專利名稱：兩點(diǎn)成像光學(xué)設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用具備兩個(gè)成像點(diǎn)的光學(xué)元件的兩點(diǎn)成像光學(xué)設(shè)備。
背景技術(shù)：
作為可以比較的以往技術(shù)，有作為放大率在縱向與橫向中不同的 光學(xué)系統(tǒng)的被稱為"變形光學(xué)系統(tǒng)"(參照非專利文獻(xiàn)1)的技術(shù)。在 變形光學(xué)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)中，使用柱透鏡、復(fù)曲面透鏡(參照非專利文獻(xiàn)
2)等。柱(圓筒面)透鏡是通過(guò)針對(duì)入射光在透鏡的曲率方向上提 供變化，在長(zhǎng)度方向上不提供變化而形成線狀的束的透鏡，廣泛利用 于矯正眼睛、距離計(jì)、半導(dǎo)體激光器等像散，并且通過(guò)實(shí)施反射鍍膜 等，還可以作為柱面鏡而利用于掃描器、傳真機(jī)等中。復(fù)曲面透鏡是 具有一個(gè)或兩個(gè)復(fù)曲面表面的透鏡，復(fù)曲面表面在某子午面內(nèi)具有最 大的折射率，另一方面在相對(duì)該子午面垂直的子午面內(nèi)具有最小的折 射率，被用作散光用眼鏡透鏡等。
非專利文獻(xiàn)l: 「速解光步一工乂7辭典」、P4、才:/卜口二夕 只社、1 9 9 8年發(fā)行
非專利文獻(xiàn)2:辻內(nèi)順平他編、「最新光學(xué)技術(shù)八乂 K:/y夕」、 p 2 2 、朝倉(cāng)書(shū)店、2 0 0 2年發(fā)行
在這樣從以往存在的具有兩個(gè)成像點(diǎn)的以往的光學(xué)元件的情況 下，在將被投影物與前側(cè)焦點(diǎn)的距離設(shè)為Z、將被投影物的像與后側(cè) 焦點(diǎn)的距離設(shè)為Z，、將焦距設(shè)為f時(shí)，式(ZZ， = f2)的關(guān)系成立， 在Z與焦距之間存在反比關(guān)系。另外，在將放大率設(shè)為M時(shí)，式(Z =f/M)的關(guān)系成立，Z與放大率也存在反比關(guān)系。因此，在三維物 體的成像中，伴隨深度變化，發(fā)生非線性的像差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種在縱橫具有不同的成像點(diǎn)的光學(xué)元件，通過(guò)不使 用以往那樣的透鏡而利用多個(gè)鏡面，提供一種利用可以得到此前不存 在的成像方式的新的兩點(diǎn)成像光學(xué)元件的光學(xué)設(shè)備。
即，本發(fā)明的兩點(diǎn)成像光學(xué)設(shè)備的特征在于，具備兩點(diǎn)成像光學(xué) 元件，該兩點(diǎn)成像光學(xué)元件具備以垂直或接近垂直的角度被成為元件 面的兩個(gè)平行的狹窄間隔的平面夾持地配置的、形成平板狀的多個(gè)鏡 面部，以相互平行或接近平行的角度隔離地配置上述多個(gè)鏡面部，使 在該元件面?zhèn)纫约傲硪粋€(gè)元件面?zhèn)确謩e各成〗象一個(gè)配置在上述元件 面的一側(cè)的被投影物的像。
在這樣的結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的兩點(diǎn)成像光學(xué)設(shè)備中的兩點(diǎn)成像光學(xué) 元件中，在從被投影物發(fā)出的光(有時(shí)也為反射光)通過(guò)鏡面部間的
間隙時(shí)在鏡面部反射一次后通過(guò)該光學(xué)元件，從而在兩個(gè)元件面ESl、 ES2的兩側(cè)成像。此處，使用圖1對(duì)兩點(diǎn)成像光學(xué)元件中的成像的原 理進(jìn)行說(shuō)明。在該圖中，示意地示出從視點(diǎn)V觀察時(shí)的由點(diǎn)光源S生 成的兩個(gè)像。在該圖(a)中，示出在一個(gè)鏡面部2中反射的光相對(duì) 該鏡面部2在點(diǎn)光源S的面對(duì)稱位置A處成像，從觀察者的視點(diǎn)V 在該光學(xué)元件1中的一個(gè)元件面ES2側(cè)(在圖示例子中下側(cè))的空間 中觀察到像的樣子。另外，點(diǎn)A與在一個(gè)鏡中映出的像等價(jià)，并且實(shí) 際上光線不會(huì)聚集，而成為虛像。接下來(lái)，在該圖(b)中，示出各 鏡面部2中的公共垂直線位置處的反射的樣子。鏡面中的光線的反射 通過(guò)相對(duì)通過(guò)反射位置的垂直線的線對(duì)稱路徑，所以最終在各鏡面部 2中反射的光通過(guò)作為相對(duì)公共垂直線1的點(diǎn)光源S的線對(duì)稱位置的 點(diǎn)B。由此，在另一個(gè)元件面Esi側(cè)(在圖示例子中上側(cè))的空間中 的點(diǎn)B處生成點(diǎn)光源S的實(shí)像。但是，在作為點(diǎn)光源S的集合的被投 影物為立體的情況下，以深度方向反轉(zhuǎn)的狀態(tài)觀察到作為點(diǎn)B的集合 的實(shí)像。由于同時(shí)生成以上的成像，所以如該圖(c)所示，出現(xiàn)點(diǎn)A 以及點(diǎn)B這兩個(gè)成像點(diǎn)。另外，在從視點(diǎn)V觀察的情況下，在相同方向上觀察到兩個(gè)成像點(diǎn)，所以被觀察成一點(diǎn)。
根據(jù)這樣的本發(fā)明的兩點(diǎn)成像光學(xué)設(shè)備，可以得到能夠進(jìn)行此前 沒(méi)有的像的觀察的新的光學(xué)設(shè)備，具有通過(guò)將多個(gè)鏡面部設(shè)為規(guī)定的 配置的簡(jiǎn)易的結(jié)構(gòu)而在兩個(gè)元件面?zhèn)确謩e具備一個(gè)成像點(diǎn)的兩點(diǎn)成 像光學(xué)元件。另外，本發(fā)明的兩點(diǎn)成像光學(xué)設(shè)備具備上述那樣的兩點(diǎn) 成像光學(xué)元件即可，還包括僅由兩點(diǎn)成像光學(xué)元件構(gòu)成的設(shè)備。
接下來(lái)，對(duì)本發(fā)明中應(yīng)用的兩點(diǎn)成像光學(xué)元件的成像的位置關(guān)系
