(57)【要約】  表示装置は、支持部材（１Ａ）と、複数のレンズ（２Ｂ，２Ｃ）と、複数の画像供給源（３）とを備える。複数のレンズ（２Ｂ，２Ｃ）は円柱の形状をそれぞれ有する。支持部材（１Ａ）は、複数のレンズ（２Ｂ，２Ｃ）が各レンズ（２Ｂ，２Ｃ）の側面において互いに隣接するように、かつ、複数のレンズ（２Ｂ，２Ｃ）が所定の支持面に沿って配置されるように、複数のレンズ（２Ｂ，２Ｃ）を支持する。複数の画像供給源（３）は、複数のレンズ（２Ｂ，２Ｃ）と支持面とが互いに対向する各位置において複数のレンズ（２Ｂ，２Ｃ）にそれぞれ固定され、複数のレンズ（２Ｂ，２Ｃ）に対して同一の画像をそれぞれ入射させる。支持面は凹形状を有する。各レンズ（２Ｂ，２Ｃ）は２以上の屈折率を有する。
2018168711.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円柱の形状をそれぞれ有する複数のレンズと、
前記複数のレンズが前記各レンズの側面において互いに隣接するように、かつ、前記複数のレンズが所定の支持面に沿って配置されるように、前記複数のレンズを支持する支持部材と、
前記複数のレンズと前記支持面とが互いに対向する各位置において前記複数のレンズにそれぞれ固定され、前記複数のレンズに対して同一の画像をそれぞれ入射させる複数の画像供給源とを備える表示装置であって、
前記支持面は凹形状を有し、
前記各レンズは２以上の屈折率を有する表示装置。
【請求項２】
前記各画像供給源によって前記各レンズに対して入射される画像は、前記表示装置によって表示される画像に対して、前記各レンズの長手方向の軸に関して反転されている請求項１記載の表示装置。
【請求項３】
前記各レンズは、前記各レンズの半径方向において少なくとも２つの互いに異なる屈折率の領域を有する請求項１又は２記載の表示装置。
【請求項４】
前記各レンズは、同心円状に、第１の屈折率を有する外側領域と、前記第１の屈折率よりも高い第２の屈折率を有する内側領域とを有する請求項３記載の表示装置。
【請求項５】
前記複数のレンズを前記支持面に沿って前記各レンズの長手方向に垂直な方向に移動させる駆動装置をさらに備える請求項１〜４のうちの１つに記載の表示装置。
【請求項６】
前記駆動装置は、前記複数のレンズを前記各レンズの直径の１倍〜１０倍の距離だけ毎秒移動させる請求項５記載の表示装置。
【請求項７】
前記駆動装置は、前記複数のレンズを１方向に移動させる請求項５又は６記載の表示装置。
【請求項８】
前記駆動装置は、前記複数のレンズを所定の範囲内で往復するように移動させる請求項５又は６記載の表示装置。
【請求項９】
前記複数のレンズのうちの互いに隣接するレンズをそれぞれ連結する複数のコネクタ部材をさらに備える請求項１〜８のうちの１つに記載の表示装置。
【請求項１０】
前記複数のレンズを収容して保持するレシーバ部材をさらに備える請求項１〜８のうちの１つに記載の表示装置。
【請求項１１】
前記複数のレンズと前記支持面とが互いに対向する各位置において前記複数のレンズ及び前記支持部材にそれぞれ設けられた複数の磁石をさらに備える請求項１〜８のうちの１つに記載の表示装置。
【請求項１２】
前記支持部材は、前記複数のレンズを、前記各レンズの長手方向の軸のまわりで回転可能に支持する請求項１〜８のうちの１つに記載の表示装置。
【請求項１３】
円柱の形状をそれぞれ有する複数のレンズを形成するステップと、
前記複数のレンズに対して同一の画像をそれぞれ入射させる複数の画像供給源を前記複数のレンズにそれぞれ固定するステップと、
前記複数のレンズが前記各レンズの側面において互いに隣接するように、前記複数のレンズが所定の支持面に沿って配置されるように、かつ、前記複数の画像供給源が前記複数のレンズと前記支持面とが互いに対向する各位置に設けられるように、前記複数のレンズを支持部材により支持するステップとを含む表示装置の製造方法であって、
前記支持面は凹形状を有し、
前記各レンズは２以上の屈折率を有する、
表示装置の製造方法。
【請求項１４】
前記複数のレンズを支持部材により支持するステップは、
前記複数のレンズを前記各レンズの側面において複数のコネクタ部材によりそれぞれ連結するステップと、
前記複数のコネクタ部材により連結された前記複数のレンズを前記支持面に沿って配置するステップとを含む、
請求項１３記載の表示装置の製造方法。
【請求項１５】
前記複数のレンズを支持部材により支持するステップは、
前記複数のレンズを収容して保持するレシーバ部材を形成するステップと、
前記レシーバ部材を前記支持部材に対して固定するステップと、
前記複数のレンズを前記レシーバ部材に収容して保持するステップとを含む、
請求項１３記載の表示装置の製造方法。
【請求項１６】
前記複数のレンズを支持部材により支持するステップは、
前記支持部材に複数の第１の磁石を設けるステップと、
前記複数のレンズに複数の第２の磁石を設けるステップと、
前記複数の第１の磁石及び前記複数の第２の磁石が互いに引き合うように、前記複数のレンズを前記支持面に沿って配置するステップとを含む、
請求項１３記載の表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像を表示する表示装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
公共空間、公共施設、商業施設などにおいて多数の閲覧者に向けて画像を表示する場合、閲覧者は画像に対してさまざまな方向に位置している。平面状の表示画面を有する一般的な表示装置では、限られた方向からしか画像を見ることができない。従って、表示装置に対して様々な方向にいる閲覧者が画像を見ることができるように、表示装置の視認性を向上させることが求められる。【０００３】
例えば、特許文献１は、視認性を向上させた表示装置を開示している。【０００４】
特許文献１の表示装置は、円形状の断面を有し、光を屈折する屈折手段と、複数の屈折手段を、視点側に対して凸形状に配置して支持する配置支持手段と、屈折手段に対して視点側と反対側に画像を形成する画像形成手段とを備える。配置支持手段は、画像の中心とする部分が凸形状の法線方向に向くように、各屈折手段を支持する。画像形成手段は、隣り合った各屈折手段において同一または類似する画像を形成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１６−２１８４１３号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】上原進、「光学ガラスの高屈折率化」、光学４２（７）、応用物理学会分科会日本光学会、２４５〜２５０ページ、２０１３年７月１０日。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１のように複数の屈折手段を備える表示装置において、閲覧者から見て各屈折手段の中央部分では画像の正立像が見えるが、各屈折手段のエッジ部分では画像の反転像が見える。【０００８】
例えば、屈折率１．４９のポリメタクリル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ）からなる円柱形状の屈折手段を使用した場合、円柱の直径方向での両端の約１０％程度の領域において画像が反転する。【０００９】
閲覧者の視点を画像に対して固定した場合、画像によっては正立像に反転像が重畳され、違和感が生ずる。また、見せる情報量を増やすため、屈折率を大きくして倍率を上げると、画像が反転する領域がさらに大きくなり、正確な情報が表示されなくなる。【００１０】
