(57)【要約】【課題】  明るい表示が可能な立体像表示装置および空中浮遊ディスプレイを提供する。【解決手段】  実施形態による立体像表示装置は、透明部材と、透明部材上に配置された発光素子群とを備え、共通の回転軸にて回転可能な回転体を複数と、外部から供給された画像信号データの並び順を並列から直列に変換するパラレル／シリアル変換回路と、前記パラレル／シリアル変換回路から出力された画像信号データが供給される複数の固定端子と、前記発光素子群のそれぞれに対応して設けられ、前記回転体が回転することにより複数の前記固定端子と順次電気的に接続される回転端子と、前記回転端子により受信された画像信号データの並び順を直列から並列に変換して前記発光素子群へ出力するシリアル／パラレル変換回路と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明部材と、透明部材上に配置された発光素子群とを備え、共通の回転軸にて回転可能な回転体を複数と、
外部から供給された画像信号データの並び順を並列から直列に変換するパラレル／シリアル変換回路と、
前記パラレル／シリアル変換回路から出力された画像信号データが供給される複数の固定端子と、
前記発光素子群のそれぞれに対応して設けられ、前記回転体が回転することにより複数の前記固定端子と順次電気的に接続される回転端子と、
前記回転端子により受信された画像信号データの並び順を直列から並列に変換して前記発光素子群へ出力するシリアル／パラレル変換回路と、を備えた立体像表示装置。
【請求項２】
複数の前記回転体の前記発光素子群は、前記回転軸を含む互いに異なる平面上に配置されている、請求項１記載の立体像表示装置。
【請求項３】
前記透明部材は前記回転軸を中心とする円を積み重ねた形状である請求項１又は請求項２記載の立体像表示装置。
【請求項４】
前記透明部材は前記回転軸を含む断面が略Ｖ字形状であり、複数の前記透明部材は前記円の径方向において重なるように配置されている、請求項３記載の立体像表示装置。
【請求項５】
前記透明部材は円筒形状であり、複数の前記透明部材は前記円の径方向において重なるように配置されている、請求項３記載の立体像表示装置。
【請求項６】
複数の前記回転体のそれぞれは、前記回転体上において前記回転軸を含む断面にて前記回転軸に対して線対称に配置される複数の前記発光素子群を備える請求項３記載の立体像表示装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか１項記載の立体像表示装置と、
互いに直交して配された２つの反射面と、前記立体像表示装置から出射された光が入射される入射口と、前記入射口から入射した光が前記反射面にて反射された光を出射する出射口と、を備えた単位光学素子がマトリクス状に配置されたミラーデバイスと、を備えた空中浮遊ディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は空中浮遊ディスプレイ、特に、立体像表示装置とミラーデバイスとを備えた空中浮遊ディスプレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば起立姿勢で配置された２つの反射面を備えた単位光学素子を複数備えたリフレクタアレイ（ミラーデバイス）が提案されている（例えば特許文献１参照）。このミラーデバイスによれば、対象物の実像をミラーデバイスに対して面対象な位置に映し出すことが可能である。
【０００３】
例えば、バックライトを光源として備えた平面ディスプレイと上記ミラーデバイスとを組み合わせて、平面ディスプレイに表示された画像を所定の位置に結像させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】公開第２００１−５６４７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、バックライトを光源とする平面ディスプレイに表示された画像は、バックライトから出射された光が液晶層や光学シートなどを介して表示されるものであり、表示される画像の明るさには限界があった。平面ディスプレイとミラーデバイスとを組み合わせたときには、ユーザは、平面ディスプレイから出射した光がさらにミラーデバイスにて反射されて結像した画像を視認することとなり、明るい画像を表示させることが困難であった。
【０００６】
