JP2017173527A - 空中映像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】単位反射素子同士を繋ぎ合わせるタイリングによって製造された結像素子を用いた場合にも、高品位の空中映像を表示させることができる空中映像表示装置を提供する。【解決手段】空中映像表示装置は、物体が配置される物体配置領域と、当該物体の実像を結像させる結像素子１とを備える。結像素子１は、物体配置領域側である第１主面１ａ側に配置された第１反射素子１０と、物体の実像側である第２主面１ｂ側に配置された第２反射素子２０とを含み、第１反射素子１０は、複数の単位反射素子と、これらを繋ぎ合わせる継ぎ目部１３とを含む。継ぎ目部１３のうち、第１反射素子１０に含まれる反射体と交差するように延びる交差継ぎ目部１３ａが傾斜して設けられ、これにより交差継ぎ目部１３ａの第１主面１ａ側の端部１３ａ１が第２主面１ｂ側の端部１３ａ２よりも第１主面１ａと平行な方向において物体配置領域からより遠くに配置される。【選択図】図１１

Description

本発明は、空中映像を表示可能にする空中映像表示装置に関し、特に、一方の主面側の空間位置に配置された物体の実像を他方の主面側の空間位置において結像させる結像素子を備えてなる空中映像表示装置に関する。

従来、空中映像表示装置に用いられる結像素子として、一般に２面コーナーリフレクタアレイ素子と称される素子が用いられている。２面コーナーリフレクタアレイ素子としては、複数の反射体が主面と直交する方向に透明体を介して積層されてなる平板状の反射素子を２つ使用し、これら２つの反射素子を互いの積層方向が直交するように厚み方向に重ね合わされてなるものが利用される場合がある。

この種の２面コーナーリフレクタアレイ素子においては、一般にタイリングと称される技術を用いて２つの反射素子のそれぞれが大型化されることで大面積化される場合が多い。このタイリングとは、複数の小型の単位反射素子を面状に並べて配置し、これらの端部同士を相互に繋ぎ合わせることによって１つの大型の複合反射素子とする技術である。

一方、上述した構成とは異なる構成の２面コーナーリフレクタアレイ素子として、外表面が反射面にて構成された四角柱状の突出部が平板状の基部の一方の主面上にアレイ状に配列されてなる結像素子が知られている。この種の２面コーナーリフレクタアレイ素子においても、上述したタイリングが行なわれることで大面積化される場合が多い。

上述したタイリングの詳細が具体的に開示された文献としては、たとえば特開２０１１−９０１１７号公報（特許文献１）や特開２０１３−１０１２３０号公報（特許文献２）、特開２０１３−１６７６７０号公報（特許文献３）、特開２０１３−８８５５６号公報（特許文献４）等がある。

特開２０１１−９０１１７号公報 特開２０１３−１０１２３０号公報 特開２０１３−１６７６７０号公報 特開２０１３−８８５５６号公報

上述したタイリングを行なう場合においては、単位反射素子同士をどのように繋ぎ合わせるかが重要になる。通常、これら単位反射素子同士は、透光性の接着剤によって繋ぎ合わされる場合が多いが、その場合には、これら単位反射素子同士を繋ぎ合わせる継ぎ目部において不要な反射が発生し易く、これが空中映像の画像品位に劣化を生じさせることになりかねない。

ここで、上記特許文献４には、外表面が反射面にて構成された四角柱状の突出部が平板状の基部の一方の主面上にアレイ状に配列されてなる結像素子において、単位反射素子の各々に含まれる平板状の基部同士を繋ぎ合わせる継ぎ目部が、基部の主面の法線方向に対して傾斜するように構成されたものが開示されている。当該特許文献４においては、このように構成することにより、結像素子の外観上、これら継ぎ目部が目立たなくなる効果が得られると記載されている。

しかしながら、複数の反射体が主面と直交する方向に透明体を介して積層されてなる平板状の２つの反射素子を互いの積層方向が直交するように厚み方向において重ね合わされてなる結像素子において、これら２つの反射素子の各々における単位反射素子同士の継ぎ目部に上記特許文献４に開示される如くの繋ぎ合わせ方法を適用した場合には、その傾斜のさせ方如何によって、当該継ぎ目部を傾斜させなかった場合よりも、継ぎ目部において発生する迷光が増加してしまう場合がある。

この迷光の発生は、本来結像されるべき位置ではない位置に物体の実像を結像させてしまうことで空中映像にノイズを発生させる原因となるばかりでなく、本来当該継ぎ目部を経由して結像されるべき位置に達する光の量が減少してしまうことで空中映像の輝度に低下を生じさせてしまう原因となる。したがって、この点を何ら考慮しなかった場合には、結像される空中映像の画像品位に大幅な劣化が生じてしまうことになる。

したがって、本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、単位反射素子同士を繋ぎ合わせるタイリングによって製造された結像素子を用いた場合にも、高品位の空中映像を表示させることができる空中映像表示装置を提供することを目的とする。

本発明に基づく空中映像表示装置は、空中映像のもととなる物体が配置される物体配置領域と、上記物体配置領域に配置された物体の実像を空中映像として結像させる結像素子とを備えている。上記結像素子は、厚み方向において相対して位置する第１主面および第２主面を有し、上記第１主面が上記物体配置領域側を向くように配置されることにより、上記第２主面側の空間位置において物体の実像を結像する。上記結像素子は、上記第１主面側に配置された平板状の第１反射素子と、上記第２主面側に配置された平板状の第２反射素子とを含んでいる。上記第１反射素子は、上記厚み方向に直交する第１方向に沿って並ぶように互いに平行に配置された複数の第１反射体と、上記複数の第１反射体のうちの隣り合う第１反射体間を充填する複数の第１透明体とを有している。上記第２反射素子は、上記厚み方向および上記第１方向の双方に直交する第２方向に沿って並ぶように互いに平行に配置された複数の第２反射体と、上記複数の第２反射体のうちの隣り合う第２反射体間を充填する複数の第２透明体とを有している。上記第１反射素子は、面状に並べて配置された平板状の複数の単位反射素子と、当該複数の単位反射素子の端部同士を繋ぎ合わせる透光性の継ぎ目部とを含む複合反射素子にて構成されている。上記第１反射素子に含まれる上記継ぎ目部のうち、上記複数の第１反射体と交差するように上記第１方向に沿って延びる継ぎ目部である交差継ぎ目部は、当該交差継ぎ目部の上記第１主面側に位置する端部が当該交差継ぎ目部の上記第２主面側に位置する端部よりも上記第１主面と平行な方向において上記物体配置領域からより遠くに配置されることとなるように、上記第１主面の法線方向に対して傾斜して設けられている。

上記本発明に基づく空中映像表示装置にあっては、上記第１反射素子に含まれる上記交差継ぎ目部と上記第１主面の法線とが成す角度が、当該交差継ぎ目部の延びる方向である上記第１方向において一定であることが好ましい。

上記本発明に基づく空中映像表示装置にあっては、上記第１反射素子に含まれる上記交差継ぎ目部と上記第１主面の法線とが成す角度のうちの小さい方の角度が、６０［°］未満であることが好ましい。

上記本発明に基づく空中映像表示装置にあっては、上記第１反射素子に含まれる上記交差継ぎ目部の上記第２方向における大きさである幅が、３０［μｍ］以下であることが好ましい。

