JP2023136498A - 空中表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】空中表示の視認性の向上を図ることのできる空中表示装置を提供すること。
【解決手段】実施形態の空中表示装置は、面状発光体と、再帰反射シートと、第１のハーフミラーと、第２のハーフミラーとを備える。前記面状発光体は、発光部を有する。前記再帰反射シートは、前記面状発光体の出射面側に配置され、前記発光部に対応する位置に空中表示する図形を表した複数の貫通孔を有する。前記第１のハーフミラーは、前記再帰反射シートの出射面側に配置される。前記第２のハーフミラーは、前記第１のハーフミラーの出射面側に所定の間隔をあけて配置される。前記再帰反射シートと前記第１のハーフミラーおよび前記第２のハーフミラーとは、平行もしくは一定の角度を有して配置される。
【選択図】図２

Description

本発明は、空中表示装置に関する。

従来から、再帰反射シートやハーフミラーが用いられ、空中に画像を結像させる空中表示装置が提案されている（例えば、特許文献１～３等を参照）。

特開２０１８－８１１３８号公報 特開２０１７－１０７１６５号公報 特許第６９５３１５０号公報

しかしながら、特許文献１、２では、平面的な空中像により空中表示が行われていたため、空中表示が薄く見え、空中表示が気付かれにくく、空中表示が操作対象のボタン等に利用される場合に、視認性が高くないという問題があった。

また、特許文献３は、奥行のある画像を表示することが可能な表示装置を提供するため、その図２の構成では、ハーフミラーは用いられていないが、所定の間隔をあけて配置された２枚の板状の第１偏光素子および第２偏光素子が表示面として用いられている。そして、視認側から見た表示面の裏側に、表示面に対して４５°傾斜した板状の表示部と、この表示部に対して直交する方向に傾斜した板状の第１再帰反射素子とが設けられ、表示面の表側の第１再帰反射素子との対称位置に板状の第２再帰反射素子が設けられている。このような構成により、表示部→第１偏光素子→第１再帰反射素子→表示面→視認側の経路で生ずる第１空中像と、表示部→表示面→第２再帰反射素子→第２偏光素子→視認側の経路で生ずる第２空中像とが表れ、奥行のある画像を表示することができる。

しかし、第１再帰反射素子および第２再帰反射素子と表示面とが４５°傾斜した配置となっているため、２つの空中像が重なって見えることはない。つまり、幾何学的に２つの空中像が重なる方向は、第１偏光素子と第２偏光素子に直交する方向で、この図の上から下への方向であるが、図示してある光線の向きでも分かるように、この方向では光源となる表示部からの光線はいずれの再帰反射素子にも入射しないため、空中像自体を視認することができない。よって、視認性を高めるための構成としては充分ではない。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、空中表示の視認性の向上を図ることのできる空中表示装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様に係る空中表示装置は、面状発光体と、再帰反射シートと、第１のハーフミラーと、第２のハーフミラーとを備える。前記面状発光体は、発光部を有する。前記再帰反射シートは、前記面状発光体の出射面側に配置され、前記発光部に対応する位置に空中表示する図形を表した複数の貫通孔を有する。前記第１のハーフミラーは、前記再帰反射シートの出射面側に配置される。前記第２のハーフミラーは、前記第１のハーフミラーの出射面側に所定の間隔をあけて配置される。前記再帰反射シートと前記第１のハーフミラーおよび前記第２のハーフミラーとは、平行もしくは一定の角度を有して配置される。この一定の角度とは、２つの空中像が重なる領域で視認できるに必要な角度範囲ということであり、具体的な条件は後述される。

本発明の一態様に係る空中表示装置は、空中表示の視認性の向上を図ることができる。

図１は、第１の実施形態にかかる空中表示装置の例を示す、表示面側からの図である。 図２は、図１におけるＸ－Ｘ断面図である。 図３は、トイレ個室内における操作パネルの配置例を示す図である。 図４は、ハーフミラーと再帰反射シートとの傾きによる空中像のずれ幅を示す図である。 図５は、２層の空中像の間隔を5mm、10mm、15mmに設定した時における、ハーフミラーと再帰反射シートがなす角と空中像のずれ幅の関係を示す図である。 図６Ａは、第１の実施形態による空中表示の説明図である。 図６Ｂは、第１の実施形態による空中表示の撮影例を示す図である。 図７は、比較例の空中表示装置の断面図である。 図８Ａは、比較例による空中表示の説明図である。 図８Ｂは、比較例による空中表示の撮影例を示す図である。 図９は、空中表示の周辺の輝度分布の例を示す図である。 図１０は、第１・第２のハーフミラーの透過率の組み合わせによる輝度分布の例を示すグラフである。 図１１は、第２の実施形態にかかる空中表示装置の例を示す、表示面側からの図である。 図１２は、図１１におけるＸ－Ｘ断面図である。

