本發(fā)明涉及一種透明顯示物體的技術(shù)，尤其涉及一種為了透明顯示物體而可使用的光學(xué)元件。并且，涉及一種具備其光學(xué)元件的擴(kuò)展光學(xué)元件及燈罩。

背景技術(shù)：

有一種通過在物體的表面投影圖像以提供增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR，Augmented Real ity)或混合現(xiàn)實(shí)(MR，Mixed Reality)的技術(shù)。并且，這些技術(shù)中，將物體后方的圖像(以下，稱為“背景圖像”。)提示在物體的表面，由此存在可難以辨認(rèn)物體的存在的技術(shù)。具體而言，這些技術(shù)中，將相對(duì)于物體周圍的環(huán)境(外部環(huán)境)不協(xié)調(diào)感較少的背景圖像提示(投影等)在物體表面。由此，能夠使物體淹沒于外部環(huán)境。其結(jié)果，能夠淡化物體的存在感(認(rèn)知性地透明化)。

專利文獻(xiàn)1中公開有通過在物體的表面投影多個(gè)背景圖像以認(rèn)知性地使物體透明化的技術(shù)。

另一方面，非專利文獻(xiàn)1中公開有基于組合8個(gè)三角柱棱鏡結(jié)構(gòu)的全反射型光學(xué)偽裝技術(shù)。

以往技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2013-109196號(hào)公報(bào)

非專利文獻(xiàn)

非專利文獻(xiàn)1：Skulls in the Stars，“Physics demonstrations：cloa king device？”Posted on April 25，2013 by skullsinthestars[2014年3月17日搜索]，網(wǎng)絡(luò)<URL：http://skullsinthestars.com/2013/04/25/phys ics-demonstrations-cloaking-device/>

發(fā)明的概要

發(fā)明要解決的技術(shù)課題

圖23及圖24是表示非專利文獻(xiàn)1中所公開的光學(xué)偽裝結(jié)構(gòu)物100的俯視圖及立體圖。在此為組合8個(gè)三角柱棱鏡101a～101h且在中央設(shè)置具有正方形開口的柱狀空間的結(jié)構(gòu)，而且成為從棱鏡101h、101g的一面入射的光Lin在棱鏡內(nèi)重復(fù)全反射并從棱鏡101c、101d的一面輸出的結(jié)構(gòu)。當(dāng)從光出射面?zhèn)扔^察結(jié)構(gòu)100時(shí)，結(jié)構(gòu)物100的中心的空間內(nèi)所插入的物體(圖中為花115)存在于空間內(nèi)的部分(花115的莖)被透明化，而從出射面觀察到置于結(jié)構(gòu)物100的光入射面?zhèn)鹊你U筆116。

然而，非專利文獻(xiàn)1中所公開的光學(xué)偽裝結(jié)構(gòu)物100構(gòu)成為組合8個(gè)三角柱棱鏡，因此操作性很差。棱鏡101h與101g及棱鏡101c與101d是分別以角對(duì)接的方式進(jìn)行配置，因此難以以組合狀態(tài)來保持或移動(dòng)設(shè)置場(chǎng)所等。

本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的，其目的在于提供一種容易保持且設(shè)置的操作性較高的能夠使物質(zhì)透明化的光學(xué)元件。

并且，本發(fā)明的目的在于提供一種具備上述光學(xué)元件的燈罩。

用于解決技術(shù)課題的手段

本發(fā)明的第1光學(xué)元件為具備圍繞具有俯視時(shí)為正方形狀開口的角柱狀空間的4個(gè)內(nèi)壁面、分別與這些內(nèi)壁面平行的4個(gè)外壁面及與正方形狀開口的一個(gè)對(duì)角線垂直且彼此對(duì)置的兩個(gè)外壁面的多角柱狀的透明體，且由彼此對(duì)置的兩個(gè)外壁面之間的距離大于對(duì)角線的透明體構(gòu)成，并且相對(duì)于彼此對(duì)置的兩個(gè)外壁面中的一個(gè)外壁面垂直入射的光，在內(nèi)壁面及外壁面上重復(fù)全反射，最終從彼此對(duì)置的兩個(gè)外壁面中的另一個(gè)外壁面在與入射的光的光軸幾乎相同的軸上出射。

另外，在此，關(guān)于透明體，不僅包含光的透射率為90％以上的透明，還包含透射率為20％左右的半透明，并且從另一個(gè)外壁面觀察元件時(shí)只要具有能夠目視一個(gè)外壁面?zhèn)鹊木吧潭鹊耐腹饴始纯?。即使?duì)特定波長具有吸收或反射，只要總可見區(qū)的透光率成為20％即可。

本發(fā)明的第1光學(xué)元件可以是一體結(jié)構(gòu)，也可以由可分離的多個(gè)部件構(gòu)成。

本發(fā)明的第2光學(xué)元件具有主體部及突出部中的至少一個(gè)，所述主體部，將作為連接面的兩個(gè)角柱體各自的一側(cè)面連接而成，所述兩個(gè)角柱體具備具有45°及135°的內(nèi)角的平行四邊形狀底面且各自的所述平行四邊形狀底面的45°的內(nèi)角彼此及135°的內(nèi)角彼此相鄰；所述突出部，具有從與主體部的連接面對(duì)置的面向外側(cè)突出且與對(duì)置的面平行的面。另外，本說明書中，45°及135°的內(nèi)角可具有±5°的誤差。對(duì)于下述第3光學(xué)元件也相同。

