特開 2023-3979 空中映像表示装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023003979

(43)【公開日】2023-01-17

(54)【発明の名称】空中映像表示装置

(51)【国際特許分類】

   G02B 30/56 20200101AFI20230110BHJP

   G02B 5/124 20060101ALI20230110BHJP

   G02B 5/136 20060101ALI20230110BHJP

【ＦＩ】

G02B30/56

G02B5/124

G02B5/136

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021105393

(22)【出願日】2021-06-25

(71)【出願人】

【識別番号】591036457

【氏名又は名称】三菱電機エンジニアリング株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002941

【氏名又は名称】弁理士法人ぱるも特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】坂井 雅彦

【テーマコード（参考）】

2H042

2H199

【Ｆターム（参考）】

2H042EA04

2H042EA11

2H042EA15

2H042EA21

2H199BA32

2H199BB10

2H199BB18

2H199BB20

(57)【要約】

【課題】虚像の発生を抑制する空中映像表示装置を提供する。
【解決手段】映像表示器３と、光を透過または反射させるビームスプリッタ４と、映像表示器３から出射された光を映像表示器３からビームスプリッタ４に向かう方向のみに向かわせる指向性光学素子６と、映像表示器３から出射されビームスプリッタ４で反射された光を再帰反射させる再帰反射シート５とを備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

映像表示器と、
光を透過または反射させるビームスプリッタと、
前記映像表示器から出射された光を前記映像表示器から前記ビームスプリッタに向かう方向のみに向かわせる指向性光学素子と、
前記映像表示器から出射され前記ビームスプリッタで反射された光を再帰反射させる再帰反射シートとを備えたことを特徴とする空中映像表示装置。

【請求項2】

前記指向性光学素子は、前記映像表示器の表面に設けられたことを特徴とする請求項１に記載の空中映像表示装置。

【請求項3】

前記指向性光学素子は、前記映像表示器から出射された光において、前記映像表示器から前記ビームスプリッタに向かう方向の光を透過し、前記映像表示器から前記ビームスプリッタの外側に向かう方向の光を反射することを特徴とする請求項２に記載の空中映像表示装置。

【請求項4】

映像表示器と、
光を透過または反射させるビームスプリッタと、
前記映像表示器から出射され前記ビームスプリッタで反射された光を再帰反射させる再帰反射シートとを備え、
前記映像表示器は、前記映像表示器から前記ビームスプリッタに向かう方向のみに光を出射することを特徴とする空中映像表示装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願は、空中映像表示装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

特殊なメガネが不要で、霧などのスクリーンを使用せずに空中に映像を表示することができる空中映像表示装置が知られている。例えば、ビームスプリッタと再帰反射シートとを用いて、映像表示器に表示された映像をビームスプリッタに対して面対称な位置の空間に結像させて映像を表示する空中映像表示装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００９－２５７７６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に示された空中映像表示装置では、映像表示器から出射された光の一部が再帰反射シートの表面で正反射しビームスプリッタを透過するので、空中に表示された映像（以下、空中映像と記す）とその近傍の奥に映像表示器に表示された映像を鏡に映したような虚像とが表示され、空中映像の表示品質を低下させるという課題があった。

【0005】

本願は、上述の課題を解決するためになされたものであり、虚像の発生を抑制する空中映像表示装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本願に開示される空中映像表示装置は、映像表示器と、光を透過または反射させるビームスプリッタと、映像表示器から出射された光を映像表示器からビームスプリッタに向かう方向のみに向かわせる指向性光学素子と、映像表示器から出射されビームスプリッタで反射された光を再帰反射させる再帰反射シートとを備えたことを特徴とする。

【発明の効果】

【0007】

本願に開示される空中映像表示装置は、映像表示器から出射された光を映像表示器からビームスプリッタに向かう方向のみに向かわせる指向性光学素子を備えたので、虚像の発生を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施の形態１による空中映像表示装置の模式図である。

【図2】比較例の空中映像表示装置の模式図である。

【図3】実施の形態２による空中映像表示装置の模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本願を実施するための実施の形態に係る空中映像表示装置について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一符号は同一もしくは相当部分を示している。

【0010】

実施の形態１．
図１は実施の形態１による空中映像表示装置１の模式図である。空中映像表示装置１は、筐体２と、筐体２の内部に配置された映像表示器３と、筐体２の開口部に設けられたビームスプリッタ４と、筐体２の内部に配置された再帰反射シート５と、映像表示器３の表面に設けられた指向性光学素子６とを備えている。映像表示器３は、例えば、ディスプレイである。映像表示器３から出射された光は、指向性光学素子６を通ってビームスプリッタ４に入射し、その一部が反射されて再帰反射シート５に入射する。指向性光学素子６は、映像表示器３から出射された光を映像表示器３からビームスプリッタ４に向かう方向のみに向かわせるものである。再帰反射シート５は、入射した光を入射方向へ反射する特性を有している。再帰反射シート５は、ビームスプリッタ４から入射した光をビームスプリッタ４に向かって反射させる。再帰反射シート５からビームスプリッタ４に向かって反射された光は、一部がビームスプリッタ４を透過する。このようにして、映像表示器３から出射された光は、ビームスプリッタ４を通過して筐体２の外側で結像され、空中映像７となる。観察者８は、この空中映像７を観察することができる。

