JP6931863B2 - 空中で結像するためのシステム - Google Patents
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Description
像源から発せられた光線は、半透鏡により反射されて再帰反射素子に照射してから、再帰反射素子で反射された後、元の入射経路に沿って逆方向に出射し、半透鏡を透過して実像を形成する。
像源から発せられた光線は、半透鏡を透過して再帰反射素子に照射してから、再帰反射素子で反射されて元の入射経路に沿って逆方向に出射し、半透鏡により反射されて実像を形成する。
像源から発せられた光線は、半透鏡により反射されて第1再帰反射素子に照射してから、第1再帰反射素子で反射された後、元の入射経路に沿って逆方向に出射し、半透鏡を透過して第1実像を形成するのに加えて、
半透鏡を透過して第2再帰反射素子に照射してから、第2再帰反射素子で反射された後、元の入射経路に沿って逆方向に出射し、半透鏡により反射されて第2実像を形成する、システム。
第1像源から発せられた光線は、半透鏡により反射されて再帰反射素子に照射してから、再帰反射素子で反射された後、元の入射経路に沿って逆方向に出射し、半透鏡を透過して第1実像を形成し、
第2像源から発せられた光線は、半透鏡を透過して再帰反射素子に照射してから、再帰反射素子で反射されて元の入射経路に沿って逆方向に出射し、半透鏡により反射されて実像を形成し、且つ、
第1像源と第2像源の位置は、第1実像と第2実像を同じ位置に形成するように設置される。
第1材は、透明な実体材料であり、
第1材は、光線の入射経路から見るとき反射面の前方に位置し、光線が第1材を介して入射した後、反射面で反射されてから、再び第1材から出射し、
第2材は、光線の入射経路から見るとき反射面の後方に位置する。
第1材は、空気又は真空であり、第2材は、フィルム、幕又は板材であり、
第1材は、光線の入射経路から見るとき反射面の前方に位置しており、光線が第1材を介して入射した後、反射面で反射されてから、再び第1材から出射し、
第2材は、光線の入射経路から見るとき反射面の後方に位置する。
像源、半透鏡及び再帰反射素子を提供するステップ(1)と、
像源から発せられた光線を、半透鏡により反射させて、再帰反射素子に照射させるステップ(2)と、
光線を、再帰反射素子で反射させてから、元の入射経路に沿って逆方向に出射させ、再び半透鏡を透過させて実像を形成するステップ(3)とを含む。
像源、半透鏡及び再帰反射素子を提供するステップ(1)と、
像源から発せられた光線を半透鏡を透過させて、再帰反射素子に照射させるステップ(2)と、
光線を、再帰反射素子で反射させてから、元の入射経路に沿って逆方向に出射させ、半透鏡により反射させて実像を形成するステップ(3)とを含む。
像源、半透鏡、第1再帰反射素子、及び第2再帰反射素子を提供するステップ(1)と、
像源から発せられた光線を、半透鏡により反射させて、第1再帰反射素子に照射させるのに加えて、半透鏡を透過させて、第2再帰反射素子に照射させるステップ(2)と、
光線を、第1再帰反射素子で反射させて、元の入射経路に沿って逆方向に出射させ、半透鏡を透過させて第1実像を形成するのに加えて、第2再帰反射素子で反射させてから、元の入射経路に沿って逆方向に出射させ、半透鏡により反射させて第2実像を形成するステップ(3)とを含む。
第1像源、第2像源、半透鏡、及び再帰反射素子を提供するステップ(1)と、
第1像源から発せられた光線を半透鏡により反射させて再帰反射素子に照射させ、且つ、第2像源から発せられた光線を半透鏡を透過させて再帰反射素子に照射させるステップ(2)と、
第1像源から発せられた光線を再帰反射素子で反射させてから元の入射経路に沿って逆方向に出射させ、半透鏡を透過させて第1実像を形成し、且つ、第2像源から発せられた光線を再帰反射素子で反射させてから元の入射経路に沿って逆方向に出射させ、半透鏡により反射させて第2実像を形成するステップ(3)と、