本発明の目的は、様々な方向から画像を見ることができ、さらに、画像の反転像による影響を従来よりも低減することができる表示装置及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一態様に係る表示装置は、複数のレンズと、支持部材と、複数の画像供給源とを備える。複数のレンズは円柱の形状をそれぞれ有する。支持部材は、複数のレンズが各レンズの側面において互いに隣接するように、かつ、複数のレンズが所定の支持面に沿って配置されるように、複数のレンズを支持する。複数の画像供給源は、複数のレンズと支持面とが互いに対向する各位置において複数のレンズにそれぞれ固定され、複数のレンズに対して同一の画像をそれぞれ入射させる。支持面は凹形状を有する。各レンズは２以上の屈折率を有する。【００１２】
本発明の一態様に係る表示装置の製造方法は、円柱の形状をそれぞれ有する複数のレンズを形成するステップを備える。表示装置の製造方法は、複数のレンズに対して同一の画像をそれぞれ入射させる複数の画像供給源を複数のレンズにそれぞれ固定するステップを備える。表示装置の製造方法は、複数のレンズが各レンズの側面において互いに隣接するように、複数のレンズが所定の支持面に沿って配置されるように、かつ、複数の画像供給源が複数のレンズと支持面とが互いに対向する各位置に設けられるように、複数のレンズを支持部材により支持するステップを備える。支持面は凹形状を有する。各レンズは２以上の屈折率を有する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、様々な方向から画像を見ることができ、さらに、画像の反転像による影響を従来よりも低減することができる表示装置及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施形態１に係る表示装置の構成を示す斜視図である。
【図２】図１の表示装置の詳細構成を示す上面図である。
【図３】図１の各レンズ２の詳細構成を示す横断面図である。
【図４】屈折率ｎ＝１．４９を有する実施形態１の比較例に係るレンズ２Ａによる画像の拡大を示す図である。
【図５】屈折率ｎ＝１．５８を有する実施形態１の比較例に係るレンズ２Ａによる画像の拡大を示す図である。
【図６】屈折率ｎ＝１．８５を有する実施形態１の比較例に係るレンズ２Ａによる画像の拡大を示す図である。
【図７】実施形態１の比較例に係るレンズ２Ａに係る、屈折率に関する倍率及び有効範囲の関係を示すグラフである。
【図８】屈折率ｎ＝１．４９の外側領域２ａ及び屈折率ｎ＝１．３５の内側領域２ｂを有する実施形態１の実施例に係るレンズ２による画像の拡大を示す図である。
【図９】屈折率ｎ＝１．４９の外側領域２ａ及び屈折率ｎ＝１．４５の内側領域２ｂを有する実施形態１の実施例に係るレンズ２による画像の拡大を示す図である。
【図１０】屈折率ｎ＝１．４９の外側領域２ａを有する実施形態１の実施例に係るレンズ２に係る、屈折率に関する倍率、内側領域２ｂ及び外側領域２ａの半径の比ｒ２／ｒ１の百分率、及び有効範囲の関係を示すグラフである。
【図１１】屈折率ｎ＝１．５８の外側領域２ａ及び屈折率ｎ＝１．３５の内側領域２ｂを有する実施形態１の実施例に係るレンズ２による画像の拡大を示す図である。
【図１２】屈折率ｎ＝１．５８の外側領域２ａ及び屈折率ｎ＝１．５３の内側領域２ｂを有する実施形態１の実施例に係るレンズ２による画像の拡大を示す図である。
【図１３】屈折率ｎ＝１．５８の外側領域２ａを有する実施形態１の実施例に係るレンズ２に係る、屈折率に関する倍率、内側領域２ｂ及び外側領域２ａの半径の比ｒ２／ｒ１の百分率、及び有効範囲の関係を示すグラフである。
【図１４】屈折率ｎ＝１．７の外側領域２ａ及び屈折率ｎ＝１．３５の内側領域２ｂを有する実施形態１の実施例に係るレンズ２による画像の拡大を示す図である。
【図１５】屈折率ｎ＝１．７の外側領域２ａ及び屈折率ｎ＝１．６５の内側領域２ｂを有する実施形態１の実施例に係るレンズ２による画像の拡大を示す図である。
【図１６】屈折率ｎ＝１．７の外側領域２ａを有する実施形態１の実施例に係るレンズ２に係る、屈折率に関する倍率、内側領域２ｂ及び外側領域２ａの半径の比ｒ２／ｒ１の百分率、及び有効範囲の関係を示すグラフである。
【図１７】図１の複数のレンズ２を配列する第１の方法を説明する図であって、複数のレンズ２を複数のコネクタ部材２１によって連結した状態を示す斜視図である。
【図１８】図１７のコネクタ部材２１の位置を示す上面図である。
【図１９】図１７の複数のレンズ２及び複数のコネクタ部材２１を支持部材１の側面に沿って配置した状態を示す上面図である。
【図２０】図１の複数のレンズ２を配列する第２の方法を説明する図であって、複数のレンズ２を収容して保持するレシーバ部材２２を示す上面図である。
【図２１】図２０のレシーバ部材２２を支持部材１の側面に沿って配置した状態を示す上面図である。
【図２２】図２１のレシーバ部材２２に複数のレンズ２を収容して保持した状態を示す上面図である。
【図２３】図１の複数のレンズ２を配列する第３の方法を説明する図であって、磁石２３，２４をそれぞれ備える支持部材１及び複数のレンズ２を示す上面図である。
【図２４】図１の複数のレンズ２を配列する第４の方法を説明する図であって、長手方向の軸のまわりに回転可能に支持される複数のレンズ２を示す斜視図である。
【図２５】図２４の１つのレンズ２を示す上面図である。
【図２６】図２４の変形例に係る１つのレンズ２を示す上面図である。
【図２７】図２４の複数のレンズ２を支持部材１の側面に沿って配置した状態を示す斜視図である。
【図２８】図１の複数のレンズ２を配列する第５の方法を説明する図であって、長手方向の軸のまわりに回転可能に支持される複数のレンズ２を含む表示装置を示す斜視図である。
【図２９】実施形態２に係る表示装置の動作原理を示す上面図である。
【図３０】実施形態２に係る表示装置の構成を示す斜視図である。
【図３１】図３０の表示装置の縦断面図である。
【図３２】実施形態３に係る表示装置の構成を示す斜視図である。
【図３３】図３２の表示装置の詳細構成を示す上面図である。
【図３４】図３２の表示装置の動作原理を示す上面図である。
【図３５】実施形態３の比較例に係る表示装置の動作原理を示す上面図である。
【図３６】屈折率ｎ＝２．０を有する実施形態３の実施例に係るレンズ２Ｂによる画像の拡大を示す図である。
【図３７】実施形態３の変形例に係る表示装置のレンズ２Ｃの詳細構成を示す横断面図である。
【図３８】図３２の複数のレンズ２Ｂ又は図３７の複数のレンズ２Ｃを配列する第１の方法を説明する図であって、複数のレンズ２Ｂ又は２Ｃを図１７の複数のコネクタ部材２１によって連結し、複数のレンズ２Ｂ又は２Ｃ及び複数のコネクタ部材２１を支持部材１Ａの側面に沿って配置した状態を示す上面図である。
【図３９】図３２の複数のレンズ２Ｂ又は図３７の複数のレンズ２Ｃを配列する第２の方法を説明する図であって、図２０のレシーバ部材２２を支持部材１Ａの側面に沿って配置した状態を示す上面図である。
【図４０】図３９のレシーバ部材２２に複数のレンズ２Ｂ又は２Ｃを収容して保持した状態を示す上面図である。
【図４１】図３２の複数のレンズ２Ｂ又は図３７の複数のレンズ２Ｃを配列する第３の方法を説明する図であって、磁石２３，２４をそれぞれ備える支持部材１Ａ及び複数のレンズ２Ｂ又は２Ｃを示す上面図である。
