(57)【要約】【課題】反射イメージディスプレイシステムを提供する。【解決手段】反射イメージディスプレイシステムは、少なくとも一つの光源と、光源前方に設置された少なくとも一つの導光管と、導光管前方に設置されるイメージパネルと、少なくとも一部が鏡面反射特性を有する表面と、からなる。光源が発する光は、導光管を経て、イメージパネルに照射され、イメージパネル上の画像を表面に反射させて、鑑賞者に再反射し、鑑賞者が見ることができる虚像を形成する。本発明の導光管は、光源からの入射光をイメージパネルに照射する光損失を小さくし、且つ、高い指向性を具備させるので、画像輝度が明るい。また、光源からの入射光が均一にイメージパネルに照射するので、画像輝度は均一で、画像品質が優れている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射イメージディスプレイシステムであって、前記反射イメージディスプレイシステムは、
少なくとも一つの光源と、
前記光源前方に設置された少なくとも一つの導光管と、
前期導光管前方に設置されるイメージパネルと、
少なくとも一部が鏡面反射特性を有する表面と、
からなり、前記光源が発する光は、前記導光管を経て、前記イメージパネルに照射され、前記イメージパネル上の画像を前記表面に反射させて、鑑賞者に再反射し、前記鑑賞者が見ることができる虚像を形成することを特徴とする反射イメージディスプレイシステム。
【請求項２】
前記画像と前記虚像は、白黒、単色、マルチカラー、或いは、フルカラーであることを特徴とする請求項１に記載の反射イメージディスプレイシステム。
【請求項３】
前記光源は、発光ダイオード、レーザーダイオード、高輝度放電ランプ、白熱灯、或いは、ハロゲンランプであることを特徴とする請求項１に記載の反射イメージディスプレイシステム。
【請求項４】
更に、前記導光管と前記イメージパネル間に設置される拡散膜を有することを特徴とする請求項１に記載の反射イメージディスプレイシステム。
【請求項５】
前記拡散膜は、すりガラス、すりプラスチック、或いは、表面にマイクロ構造を有する格子、或いは、透光素子であることを特徴とする請求項４に記載の反射イメージディスプレイシステム。
【請求項６】
更に、前記イメージパネルと前記表面間に設置されるイメージ光学モジュールを有し、前記イメージ光学モジュールを移動、調整することにより、前記画像の拡大率を調整することを特徴とする請求項１に記載の反射イメージディスプレイシステム。
【請求項７】
前記イメージ光学モジュールは、レンズ、レンズモジュール、或いは、ズームレンズであることを特徴とする請求項６に記載の反射イメージディスプレイシステム。
【請求項８】
更に、前記イメージ光学モジュールと前記表面間に設置される制御可能なダイヤフラムを有することを特徴とする請求項６に記載の反射イメージディスプレイシステム。
【請求項９】
前記導光管は中空の導管であることを特徴とする請求項１に記載の反射イメージディスプレイシステム。
【請求項１０】
前記導光管は、徐々に変化するタイプで、その出光面の面積は、入光面の面積より大きいことを特徴とする請求項１に記載の反射イメージディスプレイシステム。
【請求項１１】
前記導光管は、実心の導光管であることを特徴とする請求項１に記載の反射イメージディスプレイシステム。
【請求項１２】
前記導光管は、粗雑化した出光面を有することを特徴とする請求項１１に記載の反射イメージディスプレイシステム。
【請求項１３】
前記導光管の材料は、ガラス、プラスチック、或いは、液体であることを特徴とする請求項１１に記載の反射イメージディスプレイシステム。
【請求項１４】
前記導光管は、光ファイバー、或いは、繊維束であることを特徴とする請求項１１に記載の反射イメージディスプレイシステム。
【請求項１５】
二組の分離した前記光源と前記導光管を有することを特徴とする請求項１に記載の反射イメージディスプレイシステム。
【請求項１６】
更に、バックライトモジュールを有し、前記イメージパネルの一部を照明して、直視型ディスプレイイメージを形成することを特徴とする請求項１に記載の反射イメージディスプレイシステム。
