WO2022085437A1 - 立体像表示装置及び立体像表示方法 - Google Patents

立体像表示装置及び立体像表示方法 Download PDF

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    • H04N13/363—Image reproducers using image projection screens

Definitions

  • the light reflecting surface portions are orthogonal to each other in a plan view of the light input side and the light emitting side optical control panels having a large number of light reflecting surface portions (layers serving as mirror surfaces) arranged vertically parallel to one surface.
  • the present invention relates to a stereoscopic image display device and a stereoscopic image display method using optical imaging means configured so as to face each other.
  • an optical imaging apparatus (optical imaging means) using an optical control panel described in Patent Document 1.
  • an optical control panel on the incoming light side and an outgoing light side formed by arranging a large number of strip-shaped light reflecting surface portions at a constant pitch perpendicular to one surface of the transparent flat plate inside the transparent flat plate.
  • the optical imaging device is configured so that the light reflecting surface portions face each other so as to be orthogonal to each other in a plan view.
  • an object on one side of the optical imaging device can be formed as a real image on the other side of the optical imaging device.
  • the real image formed on the other side of the optical imaging device is formed by the image formation of light, it can be visually recognized only from the optical axis direction, and can be visually recognized from other directions (for example, all directions).
  • other directions for example, all directions.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and provides a stereoscopic image display device and a stereoscopic image display method in which a real image formed by an optical imaging means can be visually recognized not only in the optical axis direction but also in other directions.
  • the purpose is to do.
  • the three-dimensional image display device is formed by arranging a large number of strip-shaped light reflecting surface portions vertically on one side of the transparent flat plate at a constant pitch inside each transparent flat plate.
  • the optical control panels on the light side and the light emission side are configured so that the light reflecting surface portion of the light input side optical control panel and the light reflecting surface portion of the light emitting side optical control panel face each other so as to be orthogonal to each other in a plan view.
  • a stereoscopic image display device that forms an object on one side of the optical imaging means as a real image on the other side of the optical imaging means by using the optical imaging means.
  • powdery, flake, liquid, and mist-like diffuse reflectors powdery, flake, liquid, and mist-like diffuse reflectors (powder-like diffuser, flake-like diffuser, liquid diffuser, and mist-like diffuser: the same applies hereinafter. ), And a reflector generation source that causes an image body having light reflectivity to appear is provided.
  • the thickness of the image body has at least the thickness of the real image.
  • the three-dimensional image display device according to the second invention according to the above object is formed by arranging a large number of strip-shaped light reflecting surface portions vertically on one surface of the transparent flat plate at a constant pitch inside each transparent flat plate.
  • the optical control panels on the light side and the light emission side are configured so that the light reflecting surface portion of the light input side optical control panel and the light reflecting surface portion of the light emitting side optical control panel face each other so as to be orthogonal to each other in a plan view.
  • a stereoscopic image display device that forms an object on one side of the optical imaging means as a real image on the other side of the optical imaging means by using the optical imaging means.
  • the object is an image displayed on a display, and a screen having light transmission and light reflection is provided at a position where the real image is formed.
  • the three-dimensional image display method according to the third invention according to the above object is to form a large number of strip-shaped light reflecting surface portions arranged at a constant pitch perpendicular to one surface of the transparent flat plate, respectively, inside the transparent flat plate.
  • the optical control panels on the light side and the light emission side are configured so that the light reflecting surface portion of the light input side optical control panel and the light reflecting surface portion of the light emitting side optical control panel face each other so as to be orthogonal to each other in a plan view.
  • an object on one side of the optical imaging means is formed as a real image on the other side of the optical imaging means.
  • an image body composed of any one or two or more of powdery, flake, liquid, and mist-like diffuse reflectors and having light reflectivity is made to appear in the image forming body.
  • the real image is formed.
  • each of the transparent flat plates is formed by arranging a large number of strip-shaped light reflecting surfaces at a constant pitch perpendicular to one surface of the transparent flat plate.
  • the optical control panels on the light side and the light emission side are configured so that the light reflecting surface portion of the light input side optical control panel and the light reflecting surface portion of the light emitting side optical control panel face each other so as to be orthogonal to each other in a plan view.
  • a stereoscopic image display method in which an object on one side of the optical imaging means is formed as a real image on the other side of the optical imaging means. The object is an image displayed on a display, and the real image is displayed on a light-transmitting and light-reflecting screen provided at a position where the real image is formed.
  • the three-dimensional image display device and the three-dimensional image display method according to the first and third inventions have a powdery, flake, liquid, and mist-like diffuse reflector at a position where a real image is formed by an optical imaging means. Since an image body composed of any one or two or more and having light reflectivity appears, a real image can be formed in the image body.
  • the three-dimensional image display device and the three-dimensional image display method according to the second and fourth inventions are images in which an object is displayed on a display, and light transmission is performed at a position where a real image is formed by an optical imaging means. Since a screen having light reflectivity is provided, a real image can be formed on this screen. Therefore, the real image formed on the other side of the optical imaging means can be visually recognized not only from the optical axis direction but also from other directions.
  • the stereoscopic image display device 10 is an optical imaging means.
  • the object 12 on one side of 11 (lower side in FIGS. 1, 2 (A), 2 (B)) is on the upper side in the other side (FIG. 1, FIG. 2 (A), (B)) of the optical imaging means 11.