【図４２】図３２の複数のレンズ２Ｂ又は図３７の複数のレンズ２Ｃを配列する第４の方法を説明する図であって、複数のレンズ２Ｂ又は２Ｃを支持部材１Ａの側面に沿って配置した状態を示す斜視図である。
【図４３】図３２の複数のレンズ２Ｂ又は図３７の複数のレンズ２Ｃを配列する第５の方法を説明する図であって、長手方向の軸のまわりに回転可能に支持される複数のレンズ２Ｂ又は２Ｃを含む表示装置を示す斜視図である。
【図４４】実施形態４に係る表示装置の構成を示す斜視図である。
【図４５】図４４の表示装置の一部破断図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。各図面において、同様の構成要素は、同じ参照番号により示す。各図面において、各構成要素の寸法、縮尺、及びそれらの比率は厳密なものではなく、説明の目的で一部の構成要素の大きさを拡大又は縮小している可能性がある。
【００１６】
実施形態１．
図１は、実施形態１に係る表示装置の構成を示す斜視図である。図２は、図１の表示装置の詳細構成を示す上面図である。図３は、図１の各レンズ２の詳細構成を示す横断面図である。
【００１７】
実施形態１に係る表示装置は、支持部材１と、複数のレンズ２と、複数の画像供給源３とを備える。複数のレンズ２は円柱の形状をそれぞれ有する。支持部材１は、複数のレンズ２が各レンズ２の側面において互いに隣接するように、かつ、複数のレンズ２が所定の支持面に沿って配置されるように、複数のレンズ２を支持する。複数の画像供給源３は、複数のレンズ２と支持面とが互いに対向する各位置において複数のレンズ２にそれぞれ固定され、複数のレンズ２に対して同一の画像をそれぞれ入射させる。各レンズ２は、各レンズ２の半径方向において少なくとも２つの互いに異なる屈折率の領域を有する。
【００１８】
ここで、「支持面」とは、支持部材１の側面である。実施形態１において、支持面は、表示装置の閲覧者１０から見て、例えば凸形状を有する。支持部材１は、例えば図１などに示すように、中心Ｏ１及び半径Ｒを有する円柱の形状を有してもよい。この場合、支持面は円筒形状を有する。
【００１９】
複数の画像供給源３は、例えば、画像が印刷された紙又は他の媒体であってもよい。画像は、レンズ２に直接に印刷されていてもよい。それに代わって、複数の画像供給源３は、例えば、静止画像又は動画像の電子的な画像データを表示する表示デバイスであってもよい。
【００２０】
実施形態１において、各レンズ２は、同心円状に、第１の屈折率ｎ１を有する外側領域２ａと、第１の屈折率よりも低い第２の屈折率ｎ２を有する内側領域２ｂとを有する。図３に示すように、各レンズ２は、中心Ｏ２及び半径ｒ１を有する円柱の形状を有する。また、各レンズ２の内側領域２ｂは、中心Ｏ２及び半径ｒ２を有する円柱の形状を有する。従って、各レンズ２の外側領域２ａは、レンズ２から内側領域２ｂを除去した残りの部分である。
【００２１】
各レンズ２は、ケイ酸塩を主成分とするガラス材料から形成されてもよく、ポリメタクリル酸メチル樹脂、ポリカーボネートなどのプラスチック材料から形成されてもよい。
【００２２】
図３に示すように、画像供給源３の長さｄ１にわたる部分の画像がレンズ２に入射し、長さｄ２を有する拡大された正立像の画像を生じる。この長さの比ｄ２／ｄ１がレンズ２の倍率を示す。
【００２３】
複数のレンズ２は、それらの側面において互いに接するように配置されてもよい。
【００２４】
次に、図２を参照して、実施形態１に係る表示装置の動作原理について説明する。
【００２５】
図２は、閲覧者１０が表示装置の画像を閲覧する場合を示す。複数のレンズ２のうちの互いに隣り合ういくつかのレンズ２−１〜２−３からの光線が閲覧者１０に到達する。閲覧者１０は、レンズ２−１〜２−３から閲覧者１０への光線が実質的に平行になるように、十分に離れた位置から表示装置の画像を閲覧する。画像供給源３−１〜３−３は、レンズ２−１〜２−３に対して同一の画像（三角形、ハート、及び矢印を含む画像）をそれぞれ入射させる。閲覧者１０が画像供給源３の画像をレンズ２を介して正面から（支持面の法線方向で）見る場合、画像供給源３の画像の中心（図２のように上から見たときの中心）が見える。一方、閲覧者１０が画像供給源３の画像をレンズ２を介してＸＹ面内において斜めから見る場合、画像供給源３の画像の中心から離れた部分が見える。画像供給源３−１の三角形の画像が、レンズ２−１を介して閲覧者１０に到達する。画像供給源３−２のハートの画像が、レンズ２−２を介して閲覧者１０に到達する。画像供給源３−３の矢印の画像が、レンズ２−３を介して閲覧者１０に到達する。これにより、閲覧者１０は、表示装置において、拡大された三角形、ハート、及び矢印の像を見ることができる。
【００２６】
すべての画像供給源３は、対応するレンズ２に対して同一の画像をそれぞれ入射させる。閲覧者１０は、ＸＹ面内において図２とは異なる方向から表示装置の画像を閲覧する場合も、図２と同様の画像を見ることができる。表示装置は、ＸＹ面内においてどの方向から見ても同じ画像を表示することができる。
【００２７】
各画像供給源３の位置は、閲覧者１０が画像供給源３の画像をレンズ２を介して正面から見るときに画像供給源３の画像の中心が見えるように、予め調整される。
【００２８】
次に、図４〜図１６を参照して、比較例に係るレンズによる画像の拡大と、実施例に係るレンズによる画像の拡大とについて説明する。以下、屈折率は、可視光に対する値である。
【００２９】
図４〜図７では、単一の屈折率を有する比較例に係るレンズ２Ａによる画像の拡大を示す。
【００３０】
図４は、屈折率ｎ＝１．４９を有する実施形態１の比較例に係るレンズ２Ａによる画像の拡大を示す図である。レンズ２Ａは直径１０ｍｍを有する。画像供給源３の長さ２ｍｍにわたる部分の画像がレンズ２Ａに入射し、長さ７．７ｍｍを有する拡大された正立像の画像を生じる。画像の倍率は、７．７ｍｍ／２ｍｍ＝３．９倍である。レンズ２Ａを画像供給源３の反対側から見たとき、レンズ２Ａの中央部分では画像の正立像が見えるが、各レンズ２Ａのエッジ部分では画像の反転像が見える。レンズ２Ａの直径のうちで正立像の形成に寄与する領域の割合を示す有効範囲は、７．７ｍｍ／１０ｍｍにより、７７％である。
【００３１】
図５は、屈折率ｎ＝１．５８を有する実施形態１の比較例に係るレンズ２Ａによる画像の拡大を示す図である。レンズ２Ａは直径１０ｍｍを有する。画像供給源３の長さ１．４ｍｍにわたる部分の画像がレンズ２Ａに入射し、長さ７．１ｍｍを有する拡大された正立像の画像を生じる。画像の倍率は、７．１ｍｍ／１．４ｍｍ＝約５倍である。レンズ２Ａの有効範囲は、７．１ｍｍ／１０ｍｍにより、７１％である。
【００３２】
図６は、屈折率ｎ＝１．８５を有する実施形態１の比較例に係るレンズ２Ａによる画像の拡大を示す図である。レンズ２Ａは直径１０ｍｍを有する。画像供給源３の長さ０．３ｍｍにわたる部分の画像がレンズ２Ａに入射し、長さ４．５ｍｍを有する拡大された正立像の画像を生じる。画像の倍率は、４．５ｍｍ／０．３ｍｍ＝約１５倍である。レンズ２Ａの有効範囲は、４．５ｍｍ／１０ｍｍにより、４５％である。
【００３３】
図７は、実施形態１の比較例に係るレンズ２Ａに係る、屈折率に関する倍率及び有効範囲の関係を示すグラフである。図７によれば、見せる情報量を増やすため、屈折率を大きくして倍率を上げると、画像が反転する領域がさらに大きくなり、正確な情報が表示されなくなることがわかる。
