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WO2018097067A1 - 空中映像表示装置 - Google Patents

空中映像表示装置 Download PDF

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WO2018097067A1
WO2018097067A1 PCT/JP2017/041551 JP2017041551W WO2018097067A1 WO 2018097067 A1 WO2018097067 A1 WO 2018097067A1 JP 2017041551 W JP2017041551 W JP 2017041551W WO 2018097067 A1 WO2018097067 A1 WO 2018097067A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
display
aerial
image
display device
imaging plate
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/JP2017/041551
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English (en)
French (fr)
Inventor
藤井　雄一
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Konica Minolta Inc
Original Assignee
Konica Minolta Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Konica Minolta Inc filed Critical Konica Minolta Inc
Publication of WO2018097067A1 publication Critical patent/WO2018097067A1/ja
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Ceased legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/12—Reflex reflectors
    • G02B5/136—Reflex reflectors plural reflecting elements forming part of a unitary body

Definitions

  • the present invention relates to an aerial image display device, for example, an aerial image display device including an imaging plate having a micromirror array structure that forms a real image of an object as an aerial image.
  • an imaging plate having a micromirror array structure forms a real image of an object as an aerial image by reflection twice on mirror surfaces perpendicular to each other.
  • it has a single-layer structure type in which a plurality of orthogonal corner mirrors are arranged, and two layers (a group of parallel mirrors) having a plurality of mirror surfaces parallel to each other.
  • a two-layer structure type in which mirror surfaces are arranged so as to be orthogonal to each other is known.
  • the range in which the aerial image can be observed is limited to a single direction, and the viewing angle is also based on 45 degrees with respect to the surface normal of the imaging plate. Limited to about ⁇ 20 degrees. Therefore, in the conventional aerial image display device that performs single output, the display direction is limited and the number of users is also limited.
  • the present invention has been made in view of such a situation, and an object thereof is to provide a compact aerial image display device capable of displaying aerial images in a plurality of directions.
  • an aerial video display device of the present invention includes a display unit for displaying an image, An imaging plate having a micromirror array structure that is arranged so that the image is located on one surface side and forms a real image of the image as an aerial image in a space on the other surface side;
  • An aerial video display device comprising: Two or more display portions are provided, and at least two of the display portions are arranged at positions facing each other through a surface normal at the center of the imaging plate.
  • aerial images in a plurality of directions while being compact. For example, when used by a plurality of people, a plurality of users can observe different aerial images.
  • FIG. 1 is a schematic diagram schematically showing a first embodiment of an aerial video display device.
  • FIG. The top view which shows typically 2nd Embodiment of an aerial image display apparatus.
  • the top view which shows typically 3rd Embodiment of an aerial image display apparatus.
  • the top view which shows typically 4th Embodiment of an aerial image display apparatus.
  • the top view which shows typically 5th Embodiment of an aerial image display apparatus.
  • the perspective view which shows an example of an imaging plate.
  • FIG. 1 schematically shows a schematic structure of an aerial video display device X1 according to the first embodiment.
  • FIG. 1A is a front view of the aerial video display device X1
  • FIG. 1B is a top view of the aerial video display device X1.
  • the aerial video display device X1 includes two display units 1A and 1B, one flat imaging plate 2, a light shielding frame 3 that holds the imaging plate 2 around, a processor 4, a housing 9, It has.
  • the display units 1A and 1B are arranged at positions facing each other via the surface normal NL at the center of the imaging plate 2 and display images gA and gB, respectively.
  • the imaging plate 2 is arranged so that the images gA and gB are positioned on one surface side, and forms real images of the images gA and gB as aerial images iA and iB in the space on the other surface side.
  • the display units 1A and 1B serving as image sources of the images gA and gB for example, a liquid crystal monitor, an organic EL (Organic Electro-Luminescence) monitor, a combination of a projector and a screen, a combination of a three-dimensional object and a light source, or the like can be used.
  • a personal computer or a television can be used as the processor 4.
  • Display units 1A and 1B are housed in a housing 9 provided with an imaging plate 2. Inside the housing 9, except for the light emitting portions of the display portions 1A and 1B, black or a low reflectance with a reflectance of 10% or less is preferable. By doing so, it is possible to prevent projections other than the images gA and gB due to external light and stray light.
  • FIG. 8 shows an example of the imaging plate 2 partially enlarged.
  • the imaging plate 2 includes a first panel L1 and a second panel L2 each having a plurality of mirror surfaces MS (parallel mirror group) parallel to each other at a predetermined period T (for example, 0.5 mm).
  • Each of the panels L1 and L2 is formed by adhering a plurality of transparent base materials MB having mirror surfaces MS on both sides, and is formed to have a substantially square shape with a side length of, for example, about 200 mm.
  • Each mirror surface MS has a planar shape parallel to the thickness direction of the imaging plate 2.
  • the base material MB is made of a transparent resin (acrylic resin or the like) or glass, and the mirror surface MS is formed by performing sputtering or vapor deposition on the base material MB with a reflective material such as aluminum or silver.
  • the first panel L1 and the second panel L2 are arranged in the thickness direction so that the mirror surfaces MS are orthogonal to each other.
  • the real image of the image gX becomes an aerial image due to twice reflection on the mirror surfaces MS perpendicular to each other in the first and second panels L1 and L2.
