逆反射体和利用该逆反射体的立体像显示装置及方法

摘要

本发明的逆反射体(10)具有第一光学面板(16)和第二光学面板(17)，该第一光学面板(16)在一个面上呈截面三角波状地并排形成有彼此垂直的第一、第二倾斜面(11、12)，该第二光学面板(17)上形成有多个向外侧扩宽的截面锯齿状的纵槽(14)，该纵槽(14)具有与第一、第二倾斜面(11、12)垂直的垂直面(19)，在第一、第二倾斜面(11、12)上形成有第一、第二倾斜反射面(24、25)，在垂直面(19)上形成有垂直反射面(27)。在立体像显示装置(50)中，将半反射镜(51)交叉配置在该逆反射体(10)上。

说明书

技术领域

本发明涉及入射光和反射光通过大致相同路径的逆反射体和利用该逆反射体的立体像(包括平面像)显示装置及方法。

背景技术

使用透明球体或三面隅角棱镜的逆反射体由于入射光与反射光的方向大致一致，因此被应用于交通标志或图像投影装置(参照专利文献1)等中。而且，已知使用三面隅角棱镜的逆反射体能够得到比使用透明球体时更强的反射光。

并且，在专利文献2中提出了使用该逆反射体(例如，三面隅角棱镜)的立体像显示装置。

在先技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2010-72504号公报

专利文献2:日本特许第5466793号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，由于三面隅角棱镜呈将立方体的角切取后的形状，因此存在难以使多个微小的三面隅角棱镜均匀排列以形成逆反射体这样的问题。这种问题对于专利文献1、2而言是共通的课题。

本发明是鉴于该情况而完成的，其目的在于，提供能够比较容易制造出来的逆反射体和利用该逆反射体的立体像显示装置及方法。

用于解决该课题的手段

在基于上述目的的第一发明的逆反射体中，1)一体地、2)抵接着、或3)平行地分开配置有第一光学面板与第二光学面板，在所述第一光学面板上呈截面三角波状地并排形成有垂直的第一、第二倾斜反射面，在所述第二光学面板上形成有多个与所述第一、第二倾斜反射面垂直且平行配置的垂直反射面。

在第一发明的逆反射体中也可以采用如下结构，在所述第二光学面板上，带状的所述垂直反射面以固定间距并排地垂直形成在透明平板的一侧的面上。

在第一发明的逆反射体中也可以采用如下结构，所述第二光学面板的垂直反射面是通过对从一侧以规定间隔形成于透明平板上的纵槽的垂直面进行金属蒸镀而形成的。

在第一发明的逆反射体中，也可以使所述纵槽的具有垂直面和槽倾斜面的截面形成为锯齿状。

并且，在第一发明的逆反射体中，所述第一、第二倾斜反射面优选是通过对截面等腰直角三角形的倾斜面进行金属蒸镀而形成的。

而且，第二发明的立体像显示装置具有第一发明的逆反射体和半反射镜，该半反射镜相对于该逆反射体而垂直或倾斜配置。另外，所述逆反射体与所述半反射镜的交叉角例如优选在30～150度的范围内，由此能够改变对象物的实像的成像位置。

并且，在第三发明的立体像的显示方法中，将半反射镜交叉配置在逆反射体上，使通过了所述半反射镜的来自对象物的光线在所述逆反射体上反射，然后使该光线在所述半反射镜上反射，从而形成所述对象物的实像，其中，所述逆反射体在板状的透明块体的一个面上呈截面三角波状地并排形成有垂直的第一、第二倾斜反射面，并且在该透明块体的另一个面上具有与所述第一、第二倾斜反射面垂直的垂直反射面。

发明效果

在第一发明的逆反射体和第二发明的立体像显示装置中，由于1)一体地、2)抵接着、或3)平行地分开配置有第一光学面板与第二光学面板，在第一光学面板上呈截面三角波状地并排形成有垂直的第一、第二倾斜反射面，在第二光学面板上形成有多个与第一、第二倾斜反射面垂直且平行配置的垂直反射面，因此脱模变得容易，例如能够通过冲压成型、注塑成型制造正确的透明块体，能够价格低廉地大量生产。

