JP7067809B2 - Display device - Google Patents

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Description

本発明は、表示装置に関する。 The present invention relates to a display device .

近年、通信・放送、エンターテイメント、アート、医療等をはじめとする分野において、環境や空間を利用し、特殊なメガネ等をかけなくても見える像を三次元空間内に表示可能な空中表示技術が注目されている。前述のように三次元空間内に像を表示する方法の一つとして、再帰反射を用いた空中表示(Aerial Imaging by Retro-Reflection:AIRR)が知られている(例えば、非特許文献1参照)。 In recent years, in fields such as communication / broadcasting, entertainment, art, and medical care, aerial display technology that can display images that can be seen without wearing special glasses by using the environment and space has become available in three-dimensional space. Attention has been paid. As described above, as one of the methods for displaying an image in a three-dimensional space, an aerial display using retroreflection (Aerial Imaging by Retro-Reflection: AIRR) is known (see, for example, Non-Patent Document 1). ..

図51に示す表示装置101は、AIRRの構成の一例であり、ディスプレイD1等に設けられた光源Sと、ハーフミラー104と、再帰反射部106と、を備える。光源Sから出射された光L1のうち、光L101の一部は、ハーフミラー104によって反射光L102として反射される。反射光L102は、再帰反射部106に入射し、再帰反射部106によって入射方向と同じ方向に反射され、反射光L103としてハーフミラー104に入射すると共に、ハーフミラー104を透過し、ハーフミラー104に対してディスプレイD1の面対称となる位置Q1に空中像Iを形成する。ユーザには、ハーフミラー104に対して光源Sとは反対側の観察方向E0から空間A(即ち、ハーフミラー104に対してユーザがいる空間)内に表示された空中像Iが見える。ここで、ユーザが観察できる空中像Iは、ユーザの視点位置からハーフミラー104を通して再帰反射部106が見える範囲に限られる。空中像Iが形成されていても、ユーザーにはある領域Z1内の空中像しか観察できない。 The display device 101 shown in FIG. 51 is an example of the configuration of the AIRR, and includes a light source S provided on the display D1 and the like, a half mirror 104, and a retroreflective unit 106. Of the light L1 emitted from the light source S, a part of the light L101 is reflected as the reflected light L102 by the half mirror 104. The reflected light L102 is incident on the retroreflective unit 106, is reflected by the retroreflective unit 106 in the same direction as the incident direction, is incident on the half mirror 104 as reflected light L103, is transmitted through the half mirror 104, and is transmitted to the half mirror 104. On the other hand, an aerial image I is formed at a position Q1 that is plane-symmetrical to the display D1. The user can see the aerial image I displayed in the space A (that is, the space in which the user is present with respect to the half mirror 104) from the observation direction E0 on the side opposite to the light source S with respect to the half mirror 104. Here, the aerial image I that can be observed by the user is limited to the range in which the retroreflective portion 106 can be seen from the user's viewpoint position through the half mirror 104. Even if the aerial image I is formed, the user can only observe the aerial image in a certain area Z1.

また、特許文献1には、部品数を抑えた構成の一例として、対象物(光源)からの光の通路に置かれるビーム分割装置、及びビーム分割装置により透過または反射させられる対象物からの光の通路に置かれる再帰反射手段を有する表示装置が開示されている。特許文献1に記載の表示装置において、ビーム分割装置は、不透明な表面における開口部に装着されている。 Further, in Patent Document 1, as an example of a configuration in which the number of parts is reduced, a beam dividing device placed in a passage of light from an object (light source) and light transmitted or reflected by the beam dividing device are transmitted or reflected by the beam dividing device. A display device having a retroreflective means placed in a passageway is disclosed. In the display device described in Patent Document 1, the beam dividing device is attached to an opening in an opaque surface.

特表平9-506717号公報Special Table No. 9-506717

H.Yamamoto,Y.Tomiyama,S,Suyama,“Floating aerial LED signage based on aerial imaging by retro-reflection (AIRR)”,Optics Express,Vol.22,No.22,pp.26919-26924(2014).H. Yamamoto, Y. Tomiyama, S, Suyama, "Floating aerial LED signage based on aerial imaging by retro-reflection (AIRR)", Optics Express, Vol. 22, No. 22, pp. 26919-26924 (2014).

しかしながら、図51に示す表示装置101では、光L1のうち、光L105,L108の一部は、ハーフミラー104によって反射された後、反射光L106,L109としてディスプレイDに入射し、空中像Iの形成に寄与しない。即ち、従来のAIRRに基づく表示装置では、光L1において空中像Iを形成しない光105が含まれるため、空中像Iが見える角度θ101が小さくなってしまうという問題があった。 However, in the display device 101 shown in FIG. 51, a part of the light L105 and L108 of the light L1 is reflected by the half mirror 104 and then incident on the display D as the reflected light L106 and L109, and the aerial image I is shown. Does not contribute to formation. That is, in the conventional display device based on AIRR, since the light 105 that does not form the aerial image I in the light L1 is included, there is a problem that the angle θ101 at which the aerial image I can be seen becomes small.

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであって、空中に形成される像(空中像)をより広い角度から観察可能とする表示装置を提供する。 The present invention has been made to solve the above problems, and provides a display device capable of observing an image formed in the air (aerial image) from a wider angle.

本発明に係る表示装置は、S波偏光を出射するS波出射部とP波偏光を出射するP波出射部とを備え、前記S波偏光と前記P波偏光とを含む光を出射するディスプレイと、入射する光の電界振動方向に(π/2)の位相差を与えて当該光を透過させる第一波長板と、前記ディスプレイ側から入射した光を透過させ、前記ディスプレイ側とは反対側から入射した光を再帰反射する第一再帰反射部と、入射する光の電界振動方向に(π/2)の位相差を与えて当該光を透過させる第二波長板と、前記ディスプレイ側から入射した光を反射光と透過光とに分岐する光分岐部と、を備え、前記ディスプレイ、前記第一波長板、前記第一再帰反射部、前記第二波長板、及び前記光分岐部がこの順に配置され、前記ディスプレイから出射された光が前記第一波長板、前記第一再帰反射部、及び前記第二波長板を透過して、前記光分岐部に入射し、前記光分岐部で反射された光が前記第二波長板を透過して前記第一再帰反射部で再帰反射される。 The display device according to the present invention includes an S-wave emitting unit that emits S-wave polarized light and a P-wave emitting unit that emits P-wave polarized light, and emits light including the S-wave polarized light and the P-wave polarized light. A first wavelength plate that gives (π / 2) a phase difference in the electric field vibration direction of the incident light to transmit the light, and a side opposite to the display side that transmits the light incident from the display side. The first retroreflective part that retroreflects the light incident from the light, the second wavelength plate that gives a phase difference of (π / 2) in the electric field vibration direction of the incident light and transmits the light, and the incident from the display side. The display, the first wavelength plate, the first retroreflective part, the second wavelength plate, and the optical branching part are provided in this order with an optical branching portion for branching the reflected light into reflected light and transmitted light. The light that is arranged and emitted from the display passes through the first wavelength plate, the first retroreflective portion, and the second wavelength plate, enters the optical branch portion, and is reflected by the optical branch portion. The light passes through the second wavelength plate and is retroreflected by the first retroreflective unit.

発明に係る表示装置はS波偏光を出射するS波出射部とP波偏光を出射するP波出射部とを備え、前記S波偏光と前記P波偏光とを含む光を出射するディスプレイと、透過型視差バリア、透過型パララックスバリア、及び透過型レンチキュラーレンズのうち少なくとも何れかを備える3次元フィルムと、前記ディスプレイ側から入射した光を透過させ、前記ディスプレイ側とは反対側から入射した光を再帰反射する第一再帰反射部と、前記ディスプレイ側から入射した光を反射光と透過光とに分岐する光分岐部と、を備え、前記ディスプレイ、前記3次元フィルム、前記第一再帰反射部、及び前記光分岐部がこの順に配置され、前記ディスプレイから出射された光が前記3次元フィルム及び前記第一再帰反射部を透過して、前記光分岐部に入射し、前記光分岐部で反射された光が前記第一再帰反射部で再帰反射される。 The display device according to the present invention includes an S-wave emitting unit that emits S-wave polarized light and a P-wave emitting unit that emits P-wave polarized light, and emits light including the S-wave polarized light and the P-wave polarized light. A three-dimensional film having at least one of a display, a transmissive differential barrier, a transmissive parallax barrier, and a transmissive lenticular lens, and light incident from the display side is transmitted from the side opposite to the display side. The display, the three-dimensional film, and the first The retroreflective part and the optical branching part are arranged in this order, and the light emitted from the display passes through the three-dimensional film and the first retroreflective part and is incident on the optical branching part to enter the optical branching part. The light reflected by the unit is retroreflected by the first retroreflective unit.

発明に係る表示装置では、前記3次元フィルムは、前記ディスプレイから出射された前記S波偏光を第1観測位置に向けて出射し、前記ディスプレイから出射された前記P波偏光を前記第1観測位置とは異なる第2観測位置に向けて出射してもよい。 In the display device according to the present invention, the three-dimensional film emits the S-wave polarization emitted from the display toward the first observation position, and the P-wave polarization emitted from the display is the first observation. It may be emitted toward the second observation position different from the position.

発明に係る表示装置は、前記ディスプレイの面内の所定の領域毎に当該領域から出射される前記S波偏光又は前記P波偏光が調節可能であってもよい。 In the display device according to the present invention, the S-wave polarization or the P-wave polarization emitted from the region may be adjustable for each predetermined region in the plane of the display.

本発明の表示装置及び空中像の表示方法では、第一光源から出射された第一光の少なくとも一部の光が、第一光分岐部によって第一反射光として反射された後、第一再帰反射部によって第一光分岐部に向けて反射され、第一光分岐部を透過し、空中像を形成することができる。即ち、従来の表示装置では空中像が形成されなかった位置にも第一反射光が到達するので、空中像を形成することができる。従って、本発明によれば、空中像をより広い角度から観察可能とする表示装置及び空中像の表示方法を提供することができる。 In the display device and the display method of the aerial image of the present invention, at least a part of the first light emitted from the first light source is reflected as the first reflected light by the first light branching portion, and then the first recurrence. It is reflected toward the first light branch by the reflecting portion, passes through the first light branch, and can form an aerial image. That is, since the first reflected light reaches the position where the aerial image was not formed by the conventional display device, the aerial image can be formed. Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a display device capable of observing an aerial image from a wider angle and a method for displaying an aerial image.

本発明に係る第一実施形態の表示装置の構成を示す概略図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the display device of 1st Embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る第一実施形態の表示装置に用いられる再帰反射部の構造の第一例を示す側面図である。It is a side view which shows the 1st example of the structure of the retroreflection part used in the display device of 1st Embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る第一実施形態の表示装置に用いられる再帰反射部の構造の第二例を示す側面図である。It is a side view which shows the 2nd example of the structure of the retroreflection part used in the display device of 1st Embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る第二実施形態の表示装置の構成を示す概略図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the display device of the 2nd Embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る第三実施形態の表示装置の構成を示す概略図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the display device of the 3rd Embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る第三実施形態の表示装置の変形例の構成を示す概略図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the modification of the display device of 3rd Embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る第四実施形態の表示装置の構成を示す概略図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the display device of 4th Embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る第五実施形態の表示装置の構成を示す概略図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the display device of the 5th Embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る第六実施形態の表示装置の構成を示す概略図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the display device of the 6th Embodiment which concerns on this invention. 図9に示す表示装置の第四ディスプレイの平面図である。It is a top view of the 4th display of the display device shown in FIG. 本発明に係る第六実施形態の第一変形例である表示装置の構成を示す概略図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the display device which is the 1st modification of the 6th Embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る第六実施形態の第二変形例である表示装置の構成を示す概略図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the display device which is the 2nd modification of the 6th Embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る第七実施形態の表示装置の構成を示す概略図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the display device of 7th Embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る第八実施形態の表示装置の構成を示す概略図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the display device of 8th Embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る第九実施形態の表示装置の構成を示す概略図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the display device of the 9th Embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る第九実施形態の第一変形例である表示装置の構成を示す概略図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the display device which is the 1st modification of the 9th Embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る第九実施形態の別の変形例である表示装置の構成を示す概略図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the display device which is another modification of the 9th Embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る第九実施形態の第二変形例である表示装置の構成を示す概略図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the display device which is the 2nd modification of the 9th Embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る第十実施形態の表示装置の構成を示す概略図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the display device of the tenth embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る第十実施形態の表示装置の別の構成を示す概略図である。It is a schematic diagram which shows another structure of the display device of the tenth embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る第十実施形態の表示装置のさらに別の構成を示す概略図である。It is a schematic diagram which shows still another structure of the display device of the tenth embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る第十実施形態の表示装置の他の構成を示す概略図である。It is a schematic diagram which shows the other structure of the display device of the tenth embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る第十実施形態の表示装置のさらに他の構成を示す概略図である。It is a schematic diagram which shows the other structure of the display device of the tenth embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る表示装置の第一変形例の構成を示す概略図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the 1st modification of the display device which concerns on this invention. 本発明に係る表示装置の第二変形例の構成を示す概略図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the 2nd modification of the display device which concerns on this invention. 本発明に係る表示装置であって、筐体に収められた表示装置の構成を示す概略図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the display device which is the display device which concerns on this invention, and is housed in a housing. 本発明に係る表示装置の使用例を示す概略図である。It is a schematic diagram which shows the use example of the display device which concerns on this invention. 実施例1の表示装置1Aによって表示された空中像及び光源による直接透過光の写真である。It is a photograph of the aerial image displayed by the display device 1A of the first embodiment and the direct transmitted light by the light source. 実施例2の表示装置1Eによって表示された空中像及び光源による直接透過光の写真である。It is a photograph of the aerial image displayed by the display device 1E of the second embodiment and the direct transmitted light by the light source. 実施例3の表示装置1Gによって表示された空中像及び光源による直接透過光の写真である。It is a photograph of the aerial image displayed by the display device 1G of the third embodiment and the direct transmitted light by the light source. 実施例3の表示装置1G´によって表示された空中像及び光源による直接透過光の写真である。It is a photograph of the aerial image displayed by the display device 1G'of Example 3 and the direct transmitted light by the light source. 実施例4の表示装置1Hによって表示された空中像及び光源による直接透過光の写真である。It is a photograph of the aerial image displayed by the display device 1H of the fourth embodiment and the direct transmitted light by the light source. 実施例5の表示装置1Kによって表示された空中像及び光源による直接透過光の写真である。It is a photograph of the aerial image displayed by the display device 1K of the fifth embodiment and the direct transmitted light by the light source. 実施例6の表示装置1Pによって表示された空中像の写真である。It is a photograph of the aerial image displayed by the display device 1P of the sixth embodiment. 実施例6の表示装置1Qによって表示された空中像の写真である。It is a photograph of the aerial image displayed by the display device 1Q of the sixth embodiment. 実施例7及び比較例1で用いられた特殊カラーディスプレイの出射像である。It is an emission image of the special color display used in Example 7 and Comparative Example 1. 比較例1の表示装置CTによって表示された空中像の写真である。It is a photograph of an aerial image displayed by the display device CT of Comparative Example 1. 実施例7の表示装置1T(1)によって表示された空中像の写真である。It is a photograph of the aerial image displayed by the display device 1T (1) of the seventh embodiment. 実施例7の表示装置1T(2)によって表示された空中像の写真である。It is a photograph of the aerial image displayed by the display device 1T (2) of the seventh embodiment. 実施例7の表示装置1T(3)によって表示された空中像の写真である。It is a photograph of the aerial image displayed by the display device 1T (3) of the seventh embodiment. 実施例7の表示装置1T(4)によって表示された空中像の写真である。It is a photograph of the aerial image displayed by the display device 1T (4) of the seventh embodiment. 実施例8の表示装置1T(2)によって表示された空中像を、空中像に対して正対する向きの左側で撮影した写真である。It is a photograph of the aerial image displayed by the display device 1T (2) of the eighth embodiment taken on the left side in the direction facing the aerial image. 実施例8の表示装置1T(2)によって表示された空中像を、空中像に対して正対する向きの正面で撮影した写真である。It is a photograph of the aerial image displayed by the display device 1T (2) of the eighth embodiment taken in front of the direction facing the aerial image. 実施例8の表示装置1T(2)によって表示された空中像を、空中像に対して正対する向きの右側で撮影した写真である。It is a photograph of the aerial image displayed by the display device 1T (2) of the eighth embodiment taken on the right side in the direction facing the aerial image. 実施例8の表示装置1T(2)によって表示された別の空中像を、空中像に対して正対する向きの左で撮影した写真である。It is a photograph of another aerial image displayed by the display device 1T (2) of the eighth embodiment taken on the left in the direction facing the aerial image. 実施例8の表示装置1T(2)によって表示された別の空中像を、空中像に対して正対する向きの正面で撮影した写真である。It is a photograph taken in front of another aerial image displayed by the display device 1T (2) of Example 8 in the direction facing the aerial image. 実施例8の表示装置1T(2)によって表示された別の空中像を、空中像に対して正対する向きの右側で撮影した写真である。It is a photograph of another aerial image displayed by the display device 1T (2) of the eighth embodiment taken on the right side in the direction facing the aerial image. 実施例9の表示装置の構成を示す概略図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the display device of Example 9. 実施例9の表示装置において波長板53を配置する前に表示された空中像の写真である。It is a photograph of the aerial image displayed before arranging the wave plate 53 in the display device of the ninth embodiment. 実施例9の表示装置において波長板53を配置した際に表示された空中像の写真である。It is a photograph of an aerial image displayed when the wave plate 53 is arranged in the display device of the ninth embodiment. 従来の表示装置の構成を示す概略図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the conventional display device.

以下、本発明に係る表示装置及び空中像の表示方法の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の説明で用いる図面は模式的なものであり、長さ、幅、及び厚みの比率等は実際のものと同一とは限らず、適宜変更できる。 Hereinafter, embodiments of the display device and the method for displaying an aerial image according to the present invention will be described with reference to the drawings. The drawings used in the following description are schematic, and the length, width, thickness ratio, etc. are not always the same as the actual ones and can be changed as appropriate.

(第一実施形態)
図1に示すように、第一実施形態の表示装置1Aは、第一光源S1と、第一再帰反射部2Aと、第一光分岐部4と、第二再帰反射部6と、を備えている。
(First Embodiment)
As shown in FIG. 1, the display device 1A of the first embodiment includes a first light source S1, a first retroreflective unit 2A, a first light branching unit 4, and a second retroreflective unit 6. There is.

