JP2019164308A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型化が可能な表示装置を提供する。【解決手段】第１主面と、前記第１主面の反対側に位置する第２主面とを有し、前記第１主面からの入射光を前記第２主面側に結像する光学部材と、前記第１主面に対向する反射面を有する反射部材と、前記光学部材と前記反射部材との間に位置する表示部と、を備え、前記反射部材は、前記光学部材と平行な位置に配置されている、表示装置。【選択図】 図１

Description

本発明の実施形態は、表示装置に関する。

近年、空中像を表示するための技術が種々検討されている。一例では、第１及び第２光反射面を有する微小ミラーユニットがマトリクス状に配置された光反射光学素子を備え、表示光を第１及び第２光反射面により２回反射させて鏡映像を作り出す空間映像表示装置が開示されている。その他の例では、被投影物からの光を偶数回反射して被投影物の像を結像させる反射型結像素子を備えた光学システムが開示されている。

国際公開第２００９／１３６５７８号 国際公開第２０１１／１３６２００号

本実施形態の目的は、小型化が可能な表示装置を提供することにある。

本実施形態によれば、
第１主面と、前記第１主面の反対側に位置する第２主面とを有し、前記第１主面からの入射光を前記第２主面側に結像する光学部材と、前記第１主面に対向する反射面を有する反射部材と、前記光学部材と前記反射部材との間に位置する表示部と、を備え、前記反射部材は、前記光学部材と平行な位置に配置されている、表示装置が提供される。
本実施形態によれば、
第１主面と、前記第１主面の反対側に位置する第２主面とを有し、前記第１主面からの入射光を前記第２主面側に結像する光学部材と、前記第１主面に対向する反射面を有する反射部材と、前記光学部材と前記反射部材との間に位置する表示部と、を備え、前記表示部は、前記反射部材と直交する位置に配置されている、表示装置が提供される。
本実施形態によれば、
第１主面と、前記第１主面の反対側に位置する第２主面とを有し、前記第１主面からの入射光を前記第２主面側に結像する光学部材と、前記第１主面に対向する反射面を有する反射部材と、前記光学部材と前記反射部材との間に位置する表示部と、を備え、前記反射部材と前記光学部材とのなす角度は、鋭角である、表示装置が提供される。
本実施形態によれば、
第１主面と、前記第１主面の反対側に位置する第２主面とを有し、前記第１主面からの入射光を前記第２主面側に結像する光学部材と、前記第１主面に対向する反射面を有する反射部材と、前記光学部材と前記反射部材との間に位置する表示部と、を備え、前記表示部は、第１画像を形成する第１画素及び第２画像を形成する第２画素を備えた表示パネルと、前記第１画素からの第１表示光を前記光学部材に向けて出射し、前記第２画素からの第２表示光を前記反射部材に向けて出射する光線制御部材と、を備えた表示装置が提供される。

図１は、本実施形態の表示装置ＤＳＰを示す断面図である。 図２は、比較例の表示装置ＤＳＰ２を示す断面図である。 図３は、図１に示した表示部ＤＰの一構成例を示す断面図である。 図４は、図３に示した表示パネルＰＮＬの一構成例を示す図である。 図５は、図１に示した光学部材ＯＥの一構成例を示す斜視図である。 図６は、表示部ＤＰの一構成例を示す図である。 図７は、表示エリアＤＡに表示された画像のうちの第１画像ＩＡを示す図である。 図８は、表示エリアＤＡに表示された画像のうちの第２画像ＩＢを示す図である。 図９は、表示装置ＤＳＰにおける空中像ＡＩの表示例を説明するための図である。 図１０は、表示装置ＤＳＰの他の構成例を示す断面図である。

以下、本実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、開示はあくまで一例に過ぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は、説明をより明確にするため、実際の態様に比べて、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同一又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する詳細な説明を適宜省略することがある。

図１は、本実施形態の表示装置ＤＳＰを示す断面図である。図中の第１方向Ｘ、第２方向Ｙ、第３方向Ｚは、互いに直交しているが、９０度以外の角度で交差していてもよい。
表示装置ＤＳＰは、表示部ＤＰと、光学部材ＯＥと、反射部材ＲＥと、筐体ＣＳと、を備えている。表示部ＤＰ、光学部材ＯＥ、及び、反射部材ＲＥは、筐体ＣＳに収容されている。図中において、筐体７０は、点線で示している。