第1像源と第2像源の位置を、第1実像と第2実像を同じ位置に形成するように設置するステップ(4)とを含む。
像源から発せられた光線は、半透鏡により反射されて再帰反射素子に照射してから、再帰反射素子で反射された後、元の入射経路に沿って逆方向に出射し、半透鏡を透過して実像を形成し、
再帰反射素子は、複数の再帰反射用の微細構造体を備えており、微細構造体の半径、像源画素配列のドットピッチ(像源画素ドット間のドットピッチ)、及び実像から再帰反射素子までの光路の間の関係は、微細構造体の直径がドットピッチの増加に伴って大きくなり、且つ光路もドットピッチの増加に伴って大きくなるように設計される。
像源から発せられた光線を半透鏡により反射させてから、再帰反射素子に照射させることと、
光線を再帰反射素子で反射させてから、元の入射経路に沿って逆方向に出射させることで、再び半透鏡を透過させて実像を形成することとを含み、
当該再帰反射素子は、複数の再帰反射用の微細構造体を備えており、当該方法は、微細構造体の半径、像源画素配列のドットピッチ、及び実像から再帰反射素子までの光路の間の関係は、微細構造体の直径がドットピッチの増加に伴って大きくなり、且つ光路もドットピッチの増加に伴って大きくなるように設計される。
像源、半透鏡及び再帰反射素子は、像源から発せられた光線が半透鏡により反射されて再帰反射素子に照射してから、再帰反射素子で反射された後、元の入射経路に沿って逆方向に出射し、半透鏡を透過して実像を形成するような光路を形成することと、
ユーザーが上記実像を観察する観察距離を決定することと、
観察距離に基づいて、当該観察距離の増加に伴って大きくなった、当該実像から再帰反射素子までの光路を決定することと、
観察距離に基づいて、当該観察距離の増加に伴って大きくなった、当該像源画素配列のドットピッチを決定することと、
当該ドットピッチに基づいて、当該像源画素配列のドットピッチの半分以下である当該微細構造体の直径を決定することとを含む。
L=L0×Tg×Rg×ηであり、
ここでL0が像源の輝度であり、
TgとRgがそれぞれ半透鏡の透過率と反射率であり、
ηが再帰反射素子の反射光効率である。
Tg=(1−Rg)であり、
その場合、
Tg×Rg=(1−Rg)×Rg≦25%であり、
これから分かるように、半透鏡の光効率が1/4以下であり、比較的に低い。
像源から発せられた光線は半透鏡により反射されて再帰反射素子に照射してから、再帰反射素子で反射された後、元の入射経路に沿って逆方向に出射し、半透鏡を透過して実像を形成し、
前記像源はs偏光源を使用し、前記半透鏡の前記像源に向けた一側に、選択性透過フィルムがメッキされ、前記選択性透過フィルムが、s偏光に対する反射率が高く、p偏光に対する透過率が高いように設定され、
前記再帰反射素子の前記半透鏡に向けた一側に、位相遅延光学素子が設けられ、前記半透鏡から前記再帰反射素子に照射するs偏光源が前記位相遅延光学素子を通った後に円偏光になる。
像源から発せられた光線は半透鏡を透過して再帰反射素子に照射してから、再帰反射素子で反射された後、元の入射経路に沿って逆方向に出射し、半透鏡により反射されて実像を形成し、
前記像源はp偏光源を使用し、前記半透鏡の前記像源に向けた一側に、選択性透過フィルムがメッキされ、前記選択性透過フィルムが、s偏光に対する反射率が高く、p偏光に対する透過率が高いように設定され、
前記再帰反射素子の前記半透鏡に向けた一側に、位相遅延光学素子が設けられ、前記半透鏡から前記再帰反射素子に照射するp偏光源は前記位相遅延光学素子を通った後に、円偏光になる。
像源から発せられた光線は、半透鏡により反射されて再帰反射素子に照射してから、当該再帰反射素子で反射された後、元の入射経路に沿って逆方向に出射し、当該半透鏡を透過して実像を形成し、
