JP2018097073A - 光学プレート、空中映像表示デバイス、空中映像表示装置、光学プレートの製造方法および空中映像表示デバイスの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】単層の光学プレートを構成する複数の平板プレートの接合界面において、平板プレートの接着層の端面への光の入射による光量低下を抑える。【解決手段】光学プレート８０は、平板プレート７０Ａ・７０Ｂ1を含む。各平板プレート７０Ａ・７０Ｂ1は、透明部材、ミラー５２および接着層５３の繰り返し構造Ｇを有しているとともに、繰り返し構造Ｇが露出する端面同士が接合されることによって互いに連結されている。映像観察時に、接合界面ＢＦに対して、平面視で観察方向の上流側に位置する第１の平板プレート７０Ｐ（平板プレート７０Ｂ1）は、少なくとも１つの第１のミラー５２Ｐが、第２のミラー５２Ｑと同一面上の位置Ｅ0から、接合界面ＢＦに沿って相対的にずれて位置することによって平面視で観察方向の上流側に近づくように、第２の平板プレート７０Ｑ（平板プレート７０Ａ）と連結されている。【選択図】図１８

Description

本発明は、光学プレートと、その光学プレートを備えた空中映像表示デバイスと、その空中映像表示デバイスを備えた空中映像表示装置と、上記光学プレートの製造方法と、上記空中映像表示デバイスの製造方法とに関するものである。

従来から、物体の実像を空中に結像させる空中映像表示デバイスが種々提案されている。例えば、特許文献１では、片面に帯状の平面光反射部を有する複数の透明平板を、平面光反射部が一定のピッチで並ぶように積層した光制御パネルを２枚用い、各々の光制御パネルの平面光反射部が平面視で直交するように、２枚の光制御パネルを貼り合わせることにより、空中映像表示デバイスを形成している。平面視で直交する２枚の平面反射部で物体からの光を２回反射させ、空中映像表示デバイスに対して物体とは反対側の空中に導くことにより、観察者は、上記空中に結像される映像（物体の実像）を観察することができる。

このような空中映像表示デバイスは、映像観察時に、２枚の光制御パネルの各反射面が、平面視で（各光制御パネルの厚み方向に垂直な面内で）、映像の観察方向と４５°（または１３５°）で交差するように配置される。このとき、図２７に示すように、正方形状の一方の光制御パネル１０１と、正方形状の他方の光制御パネル１０２とを、各平面反射部１０１ａ・１０２ａが平面視で直交するように貼り合わせて空中映像表示デバイス１００を作製し、この空中映像表示デバイス１００を水平面内で４５°回転させただけでは、空中映像表示デバイス１００の外形が観察側から見て菱形形状となる。この場合、空中映像表示デバイス１００を用いて、例えば正方形状の映像を空中に表示させて観察者に観察させる際に、空中映像表示デバイス１００のうちで菱形の内側に含まれる小さい正方形状の領域１００Ｒしか空中映像の結像に利用されず、デバイス全体を有効利用することができない。

この対策として、図２８に示すように、観察者側から見て菱形の空中映像表示デバイス１００の右上、右下、左上、左下の４か所に、直角三角形状の別の空中映像表示デバイス２００を接合して連結し、全体として正方形状の空中映像表示デバイス３００を構成する手法が考えられる。この空中映像表示デバイス３００では、全体が正方形状であるため、正方形状の映像を観察させるにあたって、デバイス全体を有効利用することができる。しかも、映像表示に利用できる領域が菱形の空中映像表示デバイス１００の領域１００Ｒ（図２７参照）よりも大きいため、大きい映像を観察者に観察させることができる。なお、映像の観察方向から見て正方形状の空中映像表示デバイスではないが、複数の空中映像表示デバイスを並べて１つの大きな空中映像表示デバイスを作製する手法については、例えば特許文献２で開示されている。

特許第５０８５７６７号公報（請求項１、段落〔０００７〕、〔００３５〕、図５等参照） 特開２０１３−１０１２３０号公報（請求項１、段落〔００４１〕、〔００４２〕、図６等参照）

ところで、複数の空中映像表示デバイスを各端面で接合して連結する場合、接合界面を介して隣り合う２つのミラー（平面光反射部）が一続きに繋がるように連結することが理想である。しかし、透明平板の製造時の厚み誤差や、各光制御パネルにおいて複数の透明平板を積層接着する際の接着層の厚み誤差などの影響により、接合界面で全てのミラーが一続きに繋がるようにデバイス同士を連結することは実際には困難である。このとき、接合界面における上記接着層の端面が観察者側から視認されるような連結形態であると、物体からの光が上記接着層の端面に入射して光量低下が起こる。このような光量低下は、例えば単層の光制御パネル（平板プレート）を並べて連結する場合でも、映像観察時に、接合界面における上記接着層の端面が観察者側から視認される場合には同様に起こる。上記の光量低下は、観察される映像の品質の劣化を招くため、望ましくはない。

しかし、特許文献２では、接合界面において接着層の端面に光が入射することによる光量低下については全く検討されていない。

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、複数の平板プレートを各端面で接合して連結するにあたって、接合界面における平板プレートの接着層の端面への光の入射を抑えて光量低下を抑えることができる光学プレートと、その光学プレートを備えた空中映像表示デバイスと、その空中映像表示デバイスを備えた空中映像表示装置と、上記光学プレートの製造方法と、上記空中映像表示デバイスの製造方法とを提供することにある。

本発明の一側面に係る光学プレートは、空中映像表示デバイスに用いられる光学プレートであって、前記光学プレートは、該光学プレートの厚み方向に垂直な方向に連結される複数の平板プレートを含み、前記複数の平板プレートは、透明部材、ミラーおよび接着層が、該平板プレートの厚み方向に垂直な方向に積層されて繰り返して位置する繰り返し構造を有しているとともに、前記繰り返し構造が露出する端面同士が接合されることによって互いに連結されており、映像観察時に、前記光学プレートの各ミラーと映像の観察方向とが平面視で斜めに交差するように前記光学プレートが配置されたときに、接合界面を挟む２つの前記平板プレートのうち、前記接合界面に対して、平面視で前記観察方向の上流側に位置する一方の平板プレートを第１の平板プレートとし、他方の平板プレートを第２の平板プレートとし、前記第１の平板プレートのミラーを第１のミラーとし、前記第２の平板プレートのミラーを第２のミラーとすると、前記第１の平板プレートは、少なくとも１つの前記第１のミラーが、前記接合界面を介して前記第１のミラーと隣り合う前記第２のミラーと同一面上の位置から、前記接合界面に沿って相対的にずれて位置することによって平面視で前記観察方向の上流側に近づくように、前記第２の平板プレートと連結されている。

本発明の他の側面に係る光学プレートの製造方法は、空中映像表示デバイスに用いられる光学プレートの製造方法であって、複数の平板プレートを連結して前記光学プレートを作製する作製工程を含み、前記複数の平板プレートは、透明部材、ミラーおよび接着層が、該平板プレートの厚み方向に垂直な方向に積層されて繰り返して位置する繰り返し構造を有しており、前記作製工程では、前記繰り返し構造が露出する端面同士を接合することによって、前記複数の平板プレートを互いに連結し、映像観察時に、前記光学プレートの各ミラーと映像の観察方向とが平面視で斜めに交差するように前記光学プレートが配置されたときに、接合界面を挟む２つの前記平板プレートのうち、前記接合界面に対して、平面視で前記観察方向の上流側に位置する一方の平板プレートを第１の平板プレートとし、他方の平板プレートを第２の平板プレートとし、前記第１の平板プレートのミラーを第１のミラーとし、前記第２の平板プレートのミラーを第２のミラーとすると、前記作製工程では、前記第１の平板プレートの少なくとも１つの前記第１のミラーが、前記接合界面を介して前記第１のミラーと隣り合う前記第２のミラーと同一面上の位置から、前記接合界面に沿って相対的にずれて位置することによって平面視で前記観察方向の上流側に近づくように、前記第１の平板プレートと前記第２の平板プレートとを連結する。

前記光学プレートにおいて、前記光学プレートの厚み方向に垂直な面内で、前記接合界面に沿った２方向のうち、前記第２の平板プレートの接着層の前記接合界面における端面が、前記第１のミラーのシフトによって観察側から視認可能となるように露出するシフト方向を正とし、その逆方向を負としたとき、前記第１の平板プレートは、少なくとも１つの前記第１のミラーが、前記第２のミラーと同一面上の位置から前記負の方向に相対的にずれて位置するように、前記第２の平板プレートと連結されていてもよい。

前記光学プレートの製造方法において、前記光学プレートの厚み方向に垂直な面内で、前記接合界面に沿った２方向のうち、前記第２の平板プレートの接着層の前記接合界面における端面が、前記第１のミラーのシフトによって観察側から視認可能となるように露出するシフト方向を正とし、その逆方向を負としたとき、前記作製工程では、少なくとも１つの前記第１のミラーが、前記第２のミラーと同一面上の位置から前記負の方向に相対的にずれて位置するように、前記第１の平板プレートと前記第２の平板プレートとを連結してもよい。

