本發(fā)明涉及一種對載置于收容顯示器的殼體的上表面的物體(信息保持體)進行識別并將與該信息保持體對應的立體的二維影像投影到裝置上方的空間的顯示裝置。

背景技術：
以往，已知如下一種圖像顯示裝置：在顯示包含立體像在內的圖像的圖像顯示面(液晶顯示面板等)的前側(觀看者側)與該顯示面分離地配置有使上述圖像在空間中成像的圖像傳遞面板(成像光學元件)(例如參照專利文獻1)。與此相對，本申請人在日本特開2014-115606號公報、專利文獻2等中已經提出如下一種顯示裝置：具備收容顯示器的外殼、將顯示器以規(guī)定的傾斜角度傾斜地載置的載置臺以及面板狀的成像光學元件，通過從上述顯示器投射并透過上述成像光學元件的光，使顯示于上述顯示器的影像的投影像以在該成像光學元件的上側浮起的狀態(tài)成像。并且，本申請人在日本特開2014-126682號公報和日本特開2014-126683號公報中提出了如下一種顯示裝置：能夠與載置于上述顯示裝置的上表面的卡、圖形(Figure)等信息保持體(具備IC標簽、條形碼等的信息輸入體)連動地，將與該信息保持體相應的立體的二維影像實時且有效地顯示在裝置的上方。這些提案所涉及的顯示裝置如圖10所示，利用識別單元(讀出器R)讀取配置于在殼體的上表面配置的成像光學元件(微鏡陣列M)的周圍的平板狀的信息保持體(卡C等信息輸入體)所保有的識別信息(IC標簽T)，并從識別單元向顯示器D的控制單元傳遞該信息，由此使以顯示面Da相對于成像光學元件傾斜規(guī)定的傾斜角度α的狀態(tài)配設的顯示器D顯示與信息保持體相應的影像(圖像I)，將該影像的投影像經由上述成像光學元件而顯示為在殼體的上側的空間中浮起的空間像I’。此外，圖10中的標記P表示微鏡陣列M的元件面，Ma和Mb分別表示微鏡陣列M的上表面和下表面。專利文獻1：日本特開2003-98479號公報專利文獻2：日本特開2013-228671號公報

技術實現要素：
發(fā)明要解決的問題另外，受驗者經過進行監(jiān)視器測試等，指出了一個與上述顯示裝置的使用有關的擔憂。擔憂以下問題：在將卡、圖形等信息保持體載置在顯示裝置(外殼)的上表面時，有時對空間像感到不自然感而難以得到臨場感等。因此，當本發(fā)明者試著追究該現象的原因時，了解到存在以下情況：例如將游戲卡載置在了上表面，但是當空間像怎么也不浮起等，將這些信息保持體置于上表面的時刻與立體像(空間像)從上表面浮起的時刻之間大幅偏移時，對空間像的驚奇、真實感受到損害，觀看者難以移入感情(即，“虛擬物”的印象強烈而令人掃興)。此處存在改進上述顯示裝置的余地。本發(fā)明是鑒于這樣的情形而完成的，因此其目的在于提供一種能夠將與配置在成像光學元件的周圍的信息保持體對應的立體的二維影像在適當的時刻富有臨場感地顯示在裝置的上方的顯示裝置。用于解決問題的方案為了達成上述的目的，本發(fā)明的顯示裝置取以下結構：具備：殼體，其收容顯示器；成像光學元件，其以使光透過的方式配設在所述殼體的上表面；顯示器，其以顯示面相對于該成像光學元件的下表面傾斜規(guī)定的傾斜角度的狀態(tài)配設在成像光學元件的下側；信息保持體，其要被載置在所述殼體的上表面；讀出器，其以非接觸的方式讀取所述信息保持體所保有的信息；傳感器，其探測所述殼體的上表面有無物體；以及控制單元，其具有使所述顯示器顯示影像的功能，基于來自所述讀出器和傳感器的信號來控制所述影像，其中，所述控制單元基于從所述讀出器傳遞的信息保持體的信息和從所述傳感器傳遞的物體檢測信號，來在下述(A)的待機狀態(tài)與下述(B)的顯示狀態(tài)之間進行切換。