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JP2013142841A - Spatial video display device - Google Patents

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JP2013142841A
JP2013142841A JP2012003716A JP2012003716A JP2013142841A JP 2013142841 A JP2013142841 A JP 2013142841A JP 2012003716 A JP2012003716 A JP 2012003716A JP 2012003716 A JP2012003716 A JP 2012003716A JP 2013142841 A JP2013142841 A JP 2013142841A
Authority
JP
Japan
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symmetric imaging
reflection
imaging element
light
display device
Prior art date
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Pending
Application number
JP2012003716A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hirokazu Hashikawa
広和 橋川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Pioneer Corp
Original Assignee
Pioneer Electronic Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Pioneer Electronic Corp filed Critical Pioneer Electronic Corp
Priority to JP2012003716A priority Critical patent/JP2013142841A/en
Publication of JP2013142841A publication Critical patent/JP2013142841A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a spatial video display device that allows a user to view continuously bright spatial video if a visual line is moved in lateral direction from a visual line direction on design.SOLUTION: A spatial video display device 100 includes a flat plate-like reflection type plane-symmetric imaging element 2 for reflecting light from a substantial section 1 toward an observer, and a driving device 4 for moving the reflection type plane-symmetric imaging element 2 in the flat plate plane. The driving device 4 causes the reflection type plane-symmetric imaging element 2 to perform periodic movement including at least rotation or turning.

Description

本発明は、空間中に映像を表示する空間映像表示装置に関し、特に、面対称な位置に光を結像させる反射型面対称結像素子を用いた空間映像表示装置に関する。   The present invention relates to a spatial image display apparatus that displays an image in a space, and more particularly to a spatial image display apparatus that uses a reflection-type plane-symmetric imaging element that focuses light at a plane-symmetrical position.

従来、リアルな3次元空中映像を実現するために、様々な光学素子が開発されている。例えば、特許文献1には、反射型面対称結像素子を用いてその素子の一方側に置かれた被投影物である物体の像を素子の反対側の面対称となる位置に結像させる空間映像表示装置が開示されている。この空間映像表示装置で用いられる反射型面対称結像素子は、所定の基盤を厚み方向に貫通させた複数の穴を備え、各穴の内壁に直交する2つの鏡面要素から構成される単位光学素子を形成したものであって、その穴を通じて基盤の一方の面方向から他方の面方向へ光が透過する際に、2つの鏡面要素でそれぞれ1回ずつ反射させるものである。被投影物から発せられた光は反射型面対称結像素子の単位光学素子を通過する際に2つの鏡面要素の一方で反射した後、鏡面で反射して反射光となり、その反射光が更に単位光学素子の2つの鏡面要素の他方で反射して、被投影物を仮想鏡に映した位置に結像することになる。   Conventionally, various optical elements have been developed in order to realize a realistic three-dimensional aerial image. For example, in Patent Document 1, an image of an object that is a projection object placed on one side of an element is formed at a position that is plane-symmetrical on the opposite side of the element by using a reflective surface-symmetric imaging element. A spatial video display device is disclosed. The reflection-type plane-symmetric imaging element used in this spatial image display device has a plurality of holes that penetrate a predetermined base in the thickness direction, and is a unit optical system that is composed of two mirror surface elements orthogonal to the inner wall of each hole An element is formed, and when light is transmitted from one surface direction of the substrate to the other surface direction through the hole, the light is reflected once by each of the two mirror elements. The light emitted from the projection is reflected by one of the two mirror elements when passing through the unit optical element of the reflective surface-symmetric imaging element, and then reflected by the mirror surface to become reflected light. The light is reflected by the other of the two specular elements of the unit optical element, and the projection object is imaged at a position reflected on the virtual mirror.

しかしながら、上記の光学素子には非常に微細な加工技術が要求されるため、このような光学素子を用いた空間映像表示装置では製造コストがかかるという問題がある。そこで、本出願人は、製造コストがかからない反射型面対称結像素子を特許文献2において提案している。   However, since the above-described optical element requires a very fine processing technique, a spatial image display device using such an optical element has a problem that manufacturing costs are high. In view of this, the present applicant has proposed a reflection-type plane-symmetric imaging element that does not require manufacturing costs in Patent Document 2.

図1〜図3は、特許文献2で提案された反射型面対称結像素子の構成を示す図である。図1は反射型面対称結像素子の外観図、図2は反射型面対称結像素子を構成する直方体材の外観図、図3は反射型面対称結像素子を形成する2つのミラーシートの組合せを示す外観図である。   1 to 3 are diagrams showing the configuration of a reflection-type plane-symmetric imaging element proposed in Patent Document 2. FIG. FIG. 1 is an external view of a reflective plane-symmetric imaging element, FIG. 2 is an external view of a rectangular parallelepiped material constituting the reflective plane-symmetric imaging element, and FIG. 3 is two mirror sheets forming the reflective plane-symmetric imaging element It is an external view which shows these combinations.

反射型面対称結像素子2は、図1及び図3に示すように、各々が多数の棒状の直方体材20を並列に密着させることにより形成された2つのミラーシート21、22を有する。   As shown in FIGS. 1 and 3, the reflection-type plane-symmetric imaging element 2 includes two mirror sheets 21 and 22 each formed by closely contacting a large number of rod-shaped rectangular parallelepiped materials 20 in parallel.

直方体材20は、図2に示すように、長手部材であり、長手方向に垂直な方向、すなわち、短手方向の四角形の断面の一辺が数百μmないし数cm前後の透明なアクリルに代表されるプラスチックまたはガラスの棒からなる。長さは投影する画像の大きさによって変化するが、数十mm〜数m程度である。なお、長手方向に伸長した4面のうちの3面は光の透過または反射に使用する面であるため、滑らかな状態とする。直方体材20はミラーシート21、22各々で100本〜20000本程度用いられる。   As shown in FIG. 2, the rectangular parallelepiped material 20 is a long member, and is represented by transparent acrylic whose one side of a rectangular cross section in the direction perpendicular to the longitudinal direction, that is, in the short direction, is several hundred μm to several cm. Made of plastic or glass rod. The length varies depending on the size of the projected image, but is about several tens mm to several m. Note that three of the four surfaces extending in the longitudinal direction are surfaces used for light transmission or reflection, and thus are in a smooth state. About 100 to 20000 rectangular parallelepiped materials 20 are used for each of the mirror sheets 21 and 22.

図2に示すように、直方体材20の長手方向に伸長した1面には光反射膜23が形成され、それにより光反射面23となっている。光反射膜23はアルミや銀の蒸着あるいはスパッタなどによって形成される。   As shown in FIG. 2, a light reflecting film 23 is formed on one surface of the rectangular parallelepiped material 20 extending in the longitudinal direction, thereby forming the light reflecting surface 23. The light reflecting film 23 is formed by vapor deposition or sputtering of aluminum or silver.

