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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-09-18
(45)【発行日】2024-09-27
(54)【発明の名称】浮遊表示装置
(51)【国際特許分類】
G02B 30/56 20200101AFI20240919BHJP
G02B 30/10 20200101ALI20240919BHJP
G09F 9/00 20060101ALI20240919BHJP
G09F 9/30 20060101ALI20240919BHJP
G02B 3/00 20060101ALI20240919BHJP
【ＦＩ】
G02B30/56
G02B30/10
G09F9/00 313
G09F9/00 361
G09F9/00 366A
G09F9/30 398
G02B3/00 A
【請求項の数】
24
(21)【出願番号】P 2023200021
(22)【出願日】2023-11-27
【審査請求日】2023-11-27
(73)【特許権者】
【識別番号】523447476
【氏名又は名称】ダーウィン プレシジョンズ コーポレーション
(74)【代理人】
【識別番号】100118913
【弁理士】
【氏名又は名称】上田 邦生
(74)【代理人】
【識別番号】100142789
【弁理士】
【氏名又は名称】柳 順一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100201466
【弁理士】
【氏名又は名称】竹内 邦彦
(72)【発明者】
【氏名】シュ， チンピン
(72)【発明者】
【氏名】ヨウ， ランシュウ
(72)【発明者】
【氏名】コー， ヤハン
【審査官】河村 麻梨子
(56)【参考文献】
【文献】特開２００８－２５６７４０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００１－１８８１９７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００６－２１５１０１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２００７－５１４１８８（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１７／０１０８７００（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２０１２－２０９０７６（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０２Ｂ ３０／１０、３０／５６
Ｇ０９Ｆ ９／００、１９／１２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
表示光源と、該表示光源に対応するように設置され、アレイ配列されている複数のマイクロレンズを有しているマイクロレンズアレイシートと、
前記表示光源と前記マイクロレンズアレイシートとの間に設置され、アレイ配列されている複数の副画像ユニットを有し、該副画像ユニットのそれぞれが前記マイクロレンズに対応している光学結像シートとを備え、
前記副画像ユニットは、
第１メイン画像パターンをそれぞれ有している複数の第１副画像ユニットと、
第２メイン画像パターンをそれぞれ有し、前記第１メイン画像パターン及び前記第２メイン画像パターンが同じパターンを含む複数の第２副画像ユニットとを有し、
該第２副画像ユニットは、補助画像パターンを構成するように配列され、少なくとも部分的な前記第２副画像ユニットがベース画像パターンをそれぞれ有し、且つ該ベース画像パターンが前記第２メイン画像パターンの周辺に位置していることを特徴とする浮遊表示装置。
【請求項2】
前記表示光源は少なくとも１つのＬＥＤ及び光拡散シートを備えていることを特徴とする請求項１に記載の浮遊表示装置。
【請求項3】
前記マイクロレンズは両凸マイクロレンズを含むことを特徴とする請求項１に記載の浮遊表示装置。
【請求項4】
前記第１メイン画像パターン、前記第２メイン画像パターン、及び前記ベース画像パターンは遮光パターンをそれぞれ含むことを特徴とする請求項１に記載の浮遊表示装置。
【請求項5】
前記第１メイン画像パターン、前記第２メイン画像パターン、及び前記ベース画像パターンは光透過パターンをそれぞれ含むことを特徴とする請求項１に記載の浮遊表示装置。
【請求項6】
前記ベース画像パターンは前記第２メイン画像パターンを包囲していることを特徴とする請求項１に記載の浮遊表示装置。
【請求項7】
前記第２副画像ユニットのそれぞれは前記ベース画像パターンを有していることを特徴とする請求項１に記載の浮遊表示装置。
【請求項8】
前記ベース画像パターンを有している部分的な前記第２副画像ユニットの配列は、市松模様パターン配列を含むことを特徴とする請求項１に記載の浮遊表示装置。
【請求項9】
前記光学結像シートは透明基板を更に備え、アレイ配列されている前記副画像ユニットは前記透明基板に設置されていることを特徴とする請求項１に記載の浮遊表示装置。
【請求項10】
前記第１メイン画像パターン及び前記補助画像パターンは同じパターンを有していることを特徴とする請求項１に記載の浮遊表示装置。
【請求項11】
前記表示光源、前記光学結像シート、及び前記マイクロレンズアレイシートが結像を投影することで、浮遊表示画像が形成されることを特徴とする請求項１に記載の浮遊表示装置。
【請求項12】
前記マイクロレンズアレイシートに隣接するように設置されているタッチモジュールを更に備え、該タッチモジュールはタッチ感知領域を有し、前記タッチ感知領域の範囲は前記浮遊表示画像を含むことを特徴とする請求項１１に記載の浮遊表示装置。
【請求項13】
前記タッチモジュールは、前記マイクロレンズアレイシートの両側に位置している赤外線送信機及び赤外線センサーを備えていることを特徴とする請求項１２に記載の浮遊表示装置。
【請求項14】
表示光源と、該表示光源に対応するように設置され、アレイ配列されている複数のマイクロレンズを有しているマイクロレンズアレイシートと、
該マイクロレンズアレイシートに隣接するように設置されているタッチモジュールと、
前記表示光源と前記マイクロレンズアレイシートとの間に設置され、アレイ配列されている複数の副画像ユニットを有し、該副画像ユニットのそれぞれが前記マイクロレンズに対応している光学結像シートとを備え、
これら前記副画像ユニットは、
第１メイン画像パターンをそれぞれ有している複数の第１副画像ユニットと、
第２メイン画像パターンをそれぞれ有し、前記第１メイン画像パターン及び前記第２メイン画像パターンが同じパターンを含む複数の第２副画像ユニットとを有し、
該第２副画像ユニットは、補助画像パターンを構成するように配列され、少なくとも部分的なこれら前記第２副画像ユニットがベース画像パターンをそれぞれ有し、且つ該ベース画像パターンが前記第２メイン画像パターンの周辺に位置していることを特徴とする浮遊表示タッチ装置。
【請求項15】
前記第１メイン画像パターン、前記第２メイン画像パターン、及び前記ベース画像パターンは遮光パターンをそれぞれ含むことを特徴とする請求項１４に記載の浮遊表示タッチ装置。
【請求項16】
前記第１メイン画像パターン、前記第２メイン画像パターン、及び前記ベース画像パターンは光透過パターンをそれぞれ含むことを特徴とする請求項１４に記載の浮遊表示タッチ装置。
【請求項17】
前記ベース画像パターンは前記第２メイン画像パターンを包囲していることを特徴とする請求項１４に記載の浮遊表示タッチ装置。
【請求項18】
前記第２副画像ユニットのそれぞれは前記ベース画像パターンを有していることを特徴とする請求項１４に記載の浮遊表示タッチ装置。
【請求項19】
前記ベース画像パターンを有している部分的なこれら前記第２副画像ユニットの配列は、市松模様パターン配列を含むことを特徴とする請求項１４に記載の浮遊表示タッチ装置。
【請求項20】
前記光学結像シートは透明基板を更に備え、アレイ配列されているこれら前記副画像ユニットは前記透明基板に設置されていることを特徴とする請求項１４に記載の浮遊表示タッチ装置。
【請求項21】
前記第１メイン画像パターン及び前記補助画像パターンは同じパターンを有していることを特徴とする請求項１４に記載の浮遊表示タッチ装置。
【請求項22】
前記表示光源、前記光学結像シート、及び前記マイクロレンズアレイシートが結像を投影することで、浮遊表示画像が形成されることを特徴とする請求項１４に記載の浮遊表示タッチ装置。
【請求項23】
前記タッチモジュールはタッチ感知領域を有し、前記タッチ感知領域の範囲は前記浮遊表示画像を含むことを特徴とする請求項２２に記載の浮遊表示タッチ装置。
【請求項24】
前記タッチモジュールは、前記マイクロレンズアレイシートの両側に位置している赤外線送信機及び赤外線センサーを備えていることを特徴とする請求項１４に記載の浮遊表示タッチ装置。【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、浮遊表示装置（ｆｌｏａｔｉｎｇ ｄｉｓｐｌａｙ ｄｅｖｉｃｅ）に関し、より詳しくは、広視野角を有する浮遊表示装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
表示技術の進歩に伴って、様々な形式の表示技術が絶えず開発され続けている。中でも投影表示技術は微細化を続けており、小型のマイクロプロジェクション技術の応用が広がり始めている。近年、マイクロプロジェクション技術を利用して空中に画像を投射する応用が始まっており、投影された結像は浮遊画像（ｆｌｏａｔｉｎｇ ｉｍａｇｅ）と呼ばれている。浮遊画像は空中に直接投影するため、スクリーン等の表示媒体が不要であり、このため、浮遊表示技術が段々と重視される傾向にあり、様々な応用が広がっている。
