JP2018146881A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】表示品位の劣化を抑制することが可能な表示装置を提供する。【解決手段】表示光を出射する表示部と、入射光の一部を透過及び反射させる光学素子と、前記光学素子で反射された反射光を再帰反射する再帰反射素子と、前記再帰反射素子を移動させる機構と、を備える、表示装置。【選択図】 図１

Description

本発明の実施形態は、表示装置に関する。

例えば、偏光フィルタと、再帰反射プリズムとを備えた結像装置が提案されている。この結像装置では、表示画像を表す像である空中像は、表示画像を表す表示光の出射点と、偏光フィルタについて面対称の位置に結像される。また、再帰反射プリズムは、入射光を再帰反射する再帰反射部と、入射光を再帰反射しない非再帰反射部と、を有している。非再帰反射部で散乱された光は空中像の表示に寄与しないため、光利用効率の低下や、解像度の低下を招く恐れがある。

特開２０１１−２５３１２８号公報

本実施形態の目的は、表示品位の劣化を抑制することが可能な表示装置を提供することにある。

本実施形態によれば、表示光を出射する表示部と、入射光の一部を透過及び反射させる光学素子と、前記光学素子で反射された反射光を再帰反射する再帰反射素子と、前記再帰反射素子を移動させる機構と、を備える、表示装置が提供される。

本実施形態によれば、表示光を出射する表示部と、入射光の一部を透過及び反射させる光学素子と、前記光学素子で反射された反射光を再帰反射する再帰反射体を備えた再帰反射素子と、前記再帰反射素子を周期的に振動させる機構と、を備え、前記再帰反射体は、互いに交差する３つの反射面を有し、平面視で３つの頂点を有する三角形であり、前記再帰反射素子の振幅は、前記頂点の１つと前記３つの反射面の交点とを結ぶ線分の長さ以上である、表示装置が提供される。

本実施形態によれば、表示光を出射する表示部と、入射光の一部を透過及び反射させる光学素子と、前記光学素子で反射された反射光を再帰反射する再帰反射部と、非再帰反射部と、を備えた再帰反射素子と、前記再帰反射素子を周期的に移動させる機構と、を備え、前記機構は、所定の位置に、前記再帰反射部と前記非再帰反射部とが交互に位置するように前記再帰反射素子を振動させる、表示装置が提供される。

図１は、本実施形態の表示装置の一構成例を示す図である。 図２は、図１に示した表示パネルの一構成例を示す図である。 図３は、図２に示した表示パネルの一構成例を示す断面図である。 図４は、図１に示した再帰反射素子の一構成例を示す平面図である。 図５は、図４に示した再帰反射体の一構成例を示す斜視図である。 図６は、表示装置を構成する各構成の機能を説明するための図である。 図７は、再帰反射素子における再帰反射部及び非再帰反射部を説明するための平面図である。 図８は、図７に示したＩ−ＩＩ線で切断した再帰反射素子の構造を示す断面図である。 図９は、再帰反射素子の振動する方向を示す平面図である。 図１０は、再帰反射素子が振動する際の位置の変化を示す図である。 図１１は、再帰反射素子の振動する方向を示す図である。 図１２は、再帰反射素子の回転を示す図である。 図１３は、再帰反射素子の回転の他の例を示す図である。 図１４は、本実施形態に係る再帰反射素子の実施例を示す図である。 図１５は、本実施形態に係る再帰反射素子の他の実施例を示す図である。

以下、本実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、開示はあくまで一例に過ぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は、説明をより明確にするため、実際の態様に比べて、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同一又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する詳細な説明を適宜省略することがある。

図１は、本実施形態の表示装置１の一構成例を示す図である。すなわち、表示装置１は、表示部ＤＳＰ、光学素子ＯＥ、再帰反射素子２０、機構３０などを備えている。

表示部ＤＳＰは、円偏光である表示光を出射するものであれば、その構成は特に限定されるものではない。図示した例では、表示部ＤＳＰは、表示パネルＰＮＬ、及び、位相差板ＲＢを備えている。

表示パネルＰＮＬは、一例としては、一対の基板間に液晶層を保持した液晶表示パネルであり、液晶表示パネルの出射側に第１直線偏光を透過する透過軸を有した偏光板を備えている。但し、表示パネルＰＮＬは、有機エレクトロルミネッセンス素子等を有する自発光型の表示パネル、電気泳動素子等を有する電子ペーパ型の表示パネル、マイクロエレクトロメカニカルシステム（ＭＥＭＳ）を適用した表示パネル、或いはエレクトロクロミズムを適用した表示パネルなどであっても良い。液晶表示パネルは、光源装置からの光を選択的に透過させることで画像を表示する透過型であっても良いし、外光あるいは光源装置からの光を選択的に反射させることで画像を表示させる反射型であっても良いし、透過型及び反射型の双方の表示機能を備えた半透過型であっても良い。

