JP6501066B2 - 表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像を表示する表示装置の技術分野に関する。

道路や広場等の公共空間や、駅構内、イベント会場、競技場等の公共施設、スーパーマーケットやモール等の商業施設においては、表示装置に対して様々な位置にいる多くの人に、見やすく表示画像を見てもらえることが好ましい。例えば、特許文献１には、光源を中心に円筒形をなすレンチキュラーレンズと透過光制御手段とを備え、この透過光制御手段に、レンチキュラーレンズを構成する各レンズに対して、水平方向に縮小した透過画像を形成した表示器が開示されている。

特開２００１−２７２９３４号公報

しかしながら、特許文献１のような従来技術においては、レンチキュラーレンズの個々のレンズは、平坦面を有する片凸構造であるため、視野角が所定値以上になると、レンズの平坦面において、レンズ内部からの光の反射（内部反射）が生じるため十分な視野角を確保できなかったという問題があった。さらに、特許文献１では、周囲からの外光による影響を少なくするために、黒色の薄板に格子状に形成したスリット等の遮光手段を設けているが、遮光手段のため画像が暗くなり、特に円筒形の端の部分の画像が見えなくなり視認性が低下するという問題があった。

そこで、本発明の課題の一例は、視認性を向上させた表示装置等を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、曲率が略一定の円形である円形状の断面を有し、光を屈折する屈折手段と、複数の前記屈折手段を、視点側に対して凸形状に配置して支持し、可塑性素材からなる配置支持手段と、前記屈折手段に対して前記視点側と反対側で、前記屈折手段の半面に接して覆うように画像を形成する画像形成手段と、を備え、前記配置支持手段が、前記画像の中心とする部分が前記凸形状の法線方向に向くように、各前記屈折手段を支持し、前記画像形成手段が、隣り合った各前記屈折手段において同一または類似する前記画像を形成することを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の表示装置において、前記屈折手段の形状が、球状、または、円柱状であることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の表示装置において、前記凸形状が、円形状であることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の表示装置において、前記屈折手段の形状が球状であり、前記配置支持手段が、各前記屈折手段を球面形状および円筒面形状のうち少なくとも一方の形状に配置することを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項３に記載の表示装置において、前記屈折手段の形状が円柱状であり、前記配置支持手段が、各前記屈折手段を円筒面形状に配置することを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載において、前記画像が、静止画であることを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載において、前記画像が、動画であることを特徴とする。

本発明によれば、屈折手段が、円形状の断面を有するので、屈折手段内部における表示装置の周囲からの外光の反射による視認性の低下を防止でき、外光を遮断するスリット等の遮光手段が不要になり、表示装置が表示する画像が明るくなり、視認性が向上する。

一実施形態に係る表示装置の概要構成例を示す模式図である。 図１の屈折手段の一例を示す模式図である。 図１の屈折手段を立体的に配置した一例を示す模式図である。 図１の屈折手段を立体的に配置した一例を示す模式図である。 屈折手段の形状の変形例を示す模式図である。 屈折手段の形状の変形例を示す模式図である。 屈折手段の形状の変形例を示す模式図である。 屈折手段の形状の変形例を示す模式図である。 屈折手段の配置の一例を示す模式図である。 屈折手段の配置の一例を示す模式図である。 屈折手段の配置の一例を示す模式図である。 屈折手段の配置の一例を示す模式図である。 屈折手段の配置の一例を示す模式図である。 屈折手段の配置の一例を示す模式図である。 屈折手段の配置の一例を示す模式図である。 屈折手段の配置の一例を示す模式図である。 屈折手段の配置の一例を示す模式図である。 画像形成手段の一例を示す模式図である。 画像形成手段の第１変形例を示す模式図である。 画像形成手段の第２変形例を示す模式図である。 画像の変形例の一例を示す模式図である。 屈折手段における光路の一例を示す模式図である。 片凸の構造を有するレンズにおける反射の一例を示す模式図である。 片凸の構造を有するレンズにおける反射の一例を示す模式図である。 視点と各屈折手段の画像との関係の一例を示す模式図である。 視差と画像との関係の一例を示す模式図である。 第１実施例の表示装置におけるボールレンズの配置の一例を示す模式図である。 第１実施例の表示装置における表示の一例を示す模式図である。 第１実施例の表示装置における表示の一例を示す模式図である。 第１実施例の表示装置の変形例を示す模式図である。 第２実施例の表示装置における円柱レンズの配置の一例を示す模式図である。 第２実施例の表示装置における画像形成手段の一例を示す模式図である。