前記光学プレートおよびその製造方法において、前記第１の平板プレートおよび前記第２の平板プレートは、同一の前記繰り返し構造を有しており、前記光学プレートの厚み方向に垂直な面内において、前記第１の平板プレートおよび前記第２の平板プレートにおける各透明部材の前記接合界面に沿った幅をＳ（ｍｍ）とし、前記接合界面に沿った特定の領域の長さをＬ（ｍｍ）とし、前記特定の領域内で前記繰り返し構造を構成する前記透明部材、前記ミラーおよび前記接着層の繰り返しの数をＭ（個）とし、前記第１のミラーの、前記第２のミラーと同一面上の位置からの前記接合界面に沿った方向のズレ量の絶対値をｄ（ｍｍ）としたとき、
ｄ＞（Ｌ／Ｍ−Ｓ）／２
であってもよい。

前記光学プレートおよびその製造方法において、
ｄ≦Ｓ／２
であってもよい。

前記光学プレートおよびその製造方法において、
ｄ≦（Ｌ／Ｍ−Ｓ）
であってもよい。

前記光学プレートおよびその製造方法では、前記光学プレートの厚み方向に垂直な面内において、前記第１の平板プレートの透明部材の前記接合界面に沿った幅をＳ１（ｍｍ）とし、前記第２の平板プレートの透明部材の前記接合界面に沿った幅をＳ２（ｍｍ）としたとき、
Ｓ１＜Ｓ２
であってもよい。

前記光学プレートおよびその製造方法では、前記光学プレートの厚み方向に垂直な面内において、前記第１の平板プレートの接着層の前記接合界面に沿った幅をＴ１（ｍｍ）とし、前記第２の平板プレートの接着層の前記接合界面に沿った幅をＴ２（ｍｍ）としたとき、
Ｔ１＝Ｔ２
であってもよい。

前記光学プレートおよびその製造方法では、前記光学プレートの厚み方向に垂直な面内において、前記第１の平板プレートの接着層の前記接合界面に沿った幅をＴ１（ｍｍ）とし、前記第２の平板プレートの接着層の前記接合界面に沿った幅をＴ２（ｍｍ）としたとき、
Ｔ１＜Ｔ２
であってもよい。

前記光学プレートおよびその製造方法では、前記光学プレートの厚み方向に垂直な面内において、前記第１の平板プレートの透明部材の前記接合界面に沿った幅をＳ１（ｍｍ）とし、前記第２の平板プレートの透明部材の前記接合界面に沿った幅をＳ２（ｍｍ）としたとき、
Ｓ１＝Ｓ２
であってもよい。

本発明のさらに他の側面に係る空中映像表示デバイスは、上述した光学プレートを２枚有し、２枚の前記光学プレートを、各光学プレートのミラーが平面視で交差するように貼り合わせてなる。

本発明のさらに他の側面に係る空中映像表示デバイスの製造方法は、上述した光学プレートの製造方法を用いた空中映像表示デバイスの製造方法であって、２枚の前記光学プレートを、各光学プレートのミラーが平面視で交差するように貼り合わせる貼合工程を含む。

本発明のさらに他の側面に係る空中映像表示装置は、上述した空中映像表示デバイスと、物体とを備え、前記物体の実像を映像として空中に表示させる。

複数の平板プレートを上述のように接合、連結して単層の光学プレートを構成することにより、映像観察時に、接合界面において接着層の端面への光の入射を抑えて光量低下を抑えることができる。これにより、上記光学プレートを空中映像表示デバイスに適用したときに、上記光量低下に起因する映像品位の劣化を抑えることができる。

本発明の実施の一形態に係る空中映像表示装置の側面図である。 上記空中映像表示装置が有する空中映像表示デバイスの概略の構成を模式的に示す斜視図である。 上記空中映像表示デバイスを構成する２枚の光学プレートのうち、一方の光学プレートの一構成例を示す断面図である。 上記２枚の光学プレートのうち、他方の光学プレートの一構成例を示す断面図である。 上記一方の光学プレートの他の構成例を示す断面図である。 上記他方の光学プレートの他の構成例を示す断面図である。 ２次元での実像の結像原理を示す説明図である。 ３次元空間での光線の反射を模式的に示す説明図である。 ３次元空間において、点光源から発せられた複数の光線が、別々の反射面を介して１点に集光する様子を模式的に示す説明図である。 上記空中映像表示デバイスを作製する過程で得られる積層体の斜視図である。 図１０ＡのＡ部の断面を拡大して示す断面図である。 上記積層体を切断して得られる、平面視で正方形状の平板プレートの斜視図である。 図１１の平板プレートを切断して、平面視で直角二等辺三角形状の平板プレートを得る様子を模式的に示す説明図である。 図１１および図１２の各平板プレートを連結して、１枚の単層の光学プレートを作製する様子を模式的に示す説明図である。 上記各平板プレートの厚み方向に沿った断面図である。 参考例としての上記各平板プレートの接合部分の斜視図である。 上記接合部分の平面図である。 図１５の各平板プレートを有する空中映像表示デバイスを用いて空中に結像された映像の撮影画像を模式的に示す説明図である。 本発明の光学プレートの一例を示すとともに、上記光学プレートを構成する２枚の平板プレートの接合部分を示す平面図である。 上記光学プレートの別の接合部分を示す平面図である。 図１３の光学プレートを１層目として貼り合わされる２層目の光学プレートの構成を示す説明図である。 図２０の光学プレートの一例を示すとともに、上記光学プレートを構成する２枚の平板プレートの接合部分を示す平面図である。 上記光学プレートの別の接合部分を示す平面図である。 上記光学プレートを構成する２枚の平板プレートの他の連結方法を示す断面図である。 上記２枚の平板プレートのさらに他の連結方法を示す断面図である。 上記２枚の平板プレートのさらに他の連結方法を示す断面図である。 上記２枚の平板プレートのさらに他の連結方法を示す断面図である。 平面視で菱形形状の空中映像表示デバイスの構成を模式的に示す説明図である。 図２７の菱形の空中映像表示デバイスを用いて作製される正方形状の空中映像表示デバイスの構成を模式的に示す説明図である。

本発明の実施の一形態について、図面に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、本明細書において、数値範囲をａ〜ｂと表記した場合、その数値範囲に下限ａおよび上限ｂの値は含まれるものとする。また、本発明は、以下の内容に限定されるものではない。

＜空中映像表示装置について＞
図１は、本実施形態の空中映像表示装置１０の側面図である。空中映像表示装置１０は、空中映像表示デバイス１と、物体ＯＢとを備え、物体ＯＢの実像Ｒを映像として空中に表示させるものである。すなわち、空中映像表示装置１０は、物体ＯＢからの光を空中映像表示デバイス１で反射させて、空中映像表示デバイス１に対して物体ＯＢとは反対側の空中に集めることにより、上記空中に物体ＯＢの実像Ｒを結像させる。ここで、上記の物体ＯＢは、２次元の画像または上記画像を表示する表示装置（例えば液晶表示装置）であってもよいし、３次元の物体であってもよい。また、物体ＯＢからの光とは、物体ＯＢそのものが発光する光であってもよいし、物体ＯＢに光が当たったときに周囲に散乱される光（散乱光）であってもよい。

図２は、空中映像表示デバイス１の概略の構成を模式的に示す斜視図である。空中映像表示デバイス１は、２枚の光学プレート２０・３０を貼り合わせて構成されている。ここで、図３は、一方の光学プレート２０の断面図であり、図４は、他方の光学プレート３０の断面図である。

一方の光学プレート２０は、光学プレート２０・３０の積層方向（例えばＺ方向）に垂直な面内で互いに垂直な２方向のうちの一方向（例えばＸ方向）に、接着層２２を介して複数のミラー素子２１を並べることによって形成されている。ミラー素子２１は、透明部材２１ａを有している。透明部材２１ａは、例えばガラスからなる直方体状の透明基板（透明体）であり、Ｙ方向に延びている。そして、透明部材２１ａにおいて、対向する２面（例えばＹＺ面に沿った２面）のうちの一方の面に、反射膜の蒸着によってミラー２１ｂが形成されている。

他方の光学プレート３０は、上記２方向のうちの他の方向（例えばＹ方向）に、接着層３２を介して複数のミラー素子３１を並べることによって形成されている。ミラー素子３１は、透明部材３１ａを有している。透明部材３１ａは、例えばガラスからなる直方体状の透明基板（透明体）であり、Ｘ方向に延びている。そして、透明部材３１ａにおいて、対向する２面（例えばＺＸ面に沿った２面）のうちの一方の面に、反射膜の蒸着によってミラー３１ｂが形成されている。