第一光源S1は、例えばLEDであるが、特に限定されない。第一実施形態の表示装置1Aの第一光源S1は、第一ディスプレイD1の板面と平行に複数配列され、互いに光の出射方向を揃えて設けられている。なお、第一光源S1の数及び相対配置は、特に制限されない。 The first light source S1 is, for example, an LED, but is not particularly limited. A plurality of first light sources S1 of the display device 1A of the first embodiment are arranged in parallel with the plate surface of the first display D1 and are provided so that the light emission directions are aligned with each other. The number and relative arrangement of the first light sources S1 are not particularly limited.

本発明において、第一再帰反射部2は、第一光源S1から出射される第一光L1の出射方向E1を示す第一出射軸J1上の位置P2に配置されている。
第一実施形態の第一再帰反射部2Aは、第一出射軸J1上の第一光源S1を基準として出射方向E1に配置されている。第一再帰反射部2Aは、第一出射軸J1上において、第一ディスプレイD1(即ち、第一光源S1の位置PS1)の近傍に配置されていることが好ましい。第一再帰反射部2Aは、第一ディスプレイD1の第一光源S1の出射方向E1側に貼着され、第一ディスプレイD1と一体化されていてもよい。
In the present invention, the first retroreflective unit 2 is arranged at the position P2 on the first emission axis J1 indicating the emission direction E1 of the first light L1 emitted from the first light source S1.
The first retroreflective unit 2A of the first embodiment is arranged in the emission direction E1 with reference to the first light source S1 on the first emission axis J1. The first retroreflective unit 2A is preferably arranged on the first emission axis J1 in the vicinity of the first display D1 (that is, the position PS1 of the first light source S1). The first retroreflective unit 2A may be attached to the emission direction E1 side of the first light source S1 of the first display D1 and integrated with the first display D1.

第一再帰反射部2Aは、公知の再帰反射構造を備えている。第一再帰反射部2Aの再帰反射構造としては、例えば、図2及び図3に示すように、少なくとも一以上の反射面12を有する単位構造10を複数備えた再帰反射構造3A,3Bが挙げられる。 The first retroreflective unit 2A has a known retroreflective structure. Examples of the retroreflective structure of the first retroreflective unit 2A include retroreflective structures 3A and 3B including a plurality of unit structures 10 having at least one or more reflecting surfaces 12, as shown in FIGS. 2 and 3. ..

図2に示す再帰反射構造3Aの表面3a(即ち、光が入射する面)は平坦に形成されている。一方、再帰反射構造3Aの表面3bには、側面視した際に単位構造10を構成する三角形状が表面3bに沿って互いに隣接するように複数形成されている。
表面3aに入射した光L10aは、表面2aを透過し、単位構造10の反射面12aに光L10bとして入射する。光L10bは反射面12aよって反射され、光L10cとして単位構造10の反射面12cに向かって進む。再帰反射構造3Aにおいて、単位構造10の反射面12a,12cがなす内角は、所定の角度(即ち、略90°)に設定されている。従って、反射面12cに入射した光L10cは、反射面12cによって光L10bと平行する方向に光L10dとして反射され、表面3aから反射光L10eとして出射される。
なお、図2では、表面3aを境界とする光10aから光10bへの屈折及び光10dから光10eへの屈折角の図示は省略する。
The surface 3a (that is, the surface on which light is incident) of the retroreflection structure 3A shown in FIG. 2 is formed flat. On the other hand, on the surface 3b of the retroreflective structure 3A, a plurality of triangular shapes constituting the unit structure 10 are formed so as to be adjacent to each other along the surface 3b when viewed from the side.
The light L10a incident on the surface 3a passes through the surface 2a and is incident on the reflecting surface 12a of the unit structure 10 as the light L10b. The light L10b is reflected by the reflecting surface 12a and travels toward the reflecting surface 12c of the unit structure 10 as the light L10c. In the retroreflective structure 3A, the internal angles formed by the reflective surfaces 12a and 12c of the unit structure 10 are set to a predetermined angle (that is, approximately 90 °). Therefore, the light L10c incident on the reflecting surface 12c is reflected as the light L10d in the direction parallel to the light L10b by the reflecting surface 12c, and is emitted from the surface 3a as the reflected light L10e.
In FIG. 2, the refraction from the light 10a to the light 10b and the refraction angle from the light 10d to the light 10e with the surface 3a as a boundary are omitted.

図3に示す再帰反射構造3Bの表面3a,3bには、それぞれ側面視した際に単位構造10を構成する半円形状が表面3a,3bに沿って互いに隣接するように複数形成されている。即ち、再帰反射構造3Bは、微小な円柱体或いは球体を一方向に沿って互いに隣接するように複数並べられた構造である。
表面3aに入射した光L10aは、表面3aを透過し、表面3aによってその曲率に応じた屈折角で屈折し、光L10bとして単位構造10の反射面12aに向かって進む。反射面12aに入射した光L10bは、反射面12aによって反射し、反射光L10dとして表面3aに向かって進む。表面3a及び反射面12aが互いに対応して球をなすように形成されているので、反射面12aによって反射された光L10dは、表面3aによって光L10aと平行する方向に屈折され、表面3aから反射光L10eとして出射される。
On the surfaces 3a and 3b of the retroreflective structure 3B shown in FIG. 3, a plurality of semicircular shapes constituting the unit structure 10 when viewed from the side are formed so as to be adjacent to each other along the surfaces 3a and 3b. That is, the retroreflection structure 3B is a structure in which a plurality of minute cylinders or spheres are arranged so as to be adjacent to each other along one direction.
The light L10a incident on the surface 3a passes through the surface 3a, is refracted by the surface 3a at a refraction angle corresponding to its curvature, and travels toward the reflecting surface 12a of the unit structure 10 as the light L10b. The light L10b incident on the reflecting surface 12a is reflected by the reflecting surface 12a and travels toward the surface 3a as the reflected light L10d. Since the surface 3a and the reflecting surface 12a are formed so as to form a sphere corresponding to each other, the light L10d reflected by the reflecting surface 12a is refracted by the surface 3a in a direction parallel to the light L10a and reflected from the surface 3a. It is emitted as light L10e.

再帰反射構造3A,3Bを備えた第一再帰反射部2Aによれば、入射角と出射角が等しくなるので、第一再帰反射部2Aに入射する光は、再帰反射構造3Aの素材の屈折率によらず、入射方向と同じ方向に反射される。第一再帰反射部2Aは、再帰反射構造3A又は再帰反射構造3Bの表面3b側を第一光源S1に向けて配置されている。 According to the first retroreflective unit 2A provided with the retroreflective structures 3A and 3B, the incident angle and the emitted angle are equal, so that the light incident on the first retroreflective unit 2A has the refractive index of the material of the retroreflective structure 3A. Regardless, it is reflected in the same direction as the incident direction. The first retroreflective unit 2A is arranged so that the surface 3b side of the retroreflective structure 3A or the retroreflective structure 3B faces the first light source S1.

第一再帰反射部2Aの素材は、第一光L1を透過可能とし、第一再帰反射部2Aに第一光分岐部4側(即ち、出射方向E1の反対側)から入射する光を再帰反射可能であれば、特に限定されない。第一光L1が可視光であれば、第一光L1を再帰反射構造3A,3Bの内部でより高効率に透過させることが可能である点から、第一再帰反射部2Aの素材としては、例えば光学ガラス、ポリカーボネート樹脂(PC)、ポリメタクリル酸メチル樹脂(PMMA)等が挙げられる。また、表面3b側、即ち反射面12a,12cには、不図示の反射物質が当接して設けられている。反射物質としては、第一光L1を出射方向E1に透過可能であって、第一再帰反射部2Aに対して出射方向E1の反対方向に入射する光(例えば、光L16等)を反射可能な物質が用いられ、例えば誘電体物質等が挙げられる。 The material of the first retroreflective part 2A allows the first light L1 to pass through, and retroreflects the light incident on the first retroreflective part 2A from the first light branching part 4 side (that is, the opposite side of the emission direction E1). If possible, there is no particular limitation. If the first light L1 is visible light, the first light L1 can be transmitted more efficiently inside the retroreflective structures 3A and 3B, so that the material of the first retroreflective portion 2A is Examples thereof include optical glass, polycarbonate resin (PC), polymethyl methacrylate resin (PMMA) and the like. Further, a reflective substance (not shown) is provided in contact with the surface 3b side, that is, the reflective surfaces 12a and 12c. As the reflective substance, the first light L1 can be transmitted in the emission direction E1 and can reflect light (for example, light L16 or the like) incident on the first retroreflective portion 2A in the direction opposite to the emission direction E1. A substance is used, and examples thereof include a dielectric substance.

なお、第一再帰反射部2に入射する光を入射方向と同じ方向に反射させることができれば、第一再帰反射部2の構造及び素材は特に限定されない。
例えば、第一再帰反射部2としては、フルコーナーキューブ、キャットアイ再帰性反射材、レンチキュラーレンズと反射板とを組み合わせたもの、単レンズが縦横に接して配列されたレンズ(所謂、ハエの目レンズ、フライアイレンズ)と反射板とを組み合わせたもの、再帰性反射性能をコピーしたホログラム、空間光変調器(Spatial Light Modulator:SLM)や音響光変調器(Acoust Optic Modulator:AOM)等で構成可能であって再帰性反射機能をプログラムしたデジタルホログラム、位相共役鏡等が挙げられる。フルコーナーキューブとしては、例えば公知のプリズム型反射シート(例えば、http://www.yao-sangyo.co.jp/sign/prism_4090.html等参照)やクリスタルグレード(登録商標、例えば、http://www.carbide.co.jp/jp/viewer/file/product/4c74f1d8ac72dfc26d1e3587c0358529.pdfsurasshu4c74f1d8ac72dfc26d1e3587c0358529.pdf等参照)が挙げられる。
The structure and material of the first retroreflective unit 2 are not particularly limited as long as the light incident on the first retroreflective unit 2 can be reflected in the same direction as the incident direction.
For example, the first retroreflective unit 2 includes a full-corner cube, a cat-eye retroreflective material, a combination of a wrenchular lens and a reflector, and a lens in which single lenses are arranged in vertical and horizontal contact (so-called flies' eyes). A combination of a lens (lens, fly-eye lens) and a reflector, a hologram that copies the retroreflective performance, a spatial light modulator (SLM), an acoustic optical modulator (AOM), etc. Examples include digital holograms, phase conjugate mirrors, etc., which are possible and have a retroreflective function programmed. Examples of the full corner cube include known prism type reflective sheets (see, for example, http://www.yao-sangyo.co.jp/sign/prism_4090.html, etc.) and crystal grades (registered trademarks, for example, http: /). /Www.carbide.co.jp/jp/viewer/file/product/4c74f1d8ac72dfc26d1e3587c0358529.pdfsurasshu4c74f1d8ac72dfc26d1e3587c035529.

第一光分岐部4は、第一再帰反射部2Aを透過した第一光L1の一部を第一反射光L2として第二再帰反射部6に向けて反射し、第二再帰反射部6によって反射された第一反射光L2の少なくとも一部を透過する。第一光分岐部4は、第一光源S1及び第一再帰反射部2Aよりユーザの観察位置側の所定の位置に配置されている。第一光分岐部4は、例えばハーフミラーであるが、上述のように第一光L1の一部を反射し、第一再帰反射部2Aによって反射された第一反射光L2の少なくとも一部を透過させることができれば、特に限定されない。このような第一光分岐部4としては、ハーフミラーの他に、例えばアクリルやガラスからなる板状部材、或いはこれらの素材から構成されて中空に水が収容された中空体、パンチングメタル等の開口列を有する板、ワイヤーグリッドフィルム、反射型偏光フィルム、その他、一般にビームスプリッターと呼ばれるもの等が挙げられる。 The first light branching unit 4 reflects a part of the first light L1 transmitted through the first retroreflective unit 2A as the first reflected light L2 toward the second retroreflective unit 6, and is reflected by the second retroreflective unit 6. It transmits at least a part of the reflected first reflected light L2. The first light branching unit 4 is arranged at a predetermined position on the user's observation position side with respect to the first light source S1 and the first retroreflective unit 2A. The first light branching unit 4 is, for example, a half mirror, but as described above, it reflects a part of the first light L1 and at least a part of the first reflected light L2 reflected by the first retroreflective unit 2A. It is not particularly limited as long as it can be made transparent. In addition to the half mirror, such a first light branching portion 4 includes, for example, a plate-shaped member made of acrylic or glass, a hollow body made of these materials and containing water in a hollow, a punching metal, or the like. Examples include a plate having a row of openings, a wire grid film, a reflective polarizing film, and a beam splitter generally called a beam splitter.

第二再帰反射部6は、第一光分岐部4によって反射された第一反射光L2の出射方向E2を示す第二出射軸J2上の位置P6に配置されている。第二再帰反射部6の位置P6は、出射方向E2にあって、第一ディスプレイD1の位置PS1、第一再帰反射部2Aの位置P2、第一光分岐部4の位置P4を勘案し、第一反射光L2が入射可能な位置に、適切に設定されている。 The second retroreflective unit 6 is arranged at a position P6 on the second emission axis J2 indicating the emission direction E2 of the first reflected light L2 reflected by the first light branching unit 4. The position P6 of the second retroreflective unit 6 is in the emission direction E2, and takes into consideration the position PS1 of the first display D1, the position P2 of the first retroreflective unit 2A, and the position P4 of the first optical branching unit 4. One reflected light L2 is appropriately set at a position where it can be incident.

第二再帰反射部6は、公知の再帰反射構造を備えている。即ち、第二再帰反射部6の構造及び素材としては、前述した第一再帰反射部2と同様の構造及び素材が挙げられるが、第二再帰反射部6に入射する光を入射方向と同じ方向に反射させることができれば、特に限定されない。但し、第二再帰反射部6では第一反射光L2が透過する必要がないため、例えば再帰反射構造3A,3Bを採用した場合、表面3b側、即ち反射面12a,12cに設けられる反射物質としては、前述の誘電体物質等の他に、例えばアルミ、金、銀等が挙げられる。 The second retroreflective unit 6 has a known retroreflective structure. That is, examples of the structure and material of the second retroreflective unit 6 include the same structure and material as the first retroreflective unit 2 described above, but the light incident on the second retroreflective unit 6 is directed in the same direction as the incident direction. As long as it can be reflected to, it is not particularly limited. However, since it is not necessary for the first reflected light L2 to be transmitted in the second retroreflective unit 6, for example, when the retroreflective structures 3A and 3B are adopted, as a reflective substance provided on the surface 3b side, that is, the reflective surfaces 12a and 12c. In addition to the above-mentioned dielectric material and the like, for example, aluminum, gold, silver and the like can be mentioned.

第一実施形態の表示装置1Aでは、第一光源S1から出射される第一光L1のうち、光L11の一部は、第一光分岐部4によって反射光L12(第一反射光L2)として反射される。反射光L12は、第二再帰反射部6に入射し、第二再帰反射部6によって入射方向と同じ方向に反射され、反射光L13として第一光分岐部4に入射すると共に、第一光分岐部4を透過し、第一光分岐部4の板面(即ち、反射面)に対して、第一光源S1と対称な位置Q1に空中像Iを形成する。
また、第一光L1のうち、光L15は、第一光分岐部4によって反射された後、反射光L16(第一反射光L2)として第一再帰反射部2Aに入射し、第一再帰反射部2Aによって入射方向と同じ方向に反射され、第一光分岐部4を透過し、第一光分岐部4の板面(即ち、反射面)に対して、第一光源S1と対称な位置Q1に空中像Iを形成する。
そして、例えば第一ディスプレイD1の一方の端部に配置された第一光源S1から出射された光L18(第一光L1)は、第一光分岐部4によって反射された後、反射光L19(第一反射光L2)として第一再帰反射部2Aに入射し、第一再帰反射部2Aによって入射方向と同じ方向に反射され、第一光分岐部4を透過し、第一光分岐部4の板面(即ち、反射面)に対して、第一光源S1と対称な位置Q2に空中像Iを形成する。
In the display device 1A of the first embodiment, of the first light L1 emitted from the first light source S1, a part of the light L11 is used as reflected light L12 (first reflected light L2) by the first light branching portion 4. Be reflected. The reflected light L12 is incident on the second retroreflective unit 6, reflected by the second retroreflective unit 6 in the same direction as the incident direction, is incident on the first light branch portion 4 as the reflected light L13, and is the first light branch. It passes through the portion 4 and forms an aerial image I at a position Q1 symmetric with the first light source S1 with respect to the plate surface (that is, the reflecting surface) of the first light branching portion 4.
Further, of the first light L1, the light L15 is reflected by the first light branching portion 4 and then is incident on the first retroreflective portion 2A as reflected light L16 (first reflected light L2) to be first retroreflected. A position Q1 that is reflected by the portion 2A in the same direction as the incident direction, passes through the first light branch portion 4, and is symmetric with respect to the plate surface (that is, the reflection surface) of the first light branch portion 4 with respect to the first light source S1. Form an aerial image I.
Then, for example, the light L18 (first light L1) emitted from the first light source S1 arranged at one end of the first display D1 is reflected by the first light branching portion 4, and then the reflected light L19 ( It is incident on the first retroreflective part 2A as the first reflected light L2), is reflected by the first retroreflective part 2A in the same direction as the incident direction, passes through the first light branch part 4, and is transmitted by the first light branch part 4. An aerial image I is formed at a position Q2 symmetrical to the first light source S1 with respect to the plate surface (that is, the reflecting surface).

以上説明した第一実施形態の表示装置1Aによれば、ユーザーは、空間A(即ち、第一光分岐部4に対してユーザがいる空間)内のある領域Z1に加えて、従来の表示装置では像が観察できなかった領域Z2にも空中像Iを観察することができる。従って、ユーザは、第一光分岐部4に対して第一光源S1とは反対側の観察方向E0から領域Z1及び領域Z2に表示された空中像Iを観察することができる。これにより、表示装置1Aにおいて空中像Iが見える角度θ1Aを大きくすることができる。また、図1を参照するとわかるように、第一ディスプレイD1における第一光源S1の位置によらず、第一光源S1から出射された第一光L1の略全部を像Iの形成に寄与させることができるため、空中像Iの明るさの向上を図ることができる。 According to the display device 1A of the first embodiment described above, the user can use the conventional display device in addition to a certain area Z1 in the space A (that is, the space where the user is with respect to the first optical branch portion 4). Then, the aerial image I can be observed in the region Z2 where the image could not be observed. Therefore, the user can observe the aerial image I displayed in the region Z1 and the region Z2 from the observation direction E0 on the side opposite to the first light source S1 with respect to the first optical branch portion 4. As a result, the angle θ1A at which the aerial image I can be seen on the display device 1A can be increased. Further, as can be seen with reference to FIG. 1, substantially all of the first light L1 emitted from the first light source S1 contributes to the formation of the image I regardless of the position of the first light source S1 in the first display D1. Therefore, it is possible to improve the brightness of the aerial image I.

