图像显示装置和图像显示方法与流程

本发明涉及具有多个光反射面(反射镜)且能够根据对象物(图像)在空中形成立体像(图像)的图像显示装置和图像显示方法。

背景技术：

以往，作为显示立体图像的装置和方法，公知有专利文献1所记载的立体像的显示装置以及专利文献2所记载的光学成像装置及其方法。在专利文献1所记载的技术中，使多个二面角反射器呈格子状排列，使各二面角反射器的一个面所反射的光在该正交面处进行反射，而在显示装置的相反侧的面上使立体像形成为实像。

并且，在专利文献2所记载的光学成像装置中，使具有多个平面光反射部的第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侧的立体像作为实像形成于另一侧，所述平面光反射部为带状且与正面背面正交。

并且，在专利文献3中公开了如下的立体像显示装置：将多个用作回归反射体的由透明体(玻璃、塑料)构成的角隅棱镜(立方角体)呈平面状排列，并且将该顶部切口而成为投光口，在受光口中形成半反射镜，而在空中形成立体像。

专利文献1：日本特开2009-300623号公报

专利文献2：WO2009/131128号公报

专利文献3：专利第5466793号公报

技术实现要素：

发明要解决的课题

在专利文献1所记载的立体像的显示装置中，由于使用多个二面角反射器阵列，因此存在制造困难、以及因为整体上使用的光量容易不足而难以得到明亮的图像等问题。

并且，在专利文献2所记载的技术中，由于使用分别具有多个带状的平面光反射部的第1光控制面板和第2光控制面板，因此在现阶段存在制造成本很高的问题。

并且，在专利文献3所记载的立体像显示装置中，存在如下的问题。1)由于将多个微小的角隅棱镜排列而构成，因此高精度型的制造很困难。2)此外，在角隅棱镜的顶部具有切口，有时从该切口通过半反射镜能够看到对象物。3)由于使用半反射镜和将顶部切口出一部分得到的投光口，因此很难使所形成的图像变亮。

本发明是鉴于该情况而完成的，其目的在于，提供如下的图像显示装置和图像显示方法：制造比较容易，即使直视也不会看到对象物，此外所形成的图像更亮。

用于解决课题的手段

依据上述目的的第1发明的图像显示装置使来自位于一侧的图像A的光线入射，而在另一侧成像为图像B，该图像显示装置具有：第1光反射面和第2光反射面，它们在正交状态下连续地形成；第3光反射面，其与该第1光反射面和该第2光反射面分别正交地垂直配置；以及第4光反射面，其与所述第1光反射面和所述第2光反射面邻近地水平配置，1)来自所述图像A的光线在构成回归反射体的所述第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光反射面改变方向而成像出所述图像B，或者2)来自所述图像A的光线由所述第4光反射面改变方向，而由构成回归反射体的所述第1光反射面、所述第2光反射面和所述第3光反射面反射从而成像出所述图像B。

在第1发明的图像显示装置中，优选所述第1光反射面和所述第2光反射面在俯视观察时呈矩形且长条的第1透明体的下部形成为三角波状，所述图像显示装置具有与所述第1透明体邻接的第2透明体，所述第4光反射面形成于俯视观察时呈矩形且长条的所述第2透明体的中间位置或者顶部位置，所述第3光反射面设置于所述第1透明体的侧面。

在第1发明的图像显示装置中，也可以是，所述第1透明体以所述第3光反射面为中心朝向相反方向配置而形成复合块，在隔着间隙而配置的所述复合块之间配置有所述第2透明体。

并且，在第1发明的图像显示装置中，也可以是，所述第1透明体与所述第2透明体交替地排列配置。

在第1发明的图像显示装置中，优选通过所述第1光反射面和所述第2光反射面而形成于所述第1透明体的下部的谷部由透明树脂或者透明玻璃填充，所述第1透明体呈长方体状。

在第1发明的图像显示装置中，优选所述第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光反射面通过金属的蒸镀处理而形成，但也可以通过镀覆、溅射、贴膜等形成。

