CN107077003B - 光学器件 - Google Patents

Abstract

光学器件具备：导光板，其在与射出面平行的面内对光进行引导；多个光会聚部，由导光板引导的光射入该光会聚部，所述多个会聚部分别具有使实质上会聚于空间上的一个会聚点或会聚线的方向的射出光、或实质上从空间上的一个会聚点或会聚线发散的方向的射出光从射出面射出的光学面，多个光会聚部在与射出面平行的面内分别沿预先规定的线形成，会聚点或会聚线在多个光会聚部之间互不相同，通过多个会聚点或会聚线的集合而在空间上形成像。

Description

光学器件

技术领域

本发明涉及光学器件。

背景技术

已知有如下的可立体观看的显示装置，其具备：导光板、光源、在导光板的表面侧配置的视差屏障式或透镜阵列式的掩模或透镜阵列(例如，参照专利文献1。)。

专利文献1：(日本)特开2012－008464号公报

当使用掩模或透镜阵列时，会导致光学器件的构造变得复杂。另外，有时立体像变形而易于识别。再者，不容易通过来自透明的光学器件的光来形成立体的像。例如，如图92(a)所示，在用双眼观看显示了右眼用图像9001及左眼用图像9002的显示装置9000的情况下，以用右眼仅能看到右眼用图像9001、且用左眼仅能看到左眼用图像9002的情况开始，以在点9020的位置存在物体的方式进行观看，在该处对焦。点9020是将右眼用图像9001内的对应点9011和右眼相连的线与将左眼用图像9002内的对应点9012和左眼相连的线的交点。但是，当光学器件9000为透明时，观察者不仅能看到右眼用图像9001及左眼用图像9002，也能看到背景的物体9003。因此，容易在背景的物体9003上对焦。该情况下，例如图92(b)所示，观察者的眼中容易看成右眼用图像9001与左眼用图像9002分离。

发明内容

在第一方面中，光学器件具备：导光板，其在与射出面平行的面内对光进行引导；多个光会聚部，由导光板引导的光射入多个光会聚部，多个光会聚部分别具有使实质上会聚于空间上的一个会聚点或会聚线的方向的射出光、或实质上从空间上的一个会聚点或会聚线发散的方向的射出光从射出面射出的光学面，多个光会聚部在与射出面平行的面内分别沿预先规定的线而形成，会聚点或会聚线在多个光会聚部间互不相同，通过多个会聚点或会聚线的集合而在空间上形成像。

在第二方面中，光学器件具备：导光板，其在与射出面平行的面内对光进行引导；多个光会聚部，由导光板引导的光分别射入多个光会聚部，多个光会聚部分别在与射出面平行的面内、在与导光板的导光方向正交的方向上具有长度而形成，多个光会聚部分别具有投影到与射出面平行的面的法线的方向沿着各自的光会聚部的长度方向连续或断续地变化的光学面，通过使由导光板引导的光被光学面反射，从而使实质上会聚于空间上的一个会聚点或会聚线的方向的射出光、或实质上从空间上的一个会聚点或会聚线发散的方向的射出光从射出面射出，会聚点或会聚线在多个光会聚部所具有的多个光会聚部间互不相同，通过多个会聚点或会聚线的集合而在空间上形成像。

导光板引导的光在导光板内的各点的扩展角在与射出面平行的面内可以为5°以下。

在将导光板引导的光在导光板内的各点的扩展角设为θ、将沿多个光会聚部的形成方向的方向上的像的两个端点和多个光会聚部分别相连的线所成的角度设为Φ_Δp的情况下，可以满足1.5θ＜Φ_Δp/5。

在将导光板引导的光在所述导光板内的各点的扩展角设为θ、将像所具有的两个特征点和多个光会聚部分别相连的线投影到与导光板的导光方向及射出面正交的面上时该线所成的角度设为Φ_Δi的情况下，可以满足1.5θ＜2Φ_Δi。

在将导光板引导的光在导光板内的各点的扩展角设为θ、将在沿多个光会聚部的形成方向的方向上相邻的两个会聚点和多个光会聚部分别相连的线投影到与导光板的导光方向及射出面正交的面上时该线所成的角度设为Φ_Δr的情况下，可以满足1.5θ＜2Φ_Δr。

在将导光板的入光端面与射出面的中央之间的距离设为L、从入光端面射入的光的扩展宽度设为W的情况下，可以满足W≤L/10。

还可以具备：光源；遮光部，其设置在导光板的入光端面与光源之间，具有对从光源向入光端面射入的光进行限制的开口。

还可以具备：光源；准直部，其对来自光源的光进行准直并向导光板的入光端面射入。

多个光会聚部中的至少一个光会聚部还可以具有沿着该光会聚部的形成方向连续地配置的多个反射面。

就多个光会聚部的各个而言，与各个光会聚部的形成方向正交的方向的长度不超过在与各个光会聚部的形成方向正交的方向上相邻的光会聚部之间的距离的1/2。

多个光会聚部中的至少一个光会聚部可以包括形成衍射光栅的多个光学面。

多个光会聚部中的至少一个光会聚部可以包括形成柱面菲涅尔透镜的多个光学面。

多个光会聚部可以沿着直线、凹曲线或凸曲线而形成。

可以为：多个光会聚部中在导光板的射出面侧具有会聚点或会聚线的光会聚部、以及多个光会聚部中在导光板的射出面的相反侧具有会聚点或会聚线的光会聚部中的一方沿着凸曲线而形成，另一方沿着凹曲线而形成。

多个光会聚部可以在多个光会聚部之间沿着大致相似的线而形成。

可以为：多个光会聚部的各自的会聚点或会聚线上的点与导光板之间的距离越长，多个光会聚部在各自的光会聚部的形成方向上越长地形成。

多个光会聚部可以沿着圆锥面与导光板的交线而形成，所述圆锥面以多个光会聚部各自的会聚点或会聚线上的点为顶点，相对于预先规定的轴具有预先规定的立体角。

多个光会聚部中的至少一个光会聚部可以沿着该光会聚部的形成方向分割成多个部分。

在设将多个部分中的第一部分和会聚点或会聚线上的点相连的直线、与将与第一部分相邻的第二部分和会聚点或会聚线上的点相连的直线所成的角度为△ψ、设导光板引导的光在导光板内的各点的扩展角为θ的情况下，可以满足△ψ＜1.5θ。

将多个部分中的第一部分和会聚点或会聚线上的点相连的直线、与将与第一部分相邻的第二部分和会聚点或会聚线上的点相连的直线所成的角度可以不到5°。

在设将多个部分中的第一部分和会聚点或会聚线上的点相连的直线和将与第一部分相邻的第二部分和会聚点或会聚线上的点相连的直线所成的角度为△ψ、设导光板引导的光在导光板内的各点的扩展角为θ的情况下，可以满足△ψ＞θ/5。

将多个光会聚部各自的会聚点或会聚线、和各个光会聚部的沿着形成方向的方向上的两个端点相连的直线所成的角度可以在20°以上。

在与射出面平行的面内，多个光会聚部所具有的多个所述光学面的图案密度可以在30％以下。

多个光会聚部可以具有：第一光会聚部，其使实质上会聚于第一会聚点或第一会聚线的方向的射出光、或实质上从第一会聚点或第一会聚线发散的方向的射出光从射出面射出；第二光会聚部，其使实质上会聚于第二会聚点或第二会聚线的方向的射出光、或实质上从第二会聚点或第二会聚线发散的方向的射出光从射出面射出，第一会聚点或第一会聚线比第二会聚点或第二会聚线靠近射出面，第一光会聚部在将第一会聚点或第一会聚线上的点、和第二会聚点或第二会聚线上的点相连的直线与导光板相交的位置，可以不具有光学面。

多个光会聚部可以具有第一光会聚部，其使实质上从将光从射出面射出的空间的相反侧的空间中的第一会聚点或第一会聚线发散的方向的射出光从射出面射出，第一会聚点或第一会聚线在光从射出面射出的空间的相反侧的空间中，与应配置物体的位置相比，位于更离开导光板的位置，第一光会聚部在将第一会聚点或第一会聚线上的点和应配置物体的位置相连的直线与导光板相交的位置，不具有所述光学面。

还可以具备光转换部，其设置在光源与、导光板之间，将来自光源的光转换成在与射出面平行的面内、扩展角小的光。

还可以具备光转换部，其设置在光源与所述导光板之间，将来自光源的光转换成在与射出面平行的面内、在导光板的导光方向上会聚的光。

在沿着多个光会聚部的形成方向的方向上，被导光板引导的光可以从比多个光会聚部各自的中心的位置靠近导光板的端部的位置向导光板内射入。

导光板可以具有：平板状的第一导光部；平板状的第二导光部，其设置为与第一导光部大致平行；第三导光部，其将第一导光部和第二导光部连接，射入到导光板的光以第一导光部、第三导光部、第二导光部的顺序被引导，射出面由在第二导光部中与第一导光部相向的面的相反侧的面形成。

多个光会聚部可以分别使从各个光会聚部的位置朝向由导光板引导的光的方向侧的空间的射出光从射出面射出。

与射出面平行的面与光学面所成角的锐角可以不到30°。

多个光会聚部各自所具有的多个光学面可以沿着多个光会聚部各自的形成方向，以实质上相等的间距设置。

在沿着多个光会聚部各自的形成方向的方向上，多个光学面各自的长度可以与光会聚部各自的长度大致成反比。

多个光会聚部中的第一光会聚部所包含的至少一个光学面、和多个光会聚部中的第二光会聚部所包含的至少一个光学面可以作为在第一光会聚部及第二光会聚部的形成方向上相连且连续的反射面而设置。

需要说明的是，上述发明的概要并未例举本发明的全部特征。另外，这些特征组的子组合也仍可视为发明。

附图说明

图1概略地表示显示装置700以及被投影的立体像；

图2概略地表示作为光会聚部730的变形例的光会聚部732；

图3概略地表示作为显示装置700的变形例的显示装置102；

图4概略地表示入射光向一个反射面140的扩展角△θ与射出光的发散角Φ_Δ之间的关系；

图5是用于说明像6的特征点的概略图；

图6概略地表示定点和光会聚部应沿着的线的形状；

图7概略地表示定点和光会聚部应沿着的线的其他的形状；

图8概略地表示定点和光会聚部应沿着的线的其他的形状；

图9概略地表示定点和光会聚部应沿着的线的其他的形状；

图10概略地表示被分割配置的反射面；

图11概略地表示反射面的间距与入射光的扩展角△θ之间的关系；

图12表示像的识别度的实验结果；

图13概略地表示用于避免光会聚部的重合的配置例；

图14概略地表示用于避免光会聚部的重合的其他的配置例；

图15概略地表示提供多个反射面的一个光学元件；

图16概略地表示显示装置10的与yz平面平行的截面；

图17概略地表示显示装置10的与xz平面平行的截面以及由观察者视觉辨认的像等；

图18概略地表示图案部80；

图19概略地表示导光板7内的光及发射面42产生的反射光的情况；

图20概略地表示反射面46、反射面47及反射面48分别产生的反射光的情况；

图21是概略地表示作为图案部80的变形例的图案部1180的立体图；

图22是概略地表示作为图案部80的变形例的图案部1280的立体图；

图23概略地表示作为显示装置10的变形例的显示装置1000；

图24概略地表示作为显示装置10的变形例的显示装置1100；

图25概略地表示作为显示装置10的变形例的显示装置1200；

图26概略地表示作为显示装置10的变形例的显示装置1300；

图27概略地表示盖片1301的截面构造；

图28概略地表示主面72的反射面的设计例；

图29概略地表示主面72的反射面的设计例；

图30概略地表示在导光板7的附近设定了定点Pa时的反射面的设计例；

图31概略地表示反射面相对于导光板7附近的定点的两个设计例；

图32概略地表示反射面的配置的其他的设计例；

图33概略地表示图32中反射面的位置的设计例；

图34概略地表示显示装置100的设置例；

图35概略地表示显示装置100的利用例；

图36概略地表示显示装置100的利用例；

图37概略地表示显示装置100的显示例；

图38概略地表示显示装置100的其他的显示例；

图39概略地表示通过多个显示装置实现的一个连续的立体像的显示例；

图40概略地表示具有圆筒形的显示面的显示装置120的显示例；

图41概略地表示作为显示装置10的变形例的显示装置1400；

图42概略地表示利用了透光片1480的显示装置1500；

图43概略地表示作为显示装置10的变形例的显示装置1700；

图44概略地表示从导光板1707上形成的像识别到的像的一例；

图45概略地表示作为显示装置10的变形例的显示装置1800；

图46概略地表示显示装置1800的xz面的剖面图；

图47概略地表示作为显示装置10的变形例的显示装置1900；

图48概略地表示显示装置1800的利用例；

图49概略地表示作为显示装置10的变形例的显示装置2000；

图50概略地表示光源的切换实现的立体像的切换；

图51概略地表示立体像的其他的切换例；

图52概略地表示立体像的其他的切换例；

图53概略地表示三个光源实现的彩色立体像的显示例；

图54概略地表示用于进行图像的切换的其他的构成例；

图55概略地表示作为显示装置10的变形例的显示装置2500；

图56是概略地表示作为显示装置10的变形例的显示装置2600的立体图；

图57概略地表示作为导光板2607的变形例的导光板2707；

图58概略地表示作为显示装置10的变形例的显示装置2800；

图59概略地表示作为显示装置10的变形例的显示装置3000；

图60概略地表示显示装置3000所具有的反射面产生的反射光；

图61概略地表示作为显示装置10的变形例的显示装置3100；

图62概略地表示作为显示装置10的变形例的显示装置3200；

图63概略地表示作为显示装置10的变形例的显示装置3300；

图64概略地表示作为显示装置10的变形例的显示装置4000；

图65概略地表示作为显示装置10的变形例的显示装置4000；

图66概略地表示作为显示装置4000的变形例的显示装置4400；

图67是概略地说明光会聚部730实现的光会聚于定点的图；

图68概略地表示作为显示装置700的变形例的显示装置800；

图69概略地表示使一边在x轴方向上会聚一边前进的光射入的其他的构成；

图70概略地表示利用一边会聚一边前进的光束的显示装置的一例；

图71概略地表示作为图案部80的变形例的图案部180；

图72概略地表示提供多个反射面的一个光学元件的形成方法；

图73概略地表示提供多个反射面的一个光学元件的其他的形成方法；

图74概略地表示作为光源21的变形例的光源1401；

图75表示使光源21与导光板7之间光学地紧密贴合的构成；

图76概略地表示作为显示装置1800的变形例的显示装置1850；

图77是说明用于提高立体像的灰度的构成的图；

图78概略地表示作为显示装置1900的变形例的显示装置1950；

图79表示导光板7的反射面的设计方法的其他的例子；

图80表示与主面72附近的定点Pb对应的反射面的设计例；

图81示意性地表示将多个反射面整体周期性配置的例子；

图82是说明光可从导光板7射出的角度范围的图；

图83表示用于在离开反射面排列的方向的位置上形成像的构成；

图84表示端面73在端部具有倾斜面的方式；

图85概略地表示使用了使传播光相对于y轴倾斜的显示装置6700的检票机系统6800；

图86概略地表示检票机系统6900中适用的显示装置6910；

图87是检票机系统6900的A部的剖面图；

图88示意性地表示可对像6916进行视觉辨认的通过者的位置关系；

图89表示用于使导光板7的入射光接近于平行光的构成；

图90概略地表示多眼式立体显示装置中的课题；

图91概略地表示本实施方式；

图92概略地表示透明的光学器件实现的立体显示的课题。

标记说明

10、100、102、110、120、1000、1100、1200、1300、1400、1500、1700、1800、1900、2000、2100、2200、2300、2400、2400、2500、2600、2800、3000、3100、3200、3300、4000、5000：显示装置

1021：光源

1024：发光部

1025：开口

1026：遮光部

112：光学元件

1121：光源

1122：光源部

1124：发光部

113：反射面

1180：图案部

1181：反射面

1182：侧面

1183：侧面

1184：背面

1186：前缘

1187：后缘

1221：光源

1224：发光部

1228：透镜

1280：图案部

1281：反射面

1284：后面

1286：前缘

1301、1302：盖片

1303、1304、1410：粘接层

1310：基材层

1311、1312：表面层

140、141、142、143、144：反射面

1407、1507：导光板

1440：光会聚部

1441、1446：反射面

1471、1472：主面

1472：主面

1480：透光片

150、151、152、159：反射面

1521：光源

1560：二维显示区域

161、162、163、164：反射面

1707：导光板

171、172：主面

1722：光源

1730：立体像

1732：二维像

1740：光会聚部

1775：侧面

1790：散射图案组

1804：立体像

181：线

1811：第一单元

1812：第二单元

1813：第三单元

182：线

1821：光源

1822、1823：光源

1870、1872：遮光部

1880、1882：粘接层

190：线

200：圆锥

202：交线

2021、2022、2023：光源

21：光源

210：圆

2121、2122、2123、2124：光源

220：投影轴

2421：第一光源

2422：第二光源

2550：柱面透镜

2607、2707：导光板

2750：柱面透镜部

2770：平坦部

2850：柱面透镜

30：光会聚部

300：观察者

3021：光源

3107：导光板

3121：光源

3141、3142、3143：反射面

32：光会聚部

3207：导光板

3221：光源

3241、3242、3243：折射面

33：光会聚部

3307：导光板

3321：光源

3341、3342、3343：反射面

34、35、36、40：光会聚部

4006：立体像

4007：导光板

4010：直线

4040：光会聚部

4071：主面

4072：主面

41：反射面

410：广告牌

4141、4142、4143：反射面

42、43、4144、4143、4342、4241、4242：反射面

4441、4442、4443、4444：反射面

420：指纹检测装置

430：立体像

44、45、46、47、48：反射面

50：光会聚部

500：部分

5000：显示装置

5002：商品

5006：立体像

5007：导光板

5010、5020：直线

5040：光会聚部

5071、5072：主面

510：部分

5141、5142、5143：反射面

540、550：立体像

7：导光板

70：导光板

700：显示装置

5、6、706：像

707：导光板

71、72：主面

730、732：光会聚部

740：部分

73、74、75、76：端面

771、772：主面

773、774、775、776：端面

790：线

79：平坦面

80：图案部

81、281：反射面

82、83、282、283：侧面

84：背面

86：前缘

1941、1942、1943：遮光部

1921、1922、1923：光源

6101、6102、6103、6104、6105：光会聚部

具体实施方式

以下，通过发明的实施方式对本发明进行说明，但以下的实施方式不对权利要求书的发明构成限定。另外，实施方式中说明的特征的全部组合对发明的解决手段而言不一定都是必须的。