  • iX is formed at a plane-symmetrical position with respect to the imaging plate 2. At this time, when the angle of the mirror surface MS with respect to the user's line-of-sight direction on the imaging plate 2 is set to 45 °, the visibility of the aerial image iX can be optimized.
  • the display portions 1A and 1B are arranged on one surface side of the imaging plate 2 shown in FIG. 8 so as to face each other through the surface normal NL as shown in FIG. 1, the image gA is displayed in the space on the other surface side.
  • GB are formed as aerial images iA, iB.
  • the viewers 5A and 5B are assumed as users of the aerial image display device X1
  • the aerial image iA can be seen from the viewer 5A but the aerial image iB cannot be seen
  • the aerial image iB can be seen from the viewer 5B, but the aerial image.
  • iA is not visible. This is because only the light reflected twice by the mirror surfaces MS perpendicular to each other forms the aerial images iA and iB at the plane-symmetric positions of the images gA and gB, respectively.
  • aerial video display in two directions can be performed independently and simultaneously.
  • independent display of contents can be performed on each of the display units 1A and 1B (display switching according to the observation direction), so that the same display is performed on the display units 1A and 1B, so that it is the same for the observers 5A and 5B.
  • the aerial images iA and iB can be shown, and different aerial images iA and iB can be shown to the viewers 5A and 5B by performing different displays on the display units 1A and 1B.
  • the imaging plate 2 to be used is not limited to the two-layer structure type in which the mirror surfaces are arranged to be orthogonal to each other, but may be a single-layer structure type in which a plurality of orthogonal corner mirrors are arranged.
  • FIG. 2 schematically shows a schematic structure of an aerial video display device X2 according to the second embodiment.
  • the display portions 1A and 1B are arranged so that the images gA and gB are parallel to the imaging plate 2, an aerial image formed at a plane-symmetric position of the images gA and gB.
  • iA and iB are also parallel to the imaging plate 2.
  • the angles of the aerial images iA and iB can be arbitrarily set by independently adjusting the arrangement of the display units 1A and 1B.
  • the aerial video display device X1 has two display units 1A and 1B, but the number of display units is not limited to two. If two or more display units are provided and at least two of them are arranged to face each other, aerial video display in a plurality of directions is possible. That is, since the light forming the aerial image iX (FIG. 8) is reflected twice by the mirror surfaces MS perpendicular to each other, aerial image display in three directions or four directions can be set. As an example, FIG. 3 schematically shows a schematic structure of an aerial video display device X3 according to the third embodiment.
  • the aerial image display device X3 includes four display units 1A, 1B, 1C, and 1D, and passes through the vicinity of the center of the imaging plate 2 and is divided by four surface normals parallel to the orthogonal mirror surface MS.
  • One display unit 1A, 1B, 1C, 1D is arranged in the space.
  • FIG. 3A is a top view of the aerial image display device X3 that displays aerial images to the opposing viewers 5B and 5D.
  • FIG. 3B is an aerial image that displays aerial images to the opposing viewers 5A and 5C. It is a top view of image display device X3.
  • any one of the four display units 1A, 1B, 1C, 1D, both the display units 1B, 1D, and both the display units 1A, 1C can be arbitrarily selected at the same time.
  • Image display is possible.
  • simultaneous image display is possible only on the opposing display units, and among the four display units 1A, 1B, 1C, and 1D, a display unit (adjacent to the display unit in the image display state (lighted state)) ( For example, the display units 1A and 1B are in an image non-display state (light-off state).
  • aerial video display can be performed simultaneously in any one direction of the observers 5A, 5B, 5C, and 5D, both directions of the observers 5A and 5C, and both directions of the observers 5B and 5D.
  • aerial image display devices X1 to X3 if two or more display units are provided and at least two of these display units are arranged at positions facing each other via a surface normal at the center of the imaging plate, in addition, it is possible to display aerial images in a plurality of directions while being compact (the same applies to aerial image display devices X4 to X7 described later). For example, when used by a plurality of people, a plurality of users can observe different aerial images. Further, only three or four display units are provided, and the display units are provided in at least three of the four spaces divided by plane normals passing through the vicinity of the center of the imaging plate and parallel to the orthogonal mirror surface.
  • the shape of the imaging plate is not limited to a quadrangle, and may be an octagon with a quadrangular chamfer or a circle.
  • FIG. 4 schematically shows a schematic structure of an aerial video display device X4 according to the fourth embodiment.
  • the aerial video display device X4 includes projectors 6A and 6B that project images gA and gB using screens 7A and 7B as display units.
  • the screen 7A is a heart-shaped three-dimensional screen, and the screen 7B is a rectangular flat screen.
  • the projector 6A that projects the image gA on one screen 7A is closer to the side where the other screen 7B is located than the surface normal NL at the center of the imaging plate 2.
  • the projector 6B that projects the image gB on one screen 7B is disposed on the side where the other screen 7A is located with respect to the surface normal NL at the center of the imaging plate 2.
  • the aerial video display device X4 can display a high brightness aerial video.
  • the projectors 6A and 6B are arranged between the light shielding frame 3 around the imaging plate 2 and the screens 7A and 7B. For this reason, even if light leaks from the projectors 6A and 6B, the light is blocked by the light shielding frame 3, so that it is not directly visible to the viewers 5A and 5B.