本發(fā)明的第2光學(xué)元件中，優(yōu)選兩個(gè)角柱體為相同形狀。

本發(fā)明的第1光學(xué)元件中，將突出部為長方體的兩個(gè)本發(fā)明的第2光學(xué)元件構(gòu)成為使其突出部彼此相鄰并以對(duì)稱的方式配置組合。

本發(fā)明的第3光學(xué)元件中，具備具有45°及135°的內(nèi)角的平行四邊形狀底面的兩個(gè)角柱體配置成俯視時(shí)構(gòu)成兩個(gè)角柱體各自的45°的內(nèi)角的兩個(gè)邊中的一邊彼此以呈90°角度的方式接觸，并使兩個(gè)角柱體的一側(cè)面彼此呈同一水平面且與平行平板的一面連接而成。

本發(fā)明的第3光學(xué)元件中，優(yōu)選兩個(gè)角柱體為相同形狀。

本發(fā)明的第1光學(xué)元件可構(gòu)成為將兩個(gè)本發(fā)明的第3光學(xué)元件構(gòu)成為與角柱體的一側(cè)面對(duì)置的另一側(cè)面彼此以面對(duì)面的方式對(duì)稱配置。

本發(fā)明的第1～第3光學(xué)元件優(yōu)選折射率為1.41以上。

透明體的材質(zhì)優(yōu)選為丙烯酸、聚碳酸酯、環(huán)烯烴類樹脂及玻璃中的任一個(gè)或這些材質(zhì)中的兩個(gè)以上的混合物。

本發(fā)明的光學(xué)元件可具備覆蓋彼此對(duì)置的兩個(gè)外壁面以外的側(cè)面的遮蔽物。

本發(fā)明的擴(kuò)展光學(xué)元件中，在本發(fā)明的第1光學(xué)元件中組合一個(gè)以上兩個(gè)角柱體為相同形狀的上述第2光學(xué)元件，且彼此對(duì)置的兩個(gè)外壁面中的一個(gè)外壁面及另一個(gè)外壁面擴(kuò)展而成。

本發(fā)明的燈罩具備本發(fā)明的光學(xué)元件及配置在由光學(xué)元件的4個(gè)內(nèi)壁包圍的角柱狀的空間的燈。

本發(fā)明的燈罩中，光學(xué)元件的角柱狀的空間可具備反射來自燈的光的剖面為弧形的反射板。

并且，可具備至少覆蓋光學(xué)元件的4個(gè)外壁面的一部分的反射板和/或擴(kuò)散板。

并且，可具備覆蓋光學(xué)元件的上表面的反射板。

發(fā)明效果

本發(fā)明的第1光學(xué)元件為具備圍繞具有俯視時(shí)為正方形狀開口的角柱狀空間的4個(gè)內(nèi)壁面、分別與這些內(nèi)壁面平行的4個(gè)外壁面及與正方形狀開口的一個(gè)對(duì)角線垂直且彼此對(duì)置的兩個(gè)外壁面的多角柱狀的透明體，且由彼此對(duì)置的兩個(gè)外壁面之間的距離大于對(duì)角線的透明體構(gòu)成，并且彼此對(duì)置的兩個(gè)外壁面之間的距離比正方形狀開口的對(duì)角線長，因此相比以往的由8個(gè)三角柱棱鏡組合構(gòu)成且具備在光的入出射面這兩面分別以棱鏡彼此的角對(duì)接的方式接觸的部分的光學(xué)偽裝結(jié)構(gòu)物，操作性格外優(yōu)異。

另外，若透明體由一個(gè)部件構(gòu)成，則無需組裝，而且操作性提高。即使在由多個(gè)部件構(gòu)成的情況下，由于彼此對(duì)置的兩個(gè)外壁面之間的距離比正方形狀開口的對(duì)角線長，因此部件之間必定構(gòu)成為局部以面接觸的方式組裝，從而結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性優(yōu)異。

本發(fā)明的光學(xué)元件是相對(duì)于彼此對(duì)置的兩個(gè)外壁面中的一個(gè)外壁面垂直入射的光在內(nèi)壁面及外壁面上重復(fù)全反射，最終從彼此對(duì)置的兩個(gè)外壁面中的另一個(gè)外壁面在與入射的光的光軸幾乎相同的軸上出射，因此能夠從另一個(gè)外壁面觀察到一個(gè)外壁面?zhèn)鹊娘L(fēng)景即元件后方的背景圖像。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的光學(xué)元件的第1實(shí)施方式的立體圖。