在第二发明的立体像显示装置和第三发明的立体像的显示方法中，由于使用半反射镜和制作容易且能够大量生产的逆反射体，因此能够价格低廉地制造立体像显示装置。

附图说明

图1是本发明的第一实施例的逆反射体的主视图。

图2是该第一实施例的逆反射体的俯视图。

图3是该第一实施例的逆反射体的侧视图。

图4是本发明的第二实施例的逆反射体的主视图。

图5是本发明的第三实施例的逆反射体的立体图。

图6是该第三实施例的逆反射体的俯视图。

图7是使用逆反射体的立体像显示装置的说明图。

具体实施方式

接下来，参照附图对具体实现本发明的实施例进行说明。

如图1～图3所示，本发明的第一实施例的逆反射体10将板状的透明块体(即，透明平板)15用作基材，在该透明块体15的一个面(在该实施例中为背面)上平行地形成有倾斜槽(横槽)13，该倾斜槽13具有在宽度方向上相邻且彼此垂直的第一、第二倾斜面11、12，在该透明块体15的另一个面(在该实施例中为正面)上以具有间隙(间距)p1的方式配置(竖立设置)有多个纵槽14。

作为该透明块体15的材料，优选使用玻璃、热塑性或热硬化性的透明塑料。呈截面三角波状(具体为截面等腰直角三角形)排列的第一、第二倾斜面11、12和以具有锐角α的角度的方式向外侧(上侧)扩宽而呈截面锯齿状的纵槽14虽然可以使用冲压或辊锻而进行成型，但优选使用热塑性的透明塑料进行注塑成型。作为其他成型法，也可以应用使用光刻法等的印刷法、使用紫外线硬化树脂等的曝光印刷法等公知的技术。由于多个槽和多个凹凸均形成于一个方向上，因此也可以通过机械加工形成。另外，扩宽后的纵槽14的最大宽度p2优选为纵槽14的间距p1的例如0.1～0.5倍。

如图1～图3所示，纵槽14具有垂直面19和槽倾斜面20，垂直面19平行配置并在俯视时与第一、第二倾斜面11、12垂直。而且，纵槽14的深度h1为由第一、第二倾斜面11、12形成的谷部21的深度h3的例如1～4倍。纵槽14的底部22与谷部21的距离h2为谷部21的深度h3的0.1～1倍左右。另外，对于一个透明块体15而言，谷部21和纵槽14的数量优选处于100以上2000以内的范围内。

第一、第二倾斜面11、12的宽度w1优选为纵槽14的间距p1的0.5～3倍左右。

并且，第一、第二倾斜面11、12的表面粗糙度例如为10～50nm左右，在它们的表面上蒸镀有铝、银、钛等金属23。由此，第一、第二倾斜面11、12连续形成彼此垂直且截面为三角波状的第一、第二倾斜反射面(反射镜面)24、25。

另一方面，形成于纵槽14内的垂直面19与第一、第二倾斜反射面24、25(第一、第二倾斜面11、12)垂直，其也能够形成对来自第一、第二倾斜反射面24、25的光进行全反射的其他反射面(垂直反射面)。这里，也可以在垂直面19上对金属进行蒸镀处理以作为垂直反射面27。优选对与垂直反射面27对置的槽倾斜面20进行非反射面处理(例如，哑光处理)以使其不作为反射面发挥作用。

另外，如图1中单点划线k所示，逆反射体10被上下分割为两部分，将下侧作为并排形成有第一、第二倾斜反射面24、25的第一光学面板16，将上侧作为形成有多个垂直反射面27的第二光学面板17，但也可以分别制造第一、第二光学面板16、17，在该情况下，只对两个透明平板的单面进行成型即可，因此制造容易。第一、第二光学面板16、17既可以像第一实施例的逆反射体10那样由一个透明块体15一体制造出来，也可以分别制造第一、第二光学面板16、17，再使它们抵接配置或平行地分开配置。另外，在由一种材料制造透明块体15的情况下，优选以热塑性树脂为原料进行注塑成型。

因此，在图1中，来自对象物(或光源)A的光线在第一、第二倾斜反射面24、25的R、S处被反射，然后在垂直反射面27的T处被反射，从而进行逆反射。在使用该逆反射体10的情况下，由于逆反射体10至对象物A的距离相比第一、第二倾斜反射面24、25的宽度w1、纵槽14的间距p1而言足够大，因此射向逆反射体10的入射光与从逆反射体10射出的反射光几乎一致。另外，28表示第一、第二倾斜反射面24、25的交叉部(即，谷底部)。并且，由于透明块体15的正面使来自对象物A的光线或准备成像的光线(反射光线)通过，因此优选使该正面平滑至例如粗糙度为10～200nm左右(在以下的实施例中也同样)。