上記本発明に基づく空中映像表示装置にあっては、上記第１反射素子に含まれる上記継ぎ目部のうち、上記複数の第１反射体と並行するように上記第２方向に沿って延びる継ぎ目部である非交差継ぎ目部が、上記第１主面に対して垂直に設けられていることが好ましい。

上記本発明に基づく空中映像表示装置にあっては、上記第２反射素子が、面状に並べて配置された平板状の複数の単位反射素子と、当該複数の単位反射素子の端部同士を繋ぎ合わせる透光性の継ぎ目部とを含む複合反射素子にて構成されていてもよい。その場合には、上記第２反射素子に含まれる上記継ぎ目部のうち、上記複数の第２反射体と交差するように上記第２方向に沿って延びる継ぎ目部である交差継ぎ目部が、当該交差継ぎ目部の上記第２主面側に位置する端部が当該交差継ぎ目部の上記第１主面側に位置する端部よりも上記第２主面と平行な方向において上記物体配置領域からより近くに配置されることとなるように、上記第２主面の法線方向に対して傾斜して設けられていることが好ましい。

上記本発明に基づく空中映像表示装置にあっては、上記第２反射素子に含まれる上記交差継ぎ目部と上記第２主面の法線とが成す角度が、当該交差継ぎ目部の延びる方向である上記第２方向において一定であることが好ましい。

上記本発明に基づく空中映像表示装置にあっては、上記第２反射素子に含まれる上記交差継ぎ目部と上記第２主面の法線とが成す角度のうちの小さい方の角度が、６０［°］未満であることが好ましい。

上記本発明に基づく空中映像表示装置にあっては、上記第２反射素子に含まれる上記交差継ぎ目部の上記第１方向における大きさである幅が、３０［μｍ］以下であることが好ましい。

上記本発明に基づく空中映像表示装置にあっては、上記第２反射素子に含まれる上記継ぎ目部のうち、上記複数の第２反射体と並行するように上記第１方向に沿って延びる継ぎ目部である非交差継ぎ目部が、上記第２主面に対して垂直に設けられていることが好ましい。

本発明によれば、単位反射素子同士を繋ぎ合わせるタイリングによって製造された結像素子を用いた場合にも、高品位の空中映像を表示させることができる空中映像表示装置を提供することができる。

本発明の実施の形態における空中映像表示装置の概略図である。 図１に示す空中映像表示装置の模式平面図である。 図１に示す結像素子の模式断面図である。 図１に示す結像素子の要部の分解斜視図である。 図１に示す第１反射素子の模式平面図および模式断面図である。 図１に示す第１反射素子の分解図である。 図１に示す第２反射素子の模式平面図および模式断面図である。 図１に示す第２反射素子の分解図である。 交差継ぎ目部における繋ぎ合わせ態様を示した模式図である。 非交差継ぎ目部における繋ぎ合わせ態様を示した模式図である。 図１に示す結像素子の第１反射素子の交差継ぎ目部を含む模式断面図および拡大模式断面図である。 図１に示す結像素子の第２反射素子の交差継ぎ目部を含む模式断面図および拡大模式断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、図を参照して詳細に説明する。なお、以下に示す実施の形態においては、同一のまたは共通する部分について図中同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。

図１は、本発明の実施の形態における空中映像表示装置の概略図である。また、図２は、図１に示す空中映像表示装置の模式平面図である。まず、これら図１および図２を参照して、本実施の形態における空中映像表示装置１００の概略的な構成について説明する。

図１および図２に示すように、空中映像表示装置１００は、結像素子１（一般に「２面コーナーリフレクタアレイ素子」または「マイクロミラーアレイ素子」と称される）と、物体配置領域２とを備えている。

結像素子１は、全体として略平板状の形状を有しており、第１反射素子１０と、第２反射素子２０と、透光性接着層３０とを備えている。第１反射素子１０は、物体配置領域２側に配置されており、第２反射素子２０は、第１反射素子１０から見て物体配置領域２が位置する側とは反対側に配置されている。透光性接着層３０は、重ねて配置された第１反射素子１０と第２反射素子２０との間に位置しており、これら第１反射素子１０と第２反射素子２０とを接合している。

結像素子１は、物体配置領域２側に位置する第１主面１ａと、当該第１主面１ａとは反対側に位置する第２主面１ｂとを含んでいる。ここで、第１主面１ａは、第１反射素子１０の後述する外側主面１０ａによって構成されており、第２主面１ｂは、第２反射素子２０の後述する外側主面２０ａによって構成されている。

物体配置領域２は、結像素子１によって結像される実像である空中映像のもととなる物体２００が配置される領域である。当該物体配置領域２は、たとえば物体２００を載置するステージによって規定されていてもよいし、ステージ等を用いず固定的に物体２００を配置する場合には、当該物体２００を支持する支持部材等によって規定されていてもよい。

図３は、図１に示す結像素子の図２中に示すＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った模式断面図であり、図４は、図１に示す結像素子の要部の分解斜視図である。図５（Ａ）は、図１に示す第１反射素子の模式平面図であり、図５（Ｂ）および図５（Ｃ）は、それぞれ図１に示す第１反射素子の図５（Ａ）中に示すＶＢ−ＶＢ線およびＶＣ−ＶＣ線に沿った模式断面図である。図６は、図１に示す第１反射素子の分解図である。図７（Ａ）は、図１に示す第２反射素子の模式平面図であり、図７（Ｂ）および図７（Ｃ）は、それぞれ図１に示す第２反射素子の図７（Ａ）中に示すＶＩＩＢ−ＶＩＩＢ線およびＶＩＩＣ−ＶＩＩＣ線に沿った模式断面図である。図８は、図１に示す第２反射素子の分解図である。なお、図５（Ａ）および図７（Ａ）においては、第１反射素子１０および第２反射素子２０と上述した物体配置領域２の相対的な位置関係を表わすために、当該物体配置領域２についても併せてこれを図示している。次に、これら図３ないし図８および前述した図２を参照して、本実施の形態における空中映像表示装置１００に具備された結像素子１の詳細な構成について説明する。

図２ないし図５に示すように、第１反射素子１０は、厚み方向において相対して位置する外側主面１０ａおよび内側主面１０ｂを有する平板状の部材からなり、厚み方向に沿って見た場合に正方形形状を有している。

図２ないし図６に示すように、第１反射素子１０は、複数の単位反射素子を繋ぎ合わせた複合反射素子にて構成されており、本実施の形態においては、特に図６に示すように、平面視正方形形状の１つの単位反射素子１０Ａと、平面視直角二等辺三角形形状の４つの単位反射素子１０Ｂ１〜１０Ｂ４とを含んでいる。単位反射素子１０Ａ，１０Ｂ１〜１０Ｂ４の各々は、いずれも略平板状の形状を有しており、単位反射素子１０Ｂ１〜１０Ｂ４が、単位反射素子１０Ａを取り囲むように面状に配置されている。

第１反射素子１０は、上述した単位反射素子１０Ａ，１０Ｂ１〜１０Ｂ４と、これら単位反射素子１０Ａ，１０Ｂ１〜１０Ｂ４の間に位置する平面視正方形形状の継ぎ目部１３とを有しており、単位反射素子１０Ａ，１０Ｂ１〜１０Ｂ４のうちの隣り合う単位反射素子同士の端部が上記継ぎ目部１３を介して接合されることにより、全体として大型化された複合反射素子として形成されている。なお、継ぎ目部１３の詳細については後述する。