圖2是圖1所示的光學(xué)元件的俯視圖。

圖3是第1實(shí)施方式的設(shè)計(jì)變更例1的光學(xué)元件的俯視圖。

圖4是第1實(shí)施方式的設(shè)計(jì)變更例2的光學(xué)元件的俯視圖。

圖5是第1實(shí)施方式的設(shè)計(jì)變更例3的光學(xué)元件的俯視圖。

圖6是第1實(shí)施方式的設(shè)計(jì)變更例4的光學(xué)元件的俯視圖。

圖7是第1實(shí)施方式的設(shè)計(jì)變更例5的光學(xué)元件的俯視圖。

圖8是用于說明由兩個(gè)零件構(gòu)成的光學(xué)元件的俯視圖。

圖9A是本發(fā)明的光學(xué)元件的第2實(shí)施方式的立體圖。

圖9B是圖9A所示的光學(xué)元件的俯視圖。

圖10是第2實(shí)施方式的設(shè)計(jì)變更例1的光學(xué)元件的俯視圖。

圖11是第2實(shí)施方式的設(shè)計(jì)變更例2的光學(xué)元件的俯視圖。

圖12是第2實(shí)施方式的設(shè)計(jì)變更例3的光學(xué)元件的俯視圖。

圖13A是表示第3實(shí)施方式的光學(xué)元件的立體圖。

圖13B是表示第3實(shí)施方式的光學(xué)元件的使用方法的一例的俯視圖。

圖13C是表示第3實(shí)施方式的光學(xué)元件的使用方法的另一例的俯視圖。

圖13D是表示第3實(shí)施方式的光學(xué)元件的設(shè)計(jì)變更例1的俯視圖。

圖13E是表示第3實(shí)施方式的光學(xué)元件的設(shè)計(jì)變更例2的俯視圖。

圖14是組合兩個(gè)第3實(shí)施方式的光學(xué)元件而構(gòu)成的光學(xué)元件的俯視圖。

圖15是用于說明圖14所示的光學(xué)元件的使用方式的俯視圖。

圖16是本發(fā)明的光學(xué)元件的第4實(shí)施方式的俯視圖。

圖17是本發(fā)明的光學(xué)元件的第5的實(shí)施方式的俯視圖。

圖18是表示本發(fā)明的燈罩的第1實(shí)施方式的俯視圖。

圖19是表示本發(fā)明的燈罩的第2實(shí)施方式的俯視圖及主視圖。

圖20是表示本發(fā)明的燈罩的第3實(shí)施方式的俯視圖。

圖21是圖20所示的燈罩的立體圖。

圖22是表示本發(fā)明的燈罩的第4實(shí)施方式的俯視圖。

圖23是示意性表示以往技術(shù)的光學(xué)偽裝結(jié)構(gòu)的俯視圖。

圖24是示意性表示以往技術(shù)的光學(xué)偽裝結(jié)構(gòu)的立體圖。

具體實(shí)施方式

以下，參考附圖說明本發(fā)明的實(shí)施方式。

圖1是本發(fā)明的第1實(shí)施方式的光學(xué)元件1的立體圖，圖2是圖1所示的光學(xué)元件1的俯視圖。

如圖1及圖2所示，光學(xué)元件1為具備圍繞具有俯視時(shí)為正方形狀開口的角柱狀的空間11的4個(gè)內(nèi)壁面12a～12d、分別與內(nèi)壁面12a～12d平行的4個(gè)外壁面13a～13d及與正方形狀開口的一個(gè)對(duì)角線垂直且彼此對(duì)置的兩個(gè)外壁面13e、13f的多角柱狀的透明體，且由彼此對(duì)置的兩個(gè)外壁面13e、13f之間的距離B大于正方形狀開口的一個(gè)對(duì)角線的長度A的透明體構(gòu)成。

相對(duì)于彼此對(duì)置的兩個(gè)外壁面13e、13f中的一個(gè)外壁面13e垂直入射的光Lin在內(nèi)壁面12a～12d及外壁面13a～13d上重復(fù)全反射，最終從另一個(gè)外壁面13f出射。詳細(xì)而言，從外壁面13e入射的光被相對(duì)于該外壁面13e傾斜45°形成的內(nèi)壁面12a、12d全反射而光路改變90°。然后，光以45°的角度入射至與內(nèi)壁面12a、12d平行的外壁面13a、13d，并且通過外壁面13a、13d全反射而光路改變90°。光再次以45°的角度入射于外壁面13b、13c，并且在外壁面13b、13c中全反射而光路再次改變90°。然后，光以45°的角度入射至與外壁面13b、13c平行的內(nèi)壁面12b、12c而被全反射，光路改變90°，并從外壁面13f出射。此時(shí)，出射光Lout在與入射于一個(gè)外壁面13e的光Lin的光軸幾乎相同的軸上輸出。

如上所述，由于構(gòu)成為從外壁面13e入射的光從外壁面13f出射，因此若從該光學(xué)元件1的外壁面13f側(cè)直視光學(xué)元件1，則從外壁面13f側(cè)不能觀察(透明化)到配置在角柱狀空間11內(nèi)的物體，而從外壁面13f側(cè)能夠觀察到該光學(xué)元件1的外壁面13d側(cè)的風(fēng)景(背景)。因此，本光學(xué)元件1能夠用作光學(xué)偽裝元件。

在此，將彼此對(duì)置的兩個(gè)外壁面13e、13f中的一個(gè)外壁面13e設(shè)定為光的入射面，將另一個(gè)外壁面13f設(shè)定為出射面，而對(duì)從外壁面13f側(cè)觀察光學(xué)元件1的情形進(jìn)行了敘述，但從一個(gè)外壁面13e側(cè)觀察光學(xué)元件1的情況下，也能夠以同樣的原理觀察到另一個(gè)外壁面13f側(cè)的風(fēng)景。

另外，入射光全反射的內(nèi)壁面12a～12d及外壁面13a～13d的面精度優(yōu)選為入射光波長入以下。在此，作為入射光設(shè)想為可見光，面精度優(yōu)選為約0.4μm以下。若面精度大于入射光波長，則光入射時(shí)出現(xiàn)散射光等而反射率下降，元件的透射性下降。

