显示装置的制造方法

本发明涉及一种对载置于收容显示器的壳体的上表面的物体(信息保持体)进行识别并将与该信息保持体对应的立体的二维影像投影到装置上方的空间的显示装置。

背景技术：
以往，已知如下一种图像显示装置：在显示包含立体像在内的图像的图像显示面(液晶显示面板等)的前侧(观看者侧)与该显示面分离地配置有使上述图像在空间中成像的图像传递面板(成像光学元件)(例如参照专利文献1)。与此相对，本申请人在日本特开2014-115606号公报、专利文献2等中已经提出如下一种显示装置：具备收容显示器的外壳、将显示器以规定的倾斜角度倾斜地载置的载置台以及面板状的成像光学元件，通过从上述显示器投射并透过上述成像光学元件的光，使显示于上述显示器的影像的投影像以在该成像光学元件的上侧浮起的状态成像。并且，本申请人在日本特开2014-126682号公报和日本特开2014-126683号公报中提出了如下一种显示装置：能够与载置于上述显示装置的上表面的卡、图形(Figure)等信息保持体(具备IC标签、条形码等的信息输入体)连动地，将与该信息保持体相应的立体的二维影像实时且有效地显示在装置的上方。这些提案所涉及的显示装置如图10所示，利用识别单元(读出器R)读取配置于在壳体的上表面配置的成像光学元件(微镜阵列M)的周围的平板状的信息保持体(卡C等信息输入体)所保有的识别信息(IC标签T)，并从识别单元向显示器D的控制单元传递该信息，由此使以显示面Da相对于成像光学元件倾斜规定的倾斜角度α的状态配设的显示器D显示与信息保持体相应的影像(图像I)，将该影像的投影像经由上述成像光学元件而显示为在壳体的上侧的空间中浮起的空间像I’。此外，图10中的标记P表示微镜阵列M的元件面，Ma和Mb分别表示微镜阵列M的上表面和下表面。专利文献1：日本特开2003-98479号公报专利文献2：日本特开2013-228671号公报

技术实现要素：
发明要解决的问题另外，受验者经过进行监视器测试等，指出了一个与上述显示装置的使用有关的担忧。担忧以下问题：在将卡、图形等信息保持体载置在显示装置(外壳)的上表面时，有时对空间像感到不自然感而难以得到临场感等。因此，当本发明者试着追究该现象的原因时，了解到存在以下情况：例如将游戏卡载置在了上表面，但是当空间像怎么也不浮起等，将这些信息保持体置于上表面的时刻与立体像(空间像)从上表面浮起的时刻之间大幅偏移时，对空间像的惊奇、真实感受到损害，观看者难以移入感情(即，“虚拟物”的印象强烈而令人扫兴)。此处存在改进上述显示装置的余地。本发明是鉴于这样的情形而完成的，因此其目的在于提供一种能够将与配置在成像光学元件的周围的信息保持体对应的立体的二维影像在适当的时刻富有临场感地显示在装置的上方的显示装置。用于解决问题的方案为了达成上述的目的，本发明的显示装置取以下结构：具备：壳体，其收容显示器；成像光学元件，其以使光透过的方式配设在所述壳体的上表面；显示器，其以显示面相对于该成像光学元件的下表面倾斜规定的倾斜角度的状态配设在成像光学元件的下侧；信息保持体，其要被载置在所述壳体的上表面；读出器，其以非接触的方式读取所述信息保持体所保有的信息；传感器，其探测所述壳体的上表面有无物体；以及控制单元，其具有使所述显示器显示影像的功能，基于来自所述读出器和传感器的信号来控制所述影像，其中，所述控制单元基于从所述读出器传递的信息保持体的信息和从所述传感器传递的物体检测信号，来在下述(A)的待机状态与下述(B)的显示状态之间进行切换。(A)待机状态为，在所述信息保持体抵接于壳体的上表面之前且侵入到所述读出器能够读取信号的区域内时，由该读出器读取所述信息保持体所保有的个体信息，所述控制单元基于从读出器向控制单元传递的个体信息，来准备与所述信息保持体对应的影像。(B)显示状态为，在所述信息保持体抵接于壳体的上表面的期间，所述控制单元基于从所述传感器向控制单元传递的物体检测信号，来使准备好的所述影像显示于显示器，该影像的投影像经由所述成像光学元件以在壳体上侧的空间中浮起的状态成像。即，本发明者为了解决所述课题而反复进行研究，其结果发现，通过除了设置读取信息保持体的识别(个体)信息的读出器之外，还另外设置探测该信息保持体向壳体上表面的抵接的传感器，并且将来自这些读出器和传感器的检测信号进行组合来利用，能够在对于观赏者来说最佳的时刻有效地提供与该信息保持体相应的影像(静止图像、运动图像等)，从而实现了本发明。