光学部材ＯＥは、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙに延出している。光学部材ＯＥは、第１主面ＯＥＡと、第１主面ＯＥＡの反対側に位置する第２主面ＯＥＢと、を有している。第１主面ＯＥＡ及び第２主面ＯＥＢは、例えば、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙによって規定されるＸ−Ｙ平面と平行な面である。第１主面ＯＥＡは、表示部ＤＰ及び反射部材ＲＥと対向する側に位置している。光学部材ＯＥは、表示部ＤＰに近接した端部Ｅ１と、端部Ｅ１の反対側に位置する端部Ｅ２と、を有している。光学部材ＯＥは、端部Ｅ１と端部Ｅ２との間に第１方向Ｘに沿って長さＬ１を有している。光学部材ＯＥの詳細については後述するが、光学部材ＯＥは、第１主面ＯＥＡからの入射光を複数回反射した後に第２主面ＯＥＢ側に結像する。

反射部材ＲＥは、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙに延出している。反射部材ＲＥは、第１主面ＯＥＡに対向する反射面ＲＥＡを有している。図示した例では、反射部材ＲＥは、光学部材ＯＥと平行な位置に配置されている。つまり、反射面ＲＥＡは、Ｘ−Ｙ平面と平行な面である。反射部材ＲＥは、表示部ＤＰに近接した端部Ｅ３と、端部Ｅ３の反対側に位置する端部Ｅ４と、を有している。反射部材ＲＥは、端部Ｅ３と端部Ｅ４との間に第１方向Ｘに沿って長さＬ２を有している。長さＬ２は、長さＬ１よりも短い。例えば、長さＬ２は、長さＬ１の半分以下である。また、端部Ｅ４は、第１方向Ｘにおいて、端部Ｅ３と端部Ｅ２との間に位置している。端部Ｅ４と端部Ｅ２との間の第１方向Ｘに沿った距離Ｄ１は、長さＬ２と同等以上となる。反射部材ＲＥは、例えば、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム合金などの光反射性を呈する材料によって形成されている。また、反射部材ＲＥは、屈折率が大きく異なる誘電体を積層した誘電体多層膜であってもよい。また、反射部材ＲＥは、反射型偏光板であってもよい。反射型偏光板の一例として、ｐ偏光を透過してｓ偏光を反射する輝度向上フィルムや、可視光波長より狭ピッチで形成された金属グリッドでありｐ偏光を透過してｓ偏光を反射するワイヤグリッド偏光板などが挙げられる。

表示部ＤＰは、第２方向Ｙ及び第３方向Ｚに延出している。表示部ＤＰは、光学部材ＯＥと反射部材ＲＥとの間に位置している。図示した例では、表示部ＤＰは、反射部材ＲＥと直交する位置に配置されている。また、表示部ＤＰは、光学部材ＯＥとも直交する位置に配置されている。つまり、表示部ＤＰは、第２方向Ｙ及び第３方向Ｚによって規定されるＹ−Ｚ平面に沿って配置されている。表示部ＤＰは、反射部材ＲＥに近接した端部Ｅ５と、光学部材ＯＥに近接した端部Ｅ６と、を有している。表示部ＤＰは、端部Ｅ５と端部Ｅ６との間に第３方向Ｚに沿って長さＬ３を有している。長さＬ３は、長さＬ１及びＬ２のいずれよりも短い。端部Ｅ６と端部Ｅ１との間の第３方向Ｚに沿った距離Ｄ２は、後述するように、空中像ＡＩの浮遊高さＤ３を決定するパラメータであり、適宜設定可能である。なお、距離Ｄ２は、ゼロであってもよい（つまり、表示部ＤＰが光学部材ＯＥに接していてもよい）。表示部ＤＰは、表示光を出射する表示パネルを備えているが、表示パネルの構成は特に限定されない。例えば、表示パネルは、一対の基板間に液晶層を保持したパネル、有機エレクトロルミネッセンス素子等を有する自発光型のパネル、電気泳動素子等を有する電子ペーパ型のパネル、マイクロエレクトロメカニカルシステム（ＭＥＭＳ）を適用したパネル、或いはエレクトロクロミズムを適用したパネルなどのいずれであってもよい。

