、前記スクリーンには、外乱光を遮蔽する外乱光遮蔽部が設けられていてもよい。
【0017】
また、前記反射型表示装置において、前記スクリーン面の少なくとも一側端部が前記映像光の投射側に湾曲されていてもよい。
【0018】
また、本願記載の情報表示システムは、前記反射型表示装置と、前記反射型表示装置に映像光を投射するプロジェクタと、を備えたことを特徴とするものである。
【0019】
また、前記情報表示システムにおいて、前記プロジェクタは、前記映像光をＲＧＢの三原色で出射可能とされるとともに、前記スクリーンに向けて前記像反射部の一つのプリズム体又はプリズム装置が一つの色成分を反射するよう投射し、前記反射型表示装置は、前記個々のプリズム体又はプリズム装置がそれぞれ反射する前記三原色によって構成される映像を表示してもよい。
【発明の効果】
【0020】
本発明によれば、ユーザに対して視認性に優れた映像を表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【図1】プリズム体の一実施形態を示す斜視図である。
【図2A】プリズム体の平面図である。
【図3A】第１方向におけるプリズム体の出射光の相対強度を示すグラフである。
【図3B】第２方向におけるプリズム体の出射光の相対強度を示すグラフである。
【図4】被投射面上に配されたプリズム体を示す概略側面図である。
【図5】プリズム装置の一実施形態を示す概略斜視図である。
【図6】反射型表示装置の一実施形態を示す概略正面図である。
【図8】スクリーンの横断面を示す概略断面図である。
【図11】情報表示システムの第１実施形態を示す概略平面図である。
【図13】反射型表示装置の像反射部におけるプリズム装置の配設パターンの一例を示す概略正面図である。
【図14】太陽光が反射型表示装置によって反射された状態を示す概略側面図である。
【図17】情報表示システムの第２実施形態の概略構成を示すブロック図である。
【図18】特願２０２１－１２９９６７号の出願におけるプリズム体を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0022】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する各実施形態の間で同一の構成要素には同一の符号を付し、それら構成要素について重複する説明は省略する。
【0023】
－プリズム体－
まず、プリズム体１について説明する。
まず、プリズム体１について説明する。
【0024】
（プリズム体の実施形態）
図１は、プリズム体１の一実施形態を示す斜視図である。図２Ａは、プリズム体１の平面図である。図２Ｂは、図２Ａのプリズム体１のＡ１－Ａ１端面図である。図２Ｃは、図２Ａのプリズム体１のＡ２－Ａ２端面図である。図２Ｄは、図２Ａのプリズム体１のＢ１－Ｂ１端面図である。図２Ｅは、図２Ａのプリズム体１のＢ２－Ｂ２端面図である。図３Ａは、第１方向Ｘにおけるプリズム体１の出射光の相対強度を示すグラフである。図３Ｂは、第２方向Ｙにおけるプリズム体１の出射光の相対強度を示すグラフである。図４は、被投射面Ｐ上に配されたプリズム体１を示す概略側面図である。なお、図４において、実線の直線矢印は入射光の方向を示し、破線矢印は出射光の方向を示している。
図１は、プリズム体１の一実施形態を示す斜視図である。図２Ａは、プリズム体１の平面図である。図２Ｂは、図２Ａのプリズム体１のＡ１－Ａ１端面図である。図２Ｃは、図２Ａのプリズム体１のＡ２－Ａ２端面図である。図２Ｄは、図２Ａのプリズム体１のＢ１－Ｂ１端面図である。図２Ｅは、図２Ａのプリズム体１のＢ２－Ｂ２端面図である。図３Ａは、第１方向Ｘにおけるプリズム体１の出射光の相対強度を示すグラフである。図３Ｂは、第２方向Ｙにおけるプリズム体１の出射光の相対強度を示すグラフである。図４は、被投射面Ｐ上に配されたプリズム体１を示す概略側面図である。なお、図４において、実線の直線矢印は入射光の方向を示し、破線矢印は出射光の方向を示している。
【0025】
プリズム体１は、光源側に曲面を描いて凸出する入出射面１０と、入出射面１０側に曲面を描いて凹入する反射面１１と、を有している（図１参照）。以下、「入射光」とは、入出射面１０に入射される光のことを指し、「出射光」とは、入出射面１０から出射される光のことを指す。
【0026】