本實(shí)施方式的光學(xué)元件1為以一個(gè)透明體來一體構(gòu)成的元件，例如能夠通過擠壓成型、注射成型等來制作。只要是成為透明及半透明體的材料且具有折射率大于空氣的折射率的材料即可，但尤其優(yōu)選為折射率1.41以上。例如，優(yōu)選由丙烯酸、聚碳酸酯、環(huán)烯烴類樹脂及玻璃中的任一個(gè)或它們的兩個(gè)以上的材料的混合物構(gòu)成。若為樹脂材料，則價(jià)格便宜且容易形成。

本實(shí)施方式的光學(xué)元件1與以往的組合8個(gè)三角柱棱鏡來構(gòu)成的光學(xué)偽裝結(jié)構(gòu)物比較，操作性非常優(yōu)異。組合8個(gè)三角柱棱鏡的結(jié)構(gòu)其操作性較差，設(shè)置自由度較低。并且，由于局部存在棱鏡的角彼此抵接而連接(以線連接的)的部分，因此穩(wěn)定性方面存在問題。相對(duì)于此，本實(shí)施方式的光學(xué)元件1是一體構(gòu)成的元件，因此不會(huì)出現(xiàn)這種問題。并且，圖2的俯視圖中，透明光學(xué)元件的以斜線示出的部分15是設(shè)定為外壁面13e、13f之間的距離大于正方形狀開口的對(duì)角線而存在的部分，這對(duì)于基于光全反射的進(jìn)路的改變沒有幫助，但通過具備包含這種外壁面13e的長方體部分或包含外壁面13f的長方體部分，能夠用作操作時(shí)的手持部，并且能夠容易地實(shí)現(xiàn)元件的保持及操作。

圖3～圖7中示出設(shè)計(jì)變更例1～5的光學(xué)元件的俯視圖。各圖中，對(duì)與上述實(shí)施方式的光學(xué)元件1相同的要件標(biāo)注相同的符號(hào)并省略詳細(xì)的說明。

圖3所示的設(shè)計(jì)變更例1的光學(xué)元件2與圖1的光學(xué)元件1相比對(duì)置的外壁面13e、13f之間的距離短，外壁面13f側(cè)為俯視時(shí)內(nèi)壁面12b、12c點(diǎn)接觸(實(shí)際上為線接觸)的形狀。

該光學(xué)元件2中，從外壁面13e入射的光Lin也在內(nèi)部重復(fù)全反射并從外壁面13f出射。本例的元件2中在出射光Lout出射的外壁面13f側(cè)不存在光學(xué)元件1中的長方體部分15。但是，由一個(gè)部件(零件)構(gòu)成，并且，在一個(gè)外壁面13d側(cè)具備長方體部分，能夠用作手持部，因此操作性與光學(xué)元件1相同。

如圖4所示的設(shè)計(jì)變更例2的光學(xué)元件3，可加厚內(nèi)壁面12a～12d及外壁面13a～13d的厚度而加寬形成成為入出射面的外壁面13e、13f的寬度。并且，與內(nèi)部中的全反射無關(guān)的部分15的厚度只要是能夠維持結(jié)構(gòu)程度的厚度即可，并且，實(shí)施方式的光學(xué)元件1中為長方體形狀，但在此為梯形柱狀。若為長方體形狀，則使用者容易把持側(cè)面，因此更優(yōu)選。

如本光學(xué)元件3，在成為入出射面的外壁面13e、13f的寬度比內(nèi)部的角柱狀空間11的對(duì)角線寬的情況下，來自外壁面13e的入射光，當(dāng)其直進(jìn)進(jìn)路上不存在內(nèi)壁面時(shí)，直接透射光學(xué)元件3中而從另一個(gè)外壁面13f出射，當(dāng)存在內(nèi)壁面時(shí)，在內(nèi)壁面及與內(nèi)壁面平行的外壁面中重復(fù)全反射，最終從外壁面13f在與入射光相同的軸上出射。

圖5所示的設(shè)計(jì)變更例3的光學(xué)元件4中，與設(shè)置在中央的角柱狀空間11相比，內(nèi)壁面12a～12d與外壁面13a～13d之間的厚度形成為較薄。第1實(shí)施方式的光學(xué)元件1中，從對(duì)置的兩個(gè)外壁面13e、13f中的一個(gè)外壁面13e入射的光構(gòu)成為各內(nèi)壁面及外壁面中，各進(jìn)行一次全反射而從另一個(gè)外壁面13f出射，但本光學(xué)元件4中，入射光在各內(nèi)壁面及外壁面中重復(fù)進(jìn)行多次反射而出射。如此，即使重復(fù)進(jìn)行多次反射，入射光與出射光的光軸也幾乎成為同軸。

圖6所示的設(shè)計(jì)變更例4的光學(xué)元件5具備分別與設(shè)置在中央的角柱狀空間11的兩個(gè)正方形狀開口的對(duì)角線垂直相交的彼此對(duì)置的外壁面13e、13f及16a、16b。

當(dāng)成為入出射面的外壁面13e、13f的寬度較窄時(shí)，在內(nèi)壁面12a、12d上反射的光入射于外壁面13a、13b，但在該光的入射范圍內(nèi)存在相對(duì)于光的行進(jìn)方向以45°傾斜的外壁面13a、13b即可，對(duì)與內(nèi)壁面平行的外壁面上的不需要入射光的反射的部分的形狀并無特別限制，但本例中，具有具備又一個(gè)彼此對(duì)置的兩個(gè)外壁面16a及16b的結(jié)構(gòu)。

