CN104330884A - 多层透明成像的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种反射成像，在同一方向能显示至少两层透明的影像，另外还可以实现从多个方向看到两层或两层以上的透明影像的成像装置，包括显示屏和反射板，反射板用于使所述显示屏被该反射板对应的反射面反射，使显示屏里的图像在对应的位置成像；其特征在于包括所述显示屏至少有1组，每组至少有1个显示屏，所述反射板至少有三个；其中至少有一个反射板的反射面与另一个反射板的反射面相互成α角，30°≤α≤90°；其中至少有一个反射板的反射面与显示屏的显示面相互成β角，30°≤β≤60°；所述反射板是全反射板和或半透明反射板，所述的反射板上镀有反射薄膜，所述反射薄膜用于增强所述反射板反射光线的能力。

Description

多层透明成像的装置

技术领域

本发明涉及一种影象透明显示的装置，特别是涉及一种可显示多层影像的立体成像装置。 

背景技术

在视觉技术不断创新的今天，现代商业展示需要更新奇的视觉效果来刺激消费者的眼睛，其中透明显示技术也开始不断出现在人们的生活中。 

现有的幻影成像技术(光学反射透明成像技术)相对其他透明显示技术来说，其技术、工艺简单，成本低，显示效果新奇，但由于其观看的影像只有单一的一层透明影像，影像效果不具备立体层次感。 

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种涉及在观看反射成像时，能使观众看到两层或两层以上具有层次感的透明影像，并且工艺简单成本低的显示装置。 

本发明的另一个目的是提供一种至少可以在两个不同方向的视窗观看到透明影像，从每个视窗方向看去，至少有两层透明影像的显示装置。 

本发明的其它特征和优点将在下面的说明中进行描述，可以通过描述得到理解或者可以通过结合本发明的附图和实施例得到理解。 

为了实现上述发明的目的，本发明所采用的技术方案是：提供一种多层透明显示的装置，包括：显示屏和反射板，反射板用于使所述显示屏被该反射板对应的反射面反射，使显示屏里的图像在对应的位置成像；该多层透明成像的装置特征在于包括：所述显示屏至少有1组，每组至少有1个显示屏，所述反射板至少有三个；其中至少有一个反射板的反射面与另一个反射板的反射面相互成α角，30°≤α≤90°；其中至少有一个反射板的反射面与显示屏的显示面相互成β角，30°≤β≤60°；所述反射板是全反射板和或半透明反射板，所述的反射板上镀有反射薄膜，所述反射薄膜用于增强所述反射板反射光线的能力，所述的全反射板的反射率是R，80％≤R＜100％，所述的半透明反射板的反射率是r，17％≤r＜80％，所述反射率是反射板的反射面所能反射的光量和该反射板的反射面所接受的光量之比。 

该多层透明成像的装置还包括，在所述反射板中，其至少有一个反射板是全反射板，所述全反射板的反射面与显示屏的显示面相互成γ角，0°≤γ≤20°；在所述反射板中，其中有一个半透明反射板的反射面与另一个半透明反射板的反射面相互成α角，60°≤α≤90°。 

该多层透明成像的装置还包括，所述反射板有5个，其中有4个半透明反射板是等腰梯形或等腰三角形；其中4个半透明反射板位于所述显示屏和所述的全反射板之间，所述的全反射板的反射面与显示屏的显示面相对放置。 

该多层透明成像的装置还包括，所述反射板有9个，其中有8个半透明反射板是等腰梯形或等腰三角形，4个为一组，每组相互围括成一个没有底面的四棱体，所述围括成的四棱体一上一下放置；其中有1个反射板为全反射板，所述的全反射板与所述的显示屏的显示面平行；所述的8个半透明反射板分别与显示屏的显示面相互成45°；所述8个半透明反射板 位于所述的全反射板与显示屏之间。 

该多层透明成像的装置还包括，在所述反射板中，有两个反射板的反射面相互成δ角，0°≤δ≤20°。 

该多层透明成像的装置还包括，所述反射板有8个，其中有4个半透明反射板是等腰梯形或等腰三角形，相互围括成一个没有底面的四棱体；其中有4个反射板形状为矩形，分别为第一矩形反射板，第二矩形反射板，第三矩形反射板和第四矩形反射板，在这四个矩形反射板中，第一矩形反射板的反射面与第二矩形反射板的反射面相互垂直，第二矩形反射板的反射面与第三矩形反射板的反射面相互垂直，第三矩形反射板的反射面与第四矩形反射板的反射面相互垂直，第四矩形反射板的反射面与第一矩形反射板的反射面相互垂直；所述4个矩形反射板的反射面都与显示屏的显示面垂直；所述的4个半透明反射板位于所述4个矩形反射板围括成的空间中。 