【００３４】
図８〜図１６では、２つの屈折率を有する実施例に係るレンズ２による画像の拡大を示す。
【００３５】
図８は、屈折率ｎ＝１．４９の外側領域２ａ及び屈折率ｎ＝１．３５の内側領域２ｂを有する実施形態１の実施例に係るレンズ２による画像の拡大を示す図である。レンズ２は直径１０ｍｍを有する。内側領域２ｂ及び外側領域２ａの半径の比ｒ２／ｒ１の百分率は、７５．０％である。画像供給源３の長さ５．４ｍｍにわたる部分の画像がレンズ２に入射し、長さ９．９ｍｍを有する拡大された正立像の画像を生じる。画像の倍率は、１０ｍｍ／５．４ｍｍ＝約１．８倍である。レンズ２の有効範囲は、９．９ｍｍ／１０ｍｍにより、９９％である。
【００３６】
図９は、屈折率ｎ＝１．４９の外側領域２ａ及び屈折率ｎ＝１．４５の内側領域２ｂを有する実施形態１の実施例に係るレンズ２による画像の拡大を示す図である。レンズ２は直径１０ｍｍを有する。内側領域２ｂ及び外側領域２ａの半径の比ｒ２／ｒ１の百分率は、６８．５％である。画像供給源３の長さ３．１ｍｍにわたる部分の画像がレンズ２に入射し、長さ９．８ｍｍを有する拡大された正立像の画像を生じる。画像の倍率は、９．８ｍｍ／３．１ｍｍ＝３．１倍である。レンズ２の有効範囲は、９．８ｍｍ／１０ｍｍにより、９８％である。
【００３７】
図１０は、屈折率ｎ＝１．４９の外側領域２ａを有する実施形態１の実施例に係るレンズ２に係る、屈折率に関する倍率、内側領域２ｂ及び外側領域２ａの半径の比ｒ２／ｒ１の百分率、及び有効範囲の関係を示すグラフである。図１０によれば、屈折率が変化しても、ほぼ１００％に近い有効範囲を達成できることがわかる。
【００３８】
図１１は、屈折率ｎ＝１．５８の外側領域２ａ及び屈折率ｎ＝１．３５の内側領域２ｂを有する実施形態１の実施例に係るレンズ２による画像の拡大を示す図である。レンズ２は直径１０ｍｍを有する。内側領域２ｂ及び外側領域２ａの半径の比ｒ２／ｒ１の百分率は、７６．０%である。画像供給源３の長さ５．７ｍｍにわたる部分の画像がレンズ２に入射し、長さ約１０ｍｍを有する拡大された正立像の画像を生じる。画像の倍率は、１０ｍｍ／５．７ｍｍ＝１．７５倍である。レンズ２の有効範囲は、約１０ｍｍ／１０ｍｍにより、約１００％である。
【００３９】
図１２は、屈折率ｎ＝１．５８の外側領域２ａ及び屈折率ｎ＝１．５３の内側領域２ｂを有する実施形態１の実施例に係るレンズ２による画像の拡大を示す図である。レンズ２は直径１０ｍｍを有する。内側領域２ｂ及び外側領域２ａの半径の比ｒ２／ｒ１の百分率は、６５．３%である。画像供給源３の長さ２．４ｍｍにわたる部分の画像がレンズ２に入射し、長さ９．９ｍｍを有する拡大された正立像の画像を生じる。画像の倍率は、９．９ｍｍ／２．４ｍｍ＝４．１倍である。レンズ２の有効範囲は、９．９ｍｍ／１０ｍｍにより、９９％である。
【００４０】
図１３は、屈折率ｎ＝１．５８の外側領域２ａを有する実施形態１の実施例に係るレンズ２に係る、屈折率に関する倍率、内側領域２ｂ及び外側領域２ａの半径の比ｒ２／ｒ１の百分率、及び有効範囲の関係を示すグラフである。図１３によれば、屈折率が変化しても、ほぼ１００％に近い有効範囲を達成できることがわかる。
【００４１】
図１４は、屈折率ｎ＝１．７の外側領域２ａ及び屈折率ｎ＝１．３５の内側領域２ｂを有する実施形態１の実施例に係るレンズ２による画像の拡大を示す図である。レンズ２は直径１０ｍｍを有する。内側領域２ｂ及び外側領域２ａの半径の比ｒ２／ｒ１の百分率は、７５．５%である。画像供給源３の長さ６．５ｍｍにわたる部分の画像がレンズ２に入射し、長さ９．９ｍｍを有する拡大された正立像の画像を生じる。画像の倍率は、９．９ｍｍ／６．５ｍｍ＝約１．５倍である。レンズ２の有効範囲は、９．９ｍｍ／１０ｍｍにより、９９％である。
【００４２】
図１５は、屈折率ｎ＝１．７の外側領域２ａ及び屈折率ｎ＝１．６５の内側領域２ｂを有する実施形態１の実施例に係るレンズ２による画像の拡大を示す図である。レンズ２は直径１０ｍｍを有する。内側領域２ｂ及び外側領域２ａの半径の比ｒ２／ｒ１の百分率は、５６．０%である。画像供給源３の長さ１．７ｍｍにわたる部分の画像がレンズ２に入射し、長さ９．４ｍｍを有する拡大された正立像の画像を生じる。画像の倍率は、９．４ｍｍ／１．７ｍｍ＝約５．５倍である。レンズ２の有効範囲は、９．４ｍｍ／１０ｍｍにより、９４％である。
【００４３】
図１６は、屈折率ｎ＝１．７の外側領域２ａを有する実施形態１の実施例に係るレンズ２に係る、屈折率に関する倍率、内側領域２ｂ及び外側領域２ａの半径の比ｒ２／ｒ１の百分率、及び有効範囲の関係を示すグラフである。図１６によれば、屈折率が変化しても、ほぼ１００％に近い有効範囲を達成できることがわかる。
【００４４】
図１０、図１３、及び図１６によれば、ほぼ１００％に近い有効範囲を達成するためには、内側領域２ｂ及び外側領域２ａの半径の比は約０．６〜約０．７５に設定され、第１の屈折率に対する第２の屈折率の比は約０．８〜約０．９７に設定される。より好ましくは、内側領域２ｂ及び外側領域２ａの半径の比は約０．６〜約０．７に設定され、第１の屈折率に対する第２の屈折率の比は約０．９５〜約０．９７に設定される。
【００４５】
実施形態１に係る表示装置によれば、ＸＹ平面内において様々な方向から画像を見ることができる。実施形態１に係る表示装置によれば、さらに、ほぼ１００％に近い有効範囲を達成することにより、画像の反転像による影響を従来よりも低減することができる。
【００４６】
実施形態１に係る表示装置は、例えば、以下の工程により製造される。まず、円柱の形状をそれぞれ有する複数のレンズ２を形成する。次に、複数のレンズ２に対して同一の画像をそれぞれ入射させる複数の画像供給源３を複数のレンズ２にそれぞれ固定する。次に、複数のレンズ２を支持部材１により支持する。このとき、各レンズ２がそれらの側面において互いに隣接するように、各レンズ２が所定の支持面に沿って配置されるように、かつ、複数の画像供給源３が各レンズ２と支持面とが互いに対向する各位置に設けられるように、各レンズ２を支持部材１により支持する。この工程において、各レンズ２は、各レンズ２の半径方向において少なくとも２つの互いに異なる屈折率の領域を有するように形成される。
【００４７】
次に、複数のレンズ２を配列する方法についてさらに説明する。
【００４８】
まず、図１７〜図１９を参照して、図１の複数のレンズ２を配列する第１の方法について説明する。
【００４９】
図１７は、図１の複数のレンズ２を配列する第１の方法を説明する図であって、複数のレンズ２を複数のコネクタ部材２１によって連結した状態を示す斜視図である。複数のレンズ２を支持部材１により支持する前に、複数のレンズ２のうちの互いに隣接するレンズ２は、コネクタ部材２１によって予め連結される。各コネクタ部材２１は可撓性材料から形成される。各コネクタ部材２１は、レンズ２に接着されてもよい。レンズ２が可撓性のプラスチック材料から形成される場合には、各コネクタ部材２１は、レンズ２と一体的に形成されてもよい。
【００５０】
図１８は、図１７のコネクタ部材２１の位置を示す上面図である。各コネクタ部材２１は、各レンズ２の中心を通る直線に対して一方の側にずれた位置において、各レンズを互いに連結する。複数のレンズ２を円筒形状の支持面に沿って互いに接するように配列する場合、複数のレンズ２は、各レンズの中心を通る円と各レンズ２の周との交点の近傍において、互いに接する。従って、各コネクタ部材２１が各レンズ２の中心を通る直線上にあると、複数のレンズ２を互いに接するように配列する妨げとなる。一方、図１８のようにコネクタ部材２１を設けることにより、複数のレンズ２を円筒形状の支持面に沿って互いに接するように配列することができる。