(A)待機狀態(tài)為，在所述信息保持體抵接于殼體的上表面之前且侵入到所述讀出器能夠讀取信號的區(qū)域內時，由該讀出器讀取所述信息保持體所保有的個體信息，所述控制單元基于從讀出器向控制單元傳遞的個體信息，來準備與所述信息保持體對應的影像。(B)顯示狀態(tài)為，在所述信息保持體抵接于殼體的上表面的期間，所述控制單元基于從所述傳感器向控制單元傳遞的物體檢測信號，來使準備好的所述影像顯示于顯示器，該影像的投影像經由所述成像光學元件以在殼體上側的空間中浮起的狀態(tài)成像。即，本發(fā)明者為了解決所述課題而反復進行研究，其結果發(fā)現，通過除了設置讀取信息保持體的識別(個體)信息的讀出器之外，還另外設置探測該信息保持體向殼體上表面的抵接的傳感器，并且將來自這些讀出器和傳感器的檢測信號進行組合來利用，能夠在對于觀賞者來說最佳的時刻有效地提供與該信息保持體相應的影像(靜止圖像、運動圖像等)，從而實現了本發(fā)明。此外，本發(fā)明中的殼體上表面與信息保持體之間的“抵接”除了包含上表面與保持體之間的間隙為0(零)的“接觸”狀態(tài)之外，還包含上表面與保持體之間的間隙為2mm以下的“緊密靠近”的狀態(tài)。另外，上述“讀出器能夠讀取信號”是指以關于IC卡的ISO/IEC10536所記載的“無觸點型”為標準的、在讀出器與信息保持體(IC標簽)之間的距離為10cm以內能夠進行穩(wěn)定的互相通訊的狀態(tài)(實際上包含10cm以上且能夠進行單向通信的距離)。發(fā)明的效果根據本發(fā)明的顯示裝置，使用從以非接觸的方式讀取信息的讀出器得到的信號信息(信息保持體固有的信息)和從探測殼體上表面有無物體的傳感器得到的信號信息(信息保持體的檢測信號)，來迅速地在讀取靠近殼體上表面的信息保持體的個體信息并準備與該信息保持體對應的影像的待機狀態(tài)和使準備好的上述影像經由成像光學元件而在殼體上側的空間中成像的顯示狀態(tài)之間進行切換，由此能夠將與上述信息保持體對應的立體的二維影像在適當的時刻以浮起的方式顯示在裝置的上方。由此，本發(fā)明的顯示裝置能夠將與上述信息保持體相應的有效的空間像以仿佛該空間像真實存在于此的方式在最佳的時刻富有臨場感地進行顯示。此外，在本發(fā)明的顯示裝置中，尤其是上述信息保持體為平板狀且在該信息保持體的一部分設置有與上述成像光學元件的平面形狀對應的光透過部的顯示裝置，構成為上述投影像透過該光透過部而成像。根據該結構，卡等平板狀信息保持體成為在上述投影像(空間像)與成像光學元件上表面之間產生視差的比較對象物，因此能夠以更加容易被觀賞者視覺確認、更加鮮明且更加富有臨場感的立體的影像感覺空間像。并且，上述顯示裝置通過上述的結構，在將卡等平板狀信息保持體載置在裝置上表面的同時，空間像在適當的時刻從該平板狀信息保持體的內部(光透過部)浮出。根據這些相輔相成的效果，本發(fā)明的顯示裝置能夠使與上述平板狀信息保持體對應的空間像更加印象深刻地展現。另外，在本發(fā)明的顯示裝置中，尤其是上述顯示器的顯示面相對于上述成像光學元件的下表面的傾斜角度被設定為30°以上且小于90°的顯示裝置，能夠將上述顯示的立體的二維圖像顯示為懸浮感更強的立體的圖像。此外，作為能夠在本發(fā)明的顯示裝置中使用的“成像光學元件”，能夠例舉使被投影物的鏡像以實像成像的折射型成像元件(包括菲涅爾透鏡(FresnelLens)等在內的各種透鏡或遠焦光學系統(tǒng)的微鏡、角反射器等)。