该多层透明成像的装置还包括，所述反射板有12个，其中有8个半透明反射板是等腰梯形或等腰三角形，4个为一组，每组相互围括成一个没有底面的四棱体，所述围括成的四棱体一上一下放置；其中有四个反射板形状为矩形，在这四个矩形反射板中，第一矩形反射板的反射面与第二矩形反射板的反射面相互垂直，第二矩形反射板的反射面与第三矩形反射板的反射面相互垂直，第三矩形反射板的反射面与第四矩形反射板的反射面相互垂直，第四矩形反射板的反射面与第一矩形反射板的反射面相互垂直；所述四个矩形反射板的反射面都与显示屏的显示面垂直；所述8个半透明反射板位于所述四个矩形反射板围括成的空间中。 

该多层透明成像的装置还包括，所述显示屏有两组，每组有1个显示屏，显示屏面对面放置，显示屏的显示面相互平行放置。 

该多层透明成像的装置还包括，所述的显示屏是液晶显示屏、LED显示屏、OLED显示屏、投影屏或等离子屏；所述反射板是玻璃、水晶、塑料或树脂。 

该多层透明成像的装置还包括，透明底板，所述透明底板与所述的四个矩形反射板相互围括而成一个边面和底面都是方形的容器，所述显示屏分为显示屏背和显示屏面，所述透明底板位于所述显示屏面的一边。 

该多层透明成像的装置还包括，透明架，所述透明架的形状是一个容器，该容器底面是透明的，该容器的内部边面至少有1个面是透明的；在所述的反射板中，其中两个反射板各自的反射面上至少有一个点位于容器的内部空间；所述显示屏分为显示屏背和显示屏面，所述透明架位于所述显示屏面的一边。 

该多层透明成像的装置还包括，影像方向转换器，用于同时改变所述反射板在同一个方向上所成的所有虚像的方向，所述影像方向转换器包括方向反射板和固定架，所述方向反射板是半透明反射板或全反射板，所述方向反射板上镀有反射薄膜，所述反射薄膜用于增强所述反射板反射光线的能力，所述固定架用于固定所述方向反射板；所述方向反射镜的反射面与所述的显示屏的显示面垂直；在所述的反射板中至少有一个反射板的反射面与所述方向反射板的反射面相互成θ角，55°≤θ≤75°。 

本发明的有益效果是： 

1.实现至少能从1个方向(1个视窗)观看到至少2个透明影像层或2个以上的透明影像层，同一个视窗观看的每层影像之间具有远近的层次关系，每层影像之间的距离感明显，影像的立体感强。 

2.当有两个反射板平行放置如图5，视线从透明反射板25(可看作视窗)或从透明反射板39(可看作视窗)分别按方向19和方向26看过去，都会看到无限个影像层，从近到远，视觉空间深远，立体感非常强。 

3.实施例2实现了4个方向观看到透明影像，并且每个方向能显示至少2个透明影像层或2个以上的透明影像层，增强了新奇感、趣味感、神秘感。 

4.观众不需要佩戴立体眼镜即可看到漂浮在空中的层叠立体影像，是具有真实层次感、距离感的透明影像。 

5.由于发明观看到的影像都是虚像，所以即使把本发明靠墙边放置也不会被墙阻挡或干涉这种有层次的立体效果，使本发明的放置灵活便利，节省空间。 

6.本发明充分利用了全反射镜和半透反射镜的反射的特性，通过巧妙的结构设计，从而使其能用最少的显示屏产生更多的影像层，并且增强了立体感，降低了成本，容易批量生产。 

应当理解上述一般性说明和下面的详细说明是示范性的和说明性的，并且对所要求保护的本发明提供进一步的说明。 

附图说明

附图中，数字编号相同的为名称相同的部件。 

图1是本发明实施例1的侧面剖面示意图； 

图2是本发明实施例1去掉全反射板12的立体图示意图； 

图3是本发明实施例2的侧面剖面示意图； 

图4是本发明实施例2去掉全反射板34的立体图示意图； 

图5是本发明实施例3侧面剖面示意图； 

图6是本发明实施例3去掉顶盖38的立体示意； 

图7是本发明实施例4的立体示意图； 

图8是本发明实施例4的顶面视图； 

图1中的1.显示屏2里的图像，2.显示屏，3.透明底板，4.半透明反射板，5.透明板(视窗)，6.影像观看的方向，7.是11的虚像(以反射板4为反射轴)，8.是1的虚像(以反射板4为反射轴)，10.是7的虚像(以反射板15为反射轴)，11.是1的虚像(以反射板12为反射轴)，12.全反射板，15.半透明反射板，30.固定显示屏的外壳； 

