【手続補正書】
【提出日】平成25年3月27日(2013.3.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
前記目的を果たすため、本発明の表示装置の一態様は、ビームスプリッタから形成された平板状のステージと、前記ステージの下方に配置された表示素子と、前記ビームスプリッタから形成され、前記ステージの上方を覆うように配置されたドーム部と、を備え、前記表示素子は、前記ドーム部の内面に対して光を照射するように、前記ドーム部の焦点よりも前記ドーム部から遠い位置に配置されていて、前記ステージは、前記ドーム部の前記焦点と前記表示素子との間に配置されている、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】０００６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
［第一の実施の形態］
図１は第一の実施の形態に係る表示装置の概略構成を示す斜視図である。また、図２は図３におけるII−II切断面から見た表示装置の内部構成を示す断面図であり、図３は図２におけるIII−III切断面から見た表示装置の内部構成を示す断面図である。
これら図１〜図３に示すように表示装置１は、台座２、ステージ３、表示素子４、ドーム部５を備えている。
台座２は、円板状の底板２１と、底板２１の周縁から立設する円筒状の壁部２２と、を備え、全体として遮光性を有している。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
ステージ３は、台座２の内部空間を閉塞するように台座２の上部を覆っている。ステージ３は、例えばハーフミラー等のビームスプリッタにより円板状に形成されている。ビームスプリッタは、ガラスやアクリル等の透明基板にＡｇやＡｌ等の高反射材料を蒸着、スパッタリング等で成膜することで形成されている。図４は、ステージ３の成膜状態を示す説明図である。図４（ａ）に示すように、ステージ３の全面に均一に成膜を施してもよいが、ステージ３の透過率Ｔ１と反射率Ｒ１との比率を場所によって調整して、表示素子４側で透過性が高く、結像側では反射性が高くなるようにすることが好ましい。例えば、図４（ｂ）に示すように、前方から後方にかけて徐々に膜厚が薄くなるように成膜してもよいし、図４（ｃ）に示すように、表示素子４近傍から、離れるにつれて徐々に膜厚が厚くなるように成膜を施してもよい。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
表示素子４は、例えば液晶表示素子又は有機ＥＬ表示素子等である。表示素子４はステージ３の下方であって台座２内に収容されている。また、表示素子４は、その上端部がステージ３の中心Ｏ１に対向し、下方に進むにつれて中心Ｏ１を通過する垂直線Ｌ１から後方に離間するように傾いて配置されている。この表示素子４の傾斜角度は、水平面に対して４５度程度であることが好ましい。そして、表示素子４の表示面４１は観察側（前方）とは反対側を向いている。これにより表示素子４は、ドーム部５における観察側とは反対側の内面に対して光を照射することになる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
ドーム部５は、例えばガラスやアクリル等の透明材料により略半球状に形成されている。ドーム部５は、上方に向けて凸となるようにステージ３を覆っている。このドーム部５の内面は滑らかな凹曲面５１となっていて、この凹曲面５１の表面上に反射性の高い反射層を成膜することが好ましい。なお、ドーム部５として、ハーフミラー等のビームスプリッタを用いることも可能である。そして、凹曲面５１の球心をＯ２、曲率半径をＲとすると、光軸Ｌ２に平行な光に対する凹曲面５１の焦点ｆはｆ＝Ｒ／２となり、光軸Ｌ２における凹曲面５１と球心Ｏ２との略中央に配置される。すなわち、表示素子４は、ドーム部５の焦点ｆよりもドーム部５から遠い位置に配置され、ステージ３は、ドーム部５の焦点ｆと表示素子４との間に配置されることになる。なお、以下の説明において、ドーム部５の凹曲面５１のうちの、前側半分を第一内面５１ａとし、後側半分を観察側とは反対側の第二内面５１ｂと称す。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
ここで、表示素子４から発せられた光がドーム部５の第二内面５１ｂで反射可能な範囲内であれば、視野角を振っても実像の輝度と精細度とはあまり変わらないものの、大きさに多少変動がある。
視野角を上下に振った場合を図９〜図１１に基づいて説明する。図９は、図５の観察位置から視野角が小さくなった場合、図１０は、図５の観察位置から視野角が大きくなった場合、図１１は図９の観察位置から更に視野角が小さくなった場合を示している。なお、図１０，図１１では、便宜上発光光ｄ２を省略している。
図５で示した観察位置から視野角が小さくなった場合、各発光光ｄ１，ｄ２，ｄ３の結像位置Ａ，Ｂ，Ｃは図９に示す位置となる。更に視野角が小さくなると、各発光光ｄ１，ｄ３の結像位置Ａ，Ｃは図１１に示す位置となる。また、図５で示した観察位置から視野角が大きくなると、各発光光ｄ１，ｄ３の結像位置Ａ，Ｃは図１０に示す位置となる。これらの図から、結像位置Ａから結像位置Ｄまでの大きさ、つまり実像の大きさは、視野角が小さいほど大きくなることがわかる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
次いで、視野角を左右に振った場合を図１２，図１３に基づいて説明する。図１２は視野角を左に振った場合、図１３は視野角を右に振った場合を示している。なお、図１２，図１３では、表示素子４からの発光光は、わかりやすくするために第二発光光の右側端部の発光光（右発光光ｄ２１）と、左側端部の発光光（左発光光ｄ２２）と、を表している。図７，図８の観察位置から視野角が左に傾いた場合、右発光光ｄ２１及び左発光光ｄ２２の結像位置Ｂ１，Ｂ２は図１２に示す位置となる。他方、図７，図８の観察位置から視野角が右に傾いた場合、右発光光ｄ２１及び左発光光ｄ２２の結像位置Ｂ１，Ｂ２は図１３に示す位置となる。このように、視野角を左右に振った場合は実像の幅が少し歪むことになる。