なお、表示装置ＤＳＰは、図示した例に限らず、例えば、反射部材ＲＥは光学部材ＯＥに対して平行でなくてもよいし、表示部ＤＰは反射部材ＲＥと直交していなくてもよい。また、表示部ＤＰと反射部材ＲＥとは接していてもよいし、離間していてもよい。

次に、表示部ＤＰから出射された表示光について説明する。
表示部ＤＰは、第１画像及び第２画像を表示するとともに、第１画像を構成する第１表示光ＬＡを光学部材ＯＥに向けて出射する一方で、第２画像を構成する第２表示光ＬＢを反射部材ＲＥに向けて出射する機能を有している。第１表示光ＬＡ及び第２表示光ＬＢは、それぞれ異なる画素から出射された光である。

第１表示光ＬＡは、第１主面ＯＥＡから光学部材ＯＥに入射する。光学部材ＯＥは、第１表示光ＬＡを複数回反射した後に、第２主面ＯＥＢから出射し、表示部ＤＰとは反対側に第１空中像ＡＡとして結像する。このような第１空中像ＡＡは、第１画像の倒立像に相当する。つまり、第１空中像ＡＡは、光学部材ＯＥに対して、表示部ＤＰと対称の位置に表示される。
第２表示光ＬＢは、反射面ＲＥＡで反射された後に、第１主面ＯＥＡから光学部材ＯＥに入射する。光学部材ＯＥは、第２表示光ＬＢを複数回反射した後に、第２主面ＯＥＢから出射し、第２空中像ＡＢとして結像する。このような第２空中像ＡＢは、第２画像の正立像に相当する。つまり、第２空中像ＡＢは、光学部材ＯＥに対して、反射部材ＲＥによる鏡像ＭＩと対称の位置に表示される。

これらの第１空中像ＡＡ及び第２空中像ＡＢは、重複することなく第３方向Ｚに並んで表示される。第２空中像ＡＢは、第１空中像ＡＡよりも上方つまり光学部材ＯＥから離間する側に位置する。第１空中像ＡＡ及び第２空中像ＡＢによって形成される空中像ＡＩは、第３方向Ｚに沿った長さＬ４有している。長さＬ４は、表示部ＤＰの長さＬ３の約２倍である。つまり、表示装置ＤＳＰは、表示部ＤＰの長さＬ３よりも長い長さＬ４を有する空中像ＡＩを表示することができる。

図１に示した例において、長さＬ１は第１長さに相当し、長さＬ２は第２長さに相当し、長さＬ３は第３長さに相当する。

図２は、比較例の表示装置ＤＳＰ２を示す断面図である。
表示装置ＤＳＰ２は、表示部ＤＰ２の大きさとほぼ同等の大きさの空中像ＡＩを表示するものである。つまり、空中像ＡＩの長さＬ１４は、表示部ＤＰ２の長さＬ１３と同等である。表示装置ＤＳＰ２において、図１に示した空中像ＡＩと同等の大きさの空中像ＡＩを表示する場合、表示部ＤＰ２の大きさは、図１に示した表示部ＤＰの大きさの約２倍となる。特に、表示部ＤＰ２の長さＬ１３は、表示部ＤＰの長さＬ３の約２倍となる。したがって、表示部ＤＰ２を収容する筐体ＣＳ２の第３方向Ｚに沿った厚さは、図１に示した筐体ＣＳの厚さの約２倍となる。図中において、筐体ＣＳは点線で示し、筐体ＣＳ２は一点鎖線で示し、筐体ＣＳと筐体ＣＳ２とが重畳する領域は実線で示している。筐体ＣＳは、筐体ＣＳ２よりも、一点鎖線と点線で囲まれた領域の分だけ小さい。

