特許 6953150 表示装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6953150

(24)【登録日】2021年10月1日

(45)【発行日】2021年10月27日

(54)【発明の名称】表示装置

(51)【国際特許分類】

   G02B 30/35 20200101AFI20211018BHJP

   G02F 1/13 20060101ALI20211018BHJP

   G09F 9/00 20060101ALI20211018BHJP

   G02F 1/13363 20060101ALN20211018BHJP

【ＦＩ】

   G02B30/35

   G02F1/13 505

   G09F9/00 359

   G09F9/00 361

   !G02F1/13363

【請求項の数】6

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2017-46268(P2017-46268)

(22)【出願日】2017年3月10日

(65)【公開番号】特開2018-151465(P2018-151465A)

(43)【公開日】2018年9月27日

【審査請求日】2020年2月7日

(73)【特許権者】

【識別番号】502356528

【氏名又は名称】株式会社ジャパンディスプレイ

(74)【代理人】

【識別番号】110001737

【氏名又は名称】特許業務法人スズエ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】沼田 雄大

(72)【発明者】

【氏名】小糸 健夫

【審査官】 小濱 健太

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１５−０４０９４４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｂ ３０／００−３０／６０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

入射光を再帰反射する第１及び第２再帰反射素子と、
前記第１再帰反射素子と前記第２再帰反射素子との間に位置し、前記第１再帰反射素子と対向する第１面と、前記第２再帰反射素子と対向する第２面とを有する光学素子と、
前記第１面と対向する側に配置され、表示光を出射する表示部と、
を備え、
前記光学素子は、前記第１面を有する第１偏光素子と、前記第２面を有する第２偏光素子と、前記第１偏光素子と前記第２偏光素子との間に位置する支持基板と、を備え、
前記第１及び第２偏光素子は、第１直線偏光を透過する透過軸を有し、前記透過軸と交差する第２直線偏光を反射するように構成され、
前記表示部は、第２直線偏光を出射する表示パネルと、前記表示パネルと重なる変調素子を備え、
前記変調素子は、前記第２直線偏光を選択的に第１直線偏光に変調する、表示装置。

【請求項2】

前記第１再帰反射素子と重なり、透過光に位相差を付与する第１位相差板と、
前記第２再帰反射素子と重なり、透過光に位相差を付与する第２位相差板と、
をさらに備える、請求項１に記載の表示装置。

【請求項3】

前記変調素子は、光を透過する有効領域を有し、
前記有効領域は、前記第２直線偏光を前記第１直線偏光に変調する変調領域と、前記第２直線偏光を透過する無変調領域とに時間的に切り替わる、請求項１に記載の表示装置。

【請求項4】

前記変調素子は、液晶パネルである、請求項３に記載の表示装置。

【請求項5】

前記変調素子は、光を透過する有効領域を有し、
前記有効領域は、前記第２直線偏光を前記第１直線偏光に変調する変調領域と、前記第２直線偏光を透過する無変調領域とを含んでいる、請求項１に記載の表示装置。

【請求項6】

前記変調素子は、液晶パネル、又は位相差フィルムである、請求項５に記載の表示装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本実施形態は、表示装置に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、偏光フィルタと、再帰反射素子と、を備えた結像装置が提案されている。この結像装置では、表示画像を表す空中像は、表示画像を表す表示光の出射点と、偏光フィルタについて面対称の位置に結像される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１１−２５３１２８号公報

【特許文献2】特開２０１４−１０６３３０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本実施形態の目的は、奥行のある画像を表示することが可能な表示装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

一実施形態によれば、
入射光を再帰反射する第１及び第２再帰反射素子と、前記第１再帰反射素子と前記第２再帰反射素子との間に位置し、前記第１再帰反射素子と対向する第１面と、前記第２再帰反射素子と対向する第２面とを有する光学素子と、前記第１面と対向する側に配置され、表示光を出射する表示部と、を備えた表示装置が提供される。

【0006】

一実施形態によれば、
第１直線偏光を透過する透過軸を有し、前記透過軸と交差する第２直線偏光を反射する第１光学素子と、前記第１直線偏光及び前記第２直線偏光を前記第１光学素子に向けて出射する表示部と、前記第１光学素子によって反射された前記第２直線偏光を再帰反射し、前記第１直線偏光に変調する第２光学素子と、前記第１光学素子を透過した前記第１直線偏光を再帰反射し、前記第２直線偏光に変調する第３光学素子と、を備えた表示装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、第１実施形態の表示装置の外観の一例を示す斜視図である。

【図2】図２は、図１に示す表示装置の構成例を示す図である。

【図3】図３は、図２に示す表示部から出射された表示光が空中像として結像されるまでの光路の一例を示す図である。

【図4】図４は、図２に示す表示面、光学素子、及び結像面の位置関係を示す図である。

【図5】図５は、図２に示す表示パネルの構成例を示す図である。

【図6】図６は、図２に示す表示パネルの構成例を示す断面図である。

【図7】図７は、図１に示す光学素子に適用される再帰反射素子の構成例を示す平面図である。

【図8】図８は、図７に示す再帰反射体の構成例を示す斜視図である。

【図9】図９は、図２に示す変調素子の構成例を示す断面図である。

【図10】図１０は、図７に示す第１電極及び第２電極の構成例を示す平面図である。

【図11】図１１は、図８に示す有効領域において透過光に付与される位相差の分布を示す図である。

【図12】図１２は、図２に示す変調素子の他の構成例を示す平面図である。

【図13】図１３は、第２実施形態の表示装置の外観の一例を示す斜図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、本実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、開示はあくまで一例に過ぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は、説明をより明確にするため、実際の態様に比べて、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同一又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する詳細な説明を適宜省略することがある。

【0009】

［第１実施形態］
図１は、第１実施形態に係る表示装置１の外観の一例を示す斜視図である。図中の第１方向Ｘ、第２方向Ｙ、第３方向Ｚは、互いに直交しているが、９０度以外の角度で交差していても良い。本実施形態において、第３方向Ｚを「上」又は「上方」と称し、第３方向Ｚと反対方向を「下」又は「下方」と称する場合がある。

【0010】

表示装置１は、表示部ＤＳＰ、光学素子１０、２０Ａ、及び２０Ｂを備えている。本実施形態において、光学素子１０は、第１光学素子に相当し、光学素子２０Ａは、第２光学素子に相当し、光学素子２０Ｂは、第３光学素子に相当する。表示部ＤＳＰ、光学素子１０、及び光学素子２０Ａは、筐体７０に収容されている。光学素子２０Ｂは、一例では、筐体７０に保持されているが、筐体７０とは別の部材に保持されていてもよい。