本願を実施するための形態について図を用いて説明する。
［１． 表示装置の構成および機能］

（１．１ 表示装置の構成および機能の概要）
まず、表示装置の構成の概要について、図１から図３Ｂを用いて説明する。

図１は、一実施形態に係る表示装置の概要構成例を示す模式図である。図２は、屈折手段の一例を示す模式図である。図３Ａおよび図３Ｂは、屈折手段を立体的にに配置した一例を示す模式図である。

図１に示すように、表示装置１は、光を屈折する複数の屈折手段１ａと、各屈折手段１ａを支持して配置する配置支持手段１ｂと、隣り合った各屈折手段１ａにおいて同一または類似の画像を形成する画像形成手段１ｃと、を備える。

屈折手段１ａは、円形状の断面を有している。屈折手段１ａの一例として、例えば、図２に示すように、球形のボールレンズ１０が挙げられる。さらに、屈折手段１ａの一例として、円形状の断面を有する円柱形、楕円体、円錐形等のレンズが挙げられる。円形状は、曲率がほぼ一定の円形である。

配置支持手段１ｂは、図１に示すように、各屈折手段１ａを、視点３側に対して凸形状に配置する。立体的には、例えば、図３Ａに示すように、各ボールレンズ１０（屈折手段１ａの一例）が球面形状の曲面に配置される。図３Ｂに示すように、屈折手段１ａが、円柱レンズ１１の場合、同じ向きの各円柱レンズ１１が円筒面状の曲面に配置される。

ここで、配置支持手段１ｂの凸形状の一例として、曲率がほぼ一定の球面形状、円筒の軸に垂直の面で断面が円形状になる円筒面形状が挙げられる。また、球面形状は、全球面、半球面等の球面の一部を形成する曲面で、曲率がほぼ一定の曲面である。また、円筒面形状は、全円筒、半円筒、１／４円筒等の円筒面の一部を形成する曲面で、円筒の軸方向と垂直に交わる平面による断面形状が、曲率がほぼ一定の円である。なお、必ずしも曲率が一定でない曲面の形状等でもよい。

なお、図３Ｂに示すように、視点３の場合（視点３の方向が、円柱レンズ１１の底面と平行の場合）、円柱レンズ１１の断面の形状は円形状になり、円柱レンズ１１の断面の形状が同じなる。

また、図１は、図３Ａおよび図３Ｂのように立体的に配置された各屈折手段１ａを、ある視点３からのある断面で記載した断面図でもある。また、図１は、立体的に配置された各屈折手段１ａの一例である円筒面形状の曲面に配置されたボールレンズ１０をある断面で記載した断面図でもある。

画像形成手段１ｃは、図１に示すように、屈折手段１ａに対して視点３側と反対側に設置される。例えば、画像形成手段１ｃは、図２に示すように、ボールレンズ１０のような屈折手段１ａに対して視点３側と反対側に画像５を形成する。

画像形成手段１ｃは、図１に示すように、配置支持手段１ｂにより形成される凸形状の法線方向に、画像５の中心とする部分が向くように設置される。すなわち、画像形成手段１ｃの中心部（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１ａが配置支持手段１ｂにより支持される。画像形成手段１ｃの中心部と屈折手段１ａの中心部とを結ぶ線が、配置支持手段１ｂの凸形状の面に対して、垂直方向になる。

視点３側と反対側の屈折手段１ａの表面に形成された画像５の光は、屈折手段１ａの内部を通過して、屈折手段１ａから外部に出るとときに屈折し、視点３に達する。画像５は、屈折手段１ａにより拡大される。

また、各画像形成手段１ｃは、隣り合った各屈折手段１ａにおいて同一または類似する画像５を形成する。ここで、凸形状の曲面に配置された屈折手段１ａにおいて、隣り合った各屈折手段１ａの一例として、屈折手段１ａを中心とした各方向で、最近接にある他の屈折手段１ａや、２番目に近い他の屈折手段１ａが挙げられる。なお、屈折手段１ａに隣り合う全ての屈折手段１ａの画像において、全ての画像が同一または類似でなくてもよい。

（１．２ 屈折手段の構成および機能）
次に、屈折手段１ａの構成および機能について詳細に説明する。

屈折手段１ａは、ガラス、プラスティック等の光を屈折して透過させる材質からなるレンズである。屈折手段１ａの色は、光を透過できればよいので、透明に限らず、着色されたガラス等でもよい。

屈折手段１ａは、少なくとも一部の断面が円形状である。屈折手段１ａの立体形状は、球形、円柱、楕円体、円錐形等である。例えば、屈折手段１ａの一例として、ボールレンズ、円柱レンズ等が挙げられる。さらに、屈折手段１ａの立体形状は、円柱が樽のように膨らんだ形状、または、円柱が鼓のようにくびれた形状、円錐形の頂点側が削られた形状でもよい。