表示パネルＰＮＬは、表示画像Ｉ０を表す表示光を出射する。表示光は、位相差板ＲＢを通る前では例えば、直線偏光である。位相差板ＲＢは、表示パネルＰＮＬと略平行に対向している。図示した例では、位相差板ＲＢは、表示パネルＰＮＬから離れて配置されているが、表示パネルＰＮＬの出射面側に接着されていても良い。このような位相差板ＲＢは、例えば、透過光に約λ／４の位相差を付与するλ／４板である。ここで、λは、透過光の波長である。詳細については省略するが、位相差板ＲＢは、その遅相軸が直線偏光の偏光面に対して４５°の角度で交差するように配置される。このような表示部ＤＳＰにおいては、表示パネルＰＮＬから出射された表示光（直線偏光）は、位相差板ＲＢを透過することで円偏光に変換される。本実施形態における円偏光とは、楕円偏光も含む。

なお、表示部ＤＳＰにおいて、表示パネルＰＮＬからの出射光が円偏光である場合には、位相差板ＲＢは省略される。また、表示部ＤＳＰは、表示パネルに代えて、プロジェクタから出射された出射光が投影されるスクリーンを備えていても良いし、照明装置によって照明される表示媒体（ポスターなど）を備えていても良い。

光学素子ＯＥは、図示した例では、偏光素子１０、及び、位相差板ＲＡを備えている。偏光素子１０は、第１直線偏光を透過する透過軸を有し、透過軸に直交する第２直線偏光を反射する。例えば、第１直線偏光は入射面に平行なＰ波であり、第２直線偏光は入射面に垂直なＳ波である。このような偏光素子１０は、例えばワイヤグリッド偏光フィルタや、輝度上昇フィルムを適用した反射型偏光フィルムや、この反射型偏光フィルムと直線偏光板とを重ねた多層体などによって構成されている。偏光素子１０が上記の多層体によって構成される場合、直線偏光板は、反射型偏光フィルムの上（すなわち位相差板ＲＡと対向する側とは反対側）に配置され、しかも、反射型偏光フィルムの透過軸と平行な透過軸を有する。

位相差板ＲＡは、偏光素子１０と略平行に対向している。位相差板ＲＡは、表示部ＤＳＰと偏光素子１０との間、及び、再帰反射素子２０と偏光素子１０との間に亘って配置されている。図示した例では、位相差板ＲＡは、偏光素子１０から離れて配置されているが、偏光素子１０の表示部ＤＳＰ及び再帰反射素子２０と対向する側に接着されていても良い。このような位相差板ＲＡは、例えば、透過光に約λ／４の位相差を付与するλ／４板である。ここで、λは、透過光の波長である。詳細については省略するが、位相差板ＲＡは、その遅相軸が直線偏光の偏光面に対して４５°の角度で交差するように配置される。
なお、光学素子ＯＥとしては、入射光の一部を透過及び反射させる光学素子であれば、上記例に限らず、例えばハーフミラー等のビームスプリッタでもよい。この場合には、光学素子ＯＥへの入射光、また光学素子ＯＥからの出射光は、偏光でなくても良い。

再帰反射素子２０は、偏光素子１０で反射された反射光を再帰反射する。再帰反射素子２０は、偏光素子１０と対向する表面２０Ａと、表面２０Ａの反対側の裏面２０Ｂと、を有している。図示した例では、表面２０Ａは、凹部ＣＣ及び凸部ＣＶを有する凹凸面である。凸部ＣＶは、偏光素子１０側に向かって突出している。再帰反射素子２０は、表面２０Ａにおいて、偏光素子１０で反射された反射光を再帰反射する再帰反射部２１と、偏光素子１０で反射された反射光を再帰反射せずに散乱させる非再帰反射部２２と、を備えている。また、裏面２０Ｂは、平坦面である。

再帰反射素子２０は、例えば、樹脂材料によって形成されている。樹脂材料と空気との界面において、再帰反射部２１及び非再帰反射部２２が形成されている。再帰反射素子２０に入射した入射光のほとんどは、表面２０Ａを透過することなく、表面２０Ａにおいて再帰反射もしくは散乱される。

なお、表面２０Ａを覆う反射膜が形成されていても良い。このとき、反射膜は、例えば、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム合金などの光反射性を呈する材料によって形成され、略均一の膜厚で形成される。また、反射膜は、その腐食を防止するための表面処理が施されても良いし、シリコン窒化物（ＳｉＮ）などの無機系材料によってコーティングされても良い。