在依据所述目的的第2发明的图像显示方法中，使来自图像A的光线向由第1光反射面和第2光反射面以及第3光反射面形成的回归反射体入射，使来自所述回归反射体的反射光进一步被第4光反射面改变方向，而在其他的位置成像出图像B，其中，该第1光反射面和该第2光反射面相互正交且截面形成为直角三角波状，该第3光反射面与该第1光反射面和该第2光反射面分别正交。

在第2发明的图像显示方法中，优选所述第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，在以上的图像显示装置和图像显示方法中，优选第1光反射面和第2光反射面分别使用倾斜反射镜，作为第3光反射面使用垂直反射镜，作为第4光反射面使用水平反射镜，但第1光反射面、第2光反射面、第3光反射面和第4光反射面不限于该状态。

在本发明的图像显示装置和图像显示方法中，采用具有如下的部件的简单的结构：第1光反射面、第2光反射面和第3光反射面，其构成使用角隅棱镜的回归反射体；以及第4光反射面，其改变来自回归反射体的反射光、或者改变入射光向回归反射体入射的方向，因此能够使第1光反射面、第2光反射面、第3光反射面和第4光反射面规则地排列配置，能够比较廉价地制造出装置整体。

特别是当在第1透明体和第2透明体中形成第1光反射面、第2光反射面、第3光反射面和第4光反射面而进行组装制造时，能够更容易且高精度地制造。

并且，即使正面观察图像显示装置，也不存在呈直线状贯穿正面背面的光线，因此在观察图像B的情况下，不会看到图像A。

附图说明

图1是本发明的第1实施例的图像显示装置的说明图，(A)是侧视图，(B)是俯视图，(C)是主视图。

图2是本发明的第1实施例的图像显示装置的动作说明图。

图3是本发明的第1实施例的图像显示装置的动作说明图。

图4是示出本发明的第1实施例的图像显示装置的另一使用例的说明图。

图5是本发明的第2实施例的图像显示装置的说明图，(A)是第1透明体的主视图，(B)是第1透明体的侧视图，(C)是第1透明体的仰视图，(D)是第2透明体的侧视图，(E)是第2透明体的主视图。

图6是本发明的第2实施例的图像显示装置的动作说明图。

具体实施方式

接着，一边参照附图，一边对将本发明具体化的实施例进行说明。

如图1的(A)～(C)所示，本发明的第1实施例的图像显示装置10是使由透明玻璃或者透明塑料构成的分别在俯视观察时呈矩形且长条的第1透明体11和第2透明体12排列而形成的。并且，在第1透明体11的下部具有第1倾斜反射镜13和第2倾斜反射镜14(第1光反射面和第2光反射面的一例)，该第1倾斜反射镜1和第2倾斜反射镜正交配置，其截面在一个方向上呈直角三角波状，在沿着其长度方向的一个侧面20上具有与第1倾斜反射镜13和第2倾斜反射镜14分别正交而垂直配置的第3垂直反射镜(第3光反射面的一例)15。

如图2所示，第1透明体11具有利用第1倾斜反射镜13和第2倾斜反射镜14而分别形成在其下侧的多个谷部18。在该谷部18内填充有透明树脂(也可以是透明玻璃等)19，透明树脂19的底面平坦。由此，第1透明体11呈长方体状。在本实施例中，第1透明体11和第2透明体12的高度h1相同，是第1倾斜反射镜13和第2倾斜反射镜14的宽度e的1～5倍。另外，第1透明体11和第2透明体12的高度可以不同，甚至第1倾斜反射镜13和第2倾斜反射镜14的宽度也可以不同。第1倾斜反射镜13和第2倾斜反射镜14的角度优选相对于透明树脂19的底面呈45度。

