本發(fā)明涉及具有多個光反射面(反射鏡)且能夠根據(jù)對象物(圖像)在空中形成立體像(圖像)的圖像顯示裝置和圖像顯示方法。

背景技術(shù)：

以往，作為顯示立體圖像的裝置和方法，公知有專利文獻1所記載的立體像的顯示裝置以及專利文獻2所記載的光學(xué)成像裝置及其方法。在專利文獻1所記載的技術(shù)中，使多個二面角反射器呈格子狀排列，使各二面角反射器的一個面所反射的光在該正交面處進行反射，而在顯示裝置的相反側(cè)的面上使立體像形成為實像。

并且，在專利文獻2所記載的光學(xué)成像裝置中，使具有多個平面光反射部的第1光控制面板和第2光控制面板以各自的平面光反射部正交的方式排列，使配置于正面背面的一側(cè)的立體像作為實像形成于另一側(cè)，所述平面光反射部為帶狀且與正面背面正交。

并且，在專利文獻3中公開了如下的立體像顯示裝置：將多個用作回歸反射體的由透明體(玻璃、塑料)構(gòu)成的角隅棱鏡(立方角體)呈平面狀排列，并且將該頂部切口而成為投光口，在受光口中形成半反射鏡，而在空中形成立體像。

專利文獻1：日本特開2009-300623號公報

專利文獻2：WO2009/131128號公報

專利文獻3：專利第5466793號公報

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的課題

在專利文獻1所記載的立體像的顯示裝置中，由于使用多個二面角反射器陣列，因此存在制造困難、以及因為整體上使用的光量容易不足而難以得到明亮的圖像等問題。

并且，在專利文獻2所記載的技術(shù)中，由于使用分別具有多個帶狀的平面光反射部的第1光控制面板和第2光控制面板，因此在現(xiàn)階段存在制造成本很高的問題。

并且，在專利文獻3所記載的立體像顯示裝置中，存在如下的問題。1)由于將多個微小的角隅棱鏡排列而構(gòu)成，因此高精度型的制造很困難。2)此外，在角隅棱鏡的頂部具有切口，有時從該切口通過半反射鏡能夠看到對象物。3)由于使用半反射鏡和將頂部切口出一部分得到的投光口，因此很難使所形成的圖像變亮。

本發(fā)明是鑒于該情況而完成的，其目的在于，提供如下的圖像顯示裝置和圖像顯示方法：制造比較容易，即使直視也不會看到對象物，此外所形成的圖像更亮。

用于解決課題的手段

依據(jù)上述目的的第1發(fā)明的圖像顯示裝置使來自位于一側(cè)的圖像A的光線入射，而在另一側(cè)成像為圖像B，該圖像顯示裝置具有：第1光反射面和第2光反射面，它們在正交狀態(tài)下連續(xù)地形成；第3光反射面，其與該第1光反射面和該第2光反射面分別正交地垂直配置；以及第4光反射面，其與所述第1光反射面和所述第2光反射面鄰近地水平配置，1)來自所述圖像A的光線在構(gòu)成回歸反射體的所述第1光反射面、所述第2光反射面和所述第3光反射面上反射，由所述第4光反射面改變方向而成像出所述圖像B，或者2)來自所述圖像A的光線由所述第4光反射面改變方向，而由構(gòu)成回歸反射體的所述第1光反射面、所述第2光反射面和所述第3光反射面反射從而成像出所述圖像B。

在第1發(fā)明的圖像顯示裝置中，優(yōu)選所述第1光反射面和所述第2光反射面在俯視觀察時呈矩形且長條的第1透明體的下部形成為三角波狀，所述圖像顯示裝置具有與所述第1透明體鄰接的第2透明體，所述第4光反射面形成于俯視觀察時呈矩形且長條的所述第2透明體的中間位置或者頂部位置，所述第3光反射面設(shè)置于所述第1透明體的側(cè)面。

在第1發(fā)明的圖像顯示裝置中，也可以是，所述第1透明體以所述第3光反射面為中心朝向相反方向配置而形成復(fù)合塊，在隔著間隙而配置的所述復(fù)合塊之間配置有所述第2透明體。

并且，在第1發(fā)明的圖像顯示裝置中，也可以是，所述第1透明體與所述第2透明體交替地排列配置。

在第1發(fā)明的圖像顯示裝置中，優(yōu)選通過所述第1光反射面和所述第2光反射面而形成于所述第1透明體的下部的谷部由透明樹脂或者透明玻璃填充，所述第1透明體呈長方體狀。

在第1發(fā)明的圖像顯示裝置中，優(yōu)選所述第1光反射面、所述第2光反射面、所述第3光反射面和所述第4光反射面通過金屬的蒸鍍處理而形成，但也可以通過鍍覆、濺射、貼膜等形成。