当該再帰反射素子は、複数の再帰反射サブ素子を含むアレイによって形成されており、当該再帰反射サブ素子は、略平面状の基材と、基材に分布していると共に反射面を有する複数の再帰反射ユニットとをそれぞれ備えており、当該再帰反射ユニットは、直角頂点微細構造体であり、当該直角頂点微細構造体が少なくとも1つの直角頂点を有するとともに当該直角頂点の3本の稜線が互いに直角をなしており、当該直角頂点微細構造体の中心線と当該基材平面の法線とのなす角度が15度未満であり、当該中心線と当該直角頂点微細構造体の3本の稜線とのなす角度が全て同じであり、
当該システムの側面図から見れば、完全な当該実像が見られる、交点を視域点とする二本の視域境界線を備える完全な実像視域を有しており、当該アレイは、当該半透鏡までの距離がより近いアレイ第1端と、当該半透鏡までの距離がより遠いアレイ第2端とを含んでおり、当該視域境界線の逆延長線が当該アレイ第1端により近い半透鏡の第1点及び当該アレイ第1端からより遠い半透鏡の第2点に当該半透鏡と交差しており、当該像源から発せられた光線は、当該像源と当該半透鏡との間に位置する有効照射領域を有し、当該有効照射領域は、第1境界線と第2境界線を含み、当該第1境界線が、当該半透鏡の第1点から当該像源の各発光点までの結ぶ線のうち、当該半透鏡とのなす角度が最大である結ぶ線であり、当該第2境界線が、当該半透鏡第2点から当該像源の各発光点までの結ぶ線のうち、当該半透鏡とのなす角度が最小である結ぶ線であり、
且つ、当該再帰反射サブ素子のアレイは、当該再帰反射サブ素子が当該像源から当該半透鏡に入射した光線を遮断せずに、当該実像を形成するすべての光線の逆延長線がいずれも、何れかの再帰反射サブ素子に位置可能とするように設置される。
像源から発せられた光線は、半透鏡を透過して再帰反射素子に照射してから、当該再帰反射素子で反射された後元の入射経路に沿って逆方向に出射し、当該半透鏡により反射されて実像を形成し、
当該再帰反射素子は、複数の再帰反射サブ素子を含むアレイによって形成されており、当該再帰反射サブ素子は、略平面状の基材と、基材に分布していると共に反射面を有する複数の再帰反射ユニットとをそれぞれ備えており、当該再帰反射ユニットは、直角頂点微細構造体であり、当該直角頂点微細構造体が少なくとも1つの直角頂点を有するとともに当該直角頂点の3本の稜線が互いに直角をなしており、当該直角頂点微細構造体の中心線と当該基材平面の法線とのなす角度が15度未満であり、当該中心線と当該直角頂点微細構造体の3本の稜線とのなす角度が全て同じであり、
当該システムの側面図から見れば、完全な当該実像が見られる、交点を視域点とする二本の視域境界線を備える完全な実像視域を有しており、当該アレイは、当該半透鏡までの距離がより近いアレイ第1端と、当該半透鏡までの距離がより遠いアレイ第2端とを含んでおり、当該視域境界線の逆延長線が当該アレイ第1端により近い半透鏡の第1点及び当該アレイ第1端からより遠い半透鏡の第2点に当該半透鏡と交差しており、当該像源から発せられた光線は、当該像源と当該半透鏡との間に位置する有効照射領域を有し、当該有効照射領域は、第1境界線と第2境界線を含み、当該第1境界線が、当該半透鏡の第1点から当該像源の各発光点までの結ぶ線のうち、当該半透鏡とのなす角度が最大である結ぶ線であり、当該第2境界線が、当該半透鏡第2点から当該像源の各発光点までの結ぶ線のうち、当該半透鏡とのなす角度が最小である結ぶ線であり、第3境界線を当該半透鏡に対して当該第1境界線と鏡面対称になり、有効結像領域を当該半透鏡に対して当該有効照射領域と鏡面対称になり、仮想視域点を当該半透鏡に対して当該視域点と鏡面対称になるように定義し、
且つ、当該再帰反射サブ素子のアレイは、当該再帰反射サブ素子が当該半透鏡から当該実像へ照射する光線を遮断せずに、当該半透鏡から当該実像へ照射する光線における当該半透鏡での入射光線の逆延長線がいずれも、何れかの再帰反射サブ素子に位置可能とするように設置される。