图1概略地表示一实施方式的显示装置700以及投影到空间上的立体像。显示装置700形成文字“A”的像706作为空间上的立体像。需要说明的是，为了使说明便于理解，实施方式的说明中使用的图为概略或示意性的图，有时不按照实际的比例进行描绘。

此外，立体像是指以位于与显示装置的显示面上不同的位置的方式被识别的像。立体像也包括例如看起来从显示装置的显示面浮起的二维像。即，立体像是指如下的概念，即，不仅包括作为立体的形状被识别的像，也包括在与显示装置的显示面上不同的位置被识别的二维形状的像。

显示装置700具备导光板707和光源21。导光板707由透明且折射率较高的树脂材料成形。形成导光板707的材料可以是例如聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、玻璃等。

导光板707具有将光射出的射出面即主面771、和主面771的相反侧的主面772。另外，导光板707具有导光板707的四方的端面即端面773、端面774、端面775及端面776。端面773是导光板707的入光端面。在端面773设有光源21，来自光源21的光从端面773射入导光板707。端面774是端面773的相反侧的面。端面776是端面775的相反侧的面。导光板707在与主面771平行的面内引导光。

在实施方式的说明中，有时使用x轴、y轴及z轴的右手系的正交坐标系。z轴方向由与主面771垂直的方向规定。将从主面772向主面771的方向规定为z轴正方向。另外，y轴方向由与端面773垂直的方向规定。将从端面773向端面773的方向规定为y轴正方向。x轴是与端面775及端面776垂直的方向，将从端面775向端面776的方向规定为x轴正方向。此外，为了避免冗长的记载，有时将与xy平面平行的面称作xy面，将与yz平面平行的面称作yz面，将与xz平面平行的面称作xz面。

在导光板707的主面772形成有包括光会聚部730a及光会聚部730b在内的多个光会聚部730。导光板7在与主面771平行的面内对来自光源21的光进行引导使其呈面状扩展。光会聚部730分别由菲涅尔透镜的一部分形成。光会聚部730沿x轴方向实质上连续地形成。此外，可以在起到菲涅尔透镜的功能的光会聚部730的多个折射面(棱镜面)之间设有间隙。由导光板707引导的光向光会聚部730的x轴方向的各位置射入。光会聚部730使射入光会聚部730的各位置的光实质上会聚于与光会聚部730分别对应的定点。图1中表示来自光会聚部730的多条光线会聚的样子。

具体地，光会聚部730a与像706上的定点PA对应。光会聚部730a的来自各位置的光线会聚于定点PA。因此，来自光会聚部730a的光的波面成为像从定点PA发出的光的波面。光会聚部730b是与像706上的定点PB对应的光会聚部。从光会聚部730b发出的来自各位置的光线会聚于定点PB。这样，任意的光会聚部730的来自各位置的光线实质上会聚于与光会聚部730对应的定点。由此，通过任意的光会聚部730，可提供从对应的定点发出光那样的光的波面。各光会聚部730所对应的定点互不相同，通过分别与光会聚部730对应的多个定点的集合，在空间上形成像706。这样，显示装置700在空间上投影立体像。

如后述，在xy面内，由导光板707引导而通过导光板707内的各位置的光束以将导光板707内的各位置和光源21相连的方向为中心具有比规定值小的扩展角。另外，在包含将导光板707内的各位置和光源21相连的线且与xy正交的面内，由导光板707引导而在导光板707内的各位置通过的光束以将导光板707内的各位置和光源21相连的方向为中心具有比规定值小的扩展角。在光会聚部730设置在离开光源21的位置的情况下，由导光板707引导而向光会聚部730射入的光束大致以y轴方向为中心，在xy面内不扩展。因此，例如，在包含PA且与xz平面平行的面，来自光会聚部730a的光实质上会聚于一个定点。需要说明的是，在本说明书中，在导光板内的点通过的光束的扩展是指，该光束视为从该点发散的光的情况下的光的扩展。另外，在导光板内的点通过的光束的扩展有时仅称作光的扩展。

此外，在向光会聚部730射入的光沿z方向具有扩展的情况下，如后述，来自光会聚部730的光会聚于包含空间上的定点在内的沿y轴的线上。在此特别地，由于说明向光会聚部730射入的光的xy面内的光的扩展、以及来自光会聚部730的光的xz面内的会聚性，故而以来自光会聚部730的光会聚于定点进行说明。

如图示，光会聚部730a沿线790a而形成。光会聚部730b沿线790b而形成。在此，线790a、线790b为与x轴平行的直线。任意的光会聚部730沿与x轴平行的直线实质上连续地形成。这样，光会聚部730分别在与主面771平行的面内，在与导光板707的导光方向垂直的方向上具有长度地形成。

这样，在与主面771平行的面内，光会聚部730分别沿预先规定的线而形成。然后，光会聚部730各自被射入由导光板707引导的光，并使实质上会聚于空间上的一个会聚点的方向的射出光从主面771射出。此外，在定点位于导光板707的主面772侧的情况下，射出光成为从定点发散的方向。因此，在定点位于导光板707的主面772侧的情况下，光会聚部730所具有的反射面使实质上从空间上的一个会聚点发散的方向的射出光从主面771射出。

图2概略地表示作为光会聚部730的变形例的光会聚部732。图2(b)中表示的光会聚部732是对应于将图2(a)中表示的光会聚部730沿x轴方向分割成多个部分740a、部分740b、部分740c、部分740d、部分740e、部分740f、部分740g及部分740h。光会聚部730具有沿光会聚部730的长度方向连续地变化的光学面，与此相对，光会聚部732如部分740a、部分740b、部分740c、部分740d、部分740e、部分740f、部分740g及部分740h那样，具有沿光会聚部732的长度方向断续地变化的光学面。光会聚部732的分别来自各部分740的光会聚于与光会聚部732对应的同一定点。在该定点，分别来自各部分740的光的x轴方向的光的强度分布在定点的位置实质上具有间距，成为随着从定点离开而急剧减少的分布。另一方面，在将光会聚部730的光学面设为沿x轴方向不分离而连续的光学面的情况下，会导致来自光学面中某部分面的光与来自该部分面的周围的光学面的光局部重合。因此，与将部分740沿x轴方向稍分开设置的情况相比，在来自其对应的部分面的光的x轴方向的强度分布会产生扩展。即，通过将光会聚部分割成多个部分740而分开设置，与不分开的情况相比，能够减小分别来自各部分740的光的强度分布的扩展。这样，通过将光会聚部分割成多个部分，会产生所谓的黑底(black matrix)效应，像的对比度提高。

此外，作为光会聚部730及光会聚部732，也可以代替柱面式等的菲涅尔透镜而适用衍射光栅。另外，作为光会聚部730及光会聚部732，也可以适用由等离子体等的反射面形成的光会聚部。对由反射面形成的情况进一步说明。

图3概略地表示作为显示装置700的变形例的显示装置102。与显示装置700相同，显示装置102在空间上形成文字“A”的像6。

显示装置102具备导光板70和光源21。导光板70具有主面171及主面172。主面171是导光板70的光射出面。主面172是主面172的相反侧的面。导光板70对应于导光板707。主面171对应于主面771，主面172对应于主面772。

在导光板70的主面172形成有包括光会聚部30a及光会聚部30b在内的多个光会聚部30。光会聚部30a是与像6上的定点P1a对应的光会聚部。

光会聚部30分别具有多个反射面。光会聚部30对应于由多个反射面形成光会聚部730的构成。光会聚部30a所具有的反射面产生的多个反射光的光线会聚于定点P1a。光会聚部30b是与像6上的定点P1b对应的光会聚部。光会聚部30b所具有的反射面产生的多个反射光的光线会聚于定点P1b。这样，任意的光会聚部30各自所具有的反射面的反射光会聚于与光会聚部30对应的定点。各光会聚部30所具有的反射面的投影到与主面171平行的面上的法线的方向沿各光会聚部30的长度方向断续地变化，以使来自各会聚部30的光会聚于各自对应的定点。各光会聚部30所对应的定点P1互不相同，通过多个定点P1的集合，在空间上形成像6。

此外，在向光会聚部30的反射面射入的光沿z方向具有扩展的情况下，如后述，光会聚部30的反射面产生的反射光会聚于包含空间上的定点P1在内的沿y轴的线上。在此特别地，由于说明向反射面射入的光的xy面内的光的扩展、以及反射光的xz面内的会聚性，故而以反射光会聚于定点P1进行说明。

如图示，光会聚部30a沿线190a而形成。例如，光会聚部30a沿线190a连续地配置有多个反射面而形成。在此，线190a是与x轴平行的直线。任意的光会聚部30沿与x轴平行的直线连续地配置多个反射面而形成。这样，光会聚部30分别在与主面171平行的面内，在与导光板70的导光方向垂直的方向上具有长度而形成。

这样，在与主面171平行的面内，光会聚部30分别沿预先规定的线而形成。然后，光会聚部30各自被射入由导光板70引导的光，并具有使实质上会聚于空间上的一个会聚点的方向的射出光从主面171射出的反射面。此外，在定点P1位于导光板70的主面172侧的情况下，射出光成为从定点P1发散的方向。因此，在定点P1位于导光板70的主面172侧的情况下，光会聚部30所具有的反射面使实质上从空间上的一个会聚点发散的方向的射出光从主面171射出。

此外，优选的是，光会聚部30各自与线190正交的方向的长度dy不超过在与线190正交的方向上相邻的其他的光会聚部30之间的距离Dy的1/2。例如，dy可以为Dy的大约1/2。由此，可抑制形成像6的会聚点呈台阶状。

图4概略地表示向一个反射面140的入射光的扩展角△θ与射出光的发散角Φ_Δ之间的关系。需要说明的是，△θ是反射面140中导光板70所引导的光的扩展角。具体地，△θ为xy面内的扩展角，即，与主面171平行的面内的扩展角。△θ在角度方向的光强度分布中可以是光强度为最大值一半的位置的宽度(半峰全宽)。

在图4中，△x表示定点P1处的反射面140产生的射出光的x轴方向的扩展。d表示从主面172到定点P1的距离。在此，向反射面140的入射光及反射面140产生的射出光的光的扩展比规定值小。具体地，将△x及△θ设为微小的。该情况下，Φ_Δx＝△x/d大致成立。

实际上，由于射出光受到主面171的折射等的影响等，故而发散角Φ_Δx大于△θ。在此，将发散角Φ_Δx设为△θ的Cα倍。Cα为大于1的值。作为一例，作为Cα可适用1.5。

在此，在定点P1位于主面171侧的情况、即定点P1位于观察者侧的情况下，d优选为8mm以上。这是由于，如果d小于8mm，则有时不能识别成立体像。另外，△x优选为1mm以下。这是由于，如果△x超过1mm，则有时不能以足够的分辨率形成标识等的像。

因此，Φ_Δx优选为atan(1/8)以下。即，△θ优选为满足Cα×△θ≤atan(1/8)。考虑Cα，优选使△θ为5°以下。

图5是用于说明像6的特征点的概略图。作为特征点，可示例出预先规定的方向上的像的端点、构成像的直线的至少一方的端点、构成像的两条线的交点、构成像的线的拐点等。端点a1、端点a2、端点a3及交点a4为像6的特征点。

端点a1位于像6上的点中、在x轴方向上最靠负向侧。端点a2位于像6上的点中、在x轴方向上最靠正向侧。Φ_Δx为将端点a1和主面172上的点Q1相连的直线、与将端点a2和主面172上的点Q1相连的直线投影到xz面时该线所成的角度。在该情况下，△θ优选满足Cα×△θ＜(Φ_Δp/10)×Cβ。在此，Cβ为大于1的常数。具体地，作为Cβ优选适用2。这样，在导光板70引导的光的扩展角设为△θ，将沿预先规定的线的方向上的像的两个端点和多个光会聚部30分别相连的线投影到xz面时该线所成的角度设为Φ_Δp的情况下，优选满足1.5△θ＜Φ_Δp/5。由此，观察者能够清楚地识别像6。此外，在需要在以最低N分割的会聚点形成像6的情况下，△θ优选满足Cα×△θ＜(Φ_Δp/N)×Cβ。

端点a1为边s1的一端点，端点a3为边s1的另一端点。交点a4为边s2与边s3的交点。Φ_Δia为将点Q1和端点a1相连的直线、与将点Q1和端点a3相连的直线所成的角度。Φ_Δib为将端点a3和点Q1相连的直线、与将交点a4和点Q1相连的直线所成的角度。需要说明的是，Φ_Δia及Φ_Δib为xz面内的角度。该情况下，△θ优选满足Cα×△θ＜Cβ×Φ_Δia。另外，△θ优选满足Cα×△θ＜Cβ×Φ_Δib。这样，在将像所具有的两个特征点和多个光会聚部30分别相连的线投影到xz面时该线所成的角度设为Φ_Δi的情况下，△θ优选满足Cα×△θ＜Cβ×Φ_Δi。具体地，△θ优选满足1.5△θ＜2Φ_Δi。通过满足该条件，观察者容易识别像6的特征部分，故而观察者容易将像6识别为立体像。

定点P1d是在y轴方向上与定点P1b相邻的、边s2上的定点。Φ_Δr为将点Q2和定点P2相连的直线、与将点Q2和定点P4相连的直线所成的角度。Φ_Δr也为xz面内的角度。该情况下，△θ优选满足Cα×△θ＜Cβ×Φ_Δr。这样，在将沿着形成光会聚部30的线的方向上相邻的两个会聚点和多个光会聚部30分别相连的线所成的角度设为Φ_Δr的情况下，优选满足Cα×△θ＜Cβ×Φ_Δr。具体地，△θ优选满足1.5△θ＜2Φ_Δr。通过满足该条件，观察者能够更清楚地识别像6。

图6概略地表示定点和光会聚部30应沿着的线的形状。图6是与设计上想定的观察者的移动方向一起概略地表示四个定点P2及主面172的立体图。

定点P2a位于距主面172距离d2的z轴负方向的位置。定点P2b位于距主面172距离d1的z轴负方向的位置。定点P2c位于主面172上。定点P2d位于距主面172距离d1的z轴正方向的位置。定点P2e位于距主面172距离d2的z轴正方向的位置。此外，设为0＜d1＜d2。

如图6所示，在设计上想定的观察者的移动方向与x轴平行的情况下，光会聚部应沿着的线191为与x轴平行的直线。具体地，直线191a、直线191b、点191c、直线191d、直线191e分别为与定点P2a、P2b、P2c、P2d及P2e对应的光会聚部30应沿着的线或点。

另外，在将视角固定的情况下，直线191的长度和与光会聚部30对应的定点与导光板70之间的距离呈比例。这样，光会聚部30的各会聚点与导光板70之间的距离越长，光会聚部30在沿着预先规定的线191的方向上形成得越长。

图7概略地表示定点和光会聚部30应沿着的线的其他形状。图7是与设计上想定的观察者的移动方向一起概略地表示四个定点P2及主面172的立体图。

在图7的例子中，设计上想定的移动方向为绕与y轴平行的轴ax旋转移动的方向。凹曲线192a、凹曲线192b、点192c、凸曲线192d、凸曲线192e分别为与定点P2a、P2b、P2c、P2d及P2e对应的光会聚部30应沿着的线或点。

在图7的例子中，在导光板70外与会聚点对应的光会聚部30沿着凹曲线或凸曲线而形成。具体地，在导光板70的射出面侧具有会聚点的光会聚部30沿着凸曲线而形成，在导光板70的射出面的相反侧具有会聚点的光会聚部30沿着凹曲线而形成。如与图32相关联地后述，光会聚部30沿着圆锥面与导光板70的交线而形成，所述圆锥面将各会聚点设为顶点，相对于预先规定的轴具有预先规定的立体角。此外，对于任意的会聚点，可适用相同形状的圆锥面。即，适用于各会聚点的圆锥面的立体角可以为恒定。圆锥面的立体角由将设计上想定的移动范围内的位置和会聚点相连的直线、与在会聚点通过且与y轴平行的轴所成的角度规定。

图8概略地表示定点和光会聚部30应沿着的线的其他形状。图8是与设计上想定的观察者的移动方向一起概略地表示四个定点P2及主面172的立体图。

在图8的例子中，设计上想定的移动方向为绕与z轴平行的轴旋转移动的方向。凹曲线193a、凹曲线193b、点193c、凸曲线193d、凸曲线193e分别与定点P2a、P2b、P2c、P2d及P2e对应。这样，在导光板70的射出面侧具有会聚点的光会聚部30沿着凸曲线而形成，在导光板70的射出面的相反侧具有会聚点的光会聚部30沿着凹曲线而形成。此外，光会聚部30应沿着的线为凹曲线还是凸曲线根据观察者的移动范围属于比导光板70的中心靠y轴正向侧还是负向侧而变化。

图9概略地表示定点和光会聚部30应沿着的线的其他形状。图9是与设计上想定的观察者的移动方向一起概略地表示四个定点P2及主面172的立体图。

在图9的例子中，设计上想定的观察者的移动方向相对于x轴倾斜。该情况下，光会聚部30应沿着的线194为相对于x轴倾斜的直线。具体地，直线194a、直线194b、点194c、直线194d、直线194e分别与定点P2a、P2b、P2c、P2d及P2e对应。

如图6～图9所示，光会聚部30应沿着的线的形状在光会聚部30之间大致相似。另外，光会聚部30的各会聚点与导光板70之间的距离越长，光会聚部30应沿着的线越长。

此外，也可以将光会聚部30的多个反射面中的一部分反射面从形成光会聚部30的线错开而配置。例如，可以将光会聚部30的一部分反射面从光会聚部30的其他反射面所沿着的线向y轴方向错开而配置。另外，也可以将光会聚部30的一部分反射面从光会聚部30的其他反射面所沿着的线向x轴方向错开而配置。另外，也可以将光会聚部30的一部分反射面从光会聚部30的其他反射面所沿着的线向x轴方向及y轴方向错开而配置。将一部分的反射面错开的方向可以为y轴正方向、y轴负方向、x轴正方向及x轴负方向的任一个，也可以是这些方向的任意组合。

