TW202303224A - 成像元件及圖像顯示裝置 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種構造簡潔、不易顯示虛像之成像元件及圖像顯示裝置。 實施方式之成像元件具備具有第1面之基材、及設置於上述基材上之反射器陣列。上述反射器陣列包含具有沿著第1方向而設置之複數個兩面正交反射器之複數個反射器列。上述複數個反射器列係於與上述第1方向相交之第2方向上相互隔開間隔而平行地排列。上述複數個兩面正交反射器分別包含：第1反射面，其係以反射來自上述第1面之側之光之方式設置；及第2反射面，其係以與上述第1反射面正交之方式設置，且係以將來自上述第1反射面之反射光向上述第1面之側反射之方式設置。上述第2正交反射器之傾斜度係按以上述基材為基準而於上述第1面側成像之方式設定。

Description

成像元件及圖像顯示裝置

本發明之實施方式係關於一種成像元件及圖像顯示裝置。

提出有一種將被觀察物之實像顯示於空中之反射型成像光學元件、及應用其之圖像顯示裝置(例如，參照專利文獻1)。

此種圖像顯示裝置能於使用者需要時顯示圖像，於其他情形時不顯示圖像。又，不僅如此，還具有如下所述等優點：因係於空中顯示圖像，故無需顯示部分之裝置，從而能更有效地活用汽車內等有限空間。

又，藉由應用能於空中顯示圖像之技術，實現考慮到了傳染病之非接觸型操作面板，有望不僅限於汽車內等之利用，而使應用領域擴大。

作為此種反射型成像光學元件，使用兩面正交反射器者、及使用被稱為角隅稜鏡反射器之具有再歸性反射功能之光學元件者已投入實際實用(例如，參照專利文獻2等)。根據各者之動作原理，指出了問題。例如，使用兩面正交反射器之成像元件被認為難以避免於使用者意圖以外之地方顯示虛像。又，使用角隅稜鏡反射器之成像元件被指出裝置構造複雜且大型化。

期望一種構造簡潔、不易顯示虛像之成像元件及圖像顯示裝置。 [先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2015-146009號公報 [專利文獻2]國際公開第2016-199902號公報

[發明所欲解決之問題]

本發明之一實施方式提供一種構造簡潔、不易顯示虛像之成像元件及圖像顯示裝置。 [解決問題之技術手段]

本發明之一實施方式之成像元件具備：基材，其具有第1面及位於上述第1面之相反側之第2面；以及反射器陣列，其設置於上述基材。上述反射器陣列包含具有沿著第1方向而設置之複數個兩面正交反射器之複數個反射器列。上述複數個反射器列係於與上述第1方向相交之第2方向上相互隔開間隔而平行地排列。上述複數個兩面正交反射器分別包含：第1反射面，其係以反射來自上述第1面之側之光之方式設置；及第2反射面，其係以與上述第1反射面正交之方式設置，且係以將來自上述第1反射面之反射光向上述第1面之側反射之方式設置。於上述複數個反射器列之各者中，上述第1反射面與上述第2反射面相交之直線和包含上述第1方向及上述第2方向之假想平面之間之角度設定為大於0°小於90°之值，上述第1反射面與上述假想平面之間之角度設定為大於45°小於90°之值。上述複數個反射器列包含第1反射器列，該第1反射器列於上述複數個反射器列中，上述直線與上述假想平面之間之角度被設定為最小之值。上述複數個反射器列中剩餘之反射器列自上述第1反射器列沿著上述第2方向朝一方向離得越遠，上述直線與上述假想平面之間之角度被設定為越大之值。

本發明之一實施方式之圖像顯示裝置具備成像元件、及向上述成像元件照射光之光源。上述成像元件包含基材，其具有第1面及位於上述第1面之相反側之第2面；以及反射器陣列，其設置於上述基材。上述反射器陣列包含具有沿著第1方向而設置之複數個兩面正交反射器之複數個反射器列。上述複數個反射器列係於與上述第1方向相交之第2方向上相互隔開間隔而平行地排列。上述複數個兩面正交反射器分別包含：第1反射面，其係以反射來自上述第1面之側之光之方式設置；及第2反射面，其係以與上述第1反射面正交之方式設置，且係以將來自上述第1反射面之反射光向上述第1面之側反射之方式設置。於上述複數個反射器列之各者中，上述第1反射面與上述第2反射面相交之直線和包含上述第1方向及上述第2方向之假想平面之間之角度設定為大於0°小於90°之值，上述第1反射面與上述假想平面之間之角度設定為大於45°小於90°之值。上述複數個反射器列包含第1反射器列，該第1反射器列於上述複數個反射器列中，上述直線與上述假想平面之間之角度被設定為最小之值。上述複數個反射器列中剩餘之反射器列自上述第1反射器列沿著上述第2方向朝一方向離得越遠，上述直線與上述假想平面之間之角度被設定為越大之值。上述光源設置於上述第1面側。上述複數個兩面正交反射器之各者係以如下方式設置：自上述光源出射之光中經上述第1反射面反射1次後之反射光之一部分朝向上述第2反射面行進，上述反射光之其他部分朝向上述第2面側行進。 [發明之效果]

根據本發明之一實施方式，實現了構造簡潔、不易顯示虛像之成像元件及圖像顯示裝置。

以下，參照圖式對本發明之實施方式進行說明。 再者，圖式係模式性或概念性的，各部分之厚度與寬度之關係、部分間之大小比例等未必與現實相同。又，即便於表示相同部分之情形時，有時亦會於各圖式間以彼此不同之尺寸、比例加以表示。 再者，於本申請說明書與各圖中，對與上文關聯既出之圖而敍述者相同之要素標註相同之符號，從而適當省略詳細說明。

(第1實施方式) 圖1係例示本實施方式之成像元件之模式俯視圖。 如圖1所示，本實施方式之成像元件10具備基材12與反射器陣列20。基材12具有第1面11a，反射器陣列20設置於第1面11a上。於該例中，反射器陣列20設置於第1面11a之反射器形成區域14內。反射器陣列20包含複數個反射器列22。

首先，對基材12之構成進行說明。 圖2係例示本實施方式之成像元件之一部分之模式立體圖。 如圖2所示，基材12具有第1面11a及第2面11b。第2面11b設置於第1面11a之相反側。

於本說明書中，有時使用XYZ之右手系三維座標系統來說明成像元件及圖像顯示裝置之構成等。XY平面被定義為與假想平面P0平行之平面。第1面11a設置於較第2面11b靠Z軸之正方向側。第1面11a自YZ平面觀察時，包含向Z軸之負方向側凸起之圓弧之一部分。於以下所說明之具體例中，假想平面P0係與切面平行之假想面，該切面與該圓弧之一部分中位於最靠Z軸之負方向側之點相接。

第1面11a即為此種曲面，反射器陣列20設置於曲面上。假想平面P0成為設定反射器列22之Y軸方向之傾斜度時之基準面。換言之，反射器列22係相對於假想平面P0形成所設定之角度地設置於第1面11a上。

基材12由具有透光性之材料形成，例如由透明樹脂形成。

於本實施方式之成像元件10中，若以基材12為基準，將光源配置於第1面11a側，則於配置有光源之第1面11a側成像，而非第2面11b側。成像位置可設定為與設置光源之位置充分遠離之不同位置。

返回圖1繼續進行說明。 反射器列22係沿著X軸方向而設置。複數個反射器列22係沿著Y軸方向以彼此大致平行之方式設置。複數個反射器列22中，各鄰接之反射器列22分別於Y軸方向上隔開間隔，而以大致相等間隔排列。反射器列22之間隔可設定為任意長度，例如可設定為大致反射器列22之Y軸方向之長度。對於形成反射器列22之間隔之區域，在第1面11a側配置有光源之情形時，入射未被反射器列22反射之光線、及經反射器列22僅反射1次後之反射光等。該等光線等無助於成像，因此若擴大該間隔，則向成像元件10入射之光線中有助於成像之光線比例縮小，故而要根據下文關於圖3而敍述之兩面正交反射器之尺寸或反射面之效率等，將該間隔設定為合適之長度。反射器列22各自包含沿X軸方向連接之多個兩面正交反射器，因此圖1中為了避免煩雜，而以填充上顏色之方式加以表示。

