KR20170016938A - 재귀성 반사체 및 이것을 이용한 입체상 표시 장치 및 방법 - Google Patents

재귀성 반사체 및 이것을 이용한 입체상 표시 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

일면에는 직교하는 제1, 제2 경사면(11, 12)이 단면 삼각파형으로 나란히 형성된 제1 광학 패널(16)과, 제1, 제2 경사면(11, 12)과 직교하는 수직면(19)을 가지고 외측으로 폭을 확대하는 단면이 톱니형인 세로 홈(14)이 복수 형성된 제2 광학 패널(17)을 가지는 재귀성 반사체(10)로서, 제1, 제2 경사면(11, 12)에, 제1, 제2 경사 반사면(24, 25)을, 수직면(19)에 수직 반사면(27)을 형성하였다. 입체상 표시 장치(50)는, 이 재귀성 반사체(10)에 하프 미러(51)를 교차 배치하였다.

Description

재귀성 반사체 및 이것을 이용한 입체상 표시 장치 및 방법{RETROREFLECTOR, AND STEREOSCOPIC IMAGE DISPLAY DEVICE AND METHOD USING SAME}
본 발명은 입사광과 반사광이 대략 동일한 경로를 통과하는 재귀성 반사체 및 이것을 이용한 입체상(평면상도 포함함) 표시 장치 및 방법에 관한 것이다.
투명 구체(球體)나 3면 코너 큐브를 사용한 재귀성 반사체는, 입사광과 반사광의 방향이 대략 일치하므로, 교통 표지나 화상 투영 장치(특허문헌 1 참조) 등에 응용되고 있다. 그리고, 투명 구체를 사용하는 경우보다, 3면 코너 큐브를 사용한 재귀성 반사체쪽이 보다 강한 반사광을 얻는 것이 알려져 있다.
또한, 특허문헌 2에는, 상기 재귀성 반사체(예를 들면, 3면 코너 큐브)를 사용한 입체상 표시 장치가 제안되어 있다.
특허문헌 1 : 일본공개특허 제2010-72504호 공보 특허문헌 2 : 일본특허 제5466793호 공보
그러나, 3면 코너 큐브는 입방체의 각을 잘라낸 형상을 하고 있으므로, 미소한 3면 코너 큐브를 다수 균일하게 배열하여 재귀성 반사체를 형성하는 것은 어렵다는 문제가 있었다. 이것은, 특허문헌 1, 2에 대하여 공통의 과제였다.
본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 제조를 비교적 용이하게 할 수 있는 재귀성 반사체 및 이것을 이용한 입체상 표시 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적에 따른 제1 발명에 관한 재귀성 반사체는, 직교하는 제1, 제2 경사 반사면이 단면(斷面) 삼각파형으로 나란히 형성된 제1 광학 패널과, 상기 제1, 제2 경사 반사면과 직교하여 평행 배치된 수직 반사면이 복수 형성된 제2 광학 패널을, 1) 일체화하여, 2) 맞닿게 하여, 또는 3) 평행하게 이격하여 배치하였다.
제1 발명에 관한 재귀성 반사체에 있어서, 상기 제2 광학 패널은, 투명 평판의 한쪽 면에 수직으로, 띠형의 상기 수직 반사면을 일정 피치로 배열하여 형성한 것을 사용하는 것도 가능하다.
제1 발명에 관한 재귀성 반사체에 있어서, 상기 제2 광학 패널의 수직 반사면은, 투명 평판에 한쪽으로부터 소정 간격으로 형성된 세로 홈의 수직면에 금속 증착을 하여 형성할 수도 있다.
제1 발명에 관한 재귀성 반사체에 있어서, 상기 세로 홈의, 수직면과 홈 경사면을 가지는 단면은, 톱니형으로 할 수도 있다.
또한, 제1 발명에 관한 재귀성 반사체에 있어서, 상기 제1, 제2 경사 반사면은, 단면이 직각 이등변삼각형인 경사면에 금속 증착하여 형성되어 있는 것이 바람직하다.
그리고, 제2 발명에 관한 입체상 표시 장치는, 제1 발명에 관한 재귀성 반사체와, 상기 재귀성 반사체에 대하여 직교 또는 경사지게 배치한 하프 미러를 가진다. 그리고, 상기 재귀성 반사체와 상기 하프 미러의 교차각은, 예를 들면, 30∼150도의 범위에 있는 것이 바람직하고, 이로써, 대상물의 실상의 결상 위치를 변경할 수 있다.
