特許 7572139 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】

(24)【登録日】2024-10-15

(45)【発行日】2024-10-23

(54)【発明の名称】表示装置

(51)【国際特許分類】

   G02B 30/56 20200101AFI20241016BHJP

   H04N 13/302 20180101ALI20241016BHJP

【ＦＩ】

G02B30/56

H04N13/302

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2021087518

(22)【出願日】2021-05-25

(65)【公開番号】P2022180814

(43)【公開日】2022-12-07

【審査請求日】2024-01-16

(73)【特許権者】

【識別番号】000010098

【氏名又は名称】アルプスアルパイン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100098497

【弁理士】

【氏名又は名称】片寄 恭三

(74)【代理人】

【識別番号】100099748

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 克志

(74)【代理人】

【識別番号】100103171

【弁理士】

【氏名又は名称】雨貝 正彦

(74)【代理人】

【識別番号】100105784

【弁理士】

【氏名又は名称】橘 和之

(72)【発明者】

【氏名】引地 和哉

(72)【発明者】

【氏名】安次嶺 勉成

【審査官】弓指 洋平

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－０３１９２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１９０４４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１４６５６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１９／０２８５９０４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１６／１９９９１７（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０２Ｂ ２７／００ー３０／６０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

再帰反射を利用して空中像を表示可能な表示装置であって、
画像を表示可能なディスプレイと、
前記ディスプレイから出射される光を反射するビームスプリッターと、
前記ビームスプリッターからの光を入射光と同一方向に反射する再帰反射部材と、
前記ディスプレイの傾斜角を可変する第１の可変手段と、
前記ビームスプリッターの傾斜角を可変する第２の可変手段と、
前記空中像を垂直方向から観察したとき、ユーザーの視界に前記ディスプレイの画像が入り込まないように前記第１および第２の可動手段を制御する制御手段と、
を有する表示装置。

【請求項2】

表示装置はさらに、前記ディスプレイ、前記ビームスプリッターおよび前記再帰反射部材を配置するハウジングを有し、
前記ハウジングの基準面に対する前記ディスプレイの傾斜角をΔDisplay、前記ハウジングの基準面に対する空中像の傾斜角をΔAerial、前記空中像と前記ディスプレイとの成す角をΔθとしたとき、前記制御手段は、前記第１および第２の可変手段に、
Δθ＝１８０－（ΔAerial＋ΔDisplay）≧９０度、
を満足させる、請求項１に記載の表示装置。

【請求項3】

前記ハウジングの基準面と直交する面に対する前記ビームスプリッターの傾斜角をΔBSとしたとき、前記制御手段は、前記第１および第２の可変手段に、
ΔAerial＝ΔBS×２＋ΔDisplay
を満足させる、請求項２に記載の表示装置。

【請求項4】

再帰反射を利用して空中像を表示可能な表示装置であって、
画像を表示可能なディスプレイと、
前記ディスプレイから出射される光を反射するビームスプリッターと、
前記ビームスプリッターからの光を入射光と同一方向に反射する再帰反射部材と、
前記ディスプレイの傾斜角を可変する第１の可変手段と、
前記ビームスプリッターの傾斜角を可変する第２の可変手段とを有し、
前記第１の可変手段は、前記第２の可変手段と連動する機構を含む、表示装置。

【請求項5】

表示装置はさらに、前記ディスプレイ、前記ビームスプリッターおよび前記再帰反射部材を配置するハウジングを有し、
前記ハウジングの基準面に対する前記ディスプレイの傾斜角をΔDisplay、前記ハウジングの基準面に対する空中像の傾斜角をΔAerial、前記空中像と前記ディスプレイとの成す角をΔθとしたとき、前記機構は、前記第１および第２の可変手段に、
Δθ＝１８０－（ΔAerial＋ΔDisplay）≧９０度、
を満足させる、請求項４に記載の表示装置。

【請求項6】

前記制御手段は、ユーザーの視点を算出し、算出した視点に基づき空中像を観察するときの最適角を推定し、推定した最適角に基づき前記第１および第２の可変手段を制御する、請求項１に記載の表示装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、再帰反射を利用して空中に像を表示する表示装置に関する。

【背景技術】

【0002】

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、特許文献１、２、３、４）。また、特許文献５は、ビームスプリッターとディスプレイを可動させ、空中像の平面像を良好に観察することができる表示装置を開示している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１７－１０７１６５号公報

【文献】特開２０１８－８１１３８号公報

【文献】特開２０１９－６６８３３号公報

【文献】特開２０１９－１０１０５５号公報

【文献】特開２０１３－１９０４４８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ＡＩＲＲ表示装置をデスク型とした場合、その機能として可動する空中像（または空中映像）が重要である。空中像を可動させることで、ユーザーが空中像を観察することができる視野角を広げ、ユーザーの身体的制限を大幅に改善することが期待できる。特許文献５の表示装置は、ビームスプリッターとディスプレイを可動させて空中像を制御しているが、空中像の観察中の視界にディスプレイ本体が入ってしまうことに対する対策が何ら講じられていない。

【0005】

空中像とディスプレイとが重なると、空中像にディスプレイの映像が入り込み、空中像の特徴である映像の浮遊感が損われてしまう。図１は、従来のデスク型の表示装置の構成を示す概略断面図である。表示装置１０は、画像を表示可能な画面を有するディスプレイ（光源）２０と、ビームスプリッター３０と、再帰反射部材４０と、ハウジングに設置された透明なガラス等のテーブル５０とを含む。

【0006】

ディスプレイ２０から出射された光は、その一部がビームスプリッター３０で反射され、その反射光が凹状の再帰反射部材４０に入射し、その入射光は、再帰反射部材４０によって入射光と同一方向に反射され、その反射光の一部がビームスプリッター３０、テーブル５０を透過し、再結像することで空中像６０が表示される。空中像６０は、ビームスプリッター３０の面に関しディスプレイ２０と対称の位置に生成される。ユーザーが観察できる空中像６０は、ユーザーの視点Ｕからビームスプリッター３０を介して再帰反射部材４０を見ることができる範囲に限られる。

【0007】

図示するように、ユーザーの視点Ｕからの視界にディスプレイ２０が入り込んでしまうと、ユーザーには、空中像６０とディスプレイ２０の画像２２とが重なって観察され、空中像６０の浮遊感が損なわれてしまう。

【0008】

本発明は、このような従来の課題を解決し、空中像にディスプレイの画像が入り込むのを防止する機能を備えた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】

【0009】

本発明に係る表示装置は、再帰反射を利用して空中像を表示可能なものであって、画像を表示可能なディスプレイと、前記ディスプレイから出射される光を反射するビームスプリッターと、前記ビームスプリッターからの光を入射光と同一方向に反射する再帰反射部材と、前記ディプレイの傾斜角を可変する第１の可変手段と、前記ビームスプリッターの傾斜角を可変する第２の可変手段とを有する。

【0010】

ある態様では、前記ディスプレイの傾斜角をΔDisplay、前記ビームスプリッターに関し前記ディスプレイと対称の位置に生成される空中像の傾斜角をΔAerial、前記空中像と前記ディスプレイとの成す角をΔθとしたとき、前記第１および第２の可変手段は、Δθ＝１８０－（ΔAerial＋ΔDisplay）≧９０度を満足させる。ある態様では、前記ビームスプリッターの傾斜角をΔBSとしたとき、前記第１および第２の可変手段は、ΔAerial＝ΔBS×２＋ΔDisplayを満足させる。ある態様では、前記第１の可変手段は、前記第２の可変手段と連動する機構を含む。ある態様では、表示装置はさらに、前記空中像を垂直方向から観察したとき、ユーザーの視界に前記ディスプレイの画像が入り込まないように前記第１および第２の可動手段を制御する制御手段を含む。ある態様では、前記制御手段は、ユーザーの視点を算出し、算出した視点に基づき空中像を観察するときの最適角を推定し、推定した最適角に基づき前記第１および第２の可変手段を制御する。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、ビームスプリッターおよびディスプレイを可動するようにしたので、空中像の可動域を拡張することができ、これにより、種々のユーザーのアイポイントから浮遊感のある空中像を観察させることができる。特に、空中像の角度依存性の高いビームスプリッターを可変することで、ディスプレイの可動を抑制しつつ空中像の可動域を広げることができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】従来の表示装置の構成を示す概略断面図である。