这样，形成一个光会聚部30的多个反射面中的一部分反射面可以形成在从其他的反射面所沿着的线错开预先规定的值以上的位置。在实质上像的形状或方向等不改变的范围内，可将至少一部分反射面的位置从反射面应沿着的线错开。此外，作为反射面的位置的错开宽度的上限值，可适用相邻的会聚点的间隔。对将一部分反射面错开配置的具体例进行后述。

图10概略地表示具有被分割配置的反射面的光会聚部33。图10(a)表示将反射面一个个分开配置的情况。在一个光会聚部33中，包括反射面151、反射面152在内的多个反射面沿着线195而配置。反射面151及反射面152为互相相邻的反射面。反射面151与反射面152之间在沿着线195的方向上分开预先规定的距离δx。同样地，光会聚部33的互相相邻的任意的反射面之间分开预先规定的距离δx而设置。光会聚部30各自所具有的多个反射面沿着光会聚部30各自的形成方向以实质上相等的间距设置。

图10(b)概略地表示反射面两个两个分开配置的光会聚部34。在一个光会聚部34中，包括反射面161、反射面162、反射面163及反射面164在内的多个反射面沿着线196而配置。沿着线196，以反射面161、反射面162、反射面163及反射面164的顺序，沿x轴负方向排列。反射面162与反射面163之间在沿着线196的方向上分开预先规定的距离δx。此外，反射面161与反射面162之间也分开，但该距离不到δx。在图10(b)中说明了将反射面两个两个分开配置的例子，但一般可以将反射面每n个(n≥2)分开配置。这样，光会聚部30可以由沿光会聚部30的形成方向连续的n个反射面的多个组形成，n个反射面的多个组可以沿光会聚部30的形成方向以实质上相等的间距设置。如图10(a)及图10(b)所示，各反射面的投影到xy面的法线的方向沿着光会聚部的长度方向断续地变化，以使来自各反射面的光会聚于定点。

如与光会聚部33及光会聚部34相关联而说明地，任意的光会聚部可以沿着应沿光会聚部形成的预先规定的线被分割成多个部分。这样，通过将光会聚部分割成多个部分，会产生所谓的黑底效应，像的对比度提高。

图11概略地表示反射面的间距与入射光的扩展角△θ之间的关系。在此，对图10(a)中表示的包括反射面151及反射面152在内的光会聚部33进行说明。

△ψ为将反射面151和定点P4相连的直线、与将反射面152和定点P4相连的直线所成的角度。△ψ优选为不到5°。即，即使在将反射面151与反射面152分开设置的情况下，△ψ也优选不为5°以上。通过将△ψ设为不到5°，可使来自一个光会聚部的射出光的波面均匀。

需要说明的是，Λ为在沿着线195的方向上相邻的反射面的中心位置之间的位置差。Λ表示反射面排列的间距。在Λ相比于从主面172到定点P4的距离d足够小的情况下，可近似为△ψ＝Λ/d。

另外，优选满足△ψ＜Cα×△θ。具体地，在作为Cα适用1.5的情况下，优选满足△ψ＜1.5△θ。由此，能够抑制产生射出光的强度变得极小的方向。

另外，优选地满足△ψ＞θ/5。由此，可在一定程度上将射出光分离。因此，由于所谓的黑底效应，像的对比度会提高。

此外，图3中表示的Dy(在与线190正交的方向上相邻的光会聚部30之间的距离)及Λ优选地满足Dy＜5Λ。

在图11中，光会聚部33所具有的反射面150及反射面159是位于沿着线195的方向的两端的反射面。反射面150位于x轴正向侧的端部。反射面159位于x轴负向侧的端部。ψ为将反射面150和定点P4相连的直线、与将反射面159和定点P4相连的直线所成的角度。ψ优选为20°以上。这样，将沿着形成有光会聚部的线的方向的两个端点和会聚点相连的直线所成的角度优选为20°以上。

在利用透明的显示装置对像进行显示的情况下，观察者不仅能看到像，还能看到显示装置的背景。该情况下，观察者大多通过摇动头部来确认像的位置没有改变，从而识别该处具有像。将头部横向移动的量通常为150mm左右。当观察者脸部的位置设为距导光板400mm左右时，该角度约为21度。因此，当ψ不到20°时，当观察者摇动头部时，观察者有时不能看到像。

图12表示关于能否识别像的实验结果。进行了使用透明的导光板形成由点及线构成的图形的像，以五名成年男性为受试者，在摇动了头部的情况下能否对像进行识别的实验结果。×表示摇动头部时像消失、或不能立体地识别像。○表示即使摇动头部也能够立体地识别像。由该实验结果也可知，如果将ψ设为20°以上，则即使观察者摇动头部，观察者也能够识别像。

图13表示用于避免光会聚部35的重合的配置例。在此，使由光会聚部35的会聚点形成的像包含在x轴方向上分开的平行的两条线181及线182。线181及线182为沿y轴方向延伸的线。

如图示，在与光会聚部35的反射面所沿着的方向正交的方向(y轴方向)上，以光会聚部35a、光会聚部35b、光会聚部35c、光会聚部35d、光会聚部35e、光会聚部35f的顺序排列。其中，光会聚部35a位于y轴正方向，光会聚部35f位于y轴负方向。

光会聚部35a会聚于线181上的相邻的定点P5a。光会聚部35c会聚于线181上的定点P5c。光会聚部35e会聚于线181上的定点P5e。沿着线181，定点P5a与定点P5c相邻，定点P5c与定点P5e相邻。

光会聚部35b会聚于线182上的相邻的定点P5b。光会聚部35d会聚于线182上的定点P5d。光会聚部35f会聚于线182上的定点P5f。沿着线182，定点P5b与定点P5d相邻，定点P5d与定点P5f相邻。

该情况下，沿着y轴方向，在光会聚部35a与光会聚部35c之间配置光会聚部35b，在光会聚部35c与光会聚部35e之间配置光会聚部35d。这样，通过在y轴方向上错开配置，能够使光会聚部35a的x轴负向侧的部分与光会聚部35b的x轴正向侧的部分不重合。

图14表示用于避免光会聚部35的重合的其他配置例。图14与图13中表示的配置例不同，以使光会聚部35b中的一部分反射面、光会聚部35d中的一部分反射面以及光会聚部35f中的一部分反射面不与其他的光会聚部35a、其他的光会聚部35c以及其他的光会聚部35e重合的方式，在y轴方向上错开配置。

对光会聚部35f进行说明，光会聚部35f的反射面的x轴负方向的部分集合36－1的y轴方向的位置与光会聚部35e相同，位于光会聚部35e的x轴负方向的位置。与此相对，光会聚部35f的反射面的x轴正方向的部分集合36－2将y轴方向的位置比部分集合36－1偏向y轴负方向而配置。由此，可使部分集合36－2不与光会聚部35e重合。

对于光会聚部35d及光会聚部35b也同样地，通过将x轴正向侧的一部分的部分集合向y轴负方向错开，配置为光会聚部35a、光会聚部35c不重合。

这样，通过将光会聚部35中包含的一部分的反射面错开配置，能够避免不同的光会聚部35中包含的反射面彼此重合。另外，通过将一部分反射面错开配置，可使多个反射面不集中在一处。例如，当多个反射面重合或紧密相接时，由于反射面的成形塌边等而产生杂散光时，像的模糊有时会变大。如上述，通过在规定的错开宽度的上限值的范围内将一部分的反射面错开，可避免多个反射面重合或紧密相接，进而可抑制像的模糊。

图15概略地表示提供多个反射面的一个光学元件。图15(a)表示分别具有多个反射面的光会聚部30c及光会聚部30d。图15(b)表示用一个连续的光学元件即光会聚部36a形成光会聚部30c的情况。光会聚部36a具有将光会聚部30c所具有的多个各反射面之间连接的反射面。同样地，如图15(b)所示，光会聚部30d由实质上沿x方向延伸的一个光学元件即光会聚部36b形成。光会聚部36b的反射面的投影到xy面的法线的方向沿着光会聚部36b的长度方向而连续地变化。

此外，在将光会聚部30c所具有的互相相邻的反射面140a及反射面140b连接的情况下，可以不改变反射面140a及反射面140b的大小及方向，改变反射面140a及反射面140b的至少一方的位置(xy面内的位置)而将两端连接。另外，也可以不将光会聚部30c所具有的全部反射面140连接而仅将一部分反射面140连接。另外，不仅将同一光会聚部30中包含的反射面彼此连接，也可以将不同的光会聚部30中包含的相互接近的反射面彼此连接。

图15(c)表示分别具有多个反射面的光会聚部30e、光会聚部30f及光会聚部30g。图15(d)表示用一个光学元件112形成光会聚部30e所具有的反射面140e、光会聚部30f所具有的反射面140f、光会聚部30g所具有的反射面140g的情况。光学元件112具有三个反射面即反射面113a、反射面113b及反射面113c。反射面113a的方向与反射面140e的方向大致一致，反射面113b的方向与反射面140f的方向大致一致，反射面113c的方向与反射面140g的方向大致一致。这样，在需要将多个反射面接近设置的情况下，可以形成具有方向与该多个反射面大致一致的反射面的一个光学元件。

此外，与图15(a)及图15(b)中说明的同样地，可以不改变反射面140e及反射面140f及反射面140g的大小及方向，改变反射面140e及反射面140f及反射面140g的至少两个的位置(xy面内的位置)而将其两端连接。

图16概略地表示显示装置10的截面。图17概略地表示显示装置10的另一截面以及观察者视觉辨认的像5。显示装置10是作为显示装置700、显示装置102的变形例的显示装置。

显示装置10具有导光板7和光源21。导光板7对应于导光板707及导光板70。

导光板7具有将光射出的射出面即主面71、主面71的相反侧的主面72。另外，导光板7具有导光板7的四方的端面即端面73、端面74、端面75及端面76。端面73为导光板7的入光端面。在端面73设有光源21，来自光源21的光从端面73向导光板7射入。端面74为端面73的相反侧的面。端面76为端面75的相反侧的面。导光板7在与主面71平行的面内对光进行引导。导光板7所引导的光的扩展角至少在与主面71平行的面内小于规定值。

图16中表示显示装置10的与yz平面平行的截面。图17中表示显示装置10的与xz平面平行的截面。

光会聚部40a具有将反射面41、反射面42及反射面43包括在内的多个反射面。反射面41使来自光源21的光向沿着将反射面41上的点和定点P1相连的直线的方向反射。反射面42使来自光源21的光向沿着将反射面42上的点和定点P1相连的直线的方向反射。反射面43使来自光源21的光向沿着将反射面43上的点和定点P1相连的直线的方向反射。在将反射面41反射的光线、反射面42反射的光线、反射面43反射的光线分别向与光线的前进方向相反的方向延长时，将其会聚于定点P1。

这样，光会聚部40a具有的多个反射面使来自光源21的光向沿着将各反射面上的点和定点P1相连的直线的方向反射。在将光会聚部40a具有的多个反射面所反射的光线分别向与各光线的前进方向相反的方向延长时，将其会聚于定点P1。因此，根据显示装置10，可提供从定点P1朝向从位置V2到位置V3的范围内的任意位置的光。

光会聚部40b具有将反射面46包括在内的多个反射面。反射面46使来自光源21的光向沿着将反射面46上的点和定点P2相连的直线的方向反射。同样地，光会聚部40b所包含的多个反射面使来自光源21的光向沿着将各反射面上的点和定点P2相连的直线的方向反射。光会聚部40b将光会聚部40b所包含的多个反射面所反射的光线会聚于定点P2。

在主面72具有多个与光会聚部40a、光会聚部40b同样地将会聚于互不相同的定点的反射光射出的光会聚部。于是，显示装置10通过包括定点P1及定点P2在内的多个会聚点的集合而形成立体的像5。需要说明的是，包括反射面41、反射面42、反射面43及反射面46在内的各反射面为光学面的一例。

在本实施方式中，为了不让说明变得复杂，只要没有特别指明，光会聚部40所具有的反射面产生的反射光的行进方向视为与从导光板7射出的射出光的行进方向一致而进行说明。实际上，根据反射光向主面71射入的角度的不同，有时在主面71实质上会产生折射。因此，有时反射光的行进方向与射出光的行进方向不严格地一致。因此，例如，“反射面41使来自光源21的光向沿着将反射面41上的点和定点P1相连的直线的方向反射”这一记载不应限定地解释为反射面41使来自光源21的光向严格地沿着将反射面41上的点和定点P1相连的直线的方向反射。上述记载是包含如下内容的概念，即，例如考虑反射面41产生的反射光的行进方向和主面72构成的角度、主面71的折射率及导光板7外的空间的折射率等，反射面41以射出光的方向实质上沿着将来自主面71的射出光的射出点和定点P1相连的直线的方式使来自光源21的光反射。对于其他的反射面也同样。

端面73是与主面71大致正交、且沿着将反射面41和反射面42相连的直线的面。端面73为导光板7的入光端面。光源21设于端面73，将发出的光从端面73向导光板7射入。

导光板7是对来自光源21的光进行引导的导光体的一例。导光板7沿着主面71对来自光源21的光进行引导。如图16等所示，主面72包括形成反射面46等反射面的图案部80、和平坦面79。平坦面79是具有如下的功能的区域，即，使从端面73向导光板7内射入的光反射而导光，并将导光板7内的光呈面状扩展。从光源21通过端面73射入导光板7的内部的光在导光板7的主面71与导光板7的主面72的平坦面79之间反复地全反射。由此，通过端面73而射入到导光板7的内部的光被导光板7封闭而面状地扩展，在导光板7内向距端面73远的方向传播。

光会聚部40所包含的各反射面使由导光板7引导的来自光源21的光反射，从导光板7的主面71射出。具体地，从端面73射入导光板7内的光由导光板7引导，在到达端面74、端面75及端面76之前，其一部分的光向光会聚部40所包括的反射面射入。光会聚部40所包含的各反射面将射入的光反射，使其从导光板7的主面71射出。这样，光会聚部40包含的各反射面将由导光板7引导的光反射而使其从导光板7的主面71射出。

此外，对导光板7的端面74的内侧、端面75的内侧及端面76的内侧实施反射加工。例如，对端面74的内侧、端面75的内侧及端面76的内侧实施黑化处理。

表1中表示关于反射面的各种图案密度与有无透明感之间的关联性的实验结果。“OK”表示受试者判断为具有透明感。NG表示受试者判断为没有透明感。此外，图案密度表示在主面72中图案部80所占的面积的密度。

[表1]

图案密度	透明感
		1.9	OK
3.9	OK
		5.8	OK
6.4	OK
		7.7	OK
12.8	OK
		15.5	OK
16.4	OK
		30.9	NG

如该实验结果所示，图案密度优选在主面72内的大半区域为30％以下。

图18概略地表示图案部80。图案部80形成在导光板7的主面72。图案部80为在导光板7的主面72上形成的三角形凹状的部分。图案部80具有反射面81、侧面82、侧面83及背面84。前缘86为反射面81与主面72的边界线。后缘87为背面84与主面72的边界线。

图案部80实质上具有三角棱镜形状。例如，用与反射面81垂直的面将图案部80剖切时的截面形状为三角形。图案部80的截面形状可以为直角三角形。反射面81及背面84的形状为四边形。

反射面81朝向光源21，将入射的来自光源21的光反射。具体地，反射面81为平滑平面，将入射的光正反射。反射面81实质上将入射的光全反射。反射面81提供反射面41、反射面42、反射面43、反射面46等反射面。

由反射面81反射的反射光前行的方向主要由反射面81与光源21之间的位置关系、和反射面81的角度决定。反射面81的角度例如由图案部80的前缘86与x轴所成的角度γ、和反射面81与主面72所成的角度α(即，(与主面72平行的面和反射面81所成的角的锐角))决定。

图案部80的位置、角度α及角度γ例如如下地设计。基于图案部80表示的立体像内的定点Pi、和可对图案部80进行视觉辨认的设计上的视觉辨认方向，决定主面72内的图案部80的位置。基于所决定的图案部80的位置、和光源21的位置，以反射面81产生的反射光沿着将定点Pi和反射面81内的位置(例如，中心位置)相连的直线的方式，决定角度α及角度γ。

如上所述，实际上，根据反射光向主面71入射的角度，有时在主面71产生折射。因此，实际上，还基于例如导光板7的折射率及导光板7外的空间的折射率，进一步考虑主面71的反射光的折射，决定角度α及角度γ。

接着，说明在导光板7内被引导的光、以及光会聚部40所具有的各反射面产生的反射光的光的扩展。在导光板7内的各点，由导光板7引导的光在与主面71平行的面内以沿着将光源21和导光板7内的各点相连的直线的方向为中心，具有小的扩展角。具体地，在导光板7内的任意点，在将由导光板7导光的光的强度的角度特性投影到xy面的情况下，成为以沿着将光源21和该点相连的直线的方向为中心具有强方向性的特性。

如图16等所示，由反射面41反射的光以沿着将反射面41上的点和定点P1相连的直线的方向为中心具有小于规定值的扩展角。特别是，在将反射面41产生的反射光的强度的角度特性投影到xz面的情况下，该特性具有强方向性。同样地，由反射面42反射的光以沿着将反射面42上的点和定点P1相连的直线的方向为中心具有小于规定值的扩展角。另外，由反射面43反射的光在沿着将反射面43上的点和定点P1相连的直线的方向上具有小于规定值的扩展角。

这样，导光板7内的光在xy面内具有小于规定值的扩展角。由此，反射面41产生的反射光、反射面42产生的反射光及反射面43产生的反射光也至少在xz面内具有小于规定值的扩展角。因此，反射面41的反射光不通过在x方向上实质上从位置V1偏离的位置。另外，反射面42的反射光不通过在x方向上实质上从位置V2偏离的位置，反射面43的反射光不通过在x方向上实质上从位置V3偏离的位置。然后，光会聚部40a所具有的多个反射面通过各反射光的波面的集合，实现由P1产生那样的光的波面4。光会聚部40b所具有的多个反射面也同样地，通过各反射光的波面的集合，实现由P2产生那样的光的波面。因此，即使观察者在从位置V2到位置V3的范围内的任意位置，也可被观察者识别为立体像5。

