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(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】
(24)【登録日】2022-11-15
(45)【発行日】2022-11-24
(54)【発明の名称】表示装置及び空中像の表示方法
(51)【国際特許分類】
G02B 30/56 20200101AFI20221116BHJP
G02B 5/08 20060101ALI20221116BHJP
G02B 5/12 20060101ALI20221116BHJP
H04N 13/302 20180101ALI20221116BHJP
H04N 13/346 20180101ALI20221116BHJP
【ＦＩ】
G02B30/56
G02B5/08 Z
G02B5/12
H04N13/302
H04N13/346
【請求項の数】
8
(21)【出願番号】P 2018537413
(86)(22)【出願日】2017-08-31
(86)【国際出願番号】 JP2017031448
(87)【国際公開番号】W WO2018043673
(87)【国際公開日】2018-03-08
【審査請求日】2020-08-21
(31)【優先権主張番号】P 2016170363
(32)【優先日】2016-08-31
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】304036743
【氏名又は名称】国立大学法人宇都宮大学
(74)【代理人】
【識別番号】100165179
【弁理士】
【氏名又は名称】田▲崎▼ 聡
(74)【代理人】
【識別番号】100175824
【弁理士】
【氏名又は名称】小林 淳一
(74)【代理人】
【識別番号】100152272
【弁理士】
【氏名又は名称】川越 雄一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100181722
【弁理士】
【氏名又は名称】春田 洋孝
(72)【発明者】
【氏名】山本 裕紹
(72)【発明者】
【氏名】久次米 亮介
【審査官】堀部 修平
(56)【参考文献】
【文献】米国特許出願公開第２０１５／０１５３５７７（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２００９－０２５７７６（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１６／０８８６８３（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１５－０４０９４４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表平０９－５０６７１７（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許第０５５８３６９５（ＵＳ，Ａ）
【文献】特開２０１５－１９４６０１（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０２Ｂ ３０／００ － ３０／６０
Ｇ０２Ｂ ５／０８
Ｇ０２Ｂ ５／１２
Ｈ０４Ｎ １３／３０ － １３／３９８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
光源と、前記光源から出射された第一出射光の少なくとも一部を第一反射光として反射させる光分岐部と、
前記第一反射光の少なくとも一部を再帰反射光として前記光分岐部に向けて再帰反射し、前記第一反射光の一部を素子表面において、前記素子表面の接線に垂直な仮想軸を中心として入射方向とは反対側に、この仮想軸となす角度と同じ角度をなす方向に、入射方向とは逆向きに反射させる第一再帰反射部と、
前記光分岐部と前記第一再帰反射部との間に配置された第一遮光部と、
を備え、
前記第一再帰反射部は、その素子表面の接線に垂直な仮想軸を中心として入射方向とは反対側に、この仮想軸となす角度と同じ角度をなす方向に、入射方向とは逆向きに反射する光が前記第一遮光部に向く形状を有しており、
前記光分岐部は、前記第一再帰反射部によって再帰反射された前記再帰反射光の少なくとも一部を透過させ、
前記光源から前記再帰反射光の観察位置に直接照射される直接照射光を遮る第二遮光部をさらに備え、
前記光分岐部は、前記直接照射光の少なくとも一部を透過させる表示装置。
【請求項2】
前記第二遮光部は、前記光分岐部の前記光源側とは反対側において前記直接照射光が透過する領域に設けられている請求項１に記載の表示装置。
【請求項3】
光源と、前記光源から出射された第一出射光の少なくとも一部を第一反射光として反射させる光分岐部と、
前記第一反射光の少なくとも一部を再帰反射光として前記光分岐部に向けて再帰反射し、前記第一反射光の一部を素子表面において、前記素子表面の接線に垂直な仮想軸を中心として入射方向とは反対側に、この仮想軸となす角度と同じ角度をなす方向に、入射方向とは逆向きに反射させる第一再帰反射部と、
前記第一再帰反射部によって、その素子表面の接線に垂直な仮想軸を中心として入射方向とは反対側に、この仮想軸となす角度と同じ角度をなす方向に、入射方向とは逆向きに反射する光の一部を遮る第一遮光部と、
を備え、
前記光分岐部は、前記第一再帰反射部によって再帰反射された前記再帰反射光の少なくとも一部を透過させ、
前記光源は、板状に形成されたディスプレイ部の一方の板面に複数配列され、
前記光分岐部は、板状に形成され、前記第一出射光の少なくとも一部を前記第一反射光として反射させる光分岐面を一方の板面に有し、
前記ディスプレイ部の前記一方の板面と前記光分岐面とが対向しており、
前記ディスプレイ部の一方の端部から他方の端部に向かうに従って前記ディスプレイ部の前記一方の板面と前記光分岐面との離間距離が大きくなり、
前記第一再帰反射部は、板状に形成され、前記第一反射光の少なくとも一部を前記再帰反射光として再帰反射させる再帰反射面を一方の板面に有し、
前記再帰反射面は前記光分岐面に対向しており、
前記第一再帰反射部の一方の端部は前記光分岐部の前記ディスプレイ部側とは反対側の端部に接続され、
前記第一再帰反射部の前記一方の端部から他方の端部に向かうに従って前記光分岐部の前記ディスプレイ部側の端部との離間距離が減少するように前記第一再帰反射部が湾曲しており、
前記第一遮光部は、板状に形成され、前記光分岐部の前記光分岐面側に配置されると共に前記光分岐面に対して垂直に配置され、
前記第一遮光部の前記光分岐部側の端部は、前記ディスプレイ部の前記光分岐部側とは反対側の端部と前記光分岐部の前記第一再帰反射部側の端部とを結ぶ第一仮想線上に配置されている表示装置。
【請求項4】
光源と、前記光源から出射された第一出射光の少なくとも一部を第一反射光として反射させる光分岐部と、
前記第一反射光の少なくとも一部を再帰反射光として前記光分岐部に向けて再帰反射し、前記第一反射光の一部を素子表面において、前記素子表面の接線に垂直な仮想軸を中心として入射方向とは反対側に、この仮想軸となす角度と同じ角度をなす方向に、入射方向とは逆向きに反射させる第一再帰反射部と、
前記第一再帰反射部によって、その素子表面の接線に垂直な仮想軸を中心として入射方向とは反対側に、この仮想軸となす角度と同じ角度をなす方向に、入射方向とは逆向きに反射する光の一部を遮る第一遮光部と、
を備え、
前記光分岐部は、前記第一再帰反射部によって再帰反射された前記再帰反射光の少なくとも一部を透過させ、
前記光源は、板状に形成されたディスプレイ部の一方の板面に複数配列され、
前記光分岐部は、板状に形成され、前記第一出射光の少なくとも一部を前記第一反射光として反射させる光分岐面を一方の板面に有し、
前記ディスプレイ部の前記一方の板面と前記光分岐面とが対向しており、
前記ディスプレイ部の一方の端部から他方の端部に向かうに従って前記ディスプレイ部の前記一方の板面と前記光分岐面との離間距離が大きくなり、
前記第一再帰反射部は、板状に形成され、前記光分岐面に垂直な方向に沿って配置されると共に、前記第一反射光の少なくとも一部を前記再帰反射光として再帰反射させる再帰反射面を一方の板面に有し、
前記再帰反射面は前記光分岐面側に向いており、
前記第一遮光部は、板状に形成され、
前記第一遮光部の前記光分岐部側の端部は、前記第一再帰反射部の前記光分岐部側の端部から前記光源に向って、前記光分岐面に平行な方向に延ばした第二仮想線上に配置されている表示装置。
【請求項5】
光源と、前記光源から出射された第一出射光の少なくとも一部を第一反射光として反射させる光分岐部と、
前記第一反射光の少なくとも一部を再帰反射光として前記光分岐部に向けて再帰反射し、前記第一反射光の一部を素子表面において、前記素子表面の接線に垂直な仮想軸を中心として入射方向とは反対側に、この仮想軸となす角度と同じ角度をなす方向に、入射方向とは逆向きに反射させる第一再帰反射部と、
前記第一再帰反射部によって、その素子表面の接線に垂直な仮想軸を中心として入射方向とは反対側に、この仮想軸となす角度と同じ角度をなす方向に、入射方向とは逆向きに反射する光の一部を遮る第一遮光部と、
を備え、
前記光分岐部は、前記第一再帰反射部によって再帰反射された前記再帰反射光の少なくとも一部を透過させ、
前記光源は、板状に形成されたディスプレイ部の一方の板面に複数配列され、
前記光分岐部は、板状に形成され、前記第一出射光の少なくとも一部を前記第一反射光として反射させる光分岐面を一方の板面に有し、
前記ディスプレイ部の前記一方の板面と前記光分岐面とが対向しており、
前記ディスプレイ部の一方の端部から他方の端部に向かうに従って前記ディスプレイ部の前記一方の板面と前記光分岐面との離間距離が大きくなり、
前記第一再帰反射部は、板状に形成され、前記光分岐部から離間するに従って前記光分岐面に垂直な方向に対して前記ディスプレイ部側とは反対側に一定の比率で離間するように配置されると共に、前記第一反射光の少なくとも一部を前記再帰反射光として再帰反射させる再帰反射面を一方の板面に有し、
前記再帰反射面は前記光分岐面側に向いており、
前記第一遮光部の前記光分岐部側の端部は、前記第一再帰反射部の前記光分岐部側の端部から前記光源に向って前記再帰反射面に垂直な方向に沿って延ばした第三仮想線上に配置されている表示装置。
【請求項6】
光源と、前記光源から出射された第一出射光の少なくとも一部を第一反射光として反射させる光分岐部と、
前記第一反射光の少なくとも一部を再帰反射光として前記光分岐部に向けて再帰反射し、前記第一反射光の一部を素子表面において、前記素子表面の接線に垂直な仮想軸を中心として入射方向とは反対側に、この仮想軸となす角度と同じ角度をなす方向に、入射方向とは逆向きに反射させる第一再帰反射部と、
前記第一再帰反射部によって、その素子表面の接線に垂直な仮想軸を中心として入射方向とは反対側に、この仮想軸となす角度と同じ角度をなす方向に、入射方向とは逆向きに反射する光の一部を遮る第一遮光部と、
を備え、
前記光分岐部は、前記第一再帰反射部によって再帰反射された前記再帰反射光の少なくとも一部を透過させ、
前記光源は、板状に形成されたディスプレイ部の一方の板面に複数配列され、
前記光分岐部は、板状に形成され、前記第一出射光の少なくとも一部を前記第一反射光として反射させる光分岐面を一方の板面に有し、
前記ディスプレイ部の前記一方の板面と前記光分岐面とが対向しており、