【0011】

表示部ＤＳＰは、表示光を出射するものであれば、その構成は特に限定されない。表示部ＤＳＰは、一例として、液晶層を有する液晶表示装置である。但し、表示部ＤＳＰは、有機エレクトロルミネッセンス素子等を有する自発光型の表示装置、電気泳動素子等を有する電子ペーパ型の表示装置、マイクロエレクトロメカニカルシステム（ＭＥＭＳ）を適用した表示装置、或いはエレクトロクロミズムを適用した表示装置などであっても良い。

【0012】

光学素子１０は、入射光の少なくとも一部を反射するとともに、入射光の一部を透過する。光学素子１０は、一例では、平板状であり、第１面１０Ａと、第１面１０Ａと反対側の第２面１０Ｂとを有している。光学素子１０は、第１面１０Ａ及び第２面１０Ｂが第１方向Ｘ及び第２方向Ｙによって規定されるＸ−Ｙ平面と平行になるように配置されている。第１面１０Ａは、表示部ＤＳＰ及び光学素子２０Ａと対向している。第２面１０Ｂは、光学素子２０Ｂと対向している。光学素子１０は、第１方向Ｘに沿って延出した端部１０Ｅ１及び１０Ｅ２を有している。端部１０Ｅ１は、表示部ＤＳＰと近接する側に位置している。端部１０Ｅ２は、光学素子２０Ａと光学素子２０Ｂとの間に位置している。

【0013】

光学素子２０Ａ及び２０Ｂは、入射光に対して位相差を付与するとともに再帰反射する。光学素子２０Ａと光学素子２０Ｂとは、第３方向Ｚに沿って並び、光学素子１０を挟んでいる。

【0014】

光学素子２０Ａは、筐体７０内において、表示部ＤＳＰと第２方向Ｙに沿って並んでいる。図示した例では、光学素子２０Ａは、第１方向Ｘに沿って延出した端部２０Ａ１及び２０Ａ２を有している。端部２０Ａ１は、第２方向Ｙにおいて、端部２０Ａ２より表示部ＤＳＰ側に位置している。端部２０Ａ２は、第３方向Ｚにおいて、端部２０Ａ１より光学素子１０に近接している。

【0015】

光学素子２０Ｂは、光学素子１０を挟み、光学素子２０Ａ及び表示部ＤＳＰと対向している。図示した例では、光学素子２０Ｂは、第１方向Ｘに沿って延出した端部２０Ｂ１及び２０Ｂ２を有している。端部２０Ｂ１は、第２方向Ｙにおいて、端部２０Ｂ２より表示部ＤＳＰ側に位置している。端部２０Ｂ２は、第３方向Ｚにおいて、端部２０Ｂ１より光学素子１０に近接している。図示した例では、光学素子２０Ｂは、表示部ＤＳＰと略平行に配置されている。

【0016】

図２は、図１に示す表示装置１の構成例を示す図である。図２は、第２方向Ｙ及び第３方向Ｚによって規定されるＹ−Ｚ平面と平行な面を示している。表示装置１は、光学素子１０、表示部ＤＳＰ、光学素子２０Ａ、及び光学素子２０Ｂを備えている。

【0017】

光学素子１０は、第１偏光素子１１、第２偏光素子１２、及び支持基板１３を備えている。

【0018】

第１偏光素子１１及び第２偏光素子１２は、第１直線偏光を透過する透過軸を有し、透過軸に直交する第２直線偏光を反射する。例えば、第１直線偏光は入射面に平行なＰ波であり、第２直線偏光は入射面に垂直なＳ波である。このような第１偏光素子１１及び第２偏光素子１２は、例えばワイヤグリッド偏光フィルタや、輝度上昇フィルムを適用した反射型偏光フィルムや、この反射型偏光フィルムと直線偏光板とを重ねた多層体などによって構成されている。図示した例では、第１偏光素子１１は、第１面１０Ａを有している。第１面１０Ａは、表示部ＤＳＰ及び光学素子２０Ａと対向している。第２偏光素子１２は、第２面１０Ｂを有している。第２面１０Ｂは、光学素子２０Ｂと対向している。第１面１０Ａ及び第２面１０Ｂは、Ｘ−Ｙ平面に平行な面であり、第２直線偏光に対する反射面に相当する。

【0019】

支持基板１３は、第１偏光素子１１と第２偏光素子１２との間に位置し、これらと接着されている。一例では、支持基板１３は、ガラスや樹脂によって形成されている。支持基板１３の屈折率は、第１偏光素子１１及び第２偏光素子１２を形成する材料と同等であることが望ましい。

【0020】

表示部ＤＳＰは、表示パネルＰＮＬ、変調素子３０、及び駆動部ＤＲを備えている。

【0021】

表示パネルＰＮＬは、表示画像Ｉ０を示す表示光を出射する。本実施形態において、表示パネルＰＮＬは、一例では、一対の基板間に液晶層を保持した液晶表示パネルである。表示パネルＰＮＬから出射される表示光は、例えば、第２直線偏光である。表示パネルＰＮＬは、表示画像Ｉ０を表示する表示面ＩＰ０を有している。表示面ＩＰ０は、第１面１０Ａと対向している。図示した例では、表示パネルＰＮＬは、表示面ＩＰ０と第１面１０Ａとの距離ＬＤが第２方向Ｙに沿って大きくなるように配置されている。つまり、端部１０Ｅ１側における距離ＬＤは、端部１０Ｅ２側における距離ＬＤより小さい。ここで、距離ＬＤは、第３方向Ｚに沿った距離である。

【0022】

液晶表示パネルは、光源装置からの光を選択的に透過させることで画像を表示する透過型であっても良いし、外光あるいは光源装置からの光を選択的に反射させることで画像を表示させる反射型であっても良いし、透過型及び反射型の双方の表示機能を備えた半透過型であっても良い。なお、表示部ＤＳＰは、表示パネルＰＮＬに代えて、プロジェクタから出射された出射光が投影されるスクリーンを備えていても良いし、照明装置によって照明される表示媒体（ポスターなど）を備えていても良い。

【0023】

変調素子３０は、表示パネルＰＮＬと重なっている。図示した例では、変調素子３０は、表示面ＩＰ０と略平行に対向している。変調素子３０は、表示パネルＰＮＬの表示面ＩＰ０側に接着されていても良いし、表示面ＩＰ０から離間していても良い。変調素子３０は、表示パネルＰＮＬから出射された第２直線偏光を選択的に第１直線偏光に変調するものである。ここでの『選択的に』とは、時間的に変調するものと、空間的に変調するものとを含む。以下の例では、時間的に変調する変調素子３０について説明し、空間的に変調する変調素子３０については後述する。