進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。在圖2中，將被投影物(點(diǎn)光源)設(shè)為S、將觀察者 的視點(diǎn)設(shè)為V、將通過(guò)S和V的直線設(shè)為m、將m與元件的交點(diǎn)設(shè) 為C、將通過(guò)C的鏡面部的垂直線設(shè)為1。其成為各鏡面部的公共垂 直線。如上所述，相對(duì)公共垂直線l與S線對(duì)稱的位置成為B。另外， 將通過(guò)V與B的直線設(shè)為n、將直線n與公共垂直線1的交點(diǎn)設(shè)為D， 成為線段SD-線段DA的直線n上的點(diǎn)成為A。另外，元件面包括 直線l， ^旦包括V、 S、 A的平面無(wú)需與元件面ESl、 Es2垂直。另外， 在考慮與元件面ESl、 Es2平行且包括點(diǎn)光源S的假想的平面P時(shí)，點(diǎn) A存在于平面P上，在考慮相對(duì)元件面與平面P面對(duì)稱位置處的假想 的平面Q時(shí)，點(diǎn)B存在于平面Q上。
接下來(lái)，針對(duì)兩點(diǎn)成像光學(xué)元件的像差，首先，使用圖3對(duì)從視 點(diǎn)V縱、深度方向的像差進(jìn)行說(shuō)明。在該圖中，在點(diǎn)光源S與元件面 Esp Es2平行地移動(dòng)到S，的位置時(shí)，點(diǎn)A與點(diǎn)B分別與元件面ESl、 ES2平行地移動(dòng)到點(diǎn)A，與點(diǎn)B，。即，BB，與SS，為等倍，但AA，與SS， 相比被放大。另外，在點(diǎn)光源S移動(dòng)到與元件面ESl、 Es2接近垂直的 方向的S"的位置時(shí)，點(diǎn)A與點(diǎn)B分別移動(dòng)到點(diǎn)A"與點(diǎn)B"。即，AA" 相對(duì)元件面ESl、 Es2成為傾斜，與SS"相比被放大，但BB"維持與SS" 等倍，BB"的方向與SS"的方向反轉(zhuǎn)。另一方面，使用圖4對(duì)從視點(diǎn) V橫向的像差進(jìn)行說(shuō)明。在點(diǎn)光源S與元件面ESl、 Es2平行地移動(dòng)到 S"，的位置時(shí)，點(diǎn)A與點(diǎn)B分別與元件面ESl、 Es2平行且與公共垂直 線平行地移動(dòng)到點(diǎn)A"，與點(diǎn)B"，。即，AA"，維持與BB"，等倍，但BB"， 與SS"，相比被縮小。此處，在將從元件面Esp Es2到浮見(jiàn)點(diǎn)V為止的距離設(shè)為R、將從元件面Esp Es2到點(diǎn)光源S為止的距離設(shè)為r時(shí)， 這些距離與被投影物的大小的關(guān)系成為下式。 (式l)
B B'" = {(R-r)/(R + r)}S S"，
即，在總結(jié)以上時(shí)，在圖示例子中上側(cè)的元件面Es!的上方的像 在橫向上縮小，在其他兩個(gè)軸向上成為等倍。另一方面，在圖示例子
中下側(cè)的元件面ES2的下方的像在橫向上為等倍，但在其他兩個(gè)軸向
上放大而受到傾斜的線性變換。
另外，在本發(fā)明中，上述"成為元件面的兩個(gè)平行的狹窄間隔的 平面"根據(jù)本發(fā)明的用途、被投影物的大小而不同，是以幾jim到幾 cm的間隔相互接近的平面，但無(wú)需作為具有物理上的實(shí)體的平面而 存在，只要是假想平面即可。例如，在從元件以幾mm 幾cm的近 距離觀察被投影物的像的情況下，上述兩個(gè)平面的間隔優(yōu)選設(shè)為幾 Hm ~幾十在從元件以幾cm 幾m的中距離觀察被投影物的像 的情況下，上述兩個(gè)平面的間隔優(yōu)選設(shè)為幾十nm 幾百nm，在從元 件以幾m~幾十m的遠(yuǎn)距離觀察被投影物的像的情況下，上述兩個(gè)平 面的間隔優(yōu)選i殳為幾百nm ~幾mm。
另外，在本發(fā)明中，上述"垂直或接近垂直的角度…在兩個(gè)…平 面"意味著"相對(duì)兩個(gè)平面正好垂直的角度至距垂直在幾分左右的誤 差范圍內(nèi)的角度"。而且，上述"多個(gè)鏡面部以平行或接近平行的角度" 意味著"所有鏡面部完全平行、或距平行在幾分左右的誤差范圍的角度"。
在上述那樣的本發(fā)明的兩點(diǎn)成像光學(xué)設(shè)備中，為了去除多佘的反 射光而提高被投影物的像的分辨率，優(yōu)選將兩點(diǎn)成像光學(xué)元件中的鏡 面部的背面設(shè)為非鏡面。
在以上那樣的構(gòu)成本發(fā)明的兩點(diǎn)成像光學(xué)設(shè)備的兩點(diǎn)成像光學(xué) 元件中，各鏡面部還可以分割，各鏡面部還可以由分別在大致同一平 面內(nèi)相互隔離地配置的多個(gè)鏡面要素構(gòu)成。各鏡面部可以由長(zhǎng)方形形 狀的鏡構(gòu)成，但如果這樣由朝向被投影物的大致同一平面內(nèi)存在的多個(gè)鏡面要素構(gòu)成一個(gè)鏡面部，則與支撐長(zhǎng)方形形狀的鏡的兩端的情況 相比，可以簡(jiǎn)易地維持多個(gè)鏡面部的平行度、各鏡面部的平面度。另 外，"配置有多個(gè)鏡面要素的大致同一平面"優(yōu)選為多個(gè)鏡面要素完全 處于同一平面內(nèi)的情況，但只要是從同一平面起的平行移動(dòng)、以及幾 分左右的角度誤差范圍，則被容許。
作為更具體的本發(fā)明的兩點(diǎn)成像光學(xué)設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)，可以舉出
可以通過(guò)支撐部以適當(dāng)?shù)淖藙?shì)保持鏡面部的如下結(jié)構(gòu)，具備以垂直
i配置的、形成平板狀的多個(gè)鏡面部；以及:使支撐部，i撐該多個(gè)鏡
面部，使得該多個(gè)鏡面部全部朝向相同方向并且以相互平行或接近平 行的角度隔離，在上述支撐部的背面?zhèn)扰c上述鏡面部對(duì)向配置被投影 物的情況下，使在上述支撐部的表面?zhèn)群捅趁鎮(zhèn)确謩e各成像一個(gè)通過(guò) 上述各鏡面部之間的間隙而在各鏡面部反射的上述被投影物的像。
另夕卜，本發(fā)明的兩點(diǎn)成像光學(xué)設(shè)備為了以適當(dāng)?shù)淖藙?shì)保持且保護(hù) 多個(gè)鏡面部，由沿著上述兩個(gè)元件面夾住上述多個(gè)鏡面部的以相互水 平或接近水平的姿勢(shì)配置的透明硬質(zhì)部件構(gòu)成支撐部。作為硬質(zhì)透明 部件適當(dāng)?shù)牟牧?，例如例示有玻璃、丙烯酸?br> 另外，本發(fā)明的兩點(diǎn)成像光學(xué)設(shè)備作為將兩點(diǎn)成像光學(xué)元件中的 多個(gè)鏡面部形成在作為它們的支撐要素的支撐部?jī)?nèi)的方式，還可以構(gòu) 成為，將支撐部設(shè)為以相互平行或接近平行的角度形成了多個(gè)條狀槽 或狹縫或突起物的某一個(gè)的、由玻璃、丙烯酸等透明硬質(zhì)材料構(gòu)成的 薄板狀的部件，在各條狀槽或狹縫或突起物中將與上述被投影物對(duì)向 的一側(cè)的面設(shè)為上述鏡面部。由此，將兩點(diǎn)成像光學(xué)元件設(shè)為有規(guī)則 地配置了鏡面部的結(jié)構(gòu)而可以簡(jiǎn)易地制作。
