JP2016133577A - Aerial image formation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、空中結像装置に関する。 The present invention relates to an aerial imaging apparatus.
近年、被写体(実際の物体)からの光が一方側から入射されると、他方側に被写体の立体映像を空中に結像させる空中結像装置が提案されている。この空中結像装置は、空中結像用の光学パネルを用いており、この他方側にいる人には、空中結像装置によって結像される立体映像の位置に被写体が有るように見える。 In recent years, there has been proposed an aerial imaging apparatus that forms an image of a stereoscopic image of a subject in the air on the other side when light from the subject (actual object) is incident from one side. This aerial imaging apparatus uses an aerial imaging optical panel, and a person on the other side appears to have a subject at the position of a stereoscopic image formed by the aerial imaging apparatus.
図8に、簡便な構造の空中結像装置101を示す。この空中結像装置101は、特許文献1及び2に記載されたものの1つと基本的に同様な構造のものである。空中結像装置101は、空中結像用の第1及び第2の光学パネル102、102’を重ね合わせて構成されている。第1の光学パネル102は、透明平板121(例えば、ガラス製)の内部に、多数の(例えば、500〜1500個程度の)薄い(例えば、数千オングストローム程度の)光反射部122(例えば、金属膜)が、透明平板121の一方側の表面121aから他方側の表面121bまで渡ってそれらに垂直に形成され、かつ、所定のピッチP(例えば、0.2〜3mm程度で)でストライプ状に並べて形成されている。第2の光学パネル102’も、第1の光学パネル102の透明平板121及び光反射部122と同様の透明平板121’ 及び光反射部122’を有する構造である。空中結像装置101は、第1及び第2の光学パネル102、102’ が、それぞれの光反射部122、122’が互いに垂直になるように重ね合わせて密着されている。第1及び第2の光学パネル102、102’の厚みTは、所定の均一な厚み(例えば、0.5〜10mm程度)となっている。この空中結像装置101は、第1の光学パネル102の一方側に入射された被写体Nからの光を光反射部122(図8ではaで示す点)で反射し、その反射光を第2の光学パネル102’の光反射部122’(図8ではa’で示す点)で再度反射させ、第2の光学パネル102’の他方側に出射して立体映像N’を空中に結像させる。そして、結像した反射光が直進して目に入射することによって、空中の立体映像N’は人に認識され得る。
FIG. 8 shows an
このような空中結像装置101は、デジタルサイネージなどの広告媒体システムや、タッチパネルの立体映像が空中に浮かび上がる空中タッチパネルなどの応用機器への展開が可能である。
Such an
しかしながら、被写体Nから空中結像装置101に入射した光の中には、立体映像N’を結像する光とはならないものも有り得る。
However, some of the light that has entered the
例えば、図9に示すように、立体映像N’を結像する光(図中、qで示す。)は、被写体Nから第1の光学パネル102に入射し、透明平板121の屈折率に応じて屈折し、第1の光学パネル102の光反射部122で1回反射して第2の光学パネル102’に出射し、第2の光学パネル102’の光反射部122’で1回反射して空中結像装置101の外に放出される。これに対して、立体映像N’を結像しない光(図中、rで示す。)は、被写体Nから第1の光学パネル102に入射し、透明平板121の屈折率に応じて屈折し、第1の光学パネル102の1つの光反射部122で反射し、その反射光が隣接する光反射部122で再度反射して、第2の光学パネル102’に立体映像N’を結像する光とは異なる方向で出射し、第2の光学パネル102’の光反射部122’で反射して空中結像装置101の外に放出される。このように、被写体Nから第1の光学パネル102に入射しても、第1の光学パネル102の光反射部122、122で2回反射した光は、立体映像N’を結像する光とはならない。
For example, as shown in FIG. 9, light that forms a stereoscopic image N ′ (indicated by q in the figure) enters the first
そのため、この立体映像N’を結像しない光のかわりに、被写体N以外からの光(図中、sで示す。)が立体映像N’に入って、立体映像N’中の一部に、被写体N以外の像が混入することになる。 Therefore, in place of the light that does not form the stereoscopic image N ′, light from other than the subject N (indicated by “s” in the figure) enters the stereoscopic image N ′, and is part of the stereoscopic image N ′. An image other than the subject N is mixed.
また、第1の光学パネル102の光反射部122で1回だけ反射して第2の光学パネル102’に入射した光でも、第2の光学パネル102’の光反射部122’、122’で2回反射した光は、第1の光学パネル102の光反射部122で2回反射した光と同様に、立体映像N’を結像する光とはならない。このような場合でも、被写体N以外からの光が立体映像N’に入って、立体映像N’中の一部に、被写体N以外の像が混入することになる。
In addition, even light that is reflected only once by the
本発明は、係る事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、被写体以外の像の混入を起こり難くする空中結像装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above reasons, and an object thereof is to provide an aerial imaging apparatus that makes it difficult for an image other than a subject to be mixed.