本発明は上記事情を鑑みてなされたものであって、明るい立体像を表示する立体像表示装置および空中浮遊ディスプレイを実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１態様による立体像表示装置は、透明部材と、透明部材上に配置された発光素子群とを備え、共通の回転軸にて回転可能な回転体を複数と、外部から供給された画像信号データの並び順を並列から直列に変換するパラレル／シリアル変換回路と、前記パラレル／シリアル変換回路から出力された画像信号データが供給される複数の固定端子と、前記発光素子群のそれぞれに対応して設けられ、前記回転体が回転することにより複数の前記固定端子と順次電気的に接続される回転端子と、前記回転端子により受信された画像信号データの並び順を直列から並列に変換して前記発光素子群へ出力するシリアル／パラレル変換回路と、を備える。
【０００８】
第２態様による立体像表示装置は、上記第１態様による立体像表示装置において、複数の前記回転体の前記発光素子群は、前記回転軸を含む互いに異なる平面上に配置されている。
第３態様による立体像表示装置は、上記第１又は第２態様による立体像表示装置において、前記透明部材は前記回転軸を中心とする円を積み重ねた形状である。
【０００９】
第４態様による立体像表示装置は、上記第３態様による立体像表示装置において、前記透明部材は前記回転軸を含む断面が略Ｖ字形状であり、複数の前記透明部材は前記円の径方向において重なるように配置されている。
第５態様による立体像表示装置は、上記第３態様による立体像表示装置において、前記透明部材は円筒形状であり、複数の前記透明部材は前記円の径方向において重なるように配置されている。
【００１０】
第６態様による立体像表示装置は、上記第３態様による立体像表示装置において、複数の前記回転体のそれぞれは、前記回転体上において前記回転軸を含む断面にて前記回転軸に対して線対称に配置される複数の前記発光素子群を備える。
【００１１】
第７態様による空中浮遊ディスプレイは、上記第１乃至第６態様のいずれかによる立体像表示装置と、互いに直交して配された２つの反射面と、前記立体像表示装置から出射された光が入射される入射口と、前記入射口から入射した光が前記反射面にて反射された光を出射する出射口と、を備えた単位光学素子がマトリクス状に配置されたミラーデバイスと、を備える。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、明るい立体像を表示する立体像表示装置および空中浮遊ディスプレイを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、第１実施形態の立体像表示装置の一構成例を概略的に示す図である。
【図２】図２は、第１実施形態の立体像表示装置を駆動する駆動回路の一構成例を概略的に示す図である。
【図３】図３は、第１実施形態の立体像表示装置の発光素子群のそれぞれにおいて、赤色素子、緑色素子、青色素子を含む単位発光素子の構成を概略的に示す図である。
【図４】図４は、第１実施形態の立体像表示装置にて表示可能な画像の一例を概略的に示す図である。
【図５Ａ】図５Ａは、図４に示す画像を表示する際に第１回転体に供給される画像信号データの一例について説明するための図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、図４に示す画像を表示する際に第１回転体に供給される画像信号データの一例について説明するための図である。
【図６Ａ】図６Ａは、図４に示す画像を表示する際に第２回転体に供給される画像信号データの一例について説明するための図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、図４に示す画像を表示する際に第２回転体に供給される画像信号データの一例について説明するための図である。
【図７Ａ】図７Ａは、図４に示す画像を表示する際に第３回転体に供給される画像信号データの一例について説明するための図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、図４に示す画像を表示する際に第３回転体に供給される画像信号データの一例について説明するための図である。
【図８】図８は、第１実施形態の空中浮遊ディスプレイの一構成例を概略的に示す図である。
【図９】図９は、第２実施形態の立体像表示装置の一構成例を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、実施形態について図面を参照して説明する。ただし、図面は模式的または概念的なものであり、各図面の寸法および比率等は必ずしも現実のものと同一とは限らないことに留意すべきである。また、図面の相互間で同じ部分を表す場合においても、互いの寸法の関係や比率が異なって表される場合もある。特に、以下に示す幾つかの実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための装置および方法を例示したものであって、構成部品の形状、構造、配置等によって、本発明の技術思想が特定されるものではない。なお、以下の説明において、同一の機能及び構成を有する要素については同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。