(第二実施形態)
次いで、本発明に係る第二実施形態の表示装置1Bについて説明する。なお、図4に示す第二実施形態の表示装置1Bの構成要素において、図1等に示す第一実施形態の表示装置1Aの構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
(Second embodiment)
Next, the display device 1B of the second embodiment according to the present invention will be described. In the components of the display device 1B of the second embodiment shown in FIG. 4, the same components as the components of the display device 1A of the first embodiment shown in FIG. 1 and the like are designated by the same reference numerals. The explanation is omitted.

図4に示すように、表示装置1Bは、第一光源S1と、第一再帰反射部2Aと、第一再帰反射部2Aに対向するように配置された第一光分岐部4と、第一波長板21と、第二波長板22と、第一偏光分岐部25と、を備えている。
また、表示装置1Bでは、第一反射光L2が第一再帰反射部2Aに入射するように構成されている。
As shown in FIG. 4, the display device 1B includes a first light source S1, a first retroreflective unit 2A, a first optical branching unit 4 arranged so as to face the first retroreflective unit 2A, and first. It includes a wave plate 21, a second wave plate 22, and a first polarization branching portion 25.
Further, in the display device 1B, the first reflected light L2 is configured to be incident on the first retroreflective portion 2A.

第一再帰反射部2Aの配置については、ユーザが第一再帰反射部2Aによって形成される空中像Iと第一光源S1(即ち、直接透過光)とを一つに見ることができれば、特に限定されない。具体的には、ユーザの眼の位置と空中像Iとの距離(即ち、観察距離)をVとし、光源S1の位置PS1と第一再帰反射部2Aの位置P2との間隔をTとすると、T<(V/50)であることが好ましい。 The arrangement of the first retroreflective unit 2A is particularly limited as long as the user can see the aerial image I formed by the first retroreflective unit 2A and the first light source S1 (that is, the directly transmitted light) as one. Not done. Specifically, let V be the distance (that is, the observation distance) between the position of the user's eye and the aerial image I, and let T be the distance between the position PS1 of the light source S1 and the position P2 of the first retroreflective unit 2A. It is preferable that T <(V / 50).

第一波長板21は、第一出射軸J1上の第一光源S1と第一再帰反射部2との間に配置されている。第二波長板22は、第一出射軸J1上の第一再帰反射部を基準として第一光L1の出射方向E1に配置されている。
第一波長板21及び第二波長板22は、各々に入射する光の電界振動方向に(π/2)の位相差を与えるように構成され、所謂λ/4板である。
The first wave plate 21 is arranged between the first light source S1 on the first emission axis J1 and the first retroreflective unit 2. The second wave plate 22 is arranged in the emission direction E1 of the first light L1 with reference to the first retroreflective portion on the first emission axis J1.
The first wave plate 21 and the second wave plate 22 are configured to give a phase difference of (π / 2) in the electric field vibration direction of the light incident on each, and are so-called λ / 4 plates.

第一偏光分岐部25は、第一出射軸J1上の第一光源S1と第一波長板21との間に配置されている。従って、表示装置1Bでは、第一光L1の出射方向E1に沿って、第一光源Sを含む第一ディスプレイD1、第一偏光分岐部25、第一波長板21、第一再帰反射部2A、第二波長板22、第一光分岐部4が互いに対向するように配置されている。このうち、第一ディスプレイD1、第一偏光分岐部25、第一波長板21、第一再帰反射部2A、第二波長板22については、互いに極めて近接していることが好ましく、互いに当接して一体化されていてもよい。
第一偏光分岐部25は、P偏光を透過可能且つS偏光を反射可能に構成され、例えば反射型偏光ビームスプリッターである。
The first polarization branching portion 25 is arranged between the first light source S1 on the first emission axis J1 and the first wave plate 21. Therefore, in the display device 1B, the first display D1 including the first light source S, the first polarization branching portion 25, the first wave plate 21, the first retroreflecting portion 2A, along the emission direction E1 of the first light L1. The second wave plate 22 and the first light branch portion 4 are arranged so as to face each other. Of these, the first display D1, the first polarization branching portion 25, the first wavelength plate 21, the first retroreflective portion 2A, and the second wavelength plate 22 are preferably extremely close to each other and are in contact with each other. It may be integrated.
The first polarization branching unit 25 is configured to be able to transmit P-polarization and reflect S-polarization, and is, for example, a reflection type polarization beam splitter.

第二実施形態の表示装置1Bでは、第一光源Sから出射される第一光L1のうち、P偏光の第一光L1のみが第一偏光分岐部25を透過して出射方向E1に沿って出射し、第一波長板21、第一再帰反射部2、第二波長板22をこの順に透過してS偏光の第一光L1となり、出射する。第二波長板22から出射されたS偏光の第一光L1の一部は、第一光分岐部4によって第一反射光L2として反射される。S偏光の第一反射光L2は、第二波長板22を透過し、第二再帰反射部6に入射し、第二再帰反射部6によって入射方向と同じ方向に反射され、再び第二波長板22を透過してP偏光の反射光L3として第一光分岐部4に入射すると共に、第一光分岐部4を透過し、第一光分岐部4の板面(即ち、反射面)に対して、第一光源S1と対称な位置Q1に空中像Iを形成する。 In the display device 1B of the second embodiment, of the first light L1 emitted from the first light source S, only the first light L1 of P polarization passes through the first polarization branch portion 25 and is along the emission direction E1. It emits light, passes through the first wave plate 21, the first retroreflecting unit 2, and the second wave plate 22 in this order to become S-polarized first light L1 and emits light. A part of the S-polarized first light L1 emitted from the second wave plate 22 is reflected as the first reflected light L2 by the first light branch portion 4. The S-polarized first reflected light L2 passes through the second wavelength plate 22, is incident on the second retroreflective unit 6, is reflected by the second retroreflective unit 6 in the same direction as the incident direction, and is again reflected on the second wavelength plate. It passes through 22 and is incident on the first light branch portion 4 as P-polarized reflected light L3, and at the same time, it is transmitted through the first light branch portion 4 and with respect to the plate surface (that is, the reflective surface) of the first light branch portion 4. Therefore, the aerial image I is formed at the position Q1 symmetrical to the first light source S1.

以上説明した第二実施形態の表示装置1Bによれば、ユーザは、第一光分岐部4に対して第一光源S1とは反対側の観察方向E0から空中像Iを観察することができる。これにより、第二実施形態の表示装置1Bにおいて空中像Iが見える角度θ1Bは第一ディスプレイD1に配置されている第一光源S1の領域全体に亘ることになり、角度θ1Bを大きくすることができる。また、図4を参照するとわかるように、第一ディスプレイD1における第一光源S1の位置によらず、第一光源S1から出射されたP偏光の第一光L1の略全部を空中像Iの形成に寄与させることができる。 According to the display device 1B of the second embodiment described above, the user can observe the aerial image I from the observation direction E0 on the side opposite to the first light source S1 with respect to the first optical branching portion 4. As a result, the angle θ1B at which the aerial image I can be seen in the display device 1B of the second embodiment covers the entire region of the first light source S1 arranged on the first display D1, and the angle θ1B can be increased. .. Further, as can be seen with reference to FIG. 4, an aerial image I is formed of substantially all of the P-polarized first light L1 emitted from the first light source S1 regardless of the position of the first light source S1 in the first display D1. Can be contributed to.

また、第二実施形態の表示装置1Bによれば、第一光源S1及び第一ディスプレイD1に対して第一光L1の出射方向E1に第一再帰反射部2が設けられ、第一光分岐部4として反射型偏光フィルム、偏光板やハーフミラーに偏光フィルムを設けたもの等を用いることで第一光分岐部4によって直接透過光が遮断されるため、ユーザには第一光源S及び第一ディスプレイD1(即ち、直接透過光)が見えない。従って、空中像Iと第一光源S1との混在による空中像Iの視認度の低下を防ぐことができる。 Further, according to the display device 1B of the second embodiment, the first retroreflecting unit 2 is provided in the emission direction E1 of the first light L1 with respect to the first light source S1 and the first display D1, and the first light branching unit 2 is provided. By using a reflective polarizing film, a polarizing plate, a half mirror provided with a polarizing film, or the like as 4, the transmitted light is directly blocked by the first light branching portion 4, so that the user can use the first light source S and the first light source. The display D1 (that is, the directly transmitted light) cannot be seen. Therefore, it is possible to prevent the visibility of the aerial image I from being lowered due to the mixture of the aerial image I and the first light source S1.

また、第二実施形態の表示装置1Bによれば、第二再帰反射部6を省略し、第一光L1の出射方向E1に沿って、第一光源S1、第一偏光分岐部25、第一波長板21、第一再帰反射部2A、第二波長板22、第一光分岐部4を配置することができ、装置全体のコンパクト化及び省スペース化を図ることができる。 Further, according to the display device 1B of the second embodiment, the second retroreflective unit 6 is omitted, the first light source S1, the first polarization branching unit 25, and the first along the emission direction E1 of the first light L1. The wave plate 21, the first retroreflective unit 2A, the second wave plate 22, and the first light branching unit 4 can be arranged, so that the entire device can be made compact and space can be saved.

(第三実施形態)
次いで、本発明に係る第三実施形態の表示装置1Cについて説明する。なお、図5に示す第三実施形態の表示装置1Cの構成要素において、図1等に示す第一実施形態の表示装置1Aの構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
(Third embodiment)
Next, the display device 1C of the third embodiment according to the present invention will be described. In the components of the display device 1C of the third embodiment shown in FIG. 5, the same components as the components of the display device 1A of the first embodiment shown in FIG. 1 and the like are designated by the same reference numerals. The explanation is omitted.

図5に示すように、表示装置1Cは、第一光源S1と、第一再帰反射部2Aと、第一光分岐部4と、第一波長板21と、第二波長板22と、第一偏光分岐部25と、第二光源S2と、第二再帰反射部7と、第二光分岐部5と、第三波長板23と、第四波長板24と、第二偏光分岐部26と、を備えている。 As shown in FIG. 5, the display device 1C includes a first light source S1, a first retroreflecting unit 2A, a first light branching unit 4, a first wave plate 21, a second wave plate 22, and a first. The polarization branch 25, the second light source S2, the second retroreflector 7, the second light branch 5, the third wave plate 23, the fourth wave plate 24, the second polarization branch 26, and the like. It is equipped with.

第二光源S2は、第一光源S1と同様に、例えばLEDであるが、特に限定されない。また、第三実施形態の表示装置1Cの第二光源S2は、第二ディスプレイD2の板面と平行に複数配列され、互いに光の出射方向を揃えて設けられている。なお、第二光源S2の数は、特に制限されない。但し、第二光源S2は、第一反射光L2の出射方向E2の反対側の方向E3(以下、出射方向E3とする)に第二光L21を出射可能に配置されている。 The second light source S2 is, for example, an LED like the first light source S1, but is not particularly limited. Further, a plurality of second light sources S2 of the display device 1C of the third embodiment are arranged in parallel with the plate surface of the second display D2, and are provided so that the light emission directions are aligned with each other. The number of the second light sources S2 is not particularly limited. However, the second light source S2 is arranged so that the second light L21 can be emitted in the direction E3 (hereinafter referred to as the emission direction E3) opposite to the emission direction E2 of the first reflected light L2.

第二再帰反射部7は、第二光L21の出射方向E3を示す第三出射軸J3上の位置P7に配置され、第一反射光L2を再帰反射可能、且つ第二光L21の少なくとも一部を透過可能に構成されている。第二再帰反射部7の構造及び素材としては、前述した第一再帰反射部2と同様の構造及び素材が挙げられる。 The second retroreflective unit 7 is arranged at a position P7 on the third emission axis J3 indicating the emission direction E3 of the second light L21, is capable of retroreflecting the first reflected light L2, and is at least a part of the second light L21. Is configured to be transparent. Examples of the structure and material of the second retroreflective unit 7 include the same structure and material as the first retroreflective unit 2 described above.

第二光分岐部5は、第二再帰反射部7を透過した第二光L21の一部を透過し、第二再帰反射部7を透過した第二光L21の少なくとも一部を第二反射光L22として反射する。 The second light branching portion 5 transmits a part of the second light L21 transmitted through the second retroreflective part 7, and at least a part of the second light L21 transmitted through the second retroreflective part 7 is the second reflected light. It reflects as L22.

第三波長板23は、第三出射軸J3上の第二光源S2と第二再帰反射部7との間に配置されている。第四波長板24は、第三出射軸J3上の第二再帰反射部7を基準として第二光L21の出射方向E3の位置に配置されている。
第三波長板23及び第四波長板24は、第一波長板21及び第二波長板22と同様に、各々に入射する光の電界振動方向に(π/2)の位相差を与えるように構成され、所謂λ/4板である。
The third wave plate 23 is arranged between the second light source S2 on the third emission axis J3 and the second retroreflective unit 7. The fourth wave plate 24 is arranged at a position in the emission direction E3 of the second light L21 with reference to the second retroreflective portion 7 on the third emission axis J3.
Similar to the first wave plate 21 and the second wave plate 22, the third wave plate 23 and the fourth wave plate 24 give a phase difference of (π / 2) in the electric field vibration direction of the light incident on each of them. It is a so-called λ / 4 plate.

第二偏光分岐部26は、第三出射軸J3上の第二光源S2と第三波長板23との間に配置されている。従って、表示装置1Cでは、第二光L21の出射方向E3に沿って、第二光源S2を含む第二ディスプレイD2、第二偏光分岐部26、第三波長板23、第二再帰反射部7、第四波長板24、第二光分岐部5が適宜配置されている。このうち、第二ディスプレイD2、第二偏光分岐部26、第三波長板23、第二再帰反射部7、第四波長板24については、互いに極めて近接していることが好ましく、互いに当接して一体化されていてもよい。
第二偏光分岐部26は、P偏光を反射可能且つS偏光を透過可能に構成され、例えば反射型偏光ビームスプリッターである。
The second polarization branching portion 26 is arranged between the second light source S2 on the third emission axis J3 and the third wave plate 23. Therefore, in the display device 1C, along the emission direction E3 of the second light L21, the second display D2 including the second light source S2, the second polarization branching portion 26, the third wavelength plate 23, the second retroreflecting portion 7, The fourth wave plate 24 and the second light branching portion 5 are appropriately arranged. Of these, the second display D2, the second polarization branching portion 26, the third wavelength plate 23, the second retroreflective portion 7, and the fourth wavelength plate 24 are preferably extremely close to each other and are in contact with each other. It may be integrated.
The second polarization branching portion 26 is configured to be able to reflect P polarization and transmit S polarization, and is, for example, a reflection type polarization beam splitter.

図5を参照するとわかるように、第三実施形態の表示装置1Cは、第二実施形態の表示装置1Bにおいて、第一光源S1を含む第一ディスプレイD1、第一偏光分岐部25、第一波長板21、第一再帰反射部2A及び第二波長板22を含む構成と、第一光分岐部4との相対位置を、第一実施形態の表示装置1Aにおける第一ディスプレイD1及び第一再帰反射部2Aと、第一光分岐部4との相対位置と同様にし、これらの構成に対して対向するように同様の構成を配置したものである。 As can be seen with reference to FIG. 5, the display device 1C of the third embodiment is the display device 1B of the second embodiment, the first display D1 including the first light source S1, the first polarization branching portion 25, and the first wavelength. The configuration including the plate 21, the first retroreflective portion 2A, and the second wave plate 22 and the relative position with the first optical branching portion 4 are set to the first display D1 and the first retroreflective portion in the display device 1A of the first embodiment. The relative positions of the portion 2A and the first optical branching portion 4 are the same, and the same configurations are arranged so as to face each of these configurations.

第三実施形態の表示装置1Cでは、第一光源S1から出射される第一光L1のうち、P偏光の第一光L1のみが第一偏光分岐部25を透過して出射方向E1に沿って出射し、第一波長板21、第一再帰反射部2、第二波長板22をこの順に透過してS偏光の第一光L1となり、出射する。第二波長板22から出射されたS偏光の第一光L1の一部は、第一光分岐部4によって第一反射光L2として反射される。S偏光の第一反射光L2は、第二波長板22を透過し、第二再帰反射部6に入射し、第二再帰反射部6によって入射方向と同じ方向に反射され、再び第二波長板22を透過してP偏光の反射光L3として第一光分岐部4に入射すると共に、第一光分岐部4を透過し、第一光分岐部4の板面(即ち、反射面)に対して、第一光源S1と対称な位置Q1に空中像I1を形成する。 In the display device 1C of the third embodiment, of the first light L1 emitted from the first light source S1, only the first light L1 of P polarization passes through the first polarization branch portion 25 and is along the emission direction E1. It emits light, passes through the first wave plate 21, the first retroreflecting unit 2, and the second wave plate 22 in this order to become S-polarized first light L1 and emits light. A part of the S-polarized first light L1 emitted from the second wave plate 22 is reflected as the first reflected light L2 by the first light branch portion 4. The S-polarized first reflected light L2 passes through the second wavelength plate 22, is incident on the second retroreflective unit 6, is reflected by the second retroreflective unit 6 in the same direction as the incident direction, and is again reflected on the second wavelength plate. It passes through 22 and is incident on the first light branch portion 4 as P-polarized reflected light L3, and at the same time, it is transmitted through the first light branch portion 4 and with respect to the plate surface (that is, the reflective surface) of the first light branch portion 4. Therefore, the aerial image I1 is formed at the position Q1 symmetrical to the first light source S1.