  • the apparatus can be made compact. If a three-dimensional object (for example, a flower, an apple, or a doll) such as the screen 7A is used as the display unit, it is possible to perform an aerial image display of the three-dimensional object or an aerial image display of projection mapping.
  • FIG. 5 schematically shows a schematic structure of an aerial video display device X5 according to the fifth embodiment.
  • the aerial image display device X5 uses the surface normal NL at the center of the imaging plate 2 as a reference, and the users existing in the space on the side where the aerial images iA and iB corresponding to the display units 1A and 1B are formed are displayed.
  • the processor 4 displays or hides the display units 1A and 1B by sensing and includes sensors 8A and 8B for sensing the user.
  • the display unit 1A is in an image non-display state (light-off state).
  • the display unit 1B is in an image display state (lighted state). Therefore, the aerial image iA is not formed, and only the aerial image iB is formed.
  • an infrared sensor for example, an infrared sensor, a contact switch, a camera, or the like can be used.
  • the infrared sensor is a human sensor that detects infrared rays radiated from a person
  • the contact sensor is a sensor that detects contact caused by a user's operation or the like.
  • the presence of the user can be detected from captured camera images (for example, camera images subjected to image processing as necessary).
  • the aerial image display device X5 by providing the sensors 8A and 8B for detecting the user, it is possible to display an aerial image according to the user at the detection position. For example, when the observer 5B is detected only by the sensor 8B, only the display unit 1B is turned on, and an aerial image display (such as an advertisement display) according to the direction in which the observer 5B approaches the sensor 8B. It can be carried out. When approaching, an aerial image is suddenly displayed only at that position, so that an aerial image utilizing the features of the imaging plate 2 can be displayed.
  • an aerial image display such as an advertisement display
  • FIG. 6 schematically shows a schematic structure of an aerial video display device X6 according to the sixth embodiment.
  • the aerial video display device X6 has a portable device 13A that exists in a space on the side where the aerial images iA and iB corresponding to the display units 1A and 1B are formed with reference to the surface normal NL at the center of the imaging plate 2.
  • 13B and a user information input unit 10 for example, a camera, a beacon, a Bluetooth (registered trademark) compatible digital device, etc.
  • the processor 4 can select or switch the display contents on the display units 1A, 1B. Done.
  • information recorded in the memory 11 may be used, or information input from the outside of the apparatus by the transmission / reception unit 12 may be used.
  • an aerial image having information related to the user can be shown. That is, the images gA and gB of information relating to different products and services can be displayed on the display units 1A and 1B, respectively, and the aerial images iA and iB can be shown. Therefore, it is possible to carry out advertisement related to products, services, etc. according to the observers 5A, 5B showing the aerial images iA, iB. Similarly, if a game display function is installed in the display units 1A and 1B, the observers 5A and 5B can play different games independently.
  • FIG. 7 schematically shows a schematic structure of an aerial video display device X7 according to the seventh embodiment.
  • the aerial video display device X7 is disposed at a position where the display unit 1C faces the imaging plate 2 and the image gC is directly observed by the observer 5C through the imaging plate 2.
  • the observer 5C can see the image gC from the front direction of the apparatus, and the observers 5A and 5B can also see the aerial images iA and iB, respectively. It is possible to observe.
  • a wider range can be obtained. It can be used and used by many people.
  • the above-described embodiment includes the following characteristic configurations (# 1) to (# 12).
  • An aerial video display device comprising: An aerial video display device comprising two or more display units, wherein at least two of the display units are arranged at positions facing each other through a surface normal at the center of the imaging plate. .
  • the display unit includes only two display units, and the two display units are arranged at positions facing each other through a surface normal at the center of the imaging plate ( # 1) The aerial video display device described.
  • the aerial video display device according to (# 1) wherein a display unit located adjacent to a display unit in an image display state among the three or four display units is in an image non-display state.
  • (# 4) a projector that projects the image using the display unit as a screen;
  • the projector that projects the image on one of the two display units is arranged on the side where the other display unit is located with respect to the surface normal at the center of the imaging plate.
  • the aerial video display device according to any one of (# 1) to (# 3).
  • (# 5) A sensor for detecting a user in a space on the side where an aerial image corresponding to each display unit is formed with reference to the surface normal at the center of the imaging plate, and the sensor detects Then, the aerial image display device according to any one of (# 1) to (# 4), further comprising a processor that displays or hides the display unit.
  • (# 6) The aerial image display device according to (# 5), wherein an infrared sensor is provided as a sensor for detecting the user.
  • (# 7) The aerial image display device according to (# 5) or (# 6), wherein a contact switch is provided as a sensor for detecting the user.
  • (# 8) The aerial video display device according to any one of (# 5) to (# 7), wherein a camera is provided as a sensor for detecting the user.
  • the mobile device existing in the space where the aerial image corresponding to each display unit is formed is sensed and information is input therefrom.
  • the aerial image according to any one of (# 1) to (# 4), further comprising: a user information input unit; and a transmission / reception unit that transmits / receives a communication signal to / from the portable device. Display device.
  • a processor is further provided for selecting or switching display contents on the display unit based on information obtained from the portable device in the user information input unit (# 9). ) The aerial video display device described.
  • At least one of the display units is disposed at a position facing the imaging plate and the image is directly observed through the imaging plate (# 11).
  • the aerial video display device according to any one of 1) to (# 10).