プリズム体１は、光を所定の一方向に向けて出射可能となっている。すなわち、次の通りである。なお、「一方向」とは、光の各光線の方向が互いに一致することは勿論のこと、単に、光の各光線の方向が概ね同一の方向であることも含む。まず、入出射面１０が光源側に曲面を描いて凸出していることにより、反射面１１で反射された光が集光されて出射光の拡散が抑制されるようになっている。また、反射面１１が入出射面１０側に曲面を描いて凹入していることにより、入出射面１０からの出射光の集束が抑制されるようになっている。さらに、プリズム体１を反射面１１又は入出射面１０の湾曲に沿う方向に揺動させてプリズム体１の姿勢を調整することにより、出射光の向きを変えることができる。ここで、「姿勢」とは、空間における向き、すなわち、三次元空間における回転角度のことを指す。プリズム体１の揺動方向の具体例として、入出射面１０の接線方向に直交する第１方向Ｘに沿った揺動軸線周り、第１方向Ｘに直交する第２方向Ｙに沿った揺動軸線周り、あるいは、第１方向Ｘと第２方向Ｙとの両方に交差する方向（図示しない）に沿った揺動軸線周りが挙げられる。以上を総括すると、入出射面１０及び反射面１１の形状によって、出射光を一方向に向けて出射させることができ、また、プリズム体１を反射面１１又は入出射面１０の湾曲に沿う方向に揺動させることにより、出射光を所定の方向に向けて出射させることができるようになっている。
【0027】
上記のプリズム体１の断面形状は、次の特徴を有している。すなわち、プリズム体１において、入出射面１０の接線方向に直交する第１方向Ｘに沿う断面形状と、第１方向Ｘに直交する第２方向Ｙに沿う断面形状とが、ともに凸メニスカスレンズ状である。
【0028】
具体的には、図２Ａ～図２Ｃに示すように、プリズム体１の中央部において第１方向Ｘに沿う断面Ａ１－Ａ１の断面形状ＳＡ１と、プリズム体１の一端部において第１方向Ｘに沿う断面Ａ２－Ａ２の断面形状ＳＡ２とは、ともに凸メニスカスレンズ状である。プリズム体１の他端部において第１方向Ｘに沿う断面形状は、断面形状ＳＡ２と同等である。
【0029】
同様に、図２Ａ、図２Ｄ、図２Ｅに示すように、プリズム体１の中央部において第２方向Ｙに沿う断面Ｂ１－Ｂ１の断面形状ＳＢ１と、プリズム体１の一端部において第２方向Ｙに沿う断面Ｂ２－Ｂ２の断面形状ＳＢ２とは、ともに凸メニスカスレンズ状である。プリズム体１の他端部において第２方向Ｙに沿う断面形状は、断面形状ＳＢ２と同等である。
【0030】
上記のプリズム体１の断面形状によって、図３Ａに示すように、第１方向Ｘにおけるプリズム体１の出射光の強度は、全域に亘って緩やかに１つのピークを有する山を描いたようになる。同様に、図３Ｂに示すように、第２方向Ｙにおけるプリズム体１の出射光の強度も、全域に亘って緩やかに１つのピークを有する山を描いたようになる。これにより、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙの両方向において、プリズム体１の出射光のピークが明確になることから、プリズム体１の出射光が鮮明になり、ひいては、出射光の視認性を向上させることができる。
【0031】
上記のプリズム体１は、光源から光が投射される被投射面Ｐ上に複数箇所に亘って配して用いられる（図４参照）。被投射面Ｐ上に配された個々のプリズム体１（１ａ～１ｃ）を揺動させて個々のプリズム体１（１ａ～１ｃ）の姿勢を調整することにより、個々のプリズム体１（１ａ～１ｃ）に対する入射光の入射角度に関わらず、プリズム体１（１ａ～１ｃ）から光を所定の一方向、例えば、ユーザに向けて出射させることができる。個々のプリズム体１（１ａ～１ｃ）からユーザに向けて出射された光は、効率的にユーザの目に届くことから、ユーザが視認しやすい配光を有しているといえる。ここで、「配光」とは、光度の分布のことを指す。このように、プリズム体１（１ａ～１ｃ）が被投射面Ｐ上に複数箇所に亘って配され、個々のプリズム体１（１ａ～１ｃ）の姿勢が調整されることにより、ユーザが視認しやすい配光で光を出射させることができ、ひいては、ユーザに対して視認性に優れた光を出射させることができる。
【0032】
