JP6847291B1

JP6847291B1 - 立体像表示装置

Info

Publication number: JP6847291B1
Application number: JP2020102560A
Authority: JP
Inventors: 誠大坪
Original assignee: Asukanet Co Ltd
Current assignee: Asukanet Co Ltd
Priority date: 2020-06-12
Filing date: 2020-06-12
Publication date: 2021-03-24
Anticipated expiration: 2040-06-12
Also published as: JP2021196484A

Abstract

【課題】対象物の凹凸が逆にならない実像を形成できる立体像表示装置を提供する。【解決手段】それぞれ透明平板１１、１２内に所定間隔で平行に光反射面１３、１４が立設された第１及び第２の光制御パネル１５、１６を、それぞれの光反射面１３、１４が平面視して直交するようにして重ね合わせ、一側にある対象物１８の画像を他側に第１の実像１８ｂとして表示させる光学結像装置１０と、光学結像装置１０の他側にあって、光学結像装置１０で結像される第１の実像１８ｂの光を反射させる第１の鏡２２とを有し、第１の鏡２２で反射させた第１の実像１８ｂの光を、光学結像装置１０に他側から入光させて、光学結像装置１０の一側に対象物１８と表裏が一致する第２の実像１８ｄを表示させる。【選択図】図１

Description

本発明は、正面視した対象物の像をそのまま（見たまま）空間に表示できる立体像表示装置に関する。

三次元空間に立体像を表示する装置及び方法として、特許文献１に記載の光学結像装置及びそれを用いた光学結像方法が知られている。以下、特許文献１記載の装置を「光学結像装置」と称し、本発明の「立体像表示装置」とは区別する。図３に示すように、特許文献１記載の光学結像装置１０は、透明平板１１、１２の内部に、透明平板１１、１２の一方側の面に垂直に多数帯状の光反射面１３、１４を一定のピッチで平行に並べて形成した第１及び第２の光制御パネル１５、１６を用い、第１及び第２の光制御パネル１５、１６のそれぞれの一面側を、光反射面１３、１４を平面視して直交させて向かい合わせて構成されている。
この光学結像装置１０の使用にあっては、板状の光学結像装置１０の一方側に対象物（物品）１８を配置し、光学結像装置１０の反対側の空間に対象物１８の実像１８ｘを形成させている。

国際公開第２００９/１３１１２８号

しかしながら、実像１８ｘを形成する光は、実像１８ｘの裏側から照射されているので、表側から実像を目視する場合、正面視した対象物１８と凹凸が逆になり、凹凸が対象物１８と一致した状態で実像１８ｘを見ることはできなかった。このため、従来は実像を見るために、もう１枚の光学結像装置１０を用意し、この実像１８ｘを再度別の光学結像手段１０を介して、凹凸が正常な像に戻して観察していた。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、比較的簡単な装置で、凹凸が正しく表示された立体像（平面像も含む）を形成する立体像表示装置を提供することを目的とする。

前記目的に沿う第１の発明に係る立体像表示装置は、それぞれ透明平板１１、１２内に所定間隔で平行に光反射面１３、１４が立設された第１及び第２の光制御パネル１５、１６を、それぞれの前記光反射面１３、１４が平面視して直交するようにして重ね合わせ、一側にある対象物１８の画像を他側に第１の実像１８ｂとして表示させる光学結像装置１０と、該光学結像装置１０の他側にあって、該光学結像装置１０で結像される第１の実像１８ｂの光を反射させる第１の鏡２２とを有し、前記第１の鏡２２で反射させた前記第１の実像１８ｂからの光を、前記光学結像装置１０に他側から入光させて、該光学結像装置１０の一側に前記対象物１８と凹凸が一致する第２の実像１８ｄを表示させる立体像表示装置において、
前記光学結像装置１０における前記対象物１８からの光の入光領域Ａと、前記第１の鏡２２を介しての前記第１の実像１８ｂからの光の入光領域Ｂとの間に、非透光領域２６を設ける。なお、光学結像装置は特許文献１記載の装置を使用している。

第２の発明に係る立体像表示装置は、第１の発明に係る立体像表示装置において、前記光学結像装置１０の一側で前記対象物１８の外側に、該対象物１８からの光を反射させる第２の鏡２３を配置して、前記対象物１８の配置位置を前記光学結像装置１０に近づけている。

