(57)【要約】  本発明の目的は、表示部のコントラストが悪く、黒浮きが発生するとしても、浮遊画像として表示されるオブジェクトの立体感を損なわない画像表示装置を提供することにある。  画像表示装置（１００）は、二次元画像を表示する画像表示面（１１）を備えた表示部（１０）と、画像表示面（１１）に離間して配置された画像伝達パネル（２０）と、を備え、画像表示面（１１）から出射される光を画像伝達パネル（２０）の表示部（１０）と対向する側と反対側に位置する空間中の結像面（３０）に結像して、浮遊画像を表示する浮遊画像表示部（１）を有する。  表示部（１０）の画像表示面（１１）から観察位置までの間のいずれかの位置に、遮蔽部（２）が配置される。  遮蔽部（２）は、一例としては、画像伝達パネル（２０）の縁部にロ字状に形成された黒色のマスク（遮蔽物）（４０）で構成され、表示部（１０）の画像表示面（１１）の表示領域の境界（１１ａ）が出射する光の一部又は全部を遮光する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次元画像を表示する画像表示面を備えた表示部と、
前記画像表示面に離間して配置された画像伝達パネルと、を備え、
前記画像表示面から出射される光を前記画像伝達パネルの前記表示部と対向する側と反対側に位置する空間中の結像面に結像して、浮遊画像を表示する浮遊画像表示手段と、
前記表示部の画像表示面から観察位置までの間のいずれかの位置に配置され、前記画像表示面の表示領域の境界から出射される光の少なくとも一部を遮蔽する遮蔽手段と、
を有することを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記遮蔽手段は、
前記画像表示面から出射される光を通過させる開口部と、
前記開口部の周囲に形成され、前記画像表示面から出射される光を遮蔽する遮蔽部と、
を備えることを特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記開口部の領域は、前記画像表示面の表示領域よりも小さいことを特徴とする請求項２記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記開口部の領域の大きさは、前記遮蔽手段の配置位置、前記画像表示面から出射される光を結像させる前記画像伝達パネルの視野角、及び作動距離に基づいて、決定されることを特徴とする請求項２又は３記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記遮蔽部は、前記画像表示面の前記表示領域の境界の上下左右の少なくとも一辺を遮蔽することを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記遮蔽部は、前記開口部中心から遠ざかるにつれて徐々に光の透過率が低くなるように形成されていることを特徴とする請求項２乃至５のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項７】
前記遮蔽手段は、前記画像伝達パネルと前記結像面の間に配置されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項８】
前記遮蔽手段は、前記画像伝達パネルの面上に配置されていることを特徴とする請求項７記載の画像表示装置。
【請求項９】
前記遮蔽手段は、前記画像表示面と前記画像伝達パネルの間に配置されており、
前記遮蔽部は、前記開口部中心から遠ざかるにつれて徐々に光の透過率が低くなるように形成されていることを特徴とする請求項２乃至５のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項１０】
二次元画像を表示する画像表示面を備えた表示部と、
前記画像表示面に離間して配置された画像伝達パネルと、を備え、
前記画像表示面から出射される光を前記画像伝達パネルの前記表示部と対向する側と反対側に位置する空間中の結像面に結像して、浮遊画像を表示する浮遊画像表示手段を有する画像表示装置であって、
前記画像伝達パネルのパネル面の有効領域は、前記画像表示面の表示領域よりも小さいことを特徴とする画像表示装置。
【請求項１１】
前記画像伝達パネルは、