機構３０は、再帰反射素子２０と接続されており、再帰反射素子２０を移動させる。後述するが、機構３０は、例えば、再帰反射素子２０を面方向及び法線方向の少なくともどちらか一方に振動させたり、面方向に回転させたりする。ここで、面方向とは、裏面２０Ｂと平行な方向に相当する。また、法線方向とは、裏面２０Ｂの法線Ｎと平行な方向に相当する。

なお、図中において、空中像（aerial image）Ｉ１は、表示画像Ｉ０の実像に相当し、偏光素子１０について面対称の位置に結像される。空中像Ｉ１を構成する光は、偏光素子１０を透過した第１直線偏光である。

次に、各構成の具体例について以下に説明する。
図２は、図１に示した表示パネルＰＮＬの一構成例を示す図である。ここでは、表示パネルＰＮＬの一例として、アクティブマトリクス駆動方式の透過型液晶表示パネルについて説明する。すなわち、表示パネルＰＮＬは、第１基板ＳＵＢ１と、第１基板ＳＵＢ１に対向した第２基板ＳＵＢ２と、第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２との間に保持された液晶層ＬＱと、を備えている。第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２とは、これらの間に所定のセルギャップを形成した状態で貼り合わせられている。表示パネルＰＮＬは、画像を表示する表示エリアＤＡを備えている。表示エリアＤＡは、マトリクス状に配置された複数のサブピクセルＰＸを有している。

表示エリアＤＡは、サブピクセルＰＸとして、例えば赤色を表示する赤画素ＰＸＲ、緑色を表示する緑画素ＰＸＧ、及び、青色を表示する青画素ＰＸＢを有している。なお、表示エリアＤＡは、さらに、赤、緑、青とは異なる色のサブピクセル（例えば白色を表示する白画素）を有していても良い。カラー表示を実現するための画素は、これらの複数の異なる色のサブピクセルＰＸによって構成されている。すなわち、ここでの画素とは、カラー画像を構成する最小単位である。図示した例では、画素は、赤画素ＰＸＲ、緑画素ＰＸＧ、及び、青画素ＰＸＢによって構成されている。

赤画素ＰＸＲは、赤色カラーフィルタを備え、光源装置からの白色光のうち主として赤色光を透過可能に構成されている。緑画素ＰＸＧは、緑色カラーフィルタを備え、光源装置からの白色光のうち主として緑色光を透過可能に構成されている。青画素ＰＸＢは、青色カラーフィルタを備え、光源装置からの白色光のうち主として青色光を透過可能に構成されている。なお、詳述しないが、カラーフィルタは、第１基板ＳＵＢ１に形成されていても良いし、第２基板ＳＵＢ２に形成されていても良い。

第１基板ＳＵＢ１は、第１方向Ｄ１に沿って延出した複数のゲート配線Ｇ、及び、第２方向Ｄ２に沿って延出しゲート配線Ｇと交差する複数のソース配線Ｓを備えている。各ゲート配線Ｇは、表示エリアＤＡの外側に引き出され、ゲートドライバＧＤに接続されている。各ソース配線Ｓは、表示エリアＤＡの外側に引き出され、ソースドライバＳＤに接続されている。これらのゲートドライバＧＤ及びソースドライバＳＤは、コントローラＣＮＴに接続されている。コントローラＣＮＴは、映像信号に基づいて制御信号を生成して、ゲートドライバＧＤ及びソースドライバＳＤを制御する。

各サブピクセルＰＸは、スイッチング素子ＳＷ、画素電極ＰＥ、共通電極ＣＥなどを備えている。スイッチング素子ＳＷは、ゲート配線Ｇ及びソース配線Ｓに電気的に接続されている。このようなスイッチング素子ＳＷは、例えば薄膜トランジスタによって構成されている。画素電極ＰＥは、スイッチング素子ＳＷに電気的に接続されている。共通電極ＣＥは、複数の画素電極ＰＥとそれぞれ対向している。

なお、表示パネルＰＮＬの詳細な構成については説明を省略するが、基板主面の法線に沿った縦電界を利用する表示モード、あるいは、基板主面の法線に対して斜め方向に傾斜した傾斜電界を利用する表示モードでは、画素電極ＰＥが第１基板ＳＵＢ１に備えられる一方で、共通電極ＣＥが第２基板ＳＵＢ２に備えられる。また、基板主面に沿った横電界を利用する表示モードでは、画素電極ＰＥ及び共通電極ＣＥの双方が第１基板ＳＵＢ１に備えられている。さらには、表示パネルＰＮＬは、上記の縦電界、横電界、及び、傾斜電界を適宜組み合わせて利用する表示モードに対応した構成を有していても良い。なお、基板主面とは、第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２によって規定される平面に相当する。