圖3係圖1之III部之模式放大圖。 如圖3所示，反射器列22包含複數個兩面正交反射器30。複數個兩面正交反射器30係沿著X軸方向相互連接而連續地設置。兩面正交反射器30包含第1反射面31及第2反射面32。兩面正交反射器30設置在圖1所示之第1面11a上所形成之基部36上。第1反射面31及第2反射面32從各自之正面觀察時，呈大致正方形，以正方形各自之1邊大致正交之方式連接。

以下，於兩面正交反射器30中，將第1反射面31與第2反射面32之連接線稱為谷側連接線33。將谷側連接線33之相反側之位置的第1反射面31之邊、及谷側連接線33之相反側之位置的第2反射面32之邊分別稱為山側連接線34。

兩面正交反射器30之第1反射面31藉由山側連接線34，與於X軸之負方向側鄰接之兩面正交反射器30之第2反射面32連接。兩面正交反射器30之第2反射面32藉由山側連接線34，與於X軸之正方向側鄰接之另一兩面正交反射器30之第1反射面31連接。如此，複數個兩面正交反射器30沿著X軸方向相互連接而連續地設置。

於本實施方式之成像元件10中，第1反射面31及第2反射面32之尺寸例如可設定為數μm至數100 μm。例如，根據所要顯示之空中圖像之大小或解像度等，設定兩面正交反射器30之集成數。例如，於1個成像元件10中集成數10～數1000個兩面正交反射器30。例如可沿著Y軸方向綿延20 cm地排列1000個具有100 μm見方之反射面之兩面正交反射器。

圖4A係例示本實施方式之成像元件之一部分之模式俯視圖。 圖4B係沿著圖4A之IVB-IVB'線之模式箭視剖視圖之例。 圖4A及圖4B中示出了兩面正交反射器30之構成。 如圖4A及圖4B所示，兩面正交反射器30包含第1反射面31及第2反射面32，第1反射面31及第2反射面32設置於基部36上。基部36係以第1反射面31及第2反射面32相對於第1面11a之切面P形成所期望之角度之方式設置。基部36係呈V字狀成形且具有透光性之構件，例如由透明樹脂形成，且與基材12成形為一體。第1反射面31及第2反射面32係藉由具有光反射性之金屬材料等之薄膜形成等而形成於基材之呈V字狀成形之部位。並不限於此例，第1反射面31、第2反射面32、基部36及基材12亦可分別或一部分形成為不同體，將其等組裝成1個器件而形成成像元件10。

第1反射面31及第2反射面32藉由谷側連接線33大致正交地連接。於第1反射面31中，山側連接線34位於谷側連接線33之相反側之位置，於第2反射面32中，山側連接線34位於谷側連接線33之相反側之位置。

將谷側連接線33之端部稱為頂點33a、33b。頂點33a之位置較頂點33b之位置靠Z軸之正方向側。即，頂點33a係較頂點33b離基材12遠之位置。將山側連接線34之端部稱為頂點34a、34b。頂點34a之位置較頂點34b之位置靠Z軸之正方向側。即，頂點34a係較頂點34b離基材12遠之位置。因此，頂點34a成為離基材12最遠之位置，頂點33b配置於離基材12最近之位置。

圖4B中示出了兩面正交反射器30、第1面11a及切面P之關係。兩面正交反射器30於谷側連接線33之下側之頂點33b與第1面11a相接。切面P係於頂點33b之位置與第1面11a相接之平面，為與假想平面P0平行之面。兩面正交反射器30係以谷側連接線33與切面P形成角度θ之方式設置於第1面11a上。

圖4C係用以說明本實施方式之成像元件之動作之模式立體圖。 如圖4C所示，光線LL向第1反射面31入射後，光線LL被第1反射面31反射。經第1反射面31反射後之反射光LR1再次被第2反射面32反射。經第2反射面32反射後之反射光LR2向與入射光之光源相同之側出射。如此，兩面正交反射器30以基材12為基準，將來自第1面11a側之入射光向第1面11a側之與光源不同之位置出射。兩面正交反射器30如此藉由2個反射面進行2次反射，而將2次反射光LR2向所入射之光線LL之行進側反射。兩面正交反射器30之反射動作可顛倒。因此，於圖4C中，向兩面正交反射器30入射之光線若沿著2次反射光LR2自反方向入射，則會沿著所入射之光線LL朝反方向反射。又，於兩面正交反射器30中，不僅存在如該例所示之2次反射，亦存在向2個反射面中之一者反射，而維持原樣地出射1次反射光之情形。

如圖3及圖4A所示，兩面正交反射器30以谷側連接線33為基準呈線對稱，第1反射面31相對於切面P之角度係以與第2反射面32相對於切面P之角度大致相等之方式配置。因此，兩面正交反射器30於光線最先向第1反射面31入射之情形時與光線最先向第2反射面32入射之情形時，進行相同之動作而出射反射光。例如，於圖4C中，光線LL係最先向第1反射面31入射並被反射的，但即便最先向第2反射面32入射並被反射，亦可與上述同樣地說明兩面正交反射器30之動作。以下，於說明成像元件之動作之情形時，只要未特意說明，即為對最先藉由第1反射面31而反射之情形進行說明。

圖5係例示本實施方式之成像元件之模式側視圖。 於圖5中，以將圖4A及圖4B所示之兩面正交反射器30之頂點33a連結之包絡線表示反射器陣列20。以後，於側視圖中，若無需展示兩面正交反射器30之構成來進行說明，則如圖5所示，將兩面正交反射器30之頂點33a之包絡線繪製成單點鏈線來表示反射器陣列20。

如圖5所示，於本實施方式之成像元件10中，第1面11a為曲面，因此反射器陣列20呈曲面狀設置。第1面11a自YZ平面觀察時，包含向Z軸之負方向側凸起之圓弧之一部分，反射器陣列20亦呈該圓弧狀設置，頂點之包絡線亦成為圓弧。圓弧之半徑係基於成像元件10與設置於成像元件10之第1面11a側之光源之距離而設定。例如反射器陣列20之圓弧之半徑為成像元件10與光源之間之距離之2倍左右。

本實施方式中，於與第1面11a相接之切面中，與Z軸方向之負方向側之最低位置相接之切面為與XY平面平行之假想平面P0。

圖6係例示本實施方式之成像元件之模式側視圖。 圖6中示出了構成圖1及圖3所示之複數個反射器列22各者之1個兩面正交反射器。如關聯圖1及圖3所說明般，複數個反射器列22各自沿著X軸方向而設置，且於Y軸方向上以大致相等間隔排列。構成1個反射器列22之複數個兩面正交反射器相對於假想平面P0之角度大致相同。因此，兩面正交反射器30相對於假想平面P0之角度表示該兩面正交反射器30所屬之反射器列22相對於假想平面P0之角度。 於圖6中，將沿著Y軸方向排列之多個兩面正交反射器中之5個兩面正交反射器30-1～30-5放大而模式性地加以表示。雖然為了區別其等於Y軸上之位置而改變了符號，但兩面正交反射器30-1～30-5之構成與關聯圖4A及圖4B而說明之兩面正交反射器30相同。為了避免圖示之煩雜，省略了圖4B所示之基部36之圖示。

如圖6所示，兩面正交反射器30-1～30-5相對於假想平面P0之角度Θ1～Θ5根據於第1面11a之Y軸上之位置而不同。兩面正交反射器30-1～30-5各自之角度Θ1～Θ5係藉由谷側連接線(直線)33-1～33-5相對於假想平面P0之角度來表示。

於該例中，兩面正交反射器30-1～30-5朝向Y軸之正方向依序配置。兩面正交反射器30-1～30-5之角度Θ1～Θ5設定為依序增大之值。即，Θ1＜Θ2＜Θ3＜Θ4＜Θ5。

更一般化而言，兩面正交反射器30-1～30-5之角度Θ1～Θ5以被設定為最小值之兩面正交反射器之反射器列(第1反射器列)22為基準，於Y軸上越朝一方向遠離，則設定為越大之值。又，角度Θ1～Θ5係自作為基準之反射器列22於Y軸上越朝另一方向遠離，則設定為越小之值。於圖6之例中，若以被設定為最小角度之兩面正交反射器30-1之位置為基準，則朝向Y軸之正方向，成為Θ1＜Θ2＜Θ3＜Θ4＜Θ5。

