TWI499804B - 立體影像顯示裝置及立體影像顯示方法 - Google Patents

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Description

立體影像顯示裝置及立體影像顯示方法 發明領域
本發明是有關於使用具有立法體之3面之角隅稜鏡(以下稱為立方角體)的立體影像顯示裝置及立體影像顯示方法。
 發明背景
習知顯示立體圖像之裝置及方法已知有專利文獻1記載之立體影像顯示裝置及專利文獻2記載之光學成像裝置及方法。專利文獻1記載之技術是將多個立方鏡排列成格子狀，使在各立方鏡之一面所反射之光在立方鏡之垂直相交面反射，於顯示裝置之反側之面形成立體像作為實像。
又，如圖5所示，專利文獻2記載之光學成像裝置60是將具有多個對表面背面垂直相交之平面反射部63、64之第1、第2光控制構件65、66排列成各平面反射部63、64垂直相交，而將配置於表面背面之其中一側之立體影像67於另一側形成作為實像68。
先行技術文獻 專利文獻
專利文獻1
日本專利公開公報2009-300623號
專利文獻2
WO2009/131128號公報
 發明概要
然而，在專利文獻2記載之光學成像裝置60(在專利文獻1記載之顯示裝置中亦相同)中，由於基本原理是將立體影像67相對於表面背面配置於傾斜方向而使來自立體影像67之光進入而從表面背面於傾斜方向形成實像68，故有在光學成像裝置60之表面背面之正面(對向面)之立體影像的實像形成困難之問題。
當然可放置鏡子等，來改變成像位置，但構造複雜，全體有裝置本身具有厚度之問題點。
本發明鑑於此種情況發明，以提供正面觀看裝置而可形成立體影像之立體影像顯示裝置及立體影像顯示方法為目的。
遵循前述目的之第1發明之立體影像顯示裝置於具有穿通至表面背面之反射光出口之復歸反射材之入光側配置半鏡，使前述半鏡反射來自以該復歸反射材所反射之對象物之光，而從前述反射光出口射出光至外部而成像。
第2發明之立體影像顯示裝置是在第1發明之立 體影像顯示裝置中，前述復歸反射材由排列配置成平面狀之球體構成。
第3發明之立體影像顯示裝置是在第1發明之立體影像顯示裝置中，前述復歸反射材是將具有相互相交成直角之3個反射面且於該3個反射面之角部側設有前述反射光出口之立方角體以使其軸心平行之狀態排列多個而構成，並於其上配置有前述半鏡。
又，在第3發明之立體影像顯示裝置中，前述反射光出口從前述立體角體之假想角部去除至一定高度位置而形成為佳。此時，前述立方角體於令以該立方角體之假想角部為基準之高度為h時，前述反射光出口宜形成於距前述假想角部(0.3~0.8)h之高度範圍的位置。
在第3發明之立體影像顯示裝置中，前述立方角體宜由透明塑膠或玻璃構成，前述3個反射面已進行了鏡面處理。
又，第4發明之立體影像顯示方法將具有相互相交成直角之3個反射面且於該3個反射面之角部側設有反射光出口之立方角體以使該立方角體之軸心平行之狀態排列複數個成平面狀，且使用於前述立方角體之入光面配置有半鏡之立體影像顯示裝置，使來自對象物之光從入光面進入前述立方角體而以前述立方角體復歸反射，使該復歸反射光以前述半鏡反射而從前述反射光出口射出至外部而成像。
本發明之立體影像顯示裝置及立體影像顯方法是可使例如來自對象物(包含被拍攝體及光源)之光以復歸反射材往入射方向反射而再度以半鏡反射，故可使對立體影像顯示裝置放置於其中一側之垂直位置之立體影像(對象物)於立體影像顯示裝置之另一側之垂直位置形成作為實像。
因而，可正面觀看立體影像顯示裝置，來鑑賞立體影像，並使裝置整體薄型化。
特別是在本發明中，由於可將配置於立體影像顯示裝置之背面側之對象物(亦包含以電信號等形成之假想圖像)成像於立體影像顯示裝置之表面側，故可易利用於例如行動電話或其他顯示器。
10‧‧‧立體影像顯示裝置
11‧‧‧頂部
11a‧‧‧反射光出口
12‧‧‧立方角體
13‧‧‧光控制構件
14‧‧‧半鏡
16‧‧‧立方體
17-19‧‧‧面
20-22‧‧‧底邊
23‧‧‧正三角形
24‧‧‧頂部平面
26‧‧‧對象物
27‧‧‧實像
60‧‧‧光學成像裝置
63，64‧‧‧平面反射部
65‧‧‧第1光控制構件
66‧‧‧第2光控制構件
67‧‧‧立體影像
68‧‧‧實像
A-H‧‧‧角部
h1‧‧‧高度
m‧‧‧中心線
N‧‧‧水平面
P1-P4‧‧‧點
Q‧‧‧AE之中點
θ‧‧‧傾斜角度
圖1(A)是本發明一實施形態之立體影像顯示裝置之截面圖，圖1(B)是其底視圖。
圖2(A)是顯示該立體影像顯示裝置之原理之側視圖，圖2(B)是其平面圖。
圖3是顯示該立體影像顯示裝置之形成方法之立體圖。
圖4是本發明一實施形態之立體影像顯示裝置之動作說明圖。
圖5是習知例之立體影像顯示裝置之說明圖。
 用以實施發明之形態
接著，一面參照附加之圖式，一面就具體化本發 明之實施形態作說明。