ここで、屈折手段１ａの断面の形状である円形状は、真円に限らず、多少歪んでいてもよい。例えば、視点３から見て、表示装置１による表示される画像の形状が、表示装置１全体として、真円の場合の画像と認識できる程度に、真円から変形したり、歪んだりしてもよい。

さらに、図４Ａから図４Ｄに示すように、屈折手段１ａの断面の円形状は、視点３から見て、表示装置１による表示される画像の見え方に、屈折手段内部における反射（内部反射）の影響が気にならない程度、多少楕円形等の両凸の構造であってもよい。例えば、図４Ａに示すように、屈折手段１ａが楕円体で、楕円体の軸が視点３に向き、屈折手段１ａの断面の円形状が、多少楕円になってもよい。また、図４Ｂに示すように、屈折手段１ａが、２つの半球で薄い円板を挟む形状のレンズで、屈折手段１ａの断面の円形状が、長方形を半円で挟む形状でもよい、図４Ｃに示すように、ボールレンズの一部がカッティングされ、屈折手段１ａの断面の円形状が、円の一部が削られた形状でもよい。図４Ｄに示すように、視点３側に対して、手前側の屈折手段１ａの曲面と、奥行き側の屈折手段１ａの曲面とで曲率が、多少異なってもよい。

ここで、視点３の一例として、人間の目、カメラ、ロボットの目等が挙げられる。また、表示装置１と視点３との距離も様々で、表示装置１を近づいたり、離れたりして見てもよい。視点３の方向も様々で、屈折手段１ａが見えればよい。

（１．３ 配置支持手段の構成および機能）
次に、配置支持手段１ｂの構成および機能について、図５Ａから図８Ｂを用いて、詳細に説明する。

配置支持手段１ｂは、樹脂、粘土等のボールレンズ等の屈折手段１ａを連結して配置を規定できる材質を有する。

なお、接着剤でフレキシブルに連結した屈折手段１ａを、凸の面を有する支持台の上に載せるようにしてもよい。この場合、配置支持手段１ｂは、接着剤および支持台である。また、配置支持手段１ｂは、画像形成手段１ｃを付けた屈折手段１ａを、可塑性の素材に半分ほど埋め込むことで支持してもよい。

次に、屈折手段１ａの配置例について説明する。

配置支持手段１ｂは、複数の屈折手段１ａを、視点３側に対して凸形状に配置する。例えば、図５Ａに示すように、屈折手段１ａが、円形状ｓ１に配列されてもよい。この場合、各屈折手段１ａの３次元配置は、球形、半球形、円柱形、楕円体等である。半球形、円柱形、楕円体の場合、ある切断面で円形状ｓ１の配置になる。

画像形成手段１ｃの向きは、図５Ａに示すように、屈折手段１ａの配置形状（円形状ｓ１）に対して垂直方向になる。すなわち、画像の中心とする部分（画像形成手段１ｃの中心部）が、凸形状の法線方向に向くように、各屈折手段１ａが配置されている。

また、図５Ｂに示すように、屈折手段１ａが、楕円形状ｓ２に配列されてもよい。この場合、各屈折手段１ａの３次元配置は、例えば、楕円柱形、楕円体等である。楕円柱形、楕円体のある切断面で楕円形状ｓ２の配置になる。画像形成手段１ｃの向きは、図５Ｂに示すように、屈折手段１ａの配置形状（楕円形状ｓ２）に対して垂直方向になる。すなわち、画像の中心とする部分（画像形成手段１ｃの中心部）が、凸形状の法線方向に向くように、各屈折手段１ａが配置されている。

また、図６Ａに示すように、凸形状は、各屈折手段１ａの中心を通る形状に限らず、各屈折手段１ａに内接または外接する形状ｓ３に設定してもよい。画像形成手段１ｃの向きは、図６Ａに示すように、内接または外接する形状ｓ３に対して垂直方向になる。

また、凸形状（形状ｓ３）は、図５Ａおよび図５Ｂのように閉じた形状でなくて、図６Ａに示すように開いた形状でもよい。すなわち、凸形状は、閉じた円形状、閉じた楕円形状のように閉じた凸形状でなくても、これらの一部の形状でもよい。

また、図６Ｂに示すように、凸形状は、各屈折手段１ａの中心付近を直線で結んだ多角形ｓ４でもよい。すなわち、各屈折手段１ａの３次元配置が、各屈折手段１ａの中心付近を頂点とする凸の多面体でもよい。