前記ディスプレイ部の一方の端部から他方の端部に向かうに従って前記ディスプレイ部の前記一方の板面と前記光分岐面との離間距離が大きくなり、
第二再帰反射部をさらに備え、
前記第二再帰反射部は、板状に形成され、前記ディスプレイ部において前記光分岐部側とは反対側の端部と前記光分岐部において前記ディスプレイ部と接続されている端部とは反対側の端部とに跨るように配置されると共に、前記第一反射光の少なくとも一部を前記再帰反射光として再帰反射させる再帰反射面を一方の板面に有し、
前記第二再帰反射部の再帰反射面は前記ディスプレイ部の前記一方の板面および前記光分岐面に対向しており、
前記第二再帰反射部の再帰反射面から前記光分岐面に平行な方向に沿って前記光源側に突出する突出部が前記第二再帰反射部の再帰反射面に沿って所定の間隔をあけて複数配置され、
前記第一再帰反射部は、一方の板面に再帰反射面を有し、前記突出部の前記光分岐面側に設けられ、
前記第一遮光部は、前記突出部の前記光分岐面側とは反対側の表面に設けられている表示装置。
【請求項7】
光源と、前記光源から出射された第一出射光の少なくとも一部を第一反射光として反射させる光分岐部と、
前記第一反射光の少なくとも一部を再帰反射光として前記光分岐部に向けて再帰反射し、前記第一反射光の一部を素子表面において、前記素子表面の接線に垂直な仮想軸を中心として入射方向とは反対側に、この仮想軸となす角度と同じ角度をなす方向に、入射方向とは逆向きに反射させる第一再帰反射部と、
前記第一再帰反射部によって、その素子表面の接線に垂直な仮想軸を中心として入射方向とは反対側に、この仮想軸となす角度と同じ角度をなす方向に、入射方向とは逆向きに反射する光の一部を遮る第一遮光部と、
を備え、
前記光分岐部は、前記第一再帰反射部によって再帰反射された前記再帰反射光の少なくとも一部を透過させ、
前記光源は、板状に形成されたディスプレイ部の一方の板面に複数配列され、
前記光分岐部は、板状に形成され、前記第一出射光の少なくとも一部を前記第一反射光として反射させる光分岐面を一方の板面に有し、
前記ディスプレイ部の前記一方の板面と前記光分岐面とが対向しており、
前記ディスプレイ部の一方の端部から他方の端部に向かうに従って前記ディスプレイ部の前記一方の板面と前記光分岐面との離間距離が大きくなり、
前記第一再帰反射部は、前記光分岐面に沿って所定の間隔をあけて複数配置されており、板状に形成され、前記第一反射光の少なくとも一部を前記再帰反射光として再帰反射させる再帰反射面を一方の板面に有し、
前記第一再帰反射部の一方の端部が前記光分岐面に当接し、前記一方の端部から他方の端部に向うに従って前記ディスプレイ部に近づくように配置され、
前記再帰反射面は前記光分岐面側に向いており、
前記第一遮光部は、前記第一再帰反射部の前記再帰反射面とは反対側の板面に設けられている表示装置。
【請求項8】
光源から第一出射光を出射させ、前記第一出射光の出射方向を示す第一出射軸上の位置において前記第一出射光の少なくとも一部を光分岐部によって第一反射光として第一再帰反射部に向けて反射させるステップと、前記第一反射光の出射方向を示す第二出射軸上の位置において前記第一反射光の少なくとも一部を前記第一再帰反射部によって再帰反射光として前記光分岐部に向けて再帰反射させ、前記第一反射光の一部を素子表面において、前記素子表面の接線に垂直な仮想軸を中心として入射方向とは反対側に、この仮想軸となす角度と同じ角度をなす方向に、入射方向とは逆向きに反射させるステップと、
前記第一再帰反射部によって、その素子表面の接線に垂直な仮想軸を中心として入射方向とは反対側に、この仮想軸となす角度と同じ角度をなす方向に、入射方向とは逆向きに反射する光の一部を、前記光分岐部と前記第一再帰反射部との間に配置された第一遮光部によって遮るステップと、
を備え、
前記第一再帰反射部は、その素子表面の接線に垂直な仮想軸を中心として入射方向とは反対側に、この仮想軸となす角度と同じ角度をなす方向に、入射方向とは逆向きに反射する光が前記第一遮光部に向く形状を有しており、
前記光源から前記再帰反射光の観察位置に直接照射される直接照射光を第二遮光部によって遮るステップをさらに備える空中像の表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、表示装置及び空中像の表示方法に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、通信・放送、エンターテイメント、アート、医療等をはじめとする分野において、環境や空間を利用し、特殊なメガネ等をかけなくても見える像を三次元空間内に表示可能な空中表示技術が注目されている。前述のように三次元空間内に像を表示する方法の一つとして、再帰反射を用いた空中表示（Ａｅｒｉａｌ Ｉｍａｇｉｎｇ ｂｙ Ｒｅｔｒｏ－Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ：ＡＩＲＲ）が知られている（例えば、非特許文献１参照）。
【0003】
例えば、特許文献１に、部品数を抑えた構成の一例として、対象物（光源）からの光の通路に置かれるビーム分割装置、及びビーム分割装置により透過または反射させられる対象物からの光の通路に置かれる再帰反射手段を有する表示装置が開示されている。特許文献１に記載の表示装置において、ビーム分割装置は、不透明な表面における開口部に装着されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特表平９－５０６７１７号公報
【非特許文献】
【0005】
【文献】Ｈ．Ｙａｍａｍｏｔｏ，Ｙ．Ｔｏｍｉｙａｍａ，Ｓ．Ｓｕｙａｍａ，“Ｆｌｏａｔｉｎｇ ａｅｒｉａｌ ＬＥＤ ｓｉｇｎａｇｅ ｂａｓｅｄ ｏｎ ａｅｒｉａｌ ｉｍａｇｉｎｇ ｂｙ ｒｅｔｒｏ－ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ （ＡＩＲＲ）”，Ｏｐｔｉｃｓ Ｅｘｐｒｅｓｓ，Ｖｏｌ．２２，Ｎｏ．２２，ｐｐ．２６９１９－２６９２４（２０１４）．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、再帰反射部材を用いた従来の表示装置では、再帰反射部材の表面において、表面反射（該表面の接線に垂直な仮想軸を中心として入射方向とは反対側に、仮想軸となす角度と同じ角度をなす方向に、入射方向とは逆向きに光が進む反射）が発生するため、ユーザ（観察者）に、空中に形成される像（空中像）に加え、表面反射による像（偽像）が観察されるという問題があった。
【0007】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであって、偽像がユーザに殆ど観察されないようにすることができる表示装置及び空中像の表示方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明に係る表示装置は、光源と、前記光源から出射された第一出射光の少なくとも一部を第一反射光として表面反射させる光分岐部と、前記第一反射光の少なくとも一部を再帰反射光として前記光分岐部に向けて再帰反射する第一再帰反射部と、前記再帰反射光の観察位置に向けて前記第一再帰反射部によって反射された表面反射光を遮る第一遮光部と、を備え、前記光分岐部は、前記第一再帰反射部によって再帰反射された前記再帰反射光の少なくとも一部を透過させることを特徴とする。
【0009】
本発明に係る表示装置において、前記光源は、板状に形成されたディスプレイ部の一方の板面に複数配列され、前記光分岐部は、板状に形成され、前記第一出射光の少なくとも一部を前記第一反射光として表面反射させる光分岐面を一方の板面に有し、前記ディスプレイ部の前記一方の板面と前記光分岐面とが対向しており、前記ディスプレイ部の一方の端部から他方の端部に向かうに従って前記ディスプレイ部の前記一方の板面と前記光分岐面との離間距離が大きくなり、前記第一再帰反射部は、板状に形成され、前記第一反射光の少なくとも一部を前記再帰反射光として再帰反射させる再帰反射面を一方の板面に有し、前記再帰反射面は前記光分岐面に対向しており、前記第一再帰反射部の一方の端部は前記光分岐部の前記ディスプレイ部側とは反対側の端部に接続され、前記第一再帰反射部の前記一方の端部から他方の端部に向かうに従って前記光分岐部の前記ディスプレイ部側の端部との離間距離が減少するように前記第一再帰反射部が湾曲していてもよい。
【0010】
本発明に係る表示装置において、前記第一遮光部は、板状に形成され、前記光分岐部の前記光分岐面側に配置されると共に前記光分岐面に対して垂直に配置され、前記第一遮光部の前記光分岐部側の端部は、前記ディスプレイ部の前記光分岐部側とは反対側の端部と前記光分岐部の前記第一再帰反射部側の端部とを結ぶ第一仮想線上に配置されていてもよい。
【0011】
本発明に係る表示装置において、前記第一遮光部は、板状に形成され、前記ディスプレイ部の前記第一再帰反射部側とは反対側に配置されると共に、前記光分岐部の前記光分岐面から該光分岐面に垂直な方向に沿って前記ディスプレイ部に近づくように突出していてもよい。
【0012】
本発明に係る表示装置において、前記光源は、板状に形成されたディスプレイ部の一方の板面に複数配列され、前記光分岐部は、板状に形成され、前記第一出射光の少なくとも一部を前記第一反射光として表面反射させる光分岐面を一方の板面に有し、前記ディスプレイ部の前記一方の板面と前記光分岐面とが対向しており、前記ディスプレイ部の一方の端部から他方の端部に向かうに従って前記ディスプレイ部の前記一方の板面と前記光分岐面との離間距離が大きくなり、前記第一再帰反射部は、板状に形成され、前記光分岐面に垂直な方向に沿って配置されると共に、前記第一反射光の少なくとも一部を前記再帰反射光として再帰反射させる再帰反射面を一方の板面に有し、前記再帰反射面は前記光分岐面側に向いており、前記第一遮光部は、板状に形成され、前記第一遮光部の前記光分岐部側の端部は、前記第一再帰反射部の前記光分岐部側の端部から前記光源に向って、前記光分岐面に平行な方向に延ばした第二仮想線上に配置されていてもよい。
【0013】
本発明に係る表示装置において、前記光源は、板状に形成されたディスプレイ部の一方の板面に複数配列され、前記光分岐部は、板状に形成され、前記第一出射光の少なくとも一部を前記第一反射光として表面反射させる光分岐面を一方の板面に有し、前記ディスプレイ部の前記一方の板面と前記光分岐面とが対向しており、前記ディスプレイ部の一方の端部から他方の端部に向かうに従って前記ディスプレイ部の前記一方の板面と前記光分岐面との離間距離が大きくなり、前記第一再帰反射部は、板状に形成され、前記光分岐部から離間するに従って前記光分岐面に垂直な方向に対して前記ディスプレイ部側とは反対側に一定の比率で離間するように配置されると共に、前記第一反射光の少なくとも一部を前記再帰反射光として再帰反射させる再帰反射面を一方の板面に有し、前記再帰反射面は前記光分岐面側に向いており、前記第一遮光部の前記光分岐部側の端部は、前記第一再帰反射部の前記光分岐部側の端部から前記光源に向って前記再帰反射面に垂直な方向に沿って延ばした第三仮想線上に配置されていてもよい。
【0014】