또한, 제3 발명에 관한 입체상의 표시 방법은, 판형의 투명 블록체의 일면에, 직교하는 제1, 제2 경사 반사면이 단면 삼각파형으로 나란히 형성되고, 상기 투명 블록체의 타면(他面)에는, 상기 제1, 제2 경사 반사면과 직교하는 수직 반사면을 포함한 재귀성 반사체에, 하프 미러를 교차 배치하고, 상기 하프 미러를 통과한 대상물로부터의 광선을 상기 재귀성 반사체에서 반사시키고, 상기 하프 미러에서 더 반사시켜, 상기 대상물의 실상을 형성한다.
제1 발명에 관한 재귀성 반사체 및 제2 발명에 관한 입체상 표시 장치는, 직교하는 제1, 제2 경사 반사면이 단면 삼각파형으로 나란히 형성된 제1 광학 패널과, 제1, 제2 경사 반사면과 직교하여 평행 배치된 수직 반사면이 복수 형성된 제2 광학 패널을, 1) 일체화하여, 2) 맞닿게 하여, 또는 3) 평행하게 이격하여 배치하고 있으므로, 형 분리가 용이해지고, 예를 들면, 프레스 성형, 인젝션 성형으로, 정확한 투명 블록체의 제조가 가능해져, 저가로 대량 생산을 할 수 있다.
제2 발명에 관한 입체상 표시 장치 및 제3 발명에 관한 입체상의 표시 방법은, 제작이 용이하며 대량 생산 가능한 재귀성 반사체와, 하프 미러를 사용하고 있으므로, 입체상 표시 장치를 저가로 제조할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 제1 실시예에 관한 재귀성 반사체의 정면도이다.
도 2는, 제1 실시예에 관한 재귀성 반사체의 평면도이다.
도 3은, 제1 실시예에 관한 재귀성 반사체의 측면도이다.
도 4는, 본 발명의 제2 실시예에 관한 재귀성 반사체의 정면도이다.
도 5는, 본 발명의 제3 실시예에 관한 재귀성 반사체의 사시도이다.
도 6은, 제3 실시예에 관한 재귀성 반사체의 평면도이다.
도 7은, 재귀성 반사체를 사용한 입체상 표시 장치의 설명도이다.
이어서, 첨부한 도면을 참조하면서, 본 발명을 구체화한 실시예에 대하여 설명한다.
도 1∼도 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 관한 재귀성 반사체(10)는, 일면[본 실시예에서는 이면(裏面)]에, 폭 방향으로 인접하여 직교하는 제1, 제2 경사면(11, 12)을 포함하는 경사홈(가로 홈)(13)이 평행하게 형성되고, 타면(본 예에서는 표면)에는, 세로 홈(14)이 간극(피치) p1을 가지고 복수(세워서 형성) 배치된 판형의 투명 블록체(즉, 투명 평판)(15)를 기재(基材)로서 사용하고 있다.
상기 투명 블록체(15)의 재료로서는, 유리, 열가소성 또는 열경화성 투명 플라스틱을 사용하는 것이 바람직하다. 단면 삼각파장(더욱 상세하게는, 단면이 직각이등변삼각형)으로 배열된 제1, 제2 경사면(11, 12), 및 예각 α의 각도를 가지고 외측(상측)으로 폭을 확대하여 단면이 톱니형으로 된 세로 홈(14)은, 프레스나 금형 롤러를 사용하여 성형 가능하지만, 열가소성 투명 플라스틱을 사용하여, 인젝션 성형하는 것이 바람직하다. 그 외의 성형법으로서는, 리소그래프 등을 사용한 인쇄법, 자외선 경화 수지 등을 사용한 노광 인쇄법 등의 주지의 기술을 적용해도 된다. 복수의 홈 및 복수의 요철(凹凸)이 각각 일방향으로 형성되어 있으므로, 기계 가공에 의해 형성해도 된다. 그리고, 폭을 확대한 세로 홈(14)의 최대 폭 p2는 세로 홈(14)의 피치 p1의 예를 들면, 0.1∼0.5배로 하는 것이 바람직하다.