【図2】本発明の実施例に係る表示装置の概略断面図である。

【図3】本発明の実施例に係る表示装置のビームスプリッターとディスプレイとを可動させたときの空中像の可動を説明する図である。

【図4】本発明の実施例に係る表示装置のビームスプリッターとディスプレイを連結して可動する角度調整機構の一構成例を示す図である。

【図5】本発明の他の実施例に係る車載表示装置の構成例を示すブロック図である。

【図6】本発明の実施例に係る表示装置の実証例を説明する図である。

【図7】本発明の実施例に係る表示装置の実証例を説明する図である。

【図8】本発明の実施例に係る表示装置の実証例を説明する図である。

【図9】本発明の実施例に係る表示装置の実証例を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

本発明の表示装置は、特殊なメガネ等をかけなくても３次元空間内に再帰反射を用いた空中像または空中映像を表示する。以下の実施例の説明で参照される図面は、発明の理解を容易にするために誇大した表示を含んでおり、実際の製品の形状やスケールをそのまま表したものではないことに留意すべきである。

【実施例】

【0014】

次に、本発明の実施例について詳細に説明する。図２は、本発明の実施例に係る表示装置の構成を示す概略断面図である。本実施例の表示装置１００は、光源としてのディスプレイ１１０と、ビームスプリッター１２０と、再帰反射部材１３０と、デスクを構成するハウジング（筐体）の頂部に配置されたテーブル１４０とを含んで構成される。本実施例の表示装置１００は、ビームスプリッター１２０およびディスプレイ１１０を可動させることができ、これにより、空中像１５０が表示される位置または角度を変化させることができる。

【0015】

ディスプレイ１１０は、画像または映像を表示するための画面１１２を含み、当該画面１１２から一定の出射角または放射角で光を出射する。ディスプレイ１１０は、特に限定されないが、例えば、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、投射型プロジェクター、発光ダイオウード、レーザーダイオードなどを用いることができる。

【0016】

ディスプレイ１１０は、ハウジングの基準面Ｐに対して画面１１２の傾斜角が変化するように、その端部を支点として回転可能である。基準面Ｐは、例えば、鉛直面である。ディスプレイ１１０の傾斜角を可変する機構は、特に限定されないが、例えば、モーターによりディスプレイ１１０を回転させるようにしてもよいし、リンク機構などを用いて回転させるようにしてもよい。ここで、基準面Ｐとディスプレイ１１０の主面（画面１１２）との成す角をΔDisplayとする。

【0017】

テーブル１４０は、例えば、デスク型のハウジングの頂部に配置される。テーブル１４０は、ガラスまたはプラスチック等の透明が板状の部材であり、その主面が基準面Ｐに対して概ね９０度となるように固定される。

【0018】

テーブル１４０の下方にビームスプリッター１２０が配置される。ビームスプリッター１２０は、入射光を反射光と透過光に分離する半透明な光学部材であり、ディスプレイ１１０の画面１１２から出射された光の一部を再帰反射部材に向けて反射する。なお、ビームスプリッター１２０は、反射光量と透過光量とが等しいハーフミラーであってもよい。

【0019】

ビームスプリッター１２０は、基準面Ｐに対して主面の傾斜角が変化するように、その端部を支点として回転可能である。ビームスプリッター１２０の傾斜角を可変する機構は、特に限定されないが、例えば、モーターによりビームスプリッター１２０を回転させるようにしてもよいし、リンク機構などを用いて回転させるようにしてもよい。ここで、テーブル１４０の主面とビームスプリッター１２０の主面との成す角をΔBSとする。