図３は、図２に示した表示パネルＰＮＬの一構成例を示す断面図である。ここでは、横電界を利用する表示モードの一つであるＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ Ｆｉｅｌｄ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードを適用した表示パネルＰＮＬの断面構造について簡単に説明する。

第１基板ＳＵＢ１は、第１絶縁基板１００、第１絶縁膜１１０、共通電極ＣＥ、第２絶縁膜１２０、画素電極ＰＥ１乃至ＰＥ３、第１配向膜ＡＬ１などを備えている。共通電極ＣＥは、赤画素ＰＸＲ、緑画素ＰＸＧ、及び、青画素ＰＸＢに亘って延在している。赤画素ＰＸＲの画素電極ＰＥ１、緑画素ＰＸＧの画素電極ＰＥ２、青画素ＰＸＢの画素電極ＰＥ３のそれぞれは、共通電極ＣＥと対向し、それぞれスリットＳＬＡを有している。図示した例では、共通電極ＣＥは第１絶縁膜１１０と第２絶縁膜１２０との間に位置し、画素電極ＰＥ１乃至ＰＥ３は第２絶縁膜１２０と第１配向膜ＡＬ１との間に位置している。なお、画素電極ＰＥ１乃至ＰＥ３が第１絶縁膜１１０と第２絶縁膜１２０との間に位置し、共通電極ＣＥが第２絶縁膜１２０と第１配向膜ＡＬ１との間に位置していても良い。この場合、スリットＳＬＡは、共通電極ＣＥに形成される。

第２基板ＳＵＢ２は、第２絶縁基板２００、遮光層ＢＭ、カラーフィルタＣＦＲ、ＣＦＧ、ＣＦＢ、オーバーコート層ＯＣ、第２配向膜ＡＬ２などを備えている。カラーフィルタＣＦＲ、ＣＦＧ、ＣＦＢは、それぞれ液晶層ＬＱを挟んで画素電極ＰＥ１乃至ＰＥ３と対向している。カラーフィルタＣＦＲは赤色のカラーフィルタであり、カラーフィルタＣＦＧは緑色のカラーフィルタであり、カラーフィルタＣＦＢは青色のカラーフィルタである。なお、図示した例では、カラーフィルタＣＦＲ、ＣＦＧ、ＣＦＢは、第２基板ＳＵＢ２に形成されたが、第１基板ＳＵＢ１に形成されても良い。

液晶層ＬＱは、第１配向膜ＡＬ１と第２配向膜ＡＬ２との間に封入されている。

光源装置ＬＳは、第１基板ＳＵＢ１と対向している。光源装置ＬＳとしては、種々の形態が適用可能であるが、詳細な構造については説明を省略する。

第１偏光板ＰＬ１を含む第１光学素子ＯＤ１は、第１絶縁基板１００の外面に配置されている。第２偏光板ＰＬ２を含む第２光学素子ＯＤ２は、第２絶縁基板２００の外面に配置されている。例えば、第１偏光板ＰＬ１の第１吸収軸及び第２偏光板ＰＬ２の第２吸収軸は、直交している。

赤画素ＰＸＲ、緑画素ＰＸＧ、及び、青画素ＰＸＢによって構成された画素は、ピッチＰ１で配列されている。

図４は、図１に示した再帰反射素子２０の一構成例を示す平面図である。ここでは、互いに直交する第３方向Ｄ３及び第４方向Ｄ４によって規定される平面での平面図を図示している。また、図４は、図１に示した再帰反射素子２０を表面２０Ａ側から見た平面図を示している。

再帰反射素子２０は、複数の再帰反射体２３によって構成されている。図示した例では、再帰反射体２３は、平面視で、３つの頂点を有する三角形状の外形を有する。また、再帰反射体２３は、その中心Ｏが紙面の奥に向かって窪み、図１に示した表面２０Ａの凹部ＣＣを形成している。また、隣接する再帰反射体２３の境界は、図４に点線で示し、表面２０Ａの凸部ＣＶに相当する。このような再帰反射体２３は、第３方向Ｄ３に配列されている。また、再帰反射体２３は、第４方向Ｄ４にピッチＰ２で配列されている。但し、第３方向Ｄ３及び第４方向Ｄ４にそれぞれ隣り合う再帰反射体２３は、互いに１８０度反転した形状を有している。