像源から発せられた光線は半透鏡により反射されて再帰反射素子に照射してから、当該再帰反射素子で反射された後、元の入射経路に沿って逆方向に出射し、当該半透鏡を透過して実像を形成し、
当該再帰反射素子は、複数の再帰反射サブ素子を含むアレイによって形成されており、当該再帰反射サブ素子は、略平面状の基材と、基材に分布しているとともに反射面を有する複数の再帰反射ユニットとをそれぞれ備えており、当該再帰反射ユニットは、直角頂点微細構造体であり、当該直角頂点微細構造体が少なくとも1つの直角頂点を有するとともに当該直角頂点の3本の稜線が互いに直角をなしており、当該直角頂点微細構造体の中心線と当該基材平面の法線とのなす角度が15度未満であり、当該中心線と、当該直角頂点微細構造体の3本の稜線との角度が全て同じであり、
当該システムの側面図から見れば、交点を視域点とする二本の視域境界線を備える完全な実像視域を有しており、各当該再帰反射サブ素子の幾何中心と当該視域点との結ぶ線と、当該再帰反射サブ素子の当該直角頂点微細構造体の中心線とのなす角度が、いずれも15度未満である。
像源から発せられた光線は、半透鏡を透過して再帰反射素子に照射してから、当該再帰反射素子で反射された後、元の入射経路に沿って逆方向に出射し、当該半透鏡により反射されて実像を形成し、
当該再帰反射素子は、複数の再帰反射サブ素子を含むアレイによって形成されており、当該再帰反射サブ素子は、略平面状の基材と、基材に分布していると共に反射面を有する複数の再帰反射ユニットとをそれぞれ備えており、当該再帰反射ユニットは、直角頂点微細構造体であり、当該直角頂点微細構造体が少なくとも1つの直角頂点を有すると共に当該直角頂点の3本の稜線が互いに直角をなしており、当該直角頂点微細構造体の中心線と当該基材の平面の法線とのなす角度が15度未満であり、当該中心線と、当該直角頂点微細構造体の3本の稜線とのなす角度が全て同じであり、
当該システムの側面図から見れば、交点を視域点とする二本の視域境界線を備える完全な実像視域を有しており、仮想視域点を当該半透鏡に対して当該視域点と鏡面対称にするように定義し、各当該再帰反射サブ素子の幾何中心と当該仮想視域点との結ぶ線と、当該中心線とのなす角度が、いずれも15度未満である。
L=L0×Tg×Rg×ηであり、
ここでL0が像源の輝度であり、
TgとRgがそれぞれ半透鏡の透過率と反射率であり、
ηが再帰反射素子の反射光効率である。
Tg=(1−Rg)であり、
その場合、
Tg×Rg=(1−Rg)×Rg≦25%であり、
これから、半透鏡の光効率が1/4以下である。
Tg×Rg≒70%×70%=49%より大きいであるべきであり、
上記システムにおけるたとえば25%の光効率に比べて、ほぼ一倍向上した。それにより、最終の結像輝度もほぼ一倍向上した。
Tg×Rg≒80%×80%=64%より大きいであるべきであり、
これは上記システムにおけるたとえば25%の光効率に比べて、ほぼ1.6倍向上した。それにより、最終の結像輝度もほぼ1.6倍向上した。
Claims (10)
- 像源と、半透鏡と、再帰反射素子とを備える空中で結像するためのシステムであって、
像源から発せられた光線は、半透鏡により反射されて再帰反射素子に照射してから、再帰反射素子で反射された後、元の入射経路に沿って逆方向に出射し、半透鏡を透過して実像を形成しており、
前記半透鏡の前記像源に向けた側に、第1直線偏光に対する反射率が第2直線偏光よりも高いが第2直線偏光に対する透過率が第1直線偏光よりも高く、かつ前記第1直線偏光の偏光方向と前記第2直線偏光の偏光方向とが直交するように配置される選択性透過フィルムが設置され、
前記再帰反射素子の前記半透鏡に向けた側に位相遅延光学素子が設けられて、前記半透鏡から前記再帰反射素子に照射する前記像源から発せられた第1直線偏光が前記位相遅延光学素子を通った後に円偏光になり、
前記像源は、直線偏光源を含み、
