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JP7572516B1 - Floating Projection Device - Google Patents

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JP7572516B1
JP7572516B1 JP2023120244A JP2023120244A JP7572516B1 JP 7572516 B1 JP7572516 B1 JP 7572516B1 JP 2023120244 A JP2023120244 A JP 2023120244A JP 2023120244 A JP2023120244 A JP 2023120244A JP 7572516 B1 JP7572516 B1 JP 7572516B1
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projection device
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floating projection
mirror structure
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卓奕 李
奎均 劉
緯峻 陳
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宏達國際電子股▲ふん▼有限公司
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Abstract

【解決手段】浮遊投影装置は、ミラー構造と、光学構造と、光学コーティングと、ディスプレイと、を備える。光学構造はミラー構造を覆い、ミラー構造体との間に収容空間を形成する。光学コーティングは、光学構造上に配置される。ディスプレイは、光学構造ミラー構造体との間に形成される収容空間に配置され、光学構造に向けて複数の画像ビームを送信するために用いられる。
【効果】表示効果を効果的に向上させることができる浮遊投影装置を提供する。
【選択図】図1

The floating projection device includes a mirror structure, an optical structure, an optical coating, and a display. The optical structure covers the mirror structure and forms a receiving space between the mirror structure and the optical coating. The optical coating is disposed on the optical structure. The display is disposed in the receiving space formed between the optical structure and the mirror structure and is used to transmit a plurality of image beams toward the optical structure.
[Effect] A floating projection device capable of effectively improving the display effect is provided.
[Selection diagram] Figure 1

Description

本発明は、浮遊投影装置に関し、特に、表示効果を向上させることができる浮遊投影装置に関する。 The present invention relates to a floating projection device, and in particular to a floating projection device that can improve the display effect.

従来技術において、浮遊投影装置は、互いに重畳された2つの凹面のミラー構造を有し、上層のミラー構造の中央部分に開口部が形成される。浮遊投影装置には実物が設置される。実物の画像は浮遊投影装置内で多重反射を起こし、上層のミラー構造の中央部分の開口部を通過して、浮遊投影装置の上方に実物に近い表示画像を結像する。 In the prior art, a floating projection device has two concave mirror structures superimposed on each other, with an opening formed in the center of the upper mirror structure. A real object is placed in the floating projection device. An image of the real object undergoes multiple reflections within the floating projection device, passes through the opening in the center of the upper mirror structure, and forms a display image that is close to the real object above the floating projection device.

上記従来技術の浮遊投影装置では、生成される表示画像の視角がある程度限定される。さらに、ユーザが表示画像を上方から観察する場合、その開口部分から同時に浮遊投影装置内部の実物が容易に観察されるため、視覚的な干渉の現象が発生する。 In the floating projection device of the above-mentioned prior art, the viewing angle of the generated display image is somewhat limited. Furthermore, when a user views the display image from above, the actual object inside the floating projection device can be easily observed at the same time through the opening, resulting in a phenomenon of visual interference.

本発明は、表示効果を効果的に向上させることができる浮遊投影装置を提供する。 The present invention provides a floating projection device that can effectively improve the display effect.

本発明の浮遊投影装置は、ミラー構造と、光学構造と、光学コーティングと、ディスプレイと、を備える。光学構造はミラー構造を覆い、ミラー構造との間に収容空間を形成する。光学コーティングは、光学構造上に配置される。ディスプレイは、光学構造とミラー構造との間に形成される収容空間に設置され、光学構造に向けて複数の画像ビームを送信するために用いられる。 The floating projection device of the present invention includes a mirror structure, an optical structure, an optical coating, and a display. The optical structure covers the mirror structure and forms a receiving space between the mirror structure and the optical coating. The optical coating is disposed on the optical structure. The display is installed in the receiving space formed between the optical structure and the mirror structure and is used to transmit a plurality of image beams toward the optical structure.

以上に基づいて、本発明の浮遊投影装置は、上方の光学構造上に光学コーティングを設置する。光学コーティングは、ビームの偏光方向に応じて、画像ビームを反射又は通過させ、浮遊投影装置の上方に表示画像を結像することができる。このようにして、浮遊投影装置が生成する表示画像の視角を大幅に向上することができ、表示画像の品質を効果的に向上させることができる。 Based on the above, the floating projection device of the present invention installs an optical coating on the upper optical structure. The optical coating can reflect or pass the image beam according to the polarization direction of the beam, and form a display image above the floating projection device. In this way, the viewing angle of the display image generated by the floating projection device can be greatly improved, and the quality of the display image can be effectively improved.

本発明の一実施形態にかかる浮遊投影装置の概略図である。1 is a schematic diagram of a floating projection device according to an embodiment of the present invention; 本発明の一実施形態にかかる浮遊投影装置の結像方法の概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram of an imaging method of a floating projection device according to an embodiment of the present invention; 本発明の一実施形態にかかる浮遊投影装置の画像ビームの進行詳細の概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram of image beam progression details of a floating projection device according to one embodiment of the present invention; 本発明の一実施形態にかかる浮遊投影装置の結像距離離の概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram of an imaging distance of a floating projection device according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態にかかる浮遊投影装置の概略図である。1 is a schematic diagram of a floating projection device according to an embodiment of the present invention; 図5Aの浮遊投影装置500にかかる画像ビームの進行経路の概略図である。FIG. 5B is a schematic diagram of the travel path of an image beam through the floating projection device 500 of FIG. 5A. 本発明の一実施形態にかかる浮遊投影装置の概略図である。1 is a schematic diagram of a floating projection device according to an embodiment of the present invention; 図6Aの浮遊投影装置600にかかる画像ビームの進行経路の概略図である。FIG. 6B is a schematic diagram of the travel path of an image beam through the floating projection device 600 of FIG. 6A.

図1を参照すると、図1は、本発明の一実施形態にかかる浮遊投影装置の概略図である。浮遊投影装置100は、ミラー構造110と、光学構造120と、光学コーティング130と、ディスプレイ140と、を備える。本実施形態において、光学構造120は、ミラー構造110の上方に設置される。ここで、光学構造120はミラー構造110を覆い、ミラー構造110との間に収容空間Z1を形成する。光学コーティング130は光学構造120上に設置される。ここで、光学コーティング130は光学構造120がミラー構造110に向かう内面SI上に設置される。ディスプレイ140は収容空間Z1に設置される。ディスプレイ140は、光学構造120に向けて複数の画像ビームIMBを送信するために用いられる。 Referring to FIG. 1, FIG. 1 is a schematic diagram of a floating projection device according to an embodiment of the present invention. The floating projection device 100 includes a mirror structure 110, an optical structure 120, an optical coating 130, and a display 140. In this embodiment, the optical structure 120 is installed above the mirror structure 110. Here, the optical structure 120 covers the mirror structure 110 and forms a receiving space Z1 between the mirror structure 110. The optical coating 130 is installed on the optical structure 120. Here, the optical coating 130 is installed on the inner surface SI of the optical structure 120 facing the mirror structure 110. The display 140 is installed in the receiving space Z1. The display 140 is used to transmit a plurality of image beams IMB toward the optical structure 120.

本実施形態において、光学コーティング130は、位相差フィルム層と、偏光選択反射フィルム層と、を備える。ここで、偏光選択反射フィルム層は、位相差フィルム層とミラー構造110の内面SIとの間に設置される。位相差フィルム層は、受信するビームの偏光形態を変更することができ、偏光選択反射フィルム層は、受信するビームの偏光形態に応じて、受信するビームを反射するか又は通過するかを選択するように配置される。 In this embodiment, the optical coating 130 comprises a retardation film layer and a polarization selective reflection film layer, where the polarization selective reflection film layer is disposed between the retardation film layer and the inner surface SI of the mirror structure 110. The retardation film layer can change the polarization form of the received beam, and the polarization selective reflection film layer is arranged to select whether to reflect or pass the received beam depending on the polarization form of the received beam.