一方、第二光源S2から出射される第二光L21のうち、S偏光の第二光L21のみが第二偏光分岐部26を透過して出射方向E3に沿って出射し、第三波長板23、第二再帰反射部7、第四波長板24をこの順に透過してP偏光の第一光L21となり、出射する。第四波長板24から出射されたP偏光の第一光L1の一部は、第二光分岐部5によって第一反射光L2として反射される。P偏光の第一反射光L2は、第四波長板24を透過し、第二再帰反射部7に入射し、第二再帰反射部7によって入射方向と同じ方向に反射され、再び第四波長板24を透過してS偏光の反射光L3として第二光分岐部5に入射すると共に、第二光分岐部5を透過し、第二光分岐部5の板面(即ち、反射面)に対して、第二光源S2と対称な位置Q10に空中像I2を形成する。 On the other hand, of the second light L21 emitted from the second light source S2, only the S-polarized second light L21 passes through the second polarization branching portion 26 and is emitted along the emission direction E3, and is emitted along the emission direction E3. , The second retroreflecting unit 7 and the fourth wave plate 24 are transmitted in this order to become the first light L21 of P polarization, which is emitted. A part of the P-polarized first light L1 emitted from the fourth wave plate 24 is reflected as the first reflected light L2 by the second light branching portion 5. The P-polarized first reflected light L2 passes through the fourth wavelength plate 24, is incident on the second retroreflective unit 7, is reflected by the second retroreflective unit 7 in the same direction as the incident direction, and is again reflected on the fourth wavelength plate. It passes through 24 and is incident on the second light branching portion 5 as S-polarized reflected light L3, and at the same time, it is transmitted through the second light branching portion 5 with respect to the plate surface (that is, the reflecting surface) of the second light branching portion 5. Therefore, an aerial image I2 is formed at a position Q10 symmetrical to the second light source S2.

以上説明した第三実施形態の表示装置1Cによれば、ユーザは、第一光分岐部4に対して第一光源S1とは反対側の観察方向E0からは、空中像I1(例えば、文字像「A」)を観察することができる。一方、ユーザは、第二光分岐部5に対して第二光源S2とは反対側の観察方向E10からは、空中像I2(例えば、文字像「B」)を観察することができる。このように、第三実施形態の表示装置1Cによれば、空中像I1,I2のマルチビュー化を図ることができる。
以上に説明した第一光分岐部4と第二光分岐部5における透過光の偏光方向が直交する配置においては、観察方向E0からは空中像I1の背後に第二光源S2及び第二ディスプレイD2(即ち、直接透過光)を第一光分岐部4を通して観察でき、観察方向E10からは空中像I10の背後に第一光源S1及び第一ディスプレイD1(即ち、直接透過光)を第二光分岐部5を通して観察できる。即ち、空中像と背景となる直接透過光の二層のマルチビュー化がなされる。
一方、第一光分岐部4と第二光分岐部5における透過光の偏光方向が平行になるように配置する場合、たとえば、第二光分岐部5においてP偏光成分のみを透過するように配置して、それに対応させて第二偏光分岐部26においてもP偏光成分のみを透過するように配置する場合には、第一光源S1及び第一ディスプレイD1(即ち、直接透過光)並びに第二光源S2及び第二ディスプレイD2(即ち、直接透過光)は観察されず、観察方向E1においては空中像I1のみが観察され、観察方向E10においては空中像I10のみが観察されるマルチビュー化がなされる。
図5は二方向のマルチビュー化を示しているが、観察方向毎に対向する形で表示装置1Bを設置することで三以上の方向のマルチビュー化が可能である。
空中像I1,I2が見える角度は、第一ディスプレイD1に配置されている第一光源S1の領域全体や第二ディスプレイD2に配置されている第二光源S2の領域全体に亘ることになり、より大きくすることができる。また、第一ディスプレイD1における第一光源S1の位置や第二ディスプレイD2における第二光源S2の位置によらず、第一光源S1から出射されたP偏光の第一光L1、第二光源S2から出射されたS偏光の第二光L21の略全部を空中像I1,I2の形成に寄与させることができる。
According to the display device 1C of the third embodiment described above, the user can see the aerial image I1 (for example, a character image) from the observation direction E0 on the side opposite to the first light source S1 with respect to the first light branch portion 4. "A") can be observed. On the other hand, the user can observe the aerial image I2 (for example, the character image "B") from the observation direction E10 on the side opposite to the second light source S2 with respect to the second light branch portion 5. As described above, according to the display device 1C of the third embodiment, the aerial images I1 and I2 can be made into a multi-view.
In the arrangement described above in which the polarization directions of the transmitted light in the first light branch portion 4 and the second light branch portion 5 are orthogonal to each other, the second light source S2 and the second display D2 are behind the aerial image I1 from the observation direction E0. (That is, the directly transmitted light) can be observed through the first light branch portion 4, and the first light source S1 and the first display D1 (that is, the directly transmitted light) are secondly branched from the observation direction E10 behind the aerial image I10. It can be observed through the part 5. That is, the two layers of the aerial image and the directly transmitted light as the background are multi-viewed.
On the other hand, when the light is arranged so that the polarization directions of the transmitted light in the first light branch 4 and the second light branch 5 are parallel to each other, for example, the second light branch 5 is arranged so as to transmit only the P polarization component. Then, in the case of arranging the second polarization branching portion 26 so as to transmit only the P polarization component correspondingly, the first light source S1 and the first display D1 (that is, the directly transmitted light) and the second light source are arranged. The S2 and the second display D2 (that is, the direct transmitted light) are not observed, only the aerial image I1 is observed in the observation direction E1, and only the aerial image I10 is observed in the observation direction E10. ..
FIG. 5 shows multi-viewing in two directions, but by installing the display device 1B so as to face each other in each observation direction, multi-viewing in three or more directions is possible.
The angle at which the aerial images I1 and I2 can be seen extends over the entire region of the first light source S1 arranged on the first display D1 and the entire region of the second light source S2 arranged on the second display D2. Can be made larger. Further, regardless of the position of the first light source S1 in the first display D1 or the position of the second light source S2 in the second display D2, the P-polarized first light L1 and the second light source S2 emitted from the first light source S1 Almost all of the emitted S-polarized second light L21 can contribute to the formation of the aerial images I1 and I2.

また、第三実施形態の表示装置1Cによれば、第一光分岐部4及び第二光分岐部5として反射型偏光フィルム、偏光板やハーフミラーに偏光フィルムを設けたもの等を用いることで第一光分岐部4及び第二光分岐部5によって直接透過光が遮断されるため、ユーザには第一光源S及び第一ディスプレイD1(即ち、直接透過光)が見えない。従って、空中像Iと第一光源S1や第二光源S2との混在による空中像Iの視認度の低下を防ぐことができる。 Further, according to the display device 1C of the third embodiment, a reflective polarizing film, a polarizing plate, a half mirror provided with a polarizing film, or the like is used as the first light branching portion 4 and the second light branching portion 5. Since the directly transmitted light is blocked by the first light branching portion 4 and the second light branching portion 5, the user cannot see the first light source S and the first display D1 (that is, the directly transmitted light). Therefore, it is possible to prevent a decrease in the visibility of the aerial image I due to the mixture of the aerial image I and the first light source S1 and the second light source S2.

第三実施形態の表示装置1Cの変形例である表示装置1Dでは、図6に示すように、表示装置1Cの第一光源S1、第一再帰反射部2、第一光分岐部4、第一波長板21及び第二波長板22を含む構造と、第一偏光分岐部25、第二光源S2、第二再帰反射部7と、第三波長板23と、第四波長板24と、第二偏光分岐部26を含む構成と、を互いに近接させた構成を備えている。従って、表示装置1Dでは、第二光分岐部5は省略されている。 In the display device 1D, which is a modification of the display device 1C of the third embodiment, as shown in FIG. 6, the first light source S1, the first retroreflecting unit 2, the first light branching unit 4, and the first of the display device 1C are shown. A structure including a wave plate 21 and a second wave plate 22, a first polarization branching portion 25, a second light source S2, a second retroreflecting portion 7, a third wave plate 23, a fourth wave plate 24, and a second. It has a configuration including a polarization branching portion 26 and a configuration in which the polarization branching portions 26 are brought close to each other. Therefore, in the display device 1D, the second optical branch portion 5 is omitted.

第三実施形態の変形例である表示装置1Dによれば、空中像Iが見える角度は、第一ディスプレイD1に配置されている第一光源S1或いは第二ディスプレイD2に配置されている第二光源S2の領域全体に亘ることになり、大きくすることができる。また、第一ディスプレイD1の直接光が第一光分岐部4を透過するように第一偏光分岐部25を設置することで、ユーザは、第一光分岐部4に対して第二光源S2の反対側のある方向E0からは、空中像I3(例えば、文字像「O」)の背後に直接光による背景(例えば、文字像「U」)を見ることができる。このように、第三実施形態の変形例である表示装置1Dによれば、空中像Iと直接像の二層化を図ることができる。 According to the display device 1D which is a modification of the third embodiment, the angle at which the aerial image I can be seen is the first light source S1 arranged in the first display D1 or the second light source arranged in the second display D2. It covers the entire area of S2 and can be increased. Further, by installing the first polarization branching portion 25 so that the direct light of the first display D1 passes through the first light branching portion 4, the user can use the second light source S2 with respect to the first light branching portion 4. From a certain direction E0 on the opposite side, a background (for example, the character image “U”) due to direct light can be seen behind the aerial image I3 (for example, the character image “O”). As described above, according to the display device 1D which is a modification of the third embodiment, it is possible to achieve two layers of the aerial image I and the direct image.

(第四実施形態)
次いで、本発明に係る第四実施形態の表示装置1Eについて説明する。なお、図7に示す第四実施形態の表示装置1Eの構成要素において、図1等に示す第一実施形態の表示装置1Aの構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
(Fourth Embodiment)
Next, the display device 1E according to the fourth embodiment of the present invention will be described. In the components of the display device 1E of the fourth embodiment shown in FIG. 7, the same components as the components of the display device 1A of the first embodiment shown in FIG. 1 and the like are designated by the same reference numerals. The explanation is omitted.

図7に示すように、表示装置1Eは、第一光源S1と、第一再帰反射部2と、第一光分岐部4と、第二光源S2と、第二再帰反射部7と、を備えている。表示装置1Eは、表示装置1Aの構成において、第二再帰反射部6の位置に第二再帰反射部7を設け、第二反射光L2の出射方向E2に第二ディスプレイD2を配置したものである。 As shown in FIG. 7, the display device 1E includes a first light source S1, a first retroreflective unit 2, a first light branching unit 4, a second light source S2, and a second retroreflective unit 7. ing. In the configuration of the display device 1A, the display device 1E is provided with the second retroreflective unit 7 at the position of the second retroreflective unit 6 and the second display D2 is arranged in the emission direction E2 of the second reflected light L2. ..

第四実施形態の表示装置1Eでは、第一光源S1から出射される第一光L1の一部は、第一光分岐部4によって第一反射光L2として反射される。第一反射光L2は、第二再帰反射部6に入射し、第二再帰反射部6によって入射方向と同じ方向に反射され、反射光L3として第一光分岐部4に入射すると共に、第一光分岐部4を透過し、第一光分岐部4の板面(即ち、反射面)に対して、第一光源S1と対称な位置Q1に空中像I1を形成する。
第二光源S2から出射される第二光L21の一部についても、第一光分岐部4によって第一反射光L2として反射される。第一反射光L2は、第二再帰反射部6に入射し、第二再帰反射部6によって入射方向と同じ方向に反射され、反射光L3として第一光分岐部4に入射すると共に、第一光分岐部4を透過し、第一光分岐部4の板面(即ち、反射面)に対して、第二光源S2と対称な位置Q10に空中像I2を形成する。
In the display device 1E of the fourth embodiment, a part of the first light L1 emitted from the first light source S1 is reflected as the first reflected light L2 by the first light branching portion 4. The first reflected light L2 is incident on the second retroreflective unit 6, is reflected by the second retroreflective unit 6 in the same direction as the incident direction, is incident on the first light branch portion 4 as reflected light L3, and is first. It passes through the optical branching portion 4 and forms an aerial image I1 at a position Q1 symmetric with the first light source S1 with respect to the plate surface (that is, the reflecting surface) of the first light branching portion 4.
A part of the second light L21 emitted from the second light source S2 is also reflected as the first reflected light L2 by the first light branching portion 4. The first reflected light L2 is incident on the second retroreflective unit 6, is reflected by the second retroreflective unit 6 in the same direction as the incident direction, is incident on the first light branch portion 4 as reflected light L3, and is first. It passes through the optical branch portion 4 and forms an aerial image I2 at a position Q10 symmetric with the second light source S2 with respect to the plate surface (that is, the reflective surface) of the first optical branch portion 4.

以上説明した第四実施形態の表示装置1Eによれば、ユーザは、第一光分岐部4に対して第一光源S1とは反対側のある方向E0からは、空中像I1と、ディスプレイD2の第二光源S2(即ち、直接透過光)の両方を見ることができる。一方、ユーザは、第二光分岐部5に対して第二光源S2とは反対側の観察方向E10からは、空中像I2と、ディスプレイD1の第一光源S1(即ち、直接透過光)の両方を見ることができる。このように、第三実施形態の表示装置1Cによれば、空中像IとディスプレイD1,D2(即ち、光源S1,S2)とを組み合わせたマルチビュー化を図ることができる。
空中像I1,I2が見える角度θ1Eは、それぞれ第一ディスプレイD1,D2に配置されている第一光源S1,S2の領域全体に亘ることになり、大きくなる。また、第一ディスプレイD1における第一光源S1の位置や第二ディスプレイD2における第二光源S2の位置によらず、第一光源S1から出射された第一光L1、第二光源S2から出射された第二光L21の略全部を空中像I1,I2の形成に寄与させることができる。
According to the display device 1E of the fourth embodiment described above, the user can see the aerial image I1 and the display D2 from a certain direction E0 on the opposite side of the first light branch portion 4 from the first light source S1. Both of the second light source S2 (that is, the directly transmitted light) can be seen. On the other hand, the user can see both the aerial image I2 and the first light source S1 (that is, the direct transmitted light) of the display D1 from the observation direction E10 opposite to the second light source S2 with respect to the second light branch portion 5. Can be seen. As described above, according to the display device 1C of the third embodiment, it is possible to achieve multi-view by combining the aerial image I and the displays D1 and D2 (that is, the light sources S1 and S2).
The angle θ1E at which the aerial images I1 and I2 can be seen extends over the entire region of the first light sources S1 and S2 arranged on the first displays D1 and D2, respectively, and becomes large. Further, regardless of the position of the first light source S1 in the first display D1 or the position of the second light source S2 in the second display D2, the first light L1 and the second light source S2 emitted from the first light source S1 are emitted. Almost all of the second light L21 can contribute to the formation of the aerial images I1 and I2.

(第五実施形態)
次いで、本発明に係る第五実施形態の表示装置1Fについて説明する。なお、図8に示す第五実施形態の表示装置1Fの構成要素において、図1等に示す第一実施形態の表示装置1Aの構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
(Fifth Embodiment)
Next, the display device 1F of the fifth embodiment according to the present invention will be described. In the components of the display device 1F of the fifth embodiment shown in FIG. 8, the same components as the components of the display device 1A of the first embodiment shown in FIG. 1 and the like are designated by the same reference numerals. The explanation is omitted.

図8に示すように、表示装置1Fは、第一光源S1と、第一再帰反射部2Bと、第一光分岐部4と、第二再帰反射部6と、を備えている。 As shown in FIG. 8, the display device 1F includes a first light source S1, a first retroreflective unit 2B, a first light branching unit 4, and a second retroreflective unit 6.

表示装置1Fにおいて、第一再帰反射部2Bは、第一光源S1から出射される第一光L1の出射方向E1を示す第一出射軸J1上の第一光源S1を基準として出射方向E1の反対側に配置されている。
第二再帰反射部6は、第一再帰反射部2Bの外周縁と第一光分岐部4の外周縁とを連結するように配置されている。
但し、第一再帰反射部2Bでは第一光L1や第一反射光L2を透過させる必要がないため、例えば再帰反射構造3A,3Bを採用した場合、表面3b側、即ち反射面12a,12cに設けられる反射物質としては、前述の誘電体物質等の他に、例えばアルミ、金、銀等が挙げられる。つまり、第一再帰反射部2B及び第二再帰反射部6は、同様の再帰反射構造を備えていてもよい。
In the display device 1F, the first retroreflective unit 2B is the opposite of the emission direction E1 with respect to the first light source S1 on the first emission axis J1 indicating the emission direction E1 of the first light L1 emitted from the first light source S1. It is placed on the side.
The second retroreflective unit 6 is arranged so as to connect the outer peripheral edge of the first retroreflective unit 2B and the outer peripheral edge of the first optical branching unit 4.
However, since it is not necessary for the first retroreflective unit 2B to transmit the first light L1 and the first reflected light L2, for example, when the retroreflective structures 3A and 3B are adopted, the surface 3b side, that is, the reflecting surfaces 12a and 12c Examples of the reflective material provided include, for example, aluminum, gold, silver, and the like, in addition to the above-mentioned dielectric material and the like. That is, the first retroreflective unit 2B and the second retroreflective unit 6 may have a similar retroreflective structure.

上述の配置では、第一光源S1は、第一再帰反射部2Bと第一光分岐部4と第二再帰反射部6によって囲まれた空間X内に配置されている。
第一光源S1を有する第三ディスプレイD3、即ち、第一光源S1の位置PS1において、第一光源S1の非配置部NSは、第一光及び第一反射光L2を透過可能とされている。このような第三ディスプレイD3としては、例えば透明ディスプレイやシースルーディスプレイと呼ばれるものが挙げられ、具体的には、例えばカラーフィルターのない透明画素付き液晶ディスプレイ、有機ELで一部を透明化することで非配置部NSが透けて見えるもの、或いはストライプ状に互いに間隔をあけて配置された複数のLEDからなるパネル(所謂、リボンLED等)が挙げられる。
In the above arrangement, the first light source S1 is arranged in the space X surrounded by the first retroreflective unit 2B, the first light branching unit 4, and the second retroreflective unit 6.
At the third display D3 having the first light source S1, that is, at the position PS1 of the first light source S1, the non-arranged portion NS of the first light source S1 is made capable of transmitting the first light and the first reflected light L2. Examples of such a third display D3 include what is called a transparent display or a see-through display. Specifically, for example, a liquid crystal display with transparent pixels without a color filter or an organic EL is used to partially make the display transparent. Examples thereof include a non-arranged portion NS that can be seen through, or a panel (so-called ribbon LED or the like) composed of a plurality of LEDs arranged in a stripe shape at intervals from each other.