此外，本发明中的壳体上表面与信息保持体之间的“抵接”除了包含上表面与保持体之间的间隙为0(零)的“接触”状态之外，还包含上表面与保持体之间的间隙为2mm以下的“紧密靠近”的状态。另外，上述“读出器能够读取信号”是指以关于IC卡的ISO/IEC10536所记载的“无触点型”为标准的、在读出器与信息保持体(IC标签)之间的距离为10cm以内能够进行稳定的互相通讯的状态(实际上包含10cm以上且能够进行单向通信的距离)。发明的效果根据本发明的显示装置，使用从以非接触的方式读取信息的读出器得到的信号信息(信息保持体固有的信息)和从探测壳体上表面有无物体的传感器得到的信号信息(信息保持体的检测信号)，来迅速地在读取靠近壳体上表面的信息保持体的个体信息并准备与该信息保持体对应的影像的待机状态和使准备好的上述影像经由成像光学元件而在壳体上侧的空间中成像的显示状态之间进行切换，由此能够将与上述信息保持体对应的立体的二维影像在适当的时刻以浮起的方式显示在装置的上方。由此，本发明的显示装置能够将与上述信息保持体相应的有效的空间像以仿佛该空间像真实存在于此的方式在最佳的时刻富有临场感地进行显示。此外，在本发明的显示装置中，尤其是上述信息保持体为平板状且在该信息保持体的一部分设置有与上述成像光学元件的平面形状对应的光透过部的显示装置，构成为上述投影像透过该光透过部而成像。根据该结构，卡等平板状信息保持体成为在上述投影像(空间像)与成像光学元件上表面之间产生视差的比较对象物，因此能够以更加容易被观赏者视觉确认、更加鲜明且更加富有临场感的立体的影像感觉空间像。并且，上述显示装置通过上述的结构，在将卡等平板状信息保持体载置在装置上表面的同时，空间像在适当的时刻从该平板状信息保持体的内部(光透过部)浮出。根据这些相辅相成的效果，本发明的显示装置能够使与上述平板状信息保持体对应的空间像更加印象深刻地展现。另外，在本发明的显示装置中，尤其是上述显示器的显示面相对于上述成像光学元件的下表面的倾斜角度被设定为30°以上且小于90°的显示装置，能够将上述显示的立体的二维图像显示为悬浮感更强的立体的图像。此外，作为能够在本发明的显示装置中使用的“成像光学元件”，能够例举使被投影物的镜像以实像成像的折射型成像元件(包括菲涅尔透镜(FresnelLens)等在内的各种透镜或远焦光学系统的微镜、角反射器等)。在这些折射型成像元件中，尤其优选的是，其外形形状为面板状或平板状且其正面和反面(上表面和下表面)比较平坦且为平面的元件。另外，上述成像光学元件的“上表面”、“下表面”表示相当于外壳、机壳等壳体的外侧的面或相当于内侧的面，是指与成为成像的基准(光路的折射点)的成像光学元件的“元件面”大致平行的面。附图说明图1是说明本发明的实施方式中的显示装置的基本结构的一部分截面图。图2是本发明的第一实施方式的显示装置的外观立体图。图3是示出上述第一实施方式的显示装置的结构的截面图。图4是本发明的第二实施方式的显示装置的外观立体图。图5是示出本发明的显示装置中使用的微镜阵列的一个结构例的立体图。图6是上述微镜阵列的立体图。图7是示出本发明的显示装置中使用的微镜阵列的其它的结构例的立体图。图8是示出本发明的显示装置中使用的微镜阵列的再一个其它的结构例的立体图。图9是说明本发明的显示装置中使用的微镜阵列的变形例的结构的图。图10是说明以往的显示装置的结构的一部分截面图。具体实施方式接着，基于附图来详细地说明本发明的实施方式。但是，本发明并不限定于该实施方式。图1是说明本发明的显示装置的基本的结构的图，与图10所示的现有例子的不同点在于具备传感器S。此外，在图1中，为了只简洁地说明本发明的原理而省略了外壳、机壳等构件、配线、电气件等部件的图示。另外，关于保有个体信息的平板状的信息保持体(图中的卡C)，夸张地绘出了其厚度。本实施方式中的显示装置如图1所示具备面板状的微镜阵列成像光学元件(以下称为“微镜阵列M”)、平面面板显示器(以下称为显示器D)以及对显示于该显示器D的影像(图像I)进行控制的控制单元(未图示)，通过由设置于微镜阵列M的多个角反射器进行的光的反射，来将显示于显示器D的显示面Da上的图像I在该微镜阵列M的上表面Ma侧的空间中以浮起的方式成像为倾斜状立起的空间像I’，其中，显示器D以倾斜规定的倾斜角度α的状态配设在微镜阵列M的下表面Mb侧。