本光學(xué)元件5具有相對(duì)于俯視時(shí)位于元件5的中心點(diǎn)的中心軸4旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的形狀，彼此對(duì)置的外壁面16a、16b的關(guān)系與外壁面13e、13f的關(guān)系相同，從一側(cè)入射的光在元件內(nèi)部重復(fù)全反射并從另一側(cè)出射。

圖7所示的設(shè)計(jì)變更例5的光學(xué)元件6為設(shè)置在中央的角柱狀空間11的開口形狀不是正方形而是呈正方形的一對(duì)對(duì)置的兩個(gè)角缺損的六角形。在反射從外壁面13e入射的光的部分具備相對(duì)于外壁面13e傾斜45°的內(nèi)壁面12a、12d，并通過該內(nèi)壁面將入射光的光路改變90°，但只要在光入射的外壁面13e的寬度內(nèi)存在內(nèi)壁面12a、12d即可，成為外壁面13e的寬度外側(cè)的部分的形狀只要不妨礙光的光路的形狀即可，本例中，形成有相對(duì)于外壁面13e垂直的面17a、17b。因此，本發(fā)明中，光學(xué)元件具備圍繞具有俯視時(shí)為正方形狀開口的角柱狀空間的4個(gè)內(nèi)壁面，但如本申請(qǐng)包含開口形狀成為在與反射無關(guān)的部分將正方形一部分缺損的形狀的情形。

上述的第1實(shí)施方式的光學(xué)元件1及其設(shè)計(jì)變更例1～5的光學(xué)元件2～6為由透明的一個(gè)零件(部件)構(gòu)成的元件，但上述光學(xué)元件1～6可由透明的兩個(gè)零件構(gòu)成。而且，光學(xué)元件可由3個(gè)或4個(gè)等多于兩個(gè)的多個(gè)部件構(gòu)成。但是，由于數(shù)量越多操作性越下降，因此尤其優(yōu)選由兩個(gè)以下的部件構(gòu)成。

圖8是與第1實(shí)施方式的光學(xué)元件1相同形狀的光學(xué)元件7～10的俯視圖，但在此光學(xué)元件7～10分別由兩個(gè)零件構(gòu)成。

光學(xué)元件7由在具有L字形平面形狀的柱狀體的端部組合平行平板的第1零件21及具有L字形平面形狀的柱狀體的第2零件22構(gòu)成。

光學(xué)元件8由包含3個(gè)內(nèi)壁面及與這些內(nèi)壁面平行的外壁面的第1零件23和包含一個(gè)內(nèi)壁面及與其內(nèi)壁面平行的外壁面的第2零件24構(gòu)成。

光學(xué)元件9構(gòu)成為兩個(gè)相同形狀的零件30對(duì)稱配置，同樣，光學(xué)元件10構(gòu)成為兩個(gè)相同形狀的零件40對(duì)稱配置。

光學(xué)元件7～10均由兩個(gè)零件(部件)構(gòu)成，任意零件之間必定以面彼此接觸的方式配置。光學(xué)元件7是第1零件21與第2零件22以面7a、7b連接，光學(xué)元件8是第1零件23與第2零件24以面8a、8b連接。同樣，光學(xué)元件9中同一類型的兩個(gè)零件30以面9a、9b連接，光學(xué)元件10中同一類型的兩個(gè)零件40均以面10a、10b連接。將兩個(gè)零件以面接觸的方式組合，因此能夠形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，并且，若零件數(shù)為兩個(gè)，則與一個(gè)零件時(shí)相比操作性也不會(huì)差。并且，當(dāng)在角柱狀空間11插入要遮擋視線的物體時(shí)，能夠以通過兩個(gè)零件夾住物體的方式設(shè)置，因此設(shè)置自由度提高且實(shí)用性增加。例如，即使是柱等固定結(jié)構(gòu)物，若為由兩個(gè)零件構(gòu)成的光學(xué)元件，則能夠配置成在角柱狀空間夾住柱，因此能夠?qū)崿F(xiàn)柱的透明化。在光學(xué)元件由多個(gè)可分離的部件構(gòu)成的情況下，如圖8的光學(xué)元件8～10，只要是各零件局部包含成為手持部的長方體部分15(參考圖1)的元件，操作性高，因此優(yōu)選。

另外，對(duì)如第1實(shí)施方式的設(shè)計(jì)變更例1～5那樣的形狀的透明體，可由不是一體結(jié)構(gòu)的兩個(gè)或三個(gè)以上的零件構(gòu)成。

當(dāng)由兩個(gè)或三個(gè)以上的零件構(gòu)成一個(gè)光學(xué)元件時(shí)，若所有的零件由同一材料構(gòu)成，則光匹配性較高，因此優(yōu)選。并且，如圖7的元件9、10，若為組合相同形狀的零件來構(gòu)成的元件，則僅制作一種形狀的零件即可，用于制作的擠壓成型或注射成型的模型也只需一個(gè)零件用的就足夠的方面考慮，生產(chǎn)率較高。

接著，參考圖9A及圖9B對(duì)第2實(shí)施方式的光學(xué)元件進(jìn)行說明。

圖9A是第2實(shí)施方式的光學(xué)元件30的立體圖，圖9B是圖9A所示的光學(xué)元件30的俯視圖。該光學(xué)元件30為用于構(gòu)成圖8中示出的光學(xué)元件9的一個(gè)零件。