图2中的80.透明板，81.透明板； 

图3中的2.显示屏，13.显示屏2里的图像，14.显示屏2里的图像，18.透明架(透明方盒容器)，19.影像观看的方向，20.是35的虚像(以反射板31为反射轴)，22.是图像14的虚像(以反射板32为反射轴)，23.是图像13的虚像(以反射板31为反射轴)，26.影像 观看的方向，27.是36的虚像，30.固定显示屏的外壳，31.半透明反射板，32.半透明反射板，34.全反射板，35.是图像13的虚像(以反射板31为反射轴)，36.是图像14的虚像(以反射板34为反射轴)； 

图4中的13.显示屏2里的图像，14.显示屏2里的图像，18.透明架(透明方形容器)，30.固定显示屏的外壳，31.是半透明反射板，32.是半透明反射板，46.是半透明反射板，37.是半透明反射板，40.显示屏2里的图像，49.是显示屏2里的图像；90.透明板，91.透明板，92.透明板，93.透明板； 

图5中的22.是图像14的虚像(以反射板32为反射轴)，23.是图像13的虚像(以反射板31为反射轴)，25.半透明反射板，37.是23的虚像，38.不透明的顶盖，39.半透明反射板； 

图6中的37.半透明反射板，40.显示屏里的图像，46.半透明反射板，49.显示屏里的图像，50.半透明反射板，51.半透明反射板； 

图7中的60.固定架，61.半透明反射板； 

图8中的20.是图像35的虚像(以反射板31为反射轴)，22.是图像14的虚像(以反射板32为反射轴)，64.是22的虚像(以反射板61为反射轴)，63.是20的虚像(以反射板61为反射轴)。 

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步详细说明。 

下面参考图1和图2说明本发明的实施例1，是单方向成双层影像的实例。 

如图1和图2所示，透明板80、透明板81、透明板5、透明板3和透明反射板15相互拼接成一个四方形容器，其中透明板使用亚克力制成，透明反射板4也使用半透电镀亚克力，该半透电镀亚克力其中一个表面电镀上一层半透明的金属薄膜，全反射板12是一块不透明的平面镜，把半透明反射板4放入拼接好的四方形容器，并与底面透明板3成β角放置，β＝45°；全反射板12固定在四方形容器开口处，全反射板12的镜面面向半透明反射板4，并与半透明反射板4成α角放置，α＝45°；显示屏2固定在外壳30里，显示屏的显示面面向半透明反射板4；当视线从方向6看过去，即视线通过透明板5(视窗)就可以看到两层透明的影像，这两个影像层上的影像分别是虚像8和虚像10。 

下面参考图3和图4说明本发明的实施例2，是四个方向都成双层影像的实例。 

如图3和图4所示，透明板90、透明板91、透明板92和透明板93是用透明亚克力做成，将其做成一个四周和底面密封的四方形容器，容器上方开口；把半透明反射板31、半透明反射板32、半透明反射板46和半透明反射板37用镀膜玻璃做成，每个半透明反射板切割成腰边和底边成55°角的等腰三角形，把这4个半透明反射板板放入制作好的四方形容器内，并且使这4个半透明反射板的边相互拼接成一个开口的倒四棱锥，另外使这4个半透明反射板分别与四方形容器底面成45°放置；四方形容器开口处放置一个全反射板34，全反射板34是一块不透明的平面镜，并与四方形容器底面平行放置，还与所述的4个半透明反射板成α 角放置，α＝45°；显示屏固定在外壳30里，显示屏的显示面分别与半透明反射板31、半透明反射板32、半透明反射板46和半透明反射板37成β角放置，β＝45°，显示屏2的显示面面向全反射板34，半透明反射板31与半透明反射板32相互成α角放置，半透明反射板46与半透明反射板37相互成α角放置，α＝90°；当视线从方向19看过去，即视线从半透明反射板31(视窗)通过时，能看到两层透明的影像，这两个影像层上的影像分别是虚像23和虚像27；当视线从方向26看过去，即视线从半透明反射板32(视窗)通过时，也能看到两层透明的影像，这两个影像层上的影像分别是虚像22和虚像20。 