第五実施形態の表示装置1Fでは、第一光源S1から出射される第一光L1の一部は、第一光分岐部4によって第一反射光L2として反射される。第一反射光L2は、第一再帰反射部2Bに入射し、第一再帰反射部2Bによって入射方向と同じ方向に反射され、部分的に第三ディスプレイD3の非配置部NSを透過し、第一光分岐部4に入射すると共に、第一光分岐部4を透過し、第一光分岐部4の板面(即ち、反射面)に対して、第一光源S1と対称な位置Q1に空中像Iを形成する。
また、第一光L1のうち、第一光分岐部4に比較的小さい入射角で入射した第一光L18は、第一光分岐部4によって反射された後、反射光L28(第一反射光L2)として第二再帰反射部6に入射し、第二再帰反射部6によって入射方向と同じ方向に反射され、第一光分岐部4を透過し、第一光分岐部4の板面(即ち、反射面)に対して、第一光源S1と対称な位置Q1に空中像Iを形成する。
In the display device 1F of the fifth embodiment, a part of the first light L1 emitted from the first light source S1 is reflected as the first reflected light L2 by the first light branching portion 4. The first reflected light L2 is incident on the first retroreflective unit 2B, is reflected by the first retroreflective unit 2B in the same direction as the incident direction, and partially passes through the non-arranged portion NS of the third display D3. While incident on the one light branch portion 4, it passes through the first light branch portion 4 and is in the air at a position Q1 symmetric with the first light source S1 with respect to the plate surface (that is, the reflection surface) of the first light branch portion 4. Form image I.
Further, among the first light L1, the first light L18 incident on the first light branch portion 4 at a relatively small incident angle is reflected by the first light branch portion 4 and then reflected light L28 (first reflected light). As L2), it is incident on the second retroreflective part 6, reflected by the second retroreflective part 6 in the same direction as the incident direction, passes through the first light branch part 4, and is transmitted through the first light branch part 4 (that is, the plate surface of the first light branch part 4 (that is,). , Reflective surface), the aerial image I is formed at the position Q1 symmetrical to the first light source S1.

以上説明した第五実施形態の表示装置1Fによれば、ユーザは、第一光分岐部4に対して第一光源S1とは反対側のある方向E0から空中像Iを観察することができる。表示装置1Fにおいて空中像Iが見える角度は、第一光分岐部4の板面の略全体に亘るので、従来の表示装置等よりも大きくすることができる。また、図8を参照するとわかるように、第一ディスプレイD1における第一光源S1の位置によらず、第一光源S1から出射された第一光L1の略全部を空中像Iの形成に寄与させることができるため、空中像Iの明るさの向上を図ることができる。 According to the display device 1F of the fifth embodiment described above, the user can observe the aerial image I from a certain direction E0 on the opposite side of the first light source S1 with respect to the first optical branching portion 4. Since the angle at which the aerial image I can be seen on the display device 1F extends over substantially the entire plate surface of the first optical branching portion 4, it can be made larger than that of a conventional display device or the like. Further, as can be seen with reference to FIG. 8, substantially all of the first light L1 emitted from the first light source S1 contributes to the formation of the aerial image I regardless of the position of the first light source S1 in the first display D1. Therefore, it is possible to improve the brightness of the aerial image I.

(第六実施形態)
次いで、本発明に係る第六実施形態の表示装置1Gについて説明する。なお、図9に示す第六実施形態の表示装置1Gの構成要素において、図1等に示す第一実施形態の表示装置1Aの構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
(Sixth Embodiment)
Next, the display device 1G according to the sixth embodiment of the present invention will be described. In the components of the display device 1G of the sixth embodiment shown in FIG. 9, the same components as the components of the display device 1A of the first embodiment shown in FIG. 1 and the like are designated by the same reference numerals. The explanation is omitted.

図9に示すように、表示装置1Gは、第一光源S1と第一再帰反射部2Cとを備えた第四ディスプレイD4と、第一光分岐部4と、第二再帰反射部6と、を備えている。
また、表示装置1Gでは、第一反射光L2が第一再帰反射部2Cに入射するように構成されている。
As shown in FIG. 9, the display device 1G includes a fourth display D4 including a first light source S1 and a first retroreflective unit 2C, a first optical branching unit 4, and a second retroreflective unit 6. I have.
Further, in the display device 1G, the first reflected light L2 is configured to be incident on the first retroreflective portion 2C.

表示装置1Gにおいて、第四ディスプレイD4は、基板35の表面35a上に、互いに間隔をあけて配置された第一光源S1と、第一光源S1同士の間(即ち、第一光源S1の非配置部NS)に第一再帰反射部2Cが配置されている。このような構成により、第一再帰反射部2Cは、第一第一光源S1と第一光源S1から出射される第一光L1の出射方向E1を示す第一出射軸J1上の位置P2に配置されている。即ち、互いに同一の位置PS1,P2において、図10に示すように、複数の光源S1及び第一再帰反射部2Cは空間分割で配置されている。
なお、第一再帰反射部2Cでは第一光L1や第一反射光L2を透過させる必要がないため、例えば再帰反射構造3A,3Bを採用した場合、表面3b側、即ち反射面12a,12cに設けられる反射物質としては、前述の誘電体物質等の他に、例えばアルミ、金、銀等が挙げられる。
In the display device 1G, the fourth display D4 is arranged between the first light source S1 arranged at intervals from each other on the surface 35a of the substrate 35 and between the first light sources S1 (that is, the first light source S1 is not arranged). The first retroreflecting unit 2C is arranged in the unit NS). With such a configuration, the first retroreflective unit 2C is arranged at the position P2 on the first emission axis J1 indicating the emission direction E1 of the first light L1 emitted from the first first light source S1 and the first light source S1. Has been done. That is, at the same positions PS1 and P2, as shown in FIG. 10, the plurality of light sources S1 and the first retroreflective unit 2C are arranged in a spatial division.
Since it is not necessary for the first retroreflective unit 2C to transmit the first light L1 and the first reflected light L2, for example, when the retroreflective structures 3A and 3B are adopted, the surface 3b side, that is, the reflecting surfaces 12a and 12c Examples of the reflective material provided include, for example, aluminum, gold, silver, and the like, in addition to the above-mentioned dielectric material and the like.

第六実施形態の表示装置1Gでは、図9に示すように、第一光源S1から出射される第一光L1の一部は、第一光分岐部4によって第一反射光L2として反射される。第一再帰反射部2Cに入射した第一反射光L2は、第一再帰反射部2Cによって入射方向と同じ方向に反射され、第一光分岐部4を透過し、第一光分岐部4の板面(即ち、反射面)に対して、第一光源S1と対称な位置Q1に空中像Iを形成する。
また、第一光L1のうち、第一光分岐部4に比較的小さい入射角で入射した第一光L18は、第一光分岐部4によって反射された後、反射光L28(第一反射光L2)として第二再帰反射部6に入射し、第二再帰反射部6によって入射方向と同じ方向に反射され、第一光分岐部4を透過し、第一光分岐部4の板面(即ち、反射面)に対して、第一光源S1と対称な位置Q1に空中像Iを形成する。
In the display device 1G of the sixth embodiment, as shown in FIG. 9, a part of the first light L1 emitted from the first light source S1 is reflected as the first reflected light L2 by the first light branch portion 4. .. The first reflected light L2 incident on the first retroreflective part 2C is reflected by the first retroreflective part 2C in the same direction as the incident direction, passes through the first light branch part 4, and is a plate of the first light branch part 4. An aerial image I is formed at a position Q1 symmetrical to the first light source S1 with respect to a surface (that is, a reflective surface).
Further, among the first light L1, the first light L18 incident on the first light branch portion 4 at a relatively small incident angle is reflected by the first light branch portion 4 and then reflected light L28 (first reflected light). As L2), it is incident on the second retroreflective part 6, reflected by the second retroreflective part 6 in the same direction as the incident direction, passes through the first light branch part 4, and is transmitted through the first light branch part 4 (that is, the plate surface of the first light branch part 4 (that is,). , Reflective surface), the aerial image I is formed at the position Q1 symmetrical to the first light source S1.

以上説明した第六実施形態の表示装置1Gによれば、ユーザは、第一光分岐部4に対して第一光源S1とは反対側のある方向E0から空中像Iを観察することができる。表示装置1Gにおいて空中像Iが見える角度は、第一光分岐部4の板面の略全体に亘るので、従来の表示装置等よりも大きくすることができる。また、図9を参照するとわかるように、第四ディスプレイD4における第一光源S1の位置によらず、第一光源S1から出射された第一光L1の略全部を空中像Iの形成に寄与させることができるため、空中像Iの明るさの向上を図ることができる。 According to the display device 1G of the sixth embodiment described above, the user can observe the aerial image I from a certain direction E0 on the opposite side of the first light source S1 with respect to the first optical branching portion 4. Since the angle at which the aerial image I can be seen on the display device 1G extends over substantially the entire plate surface of the first optical branching portion 4, it can be made larger than that of a conventional display device or the like. Further, as can be seen with reference to FIG. 9, substantially all of the first light L1 emitted from the first light source S1 contributes to the formation of the aerial image I regardless of the position of the first light source S1 in the fourth display D4. Therefore, it is possible to improve the brightness of the aerial image I.

第六実施形態の表示装置1Gの第一変形例である表示装置1Hでは、図11に示すように、第一光分岐部4が第四ディスプレイD4(即ち、第一光源S1及び第一再帰反射部2C)の面に対し、略45°をなして傾斜するように配置されている。 In the display device 1H, which is the first modification of the display device 1G of the sixth embodiment, as shown in FIG. 11, the first optical branch portion 4 is the fourth display D4 (that is, the first light source S1 and the first retroreflection). It is arranged so as to be inclined with respect to the surface of the portion 2C) at approximately 45 °.

第六実施形態の第一変形例である表示装置1Hによれば、第六実施形態の表示装置1Gと同様の作用効果を得ることができ、さらに空中像Iを第四ディスプレイD4の面に対し、略直交する方向に形成することができる。
なお、第一光分岐部4と第四ディスプレイD4の各面同士がなす角は、略45°に限定されず、任意の角度に設定可能であり、その角度に応じた位置に空中像Iが形成される。
According to the display device 1H which is the first modification of the sixth embodiment, it is possible to obtain the same action and effect as the display device 1G of the sixth embodiment, and further, the aerial image I is displayed on the surface of the fourth display D4. , Can be formed in directions substantially orthogonal to each other.
The angle formed by each surface of the first optical branch portion 4 and the fourth display D4 is not limited to approximately 45 ° and can be set to any angle, and the aerial image I is placed at a position corresponding to the angle. It is formed.

第六実施形態の表示装置1Gの第二変形例である表示装置1Kは、図12に示すように、表示装置1Hの構成に加えて偏光板40を備えている。但し、第一再帰反射部2Cは、水平方向において第一光源S1と空間分割している相対関係を保ち、且つ第一出射軸J1上の第一光源S1を基準として第一光L1の出射方向E1の位置P2に配置されている。偏光板40は、第一出射軸J1上の第一光源S1と第一再帰反射部2Cとの間に配置されている。 As shown in FIG. 12, the display device 1K, which is a second modification of the display device 1G of the sixth embodiment, includes a polarizing plate 40 in addition to the configuration of the display device 1H. However, the first retroreflective unit 2C maintains a relative relationship spatially divided with the first light source S1 in the horizontal direction, and the emission direction of the first light L1 with reference to the first light source S1 on the first emission axis J1. It is arranged at the position P2 of E1. The polarizing plate 40 is arranged between the first light source S1 on the first emission axis J1 and the first retroreflective portion 2C.

第六実施形態の第二変形例である表示装置1Kでは、第一光源S1から出射される第一光L1のうち所定の偏光のみが偏光板40を透過し、偏光板40を透過した第一光L1は、第一光分岐部4によって第一反射光L2として反射される。第一再帰反射部2Cに入射した第一反射光L2は、第一再帰反射部2Cによって入射方向と同じ方向に反射され、第一光分岐部4を透過し、第一光分岐部4の板面(即ち、反射面)に対して、第一光源S1と対称な位置Q1に空中像Iを形成する。 In the display device 1K which is the second modification of the sixth embodiment, only the predetermined polarization of the first light L1 emitted from the first light source S1 is transmitted through the polarizing plate 40, and the first light is transmitted through the polarizing plate 40. The light L1 is reflected as the first reflected light L2 by the first light branching portion 4. The first reflected light L2 incident on the first retroreflective part 2C is reflected by the first retroreflective part 2C in the same direction as the incident direction, passes through the first light branch part 4, and is a plate of the first light branch part 4. An aerial image I is formed at a position Q1 symmetrical to the first light source S1 with respect to a surface (that is, a reflective surface).

第六実施形態の第二変形例である表示装置1Kによれば、第六実施形態の第一変形例である表示装置1Gと同様の作用効果を得ることができる。また、第六実施形態の第二変形例である表示装置1Kによれば、偏光板40が設けられ、第一光分岐部4として反射型偏光フィルム、偏光板やハーフミラーに偏光フィルムを設けたもの等を用いることで第一光分岐部4によって直接透過光が遮断されるため、ユーザには第一光源S1(即ち、直接透過光)及び第四ディスプレイD4が見えない。従って、空中像Iと第一光源S1との混在による空中像Iの視認度の低下を防ぐことができる。
なお、図9に示す第六実施形態の表示装置1Gにおいても、第一再帰反射部2Cが第一出射軸J1上の第一光源S1を基準として第一光L1の出射方向E1の位置P2に配置され、偏光板40が第一出射軸J1上の第一光源S1と第一再帰反射部2Cとの間に配置されれば、上述のように直接透過光が遮断され、空中像Iのみが観察される。
According to the display device 1K which is the second modification of the sixth embodiment, the same operation and effect as the display device 1G which is the first modification of the sixth embodiment can be obtained. Further, according to the display device 1K which is the second modification of the sixth embodiment, the polarizing plate 40 is provided, the reflective polarizing film is provided as the first light branching portion 4, and the polarizing film is provided on the polarizing plate and the half mirror. Since the directly transmitted light is blocked by the first light branching portion 4 by using a thing or the like, the user cannot see the first light source S1 (that is, the directly transmitted light) and the fourth display D4. Therefore, it is possible to prevent the visibility of the aerial image I from being lowered due to the mixture of the aerial image I and the first light source S1.
Also in the display device 1G of the sixth embodiment shown in FIG. 9, the first retroreflective unit 2C is located at the position P2 in the emission direction E1 of the first light L1 with reference to the first light source S1 on the first emission axis J1. If the polarizing plate 40 is arranged between the first light source S1 on the first emission axis J1 and the first retroreflective unit 2C, the directly transmitted light is blocked as described above, and only the aerial image I is displayed. Observed.

(第七実施形態)
次いで、本発明に係る第七実施形態の表示装置1Vについて説明する。なお、図13に示す第七実施形態の表示装置1Vの構成要素において、図1等に示す第一実施形態の表示装置1Aの構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
(Seventh Embodiment)
Next, the display device 1V according to the seventh embodiment of the present invention will be described. In the components of the display device 1V of the seventh embodiment shown in FIG. 13, the same components as the components of the display device 1A of the first embodiment shown in FIG. 1 and the like are designated by the same reference numerals. The explanation is omitted.

図13に示すように、表示装置1Vは、第一光源S1を備えた第一ディスプレイD1と、第一光分岐部4と、第一再帰反射部2Aと、を備えている。 As shown in FIG. 13, the display device 1V includes a first display D1 provided with a first light source S1, a first light branching unit 4, and a first retroreflective unit 2A.

表示装置1Vでは、第一再帰反射部2Aは、第一反射光L2の出射方向E2を示す第二反射軸J2上の位置に配置されている。
また、第一光分岐部4は、外周縁から中央に向かうに従い、第一光分岐部4に対して第一光源S1及び第一再帰反射部2Aが配置されている側とは反対側に凸状に湾曲している。
In the display device 1V, the first retroreflective unit 2A is arranged at a position on the second reflection axis J2 indicating the emission direction E2 of the first reflected light L2.
Further, the first light branch portion 4 is convex from the outer peripheral edge toward the center to the side opposite to the side where the first light source S1 and the first retroreflective portion 2A are arranged with respect to the first light branch portion 4. It is curved like a shape.

以上説明した第七実施形態の表示装置1Vによれば、第一実施形態の表示装置1Aと同様に、ユーザーは、空間A(即ち、第一光分岐部4に対してユーザがいる空間)内に空中像Iを観察することができる。また、第七実施形態の表示装置1Vによれば、第二再帰反射部6を用いずに済み、第一実施形態の表示装置1Aに比べて装置の構成を簡素にすることができる。さらに、第七実施形態の表示装置1Vでは、空中像Iを湾曲する第一光分岐部4の頂点を通る接線に対して略直角に配置し易くなる。これにより、観察方向E0から第一光源S1及び第一再帰反射部2Aを外して、観察方向E0から空中像Iを見た際に、第一光源S1や第一光源S1の虚像を見えないようにし、空中像Iを視認し易くすることができる。 According to the display device 1V of the seventh embodiment described above, the user is in the space A (that is, the space where the user is with respect to the first optical branch portion 4) as in the display device 1A of the first embodiment. The aerial image I can be observed. Further, according to the display device 1V of the seventh embodiment, it is not necessary to use the second retroreflective unit 6, and the configuration of the device can be simplified as compared with the display device 1A of the first embodiment. Further, in the display device 1V of the seventh embodiment, the aerial image I can be easily arranged at a substantially right angle to the tangent line passing through the apex of the first optical branch portion 4 that curves. As a result, when the first light source S1 and the first retroreflective unit 2A are removed from the observation direction E0 and the aerial image I is viewed from the observation direction E0, the virtual images of the first light source S1 and the first light source S1 cannot be seen. This makes it easier to see the aerial image I.

(第八実施形態)
次いで、本発明に係る第八実施形態の表示装置1Wについて説明する。なお、図14に示す第八実施形態の表示装置1Wの構成要素において、図1等に示す第一実施形態の表示装置1Aの構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
(Eighth embodiment)
Next, the display device 1W according to the eighth embodiment of the present invention will be described. In the components of the display device 1W of the eighth embodiment shown in FIG. 14, the same components as the components of the display device 1A of the first embodiment shown in FIG. 1 and the like are designated by the same reference numerals. The explanation is omitted.