【0003】
近年、疾病の伝染が速まっており、公共の空間にある物品を介した接触感染に注意が払われるようになっている。公共の空間に設置されたエレベーターのボタン、機械のボタン、タッチ表示スクリーンが疾病を伝染させる媒体となることも多い。前のユーザーが触った後に病原菌が残り、次のユーザーが接触すると付着して感染してしまい、次のキャリアとなってしまう。浮遊表示技術は物品に直接接触する必要がないため、エレベーターのボタン、機械のボタン、タッチ表示スクリーン等の公共の物品への応用が徐々に広がっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
浮遊表示技術は浮遊タッチ技術を組み合わせることで浮遊タッチによるヒューマンマシン操作効果を達成し、接触感染問題を改善している。しかしながら、現在の浮遊表示技術は、主にユーザーの正面に浮遊画像を投影して表示するが、表示視角が狭く、ユーザーの身長や位置が浮遊表示装置の正面から離れていると、表示画像が不完全になり易く、画像が見えなるなることもあり、ユーザーにとっては不便であった。このため、表示画像の視角を如何に広げ、ユーザーが正面から離れた状況でも表示画像を見れるようにすることが、本分野の技術者が解決を急ぐ問題であった。
【0005】
そこで、本発明者は上記の欠点が改善可能と考え、鋭意検討を重ねた結果、合理的かつ効果的に課題を改善する本発明の提案に至った。
【0006】
本発明は、上記問題点に鑑みて本発明者の鋭意研究により成されたものであり、その目的は、表示視角を広げ、広視角での表示効果を達成し、ユーザーが斜めからの視角でも表示画像をはっきり見れる浮遊表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の一実施態様によれば、浮遊表示装置が提供される。本発明に係る浮遊表示装置は、表示光源と、光学結像シートと、マイクロレンズアレイシートとを含んで構成されている。マイクロレンズアレイシートは表示光源に対応するように設置され、マイクロレンズアレイシートはアレイ配列されている複数のマイクロレンズを有している。光学結像シートは表示光源とマイクロレンズアレイシートとの間に設置され、光学結像シートはアレイ配列されている複数の副画像ユニットを有し、副画像ユニットのそれぞれはマイクロレンズに対応している。副画像ユニットは複数の第１副画像ユニット及び複数の第２副画像ユニットを備えている。第１副画像ユニットのそれぞれは第１メイン画像パターンを有し、第２副画像ユニットのそれぞれは第２メイン画像パターンを有し、第１メイン画像パターン及び第２メイン画像パターンは同じパターンを含む。第２副画像ユニットは補助画像パターンを構成するように配列され、少なくとも部分的な第２副画像ユニットはベース画像パターンをそれぞれ有し、且つベース画像パターンは第２メイン画像パターンの周辺に位置している。
【0008】
上記目的を達成するため、本発明の別の実施態様は、浮遊表示タッチ装置である。この装置は、表示光源と、マイクロレンズアレイシートと、タッチモジュールと、光学結像シートとを含んで構成されている。マイクロレンズアレイシートは表示光源に対応するように設置され、マイクロレンズアレイシートはアレイ配列されている複数のマイクロレンズを有している。タッチモジュールはマイクロレンズアレイシートに隣接するように設置され、光学結像シートは表示光源とマイクロレンズアレイシートとの間に設置され、光学結像シートはアレイ配列されている複数の副画像ユニットを有し、副画像ユニットのそれぞれはマイクロレンズに対応している。副画像ユニットは複数の第１副画像ユニット及び複数の第２副画像ユニットを備えている。第１副画像ユニットのそれぞれは第１メイン画像パターンを有し、第２副画像ユニットのそれぞれは第２メイン画像パターンを有し、第１メイン画像パターン及び第２メイン画像パターンは同じパターンを含む。第２副画像ユニットは補助画像パターンを構成するように配列され、少なくとも部分的な第２副画像ユニットはベース画像パターンをそれぞれ有し、且つベース画像パターンは第２メイン画像パターンの周辺に位置している。
【発明の効果】
【0009】
本発明は、以上説明したように構成されているので、以下に記載されるような効果を奏する。
従来技術と比べ、本発明に係る浮遊表示装置は、補助画像パターンを構成するように配列されている第２副画像ユニットを使用している。第２副画像ユニットのメイン画像パターンの周辺にベース画像パターンを増加することで、補助画像パターンの効果を増強している。補助画像パターンが補助表示画像を提供することで、ユーザーが斜めからの視角でも補助表示画像を見ることができ、広視角で画像を表示する効果を達成し、浮遊表示装置に対するユーザーの使用感を改善している。本発明に係る浮遊表示装置は、前述した広視角表示画像を利用し、広視角を有する表示効果を達成している。
従来技術と比べ、本発明に係る浮遊表示装置は、補助画像パターンを構成するように配列されている第２副画像ユニットを使用している。第２副画像ユニットのメイン画像パターンの周辺にベース画像パターンを増加することで、補助画像パターンの効果を増強している。補助画像パターンが補助表示画像を提供することで、ユーザーが斜めからの視角でも補助表示画像を見ることができ、広視角で画像を表示する効果を達成し、浮遊表示装置に対するユーザーの使用感を改善している。本発明に係る浮遊表示装置は、前述した広視角表示画像を利用し、広視角を有する表示効果を達成している。
【0010】
本発明の他の目的、構成及び効果については、以下の発明の実施の形態の項から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】本発明の一実施例に係る広視野角を有する浮遊表示装置を側面から見た概略構成図である。
【図2A】本発明の一実施例に係る浮遊表示装置の光学結像シートを正面から見た概略構成図である。
【図2B】本発明の一実施例における光学結像シートにおいて、第１副画像ユニットと第２副画像ユニットを示す概略分解図である。
【図3A】本発明の一実施例における光学結像シートにおいて、第１副画像ユニット拡大図を概略的に示す。
【図3B】本発明の一実施例における光学結像シートにおいて、第２副画像ユニット拡大図を概略的に示す。
【図4】本発明の一実施例に係る広視野角を有する浮遊表示装置よる立体表示の一例を概略的に示す。
【図5A】本発明の一実施例における光学結像シートにおいて、第２副画像ユニットのアレイ配置の一例を概略的に示す。
【図5B】本発明の他の実施例における光学結像シートにおいて、第２副画像ユニットの市松模様の配置の一例を概略的に示す。
【図6A】本発明の他の実施例における光学結像シートの断面図を概略的に示す。
【図6B】本発明の他の実施例における光学結像シートの断面図を概略的に示す。
【図6C】本発明の他の実施例における光学結像シートの断面図を概略的に示す。
【図7】本発明の他の実施例における光学結像シートにおいて、第１副画像ユニットと第２副画像ユニットを示す概略拡大図である。
【図8】本発明の他の実施例に係る広視野角を有する浮遊表示装置よる立体表示の一例を概略的に示す。
【図9】本発明の他の実施例に係る浮遊表示装置を説明する断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。なお、本発明は、下記の実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採りうる。また、本明細書において使用する用語は特定の実施例について説明する目的で用いているに過ぎず、本発明を制限するためのものではない。本明細書で使用する単数形式の「１」、「１つ」、及び「前記」は、明確な指示が無い限り全て複数形式も含み、「少なくとも１つ」を含んでいる。本明細書で使用する用語の「１」は、１つまたは複数の関連する項目のあらゆる組み合わせを含む。
【0013】
本発明の各実施例において、「上」、「下」、「左」、「右」、「前」、「後」は、本明細書では１つの部材と他の部材との関係を説明するために用いており、図面中で示す方位について説明するために用いるに過ぎず、その実際の位置を制限するものではない。添付図面中の装置は、装置が反転しても部材の方位や向きは制限されない。
【0014】
【0015】
図１は本発明の一実施例に係る広視野角を有する浮遊表示装置を側面から見た概略構成図である。同図に示すように、本発明に係る広視野角を有する浮遊表示装置１００は、表示光源２００と、光学結像シート３００と、マイクロレンズアレイシート（Ｍｉｃｒｏ－Ｌｅｎｓ
Ａｒｒａｙ；ＭＬＡ）４００と、を少なくとも備えている。本実施例では、表示光源２００は、例えば、平面光源であり、光学結像シート３００及びマイクロレンズアレイシート４００に対応し、広視角画像を表示するために必要な光線を提供するために用いられている。表示光源２００は、例えば、白色光線（Ｗ）、青色光線（Ｂ）、緑色光線（Ｇ）、赤色光線（Ｒ）等の可視光線、或いはそれらの混合光線を提供し、製品の需要に応じて光線の波長範囲を調整しているが、本発明はこれに限定されるものではない。表示光源２００は、例えば、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ；ＬＥＤ）、有機ＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ
Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ；ＯＬＥＤ）等でもよく、本発明はこれらに限定されるものではない。表示光源２００は１つに限らず、光源の均一性を増加させるように、複数がアレイ配列されていてもよい。また光拡散シートや光学導光板等の各種光学シートを組み合わせ、光源を均一にする効果を達成している。
Ａｒｒａｙ；ＭＬＡ）４００と、を少なくとも備えている。本実施例では、表示光源２００は、例えば、平面光源であり、光学結像シート３００及びマイクロレンズアレイシート４００に対応し、広視角画像を表示するために必要な光線を提供するために用いられている。表示光源２００は、例えば、白色光線（Ｗ）、青色光線（Ｂ）、緑色光線（Ｇ）、赤色光線（Ｒ）等の可視光線、或いはそれらの混合光線を提供し、製品の需要に応じて光線の波長範囲を調整しているが、本発明はこれに限定されるものではない。表示光源２００は、例えば、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ；ＬＥＤ）、有機ＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ
Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ；ＯＬＥＤ）等でもよく、本発明はこれらに限定されるものではない。表示光源２００は１つに限らず、光源の均一性を増加させるように、複数がアレイ配列されていてもよい。また光拡散シートや光学導光板等の各種光学シートを組み合わせ、光源を均一にする効果を達成している。
【0016】
図１の例では、本発明のマイクロレンズアレイシート４００は表示光源２００に対応するように設置され、浮遊結像を形成すると共に調整するために用いられている。マイクロレンズアレイシート４００はアレイ配列されている複数のマイクロレンズ４０２ｕを有し、例えば、Ｍ×Ｎ（Ｍ＞１、Ｎ＞１）のマイクロレンズ４０２ｕのアレイ配列でもよい。マイクロレンズ４０２ｕの数量により浮遊表示画面の精細度及び立体度を決定し、マイクロレンズ４０２ｕのアレイは、例えば、４０×４０のマイクロレンズ４０２ｕのアレイを使用し、高精細な浮遊表示画像を提供する。マイクロレンズ４０２ｕは、例えば、両凸マイクロレンズ（ｂｉｃｏｎｖｅｘ ｌｅｎｓ）を採用し、図１に示すように、結像のフォーカス効果を高めているが、本発明はこれに限定されるものではない。マイクロレンズ４０２ｕは単凸マイクロレンズ、単凹マイクロレンズ、両凹マイクロレンズ、凸凹マイクロレンズ等及びそれらの組み合わせを使用してもよく、本発明はこれらに限定されるものではない。また、マイクロレンズアレイシート４００はシングルシートに限らず、結像効果を調整するためのダブルシートまたはマルチシートの組み合わせでもよい。この技術は本分野の技術者ならば習熟しているものであるため、ここでは、その説明を繰り返さない。
【0017】
マイクロレンズアレイシート４００の材質として、透明プラスチック材料、透明ガラス材料、透明セラミック材料、及びそれらの組み合わせを含むが、本発明はこれらに限定されるものではない。透明プラスチック材料は、例えば、ポリアミド（ｐｏｌｙａｍｉｄｅ；ＰＡ）、ポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ；ＰＩ）、ポリカーボネート（ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ；ＰＣ）、ポリウレタン（ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ；ＰＵ）、ポリエチレンイミン（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｉｍｉｎｅ；ＰＥＩ）、ポリエチレンナフタレート（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ
ｎａｐｈｔｈａｌａｔｅ；ＰＥＮ）、ポリエチレンテレフタレート（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ；ＰＥＴ）、ポリエーテルスルホン（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｓｕｌｆｏｎｅ；ＰＥＳ）、ガラス繊維強化プラスチック（ｆｉｂｅｒ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ ｐｌａｓｔｉｃｓ；ＦＲＰ）、ポリ（メタクリル酸メチル）（ｐｏｌｙ（ｍｅｔｈｙｌ ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）；ＰＭＭＡ）、ポリエーテルエーテルケルトン（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｅｔｈｅｒｋｅｔｏｎ；ＰＥＥＫ）、ポリジメチルシロキサン（ｐｏｌｙｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｏｘａｎｅ；ＰＤＭＳ）等であるか、或いは他のアクリル系（ａｃｒｙｌａｔｅ）ポリマー、エーテル系（ｅｔｈｅｒ）ポリマー、ポリオレフィン（ｐｏｌｙｏｌｅｆｉｎ）系ポリマー、エポキシ樹脂系ポリマー、または他の適合する材料や上述した材料の組み合わせであるが、本発明はこれらに限定されるものではない。透明ガラス材料は、例えば、ソーダ石灰ガラス（Ｓｏｄａ Ｌｉｍｅ Ｇｌａｓｓ）、ホウケイ酸ガラス（Ｂｏｒｏｓｉｌｉｃａｔｅ Ｇｌａｓｓ）、鉛ガラス、石英ガラス、強化ガラス等、または上述した材料の組み合わせであるが、本発明はこれらに限定されるものではない。透明セラミック材料は、例えば、透明酸化アルミニウム、透明窒化アルミニウム、透明酸化ケイ素、透明窒化ケイ素等や上述した材料の組み合わせであるが、本発明はこれに限定されるものではない。
ｎａｐｈｔｈａｌａｔｅ；ＰＥＮ）、ポリエチレンテレフタレート（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ；ＰＥＴ）、ポリエーテルスルホン（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｓｕｌｆｏｎｅ；ＰＥＳ）、ガラス繊維強化プラスチック（ｆｉｂｅｒ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ ｐｌａｓｔｉｃｓ；ＦＲＰ）、ポリ（メタクリル酸メチル）（ｐｏｌｙ（ｍｅｔｈｙｌ ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）；ＰＭＭＡ）、ポリエーテルエーテルケルトン（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｅｔｈｅｒｋｅｔｏｎ；ＰＥＥＫ）、ポリジメチルシロキサン（ｐｏｌｙｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｏｘａｎｅ；ＰＤＭＳ）等であるか、或いは他のアクリル系（ａｃｒｙｌａｔｅ）ポリマー、エーテル系（ｅｔｈｅｒ）ポリマー、ポリオレフィン（ｐｏｌｙｏｌｅｆｉｎ）系ポリマー、エポキシ樹脂系ポリマー、または他の適合する材料や上述した材料の組み合わせであるが、本発明はこれらに限定されるものではない。透明ガラス材料は、例えば、ソーダ石灰ガラス（Ｓｏｄａ Ｌｉｍｅ Ｇｌａｓｓ）、ホウケイ酸ガラス（Ｂｏｒｏｓｉｌｉｃａｔｅ Ｇｌａｓｓ）、鉛ガラス、石英ガラス、強化ガラス等、または上述した材料の組み合わせであるが、本発明はこれらに限定されるものではない。透明セラミック材料は、例えば、透明酸化アルミニウム、透明窒化アルミニウム、透明酸化ケイ素、透明窒化ケイ素等や上述した材料の組み合わせであるが、本発明はこれに限定されるものではない。
【0018】
図１に示すように、光学結像シート３００は表示光源２００とマイクロレンズアレイシート４００との間に設置され、浮遊表示画像に必要なパターンを形成するために用いられている。光学結像シート３００はアレイ配列されている複数の副画像ユニットを有し（詳細は後述）、例えば、Ｍ×Ｎ（Ｍ＞１、Ｎ＞１）の副画像ユニットのアレイ配列でもよく、副画像ユニットのそれぞれはマイクロレンズ４０２ｕに対応している。
【0019】
本発明に係る浮遊表示装置１００は、広視角で表示する効果を達成している。浮遊表示装置１００の表示光源２００、光学結像シート３００、及びマイクロレンズアレイシート４００が結像を投影することで、浮遊表示画像１０００が形成される。ユーザーが第１視角Ｖ１の正面から浮遊表示装置１００により生成された浮遊表示画像１０００を見た場合、正視する視野（Ｆｉｅｌｄ Ｏｆ Ｖｉｅｗ；ＦＯＶ）の範囲内に位置するため、良好な浮遊表示画像１０００を観察できるが、可視角度θ１の角度範囲内に限られる。例えば、光学結像シート３００の平面の中央の垂直法線方向は0度（不図示）であり、製品の可視角度の制限に基づいて、可視角度θ１は、例えば、±２５度でもよい。この可視角度θ１はユーザーの観察する角度を制限し、製品の応用範囲も制限する。本発明は広視角の浮遊表示装置１００を有し、補助画像を更に提供し（後述する）、可視角度を可視角度θ２まで拡大させ、例えば、±５０度まで拡大させる。ユーザーが離れた第２視角Ｖ２及び第３視角Ｖ３からでも補助表示画像を観察可能になり、補助的な可視角度α１（＋２５度から＋５０度）及びα２（－２５度から－５０度）を増加させている。以上、上下２つの離れた視角について例を挙げて説明したが、補助表示画像が増加させるのは立体的な視角であり、ユーザーが正視する第１視角Ｖ１から離れた場合、上下左右のどの方向に離れていても表示画像を見ることができ、図１の例の説明のような制限を受けない。従来技術では第１視角Ｖ１の小さい角度の可視角度θ１でしか観察できなかったが、本発明は補助表示画像を提供することで可視角度θ２まで拡大させ、離れた可視角度α１及びα２を増加させ、ユーザーが離れた第２視角Ｖ２及び第３視角Ｖ３からでも補助表示画像を観察できるようにしている。よって、本発明に係る浮遊表示装置１００は浮遊表示技術の応用範囲を広げ、ユーザーが浮遊表示装置を見る感覚を改善している。