도 1∼도 3에 나타낸 바와 같이, 세로 홈(14)은 수직면(19)과 홈 경사면(20)을 가지고, 수직면(19)은 평행 배치되고, 제1, 제2 경사면(11, 12)에 대하여 평면에서 볼 때 직교하고 있다. 그리고, 세로 홈(14)의 깊이 h1은, 제1, 제2 경사면(11, 12)에 의해 형성되는 골짜기부(21)의 깊이 h3의 예를 들면 1∼4배이다. 세로 홈(14)의 바닥부(22)와 골짜기부(21)의 거리 h2는, 골짜기부(21)의 깊이 h3의 0.1∼1배 정도로 되어 있다. 그리고, 골짜기부(21) 및 세로 홈(14)의 수는, 하나의 투명 블록체(15)에 대하여 100 이상 2000 이내의 범위에 있는 것이 바람직하다.
제1, 제2 경사면(11, 12)의 폭 w1은, 세로 홈(14)의 피치 p1의 0.5∼3배 정도로 하는 것이 바람직하다.
또한, 제1, 제2 경사면(11, 12)의 표면 조도(粗度)는, 예를 들면, 10∼50㎚ 정도로 되어, 그 표면에는, 알루미늄, 은, 티탄 등의 금속(23)이 증착되어 있다. 이로써, 제1, 제2 경사면(11, 12)은 직교하여 단면 삼각파장의 제1, 제2 경사 반사면(미러면)(24, 25)을 연속 형성한다.
한편, 세로 홈(14) 내에 형성되는 수직면(19)은, 제1, 제2 경사 반사면(24, 25)[제1, 제2 경사면(11, 12)]에 직교하고 있지만, 제1, 제2 경사 반사면(24, 25)으로부터의 광을 전반사(全反射)하는 다른 반사면(수직 반사면)을 형성할 수도 있다. 여기서, 수직면(19)에 금속을 증착 처리하여, 수직 반사면(27)으로 할 수도 있다. 수직 반사면(27)과 대향하는 홈 경사면(20)은, 비반사면 처리(예를 들면, 칠공예 처리)를 하여, 반사면으로서 작용하지 않도록 해 놓는 것이 바람직하다.
그리고, 재귀성 반사체(10)는, 도 1에 일점쇄선(k)으로 나타낸 바와 같이, 상하로 이분할하여, 하측을 제1, 제2 경사 반사면(24, 25)이 나란히 형성된 제1 광학 패널(16), 상측을 수직 반사면(27)이 복수 형성된 제2 광학 패널(17)로 하고 있으나, 제1, 제2 광학 패널(16, 17)을 별개로 제조할 수도 있고, 이 경우에는 2개의 투명 평판의 한쪽 면만을 성형하면 되므로, 제조가 용이해진다. 제1, 제2 광학 패널(16, 17)은, 제1 실시예에 관한 재귀성 반사체(10)와 같이 하나의 투명 블록체(15)로부터 일체화하여 제조해도 되고, 제1, 제2 광학 패널(16, 17)을 별개로 제조하여, 이들을 맞닿게 또는 평행하게 이격하여 배치해도 된다. 그리고, 하나의 재료로부터 투명 블록체(15)를 제조하는 경우에는, 열가소성 수지를 원료로 하여 인젝션 성형을 행하는 것이 바람직하다.
따라서, 도 1에 있어서, 대상물(또는 광원) A로부터의 광선은, 제1, 제2 경사 반사면(24, 25)의 R, S에서 반사하고, 수직 반사면(27)의 T에서 반사하여, 재귀성 반사를 행한다. 상기 재귀성 반사체(10)를 사용하는 경우에는, 대상물 A로부터의 재귀성 반사체(10)의 거리는, 제1, 제2 경사 반사면(24, 25)의 폭 w1, 세로 홈(14)의 피치 p1과 비교하여 충분히 크기 때문에, 재귀성 반사체(10)로의 입사광과 재귀성 반사체(10)로부터의 반사광은, 대략 일치한다. 그리고, 도면부호 28은 제1, 제2 경사 반사면(24, 25)의 교차부(즉, 골짜기 바닥부)를 나타낸다. 또한, 투명 블록체(15)의 표면은, 대상물(A)로부터의 광선 또는 결상하고자 하는 광선(반사광선)을 통과시키므로, 예를 들면, 조도 10∼200㎚ 정도로 평활하게 하는 것이 바람직하다(이하의 실시예에서도 동일).
이어서, 도 4에 나타낸 본 발명의 제2 실시예에 관한 재귀성 반사체(30)에 대하여 설명한다. 그리고, 제1 실시예에 관한 재귀성 반사체(10)와 동일한 구성 요소는 동일한 부호를 부여하여 상세한 설명을 생략한다.