【0024】

変調素子３０は、２つのモードに制御され、モードに応じて透過光に位相差を付与する。例えば、変調素子３０は、第１モードにおいて、透過光に約λ／２の位相差を付与する。ここで、λは、透過光の波長である。これにより、第１モードの変調素子３０を第２直線偏光が透過した場合、偏光面が約９０°回転され、第１直線偏光に変換される。一方、変調素子３０は、第２モードにおいて、透過光に位相差を付与しない。すなわち、第２モードの変調素子３０を透過した第２直線偏光は、その偏光面を変えない。したがって、第１モードと第２モードとを切り替えることで、表示部ＤＳＰから出射される表示光の偏光面を、光学素子１０の透過軸と平行、又は垂直となるように時間的に切り替えることができる。

【0025】

駆動部ＤＲは、表示パネルＰＮＬ及び変調素子３０をそれぞれ駆動する。すなわち、駆動部ＤＲは、表示パネルＰＮＬの表示動作を制御する。また、駆動部ＤＲは、変調素子３０において、第１モードと第２モードとを切り替える。一例では、駆動部ＤＲは、表示パネルＰＮＬに表示される表示画像Ｉ０と同期して、変調素子３０の第１モードと第２モードとを切り替える。

【0026】

光学素子２０Ａは、第１再帰反射素子２０１と、第１位相差板ＲＡ１とを備えている。

【0027】

第１再帰反射素子２０１は、入射光を再帰反射する。すなわち、第１再帰反射素子２０１は、入射光を、入射光と平行で且つ反対方向に反射する。第１再帰反射素子２０１は、第１面１０Ａの下方に位置し、第１面１０Ａ及び表示部ＤＳＰと対向する表面２０１Ａと、表面２０１Ａと反対側の裏面２０１Ｂとを有している。第１再帰反射素子２０１は、第１面１０Ａと表面２０１Ａとの距離Ｌ２１が第２方向Ｙに沿って小さくなるように、Ｘ−Ｙ平面に対して傾いている。つまり、端部１０Ｅ１側における距離Ｌ２１は、端部１０Ｅ２側における距離Ｌ２１より大きい。ここで、距離Ｌ２１は、第３方向Ｚに沿った長さである。

【0028】

図示した例では、表面２０１Ａは平坦面である。裏面２０１Ｂは、再帰反射体を有している。すなわち、裏面２０１Ｂは、凹部ＣＣ及び凸部ＣＶを有する凹凸面である。凸部ＣＶは、光学素子１０とは反対側に向かって突出している。第１再帰反射素子２０１は、裏面２０１Ｂにおいて、光学素子１０で反射された反射光を再帰反射する再帰反射部２１と、光学素子１０で反射された反射光を再帰反射せずに散乱させる非再帰反射部２２と、を備えている。

【0029】

このような第１再帰反射素子２０１は、例えば、樹脂材料によって形成されている。上述の再帰反射部２１及び非再帰反射部２２は、樹脂材料と空気との界面に形成されている。第１再帰反射素子２０１に入射した入射光のほとんどは、裏面２０１Ｂを透過することなく、裏面２０１Ｂにおいて再帰反射もしくは散乱される。

【0030】

第１位相差板ＲＡ１は、透過光に約λ／４の位相差を付与する。第１位相差板ＲＡ１は、第１面１０Ａと第１再帰反射素子２０１との間に位置し、第１再帰反射素子２０１と重なっている。図示した例では、第１位相差板ＲＡ１は、表面２０１Ａと略平行に対向している。第１位相差板ＲＡ１は、表面２０１Ａに接着されていても良いし、表面２０１Ａから離間していてもよい。

【0031】

光学素子２０Ｂは、第２再帰反射素子２０２と、第２位相差板ＲＡ２とを備えている。

【0032】

第２再帰反射素子２０２は、入射光を再帰反射する。第２再帰反射素子２０２は、第１再帰反射素子２０１の直上に位置し、第２面１０Ｂと対向する表面２０２Ａと、表面２０２Ａと反対側の裏面２０２Ｂとを有している。第２再帰反射素子２０２は、光学素子１０を挟み、表示部ＤＳＰとも対向している。図示した例では、表面２０２Ａは、表示面ＩＰ０と略平行に対向している。すなわち、第２再帰反射素子２０２は、表面２０２Ａと第２面１０Ｂとの距離Ｌ２２が第２方向Ｙに沿って小さくなるように、Ｘ−Ｙ平面に対して傾いている。つまり、端部１０Ｅ１側における距離Ｌ２２は、端部１０Ｅ２側における距離Ｌ２２より大きい。ここで、距離Ｌ２２は、第３方向Ｚに沿った長さである。

【0033】

第２再帰反射素子２０２は、第１再帰反射素子２０１と同様に、樹脂材料によって形成されている。図示した例では、表面２０２Ａは、平坦面である。裏面２０２Ｂは、裏面２０１Ｂと同様に、凹部ＣＣ及び凸部ＣＶを有する凹凸面であり、再帰反射部２１と、非再帰反射部２２を有している。第２再帰反射素子２０２に入射した入射光のほとんどは、裏面２０２Ｂを透過することなく、裏面２０２Ｂにおいて再帰反射もしくは散乱される。

【0034】

第２位相差板ＲＡ２は、透過光に約λ／４の位相差を付与する。第２位相差板ＲＡ２は、第２面１０Ｂと第２再帰反射素子２０２との間に位置し、第２再帰反射素子２０２と重なっている。図示した例では、第２位相差板ＲＡ２は、表面２０２Ａと略平行に対向している。第２位相差板ＲＡ２は、表面２０２Ａに接着されていても良いし、表面２０２Ａから離間していても良い。

【0035】

上記の構成において、第１再帰反射素子２０１入射し第１再帰反射素子２０１によって再帰反射された光は第１位相差板ＲＡ１を２回透過する。また、第２再帰反射素子２０２に入射し第２再帰反射素子２０２によって再帰反射された光は第２位相差板ＲＡ２を２回透過する。したがって、光学素子２０Ａ及び２０Ｂによって再帰反射された再帰反射光には、約λ／２の位相差が付与される。

【0036】

なお、第１再帰反射素子２０１及び第２再帰反射素子２０２は、それぞれの平坦面が光学素子１０を向くように配置されたが、それぞれの凹凸面（再帰反射体を有する面）が光学素子１０を向くように配置されても良い。

【0037】

また、凹凸面（図示した例では、裏面２０１Ｂ及び２０２Ｂ）は、光反射性を呈する反射膜によって覆われていてもよい。反射膜は、例えば、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム合金などの光反射性を呈する材料によって形成され、略均一の膜厚で形成される。また、反射膜は、その腐食を防止するための表面処理が施されても良いし、シリコン窒化物（ＳｉＮ）などの無機系材料によってコーティングされても良い。