兩面正交反射器之角度Θ1～Θ5可設為0°＜Θ1～Θ5＜90°。第1反射面31與假想平面P0所成之角係分別結合角度Θ1～Θ5而決定，可為45°＜(第1反射面31與假想平面P0所成之角)＜90°。第2反射面32與假想平面P0所成之角和第1反射面31與假想平面P0所成之角相等。因此，45°＜第2反射面32與假想平面P0所成之角＜90°。

兩面正交反射器30-1～30-5各自之傾斜度亦以配置有兩面正交反射器30-1～30-5之第1面11a相對於切面P1～P5之角度來設定。兩面正交反射器30-1～30-5相對於切面P1～P5之角度與兩面正交反射器30-1～30-5於Y軸上之位置無關，而為固定之角度θ。例如，角度θ係基於角隅稜鏡反射器之各反射面與水平面所成之角度而定，為30°左右，更詳細為35.3°。

於本實施方式之成像元件10中，兩面正交反射器30-1～30-5之角度Θ1～Θ5要得當地設定，使得以基材12為基準時，自設置於第1面11a側之光源入射之光線於第1面11a側成像。成像位置為與光源之位置不同之空中。兩面正交反射器相對於假想平面P0之角度例如藉由實驗或模擬等來決定。

兩面正交反射器相對於假想平面P0之角度只要以根據於Y軸上之位置而增大之方式設定，或根據於Y軸上之位置而縮小之方式設定即可，因此第1面11a亦可並非正圓之圓弧之一部分。例如，第1面11a亦可為橢圓之圓弧之一部分，還可為與反射器列之列數相應之多邊形之一部分。又，關於兩面正交反射器之角度，只要根據兩面正交反射器於Y軸上之位置來設定角度即可，因此亦可不以假想平面P0為基準，而以相對於假想平面P0形成任意角度之其他平面為基準。

(第1變化例) 圖7係例示本變化例之成像元件之模式側視圖。 於本變化例中，基材112之構成與上述第1實施方式之情形時不同。基材112以外之構成與第1實施方式之情形時相同，對相同之構成要素標註相同之符號，從而適當省略詳細說明。 如圖7所示，本變化例之成像元件110具備反射器陣列20與基材112。基材112具有第1面11a及第2面111b。反射器陣列20設置於第1面11a上。第2面111b設置於第1面11a之相反側之位置。於本變化例中，第2面111b呈與第1面11a相同之形狀，第1面11a及第2面111b自YZ平面觀察時，均包含半徑相同之圓弧之一部分。於該例中，第2面111b自YZ平面觀察時之形狀並不限於與第1面11a自YZ平面觀察時之形狀相同之情形，亦可設定為任意不同形狀。

基材112與第1實施方式之情形時同樣地，由具有透光性之材料形成，例如由透明樹脂形成。

反射器陣列20只要與第1實施方式之情形時同樣地設定兩面正交反射器相對於假想平面P0之角度、及兩面正交反射器相對於第1面11a之切面之角度即可。因此，於基材112中，第2面111b之形狀可任意設定。例如，設定為與收納成像元件110之部位匹配之形狀，藉此能實現收納空間之削減等。

圖8A及圖8B係例示本變化例之成像元件之模式側視圖。 於本變化例中，基材212之構成與上述第1實施方式及第1變化例之情形時不同。於本變化例中，設置反射器陣列20之部位與第1實施方式及第1變化例之情形時不同。除此以外之構成與第1實施方式之情形時相同，對相同之構成要素標註相同之符號，從而省略詳細說明。 如圖8A所示，成像元件210具備反射器陣列20與基材212。基材212具有第1面211a及第2面211b。基材212由具有透光性之材料形成，例如由透明樹脂形成。反射器陣列20設置於第2面211b上。反射器陣列20係以反射來自第1面211a側之光線，使其於第1面211a側成像之方式設置。

第2面211b自YZ平面觀察時，包含向Z軸之負方向側凸起之圓弧之一部分。於該例中，假想平面P0係與切面平行之假想面，該切面與該圓弧之一部分中最靠Z軸之負方向側之位置相接。第2面211b即為此種曲面，反射器陣列20設置於曲面上。

在關聯圖8A而說明之變化例中，基材212具有於Y軸方向之兩端部，第1面211a與第2面211b之間皆設置有固定距離，從而具有厚度之構成。向成像元件210入射之光線要經由基材212到達反射器陣列20，因此較佳為降低基材212之厚度。

如圖8B所示，成像元件210a具備反射器陣列20與基材212a。基材212a具有第1面211a及第2面211b，第1面211a與第2面211b之間之距離於Y軸方向之兩端部皆大致為零。

可如此地，根據成像元件之尺寸、或基材之材質、用途等，任意選擇合適之基材形狀。

(第3變化例) 圖9A及圖9B係例示本變化例之成像元件之模式側視圖。 只要能與上述第1實施方式等同樣地設定兩面正交反射器相對於假想平面P0之角度，反射器陣列20即無需形成於曲面上，而亦可設置於1個平面上。 於圖9A及圖9B中，與關聯圖6而說明之情形時同樣地，將5個兩面正交反射器30-1～30-5放大而模式性地加以表示。亦一併展示5個兩面正交反射器30-1～30-5對應於各自所配置之位置之傾斜度。

如圖9A所示，本變化例之成像元件310具備反射器陣列20與基材312。基材312具有第1面311a及第2面311b。第2面311b設置於第1面311a之相反側之位置。第1面311a係與XY平面大致平行之平面。即，第1面311a亦可作為假想平面P0。

兩面正交反射器30-1～30-5相對於假想平面P0之角度分別為Θ1～Θ5，Θ1～Θ5之大小為Θ1＜Θ2＜Θ3＜Θ4＜Θ5。兩面正交反射器30-1～30-5於Y軸上之位置與圖6所示之兩面正交反射器30-1～30-5於Y軸上之位置相同。因此，在採用與圖6所示之於Y軸上之位置相應的圓弧之切面P1～P5之情形時，兩面正交反射器30-1～30-5與切面P1～P5所成之角全部成為值相同之角度θ。

如圖9B所示，本變化例之成像元件310a具備反射器陣列20與基材312，進而具備保護層314。反射器陣列20及基材312與關聯圖9A而說明之成像元件310相同。保護層314係以覆蓋反射器陣列20及第1面311a之方式設置。

保護層314可使用高透光性之材料，以於光線經由保護層314入射至成像元件310a之情形時，使光線之透過量大致固定。保護層314之表面313a較佳為具有充足之平坦性，以使所入射之光線之折射角亦大致固定。

藉由如此構成，能實現薄型化之成像元件310、310a。

(第4變化例) 圖10A～圖10C係例示本變化例之成像元件之一部分之模式俯視圖及側視圖。 圖10A～圖10C中示出了成像元件之基材之構成。 於上述第1實施方式及上述其他變化例中，未入射至第1反射面31亦未入射至第2反射面32之光線原樣地向Z軸之負方向穿透。經第1反射面31反射之光之一部分朝向第2反射面32，除此以外之光不朝向第2反射面32，而向Z軸之負方向穿透。又，亦有圖4C中之光線LL之一部分不被任何反射面反射，而原樣地直行之情形。如此，向第2面側穿透之光線及反射光可原樣地透過基材，亦可被基材吸收。於本變化例中，將吸收向第2面側穿透之光線及反射光之構成要素追加至基材中。

如圖10A所示，基材12具有形成於第1面11a上之光吸收體(光吸收構件)414。光吸收體414設置於圖1所示之反射器列22之間之區域。光吸收體414例如係藉由塗佈黑色塗料而形成。反射器列22形成於未塗佈光吸收體414之部位，但亦可於圖3及圖4A～4B所示之基部36中露出之部分亦塗佈黑色塗料。

如圖10B所示，基材12具有光吸收構件514。光吸收構件514係遍及第1面11a上之反射器形成區域14而設置。於反射器列之間距較窄之情形時等，具有容易形成光吸收構件514之優點。光吸收構件514亦可遍及第2面11b而設置。

如關聯圖8A及圖8B所說明般，於第2面側設置反射器陣列之情形時，光吸收體414及光吸收構件514只要形成於基材之第2面211b即可。

於第1面上形成反射器陣列之情形時，亦可由光吸收性材料形成整個基材。 如圖10C所示，基材612由具有光吸收性之材料形成，例如由黑色樹脂形成。藉由使整個基材具有光吸收性，能防止穿過反射器陣列向第2面側行進之光線被第2面611b反射而返回第1面611a側。