画像形成手段１ｃの向きは、図６Ｂに示すように、多角形の頂点において、多角形に接する１つの面に対して垂直方向になる。

また、図６Ｂに示すように、各屈折手段１ａは等間隔に配置されなくてもよい。

また、配置支持手段１ｂによる同じ凸形状ｓ５に、図７Ａに示すように、小さい屈折手段１ａ（例えば、直径の小さいボールレンズ）が配置されても、図７Ｂに示すように、大きい屈折手段１ａ（例えば、直径の大きいボールレンズ）が配置されてもよい。図７Ａに示すように、小さい屈折手段１ａの場合、表示装置１による表示される画像の解像度が高くなる。

また、配置支持手段１ｂにより屈折手段１ａが配置される凸形状の大きさは、表示装置１の大きさに依存する。例えば、図７Ｃに示すように、表示装置１の大きさが小さくなると、凸形状ｓ６の曲率が大きくなる。図７Ｃは、図７Ａと同じ大きさの個々の屈折手段１ａを用いて、配置支持手段１ｂの半径が小さい例を示す。この場合、図７Ｃの表示装置１に表示される画像は、図７Ａと比較して、表示される画像の大きさは表示装置１ｂの大きさに合わせて小さくなるが、同じ画像になる。

また、図８Ａに示すように、必ずしも全ての屈折手段１ａが、配置支持手段１ｂにより形成される凸形状ｓ７の線上に配置されていなくてもよい。例えば、一部の屈折手段１ａが、表示装置１の設計上の凸形状ｓ７より、視点３側（表示装置１の外側に）配置されたり、視点３側とは逆の内側（表示装置１の内側）に設置されてもよい。

これらの場合、表示装置１の画像において、このような一部の屈折手段１ａが担当する画像の部分が、作成前に予定していた設計の形状通りにならなくてもよい。この場合、表示装置１が表示する画像全体において、一部の画像形成手段１ｃが担当する画像の部分がずれた画像になる。

また、図８Ａに示すように、必ずしも全ての画像形成手段１ｃの向きは、表示装置１の設計上の凸形状ｓ７に、正確に垂直にならなくてもよい。このような一部の画像形成手段１ｃが担当する画像の部分が、作成前に予定していた設計の方向の通りにならなくてもよい。この場合、表示装置１が表示する画像全体において、一部の画像形成手段１ｃが担当する画像の部分がずれた画像になる。

なお、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とは、画像形成手段１ｃの向きは、表示装置１の設計上の凸形状ｓ７に、正確に垂直である必要は無く、表示装置１全体として、各画像形成手段１ｃの向きが正確に垂直である場合の画像と認識できる程度に、画像形成手段１ｃの向きが垂直からずれていてもよい。

また、図８Ｂに示すように、屈折手段１ａの大きさが、それぞれ異なってもよい。例えば、視点３から見て、表示装置１全体として、各屈折手段１ａの大きさが同じ場合の画像と認識できる程度に、各屈折手段１ａの大きさは、それぞれ異なってもよい。なお、図３Ａに示すようなボールレンズ１０が３次元配置された表示装置１を、どのような断面で捉えるかにより、一部の屈折手段１ａの断面積が小さくなることもある。

また、屈折手段１ａの屈折率が、それぞれ異なってもよい。例えば、視点３から見て、表示装置１全体として、各屈折手段１ａの屈折率が同じ場合の画像と認識できる程度に、各屈折手段１ａの屈折率は、それぞれ異なってもよい。

なお、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１ａが配置されると、各屈折手段１ａを、視点３からの各屈折手段１ａの断面形状が同じ形状になる。すなわち、特に、屈折手段１ａが、円柱形、楕円体、円錐形などのように、方向性がある立体の場合、各屈折手段１ａの向きがほぼ揃うように、各屈折手段１ａが配置される。なお、各屈折手段１ａの断面形状が、厳密に同じある必要は無く、視点３から各画像５を見て、表示装置１全体で、画像５が認識できるようであればよい。

また、配置支持手段１ｂにより屈折手段１ａが配置される凸形状は、球面形状と円筒面形状とをつなぎ合わせた形状でもよい。例えば、表示装置１の全体の形状が、２つの半球面で円筒面を挟むようにつなぎ合わせた形状でもよい。このように、各屈折手段１ａの３次元配置は、球面、半球面、円筒面、楕円体面等の組み合わせでもよい。

なお、表示装置１の全体の形状が、複数の凸形状が組み合わされた形状でもよい。この場合、凸形状と凸形状とのつなぎ目の部分は、必ずしも凸形状になっていなくてもよい。例えば、４つ葉のように、４方向に凸形状が形成されていてもよい。