【0038】

図３は、表示部ＤＳＰから出射された表示光が空中像（aerial image）Ｉ１及びＩ２として結像されるまでの光路の一例を示す図である。空中像Ｉ１及びＩ２は、表示画像Ｉ０の実像に相当する。図３（ａ）は、変調素子３０が第１モードに制御された場合を示し、図３（ｂ）は、変調素子３０が第２モードに制御された場合を示している。以下では、図３及び図２を参照して、表示部ＤＳＰにおける表示画像Ｉ０を空中像Ｉ１及びＩ２として結像させるための各構成の機能について説明する。図２において、破線の矢印Ａ１は、第１モードにおける光路を示し、実線の矢印Ａ２は、第２モードにおける光路を示している。本実施形態において、表示パネルＰＮＬは、表示画像Ｉ０の表示光に相当する第２直線偏光を出射するものとする。ここでの第２直線偏光は、光学素子１０の透過軸と直交する偏光面を有するものである。

【0039】

図３（ａ）に示すように、変調素子３０が第１モードに制御されている場合、変調素子３０は、表示パネルＰＮＬから出射された第２直線偏光を第１直線偏光に変調する。ここでの第１直線偏光は、光学素子１０の透過軸と平行な偏光面を有するものである。この第１直線偏光は、図２において破線の矢印Ａ１で示すように、光学素子１０を透過した後、第２位相差板ＲＡ２を透過し、円偏光に変換される。ここでの円偏光とは、光の進行方向と対向する方向から見て例えば左回りに回転する軌跡を描くものである。続いて、円偏光は、第２再帰反射素子２０２によって再帰反射される。このとき再帰反射された反射光は、円偏光である。再帰反射された円偏光は、第２位相差板ＲＡ２を再び透過し、第２直線偏光に変換される。この第２直線偏光は、第２面１０Ｂによって反射され、表示画像Ｉ０を表す空中像Ｉ２として結像される。空中像Ｉ２の結像面ＩＰ２は、第２面１０Ｂに対して表示面ＩＰ０と面対称に位置している。

【0040】

一方、図３（ｂ）に示すように、変調素子３０が第２モードである場合、変調素子３０は、第２直線偏光を変調しない。すなわち、変調素子３０を透過した後も第２直線偏光は、維持される。この第２直線偏光は、図２において実線の矢印Ａ２で示すように、第１面１０Ａによって第１再帰反射素子２０１へ向かって反射される。第２直線偏光は、第１位相差板ＲＡ１を透過し、円偏光に変換される。続いて、円偏光は、第１再帰反射素子２０１によって再帰反射される。再帰反射された円偏光は、第１位相差板ＲＡ１を再び透過し、第１直線偏光に変換される。この第１直線偏光は、光学素子１０を透過し、表示画像Ｉ０を表す空中像Ｉ１として結像される。空中像Ｉ１の結像面ＩＰ１は、第１面１０Ａに対して表示面ＩＰ０と面対称に位置している。

【0041】

以上のように、変調素子３０の第１モードと第２モードとを切り替えることで、結像面の異なる空中像Ｉ１及びＩ２が結像される。図２に示す例では、空中像Ｉ２は、空中像Ｉ１の上方つまり第３方向Ｚに沿って光学素子１０から離間する方向に位置している。結像面ＩＰ１と結像面ＩＰ２との距離ＬＩＰは、第１面１０Ａと第２面１０Ｂとの第３方向Ｚに沿った距離に応じて変化する。あるいは、距離ＬＩＰは、支持基板１３の厚さＴ１３に依存する。なお、距離ＬＩＰは、結像面ＩＰ１及びＩＰ２と直交する方向の距離である。

【0042】

図４は、表示面ＩＰ０、光学素子１０、結像面ＩＰ１及びＩＰ２の位置関係を示す図である。図４において、結像面ＩＰ１を破線で示し、結像面ＩＰ２を一点鎖線で示している。なお、図示した例では、表示面ＩＰ０は、矩形状であるが、表示面ＩＰ０の形状は、これに限定されず、例えば矩形以外の多角形状でも良く、円形又は楕円形状でも良い。

【0043】

図４の左上に示す例では、表示面ＩＰ０に表示画像Ｉ０１として文字列「ＡＢＣ」が表示されている。このとき、変調素子３０は、表示画像Ｉ０１と同期して、第１モードに制御される。表示画像Ｉ０１を示す第２直線偏光は、第１モードの変調素子３０によって第１直線偏光に変調され、空中像Ｉ２として結像面ＩＰ２内に結像される。結像面ＩＰ２は、図中の一点鎖線で示すように、第２面１０Ｂに対して表示面ＩＰ０と面対称に位置している。

【0044】

図４の右上に示す例では、表示面ＩＰ０に表示画像Ｉ０２として背景画像が表示されている。このとき、変調素子３０は、表示画像Ｉ０２と同期して、第２モードに制御される。表示画像Ｉ０２を示す第２直線偏光は、第２モードの変調素子３０によって変調されずに、空中像Ｉ１として結像面ＩＰ１内に結像される。結像面ＩＰ１は、図中の破線で示すように、第１面１０Ａに対して表示面ＩＰ０と面対称に位置している。

【0045】

表示画像Ｉ０１及びＩ０２と同期して、且つ、観測者が知覚できない程度に早い周期で第１モードと第２モードとを切り替えることで、図４の下側に示すように、観測者は、背景画像から浮き上がった文字列「ＡＢＣ」を視認することができる。

【0046】

本実施形態において、結像面ＩＰ１及びＩＰ２は、方向Ｄ１及び方向Ｄ２で規定される面と平行である。なお、方向Ｄ１は、上述の第１方向Ｘに相当する。方向Ｄ２は、第２方向Ｙと鋭角θで交差する方向である。つまり、結像面ＩＰ１及びＩＰ２は、Ｘ−Ｙ平面と交差する平面であり、あるいは、第１面１０Ａ及び第２面１０Ｂと鋭角θで交差する面である。方向Ｄ３は、方向Ｄ１及びＤ２と直交する方向である。結像面ＩＰ１と結像面ＩＰ２とは、方向Ｄ３に沿って離間している。図示した例では、結像面ＩＰ１は、結像面ＩＰ２より光学素子１０側に位置している。

【0047】

表示画像Ｉ０と空中像Ｉ１及びＩ２との関係に着目すると、空中像Ｉ１及びＩ２は、表示画像Ｉ０の第３方向Ｚにおける上下の関係が逆であり、表示画像Ｉ０の第１方向Ｘにおける左右の関係は同一である。