【0020】

ディスプレイ１１０の下方に再帰反射部材１３０が配置される。再帰反射部材１３０は、入射光と同じ方向に光を反射する光学部材であり、その構成は、特に限定されないが、例えば、三角錐型再帰反射素子、フルキューブコーナー型再帰反射素子などのプリズム型再帰反射素子やビーズ型再帰反射素子によって構成される。再帰反射部材１３０は、例えば、凹面鏡のよう構成され、ビームスプリッター１２０から入射した光をビームスプリッター１２０に向けて反射する。

【0021】

空中像１５０は、ビームスプリッター１２０の主面に関し、ディスプレイ１１０と対称の位置に生成される。ここで、空中像１５０の主面と基準面Ｐとの成す角をΔAerialとし、空中像１５０の主面とディスプレイ１１０の主面とが成す角をΔθとする。

【0022】

ユーザーが観察できる空中像１５０は、ユーザーの視点Ｕからビームスプリッター１２０を介して再帰反射部材１３０を見ることができる範囲に限られる。また、ユーザーにとって空中像１５０を観察するための最適な角度または方向は、空中像１５０を真上から見る方向であり、つまり空中像１５０の主面と直角の方向である。この視点の方向から見た視界にディスプレイ１１０が入り込むと、空中像１５０にディスプレイ１１０の画像または映像が入り込み、空中像１５０の浮遊感が失われる。

【0023】

本実施例では、ユーザーの視界にディスプレイ１１０が入り込まないようにするため、空中像１５０とディスプレイ１１０との成す角Δθを９０度以上にする。
このときの関係を数式（１）に示す。
Δθ＝１８０－（ΔAerial＋ΔDisplay）≧９０°・・・（１）
Δθが９０度以上であれば、ユーザーは、ディスプレイ１１０の画面１１２の画像を見ることができない。

【0024】

数式（１）満たすためにΔDisplayを最小限に抑える。目的は、ΔAerialの可動域を広げることなので、そのためにはビームスプリッター１２０を可動するのが有効である。ビームスプリッター１２０を可動させたときのΔAerial、ΔBS、ΔDisplayとの関係を数式（２）に示す。
ΔAerial＝ΔBS×２＋ΔDisplay・・・（２）

【0025】

数式（２）に示すように、ディスプレイ１１０の可動よりもビームスプリッター１２０の可動がより空中像１５０の可動を大きくすることができ、ΔBS×２の分、ΔDisplayの可動を抑えることができる。ビームスプリッター１２０を可動させることで、ディスプレイ１１０の可動を最小限に抑えつつ、空中像１５０の可動域を広げ、数式（１）を実現させることができる。ディスプレイ１１０の可動を抑えることは、ハウジングの省スペース化にもつながる。

【0026】

図３に、ディスプレイ１１０とビームスプリッター１２０を可動させたときの空中像１５０の可動域を例示する。図３（Ａ）、（Ｂ）は、ディスプレイの傾斜角を比較的小さくした状態でビームスプリッター１２０を可動させたときの空中像１５０を示している。この場合、Δθが９０度以上であり、空中像１５０の可動は適度である。図３（Ｃ）、（Ｄ）は、図３（Ａ）、（Ｂ）のときよりもディスプレイの傾斜角を大きくした状態でビームスプリッター１２０を可動させたときの空中像１５０を示している。空中像１５０がテーブル１４０に向けてかなり傾斜し、Δθが９０度未満となる。この場合、空中像１５０の可動は過多である。

【0027】

図４（Ａ）に、本実施例の角度調整機構の一例を示す。角度調整機構１６０は、ディスプレイ１１０とビームスプリッター１２０とを連結する伸縮自在のリンク１７０を含む。リンク１７０の一方の端部は、ディスプレイ１１０の側部に沿って形成された溝内に回転可能にかつ摺動可能に接続され、他方の端部は、ビームスプリッター１２０の側部に沿って形成された溝内に回転可能にかつ摺動可能に接続される。角度調整機構２００は、数式（２）に示す関係を満足するようにディスプレイ１１０およびビームスプリッター１２０の双方を連動して回転させ、ΔBSとΔDisplayを調整し、空中像１５０を可動させる。