(第5變化例) 圖11係例示本變化例之成像元件之一部分之模式放大俯視圖。 圖11中針對本變化例，示出了相當於圖1之III部之區域之放大俯視圖。 如關聯圖3所說明般，兩面正交反射器30之第1反射面31及第2反射面32從各自之正面觀察時，呈大致正方形，但並不限於此，亦可設定為長方形。 如圖11所示，複數個反射器列722分別包含複數個兩面正交反射器730。兩面正交反射器730具有第1反射面731及第2反射面732。第1反射面731及第2反射面732自正面觀察時，均具有以Y軸方向之邊為長邊之長方形形狀。例如，鄰接之反射器列722之間隔與關聯圖3而說明之反射器列22之間隔相同。

第1反射面731及第2反射面732藉由谷側連接線733而連接，鄰接之兩面正交反射器730彼此藉由山側連接線734而相互連接。

藉由將第1反射面731及第2反射面732之沿著Y軸方向之邊作為長邊，用以反射光線之面積擴大。本變化例之成像元件能使成像時之顯示亮度較正方形之反射面之情形時高。於該變化例中，採用以第1反射面及第2反射面之沿著Y軸方向之邊為長邊之長方形，但亦可設定為以該邊為短邊之長方形。藉由如此設定，能縮小兩面正交反射器之Y軸方向之長度，從而能實現成像元件之小型化。

上述各變化例可適當組合而應用。例如，可對關聯圖8A及圖8B而說明之基材212、212a應用具有長方形之第1反射面及第2反射面之兩面正交反射器。變化例之組合並不限於2種，亦可為3種以上。例如，可對關聯圖9A及圖9B而說明之基材312及保護層314應用具有長方形之第1反射面及第2反射面之兩面正交反射器，從而如關聯圖10C所說明般，由光吸收性材料形成基材。

其次，內含動作原理地對本實施方式及其變化例之成像元件之動作進行說明。以下，只要未特意說明，即為對關聯圖1～圖6而說明之第1實施方式之情形時之成像元件10進行說明。變化例之動作可與第1實施方式之情形時同樣地加以理解。 本實施方式之成像元件利用角隅稜鏡反射器之一部分動作原理，而於入射光之側成像。因此，首先說明角隅稜鏡反射器之動作原理，繼而說明本實施方式之成像元件之動作。

圖12A係用以說明比較例之成像元件之動作之模式俯視圖。 圖12A中示出了角隅稜鏡反射器之構成、及入射光如何反射。 如圖12A所示，角隅稜鏡反射器具有第1反射面31、第2反射面32及第3反射面35。第1反射面31、第2反射面32及第3反射面35相互大致正交而連接。第1反射面31、第2反射面32及第3反射面35係以第1反射面31、第2反射面32及第3反射面35連接之頂點33b成為Z軸方向之最低位置之方式配置。

向第1反射面31入射之光線LL被第1反射面31反射。經第1反射面31反射後之反射光LR1被第2反射面32反射。經第2反射面32反射後之反射光LR2被第3反射面35反射。經第3反射面35反射後之反射光LR3自角隅稜鏡反射器出射。於各反射面，反射規律成立，因此自角隅稜鏡反射器出射之反射光LR3與向角隅稜鏡反射器入射之光線LL平行。上文中，光線LL為向第1反射面31入射者，但向第2反射面32入射、及向第3反射面入射時，出射光亦成為與入射光平行之光。將此種動作稱為回反射。

圖12B係用以說明本實施方式之成像元件之動作之模式俯視圖。 如圖12B所示，第1反射面31及第2反射面32大致正交而配置，且藉由谷側連接線33而連接。頂點33b係以成為Z軸方向之最小值之方式配置。比較圖12A之角隅稜鏡反射器與兩面正交反射器30可知，兩面正交反射器30於不具有第3反射面35之方面與角隅稜鏡反射器不同。

藉由使兩面正交反射器30不具有圖12A所示之第3反射面35，經第2反射面32反射後之反射光LR2維持原樣地直行。此處，谷側連接線33係與XY平面形成特定角度地設置，因此自兩面正交反射器30出射之反射光LR2向與光線LL入射之側相同之側出射。

圖13係為了說明本實施方式之成像元件之動作，而例示其他比較例之成像元件之模式側視圖。 於圖13中，圖1及圖3所示之複數個反射器列22分別沿著X軸方向而設置，複數個反射器列22於Y軸方向上隔開固定間隔而排列。圖13中示出了3個兩面正交反射器30-1～30-3。自3個反射器列22每列各1個地示出兩面正交反射器30-1～30-3。為了表現出光線如何反射，兩面正交反射器30-1～30-3係以於XY平面上略微旋轉後之狀態表示的。雖然為了區別其等於Y軸上之位置而改變了符號，但兩面正交反射器30-1～30-3之構成與關聯圖4A及圖4B而說明之兩面正交反射器30相同。

兩面正交反射器30-1～30-3配置於平面上，沿著Y軸方向呈直線狀配置。光源S設置於兩面正交反射器30之正上方。更詳細而言，光源S以使與Z軸平行之光線向兩面正交反射器30-1～30-3中之任一者入射之方式，設置於兩面正交反射器30-1～30-3之上方。光源S具有二維或三維之廣度，圖13中示出了自其中1點出射之光線分別入射至兩面正交反射器30-1～30-3之情形。關於光源S及兩面正交反射器30-1～30-3之構成，於下述圖14及圖15中亦同樣如此。

如圖13所示，自光源S出射並入射至兩面正交反射器30-1～30-3之第1反射面31之光線LL分別被兩面正交反射器30-1～30-3之第1反射面31向第2反射面32反射。3個第2反射面32分別出射反射光LR2。此處，3個兩面正交反射器30-1～30-3係相對於假想平面P0以相同之角度θ傾斜而配置。此時之角度θ為大於0°小於90°之值。例如，角度θ為35.3°。根據各反射面上之反射規律，沿著Y軸排列之兩面正交反射器30-1～30-3分別出射之反射光LR2會擴散開來，而不成像。再者，會實施透過型成像元件之動作，即：於將θ設定為0°之情形時，於光源之側成像(參照專利文獻1等)，於將θ設定為90°之情形時，經由兩面正交反射器，以成像元件為基準而於光源之相反側成像。

角度θ與周知之回反射型成像元件中之角隅稜鏡反射器相對於設置面之角度對應，為關聯圖12A而說明之角隅稜鏡反射器相對於設置面之角度。該角度係第1反射面31與第2反射面32之連接線相對於設置面之角度。角隅稜鏡反射器之設置面與圖13之假想平面P0對應。

於本實施方式之成像元件中，根據兩面正交反射器於Y軸上之位置，改變其相對於假想平面P0之角度而配置該兩面正交反射器，以使經兩面正交反射器30反射2次後之反射光向與光源S相同之側反射而成像。

圖14及圖15係用以說明本實施方式之成像元件之動作之模式側視圖。 如圖14所示，於本實施方式之成像元件中，第1面11a以自YZ平面觀察時向Z軸之負方向側凸起之方式，設定為圓弧之一部分。兩面正交反射器30-1～30-3配置於第1面11a上。於該例中，表示兩面正交反射器30-1～30-3相對於假想平面P0之傾斜度之角度Θ1～Θ3係以越靠近Y軸之正方向，則變得越大之方式設定。藉由如此設定角度Θ1～Θ3，經兩面正交反射器30反射2次後之反射光LR2於設置有光源S之第1面11a側形成了成像I。

以上所述內容要按照以下所述概念性地加以理解。即，於兩面正交反射器30-1～30-3以大於0°小於90°之角度形成於平坦之面之情形時，藉由兩面正交反射器30-1～30-3所得之2次反射光會擴散開來，而不於配置有光源之側成像。因此，藉由使形成有兩面正交反射器30-1～30-3之面沿著Y軸方向朝Z軸之負方向側彎曲，能於配置有光源之側成像。

