JP2023180146A - 空中表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】空中表示の見栄えを向上させること。【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、ハーフミラーと、所定の構造とを備える。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遮光シートを前記発光部側に一体に有する。前記ハーフミラーは、前記再帰反射シートの出射側に配置される。前記構造は、前記再帰反射シートの前記遮光シート以外の部分に前記貫通孔に対応する本体側貫通孔が設けられる場合に前記本体側貫通孔の断面への光の入射を阻止し、前記本体側貫通孔が設けられない場合に前記再帰反射シートの前記遮光シート以外の部分の前記貫通孔に対応する部分の光の透過を確保する。【選択図】図３

Description

本発明は、空中表示装置に関する。

複数の貫通孔が格子状に空けられた再帰反射シートと、それらの貫通孔の中から空中表示する図形に対応するとして選択された貫通孔の背面に配置されたＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の光源と、視認側に設けられたハーフミラーとを備え、空中表示を行う装置が提案されている（例えば、特許文献１等を参照）。再帰反射シートとしては、樹脂等の透明材の裏面に微細なプリズムが形成され、プリズムの表面に金属蒸着膜等による反射層が形成されたものが用いられる場合がある。

特開２０１７－１０７１６５号公報

しかしながら、再帰反射シートの貫通孔を光が通る際、出射面側の透明材の貫通孔の断面に光が入り込む場合があり、光が透明材の内部を伝搬し、反射層によって反射されて出射して不要発光となり、空中表示の見栄えを悪化させる場合がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、空中表示の見栄えを向上させ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、ハーフミラーと、所定の構造とを備える。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遮光シートを前記発光部側に一体に有する。前記ハーフミラーは、前記再帰反射シートの出射側に配置される。前記構造は、前記再帰反射シートの前記遮光シート以外の部分に前記貫通孔に対応する本体側貫通孔が設けられる場合に前記本体側貫通孔の断面への光の入射を阻止し、前記本体側貫通孔が設けられない場合に前記再帰反射シートの前記遮光シート以外の部分の前記貫通孔に対応する部分の光の透過を確保する。

本発明の一態様に係る空中表示装置は、不要発光が抑制され、空中表示の見栄えを向上させることができる。

図１は、一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見た図である。 図２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３は、図１における空中表示装置の第１の構成例（ルーバー構成）を示すＸ－Ｘ断面図である。 図４は、図１における空中表示装置の第２の構成例（偏光構成）を示すＸ－Ｘ断面図である。 図５は、再帰反射シートの構成例を示す図である。 図６は、再帰反射シートの開口の断面から入った光による不要発光の例を示す図である。 図７は、再帰反射シートの出射面側から見た不要発光の例を示す図である。 図８は、第１の実施形態における再帰反射シートの例を示す端面図である。 図９は、再帰反射シートの貫通孔の形状と空中像の観察範囲の関係を示す図である。 図１０は、再帰反射シートの貫通孔の大きさに対して遮光シートを含む再帰反射シートの厚さが同定度の場合における、貫通孔の本体側の孔の大きさに対する空中像を観察できる角度範囲（左軸）ならびに光利用効率（右軸）の関係を示す図である。 図１１は、再帰反射シートの貫通孔の大きさに対して遮光シートを含む再帰反射シートの厚さが１／６の場合における、貫通孔の本体側の孔の大きさに対する空中像を観察できる角度範囲（左軸）ならびに光利用効率（右軸）の関係を示す図である。 図１２は、再帰反射シートの貫通孔の大きさに対して遮光シートを含む再帰反射シートの厚さが１／１２の場合における、貫通孔の本体側の孔の大きさに対する空中像を観察できる角度範囲（左軸）ならびに光利用効率（右軸）の関係を示す図である。 図１３は、再帰反射シートの貫通孔の大きさに対して遮光シートを含む再帰反射シートの厚さが１／２０の場合における、貫通孔の本体側の孔の大きさに対する空中像を観察できる角度範囲（左軸）ならびに光利用効率（右軸）の関係を示す図である。 図１４は、不要発光についての対策がとられていない再帰反射シートの例を示す図である。 図１５は、第２の実施形態における再帰反射シートの例を示す図である。 図１６は、第２の実施形態における再帰反射シートの他の例を示す図である。 図１７は、図１６のパターン（３）の一部の拡大図である。 図１８は、図１７の変形例を示す図である。 図１９は、第３の実施形態における再帰反射シートの例を示す端面図である。 図２０は、第４の実施形態における再帰反射シートの例を示す図である。 図２１は、第４の実施形態における再帰反射シートの他の例を示す図である。 図２２は、第５の実施形態における再帰反射シートの例を示す図である。 図２３は、第５の実施形態における再帰反射シートの他の例を示す図である。 図２４は、再帰反射シートの断面状態の観察の手法の例を示す図である。 図２５は、開口（貫通孔）の加工方法による断面状態の例を示す図である。 図２６は、再帰反射シートの平均輝度を取得する位置を示す図である。 図２７は、開口（貫通孔）の加工方法による水平方向と平均輝度の例を示す図である。

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。

（前提構成）
図１は、一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見た図である。図２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。図１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１００に採用されることが想定されており、その場合、表示面が水平方向を向く。

図２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２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上の空中表示装置１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。空中表示の水平方向の視野範囲は、例えば±４０degとなる。

図３は、図１における空中表示装置１の第１の構成例（ルーバー構成）を示すＸ－Ｘ断面図である。図１および図３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、線状光源３と対向する入光側面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により表示面側に光を反射する。

なお、この構成例では、発光部４ｂの光学素子の調整により、表示面側のアイポイントＥＰが存在しない方向（図３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。

また、導光板４の発光部４ｂは、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だけ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、発光部４ｂを覆う位置に、ルーバーシート１０が設けられている。ルーバーシート１０は、所定方向（図３において斜め左下向き）の光を通過させ、それ以外の方向の光を遮断するものである。すなわち、前述のように発光部４ｂからの光は斜め左下方向に光軸が調整されるが、光軸の図３における上下方向にも光の広がりがあるため、それらの光をカットし、アイポイントＥＰに直接に向かう上向きの経路Ｌ０の光を更に低減させて、空中表示Ｉの表示品質を向上させている。

また、ルーバーシート１０の出射面側には、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（導光板４とは反対側）に向けて配置されている。なお、再帰反射シート５に設けられる貫通孔５ａは、図示の例ではドット状の小さな丸孔となっているが、例えばピクトグラムを構成する任意の形状の孔でもよい。以下の構成例における貫通孔５ａについても同様である。再帰反射シート５は、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。この場合、他の方式（例えば、透明の微小なガラスビーズ球を用いたもの）等に比べて、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。