本発明に係る表示装置において、前記光源は、板状に形成されたディスプレイ部の一方の板面に複数配列され、前記光分岐部は、板状に形成され、前記第一出射光の少なくとも一部を前記第一反射光として表面反射させる光分岐面を一方の板面に有し、前記ディスプレイ部の前記一方の板面と前記光分岐面とが対向しており、前記ディスプレイ部の一方の端部から他方の端部に向かうに従って前記ディスプレイ部の前記一方の板面と前記光分岐面との離間距離が大きくなり、第二再帰反射部をさらに備え、前記第二再帰反射部は、板状に形成され、前記光分岐部から離間するに従って前記光分岐面に垂直な方向に対して前記ディスプレイ部側とは反対側に一定の比率で離間するように配置されると共に、前記第一反射光の少なくとも一部を前記再帰反射光として再帰反射させる再帰反射面を一方の板面に有し、前記第二再帰反射部の再帰反射面は前記ディスプレイ部の前記一方の板面および前記光分岐面に対向しており、前記第二再帰反射部の再帰反射面から前記光分岐面に平行な方向に沿って前記光源側に突出する突出部が前記第二再帰反射部の再帰反射面に沿って所定の間隔をあけて複数配置され、前記第一再帰反射部は、一方の板面に再帰反射面を有し、前記突出部の前記光分岐面側に設けられ、前記第一遮光部は、前記突出部の前記光分岐面側とは反対側の表面に設けられていてもよい。
【0015】
本発明に係る表示装置において、前記光源は、板状に形成されたディスプレイ部の一方の板面に複数配列され、前記光分岐部は、板状に形成され、前記第一出射光の少なくとも一部を前記第一反射光として表面反射させる光分岐面を一方の板面に有し、前記ディスプレイ部の前記一方の板面と前記光分岐面とが対向しており、前記ディスプレイ部の一方の端部から他方の端部に向かうに従って前記ディスプレイ部の前記一方の板面と前記光分岐面との離間距離が大きくなり、前記第一再帰反射部は、板状に形成され、前記第一反射光の少なくとも一部を前記再帰反射光として再帰反射させる再帰反射面を一方の板面に有し、前記第一再帰反射部の一方の端部が前記光分岐面に当接し、前記一方の端部から他方の端部に向うに従って前記前記ディスプレイ部に近づくように配置され、前記再帰反射面は前記光分岐面側に向いており、前記第一遮光部は、前記第一再帰反射部の前記再帰反射面とは反対側の板面に設けられていてもよい。
【0016】
本発明に係る表示装置は、前記光源から前記再帰反射光の観察位置に直接照射される直接照射光を遮る第二遮光部をさらに備え、前記光分岐部は、前記直接照射光の少なくとも一部を透過させてもよい。
【0017】
本発明に係る表示装置において、前記第二遮光部は、前記光分岐部の前記光源側とは反対側において前記直接照射光が透過する領域に設けられていてもよい。
【0018】
本発明に係る表示装置は、光源と、前記光源から出射された第一出射光の少なくとも一部を第一反射光として表面反射させる光分岐部と、前記第一反射光の少なくとも一部を再帰反射光として前記光分岐部に向けて再帰反射する第一再帰反射部と、前記光源から前記再帰反射光の観察位置に直接照射される直接照射光を遮る第二遮光部と、を備え、前記光分岐部は、前記第一再帰反射部によって再帰反射された前記再帰反射光の少なくとも一部を透過させることを特徴とする。
【0019】
また、本発明に係る表示装置は、板状に形成され、一方の板面に光源が設けられているディスプレイ部と、板状に形成され、前記光源から発せられた第一出射光の出射方向を示す第一出射軸上に配置されると共に、前記ディスプレイ部の前記一方の板面に対して一方の板面が傾斜するように配置され、前記第一出射光の少なくとも一部を第一透過光として透過させる光分岐部と、板状に形成され、前記光分岐部を透過した前記第一透過光の少なくとも一部を再帰反射光として再帰反射させる再帰反射面を一方の板面に有し、前記光分岐部を挟んで前記ディスプレイ部に対向し、かつ前記再帰反射面が前記ディスプレイの前記一方の板面に対して平行になるように前記第一出射軸上に配置された第一再帰反射部と、板状に形成され、前記光分岐部の前記第一再帰反射部側に前記光分岐部の一方の板面に沿って配置され、前記第一再帰反射部によって再帰反射された再帰反射光を表面反射かつ結像させる結像部と、を備え、前記光分岐部は、前記再帰反射光の少なくとも一部を表面反射させる光分岐面を前記一方の板面に有することを特徴とする。
【0020】
また、本発明に係る表示装置は、板状に形成され、一方の板面に光源が設けられているディスプレイ部と、板状に形成され、前記光源から発せられた第一出射光の出射方向を示す第一出射軸上に配置されると共に、前記第一出射光の少なくとも一部を第一反射光として表面反射させる光分岐面を前記一方の板面に有し、前記ディスプレイ部の前記一方の板面に対して前記光分岐面が対向かつ傾斜するように配置された光分岐部と、板状に形成され、前記光分岐面によって表面反射された前記第一反射光の少なくとも一部を再帰反射光として再帰反射させる再帰反射面を一方の板面に有し、前記光分岐面に対して前記再帰反射面が対向かつ傾斜し、かつ前記ディスプレイ部の一方の板面に対して前記再帰反射面が垂直になるように前記第一反射光の進行方向を示す第二出射軸上に配置された第一再帰反射部と、板状に形成され、前記光分岐部の前記第一再帰反射部側とは反対側に前記光分岐部の一方の板面に沿って配置され、前記第一再帰反射部によって再帰反射された再帰反射光を透過し、かつ前記第一出射光を結像させる結像部と、を備え、前記光分岐部は、前記再帰反射光の少なくとも一部を透過することを特徴とする。
【0021】
また、本発明に係る空中像の表示方法は、光源から第一出射光を出射させ、前記第一出射光の出射方向を示す第一出射軸上の位置において前記第一出射光の少なくとも一部を光分岐部によって第一反射光として前記第一再帰反射部に向けて反射させるステップと、前記第一反射光の出射方向を示す第二出射軸上の位置において前記第一反射光の少なくとも一部を第一再帰反射部によって再帰反射光として前記光分岐部に向けて再帰反射させるステップと、前記光反射部で前記再帰反射光の少なくとも一部を透過させるステップと、前記第一再帰反射部によって前記再帰反射光の観察位置に反射される表面反射光を第一遮光部によって遮るステップと、を備えることを特徴とする。
【0022】
本発明に係る空中像の表示方法は、前記光源から前記再帰反射光の観察位置に直接照射される直接照射光を第二遮光部によって遮るステップをさらに備えていてもよい。
【0023】
また、本発明に係る空中像の表示方法は、光源から第一出射光を出射させ、前記第一出射光の出射方向を示す第一出射軸上の位置において前記第一出射光の少なくとも一部を光分岐部によって第一反射光として前記第一再帰反射部に向けて反射させるステップと、前記第一反射光の出射方向を示す第二出射軸上の位置において前記第一反射光の少なくとも一部を第一再帰反射部によって再帰反射光として前記光分岐部に向けて再帰反射させるステップと、前記光反射部で前記再帰反射光の少なくとも一部を透過させるステップと、前記光源から前記再帰反射光の観察位置に直接照射される直接照射光を第二遮光部によって遮るステップと、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【0024】
本発明の表示装置及び空中像の表示方法では、空中像の観察位置に照射される表面反射光を第一遮光部によって遮蔽することができる。したがって、本発明の表示装置及び空中像の表示方法によれば、偽像がユーザに殆ど観察されないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【0025】
【図1】本発明に係る第一実施形態の表示装置の構成を示す側面図である。
【図2】本発明に係る第一実施形態の表示装置に用いられる再帰反射部の範囲を説明するための側面図である。
【図3】本発明に係る第二実施形態の表示装置の構造を示す側面図である。
【図4】本発明に係る第三実施形態の表示装置の構成を示す側面図である。
【図5】本発明に係る第三実施形態の表示装置の第一変形例の構成を示す側面図である。
【図6】本発明に係る第三実施形態の表示装置の第二変形例の構成を示す側面図である。
【図7】本発明に係る第三実施形態の表示装置の第三変形例の構成を示す側面図である。
【図8】本発明に係る第四実施形態の表示装置の構成を示す側面図である。
【図9】本発明に係る第五実施形態の表示装置の構成を示す側面図である。
【図10】本発明に係る第五実施形態の表示装置の変形例の構成を示す側面図である。
【図11】本発明に係る第六実施形態の表示装置の構成を示す側面図である。
【図12】本発明に係る第七実施形態の表示装置の構成を示す側面図である。
【図13】本発明に係る第一実施形態の表示装置の変形例の構成を示す側面図である。
【図14】本発明に係る第二実施形態の表示装置の変形例の構成を示す側面図である。
【図15】本発明に係る第四実施形態の表示装置の変形例の構成を示す側面図である。
【図19】本発明に係る表示装置の変形例の構成を示す上面図である。
【図21】実施例１において観察された空中像の写真である。
【図22】比較例１において観察された空中像の写真である。
【図23】実施例２において観察された空中像の写真である。
【図24】比較例２において観察された空中像の写真である。
【図25】実施例３において構成した表示装置の写真である。
【図26】実施例３において観察された空中像の写真である。
【図27】比較例３において観察された空中像の写真である。
【発明を実施するための形態】
【0026】
以下、本発明に係る表示装置及び空中像の表示方法の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の説明で用いる図面は模式的なものであり、長さ、幅、及び厚みの比率等は実際のものと同一とは限らず、適宜変更できる。
【0027】
本発明に係る表示装置は、光源と、光源から出射された第一出射光の少なくとも一部を第一反射光として表面反射させる光分岐部と、第一反射光の少なくとも一部を再帰反射光として光分岐部に向けて再帰反射する第一再帰反射部と、再帰反射光の観察位置に向けて第一再帰反射部によって反射された表面反射光を遮る第一遮光部と、を備えている。光分岐部は、第一再帰反射部によって再帰反射された前記再帰反射光の少なくとも一部を透過させる。
以下、本発明に係る表示装置の実施形態について説明する。
以下、本発明に係る表示装置の実施形態について説明する。
【0028】
（第一実施形態）
図１に示すように、第一実施形態の表示装置１Ａは、光源２と、光分岐部４と、再帰反射部（第一再帰反射部）６と、第一遮光部８と、を備えている。
図１に示すように、第一実施形態の表示装置１Ａは、光源２と、光分岐部４と、再帰反射部（第一再帰反射部）６と、第一遮光部８と、を備えている。
【0029】
光源２は、例えばＬＥＤであるが、特に限定されない。光源２は、板状に形成されたディスプレイ部３の一方の板面３ａに平行に複数配列されている。複数の光源２は、互いに光の出射方向を第一出射軸Ｊ１に向けて、設けられている。なお、光源２の数及び相対配置は、特に制限されない。ディスプレイ部３は、例えばＬＥＤディスプレイや液晶ディスプレイである。
【0030】
光分岐部４は、板状に形成されている。光分岐部４の一方の板面４ａに、光分岐面５が設けられている。光分岐面５は、光源２から発せられた第一出射光Ｌ１の一部を第一反射光Ｌ２として表面反射させると共に、再帰反射部６によって再帰反射された再帰反射光を透過させる。
【0031】
光分岐面５は、ディスプレイ部３の板面３ａに対向している。また、光分岐部４は、ディスプレイ部３の端部（一方の端部）３ｘから端部（他方の端部）３ｙに向かうに従ってディスプレイ部３の板面３ａと光分岐面５との離間距離が大きくなるように、配置されている。すなわち、光分岐部４は、ディスプレイ部３に対して、所定の角度で傾斜するように配置されている。
【0032】
光分岐部４は、例えばアクリルやガラスからなる板状部材、あるいはこれらの素材から構成されて中空に水が収容された中空体、パンチングメタル等の開口列を有する板、ワイヤーグリッドフィルム、反射型偏光フィルム、その他、一般にビームスプリッターと呼ばれるもの等である。
【0033】
再帰反射部６は、板状に形成され、折り曲げ可能とされている。再帰反射部６の一方の板面６ａに、再帰反射面７が設けられている。再帰反射面７は、第一反射光Ｌ２の少なくとも一部を再帰反射光Ｌ３として光分岐面５に向けて再帰反射させる。
【0034】
再帰反射面７は、光分岐面５に対向している。再帰反射部６の一方の端部６ｘは、光分岐部４においてディスプレイ部３とは反対側の端部、すなわち端部４ｙに接続されている。そして、再帰反射部６は、一方の端部６ｘから他方の端部６ｙに向かうに従って、光分岐部４におけるディスプレイ部３側の端部、すなわち端部４ｘとの離間距離が増大した後、減少するように湾曲している。
【0035】
再帰反射面７は、公知の再帰反射構造で構成されている。公知の再帰反射構造としては、例えば、三角プリズムが板面６ａに沿って互いに隣接するように複数形成されているものや、半円レンズが板面６ａに沿って互いに隣接するように複数形成されているもの等が挙げられる。このような再帰反射面７では、第一反射光Ｌ２の一部が表面反射光Ｌ４として表面反射される。再帰反射部６は、上述の再帰反射構造が少なくとも板面６ａに設けられている再帰反射シート等である。
【0036】
上述の構成を有する再帰反射部６は、所謂凹面ミラーとして機能し得る。表面反射光Ｌ４は、再帰反射部６の焦点Ｆ６を通過する。焦点Ｆ６を通過した後の表面反射光Ｌ４と、再帰反射部６の端部６ｘで表面反射された表面反射光Ｌ４は、縮小像Ｍを形成する。言い換えれば、表面反射光Ｌ４（すなわち、直接反射光）の縮小像Ｍ、あるいはディスプレイ部３の光分岐部４に対する鏡像の縮小像を形成するように、かつ、ディスプレイ部３の端部３ｙと光分岐部４の端部４ｙとを結ぶ線に対して光分岐部４とは反対側に縮小像Ｍを形成するように、再帰反射部６の配置等が設計されている。
【0037】
第一遮光部８は、板状に形成され、光分岐部４の光分岐面５側に配置されている。すなわち、第一遮光部８は、光分岐部４に対して、ディスプレイ部３及び再帰反射部６と同じ側に配置されている。第一遮光部８の板面８ａ，８ｂは、光分岐面５に対して垂直に配置されている。
【0038】
第一遮光部８の一方の端部８ｘは、ディスプレイ部３の光分岐部４側とは反対側の端部、すなわち端部３ｙと光分岐部４の再帰反射部６側の端部、すなわち端部４ｙとを結ぶ仮想線（第一仮想線）ＰＬ１上に配置されている。
第一遮光部８の他方の端部８ｙの位置は、特に限定されないが、第一遮光部８の大きさを最低限に抑える点から、再帰反射部６の端部６ｙの近傍であることが好ましい。
言い換えると、第一遮光部８は、ディスプレイ部３の直接反射光Ｌ４の縮小像Ｍ、あるいはディスプレイ部３に対する鏡像の縮小像からの光を全て遮る位置に配されている。
第一遮光部８の他方の端部８ｙの位置は、特に限定されないが、第一遮光部８の大きさを最低限に抑える点から、再帰反射部６の端部６ｙの近傍であることが好ましい。
言い換えると、第一遮光部８は、ディスプレイ部３の直接反射光Ｌ４の縮小像Ｍ、あるいはディスプレイ部３に対する鏡像の縮小像からの光を全て遮る位置に配されている。
【0039】
第一遮光部８は、第一出射光Ｌ１や表面反射光Ｌ４を遮ることができるものであれば特に限定されないが、例えば黒色の紙、プラスチック、金属板、ラシャ紙、吸光シート、キーボード、ディスプレイ、フレーム部材等である。また、再帰反射シートの再帰反射面とは反対側の面が遮光性を有していれば、遮光性を有する面が再帰反射部６の板面６ａに対向するように再帰反射シートを配置し、この再帰反射シートを第一遮光部８として代用してもよい。
【0040】
第一実施形態の表示装置１Ａでは、ディスプレイ部３に配置された複数の光源２のそれぞれから出射された第一出射光Ｌ１の少なくとも一部は、光分岐部４の光分岐面５によって第一反射光Ｌ２として表面反射される。第一反射光Ｌ２は、再帰反射部６に入射し、再帰反射部６によって入射方向と同じ方向に再帰反射光Ｌ３として再帰反射される。再帰反射光Ｌ３は、光分岐部４の光分岐面５に入射すると共に、光分岐部４を透過し、光分岐面５に対して、光源２、すなわちディスプレイ部３と対称な位置に空中像Ｉを形成する。
【0041】
以上説明した第一実施形態の表示装置１Ａによれば、ユーザは、光分岐部４に対してディスプレイ部３や再帰反射部６とは反対側の空間に、従来の表示装置では像が観察できなかった領域も含めて明るい空中像Ｉを観察することができる。また、図１を参照するとわかるように、空中像Ｉの観察位置に照射される表面反射光Ｌ４が第一遮光部８によって遮光され、ユーザが空中像Ｉを見た際に、表面反射光Ｌ４の縮小像Ｍ、あるいはディスプレイ部３の光分岐部４に対する鏡像の縮小像が第一遮光部８によって遮られる。そのため、偽像がユーザに観察されるのを防止することができる。
【0042】
なお、図２に示すように、再帰反射部６の必要範囲は、図２に示すように、再帰反射部６の端部６ｘを光分岐部４の端部４ｙの近傍に配置し、再帰反射部６の端部６ｙを、光分岐部４のディスプレイ部３側の端部４ｘと焦点Ｆ６とを結ぶ仮想線ＰＬ４と再帰反射部６との交点に配置した場合の範囲である。
【0043】
（第二実施形態）
次いで、本発明に係る第二実施形態の表示装置１Ｂについて説明する。なお、図３に示す第二実施形態の表示装置１Ｂの構成要素において、図１等に示す第一実施形態の表示装置１Ａの構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
次いで、本発明に係る第二実施形態の表示装置１Ｂについて説明する。なお、図３に示す第二実施形態の表示装置１Ｂの構成要素において、図１等に示す第一実施形態の表示装置１Ａの構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【0044】
図３に示すように、表示装置１Ｂは、表示装置１Ａと同様の構成要素を備え、再帰反射光Ｌ３の観察位置、すなわち空中像Ｉの形成位置に直接照射される直接照射光Ｌ５を遮る第二遮光部１０をさらに備えている。
【0045】
表示装置１Ｂにおいて、光分岐部４の光分岐面５は、直接照射光Ｌ５の少なくとも一部を透過させる。
再帰反射部６は、一方の端部６ｘから他方の端部６ｙに向かうに従って、光分岐部４におけるディスプレイ部３側の端部、すなわち端部４ｘとの離間距離が増大せずに、減少するように湾曲している。再帰反射部６の端部６ｘは、光分岐部４の端部４ｙとは離間している。
再帰反射部６は、一方の端部６ｘから他方の端部６ｙに向かうに従って、光分岐部４におけるディスプレイ部３側の端部、すなわち端部４ｘとの離間距離が増大せずに、減少するように湾曲している。再帰反射部６の端部６ｘは、光分岐部４の端部４ｙとは離間している。
【0046】
第一遮光部８は、ディスプレイ部３の再帰反射部６側とは反対側に配置されている。また、第一遮光部８は、光分岐部４の光分岐面５から光分岐面５に垂直な方向に沿って、ディスプレイ部３に近づくように突出している。すなわち、第一遮光部８の端部８ｘは、光分岐面５のディスプレイ部３側に配置されている。第一遮光部８の端部８ｙは、ディスプレイ部３の光分岐部４側かつ、再帰反射部６とは反対側の端部３ｘの近傍に配置されている。
【0047】
第二遮光部１０は、板状に形成され、光分岐部４のディスプレイ部３（光源）とは反対側、すなわち光分岐面５とは反対側において直接照射光Ｌ５が透過する領域に設けられている。また、第二遮光部１０は、光分岐部４に対して、ディスプレイ部３及び再帰反射部６とは反対側に配置されている。
【0048】
第二遮光部１０の一方の端部１０ｘは、再帰反射部６の端部６ｘ付近で表面反射され、かつ光分岐面５を透過し得る表面反射光Ｌ４のうち光分岐部４の最も端部４ｙ寄りの表面反射光Ｌ４と光分岐部４の他方の板面４ｂとの交差位置近傍に配置されている。
第二遮光部１０の他方の端部１０ｙの位置は、特に限定されないが、第二遮光部１０の大きさを最低限に抑える点から、第一遮光部８の端部８ｘ近傍の光分岐部４の板面４ａ（すなわち、光分岐面５）上に配置されていることが好ましい。このような構成によれば、表面反射光Ｌ４の局在化を図ることもできる。
第二遮光部１０の他方の端部１０ｙの位置は、特に限定されないが、第二遮光部１０の大きさを最低限に抑える点から、第一遮光部８の端部８ｘ近傍の光分岐部４の板面４ａ（すなわち、光分岐面５）上に配置されていることが好ましい。このような構成によれば、表面反射光Ｌ４の局在化を図ることもできる。
【0049】
第二遮光部１０は、直接照射光Ｌ５に加えて、表面反射光Ｌ４の縮小像Ｍ、あるいはディスプレイ部３に対する鏡像の縮小像からの光も遮る位置に配され、第一遮光部８の補助的な役割も担っている。
【0050】
第二遮光部１０は、直接照射光Ｌ５や表面反射光Ｌ４を遮ることができるものであれば特に限定されないが、第一遮光部８と同様に、例えば黒色の紙、プラスチック、金属板、ラシャ紙、吸光シート、キーボード、ディスプレイ、フレーム部材等である。また、再帰反射シートの再帰反射面とは反対側の面が遮光性を有していれば、図３に示す第二遮光部１０の位置にこの再帰反射シートを配置してもよい。
【0051】
以上説明した第二実施形態の表示装置１Ｂによれば、第一実施形態の表示装置１Ａと同様の作用効果が得られる。また、第二実施形態の表示装置１Ｂによれば、空中像Ｉの観察位置に照射される直接照射光Ｌ５が第二遮光部１０によって遮光され、ユーザが空中像Ｉを見た際に、ディスプレイ部３の直接像（図示略）が第二遮光部１０によって遮られる。そのため、偽像に加えてディスプレイ部３の直接像がユーザに観察されるのを防止することができる。
【0052】
（第三実施形態）
次いで、本発明に係る第三実施形態の表示装置１Ｃについて説明する。なお、図４に示す第三実施形態の表示装置１Ｃの構成要素において、図１等に示す第一実施形態の表示装置１Ａの構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
次いで、本発明に係る第三実施形態の表示装置１Ｃについて説明する。なお、図４に示す第三実施形態の表示装置１Ｃの構成要素において、図１等に示す第一実施形態の表示装置１Ａの構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【0053】
図４に示すように、表示装置１Ｃは、表示装置１Ａと同様の構成要素を備えている。
但し、再帰反射部６は、湾曲せずに、光分岐面５に垂直な方向に沿って直線状に配置されている。再帰反射面７は、光分岐面５の方に向いている。
但し、再帰反射部６は、湾曲せずに、光分岐面５に垂直な方向に沿って直線状に配置されている。再帰反射面７は、光分岐面５の方に向いている。
【0054】
また、第一遮光部８の光分岐部４側の端部８ｘは、再帰反射部６の光分岐部４側の端部６ｘから光源２、すなわちディスプレイ部３に向って、光分岐面５に平行な方向に延ばした仮想線（第二仮想線）ＰＬ２上に配置されている。
表示装置１Ｃにおいては、前述のように再帰反射面７が光分岐面５に対して垂直に配置されているので、表面反射光Ｌ４は、再帰反射面７から第一遮光部８に向けて拡散される。第一遮光部８は、再帰反射面７から第一遮光部８に向けて拡散する表面反射光Ｌ４のうち、少なくとも空中像Ｉの形成位置に至るものを遮るように配置されている。第一遮光部８の端部８ｙの位置は、特に限定されないが、少なくとも空中像Ｉの形成位置に至る表面反射光Ｌ４を遮ることができる範囲を考慮して、適宜設定されている。
すなわち、再帰反射部６と第一遮光部８とは、対向している。
表示装置１Ｃにおいては、前述のように再帰反射面７が光分岐面５に対して垂直に配置されているので、表面反射光Ｌ４は、再帰反射面７から第一遮光部８に向けて拡散される。第一遮光部８は、再帰反射面７から第一遮光部８に向けて拡散する表面反射光Ｌ４のうち、少なくとも空中像Ｉの形成位置に至るものを遮るように配置されている。第一遮光部８の端部８ｙの位置は、特に限定されないが、少なくとも空中像Ｉの形成位置に至る表面反射光Ｌ４を遮ることができる範囲を考慮して、適宜設定されている。
すなわち、再帰反射部６と第一遮光部８とは、対向している。
【0055】
第三実施形態の表示装置１Ｃによれば、ユーザは、光分岐部４に対してディスプレイ部３や再帰反射部６とは反対側の空間に、従来の表示装置では像が観察できなかった領域も含めて明るい空中像Ｉを観察することができる。また、図４を参照するとわかるように、表面反射光Ｌ４が第一遮光部８によって遮光される。そのため、表面反射光Ｌ４そのものや偽像がユーザに観察されるのを防止することができる。
【0056】
図５に示す表示装置１Ｄは、表示装置１Ｃの第一変形例である。
表示装置１Ｄにおいては、第一遮光部８の端部８ｘの位置が、表示装置１Ｃにおける第一遮光部８の端部８ｘの位置よりも光分岐面５から離間する方向に移動している。
また、表示装置１Ｄにおいては、第二実施形態の表示装置１Ｂと同様に、第二遮光部１０が設けられている。第二遮光部１０は、光分岐部４の光分岐面５とは反対側において直接照射光Ｌ５が透過する領域、かつ、表面反射光Ｌ４が透過し得る光分岐部４の領域に、配置されている。
表示装置１Ｄにおいては、第一遮光部８の端部８ｘの位置が、表示装置１Ｃにおける第一遮光部８の端部８ｘの位置よりも光分岐面５から離間する方向に移動している。
また、表示装置１Ｄにおいては、第二実施形態の表示装置１Ｂと同様に、第二遮光部１０が設けられている。第二遮光部１０は、光分岐部４の光分岐面５とは反対側において直接照射光Ｌ５が透過する領域、かつ、表面反射光Ｌ４が透過し得る光分岐部４の領域に、配置されている。
【0057】
第三実施形態の第一変更例である表示装置１Ｄによれば、第三実施形態の表示装置１Ｃと同様の作用効果が得られる。また、表示装置１Ｄによれば、空中像Ｉの観察位置に照射される直接照射光Ｌ５が第二遮光部１０によって遮光され、ユーザが空中像Ｉを見た際に、ディスプレイ部３の直接像（図示略）が第二遮光部１０によって遮られる。そのため、偽像に加えてディスプレイ部３の直接像がユーザに観察されるのを防止することができる。
【0058】
図６に示す表示装置１Ｅは、表示装置１Ｃの第二変形例である。
表示装置１Ｅにおいては、再帰反射部６は、光分岐部４から離間するに従って光分岐面５に垂直な方向に対してディスプレイ部３側とは反対側に一定の比率で離間するように配置されている。すなわち、再帰反射部６は、光分岐面５に垂直な方向に対してディスプレイ部３側とは反対側に傾斜するように配置されている。
表示装置１Ｅにおいては、再帰反射部６は、光分岐部４から離間するに従って光分岐面５に垂直な方向に対してディスプレイ部３側とは反対側に一定の比率で離間するように配置されている。すなわち、再帰反射部６は、光分岐面５に垂直な方向に対してディスプレイ部３側とは反対側に傾斜するように配置されている。
【0059】
また、表示装置１Ｅにおいて、第一遮光部８の端部８ｘは、再帰反射部６の端部６ｘからディスプレイ部３に向って再帰反射面７に垂直な方向に沿って延ばした仮想線（第三仮想線）ＰＬ３上に配置されている。
表示装置１Ｅにおいては、前述のように、再帰反射部６が光分岐面５に垂直な方向に対してディスプレイ部３側とは反対側に傾斜しているので、例えば表示装置１Ｃ，１Ｄに比べて、表面反射光Ｌ４は、再帰反射面７から第一遮光部８に向けてより広い角度で拡散される。
表示装置１Ｅにおいては、前述のように、再帰反射部６が光分岐面５に垂直な方向に対してディスプレイ部３側とは反対側に傾斜しているので、例えば表示装置１Ｃ，１Ｄに比べて、表面反射光Ｌ４は、再帰反射面７から第一遮光部８に向けてより広い角度で拡散される。
【0060】
第三実施形態の第二変更例である表示装置１Ｅによれば、第三実施形態の表示装置１Ｃと同様の作用効果が得られる。また、表示装置１Ｅによれば、表面反射光Ｌ４が再帰反射面７から第一遮光部８に向けて広い角度で拡散されるので、空中像Ｉの観察位置に向って照射される表面反射光Ｌ４を減らし、第一遮光部８の大きさを抑えることができる。
【0061】
図７に示す表示装置１Ｆは、表示装置１Ｃの第三変形例であり、表示装置１Ｅのさらなる変形例である。
図７に示すように、再帰反射部６は、前述の再帰反射シート等からなり、板状に形成された再帰反射部６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，…，が複数連結されることによって構成されていてもよい。複数の再帰反射部６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，…，のそれぞれの板面をなぞった軌跡が、例えば図１に示す表示装置１Ａ，１Ｂのように、光分岐部４側から光分岐面５に垂直な方向に離間するに従って、光分岐部４の端部４ｘとの離間距離が増大または減少するように湾曲している。
図７に示すように、再帰反射部６は、前述の再帰反射シート等からなり、板状に形成された再帰反射部６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，…，が複数連結されることによって構成されていてもよい。複数の再帰反射部６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，…，のそれぞれの板面をなぞった軌跡が、例えば図１に示す表示装置１Ａ，１Ｂのように、光分岐部４側から光分岐面５に垂直な方向に離間するに従って、光分岐部４の端部４ｘとの離間距離が増大または減少するように湾曲している。
【0062】
表示装置１Ｆにおいては、第一遮光部８の端部８ｘは、最も光分岐部４の近くに配置された再帰反射部６Ａの端部６ｘからディスプレイ部３に向って再帰反射面７に垂直な方向に沿って延ばした仮想線（第三仮想線）ＰＬ３上に配置されている。
表示装置１Ｆにおいては、前述のように、再帰反射部６が光分岐面５に垂直な方向に対してディスプレイ部３側とは反対側に傾斜しているので、例えば表示装置１Ｃ，１Ｄに比べて、表面反射光Ｌ４は、再帰反射面７から第一遮光部８に向けてより広い角度で拡散される。さらに、再帰反射部６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，…，のうち隣り合う再帰反射部同士の角度を調整することで、再帰反射部６の全体としての表面反射光Ｌ４の拡散角度が自在に変更可能となっている。
表示装置１Ｆにおいては、前述のように、再帰反射部６が光分岐面５に垂直な方向に対してディスプレイ部３側とは反対側に傾斜しているので、例えば表示装置１Ｃ，１Ｄに比べて、表面反射光Ｌ４は、再帰反射面７から第一遮光部８に向けてより広い角度で拡散される。さらに、再帰反射部６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，…，のうち隣り合う再帰反射部同士の角度を調整することで、再帰反射部６の全体としての表面反射光Ｌ４の拡散角度が自在に変更可能となっている。
【0063】
第三実施形態の第三変更例である表示装置１Ｆによれば、第三実施形態の表示装置１Ｃと同様の作用効果が得られる。また、表示装置１Ｆによれば、表面反射光Ｌ４が再帰反射面７から第一遮光部８に向けて所望の角度で拡散されるので、空中像Ｉの観察位置に向って照射される表面反射光Ｌ４の量を自在に調整し、第一遮光部８の大きさを抑えることもできる。
【0064】
なお、図６に示す表示装置１Ｅおよび図７に示す表示装置１Ｆにおいて、図５に示す表示装置１Ｄと同様に、第二遮光部１０を設けてもよい。第二遮光部１０を設けることで、ディスプレイ部３の直接像（図示略）を遮り、ユーザに対して直接像を見えないようにすることができる。
【0065】
（第四実施形態）
次いで、本発明に係る第四実施形態の表示装置１Ｇについて説明する。なお、図８に示す第四実施形態の表示装置１Ｇの構成要素において、図１等に示す第一実施形態の表示装置１Ａの構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
次いで、本発明に係る第四実施形態の表示装置１Ｇについて説明する。なお、図８に示す第四実施形態の表示装置１Ｇの構成要素において、図１等に示す第一実施形態の表示装置１Ａの構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【0066】
図７に示すように、表示装置１Ｇは、表示装置１Ａと同様の構成要素を備え、再帰反射光Ｌ３の少なくとも一部をさらに再帰反射して再帰反射部６に戻す再帰反射部（第二再帰反射部）１２をさらに備えている。
【0067】
第四実施形態の表示装置１Ｇでは、再帰反射部１２は、板状に形成され、少なくとも一方の板面１２ａに再帰反射面１３を有している。再帰反射部１２は、ディスプレイ部３において光分岐部４側とは反対側の端部３ｙと、光分岐部４においてディスプレイ部３と接続されている端部４ｘとは反対側の端部４ｙと、に跨るように、配置されている。再帰反射部１２の端部１２ｘは、光分岐部４の端部４ｙの近傍に配置されている。
一方、再帰反射部１２の端部１２ｙは、ディスプレイ部３の端部３ｙの近傍に配置されている。すなわち、ディスプレイ部３、光分岐部４および再帰反射部１２のそれぞれの板面は、略三角形の三辺をなしている。
一方、再帰反射部１２の端部１２ｙは、ディスプレイ部３の端部３ｙの近傍に配置されている。すなわち、ディスプレイ部３、光分岐部４および再帰反射部１２のそれぞれの板面は、略三角形の三辺をなしている。
【0068】
再帰反射部１２としては、再帰反射部６と同様に公知の再帰反射シート、あるいは再帰反射構造や該再帰反射構造を有するものが挙げられるが、特に限定されない。
【0069】
第四実施形態の表示装置１Ｇでは、再帰反射面７から光分岐面５に平行な方向に沿ってディスプレイ部３側（すなわち、光源側）に突出する突出部１４が再帰反射面７に沿って所定の間隔をあけて複数配置されている。複数の突出部１４の基端部の再帰反射面７上での間隔は、再帰反射面１３からの再帰反射部６の突出寸法より小とすることが好ましい。
すなわち、それぞれの再帰反射部６は、隣り合う再帰反射部６同士の距離以上の重なりを有するように配置されていることが好ましい。
すなわち、それぞれの再帰反射部６は、隣り合う再帰反射部６同士の距離以上の重なりを有するように配置されていることが好ましい。
【0070】
突出部１４の光分岐部４側の表面１４ａに、再帰反射部６が設けられている。再帰反射部６の再帰反射面７は、光分岐部４の光分岐面５側に向いている。
突出部１４の光分岐部４側とは反対側の表面１４ｂに、第一遮光部８が設けられている。
突出部１４の光分岐部４側とは反対側の表面１４ｂに、第一遮光部８が設けられている。
【0071】
なお、突出部１４は省略可能であって、再帰反射部６と第一遮光部８の少なくとも一方が板面を図８に示すように保持できる程度に好適な強度を有している等の条件が満たされれば、再帰反射部６と第一遮光部８とが直接貼り合されていてもよい。