接下来，对图4所示的本发明的第二实施例的逆反射体30进行说明。另外，对与第一实施例的逆反射体10相同的结构要素标注相同标号，省略详细的说明。

在逆反射体10中使用了截面锯齿状的纵槽14，而在该逆反射体30中可以使用具有平行或大致平行的侧面31、32的截面纵长长方形或截面U字的纵槽33。在该情况下，将侧面31、32直接作为全反射面或在纵槽33内进行金属蒸镀以形成为垂直反射面(镜面)34、35。纵槽33的宽度w2优选为纵槽33的形成间距p1的0.05～0.3倍，但本发明不限于该数值。另外，由于要进行脱模，因此也可以对纵槽33设置较小的楔度。

可根据光的方向适当选择垂直反射面34、35，在对纵槽33内进行金属蒸镀的情况下，优选向内部填充透明或不透明的树脂。另外，还可以对纵槽33的底部进行表面粗糙化处理或非透光处理(例如，涂布涂料)以不使其形成镜面。

由此，能够将逆反射体30形成为使得第一、第二倾斜反射面24、25与垂直反射面34或35分别垂直的多个隅角棱镜。

在该实施例中，同样在一个板状的透明块体(透明平板)37的正面和背面上分别形成垂直反射面34、35和第一、第二倾斜反射面24、25，但也可以如图4中单点划线k所示，将透明块体37分割为两部分，使它们构成为分别具有第一、第二倾斜反射面24、25和垂直反射面34、35的第一、第二光学面板38、39。第一、第二光学面板38、39彼此接合而形成为一体或相互抵接或以设置微小间隙的方式分开。

接下来，参照图5、图6，对本发明的第三实施例的逆反射体40进行说明。该逆反射体40具有：第一光学面板42，其上呈截面三角波状地并排形成有彼此垂直的第一、第二倾斜反射面24、25；以及第二光学面板45，其上形成有多个与第一、第二倾斜反射面24、25垂直且互相平行配置的垂直反射面43。

在第二光学面板45上，带状的垂直反射面43以固定间距并排地垂直形成在透明平板46的一侧的面上。关于该第二光学面板45的制造方法，例如详细地记载于日本特许第5085631号中。

第一光学面板42与第二光学面板45的间隙h4优选为0(抵接)，但也可以根据用途而改变。当增大间隙h4时，由于在形成隅角棱镜的第一、第二倾斜反射面24、25和垂直反射面43上通过的光减少，因此不优选。

接下来，参照图7对使用逆反射体10(30、40也同样)的立体像显示装置50和立体像的显示方法进行说明。准备平面状的逆反射体10，在其上以设置30～150度(在该实施例中为90度，优选在80～100度的范围内)的交叉角度的方式竖立设置(交叉配置，即垂直或倾斜地配置)半反射镜51。

由此，从图像(对象物)A发出的光线通过半反射镜51，在逆反射体10处进行逆反射，然后在半反射镜51处进行反射，从而形成图像(实像)B。

由于逆反射体10(或30、40)的制造容易，因此该立体像显示装置50的总成本降低。

本发明不限于上述的实施例，可以在不改变本发明的主旨的范围内变更其结构。

例如，只要能够将入射光的80％以上的光正反射，则形成各反射面的粗糙度既可以大于10～50nm，也可以小于10～50nm。

并且，也可以向通过第一、第二倾斜面11、12形成的谷部21填充透明或不透明的树脂，根据情况，有时也向纵槽填充不透明的树脂等。

而且，在图7所示的立体像显示装置50中还可以构成为，在半反射镜51的左侧配置对象物(例如，B)，使光线在半反射镜51处进行反射，然后使该光线在逆反射体10上进行逆反射以使其通过半反射镜51，成像于半反射镜51的右侧(例如，实像A)。

产业上的可利用性

能够简化以往虽知晓原理但制造困难的使用隅角棱镜的逆反射体的结构，从而提供价格低廉的逆反射体和使用该逆反射体的立体像显示装置及立体像的显示方法。

标号说明

10：逆反射体；11：第一倾斜面；12：第二倾斜面；13：倾斜槽；14：纵槽；15：透明块体；16：第一光学面板；17：第二光学面板；19：垂直面；20：槽倾斜面；21：谷部；22：底部；23：金属；24、25：第一倾斜反射面、第二倾斜反射面；27：垂直反射面；28：交叉部；30：逆反射体；31、32：侧面；33：纵槽；34、35：垂直反射面；37：透明块体；38、39：第一光学面板、第二光学面板；40：逆反射体；42：第一光学面板；43：垂直反射面；45：第二光学面板；46：透明平板；50：立体像显示装置；51：半反射镜。