如圖1(A)、圖1(B)、圖2(A)所示，本發明一實施形態之立體影像顯示裝置10具有頂部11有缺口而形成反射光出口11a之多個立方角體12無間隙地相鄰配置之光控制構件13、設於光控制構件13之入光側之半鏡14。此外，立方角體12稱為角隅稜鏡，配置複數個，一般利用作為復歸反射材。此外，反射光出口11a形成為光穿透立方角體12之表面背面之構造。
立方角體12以由玻璃或塑膠構成之透明體為主體，如圖2(A)、圖2(B)、圖3所示，具有立方體16之垂直相交之3個面(反射面)17~19。3個面17~19是直角2等邊三角形之頂部11在一定之高度h1被水平地切除(圖2(A))。藉此，立方角體12具有由等腰梯形構成之3個面17~19、以3個面17~19之底邊(或頂邊)20~22圍成之正三角形23、位於3個面17~19之角部側之頂部平面24。
在圖3中，令立方體16之角部分別為A~H，進行以下之說明。當令立方體16之一稜(邊)之長度為a、AE之中點為Q時，AQ=a/√2，QC=a˙√(3/2)，QB=a/√2，cosθ=QB/QC=1/√3。因而，以立方角體12之頂角(假想角部)B為基準，垂直地配置中心線m時，各面17~19對水平面N之傾斜角度θ為arccos(1/√3)≒54.736度。
當立方角體12使中心線m垂直時，由於平面觀看，形成正三角形，故如圖1(B)所示，將多個立方角體12使軸心m平行地無間隙地舖排成平面狀。此時，如圖2(A) 所示，於立方角體12之頂部在高度h1之位置去除頂部11而形成有垂直於中心線m之頂部平面24。此頂部平面24在此實施形態中形成為穿透至表面背面之反射光出口11a。又，於立方角體12之外側之面17~19進行了鏡面處理(非半鏡)。藉此，光控制構件13具有作為入射光與反射光在同一角度之復歸反射材之功能。
形成頂部平面24之裁切高度h1宜為以將立方角體12使其中心線m垂直來豎起時之角B為基準的高度h(=BS)之0.3~0.8倍(較佳為0.35~0.5倍)的高度。當令高度h1大時，立方角體12之反射面積減少，當令高度h1小時，反射光則減少，成像之實像之光量不足。
由於在此狀態下，以所舖排之多個立方角體12構成之光控制構件13之入光側形成為平面狀，故於其上形成半鏡14。此時之半鏡14之透光率為20~80%(較佳為40~70%)即可。藉此，來自對象物(包含平面或立體之顯示器圖像)26之光藉由半鏡14進入光控制構件13，以同一角度反射，在半鏡14之內側面反射，從反射光出口11a射出，在立體影像顯示裝置10之外側位置成像。
亦可於立方角體12之入光側直接形成半鏡，亦可於立方角體12之入光側配置透明板材，於此透明板材之表面或背面形成半鏡。
又，亦可將多個立方角體12以排列之狀態以模具成型，使連接該等入光面之構件為透明，於此中間原料之表面形成半鏡，將半鏡之背面進行鏡面處理(通常為金屬蒸 鍍)，最後，切斷各立方角體12之假想頂部而形成頂部平面24。
接著，說明此立體影像顯示裝置10之動作，亦就本發明之一實施形態之立體影像顯示方法作說明。
如圖1、圖4所示，於作為上述之結構之立體影像顯示裝置10之表側，當將對象物26拉開一定距離時，來自對象物26之光通過半鏡14，入射至光控制構件13。由於光控制構件13本身為復歸反射材，故藉由3個面17~19，將光(即，復歸反射光)以復歸反射材往入射方向反射，到達半鏡14。即，來自對象物26之光L，1)通過半鏡14，2)在面19之P1點反射，3)在面18之P2點反射，4)在面17之P3點反射。在面17之P3點之反射光與光L平行，在半鏡14之P4點反射而從反射光出口11a射出成像。
藉半鏡14，一部份之光透過，其他光以半鏡14反射，從反射光出口11a穿透至圖1所示之下側(外部)，而成像實像(立體影像)27。此時之實像27是當半鏡14之反射率越高，反射光出口11a之面積越大，理論上便越明亮，但當提高半鏡14之反射率時，來自對象物26之光減少，而當反射光出口11a之面積增大時，則復歸反射材之功能降低。因而，半鏡14之穿透率接近40~60%左右為佳，反射光出口11a之面積為正三角形23之面積之20~36%即可。此外，面積與高度h1之平方成比例。
在以上之實施形態中，使用立方角體12作為復歸反射材，而配置多個透明球體(ball)排列成平面狀之復歸反 射材取代由立方角體12之集合構成之光控制構件13，將半鏡配置於復歸反射材之入光側，當使半鏡反射從球體所反射之光時，理論上可形成實像。此時，透明之球體間形成為使來自半鏡之反射光通過之反射光出口。此外，由於將球體(ball)舖排成平面狀時，反射光出口之面積為全體之0.1倍左右，故宜於球體間設一些間隙來提高反射光出口之有效面積。又，亦可依需要，缺少球體之頂部一部份。
本發明非限於前述實施形態，亦可在不變更本發明之要旨之範圍下變更其結構。
10‧‧‧立體影像顯示裝置
11a‧‧‧反射光出口
12‧‧‧立方角體
13‧‧‧光控制構件
14‧‧‧半鏡
17-19‧‧‧面
24‧‧‧頂部平面
26‧‧‧對象物
27‧‧‧實像