図14に示すように、表示装置1Wは、第一光源S1を備えた第一ディスプレイD1と、第一波長板21と、第一再帰反射部2Aと、第一反射板50Aと、第一光分岐部4と、第二反射板50Bと、を備えている。 As shown in FIG. 14, the display device 1W includes a first display D1 provided with a first light source S1, a first wave plate 21, a first retroreflective unit 2A, a first reflector 50A, and a first light. A branch portion 4 and a second reflector 50B are provided.

表示装置1Wでは、第一波長板21は、第一ディスプレイD1の側端部(第一光源の一方の側部)e1から、第一光L1の出射方向E1を示す第一出射軸J1に沿って延在する。第一再帰反射部2Aは、第一波長板21において第一ディスプレイD1に向く側とは反対側に、第一波長板21に沿って設けられている。第一反射板50Aは、第一ディスプレイD1の側端部(第一光源の他方の側部)e2から、第一出射軸J1に沿って延在する。第一反射板50Aは、例えば公知の全反射ミラー等が該当するが、第一光L1を反射可能なものであれば特に限定されない。第一光分岐部4は、第一波長板21の先端部e3と第一反射板50Aの先端部e4との間を接続するように配置されている。 In the display device 1W, the first wave plate 21 is from the side end portion (one side portion of the first light source) e1 of the first display D1 along the first emission axis J1 indicating the emission direction E1 of the first light L1. Is extended. The first retroreflective unit 2A is provided along the first wave plate 21 on the side of the first wave plate 21 opposite to the side facing the first display D1. The first reflector 50A extends from the side end portion (the other side portion of the first light source) e2 of the first display D1 along the first emission axis J1. The first reflector 50A corresponds to, for example, a known total reflection mirror or the like, but is not particularly limited as long as it can reflect the first light L1. The first optical branching portion 4 is arranged so as to connect between the tip portion e3 of the first wavelength plate 21 and the tip portion e4 of the first reflector plate 50A.

第二反射板50Bは、第一反射板50Aの先端部e4から第一光分岐部4を挟んで第一反射板50Aの延在方向と同一の方向に延在し、第一反射板50Aとは面一になっている。また、第二反射板50Bは、第一再帰反射部2Aによって反射された第一反射光L2の少なくとも一部を反射させ、該一部以外は透過させる。第二反射板50Bには、例えば公知のハーフミラー等が該当するが、第一反射光L2を反射可能なものであれば特に限定されない。なお、第二反射板50Bは、第一再帰反射部2Aによって反射された第一反射光L2を全て反射する全反射ミラーであっても構わない。また、第二反射板50Bは、第一反射光L2の少なくとも一部の光を反射さえすればよく、透明板(ガラス製のデスクマット等)であってもよい。例えば、第二反射板50Bとしてデスクマットを用いた場合には、机の木目のようなものが見えつつ、その上に空中像Iが浮んで見える。 The second reflector 50B extends from the tip e4 of the first reflector 50A in the same direction as the extension direction of the first reflector 50A with the first light branch portion 4 interposed therebetween, and the second reflector 50A and the first reflector 50A. Is flush. Further, the second reflector 50B reflects at least a part of the first reflected light L2 reflected by the first retroreflective unit 2A, and transmits the other part. The second reflector 50B corresponds to, for example, a known half mirror or the like, but is not particularly limited as long as it can reflect the first reflected light L2. The second reflector 50B may be a total reflection mirror that reflects all the first reflected light L2 reflected by the first retroreflective unit 2A. Further, the second reflector 50B may be a transparent plate (such as a desk mat made of glass) as long as it reflects at least a part of the light of the first reflected light L2. For example, when a desk mat is used as the second reflector 50B, the aerial image I appears to float on the desk mat while the wood grain of the desk can be seen.

以上説明した第八実施形態の表示装置1Wでは、第一ディスプレイD1のそれぞれの第一光源S1から出射された第一光L1のうち、第一反射板50Aに向かうものは、第一反射板50Aによって反射され、さらに反射型偏光板等からなる第一光分岐部4によって第一波長板21に向けて反射される。第一光L1のP偏光又はS偏光のうち一方は、第一波長板21を透過し、第一再帰反射部2Aによって第一反射光L2として再帰反射され、第一光分岐部4を透過する。第一光分岐部4を透過した第一反射光L2は、第二反射板50Bによって再帰反射光(反射光)L13として反射され、第一再帰反射部2Aから直接照射された第一反射光L2と共に空中像Iを形成する。また、図14に示すように、第一反射板50A,50Bのそれぞれを挟んで第一ディスプレイD1の反対側に第一ディスプレイD1の虚像が生成される。 In the display device 1W of the eighth embodiment described above, among the first light L1 emitted from each of the first light sources S1 of the first display D1, the one directed to the first reflector 50A is the first reflector 50A. Is further reflected toward the first wavelength plate 21 by the first light branching portion 4 made of a reflective polarizing plate or the like. One of the P-polarized or S-polarized light of the first light L1 is transmitted through the first wave plate 21, is retroreflected as the first reflected light L2 by the first retroreflecting unit 2A, and is transmitted through the first light branching unit 4. .. The first reflected light L2 transmitted through the first light branch portion 4 is reflected as retroreflected light (reflected light) L13 by the second reflecting plate 50B, and the first reflected light L2 directly irradiated from the first retroreflecting portion 2A. Together with form an aerial image I. Further, as shown in FIG. 14, a virtual image of the first display D1 is generated on the opposite side of the first display D1 with the first reflectors 50A and 50B interposed therebetween.

従って、第八実施形態の表示装置1Wによれば、第一実施形態の表示装置1Aと同様に、ユーザーは、空間A(即ち、第一光分岐部4に対してユーザがいる空間)内に空中像Iを観察することができる。例えば、第一反射板50A及び第二反射板50Bをテーブル等の台上に設置すれば、前述の台から略垂直に立ち上がる空中像Iが得られ、空中像Iを観察し易くなる。また、第二反射板50Bとしてハーフミラーを用い、透明な台を用いれば、空中像Iと同時に虚像も観察することができる。 Therefore, according to the display device 1W of the eighth embodiment, the user is in the space A (that is, the space where the user is with respect to the first optical branch portion 4) as in the display device 1A of the first embodiment. The aerial image I can be observed. For example, if the first reflector 50A and the second reflector 50B are installed on a table or the like, an aerial image I that rises substantially vertically from the above-mentioned table can be obtained, and the aerial image I can be easily observed. Further, if a half mirror is used as the second reflector 50B and a transparent table is used, a virtual image can be observed at the same time as the aerial image I.

(第九実施形態)
次いで、本発明に係る第九実施形態の表示装置1Pについて説明する。なお、図15に示す第九実施形態の表示装置1Pの構成要素において、図1等に示す第一実施形態の表示装置1Aの構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
(Ninth Embodiment)
Next, the display device 1P of the ninth embodiment according to the present invention will be described. In the components of the display device 1P of the ninth embodiment shown in FIG. 15, the same components as the components of the display device 1A of the first embodiment shown in FIG. 1 and the like are designated by the same reference numerals. The explanation is omitted.

図15に示すように、表示装置1Pは、第一光源S1と、第一光分岐部4Aと、第二光分岐部4Bと、第一再帰反射部2Aと、を備えている。 As shown in FIG. 15, the display device 1P includes a first light source S1, a first light branching unit 4A, a second light branching unit 4B, and a first retroreflective unit 2A.

表示装置1Pでは、第一光分岐部4A及び第二光分岐部4Bは、第一光源S1を挟んで互いに対向するように配置されている。言い換えれば、第一光源S1は、互いに対向配置された第一光分岐部4A及び第二光分岐部4Bの間に配置されている。第一光源S1の出射部(図示略)は、第一光分岐部4Aと第二光分岐部4Bとの間に形成された空間に向けられている。第一光分岐部4A及び第二光分岐部4Bは、第一光L1の少なくとも一部を第一反射光L2として反射させると共に、第一反射光L2の少なくとも一部を反射させる。第二光分岐部(一方の光分岐部)4Bにおいて第一光分岐部4Aに対向する面(側)とは反対側の面には、第一再帰反射部2Aが設けられている。 In the display device 1P, the first optical branch portion 4A and the second optical branch portion 4B are arranged so as to face each other with the first light source S1 interposed therebetween. In other words, the first light source S1 is arranged between the first optical branch portion 4A and the second optical branch portion 4B arranged so as to face each other. The emission portion (not shown) of the first light source S1 is directed to the space formed between the first light branch portion 4A and the second light branch portion 4B. The first light branch portion 4A and the second light branch portion 4B reflect at least a part of the first light L1 as the first reflected light L2 and reflect at least a part of the first reflected light L2. The first retroreflective portion 2A is provided on the surface of the second optical branch portion (one optical branch portion) 4B opposite to the surface (side) facing the first optical branch portion 4A.

第九実施形態の表示装置1Pでは、第一光源S1から出射された第一光L1が第一光分岐部4A及び第二光分岐部4Bの間に形成された空間を通り、第一光分岐部4A又は第二光分岐部4Bに当たり、透過する。第一光L1は第一再帰反射部2Aに照射された時点で、第二光分岐部4Bの表面に沿った方向において、再帰反射光13として第一光源S1側に戻される。これにより、第一光分岐部1Aを挟んで第一光源S1に対向する位置に、第一光分岐部1Aの表面に対して略直交する方向に、複数の空中像Iが形成される。 In the display device 1P of the ninth embodiment, the first light L1 emitted from the first light source S1 passes through the space formed between the first light branch portion 4A and the second light branch portion 4B, and the first light branch is formed. It hits the portion 4A or the second optical branch portion 4B and transmits. When the first light L1 is irradiated to the first retroreflecting portion 2A, it is returned to the first light source S1 side as the retroreflected light 13 in the direction along the surface of the second light branching portion 4B. As a result, a plurality of aerial images I are formed at positions facing the first light source S1 with the first light branch portion 1A interposed therebetween in a direction substantially orthogonal to the surface of the first light branch portion 1A.

なお、第二光分岐部4Bで反射された光L111を第一再帰反射部2Aの側に延ばした仮想線L113上に、虚像が形成される。即ち、第二光分岐部1Bを挟んで第一光源S1に対向する位置に、複数の虚像が形成される。 A virtual image is formed on the virtual line L113 in which the light L111 reflected by the second light branching portion 4B is extended toward the first retroreflective portion 2A. That is, a plurality of virtual images are formed at positions facing the first light source S1 with the second light branch portion 1B interposed therebetween.

従って、第九実施形態の表示装置1Pによれば、第一実施形態の表示装置1Aと同様に、ユーザーは、空間A(即ち、第一光分岐部4に対して第一光源S1が設けられている側とは反対側の空間)内に複数の空中像Iを観察することができる。これにより、表示装置1Pを用いて多数段の空中像Iを容易に形成することができ、表示装置1Pの応用展開の範囲が広がる。 Therefore, according to the display device 1P of the ninth embodiment, the user is provided with the space A (that is, the first light source S1 with respect to the first optical branch portion 4) as in the display device 1A of the first embodiment. A plurality of aerial images I can be observed in the space on the side opposite to the one on the opposite side. As a result, a multi-stage aerial image I can be easily formed by using the display device 1P, and the range of application development of the display device 1P is expanded.

図16に、第九実施形態の表示装置1Pの第一変形例である表示装置1Qを示す。表示装置1Qは、表示装置1Pにおいて、第一光分岐部4A及び第二光分岐部4Bの間に形成された空間内に、第一光源S1と間隔をあけて第二光源S2を配置したものである。第二光源S2の出射部(図示略)は、第一光分岐部4Aと第二光分岐部4Bとの間に形成された空間に向けられ、第二光源S2の出射部が向けられた方向とは反対の方向に向けられている。言い換えれば、表示装置1Qは、表示装置1Pの第一光源S1側に、表示装置1Nを第一光分岐部4A及び第二光分岐部4Bの表面に直交する方向を中心に反転させつつ連接させたものである。 FIG. 16 shows a display device 1Q which is a first modification of the display device 1P of the ninth embodiment. The display device 1Q is a display device 1P in which the second light source S2 is arranged at intervals from the first light source S1 in the space formed between the first light branch portion 4A and the second light branch portion 4B. Is. The exit portion (not shown) of the second light source S2 is directed to the space formed between the first light branch portion 4A and the second light branch portion 4B, and the direction in which the exit portion of the second light source S2 is directed. It is directed in the opposite direction. In other words, the display device 1Q connects the display device 1N to the first light source S1 side of the display device 1P while inverting the direction orthogonal to the surfaces of the first optical branch portion 4A and the second optical branch portion 4B. It is a thing.

第九実施形態の表示装置1Pの第一変形例の表示装置1Qによれば、第一光源S1及び第二光源S2を用いることにより、それぞれの光源から空中像Iを生成し、空中像Iの数を容易に増やすことができる。それぞれの光源の虚像も活かせば、さらに空中像Iの数を増やすことができる。 According to the display device 1Q of the first modification of the display device 1P of the ninth embodiment, by using the first light source S1 and the second light source S2, an aerial image I is generated from each light source, and the aerial image I The number can be easily increased. The number of aerial images I can be further increased by utilizing the virtual images of each light source.

なお、表示装置1Pでは第一再帰反射部2Aが第二光分岐部4Bに接しているが、図17に示す表示装置1P´のように、第一再帰反射部2Aは第二光分岐部4Bに対して所定の間隔をあけて配置されていても構わない。このように表示装置1Pには、構成要素の配置の自由度がある。また、表示装置1Pには、1枚の透明アクリル板もしくは透明ガラス板の両面を4Aと4Bとして用いることができる。例えば、ガラス窓のサッシ上にLEDを配置し、ガラス窓に再帰反射シートのカーテンをつければ、外側から多重化された空中像Iを観察できるようになる。さらに、第一光分岐部4A側で空中像Iの観察の妨げにならない場所にっ別の再帰反射部を配置することで、光線L111についても空中像Iの形成が可能になる。 In the display device 1P, the first retroreflective part 2A is in contact with the second light branching part 4B, but as in the display device 1P'shown in FIG. 17, the first retroreflective part 2A is the second light branching part 4B. It may be arranged at a predetermined interval with respect to the light. As described above, the display device 1P has a degree of freedom in arranging the components. Further, in the display device 1P, both sides of one transparent acrylic plate or transparent glass plate can be used as 4A and 4B. For example, if the LED is arranged on the sash of the glass window and the curtain of the retroreflective sheet is attached to the glass window, the multiplexed aerial image I can be observed from the outside. Further, by arranging another retroreflective part on the first light branching part 4A side at a place that does not interfere with the observation of the aerial image I, the aerial image I can be formed also for the light ray L111.

図18に、第九実施形態の表示装置1Pの第二変形例である表示装置1Rを示す。表示装置1Rでは、表示装置1Nの第一光分岐部4Aの表面を、第二光分岐部4Bの表面に沿った方向に対して傾斜させている。図18に示す構成例では、紙面の左側から右側に進むに従って第一光分岐部4Aが第二光分岐部4Bから離間している。 FIG. 18 shows a display device 1R which is a second modification of the display device 1P of the ninth embodiment. In the display device 1R, the surface of the first optical branch portion 4A of the display device 1N is inclined with respect to the direction along the surface of the second optical branch portion 4B. In the configuration example shown in FIG. 18, the first optical branch portion 4A is separated from the second optical branch portion 4B from the left side to the right side of the paper surface.

第九実施形態の表示装置1Pの第二変形例の表示装置1Rによれば、第一光源S1の複数の実像及び虚像が第一光分岐部4A及び第二光分岐部4Bのそれぞれの表面の延長線が交差する仮想交点を中心とした仮想円周上に形成される。表示装置1Rは一例であるが、このように第一光分岐部4Aと第二光分岐部4Bとの対向配置及び角度を調整することで、空中像Iの位置、即ち第一光源S1の複数の実像及び虚像が形成される位置を容易に変更することができる。なお、第九実施形態の表示装置1Pには、第一光分岐部4A及び第二光分岐部4Bの配置や角度を調整可能な調節部が設けられていてもよい。 According to the display device 1R of the second modification of the display device 1P of the ninth embodiment, a plurality of real images and virtual images of the first light source S1 are on the surfaces of the first light branch portion 4A and the second light branch portion 4B, respectively. It is formed on a virtual circumference centered on a virtual intersection where extension lines intersect. The display device 1R is an example, but by adjusting the facing arrangement and the angle between the first optical branch portion 4A and the second optical branch portion 4B in this way, the position of the aerial image I, that is, a plurality of the first light sources S1. The position where the real image and the virtual image of the above are formed can be easily changed. The display device 1P of the ninth embodiment may be provided with an adjusting unit capable of adjusting the arrangement and angle of the first optical branching portion 4A and the second optical branching portion 4B.

また、図示していないが、表示装置1P及びその変形例の表示装置1Q,1P´,1Rは、スポット状の第一光L1を出射可能な光源(例えば、点光源、LED等)を用いて複数の空中像Iを形成することができるので、万華鏡として応用することができる。従来、複数人向けの万華鏡を実現するためには、複数名が同時に覗くことが可能な程度に万華鏡自体を大型化する必要があった。しかしながら、表示装置1P等を用いて、空中像Iを万華鏡で見えるパターンのように配置することで、万華鏡パターンを空中に形成し、複数人で同時に観察することができるようになる。 Although not shown, the display device 1P and the display devices 1Q, 1P', 1R of the modified example thereof use a light source (for example, a point light source, an LED, etc.) capable of emitting a spot-shaped first light L1. Since a plurality of aerial images I can be formed, it can be applied as a kaleidoscope. Conventionally, in order to realize a kaleidoscope for multiple people, it has been necessary to increase the size of the kaleidoscope itself so that multiple people can look into it at the same time. However, by arranging the aerial image I like a pattern that can be seen by a kaleidoscope using a display device 1P or the like, a kaleidoscope pattern can be formed in the air and can be observed by a plurality of people at the same time.

(第十実施形態)
次いで、本発明に係る第十実施形態の表示装置1Tについて説明する。なお、図20から図23に示す第十実施形態の表示装置1Tの構成要素において、図1等に示す第一実施形態の表示装置1Aの構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
図19には、公知の表示装置CTを示す。
(10th Embodiment)
Next, the display device 1T according to the tenth embodiment of the present invention will be described. In the components of the display device 1T of the tenth embodiment shown in FIGS. 20 to 23, the same components as those of the display device 1A of the first embodiment shown in FIGS. 1 and the like are designated by the same reference numerals. The description is omitted.
FIG. 19 shows a known display device CT.