【請求項１７】
前記イメージパネルは、透過型、或いは、半透過型であることを特徴とする請求項１に記載の反射イメージディスプレイシステム。
【請求項１８】
前記イメージパネルは、反射型イメージパネルで、且つ、前記反射イメージディスプレイシステムは、更に、前記導光管と前記イメージパネル間に設置されたビームスプリッタを有し、前記光源が発する光は、前記導光管から、前記ビームスプリッタに照射され、前記ビームスプリッタにより反射後、前記イメージパネルに照射し、前記イメージパネルから反射後、更に、前記ビームスプリッタに投射し、前記イメージパネル上の画像を、前記表面に投射することを特徴とする請求項１に記載の反射イメージディスプレイシステム。
【請求項１９】
前記表面は、室内の少なくとも一部が鏡面反射特性を有する表面であることを特徴とする請求項１に記載の反射イメージディスプレイシステム。
【請求項２０】
前記表面は、鏡、ガラス、アクリル製のボードカバー、ガラスドア、ガラス窓、アクリル製ドア、或いは、アクリル製窓であることを特徴とする請求項１９に記載の反射イメージディスプレイシステム。
【請求項２１】
前記表面は、車両の少なくとも一部が鏡面反射特性を有する表面であることを特徴とする請求項１に記載の反射イメージディスプレイシステム。
【請求項２２】
前記表面は、フロントガラス、後面ガラス、バックミラー、或いは、上昇と下降が制御できる少なくとも一部が鏡面反射性質を有する透明板であることを特徴とする請求項２１に記載の反射イメージディスプレイシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イメージディスプレイシステム（image  display  system）に関するものであって、特に、鏡面反射、或いは、部分鏡面反射面により見ることができるイメージディスプレイシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクタは、会議、ビジネス資料、教育訓練等によく使用されている。近年、イメージモジュールとディスプレイの技術、例えば、液晶ディスプレイ、デジタルライトプロセッシング（Digital Light Processing 、DLP）、或いは、液晶オンシリコン（Liquid Crystal on Silicon 、LCOS)等が発達しているので、イメージモジュールとディスプレイの製品は、様々な領域に応用され、例えば、ホームシアター、頭部搭載ディスプレー、小型ポータブルディスプレイ、及び、ヘッドアップディスプレイ（Head-Up Display 、HUD)等に応用されるようになってきている。
【０００３】
公知の投射型ディスプレイは、通常、拡散反射（diffusive reflection）特性を有する反射面、或いは、スクリーンに投影されるので、その応用に限りがある。
【０００４】
ヘッドアップディスプレイは、航空技術として始まり、公知の航空用ヘッドアップディスプレイ構造は非常に複雑で、体積が大きく、設定位置と拡大率が一定で、調整できず、価格も高価である。
【０００５】
科学技術に発展に伴い、現在のヘッドアップディスプレイは、車両への応用も普及している。公知のヘッドアップディスプレイは、直視型ディスプレイをイメージソースとしているが、高度な拡散性は、輝度を低下させたり、或いは、規定の輝度になるように、高い電力で駆動する必要がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述の問題を解決するため、本発明は、反射イメージディスプレイシステムを提供することを目的とする。反射イメージディスプレイシステムは、導光管（light  guide）からなり、光源からの入射光がイメージパネルに照射する光損失が小さく、且つ、高い指向性を有するので、鑑賞者は輝度が高い画像を見ることができ、また、光源からの入射光は均一にイメージパネルに照射されるので、画像輝度は均一で、画像品質がよい。
【０００７】
本発明は、反射イメージディスプレイシステムを提供し、拡散膜（diffusive  film）からなり、鑑賞者が画像を見る時、光源が見えないようにすることを目的とする。