一方、フレーム２の表示面側には、開口２ａを覆うようにハーフミラー６が配置され、ハーフミラー６にはトップカバー７が外側に重ねられている。なお、ハーフミラー６の外側（視認側）にハードコート処理を施すことにより、トップカバー７を省略することもできるが、ハーフミラー６はフィルム状であるため、支持用の透明樹脂板が必要となる。なお、ハードコート処理は、傷防止や汚れ防止、抗菌などを目的として施されるものであり、トップカバー７が外側に配置される場合でも、トップカバー７にハードコート処理を施すのが好ましい。ハーフミラー６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、ハーフミラー６を保護するためのものである。なお、トップカバー７の透過度を下げることにより、外部から空中表示装置１の内部が見えづらくなり、空中表示だけを見やすくすることができる。トップカバー７には、木目模様などの加飾印刷が施されていてもよい。また、再帰反射シート５とハーフミラー６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３において、面状発光体を構成する導光板４の発光部４ｂから経路Ｌ０で出た光は、ルーバーシート１０が斜め左下方向を通過させるように設定されているため阻止され、アイポイントＥＰ側から貫通孔５ａを通して発光部４ｂが直接に見えてしまうのを防止することができる。

また、再帰反射シート５の貫通孔５ａを通って経路Ｌ１で出た光は、半分程度がハーフミラー６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によりハーフミラー６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、ハーフミラー６およびトップカバー７の外側に空中像による空中表示Ｉ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。

なお、後述する実施形態では再帰反射シート５に貫通孔５ａが設けられない場合もある。すなわち、再帰反射シート５は、裏面側の遮光シートと、それ以外の本体部とに分かれ、裏面側の遮光シート（透明シート上の印刷層である場合を含む）には空中表示する図形に対応する貫通孔（印刷層の場合は、より正確には印刷層の除去部）が設けられる。また、本体部には、空中表示する図形よりも大きな貫通孔（開口）が設けられる場合や、貫通孔（開口）が設けられずに内部のプリズムや反射層が部分的に除去されて透過性が付与される場合がある。

図４は、図１における空中表示装置１の第２の構成例（偏光構成）を示すＸ－Ｘ断面図である。なお、導光板４の発光部４ｂからの光が関与する部分のみが示されており、フレーム２や線状光源３の構成については図３と同様である。

図４において、図３と異なるのは、図３におけるルーバーシート１０とハーフミラー６とがなくなり、新たな光学部材として位相差フィルム１５、反射型偏光シート１１Ｒ、吸収型偏光シート１１Ａ、位相差フィルム１２、反射型偏光シート１３Ｒおよび吸収型偏光シート１３Ａが設けられた点である。すなわち、ルーバーシート１０に代えて、発光部４ｂ側から位相差フィルム１５、反射型偏光シート１１Ｒおよび吸収型偏光シート１１Ａが積層されて設けられる。位相差フィルム１５、反射型偏光シート１１Ｒおよび吸収型偏光シート１１Ａは、再帰反射シート５の貫通孔５ａを覆うだけでよいが、導光板４の露出した出射面の全面を覆うものでもよい。また、位相差フィルム１５、反射型偏光シート１１Ｒおよび吸収型偏光シート１１Ａは、単に積層されるものでもよいが、それぞれが貼り合わされて密着することで、界面反射が低減し、輝度の向上に寄与する。

位相差フィルム１５は、通過する光の位相を遅らすものであり、位相差はλ／４となっており、Ｘ－Ｙ面内における遅延軸は光線の偏光の軸（反射型偏光シート１１Ｒの反射軸もしくは透過軸であり、基本的に反射軸と透過軸は水平か垂直に配置されるので、結果的にＸ軸かＹ軸）に対して正方向または負方向に４５°傾けられている。反射型偏光シート１１Ｒは、シート面内の透過軸に沿う偏光は通過させ、透過軸に直交する反射軸に沿う偏光は反射するものであり、透過軸は例えばＸ軸方向に設定されている。吸収型偏光シート１１Ａは、シート面内の透過軸に沿う偏光は通過させ、透過軸に直交する吸収軸に沿う偏光は吸収するものであり、透過軸は反射型偏光シート１１Ｒと同じ、例えばＸ軸方向に設定されている。

また、再帰反射シート５の出射面側に位相差フィルム１２が配置され、再帰反射シート５の貫通孔５ａと同じ位置に貫通孔１２ａが設けられている。例えば、再帰反射シート５に位相差フィルム１２が貼り付けられた後に、貫通孔５ａおよび貫通孔１２ａが同時に形成される。位相差フィルム１２は、通過する光の位相を遅らすものであり、位相差はλ／４となっており、Ｘ－Ｙ面内における遅延軸は光線の偏光の軸（Ｘ軸かＹ軸）に対して正方向または負方向に４５°傾けられている。

また、ハーフミラー６に代えて発光部４ｂ側から反射型偏光シート１３Ｒおよび吸収型偏光シート１３Ａが設けられている。なお、反射型偏光シート１３Ｒは実質的にハーフミラーとして機能するものである。反射型偏光シート１３Ｒ、吸収型偏光シート１３Ａおよびトップカバー７は、単に積層されるものでもよいが、両者が貼り合わされて密着することで、界面反射が低減し、輝度の向上に寄与する。反射型偏光シート１３Ｒは、シート面内の透過軸に沿う偏光は通過させ、透過軸に直交する反射軸に沿う偏光は反射するものであり、透過軸は反射型偏光シート１１Ｒの透過軸と直交する、例えばＹ軸方向に設定されている。吸収型偏光シート１３Ａは、シート面内の透過軸に沿う偏光は通過させ、透過軸に直交する吸収軸に沿う偏光は吸収するものであり、透過軸は反射型偏光シート１３Ｒと同じ、例えばＹ軸方向に設定されている。

図４において、導光板４の発光部４ｂから経路Ｌ０で出た光は、位相差フィルム１５によりλ／４だけ位相が遅らされた後、反射型偏光シート１１Ｒおよび吸収型偏光シート１１Ａにより、例えば図の紙面の奥行方向（Ｘ軸方向）に振動する偏波だけが通過し、再帰反射シート５の貫通孔５ａおよび位相差フィルム１２の貫通孔１２ａを通過して、反射型偏光シート１３Ｒに到達する。ここで、反射型偏光シート１３Ｒは、例えば図の上下方向（Ｙ軸方向）に振動する偏波を通過させる向きに配置されているため、経路Ｌ０の光は抑制され、貫通孔５ａ、１２ａを通して発光部４ｂが直接に見えてしまうのを防止することができる。