上記のようにＸ方向に複数のミラー素子２１を並べて配置した光学プレート２０と、上記のようにＹ方向に複数のミラー素子３１を並べて配置した光学プレート３０とをＺ方向に積層することにより、光学プレート２０のミラー２１ｂと光学プレート３０のミラー３１ｂとは、平面視で（Ｚ軸方向から見て）互いに直交する位置関係となる。

なお、ミラー２１ｂは、図５に示すように、透明部材２１ａの対向する２面の両面に形成されていてもよい。同様に、ミラー３１ｂは、図６に示すように、透明部材３１ａの対向する２面の両面に形成されていてもよい。また、ミラー２１ｂ・３１ｂは、例えばアルミニウムなどの金属膜で構成されるが、他の金属材料の膜で構成されてもよい。

また、各ミラー素子２１・３１には、接着層２２・３２の厚みを均一にするためのスペーサが一体的に形成されていてもよい。また、接着層２２・３２を構成する接着剤自体に、上記スペーサが含まれていてもよい。さらに、上記スペーサを用いずにミラー素子２１・２１同士またはミラー素子３１・３１同士を接着剤で接着してもよい。

上記構成の空中映像表示デバイス１を用いることにより、空中に映像を結像させることができる。以下、その結像原理について説明する。

図７は、２次元（ＺＸ平面内）での実像の結像原理を示している。点光源Ｐから発せられた複数の光線は、Ｚ軸に平行な反射面（ミラー２１ｂ）でそれぞれ反射され、Ｘ軸に対して点光源Ｐとは反対側の位置Ｐ’（点光源ＰとＸ軸に対して対称な位置）に集光する。これにより、位置Ｐ’にて、点光源Ｐの実像が結像される。

図８は、３次元空間（ＸＹＺ座標系）での光線の反射を模式的に示している。３次元空間では、点光源Ｏから発せられた光線Ａを、ＺＸ平面内の光線ａ１と、ＹＺ平面内の光線ａ２とに分解し、図７に倣って、それぞれの光線ａ１・ａ２のＺＸ平面内またはＹＺ平面内での反射を考えることで、光線ＡのＺ軸との交点を求めることができる。つまり、ＺＸ平面内の光線ａ１は、ＹＺ面に平行な反射面（ミラー２１ｂ）で反射された後、Ｚ軸に向かい、ＹＺ平面内の光線ａ２は、ＺＸ面に平行な反射面（ミラー３１ｂ）で反射された後、Ｚ軸に向かう。これらの光線ａ１・ａ２は、Ｚ軸上の１点、つまり、点Ｏ’で交わる。したがって、光線ａ１・ａ２の合成からなる光線Ａは、ミラー２１ｂおよびミラー３１ｂにて計２回反射した後、Ｚ軸上の点Ｏ’に向かうことになる。

図９は、３次元空間において、点光源Ｏから発せられた複数の光線が、別々の反射面を介して１点に集光する様子を模式的に示している。点光源Ｏから発せられた複数の光線は、図８と同様にして、ＹＺ面に平行な反射面（ミラー２１ｂ）およびＺＸ面に平行な反射面（ミラー３１ｂ）で反射され、Ｚ軸上の同じ点Ｏ’に集光する。これにより、点Ｏ’にて、点光源Ｏの実像が結像される。

なお、実際には、各反射面の高さ方向（Ｚ軸方向）における光線の入射位置のずれや、各反射面の配置精度などにより、集光状態にずれが生じるが、このずれは実像の観察において無視できるほど小さいものとする。また、光線の中には、各反射面で３回以上反射するような複雑な経路を辿る光線も存在するが、そのような光線も無視できるものとする。

なお、以上では、２枚の光学プレート２０・３０を、各反射面（ミラー２１ｂ・３１ｂ）が平面視で直交するように貼り合わせているが、直交（９０°）からずれた角度で交差していてもよい。この場合は、９０°からずれた角度分だけ、実像の結像位置が、物体ＯＢと空中映像表示デバイス１を介して対称となる位置から水平方向にずれることになる。

なお、平面視で交差するように配置される各反射面での計２回反射を利用して空中に映像を結像させる方式のことを、コーナーミラー方式と呼ぶことがある。本実施形態の空中映像表示デバイスもコーナーミラー方式を採用しているが、コーナーミラー方式の空中映像表示デバイスは、一方の面側に配置される物体の実像を他方の面側の空間位置に結像させる結像素子等（マイクロミラーアレイ、リフレクタアレイ、光学結像装置、反射型面対称結像素子群などを含む）と言い換えることも可能である。

＜空中映像表示デバイスの製造方法＞
次に、本実施形態の空中映像表示デバイスの製造方法について、図１０〜図１３を参照しながら説明する。まず、図１０Ａおよび図１０Ｂに示すように、少なくとも片面にミラー５２が形成された複数枚の透明部材５１（例えば厚さ０．５ｍｍのガラス板）を、接着層５３を介して積層し、積層体６０を得る。なお、図１０Ｂは、図１０ＡのＡ部の断面を拡大して示したものである。

接着層５３は、接着剤の硬化によって形成される。例えば、接着剤として２液エポキシ系接着剤を用いれば、積層体６０を積層方向の両側からプレス板（図示せず）で加圧し、加圧状態で所定時間（例えば４８時間）放置するだけで接着剤が硬化し、接着層５３を得ることができる。接着剤硬化後の積層体６０は、ここでは立方体形状であるとする。

次に、上記の積層体６０を、図１１に示すように、積層方向に沿った断面で所定のピッチで切断する。これにより、個々の切断片を、平面視で（切断面に垂直な方向から見て）正方形状の平板プレート７０Ａとして取得する。その後、得られた複数の平板プレート７０Ａの一部を、図１２に示すように対角線に沿ってプレートの厚み方向に切断する。これにより、平面視で直角二等辺三角形状の複数の平板プレート７０Ｂ（７０Ｂ₁〜７０Ｂ₄）を取得する。

そして、図１３に示すように、１枚の平板プレート７０Ａと、４枚の平板プレート７０Ｂ（７０Ｂ₁〜７０Ｂ₄）とを用い、平板プレート７０Ａの厚み方向に沿った各端面（側面）７０Ａ₁〜７０Ａ₄と、平面視で直角二等辺三角形の斜辺に相当する、各平板プレート７０Ｂの厚み方向に沿った各端面７０Ｂ_1S〜７０Ｂ_4Sとを接着剤を介して接合し、これらを連結する。このとき、各平板プレート７０Ａ・７０Ｂの各ミラー５２が一方向に沿って並ぶように、各平板プレート７０Ａ・７０Ｂを連結する。すなわち、図１３の例では、平板プレート７０Ａの端面７０Ａ₁と平板プレート７０Ｂ₁の端面７０Ｂ_1S、平板プレート７０Ａの端面７０Ａ₂と平板プレート７０Ｂ₂の端面７０Ｂ_2S、平板プレート７０Ａの端面７０Ａ₃と平板プレート７０Ｂ₃の端面７０Ｂ_3S、平板プレート７０Ａの端面７０Ａ₄と平板プレート７０Ｂ₄の端面７０Ｂ_4Sとを接合して、各平板プレート７０Ａ・７０Ｂを連結する。これにより、１枚の単層の光学プレート８０が作製される（作製工程）。

続いて、上記のようにして単層の光学プレート８０を２枚作製し、これらの２枚の光学プレート８０を、各光学プレート８０のミラー５２が平面視で交差（例えば直交）するように接着剤を介して貼り合わせる（貼合工程）。これにより、図２と同様の構成の空中映像表示デバイス１が得られる。なお、光学プレート８０における透明部材５１は、図３等で示したミラー素子２１の透明部材２１ａまたはミラー素子３１の透明部材３１ａに対応し、ミラー５２は、ミラー素子２１のミラー２１ｂまたはミラー素子３１のミラー３１ｂに対応し、接着層５３は、接着層２２に対応する。

なお、本実施形態では、平板プレート７０Ａ・７０Ｂを連結して単層の光学プレート８０を作製した後、そのような光学プレート８０を２枚貼り合わせて空中映像表示デバイス１を得るようにしているが、先に平板プレート７０Ａ・７０Ａを互いのミラー５２が平面視で交差するように貼り合わせるとともに、平板プレート７０Ｂ・７０Ｂを互いのミラー５２が平面視で交差するように貼り合わせ、最後に、２層構造のプレート同士を連結して空中映像表示デバイス１を作製することも可能である。ただし、２層同士の連結よりも１層同士の連結のほうが、精度の高い連結がしやすい。このため、本実施形態では、上述のように、先に１層同士の連結を行って単層の光学プレート８０を２枚取得し、その後、２枚の光学プレート８０を貼り合わせて２層構造の空中映像表示デバイス１を取得するようにしている。