図中の再帰反射体２３１は、互いに交差する３つの反射面Ａ１，Ｂ１，Ｃ１を備えている。再帰反射体２３１は、反射面Ａ１，Ｂ１，Ｃ１によって囲まれた凹部ＣＣ１を備えている。再帰反射体２３１及び再帰反射体２３２は、第４方向Ｄ４に並んでいる。再帰反射体２３２は、互いに交差する３つの反射面Ａ２，Ｂ２，Ｃ２を備えている。再帰反射体２３２は、反射面Ａ２，Ｂ２，Ｃ２によって囲まれた凹部ＣＣ２を備えている。再帰反射体２３１の反射面Ａ１と再帰反射体２３２の反射面Ａ２との交差部は、表面の凸部ＣＶＡを形成している。凸部ＣＶＡは、第３方向Ｄ３と平行な方向に延出している。再帰反射体２３１及び再帰反射体２３２は、凸部ＣＶＡに対して線対称の位置関係にある。同様に、隣接する再帰反射体２３の境界部分は、凸部に相当する。つまり、再帰反射体２３の各々の外形（三角形）は、凸部によって規定される。再帰反射体２３１の外形は、凸部ＣＶＡ、ＣＶＢ、ＣＶＣによって規定される。凸部ＣＶＢ及びＣＶＣは、いずれも第３方向Ｄ３及び第４方向Ｄ４とそれぞれ交差する方向に延出している。例えば、凸部ＣＶＢの延出方向は、第３方向Ｄ３とのなす角度θＢ３が６０度であり、第４方向Ｄ４とのなす角度θＢ４が３０度である。凸部ＣＶＣの延出方向は、第３方向Ｄ３とのなす角度θＣ３が６０度であり、第４方向Ｄ４とのなす角度θＣ４が３０度である。

空中像Ｉ１の解像度は、再帰反射体２３のピッチＰ２に依存する。解像度の劣化を抑制するためには、ピッチＰ２は、図３に示した表示パネルＰＮＬにおける画素のピッチＰ１よりも小さいことが望ましい。

図５は、図４に示した再帰反射体２３の一構成例を示す斜視図である。ここでは、互いに直交するｘｙｚ座標系を適用して、再帰反射体２３の形状について説明する。
すなわち、再帰反射体２３は、ｘｙｚ座標系において、３つの反射面２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃを有している。これらの反射面２３Ａ乃至２３Ｃは、いずれも同一形状であり、直角二等辺三角形である。また、これらの反射面２３Ａ乃至２３Ｃは、互いに直交している。このような形状の反射面２３Ａ乃至２３Ｃを有する再帰反射体２３は、コーナーキューブ、あるいは、コーナーリフレクタなどと称される。

ｘ軸上の点Ａ（α，０，０）、ｙ軸上の点Ｂ（０，α，０）、ｚ軸上の点Ｃ（０，０，α）としたとき、反射面２３Ａは、ｘ−ｙ平面に形成され、中心Ｏ、点Ａ、及び、点Ｂによって規定される。反射面２３Ｂは、ｙ−ｚ平面に形成され、中心Ｏ、点Ｂ、及び、点Ｃによって規定される。反射面２３Ｃは、ｘ−ｚ平面に形成され、中心Ｏ、点Ａ、及び、点Ｃによって規定される。点Ａ及び点Ｂを結ぶ線分ＡＢ、点Ｂ及び点Ｃを結ぶ線分ＢＣ、及び、点Ａ及び点Ｃを結ぶ線分ＡＣは、上記の凸部に相当する。

再帰反射体２３は、３つの点Ａ、点Ｂ、及び、点Ｃによって規定される面を有していない。つまり、３つの反射面２３Ａ乃至２３Ｃによって囲まれた内側は、上記の凹部に相当し、空気層である。再帰反射体２３では、入射光が３つの反射面２３Ａ乃至２３Ｃでそれぞれ反射されることによって入射光とほぼ同一の光路に反射する再帰反射を実現している。中心Ｏの近傍において３つの反射面が直交する部分は、再帰反射部に相当する。また、
３つの点Ａ、点Ｂ、及び、点Ｃの近傍において２つの反射面が直交する部分は、再帰反射しない（３つの反射面で反射されない）非再帰反射部となりうる。

なお、再帰反射体２３の形状は、図示した例に限られるものではなく、再帰反射体のうち、非再帰反射部をカットした形状であっても良く、このような形状の再帰反射体は、フルキューブと称される。

図６は、表示装置１を構成する各構成の機能を説明するための図である。ここでは、図１を参照して、表示部ＤＳＰから出射された表示光の光路について説明する。
まず、表示部ＤＳＰは、表示画像Ｉ０の表示光に相当する第１直線偏光を出射する。ここでの第１直線偏光は、偏光素子１０の透過軸と平行な偏光面を有するものであって、偏光素子１０を透過する直線偏光に相当する。この第１直線偏光は、位相差板ＲＢを透過し、円偏光に変換される。