【0048】

次に、各構成の具体例について以下に説明する。

【0049】

図５は、図２に示した表示パネルＰＮＬの一構成例を示す図である。ここでは、表示パネルＰＮＬの一例として、アクティブマトリクス駆動方式の透過型液晶表示パネルについて説明する。すなわち、表示パネルＰＮＬは、第１基板ＳＵＢ１と、第１基板ＳＵＢ１に対向した第２基板ＳＵＢ２と、第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２との間に保持された液晶層ＬＣと、を備えている。第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２とは、これらの間に所定のセルギャップを形成した状態で貼り合わせられている。表示パネルＰＮＬは、画像を表示する表示エリアＤＡを備えている。表示エリアＤＡは、マトリクス状に配置された複数のサブピクセルＰＸを有している。

【0050】

表示エリアＤＡは、サブピクセルＰＸとして、例えば赤色を表示する赤画素ＰＸＲ、緑色を表示する緑画素ＰＸＧ、及び、青色を表示する青画素ＰＸＢを有している。なお、表示エリアＤＡは、さらに、赤、緑、青とは異なる色のサブピクセル（例えば白色を表示する白画素）を有していても良い。カラー表示を実現するための主画素は、これらの複数の異なる色のサブピクセルＰＸによって構成されている。すなわち、ここでの主画素とは、カラー画像を構成する最小単位である。図示した例では、主画素は、赤画素ＰＸＲ、緑画素ＰＸＧ、及び、青画素ＰＸＢによって構成されている。

【0051】

赤画素ＰＸＲは、赤色カラーフィルタを備え、光源装置からの白色光のうち主として赤色光を透過可能に構成されている。緑画素ＰＸＧは、緑色カラーフィルタを備え、光源装置からの白色光のうち主として緑色光を透過可能に構成されている。青画素ＰＸＢは、青色カラーフィルタを備え、光源装置からの白色光のうち主として青色光を透過可能に構成されている。なお、詳述しないが、カラーフィルタは、第１基板ＳＵＢ１に形成されていても良いし、第２基板ＳＵＢ２に形成されていても良い。

【0052】

第１基板ＳＵＢ１は、複数の走査線Ｇ、及び、走査線Ｇと交差する複数の信号線Ｓを備えている。各走査線Ｇは、表示エリアＤＡの外側に引き出され、走査線駆動部ＧＤに接続されている。各信号線Ｓは、表示エリアＤＡの外側に引き出され、信号線駆動部ＳＤに接続されている。走査線駆動部ＧＤ及び信号線駆動部ＳＤは、コントローラＣＮＴに接続されている。コントローラＣＮＴは、映像信号に基づいて制御信号を生成して、走査線駆動部ＧＤ及び信号線駆動部ＳＤを制御する。

【0053】

各サブピクセルＰＸは、スイッチング素子ＳＷ、画素電極ＰＥ、共通電極ＣＥなどを備えている。スイッチング素子ＳＷは、走査線Ｇ及び信号線Ｓに電気的に接続されている。このようなスイッチング素子ＳＷは、例えば薄膜トランジスタによって構成されている。画素電極ＰＥは、スイッチング素子ＳＷに電気的に接続されている。共通電極ＣＥは、複数の画素電極ＰＥとそれぞれ対向している。

【0054】

なお、表示パネルＰＮＬの詳細な構成については説明を省略するが、基板主面の法線に沿った縦電界を利用する表示モード、あるいは、基板主面の法線に対して斜め方向に傾斜した傾斜電界を利用する表示モードでは、画素電極ＰＥが第１基板ＳＵＢ１に備えられる一方で、共通電極ＣＥが第２基板ＳＵＢ２に備えられる。また、基板主面に沿った横電界を利用する表示モードでは、画素電極ＰＥ及び共通電極ＣＥの双方が第１基板ＳＵＢ１に備えられている。さらには、表示パネルＰＮＬは、上記の縦電界、横電界、及び、傾斜電界を適宜組み合わせて利用する表示モードに対応した構成を有していても良い。

【0055】

図６は、図２に示した表示パネルＰＮＬの一構成例を示す断面図である。ここでは、横電界を利用する表示モードの一つであるＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ Ｆｉｅｌｄ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードを適用した表示パネルＰＮＬの断面構造について簡単に説明する。

【0056】

第１基板ＳＵＢ１は、第１絶縁基板１００、第１絶縁膜１１０、共通電極ＣＥ、第２絶縁膜１２０、画素電極ＰＥ１乃至ＰＥ３、第１配向膜ＡＬ１などを備えている。共通電極ＣＥは、赤画素ＰＸＲ、緑画素ＰＸＧ、及び、青画素ＰＸＢに亘って延在している。赤画素ＰＸＲの画素電極ＰＥ１、緑画素ＰＸＧの画素電極ＰＥ２、青画素ＰＸＢの画素電極ＰＥ３のそれぞれは、共通電極ＣＥと対向し、それぞれスリットＳＬＡを有している。図示した例では、共通電極ＣＥは第１絶縁膜１１０と第２絶縁膜１２０との間に位置し、画素電極ＰＥ１乃至ＰＥ３は第２絶縁膜１２０と第１配向膜ＡＬ１との間に位置している。なお、画素電極ＰＥ１乃至ＰＥ３が第１絶縁膜１１０と第２絶縁膜１２０との間に位置し、共通電極ＣＥが第２絶縁膜１２０と第１配向膜ＡＬ１との間に位置していても良い。この場合、スリットＳＬＡは、共通電極ＣＥに形成される。

【0057】

第２基板ＳＵＢ２は、第２絶縁基板２００、遮光層ＢＭ、カラーフィルタＣＦＲ、ＣＦＧ、ＣＦＢ、オーバーコート層ＯＣ、第２配向膜ＡＬ２などを備えている。カラーフィルタＣＦＲ、ＣＦＧ、ＣＦＢは、それぞれ液晶層ＬＣを挟んで画素電極ＰＥ１乃至ＰＥ３と対向している。カラーフィルタＣＦＲは赤色のカラーフィルタであり、カラーフィルタＣＦＧは緑色のカラーフィルタであり、カラーフィルタＣＦＢは青色のカラーフィルタである。なお、図示した例では、カラーフィルタＣＦＲ、ＣＦＧ、ＣＦＢは、第２基板ＳＵＢ２に形成されたが、第１基板ＳＵＢ１に形成されても良い。
液晶層ＬＣは、第１配向膜ＡＬ１と第２配向膜ＡＬ２との間に封入されている。
光源装置ＬＳは、第１基板ＳＵＢ１と対向している。光源装置ＬＳとしては、種々の形態が適用可能であるが、詳細な構造については説明を省略する。