【００１５】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態の立体像表示装置の一構成例を概略的に示す図である。
本実施形態の立体像表示装置は、第１乃至第４回転体１０〜４０と、第１乃至第４回転体１０〜４０を支持する支持部５０と、を備えている。第１乃至第４回転体１０〜４０は、共通の回転軸ＡＸを中心に回転し、回転軸ＡＸ方向における第１乃至第４回転体１０〜４０の幅ｈは互いに等しい。
【００１６】
第１回転体１０は、透明部材１２と、第１発光素子群Ｌ１Ａと、第２発光素子群Ｌ１Ｂと、を備えている。
透明部材１２は、例えば、回転軸ＡＸを中心とした半径ｒ１（ｒ１＞０）の円を回転軸ＡＸが延びる方向に積み重ねた筒状の形状であり、回転軸ＡＸを通る断面が略Ｖ字形状である。透明部材１２は、例えば透明な樹脂材料などの光を透過する材料により形成されている。
【００１７】
第１発光素子群Ｌ１Ａおよび第２発光素子群Ｌ１Ｂは、回転軸ＡＸが延びる方向に沿って、例えば透明部材１２の内面（第２回転体２０に対向した面）に配置されている。第２発光素子群Ｌ１Ｂは、透明部材１２が１８０°回転したときに第１発光素子群Ｌ１Ａと重なる位置に配置されている。すなわち、第１発光素子群Ｌ１Ａと第２発光素子群Ｌ１Ｂと回転軸ＡＸとは、透明部材１２の一断面上に配置され、回転軸ＡＸを含む透明部材１２の当該一断面において、第１発光素子群Ｌ１Ａと第２発光素子群Ｌ１Ｂとは回転軸ＡＸに対して線対称となる位置に配置されている。したがって、回転軸ＡＸにて第１回転体１０を回転させたときには、第１発光素子群Ｌ１Ａと第２発光素子群Ｌ１Ｂとは同じ軌道を通ることとなる。
【００１８】
第２回転体２０は、透明部材２２と、第３発光素子群Ｌ２Ａと、第４発光素子群Ｌ２Ｂと、を備えている。
透明部材２２は、例えば、回転軸ＡＸを中心とした半径ｒ２（ｒ１＞ｒ２＞０）の円を回転軸ＡＸが延びる方向に積み重ねた筒状の形状であり、回転軸ＡＸを通る断面が略Ｖ字形状である。透明部材２２は、第１回転体１０の透明部材１２の内側に配置されている。透明部材２２は、例えば透明な樹脂材料などの光を透過する材料により形成されている。
【００１９】
第３発光素子群Ｌ２Ａおよび第４発光素子群Ｌ２Ｂは、回転軸ＡＸが延びる方向に沿って、例えば透明部材２２の内面（第３回転体３０に対向した面）に配置されている。第４発光素子群Ｌ２Ｂは、透明部材２２が１８０°回転したときに第３発光素子群Ｌ２Ａと重なる位置に配置されている。すなわち、第３発光素子群Ｌ２Ａと第４発光素子群Ｌ２Ｂと回転軸ＡＸとは、透明部材２２の一断面上に配置され、回転軸ＡＸを含む透明部材２２の当該一断面において、第３発光素子群Ｌ２Ａと第４発光素子群Ｌ２Ｂとは回転軸ＡＸに対して線対称となる位置に配置されている。したがって、回転軸ＡＸにて第２回転体２０を回転させたときには、第３発光素子群Ｌ２Ａと第４発光素子群Ｌ２Ｂとは同じ軌道を通ることとなる。
【００２０】
第３回転体３０は、透明部材３２と、第５発光素子群Ｌ３Ａと、第６発光素子群Ｌ３Ｂと、を備えている。
透明部材３２は、例えば、回転軸ＡＸを中心とした半径ｒ３（ｒ２＞ｒ３＞０）の円を回転軸ＡＸが延びる方向に積み重ねた筒状の形状であり、回転軸ＡＸを通る断面が略Ｖ字形状である。透明部材３２は、第２回転体２０の透明部材２２の内側に配置されている。透明部材３２は、例えば透明な樹脂材料などの光を透過する材料により形成されている。
【００２１】
第５発光素子群Ｌ３Ａおよび第６発光素子群Ｌ３Ｂは、回転軸ＡＸが延びる方向に沿って、例えば透明部材３２の内面（第４回転体４０に対向した面）に配置されている。第６発光素子群Ｌ３Ｂは、透明部材３２が１８０°回転したときに第５発光素子群Ｌ３Ａと重なる位置に配置されている。すなわち、第５発光素子群Ｌ３Ａと第６発光素子群Ｌ３Ｂと回転軸ＡＸとは、透明部材３２の一断面上に配置され、回転軸ＡＸを含む透明部材３２の当該一断面において、第５発光素子群Ｌ３Ａと第６発光素子群Ｌ３Ｂとは、回転軸ＡＸに対して線対称となる位置に配置されている。したがって、回転軸ＡＸにて第３回転体３０を回転させたときには、第５発光素子群Ｌ３Ａと第６発光素子群Ｌ３Ｂとは同じ軌道を通ることとなる。