また、従来であれば、このような被投射面Ｐ上に複数箇所に亘ってプリズム体を配し、これらのプリズム体を用いて光を所定の一方向に出射させようとした場合、個々のプリズム体の形状をその配設位置に応じて変える必要があることから、製造コストが高くなり、組立が煩瑣になるという問題があった。さらに、被投射面Ｐの設置場所や形状に応じて異なる形状のプリズム体を用いる必要があることから、配光設計の自由度が低いという問題があった。本発明では、上記のように、プリズム体１を特有の形状として揺動させるようにしたことから、プリズム体１は、被投射面Ｐ上のどこに配されても、入射光の入射角度に関わらず光を効率的に所定の一方向に向けて出射可能となっている。すなわち、同一形状のプリズム体１を被投射面Ｐ上に複数箇所に亘って配し、これらのプリズム体１を用いて光を所定の一方向に向けて出射させることができるため、プリズム体の形状の共通化が図られ、ひいては、製造コストが抑えられ、組立が容易になる。さらに、被投射面Ｐの設置場所や形状に応じて、出射光の向きが所定の一方向となるように個々のプリズム体１を揺動させてその姿勢を調整すればよいため、被投射面Ｐの設置場所や形状に関わらずユーザが視認しやすい配光で光を出射させることができ、配光設計の自由度が向上する。
【0033】
本実施形態において、プリズム体１は、平面視で矩形状に形成されている（図２Ａ参照）。これにより、複数のプリズム体１を被投射面Ｐ上に無駄な隙間なく敷き詰めることができる。
【0034】
ところで、従来の、プロジェクタ等から投射された光をスクリーン上で反射して映像を表示する情報表示手段においては、スクリーンが光を反射面の全体領域で反射するものであることから、このようなスクリーンの出射光においては、明度が低い色、特に黒色の色が過度に明るくなってしまい、表示像のコントラストが低く、視認性が乏しくなるという問題があった。
【0035】
そこで、本実施形態において、反射面１１には、入射光を反射する反射領域１２と、入射光を反射しない非反射領域１３と、が画成されている（図１参照）。反射領域１２は、反射面１１の中央部に画成されており、非反射領域１３は、反射領域１２の外方に画成されている。例として、ミラー材等の反射部材から形成された反射面１１の領域のうち、反射面１１の中央部以外の領域に光吸収材が塗布され、又は、反射防止膜が積層されることにより、反射領域１２及び非反射領域１３が画成されている。反射領域１２の大きさは、出射光に要する明るさが確保できる程度の大きさに設定されている。入射光のうち、反射領域１２に当たった光は、反射領域１２で反射されて出射光として入出射面１０から出射される一方、非反射領域１３に当たった光は、非反射領域１３で吸収される。
【0036】
このように、反射面１１に反射領域１２のみならず非反射領域１３が画成されていることにより、反射面１１の全体領域が光を反射する場合と比較して、明度が低い色、特に黒色が過度に明るくなることを防ぐことができる。これにより、出射光の視認性を向上させることができる。
【0037】
なお、入射光の非照射時に入出射面１０の表面を暗く見せるために、入出射面１０の表面には、透光性のフィルム等が貼設されていてもよい。
【0038】
また、プリズム体１の表面には、防汚加工がされていてもよい。
【0039】
また、被投射面Ｐは、平面に限定されず、例えば、湾曲されていてもよい。
【0040】
－プリズム装置－
次に、上記プリズム体１を備えたプリズム装置２について説明する。
次に、上記プリズム体１を備えたプリズム装置２について説明する。
【0041】
（プリズム装置の実施形態）
図５は、プリズム装置２の一実施形態を示す概略斜視図である。
図５は、プリズム装置２の一実施形態を示す概略斜視図である。
【0042】
プリズム装置２は、入射光の光軸方向に応じて出射光の向きを調整できるようにプリズム体１を装置化したものであり、プリズム体１と、揺動軸部２０と、を備えている（図５参照）。なお、図５において、駆動部８の図示は省略している。
【0043】
揺動軸部２０は、反射面１１の背後において、プリズム体１を第１方向Ｘに沿った揺動軸線周りの揺動方向Ｒに揺動可能に支持するものである。本実施形態において、揺動軸部２０は、反射面１１の凹面の奥側の外表面に形成された図示しない取付孔に回動可能に貫通されており、駆動部８によって、又は、手動で回動駆動される。このような揺動軸部２０がプリズム体１に添設されていることにより、プリズム体１の姿勢を容易に調整して出射光の向きを調整することができる。
【0044】
なお、揺動軸部２０は、反射面１１の背後において、プリズム体１を第２方向Ｙに沿った揺動軸線周りに揺動可能に支持するものであってもよいし、プリズム体１を第１方向Ｘと第２方向Ｙとの両方に交差する方向（図示しない）に沿った揺動軸線周りに揺動可能に支持するものであってもよい。
