[发明专利]体积扫描型三维空中影像显示器装置

说明书

技术领域

本发明涉及可以通过体积扫描方式显示立体空中影像的显示器。

背景技术

近年来，已开发出可以阅览立体影像的技术。在当前实用化的立体显示装置的大多数中，在立体视要因中仅利用两眼视差的情况较多，但还存在焦点调节和辐辏等技术面上的问题、由于长时间观察而眼睛疲劳等这样的问题，而期望更易于利用的技术。例如，作为将凸透镜、凹面镜用作成像光学系统的技术中，提出了通过体积扫描法实现的三维像的立体显示方法，即相对光学系统的光轴倾斜地配置可以实现高速显示的二维显示器，并通过镜扫描器使相对光轴倾斜的二维像移动，而与其对应地在二维显示器中显示显示物体的剖面像，从而形成三维像(参照非专利文献1)。根据该方法，由于形成三维实像，所以无需眼镜等安装物，可以满足所有人的立体视知觉要因。

非专利文献1：“Volumetric display system based on three-dimensional scanning of inclined optical image”，Daisuke Miyazaki etal、，Optic Express、Vol.14 Issue 26、pp12760-12769

在非专利文献1所公开的那样的立体显示方法中，将凸透镜、凹面镜用作光学系统，所以由于其像差而产生失真，难以使定位完全稳定。

另一方面，本发明者提出了：作为等倍成像光学系统，具备多个由两个镜面构成的双面角形反射器的光学元件即实镜影像成像元件(以下根据需要称为“双面角形反射器阵列”)(参照日本特愿2006-080009专利说明书)、和利用了具备回归反射功能的后向反射器阵列与半透半反镜的实镜影像成像光学系统(参照日本特愿2007-163323专利说明书)。另外，还提出了使用具备焦距为无限大的无焦光学系统的无焦透镜阵列，实现了将无焦透镜元件的元件面作为对称面而在相反侧的空间中成像被投影物的像的功能的实镜影像成像光学系统(参照日本特愿2005-10755号公报)。另外，还提出了如下技术：在将上述双面角形反射器阵列设为双面角形反射器朝向多个方向、或者利用回归反射的实镜影像成像光学系统中，对利用后向反射器阵列与半透半反镜包围被投影物等的结构进行研究，从而可以从多个方向观察实镜影像(参照日本特愿2007-054871专利说明书、日本特愿2007-211992专利说明书)。这些实镜影像成像光学系统将被投影物在相对设定于该光学系统中的对称面(双面角形反射器阵列的元件面、半透半反镜面、以及无焦透镜阵列的元件面)的面对称位置无失真地成像为等倍的实像，如果被投影物是二维则可以观察二维的实像，如果被投影物是三维则可以观察三维的实像。

发明内容

本发明的目的在于提供一种应用了上述各实镜影像成像光学系统的利用体积扫描法的三维空中影像显示器、特别是无失真的三维空中影像显示器。

即，本发明提供一种体积扫描型三维空中影像显示器装置，其特征在于包括：实镜影像成像光学系统，能够将被投影物的实像成像在相对于成为对称面的某一个几何平面的面对称位置；显示器，具备配置在上述对称面的下面侧且作为上述被投影物显示影像的显示面；以及驱动单元，驱动上述显示器，以进行包括相对该显示面垂直方向的分量的运动，与通过上述驱动单元进行的上述显示器的动作同步地改变显示在上述显示面中的影像，从而使该影像在上述对称面的上面侧的空间中成像为立体影像(以下有时称为“立体空中影像”)。