  • Is a device formed as a real image 13 and the real image 13 formed by using the real image 13 can be visually recognized not only from the optical axis direction but also from other directions (for example, all directions).
  • other directions for example, all directions
  • the optical imaging means 11 is a first and second optical control panel that is a pair of squares (rectangles, regular polygons (the number of sides is an even number), circles, ellipses, etc.) in a plan view, respectively. Although it has 14 and 15 (also referred to as parallel light reflection panels), since the first and second optical control panels 14 and 15 have the same basic shape, the same components are given the same number.
  • the first optical control panel 14 is on the lower side (light entry side) and the second optical control panel 15 is on the upper side (light emission side), respectively. It is arranged.
  • the first optical control panel 14 (the same applies to the second optical control panel 15) has a transparent flat plate 16 inside the transparent flat plate 16.
  • a large number of strip-shaped light-reflecting surface portions (light-reflecting layer, vertical light-reflecting layer, mirror) 17 are formed vertically on both sides (front-back surface: may be one side surface) of 16 and arranged in parallel at a constant pitch.
  • the transparent flat plate 16 is formed by stacking a large number of transparent glass plates 18 having a rectangular cross section, and a light reflecting surface portion 17 is formed on one side (or both sides) of each glass plate 18 in the thickness direction.
  • the first and second optical control panels can also be configured by alternately arranging a glass plate material and a transparent resin plate material having the same thickness as the glass plate material. Specifically, light-reflecting surface portions are formed on both sides in the thickness direction of each glass plate material, and adjacent (opposing) glass plate materials sandwiching the resin plate material are joined only with the resin of the resin plate material via the light-reflecting surface portion. (That is, the resin plate material not only has a function of transmitting light, but also functions as an adhesive for directly joining adjacent glass plate materials on which a light reflecting surface portion is formed).
  • the first and second optical control panels 14 and 15 have a large number of light reflecting surface portions 17 formed on the first optical control panel 14 and a large number of light reflecting surface portions 17 formed on the second optical control panel 15. In a state where they are arranged orthogonally in a plan view (for example, a state where they are cross-arranged in the range of 85 to 95 degrees, preferably 88 to 92 degrees), they are laminated facing each other, joined, integrated, and optically.
  • the image forming means 11 is configured.
  • the length of one side of the first and second optical control panels 14 and 15 in a plan view is, for example, about 100 to 2000 mm, but the length is not particularly limited.
  • a transparent adhesive for example, UV curable resin, two-component curable resin, thermosetting resin, room temperature effect resin
  • UV curable resin for example, UV curable resin
  • FIGS. 2A and 2B the upper surface of the first optical control panel 14 and the lower surface of the second optical control panel 15 are in contact with each other (there is an ultrathin adhesive). : Approximately 0 mm), but it may be arranged in close proximity with a gap (for example, about 5 mm or less). In this case, the adhesive is also filled in this gap (the gap becomes the thickness of the adhesive).
  • the synthetic resin constituting the above-mentioned adhesive (same for the resin plate material)
  • the refractive index ⁇ 2 for example, (0.9 to 1.1) ⁇ ⁇ 1), preferably (0.95 to 1.05) ⁇ ⁇ 1 which is the same as or substantially equal to the refractive index ⁇ 1 of the glass plate material 18.
  • the refractive index ⁇ 2 of the synthetic resin As a method of matching the refractive index ⁇ 2 of the synthetic resin with the refractive index ⁇ 1 of the glass plate material 18 constituting the first and second optical control panels 14 and 15, for example, two or more different resins are mixed. There is a way to adjust the refractive index. In this case, it is preferable to align the numerical values of the refractive indexes of the glass plate material and the synthetic resin from the top to the third digit (up to the second decimal place).
  • the above-mentioned synthetic resin is an ultraviolet curable type (for example, urethane (meth) acrylate, (meth) acrylate having a polyisoprene skeleton, (meth) acrylate having a polybutadiene skeleton, (meth) acrylate such as (meth) acrylate monomer), and the like. It is preferably one of a thermosetting type, a two-component curing type, and a room temperature curing type.
  • thermoplastic resins such as polymethylmethacrylate (PMMA: acrylic resin), amorphous fluororesin, cycloolefin polymer (COP), optical polycarbonate, fluorene-based polyester, and polyether sulfone can also be used.
  • PMMA polymethylmethacrylate
  • COP cycloolefin polymer
  • optical polycarbonate fluorene-based polyester
  • polyether sulfone polyether sulfone
  • the light reflecting surface portion 17 is a metal film (metal film: metal plating film or vapor deposition film) formed by performing a mirror surface treatment on one (or both) surfaces 19 of the glass plate material 18 in the thickness direction, and this metal film (light).
  • the front surface and the back surface of the reflecting surface portion 17) are light reflecting surfaces 20.
  • h1 is defined as the height of the glass plate material 18
  • h2 is defined as the height of the light reflecting surface portion 17. Then, the height h1 and the height h2 are the same (hereinafter, simply referred to as h).
  • the height h is, for example, in the range of 0.2 to 10 mm (preferably, the lower limit is 0.5 mm, further 1 mm, the upper limit is 5 mm, 3 mm, and further 2.5 mm).