【0058】

第１偏光板ＰＬ１を含む第１光学素子ＯＤ１は、第１絶縁基板１００の外面に配置されている。第２偏光板ＰＬ２を含む第２光学素子ＯＤ２は、第２絶縁基板２００の外面に配置されている。例えば、第１偏光板ＰＬ１の第１吸収軸及び第２偏光板ＰＬ２の第２吸収軸は、直交している。なお、図示した例では、第２光学素子ＯＤ２の表面が表示パネルＰＮＬの表示面ＩＰ０に相当する。第２偏光板ＰＬ２は、上記の通り、第２直線偏光を出射するように配置されている。

【0059】

赤画素ＰＸＲ、緑画素ＰＸＧ、及び、青画素ＰＸＢによって構成された主画素は、ピッチＰ１で配列されている。

【0060】

図７は、再帰反射素子２０の一構成例を示す平面図である。ここでは、互いに直交する第１方向ｄ１及び第３方向ｄ３によって規定される平面での平面図を図示している。ここで説明する再帰反射素子２０は、上記の第１再帰反射素子２０１及び第２再帰反射素子２０２として適用可能である。

【0061】

再帰反射素子２０は、複数の再帰反射体２３によって構成されている。図示した平面図においては、再帰反射体２３は、正三角形状のエッジＥＧを備えている。エッジＥＧは、第３方向ｄ３に平行な辺ＥＡ、第１方向ｄ１及び第３方向ｄ３とそれぞれ交差する方向に延出した辺ＥＢ及びＥＣを備えている。再帰反射体２３は、一例では、互いに直交する３つの反射面２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃを備えている。辺ＥＡ、ＥＢ、ＥＣの各々は、反射面２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃに含まれる。３つの反射面２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃの交点は、再帰反射体２３の中心Ｏに相当する。一例では、再帰反射体２３は、その中心Ｏが紙面の奥に向かって窪んでいる。再帰反射体２３が３つの反射面２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃによって囲まれた凹部を備えている場合、エッジＥＧは再帰反射体２３の頂部に相当し、中心Ｏは再帰反射体２３の底部に相当する。但し、再帰反射体２３が３つの反射面２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃによって囲まれた凸部を備えていても良く、この場合、エッジＥＧは再帰反射体２３の底部に相当し、中心Ｏは再帰反射体２３の頂部に相当する。

【0062】

このような再帰反射体２３は、第３方向ｄ３に配列されている。また、再帰反射体２３は、第１方向ｄ１にピッチＰ２で配列されている。但し、第１方向ｄ１及び第３方向ｄ３にそれぞれ隣り合う再帰反射体２３は、互いに１８０度反転した形状を有している。図中の再帰反射体２３１及び再帰反射体２３２は、第１方向ｄ１に並んでいる。再帰反射体２３１及び再帰反射体２３２は、エッジＥ１２に対して線対称の位置関係にある。

【0063】

空中像Ｉ１及びＩ２の解像度は、再帰反射体２３のピッチＰ２に依存する。解像度の劣化を抑制するためには、ピッチＰ２は、図６に示した表示パネルＰＮＬにおける画素のピッチＰ１よりも小さいことが望ましい。

【0064】

図８は、図７に示した再帰反射体２３の一構成例を示す斜視図である。ここでは、互いに直交するｘｙｚ座標系を適用して、再帰反射体２３の形状について説明する。

【0065】

再帰反射体２３は、ｘｙｚ座標系において、３つの反射面２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃを有している。これらの反射面２３Ａ乃至２３Ｃは、いずれも同一形状であり、直角二等辺三角形である。また、これらの反射面２３Ａ乃至２３Ｃは、互いに直交している。このような形状の反射面２３Ａ乃至２３Ｃを有する再帰反射体２３は、コーナーキューブ、あるいは、コーナーリフレクタなどと称される。

【0066】

ｘ軸上の点Ａ（α，０，０）、ｙ軸上の点Ｂ（０，α，０）、ｚ軸上の点Ｃ（０，０，α）としたとき、反射面２３Ａは、ｘ−ｙ平面に形成され、原点Ｏ、点Ａ、及び、点Ｂによって規定される。反射面２３Ｂは、ｙ−ｚ平面に形成され、原点Ｏ、点Ｂ、及び、点Ｃによって規定される。反射面２３Ｃは、ｘ−ｚ平面に形成され、原点Ｏ、点Ａ、及び、点Ｃによって規定される。点Ａ及び点Ｂを結ぶ線分、点Ｂ及び点Ｃを結ぶ線分、及び、点Ａ及び点Ｃを結ぶ線分は、それぞれ図７に示したエッジＥＧの辺ＥＡ、ＥＢ、ＥＣに相当する。なお、ここでの原点Ｏとは、図７に示した中心Ｏに相当する。

【0067】

原点Ｏが再帰反射体２３の底部に相当する場合、３つの点Ａ、点Ｂ、及び、点Ｃによって規定される面は存在せず、３つの反射面２３Ａ乃至２３Ｃによって囲まれた内側は、空気層である。原点Ｏが再帰反射体２３の頂部に相当する場合、３つの点Ａ、点Ｂ、及び、点Ｃによって規定される面が存在し、再帰反射体２３は正四面体となる。

【0068】

再帰反射体２３では、入射光が３つの反射面２３Ａ乃至２３Ｃでそれぞれ反射されることによって入射光とほぼ同一の光路に反射する再帰反射を実現している。但し、３つの点Ａ、点Ｂ、及び、点Ｃの近傍は、再帰反射しない（３つの反射面で反射されない）非再帰反射部となりうる。なお、再帰反射体２３の形状は、図示した例に限られるものではなく、非再帰反射部をカットした形状であっても良い。

【0069】

図９は、図２に示す変調素子３０の構成例を示す断面図である。図９（ａ）は、第１モードに制御された変調素子３０の断面図であり、図９（ｂ）は、第２モードに制御された変調素子３０の断面図である。図中の第１方向ａ、第２方向ｂ、及び第３方向ｃは、互いに直交している。図９は、第２方向ｂ及び第３方向ｃによって規定されるｂ−ｃ平面に平行な面を示している。ここでは、表示光としての第２直線偏光Ｌ２は、第３方向ｃに進んでいるものとする。図示した例では、第２直線偏光Ｌ２の偏光方向は、第２方向ｂに平行であり、第１直線偏光Ｌ１の偏光方向は、第１方向ａに平行である。

【0070】

変調素子３０は、支持基板３１及び３２、第１電極３３、第２電極３４、配向膜３５及び３６、及び液晶層３７を備えた液晶パネルである。第１電極３３は、支持基板３１と配向膜３５との間に位置している。第２電極３４は、支持基板３２と配向膜３６との間に位置している。液晶層３７は、配向膜３５と配向膜３６との間に位置している。支持基板３１及び３２は、ガラス基板や樹脂基板などの可視光に対して透明な基板である。第１電極３３及び第２電極３４は、ＩＴＯやＩＺＯなどの透明な導電材料によって形成されている。なお、図示した例では、第１電極３３は支持基板３１に設けられ、第２電極３４は支持基板３２に設けられているが、第１電極３３及び第２電極３４がいずれも同一基板、すなわち支持基板３１又は３２に設けられていても良い。液晶層３７としては、例えば、正の誘電率異方性を有している。配向膜３５及び３６は、例えば、液晶分子３７Ｍを主面に平行な方向に配向させる配向規制力を有する水平配向膜である。配向膜３５は、第２方向ｂに沿って配向処理されており、配向膜３６は、第１方向ａに沿って配向処理されている。