在依據(jù)所述目的的第2發(fā)明的圖像顯示方法中，使來自圖像A的光線向由第1光反射面和第2光反射面以及第3光反射面形成的回歸反射體入射，使來自所述回歸反射體的反射光進一步被第4光反射面改變方向，而在其他的位置成像出圖像B，其中，該第1光反射面和該第2光反射面相互正交且截面形成為直角三角波狀，該第3光反射面與該第1光反射面和該第2光反射面分別正交。

在第2發(fā)明的圖像顯示方法中，優(yōu)選所述第3光反射面垂直地形成，所述第4光反射面水平地形成。

并且，在以上的圖像顯示裝置和圖像顯示方法中，優(yōu)選第1光反射面和第2光反射面分別使用傾斜反射鏡，作為第3光反射面使用垂直反射鏡，作為第4光反射面使用水平反射鏡，但第1光反射面、第2光反射面、第3光反射面和第4光反射面不限于該狀態(tài)。

在本發(fā)明的圖像顯示裝置和圖像顯示方法中，采用具有如下的部件的簡單的結(jié)構(gòu)：第1光反射面、第2光反射面和第3光反射面，其構(gòu)成使用角隅棱鏡的回歸反射體；以及第4光反射面，其改變來自回歸反射體的反射光、或者改變?nèi)肷涔庀蚧貧w反射體入射的方向，因此能夠使第1光反射面、第2光反射面、第3光反射面和第4光反射面規(guī)則地排列配置，能夠比較廉價地制造出裝置整體。

特別是當(dāng)在第1透明體和第2透明體中形成第1光反射面、第2光反射面、第3光反射面和第4光反射面而進行組裝制造時，能夠更容易且高精度地制造。

并且，即使正面觀察圖像顯示裝置，也不存在呈直線狀貫穿正面背面的光線，因此在觀察圖像B的情況下，不會看到圖像A。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的第1實施例的圖像顯示裝置的說明圖，(A)是側(cè)視圖，(B)是俯視圖，(C)是主視圖。

圖2是本發(fā)明的第1實施例的圖像顯示裝置的動作說明圖。

圖3是本發(fā)明的第1實施例的圖像顯示裝置的動作說明圖。

圖4是示出本發(fā)明的第1實施例的圖像顯示裝置的另一使用例的說明圖。

圖5是本發(fā)明的第2實施例的圖像顯示裝置的說明圖，(A)是第1透明體的主視圖，(B)是第1透明體的側(cè)視圖，(C)是第1透明體的仰視圖，(D)是第2透明體的側(cè)視圖，(E)是第2透明體的主視圖。

圖6是本發(fā)明的第2實施例的圖像顯示裝置的動作說明圖。

具體實施方式

接著，一邊參照附圖，一邊對將本發(fā)明具體化的實施例進行說明。

如圖1的(A)～(C)所示，本發(fā)明的第1實施例的圖像顯示裝置10是使由透明玻璃或者透明塑料構(gòu)成的分別在俯視觀察時呈矩形且長條的第1透明體11和第2透明體12排列而形成的。并且，在第1透明體11的下部具有第1傾斜反射鏡13和第2傾斜反射鏡14(第1光反射面和第2光反射面的一例)，該第1傾斜反射鏡1和第2傾斜反射鏡正交配置，其截面在一個方向上呈直角三角波狀，在沿著其長度方向的一個側(cè)面20上具有與第1傾斜反射鏡13和第2傾斜反射鏡14分別正交而垂直配置的第3垂直反射鏡(第3光反射面的一例)15。

如圖2所示，第1透明體11具有利用第1傾斜反射鏡13和第2傾斜反射鏡14而分別形成在其下側(cè)的多個谷部18。在該谷部18內(nèi)填充有透明樹脂(也可以是透明玻璃等)19，透明樹脂19的底面平坦。由此，第1透明體11呈長方體狀。在本實施例中，第1透明體11和第2透明體12的高度h1相同，是第1傾斜反射鏡13和第2傾斜反射鏡14的寬度e的1～5倍。另外，第1透明體11和第2透明體12的高度可以不同，甚至第1傾斜反射鏡13和第2傾斜反射鏡14的寬度也可以不同。第1傾斜反射鏡13和第2傾斜反射鏡14的角度優(yōu)選相對于透明樹脂19的底面呈45度。