【００５１】
図１９は、図１７の複数のレンズ２及び複数のコネクタ部材２１を支持部材１の側面に沿って配置した状態を示す上面図である。図１９の表示装置は、例えば、以下の工程により製造される。まず、図１７に示すように、複数のレンズ２を各レンズ２の側面において複数のコネクタ部材２１によりそれぞれ連結する。次に、図１９に示すように、複数のコネクタ部材２１により連結された複数のレンズ２を支持面に沿って配置する。図１７のように形成された複数のレンズ２及び複数のコネクタ部材２１を支持部材１に一度に巻き付けるだけで表示装置を構成することができ、表示装置の組み立てコストを低減することができる。
【００５２】
図１７〜図１９では、図示の簡単化のために、６つのレンズ２のみをコネクタ部材２１によって連結しているが、より多くのレンズ２をコネクタ部材２１によって連結してもよく、より少ないレンズ２をコネクタ部材２１によって連結してもよい。
【００５３】
次に、図２０〜図２２を参照して、図１の複数のレンズ２を配列する第２の方法について説明する。
【００５４】
図２０は、図１の複数のレンズ２を配列する第２の方法を説明する図であって、複数のレンズ２を収容して保持するレシーバ部材２２を示す上面図である。レシーバ部材２２は弾性体から形成される。レシーバ部材２２は、複数のレンズ２を収容して保持するように、各レンズ２の半径よりも深い凹部２２ｂをそれぞれ形成する複数ペアのアーム２２ａと、シート状の基部２２ｃとを有する。
【００５５】
図２１は、図２０のレシーバ部材２２を支持部材１の側面に沿って配置した状態を示す上面図である。レシーバ部材２２の基部２２ｃは、支持部材１に対して、例えば接着により固定される。
【００５６】
図２２は、図２１のレシーバ部材２２に複数のレンズ２を収容して保持した状態を示す上面図である。各レンズ２は、レシーバ部材２２の凹部２２ｂに収容されて保持される。前述のように、レシーバ部材２２の凹部２２ｂが各レンズ２の半径よりも深くなるように形成することにより、各レンズ２を安定して保持することができる。レシーバ部材２２を用いることにより複数のレンズ２を容易かつ確実に保持することができ、表示装置の組み立てコストを低減することができる。
【００５７】
図２０〜図２２では、図示の簡単化のために、レシーバ部材２２は４ペアのアーム２２ａ及び４つの凹部２２ｂのみを有しているが、より多くのアーム２２ａ及び凹部２２ｂを有してもよく、より少ないアーム２２ａ及び凹部２２ｂを有してもよい。
【００５８】
次に、図２３を参照して、図１の複数のレンズ２を配列する第３の方法について説明する。
【００５９】
図２３は、図１の複数のレンズ２を配列する第３の方法を説明する図であって、磁石２３，２４をそれぞれ備える支持部材１及び複数のレンズ２を示す上面図である。支持部材１には複数の第１の磁石２３が設けられる。複数のレンズ２には複数の第２の磁石２４が設けられる。磁石２４は、例えば、画像供給源３の画像の中心（例えば図２のように上から見たときの画像の中心）の位置に合わせて、レンズ２に設けられる。支持部材１に設けられる各磁石２３の極性の向きは、支持面に沿って同一の極性になるようにそろえられる。各レンズ２に設けられる各磁石２４の極性の向きは、各レンズ２が支持面に沿って配置されるときに磁石２３の極性とは逆になるようにそろえられる。複数の第１の磁石２３及び複数の第２の磁石２４が互いに引き合うように、複数のレンズ２は支持面に沿って配置される。各磁石２３，２４は、複数のレンズ２と支持面とが互いに対向する各位置において互いに引き合い、それらの位置が決まる。このように磁石２３，２４を用いることにより、複数のレンズ２を支持面に沿って配置するとき、各レンズ２の位置を容易に確定することができる。画像供給源３の画像の中心の位置に合わせて磁石２４をレンズ２に設けることにより、各レンズ２において、画像の中心を支持面の法線方向（閲覧者の方向）に容易に向けることができる。画像の中心を支持面の法線方向に向けるために余分な調整のステップが不要になるので、表示装置の組み立てコストを低減することができる。
【００６０】
図２３では、図示の簡単化のために、１０個のレンズ２のみを示しているが、表示装置がより多くのレンズ２を備える場合も、より少ないレンズ２を備える場合も同様である。
【００６１】
次に、図２４〜図２７を参照して、図１の複数のレンズ２を配列する第４の方法について説明する。
【００６２】
図２４は、図１の複数のレンズ２を配列する第４の方法を説明する図であって、長手方向の軸のまわりに回転可能に支持される複数のレンズ２を示す斜視図である。図２５は、図２４の１つのレンズ２を示す上面図である。前述のように、各画像供給源３の位置は、閲覧者１０が画像供給源３の画像をレンズ２を介して正面から見るときに画像供給源３の画像の中心が見えるように、予め調整される。このため、複数のレンズ２は、回転支持部材２５により、各レンズ２の長手方向の軸のまわりで回転可能に支持される。レンズ２は、例えば長手方向の上端及び下端の少なくとも一方に、表示装置の管理者などによって操作される取っ手２６を備える。
【００６３】
図２６は、図２４の変形例に係る１つのレンズ２を示す上面図である。レンズ２は、図２５に示すように凸形状を有する取っ手２６を備えてもよく、図２６に示すように凹形状を有する取っ手２６Ａを備えてもよい。
【００６４】
図２７は、図２４の複数のレンズ２を支持部材１の側面に沿って配置した状態を示す斜視図である。複数のレンズ２は、長手方向の軸のまわりで回転可能であるように、複数の回転支持部材２５を介して支持部材１の側面に沿って配置される。表示装置の管理者は、表示装置に実際に表示された画像を見ながら、各レンズ２の角度を調整し、これにより、各レンズ２に固定された画像供給源３の角度を調整する。
【００６５】
図２４及び図２７では、リング状の回転支持部材２５を示したが、各レンズ２をその長手方向の軸のまわりで回転可能に支持可能であれば、任意の形態の回転支持部材を使用可能である。
【００６６】
次に、図２８を参照して、図１の複数のレンズ２を配列する第５の方法について説明する。
【００６７】
図２８は、図１の複数のレンズ２を配列する第５の方法を説明する図であって、長手方向の軸のまわりに回転可能に支持される複数のレンズ２を含む表示装置を示す斜視図である。図２８の表示装置では、図２７の表示装置と同様に、複数のレンズ２が、長手方向の軸のまわりで回転可能であるように、複数の回転支持部材２５を介して支持部材１の側面に沿って配置される。図２８の表示装置はさらに、複数のレンズ２をそれぞれ回転させるモータ２７を備える。各モータ２７は例えば超音波モータなどである。各モータ２７は、外部の制御装置２８によって制御される。表示装置の管理者は、表示装置に実際に表示された画像を見ながら、制御装置２８を介して各レンズ２の角度を調整し、これにより、各レンズ２に固定された画像供給源３の角度を調整する。
【００６８】
次に、実施形態１に係る表示装置の変形例について説明する。
【００６９】
