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公開番号2025119468
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-14
出願番号2024014369
出願日2024-02-01
発明の名称空中像表示装置
出願人TOPPANホールディングス株式会社
代理人弁理士法人鈴榮特許綜合事務所
主分類G02B 30/56 20200101AFI20250806BHJP(光学)
要約【課題】空中像の表示品質を向上する。
【解決手段】空中像表示装置は、画像を表示する表示装置10と、表示装置10からの光を受けるように配置され、表示装置10からの光の一部を透過する光制御素子40と、光制御素子40からの光を受けるように配置され、光制御素子40からの光を表示装置10と反対側に反射し、空中に空中像を結像する光学素子50とを含む。光制御素子40は、交互に配置された複数の透明部材43及び複数の遮光部材44を含み、複数の透明部材43及び複数の遮光部材44は、表示装置10の法線に対して第1角度で傾いている。表示装置10の第1角度における輝度は、表示装置10の正面輝度に対して60%以上である。
【選択図】図2

特許請求の範囲【請求項１】
画像を表示する表示装置と、
前記表示装置からの光を受けるように配置され、前記表示装置からの光の一部を透過する光制御素子と、
前記光制御素子からの光を受けるように配置され、前記光制御素子からの光を前記表示装置と反対側に反射し、空中に空中像を結像する光学素子と、
を具備し、
前記光制御素子は、交互に配置された複数の透明部材及び複数の遮光部材を含み、
前記複数の透明部材及び前記複数の遮光部材は、前記表示装置の法線に対して第１角度で傾いており、
前記光学素子は、平面状の基材と、前記基材の下に設けられ、それぞれが第１方向に延び、前記第１方向に直交する第２方向に並んだ複数の光学要素とを含み、
前記複数の光学要素の各々は、前記基材の法線方向に対してそれぞれが傾き、互いに接する入射面及び反射面を有し、
前記入射面は、前記表示装置からの光を受けるように配置され、
前記入射面の前記基材の法線方向に対する角度は、前記光制御素子からの光の入射角が臨界角より小さくなるように設定され、
前記反射面の前記基材の法線方向に対する角度は、前記入射面からの光の入射角が臨界角より大きくなるように設定され、
前記表示装置の前記第１角度における輝度は、前記表示装置の正面輝度に対して６０％以上である
空中像表示装置。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
画像を表示する表示装置と、
前記表示装置からの光を受けるように配置され、前記表示装置からの光の一部を透過する光制御素子と、
前記光制御素子からの光を受けるように配置され、前記光制御素子からの光を前記表示装置と反対側に反射し、空中に空中像を結像する光学素子と、
を具備し、
前記光制御素子は、交互に配置された複数の透明部材及び複数の遮光部材を含み、
前記複数の透明部材及び前記複数の遮光部材は、前記表示装置の法線に対して第１角度で傾いており、
前記光学素子は、平面状の基材と、前記基材の下に設けられ、それぞれが第１方向に延び、前記第１方向に直交する第２方向に並んだ複数の光学要素とを含み、
前記複数の光学要素の各々は、前記基材の法線方向に対してそれぞれが傾き、互いに接する入射面及び反射面を有し、
前記入射面は、前記表示装置からの光を受けるように配置され、
前記入射面の前記基材の法線方向に対する角度は、前記光制御素子からの光の入射角が臨界角より小さくなるように設定され、
前記反射面の前記基材の法線方向に対する角度は、前記入射面からの光の入射角が臨界角より大きくなるように設定され、
前記複数の透明部材及び前記遮光部材が延びる第３方向は、前記第１方向に対して斜めに設定される
空中像表示装置。
【請求項３】
前記表示装置は、光を発光する照明素子と、前記照明素子からの光を受けるように配置され、前記画像を表示する表示パネルとを含む
請求項１又は２に記載の空中像表示装置。
【請求項４】
前記照明素子は、光を集光するプリズムシートを１枚のみ含み、
前記プリズムシートは、前記第２方向にそれぞれが延びる複数のプリズムを含む
請求項３に記載の空中像表示装置。
【請求項５】
前記複数のプリズムは、上側を向くように配置される
請求項４に記載の空中像表示装置。
【請求項６】
前記複数のプリズムは、下側を向くように配置される
請求項４に記載の空中像表示装置。
【請求項７】
前記照明素子は、プリズムシートを有していない
請求項３に記載の空中像表示装置。
【請求項８】
前記照明素子は、光源部と、導光板とを含み、
前記光源部は、前記導光板の前記第２方向における一側面に配置される
請求項３に記載の空中像表示装置。
【請求項９】
前記表示装置は、有機ＥＬを含む自発光型の表示装置で構成される