このような複数の直方体材20について、1つの直方体材20の光反射面23を形成した面とは反対側の対向面24と別の直方体材20の光反射面23を密着させてミラーシート21、22が形成される。ミラーシート21、22は、図3に示すように、直方体材20の並列方向が交差するようにいずれか一方を90度回転させた状態で貼り合わせられ、それによって、反射型面対称結像素子2が形成される。ミラーシート21の各直方体材20とミラーシート22の各直方体材20とが交差する部分が微小ミラーユニット(単位光学素子)を構成し、各微小ミラーユニットのミラーシート21の光反射面23が第1光反射面となり、ミラーシート22の光反射面23が第2光反射面となる。   With respect to such a plurality of rectangular parallelepiped materials 20, the opposite surface 24 opposite to the surface on which the light reflecting surface 23 of one rectangular parallelepiped material 20 is formed and the light reflecting surface 23 of another rectangular parallelepiped material 20 are brought into close contact with each other. , 22 are formed. As shown in FIG. 3, the mirror sheets 21 and 22 are bonded together in a state in which one of the rectangular parallelepiped materials 20 is rotated by 90 degrees so that the parallel directions of the rectangular parallelepiped materials 20 cross each other. 2 is formed. A portion where each rectangular parallelepiped material 20 of the mirror sheet 21 and each rectangular parallelepiped material 20 of the mirror sheet 22 intersect constitutes a minute mirror unit (unit optical element), and the light reflecting surface 23 of the mirror sheet 21 of each minute mirror unit is the first. The light reflecting surface 23 of the mirror sheet 22 becomes the second light reflecting surface.

かかる反射型面対称結像素子2を用いた空間映像表示装置においては、図4に示すように、物体(ディスプレイ部)1が反射型面対称結像素子2の一方の面側に配置され、反射型面対称結像素子2には物体1からの光が斜めに入射するようになっている。反射型面対称結像素子2の他方の面側には観察者の目Eが位置し、反射型面対称結像素子2について物体1と面対称となる空間位置に実像3、すなわち空間映像3が形成される。なお、図4における反射型面対称結像素子2の両端部である下端A、上端A’は、図1の反射型面対称結像素子2の対向角A、A’に対応している。より詳しくは、図5に示すように、物体1からの光は矢印Y1の方向でミラーシート22の光反射面23(第2光反射面)に反射し、その反射光は矢印Y2の方向でミラーシート21の光反射面23(第1光反射面)に反射し、その反射光は矢印Y3の方向で観察者に向けて進むので、反射型面対称結像素子2の各光反射面23でそれぞれ1回、つまり2回反射して鏡映像を作り出すようになっている。   In the spatial image display apparatus using such a reflective plane-symmetric imaging element 2, as shown in FIG. 4, an object (display unit) 1 is disposed on one surface side of the reflective plane-symmetric imaging element 2, Light from the object 1 is incident on the reflective surface-symmetric imaging element 2 obliquely. The observer's eye E is located on the other surface side of the reflective surface-symmetric imaging element 2, and the real image 3, that is, the spatial image 3, is located at a spatial position that is plane-symmetric with the object 1 with respect to the reflective surface-symmetric imaging element 2. Is formed. Note that the lower end A and the upper end A ′, which are both ends of the reflective plane-symmetric imaging element 2 in FIG. 4, correspond to the opposing angles A and A ′ of the reflective plane-symmetric imaging element 2 in FIG. 1. More specifically, as shown in FIG. 5, the light from the object 1 is reflected on the light reflecting surface 23 (second light reflecting surface) of the mirror sheet 22 in the direction of the arrow Y1, and the reflected light is reflected in the direction of the arrow Y2. Since the light is reflected on the light reflecting surface 23 (first light reflecting surface) of the mirror sheet 21 and the reflected light travels toward the viewer in the direction of the arrow Y3, each light reflecting surface 23 of the reflective surface-symmetric imaging element 2 is reflected. Each of them is reflected once, that is, twice to create a mirror image.

特開2008−158114号公報JP 2008-158114 A 国際公開第WO2009/136578号パンフレットInternational Publication No. WO2009 / 136578 Pamphlet

しかしながら、特許文献2に示す空間映像表示装置においては、設計上の視線方向から左右方向(図1に示す左右方向。図4における紙面に垂直な方向)に視線をずらしていくと、ミラーシート21、22各々において、反射せずに透過する光及び2回以上反射する光が増加してしまう、すなわち、ミラーシート21、22各々において、1回だけ反射する光が減少してしまい、空間映像の明るさが暗くなるという問題があった。このように従来においては、空間映像の明るさがその結像位置によって異なるという問題があった。   However, in the spatial video display device disclosed in Patent Document 2, when the line of sight is shifted from the design line-of-sight direction in the left-right direction (left-right direction shown in FIG. 1; the direction perpendicular to the paper surface in FIG. 4), the mirror sheet 21 22, the light that is transmitted without being reflected and the light that is reflected twice or more are increased, that is, the light that is reflected only once is reduced in each of the mirror sheets 21 and 22, and the spatial image There was a problem that the brightness became dark. As described above, conventionally, there is a problem that the brightness of the spatial image differs depending on the image forming position.

本発明は上記の事情を鑑みてなされたものであり、その課題の一例としては、設計上の視線方向から視線を左右方向に動かしても、連続して明るい空間映像を視認できる空間映像表示装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and as an example of the problem, a spatial video display device capable of visually recognizing bright spatial images continuously even when the visual line is moved in the horizontal direction from the designed visual line direction. Is to provide.

上記の課題を達成するため、請求項1に係る発明は、実体部からの光を観察者に向けて反射する平板状の反射型面対称結像素子と、前記反射型面対称結像素子を、前記平板の面内において移動させる駆動装置と、を備えた空間映像表示装置であって、前記反射型面対称結像素子は、板厚方向に第1光反射面及び前記第1光反射面と直交する第2光反射面を備え、前記第1光反射面及び第2光反射面により構成された単位光学素子を1または複数備えてなり、板面の一方の側に配置された前記実体部から入射した光を、所定の前記単位光学素子内の前記第1光反射面及び前記第2反射面にそれぞれ1回ずつ反射させて、前記板面の他方の側の、前記実体部の位置と面対称な位置に、前記実体部からの光に対する鏡映像を作り出し、前記駆動装置は、前記反射型面対称結像素子に対して、少なくとも回動または回転を含む周期運動を実行させることを特徴とする。   In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 includes a flat plate-like reflective surface-symmetric imaging element that reflects light from the substantial part toward an observer, and the reflective surface-symmetric imaging element. A spatial image display device including a driving device that moves in a plane of the flat plate, wherein the reflective surface-symmetric imaging element includes a first light reflection surface and the first light reflection surface in a plate thickness direction. The entity is provided with one or a plurality of unit optical elements each including a second light reflecting surface orthogonal to the first light reflecting surface and the first light reflecting surface and the second light reflecting surface. The light incident from the portion is reflected once each on the first light reflecting surface and the second reflecting surface in the predetermined unit optical element, and the position of the substantial portion on the other side of the plate surface A mirror image with respect to the light from the substantial part at a position symmetrical to the plane, and the driving device , With respect to the reflective surface symmetric imaging element, characterized in that to perform the periodic motion including at least rotation or rotation.