＜光量低下の課題についての補足＞
次に、本実施形態の平板プレートの連結について説明する前に、前述した光量低下の課題について説明を補足しておく。

図１４は、平板プレート７０Ａ・７０Ｂの、厚み方向に沿い、かつ、各ミラー５２に垂直な面内での断面図である。平板プレート７０Ａは、図１０Ｂで示したように、透明部材５１、ミラー５２および接着層５３を積層方向に繰り返して積層した積層体６０を積層方向に沿って切断して得られるが、このときの積層体６０における積層方向は、切断された平板プレート７０Ａにおいては、プレートの厚み方向に垂直な方向に対応する。したがって、平板プレート７０Ａは、透明部材５１、ミラー５２および接着層５３が、該平板プレート７０Ａの厚み方向に垂直な方向に積層されて繰り返して位置する繰り返し構造Ｇを有していると言える。

また、平板プレート７０Ｂは、平板プレート７０Ａを厚み方向に切断して得られるため、厚み方向に垂直な方向における透明部材５１、ミラー５２および接着層５３の積層構造は、平板プレート７０Ａと全く同じである。つまり、平板プレート７０Ｂにおいても、透明部材５１、ミラー５２および接着層５３が、該平板プレート７０Ｂの厚み方向に垂直な方向に積層されて繰り返して位置する繰り返し構造Ｇを有していると言える。

ここで、平板プレート７０Ａと平板プレート７０Ｂとの連結に際して、上記の繰り返し構造Ｇが露出しない端面同士の連結（例えば図１３では、端面７０Ａ₂と端面７０Ｂ_2Sとの連結、端面７０Ａ₄と端面７０Ｂ_4Sとの連結）では、連結時の接合界面に、繰り返し構造Ｇを構成する複数の接着層５３の端面が現れないため、映像観察時に物体（被対象物）からの光が上記端面に入射すること自体が起こらず、そこで光量が低下する問題は生じない。

これに対して、平板プレート７０Ａと平板プレート７０Ｂとの連結に際して、繰り返し構造Ｇが露出する端面同士の連結（例えば図１３では、端面７０Ａ₁と端面７０Ｂ_1Sとの連結、端面７０Ａ₃と端面７０Ｂ_3Sとの連結）では、接合界面に、繰り返し構造Ｇを構成する複数の接着層５３の端面が現れるため、上記端面に光が入射する場合がある。

図１５は、参考例としての平板プレート７０Ａ・７０Ｂ（７０Ｂ₁）の接合部分の斜視図であり、図１６は、上記接合部分の平面図である。なお、これらの図面では、便宜的に透明部材５１の図示を省略しているが、平板プレート７０Ａ・７０Ｂの基本的な構造は、図１４と同じである。

透明部材５１の製造時の厚み誤差や接着層５３の厚み誤差などの影響により、接合界面ＢＦにおいて、平板プレート７０Ａの接着層５３の端面５３Ｓが観察者側から視認されるように、平板プレート７０Ａ・７０Ｂが連結されると、平板プレート７０Ａ・７０Ｂを含む空中映像表示デバイスにおいて、物体（被対象物）からの光の一部が接着層５３の上記端面５３Ｓに入射することが起こり得る。上記端面５３Ｓに入射した光は接着層５３で吸収される。この場合、図１６に示すように、観察側から視認される接着層５３の端面５３Ｓは、光量低下部Ｃを構成する。このような光量低下部Ｃが接合界面ＢＦに沿って複数箇所に位置する結果、観察される映像には、ライン状の黒いスジ状の欠陥が含まれる。上記の光量低下は、平板プレート７０Ａ・７０Ｂ₃の接合部分でも同様に起こり得る。

つまり、平板プレート７０Ａの四隅に平板プレート７０Ｂ₁〜７０Ｂ₄を連結して１枚の光学プレート８０を構成する場合、接合界面において繰り返し構造Ｇが露出する平板プレート７０Ａ・７０Ｂ₁の接合部分、および平板プレート７０Ａ・７０Ｂ₃の接合部分、言い換えれば、光学プレート８０の対角方向の２か所の接合部分で光量低下が起こり得る。

このような２か所の接合部分で光量低下が起こる光学プレート８０を２枚貼り合わせて空中映像表示デバイスを構成すると、２枚の光学プレート８０は互いのミラー５２を平面視で直交させるべく、相対的に９０°回転して貼り合わされるため、結果的に、空中映像表示デバイスの４か所（１層目の光学プレート８０の対角方向の２か所、２層目の光学プレート８０の別の対角方向の２か所）で光量低下が起こる。図１７は、上記空中映像表示デバイスを用い、物体の位置に液晶表示装置を配置して画面全体を白表示させたときに、空中に結像される映像を観察側からカメラで撮影して得られる画像ＩＭを模式的に示している。観察される空中映像において、２つの平板プレートの接合部分に対応する位置（計４か所）に黒いスジ状の欠陥Ｆが現れていることがわかる。

＜本実施形態の平板プレートの連結について＞
以上の点に鑑み、本実施形態では、接合界面ＢＦにて接着層５３の端面５３Ｓが観察側から視認されないように、繰り返し構造Ｇが露出する端面を有する平板プレート７０Ａと平板プレート７０Ｂ（例えば平板プレート７０Ｂ₁または平板プレート７０Ｂ₃）とを接合して連結することで、上記の光量低下を抑え、これによって観察される映像の品位劣化を抑えるようにしている。より具体的には、以下の通りである。

図１８は、本実施形態における平板プレート７０Ａ・７０Ｂ₁の接合部分の平面図である。なお、図１８では、便宜的に透明部材５１の図示を省略しているが、平板プレート７０Ａ・７０Ｂ₁の基本的な構造は、図１４と同じである。

ここで、映像観察時に、複数の平板プレート７０Ａ・７０Ｂを連結した光学プレート８０の各ミラー５２と映像の観察方向とが、平面視で（光学プレート８０の厚さ方向に垂直な面内で）斜めに交差するように光学プレート８０が配置されたときに、接合界面ＢＦを挟む２つの平板プレート７０Ａ・７０Ｂ₁のうち、接合界面ＢＦに対して、平面視で観察方向の上流側に位置する一方の平板プレート７０Ｂ₁を第１の平板プレート７０Ｐとし、他方の平板プレート７０Ａを第２の平板プレート７０Ｑとする。また、第１の平板プレート７０Ｐのミラー５２を、第１のミラー５２Ｐとし、第２の平板プレート７０Ｑのミラー５２を、第２のミラー５２Ｑとする。

なお、「斜めに交差」とは、各ミラー５２と映像の観察方向とが、平面視で０°および９０°以外の角度θ（°）で交差することを指し、本実施形態では、角度θとして、例えば４５°または１３５°を想定している。

本実施形態では、第１の平板プレート７０Ｐ（平板プレート７０Ｂ₁）は、少なくとも１つの第１のミラー５２Ｐ（図１８では例として全部）が、接合界面ＢＦを介して第１のミラー５２Ｐと隣り合う（並んで位置する）第２のミラー５２Ｑと同一面上の位置Ｅ₀から、接合界面ＢＦに沿って相対的にずれて位置することによって平面視で観察方向の上流側に近づくように、第２の平板プレート７０Ｑ（平板プレート７０Ａ）と連結されている。すなわち、図１８では、第１の平板プレート７０Ｐは、第２の平板プレート７０Ｑに対して接合界面ＢＦに沿って相対的に左下方向にシフト（オフセット）して連結されている。

なお、第１の平板プレート７０Ｐに含まれる複数の第１のミラー５２Ｐの一部は、接合界面ＢＦを介して第１のミラー５２Ｐと隣り合う第２のミラー５２Ｑと同一面上の位置Ｅ₀にあってもよいが（図２５参照）、この例については後述する。

なお、光学プレート８０の製造方法において、複数の平板プレート７０Ａ・７０Ｂを連結して光学プレート８０を作製する工程を作製工程とすると、この作製工程では、第１の平板プレート７０Ｐの少なくとも１つの第１のミラー５２Ｐが、接合界面ＢＦを介して第１のミラー５２Ｐと隣り合う第２のミラー５２Ｑと同一面上の位置Ｅ₀から、接合界面ＢＦに沿って相対的にずれて位置することによって平面視で観察方向の上流側に近づくように、第１の平板プレート７０Ｐと第２の平板プレート７０Ｑとを連結する、と言うことができる。

ここで、光学プレート８０の厚み方向に垂直な面内で、接合界面ＢＦに沿った２方向Ｄ１・Ｄ２のうち、第２の平板プレート７０Ｑの接着層５３の接合界面ＢＦにおける端面５３Ｓが第１のミラー５２Ｐのシフトによって観察側から視認可能となるように露出するシフト方向を正とし、その逆方向を負とする。例えば、第１のミラー５２Ｐが上記面内で位置Ｅ₀からＤ１方向にシフトすると、第２の平板プレート７０Ｑ（平板プレート７０Ａ）の接着層５３の接合界面ＢＦにおける端面５３Ｓが観察側から視認可能となるように露出することは、図１５を参照することで容易に理解できる。したがって、上記のＤ１方向は、正の方向となり、その逆方向であるＤ２方向は、負の方向となる。