Claims (5)

  1. 一種立體影像顯示裝置，其特徵在於：於復歸反射材之入光側配置半鏡，該復歸反射材是將具有相互相交成直角之3個反射面且於該3個反射面之角部側設有光會穿通至外部之反射光出口的立方角體以使該立方角體之軸心平行之狀態排列複數個所構成，使前述半鏡反射來自以該復歸反射材所反射之對象物之光，而從前述反射光出口射出至外部而成像。
  2. 如請求項1之立體影像顯示裝置，其中前述反射光出口是從前述立方角體之假想角部去除至一定高度位置而形成。
  3. 如請求項2之立體影像顯示裝置，其中前述立方角體於令以該立方角體之假想角部為基準之高度為h時，前述反射光出口形成於距前述假想角部(0.3~0.8)h之高度範圍的位置。
  4. 如請求項1至3中任一項之立體影像顯示裝置，其中前述立方角體由透明塑膠或玻璃構成，前述3個反射面受過鏡面處理。
  5. 一種立體影像顯示方法，其特徵在於：使用具有相互相交成直角之3個反射面且於該3個反射面之角部側設有反射光出口之立方角體以使該立方角體之軸心平行之狀態排列複數個成平面狀並且於前述立方角體之入光面配置有半鏡之立體影像顯示裝 置，使來自對象物之光從入光面進入前述立方角體而以前述立方角體復歸反射，使該復歸反射光以前述半鏡反射而從前述反射光出口射出至外部而成像。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3153908B1 (en) 2014-06-05 2023-07-26 Asukanet Company, Ltd. Image display device and image display method
CN107710053B (zh) * 2015-06-12 2020-12-18 日本电石工业株式会社 图像显示装置
JP6597536B2 (ja) * 2016-09-14 2019-10-30 株式会社デンソー 空中表示装置
FR3116148A1 (fr) * 2020-11-09 2022-05-13 Mz Technology Bouton de demande d’arret pour vehicule de transport collectif
CN112946914B (zh) * 2021-02-23 2024-04-02 荆门市探梦科技有限公司 一种带张角透射式几何全息屏及其应用