前記直線偏光源は、前記半透鏡の前記再帰反射素子に面する側に位置するs偏光源であり、前記第1直線偏光は、s偏光であり、前記第2直線偏光は、p偏光であり、
前記像源から発せられた光は、特定の波長帯域のs偏光に選択されており、前記選択性透過フィルムは、当該特定の波長帯域のs偏光に対する反射率が70%よりも高くなるとともに、他の波長帯域のs偏光及び可視光の波長帯域内のp偏光に対する透過率が70%よりも高くなるように設定される、システム。 - 前記選択性透過フィルムの成分は、金属酸化物、金属窒化物、金属酸窒化物コーティング、及び有機ポリマーのうちの一種を含む、
請求項1に記載のシステム。 - 前記選択性透過フィルムは、1つの又は複数の膜層を含み、膜層のそれぞれの成分がいずれも金属酸化物、金属窒化物、金属酸窒化物コーティング、及び有機ポリマーのうちの一種を含む、
請求項1に記載のシステム。 - 前記選択性透過フィルムは、前記特定の波長帯域のs偏光に対する平均反射率が80%よりも大きい、
請求項1ないし3のいずれか1項に記載のシステム。 - 前記選択性透過フィルムは、前記p偏光に対する平均透過率が80%よりも大きい、
請求項1ないし4のいずれか1項に記載のシステム。 - 前記位相遅延光学素子は、1/4波長板である、
請求項1ないし5のいずれか1項に記載のシステム。 - 前記半透鏡の前記像源とは反対側に、反射防止フィルムが付着する、
請求項1ないし6のいずれか1項に記載のシステム。 - 像源と、半透鏡と、再帰反射素子とを備える空中で結像するためのシステムであって、
像源から発せられた光線は、半透鏡を透過して再帰反射素子に照射してから、再帰反射素子で反射された後、元の入射経路に沿って逆方向に出射し、半透鏡により反射されて実像を形成しており、
前記半透鏡の前記像源に向けた側に、第1直線偏光に対する反射率が第2直線偏光よりも高いが第2直線偏光に対する透過率が第1直線偏光よりも高く、かつ前記第1直線偏光の偏光方向と前記第2直線偏光の偏光方向とが直交するように配置される選択性透過フィルムが設置され、
前記再帰反射素子の前記半透鏡に向けた側に位相遅延光学素子が設けられて、前記半透鏡から前記再帰反射素子に照射する前記像源から発せられた第2直線偏光が前記位相遅延光学素子を通った後に円偏光になり、
前記像源は、前記半透鏡の前記再帰反射素子から離れる側に位置するp偏光源であり、前記第1直線偏光は、s偏光であり、前記第2直線偏光は、p偏光であり、
前記選択性透過フィルムは、特定の波長帯域のs偏光に対する反射率が70%よりも高くなるとともに、他の波長帯域のs偏光及び可視光の波長帯域内のp偏光に対する透過率が70%よりも高くなるように設定される、システム。 - 前記再帰反射素子は、再帰反射用の微細構造体を複数備えており、微細構造体のぞれぞれは、いずれも1つの凸レンズユニット及び複数の直角三角錐ユニットを備えて、前記凸レンズユニットが前記複数の直角三角錐ユニットの光入側に位置し、前記複数の直角三角錐ユニットの前記凸レンズユニットから離れる面が反射面を含み、且つ前記複数の直角三角錐ユニットが前記凸レンズユニットの焦点面に並んでいる、
請求項1ないし8のいずれか1項に記載のシステム。 - 前記再帰反射素子は、複数の再帰反射サブ素子によって形成される再帰反射サブ素子アレイを含んでおり、前記再帰反射サブ素子のそれぞれは、基材と、前記基材に分布され、且つ反射面を有する複数の再帰反射ユニットとを備えており、少なくとも1つの再帰反射ユニットは、少なくとも1つの直角頂点を有するとともに前記直角頂点の3本の稜線が互いに直角をなす直角頂点微細構造体であり、前記直角頂点微細構造体の中心線と前記基材平面の法線とのなす角度が15°未満で、かつ前記中心線と前記直角頂点微細構造体の3本の稜線とのなす角度が全て同じである、
請求項1ないし8のいずれか1項に記載のシステム。
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