根據(jù)同樣的觀點(diǎn)，作為在支撐部自身中形成鏡面部的本發(fā)明的兩 點(diǎn)成像光學(xué)設(shè)備的方式，可以舉出如下的例子將支撐部設(shè)為形成有 在其厚度方向上貫穿的多個(gè)孔部或在厚度方向上突出的透明的多個(gè) 筒狀部的薄板狀的部件，使上述多個(gè)孔部或多個(gè)筒狀部排列成俯視時(shí) 的格子狀，在各孔部或筒狀部中的朝向相同一側(cè)的面中形成反射光的鏡面要素，由形成在大致同一平面內(nèi)的多個(gè)鏡面要素構(gòu)成一個(gè)上述鏡 面部。
在這樣的結(jié)構(gòu)中，在用折射率超過(guò)1的透明的液體或固體來(lái)填充 了上述孔部或筒狀部的內(nèi)部的情況下，可以適當(dāng)?shù)卣{(diào)整觀察被投影物 的像的角度。
另外，可以得到一種光學(xué)設(shè)備，在將被投影物設(shè)為具有動(dòng)作的物 體或影像的情況下，可以使與該被投影物的動(dòng)作對(duì)應(yīng)地動(dòng)作的實(shí)像與 虛像在兩點(diǎn)上成像來(lái)進(jìn)行觀察。
另外，在被投影物各部從元件面起的距離并非恒定或變動(dòng)的情況 下，可以根據(jù)從元件面起的距離，對(duì)被投影物進(jìn)行橫寬即與元件面以 及鏡面部平行的方向的寬度尺寸進(jìn)行放大縮小，從而可以再現(xiàn)正常大 小的實(shí)像。
根據(jù)本發(fā)明的兩點(diǎn)成像光學(xué)設(shè)備，通過(guò)具備使在微小間隔的平行 的兩個(gè)元件面之間以大致垂直的姿勢(shì)設(shè)置的多個(gè)鏡面部大致平行地 排列這樣的筒易結(jié)構(gòu)的兩點(diǎn)成像光學(xué)元件，創(chuàng)造出此前不存在的成像 方式的光學(xué)裝置，其中，使從被投影物發(fā)出的光在各鏡面部反射而在 兩個(gè)元件面?zhèn)确謩e各得到一個(gè)即合計(jì)兩個(gè)像。本發(fā)明中應(yīng)用的兩點(diǎn)成 像光學(xué)元件與以往的變形光學(xué)系統(tǒng)相比特別在三維物體的成像中提 供完全不同的像差，所以對(duì)光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供新的自由度。
另外，根據(jù)上述本發(fā)明的兩點(diǎn)成像光學(xué)設(shè)備，由于如上所述具備 在該設(shè)備的表面背面這兩面映出被投影物的像這樣的特征，所以可以 利用于此前沒(méi)有的成像方式的顯示裝置和展示裝置等中。
特別地，如果將光學(xué)設(shè)備設(shè)為以使元件面以及鏡面部成為垂直的
姿勢(shì)配置了兩點(diǎn)成像光學(xué)元件的結(jié)構(gòu)，則在參照?qǐng)D1 (b)、圖16來(lái) 說(shuō)明時(shí)，通過(guò)自然的姿勢(shì)從視點(diǎn)V觀察的觀察者由于雙眼的離開(kāi)方向 具有相對(duì)元件面Esp Es2垂直的方向的分量，所以易于優(yōu)先觀察到從 點(diǎn)光源S發(fā)出而在各鏡面部2中反射后在作為相對(duì)公共垂直線l的點(diǎn) 光源S的線對(duì)稱位置的點(diǎn)B處成像的像、即在比兩點(diǎn)成像光學(xué)元件更 跟前側(cè)(視點(diǎn)側(cè))浮出的實(shí)像。其中，在被投影物為立體的情況下，以深度方向方向反轉(zhuǎn)的狀態(tài)觀察到該實(shí)像。
另 一方面，在將光學(xué)設(shè)備設(shè)為以使元件面成為水平且使鏡面部成 為垂直的姿勢(shì)配置了兩點(diǎn)成像光學(xué)元件的結(jié)構(gòu)的情況下，在參照?qǐng)D1
(a)來(lái)說(shuō)明時(shí)，通過(guò)自然的姿勢(shì)從視點(diǎn)V觀察的觀察者的雙眼的離 開(kāi)方向與元件平面平行，所以易于優(yōu)先觀察到從點(diǎn)光源S發(fā)出而在一 個(gè)鏡面部2中反射的光相對(duì)該鏡面部2在點(diǎn)光源S的面對(duì)稱位置A處 成像的像、即在兩點(diǎn)成像光學(xué)元件的深處觀察到的虛像。
另外，在本發(fā)明的光學(xué)設(shè)備中，從視點(diǎn)觀察時(shí)在支撐部的背面?zhèn)?與鏡面部對(duì)向配置被投影物，將該被投影物設(shè)為深度方向反轉(zhuǎn)的反轉(zhuǎn) 后的立體物或立體影像，從而特別地可以將對(duì)于在兩點(diǎn)成像光學(xué)元件 的跟前觀察到的被投影物的實(shí)像的深度方向觀察為具有本來(lái)的正確 的深度方向的立體物或立體影像的實(shí)像。


圖1是示出本發(fā)明的兩點(diǎn)成像光學(xué)設(shè)備中應(yīng)用的兩點(diǎn)成像光學(xué)
元件的成像原理的原理圖。
圖2是示出該光學(xué)元件中的成像的位置關(guān)系的原理圖。
圖3是示出該光學(xué)元件中的從視點(diǎn)起的縱、深度像差的原理圖。
圖4是示出該光學(xué)元件中的從視點(diǎn)起的橫像差的原理圖。
圖5是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中應(yīng)用的兩點(diǎn)成像光學(xué)元件的結(jié)
構(gòu)概念圖。
圖6是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的兩點(diǎn)成像光學(xué)設(shè)備的基本結(jié)構(gòu) 概念圖。
圖7是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的兩點(diǎn)成像光學(xué)設(shè)備的基本結(jié)構(gòu) 概念圖。
圖8是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的兩點(diǎn)成像光學(xué)設(shè)備的基本結(jié)構(gòu) 概念圖。