【００２２】
第４回転体４０は、透明部材４２と、第７発光素子群Ｌ４Ａと、第８発光素子群Ｌ４Ｂと、を備えている。
透明部材４２は、例えば、共通の回転軸ＡＸを中心とした半径ｒ４（ｒ３＞ｒ４＞０）の円を回転軸ＡＸが延びる方向に積み重ねた筒状の形状であり、回転軸ＡＸを通る断面が略Ｖ字形状である。透明部材４２は、第３回転体３０の透明部材３２の内側に配置されている。透明部材４２は、例えば透明な樹脂材料などの光を透過する材料により形成されている。
【００２３】
第７発光素子群Ｌ４Ａおよび第８発光素子群Ｌ４Ｂは、回転軸ＡＸが延びる方向に沿って、例えば透明部材４２の内面（回転軸ＡＸ側の面）に配置されている。第８発光素子群Ｌ４Ｂは、透明部材４２が１８０°回転したときに第７発光素子群Ｌ４Ａと重なる位置に配置されている。すなわち、第７発光素子群Ｌ４Ａと第８発光素子群Ｌ４Ｂと回転軸ＡＸとは、透明部材４２の一断面上に配置され、回転軸ＡＸを含む透明部材４２の当該一断面において、第７発光素子群Ｌ４Ａと第８発光素子群Ｌ４Ｂとは、回転軸ＡＸに対して線対称となる位置に配置されている。したがって、回転軸ＡＸにて第４回転体４０を回転させたときには、第７発光素子群Ｌ４Ａと第８発光素子群Ｌ４Ｂとは同じ軌道を通ることとなる。
【００２４】
第１発光素子群Ｌ１Ａ乃至第８発光素子群Ｌ４Ｂのそれぞれは、複数の発光素子を備えている。第１発光素子群Ｌ１Ａ乃至第８発光素子群Ｌ４Ｂを構成する発光素子は、電流若しくは電圧によりオンとオフとの制御が可能である素子であって、１つの素子の大きさが数ミリメートル以下（ミリオーダー以下）であるものを採用することが望ましい。具体的には、第１発光素子群Ｌ１Ａ乃至第８発光素子群Ｌ４Ｂを構成する発光素子として、μ−ＬＥＤやミニ−ＬＥＤを採用することができる。
【００２５】
第１発光素子群Ｌ１Ａ乃至第８発光素子群Ｌ４Ｂは、複数色の発光素子を備えていてもよい。第１発光素子群Ｌ１Ａ乃至第８発光素子群Ｌ４Ｂのそれぞれは、例えば、赤色発光素子ＬＲと、緑色発光素子ＬＧと、青色発光素子ＬＢとを含む単位発光素子（図３に示す）を複数備えていてもよい。それぞれの発光素子群において、同色の発光素子が回転軸ＡＸの方向に沿って並ぶようにストライプ状に配置されてもよく、複数色の発光素子が回転軸ＡＸの方向に沿って赤、緑、青等の順に周期的に並んだライン状にされてもよい。
なお、第１発光素子群Ｌ１Ａ乃至第８発光素子群Ｌ４Ｂは、第１乃至第４回転体１０〜４０の内面に配置されていたが、第１乃至第４回転体１０〜４０の外面に配置されていてもよい。
【００２６】
第１乃至第４回転体１０〜４０は、回転軸ＡＸを中心とした円の径方向（ｒ１、ｒ２、ｒ３、ｒ４が延びる方向）において重なるように配置されている。第１乃至第４回転体１０〜４０は、共通の回転軸ＡＸが延びる方向（Ｚ軸方向）の一端にて互いに位置を固定された状態で、回転軸ＡＸを中心として同時に回転するように支持部５０において保持されている。
【００２７】
第１発光素子群Ｌ１Ａと、第３発光素子群Ｌ２Ａと、第５発光素子群Ｌ３Ａと、第７発光素子群Ｌ４Ａとは、回転軸ＡＸを含む互いに異なる平面上に配置されている。例えば、第１発光素子群Ｌ１Ａが配置された平面と、第３発光素子群Ｌ２Ａが配置された平面とは、回転軸ＡＸを中心として４５°成している。第３発光素子群Ｌ２Ａが配置された平面と、第５発光素子群Ｌ３Ａが配置された平面とは、回転軸ＡＸを中心として４５°成している。第５発光素子群Ｌ３Ａが配置された平面と、第７発光素子群Ｌ４Ａが配置された平面とは、回転軸ＡＸを中心として４５°成している。
【００２８】
図２は、第１実施形態の立体像表示装置を駆動する駆動回路の一構成例を概略的に示す図である。
図３は、第１実施形態の立体像表示装置の発光素子群のそれぞれにおいて、赤色素子、緑色素子、青色素子を含む単位発光素子の構成を概略的に示す図である。
【００２９】
支持部５０は、例えば回転軸ＡＸが延びる方向において、第１乃至第４回転体１０〜４０の一端に固定されている。支持部５０は、外部から供給された画像信号をパラレル信号からシリアル信号に変換するパラレル／シリアル変換回路Ｃ１と、シリアル信号を第１乃至第４回転体１０〜４０に供給するブラシＣ２の固定端子（図示せず）と、を備えている。
【００３０】
第１乃至第８発光素子群Ｌ１Ａ〜Ｌ４Ｂのそれぞれは、ブラシＣ２の回転端子（図示せず）と、回転端子に供給されたシリアル信号をパラレル信号に変換して第１乃至第８発光素子群Ｌ１Ａ〜Ｌ４Ｂへ供給するシリアル／パラレル変換回路Ｃ３と、複数の単位発光素子Ａ１、Ａ２、…（若しくはＢ１、Ｂ２、…）と、を備えている。
【００３１】