【0020】
図２Ａは本発明の一実施例に係る浮遊表示装置の光学結像シートを正面から見た概略構成図である。図２Ｂは本発明の一実施例に係る光学結像シートにおいて、第１副画像ユニット及び第２副画像ユニットを示す概略分解図である。図１、図２Ａ及び図２Ｂに示すように、本実施例では、本発明に係る浮遊表示画像１０００は「上向き矢印」のパターンについてのみ例を挙げて説明し、本分野の技術者ならば、製品の需要に応じて浮遊表示画像１０００が表示する画像を調整することができる。本発明に係る光学結像シート３００はアレイ配列されている複数の副画像ユニット３０２ｕを有し、例えば、Ｍ×Ｎ（Ｍ＞１、Ｎ＞１）の副画像ユニット３０２ｕのアレイ配列でもよく、浮遊表示画像１０００に必要なパターンを形成させるために用いられている。副画像ユニット３０２ｕの数量は浮遊表示画面の精細度及び立体度を決定し、副画像ユニット３０２ｕのアレイは、例えば、４０×４０の副画像ユニット３０２ｕのアレイを使用し、高い精細度の浮遊表示画像を提供している。副画像ユニット３０２ｕのそれぞれはマイクロレンズ４０２ｕに対応し、アレイ配列されている複数の副画像ユニット３０２ｕは画像パターンレイヤー３０２を構成している。アレイ配列されている複数の副画像ユニット３０２ｕは複数の第１副画像ユニット３１０ｕ及び複数の第２副画像ユニット３２０ｕを備え、複数の第２副画像ユニット３２０ｕは補助画像パターン３３０を構成するように配列されている。
【0021】
図２Ｂの例では、アレイ配列されている副画像ユニット３０２ｕは複数の第１副画像ユニット３１０ｕ及び複数の第２副画像ユニット３２０ｕの配列に基づいて、後方の右上の隅に図示する部分及び前方の左下の隅に図示する部分の２つの部分に分けられている。右上の隅に図示する部分は複数の第１副画像ユニット３１０ｕが配列されて形成されるパターンであり、中間の空白部は第２副画像ユニット３２０ｕを排除することで表示される空白である。左下の隅に図示する部分は、複数の第２副画像ユニット３２０ｕが配列されるパターンであり、中間部分は補助画像パターン３３０を構成するように配列され、広視角表示画像に必要な補助パターンを形成し、周辺の空白部分は第１副画像ユニット３１０ｕを排除することで表示される空白である。
【0022】
図３Ａは本発明の一実施例における光学結像シートにおいて、第１副画像ユニット３１０ｕ拡大図を概略的に示す。図３Ｂは本発明の一実施例における光学結像シートにおいて、第２副画像ユニット拡大図を概略的に示す。図４は本発明の一実施例に係る広視野角を有する浮遊表示装置よる立体表示の一例を概略的に示す。本実施例は、前述した図１から図２Ｂの実施例に近似し、同じ符号は相互参照するために用いているが、本発明はこれに限定されるものではない。図１、図２Ａ及び図３Ａに示すように、第１副画像ユニット３１０ｕのそれぞれの内側には第１メイン画像パターン３１２をそれぞれ有し、浮遊表示画像１０００のパターンに対応している。４０×４０でアレイ配列されている副画像ユニット３０２ｕを例にすると、第１副画像ユニット３１０ｕのそれぞれの長さは、例えば、浮遊表示画像１０００の長さのそれぞれ１／４０であり、複数の第１副画像ユニット３１０ｕにより対応する第１メイン画像パターン３１２を投影することで、浮遊表示画像１０００の精細度を向上させている。図３Ａに示すように、Ｍ×Ｎで配列されている第１副画像ユニット３１０ｕは４×４で配列される第１副画像ユニット３１０ｕとなるように領域を拡大することで、第１副画像ユニット３１０ｕのそれぞれが第１メイン画像パターン３１２を有し、余剰の部分は第１余剰パターン３１６となる。１×１の第１副画像ユニット３１０ｕとなるように領域を拡大すると、第１メイン画像パターン３１２が下向き矢印パターンとなる（図３Ａ参照）。本実施例では、第１メイン画像パターン３１２は遮光パターンを例として説明し、余剰の第１余剰パターン３１６は反対となる光透過パターンであり、投影される浮遊表示画像１０００のパターンの中間は遮光性の暗色の上向き矢印パターンとなり、対応する周辺は光を透過する明色となる（図４参照）。第１メイン画像パターン３１２はマイクロレンズ４０２ｕの投影システムに基づいて第１メイン画像パターン３１２の向きを決定する。マイクロレンズ４０２ｕは両凸レンズを例とし、結像を拡大実像として投影することで、第１メイン画像パターン３１２は浮遊表示画像１０００のパターンに対応する反対の下向き矢印パターンとなり、投影平面に沿って下向きに１８０度回転している。こうすることにより、第１メイン画像パターン３１２が投影された後の浮遊表示画像１０００のパターンは対応する上向き矢印パターンとなる。以上は一例の説明に過ぎず、本分野の技術者ならば投影システムに適合する改修を施し、例えば、第１メイン画像パターン３１２を上向き矢印パターンにし、投影された後の浮遊表示画像１０００のパターンを対応する上向き矢印パターンとしてもよく、本発明はこれに限定されるものではない。この技術は本分野の技術者ならば習熟しているものであるため、ここでは、その説明を繰り返さない。
【0023】
図１、図２Ａ、図３Ａ及び図３Ｂを参照し、本実施例では、第２副画像ユニット３２０ｕのそれぞれの内側には第２メイン画像パターン３２２及びベース画像パターン３２４をそれぞれ有し、余剰の部分は第２余剰パターン３２６である。複数の第２副画像ユニット３２０ｕは補助画像パターン３３０を構成するように配列されている（図３Ｂ参照）。図３Ｂの左側の図には上向き矢印を示し、これは広視角表示画像に必要なパターンを形成している。第２副画像ユニット３２０ｕのそれぞれは、例えば、第１副画像ユニット３１０ｕと同じ長さを有し、その内側の第２メイン画像パターン３２２は、例えば、第１メイン画像パターン３１２と同じ長さを有しているが、本発明はこれに限定されるものではない。第１メイン画像パターン３１２及び第２メイン画像パターン３２２は同じパターンを有し、第２メイン画像パターン３２２は第１メイン画像パターン３１２と作用が類似し、第２メイン画像パターン３２２を投影することで浮遊表示画像１０００の精細度を向上している。
【0024】
本実施例では、Ｍ×Ｎで配列されている第２副画像ユニット３２０ｕを４×４で配列される第２副画像ユニット３２０ｕとなるように領域を拡大することで、第２副画像ユニット３２０ｕのそれぞれが第２メイン画像パターン３２２及びベース画像パターン３２４を有し、余剰の部分は第２余剰パターン３２６である（図３Ｂ参照）。１×１の第２副画像ユニット３２０ｕとなるように領域を拡大すると、第２メイン画像パターン３２２は下向き矢印パターンとなる。第２メイン画像パターン３２２は第１メイン画像パターン３１２に近似し、第２メイン画像パターン３２２及びベース画像パターン３２４は遮光パターンを例として説明し、余剰の第２余剰パターン３２６は反対となる光透過パターンであり、よって、投影される浮遊表示画像１０００のパターンの中間は遮光性の暗色上向き矢印パターンとなり、対応する周辺は光を透過する明色となる（図４参照）。第２メイン画像パターン３２２はマイクロレンズ４０２ｕの投影システムに基づいて第２メイン画像パターン３２２の向きを決定する。マイクロレンズ４０２ｕは両凸レンズを例とし、結像を拡大実像として投影することで、第２メイン画像パターン３２２が浮遊表示画像１０００のパターンに対応する反対の下向き矢印パターンとなり、投影平面に沿って下向きに１８０度回転する。こうすることにより、第２メイン画像パターン３２２が投影された後の浮遊表示画像１０００のパターンは対応する上向き矢印パターンとなる。以上は一例の説明に過ぎず、本分野の技術者ならば投影システムに適合する改修を施すことで、第２メイン画像パターン３２２を上向き矢印パターンとし、投影後の浮遊表示画像１０００のパターンは対応する上向き矢印パターンとすることができるが、本発明はこれに限定されるものではない。この技術は本分野の技術者ならば習熟しているものであるため、ここでは、その説明を繰り返さない。本実施例では、第１メイン画像パターン３１２及び第２メイン画像パターン３２２は同じパターンを有し、投影後に第１視角Ｖ１の正面から見た浮遊表示画像１０００が表示される（図１と図４参照）。
【0025】
図１から図３Ｂに示すように、本実施例では、第２副画像ユニット３２０ｕのベース画像パターン３２４は第２メイン画像パターン３２２の周辺に位置し、例えば、ベース画像パターン３２４は第２メイン画像パターン３２２を包囲し、ベース画像パターン３２４の表示効果を強化しているが、本発明はこれに限定されるものではない。ベース画像パターン３２４は、例えば、半分のパターンのみ設けてもよく、例えば、右辺または右辺のみに設けるか、或いは四辺や四隅のみに設けてもよい（図示略）。ベース画像パターン３２４のパターン面積の比率を調整することで、補助画像パターン３３０の遮光グレースケール効果を対応するように調整し、斜め視角の補助表示画像の明度を対応して調整する。本実施例では、複数の第２副画像ユニット３２０ｕは補助画像パターン３３０を構成するように配列され、補助画像パターン３３０及び第１メイン画像パターン３１２は同じまたは類似するパターンを有するため、補助画像パターン３３０及び浮遊表示画像１０００が同じまたは類似するパターンを有し、補助画像パターン３３０が投影された後に第２視角Ｖ２及び第３視角Ｖ３等を斜め視角から見た補助表示画像が表示される（図１及び図４参照）