【0011】

図２は、実施の形態１による空中映像表示装置１の効果を説明するための、比較例の空中映像表示装置の模式図である。図２に示す比較例１０を図１に示す実施の形態１による空中映像表示装置１と比較すると、指向性光学素子６を備えていない。比較例１０の他の構成は、実施の形態１による空中映像表示装置１と同じである。図２に示す比較例１０において、映像表示器３から出射された光が、ビームスプリッタ４に反射され再帰反射シート５に入射し、再帰反射シート５に反射されビームスプリッタ４を透過し、空中映像７となることは、実施の形態１による空中映像表示装置１と同じである。図２に示す比較例１０は指向性光学素子６を備えていないため、映像表示器３から出射された光の一部は、再帰反射シート５に入射される。映像表示器３から再帰反射シート５に入射された光の一部は、再帰反射シート５の表面で正反射し、ビームスプリッタ４を透過して観察者８に届く。このようにして観察者８に届いた光によって、観察者８は虚像９を観察することになる。図２に示す比較例１０においては、観察者８は、空中映像７のさらに奥に虚像９を観察することになる。

【0012】

図１に示した実施の形態１による空中映像表示装置１は、映像表示器３が光を出射する方向を映像表示器３からビームスプリッタ４に向かう方向のみに制限する指向性光学素子６を備えているので、映像表示器３から直接に再帰反射シート５に入射される光が無い。そのため、虚像の発生を抑制することができる。

【0013】

指向性光学素子６は、映像表示器３からビームスプリッタ４に向かう光路の途中であり、再帰反射シート５から空中映像７への光路をさえぎらないところであれば、どこに設けてもよい。指向性光学素子６を映像表示器３の表面に設けることにより、指向性光学素子６の位置決めが容易となり、空中映像表示装置１を小さくすることができる。

【0014】

また、指向性光学素子６を映像表示器３の表面に設け、指向性光学素子６として、映像表示器３から出射された光において、映像表示器３からビームスプリッタ４に向かう方向の光を透過し、映像表示器３からビームスプリッタ４の外側に向かう方向の光を反射するものを用いてもよい。指向性光学素子６は、例えば、正面からの光を透過し斜めからの光を反射するＰＩＣＡＳＵＳ（登録商標）ＶＴを用いてもよい。指向性光学素子６を映像表示器３の表面に設け、指向性光学素子６として、映像表示器３から出射された光において、映像表示器３からビームスプリッタ４に向かう方向の光を透過し、映像表示器３からビームスプリッタ４の外側に向かう方向の光を反射するものを用いることにより、指向性光学素子６に反射された光は映像表示器３に戻されて再利用されるため、結果として映像表示器３からビームスプリッタ４に向かう光が強くなり、空中映像７の輝度が向上する。

【0015】

以上のように、実施の形態１による空中映像表示装置１は、映像表示器３と、光を透過または反射させるビームスプリッタ４と、映像表示器３から出射された光を映像表示器３からビームスプリッタ４に向かう方向のみに向かわせる指向性光学素子６と、映像表示器３から出射されビームスプリッタ４で反射された光を再帰反射させる再帰反射シート５とを備えたので、虚像の発生を抑制することができる。

【0016】

実施の形態２．
図３は、実施の形態２による空中映像表示装置１ａの模式図である。図３に示す実施の形態２による空中映像表示装置１ａを図１に示す実施の形態１による空中映像表示装置１と比較すると、映像表示器３が映像表示器３ａになっており、指向性光学素子６を備えていない。実施の形態２による空中映像表示装置１ａの他の構成は、実施の形態１による空中映像表示装置１と同じである。

【0017】

映像表示器３ａは、映像表示器３ａからビームスプリッタ４に向かう方向のみに光を出射するものであり、実施の形態１おける映像表示器３と指向性光学素子６の両方の機能を兼ね備えたものである。映像表示器３ａは、映像表示器３ａからビームスプリッタ４に向かう方向のみに光を出射するものなので、実施の形態２による空中映像表示装置１ａは実施の形態１による空中映像表示装置１と同じ効果を得ることができるとともに、指向性光学素子６を設置する必要が無く空中映像表示装置１ａを小さくすることができる。

【0018】

本願は、様々な例示的な実施の形態が記載されているが、１つまたは複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、および機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
したがって、例示されていない無数の変形例が、本願に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。

【符号の説明】

【0019】

１、１ａ 空中映像表示装置、２ 筐体、３、３ａ 映像表示器、４ ビームスプリッタ、５ 再帰反射シート、６ 指向性光学素子、７ 空中映像、８ 観察者、９ 虚像、１０ 比較例。

【図1】

【図2】

【図3】