本実施形態において、ディスプレイ140が送信する画像ビームIMBは、ミラー構造110及び光学コーティング130において、複数回の反射及び1回の通過の動作を発生することができ、ミラー構造110と光学構造120との間で形成される収容空間Z1の外側で、光学構造120の外面SOに近い結像平面IMP上において、実像の表示画像を形成することができる。 In this embodiment, the image beam IMB transmitted by the display 140 can undergo multiple reflections and one pass in the mirror structure 110 and the optical coating 130, and can form a real display image on an image plane IMP close to the outer surface SO of the optical structure 120 outside the accommodation space Z1 formed between the mirror structure 110 and the optical structure 120.

上記結像方法により、さまざまな角度から見ることができる実際の物体に近い表示画像を生成することができ、これをホログラム(hologram)と呼ぶことができる。 The above imaging method allows the creation of a display image that resembles a real object that can be viewed from a variety of angles, which can be called a hologram.

本実施形態において、光学構造120は透明構造体であって良い。また、本実施形態において、ミラー構造110及び光学構造120はいずれも凹面構造であって良く、且つ、ミラー構造110の凹面と光学構造120の凹面とは互いに対向していても良い。ミラー構造110及び光学構造120は、第1の曲率半径及び第2の曲率半径をそれぞれ有していても良く、ここで、第1の曲率半径及び第2の曲率半径は非ゼロの実数である。また、ディスプレイ140は液晶ディスプレイであって良い。 In this embodiment, the optical structure 120 may be a transparent structure. In this embodiment, the mirror structure 110 and the optical structure 120 may both be concave structures, and the concave surface of the mirror structure 110 and the concave surface of the optical structure 120 may face each other. The mirror structure 110 and the optical structure 120 may have a first radius of curvature and a second radius of curvature, respectively, where the first radius of curvature and the second radius of curvature are non-zero real numbers. In addition, the display 140 may be a liquid crystal display.

本発明の実施形態のビームの進行経路に関して、本発明の実施形態の浮遊投影装置の結像方法の概略図を示す図2を参照できる。図2において、ディスプレイ140は、光学コーティング130に向けて画像ビームIMB1及びIMB2を送信することができる。光学コーティング130は、画像ビームIMB1及びIMB2をそれぞれ反射して、反射ビームRB11及びRB21を生成することができる。反射ビームRB11及びRB21はミラー構造110に向けて前進する。ミラー構造110は、反射ビームRB11及びRB21を反射して、反射ビームRB12及びRB22をそれぞれ生成するためにも用いられる。 Regarding the travel path of the beam in the embodiment of the present invention, reference can be made to FIG. 2, which shows a schematic diagram of the imaging method of the floating projection device in the embodiment of the present invention. In FIG. 2, the display 140 can transmit image beams IMB1 and IMB2 toward the optical coating 130. The optical coating 130 can reflect the image beams IMB1 and IMB2, respectively, to generate reflected beams RB11 and RB21. The reflected beams RB11 and RB21 proceed toward the mirror structure 110. The mirror structure 110 is also used to reflect the reflected beams RB11 and RB21 to generate reflected beams RB12 and RB22, respectively.

次いで、反射ビームRB12及びRB22は、光学コーティング130及び光学構造120を通過することができ、収容空間Z1の外側で表示画像を生成することができる。 The reflected beams RB12 and RB22 can then pass through the optical coating 130 and the optical structure 120 to generate a display image outside the containment space Z1.

さらなる説明のために、図3に図示される本発明の実施形態の浮遊投影装置の画像ビームの進行の詳細にかかる概略図を参照されたい。本実施形態において、ディスプレイが生成する画像ビームIMBは第1の旋回性を有する円偏光であり、第1の旋向性は、例えば右旋性である。画像ビームIMBが位相差フィルム層QWPに送信されるとき、位相差フィルム層QWPは画像ビームIMBを第1の方向の直線偏光に変更することができ、第1の方向は、例えば垂直方向である。本実施形態において、位相差フィルム層QWPは1/4位相差板であって良い。 For further explanation, please refer to the detailed schematic diagram of the image beam progression of the floating projection device of the embodiment of the present invention shown in FIG. 3. In this embodiment, the image beam IMB generated by the display is circularly polarized light having a first rotation, for example, the first rotation is right-handed. When the image beam IMB is sent to the retarder film layer QWP, the retarder film layer QWP can change the image beam IMB to a linearly polarized light in a first direction, for example, the first direction is vertical. In this embodiment, the retarder film layer QWP can be a quarter retarder.