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【0026】
図１から図４に示すように、図１の広視角を有する浮遊表示装置は、図４では鍵となる光学結像シート３００のみで表示する。光学結像シート３００は、第１メイン画像パターン３１２と、第２メイン画像パターン３２２と、補助画像パターン３３０と、を有している。本発明の浮遊表示装置１００は広視角表示効果を達成している。ユーザーが第１視角Ｖ１の正面から浮遊表示装置１００の光学結像シート３００内の第１メイン画像パターン３１２及び第２メイン画像パターン３２２が投影されることで生成される浮遊表示画像１０００を見ると、正視する視野（Ｆｉｅｌｄ Ｏｆ Ｖｉｅｗ；ＦＯＶ）１２００の範囲内に位置しているため、良好な浮遊表示画像１０００を観察できるが、可視角度θ１の角度範囲内に制限される。例えば、光学結像シート３００の平面の中央の垂直法線方向は０度であり（図示略）、製品の可視角度の制限により、可視角度θ１は、例えば、±２５度となる。この可視角度θ１はユーザーが観察する角度を制限し、製品の応用範囲も制限する。本発明の広視角を有する浮遊表示装置１００は、光学結像シート３００内で補助画像パターン３３０が投影されることで形成される補助表示画像を更に提供し、可視角度を可視角度θ２まで拡大させ、例えば、±５０度まで拡大させる。ユーザーは離れた上方の第２視角Ｖ２（＋２５度から＋５０度）及び下方の第３視角Ｖ３（－２５度から－５０度）のどちらからでも補助表示画像を見ることができ、よって、補助的な可視角度α１及びα２が増加している。但し、増加する補助表示画像は立体視角であるため、ユーザーが正視する第１視角Ｖ１から離れても、上下左右のどの方向に離れたとしても表示画像を観察でき、図４の例で説明したような制限は受けない。従来技術では第１視角Ｖ１の小さい角度の可視角度θ１からしか観察できないのに比べ、本発明は補助表示画像を提供することで可視角度θ２まで拡大させ、離れた可視角度α１及びα２を増加させ、ユーザーが離れた第２視角Ｖ２及び第３視角Ｖ３からでも補助表示画像を観察可能にしている。このようにすることで、本発明に係る広視角を有している浮遊表示装置１００は、浮遊表示技術の応用範囲を広げ、ユーザーが浮遊表示装置を見る感覚を改善している。浮遊表示画像１０００は、図４の例に示す上向き矢印パターン以外、光学結像シート３００は他の種々の異なるパターンを用いてもよく、例えば、数字パターン、方向パターン、スイッチパターン、文字パターン等でもよく、浮遊表示画像１０００が対応するパターンを形成するが、本発明はこれらに限定されるものではなく、ここでは、その説明を繰り返さない。
【0027】
図５Ａは本発明の一実施例における光学結像シートにおいて、第２副画像ユニットのアレイ配置の一例を概略的に示す。図３Ｂ及び図５Ａに示すように、複数の第２副画像ユニット３２０ｕが６×６で配列される例について説明する。本実施例では、第２メイン画像パターン３２２及びベース画像パターン３２４がそれぞれ遮光パターンである例について説明し、残りの第２余剰パターン３２６は反対の光透過パターンであり、第２副画像ユニット３２０のそれぞれはベース画像パターン３２４を有し、第２副画像ユニット３２０ｕのそれぞれの内側にあるベース画像パターン３２４は第２メイン画像パターン３２２を包囲している。よって、補助画像パターン３３０が最高の遮光効果を有し、斜め視角から補助表示画像を見ると、補助画像パターンが最も暗いグレースケールを有し、周辺の光透過部分が最高の表示コントラストを有している。
【0028】
図５Ｂは本発明の他の実施例における光学結像シートにおいて、第２副画像ユニットの市松模様の配置の一例を概略的に示す。製品の需要に応じて補助画像パターン３３０のグレースケール表示効果を調整する。調整方法は、前述した単一のベース画像パターン３２４のパターン面積を調整する方法以外、補助画像パターン３３０内のベース画像パターン３２４の比率を調整し、類似した調整効果を達成してもよい。第２副画像ユニット３２０ｕ中の少なくとも部分的な第２副画像ユニット３２０ｕａはベース画像パターン３２４をそれぞれ有している（図５Ｂ参照）。よって、部分的な第２副画像ユニット３２０ｕａがベース画像パターン３２４をそれぞれ有し、部分的な第２副画像ユニット３２０ｕｂがベース画像パターン３２４をそれぞれ有していない。第２副画像ユニット３２０ｕａのそれぞれは、第２メイン画像パターン３２２と、ベース画像パターン３２４と、第２余剰パターン３２６ａと、を有し、第２副画像ユニット３２０ｕｂのそれぞれは、第２メイン画像パターン３２２及び第２余剰パターン３２６ｂを有している。ベース画像パターン３２４を有している第２副画像ユニット３２０ｕａの配列は、例えば、市松模様パターンで配列され、第２副画像ユニット３２０ｕａ及び第２副画像ユニット３２０ｕｂは交錯するように配列されている（図５Ｂ参照）。以上は一例の説明であり、ベース画像パターン３２４を有している第２副画像ユニット３２０ｕａの配列は他の配列方式を用いてもよく、例えば、ストライプが交錯した配列、三角形が交錯した配列、方眼が交錯した配列、散乱して交錯した配列等でもよく、本発明はこれらに限定されるものではない。補助画像パターン３３０内のベース画像パターン３２４の比率を調整することで、補助画像パターン３３０の表示効果を調整可能であり、例えば、遮光効果を半分にする等の調整が可能であるが、本発明はこれに限定されるものではない。
【0029】
図６Ａは本発明の他の実施例における光学結像シート３００ａの断面図を概略的に示す。図２及び図６Ａに示すように、アレイ配列されている複数の副画像ユニット３０２ｕが画像パターンレイヤー３０２を構成している。画像パターンレイヤー３０２のパターンが許容すれば、光学結像シート３００は画像パターンレイヤー３０２を使用するのみでもよい。但し、画像パターンレイヤー３０２のパターンが連続していない場合、透明基板３０４を別途増設し、画像パターンレイヤー３０２の安定性を向上する。例えば、光学結像シート３００ａは画像パターンレイヤー３０２及び透明基板３０４を有し、透明基板３０４は第１面３０４１及び第２面３０４２を有し、画像パターンレイヤー３０２は透明基板３０４の第１面３０４１に設置されているため、画像パターンレイヤー３０２のアレイ配列されている複数の副画像ユニット３０２ｕを透明基板３０４に対応するように設置することで、副画像ユニット３０２ｕの安定性を向上させている。図６Ａにおいて、画像パターンレイヤー３０２は単層のみで表示し、画像パターンレイヤー３０２は断面線の位置が異なるか、或いはパターンが異なるため、分断された非連続的な断面パターンが出現している。透明基板３０４の第１面３０４１は、例えば、マイクロレンズアレイシート４００に対向し、第２面３０４２は、例えば、表示光源２００に対向し、且つ浮遊投影システムの投影物の距離及び画像の距離を適切に調整することで、良好な浮遊表示画像１０００が形成される。
【0030】
図６Ｂは本発明の他の実施例における光学結像シートの断面図を概略的に示す。図２及び図６Ｂに示すように、透明基板３０４の第１面３０４１に設置されている以外、光学結像シート３００ｂの画像パターンレイヤー３０２は透明基板３０４の第２面３０４２に設置されてもよく、画像パターンレイヤー３０２のアレイ配列されている複数の副画像ユニット３０２ｕが透明基板３０４に対応するように設置されることで、副画像ユニット３０２ｕの安定性が向上している。図６Ｂに示すように、画像パターンレイヤー３０２は単層のみで表示し、画像パターンレイヤー３０２は断面線の位置が異なるか、或いはパターンが異なるため、分断された非連続的な断面パターンが出現している。透明基板３０４の第１面３０４１は、例えば、マイクロレンズアレイシート４００に対向し、第２面３０４２は、例えば、表示光源２００に対向し、且つ浮遊投影システムの投影物の距離及び画像の距離を適切に調整することで、良好な浮遊表示画像１０００が形成される。
【0031】
図６Ｃは本発明の他の実施例における光学結像シートの断面図を概略的に示す。図２及び図６Ｃに示すように、光学結像シート３００ｃの画像パターンレイヤー３０２が透明基板３０４の内部に挟装されることで、画像パターンレイヤー３０２のアレイ配列されている複数の副画像ユニット３０２ｕが透明基板３０４に対応するように設置され、副画像ユニット３０２ｕの安定性が向上している。図６Ｃの例では、画像パターンレイヤー３０２は単層のみで表示し、画像パターンレイヤー３０２は断面線の位置が異なるか、或いはパターンが異なるため、分断された非連続的な断面パターンが出現している。透明基板３０４の第１面３０４１は、例えば、マイクロレンズアレイシート４００に対向し、第２面３０４２は、例えば、表示光源２００に対向し、且つ浮遊投影システムの投影物の距離及び画像の距離を適切に調整することで、良好な浮遊表示画像１０００が形成される。
【0032】
本実施例では、アレイ配列されている副画像ユニット３０２ｕが透明基板３０４に設置され、すなわち、アレイ配列されている副画像ユニット３０２ｕは透明基板３０４の第１面３０４１、透明基板３０４の第２面３０４２、または透明基板３０４の内部のうちの１つに設置され、その位置については制限されない。
【0033】