支持部材は、図１に示すような中実な立体ではなく、例えば円筒面などの面状の部材であってもよい。また、支持部材は、複数のレンズ２の上面、下面、及び側面の一部においてのみ各レンズを支持するフレームのみであってもよい。この場合、レンズ２を配置する支持面は実際には存在しないが、複数のレンズ２に内接する円筒面が仮想的な支持面になる。フレームの支持部材は、複数のレンズ２が各レンズ２の側面において互いに隣接するように、かつ、複数のレンズ２が仮想的なの支持面に沿って配置されるように、複数のレンズ２を支持する。複数の画像供給源３は、複数のレンズ２と仮想的な支持面とが互いに対向する各位置において複数のレンズ２にそれぞれ固定され、複数のレンズ２に対して同一の画像をそれぞれ入射させる。
【００７０】
支持面は、表示装置の閲覧者１０から見て凸形状を有することに限定されず、平面であってもよく、凹面であってもよい。
【００７１】
各レンズは、その半径方向において３つ以上の互いに異なる屈折率の領域を有してもよい。各レンズは、次第に変化する屈折率を有するＧＲＩＮ（Gradient index）レンズであってもよい。これらの場合、屈折率は、レンズの外周から中心に向かうにつれて次第に減少する。
【００７２】
実施形態１に係る表示装置は、以下の構成を備えたことを特徴とする。
【００７３】
実施形態１に係る表示装置は、支持部材１と、複数のレンズ２と、複数の画像供給源３とを備える。複数のレンズ２は円柱の形状をそれぞれ有する。支持部材１は、複数のレンズ２が各レンズ２の側面において互いに隣接するように、かつ、複数のレンズ２が所定の支持面に沿って配置されるように、複数のレンズ２を支持する。複数の画像供給源３は、複数のレンズ２と支持面とが互いに対向する各位置において複数のレンズ２にそれぞれ固定され、複数のレンズ２に対して同一の画像をそれぞれ入射させる。各レンズ２は、各レンズ２の半径方向において少なくとも２つの互いに異なる屈折率の領域を有する。
【００７４】
これにより、様々な方向から画像を見ることができ、また、画像の反転像による影響を従来よりも低減することができる。
【００７５】
実施形態１に係る表示装置によれば、各レンズ２は、同心円状に、第１の屈折率を有する外側領域２ａと、第１の屈折率よりも低い第２の屈折率を有する内側領域２ｂとを有してもよい。
【００７６】
実施形態１に係る表示装置によれば、各レンズ２の直径に対する内側領域２ｂの半径の比は約０．６〜約０．７５であり、第１の屈折率に対する第２の屈折率の比は約０．８〜約０．９７であってもよい。
【００７７】
実施形態１に係る表示装置によれば、各レンズ２の直径に対する内側領域２ｂの半径の比は約０．６〜約０．７であり、第１の屈折率に対する第２の屈折率の比は約０．９５〜約０．９７であってもよい。
【００７８】
これにより、画像の反転像による影響を従来よりも低減することができる。
【００７９】
実施形態１に係る表示装置は、複数のレンズ２のうちの互いに隣接するレンズ２をそれぞれ連結する複数のコネクタ部材２１をさらに備えてもよい。
【００８０】
実施形態１に係る表示装置は、複数のレンズ２を収容して保持するレシーバ部材２２をさらに備えてもよい。
【００８１】
実施形態１に係る表示装置は、複数のレンズ２と支持面とが互いに対向する各位置において複数のレンズ２及び支持部材１にそれぞれ設けられた複数の磁石２３，２４をさらに備えてもよい。
【００８２】
これにより、表示装置の組み立てコストを低減することができる。
【００８３】
実施形態１に係る表示装置は、複数のレンズ２は、各レンズ２の長手方向の軸のまわりで回転可能に支持されてもよい。
【００８４】
これにより、各レンズ２に固定された画像供給源３の角度を調整することができる。
【００８５】
実施形態１に係る表示装置は、支持面は凸形状を有してもよい。
【００８６】
実施形態１に係る表示装置は、支持面は円筒形状を有してもよい。
【００８７】
これにより、画像の反転像による影響を従来よりも低減することができる。
【００８８】
実施形態１に係る表示装置の製造方法は、円柱の形状をそれぞれ有する複数のレンズ２を形成するステップを含む。製造方法は、複数のレンズ２に対して同一の画像をそれぞれ入射させる複数の画像供給源３を複数のレンズ２にそれぞれ固定するステップを含む。製造方法は、複数のレンズ２が各レンズ２の側面において互いに隣接するように、複数のレンズ２が所定の支持面に沿って配置されるように、かつ、複数の画像供給源３が複数のレンズ２と支持面とが互いに対向する各位置に設けられるように、複数のレンズ２を支持部材１により支持するステップを含む。各レンズ２は、各レンズ２の半径方向において少なくとも２つの互いに異なる屈折率の領域を有するように形成される。
【００８９】
これにより、様々な方向から画像を見ることができ、また、画像の反転像による影響を従来よりも低減することができる。
【００９０】
実施形態１に係る表示装置の製造方法によれば、複数のレンズ２を支持部材１により支持するステップは、複数のレンズ２を各レンズ２の側面において複数のコネクタ部材２１によりそれぞれ連結するステップを含む。複数のレンズ２を支持部材１により支持するステップは、複数のコネクタ部材２１により連結された複数のレンズ２を支持面に沿って配置するステップを含む。
【００９１】
実施形態１に係る表示装置の製造方法によれば、複数のレンズ２を支持部材１により支持するステップは、複数のレンズ２を収容して保持するレシーバ部材２２を形成するステップを含む。複数のレンズ２を支持部材１により支持するステップは、レシーバ部材２２を支持部材１に対して固定するステップを含む。複数のレンズ２を支持部材１により支持するステップは、複数のレンズ２をレシーバ部材２２に収容して保持するステップを含む。
【００９２】
実施形態１に係る表示装置の製造方法によれば、複数のレンズ２を支持部材１により支持するステップは、支持部材１に複数の第１の磁石２３を設けるステップを含む。複数のレンズ２を支持部材１により支持するステップは、複数のレンズ２に複数の第２の磁石２４を設けるステップを含む。複数の第１の磁石２３及び複数の第２の磁石２４が互いに引き合うように、複数のレンズ複数のレンズ２を支持部材１により支持するステップは、２を支持面に沿って配置するステップとを含む。
【００９３】
これにより、表示装置の組み立てコストを低減することができる。
【００９４】
実施形態２．
図２９は、実施形態２に係る表示装置の動作原理を示す上面図である。人が画像を見るとき、目だけで認識するのではなく、脳で視覚情報を処理している。そのため、画像の反転像が正立像に重畳する領域がわずかである場合、画像を移動させることで、脳はそのわずかな歪を無視して認識する。その結果、反転像による歪が目立たなくなる。
【００９５】
図３０は、実施形態２に係る表示装置の構成を示す斜視図である。図３１は、図３０の表示装置の縦断面図である。実施形態２に係る表示装置は、支持部材１、複数のレンズ２又は２Ａ、台座３１、スライドプレート３２、受け台３３、板バネ３４、複数のボール３５、及び駆動装置３６とを備える。
【００９６】
支持部材１及び複数のレンズ２又は２Ａは、実施形態１に係る表示装置と同様に構成される。実施形態２に係る表示装置では、少なくとも２つの屈折率を有するレンズ２（図３など）を用いてもよく、１つの屈折率を有するレンズ２Ａ（図４〜図６）を用いてもよい。各レンズ２又は２Ａには、画像供給源３がそれぞれ固定されている。
【００９７】