【0072】
第四実施形態の表示装置１Ｇでは、第一実施形態の表示装置１Ａ等と同様に、第一反射光Ｌ２は、再帰反射部６に入射し、再帰反射面７によって入射方向と同じ方向に再帰反射光Ｌ３として再帰反射される。再帰反射光Ｌ３は、光分岐面５に対して、ディスプレイ部３と対称な位置に空中像Ｉを形成する。
その一方で、第四実施形態の表示装置１Ｇでは、再帰反射部６の再帰反射面７で表面反射された表面反射光Ｌ４が再帰反射部１２に入射する。表面反射光Ｌ４の一部は、再帰反射部１２の再帰反射面１３によってさらなる再帰反射光Ｌ６として、再び再帰反射部６に戻り、結果として空中像Ｉの形成に寄与する。表面反射光Ｌ４の残部は、再帰反射面１３によってさらなる表面反射光Ｌ７として、表面反射され、第一遮光部８によって遮られる。
その一方で、第四実施形態の表示装置１Ｇでは、再帰反射部６の再帰反射面７で表面反射された表面反射光Ｌ４が再帰反射部１２に入射する。表面反射光Ｌ４の一部は、再帰反射部１２の再帰反射面１３によってさらなる再帰反射光Ｌ６として、再び再帰反射部６に戻り、結果として空中像Ｉの形成に寄与する。表面反射光Ｌ４の残部は、再帰反射面１３によってさらなる表面反射光Ｌ７として、表面反射され、第一遮光部８によって遮られる。
【0073】
以上説明した第四実施形態の表示装置１Ｇによれば、第一実施形態の表示装置１Ａ等と同様に、ユーザは、光分岐部４に対してディスプレイ部３や再帰反射部６とは反対側の空間に、従来の表示装置では像が観察できなかった領域も含めて明るい空中像Ｉを観察することができる。また、空中像Ｉの観察位置に照射される表面反射光Ｌ４が第一遮光部８によって遮光されるので、表面反射光Ｌ４や偽像がユーザに観察されるのを防止することができる。
【0074】
（第五実施形態）
次いで、本発明に係る第四実施形態の表示装置１Ｈについて説明する。なお、図９に示す第五実施形態の表示装置１Ｈの構成要素において、図１等に示す第一実施形態の表示装置１Ａの構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
次いで、本発明に係る第四実施形態の表示装置１Ｈについて説明する。なお、図９に示す第五実施形態の表示装置１Ｈの構成要素において、図１等に示す第一実施形態の表示装置１Ａの構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【0075】
図９に示すように、表示装置１Ｈは、表示装置１Ａと同様の構成要素を備えている。
表示装置１Ｈにおいては、再帰反射部６は、光分岐面５に沿って所定の間隔をあけて複数配置されている。再帰反射部６の光分岐部側の端部６ｘは、光分岐面５上に配置されている。一方、再帰反射部６の光分岐部側とは反対側の端部６ｙは、光分岐面５に垂直な方向においてディスプレイ部３の光分岐部４側の端部３ｘと略同じ位置に配されている。また、再帰反射部６の端部６ｙは、光分岐面５に平行な方向において、それぞれの再帰反射部６の端部６ｘよりディスプレイ部３側に配置されている。すなわち、複数の再帰反射部６は、光分岐面５上の端部６ｘからディスプレイ部３側に傾斜するように、また再帰反射面７を光分岐面５に向けるようにして、配置されている。
表示装置１Ｈにおいては、再帰反射部６は、光分岐面５に沿って所定の間隔をあけて複数配置されている。再帰反射部６の光分岐部側の端部６ｘは、光分岐面５上に配置されている。一方、再帰反射部６の光分岐部側とは反対側の端部６ｙは、光分岐面５に垂直な方向においてディスプレイ部３の光分岐部４側の端部３ｘと略同じ位置に配されている。また、再帰反射部６の端部６ｙは、光分岐面５に平行な方向において、それぞれの再帰反射部６の端部６ｘよりディスプレイ部３側に配置されている。すなわち、複数の再帰反射部６は、光分岐面５上の端部６ｘからディスプレイ部３側に傾斜するように、また再帰反射面７を光分岐面５に向けるようにして、配置されている。
【0076】
第一遮光部８は、再帰反射部６の他方の板面６ｂ、すなわち再帰反射面７とは反対側の板面に設けられている。
また、表示装置１Ｈでは、光分岐面５に平行な方向において、光分岐部４の最も端部４ｘ側に配置された再帰反射部６からの表面反射光Ｌ４を遮ることが可能な位置に、第二遮光部１０が配置されている。また、第二遮光部１０は、光分岐面５に当接するように設けられている。
また、表示装置１Ｈでは、光分岐面５に平行な方向において、光分岐部４の最も端部４ｘ側に配置された再帰反射部６からの表面反射光Ｌ４を遮ることが可能な位置に、第二遮光部１０が配置されている。また、第二遮光部１０は、光分岐面５に当接するように設けられている。
【0077】
第五実施形態の表示装置１Ｈでは、第一実施形態の表示装置１Ａ等と同様に、第一反射光Ｌ２は、再帰反射部６に入射し、再帰反射面７によって入射方向と同じ方向に再帰反射光Ｌ３として再帰反射される。再帰反射光Ｌ３は、光分岐面５に対して、ディスプレイ部３と対称な位置に空中像Ｉを形成する。一方、光分岐部４の最も端部４ｘ側に配置された再帰反射部６以外の再帰反射部６の再帰反射面７で表面反射された表面反射光Ｌ４が、その再帰反射面７に対向する第一遮光部８によって遮られる。
【0078】
以上説明した第五実施形態の表示装置１Ｈによれば、第四実施形態の表示装置１Ｇと同様の作用効果が得られる。また、第五実施形態の表示装置１Ｈによれば、第二遮光部１０を設けることで、ディスプレイ部３の直接像（図示略）を遮り、ユーザに対して直接像を見えないようにすることができる。
【0079】
図１０に示す表示装置１Ｊは、表示装置１Ｈの変形例である。
図１０に示すように、再帰反射部６は、再帰反射面７を光分岐面５に向けるように傾斜していれば、光分岐面５からディスプレイ部３側に離間していても構わない。また、再帰反射部６の傾斜角度を調整することで、空中像Ｉの観察位置に向って照射される再帰反射光Ｌ３および表面反射光Ｌ４のそれぞれの進行方向や量を調整し、空中像Ｉの大きさや形成位置を変更可能となる。
上述の表示装置１Ｊによれば、第五実施形態の表示装置１Ｈと同様の作用効果が得られる。
図１０に示すように、再帰反射部６は、再帰反射面７を光分岐面５に向けるように傾斜していれば、光分岐面５からディスプレイ部３側に離間していても構わない。また、再帰反射部６の傾斜角度を調整することで、空中像Ｉの観察位置に向って照射される再帰反射光Ｌ３および表面反射光Ｌ４のそれぞれの進行方向や量を調整し、空中像Ｉの大きさや形成位置を変更可能となる。
上述の表示装置１Ｊによれば、第五実施形態の表示装置１Ｈと同様の作用効果が得られる。
【0080】
（第六実施形態）
次いで、本発明に係る第六実施形態の表示装置１Ｋについて説明する。なお、図１１に示す第六実施形態の表示装置１Ｋの構成要素において、図１等に示す第一実施形態の表示装置１Ａの構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
次いで、本発明に係る第六実施形態の表示装置１Ｋについて説明する。なお、図１１に示す第六実施形態の表示装置１Ｋの構成要素において、図１等に示す第一実施形態の表示装置１Ａの構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【0081】
図１１に示すように、第六実施形態の表示装置１Ｋは、光源２を備えたディスプレイ部３と、光分岐部４と、再帰反射部（第一再帰反射部）６と、結像部２０と、を備えている。
【0082】
光分岐部４は、ディスプレイ部３の光源２から出射された第一出射光Ｌ１の出射方向を示す第一出射軸Ｊ１上に配置され、第一出射光Ｌ１の少なくとも一部を第一透過光として透過する。光分岐部４の一方の板面４ａには、光分岐面１６が設けられている。光分岐面１６は、光源２から発せられた第一出射光Ｌ１の一部を第一透過光Ｌ１２として透過すると共に、再帰反射部６によって再帰反射された再帰反射光Ｌ１３の少なくとも一部を表面反射させる。
【0083】
光分岐面１６は、ディスプレイ部３の端部３ｘから端部３ｙに向かうに従ってディスプレイ部３の板面３ａとの離間距離が小さくなるように、配置されている。光分岐面１６に垂直な方向において、光分岐部４の端部４ｘから端部４ｙに向かうに従ってディスプレイ部３との離間距離も小さくなる。すなわち、光分岐面１６は、ディスプレイ部３の板面３ａに対して、所定の角度で傾斜するように配置されている。
【0084】
再帰反射部６の再帰反射面７は、光分岐部４を透過した第一透過光Ｌ１２の少なくとも一部を再帰反射光Ｌ１３として再帰反射させる。再帰反射部６は、光分岐部４を挟んで第一出射軸Ｊ１上に配置されている。再帰反射面７は、ディスプレイ部３の板面３ａ側に向いている。すなわち、再帰反射部６は、ディスプレイ部３に対向している。
【0085】
結像部２０は、板状に形成され、光分岐部４の再帰反射部６側に光分岐部４の板面４ａに沿って配置されている。結像部２０は、再帰反射光Ｌ１３を表面反射かつ結像させる。
結像部２０は、例えば直交ミラーアレイ（crossed mirror array：ＣＭＡ）、エアリアルイメージング（aerial imaging：ＡＩ）プレート、２面コーナーリフレクターアレイ（dihedral corner reflector array：DCRA）、透明キューブアレイや直交する２層の矩形ミラーアレイ（double-layered arrays of rectangular mirrors : WARM）等である。
結像部２０は、例えば直交ミラーアレイ（crossed mirror array：ＣＭＡ）、エアリアルイメージング（aerial imaging：ＡＩ）プレート、２面コーナーリフレクターアレイ（dihedral corner reflector array：DCRA）、透明キューブアレイや直交する２層の矩形ミラーアレイ（double-layered arrays of rectangular mirrors : WARM）等である。
【0086】
第六実施形態の表示装置１Ｋでは、第一出射光Ｌ１は、結像部２０及び光分岐部４を透過し、第一透過光Ｌ１２として再帰反射部６に入射する。第一透過光Ｌ１２は、再帰反射面７によって、入射方向と同じ光路を該入射方向とは反対の方向に向かって、再帰反射光Ｌ１３として再帰反射される。再帰反射光Ｌ１３の一部は、光分岐面１６によって表面反射され、表面反射光Ｌ１４として空中像Ｉを形成する。光分岐部４を透過した再帰反射光Ｌ１３は、結像部２０によって表面反射光Ｌ１８として表面反射されると共に結像し、空中像Ｉを形成する。空中像Ｉの形成位置は、光分岐部４の板面４ａの方向を中心として光源２の位置と対称な位置となる。
【0087】
以上説明した第六実施形態の表示装置１Ｋによれば、ユーザは、光分岐部４の板面４ａと中心（すなわち、基軸）としてディスプレイ部３とは反対側の空間に、明るい空中像Ｉを観察することができる。また、再帰反射部６の再帰反射面７による表面反射光（図示略）は拡散され、基本的に縮小像が形成されないので、偽像等がユーザに観察されるのを回避することができる。
【0088】
（第七実施形態）
次いで、本発明に係る第七実施形態の表示装置１Ｍについて説明する。なお、図１２に示す第七実施形態の表示装置１Ｍの構成要素において、図１等に示す第一実施形態の表示装置１Ａの構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