第十実施形態の表示装置1Tは、第一光源S1を複数備えたバックライト55と、第一液晶パネル51と、第一偏光板40Aと、第一光分岐部4と、第一再帰反射部2Aと、を備えている。 The display device 1T of the tenth embodiment includes a backlight 55 provided with a plurality of first light sources S1, a first liquid crystal panel 51, a first polarizing plate 40A, a first light branching portion 4, and a first retroreflective portion. It is equipped with 2A.

表示装置1Tでは、バックライト55は、第一光L1の出射方向E1を示す第一出射軸J1の後方から第一液晶パネル51及び第二液晶パネル52を照明するためのものである。バックライト55には、出射部を第一偏光板40A側に向けて第一光源S1が配置されている。但し、第一出射軸J1に沿って積層される液晶パネルの数は、二枚に限定されるものではなく,三枚以上であってもよい。また、第一出射軸J1に沿って積層される液晶パネルの間には、位相差フィルムが含まれていてもよい。 In the display device 1T, the backlight 55 is for illuminating the first liquid crystal panel 51 and the second liquid crystal panel 52 from behind the first emission shaft J1 indicating the emission direction E1 of the first light L1. A first light source S1 is arranged on the backlight 55 with the emitting portion directed toward the first polarizing plate 40A. However, the number of liquid crystal panels stacked along the first emission axis J1 is not limited to two, and may be three or more. Further, a retardation film may be included between the liquid crystal panels laminated along the first emission axis J1.

第一液晶パネル51は、第一出射軸J1上の位置に配置されている。第一偏光板40Aは、第一出射軸J1上の第一ディスプレイD1と第一液晶パネル51との間に配置されている。 The first liquid crystal panel 51 is arranged at a position on the first emission axis J1. The first polarizing plate 40A is arranged between the first display D1 on the first emission axis J1 and the first liquid crystal panel 51.

第一光分岐部4は、第一光L1の少なくとも一部を第一反射光L2として反射し、第一再帰反射部2Aによって再帰反射された再帰反射光L13の少なくとも一部を透過させる。第一再帰反射部2Aは、第一反射光L2の出射方向E2を示す第二出射軸J2上の位置に配置されている。 The first light branch portion 4 reflects at least a part of the first light L1 as the first reflected light L2, and transmits at least a part of the retroreflected light L13 retroreflected by the first retroreflecting unit 2A. The first retroreflective unit 2A is arranged at a position on the second emission axis J2 indicating the emission direction E2 of the first reflected light L2.

図19に示すように、従来の表示装置CTでは、上述の構成に加えて、第一出射軸J1上の第一偏光板40Aと第一液晶パネル51との間に第二液晶パネル52が配置され、第一出射軸J1上の第一液晶パネル51の前方に第二偏光板40Bが配置されている。第二液晶パネル52は、所謂、背面液晶パネルである。表示装置CTでは、第一偏光板21と第二偏光板22が第一光分岐部4に対して、バックライト55側に配置されている。即ち、バックライト55と、第一偏光板21と、第一液晶パネル51と、第二液晶パネル52と、第二偏光板22は、多層液晶(又は積層型液晶)を構成している。第一光分岐部4には、ハーフミラーを用いることができる。 As shown in FIG. 19, in the conventional display device CT, in addition to the above configuration, the second liquid crystal panel 52 is arranged between the first polarizing plate 40A on the first emission axis J1 and the first liquid crystal panel 51. The second polarizing plate 40B is arranged in front of the first liquid crystal panel 51 on the first emission axis J1. The second liquid crystal panel 52 is a so-called rear liquid crystal panel. In the display device CT, the first polarizing plate 21 and the second polarizing plate 22 are arranged on the backlight 55 side with respect to the first optical branching portion 4. That is, the backlight 55, the first polarizing plate 21, the first liquid crystal panel 51, the second liquid crystal panel 52, and the second polarizing plate 22 constitute a multilayer liquid crystal display (or a laminated liquid crystal display). A half mirror can be used for the first light branching portion 4.

表示装置CTでは、第一ディスプレイD1の第一光源S1からバックライト55を通して出射された第一光L1のうち、P偏光又はS偏光のうち一方が第一偏光板40Aを透過し、第一液晶パネル51及び第二液晶パネル52に照明される。第二偏光板40Bを透過し、第一液晶パネル51から発せられた第一光L1は、第一光分岐部4によって第一反射光L2として反射される。第一反射光L2は、第一再帰反射部2Aによって再帰反射光L13として再帰反射され、第一光分岐部4を透過し、第一光分岐部4を挟んで空中像Iを形成する。 In the display device CT, of the first light L1 emitted from the first light source S1 of the first display D1 through the backlight 55, one of P-polarized light and S-polarized light passes through the first polarizing plate 40A, and the first liquid crystal display is used. The panel 51 and the second liquid crystal panel 52 are illuminated. The first light L1 transmitted through the second polarizing plate 40B and emitted from the first liquid crystal panel 51 is reflected as the first reflected light L2 by the first light branching portion 4. The first reflected light L2 is retroreflected as retroreflected light L13 by the first retroreflective unit 2A, passes through the first light branch portion 4, and forms an aerial image I with the first light branch portion 4 interposed therebetween.

上述の表示装置CTに対し、図20に示すように、第十実施形態の表示装置1T(2)では、上述の表示装置1T(2)の構成において、第二出射軸J2上の第一再帰反射部2Aの後方に第一波長板21が配置されている。第一波長板21は所謂λ/4板であり、第一光分岐部4には反射型偏光板が用いられている。第一光分岐部4をなす反射型偏光板の向きは、第一偏光板40Aの向きに平行とされている。即ち、第一光分岐部4と第一偏光板40Bとは、パラレルニコル(又は、平行ニコル)の関係をなすように配置されている。このような配置により、第二偏光板40Bから出射した第一光L1は、第一光分岐部4に対してクロスニコルの関係になり、第一光分岐部4を殆ど透過せずに、第一光分岐部4によって第一反射光L2として反射される。第一波長板21を通過し、第一再帰反射部2Aに入射した後、第一再帰反射部2Aによって反射された再帰反射光L13は、第一光分岐部4に対してパラレルニコルの関係になり、第一光分岐部4を透過し、空中像Iを形成する。 In contrast to the display device CT described above, as shown in FIG. 20, in the display device 1T (2) of the tenth embodiment, in the configuration of the display device 1T (2) described above, the first recursion on the second emission axis J2. The first wave plate 21 is arranged behind the reflecting portion 2A. The first wave plate 21 is a so-called λ / 4 plate, and a reflective polarizing plate is used for the first light branching portion 4. The orientation of the reflective polarizing plate forming the first optical branch portion 4 is parallel to the orientation of the first polarizing plate 40A. That is, the first optical branch portion 4 and the first polarizing plate 40B are arranged so as to form a parallel Nicol (or parallel Nicol) relationship. With such an arrangement, the first light L1 emitted from the second polarizing plate 40B has a cross-nicol relationship with the first light branch portion 4, and hardly transmits the first light branch portion 4 to the first light. It is reflected as the first reflected light L2 by the one-light branch portion 4. The retroreflected light L13 reflected by the first retroreflective unit 2A after passing through the first wave plate 21 and incident on the first retroreflective unit 2A has a parallel Nicol relationship with the first light branch portion 4. Therefore, it passes through the first light branch portion 4 and forms an aerial image I.

図21に示すように、第十実施形態の別の例である表示装置1T(2)では、上述の表示装置1T(1)の構成において、第二偏光板40Bが削除され、第一波長板21の光学軸が第一光源S1を含むバックライト55の幅方向に対して平行となるように、即ち、第一偏光板40Aの偏光方位に対して45度をなす方向に沿って配置されている。従って、表示装置1T(2)では、第一光分岐部4と第一偏光板40Aは互いにパラレルニコル(又は、平行ニコル)の関係をなすように配置されている。第一液晶パネル51から出射した第一光L1は、第一光分岐部4に対してパラレルニコルの関係を保持する。第一光分岐部4によって反射された第一反射光L2は、第一波長板21を通過し、第一再帰反射部2Aに入射する。その後、第一再帰反射部2Aによって反射された再帰反射光L13は、第一光分岐部4に対して再びパラレルニコルの関係になり、第一光分岐部4を透過し、空中像Iを形成する。 As shown in FIG. 21, in the display device 1T (2), which is another example of the tenth embodiment, the second polarizing plate 40B is deleted in the configuration of the display device 1T (1) described above, and the first wavelength plate is removed. The optical axes of 21 are arranged so as to be parallel to the width direction of the backlight 55 including the first light source S1, that is, along a direction forming 45 degrees with respect to the polarization direction of the first polarizing plate 40A. There is. Therefore, in the display device 1T (2), the first optical branching portion 4 and the first polarizing plate 40A are arranged so as to form a parallel Nicol (or parallel Nicol) relationship with each other. The first light L1 emitted from the first liquid crystal panel 51 maintains a parallel Nicol relationship with the first light branch portion 4. The first reflected light L2 reflected by the first light branching portion 4 passes through the first wave plate 21 and is incident on the first retroreflecting portion 2A. After that, the retroreflected light L13 reflected by the first retroreflecting unit 2A becomes a parallel Nicol relationship again with respect to the first light branching unit 4, passes through the first light branching unit 4, and forms an aerial image I. do.

図22に示すように、第十実施形態の別の例である表示装置1T(3)では、上述の表示装置1T(1)の構成において、第一出射軸J1上の第二偏光板40Bの前方に第一波長板21が配置されている。また、第二出射軸J2上の第一再帰反射部2Aの後方には、第二波長板22が配置されている。図22の構成例では、第一波長板21は、第二偏光板40Bの第一光分岐部4側の面の近傍に配置されており、第二波長板22は第一光分岐部4の第一再帰反射部2A側の面の近傍に配置されている。さらに、第一光分岐部4をなす反射型偏光板の向きは、第一偏光板40Aの向きに直交している。即ち、第一光分岐部4と第一偏光板40Aとは、クロスニコル(又は、垂直ニコル)の関係をなすように配置されている。すなわち、第一波長板21及び第二波長板22の光学軸が第二偏光板40Bの偏光方位に対して45度をなすように配置されている。 As shown in FIG. 22, in the display device 1T (3) which is another example of the tenth embodiment, in the configuration of the display device 1T (1) described above, the second polarizing plate 40B on the first emission axis J1 is used. The first wave plate 21 is arranged in front. Further, a second wave plate 22 is arranged behind the first retroreflective portion 2A on the second emission axis J2. In the configuration example of FIG. 22, the first wave plate 21 is arranged in the vicinity of the surface of the second polarizing plate 40B on the side of the first optical branch portion 4, and the second wavelength plate 22 is the first optical branch portion 4. It is arranged near the surface on the first retroreflective portion 2A side. Further, the orientation of the reflective polarizing plate forming the first optical branch portion 4 is orthogonal to the orientation of the first polarizing plate 40A. That is, the first optical branch portion 4 and the first polarizing plate 40A are arranged so as to form a cross Nicol (or vertical Nicol) relationship. That is, the optical axes of the first wave plate 21 and the second wavelength plate 22 are arranged so as to form 45 degrees with respect to the polarization direction of the second polarizing plate 40B.

従って、表示装置1T(3)では、第一液晶パネル51から出射した第一光L1は、第二偏光板40B、第一波長板21、第二波長板22をそれぞれ通過し、第一光分岐部4に対してクロスニコルの関係をなす。第一光分岐部4によって反射された第一反射光L2は、第二波長板22を通過し、第一再帰反射部2Aに入射する。その後、第一再帰反射部2Aによって反射された再帰反射光L13は、再び第二波長板22を通過し、第一光分岐部4に対してパラレルニコルの関係になり、第一光分岐部4を透過し、空中像Iを形成する。 Therefore, in the display device 1T (3), the first light L1 emitted from the first liquid crystal panel 51 passes through the second polarizing plate 40B, the first wave plate 21, and the second wavelength plate 22, respectively, and the first light branches. It has a cross Nicol relationship with Part 4. The first reflected light L2 reflected by the first light branching portion 4 passes through the second wave plate 22 and is incident on the first retroreflecting portion 2A. After that, the retroreflected light L13 reflected by the first retroreflecting unit 2A passes through the second wave plate 22 again and becomes a parallel Nicol relationship with the first light branching unit 4, and the first light branching unit 4 And forms an aerial image I.

図23に示すように、第十実施形態の別の例である表示装置1T(4)では、上述の表示装置1T(3)の構成において、第二偏光板40Bが削除され、第一出射軸J1上の第一液晶パネル51の前方に第一波長板21が配置されている。また、第一光分岐部4をなす反射型偏光板の向きは、第一偏光板40Aの向きに直交し、第一光分岐部4と第一偏光板40Aとは、クロスニコル(又は、垂直ニコル)の関係をなすように配置されている。一方、第一波長板21及び第二波長板22の光学軸が第1液晶パネル51の光軸に対して45度をなすように、第一波長板21及び第二波長板22が配置されている。 As shown in FIG. 23, in the display device 1T (4) which is another example of the tenth embodiment, the second polarizing plate 40B is deleted in the configuration of the display device 1T (3) described above, and the first emission shaft is removed. The first wave plate 21 is arranged in front of the first liquid crystal panel 51 on J1. Further, the orientation of the reflective polarizing plate forming the first optical branching portion 4 is orthogonal to the orientation of the first polarizing plate 40A, and the first optical branching portion 4 and the first polarizing plate 40A are cross-nicols (or vertical). It is arranged so as to form a relationship of Nicole). On the other hand, the first wave plate 21 and the second wave plate 22 are arranged so that the optical axes of the first wave plate 21 and the second wave plate 22 form 45 degrees with respect to the optical axis of the first liquid crystal panel 51. There is.

従って、表示装置1T(4)では、第一液晶パネル51から出射した第一光L1は、第一波長板21、第二波長板22をそれぞれ通過し、第一光分岐部4に対してパラレルニコルの関係をなす。第一光分岐部4によって反射された第一反射光L2は、第二波長板22を通過し、第一再帰反射部2Aに入射する。その後、第一再帰反射部2Aによって反射された再帰反射光L13は、再び第二波長板22を通過し、第一光分岐部4に対してパラレルニコルの関係になり、第一光分岐部4を透過し、空中像Iを形成する。 Therefore, in the display device 1T (4), the first light L1 emitted from the first liquid crystal panel 51 passes through the first wave plate 21 and the second wave plate 22, respectively, and is parallel to the first light branch portion 4. Make a relationship with Nicole. The first reflected light L2 reflected by the first light branching portion 4 passes through the second wave plate 22 and is incident on the first retroreflecting portion 2A. After that, the retroreflected light L13 reflected by the first retroreflecting unit 2A passes through the second wave plate 22 again and becomes a parallel Nicol relationship with the first light branching unit 4, and the first light branching unit 4 And forms an aerial image I.

以上説明した第十実施形態の表示装置1Tによれば、第一実施形態の表示装置1Aと同様に、ユーザーは、空間A(即ち、第一光分岐部4に対してユーザがいる空間)内に空中像Iを観察することができる。また、通常の液晶ディスプレイでは、ユーザ側にも偏光板が配置され、この偏光板において光の一部が吸収されている。特に、第十実施形態の表示装置1T(2),1T(4)によれば、通常の液晶ディスプレイにおいてユーザ側に配置されている偏光板(即ち、第二偏光板40B)を削除した構成を実現することができる。これにより、偏光板による吸収による光の減衰がなくなるため、空中像Iの輝度が向上するため、ユーザが空中像Iを容易に視認可能になり、ユーザの目に優しいセキュアな空中表示や多層表示を実現することができる。 According to the display device 1T of the tenth embodiment described above, the user is in the space A (that is, the space where the user is with respect to the first optical branch portion 4) as in the display device 1A of the first embodiment. The aerial image I can be observed. Further, in a normal liquid crystal display, a polarizing plate is also arranged on the user side, and a part of light is absorbed by this polarizing plate. In particular, according to the display devices 1T (2) and 1T (4) of the tenth embodiment, the configuration in which the polarizing plate (that is, the second polarizing plate 40B) arranged on the user side in a normal liquid crystal display is deleted is provided. It can be realized. As a result, the attenuation of light due to absorption by the polarizing plate is eliminated, and the brightness of the aerial image I is improved, so that the user can easily see the aerial image I, and a secure aerial display or multi-layer display that is easy on the user's eyes. Can be realized.

また、本発明を適用した空中像の表示方法は、第一光源Sから第一光L1を出射させ、第一出射軸J1上の位置において第一光L1を第一再帰反射部2から透過させるステップと、第一再帰反射部2を透過した第一光L1の少なくとも一部を第一光分岐部4によって第一反射光L2として第一再帰反射部2に向けて反射させるステップと、第一再帰反射部2によって再帰反射された第一反射光L2の少なくとも一部を第一光分岐部4から透過させるステップと、を備える。
上述の空中像の表示方法によれば、空中像Iをより広い角度から観察可能とすることができる。
Further, in the method of displaying an aerial image to which the present invention is applied, the first light L1 is emitted from the first light source S, and the first light L1 is transmitted from the first retroreflective unit 2 at a position on the first emission axis J1. A step, a step of reflecting at least a part of the first light L1 transmitted through the first retroreflective unit 2 toward the first retroreflective unit 2 as the first reflected light L2 by the first light branching unit 4, and a first step. A step of transmitting at least a part of the first reflected light L2 retroreflected by the retroreflecting unit 2 from the first light branching unit 4 is provided.
According to the above-mentioned aerial image display method, the aerial image I can be observed from a wider angle.

以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the specific embodiment, and various aspects are described within the scope of the claims of the present invention. It can be transformed and changed.

例えば、図4に示す表示装置1Bの構成を図24に示すように変更してもよい。即ち、表示装置1Bの第一偏光分岐部25を省略し、第一ディスプレイD1に替えて第五ディスプレイD5を採用してもよい。第一光分岐部4には、例えば反射型偏光フィルム等を用いることができる。 For example, the configuration of the display device 1B shown in FIG. 4 may be changed as shown in FIG. 24. That is, the first polarization branching portion 25 of the display device 1B may be omitted, and the fifth display D5 may be adopted instead of the first display D1. For the first light branching portion 4, for example, a reflective polarizing film or the like can be used.