上記目的を達成するために、請求項1に記載の空中結像装置は、透明平板の内部に多数の光反射部がストライプ状に並べて形成されている第1及び第2の光学パネルを、それぞれの前記光反射部が互いに垂直になるように重ね合わせて密着させている空中結像装置において、前記第1及び第2の光学パネルの各々は、光学パネル基準線から離れるに従って厚みが減少することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the aerial imaging apparatus according to
請求項2に記載の空中結像装置は、請求項1に記載の空中結像装置において、前記光学パネル基準線は、前記第1及び第2の光学パネルの各々の光反射部に対して平面視において45度の角度を成す線分であることを特徴とする。
The aerial imaging apparatus according to
請求項3に記載の空中結像装置は、請求項1又は2に記載の空中結像装置において、前記第1及び第2の光学パネルの各々は、一定の勾配となるように厚みが減少することを特徴とする。
The aerial imaging apparatus according to claim 3 is the aerial imaging apparatus according to
請求項4に記載の空中結像装置は、請求項1〜3のいずれか1項に記載の空中結像装置において、前記第1及び第2の前記光学パネルの各々は、厚みTが、定数A、隣合う光反射部の間のピッチP、被写体基準点からの光が入射する又は結像基準点に向かって光を出射する厚み方向に対しての角度θ、透明平板の屈折率n、を用いて、T=A・P/tan(sin−1(sinθ/n))から算出されていることを特徴とする。
The aerial imaging apparatus according to claim 4 is the aerial imaging apparatus according to any one of
請求項5に記載の空中結像装置は、請求項4に記載の空中結像装置において、前記定数Aは、√2であることを特徴とする。 An aerial imaging apparatus according to a fifth aspect is the aerial imaging apparatus according to the fourth aspect, wherein the constant A is √2.
本発明の空中結像装置によれば、被写体以外の像の混入を起こり難くすることができる。 According to the aerial imaging apparatus of the present invention, it is possible to make it difficult for an image other than the subject to be mixed.
以下、本発明の実施形態を説明する。本発明の実施形態に係る空中結像装置1は、図1に示すように、図8を用いて説明した空中結像装置101の場合と同様に、空中結像用の第1及び第2の光学パネル2、2’を重ね合わせて構成されている。第1の光学パネル2は、透明平板21(例えば、ガラス製)の内部に、多数の(例えば、500〜1500個程度の)薄い(例えば、数千オングストローム程度の)光反射部22(例えば、金属膜)が、透明平板21の一方側の表面21aから他方側の表面21bまで渡ってそれらに垂直に形成され、かつ、所定のピッチP(例えば、0.2〜3mm程度で)でストライプ状に並べて形成されている。第2の光学パネル2’も、第1の光学パネル2の透明平板21及び光反射部22と同様の透明平板21’ 及び光反射部22’を有する構造である。空中結像装置1は、第1及び第2の光学パネル2、2’が、それぞれの光反射部22、22’が互いに垂直になるように重ね合わせて密着されている。この空中結像装置1は、第1の光学パネル2の一方側に入射された被写体Nからの光を光反射部22(図1ではaで示す点)で反射し、その反射光を第2の光学パネル2’の光反射部22’(図1ではa’で示す点)で再度反射させ、第2の光学パネル2’の他方側に出射して立体映像N’を空中に結像させる。そして、結像した反射光が直進して目に入射することによって、空中の立体映像N’は人に認識され得る。
Embodiments of the present invention will be described below. As shown in FIG. 1, the
第1及び第2の光学パネル2、2’はそれぞれ、図2(a)に示すように、平面視において四角形である。更に詳細には、四角形の一辺(図2(a)においては下辺)は、第1及び第2の光学パネル2、2’の各々の光反射部22、22’に対して平面視において45度の角度を成す線分となっている。この四角形の一辺が、後述する光学パネル基準線1aとなる。図2(a)に示す例では、光学パネル基準線1a以外の辺も、第1及び第2の光学パネル2、2’の各々の光反射部22、22’に対して平面視において45度の角度を成すものとなっている。なお、図2(a)においては、光反射部22が右下がり、光反射部22’が左下がりとなっているが、逆であってもよい。
Each of the first and second
このような第1及び第2の光学パネル2、2’は、図3に示すような互いに密着された大きな光学パネル2A、2A’において、図中の破線で示す四角形の四辺の部分を切断することによって、四辺が第1及び第2の光学パネル2、2’の各々の光反射部22、22’に対して平面視において45度の角度を成すようにできる。光学パネル2A、2A’までの製造方法については本願の要旨ではないので説明を省略するが、詳細は特許文献2などに記載されている。
Such first and second
第1及び第2の光学パネル2、2’の各々において、厚みTは、図2(b)に示すように、光学パネル基準線1aから離れるに従って、一定の勾配となるように減少する。
In each of the first and second
また、厚みTは、次に示す式から算出される。
T=A・P/tan(sin−1(sinθ/n))
ここで、Aは定数で具体的には√2(2の平方根)、Pは隣合う光反射部22、22又は22’、22’の間のピッチ(中心間の距離)、nは透明平板21、21’の屈折率(空気に対する屈折率)である。θは第1光学パネル2については被写体基準点1b(被写体Nを代表する点)からの光が入射する厚み方向に対しての角度であり、第2の光学パネル2’については結像基準点1b’(被写体基準点1bからの光が結像する点)に向かって光を出射する厚み方向に対しての角度である。
The thickness T is calculated from the following equation.