また、屈折手段１ａの配置に関して、凸形状であればよいので、球面形状は、球面に類似した形状でもよい。また、屈折手段１ａの配置に関しても、円筒面形状は、円筒面が樽のように膨らんだ形状、円筒面が鼓のようにくびれた形状、または、円錐面の頂点側が削られた形状のように、円筒面に類似した形状でもよい。

（１．４ 画像形成手段の構成および機能）
次に、画像形成手段１ｃの構成および機能について、図９Ａから図１０を用いて、詳細に説明する。

画像形成手段１ｃは、図９Ａに示すように、透明な材質からなる屈折手段１ａの半面を覆うように設置される。なお、図９Ａは、透明のボールレンズ１０が半球状のディスプレイ２０に覆われた場合の断面を示す模式図である。なお、円柱レンズが、半円筒面形状の画像形成手段に覆われた場合の断面でもよい。

半球状のディスプレイ２０の中心部とボールレンズ１０の中心部とを結ぶ線が、配置支持手段１ｂの凸形状の面に対して、垂直方向になる。また、円柱レンズの場合、円柱レンズの中心線と、半円筒面形状の画像形成手段１ｃの中心線を垂直に結ぶ線が、配置支持手段１ｂの凸形状の面に対して、垂直方向になる。

画像形成手段１ｃは、屈折手段１ａに直接画像を描く場合は、インク等により画像を形成する。また、屈折手段１ａに貼り付ける場合は、画像形成手段１ｃは、樹脂製、紙製、金属製等のフィルムにより画像を形成する。画像形成手段１ｃは、画像が印刷された透過性のフィルムとバックライトとにより構成されていてもよい。

例えば、図９Ｂに示すように、ボールレンズ１０の表面に、インクやフィルムにより画像５が形成される。なお、ボールレンズ１０の表面に形成された画像５を、画像５が形成された側から見ると、画像５は、鏡映の画像である。

また、画像の中心部分は、必ずしも画像”Ｅ”自体の中心とは限らず、ボールレンズ１０が、配置支持手段１ｂにより各ボールレンズ１０が固定された後、配置支持手段１ｂにより形成された凸形状面の法線が、ボールレンズ１０の中心部を通り、視点３側と反対側のボールレンズ１０と面と交差する位置が、画像の中心とする部分である。

また、静止画像や動画像を表示する場合、画像形成手段１ｃは、液晶、有機ＥＬ等の映像を映し出すディスプレイ等である。

なお、屈折手段１ａを配置支持手段１ｂに埋め込む場合、この埋め込み部分に画像を描いたり、画像を貼り付けたりしてもよい。

図９Ｃに示すように、画像形成手段１ｃは、板状のディスプレイ２１でもよい。ディスプレイ２１からの光が、屈折手段１ａに入射する。また、ディスプレイ２１の中心部分の向きは、配置支持手段１ｂにより形成される凸形状面に対して垂直方向である。また、ディスプレイ２１は、屈折手段１ａに接していなくてもよい。

なお、ディスプレイ２１の画像は、中心部から離れるほど歪むので、ディスプレイ２１は、予め逆に歪ませた画像を表示する。

ここで、隣り合った各屈折手段１ａにおいて同一または類似する画像は、各画像が多少異なってもよく、視点３から見て、各屈折手段１ａの部分画像の全体で、表示装置１の画像を認識できればよい。

さらに、図１０に示すように、隣り合った各屈折手段において同一または類似する当該画像の一例として、例えば、文字「Ｅ」と文字「Ｂ」との中間の形状の画像も使用し、文字「Ｅ」の画像の屈折手段と文字「Ｂ」の画像の屈折手段との間に、中間画像の屈折手段を挿入することにより、隣り合った各屈折手段に同一または類似する画像となるようにしてもよい。

また、異なる画像を表示する表示装置同士を、各屈折手段１ａ同士が、視点側に対して凸形状になるように、つなげてもよい。例えば、”Ａ”の画像を表示する半球の表示装置と、”Ｂ”の画像を表示する半球の表示装置と、球体になるように連結させる。視点により、半分が文字”Ａ”、半分が文字”Ｂ”となる中間画像が見るようになる。

隣り合った各屈折手段において同一または類似する当該画像の一例として、時間的に類似の画像でもよい。例えば、画像が動画像である場合、隣り合った各屈折手段１ａ同士が、動画像において、時間的にずれた画像が挙げられる。すなわち、動画像の一連のフレームにおいて、フレーム番号が近い画像が、隣り合った各屈折手段に表示される。