  • the thickness t of the glass plate material 18 is, for example, in the range of 0.1 to 2 mm (preferably, the lower limit is 0.3 mm and the upper limit is 1.5 mm), and the length of the glass plate material 18 in the long direction is 100 to 100. It is practical that the range is 2000 mm (preferably, the upper limit is 1800 mm), but the present invention is not limited to this value.
  • the height h (corresponding to the height h1 of the glass plate material 18 or the height h2 of the light reflecting surface portion 17) with respect to the pitch p (substantially equal to the thickness t of the glass plate material 18) of the light reflecting surface portion 17 (light reflecting surface 20).
  • the aspect ratio (h / p), which is the ratio of) is preferably in the range of 0.8 to 5 (preferably, the lower limit is 1.5, further 2, the upper limit is 4, and further 3.5). As a result, a light reflecting surface portion 17 having a higher height can be obtained.
  • the thickness of the light reflecting surface portion 17 is, for example, 60 nm or more, preferably 80 nm or more (for example, about 100 nm: the upper limit is about 150 nm), which is very thin as compared with the thickness t of the glass plate material 18, but FIG. In (A) and (B), the thickness of the glass plate 18 is exaggerated for convenience of explanation.
  • Abbe number and smoothness are also important characteristics in order to obtain a high-definition image using the optical imaging means 11.
  • the Abbe number is a numerical value indicating the wavelength dependence of the refractive index, and if the Abbe number of the glass plate material 18 that transmits light is too low, the image may become unclear. Therefore, the Abbe number of the glass plate material 18 is preferably 40 or more (preferably 50 or more, more preferably 55 or more). Smoothness is particularly important on the surface on which the light-reflecting surface portion 17 is formed (the surface of the light-reflecting surface portion 17), and if the smoothness is too low, the image may appear blurry and the texture may be impaired.
  • the smoothness is preferably 50 nm or less, preferably 20 nm or less, more preferably 10 nm or less, and particularly preferably 5 nm or less (further less than 2 nm) when expressed in terms of arithmetic mean roughness “Ra”. ). Further, from the viewpoint of weight reduction, it is preferable that the glass plate material 18 has a low specific gravity.
  • the light L1, L2, and L3 from the object obliquely received from the lower left side of the optical imaging means 11 are the light of the lower first optical control panel 14, respectively. It is reflected by P1, P2, P3 of the reflecting surface 20 and further reflected by Q1, Q2, Q3 of the light reflecting surface 20 of the second light control panel 15 on the upper side, and a stereoscopic image (3D image) on the upper side of the optical imaging means 11. Real image) can be formed.
  • the light reflecting surfaces 20 of the first and second optical control panels 14 and 15 are abutted (or close to each other), so that the light from the object is collected. The degree is improved and a clearer image can be obtained.
  • the left side of the light reflecting surface portion 17 is used as the light reflecting surface 20, but when the light enters from the right side, the light is reflected.
  • the right side of the surface portion 17 is used as the light reflecting surface 20.
  • the portion other than the light reflecting surface 20 is a light passing surface.
  • an object (stereoscopic, three-dimensional object) 12 under the optical imaging means 11 is placed on the upper side of the optical imaging means 11 as a real image (stereoscopic).
  • Image) 13 can be formed.
  • the stereoscopic image display device 10 is further provided with a mist generation source (an example of a reflector generation source) 21.
  • the mist generation source 21 is composed of a mist (an example of a mist-like diffuse reflector) at a position where the real image 13 is formed, and has an image body (fog: aggregate of mists) 22 having light reflectivity and light transmission.
  • mist is manufactured from water by an ultrasonic oscillator provided in the mist generation source 21, and is ejected from a nozzle.
  • the mist is a liquid molecule (liquid fine particles) suspended in air (gas, gas) (hereinafter, the same applies).
  • the mist generation source 21 is arranged below the real image 13 to be formed, and the mist is ejected (upward) toward the real image 13, but it can also be arranged above or to the side of the real image 13.
  • the thickness of the image body 22 composed of the mist generated from the mist generation source 21 is at least the thickness of the real image 13 (thicker than the thickness of the real image 13 and the entire region including the outer peripheral surface of the real image 13). It is preferable to have it, but for example, the thickness of only the region corresponding to the outer peripheral surface of the real image 13 in a plan view may be used.
  • the mist generation source is also arranged so that the mist can be ejected to the above-mentioned region.
  • the entire real image 13 is covered with the image body 22, so that the real image 13 can be formed in the image body 22, and the real image 13 can be visually recognized not only from the optical axis direction but also from other directions. ..
  • the mist constituting the image body 22 is transparent and colorless, but may be transparent and colored.
  • the real image is formed by one or two or more of a powder-like diffuser, a flake-like diffuser, a liquid diffuser, and a mist-like diffuser at the position where the real image is formed. It is also possible to provide a reflector generation source that causes an image body having light reflectivity to appear.
  • the powdery diffuser and / or the fragmentary diffuser includes, for example, metal powder, metal foil (aluminum foil or copper foil), resin powder (plastic powder), resin piece (plastic piece), or the like. And these aggregates (imaging bodies) have light reflectivity.
  • the resin there is also a transparent resin having further light transmittance.