前記画像表示面から出射される光を入射させ、内部で反転した後、再度、反転させて外部に出射させ、正立等倍像を前記結像面に結像させるマイクロレンズアレイであることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次元画像を擬似立体的に表示する画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像伝達パネル（例えば、複数のレンズからなるマイクロレンズアレイ）を、二次元画像の表示面の前方に所定の間隔を隔てて配置することにより、画像伝達パネルの前方の空間上に、二次元画像の擬似立体画像（浮遊画像）を表示する画像表示装置が知られている（例えば、特許文献１、特許文献２参照。）。この画像表示装置は、二次元画像を画像伝達パネルによって浮き出させて結像することで、あたかも立体画像が映し出されているように表示するものである。【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２５５４９３号公報
【特許文献２】特開２００３−９８４７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述した二次元画像を表示する表示部（例えば、ＬＣＤなど）のコントラストが悪い場合には、黒表示において輝度がわずかに上昇してしまう、いわゆる黒浮きが発生し、黒を黒と認識しづらくなる問題が生ずる。この場合には、二次元画像として表示されるオブジェクト以外の部分を黒く表示したとしても、実際には光が液晶パネルから漏れてしまうので、表示面のエッジが画像伝達パネルによって結像されてしまい、その結果、オブジェクトとともに薄い灰色の四角い平面が見えてしまい、オブジェクト（浮遊画像）の浮き出し感、すなわち立体感が損なわれるという問題がある。【０００５】
特に、上述した画像表示装置の場合には、高輝度の画像表示部を備えるのが好適であるが、高輝度であればあるほど、黒浮きも強調されてしまう。また、表示部のコントラストを高くするにしても技術的には限界があり、また、コストの面から、常にコントラストが高い表示部を使えるわけでもない。【０００６】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、その課題の一例としては、表示部のコントラストが悪く、黒浮きが発生するとしても、浮遊画像として表示されるオブジェクトの立体感を損なわない画像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】
上記の課題を達成するため、請求項１記載の画像表示装置は、二次元画像を表示する画像表示面を備えた表示部と、前記画像表示面に離間して配置された画像伝達パネルと、を備え、前記画像表示面から出射される光を前記画像伝達パネルの前記表示部と対向する側と反対側に位置する空間中の結像面に結像して、浮遊画像を表示する浮遊画像表示手段と、前記表示部の画像表示面から観察位置までの間のいずれかの位置に配置され、前記画像表示面の表示領域の境界から出射される光の少なくとも一部を遮蔽する遮蔽手段と、を有することを特徴とする。【０００８】
また、請求項１０記載の画像表示装置は、二次元画像を表示する画像表示面を備えた表示部と、前記画像表示面に離間して配置された画像伝達パネルと、を備え、前記画像表示面から出射される光を前記画像伝達パネルの前記表示部と対向する側と反対側に位置する空間中の結像面に結像して、浮遊画像を表示する浮遊画像表示手段を有する画像表示装置であって、前記画像伝達パネルのパネル面の有効領域は、前記画像表示面の表示領域よりも小さいことを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像表示装置の外観斜視図である。
【図２】（ａ）は本発明の実施の形態に係る画像表示装置の画像の見え方を説明する図であり、（ｂ）は本発明の実施の形態に係る画像表示装置の側面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る画像表示装置の画像伝達パネルの構成図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る画像表示装置の画像伝達パネルであるマイクロレンズアレイの光学的作用を説明する図である。
【図５】図４に示すマイクロレンズアレイとは異なる構成のマイクロレンズアレイの光学的作用を説明する図である。
【図６】マスクをしない場合の画像表示装置が表示する浮遊画像の見え方を説明する図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る画像表示装置の光学的作用を説明する図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る画像表示装置のマスクの遮蔽領域の大きさを示す図である。