【0071】

図９（ａ）は、液晶層３７を挟んで対向する第１電極３３と第２電極３４との間に電圧が印加されていない第１モード（オフ状態）を示している。このとき、液晶層３７において、液晶分子３７Ｍは、９０°ツイスト配向している。すなわち、配向膜３５の近傍における液晶分子３７Ｍは、第２方向ｂに沿って初期配向している。配向膜３６近傍における液晶分子３７Ｍは、第１方向ａに沿って初期配向している。第１モードの変調素子３０に入射した第２直線偏光Ｌ２は、ツイスト配向した液晶分子３７Ｍの影響を受けて、その偏光軸が回転し、液晶層３７を透過した後に第１直線偏光Ｌ１となる。

【0072】

図９（ｂ）は、第１電極３３と第２電極３４との間に電圧が印加された第２モード（オン状態）を示している。このとき、液晶層３７において、液晶分子３７Ｍは、その長軸が形成された電界に沿うように垂直配向している。すなわち、液晶分子３７Ｍの長軸は、第３方向ｃに沿って配向している。第２モードの変調素子３０に入射した第２直線偏光Ｌ２は、垂直配向した液晶分子３７Ｍの影響をほとんど受けず、その偏光軸が維持されたまま液晶層３７を透過する。

【0073】

図１０は、図９に示す第１電極３３及び第２電極３４の構成例を示す平面図である。図１０は、第１方向ａ及び第２方向ｂによって規定されるａ−ｂ平面に平行な面を示している。変調素子３０は、ａ−ｂ平面において、光が透過可能な有効領域ＡＡを備えている。一例では、有効領域ＡＡは、第１方向ａに沿った短辺及び第２方向ｂに沿った長辺を有する長方形状であるが、その形状は図示した例に限らず、他の多角形状であっても良いし、円形状や楕円形状であっても良い。

【0074】

図１０（ａ）に示した構成例では、第１電極３３及び第２電極３４は、いずれも有効領域ＡＡの全面に亘って途切れることなく延在した単一のシート状電極によって構成されている。上記の通り、第１電極３３及び第２電極３４は、液晶層３７を挟んで対向している。駆動部ＤＲは、第１電極３３及び第２電極３４の各々と電気的に接続されている。このような構成例では、駆動部ＤＲが第１電極３３及び第２電極３４に対して印加する電圧を制御することにより、有効領域ＡＡの全面において液晶層３７における液晶分子３７Ｍの配向方向が制御される。これにより、変調素子３０は、有効領域ＡＡの全面において上記の第１モード（偏光面を回転するモード）と第２モード（偏光面を変調しないモード）とを制御ことができる。

【0075】

図１０（ｂ）に示した構成例は、図１０（ａ）に示した構成例と比較して、変調素子３０の有効領域ＡＡが帯状の複数のサブ領域ＳＡを備えた点で相違している。第１電極３３は、図１０（ａ）に示した構成例と同様に、単一のシート状電極によって構成されている。第２電極３４は、互いに離間した複数の帯状電極３４１乃至３４７によって構成されている。図示した例では、帯状電極３４１乃至３４７の各々は、第１方向ａに延在した長方形状であり、第２方向ｂに間隔をおいて並んでいる。第１電極３３、及び、帯状電極３４１乃至３４７は、互いに対向している。駆動部ＤＲは、第１電極３３と電気的に接続されるとともに、帯状電極３４１乃至３４７の各々と電気的に接続されている。サブ領域ＳＡは、第１電極３３と、帯状電極３４１乃至３４７のうちの１つとがａ−ｂ平面で重なる重複部に相当する。つまり、図示した例では、各サブ領域ＳＡは、第１方向ａに延在した帯状の領域である。

【0076】

なお、帯状電極３４１乃至３４７の各々は、第２方向ｂに延在し、第１方向ａに間隔をおいて並んでいても良い。また、ここに示した構成例は、第１電極３３及び第２電極３４のうちの一方がシート状電極によって構成され他方が複数の帯状電極によって構成された例に相当するものであり、第１電極３３が複数の帯状電極によって構成され、第２電極３４が単一のシート状電極によって構成されても良い。

【0077】

このような構成例では、駆動部ＤＲが帯状電極３４１乃至３４７に対して個別に印加する電圧を制御することにより、サブ領域ＳＡの各々において液晶分子３７Ｍの配向方向が制御される。これにより、変調素子３０は、サブ領域ＳＡ毎に第１モードと第２モードとを制御することができる。なお、この構成例の変調素子３０は、帯状電極３４１乃至３４７の全てを一括して駆動することにより、有効領域ＡＡの全面において第１モードと第２モードとを制御することもできる。

【0078】

図１０（ｃ）に示した構成例は、図１０（ａ）に示した構成例と比較して、変調素子３０の有効領域ＡＡがマトリクス状の複数のサブ領域ＳＡを備えた点で相違している。第１電極３３は、互いに離間した複数の帯状電極３３１乃至３３５によって構成されている。第２電極３４は、互いに離間した複数の帯状電極３４１乃至３４６によって構成されている。図示した例では、帯状電極３３１乃至３３５の各々は、第２方向ｂに延在し、第１方向ａに間隔をおいて並んでいる。また、帯状電極３４１乃至３４６の各々は、第１方向ａに延在し、第２方向ｂに間隔をおいて並んでいる。帯状電極３３１乃至３３５、及び、帯状電極３４１乃至３４６は、互いに対向している。駆動部ＤＲは、帯状電極３３１乃至３３５の各々と電気的に接続されるとともに、帯状電極３４１乃至３４６の各々と電気的に接続されている。サブ領域ＳＡは、帯状電極３３１乃至３３５のうちの１つと、帯状電極３４１乃至３４６のうちの１つとがａ−ｂ平面で交差する四角形状の交差部に相当する。つまり、図示した例では、サブ領域ＳＡは、第１方向ａ及び第２方向ｂにマトリクス状に配列されている。