  • the image body composed of the liquid diffuser and / or the mist-like diffuser has light reflectivity (further, light transmission) such as gas (white smoke) caused by sublimation of dry ice. Some have sex).
  • the stereoscopic image display device 10a is a device that forms an object 12a on the lower side (one side) of the optical imaging means 11 as a real image 13a on the upper side (other side) of the optical imaging means 11.
  • the object 12a is an image displayed on the display 23, and this image becomes a real image 13a via the stereoscopic image display device 10a.
  • a fog screen (an example of a screen) 24 is provided at a position where the real image 13a is formed.
  • the fog screen 24 is, for example, an image body (aggregate of mists) having light transmission and light reflectivity formed by mist (fog: an example of a mist-like diffuse reflector), and is a real image 13a formed. It is formed by a mist generation source 25 (an example of a reflector generation source: the same configuration as the mist generation source 21) arranged below.
  • the mist generation source 25 can also be arranged above or to the side of the formed real image 13a.
  • any of a powder-like diffuser, a flake-like diffuser, a liquid diffuser, and a mist-like diffuser can be used instead of the fog screen 24.
  • another screen (imaging body) composed of one or two or more can be used. As a result, the real image 13a is displayed on the fog screen 24.
  • the present invention has been described above with reference to Examples, the present invention is not limited to the configuration described in the above-described Examples, but is within the scope of the claims. It also includes other possible examples and modifications.
  • a stereoscopic image display device and a stereoscopic image display method of the present invention are configured by combining a part or all of the above-mentioned Examples and Modifications is also included in the scope of rights of the present invention.
  • the transparent flat plate constituting the first and second optical control panels is composed of only the glass plate material or the alternately arranged glass plate material and the resin plate material has been described, but the transparency is high. It can also be composed of only a hard and high melting point resin.
  • the real image formed on the other side of the optical imaging means can be visually recognized not only from the optical axis direction but also from other directions.
  • the stereoscopic image display device can be effectively used when visually recognizing a real image displayed in the air on various devices (for example, medical devices, home electric appliances, automobiles, aircrafts, ships, etc.).