なお、市松模様のように、類似でない異なる画像を、各屈折手段１ａに対して互い違いに設定してもよい。このように、屈折手段１ａに隣接する全ての屈折手段１ａにおける全ての画像が、同一または類似である必要は無い。表示装置１全体として、何かしらの画像として認識できればよい。例えば、文字”Ａ”の画像の屈折手段１ａと、文字”Ｂ”の画像の屈折手段１ａとを、曲面において、市松模様的に互い違いに配列した場合、表示装置１全体として、文字”Ａ”、文字”Ｂ”とが重なった文字のように見える。

［２． 表示装置の作用］
次に、表示装置の作用について、図を用いて説明する。

（２．１ 屈折手段の光路）
まず、屈折手段の光路について、図１１、図１２Ａおよび図１２Ｂを用いて説明する。

図１１は、屈折手段における光路の一例を示す模式図である。図１２Ａおよび図１２Ｂは、片凸の構造を有するレンズにおける反射の一例を示す模式図である。

ここで、図１１に示すように、屈折手段１ａの大きさは、視点３から屈折手段１ａまでの距離に対して、十分小さい場合を考える。この場合、視点３から屈折手段１ａまでの距離は、無限遠と見なせる（屈折手段１ａと視点３の距離と比較して、屈折手段１ａが小さくない場合は、図１１のような平行な光路にならないが、効果は同様であるため、図１１で光路を説明する）。

断面が半径ｒの屈折手段１ａにおける光路（幅２ｒ）は、平行の光路が屈折手段１ａで屈折して、視点３側と反対側で、屈折手段１ａの円弧の部分（長さａ）に達し、屈折手段１ａの外部に出る。なお、屈折手段１ａの断面形状が円形状なので、視点３の視覚方向をずらしても、同様な光路になる。

一方、図１２Ａおよび図１２Ｂに示すように、屈折手段の断面形状が半円の場合、法線方向に対して、視点３の角度θｄが大きくなると、屈折手段内部での反射（内部反射）が生じるようになる。すなわち、片凸の構造のレンズの場合、視点３から、外光が見えることになる。

しかし、図１１に示すように、屈折手段１ａの断面形状が円形状であると、屈折手段１ａに入射した光の屈折手段１ａ内部での反射がない。

なお、長さａの円弧が、幅２ｒまで拡大されるので、屈折手段１ａの拡大率は、おおよそ２ｒ／ａとすることができる。

（２．２ 視点からの画像の見え方）
次に、各視点からの画像の見え方について図１３および図１４を用いて説明する。図１３は、視点と各屈折手段の画像との関係の一例を示す模式図である。図１４は、視差と画像との関係の一例を示す模式図である。

図１３に示すように、屈折手段１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄが、配置支持手段１ｂにより、中心Ｃの半径Ｒの円形ｓ１０（凸形状の一例）に並んでいるとする。屈折手段１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄの中心ｃと、配置の中心Ｃとの距離はＲである。

の部分画像５ｂであるとする。

屈折手段の配置の中心Ｃとを結ぶ線上にある。画像の中心とする部分であるダイヤ”

（凸形状の一例）の法線方向である。すなわち、画像の中心とする部分であるダイヤ”

視点３ａから表示装置１を見ると、屈折手段１０ａには、ダガー”†”の部分画像５

各屈折手段１０ａ、１０ｂ、１０ｃの拡大機能より、視点３ａから、屈折手段１０ａには、ダガー”†”の部分画像５ａが、拡大された部分画像６ａのように見え、屈折手

に見える。

従って、屈折手段１０ａの部分画像６ａと、屈折手段１０ｂの部分画像６ｂと、屈折手段

示することができる。

一方、視点３ｂから表示装置１を見ると、屈折手段１０ｂには、ダガー”†”の部分

各屈折手段１０ｂ、１０ｃ、１０ｄの拡大機能より、視点３ｂから、屈折手段１０ｂには、ダガー”†”の部分画像５ａが拡大された部分画像７ａのように見え、屈折手段

見える。

従って、屈折手段１０ｂの拡大された部分画像７ａと、屈折手段１０ｃの拡大された部分画像６ｂと、屈折手段１０ｄの拡大された部分画像７ｃとを合わせて、表示装置１

以上のように、視点３ａからも視点３ｂからも同じように、各屈折手段の拡大された

また、図１４に示すように、図１３のような表示を両眼（視点３ｃおよび視点３ｄ）で見ると、それぞれの眼について視点３ｃ、３ｄと各屈折手段の配置の中心Ｃとを結ぶ線と、円形ｓ１０との交点付近にある各屈折手段におけるダイヤ”◆”の各部分画像５ｂが見える。よって、視差により、ダイヤ”◆”の部分画像５ｂは、両眼の視線の交点である屈折手段の配置の中心Ｃ付近に、拡大された部分画像６ｂが表示されているように見える。