  • the display unit is housed in a housing provided with the imaging plate, and the inside of the housing is black except for the light emitting portion of the display unit or has a low reflectance of 10% or less.
  • the aerial video display device according to any one of (# 1) to (# 11), characterized in that:

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Abstract

本発明の目的は、複数方向へ空中映像を表示することができるコンパクトな空中映像表示装置を提供することにある。 本発明の空中映像表示装置（Ｘ１）は、画像を表示する表示部（１Ａ，１Ｂ）と、前記画像が一方の面側に位置するように配置され、前記画像の実像を他方の面側の空間に空中像として形成するマイクロミラーアレイ構造の結像プレート（２）と、を備えている。前記表示部（１Ａ，１Ｂ）は２つ以上備えられており、そのうちの少なくとも２つの表示部（１Ａ，１Ｂ）が前記結像プレート（２）の中心での面法線を介して対向する位置に配置されている。

Description

空中映像表示装置
　本発明は空中映像表示装置に関するものであり、例えば、物体の実像を空中像として形成するマイクロミラーアレイ構造の結像プレートを備えた空中映像表示装置に関するものである。
　従来より、物体の空中像を形成する様々なタイプの結像プレートが提案されている。なかでも、マイクロミラーアレイ構造を有する結像プレートは、互いに垂直なミラー面での２回反射により、物体の実像を空中像として形成するものである。その主なものして、直交するコーナーミラーが複数配置された単層構造タイプと、互いに平行な複数のミラー面を有する層（平行ミラー群）を２つ有し、その第１層と第２層とでミラー面が互いに直交するように配置された２層構造タイプと、が知られている。
　上記いずれのタイプの結像プレートを用いた場合でも、結像プレートに関して面対称な実像が観察者眼と結像プレートとの間で形成されるため、あたかも空中に物体やディスプレイ映像が浮遊しているかのような表示を行うことができる。このように結像プレートを搭載したさまざまなタイプの空中映像表示装置が従来より提案されている（例えば、特許文献１～３参照。）。
特開２０１４－１４５９３６号公報 ＷＯ２０１２／０７３３６２ 特開２０１４－６７０７１号公報
　しかし、結像プレートを用いた従来の空中映像表示装置では、空中像を観察できる範囲が単一方向にのみ限られ、その視野角も、結像プレートの面法線に対する４５度を基準とした±２０度程度に限られる。したがって、単独出力を行う従来の空中映像表示装置では表示方向が限られてしまい、使用人数にも制限が生じる。
　本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであって、その目的は、複数方向へ空中映像を表示することができるコンパクトな空中映像表示装置を提供することにある。
　上記目的を達成するために、本発明の空中映像表示装置は、画像を表示する表示部と、
　前記画像が一方の面側に位置するように配置され、前記画像の実像を他方の面側の空間に空中像として形成するマイクロミラーアレイ構造の結像プレートと、
　を備えた空中映像表示装置であって、
　前記表示部を２つ以上備えており、そのうちの少なくとも２つの表示部が前記結像プレートの中心での面法線を介して対向する位置に配置されていることを特徴とする。
　本発明によれば、コンパクトでありながら複数方向へ空中映像を表示することが可能である。例えば複数人で使用する場合、複数の使用者がそれぞれ異なった空中映像を観察することも可能である。
空中映像表示装置の第１の実施の形態を模式的に示す概略図。 空中映像表示装置の第２の実施の形態を模式的に示す上面図。 空中映像表示装置の第３の実施の形態を模式的に示す上面図。 空中映像表示装置の第４の実施の形態を模式的に示す上面図。 空中映像表示装置の第５の実施の形態を模式的に示す上面図。 空中映像表示装置の第６の実施の形態を模式的に示す上面図。 空中映像表示装置の第７の実施の形態を模式的に示す上面図。 結像プレートの一例を示す斜視図。
　以下、本発明に係る空中映像表示装置の実施の形態等を、図面を参照しつつ説明する。なお、実施の形態等の相互で同一の部分や相当する部分には同一の符号を付して重複説明を適宜省略する。
　図１に、第１の実施の形態に係る空中映像表示装置Ｘ１の概略構造を模式的に示す。図１（Ａ）は空中映像表示装置Ｘ１の正面図であり、図１（Ｂ）は空中映像表示装置Ｘ１の上面図である。空中映像表示装置Ｘ１は、２つの表示部１Ａ，１Ｂと、１つの平板状の結像プレート２と、結像プレート２を周囲で保持する遮光枠３と、プロセッサー４と、筐体９と、を備えている。表示部１Ａ，１Ｂは、結像プレート２の中心での面法線ＮＬを介して対向する位置に配置されており、画像ｇＡ，ｇＢをそれぞれ表示する。結像プレート２は、画像ｇＡ，ｇＢが一方の面側に位置するように配置されており、画像ｇＡ，ｇＢの実像を他方の面側の空間に空中像ｉＡ，ｉＢとして形成する。