【図９】本発明の実施の形態に係る画像表示装置のマスクを配置する位置のバリエーションを示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態に係る画像表示装置のマスクの変形例を示す図である。
【図１１】図１０に示すマスクを用いた場合の浮遊画像の見え方を説明する図である。
【図１２】本発明の実施の形態に係る画像表示装置のマスクの種々の形状を示す図である。
【符号の説明】
【００１０】
１  浮遊画像表示部
２  遮蔽部
１０  表示部
１１  画像表示面
１１ａ  エッジ
２０  画像伝達パネル
２１  レンズアレイ半体
２２  透明基板
２３  マイクロ凸レンズ
２５  マイクロレンズアレイ
３０  結像面
４０，４０Ａ  マスク
５０  開口部
１００，１００Ａ  画像表示装置
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。【００１２】
図１及び図２は、本発明の実施の形態に係る画像表示装置１００の概略構成図である。図１は、画像表示装置１００の外観斜視図、図２（ａ）は、画像表示装置１００における画像の見え方を説明する図、図２（ｂ）は画像表示装置１００を側面方向（図１のＡ−Ａ方向）から見たときの断面図である。【００１３】
画像表示装置１００は、観察者Ｈが立体表示であると視認可能な二次元画像を空間中の所定の平面上に表示する擬似立体画像表示装置であり、浮遊画像（空間中の所定の平面上に表示される二次元画像をいう）を表示する浮遊画像表示部１と、浮遊画像を表示した際に、表示部の表示領域の境界を観察者Ｈに認識されないように遮蔽する遮蔽部２と、を備える。【００１４】
浮遊画像表示部１は、表示部１０と、表示部１０から離間して配置された画像伝達パネル２０から構成される。表示部１０は、二次元画像を表示する画像表示面１１、及び表示部１０を駆動制御するディスプレイ駆動部（図示せず）を具備し、ディスプレイ駆動部の駆動信号に応じた画像を画像表示面１１に表示する。具体的には、表示部１０は、カラー液晶表示装置（ＬＣＤ）を用いることができ、フラットな画像表示面１１と、バックライト照明部及びカラー液晶駆動回路等から構成されるディスプレイ駆動部を備える。なお、表示部１０は、上記ＬＣＤ以外でもよく、ＥＬ（electro-luminescence）ディスプレイ、プラズマディスプレイ、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）等のディスプレイでもよい。なお、本実施の形態では、画像表示装置１００の特徴を説明するため、コントラストが悪く、黒浮きが発生するような表示部１０を採用した画像表示装置１００として説明するが、コントラストが高く、黒浮きが発生しない表示部１０を採用してもよいのは勿論である。【００１５】
画像伝達パネル２０は、例えば、マイクロレンズアレイ２５によって構成され、そのパネル面を表示部１０の画像表示面１１と略並行に配置する。マイクロレンズアレイ２５は、図３に示すように、２枚のレンズアレイ半体２１ａ、２１ｂが互いに平行に配列されて構成されている。各レンズアレイ半体２１ａ、２１ｂは、透光性に優れたガラスまたは樹脂からなる透明基板２２の両面に、同一の曲率半径を有する複数の微小なマイクロ凸レンズ２３を二次元状に互いに隣接配置したものである。一面に形成された各マイクロ凸レンズ２３ａの光軸は、対向する位置に形成された他面のマイクロ凸レンズ２３ｂの光軸と同一となるように調整されている。すなわち、同一の光軸を有するように調整されたマイクロ凸レンズ２３ａ、２３ｂの各対は、それぞれの光軸が互いに平行になるように、二次元状に配列されている。【００１６】
マイクロレンズアレイ２５は、表示部１０の画像表示面１１に対して平行に所定距離（マイクロレンズアレイ２５の作動距離）だけ離れた位置に配置されている。マイクロレンズアレイ２５は、表示部１０の画像表示面１１から出射した画像に対応する光を画像表示面１１と反対側の所定距離（マイクロレンズアレイ２５の作動距離）だけ離れた結像面３０上に結像させることにより、画像表示面１１に表示された画像を空間上の二次元平面である結像面３０上に表示するようになっている。この結像された画像は二次元画像であるが、その画像が奥行き感を持つものである場合やディスプレイ上の背景画像が黒くコントラストが強調されているような場合には、空間上に浮いて表示されることから、正面の観察者Ｈからは、あたかも立体画像が映し出されているように見える。なお、結像面３０は、空間上に仮想的に設定される平面であって実体物ではなく、マイクロレンズアレイ２５の作動距離に応じて定義される空間上の一平面である。【００１７】