以下、実施形態に係る空中表示装置について図面を参照して説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、図面における各要素の寸法の関係、各要素の比率などは、現実と異なる場合がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。また、１つの実施形態や変形例に記載された内容は、原則として他の実施形態や変形例にも同様に適用される。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態にかかる空中表示装置１の例を示す、表示面側からの図である。図２は、図１におけるＸ－Ｘ断面図である。図１および図２における空中表示装置１は、個室トイレ内の壁面等に設置される操作パネルに採用されることが想定されており、表示面が水平方向を向いている。図３は、トイレ個室内における操作パネル１００の配置例を示す図である。

先ず、図３において、操作パネル１００の前面には空中表示装置（１）が配置されている。図３においては、便座Ｔに腰かけた利用者Ｍが容易に手の届く壁Ｗ上の位置に操作パネル１００が設けられている。操作パネル１００の床面からの高さは例えば１ｍ、水平位置は利用者Ｍの膝の位置と同等である。このような操作パネル１００の配置に対し、日本人の平均座高を考慮すると、操作パネル１００のボタンとしての空中表示の垂直方向の視野範囲は、例えば、水平方向を基準として、上方向に１０deg～３５degとなる。空中表示Ｉの水平方向の視野範囲は、例えば±４０degとなる。

次に、図１および図２において、空中表示装置１は、略矩形状の開口２ａが形成されたフレーム２内に、面状発光体を構成する線状光源３と導光板４とが配置されている。線状光源３は、導光板４の入光側面４ａの長手方向（Ｘ軸方向）に沿って線状に発光する光源である。導光板４は、ポリカーボネートやアクリル等の透明材料により形成され、入光側面４ａから入射された光を終端側まで導き、裏面（非表示面）側に設けられた、光学素子により形成される発光部４ｂにより光を反射する。

また、導光板４の発光部４ｂは、後述する再帰反射シート５における、空中表示する図形を表すのに用いられる可能性のある複数の貫通孔５ａの位置を余裕をもってカバー（貫通孔５ａの周囲の所定範囲もカバー）する略矩形状の領域（表示面側から見た形状）を発光するか、または、再帰反射シート５の１または複数の貫通孔５ａに対応する位置を余裕をもってカバー（貫通孔５ａの周囲の所定範囲もカバー）する領域を発光するものとする。前者の場合、空中表示する図形を変更する場合、再帰反射シート５の貫通孔５ａを変更すればよいため、対応が容易になる。また、後者の場合、導光板４から出る光を表示に必要なものに絞ることができるため、光効率を高めることができる。

また、フレーム２の非表示面側には、開口２ａを覆うように、反射シート８が配置されており、導光板４から背面側へ漏れる光を導光板４に戻すことで、光効率を高め、輝度を高めている。なお、フレーム２の非表示面側に開口２ａはなくてもよく（底板で塞がれていてもよい）、導光板４の非表示面側に反射シート８が設けられていればよい。

また、導光板４の出射面側には、所定の方向に進む光を通過させるルーバーシート１０が配置されており、表示面側のアイポイントＥＰが存在しない方向（図２における左下側）に光を出射し、アイポイントＥＰが存在する所定方向に出射する光を抑制するようにしている。アイポイントＥＰは、ユーザが目視することが想定される位置である。なお、ルーバーシート１０が用いられずに、導光板４の発光部４ｂの光学素子の調整により、出射光の方向が図２における左下側に向けられるようにしてもよい。アイポイントＥＰの空中表示装置１に対する相対的な位置は、例えば、図３のような利用形態を考慮して決定される。