【0045】
－反射型表示装置－
続いて、上記プリズム体１又はプリズム装置２を用いた反射型表示装置３について説明する。
続いて、上記プリズム体１又はプリズム装置２を用いた反射型表示装置３について説明する。
【0046】
（反射型表示装置の実施形態）
図６は、反射型表示装置３の一実施形態を示す概略正面図である。図７は、反射型表示装置３の縦断面の一部を示す概略断面図である。図８は、スクリーン３０の横断面を示す概略断面図である。図９は、スクリーン３０の一変形例の縦断面の一部を示す概略断面図である。図１０は、スクリーン３０の他の変形例の横断面を示す概略断面図である。なお、図７、図９において、実線の直線矢印は入射光の方向を示し、破線矢印は出射光の方向を示している。
図６は、反射型表示装置３の一実施形態を示す概略正面図である。図７は、反射型表示装置３の縦断面の一部を示す概略断面図である。図８は、スクリーン３０の横断面を示す概略断面図である。図９は、スクリーン３０の一変形例の縦断面の一部を示す概略断面図である。図１０は、スクリーン３０の他の変形例の横断面を示す概略断面図である。なお、図７、図９において、実線の直線矢印は入射光の方向を示し、破線矢印は出射光の方向を示している。
【0047】
反射型表示装置３は、映像源から投射された映像光を反射して映像を表示するものであり、映像光を反射するためのスクリーン３０を備えている（図６参照）。ここで、「映像光」とは、映像信号に基づいて変調された光のことを指し、「映像」とは、静止画像及び動画像を含むものとする。本実施形態において、映像源は、反射型表示装置３の正面から視て左側下方に設置されており、プリズム装置２は、揺動軸部２０がスクリーン３０の横方向に沿うように配設されている。
【0048】
スクリーン３０上には、プリズム装置２がマトリクス状に多数個配設されることにより、映像光を反射する像反射部３１が構成されている（図６参照）。ここで、「マトリクス状」とは、行方向及び列方向に碁盤目状に配されたものに限らず、スクリーン３０の領域全体において任意の体系又はパターンに即して配されたものをも含むものとする。像反射部３１における個々のプリズム装置２からの出射光によって、映像が構成されるようになっている。
【0049】
像反射部３１における個々のプリズム装置２から出射される各出射光の向きが同一方向となるように個々のプリズム装置２の姿勢が調整されている（図７参照）。具体的には、個々のプリズム装置２の揺動軸部２０がそれぞれ回動駆動されて、個々のプリズム装置２のプリズム体１が揺動方向Ｒに揺動されることにより、像反射部３１からユーザに向けて映像光が出射されるようになっている。換言すると、像反射部３１から映像光をユーザが視認しやすい配光で出射させるように、個々のプリズム装置２の姿勢が調整されている。
【0050】
また、本実施形態において、揺動軸部２０がスクリーン３０の横方向に沿うように配設されていることから、プリズム装置２は、スクリーン３０の横方向に沿った揺動軸線周りに揺動される。このため、像反射部３１から出射される映像光の配光、特に、スクリーン３０の上下方向における映像光の配光が絞られている。
【0051】
このような反射型表示装置３において、映像源から投射された映像光が、多数個のプリズム装置２から構成された像反射部３１によって反射されて、像反射部３１からユーザが視認しやすい配光で出射される。これにより、ユーザに対して視認性に優れた映像を表示することができる。なお、多数個のプリズム装置２の代わりに多数個のプリズム体１によって像反射部３１が構成された場合も、同様の効果を奏する。
【0052】
本実施形態において、スクリーン３０には、風の通過を許容する複数の通気孔３３が穿設されている（図６参照）。このような複数の通気孔３３によって、例えば、反射型表示装置３が道路上等の屋外の開けた環境に設置された場合において、反射型表示装置３に対する風の抵抗を軽減することができる。
【0053】
また、本実施形態において、スクリーン３０には、外乱光を遮蔽する外乱光遮蔽部３２が設けられている（図７参照）。ここで、「外乱光」とは、映像源以外の他の光信号や光のことを指し、例えば、太陽光や照明光等を含むものとする。外乱光遮蔽部３２は、像反射部３１における個々のプリズム装置２の間において、スクリーン３０から庇状に延出している。このような外乱光遮蔽部３２が設けられていることにより、外乱光による、像反射部３１から出射される映像光のコントラスト低下を抑制することができる。