재귀성 반사체(10)에 있어서 단면이 톱니형인 세로 홈(14)이 사용되었으나, 상기 재귀성 반사체(30)에 있어서는, 평행 또는 대략 평행한 측면(31, 32)을 가지는 단면이 긴 세로의 직사각형 또는 단면이 U자인 세로 홈(33)을 사용할 수 있다. 이 경우, 측면(31, 32)을 그대로 전반사면으로 하거나, 세로 홈(33) 내에 금속 증착을 하여, 수직 반사면(미러면)(34, 35)으로 한다. 세로 홈(33)의 폭 w2는 세로 홈(33)의 형성 피치 p1의 0.05∼0.3배로 하는 것이 바람직하지만, 본 발명은 이 수치에 한정되지 않는다. 그리고, 형 분리를 하기 위하여, 세로 홈(33)에 근소한 테이퍼를 설치해도 된다.
수직 반사면(34, 35)은 광의 방향에 의해 적절히 선택할 수 있고, 세로 홈(33) 내를 금속 증착하는 경우에는, 내부에 투명 또는 불투명 수지를 충전하는 것이 바람직하다. 그리고, 세로 홈(33)의 바닥부는 경면(鏡面)을 형성하지 않도록, 조면(組面) 처리 또는 비투광 처리(예를 들면, 도료를 바름)를 할 수도 있다.
이로써, 제1, 제2 경사 반사면(24, 25)과, 수직 반사면(34) 또는 수직 반사면(35)이 각각 직교하는 다수의 코너 큐브로서, 재귀성 반사체(30)를 형성할 수 있다.
본 실시예에 있어서도, 하나의 판형의 투명 블록체(투명 평판)(37)의 표면과 이면에 각각 수직 반사면(34, 35)과, 제1, 제2 경사 반사면(24, 25)을 형성하였으나, 도 4에 일점쇄선(k)으로 나타낸 바와 같이, 투명 블록체(37)를 이분할하고, 각각 제1, 제2 경사 반사면(24, 25)과, 수직 반사면(34, 35)을 가지는 제1, 제2 광학 패널(38, 39)로 할 수도 있다. 제1, 제2 광학 패널(38, 39)은 접합하여 일체화, 맞닿거나 근소한 간극을 형성하여 이격된다.
다음에, 도 5, 도 6을 참조하여, 본 발명의 제3 실시예에 관한 재귀성 반사체(40)에 대하여 설명한다. 이 재귀성 반사체(40)는 직교하는 제1, 제2 경사 반사면(24, 25)이 단면 삼각파형으로 나란히 형성된 제1 광학 패널(42)과, 제1, 제2 경사 반사면(24, 25)과 직교하여 평행 배치된 수직 반사면(43)이 복수 형성된 제2 광학 패널(45)을 가지고 있다.
제2 광학 패널(45)은, 투명 평판(46)의 한쪽 면에 수직으로, 띠형의 수직 반사면(43)을 일정 피치로 배열하여 형성된다. 상기 제2 광학 패널(45)의 제조 방법에 대해서는, 예를 들면, 일본특허 제5085631호에 상세하게 기재되어 있다.
제1 광학 패널(42)과 제2 광학 패널(45)의 간극 h4는, 0인(맞닿아 있음) 것이 바람직하지만, 용도에 따라 변경해도 된다. 간극 h4를 크게 하면, 큐빅 코너를 형성하는 제1, 제2 경사 반사면(24, 25)과 수직 반사면(43)을 통과하는 광이 감소하므로, 바람직하지 않다.
이어서, 도 7을 참조하면서, 재귀성 반사체(10)(30, 40도 동일)를 사용한 입체상 표시 장치(50) 및 입체상의 표시 방법에 대하여 설명한다. 평면형의 재귀성 반사체(10)를 준비하고, 그 위에 30∼150도(본 실시예에서는 90도이지만, 80∼100도의 범위가 바람직함)의 교차 각도를 형성하여 하프 미러(51)를 세워 설치(교차 배치, 즉 직교 또는 경사지게 배치)한다.
이로써, 화상(대상물) A로부터 발한 광선은 하프 미러(51)를 통과하고, 재귀성 반사체(10)에서 재귀성 반사를 행하고, 하프 미러(51)에서 반사하여, 화상(실상) B를 형성한다.
상기 입체상 표시 장치(50)는 재귀성 반사체(10)(또는 30, 40)의 제조가 용이하므로, 전체적인 비용이 저하된다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 요지를 변경시키지 않는 범위에서 그 구성을 변경할 수도 있다.
