[发明专利]多视点空中影像显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及具备使多个被投影物的实像集中到空中的狭窄区域而成像，并可以从多个观察位置观察的多视点空中影像显示光学系统的多视点空中影像显示装置。 

背景技术

已提出了各种具备在空间中假设的平面的一侧配置被投影物，并将该平面作为对称面而在相反侧的空间的面对称位置使被投影物的镜影像成像为实像的功能的光学元件(光学系统)。其中，本发明者提出了具备多个由两个镜面构成的双面角型反射器的光学元件即实镜影像成像元件(以下根据需要称为“双面角型反射器阵列”)(参照专利文献1)、具备回归反射功能的后向反射镜阵列和半透半反镜的实镜影像成像光学系统(参照专利文献2)。 

专利文献1的双面角型反射器阵列具备如下新的成像样式：使从该双面角型反射器阵列中的元件平面的一侧中配置的被投影物(包括实体的某物体、影像)中发出的光，在各个双面角型反射器的两个镜面分别反射，并同时透射该元件平面，从而使该被投影物的镜影像在元件平面的另一侧即观察侧中的空间中成像为实像。上述双面角型反射器阵列以由镜面产生的反射光为其基本原理，作为元件，可以构成作为透射型而发挥功能的成像元件、且通过例如在一个元件平面内使多个双面角型反射器朝向各种方向等并研究其配置而成像出多人可以从各个方向同时观察的空中影像的实镜影像成像光学系统(参照专利文献3)。另外，专利文献2的实镜影像成像光学系统具备如下新的成像形式：通过有效地组合使光线向所入射来的原来的方向反射这样的后向反射镜的性质、和使光反射以及透射这样的半透半反镜的性 质，可以从宽的视角观察空中影像。 

除了这些以外，还提出了如下实镜影像成像光学系统：利用光的折射作用，使用具备焦距为无限大的远焦光学系统的远焦透镜阵列，实现了将远焦透镜元件的元件平面作为对称面而使被投影物的像成像于相反侧的空间的功能(参照专利文献4)。 

专利文献1：日本特愿2006-080009申请说明书 

专利文献2：日本特愿2007-163323申请说明书 

专利文献3：日本特愿2007-054871申请说明书 

专利文献4：日本特愿2006-10755号公报 

发明内容

但是，在如以往的专利文献1、3、4那样的实镜影像成像光学系统中，在被投影物是立体像的情况下，对于由该光学系统得到的其实像，为从其背侧看到镜影像，且纵深反转。另外，在专利文献1的双面角型反射器阵列以及专利文献4的远焦透镜阵列中，视角被限制，这样无法显示可以从多视点观察的空中影像。其中，在双面角型反射器阵列中，通过如专利文献3所述那样构成的双面角型反射器的配置的研究等，可以扩大左右方向的视角，但纵深仍反转。在专利文献2的后向反射镜型的实镜影像成像光学系统中，虽然可以扩大视角，但纵深仍反转。 

本发明的主要目的在于提供一种新的显示装置，利用上述以往例中的向面对称位置的成像这样的光学元件或光学系统的性质，并且可以从多个视点观察被投影物的像，且可以使具有正常的纵深的立体像显示为可以从多视点观察的空中影像。 

即，本发明提供一种多视点空中影像显示光学装置，其特征在于，具有具备多个可以将被投影物的实像成像于相对成为对称面的某一个几何平面的面对称位置的实镜影像成像光学系统而成的多视点空中影像显示光学系统，以使任意的对称面彼此所成的角度在相对该对称面的实像侧小于180度的方式配置所有实镜影像成像光学系统，与 各实镜影像成像光学系统的每一个对应地配置被投影物。