マイクロレンズアレイ２５は、図４に示すように、表示部１０の画像表示面１１から出射された画像Ｐ１に対応する光をレンズアレイ半体２１ａから入射させ、内部で一回反転させた後、再度反転させてレンズアレイ半体２５ｂから出射させるように調整されて配置されている。これにより、マイクロレンズアレイ２５は、表示部１０の画像表示面１１に表示された二次元画像Ｐ１を、結像面３０上に正立の浮遊画像Ｐ２として表示することができる。【００１８】
より詳しくは、画像表示面１１ａに表示される二次元画像Ｐ１を形成する光のうち、マイクロレンズアレイ２５の各々のマイクロ凸レンズ２３が対応する領域の画像の光が、各々のマイクロ凸レンズ２３に取り込まれ、各々のマイクロ凸レンズ２３の内部で反転し、再度反転させて出射し、各々のマイクロ凸レンズ２３が結像する正立像の集合として浮遊画像Ｐ２を表示している。【００１９】
なお、マイクロレンズアレイ２５は、レンズアレイ半体２１ａ、２１ｂの二枚一組で構成されるものに限定されず、一枚で構成してもよく、また、３枚以上の複数枚で構成してもよい。勿論、１枚、３枚など奇数枚のレンズアレイ半体２１で浮遊結像を結像させる場合においても、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、マイクロレンズアレイ２５に入射させた光を内部で一回反転させた後、再度反転させるようになって調整されているので、正立の浮遊画像を表示することができる。このように、マイクロレンズアレイ２５には種々の構成が可能であり、マイクロレンズアレイ２５を、このような構成にすることにより、光を結像させる作動距離が単一でなく、ある一定の有効範囲を持つことが可能となる。【００２０】
なお、本実施の形態においては、画像伝達パネル２０をマイクロレンズアレイ２５としたが、画像伝達パネル２０はマイクロレンズアレイ２５に限定されるものではなく、正立像、望ましくは正立等倍像を結像するものであれば、何であってもよく、他の形態のレンズやレンズ以外の結像作用があるミラーやプリズムでもよい。例えば、マイクロレンズアレイとしては、屈折率分布レンズアレイ、ＧＲＩＮレンズアレイ、ロッドレンズアレイなどであってもよいし、マイクロミラーアレイとしては、ルーフミラーアレイ、コーナーミラーアレイなどでもよいし、また、マイクロプリズムアレイとしては、ルーフプリズムアレイ、ダブプリズムアレイなどでもよい。また、反転像となるが、アレイではなく、必要な有効領域を持つ一つのフレネルレンズでもよい。【００２１】
遮蔽部２は、一例としては、図１に示すように、画像伝達パネル２０の縁部にロ字状に形成された黒色のマスク（遮蔽物）４０で構成され、表示部１０の画像表示面１１の表示領域の境界（エッジ）１１ａが出射する光の一部又は全部を遮光するようになっている。このため、観察者Ｈは、結像面３０においてエッジ１１ａの浮遊画像を認識することはなく、オブジェクトＰ１の浮遊画像Ｐ２のみを観察することができる。ここで、「観察者Ｈが、結像面３０においてエッジ１１ａの浮遊画像を認識することはない」とは、観察者Ｈの体感としてエッジ１１ａの浮遊画像を認識できない程度でよく、必ずしもエッジ１１ａが出射する光に対する完全なる遮光を意味しない（勿論、完全な遮光であってもよい）。なお、マスク４０の色に関しては、光を遮光する観点から黒色又は濃い色が望ましい。【００２２】
図６は遮蔽部２を設けていない従来の画像表示装置９０（コントラストが悪く、黒浮きが発生するような表示部１０を採用しているものとする）の構成図である。ここで、図６（ａ）は、画像表示装置９０の外観斜視図、図６（ｂ）は、側面図である。画像表示装置９０は、図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、オブジェクトＰ１だけでなく、画像表示面１１のエッジ１１ａも浮遊画像として結像面３０に表示させてしまうので、観察者Ｈは、浮遊画像においてエッジ３１ａを認識してしまい、その結果、結像面３０上の四角い平面として感じてしまうので、オブジェクトＰ１の浮遊画像Ｐ２を立体として認識しにくくなる。すなわち、コントラストの悪い表示部１０を備える場合には、映像の黒い部分（本来であれば光が出射されない部分）が灰色として表示されてしまうので、観察者Ｈは、エッジ１１ａの灰色の光が結像するエッジ３１ａを灰色の画像として認識してしまい、その結果、結像面３０上に画像表示面１１の表示領域全体を灰色の四角い平面として認識してしまう。【００２３】
