显示装置和显示方法制造方法及图纸

本公开涉及显示装置和显示方法。显示装置包括激光照射装置和控制装置。激光照射装置被配置为用波长大于等于380nm且小于等于780nm的激光束照射空气中的显示位置处的照射点，并在显示位置处产生等离子体。控制装置被配置为控制从至少一个激光照射装置发射的激光束的强度，以使得在显示位置处从等离子体发射的等离子体光的强度与从激光束产生的并且被等离子体散射的散射光的强度之间的关系成为用于显示有色像素的预定关系。

【技术实现步骤摘要】
显示装置和显示方法
本专利技术涉及显示装置和显示方法，该显示装置和显示方法用波长大于等于380nm且小于等于780nm的激光束照射空气中的照射点，并在照射点处形成具有期望的显示颜色的显示像素。
技术介绍
常规地，已经提出了通过聚焦激光束而在空气中形成图像的技术。例如，日本专利申请公开第2003-233339号公开了一种通过局部产生闪光(等离子体光)在空气中显示图像的技术。当不可见的激光束引起空气气体中的电介质击穿并局部产生高密度等离子体时，产生闪光。该技术使得扫描装置在控制产生等离子体光的位置的同时用激光束扫描空气的区域，以在空气中形成图像。这里，日本专利申请公开第2003-233339号也公开了冲击声与等离子体一起产生这一事实。在如上所述，等离子体光被直接用于显示图像的情况下，由于等离子体光是白色，所以所显示的图像将是黑白的。另外，日本专利申请公开第2003-233339号公开了另一种技术。在该技术中，当不可见的激光束聚焦在空气中的期望显示位置上时，在显示位置发生波动。因此，当用有色激光束照射波动中的显示位置时，该显示位置可以用作有色图像的显示像素。作为另一提议，日本专利申请公开第2009-186654号公开了一种有色图像形成装置，该有色图像形成装置在液体中产生等离子体光并且允许观察者在视觉上识别有色发光体。在这种情况下，观察者在相对于有色发光体与激光束相反的一侧在视觉上识别有色发光体。如果通过使用这种激光束在空气中显示图像，则可以在空气中显示3D图像，从而使观察者可以在各种观察方向上观察3D图像。因此，期望实现实用的图像形成装置和方法。然而，本专利技术人通过使用日本专利申请公开第2003-233339号的方法进行了用于再现三维图像的实验，但是没有产生任何有色发光体。特别地，尽管本专利技术人通过使用不可见的激光束在空气中的显示位置处产生了波动，并且用有色激光束照射该照射点，但是没有产生任何有色发光体。因此，在仅发生波动的这种空气加热状态下，难以散射激光束以用于显示图像。另外，在日本专利申请公开第2003-233339号中，由于包含闪光和冲击声的等离子体发光体具有极高的能量和亮度，因此难以通过使用等离子体发光体来产生颜色。此外，由于在等离子体(具有可以在视觉上识别的高亮度)闪光时产生冲击声，所以难以将这种技术用于可容易地在室内使用的显示装置，例如液晶显示器。在日本专利申请公开第2009-186654号中公开的技术中，由于图像显示在液体中，即在容纳液体的容器中，因此该技术不能用于在空气中在观察者上方的位置自由地显示有色图像。
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面，一种显示装置包括至少一个激光照射装置，被配置为用波长大于等于380nm且小于等于780nm的激光束照射空气中的显示位置处的照射点，并在显示位置处产生等离子体；和控制装置，被配置为控制从所述至少一个激光照射装置发射的激光束的强度，以使得在显示位置处从所述等离子体发射的等离子体光的强度与从激光束产生并被所述等离子体散射的散射光的强度之间的关系成为用以显示有色像素的预定关系。根据本专利技术的第二方面，一种显示方法包括显示步骤，在所述显示步骤中，至少一个激光照射装置用波长大于等于380nm且小于等于780nm的激光束照射空气中的显示位置处的照射点，并在显示位置处产生等离子体。显示步骤包括控制步骤，在所述控制步骤中，控制从至少一个激光照射装置发射的激光束的强度，以使得在显示位置处从所述等离子体发射的等离子体光的强度与从激光束产生并被所述等离子体散射的散射光的强度之间的关系成为用以显示有色像素的预定关系。参考附图从下文对示例性实施例的描述，本专利技术的其他特征将变得显而易见。附图说明图1是示出本专利技术的实施例的显示装置的示意性配置的示图。图2是示出本专利技术的实施例的显示装置的观察视野的示图。图3是示出通过使用本专利技术的实施例的显示装置来显示运动图像或三维图像的配置的示例的示图。图4是具体示出本专利技术的实施例的显示装置的配置的示例的示图。图5是本专利技术的实施例的显示装置的照射能量密度的曲线图，该照射能量密度被定义为由光谱仪在2ms的累积时间内测量的辐射能量密度。图6是本专利技术的实施例的显示装置的照射能量密度的曲线图，该照射能量密度被定义为由光谱仪在1s的累积时间内测量的辐射能量密度。图7是示出在激光束的波长下获得的本专利技术的实施例的显示装置的辐射能量密度与激光束功率之间的关系的曲线图。图8是示出在激光束的另一波长下获得的本专利技术实施例的显示装置的辐射能密度与激光束功率之间的关系的曲线图，该辐射能密度的尺度与图7的尺度不同。图9是示出当通过从本专利技术的实施例的显示装置发射的波长为532nm的激光束在空气中产生发光体并且通过光谱仪以相对于照射方向成45°的角度对于从发光体发射的光测量200ms时获得的光谱的曲线图。图10是示出当通过从本专利技术的实施例的显示装置发射的波长为532nm的激光束在空气中产生发光体并且通过光谱仪以相对于照射方向成45°的角度对于从发光体发射的光测量10,000ms时获得的光谱的曲线图。图11是示出当通过光谱仪测量由激光束在空气中产生的等离子体时获得的光谱的曲线图。图12是示出CIE1931的XY色度图的示图。图13是表格，其中针对每一激光功率，描述了通过从本专利技术的实施例的显示装置发射的波长为532nm的激光束在空气中产生的发光体的观察颜色。图14是表格，其中针对每一激光功率，描述了通过从本专利技术的实施例的显示装置发射的波长为532nm的激光束在空气中产生的发光体的观察颜色，以及等离子体光的Y值与在激光束的波长处或附近的光的Y值的比率。图15是表格，其中针对每一测量角度，具体描述了通过从本专利技术的实施例的显示装置发射的绿色激光束在空气中产生的发光体的观察颜色，以及等离子体光的Y值与在绿色激光束的波长处或附近的光的Y值的比率。图16是表格，其中针对每一测量角度，具体描述了通过从本专利技术的实施例的显示装置发射的蓝色激光束在空气中产生的发光体的观察颜色，以及等离子体光的Y值与在蓝色激光束的波长处或附近的光的Y值的比率。图17是表格，其中针对每一测量角度，具体描述了通过从本专利技术的实施例的显示装置发射的红色激光束在空气中产生的发光体的观察颜色，以及等离子体光的Y值与在红色激光束的波长处或附近的光的Y值的比率。图18是表格，其中针对每一测量角度，描述了通过从比较例1的显示装置以使得等离子体光的Y值与在绿色激光束的波长处或附近的光的Y值的比率小于等于5％或大于100％的方式发射的绿色激光束在空气中产生的发光体的观察颜色。图19是表格，其中针对每一测量角度，描述了通过从比较例2的显示装置以使得等离子体光的Y值与在蓝色激光束的波长处或附近的光的Y值的比率小于等于5％或大于100％的方式发射的蓝色激光束在空气中产生的发光体的观察颜色。图20是表格，其中针对每一测量角度，描述了通过从比较例3的显示装置以使得等离子体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种显示装置，其特征在于，包括：/n至少一个激光照射装置，被配置为用波长大于等于380nm且小于等于780nm的激光束照射空气中的显示位置处的照射点，并在显示位置处产生等离子体；和/n控制装置，被配置为控制从所述至少一个激光照射装置发射的激光束的强度，以使得在显示位置处从所述等离子体发射的等离子体光的强度与从激光束产生并被所述等离子体散射的散射光的强度之间的关系成为用以显示有色像素的预定关系。/n