【0054】
また、本実施形態において、スクリーン３０面の左右端部が映像光の投射側に湾曲されている（図８参照）。このようなスクリーン３０の形状によって、像反射部３１から出射される映像光の配光、特に、スクリーン３０の左右方向における映像光の配光が絞られることから、ユーザから視た映像の視認性を向上させることができる。
【0055】
また、本実施形態において、スクリーン３０の表面には、防汚加工がされている。
【0056】
なお、プリズム装置２は、揺動軸部２０がスクリーン３０の縦方向に沿うように配設されていてもよい。この場合、プリズム装置２は、スクリーン３０の縦方向に沿った揺動軸線周りに揺動されることから、像反射部３１から出射される映像光の配光、特に、スクリーン３０の左右方向における映像光の配光が絞られる。また、この場合、図９に示すように、スクリーン３０面の上端部を映像光の投射側に湾曲させることにより、像反射部３１から出射される映像光の配光、特に、スクリーン３０の上下方向における映像光の配光を絞り、ユーザから視た映像の視認性を向上させることができる。
【0057】
また、像反射部３１における個々のプリズム装置２から出射される各出射光の向きを同一方向に調整するための補助手段として、図１０に示すように、スクリーン３０が複数の楔状の突起３５を有するように形成されていてもよい。
【0058】
－情報表示システムの構成－
さらに、上記反射型表示装置３を備えた情報表示システム４（Ａ，Ｂ）について説明する。説明の便宜上、情報表示システム４（Ａ，Ｂ）の第１実施形態及び第２実施形態で、それぞれ情報表示システム４Ａ、情報表示システム４Ｂのように符号を分けているが、両者の機能は同一である。
さらに、上記反射型表示装置３を備えた情報表示システム４（Ａ，Ｂ）について説明する。説明の便宜上、情報表示システム４（Ａ，Ｂ）の第１実施形態及び第２実施形態で、それぞれ情報表示システム４Ａ、情報表示システム４Ｂのように符号を分けているが、両者の機能は同一である。
【0059】
（情報表示システムの第１実施形態）
図１１は、情報表示システム４の第１実施形態である情報表示システム４Ａを示す概略平面図である。図１２は、情報表示システム４Ａの概略構成を示すブロック図である。図１３は、反射型表示装置３の像反射部３１におけるプリズム装置２の配設パターンの一例を示す概略正面図である。図１４は、太陽光が反射型表示装置３によって反射された状態を示す概略側面図である。図１５は、情報表示システム４Ａの一変形例を示す概略側面図である。図１６は、情報表示システム４Ａの他の変形例を示す概略平面図である。なお、図１１、図１４、図１５及び図１６において、実線矢印はプロジェクタ５から投射される映像光の方向を示し、破線矢印は反射型表示装置３の像反射部３１が映像光を反射して出射する光の方向を示している。また、図１４において、一点鎖線は太陽光の方向を示し、二点鎖線は反射型表示装置３の像反射部３１が太陽光を反射して出射する光の方向を示している。
図１１は、情報表示システム４の第１実施形態である情報表示システム４Ａを示す概略平面図である。図１２は、情報表示システム４Ａの概略構成を示すブロック図である。図１３は、反射型表示装置３の像反射部３１におけるプリズム装置２の配設パターンの一例を示す概略正面図である。図１４は、太陽光が反射型表示装置３によって反射された状態を示す概略側面図である。図１５は、情報表示システム４Ａの一変形例を示す概略側面図である。図１６は、情報表示システム４Ａの他の変形例を示す概略平面図である。なお、図１１、図１４、図１５及び図１６において、実線矢印はプロジェクタ５から投射される映像光の方向を示し、破線矢印は反射型表示装置３の像反射部３１が映像光を反射して出射する光の方向を示している。また、図１４において、一点鎖線は太陽光の方向を示し、二点鎖線は反射型表示装置３の像反射部３１が太陽光を反射して出射する光の方向を示している。
【0060】
情報表示システム４Ａは、ユーザに対する情報を映像として表示するものであり、反射型表示装置３と、反射型表示装置３に映像光を投射するプロジェクタ５と、プロジェクタ５を制御する制御部６と、を備えている（図１１、図１２参照）。本実施形態において、情報表示システム４Ａは、道路上の事故発生状況や天気情報等を、ドライバＤに向けて映像として表示するものである。ここで、「道路」とは、車両が走行可能な道のことを指し、一般道路、高速道路、トンネル内等を含むものとする。
【0061】
本実施形態において、反射型表示装置３は、道路の地面から所定の高さ位置に吊設されている。また、本実施形態において、反射型表示装置３の像反射部３１は、多数個のプリズム装置２によって構成されている（図１３参照）。像反射部３１における個々のプリズム装置２から出射される出射光の向きがドライバＤの方向となるように、プロジェクタ５から投射される映像光の光軸方向に応じて、個々のプリズム装置２の姿勢が調整されている。換言すると、像反射部３１から光をドライバＤが視認しやすい配光で出射させるように、個々のプリズム装置２の姿勢が調整されている。
【0062】
プロジェクタ５は、制御部６から映像信号を受信する映像信号受信部５０と、ランプ等の光源５１と、映像信号受信部５０が受信した映像信号に基づいて光源５１の出力光を変調する光変調部５２と、光変調部５２によって変調された映像光を投射する投射光学部５３と、を有している（図１２参照）。投射光学部５３は、例えば、投射レンズ群である。なお、光源５１は、ＬＤ（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等から構成されていてもよい。
【0063】
プロジェクタ５は、道路の左側の道路脇、すなわち、道路の通行側の道路脇に設置されている。
【0064】
制御部６は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等の処理部６０と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等の不揮発性メモリ及びＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等の揮発性メモリを含む記憶部６１と、各種機器とのインターフェイスであるＩ／Ｆ部６２と、処理部６０の処理状態等を示す液晶ディスプレイ等からなる表示部６３と、を有している（図１２参照）。処理部６０、記憶部６１、Ｉ／Ｆ部６２及び表示部６３は、図示しないバス線によって相互に接続されている。
【0065】
記憶部６１には、制御プログラム６４が記憶されている。処理部６０の制御によって、ＲＯＭに記憶されている制御プログラム６４が読み出され、ＲＡＭ上にロードされることにより、制御プログラム６４が実行される。なお、制御プログラム６４は、これに限られず、ＨＤＤ等の記録媒体から読み込まれてもよいし、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等のネットワークからダウンロードされてもよい。
【0066】
Ｉ／Ｆ部６２には、プロジェクタ５及び映像データを供給するＰＣ等の外部機器に通信可能に接続されており、その通信の種類は限定されず、有線、無線、間接的接続、直接的接続等を含むものとする。
【0067】
上記のような情報表示システム４Ａは、次のようにユーザに対する情報を文字や映像等として表示する。まず、制御部６の処理部６０が、Ｉ／Ｆ部６２に入力された映像データを、映像信号としてＩ／Ｆ部６２からプロジェクタ５に送信する。プロジェクタ５の映像信号受信部５０がこの映像信号を受信する。プロジェクタ５の光変調部５２がこの映像信号に基づいて光源５１の出力光を変調し、投射光学部５３がこの変調された映像光を反射型表示装置３に向けて投射する。反射型表示装置３がこの映像光を像反射部３１で反射してドライバＤの方向に出射して、ドライバＤに向けて映像を表示するようになっている。
【0068】
このような情報表示システム４Ａにおいて、プロジェクタ５から投射される映像光が反射型表示装置３の像反射部３１によって反射されて、像反射部３１からドライバＤが視認しやすい配光で出射される。これにより、ドライバＤに対して視認性に優れた映像を表示することができる。
【0069】
また、上記のような情報表示システム４Ａにおいて、図１４に示すように、プロジェクタ５から投射される映像光は、反射型表示装置３の像反射部３１によって反射されて、像反射部３１からドライバＤに向けて出射される一方で、映像光と異なる入射角度を有する太陽光は、反射型表示装置３の像反射部３１によって反射されて、像反射部３１から必然的に映像光による出射光と異なる方向に出射されるようになっている。このため、太陽光、特に西側から入射する西日や日照角度の小さい光がドライバＤ側に反射して、ドライバＤから視た映像の視認性に悪影響を及ぼす事態が回避される。