続いて、円偏光である表示光は、位相差板ＲＡを透過し、第２直線偏光に変換される。ここでの第２直線偏光は、偏光素子１０の透過軸に垂直な偏光面を有するものであって、偏光素子１０で反射される直線偏光に相当する。この第２直線偏光は、偏光素子１０によって反射された後、再び、位相差板ＲＡを透過し、円偏光に変換される。

続いて、円偏光は、再帰反射素子２０に入射する。再帰反射素子２０の入射光は、表面２０Ａで再帰反射される。このとき、再帰反射された反射光は、円偏光である。そして、この円偏光は、再び、位相差板ＲＡを透過し、第１直線偏光に変換される。この第１直線偏光は、偏光素子１０を透過し、表示画像Ｉ０を表す空中像Ｉ１として結像される。観察者は、偏光素子１０を透過した第１直線偏光の進行方向と対向する方向から空中に浮かぶ空中像Ｉ１を観察することができる。

図７は、再帰反射素子２０における再帰反射部２１及び非再帰反射部２２を説明するための平面図である。一例では、図中の点線で囲んだ１個の再帰反射体２３に着目すると、再帰反射部２１は、中心Ｏの近傍に形成された六角形の領域に相当し、非再帰反射部２２は、再帰反射体２３の３つの角部Ａ、Ｂ、Ｃの近傍にそれぞれ形成された三角形の領域に相当する。図中に斜線で示した１個の非再帰反射部２２に着目すると、６個の再帰反射体２３と隣接し、それぞれの再帰反射体２３の非再帰反射部が集合し、第３方向Ｄ３及び第４方向Ｄ４によって規定される平面において、六角形状に形成されている。なお、図６に示したような正六角形の再帰反射部２１及び非再帰反射部２２は、例えば、再帰反射体２３が図示したような正三角形状である場合に見られ、再帰反射素子２０を図１に示した法線Ｎに沿って平面視した場合の形状である。

非再帰反射部２２においては、表示光は１回反射、２回反射もしくは４回以上反射する。このように、非再帰反射部２２においては、表示光が３回反射しないため、表示光は再帰反射せずに散乱する。

このような非再帰反射部２２が視認されると、空中像Ｉ１の表示品位に悪影響を及ぼす恐れがある。すなわち、非再帰反射部２２に入射した光は散乱されるため、空中像Ｉ１の形成に寄与することはなく、表示品位を低下させてしまう恐れがある。

図８は、図７に示したＩ−ＩＩ線で切断した再帰反射素子２０の構造を示す断面図である。
表面２０Ａは、凸部ＣＶ１１乃至ＣＶ１３と、凹部ＣＣ１１乃至ＣＣ１３と、を有している。凹部ＣＣ１１、凸部ＣＶ１１、凹部ＣＣ１２、凸部ＣＶ１２、凹部ＣＣ１３、凸部ＣＶ１３は、この順に方向Ｄ４に沿って並んでいる。図示した例では、凹部ＣＣ１１乃至ＣＣ１３と凸部ＣＶ１２とを含む領域が再帰反射部２１に相当し、凸部ＣＶ１１と凸部ＣＶ１３とを含む領域が非再帰反射部２２に相当する。

１つの凹部ＣＣ１２に着目すると、水平面Ｈと表面２０Ａとで形成される断面は、直角三角形であり、水平面Ｈが斜辺に相当する。水平面Ｈと表面２０Ａとのなす角度θα及びθβは、いずれも鋭角であり、なす角度θβは、なす角度θαよりも小さい。

図９は、再帰反射素子２０の振動する方向を示す平面図である。ここでは、機構３０が、再帰反射素子２０を面方向に振動させる場合を示している。すなわち、再帰反射素子２０の振動する方向は、図１に示した裏面２０Ｂと平行であり、図示した例では、方向Ｄ３及びＤ４で規定される平面と平行である。

再帰反射素子２０は、方向Ｄ３と平行な方向ａに沿って振動しても良い。また、再帰反射素子２０は、方向Ｄ４と平行な方向ｂに沿って振動しても良い。また、再帰反射素子２０は、方向Ｄ３及び方向Ｄ４と交差する方向ｃに沿って振動しても良い。

機構３０は、例えば、再帰反射素子２０を６０Ｈｚ以上の周期で振動させる。なお、機構３０は、再帰反射素子２０を１００Ｈｚ以上の周期で振動させるのが望ましい。

図１０は、再帰反射素子２０が振動する際の位置の変化を示す図である。
図１０（ａ）は、再帰反射素子２０が移動する前の状態を示している。非再帰反射部２２ａは、領域ＡＲに位置している。再帰反射部２１ａは、領域ＡＲの周辺で、非再帰反射部２２ａの方向Ｄ４に並んでいる。このとき、再帰反射体２３の１つの頂点Ｄは、領域ＡＲの中心に位置している。