図１および図２に戻り、ルーバーシート１０の出射面側には、導光板４の発光部４ｂに対応する位置に空中表示する図形を表した複数の貫通孔５ａを有する再帰反射シート５が、再帰反射面を出射面側（ルーバーシート１０、導光板４とは反対側）に向けて配置されている。再帰反射シート５は、入射された光を同じ経路で出射（入射角と出射角が同じ）する性質を有したシートであり、コーナーキューブと呼ばれる、光を反射する性質を持った３枚の面が互いに直角に組み合わされた、立方体の頂点の内面を利用したものが使用される。コーナーキューブに代え、透明の微小なガラスビーズ球などが表面に隙間なく配置されたものでもよい。コーナーキューブでは、ガラスビーズ球に比べてコストは若干高くなるが、光利用効率が高く、空中表示（空中像）のボケが少なくなるという利点がある。

また、フレーム２の表示面側には、開口２ａを覆うように第１のハーフミラー６Ａと、トップカバー７と、第２のハーフミラー６Ｂとが配置されている。第１のハーフミラー６Ａと第２のハーフミラー６Ｂとは、トップカバー７の厚みにより、所定の間隔をあけて配置される。ハーフミラー６Ａ、６Ｂは、入射された光の半分程度を反射し、残りの半分程度を透過させる性質を有した光学部材である。トップカバー７は、透明材料により形成される。また、再帰反射シート５とハーフミラー６Ａ、６Ｂとは、互いに少し傾けて配置されるものであってもよい。

図４は、ハーフミラー６Ａ、６Ｂと再帰反射シート５との傾きによる空中像のずれ幅を示す図である。ここで、間隔h（mm）のハーフミラー６Ａ、６Ｂを再帰反射シート５に対して角度α（度）だけ傾けて設置するとき、図４に表されるように、空中像の間隔は2h（mm）であり、中心の位置は2h・sinαだけずれる。このずれ量が大きいと２つの空中像が重なって見えない。

図５は、２層の空中像の間隔を5mm、10mm、15mmに設定した時における、ハーフミラー６Ａ、６Ｂと再帰反射シート５がなす角と空中像のずれ幅の関係を示す図である。図５は、ハーフミラー６Ａ、６Ｂの間隔を2.5mm、5.0mm、7.5mmとした時、すなわち、空中像の間隔を5mm、10mm、15mmに設定した時に、角度αに対する空中像のずれ幅の変化を示している。角度10度程度までは空中像のずれ幅が3mm程度であり、ピクトグラムで使われることの多い直径3mm程度のドットの大きさが重なることがわかる。図４では、傾きの角度を正の角度の範囲で示しているが、負の角度でも同様なことが起こることは明らかであり、図５においては負の場合も図示してある。

また、それだけではなく、空中像に集まる光線の方向の広がりは主に再帰反射シート５の大きさで決まるため、少なくともこの空中像に集まる光線の方向の広がりの中に、２つの空中像のずれ幅が包含されていれば、空中像が重なる位置から視認できる最低条件となることは明らかである。再帰反射シート５に貫通孔を設けて空中映像を形成する光源とすることにより、はじめて２層で形成された空中映像の正面方向から観察が可能となる。

上記は典型的な一例であるが、空中像のずれ幅は、上記の関係から明らかなように、ハーフミラー６Ａ、６Ｂの面間距離と再帰反射シート５となす角に対して単調に増加することから、上記した種々のパラメータが変化したとしても、空中像のずれ幅を一定以下に抑制するためには、面間距離に応じて傾き角度を特定的な範囲にする必要があることは明らかである。

このようなことから、再帰反射シート５とハーフミラー６Ａ、６Ｂとは、平行であってもよいし、一定の角度を有して配置されるものでもよい。一定の角度は、大きくても１０°程度である。この一定の角度とは、２つの空中像が重なる領域で視認できるに必要な角度範囲ということであり、具体的な条件は、具体的な角度である１０°とともに、前述の図４および図５を用いた部分で記述されたものである。

図２において、面状発光体を構成する導光板４の発光部４ｂから出た光はルーバーシート１０を通り、再帰反射シート５の貫通孔５ａを通って経路Ｌ１で出る。この光は、半分程度が第１のハーフミラー６Ａで反射され、経路Ｌ２により再帰反射シート５に当たる。再帰反射シート５に当たった光は、入射角と同じ出射角で経路Ｌ３により第１のハーフミラー６Ａに戻り、半分程度が透過する。発光部４ｂのある点から出た光は、経路Ｌ１の角度が変わっても幾何学的な関係から空中表示装置１外の同じ位置を通過するため、空中表示装置１の外側に空中像による空中表示Ｉ１が行われ、ユーザのアイポイントＥＰから視認することができ、ユーザに指Ｆにより触れる動作を行わせることができる。