このような定義を用いると、本実施形態では、第１の平板プレート７０Ｐ（平板プレート７０Ｂ₁）は、少なくとも１つの第１のミラー５２Ｐが、接合界面ＢＦを介して第１のミラー５２Ｐと隣り合う第２のミラー５２Ｑと同一面上の位置Ｅ₀から負の方向（Ｄ２方向）に相対的にずれて位置するように、第２の平板プレート７０Ｑ（平板プレート７０Ａ）と連結されている、と言うことができる。

このように、図１８で示したような連結では、接合界面ＢＦにおける第２の平板プレート７０Ｑの接着層５３の端面５３Ｓは、平面視で観察方向の上流側から見て、第１の平板プレート７０Ｐの第１のミラー５２Ｐの影になり（第１のミラー５２Ｐの背後に位置し）、観察側からは視認されない位置にある。この場合、映像観察時に物体ＯＢ（図１参照）から出射されて上記端面５３Ｓに向かう光（例えば平面視で観察方向と同一方向に進行する光）があっても、その光は先に第１の平板プレート７０Ｐの第１のミラー５２Ｐに入射して反射されるため、上記端面５３Ｓへの光の入射は妨げられる。よって、上記端面５３Ｓに光が入射することによる光量低下を抑えることができる。

また、図１９は、平板プレート７０Ａ・７０Ｂ₃の接合部分の平面図である。なお、図１９においても、便宜的に透明部材５１の図示を省略しているが、平板プレート７０Ａ・７０Ｂ₃の基本的な構造は、図１４と同じである。

平板プレート７０Ａ・７０Ｂ₃の接合部分では、映像観察時に、接合界面ＢＦに対して、平面視で観察方向の上流側に平板プレート７０Ａが位置し、その反対側に平板プレート７０Ｂ₃が位置する。したがって、上述した第１の平板プレート７０Ｐおよび第２の平板プレート７０Ｑの定義を平板プレート７０Ａ・７０Ｂ₃に当てはめると、以下のようになる。すなわち、接合界面ＢＦを挟む２つの平板プレート７０Ａ・７０Ｂ₁のうち、接合界面ＢＦに対して、平面視で観察方向の上流側に位置する平板プレート７０Ａが第１の平板プレート７０Ｐとなり、他方の平板プレート７０Ｂ₃が第２の平板プレート７０Ｑとなる。

この場合でも、第１の平板プレート７０Ｐ（平板プレート７０Ａ）は、少なくとも１つの第１のミラー５２Ｐが、接合界面ＢＦを介して第１のミラー５２Ｐと隣り合う第２のミラー５２Ｑと同一面上の位置Ｅ₀から、接合界面ＢＦに沿って相対的にずれて位置することによって平面視で観察方向の上流側に近づくように、第２の平板プレート７０Ｑ（平板プレート７０Ｂ₁）と連結されればよい。つまり、第１の平板プレート７０Ｐは、少なくとも１つの第１のミラー５２Ｐが、接合界面ＢＦを介して第１のミラー５２Ｐと隣り合う第２のミラー５２Ｑと同一面上の位置Ｅ₀から負の方向（Ｄ２方向）に相対的にずれて位置するように、第２の平板プレート７０Ｑと連結されていればよい。

このような連結では、接合界面ＢＦにおける第２の平板プレート７０Ｑの接着層５３の端面５３Ｓは、平面視で観察方向の上流側から見て、第１の平板プレート７０Ｐの第１のミラー５２Ｐの影になり、観察側からは視認されない位置にあるため、映像観察時に上記端面５３Ｓへの光の入射を抑えて光量低下を抑えることができる。

このように、平板プレート７０Ａ・７０Ｂ₁の接合部分、および平板プレート７０Ａ・７０Ｂ₃の接合部分における光量低下を抑えることができるため、本実施形態の光学プレート８０を空中映像表示デバイス１に適用したときに、上記光量低下に起因する映像品位の劣化を抑えることができる。

なお、以上では、空中映像表示デバイス１を構成する２枚の光学プレート８０の一方（例えば１層目の光学プレート８０）を構成する平板プレートの連結について説明したが、他方の光学プレート８０（例えば２層目の光学プレート８０）を構成する平板プレートの連結についても、上記と同様の連結方法を採用することにより、接合部分での光量低下を抑えることができる。

例えば、図２０は、図１３の光学プレート８０を１層目として用いるときに、２層目として用いる光学プレート８０の構成を示している。図２０の光学プレート８０は、１枚の平板プレート７０Ａと、４枚の平板プレート７０Ｂ（７０Ｂ₅〜７０Ｂ₆）とを用い、平板プレート７０Ａの厚み方向に沿った各端面（側面）７０Ａ₅〜７０Ａ₈と、平面視で直角二等辺三角形の斜辺に相当する、各平板プレート７０Ｂの厚み方向に沿った各端面７０Ｂ_5S〜７０Ｂ_8Sとを接着剤を介して接合して連結することによって形成される。このとき、各平板プレート７０Ａ・７０Ｂの各ミラー５２が一方向に沿って並ぶように、各平板プレート７０Ａ・７０Ｂを連結する。すなわち、図２０の例では、平板プレート７０Ａの端面７０Ａ₅と平板プレート７０Ｂ₅の端面７０Ｂ_5S、平板プレート７０Ａの端面７０Ａ₆と平板プレート７０Ｂ₆の端面７０Ｂ_6S、平板プレート７０Ａの端面７０Ａ₇と平板プレート７０Ｂ₇の端面７０Ｂ_7S、平板プレート７０Ａの端面７０Ａ₈と平板プレート７０Ｂ₈の端面７０Ｂ_8Sとを接合して、各平板プレート７０Ａ・７０Ｂを連結する。これにより、２層目の光学プレート８０が作製される。なお、１層目の光学プレート８０と２層目の光学プレート８０とで、各層のミラー５２は直交する位置関係にあるため、図２０では、ミラー５２の向きを図１３と直交するように図示している。

ここで、平板プレート７０Ａと平板プレート７０Ｂとの連結に際して、繰り返し構造Ｇが露出する端面同士の連結となるのは、図２０より、平板プレート７０Ａと平板プレート７０Ｂ₈との連結（端面７０Ａ₈と端面７０Ｂ_8Sとの連結）、および平板プレート７０Ａと平板プレート７０Ｂ₆との連結（端面７０Ａ₆と端面７０Ｂ_6Sとの連結）であることがわかる。したがって、これらのプレートの連結において、１層目の光学プレート８０と同様の連結方法を採用すればよい。

図２１は、平板プレート７０Ａ・７０Ｂ₈の接合部分の平面図である。なお、図２１においても、便宜的に透明部材５１の図示を省略しているが、平板プレート７０Ａ・７０Ｂ₈の基本的な構造は、図１４と同じである。

平板プレート７０Ａ・７０Ｂ₈の接合部分では、映像観察時に、接合界面ＢＦに対して、平面視で観察方向の上流側に平板プレート７０Ｂ₈が位置し、その反対側に平板プレート７０Ａが位置する。したがって、上述した定義を用いると、接合界面ＢＦを挟む２つの平板プレート７０Ａ・７０Ｂ₈のうち、接合界面ＢＦに対して、平面視で観察方向の上流側に位置する平板プレート７０Ｂ₈が第１の平板プレート７０Ｐとなり、他方の平板プレート７０Ａが第２の平板プレート７０Ｑとなる。

この場合でも、第１の平板プレート７０Ｐ（平板プレート７０Ｂ₈）は、少なくとも１つの第１のミラー５２Ｐが、接合界面ＢＦを介して第１のミラー５２Ｐと隣り合う第２のミラー５２Ｑと同一面上の位置Ｅ₀から、接合界面ＢＦに沿って相対的にずれて位置することによって平面視で観察方向の上流側に近づくように、第２の平板プレート７０Ｑ（平板プレート７０Ａ₁）と連結されればよい。例えば、第１の平板プレート７０Ｐは、第２の平板プレート７０Ｑに対して、接合界面ＢＦに沿って相対的に図２１の右下方向にシフト（オフセット）して連結されればよい。

また、１層目と同様に、光学プレート８０の厚み方向に垂直な面内で、接合界面ＢＦに沿った２方向Ｄ１・Ｄ２のうち、第２の平板プレート７０Ｑの接着層５３の接合界面ＢＦにおける端面５３Ｓが第１のミラー５２Ｐのシフトによって観察側から視認可能となるように露出するシフト方向を正とし、その逆方向を負とする。このような定義を用いると、第１の平板プレート７０Ｐ（平板プレート７０Ｂ₈）は、少なくとも１つの第１のミラー５２Ｐが、接合界面ＢＦを介して第１のミラー５２Ｐと隣り合う第２のミラー５２Ｑと同一面上の位置Ｅ₀から負の方向（Ｄ２方向）に相対的にずれて位置するように、第２の平板プレート７０Ｑ（平板プレート７０Ａ）と連結されればよい、と言うことができる。