第１反射素子１０を構成する単位反射素子１０Ａ，１０Ｂ１〜１０Ｂ４の各々は、複数の第１反射体１１と複数の第１透明体１２とによって構成されている。単位反射素子１０Ａ，１０Ｂ１〜１０Ｂ４の各々を構成するこれら複数の第１反射体１１と複数の第１透明体１２とは、上記厚み方向に直交する第１方向（図中に示すＸ方向）において交互に積層されている。

すなわち、単位反射素子１０Ａ，１０Ｂ１〜１０Ｂ４における複数の第１反射体１１と複数の第１透明体１２との積層方向は、第１反射素子１０において第１反射体１１および第１透明体１２が全体として連続性を有することとなるように、いずれも同一の方向を向くように配置されている。これにより、第１反射素子１０においては、その全域において、複数の第１反射体１１と複数の第１透明体１２とが、上記第１方向において交互に積層されて位置することになる。なお、図２においては、第１反射体１１を破線にて示している。

単位反射素子１０Ａ，１０Ｂ１〜１０Ｂ４の各々の内部に位置する第１反射体１１は、一対の反射膜１１ａ（図１２（Ｂ）参照）と、これら一対の反射膜１１ａの間に位置する接着層１１ｂ（図１２（Ｂ）参照）とを含んでいる。一対の反射膜１１ａと接着層１１ｂとは、上記第１方向に沿って並んで配置されており、一対の反射膜１１ａは、接着層１１ｂの両側面に直接接することで接合されている。

複数の第１反射体１１は、互いに平行に配置されており、その各々は、上記厚み方向および上記第１方向の双方に直交する第２方向（図中に示すＹ方向）に沿って延在している。複数の第１透明体１２は、隣り合う第１反射体１１間を充填するように互いに平行に配置されており、その各々は、上記第２方向に沿って延在している。

一対の反射膜１１ａは、たとえばアルミニウムまたは銀等の金属にて構成されており、接着層１１ｂは、たとえばエポキシ系の接着剤の硬化物にて構成されている。また、第１透明体１２は、たとえばガラスまたは透明樹脂にて構成されている。

個々の反射膜１１ａの上記第１方向における大きさである幅は、たとえば５０［ｎｍ］以上２００［ｎｍ］以下程度であり、個々の接着層１１ｂの上記第１方向における大きさである幅は、たとえば５［μｍ］以上３０［μｍ］以下程度である。したがって、個々の第１反射体１１の上記第１方向における大きさである幅は、おおよそ個々の接着層１１ｂの幅と同じになる。また、個々の第１透明体１２の上記第１方向における大きさである幅は、たとえば３００［μｍ］以上２０００［μｍ］以下程度である。

ここで、複数の第１反射体１１の各々および複数の第１透明体１２の各々の延在方向（すなわち上記第２方向）に直交する断面形状は、矩形状である（図５（Ｃ）等参照）。これにより、複数の第１反射体１１および複数の第１透明体１２が、上記第１方向において互いに密着して配置されることにより、第１反射素子１０は、上述したような平板状の形状を有している。

なお、第１反射素子１０の厚みは、たとえば９００［μｍ］以上６０００［μｍ］以下程度である。また、単位反射素子１０Ａの厚み方向と直交する一辺の長さは、１０［ｃｍ］以上５０［ｃｍ］以下程度である。そのため、単位反射素子１０Ａ，１０Ｂ１〜１０Ｂ４がタイリングされてなる本実施の形態における第１反射素子１０の厚み方向と直交する一辺の長さは、たとえばおおよそ１４［ｃｍ］以上７０［ｃｍ］以下程度である。

上記構成を有することにより、第１反射素子１０は、その内部に複数の反射面を有することになる。当該複数の反射面の各々は、隣接する第１透明体１２に面する部分の第１反射体１１の表面（すなわち、上述した反射膜１１ａの第１透明体１２に面する部分の表面）にて構成されており、これにより個々の第１反射体１１につき、互いに反対方向を向く２つの反射面が形成されることになる。

図２ないし図４および図７に示すように、第２反射素子２０は、厚み方向において相対して位置する外側主面２０ａおよび内側主面２０ｂを有する平板状の部材からなり、第１反射素子１０と同じ厚みでかつ厚み方向に沿って見た場合に第１反射素子１０と同じ大きさの正方形形状を有している。

図２ないし図４、図７および図８に示すように、第２反射素子２０は、複数の単位反射素子を繋ぎ合わせた複合反射素子にて構成されており、本実施の形態においては、特に図８に示すように、平面視正方形形状の１つの単位反射素子２０Ａと、平面視直角二等辺三角形形状の４つの単位反射素子２０Ｂ１〜２０Ｂ４とを含んでいる。単位反射素子２０Ａ，２０Ｂ１〜２０Ｂ４の各々は、いずれも略平板状の形状を有しており、単位反射素子２０Ｂ１〜２０Ｂ４が、単位反射素子２０Ａを取り囲むように面状に配置されている。

第２反射素子２０は、上述した単位反射素子２０Ａ，２０Ｂ１〜２０Ｂ４と、これら単位反射素子２０Ａ，２０Ｂ１〜２０Ｂ４の間に位置する平面視正方形形状の継ぎ目部２３とを有しており、単位反射素子２０Ａ，２０Ｂ１〜２０Ｂ４のうちの隣り合う単位反射素子同士の端部が上記継ぎ目部２３を介して接合されることにより、全体として大型化された複合反射素子として形成されている。なお、継ぎ目部２３の詳細については後述する。

第２反射素子２０を構成する単位反射素子２０Ａ，２０Ｂ１〜２０Ｂ４の各々は、複数の第２反射体２１と複数の第２透明体２２とによって構成されている。単位反射素子２０Ａ，２０Ｂ１〜２０Ｂ４の各々を構成するこれら複数の第２反射体２１と複数の第２透明体２２とは、上記第２方向（図中に示すＹ方向）において交互に積層されている。

すなわち、単位反射素子２０Ａ，２０Ｂ１〜２０Ｂ４における複数の第２反射体２１と複数の第２透明体２２との積層方向は、第２反射素子２０において第２反射体２１および第２透明体２２が全体として連続性を有することとなるように、いずれも同一の方向を向くように配置されている。これにより、第２反射素子２０においては、その全域において、複数の第２反射体２１と複数の第２透明体２２とが、上記第２方向において交互に積層されて位置することになる。

単位反射素子２０Ａ，２０Ｂ１〜２０Ｂ４の各々の内部に位置する第２反射体２１は、一対の反射膜２１ａ（図１１（Ｂ）参照）と、これら一対の反射膜２１ａの間に位置する接着層２１ｂ（図１１（Ｂ）参照）とを含んでいる。一対の反射膜２１ａと接着層２１ｂとは、上記第２方向に沿って並んで配置されており、一対の反射膜２１ａは、接着層２１ｂの両側面に直接接することで接合されている。

複数の第２反射体２１は、互いに平行に配置されており、その各々は、上記第１方向（図中に示すＸ方向）に沿って延在している。複数の第２透明体２２は、隣り合う第２反射体２１間を充填するように互いに平行に配置されており、その各々は、上記第１方向に沿って延在している。