同様に、第２のハーフミラー６Ｂによっても空中表示装置１の外側に空中像による空中表示Ｉ２が行われる。すなわち、再帰反射シート５の貫通孔５ａから出た光が第１のハーフミラー６Ａおよびトップカバー７を通過し、第２のハーフミラー６Ｂによって反射した光がトップカバー７および第１のハーフミラー６Ａを通過して再帰反射シート５で再帰反射し、第１のハーフミラー６Ａ、トップカバー７および第２のハーフミラー６Ｂを通過して空中表示Ｉ２となる。空中表示Ｉ１と空中表示Ｉ２の奥行方向（Ｚ軸方向）の間隔は第１のハーフミラー６Ａと第２のハーフミラー６Ｂとの配置間隔、すなわちトップカバー７の厚みにほぼ対応するものとなる。すなわち、図ではハーフミラー６Ａ、６Ｂにトップカバー７と同程度の厚みが描かれているが、実際は薄いフィルム状であるため、ハーフミラー６Ａ、６Ｂの間隔はほぼトップカバー７の厚みとなる。空中表示Ｉ２は空中表示Ｉ１と合わさって立体的な厚みのある空中表示となり、空中表示の視認性の向上が図られる。

なお、図示の例のようにハーフミラー６Ａ、６Ｂと再帰反射シート５とが平行に配置された例では、正面視に近いところでは空中表示Ｉ１、空中表示Ｉ２の空中像が重なって見える。当然、斜視では空中像がずれており、実際の立体物を見た時と同じような見映えになる。つまり、立方体のある面に対して垂直な視点で観察すると、表面のみが観察される。斜視では表面と側面が見える。本件の構成では側面は見えないが、裏の空中像が裏面の役割を示すため、立体感を感じることができる。

図６Ａは、第１の実施形態による空中表示の説明図であり、図６Ｂは、第１の実施形態による空中表示の撮影例を示す図である。図６Ａにおいて、奥側から再帰反射シート５の貫通孔５ａによる像Ｉ０と、第１のハーフミラー６Ａによる空中表示Ｉ１と、第２のハーフミラー６Ｂによる空中表示Ｉ２とが重なって見えている。

（比較例）
図７は、比較例の空中表示装置１’の断面図である。図７の空中表示装置１’は、図２の空中表示装置１と比べて、第１のハーフミラー６Ａがハーフミラー６’となり、第２のハーフミラー６Ｂが除去されている点が異なる。図７において、再帰反射シート５’の貫通孔５ａ’から出た光により、経路Ｌ１’→経路Ｌ２’→経路Ｌ３’を経て、空中表示装置１’の外部に空中表示Ｉ’が行われる。

図８Ａは、比較例による空中表示の説明図であり、図８Ｂは、比較例による空中表示の撮影例を示す図である。図８Ａにおいて、奥側から再帰反射シート５’の貫通孔５ａ’による像Ｉ０’と、ハーフミラー６’の空中表示Ｉ’とが重なって見えている。空中表示Ｉ’は一層のみの平面的なものであるため、空中表示が薄く見え、視認性が高くないという問題があった。この点、図１および図２の第１の実施形態の空中表示装置１によれば、図６Ａおよび図６Ｂのように立体的な厚みのある空中表示となり、空中表示の視認性の向上が図られる。

（第１の実施形態における第１・第２のハーフミラー６Ａ、６Ｂの透過率）
図１および図２の第１の実施形態における第１・第２のハーフミラー６Ａ、６Ｂの透過率を、例えば、３０％、５０％、８５％の３種類から組み合わせることで、空中表示および周辺の状態の見た目を調整することができる。

図９は、空中表示の周辺の輝度分布の例を示す図であり、空中表示装置１の表示側の面の法線方向から図１におけるＹ軸の負方向に２３度傾いた方向から輝度計の中心に空中表示Ｉの中心が位置するように測定された輝度分布である。図９において、中央は空中表示Ｉに対応する空中像、上側の像ＮＩ１は再帰反射シート５の貫通孔５ａに対応するもの、下側の像ＮＩ２は再帰反射シート５の表面反射や多重反射による不要な空中像である。特に、光源側の第１のハーフミラー６Ａの透過率が５０％である場合、視認側の第２のハーフミラー６Ｂの透過率が５０％である場合に、多重反射による不要な空中像が低減されることが確認されている。