【０００８】
本発明は、反射イメージディスプレイシステムを提供し、イメージ光学モジュールからなり、イメージディスプレイシステムの設計は、更に、効率がよく、フレキシブルで、イメージ光学モジュールを移動、或いは、調整することにより、画像の拡大率を調整することを目的とする。
【０００９】
本発明は、反射イメージディスプレイシステムを提供し、制御可能なダイヤフラムからなり、画像の輝度を調整することを目的とする。
【００１０】
本発明は、反射イメージディスプレイシステムを提供し、単一のイメージパネル、及び、複数組の分離した光源と導光管を有して、システムの設計フレキシブル性を増加することを目的とする。
【００１１】
本発明は、反射イメージディスプレイシステムを提供し、バックライトモジュールにより、イメージパネルの一部を照明して、直視型ディスプレイイメージを形成し、一部のパネルは、光源と導光管により発光させた後、虚像を形成し、イメージディスプレイシステムの設計フレキシブル性と応用範囲を増加することを目的とする。
【００１２】
本発明は、反射イメージディスプレイシステムを提供し、反射型イメージパネルを採用し、且つ、ビームスプリッタ（beam splitter）を有し、ビームスプリッタにより、イメージパネル上の画像を、少なくとも一部の鏡面反射特性を有する表面に投射して、虚像を形成することを目的とする。
【００１３】
本発明は、反射イメージディスプレイシステムを提供し、室内の様々な鏡面、或いは、部分鏡面反射の表面、例えば、鏡、ガラス、或いは、アクリル製のボードカバー、ガラスドア、ガラス窓、アクリル製ドア、或いは、アクリル製窓に応用することを目的とする。
【００１４】
本発明は、反射イメージディスプレイシステムを提供し、車両の様々な鏡面、或いは、部分鏡面反射の表面、例えば、フロントガラス、後面ガラス、バックミラー、鏡面反射性質を有する透明板等に応用することを目的とする。
【００１５】
よって、本発明の反射イメージディスプレイシステムの効果は、以下のようである。１．イメージディスプレイ装置のコストを減少させる。２．イメージディスプレイ装置の輝度等の光学性能を向上させる。３．イメージディスプレイ装置の尺寸と重量を減少させる。４．イメージディスプレイ装置の拡大率等の調整性を増加する。５．イメージディスプレイ装置の設計フレキシブル性を増加し、例えば、複合型装置に設計できる。６．イメージディスプレイ装置の応用領域を増加する。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上述の目的を達成するため、本発明の実施例による反射イメージディスプレイシステムは、少なくとも一つの光源と、光源前方に設置された少なくとも一つの導光管と、導光管前方に設置されるイメージパネルと、少なくとも一部が鏡面反射特性を有する表面と、からなる。光源が発する光は、導光管を経て、イメージパネルに照射され、イメージパネル上の画像を表面に反射させて、鑑賞者に再反射し、鑑賞者が見ることができる虚像を形成する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の導光管は、光源からの入射光をイメージパネルに照射する光損失を小さくし、且つ、高い指向性を具備するので、画像輝度が明るい。また、光源からの入射光が均一にイメージパネルに照射するので、画像輝度は均一で、画像品質が優れている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１は、本発明の実施例による反射イメージディスプレイシステムの応用図である。反射イメージディスプレイシステムは、少なくとも一つの光源２と、導光管４と、イメージパネル６と、少なくとも一部が鏡面反射特性を有する表面８と、からなる。光源２が発する光は、導光管４を経て、イメージパネ６ルに照射され、イメージパネル６上の画像１０を表面８に反射させて、鑑賞者１２に再反射し、鑑賞者１２が見ることができる虚像１４を形成する。
【００１９】
実施例中、画像１０と虚像１４は、白黒、単色、マルチカラー、或いは、フルカラーである。