圖9A及圖9B所示的光學(xué)元件30具有主體部及突出部35，所述主體部將作為連接面33的兩個(gè)角柱體31、32各自的一側(cè)面連接而成，所述兩個(gè)角柱體31、32具備具有45°及135°的內(nèi)角的平行四邊形狀底面且形狀相同，并且兩個(gè)角柱體31、32其45°的內(nèi)角彼此及135°的內(nèi)角彼此相鄰，所述突出部35，具有從與主體部的連接面33對(duì)置的面34a、34b向外側(cè)突出且與其對(duì)置的面34a、34b平行的面35a、35b。

另外，兩個(gè)角柱體31、32的45°及135°的內(nèi)角可具有±5°的誤差，即，兩個(gè)角柱體31、32只要是具備具有45°±5°及135°±5°的內(nèi)角的平行四邊形狀的底面的元件即可。

如圖9B所示，該光學(xué)元件30為從外壁面35a入射的光在由兩個(gè)角柱體31、32連接而成的主體部?jī)?nèi)重復(fù)全反射并從外壁面35b出射的結(jié)構(gòu)。由此，以與第1實(shí)施方式的情形同樣的原理，若從外壁面35b直視元件30，則能夠觀察到外壁面35a的風(fēng)景。因此，當(dāng)從外壁面35b觀察元件30時(shí)，配置在L字形壁面內(nèi)側(cè)的物體29被透明化而不能觀察。因此，能夠用作光學(xué)偽裝元件。另外，若角柱體31、32的內(nèi)角從45°及135°偏離，則從一個(gè)外壁面觀察到的另一個(gè)的該壁面?zhèn)鹊南駥?huì)變形，但若偏離±5°左右，則能夠無障礙地使用。

本實(shí)施方式的光學(xué)元件30也可使用單體，但如已經(jīng)敘述般，通過組合兩個(gè)并使突出部35彼此相鄰且對(duì)稱配置能夠構(gòu)成圖8的光學(xué)元件9。

并且，如圖10所示的作為第2實(shí)施方式的設(shè)計(jì)變更例1的光學(xué)元件36，可以是與遮蔽板37組合而可在光學(xué)元件30的L字的內(nèi)側(cè)配置要遮蔽的物體29的結(jié)構(gòu)。另外，代替遮蔽板37可利用房屋及建筑物等的壁面。

而且，如圖11所示的作為第2實(shí)施方式的設(shè)計(jì)變更例2的光學(xué)元件38，可以是在設(shè)計(jì)變更例1中進(jìn)一步配置覆蓋L字外側(cè)的遮蔽板39的結(jié)構(gòu)。

如示意性表示圖10、11的光學(xué)元件36、38，在此也能夠從另一個(gè)壁面35b側(cè)觀察到位于一個(gè)壁面35a的外部的物體，并且能夠使配置在L字形壁面內(nèi)側(cè)的物體29基本上透明化。

圖12是表示第2實(shí)施方式的設(shè)計(jì)變更例3的光學(xué)元件130的俯視圖。圖9～圖11中示出的光學(xué)元件30具備連接相同形狀的兩個(gè)角柱體的主體部，但圖12的光學(xué)元件130為角柱體131、132的形狀不同的例。在此，成為兩個(gè)角柱體131、132的連接面133的各自的一側(cè)面彼此形狀相同。光學(xué)元件130具備由該兩個(gè)角柱體131、132構(gòu)成的主體部及具有從與主體部的連接面133對(duì)置的一側(cè)面134a向外側(cè)突出且與其對(duì)置的面134a平行的面135a的突出部135。

對(duì)于該光學(xué)元件130，如圖12所示，也是從外壁面135a入射的光在由兩個(gè)角柱體131、132連接而成的主體部?jī)?nèi)重復(fù)全反射并從外壁面134b出射的結(jié)構(gòu)。本例中，角柱體131、132為不同形狀即不對(duì)稱，因此壁面135a的像與從另一個(gè)壁面135b觀察的像不同。如圖12所示，在壁面135a側(cè)以圈(○)、叉(×)、三角(△)的順序排列的像在壁面135b側(cè)觀察時(shí)成為×、△、○的順序。

但是，即使是這種結(jié)構(gòu)，也能夠使配置在L字形壁面內(nèi)側(cè)的物體29基本上透明化，能夠用作光學(xué)偽裝元件。

接著，參考圖13A～E及圖14對(duì)第3實(shí)施方式的光學(xué)元件進(jìn)行說明。

圖13A是第3實(shí)施方式的光學(xué)元件48的立體圖，圖13B及圖13C是用于說明圖13A所示的光學(xué)元件的使用例的俯視圖。另外，該光學(xué)元件40也是用于構(gòu)成圖8中示出的光學(xué)元件10的一個(gè)零件。

光學(xué)部件40為如下構(gòu)成的透明部件，即具備具有45°及135°的內(nèi)角的平行四邊形狀底面的相同形狀的兩個(gè)角柱體41、42配置成俯視時(shí)為使各自的45°內(nèi)角彼此以90°角度接觸即構(gòu)成45°內(nèi)角的兩個(gè)邊的一邊彼此以呈90°角的方式接觸，并且各自的一側(cè)面43a、43b呈同一水平面且與平行平板45的一面連接。