図１０は、第１・第２のハーフミラー６Ａ、６Ｂの透過率の組み合わせによる輝度分布の例を示すグラフであり、横軸は垂直方向（図１、図２のＹ軸方向の正負逆方向）の位置、縦軸は輝度である。表１は、図１０の中央部分の空中像の平均輝度が数値で表わされたものである。

図１０および表１において、ラベルとして示された「００ＰＭ５０」は、第２のハーフミラー６Ｂがなく（透過率１００％）、途中にアクリル樹脂（ＰＭＭＡ）のトップカバー７を挟んで、第１のハーフミラー６Ａの透過率が５０％である場合を示している。「３０ＰＭ５０」は、第２のハーフミラー６Ｂの透過率が３０％で、第１のハーフミラー６Ａの透過率が５０％である場合を示している。「５０ＰＭ５０」は、第２のハーフミラー６Ｂの透過率が５０％で、第１のハーフミラー６Ａの透過率が５０％である場合を示している。「８５ＰＭ５０」は、第２のハーフミラー６Ｂの透過率が８５％で、第１のハーフミラー６Ａの透過率が５０％である場合を示している。図１０および表１において、空中像の平均輝度は「８５ＰＭ５０」が、これらの組み合わせの中では最も高くなっている。

次に、第１・第２のハーフミラー６Ａ、６Ｂの透過率を広範に変化させた場合の空中像の状態の計算結果が表２に示されている。表２における各変数は次のように定義される。「光源側ＨＭ」は第１のハーフミラー６Ａを示し、「視認側ＨＭ」は第２のハーフミラー６Ｂを示している。「ＲＲ」は再帰反射シート５も示している。

ＲＲ：ＲＲの再帰反射能力
Ｔ１：光源側ＨＭの透過率
Ｒ１：光源側ＨＭの反射率（ＨＭの吸収は０で算出）
Ｔ２：視認側ＨＭの透過率
Ｒ２：視認側ＨＭの反射率（ＨＭの吸収は０で算出）
ＡＩ１：光源側ＨＭで結像する空中像明るさ割合
ＡＩ１＝Ｒ１×ＲＲ×Ｔ１×Ｔ２
ＡＩ２：視認側ＨＭで結像する空中像明るさ割合
ＡＩ２＝Ｔ１×Ｒ２×Ｔ１×ＲＲ×Ｔ１×Ｔ２
ｄＡＩ：光源側での空中像と視認側での空中像の明るさ比率
ｄＡＩ＝ＡＩ２／ＡＩ１
Ｔ：光源側と視認側の空中像の明るさ合計
Ｔ＝ＡＩ１＋ＡＩ２

表２において、「空中像比」が０．５～２．０になる組み合わせが、空中表示の視認性を高める上で望ましいと考えられる。これは、２つの空中像により厚みを持ったように見せるには、２つの空中像の明るさが同等か、差が大きすぎない方が、同じ像の一部と認識されやすいと考えられるからである。この基準に従うと、光源側ＨＭの透過率が７２％～８６％で、かつ視認側ＨＭの透過率７４％～６１％であることが要求され、視認側の透過率が低い方が狙いの空中像比になりやすいことがわかる。

（第２の実施形態）
図１１は、第２の実施形態にかかる空中表示装置１の例を示す、表示面側からの図である。図１２は、図１１におけるＸ－Ｘ断面図である。図１１および図１２において、空中表示装置１は、略矩形状の開口２ａが形成されたフレーム２内に、面状発光体を構成する線状光源３と導光板４とが配置されている。線状光源３は、導光板４の入光側面４ａの長手方向（Ｘ軸方向）に沿って線状に発光する光源である。導光板４は、ポリカーボネートやアクリル等の透明材料により形成され、入光側面４ａから入射された光を終端側まで導き、裏面（非表示面）側に設けられた光学素子により形成される発光部４ｂにより光を表示面側に反射する。

導光板４の発光部４ｂは、空中表示する図形に沿って発光するよう、例えば、Ｘ軸方向に凹凸の溝が延びる光学素子（プリズム）が空中表示する図形に沿って設けられている。また、導光板４の発光部４ｂは、表示面側のアイポイントＥＰが存在しない方向（図１２における左下側）に光を出射し、アイポイントＥＰが存在する所定方向に出射する光を抑制するように、光学素子の配光が調整されている。