【0070】
また、上記のような情報表示システム４Ａにおいて、プロジェクタ５から投射される映像光が反射型表示装置３の像反射部３１によって反射されて、像反射部３１からドライバＤに向けて出射されることにより、映像光が効率的にドライバＤの目に届くことから、高照度のプロジェクタを用いなくとも、ドライバＤに対して視認性に優れた映像を表示することができる。このため、プロジェクタの筐体の大型化が回避され、情報表示システム４Ａのコストが抑えられる。
【0071】
さらに、上記のような情報表示システム４Ａにおいて、従来のＬＥＤのドットマトリクス等を備えた、約１～３トンに及ぶ重量を有する道路表示板を道路上に吊設する場合と比較して、道路上に吊設する設備の軽量化が図られる。
【0072】
上記の情報表示システム４Ａの構成に加えて、本実施形態において、プロジェクタ５は、映像光をＲＧＢの三原色で出射可能とされるとともに、反射型表示装置３のスクリーン３０に向けて像反射部３１の一つのプリズム体１又はプリズム装置２が一つの色成分を反射するように投射するようになっている。具体的には、制御部６の処理部６０が、制御プログラム６４に基づいて、Ｉ／Ｆ部６２に入力された映像データを、反射型表示装置３の像反射部３１のプリズム体１又はプリズム装置２の配設パターンに応じた三原色の配列パターン（例えば、モザイク配列、斜めモザイク配列、三角モザイク配列等）の映像信号に変換する。また、処理部６０は、反射型表示装置３の像反射部３１の一つのプリズム体１又はプリズム装置２がプロジェクタ５の１画素を反射するように、映像データを映像信号に変換してもよい。続いて処理部６０は、この変換された映像信号をプロジェクタ５に送信する。プロジェクタ５は、この変換された映像信号に基づいた映像光を反射型表示装置３に向けて投射するようになっている。
【0073】
そして、反射型表示装置３は、個々のプリズム体１又はプリズム装置２がそれぞれ反射する三原色によって構成される映像を表示するようになっている。例えば、図１３に示すように、反射型表示装置３の像反射部３１のプリズム装置２の配設パターンが三角格子状であり、三角モザイク配列パターンに変換された映像信号が反射型表示装置３に投射された場合においては、互いに近接する３つのプリズム装置２ａ～２ｃからなる像反射部群３１ａが三原色で１つの画素群を構成し、プリズム装置２ｂ，２ｃとこれらに隣接するプリズム装置２ｄからなる像反射部群３１ｂが三原色でその次の画素群を構成するようになっている。このような、個々のプリズム体１又はプリズム装置２がそれぞれ一つの色成分を反射する構成によって、これらから出射される各出射光の発色が鮮やかになることから、ドライバＤから視た映像の視認性を向上させることができる。
【0074】
なお、上記の情報表示システム４Ａが交通安全や災害等の情報を表示する性質を鑑みて、プロジェクタ５は、例えば、故障時にはもとより、ランプの交換期限を知らせるためにアラームを発するように構成されていてもよい。
【0075】
また、反射型表示装置３の像反射部３１は、多数個のプリズム体１によって構成されていてもよい。
【0076】
また、制御部６は、プロジェクタ５と一体に構成されていてもよい。
【0077】
また、制御部６の記憶部６１には、映像データが予め格納されていてもよい。
【0078】
また、上記に限られず、例えば、プロジェクタ５は、映像光をＲＧＢＹの四原色で出射可能とされるとともに、反射型表示装置３のスクリーン３０に向けて像反射部３１の一つのプリズム体１又はプリズム装置２が一つの色成分を反射するように投射し、反射型表示装置３が表示する映像は、個々のプリズム体１又はプリズム装置２がそれぞれ反射する四原色によって構成されてもよい。また、上記の実施形態では、個々のプリズム体１又はプリズム装置２がＲＧＢの一つの色成分を反射するようにしているが、このような個々のプリズム体１又はプリズム装置２が一つの色成分を反射する構成に限られず、例えば、プロジェクタ５の解像度が高い場合に、個々のプリズム体１又はプリズム装置２がプロジェクタ５から投射される複数の色成分を含む光をそのまま反射する構成でもよい。
【0079】
また、情報表示システム４Ａは、反射型表示装置３の周辺の照度を測定する照度センサ等のセンサ類を備え、このセンサ類の信号に応じてプロジェクタ５の映像光の明るさを調整するように構成されていてもよい。
