[发明专利]显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于允许观察者观看到利用实镜像(real specular image)成像光学系统形成在空中的观察对象的实像的显示装置。

背景技术

已经提出了一种显示装置，其中允许观察者看到观察对象的实像，即，通过利用实镜像成像光学系统(参见专利文献1)形成在空中的实镜像。

该显示装置包括在与观察者相对的空间中布置的观察对象以及用于在所述观察者所在的空间中形成观察对象的实像的实镜像成像光学系统。所述对象的实像形成在关于实镜像成像光学系统的对称面(元件表面)与所述对象对称的位置处。

[专利文献]

专利文献1：WO2007/116639

发明内容

本发明要解决的问题

然而，在将专利文献1中公开的方法应用到显示装置的情况下，仍然需要实镜像成像光学系统位于实像的后方，以便观看实像。因此，观察者的观察位置局限于与实镜像成像光学系统的元件表面成45度倾斜的位置。

此外，实镜像成像光学系统仅可形成实像，这意味着不能形成诸如部分立体感的像的令人印象深刻的像。

在专利文献1的方法中，由于观察对象固定，因此所得漂浮像的位置和大小固定。因此，除了作为漂浮像之外，所得像并不令人印象深刻。

因此，本发明的一个目的是提供能够自由设置观看通过实镜像成像光学系统形成的像的观察位置(角度)的显示装置。

解决问题的手段

本发明的显示装置的特征在于，所述显示装置包括：观察对象；实镜像成像光学系统，所述实镜像成像光学系统包括半透明衬底，所述半透明衬底具有限定所述对象存在的对象侧空间和观察者存在的观察者侧空间的对称面，其中所述实镜像成像光学系统利用穿过所述衬底的光在所述观察者侧空间中形成所述观察对象的实像；以及反射镜，所述反射镜布置在所述观察者侧空间中，以反射从所述实镜像成像光学系统供应的光束，从而将所述反射的光束朝向所述观察者导向。

在本发明中，来自实镜像成像光学系统的光束通过布置在观察者侧空间中的所述反射镜折返，并随后朝向观察者导向。因此，自由地设置了观看像的观察位置(角度)。

此外，如果所述反射镜被布置为与实像(即本发明中的实镜像)相交，则所得像看起来是从所述反射镜的表面突出的像，并且所述像的一部分形成为实像，另一部分形成为虚像。在这种情况下，通过本发明形成看起来非常令人印象深刻的像。

本发明被构造为具有所述反射镜，但是观察者直接看见所述反射镜。然而，所述反射镜可装饰有印制的框架图案、底层图案等，从而本发明能够显示诸如框架图案和漂浮像的重像。这种一眼看去好像是弱点的结构用于本发明中，但是其可能有利地具有特征表现。

此外，本发明可被配置为具有用于沿着连接所述观察对象和所述实镜像成像光学系统的直线来移动所述观察对象以改变像的位置的机构。因此，将通过反射镜形成的像可逐渐地从完全虚像变为完全实像，从而使得像看起来更加令人印象深刻。此外，如果这种机构与前述印制的框架图案、底层图案等结合，则针对观察者，在从远侧移动到近侧或从近侧移动到远侧时，本发明能够实现看起来像穿透印制框架的观察像。

为了移动所述观察对象，可应用通过使用电机等的操作机械地移动附接到导轨的对象的方法或装置。此外，诸如LED的紧凑光源也可按直线布置，以控制发光位置。

在本发明中，实镜像成像光学系统被配置为使得能够从与对称面(衬底)倾斜的观看位置观看对象的实像。所述实镜像成像光学系统的特定示例是具有二面角反射器阵列的实镜像成像光学系统。所述二面角反射器阵列由多个按二维方式布置的二面角反射器构成，每个二面角反射器具有两个正交的镜面。与所有镜面正交的共同平面被定义为元件面，所述对象和实像关于所述元件面彼此对称。从所述对象发射的每个光束被所述二面角反射器中的每一个的两个镜面中的每一个反射一次。每个反射光束随后通过所述二面角反射器阵列的元件面。结果，在关于所述二面角反射器阵列的所述元件面与所述对象对称的位置处形成所述对象的实像。

为了通过二面角反射器中的每一个使每个光束适当地弯曲，并允许光束通过所述元件面，沿孔贯穿元件面的方向限定的光学孔的内壁用作所述二面角反射器阵列的所述二面角反射器的各镜面。这些二面角反射器在概念上被描述，并不要求反映例如通过物理边界确定的形状。作为示例，所述光学孔可以不分离，而是可以彼此结合。