反射型面対称結像素子の外観図である。It is an external view of a reflection type plane-symmetric image formation element. 図1の反射型面対称結像素子を構成する直方体材の外観図である。It is an external view of the rectangular parallelepiped material which comprises the reflection type plane-symmetric image formation element of FIG. 図1の反射型面対称結像素子を形成する2つのミラーシートの組合せを示す図である。It is a figure which shows the combination of two mirror sheets which form the reflection type plane-symmetric image formation element of FIG. 図1の反射型面対称結像素子を用いた空間映像表示装置の光学系の概略図である。It is the schematic of the optical system of the spatial image display apparatus using the reflection type plane-symmetric image formation element of FIG. 図1の反射型面対称結像素子において光が2回反射する様子を示す概要図である。It is a schematic diagram which shows a mode that light reflects twice in the reflection type plane-symmetric image formation element of FIG. 本発明の第1の実施の形態に係る空間映像表示装置の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a spatial video display device according to a first embodiment of the present invention. 図8とともに、本発明の実施の形態に係る空間映像表示装置における反射型面対称結像素子の動作と空間映像の明るさの関係を説明する図である。FIG. 9 is a diagram for explaining the relationship between the operation of the reflective surface-symmetric imaging element and the brightness of the spatial image in the spatial image display device according to the embodiment of the present invention, together with FIG. 図7とともに、本発明の実施の形態に係る空間映像表示装置における反射型面対称結像素子の動作と空間映像の明るさの関係を説明する図である。FIG. 8 is a diagram for explaining the relationship between the operation of the reflective surface-symmetric imaging element and the brightness of the spatial image in the spatial image display device according to the embodiment of the present invention, together with FIG. 図10とともに、本発明の実施の形態に係る空間映像表示装置における反射型面対称結像素子の明るさを円弧運動の有無において比較するグラフである。FIG. 11 is a graph comparing the brightness of the reflective surface-symmetric imaging element in the spatial image display device according to the embodiment of the present invention with and without an arc motion, along with FIG. 10. 図9とともに、本発明の実施の形態に係る空間映像表示装置における反射型面対称結像素子の明るさを円弧運動の有無において比較するグラフである。FIG. 10 is a graph comparing the brightness of the reflective surface-symmetric imaging element in the spatial image display device according to the embodiment of the present invention with and without an arc motion, together with FIG. 9. 本発明の第2の実施の形態に係る空間映像表示装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the spatial video display apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態に係る空間映像表示装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the spatial image display apparatus which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態に係る空間映像表示装置の変形例の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the modification of the spatial video display apparatus concerning the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施の形態に係る空間映像表示装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the spatial image display apparatus which concerns on the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施の形態に係る空間映像表示装置の変形例の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the modification of the spatial video display apparatus concerning the 4th Embodiment of this invention. 反射型面対称結像素子の他の一例の外観図である。It is an external view of another example of a reflection type plane-symmetric image formation element. 反射型面対称結像素子の他の一例の外観図である。It is an external view of another example of a reflection type plane-symmetric image formation element.

以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

<第1の実施の形態>
図6は、本発明の第1の実施の形態に係る空間映像表示装置100の概略構成図である。空間映像表示装置100は、反射型面対称結像素子を左右方向に回動させることにより、左右方向の明るさに変化が少ない、つまり、左右方向に視野角が拡大された空間映像を表示する空間映像表示装置である。空間映像表示装置100は、概略、例えば、物体、ディスプレイなどから構成される実体部1と、平面板状の反射型面対称結像素子2と、反射型面対称結像素子2を板面内において左右方向に周期的に回動させる駆動装置4と、を備える。なお、本実施の形態では、図6に定義した方向を用いて方向の説明を行う。
<First Embodiment>
FIG. 6 is a schematic configuration diagram of the spatial video display device 100 according to the first embodiment of the present invention. The spatial image display device 100 displays a spatial image with little change in brightness in the left-right direction, that is, with a wide viewing angle in the left-right direction, by rotating the reflective plane-symmetric imaging element in the left-right direction. This is a spatial video display device. The spatial image display device 100 includes, for example, a substantial part 1 composed of, for example, an object, a display, etc., a planar plate-like reflection-type plane-symmetric imaging element 2, and a reflection-type plane-symmetric imaging element 2 in the plane. And a drive device 4 that periodically rotates in the left-right direction. In this embodiment, directions are described using the directions defined in FIG.

反射型面対称結像素子2は、図1〜図5で示した反射型面対称結像素子2と同一である。なお、反射型面対称結像素子2における図6に示した方向は、図1に示した方向と対応付けられている。   The reflection type plane symmetric imaging element 2 is the same as the reflection type plane symmetric imaging element 2 shown in FIGS. The direction shown in FIG. 6 in the reflective plane-symmetric imaging element 2 is associated with the direction shown in FIG.

駆動装置4は、具体的には、偏心カム、バネ及びモータを使った円弧駆動装置であり、反射型面対称結像素子2に、水平方向(板面に平行な方向)に円弧を描かせる往復運動を実行させる。その結果、反射型面対称結像素子2は、反射型面対称結像素子2の一端に取り付けられた支点部101を中心に、±20度の角度内で左右方向に円弧運動を周期的に行う。   Specifically, the drive device 4 is an arc drive device using an eccentric cam, a spring, and a motor, and causes the reflection type plane-symmetric imaging element 2 to draw an arc in the horizontal direction (direction parallel to the plate surface). Perform reciprocal motion. As a result, the reflection-type plane-symmetric imaging element 2 periodically performs an arc motion in the left-right direction within an angle of ± 20 degrees around the fulcrum portion 101 attached to one end of the reflection-type plane-symmetric imaging element 2. Do.

ここで、図7及び図8を用いて、反射型面対称結像素子2の回動動作と空間映像3の明るさについて説明する。図7及び図8は、空間映像表示装置100における反射型面対称結像素子2を上方向から見た外観図である。   Here, with reference to FIGS. 7 and 8, the rotation operation of the reflective plane-symmetric imaging element 2 and the brightness of the spatial image 3 will be described. 7 and 8 are external views of the reflective plane-symmetric imaging element 2 in the spatial image display device 100 as viewed from above.

図7(a)及び(b)は、1枚の反射型面対称結像素子2を移動させない場合の上面図である。図7(a)は、反射型面対称結像素子2から出力される、設計上最も明るい光線の方向を矢印で示す図である。そして、図7(b)は、図7(a)の場合に観察者の視点位置Eから見える空間映像3の光線強度を矢印で示す図であり、光線強度は矢印の太さで表わされている。図7(b)に示すように、空間映像3は、その中心部分が一番明るく、左右方向に視線をずらしていくと、周辺部分は暗くなっている。また、空間映像3が見える領域(左右方向の視野角)は狭い。   FIGS. 7A and 7B are top views when one reflection type plane-symmetric imaging element 2 is not moved. FIG. 7A is a diagram showing the direction of the brightest light beam output from the reflective plane-symmetric imaging element 2 by an arrow. FIG. 7B is a diagram showing the light intensity of the spatial image 3 seen from the observer's viewpoint position E in the case of FIG. 7A with an arrow, and the light intensity is represented by the thickness of the arrow. ing. As shown in FIG. 7B, the spatial image 3 has the brightest central portion, and the peripheral portion becomes darker as the line of sight is shifted in the left-right direction. Further, the region where the spatial image 3 can be seen (the viewing angle in the left-right direction) is narrow.