T = A · P / tan (sin −1 (sin θ / n))
Here, A is a constant, specifically, √2 (square root of 2), P is a pitch (distance between centers) between adjacent
第1及び第2の光学パネル2、2’は、厚みTが上式を満たすことで、図4及び図5に示すように、被写体基準点1bから光学パネル基準線1aに平面視において(平面方向に)垂直に入射した光を原理的には全て反射して、結像基準点1b’に結像させることができる。すなわち、被写体基準点1bから、図6(a)に示すように、第1の光学パネル2の隣合う光反射部22a、22bの間に、それら(光反射部22a、22b)に対して平面視において(平面方向に)45度の角度を成して入射した光を、全て光反射部22bで反射し、その反射光を全て第2の光学パネル2’の光反射部22b’又は22c’で再度反射させて、結像基準点1b’に結像させることができる。このことの詳細を以下に示す。
As shown in FIGS. 4 and 5, the first and second
図6(b)は、図6(a)のB−Bで示す切断線(平面視における光の入射方向)で切断した断面図である。図7は、C−Cで示す切断線(第1の光学パネル2の光反射部22に直交する方向)で切断した断面図である。厚み方向に対して角度θで、図6(b)に示すように、第1の光学パネル2の隣合う光反射部22a、22bの間において最も被写体基準点1bに近い側(光反射部22aに接する側)に入射した光(図中、uで示す。)は、φ(=sin−1(sinθ/n))の角度で第1光学パネル2(透明平板21)内を光反射部22bに向かって進行し、平面方向にA・P(=√2・P)、厚み方向にT(=A・P/tan(sin−1(sinθ/n)))、進行したところで光反射部22bによって反射して、第2の光学パネル2’へ出射する。また、最も被写体基準点1bから遠い側(光反射部22bに接する側)に入射した光(図中、vで示す。)は、厚み方向に対してφの角度で光反射部22bによって反射し、光学パネル2(透明平板21)内を進行し(図7参照)、第2の光学パネル2’へ出射する。よって、第1の光学パネル2の隣合う光反射部22a、22bの間に入射した光(図中、u、v、q、rで示す。)は全て、光反射部22bによって1回だけ反射し、光反射部22aなど他の光反射部22によっては反射されないことになる。
FIG. 6B is a cross-sectional view taken along a cutting line indicated by BB in FIG. 6A (the incident direction of light in plan view). FIG. 7 is a cross-sectional view taken along a cutting line indicated by CC (a direction perpendicular to the
第1の光学パネル2の隣合う光反射部22a、22bの間から出射した光は、第2の光学パネル2’の隣合う光反射部22a’、22b’の間又は隣合う光反射部22b’、22c’の間に、厚み方向に対してφの角度で入射する。第2の光学パネル2’に入射した光は、第1の光学パネル2と同様にして、光反射部22b’又は光反射部22c’によって1回だけ反射し、光学パネル2’の外(空中結像装置1の外)にθの角度で放出される(図6(b)参照)。
The light emitted from between the adjacent
このように、空中結像装置1は、被写体基準点1bから光学パネル基準線1aに平面方向で垂直に入射した光を原理的には全て反射して、結像基準点1b’に結像させることができる。それにより、被写体基準点1b及びその近傍に被写体Nが有り、光学パネル基準線1aに対し視線が平面視においてほぼ垂直になるような位置から人が結像基準点1b’及びその近傍の立体映像N’を見るとき、立体映像N’の中への被写体N以外の像の混入は起こり難くなる。
In this way, the
また、定数Aは、√2以外とすることも可能である。例えば、想定する視線に適合させて、適切な立体映像N’を得るように定数Aを設定することが可能である。 The constant A can be other than √2. For example, it is possible to set the constant A so as to obtain an appropriate stereoscopic image N ′ in conformity with an assumed line of sight.