また、図１３の例で、３ａから３ｂに移動しながら表示装置１を見ると、合成画像”

て、回転しながら、視点に対して正面を向いているように見える。

以上説明したように、実施形態に係る表示装置１によれば、屈折手段１ａが、円形状の断面を有するので、屈折手段１ａ内部における表示装置１の周囲からの外光の反射（内部反射）による視認性の低下を防止でき、外光を遮断するスリット等の遮光手段が不要になり、表示装置１が表示する画像が明るくなり、視認性が向上する。

このように視認性が向上することにより、表示装置１に対して視認性の高い表示範囲を広く確保し、表示装置１の実用性を高めることができる。

また、各屈折手段１ａの視野角が広がったため、視点３側から見える表示装置１の表示面全体で、大きな画像を表示させることができる。一方、従来技術では、内部反射により各屈折手段の視野角が狭かったため、視点３側から見える表示装置の表示面全体に映し出す大きな画像を表示することができなかった。

屈折手段が視点側に対して凸形状に配置され、隣り合った各屈折手段１ａにおいて同一または類似する画像が形成され、画像の中心部分が凸形状の法線方向に向くように屈折手段１ａが支持されているので、見る角度を変えても、同一または類似する画像を表示することができる。

また、表示装置１を両眼で見ると、屈折手段１ａが視点３側に対して凸形状に配列されているため、視差により、合成画像が表示装置１の中に存在するように見える。

また、屈折手段１ａの形状が、球状、または、円柱状である場合、表示装置１の周囲から外光に対して、屈折手段１ａの内部反射をほとんど無くすことができる。また、この場合、個々の屈折手段１ａの視野角が広がる。

屈折手段１ａの形状が、ボールレンズ１０のように球状である場合、球形の屈折手段１ａを、球面に配置したり、楕円体の面に配置したり等と、配置の自由度が向上する。

また、凸形状が、円形状である場合、表示装置１が表示する合成画像の歪みが少なくなる。また、ユーザが見る角度を変えても、歪みが少ない画像を見ることができる。

屈折手段１ａの形状がボールレンズ１０等の球状であり、配置支持手段１ｂが、各屈折手段１ａを球面形状に配置する場合、平面的な視点３の移動のみならず、立体的な方向からの視点３の移動に対して、表示装置１は、同じような画像を表示できる。また、屈折手段１ａの形状がボールレンズ１０等の球状であり、配置支持手段１ｂが、各屈折手段１ａを円筒形状に配置する場合、建物柱等に表示装置１を設置することができる。

屈折手段１ａの形状が、円柱レンズのように円柱状であり配置支持手段１ｂが、各屈折手段１ａを円筒面形状に配置する場合、建物柱等に表示装置１を設置することができる。

また、画像形成手段１ｃが、静止画像を表示するディスプレイ等の場合、両眼でみると、表示装置１の中に静止画像が存在するように見える。

また、画像形成手段１ｃが、動画像を表示するディスプレイ等の場合、両眼でみると、表示装置１の中に、動画像が表示されているように見える。

次に、上述した実施形態に対応する具体的な実施例について、図を用いて説明する。

（第１実施例）
屈折手段１ａが、ボールレンズ１０である場合の実施例について、図１５、図１６Ａおよび図１６Ｂを用いて説明する。

図１５に示すように、表示装置１Ａは、複数個のボールレンズ１０を球面に配置した実施例である。

なお、半球状の画像形成手段は図示されていないが、各ボールレンズ１０には、図９Ｂに示すように、画像として”Ｅ”の文字が印刷または描かれている。画像の中心部分が、表示装置１Ａの球面の中心に向いている。すなわち、画像の中心部分からボールレンズ１０の中心に向かう向きが、球面の法線方向になっている。

また、粘土のような可塑性の素材に、各ボールレンズ１０が半分ほど埋め込まれている。

図１６Ａに示すように、画像”Ｅ”の各部分を受け持つ各ボールレンズ１０の部分画像から合成された画像”Ｅ”が、表示装置１Ａに表示される。

なお、両眼で見ると、画像”Ｅ”が、表示装置１Ａの中に存在するように見える。

図１６Ｂに示すように、視点をずらして見ても、画像”Ｅ”が、同じように見える。なお、図１６Ｂに示すように、画像”Ｅ”の各部分を受け持つ、ボールレンズ１０が、図１６Ａに示した場合と異なっている。