第３の発明に係る立体像表示装置は、それぞれ透明平板１１、１２内に所定間隔で平行に光反射面１３、１４が立設された第１及び第２の光制御パネル１５、１６を、それぞれの前記光反射面１３、１４が平面視して直交するようにして重ね合わせ、一側にある対象物１８の画像を他側に第１の実像１８ｂとして表示させる光学結像装置１０と、該光学結像装置１０の他側にあって、該光学結像装置１０で結像される第１の実像１８ｂの光を反射させる第１の鏡２２とを有し、前記第１の鏡２２で反射させた前記第１の実像１８ｂからの光を、前記光学結像装置１０に他側から入光させて、該光学結像装置１０の一側に前記対象物１８と凹凸が一致する第２の実像１８ｄを表示させる立体像表示装置において、
前記光学結像装置１０を、一側にある対象物１８の画像を他側に第１の実像１８ｂとして表示させる光学結像装置Ａ´と、前記第１の鏡２２で反射させた前記第１の実像１８ｂからの光を他側から入光させる光学結像装置Ｂ´に分けた。

本発明の立体像表示装置は、対象物の凹凸が正常な状態で見えるので、不自然さのない立体像を観察できる。

本発明の第１の実施の形態に係る立体像表示装置の説明図である。本発明の第２の実施の形態に係る立体像表示装置の説明図である。従来例に係る立体像表示装置の説明図である。

添付した図面を参照しながら、本発明の実施の形態に係る立体像表示装置について説明する。
図１に示すように、第２の発明を適用した第１の実施の形態に係る立体像表示装置２０は、図３に示す板状の光学結像装置１０と、この光学結像装置１０の他側（Ｐ）と一側（Ｑ）にそれぞれ配置された第１、第２の鏡２２、２３とを有している。光学結像装置１０は、前述のように、ガラス又は透明プラスチックスからなる透明平板１１、１２内に所定間隔で平行に光反射面１３、１４が立設状態で形成された第１及び第２の光制御パネル１５、１６を、それぞれの光反射面１３、１４が平面視して直交するようにして重ね合わせて構成されている。

この立体像表示装置２０は、光学結像装置１０の他に、光学結像装置１０の他側（Ｐ）に立体像表示装置１０と隙間を有して平行に配置された第１の鏡２２と、光学結像装置１０の一側（Ｑ）に立体像表示装置１０と隙間を有して平行に配置された第２の鏡２３とを有している。そして、第２の鏡２３と光学結像装置１０と間に対象物１８が配置され、対象物１８の虚像１８ａが第２の鏡２３の奥側（裏側）に形成される。この虚像１８ａからの光が光学結像装置１０を通って対象物の実像１８ｂ（第１の実像）が形成される。２２ａ、２３ａは鏡面を示す。

第１の鏡２２は、光学結像装置１０を基準にして、この実像１８ｂの更に遠方に配置されているので、第１の鏡２２の奥側に実像１８ｂの虚像１８ｃが形成される。この虚像１８ｃからの光が光学結像装置１０に入光して実像１８ｄ（立体像、第２の実像）を形成する。ここで、対象物１８の断面を円弧状として凹部ａ、凸部ｂを明確にしているが、観察方向から見た対象物（実物）１８の凸部ｂと観察方向から見た実像１８ｄの凸部ｂの方向が一致している。これによって、凹凸が逆に見えていた従来の立体像表示装置の問題を解消できる。

図１において、第２の鏡２３は対象物１８の位置を光学結像装置１０に近づけて全体をコンパクトにするために設けたが、第２の鏡２３は省略することができる。この場合、対象物１８の位置を図１における虚像１８ａの位置に配置する。
立体像表示装置２０においては、光学結像装置１０で結像される第１の実像１８ｂの光を光学結像装置１０の他側にある第１の鏡２２で反射させて、光学結像装置１０に他側から入光させて、光学結像装置１０の一側に対象物１８と凹凸が一致した第２の実像１８ｄを表示させることができる。