パラレル／シリアル変換回路Ｃ１は、例えば、画像信号データと、クロック信号と、同期信号（例えば水平同期信号および垂直同期信号）と、を外部から受信する。例えば、パラレル／シリアル変換回路Ｃ１は、第１回転体１０の第１発光素子群Ｌ１Ａの複数の単位発光素子Ａ１、Ａ２、…に表示させる画像信号データを表示色ごとに並列に受信し、単位発光素子Ａ１、Ａ２、…の並び順に対応する赤色素子、緑色素子、青色素子が直列に並ぶように並べ変え、外部から受信されるクロック信号および同期信号と同期してブラシＣ２の対応する固定端子へ出力する。
【００３２】
ブラシＣ２は、例えば、第１乃至第８発光素子群Ｌ１Ａ〜Ｌ４Ｂの表示を切り替える解像度に応じた数の複数の固定端子を備え、第１乃至第８発光素子群Ｌ１Ａ〜Ｌ４Ｂのそれぞれに対応する８つの回転端子を備えている。
【００３３】
例えば、ブラシＣ２は、第１回転体１０の第１発光素子群Ｌ１Ａに対応する第１回転端子と、第２発光素子群Ｌ１Ｂに対応する第２回転端子と、第１回転体１０が回転しているときに第１回転端子および第２回転端子と、順次、電気的に接続する位置に配置され、第１回転端子および第２回転端子の回転する軌道において５°毎に配置された７２個の第１固定端子と、を備えている。第１固定端子は、例えば、画像信号データを送信する端子と、クロック信号を送信する端子と、同期信号を送信する端子と、を含んでいてもよい。
【００３４】
同様に、ブラシＣ２は、第２回転体２０の第３発光素子群Ｌ２Ａに対応する第３回転端子と、第４発光素子群Ｌ２Ｂに対応する第４回転端子と、第２回転体２０が回転しているときに第３回転端子および第４回転端子と、順次、電気的に接続する位置に配置され、第３回転端子および第４回転端子の回転する軌道において５°毎に配置された７２個の第２固定端子と、を備えている。第２固定端子は、例えば、画像信号データを送信する端子と、クロック信号を送信する端子と、同期信号を送信する端子と、を含んでいてもよい。
【００３５】
また、ブラシＣ２は、第３回転体３０の第５発光素子群Ｌ３Ａに対応する第５回転端子と、第６発光素子群Ｌ３Ｂに対応する第６回転端子と、第３回転体３０が回転しているときに第５回転端子および第６回転端子と、順次、電気的に接続する位置に配置され、第５回転端子および第６回転端子の回転する軌道において５°毎に配置された７２個の第３固定端子と、を備えている。第３固定端子は、例えば、画像信号データを送信する端子と、クロック信号を送信する端子と、同期信号を送信する端子と、を含んでいてもよい。
【００３６】
また、ブラシＣ２は、第４回転体４０の第７発光素子群Ｌ４Ａに対応する第７回転端子と、第８発光素子群Ｌ４Ｂに対応する第８回転端子と、第４回転体４０が回転しているときに第７回転端子および第８回転端子と、順次、電気的に接続する位置に配置され、第７回転端子および第８回転端子の回転する軌道において５°毎に配置された７２個の第４固定端子と、を備えている。第４固定端子は、例えば、画像信号データを送信する端子と、クロック信号を送信する端子と、同期信号を送信する端子と、を含んでいてもよい。
【００３７】
ブラシＣ２の回転端子は、単位時間ごと複数の固定端子に順次電気的に接続され、単位時間ごとに、対応する画像信号データを固定端子から受信し、シリアル／パラレル変換回路Ｃ３へ出力する。
【００３８】
シリアル／パラレル変換回路Ｃ３は、ブラシＣ２の回転端子から供給されたシリアルの画像信号データを、赤色素子、緑色素子、青色素子を発光させる並列の画像信号データに変換して、同期信号およびクロック信号と合わせてそれぞれの単位発光素子へ出力する。シリアル／パラレル変換回路Ｃ３は、例えば、Ｖ−ｂｙ−ＯｎｅＨＳにより実現することが可能である。
【００３９】
発光素子群Ｌ１Ａ、Ｌ１Ｂに含まれる赤色素子、緑色素子、青色素子のそれぞれには、同期信号と同期して所定のタイミングで供給された画像信号データに対応する電流が印加され（スイッチＳＲ、ＳＧ、ＳＢが閉じて）、表示画像に対応したタイミングで発光する。
【００４０】
図４は、第１実施形態の立体像表示装置にて表示可能な画像の一例を概略的に示す図である。
図５Ａおよび図５Ｂは、図４に示す画像を表示する際に第１回転体に供給される画像信号データの一例について説明するための図である。
【００４１】
なお、例えば、回転体上の位置を回転座標系から３次元のＸＹＺ座標系に変換する際には、ｘ＝ｒ・ｃｏｓφ、ｙ＝ｒ・ｓｉｎφ、ｚ＝ｚ、φ＝ωｔにより変換することが可能である。ここで、ｚは、回転体の下端をゼロとしたときの回転軸ＡＸ方向における位置座標であり、ｘ、ｙは、回転軸ＡＸと直交する位置平面において互いに直交する位置座標である。ｒは、ｚにおける回転軸ＡＸと回転体との距離、Φは回転角度であり、ωは回転角速度であり、ｔは時間である。