  • 10, 10a Stereoscopic image display device
  • 11 Optical imaging means
  • 12a Object
  • 13a Real image
  • 14 First optical control panel
  • 15 Second optical control panel
  • 16 Transparent Flat plate
  • 17 light reflecting surface
  • 18 glass plate
  • 19 surface
  • 20 light reflecting surface
  • 21 mist source (reflecting body source)
  • 22 image body
  • 23 display
  • 24 fog screen ( Screen)
  • 25 Mist source (reflector source)

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Abstract

それぞれ透明平板１６の内部に、透明平板１６の一方側の面に垂直に、多数かつ帯状の光反射面部１７を一定ピッチで並べて形成した入光側と出光側の光制御パネル１４、１５を、入光側の光制御パネル１４の光反射面部１７と出光側の光制御パネル１５の光反射面部１７が平面視して直交するように向かい合わせて構成した光学結像手段１１を用い、光学結像手段１１の一側にある対象物１２を光学結像手段１１の他側に実像１３として形成する立体像表示装置１０及び立体像表示方法であり、実像１３の形成位置に、粉状、片状、液状、及び、ミスト状の乱反射体のいずれか１又は２以上で構成され、光反射性を有する結像体２２を出現させる反射体発生源２１を設け、結像体２２内に実像１３を形成する。

Description

立体像表示装置及び立体像表示方法
　本発明は、一方側の面に垂直に平行配置された多数の光反射面部（鏡面となる層）を有する入光側と出光側の光制御パネルを、光反射面部が平面視して直交するように向かい合わせて構成される光学結像手段を用いた立体像表示装置及び立体像表示方法に関する。
　物体表面から発する光（散乱光）を用いて立体像を形成する装置として、例えば、特許文献１に記載の光制御パネルを用いた光学結像装置（光学結像手段）がある。具体的には、透明平板の内部に、この透明平板の一方側の面に垂直に、多数かつ帯状の光反射面部を一定ピッチで並べてそれぞれ形成した入光側と出光側の光制御パネルを、光反射面部が平面視して直交するように向かい合わせて光学結像装置を構成している。
　これにより、光学結像装置の一側にある対象物を光学結像装置の他側に実像として形成できる。
国際公開第２００９／１３１１２８号
　しかしながら、光学結像装置の他側に形成された実像は、光の結像によって形成されるため、光軸方向からしか視認することができず、他の方向（例えば、全方向）からは視認することができなかった。
　本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、光学結像手段により形成される実像を、光軸方向のみならず、他の方向からも視認可能な立体像表示装置及び立体像表示方法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、それぞれ透明平板の内部に、該透明平板の一方側の面に垂直に、多数かつ帯状の光反射面部を一定ピッチで並べて形成した入光側と出光側の光制御パネルを、該入光側の光制御パネルの前記光反射面部と該出光側の光制御パネルの前記光反射面部が平面視して直交するように向かい合わせて構成した光学結像手段を用い、該光学結像手段の一側にある対象物を該光学結像手段の他側に実像として形成する立体像表示装置において、
　前記実像の形成位置に、粉状、片状、液状、及び、ミスト状の乱反射体（粉状の乱反射体、片状の乱反射体、液状の乱反射体、及び、ミスト状の乱反射体：以下同じ）のいずれか１又は２以上で構成され、光反射性を有する結像体を出現させる反射体発生源を設けた。
　ここで、前記結像体の厚みは、少なくとも前記実像の厚み分を有することが好ましい。
　前記目的に沿う第２の発明に係る立体像表示装置は、それぞれ透明平板の内部に、該透明平板の一方側の面に垂直に、多数かつ帯状の光反射面部を一定ピッチで並べて形成した入光側と出光側の光制御パネルを、該入光側の光制御パネルの前記光反射面部と該出光側の光制御パネルの前記光反射面部が平面視して直交するように向かい合わせて構成した光学結像手段を用い、該光学結像手段の一側にある対象物を該光学結像手段の他側に実像として形成する立体像表示装置において、
　前記対象物はディスプレイに表示された画像であって、前記実像の形成位置に、光透過性と光反射性を備えたスクリーンを設けた。
　前記目的に沿う第３の発明に係る立体像表示方法は、それぞれ透明平板の内部に、該透明平板の一方側の面に垂直に、多数かつ帯状の光反射面部を一定ピッチで並べて形成した入光側と出光側の光制御パネルを、該入光側の光制御パネルの前記光反射面部と該出光側の光制御パネルの前記光反射面部が平面視して直交するように向かい合わせて構成した光学結像手段を用い、該光学結像手段の一側にある対象物を該光学結像手段の他側に実像として形成する立体像表示方法において、
　前記実像の形成位置に、粉状、片状、液状、及び、ミスト状の乱反射体のいずれか１又は２以上で構成され、光反射性を有する結像体を出現させ、該結像体内に前記実像を形成する。
　前記目的に沿う第４の発明に係る立体像表示方法は、それぞれ透明平板の内部に、該透明平板の一方側の面に垂直に、多数かつ帯状の光反射面部を一定ピッチで並べて形成した入光側と出光側の光制御パネルを、該入光側の光制御パネルの前記光反射面部と該出光側の光制御パネルの前記光反射面部が平面視して直交するように向かい合わせて構成した光学結像手段を用い、該光学結像手段の一側にある対象物を該光学結像手段の他側に実像として形成する立体像表示方法において、
