[发明专利]多视点空中映像显示元件

说明书

技术领域 本发明涉及可以从多个观察位置共享被投影物体漂浮在空中的 实像并对其进行观察的光学元件即多视点空中映像显示元件。

背景技术 迄今为止本发明人提出了具备多个大致正交的两个镜面的反射 型实镜映像成像元件即双面角形反射器阵列所组成的光学器件(参照 专利文献1)。这一光学器件具备如下新的成像方式：通过使从双面角 形反射器阵列中的元件面的一侧所配置的被投影物体(包含具有实体 的物体、映像)发出的光一边在上述两个镜面(以下为双面角形反射器) 分别进行反射一边透过双面角形反射器阵列，而使该被投影物体的镜 映像的实像成像在元件面的另一侧的空间。

这种光学器件，以利用镜面的光的反射作为其基本原理，解决利 用了微透镜的折射型实镜映像成像元件即远焦透镜阵列(例如，参照专 利文献2)中的问题点、即由于利用光的折射作用而只能从相对于元件 面大致垂直方向进行观察之类的问题，而具有能够相对于元件面带较 大角度进行观察之类的优点。 专利文献1：日本专利申请特愿2006-080009申请说明书 专利文献2：日本专利公开特开2005-010755号公报

发明内容 可是，双面角形反射器阵列在从被投影物体所发出的光在各双面 角形反射器的两个镜面各反射一次(合计二次)并透过双面角形反射器 阵列的情况下，就以该物体的像正确地进行成像的方式而被构成。作 为考虑了抑制杂散光的最简单的构成，将此双面角形反射器全部朝向 同一方向进行排列，但在此情况下，就成为仅可以从一个方向进行观 察的构成。为此，从观察者左右方向的视场狭窄，难以多个人同时观 察一个被投影物体的像。

因而，本发明的主要目的就是提供一种新的光学元件，一边利用 双面角形反射器一边使多个人能够从各种各样的方向来观察被投影物 体漂浮在空中的像。

即本发明提供一种多视点空中映像显示元件，其特征在于：在构 成一个平面并使光透过的元件面上，将相互正交的两个镜面要素所组 成的双面角形反射器在具有垂直于上述元件面的旋转轴的旋转方向上 朝向多个方向形成多个，通过使从被配置在上述元件面的一侧的被投 影物体发出的光在上述各双面角形反射器中的两个镜面要素上分别反 射一次并使之透过该元件面，使该被投影物体的像以可以从上述元件 面另一侧的多个方向进行观察的方式成像在与上述元件面相对的上述 被投影物体的面对称位置。这样的多视点下的观察通过采用可以进行 相对于元件面带角度的观察的、双面角形反射器阵列而初次成为可能。

如果是这样的构成的光学元件，在来自被投影物体的光透过元件 面之际，在各双面角形反射器的两个镜面各反射一次并成像在元件面 的相反侧的空中。即、从观察者就可以观察在两个镜面要素的内角与 视线方向相对的双面角形反射器进行反射而成像的被投影物体的像。 而且，由于多个双面角形反射器在元件面上朝向多个方向而配置，所 以就能够相对于元件面从多个方向来观察被投影物体的像。另外，根 据利用了这样的双面角形反射器的成像方式，能够确保相对于深度方 向宽广的焦点范围，从多个方向共享所成像的虚拟三维像或者二维像， 从多个方向假想地用手指等触摸或者指点同一被投影物体的实像的行 为就成为可能，能够获得迄今为止没有的像的利用形态。此外，构成 相互正交的双面角形反射器的两个镜面要素既可以共享边缘部使其相 互接触，也可以使其相互不接触而相互空开间隙进行配置。另外，被 投影物体既可以为一个也可以为多个。在被投影物体仅有一个的情况 下能够如上述那样从多个方向观察同一被投影物体的实像，在例如配 置多个液晶画面并将它们所显示的各映像设为多个被投影物体的情况 下，就能够使各映像的实像同时进行成像并从多个方向进行观察。

特别是在将上述元件面上所形成的多个双面角形反射器朝向的 方向设为随机的情况下，由于元件的构造一样，所以不存在元件中心， 在哪个地方都可以进行全方位成像，还有被投影物体与元件面相对的 配置位置的自由度也较高之类的优点。但是，由于存在不被用于从被 投影物体所发出的光的反射的双面角形反射器，所以元件的透射率变 低。另外由于存在与观察方向相对着的镜面要素，所以有可能易于产 生一次反射所造成的杂散光，但由于构成双面角形反射器的镜面要素 的方向是随机的，所以不会用一次反射所造成的杂散光进行成像。