一方、導光板４の発光部４ｂから経路Ｌ１で出た光は、位相差フィルム１５によりλ／４だけ位相が遅らされた後、反射型偏光シート１１Ｒおよび吸収型偏光シート１１Ａにより、例えば図の紙面の奥行方向（Ｘ軸方向）に振動する偏波だけが通過し、再帰反射シート５の貫通孔５ａおよび位相差フィルム１２の貫通孔１２ａを通過して、反射型偏光シート１３Ｒに到達する。ここで、反射型偏光シート１３Ｒは、例えば図の上下方向（Ｙ軸方向）に振動する偏波を通過させる向きに配置されているため、ほぼ全てが反射されて経路Ｌ２となり、位相差フィルム１２を通過し、再帰反射シート５により再帰反射され、再度、位相差フィルム１２を通過して経路Ｌ３となる。ここで、位相差フィルム１２を２回透過することにより位相がλ／２だけずらされるため、上下方向（Ｙ軸方向）に振動する偏波に変化し、反射型偏光シート１３Ｒおよび吸収型偏光シート１３Ａを通過し、空中表示Ｉの一部となる。なお、偏光サングラスをかけた利用者であっても、一般に偏光サングラスの透過軸は図の上下方向（Ｙ軸方向）に設定されているため、空中表示Ｉを視認することができる。偏光サングラスの透過軸と空中表示Ｉの透過軸とが直交している場合は、偏光解消シート（例えば、東洋紡株式会社のコスモシャインＳＲＦ）を反射型偏光シート１３Ｒおよび吸収型偏光シート１３Ａの視認側に配置すれば、空中表示Ｉの視認が可能となる。

また、経路Ｌ３の光は全てが反射型偏光シート１３Ｒを通過するわけではなく、一部は反射型偏光シート１３Ｒの表面で反射され、戻り光として経路Ｌ４で位相差フィルム１２の貫通孔１２ａおよび再帰反射シート５の貫通孔５ａを通過して、吸収型偏光シート１１Ａに到達する。この戻り光の偏波は図の上下方向（Ｙ軸方向）に振動するものとなっている。ここで、吸収型偏光シート１１Ａは図の奥行方向（Ｘ軸方向）の偏波を通過させ、図の上下方向の偏波を吸収するため、経路Ｌ４の戻り光はほとんどが吸収型偏光シート１１Ａにより吸収される。そのため、戻り光の吸収型偏光シート１１Ａによる反射はなくなり、貫通孔１２ａ、５ａの開口部が光っているように見えることがなく、空中表示Ｉの視認性を低下させてしまうことがなくなる。

また、導光板４の発光部４ｂから経路Ｌ１で出た光は位相差フィルム１５を通過するが、反射型偏光シート１１Ｒにより反射されて導光板４に戻された一部の光（図の上下方向（Ｙ軸方向）に振動する偏波）は、位相差フィルム１５を通過し、導光板４を経由して再び位相差フィルム１５を通過する。このように２回、位相差フィルム１５を通過するため、図の奥行方向（Ｘ軸方向）に振動する偏波に変換される。そのため、後段の反射型偏光シート１１Ｒを通過することができ、空中表示Ｉの輝度向上に寄与することができる。

また、図の奥行方向（Ｘ軸方向）に振動する偏波の経路Ｌ０の光は、反射型偏光シート１３Ｒによりほとんどがブロックされるが、反射型偏光シート１３Ｒの透過軸がＸ－Ｙ面内でずれている場合、ずれに応じた量の光がブロックされずに通過する。しかし、後段の吸収型偏光シート１３Ａにより図の奥行方向（Ｘ軸方向）に振動する偏波のほとんどが吸収されるため、外部に経路Ｌ０から出る光はほとんどなくなり、貫通孔１２ａ、５ａの開口部が光っているように見えてしまうのが防止され、空中表示Ｉの視認性の低下が防止される。

図４における偏光構成の変形例として、図４の構成を基準に、
・位相差フィルム１５、吸収型偏光シート１１Ａおよび吸収型偏光シート１３Ａが設けられない場合
・位相差フィルム１５、反射型偏光シート１１Ｒおよび吸収型偏光シート１３Ａが設けられない場合
・位相差フィルム１５および吸収型偏光シート１３Ａが設けられない場合
・吸収型偏光シート１３Ａが設けられない場合
・位相差フィルム１２の出射面側に低反射シートが設けられる場合
等がある。

なお、図４およびその変形例の偏光構成においては、前述したルーバー構成（図３）と同様に、後述する実施形態では再帰反射シート５および位相差フィルム１２に貫通孔５ａ、１２ａが設けられない場合もある。この場合、再帰反射シート５に貫通孔５ａが設けられない場合であっても、位相差フィルム１２には空中表示する図形に対応する位置に貫通孔１２ａが設けられる。また、再帰反射シート５の本体部に空中表示する図形よりも大きな貫通孔（開口）が設けられる場合、位相差フィルム１２にも同様に、空中表示する図形よりも大きな貫通孔（開口）が設けられる。

図５は、再帰反射シート５の構成例を示す図であり、左側は出射面側から見た図、右側は左側の図のＸ－Ｘ断面図である。図５において、再帰反射シート５は、透明材５ｂの裏側にコーナーキューブを構成する頂角が９０°のプリズム５ｃが形成され、その外側にアルミニウム等の金属蒸着等による反射層５ｄで反射面が形成されている。反射層５ｄが形成される面は三角錐状のプリズムが縦横に配置されたものとなっている。また、反射層５ｄの背面には、粘着剤５ｅを介して、例えば黒色の遮光シート５ｆが貼り付けられている。

なお、空中表示装置１の基本的な構成においては、反射層５ｄが厚い場合、反射層５ｄにより充分な遮光性が得られるため、遮光シート５ｆ（当然、粘着剤５ｅについても）がなくても空中表示に問題はない。しかし、反射層５ｄが厚いと再帰反射シート５を曲げた時に反射層５ｄにクラックが発生し、クラックでの漏れ光や再帰反射の機能に影響を及ぼすのであまり好ましくない。また、曲げない場合であっても、反射層５ｄを厚く製造する際には、大きな応力がかかりやすく、クラックや剥がれの原因となるため、あまり好ましくない。これは、例えば金属層を反射層として用いる場合によくみられる。また、ある程度以上の物理的な厚さの遮光シート５ｆがないと、再帰反射シート５に設けられた開口の断面に光が入射しやすくなり、開口周辺の見映えに悪影響を及ぼすのであまり好ましくない。

以下の第１の実施形態（図８）および第３の実施形態（図１９）では再帰反射シート５から遮光シート５ｆを省略することができる。

（不要発光が発生する仕組み）
図６は、再帰反射シート５の開口５１の断面から入った光による不要発光５２の例を示す図である。開口５１は、図１、図３および図４における貫通孔５ａ、１２ａに相当するものである。

図６において、左側は再帰反射シート５の出射面側から見た図であり、矩形状の開口５１が設けられており、その横および下側に不要発光５２が発生する様子を示している。また、開口５１の破線で示される丸い部分の断面が右側に示されている。右側の断面図において、経路Ｌ０１で開口５１の透明材５ｂの断面に入った光は、境界面で少し屈折して経路Ｌ０２で透明材５ｂの内部に入る。経路Ｌ０２の光は出射面の内側で全反射して経路Ｌ０３となり、プリズム５ｃの表面の反射層５ｄで反射して経路Ｌ０４となり、出射面で少し屈折して経路Ｌ０５で出る。図３および図４に示されたように、左上側にアイポイントＥＰが設けられる場合、経路Ｌ０１の光は直接には問題とならないが、経路Ｌ０５の光は不要発光５２となって視認されることになる。図７は、再帰反射シート５の出射面側から見た不要発光の例を示す図であり、開口の横および下側に不要発光が発生している様子を示している。

（第１の実施形態）
以下の第１～５の実施形態は、図３のルーバー構成の空中表示装置１または図４の偏光構成の空中表示装置１における再帰反射シート５として適用されるものである。第１の実施形態は、再帰反射シート５に貫通孔５ａに相当する本体側貫通孔が設けられる場合に、本体側貫通孔の断面への光の入射を阻止する構造として、本体側貫通孔の断面の少なくとも一部に傾斜部が設けられるものである。

図８は、第１の実施形態における再帰反射シート５の例を示す端面図であり、（１）～（４）までの４つの実施例パターンが示されている。実施例パターン（１）は、再帰反射シート５の貫通孔５ａの周囲に、全方向に均等に出射側が広いテーパ状の傾斜部５ａｔが設けられている。再帰反射シート５は前述のようにプリズム５ｃおよび反射層５ｄが設けられた透明材５ｂに粘着剤５ｅにより遮光シート５ｆが貼り付けられた状態で、傾斜部５ａｔを有する貫通孔５ａが設けられる。ここで構造をわかりやすくするために図の尺度は横方向と縦方向で桁が異なる。図は概念をわかりやすく伝えるために傾斜部が１面で形成されているが、当該機能を満足できる範囲で複数の傾斜面で断面を構成する場合があり得る。この場合においても遮光部から出た光の発散角度を制限する角度を傾斜部の角度として取り扱うことができる。

実施例パターン（１）において、傾斜部５ａｔの水平方向に対する傾斜角度θは、アイポイントおよび導光板４からの光の出射角度との関係により決まる。条件にもよるが、傾斜角度θは０°～６０°となる。すなわち、アイポイントから空中表示が視認可能となる光源からの出射角度が経路Ｌ１１のように定められている場合、傾斜部５ａｔは経路Ｌ１１の光の方向に沿ったものとなる。経路Ｌ１１の光の方向に沿って傾斜部５ａｔが設けられることで、貫通孔５ａの断面に光が入りづらくなり、不要発光が抑制される。なお、実施例パターン（１）では、全方向に均等に出射側が広いテーパ状の傾斜部５ａｔが設けられているため、広範なアイポイントに対応することができる。

実施例パターン（２）は、図の下側の傾斜部５ａｔ１は実施例パターン（１）の傾斜部５ａｔと同じであるが、図の上側の傾斜部５ａｔ２の傾斜角度が小さくなっている。この場合、アイポイントの範囲は制約されるが、使用される環境によっては問題ない。

実施例パターン（３）は、図の下側の傾斜部５ａｔ１は実施例パターン（１）の傾斜部５ａｔと同じであるが、図の上側の傾斜部５ａｔ２の傾斜角度がほぼ０（水平）なっている。この場合、アイポイントの範囲は制約されるが、使用される環境によっては問題ない。

実施例パターン（４）は、図の下側の傾斜部５ａｔ１は実施例パターン（１）の傾斜部５ａｔと同じであるが、図の上側の傾斜部５ａｔ２の傾斜角度も下側の傾斜部５ａｔ１と同じになっており、テーパ状の孔ではなくなっている。この場合、アイポイントの範囲は制約されるが、使用される環境によっては問題ない。

更に、図８の変形例として、本体側の反射層５ｄが充分に厚く、光の遮光性が高い場合は、遮光シート５ｆおよび粘着剤５ｅを省略することもできる。

（観察角度と構造の関係）
図９は、再帰反射シート５の貫通孔の形状と空中像の観察範囲の関係を示す図である。再帰反射シート５に設けられる貫通孔のテーパ部分の角度と空中像を観察できる角度範囲は図９に示されるように、図では開口部下側のテーパ角度が空中像の上側の観察角度の最大値を与え、開口部上側のテーパ角度が空中像の下側の観察角度の最大値を与える。

再帰反射シート５のハーフミラー６側（出光側）の貫通孔の半径R(mm)に対して、入光側にある遮光シート５ｆの貫通孔の半径が係数a（aは0より大きく1以下）を用いてaR(mm)で表され、遮光シート５ｆの貫通孔の中心が係数b（bは任意の実数）を用いてハーフミラー６側の貫通孔の中心からbR(mm)だけ図９の下向きにずれているとき、空中像の上側の観察角度の最大値φ（度）と下側の観察角度の最大値θ（度）は、再帰反射シート５に遮光シート５ｆが一体化された厚さT（mm）を用いて、tanθ＝(1-a+b)R/Tならびにtanφ=(1-a-b)/Tより求めることができる。これらの式から、aが小さいほどθおよびφが大きくなることがわかる。図は任意の断面を表しており、この関係式は空中表示装置１の水平断面でも垂直断面でも成立する。

（光利用効率）
遮光シート５ｆにより入光側の貫通孔の大きさが制限されることで、貫通孔を通る光の量が減少する。この減少が少ないほど、光利用効率が高いと言える。光利用効率は入光側の貫通孔の面積（πa²R²）をハーフミラー６側の貫通孔の面積（πR²）で除して、100×a²（％）で得られる。このため、aが大きいほど光利用効率が高くなることがわかる。

（最適化の可能性）
以上により、入光側の貫通孔の半径が小さいほど空中像の観察可能範囲は広がるが、光利用効率が低下する。逆に、入光側の貫通孔の半径が大きいほど空中像の観察可能範囲は狭まるが、光利用効率が高くなるため、最適化の可能性がある。

（数値例）
本構成の有効性を示すために、数値例を図１０～図１３に示す。すなわち、図１０は、再帰反射シート５の貫通孔の大きさに対して遮光シートを含む再帰反射シートの厚さが同定度の場合における、貫通孔の本体側の孔の大きさに対する空中像を観察できる角度範囲（左軸）ならびに光利用効率（右軸）の関係を示す図である。図１１は、再帰反射シート５の貫通孔の大きさに対して遮光シートを含む再帰反射シートの厚さが１／６の場合における、貫通孔の本体側の孔の大きさに対する空中像を観察できる角度範囲（左軸）ならびに光利用効率（右軸）の関係を示す図である。図１２は、再帰反射シート５の貫通孔の大きさに対して遮光シートを含む再帰反射シートの厚さが１／１２の場合における、貫通孔の本体側の孔の大きさに対する空中像を観察できる角度範囲（左軸）ならびに光利用効率（右軸）の関係を示す図である。図１３は、再帰反射シート５の貫通孔の大きさに対して遮光シートを含む再帰反射シートの厚さが１／２０の場合における、貫通孔の本体側の孔の大きさに対する空中像を観察できる角度範囲（左軸）ならびに光利用効率（右軸）の関係を示す図である。