在這些折射型成像元件中，尤其優(yōu)選的是，其外形形狀為面板狀或平板狀且其正面和反面(上表面和下表面)比較平坦且為平面的元件。另外，上述成像光學元件的“上表面”、“下表面”表示相當于外殼、機殼等殼體的外側的面或相當于內側的面，是指與成為成像的基準(光路的折射點)的成像光學元件的“元件面”大致平行的面。附圖說明圖1是說明本發(fā)明的實施方式中的顯示裝置的基本結構的一部分截面圖。圖2是本發(fā)明的第一實施方式的顯示裝置的外觀立體圖。圖3是示出上述第一實施方式的顯示裝置的結構的截面圖。圖4是本發(fā)明的第二實施方式的顯示裝置的外觀立體圖。圖5是示出本發(fā)明的顯示裝置中使用的微鏡陣列的一個結構例的立體圖。圖6是上述微鏡陣列的立體圖。圖7是示出本發(fā)明的顯示裝置中使用的微鏡陣列的其它的結構例的立體圖。圖8是示出本發(fā)明的顯示裝置中使用的微鏡陣列的再一個其它的結構例的立體圖。圖9是說明本發(fā)明的顯示裝置中使用的微鏡陣列的變形例的結構的圖。圖10是說明以往的顯示裝置的結構的一部分截面圖。具體實施方式接著，基于附圖來詳細地說明本發(fā)明的實施方式。但是，本發(fā)明并不限定于該實施方式。圖1是說明本發(fā)明的顯示裝置的基本的結構的圖，與圖10所示的現有例子的不同點在于具備傳感器S。此外，在圖1中，為了只簡潔地說明本發(fā)明的原理而省略了外殼、機殼等構件、配線、電氣件等部件的圖示。另外，關于保有個體信息的平板狀的信息保持體(圖中的卡C)，夸張地繪出了其厚度。本實施方式中的顯示裝置如圖1所示具備面板狀的微鏡陣列成像光學元件(以下稱為“微鏡陣列M”)、平面面板顯示器(以下稱為顯示器D)以及對顯示于該顯示器D的影像(圖像I)進行控制的控制單元(未圖示)，通過由設置于微鏡陣列M的多個角反射器進行的光的反射，來將顯示于顯示器D的顯示面Da上的圖像I在該微鏡陣列M的上表面Ma側的空間中以浮起的方式成像為傾斜狀立起的空間像I’，其中，顯示器D以傾斜規(guī)定的傾斜角度α的狀態(tài)配設在微鏡陣列M的下表面Mb側。另外，關于上述顯示裝置，其上表面為用于載置信息保持體(卡C)來讀取該信息保持體所保有的個體信息的信息輸入面(操作面)，在上述微鏡陣列M的周圍配設有讀出器R以及傳感器S，其中，該讀出器R用于以非接觸的方式讀取所載置的卡C的個體信息，傳感器S用于對上述卡C等信息保持體已與裝置上表面抵接進行檢測，探測有無物體。而且，上述顯示裝置基于從上述讀出器R向控制單元傳遞的信息保持體(卡C)的信息以及從上述傳感器S向控制單元傳遞的物體檢測信號，來迅速地在待機狀態(tài)與顯示狀態(tài)之間進行切換，其中，該待機狀態(tài)為在卡C載置前由上述控制單元讀取靠近裝置的殼體上表面的卡C的個體信息(IC標簽T)，并將與該卡C對應的圖像I準備在顯示器D上，該顯示狀態(tài)為使準備好的上述圖像I經由微鏡陣列M而在殼體上側的空間中成像為空間像I’。這是本發(fā)明的顯示裝置的特征。根據上述結構的顯示裝置，通過利用從上述讀出器R向控制單元傳遞的信息保持體(卡C)的信息以及從上述傳感器S向控制單元傳遞的物體檢測信號，在卡C抵接于裝置上表面之前且侵入到上述讀出器R能夠讀取信號的區(qū)域(大概10cm以內)時，由該讀出器R讀取上述卡C所保有的個體信息，上述控制單元能夠基于從讀出器R向控制單元傳遞的個體信息，來預先準備顯示于顯示器D的與上述卡C對應的影像(圖像I)(待機狀態(tài))。