[發(fā)明專利]光學(xué)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201080048638.2
• 申請(qǐng)日: 2010-10-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102597857A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-07-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 島谷貴文;吉田茂人;今村健太郎
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 夏普株式會(huì)社
• 主分類號(hào): G02F1/13
• 分類號(hào): G02F1/13;G02B5/08;G02B27/22;G02F1/1335
• 代理公司: 北京市隆安律師事務(wù)所 11323
• 代理人: 權(quán)鮮枝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種具有能使被投影物的像在空間成像的反射型成像元件和液晶顯示面板的光學(xué)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

最近，提出了一種關(guān)于用反射型成像元件使被投影物在空間成像的光學(xué)系統(tǒng)(例如專利文獻(xiàn)1、2)。光學(xué)系統(tǒng)具備反射型成像元件和被投影物，在空間顯示的像是被投影物的像成像于以反射型成像元件為對(duì)稱面的面對(duì)稱的位置而得到的影像。這種光學(xué)系統(tǒng)利用了反射型成像元件的鏡面反射，在原理上，被投影物的像與在空間中映現(xiàn)的像的大小比例為1∶1。

作為反射型成像元件公開(kāi)有如下特征：具備沿平板狀基板的厚度方向貫穿的孔，具有包括與各個(gè)孔的內(nèi)壁正交的2個(gè)鏡面要素的光學(xué)元件(也稱為單位結(jié)合元件)(例如，參見(jiàn)專利文獻(xiàn)1的圖4)，或者具備沿基板厚度方向突出的多個(gè)透明的筒狀體，具有包括與各個(gè)筒狀體的內(nèi)壁面正交的2個(gè)鏡面要素的光學(xué)元件(例如，參見(jiàn)專利文獻(xiàn)1的圖7)。

專利文獻(xiàn)1和2所公開(kāi)的反射型成像元件，在厚度為50μm～200μm的基板中形成有數(shù)萬(wàn)至數(shù)十萬(wàn)個(gè)邊長(zhǎng)約為50μm～200μm的正方形的孔，對(duì)各個(gè)孔的內(nèi)面通過(guò)電鑄法、納米壓印法、濺射法等實(shí)行鏡面鍍膜。

為便于參考，將專利文獻(xiàn)1和2的全部公開(kāi)內(nèi)容用于本說(shuō)明書(shū)。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：特開(kāi)2008-158114號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：特開(kāi)2009-75483號(hào)公報(bào)

發(fā)明的內(nèi)容

發(fā)明要解決的問(wèn)題

在上述光學(xué)系統(tǒng)中，如果使被投影物相對(duì)于反射型成像元件傾斜配置，那么在空中所顯示出的像(以下稱“空中影像”)也會(huì)帶角度，其結(jié)果是可以得到空中影像看起來(lái)如同漂浮于空間一樣的效果。另外，被投影物相對(duì)于反射型成像元件的傾斜角度越大，越能在空中成像為更直立(更接近垂直)的像，因而就越能顯示出更具現(xiàn)場(chǎng)感的像。

當(dāng)作為被投影物使用顯示于顯示面板(例如液晶顯示面板)的影像時(shí)，顯示于顯示面板的影像會(huì)在空中直立顯示。因此，即使被顯示出的影像是二維影像，對(duì)觀察者而言能夠看到空中影像就像浮現(xiàn)于空中，因此認(rèn)知為在空中顯示出三維影像那樣。如上所述，觀察者所認(rèn)知的如同三維影像在空中浮現(xiàn)的影像在本說(shuō)明書(shū)中稱為“有浮游感的影像”。

本發(fā)明人利用液晶顯示面板，在試制能夠顯示具有浮游感的影像的光學(xué)系統(tǒng)時(shí)，發(fā)現(xiàn)了無(wú)法顯示具有足夠的顯示質(zhì)量(例如對(duì)比度)的空中影像的情況。

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種能以高顯示質(zhì)量顯示具有浮游感的影像的光學(xué)系統(tǒng)。

用于解決問(wèn)題的方案

本發(fā)明的光學(xué)系統(tǒng)具有反射型成像元件和液晶顯示面板，上述液晶顯示面板配置在上述反射型成像元件的光入射側(cè)，以使顯示面相對(duì)于由上述反射型成像元件規(guī)定的面成45°以上75°以下的角的方式傾斜配置，對(duì)比度的視角依存性在從上述顯示面的法線向上述顯示面的傾斜方向傾斜10°以上的方向上取中心值，使顯示于上述液晶顯示面板的上述顯示面的影像成像于以上述反射型成像元件為對(duì)稱面的面對(duì)稱的位置。

在一種實(shí)施方式中，由上述液晶顯示面板出射的顯示光的配光分布在從上述顯示面的法線向上述顯示面的傾斜方向傾斜10°以上的方向上取最大值。

在一種實(shí)施方式中，上述液晶顯示面板是TN型液晶顯示面板。

本發(fā)明的其它光學(xué)系統(tǒng)具備：反射型成像元件；液晶顯示面板，其配置在上述反射型成像元件的光入射側(cè)，以使顯示面相對(duì)于由上述反射型成像元件規(guī)定的面成15°以上45°以下的角的方式傾斜配置，對(duì)比度的視角依存性在上述顯示面的法線方向或從上述顯示面的法線方向向上述顯示面的傾斜方向傾斜超過(guò)0°不足10°的方向上取中心值；以及導(dǎo)光元件，其具有入射面、出射面以及形成在上述入射面和出射面之間的多個(gè)導(dǎo)光路，上述入射面配置于上述顯示面的上述反射型成像元件一側(cè)，以使上述出射面相對(duì)于由上述反射型成像元件所規(guī)定的面成45°以上75°以下的角的方式傾斜配置，使顯示于上述導(dǎo)光元件的上述出射面的影像成像于以上述反射型成像元件為對(duì)稱面的面對(duì)稱的位置。

在一種實(shí)施方式中，上述導(dǎo)光元件是纖維片。

在一種實(shí)施方式中，上述液晶顯示面板是TN型液晶顯示面板。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明，提供一種能以高顯示質(zhì)量顯示有浮游感影像的光學(xué)系統(tǒng)。

附圖說(shuō)明