本実施例では、透明基板３０４の材質として、透明プラスチック材料、透明ガラス材料、透明セラミック材料、及びそれらの組み合わせを含むが、本発明はこれらに限定されるものではない。透明プラスチック材料は、例えば、ポリアミド（ｐｏｌｙａｍｉｄｅ；ＰＡ）、ポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ；ＰＩ）、ポリカーボネート（ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ；ＰＣ）、ポリウレタン（ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ；ＰＵ）、ポリエチレンイミン（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｉｍｉｎｅ；ＰＥＩ）、ポリエチレンナフタレート（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｎａｐｈｔｈａｌａｔｅ；ＰＥＮ）、ポリエチレンテレフタレート（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ；ＰＥＴ）、ポリエーテルスルホン（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｓｕｌｆｏｎｅ；ＰＥＳ）、ガラス繊維強化プラスチック（ｆｉｂｅｒ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ ｐｌａｓｔｉｃｓ；ＦＲＰ）、ポリ（メタクリル酸メチル）（ｐｏｌｙ（ｍｅｔｈｙｌ ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）；ＰＭＭＡ）、ポリエーテルエーテルケルトン（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｅｔｈｅｒｋｅｔｏｎ；ＰＥＥＫ）、ポリジメチルシロキサン（ｐｏｌｙｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｏｘａｎｅ；ＰＤＭＳ）等であるか、或いは他のアクリル系（ａｃｒｙｌａｔｅ）ポリマー、エーテル系（ｅｔｈｅｒ）ポリマー、ポリオレフィン（ｐｏｌｙｏｌｅｆｉｎ）系ポリマー、エポキシ樹脂系ポリマー、または他の適合する材料や上述した材料の組み合わせであるが、本発明はこれらに限定されるものではない。透明ガラス材料は、ソーダ石灰ガラス（Ｓｏｄａ Ｌｉｍｅ Ｇｌａｓｓ）、ホウケイ酸ガラス（Ｂｏｒｏｓｉｌｉｃａｔｅ Ｇｌａｓｓ）、鉛ガラス、石英ガラス、強化ガラス等や上述した材料の組み合わせであるが、本発明はこれらに限定されるものではない。透明セラミック材料は、透明酸化アルミニウム、透明窒化アルミニウム、透明酸化ケイ素、透明窒化ケイ素等や上述した材料の組み合わせであるが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【0034】
本実施例では、画像パターンレイヤー３０２（アレイ配列されている副画像ユニット３０２ｕで構成されている）の材質は遮光材質であり、例えば、遮光プラスチック材料、遮光金属材料、または遮光セラミック材料及びそれらが積層されているか、それらの組み合わせであるが、本発明はこれらに限定されるものではない。遮光プラスチック材料は、例えば、黒インク（Ｂｌａｃｋ Ｉｎｋ）や遮光樹脂等であるが、本発明はこれらに限定されるものではない。遮光金属材料は、例えば、金属クロム、モリブデン、アルミニウム、チタン、亜鉛、マンガン、銀等であるが、本発明はこれらに限定されるものではない。遮光セラミック材料は、例えば、各種金属酸化物、金属窒化物等であり、例えば、酸化クロム、酸化チタン、窒化クロム、窒化チタン等であるが、本発明はこれに限定されるものではない。画像パターンレイヤー３０２は塗布、蒸着、スパッタリング等の技術により透明基板３０４に１層または多層の上述した材料層を施し、厚みは、例えば、１μｍから１０００μｍの間等であるが、本発明はこれに限定されるものではない。その後、フォトリソグラフィ及びエッチング等のパターン化技術により求められる画像パターンレイヤー３０２を形成する。この技術は本分野の技術者ならば習熟しているものであるため、ここでは、その説明を繰り返さない。
【0035】
図７は本発明の他の実施例における光学結像シート１３００において、第１副画像ユニット１３１０ｕと第２副画像ユニット１３２０ｕを示す概略拡大図である。図８は本発明の他の実施例に係る広視野角を有する浮遊表示装置による立体表示の一例を概略的に示す。本実施例は、前述した図１から図６Ｃの実施例に近似し、同じ符号は相互参照するために用いているが、本発明はこれに限定されるものではない。遮光パターン以外、他の実施例では、光透過パターンにより代替してもよい。図１、図７及び図８の例では、他の実施例において、光透過パターンの光学結像シート１３００により遮光パターンの光学結像シート３００を代替し、他の表示効果を達成している。
【0036】
本実施例では、浮遊表示画像１０００が光を透過させる「上向き矢印」のパターンに改変された例について説明する（図１、図７及び図８参照）。本発明に係る光学結像シート１３００はアレイ配列されている複数の副画像ユニット１３０２ｕを有し、例えば、Ｍ×Ｎ（Ｍ＞１、Ｎ＞１）で副画像ユニット１３０２ｕがアレイ配列され、浮遊表示画像１０００ａに必要なパターンを形成させるために用いられている。４０×４０でアレイ配列されている副画像ユニット１３０２ｕを例にすると、副画像ユニット１３０２ｕのそれぞれの長さは、例えば、浮遊表示画像１０００の長さのそれぞれ１／４０であり、複数の副画像ユニット１３０２ｕにより投影して表示することで、浮遊表示画像１０００ａの精細度が向上している。副画像ユニット１３０２ｕのそれぞれはマイクロレンズ４０２ｕに対応し、アレイ配列されている複数の副画像ユニット１３０２ｕは画像パターンレイヤー１３０２を構成している。アレイ配列されている複数の副画像ユニット１３０２ｕは複数の第１副画像ユニット１３１０ｕ及び複数の第２副画像ユニット１３２０ｕを備え、複数の第２副画像ユニット１３２０ｕは補助画像パターン１３３０を構成するように配列され、広視角表示画像に必要な補助パターンが形成されている。
【0037】
図１及び図７を参照し、第１副画像ユニット１３１０ｕのそれぞれの内側には第１メイン画像パターン１３１２をそれぞれ有し、浮遊表示画像１０００ａのパターンに対応している。複数の第１副画像ユニット１３１０ｕが対応する第１メイン画像パターン１３１２を投影することで、浮遊表示画像１０００ａの精細度を向上させている。第１副画像ユニット１３１０ｕを４×４で配列される第１副画像ユニット１３１０ｕとなるように領域を拡大させることで、第１副画像ユニット１３１０ｕのそれぞれが第１メイン画像パターン１３１２を有し、周辺の余剰の部分は第１余剰パターン１３１６である（図７参照）。１×１の第１副画像ユニット１３１０ｕとなるように領域を拡大させることで、第１メイン画像パターン１３１２が光を透過させる下向き矢印パターンとなる。本実施例では、第１メイン画像パターン１３１２は光透過パターンを例として説明し、残りの周辺の第１余剰パターン１３１６は反対の遮光パターンであり、よって、投影される浮遊表示画像１０００ａのパターンの中間は光を透過させる明色の上向き矢印パターンであり、対応する周辺は遮光性の暗色である（図８参照）。第１メイン画像パターン１３１２はマイクロレンズ４０２ｕの投影システムに基づいて第１メイン画像パターン１３１２の向きを決定する。マイクロレンズ４０２ｕは両凸レンズを例とし、結像を拡大実像として投影することで、第１メイン画像パターン１３１２が浮遊表示画像１０００ａのパターンに対応する反対の下向き矢印パターンとなり、投影平面に沿って下向きに１８０度回転する。こうすることにより、第１メイン画像パターン１３１２が投影された後の浮遊表示画像１０００ａのパターンが対応する上向き矢印パターンとなる。以上は一例の説明に過ぎず、本分野の技術者ならば投影システムに適合する改修を施して、第１メイン画像パターン１３１２を上向き矢印パターンとし、投影後の浮遊表示画像１０００ａのパターンを対応する上向き矢印パターンとすることができ、本発明はこれに限定されるものではない。この技術は本分野の技術者ならば習熟しているものであるため、ここでは、その説明を繰り返さない。
【0038】
図１及び図７を参照し、本実施例では、第２副画像ユニット１３２０ｕのそれぞれの内側には第２メイン画像パターン１３２２及びベース画像パターン１３２４をそれぞれ有し、浮遊表示画像１０００ａのパターンに対応している。また、複数の第２副画像ユニット１３２０ｕは補助画像パターン１３３０を構成するように配列され、図７の左側の図に示すように、上向き矢印が広視角表示画像に求められるパターンを形成している。第２副画像ユニット１３２０ｕのそれぞれは第１副画像ユニット１３１０ｕと同じ長さを有し、その内側の第２メイン画像パターン１３２２は第１メイン画像パターン１３１２と同じ長さを有しているが、本発明はこれに限定されるものではない。第１メイン画像パターン１３１２及び第２メイン画像パターン１３２２は同じパターンを有し、第２メイン画像パターン１３２２及び第１メイン画像パターン１３１２の作用は類似し、第２メイン画像パターン１３２２を投影することで、浮遊表示画像１０００ａの精細度を向上させている。本実施例では、第２副画像ユニット１３２０ｕを４×４で配列される第２副画像ユニット１３２０ｕとなるように領域を拡大することで、第２副画像ユニット１３２０ｕのそれぞれが第２メイン画像パターン１３２２及びベース画像パターン１３２４を有し、余剰の部分は第２余剰パターン１３２６である（図７参照）。１×１の第２副画像ユニット１３２０ｕとなるように領域を拡大すると、第２メイン画像パターン１３２２が光を透過する下向き矢印パターンとなる。第２メイン画像パターン１３２２は第１メイン画像パターン１３１２と近似し、第２メイン画像パターン１３２２は光透過パターンを例として説明すると、残りの周辺の第２余剰パターン１３２６は反対の遮光パターンであり、よって、投影される浮遊表示画像１０００ａのパターンの中間は光を透過する明色の上向き矢印パターンであり、対応する周辺は遮光性の暗色である（図８参照）。第２メイン画像パターン１３２２はマイクロレンズ４０２ｕの投影システムに基づいて第２メイン画像パターン１３２２の向きを決定する。マイクロレンズ４０２ｕは両凸レンズを例とし、結像を拡大実像として投影することで、第２メイン画像パターン１３２２が浮遊表示画像１０００ａのパターンに対応する反対の下向き矢印パターンとなり、投影平面に沿って下向きに１８０度回転する。このようにすることで、第２メイン画像パターン１３２２が投影された後の浮遊表示画像１０００ａのパターンが対応する上向き矢印パターンとなる。以上は一例の説明に過ぎず、本分野の技術者ならば投影システムに適合する改修を施して、第２メイン画像パターン１３２２を上向き矢印パターンとし、投影された後の浮遊表示画像１０００ａのパターンを対応する上向き矢印パターンとすることもでき、本発明はこれに限定されるものではない。この技術は本分野の技術者ならば習熟しているものであるため、ここでは、その説明を繰り返さない。本実施例では、第１メイン画像パターン１３１２及び第２メイン画像パターン１３２２は同じパターンを有し、投影後には第１視角Ｖ１の正面から見た浮遊表示画像１０００ａが表示される（図８参照）。