圖15中示出了自光源S入射之光線LL被兩面正交反射器30-1～30-3各者僅反射1次，而非反射2次，從而不會向與光源S相同之側出射之情形。 如圖15所示，於自光源S出射之光線LL入射至第1反射面31後不朝向第2反射面32之情形時，經第1反射面31反射後之反射光LR1向兩面正交反射器30之下方行進。其原因在於，沿著Y軸方向排列之圖1及圖3所示之反射器列22係隔開間隔而配置。自光源S出射之光線LL中未向第1反射面31亦未向第2反射面32入射者維持原樣地向兩面正交反射器30-1～30-3之下方行進，但關於此點未予圖示。

如此，於本實施方式之成像元件中，藉由設定為與兩面正交反射器30-1～30-3於Y軸上之位置相應之角度Θ1～Θ3，會於與光源S相同之側成像，同時不會使利用兩面正交反射器反射1次後之反射光及不反射之光線於與光源S相同之側成像。因此，於光源S之側不會形成實像以外之虛像，故而能抑制重像。又，能防止成像被偷窺。

本實施方式之成像元件10係將光源之位置與成像之位置調換而動作。 圖16及圖17係用以說明本實施方式之成像元件之動作之模式側視圖。 於圖16及圖17中，兩面正交反射器30-1～30-3之構成、以及兩面正交反射器30-1～30-3、第1面11a及假想平面P0之關係與關聯圖14及圖15而說明之情形時相同。 如圖16所示，光源S1設置在關聯圖14而說明之情形時之成像I之位置，此時，於圖14之情形時之光源S之位置形成了成像I1。自光源S1出射之光線LL分別被兩面正交反射器30-1～30-3反射2次，從而使反射光LR2於成像I1之位置成像。

如圖17所示，存在自光源S1入射至兩面正交反射器30之光線LL被第1反射面31反射，其反射光LR1不朝向第2反射面32，而向第1面11a側出射之情形。該反射光LR1有時會於與圖16所示之成像I1之位置不同之位置成像。該像為虛像。換言之，在經兩面正交反射器30反射1次後之反射光不再2次反射，而向第1面11a側反射之情形時，於配置有光源S1之側形成實像，並且於與實像之成像位置不同之位置形成虛像。該情形時之實像之成像位置可設定為兩面正交反射器30-1～30-3之正上方。

可如上文概念性說明般，將兩面正交反射器設置於平坦之面後，使平坦面沿著Y軸方向彎曲，而求出與彎曲相應之角度作為兩面正交反射器之角度，亦可採用其他方法求出兩面正交反射器之角度。例如，可使於Y軸上鄰接之兩面正交反射器之角度差為特定值而設定兩面正交反射器相對於假想平面P0之角度。例如，亦可於使特定值為1°之情形時，使Θ2＝Θ1＋1°，Θ3＝Θ2＋1°。最終，無論是光源S之位置之情形時，還是光源S1之位置之情形時，均能以將入射之光線反射2次後使其成像於所期望之位置之方式，藉由使用實驗或模擬等來得當地設定兩面正交反射器之角度Θ1～Θ3。例如於圖14所示之實施方式之情形時，光源S位於假想平面P0之大致正上方，或於圖16所示之實施方式之情形時，成像I1位於假想平面P0之大致正上方。藉由適當調整兩面正交反射器相對於假想平面P0之角度並加以設置，亦可適當變更該等光源S或成像I1之位置。進行此種設計變更時，可有效地活用光線追蹤模擬等光線解析工具。

圖18係用以說明本實施方式之成像元件之相關計算例之模式圖。 以下，使用圖18，對求出被圖1所示之成像元件10之兩面正交反射器反射2次後之反射光之出射角度的方法進行說明。為了求出2次反射光之出射角，利用關聯圖12A而說明之角隅稜鏡反射器藉由3個反射面而回反射之動作。於圖18中，暫時配置角隅稜鏡反射器之第3個反射面，將其設為暫設反射面35a。暫設反射面35a與關聯圖12A而說明之第3反射面35對應。 於圖12B所示之兩面正交反射器30中，將谷側連接線33相對於切面之角度作為兩面正交反射器30之傾斜度。谷側連接線33之角度與圖12A所示之角隅稜鏡反射器之第3反射面35相對於切面之角度對應。

如圖18所示，第1面11a為具有中心C之圓弧之一部分。圖18中示出了第1面11a之切面P，暫設反射面35a係相對於切面P以角度

傾斜而配置。角度

係如下述關聯圖19所說明般，為約60°，更準確而言，為約54.7°。

第1面11a與暫設反射面35a於點R2處相交。自光源S出射之光線包含線段SR2。線段SR2與線段CR2形成角度β。

若將假想平面P0與切面P所成之角設為角度α，則線段CS與線段CR2所成之角等於角度α。

若將線段CR2與暫設反射面35a所成之角設為角度θ，則如下述關聯圖19所說明般，角度θ為約30°，更準確而言，為約35.3°。

因此，若將假想平面P0與藉由第2次反射獲得之反射光所成之角設為出射角θ0，則可按照θ＋(α－β)求出該出射角θ0。此處，若以線段CS之長度與線段SR2之長度相等之方式，設定圓弧之中心C之位置，則α≒β，出射角大致等於θ，因此反射光可成像。使線段CS之長度與線段SR2之長度相等大致等同於將圓弧之半徑設定為線段SR2之長度之2倍，因此形成第1面11a之圓弧之半徑較佳為光源S之位置至第1面11a之距離之大致2倍。

圖19～圖21C係用以說明本實施方式之成像元件之相關計算例之模式圖。 於圖19中，為了計算兩面正交反射器相對於切面P之角度θ，而示出了角隅稜鏡反射器CCR之圖。 於圖20A及圖20B中，為了計算兩面正交反射器中相對於切面P之出射角γ，而示出了角隅稜鏡反射器CCR之圖。 於圖21A～圖21C中，為了說明本實施方式之成像元件中之兩面正交反射器與周知之角隅稜鏡反射器不同，而示出了角隅稜鏡反射器CCR之圖。

圖19之左圖中示出了角隅稜鏡反射器CCR之俯視圖。 如圖19之左圖所示，角隅稜鏡反射器CCR具有3個反射面A、B、C。在關聯圖12A而說明之角隅稜鏡反射器中，反射面A與第2反射面32對應，反射面B與第1反射面31對應，反射面C與第3反射面35對應。角隅稜鏡反射器CCR具有點a～e，點a、b係反射面A、B之連接線之端部，點b、d係反射面A、C之連接線之端部，點b、e係反射面B、C之連接線之端部。角隅稜鏡反射器CCR於點b處與切面P相接。該狀況與關聯圖4A及圖4B而說明之兩面正交反射器30於頂點33b處與切面P相接對應。點c為線段de之中點。於該例中，反射面A、B、C係邊長為1之正方形。

圖19之右圖中示出了角隅稜鏡反射器CCR之側視圖之一部分，還一併示出了設置角隅稜鏡反射器CCR之切面P。又，點a、b、c、o之關係係與圖19之左圖對應地表示。點d、e與點c重疊。 如圖19之右圖所示，假想之ade平面可定義為與切面P平行之平面。因此，線段bc之長度為1/√2。

將通過點b之切面P之法線與ade平面相交之點設為o。線段ac係1邊之長度為√2之正三角形ade之二等分線，因此線段ac之長度為√3/√2，從而線段co之長度為1/√6。

根據上文，cos

＝線段co/線段bc＝1/√3，

≒54.7°。再者，線段ab與切面P所成之角θ為θ＝90°－

≒35.3°。

於圖20A及圖20B中，角隅稜鏡反射器CCR之構成與圖19之情形時相同。於圖20A之上圖中，為了便於說明，將角隅稜鏡反射器CCR自圖19之情形時順時針旋轉90°後加以表示。圖20A之下圖中示出了角隅稜鏡反射器CCR之側視圖，係與圖20A之上圖之點a、b、c之位置對應地表示。再者，自圖20A之箭頭方向觀察，可見1邊之長度為1之反射面C，反射面C之對角線之長度為√2。於圖20A之下圖中，點d、e與點c重合。又，ade平面與圖19所示之ade平面相同。

如圖20A所示，ade平面為與切面P平行之面。線段bc與切面P所成之角為

，線段ab與切面P所成之角為θ。

此處，如圖20B所示，若於點c處，自反射面C沿著垂直方向出射反射光LR3，則向反射面C入射之反射光LR2以角度β向圖20A所示之反射面C入射。反射光LR1與切面P所成之角γ為γ＋β＝