図8(a)及び(b)は、3枚の反射型面対称結像素子2を移動させない場合の上面図である。3枚の反射型面対称結像素子2は、視点位置を中心に扇形上に配置されている。図8(a)は、反射型面対称結像素子2から出力される、設計上最も明るい光線の方向を矢印で示す図である。そして、図8(b)は、図8(a)の場合の観察者の視点位置Eから見える空間映像3の光線強度を矢印で示す図であり、光線強度は矢印の太さで表わされている。この場合には、中心に配置された反射型面対称結像素子2だけでなく、左右に配置された反射型面対称結像素子2からも光が届くので、空間映像3が見える領域(左右方向の視野角)は、1枚の場合(図7(a)及び(b))に比べて広くなるが、設計上最も明るい光線の方向と観察者の視線方向は一致しないので、左右方向に視線をずらしていくと、顕著に空間映像3は暗くなる。すなわち、この場合には、図8(b)に示すように、空間映像3が見える領域(左右方向の視野角)は広くなるが、空間映像3は、その中心部分が一番明るく、左右方向に視線をずらしていくと、周辺部分は極端に暗くなっていく。   FIGS. 8A and 8B are top views when the three reflection-type plane-symmetric imaging elements 2 are not moved. The three reflection-type plane-symmetric imaging elements 2 are arranged in a fan shape around the viewpoint position. FIG. 8A is a diagram showing the direction of the brightest light beam output from the reflective plane-symmetric imaging element 2 by an arrow. FIG. 8B is a diagram showing the light intensity of the spatial image 3 seen from the viewpoint position E of the observer in the case of FIG. 8A with an arrow, and the light intensity is represented by the thickness of the arrow. ing. In this case, since light arrives not only from the reflection-type plane-symmetric imaging element 2 arranged at the center but also from the reflection-type plane-symmetric imaging element 2 arranged at the left and right, an area where the spatial image 3 can be seen (left and right) (The viewing angle of the direction) is wider than in the case of a single sheet (FIGS. 7A and 7B), but the direction of the brightest ray by design does not coincide with the line of sight of the observer. As the line of sight is shifted, the spatial image 3 becomes darker. That is, in this case, as shown in FIG. 8B, the area where the spatial image 3 can be seen (the viewing angle in the left-right direction) is widened, but the center portion of the spatial image 3 is the brightest and the horizontal direction As you shift your line of sight, the surrounding area becomes extremely dark.

一方、図7(c)及び(d)は、1枚の反射型面対称結像素子2を左右方向に円弧運動させた場合の上面図である。図7(c)は、反射型面対称結像素子2から出力される、設計上最も明るい光線の方向を矢印で示す図である。そして、図7(d)は、図7(c)の場合の観察者の視点位置Eから見える空間映像3の光線強度を矢印で示す図であり、光線強度は矢印の太さで表わされている。この場合には、3枚の場合(図8(a)及(b))と同様に、空間映像3が見える領域(左右方向の視野角)は広くなるとともに、設計上最も明るい光線の方向が走査されるので、左右方向の明るさの変化が少なくなる。すなわち、この場合には、図7(d)に示すように、空間映像3が見える領域(左右方向の視野角)が広くなるとともに、空間映像3の中心部分と周辺部分の明るさの差が小さくなるので、観察者は連続して明るい空間映像3を視認することができる。   On the other hand, FIGS. 7C and 7D are top views in the case where one reflection type plane-symmetric imaging element 2 is moved in a circular arc in the left-right direction. FIG. 7C is a diagram showing the direction of the brightest light beam, which is output from the reflection-type plane-symmetric imaging element 2, by design with an arrow. FIG. 7D is a diagram showing the light intensity of the spatial image 3 seen from the viewpoint position E of the observer in the case of FIG. 7C with an arrow, and the light intensity is represented by the thickness of the arrow. ing. In this case, as in the case of three images (FIGS. 8A and 8B), the area in which the spatial image 3 can be seen (the viewing angle in the left-right direction) is widened, and the direction of the brightest light beam is designed. Since scanning is performed, the change in brightness in the left-right direction is reduced. That is, in this case, as shown in FIG. 7D, the area where the spatial image 3 can be seen (the viewing angle in the left-right direction) is widened, and the brightness difference between the central portion and the peripheral portion of the spatial image 3 is large. Since it becomes small, the observer can visually recognize the bright spatial image 3 continuously.

これは、反射型面対称結像素子2に周期的な円弧運動をさせることにより、設計上最も明るい光線の出射角度が画一ではなく、時間的に所定角度内で変化するので、周期的に設計上最も明るい光線の方向と観察者の視線方向は一致するからである。したがって、この場合には、観察者が移動して観察者の視点位置Eが前後左右にずれたとしても、観察者は連続して明るい空間映像3を視認することができる。   This is because, by causing the reflection-type plane-symmetric imaging element 2 to perform a circular arc motion periodically, the emission angle of the brightest light beam in design is not uniform, but changes within a predetermined angle in time. This is because the direction of the brightest light beam by design matches the viewing direction of the observer. Therefore, in this case, even if the observer moves and the observer's viewpoint position E shifts back and forth and right and left, the observer can visually recognize the bright spatial image 3 continuously.

なお、この場合も空間映像3の中心部分が一番明るいが、反射型面対称結像素子2を移動させない場合(図7(a)及び(b)、図8(a)及び(b))に比べて、中心部分は暗くなる。   In this case, the central portion of the spatial image 3 is the brightest, but the reflective plane-symmetric imaging element 2 is not moved (FIGS. 7A and 7B, FIGS. 8A and 8B). Compared with, the central part becomes darker.

図9及び図10は、1枚の反射型面対称結像素子2を移動させなかった場合(図7(a)及び(b)の場合)、並びに1枚の反射型面対称結像素子2を左右方向に円弧運動させた場合(図7(c)及び(d)の場合)の空間映像の明るさを示すグラフである。なお、図9及び図10ともに、1枚の反射型面対称結像素子2を移動させなかった場合は点線、1枚の反射型面対称結像素子2を左右方向に円弧運動させた場合は実線で表している。   9 and 10 show a case where one reflection type plane-symmetric imaging element 2 is not moved (in the case of FIGS. 7A and 7B), and one reflection type plane-symmetric imaging element 2. 8 is a graph showing the brightness of the spatial image when arc is moved in a circular arc in the left-right direction (in the case of FIGS. 7C and 7D). 9 and 10, when one reflection-type plane-symmetric imaging element 2 is not moved, a dotted line, and when one reflection-type plane-symmetric imaging element 2 is moved in an arc in the left-right direction, It is represented by a solid line.

図9は、縦軸を絶対輝度、横軸を設計上の視線方向(角度0度とする)から左右方向への視線の角度、つまり視野角とした場合のグラフであり、図10は、縦軸を規格化した輝度(角度0度のときを明るさ100とした規格化)、横軸を視野角とした場合のグラフである。図9に示すように、1枚の反射型面対称結像素子2を左右方向に円弧運動させた場合には、1枚の反射型面対称結像素子2を移動させなかった場合に比べて、中心部(角度0度)の空間映像3は暗いが、図9及び図10に示すように、左右方向に視線を変化させても空間映像3の明るさの減少は小さくなる。一方、1枚の反射型面対称結像素子2を移動させなかった場合には、左右方向に視線を変化させると、空間映像3の明るさは急激に減少する。ここで、有効視野角範囲を、結像した空間映像3の輝度が最大輝度(角度0度のときの輝度)の半分以上の値となる視野角範囲と定義すると、1枚の反射型面対称結像素子2を左右方向に円弧運動させた場合の有効視野角範囲は約±24度であり、1枚の反射型面対称結像素子2を移動させなかった場合の有効視野角範囲は約±12度であるから、前者は後者の約2倍の有効視野角範囲が得られることになる。   FIG. 9 is a graph in which the vertical axis represents absolute luminance, and the horizontal axis represents the viewing angle from the designed viewing direction (angle 0 degrees), that is, the viewing angle, that is, the viewing angle. It is a graph when the luminance is normalized on the axis (normalized with brightness of 100 when the angle is 0 degree) and the viewing angle is on the horizontal axis. As shown in FIG. 9, when one reflection-type plane-symmetric imaging element 2 is moved in a circular arc in the left-right direction, compared with a case where one reflection-type plane-symmetric imaging element 2 is not moved. Although the spatial image 3 at the center (angle 0 degree) is dark, as shown in FIGS. 9 and 10, even if the line of sight is changed in the left-right direction, the decrease in brightness of the spatial image 3 is small. On the other hand, when one reflection-type plane-symmetric imaging element 2 is not moved, the brightness of the spatial image 3 decreases rapidly when the line of sight is changed in the left-right direction. Here, when the effective viewing angle range is defined as a viewing angle range in which the brightness of the imaged spatial image 3 is a value that is half or more of the maximum brightness (the brightness when the angle is 0 degrees), one reflection type plane symmetry The effective viewing angle range when the imaging element 2 is moved in a circular arc in the left-right direction is about ± 24 degrees, and the effective viewing angle range when one reflection type plane-symmetric imaging element 2 is not moved is about Since the angle is ± 12 degrees, the former can obtain an effective viewing angle range approximately twice that of the latter.