예를 들면, 각 반사면을 형성하는 조도는, 입사광의 80% 이상의 광을 정반사하는 것이면, 10∼50㎚보다 커도 되고 작아도 된다.
또한, 제1, 제2 경사면(11, 12)으로 형성되는 골짜기부(21)에는 투명 또는 불투명 수지를 충전할 수도 있고, 경우에 따라서는, 세로 홈에 불투명 수지 등을 충전하는 경우도 있다.
또한, 도 7에 나타낸 입체상 표시 장치(50)에 있어서, 하프 미러(51)의 좌측에 대상물(예를 들면, B)을 배치하고, 하프 미러(51)에서 반사하고, 그 광선을 재귀성 반사체(10)에서 재귀 반사하고, 하프 미러(51)를 통과시켜, 하프 미러(51)의 우측에 결상(예를 들면, 실상 A)시킬 수도 있다.
[산업상의 이용 가능성]
종래부터 원리가 알려져 있었으나 제조가 곤란한 코너 큐브를 사용하는 재귀성 반사체의 구성을 간략화하고, 저렴한 재귀성 반사체 및 이것을 사용한 입체상 표시 장치 및 입체상의 표시 방법을 제공할 수 있다.
10 : 재귀성 반사체
11 : 제1 경사면
12 : 제2 경사면
13 : 경사홈
14 : 세로 홈
15 : 투명 블록체
16 : 제1 광학 패널
17 : 제2 광학 패널
19 : 수직면
20 : 홈 경사면
21 : 골짜기부
22 : 바닥부
23 : 금속
24, 25 : 제1, 제2 경사 반사면
27 : 수직 반사면
28 : 교차부
30 : 재귀성 반사체
31, 32 : 측면
33 : 세로 홈
34, 35 : 수직 반사면
37 : 투명 블록체
38, 39 : 제1, 제2 광학 패널
40 : 재귀성 반사체
42 : 제1 광학 패널
43 : 수직 반사면
45 : 제2 광학 패널
46 : 투명 평판
50 : 입체상 표시 장치
51 : 하프 미러

Claims (8)

  1. 직교하는 제1 경사 반사면, 제2 경사 반사면이 단면 삼각파형으로 나란히 형성된 제1 광학 패널, 및 상기 제1 경사 반사면, 상기 제2 경사 반사면과 직교하여 평행 배치된 수직 반사면이 복수 형성된 제2 광학 패널을, 1) 일체화하여, 2) 맞닿게 하여, 또는 3) 평행하게 이격하여 배치한,
    재귀성 반사체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 광학 패널은, 투명 평판의 한쪽 면에 수직으로, 띠형의 상기 수직 반사면을 일정 피치로 배열하여 형성되는, 재귀성 반사체.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 광학 패널의 수직 반사면은, 투명 평판에 한쪽으로부터 소정 간격으로 형성된 세로 홈의 수직면에 금속 증착을 하여 형성되는, 재귀성 반사체.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 세로 홈의 단면은 톱니형으로 되어 있는, 재귀성 반사체.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 경사 반사면, 상기 제2 경사 반사면은, 단면이 직각이등변삼각형인 경사면에 금속 증착하여 형성되어 있는, 재귀성 반사체.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 재귀성 반사체; 및 상기 재귀성 반사체에 대하여 직교 또는 경사지게 배치한 하프 미러
    를 가지는 입체상 표시 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 재귀성 반사체와 상기 하프 미러의 교차각은 30∼150도의 범위에 있는, 입체상 표시 장치.
  8. 판형의 투명 블록체의 일면에, 직교하는 제1 경사 반사면, 제2 경사 반사면이 단면 삼각파형으로 나란히 형성되고, 상기 투명 블록체의 타면(他面)에는, 상기 제1 경사 반사면, 상기 제2 경사 반사면과 직교하는 수직 반사면을 포함한 재귀성 반사체에, 하프 미러를 교차 배치하고, 상기 하프 미러를 통과한 대상물로부터의 광선을 상기 재귀성 반사체에서 반사시키고, 상기 하프 미러에서 더 반사시켜, 상기 대상물의 실상을 형성한,
    입체상의 표시 방법.
KR1020177000349A 2014-06-27 2014-09-09 재귀성 반사체 및 이것을 이용한 입체상 표시 장치 및 방법 KR101918135B1 (ko)

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