図２２は、平板プレート７０Ａ・７０Ｂ₆の接合部分の平面図である。なお、図２２においても、便宜的に透明部材５１の図示を省略しているが、平板プレート７０Ａ・７０Ｂ₆の基本的な構造は、図１４と同じである。

平板プレート７０Ａ・７０Ｂ₆の接合部分では、映像観察時に、接合界面ＢＦに対して、平面視で観察方向の上流側に平板プレート７０Ａが位置し、その反対側に平板プレート７０Ｂ₆が位置する。したがって、上述した定義を用いると、接合界面ＢＦを挟む２つの平板プレート７０Ａ・７０Ｂ₆のうち、接合界面ＢＦに対して、平面視で観察方向の上流側に位置する平板プレート７０Ａが第１の平板プレート７０Ｐとなり、他方の平板プレート７０Ｂ₆が第２の平板プレート７０Ｑとなる。

この場合でも、第１の平板プレート７０Ｐ（平板プレート７０Ａ）は、少なくとも１つの第１のミラー５２Ｐが、接合界面ＢＦを介して第１のミラー５２Ｐと隣り合う第２のミラー５２Ｑと同一面上の位置Ｅ₀から、接合界面ＢＦに沿って相対的にずれて位置することによって平面視で観察方向の上流側に近づくように、第２の平板プレート７０Ｑ（平板プレート７０Ｂ₆）と連結されればよい。言い換えると、第１の平板プレート７０Ｐ（平板プレート７０Ａ）は、少なくとも１つの第１のミラー５２Ｐが、接合界面ＢＦを介して第１のミラー５２Ｐと隣り合う第２のミラー５２Ｑと同一面上の位置Ｅ₀から負の方向（Ｄ２方向）に相対的にずれて位置するように、第２の平板プレート７０Ｑ（平板プレート７０Ｂ₆）と連結されればよい。

上記した平板プレート７０Ａ・７０Ｂ₈、平板プレート７０Ａ・７０Ｂ₆のいずれの連結においても、接合界面ＢＦにおける第２の平板プレート７０Ｑの接着層５３の端面５３Ｓは、平面視で観察方向の上流側から見て、第１の平板プレート７０Ｐの第１のミラー５２Ｐの影になり、観察側からは視認されない位置にあるため、映像観察時に上記端面５３Ｓへの光の入射を抑えて光量低下を抑えることができる。

したがって、本実施形態の連結方法を採用した１層目の光学プレート８０と２層目の光学プレート８０とを、各層のミラー５２が交差するように貼り合わせて空中映像表示デバイス１を構成することにより、接合部分（接着層５３の端面５３Ｓ）での光量低下に起因する映像品位の劣化を確実に抑えることができる。

特に、図１８、図１９、図２１および図２２で示したように、第１のミラー５２Ｐの位置Ｅ₀に対するシフト方向が負の方向（Ｄ２方向）であるため、接着層５３の端面５３Ｓが確実に第１のミラー５２Ｐの影となって、映像観察時に上記端面５３Ｓに光が入射するのを確実に抑えることができるため、上記光の入射による光量低下を確実に抑えることができる。

＜接合界面に沿った第１のミラーのズレ量について＞
次に、上述した平板プレート７０Ａ・７０Ｂの連結における第１のミラー５２Ｐの、位置Ｅ₀からのＤ２方向のズレ量（シフト量、オフセット量）について説明する。なお、以下で説明するズレ量については、平板プレート７０Ａ・７０Ｂ₁との連結（図１８参照）、平板プレート７０Ａ・７０Ｂ₃との連結（図１９参照）、平板プレート７０Ａ・７０Ｂ₈との連結（図２１参照）、平板プレート７０Ａ・７０Ｂ₆との連結（図２２参照）のいずれにおいても共通であるため、ここでは、例として、平板プレート７０Ａ・７０Ｂ₁との連結における第１のミラー５２Ｐのズレ量について説明する。また、ここでは、平板プレート７０Ａ・７０Ｂ₁は、同一の繰り返し構造Ｇを有するものとする。つまり、繰り返し構造Ｇを構成する透明部材５１、ミラー５２、接着層５３の繰り返し方向の各厚みは、平板プレート７０Ａ・７０Ｂ₁で同じとする。

まず、図１８に示すように、光学プレート８０の厚み方向に垂直な面内において、第１の平板プレート７０Ｐ（図１８では平板プレート７０Ｂ₁）および第２の平板プレート７０Ｑ（図１８では平板プレート７０Ａ）における各透明部材５１の接合界面ＢＦに沿った幅をＳ（ｍｍ）とし、接合界面ＢＦに沿った特定の領域の長さをＬ（ｍｍ）とし、長さＬの特定の領域内での繰り返し単位数、すなわち、繰り返し構造Ｇを構成する透明部材５１、ミラー５２および接着層５３の繰り返しの数をＭ（個）とし、第１のミラー５２Ｐの、第２のミラー５２Ｑと同一面上の位置Ｅ₀からの接合界面ＢＦに沿ったＤ２方向のズレ量の絶対値をｄ（ｍｍ）とする。本実施形態では、ズレ量ｄについて、以下の条件式（１）を満足している。すなわち、
ｄ＞（Ｌ／Ｍ−Ｓ）／２ ・・・（１）
である。なお、「ズレ量の絶対値」としたのは、Ｄ２方向（負の方向）のシフトであっても、ズレ量を正の値で取り扱うようにするためである。

Ｌ／Ｍは、長さＬの特定の領域に含まれる繰り返し構造Ｇを構成する１個の繰り返し単位の長さ、つまり、１個の透明部材５１、１個のミラー５２、１個の接着層５３の各厚みの合計を指し、（Ｌ／Ｍ−Ｓ）は、そこから透明部材５１の厚みを差し引いた残り、つまり、ミラー５２の厚みと接着層５３の厚みとの合計を指す。しかし、ミラー５２は、反射膜の蒸着により形成されて、その厚みは例えば１００ｎｍ程度であり、透明基材５１（例えば厚み０．５ｍｍ程度）や接着層５３（例えば厚み１００μｍ）に比べると、非常に薄い。このため、（Ｌ／Ｍ−Ｓ）は、接着層５３の厚みと実質的に同じと考えることができる。したがって、上記の条件式（１）は、第１のミラー５２ＰのＤ２方向のズレ量ｄが、接着層５３の厚みの半分よりも大きいことと実質的に同じである。

このように、第１のミラー５２Ｐのズレ量ｄについて、条件式（１）を満足するように、第１の平板プレート７０Ｐおよび第２の平板プレート７０Ｑが連結されていることにより、観察側から見て、第２の平板プレート７０Ｑの接着層５３の端面５３Ｓが確実に第１のミラー５２Ｐの影となるため、映像観察時に上記端面５３Ｓへの光の入射およびそれによる光量低下を確実に抑えることができる。なお、条件式（１）を満足するような連結は、第２の平板プレート７０Ｑに対して、第１の平板プレート７０Ｐ自体を接合界面ＢＦに沿ってＤ２方向にシフトさせて連結することによって実現できる。

一方、第１のミラー５２ＰのＤ２方向のズレ量ｄが大きすぎると、接着層５３の端面５３Ｓに光が入射することによる光量低下を抑えることはできても、接合界面ＢＦを介して隣り合う第１のミラー５２Ｐおよび第２のミラー５２Ｑが連続的に繋がらないため（段差が大きくなるため）、接合界面ＢＦと表示映像で対応する部分において映像を滑らかに繋げることができなくなり、これによる映像品位の低下が懸念される。

そこで、接合界面ＢＦと表示映像で対応する部分において映像を滑らかに繋げて表示する観点からは、上記のズレ量ｄは、透明基材５１の厚みの半分以下であることが望ましく、接着層５３の厚み以下であることがより望ましい。つまり、ズレ量ｄについて、
ｄ≦Ｓ／２ ・・・（２）
を満足することが望ましく、
ｄ≦（Ｌ／Ｍ−Ｓ） ・・・（３）
を満足することがより望ましい。

＜平板プレートの連結方法のバリエーション＞
以上では、第１の平板プレート７０Ｐと第２の平板プレート７０Ｑとを連結するにあたって、接合界面に沿って一方のプレートを他方のプレートに対して相対的にシフトさせることによって連結する例について説明したが、プレートの構造を互いに相違させることにより、プレートをシフトさせることなく連結するようにしてもよい。以下、このような連結方法について、より具体的に説明する。

図２３は、第１の平板プレート７０Ｐおよび第２の平板プレート７０Ｑの他の連結方法を示す断面図である。接合界面ＢＦに対して相対的に観察方向の上流側に位置する第１の平板プレート７０Ｐの透明部材５１の接合界面ＢＦに沿った幅をＳ１（ｍｍ）とする。また、他方の第２の平板プレート７０Ｑの透明部材５１の接合界面ＢＦに沿った幅をＳ２（ｍｍ）とする。このとき、
Ｓ１＜Ｓ２ ・・・（４）
であってもよい。なお、第１の平板プレート７０Ｐの接着層５３の接合界面ＢＦに沿った幅をＴ１（ｍｍ）とし、第２の平板プレート７０Ｑの接着層５３の接合界面ＢＦに沿った幅をＴ２（ｍｍ）とすると、図２３では、Ｔ１＝Ｔ２としている。

条件式（４）を満足することにより、図２３に示すように、第１の平板プレート７０Ｐの接合界面ＢＦに沿った方向の端部７０Ｐ₁と、第２の平板プレート７０Ｑの接合界面ＢＦに沿った方向の端部７０Ｑ₁とを同一面上に揃えた状態で、接合界面ＢＦにおける第２の平板プレート７０Ｑの接着層５３の端面５３Ｓが、平面視で観察方向の上流側から見て、第１の平板プレート７０Ｐの第１のミラー５２Ｐの影となるように（観察側から視認されない位置になるように）、上記第１のミラー５２Ｐを位置させる（位置Ｅ₀からＤ２方向にずらす）ことができる。したがって、透明部材５１の厚みＳ１・Ｓ２を変えるという簡単な手法により、第１の平板プレート７０Ｐおよび第２の平板プレート７０Ｑを相対的にシフトさせることなく、接着層５３の端面５３Ｓでの光量低下を抑える連結が可能となる。

なお、図２３の例では、Ｔ１＝Ｔ２としたが、第２の平板プレート７０Ｑの接着層５３の端面５３Ｓが観察側から見て第１のミラー５２Ｐの影となるような位置関係を実現できるのであれば、Ｔ１＝Ｔ２には限定されず、例えばＴ１＞Ｔ２であってもよい。

図２４は、第１の平板プレート７０Ｐおよび第２の平板プレート７０Ｑのさらに他の連結方法を示す断面図である。図２４は、Ｓ１＜Ｓ２のときに、（Ｓ１＋Ｔ１）＝（Ｓ２＋Ｔ２）となるように、各接着層５３の厚みＴ１およびＴ２（ただしＴ１＞Ｔ２）を設定した例を示している。この場合でも、第１の平板プレート７０Ｐの端部７０Ｐ₁と、第２の平板プレート７０Ｑの端部７０Ｑ₁とを同一面上に揃えた状態で、接合界面ＢＦにおける第２の平板プレート７０Ｑの接着層５３の端面５３Ｓが、平面視で観察方向の上流側から見て、第１の平板プレート７０Ｐの第１のミラー５２Ｐの影となるように、上記第１のミラー５２Ｐを位置させることができる。したがって、このような連結方法であっても、第１の平板プレート７０Ｐおよび第２の平板プレート７０Ｑを相対的にシフトさせることなく、接着層５３の端面５３Ｓでの光量低下を抑えるような連結が可能となる。

図２５は、第１の平板プレート７０Ｐおよび第２の平板プレート７０Ｑのさらに他の連結方法を示す断面図である。上記したＴ１およびＴ２は、以下の関係であってもよい。すなわち、
Ｔ１＜Ｔ２ ・・・（５）
である。なお、図２５では、便宜的に、Ｓ１＝Ｓ２としている。

条件式（５）を満足する場合であっても、図２５に示すように、第１の平板プレート７０Ｐの接合界面ＢＦに沿った方向の端部７０Ｐ₁と、第２の平板プレート７０Ｑの接合界面ＢＦに沿った方向の端部７０Ｑ₁とを同一面上に揃えた状態で、接合界面ＢＦにおける第２の平板プレート７０Ｑの接着層５３の端面５３Ｓが、平面視で観察方向の上流側から見て、第１の平板プレート７０Ｐの第１のミラー５２Ｐの影となるように（観察側から視認されない位置になるように）、上記第１のミラー５２Ｐを位置させる（位置Ｅ₀からＤ２方向にずらす）ことができる。したがって、接着層５３の厚みＴ１・Ｔ２を変えるという簡単な手法により、第１の平板プレート７０Ｐおよび第２の平板プレート７０Ｑを相対的にシフトさせることなく、接着層５３の端面５３Ｓでの光量低下を抑える連結が可能となる。

なお、図２５の構成において、第１の平板プレート７０Ｐの複数の第１のミラー５２Ｐのうち、第１の平板プレート７０Ｐの端部７０Ｐ₁に最も近い第１のミラー５２Ｐについては、Ｓ１＝Ｓ２のため、接合界面ＢＦを介して隣り合う第２のミラー５２Ｑと同一面上に位置し、位置Ｅ₀からＤ２方向にはずれない。しかし、それ以外の第１のミラー５２Ｐについては、隣り合う第２のミラー５２Ｑと同一面上の位置Ｅ₀からＤ２方向にずれる。また、位置Ｅ₀からＤ２方向に第１のミラー５２Ｐがずれていなくても、この第１のミラー５２Ｐと接合界面ＢＦを介して隣り合う第２のミラー５２Ｑと接着される接着層５３の端面５３Ｓが観察側から見て上記第１のミラー５２Ｐの影になっており、上記端面５３Ｓでの光量低下を抑えることができることに変わりはない。したがって、本実施形態で説明した構成（連結方法）は、上述したように、第１の平板プレート７０Ｐの少なくとも１つの第１のミラー５２Ｐが、接合界面ＢＦを介して第１のミラー５２Ｐと隣り合う第２のミラー５２Ｑと同一面上の位置Ｅ₀から、接合界面ＢＦに沿って相対的にずれて位置することによって平面視で観察方向の上流側に近づくように、第２の平板プレート７０Ｑと連結されていればよいと言える。

なお、図２５の例では、Ｓ１＝Ｓ２としたが、第２の平板プレート７０Ｑの接着層５３の端面５３Ｓが観察側から見て第１のミラー５２Ｐの影となるような位置関係を実現できるのであれば、Ｓ１＝Ｓ２には限定されない。例えば、図２６に示すように、Ｓ１＜Ｓ２、かつ、Ｔ１＜Ｔ２を満足する構成であっても構わない。

特に、図２３のように、Ｔ１＝Ｔ２の条件を満足しつつ、Ｓ１＜Ｓ２としたり、図２５のように、Ｓ１＝Ｓ２の条件を満足しつつ、Ｔ１＜Ｓ２とすることにより、第１の平板プレート７０Ｐおよび第２の平板プレート７０Ｑを接合界面ＢＦに沿って相対的にシフトさせることなく連結したとしても（第１の平板プレート７０Ｐの端部７０Ｐ₁と、第２の平板プレート７０Ｑの端部７０Ｑ₁とを揃えて連結しても）、第１の平板プレート７０Ｐの少なくとも一部の第１のミラー５２Ｐは、必ず、接合界面ＢＦを介して隣り合う第２のミラー５２Ｑと同一面上の位置Ｅ₀からＤ２方向にオフセットされる配置となり、第２の平板プレート７０Ｑの接着層５３の端面５３Ｓでの光量低下を容易に低減することが可能となる。

本発明は、空中に物体の実像を表示する空中映像表示装置に利用可能である。

１ 空中映像表示デバイス
１０ 空中映像表示装置
５１ 透明部材
５２ ミラー
５２Ｐ 第１のミラー
５２Ｑ 第２のミラー
５３ 接着層
５３Ｓ 端面
７０Ａ 平板プレート
７０Ｂ 平板プレート
７０Ｐ 第１の平板プレート
７０Ｑ 第２の平板プレート
８０ 光学プレート
ＢＦ 接合界面
Ｇ 繰り返し構造
ＯＢ 物体
Ｒ 実像

Claims (21)

1. 空中映像表示デバイスに用いられる光学プレートであって、
   前記光学プレートは、該光学プレートの厚み方向に垂直な方向に連結される複数の平板プレートを含み、
   前記複数の平板プレートは、透明部材、ミラーおよび接着層が、該平板プレートの厚み方向に垂直な方向に積層されて繰り返して位置する繰り返し構造を有しているとともに、前記繰り返し構造が露出する端面同士が接合されることによって互いに連結されており、
   映像観察時に、前記光学プレートの各ミラーと映像の観察方向とが平面視で斜めに交差するように前記光学プレートが配置されたときに、接合界面を挟む２つの前記平板プレートのうち、前記接合界面に対して、平面視で前記観察方向の上流側に位置する一方の平板プレートを第１の平板プレートとし、他方の平板プレートを第２の平板プレートとし、前記第１の平板プレートのミラーを第１のミラーとし、前記第２の平板プレートのミラーを第２のミラーとすると、
   前記第１の平板プレートは、少なくとも１つの前記第１のミラーが、前記接合界面を介して前記第１のミラーと隣り合う前記第２のミラーと同一面上の位置から、前記接合界面に沿って相対的にずれて位置することによって平面視で前記観察方向の上流側に近づくように、前記第２の平板プレートと連結されていることを特徴とする光学プレート。
2. 前記光学プレートの厚み方向に垂直な面内で、前記接合界面に沿った２方向のうち、前記第２の平板プレートの接着層の前記接合界面における端面が、前記第１のミラーのシフトによって観察側から視認可能となるように露出するシフト方向を正とし、その逆方向を負としたとき、
   前記第１の平板プレートは、少なくとも１つの前記第１のミラーが、前記第２のミラーと同一面上の位置から前記負の方向に相対的にずれて位置するように、前記第２の平板プレートと連結されていることを特徴とする請求項１に記載の光学プレート。
3. 前記第１の平板プレートおよび前記第２の平板プレートは、同一の前記繰り返し構造を有しており、
   前記光学プレートの厚み方向に垂直な面内において、
   前記第１の平板プレートおよび前記第２の平板プレートにおける各透明部材の前記接合界面に沿った幅をＳ（ｍｍ）とし、前記接合界面に沿った特定の領域の長さをＬ（ｍｍ）とし、前記特定の領域内で前記繰り返し構造を構成する前記透明部材、前記ミラーおよび前記接着層の繰り返しの数をＭ（個）とし、前記第１のミラーの、前記第２のミラーと同一面上の位置からの前記接合界面に沿った方向のズレ量の絶対値をｄ（ｍｍ）としたとき、
   ｄ＞（Ｌ／Ｍ−Ｓ）／２
   であることを特徴とする請求項１または２に記載の光学プレート。
4. ｄ≦Ｓ／２
   であることを特徴とする請求項３に記載の光学プレート。
5. ｄ≦（Ｌ／Ｍ−Ｓ）
   であることを特徴とする請求項３または４に記載の光学プレート。
6. 前記光学プレートの厚み方向に垂直な面内において、
   前記第１の平板プレートの透明部材の前記接合界面に沿った幅をＳ１（ｍｍ）とし、前記第２の平板プレートの透明部材の前記接合界面に沿った幅をＳ２（ｍｍ）としたとき、
   Ｓ１＜Ｓ２
   であることを特徴とする請求項１または２に記載の光学プレート。
7. 前記光学プレートの厚み方向に垂直な面内において、
   前記第１の平板プレートの接着層の前記接合界面に沿った幅をＴ１（ｍｍ）とし、前記第２の平板プレートの接着層の前記接合界面に沿った幅をＴ２（ｍｍ）としたとき、
   Ｔ１＝Ｔ２
   であることを特徴とする請求項６に記載の光学プレート。
8. 前記光学プレートの厚み方向に垂直な面内において、
   前記第１の平板プレートの接着層の前記接合界面に沿った幅をＴ１（ｍｍ）とし、前記第２の平板プレートの接着層の前記接合界面に沿った幅をＴ２（ｍｍ）としたとき、
   Ｔ１＜Ｔ２
   であることを特徴とする請求項１または２に記載の光学プレート。
9. 前記光学プレートの厚み方向に垂直な面内において、
   前記第１の平板プレートの透明部材の前記接合界面に沿った幅をＳ１（ｍｍ）とし、前記第２の平板プレートの透明部材の前記接合界面に沿った幅をＳ２（ｍｍ）としたとき、
   Ｓ１＝Ｓ２
   であることを特徴とする請求項８に記載の光学プレート。
10. 請求項１から９のいずれかに記載の光学プレートを２枚有し、２枚の前記光学プレートを、各光学プレートのミラーが平面視で交差するように貼り合わせてなることを特徴とする空中映像表示デバイス。
11. 請求項１０に記載の空中映像表示デバイスと、物体とを備え、前記物体の実像を映像として空中に表示させることを特徴とする空中映像表示装置。
12. 空中映像表示デバイスに用いられる光学プレートの製造方法であって、
    複数の平板プレートを連結して前記光学プレートを作製する作製工程を含み、
    前記複数の平板プレートは、透明部材、ミラーおよび接着層が、該平板プレートの厚み方向に垂直な方向に積層されて繰り返して位置する繰り返し構造を有しており、
    前記作製工程では、前記繰り返し構造が露出する端面同士を接合することによって、前記複数の平板プレートを互いに連結し、
    映像観察時に、前記光学プレートの各ミラーと映像の観察方向とが平面視で斜めに交差するように前記光学プレートが配置されたときに、接合界面を挟む２つの前記平板プレートのうち、前記接合界面に対して、平面視で前記観察方向の上流側に位置する一方の平板プレートを第１の平板プレートとし、他方の平板プレートを第２の平板プレートとし、前記第１の平板プレートのミラーを第１のミラーとし、前記第２の平板プレートのミラーを第２のミラーとすると、
    前記作製工程では、前記第１の平板プレートの少なくとも１つの前記第１のミラーが、前記接合界面を介して前記第１のミラーと隣り合う前記第２のミラーと同一面上の位置から、前記接合界面に沿って相対的にずれて位置することによって平面視で前記観察方向の上流側に近づくように、前記第１の平板プレートと前記第２の平板プレートとを連結することを特徴とする光学プレートの製造方法。
13. 前記光学プレートの厚み方向に垂直な面内で、前記接合界面に沿った２方向のうち、前記第２の平板プレートの接着層の前記接合界面における端面が、前記第１のミラーのシフトによって観察側から視認可能となるように露出するシフト方向を正とし、その逆方向を負としたとき、
    前記作製工程では、少なくとも１つの前記第１のミラーが、前記第２のミラーと同一面上の位置から前記負の方向に相対的にずれて位置するように、前記第１の平板プレートと前記第２の平板プレートとを連結することを特徴とする請求項１２に記載の光学プレートの製造方法。
14. 前記第１の平板プレートおよび前記第２の平板プレートは、同一の前記繰り返し構造を有しており、
    前記光学プレートの厚み方向に垂直な面内において、
    前記第１の平板プレートおよび前記第２の平板プレートにおける各透明部材の前記接合界面に沿った幅をＳ（ｍｍ）とし、前記接合界面に沿った特定の領域の長さをＬ（ｍｍ）とし、前記特定の領域内で前記繰り返し構造を構成する前記透明部材、前記ミラーおよび前記接着層の繰り返しの数をＭ（個）とし、前記第１のミラーの、前記第２のミラーと同一面上の位置からの前記接合界面に沿った方向のズレ量の絶対値をｄ（ｍｍ）としたとき、
    ｄ＞（Ｌ／Ｍ−Ｓ）／２
    であることを特徴とする請求項１２または１３に記載の光学プレートの製造方法。
15. ｄ≦Ｓ／２
    であることを特徴とする請求項１４に記載の光学プレートの製造方法。
16. ｄ≦（Ｌ／Ｍ−Ｓ）
    であることを特徴とする請求項１４または１５に記載の光学プレートの製造方法。
17. 前記光学プレートの厚み方向に垂直な面内において、
    前記第１の平板プレートの透明部材の前記接合界面に沿った幅をＳ１（ｍｍ）とし、前記第２の平板プレートの透明部材の前記接合界面に沿った幅をＳ２（ｍｍ）としたとき、
    Ｓ１＜Ｓ２
    であることを特徴とする請求項１２または１３に記載の光学プレートの製造方法。
18. 前記光学プレートの厚み方向に垂直な面内において、
    前記第１の平板プレートの接着層の前記接合界面に沿った幅をＴ１（ｍｍ）とし、前記第２の平板プレートの接着層の前記接合界面に沿った幅をＴ２（ｍｍ）としたとき、
    Ｔ１＝Ｔ２
    であることを特徴とする請求項１７に記載の光学プレートの製造方法。
19. 前記光学プレートの厚み方向に垂直な面内において、
    前記第１の平板プレートの接着層の前記接合界面に沿った幅をＴ１（ｍｍ）とし、前記第２の平板プレートの接着層の前記接合界面に沿った幅をＴ２（ｍｍ）としたとき、
    Ｔ１＜Ｔ２
    であることを特徴とする請求項１２または１３に記載の光学プレートの製造方法。
20. 前記光学プレートの厚み方向に垂直な面内において、
    前記第１の平板プレートの透明部材の前記接合界面に沿った幅をＳ１（ｍｍ）とし、前記第２の平板プレートの透明部材の前記接合界面に沿った幅をＳ２（ｍｍ）としたとき、
    Ｓ１＝Ｓ２
    であることを特徴とする請求項１９に記載の光学プレートの製造方法。
21. 請求項１２から２０のいずれかに記載の光学プレートの製造方法を用いた空中映像表示デバイスの製造方法であって、
    ２枚の前記光学プレートを、各光学プレートのミラーが平面視で交差するように貼り合わせる貼合工程を含むことを特徴とする空中映像表示デバイスの製造方法。

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