このように本実施の形態によれば、空間映像3の周辺部分であっても中心部分と比べて輝度低下が少ないので、視野角が広い空間映像3を提供することができる。この結果、観察者は、設計上の視線方向から視線を左右方向に動かしても、連続して明るい空間映像を観察することができる。   As described above, according to the present embodiment, even in the peripheral portion of the spatial image 3, the luminance decrease is smaller than that in the central portion, so that the spatial image 3 having a wide viewing angle can be provided. As a result, the observer can continuously observe a bright spatial image even if he / she moves his / her line of sight from the designed line-of-sight direction.

なお、本実施の形態では、反射型面対称結像素子2の周期運動として、円弧運動、つまり規制された角度範囲内で正逆両方向に回転する回動運動を用いたが、反射型面対称結像素子2の周期運動は円弧運動に限定されるものではない。円運動または楕円運動、つまり角度範囲が規制されず一方向に回転する回転運動でもよい。また、少なくとも、このような回動運動または回転運動を含む運動ならばいずれでもよく、回動運動または回転運動に並進運動を組み合わせた運動でもよい。また、同様にして、駆動装置4も、少なくとも回動運動または回転運動を含む運動を実行できる装置であれば、図6に示した構成に限定されない。   In the present embodiment, as the periodic motion of the reflective surface-symmetric imaging element 2, an arc motion, that is, a rotational motion that rotates in both forward and reverse directions within a restricted angle range is used. The periodic motion of the imaging element 2 is not limited to the arc motion. Circular motion or elliptical motion, that is, rotational motion that rotates in one direction without restricting the angle range may be used. Moreover, any motion including at least such a rotational motion or a rotational motion may be used, and a motion combining a rotational motion or a rotational motion with a translational motion may be used. Similarly, the drive device 4 is not limited to the configuration shown in FIG. 6 as long as it is a device that can execute at least a rotational motion or a motion including a rotational motion.

ところで、上述した反射型面対称結像素子2の円弧運動の周期は、最低でも1周期1/25秒以下、つまり25Hz以上で円弧運動を行うことが好ましく、より好適には、1周期1/50秒以下、つまり50Hz以上で円弧運動を行うことが好ましい。この数値は、人間が動画を認識する上での好適なフレームレートの数値に基づくものである。   By the way, it is preferable that the period of the arc motion of the reflection-type plane-symmetric imaging element 2 described above is at least 1 cycle 1/25 seconds or less, that is, the arc motion is performed at 25 Hz or more, and more preferably 1 cycle 1/1 / It is preferable to perform the arc motion at 50 seconds or less, that is, at 50 Hz or more. This numerical value is based on a numerical value of a frame rate suitable for a human to recognize a moving image.

なお、反射型面対称結像素子2は、その構成から、ミラーシート21及び22の隣接する光反射面23同士の間隔(ピッチ)が観察されてしまうことがあるが、本実施の形態では、反射型面対称結像素子2を所定の速度で円弧運動させているので、上記ピッチが観察されることはない。すなわち、本実施の形態の空間映像表示装置100は、ピッチに起因する空間映像3のザラツキ感を解消させるという効果も有する。   In addition, in the present embodiment, the reflective surface-symmetric imaging element 2 may observe the interval (pitch) between the adjacent light reflecting surfaces 23 of the mirror sheets 21 and 22 due to its configuration. Since the reflective surface-symmetric imaging element 2 is moved in a circular arc at a predetermined speed, the pitch is not observed. That is, the spatial video display device 100 of the present embodiment also has an effect of eliminating the rough feeling of the spatial video 3 due to the pitch.

また、本実施の形態の空間映像表示装置100は、1枚の反射型面対称結像素子2を円弧運動させたが、これに限定されず、例えば、図8(a)及び(b)に示したように扇形上に配置された複数枚の反射型面対称結像素子2を円弧運動させてもよい。   Further, in the spatial image display device 100 of the present embodiment, the single reflection-type plane-symmetric imaging element 2 is moved in a circular arc, but the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIGS. As shown, a plurality of reflection type plane-symmetric imaging elements 2 arranged on a sector may be moved in an arc.

この場合には、視野角が広い空間映像3を提供することができるとともに、反射型面対称結像素子2の継ぎ目(反射型面対称結像素子2と反射型面対称結像素子2の間)も観察されないという効果が生じる。   In this case, a spatial image 3 with a wide viewing angle can be provided, and the joint of the reflection-type plane-symmetric imaging element 2 (between the reflection-type plane-symmetric imaging element 2 and the reflection-type plane-symmetric imaging element 2). ) Is also not observed.

<第2の実施の形態>
図11は、第2の実施の形態に係る空間映像表示装置200の概略構成図である。空間映像表示装置200は、複数(図11では8枚)の反射型面対称結像素子2が円板8に円周方向に対して均等となるように取り付けられており、この円板8を駆動装置4により回転駆動するようになっている。詳しくは、円板8は、不透明な板で円板状に形成されており、反射型面対称結像素子2が取り付けられる部位には矩形孔が形成されている。そのため、この円板8に反射型面対称結像素子2が取り付けられると、観察者は、不要な光を見ることがなく、反射型面対称結像素子2を透過した光が結像する空間映像3だけを観察することができる。
<Second Embodiment>
FIG. 11 is a schematic configuration diagram of a spatial video display apparatus 200 according to the second embodiment. In the spatial image display device 200, a plurality (eight in FIG. 11) of reflection type plane-symmetric imaging elements 2 are attached to the disc 8 so as to be even in the circumferential direction. The drive device 4 is rotationally driven. Specifically, the disc 8 is an opaque plate and is formed in a disc shape, and a rectangular hole is formed at a portion to which the reflective surface-symmetric imaging element 2 is attached. Therefore, when the reflective plane-symmetric imaging element 2 is attached to the disk 8, the observer does not see unnecessary light, and the space in which the light transmitted through the reflective plane-symmetric imaging element 2 forms an image. Only video 3 can be observed.

本実施の形態によれば、反射型面対称結像素子2を回転させるので、視野角が広い空間映像3を提供することができる。なお、図11に示すように8枚の反射型面対称結像素子で構成される場合、第1の実施の形態で述べた円弧運動の周期を鑑みて、回転速度は毎秒6回転以上であることが好適である。   According to the present embodiment, since the reflection-type plane-symmetric imaging element 2 is rotated, a spatial image 3 with a wide viewing angle can be provided. As shown in FIG. 11, in the case of the eight reflection-type plane-symmetric imaging elements, the rotational speed is 6 or more rotations per second in view of the cycle of the circular motion described in the first embodiment. Is preferred.