另外，关于上述显示装置，其上表面为用于载置信息保持体(卡C)来读取该信息保持体所保有的个体信息的信息输入面(操作面)，在上述微镜阵列M的周围配设有读出器R以及传感器S，其中，该读出器R用于以非接触的方式读取所载置的卡C的个体信息，传感器S用于对上述卡C等信息保持体已与装置上表面抵接进行检测，探测有无物体。而且，上述显示装置基于从上述读出器R向控制单元传递的信息保持体(卡C)的信息以及从上述传感器S向控制单元传递的物体检测信号，来迅速地在待机状态与显示状态之间进行切换，其中，该待机状态为在卡C载置前由上述控制单元读取靠近装置的壳体上表面的卡C的个体信息(IC标签T)，并将与该卡C对应的图像I准备在显示器D上，该显示状态为使准备好的上述图像I经由微镜阵列M而在壳体上侧的空间中成像为空间像I’。这是本发明的显示装置的特征。根据上述结构的显示装置，通过利用从上述读出器R向控制单元传递的信息保持体(卡C)的信息以及从上述传感器S向控制单元传递的物体检测信号，在卡C抵接于装置上表面之前且侵入到上述读出器R能够读取信号的区域(大概10cm以内)时，由该读出器R读取上述卡C所保有的个体信息，上述控制单元能够基于从读出器R向控制单元传递的个体信息，来预先准备显示于显示器D的与上述卡C对应的影像(图像I)(待机状态)。另外，接下来，在使上述卡C抵接于装置上表面时，上述控制单元基于从上述传感器S向控制单元传递的物体检测信号，来使上述影像(图像I)立刻显示在显示器D上，该图像I的投影像透过微镜阵列M和设置于卡C的开口Ca(光透过部)而在装置上侧显示为空间像I’(显示状态)。这样，在本实施方式的显示装置中，上述控制单元能够迅速地在读取靠近装置的壳体上表面的卡C的个体信息并将与该卡C对应的图像I准备在显示器D上的待机状态与使准备好的上述图像I经由微镜阵列M而在壳体上侧的空间中成像为空间像I’的显示状态之间进行切换。并且，上述空间像I’的显示是基于上述物体(卡C)的检测信号而与卡C的载置(向上表面的抵接)同时进行的，因此观赏者E能够感觉上述空间像I’仿佛在适当的时刻从该卡C的内部(光透过部)浮出。由此，本发明的显示装置能够将与上述信息保持体(卡C等)相应的有效的空间像I’以仿佛该空间像I’真实存在于此的方式在最佳的时刻富有临场感地进行显示。详细地说明构成上述显示装置的各部分。作为该显示装置中使用的成像光学元件，能够使用包括菲涅尔透镜等在内的各种透镜或远焦光学系统的微镜、角反射器等折射型成像元件。尤其是，在本实施方式中，适当地使用如图5～图9所示那样的在相对于元件面P面对称的位置成像的微镜阵列M(角反射器阵列)。此外，在后面详细地说明具有特征性的结构的上述微镜阵列M的详细的结构。另外，该微镜阵列M通过任意的固定构件等被配设为与观赏者E的视点(感觉)大致水平。显示上述图像I的平面面板显示器(显示器D)如图1那样被配置为相对于上述微镜阵列M的下表面Mb从观赏者E的前侧(正面侧)朝向背面侧以规定的倾斜角度α朝下倾斜，经由上述微镜阵列M投影的空间像I’朝向观赏者E的方向。此外，作为用于显示上述图像I的显示器D，除了能够使用具备背光灯的液晶显示面板(LCD：LiquidCrystalDisplay(液晶显示器))之外，还能够使用等离子体显示器面板、有机EL(Electro-Luminescence：电致发光)显示面板等、能够使遍及整个可视光波长而尽可能没有偏置的“白色”与不显示时的“黑色”对比度良好地再现的显示器面板。并且，显示器D还可以是移动电话或便携式信息终端等的显示部，具体地说，作为上述显示器D，能够使用智能手机、平板型PC(PersonalComputer：个人电脑)、数字相框或便携式游戏机、便携式电子书阅读器、PDA(PersonalDigitalAssistant：掌上电脑)、以及电子辞典等中的、显示部始终暴露(没有被覆盖)的类型的设备中的其显示面Da的尺寸为与上述微镜阵列M的大小(平面形状)对应的尺寸的设备。另外，考虑到利用该显示装置的观赏者E的姿势、距离等而将上述显示器D的倾斜角度α设定为30°以上且小于90°(30°≤α<90°)。