次いで、偏光選択反射フィルム層IQPSは、垂直方向に直線偏光された画像ビームIMBを受信し、画像ビームIMBの反射を選択して、反射ビームRB1を生成することができる。反射ビームRB1は、位相差フィルム層QWPを通過して、位相差フィルム層QWPは反射ビームRB1を右旋性の円偏光に変換することができる。 The polarization selective reflection film layer IQPS can then receive the vertically linearly polarized image beam IMB and selectively reflect the image beam IMB to generate a reflected beam RB1. The reflected beam RB1 passes through the retardation film layer QWP, which can convert the reflected beam RB1 into right-handed circularly polarized light.

右旋性の円偏光の反射ビームRB1は、ミラー構造310の反射面に送信することができる。ミラー構造310は、反射ビームRB1を反射し、反射ビームRB2を生成するために用いられる。ここで、反射ビームRB2は、第2の旋向性(左旋回)の円偏光である。次いで、反射ビームRB2は、位相差フィルム層QWPを通過し、位相差フィルム層QWPは反射ビームRB2を第2の方向の直線偏光に変換することができ、第2の方向は、例えば水平方向である。 The reflected beam RB1 of right-handed circular polarization can be sent to the reflecting surface of the mirror structure 310. The mirror structure 310 is used to reflect the reflected beam RB1 and generate a reflected beam RB2, where the reflected beam RB2 is circularly polarized with a second rotatory power (left-handed). The reflected beam RB2 then passes through the retardation film layer QWP, which can convert the reflected beam RB2 into linearly polarized light in a second direction, which is, for example, horizontal.

水平方向の直線偏光である反射ビームRB2は、偏光選択反射フィルム層IQPSに送信されることができる。さらに、偏光選択反射フィルム層IQPSは、反射ビームRB2を通過して、反射ビームRB2を結像平面IMP上に結像して、表示画像を形成することができる。 The reflected beam RB2, which is horizontally linearly polarized, can be sent to the polarization selective reflection film layer IQPS. The polarization selective reflection film layer IQPS can then pass through the reflected beam RB2 and image the reflected beam RB2 onto an image plane IMP to form a display image.

本発明の実施形態における浮遊投影装置の結像距離の算出に関しては、本発明の実施形態の浮遊投影装置の結像距離の概略図を示す図4を参照されたい。本実施形態において、浮遊投影装置400のミラー構造410及び光学構造420はいずれも凹面構造であり、曲率半径R2及びR1をそれぞれ有する。ミラー構造410と結像平面IMPの垂直距離はL(像距離)であり、ミラー構造410と光学コーティング430との間の垂直距離はAである。 For calculating the imaging distance of the floating projection device in the embodiment of the present invention, please refer to FIG. 4, which shows a schematic diagram of the imaging distance of the floating projection device in the embodiment of the present invention. In this embodiment, the mirror structure 410 and the optical structure 420 of the floating projection device 400 are both concave structures, and have radii of curvature R2 and R1, respectively. The vertical distance between the mirror structure 410 and the image plane IMP is L (image distance), and the vertical distance between the mirror structure 410 and the optical coating 430 is A.

式1Equation 1

Figure 0007572516000002
Figure 0007572516000002

式1に基づき、次の関係式1が得られる。式中、Aは正であり、R1は負であり、R2は正である。 Based on Equation 1, the following Relation Equation 1 is obtained. In the equation, A is positive, R1 is negative, and R2 is positive.

式2Equation 2

Figure 0007572516000003
Figure 0007572516000003

式中、I1は一次結像の像距離であり、FR1は光学構造420の焦点距離である。 where I1 is the image distance of the primary image and FR1 is the focal length of optical structure 420.