また、本実施の形態では、8枚の反射型面対称結像素子2の場合を説明したが、円板8に取り付けられる反射型面対称結像素子2の枚数は、これに限定されるものではない。例えば、用途に応じて1〜12枚程度まで増減してもよい。   Further, in the present embodiment, the case of eight reflection type plane symmetric imaging elements 2 has been described, but the number of reflection type plane symmetric imaging elements 2 attached to the disk 8 is limited to this. is not. For example, you may increase / decrease to about 1-12 sheets according to a use.

なお、実体部1からの出射される光をより有効的に利用するために、反射型面対称結像素子2を扇型や台形の形状に形成し、隣接する反射型面対称結像素子2の間の間隔(不透明な部位)を小さくしてもよい。   In order to use the light emitted from the substantial part 1 more effectively, the reflection-type plane-symmetric imaging element 2 is formed in a fan shape or a trapezoidal shape, and the adjacent reflection-type plane-symmetric imaging element 2 is formed. You may make small the space | interval (opaque part) between.

<第3の実施の形態>
図12は、実体部1からの出射される光をより有効的に利用するために、円板8の外周部分すべてを反射型面対称結像素子で構成した空間映像表示装置300の概略構成図である。詳しくは、円板8は、不透明な板で形成された内周部と、複数(図12では8枚)の扇形状の反射型面対称結像素子2Aを隙間なく隣接させて形成された外周部と、備えている。
<Third Embodiment>
FIG. 12 is a schematic configuration diagram of a spatial image display device 300 in which the entire outer peripheral portion of the disk 8 is configured with a reflection-type plane-symmetric imaging element in order to more effectively use the light emitted from the entity unit 1. It is. Specifically, the disk 8 is an outer periphery formed by adjoining an inner peripheral portion formed of an opaque plate and a plurality (eight in FIG. 12) of fan-shaped reflection-type surface-symmetric imaging elements 2A without any gaps. And have a part.

本実施の形態によれば、円板8の外周部分すべてを反射型面対称結像素子2Aで構成したので、観察者が円板8の周囲360度のどこにいても、視野角が広い空間映像3を提供することができる。   According to the present embodiment, since the entire outer peripheral portion of the disk 8 is composed of the reflective plane-symmetric imaging element 2A, a spatial image with a wide viewing angle can be obtained wherever the observer is 360 degrees around the disk 8. 3 can be provided.

なお、空間映像3は、観察者の位置から見て奥方向に観察されるが、これとは別に左右方向にも不要光が観察されることがある。この不要光は、反射型面対称結像素子2内で1回だけ反射した光である。このため、空間映像表示装置300にこのような不要光を観察させない工夫が施されてもよい。   The spatial image 3 is observed in the depth direction when viewed from the position of the observer, but unnecessary light may be observed in the left-right direction separately from this. This unnecessary light is light that is reflected only once in the reflection-type plane-symmetric imaging element 2. For this reason, the spatial image display apparatus 300 may be devised so as not to observe such unnecessary light.

図13は、不要光を遮光する構成を取り入れた空間映像表示装置301の概略構成図である。空間映像表示装置301は、円板8の周囲上に人感センサ6を複数設けるとともに、円板全体を覆うように円板8上に部分透過液晶7を載置している。すなわち、空間映像表示装置301は、円板8の周囲上に複数設けられた人感センサ6により観察者の位置を検出し、検出した位置に応じて、所定領域の部分透過液晶7を作用させて、不要光が透過する領域を遮光するようになっている。例えば、図14に示すように、人感センサ6が検出した観察者の位置に対して奥方向の反射型面対称結像素子2のみを透過状態、その他(観察者の位置に対して手前及び左右方向)の反射型面対称結像素子2Aを遮光状態として、不要光が観察されないように制御してもよい。   FIG. 13 is a schematic configuration diagram of a spatial video display device 301 that adopts a configuration that blocks unnecessary light. In the spatial image display device 301, a plurality of human sensors 6 are provided on the periphery of the disk 8, and the partially transmissive liquid crystal 7 is placed on the disk 8 so as to cover the entire disk. In other words, the spatial image display device 301 detects the position of the observer by the human sensors 6 provided on the periphery of the disk 8 and causes the partially transmissive liquid crystal 7 in a predetermined region to act according to the detected position. Thus, a region through which unnecessary light is transmitted is shielded. For example, as shown in FIG. 14, only the reflection-type surface-symmetric imaging element 2 in the back direction is transmitted with respect to the position of the observer detected by the human sensor 6, and others (front and near to the position of the observer). The reflection-type plane-symmetric imaging element 2A (left and right direction) may be shielded so that unnecessary light is not observed.

<第4の実施の形態>
図14は、第4の実施の形態に係る空間映像表示装置400の要部構成図である。空間映像表示装置400は、第3の実施の形態に係る空間映像表示装置300に対して、実体部1を複数(図13では4つのディスプレイ部1)設けたものである。この場合は、観察者が円板8の周囲どこにいても、より明確な空間映像3を観察することができる。
<Fourth embodiment>
FIG. 14 is a main part configuration diagram of a spatial video display apparatus 400 according to the fourth embodiment. The spatial video display device 400 is provided with a plurality of the entity units 1 (four display units 1 in FIG. 13) compared to the spatial video display device 300 according to the third embodiment. In this case, a clearer spatial image 3 can be observed wherever the observer is around the disc 8.

なお、本実施の形態でも、第3の実施の形態の場合と同様に、不要光を遮光する構成を取り入れてもよい。   In the present embodiment, a configuration that blocks unnecessary light may be adopted as in the case of the third embodiment.

図15は、不要光を遮光する構成を取り入れた空間映像表示装置401の概略構成図である。空間映像表示装置401は、円板8の周囲上に複数設けられた人感センサ6により、観察者の位置を検出し、検出した位置に応じて、点灯する一のディスプレイ部1を決定し、決定したディスプレイ部1のみを点灯するようになっている。例えば、人感センサ6が検出した観察者の位置に対して奥方向に観察される空間映像3を結像するディスプレイ部1のみを点灯状態にしてもよい。   FIG. 15 is a schematic configuration diagram of a spatial video display device 401 incorporating a configuration for blocking unnecessary light. The spatial image display device 401 detects the position of the observer with the human sensors 6 provided on the periphery of the disk 8, and determines one display unit 1 to be lit according to the detected position. Only the determined display unit 1 is lit. For example, only the display unit 1 that forms the spatial image 3 observed in the depth direction with respect to the position of the observer detected by the human sensor 6 may be turned on.

<その他の実施の形態>
また、反射型面対称結像素子の構成は、図1〜図5に示した長手部材である直方体材を用いて2つのミラーシートを形成する構成に限定されるものではなく、実体部1からの光を反射型面対称結像素子に対して面対称な位置に実像として結像させる光学素子であれば、いずれの構成でもよい。
<Other embodiments>
Further, the configuration of the reflection-type plane-symmetric imaging element is not limited to the configuration in which the two mirror sheets are formed using the rectangular parallelepiped material that is the longitudinal member shown in FIGS. Any configuration may be used as long as it is an optical element that forms a real image at a position that is plane-symmetric with respect to the reflective plane-symmetric imaging element.