接着，载置于微镜阵列M的上侧的平板状的信息保持体(卡C)整体为平板状，如图2和图4所示，在该信息保持体的大致中央部设置有与上述微镜阵列M的平面形状对应的光透过部(开口Ca)，透过该开口Ca，上述空间像I’成像。此外，卡C的光透过部(开口Ca)的形状为与微镜阵列M的上表面Ma的形状接近的形状，有时设为比上表面Ma稍小或稍大的形状。另外，除了设为正方形形状之外，还可以设为圆形、椭圆形或者六边形形状等其它的多边形形状。并且，还可以将由玻璃、塑料等形成的透明板嵌入该开口Ca。作为上述卡C，能够使用由纸、塑料等形成的片状或薄板状的卡，作为具体的例子，能够例举游戏等娱乐用卡、消息卡、教育用卡、购物卡、认证用卡、信息交换用卡、图画书等书籍、相册等。另外，在上述卡C的与上述显示装置的读出器R对应的位置(图1中的标记T所指示的位置)配置有IC标签(RFID：RadioFrequencyIdentification(射频识别))T、印刷的二维或一维的条形码等来作为用于识别该卡C的固有的个体信息。而且，如前面也已叙述的那样，通过对应的读出器R来读出这些IC标签T、条形码等所保有的信息，该信息通过有线或无线通信等传递到显示器D的控制单元。作为读出上述个体信息的读出器R，在卡C中使用了IC标签T的情况下，使用具备HF(HighFrequency：高频)或UHF(UltraHighFrequency：超高频)频带等的天线的IC标签(RFID)读出器、NCF(NearFieldCommunication：近场通信)读出器(包括读出器/写入器)，在卡C中使用了条形码的情况下，使用C-MOS(ComplementaryMetal-OxideSemiconductor：互补金属氧化物半导体)图像传感器(照相机)、光学扫描器等光学式传感器。此外，在为IC标签(RFID)读出器、NCF读出器装置的情况下，为了在上述卡C抵接于装置上表面之前读出信息，使用以ISO/IEC10536所记载的“无触点型”为标准的、在读出器与信息保持体(IC标签T)之间的距离为10cm或10cm以上能够进行稳定的互相通讯(数据的读出)的读出器装置。而且，作为用于对上述卡C等信息保持体已抵接于装置上表面进行检测的传感器S，能够使用压敏开关等各种电磁式的接通-断开开关，或者能够对与卡C之间的距离进行测定的红外线传感器、图像传感器等。尤其是，适当地使用构造简单、动作稳定且明确可知上述卡C是否抵接(存在)的红外线传感器。此外，上述传感器S只要处于能够探测出卡C等信息保持体的抵接的位置即可，也可以设置在装置上表面或装置上表面缘部的任意位置，但是为了可靠地进行探测，期望配设在微镜阵列M的附近的位置。此外，在上述实施方式中，将用于以非接触的方式读取卡C的信息的读出器R以及对卡C等信息保持体向装置上表面的抵接进行探测的传感器S配设在了靠观赏者E侧(前侧)的上表面，但是设置位置并不限定于此，读出器R只要被配置在例如装置(外壳)的内部等能够与上述卡C等信息保持体互相通讯的适当的位置即可。另外，考虑到与装置上表面抵接的信息保持体的底面形状，而能够将传感器S配置在成像光学元件的周围、装置的上表面缘部等易于探测有无信息保持体存在的适当的位置。另外，在上述实施方式中，以载置于装置上表面的信息保持体是游戏卡等平板状或片状的信息保持体为例子进行了说明，但是作为上述信息保持体，还能够使用图形或模型等具有IC标签或条形码等个体信息的立体物。但是，在为这些立体物的情况下，有时无法设置使空间像I’通过的开口(光透过部)。另外，需要考虑上述立体物的底面形状及其载置位置来配置探测有无信息保持体的传感器S。另一方面，在为立体物的情况下，与空间像I’之间产生立体的视差，因此还具有以下优点：与平板状的信息保持体相比，更易于使视点(焦点)对准空间像I’，与卡C等平板状信息保持体相比，进一步提高立体感、悬浮感或临场感等。接着，对更具体的实施方式(第一实施方式)进行说明。图2是本发明的第一实施方式的显示装置的外观立体图，图3是示出该显示装置的结构的一部分截面图。该第一实施方式的显示装置10也具备面板状的微镜阵列成像光学元件(微镜阵列1)和平面面板显示器(液晶显示器2)，通过由设置于微镜阵列1的多个微镜(角反射器)进行的光的反射，来使配置在微镜阵列1的下表面1b侧的液晶显示器2所...