，

如關聯圖19所說明般，為約54.7°。因此，可按照γ＝2×

－90°≒19.4°求出γ。再者，β＝θ，因此，β≒35.3°。

圖21A～圖21C係用以說明本實施方式之成像元件之兩面正交反射器與周知之角隅稜鏡反射器不同。 圖21A～圖21C中示出了與關聯圖19及圖20A而說明之角隅稜鏡反射器CCR對應之圖形。於圖21A～圖21C中，點a、b、d、e與關聯圖19及圖20A之角隅稜鏡反射器CCR之情形時之點a、b、d、e對應。於圖21A～圖21C中，除了點a、b、d、e以外，還追加有點f、g、h。以點a、h、d、b為頂點之正方形與關聯圖4A及圖4B而說明之第2反射面32對應。以點a、b、e、g為頂點之正方形與關聯圖4A及圖4B而說明之第1反射面31對應。以點b、e、f、d為頂點之正方形與兩面正交反射器30中被去除之反射面對應，且與關聯圖19及圖20A之角隅稜鏡反射器CCR之反射面C對應。

於圖21A中，以橫向影線表示正方形bdfe。以縱向影線表示三角形adb、abe。於圖21B中，以粗實線表示與圖21A之正方形bdfe對應之部位。即，正方形bdfe與角隅稜鏡反射器之第3個反射面對應。 圖21C中示出了圖21B之一部分與光線及該光線之反射光。

以下，假設於圖21A及圖21B所示之正方形bdfe存在第3個反射面之情形。 如圖21C所示，於光線自Z軸之正方向側入射至圖21A及圖21B所示之正方形bdfe之情形時，點f處之入射光相對於正方形bdfe以角度β反射。如關聯圖20B所說明般，β＝θ≒35.3°，tanβ＝1/√2。因此，於正方形bdfe存在反射面之情形時之反射光向標有縱向影線之三角形adb或三角形abe中之任一者入射。其次，被與正方形abeg對應之反射面、或與正方形ahdb對應之反射面中之任一者再次反射，而向Z軸之正方向側出射。根據上文，本實施方式之成像元件中之兩面正交反射器可謂與角隅稜鏡反射器不同。

如以上所說明般，本實施方式之成像元件係藉由利用兩面正交反射器將自以基材12為基準而設置於第1面11a側之光源出射之光線反射2次，而於第1面11a側成像。

對本實施方式之成像元件10之效果進行說明。 於本實施方式之成像元件10中，兩面正交反射器30相對於假想平面P0之角度設定為大於0°小於90°。此外，兩面正交反射器30相對於假想平面P0之角度係以根據兩面正交反射器30於Y軸方向上之配置位置而不同之方式設定，自基準位置之兩面正交反射器30向Y軸方向之一方向離得越遠，設定得越大，向Y軸方向之另一方向離得越遠，設定得越小。藉由如此設定，能於以基材12為基準時，將來自第1面11a側之光線反射2次，使其於第1面11a側成像。

於本實施方式之成像元件10中，藉由得當地設定兩面正交反射器30相對於假想平面P0之角度，能以基材12為基準而於第1面11a側之任意位置配置光源，從而成像於作為第1面11a側之任意位置且與光源不同之所期望之位置。

如第1～第4變化例中所說明般，只要得當地設定兩面正交反射器30相對於假想平面P0之角度，即可藉由於任意形狀之基材形成反射器陣列，而實現最佳形狀之成像元件。因此，可根據成像元件之尺寸、或收納部位、收納方法等，得當地選定任意形狀之基材加以應用，從而容易進一步實現小型化、裝置構造之簡化等。

如第5變化例中所說明般，第1反射面及第2反射面之形狀自正面觀察時，均不限於正方形，可為長方形，從而可實現提高了成像亮度之成像元件。又，藉由將反射器列22之間隔與反射面之面積之比率設定為最佳，能獲得亮度更高之成像。

(第2實施方式) 圖22係例示本實施方式之圖像顯示裝置之模式側視圖。 如圖22所示，本實施方式之圖像顯示裝置1000具備成像元件10、光源1。於圖22中，成像元件10包含基材12、反射器陣列20，反射器陣列20係以圖4B所示之兩面正交反射器30之頂點34a之包絡線表示。關於圖22之反射器陣列20，為了弄清入射至反射器陣列20之光線之反射情況，自多個兩面正交反射器中簡化示出了3個兩面正交反射器30。光源1可為圖像形成器件，圖像形成器件可包含複數個發光像素及其等之驅動電路。圖像形成器件例如為微LED陣列(Light Emitting Diode，發光二極體)或微OLED(Organic Light Emitting Diode，有機發光二極體)顯示器、或者液晶顯示面板等。藉由使光源1為此種圖像形成器件，能於空中形成要顯示於圖像形成器件之動態圖像或靜態圖像等。

本實施方式之圖像顯示裝置1000之成像元件可為第1實施方式之情形時之成像元件10。可應用於圖像顯示裝置1000之成像元件亦可使用第1～第5變化例與第1實施方式之成像元件適當組合而成者。下述第2實施方式之變化例、及第3實施方式、第4實施方式之圖像顯示裝置亦可同樣使用第1～第5變化例與第1實施方式之成像元件適當組合而成者。

光源1設置於第1面11a側。光源1設置於反射器陣列20之正上方。例如，光源1向反射器陣列20放射包含假想平面P0之法線方向之成分之光線。假想平面P0與關聯圖2而說明者相同。假想平面P0係與切面平行之面，該切面與第1面11a之圓弧之一部分中位於最靠Z軸之負方向側之點相接。光源1與反射器陣列20之間之距離小於圓弧之中心與反射器陣列20之間之距離，例如為圓弧之中心與反射器陣列20之間之距離之1/2左右。

於本實施方式之圖像顯示裝置1000中，自光源1入射之光線LL被兩面正交反射器30反射2次，而向第1面11a之側出射。所出射之反射光LR2於第1面11a側之與光源1之位置不同之位置形成了成像I。成像I之形成位置由兩面正交反射器30相對於假想平面P0之角度決定，此點與第1實施方式之情形時相同。

於本實施方式之圖像顯示裝置1000中，自光源1入射之光線LL中經兩面正交反射器30僅反射1次後之反射光LR1不向第1面11a側出射，而是穿過基材12，向第2面11b側出射。 (變化例) 圖23係例示本變化例之圖像顯示裝置之模式側視圖。 如圖23所示，本變化例之圖像顯示裝置1100具備成像元件10、光源1、反射器陣列20，進而具備光學元件50。於本變化例中，具備光學元件50之方面與第2實施方式之情形時不同，其他方面與第2實施方式之情形時相同。對相同之構成要素標註相同之符號，從而省略詳細說明。

光學元件50設置於光源1與成像元件10之間。於該例中，光學元件50為凸透鏡。於圖23中，未設置作為光學元件50之凸透鏡之情形時的光源1之位置以虛像G之位置來表示。

於本變化例中，作為光學元件50之凸透鏡之焦點距離係以小於光學元件50與虛像位置之距離之方式設定。因此，藉由將光學元件50設置於光源1與成像元件10之間，能縮短光源1與成像元件10之間之距離。光學元件並不限於凸透鏡，可藉由使用反射鏡等，或與透鏡組合，而使光源1位於所期望之位置。

對本實施方式之圖像顯示裝置1000之動作進行說明。 圖24A係用以說明本實施方式之圖像顯示裝置之動作之模式俯視圖。 圖24B係用以說明本實施方式之圖像顯示裝置之動作之模式側視圖。 於本實施方式之圖像顯示裝置1000中，使用第1實施方式之情形時之成像元件10，因此成像元件10按如上所述之方式動作。 本實施方式中，自設置於第1面11a側之光源1入射至成像元件10之光線被兩面正交反射器反射2次，而向第1面11a側出射，並於第1面11a側成像。

如圖24A及圖24B所示，若自光源1入射至成像元件10之光線被兩面正交反射器反射2次，則以基材12為基準時，於與光源1為相同側之在Y軸方向上有所偏移之區域R成像。區域R之Z軸方向之長度及Y軸方向之長度係根據構成反射器陣列20之兩面正交反射器相對於假想平面P0之角度、及光源1之位置之調整或設定而決定。成像之位置可為離光源1之Y軸方向之位置十分遠之Y軸方向之位置，亦可為較光源1之Z軸方向之位置高得多之位置，還可為較其低得多之位置。