【技术特征摘要】
20181206 JP 2018-229461;20190212 JP 2019-023058;201.一种显示装置，其特征在于，包括：
至少一个激光照射装置，被配置为用波长大于等于380nm且小于等于780nm的激光束照射空气中的显示位置处的照射点，并在显示位置处产生等离子体；和
控制装置，被配置为控制从所述至少一个激光照射装置发射的激光束的强度，以使得在显示位置处从所述等离子体发射的等离子体光的强度与从激光束产生并被所述等离子体散射的散射光的强度之间的关系成为用以显示有色像素的预定关系。


2.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述控制装置控制激光束的强度，以使得在显示位置处从所述等离子体发射的等离子体光的Y值与从激光束产生的且不含等离子体光的散射光的Y值的比率在大于等于1％且小于等于95％的范围内，
其中，激光照射装置用该激光束照射显示位置处的照射点，
其中，通过在大于等于380nm且小于等于780nm的波长范围内将显示位置处的等离子体光的强度转换成CIE1931中的XYZ三刺激值来获得等离子体光的Y值，以及
其中，通过在大于等于380nm且小于等于780nm的波长范围内将显示位置处的散射光的强度转换成CIE1931中的XYZ三刺激值来获得散射光的Y值。


3.根据权利要求1或2所述的显示装置，其中，激光照射装置包括可见激光束光源、被配置为增大从所述可见激光束光源输出的激光束的光束直径的扩束器、以及被配置为将光束直径已经由所述扩束器增大的激光束聚焦在显示位置上的聚光装置。


4.根据权利要求1或2所述的显示装置，其中，激光照射装置还包括扫描装置，所述扫描装置被配置为改变激光束的照射方向以改变显示位置。


5.根据权利要求1或2所述的显示装置，还包括遮蔽装置，被配置为将显示方向限制于大于等于30°且小于等于330°的角度范围，
其中，角度范围是相对于来自激光照射装置的激光束的照射方向被定义的。


6.根据权利要求1或2所述的显示装置，其中，所述控制装置控制激光束的强度，以使得从激光照射装置发射的激光束的功率密度在大于等于等离子体形成阈值的1.5倍且小于等于等离子体形成阈值的4倍的范围内，以及
其中，在显示位置处获得所述功率密度。


7.根据权利要求6所述的显示装置，还包括：测量仪器，被配置为测量从激光照射装置发...

【专利技术属性】
技术研发人员：芦边恒德，藤村秀彦，渡部胜博，森本弘之，久保山俊介，西口敏司，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP