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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022140264
(43)【公開日】2022-09-26
(54)【発明の名称】空中表示装置
(51)【国際特許分類】
G02B 30/56 20200101AFI20220915BHJP
G02B 5/124 20060101ALI20220915BHJP
G02B 5/00 20060101ALI20220915BHJP
【ＦＩ】
G02B30/56
G02B5/124
G02B5/00 Z
G02B5/00 C
【審査請求】未請求
【請求項の数】17
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021176729
(22)【出願日】2021-10-28
(31)【優先権主張番号】P 2021039965
(32)【優先日】2021-03-12
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】000114215
【氏名又は名称】ミネベアミツミ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001771
【氏名又は名称】弁理士法人虎ノ門知的財産事務所
(72)【発明者】
【氏名】山田 敦
(72)【発明者】
【氏名】大原 知子
(72)【発明者】
【氏名】浜田 勝平
(72)【発明者】
【氏名】山本 裕紹
【テーマコード（参考）】
2H042
2H199
【Ｆターム（参考）】
2H042AA02
2H042AA04
2H042AA16
2H042AA26
2H042EA04
2H042EA12
2H042EA15
2H042EA21
2H199BA32
2H199BA63
2H199BB10
2H199BB15
2H199BB18
2H199BB20
2H199BB29
(57)【要約】
【課題】空中表示の質の向上を図ることのできる空中表示装置を提供すること。
【解決手段】実施形態の空中表示装置は、面状発光体と、再帰反射シートと、ハーフミラーとを備える。前記面状発光体は、発光部を有する。前記再帰反射シートは、前記面状発光体の出射面側に配置され、前記発光部に対応する位置に空中表示する図形を表した複数の貫通孔を有する。前記ハーフミラーは、前記再帰反射シートの出射面側に配置される。
【選択図】図２
【解決手段】実施形態の空中表示装置は、面状発光体と、再帰反射シートと、ハーフミラーとを備える。前記面状発光体は、発光部を有する。前記再帰反射シートは、前記面状発光体の出射面側に配置され、前記発光部に対応する位置に空中表示する図形を表した複数の貫通孔を有する。前記ハーフミラーは、前記再帰反射シートの出射面側に配置される。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
発光部を有する面状発光体と、
前記面状発光体の出射面側に配置され、前記発光部に対応する位置に空中表示する図形を表した複数の貫通孔を有する再帰反射シートと、
前記再帰反射シートの出射面側に配置されたハーフミラーと、
を備える空中表示装置。
前記面状発光体の出射面側に配置され、前記発光部に対応する位置に空中表示する図形を表した複数の貫通孔を有する再帰反射シートと、
前記再帰反射シートの出射面側に配置されたハーフミラーと、
を備える空中表示装置。
【請求項2】
前記面状発光体は、所定の方向に配光が制御される、
請求項１に記載の空中表示装置。
請求項１に記載の空中表示装置。
【請求項3】
前記面状発光体は、線状光源と導光板と有し、
前記発光部は光学素子から構成される、
請求項１または２に記載の空中表示装置。
前記発光部は光学素子から構成される、
請求項１または２に記載の空中表示装置。
【請求項4】
前記再帰反射シートの貫通孔からアイポイントの存在する方向に出射する光を抑制する光学部材、
を備える請求項１～３のいずれか一つに記載の空中表示装置。
を備える請求項１～３のいずれか一つに記載の空中表示装置。
【請求項5】
前記光学部材は、前記再帰反射シートと前記面状発光体との間に配置され、前記再帰反射シートの貫通孔に対応する複数の貫通孔がずらされて設けられた遮光シートである、
請求項４に記載の空中表示装置。
請求項４に記載の空中表示装置。
【請求項6】
前記光学部材は、前記再帰反射シートと前記面状発光体との間に配置され、所定の方向の光を通過させるルーバーシートである、
請求項４に記載の空中表示装置。
請求項４に記載の空中表示装置。
【請求項7】
前記光学部材は、
前記再帰反射シートと前記面状発光体との間に配置された第１の反射型偏光シートと、
前記再帰反射シートの出射面側に配置され、前記再帰反射シートの貫通孔と同じ位置に貫通孔が設けられた第１の位相差フィルムと、
前記ハーフミラーに代えて設けられた第２の反射型偏光シートと、
から構成される、
請求項４に記載の空中表示装置。
前記再帰反射シートと前記面状発光体との間に配置された第１の反射型偏光シートと、
前記再帰反射シートの出射面側に配置され、前記再帰反射シートの貫通孔と同じ位置に貫通孔が設けられた第１の位相差フィルムと、
前記ハーフミラーに代えて設けられた第２の反射型偏光シートと、
から構成される、
請求項４に記載の空中表示装置。
【請求項8】
前記第１の反射型偏光シートに代えて設けられた吸収型偏光シートを備える、
請求項７に記載の空中表示装置。
請求項７に記載の空中表示装置。
【請求項9】
前記吸収型偏光シートと前記面状発光体との間に配置された第３の反射型偏光シートを備える、
請求項８に記載の空中表示装置。
請求項８に記載の空中表示装置。
【請求項10】
前記面状発光体と該面状発光体の出射面側に隣接する前記反射型偏光シートとの間に配置された第２の位相差フィルムを備える、
請求項７または９に記載の空中表示装置。
請求項７または９に記載の空中表示装置。
【請求項11】
前記第２の反射型偏光シートの出射面側に設けられた他の吸収型偏光シートを備える、
請求項７～１０のいずれか一つに記載の空中表示装置。
請求項７～１０のいずれか一つに記載の空中表示装置。
【請求項12】
前記第１の位相差フィルムの出射面側に設けられた低反射シートを備える、
請求項７～１１のいずれか一つに記載の空中表示装置。
請求項７～１１のいずれか一つに記載の空中表示装置。
【請求項13】
前記再帰反射シートの前記面状発光体側に設けられる遮光シートを備える、
請求項１～１２のいずれか一つに記載の空中表示装置。
請求項１～１２のいずれか一つに記載の空中表示装置。
【請求項14】
前記遮光シートの前記面状発光体側の表面は、正反射を低下させるアンチグレア処理が施されている、
請求項１３に記載の空中表示装置。
請求項１３に記載の空中表示装置。
【請求項15】
前記面状発光体の発光部は、前記空中表示する図形を表すのに用いられる可能性のある貫通孔の位置をカバーする略矩形状の領域を発光するか、または、前記再帰反射シートの貫通孔に対応する位置をカバーする領域を発光する、
請求項１～１４のいずれか一つに記載の空中表示装置。
請求項１～１４のいずれか一つに記載の空中表示装置。
【請求項16】
前記面状発光体の出射面と反対側に配置される反射シートを備える、
請求項１～１５のいずれか一つに記載の空中表示装置。
請求項１～１５のいずれか一つに記載の空中表示装置。
【請求項17】
前記再帰反射シートの出射面側の貫通孔の外側の部分に、静電センサを構成する１対のセンサ電極が設けられる、
請求項１～１６のいずれか一つに記載の空中表示装置。
請求項１～１６のいずれか一つに記載の空中表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、空中表示装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来から、再帰反射シートやハーフミラーが用いられ、空中に画像を結像させる空中表示装置が提案されている（例えば、特許文献１、２等を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１８－８１１３８号公報
【特許文献2】特開２０１７－１０７１６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、従来の技術では、画像が結像される位置を調整しやすくしたり、空中に表示される画像を広い角度から観察可能としたりすることを主な目的としており、空中表示の質の向上を目指すものではなかった。
【0005】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、空中表示の質の向上を図ることのできる空中表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様に係る空中表示装置は、面状発光体と、再帰反射シートと、ハーフミラーとを備える。前記面状発光体は、発光部を有する。前記再帰反射シートは、前記面状発光体の出射面側に配置され、前記発光部に対応する位置に空中表示する図形を表した複数の貫通孔を有する。前記ハーフミラーは、前記再帰反射シートの出射面側に配置される。
【0007】
本発明の一態様に係る空中表示装置は、空中表示の質の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、実施形態に係る空中表示装置について図面を参照して説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、図面における各要素の寸法の関係、各要素の比率などは、現実と異なる場合がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。また、１つの実施形態や変形例に記載された内容は、原則として他の実施形態や変形例にも同様に適用される。
【0010】
図１は、一実施形態にかかる空中表示装置１の例を示す表示面側から見た図である。図２は、図１におけるＸ－Ｘ断面図である。なお、図１および図２における空中表示装置１は、個室トイレ内の壁面等に設置される操作パネルに採用されることが想定されており、表示面が水平方向を向いている。
【0011】
図１および図２において、空中表示装置１は、略矩形状の開口２ａが形成されたフレーム２内に、面状発光体を構成する線状光源３と導光板４とが配置されている。線状光源３は、導光板４の入光側面４ａの長手方向（Ｘ軸方向）に沿って線状に発光する光源である。導光板４は、ポリカーボネートやアクリル等の透明材料により形成され、入光側面４ａから入射された光を終端側まで導き、裏面（非表示面）側に設けられた、光学素子により形成される発光部４ｂにより光を反射する。
【0012】
なお、この実施形態では、発光部４ｂの光学素子の調整により、表示面側のアイポイントＥＰが存在しない方向（図２における左下側）に光を出射し、アイポイントＥＰが存在する所定方向に出射する光を抑制するようにしている。アイポイントＥＰは、ユーザが目視することが想定される位置である。
【0013】
また、導光板４の発光部４ｂは、後述する再帰反射シート５における、空中表示する図形を表すのに用いられる可能性のある複数の貫通孔５ａの位置を余裕をもってカバー（貫通孔５ａの周囲の所定範囲もカバー）する略矩形状の領域（表示面側から見た形状）を発光するか、または、再帰反射シート５の１または複数の貫通孔５ａに対応する位置を余裕をもってカバー（貫通孔５ａの周囲の所定範囲もカバー）する領域を発光するものとする。前者の場合、導光板４の発光部４ｂの端部は、再帰反射シート５のいちばん外側の貫通孔５ａに正対する位置から導光方向（Ｙ軸方向）に長く設定される。この長く設定された端部は、再帰反射シート５の貫通孔５ａから光軸を逆方向に伸ばして導光板４の裏側付近に到達する位置よりも、配光や部材の位置精度等を考慮してより外側の位置である。横方向（Ｘ軸方向）について、導光板４の発光部４ｂは、導光板４のほぼ全幅に延びるものとなる。後者の場合、導光板４の発光部４ｂは、再帰反射シート５の各貫通孔５ａについて、導光方向（Ｙ軸方向）と横方向（Ｘ軸方向）とについて長く設定される。前者の場合、空中表示する図形を変更する場合、再帰反射シート５の貫通孔５ａを変更すればよいため、対応が容易になる。また、後者の場合、導光板４から出る光を表示に必要なものに絞ることができるため、光効率を高めることができる。
【0014】
また、フレーム２の非表示面側には、開口２ａを覆うように、反射シート８が配置されており、導光板４から背面側へ漏れる光を導光板４に戻すことで、光効率を高め、輝度を高めている。なお、フレーム２の非表示面側に開口２ａはなくてもよく（底板で塞がれていてもよい）、導光板４の非表示面側に反射シート８が設けられていればよい。
【0015】
また、導光板４の出射面側には、発光部４ｂに対応する位置に空中表示する図形を表した複数の貫通孔５ａを有する再帰反射シート５が、反射面を出射面側（導光板４とは反対側）に向けて配置されている。なお、再帰反射シート５に設けられる貫通孔５ａは、図示の例ではドット状の小さな丸孔となっているが、例えばピクトグラムを構成する任意の形状の孔でもよい。以下の実施形態における貫通孔５ａについても同様である。再帰反射シート５は、透明の微小なガラスビーズ球などが表面に隙間なく配置され、入射された光を同じ経路で出射（入射角と出射角が同じ）する性質を有したシートである。再帰反射シート５としては、ガラスビーズ球の他に、コーナーキューブと呼ばれる、光を反射する性質を持った３枚の面が互いに直角に組み合わされた、立方体の頂点の内面を利用したものも使用することができる。この場合、コストは若干高くなるが、光利用効率が高く、空中表示（空中像）のボケが少なくなるという利点がある。
【0016】
また、フレーム２の表示面側には、開口２ａを覆うようにハーフミラー６が配置され、ハーフミラー６にはトップカバー７が外側に重ねられている。なお、ハーフミラー６の外側（視認側）にハードコート処理を施すことにより、トップカバー７を省略することもできるが、ハーフミラー６はフィルム状であるため、支持用の透明樹脂板が必要となる。なお、ハードコート処理は、傷防止や汚れ防止、抗菌などを目的として施されるものであり、トップカバー７が外側に配置される場合でも、トップカバー７にハードコート処理を施すのが好ましい。ハーフミラー６は、入射された光の半分程度を反射し、残りの半分程度を透過させる性質を有した光学部材である。トップカバー７は、透明材料により形成され、ハーフミラー６を保護するためのものである。なお、トップカバー７の透過度を下げることにより、外部から空中表示装置１の内部が見えづらくなり、空中表示だけを見やすくすることができる。また、再帰反射シート５とハーフミラー６とは、互いに少し傾けて配置されるものであってもよい。
【0017】
図２において、面状発光体を構成する導光板４の発光部４ｂから出た光は再帰反射シート５の貫通孔５ａを通って経路Ｌ１で出る。この光は、半分程度がハーフミラー６で反射され、経路Ｌ２により再帰反射シート５に当たる。再帰反射シート５に当たった光は、入射角と同じ出射角で経路Ｌ３によりハーフミラー６に戻り、半分程度が透過する。発光部４ｂのある点から出た光は、経路Ｌ１の角度が変わっても幾何学的な関係から空中表示装置１外の同じ位置を通過するため、ハーフミラー６およびトップカバー７の外側に空中像による空中表示Ｉが行われ、ユーザのアイポイントＥＰから視認することができ、ユーザに指Ｆにより触れる動作を行わせることができる。
【0018】
図３は、トイレ個室内における操作パネル１００の配置例を示す図である。操作パネル１００の前面には空中表示装置１が配置されている。図３においては、便座Ｔに腰かけた利用者Ｍが容易に手の届く壁Ｗ上の位置に操作パネル１００が設けられている。操作パネル１００の床面からの高さは例えば１ｍ、水平位置は利用者Ｍの膝の位置と同等である。このような操作パネル１００の配置に対し、日本人の平均座高を考慮すると、空中表示Ｉの垂直方向の視野範囲は、例えば、水平方向を基準として、上方向に１０deg～３５degとなる。空中表示Ｉの水平方向の視野範囲は、例えば±４０degとなる。
【0019】
図４は、比較例となる空中表示装置１’の例を示す表示面側から見た図である。図５は、図４におけるＸ－Ｘ断面図である。図４および図５において、空中表示装置１’は、略矩形状の開口２ａ’が形成されたフレーム２’内に、面状発光体を構成する線状光源３’と導光板４’とが配置されている。線状光源３’は、導光板４’の入光側面４ａ’の長手方向に沿って線状に発光する光源である。導光板４’は、ポリカーボネートやアクリル等の透明材料により形成され、入光側面４ａ’から入射された光を終端側まで導き、裏面（非表示面）側に設けられた、光学素子により形成される発光部４ｂ’により光を表示面側に反射する。
【0020】
また、フレーム２’の非表示面側には、開口２ａ’を覆うように、反射面を導光板４’側に向けて再帰反射シート５’が配置されている。また、フレーム２’の表示面側には、開口２ａ’を覆うようにハーフミラー６’が配置され、ハーフミラー６’にはトップカバー７’が外側に重ねられている。
【0021】
図５において、透明表示装置を構成する導光板４’の発光部４ｂ’から経路Ｌ１’で出た光は、半分程度がハーフミラー６’で反射され、経路Ｌ２’により導光板４’を通過して再帰反射シート５’に当たる。再帰反射シート５’に当たった光は、入射角と同じ出射角で経路Ｌ３’によりハーフミラー６’に戻り、半分程度が透過する。発光部４ｂ’のある点から出た光は、経路Ｌ１’の位置が変わっても幾何学的な関係から空中表示装置１’外の同じ位置を通過するため、ハーフミラー６’およびトップカバー７’の外側に空中像による空中表示Ｉ’が行われ、ユーザのアイポイントＥＰ’から視認することができる。
【0022】
【0023】
上記の「空中表示のパターン境界が不明瞭である」の原因の一つは、導光板４’の発光部４ｂ’を構成する光学素子４ｃ’（図１および図２における実施形態の導光板４の発光部４ｂを構成する光学素子４ｃについても同様）の加工方法に起因する。図６は、導光板４’に設けられた光学素子４ｃ’の一部を導光板４’の裏面の法線方向から見た図であり、図７は、図６におけるＹ－Ｙ断面図である。図６および図７において、光学素子４ｃ’は導光板４’から切削工具であるバイトにより削られて形成されるか、バイトにより光学素子４ｃ’に対応する突条が形成された金型により導光板４’が形成される過程で光学素子４ｃ’が形成される。そのため、光学素子４ｃ’の端部Ｅでは幅が細く深さが浅くなり、出射面側に対して反射する光量が低下し、空中表示のパターン境界が不明瞭となってしまう。
【0024】
この点、図１および図２の実施形態において、空中表示のパターン境界を定めるのは再帰反射シート５の貫通孔５ａであり、導光板４の発光部４ｂを構成する光学素子４ｃの端部が空中表示のパターン境界に影響を与えることがなくなるため、空中表示のパターン境界を明瞭にすることができる。
【0025】
また、上記の「空中表示のパターン境界が不明瞭である」の他の原因として、図４および図５の比較例では、再帰反射シート５’とハーフミラー６’とが導光板４’を挟んで設けられるため、光の経路が長く、通過する界面が多いことが挙げられる。すなわち、図５において、発光部４ｂ’から出た光は、経路Ｌ１’→経路Ｌ２’→経路Ｌ３’と進み、導光板４’の表面（表示面側の面）、ハーフミラー６’の裏面、導光板４’の表面および裏面、再帰反射シート５’の表面（反射面）、導光板４’の裏面および表面、ハーフミラー６’の裏面および表面、トップカバー７’の裏面および表面を経る。光の経路が長いことで光の拡散が生じやすくなり、界面が多いことで、界面の微細な凹凸形状や透明樹脂内部の不純物等により光の拡散および減衰が生じやすくなり、空中表示のパターン境界が不明瞭となる。
【0026】
この点、図１および図２の実施形態において、発光部４ｂから出た光は、経路Ｌ１→経路Ｌ２→経路Ｌ３と進み、導光板４の表面、ハーフミラー６の裏面、再帰反射シート５の表面（反射面）、ハーフミラー６の裏面および表面、トップカバー７の裏面および表面を経ることになり、通過する界面が少なくなったり、透明樹脂の通過長さが短くなったりする。その結果、空中表示のパターン境界を明瞭にすることができる。
【0027】
次に、上記の「発光部が見えてしまう」の原因は、図４および図５の比較例において、導光板４’の発光部４ｂ’からの配光が制御されておらず、発光部４ｂ’からアイポイントＥＰ’に直接に進む光によるものである。なお、導光板４’の発光部４ｂ’からの光がアイポイントＥＰ’に直接に向かわないように配光制御することも考えられるが、アイポイントＥＰ’に向かう光を完全になくすことは困難であるため、配光制御しても若干の不要光がアイポイントＥＰ’へ直接進む。
【0028】
この点、図１および図２の実施形態においては、導光板４の発光部４ｂの光学素子の調整により、表示面側のアイポイントＥＰが存在しない方向（図２における左下側）に光を出射するようにしているため、発光部が見えてしまう問題は解消する。図８は、導光板４の発光部４ｂの配光制御により発光部４ｂを見えなくした状態の例を示す図である。図８において、導光板４の発光部４ｂから経路Ｌ０により出る光は配光制御により大幅に抑制され、正常な経路Ｌ１の光が主となるため、発光部が見えてしまうことはなくなる。
【0029】
以下、導光板４の配光制御について、より詳細に説明する。図９は、導光板４の発光部４ｂを構成する光学素子４ｃの形状の例を示す図である。なお、ここでは断面形状がＶ形状の凹型の光学素子について図示したが、断面形状が多角形状の凹型の光学素子や断面形状がトップフラット円弧形状（先端部が平坦になった円弧形状）型の光学素子であってもよい。また、図９において、光学素子４ｃの配置されるピッチは、例えば０．１mmとされているが、ピッチの値はこの値に限られない。
【0030】
図１０は、光学素子４ｃの一例として断面形状がＶ形状の凹型の光学素子（図９）を規定する値を示す図である。図１０において、光学素子４ｃは、幅Ｄと、頂角と、光立ち上げ側の底角（角度Ａ）とにより規定される。ここでは、幅Ｄを０．１mmとし、頂角を６０degとし、角度Ａを変数とする。前述した垂直方向の視野範囲１０deg～３５degに配光制御する場合、シミュレーションの結果から、幅Ｄ＝０．１mm、頂角＝６０deg、角度Ａ＝３２degが適した値となる。なお、水平方向の視野範囲±４０degは、線状光源３による水平方向への配光により実現される。なお、配光制御により、発光部が見えてしまうのが防止されるだけでなく、無駄な方向への光出射がなくなって光効率を高め、輝度を向上させることもできる。
【0031】
図８～図１０では、導光板４の一部の光学素子による配光制御について説明したが、導光板４の発光部４ｂを見えなくするための他の構成について、図１１～図１３を用いて説明する。なお、所定方向に出射する光の抑制は、大方は面状発光体である導光板４の発光部４ｂを構成する光学素子４ｃで行われるが、それだけでは不十分な場合には、以下の図１１～図１３の光学部材で補われる。
【0032】
図１１は、貫通孔９ａが設けられた遮光シート９により発光部４ｂを見えなくした状態の例を示す図である。図１１において、図２と異なるのは、再帰反射シート５と導光板４との間に、新たな光学部材として、再帰反射シート５の貫通孔５ａに対応する複数の貫通孔９ａがずらされて設けられた遮光シート９が設けられている点である。図１１において、遮光シート９の貫通孔９ａは再帰反射シート５の貫通孔５ａよりも上側にずらされて設けられているため、上向きの経路Ｌ０の光は抑制され、下向きの経路Ｌ１の光が主となる。
【0033】
図１２は、ルーバーシート１０により発光部４ｂを見えなくした状態の例を示す図である。図１２において、図２と異なるのは、再帰反射シート５と導光板４との間に、新たな光学部材として、所定方向（図において斜め下向き）の光を通過させるルーバーシート１０が設けられている点である。ルーバーシート１０により、上向きの経路Ｌ０の光は抑制され、下向きの経路Ｌ１の光が主となる。
【0034】
図１３は、偏光反射シート１１、位相差フィルム１２および偏光反射シート１３により発光部４ｂを見えなくした状態の例を示す図である。図１３において、図２と異なるのは、新たな光学部材として偏光反射シート１１と位相差フィルム１２と偏光反射シート１３とが設けられていることである。偏光反射シート１１は、再帰反射シート５と導光板４との間に配置される。なお、偏光反射シート１１は再帰反射シート５の貫通孔５ａを覆うだけでよいが、全面に積層されるものでもよい。位相差フィルム１２は、再帰反射シート５の出射面側に配置され、再帰反射シート５の貫通孔５ａと同じ位置に貫通孔１２ａが設けられている。例えば、再帰反射シート５に位相差フィルム１２が貼り付けられた後に、貫通孔５ａおよび貫通孔１２ａが同時に形成される。位相差フィルム１２の位相差はλ／４となっており、Ｘ－Ｙ面内における遅延軸は入射する光線の偏光の軸（偏光反射シート１３の反射軸もしくは透過軸であり、基本的に反射軸と透過軸は水平か垂直に配置されるので、結果的にＸ軸かＹ軸）に対して正方向または負方向に４５°傾けられている。偏光反射シート１３は、ハーフミラー６（図２）に代えて設けられており、透過軸（通過させる偏光の方向）は偏光反射シート１１と直交するように配置されている。
【0035】
図１３において、導光板４の発光部４ｂから経路Ｌ０で出た光は、偏光反射シート１１により、例えば図の紙面の奥行方向に振動する偏波となり、再帰反射シート５の貫通孔５ａおよび位相差フィルム１２の貫通孔１２ａを通過して、偏光反射シート１３に到達する。貫通孔５ａ、１２ａでは偏波の状態は変化しない。ここで、偏光反射シート１３は、例えば図の上下方向に振動する偏波を通過させる向きに配置されているため、経路Ｌ０の光は抑制される。
【0036】
一方、導光板４の発光部４ｂから経路Ｌ１で出た光は、偏光反射シート１１により、例えば図の紙面の奥行方向に振動する偏波となり、再帰反射シート５の貫通孔５ａおよび位相差フィルム１２の貫通孔１２ａを通過して、偏光反射シート１３に到達する。ここで、偏光反射シート１３は、例えば図の上下方向に振動する偏波を通過させる向きに配置されているため、ほぼ全てが反射されて経路Ｌ２となり、位相差フィルム１２を通過し、再帰反射シート５により再帰反射され、再度、位相差フィルム１２を通過して経路Ｌ３となる。ここで、位相差フィルム１２を２回透過することにより位相がλ／２だけずらされるため、上下方向に振動する偏波に変化し、偏光反射シート１３を通過し、空中表示Ｉの一部となる。なお、偏光サングラスをかけた利用者であっても、一般に偏光サングラスの透過軸は図の上下方向に設定されているため、空中表示Ｉを視認することができる。偏光サングラスの透過軸と空中表示Ｉの透過軸とが直交している場合は、偏光解消シート（例えば、東洋紡株式会社のコスモシャインＳＲＦ）を偏光反射シート１３（後述の図１４～図１６の偏光反射シート１３、図１７または図１８の吸収型偏光シート１３Ａについても同様）の視認側に配置すれば、空中表示Ｉの視認が可能となる。
【0037】
次に、上記の「多重像が見えてしまう」の原因は、図４および図５の比較例において、主に経路Ｌ２’、Ｌ３’で導光板４’を通過する際の界面が見えてしまうことによる。この点、図１および図２の実施形態においては、経路Ｌ１で再帰反射シート５の貫通孔５ａを出た光は、導光板４の界面を通過することがないため、多重像が見えてしまうことはなくなる。
【0038】
次に、図１４～図１８は、図１３で説明された偏光反射シート１１、１３および位相差フィルム１２によって導光板４の発光部４ｂから再帰反射シート５の貫通孔５ａを通ってアイポイント方向へ直接に出る光を見えなくする構成（偏光構成）の改良例である。すなわち、図１３の構成では、経路Ｌ３の図の上下方向に振動する偏波の光が偏光反射シート１３で反射された戻り光（経路Ｌ１の逆方向に進む光）が貫通孔１２ａ、５ａを通って偏光反射シート１１に当たる。偏光反射シート１３では図の奥行方向に振動する偏波の光が基本的には反射するが、図の上下方向に振動する偏波の光も若干は反射する。偏光反射シートは偏光度が吸収型偏光シートよりも低いため、透過軸方向以外の偏光が透過および反射する。つまり、偏光反射シートだけでは偏光度が低く、透過軸が水平垂直からずれているため、開口見えの原因となる。また、偏光反射シート１３の透過軸は水平・垂直方向から若干ずれている。さらに、位相差フィルム１２は可視域のすべて波長に対して遅延量がλ／４にはなっていないため、経路Ｌ３の光の偏波は完全に図の上下方向に振動する偏波の光にはなっていない。以上のことから、偏光反射シート１３では経路Ｌ３の光は図の奥行方向だけでなく上下方向に振動する偏波の光も反射する。偏光反射シート１１は図の奥行方向の偏波を通過させ、図の上下方向に振動する偏波を反射することから、図の上下方向に振動する偏波である上記の戻り光は反射し、そのまま外側の偏光反射シート１３を通過して外部に出る。また、偏光反射シート１１を透過した光は面状発光体（導光板４、反射シート８の他にプリズムシートが含まれる場合もある）で反射し、偏光反射シート１１と透過した光の一部が偏光反射シート１３を透過する。そのため、貫通孔１２ａ、５ａの開口部が光っているように見えてしまい、空中表示Ｉの視認性を低下させてしまう。その対策が図１４の構成である。
【0039】
図１４は、図１３の構成の第１の改良例を示す空中表示装置１の断面図である。図１４において、図１３の構成と異なるのは、偏光反射シート（反射型偏光シート）１１が吸収型偏光シート１１Ａに変わった点であり、吸収型偏光シート１１Ａを通過する偏波の方向は偏光反射シート１１と同じである。反射型偏光シートは、透過しない偏波の光を反射する性質を有するのに対し、吸収型偏光シートは、透過しない偏波の光を吸収する性質を有する。なお、吸収型偏光シート１１Ａの透過軸は、シートの水平方向もしくは垂直方向からほとんどずれていない。
【0040】
図１４において、導光板４の発光部４ｂから経路Ｌ１で出た光は、吸収型偏光シート１１Ａにより、例えば図の紙面の上下方向に振動する偏波の成分は吸収され、図の紙面の奥行方向に振動する偏波となり、再帰反射シート５の貫通孔５ａおよび位相差フィルム１２の貫通孔１２ａを通過して、偏光反射シート１３に到達する。ここで、偏光反射シート１３は、例えば図の上下方向に振動する偏波を通過させる向きに配置されているため、ほぼ全てが反射されて経路Ｌ２となり、位相差フィルム１２を通過し、再帰反射シート５により再帰反射され、再度、位相差フィルム１２を通過して経路Ｌ３となる。ここで、位相差フィルム１２を２回透過することにより位相がλ／２だけずらされるため、図の上下方向に振動する偏波に変化し、偏光反射シート１３を通過し、空中表示Ｉの一部となる。
【0041】
また、経路Ｌ３の光は全てが偏光反射シート１３を通過するわけではなく、一部は偏光反射シート１３で反射され、戻り光として経路Ｌ４で再帰反射シート５の貫通孔５ａおよび位相差フィルム１２の貫通孔１２ａを通過して、吸収型偏光シート１１Ａに到達する。この戻り光の偏波は図の上下方向に振動するものとなっている。ここで、吸収型偏光シート１１Ａは図の奥行方向の偏波を通過させ、図の上下方向の偏波を吸収するため、経路Ｌ４の戻り光はほとんどが吸収される。そのため、戻り光の吸収型偏光シート１１Ａによる反射はなくなり、貫通孔１２ａ、５ａの開口部が光っているように見えることがなく、空中表示Ｉの視認性を低下させてしまうことがなくなる。
【0042】
図１４の構成では、導光板４の発光部４ｂから経路Ｌ１で出た光が吸収型偏光シート１１Ａに当たり、図の奥行方向に振動する偏波は通過するが、図の上下方向に振動する偏波は吸収されるため、光のロスが大きく、最終的に空中表示Ｉの輝度が低下してしまう。その対策が図１５の構成である。
【0043】
図１５は、図１３の構成の第２の改良例を示す空中表示装置１の断面図である。図１５において、図１４の構成と異なるのは、吸収型偏光シート１１Ａと導光板４との間に反射型偏光シート１１Ｒが設けられた点である。反射型偏光シート１１Ｒの透過軸は吸収型偏光シート１１Ａと一致もしくはほぼ一致している。なお、ボトム（導光板４側）の吸収型偏光シート１１Ａと反射型偏光シート１１Ｒの透過軸のずれは、あまり輝度や開口見えには影響を及ぼさない。後述の図１７または図１８におけるトップ（出射側）の吸収型偏光シート１３Ａと偏光反射シート１３の透過軸のずれは、輝度や開口見えへの影響は大きい。また、図１５において、吸収型偏光シート１１Ａと反射型偏光シート１１Ｒは、単に積層されるものでもよいが、両者が貼り合わされて密着することで、界面反射が低減し、輝度の向上に寄与する。
【0044】
図１５において、導光板４の発光部４ｂから経路Ｌ１で出た光は吸収型偏光シート１１Ａよりも先に反射型偏光シート１１Ｒに当たり、図の奥行方向に振動する偏波は通過され、図の上下方向に振動する偏波は反射される。反射型偏光シート１１Ｒで反射された光は導光板４に戻り、再利用される。吸収型偏光シート１１Ａ以降の動作は、図１４と同様である。そのため、吸収型偏光シート１１Ａによる光のロスがなくなり、空中表示Ｉの輝度の向上が図られる。
【0045】
図１５の構成では、反射型偏光シート１１Ｒにより反射されて導光板４に戻された光（図の上下方向に振動する偏波）は、導光板４の内部で複雑に反射されたり、面状発光体の光学部品（導光板４、プリズムシート等）の位相差に起因したりして、図の奥行方向に振動する偏波に変換された場合には、反射型偏光シート１１Ｒを通過して、空中表示Ｉの輝度向上に寄与することができる。しかし、導光板４の内部で偏波の方向が変わらない場合には、輝度向上への寄与が期待できない。その対策が図１６の構成である。
【0046】
図１６は、図１３の構成の第３の改良例を示す空中表示装置１の断面図である。図１６において、図１５の構成と異なるのは、反射型偏光シート１１Ｒと導光板４との間に位相差フィルム１５が配置された点である。位相差フィルム１５の位相差はλ／４となっており、Ｘ－Ｙ面内における遅延軸は入射する光線の偏光の軸（偏光反射シート１３の反射軸もしくは透過軸であり、基本的に反射軸と透過軸は水平か垂直に配置されるので、結果的にＸ軸かＹ軸）に対して正方向または負方向に４５°傾けられている。なお、吸収型偏光シート１１Ａと反射型偏光シート１１Ｒと位相差フィルム１５は、単に積層されるものでもよいが、それらが貼り合わされて密着することで、界面反射が低減し、輝度の向上に寄与する。
【0047】
図１６において、導光板４の発光部４ｂから経路Ｌ１で出た光は位相差フィルム１５を通過する。しかし、後段の反射型偏光シート１１Ｒにより反射されて導光板４に戻された光（図の上下方向に振動する偏波）は、位相差フィルム１５を通過し、導光板４を経由して再び位相差フィルム１５を通過することとなり、２回、位相差フィルム１５を通過するため、図の奥行方向に振動する偏波に変換される。そのため、後段の反射型偏光シート１１Ｒを通過することができ、空中表示Ｉの輝度向上に寄与することができる。その後の動作は同様である。なお、導光板４からの出射光は偏光に若干の偏りがあるため、位相差フィルム１５による位相差の影響を若干受ける。そして、反射型偏光シート１１Ｒは直線偏光タイプであるため、透過軸成分の偏光が多ければ、透過光は増加する。また、位相差フィルム１５は、図１３における偏光反射シート１１の導光板４側に配置されるようにしてもよい。
【0048】
図１３～図１６の構成では、出射側の偏光反射シート１３により図の上下方向に振動する偏波は通過され、図の奥行方向に振動する偏波は内部に反射されてブロックされていたが、フィルムタイプの偏光反射シート１３はシートの水平・垂直の軸から透過軸が若干ずれている場合が多く、図の奥行方向に振動する偏波が完全にブロックされておらず、貫通孔１２ａ、５ａの開口部が光っているように見える要因となる。例えば、図１３における経路Ｌ０の光の一部が外部から見えてしまう。その対策が図１７の構成である。
【0049】
図１７は、図１３の構成の第４の改良例を示す空中表示装置１の断面図である。図１７において、図１６の構成と異なるのは、偏光反射シート１３とトップカバー７との間に吸収型偏光シート１３Ａが配置された点である。吸収型偏光シート１３Ａの透過軸は偏光反射シート１３とほぼ同じである。なお、吸収型偏光シート１３Ａと偏光反射シート１３の透過軸が完全に位置すると効果が低下する。それぞれの透過軸が一致し、吸収型偏光シート１１Ａと直交状態が最も効果が得られる。そのため、吸収型偏光シート１１Ａと透過軸が９０度になってない場合、効果が低下する。偏光反射シートは偏光度が吸収型偏光シートよりも低いため、透過軸方向以外の偏光が透過および反射することも、開口見えの原因になる。そのため、それぞれの透過軸が一致し、吸収型偏光シート１１Ａと直交すると損失が最も少ない状態で透過および反射するため、輝度が高くなり、開口見えが低減できる。偏光反射シート１３の透過軸は垂直から若干ずれているので、ずれた方向に吸収型偏光シート１３Ａの透過軸が一致すると開口見えの原因になる。正確には吸収型偏光シート１１Ａの透過軸と吸収型偏光シート１３Ａの透過軸が直交する。また、図１６をベースとして改良された例が図１７に示されたが、図１３～図１５をベースとして同様な改良が施されるのでもよい。
【0050】
図１７において、図の奥行方向に振動する偏波の経路Ｌ０の光は、偏光反射シート１３によりほとんどがブロックされるが、偏光反射シート１３の透過軸がＸ－Ｙ面内でずれている場合、ずれに応じた量の光がブロックされずに通過する。しかし、後段の吸収型偏光シート１３Ａにより図の奥行方向に振動する偏波のほとんどが吸収されるため、外部に経路Ｌ０から出る光はほとんどなくなり、貫通孔１２ａ、５ａの開口部が光っているように見えてしまうのが防止され、空中表示Ｉの視認性の低下が防止される。
【0051】
図１３～図１７の構成では、再帰反射シート５の出射側に位相差フィルム１２が設けられており、例えば、図１７の経路Ｌ２の光は位相差フィルム１２を通して再帰反射シート５で再帰反射されて経路Ｌ３の光となるが、位相差フィルム１２の表面でも正反射が発生し、不要な空中像の要因となる。その対策が図１８の構成である。
【0052】
図１８は、図１３の構成の第５の改良例を示す空中表示装置１の断面図である。図１８において、図１７の構成と異なるのは、位相差フィルム１２の出射側に低反射シート１６が設けられている点である。なお、低反射シート１６には位相差フィルム１２の貫通孔１２ａおよび再帰反射シート５の貫通孔５ａと同じ位置に貫通孔１６ａが設けられている。例えば、再帰反射シート５に位相差フィルム１２および低反射シート１６が貼り付けられた後に、貫通孔５ａ、１２ａ、１６ａが同時に形成される。なお、図１７をベースとして改良された例が図１８に示されたが、図１３～図１６をベースとして同様な改良が施されるのでもよい。
【0053】
図１８において、経路Ｌ２で偏光反射シート１３から低反射シート１６側に反射してきた光は、低反射シート１６により正反射が抑えられ、低反射シート１６の内部を貫通していく光だけとなり、正反射に基づく不要な空中像（空中表示Ｉと偏光反射シート１３との間の距離の２倍の位置に発生する空中像）の発生が防止され、空中表示Ｉの視認性の低下が防止される。また、不要な空中像に使われる光が空中表示Ｉに使用されることで、空中表示Ｉの輝度向上にもつながる。
【0054】
次の表１は、シートまたはフィルムの組み合わせによる空中表示Ｉ等の輝度およびコントラストの計算結果である。
【0055】
【表1】
【0056】
表１において、左端の列は対応する構成の図番を示している。変形例＃１～＃３は図には表されていない。なお、表１は全ての組み合わせを網羅しておらず、他の構成もあり得る。表１において、「Bottom」は導光板４と再帰反射シート５との間に配置されるシートまたはフィルム、「Middle」は再帰反射シート５の周辺のシートまたはフィルム、「Top」はトップカバー７の周辺のシートまたはフィルムである。また、「ＬＶ」はルーバーシート、「λ／４」は位相差シート、「ｒＰｏｌ」は反射型偏光シート、「ａＰｏｌ」は吸収型偏光シート、「黒」は吸収シート、「ＲＲ」は再帰反射シート、「ＡＲ」は低反射シート、「ＨＭ」はハーフミラー、「Ａ」は主要な空中像の輝度、「Ｂ」は貫通孔５ａ等による開口部の輝度、「Ｃ」は不要な空中像の輝度、「ＣＴ１」（コントラスト）はＡ／Ｂ、「ＣＴ２」はＡ／Ｃである。また、「Middle」における吸収シート「黒」は、後述する再帰反射シート５の背面に設けられる反射層（５ｄ）である。
【0057】
図１９は、空中表示の周辺の輝度分布の例を示す図であり、空中表示装置１の表示側の面の法線方向から図１におけるＹ軸の負方向に２３度傾いた方向から輝度計の中心に空中表示Ｉの中心が位置するように測定された輝度分布である。２３度傾けられているため、再帰反射シート５の貫通孔５ａ等による開口部の像ＮＩ１、空中表示Ｉ、不要な像ＮＩ２が重ならず、それぞれの像による輝度評価が可能となっている。なお、不要な像ＮＩ２は、空中表示Ｉと偏光反射シート１３との間の距離の２倍の位置に発生する空中像である。図１９において、中央は空中表示Ｉに対応する主要な空中像、上側の像ＮＩ１は再帰反射シート５の貫通孔５ａ等の開口部に対応するもの、下側の像ＮＩ２は再帰反射シート５等の表面反射や多重反射による不要な空中像である。
【0058】
【0059】
次に、図１、図２、図１１～図１８（後述の図２１も同様）の構成における再帰反射シート５の問題点の解決策が示される。すなわち、再帰反射シート５には若干の光透過性があるため、貫通孔５ａが設けられていない部分からの漏れ光により空中表示Ｉのコントラストが低下するという問題があった。なお、図１１の構成では再帰反射シート５の光源側に遮光シート９が設けられるため、貫通孔５ａが設けられていない部分からの漏れ光による影響は少ないが、影響が皆無とは言えないため、対策は効果がある。このような漏れ光の問題は、金属蒸着等による反射層が設けられるコーナーキューブ型の再帰反射シート５の場合、反射層を厚くすることにより漏れ光の低減が可能であるが、大幅なコストアップを招くため、現実的ではない。
【0060】
図２０は、再帰反射シート５の構造例を示す断面図である。図２０において、再帰反射シート５は、透明な板の裏側にコーナーキューブを構成する頂角が９０°のプリズム５ｃが形成され、その外側に金属蒸着等による反射層５ｄで反射面が形成されている。右側の平面視から明らかなように、反射層５ｄが形成される面は三角錐状のプリズムが縦横に配置されたものとなっている。また、反射層５ｄの背面には、粘着剤５ｅを介して、例えば黒色の遮光シート５ｆが貼り付けられている。なお、粘着剤５ｅを黒色等の低透過のものとすれば、遮光シート５ｆは黒色等にしなくてもよい。また、コントラストの改善のためには、遮光シート５ｆとして、遮光シートと同等の散乱特性を有する拡散シートが配置されるようにしてもよい。このような構造の再帰反射シート５が図１、図２、図１１～図１８（後述の図２１も同様）の構成に用いられることで、再帰反射シート５の貫通孔５ａが設けられていない部分からの漏れ光が低減され、空中表示Ｉのコントラストの低下が防止される。
【0061】
また、図２０における再帰反射シート５の背面の遮光シート５ｆは、単に遮光性が高いだけでなく、導光板４側の表面の散乱状態により空中表示Ｉのコントラストが影響を受けることが確認されている。表２は、「メーカー」および「商品名」により特定される遮光シート（黒フィルム）５ｆについて、「空中像評価」と「黒フィルム評価」とが示されたものである。「メーカー」「商品名」のすぐ下の「ＰＭＭＡ」は、アクリル樹脂を意味しており、遮光シートが設けられていない状態に対応している。「空中像評価」は、主要な空中像の輝度「ＡＩ」と、開口部の輝度「開口」と、コントラスト「ＣＴ」と、「漏れ光」とを含んでいる。「ＡＩ」は前述の表１の「Ａ」に対応し、「開口」は表１の「Ｂ」に対応し、「ＣＴ」は表１の「ＣＴ１」に対応している。「黒フィルム評価」は、「全光線透過」「全反射」「正反射」「光沢度」を含んでいる。表３は、「メーカー」および「商品名」により特定される遮光シート（黒フィルム）５ｆについて、「総厚」「基材」「表面」「塗工処理」を含んでいる。「表面」の「ＡＧ」は、アンチグレア処理を意味している。
【0062】
【表2】
【0063】
【表3】
【0064】
表２および表３から、遮光シートが設けられていない状態の「ＰＭＭＡ」の場合の「漏れ光」に対して、いずれの遮光シートであっても、「漏れ光」は大幅に減少している。コントラスト「ＣＴ」は、「Ｘ２Ｂ＃５０」「Ｘ２Ｂ＃７５」「Ｘ４ＬＧＢ＃２５」が優れている。すなわち、アンチグレア処理が施されていて「正反射」が小さいほど、コントラスト「ＣＴ」の改善がみられる。これは、遮光シートで散乱反射された光の散乱が弱く正反射が強いと、開口から光が出射し、開口の輝度を増加させるためと考えられる。例えば、図２において、導光板４から出た光は再帰反射シート５の導光板４側の遮光シートで反射され、導光板４の表面で反射されて貫通孔５ａの開口を通ってアイポイントＥＰ側に出ていく成分があるが、遮光シートの正反射が小さいと、このノイズ成分は小さくなり、開口の輝度が小さくなる。
【0065】
次に、空中表示を非接触式の電気的なスイッチのボタンとして動作させるための構成について説明する。図２１は、センサ電極１４Ａ、１４Ｂを有する静電センサによる空中表示Ｉへのタッチの検知の例を示す図である。図２１において、図２と異なるのは、再帰反射シート５の出射面側の貫通孔５ａの外側の部分に、１対のセンサ電極１４Ａ、１４Ｂが設けられている点である。センサ電極１４Ａ、１４Ｂ間に電圧を印加することで、破線で示すような電気力線が生じ、ユーザが指Ｆで空中表示Ｉを触れる過程で、接地レベルにある指Ｆにより電気力線に変化を生じさせ、その変化から空中表示Ｉへのタッチを検出することができる。ユーザの指Ｆは空中表示Ｉに触れるだけで、実在のボタン等に触れるわけではないので、衛生面において望ましいものとすることができる。なお、ＩＲ（赤外線）センサ等により指Ｆの空中表示Ｉへの接触が検出され、対応する機能のオン・オフ等が制御されるようにしてもよい。
【0066】