【0039】
図１及び図７を参照し、本実施例では、第２副画像ユニット１３２０ｕのベース画像パターン１３２４は第２メイン画像パターン１３２２の周辺に位置し、例えば、ベース画像パターン１３２４は第２メイン画像パターン１３２２を包囲し（図７参照）、ベース画像パターン１３２４の表示効果を強化しているが、本発明はこれに限定されるものではない。ベース画像パターン１３２４は半分のパターンのみを設けてもよく、例えば、右辺または右辺のみに設けるか、或いは四辺や四隅に設けてもよい（図示略）。ベース画像パターン１３２４のパターンの面積比率を調整することで、補助画像パターン１３３０の光透過グレースケール効果を対応するように調整し、斜め視角の補助表示画像の明度を対応するように調整する。本実施例では、複数の第２副画像ユニット１３２０ｕが補助画像パターン１３３０を構成するように配列され、補助画像パターン１３３０が投影された後に第２視角Ｖ２及び第３視角Ｖ３等の斜め視角から見た補助表示画像が表示される（図８参照）。本実施例では、第２メイン画像パターン１３２２及びベース画像パターン１３２４はそれぞれ光透過パターンを例として説明する。白黒のグレースケールで表示する以外、本発明の第１メイン画像パターン１３１２、第２メイン画像パターン１３２２、及びベース画像パターン１３２４の箇所にはカラーフィルター層（図示略）を設置してもよく、白色の表示光源２００と組み合わせてカラー表示効果を達成してもよい。
【0040】
図７を参照し、図５Ａ及び図５Ｂも併せて参照し、第２副画像ユニット１３２０のそれぞれはベース画像パターン１３２４を有し、第２副画像ユニット１３２０ｕのそれぞれの内側のベース画像パターン１３２４は第２メイン画像パターン１３２２を包囲している。このようにすることで、補助画像パターン１３３０が最高の光透過効果を有し、斜め視角から補助表示画像を見た場合、画像パターンが最も明るいグレースケールを有し、周辺の遮光部分が最高の表示コントラストを有する。製品の需要に応じて補助画像パターン１３３０内のベース画像パターン１３２４の比率を調整することで、補助画像パターン１３３０のグレースケールの表示効果を調整することができる。ベース画像パターン１３２４を有している第２副画像ユニット１３２０ｕの配列は、例えば、市松模様パターン配列、ストライプが交錯した配列、三角形が交錯した配列、方眼が交錯した配列、散乱して交錯した配列等でもよく、本発明はこれに限定されるものではなく、詳細な調整方式については前述した図５Ａ及び図５Ｂの説明を相互参照する。
【0041】
図１、図７及び図８を参照し、図１の広視角を有している浮遊表示装置は、図８では鍵となる光学結像シート１３００のみで表示し、図１の光学結像シート３００を代替している。光学結像シート１３００は、第１メイン画像パターン１３１２と、第２メイン画像パターン１３２２と、補助画像パターン１３３０と、を有している。本発明の浮遊表示装置１００は広視角で表示する効果を達成している。ユーザーが第１視角Ｖ１の正面から浮遊表示装置１００の光学結像シート１３００内の第１メイン画像パターン１３１２及び第２メイン画像パターン１３２２が投影されることで生成された浮遊表示画像１０００ａを見ると、正視する視野（Ｆｉｅｌｄ Ｏｆ Ｖｉｅｗ；ＦＯＶ）１２００の範囲内に位置しているため、良好な浮遊表示画像１０００ａを観察できるが、可視角度θ１の角度範囲内に制限される。例えば、光学結像シート１３００の平面の中央の垂直法線方向は0度であり（不図示）、製品の可視角度の制限に基づいて、可視角度θ１は、例えば、±２５度である。この可視角度θ１はユーザーの観察角度を制限し、製品の応用範囲も制限している。本発明に係る広視角を有している浮遊表示装置１００は、光学結像シート１３００内に補助画像パターン１３３０が投影されることで形成される補助表示画像を更に提供し、可視角度を可視角度θ２まで拡大させ、例えば、±５０度まで拡大させる。ユーザーは離れた上方の第２視角Ｖ２（＋２５度から＋５０度）及び下方の第３視角Ｖ３（－２５度から－５０度）のどちらからでも補助表示画像を観察でき、よって、補助的な可視角度α１及びα２を増加させている。但し、増加する補助表示画像は立体視角であるため、ユーザーが正面の第１視角Ｖ１から上下左右のどの方向に離れても表示画像を観察でき、図８の例の説明に制限されない。従来技術では第１視角Ｖ１の小さな角度の可視角度θ１からしか観察できないが、本発明は補助表示画像を提供することで可視角度θ２まで拡大し、離れた可視角度α１及びα２を増加させ、ユーザーが離れた第２視角Ｖ２及び第３視角Ｖ３からでも補助表示画像を見ることができる。よって、本発明に係る広視角を有している浮遊表示装置１００は浮遊表示技術の応用範囲を広げ、ユーザーが浮遊表示装置を見る感覚を改善している。浮遊表示画像１０００ａは図８に示す上向き矢印のパターン以外、光学結像シート１３００は他の種々の異なるパターンを用いてもよく、例えば、数字パターン、方向パターン、スイッチパターン、文字パターン等を用い、浮遊表示画像１０００ａが対応するパターンを形成してもよく、本発明はこれらに限定されるものではなく、ここでは、その説明を繰り返さない。
【0042】
本発明に係る広視角を有している浮遊表示装置１００は各種装置に応用可能であり、例えば、各種エレベーターのボタン、機械のボタン、機械のスクリーン等に応用可能であり、本発明はこれらに限定されるものではない。また、浮遊タッチを組み合わせて良好な浮遊表示タッチ効果を有している。図９は本発明の他の実施例に係る浮遊表示装置を説明する断面模式図である。本実施例は、前述した図１から図８の実施例に近似し、同じ符号は相互参照するために用いているが、本発明はこれに限定されるものではない。本実施例では、エレベーターのボタンを例として説明するが、本分野の技術者ならば他の装置にも応用でき、本実施例の説明に制限されない。
【0043】
図９の例では、広視角を有している浮遊表示装置１００ａは、表示光源２００と、光学結像シート３００と、マイクロレンズアレイシート４００と、を少なくとも備えている。表示光源２００は、例えば、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ；ＬＥＤ）２０２及び光拡散シート（Ｌｉｇｈｔ Ｄｉｆｆｕｓｅｒ）２０４を含む。ＬＥＤ２０２は、白色光、青色光、緑色光、赤色光等の各種求められる色の光を発射し、製品の需要に応じて調整可能である。ＬＥＤ２０２は少なくとも１つ以上設置され、１つのＬＥＤ２０２でもよく、複数のＬＥＤ２０２がアレイ配列されてもよく、本発明はこれらに限定されるものではない。光拡散シート２０４はＬＥＤ２０２が提供する光線を均一に拡散させて平面光源を形成し、浮遊表示画像１０００及び斜め視角の補助表示画像を形成するように投影させる。
【0044】
図９の例では、本発明の光学結像シート３００は遮光パターンの光学結像シート３００を使用し、光透過パターンの光学結像シート１３００を使用してもよく、特に制限はない。光学結像シート３００（または光学結像シート１３００）については前述した実施例の説明を参照し、ここでは、その説明を繰り返さない。マイクロレンズアレイシート４００は、例えば、両凸レンズを採用し、良好な浮遊投影効果を達成している。マイクロレンズアレイシート４００については前述した実施例の説明を参照し、ここでは、その説明を繰り返さない。表示光源２００、光学結像シート３００、及びマイクロレンズアレイシート４００が結像を投影することで、浮遊表示画像１０００（または浮遊表示画像１０００ａ）が形成される。投影表示システムを適切に調整することで、例えば、投影物の距離及び画像の距離を調製することで、結像の角度を調整できる。例えば、収縮する角度βを約１０度から４５度の間に調整することで、結像角度γを約８０度から４５度の間にする。結像角度を適切に調整することで、浮遊表示画像１０００からマイクロレンズアレイシート４００までの距離を調整し、例えば、０．１ｃｍから２０ｃｍの間に調製することで、浮遊表示の投影距離を調整する。需要に応じて、例えば、浮遊表示の投影距離を０．５ｃｍから１０ｃｍの間にしてもよい。以上は例を挙げて説明するためのものであり、浮遊表示の投影範囲を制限するものではない。
【0045】