なお、地球儀を平面展開したような部品の形状のシートを、球面形状の物体に貼り付け、表示装置１Ａを作成してもよい。このシートには、同じ向きに同一または類似の画像が印刷されたボールレンズ１０が埋め込まれている。

また、表示装置の形状は、半球面等でもよい。

また、図１７に示すように、表示装置の形状は、円筒面形状の表示装置１Ｂでもよい。この場合、ボールレンズ１０が、円筒面形状に配置される。背の高い人の視線、背の低い人の視線でも、同じ画像が見える。

同じ向きに同一または類似の画像が印刷されたボールレンズ１０が埋め込まれた、可塑性のシートを、柱等に巻き付けて、表示装置１Ｂを作成してもよい。また、表示装置１Ｂは、完全な円筒形状でなく、半円筒形状やその一部の形状でもよい。

（第２実施例）
次に、円柱レンズを円筒面形状に配置した実施例について図１８、図１９および図２０を用いて説明する。

図１８に示すように、表示装置１Ｃは、同じ向きの円柱レンズ１１を、円筒面形状に配置してもよい。各円柱レンズ１１により、円筒面ｓ１１（１ｂ）が形成される。図１９に示すように、半円筒面形状のディスプレイ２２（画像形成手段１ｃの一例）が、表示装置１Ｃの各円柱レンズ１１に設置されている。円柱レンズ１１の軸方向の中心線の部分が、画像の中心とする部分（ディスプレイ２２の中心部分）である。なお、ディスプレイ２２は、円柱レンズ１１に印刷された画像でもよい。

図１９に示すように、ディスプレイ２２の向きは、表示装置１Ｂの円筒面ｓ１１（１ｂ）の法線方向である。すなわち、円柱レンズ１１の中心ｃと、円筒面ｓ１１の中心Ｃとを結ぶ線上に、ディスプレイ２２の中心部分がある。

ここで、配置支持手段１ｂは、各屈折手段１ａを、視点からの各屈折手段１ａの断面形状が同じ形状になるように配置する。

なお、同じ向きに同一または類似の画像が印刷された円柱レンズ１１が、向きが揃えて埋め込まれたフレキシブルなシートを、柱等に巻き付けて、表示装置１Ｃを作成してもよい。また、表示装置１Ｃは、完全な円筒形状でなく、半円筒形状やその一部の形状でもよい。

さらに、本発明は、上記各実施形態に限定されるものではない。上記各実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。

１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ：表示装置
１ａ：屈折手段
１ｂ：配置支持手段
１ｃ：画像形成手段
３、３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ：視点
５：画像
１０：ボールレンズ（屈折手段）
１１：円柱レンズ（屈折手段）
２０、２１、２２：ディスプレイ（画像形成手段）
ｓ１：円形状（凸形状）
ｓ２：楕円形状（凸形状）
ｓ３：形状
ｓ４：多角形状（凸形状）
ｓ５、ｓ６、ｓ７：凸形状
ｓ１０：円形（凸形状）
ｓ１１：円筒面ｓ１１（凸形状）

Claims (7)

1. 曲率が略一定の円形である円形状の断面を有し、光を屈折する屈折手段と、
   複数の前記屈折手段を、視点側に対して凸形状に配置して支持し、可塑性素材からなる配置支持手段と、
   前記屈折手段に対して前記視点側と反対側で、前記屈折手段の半面に接して覆うように画像を形成する画像形成手段と、
   を備え、
   前記配置支持手段が、前記画像の中心とする部分が前記凸形状の法線方向に向くように、各前記屈折手段を支持し、
   前記画像形成手段が、隣り合った各前記屈折手段において同一または類似する前記画像を形成することを特徴とする表示装置。
2. 請求項１に記載の表示装置において、
   前記屈折手段の形状が、球状、または、円柱状であることを特徴とする表示装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の表示装置において、
   前記凸形状が、円形状であることを特徴とする表示装置。
4. 請求項３に記載の表示装置において、
   前記屈折手段の形状が球状であり、
   前記配置支持手段が、各前記屈折手段を球面形状および円筒面形状のうち少なくとも一方の形状に配置することを特徴とする表示装置。
5. 請求項３に記載の表示装置において、
   前記屈折手段の形状が円柱状であり、
   前記配置支持手段が、各前記屈折手段を円筒面形状に配置することを特徴とする表示装置。
6. 請求項１から請求項５のいずれか１項に記載において、
   前記画像が、静止画像であることを特徴とする表示装置。
7. 請求項１から請求項５のいずれか１項に記載において、
   前記画像が、動画像であることを特徴とする表示装置。

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