図１０（ｂ）は、再帰反射素子２０が移動した後の状態を示している。すなわち、図１０（ａ）に示した再帰反射素子２０は、方向Ｄ４と平行な方向ｂに沿って移動した。図１０（ｂ）に示した例では、再帰反射部２１ａは、領域ＡＲに移動した。非再帰反射部２２ａは、領域ＡＲの周辺で、再帰反射部２１ａの方向Ｄ４に並んでいる。このとき、再帰反射体２３の３つの反射面Ａ３、Ｂ３、Ｃ３の交点ＩＳは、領域ＡＲの中心に位置している。

ここで、図１０（ａ）に示される領域ＡＲの位置は、図１０（ｂ）に示される領域ＡＲの位置と等しく、図１０（ａ）に示した非再帰反射部２２ａと図１０（ｂ）に示す再帰反射部２１ａは、同じ領域ＡＲに位置している。例えば、図１０（ｂ）に示される再帰反射素子２０は、図１０（ａ）に示される再帰反射素子２０が振動の２分の１周期移動した後の状態である。さらに２分の１周期後には、再帰反射素子２０は、図１０（ｂ）に示される位置から図１０（ａ）に示される位置に戻る。すなわち、領域ＡＲにおいては、振動によって、非再帰反射部２２ａ及び再帰反射部２１ａが交互に入れ替わる。つまり、機構３０は、所定の位置に、再帰反射部２１と非再帰反射部２２とが交互に位置するように再帰反射素子２０を振動させる。

また、領域ＡＲの中心に着目すると、再帰反射素子２０は、頂点Ｄから交点ＩＳまでの線分ＬＮの長さＬ分移動した。本実施形態においては、機構３０が再帰反射素子２０を振動させる振幅は、１つの頂点Ｄと交点ＩＳとを結ぶ線分ＬＮの長さＬ以上である。

本実施形態によれば、表示装置１は、再帰反射素子２０を移動させる機構３０を備えている。そのため、非再帰反射部２２が位置する領域においては、非再帰反射部２２と再帰反射部２１とが交互に位置する。したがって、空中像Ｉ１に非再帰反射部２２が黒く視認されてドット状に見えるのを抑制する。よって、空中像Ｉ１の輝度の低下を抑制することができる。また、空中像Ｉ１の解像度の低下を抑制することができる。

また、例えば、再帰反射体２３が上記したフルキューブである場合、再帰反射体２３が上記したコーナーキューブである場合と比べて、法線Ｎに対して傾斜した入射光の利用効率が小さくなる。この場合にも再帰反射素子２０が移動することで傾斜した入射光の利用効率を向上することができる。

また、表示部ＤＳＰにレーザー光を用いた場合にも、スペックルが視認されるのを抑制することができる。さらに、再帰反射素子２０の表面２０Ａで正反射した光によるゴーストが発生する恐れがあるが、再帰反射素子２０を正反射の角度が変わるように振動させることでゴーストの発生を軽減することができる。よって、本実施形態によれば、表示品位の劣化を抑制することが可能な表示装置を得ることができる。

図１１は、再帰反射素子２０の振動する方向を示す図である。ここでは、機構３０が、再帰反射素子２０を法線方向に振動させる場合を示している。すなわち、再帰反射素子２０の振動する方向は、裏面２０Ｂの法線Ｎと平行である。
機構３０は、例えば、再帰反射素子２０を６０Ｈｚ以上の周期で振動させる。なお、機構３０は、再帰反射素子２０を１００Ｈｚ以上の周期で振動させるのが望ましい。
このような実施例においても上記したのと同様の効果を得ることができる。

図１２は、再帰反射素子２０の回転を示す図である。図１２は、機構３０が、再帰反射素子２０を第３方向Ｄ３及び第４方向Ｄ４で規定される面内で回転させる場合を示している。
図示した例では、再帰反射素子２０は、中点ＭＰを軸として回転する。図示した例では、再帰反射素子２０は、時計回りに回転しているが、再帰反射素子２０は、反時計回りに回転しても良い。また、回転の軸の位置は中点ＭＰ上でなくても良い。
機構３０は、例えば、再帰反射素子２０を６０Ｈｚ以上の周期で回転させる。なお、機構３０は、再帰反射素子２０を１００Ｈｚ以上の周期で回転させるのが望ましい。
このような実施例においても上記したのと同様の効果を得ることができる。

