特開 2024-162735 空中映像表示装置

(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】P2024162735

(43)【公開日】2024-11-21

(54)【発明の名称】空中映像表示装置

(51)【国際特許分類】

   G02B 30/56 20200101AFI20241114BHJP

   G02B 5/10 20060101ALI20241114BHJP

   G02B 26/08 20060101ALN20241114BHJP

【ＦＩ】

G02B30/56

G02B5/10 A

G02B26/08 E

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023078590

(22)【出願日】2023-05-11

(71)【出願人】

【識別番号】000002897

【氏名又は名称】大日本印刷株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100106002

【弁理士】

【氏名又は名称】正林 真之

(74)【代理人】

【識別番号】100165157

【弁理士】

【氏名又は名称】芝 哲央

(74)【代理人】

【識別番号】100120891

【弁理士】

【氏名又は名称】林 一好

(72)【発明者】

【氏名】関口 博

(72)【発明者】

【氏名】後藤 正浩

【テーマコード（参考）】

2H042

2H141

2H199

【Ｆターム（参考）】

2H042DD08

2H042DD09

2H141MA12

2H141MB24

2H141MC01

2H141MF28

2H199BA20

2H199BA32

2H199BB19

2H199BB49

2H199BB59

(57)【要約】

【課題】小型であって、空間に表示された映像の浮遊感が高い空中映像表示装置を提供する。
【解決手段】空中映像表示装置は、平行光を発する発光部と、反射面の傾きを変更可能な少なくとも１つの可動ミラー部とを備える発光ユニットと、前記発光ユニットの前記各可動ミラー部の反射面の傾きを制御する制御部と、を備え、前記発光ユニットは、互いに間隔をあけて離散的に複数配列されており、前記制御部は、複数の前記発光ユニットの各前記可動ミラー部を制御して、複数の前記発光ユニットから発せられた光を空中の１つの集光点に集光し、かつ、前記集光点を移動させて空中に映像を表示する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

平行光を発する発光部と、反射面の傾きを変更可能な少なくとも１つの可動ミラー部とを備える発光ユニットと、
前記発光ユニットの前記各可動ミラー部の反射面の傾きを制御する制御部と、
を備え、
前記発光ユニットは、互いに間隔をあけて離散的に複数配列されており、
前記制御部は、複数の前記発光ユニットの前記各可動ミラー部を制御して、複数の前記発光ユニットから発せられた光を空中の１つの集光点に集光し、かつ、前記集光点を移動させて空中に映像を表示する、
空中映像表示装置。

【請求項2】

前記発光ユニットは、さらに、凹面状の反射面である凹面ミラーを有する、
請求項１に記載の空中映像表示装置。

【請求項3】

前記発光ユニットは、赤色光を発する赤色発光ユニット、青色光を発する青色発光ユニット、緑色光を発する緑色発光ユニットの３つを１つの発光ユニットとして一体に備えている、
請求項１に記載の空中映像表示装置。

【請求項4】

配列された前記発光ユニットを被覆するように設けられ、光透過性を有しない非透光部と、前記発光ユニットからの光が透過する複数の透光部とを有するカバー部材を備える、
請求項１に記載の空中映像表示装置。

【請求項5】

前記透光部は、前記カバー部材の厚み方向に平行な断面において、前記発光ユニットから発せられた前記平行光が入射角度０度以上２０度以下で入射して、前記透光部内に入射する傾斜面を有する光学形状、及び、前記透光部を透過した前記平行光が入射角度０度以上２０度以下で入射して、前記透光部から出射する傾斜面を備える光学形状の少なくとも１つを備える、
請求項４に記載の空中映像表示装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、空中映像表示装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、空中に映像が浮遊しているように映像を表示する空中映像表示装置として、様々なものが開発されている（例えば、特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１２－１３７７７９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述の特許文献１には、微細なミラーを集積して形成されたパネルと液晶ディスプレイとを用いて、空中に画像を表示する表示装置が開示されている。しかし、このような表示装置では、画像の向こうにパネルが視認されてしまい、画像の浮遊感が損なわれる場合があるという問題があった。

【0005】

また、空中に映像を表示する表示装置の多くは、装置が大掛かりであったり、装置の内部に画像が浮いているように見えたりするものが多く、映像だけが空中に浮遊しているようには見えないという問題があった。

【0006】

本発明の課題は、小型であって、空中に表示された映像の浮遊感が高い空中映像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】

【0007】

本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。

【0008】

（１）第１の発明は、平行光を発する発光部（１２，２２）と、反射面の傾きを変更可能な少なくとも１つの可動ミラー部とを備える発光ユニット（１１，２１，３１）と、前記発光ユニットの前記各可動ミラー部の反射面の傾きを制御する制御部（１７，２７）と、を備え、前記発光ユニットは、互いに間隔をあけて離散的に複数配列されており、前記制御部は、複数の前記発光ユニットの前記各可動ミラー部を制御して、複数の前記発光ユニットから発せられた光を空中の１つの集光点（Ｆ）に集光し、かつ、前記集光点を移動させて空中に映像を表示する空中映像表示装置（１０，２０，３０）である。

【0009】

（２）第２の発明は、第１の発明において、前記発光ユニット（２１）が、さらに、凹面状の反射面である凹面ミラー（２５）を有する空中映像表示装置（１０，２０，３０）である。

【0010】

（３）第３の発明は、第１の発明又は第２の発明において、前記発光ユニット（３１）が、赤色光を発する赤色発光ユニット（３１Ｒ）、緑色光を発する緑色発光ユニット（３１Ｇ）、青色光を発する青色発光ユニット（３１Ｂ）の３つを１つの発光ユニットとして一体に備えている空中映像表示装置（１０，２０，３０）である。

【0011】

（４）第４の発明は、第１の発明から第３の発明までのいずれかにおいて、配列された前記発光ユニット（１１，２１，３１）を被覆するように設けられ、光透過性を有しない非透光部（１６２）と、前記発光ユニットからの光が透過する複数の透光部を（１６１）とを有するカバー部材（１６）を備える空中映像表示装置（１０，２０，３０）である。

【0012】

（５）第５の発明は、第４の発明において、前記透光部（１６１）が、前記カバー部材（１６）の厚み方向に平行な断面において、前記発光ユニット（１１，２１，３１）から発せられた前記平行光（Ｌ）が入射角度０度以上２０度以下で入射して、前記透光部内に入射する傾斜面（１６３ａ）を備える光学形状（１６３）、及び、前記透光部を透過した前記平行光が入射角度０度以上２０度以下で入射して、前記透光部から出射する傾斜面（１６４ａ）を備える光学形状（１６４）の少なくとも１つを備える空中映像表示装置（１０，２０，３０）である。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、小型であって、空中に表示された映像の浮遊感が高い空中映像表示装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】第１実施形態の空中映像表示装置を説明する図である。

【図2】第１実施形態の空中映像表示装置を説明する図である。

【図3】第１実施形態の空中映像表示装置１０における発光ユニット１１の配列の様子を示す図である。

【図4】第１実施形態の発光ユニット１１を説明する図である。

【図5】集光点Ｆの動きを説明する図である。

【図6】集光点Ｆが左右方向に移動する様子を示す図である。

【図7】第２実施形態の発光ユニット２１を説明する図である。

【図8】第２実施形態の発光ユニット２１を説明する図である。

【図9】第３実施形態の空中映像表示装置３０において、発光ユニット３１が配列される様子を示した図である。

【図10】透光部１６１の変形形態を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、図面等を参照して、本発明の実施形態について説明する。なお、図１を含め、以下に示す各図は、模式的に示した図であり、各部の大きさ、形状は、理解を容易にするために、適宜誇張している。
本明細書において、形状や幾何学的条件を特定する用語、例えば、平行や直交等の用語については、厳密に意味するところに加え、同様の光学的機能を奏し、平行や直交と見なせる程度の誤差を有する状態も含むものとする。

【0016】

本明細書において、板、シート等の言葉を使用しているが、これらは、一般的な使い方として、厚さの厚い順に、板、シート、フィルムの順で使用されており、本明細書中でもそれに倣って使用している。しかし、このような使い分けには、技術的な意味は無いので、これらの文言は、適宜置き換えることができるものとする。

【0017】

（第１実施形態）
図１及び図２は、第１実施形態の空中映像表示装置１０を説明する図である。図１は、第１実施形態の空中映像表示装置１０の斜視図であり、図２は、第１実施形態の空中映像表示装置１０の側面図である。
図１及び以下に示す各図において、理解を容易にするために、適宜、ＸＹＺ直交座標系を設けている。図１において、水平面をＸＹ平面とし、鉛直方向をＺ方向とした。また、空間に表示される映像Ｐを観察する観察者Ｏから見て、左側を＋Ｘ側、手前側を＋Ｙ側、鉛直方向上側を＋Ｚ側とする。

【0018】

本実施形態の空中映像表示装置１０は、所定の間隔を空けて離散的に配列された複数の発光ユニット１１（後述の図３参照）と、これらの複数の発光ユニット１１を覆うように、その上側（＋Ｚ側）に、複数の透光部１６１を有するカバー１６とを備えている。また、本実施形態の空中映像表示装置１０は、発光ユニット１１内の後述する可動ミラー部１３の反射面の傾き（傾斜方向、傾斜角度）や発光ユニット１１の発光等を制御する制御部１７（図４参照）を備えている。

【0019】

図３は、第１実施形態の空中映像表示装置１０における発光ユニット１１の配列の様子を示す図である。
発光ユニット１１は、平行光である光Ｌを発する。この発光ユニット１１は、図３に示すように、空中映像表示装置１０において、ＸＹ平面上に互いに所定の間隔を空けて離散的に配列されている。発光ユニット１１のＸ方向の配列ピッチとＹ方向における配列ピッチは、所望する光学性能等に応じて、適宜設定可能である。この発光ユニット１１の詳細については、後述する。

【0020】

カバー１６の透光部１６１は、発光ユニット１１からの光が出射する部分である。透光部１６１は、発光ユニット１１にそれぞれ対応している。発光ユニット１１から発せられた光は、対応する透光部１６１を透過して空中映像表示装置１０から出射する。
理解を容易にするために、図１、図２、後述する図６では、発光ユニット１１及び透光部１６１が、Ｙ方向に３つ、Ｘ方向に３つ、計９つ設けられる例を示している。しかし、本実施形態では、実際には、発光ユニット１１及び透光部１６１は、Ｙ方向に５０個、Ｘ方向に５０個配列されて設けられている。なお、発光ユニット１１及び透光部１６１の個数は、一例であり、上述の個数に限定されない。

【0021】

本実施形態の空中映像表示装置１０は、複数の発光ユニット１１から発せられ、透光部１６１から出射した複数の光線Ｌが、１点（図１等に示す集光点Ｆ）に集光するように構成されており、この集光点Ｆが高速で空中の所定の面Ｓ上を移動する（走査する）ことにより、空間に映像Ｐを形成する。観察者Ｏには、この映像Ｐが、空間に浮遊する映像として観察される。
本実施形態では、理解を容易にするために、単色（緑色）の映像を表示する例を挙げて説明する。

【0022】

図４は、第１実施形態の発光ユニット１１を説明する図である。図４では、発光ユニット１１の斜視図を示しており、カバー１６も示している。
発光ユニット１１は、発光部１２、可動ミラー部１３を備えている。発光ユニット１１は、発光部１２が発した光Ｌを、可動ミラー部１３により所定の方向に反射させて、透光部１６１から空中映像表示装置１０の外へ出射する。発光ユニット１１は、可動ミラー部１３のミラー１３１の反射面の傾きを変化させることにより、光Ｌの進行方向を変更可能である。

【0023】

発光部１２は、平行光である光Ｌを、可動ミラー部１３のミラー１３１の反射面に投射する。なお、発光部１２が投射する光Ｌは、平行光に限らず、平行光とみなせる程度の光の拡散性又は集光性を有する光であってもよい。
また、発光部１２は、可動ミラー部１３のミラー１３１の反射面に対して斜めに、すなわち、ミラー１３１の反射面の法線方向に対して角度をなす方向から入射するように、光Ｌを投射する。

【0024】

発光部１２は、光源１２１、光学素子１２２、固定ミラー１２３を備えている。
光源１２１は、マイクロＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等、小型の発光源である。本実施形態では、光源１２１として、緑色の光を発するマイクロＬＥＤを用いている。光源１２１は、制御部１７により発光のＯＮ／ＯＦＦ等が制御される。

【0025】

ＬＥＤに関しては、従来からあるＬＥＤ（平面視での径が数ｍｍ）に比べて大きさの小さいものも開発されており、ミニＬＥＤ（平面視での径が約１００～２００μｍ）、マイクロＬＥＤ（平面視での径が約１００μｍ以下）等と呼ばれるものが知られている。これらの呼称は、大きさの違いを意味しているが、その大きさの境界が明確ではないため、本明細書において、マイクロＬＥＤとは、径約１００μｍ以下のものとする。

【0026】

光学素子１２２は、光源１２１から発せられた光を平行光とする光学素子である。光源１２１から発せられた光は、広がりを有しているため、光学素子１２２により平行光とする。本実施形態では、光学素子１２２として、出射側となる固定ミラー側が凸曲面状である凸レンズを用いている。なお、光学素子１２２は、光源１２１の発する光を平行光とすることができるものであれば、例えば、液晶レンズやミラー等を適宜選択してもよい。

【0027】

固定ミラー１２３は、光学素子１２２により平行光となった光Ｌを、可動ミラー部１３側へ反射するミラーである。固定ミラー１２３は、反射面が平面状であり、その傾きの方向や角度が固定されている。
本実施形態では、各発光ユニット１１の固定ミラー１２３の傾き（固定ミラー１２３の反射面の傾斜方向、傾斜角度）は、その発光ユニット１１の空中映像表示装置１０内におけるＸ方向及びＹ方向の位置に応じて、個々に調整され、固定されている。しかし、これに限らず、例えば、すべての発光ユニット１１において、固定ミラー１２３の傾きが一定であってもよい。また、固定ミラー１２３の傾きは、その固定ミラー１２３を有する発光ユニット１１の空中映像表示装置１０内におけるＹ方向の位置に応じて傾きを異ならせてもよいし、Ｘ方向の位置等に応じて傾きを異ならせてもよい。
なお、固定ミラー１２３は、光源１２１の光を直接、可動ミラー部１３側へ入射させられる場合、省略してもよい。

【0028】

可動ミラー部１３は、発光部１２から投射された光を反射して、集光点Ｆへ向ける。可動ミラー部１３は、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）の技術を用いて、そのミラー１３１の反射面の傾きが制御可能である。
本実施形態の可動ミラー部１３は、ミラー１３１と、ミラー１３１を回転させる軸１３２，１３３と、可動枠１３４、固定部１３５とを有する。可動ミラー部１３のミラー１３１は、ミラー１３１の反射面内において互いに直交する２つの軸１３２，１３３を回転軸として所定の角度で回転可能であり、２方向（本実施形態では、Ｘ方向及びＹ方向）においてミラー１３１の反射面の傾きを変更可能である。

【0029】

可動ミラー部１３を平面視したとき、軸１３２は、ミラー１３１の中心を通りＸ方向に平行な直線上に設けられ、ミラー１３１の反射面をＸ軸周りに回転させる（傾かせる）ことができる。また、軸１３３は、ミラー１３１の中心を通りＹ方向に平行な直線上に設けられ、ミラー１３１の反射面をＹ軸周りに回転させる（傾かせる）ことができる。ミラー１３１は、各軸を中心として＋Ｚ側を正の値として±１０°回転可能である。
固定部１３５は、ミラー１３１の回転に伴う回転等を行わない部分であり、光源１２１とともに不図示のベース部材に固定される。可動枠１３４は、軸１３２により固定部１３５に対してＸ軸周りに回転可能な枠部材である。また、可動枠１３４は、軸１３３を介してミラー１３１が配置されており、ミラー１３１が可動枠１３４に対してＹ軸周りに回転可能である。

【0030】

可動ミラー部１３は、軸１３２、１３３のそれぞれに回転モータ等の駆動部（不図示）が設けられており、制御部１７により各軸の駆動部を制御することによって、ミラー１３１の反射面の傾き（傾斜方向、傾斜角度）が所望の傾きに制御される。
集光点Ｆに各発光ユニット１１からの光Ｌを集光するため、可動ミラー部１３のミラー１３１の反射面の傾きは、空中映像表示装置１０内における各発光ユニット１１の位置により異なっている。

【0031】

本実施形態では、上述のような軸１３２，１３３等を備える可動ミラー部１３を例に挙げて説明したが、これに限らず、例えば、可動ミラー部１３としては、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）を好適に用いることができる。

【0032】

カバー１６は、発光ユニット１１の上側（＋Ｚ側）に配置された板状又はシート状の部材であり、不図示のベース部材に対して固定される。カバー１６は、観察者Ｏから発光ユニット１１が視認されることを防止したり、空中映像表示装置１０が周囲の環境と調和させたりするために設けられる。カバー１６には、発光ユニット１１が発する光が透過する透光部１６１と、それ以外の領域であって光透過性を有しない非透光部１６２とを有している。

【0033】

透光部１６１は、光透過性を有する部材により形成されており、前述のように、各発光ユニット１１と対応しており、発光ユニット１１と同数設けられている。
透光部１６１は、図１や図４では、平面視した形状が正方形形状である例を示したが、これに限らず、菱形形状や長方形形状、六角形形状等の多角形形状等や、円形形状、楕円形状等としてもよく、適宜その形状を選択してよい。また、透光部１６１には、その両表面に光の反射を抑制する反射抑制膜を備えていてもよい。このような反射抑制膜としては、ＡＲ（Ａｎｔｉ Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）膜、ＬＲ（Ｌｏｗ Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）膜のいずれも適用可能であり、例えば、ドライ法（真空蒸着やスパッタリング等）により形成される光学多層膜や、ウェット法（スプレーコート等）により形成される単層の低屈折率層等が好適である。

【0034】

カバー１６は、例えば、光透過性の高い樹脂製やガラス製の板状の部材であって、非透光部１６２が黒色等の暗色系に着色されており、透光部１６１が着色されていない形態としてもよい。また、カバー１６は、非透光部１６２に、光透過性を有しない暗色系のシート等が積層されている形態としてもよい。
また、非透光部１６２は、空中映像表示装置１０が配置される周囲の環境と調和するように、周囲の環境に応じた模様（木目模様や大理石模様等）や、意匠性を向上させるデザイン性の高い模様（縞模様、格子模様、ダマスク模様等）が印刷等により形成されていてもよい。

【0035】

制御部１７は、空中映像表示装置１０の各部を制御する制御回路であり、例えば、ＣＰＵ（中央処理装置）等から構成される。制御部１７は、不図示の記憶部に記憶された各種プログラムを適宜読み出して実行することにより、前述したハードウェアと協働し、本発明に係る各種機能を実現している。制御部１７は、各発光ユニット１１に設けられた光源１２１の発光のＯＮ／ＯＦＦや、その発光量を調節したり、各発光ユニット１１に設けられた可動ミラー部１３のミラー１３１の傾きを制御したりする。これにより、空中映像表示装置１０は、複数の発光ユニット１１から発せられた光を空中の１つの集光点Ｆ（図１、図２参照）に集光し、その集光点Ｆを移動させることによって空中に映像Ｐ（図２参照）を表示することができる。

【0036】

本実施形態の空中映像表示装置１０の映像表示方法について説明する。
図５は、集光点Ｆの動きを説明する図である。図５では、空中映像表示装置１０は、空中に文字「Ａ」を表示する例を示している。
図６は、集光点Ｆが左右方向に移動する様子を示す図である。図６では、空中映像表示装置１０の斜視図を示している。
前述のように、空中映像表示装置１０において、各発光ユニット１１の可動ミラー部１３は、ミラー１３１の反射面の傾きが制御部１７により制御されている。この制御部１７の制御により、全ての発光ユニット１１から発せられた光Ｌは、図２に示すように、空間内の仮想の面Ｓ上の１つの集光点Ｆに集光する。そして、この集光点Ｆは、空中を移動する。図６では、図６（ａ）、図６（ｂ）、図６（ｃ）の順に集光点Ｆが左右方向（Ｘ方向）に左から右へ移動している様子を示している。

【0037】

図５に示すように、集光点Ｆは、面Ｓ（図２参照）上において、例えば、観察者Ｏから見て、点Ａを始点とし、左（＋Ｘ側）から右（－Ｘ側）へ点Ｂまで移動した後、その下段に移り点Ｃから点ＤまでＸ方向に左（＋Ｘ側）から右（－Ｘ側）へ移動する。このとき、図６（ａ）から図６（ｂ）、図６（ｃ）に示すように、集光点Ｆの左右方向（Ｘ方向）の移動に合わせて、各発光ユニット１１からの光Ｌの進行方向も変化している。
集光点Ｆは、この走査を繰り返し、終点となる点Ｅまで移動し、再度、点Ａから移動（走査）を開始する。この集光点Ｆの移動は、高速で行われており、観察者Ｏは、集光点Ｆの軌跡を、空中に浮遊する映像Ｐ（図５ではアルファベットの「Ａ」）として認識する。

【0038】

前述の図２では、この面Ｓは、ＸＺ平面に平行な面として示しているが、例えば、Ｚ方向に対して所定の角度傾斜した面等としてもよい。また、面Ｓは、表示する映像に応じた曲面等を有する面とし、点Ｆの位置をＹ方向において変化させながら点Ｆを移動させることにより、空中映像表示装置１０は、空中に浮遊する立体映像を表示することも可能である。

【0039】

以上の通り、本実施形態によれば、液晶ディスプレイと微細なミラーが配列されたパネル等を用いる従来の空中映像表示装置と比べて、そのようなパネルが不要であり、装置を大幅に小型化できる。また、本実施形態によれば、パネルが不要であるので、空中に浮遊する映像を観察者Ｏが視認する際にパネルやパネルに表示される映像が視認されることがなく、映像視認時に空中映像表示装置１０が目立たず、映像の空中への浮遊感を向上させることができる。

【0040】

さらに、本実施形態によれば、発光ユニット１１は、自発光する光源１２１を備えており、液晶ディスプレイ等を用いていないので、従来の空中映像表示装置に比べて明るい映像を表示できる。

【0041】

また、本実施形態によれば、空中映像表示装置１０は、カバー１６を備えており、発光ユニット１１が観察者に視認されにくい。さらに、カバー１６は、その非透光部１６２に意匠性を高める模様等を印刷等により設けることができるので、空中映像表示装置１０の置かれる環境との調和を高めたり、意匠性を高めたりすることができる。

【0042】

（第２実施形態）
第２実施形態の空中映像表示装置２０は、発光ユニット２１が凹面ミラー２５と、２つの可動ミラー部（第１可動ミラー部２４、第２可動ミラー部２３）とを備える点が異なる以外は、第１実施形態の空中映像表示装置１０と同様である。したがって、以下に示す第２実施形態では、主に、発光ユニット２１について説明する。また、前述した第１実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号又は末尾に同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。

【0043】

図７及び図８は、第２実施形態の発光ユニット２１を説明する図である。図７は、発光ユニット２１の斜視図であり、図８は、発光ユニット２１の側面図であり、理解を容易にするために、第１可動ミラー部２４及び第２可動ミラー部２３は、ミラー２４１，１３１のみを示している。また、図８では、ミラー２４１，１３１の傾きが異なる場合を破線で示している。図７及び図８では、カバー１６等も示している。
第２実施形態の発光ユニット２１は、発光部２２、第１可動ミラー部２４、第２可動ミラー部２３、凹面ミラー２５、制御部２７を備えている。空中映像表示装置２０は、複数の発光ユニット２１が互いに間隔をあけて配列されている。

【0044】

制御部２７は、空中映像表示装置２０の各部を制御する制御回路であり、前述の第１実施形態の制御部１７と同様に、例えば、ＣＰＵ（中央処理装置）等から構成される。制御部２７は、各発光ユニット２１に設けられた発光部２２の発光のＯＮ／ＯＦＦや、発光量を調節したり、各発光ユニット２１に設けられた第１可動ミラー部２４のミラー２４１及び第２可動ミラー部２３のミラー１３１の傾きを制御したりする。

【0045】

発光部２２は、第１実施形態に示した発光部１２と同様に、光源、光学素子、固定ミラー等（不図示）を備える。発光部２２と第１可動ミラー部２４との配置関係等が第１実施形態とは相違するので、発光部２２の固定ミラーの傾きも第１実施形態とは異なる。

【0046】

第１可動ミラー部２４は、ミラー２４１、軸２４２と、固定部２４５とを備える。第１可動ミラー部２４は、前述の第１実施形態の可動ミラー部１３と同様に、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）の技術を用いて、そのミラー２４１の反射面の傾き（反射面の角度）が制御可能である。

【0047】

第１可動ミラー部２４を平面視したとき、軸２４２は、ミラー２４１の中心を通りＸ方向に平行な直線上に設けられ、ミラー２４１の反射面をＸ軸周りに回転させる（傾かせる）ことができる。ミラー２４１は、軸２４２を中心として＋Ｚ側を正の値として±１０°回転可能である。
固定部２４５は、ミラー２４１の回転に伴う回転等を行わない部分であり、光源１２１とともに不図示のベース部材に固定される。

【0048】

第２可動ミラー部２３は、第１実施形態に示した可動ミラー部１３と同様であり、ミラー１３１、軸１３２、軸１３３、可動枠１３４、固定部１３５を有する。本実施形態では、発光ユニット２１が第１可動ミラー部２４を備えるため、便宜上、第２可動ミラー部２３と呼ぶ。
第１可動ミラー部２４及び第２可動ミラー部２３は、制御部２７によって、各軸に設けられた駆動部が制御され、各ミラーの反射面の傾きが制御されている。

【0049】

発光部２２から発せられた平行光である光Ｌは、第１可動ミラー部２４のミラー２４１の反射面の法線方向に対して角度をなす方向からミラー２４１に入射して反射し、第２可動ミラー部２３へ向かう。そして、光Ｌは、第２可動ミラー部２３のミラー１３１の反射面に対して、その反射面の法線方向に対して角度をなす方向から入射して反射し、凹面ミラー２５へ向かう。

【0050】

なお、本実施形態では、第２可動ミラー部２３と第１可動ミラー部２４との位置を入れ替え、第２可動ミラー部２３が発光部２２からの光を第１可動ミラー部２４へ反射する形態としてもよい。

【0051】

凹面ミラー２５は、その反射面が凹面状となっているミラーである。凹面ミラー２５は、その反射面が、Ｚ方向を軸としてＹ方向に湾曲しており、－Ｙ側に凸となるように湾曲している。凹面ミラー２５は、固定されており、その傾きや凹曲面の曲率等が変化することはない。また、凹面ミラー２５の湾曲形状の曲率等は、所望する光学設計等に応じて、適宜設定可能である。

【0052】

第２可動ミラー部２３で反射された光Ｌは、凹面ミラー２５で反射して、透光部１６１を透過して集光点Ｆへ向かう。制御部２７により、第１可動ミラー部２４及び第２可動ミラー部２３の各ミラーの反射面の傾きが制御され、集光点Ｆは、空中の面Ｓ上を移動する。これにより、空中映像表示装置２０は、観察者に空中に浮遊する映像を表示する。

【0053】

集光点Ｆが空中を移動すると、第１可動ミラー部２４及び第２可動ミラー部２３の各ミラーの傾きの方向や角度が変わる。そのため、透光部１６１から光Ｌが出光する出光点もＸ方向やＹ方向に移動する。したがって、凹面ミラー２５を備えない空中映像表示装置の場合、集光点Ｆの位置や映像の大きさ等によっては、出光点の移動量も大きくなり、透光部１６１が大きくなり、目立ちやすくなる場合がある。

【0054】

しかし、凹面ミラー２５を備える発光ユニット２１では、図８に示すように、このような透光部１６１における出光点の移動、本実施形態においては、特にＸ方向の移動を抑えることができる。これにより、透光部１６１を小さくでき、目立ちにくくできる。

【0055】

なお、これに限らず、凹面ミラー２５は、例えば、反射面が凹状の球面状である形態としてもよい。凹状の球面ミラーとした場合は、透光部１６１における光Ｌの出光点の移動を、Ｘ方向及びＹ方向において抑制できる。

【0056】

本実施形態によれば、第１実施形態と同様に、小型であって、映像視認時に装置本体が目立たず、空間に表示された画像の浮遊感が高い空中映像表示装置２０を提供することができる。また、本実施形態によれば、透光部１６１における光Ｌの出光点の移動を小さくできるので、透光部１６１をより小さくすることができ、空中映像表示装置２０の存在をより目立たなくすることができ、意匠性等も向上できる。

【0057】

（第３実施形態）
第３実施形態の空中映像表示装置３０は、カラー映像を表示し、発光ユニット３１が異なる点以外は、第１実施形態の空中映像表示装置１０と同様である。したがって、前述の第１実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号又は末尾に同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
第３実施形態の空中映像表示装置３０は、所定の間隔をあけて離散的に配列された複数の発光ユニット３１と、カバーや制御部等（いずれも不図示）とを備えている。

【0058】

図９は、第３実施形態の空中映像表示装置３０において、発光ユニット３１が配列される様子を示した図である。図９では、空中映像表示装置３０をＺ方向から見た一部を示しており、理解を容易にするために、カバーは、省略している。
図９に示すように、第３実施形態の空中映像表示装置３０は、赤色光を発する赤色発光ユニット３１Ｒと、緑色光を発する緑色発光ユニット３１Ｇと、青色光を発する青色発光ユニット３１Ｂとを１つずつ一体に備える発光ユニット３１を、Ｘ方向及びＹ方向に配列している。

【0059】

赤色光を発する赤色発光ユニット３１Ｒは、光源１２１であるＬＥＤが赤色光を発する以外は、第１実施形態の発光ユニット３１と同様である。青色光を発する青色発光ユニット３１Ｂは、光源１２１であるＬＥＤが青色光を発する以外は、第１実施形態の発光ユニット１１と同様である。緑色光を発する緑色発光ユニット３１Ｇは、光源１２１であるＬＥＤが緑色光を発するものであり、第１実施形態の発光ユニット３１に相当する。

【0060】

本実施形態のカバー（不図示）は、第１実施形態等に示したカバー１６と同様である。
本実施形態の制御部（不図示）は、空中映像表示装置３０の各部を制御する制御回路であり、前述の第１実施形態の制御部１７と同様に、例えば、ＣＰＵ（中央処理装置）等から構成される。本実施形態の制御部は、赤色光を発する赤色発光ユニット３１Ｒ、緑色光を発する緑色発光ユニット３１Ｇ、及び、青色光を発する青色発光ユニット３１Ｂのそれぞれから光の発光のＯＮ／ＯＦＦや、発光量を調節したり、各色の発光ユニット３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂに設けられた可動ミラー部のミラーの傾きを制御したりする。

【0061】

この発光ユニット３１は、所謂、１画素に相当する。そして、この発光ユニット３１の各色の光量を制御部（不図示）によって調整することにより、本実施形態の空中映像表示装置３０は、空中に浮遊するカラー映像を表示することができる。

【0062】

なお、図９では、１つの発光ユニット３１において、赤色光を発する赤色発光ユニット３１Ｒと、緑色光を発する緑色発光ユニット３１Ｇと、青色光を発する青色発光ユニット３１ＢとがＸ方向に隣接して一体に配列されて発光ユニット３１を形成している例を示したが、３光の発光ユニットの配列は、この例に限定されない。例えば、赤色発光ユニット３１Ｒと、緑色発光ユニット３１Ｇと、青色発光ユニット３１Ｂとが、互いに隣接しながら、三角形形状の各頂点に位置するように配置されていてもよい。
いずれの場合においても、発光部の固定ミラーの角度や可動ミラー部のミラーの傾きの制御等により、十分に各色の光の進行方向が揃えられ、集光点Ｆが形成される。

【0063】

なお、発光ユニット３１は、上述の例に限らず、光源１２１として、赤色光を発するＬＥＤ、緑色光を発するＬＥＤ、青色光を発するＬＥＤの３つのＬＥＤを一体に備える形態としてもよい。各色のＬＥＤの位置によって、光学素子１２２や固定ミラー１２３への入射角度に差異が生じる場合があるが、そのようなずれは、可動ミラー部１３の制御等で抑制することができる。

【0064】

また、発光ユニット３１は、赤色光、緑色光、青色光を発する発光部分が厚み方向に積層された小型のＬＥＤを発光部として用いた形態としてもよい。このような形態とすれば、カラー映像を表示するための発光ユニット３１や空中映像表示装置３０をさらに小型化できる。

【0065】

本実施形態によれば、第１実施形態や第２実施形態と同様に、小型であって、画像視認時に装置本体が目立たず、空間に表示された画像の浮遊感が高い空中映像表示装置３０を提供することができる。また、本実施形態によれば、空中映像表示装置３０は、カラー映像を表示でき、表示画像の多様さや意匠性を向上させることができる。

【0066】

（変形形態）
以上説明した各実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の範囲内である。

【0067】

（１）各実施形態において、カバー１６は、透光部１６１がカバー１６に設けられた開口（孔）であってもよい。また、カバー１６は、透光部１６１が、この開口を塞ぐように設けられた光透過性を有する板状又はシート状の部材であり、非透光部１６２とは異なる部材により形成されていてもよい。このとき、透光部１６１は、光透過性の高い樹脂製又はガラス製の部材であり、その両表面に光の反射を抑制する反射抑制膜等を備えていてもよい。

【0068】

（２）各実施形態において、透光部１６１は、光が入射する面が、カバー１６の平面方向に対して傾斜する傾斜面である形態としてもよい。
図１０は、透光部１６１の変形形態を示す図である。図１０では、カバー１６の透光部１６１のＹＺ面に平行な断面を示している。
カバー１６の透光部１６１において、光が透光部１６１に入射する際の反射損失や、透光部１６１から出射する際の反射損失を抑える観点から、図１０に示すように、透光部１６１の両面に、溝状の光学形状である溝１６３，１６４を形成してもよい。

【0069】

溝１６３は、カバー１６の透光部１６１の内部側（－Ｚ側）に設けられ、溝１６４は、透光部１６１の外部側（＋Ｚ側）に設けられている。この溝１６３，１６４は、図１０に示す断面形状が、三角形形状である。溝１６３は、第１の面１６３ａと第２の面１６３ｂとを有し、溝１６４は、第１の面１６４ａと第２の面１６４ｂとを有している。第１の面１６３ａと第１の面１６４ａは、図１０に示すＹＸ面に平行な断面において、平行となっている。

【0070】

第１の面１６３ａは、ＸＹ面に対して所定の角度で傾斜した傾斜面である。第１の面１６３ａは、発光ユニットが発した光Ｌが、ＹＺ面に平行な断面において、第１の面１６３ａに対して入射角度０度以上２０度以下で入射して、透光部１６１内に入射する面である。
第１の面１６４ａは、ＸＹ面に対して所定の角度で傾斜した傾斜面である。第１の面１６４ａは、透光部１６１内を透過する光Ｌが、ＹＺ面に平行な断面において、第１の面１６４ａに対して入射角度０度以上２０度以下で入射して、透光部１６１から出射する面である。
なお、第１の面１６３ａ，１６４ａに平行光が入射する入射角度は、反射損失を低減する観点から、０度であることが望ましいが、０度より大きくとも２０度以下であれば、十分に反射損失を低減できる。

【0071】

このような溝１６３，１６４を備える透光部１６１とすることにより、透光部１６１へ入射する光や透光部１６１から出射する光の界面での反射損失を抑えることができ、より明るい映像を表示できる。
また、上述の溝１６３の代わりに、光学形状として表面から突出する凸形状を形成するようにしてもよい。この場合、凸形状は、断面形状が三角形状であり、上述の第１の面、第２の面に対応する傾斜面が設けられ、第１の面には、発光ユニットが発した光Ｌが、ＹＺ面に平行な断面において、入射角度０度以上２０度以下で入射する。

【0072】

（３）各実施形態において、光源１２１としてレーザー光を発する光源を用いてもよい。この場合、光学素子１２２は、備えなくともよい。

【0073】

（４）第１実施形態において、固定ミラーは、発光部１２の可動ミラー部１３に対する位置を調整する等により、例えば、Ｘ方向に延在する形態とし、Ｘ方向に隣接する複数の発光ユニット１１の光源１２１において用いられる形態としてよい。

【0074】

（５）発光ユニット１１，２１，３１は、互いに間隔をあけて配列されているのであれば、その配置が不規則であってもよい。

【0075】

なお、上述した各実施形態及び変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。また、本発明は、以上説明した各実施形態等によって限定されることはない。

【符号の説明】

【0076】

１０，２０，３０ 空中映像表示装置
１１，２１，３１ 発光ユニット
１２，２２ 発光部
１３ 可動ミラー部
２３ 第２可動ミラー部
２４ 第１可動ミラー部
２５ 凹面ミラー

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】