一対の反射膜２１ａは、たとえばアルミニウムまたは銀等の金属にて構成されており、接着層２１ｂは、たとえばエポキシ系の接着剤の硬化物にて構成されている。また、第２透明体２２は、たとえばガラスまたは透明樹脂にて構成されている。

個々の反射膜２１ａの上記第２方向における大きさである幅は、たとえば５０［ｎｍ］以上２００［ｎｍ］以下程度であり、個々の接着層２１ｂの上記第２方向における大きさである幅は、たとえば５［μｍ］以上３０［μｍ］以下程度である。したがって、個々の第２反射体２１の上記第２方向における大きさである幅は、おおよそ個々の接着層２１ｂの幅と同じになる。また、個々の第２透明体２２の上記第２方向における大きさである幅は、たとえば３００［μｍ］以上２０００［μｍ］以下程度である。

ここで、複数の第２反射体２１の各々および複数の第２透明体２２の各々の延在方向（すなわち上記第１方向）に直交する断面形状は、矩形状である（図７（Ｃ）参照）。これにより、複数の第２反射体２１および複数の第２透明体２２が、上記第２方向において互いに密着して配置されることにより、第２反射素子２０は、上述したような平板状の形状を有している。

上記構成を有することにより、第２反射素子２０は、その内部に複数の反射面を有することになる。当該複数の反射面の各々は、隣接する第２透明体２２に面する部分の第２反射体２１の表面（すなわち、上述した反射膜２１ａの第２透明体２２に面する部分の表面）にて構成されており、これにより個々の第２反射体２１につき、互いに反対方向を向く２つの反射面が形成されることになる。

以上において説明した構成の複合反射素子からなる第１反射素子１０および第２反射素子２０は、たとえば以下の方法によって製作することができる。

まず、平板状の透明部材が複数準備され、それらの両主面にコーティング層が形成される。ここで、透明部材は、上述した第１透明体１２または第２透明体２２となるものであり、たとえばガラスまたは透明樹脂が好適に利用できる。また、コーティング層は、上述した第１反射体１１の一対の反射膜１１ａまたは第２反射体２１の一対の反射膜２１ａとなるものであり、たとえばアルミニウム膜または銀膜等にて構成される。当該コーティング膜は、たとえばスパッタリング等によって成膜が可能である。

次に、コーティング層によって両主面が覆われてなる透明部材の一方の露出表面（すなわち一方のコーティング層の表面）にたとえばエポキシ系の接着剤が塗布され、当該接着剤が塗布された透明部材に他の透明部材が重ね合わされて接着剤が硬化させられる。これにより、重ね合わされた２枚の透明部材が、貼り合わされることになる。ここで、硬化後の接着剤は、上述した第１反射体１１の接着層１１ｂまたは第２反射体２１の接着層２１ｂとなるものである。

この貼り合わせ作業が必要回数分だけ繰り返されることにより、コーティング層によって両主面が覆われた複数の透明部材が接着剤を介して積層されてなる積層体ブロックが形成されることになる。

次に、積層体ブロックが、透明部材の積層方向と直交する方向に沿って複数回にわたって順次切断される。その際、積層体ブロックから切り出される部材の外形が平板状となるように薄く切断される。なお、積層体ブロックの切断には、たとえばワイヤーカットが利用できる。

ここで、貼り合わせる複数の透明部材を平面視正方形形状とし、その貼り合わせ方向における長さが、平面視した場合における透明部材の一辺の長さと同じになるまで積層する（すなわち、積層体ブロックが正六面体となるように積層する）ことにより、切り出された平板状の部材の各々も平面視正方形形状になる。そのため、この切り出された平板状の部材をそのまま用いれば、上述した平面視正方形形状の単位反射素子１０Ａ，２０Ａとしてこれを用いることができ、さらにこれを対角線方向に沿って切断して４分割したものを用いれば、上述した平面視二等辺三角形形状の単位反射素子１０Ｂ１〜１０Ｂ４，２０Ｂ１〜２０Ｂ４としてこれを用いることができる。

次に、切断後において切り出された各部材の切断面が研磨される。これにより、研磨後の各部材が、単位反射素子１０Ａ，１０Ｂ１〜１０Ｂ４，２０Ａ，２０Ｂ１〜２０Ｂ４となる。

次に、上記の工程を経て製作された単位反射素子１０Ａ，１０Ｂ１〜１０Ｂ４が、所定のルールに従って平面状に並べて配置され、さらにこれらの端部同士が繋ぎ合わされる。より具体的には、平面状に並べて配置された単位反射素子１０Ａ，１０Ｂ１〜１０Ｂ４の端部同士が、透光性の接着剤によって接合される。ここで、透光性の接着剤としては、たとえばエポキシ系の接着剤が利用できる。硬化後の接着剤は、上述した継ぎ目部１３となるものである。

また、上記の工程を経て製作された単位反射素子２０Ａ，２０Ｂ１〜２０Ｂ４が、所定のルールに従って平面状に並べて配置され、さらにこれらの端部同士が繋ぎ合わされる。より具体的には、平面状に並べて配置された単位反射素子２０Ａ，２０Ｂ１〜２０Ｂ４の端部同士が、透光性の接着剤によって接合される。ここで、透光性の接着剤としては、たとえばエポキシ系の接着剤が利用できる。硬化後の接着剤は、上述した継ぎ目部２３となるものである。

以上により、上述した構成の複合反射素子からなる第１反射素子１０および第２反射素子２０が製作されることになる。なお、第１反射素子１０と第２反射素子２０とは、結像素子１として組付けられた後において向きこそ違うものの、その構造自体は基本的に同じである。

図３および図４に示すように、第１反射素子１０および第２反射素子２０は、互いの内側主面１０ｂ，２０ｂが対向するように配置されており、これによって厚み方向において重ね合わされている。その結果、上述したように、第１反射素子１０の外側主面１０ａによって結像素子１の第１主面１ａが構成されるとともに、第２反射素子２０の外側主面２０ａによって結像素子１の第２主面１ｂが構成されることになる。

ここで、第１反射素子１０と第２反射素子２０とは、各々に含まれる第１反射体１１と第２反射体２１とが互いに直交するように重ね合わされて対向配置されている。これにより、結像素子１の内部において、多数の微小なコーナーリフレクタがアレイ状に配置されることになる。

図３に示すように、第１反射素子１０と第２反射素子２０とは、厚み方向において距離をもって配置されており、これら第１反射素子１０と第２反射素子２０との間の空間は、上述した透光性接着層３０によって充填されている。この透光性接着層３０は、上記空間を充填することにより、第１反射素子１０と第２反射素子２０とを接合することで固定している。

ここで、透光性接着層３０としては、透光性を有するものであればどのような種類の接着剤を用いることもできるが、たとえばエポキシ系の接着剤を利用することができる。好ましくは、透光性接着層３０としては、第１反射素子１０を構成する第１透明体１２の屈折率および第２反射素子２０を構成する第２透明体２２の屈折率との間の屈折率差が０．０２以下となる接着剤を用いる。このようにすれば、透光性接着層３０と第１透明体１２および第２透明体２２との界面において、不要な反射や屈折、散乱等が生じることを抑制することができる。