圖9是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的兩點(diǎn)成像光學(xué)設(shè)備的基本結(jié)構(gòu) 概念圖。圖IO是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的兩點(diǎn)成像光學(xué)設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)
概念圖。
圖11是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的兩點(diǎn)成像光學(xué)設(shè)備的基本結(jié)構(gòu) 概念圖。
圖12是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的兩點(diǎn)成像光學(xué)設(shè)備的基本結(jié)構(gòu) 概念圖。
圖13是示出作為圖11所示的實(shí)施方式2的兩點(diǎn)成像光學(xué)設(shè)備的 應(yīng)用例的顯示裝置的圖。
圖14是示出該顯示裝置的兩點(diǎn)成像光學(xué)設(shè)備中的成像方式的概略圖。
圖15是示出作為圖ll所示的實(shí)施方式的兩點(diǎn)成像光學(xué)設(shè)備的應(yīng) 用例的其他顯示裝置的圖。
圖16是示出該顯示裝置的兩點(diǎn)成像光學(xué)設(shè)備中的成像方式的概略圖。
圖17是示出在本發(fā)明的實(shí)施方式中應(yīng)用的光學(xué)元件中的從視點(diǎn) 起的被投影物動(dòng)作時(shí)的橫像差的原理圖。
具體實(shí)施例方式
以下，參照附圖，說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。
圖5示出在本發(fā)明中應(yīng)用的兩點(diǎn)成像光學(xué)元件(以下簡(jiǎn)稱為"光 學(xué)元件，，)1的一個(gè)方式的基本結(jié)構(gòu)概念圖。如該圖所示，光學(xué)元件l 是通過(guò)以使各鏡面部2成為平行并且朝向同一方向的方式在前后方向 上等間隔地排列配置多個(gè)形成平滑的細(xì)長(zhǎng)的長(zhǎng)方形形狀的鏡面部2而 構(gòu)成的。各鏡面部2例如可以由將表面設(shè)為鏡面的薄板狀的鏡部件構(gòu) 成。另外，為了防止鏡面2以外處的多余的反射，優(yōu)選在上述鏡部件 中將鏡面部2的背面設(shè)為非鏡面。在圖示例子中各鏡面部2的上端緣 以及下段緣分別收容于構(gòu)成元件面ESl、 Es2的平面l'、 l，，內(nèi)。各鏡面 部2與上述兩個(gè)平面1，、 l"成為垂直的關(guān)系。
兩個(gè)平面l，、 l"的間隔(換言之鏡面部2的寬度尺寸(在圖示例中為高度方向)，進(jìn)一步換言之元件的厚度)dl是由與鄰接的鏡面部 2、 2彼此之間的間隔d2的關(guān)系決定的。dl/d2之比與該光學(xué)元件1 的最佳觀察角度存在關(guān)系。如果該比的值是l、即dl-d2，則從相對(duì) 透射率成為最大的元件面ESl、 Es2成為45。的方向觀察的作法是最佳 的。如果上述比的值小于1、即dl小于d2，則優(yōu)選從相對(duì)元件面EsP Es2接近平行的淺的角度觀察，另外，如果上述比的值大于1、即dl 大于d2，則從相對(duì)元件面ESl、 Es2接近垂直的深的角度觀察的作法 成為最佳。
另一方面，鄰接的鏡面部2、 2彼此之間的間隔d2決定該光學(xué)元 件1的分辨率。在幾何光學(xué)上，d2越小，分辨率越高，但如果考慮光 的衍射的影響，則d2越小，分辨率越低?？紤]這些兩個(gè)要因來(lái)決定 d2的最佳值。 一般，對(duì)于d2,考慮從光學(xué)元件1起的觀察距離、用 途、被投影物的大小而將其設(shè)定為幾jim 幾cm之間的適當(dāng)?shù)闹担?進(jìn)而考慮最佳觀察角度將與d2對(duì)應(yīng)的dl的值設(shè)定在幾nm 幾cm 之間即可。對(duì)于d2的值，例如在從光學(xué)元件1以幾mm~幾cm的近 距離觀察被投影物的像的情況下，優(yōu)選為幾jim 幾十nm，在以幾 cm ~幾m的中JJ巨離，見(jiàn)察的情況下，優(yōu)選為幾十jim ~幾百(im， 在以 幾m~幾十m的遠(yuǎn)距離觀察的情況下，優(yōu)選為幾百 jim ~幾mm。
另夕卜，即使在針對(duì)以下的各實(shí)施方式的兩點(diǎn)成像光學(xué)系統(tǒng)的說(shuō)明 中未特別說(shuō)明的情況下，在所參照的各圖中也示出元件面ESl、 Es2。 在圖6中，作為利用了上述光學(xué)元件l的本發(fā)明的實(shí)施方式中，示出 兩點(diǎn)成像光學(xué)設(shè)備(以下簡(jiǎn)稱為"光學(xué)設(shè)備")的一個(gè)例子的基本結(jié)構(gòu) 概念圖。該圖所示的光學(xué)設(shè)備10構(gòu)成為用適當(dāng)?shù)闹尾?1、 11支撐 了圖5所示的光學(xué)元件1中的各鏡面部2 (或具備該各鏡面部2的鏡 部件)的兩側(cè)端部。通過(guò)該支撐部ll、 11，以相互平行狀態(tài)排列了各 鏡面部2，并且在圖示例子中維持豎立姿勢(shì)。作為支撐部ll，只要是 發(fā)揮這樣的功能的部件，則形狀和大小等結(jié)構(gòu)沒(méi)有特別限定，可以適 當(dāng)?shù)厥褂冒魻畈考?、板狀部件、線狀部件等。例如，在將棒狀部件或 板狀部件用作支撐部11的情況下，通過(guò)在這些部件的內(nèi)側(cè)面設(shè)置與各鏡面部2平行的槽，并向該槽嵌入各鏡面部2的側(cè)端部，可以保持 鏡面部2的位置以及姿勢(shì)。
圖7是示出利用了上述光學(xué)元件l的光學(xué)設(shè)備的其他例子的結(jié)構(gòu) 概念圖。該圖所示的光學(xué)設(shè)備20構(gòu)成為使兩個(gè)支撐部21、 21分別與 兩個(gè)元件面ESl、 Es2抵接而將各鏡面部2夾入。這些支撐部21、 21 可以由形成薄的平板狀的硬質(zhì)透明部件構(gòu)成。對(duì)于硬質(zhì)透明部件的材 料，可以采用玻璃和丙烯酸等。這樣的支撐部21、 21的向元件面ESl、 Es2的抵接面與各鏡面部2的表面正交。例如在支撐部21、 21的向元 件面ESl、 Es2的抵接面中，開(kāi)槽設(shè)置與各鏡面部2的上端緣以及下段 緣對(duì)應(yīng)的槽，并在該槽中嵌入各鏡面部2的上端部以及下端部，從而 可以保持鏡面部2的位置以及姿勢(shì)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)鏡面部2的保護(hù)。