上述したように図１０は貫通孔の直径に比べて遮光シート５ｆを含む再帰反射シート５の厚さが同程度の場合である。光利用効率と観察角度のバランスが取れる条件において、観察範囲は±20度に満たず、光利用効率も20%に届かない。これに対して、図１１は貫通孔の直径が6mm、厚さが1mmの場合であり、観察範囲は±40度で光利用効率が50%に近い値を取る。図１２は貫通孔の直径が6mm、厚さが0.5mmの場合であり、観察範囲が±50度に広がり、光利用効率が55%を超える。図１３は貫通孔の直径が6mm、厚さが0.3mmの場合であり、観察範囲が±60度を超えて、光利用効率も65%を超える。このように、再帰反射シート５に遮光シート５ｆを一体化することにより、観察範囲と光利用効率の両面において性能向上が図れる。遮光シートを含む再帰反射シートの厚さが、貫通孔の大きさに対して略１以下、あるいは略１未満とすることにより、視野範囲を広く、光利用効率を大きくすることができる。なお、遮光シートを含む再帰反射シートの厚さが、貫通孔の大きさに対して略１の場合、観察範囲は±２０度程度であり比較的小さいが、空中像を例えばセキュリティーを重視するプライベートモードで使用する際に適した、視野角を狭視野にしたい場合には問題がない。

（本体側の貫通孔のシフト）
図１０から図１３において、入光側の貫通孔の中心位置をずらす効果は異なるbの値の例で示される。b=0の時は中心が一致する時である。bの値が大きいほど、図９で下側にずれる。この場合、空中像を観察できる角度範囲（上側にφ(度)、下側にθ（度））が非対称になる。例えば、図１３においてa=0.8かつb=0.2のとき、φ=0度、θ＝75度となる。これは空中像が片側だけで観察できることとなる。

上記は典型的な一例であるが、入光側の貫通孔の大きさの制限やテーパによる射出光の発散角度による観察範囲の制限と光利用効率は、各々の式から明らかなように、それぞれ単調減少関数ならびに単調増加関数となることから、上記した種々のパラメータが変化したとしても、観察角度ならびに光利用効率を一定以上の値で確保するためには、貫通孔の直径に対する再帰反射素子および遮光部の厚さや大きさが特定的な範囲にある必要があることは明らかである。

（第２の実施形態）
第２の実施形態は、再帰反射シート５に貫通孔５ａに相当する本体側貫通孔が設けられる場合に、本体側貫通孔の断面への光の入射を阻止する構造として、本体側貫通孔として拡大孔が設けられるものである。光の入射側よりも出射側の本体側貫通孔が拡大孔となることで、遮光シート５ｆの貫通孔が空中表示する図形に直接に対応することになる。また、遮光シート５ｆの貫通孔から斜めに出た光であっても本体部の断面へ入ることがなくなり、不要発光が防止される。拡大孔の大きさは、アイポイントおよび導光板４からの光の出射角度との関係により決まる。また、ユーザは一般に２つの目（眼）で視認することも考慮される。

図１４は、不要発光についての対策がとられていない再帰反射シート５の例を示す図であり、左側は再帰反射シート５を出射面側から見た図、右側は再帰反射シート５のＸ－Ｘ端面図である。図１４において、再帰反射シート５の本体部（透明材５ｂ、プリズム５ｃ、反射層５ｄおよび粘着剤５ｅの部分）と遮光シート５ｆとに連続的に貫通孔５ａが設けられている。このため、図６に示されたように、再帰反射シート５の貫通孔５ａの本体部に光が入りやすく、不要発光が発生してしまっていた。

図１５および図１６は、第２の実施形態における再帰反射シート５の例を示す図であり、左側は再帰反射シート５を出射面側から見た図、右側は再帰反射シート５のＸ－Ｘ端面図である。図１５の実施例パターン（１）、（２）は、再帰反射シート５の本体部（透明材５ｂ、プリズム５ｃ、反射層５ｄおよび粘着剤５ｅの部分）の拡大孔５ａ１が、遮光シート５ｆの複数の貫通孔５ａ２を包含する大きさとなっている。図示の例では、拡大孔５ａ１は大きな矩形状となっている。再帰反射シート５は、透明材５ｂ、プリズム５ｃおよび反射層５ｄによる部分と、遮光シート５ｆとがそれぞれ加工されてから、粘着剤５ｅにより貼り合わせられる。

また、図１５の実施例パターン（１）は、遮光シート５ｆがシート単体で構成され、遮光シート５ｆに直接に貫通孔５ａ２が設けられているが、実施例パターン（２）は、透明シート５ｇへの遮光インク等の遮光印刷により遮光シート５ｆが形成され、遮光印刷がされていない部分が貫通孔５ａ２となっている。実施例パターン（１）はシートが分離してしまうような図形には対応が困難であるが、実施例パターン（２）は対応できる図形の自由度が高まる。

図１６の実施例パターン（３）、（４）は、再帰反射シート５の本体部（透明材５ｂ、プリズム５ｃ、反射層５ｄおよび粘着剤５ｅの部分）の拡大孔５ａ１が、遮光シート５ｆの個々の貫通孔５ａ２を包含する大きさとなっている。再帰反射シート５は、透明材５ｂ、プリズム５ｃおよび反射層５ｄによる部分と、遮光シート５ｆとがそれぞれ加工されてから、粘着剤５ｅにより貼り合わせられる。

また、図１６の実施例パターン（３）は、遮光シート５ｆがシート単体で構成され、遮光シート５ｆに直接に貫通孔５ａ２が設けられているが、実施例パターン（４）は、透明シート５ｇへの遮光インク等の遮光印刷により遮光シート５ｆが形成され、遮光印刷がされていない部分が貫通孔５ａ２となっている。実施例パターン（３）はシートが分離してしまうような図形には対応が困難であるが、実施例パターン（４）は対応できる図形の自由度が高まる。

図１７は、図１６のパターン（３）の一部の拡大図であり、左側は再帰反射シート５を出射面側から見た図、右側は再帰反射シート５の一部のＸ－Ｘ端面図である。図１７において、本体部の拡大孔５ａ１と遮光シート５ｆの貫通孔５ａ２は中心が揃えられているため、広範なアイポイントに対応することができる。