另外，兩個(gè)角柱體41、42的45°、135°的內(nèi)角可有±5°的誤差，即，兩個(gè)角柱體41、42為具備具有45°±5°及135°±5°的內(nèi)角的平行四邊形狀的底面的元件即可。

圖13B示出有將與光學(xué)元件40的角柱體41、42的一側(cè)面43a、43b對(duì)置的另一側(cè)面47a、47b貼在壁27的方式配置的狀態(tài)。若在壁27與構(gòu)成光學(xué)元件40的L字的壁面之間配置物體29，則圖13B中從箭頭H觀察平行平板45的另一面46時(shí)，能夠觀察到側(cè)面47a、47b相接的壁27的圖案，而從箭頭H觀察物體29被透明化而觀察不到。若壁27的圖案為橫格(圖中向左右延伸的條紋)等光學(xué)元件40的側(cè)面47a、47b相接的面的圖案為連續(xù)的花紋，則從箭頭H觀察時(shí)不會(huì)產(chǎn)生不協(xié)調(diào)感。因此能夠用作光學(xué)偽裝元件。

另外，若角柱體41、42的內(nèi)角從45°、135°偏離，則從一個(gè)外壁面觀察到的另一個(gè)的該壁面?zhèn)鹊膱D像將會(huì)變形，但若偏離±5°左右，則能夠無障礙地使用。

圖13C示意性示出從箭頭H觀察光學(xué)部件40即觀察側(cè)面47a、47b的情形。當(dāng)從箭頭H觀察時(shí)，配置在光學(xué)部件40的面46側(cè)的兩個(gè)花44在塊內(nèi)全反射的結(jié)果，其像44a成為47a、47b的面。因此，該方式也能夠用作光學(xué)偽裝。

圖13D是表示第3實(shí)施方式的設(shè)計(jì)變更例1的光學(xué)元件140的俯視圖，圖13E是表示第3實(shí)施方式的設(shè)計(jì)變更例2的光學(xué)元件240的俯視圖。

圖13A中示出的光學(xué)元件40具備相同形狀的兩個(gè)角柱體為線對(duì)稱配置的形狀的主體部，但圖13D的光學(xué)元件140是角柱體141、142的形狀不同的例子。在此具有兩個(gè)角柱體141、142的側(cè)面143a、143b呈同一水平面且與平行平板145的一面連接的形狀。角柱體141、142底面的平行四邊形的一組邊(與連接于平行平板的邊不同的邊)的長度不同，角柱體141的側(cè)面147a位于比角柱體142的側(cè)面147b遠(yuǎn)離平行平板145的另一面146的位置。如此，當(dāng)為兩個(gè)角柱體的形狀不同的本光學(xué)元件140時(shí)，也能夠從平行平板145的另一面146觀察到角柱體的側(cè)面147a、147b側(cè)的像，并且在構(gòu)成光學(xué)部件的L字形的壁面的內(nèi)側(cè)配置物體時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)透明化。因此，與圖13A所示的光學(xué)元件40同樣能夠用作光學(xué)偽裝元件。

同樣，圖13E的光學(xué)元件240是角柱體241、242的形狀不同的例子。在此具有兩個(gè)角柱體241、242的側(cè)面243a、243b呈同一水平面且與平行平板245的一面連接的形狀。角柱體241、242底面的平行四邊形的一組邊的長度(與平行平板245的一面連接的邊的長度)不同。如此，當(dāng)為兩個(gè)角柱體的形狀不同的本光學(xué)元件240時(shí)，也能夠從平行平板245的另一面246觀察到角柱體的側(cè)面247a、247b側(cè)的像，并且在構(gòu)成光學(xué)部件的L字形的壁面的內(nèi)側(cè)配置物體時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)透明化。因此，與圖13A所示的光學(xué)元件40同樣能夠用作光學(xué)偽裝元件。

圖14是由兩個(gè)圖13A所示的光學(xué)元件40組合構(gòu)成的光學(xué)元件48的俯視圖。

光學(xué)元件48為對(duì)稱配置兩個(gè)作為零件的光學(xué)元件40并使與角柱體的一側(cè)面43a、43b對(duì)置的另一側(cè)面47a、47b彼此面對(duì)面的結(jié)構(gòu)。

另外，彼此接觸連接兩個(gè)本零件40中的另一側(cè)面47a、47a彼此及47b、47b彼此的結(jié)構(gòu)為圖8的光學(xué)元件10。

本光學(xué)元件48在另一側(cè)面47a彼此之間及又一個(gè)另一側(cè)面47b彼此之間設(shè)置有間隙。如此即使兩個(gè)零件40、40之間存在間隙，若兩者對(duì)置的面47a、47a或面47b、47b相對(duì)于光路垂直配置，則不會(huì)影響光學(xué)偽裝的效果。

能夠在本光學(xué)元件48的零件40、40彼此的間隙設(shè)置快門或插入半透明體。通過設(shè)置快門，可實(shí)現(xiàn)視野的開啟/關(guān)閉。

并且，如圖15所示的上述光學(xué)元件48的設(shè)計(jì)變更例的光學(xué)元件50，在零件40、40之間的一個(gè)間隙且面47a、47a之間插入半透明體52，由此能夠在透射圖像上重疊半透明體52的透射像。例如，當(dāng)作為透明體52插入局部加入蝴蝶55圖案(圖畫)的玻璃板時(shí)，能夠從另一側(cè)零件40的面49b側(cè)觀察到放置在一側(cè)零件40的面49a外部的花54與玻璃板的蝴蝶55重疊的圖像54a、55a。