如上所述，在第1透明體11的谷方向(山方向)端部的一側(cè)面20上形成有第3垂直反射鏡15，第1透明體11的另一側(cè)面21是透明的，與第2透明體12的側(cè)面22相接。第1透明體11以共用的(或者獨立地配置的)第3垂直反射鏡15為中央而朝向相反地成對配置，形成復(fù)合塊。因此，在隔著間隙而配置的成對的第1透明體11的(即復(fù)合塊)的中央配置有第2透明體12。另外，在本實施例中，重疊有2張設(shè)置于第1透明體11的側(cè)面的第3垂直反射鏡15。

在長方體狀的第2透明體12的中間位置上與第1傾斜反射鏡13和第2傾斜反射鏡14鄰近地設(shè)置有水平配置的第4水平反射鏡(第4光反射面的一例)16。具體而言，第2透明體12具有相同或者不同的形狀的下部塊24和上部塊25，在下部塊24的頂面上設(shè)置有第4水平反射鏡16。

該第4水平反射鏡16也可以設(shè)置于第2透明體12的上表面(頂面)。并且，第2透明體12的高度可以比第1透明體11的高度h1低，但第4水平反射鏡16的位置優(yōu)選位于比第1傾斜反射鏡13和第2傾斜反射鏡14的山部(頂部)的高度高的位置。在本實施例中，第4水平反射鏡16的高度h2是第1傾斜反射鏡13和第2傾斜反射鏡14的高度e/√2(＝0.707e)的例如1～4倍(參照圖2、圖3)。

在本實施例中，第2透明體12和與第2透明體12的兩側(cè)分別鄰接地配置的第1透明體11形成一個塊體27，圖像顯示裝置10是分別將長條的多個塊體27排列連結(jié)而構(gòu)成的。

如圖3所示，優(yōu)選第1透明體11的寬度a、c是第2透明體12的寬度b的0.3～3倍，但本發(fā)明并不限于該數(shù)值。

接著，對于本發(fā)明的第1實施例的圖像顯示裝置10的動作和作用以及圖像顯示方法進行說明。

如圖1～圖3所示，位于圖像顯示裝置10的一側(cè)的圖像A的光線向第1透明體11入射，而由圖像顯示裝置10的第3垂直反射鏡15的P1、P2反射，接著在第1傾斜反射鏡13和第2傾斜反射鏡14的Q1、Q2、R1、R2處進行反射。通過第3垂直反射鏡15、第1傾斜反射鏡13和第2傾斜反射鏡14形成有具有3個直角面而構(gòu)成回歸反射體的角隅棱鏡，向與入射方向相同的方向反射。另外，第1傾斜反射鏡13和第2傾斜反射鏡14以及第3垂直反射鏡15的反射順序未被確定。

在第1傾斜反射鏡13和第2傾斜反射鏡14以及第3垂直反射鏡15中反射出的光線從第2透明體12的側(cè)面被導(dǎo)入，在第4水平反射鏡16的S1、S2處反射并改變方向，在圖像顯示裝置10的另一側(cè)形成圖像(實像)B。在該實施例中，圖像A和圖像B以圖像顯示裝置10為基準(zhǔn)而左右對稱地形成。另外，在圖2中為了易于說明，而未按照實際的光線的通路進行記載。

在以上的實施例中，第1傾斜反射鏡13、第2傾斜反射鏡14、第3垂直反射鏡15以及第4水平反射鏡16優(yōu)選對金屬(例如鋁、銀等)進行蒸鍍而形成。

并且，圖4中示出本發(fā)明的一實施例的圖像顯示裝置10的另一使用例，但入射和出射的光線的方向與圖3所示的例子相反。即，在使來自位于一側(cè)(圖4的下側(cè))的圖像A的光線入射且在另一側(cè)成像為圖像B的圖像顯示裝置10中具有：第4水平反射鏡16，其接受來自圖像A的光線；正交配置的第1傾斜反射鏡13和第2傾斜反射鏡14，其接受由第4水平反射鏡16改變了方向的反射光；與第1傾斜反射鏡13和第2傾斜反射鏡14分別正交的第3垂直反射鏡15，其接受來自第1傾斜反射鏡13和第2傾斜反射鏡14的反射光，該圖像顯示裝置10通過來自第3垂直反射鏡15的反射光而成像出圖像B。另外，由于第1傾斜反射鏡13和第2傾斜反射鏡14以及第3垂直反射鏡15形成角隅棱鏡(回歸反射體)，因此光線的反射順序是任意的。在圖4中，S3、R3、Q3、P3分別表示反射點。