また、上述した単位反射素子１０Ａ，１０Ｂ１〜１０Ｂ４および単位反射素子２０Ａ，２０Ｂ１〜２０Ｂ４の繋ぎ合わせ工程において使用する接着剤としては、透光性を有するものであればどのような種類の接着剤を用いることもできるが、その硬化後の屈折率が、透光性接着層３０の屈折率との間で０．０２以下の差となるものを用いることが好ましい。このようにすれば、単位反射素子１０Ａ，１０Ｂ１〜１０Ｂ４，２０Ａ，２０Ｂ１〜２０Ｂ４の継ぎ目部１３，２３と、透光性接着層３０との界面において、不要な反射や屈折、散乱等が生じることが抑制できる。そのため、特に継ぎ目部１３，２３の幅を接着層１１ｂ，２１ｂよりも大きく構成する場合等において、当該継ぎ目部１３，２３を通過する光に対する光の乱れを効果的に抑制できることになる。

次に、前述の図１を参照して、本実施の形態における空中映像表示装置１００において、空中映像が表示可能になる仕組みについて説明する。

図１に示すように、本実施の形態における空中映像表示装置１００を用いて空中映像を表示させるためには、結像素子１の第１主面１ａ側の空間位置に設けられた物体配置領域２に被投影物としての物体２００が配置される。

物体２００から異なる方向に出た光は、結像素子１の第１主面１ａ（第１反射素子１０の外側主面１０ａ）を介して第１反射素子１０の内部に侵入し、当該光の進行方向に位置する第１反射体１１の反射面によって反射され、第１反射素子１０の内側主面１０ｂを介して透光性接着層３０に達する。

透光性接着層３０を通過した光は、第２反射素子２０の内側主面２０ｂを介して第２反射素子２０の内部に侵入し、当該光の進行方向に位置する第２反射体２１の反射面によって反射され、結像素子１の第２主面１ｂ（第２反射素子２０の外側主面２０ａ）を介して結像素子１の外部へと至る。

結像素子１の外部へと出た光は、上述した第１反射素子１０および第２反射素子２０における再帰反射により、結像素子１が配置された平面を基準とした物体２００の対称位置に集光することになり、これによって物体２００の実像３００が、結像素子１の第２主面１ｂ側の空間位置において結像されることになる。

なお、物体２００としてたとえば液晶ディスプレイを配置した場合には、当該液晶ディスプレイに表示される画像が、空中映像として表示されることになる。物体２００としては、液晶ディスプレイに当然に限られるものではなく、２次元および３次元の種別を問わず、どのようなものが配置されてもよい。

以下においては、前述の図２ないし図８に加え、後述の図９ないし図１２を参照して、本実施の形態における空中映像表示装置１００に具備された結像素子１に含まれる上述した継ぎ目部１３，２３の構成について、より詳細に説明する。

図２ないし図８を参照して、上述したように、本実施の形態における空中映像表示装置１００に具備された結像素子１においては、第１反射素子１０が、複数の単位反射素子１０Ａ，１０Ｂ１〜１０Ｂ４を繋ぎ合わせることで製作された複合反射素子にて構成されているとともに、第２反射素子２０が、複数の単位反射素子２０Ａ，２０Ｂ１〜２０Ｂ４を繋ぎ合わせることで製作された複合反射素子にて構成されている。

そのため、図２、図４および図５に示すように、第１反射素子１０の所定位置には、その外側主面１０ａから内側主面１０ｂに達するように、上述した継ぎ目部１３が平面視した状態において複数カ所にわたって設けられているとともに、図２、図４および図７に示すように、第２反射素子２０の所定位置にも、その外側主面２０ａから内側主面２０ｂに達するように、上述した継ぎ目部２３が平面視した状態において複数カ所にわたって設けられている。

これら継ぎ目部１３，２３は、上述したようにたとえばエポキシ系の接着剤からなる透光性の部材にて構成されることになるが、何ら手立てを施していない場合には、これら継ぎ目部１３，２３において不要な反射が発生し易くなり、これが空中映像の画像品位に劣化を生じさせる原因になりかねない。そのため、本実施の形態における空中映像表示装置１００においては、この点の改善が図られている。

図４および図５に示すように、第１反射素子１０は、上述した継ぎ目部１３として、複数の第１反射体１１と交差するように第１方向（図中に示すＸ方向）に沿って延びる２つの交差継ぎ目部１３ａと、複数の第１反射体１１と並行するように第２方向（図中に示すＹ方向）に沿って延びる２つの非交差継ぎ目部１３ｂとを含んでいる。

２つの交差継ぎ目部１３ａは、第１反射素子１０を平面視した状態において、それぞれ複数の第１反射体１１と複数の第１透明体１２との双方に直交するように位置している。これら２つの交差継ぎ目部１３ａのうちの一方は、単位反射素子１０Ａと単位反射素子１０Ｂ２とが繋ぎ合わされた部位にて構成されており、より具体的には、単位反射素子１０Ａの端面１４ｂ１と単位反射素子１０Ｂ２の端面１４ｂ２との間に形成された接着層にて構成されている。また、２つの交差継ぎ目部１３ａのうちの他方は、単位反射素子１０Ａと単位反射素子１０Ｂ４とが繋ぎ合わされた部位にて構成されており、より具体的には、単位反射素子１０Ａの端面１４ｄ１と単位反射素子１０Ｂ４の端面１４ｄ２との間に形成された接着層にて構成されている。

２つの非交差継ぎ目部１３ｂは、第１反射素子１０を平面視した状態において、それぞれ複数の第１反射体１１および複数の第１透明体１２と同方向に延びるように位置している。これら２つの非交差継ぎ目部１３ｂのうちの一方は、単位反射素子１０Ａと単位反射素子１０Ｂ１とが繋ぎ合わされた部位にて構成されており、より具体的には、単位反射素子１０Ａの端面１４ａ１と単位反射素子１０Ｂ１の端面１４ａ２との間に形成された接着層にて構成されている。また、２つの非交差継ぎ目部１３ｂのうちの他方は、単位反射素子１０Ａと単位反射素子１０Ｂ３とが繋ぎ合わされた部位にて構成されており、より具体的には、単位反射素子１０Ａの端面１４ｃ１と単位反射素子１０Ｂ３の端面１４ｃ２との間に形成された接着層にて構成されている。

ここで、交差継ぎ目部１３ａは、第１反射素子１０の外側主面１０ａ（すなわち、結像素子１の第１主面１ａ）に対して傾斜して設けられている。これにより、図５（Ｂ）に示すように、当該交差継ぎ目部１３ａの延びる方向と直交する断面において、交差継ぎ目部１３ａの外側主面１０ａ側の端部と交差継ぎ目部１３ａの内側主面１０ｂ側の端部とが、Ｙ軸方向においてずれて配置されることになる。

また、非交差継ぎ目部１３ｂは、第１反射素子１０の外側主面１０ａ（すなわち、結像素子１の第１主面１ａ）に対して垂直に設けられている。これにより、図５（Ｃ）に示すように、当該非交差継ぎ目部１３ｂの延びる方向と直交する断面において、非交差継ぎ目部１３ｂの外側主面１０ａ側の端部と非交差継ぎ目部１３ｂの内側主面１０ｂ側の端部とが、Ｘ軸方向において合致して配置されることになる。