また、フレーム２の非表示面側には、開口２ａを覆うように、反射面を導光板４側に向けて再帰反射シート５が配置されている。

また、導光板４の出射面側には、開口２ａを覆うように第１のハーフミラー６Ａと、トップカバー７と、第２のハーフミラー６Ｂとが配置されている。第１のハーフミラー６Ａと第２のハーフミラー６Ｂとは、トップカバー７の厚みにより、所定の間隔をあけて配置される。また、再帰反射シート５とハーフミラー６Ａ、６Ｂとは、互いに少し傾けて配置されるものであってもよい。すなわち、再帰反射シート５とハーフミラー６Ａ、６Ｂとは、平行であってもよいし、一定の角度を有して配置されるものでもよい。一定の角度は、大きくても１０°程度である。この一定の角度とは、２つの空中像が重なる領域で視認できるに必要な角度範囲ということであり、具体的な条件は、具体的な角度である１０°とともに、前述の図４および図５を用いた部分で記述されたものである。

図１２において、面状発光体（透明表示装置）を構成する導光板４の発光部４ｂから経路Ｌ１で出た光は、半分程度が第１のハーフミラー６Ａで反射され、経路Ｌ２により導光板４を介して再帰反射シート５に当たる。再帰反射シート５に当たった光は、入射角と同じ出射角で経路Ｌ３により第１のハーフミラー６Ａに戻り、半分程度が透過する。発光部４ｂのある点から出た光は、経路Ｌ１の角度が変わっても幾何学的な関係から空中表示装置１外の同じ位置を通過するため、空中表示装置１の外側に空中像による空中表示Ｉ１が行われ、ユーザのアイポイントＥＰから視認することができ、ユーザに指Ｆにより触れる動作を行わせることができる。

同様に、第２のハーフミラー６Ｂによっても空中表示装置１の外側に空中像による空中表示Ｉ２が行われる。すなわち、導光板４の発光部４ｂから出た光が第１のハーフミラー６Ａおよびトップカバー７を通過し、第２のハーフミラー６Ｂによって反射した光がトップカバー７、第１のハーフミラー６Ａおよび導光板４を通過して再帰反射シート５で再帰反射し、導光板４、第１のハーフミラー６Ａ、トップカバー７および第２のハーフミラー６Ｂを通過して空中表示Ｉ２となる。空中表示Ｉ１と空中表示Ｉ２の奥行方向（Ｚ軸方向）の間隔は第１のハーフミラー６Ａと第２のハーフミラー６Ｂとの配置間隔、すなわちトップカバー７の厚みにほぼ対応するものとなる。空中表示Ｉ２は空中表示Ｉ１と合わさって立体的な厚みのある空中表示となり、空中表示の視認性の向上が図られる。

第２の実施形態では、第１の実施形態とは空中表示が行われる光の経路が異なるため、導光板４の表と裏における光のロスがあり、前述の表２の結果とは異なる。しかし、空中表示Ｉが厚みを持ち、空中表示Ｉの視認性の向上が図られる点は第１の実施形態と同様である。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

以上のように、実施形態に係る空中表示装置は、発光部を有する面状発光体と、面状発光体の出射面側に配置され、発光部に対応する位置に空中表示する図形を表した複数の貫通孔を有する再帰反射シートと、再帰反射シートの出射面側に配置された第１のハーフミラーと、第１のハーフミラーの出射面側に所定の間隔をあけて配置された第２のハーフミラーと、を備え、再帰反射シートと第１のハーフミラーおよび第２のハーフミラーとは、平行もしくは一定の角度を有して配置される。これにより、空中表示が厚みを持ち、空中表示の視認性の向上が図られる。この一定の角度とは、２つの空中像が重なる領域で視認できるに必要な角度範囲ということであり、具体的な条件は、前述の図４および図５を用いた部分で記述されたものである。

また、一定の角度は、第１および第２のハーフミラーと再帰反射シートとのなす角であり、第１のハーフミラーによる空中像と第２のハーフミラーによる空中像との２つの空中像が幾何学的に重なる位置から視認可能となるように、２つの空中像の幾何学的に重なる位置が、再帰反射シートから空中像への光線群の範囲に包含される角度とすることを含む。これにより、空中像のずれ幅を一定以下に抑制することができる。