接著，一邊參照圖5的(A)～(E)、圖6一邊對本發(fā)明的第2實施例的圖像顯示裝置32進行說明。

如圖6所示，本發(fā)明的第2實施例的圖像顯示裝置32是使由透明玻璃或者透明塑料構(gòu)成的分別在俯視觀察時呈矩形且長條的第1透明體33和第2透明體34排列而形成的。并且，如圖5的(A)～(C)所示，在第1透明體33的下部(底部)具有在一個方向上呈三角波狀的第1傾斜反射鏡35和第2傾斜反射鏡36(第1光反射面和第2光反射面的一例)，在沿著其長度方向的一側(cè)面44上具有與正交的第1傾斜反射鏡35和第2傾斜反射鏡36分別正交的第3垂直反射鏡(第3光反射面的一例)38。由此，通過第1傾斜反射鏡35和第2傾斜反射鏡36以及第3垂直反射鏡38形成回歸反射體。在本實施例中，第3垂直反射鏡38設(shè)置于第2透明體34的一側(cè)面42，但也可以形成于第1透明體33的側(cè)面。

如圖5、圖6所示，第1透明體33在下部具有第1傾斜反射鏡35和第2傾斜反射鏡36，由此形成一定間距的多個谷部39。在該谷部39內(nèi)填充有透明樹脂(也可以是透明玻璃等)40，透明樹脂40的底面平坦。由此，第1透明體33呈長方體狀。在本實施例中，第1透明體33和第2透明體34的高度相同，是第1傾斜反射鏡35和第2傾斜反射鏡36的寬度e的1～5倍。

另外，第1透明體33和第2透明體34的高度可以不同，甚至第1傾斜反射鏡35和第2傾斜反射鏡36的寬度也可以不同。第1傾斜反射鏡35和第2傾斜反射鏡36的角度優(yōu)選相對于透明樹脂40的底面呈45度。

如上所述，在第2透明體34的一側(cè)面42上形成有第3垂直反射鏡38，第2透明體34的另一側(cè)面43是透明的，與第1透明體33的另一側(cè)面44a相接。在長方體狀的第2透明體34的頂面45上設(shè)置有第4水平反射鏡(第4光反射面的一例)46。

該第2實施例的圖像顯示裝置32與第1實施例的圖像顯示裝置10不同的方面如下：在圖像顯示裝置32中，第1透明體33與第2透明體34交替地設(shè)置，但在圖像顯示裝置10中，在第2透明體12的兩側(cè)設(shè)置有第1透明體11。并且，在圖像顯示裝置32中，雖然只在第4水平反射鏡46的一側(cè)具有第3垂直反射鏡38，在圖6中只對來自位于各透明體33、34的中心的左側(cè)的圖像的光進行反應(yīng)，但構(gòu)造變得緊湊。

在該圖像顯示裝置32中，如圖6所示，在圖像A位于圖像顯示裝置32的上側(cè)的情況下，來自圖像A的光線由第3垂直反射鏡38反射，由第1傾斜反射鏡35和第2傾斜反射鏡36反射。由第1傾斜反射鏡35和第2傾斜反射鏡36以及第3垂直反射鏡38構(gòu)成回歸反射體，產(chǎn)生與入射光平行的反射光，由第4水平反射鏡46反射而改變方向，在圖像顯示裝置32的下側(cè)成像出圖像B。

在本實施例的圖像顯示裝置32中，使來自圖像A的光線向第3垂直反射鏡38入射，經(jīng)由第4水平反射鏡46向外部出光，但也可以從第4水平反射鏡46側(cè)入光。

本發(fā)明不限于以上的實施例，在不變更本發(fā)明的主旨的范圍中，也可以使第1實施例和第2實施例的一部分的結(jié)構(gòu)要素組合而構(gòu)成圖像顯示裝置和方法。

產(chǎn)業(yè)上的可利用性

關(guān)于本發(fā)明的圖像顯示裝置和圖像顯示方法，由于其結(jié)構(gòu)比較簡單，因此能夠低成本地制造出圖像顯示裝置。

并且，也可以增加第1透明體和第2透明體的數(shù)量而實現(xiàn)裝置的大型化。特別是在宣傳或廣告中顯示大型且較亮的立體像。

標(biāo)號說明

10：圖像顯示裝置；11：第1透明體；12：第2透明體；13：第1傾斜反射鏡；14：第2傾斜反射鏡；15：第3垂直反射鏡；16：第4水平反射鏡；18：谷部；19：透明樹脂；20：一側(cè)面；21：另一側(cè)面；22：側(cè)面；24：下部塊；25：上部塊；27：塊體；32：圖像顯示裝置；33：第1透明體；34：第2透明體；35：第1傾斜反射鏡；36：第2傾斜反射鏡；38：第3垂直反射鏡；39：谷部；40：透明樹脂；42：一側(cè)面；43：另一側(cè)面；44：一側(cè)面；44a：另一側(cè)面；45：頂面；46：第4水平反射鏡。