圖8是示出利用了上述光學(xué)元件1的光學(xué)設(shè)備的其他例子的結(jié)構(gòu) 概念圖。該圖所示的光學(xué)設(shè)備30構(gòu)成為在由硬質(zhì)透明部件構(gòu)成的薄 板狀的支撐部31中，相互平行地形成有貫穿該支撐部31的厚度方向 的多個(gè)狹縫32。而且，在各狹縫32的內(nèi)側(cè)面中，在朝向一個(gè)方向的 面(與未圖示的被投影物對(duì)向的面)中分別形成有鏡面部2。對(duì)于硬 質(zhì)透明部件的材料，可以采用玻璃和丙烯酸等。例如在將丙烯酸用作 硬質(zhì)透明部件的情況下，通過(guò)對(duì)上述各狹縫32的朝向一個(gè)方向的面 實(shí)施鏡面鍍膜，可以得到鏡面部2。另外，根據(jù)上述的理由，優(yōu)選將 鏡面部2的背面設(shè)為非鏡面。此處，該硬質(zhì)透明部件的厚度對(duì)應(yīng)于上 述鏡面部2的寬度尺寸dl即可。所鄰接的狹縫32、 32彼此之間的間 隔如上所述對(duì)應(yīng)于鄰4妄的鏡面部2、 2彼此之間的間隔d2的一半左右 即可。另外，各狹縫32的開(kāi)口寬度例如設(shè)為狹縫32的深度(支撐部 31的厚度)的一半左右。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，通過(guò)對(duì)由一個(gè)部件構(gòu)成的 支撐部31實(shí)施加工，得到光學(xué)設(shè)備30。通過(guò)代替這樣的狹縫32,而 在構(gòu)成支撐部31的透明硬質(zhì)部件中，相互平行地形成不貫穿其厚度 的多個(gè)條狀的槽，并與上迷狹縫32的情況同樣地在各槽的內(nèi)側(cè)面形 成鏡面部2，也可以得到同樣的光學(xué)設(shè)備。
圖9是示出利用了上述光學(xué)元件l的光學(xué)設(shè)備的其他例子的結(jié)構(gòu)概念圖。該圖所示的光學(xué)設(shè)備40構(gòu)成為代替圖8所示的光學(xué)設(shè)備30 的支撐部31中的狹縫32，而相互平行地形成有向構(gòu)成支撐部41的硬 質(zhì)透明部件的一個(gè)面(在圖示例子中上面)突出的多個(gè)細(xì)長(zhǎng)的突起物 42。突起物42可以設(shè)為與支撐部41相同的材料。另外，在各突起物 42的外側(cè)面中，在朝向一個(gè)方向的面(與未圖示的被投影物對(duì)向的面) 中分別形成有鏡面部2。上述鏡面部2可以通過(guò)與上述光學(xué)設(shè)備30的 情況同樣的加工而得到。另外，根據(jù)上述理由，鏡面部2的背面優(yōu)選 為非鏡面。此處，突起物42的突出高度對(duì)應(yīng)于上述鏡面部2的寬度 尺寸dl即可。鄰4妄的突起物42、 42彼此之間的間隔如上所述對(duì)應(yīng)于 鄰接的鏡面部2、 2彼此之間的間隔d2的一半左右即可。另外，突起 物42的鏡面部2的垂直線方向的寬度例如設(shè)為突起物42的高度的一 半左右。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，通過(guò)對(duì)由一個(gè)部件構(gòu)成的支撐部41實(shí)施 加工，而得到光學(xué)設(shè)備40。另外，突起物42還作為薄板狀的支撐部 41的"肋條"發(fā)揮功能，所以對(duì)光學(xué)部件40的強(qiáng)度增強(qiáng)和形狀維持也 作出貢獻(xiàn)。另外，通過(guò)將突起物42設(shè)為形成矩形形狀而筒狀地向上 方開(kāi)口的形狀，并代替在突起物42的外側(cè)面上形成的上述鏡面部2, 而在與該外側(cè)面平行的內(nèi)側(cè)面形成有鏡面部的結(jié)構(gòu)的光學(xué)設(shè)備，也可 以得到與上述光學(xué)設(shè)備40同樣的效果。而且，通過(guò)對(duì)在這樣的光學(xué) 設(shè)備中的筒狀的開(kāi)口連通形成在上述光學(xué)設(shè)備30中的狹縫32、代替 該狹縫32的條狀的槽的方式的光學(xué)設(shè)備，也可以得到具有同樣的效 果的光學(xué)設(shè)備。
圖IO是示出利用了上述光學(xué)元件1的光學(xué)設(shè)備的其他例子的結(jié) 構(gòu)概念圖。該圖所示的光學(xué)設(shè)備50與圖9所示的光學(xué)設(shè)備40的支撐 部41同樣地構(gòu)成為，在由形成平板狀的硬質(zhì)透明部件構(gòu)成的支撐部 51的一個(gè)面中(在圖示例子中為上面)，以在俯視時(shí)形成格子狀(棋 盤格子狀)的方式突出有多個(gè)微細(xì)的長(zhǎng)方體形狀的突起52。而且，在 各突起52中，對(duì)朝向被投影物側(cè)的平滑的外側(cè)面實(shí)施鏡面加工，而 形成鏡面要素2a。另外，根據(jù)上述理由，鏡面要素2a的背面優(yōu)選設(shè) 為非鏡面。而且，由在與被投影物對(duì)向的一個(gè)平面內(nèi)存在并排列成一列的多個(gè)鏡面要素2a，構(gòu)成一個(gè)鏡面部2。此處，各突起52的突出 高度對(duì)應(yīng)于上述鏡面部2的寬度尺寸dl即可。鄰接的列的突起52、 52彼此之間的間隔如上所述對(duì)應(yīng)于鄰接的鏡面部2、 2波此的間隔d2 即可。另外，可以適當(dāng)?shù)卦O(shè)定構(gòu)成同一鏡面部2而鄰接的突起52、 52 彼此之間的間隔，例如可以設(shè)為與上述d2相同的尺寸?？梢詫⑦@樣 的結(jié)構(gòu)的光學(xué)設(shè)備50稱為在多個(gè)突起物52排列的方向上細(xì)分割了上 述光學(xué)設(shè)備40中的突起物42的結(jié)構(gòu)。另外，通過(guò)與上述光學(xué)設(shè)備40 的變形例同樣地，將光學(xué)設(shè)備50的突起部52設(shè)為形成矩形形狀而向 上方開(kāi)口的筒狀部，并在該筒狀部中的朝向被投影物側(cè)的平滑的內(nèi)側(cè) 面中形成有鏡面要素2a的光學(xué)設(shè)備，也可以得到與上述光學(xué)設(shè)備50 同樣的效果。