関係式1より、一次結像における像距離を次の通り算出することができる。 From relation 1, the image distance in primary imaging can be calculated as follows:

式3Equation 3

Figure 0007572516000004
Figure 0007572516000004

次いで、一次結像の像距離I1に基づき、二次結像の像距離をさらに算出することができる。 Then, based on the image distance I1 of the primary image, the image distance of the secondary image can be further calculated.

式4Equation 4

Figure 0007572516000005
ここで、浮遊投影の要求によれば、像距離Lは距離Aよりも大きい必要がある。したがって、設計においては、適当な曲率半径R2を有するミラー構造410及び曲率半径R1を有する光学構造420を選択することができ、浮遊投影装置400は、表示画像をホログラム画像として効果的に生成することができる。
Figure 0007572516000005
Here, according to the requirements of floating projection, the image distance L needs to be greater than the distance A. Therefore, in the design, the mirror structure 410 with a suitable curvature radius R2 and the optical structure 420 with a suitable curvature radius R1 can be selected, and the floating projection device 400 can effectively generate the display image as a hologram image.

図5A及び図5Bを参照すると、図5Aは、本発明の一実施形態にかかる浮遊投影装置の概略図であり、図5Bは、図5Aの浮遊投影装置500の画像ビームの進行経路の概略図である。図5Aにおいて、浮遊投影装置500は、ミラー構造510と、光学構造520と、光学コーティング530と、ディスプレイ540と、を備える。図1の実施形態とは異なり、本実施形態において、ミラー構造510は平面構造であって良く、光学構造520及び光学コーティング530は凹面構造であって良く、光学構造520及び光学コーティング530により形成される凹面は、ミラー構造510の反射面に面する。 5A and 5B, FIG. 5A is a schematic diagram of a floating projection device according to one embodiment of the present invention, and FIG. 5B is a schematic diagram of the traveling path of an image beam of the floating projection device 500 of FIG. 5A. In FIG. 5A, the floating projection device 500 includes a mirror structure 510, an optical structure 520, an optical coating 530, and a display 540. Different from the embodiment of FIG. 1, in this embodiment, the mirror structure 510 may be a planar structure, and the optical structure 520 and the optical coating 530 may be concave structures, and the concave surface formed by the optical structure 520 and the optical coating 530 faces the reflective surface of the mirror structure 510.

図5Bでは、ディスプレイ540が生成する画像ビームは、可在光学コーティング530とミラー構造510との間で、複数回の反射及び単回の通過を発生し、結像平面IMP上に表示画像を形成することができる。本実施形態において、浮遊投影装置500の光学コーティング530は、曲率半径R1を有する。ミラー構造510と結像平面IMPの垂直距離はL(像距離)であり、ミラー構造510と光学コーティング530との間の垂直距離はAである。上記公式1に基づき、関係式2を得ることができる。 In FIG. 5B, the image beam generated by the display 540 can undergo multiple reflections and a single pass between the optical coating 530 and the mirror structure 510 to form a display image on the image plane IMP. In this embodiment, the optical coating 530 of the floating projection device 500 has a radius of curvature R1. The vertical distance between the mirror structure 510 and the image plane IMP is L (image distance), and the vertical distance between the mirror structure 510 and the optical coating 530 is A. Based on the above formula 1, the relationship 2 can be obtained.

式5Equation 5

Figure 0007572516000006
式中、I1は一次結像の像距離であり、FR1は光学コーティング530の焦点距離である。さらに、次の通り導出することができる。
Figure 0007572516000006
where I1 is the image distance of the primary image and FR1 is the focal length of the optical coating 530. Furthermore, it can be derived as follows:

式6Equation 6

Figure 0007572516000007
このとき、Aは正であり、R1は負である。
Figure 0007572516000007
In this case, A is positive and R1 is negative.