次いで、本発明に係る第七実施形態の表示装置１Ｍについて説明する。なお、図１２に示す第七実施形態の表示装置１Ｍの構成要素において、図１等に示す第一実施形態の表示装置１Ａの構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【0089】
図１１に示すように、第七実施形態の表示装置１Ｍは、光源２を備えたディスプレイ部３と、光分岐部４と、再帰反射部（第一再帰反射部）６と、結像部２２と、を備えている。
【0090】
光分岐部４は、ディスプレイ部３の光源２から出射された第一出射光Ｌ１の第一出射軸Ｊ１上に配置され、第一出射光Ｌ１の少なくとも一部を第一反射光Ｌ２として表面反射させる。光分岐部４の一方の板面４ａには、光分岐面１６が設けられている。光分岐面１６は、第一出射光Ｌ１の一部を第一反射光Ｌ２として表面反射させると共に、再帰反射部６によって再帰反射された再帰反射光Ｌ３を透過する。
【0091】
光分岐面１６は、ディスプレイ部３の板面３ａに対向している。光分岐面１６は、ディスプレイ部３の端部３ｘから端部３ｙに向かうに従ってディスプレイ部３の板面３ａとの離間距離が小さくなるように、配置されている。光分岐面１６に垂直な方向において、光分岐部４の端部４ｘから端部４ｙに向かうに従ってディスプレイ部３との離間距離も小さくなる。すなわち、光分岐面１６は、ディスプレイ部３の板面３ａに対して、所定の角度で傾斜するように配置されている。
【0092】
再帰反射部６の再帰反射面７は、光分岐面１６によって表面反射された第一反射光Ｌ２の少なくとも一部を再帰反射光Ｌ３として再帰反射させる。再帰反射部６は、第一反射光Ｌ２の進行方向を示す第二出射軸Ｊ２上に配置されている。再帰反射面７は、光分岐部４の光分岐面１６に向いている。また、第二出射軸Ｊ２に平行な方向（すなわち、再帰反射面７に垂直な方向）において、光分岐面１６は、光分岐部４の端部４ｘから端部４ｙに向かうに従って光分岐部４の板面４ａとの離間距離が大きくなるように、配置されている。再帰反射面７は、ディスプレイ部３の板面３ａに対して光分岐部４の反射を介して対向するように配置されている。
【0093】
結像部２０は、板状に形成され、光分岐部４の再帰反射部６側に光分岐部４の板面４ａに沿って配置されている。結像部２０は、再帰反射光Ｌ３を透過し、かつ第一出射光を結像する。
結像部２０は、例えば直交ミラーアレイ（crossed mirror array : CMA）、エアリアルイメージング（ＡＩ）プレート，２面コーナーリフレクターアレイ（dihedral corner reflector array : DCRA），透明キューブアレイや直交する２層の矩形ミラーアレイ（double-layered arrays of rectangular mirrors : WARM）等である。
結像部２０は、例えば直交ミラーアレイ（crossed mirror array : CMA）、エアリアルイメージング（ＡＩ）プレート，２面コーナーリフレクターアレイ（dihedral corner reflector array : DCRA），透明キューブアレイや直交する２層の矩形ミラーアレイ（double-layered arrays of rectangular mirrors : WARM）等である。
【0094】
第七実施形態の表示装置１Ｍでは、第一出射光Ｌ１は、光分岐面１６によって表面反射され、第一反射光Ｌ２として再帰反射部６に入射する。第一反射光Ｌ２は、再帰反射面７によって、入射方向と同じ光路を該入射方向とは反対の方向に向かって、再帰反射光Ｌ３として再帰反射される。再帰反射光Ｌ３の一部は、光分岐部４及び結像部２２を透過し、空中像Ｉを形成する。一方で、光分岐部４を透過した第一出射光Ｌ１は、結像部２０によって表面反射光Ｌ２０として表面反射されると共に結像し、空中像Ｉを形成する。空中像Ｉの形成位置は、光分岐部４の板面４ａの方向を中心として光源２の位置と対称な位置となる。
【0095】
以上説明した第七実施形態の表示装置１Ｍによれば、第六実施形態の表示装置１Ｋと同様に、ユーザは、光分岐部４の板面４ａと中心（すなわち、基軸）としてディスプレイ部３とは反対側の空間に、明るい空中像Ｉを観察することができる。また、再帰反射部６の再帰反射面７による表面反射光（図示略）は拡散され、基本的に縮小像が形成されないので、偽像等がユーザに観察されるのを回避することができる。
【0096】
上述の各実施形態の表示装置によれば、明るい空中像Ｉを形成し、かつ偽像等の観察を防止することで、ユーザの注意を空中像Ｉのみに誘導することができる。また、光源２を備えたディスプレイ部３をユーザが直接見ることがないため、超高輝度の光源２を使用することができる。
【0097】
また、本発明を適用した表示方法は、光源２から第一出射光Ｌ１を出射させ、第一出射軸Ｊ１上の位置において第一出射光Ｌ１の少なくとも一部を光分岐部４によって第一反射光Ｌ２として再帰反射部６に向けて反射させるステップと、第二出射軸Ｊ２上の位置において第一反射光Ｌ２の少なくとも一部を再帰反射部６によって再帰反射光Ｌ３として光分岐部４に向けて再帰反射させるステップと、光反射部４で再帰反射光Ｌ３の少なくとも一部を透過させるステップと、再帰反射部６によって再帰反射光Ｌ３の観察位置に反射される表面反射光Ｌ４を第一遮光部８によって遮るステップと、を備えている。
【0098】
本発明を適用した表示方法は、光源２から再帰反射光Ｌ３の観察位置に直接照射される直接照射光Ｌ３を第二遮光部１０によって遮るステップをさらに備えていてもよく、表面反射光Ｌ４を第一遮光部８によって遮るステップを備えずに、直接照射光Ｌ３を第二遮光部１０によって遮るステップを備えていてもよい。
【0099】
上述の表示方法によれば、偽像や表面反射光Ｌ４がユーザに殆ど観察されないようにすることができる。
【0100】
以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【0101】
例えば、図１３に示すように、本発明に表示装置は、波長フィルム３０を備えていてもよい。図１３に示す表示装置１Ｎは、ディスプレイ部３（光源２）と、光分岐部４と、再帰反射部６と、第一遮光部８と、第二遮光部１０と、を備えている。なお、表示装置１Ｎの構成要素のうち、第一実施形態の表示装置１Ａや第二実施形態の表示装置１Ｂと共通する構成要素には、これらの表示装置と同一の符号を付し、その説明を省略する。
【0102】
再帰反射部６は既に説明したように板状に形成され、折り曲げ可能とされているが、表示装置１Ｎでは平面状に形成されている。再帰反射面７は、光分岐部４の光分岐面５に対向している。また、再帰反射部６は、一方の端部６ｘと光分岐部４の端部４ｙとの離間距離よりも他方の端部６ｙと光分岐部４の端部４ｘとの離間距離が大きくなるように、光分岐部４に対して、所定の角度で傾斜している。
【0103】
光分岐面５に垂直な方向において、第一遮光部８の一方の端部８ｘは、ディスプレイ部３の端部３ｘと端部３ｙとの間にある。同方向において、第一遮光部８の他方の端部８ｙは、ディスプレイ部３の端部３ｙより光分岐部４から離れている。第一遮光部８は、波長フィルム３０からの表面反射光を全て遮る位置に配されている。
【0104】
第二遮光部１０は、光分岐部４と面一に配されている。第二遮光部１０の一方の端部１０ｘは、再帰反射部６の端部６ｘの近傍に配されている。第二遮光部１０の他方の端部１０ｙは、光分岐部４の端部４ｙに接続されている。
【0105】
波長フィルム３０は、光分岐面５に沿う方向において再帰反射部６と第一遮光部８との間に配され、光分岐部４の端部４ｙの近傍から光分岐面５から遠ざかる方向に沿って延び、再帰反射部６側に凸となるように湾曲している。波長フィルム３０は、板状に形成され、折り曲げ可能、且つ透明な１／４波長板である。
【0106】
上述の表示装置１Ｎでは、再帰反射光Ｌ３の偏光は、波長フィルム３０を透過することで変化する。波長フィルム３０を通過後の再帰反射光Ｌ３の偏光面は光分岐面５で反射後に比べて９０度回転しているため，光分岐部４の光分岐面５に入射すると共に、光分岐部４を透過し、光分岐面５に対して、光源２、すなわちディスプレイ部３と対称な位置に空中像Ｉを形成する。一方、光分岐面５に沿う方向において第一遮光部８と波長フィルム３０との間の空間で、波長フィルム３０からの表面反射光Ｌ８による像Ｇができる。
【0107】
以上説明した表示装置１Ｎによれば、第一実施形態の表示装置１Ａと同様に、従来の表示装置では像が観察できなかった領域も含めて明るい空中像Ｉを観察することができる。また、図１３に示すように、表面反射光Ｌ４が第一遮光部８及び第二遮光部１０によって遮光され、ユーザが空中像Ｉを見た際に、表面反射光Ｌ８による像Ｇや、ディスプレイ部３の光分岐部４に対する鏡像の縮小像が第一遮光部８及び第二遮光部１０によって遮られる。そのため、偽像がユーザに観察されるのを防止することができる。
【0108】
また、図３に示す第二実施形態の表示装置１Ｂの変形例として、図１４に示す表示装置１Ｒが挙げられる。なお、表示装置１Ｒの構成要素のうち、第二実施形態の表示装置１Ｂと共通する構成要素には、これらの表示装置と同一の符号を付し、その説明を省略する。
【0109】
表示装置１Ｒにおいて、第二遮光部１０は、光分岐部４のディスプレイ部３（光源）と同じ側、すなわち光分岐面５に当接するように設けられている。つまり、第二遮光部１０は、光分岐部４に対して、ディスプレイ部３及び再帰反射部６と同じ側に配置されている。
【0110】
第二遮光部１０の一方の端部１０ｘは、第二実施形態の表示装置１Ｂの構成と同様に、表面反射光Ｌ４のうち光分岐部４の最も端部４ｙ寄りの表面反射光Ｌ４と光分岐部４の他方の板面４ｂとの交差位置近傍に配置されている。第二遮光部１０の他方の端部１０ｙの位置は、特に限定されないが、第二遮光部１０の大きさを最低限に抑える点から、第二遮光部１０の端部１０ｙは第一遮光部８の一方の端部８ｘに接続されている。
【0111】
さらに、表示装置１Ｒは、波長フィルム３０を備えていてもよい。本構成では、波長フィルム３０は、再帰反射部６の再帰反射面７に当接するように配置されている。
【0112】
表示装置１Ｒによれば、第二実施形態の表示装置１Ｂと同様の作用効果が得られる。また、表示装置１Ｒによれば、空中像Ｉの観察位置に照射される直接照射光Ｌ５が第二遮光部１０によって遮光され、ユーザが空中像Ｉを見た際に、ディスプレイ部３の直接像（図示略）が第二遮光部１０によって遮られる。そのため、偽像に加えてディスプレイ部３の直接像がユーザに観察されるのを防止することができる。また、波長フィルム３０が設けられていることで、再帰反射光Ｌ３に位相差を付与し、空中像Ｉを形成することができる。
【0113】
また、図７に示す第四実施形態の表示装置１Ｇの変形例として、図１５に示す表示装置１Ｐが挙げられる。表示装置１Ｐは、表示装置１Ｇの構成要素のうち、再帰反射部６、第一遮光部８、第二遮光部１０、及び突出部１４以外の構成要素を備え、表面反射抑制部４０をさらに備えている。なお、表示装置１Ｐの構成要素のうち、表示装置１Ｇと共通する構成要素には、これらの表示装置と同一の符号を付し、その説明を省略する。
【0114】
表面反射抑制部４０は、ディスプレイ部３と再帰反射部６と光分岐部４とに囲まれた空間を充填するように配置されている。図１５に示す構成では、表面反射抑制部４０は側面視で逆三角形となるように形成されている。表面反射抑制部４０の端面４０ａはディスプレイ部３の板面３ａに当接し、表面反射抑制部４０の端面４０ｂは再帰反射部６の再帰反射面７に当接し、表面反射部４０の端面４０ｃは光分岐部４の光分岐面５に当接している。表面反射抑制部４０の屈折率は、再帰反射部６の屈折率と同一である。