【0080】
（情報表示システムの変形例）
上記の実施例のほか、例えば、図１５に示す一変形例のように、反射型表示装置３が道路の地面から所定の高さ位置にフレーム３４に固定された状態で吊設され、短焦点型のプロジェクタ５が反射型表示装置３に下方から投射するように反射型表示装置３のフレーム３４の下部に設置されていてもよい。
上記の実施例のほか、例えば、図１５に示す一変形例のように、反射型表示装置３が道路の地面から所定の高さ位置にフレーム３４に固定された状態で吊設され、短焦点型のプロジェクタ５が反射型表示装置３に下方から投射するように反射型表示装置３のフレーム３４の下部に設置されていてもよい。
【0081】
また、図１６に示す他の変形例のように、反射型表示装置３が道路の通行側の道路脇に道路側を向いて設置され、プロジェクタ５が同じく道路の通行側の道路脇において反射型表示装置３の斜め前方に設置されていてもよい。第２変形例において、反射型表示装置３の像反射部３１における個々のプリズム体１又はプリズム装置２から出射される出射光の向きがドライバＤの進行方向と交差する方向となるように、プロジェクタ５から投射される映像光の角度に応じて、個々のプリズム体１又はプリズム装置２の姿勢が調整されている。
【0082】
（情報表示システムの第２実施形態）
以下、情報表示システム４の第２実施形態について、上記第１実施形態とは異なる点についてのみ説明する
図１７は、情報表示システム４の第２実施形態である情報表示システム４Ｂの概略構成を示すブロック図である。
以下、情報表示システム４の第２実施形態について、上記第１実施形態とは異なる点についてのみ説明する
図１７は、情報表示システム４の第２実施形態である情報表示システム４Ｂの概略構成を示すブロック図である。
【0083】
情報表示システム４Ｂは、プロジェクタ５と、反射型表示装置３と、プロジェクタ５及び反射型表示装置３を制御する制御部６と、を備えている（図１７参照）。
【0084】
反射型表示装置３の像反射部３１は、多数個のプリズム装置２によって構成されている。
【0085】
制御部６のＩ／Ｆ部６２には、反射型表示装置３の像反射部３１における個々のプリズム装置２の揺動軸部２０を回動駆動する駆動部８がコントローラ７を介して接続されている（図１７参照）。
【0086】
制御部６の処理部６０は、Ｉ／Ｆ部６２に入力された信号に基づいて、Ｉ／Ｆ部６２を介して、コントローラ７に駆動部８を回動駆動させるようになっている。これにより、反射型表示装置３の像反射部３１における個々のプリズム装置２の姿勢を遠隔操作によって調整することができる。
【0087】
以上、道路情報表示手段に本発明を適用した例について説明したが、本発明は、道路上、道路脇、トンネルの内壁や天井での道路情報の表示に限らないことは勿論、道路情報の表示だけに限らず、例えば、空港や駅での発着案内表示板や、ビルの外壁面に設置される情報表示板など、利用分野は限定されず、また、利用場所も屋内外に限定されない。
【0088】
上記の実施形態及び実施例はすべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。従って、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態及び実施例のみにより解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。
【符号の説明】
【0089】
１ プリズム体
１０ 入出射面
１１ 反射面
１２ 反射領域
１３ 非反射領域
２ プリズム装置
２０ 揺動軸部
３ 反射型表示装置
３１ 像反射部
４（Ａ，Ｂ） 情報表示システム
５ プロジェクタ
６ 制御部
第１方向 Ｘ
第２方向 Ｙ
１０ 入出射面
１１ 反射面
１２ 反射領域
１３ 非反射領域
２ プリズム装置
２０ 揺動軸部
３ 反射型表示装置
３１ 像反射部
４（Ａ，Ｂ） 情報表示システム
５ プロジェクタ
６ 制御部
第１方向 Ｘ
第２方向 Ｙ
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図2D】
【図2E】
【図3A】
【図3B】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19A】
【図19B】