於該例中，與第1實施方式之情形時同樣地，假想平面P0為第1面11a及反射器陣列20之圓弧之一部分的Z軸方向之最低位置之切面。成像元件10之Y軸方向之兩端部各自之Z軸方向之長度亦與第1實施方式之情形時同樣，為大致相等。只要藉由兩面正交反射器將入射之光線反射2次，使其向第1面11a側出射，假想平面P0之位置便不限於上述，而可為任意位置。

對本實施方式之圖像顯示裝置1000之效果進行說明。 本實施方式之圖像顯示裝置1000具備上述第1實施方式或第1～第5變化例之成像元件，因此會發揮上述效果。即，能使成像I形成於配置有光源1之第1面11a側之與光源1不同之位置。

此外，於本實施方式之圖像顯示裝置1000中，以使經兩面正交反射器反射2次後之反射光向第1面11a側出射之方式配置光源1，因此能於自成像元件及光源1遠離之空間成像。

先前，於使用角隅稜鏡反射器之圖像顯示裝置中，利用了角隅稜鏡反射器之回反射，因此為了成像於與光源之位置不同之位置，需組裝複雜之光學電路。因此，被指出圖像顯示裝置之構成複雜，裝置大型化，難以避免成本上升。

又，先前，於使用兩面正交反射器之圖像顯示裝置中，兩面正交反射器被用作透過型成像元件，兩面正交反射器設置於光源與成像之位置之間，因此難以使裝置小型化。於是，研究了利用反射型兩面正交反射器之成像元件(參照專利文獻1)。然而，於該等利用兩面正交反射器之成像元件中，自兩面正交反射器之動作原理上而言，會於成像之側形成虛像，從而存在難以避免虛像形成之問題。

作為可實現空中顯示之圖像顯示裝置之應用，一直在推進對汽車內應用之研究，但若於本應顯示之部位以外之位置顯示虛像，則圖像顯示裝置之操作者以外之人員會看到該虛像，此點不佳。又，根據虛像之形成位置，亦存在操作者看到虛像而對虛像進行操作之情形。

於非汽車內之應用中亦利用空中顯示面板來代替非接觸型操作面板時，若於操作者側形成虛像，則會導致誤操作等，此成為了正式實用化之阻礙。

於將空中顯示面板應用於金融終端等之情形時，若於操作者之觀看位置以外之位置形成虛像，則會出現本應隱匿之密碼被偷窺看到之風險等。

於本實施方式之圖像顯示裝置1000中，具備包含隔開複數個反射器列之間隔而配置之反射器陣列之成像元件10，因此形成虛像之反射光向與成像之側不同之側穿透。因此，於將圖像顯示裝置1000應用於汽車內或其他非接觸型操作面板之情形時，不會於實像之成像側形成虛像，而能成像於離光源之位置十分遠之空間。從而，能使汽車內之空間不被裝置佔據地，顯示所需資訊，能實現安全、安心之非接觸型操作面板。

如變化例之圖像顯示裝置1100所示，藉由組合光學元件50，能進一步實現小型化及任意形狀之圖像顯示裝置。

(第3實施方式) 圖25係例示本實施方式之圖像顯示裝置之模式側視圖。 如圖25所示，本實施方式之圖像顯示裝置1200具備成像元件10、光源1、光學元件350。圖像顯示裝置1200進而具備殼體302。 本實施方式中，具備與第2實施方式之變化例不同之光學元件350，且具備收納成像元件10、光源1及光學元件350之殼體302之方面與第2實施方式及其變化例不同。對相同之構成要素標註相同之符號，從而適當省略詳細說明。

於本實施方式之圖像顯示裝置1200中，使用反射鏡作為光學元件350。於圖25中，未設光學元件350之情形時之光源之位置以虛像G之位置來表示。本實施方式中，藉由使用反射鏡作為光學元件350，能使光源1所放射之光線之光路折曲，從而容易向內部容積受到限定之殼體302中收納。藉由使用曲面反射鏡作為光學元件350，無產生色像差之虞，能產生虛像G。亦可使用其他光學元件例如透鏡等來代替反射鏡，或於反射鏡以外進而使用其他光學元件例如透鏡等。

於本實施方式之圖像顯示裝置1200中，具備收納成像元件10、光源1及光學元件350之殼體302，成像元件10、光源1及光學元件350被殼體覆蓋。窗(窗構件)304設置於成像元件10與可藉由上述成像元件而形成之成像I之間。藉由成像元件10出射之反射光而獲得之成像I係經由設置於殼體302之窗304而形成。窗304由透光性材料形成，例如由透明樹脂或著色樹脂等形成。窗304之透光性較佳為50%以下之霧度值，更理想為5%以下。

對本實施方式之圖像顯示裝置1200之效果進行說明。 本實施方式之圖像顯示裝置1200具有與第2實施方式之情形時相同之效果，且藉由進而具備殼體302，可將成像元件10、光源1及光學元件350等構成物自圖像顯示裝置1200之使用者之視野內排除。因此，能於心理上擺脫空間被裝置佔有之狀態，能令使用者感覺有限之空間更寬闊。又，成像元件10、光源1及光學元件350可藉由殼體302而與外部隔離，從而能保護成像元件10、光源1及光學元件350免受露水及灰塵等外部環境之影響。又，亦能避免環境光對成像I造成之眩光等之影響。

(第4實施方式) 圖26係例示本實施方式之圖像顯示裝置之模式側視圖。 如圖26所示，本實施方式之圖像顯示裝置1300具備成像元件310a、光源裝置460。成像元件310a與關聯圖9B而說明之第1實施方式之變化例之情形時相同。成像元件並不限於此，可將第1實施方式及其變化例適當組合後加以應用。

本實施方式中，光源裝置460與成像元件310a係不同體地提供的，使用者將其等任意組合後加以使用。光源裝置460包含光源1及光學元件50，亦可包含例如驅動光源之電源電路、驅動電路、記憶電路等，但關於此點未予圖示。

本實施方式中，光源裝置460及成像元件310a不同體，光源裝置460中內置有光學元件50。因此，圖像顯示裝置1300之使用者可適當收納光源裝置460及成像元件310a，必要時取出並適當組合後加以利用。

根據以上所說明之實施方式，能實現構造簡潔、不易顯示虛像之成像元件及圖像顯示裝置。

以上，對本發明之若干實施方式進行了說明，但該等實施方式僅作為示例提出，並不欲限定發明之範圍。該等新穎之實施方式可採用其他各種方式加以實施，於不脫離發明主旨之範圍內，可進行各種省略、替換、變更。該等實施方式及其變化包含於發明之範圍及主旨中，並且包含於申請專利範圍所記載之發明及其等價物之範圍內。又，上述各實施方式可相互組合而實施。

1:光源 10:成像元件 11a:第1面 11b:第2面 12:基材 14:反射器形成區域 20:反射器陣列 22:反射器列 30:兩面正交反射器 30-1～30-5:兩面正交反射器 31:第1反射面 32:第2反射面 33:谷側連接線 33-1～33-5:谷側連接線(直線) 33a:頂點 33b:頂點 34:山側連接線 34a:頂點 34b:頂點 35:第3反射面 35a:暫設反射面 36:基部 50:光學元件 110:成像元件 111b:第2面 112:基材 210:成像元件 210a:成像元件 211a:第1面 211b:第2面 212:基材 212a:基材 302:殼體 304:窗 310:成像元件 310a:成像元件 311a:第1面 311b:第2面 312:基材 313a:保護層之表面 314:保護層 350:光學元件 414:光吸收體(光吸收構件) 460:光源裝置 514:光吸收構件 611a:第1面 611b:第2面 612:基材 722:反射器列 730:兩面正交反射器 731:第1反射面 732:第2反射面 733:谷側連接線 734:山側連接線 1000:圖像顯示裝置 1100:圖像顯示裝置 1200:圖像顯示裝置 1300:圖像顯示裝置 A,B,C:反射面 CCR:角隅稜鏡反射器 G:虛像 I:成像 LL:光線 LR1:反射光 LR2:反射光 LR3:反射光 P0:假想平面 P1～P5:切面 R:區域 R2:點 S:光源 S1:光源 α:角度 β:角度 θ:角度 Θ1～Θ5:角度