圖ll是示出利用了上述光學(xué)元件1的光學(xué)設(shè)備的其他例子的結(jié) 構(gòu)概念圖。該圖所示的光學(xué)設(shè)備60構(gòu)成為與圖8所示的光學(xué)設(shè)備30 的支撐部31同樣地，在由形成平板狀的硬質(zhì)材料的部件構(gòu)成的支撐 部61中，以俯視時(shí)形成格子狀(棋盤格子狀)的形式形成有多個(gè)貫 穿其厚度的矩形形狀的微細(xì)的孔部62。而且，在各孔部62中，對(duì)朝 向被投影物側(cè)的平滑的內(nèi)側(cè)面實(shí)施鏡面加工，而形成鏡面要素2a。另 外，根據(jù)上述的理由，鏡面要素2a的背面優(yōu)選設(shè)為非鏡面。而且， 由與被投影物對(duì)向的一個(gè)平面內(nèi)存在并排列成一列的多個(gè)鏡面要素 2a,構(gòu)成一個(gè)鏡面部2。此處，孔部62的深度對(duì)應(yīng)于上述鏡面部2的 寬度尺寸dl即可。鄰接的列的孔部62、 62彼此之間的間隔對(duì)應(yīng)于鄰 接的鏡面部2、 2彼此之間的間隔d2的一半左右即可。另外，還可以 適當(dāng)?shù)卦O(shè)定構(gòu)成同一鏡面部2而鄰接的孔部62、 62彼此之間的間隔， 例如可以設(shè)為上述d2的大約一半的尺寸?？梢詫⑦@樣的結(jié)構(gòu)的光學(xué) 設(shè)備60稱為在多個(gè)狹縫32排列的方向上細(xì)分割了上述光學(xué)設(shè)備30 中的狹縫32的結(jié)構(gòu)。另外，通過(guò)代替這樣的貫通支撐部61的孔部62， 而在構(gòu)成支撐部31的透明硬質(zhì)部件中，格子狀地形成不貫穿其厚度 的有底的孔，并與上述孔部62的情況同樣地在各孔的內(nèi)側(cè)面中形成 鏡面要素2a，也可以得到同樣的光學(xué)設(shè)備。另外，以上敘述的得到兩個(gè)成像點(diǎn)的光學(xué)設(shè)備還可以通過(guò)圖l2
所示的光學(xué)設(shè)備70來(lái)實(shí)現(xiàn)。該光學(xué)設(shè)備70具有與上述光學(xué)設(shè)備W 大致同樣的結(jié)構(gòu)，并將孔部71的正交的兩個(gè)內(nèi)側(cè)面設(shè)為鏡面2b、 2b， 基本上采用如下的使用方法針對(duì)在該光學(xué)設(shè)備70的下方配置的被 投影物，以如下形式進(jìn)行投影，從兩個(gè)鏡面2b、 2b所成的角度的中 心線的方向(圖中箭頭I)朝向這些鏡面2b、 2b，使從該被投影物發(fā) 出的光在兩個(gè)鏡面中各反射一次、即合計(jì)反射兩次，而在光學(xué)設(shè)備70 的上方使被投影物的像浮起。在上述光學(xué)設(shè)備70中，如果設(shè)為以僅 與某一個(gè)鏡面2b對(duì)向(例如圖中箭頭II)的形式配置被投影物，并 與包括該鏡面2b的平面內(nèi)包含的其他孔部71的鏡面2b —起構(gòu)成鏡 面部2 (該鏡面2b起到與上述鏡面要素2a等同的作用)的方式，則 成為與上述光學(xué)設(shè)備60同樣的結(jié)構(gòu)，可以將光學(xué)設(shè)備70用作與光學(xué) 設(shè)備60相同的設(shè)備。
以下，作為上述光學(xué)設(shè)備60的具體的應(yīng)用例，以顯示裝置為例 子，說(shuō)明成像方式和像的觀察狀態(tài)。另外，在此以光學(xué)設(shè)備60為例 子，但即使在上述其他光學(xué)設(shè)備的情況下也相同。圖13所示的顯示 裝置600具備具有遮光性且向上方開(kāi)口的箱體601;從上方塞住該 箱體601的開(kāi)口的蓋體602以及配置在箱體601的內(nèi)部的照明603， 在蓋體602的中央部配置上述光學(xué)設(shè)備60而將其周圍遮光成"口"字 型。在蓋體602的底面?zhèn)龋陨舷路崔D(zhuǎn)的倒立姿勢(shì)，與光學(xué)設(shè)備60 的鏡面部2對(duì)向地配置了作為點(diǎn)光源S的集合的被投影物(在圖示例 子中記載有文字"A，，的紙片)604。照明603被設(shè)置在與被投影物604 對(duì)向的位置，以在向箱體601覆蓋了蓋體602的狀態(tài)下照射被投影物 604。觀察者在顯示裝置600中的被投影物604的斜上方位置設(shè)置視 點(diǎn)V而觀察光學(xué)設(shè)備60。此處，在本例子的顯示裝置600中，采用 如下在光學(xué)設(shè)備60:各鏡面要素2a為100nm四方的正方形形狀、且 前后左右的鏡面要素2a之間的距離也為100jim的結(jié)構(gòu)。
圖14示意地示出由照明603照射并由被投影物604反射的光的 路徑和被投影物604的兩個(gè)像。另外，在該圖中，實(shí)際上鏡面部2的寬度尺寸即元件面ESl、 Es2之間的間隔與^皮投影物和其他物體相比非 常小，所以將光學(xué)設(shè)備60的上面和下面模擬表示成一個(gè)平面。在將 作為被投影物604的文字"A"上的一點(diǎn)(此處文字"A"的頂點(diǎn))設(shè)為 點(diǎn)S而進(jìn)行說(shuō)明時(shí)，如圖1 圖4中說(shuō)明，來(lái)自點(diǎn)S的光在某鏡面部 2 (在如光學(xué)設(shè)備60那樣鏡面部2被分割成多個(gè)鏡面要素2a的情況 下，為這些鏡面要素2a的集合)反射(在圖中用*表示反射點(diǎn))而在 光學(xué)設(shè)備60的下側(cè)的元件面Es2的下方的點(diǎn)A處成像為虛像，在處 于通過(guò)點(diǎn)S的鏡面部2的垂直線上的鏡面要素2a反射而在光學(xué)設(shè)備 60的上側(cè)的元件面Esi的上方的點(diǎn)B處成像為實(shí)像(在該圖中用灰色 表示)。即，在以使光學(xué)設(shè)備60中的鏡面部2成為垂直姿勢(shì)的形式 設(shè)置了該顯示裝置600的情況下，在被投影物604上的點(diǎn)S處反射的 光在鏡面部2中反射時(shí)，橫向的光線束所提供的虛像(光線虛擬地集 中的點(diǎn))是點(diǎn)A，作為與各鏡面部2的公共垂直線l平行的方向的縱 向的光線束所提供的實(shí)像(光線實(shí)際上集中的點(diǎn))是點(diǎn)B。