【００４２】
この例では、第１回転体１０により「ＨＯＴ」の文字を赤色で表示させている。
ここでは、第１発光素子群Ｌ１Ａと第２発光素子群Ｌ１Ｂとが、それぞれ、７つの単位発光素子（Ａ１−Ａ７、Ｂ１−Ｂ７）を備えている例を示している。単位発光素子Ａ１−Ａ７は、透明部材１２の開口している側からＡ１、Ａ２、…の順に、透明部材１２の内面において回転軸ＡＸと略平行な方向に沿って並んで配置されている。同様に、単位発光素子Ｂ１−Ｂ２は、透明部材１２の開口している側からＢ１、Ｂ２、…の順に、透明部材１２の内面において回転軸ＡＸと略平行な方向に沿って並んで配置されている。
【００４３】
また、第１回転体１０は、例えば、回転周期Ｔ（＝１００ｍｓｅｃ（１０Ｈｚ）以上２００ｍｓｅｃ（５Ｈｚ）以下）で回転し、（０/７２）×Ｔ、（１/７２）×Ｔ、…（７１/７２）×Ｔ、（７２/７２）×Ｔと１周期の時間を７２等分して、第１発光素子群Ｌ１Ａおよび第２発光素子群Ｌ１Ｂの表示を制御している。したがって、第１回転体１０が５°（３６０°／７２）回転するごとに、第１発光素子群Ｌ１Ａおよび第２発光素子群Ｌ１Ｂの表示状態を切り替えることが可能である。
【００４４】
例えば、最初に第１発光素子群Ｌ１Ａが配置されている位置を０°とし、第２発光素子群Ｌ１Ｂが配置されている位置を１８０°とし、第１回転体１０を透明部材１２が開口している側から見たときに反時計回りの方向を正の回転方向とする。
【００４５】
このとき、第１発光素子群Ｌ１Ａは、２４０°、２５５°、２６５°、２７５°、２９５°の位置において、単位発光素子Ａ２−Ａ６の赤色発光素子が発光し、２４５°および２５０°の位置において単位発光素子Ａ４の赤色発光素子が発光し、２７０°の位置において単位発光素子Ａ２、Ａ６の赤色発光素子が発光し、２８５°、２９０°、３００°、３０５°の位置において単位発光素子Ａ２の赤色発光素子が発光する。
【００４６】
第２発光素子群Ｌ１Ｂは、２４０°、２５５°、２６５°、２７５°、２９５°の位置において、単位発光素子Ｂ２−Ｂ６の赤色発光素子が発光し、２４５°および２５０°の位置において単位発光素子Ｂ４の赤色発光素子が発光し、２７０°の位置において単位発光素子Ｂ２、Ｂ６の赤色発光素子が発光し、２８５°、２９０°、３００°、３０５°の位置において単位発光素子Ｂ２の赤色発光素子が発光する。
【００４７】
図６Ａおよび図６Ｂは、図４に示す画像を表示する際に第２回転体に供給される画像信号データの一例について説明するための図である。
この例では、第２回転体２０により青色の円錐台の側面の立体像を表示させている。
【００４８】
ここでは、第３発光素子群Ｌ２Ａと第４発光素子群Ｌ２Ｂとが、それぞれ、７つの単位発光素子（Ｃ１−Ｃ７、Ｄ１−Ｄ７）を備えている例を示している。単位発光素子Ｃ１−Ｃ７は、透明部材２２の開口している側からＣ１、Ｃ２、…の順に、透明部材２２の内面において回転軸ＡＸと略平行な方向に沿って並んで配置されている。同様に、単位発光素子Ｄ１−Ｄ２は、透明部材２２の開口している側からＤ１、Ｄ２、…の順に、透明部材２２の内面において回転軸ＡＸと略平行な方向に沿って並んで配置されている。
【００４９】
また、第２回転体２０は、例えば、回転周期Ｔ（＝１００ｍｓｅｃ（１０Ｈｚ）以上２００ｍｓｅｃ（５Ｈｚ）以下）で回転し、（０/７２）×Ｔ、（１/７２）×Ｔ、…（７１/７２）×Ｔ、（７２/７２）×Ｔと１周期の時間を７２等分して、第３発光素子群Ｌ２Ａおよび第４発光素子群Ｌ２Ｂの表示を制御している。したがって、第２回転体２０が５°（３６０°／７２）回転するごとに、第３発光素子群Ｌ２Ａおよび第４発光素子群Ｌ２Ｂの表示状態を切り替えることが可能である。
【００５０】
例えば、最初に第３発光素子群Ｌ２Ａが配置されている位置を４５°とし、第４発光素子群Ｌ２Ｂが配置されている位置を２２５°とし、第２回転体２０を透明部材２２が開口している側から見たときに反時計回りの方向を正の回転方向とする。
【００５１】
このとき、第３発光素子群Ｌ２Ａは、全ての回転角において、単位発光素子Ｃ１−Ｃ７の青色発光素子が発光する。また、第４発光素子群Ｌ２Ｂは、全ての回転角において単位発光素子Ｄ１−Ｄ７の青色発光素子が発光する。
【００５２】
図７Ａおよび図７Ｂは、図４に示す画像を表示する際に第３回転体に供給される画像信号データの一例について説明するための図である。
この例では、第３回転体３０により緑色の円錐台の側面の立体像を表示させている。
【００５３】