図１８は、図１７の変形例を示す図であり、左側は再帰反射シート５を出射面側から見た図、右側は再帰反射シート５の一部のＸ－Ｘ端面図である。図１８において、本体部の拡大孔５ａ１の中心は遮光シート５ｆの貫通孔５ａ２の中心よりも図において下側にずれて設けられている。すなわち、遮光シート５ｆの貫通孔５ａ２の開口の下側の出射側の角と、透明材５ｂの拡大孔５ａ１の開口の下側の出射側の角とを結ぶ仮想線の水平方向に対する角度θ１は、反対側（上側）の角度θ２よりも大きくなっている。この場合、図における左上側のアイポイントに合わせたものとすることができる。また、再帰反射の開口率もかせぐことができ、空中表示の品質向上にもつながる。なお、図１６のパターン（３）に限らず、図１６のパターン（４）や、図１５のパターン（１）（２）にも同様に適用が可能である。

（第３の実施形態）
第３の実施形態は、再帰反射シート５に貫通孔５ａに相当する本体側貫通孔が設けられる場合に、本体側貫通孔の断面への光の入射を阻止する構造として、本体側貫通孔の断面の少なくとも一部に吸収層が設けられるものである。

図１９は、第３の実施形態における再帰反射シート５の例を示す端面図である。図１９において、再帰反射シート５の貫通孔５ａの断面には、吸収部材による吸収層５ｉが設けられている。従って、例えば、経路Ｌ１３で光が断面に向かっても、吸収層５ｉにより吸収され、透明材５ｂの部分に光が入ることがないため、不要発光が防止される。なお、吸収層５ｉは、貫通孔５ａを囲む全範囲に設ける必要はなく、断面への光の侵入により不要発光が発生するおそれのある部分に設けられればよい。

更に、図１９の変形例として、本体側の反射層５ｄが充分に厚く、光の遮光性が高い場合は、遮光シート５ｆおよび粘着剤５ｅを省略することもできる。

（第４の実施形態）
第４の実施形態は、再帰反射シート５に本体側貫通孔が設けられない場合に、再帰反射シート５の遮光シート５ｆ以外の部分の遮光シート５ｆの貫通孔に対応する部分の光の透過を確保する構造として、遮光シート５ｆの貫通孔よりも大きい範囲において再帰反射シート５にプリズム５ｃおよび反射層５ｄが設けられない領域が用いられるものである。光の入射側よりも出射側の本体部にプリズム５ｃおよび反射層５ｄが設けられない領域があることで、光の透過性が確保され、遮光シート５ｆの貫通孔が空中表示する図形に直接に対応することになるとともに、本体側貫通孔がなくなることで、本体部の断面への光の入射という状況がなくなり、不要発光が防止される。プリズム５ｃおよび反射層５ｄが設けられない領域の大きさは、遮光シート５ｆの貫通孔から出た光に対して透過性が確保されれば足りるため、アイポイント等を考慮する必要はない。

図２０および図２１は、第４の実施形態における再帰反射シート５の例を示す図であり、左側は再帰反射シート５を出射面側から見た図、右側は再帰反射シート５のＸ－Ｘ端面図である。図２０の実施例パターン（１）、（２）は、再帰反射シート５の本体部（透明材５ｂ、プリズム５ｃ、反射層５ｄおよび粘着剤５ｅの部分）のプリズム５ｃおよび反射層５ｄが設けられない領域５ｊが、遮光シート５ｆの複数の貫通孔５ａ２を包含する（一回り大きい）大きさとなっている。図示の例では、領域５ｊは大きな矩形状となっている。

また、図２０の実施例パターン（１）は、遮光シート５ｆがシート単体で構成され、遮光シート５ｆに直接に貫通孔５ａ２が設けられているが、実施例パターン（２）は、透明シート５ｇへの遮光インク等の遮光印刷により遮光シート５ｆが形成され、遮光印刷がされていない部分が貫通孔５ａ２となっている。実施例パターン（１）はシートが分離してしまうような図形には対応が困難であるが、実施例パターン（２）は対応できる図形の自由度が高まる。

図２１の実施例パターン（３）、（４）は、再帰反射シート５の本体部（透明材５ｂ、プリズム５ｃ、反射層５ｄおよび粘着剤５ｅの部分）のプリズム５ｃおよび反射層５ｄが設けられない領域５ｊが、遮光シート５ｆの個々の貫通孔５ａ２を包含する（一回り大きい）大きさとなっている。

また、図２１の実施例パターン（３）は、遮光シート５ｆがシート単体で構成され、遮光シート５ｆに直接に貫通孔５ａ２が設けられているが、実施例パターン（４）は、透明シート５ｇへの遮光インク等の遮光印刷により遮光シート５ｆが形成され、遮光印刷がされていない部分が貫通孔５ａ２となっている。実施例パターン（３）はシートが分離してしまうような図形には対応が困難であるが、実施例パターン（４）は対応できる図形の自由度が高まる。

（第５の実施形態）
第５の実施形態は、再帰反射シート５に本体側貫通孔が設けられない場合に、再帰反射シート５の遮光シート５ｆ以外の部分の遮光シート５ｆの貫通孔に対応する部分の光の透過を確保する構造として、遮光シート５ｆの貫通孔よりも大きい範囲において再帰反射シート５に反射層５ｄが設けられない領域が用いられるものである。光の入射側よりも出射側の本体部に反射層５ｄが設けられない領域があることで、光の透過性が確保され、遮光シート５ｆの貫通孔が空中表示する図形に直接に対応することになるとともに、本体側貫通孔がなくなることで、本体部の断面への光の入射という状況がなくなり、不要発光が防止される。反射層５ｄが設けられない領域の大きさは、遮光シート５ｆの貫通孔から出た光に対して透過性が確保されれば足りるため、アイポイント等を考慮する必要はない。また、プリズム５ｃは残されるため、完全ではないが再帰反射の機能を有しており、正面方向からの空中表示の質が改善される。

図２２および図２３は、第５の実施形態における再帰反射シート５の例を示す図であり、左側は再帰反射シート５を出射面側から見た図、右側は再帰反射シート５のＸ－Ｘ端面図である。図２２の実施例パターン（１）、（２）は、再帰反射シート５の本体部（透明材５ｂ、プリズム５ｃ、反射層５ｄおよび粘着剤５ｅの部分）の反射層５ｄが設けられない領域５ｋが、遮光シート５ｆの複数の貫通孔５ａ２を包含する（一回り大きい）大きさとなっている。図示の例では、領域５ｋは大きな矩形状となっている。

また、図２２の実施例パターン（１）は、遮光シート５ｆがシート単体で構成され、遮光シート５ｆに直接に貫通孔５ａ２が設けられているが、実施例パターン（２）は、透明シート５ｇへの遮光インク等の遮光印刷により遮光シート５ｆが形成され、遮光印刷がされていない部分が貫通孔５ａ２となっている。実施例パターン（１）はシートが分離してしまうような図形には対応が困難であるが、実施例パターン（２）は対応できる図形の自由度が高まる。