上記の導出から、光学コーティング530の結像距離はAPに等しいことが分かる。表示画像の浮遊の要求を満足するために、光学コーティング530の結像は、ミラー構造510の反射動作を介して、光学構造520の上方に生成することができる。したがって、光学コーティング530の結像距離は2Aよりも大きい必要がある。また、本発明で生成される表示画像は実像であるので、距離Aは曲率半径R1の2分の1よりも大きい必要がある。上記各要素を組み合わせると、関係式3を導出することができる。 From the above derivation, it can be seen that the imaging distance of the optical coating 530 is equal to AP. In order to meet the requirement of floating the display image, the imaging of the optical coating 530 can be generated above the optical structure 520 through the reflecting action of the mirror structure 510. Therefore, the imaging distance of the optical coating 530 needs to be greater than 2A. In addition, since the display image generated by the present invention is a real image, the distance A needs to be greater than half the radius of curvature R1. By combining the above elements, the relational equation 3 can be derived.

式7Equation 7

Figure 0007572516000008
Figure 0007572516000008

すなわち、上記の関係式を満たす光学コーティング530の曲率半径R1を選択することにより、浮遊投影装置500は表示画像をホログラム画像として効果的に生成することができる。 In other words, by selecting a radius of curvature R1 of the optical coating 530 that satisfies the above relationship, the floating projection device 500 can effectively generate a display image as a hologram image.

図6A及び図6Bを参照すると、図6Aは、本発明の一実施形態にかかる浮遊投影装置の概略図を示し、図6Bは、図6Aの浮遊投影装置600における画像ビームの進行経路の概略図を示す。図6Aにおいて、浮遊投影装置600は、ミラー構造610と、光学構造620と、光学コーティング630と、ディスプレイ640と、を備える。図1の実施形態とは異なり、本実施形態において、ミラー構造610は凹面構造であって良く、光学構造620及び光学コーティング630は平面構造であって良く、ミラー構造610により形成される凹面は、光学構造620及び光学コーティング630に面していても良い。 6A and 6B, FIG. 6A shows a schematic diagram of a floating projection device according to one embodiment of the present invention, and FIG. 6B shows a schematic diagram of the traveling path of an image beam in the floating projection device 600 of FIG. 6A. In FIG. 6A, the floating projection device 600 includes a mirror structure 610, an optical structure 620, an optical coating 630, and a display 640. Different from the embodiment of FIG. 1, in this embodiment, the mirror structure 610 may be a concave structure, the optical structure 620 and the optical coating 630 may be planar structures, and the concave surface formed by the mirror structure 610 may face the optical structure 620 and the optical coating 630.

図6Bにおいて、ディスプレイ640が生成する画像ビームは、可在光学コーティング630とミラー構造610との間で、複数回の反射及び単回の通過を発生し、結像平面IMP上に表示画像を形成することができる。本実施形態において、浮遊投影装置600のミラー構造610は、曲率半径R2を有する。ミラー構造610と結像平面IMPの垂直距離はL(像距離)であり、ミラー構造610と光学コーティング630との間の垂直距離はAである。上記公式1に基づき、関係式4を得ることができる。 In FIG. 6B, the image beam generated by the display 640 can undergo multiple reflections and a single pass between the optical coating 630 and the mirror structure 610 to form a display image on the image plane IMP. In this embodiment, the mirror structure 610 of the floating projection device 600 has a radius of curvature R2. The vertical distance between the mirror structure 610 and the image plane IMP is L (image distance), and the vertical distance between the mirror structure 610 and the optical coating 630 is A. Based on the above formula 1, the relationship 4 can be obtained.

式8Equation 8

Figure 0007572516000009
式中、I1は一次結像の像距離であり、FR2はミラー構造610の焦点距離である。さらに、次の通り導出することができる。
Figure 0007572516000009
where I1 is the image distance of the primary image and FR2 is the focal length of the mirror structure 610. Furthermore, it can be derived as follows:

式9Equation 9

Figure 0007572516000010
このとき、Aは負であり、R2は正である。
Figure 0007572516000010
In this case, A is negative and R2 is positive.

表示画像の浮遊の要求を満足するために、一次結像の像距離I1は距離Aよりも大きい必要がある。本発明で生成される表示画像は実像であるので、距離Aは曲率半径R2の4分の1よりも大きい必要がある。上記各要素を組み合わせると、関係式5を導出することができる。 To satisfy the floating requirement of the display image, the image distance I1 of the primary image must be greater than the distance A. Since the display image generated by the present invention is a real image, the distance A must be greater than one-fourth of the radius of curvature R2. By combining the above elements, the relational expression 5 can be derived.