【0115】
表示装置１Ｐでは、第一実施形態の表示装置１Ａ等と同様に、第一反射光Ｌ２は、再帰反射部６に入射し、再帰反射面７によって入射方向と同じ方向に再帰反射光Ｌ３として再帰反射される。再帰反射光Ｌ３は、光分岐面５に対して、ディスプレイ部３と対称な位置に空中像Ｉを形成する。また、表示装置１Ｐでは、再帰反射部６と表面反射抑制部４０との間に屈折率差がないので、再帰反射部６での表面反射光を抑制することができる。このことによって、第一遮光部８、第二遮光部１０を設けずに済み、第四実施形態の表示装置１Ｇ等より表示装置１Ｐの構成を簡素にすることもできる。
【0116】
表面反射抑制部４０は、端面４０ａ，４０ｃ等での表面反射光を抑制する観点では前述のようにディスプレイ部３と再帰反射部６と光分岐部４とに囲まれた空間を充填するように配置されることが好ましいが、端面４０ｂが再帰反射面７と当接していれば図１６に示すように縮小されてもよい。図１６に示す表示装置１Ｑでは、表面反射抑制部４０の端面４０ａはディスプレイ部３の板面３ａとは離間し、表面反射抑制部４０の端面４０ｂは光分岐部４の光分岐面５とは離間している。表面装置１Ａでは、第一反射光Ｌ２は、表面反射抑制部４０の端面４０ａ，４０ｂで屈折して再帰反射面７に向かって進行すると共に、端面４０ａ，４０ｂの各々で表面反射され、表面反射光Ｌ９となる。表面反射抑制部４０の端面４０ａ，４０ｂは表面反射光Ｌ９が空中像Ｉを形成する再帰反射光Ｌ３の進行方向とは異なる方向に進行させるように配置されている。表示装置１Ｑによれば、表示装置１Ｐと同様の効果が得られると共に、表面反射抑制部４０の小型化によって表示装置１Ｑの製造コストを抑えることができる。
【0117】
前述の表示装置１Ｐ及び表示装置１Ｑでは、図１７及び図１８に示すように、再帰反射部６の再帰反射面７と表示反射抑制部４０の端面４０ｂとの間に、波長フィルム３０が設けられていてもよい。このような図１７及び図１８に示す表示装置１Ｒ，１Ｓよれば、表示装置１Ｎについて説明したように、再帰反射光Ｌ３に位相差を付与し、空中像Ｉを形成することができる。
【0118】
本発明に係る表示装置の別の変形例として、図１９に示す表示装置１Ｔが挙げられる。なお、表示装置１Ｔの構成要素のうち、第一実施形態の表示装置１Ａと共通する構成要素には、これらの表示装置と同一の符号を付し、その説明を省略する。
表示装置１Ｔでは、ディスプレイ部３が側面視で光分岐部４の下方にあり、不図示の空中像が上面視でディスプレイ部３と同じ位置、且つ側面視で光分岐部４の上方に形成される。
また、表示装置１Ｔは、図２０に示すように、波長フィルム３０を備えた表示装置１Ｕとしてもよい。本構成では、波長フィルム３０は、再帰反射部６の再帰反射面７に当接するように配置されている。表示装置１Ｕでは、図１４に示す表示装置１Ｒ等と同様の作用効果が得られる。本構成をはじめとする表示装置では、再帰反射部６を装置の上下方向や左右方向に曲げて凹面ミラーのように機能させてもよい。
表示装置１Ｔでは、ディスプレイ部３が側面視で光分岐部４の下方にあり、不図示の空中像が上面視でディスプレイ部３と同じ位置、且つ側面視で光分岐部４の上方に形成される。
また、表示装置１Ｔは、図２０に示すように、波長フィルム３０を備えた表示装置１Ｕとしてもよい。本構成では、波長フィルム３０は、再帰反射部６の再帰反射面７に当接するように配置されている。表示装置１Ｕでは、図１４に示す表示装置１Ｒ等と同様の作用効果が得られる。本構成をはじめとする表示装置では、再帰反射部６を装置の上下方向や左右方向に曲げて凹面ミラーのように機能させてもよい。
【実施例】
【0119】
次いで、本発明に係る各実施形態の表示装置の効果を裏付けるために行った実施例について説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【0120】
（実施例１）
図１に示す表示装置１Ａを構成するために、光源２として、可視光を発するＬＥＤを使用した。また、ディスプレイ部３の板面３ａに光源２を複数並べた特殊ディスプレイを用意した。光分岐部４には、ハーフミラーを使用した。再帰反射部６には、単位構造の大きさが約１８０μｍであり、透明プラスチックから構成された再帰反射シート（製品名： J701、製造元：リフレクサイト株式会社）を用いた。第一遮光部８としては、黒色のポリプロピレン板を用いた。
図１に示す表示装置１Ａを構成するために、光源２として、可視光を発するＬＥＤを使用した。また、ディスプレイ部３の板面３ａに光源２を複数並べた特殊ディスプレイを用意した。光分岐部４には、ハーフミラーを使用した。再帰反射部６には、単位構造の大きさが約１８０μｍであり、透明プラスチックから構成された再帰反射シート（製品名： J701、製造元：リフレクサイト株式会社）を用いた。第一遮光部８としては、黒色のポリプロピレン板を用いた。
【0121】
構築した表示装置１Ａにおいて、ディスプレイ部３で「ＡＩＲＲ」の文字を表示すると、図２１に示すように、「ＡＩＲＲ」の文字の空中像Ｉが観察されることを確認した。また、表面反射光および縮小像等による成分は見られなかった。
【0122】
（比較例１）
第一遮光部８を設けないこと以外は実施例１と同様に、図１に示す表示装置（表示装置１Ａにおいて第一遮光部８を省略したもの）を構成した。
本比較例の表示装置において、ディスプレイ部３で「ＡＩＲＲ」の文字を表示すると、図２２に示すように、「ＡＩＲＲ」の文字の空中像Ｉと共に、表面反射成分が観察されることを確認した。
第一遮光部８を設けないこと以外は実施例１と同様に、図１に示す表示装置（表示装置１Ａにおいて第一遮光部８を省略したもの）を構成した。
本比較例の表示装置において、ディスプレイ部３で「ＡＩＲＲ」の文字を表示すると、図２２に示すように、「ＡＩＲＲ」の文字の空中像Ｉと共に、表面反射成分が観察されることを確認した。
【0123】
以上説明した実施例及び比較例からもわかるように、本発明を適用した表示装置によれば、良好な空中像Ｉが得られると共に、表面反射光や縮小像、偽像が観察されるのを防止することができる。これにより、空中像Ｉへのユーザの視認度の向上が図られる。
【0124】
（実施例２）
次いで、図４に示す表示装置１Ｃを構成した。光源２を備えたディスプレイ部３には、スマートフォン（型番：ＸＰＥＲＩＡ ＳＯ－０１Ｇ、製造元：ＳＯＮＹ）を用いた。再帰反射部６には、再帰反射シート（製品名：ニッカライトＣＲＧ、製造元：日本カーバイド工業株式会社）を用いた。光分岐部４には、市販のアクリル板を用い、第一遮光部８には、ポリプロピレンからなる黒色のプラスチックダンボールを用いた。
次いで、図４に示す表示装置１Ｃを構成した。光源２を備えたディスプレイ部３には、スマートフォン（型番：ＸＰＥＲＩＡ ＳＯ－０１Ｇ、製造元：ＳＯＮＹ）を用いた。再帰反射部６には、再帰反射シート（製品名：ニッカライトＣＲＧ、製造元：日本カーバイド工業株式会社）を用いた。光分岐部４には、市販のアクリル板を用い、第一遮光部８には、ポリプロピレンからなる黒色のプラスチックダンボールを用いた。
【0125】
構築した表示装置１Ｃにおいて、ディスプレイ部３で「ＡＩＲＲ」の文字を表示すると、図２３に示すように、「ＡＩＲＲ」の文字の空中像Ｉが観察されることを確認した。また、表面反射光および縮小像等による成分は見られなかった。
【0126】
（比較例２）
第一遮光部８を設けないこと以外は実施例２と同様に、図４に示す表示装置（表示装置１Ｃにおいて第一遮光部８を省略したもの）を構成した。
本比較例の表示装置において、ディスプレイ部３で「ＡＩＲＲ」の文字を表示すると、図２４に示すように、「ＡＩＲＲ」の文字の空中像Ｉと共に、表面反射成分が観察されることを確認した。
第一遮光部８を設けないこと以外は実施例２と同様に、図４に示す表示装置（表示装置１Ｃにおいて第一遮光部８を省略したもの）を構成した。
本比較例の表示装置において、ディスプレイ部３で「ＡＩＲＲ」の文字を表示すると、図２４に示すように、「ＡＩＲＲ」の文字の空中像Ｉと共に、表面反射成分が観察されることを確認した。
【0127】
（実施例３）
次いで、図１２に示す表示装置１Ｍを構成した（図２５参照）。光源２を備えたディスプレイ部３、再帰反射部６、光分岐部４のそれぞれには、実施例２と同様のスマートフォン、再帰反射シート、アクリル板をそれぞれ用いた。結像部２２には、開口サイズが縦４ｍｍ×横４ｍｍ×高さ４ｍｍのＣＭＡを用いた。
次いで、図１２に示す表示装置１Ｍを構成した（図２５参照）。光源２を備えたディスプレイ部３、再帰反射部６、光分岐部４のそれぞれには、実施例２と同様のスマートフォン、再帰反射シート、アクリル板をそれぞれ用いた。結像部２２には、開口サイズが縦４ｍｍ×横４ｍｍ×高さ４ｍｍのＣＭＡを用いた。
【0128】
構築した表示装置１Ｍにおいて、ディスプレイ部３で「ＡＩＲＲ」の文字を表示すると、図２６に示すように、「ＡＩＲＲ」の文字の空中像Ｉが観察されることを確認した。また、表面反射光および縮小像等による成分は見られなかった。なお、本実施例では、ＣＭＡによって生じる散乱光が見られるが、ＣＭＡに照射される第一光Ｌ１の指向性を制限することによって、前述の散乱光は解消される。このように散乱光を解消する方法としては、例えばディスプレイ部３の板面３ａにルーバーフィルムを設ける方法等が挙げられる。
【0129】
（比較例３）
結像部２２を設けないこと以外は実施例３と同様に、図１２に示す表示装置（表示装置１Ｍにおいて結像部２２を省略したもの）を構成した。
本比較例の表示装置において、ディスプレイ部３で「ＡＩＲＲ」の文字を表示すると、図２７に示すように、「ＡＩＲＲ」の文字の空中像Ｉと共に、表面反射成分が観察されることを確認した。
結像部２２を設けないこと以外は実施例３と同様に、図１２に示す表示装置（表示装置１Ｍにおいて結像部２２を省略したもの）を構成した。
本比較例の表示装置において、ディスプレイ部３で「ＡＩＲＲ」の文字を表示すると、図２７に示すように、「ＡＩＲＲ」の文字の空中像Ｉと共に、表面反射成分が観察されることを確認した。
【産業上の利用可能性】
【0130】
本発明を適用した表示装置によれば、明るい空中像Ｉを形成すると共に、表面反射光や縮小像、偽像がユーザに観察されるのを防止し、上述のようにユーザの注意を空中像Ｉのみに誘導することができる。そのため、本発明を適用した表示装置があらゆる映像技術や撮像技術への応用が可能になることは勿論、特に空中像Ｉのみへの誘導が重視される映像技術や自動車・各種車両等のディスプレイにも非常に有用である。特に、自動車の操作パネル等に本発明を適用した表示装置を応用した場合には、誤操作の発生を未然に防ぐ効果が期待される。
【符号の説明】
【0131】
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ，１Ｇ，１Ｈ，１Ｊ，１Ｋ，１Ｍ，１Ｎ，１Ｒ，１Ｐ，１Ｑ，１Ｒ，１Ｓ，１Ｔ，１Ｕ…表示装置
２…光源
４…光分岐部
６…再帰反射部（第一再帰反射部）
８…第一遮光部
１０…第二遮光部
Ｌ１…第一出射光
Ｌ２…第一反射光
Ｌ３…再帰反射光
Ｌ４…表面反射光
２…光源
４…光分岐部
６…再帰反射部（第一再帰反射部）
８…第一遮光部
１０…第二遮光部
Ｌ１…第一出射光
Ｌ２…第一反射光
Ｌ３…再帰反射光
Ｌ４…表面反射光
【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】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