本実施形態の表示装置ＤＳＰによれば、光学部材ＯＥと反射部材ＲＥとの間に位置する表示部ＤＰを備え、第１画像を構成する第１表示光ＬＡを光学部材ＯＥに向けて出射する一方で、第２画像を構成する第２表示光ＬＢを反射部材ＲＥに向けて出射する。これにより、表示装置ＤＳＰは、表示部ＤＰの長さＬ３よりも長い長さＬ４を有する空中像ＡＩを表示することができる。また、比較例の表示装置ＤＳＰ２と比較して、筐体ＣＳの容量を小さくすることができ、表示装置ＤＳＰの小型化が可能となる。

図３は、図１に示した表示部ＤＰの一構成例を示す断面図である。
表示部ＤＰは、表示パネルＰＮＬと、光線制御部材ＢＣと、を備えている。図示した例では、光線制御部材ＢＣは表示パネルＰＮＬの表面側に位置しており、表示パネルＰＮＬ及び光線制御部材ＢＣはこの順に第１方向Ｘに並んでいる。表示パネルＰＮＬは、端部Ｅ５及び端部Ｅ６の間に、第３方向Ｚに並んだ第１画素ＰＡ及び第２画素ＰＢを備えている。複数の第１画素ＰＡは第１画像を形成するための画素に相当し、複数の第２画素ＰＢは第２画像を形成するための画素に相当する。図示した例では、第１画素ＰＡ及び第２画素ＰＢは、交互に並んでいる。ここでの第１画素ＰＡ及び第２画素ＰＢの各々は、例えば赤画素、緑画素、及び、青画素を含む単一の主画素であってもよいし、複数の主画素を含むものであってもよい。ここでの主画素とは、カラー画像を構成する最小単位である。
光線制御部材ＢＣは、例えば、遮光体ＬＳ及び開口ＯＰを組み合わせた視差バリアによって構成されている。遮光体ＬＳ及び開口ＯＰは、第３方向Ｚに沿って交互に並び、それぞれ第２方向Ｙに延出している。遮光体ＬＳ及び開口ＯＰの各々は、例えば第１画素ＰＡ及び第２画素ＰＢに跨って配置されている。１つの開口ＯＰと対向する第１画素ＰＡ及び第２画素ＰＢに着目すると、第１画素ＰＡは端部Ｅ５に近接する側に位置し、第２画素ＰＢは端部Ｅ６に近接する側に位置している。
なお、光線制御部材ＢＣは、図示した例に限らず、複数のレンズが並んだレンズアレイによって構成されてもよいし、表示パネルＰＮＬを照明する照明光に指向性を付与した照明ユニットによって構成されてもよい。また、光線制御部材ＢＣは、表示パネルＰＮＬの裏面側に位置していてもよいし、表示パネルＰＮＬに内蔵されていてもよい。

このような表示部ＤＰにおいて、表示パネルＰＮＬは、第１画像を表示するべく第１画素ＰＡから第１表示光ＬＡを出射するとともに、第２画像を表示するべく第２画素ＰＢから第２表示光ＬＢを出射する。光線制御部材ＢＣは、第１画素ＰＡからの第１表示光ＬＡを光学部材ＯＥに向けて出射するとともに、第２画素ＰＢからの第２表示光ＬＢを反射部材ＲＥに向けて出射する。より具体的には、第１方向Ｘ及び第３方向Ｚによって規定されるＸ−Ｚ平面において、第１表示光ＬＡは、表示パネルＰＮＬの法線Ｎと端部Ｅ６との間の領域Ａ１内に出射される。また、第２表示光ＬＢは、法線Ｎと端部Ｅ５との間の領域Ａ２内に出射される。なお、ここでの表示部ＤＰは、表示パネルＰＮＬの法線Ｎが第１方向Ｘに一致するように配置されるものとする。領域Ａ１及びＡ２についての詳細な説明は、後述する。