ここでは、第５発光素子群Ｌ３Ａと第６発光素子群Ｌ３Ｂとが、それぞれ、７つの単位発光素子（Ｅ１−Ｅ７、Ｆ１−Ｆ７）を備えている例を示している。単位発光素子Ｅ１−Ｅ７は、透明部材３２の開口している側からＥ１、Ｅ２、…の順に、透明部材３２の内面において回転軸ＡＸと略平行な方向に沿って並んで配置されている。同様に、単位発光素子Ｄ１−Ｄ２は、透明部材３２の開口している側からＤ１、Ｄ２、…の順に、透明部材３２の内面において回転軸ＡＸと略平行な方向に沿って並んで配置されている。
【００５４】
また、第３回転体３０は、例えば、回転周期Ｔ（＝１００ｍｓｅｃ（１０Ｈｚ）以上２００ｍｓｅｃ（５Ｈｚ）以下）で回転し、（０/７２）×Ｔ、（１/７２）×Ｔ、…（７１/７２）×Ｔ、（７２/７２）×Ｔと１周期の時間を７２等分して、第５発光素子群Ｌ３Ａおよび第６発光素子群Ｌ３Ｂの表示を制御している。したがって、第３回転体３０が５°（３６０°／７２）回転するごとに、第５発光素子群Ｌ３Ａおよび第６発光素子群Ｌ３Ｂの表示状態を切り替えることが可能である。
【００５５】
例えば、最初に第５発光素子群Ｌ３Ａが配置されている位置を９０°とし、第６発光素子群Ｌ３Ｂが配置されている位置を２７０°とし、第３回転体３０を透明部材３２が開口している側から見たときに反時計回りの方向を正の回転方向とする。
【００５６】
このとき、第５発光素子群Ｌ３Ａは、全ての回転角において、単位発光素子Ｅ１−Ｅ７の緑色発光素子が発光する。また、第６発光素子群Ｌ３Ｂは、全ての回転角において単位発光素子Ｆ１−Ｆ７の緑色発光素子が発光する。
【００５７】
なお、この例では、第４回転体４０は立体像を表示させないため、画像信号データの図を省略している。第４回転体４０も、第１乃至第３回転体１０〜３０と同様に、第７発光素子群Ｌ４Ａと第８発光素子群Ｌ４Ｂとが、それぞれ、７つの単位発光素子（図示せず）を備え、７つの単位発光素子は透明部材４２の開口している側から順に、透明部材４２の内面において回転軸ＡＸと略平行な方向に沿って並んで配置されている。
【００５８】
また、第４回転体４０は、例えば、回転周期Ｔ（＝１００ｍｓｅｃ（１０Ｈｚ）以上２００ｍｓｅｃ（５Ｈｚ）以下）で回転し、（０/７２）×Ｔ、（１/７２）×Ｔ、…（７１/７２）×Ｔ、（７２/７２）×Ｔと１周期の時間を７２等分して、第７発光素子群Ｌ４Ａおよび第８発光素子群Ｌ４Ｂの表示を制御している。したがって、第４回転体４０が５°（３６０°／７２）回転するごとに、第７発光素子群Ｌ４Ａおよび第８発光素子群Ｌ４Ｂの表示状態を切り替えることが可能である。
【００５９】
上記の例では、最初に第７発光素子群Ｌ４Ａが配置されている位置を１３５°とし、第８発光素子群Ｌ４Ｂが配置されている位置を３１５°とし、第４回転体４０を透明部材４２が開口している側から見たときに反時計回りの方向を正の回転方向として制御される。
【００６０】
上記のように本実施形態の立体像表示装置の第１乃至第４回転体１０〜４０に画像信号データを供給することにより、図４に示すように「ＨＯＴ」と赤い文字が表示されている内側に緑色の円錐台が表示され、さらにその内側に青色の円錐台が表示された立体像を表示することが可能である。
【００６１】
例えば、バックライトを光源として備えた平面ディスプレイの表示画像は、光源から出射した光が液晶層や複数の光学シート等を透過した後にユーザに視認されることとなる。これに対し、本実施形態の立体像表示装置１００では、回転体の内面に取り付けられた発光素子から出射される光は、複数の透明部材を介してユーザに視認され得るものであり、光源から出射した光のロスが少なく、より明るい像を表示することが可能である。
【００６２】
図８は、第１実施形態の空中浮遊ディスプレイの一構成例を概略的に示す図である。
本実形態の空中浮遊ディスプレイは、上述の立体像表示装置１００とミラーデバイス２００とを備えている。ミラーデバイス２００は、立体像表示装置１００から発光された光を反射し、立体像表示装置１００にて表示された立体像をミラーデバイス２００に対して面対象な位置に映し出すことが可能である。
【００６３】
ミラーデバイス２００は既存の構成を採用することが可能であって、例えば、２つの反射面を有する単位光学素子をマトリクス状に配置した光学素子アレイである。上記構成において、２つの反射面が互いに直角を成すように配置され、一端が入射口、他端が出射口であり、入射光から入射した光は上記２つの反射面で各１回反射されて出射口から出射される。
【００６４】
本実施形態の空中浮遊ディスプレイでは、立体像表示装置１００がミラーデバイス２００の入射口側に配置することにより、出射口側に立体像３００を表示させることが可能である。
【００６５】
上記のように、本実施形態によれば、立体像表示装置１００により明るい立体像を表示することが可能であり、ミラーデバイス２００を介して表示される立体像３００も明るく表示することが可能である。