なお、上述したような上下左右方向に視野角を振った場合の実像の歪みについては、後述する第三の実施の形態で、観察者を撮影する撮像素子等を導入することにより、視野角による歪みを観察者に認識させないようにすることができる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
図１４は第二の実施の形態に係る表示装置の概略構成を示す斜視図である。また、図１５は図１６におけるXV−XV切断面から見た表示装置の内部構成を示す断面図であり、図１６は図１５におけるXVI−XVI切断面から見た表示装置の内部構成を示す断面図である。
これら図１４〜図１６に示すように表示装置６は、台座７、ステージ８、表示素子９、ドーム部１０、ミラー１１を備えている。
台座７は、半円板状の底板７１と、底板７１の周縁から立設する壁部７２と、を備え、全体として遮光性を有している。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
表示素子４は、その上端部がステージ８の円弧の中心Ｏ３に対向し、下方に進むにつれて中心Ｏ３を通過する垂直線から前方へ離間するように傾いて配置されている。そして、表示素子４の表示面４１は観察側を向いている。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
図１８に示すように、観察者Ｗからは、第三発光光ｄ６の結像位置Ｇは、ステージ８によって結像位置Ｈにあるように見える。これにより、結像位置Ｅ，Ｆ，Ｈがステージ８に対して略垂直方向に沿って並ぶことになり、表示素子４で表示された画像が立体的に表示される。
ここで、表示素子１０から発せられた光がステージ８を通ってドーム部１０の内面である凹曲面１０１で反射可能な範囲であれば、この場合に視野角を振っても実像の輝度と精細度とはあまり変わらない。しかしながら、視野角制限フィルム８１によって利用できる発光光の方向が制限されるため、実像が観測できる視野角範囲は第一の実施の形態の場合よりも狭くなってしまう。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
回転台５２は、その回転中心がステージ３の中心Ｏ１と一致するように配置されている。この回転台５２には、表示素子４を支持する表示素子用支持部５５と、撮像素子５４を支持する撮像素子用支持部５６とが設けられている。表示素子用支持部５５は、表示素子４の上端部がステージ３の中心Ｏ１に対向し、下方に進むにつれて中心Ｏ１を通過する垂直線Ｌ１から後方に離間するように、表示素子４を傾けて支持している。一方、撮像素子用支持部５６は、垂直線Ｌ１を挟んで表示素子４に対向するように撮像素子５４を支持している。撮像素子５４の光軸は、観察者Ｗの顔を撮影できるように斜め上前方を向いている。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
図２３は、表示装置５０の主制御構成を示すブロック図である。この図２３に示すように表示装置５０には、撮像素子５４で撮影された画像から観察者Ｗの位置を認識する位置認識部５７と、当該撮像素子５４、表示素子４及びモータ５３を制御する制御部５８と、が備えられている。
【手続補正１４】
【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】
ビームスプリッタから形成された平板状のステージと、
前記ステージの下方に配置された表示素子と、
前記ビームスプリッタから形成され、前記ステージの上方を覆うように配置されたドーム部と、を備え、
前記表示素子は、前記ドーム部の内面に対して光を照射するように、前記ドーム部の焦点よりも前記ドーム部から遠い位置に配置されていて、
前記ステージは、前記ドーム部の前記焦点と前記表示素子との間に配置されている、
ことを特徴とする表示装置。
【請求項２】
請求項１記載の表示装置において、
前記ドーム部は、略半球状に形成されていて、
前記表示素子は、前記ドーム部における観察側とは反対側の内面に対して光を照射するように配置されていることを特徴とする表示装置。
【請求項３】
請求項１記載の表示装置において、
前記ドーム部は、略四半球状に形成され、且つ、その外周面が前記観察側を向くように配置されていて、
前記ドーム部における前記観察側とは反対側には、前記ドーム部を閉塞する平板状のミラーが配置され、
前記ステージには、視野角制限フィルムが積層され、
前記表示素子は、前記ドーム部における前記観察側の内面に光を照射するように配置されていることを特徴とする表示装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の表示装置において、
前記表示素子を前記ステージの中心を基準に水平方向に回転させる回転部と、
前記ステージの下方に配置されて観察者を撮影する撮像素子と、
前記撮像素子で撮影された画像から前記観察者の位置を認識する位置認識部と、
前記位置認識部で認識された位置に対向した位置に前記表示素子が配置されるように、前記回転部を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする表示装置。
【請求項５】
請求項４記載の表示装置において、
前記制御部は、前記表示素子の表示内容を前記回転部の回転角度によって切り替えることを特徴とする表示装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の表示装置において、
前記ビームスプリッタはハーフミラーであることを特徴とする表示装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の表示装置において、
前記表示素子は液晶表示素子であることを特徴とする表示装置。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の表示装置において、
前記表示素子は有機ＥＬ表示素子であることを特徴とする表示装置。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１２】
2011232669.tif 000001