請求項１又は２に記載の空中像表示装置。
【請求項１０】
前記表示装置と前記光制御素子との間に配置され、光を拡散する拡散層をさらに具備する
請求項１又は２に記載の空中像表示装置。
（【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】
本発明は、空中像表示装置に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
画像や動画などを空中像として表示可能な空中像表示装置が研究され、新しいヒューマン・マシン・インターフェースとして期待されている。空中像表示装置は、画像を表示する表示装置の表示面から出射される光を結像素子で反射し、空中に実像を結像する。表示装置は、例えば液晶表示装置が用いられる。
【０００３】
表示装置は、低消費電力にするために、表示面の法線方向（正面方向）の輝度が高くなっている。表示装置における正面方向の輝度は、空中像の結像に寄与しない不要光となる。空中像の結像に寄与しない不要光が多くなると、空中像の付近にゴーストが表示される。よって、空中像の結像に寄与しない光成分を低減することが望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２３－１１５０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、空中像の表示品質を向上することが可能な空中像表示装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１態様によると、画像を表示する表示装置と、前記表示装置からの光を受けるように配置され、前記表示装置からの光の一部を透過する光制御素子と、前記光制御素子からの光を受けるように配置され、前記光制御素子からの光を前記表示装置と反対側に反射し、空中に空中像を結像する光学素子とを具備し、前記光制御素子は、交互に配置された複数の透明部材及び複数の遮光部材を含み、前記複数の透明部材及び前記複数の遮光部材は、前記表示装置の法線に対して第１角度で傾いており、前記光学素子は、平面状の基材と、前記基材の下に設けられ、それぞれが第１方向に延び、前記第１方向に直交する第２方向に並んだ複数の光学要素とを含み、前記複数の光学要素の各々は、前記基材の法線方向に対してそれぞれが傾き、互いに接する入射面及び反射面を有し、前記入射面は、前記表示装置からの光を受けるように配置され、前記入射面の前記基材の法線方向に対する角度は、前記光制御素子からの光の入射角が臨界角より小さくなるように設定され、前記反射面の前記基材の法線方向に対する角度は、前記入射面からの光の入射角が臨界角より大きくなるように設定され、前記表示装置の前記第１角度における輝度は、前記表示装置の正面輝度に対して６０％以上である、空中像表示装置が提供される。
【０００７】
本発明の第２態様によると、画像を表示する表示装置と、前記表示装置からの光を受けるように配置され、前記表示装置からの光の一部を透過する光制御素子と、前記光制御素子からの光を受けるように配置され、前記光制御素子からの光を前記表示装置と反対側に反射し、空中に空中像を結像する光学素子とを具備し、前記光制御素子は、交互に配置された複数の透明部材及び複数の遮光部材を含み、前記複数の透明部材及び前記複数の遮光部材は、前記表示装置の法線に対して第１角度で傾いており、前記光学素子は、平面状の基材と、前記基材の下に設けられ、それぞれが第１方向に延び、前記第１方向に直交する第２方向に並んだ複数の光学要素とを含み、前記複数の光学要素の各々は、前記基材の法線方向に対してそれぞれが傾き、互いに接する入射面及び反射面を有し、前記入射面は、前記表示装置からの光を受けるように配置され、前記入射面の前記基材の法線方向に対する角度は、前記光制御素子からの光の入射角が臨界角より小さくなるように設定され、前記反射面の前記基材の法線方向に対する角度は、前記入射面からの光の入射角が臨界角より大きくなるように設定され、前記複数の透明部材及び前記遮光部材が延びる第３方向は、前記第１方向に対して斜めに設定される、空中像表示装置が提供される。
【０００８】
本発明の第３態様によると、前記表示装置は、光を発光する照明素子と、前記照明素子からの光を受けるように配置され、前記画像を表示する表示パネルとを含む、第１又は第２態様に係る空中像表示装置が提供される。
【０００９】
本発明の第４態様によると、前記照明素子は、光を集光するプリズムシートを１枚のみ含み、前記プリズムシートは、前記第２方向にそれぞれが延びる複数のプリズムを含む、第３態様に係る空中像表示装置が提供される。
【００１０】
本発明の第５態様によると、前記複数のプリズムは、上側を向くように配置される、第４態様に係る空中像表示装置が提供される。
（【００１１】以降は省略されています）

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