图19概略地表示导光板7内的光及反射面46产生的反射光的情况。图20概略地表示光会聚部40b包含的反射面46、反射面47及反射面48各自产生的反射光的情况。

如图19所示，从光源21射入到端面73的光线中的一些光线向反射面46射入。即，向反射面46射入的光的入射角度的分布在z方向上具有恒定的扩展。因此，反射面46产生的反射光在y轴方向上具有恒定的扩展。

反射面47及反射面48也与反射面46相同。即，反射面47产生的反射光及反射面48产生的反射光分别在y轴方向具有恒定的分布。因此，如图20所示，反射面46产生的反射光、反射面47产生的反射光及反射面48产生的反射光汇集在包含定点P2且与y轴平行的直线上。这样，光会聚部40b所具有的各反射面产生的反射光实质上会聚于一条会聚线上。即使在反射光线状地会聚的情况下，就观察者而言也只能看到反射光的全光束中沿观察者的方向行进的极少一部分的光束。因此，观察者可毫无问题地识别立体像。需要说明的是，反射面46、反射面47及反射面48产生的各反射光不严格地会聚于一条线上，各反射光在所朝的方向上有时会产生些许偏移。该情况下，当观察者的观察位置移动时，有时会看到立体像变形。

图21是概略地表示作为图案部80的变形例的图案部1180的立体图。图案部1180具有反射面1181、侧面1182、侧面1183及背面1184。前缘1186为反射面1181与主面72的边界线。反射面1181为图案部1180所具有的多个面中的光源21侧的面。

后缘1187为背面1184与主面72的边界线。前缘1186比后缘1187长。反射面1181的形状为梯形。背面1183的形状为四边形。另外，用xy面将图案部1180剖切的截面的形状为梯形。

在沿来自光源21的光向反射面1181射入的入射方向观看的情况下，侧面1182、侧面1183及背面1184被反射面1181隐藏。即，在将图案部1180所具有的多个面中除反射面1181以外的面沿着将光源21和反射面1181相连的直线投影到反射面1181的情况下，除反射面1181以外的整个面被投影到反射面1181内。由此，可抑制来自光源21的光向侧面1182及侧面1183射入。另外，即使在侧面1182、侧面1183及背面1184因成形塌边等而产生扩展，也可抑制扩展的部分对反射光造成的影响。

图22是概略地表示作为图案部80的变形例的图案部1280的立体图。图案部1280具有反射面1281及后面1284。前缘1286为反射面1281与主面72的边界线。

反射面1281为图案部1280所具有的多个面中的光源21侧的面。反射面1281的形状概略地为半圆形或半椭圆形。后面1284为曲面。

在沿来自光源21的光向反射面1281射入的入射方向观看的情况下，后面1284被反射面1281隐藏。例如，在将图案部1280所具有的多个面中除反射面1281以外的面沿着将光源21和反射面1281相连的直线投影到反射面1281的情况下，除反射面1281以外的整个面被投影到反射面1281内。由此，能够抑制来自光源21的光向后面1284射入。另外，即使在后面1284因成形塌边等而产生扩展，也可抑制扩展的部分对反射光造成的影响。

图23概略地表示作为显示装置10的变形例的显示装置1000。显示装置1000具有作为光源21的一例的光源1021。光源1021将x轴方向的扩展较小的光向导光板7射入。

光源1021具有发光部1024和遮光部1026。遮光部1026具有开口1025。开口1025可以为将x轴方向的光聚拢的狭缝。发光部1024发出的光中，只有通过了遮光部1026的开口1025的光向导光板7的端面73射入。由此，可使向导光板7内的入射光的扩展角小于规定值。特别是，可减小入射光的x轴方向的扩展。

在适用了光源1021的情况下，在将导光板7的端面73与主面71的中央位置C之间的距离设为L，将从端面73射入的光的扩展宽度设为W的情况下，优选地满足W≤L/10。在此，作为W可适用开口1025的x轴方向的宽度。除此以外，作为W也可适用从端面73入光的光的强度分布的扩展宽度。例如，作为W也可适用在将x轴方向的位置设为横轴，将从端面73入光的光的强度用纵轴表示的光的强度分布中，光强度为最大值一半的位置的全宽(半峰全宽)。

图24概略地表示作为显示装置10的变形例的显示装置1100。显示装置1100具有作为光源21的变形例的光源1121。光源1121为平行化光源。具体地，光源1121将与y轴方向实质上平行的光向导光板7射入。

光源1121具有m个光源部1122－1～光源部1122－m。在此，m为2以上的整数。光源部1122－1～光源部1122－m各自为发出与y轴实质上平行的光的平行光光源。

光源部1122－1具有发光部1124－1和凹面镜1127－1。凹面镜1127－1相对于发光部1124－1设置在端面73的相反侧。凹面镜1127－1将发光部1124－1发出的光反射，转换成实质上与y轴平行的光。由此，光源部1122－1向导光板7的端面73射入与y轴实质上平行的实质的平行光。光源部1122－2～光源部1122－m各自具有与光源部1122－1同样的构成。因此，省略对光源部1122－2～光源部1122－m的构成的说明。

在导光板7的端面73沿x轴方向排列而设有光源部1122－1～光源部1122－m。由此，光源1121从导光板7的端面73的大致整个面将与y轴实质上平行的光向导光板7射入。

图25概略地表示作为显示装置10的变形例的显示装置1200。显示装置1200具有作为光源21的一例的光源1221。

光源1121具有发光部1224和透镜1228。透镜1228对发光部1224发出的光进行准直而向导光板7的端面73射入。发光部1224可以发出发散光。

需要说明的是，作为光源21，可适用图23中表示的光源1021、图24中表示的光源1121及图25中表示的光源1221的任一个，与图4、图5等相关联，使上述△θ的条件得到满足。

图26概略地表示作为显示装置10的变形例的显示装置1300。除了显示装置10所具备的构成元件以外，显示装置1300还具备盖片1301及盖片1302。

盖片1301设于主面71。盖片1301通过具有比导光板7的折射率低的折射率的粘接层1303而粘接在主面71上。盖片1302设于主面72。盖片1302通过具有比导光板7的折射率低的折射率的粘接层1304而粘接在主面72上。此外，盖片1302设置为在盖片1302与主面72之间，使空气进入形成具有反射面的图案部的凹部。

通过设置盖片1301及盖片1302能够防止对导光板7的表面造成损伤。因此，能够抑制方向与所设计的光束的方向不同的射出光增加。

盖片1301及盖片1302可以具有防反射层。盖片1301及盖片1302可以具有防反射膜(AR涂层(减反射涂层))。由此，可使导光板7的表面的反射降低，提高透光率。此外，作为显示装置1300的变形例，可采用具有盖片1301且不具有盖片1302的构成。另外，作为显示装置1300的另一变形例，可采用具有盖片1302且不具有盖片1301的构成。此外，防反射层可以在主面71及主面72的至少一方直接形成。

图27概略地表示盖片1301的截面构造。盖片1301具有基材层1310、表面层1311及表面层1312。

作为一例，基材层1310的折射率高于表面层1311的折射率。另外，基材层1310的折射率高于表面层1312的折射率。基材层1310可以由聚碳酸酯形成。表面层1311可以由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等丙烯酸树脂形成。此外，盖片1301可以具有与盖片1302同样的构成。

图28概略地表示主面72的反射面的设计例。图28(a)是概略地表示设计上的定点Pa及光束的会聚范围的yz面的平面图。定点Pa比导光板7靠z轴正方向(观察者侧)。会聚范围相对于导光板7的法线为30°。

图28(b)是概略地表示设计上的会聚范围的xy面的平面图。在xy面内，会聚的光束的方向在﹣30°以上且30°以内的范围内，每隔3°地设定。设计上的光束的数量为21个。

对一个定点Pa，规定与21个方向的光束对应的21个反射面的位置及方向。各反射面的位置及方向以反射光的方向朝向会聚范围内的对应的方向的方式被规定。这样，通过规定各反射面的位置及方向，各反射面产生的反射光汇集在定点Pa。因此，各反射面产生的反射光沿着将定点Pa和各反射面上的点相连的直线上。

图28(c)概略地表示上述的设计例中规定的反射面的位置及方向。图28(c)中表示主面72上的光会聚部40c及光会聚部40d。光会聚部40c包含的反射面产生的反射光汇集在自导光板7向z轴正方向离开第一距离的定点。光会聚部40d包含的反射面产生的反射光汇集在自导光板7沿z轴方向离开第二距离的定点。在此，第一距离为比第二距离大的值。

图29概略地表示主面72的反射面的设计例。图29(a)是概略地表示设计上的定点Pb及会聚范围的yz面的平面图。定点Pb比导光板7靠z轴负方向(观察者的相反侧)。会聚范围相对于导光板7的法线为30°。

图29(b)是概略地表示设计上的会聚范围的xy面的平面图。在xy面内，会聚的光束的方向在﹣30°以上且30°以内的范围内，每隔3°地设定。因此，设计上的光束的数量为21个。

对一个定点Pb，规定与21个方向的光束对应的21个反射面的位置及方向。各反射面的位置及方向以反射光的方向朝向会聚范围内的对应的方向的方式被规定。这样，通过规定各反射面的位置及方向，在将各反射面产生的反射光的方向朝z轴负向侧延长的情况下，汇集在定点Pb。因此，与图28中观察者侧的定点Pa的情况同样地，各反射面产生的反射光沿着将定点Pb和各反射面上的点相连的直线上。

图29(c)概略地表示上述设计例中规定的反射面的位置及方向。图29(c)中表示主面72上的光会聚部40e及光会聚部40f。在将光会聚部40e包含的反射面产生的反射光的方向朝z轴负向侧延长的情况下，汇集在自导光板7沿z轴方向离开第一距离的定点。在将光会聚部40f包含的反射面产生的反射光向z轴负向侧延长的情况下，汇集在自导光板7向z轴负方向离开第二距离的定点。在此，第一距离为比第二距离大的值。

与图28及图29等相关联地进行说明的设计方法是针对各定点在设计上的观察者的移动方向处于平面内的情况下的设计方法。该设计方法在显示装置10的利用环境中，最适于预测为观察者的移动自由度在x轴方向上高的情况。

根据该设计方法，将一个光会聚部40所具有的多个反射面中相邻的反射面和定点相连的直线所成的角度为预先规定的分解角度(例如3°)。由此，使相邻的反射面分离、且在预先规定的角度范围内(例如，﹣30°～30°)，可生成以从定点产生的方式扩展的波面。由此，会产生所谓的黑底效应，可提高像的对比度。关于分解角度、角度范围及光的扩展等的关系，如与图4、图5等相关联所说明的。

图30概略地表示在导光板7的附近设定了定点Pa的情况的反射面的设计例。图30中表示主面72上的光会聚部40g及光会聚部40h。光会聚部40g包含的反射面为相对于自导光板7沿z轴方向离开第三距离的定点而规定的反射面。光会聚部40h所具有的反射面为相对于自导光板7沿z轴方向离开第四距离的定点而规定的反射面。在此，第二距离＞第三距离＞第四距离。

如图28及图30所示，从导光板7到定点Pa的距离越小，反射面的配置密度越高。特别是，在沿着来自光源21的光的行进方向进行观察的情况下，图30的光会聚部40h的反射面与相邻的反射面局部重合。因此，在观察者从设计上的光束的方向进行观察的情况下，有时观察者不仅能看到设计上希望的反射面产生的反射光，还能看到与该反射面相邻的反射面产生的反射光。因此，有时在观察者所识别的立体像上产生模糊。

图31概略地表示相对于导光板7附近的定点的反射面的两个设计例。图31(a)表示反射面的第一配置例。图31(b)表示反射面的第二配置例。

若根据图31(a)的设计例，反射面的x坐标越大，使反射面的y轴坐标越大。由此，与使反射面的排列方向与x方向实质上平行的情况相比，可抑制反射面的配置密度增高产生的影响。此外，也可以反射面的x坐标越大，使反射面的y坐标越小。

若根据图31(a)的设计例，在将反射面的y坐标沿x轴排列的情况下，将反射面的y坐标沿y轴正方向及y轴负方向交替地错开。这样，将反射面呈交错状地错开配置。由此，与使反射面的排列方向与x方向实质上平行的情况相比，可抑制反射面的配置密度增高产生的影响。

如图31(a)及图31(b)所示，在将反射面的位置错开的情况下，基于错开后的反射面的位置和定点Pa决定反射面的角度。例如，作为反射面的角度，决定图18中说明的角度γ及角度α。

图32概略地表示反射面的配置的其他设计例。图32中说明的设计方法说明会聚的光束的方向与基准方向成角度θ时的设计方法。在此，使用以定点Pc为原点的坐标轴进行说明。

定点Pc位于比主面72靠z轴负方向的位置。考虑通过定点Pc，与y轴成角度θ的圆锥200。在圆锥200与主面72的交线202上设置反射面。在规定光束的方向的情况下，可以在xy面内对圆锥200进行剖切的圆上，每隔预先规定的角度进行规定。作为一例，可以在圆210上相对于z轴的投影轴220设定预先规定的角度范围，以预先规定的角度分辨率为单位规定光束的方向。

图33概略地表示图32中反射面的位置的设计例。图33(a)概略地表示在比导光板7靠z轴正方向(观察者侧)的位置设定了定点Pc时的反射面的位置及方向。当θ＝30°，光束的方向在﹣30°以上且30°以内的角度范围内取每3°的角度分辨率。

图33(a)中表示主面72上的光会聚部50a及光会聚部50b。光会聚部50a包含的反射面产生的反射光汇集在自导光板7向z轴正方向离开第一距离的定点。光会聚部50b中包含的反射面产生的反射光汇集在自导光板7沿z轴方向离开第二距离的定点。在此，第一距离为比第二距离大的值。

图33(b)概略地表示在z轴负方向(观察者的相册侧侧)设定了定点Pc时的反射面的位置及方向。当θ＝30°，会聚的光的方向在﹣30°以上且30°以内的角度范围内取每3°的角度分辨率。

图33(b)中表示主面72上的光会聚部50d及光会聚部50c。在将光会聚部50c包含的反射面产生的反射光的方向朝z轴负向侧延长的情况下，汇集在自导光板7向z轴负方向离开第一距离的定点。在将光会聚部50d包含的反射面产生的反射光向z轴负向侧延长的情况下，汇集在自导光板7沿z轴方向离开第二距离的定点。在此，第一距离为比第二距离大的值。

与图32及图33相关联地进行说明的设计方法在显示装置10的利用环境中，最适于预测为观察者的移动自由度沿着绕特定方向的角度方向高的情况。由此，能够抑制立体像的变形。

图34概略地表示显示装置100的设置例。需要说明的是，只要没有特别明示，显示装置100是作为显示装置10、显示装置1000、显示装置1100、显示装置1200、显示装置1200及显示装置10的变形例而后述的显示装置的统称。即，可用作为显示装置10、显示装置1000、显示装置1100、显示装置1200、显示装置1200、及显示装置10的变形例而后述的显示装置的任意的显示装置替换显示装置100。

图34(a)表示将显示装置100设置在观察者300的头部的垂直上方的状态。显示装置100以光源21位于垂直上方的方式设置。来自反射面的光可射出的角度范围根据图18中表示的角度α而变化。当图18中表示的角度α变大时，可射出朝向光源21侧的光。但是，不容易制造角度α大的反射面。因此，如图34(a)所示，射出光的方向优选设计为从光源21离开的方向。优选地，光会聚部40各自使比各光会聚部40的位置更朝向由导光板7引导的光的方向的一侧的空间的射出光从主面71射出。图34(b)表示对显示装置100的倾斜角进行调节而配置的状态。以观察者300观看显示装置100的方向沿着设计上的观察方向的方式，对显示装置100的倾斜角进行调节。

图35概略地表示显示装置100的利用例。图35(a)表示将显示装置100适用于广告牌410的状态。由于显示装置100具有透光性，故而即使将显示装置100附加地适用于广告牌410，也不会给观察者带来不适感。

图35(b)表示将显示装置100适用于壁体的状态。显示装置100可提示以从壁体分离而例如浮现于走廊上的方式被识别的立体像。

图35(c)表示将显示装置100及显示装置110适用于门及壁体的状态。需要说明的是，与显示装置100同样地，显示装置110是指将作为显示装置10、显示装置1000、显示装置1100、显示装置1200、显示装置1200、及显示装置10的变形例而后述的显示装置的统称。显示装置100及显示装置110可容易理解地表示门内的路径。

图36概略地表示显示装置100的利用例。图36(a)表示将显示装置100适用于虚拟开关的状态。显示装置100可以具有检测部和控制部，其中，检测部对物体的存在进行检测；控制部在由检测部检测到在虚拟开关的ON面的位置存在物体的情况下，通知虚拟开关被按压。例如，控制部可以通过改变光源21发出的光的颜色，通知虚拟开关被按压。另外，控制部可以在由检测部检测到在虚拟开关的ON面的位置存在物体的情况下，向外部输出表示虚拟开关被按压的信号。

图36(b)表示安装了显示装置100以及指纹认证装置的状态。显示装置100在指纹检测装置420的附近提示作为箭头的立体像430被识别的像。立体像430可以表示手指的移动目的地的位置即目标位置。目标位置可以位于比指纹检测装置420靠上方的位置。通过使手指的目标位置位于比指纹检测装置420靠上方的位置，会提高指纹检测装置420的检测精度。

此外，显示装置100可以具有如下的检测部和控制部，即，检测部对物体的存在进行检测；控制部在由检测部检测到在立体像430表示的位置存在物体的情况下，通知物体存在于预先规定的位置。例如，控制部可以通过改变光源21发出的光的颜色，通知物体存在于预先规定的位置。由此，会提高指纹检测的检测精度。

图36(c)及(d)概略地表示显示装置100的利用例。显示装置100与触摸面板400一起被安装。图36(c)是从z轴正方向的位置沿z轴观察显示装置100时的俯视图。图36(d)是具备显示装置100及触摸面板400的显示输入系统的yz剖面的剖面图。

如图36(c)及(d)所示，显示装置100显示与图36(a)中表示的虚拟开关的像同样的立体像450。触摸面板400具有液晶面板等显示部401、和触摸传感器402。触摸面板400为显示输入装置的一例。触摸面板400设于显示装置100的主面72侧。触摸面板400的显示面与显示装置100的主面72相对。显示装置100与由触摸面板400的显示部401显示的平面图像460重叠，形成虚拟开关的立体像450。