另外，接下來，在使上述卡C抵接于裝置上表面時，上述控制單元基于從上述傳感器S向控制單元傳遞的物體檢測信號，來使上述影像(圖像I)立刻顯示在顯示器D上，該圖像I的投影像透過微鏡陣列M和設置于卡C的開口Ca(光透過部)而在裝置上側顯示為空間像I’(顯示狀態(tài))。這樣，在本實施方式的顯示裝置中，上述控制單元能夠迅速地在讀取靠近裝置的殼體上表面的卡C的個體信息并將與該卡C對應的圖像I準備在顯示器D上的待機狀態(tài)與使準備好的上述圖像I經由微鏡陣列M而在殼體上側的空間中成像為空間像I’的顯示狀態(tài)之間進行切換。并且，上述空間像I’的顯示是基于上述物體(卡C)的檢測信號而與卡C的載置(向上表面的抵接)同時進行的，因此觀賞者E能夠感覺上述空間像I’仿佛在適當的時刻從該卡C的內部(光透過部)浮出。由此，本發(fā)明的顯示裝置能夠將與上述信息保持體(卡C等)相應的有效的空間像I’以仿佛該空間像I’真實存在于此的方式在最佳的時刻富有臨場感地進行顯示。詳細地說明構成上述顯示裝置的各部分。作為該顯示裝置中使用的成像光學元件，能夠使用包括菲涅爾透鏡等在內的各種透鏡或遠焦光學系統(tǒng)的微鏡、角反射器等折射型成像元件。尤其是，在本實施方式中，適當地使用如圖5～圖9所示那樣的在相對于元件面P面對稱的位置成像的微鏡陣列M(角反射器陣列)。此外，在后面詳細地說明具有特征性的結構的上述微鏡陣列M的詳細的結構。另外，該微鏡陣列M通過任意的固定構件等被配設為與觀賞者E的視點(感覺)大致水平。顯示上述圖像I的平面面板顯示器(顯示器D)如圖1那樣被配置為相對于上述微鏡陣列M的下表面Mb從觀賞者E的前側(正面?zhèn)?朝向背面?zhèn)纫砸?guī)定的傾斜角度α朝下傾斜，經由上述微鏡陣列M投影的空間像I’朝向觀賞者E的方向。此外，作為用于顯示上述圖像I的顯示器D，除了能夠使用具備背光燈的液晶顯示面板(LCD：LiquidCrystalDisplay(液晶顯示器))之外，還能夠使用等離子體顯示器面板、有機EL(Electro-Luminescence：電致發(fā)光)顯示面板等、能夠使遍及整個可視光波長而盡可能沒有偏置的“白色”與不顯示時的“黑色”對比度良好地再現的顯示器面板。并且，顯示器D還可以是移動電話或便攜式信息終端等的顯示部，具體地說，作為上述顯示器D，能夠使用智能手機、平板型PC(PersonalComputer：個人電腦)、數字相框或便攜式游戲機、便攜式電子書閱讀器、PDA(PersonalDigitalAssistant：掌上電腦)、以及電子辭典等中的、顯示部始終暴露(沒有被覆蓋)的類型的設備中的其顯示面Da的尺寸為與上述微鏡陣列M的大小(平面形狀)對應的尺寸的設備。另外，考慮到利用該顯示裝置的觀賞者E的姿勢、距離等而將上述顯示器D的傾斜角度α設定為30°以上且小于90°(30°≤α<90°)。接著，載置于微鏡陣列M的上側的平板狀的信息保持體(卡C)整體為平板狀，如圖2和圖4所示，在該信息保持體的大致中央部設置有與上述微鏡陣列M的平面形狀對應的光透過部(開口Ca)，透過該開口Ca，上述空間像I’成像。此外，卡C的光透過部(開口Ca)的形狀為與微鏡陣列M的上表面Ma的形狀接近的形狀，有時設為比上表面Ma稍小或稍大的形狀。另外，除了設為正方形形狀之外，還可以設為圓形、橢圓形或者六邊形形狀等其它的多邊形形狀。并且，還可以將由玻璃、塑料等形成的透明板嵌入該開口Ca。作為上述卡C，能夠使用由紙、塑料等形成的片狀或薄板狀的卡，作為具體的例子，能夠例舉游戲等娛樂用卡、消息卡、教育用卡、購物卡、認證用卡、信息交換用卡、圖畫書等書籍、相冊等。