これに対して、本実施の形態に係る画像表示装置１００は、図２に示すように、画像表示面１１のエッジ１１ａの光の一部又は全部がマスク４０により、遮光されているため、観察者Ｈは、エッジ１１ａの浮遊画像を認識することができない。詳しくは、エッジ１１ａより内側の表示領域の灰色の光は、結像面３０に結像していくが（灰色の浮遊画像３１ｂ）、マスク４０が存在するため、画像表示面１１のエッジ１１ａに近づくにつれて、結像面３０における光量が減衰し、灰色の浮遊画像３１ｂは中心からエッジに向かうに従って徐々に薄くなっていく。このため、観察者Ｈは、結像面３０のエッジ３１ａを認識することができない。結像面３０上にエッジ３１ａを認識することができなければ、灰色の四角い平面を認識することはないので、観察者Ｈは、オブジェクトＰ１の浮遊画像Ｐ２だけを認識することができ、浮遊画像Ｐ２を立体的に見ることができる。【００２４】
図７は、マスク４０の遮蔽領域の大きさを、表示部１０の画像表示面１１から出射される光を結像させる画像伝達パネルの視野角との関係で説明する図である。ここで、画像表示面１１から出射される光を結像させる画像伝達パネルの視野角をθ、エッジ１１ａから最も外側に出射される光をＳ１、エッジ１１ａから最も内側に出射される光をＳ２、エッジ１１ａから出射される主光線をＳ３とする。また、マスク４０は画像伝達パネル２０上に配置され、観察者Ｈは、表示部１０の画像表示面１１の中心に位置するものとする。【００２５】
図７は、マスク４０によって形成される開口部５０の領域を画像表示面１１の表示領域よりも小さく設定した場合を示している（開口部５０の中心と画像表示面１１の中心は一致している）。この場合、マスク４０は、エッジ１１ａから出射される光Ｓ１から主光線Ｓ３までの間の光、及び主光線Ｓ３からやや内側寄りに出射された光を遮光することができる。すなわち、マスク４０は、エッジ１１ａから出射される光のうち、結像面３０において外側に向かって進む光は遮蔽せず（正確には一部遮蔽）、結像面３０において内側（中心）に向かって進む光を遮蔽する。そのため、観察者Ｈが動かずに同一地点で観察するのであれば、観察者Ｈはエッジの浮遊画像３１ａを認識することはない。【００２６】
このように、マスク４０によって形成される開口部５０の領域を画像表示面１１の表示領域よりも小さくなるようにマスク４０の遮蔽領域を設定したときには、エッジ１１ａから出射される光のうち、結像面３０において内側（中心）に進む光を遮蔽することができるとともに、結像面３０において外向きに進む光は観察者Ｈの目には届かないので、観察者Ｈはエッジ３１ａを認識することはない。なお、観察者Ｈが画像表示面１１の中心から動くと、外向きに進む光が見える場合があり得るが、この場合においても、エッジ１１ａから出射された光の半分以上は遮蔽されているので、光量としては弱く、エッジ３１ａを明確に視認することはない。【００２７】
図８は、エッジ１１ａから出射される光すべてを遮蔽する場合のマスクの遮蔽領域の大きさを示す図である。すなわち、図８は、エッジ１１ａから出射される光すべてを遮蔽する場合、どの位置でマスクすればどのくらいの遮蔽領域が必要かを示している。図８に示す斜線領域が、マスク４０の遮蔽領域となる。例えば、画像伝達パネル２０から観察者Ｈ側に距離ｄ１離れた位置ＰＬ１でマスクする場合には、マスク４０の遮蔽領域はＳＨ１であり、また、画像伝達パネル２０から観察者側に距離ｄ２離れた位置ＰＬ２でマスクする場合には、マスク４０の遮蔽領域はＳＨ２である。なお、この場合には、エッジ１１ａから出射される光はすべて遮蔽されるので、観察者Ｈは中心位置から動いたとしても、観察者Ｈはエッジの浮遊画像３１ａを認識することはない。【００２８】
ここで、エッジ１１ａから出射される光すべてを遮蔽する場合のマスク４０の遮蔽領域（斜線部分）は、表示部１０の画像表示面１１から出射される光を結像させる画像伝達パネルの視野角θ、及び作動距離ＷＤに基づいて算出されるものである。すなわち、画像表示面１１から出射される光を結像させる画像伝達パネルの視野角θ、及び作動距離ＷＤに加えて、画像表示面１１上のエッジ１１ａの位置から、マスク４０の遮蔽領域（斜線部分）は一意に決定されるものである。【００２９】