なお、再帰反射シート５としては、例えばプリズムタイプが採用されるが、その場合、再帰反射シート５のプリズム面にはＡｌ蒸着がされるので、貫通孔５ａ以外は光がほとんど透過しない。また、金属は電気力線を遮断してしまうため、静電センサは再帰反射シート５の出射面側に配置しないといけない。空中像の結像距離はハーフミラー６と再帰反射シート５との間の距離に依存するため、トップカバー７より離れた位置に空中像を結像させようとすると、ハーフミラー６と再帰反射シート５との間の距離は長くなる。そのため、空隙にセンサ電極１４Ａ、１４Ｂや制御基板を配置することでデットスペースを生かすことができる。センサ電極１４Ａ、１４Ｂや制御基板は、光路を邪魔しないように配置される。また、迷光が乱反射しないように、制御基板は黒色もしくは黒色印刷した方が好ましい。黒色にすることで視認側からセンサ電極１４Ａ、１４Ｂや制御基板が見えにくくなる。また、図２１は図２の構成がベースとされているが、図１１～図１８の構成がベースとされるものであってもよい。
【0067】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
【0068】
以上のように、実施形態に係る空中表示装置は、発光部を有する面状発光体と、面状発光体の出射面側に配置され、発光部に対応する位置に空中表示する図形を表した複数の貫通孔を有する再帰反射シートと、再帰反射シートの出射面側に配置されたハーフミラーとを備える。これにより、空中表示の質の向上を図ることができる。
【0069】
また、面状発光体は、所定の方向に配光が制御される。これにより、面状発光体単体により配光制御を行うことができ、発光部が見えてしまう問題を解消することができる。
【0070】
また、面状発光体は、線状光源と導光板と有し、発光部は光学素子から構成される。これにより、面状発光体を容易に実現することができる。
【0071】
また、再帰反射シートの貫通孔からアイポイントの存在する方向に出射する光を抑制する光学部材を備える。これにより、発光部が見えてしまう問題をより有効に解消することができる。
【0072】
また、光学部材は、再帰反射シートと面状発光体との間に配置され、再帰反射シートの貫通孔に対応する複数の貫通孔がずらされて設けられた遮光シートである。これにより、面状発光体による配光制御を補うことができ、発光部が見えてしまう問題をより有効に解消することができる。
【0073】
また、光学部材は、再帰反射シートと面状発光体との間に配置され、所定の方向の光を通過させるルーバーシートである。これにより、面状発光体による配光制御を補うことができ、発光部が見えてしまう問題をより有効に解消することができる。
【0074】
また、光学部材は、再帰反射シートと面状発光体との間に配置された第１の反射型偏光シートと、再帰反射シートの出射面側に配置され、再帰反射シートの貫通孔と同じ位置に貫通孔が設けられた第１の位相差フィルムと、ハーフミラーに代えて設けられた第２の反射型偏光シートとから構成される。これにより、面状発光体による配光制御を補うことができ、発光部が見えてしまう問題をより有効に解消することができる。
【0075】
また、第１の反射型偏光シートに代えて設けられた吸収型偏光シートを備える。これにより、再帰反射シートの貫通孔を通して第１の偏光反射シートにより反射される光によって、貫通孔の開口部が光って見えてしまうのが防止され、空中表示の視認性の低下が防止される。
【0076】
また、吸収型偏光シートと面状発光体との間に配置された反射型偏光シートを備える。これにより、吸収型偏光シートによる光のロスが低減され、空中表示の輝度が向上する。
【0077】
また、面状発光体とこの面状発光体の出射面側に隣接する反射型偏光シートとの間に配置された第２の位相差フィルムを備える。これにより、反射型偏光シートで面状発光体側に戻された光の再利用が促進され、空中表示の輝度が向上する。
【0078】
また、第２の反射型偏光シートの出射面側に設けられた他の吸収型偏光シートを備える。これにより、第２の偏光反射シートの透過軸のずれに起因する不要な偏光成分の透過を防ぎ、空中表示の視認性が向上する。
【0079】
また、第１の位相差フィルムの出射面側に設けられた低反射シートを備える。これにより、第１の位相差フィルムの表面での反射による不要な空中像が抑制され、空中表示の視認性が向上し、空中表示の輝度も向上する。
【0080】
また、再帰反射シートの面状発光体側に設けられる遮光シートを備える。これにより、貫通孔が設けられていない部分の漏れ光が低減され、コントラストが向上する。
【0081】
また、遮光シートの面状発光体側の表面は、正反射を低下させるアンチグレア処理が施されている。これにより、再帰反射シートの面状発光体側の面での反射により貫通孔の開口部が光って見えるのが低減され、コントラストが向上する。
【0082】
また、面状発光体の発光部は、空中表示する図形を表すのに用いられる可能性のある貫通孔の位置をカバーする略矩形状の領域を発光するか、または、再帰反射シートの貫通孔に対応する位置をカバーする領域を発光する。これにより、発光部の構成に選択肢を与えることができる。
【0083】
また、面状発光体の出射面と反対側に配置される反射シートを備える。これにより、漏れる光を減らし、光効率を高め、輝度を高めることができる。
【0084】
また、再帰反射シートの出射面側の貫通孔の外側の部分に、静電センサを構成する１対のセンサ電極が設けられる。これにより、空中表示に適合する、非接触式のスイッチを構成することができる。
【0085】
また、上記実施の形態により本発明が限定されるものではない。上述した各構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。また、さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。
【符号の説明】
【0086】
１ 空中表示装置，２ フレーム，２ａ 開口，３ 線状光源，４ 導光板，４ａ 入光側面，４ｂ 発光部，５ 再帰反射シート，５ａ 貫通孔，６ ハーフミラー，７ トップカバー，８ 反射シート，９ 遮光シート，９ａ 貫通孔，１０ ルーバーシート，１１ 偏光反射シート，１１Ａ 吸収型偏光シート，１１Ｒ 反射型偏光シート，１２ 位相差フィルム，１３ 偏光反射シート，１３Ａ 吸収型偏光シート，１４Ａ、１４Ｂ センサ電極，ＥＰ アイポイント，Ｉ 空中表示，Ｆ 指
【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】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】