如上所述，在第1透明体11的谷方向(山方向)端部的一侧面20上形成有第3垂直反射镜15，第1透明体11的另一侧面21是透明的，与第2透明体12的侧面22相接。第1透明体11以共用的(或者独立地配置的)第3垂直反射镜15为中央而朝向相反地成对配置，形成复合块。因此，在隔着间隙而配置的成对的第1透明体11的(即复合块)的中央配置有第2透明体12。另外，在本实施例中，重叠有2张设置于第1透明体11的侧面的第3垂直反射镜15。

在长方体状的第2透明体12的中间位置上与第1倾斜反射镜13和第2倾斜反射镜14邻近地设置有水平配置的第4水平反射镜(第4光反射面的一例)16。具体而言，第2透明体12具有相同或者不同的形状的下部块24和上部块25，在下部块24的顶面上设置有第4水平反射镜16。

该第4水平反射镜16也可以设置于第2透明体12的上表面(顶面)。并且，第2透明体12的高度可以比第1透明体11的高度h1低，但第4水平反射镜16的位置优选位于比第1倾斜反射镜13和第2倾斜反射镜14的山部(顶部)的高度高的位置。在本实施例中，第4水平反射镜16的高度h2是第1倾斜反射镜13和第2倾斜反射镜14的高度e/√2(＝0.707e)的例如1～4倍(参照图2、图3)。

在本实施例中，第2透明体12和与第2透明体12的两侧分别邻接地配置的第1透明体11形成一个块体27，图像显示装置10是分别将长条的多个块体27排列连结而构成的。

如图3所示，优选第1透明体11的宽度a、c是第2透明体12的宽度b的0.3～3倍，但本发明并不限于该数值。

接着，对于本发明的第1实施例的图像显示装置10的动作和作用以及图像显示方法进行说明。

如图1～图3所示，位于图像显示装置10的一侧的图像A的光线向第1透明体11入射，而由图像显示装置10的第3垂直反射镜15的P1、P2反射，接着在第1倾斜反射镜13和第2倾斜反射镜14的Q1、Q2、R1、R2处进行反射。通过第3垂直反射镜15、第1倾斜反射镜13和第2倾斜反射镜14形成有具有3个直角面而构成回归反射体的角隅棱镜，向与入射方向相同的方向反射。另外，第1倾斜反射镜13和第2倾斜反射镜14以及第3垂直反射镜15的反射顺序未被确定。

在第1倾斜反射镜13和第2倾斜反射镜14以及第3垂直反射镜15中反射出的光线从第2透明体12的侧面被导入，在第4水平反射镜16的S1、S2处反射并改变方向，在图像显示装置10的另一侧形成图像(实像)B。在该实施例中，图像A和图像B以图像显示装置10为基准而左右对称地形成。另外，在图2中为了易于说明，而未按照实际的光线的通路进行记载。

在以上的实施例中，第1倾斜反射镜13、第2倾斜反射镜14、第3垂直反射镜15以及第4水平反射镜16优选对金属(例如铝、银等)进行蒸镀而形成。

并且，图4中示出本发明的一实施例的图像显示装置10的另一使用例，但入射和出射的光线的方向与图3所示的例子相反。即，在使来自位于一侧(图4的下侧)的图像A的光线入射且在另一侧成像为图像B的图像显示装置10中具有：第4水平反射镜16，其接受来自图像A的光线；正交配置的第1倾斜反射镜13和第2倾斜反射镜14，其接受由第4水平反射镜16改变了方向的反射光；与第1倾斜反射镜13和第2倾斜反射镜14分别正交的第3垂直反射镜15，其接受来自第1倾斜反射镜13和第2倾斜反射镜14的反射光，该图像显示装置10通过来自第3垂直反射镜15的反射光而成像出图像B。另外，由于第1倾斜反射镜13和第2倾斜反射镜14以及第3垂直反射镜15形成角隅棱镜(回归反射体)，因此光线的反射顺序是任意的。在图4中，S3、R3、Q3、P3分别表示反射点。