其中，在從處于顯示裝置600上方的某一點(diǎn)V以單眼觀察時(shí)， 由于點(diǎn)A與點(diǎn)B存在于同一直線上，所以難以區(qū)分。假設(shè)嚴(yán)密地調(diào)整 了焦距的情況下，焦點(diǎn)以點(diǎn)A以及點(diǎn)B的兩個(gè)距離重合。在被投影物 604上的其他點(diǎn)反射之后再在鏡面部2反射的光也在元件面的上下兩 方在分別對(duì)應(yīng)的位置處成像。在這樣得到的文字"A"的像中，對(duì)于下 側(cè)的元件面ES2的下方的像(虛像)，在橫寬中沒(méi)有變化而等倍，但 在縱和深度方向上傾斜地延伸，對(duì)于上側(cè)的元件面Esi的上方的像(實(shí) 像)，在縱和深度方向上沒(méi)有變化而等倍，但橫寬被縮小。其中，在 將上述某一點(diǎn)V作為視點(diǎn)而觀察了這些像的情況下，兩個(gè)像看起來(lái)完 全重疊，而僅觀察到一個(gè)文字"A"的像。另外，在利用雙眼而具有視 差地觀察到的情況下，確認(rèn)下方或上方的像。詳細(xì)而言，在利用具備 將元件面ESl、 Es2設(shè)為水平并將鏡面2設(shè)為垂直的兩點(diǎn)成像光學(xué)元件 1 (參照?qǐng)D6等)的光學(xué)設(shè)備60的情況下，對(duì)于以通常的姿勢(shì)通過(guò)雙 眼來(lái)觀察的觀察者來(lái)說(shuō)，易于以自然狀態(tài)觀察到通過(guò)橫向的光線束在 下側(cè)的元件面ES2的下方成像的虛像。對(duì)于觀察者如果將臉橫起來(lái)等而設(shè)為將雙眼縱向排列的狀態(tài)，則自然地觀察到通過(guò)縱向的光線束在
上側(cè)的元件面Esi的上方成像的實(shí)像。
特別地，在觀察者以將臉豎起來(lái)的自然的姿勢(shì)觀察縱向的光線束 所提供的實(shí)像的情況下，以使元件面Esp Es2與鏡面2成為垂直姿勢(shì) 的形式，配置光學(xué)設(shè)備60中的兩點(diǎn)成像光學(xué)元件1即可。在圖15所 示的例子中，將上述顯示裝置600豎立來(lái)埋入到作為豎立體的壁W 中，4吏上側(cè)的元件面Esi以及蓋體602成為與壁面Ws同一面的垂直 姿勢(shì)。將顯示裝置600豎立的方向設(shè)為各鏡面部2也成為垂直姿勢(shì)的 方向。以圖14為基準(zhǔn)如圖16所示，被投影物604 (將文字"A"向右 側(cè)橫倒)被配置在壁W的內(nèi)側(cè)。由此，如在圖16中放大所示，在觀 察者以自然的姿勢(shì)從壁面Ws的跟前側(cè)的視點(diǎn)V (實(shí)際上通過(guò)雙眼) 觀察時(shí)，雙眼視差相對(duì)元件面ESi成為垂直方向，所以觀察到比元件 面Esi的壁面Ws還處于跟前側(cè)的實(shí)像。另外，該實(shí)像在縱(在圖示 例子中左右方向)和深度方向上沒(méi)有變化而成為等倍，但文字"A"的 橫寬(在圖示例子中上下方向)被縮小，特別在該實(shí)像是立體的情況 下，被觀察成與被投影物604相比深度方向被反轉(zhuǎn)的像。另外，與圖 14的情況相反地，在本例子的情況下當(dāng)觀察者以將臉橫起來(lái)的姿勢(shì)觀 察時(shí)，在壁面Wa的內(nèi)側(cè)觀察到虛像(在圖16中用灰色表示)。
以上，對(duì)觀察平面的被投影物的情況進(jìn)行了說(shuō)明，但還可以同樣 地觀察立體的被投影物的像。但是，在被投影物為立體的情況下，相 對(duì)元件面在與視點(diǎn)相同 一側(cè)的空間中成像的實(shí)像被觀察成深度方向 被反轉(zhuǎn)。另外，對(duì)于相對(duì)元件面在與被投影物相同一側(cè)的空間中成像 的虛像，成為雖然深度未反轉(zhuǎn)，但在深度方向上被延伸的像。
另外，以上將被投影物設(shè)為靜止物(包括靜止圖像)而進(jìn)行了說(shuō) 明，但還可以將被投影物設(shè)為動(dòng)作的物體、影像，在該情況下，作為 運(yùn)動(dòng)的影像可以觀察到被投影物的實(shí)像以及虛像。例如，對(duì)于如圖17 所示被投影物具有相對(duì)元件面ESl、 Es2的垂直方向的動(dòng)作時(shí)的、從某 固定的視點(diǎn)V觀察的橫向的偏差，以圖4為基準(zhǔn)進(jìn)行說(shuō)明。處于線段
SiS2的位置的被投影物(設(shè)為被投影物S^J位于元件面ES2側(cè)的空間中，且從視點(diǎn)V觀察時(shí)觀察到在元件面ESl側(cè)的空間中成像的實(shí)像 B"2。如該圖(a)所示，在被投影物SiS2向從元件面ESlEs2離開(kāi)的 方向垂直地移動(dòng)而移動(dòng)到線段S S2，的位置時(shí)，實(shí)像產(chǎn)生如下的幾何 變化，以從元件面ESlEs2沿垂直方向離開(kāi)的方式從BiB2的位置向 B B2，的位置移動(dòng)而縮小。如果被投影物S^2向靠近元件面EsiEs2的 方向垂直地移動(dòng)，則實(shí)像從B^2的位置以從元件面S^2沿垂直方向 接近的方式移動(dòng)而放大。另外，如該圖(b)所示，即使向被投影物 S^2相對(duì)元件面EstEs2垂直的方向移動(dòng)，為了不使實(shí)像BiB2的大小
變化而可以觀察實(shí)像B ，B2"，例如在被投影物S^2從元件面ES!ES2
遠(yuǎn)離的情況下，以使三角形VB,B2"與三角形VS ，S2"保持相似形的 形式，將被投影物S^2放大至被投影物S,S2"即可。具體而言，在將 從元件面Es!、 Es2到視點(diǎn)V為止的距離設(shè)為R、將從元件面Esn Es2 到被投影物S^2為止的距離設(shè)為r、將從移動(dòng)后的元件面ESl、 Es2到 被投影物S,S2"為止的距離設(shè)為r，時(shí)，移動(dòng)后的被投影物S,S2"的大 小滿足下式即可。 (式2)
S，"S2"H(R麵r)/(R + r" UR + r，)/ (R-r'm"2
這樣，為了自由地進(jìn)行與被投影物的元件面以及鏡面部平行的方 向的寬度的放大縮小，優(yōu)選作為被投影物采用顯示裝置、或采用向屏 幕投影的影像。另外，在從被投影物的各部的元件面起的距離并非恒 定的情況下，通過(guò)預(yù)先根據(jù)從元件面起的距離來(lái)進(jìn)行放大縮小，可以 再現(xiàn)正常的大小。
另外，本發(fā)明不限于上述實(shí)施方式。對(duì)于各部的具體結(jié)構(gòu)，也不 限于上述實(shí)施方式，可以在不脫離本發(fā)明的要旨的范圍內(nèi)進(jìn)行各種變 形。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性
通過(guò)使從配置在光學(xué)元件的背側(cè)的光源中發(fā)出的光在該光學(xué)元 件具備的鏡面部反射，而從某視點(diǎn)觀察時(shí)在該光學(xué)元件的跟前側(cè)成像 實(shí)像并且在背側(cè)成像虛像，而且可以從該視點(diǎn)在一個(gè)直線上觀察到實(shí)像和虛像，由此可以提供具備新的成像方式的光學(xué)元件和新的光學(xué)設(shè) 備，可以作為新的顯示器等而應(yīng)用。