図１３は、再帰反射素子２０の回転の他の例を示す図である。図１３は、機構３０が、再帰反射素子２０を第３方向Ｄ３及び第４方向Ｄ４で規定される面内で回転させる場合を示している。
図示した例では、再帰反射素子２０は、中点ＭＰ１が円を描くように回転する。なお、再帰反射素子２０は、中点ＭＰ１が楕円を描くように回転しても良い。図示した例では、再帰反射素子２０は、時計回りに回転しているが、再帰反射素子２０は、反時計回りに回転していても良い。
機構３０は、例えば、再帰反射素子２０を６０Ｈｚ以上の周期で回転させる。なお、機構３０は、再帰反射素子２０を１００Ｈｚ以上の周期で回転させるのが望ましい。
このような実施例においても上記したのと同様の効果を得ることができる。

なお、機構３０は、図９、図１１、図１２、図１３に示したような振動及び回転を組み合わせて再帰反射素子２０を移動させても良い。

図１４は、本実施形態に係る再帰反射素子２０の実施例を示す図である。
図示した例では、再帰反射素子２０は、４つの再帰反射素子２０１、２０２、２０３、２０４が接続されて構成されている。すなわち、再帰反射素子２０は、再帰反射素子２０１と再帰反射素子２０２との間と、再帰反射素子２０３と再帰反射素子２０４との間において継ぎ目ＳＥＡ１を有し、再帰反射素子２０１と再帰反射素子２０３との間と、再帰反射素子２０２と再帰反射素子２０４との間において継ぎ目ＳＥＡ２を有している。
上記のように、再帰反射素子２０を移動させることによって、継ぎ目ＳＥＡ１及び継ぎ目ＳＥＡ２が視認されるのを抑制することができる。
このような実施例においても上記したのと同様の効果を得ることができる。

図１５は、本実施形態に係る再帰反射素子２０の他の実施例を示す図である。図１５に示した例では、再帰反射素子２０は、複数のビーズＢＥによって構成されている。ビーズＢＥは、例えば、ガラスによって形成されている。
再帰反射素子２０がビーズＢＥによって構成されている場合、再帰反射部２１は、方向Ｄ３及び方向Ｄ４で規定される平面において、ビーズＢＥが配置された領域に相当し、非再帰反射部２２は、ビーズＢＥ間の領域に相当する。
再帰反射素子２０がビーズＢＥによって構成されている場合も同様に、再帰反射素子２０を移動させることによって、非再帰反射部２２が視認されるのを抑制することができる。例えば、機構３０が再帰反射素子２０を振動させる振幅は、ビーズＢＥ間の平均ピッチ以上であることが望ましい。

このような実施例においても上記したのと同様の効果を得ることができる。
以上説明したように、本実施形態によれば、表示品位の劣化を抑制することが可能な表示装置を得ることができる。

なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

ＤＳＰ…表示装置、Ｉ０…表示光、ＤＳＰ…表示部、
１０…偏光素子、ＯＥ…光学素子、２０…再帰反射素子、
３０…機構、２３…再帰反射体、Ａ１、Ｂ１、Ｃ１…反射面、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ…頂点、
ＩＳ…交点、２１…再帰反射部、２２…非再帰反射部。

Claims (6)

1. 表示光を出射する表示部と、
   入射光の一部を透過及び反射させる光学素子と、
   前記光学素子で反射された反射光を再帰反射する再帰反射素子と、
   前記再帰反射素子を移動させる機構と、を備える、表示装置。
2. 前記機構は、前記再帰反射素子を面方向、及び、法線方向の少なくともどちらか一方に振動させる、請求項１に記載の表示装置。
3. 前記機構は、前記再帰反射素子を回転させる、請求項１又は２に記載の表示装置。
4. 前記機構は、前記再帰反射素子を６０Ｈｚ以上の周期で移動させる、請求項１乃至３の何れか１項に記載の表示装置。
5. 表示光を出射する表示部と、
   入射光の一部を透過及び反射させる光学素子と、
   前記光学素子で反射された反射光を再帰反射する再帰反射体を備えた再帰反射素子と、
   前記再帰反射素子を周期的に振動させる機構と、を備え、
   前記再帰反射体は、互いに交差する３つの反射面を有し、平面視で３つの頂点を有する三角形であり、
   前記再帰反射素子の振幅は、前記頂点の１つと前記３つの反射面の交点とを結ぶ線分の長さ以上である、表示装置。
6. 表示光を出射する表示部と、
   入射光の一部を透過及び反射させる光学素子と、
   前記光学素子で反射された反射光を再帰反射する再帰反射部と、非再帰反射部と、を備えた再帰反射素子と、
   前記再帰反射素子を周期的に移動させる機構と、を備え、
   前記機構は、所定の位置に、前記再帰反射部と前記非再帰反射部とが交互に位置するように前記再帰反射素子を振動させる、表示装置。

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