　画像ｇＡ，ｇＢの像源となる表示部１Ａ，１Ｂとしては、例えば、液晶モニター，有機ＥＬ(Organic Electro-Luminescence)モニター，プロジェクターとスクリーンの組み合わせ，立体物と光源の組み合わせ等を用いることができる。プロセッサー４としては、例えば、パーソナルコンピュータ，テレビ等を用いることができる。
　表示部１Ａ，１Ｂは、結像プレート２を備えた筐体９内に収められている。筐体９の内部において、表示部１Ａ，１Ｂの発光部以外は、黒色又は反射率１０％以下の低反射率であることが好ましい。そのようにすれば、外光や迷光によって画像ｇＡ，ｇＢ以外が投影されてしまうのを防ぐことができる。
　図８に、結像プレート２の一例を部分的に拡大して示す。結像プレート２は、互いに平行な複数のミラー面ＭＳ（平行ミラー群）を所定の周期Ｔ（例えば０．５ｍｍ）でそれぞれ有する第１パネルＬ１と第２パネルＬ２からなっている。各パネルＬ１，Ｌ２は、ミラー面ＭＳを両面に有する透明な基材ＭＢが複数接着されたものであり、一辺の長さが例えば約２００ｍｍの略正方形状をなすように形成されている。各ミラー面ＭＳは、結像プレート２の厚み方向に対して平行な平面状をなしている。基材ＭＢは透明な樹脂（アクリル樹脂等）やガラスからなっており、ミラー面ＭＳはアルミニウム，銀等の反射材料で基材ＭＢ上にスパッタや蒸着を行うことにより形成されている。
　第１パネルＬ１と第２パネルＬ２は、ミラー面ＭＳが互いに直交するように、厚み方向に重ねて配置されている。この２層構造のマイクロミラーアレイ構造に、画像ｇＸからの光が入射すると、第１，第２パネルＬ１，Ｌ２における互いに垂直なミラー面ＭＳでの２回反射により、画像ｇＸの実像が空中像ｉＸとして、結像プレート２に関して面対称位置に形成される。このとき、結像プレート２上での使用者の視線方向に対するミラー面ＭＳの角度を４５゜にすると、空中像ｉＸの視認性を最良にすることができる。
　図８に示す結像プレート２の一方の面側に、図１に示すように面法線ＮＬを介して対向させるように表示部１Ａ，１Ｂを配置すると、他方の面側の空間に画像ｇＡ，ｇＢの実像が空中像ｉＡ，ｉＢとして形成される。ここで、空中映像表示装置Ｘ１の使用者として観察者５Ａ，５Ｂを想定すると、観察者５Ａから空中像ｉＡは見えるが空中像ｉＢは見えず、観察者５Ｂから空中像ｉＢは見えるが空中像ｉＡは見えない。これは、互いに垂直なミラー面ＭＳで２回反射された光のみが、画像ｇＡ，ｇＢの面対称位置に空中像ｉＡ，ｉＢをそれぞれ形成するからである。
　したがって、上記のように２つの表示部１Ａ，１Ｂを対向配置させると、２方向への空中映像表示を独立かつ同時に行うことができる。例えば、各表示部１Ａ，１Ｂで独立した内容表示を行うこと（観察方向に応じた表示の切り替え）ができるので、表示部１Ａ，１Ｂで同じ表示を行うことにより、観察者５Ａ，５Ｂに同じ空中像ｉＡ，ｉＢを見せることができ、また、表示部１Ａ，１Ｂで異なる表示を行うことにより、観察者５Ａ，５Ｂに異なる空中像ｉＡ，ｉＢを見せることができる。また、表示部１Ａ，１Ｂの一方のみを表示させることにより、観察者５Ａ，５Ｂの一方のみに空中像ｉＡ，ｉＢを見せることができ、表示部１Ａ，１Ｂの両方を表示させることにより、観察者５Ａ，５Ｂの両方同時に空中像ｉＡ，ｉＢを見せることができる。なお、用いる結像プレート２は、ミラー面が互いに直交するように配置された２層構造タイプに限らず、直交するコーナーミラーが複数配置された単層構造タイプでもよい。
　画像ｇＡ，ｇＢからの光が表示観察側に向いていれば、空中像ｉＡ，ｉＢの角度はそれぞれ任意に設定可能である。その一例として、図２に、第２の実施の形態に係る空中映像表示装置Ｘ２の概略構造を模式的に示す。空中映像表示装置Ｘ２では、画像ｇＡ，ｇＢが結像プレート２に対して平行になるように表示部１Ａ，１Ｂが配置されているため、画像ｇＡ，ｇＢの面対称位置に形成される空中像ｉＡ，ｉＢも結像プレート２に対して平行になっている。このように空中像ｉＡ，ｉＢの角度設定は、表示部１Ａ，１Ｂの配置調整を独立して行うことにより、それぞれ任意に設定可能である。
　空中映像表示装置Ｘ１では２つの表示部１Ａ，１Ｂを有する構成になっているが、表示部は２つに限らない。表示部を２つ以上設けて、そのうちの少なくとも２つを対向配置させれば、複数方向への空中映像表示が可能である。つまり、空中像ｉＸ（図８）を形成する光が互いに垂直なミラー面ＭＳで２回反射されることから、３方向又は４方向への空中映像表示が設定可能である。その一例として、図３に、第３の実施の形態に係る空中映像表示装置Ｘ３の概略構造を模式的に示す。