同理，视线从半透明反射板46(视窗)和半透明反射板37(视窗)通过时，都可以看到两层透明的影像。另外可把以上制作好的四方形容器装入清水，放入鱼，游动的鱼与透明的立体影像相映成趣。 

下面参考图5和图6说明本发明的实施例3，是四个方向都成双层影像的实例。 

如图5和图6所示，半透明反射板25、半透明反射板39、半透明反射板50和半透明反射板51、用半透明的电镀亚克力制成，透明底板3是用全透明的亚克力做成，将这5个透明板做成一个四周和底面密封的四方形容器，容器上方开口；再另外制作4个用半透明的电镀亚克力制成的透明反射板，每个半透明反射板切割成腰边和底边成55°角的等腰三角形，把这4个半透明反射板放入制作好的四方形容器内，并且使这4个半透明反射板的边相互拼接成一个开口的倒四棱锥，另外使这4个半透明反射板分别与四方形容器底面成45°放置；四方形容器开口处用一个顶盖38盖住挡光；显示屏2固定在外壳30里，显示屏的显示面分别与透明反射板31、透明反射板32、透明反射板46和透明反射板37成β角放置，β＝45°，显示屏2的显示面面向半透明反射板31、半透明反射板32、半透明反射板46和半透明反射板37，半透明反射板31与半透明反射板32相互成α角放置，半透明反射板46与半透明反射板37相互成α角放置，α＝90°；由于半透明反射板25与半透明反射板39平行放置，它们会相互反射影像，这样，当视线从方向19看过去，即视线从半透明反射板31(视窗)通过时，就能看到两层以上的透明影像，只要源图像光强足够，理论上可以看到无数个影像层，所有的层的图像都是由虚像23和虚像40组成； 

同理，视线从半透明反射板32(视窗)、半透明反射板46(视窗)和半透明反射板37(视窗)通过时，都可以看到无数个相对应的影像层。另外可把以上制作好的四方形容器装入清水，放入鱼，游动的鱼与透明的层叠立体影像相映成趣。 

下面参考图7和图8说明本发明的实施例4，本实施例是在实施例2的基础上，增加影像方向转换器的实例。 

如图7和图8所示，把半透明反射板61用镀膜玻璃做成，把它固定在固定架60上，半透明反射板61和固定架60组成影像方向转换器，固定架60又固定在透明四方形容器上，使半透明反射板61与显示屏2的显示面垂直，并且与透明方形容器的边面透明板92成μ角放置，μ＝45°，当视线从半透明反射板61通过时，就能看到两层透明的影像，这两个影像层上的影像分别是虚像64和虚像63。这样利用了该影像方向转换器把其他方向的图像层变换 成其他角度的图像层，增加了可视范围，也增加了趣味性和神秘感。 

以上实施例，虽然其透明影像层的亮度会从近到远依次有衰减，但只要显示屏的亮度足够，并不影响其显示层次的效果。 

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明。本领域的熟练技术人员将会明白，在本发明的启示下，且在不背离本发明的精神和范围的条件下，可以对发明作出各种修改和变化。因此，本发明包括所有在所附权利要求和等同物范围内的对本发明作出的各种修改和变化。 

Claims (12)

1.一种多层透明成像的装置，包括：

显示屏和反射板，反射板用于使所述显示屏被该反射板对应的反射面反射，使显示屏里的图像在对应的位置成像；该多层透明成像的装置特征在于包括：

所述显示屏至少有1组，每组至少有1个显示屏，所述反射板至少有三个；

其中至少有一个反射板的反射面与另一个反射板的反射面相互成α角，30°≤α≤90°；

其中至少有一个反射板的反射面与显示屏的显示面相互成β角，30°≤β≤60°；以及

所述反射板是全反射板和或半透明反射板，所述的反射板上镀有反射薄膜，所述反射薄膜用于增强所述反射板反射光线的能力，所述的全反射板的反射率是R，80％≤R＜100％，所述的半透明反射板的反射率是r，17％≤r＜80％，所述反射率是反射板的反射面所能反射的光量和该反射板的反射面所接受的光量之比。