【0028】

一例として空中像１５０の可動範囲（ΔAerial）は、図４（Ｅ）の表に示すように０°～６０°を想定する。この表は、数式（２）に従い、ΔAerialを設定するときのビームスプリッター１２０の傾斜角（ΔBS）とディスプレイ１１０の傾斜角（ΔDisplay）の関係を例示している。また、図４（Ａ）～図４（Ｄ）は、当該表に規定するΔBS、ΔDisplayに従い、ΔAerial＝０°、ΔAerial＝１０°、ΔAerial＝３０°、ΔAerial＝６０°を設定した例を示している。例えば、ΔAerialを６０°に設定する場合、ΔBS＝１５°、ΔDisplay＝３０°に調整される。
これらの例において、図４（Ｄ）に示すΔAerial＝６０°のとき、数式（１）に規定するΔθ≧９０°の条件を満足する。すなわち、
Δθ＝１８０－（６０°＋３０°）＝９０°・・・（１）

【0029】

なお、図４（Ｅ）の表に規定するΔBS、ΔDisplayの傾斜角は一例であり、これ以外の傾斜角であってもよい。例えば、ΔAerialを３０°にする場合、数式（２）に従い、ΔBS＝１０°、ΔDisplay＝１０°にしてもよいし、ΔAerialを５０°にする場合、ΔBS＝２０°、ΔDisplay＝１０°にしてもよい。また、上記実施例では、角度調整機構１６０がビームスプリッター１２０とディスプレイ１１０とを連動させる例を示したが、これは一例であり、角度調整機構１６０は、ビームスプリッター１２０とディスプレイ１１０とをそれぞれ別個に独立した機構で回転ないし移動をさせるようにしてもよい。

【0030】

次に、本実施例の他の実施例について説明する。図５は、本実施例の表示装置の構成を示すブロック図である。表示装置２００は、ユーザーからの入力を受け取る入力部２１０、撮像部２２０、座席情報取得部２３０、記憶部２４０、表示部２５０、ビームスプリッター駆動部２６０、ディスプレイ駆動部２７０、音声出力部２８０および制御部２９０を含んで構成される。

【0031】

本実施例の表示装置２００は、例えば、車両に搭載される。撮像部２２０は、車内空間を撮像し、撮像した画像データを制御部２９０に提供する。座席情報取得部２３０は、車両に関する情報を取得する。座席情報は、例えば、座席のシート位置、背もたれの傾斜角などを含む。記憶部２４０は、表示装置２００に必要な種々のデータやアプリケーションソフトウエア等を格納する。例えば、ディスプレイ１１０に表示するための画像データや音声出力部２８０から出力する音声データなどを格納する。

【0032】

表示部２５０は、図２に示すようなディスプレイ１１０、ビームスプリッター１２０、再帰反射部材１３０、テーブル１４０等を含む。ビームスプリッター駆動部２６０は、ビームスプリッター１２０の傾斜角を可変する。例えば、ビームスプリッター駆動部２６０は、ビームスプリッター１２０に接続されたモーターを駆動し、その傾斜角を可変する。ディスプレイ駆動部２７０は、ディスプレイ１１０の傾斜角を可変する。例えば、ディスプレイ駆動部２７０は、ディスプレイに接続されたモーターを駆動し、その傾斜角を可変する。音声出力部２８０は、例えば、表示部１５０が表示する画像に対応する音声を出力する。制御部２９０は、表示部２５０が表示する画像を制御したり、ビームスプリッター駆動部２６０やディスプレイ駆動部２７０を制御する。