　空中映像表示装置Ｘ３は、４つの表示部１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄを備えており、結像プレート２の中心付近を通り、直交するミラー面ＭＳに平行な面法線で分割される４つの空間に表示部１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄが１つずつ配置されている。図３（Ａ）は向かい合った観察者５Ｂ，５Ｄに空中映像表示を行う空中映像表示装置Ｘ３の上面図であり、図３（Ｂ）は向かい合った観察者５Ａ，５Ｃに空中映像表示を行う空中映像表示装置Ｘ３の上面図である。
　この空中映像表示装置Ｘ３では、４つの表示部１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄのうちのいずれか１つと、表示部１Ｂ，１Ｄの両方と、表示部１Ａ，１Ｃの両方と、でのみ同時に任意の画像表示が可能である。つまり、同時画像表示は対向する表示部でのみ可能であり、４つの表示部１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄのうち、画像表示状態（点灯状態）にある表示部に隣り合って位置する表示部（例えば、表示部１Ａ，１Ｂ）が画像非表示状態（消灯状態）になる。これは隣の表示部からの迷光（１回反射光，奇数回反射の多重反射光等）が入射して虚像が実像と干渉して見えてしまうのを避けるためである。したがって、観察者５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄのうちのいずれか１方向と、観察者５Ａ，５Ｃの両方向と、観察者５Ｂ，５Ｄの両方向と、で同時に空中映像表示を行うことができる。
　上述した空中映像表示装置Ｘ１～Ｘ３のように、表示部を２つ以上備え、そのうちの少なくとも２つの表示部を、結像プレートの中心での面法線を介して対向する位置に配置すれば、コンパクトでありながら複数方向へ空中映像を表示することが可能である（後述する空中映像表示装置Ｘ４～Ｘ７においても同様である。）。例えば複数人で使用する場合、複数の使用者がそれぞれ異なった空中映像を観察することも可能である。さらに、表示部を３つのみ又は４つのみ備え、結像プレートの中心付近を通り、直交するミラー面に平行な面法線で分割される４つの空間のうちの少なくとも３つの空間に表示部を１つずつ配置し、３つ又は４つの表示部のうち、画像表示状態にある表示部に隣り合って位置する表示部を画像非表示状態にすれば、隣の表示部からの迷光の入射を防ぐことができる。したがって、高品質の空中映像を表示することが可能である。なお、結像プレートの形状は四角形に限らず、四角形を面取りした八角形等でもよく、円形でもよい。
　図４に、第４の実施の形態に係る空中映像表示装置Ｘ４の概略構造を模式的に示す。空中映像表示装置Ｘ４は、表示部をスクリーン７Ａ，７Ｂとして画像ｇＡ，ｇＢを投影するプロジェクター６Ａ，６Ｂを備えている。スクリーン７Ａはハート形状の立体スクリーンであり、スクリーン７Ｂは長方形の平面スクリーンである。２つの表示部をなすスクリーン７Ａ，７Ｂのうち、一方のスクリーン７Ａに画像ｇＡを投影するプロジェクター６Ａが、結像プレート２の中心での面法線ＮＬよりも他方のスクリーン７Ｂが位置する側に配置されており、一方のスクリーン７Ｂに画像ｇＢを投影するプロジェクター６Ｂが、結像プレート２の中心での面法線ＮＬよりも他方のスクリーン７Ａが位置する側に配置されている。
　通常のプロジェクターは高輝度化に適した照明構成を有しているので、空中映像表示装置Ｘ４では高輝度の空中映像表示を行うことが可能である。また、プロジェクター６Ａ，６Ｂは、結像プレート２の周囲の遮光枠３とスクリーン７Ａ，７Ｂとの間に配置されている。このため、プロジェクター６Ａ，６Ｂから光が漏れても遮光枠３で遮られるので、観察者５Ａ，５Ｂに直接見えてしまうことはない。しかも、遮光枠３とスクリーン７Ａ，７Ｂとの空間を有効利用できるため、装置のコンパクト化が可能である。なお、スクリーン７Ａのような立体物（例えば、花，リンゴ，人形等）を表示部として用いれば、立体物の空中映像表示やプロジェクションマッピングの空中映像表示を行うことが可能である。
　図５に、第５の実施の形態に係る空中映像表示装置Ｘ５の概略構造を模式的に示す。空中映像表示装置Ｘ５は、結像プレート２の中心での面法線ＮＬを基準として、各表示部１Ａ，１Ｂに対応する空中像ｉＡ，ｉＢが形成される側の空間に存在する使用者を感知して、表示部１Ａ，１Ｂの表示又は非表示をプロセッサー４で行うものであり、使用者を感知するためにセンサー８Ａ，８Ｂを備えている。図５では、空中像ｉＡ（図１等）が形成される側の空間に使用者が存在していないため、表示部１Ａは画像非表示状態（消灯状態）になっている。一方、空中像ｉＢが形成される側の空間には使用者として観察者５Ｂが存在しているため、表示部１Ｂは画像表示状態（点灯状態）になっている。したがって、空中像ｉＡは形成されず、空中像ｉＢのみ形成される。
　センサー８Ａ，８Ｂとしては、例えば、赤外線センサー，接触スイッチ，カメラ等を用いることができる。赤外線センサーは人から放射した赤外線を検知する人感センサーであり、接触センサーは使用者の操作等による接触を検知するセンサーである。また、センサー８Ａ，８Ｂとしてカメラを用いた場合、撮像したカメラ画像（例えば、必要に応じた画像処理の施されたカメラ画像）から使用者の存在を感知することができる。