【００２０】
実施例中、光源２は、発光ダイオード（LED）、レーザーダイオード（LD）、高輝度放電ランプ（high intensity discharge lamp）、白熱灯、或いは、ハロゲンランプである。
【００２１】
本発明の技術は、当該技術を熟知する者なら分かるように、反射イメージディスプレイシステムは、多くの光学素子、或いは、光学モジュールを有して、システムの設計、或いは、操作のフレキシブル性、及び、画像品質を増加することができる。例えば、実施例中、図１を参照すると、本発明の反射イメージディスプレイシステムは、更に、導光管４とイメージパネル６の間に設置される拡散膜１６を有して、光源２が鑑賞者に見えないようにする。拡散膜１６はすりガラス、すりプラスチック、或いは、表面にマイクロ構造を有する格子、或いは、透光素子である。もう一つの実施例中で、図１を参照すると、本発明の反射イメージディスプレイシステムは、更に、イメージパネル６と表面８間に設置されるイメージ光学モジュール１８を有し、反射イメージディスプレイシステムの設計が、更に、効率的で、フレキシブルである。例えば、イメージ光学モジュール１８を移動、或いは、調整することにより、画像１０の拡大率を調整する。実施例中、イメージ光学モジュール１８は、レンズ、レンズモジュール、或いは、ズームレンズである。この他、もう一つの実施例中、図１を参照すると、本発明の反射イメージディスプレイシステムは、更に、イメージ光学モジュール１８と表面８間に設置される制御可能なダイヤフラム１９を有し、虚像１４の輝度を調整するか、或いは、この反射イメージディスプレイシステムの不使用時に、外界のホコリの汚染を隔絶したり、外界光がズームレンズに入射して、イメージパネル６に戻るのを防止する。
【００２２】
図２Ａは、本発明の実施例による導光管４２の側視図で、導光管４２は中空導管で、光源からの光を、入光面４２２から入射し、複数の反射後、出光面４２４からイメージパネルに照射する。もう一つの実施例中、導光管４２の内表面は、更に、高反射率の薄膜を鍍金することができる。
【００２３】
図２Ａを参照すると、実施例中、導光管４２は、徐々に変化するタイプで、図のように、出光面４２４の面積は、入光面４２２の面積より大きい。
【００２４】
図２Ｂは、本発明の実施例による導光管４４の側視図で、導光管４４は実心の導光管で、光源からの光を、入光面４４２から入射し、複数の反射後、出光面４４４からイメージパネルに照射する。実施例中、導光管４４は、粗雑化した出光面４４４を有し、且つ、導光管４４の材質は、ガラス、プラスチック、或いは、液体である。導光管４４は、光ファイバー、或いは、繊維束である。
【００２５】
よって、本発明の反射イメージディスプレイシステムの特徴は、導光管を有し、その長所は、１．イメージパネルに照射する入射光は、高度拡散性により生じる光損失が小さく、且つ、システムの照明が、高い指向性を有するので、鑑賞者が見える画像は輝度が強い。２．光源からの入射光が均一にイメージパネルに照射するので、画像輝度が均一で、画像品質がよい。
【００２６】
実施例中、本発明の反射イメージディスプレイシステムは、単一のイメージパネル、及び、複数の分離した光源と導光管を採用して、反射イメージディスプレイシステムの設計のフレキシブル性を増加する。図３Ａを参照すると、図３Ａは、本発明の実施例による反射イメージディスプレイシステムの一部を示す図で、反射イメージディスプレイシステムは、単一のイメージパネル６、及び、二組の分離した光源２２、２４と導光管４６、４８を有する。
【００２７】
前述の実施例中、イメージパネル６は、透過型（transmissive）イメージパネル、或いは、半透過型（transreflective）イメージパネルであるが、これに制限されない。図３Ｂは、本発明の実施例による反射イメージディスプレイシステムの一部を示す図である。反射イメージディスプレイシステムは、単一のイメージパネル６２を採用し、バックライトモジュール３０により、一部のイメージパネル６２を照射して、直視型ディスプレイイメージ１０２とし、一部のパネル６２は、光源２と導光管４により発光した後、イメージ光学モジュール１８により、虚像を形成する。この設計は、反射イメージディスプレイシステムの設計のフレキシブル性と応用範囲を増加することができる。