図９は、マスク４０を配置する位置を具体的に示した画像表示装置１００の構成図である。図９（ａ）は、結像面３０より観察者Ｈにとって奥側（画像伝達パネル２０に近づく方向）にマスク４０を配置した場合、図９（ｂ）は、結像面３０近傍にマスク４０を配置した場合、図９（ｃ）は、結像面３０より観察者Ｈにとって手前側（画像伝達パネル２０から遠ざかる方向）にマスク４０を配置した場合を示している。【００３０】
図９に示すように、結像面３０近傍でマスクすると、マスク４０の遮蔽領域は一番小さくてすむ。一方、結像面３０よりも手前側でマスクすると、手前側になればなるほど、マスク４０の遮蔽領域が大きくなるとともに（浮遊画像の表示領域も狭くなっていく）、画像表示装置１００の筐体（図示せず）が大きくなってしまうので、あまり好ましくはない。従って、画像表示装置１００としては、結像面３０よりも奥側にマスク４０を配置するのが好ましく、また、観察者Ｈがマスク４０の存在を気にせず自然に遮蔽できるという点を加味すると、画像伝達パネル２０上にマスク４０を配置するのがさらに好適である。【００３１】
なお、図９に示すマスク４０の配置位置においては、マスク４０を画像伝達パネル２０よりも観察者Ｈにとって手前側に配置する例だけを説明したが、マスク４０を画像伝達パネル２０よりも観察者Ｈにとって奥側、すなわち、マスク４０を表示部１０の画像表示面１１と画像伝達パネル２０の間に配置するようにしてもよい。ただし、この場合には、マスク４０の配置位置が表示部１０に近くなってくると、マスク４０のエッジが画像伝達パネル２０によって結像面３０に結像されてしまい、観察者Ｈが結像面３０を認識してしまうので、表示部１０の近傍は好ましくない。【００３２】
以上、説明したように、本実施の形態に係る画像表示装置１００によれば、二次元画像を表示する画像表示面１１を備えた表示部１０と、画像表示面１１に離間して配置された画像伝達パネル２０と、を備え、画像表示面１１から出射される光を画像伝達パネル２０の表示部１１と対向する側と反対側に位置する空間中の結像面３０に結像して、浮遊画像を表示する浮遊画像表示手段１と、表示部１０から観察位置までの間のいずれかの位置に配置され、画像表示面１１の表示領域の境界１１ａから出射される光の少なくとも一部を遮蔽する遮蔽部２（マスク４０）と、を有するので、表示部１０のコントラストが悪く、黒浮きが発生するとしても、画像表示面１１のエッジ１１ａから出射された光の結像を認識することがなく、結像面３０に浮遊画像として表示されるオブジェクトの立体感を損なうことがない。【００３３】
例えば、マスク４０によって形成される開口部５０の領域の大きさが画像表示面１１の表示領域よりも小さい場合には、少なくとも、画像表示面１１のエッジ１１ａから出射された光のうち、結像面３０において内側（中心）に向かって進む光は遮蔽することができるので、正面方向から見るのであれば、観察者Ｈはエッジの浮遊画像を認識することはない。【００３４】
また、場合によっては、マスク４０によって形成される開口部５０の領域の大きさが画像表示面１１の表示領域よりも大きいこともある。例えば、エッジ１１ａから出射された光の一部を遮蔽し、結像する光量を減衰させることにより、エッジの浮遊画像を認識することがなくなれば、開口部５０の領域の大きさが画像表示面１１の表示領域よりも大きい場合でも問題はない。【００３５】
現実的には、マスク４０の遮蔽領域の大きさによって、浮遊画像が表示される領域の大きさも変化するので、画像表示装置１００の用途、浮遊画像の大きさ、観察者の位置や動き、表示部１０の黒浮きの程度などから、マスク４０の最適な遮光領域を決定することになる。【００３６】
以上、本発明の実施の形態及び実施例について説明してきたが、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、本発明の実施の形態及び実施例に対して種々の変形や変更を施すことができる。【００３７】
例えば、マスクにグラデーションを施し、エッジの結像を自然にぼかすようにしてもよい。図１０は、マスクにグラデーションを施して、中心（開口部５０）から外側に向かって徐々に濃い色となるように形成したマスク４０Ａ、すなわち、中心から外側に向かって徐々に光の透過率が下がるように形成したマスク４０Ａを示している。マスク４０Ａは、より自然にエッジ１１ａの浮遊画像３１ａをぼかすことができる。特に、マスクを表示部１０の画像表示面１１上、又は画像表示面１１近傍に配置するような場合には、マスク４０Ａを適用するのが好適である。この場合には、上述したようにマスク４０のエッジ４１ａが結像面３０に結像してしまうので、グラデーションを施されたマスク４０Ａを用いることにより、マスク４０のエッジ４１ａの浮遊画像を自然にぼかすことができるからである。【００３８】
図１１は、マスク４０Ａを表示部１０の画像表示面１１上に取り付けた場合の画像表示装置１００Ａの構成、及び画像表示装置１００Ａが表示する浮遊画像を示している。図１１に示すように、グラデーションを施したマスク４０Ａにより、マスク４０Ａのエッジ４１ａの浮遊画像は結像したとしてもぼやけて表示されるので、観察者Ｈは、結像面３０上にマスク４０Ａのエッジを意識することなく、オブジェクトＰ１の浮遊画像Ｐ２を立体的な画像として認識することができる。【００３９】
このように、グラデーションを施したマスク４０Ａを用いた画像表示装置１００Ａによれば、マスク４０Ａを表示装置１０と画像伝達パネル２０の間（特に表示装置１０の画像表示面上）に配置したとしても、より自然にマスク４０Ａのエッジ部分の結像をぼかすことができるので、結像面３０に浮遊画像として表示されるオブジェクトの立体感を損なうことがない。【００４０】
また、上記実施の形態では、マスク４０及び４０Ａの形状をロ字状（開口部５０の形状が四角形）としたが、マスクの形状はこれに限定されず、表示部１０の画像表示面１１のエッジ１１ａから出射された光の少なくとも一部を遮蔽できる形状であれば、いかなる形状であってもよい。例えば、図１２（ａ）に示すように、開口部５０の形状を多角形（例えば、六角形）としたマスク４０としてもよいし、図１２（ｂ）に示すように、開口部５０の形状を円や楕円としたマスク４０としてもよい。【００４１】
また、上記実施の形態では、マスク４０及び４０Ａの色を黒色又は濃い色が好適であるとして説明したが、画像表示装置１００の外観のデザイン等によっては、外観の色と同系色とし、画像表示装置１００全体として統一感をとるようにしてもよい。【００４２】
さらには、上記実施の形態においては、マスク４０及び４０Ａを用いて、表示部１０の画像表示面１１のエッジ１１ａが出射する光の一部又は全部を遮光する構成としたが、エッジ１１ａが出射する光の一部又は全部を遮光することが可能な構成であれば、必ずしもマスクは必要ではない。例えば、画像伝達パネル２０の有効領域の大きさを、図２に示すような開口部５０の大きさとして形成してもよい。すなわち、画像伝達パネル２０の有効領域を、表示部１０の画像表示面１１の表示領域よりも小さく形成してもよい。この場合には、マスクを装着したときと同様に、エッジ１１ａが出射する光の一部又は全部を遮光することができるので、観察者Ｈはエッジ１１ａの浮遊画像３１ａを認識することはない。【００４３】
また、マスク４０を遮蔽部２として用いるほか、他の機能を具備する部材として兼用させてもよく、例えば、画像伝達パネル２０を固定し、保持する保持部材として用いてもよい。
【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１２】
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【図２】
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【図６】
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【図１０】
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【図１１】
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【手続補正書】
【提出日】平成21年8月26日(2009.8.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
上記の課題を達成するため、請求項１記載の画像表示装置は、二次元画像を表示する画像表示面を備えた表示部と、前記画像表示面に離間して配置され、前記画像表示面よりも大きいパネル面を持つ画像伝達パネルと、前記画像表示面から出射される光を前記画像伝達パネルの前記表示部と対向する側と反対側に位置する空間中の結像面に結像して、浮遊画像を表示する浮遊画像表示手段と、前記表示部の画像表示面から観察位置までの間のいずれかの位置に配置され、前記画像表示面の表示領域の境界であるエッジから出射される光の少なくとも一部を遮蔽する遮蔽手段と、を有することを特徴とする。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