【0033】

ある態様では、制御部２９０は、ユーザーの視点から観察するときの空中像の最適角を推定し、推定した最適角に基づきビームスプリッター駆動部２６０およびディスプレイ駆動部２７０を制御し、Δθ≧９０°を実現する。

【0034】

空中像の最適角を推定するために、制御部２９０は、撮像部２２０で撮像された画像データを解析してユーザーの視点（三次元座標位置）を算出する。視点（アイポイント）は、左右の眼の中心位置とする。また、初期設定されたディスプレイ１１０の取り付け位置（高さや、角度（ΔDisplay）等）や、ビームスプリッター１２０の取り付け位置は既知とする。制御部２９０は、ビームスプリッターの主面に関し対称となる位置に空中像１５０が生成されること鑑み、算出された視点から空中像１５０を垂直方向に見るための空中像１５０の最適角（ΔAerial）を推定する。そして、推定された最適角に基づき数式（１）、（２）を満足するようにビームスプリッター１２０およびディスプレイ１１０を回転させる角度を算出し、算出された角度に従いビームスプリッター駆動部２６０およびディスプレイ駆動部２７０を制御する。

【0035】

例えば、空中像の最適角（ΔAerial）として４０°が推定されたとき、制御部２９０は、数式（２）または図４（Ｅ）の表によりΔBS＝１０°、ΔDisplay＝２０°を算出し、算出した値に基づきビームスプリッター駆動部２６０およびディスプレイ駆動部２７０の駆動を制御する。

【0036】

また、ユーザーの視点を算出する別の方法として、制御部２９０は、座席情報取得部２３０から取得された座席情報と、記憶部２４０に予め用意された標準的な身体情報（例えば、座高、シートに着座したときの頭部の高さなど）とを用いてユーザーの視点を算出するようにしてもよい。

【0037】

このように本実施例によれば、ユーザーの視点を算出し、算出した視点から空中像の最適角（ΔAerial）を推定し、推定した最適角に基づきビームスプリッター１２０およびディスプレイ１１０を回転させる角度を算出することで、ユーザーは、何ら操作することなく自動的にΔBSおよびΔDisplayの調整を行うことができる。その結果、ユーザーは、浮遊感のある空中像を観察することができる。

【0038】

上記実施例では、ΔBSおよびΔDisplayを自動的に調整するようにしたが、これに限らず、例えば、ユーザーは、ΔBSまたはΔDisplayを調整するための指示を入力部２１０から入力するようにしてもよい。

【0039】

上記実施例では、ビームスプリッター１２０と再帰反射部材１３０とを用いて空中像１５０を生成する例を示したが、ビームスプリッター１２０の代わりに偏光ビームスプリッターを用い、再帰反射部材１３０の上面側にλ／４板を配置するようにしてもよい。偏光ビームスプリッターは、ディスプレイ１１０からの光を反射し、λ／４板は、偏光ビームスプリッターで反射された光を入射し、入射した光に位相差π／２（９０度）を与えて透過させる。再帰反射部材１３０は、λ／４板を透過した光を入射光と同じ方向に反射する。再帰反射部材１３０で反射された光は、再びλ／４板を透過するとき、位相差π／２を与えられる。このため、λ／４板を透過した光は、λ／４板に入射したときの光と位相差πを有する。例えば、λ／４板に入射した光が直線偏光であれば、λ／４板を透過したとき円偏光（または楕円偏光）となり、この円偏光は、再帰反射部材１３０で奇数回再帰反射されたとき、逆方向の円偏光となり、この逆方向の円偏光がλ／４板を透過したとき、元の直線偏光とは１８０度異なる方向の直線偏光となる。こうして、λ／４板を透過した光が偏光ビームスプリッターに入射されると、その大部分が偏光ビームスプリッターを透過し、透過した光が結像し、空中像が形成される。

【0040】

次に、本実施例の表示装置における具体的な実証例について説明する。観察者の対象身長を１３０ｃｍ～１９０ｃｍとする。１３０ｃｍは、小学生の平均身長であり、１９０ｃｍは、大人の大部分の身長をカバーする。図６に、大人と小学生の平均座高を示す。また、アイポイント（視点）は、アイポイント＝座高－１０ｃｍで定義される。図６に、大人と小学生のアイポイントを示す。