【００２８】
もう一つの実施例中、本発明の反射イメージディスプレイシステムは、反射型イメージパネルを採用する。図３Ｃは、本発明の実施例による反射イメージディスプレイシステムの一部を示す図である。反射イメージディスプレイは、反射型イメージパネル６４とビームスプリッタ５０を有する。光源２が発する光は、導光管４よりビームスプリッタ５０に照射され、ビームスプリッタ５０から反射後、イメージパネル６４に照射し、イメージパネル６４から反射後、ビームスプリッタ５０に再度投射し、イメージ光学モジュール１８を経て、少なくとも一部が鏡面反射特性を有する表面８に投射して、虚像を形成する。
【００２９】
よって、本発明の反射イメージディスプレイシステムは、室内の様々な鏡面、或いは、部分鏡面反射の表面に応用できる。例えば、図１と図３Ｃを参照すると、表面８は、鏡、ガラス、或いは、アクリル製のボードカバー、ガラスドア、ガラス窓、アクリル製ドア、或いは、アクリル製窓に応用することができる。
【００３０】
また、本発明の反射イメージディスプレイシステムは、車両の様々な鏡面反射、或いは、部分鏡面反射特性を有する表面に応用できる。図１と図３Ｃを参照すると、表面８は、フロントガラス、後面ガラス、バックミラー、上昇と下降が制御できる少なくとも部分鏡面反射性質を有する透明板等に応用することができる。例えば、メーターの様々な情報が、直接、運転者の視線内のフロントガラスに投射され、運転者は、頭を低くしなくても、メーターを見ることができ、車両の周囲の状況を確認して、随時、正確に、車両移動を制御できる。よって、運転の快適性を増加させるだけでなく、運転者の周辺状況への反応速度を増加し、運転の安全性を確保する。
【００３１】
上述を総合すると、本発明の反射イメージディスプレイシステムの長所は、１．イメージディスプレイ装置のコストを減少させる。２．イメージディスプレイ装置の輝度等の光学性能を向上させる。３．イメージディスプレイ装置の尺寸と重量を減少させる。４．イメージディスプレイ装置の拡大率等の調整性を増加する。５．イメージディスプレイ装置の設計フレキシブル性を増加し、例えば、複合型装置に設計できる。６．イメージディスプレイ装置の応用領域を増加する。
【００３２】
本発明では好ましい実施例を前述の通り開示したが、これらは決して本発明に限定するものではなく、当該技術を熟知する者なら誰でも、本発明の精神と領域を脱しない範囲内で各種の変動や潤色を加えることができ、従って本発明の保護範囲は、特許請求の範囲で指定した内容を基準とする。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施例による反射イメージディスプレイシステムを示す図である。
【図２Ａ】本発明の実施例による導光管の側視図である。
【図２Ｂ】本発明の実施例による導光管の側視図である。
【図３Ａ】本発明の実施例による反射イメージディスプレイシステムを示す図である。
【図３Ｂ】本発明の実施例による反射イメージディスプレイシステムを示す図である。
【図３Ｃ】本発明の実施例による反射イメージディスプレイシステムを示す図である。
【符号の説明】
【００３４】
２、２２、２４  光源
４、４２、４４、４６、４８  導光管
４２２、４４２  入光面
４２４、４４４  出光面
６、６２、６４  イメージパネル
８  表面
１０、１０２  画像
１２  鑑賞者
１４  虚像
１６  拡散膜
１８  イメージ光学モジュール
１９  制御可能なダイヤフラム
３０  バックライトモジュール
５０  ビームスプリッタ
【図１】
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【図２Ａ】
2008287257.tif 000004
【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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