すなわち、本実施形態によれば、明るい立体像を表示することができる立体像表示装置および空中浮遊ディスプレイを実現することができる。
【００６６】
また、立体像表示装置１００は、回転体１０〜４０が回転することにより立体像を表示するものであり、例えば幼児などが表示された立体像に触れようとすると危険であるが、ミラーデバイス２００によって写し出された立体像３００は触ろうとしても危険な事はない。したがって、空中浮遊ディスプレイによれば、より安全に立体像を表示させることが可能となる。
【００６７】
図９は、第２実施形態の立体像表示装置の一構成例を概略的に示す図である。
なお、以下の説明において上述の第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００６８】
本実施形態の立体像表示装置１１０は、第１乃至第４回転体１０〜４０の形状が上述の第１実施形態と異なっている。
上述の第１実施形態では、第１乃至第４回転体１０〜４０は、回転軸ＡＸを含む断面が略Ｖ字形状であったが、本実施形態では、第１乃至第４回転体１０〜４０は高さ（Ｚ軸方向の幅）がｈの円筒形状である。
すなわち、第１回転体１０は、回転軸ＡＸを中心とする半径ｒ１の円を回転軸ＡＸが延びる方向（Ｚ軸方向）に積み重ねた筒形状であり、回転軸ＡＸが延びる方向において半径ｒ１は変化しない。第２回転体２０は、回転軸ＡＸを中心とする半径ｒ２（＜ｒ１）の円を回転軸ＡＸが延びる方向に積み重ねた筒形状であり、回転軸ＡＸが延びる方向において半径ｒ２は変化しない。第３回転体３０は、回転軸ＡＸを中心とする半径ｒ３（＜ｒ２）の円を回転軸ＡＸが延びる方向に積み重ねた筒形状であり、回転軸ＡＸが延びる方向において半径ｒ３は変化しない。第４回転体４０は、回転軸ＡＸを中心とする半径ｒ４（０＜ｒ４＜ｒ３）の円を回転軸ＡＸが延びる方向に積み重ねた筒形状であり、回転軸ＡＸが延びる方向において半径ｒ４は変化しない。
【００６９】
第１乃至第４回転体１０〜４０は、例えば、一端側において共通の面により支持されていてもよく、共通の梁状の部材により支持されていてもよい。第１乃至第４回転体１０〜４０の一端側には、支持部５０が配置されている。
【００７０】
なお、本実施形態において、例えば、回転体上位置を回転座標系から３次元のＸＹＺ座標系に変換する際には、上述の第１実施形態と同様に、ｘ＝ｒ・ｃｏｓφ、ｙ＝ｒ・ｓｉｎφ、ｚ＝ｚ、φ＝ωｔにより変換することが可能である。
【００７１】
上記以外の構成は、本実施形態の立体像表示装置は上述の第１実施形態と同様であり、ミラーデバイス２００と組み合わせることにより、空中浮遊ディスプレイを構成することが可能である。
【００７２】
すなわち、本実施形態によれば、明るい立体像を表示することができる立体像表示装置および空中浮遊ディスプレイを実現することができる。また、上記空中浮遊ディスプレイによれば、より安全に立体像を表示させることが可能となる。
【００７３】
また、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
例えば、上述の実施形態では立体像表示装置は４つの回転体を備えていたが、立体表示装置は少なくとも２つの回転体を備えていればよい。
また、立体像表示装置の複数の回転体は、それぞれ少なくとも１つの発光素子群を備えていればよい。その場合にも、複数の回転体が備える発光素子群を、回転軸を含む互いに異なる平面上に（利用者が視認する側から見て互いに重ならないように）配置することにより、立体像を表示することが可能である。
また、立体像表示装置の複数の回転体は上記形状に限定されるものではない。立体像表示装置に表示させる立体像に応じて、適宜、回転体の形状を変更しても構わない。
いずれの場合であっても上述の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００７４】
１０…第１回転体、２０…第２回転体、３０…第３回転体、４０…第４回転体、１２、２２、３２、４２…透明部材、５０…支持部、１００、１１０…立体像表示装置、２００…ミラーデバイス、３００…立体像、Ａ１−Ａ７、Ｂ１−Ｂ２、Ｃ１−Ｃ７、Ｄ１−Ｄ７、Ｅ１−Ｅ７、Ｆ１−Ｆ７…単位発光素子、Ｃ１…パラレル／シリアル変換回路、Ｃ２…ブラシ、Ｃ３…シリアル／パラレル変換回路、Ｌ１Ａ〜Ｌ４Ｂ…第１乃至第８発光素子群。
【図１】
2020144178.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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