　空中映像表示装置Ｘ５では、使用者を感知するセンサー８Ａ，８Ｂを備えることにより、その感知位置での使用者に応じた空中映像表示が可能である。例えば、センサー８Ｂでのみ観察者５Ｂを感知した場合には表示部１Ｂのみを点灯して、センサー８Ｂに対して観察者５Ｂが近づいて来た方向に応じた空中映像表示（広告表示等）を行うことができる。近寄るとその位置でのみ空中映像が突然表示されるため、結像プレート２の特長を活かした空中映像を見せることができる。
　図６に、第６の実施の形態に係る空中映像表示装置Ｘ６の概略構造を模式的に示す。空中映像表示装置Ｘ６は、結像プレート２の中心での面法線ＮＬを基準として、各表示部１Ａ，１Ｂに対応する空中像ｉＡ，ｉＢが形成される側の空間に存在する携帯機器１３Ａ，１３Ｂを感知してそこから情報を入力する使用者情報入力部１０（例えば、カメラ，ビーコン，ブルートゥース（登録商標）対応デジタル機器等）と、携帯機器１３Ａ，１３Ｂとの通信信号の送受信を行う送受信部１２と、を備えている。使用者情報入力部１０で観察者５Ａ，５Ｂの携帯機器１３Ａ，１３Ｂから得た情報（使用者情報等）をもとに、表示部１Ａ，１Ｂでの表示内容の選定又は切り替えがプロセッサー４で行われる。使用者情報，表示内容等としては、メモリー１１に記録されているものを用いてもよく、送受信部１２により装置外部から入力したものを用いてもよい。
　例えば、スマートフォン（携帯機器１３Ａ，１３Ｂ）を持った使用者（観察者５Ａ，５Ｂ）が空中映像表示装置Ｘ６に近づくと、その使用者に関連する情報を有する空中映像を見せることができる。つまり、表示部１Ａ，１Ｂのそれぞれに異なった商品，サービス等に関する情報の画像ｇＡ，ｇＢを表示して、その空中像ｉＡ，ｉＢを見せることができる。したがって、空中像ｉＡ，ｉＢを見せる観察者５Ａ，５Ｂに応じた商品，サービス等に関する広告宣伝を行うことができる。同様に、表示部１Ａ，１Ｂにゲーム表示機能を搭載すれば、観察者５Ａ，５Ｂがそれぞれ異なったゲームを独立に行うことができる。
　図７に、第７の実施の形態に係る空中映像表示装置Ｘ７の概略構造を模式的に示す。空中映像表示装置Ｘ７は、表示部１Ｃが結像プレート２に正対し、かつ、画像ｇＣが結像プレート２を通して観察者５Ｃに直接観察される位置に配置されている。観察者５Ｃが装置正面方向から画像ｇＣを見ることができるとともに、観察者５Ａ，５Ｂも空中像ｉＡ，ｉＢをそれぞれ見ることができるので、３方向への画像表示で３人が異なる映像を同時に観察することが可能である。このように、複数の表示部のうちの少なくとも１つを、結像プレート２に正対させ、かつ、画像が結像プレート２を通して直接観察される位置に配置することにより、より広い範囲での利用や多人数での利用が可能になる。
　以上の説明から分かるように、上述した実施の形態には以下の特徴的な構成（＃１）～（＃１２）等が含まれている。
　（＃１）：画像を表示する表示部と、
　前記画像が一方の面側に位置するように配置され、前記画像の実像を他方の面側の空間に空中像として形成するマイクロミラーアレイ構造の結像プレートと、
　を備えた空中映像表示装置であって、
　前記表示部を２つ以上備えており、そのうちの少なくとも２つの表示部が前記結像プレートの中心での面法線を介して対向する位置に配置されていることを特徴とする空中映像表示装置。
　（＃２）：前記表示部を２つのみ備えており、その２つの表示部が前記結像プレートの中心での面法線を介して対向する位置に配置されていることを特徴とする（＃１）記載の空中映像表示装置。
　（＃３）：前記表示部を３つのみ又は４つのみ備えており、
　前記結像プレートの中心付近を通り、直交するミラー面に平行な面法線で分割される４つの空間のうちの少なくとも３つの空間に前記表示部が１つずつ配置されており、
　前記３つ又は４つの表示部のうち、画像表示状態にある表示部に隣り合って位置する表示部が画像非表示状態になることを特徴とする（＃１）記載の空中映像表示装置。
　（＃４）：前記表示部をスクリーンとして前記画像を投影するプロジェクターを更に備え、
　前記２つの表示部のうち、一方の表示部に前記画像を投影するプロジェクターが、前記結像プレートの中心での面法線よりも他方の表示部が位置する側に配置されていることを特徴とする（＃１）～（＃３）のいずれか１項に記載の空中映像表示装置。
　（＃５）：前記結像プレートの中心での面法線を基準として、各表示部に対応する空中像が形成される側の空間に存在する使用者を感知するセンサーと、そのセンサーが感知すると前記表示部の表示又は非表示を行うプロセッサーと、を更に備えたことを特徴とする（＃１）～（＃４）のいずれか１項に記載の空中映像表示装置。
　（＃６）：前記使用者を感知するセンサーとして赤外線センサーを有することを特徴とする（＃５）記載の空中映像表示装置。
　（＃７）：前記使用者を感知するセンサーとして接触スイッチを有することを特徴とする（＃５）又は（＃６）記載の空中映像表示装置。
　（＃８）：前記使用者を感知するセンサーとしてカメラを有することを特徴とする（＃５）～（＃７）のいずれか１項に記載の空中映像表示装置。