　前記対象物はディスプレイに表示された画像であって、前記実像が、該実像の形成位置に設けられた光透過性と光反射性を備えたスクリーンに表示される。
　第１、第３の発明に係る立体像表示装置及び立体像表示方法は、光学結像手段により形成される実像の形成位置に、粉状、片状、液状、及び、ミスト状の乱反射体のいずれか１又は２以上で構成され、光反射性を有する結像体を出現させるので、この結像体内に実像を形成できる。
　第２、第４の発明に係る立体像表示装置及び立体像表示方法は、対象物がディスプレイに表示された画像であって、光学結像手段により形成される実像の形成位置に、光透過性と光反射性を備えたスクリーンを設けているので、このスクリーンに実像を形成できる。
　従って、光学結像手段の他側に形成された実像を、光軸方向のみならず、他の方向からも視認できる。
本発明の第１の実施例に係る立体像表示装置の説明図である。 （Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ同立体像表示装置に用いられる光学結像手段の拡大正断面図及び拡大側断面図である。 本発明の第２の実施例に係る立体像表示装置の説明図である。
　続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施例につき説明し、本発明の理解に供する。
　図１、図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、本発明の第１の実施例に係る立体像表示装置１０及び立体像表示方法において、立体像表示装置１０は、光学結像手段１１の一側（図１、図２（Ａ）、（Ｂ）では下側）にある対象物１２を光学結像手段１１の他側（図１、図２（Ａ）、（Ｂ）では上側）に実像１３として形成する装置であり、これを用いて形成された実像１３を、光軸方向のみならず、他の方向（例えば、全方向）からも視認可能にする。以下、詳しく説明する。
　光学結像手段１１は、それぞれ平面視して正方形（長方形や正多角形（辺の数が偶数）、また、円形や楕円形等でもよい）の対となる第１、第２の光制御パネル（平行光反射パネルともいう）１４、１５を有しているが、第１、第２の光制御パネル１４、１５は基本形状が同一なので、同一の構成要素には同一の番号を付与する。なお、図１、図２（Ａ）、（Ｂ）においては、第１の光制御パネル１４を下側（入光側）に、第２の光制御パネル１５を上側（出光側）に、それぞれ配置している。
　図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、第１の光制御パネル１４（第２の光制御パネル１５も同様）は透明平板１６を有し、この透明平板１６の内部に、透明平板１６の両面（表裏面：なお一方側の面でもよい）に垂直で、一定ピッチで並べて平行配置された多数の帯状の光反射面部（光反射層、垂直光反射層、ミラー）１７が形成されている。この透明平板１６は、断面が矩形の透明なガラス板材１８を多数重ねて形成されるものであり、各ガラス板材１８の厚み方向片面（又は両面）に、光反射面部１７が形成されている。
　なお、第１、第２の光制御パネルは、ガラス板材と、このガラス板材と同一厚みの透明な樹脂板材とを、交互に重ねて配置することにより構成することもできる。詳細には、各ガラス板材の厚み方向両面に光反射面部がそれぞれ形成され、樹脂板材を挟んで隣合う（対向する）ガラス板材が、光反射面部を介して樹脂板材の樹脂のみで接合される（即ち、樹脂板材は、光を透過する機能のみならず、光反射面部が形成された隣合うガラス板材を直接接合する接着剤としても機能している）。
　第１、第２の光制御パネル１４、１５は、第１の光制御パネル１４に多数形成された光反射面部１７と、第２の光制御パネル１５に多数形成された光反射面部１７とが、平面視して直交配置された状態（例えば、８５～９５度、好ましくは８８～９２度の範囲で交差配置された状態を含む）で、向かい合わせて積層され接合されて一体化され、光学結像手段１１を構成している。この第１、第２の光制御パネル１４、１５は、平面視した一辺の長さが、例えば、１００～２０００ｍｍ程度のものであるが、特に限定されるものではない。
　積層された第１の光制御パネル１４と第２の光制御パネル１５との間には、図示しない透明の接着剤（例えば、ＵＶ硬化樹脂、２液硬化型樹脂、熱硬化樹脂、常温効果樹脂）が配置されている。なお、図２（Ａ）、（Ｂ）では、第１の光制御パネル１４の上面と、第２の光制御パネル１５の下面とが、当接配置された状態（極薄の接着剤が存在：略０ｍｍ）を示しているが、隙間（例えば、５ｍｍ以下程度）を有して近接配置された状態でもよい。この場合、この隙間にも接着剤が充填される（隙間が接着剤の層厚となる）。
　上記した接着剤（樹脂板材も同様）を構成する合成樹脂には、この合成樹脂の屈折率とガラス板材１８（透明平板１６）の屈折率の比が同一又は近似するものを使用することが好ましい。具体的には、ガラス板材１８の屈折率η１と同一又は略等しい屈折率η２（例えば、（０．９～１．１）×η１の範囲、好ましくは（０．９５～１．０５）×η１の範囲、更に好ましくは（０．９８～１．０２）×η１の範囲）を有する合成樹脂を使用できる。なお、第１、第２の光制御パネル１４、１５を構成するガラス板材１８の屈折率η１に対し、合成樹脂の屈折率η２を合わせる方法としては、例えば、異なる２種以上の樹脂を混合して屈折率を調整する方法がある。この場合、ガラス板材と合成樹脂の屈折率の数値を、上から３桁まで（小数点以下第２位まで）揃えることが好ましい。
　上記した合成樹脂は、紫外線硬化型（例えば、ウレタン（メタ）アクリレート、ポリイソプレン骨格を有する（メタ）アクリレート、ポリブタジエン骨格を有する（メタ）アクリレート、（メタ）アクリレートモノマー等の（メタ）アクリレート）、熱硬化型、２液硬化型、及び、常温硬化型のいずれか１であることが好ましい。また、例えば、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ：アクリル系樹脂）、非晶質フッ素樹脂、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）、光学用ポリカーボネート、フルオレン系ポリエステル、ポリエーテルスルホン等の熱可塑性樹脂も使用できる。