式10Equation 10

Figure 0007572516000011
Figure 0007572516000011

すなわち、上記の関係式を満たすミラー構造610の曲率半径R2を選択することにより、浮遊投影装置600は表示画像をホログラム画像として効果的に生成することができる。 In other words, by selecting a radius of curvature R2 of the mirror structure 610 that satisfies the above relationship, the floating projection device 600 can effectively generate a display image as a hologram image.

本発明の浮遊投影装置は、対応して設置されるミラー構造及び光学構造を有する。光学構造上に設置された光学コーティングにより、ディスプレイが生成する画像ビームは、光学コーティングと光学構造との間で複数回反射して、画像ビームの偏光形態を変換することができる。光学コーティングは、特定の偏光形態を有する画像ビームを浮遊投影装置の上方に送信し、浮遊投影装置の上方でホログラム画像を生成することができる。これにより、浮遊投影装置が生成する表示画像は、比較的広い視野角を有することができ、ディスプレイが生成する画像ビームが直接ユーザの目に入ることがなくなるので、視覚的干渉の発生を効果的に回避することができる。 The floating projection device of the present invention has a mirror structure and an optical structure correspondingly installed. With the optical coating installed on the optical structure, the image beam generated by the display can be reflected multiple times between the optical coating and the optical structure to convert the polarization form of the image beam. The optical coating can transmit the image beam with a specific polarization form above the floating projection device to generate a hologram image above the floating projection device. Thus, the display image generated by the floating projection device can have a relatively wide viewing angle, and the image beam generated by the display will not directly enter the user's eyes, so that the occurrence of visual interference can be effectively avoided.

本発明は、浮遊投影の関連製品に応用することができ、浮遊投影装置の画像表示品質を向上させることができる。 The present invention can be applied to floating projection related products and can improve the image display quality of floating projection devices.

100、400、500、600:浮遊投影装置
110、410、510、610:ミラー構造
120、420、520、620:光学構造
130、430、530、630:光学コーティング
140、440、540、640:ディスプレイ
A、L:距離
IMB、IMB1、IMB2:画像ビーム
IMP:結像平面
IQPS:偏光選択反射フィルム層
QWP:位相差フィルム層
RB1、RB2、RB11、RB21、RB12、RB22:反射ビーム
SI:内面
SO:外面
Z1:収容空間
100, 400, 500, 600: Floating projection device 110, 410, 510, 610: Mirror structure 120, 420, 520, 620: Optical structure 130, 430, 530, 630: Optical coating 140, 440, 540, 640: Display A, L: Distance IMB, IMB1, IMB2: Image beam IMP: Imaging plane IQPS: Polarization selective reflection film layer QWP: Retardation film layer RB1, RB2, RB11, RB21, RB12, RB22: Reflection beam SI: Inner surface SO: Outer surface Z1: Storage space

Claims (10)