また、光学パネル基準線1aは、第1及び第2の光学パネル2、2’の一辺ではなく、それよりも内側にあってもよい。例えば、図3に示した光学パネル2A、2A’を第1及び第2の光学パネル2、2’として、実質的に使用される図中の破線で示す四角形の下側の一辺を光学パネル基準線1aとすることができる。この場合、図中の破線で示す四角形の外側は、四角形の内側に合わせた勾配とすればよい。
Further, the optical
以上、本発明の実施形態に係る空中結像装置について説明したが、本発明は、上述の実施形態に記載したものに限られることなく、特許請求の範囲に記載した事項の範囲内でのさまざまな設計変更が可能である。例えば、厚みTが光学パネル基準線1aから離れるに従って減少する勾配は、上述した式から算出されなくても、それに近似していれば、上述した混入についてある程度の効果を得ることが可能である。
As described above, the aerial imaging apparatus according to the embodiment of the present invention has been described. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications within the scope of the matters described in the claims. Design changes are possible. For example, even if the gradient that decreases as the thickness T moves away from the optical
1 空中結像装置
1a 光学パネル基準線
1b 被写体基準点
1b’ 結像基準点
2 第1の光学パネル
2’ 第2の光学パネル
21、21’ 透明平板
22、22’ 光反射部
T 第1又は第2の光学パネルの厚み
P 第1又は第2の光学パネルにおける隣合う光反射部の間のピッチ
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記第1及び第2の光学パネルの各々は、光学パネル基準線から離れるに従って厚みが減少することを特徴とする空中結像装置。 An aerial in which a first optical panel and a second optical panel, in which a large number of light reflecting portions are arranged in a stripe pattern inside a transparent flat plate, are stacked and adhered so that the light reflecting portions are perpendicular to each other. In the imaging device,
Each of the first and second optical panels has a thickness that decreases with increasing distance from the optical panel reference line.
前記光学パネル基準線は、前記第1及び第2の光学パネルの各々の光反射部に対して平面視において45度の角度を成す線分であることを特徴とする空中結像装置。 The aerial imaging device according to claim 1,
The aerial imaging apparatus, wherein the optical panel reference line is a line segment that forms an angle of 45 degrees in plan view with respect to the light reflecting portions of the first and second optical panels.
前記第1及び第2の光学パネルの各々は、一定の勾配となるように厚みが減少することを特徴とする空中結像装置。 The aerial imaging device according to claim 1 or 2,
Each of the first and second optical panels has an aerial imaging apparatus characterized in that the thickness decreases so as to have a constant gradient.
前記第1及び第2の前記光学パネルの各々は、厚みTが、定数A、隣合う光反射部の間のピッチP、被写体基準点からの光が入射する又は結像基準点に向かって光を出射する厚み方向に対しての角度θ、透明平板の屈折率n、を用いて、
T=A・P/tan(sin−1(sinθ/n))
から算出されていることを特徴とする空中結像装置。 The aerial imaging device according to any one of claims 1 to 3,
Each of the first and second optical panels has a thickness T of a constant A, a pitch P between adjacent light reflecting portions, light incident from a subject reference point, or light toward an imaging reference point. Using the angle θ with respect to the thickness direction that emits light and the refractive index n of the transparent flat plate,
T = A · P / tan (sin −1 (sin θ / n))
An aerial imaging apparatus characterized by being calculated from
前記定数Aは、√2であることを特徴とする空中結像装置。 The aerial imaging device according to claim 4,
The aerial imaging apparatus, wherein the constant A is √2.
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009136578A1 (en) * | 2008-05-09 | 2009-11-12 | パイオニア株式会社 | Spatial image display apparatus |
WO2012046296A1 (en) * | 2010-10-05 | 2012-04-12 | パイオニア株式会社 | Spatial image display device |
WO2012073362A1 (en) * | 2010-12-02 | 2012-06-07 | パイオニア株式会社 | Desktop display system |
US20140253880A1 (en) * | 2013-03-07 | 2014-09-11 | Seiko Epson Corporation | Display device |
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009136578A1 (en) * | 2008-05-09 | 2009-11-12 | パイオニア株式会社 | Spatial image display apparatus |
WO2012046296A1 (en) * | 2010-10-05 | 2012-04-12 | パイオニア株式会社 | Spatial image display device |
WO2012073362A1 (en) * | 2010-12-02 | 2012-06-07 | パイオニア株式会社 | Desktop display system |
US20140253880A1 (en) * | 2013-03-07 | 2014-09-11 | Seiko Epson Corporation | Display device |
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