図９の例では、浮遊表示装置１００ａをエレベーターのボタンに応用する場合、任意で回路基板６００を更に備えてもよく、例えば、プリント回路基板を表示光源２００に隣接するように設置してもよい。表示光源２００のＬＥＤ２０２は、例えば、回路基板６００に直接設置され、使用する空間を更に縮小する。ＬＥＤ２０２の他面に対する回路基板６００に、回路基板６００に接続するためのコネクタ７００を更に設置することで、回路基板６００を外部の制御回路に接続してもよい。また、図９に示すように、浮遊表示装置１００ａは外部ケース８１０及び内部ケース８２０を更に備えている。表示光源２００、光学結像シート３００、マイクロレンズアレイシート４００、回路基板６００等は内部ケース８２０内に設置され、コネクタ７００を介して外部の回路に接続されている。外部ケース８１０及び内部ケース８２０をロックすることで、表示光源２００、光学結像シート３００、マイクロレンズアレイシート４００、回路基板６００等を外部ケース８１０と内部ケース８２０との間にある収容空間内に密封し、外部ケース８１０の表示投影ウィンドウの透明基板のみを露出させ（不図示）、マイクロレンズアレイシート４００に近接させ、浮遊表示画像１０００及び斜め視角の補助表示画像を投影するために用い、表示視角を拡大させ、広視角の表示効果を達成し、ユーザーが斜め視角からでも補助表示画像をはっきりと観察可能にしている。
【0046】
図９の例では、浮遊表示装置１００ａはマイクロレンズアレイシート４００に隣接するように設置されているタッチモジュール５００を更に備え、浮遊表示タッチ装置が構成されている。タッチモジュール５００は、例えば、浮遊タッチモジュールであり、タッチ感知領域５３０を有し、浮遊表示装置１００と組み合わせて良好な浮遊表示タッチ効果を有している。タッチモジュール５００は、例えば、赤外線タッチ技術、可視光撮影分析タッチ技術、音波タッチ技術等の非接触式タッチ技術を使用し、良好な浮遊タッチ効果を有している。物体の表面に接触することで病原菌の感染経路とならないようにしている。赤外線タッチ技術を例にすると、タッチモジュール５００は赤外線送信機５１０及び赤外線センサー５２０を少なくとも備え、例えば、マイクロレンズアレイシート４００の対向する両側に隣接する外部ケース８１０中にそれぞれ設置されている（図９参照）。赤外線送信機５１０及び赤外線センサー５２０は、例えば、回路基板６００にそれぞれ電気的に接続されている。赤外線送信機５１０の発光角度範囲は赤外線センサー５２０の受光角度範囲と重畳してタッチ感知領域５３０を形成している。タッチ感知領域５３０の範囲は浮遊表示画像１０００（または１０００ａ）を含む。部分的な赤外線送信機５１０は赤外線を浮遊表示画像１０００の位置に向けて送信し、ユーザーが指をタッチ感知領域５３０に進入させると、指が浮遊表示画像１０００に近付いた際に、赤外線が赤外線センサー５２０に反射され、ユーザーの動作が感知され、こうしてヒューマンマシンの浮遊タッチ機能を達成している。このようにすることで、ユーザーがエレベーターを使用する際に、浮遊表示画像１０００をタッチするのみでエレベーターのスイッチを上に向けて浮遊タッチする効果を達成している。エレベーターのボタンに直接タッチする必要がないため、病原菌がエレベーターのボタンに付着する状況が防止され、病原菌が伝染する可能性が減少する。また、赤外線送信機５１０及び赤外線センサー５２０は外部ケース８１０に設置されることに制限されない。赤外線送信機５１０は外部ケース８１０以外の場所に設置されてもよく、例えば、外部ケース８１０の上方や下方の箇所に設置されてもよく、赤外線を浮遊表示画像１０００に平行に送信し、外部ケース８１０に設置する赤外線センサー５２０の数量を増やすことで、タッチの感知の感度を高めてもよい。赤外線センサー５２０の感知感度が高ければ、ユーザーの人体が発する赤外線を直接感知でき、外部ケース８１０に赤外線センサー５２０を直接設置してもよく、赤外線送信機５１０の設置を省略してもよい。以上は一例の説明に過ぎず、本分野の技術者ならば適切な等価の代替により、浮遊タッチ効果を達成できるため、ここでは、その説明を繰り返さない。
【0047】
以上を総合すると、本発明の浮遊表示装置は、第２副画像ユニットが補助画像パターンを構成するように配列されている。第２副画像ユニットのメイン画像パターンの周辺にベース画像パターンを加えることで、補助画像パターンの効果を増強している。補助画像パターンにより補助表示画像を提供することで、ユーザーが斜め視角からでも補助表示画像を観察可能になり、広視角で画像を表示する効果を達成し、浮遊表示装置に対するユーザーの使用感を改善している。また、タッチモジュールを組み合わせることで広視角を有する浮遊表示タッチ装置を構成し、浮遊タッチヒューマンマシンインタラクション効果を更に達成し、ユーザーが直接接触することで病原菌が伝染する問題を抑制している。
【0048】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【符号の説明】
【0049】
１００ 浮遊表示装置
１００ａ 浮遊表示装置
２００ 表示光源
２０２ ＬＥＤ
２０４ 光拡散シート
３００ 光学結像シート
３００ａ 光学結像シート
３００ｂ 光学結像シート
３００ｃ 光学結像シート
３０２ 画像パターンレイヤー
３０２ｕ 副画像ユニット
３０４ 透明基板
３０４１ 第１面
３０４２ 第２面
３１０ｕ 第１副画像ユニット
３１２ 第１メイン画像パターン
３１６ 第１余剰パターン
３２０ｕ 第２副画像ユニット
３２２ 第２メイン画像パターン
３２４ ベース画像パターン
３２６ 第２余剰パターン
３３０ 補助画像パターン
４００ マイクロレンズアレイシート
４０２ マイクロレンズ
５００ タッチモジュール
５１０ 赤外線送信機
５２０ 赤外線センサー
５３０ タッチ感知領域
６００ 回路基板
７００ コネクタ
８１０ 外部ケース
８２０ 内部ケース
１０００ 浮遊表示画像
１０００ａ 浮遊表示画像
１２００ 正面視野
１３００ 光学結像シート
１３０２ 画像パターンレイヤー
１３０２ｕ 副画像ユニット
１３１０ｕ 第１副画像ユニット
１３１２ 第１メイン画像パターン
１３１６ 第１余剰パターン
１３２０ｕ 第２副画像ユニット
１３２２ 第２メイン画像パターン
１３２４ ベース画像パターン
１３２６ 第２余剰パターン
１３３０ 補助画像パターン
Ｖ１ 視角
Ｖ２ 視角
Ｖ３ 視角
θ１ 角度
θ２ 角度
α１ 角度
α２ 角度
β 角度
γ 角度
１００ａ 浮遊表示装置
２００ 表示光源
２０２ ＬＥＤ
２０４ 光拡散シート
３００ 光学結像シート
３００ａ 光学結像シート
３００ｂ 光学結像シート
３００ｃ 光学結像シート
３０２ 画像パターンレイヤー
３０２ｕ 副画像ユニット
３０４ 透明基板
３０４１ 第１面
３０４２ 第２面
３１０ｕ 第１副画像ユニット
３１２ 第１メイン画像パターン
３１６ 第１余剰パターン
３２０ｕ 第２副画像ユニット
３２２ 第２メイン画像パターン
３２４ ベース画像パターン
３２６ 第２余剰パターン
３３０ 補助画像パターン
４００ マイクロレンズアレイシート
４０２ マイクロレンズ
５００ タッチモジュール
５１０ 赤外線送信機
５２０ 赤外線センサー
５３０ タッチ感知領域
６００ 回路基板
７００ コネクタ
８１０ 外部ケース
８２０ 内部ケース
１０００ 浮遊表示画像
１０００ａ 浮遊表示画像
１２００ 正面視野
１３００ 光学結像シート
１３０２ 画像パターンレイヤー
１３０２ｕ 副画像ユニット
１３１０ｕ 第１副画像ユニット
１３１２ 第１メイン画像パターン
１３１６ 第１余剰パターン
１３２０ｕ 第２副画像ユニット
１３２２ 第２メイン画像パターン
１３２４ ベース画像パターン
１３２６ 第２余剰パターン
１３３０ 補助画像パターン
Ｖ１ 視角
Ｖ２ 視角
Ｖ３ 視角
θ１ 角度
θ２ 角度
α１ 角度
α２ 角度
β 角度
γ 角度
【要約】
【課題】浮遊表示装置を提供する。
【解決手段】表示光源と、光学結像シートと、マイクロレンズアレイシートと、を含んで構成されている。マイクロレンズアレイシートはアレイ配列されている複数のマイクロレンズを有している。光学結像シートは、マイクロレンズに対応するアレイ配列されている複数の副画像ユニットを有している。副画像ユニットは複数の第１副画像ユニット及び複数の第２副画像ユニットを備えている。第１副画像ユニットのそれぞれは第１メイン画像パターンを有し、第２副画像ユニットのそれぞれは第２メイン画像パターンを有し、第１メイン画像パターン及び第２メイン画像パターンは同じパターンを含む。第２副画像ユニットは補助画像パターンを構成するように配列され、少なくとも部分的な第２副画像ユニットはベース画像パターンをそれぞれ有し、ベース画像パターンは第２メイン画像パターンの周辺に位置している。
【選択図】図１
【解決手段】表示光源と、光学結像シートと、マイクロレンズアレイシートと、を含んで構成されている。マイクロレンズアレイシートはアレイ配列されている複数のマイクロレンズを有している。光学結像シートは、マイクロレンズに対応するアレイ配列されている複数の副画像ユニットを有している。副画像ユニットは複数の第１副画像ユニット及び複数の第２副画像ユニットを備えている。第１副画像ユニットのそれぞれは第１メイン画像パターンを有し、第２副画像ユニットのそれぞれは第２メイン画像パターンを有し、第１メイン画像パターン及び第２メイン画像パターンは同じパターンを含む。第２副画像ユニットは補助画像パターンを構成するように配列され、少なくとも部分的な第２副画像ユニットはベース画像パターンをそれぞれ有し、ベース画像パターンは第２メイン画像パターンの周辺に位置している。
【選択図】図１
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図3A】
【図3B】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図7】
【図8】
【図9】