權(quán)利要求
1. 一種兩點(diǎn)成像光學(xué)設(shè)備，其特征在于，具備兩點(diǎn)成像光學(xué)元件，該兩點(diǎn)成像光學(xué)元件具備以垂直或接近垂直的角度被成為元件面的兩個(gè)平行的狹窄間隔的平面夾持地配置的、形成平板狀的多個(gè)鏡面部，以相互平行或接近平行的角度隔離地配置上述多個(gè)鏡面部，使在該元件面?zhèn)纫约傲硪粋€(gè)元件面?zhèn)确謩e各成像一個(gè)配置在上述元件面的一側(cè)的被投影物的像。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩點(diǎn)成像光學(xué)設(shè)備，其特征在于，將 上述鏡面部的背面設(shè)為非鏡面。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2中的任意一項(xiàng)所述的兩點(diǎn)成像光學(xué)設(shè)備， 其特征在于，上述多個(gè)鏡面部由分別在大致同一平面內(nèi)相互隔離地配 置的多個(gè)鏡面要素構(gòu)成。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1~3中的任意一項(xiàng)所述的兩點(diǎn)成像光學(xué)設(shè)備， 其特征在于，具備上述兩點(diǎn)成像光學(xué)元件以及支撐部，該支撐部支撐 該兩點(diǎn)成像光學(xué)元件中的多個(gè)鏡面部，使得該多個(gè)鏡面部全部朝向相 同方向并且以相互平行或接近平行的角度隔離，在上述支撐部的背面?zhèn)扰c上述鏡面部對(duì)向配置被投影物的情況下，使在上述支撐部的表面?zhèn)群捅趁鎮(zhèn)确謩e各成像一個(gè)通過(guò)上述各 鏡面部之間的間隙而在各鏡面部反射的上述被投影物的像。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的兩點(diǎn)成像光學(xué)設(shè)備，其特征在于，上 述支撐部由沿著上述兩個(gè)元件面夾持上述多個(gè)鏡面部的以相互水平 或接近水平的姿勢(shì)配置的透明硬質(zhì)部件構(gòu)成。
6，根據(jù)權(quán)利要求4所述的兩點(diǎn)成像光學(xué)設(shè)備，其特征在于，上 述支撐部是由以相互平行或接近平行的角度形成了多個(gè)條狀槽或狹 縫或突起物中的某一個(gè)的透明硬質(zhì)材料構(gòu)成的薄板狀的部件，在各條 狀槽或狹縫或突起物中將與上述被投影物對(duì)向的一側(cè)的面設(shè)為上述 鏡面部。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的兩點(diǎn)成像光學(xué)設(shè)備，其特征在于，上突出的i明的多個(gè)筒狀部曰的薄板°狀的部件:使上述-多^個(gè)孔部或多;筒 狀部排列成俯視時(shí)的格子狀，在各孔部或筒狀部中的朝向相同一側(cè)的 面中形成反射光的鏡面要素，由形成在大致同一平面內(nèi)的多個(gè)鏡面要 素構(gòu)成一個(gè)上述鏡面部。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的兩點(diǎn)成像光學(xué)設(shè)備，其特征在于，用 折射率超過(guò)1的透明的液體或固體來(lái)填充上述孔部或筒狀部的內(nèi)部。
9. 根據(jù)權(quán)利要求4~8中的任意一項(xiàng)所述的兩點(diǎn)成像光學(xué)設(shè)備， 其特征在于，在上述支撐部的背面?zhèn)扰c上述鏡面部對(duì)向配置上述被投 影物，將該被投影物設(shè)為深度方向反轉(zhuǎn)的反轉(zhuǎn)后的立體物或立體影 像。
10. 根據(jù)權(quán)利要求4~9中的任意一項(xiàng)所述的兩點(diǎn)成像光學(xué)設(shè)備， 其特征在于，在上述支撐部的背面?zhèn)扰c上述鏡面部對(duì)向配置上述被投 影物，將該被投影物設(shè)為具有動(dòng)作的物體或影像。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1~10中的任意一項(xiàng)所述的兩點(diǎn)成像光學(xué)設(shè) 備，其特征在于，將上述被投影物設(shè)為能夠根據(jù)從上述元件面起的距 離對(duì)與該元件面以及上述鏡面部平行的方向的寬度進(jìn)行放大縮小的 物體或影像。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1~11中的任意一項(xiàng)所述的兩點(diǎn)成像光學(xué)設(shè) 備，其特征在于，以使上述元件面以及上述鏡面部成為垂直的姿勢(shì)配 置上述兩點(diǎn)成像光學(xué)元件。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1~11中的任意一項(xiàng)所述的兩點(diǎn)成像光學(xué)設(shè) 備，其特征在于，以使上述元件面成為水平且使上述鏡面部成為垂直 的姿勢(shì)配置上述兩點(diǎn)成像光學(xué)元件。
全文摘要
本發(fā)明提供一種兩點(diǎn)成像光學(xué)設(shè)備，利用得到新的成像方式的成像光學(xué)元件。作為兩點(diǎn)成像光學(xué)元件(1)，具備如下的兩點(diǎn)成像光學(xué)元件，該兩點(diǎn)成像光學(xué)元件具備以垂直或接近垂直的角度被成為元件面的兩個(gè)平行的狹窄間隔的平面(l、l)夾持地配置的、形成平板狀的多個(gè)鏡面部(2)，以相互平行或接近平行的角度隔離地配置多個(gè)鏡面部(2)，使在該元件面?zhèn)纫约傲硪粋€(gè)元件面?zhèn)确謩e各成像一個(gè)配置在元件面的一側(cè)的被投影物的像。
文檔編號(hào)G02B27/02GK101523269SQ20078003701
公開(kāi)日2009年9月2日 申請(qǐng)日期2007年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月2日
發(fā)明者前川聰 申請(qǐng)人:獨(dú)立行政法人情報(bào)通信研究機(jī)構(gòu)