図４および図７に示すように、第２反射素子２０は、上述した継ぎ目部２３として、複数の第２反射体２１と交差するように第２方向（図中に示すＹ方向）に沿って延びる２つの交差継ぎ目部２３ａと、複数の第２反射体２１と並行するように第１方向（図中に示すＸ方向）に沿って延びる２つの非交差継ぎ目部２３ｂとを含んでいる。

２つの交差継ぎ目部２３ａは、第２反射素子２０を平面視した状態において、それぞれ複数の第２反射体２１と複数の第２透明体２２との双方に直交するように位置している。これら２つの交差継ぎ目部２３ａのうちの一方は、単位反射素子２０Ａと単位反射素子２０Ｂ１とが繋ぎ合わされた部位にて構成されており、より具体的には、単位反射素子２０Ａの端面２４ａ１と単位反射素子２０Ｂ１の端面２４ａ２との間に形成された接着層にて構成されている。また、２つの交差継ぎ目部２３ａのうちの他方は、単位反射素子２０Ａと単位反射素子２０Ｂ３とが繋ぎ合わされた部位にて構成されており、より具体的には、単位反射素子２０Ａの端面２４ｃ１と単位反射素子２０Ｂ３の端面２４ｃ２との間に形成された接着層にて構成されている。

２つの非交差継ぎ目部２３ｂは、第２反射素子２０を平面視した状態において、それぞれ複数の第２反射体２１および複数の第２透明体２２と同方向に延びるように位置している。これら２つの非交差継ぎ目部２３ｂのうちの一方は、単位反射素子２０Ａと単位反射素子２０Ｂ２とが繋ぎ合わされた部位にて構成されており、より具体的には、単位反射素子２０Ａの端面２４ｂ１と単位反射素子２０Ｂ２の端面２４ｂ２との間に形成された接着層にて構成されている。また、２つの非交差継ぎ目部２３ｂのうちの他方は、単位反射素子２０Ａと単位反射素子２０Ｂ４とが繋ぎ合わされた部位にて構成されており、より具体的には、単位反射素子２０Ａの端面２４ｄ１と単位反射素子２０Ｂ４の端面２４ｄ２との間に形成された接着層にて構成されている。

ここで、交差継ぎ目部２３ａは、第２反射素子２０の外側主面２０ａ（すなわち、結像素子１の第２主面１ｂ）に対して傾斜して設けられている。これにより、図７（Ｃ）に示すように、当該交差継ぎ目部２３ａの延びる方向と直交する断面において、交差継ぎ目部２３ａの外側主面２０ａ側の端部と交差継ぎ目部２３ａの内側主面２０ｂ側の端部とが、Ｘ軸方向においてずれて配置されることになる。

また、非交差継ぎ目部２３ｂは、第２反射素子２０の外側主面２０ａ（すなわち、結像素子１の第２主面１ｂ）に対して垂直に設けられている。これにより、図７（Ｂ）に示すように、当該非交差継ぎ目部２３ｂの延びる方向と直交する断面において、非交差継ぎ目部２３ｂの外側主面２０ａ側の端部と非交差継ぎ目部２３ｂの内側主面２０ｂ側の端部とが、Ｙ軸方向において合致して配置されることになる。

ここで、図９および図１０は、それぞれ交差継ぎ目部および非交差継ぎ目部における繋ぎ合わせ態様を示した模式図である。なお、図９は、結像素子１に含まれる複数の交差継ぎ目部１３ａ，２３ａのうち、単位反射素子１０Ａと単位反射素子１０Ｂ２との繋ぎ合わせ部を代表して表わした図であるが、他の交差継ぎ目部１３ａ，２３ａについてもこれに準じた繋ぎ合わせ態様とされる。また、図１０は、結像素子１に含まれる複数の非交差継ぎ目部１３ｂ，２３ｂのうち、単位反射素子１０Ａと単位反射素子１０Ｂ１との繋ぎ合わせ部を代表して表わした図であるが、他の非交差継ぎ目部１３ｂ，２３ｂについてもこれに準じた繋ぎ合わせ態様とされる。

図９に示すように、上述した傾斜した形状を有する交差継ぎ目部１３ａは、単位反射素子１０Ｂ２に繋ぎ合わされる単位反射素子１０Ａの端面１４ｂ１と、単位反射素子１０Ａに繋ぎ合わされる単位反射素子１０Ｂ２の端面１４ｂ２とを、それぞれ傾斜面にて構成することで実現できる。

すなわち、単位反射素子１０Ａの端面１４ｂ１は、当該端面１４ｂ１を含む単位反射素子１０Ａの端部のうち、内側主面１０ｂ側の部分が迫り出した形状となるように構成されており、単位反射素子１０Ｂ２の端面１４ｂ２は、当該端面１４ｂ２を含む単位反射素子１０Ｂ２の端部のうち、外側主面１０ａ側の部分（すなわち内側主面１０ｂ側とは反対側の部分）が迫り出した形状となるように構成されている。

そして、これら単位反射素子１０Ａの端面１４ｂ１と単位反射素子１０Ｂ２の端面１４ｂ２とが、厚み方向と直交する方向において所定の大きさの隙間をもって配置され、当該隙間を充填するように接着層が設けられることにより、上述した傾斜した形状を有する交差継ぎ目部１３ａが形成されることになる。

一方、図１０に示すように、上述した非傾斜形状を有する非交差継ぎ目部１３ｂは、単位反射素子１０Ｂ１に繋ぎ合わされる単位反射素子１０Ａの端面１４ａ１と、単位反射素子１０Ａに繋ぎ合わされる単位反射素子１０Ｂ１の端面１４ａ２とを、それぞれ厚み方向と平行な非傾斜面にて構成することで実現できる。

すなわち、単位反射素子１０Ａの端面１４ａ１は、当該単位反射素子１０Ａに含まれる第１反射体１１と平行となるように構成されており、単位反射素子１０Ｂ１の端面１４ａ２も、当該単位反射素子１０Ｂ１に含まれる第１反射体１１と平行となるように構成されている。

そして、これら単位反射素子１０Ａの端面１４ａ１と単位反射素子１０Ｂ１の端面１４ａ２とが、厚み方向と直交する方向において所定の大きさの隙間をもって配置され、当該隙間を充填するように接着層が設けられることにより、上述した非傾斜形状を有する非交差継ぎ目部１３ｂが形成されることになる。

ここで、上述した傾斜した形状を有する交差継ぎ目部１３ａ，２３ａの傾斜方向は、結像すべき物体２００から当該交差継ぎ目部１３ａ，２３ａに至る光の光路との関係で決定することが重要であり、これを正しく設定しなかった場合には、結像される空中映像としての実像３００の画像品位の向上に繋がらない。以下、図１１および図１２を参照して、この点について詳細に説明する。

図１１（Ａ）は、図１に示す結像素子の第１反射素子の交差継ぎ目部を含む図２中に示すＸＩＡ−ＸＩＡ線に沿った模式断面図であり、図１１（Ｂ）は、図１１（Ａ）中に示す領域ＸＩＢの拡大図である。また、図１２（Ａ）は、図１に示す結像素子の第２反射素子の交差継ぎ目部を含む図２中に示すＸＩＩＡ−ＸＩＩＡ線に沿った模式断面図であり、図１２（Ｂ）は、図１２（Ａ）中に示す領域ＸＩＩＢの拡大図である。

図１１に示すように、本実施の形態における空中映像表示装置１００においては、結像素子１に含まれる第１反射素子１０の２つの交差継ぎ目部１３ａが、いずれも上述したように、結像素子１の第１主面１ａの法線方向に対して傾斜して設けられている。ここで、交差継ぎ目部１３ａの第１主面１ａ側（すなわち、第１反射素子１０の外側主面１０ａ側）に位置する端部１３ａ１は、交差継ぎ目部１３ａの第２主面１ｂ側（すなわち、第１反射素子１０の内側主面１０ｂ側）に位置する端部１３ａ２よりも、第１主面１ａと平行な方向において物体配置領域２（図２参照）からより遠くに配置されている。

このように構成することにより、物体配置領域２に配置された物体２００から出た光のうち、交差継ぎ目部１３ａに達する光が、当該交差継ぎ目部１３ａに対して十分に小さい入射角をもって入射することになる。すなわち、当該構成を採用することにより、交差継ぎ目部１３ａを非交差継ぎ目部１３ｂと同様に第１主面１ａに対して垂直に設けた場合に比べ、より小さい入射角をもって入射することになるため、全反射を含む反射が起こり難い状態となる。

そのため、交差継ぎ目部１３ａにおける光の損失が大幅に軽減できることになり、結像される空中映像の輝度が低下してしまうことが抑制できるとともに、迷光が発生することで空中映像にノイズが生じてしまうことも効果的に抑制することができる。

ここで、交差継ぎ目部１３ａと第１主面１ａの法線とが成す角度は、当該交差継ぎ目部１３ａの延びる方向である第１方向（図２に示すＸ方向）において一定であることが好ましく、また、交差継ぎ目部１３ａと第１主面１ａの法線とが成す角度のうちの小さい方の角度θ１は、６０［°］未満であることが好ましい。上記角度θ１を６０°よりも大きくした場合には、単位反射素子に鋭角の角部が形成されることになるため、当該部分においてチッピングが発生し易く、空中映像の欠陥の原因となるおそれが生じる。

また、交差継ぎ目部１３ａの上記第２方向（図２に示すＹ方向）における大きさである幅Ｗ１は、３０［μｍ］以下であることが好ましい。このように構成することにより、交差継ぎ目部１３ａを十分に小さくすることができるため、当該交差継ぎ目部１３ａが存在することによって空中映像に品位の劣化が生じることが大幅に抑制できることになる。

なお、結像素子１に含まれる第１反射素子１０の２つの非交差継ぎ目部１３ｂについては、上述したように第１主面１ａに対して垂直に設けることが好ましい。このように構成した場合には、図１２（Ｂ）に示されるように、当該非交差継ぎ目部１３ｂが、これに隣接する単位反射素子の端面に設けられた反射膜１１ａによって挟み込まれることになるため、これら反射膜１１ａの第１透明体１２に面する表面が反射面として機能することにより、空中映像に品位の劣化を及ぼすことがなくなる。

図１２に示すように、本実施の形態における空中映像表示装置１００においては、結像素子１に含まれる第２反射素子２０の２つの交差継ぎ目部２３ａが、いずれも上述したように、結像素子１の第２主面１ｂの法線方向に対して傾斜して設けられている。ここで、交差継ぎ目部２３ａの第２主面１ｂ側（すなわち、第２反射素子２０の外側主面２０ａ側）に位置する端部２３ａ１は、交差継ぎ目部２３ａの第１主面１ａ側（すなわち、第２反射素子２０の内側主面２０ｂ側）に位置する端部２３ａ２よりも、第２主面１ｂと平行な方向において物体配置領域２（図２参照）からより近くに配置されている。

このように構成することにより、物体配置領域２に配置された物体２００から出た光のうち、交差継ぎ目部２３ａに達する光が、当該交差継ぎ目部２３ａに対して十分に小さい入射角をもって入射することになる。すなわち、当該構成を採用することにより、交差継ぎ目部２３ａを非交差継ぎ目部２３ｂと同様に第２主面１ｂに対して垂直に設けた場合に比べ、より小さい入射角をもって入射することになるため、全反射を含む反射が起こり難い状態となる。

そのため、交差継ぎ目部２３ａにおける光の損失が大幅に軽減できることになり、結像される空中映像の輝度が低下してしまうことが抑制できるとともに、迷光が発生することで空中映像にノイズが生じてしまうことも効果的に抑制することができる。

ここで、交差継ぎ目部２３ａと第２主面１ｂの法線とが成す角度は、当該交差継ぎ目部２３ａの延びる方向である第２方向（図２に示すＹ方向）において一定であることが好ましく、また、交差継ぎ目部２３ａと第２主面１ｂの法線とが成す角度のうちの小さい方の角度θ２は、６０［°］未満であることが好ましい。上記角度θ２を６０°よりも大きくした場合には、単位反射素子に鋭角の角部が形成されることになるため、当該部分においてチッピングが発生し易く、空中映像の欠陥の原因となるおそれが生じる。

また、交差継ぎ目部２３ａの上記第１方向（図２に示すＸ方向）における大きさである幅Ｗ２は、３０［μｍ］以下であることが好ましい。このように構成することにより、交差継ぎ目部２３ａを十分に小さくすることができるため、当該交差継ぎ目部２３ａが存在することによって空中映像に品位の劣化が生じることが大幅に抑制できることになる。

なお、結像素子１に含まれる第２反射素子２０の２つの非交差継ぎ目部２３ｂについては、上述したように第２主面１ｂに対して垂直に設けることが好ましい。このように構成した場合には、図１１（Ｂ）に示されるように、当該非交差継ぎ目部２３ｂが、これに隣接する単位反射素子の端面に設けられた反射膜２１ａによって挟み込まれることになるため、これら反射膜２１ａの第２透明体２２に面する表面が反射面として機能することにより、空中映像に品位の劣化を及ぼすことがなくなる。

以上において説明したように、本実施の形態における空中映像表示装置１００とすることにより、結像素子１に含まれる交差継ぎ目部１３ａ，２３ａにおいて不要な反射が発生し難くなり、これに伴って空中映像の画像品位が劣化してしまうことが効果的に抑制できる。したがって、当該空中映像表示装置１００とすることにより、単位反射素子同士を繋ぎ合わせるタイリングによって結像素子を大型化した場合にも、高品位の空中映像を表示させることが可能になる。

また、上記構成の空中映像表示装置１００とした場合には、結像素子１に含まれる交差継ぎ目部１３ａ，２３ａをそれぞれ第１主面１ａおよび第２主面１ｂに対して垂直に設けた場合に比べ、単位反射素子同士の接合面積が増大することにもなるため、これら継ぎ目部１３ａ，２３ａの接合強度が向上し、結果として従来に比して機械的強度に優れた結像素子とすることができる副次的な効果も得られることになる。

なお、本発明者は、上述した実施の形態において示した如くの構成を有する空中映像表示装置を試作し、これによって高品位の空中映像が表示可能になるか、実際にその確認を行なった。

当該試作に際しては、第１透明体および第２透明体としてホウケイ酸ガラス（屈折率１．５２）を用い、第１反射体および第２反射体を構成する反射膜としてアルミニウム膜を用いた。平面視正方形形状の単位反射素子としては、厚みの狙い値が１．５［ｍｍ］で、一辺の大きさが２５０［ｍｍ］のものを製作することとし、反射面のピッチは、狙い値で５００［μｍ］とした。また、平面視直角二等辺三角形形状の単位反射素子としては、厚みの狙い値が１．５［ｍｍ］で、斜辺の大きさが２５０［ｍｍ］のものを製作することとし、反射面のピッチは、狙い値で５００［μｍ］とした。なお、反射膜の幅は、おおよそ１００［ｎｍ］程度とした。

反射膜同士を接合する接着剤、単位反射素子同士を接合する接着剤、および、第１反射素子と第２反射素子とを接合する接着剤には、エポキシ系の接着剤（屈折率１．５１）を用いた。なお、第１反射素子と第２反射素子とを接合する接着剤の厚み（すなわち、上述した透光性接着層の厚み）は、その狙い値を１００［μｍ］とした。

ここで、結像素子の厚み方向（当該厚み方向は、結像素子の第１主面の法線方向および第２主面の法線方向にそれぞれ合致している）と上述した交差継ぎ目部とが成す角度のうちの小さい方の角度は、４５［°］とし、上述した非交差継ぎ目部については、結像素子の厚み方向と平行（すなわち、結像素子の第１主面の法線方向および第２主面の法線方向と垂直）となるように構成した。なお、これら交差継ぎ目部および非交差継ぎ目部の幅は、いずれも２０［μｍ］とした。

上記条件に基づいて試作を行ない、実際に物体の実像を結像させることで空中映像を表示させたところ、従来のものに比べ、結像される空中映像の輝度が低下してしまうことが抑制できるとともに、迷光が発生することで空中映像にノイズが生じてしまうことも効果的に抑制できることが確認された。

なお、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではない。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって画定され、また特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。

１ 結像素子、１ａ 第１主面、１ｂ 第２主面、２ 物体配置領域、１０ 第１反射素子、１０Ａ，１０Ｂ１〜１０Ｂ４ 単位反射素子、１０ａ 外側主面、１０ｂ 内側主面、１１ 第１反射体、１１ａ 反射膜、１１ｂ 接着層、１２ 第１透明体、１３ 継ぎ目部、１３ａ 交差継ぎ目部、１３ａ１，１３ａ２ 端部、１３ｂ 非交差継ぎ目部、１４ａ１〜１４ｄ１，１４ａ２〜１４ｄ２ 端面、２０ 第２反射素子、２０Ａ，２０Ｂ１〜２０Ｂ４ 単位反射素子、２０ａ 外側主面、２０ｂ 内側主面、２１ 第２反射体、２１ａ 反射膜、２１ｂ 接着層、２２ 第２透明体、２３ａ 交差継ぎ目部、２３ａ１，２３ａ２ 端部、２３ｂ 非交差継ぎ目部、２４ａ１〜２４ｄ１，２４ａ２〜２４ｄ２ 端面、３０ 透光性接着層、１００ 空中映像表示装置、２００ 物体、３００ 実像。

Claims (10)

1. 空中映像のもととなる物体が配置される物体配置領域と、
   前記物体配置領域に配置された物体の実像を空中映像として結像させる結像素子とを備えた空中映像表示装置であって、
   前記結像素子は、厚み方向において相対して位置する第１主面および第２主面を有し、前記第１主面が前記物体配置領域側を向くように配置されることにより、前記第２主面側の空間位置において物体の実像を結像し、
   前記結像素子は、前記第１主面側に配置された平板状の第１反射素子と、前記第２主面側に配置された平板状の第２反射素子とを含み、
   前記第１反射素子は、前記厚み方向に直交する第１方向に沿って並ぶように互いに平行に配置された複数の第１反射体と、前記複数の第１反射体のうちの隣り合う第１反射体間を充填する複数の第１透明体とを有し、
   前記第２反射素子は、前記厚み方向および前記第１方向の双方に直交する第２方向に沿って並ぶように互いに平行に配置された複数の第２反射体と、前記複数の第２反射体のうちの隣り合う第２反射体間を充填する複数の第２透明体とを有し、
   前記第１反射素子は、面状に並べて配置された平板状の複数の単位反射素子と、当該複数の単位反射素子の端部同士を繋ぎ合わせる透光性の継ぎ目部とを含む複合反射素子からなり、
   前記第１反射素子に含まれる前記継ぎ目部のうち、前記複数の第１反射体と交差するように前記第１方向に沿って延びる継ぎ目部である交差継ぎ目部が、当該交差継ぎ目部の前記第１主面側に位置する端部が当該交差継ぎ目部の前記第２主面側に位置する端部よりも前記第１主面と平行な方向において前記物体配置領域からより遠くに配置されることとなるように、前記第１主面の法線方向に対して傾斜して設けられている、空中映像表示装置。
2. 前記第１反射素子に含まれる前記交差継ぎ目部と前記第１主面の法線とが成す角度が、当該交差継ぎ目部の延びる方向である前記第１方向において一定である、請求項１に記載の空中映像表示装置。
3. 前記第１反射素子に含まれる前記交差継ぎ目部と前記第１主面の法線とが成す角度のうちの小さい方の角度が、６０［°］未満である、請求項１または２に記載の空中映像表示装置。
4. 前記第１反射素子に含まれる前記交差継ぎ目部の前記第２方向における大きさである幅が、３０［μｍ］以下である、請求項１から３のいずれかに記載の空中映像表示装置。
5. 前記第１反射素子に含まれる前記継ぎ目部のうち、前記複数の第１反射体と並行するように前記第２方向に沿って延びる継ぎ目部である非交差継ぎ目部が、前記第１主面に対して垂直に設けられている、請求項１から４のいずれかに記載の空中映像表示装置。
6. 前記第２反射素子が、面状に並べて配置された平板状の複数の単位反射素子と、当該複数の単位反射素子の端部同士を繋ぎ合わせる透光性の継ぎ目部とを含む複合反射素子からなり、
   前記第２反射素子に含まれる前記継ぎ目部のうち、前記複数の第２反射体と交差するように前記第２方向に沿って延びる継ぎ目部である交差継ぎ目部が、当該交差継ぎ目部の前記第２主面側に位置する端部が当該交差継ぎ目部の前記第１主面側に位置する端部よりも前記第２主面と平行な方向において前記物体配置領域からより近くに配置されることとなるように、前記第２主面の法線方向に対して傾斜して設けられている、請求項１から５のいずれかに記載の空中映像表示装置。
7. 前記第２反射素子に含まれる前記交差継ぎ目部と前記第２主面の法線とが成す角度が、当該交差継ぎ目部の延びる方向である前記第２方向において一定である、請求項６に記載の空中映像表示装置。
8. 前記第２反射素子に含まれる前記交差継ぎ目部と前記第２主面の法線とが成す角度のうちの小さい方の角度が、６０［°］未満である、請求項６または７に記載の空中映像表示装置。
9. 前記第２反射素子に含まれる前記交差継ぎ目部の前記第１方向における大きさである幅が、３０［μｍ］以下である、請求項６から８のいずれかに記載の空中映像表示装置。
10. 前記第２反射素子に含まれる前記継ぎ目部のうち、前記複数の第２反射体と並行するように前記第１方向に沿って延びる継ぎ目部である非交差継ぎ目部が、前記第２主面に対して垂直に設けられている、請求項６から９のいずれかに記載の空中映像表示装置。

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