2.根据权利要求1所述的多层透明成像的装置，其特征在于还包括：

在所述反射板中，其至少有一个反射板是全反射板，所述全反射板的反射面与显示屏的显示面相互成γ角，0°≤γ≤20°；以及

所述的α角的取值范围是60°≤α≤90°。

3.根据权利要求2所述的多层透明成像的装置，其特征在于还包括：

所述反射板有5个，其中有4个半透明反射板的形状是等腰梯形或等腰三角形；以及

其中4个半透明反射板位于所述显示屏和所述的全反射板之间，所述的全反射板的反射面与显示屏的显示面相对放置。

4.根据权利要求2所述的多层透明成像的装置，其特征在于还包括：

所述反射板有9个，其中有8个半透明反射板的形状是等腰梯形或等腰三角形，4个为一组，每组相互围括成一个没有底面的四棱体，所述围括成的四棱体一上一下放置；

其中有1个反射板为全反射板，所述的全反射板与所述的显示屏的显示面平行；

所述的8个半透明反射板分别与显示屏的显示面相互成45°；以及

所述8个半透明反射板位于所述的全反射板与显示屏之间。

5.根据权利要求1所述的多层透明成像的装置，其特征在于还包括：

在所述反射板中，有两个反射板的反射面相互成δ角，0°≤δ≤20°。

6.根据权利要求5所述的多层透明成像的装置，其特征在于还包括：

所述反射板有8个，其中有4个半透明反射板的形状是等腰梯形或等腰三角形，相互围括成一个没有底面的四棱体；

其中有4个反射板形状为矩形，分别为第一矩形反射板，第二矩形反射板，第三矩形反射板和第四矩形反射板，在这四个矩形反射板中，第一矩形反射板的反射面与第二矩形反射板的反射面相互垂直，第二矩形反射板的反射面与第三矩形反射板的反射面相互垂直，第三矩形反射板的反射面与第四矩形反射板的反射面相互垂直，第四矩形反射板的反射面与第一矩形反射板的反射面相互垂直；

所述4个矩形反射板的反射面都与显示屏的显示面垂直；以及

所述的4个半透明反射板位于所述4个矩形反射板围括成的空间中。

7.根据权利要求5所述的多层透明成像的装置，其特征在于还包括：

所述反射板有12个，其中有8个半透明反射板的形状是等腰梯形或等腰三角形，4个为一组，每组相互围括成一个没有底面的四棱体，所述围括成的四棱体一上一下放置；

其中有四个反射板形状为矩形，在这四个矩形反射板中，第一矩形反射板的反射面与第二矩形反射板的反射面相互垂直，第二矩形反射板的反射面与第三矩形反射板的反射面相互垂直，第三矩形反射板的反射面与第四矩形反射板的反射面相互垂直，第四矩形反射板的反射面与第一矩形反射板的反射面相互垂直；

所述四个矩形反射板的反射面都与显示屏的显示面垂直；以及

所述8个半透明反射板位于所述四个矩形反射板围括成的空间中。

8.根据权利要求1、5、6或7所述的多层透明成像的装置，其特征在于还包括：

所述显示屏有两组，每组有1个显示屏，显示屏面对面放置，显示屏的显示面相互平行放置。

9.根据权利要求1、2、3、4、5、6或7所述的多层透明成像的装置，其特征在于还包括：

所述的显示屏是液晶显示屏、LED显示屏、OLED显示屏、投影屏或等离子屏；以及

所述反射板是玻璃、水晶、塑料或树脂。

10.根据权利要求6所述的多层透明成像的装置，其特征在于还包括：

透明底板，所述透明底板与所述的四个矩形反射板相互围括而成一个边面和底面都是方形的容器，所述显示屏分为显示屏背和显示屏面，所述透明底板位于所述显示屏面的一边。

11.根据权利要求1、2、3、4、5、6、7或10所述的多层透明成像的装置，其特征在于还包括：

透明架，所述透明架的形状是一个容器，该容器底面是透明的，该容器的内边面至少有1个面是透明的；

在所述的反射板中，其中两个反射板各自的反射面上至少有一个点位于容器的内部空间；以及

所述显示屏分为显示屏背和显示屏面，所述透明架位于所述显示屏面的一边。

12.根据权利要求1、2、3、4、5、6、7或10所述的多层透明成像的装置，其特征在于还包括：

影像方向转换器，用于同时改变所述反射板在同一个方向上所成的所有虚像的方向，所述影像方向转换器包括方向反射板和固定架，所述方向反射板是半透明反射板或全反射板，所述方向反射板上镀有反射薄膜，所述反射薄膜用于增强所述反射板反射光线的能力，所述固定架用于固定所述方向反射板；

所述方向反射镜的反射面与所述的显示屏的显示面垂直；以及

在所述的反射板中至少有一个反射板的反射面与所述方向反射板的反射面相互成θ角，55°≤θ≤75°。