触摸传感器402为电阻膜式、电容式等的触摸传感器。触摸面板400向外部输出表示由触摸传感器402检测到的触摸位置的位置信号。位置信号可以是表示所触摸的xy面内的位置的坐标的信号。触摸传感器400可以向显示装置100输出位置信号。显示装置100可以在从触摸面板400取得的位置信号所表示的触摸位置为与形成了立体像450的xy面内的位置对应的位置的情况下，判断为虚拟开关被按压。

由于显示装置100是透明的，故而观察者可从显示装置100的主面71侧视觉辨认触摸面板400上显示的图像460。此外，除了由显示装置100及触摸面板400所提供的显示输入功能以外，也可以由触摸面板400提供平面内的显示输入功能。

图37概略地表示显示装置100的显示例。图37(a)是作为纵线多的立体像被识别的像的显示例。通过增加纵线，观察者容易识别为立体像。

图37(b)表示包含二维像的显示例。“EXIT”是二维像，是在显示装置100的显示面上所描绘的、可从任意的观察方向视觉辨认的像。

图38表示显示装置100的其他的显示例。显示装置100形成作为在从显示装置100的显示面突出的两个面上描绘的立体像被识别的像。

图39概略地表示通过多个显示装置实现的一个连续的立体像的显示例。图39(a)概略地表示通过显示装置100及显示装置110实现的像穿透显示装置100及显示装置110那样的立体像。显示装置100及显示装置110以显示面平行的方式配置。显示装置100及显示装置110以显示面的至少一部分重合的方式配置。立体像的部分500为由显示装置100形成的像被识别的部分。立体像的部分510为由显示装置110所形成的像被识别的部分。

此外，图39(a)为了容易理解地表示被观察者识别的立体像，从与观察者的视点不同的视点对立体像进行描绘。从观察者的视点应该不能看到图39(a)那样的像。

图39(b)概略地表示以显示装置100的显示面的法线与显示装置110的显示面的法线交叉的方式配置时的显示例。与图39(a)同样地，作为立体像540被识别的像的一部分由显示装置100形成，另一部分至少由显示装置100形成。

图40概略地表示具有圆筒形的显示面的显示装置120的显示例。除了代替平板状的导光板7而适用了圆筒形的导光体以外，显示装置120具有与显示装置100等同样的构成。显示装置120形成以在由圆筒形的显示面围成的空间内存在立体像550的方式被识别的像。

图41概略地表示作为显示装置10的变形例的显示装置1400。显示装置1400代替导光板7而具有导光板1407，并且具有粘接层1410及透光片1480。导光板1407具有与导光板7的主面71对应的主面1471、和与导光板7的主面72对应的主面1472。除了没有反射面以外，导光板1407具有与导光板7同样的构成。

透光片1480设于导光板1407的主面72。透光片1480通过具有比导光板1407的折射率低的折射率的粘接层，与主面1472粘接。在透光片1480形成有包括光会聚部1440a、光会聚部1440b在内的多个光会聚部。光会聚部1440a包括将反射面1441包括在内的多个反射面。光会聚部1440b包括将反射面1446包括在内的多个反射面。光会聚部1440a对应于光会聚部40a，光会聚部1440b对应于光会聚部40b。另外，反射面1441对应于反射面41，反射面1446对应于反射面46。根据该显示装置1400，可更换透光片1480。例如，通过更换透光片1480，可使显示装置1400形成的像不同。

图42概略地表示利用了透光片1480的显示装置1500。显示装置1500具有导光板1507、光源1521、透光片1480。导光板1507对应于导光板1407。光源1521对应于光源21。

导光板1507的显示面具有二维显示区域1560。导光板1507向二维显示区域1560射出面状的光。导光板1507在除了二维显示区域1560以外的区域，像导光板1407那样不具有反射面或散射面。由此，通过在导光板1507的除二维显示区域1560以外的区域设置透光片1480，从而可通过由透光片1480形成的像提供立体像。

图43概略地表示作为显示装置10的变形例的显示装置1700。显示装置1700具有导光板1707、光源1121、光源1722。导光板1707对应于导光板7。与光源21同样地，光源1121设置在导光板1707的与xz面平行的入光端面。光源1722设置在与xz面正交的侧面1775。侧面1775中起到向导光板1707的入光端面的功能。

在导光板1707形成有包括与光会聚部40a及光会聚部40b同样的光会聚部1740a及光会聚部1740b在内的多个光会聚部1740。另外，在导光板1707形成有散射图案组1790，散射图案组1790具有将来自光源21的光散射的多个光散射部。光散射部为例如在z轴正方向上直立的圆锥状的图案。散射图案组1790形成由光散射部的位置规定的二维像。

在使光源1121发光的情况下，来自光源1121的光由分别具有包括光会聚部1740a及光会聚部1740b在内的多个光会聚部1740的反射面反射。由此，立体像由来自导光板1707的光形成。另外，来自光源1121的光由散射图案组1790所具有的光散射部被散射，在导光板1707上形成二维像。

光源1722发出如下的光，即，向设于与光源21不同的位置且包括在散射图案组1790中的多个光散射部射入，实质上不向光会聚部1740各自所包括的反射面射入。因此，在不使光源1121发光而使光源1722发光的情况下，来自光源1722的光实质上不向光会聚部1740各自所具有的反射面射入，而由散射图案组1790所具有的光散射部被散射。由此，在导光板1707实质上仅形成有由散射图案组1790所具有的光散射部的位置所规定的二维像。

显示装置1700还具备对光源1121的发光状态及光源1722的发光状态进行控制的控制部。具体地，控制部对至少光源1121发光的状态、和光源1121不发光而光源1722发光的状态进行切换。需要说明的是，发光状态是指包括点亮状态、熄灭状态在内的状态。

图44概略地表示由导光板1707上形成的像所识别的像的一例。立体像1730是从由光会聚部1740各自包括的反射面而形成的像所识别的立体像。二维像1732是由散射图案组1790所具有的光散射部而形成的二维像。

图45概略地表示作为显示装置10的变形例的显示装置1800。图46概略地表示显示装置1800的xz面的剖面图。

显示装置1800具有第一单元1811、第二单元1812、第三单元1813。第一单元1811、第二单元1812及第三单元1813分别具有与显示装置10大致同样的构成。

第一单元1811沿着从z轴负方向到z轴正方向，以第三单元1813、第二单元1812、第一单元1811的顺序设置。第一单元1811和第二单元1812由粘接层1880粘接。粘接层1880的折射率低于第一单元1811及第二单元1812各自具有的导光板的任一折射率。第二单元1812和第三单元1813由粘接层1822粘接。粘接层1882的折射率低于第二单元1812及第三单元1813各自具有的导光板的任一折射率。

在第一单元1811具有的光源1821与第二单元1812具有的光源1822之间设有遮光部1870。由此，能够抑制来自光源1821的光向第二单元1812射入。另外，能够抑制来自光源1822的光向第一单元1811射入。另外，在第三单元1813具有的光源1823与第二单元1812具有的光源1822之间设有遮光部1872。由此，能够抑制来自光源1823的光向第二单元1812射入。另外，能够抑制来自光源1822的光向第三单元1813射入。由此，能够抑制入射光在单元之间混合。

显示装置1800还提供对光源1821的发光状态、光源1822的发光状态及光源1823的发光状态的组合进行切换的控制部。对控制部的功能进行说明。

在一实施方式中，第一单元1811、第二单元1812及第三单元1813分别形成大致相同的像。具体地，在从位置V1观察显示装置1800的情况下，在第一单元1811形成的像的形状与在第二单元1812形成的像的形状及在第三单元1813形成的像的形状大致相同。另外，在第一单元1811形成的像的位置与在第二单元1812形成的像的位置及在第三单元1813形成的像的位置大致相同。即使在从位置V2观察显示装置1800的情况下，也与从位置V1观察显示装置1800的情况同样地，由各单元形成的像的形状及位置互相相同。从位置V3观察显示装置1800的情况也同样。

即，第二单元1812所具有的光会聚部为了形成与第一单元1811所具有的光会聚部形成的立体像相同的立体像，具有与第一单元1811所具有的反射面一对一对应的反射面。然后，第二单元1812所具有的各反射面将来自光源1822的光沿着与第一单元1811对应的反射面产生的反射光的行进方向大致相同的方向，反射反射光。

光源1821所发出的光的波长区域、光源1822所发出的光的波长区域及光源1823所发出的光的波长区域互不相同。例如，光源1821发出蓝色的波长区域的光、光源1822发出绿色的波长区域的光，光源1823发出红色的波长区域的光。由此，显示装置1800能够以任意的颜色提供立体像。

显示装置1800所具备的控制部对光源1821的发光强度、光源1822的发光强度及光源1823的发光强度的组合进行切换。由此，能够切换所识别的立体像的颜色。例如，显示装置1800在形成识别为红色的立体像的情况下，仅使光源1823发光。显示装置1800在形成灰色的立体像的情况下，使光源1821的发光强度、光源1822的发光强度及光源1823的发光强度大致相同。

在另一实施方式中，第一单元1811、第二单元1812及第三单元1813可以分别形成实质上互不相同的像。具体地，在从位置V2到位置V3的范围内的特定的位置观看显示装置1800的情况下，在第一单元1811形成的像的形状与在第二单元1812形成的像的形状、在第三单元1813形成的像的形状实质上均不同。另外，在第一单元1811形成的像的位置可以与在第二单元1812形成的像的位置、在第三单元1813形成的像的位置实质上均不同。

第一单元1811向从位置V2到位置V3的范围内的观察者提供第一立体像。另外，第二单元1812向该观察者提供与第一立体像不同的第二立体像。另外，第三单元1813向该观察者提供与第一立体像及第二立体像不同的第三立体像。显示装置1800所具备的控制部对第一单元1811实现的像的形成状态、第二单元1812实现的像的形成状态、第三单元1813实现的像的形成状态的组合进行切换。例如，显示装置1800所具备的控制部在向观察者提供第一立体像的情况下，在不使光源1822及光源1823发光的状态下，使光源1821发光。另外，显示装置1800所具备的控制部在提供第二立体像的情况下，在不使光源1821及光源1823发光的状态下，使光源1822发光。另外，显示装置1800所具备的控制部在提供第三立体像的情况下，在不使光源1821及光源1822发光的状态下，使光源1823发光。由此，可对观察者识别的立体像进行切换。

图47概略地表示作为显示装置10的变形例的显示装置1900。除了光源1821、光源1822及光源1823的位置与显示装置1800不同以外，显示装置1900具有与显示装置1800同样的构成。光源1821、光源1822及光源1823的所设置的相互间的x方向的位置互不相同。例如，光源1822位于比光源1821靠x轴负方向的位置。另外，光源1823位于比光源1821靠x轴正方向的位置。由此，能够抑制在单元之间入射光混合。

图48概略地表示显示装置1800的利用例。图48表示安装了显示装置1800以及指纹认证装置的状态。在此，显示装置1800的第一单元1811、第二单元1812及第三单元1813可分别形成位于互不相同的z轴方向的位置的立体像。

显示装置1800在指纹检测装置420的附近提示作为箭头的立体像430被识别的像。例如，立体像430由第一单元1811显示。

显示装置1800还具备对物体的位置进行检测的检测部。显示装置1800使立体像1804显示在由检测部检测到的物体的位置的附近。例如，在第二单元1812产生的立体像1804所表示的位置的附近检测到物体的情况下，使光源1821发光，显示立体像1804。然后，显示装置1800在第三单元1813产生的立体像所表示的位置的附近检测到物体的情况下，停止光源1822的发光，使光源1823发光，显示第三单元1813产生的立体像。由此，可追踪手指的z轴方向的位置，通知用户当前的手指的位置。

图49概略地表示作为显示装置10的变形例的显示装置2000。图49(a)是显示装置2000的xz面内的剖面图。图49(b)及图49(c)是显示装置200的立体图。显示装置2000在如下方面与显示装置10不同，即，代替光源21而具有三个光源即光源2021、光源2022及光源2023，还具备对这些光源的发光状态的组合进行切换的控制部。图49中表示光会聚部40a中所包括的反射面41、反射面42、反射面44及反射面45。此外，光源2021对应于光源21。

在此，参照图49(a)对使光源2022发光的情况进行说明。反射面44将来自光源2022的光向沿着将反射面44上的点和点P1＇相连的直线的方向反射。另外，反射面45将来自光源2022的光向沿着将反射面45上的点和点P1＇相连的直线的方向反射。如图49所示，P1与P1＇的位置不同。因此，在使光源2021发光的情况和使光源2022发光的情况下，所形成的立体像发生变化。因此，通过使不同位置的光源发光，如后述地可改变立体像的角度，或使立体像旋转。

图49(b)及图49(c)概略地表示光束会聚的定点因发光光源的切换而变化的样子。图49(b)概略地表示会聚于观察者侧的定点因光源的切换而变化的样子。在使光源2021发光的情况下，生成会聚于定点P的光。在使光源2022发光的情况下，生成会聚于定点P＇的光。在使光源2022发光的情况下，生成会聚于定点P＇＇的光。于是，观察者侧的定点因发光光源的切换而变化。如图49(c)所示，对于观察者侧的相反侧的定点也是同样的。在使光源2021发光的情况下，生成对来自定点Q的光束进行表示的光束。在使光源2022发光的情况下，生成对来自定点Q＇的光束进行表示的光束。在使光源2023发光的情况下，生成对来自定点Q＇＇的光束进行表示的光束。

图50概略地表示光源的切换实现的立体像的切换。图50(a)表示在使光源2022及光源2023不发光的状态下，使光源2021发光时的立体像的样子。图50(b)表示在使光源2021及光源2023不发光的状态下，使光源2022发光时的立体像的样子。图50(c)表示在使光源2021及光源2022不发光的状态下，使光源2023发光时的立体像的样子。显示装置2000所具备的控制部例如通过切换如图50(a)的发光状态、图50(b)的发光状态、图50(c)的发光状态、图50(a)的发光状态…那样地以预先规定的顺序发光的光源，对立体像进行切换。

图51概略地表示立体像的其他的切换例。显示装置2100为显示装置10的变形例。除了具备四个光源即光源2121、光源2122、光源2123及光源2124的方面、及具有形成与显示装置2000所具有的反射面形成的像不同的像的反射面以外，显示装置2100具有与显示装置2000大致相同的构成。

图51(a)表示在使光源2122、光源2123及光源2124不发光的状态下，使光源2121发光时的立体像的样子。图51(b)表示在使光源2121、光源2122及光源2124不发光的状态下，使光源2123发光时的立体像的样子。图51(c)表示在使光源2122、光源2122及光源2123不发光的状态下，使光源2124发光时的立体像的样子。图51(d)表示在使光源2121、光源2123及光源2124不发光的状态下，使光源2122发光时的立体像的样子。

显示装置2100所具备的控制部通过切换例如如图51(a)的发光状态、图51(b)的发光状态、图51(c)的发光状态、图50(d)的发光状态、图51(a)的发光状态…那样地以预先规定的顺序发光的光源，对立体像进行切换。由此，通过切换光源，提供看起来如同旋转的立体像。

图52概略地表示立体像的其他的切换例。显示装置2200为显示装置10的变形例。除了具有形成与显示装置2000所具有的反射面形成的像不同的像的反射面以外，显示装置2200具有与显示装置2000大致相同的构成。

具体地，显示装置2200具有通过来自光源2022的光形成某一位置像的光会聚部、和通过来自光源2022的光形成可从另一位置视觉辨认的像的光会聚部。在此，由来自光源2022的光形成的像与由来自光源2021的光形成的像不同。即，显示装置2200具有与光源2021对应的多个光会聚部组及与光源2022对应的多个光会聚部组，各光会聚部组所形成的像不同。因此，显示装置2200在使2021发光的情况和使光源2022发光的情况下，可提供完全不同的立体像。

图52(a)表示在使光源2022及光源2023不发光的状态下，使光源2021发光时的立体像的样子。图52(b)表示在使光源2021及光源2023不发光的状态下，使光源2022发光时的立体像的样子。显示装置2200所具备的控制部对使光源2021发光的状态和使光源2022发光的状态进行切换，从而提供不同的立体像。

图53概略地表示三个光源实现的彩色立体像的显示例。显示装置2300为显示装置10的变形例。除了具有形成与显示装置2000所具有的反射面形成的像不同的像的反射面以外，显示装置2300具有与显示装置2000大致相同的构成。

具体地，显示装置2300具有通过来自光源2022的光形成立体像的光会聚部、和通过来自光源2022的光形成立体像的光会聚部。在此，由来自光源2022的光形成的立体像与由来自光源2021的光形成的立体像大致一致。另外，由来自光源2022的光形成的立体像与由来自光源2021的光形成的立体像大致一致。即，显示装置2300具有与光源2021对应的光会聚部组及与光源2022对应的光会聚部组，各光会聚部组形成的像大致相同。对于光源2023也同样。

在显示装置2300中，光源2021发出的光的波长区域、光源2022发出的光的波长区域、及光源2023发出的光的波长区域互不相同。例如，光源2021发出红色的波长区域的光，光源2022发出蓝色的波长区域的光，光源2023发出绿色的波长区域的光。由于来自光源2021的光产生的立体像、来自光源2022的光产生的立体像及来自光源2023的光产生的立体像大致相同，故而显示装置1800通过对各光源的发光强度进行调节，能够以任意的颜色提供立体像。

显示装置2300所具备的控制部对光源2021的发光强度、光源2022的发光强度及光源2023的发光强度的组合进行切换。由此，可切换所识别的立体像的颜色。例如，显示装置2300的控制部在形成识别为红色的立体像的情况下，仅使光源2021发光。显示装置2300的控制部在形成灰色的立体像的情况下，使光源2021的发光强度、光源2022的发光强度及光源2023的发光强度大致相同。

图54概略地表示用于进行图像的切换的其他的构成例。显示装置2400为显示装置10的变形例。显示装置2400在如下方面与显示装置10不同，即，代替光源21而具备第一光源2421及第二光源2422、以及、具备对这些光源进行控制的控制部。第一光源2421及第二光源2422一起将具有比规定值小的扩展角的光向端面73射入。第一光源2421及第二光源2422例如为LED光源。