例えば、特開2008−158114号公報に示した反射型面対称結像素子の構成でもよい。図16は、このような反射型面対称結像素子5の外観斜視図である。より詳しくは、反射型面対称結像素子5は、所定の基盤51を厚み方向に貫通させた複数の穴52を備え、各穴52の内壁に直交する2つの鏡面要素54a及び54bから構成される単位光学素子53を形成したものであって、その穴を通じて基盤51の一方の面方向から他方の面方向へ光が透過する際に、2つの鏡面要素54a及び54bでそれぞれ1回ずつ反射させるようにしてもよい。また、図17に示すように、所定の基盤51の厚み方向に突出する透明な筒状体55を碁盤目上に多数形成し、各筒状体55の内壁面のうち、直交する2つを鏡面要素54a、54bとした反射型面対称結像素子5Aとしてもよい。   For example, the configuration of a reflection-type plane-symmetric imaging element disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-158114 may be used. FIG. 16 is an external perspective view of such a reflective surface-symmetric imaging element 5. More specifically, the reflection-type plane-symmetric imaging element 5 includes a plurality of holes 52 penetrating a predetermined base 51 in the thickness direction, and includes two mirror surface elements 54 a and 54 b orthogonal to the inner wall of each hole 52. The unit optical element 53 is formed, and when light is transmitted from one surface direction of the base 51 to the other surface direction through the hole, the light is reflected once by the two mirror surface elements 54a and 54b. You may do it. In addition, as shown in FIG. 17, a large number of transparent cylindrical bodies 55 projecting in the thickness direction of a predetermined base 51 are formed on the grid, and two orthogonal walls among the inner wall surfaces of each cylindrical body 55 are formed. The reflective surface-symmetric imaging element 5A may be a mirror surface element 54a or 54b.

以上に述べた上記実施の形態によれば、実体部(例えば、実体部1)からの光を観察者に向けて反射する平板状の反射型面対称結像素子(例えば、反射型面対称結像素子2、5、5A)と、前記反射型面対称結像素子を、前記平板の面内において移動させる駆動装置(例えば、駆動装置4)と、を備えた空間映像表示装置(例えば、空間映像表示装置100、200、300、301、400、401)であって、前記反射型面対称結像素子は、板厚方向に第1光反射面(例えば、ミラーシート21の光反射面23、鏡面要素54a)及び前記第1光反射面と直交する第2光反射面(例えば、ミラーシート22の光反射面23、鏡面要素54b)を備え、前記第1光反射面及び第2光反射面により構成された単位光学素子を1または複数備えてなり、板面の一方の側に配置された前記実体部から入射した光を、所定の前記単位光学素子内の前記第1光反射面及び前記第2反射面にそれぞれ1回ずつ反射させて、前記板面の他方の側の、前記実体部の位置と面対称な位置に、前記実体部からの光に対する鏡映像を作り出し、前記駆動装置は、前記反射型面対称結像素子に対して、少なくとも回動または回転を含む周期運動を実行させることを基本的構成とする。   According to the above-described embodiment, a flat reflective surface-symmetric imaging element (for example, a reflective surface-symmetric connection) that reflects light from the substantial part (for example, the substantial part 1) toward the observer. An image element 2, 5, 5A) and a driving device (for example, driving device 4) that moves the reflection-type plane-symmetric imaging element in the plane of the flat plate (for example, a space). The reflection type plane-symmetric imaging element is a first light reflection surface (for example, a light reflection surface 23 of the mirror sheet 21) in the plate thickness direction, which is an image display device 100, 200, 300, 301, 400, 401). A mirror surface element 54a) and a second light reflection surface orthogonal to the first light reflection surface (for example, the light reflection surface 23 of the mirror sheet 22, the mirror surface element 54b), and the first light reflection surface and the second light reflection surface. One or more unit optical elements composed of The light incident from the substance part arranged on one side of the plate surface is reflected once each on the first light reflecting surface and the second reflecting surface in the predetermined unit optical element, On the other side of the plate surface, a mirror image with respect to the light from the substantial part is created at a position symmetrical to the position of the substantial part. The basic configuration is to execute a periodic motion including at least rotation or rotation.

上記基本的構成においては、最も明るい光線の出射角度が画一ではなく、時間的に所定角度内で変化するので、周期的に最も明るい光線の方向と観察者の視線方向は一致し、設計上の視線方向から視線を左右方向に動かしても、連続して明るい空間映像を視認することができる。   In the above basic configuration, since the emission angle of the brightest light beam is not uniform and changes within a predetermined time with respect to time, the direction of the brightest light beam periodically coincides with the observer's line of sight. Even if the line of sight is moved in the left-right direction from the line-of-sight direction, a bright spatial image can be viewed continuously.

また、前記反射型面対称結像素子を複数備え、複数の前記反射型面対称結像素子のそれぞれの平板面が、同一平面上、かつ、円周方向に対して略等間隔となるように配設された円形テーブル(例えば、円板8)を備え、前記駆動装置は、前記円形テーブルを回転させてもよい。   A plurality of the reflection-type plane-symmetric imaging elements; and the flat surfaces of the plurality of reflection-type plane-symmetric imaging elements are arranged on the same plane and at substantially equal intervals in the circumferential direction. An arranged circular table (for example, a disk 8) may be provided, and the driving device may rotate the circular table.

この場合には、複数の反射型面対称結像素子を回転させるので、視野角が広い空間映像を視認することができる。   In this case, since a plurality of reflection type plane-symmetric imaging elements are rotated, a spatial image with a wide viewing angle can be viewed.

また、前記円形テーブルは、隣接する前記反射型面対称結像素子の間を不透明な素材で構成してもよい。   The circular table may be made of an opaque material between the adjacent reflection-type plane-symmetric imaging elements.

この場合には、観察者は、不要な光を見ることがなく、反射型面対称結像素子を透過した光が結像する空間映像だけを観察することができる。   In this case, the observer can observe only the spatial image formed by the light transmitted through the reflective plane-symmetric imaging element without seeing unnecessary light.

一方、前記円形テーブルは、複数の前記反射型面対称結像素子を隙間なく隣接させて配設していてもよい。   On the other hand, the circular table may be provided with a plurality of the reflection-type plane-symmetric imaging elements adjacent to each other without a gap.

この場合には、観察者が円形テーブルの周囲360度のどこにいても、視野角が広い空間映像を視認することができる。   In this case, a spatial image with a wide viewing angle can be viewed wherever the observer is 360 degrees around the circular table.

また、前記円形テーブル上に、複数の前記反射型面対称結像素子を隙間なく隣接させて配設した場合には、前記円形テーブルのテーブル面全体に配設され、光の透過状態を制御可能な液晶パネル(例えば、部分透過液晶7)と、前記円形テーブルの周囲近傍にいる観察者の位置を検出するセンサ部(例えば、人感センサ6)と、前記センサ部が検出した観察者の位置に応じて、遮光する領域を決定し、前記液晶パネルにおいて決定した領域を遮光状態とする制御部と、をさらに備えてもよい。   In addition, when a plurality of reflection-type plane-symmetric imaging elements are arranged on the circular table so as to be adjacent to each other without any gap, they are arranged on the entire table surface of the circular table, and the light transmission state can be controlled. Liquid crystal panel (for example, partially transmissive liquid crystal 7), a sensor unit (for example, human sensor 6) for detecting the position of an observer near the periphery of the circular table, and the position of the observer detected by the sensor unit And a control unit that determines a light shielding region and sets the determined region in the liquid crystal panel to a light shielding state.

