JP2002511601A - 空間に浮遊する像を表示するための装置 - Google Patents

空間に浮遊する像を表示するための装置

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JP2002511601A
JP2002511601A JP2000543866A JP2000543866A JP2002511601A JP 2002511601 A JP2002511601 A JP 2002511601A JP 2000543866 A JP2000543866 A JP 2000543866A JP 2000543866 A JP2000543866 A JP 2000543866A JP 2002511601 A JP2002511601 A JP 2002511601A
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JP2000543866A
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ホールデン,ジョン
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セントラル リサーチ ラボラトリーズ リミティド
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    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B30/00Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images
    • G02B30/50Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images the image being built up from image elements distributed over a 3D volume, e.g. voxels
    • G02B30/56Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images the image being built up from image elements distributed over a 3D volume, e.g. voxels by projecting aerial or floating images

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Abstract

(57)【要約】 空間に浮遊する像を表示するための装置であって、表示のための物体(1)と、物体からの光を受け取るリトロレフレクタ(2)と、物体からリトロレフレクタへの光通路内のビームスプリッタ(3)と、ビームスプリッタとリトロレフレクタとの間の凹状鏡(4)とを具備している。ビームスプリッタは、いくらかの光を透過させるように光の進行方向に対して傾斜角度を形成している。ビームスプリッタからの光は、鏡によってリトロレフレクタへ反射させられ、リトロレフレクタは、鏡を介してビームスプリッタへ光を反射して戻す。この反射させられた光は、空間に浮遊する像(5)を形成するためにビームスプリッタによって反射させられる。凹状鏡の使用は、レンズ表面からの望ましくない反射が防止されるために、収斂レンズを有する装置の可視性能を改善する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 本発明は、空間に浮遊する像を表示するための装置に関し、本装置は、表示の
ための物体と、物体からの光を受け取るように配置されたリトロレフレクタと、
物体からリトロレフレクタへの光通路内のビームスプリッタとを具備し、ビーム
スプリッタは、光の一部を透過し、光の一部を反射するように、光の進行方向に
対して傾斜角度で配置され、ビームスプリッタによって透過された又は反射され
た光は、リトロレフレクタによって受け取られ、リトロレフレクタによって反射
されてビームスプリッタへ戻され、ビームスプリッタが、空間に浮遊する実像を
形成するために、この反射された光の一部を反射し又は透過する。 この種の公知の表示装置は、EP−A−0460873に開示されている。
【0002】 本発明の第一態様により、上述の第一段落に定義されたような装置が提供され
、本装置においては、さらに、凹状鏡を具備し、この凹状鏡は、ビームスプリッ
タからの光が凹状鏡によってリトロレフレクタへ反射されるように、ビームスプ
リッタとリトロレフレクタとの間に配置されており、リトロレフレクタは、使用
時に光をビームスプリッタの方向へ凹状鏡を介して反射して戻すことを特徴とす
る。ビームスプリッタとリトロレフレクタとの間における凹状鏡の存在は、一つ
以上の収斂レンズの表面からの反射を回避することによって像の可視性能を改善
することを可能とする。
【0003】 好ましくは、凹状鏡は、リトロレフレクタの平面に所定の物体又は画像の像を
形成するように配置される。これは、空間に浮遊する実像の解像度をかなり改善
することを可能とし、例えば、低価格なビードリトロレフレクタが高解像度表示
器に使用されることを可能とする。さらに、像を見ることができる角度範囲を増
大することができる。 もし、物体が三次元であるならば、実像は、空間に突出した又は浮遊する三次
元の像として出現する。
【0004】 本発明の実施形態は、添付概略図を参照して、例として説明される。
【0005】 図1は、空間に浮遊する実像を表示するための本発明による装置を示している
。本装置は、表示のための物体(1)と、物体からの光を受け取るように配置さ
れたリトロレフレクタ(2)と、物体からリトロレフレクタへの光通路内におけ
るビームスプリッタ(3)とを具備し、ビームスプリッタは、光(9)の一部を
透過するように、光の進行方向(6)に対して傾斜角度で配置され、ビームスプ
リッタによって透過された光は、リトロレフレクタによって受け取られ、リトロ
レフレクタによって反射されてビームスプリッタへ戻され、ビームスプリッタは
、空間に浮遊する実像(5)を形成するために、この反射された光の一部を反射
する。本装置は、さらに、凹状鏡(4)を具備し、この凹状鏡は、ビームスプリ
ッタからの光が凹状鏡によってリトロレフレクタへ反射されるように、ビームス
プリッタ(3)とリトロレフレクタ(2)との間に配置されており、リトロレフ
レクタは、光を凹状鏡へ次いでビームスプリッタの方向へ反射して戻す。
【0006】 本実施形態において、物体(1)は、発光体から構成されるが、可視表示装置