【0041】

次に、人間工学に基づくデスク、椅子の最適値の算出方法は、次のようになる。
椅子の座面の高さ＝身長×０．２５－１
デスクの高さ＝（身長×０．２５－１）＋（身長×０．１８３－１）
例えば、日本人成人の平均身長は約１６５ｃｍであり、この場合、椅子の座面高さは３９ｃｍ、デスクの高さは６８ｃｍである。

【0042】

図７は、アイポイントから空中像の最適角（ΔAerial）の算出例を示す図である。図示するように、平均成人の座高＝８９ｃｍ、椅子の座面高さ＝３９ｃｍ、椅子の接地面からのアイポイントの高さ＝１１８ｃｍ、デスクの高さ６８ｃｍ、デスクと観察者との間の必要最低距離＝４５ｃｍとしたとき、空中像の最適角は、次式によって算出される。
ΔAerial＝cos（アイポイント－空中像の水平距離／アイポイント－空中像の実距離）
当該数式により、アイポイントの高さ１１８ｃｍのときのΔAerialは、４８度である。
ちなみに、アイポイントの高さが最大値である１３０ｃｍの場合、ΔAerialは５３度、最小値である１００ｃｍの場合、ΔAerialは３５度である。

【0043】

空中像の最適角がΔAerial＝４８°の場合、数式（１）のΔθ＝１８０°－（４８°＋４８°）＝８４°となり、Δθ＜９０°になる。ここでは、ビームスプリッター１２０が水平であり（ΔBS＝０°）、ビームスプリッター１２０の主面に関し対称であるディスプレイ１１０のΔDisplayは４８°である。この状態では、ユーザーの視界にディスプレイ１１０の映像が入り込んでしまう。

【0044】

そこで、本実施例では、図４（Ｅ）の表を参照し、最適角に最も近いΔAerial＝５０を参照し、ビームスプリッター１２０の角度をΔBS＝１５°、ディスプレイ１１０の角度をΔDisplay＝２０°に調整する。これにより、数式（１）のΔθ≒１８０°－（２０°＋４８°）≒１１２°となり、Δθ＞９０°とすることができる。

【0045】

図８は、座席の背もたれを傾斜させたときの空中像の最適角（ΔAerial）の算出例を示す図である。図示するように、平均成人の座高＝８９ｃｍ、椅子の座面高さ＝３９ｃｍ、背もたれの傾斜角＝４５°、デスクの高さ＝６８ｃｍ、デスクと観察者との間の必要最低距離＝４５ｃｍとしたとき、空中像の最適角は、次式によって算出される。
ΔAerial＝cos（１００．８５／１０４．３６）＝１５°

【0046】

背もたれを傾斜させた場合には、空中像の最適角が小さくなるため、空中像の可動域としては、図９に示すように０°～２０°の範囲も必要になる。この場合、ビームスプリッター１２０を可動させなくても、ユーザーの視界にはディスプレイ１１０の映像が入り込まない。

【0047】

このように本実施例の表示装置によれば、ΔAerialの角度依存性が高いビームスプリッター１２０を可動することにより、ディスプレイのみを可動とする場合と比較して空中像の可動域を広げることができる。また、ディスプレイの可動を最小限とすることでハウジングの省スペース化を図ることも期待することができる。また、アイポイントの異なる子供から大人まで、あるいは身体的特徴の異なるユーザーにとって、ディスプレイの映像が入り込まない、浮遊感のある空中像を観察することができる。

【0048】

以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明は、特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の要旨の範囲において、種々の変形、変更が可能である。

【符号の説明】

【0049】

１００：表示装置 １１０：ディスプレイ
１２０：ビームスプリッター １３０：再帰反射部材
１４０：テーブル １５０：空中像
１６０：角度調整機構 １７０：リンク

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】