図３に示した例において、端部Ｅ５は第１端部に相当し、端部Ｅ６は第２端部に相当する。

図４は、図３に示した表示パネルＰＮＬの一構成例を示す図である。ここでは、表示パネルＰＮＬの一例として、アクティブマトリクス駆動方式の透過型液晶表示パネルについて説明する。表示パネルＰＮＬは、Ｙ−Ｚ平面に平行な平板状に形成されている。表示パネルＰＮＬは、第１基板ＳＵＢ１と、第１基板ＳＵＢ１に対向した第２基板ＳＵＢ２と、第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２との間に保持された液晶層ＬＣと、を備えている。第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２とは、これらの間に所定のセルギャップを形成した状態で貼り合わせられている。表示パネルＰＮＬは、画像を表示する表示エリアＤＡを有している。表示エリアＤＡは、第２方向Ｙ及び第３方向Ｚにマトリクス状に配置された複数のサブピクセルＰＸを有している。表示エリアＤＡは、端部Ｅ５に近接した端部Ｅ７と、端部Ｅ６に近接した端部Ｅ８とを有している。
表示エリアＤＡは、サブピクセルＰＸとして、例えば赤色を表示する赤画素ＰＸＲ、緑色を表示する緑画素ＰＸＧ、及び、青色を表示する青画素ＰＸＢを有している。なお、表示エリアＤＡは、さらに、赤、緑、青とは異なる色のサブピクセル（例えば白色を表示する白画素）を有していてもよい。図示した例では、第１画素ＰＡ及び第２画素ＰＢの各々は、赤画素ＰＸＲ、緑画素ＰＸＧ、及び、青画素ＰＸＢを有している。

第１基板ＳＵＢ１は、複数の走査線Ｇ、及び、走査線Ｇと交差する複数の信号線Ｓを備えている。各走査線Ｇは、表示エリアＤＡの外側に引き出され、走査線駆動部ＧＤに接続されている。各信号線Ｓは、表示エリアＤＡの外側に引き出され、信号線駆動部ＳＤに接続されている。走査線駆動部ＧＤ及び信号線駆動部ＳＤは、コントローラＣＮＴに接続されている。コントローラＣＮＴは、映像信号に基づいて制御信号を生成して、走査線駆動部ＧＤ及び信号線駆動部ＳＤを制御する。
各サブピクセルＰＸは、スイッチング素子ＳＷ、画素電極ＰＥ、共通電極ＣＥなどを備えている。スイッチング素子ＳＷは、走査線Ｇ及び信号線Ｓに電気的に接続されている。このようなスイッチング素子ＳＷは、例えば薄膜トランジスタによって構成されている。画素電極ＰＥは、スイッチング素子ＳＷに電気的に接続されている。共通電極ＣＥは、複数の画素電極ＰＥとそれぞれ対向している。

図５は、図１に示した光学部材ＯＥの一構成例を示す斜視図である。
光学部材ＯＥは、第１ミラー層ＭＬ１と、第２ミラー層ＭＬ２と、を備えている。第１ミラー層ＭＬ１及び第２ミラー層ＭＬ２は、第３方向Ｚに積層されている。第１ミラー層ＭＬ１は、複数の第１反射面ＭＳ１を備えている。第１反射面ＭＳ１は、例えば第１方向Ｘ及び第３方向Ｚによって規定されるＸ−Ｚ平面に平行な面である。これらの第１反射面ＭＳ１は、第２方向Ｙに等間隔をおいて並んでいる。第２ミラー層ＭＬ２も同様に、複数の第２反射面ＭＳ２を備えている。第２反射面ＭＳ２は、例えば第２方向Ｙ及び第３方向Ｚによって規定されるＹ−Ｚ平面に平行な面である。これらの第２反射面ＭＳ２は、第１方向Ｘに等間隔をおいて並んでいる。第１反射面ＭＳ１と第２反射面ＭＳ２とは、直交している。
一例では、第１ミラー層ＭＬ１は、第１方向Ｘに延出した透明部材ＴＭの側面に第１反射面ＭＳ１を形成し、複数の透明部材ＴＭを第２方向Ｙに積層することで構成されている。これらの透明部材ＴＭの下面ＴＭＬは、光学部材ＯＥの第１主面ＯＥＡを形成する。同様に、第２ミラー層ＭＬ２は、第２方向Ｙに延出した透明部材ＴＭを第１方向Ｘに積層することで構成され、これらの透明部材ＴＭの上面ＴＭＵは、光学部材ＯＥの第２主面ＯＥＢを形成する。透明部材ＴＭは、例えばガラスや樹脂によって形成される。