另外，在上述卡C的與上述顯示裝置的讀出器R對應的位置(圖1中的標記T所指示的位置)配置有IC標簽(RFID：RadioFrequencyIdentification(射頻識別))T、印刷的二維或一維的條形碼等來作為用于識別該卡C的固有的個體信息。而且，如前面也已敘述的那樣，通過對應的讀出器R來讀出這些IC標簽T、條形碼等所保有的信息，該信息通過有線或無線通信等傳遞到顯示器D的控制單元。作為讀出上述個體信息的讀出器R，在卡C中使用了IC標簽T的情況下，使用具備HF(HighFrequency：高頻)或UHF(UltraHighFrequency：超高頻)頻帶等的天線的IC標簽(RFID)讀出器、NCF(NearFieldCommunication：近場通信)讀出器(包括讀出器/寫入器)，在卡C中使用了條形碼的情況下，使用C-MOS(ComplementaryMetal-OxideSemiconductor：互補金屬氧化物半導體)圖像傳感器(照相機)、光學掃描器等光學式傳感器。此外，在為IC標簽(RFID)讀出器、NCF讀出器裝置的情況下，為了在上述卡C抵接于裝置上表面之前讀出信息，使用以ISO/IEC10536所記載的“無觸點型”為標準的、在讀出器與信息保持體(IC標簽T)之間的距離為10cm或10cm以上能夠進行穩(wěn)定的互相通訊(數據的讀出)的讀出器裝置。而且，作為用于對上述卡C等信息保持體已抵接于裝置上表面進行檢測的傳感器S，能夠使用壓敏開關等各種電磁式的接通-斷開開關，或者能夠對與卡C之間的距離進行測定的紅外線傳感器、圖像傳感器等。尤其是，適當地使用構造簡單、動作穩(wěn)定且明確可知上述卡C是否抵接(存在)的紅外線傳感器。此外，上述傳感器S只要處于能夠探測出卡C等信息保持體的抵接的位置即可，也可以設置在裝置上表面或裝置上表面緣部的任意位置，但是為了可靠地進行探測，期望配設在微鏡陣列M的附近的位置。此外，在上述實施方式中，將用于以非接觸的方式讀取卡C的信息的讀出器R以及對卡C等信息保持體向裝置上表面的抵接進行探測的傳感器S配設在了靠觀賞者E側(前側)的上表面，但是設置位置并不限定于此，讀出器R只要被配置在例如裝置(外殼)的內部等能夠與上述卡C等信息保持體互相通訊的適當的位置即可。另外，考慮到與裝置上表面抵接的信息保持體的底面形狀，而能夠將傳感器S配置在成像光學元件的周圍、裝置的上表面緣部等易于探測有無信息保持體存在的適當的位置。另外，在上述實施方式中，以載置于裝置上表面的信息保持體是游戲卡等平板狀或片狀的信息保持體為例子進行了說明，但是作為上述信息保持體，還能夠使用圖形或模型等具有IC標簽或條形碼等個體信息的立體物。但是，在為這些立體物的情況下，有時無法設置使空間像I’通過的開口(光透過部)。另外，需要考慮上述立體物的底面形狀及其載置位置來配置探測有無信息保持體的傳感器S。另一方面，在為立體物的情況下，與空間像I’之間產生立體的視差，因此還具有以下優(yōu)點：與平板狀的信息保持體相比，更易于使視點(焦點)對準空間像I’，與卡C等平板狀信息保持體相比，進一步提高立體感、懸浮感或臨場感等。接著，對更具體的實施方式(第一實施方式)進行說明。圖2是本發(fā)明的第一實施方式的顯示裝置的外觀立體圖，圖3是示出該顯示裝置的結構的一部分截面圖。該第一實施方式的顯示裝置10也具備面板狀的微鏡陣列成像光學元件(微鏡陣列1)和平面面板顯示器(液晶顯示器2)，通過由設置于微鏡陣列1的多個微鏡(角反射器)進行的光的反射，來使配置在微鏡陣列1的下表面1b側的液晶顯示器2所...