図２３の実施例パターン（３）、（４）は、再帰反射シート５の本体部（透明材５ｂ、プリズム５ｃ、反射層５ｄおよび粘着剤５ｅの部分）の反射層５ｄが設けられない領域５ｋが、遮光シート５ｆの個々の貫通孔５ａ２を包含する（一回り大きい）大きさとなっている。

また、図２３の実施例パターン（３）は、遮光シート５ｆがシート単体で構成され、遮光シート５ｆに直接に貫通孔５ａ２が設けられているが、実施例パターン（４）は、透明シート５ｇへの遮光インク等の遮光印刷により遮光シート５ｆが形成され、遮光印刷がされていない部分が貫通孔５ａ２となっている。実施例パターン（３）はシートが分離してしまうような図形には対応が困難であるが、実施例パターン（４）は対応できる図形の自由度が高まる。

（第１の実施形態についての開口（貫通孔）の加工方法）
図２４は、再帰反射シート５の断面状態の観察の手法の例を示す図である。図２４において、再帰反射シート５の開口５１（例えば、6mm×6mm）の図における左側の縦方向の辺を含む破線で示された部分が切り出され、樹脂により包埋された後、切断および鏡面研磨が行われ、加工辺の付近が観察される。

図２５は、開口（貫通孔）の加工方法による断面状態の例を示す図であり、レーザー加工（表面から加工）と、レーザー加工（裏面から加工）と、打抜き加工（表面から加工）と、打抜き加工（裏面から加工）とについて、加工辺の付近の断面状態が示されている。レーザー加工は、表面から加工および裏面から加工のいずれについても、再帰反射シート５の法線方向からパルス状のレーザー光線が連続して照射されるものであり、レーザー光線が照射されるのが表面か裏面かの違いである。打抜き加工は、表面から加工および裏面から加工のいずれについても、再帰反射シート５の法線方向にエッジが向くダイスとパンチとで打ち抜かれたものであり、パンチが表面にあるか裏面にあるかの違いである。図２５においては、第１の実施形態における傾斜部５ａｔ、５ａｔ１として、形状の点からは、レーザー加工（表面から加工）が最も適したものとなっている。

図２６は、再帰反射シート５の平均輝度を取得する位置を示す図であり、開口５１の図における左側の縦方向の辺を挟む左右方向（水平方向）の範囲Ｌ_Ｈの各位置における縦方向の位置のそれぞれの輝度が、縦方向の辺の長さＬ_Ｖについて平均化される。

図２７は、開口（貫通孔）の加工方法による水平方向と平均輝度の例を示す図であり、平均輝度は図２６の手法により求められる。なお、測定角度は出射面に対して+23degである。図２７において、レーザー加工では、裏面入射において開口横の不要発光による平均輝度が大きくなっており、好ましくない。打抜き加工では、表面からの加工および裏面からの加工のいずれもが、開口横付近で不要発光による平均輝度が大きくなっており、好ましくない。

以下の表１は、各加工方法と空中表示装置１の構成（偏光構成かルーバー（ＬＶ）構成）による開口横の平均輝度値を示したものである。表１から明らかなように、レーザー加工（表面から加工）で偏光構成が、平均輝度値が最も小さく、不要発光が少ない。

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遮光シートを発光部側に一体に有した再帰反射シートと、再帰反射シートの出射側に配置されたハーフミラーと、再帰反射シートの遮光シート以外の部分に貫通孔に対応する本体側貫通孔が設けられる場合に本体側貫通孔の断面への光の入射を阻止し、本体側貫通孔が設けられない場合に再帰反射シートの遮光シート以外の部分の貫通孔に対応する部分の光の透過を確保する構造と、を備える。これにより、不要発光が抑制され、空中表示の見栄えを向上させることができる。

また、再帰反射シートに本体側貫通孔が設けられる場合に、本体側貫通孔の断面への光の入射を阻止する構造は、本体側貫通孔の断面の少なくとも一部に設けられた傾斜部である。これにより、簡易な構造で不要発光を抑制することができる。

また、再帰反射シートが遮光シートを有しておらず、再帰反射シートに本体側貫通孔が設けられる場合に、本体側貫通孔の断面への光の入射を阻止する構造は、本体側貫通孔の断面の少なくとも一部に設けられた傾斜部である。これにより、簡易な構造で不要発光を抑制することができる。

また、傾斜部は、ユーザが視認するアイボックスの位置および面状発光体からの光の出射角度に応じ、再帰反射シートの内部からアイボックス側に光が出射する入射源となる断面部分に対応して設けられる。これにより、傾斜部の配置を最小限にすることができる。

また、傾斜部が設けられた本体側貫通孔の出光側の開口の中心は、本体側貫通孔の入光側の開口の中心よりもアイボックスが位置する方向と反対方向にずれて設けられる。これにより、傾斜部の配置を環境に応じて最適化することができ、開口率を高めることができる。

また、再帰反射シートに本体側貫通孔が設けられる場合に、本体側貫通孔の断面への光の入射を阻止する構造は、本体側貫通孔として設けられた拡大孔である。これにより、簡易な構造で不要発光を抑制することができる。

また、拡大孔は、複数の貫通孔を包含する大きさであるか、または、個々の貫通孔を包含する大きさである。これにより、拡大孔の設け方の自由度を高めることができる。

また、拡大孔は、ユーザが視認するアイボックスの位置および面状発光体からの光の出射角度に応じ、再帰反射シートの内部からアイボックス側に光が出射する源となる断面部分に対応して設けられる。これにより、拡大孔の配置を環境に応じて最適化することができ、開口率を高めることができる。

また、拡大孔が個々の貫通孔を包含する場合、拡大孔の中心は、包含される貫通孔の中心よりもアイボックスが位置する方向と反対方向にずれて設けられる。これにより、拡大孔の配置を環境に応じて最適化することができ、開口率を高めることができる。

また、再帰反射シートに本体側貫通孔が設けられる場合に、本体側貫通孔の断面への光の入射を阻止する構造は、本体側貫通孔の断面の少なくとも一部に設けられた吸収層である。これにより、簡易な構造で不要発光を抑制することができる。

また、再帰反射シートが遮光シートを有しておらず、再帰反射シートに本体側貫通孔が設けられる場合に、本体側貫通孔の断面への光の入射を阻止する構造は、本体側貫通孔の断面の少なくとも一部に設けられた吸収層である。これにより、簡易な構造で不要発光を抑制することができる。