圖16是表示本發(fā)明的第4實(shí)施方式的光學(xué)元件60的俯視圖。

本光學(xué)元件60由第1實(shí)施方式的光學(xué)元件1(以下，稱為第1元件1。)及第2實(shí)施方式的光學(xué)元件30(以下，稱為第2元件30。)組合而構(gòu)成。在中心配置第1元件1，在其兩側(cè)組合多個(gè)第2元件30，由此能夠?qū)⒃瓉淼娜氤錾涿娴膶挾菷1擴(kuò)大至所期望的寬度F2。本元件60為擴(kuò)展光學(xué)元件的實(shí)施方式。在此，若將第1元件1、沿其入出射面的擴(kuò)大方向配置的第2元件30及第2元件30彼此以隔開1～2μm左右的微小間隙來配置，則間隙部分呈條紋狀，但能夠從出射面60b觀察到入射面60a的寬的范圍。此時(shí)，從入射面60a側(cè)入射于各元件的光均在各元件內(nèi)部重復(fù)全反射并從各元件出射。

當(dāng)?shù)?元件1及第2元件30由相同材料構(gòu)成時(shí)，可在第1元件1與第2元件30之間及第2元件30彼此之間不設(shè)置間隙而以面接觸的方式配置。此時(shí)，從入射面60a側(cè)入射的光直進(jìn)而從出射面60b出射但被第1元件1的內(nèi)壁面反射的部分除外。

圖17是本發(fā)明的第5的實(shí)施方式的光學(xué)元件62的俯視圖。

本光學(xué)元件62具備覆蓋第1實(shí)施方式的光學(xué)元件1的外壁面13a、13b的遮蔽板63及覆蓋外壁面13c、13d的遮蔽板64。通過具備該遮蔽板63、64而遮蔽光學(xué)元件1的端部，能夠進(jìn)一步提高將從外壁面13e觀察光學(xué)元件1時(shí)的配置在內(nèi)部的物體29透明化的視覺效果。

以下，對(duì)本發(fā)明的燈罩的實(shí)施方式進(jìn)行說明。本發(fā)明的燈罩具備上述光學(xué)元件。

圖18中示出第1實(shí)施方式的燈罩的俯視圖。燈罩70由光學(xué)元件1及配置在其中心的角柱狀空間11的燈72構(gòu)成。如圖18所示，來自配置在光學(xué)元件1的內(nèi)部的燈72的光向光學(xué)元件1的左右方向輸出。從光學(xué)元件1的外壁面13f側(cè)可觀察外壁面13e側(cè)的景色，而觀察不到配置在內(nèi)部的燈72。

作為燈72可使用熒光燈、白熾燈及LED等，并無特別限制。

燈罩70將外壁面13f與建筑物的壁等接觸固定而能夠用作間接照明。

圖19是本發(fā)明的第2實(shí)施方式的燈罩75的俯視圖及主視圖。本實(shí)施方式的燈罩75，除了光學(xué)元件1及配置在其中心的角柱狀空間11的燈72以外，還在成為燈72的光的發(fā)散方向的光學(xué)元件1的兩側(cè)配置擴(kuò)散板76，而且具備覆蓋光學(xué)元件1的上表面的反射板78。

通過具備擴(kuò)散板76及反射板78，能夠提高從光學(xué)元件1輸出的光的定向性。

圖20是本發(fā)明的第3實(shí)施方式的燈罩80的俯視圖，圖21是燈罩80的立體圖。本實(shí)施方式的燈罩80，除了光學(xué)元件1及配置在其中心的角柱狀空間11的燈72以外，還具有以擴(kuò)散板76來覆蓋成為燈72的光的發(fā)散方向的光學(xué)元件1的一側(cè)的側(cè)面?zhèn)惹乙苑瓷浒?2來覆蓋另一側(cè)的側(cè)面?zhèn)鹊慕Y(jié)構(gòu)。如此通過具備反射板82及擴(kuò)散板76控制來自配置在光學(xué)元件1的內(nèi)部的燈72的光的發(fā)散方向，并且只在擴(kuò)散板76側(cè)使光發(fā)散。

圖22是本發(fā)明的第4實(shí)施方式的燈罩85的俯視圖。本實(shí)施方式的燈罩85具備光學(xué)元件1、配置在其中心的角柱狀空間11的燈72及反射來自燈的光的剖面為弧形的反射板86。通過在角柱狀空間11插入反射板86，能夠提高由光學(xué)元件1產(chǎn)生的發(fā)散光的定向性。此時(shí)也能夠從光學(xué)元件1的外壁面13f觀察到外壁面13e側(cè)的景色，而配置在內(nèi)部的燈72及反射板86被透明化而不能觀察。

對(duì)上述各燈罩，列舉了具備由一個(gè)部件一體構(gòu)成的光學(xué)元件1的例子，但對(duì)于燈罩可具備由如圖8所示的兩個(gè)零件構(gòu)成的光學(xué)元件。并且，光學(xué)元件的形狀也并不限定于光學(xué)元件1的形狀。例如，圖12及圖13所示的第2實(shí)施方式的光學(xué)元件的設(shè)計(jì)變更例中，配置燈來代替要透明化的物體29，由此能夠用作燈罩。