第一光源2421的光的入射轴相对于端面73实质上垂直。第一光源2421将与y轴实质上平行的光向导光板7射入。第二光源2422的光的入射轴相对于端面73的法线方向倾斜。第二光源2422的光的入射轴相对于xy平面倾斜。

图54(a)表示在使第二光源2422不发光的状态下，使第一光源2421发光的情况。图54(b)表示在使第一光源2421不发光的状态下，使第二光源2422发光的情况。于是，特定的反射面产生的反射光的方向在使第一光源2421发光的情况和使第二光源2422发光的情况下不同。因此，显示装置的控制部对第一光源2421的发光状态和第二光源2422的发光状态进行切换，由此提供不同的立体像。

图55概略地表示作为显示装置10的变形例的显示装置2500。图55(a)是概略地表示显示装置2500的立体图。图55(b)是显示装置2500的xz面内的剖面图。

显示装置2500除了显示装置10所具备的构成元件以外，还具备柱面透镜2550。柱面透镜2550设于主面71。多个柱面透镜2550各自沿y轴方向延伸。多个柱面透镜2550沿x轴方向排列设置。

反射面41产生的反射光通过柱面透镜2550以光的扩展角变小的状态射出。特别是，柱面透镜2550使射出光的x轴方向的扩展变小。因此，通过设置柱面透镜2550，可进一步抑制立体像的模糊等影响。对于反射面42、反射面43的反射光也同样。

此外，射出光的射出角由反射面41、反射面42及反射面43的各反射面与柱面透镜2550之间的位置关系确定。因此，柱面透镜2550的x轴上的位置基于设计上的光束的方向、各反射面的位置而决定。

这样，通过设置柱面透镜2550，可进一步减小射出光的扩展角。需要说明的是，柱面透镜2550为对射出光的x轴方向的扩展进行限制的射出限制部的一例。在显示单元可以不具有透光性的情况下，也可以通过视差屏障对射出光的x轴方向的扩展进行限制。

图56是概略地表示作为显示装置10的变形例的显示装置2600的立体图。显示装置2600具备导光板2607来代替显示装置10所具备的导光板7。导光板2607相当于是将与图55相关联地说明的多个柱面透镜2550与导光板7一体地设置。此外，在与图55及图56相关联地说明的显示装置2500及显示装置2600中，可以代替光源21而适用与图24相关联地说明的平行化光源。

图57概略地表示作为导光板2607的变形例的导光板2707。导光板2707具有平坦部2770和柱面透镜部2750。由于导光板2607具有平坦部2770，故而与不具有平坦部2770的情况相比，可提高透明性。因此，作为与图45、图46、图47及图48等相关联地说明的显示装置1800、显示装置1900等所具备的单元，可适用导光板2607。

图58概略地表示作为显示装置10的变形例的显示装置2800。图58(a)是概略地表示显示装置2800的立体图。图58(b)是显示装置2800的xz面内的剖面图。

除了显示装置10所具备的构成元件以外，显示装置2800还具备柱面透镜2850。柱面透镜2850设于主面71。多个柱面透镜2850各自沿x轴方向延伸。多个柱面透镜2850沿y轴方向排列设置。一个光会聚部和一个柱面透镜2850一对一地设置。

反射面41产生的反射光由反射面41以x轴方向的扩展小的状态射出，由柱面透镜2850以y轴方向的扩展小的状态射出。这样，反射面41产生的反射光由柱面透镜2850以使扩展角减小的状态射出。特别是，柱面透镜2850使射出光的y轴方向的扩展减小。由此，可使光看起来从空间上的实质上的一点发出的方向增加。因此，通过设置柱面透镜2850，可进一步抑制立体像的模糊、变形等的影响。对于反射面46的反射光也同样。

此外，射出光的射出角由反射面41及反射面46与柱面透镜2850之间的位置关系所确定。因此，柱面透镜2850的y轴上的位置基于设计上的光束的方向、各反射面的位置而决定。

这样，通过设置柱面透镜2850，可进一步减小射出光的扩展角。需要说明的是，柱面透镜2850是在与将与主面71平行的面内的反射面41和反射面42相连的直线方向垂直的方向上的、对由反射面41及反射面42反射或折射的光的扩展进行限制的射出限制部的一例。在显示单元不具有透光性的情况下，也可以通过视差屏障对射出光的y轴方向的扩展进行限制。此外，作为射出限制部，也可以使用微透镜。

图59概略地表示作为显示装置10的变形例的显示装置3000。显示装置3000具备发出扩展角小的光的光源3021来代替显示装置10所具备的光源21。光源3021可以是LED光源。光源3021例如与图25的光源1221同样地，可以是将与y轴方向平行化的光射出的LED光源。光源3021也可以是激光光源。光源3021向导光板7射入与y轴方向实质上平行的光。

如图59所示，由于光源3021发出扩展角小的光，故而导光板7所具有的反射面41产生的反射光以朝向位置V1的方向为中心具有小的扩展角。反射光不仅是x轴方向的扩展小，y轴方向的扩展也小。反射面46产生的反射光也同样。通过设置多个这样的反射面，可提供会聚于空间上的定点的光。

图60概略地表示显示装置3000所具有的反射面产生的反射光。如图示，根据显示装置3000，扩展角小的反射光从各反射面朝向位置V1。通过在沿y轴方向移位后的位置设置多个反射面，可提供会聚于空间上的定点的光。

图61概略地表示作为显示装置10的变形例的显示装置3100。显示装置3100具备导光板3107和光源3121。光源3121将相对于xy面内具有斜度的光向导光板3107射入。

导光板3107具有向导光板3107的外部突出的反射面3141、反射面3142及反射面3143。反射面3141产生的反射光、反射面3142产生的反射光及反射面3143产生的反射光均朝向位置V。因此，即使通过图61中表示的方式，也可提供会聚于空间上的定点的光。

图62概略地表示作为显示装置10的变形例的显示装置3200。显示装置3200具备导光板3207和光源3221。光源3121将相对于xy面内具有斜度的光向导光板3207射入。

导光板3207具有在导光板3207凹设的折射面3241、折射面3242及折射面3243。折射面3241产生的折射光、折射面3242产生的折射光及折射面3243产生的折射光均朝向位置V。因此，即使通过图62中表示的方式，也可提供会聚于空间上的定点的光。需要说明的是，折射面3241、折射面3242及折射面3243是使来自光源3221的光向沿着将各折射面上的点和定点相连的直线的方向折射的光学面的一例。

图63概略地表示作为显示装置10的变形例的显示装置3300。显示装置3300具备导光板3307和光源3321。光源3321将相对于xy面内具有斜度的光向导光板3307射入。

导光板3307具有在导光板3207凹设的反射面3341、反射面3342及反射面3343。反射面3341产生的反射光、反射面3342产生的反射光及反射面3343产生的反射光均朝向位置V。因此，即使通过图63中表示的方式，也可提供如下的立体像，其可提供会聚于空间上的定点的光。需要说明的是，也可以在反射面3341、反射面3342及反射面3343设置反射层。

图64概略地表示作为显示装置10的变形例的显示装置4000。图64(a)是与显示装置4000所显示的立体像4006一起表示显示装置4000的立体图。图64(b)是表示显示装置4000以及定点等的剖面图。

立体像4006是表示用包括边s4、边s5及边s6在内的线所描绘的长方体的立体像。边s5是比边s4靠导光板4007侧的边。显示装置4000通过对形成立体像4006的线实施所谓的隐线处理，提供强调了立体感的立体像4006。

具体地，如图64(a)所示，在从边s5和边s4看起来交叉的位置进行观看的情况下，就观察者看起来仿佛是在边s5和边s4相交的位置附近，边s5被切开。由此，使边s4和边s5看起来不相连。因此，边s4与边s5之间的前后的位置关系更容易理解，可强调立体感。

如图64(b)所示，在显示装置4000所具有的导光板4007形成有包括光会聚部4040a、光会聚部4040b及光会聚部4040c在内的多个光会聚部。光会聚部4040a具有包括反射面4141、反射面4142、反射面4143及反射面4144在内的多个反射面。光会聚部4040a使会聚于定点P8a的方向的射出光射出。

光会聚部4040b具有包括反射面4241及反射面4242在内的多个反射面。光会聚部4040b使会聚于定点P8b的方向的射出光射出。光会聚部4040c具有包括反射面4341及反射面4342在内的多个反射面。光会聚部4040c使会聚于定点P8c的方向的射出光射出。定点P8a、定点P8b及定点P8c是形成边s5的定点。定点P8b及定点P8c是沿着边s5与定点P8a相邻的定点。

定点P8d是除光会聚部4040a、光会聚部4040b及光会聚部4040c以外的某一个光会聚部产生的射出光的会聚点。定点P8a、定点P8b及定点P8c比定点P8d靠近导光板4007的主面4071。

在此，光会聚部4040a在将定点P8d和定点P8a相连的直线4010a与主面4072相交的位置不具有反射面。由此，可使处于直线4010a的方向的观察者不看成边s4和边s5完全相连。

另外，光会聚部4040b与直线4010a大致平行，在通过定点P8b的直线4010b与主面4072相交的位置不具有反射面。光会聚部4040c与直线4010a大致平行，在通过定点P8c的直线4010c与主面4072相交的位置不具有反射面。由此，可使处于直线4010a的方向的观察者不看成边s4和边s5相连。

此外，除了定点P8b及定点P8c以外，对于与定点P8a附近的预先规定数量的定点对应的光会聚部也同样地，可以局部省略反射面的形成。另外，光会聚部4040a不仅是在直线4010a与主面4072相交的位置，可以在通过定点P8a且相对于直线4010a成预先规定的角度(例如，分解角3°)以内的角度的直线与主面4072相交的范围内不具有反射面。

这样，对将形成边s5的定点形成的光会聚部，实施如下的隐线处理，即，看起来在定点P8d不交叉。与该隐线处理同样地，对将形成边s6的定点形成的光会聚部，实施如下的隐线处理，即，看起来的定点P8e不交叉。

图65表示作为显示装置10的变形例的显示装置5000。图65(a)是与显示装置5000所显示的立体像5006和商品5002一起表示显示装置5000的立体图。图65(b)与定点等一起概略地表示显示装置5000的剖面图。显示装置5000实现在物体上叠加空间投影像的所谓的AR(增强现实)。

立体像5006是表示商品篮的立体像。商品在商品篮内应放置的位置预先规定。商品5002为不透光性。商品5002为物体的一例。

如图65(b)所示，在显示装置5000所具有的导光板5007形成有包括光会聚部5040在内的多个光会聚部。光会聚部5040具有包括反射面5141、反射面5142及反射面5143在内的多个反射面。光会聚部5040使从定点P9发散的方向的射出光从主面5071射出。在此，定点P9是比应设有商品5002的位置更向与来自z轴的导光板5007的光的射出方向相反的相反方向(z轴负方向)离开导光板5007的点。例如，当从观察者观看时，定点P9表示商品篮中位于商品5002的背侧的部分的点。

在此，光会聚部5040在将定点P9和配设有商品5002的位置相连的直线5010与主面5072相交的位置不具有反射面。另外，在将定点P9和配设有商品5002的位置相连的直线5020与主面5072相交的位置不具有反射面。因此，光不会从导光板5007向通过物体所在位置和定点P9的直线5010及直线5020的方向射出。另一方面，光从导光板5007向通过物体所在位置和定点P9的方向射出。因此，可将从导光板5007射出的光的方向限制为从定点P9发散的方向中不通过物体所占位置的方向。例如，在观察者一边移动一边观察导光板5007的情况下，在观察者处于定点隐藏在商品5002背后的位置时，来自该定点的方向的光不会被观察者看到，在观察者处于定点不被商品5002隐藏的位置时，来自该定点的方向的光被观察者看到。因此，根据显示装置5000，可形成观察者容易感到立体感的像。此外，除了光会聚部5040以外，对于与其他的定点对应的光会聚部也同样地，局部地不具有反射面。

图66表示作为显示装置4000的变形例的显示装置4400。图66(a)是与显示装置4400所显示的立体像4406一起表示显示装置4400的立体图。图66(b)是表示显示装置4400以及定点等的剖面图。立体像4406为表示长方体的立体像。立体像4406所表示的长方体在如下方面与立体像4006所表示的长方体不同，即，实施使观察者看不到被长方体的面隐藏的边的阴影线处理。

立体像4406为用线对包括边s4、边s7、边s8、边s9及边s10进行描绘的立体像。立体像4406表示包括由边s4、边s7、边s8及边s9围成的假想的面S1的长方体。边s10是比面S1靠导光板4407侧的边。边s4及边s10是立体像4406所表示的长方体的边中、位于x轴方向的最正向侧的边。

根据由显示装置4400所显示的立体像4406，例如图66(a)所示，位于比边s10靠x轴正向侧的观察者可视觉辨认边s10。另一方面，位于面S1的正面的观察者或、位于比边s4靠x轴负向侧的观察者因阴影线处理而不会视觉辨认到边s10。由此，就观察者而言，边s10与面S1之间的前后的位置关系更容易理解。

提取针对被面S1隐藏的边s10的阴影线处理，对显示装置4400的具体的构成进行说明。如图66(b)所示，在显示装置4400所具有的导光板4407形成有包括光会聚部4440在内的多个光会聚部。光会聚部4440具有包括反射面4441、反射面4442、反射面4443及反射面4444在内的多个反射面。光会聚部4440使会聚于定点P7d的方向的射出光射出。定点P7d是形成边s10的多个定点中的一个。定点P7d比面S1靠近导光板4407的主面4471。

在图66(b)中，将反射面4441和定点P7d相连的直线不与面S1交叉。同样地，将反射面4442、反射面4443及反射面4444分别和定点P7d相连的各直线不与面S1交叉。因此，位于比定点P7d靠x轴正向侧的观察者可对定点P7d进行视觉辨认。

在图66(b)中，直线4410a、直线4410b、直线4410c及直线4410d是通过定点P7d且与面S1交叉的直线。光会聚部4440在直线4410a与主面4472相交的位置不具有反射面。由此，可使处于直线4410a的方向的观察者看不到定点P7d。同样地，光会聚部4440在直线4410b、直线4410c及直线4410d各自与主面4472相交的位置不具有反射面。由此，可使位于面S1的正面的观察者或、位于比定点P7d靠x轴负向侧的观察者看不到定点P7d。

与光会聚部4440同样地，对于会聚于除形成边s10的定点P7d以外的全部的定点的光会聚部，通过设置未形成反射面的区域，可提供实施了针对边s10的阴影线处理的立体像4406。另外，通过对被长方体所具有的任一面隐藏的全部边进行同样的阴影线处理，如图66(a)所示，可使被假想的面隐藏的边不被观察者看到。

图67是概略地说明光会聚于光会聚部730产生的定点的图。图67(a)是表示会聚于观察者的相反侧的定点P750的方向的光束的立体图。图67(b)是表示会聚于观察者侧的定点P751的光束的立体图。

参照图67(a)，定点750是相对于导光板707与观察者相反的相反侧的定点。从光源21射出的光一边在导光板707内扩展一边前行，通过光会聚部730c转换成向x轴方向发散的方向的光束。光会聚部730c只要将向在导光板707内沿x轴方向扩展的方向上前行的光束转换成向x轴方向发散的方向的光束即可。

另一方面，如图67(b)所示，为了生成会聚于比导光板707靠观察者侧的定点P751的光束，光会聚部730d需要将向在导光板707内沿x轴方向扩展的方向前行的光束转换成向在x轴方向上会聚的方向前行的光束。一般地，与生成对观察者的相反侧的定点(比导光板707更进深的定点)进行表示的光束的情况相比，生成会聚于观察者侧的定点(比导光板707更突出的定点)的光束的情况更困难。

图67(c)概念性地表示用于容易生成会聚于定点751的光的构成。如图67(c)所示，在导光板707内一边向x轴方向会聚一边前行的光向光会聚部730d射入。该情况下，光会聚部730d只要将一边向x轴方向会聚一边前行的光束转换成向x轴方向会聚的方向的光束即可。由此，与图67(b)中表示的构成相比，可容易生成会聚于观察者侧的定点的光束。

图68概略地表示作为显示装置700的显示装置800。除了显示装置700所具备的构成以外，显示装置800还具备透镜810。透镜810设置在光源21与端面773之间。透镜810将来自光源21的光束转换成在x轴方向上减小扩展而聚光的光束、即沿导光板707的导光方向会聚的光束，并向端面773射入。由此，可将在导光板707内一边在x轴方向上会聚一边前行的光向光会聚部730d射入。

图69概略地表示用于使一边在x轴方向上会聚一边前行的光射入光会聚部的其他的构成。图69(a)概念性地表示利用来自导光板807的端面871的返回光的构成。端面781是与导光板707的端面774对应的端面。在导光板807的端面871形成有对光进行反射的反射面。

图69(b)表示在端面871的内侧形成有圆弧状的反射面880的方式。来自光源21的光在导光板807内一边扩展一边前进，到达反射面880，并被反射面880反射。反射面880产生的反射光为一边在x轴方向上会聚一边前行的光。

图69(c)表示在端面871的内侧形成有棱镜状的反射面890的方式以及端面871的局部的放大部C。来自光源21的光在导光板807内一边扩展一边前行，到达反射面890，被反射面890再次反射。反射面890产生的反射光为一边在x轴方向上会聚一边前行的光。

图70概略地表示利用一边在导光板内会聚一边前行的光束的显示装置的一例。图70(a)概略地表示具有第一单元910和第二单元920的显示装置900。第一单元910设置在第二单元920的射出面上。第一单元910位于比第二单元920靠观察者侧。

第一单元910具有与显示装置700或上述的显示装置的变形例等同样的构成。第一单元910具有光会聚部，该光会聚部被射入来自光源21a的光，生成表示来自观察者的相反侧的定点901a及定点901b的光的光束。第一单元910不具有生成会聚于观察者侧的定点的光束的光会聚部。

第二单元920具有与显示装置800同样的构成。在第二单元920中，来自光源21b的光通过透镜800被转换成一边会聚一边前进的光。第二单元920具有光会聚部，该光会聚部生成会聚于观察者侧的定点902a及定点902b的光束。此外，第二单元920不具有生成如下的光束的光会聚部，即，表示来自观察者侧的相反侧的定点的光的光束。

此外，作为第二单元920，可以代替透镜800而采用与图69相关联地说明的、利用导光板的返回光的构造。

图70(b)概略地表示利用导光板的返回光的方式的其他的显示装置950。显示装置950具备第一单元910、反射部980、第二单元970。第二单元970具有导光板977。

反射部980与第一单元910的导光板977的端面911、和第二单元970的端面971光学地连接。第一单元910的端面911是与端面774对应的端面。来自光源21的光中到达了端面911的光的至少一部分由反射部980所具有的反射面981及反射面982反射，从第二单元970的端面971向第二单元970射入。

射入到第二单元970的光在导光板977内一边会聚一边向y轴负方向前进。第二单元970具有生成会聚于观察者侧的定点902a及902b的光束的光会聚部。射入到第二单元970的光在导光板977内一边会聚一边向y轴负方向前进，由光会聚部生成会聚于定点902a及定点902b的光束。此外，第二单元970不具有生成如下的光束的光会聚部，即，表示来自观察者侧的相反侧的定点的光的光束。如与图70(a)及图70(b)相关联地进行说明地，通过由第一单元形成比导光板更深的位置的像，由第二单元形成从导光板突出的位置的像，可提供更具立体感的图像。

图71概略地表示作为图案部80的变形例的图案部280。图71(a)是概略地表示图案部280的立体图。图71(b)是作为光会聚部具有图案部280的反射面的显示装置1010的一例。

如图71(a)所示，图案部280具有反射面281、侧面282、侧面283及前面284。如图71(b)所示，显示装置1010具有带图案部280a、图案部280b、图案部280c的导光板1007。图案部280a的反射面281a、图案部280b的反射面281b及图案部280c的反射面281c分别比主面1072更向z轴负方向突出。

参照图71(a)，后缘287为反射面281与主面1072的边界线。前缘286为前面284与主面1072的边界线。反射面281位于比前面284距光源21更远的位置。另外，反射面281、侧面282及侧面283比主面1072更向z轴负方向突出。这样，图案部280具有向z轴负方向突出的面。因此，能够抑制来自光源21的光向侧面282或侧面283射入。另外，即使在侧面282、侧面283及背面284因成形塌边等而产生扩展，也可抑制扩展的部分对反射光造成的影响。

图72概略地表示提供多个反射面的一个光学元件的形成方法。图72表示形成与图15相关联地说明的光学元件的其他的方法。图72(a)表示光会聚部33所具有的反射面的设计位置。图72(b)表示在xy面内变更反射面的位置的状态。图72(c)表示通过将反射面相连而得到的光学元件。

参照图72(a)及图72(b)，将光会聚部33a所具有的多个反射面中的反射面组720c内的各反射面的位置变更到光会聚部33b侧。此时，以反射面的一端与相邻两个反射面中一方的反射面的一端相邻的方式变更反射面的位置。另外，使反射面的另一端与相邻的两个反射面中另一方的反射面的一端相邻。

通过这样变更反射面的位置，反射面组720内的反射面721a位于光会聚部33b所具有的反射面721b的附近。该情况下，同样地对包括反射面721b在内的反射面组720b内的各反射面的位置进行变更。由此，以各反射面的两端分别与相邻两个反射面的一端相邻的方式，对反射面的位置进行变更。

然后，如图72(c)所示，通过延伸各反射面的各端部，将相邻反射面的一端彼此连接。由此，形成有沿x轴方向延伸的多个光学元件136a～光学元件136g。通过这样将各反射面的端部连接，可降低杂散光。如图72(a)～图72(c)所示，在将反射面的法线投影到xy面的情况下，反射面的法线的方向沿着光会聚部的长度方向断续地变化。

图73概略地表示提供多个反射面的一个光学元件的其他的形成方法。图73(a)表示光会聚部34所具有的反射面的设计位置。图73(b)表示在xy面内变更反射面的位置并将各反射面的端部连接而得到的光学元件。

如图73(a)所示，光会聚部34a及光会聚部34b为互相相邻的光会聚部。在此，反射面组720c包括光会聚部34a的相邻的两个反射面、和光会聚部34b的相邻的两个反射面。作为反射面组720c中所包含的反射面，选择最靠附近的最大的四个反射面。如图73(b)所示，变更反射面组720c内的各反射面的位置，使反射面的各端连接。于是将附近的多个反射面汇集，形成提供多个反射面的一个光学元件137a。通过同样地对其他的反射面进行汇集，形成光学元件137b～光学元件137g。这样，以可将各反射面的端部连接的方式对位置进行变更，从而可降低杂散光。此外，当仅注意与一个定点对应的光会聚部的反射面时，在将反射面的法线投影到xy面的情况下，反射面的法线的方向沿光会聚部的长度方向断续地变化。

图74概略地表示作为光源21的变形例的光源1041。如与图4等相关联地说明的，优选使用使△θ减小的光源。图74(a)表示具有发光部1041的光源1040，发光部1041具有长边方向及短边方向。发光部1041例如为LED。光源1040以发光部1041的长边方向与z轴方向平行的方式安装于导光板7。由此，可减小△θ。

图74(b)表示具有多个发光部1051的光源1050。光源1050具有发光部1051a、发光部1051b及发光部1051c。发光部1051a、发光部1051b及发光部1051c为各自独立的发光元件。例如，发光部1051a、发光部1051b及发光部1051c为各自独立的LED。发光部1051a、发光部1051b及发光部1051c沿z轴方向排列。由此，可减小△θ。

图74(c)表示具有多个发光部1061的光源1060。光源1060具有发光部1061a、发光部1061b及发光部1061c。发光部1061a、发光部1061b及发光部1061c例如为LED。发光部1061a、发光部1061b及发光部1061c以排成一列的状态作为光源1060被封装。光源1060以发光部1061a、发光部1061b及发光部1061c的排列方向沿z轴方向的方式安装于导光板7。由此，可减小△θ。

图75表示用于使光源21与导光板7之间光学地紧密贴合的构成。用将光源21和端面73光学地连接的连接材22将光源21与导光板7的端面73之间连接。由此，可在光源21与端面73之间消除空气层。因此，可提高光的利用效率。连接材22可以由例如透光性材料形成。透光性材料可以为透光性的树脂。连接件22可以为透光性材料的密封件。连接件22的折射率优选为与导光板7的折射率相近或一致。

图76概略地表示作为显示装置1800的变形例的显示装置1850。显示装置1850具有第一单元1851和第二单元1852。第一单元1851对应于第一单元1811。第二单元1852对应于第二单元1812。

第一单元1851及第二单元1852形成实质上互不相同的像。例如，第一单元1851提供从观察者1891的位置被识别的立体像1861。第二单元1851提供从观察者1892的位置被识别的立体像1862。根据显示装置1850，可提供根据观察者的位置不同而不同的像。由于第一单元1851是透明的，故而可叠加多个单元进行利用。

图77是说明用于提高立体像的灰度的构成的图。图77(a)表示一个光会聚部730。通过加长光会聚部730的y轴方向的长度dy，来自光会聚部730的光束变多。因此，形成立体像的定点的亮度提高。相反地，通过缩短光会聚部730的厚度dy，来自光会聚部730的光束变少。因此，形成立体像的定点的亮度变低。于是，通过对每个光会聚部730调节长度dy，可改变亮度的高低。因此，可实现立体像的灰度表现。

图77(b)表示具有一个光反射面的图案部80。图77(c)表示一个光会聚部30中所包含的多个反射面。通过加长反射面的长度L，来自一个反射面的光束变多。通过加长光会聚部30包含的各反射面的长度L，缩短各反射面的间隔，从而来自一个光会聚部30的光束变多。因此，形成立体像的定点的亮度提高。相反地，通过缩短各反射面的长度L，来自光会聚部30的光束变少。因此，形成立体像的定点的亮度变低。于是，通过对每个光会聚部30调节反射面的长度L，可改变亮度的高低。因此，可实现立体像的灰度表现。此外，对于与图45～图47等相关联地说明的第一单元1811、第二单元1812及第三单元1813各单元，如果适用上述的灰度表现，即可提供全彩色的立体像。

图78概略地表示作为显示装置1900的变形例的显示装置1950。图78(a)是从y轴负方向的位置观察显示装置1900时的xz面的平面图。显示装置1950代替光源1821而具有光源1921，代替光源1822而具有光源1922，代替光源1823而具有光源1923。除了显示装置1900所具备的其他的构成元件以外，显示装置1950还具备遮光部1941、遮光部1942及遮光部1943、和间隔件1951及间隔件1952。图78(b)是从z轴正方向的位置观察显示装置1900时的沿xy面的平面图。

光源1921发出蓝色的光，光源1922发出绿色的光，光源1923发出红色的光。光源1921跨过第一单元1811的入光端面、第二单元1812的入光端面及第三单元1813的入光端面而设置。同样地，光源1922跨过第一单元1811的入光端面、第二单元1812的入光端面及第三单元1813的入光端面而设置。另外，光源1923跨过第一单元1811的入光端面、第二单元1812的入光端面及第三单元1813的入光端面而设置。

遮光部1941、遮光部1942、遮光部1943对光进行遮挡。遮光部1941、遮光部1942、遮光部1943例如为遮光带或遮光膜。遮光部1941设置在第一单元1811的入光端面的一部分。遮光部1941抑制来自光源1922的光及来自光源1923的光向第一单元1811射入。另外，遮光部1942设置在第二单元1812的入光端面的一部分，抑制来自光源1921的光及来自光源1923的光向第二单元1812射入。遮光部1943设置在第三单元1813的入光端面的一部分，抑制来自光源1921的光及来自光源1922的光向第三单元1813射入。

具体地，如图78(a)及图78(b)所示，遮光部1942至少设置在第二单元1812的入光端面与光源1921之间、以及第二单元1812的入光端面与光源1923之间。遮光部1942不设置在第二单元1812的入光端面中、设有光源1922的位置。由此，可使来自光源1922的光从第二单元1812的入光端面射入，另一方面使来自光源1921的光及来自光源1923的光实质上不向第二单元1812的入光端面射入。

同样地，遮光部1941至少设置在第一单元1811的入光端面与光源1922之间、以及第一单元1811的入光端面与光源1923之间。遮光部1941不设置在第一单元1811的入光端面中、设有光源1921的位置。由此，可使来自光源1921的光向第一单元1811的入光端面射入，另一方面使来自光源1922的光及来自光源1923的光实质上不向第一单元1812的入光端面射入。

另外，遮光部1943至少设置在第三单元1813的入光端面与光源1921之间、以及第三单元1813的入光端面与光源1922之间。遮光部1943不设置在第三单元1813的入光端面中、设有光源1923的位置。由此，可使来自光源1923的光向第三单元1813的入光端面射入，另一方面使来自光源1921的光及来自光源1922的光实质上不向第三单元1813的入光端面射入。

需要说明的是，遮光部1941只要能对光源1922所发光的波长区域的光及光源1923所发光的波长区域的光进行遮光即可。另外，遮光部1942只要能对光源1921所发光的波长区域的光及光源1923所发光的波长区域的光进行遮光即可。另外，遮光部1943只要能对光源1921所发光的波长区域的光及光源1922所发光的波长区域的光进行遮光即可。

此外，第一单元1811例如可以具有附加了关于蓝色的灰度表现的光会聚部。第二单元1812例如可以具有附加了关于绿色的灰度表现的光会聚部。第三单元1813例如可以具有附加了关于红色的灰度表现的光会聚部。由此，可提供全彩色的立体像。

另外，间隔件1951设置在第一单元1811与第二单元1812之间。间隔件1952设置在第二单元1812与第三单元1813之间。通过间隔件1951，可防止第一单元1811与第二单元1812紧密贴合。另外，通过间隔件1952，可防止第二单元1812与第三单元1813紧密贴合。

图79表示导光板7中的反射面的设计方法的其他的例子。与图28相关联地说明了如下的情况，即，将设定为－30°～30°的角度范围以3°为单位进行分割，设计具有21个反射面的光会聚部。图28所示的设计例中，形成会聚于定点的光的反射面的数量在任意定点均相同。因此，从导光板7到定点的距离越短，反射面的间距越小。与此相对，图79表示用于在导光板7的主面72以等间距设置反射面的设计方法。

如图79(a)所示，设定观察者侧的空间上的定点Pa。如图79(b)所示，设定需使光从与Pa对应的一个光会聚部射出的角度范围。图79(b)的例子中，与图28(b)同样地，设定－30°～30°的角度范围。图79(b)中表示的线6000与线6002之间的范围为使光从一个光会聚部射出的角度范围。

如图79(c)所示，对线6000和主面72的交点、与线6002和主面72的交点之间沿x轴方向以等间距进行分割，将所分割的各位置决定为反射面的位置。在图79(c)的例子中，设有八个用于形成会聚于定点Pa的光的反射面。这样，反射面沿着光会聚部的形成方向实质上以等间距设置。

图80表示与主面72附近的定点Pb对应的反射面的设计例。图80(a)表示与定点Pb对应的反射面的位置。图80(a)的例子中，从导光板7到定点Pb的距离为从导光板7到定点Pa的距离的一半。图80(a)的例子中，用于形成会聚于定点Pb的光的反射面以与图79(c)中表示的反射面的间距相同的间距设有四个。在x轴方向，图79(a)中表示的多个反射面的排列长度为图80(c)中表示的多个反射面的排列长度的一半。一般地，在反射面的排列方向，从形成有反射面的一端到另一端的长度与从导光板7到定点的距离大致成比例。

当对定点Pb适用图28中表示的设计方法时，反射面的x方向的间距比图80(a)中表示的间距短。因此，反射面的重合有时会变大。根据图79中表示的设计方法，可防止反射面的重合变大。

根据图79中表示的设计方法，可防止反射面的重合变大，另一方面，形成定点Pb的光的强度小于形成定点Pa的光的强度。图80(b)表示用于消除光的强度差的反射面的一例。图80(b)示意性地表示与Pa对应的各反射面的形成范围、和与Pb对应的各反射面的形成范围。与定点Pb对应的反射面的长度为与定点Pa对应的反射面的长度的两倍。由此，将来自与Pb对应的各反射面的光设为两倍，可抑制形成定点Pb的光的强度小于形成定点Pa的光的强度。一般，在沿着光会聚部各自的形成方向的方向上，优选使多个反射面各自的长度与光会聚部各自的长度成反比。此外，也可以将与定点Pb对应的反射面的高度设为与定点Pa对应的反射面的高度的两倍。这样，在采用图79中表示的设计例的情况下，可以使用于通过导光板7形成定点的反射面的面积与到导光板7的距离成比例。

图80(c)及图80(d)示意性地表示将与定点Pb对应的反射面投影到xy面而观察到的形状。如图示，将由与反射面和xy面平行的面剖切的截面为曲线。因此，由反射面反射的光在x轴方向上扩展。但是，由于定点Pb的位置靠近导光板7，故而即使反射光在x轴方向上扩展，也可防止与用于形成与定点Pb相邻的定点的光混合。

图81示意性地表示将多个反射面整体周期性配置的例子。图81(a)表示周期性配置前的设计中途的阶段。图81(b)表示实际形成的反射面的周期性配置。

如图81(a)所示，在设计的中途阶段，基于各定点的位置、角度范围、反射面的间距决定光会聚部6101、光会聚部6102、光会聚部6103、光会聚部6104及光会聚部6105各自的反射面的位置。以光会聚部6101、光会聚部6102、光会聚部6103、光会聚部6104及光会聚部6105的顺序，自y轴正方向起排列。

在该阶段，将xy面内的区域以规定的间隔在x方向上分割成多行，以规定的间隔在y方向上分割成多列。由此，xy面内的区域被分割成包括部分区域6201及部分区域6202在内的多个部分区域。沿x方向分割的间隔和沿y方向分割的间隔可以相同，也可以不同。各部分区域可以为正方形，也可以为长方形。

之后，对多个部分区域的各个，在一个部分区域内存在多个反射面的情况下，使一个部分区域中的多个反射面的位置移动，通过将反射面的端彼此相连，生成一个连续的反射面。

具体地，在部分区域6201内，将光会聚部6101中包含的反射面6301、和光会聚部6102中包含的反射面6302相连，形成在光会聚部6101及光会聚部6102的形成方向上连续的反射面6401。另外，在部分区域6202内，将光会聚部6103中包含的反射面6303、光会聚部6104中包含的反射面6304、光会聚部6105中包含的反射面6305相连，形成在光会聚部6103、光会聚部6104及光会聚部6105的形成方向上连续的反射面6402。这样，将互不相同的光会聚部中包含的多个反射面中、位于规定大小的区域内的反射面的端彼此相连，对每个部分区域形成在光会聚部的形成方向连续的一个反射面。然后，相连的反射面在光会聚部的形成方向上以实质上相等的间距设置。由此，可形成在x方向及y方向上周期性配置的矩阵状配置的反射面。

图82是说明光从导光板7可射出的角度范围的图。图82(a)表示投影到xy面内的法线方向互不相同的三个反射面。作为一例，将反射面6410的法线设为与y轴成0°，将反射面6420的法线设为与y轴成30°，将反射面6430的法线设为与y轴成40°。此外，将光源22在x轴方向上设置在端面73的中央，为了简单明了地进行说明，使与y轴平行的光向各反射面射入。

来自反射面6410及反射面6420的反射光相对于主面71的入射角不到临界角，实质上从主面71射出。另一方面，来自反射面6430的反射光为相对于主面71的临界角以上，实质上不从主面71射出。因此，如图82(b)所示，对形成定点6490的角度范围进行规定。因此，例如点6500那样，在各光会聚部中不能在离开反射面排列的方向(x轴方向)的位置形成像。

图83表示用于在离开反射面排列的方向的位置形成像的构成。如图83(a)所示，光源22设置在端面73的x轴负方向的端部。来自光源22的光从比多个反射面的排列的中心位置靠近导光板7的端部的位置向导光板7内射入。因此，如图83(b)所示，在xy面内，向反射面的入射光相对于与反射面排列的方向正交的方向倾斜地射入。由此，如图83(b)及图83(c)所示，可形成点6500。因此，可在离开反射面排列的方向的位置形成像。