台座３１は、受け台３３を介して、支持部材１及び複数のレンズ２又は２Ａを支持する。スライドプレート３２は、台座３１及び受け台３３の間でＺ方向に移動する。スライドプレート３２はまた、その内周に傾斜面を有する。板バネ３４は、スライドプレート３２のＺ方向の移動と連動して、半径方向に移動する。複数のボール３５は、スライドプレート３２の傾斜面と、板バネ３４との間に設けられ、スライドプレート３２のＺ方向の位置にかかわらず、板バネ３４を複数のレンズ２又は２Ａに対して押しつける。駆動装置３６は、複数のレンズ２又は２Ａを支持面に沿って各レンズ２又は２Ａの長手方向に垂直な方向に移動させる。駆動装置３６は、例えば、支持部材１及び複数のレンズ２又は２Ａを、支持部材１の長手方向の軸の回りに回転させる。
【００９８】
駆動装置３６は、複数のレンズ２又は２Ａを１方向に移動させてもよい。駆動装置３６は、複数のレンズ２又は２Ａを所定の範囲内で往復するように移動させてもよい。
【００９９】
駆動装置３６は、例えば、複数のレンズ２を各レンズ２の直径の１倍〜１０倍の距離だけ毎秒移動させてもよい。
【０１００】
実施形態２に係る表示装置によれば、１つの屈折率を有するレンズ２Ａを用いる場合であっても、複数のレンズ２Ａを移動させることにより、画像の反転像による影響を従来よりも低減することができる。また、実施形態２に係る表示装置によれば、少なくとも２つの屈折率を有するレンズ２を用いる場合には、画像の反転像による影響をさらに低減することができる。
【０１０１】
実施形態２に係る表示装置は、駆動装置３６により複数のレンズ２又は２Ａを移動させることに限定されない。例えば、駆動装置３６又は他の形態の動力を用いることなく、例えば人の力により複数のレンズ２又は２Ａを移動させてもよい。
【０１０２】
実施形態２に係る表示装置は、以下の構成を備えたことを特徴とする。
【０１０３】
実施形態２に係る表示装置は、支持部材１と、複数のレンズ２又は２Ａと、複数の画像供給源３と、駆動装置３６とを備える。複数のレンズ２又は２Ａは円柱の形状をそれぞれ有する。支持部材１は、複数のレンズ２又は２Ａが各レンズ２又は２Ａの側面において互いに隣接するように、かつ、複数のレンズ２又は２Ａが所定の支持面に沿って配置されるように、複数のレンズ２又は２Ａを支持する。複数の画像供給源３は、複数のレンズ２又は２Ａと支持面とが互いに対向する各位置において複数のレンズ２又は２Ａにそれぞれ固定され、複数のレンズ２又は２Ａに対して同一の画像をそれぞれ入射させる。駆動装置３６は、複数のレンズ２又は２Ａを支持面に沿って各レンズ２又は２Ａの長手方向に垂直な方向に移動させる。
【０１０４】
実施形態２に係る表示装置によれば、駆動装置３６は、複数のレンズ２又は２Ａを各レンズ２又は２Ａの直径の１倍〜１０倍の距離だけ毎秒移動させてもよい。
【０１０５】
実施形態２に係る表示装置によれば、駆動装置３６は、複数のレンズ２又は２Ａを１方向に移動させてもよい。
【０１０６】
実施形態２に係る表示装置によれば、駆動装置３６は、複数のレンズ２又は２Ａを所定の範囲内で往復するように移動させてもよい。
【０１０７】
これにより、画像の反転像による影響を従来よりもさらに低減することができる。
【０１０８】
実施形態２に係る表示装置は、実施形態１に係る表示装置の他の特徴を備えてもよい。
【０１０９】
実施形態３．
図３２は、実施形態３に係る表示装置の構成を示す斜視図である。図３３は、図３２の表示装置の詳細構成を示す上面図である。
【０１１０】
実施形態３に係る表示装置は、支持部材１Ａと、複数のレンズ２Ｂと、複数の画像供給源３とを備える。複数のレンズ２Ｂは円柱の形状をそれぞれ有する。支持部材１Ａは、複数のレンズ２Ｂが各レンズ２Ｂの側面において互いに隣接するように、かつ、複数のレンズ２Ｂが所定の支持面に沿って配置されるように、複数のレンズ２Ｂを支持する。複数の画像供給源３は、複数のレンズ２Ｂと支持面とが互いに対向する各位置において複数のレンズ２Ｂにそれぞれ固定され、複数のレンズ２Ｂに対して同一の画像をそれぞれ入射させる。支持面は、表示装置の閲覧者１０から見て、凹形状を有する。各レンズ２Ｂは、２以上の屈折率を有する。
【０１１１】
次に、図３４及び図３５を参照して、実施形態３に係る表示装置の動作原理について説明する。
【０１１２】
図３４は、図３２の表示装置の動作原理を示す上面図である。図３５は、実施形態３の比較例に係る表示装置の動作原理を示す上面図である。
【０１１３】
図３５の表示装置は、通常のアクリル樹脂と同程度の屈折率（例えば１．４９）を有する複数のレンズ２Ａを備える。図３５を参照すると、複数のレンズ２Ａのうちの互いに隣り合ういくつかのレンズ２Ａ−１〜２Ａ−３からの光線が閲覧者１０に到達する。閲覧者１０は、レンズ２Ａ−１〜２Ａ−３から閲覧者１０への光線が実質的に平行になるように、十分に離れた位置から表示装置の画像を閲覧する。画像供給源３−１〜３−３は、レンズ２Ａ−１〜２Ａ−３に対して同一の画像（三角形、ハート、及び矢印を含む画像）をそれぞれ入射させる。複数のレンズ２Ａが凹形状の支持面に沿って配置される場合、レンズ２Ａの屈折率が通常のアクリル樹脂と同程度であると、互いに隣接するレンズ２Ａを介して見える画像のうち、一方の画像は正立像になるが、他方の画像は反転像になる。
【０１１４】
一方、図３４を参照すると、複数のレンズ２Ｂのうちの互いに隣り合ういくつかのレンズ２Ｂ−１〜２Ｂ−３からの光線が閲覧者１０に到達する。閲覧者１０は、レンズ２Ｂ−１〜２Ｂ−３から閲覧者１０への光線が実質的に平行になるように、十分に離れた位置から表示装置の画像を閲覧する。画像供給源３−１〜３−３は、レンズ２Ｂ−１〜２Ｂ−３に対して同一の画像（三角形、ハート、及び矢印を含む画像）をそれぞれ入射させる。各画像供給源３によって各レンズ２Ｂに対して入射される画像は、表示装置によって表示される画像に対して、各レンズ２Ｂの長手方向の軸に関して反転されている。各画像供給源３の画像を反転するとともに、さらに、各レンズ２Ｂを介して得られる画像も反転する必要がある。このため、２以上の屈折率を有するレンズ２Ｂを用いる。このとき、焦点はレンズ２Ｂの内部にあり、画像の反転像が生じる。
【０１１５】
図３６は、屈折率ｎ＝２．０を有する実施形態３の実施例に係るレンズ２Ｂによる画像の拡大を示す図である。このようなレンズ２Ｂを用いることにより、正立像なしで、反転像のみを生じることができる。
【０１１６】
可視光に対して２以上の屈折率を有するレンズの例として、近年では、例えば、酸化ランタンを主成分とするガラス、酸化ビスマスを主成分とするガラス、などが利用可能である。また、２以上の屈折率を有するレンズの例として、例えば、非特許文献１に記載のＬ−ＢＢＨ１、Ｌ−ＢＢＨ２などが利用可能である。より高い屈折率を有するレンズの例として、現在、例えば、屈折率２．２程度を有するガラス、屈折率２．４〜２．５程度を有するダイヤモンド及び窒化ガリウムなどが利用可能である。表示装置を赤外領域で使用する場合には、より高い屈折率を有するレンズの例として、屈折率３．５を有するシリコンが利用可能である。いずれにせよ、レンズ２の内部で画像を反転できるのであれば、２以上の任意の屈折率を有する材料を利用可能である。
【０１１７】
実施形態３に係る表示装置によれば、ＸＹ平面内において様々な方向から画像を見ることができ、また、画像の反転像による影響を従来よりも低減することができる。
【０１１８】
図３７は、実施形態３の変形例に係る表示装置のレンズ２Ｃの詳細構成を示す横断面図である。実施形態３に係る表示装置は、半径方向において少なくとも２つの互いに異なる屈折率の領域を有する複数のレンズを備えてもよい。図３７のレンズ２Ｃは、同心円状に、第１の屈折率を有する外側領域２ａと、第１の屈折率よりも高い第２の屈折率を有する内側領域２ｂとを有する。