　光反射面部１７は、ガラス板材１８の厚み方向片方（又は両方）の面１９に鏡面処理を行って形成された金属膜（金属皮膜：金属メッキ膜や蒸着膜）であり、この金属膜（光反射面部１７）の表面と裏面が光反射面２０となる。
　第１、第２の光制御パネル１４、１５は、光反射面部１７がガラス板材１８の面１９に形成されているため、ｈ１をガラス板材１８の高さ、ｈ２を光反射面部１７の高さとすると、高さｈ１と高さｈ２は同じである（以下、単にｈと記載）。
　ここで、高さｈは、例えば、０．２～１０ｍｍの範囲（好ましくは、下限が０．５ｍｍ、更には１ｍｍ、上限が５ｍｍ、３ｍｍ、更には２．５ｍｍ）であるのが実用的であるが、本発明はこの数値に限定されない。
　また、ガラス板材１８の厚みｔは、例えば、０．１～２ｍｍの範囲（好ましくは、下限が０．３ｍｍ、上限が１．５ｍｍ）であり、ガラス板材１８の長尺方向長さは１００～２０００ｍｍの範囲（好ましくは、上限が１８００ｍｍ）であるのが実用的であるが、本発明はこの数値に限定されない。
　ここで、光反射面部１７（光反射面２０）のピッチｐ（ガラス板材１８の厚みｔに略等しい）に対する高さｈ（ガラス板材１８の高さｈ１又は光反射面部１７の高さｈ２に相当）の比であるアスペクト比（ｈ／ｐ）は、０．８～５の範囲（好ましくは、下限が１．５、更には２、上限が４、更には３．５）にあるのが好ましく、これによって、より高さの高い光反射面部１７が得られる。
　なお、光反射面部１７の厚みは、例えば、６０ｎｍ以上、好ましくは８０ｎｍ以上（例えば、１００ｎｍ程度：上限は１５０ｎｍ程度）であり、ガラス板材１８の厚みｔと比較して非常に薄いが、図２（Ａ）、（Ｂ）では、説明の便宜上、ガラス板材１８の厚みを誇張して図示している。
　光学結像手段１１を用いて高精細な画像を得るには、アッベ数と平滑性も重要な特性となる。
　アッベ数とは、屈折率の波長依存性を示す数値であり、光を透過するガラス板材１８のアッベ数が低過ぎると像が不鮮明になる可能性がある。このため、ガラス板材１８のアッベ数は４０以上（好ましくは５０以上、更に好ましくは５５以上）であるのがよい。
　平滑性は、特に光反射面部１７を成膜した面（光反射面部１７の表面）で重要であり、平滑性が低すぎると像がぼやけたように見え、質感を損なう可能性がある。このため、平滑性は、算術平均粗さ「Ｒａ」で表した場合に、５０ｎｍ以下であるのがよく、好ましくは２０ｎｍ以下、更に好ましくは１０ｎｍ以下、特に好ましいのは５ｎｍ以下（更には２ｎｍ未満）である。
　更に、軽量化の観点から、ガラス板材１８の比重は低い方が好ましい。
　図２（Ａ）、（Ｂ）において、光学結像手段１１の左下側から斜めに入光した対象物からの光Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３はそれぞれ、下側の第１の光制御パネル１４の光反射面２０のＰ１、Ｐ２、Ｐ３で反射し、更に上側の第２の光制御パネル１５の光反射面２０のＱ１、Ｑ２、Ｑ３で反射して、光学結像手段１１の上側に立体像（実像）を形成できる。
　この光学結像手段１１は、上記したように、第１、第２の光制御パネル１４、１５の光反射面２０が当接（又は近接）配置されるので、対象物からの光の集光度合いが向上し、より鮮明な画像を得ることができる。
　なお、図２（Ａ）、（Ｂ）では、左側から入光しているので、光反射面部１７の左側が光反射面２０として使用されているが、右側から入光する場合は、光反射面部１７の右側が光反射面２０として使用される。
　この光学結像手段１１の動作において、空気中からガラス板材１８へ入光する場合、及び、ガラス板材１８から空気中に出光する場合に、光の屈折現象、場合によって全反射現象を起こすので、これらを考慮して光学結像手段１１を使用する必要がある。なお、光反射面２０以外の部分は光通過面となる。
　上記した光学結像手段１１を使用して、図１に示すように、光学結像手段１１の下側にある対象物（立体、立体物）１２を光学結像手段１１の上側に実像（立体像）１３として形成できる。
　立体像表示装置１０には更に、ミスト発生源（反射体発生源の一例）２１が設けられている。このミスト発生源２１は、実像１３の形成位置に、ミスト（ミスト状の乱反射体の一例）で構成され、光反射性と光透過性を有する結像体（霧：ミストの集合体）２２を発生させる機器であり、このミストは、ミスト発生源２１に設けられた超音波振動子によって水から製造され、ノズルから噴出される。なお、ミストとは、空気（気体、ガス）中に浮遊する液体分子（液体の微粒子）である（以下、同様）。
　ミスト発生源２１は、形成される実像１３の下方に配置され、ミストが実像１３に向けて（上方に）噴出されるが、実像１３の上方や側方に配置することもできる。
　ここで、ミスト発生源２１から発生するミストで構成される結像体２２の厚みは、少なくとも実像１３の厚み分（実像１３の厚み分よりも厚く、実像１３の外周面を含む全領域）を有していることが好ましいが、例えば、平面視して実像１３の外周面に相当する領域のみの厚みでもよい。この場合、ミスト発生源も、上記した領域にミストを噴出できるように配置する。
　これにより、実像１３の全体が、結像体２２で覆われることになるため、結像体２２内に実像１３を形成することができ、光軸方向のみならず、他の方向からも視認できる。この結像体２２を構成するミストは、透明かつ無色であるが、透明かつ有色でもよい。
　なお、上記したミスト発生源の代わりに、実像の形成位置に、粉状の乱反射体、片状の乱反射体、液状の乱反射体、及び、ミスト状の乱反射体のいずれか１又は２以上で構成され、光反射性を有する結像体を出現させる反射体発生源を設けることもできる。
　ここで、粉状の乱反射体、及び／又は、片状の乱反射体には、例えば、金属粉や金属箔（アルミニウム箔や銅箔）、樹脂粉（プラスチック粉）や樹脂片（プラスチック片）等があり、これらの集合体（結像体）が光反射性を有している。なお、樹脂については、光透過性を更に有する透明のものもある。この場合、反射体発生源を、形成される実像の上方に配置し、乱反射体を落下（自由落下）させるのがよいが、形成される実像の下方や側方に配置し、乱反射体を実像に向けて噴出させることもできる。