この場合には、観察者は、不要な光を見ることがなく、好適な位置に結像する空間映像を視認することができる。   In this case, the observer can visually recognize a spatial image formed at a suitable position without seeing unnecessary light.

また、前記円形テーブル上に、複数の前記反射型面対称結像素子を隙間なく隣接させて配設した場合には、前記実体部は、光の出射方向がそれぞれ異なる複数のディスプレイ部(例えば、複数の実体部1)で構成され、前記円形テーブルの周囲近傍にいる観察者の位置を検出するセンサ部(例えば、人感センサ6)と、前記センサ部が検出した観察者の位置に応じて、点灯させる前記ディスプレイ部を切り替える制御部と、をさらに備えてもよい。   Further, when the plurality of reflection-type plane-symmetric imaging elements are arranged adjacent to each other on the circular table without gaps, the substantial part includes a plurality of display parts having different light emission directions (for example, A sensor unit (for example, human sensor 6) configured by a plurality of substance units 1) that detects the position of an observer in the vicinity of the periphery of the circular table, and the position of the observer detected by the sensor unit And a control unit that switches the display unit to be lit.

この場合には、観察者は、不要な光を見ることがなく、好適な位置に結像する空間映像を視認することができる。   In this case, the observer can visually recognize a spatial image formed at a suitable position without seeing unnecessary light.

また、前記周期運動の周期は、1/25秒以下であることが好ましい。   Moreover, it is preferable that the period of the said periodic motion is 1/25 second or less.

この場合には、好適なフレームレートに合わせた周期運動となっているので、動画を正しく認識することができる。   In this case, since the motion is in accordance with a suitable frame rate, the moving image can be recognized correctly.

以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は、上述した実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、本発明の実施の形態に対して種々の変形や変更を施すことができ、そのような変形や変更を伴うものもまた、本発明の技術的範囲に含まれるものである。   Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made to the embodiments of the present invention without departing from the gist of the present invention. Such modifications and changes can be made, and those accompanying such modifications and changes are also included in the technical scope of the present invention.

1 実体部(物体、ディスプレイ部)
2,2A,5 反射型面対称結像素子
3 空間映像(実像)
4 駆動装置
6 人感センサ
7 部分透過液晶
20 直方体材
21,22 ミラーシート
23 光反射面
54a、54b 鏡面要素
100,200,300,301,400,401 空間映像表示装置
1 Real part (object, display part)
2,2A, 5 Reflective plane-symmetric imaging element 3 Spatial image (real image)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 4 Drive device 6 Human sensor 7 Partially transmissive liquid crystal 20 Rectangular material 21, 22 Mirror sheet 23 Light reflection surface 54a, 54b Mirror surface element 100,200,300,301,400,401 Spatial image display device

Claims (7)

実体部からの光を観察者に向けて反射する平板状の反射型面対称結像素子と、
前記反射型面対称結像素子を、前記平板の面内において移動させる駆動装置と、を備えた空間映像表示装置であって、
前記反射型面対称結像素子は、
板厚方向に第1光反射面及び前記第1光反射面と直交する第2光反射面を備え、前記第1光反射面及び第2光反射面により構成された単位光学素子を1または複数備えてなり、板面の一方の側に配置された前記実体部から入射した光を、所定の前記単位光学素子内の前記第1光反射面及び前記第2反射面にそれぞれ1回ずつ反射させて、前記板面の他方の側の、前記実体部の位置と面対称な位置に、前記実体部からの光に対する鏡映像を作り出し、
前記駆動装置は、
前記反射型面対称結像素子に対して、少なくとも回動または回転を含む周期運動を実行させることを特徴とする空間映像表示装置。
A plate-like reflective surface-symmetric imaging element that reflects light from the entity part toward the observer;
A spatial image display device comprising: a drive device that moves the reflection-type plane-symmetric imaging element in a plane of the flat plate;
The reflective surface-symmetric imaging element is:
One or a plurality of unit optical elements each including a first light reflecting surface and a second light reflecting surface orthogonal to the first light reflecting surface in the plate thickness direction are configured by the first light reflecting surface and the second light reflecting surface. The light incident from the substantial part arranged on one side of the plate surface is reflected once each on the first light reflecting surface and the second reflecting surface in the predetermined unit optical element. Then, on the other side of the plate surface, a mirror image with respect to the light from the substantial part is created at a position symmetrical to the position of the substantial part,
The driving device includes:
A spatial image display device characterized in that a periodic motion including at least rotation or rotation is executed on the reflection-type plane-symmetric imaging element.
前記反射型面対称結像素子を複数備え、
複数の前記反射型面対称結像素子のそれぞれの平板面が、同一平面上、かつ、円周方向に対して略等間隔となるように配設された円形テーブルを備え、
前記駆動装置は、前記円形テーブルを回転させることを特徴とする請求項1記載の空間映像表示装置。
A plurality of the reflection-type plane-symmetric imaging elements;
Each flat plate surface of the plurality of reflection-type plane-symmetric imaging elements includes a circular table disposed on the same plane and at substantially equal intervals in the circumferential direction,
The spatial image display device according to claim 1, wherein the driving device rotates the circular table.
前記円形テーブルは、
隣接する前記反射型面対称結像素子の間を不透明な素材で構成することを特徴とする請求項2記載の空間映像表示装置。
The circular table is
3. The spatial image display device according to claim 2, wherein an opaque material is used between adjacent reflection type plane symmetric imaging elements.
前記円形テーブルは、
複数の前記反射型面対称結像素子を隙間なく隣接させて配設していることを特徴とする請求項2記載の空間映像表示装置。
The circular table is
3. The spatial image display device according to claim 2, wherein a plurality of the reflection-type plane-symmetric imaging elements are arranged adjacent to each other without a gap.
前記円形テーブルのテーブル面全体に配設され、光の透過状態を制御可能な液晶パネルと、
前記円形テーブルの周囲近傍にいる観察者の位置を検出するセンサ部と、
前記センサ部が検出した観察者の位置に応じて、遮光する領域を決定し、前記液晶パネルにおいて決定した領域を遮光状態とする制御部と、をさらに備えることを特徴とする請求項4記載の空間映像表示装置。
A liquid crystal panel disposed on the entire table surface of the circular table and capable of controlling a light transmission state;
A sensor unit for detecting the position of an observer in the vicinity of the periphery of the circular table;
The control unit according to claim 4, further comprising: a control unit that determines an area to be shielded according to an observer position detected by the sensor unit, and sets the determined area on the liquid crystal panel to a light shielding state. Spatial image display device.
前記実体部は、光の出射方向がそれぞれ異なる複数のディスプレイ部で構成され、
前記円形テーブルの周囲近傍にいる観察者の位置を検出するセンサ部と、
前記センサ部が検出した観察者の位置に応じて、点灯させる前記ディスプレイ部を切り替える制御部と、をさらに備えることを特徴とする請求項4記載の空間映像表示装置。
The substantial part is composed of a plurality of display parts each having different light emission directions,
A sensor unit for detecting the position of an observer in the vicinity of the periphery of the circular table;
The spatial video display device according to claim 4, further comprising a control unit that switches the display unit to be lit according to the position of the observer detected by the sensor unit.
前記周期運動の周期は、1/25秒以下であることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の空間映像表示装置。   The spatial image display device according to claim 1, wherein the period of the periodic motion is 1/25 seconds or less.
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