接着，一边参照图5的(A)～(E)、图6一边对本发明的第2实施例的图像显示装置32进行说明。

如图6所示，本发明的第2实施例的图像显示装置32是使由透明玻璃或者透明塑料构成的分别在俯视观察时呈矩形且长条的第1透明体33和第2透明体34排列而形成的。并且，如图5的(A)～(C)所示，在第1透明体33的下部(底部)具有在一个方向上呈三角波状的第1倾斜反射镜35和第2倾斜反射镜36(第1光反射面和第2光反射面的一例)，在沿着其长度方向的一侧面44上具有与正交的第1倾斜反射镜35和第2倾斜反射镜36分别正交的第3垂直反射镜(第3光反射面的一例)38。由此，通过第1倾斜反射镜35和第2倾斜反射镜36以及第3垂直反射镜38形成回归反射体。在本实施例中，第3垂直反射镜38设置于第2透明体34的一侧面42，但也可以形成于第1透明体33的侧面。

如图5、图6所示，第1透明体33在下部具有第1倾斜反射镜35和第2倾斜反射镜36，由此形成一定间距的多个谷部39。在该谷部39内填充有透明树脂(也可以是透明玻璃等)40，透明树脂40的底面平坦。由此，第1透明体33呈长方体状。在本实施例中，第1透明体33和第2透明体34的高度相同，是第1倾斜反射镜35和第2倾斜反射镜36的宽度e的1～5倍。

另外，第1透明体33和第2透明体34的高度可以不同，甚至第1倾斜反射镜35和第2倾斜反射镜36的宽度也可以不同。第1倾斜反射镜35和第2倾斜反射镜36的角度优选相对于透明树脂40的底面呈45度。

如上所述，在第2透明体34的一侧面42上形成有第3垂直反射镜38，第2透明体34的另一侧面43是透明的，与第1透明体33的另一侧面44a相接。在长方体状的第2透明体34的顶面45上设置有第4水平反射镜(第4光反射面的一例)46。

该第2实施例的图像显示装置32与第1实施例的图像显示装置10不同的方面如下：在图像显示装置32中，第1透明体33与第2透明体34交替地设置，但在图像显示装置10中，在第2透明体12的两侧设置有第1透明体11。并且，在图像显示装置32中，虽然只在第4水平反射镜46的一侧具有第3垂直反射镜38，在图6中只对来自位于各透明体33、34的中心的左侧的图像的光进行反应，但构造变得紧凑。

在该图像显示装置32中，如图6所示，在图像A位于图像显示装置32的上侧的情况下，来自图像A的光线由第3垂直反射镜38反射，由第1倾斜反射镜35和第2倾斜反射镜36反射。由第1倾斜反射镜35和第2倾斜反射镜36以及第3垂直反射镜38构成回归反射体，产生与入射光平行的反射光，由第4水平反射镜46反射而改变方向，在图像显示装置32的下侧成像出图像B。

在本实施例的图像显示装置32中，使来自图像A的光线向第3垂直反射镜38入射，经由第4水平反射镜46向外部出光，但也可以从第4水平反射镜46侧入光。

本发明不限于以上的实施例，在不变更本发明的主旨的范围中，也可以使第1实施例和第2实施例的一部分的结构要素组合而构成图像显示装置和方法。

产业上的可利用性

关于本发明的图像显示装置和图像显示方法，由于其结构比较简单，因此能够低成本地制造出图像显示装置。

并且，也可以增加第1透明体和第2透明体的数量而实现装置的大型化。特别是在宣传或广告中显示大型且较亮的立体像。

标号说明

10：图像显示装置；11：第1透明体；12：第2透明体；13：第1倾斜反射镜；14：第2倾斜反射镜；15：第3垂直反射镜；16：第4水平反射镜；18：谷部；19：透明树脂；20：一侧面；21：另一侧面；22：侧面；24：下部块；25：上部块；27：块体；32：图像显示装置；33：第1透明体；34：第2透明体；35：第1倾斜反射镜；36：第2倾斜反射镜；38：第3垂直反射镜；39：谷部；40：透明树脂；42：一侧面；43：另一侧面；44：一侧面；44a：另一侧面；45：顶面；46：第4水平反射镜。