また、再帰反射シートに本体側貫通孔が設けられない場合に、再帰反射シートの遮光シート以外の部分の貫通孔に対応する部分の光の透過を確保する構造は、貫通孔よりも大きい範囲において再帰反射シートにプリズムおよび反射層が設けられない領域である。これにより、不要発光の原因となる再帰反射シートの本体部の貫通孔の断面をなくすことで、不要発光を抑制することができる。

また、再帰反射シートに本体側貫通孔が設けられない場合に、再帰反射シートの遮光シート以外の部分の貫通孔に対応する部分の光の透過を確保する構造は、貫通孔よりも大きい範囲において再帰反射シートに反射層が設けられない領域である。これにより、不要発光の原因となる再帰反射シートの本体部の貫通孔の断面をなくすことで、不要発光を抑制することができる。また、再帰反射シートにはプリズムが残されることで、完全ではないながら再帰反射機能を有しており、正面方向からの空中表示の質が改善される。

また、領域は、複数の貫通孔を包含する大きさであるか、または、個々の貫通孔を包含する大きさである。これにより、領域の設け方の自由度を高めることができる。

また、遮光シートは、シート単体で構成され、または、透明シート上に遮光印刷されて構成される。これにより、遮光シートの自由度を高めることができる。

また、遮光シートを含む再帰反射シートの厚さは、貫通孔の大きさに対して略１以下である。これにより、空中像の観察範囲と光利用効率の両面において性能向上を図ることができる。

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，５ａｔ、５ａｔ１、５ａｔ２ 傾斜部，５ｂ 透明材，５ｃ プリズム，５ｄ 反射層，５ｅ 粘着剤，５ｆ 遮光シート，５ｇ 透明シート，５ｉ 吸収層，５ｊ、５ｋ 領域，５１ 開口，５２ 不要発光，６ ハーフミラー，７ トップカバー，８ 反射シート，１０ ルーバーシート，１１Ｒ 反射型偏光シート，１１Ａ 吸収型偏光シート，１２ 位相差フィルム，１２ａ 貫通孔，１３Ｒ 反射型偏光シート，１３Ａ 吸収型偏光シート，１５ 位相差フィルム，１００ 操作パネル，Ｗ 壁，Ｔ 便座，Ｍ 利用者，Ｌ０～Ｌ４ 経路，ＥＰ アイポイント，Ｉ 空中表示，Ｆ 指

Claims (16)

1. 発光部を有する面状発光体と、
   前記面状発光体の出射側に配置され、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遮光シートを前記発光部側に一体に有した再帰反射シートと、
   前記再帰反射シートの出射側に配置されたハーフミラーと、
   前記再帰反射シートの前記遮光シート以外の部分に前記貫通孔に対応する本体側貫通孔が設けられる場合に前記本体側貫通孔の断面への光の入射を阻止し、前記本体側貫通孔が設けられない場合に前記再帰反射シートの前記遮光シート以外の部分の前記貫通孔に対応する部分の光の透過を確保する構造と、
   を備える空中表示装置。
2. 前記再帰反射シートに前記本体側貫通孔が設けられる場合に、前記本体側貫通孔の断面への光の入射を阻止する前記構造は、前記本体側貫通孔の断面の少なくとも一部に設けられた傾斜部である、
   請求項１に記載の空中表示装置。
3. 前記再帰反射シートが前記遮光シートを有しておらず、
   前記再帰反射シートに前記本体側貫通孔が設けられる場合に、前記本体側貫通孔の断面への光の入射を阻止する前記構造は、前記本体側貫通孔の断面の少なくとも一部に設けられた傾斜部である、
   請求項１に記載の空中表示装置。
4. 前記傾斜部は、ユーザが視認するアイボックスの位置および前記面状発光体からの光の出射角度に応じ、前記再帰反射シートの内部からアイボックス側に光が出射する入射源となる断面部分に対応して設けられる、
   請求項２または３に記載の空中表示装置。
5. 前記傾斜部が設けられた前記本体側貫通孔の出光側の開口の中心は、前記本体側貫通孔の入光側の開口の中心よりもアイボックスが位置する方向と反対方向にずれて設けられる、
   請求項２または３に記載の空中表示装置。
6. 前記再帰反射シートに前記本体側貫通孔が設けられる場合に、前記本体側貫通孔の断面への光の入射を阻止する前記構造は、前記本体側貫通孔として設けられた拡大孔である、
   請求項１に記載の空中表示装置。
7. 前記拡大孔は、複数の前記貫通孔を包含する大きさであるか、または、個々の前記貫通孔を包含する大きさである、
   請求項６に記載の空中表示装置。
8. 前記拡大孔は、ユーザが視認するアイボックスの位置および前記面状発光体からの光の出射角度に応じ、前記再帰反射シートの内部からアイボックス側に光が出射する源となる断面部分に対応して設けられる、
   請求項６または７に記載の空中表示装置。
9. 前記拡大孔が個々の前記貫通孔を包含する場合、前記拡大孔の中心は、包含される前記貫通孔の中心よりもアイボックスが位置する方向と反対方向にずれて設けられる、
   請求項６または７に記載の空中表示装置。
10. 前記再帰反射シートに前記本体側貫通孔が設けられる場合に、前記本体側貫通孔の断面への光の入射を阻止する前記構造は、前記本体側貫通孔の断面の少なくとも一部に設けられた吸収層である、
    請求項１に記載の空中表示装置。
11. 前記再帰反射シートが前記遮光シートを有しておらず、
    前記再帰反射シートに前記本体側貫通孔が設けられる場合に、前記本体側貫通孔の断面への光の入射を阻止する前記構造は、前記本体側貫通孔の断面の少なくとも一部に設けられた吸収層である、
    請求項１に記載の空中表示装置。
12. 前記再帰反射シートに前記本体側貫通孔が設けられない場合に、前記再帰反射シートの前記遮光シート以外の部分の前記貫通孔に対応する部分の光の透過を確保する前記構造は、前記貫通孔よりも大きい範囲において前記再帰反射シートにプリズムおよび反射層が設けられない領域である、
    請求項１に記載の空中表示装置。
13. 前記再帰反射シートに前記本体側貫通孔が設けられない場合に、前記再帰反射シートの前記遮光シート以外の部分の前記貫通孔に対応する部分の光の透過を確保する前記構造は、前記貫通孔よりも大きい範囲において前記再帰反射シートに反射層が設けられない領域である、
    請求項１に記載の空中表示装置。
14. 前記領域は、複数の前記貫通孔を包含する大きさであるか、または、個々の前記貫通孔を包含する大きさである、
    請求項１２または１３に記載の空中表示装置。
15. 前記遮光シートは、シート単体で構成され、または、透明シート上に遮光印刷されて構成される、
    請求項１に記載の空中表示装置。
16. 前記遮光シートを含む前記再帰反射シートの厚さは、前記貫通孔の大きさに対して略１以下である、
    請求項１に記載の空中表示装置。

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