また、第１のハーフミラーによる空中像と第２のハーフミラーによる空中像との明るさの比率が０．５～２．０の範囲内にある。これにより、２つの空中像の明るさが同等か、差が大きすぎないことで、同じ像の一部と認識されやすく、厚みを持ったように見せることができる。

また、第１のハーフミラーの透過率が７２～８６％の範囲内にあり、第２のハーフミラーの透過率が７４～６１％の範囲内にある。これにより、第１のハーフミラーによる空中像と第２のハーフミラーによる空中像との明るさの比率を０．５～２．０の範囲内にすることができる。

また、再帰反射シートと、再帰反射シートの再帰反射面側に配置され、空中表示する図形に沿って発光する発光部を有する面状発光体と、面状発光体の出射面側に配置された第１のハーフミラーと、第１のハーフミラーの出射面側に所定の間隔をあけて配置された第２のハーフミラーと、を備え、再帰反射シートと第１のハーフミラーおよび第２のハーフミラーとは、平行もしくは一定の角度を有して配置される。これにより、空中表示が厚みを持ち、空中表示の視認性の向上が図られる。この一定の角度とは、２つの空中像が重なる領域で視認できるに必要な角度範囲ということであり、具体的な条件は、前述の図４および図５を用いた部分で記述されたものである。

また、第１のハーフミラーおよび第２のハーフミラーは、所定の間隔に対応する厚みを有するトップカバーの裏表に配置される。これにより、第１のハーフミラーと第２のハーフミラーとの間隔が容易に保たれる。

また、上記実施の形態により本発明が限定されるものではない。上述した各構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。また、さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。

１ 空中表示装置，２ フレーム，２ａ 開口，３ 線状光源，４ 導光板，４ａ 入光側面，４ｂ 発光部，５ 再帰反射シート，５ａ 貫通孔，６Ａ、６Ｂ ハーフミラー，７ トップカバー，８ 反射シート，９ 遮光シート，９ａ 貫通孔，１０ ルーバーシート，１１ 偏光反射シート，１２ 位相差フィルム，１３ 偏光反射シート，１４Ａ、１４Ｂ センサ電極，ＥＰ アイポイント，Ｉ１、Ｉ２ 空中表示，Ｆ 指

Claims (6)

1. 発光部を有する面状発光体と、
   前記面状発光体の出射面側に配置され、前記発光部に対応する位置に空中表示する図形を表した複数の貫通孔を有する再帰反射シートと、
   前記再帰反射シートの出射面側に配置された第１のハーフミラーと、
   前記第１のハーフミラーの出射面側に所定の間隔をあけて配置された第２のハーフミラーと、を備え、
   前記再帰反射シートと前記第１のハーフミラーおよび前記第２のハーフミラーとは、平行もしくは一定の角度を有して配置される、
   空中表示装置。
2. 前記一定の角度は、前記第１および第２のハーフミラーと前記再帰反射シートとのなす角であり、前記第１のハーフミラーによる空中像と第２のハーフミラーによる空中像との２つの空中像が幾何学的に重なる位置から視認可能となるように、前記２つの空中像の幾何学的に重なる位置が、前記再帰反射シートから空中像への光線群の範囲に包含される角度とすることを含む、
   請求項１に記載の空中表示装置。
3. 前記第１のハーフミラーによる空中像と前記第２のハーフミラーによる空中像との明るさの比率が０．５～２．０の範囲内にある、
   請求項１または２に記載の空中表示装置。
4. 前記第１のハーフミラーの透過率が７２～８６％の範囲内にあり、前記第２のハーフミラーの透過率が７４～６１％の範囲内にある、
   請求項３に記載の空中表示装置。
5. 再帰反射シートと、
   前記再帰反射シートの再帰反射面側に配置され、空中表示する図形に沿って発光する発光部を有する面状発光体と、
   前記面状発光体の出射面側に配置された第１のハーフミラーと、
   前記第１のハーフミラーの出射面側に所定の間隔をあけて配置された第２のハーフミラーと、を備え、
   前記再帰反射シートと前記第１のハーフミラーおよび前記第２のハーフミラーとは、平行もしくは一定の角度を有して配置される、
   空中表示装置。
6. 前記第１のハーフミラーおよび前記第２のハーフミラーは、前記所定の間隔に対応する厚みを有するトップカバーの裏表に配置される、
   請求項１～５のいずれか一つに記載の空中表示装置。

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