【０１１９】
次に、複数のレンズ２Ｂ又は２Ｃを配列する方法についてさらに説明する。
【０１２０】
図３８は、図３２の複数のレンズ２Ｂ又は図３７の複数のレンズ２Ｃを配列する第１の方法を説明する図である。図３８は、複数のレンズ２Ｂ又は２Ｃを図１７の複数のコネクタ部材２１によって連結し、複数のレンズ２Ｂ又は２Ｃ及び複数のコネクタ部材２１を支持部材１Ａの側面に沿って配置した状態を示す上面図である。図１９の表示装置の場合と同様に、図１７と同様に形成された複数のレンズ２Ｂ又は２Ｃ及び複数のコネクタ部材２１を支持部材１Ａに一度に巻き付けるだけで表示装置を構成することができ、表示装置の組み立てコストを低減することができる。
【０１２１】
図３９は、図３２の複数のレンズ２Ｂ又は図３７の複数のレンズ２Ｃを配列する第２の方法を説明する図であって、図２０のレシーバ部材２２を支持部材１Ａの側面に沿って配置した状態を示す上面図である。図４０は、図３９のレシーバ部材２２に複数のレンズ２Ｂ又は２Ｃを収容して保持した状態を示す上面図である。図２２の表示装置の場合と同様に、レシーバ部材２２を用いることにより複数のレンズ２Ｂ又は２Ｃを容易かつ確実に保持することができ、表示装置の組み立てコストを低減することができる。
【０１２２】
図４１は、図３２の複数のレンズ２Ｂ又は図３７の複数のレンズ２Ｃを配列する第３の方法を説明する図であって、磁石２３，２４をそれぞれ備える支持部材１Ａ及び複数のレンズ２Ｂ又は２Ｃを示す上面図である。図２３の場合と同様に、磁石２３，２４を用いることにより、複数のレンズ２Ｂ又は２Ｃを支持面に沿って配置するとき、各レンズ２Ｂ又は２Ｃの位置を容易に確定することができる。画像供給源３の画像の中心の位置に合わせて磁石２４をレンズ２Ｂ又は２Ｃに設けることにより、各レンズ２Ｂ又は２Ｃにおいて、画像の中心を支持面の法線方向（閲覧者の方向）に容易に向けることができる。画像の中心を支持面の法線方向に向けるために余分な調整のステップが不要になるので、表示装置の組み立てコストを低減することができる。
【０１２３】
図４２は、図３２の複数のレンズ２Ｂ又は図３７の複数のレンズ２Ｃを配列する第４の方法を説明する図であって、複数のレンズ２Ｂ又は２Ｃを支持部材１Ａの側面に沿って配置した状態を示す斜視図である。図２７の場合と同様に、各レンズ２Ｂ又は２Ｃに固定された画像供給源３の角度を調整することができる。
【０１２４】
図４３は、図３２の複数のレンズ２Ｂ又は図３７の複数のレンズ２Ｃを配列する第５の方法を説明する図であって、長手方向の軸のまわりに回転可能に支持される複数のレンズ２Ｂ又は２Ｃを含む表示装置を示す斜視図である。図２８の場合と同様に、各レンズ２Ｂ又は２Ｃに固定された画像供給源３の角度を調整することができる。
【０１２５】
実施形態３に係る表示装置は、以下の構成を備えたことを特徴とする。
【０１２６】
実施形態３に係る表示装置は、支持部材１Ａと、複数のレンズ２Ｂ又は２Ｃと、複数の画像供給源３とを備える。複数のレンズ２Ｂ又は２Ｃは円柱の形状をそれぞれ有する。支持部材１Ａは、複数のレンズ２Ｂ又は２Ｃが各レンズ２Ｂ又は２Ｃの側面において互いに隣接するように、かつ、複数のレンズ２Ｂ又は２Ｃが所定の支持面に沿って配置されるように、複数のレンズ２Ｂ又は２Ｃを支持する。複数の画像供給源３は、複数のレンズ２Ｂ又は２Ｃと支持面とが互いに対向する各位置において複数のレンズ２Ｂ又は２Ｃにそれぞれ固定され、複数のレンズ２Ｂ又は２Ｃに対して同一の画像をそれぞれ入射させる。支持面は凹形状を有する。各レンズ２Ｂ又は２Ｃは２以上の屈折率を有する。
【０１２７】
実施形態３に係る表示装置によれば、各画像供給源３によって各レンズ２Ｂ又は２Ｃに対して入射される画像は、表示装置によって表示される画像に対して、各レンズ２Ｂ又は２Ｃの長手方向の軸に関して反転されていてもよい。
【０１２８】
これにより、様々な方向から画像を見ることができ、また、画像の反転像による影響を従来よりも低減することができる。
【０１２９】
実施形態３に係る表示装置によれば、各レンズ２Ｂ又は２Ｃは、各レンズ２Ｂ又は２Ｃの半径方向において少なくとも２つの互いに異なる屈折率の領域を有してもよい。
【０１３０】
実施形態３に係る表示装置によれば、各レンズ２Ｂ又は２Ｃは、同心円状に、第１の屈折率を有する外側領域２ａと、第１の屈折率よりも高い第２の屈折率を有する内側領域２ｂとを有してもよい。
【０１３１】
これにより、画像の反転像による影響を従来よりもさらに低減することができる。
【０１３２】
実施形態３に係る表示装置は、実施形態１に係る表示装置の他の特徴を備えてもよい。
【０１３３】
実施形態４．
実施形態４に係る表示装置では、実施形態２に係る表示装置と同様に、画像を移動させることで画像の反転像による影響を低減する。
【０１３４】
図４４は、実施形態４に係る表示装置の構成を示す斜視図である。図４５は、図４４の表示装置の一部破断図である。複数のレンズ２Ｂ又は２Ｃ、台座４１、スライドプレート４２、板バネ４３、ボール４４、及び駆動装置４５を備える。
【０１３５】
複数のレンズ２Ｂ又は２Ｃは、実施形態３に係る表示装置と同様に構成される。各レンズ２Ｂ又は２Ｃには、画像供給源３がそれぞれ固定されている。
【０１３６】
スライドプレート４２は、台座４１の上において、移動可能に設けられる。スライドプレート４２は、その内周に傾斜面を有する。板バネ４３は、レンズ２Ｂ又は２Ｃのサイズに応じて、半径方向に移動する。複数のボール４４は、スライドプレート４２の傾斜面と、板バネ４３との間に設けられ、板バネ４３を複数のレンズ２Ｂ又は２Ｃに対して押しつける。駆動装置４５は、複数のレンズ２Ｂ又は２Ｃを支持面に沿って各レンズ２Ｂ又は２Ｃの長手方向に垂直な方向に移動させる。
【０１３７】
駆動装置４５は、複数のレンズ２Ｂ又は２Ｃを１方向に移動させてもよい。駆動装置４５は、複数のレンズ２Ｂ又は２Ｃを所定の範囲内で往復するように移動させてもよい。
【０１３８】
駆動装置４５は、例えば、複数のレンズ２Ｂ又は２Ｃを各レンズ２Ｂ又は２Ｃの直径の１倍〜１０倍の距離だけ毎秒移動させてもよい。
【０１３９】
実施形態４に係る表示装置によれば、複数のレンズ２Ｂ又は２Ｃを移動させることにより、画像の反転像による影響を従来よりも低減することができる。
【０１４０】
実施形態４に係る表示装置は、駆動装置３６により複数のレンズ２Ｂ又は２Ｃを移動させることに限定されない。例えば、駆動装置３６又は他の形態の動力を用いることなく、例えば人の力により複数のレンズ２Ｂ又は２Ｃを移動させてもよい。
【０１４１】
実施形態４に係る表示装置は、実施形態２及び３に係る表示装置の特徴を有する。
【符号の説明】
【０１４２】
１，１Ａ…支持部材、
２，２Ｂ，２Ｃ…レンズ、
２ａ…外側領域、
２ｂ…内側領域、
３…画像供給源、
２１…コネクタ部材、
２２…レシーバ部材、
２３，２４…磁石、
２５…回転支持部材、
２６，２６Ａ…取っ手、
２７…モータ、
２８…制御装置、
３１…台座、
３２…スライドプレート、
３３…受け台、
３４…板バネ、
３５…ボール、
３６…駆動装置、
４１…台座、
４２…スライドプレート、
４３…板バネ、
４４…ボール、
４５…駆動装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【国際調査報告】
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