　また、液状の乱反射体、及び／又は、ミスト状の乱反射体で構成される結像体には、例えば、ドライアイスの昇華に起因したガス（白煙）等の光反射性（更には光透過性）を有するものがある。
　続いて、図３を参照しながら、本発明の第２の実施例に係る立体像表示装置１０ａ及び立体像表示方法について説明するが、立体像表示装置１０ａは前記した光学結像手段１１を使用するため、同一部材には同一符号を付し、異なる部分についてのみ詳しく説明する。
　立体像表示装置１０ａは、光学結像手段１１の下側（一側）にある対象物１２ａを光学結像手段１１の上側（他側）に実像１３ａとして形成する装置である。ここで、対象物１２ａとは、ディスプレイ２３に表示された画像であり、この画像が立体像表示装置１０ａを介して実像１３ａとなる。
　実像１３ａの形成位置には、フォグスクリーン（スクリーンの一例）２４が設けられている。
　フォグスクリーン２４は、例えばミスト（霧：ミスト状の乱反射体の一例）によって形成された、光透過性と光反射性を備える結像体（ミストの集合体）であり、形成される実像１３ａの下方に配置したミスト発生源２５（反射体発生源の一例：ミスト発生源２１と同様の構成）により形成される。このミスト発生源２５は、形成される実像１３ａの上方や側方に配置することもできる。なお、光透過性、更には光反射性を備えていれば、フォグスクリーン２４の代わりに、粉状の乱反射体、片状の乱反射体、液状の乱反射体、及び、ミスト状の乱反射体のいずれか１又は２以上で構成される他のスクリーン（結像体）を使用することもできる。
　これにより、実像１３ａがフォグスクリーン２４に表示される。
　以上、本発明を、実施例を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施例に記載の構成に限定されるものではなく、請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施例や変形例も含むものである。例えば、前記したそれぞれの実施例や変形例の一部又は全部を組合せて本発明の立体像表示装置及び立体像表示方法を構成する場合も本発明の権利範囲に含まれる。
　前記実施例においては、第１、第２の光制御パネルを構成する透明平板を、ガラス板材のみ、又は、交互に配置されるガラス板材と樹脂板材で構成した場合について説明したが、透明度の高い硬質で高融点の樹脂のみで構成することもできる。
　本発明に係る立体像表示装置及び立体像表示方法は、光学結像手段の他側に形成された実像を、光軸方向のみならず、他の方向からも視認できる。これにより、各種機器（例えば、医療機器、家庭電気製品、自動車、航空機、船舶等）で空中に表示される実像を視認する際に、該立体像表示装置を有効に利用できる。
１０、１０ａ：立体像表示装置、１１：光学結像手段、１２、１２ａ：対象物、１３、１３ａ：実像、１４：第１の光制御パネル、１５：第２の光制御パネル、１６：透明平板、１７：光反射面部、１８：ガラス板材、１９：面、２０：光反射面、２１：ミスト発生源（反射体発生源）、２２：結像体、２３：ディスプレイ、２４：フォグスクリーン（スクリーン）、２５：ミスト発生源（反射体発生源）

Claims (5)

  1. 　それぞれ透明平板の内部に、該透明平板の一方側の面に垂直に、多数かつ帯状の光反射面部を一定ピッチで並べて形成した入光側と出光側の光制御パネルを、該入光側の光制御パネルの前記光反射面部と該出光側の光制御パネルの前記光反射面部が平面視して直交するように向かい合わせて構成した光学結像手段を用い、該光学結像手段の一側にある対象物を該光学結像手段の他側に実像として形成する立体像表示装置において、
    　前記実像の形成位置に、粉状、片状、液状、及び、ミスト状の乱反射体のいずれか１又は２以上で構成され、光反射性を有する結像体を出現させる反射体発生源を設けたことを特徴とする立体像表示装置。
  2. 　請求項１記載の立体像表示装置において、前記結像体の厚みは、少なくとも前記実像の厚み分を有することを特徴とする立体像表示装置。
  3. 　それぞれ透明平板の内部に、該透明平板の一方側の面に垂直に、多数かつ帯状の光反射面部を一定ピッチで並べて形成した入光側と出光側の光制御パネルを、該入光側の光制御パネルの前記光反射面部と該出光側の光制御パネルの前記光反射面部が平面視して直交するように向かい合わせて構成した光学結像手段を用い、該光学結像手段の一側にある対象物を該光学結像手段の他側に実像として形成する立体像表示装置において、
    　前記対象物はディスプレイに表示された画像であって、前記実像の形成位置に、光透過性と光反射性を備えたスクリーンを設けたことを特徴とする立体像表示装置。
  4. 　それぞれ透明平板の内部に、該透明平板の一方側の面に垂直に、多数かつ帯状の光反射面部を一定ピッチで並べて形成した入光側と出光側の光制御パネルを、該入光側の光制御パネルの前記光反射面部と該出光側の光制御パネルの前記光反射面部が平面視して直交するように向かい合わせて構成した光学結像手段を用い、該光学結像手段の一側にある対象物を該光学結像手段の他側に実像として形成する立体像表示方法において、
    　前記実像の形成位置に、粉状、片状、液状、及び、ミスト状の乱反射体のいずれか１又は２以上で構成され、光反射性を有する結像体を出現させ、該結像体内に前記実像を形成することを特徴とする立体像表示方法。
  5. 　それぞれ透明平板の内部に、該透明平板の一方側の面に垂直に、多数かつ帯状の光反射面部を一定ピッチで並べて形成した入光側と出光側の光制御パネルを、該入光側の光制御パネルの前記光反射面部と該出光側の光制御パネルの前記光反射面部が平面視して直交するように向かい合わせて構成した光学結像手段を用い、該光学結像手段の一側にある対象物を該光学結像手段の他側に実像として形成する立体像表示方法において、
    　前記対象物はディスプレイに表示された画像であって、前記実像が、該実像の形成位置に設けられた光透過性と光反射性を備えたスクリーンに表示されることを特徴とする立体像表示方法。
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