また、請求項１０記載の画像表示装置は、二次元画像を表示する画像表示面を備えた表示部と、前記画像表示面に離間して配置された画像伝達パネルと、前記画像表示面から出射される光を前記画像伝達パネルの前記表示部と対向する側と反対側に位置する空間中の結像面に結像して、浮遊画像を表示する浮遊画像表示手段を有する画像表示装置であって、前記画像伝達パネルのパネル面は、前記画像表示面よりも小さく、前記画像表示面の表示領域の境界であるエッジから出射される光の少なくとも一部を遮蔽することを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次元画像を表示する画像表示面を備えた表示部と、
前記画像表示面に離間して配置され、前記画像表示面よりも大きいパネル面を持つ画像伝達パネルと、
前記画像表示面から出射される光を前記画像伝達パネルの前記表示部と対向する側と反対側に位置する空間中の結像面に結像して、浮遊画像を表示する浮遊画像表示手段と、
前記表示部の画像表示面から観察位置までの間のいずれかの位置に配置され、前記画像表示面の表示領域の境界であるエッジから出射される光の少なくとも一部を遮蔽する遮蔽手段と、
を有することを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記遮蔽手段は、
前記画像表示面から出射される光を通過させる開口部と、
前記開口部の周囲に形成され、前記画像表示面から出射される光を遮蔽する遮蔽部と、
を備えることを特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記開口部の領域は、前記画像表示面の表示領域よりも小さいことを特徴とする請求項２記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記開口部の領域の大きさは、前記遮蔽手段の配置位置、前記画像表示面から出射される光を結像させる前記画像伝達パネルの視野角、及び作動距離に基づいて、決定されることを特徴とする請求項２又は３記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記遮蔽部は、前記画像表示面の前記表示領域の境界の上下左右の少なくとも一辺を遮蔽することを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記遮蔽部は、前記開口部中心から遠ざかるにつれて徐々に光の透過率が低くなるように形成されていることを特徴とする請求項２乃至５のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項７】
前記遮蔽手段は、前記画像伝達パネルと前記結像面の間に配置されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項８】
前記遮蔽手段は、前記画像伝達パネルの面上に配置されていることを特徴とする請求項７記載の画像表示装置。
【請求項９】
前記遮蔽手段は、前記画像表示面と前記画像伝達パネルの間に配置されており、
前記遮蔽部は、前記開口部中心から遠ざかるにつれて徐々に光の透過率が低くなるように形成されていることを特徴とする請求項２乃至５のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項１０】
二次元画像を表示する画像表示面を備えた表示部と、
前記画像表示面に離間して配置された画像伝達パネルと、
前記画像表示面から出射される光を前記画像伝達パネルの前記表示部と対向する側と反対側に位置する空間中の結像面に結像して、浮遊画像を表示する浮遊画像表示手段を有する画像表示装置であって、
前記画像伝達パネルのパネル面は、前記画像表示面よりも小さく、前記画像表示面の表示領域の境界であるエッジから出射される光の少なくとも一部を遮蔽することを特徴とする画像表示装置。
【請求項１１】
前記画像伝達パネルは、
前記画像表示面から出射される光を入射させ、内部で反転した後、再度、反転させて外部に出射させ、正立等倍像を前記結像面に結像させるマイクロレンズアレイであることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項１２】
前記遮蔽手段は、前記画像伝達パネルの縁部にロ字状に形成されていることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項記載の画像表示装置。
【国際調査報告】
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