图84表示端面73在端部具有倾斜面的方式。端面73在x轴负向侧的端部具有向x轴方向倾斜的倾斜面6600。倾斜面6600相对于x轴倾斜规定的倾斜角。光源22与倾斜面6600相对地设置。来自光源22的射出光的光轴设置为与倾斜6600实质上正交。因此，导光板70向从y轴方向倾斜了倾斜角的方向传播来自光源22的光。通过设置倾斜面6600，可提高来自光源22的光的利用效率。此外，端面73的倾斜角可基于应形成像的角度范围决定。如与图83及图84等先关联地说明的，通过使导光板70的传播光的传播方向相对于y轴倾斜，可在离开反射面排列的方向的位置形成像。如图83(a)及图84所示，由导光板7引导的光在沿着x轴的方向上，可以从比多个光会聚部各自中心的位置靠近导光板7的端部的位置向导光板7内射入。

图85概略地表示使用了使传播光相对于y轴倾斜的显示装置6700的检票机系统6800。检票机系统6800具备检票机6810和检票机6820。检票机6810及检票机6820以通过者在检票机6810和检票机6820之间提供的方式相对地设置。

检票机6810具备在通过者通过侧的侧面设置的显示装置6710。如图83等相关联地说明的，显示装置6710具有以传播光相对于y轴倾斜的方式配置有光源22的构成。显示装置6710的x轴负方向相当于检票机6810的通过者通过的方向。显示装置6710的y轴正方向相当于与检票机6810的通过者通过的面正交的方向。y轴正方向相当于垂直向上的方向。如图85所示，光源22设置在导光板的端面的x轴负方向的端部。因此，显示装置6710可在远离x轴正方向的位置形成像6710。因此，观察者可从离开检票机6810的位置对像6710进行视觉辨认。

检票机6820具备在通过者通过侧的侧面设置的显示装置6720。显示装置6720形成相对于与xy面平行的面与像6720对称的像6721。具体地，在z轴正向侧的位置设定了与xy面平行的基准面的情况下，显示装置6720具有相对于该基准面与显示装置6710面对称的构成。因此，显示装置6710可离开x轴正方向的位置形成像6710。根据显示装置6720，能够形成观察者可从离开检票机6810的位置视觉辨认的像6721。

图86概略地表示检票机系统6900中适用的显示装置6910。图86是表示检票机系统6900整体的概略立体图。图87是检票机系统6900的A部的剖面图。检票机系统6900具备检票机主体6960和显示单元6970。显示单元6970具有显示装置6910和显示装置6980。

检票机主体6960还具备与通过者所持的装置进行通信的通信部701。显示装置6980基于通信部与通过者所持的装置之间的通信结果，在显示装置6982显示信息。通过者所持的设备例如为非接触式IC卡车票等IC卡、带非接触式通信功能的手机等的非接触式通信设备。显示装置6980在显示部6982显示非接触式通信设备中存储的电子钱包的余额等。

显示装置6910具有导光板6907和光源22。导光板6907沿着光的导光方向具有来自光源22的光射入的平板状的导光部6920、弯曲的导光部6930、平板状的出光部6940。平板状的导光部6920位于显示装置6980的下方。出光部6940位于显示装置6980的上方，在显示装置6980的显示面6982上重合地设置。弯曲的导光部6930为导光部6920与出光部6940之间的区域。导光部6930将导光部6920和出光部6940连接。导光部6920、导光部6930及出光部6940以将显示装置6980的三方包围的方式设置。射入到导光板6907的光以导光部6920、导光部6930及出光部6940的顺序被引导，将形成像6916的光射出的射出面在出光部6940中由导光部6920侧的面的相反侧的面提供。

显示装置6910在显示装置6980的显示部6982的垂直上方的空间形成像6916。像6916是用于将显示部6982的位置通知给通过者的像。来自光源22的光由导光部6920及导光部6930导光而到达出光部6940。在出光部6940形成有用于形成像6916的上述反射面。

根据显示装置6910，来自光源22的光沿导光板6907的导光方向前行较长的距离，到达出光部6940。由此，在导光板6907内导光的距离变长，可使到达出光部6940的光更接近平行光。因此，容易将导光板6907所引导的光偏向朝着观察者侧的空间的方向，故而容易在观察者侧的空间形成像6916。此外，也可以代替导光部6930，适用图70的反射部980那样地不弯曲的部件。

图88示意性地表示可对像6916进行视觉辨认的通过者的位置关系。像6916为形成于显示部6982且将显示部6982的位置通知给通过者的像。该情况下，优选以可被位于距显示单元6970稍离开的位置的通过者7120清楚地看到的方式提示像6916。另一方面，虽然需要使位于显示单元6970附近的通过者7110清楚地看到显示部6982的显示内容，但没有必要看到像6916。因此，优选使像6916不能被通过者7110看到。

来自在出光部6940设置的反射面的光可射出的角度范围根据图18中表示的角度α而变化。图18中表示的角度α越大，可向显示单元6970更附近的位置射出。为了使像6916不能被位于显示单元6970附近的通过者看到，角度α不到30°为好。

图89表示用于使导光板7的入射光接近于平行光的构成。当导光板的导光距离如图86等那样地变长时，在到达出光区域7040之前，向导光板7的端面75或端面76射入的光增加，故而从出光区域69407射出的光的亮度降低。因此，优选使向导光板7射入的光接近于平行光。

图89(a)表示在光源22与端面73之间设有将来自光源22的光的xy面内的扩展减小而向端面73射入的光学部件7000的变形例。光学部件7000例如为将与xy面平行的面内的光的扩展减小的透镜。如图89(a)所示，在xy面内，光学部件7000可以将来自光源22的光转换成在会聚于导光板7内特定的位置后的扩展光。作为光学部件7000的另一例，可以转换成会聚于导光板7外的特定位置的光。另外，作为光学部件7000的又一例，也可以不使光会聚于导光板7内或导光板7外的特定位置，而是在xy面内单单减小来自光源22的光的扩展。

图89(b)表示在光源22与端面73之间设有具有将来自光源22的光反射的侧面7011及侧面7012的光学部件7010。光学部件7010具有导光板7侧的x轴方向的长度比光源22侧长的锥状的形状。

图89(c)表示在光源22与端面73形成有将来自光源22的光的xy面内的扩展减小的透镜部7020。透镜部7020具有从端面73向光源22侧突出的形状。在来自光源22的光向端面73射入的情况下，其xy面的扩展因透镜部7020而变小。此外，光学部件7000、光学部件7011及透镜部7020是设置在光源22与导光板7之间，且将来自光源20的光转换成在xy面内扩展角小的光的光转换部的一例。

以上，提取显示装置700、显示装置102、显示装置100及其变形例，说明了各种实施方式的显示装置。一般，在包括双眼式在内的多眼式的立体显示装置中，如图90(a)所示，通过在显示对象的边界、对象内的细微的颜色或亮度的变化产生的图案、纹理、质感等的基础上取得距离感，可立体地被识别。但是，当想要用导光板来实现立体显示装置时，由于导光板内的棱镜等的影响，有时对象的边界会模糊，或成为锯齿。另外，有时难以使两个对象的图案等相同。

例如，在使用了导光板的情况下，因导光板内的棱镜图案等而产生颗粒感，故而极难使对象内的图案等相同。另外，当想要实现透明的显示装置时，由于不能使用扩散板或棱镜板等，故而难以使对象相同。虽然可通过将棱镜图案微细化而在一定程度上提高均匀性，但是由于产生衍射现象，故而不能将棱镜设为10μm以下。另外，出于棱镜图案的制作精度，也不容易将对象相同化。另外，由于在导光板内朝希望的射出位置导光的中途光会射出，从而也不容易使射出光量严格地均匀化(例如，参照图90(b))。因此，不容易使用导光板显示可容易立体识别的图像。另外，如与图92(a)及图92(b)相关联地说明的，即使可使显示装置透明，由于观察者也能看到显示装置的背景，故而难以对焦于立体像上，难以取得距离感。另外，如图92(a)所示，虽然以用双眼观看光学器件9000的情况为首，能够对焦于离开光学器件9000的点9020，但是在用右眼观看的情况下，对焦于光学器件9000上的点9012，在用左眼观看的情况下，对焦于光学器件9000上的点9011。这样，难以对焦于离开光学器件9000的希望的点9020的位置。

与此相对，例如图91(a)及图91(b)中概略地表示，根据上述实施方式的显示装置，能够借助光会聚部而使光会聚于点或线上，通过点的集合或线上的点的集合而形成立体像。另外，能够提供形成立体像的透明的显示装置。另外，根据上述实施方式的显示装置，由会聚点的集合等形成立体像，故而可清楚地看到会聚位置的亮点。因此，可抑制对象边界或图案等的问题，容易取得距离感。另外，由于会聚位置作为亮点被清楚地看到，故而射出光量的不均匀性的影响也极小。因此，与所谓的多眼式的立体显示装置相比，能够提供更强的立体感。上述实施方式的显示装置对于如下的情况特别有效，即，投影的三维对象具有较简单的形状。进而，根据上述实施方式的显示装置，由于大致借助线状的光会聚部(例如，图91(a))使光会聚，故而即使观察者的位置发生变化，立体像的位置也不会有大的变化。因此，即使在光因制作精度的影响等而不完全会聚于一点或线上的情况下，也可容易得到立体感。另外，如图91(a)所示，从线状的光会聚部发出的光的波面为如下的光的波面，即，波面会聚于点8000(或与包含点8000的显示面平行的线上)，从该点8000(或与包含点8000的显示面平行的线)发散。因此，容易对焦于离开显示面的点8000的位置。

以上，使用实施方式说明了本发明，但本发明的技术范围不限于上述实施方式中记载的范围。本领域技术人员容易想到可对上述实施方式添加各种变更或改良。从权利要求书的记载可知，这种添加了变更或改良的方式也包含于本发明的技术范围。

需留意，对于权利要求书、说明书及附图中表示的装置、系统、程序以及方法中的动作、过程、步骤及阶段等各处理的执行顺序，只要没有特别明示“之前”、“更早”等，或是将前处理的输出用于后处理，即可按任意的顺序实现。关于权利要求书、说明书及附图中的动作流程，即使为了方便而使用了“首先”、“之后”等进行说明，也不表示一定以该顺序实施。

Claims (31)

1.一种光学器件，其中，具备：

导光板，其在与射出面平行的面内对光进行引导；

多个光会聚部，由所述导光板引导的光分别射入所述多个光会聚部，所述多个光会聚部分别在与所述射出面平行的面内、在与所述导光板的导光方向正交的方向上具有长度而形成，

所述多个光会聚部分别具有投影到与所述射出面平行的面的法线的方向沿着各自的光会聚部的长度方向连续或断续地变化的光学面，通过使由所述导光板引导的光被所述光学面反射，从而使实质上会聚于空间上的一个会聚点或会聚线的方向的射出光、或实质上从空间上的一个会聚点或会聚线发散的方向的射出光从所述射出面射出，

所述会聚点或会聚线在所述多个光会聚部间互不相同，通过多个所述会聚点或会聚线的集合而在空间上形成像。

2.如权利要求1所述的光学器件，其中，

所述导光板引导的光在所述导光板内的各点的扩展角在与所述射出面平行的面内为5°以下。

3.如权利要求1所述的光学器件，其中，

在将所述导光板的入光端面与所述射出面的中央之间的距离设为L、从所述入光端面射入的光的扩展宽度设为W的情况下，满足W≤L/10。

4.如权利要求1所述的光学器件，其中，还具备：

光源；

遮光部，其设置在所述导光板的入光端面与所述光源之间，具有对从所述光源向所述入光端面射入的光进行限制的开口。

5.如权利要求1所述的光学器件，其中，还具备：

光源；

准直部，其对来自所述光源的光进行准直并向所述导光板的入光端面射入。

6.如权利要求1所述的光学器件，其中，

所述多个光会聚部中的至少一个光会聚部具有沿着该光会聚部的形成方向连续地配置的多个反射面。

7.如权利要求1所述的光学器件，其中，

就所述多个光会聚部的各个而言，与各个光会聚部的形成方向正交的方向的长度不超过在与各个光会聚部的形成方向正交的方向上相邻的光会聚部之间的距离的1/2。

8.如权利要求1所述的光学器件，其中，

所述多个光会聚部中的至少一个光会聚部包括形成衍射光栅的多个光学面。

9.如权利要求1所述的光学器件，其中，

所述多个光会聚部中的至少一个光会聚部包括形成柱面菲涅尔透镜的多个光学面。

10.如权利要求1所述的光学器件，其中，

所述多个光会聚部沿着直线、凹曲线或凸曲线而形成。

11.如权利要求1所述的光学器件，其中，

所述多个光会聚部中在所述导光板的所述射出面侧具有所述会聚点或会聚线的光会聚部、以及所述多个光会聚部中在所述导光板的所述射出面的相反侧具有所述会聚点或会聚线的光会聚部中的一方沿着凸曲线而形成，另一方沿着凹曲线而形成。

12.如权利要求1所述的光学器件，其中，

所述多个光会聚部在所述多个光会聚部之间沿着大致相似的线而形成。

13.如权利要求1所述的光学器件，其中，

所述多个光会聚部的各自的所述会聚点或所述会聚线上的点与所述导光板之间的距离越长，所述多个光会聚部在各自的光会聚部的形成方向上越长地形成。

14.如权利要求1所述的光学器件，其中，

所述多个光会聚部沿着圆锥面与所述导光板的交线而形成，所述圆锥面以所述多个光会聚部的各自的所述会聚点或会聚线上的点为顶点，相对于预先规定的轴具有预先规定的立体角。

15.如权利要求1所述的光学器件，其中，

所述多个光会聚部中的至少一个光会聚部沿着该光会聚部的形成方向被分割成多个部分。

16.如权利要求15所述的光学器件，其中，

在设将所述多个部分中的第一部分和所述会聚点或会聚线上的点相连的直线、和将与所述第一部分相邻的第二部分和所述会聚点或会聚线上的点相连的直线所成的角度为Δψ、设所述导光板引导的光在所述导光板内的各点的扩展角为θ的情况下，满足Δψ＜1.5θ。

17.如权利要求15所述的光学器件，其中，

将所述多个部分中的第一部分和所述会聚点或会聚线上的点相连的直线、和将与所述第一部分相邻的第二部分和所述会聚点或会聚线上的点相连的直线所成的角度不到5°。

18.如权利要求15所述的光学器件，其中，

在设将所述多个部分中的第一部分和所述会聚点或会聚线上的点相连的直线和将与所述第一部分相邻的第二部分和所述会聚点或会聚线上的点相连的直线所成的角度为Δψ、设所述导光板引导的光在所述导光板内的各点的扩展角为θ的情况下，满足Δψ＞θ/5。

19.如权利要求15所述的光学器件，其中，

将所述多个光会聚部各自的所述会聚点或会聚线、和各个光会聚部的沿着形成方向的方向上的两个端点相连的直线所成的角度在20°以上。

20.如权利要求15所述的光学器件，其中，

在与所述射出面平行的面内，所述多个光会聚部所具有的多个所述光学面的图案密度在30％以下。

21.如权利要求15所述的光学器件，其中，

所述多个光会聚部具有：

第一光会聚部，其使实质上会聚于第一会聚点或第一会聚线的方向的射出光、或实质上从第一会聚点或第一会聚线发散的方向的射出光从所述射出面射出；

第二光会聚部，其使实质上会聚于第二会聚点或第二会聚线的方向的射出光、或实质上从第二会聚点或第二会聚线发散的方向的射出光从所述射出面射出，

所述第一会聚点或第一会聚线比所述第二会聚点或第二会聚线靠近所述射出面，

所述第一光会聚部在将所述第一会聚点或所述第一会聚线上的点、和所述第二会聚点或所述第二会聚线上的点相连的直线与所述导光板相交的位置，不具有所述光学面。

22.如权利要求15所述的光学器件，其中，

所述光学器件能够将所述像叠加在物体上，所述多个光会聚部具有第一光会聚部，其使实质上从将光从所述射出面射出的空间的相反侧的空间中的第一会聚点或第一会聚线发散的方向的射出光从所述射出面射出，

所述第一会聚点或第一会聚线在光从所述射出面射出的空间的相反侧的空间中，与所述物体的位置相比，位于更离开所述导光板的位置，

所述第一光会聚部在将所述第一会聚点或所述第一会聚线上的点和所述物体的位置相连的直线与所述导光板相交的位置，不具有所述光学面。

23.如权利要求15所述的光学器件，其中，

还具备光转换部，其设置在光源与所述导光板之间，将来自光源的光转换成在与所述射出面平行的面内、扩展角小的光。

24.如权利要求15所述的光学器件，其中，

还具备光转换部，其设置在光源与所述导光板之间，将来自光源的光转换成在与所述射出面平行的面内、在所述导光板的导光方向上会聚的光。

25.如权利要求15所述的光学器件，其中，

在沿着所述多个光会聚部的形成方向的方向上，被所述导光板引导的光从比所述多个光会聚部各自的中心的位置靠近所述导光板的端部的位置向所述导光板内射入。

26.如权利要求15所述的光学器件，其中，

所述导光板具有：

平板状的第一导光部；

平板状的第二导光部，其设置为与所述第一导光部大致平行；

第三导光部，其将所述第一导光部和所述第二导光部连接，

射入到所述导光板的光以所述第一导光部、所述第三导光部、所述第二导光部的顺序被引导，

所述射出面由在所述第二导光部中与所述第一导光部相向的面的相反侧的面形成。

27.如权利要求15所述的光学器件，其中，

所述多个光会聚部分别使从各个光会聚部的位置朝向由所述导光板引导的光的方向侧的空间的所述射出光从所述射出面射出。

28.如权利要求15所述的光学器件，其中，

与所述射出面平行的面与所述光学面所成角的锐角不到30°。

29.如权利要求15所述的光学器件，其中，

所述多个光会聚部各自所具有的多个光学面沿着所述多个光会聚部各自的形成方向，以实质上相等的间距设置。

30.如权利要求29所述的光学器件，其中，3

在沿着所述多个光会聚部各自的形成方向的方向上，所述多个光学面各自的长度与所述光会聚部各自的长度大致成反比。

31.如权利要求29所述的光学器件，其中，

所述多个光会聚部中的第一光会聚部所包含的至少一个光学面、和所述多个光会聚部中的第二光会聚部所包含的至少一个光学面作为在所述第一光会聚部及所述第二光会聚部的形成方向上相连且连续的反射面而设置。

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