　（＃９）：前記結像プレートの中心での面法線を基準として、各表示部に対応する空中像が形成される側の空間に存在する携帯機器を感知してそこから情報を入力する使用者情報入力部と、前記携帯機器との通信信号の送受信を行う送受信部と、を更に備えたことを特徴とする（＃１）～（＃４）のいずれか１項に記載の空中映像表示装置。
　（＃１０）：前記使用者情報入力部で前記携帯機器から得た情報をもとに、前記表示部での表示内容の選定又は切り替えを行うプロセッサーを更に備えたことを特徴とする（＃９）記載の空中映像表示装置。
　（＃１１）：前記表示部のうちの少なくとも１つが、前記結像プレートに正対し、かつ、前記画像が前記結像プレートを通して直接観察される位置に配置されていることを特徴とする（＃１）～（＃１０）のいずれか１項に記載の空中映像表示装置。
　（＃１２）：前記結像プレートを備えた筐体内に前記表示部が収められており、前記筐体の内部において前記表示部の発光部以外が黒色又は反射率１０％以下の低反射率であることを特徴とする（＃１）～（＃１１）のいずれか１項に記載の空中映像表示装置。
　Ｘ１～Ｘ７　　空中映像表示装置
　１Ａ，１Ｂ　　表示部
　２　　結像プレート
　３　　遮光枠
　４　　プロセッサー
　５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄ　　観察者(使用者)
　６Ａ，６Ｂ　　プロジェクター
　７Ａ，７Ｂ　　スクリーン
　８Ａ，８Ｂ　　センサー（赤外線センサー，接触スイッチ，カメラ）
　９　　筐体
　１０　　使用者情報入力部
　１１　　メモリー
　１２　　送受信部
　１３Ａ，１３Ｂ　　携帯機器
　ｇＸ，ｇＡ，ｇＢ　　画像
　ｉＸ，ｉＡ，ｉＢ　　空中像
　ＮＬ　　法線
　Ｌ１，Ｌ２　　第１，第２パネル
　ＭＳ　　ミラー面
　ＭＢ　　基材

Claims (12)

  1. 　画像を表示する表示部と、
    　前記画像が一方の面側に位置するように配置され、前記画像の実像を他方の面側の空間に空中像として形成するマイクロミラーアレイ構造の結像プレートと、
    　を備えた空中映像表示装置であって、
    　前記表示部を２つ以上備えており、そのうちの少なくとも２つの表示部が前記結像プレートの中心での面法線を介して対向する位置に配置されている空中映像表示装置。
  2. 　前記表示部を２つのみ備えており、その２つの表示部が前記結像プレートの中心での面法線を介して対向する位置に配置されている請求項１記載の空中映像表示装置。
  3. 　前記表示部を３つのみ又は４つのみ備えており、
    　前記結像プレートの中心付近を通り、直交するミラー面に平行な面法線で分割される４つの空間のうちの少なくとも３つの空間に前記表示部が１つずつ配置されており、
    　前記３つ又は４つの表示部のうち、画像表示状態にある表示部に隣り合って位置する表示部が画像非表示状態になる請求項１記載の空中映像表示装置。
  4. 　前記表示部をスクリーンとして前記画像を投影するプロジェクターを更に備え、
    　前記２つの表示部のうち、一方の表示部に前記画像を投影するプロジェクターが、前記結像プレートの中心での面法線よりも他方の表示部が位置する側に配置されている請求項１～３のいずれか１項に記載の空中映像表示装置。
  5. 　前記結像プレートの中心での面法線を基準として、各表示部に対応する空中像が形成される側の空間に存在する使用者を感知するセンサーと、そのセンサーが感知すると前記表示部の表示又は非表示を行うプロセッサーと、を更に備えた請求項１～４のいずれか１項に記載の空中映像表示装置。
  6. 　前記使用者を感知するセンサーとして赤外線センサーを有する請求項５記載の空中映像表示装置。
  7. 　前記使用者を感知するセンサーとして接触スイッチを有する請求項５又は６記載の空中映像表示装置。
  8. 　前記使用者を感知するセンサーとしてカメラを有する請求項５～７のいずれか１項に記載の空中映像表示装置。
  9. 　前記結像プレートの中心での面法線を基準として、各表示部に対応する空中像が形成される側の空間に存在する携帯機器を感知してそこから情報を入力する使用者情報入力部と、前記携帯機器との通信信号の送受信を行う送受信部と、を更に備えた請求項１～４のいずれか１項に記載の空中映像表示装置。
  10. 　前記使用者情報入力部で前記携帯機器から得た情報をもとに、前記表示部での表示内容の選定又は切り替えを行うプロセッサーを更に備えた請求項９記載の空中映像表示装置。
  11. 　前記表示部のうちの少なくとも１つが、前記結像プレートに正対し、かつ、前記画像が前記結像プレートを通して直接観察される位置に配置されている請求項１～１０のいずれか１項に記載の空中映像表示装置。
  12. 　前記結像プレートを備えた筐体内に前記表示部が収められており、前記筐体の内部において前記表示部の発光部以外が黒色又は反射率１０％以下の低反射率である請求項１～１１のいずれか１項に記載の空中映像表示装置。
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