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101680976A (zh) * 2007-06-21 2010-03-24 独立行政法人情报通信研究机构 实镜影像成像光学系统
CN101765798A (zh) * 2007-07-30 2010-06-30 独立行政法人情报通信研究机构 多视点空中影像显示装置
TW201109741A (en) * 2009-09-11 2011-03-16 Asahi Kasei E Materials Corp Light diffusing plate for point-light sources and direct-lighting backlight device using point-light-source
CN102200599A (zh) * 2011-07-20 2011-09-28 天津大学 一种具有逆反射性能的微棱镜及其模具制作方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4231830A (en) * 1978-10-17 1980-11-04 Ferro Corporation Process for preparing reflecting sheeting having wide angle response
US5122902A (en) * 1989-03-31 1992-06-16 Minnesota Mining And Manufacturing Company Retroreflective articles having light-transmissive surfaces
US7336422B2 (en) * 2000-02-22 2008-02-26 3M Innovative Properties Company Sheeting with composite image that floats
WO2005059605A1 (ja) * 2003-12-17 2005-06-30 Kaneka Corporation 再帰性反射シートとその再帰性反射シートに用いられるフィルム
US8147075B2 (en) * 2005-04-11 2012-04-03 Nippon Carbide Kogyo Kabushiki Kaisha Printed image-set retroreflective sheeting
JP5148960B2 (ja) 2007-09-21 2013-02-20 独立行政法人情報通信研究機構 体積走査型３次元空中映像ディスプレイ
WO2009131128A1 (ja) 2008-04-22 2009-10-29 Fujishima Tomohiko 光学結像装置及びそれを用いた光学結像方法
WO2009136578A1 (ja) 2008-05-09 2009-11-12 パイオニア株式会社 空間映像表示装置
JP5063494B2 (ja) 2008-06-11 2012-10-31 独立行政法人情報通信研究機構 表示装置
JP5410776B2 (ja) 2009-02-16 2014-02-05 スタンレー電気株式会社 表示装置
JP5665053B2 (ja) * 2011-02-04 2015-02-04 独立行政法人情報通信研究機構 多視点空中映像表示装置
JP5620354B2 (ja) 2011-09-29 2014-11-05 株式会社東芝 表示装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101680976A (zh) * 2007-06-21 2010-03-24 独立行政法人情报通信研究机构 实镜影像成像光学系统
CN101765798A (zh) * 2007-07-30 2010-06-30 独立行政法人情报通信研究机构 多视点空中影像显示装置
TW201109741A (en) * 2009-09-11 2011-03-16 Asahi Kasei E Materials Corp Light diffusing plate for point-light sources and direct-lighting backlight device using point-light-source
CN102200599A (zh) * 2011-07-20 2011-09-28 天津大学 一种具有逆反射性能的微棱镜及其模具制作方法

Also Published As

Publication number Publication date
US9618757B2 (en) 2017-04-11
US20160033776A1 (en) 2016-02-04
TW201443484A (zh) 2014-11-16
WO2014174693A1 (ja) 2014-10-30

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