【0079】

このような構成例では、駆動部ＤＲが帯状電極３３１乃至３３５及び帯状電極３４１乃至３４６に対して個別に印加する電圧を制御することにより、サブ領域ＳＡの各々において液晶分子３７Ｍの配向方向が制御される。これにより、変調素子３０は、サブ領域ＳＡ毎に第１モードと第２モードとを制御することができる。なお、この構成例の変調素子３０は、帯状電極３３１乃至３３５及び帯状電極３４１乃至３４６の全てを一括して駆動することにより、有効領域ＡＡの全面において第１モードと第２モードとを制御することもできる。

【0080】

なお、上記の構成例において、サブ領域ＳＡの形状は、四角形状に限定されるものではなく、他の多角形状であっても良いし、円形状や楕円形状などであっても良いし、任意の形状とすることができる。このようなサブ領域ＳＡの形状を規定する第１電極３３及び第２電極３４の形状は、自由に選択することができる。

【0081】

図１１は、図１０に示す有効領域ＡＡにおいて透過光に付与される位相差の分布を示す平面図である。ここでは、有効領域ＡＡのうち、透過光に約λ／２の位相差を付与する領域を変調領域ＭＡと称し、透過光に位相差を付与しない領域を無変調領域ＮＭＡと称する。変調領域ＭＡは、上述の第１モードによって実現され、無変調領域ＮＭＡは、上述の第２モードによって実現される。

【0082】

図１１に示す例では、有効領域ＡＡの全面に亘って、変調領域ＭＡと無変調領域ＮＭＡが交互に切り替わっている。例えば、時刻ｔ０において有効領域ＡＡの全面は、変調領域ＭＡであり、時刻ｔ１において無変調領域ＮＭＡであり、時刻ｔ２において変調領域ＭＡとなる。時刻ｔ０及びｔ２において、変調素子３０に入射した第２直線偏光は、第１直線偏光に変調され、最終的に空中像Ｉ２として結像される。時刻ｔ１において変調素子３０を変調されることなく透過した第２直線偏光は、最終的に空中像Ｉ１として結像される。このような構成は、図１０（ａ）乃至１０（ｃ）のいずれの構成によっても実現される。

【0083】

次に、空間的に変調する変調素子３０について説明する。

【0084】

図１２は、図２に示す変調素子３０の他の構成例を示す平面図である。図１２に示す変調素子３０は、有効領域ＡＡが変調領域ＭＡと無変調領域ＮＭＡとを含んでいる点で、図１１に示す構成例と相違している。図示した例では、変調領域ＭＡ及び無変調領域ＮＭＡは、第１方向ａに延在し、第２方向ｂに沿って交互に並んでいる。一例では、変調領域ＭＡ及び無変調領域ＮＭＡの幅ＷＡは、上述の主画素のピッチＰ１と等しい。ここでの幅ＷＡは、第２方向ｂに沿った長さである。なお、幅ＷＡは、ピッチＰ１の整数倍の大きさを有していても良い。

【0085】

図１２に示す例では、有効領域ＡＡのうち変調領域ＭＡに入射した第２直線偏光は、第１直線偏光に変調された後に、空中像Ｉ２として結像され、無変調領域ＮＭＡを変調されることなく透過した第２直線偏光は、空中像Ｉ１として結像される。このような構成は、図１０（ｂ）又は図１０（ｃ）に示す構成によって実現される。あるいは、このような構成は、液晶パネルを用いずに、位相差フィルムを用いて実現されても良い。すなわち、変調素子３０が位相差フィルムである場合、位相差を付与する変調領域ＭＡ、及び、位相差を付与しない無変調領域ＮＭＡを備えた単一のフィルムであってもよいし、無変調領域ＮＭＡに開口部を有するフィルムであってもよい。ここでの変調領域ＭＡは、透過光に対して約λ／２の位相差を付与する。変調素子３０が位相差フィルムである場合には、位相差フィルムが表示面ＩＰ０に接着されても良いし、位相差フィルムが表示面ＩＰ０に直接成膜されても良い。

【0086】

本実施形態によれば、表示装置１は、表示光の一部を透過し他の一部を反射する光学素子１０と、入射光を再帰反射する第１再帰反射素子２０１及び第２再帰反射素子２０２とを備えることで、結像面の異なる空中像Ｉ１及びＩ２を表示することができる。一例では、空中像Ｉ２の背面に空中像Ｉ１を観察することができる。したがって、観測者は、奥行きのある画像を視認することができる。さらに、奥行き、すなわち空中像Ｉ１と空中像Ｉ２との距離ＬＩＰは、第１偏光素子１１と第２偏光素子１２との間に位置する支持基板１３の厚さ１３Ｔによって自在に設定することができる。

【0087】

［第２実施形態］
図１３は、第２実施形態に係る表示装置２の外観を概略的に示す図である。図１３は、第１方向Ｘ及び第３方向Ｚによって規定されるＸ−Ｚ平面に平行な面を示している。第２実施形態は、第１実施形態と比較して、筐体７０がカバー７０Ａを有し、光学素子２０Ｂがカバー７０Ａの内面７０Ａ１に配置されている点で相違している。

【0088】

光学素子１０は、筐体７０の上面７０Ｂよりも下方、すなわち表示部ＤＳＰに近接する側に位置している。図示した例では、カバー７０Ａは、端部１０Ｅ２の近傍において、筐体７０に取り付けられている。カバー７０Ａは、第１方向Ｘに沿った軸を中心として回動自在である。図１３（ａ）は、カバー７０Ａが開けられた開状態を示している。開状態において、カバー７０Ａは、任意の位置に保持することができる。図１３（ｂ）は、カバー７０Ａが閉じられた閉状態を示している。閉状態において、カバー７０Ａの外面７０Ａ２は、上面７０Ｂと揃っている。

【0089】

本実施形態においても、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに本実施形態によれば、カバー７０Ａを閉じることで、光学素子１０及び２０Ｂを保護することができる。また、カバー７０Ａによって、空中像Ｉ１及びＩ２の背景を暗くすることができるため、空中像Ｉ１及びＩ２の視認性を向上することができる。

【0090】

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0091】

１…表示装置、１０…光学素子（第１光学素子）、１０Ａ…第１面、１０Ｂ…第２面、１１…第１偏光素子、１２…第２偏光素子、１３…支持基板、２０…再帰反射素子、２０Ａ…光学素子（第２光学素子）、２０Ｂ…光学素子（第３光学素子）、２０１…第１再帰反射素子、２０２…第２再帰反射素子、３０…変調素子、３３…第１電極、３４…第２電極、３５，３６…配向膜、３７…液晶層、ＲＡ１…第１位相差板、ＲＡ２…第２位相差板、７０…筐体、ＤＳＰ…表示部、ＩＰ０…表示面、ＰＮＬ…表示パネル、ＤＲ…駆動部、ＡＡ…有効領域、ＳＡ…サブ領域、ＭＡ…変調領域、ＮＭＡ…無変調領域。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】