:角度

圖1係例示第1實施方式之成像元件之模式俯視圖。 圖2係例示第1實施方式之成像元件之一部分之模式立體圖。 圖3係圖1之III部之模式放大圖。 圖4A係例示第1實施方式之成像元件之一部分之模式俯視圖。 圖4B係沿著圖4A之IVB-IVB'線之模式箭視剖視圖之例。 圖4C係用以說明第1實施方式之成像元件之動作之模式立體圖。 圖5係例示第1實施方式之成像元件之模式側視圖。 圖6係例示第1實施方式之成像元件之模式側視圖。 圖7係例示第1實施方式之第1變化例之成像元件之模式側視圖。 圖8A係例示第1實施方式之第2變化例之成像元件之模式側視圖。 圖8B係例示第1實施方式之第2變化例之成像元件之模式側視圖。 圖9A係例示第1實施方式之第3變化例之成像元件之模式側視圖。 圖9B係例示第1實施方式之第3變化例之成像元件之模式側視圖。 圖10A係例示第1實施方式之第4變化例之成像元件之一部分的模式俯視圖。 圖10B係例示第1實施方式之第4變化例之成像元件之一部分的模式俯視圖。 圖10C係例示第1實施方式之第4變化例之成像元件之一部分的模式側視圖。 圖11係例示第1實施方式之第5變化例之成像元件之一部分的模式放大俯視圖。 圖12A係用以說明比較例之成像元件之動作之模式俯視圖。 圖12B係用以說明第1實施方式之成像元件之動作之模式俯視圖。 圖13係為了說明第1實施方式之成像元件之動作，而例示其他比較例之成像元件之模式側視圖。 圖14係用以說明第1實施方式之成像元件之動作之模式側視圖。 圖15係用以說明第1實施方式之成像元件之動作之模式側視圖。 圖16係用以說明第1實施方式之成像元件之動作之模式側視圖。 圖17係用以說明第1實施方式之成像元件之動作之模式側視圖。 圖18係用以說明第1實施方式之成像元件之相關計算例之模式圖。 圖19係用以說明第1實施方式之成像元件之相關計算例之模式圖。 圖20A係用以說明第1實施方式之成像元件之相關計算例之模式圖。 圖20B係用以說明第1實施方式之成像元件之相關計算例之模式圖。 圖21A係用以說明第1實施方式之成像元件之相關計算例之模式圖。 圖21B係用以說明第1實施方式之成像元件之相關計算例之模式圖。 圖21C係用以說明第1實施方式之成像元件之相關計算例之模式圖。 圖22係例示第2實施方式之圖像顯示裝置之模式側視圖。 圖23係例示第2實施方式之變化例之圖像顯示裝置之模式側視圖。 圖24A係用以說明第2實施方式之圖像顯示裝置之動作之模式俯視圖。 圖24B係用以說明第2實施方式之圖像顯示裝置之動作之模式側視圖。 圖25係例示第3實施方式之圖像顯示裝置之模式側視圖。 圖26係例示第4實施方式之圖像顯示裝置之模式側視圖。

10:成像元件

11a:第1面

12:基材

14:反射器形成區域

20:反射器陣列

22:反射器列

Claims (12)

1. 一種成像元件，其具備： 基材，其具有第1面及位於上述第1面之相反側之第2面；以及 反射器陣列，其設置於上述基材上；且 上述反射器陣列包含具有沿著第1方向而設置之複數個兩面正交反射器之複數個反射器列， 上述複數個反射器列係於與上述第1方向相交之第2方向上相互隔開間隔而平行地排列， 上述複數個兩面正交反射器分別包含： 第1反射面，其係以反射來自上述第1面之側之光之方式設置；及 第2反射面，其係以與上述第1反射面正交之方式設置，且係以將來自上述第1反射面之反射光向上述第1面之側反射之方式設置； 於上述複數個反射器列之各者中， 上述第1反射面與上述第2反射面相交之直線和包含上述第1方向及上述第2方向之假想平面之間之角度設定為大於0°小於90°之值， 上述第1反射面與上述假想平面之間之角度設定為大於45°小於90°之值， 上述複數個反射器列包含第1反射器列，該第1反射器列於上述複數個反射器列中，上述直線與上述假想平面之間之角度被設定為最小之值， 上述複數個反射器列中剩餘之反射器列係自上述第1反射器列沿著上述第2方向朝一方向離得越遠，上述直線與上述假想平面之間之角度被設定為越大之值。
2. 如請求項1之成像元件，其中於上述基材中，上述第1面自包含上述第2方向及第3方向之平面觀察時，係以朝向上述第2面之側凸起之方式設置， 上述第3方向與上述第1方向及上述第2方向正交， 上述反射器陣列設置於上述第1面上， 上述複數個反射器列之上述直線與上述第1面之間之角度設定為彼此相等之值。
3. 如請求項1之成像元件，其中上述基材具有透光性， 上述第2面自包含上述第2方向及第3方向之平面觀察時，係以自上述第1面之側凸起之方式設置， 上述第3方向與上述第1方向及上述第2方向正交， 上述反射器陣列設置於上述第2面上， 上述複數個反射器列之上述直線與上述第2面之間之角度設定為彼此相等之值。
4. 如請求項1之成像元件，其中於上述複數個反射器列中鄰接而配置之反射器列之間設置有光吸收構件。
5. 如請求項1之成像元件，其中上述基材包含光吸收構件。
6. 如請求項1之成像元件，其進而具備以覆蓋上述反射器陣列之方式設置之保護層。
7. 一種圖像顯示裝置，其具備： 成像元件；及 向上述成像元件照射光之光源；且 上述成像元件包含： 基材，其具有第1面及位於上述第1面之相反側之第2面；以及反射器陣列，其設置於上述基材； 上述反射器陣列包含具有沿著第1方向而設置之複數個兩面正交反射器之複數個反射器列， 上述複數個反射器列係於與上述第1方向相交之第2方向上相互隔開間隔而平行地排列， 上述複數個兩面正交反射器分別包含：第1反射面，其係以反射來自上述第1面之側之光之方式設置；及第2反射面，其係以與上述第1反射面正交之方式設置，且係以將來自上述第1反射面之反射光向上述第1面之側反射之方式設置； 於上述複數個反射器列之各者中，上述第1反射面與上述第2反射面相交之直線和包含上述第1方向及上述第2方向之假想平面之間之角度設定為大於0°小於90°之值， 上述第1反射面與上述假想平面之間之角度設定為大於45°小於90°之值， 上述複數個反射器列包含第1反射器列，該第1反射器列於上述複數個反射器列中，上述直線與上述假想平面之間之角度被設定為最小之值， 上述複數個反射器列中剩餘之反射器列係自上述第1反射器列沿著上述第2方向朝一方向離得越遠，上述直線與上述假想平面之間之角度被設定為越大之值， 上述光源設置於上述第1面側， 上述複數個兩面正交反射器之各者係以如下方式設置：自上述光源出射之光中經上述第1反射面反射1次後之反射光之一部分朝向上述第2反射面行進，上述反射光之其他部分朝向上述第2面側行進。
8. 如請求項7之圖像顯示裝置，其中於上述基材中，上述第1面自包含上述第2方向及第3方向之平面觀察時，包含朝向上述第2面之側凸起之圓弧， 上述光源與上述反射器陣列之間之距離小於上述圓弧之中心至上述成像元件之距離， 上述第3方向與上述第1方向及上述第2方向正交。
9. 如請求項7之圖像顯示裝置，其中於上述基材中，上述第2面自包含上述第2方向及第3方向之平面觀察時，包含自上述第1面之側凸起之圓弧， 上述光源與上述反射器陣列之間之距離小於上述圓弧之中心至上述成像元件之距離， 上述第3方向與上述第1方向及上述第2方向正交。
10. 如請求項7之圖像顯示裝置，其進而具備設置於上述光源與上述成像元件之間之光學元件。
11. 如請求項7之圖像顯示裝置，其進而具備設置於上述成像元件與可藉由上述成像元件而形成之成像之間之窗構件。
12. 如請求項11之圖像顯示裝置，其中上述窗構件包含透光性材料，且 上述透光性材料具有等於50%或小於50%之霧度值。

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