このような光学部材ＯＥにおいて、第１主面ＯＥＡからの入射光ＬＩは第１反射面ＭＳ１で反射され、その反射光ＬＲは第２反射面ＭＳ２で反射され、第２主面ＯＥＢから出射光ＬＯとして出射される。このように、光学部材ＯＥは、入射光ＬＩを２回反射させて、光学部材ＯＥに対して表示部ＤＰと対称な位置に空中像ＡＩを表示する。なお、入射光ＬＩの第１主面ＯＥＡでの反射を抑制するために、第１主面ＯＥＡ上に反射防止膜を形成してもよい。反射防止膜の一例としては、誘電体多層膜やモスアイ構造膜などが挙げられる。

次に、表示装置ＤＳＰにおける空中像ＡＩの表示例について、図６乃至図９を参照しながら説明する。

図６は、表示部ＤＰにおける表示例を示す図である。
コントローラＣＮＴは、空中像として表示すべき画像データＩＤに基づき、第１画像ＩＡを表示するのに必要な第１映像信号ＶＡ、及び、第２画像ＩＢを表示するのに必要な第２映像信号ＶＢを生成するとともに、その他の制御信号を生成し、これらの信号を表示部ＤＰに供給する。一例では、星形の空中像に対応した画像データＩＤが外部からコントローラＣＮＴに供給される。
表示部ＤＰは、第１映像信号ＶＡに基づいて第１画素ＰＡを制御して第１画像ＩＡを表示するとともに、第２映像信号ＶＢに基づいて第２画素ＰＢを制御して第２画像ＩＢを表示する。第１画像ＩＡは、縦ストライプで示したように、星形の下半分のパターンを含んでいる。第２画像ＩＢは、横ストライプで示したように、星形の上半分のパターンを含んでいる。第１画像ＩＡは、第２画像ＩＢと比較して、上下が反転している。例えば、第２画像ＩＢが正立像であるとすると、第１画像ＩＡは倒立像である。第１画像ＩＡと第２画像ＩＢとの境界は、表示エリアＤＡの端部Ｅ７に最も近接した位置に表示される。つまり、表示部ＤＰは、空中像ＡＩとして表示するべき画像を２等分に折り返し、そのうちの一方の画像を第１画像ＩＡとして表示するとともに、他方の画像を第２画像ＩＢとして表示する。

図７は、表示エリアＤＡに表示された画像のうちの第１画像ＩＡを示す図である。第１画像ＩＡは、第１画素ＰＡの集合体によって形成される。第１画像ＩＡを構成する第１表示光ＬＡは、上記の光線制御部材ＢＣの作用により、領域Ａ１内に出射される。

図８は、表示エリアＤＡに表示された画像のうちの第２画像ＩＢを示す図である。第２画像ＩＢは、第２画素ＰＢの集合体によって形成される。第２画像ＩＢを構成する第２表示光ＬＢは、上記の光線制御部材ＢＣの作用により、領域Ａ２内に出射される。
ここで、第１表示光ＬＡが出射される空間を示す領域Ａ１、及び、第２表示光ＬＢが出射される空間を示す領域Ａ２について、図７及び図８を参照しながら、より詳細に説明する。
図７において、表示部ＤＡにおける第１表示光ＬＡの出射点を原点Ｏとし、領域Ａ１内の点Ｐの位置を極座標（γ，θ，φ）で表す。ＸＹＺ直角座標と極座標との関係は以下の通りである。
Ｘ＝γｓｉｎ（θ）ｓｉｎ（φ）
Ｙ＝γｓｉｎ（θ）ｃｏｓ（φ）
Ｚ＝γｃｏｓ（θ）
このような関係において、領域Ａ１は、０≦θ≦９０，０≦φ≦１８０を満たす領域に相当する。
同様に、図８において、表示部ＤＡにおける第２表示光ＬＢの出射点を原点Ｏとし、領域Ａ２内の点Ｐの位置を極座標（γ，θ，φ）で表すと、領域Ａ２は、９０≦θ≦１８０，０≦φ≦１８０を満たす領域に相当する。

図９は、表示装置ＤＳＰにおける空中像ＡＩの表示例を説明するための図である。
図７を参照して説明したように、第１画像ＩＡを構成する第１表示光ＬＡは、領域Ａ１内に出射されるため、光学部材ＯＥに入射し、第１空中像ＡＡを形成する。第１空中像ＡＡは、光学部材ＯＥに近接する側に端部Ｅ１８を有し、光学部材ＯＥから離間する側に端部Ｅ１７を有する。第１空中像ＡＡは第１画像ＩＡの倒立像であるため、端部Ｅ８付近の画像は端部Ｅ１８付近に表示され、端部Ｅ７付近の画像は端部Ｅ１７付近に表示される。第１空中像ＡＡは、端部Ｅ１８と端部Ｅ１７との間に、第３方向Ｚに沿った長さＬ３１を有している。表示エリアＤＡは、端部Ｅ７と端部Ｅ８との間に、第３方向Ｚに沿った長さＬ２１を有している。長さＬ３１は、長さＬ２１と同等である。
図８を参照して説明したように、第２画像ＩＢを構成する第２表示光ＬＢは、領域Ａ２内に出射されるため、反射部材ＲＥで反射された後に光学部材ＯＥに入射し、第２空中像ＡＢを形成する。第２空中像ＡＢは、光学部材ＯＥに近接する側に端部Ｅ２７を有し、光学部材ＯＥから離間する側に端部Ｅ２８を有する。第２空中像ＡＢは第２画像ＩＢの正立像であるため、端部Ｅ８付近の画像は端部Ｅ２８付近に表示され、端部Ｅ７付近の画像は端部Ｅ２７付近に表示される。端部Ｅ２７から端部Ｅ２８までの第３方向Ｚに沿った長さＬ３２は、長さＬ２１と同等である。なお、表示エリアＤＡの第２方向Ｙに沿った幅Ｗ１は、第１空中像ＡＡ及び第２空中像ＡＢの各々の幅Ｗ２と同等である。

空中像ＡＩの長さＬ４は、第１空中像ＡＡと第２空中像ＡＢとの間に隙間がなく、端部Ｅ１７と端部Ｅ２７とが連続して第３方向Ｚに並ぶ場合には、長さＬ３１と長さＬ３２との和に相当する。つまり、長さＬ４は、表示エリアＤＡの長さＬ２１の２倍となる。このような空中像ＡＩは、表示エリアＤＡの端部Ｅ７が反射部材ＲＥの反射面ＲＥＡに接することで形成される。これにより、継ぎ目のない空中像ＡＩを表示することができる。
なお、端部Ｅ７と反射面ＲＥＡとの間に隙間が生じた場合、第２空中像ＡＢは、第１空中像ＡＡに対して上方（第３方向Ｚの矢印方向）に向かって離間する。

端部Ｅ８が光学部材ＯＥの第１主面ＯＥＡから離間している場合、空中像ＡＩは、第２主面ＯＥＢより上方に浮遊する。空中像ＡＩの浮遊高さＤ３は、第２主面ＯＥＢから第１空中像ＡＡの端部Ｅ１８までの距離に相当する。浮遊高さＤ３は、表示エリアＤＡの端部Ｅ８から第１主面ＯＥＡまでの距離Ｄ４と同等である。