ミラー構造と、
前記ミラー構造を覆い、前記ミラー構造との間に収容空間を形成する光学構造と、
前記光学構造上に設置され、位相差フィルム層と、前記ミラー構造の内面と前記位相差フィルム層との間に設置される偏光選択反射フィルム層と、を備える光学コーティングと、
前記光学構造と前記ミラー構造との間に形成される前記収容空間に設置され、前記光学構造に向けて複数の画像ビームを送信するのに用いられるディスプレイと、
を備える浮遊投影装置。
A mirror structure;
an optical structure covering the mirror structure and forming a storage space between the mirror structure and the optical structure;
an optical coating disposed on the optical structure, the optical coating comprising: a retardation film layer; and a polarization selective reflection film layer disposed between the inner surface of the mirror structure and the retardation film layer ;
a display disposed in the receiving space formed between the optical structure and the mirror structure, the display being used to transmit a plurality of image beams toward the optical structure;
A floating projection device comprising:
前記複数の画像ビームは、前記光学構造の内面上で1回目の反射を発生して、複数の第1の反射ビームを生成し、前記複数の第1の反射ビームは、前記ミラー構造の反射面上で2回目の反射を発生して、複数の第2の反射ビームを生成し、前記複数の第2の反射ビームは、前記光学構造の前記内面を通過して、実像の表示画像を形成する、請求項に記載の浮遊投影装置。 2. The floating projection device of claim 1, wherein the plurality of image beams undergo a first reflection on an inner surface of the optical structure to generate a plurality of first reflected beams, the plurality of first reflected beams undergo a second reflection on a reflective surface of the mirror structure to generate a plurality of second reflected beams, and the plurality of second reflected beams pass through the inner surface of the optical structure to form a real displayed image. 前記ディスプレイは、第1の旋回性を有する円偏光の前記複数の画像ビームを投影して、前記位相差フィルム層は、前記複数の画像ビームを第1の方向の直線偏光に変換し、前記偏光選択反射フィルム層は、前記第1の方向の直線偏光の前記複数の画像ビームを反射して、前記複数の第1の反射ビームを生成し、前記位相差フィルム層は、前記複数の第1の反射ビームを前記第1の旋回性を有する円偏光にさらに変換する、請求項に記載の浮遊投影装置。 3. The floating projection device of claim 2, wherein the display projects the plurality of image beams of circularly polarized light having a first rotatory power, the retardation film layer converts the plurality of image beams into linearly polarized light in a first direction, the polarization selective reflection film layer reflects the plurality of image beams of linearly polarized light in the first direction to generate the plurality of first reflected beams, and the retardation film layer further converts the plurality of first reflected beams into circularly polarized light having the first rotatory power. 前記ミラー構造の反射面は、前記複数の第1の反射ビームを反射して、第2の旋回性を有する円偏光の前記複数の第2の反射ビームを生成する、請求項に記載の浮遊投影装置。 3. The floating projection device of claim 2 , wherein a reflective surface of the mirror structure reflects the first reflected beams to generate the second reflected beams of circularly polarized light having a second rotational orientation. 前記位相差フィルム層は、前記複数の第2の反射ビームを第2の方向の直線偏光に変換し、前記偏光選択反射フィルム層は、前記第2の方向の直線偏光の前記複数の第2の反射ビームを通過する、請求項に記載の浮遊投影装置。 5. The floating projection device of claim 4, wherein the retardation film layer converts the second reflected beams into linearly polarized light in a second direction, and the polarization selective reflection film layer passes the second reflected beams of linear polarization in the second direction. 表示画像は、前記収容空間の外側で前記光学構造の外面に隣接して結像される、請求項に記載の浮遊投影装置。 The floating projection device of claim 1 , wherein a display image is imaged adjacent an outer surface of the optical structure outside of the containment space. 前記ミラー構造と前記光学構造は、第1の曲率半径及び第2の曲率半径をそれぞれ有し、前記第1の曲率半径と前記第2の曲率半径は非ゼロの実数である、請求項1に記載の浮遊投影装置。 The floating projection device of claim 1, wherein the mirror structure and the optical structure have a first radius of curvature and a second radius of curvature, respectively, and the first radius of curvature and the second radius of curvature are non-zero real numbers. 前記ミラー構造の凹面と前記光学構造の凹面とは互いに対向する、請求項に記載の浮遊投影装置。 8. The floating projection device of claim 7 , wherein the concave surface of the mirror structure and the concave surface of the optical structure face each other. 前記ミラー構造と前記光学構造のうちの一方は平面構造であり、前記ミラー構造と前記光学構造のうちの他方は一定の曲率半径を有し、前記曲率半径は非ゼロの実数である、請求項1に記載の浮遊投影装置。 The floating projection device of claim 1, wherein one of the mirror structure and the optical structure is a planar structure, and the other of the mirror structure and the optical structure has a constant radius of curvature, the radius of curvature being a non-zero real number. 前記光学構造は、透明構造体である、請求項1に記載の浮遊投影装置。 The floating projection device of claim 1, wherein the optical structure is a transparent structure.
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