によって表示される画像からも構成可能である。リトロレフレクタは、ビードタ
イプの反射材料のシートから構成される。択一的に、反射材料は、コーナーキュ
ーブ反射材料のシート、又は、三枚射リトロレフレクタ、又は、他の方向選択ス
クリーンから構成されても良い。
【0007】 本発明が、ビームスプリッタによって最初に反射された光がビームスプリッタ
と凹状鏡から到来する光を反射するように位置するリトロレフレクタとの間に設
置された凹状鏡によって反射される場合にも機能することは、当業者によって実
現可能である。
【0008】 同様に、二つの凹状鏡と二つのリトロレフレクタとが、一方の凹状鏡とリトロ
レフレクタとの組み合わせがビームスプリッタによって最初に透過された物体か
らの光を受け取り、他方の凹状鏡とリトロレフレクタとの組み合わせがビームス
プリッタによって最初に反射された物体からの光を受け取るように、使用されて
も良い。リトロレフレクタのそれぞれによって連続的にもたらされる浮遊像の調
整は、リトロレフレクタが当然に同じ位置へ光を戻すために必要とされない。こ
の場合において、連続的にもたらされる浮遊像の明るさは、二つの因子によって
増加させられる。
【0009】 凹状鏡のような収斂光学要素の存在が非常に有利である理由は、単純な理論に
反して、リトロレフレクタ上の入射光が、回折作用、製造公差、平行移動、又は
、不完全なリトロレフレクタにおける他の要因のために、到来する方向に沿って
正確に戻されないためである。その結果として、入射光は、反射後において、狭
い円錐状光となる。もし、この円錐状光の通路に収斂光学要素を設置するならば
、円錐状光は点源で生じたようになり、レンズは円錐状光を焦点へもたらす。も
し、凹状鏡がリトロレフレクタの表面に物体の像を形成するように位置されるな
らば、同じ鏡が円錐状の反射された光から点源の像を形成する位置は、実際の物
体の位置又はビームスプリッタが浮遊像の位置での光をそらす位置に一致する。
凹状鏡の存在の結果は、浮遊像の大幅な鮮明化をもたらす。この改良は、ビード
リトロレフレクタ(これは完全なリトロレフレクタではなく、通常、低質の浮遊
像の源である)がTV級の解像度を示す浮遊像を形成するのに使用可能となるこ
とである。
【0010】 加えて、物体からの光が反射材料上に焦点合わせされるために、リトロレフレ
クタシートの小さな面積だけが必要とされる。ゆえに、より小さな(より安価な
)装置が所定の可視角度のために製造可能であり、又は、より大きな可視角度が
所定の反射面積で実現可能である。より大きな“切れ目なし”像を、所定の大き
さの単一の反射“タイル”からもたらすようにしても良い。
【0011】 本装置は、好ましくは、リトロレフレクタと凹状鏡との間の距離が使用時に選
択可能又は可変であるように構成される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 第一実施形態の側面図である。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 表示のための物体(1)と、前記物体からの光を受け取るよ
    うに配置されたリトロレフレクタ(2)と、前記物体から前記リトロレフレクタ
    への光通路内のビームスプリッタ(3)とを具備し、前記ビームスプリッタは、
    光の一部を透過し、光の一部を反射するように、光の進行方向(6)に対して傾
    斜角度で配置されており、前記ビームスプリッタによって透過された又は反射さ
    れた光は、前記リトロレフレクタによって受け取られ、前記リトロレフレクタに
    よって反射されて前記ビームスプリッタへ戻され、前記ビームスプリッタが、こ
    の反射された光の一部を反射し又は透過して空間に浮遊する実像を形成する空間
    に浮遊する像を表示するための装置において、さらに凹状鏡を具備し、前記凹状
    鏡は、前記ビームスプリッタによって透過された又は反射された光が前記凹状鏡
    によって前記リトロレフレクタへ反射されるように、前記ビームスプリッタと前
    記リトロレフレクタとの間に配置されており、前記リトロレフレクタが、使用時
    に光を前記ビームスプリッタの方向へ前記凹状鏡を介して反射して戻すことを特
    徴とする空間に浮遊する像を表示するための装置。
  2. 【請求項2】 前記凹状鏡は、前記リトロレフレクタにおいて所定の前記物
    体又は画像の像を形成するように配置されている請求項1に記載の装置。
  3. 【請求項3】 二つの前記リトロレフレクタによって反射された光の一部が
    空間に浮遊する実像を形成するように、第一の前記リトロレフレクタが前記ビー
    ムスプリッタによって透過された前記物体からの光を受け取るために設けられ、
    さらなる前記リトロレフレクタが前記ビームスプリッタによって反射された前記
    物体からの光を受け取るために設けられ、第一及びさらなる前記凹状鏡が前記ビ
    ームスプリッタから前記リトロレフレクタへの光通路内のそれぞれに設けられて
    いる請求項1又は2に記載の装置。
  4. 【請求項4】 前記リトロレフレクタはビードリトロレフレクタである請求
    項1から3のいずれかに記載の装置。
  5. 【請求項5】 前記リトロレフレクタは、三枚鏡リトロレフレクタである請
    求項1から3のいずれかに記載の装置。
  6. 【請求項6】 前記リトロレフレクタは、コーナーキューブリトロレフレク
    タである請求項1から3のいずれかに記載の装置。
  7. 【請求項7】 前記ビームスプリッタは、前記物体から前記リトロレフレク
    タへの光の進行方向に対して35度から55度の間の角度を形成する請求項1か
    ら6のいずれかに記載の装置。
  8. 【請求項8】 前記凹状鏡と前記リトロレフレクタとの間の距離は選択可能
    とされている請求項1から7のいずれかに記載の装置。
JP2000543866A 1998-04-09 1999-03-19 空間に浮遊する像を表示するための装置 Pending JP2002511601A (ja)

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EP (1) EP1068554B1 (ja)
JP (1) JP2002511601A (ja)
CA (1) CA2327412A1 (ja)
DE (1) DE69900470T2 (ja)
ES (1) ES2168858T3 (ja)
GB (1) GB2336220B (ja)
WO (1) WO1999053359A1 (ja)

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