図９に示した例において、端部Ｅ７は第３端部に相当し、端部Ｅ８は第４端部に相当する。

図１０は、表示装置ＤＳＰの他の構成例を示す断面図である。
図１０に示した構成例は、図１に示した構成例と比較して、光学部材ＯＥと反射部材ＲＥとが平行でない点で相違している。また、図示した構成例は、光学部材ＯＥと表示部ＤＰとが直交しない点でも相違している。なお、表示部ＤＰと反射部材ＲＥとは直交している。光学部材ＯＥがＸ−Ｙ平面と平行な平板状である場合、反射部材ＲＥ及び表示部ＤＰは、いずれもＸ−Ｙ平面と交差し、Ｘ−Ｙ平面と直交することもない。反射部材ＲＥと光学部材ＯＥとのなす角度θ１は、鋭角である。端部Ｅ４は、端部Ｅ３より第３方向Ｚにおいて、第１主面ＯＥＡに近接している。長さＬ２は、長さＬ１より短い。表示部ＤＰは、Ｙ−Ｚ平面に対して傾き、その角度は、反射部材ＲＥと光学部材ＯＥとのなす角度θ１と等しい。同様に、空中像ＡＩも、Ｙ−Ｚ平面に対して角度θ１傾いている。
このような構成例によれば、上記構成例と同様の効果が得られる。加えて、表示装置ＤＳＰは、光学部材ＯＥの法線方向から端部Ｅ２側へ角度θ１傾いた空中像ＡＩを表示することができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、空間に像を結像させる小型化が可能な表示装置を提供することができる。

なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

ＤＳＰ…表示装置 ＤＰ…表示部 ＰＮＬ…表示パネル ＤＡ…表示エリア ＯＥ…光学部材 ＲＥ…反射部材 ＢＣ…光線制御部材 ＡＩ…空中像

Claims (10)

1. 第１主面と、前記第１主面の反対側に位置する第２主面とを有し、前記第１主面からの入射光を前記第２主面側に結像する光学部材と、
   前記第１主面に対向する反射面を有する反射部材と、
   前記光学部材と前記反射部材との間に位置する表示部と、を備え、
   前記反射部材は、前記光学部材と平行な位置に配置されている、表示装置。
2. 第１主面と、前記第１主面の反対側に位置する第２主面とを有し、前記第１主面からの入射光を前記第２主面側に結像する光学部材と、
   前記第１主面に対向する反射面を有する反射部材と、
   前記光学部材と前記反射部材との間に位置する表示部と、を備え、
   前記表示部は、前記反射部材と直交する位置に配置されている、表示装置。
3. 第１主面と、前記第１主面の反対側に位置する第２主面とを有し、前記第１主面からの入射光を前記第２主面側に結像する光学部材と、
   前記第１主面に対向する反射面を有する反射部材と、
   前記光学部材と前記反射部材との間に位置する表示部と、を備え、
   前記反射部材と前記光学部材とのなす角度は、鋭角である、表示装置。
4. 前記表示部は、
   前記反射部材に近接する第１端部と、前記光学部材に近接する第２端部と、前記第１端部と前記第２端部との間に位置する第１画素及び第２画素と、を備えた表示パネルと、
   前記第１画素からの第１表示光を前記表示パネルの法線と前記第２端部との間に出射し、前記第２画素からの第２表示光を前記法線と前記第１端部との間に出射する光線制御部材と、を備えた、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の表示装置。
5. 前記第１画素及び前記第２画素は、前記第１端部から前記第２端部に向かう方向に並んでいる、請求項４に記載の表示装置。
6. 第１主面と、前記第１主面の反対側に位置する第２主面とを有し、前記第１主面からの入射光を前記第２主面側に結像する光学部材と、
   前記第１主面に対向する反射面を有する反射部材と、
   前記光学部材と前記反射部材との間に位置する表示部と、を備え、
   前記表示部は、
   第１画像を形成する第１画素及び第２画像を形成する第２画素を備えた表示パネルと、
   前記第１画素からの第１表示光を前記光学部材に向けて出射し、前記第２画素からの第２表示光を前記反射部材に向けて出射する光線制御部材と、
   を備えた表示装置。
7. 前記光学部材は、第１長さを有し、
   前記反射部材は、第２長さを有し、
   前記第２長さは、前記第１長さより短い、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の表示装置。
8. 前記表示部は、第３長さを有し、
   前記第３長さは、前記第１長さより短い、請求項７に記載の表示装置。
9. 前記表示部は、画像を表示する表示エリアを備え、
   前記表示エリアは、前記反射部材に近接する第３端部と、前記光学部材に近接する第４端部と、を備え、
   前記第３端部は、前記反射面に接している、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の表示装置。
10. 前記第４端部は、前記第１主面から離間している、請求項９に記載の表示装置。

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