次に、図２を参照しながら、本発明の第２の実施の形態に係る立体像表示装置２５について説明するが、前記従来例、前記実施の形態と同一の構成要素は同一の番号を付して詳しい説明を省略する。この実施の形態に係る立体像表示装置２５の特徴は、光学結像装置１０の中間部に板状の遮光体２６（非透光領域）を設けて、光学結像装置１０の不使用部分を簡素化している。この光学結像装置１０の他側に第１の鏡２２があって、対象物１８からの光を光学結像装置１０の右側の入光領域Ａによって、光学結像装置１０の他側に実像１８ｂとして結像させ、この実像１８ｂを第１の鏡２２に虚像１８ｃとして写し、この虚像１８ｃからの光を光学結像装置１０の左側の入光領域Ｂによって、光学結像装置１０の一側に実像１８ｄとして形成させる。

ここで、対象物１８の断面を円弧状として凹部ａ、凸部ｂを明確にしているが、観察方向から見た対象物（実物）１８の凸部ｂと観察方向から見た実像１８ｄの凸部ｂの方向が一致している。これによって、凹凸が逆に見えていた従来の立体像表示装置の問題を解消できる。

前記実施の形態では、一つの光学結像装置１０を右側と左側に分けていたが、左右別々に光学結像装置を形成することや、左右の光学結像装置を折り曲げて形成することもできる。
また、以上の実施の形態において、第１の鏡２２（第２の鏡２３も同様）を光学結像装置１０に平行に配置する必要はなく、実像の形成位置を考慮して傾けることもできる。

１０：光学結像装置、１１、１２：透明平板、１３、１４：光反射面、１５、１６：光制御パネル、１８：対象物、１８ａ、１８ｃ：虚像、１８ｂ：第１の実像、１８ｄ：第２の実像、１８ｘ：実像、２０：立体像表示装置、２２：第１の鏡、２３：第２の鏡、２２ａ、２３ａ：鏡面、２５：立体像表示装置、２６：遮光板

Claims

それぞれ透明平板（１１、１２）内に所定間隔で平行に光反射面（１３、１４）が立設された第１及び第２の光制御パネル（１５、１６）を、それぞれの前記光反射面（１３、１４）が平面視して直交するようにして重ね合わせ、一側にある対象物（１８）の画像を他側に第１の実像（１８ｂ）として表示させる光学結像装置（１０）と、該光学結像装置（１０）の他側にあって、該光学結像装置（１０）で結像される第１の実像（１８ｂ）の光を反射させる第１の鏡（２２）とを有し、前記第１の鏡（２２）で反射させた前記第１の実像（１８ｂ）からの光を、前記光学結像装置（１０）に他側から入光させて、該光学結像装置（１０）の一側に前記対象物（１８）と凹凸が一致する第２の実像（１８ｄ）を表示させる立体像表示装置において、
前記光学結像装置（１０）における前記対象物（１８）からの光の入光領域Ａと、前記第１の鏡（２２）を介しての前記第１の実像（１８ｂ）からの光の入光領域Ｂとの間に、非透光領域（２６）を設けることを特徴とする立体像表示装置。
請求項１記載の立体像表示装置において、前記光学結像装置（１０）の一側で前記対象物（１８）の外側に、該対象物（１８）からの光を反射させる第２の鏡（２３）を配置して、前記対象物（１８）の配置位置を前記光学結像装置（１０）に近づけることを特徴とする立体像表示装置。
それぞれ透明平板（１１、１２）内に所定間隔で平行に光反射面（１３、１４）が立設された第１及び第２の光制御パネル（１５、１６）を、それぞれの前記光反射面（１３、１４）が平面視して直交するようにして重ね合わせ、一側にある対象物（１８）の画像を他側に第１の実像（１８ｂ）として表示させる光学結像装置（１０）と、該光学結像装置（１０）の他側にあって、該光学結像装置（１０）で結像される第１の実像（１８ｂ）の光を反射させる第１の鏡（２２）とを有し、前記第１の鏡（２２）で反射させた前記第１の実像（１８ｂ）からの光を、前記光学結像装置（１０）に他側から入光させて、該光学結像装置（１０）の一側に前記対象物（１８）と凹凸が一致する第２の実像（１８ｄ）を表示させる立体像表示装置において、
前記光学結像装置（１０）を、一側にある対象物（１８）の画像を他側に第１の実像（１８ｂ）として表示させる光学結像装置Ａ´と、前記第１の鏡（２２）で反射させた前記第１の実像（１８ｂ）からの光を他側から入光させる光学結像装置Ｂ´に分けたことを特徴とする立体像表示装置。