第五ディスプレイD5の面内は、S波偏光の第一光L1を発光するS波発光部SS1と、P波偏光の第一光L1を発光するP波発光部SP1に区画されている。S波発光部SS1は、例えばLED光源とS偏光を出射可能とする偏光板とを組み合わせたもの等を用いることができるが、特に限定されない。また、P波発光部SP1は、例えばLED光源とP偏光を出射可能とする偏光板とを組み合わせたもの等を用いることができるが、特に限定されない。また、第五ディスプレイD5においては、不図示の制御部によって、第五ディスプレイD5の面内の所定の領域毎に出射される偏光(S波又はP波)が調節可能とされている。 The plane of the fifth display D5 is divided into an S wave light emitting unit SS1 that emits the first light L1 of S wave polarization and a P wave light emitting unit SP1 that emits the first light L1 of P wave polarization. As the S wave light emitting unit SS1, for example, a combination of an LED light source and a polarizing plate capable of emitting S-polarized light can be used, but the S wave light emitting unit SS1 is not particularly limited. Further, the P-wave light emitting unit SP1 can be used, for example, a combination of an LED light source and a polarizing plate capable of emitting P-polarized light, but is not particularly limited. Further, in the fifth display D5, the polarization (S wave or P wave) emitted for each predetermined region in the plane of the fifth display D5 can be adjusted by a control unit (not shown).

上述の表示装置1Mによれば、第五ディスプレイD5の面内の所定の領域毎に第一光L1の偏光がS波又はP波で調節され、図24に示すように、ユーザがS波偏光による空中像I又はP波偏光による空中像Iとともに、第五ディスプレイD5上におけるP波偏光又はS波偏光による直接像を見ることができる。空中像と直接像が画素ごとに分離されているため、単一のディスプレイD5を用いながら二層の映像を独立して表示可能である。従って、表示装置1Mを、S波発光部SS1及びP波発光部SP1の各々の輝度比に応じた位置に奥行きを知覚させるDFD(Depth-fused 3D)表示に適用することができる。 According to the display device 1M described above, the polarization of the first light L1 is adjusted by S wave or P wave for each predetermined region in the plane of the fifth display D5, and as shown in FIG. 24, the user is S-wave polarized. Along with the aerial image I by P-wave polarization or the aerial image I by P-wave polarization, a direct image by P-wave polarization or S-wave polarization can be seen on the fifth display D5. Since the aerial image and the direct image are separated for each pixel, it is possible to independently display a two-layer image while using a single display D5. Therefore, the display device 1M can be applied to a DFD (Deepth-fused 3D) display in which the depth is perceived at a position corresponding to the brightness ratio of each of the S wave light emitting unit SS1 and the P wave light emitting unit SP1.

また、表示装置1Mの変形例として、図25に示す表示装置1Nが挙げられる。表示装置1Nは、表示装置1Mの構成のうち、第一波長板21及び第二波長板22を省略し、その代わりに第一出射軸J1上の第五ディスプレイD5(第一光源S1)と第一再帰反射部2Aとの間に3Dフィルム44が配置されている。3Dフィルム44としては、例えば、視差バリア、パララックスバリアやレンチキュラーレンズ等が挙げられる。 Further, as a modification of the display device 1M, the display device 1N shown in FIG. 25 can be mentioned. The display device 1N omits the first wave plate 21 and the second wave plate 22 in the configuration of the display device 1M, and instead has the fifth display D5 (first light source S1) and the fifth display D5 (first light source S1) on the first emission axis J1. A 3D film 44 is arranged between the retroreflective unit 2A and the retroreflective unit 2A. Examples of the 3D film 44 include a parallax barrier, a parallax barrier, a lenticular lens, and the like.

上述の表示装置1Nによれば、第五ディスプレイD5の面内の所定の領域毎に第一光L1の偏光がS波又はP波で調節され、図25に示すように、ユーザは右目でS波偏光及びP波偏光のうち一方による空中像Iを見ることができ、左目でS波偏光及びP波偏光のうち他方による空中像Iを見ることができる。従って、表示装置1Nを、S波発光部SS1及びP波発光部SP1の各々の輝度比に応じた位置に奥行きを知覚させるDFD表示に適用することができる。 According to the display device 1N described above, the polarization of the first light L1 is adjusted by S wave or P wave for each predetermined region in the plane of the fifth display D5, and as shown in FIG. 25, the user S with the right eye. The aerial image I of one of the wave polarization and the P wave polarization can be seen, and the aerial image I of the other of the S wave polarization and the P wave polarization can be seen with the left eye. Therefore, the display device 1N can be applied to the DFD display in which the depth is perceived at the position corresponding to the brightness ratio of each of the S wave light emitting unit SS1 and the P wave light emitting unit SP1.

また、本発明に係る表示装置では、第一出射軸J1上の第一光源S1と第一再帰反射部2との間に結像素子が配置されていてもよい。結像素子としては、例えばレンチキュラーレンズやハエの目レンズ等が挙げられる。第一光源S1や第二光源S2を備えるディスプレイとして、三次元ディスプレイを用いても構わない。 Further, in the display device according to the present invention, an image forming element may be arranged between the first light source S1 on the first emission axis J1 and the first retroreflective unit 2. Examples of the image forming element include a lenticular lens and a fly eye lens. A three-dimensional display may be used as the display provided with the first light source S1 and the second light source S2.

また、本発明に係る表示装置は、筐体等に収容されていてもよい。図26には、本発明に係る表示装置1Bの構成の一部が筐体30に収容されている構成を例示する。具体的には、筐体30の内部に、表示装置1Bの第一光源S1、第一ディスプレイD1、第一再帰反射部2及び第一波長板21が収容されている。第一波長板21は、第一再帰反射部2の上面側に当接して設けられている。筐体30の上面には、第一光分岐部4として、反射型偏光板(又は、反射型偏光シート等)が設けられている。
第一光源S1から出射された第一光L1のP偏光又はS偏光のうち一方は、第一光分岐部4で反射され、第一波長板21を透過し、第一再帰反射部2によって再帰反射され、再び第一波長板21を透過する。この際、第一光L1の偏光が変わり、P偏光又はS偏光のうち他方として、第一光分岐部4に入射すると共に透過し、空中像Iを形成する。従って、ユーザはある方向E0から空中像Iを観察することができる。このような表示装置は、持ち運び可能であり、場所や設置条件に対しても柔軟に対応し、ユーザに空中像Iを見せることができる。
Further, the display device according to the present invention may be housed in a housing or the like. FIG. 26 illustrates a configuration in which a part of the configuration of the display device 1B according to the present invention is housed in the housing 30. Specifically, the first light source S1, the first display D1, the first retroreflective unit 2 and the first wave plate 21 of the display device 1B are housed inside the housing 30. The first wave plate 21 is provided in contact with the upper surface side of the first retroreflective portion 2. A reflective polarizing plate (or a reflective polarizing sheet or the like) is provided on the upper surface of the housing 30 as the first light branching portion 4.
One of the P-polarized or S-polarized light of the first light L1 emitted from the first light source S1 is reflected by the first light branching portion 4, passes through the first wave plate 21, and is retroreflected by the first retroreflecting portion 2. It is reflected and passes through the first wave plate 21 again. At this time, the polarization of the first light L1 changes, and as the other of the P polarization and the S polarization, the light is incident on and transmitted to the first light branch portion 4 to form an aerial image I. Therefore, the user can observe the aerial image I from a certain direction E0. Such a display device is portable, can flexibly respond to a place and installation conditions, and can show the aerial image I to the user.

また、本発明に係る表示装置では、第一出射軸J1上の第一光源S1や前述の光源を備えたディスプレイ等の前方にプリズムシートが配置されていてもよい。ここで、不図示のプリズムシートとは、基台となる部分(基材)の所定の方向に断面三角形のプリズム構造を複数並べたものである。プリズム構造としては、例えば基材側に直角部が接する断面直角三角形のもの、長辺が基材に接する断面直角三角形のもの、二等辺三角形のものが挙げられるが、プリズムとしての機能を発揮し得るものであれば、特に限定されない。このようなプリズムシートを第一出射軸J1に直交する方向に複数のプリズムが配置されるように、第一光源S1、第二光源S2やディスプレイ等に設けることができる。 Further, in the display device according to the present invention, the prism sheet may be arranged in front of the first light source S1 on the first emission axis J1 or the display provided with the above-mentioned light source. Here, the prism sheet (not shown) is a structure in which a plurality of prism structures having a triangular cross section are arranged in a predetermined direction of a base portion (base material). Examples of the prism structure include a right-angled triangle with a right-angled portion in contact with the base material side, a right-angled triangle with a long side in contact with the base material, and an isosceles triangle. It is not particularly limited as long as it can be obtained. Such a prism sheet can be provided on the first light source S1, the second light source S2, a display, or the like so that a plurality of prisms are arranged in a direction orthogonal to the first emission axis J1.

第一出射軸J1上の第一光源S1や前述の光源を備えたディスプレイ等の前方にプリズムシートを配置することで、プリズムの表面で第一光L1が所定の方向に屈折される。従って、基材から突出するプリズム構造の表面の角度を適切に設定することで、プリズムシートを設けない場合に比べて、空中像Iの形成位置に光を集め、空中像Iの輝度を向上させることができる。また、空中像Iのエッジ部分は、光の散乱や回折の影響によりぼやけることが考えられる。しかしながら、プリズムシートを用いることで、空中像Iの縁部をシャープにすることもできる。 By arranging the prism sheet in front of the first light source S1 on the first emission axis J1 or the display provided with the above-mentioned light source, the first light L1 is refracted in a predetermined direction on the surface of the prism. Therefore, by appropriately setting the angle of the surface of the prism structure protruding from the base material, light is collected at the formation position of the aerial image I and the brightness of the aerial image I is improved as compared with the case where the prism sheet is not provided. be able to. Further, it is considered that the edge portion of the aerial image I is blurred due to the influence of light scattering and diffraction. However, by using the prism sheet, the edge of the aerial image I can be sharpened.

さらに、第一出射軸J1上の第一光源S1や前述の光源を備えたディスプレイ等の前方には、種類やプリズム構造のピッチが同一のもの、又は互いに異なるものを複数積層して設けてもよい。これにより、第一光L1の屈折方向を細かく設定することができる。 Further, in front of the first light source S1 on the first emission axis J1 and the display provided with the above-mentioned light source, a plurality of those having the same type and pitch of the prism structure or those having different pitches may be laminated. good. This makes it possible to finely set the refraction direction of the first light L1.

また、本発明に係る表示装置は、例えば図27に例示するように、図26に示す表示装置のうち筐体30が省略された構成とすることができ、空中像Iのところにちょうど指(図24におけるf)があれば、散乱光が多く検出されることに基づく接触判定装置として活用することができる。従来は、散乱光を検出しようとすると、図24に破線で示す位置にカメラCCを配置して撮影が行われていたが、同図に実線で示す位置にカメラCCを配置することで、空中像Iへの何らかの物体の接触を敏感に検出及び判定することができる。 Further, the display device according to the present invention may have a configuration in which the housing 30 is omitted from the display device shown in FIG. 26, as illustrated in FIG. 27, and a finger (just a finger) is placed at the aerial image I. If there is f) in FIG. 24, it can be utilized as a contact determination device based on the fact that a large amount of scattered light is detected. In the past, when trying to detect scattered light, the camera CC was placed at the position shown by the broken line in FIG. 24 for shooting, but by arranging the camera CC at the position shown by the solid line in the figure, the camera CC is placed in the air. The contact of any object with the image I can be sensitively detected and determined.

次いで、本発明に係る各実施形態の表示装置の効果を裏付けるために行った実施例について説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 Next, an example carried out to support the effect of the display device of each embodiment according to the present invention will be described. The present invention is not limited to the following examples.

(実施例1)
図1に示す表示装置1Aを構成するために、第一光源S1には、可視光を発するLEDを使用した。また、第一ディスプレイD1の表面に第一光源S1を複数並べた特殊ディスプレイを用意した。第一再帰反射部2には、単位構造10の大きさが約180μmであり、透明プラスチックから構成された再帰反射シート(製品名:ハイグロス反射トリム6160R、製造元:スリーエム)を用いた。第一光分岐部4には、ハーフミラーを使用した。
構築した表示装置1Aにおいて、第一ディスプレイD1で例えば「A」の文字を表示すると、図28に示すように、「A」の文字の第一光源S1と空中像Iが観察されることを確認した。
(Example 1)
In order to configure the display device 1A shown in FIG. 1, an LED that emits visible light was used as the first light source S1. Further, a special display in which a plurality of first light sources S1 are arranged on the surface of the first display D1 is prepared. For the first retroreflective unit 2, a retroreflective sheet (product name: high-gloss reflective trim 6160R, manufacturer: 3M) having a unit structure 10 having a size of about 180 μm and made of transparent plastic was used. A half mirror was used for the first light branching portion 4.
In the constructed display device 1A, when the character "A" is displayed on the first display D1, for example, it is confirmed that the first light source S1 and the aerial image I of the character "A" are observed as shown in FIG. 28. bottom.

(実施例2)
図7に示す表示装置1Eを構成するために、実施例1と同様の第一ディスプレイD1を2台は使用した。第二再帰反射部6には、第一再帰反射部2と同様の再帰反射シートを用いた。
構築した表示装置1Eにおいて、第一ディスプレイD1で例えば「A」の文字を表示し、第一ディスプレイD1で例えば「B」の文字を表示すると、図29に示すように、観察方向E0から見た場合には「A」の文字の空中像Iと第二ディスプレイD2の第二光源S2による「B」とが見え、観察方向E10から見た場合には「B」の文字の空中像Iと第一ディスプレイD1の第一光源S1による「B」が観察されることを確認した。
(Example 2)
In order to configure the display device 1E shown in FIG. 7, two first displays D1 similar to those in the first embodiment were used. For the second retroreflective unit 6, the same retroreflective sheet as the first retroreflective unit 2 was used.
When the first display D1 displays, for example, the character "A" and the first display D1 displays, for example, the character "B" in the constructed display device 1E, as shown in FIG. 29, it is viewed from the observation direction E0. In this case, the aerial image I of the letter "A" and the "B" by the second light source S2 of the second display D2 can be seen, and when viewed from the observation direction E10, the aerial image I of the letter "B" and the first It was confirmed that "B" by the first light source S1 of one display D1 was observed.

(実施例3)
図9に示す表示装置1Gを構成するために、第一光源S1には、実施例1と同様に可視光を発するLEDを使用した。第一再帰反射部2Cには、再帰反射構造3Aを備えるコーナーキューブタイプの再帰反射シート(製品名:位相差フィルムつき再帰反射シートQR-1、製造元:エスエヌパートナーズ株式会社)を用いた。第一光分岐部4には、反射型偏光フィルム(製品名:SHM-2、製造元:エスエヌパートナーズ)を透明アクリル板に貼りつけたものを用いた。
構築した表示装置1Gにおいて、第四ディスプレイD4で例えば「T」の文字を表示すると、図30に示すように、「T」の文字の第一光源S1と空中像Iが観察されることを確認した。
(Example 3)
In order to configure the display device 1G shown in FIG. 9, an LED that emits visible light was used as the first light source S1 as in the first embodiment. For the first retroreflective unit 2C, a corner cube type retroreflective sheet having a retroreflective structure 3A (product name: retroreflective sheet QR-1 with retardation film, manufacturer: NS Partners Co., Ltd.) was used. For the first light branching portion 4, a reflective polarizing film (product name: SHM-2, manufacturer: SN Partners) attached to a transparent acrylic plate was used.
In the constructed display device 1G, when the character "T" is displayed on the fourth display D4, for example, it is confirmed that the first light source S1 and the aerial image I of the character "T" are observed as shown in FIG. bottom.

また、再帰反射構造3Aを備える再帰反射シートに替えて、再帰反射構造3Bを備えるビーズタイプの再帰反射シート(製品名:超高輝度反射シート7610、製造元:株式会社スリーエム)を用いて表示装置1G´を構成した。
構築した表示装置1G´において、第四ディスプレイD4で例えば「A」の文字を表示すると、図31に示すように、「A」の文字の第一光源S1と空中像Iが観察されることを確認した。
Further, instead of the retroreflective sheet having the retroreflective structure 3A, a bead type retroreflective sheet having the retroreflective structure 3B (product name: ultra-high brightness reflective sheet 7610, manufacturer: 3M Co., Ltd.) is used for the display device 1G. ´ was constructed.
In the constructed display device 1G', when the character "A" is displayed on the fourth display D4, for example, as shown in FIG. 31, the first light source S1 and the aerial image I of the character "A" are observed. confirmed.

(実施例4)
実施例3の表示装置1Gにおいて、第一光分岐部4が第四ディスプレイD4(即ち、第一光源S1及び第一再帰反射部2C)の面に対し、略45°をなして傾斜するように配置することで、図11に示す表示装置1Hを構成した。
構築した表示装置1Hにおいて、第四ディスプレイD4で例えば「T」の文字を表示すると、図32に示すように、「T」の文字の第一光源S1と空中像Iが観察されることを確認した。
(Example 4)
In the display device 1G of the third embodiment, the first optical branching portion 4 is tilted at a distance of approximately 45 ° with respect to the surface of the fourth display D4 (that is, the first light source S1 and the first retroreflective portion 2C). By arranging them, the display device 1H shown in FIG. 11 was configured.
In the constructed display device 1H, when the character "T" is displayed on the fourth display D4, for example, it is confirmed that the first light source S1 and the aerial image I of the character "T" are observed as shown in FIG. bottom.

(実施例5)
実施例4の表示装置1Hにおいて、第一再帰反射部2Cを第一出射軸J1上の第一光源S1を基準として第一光L1の出射方向E1の位置P2に移動させ、第一出射軸J1上の第一光源S1と第一再帰反射部2Cとの間に偏光板40を配置することで、図11に示す表示装置1Hを構成した。偏光板40には、偏光フィルム(製品名:偏光フィルムHN42、製造元:ポラロイド社)を用いた。
構築した表示装置1Hにおいて、第四ディスプレイD4で例えば「T」の文字を表示すると、図33に示すように、第一光分岐部4及び偏光板40によって「T」の文字の第一光源S1(即ち、直接透過光)が遮断されるため、「T」の文字の空中像Iのみが観察されることを確認した。
(Example 5)
In the display device 1H of the fourth embodiment, the first retroreflective unit 2C is moved to the position P2 in the emission direction E1 of the first light L1 with the first light source S1 on the first emission axis J1 as a reference, and the first emission axis J1. By arranging the polarizing plate 40 between the first light source S1 and the first retroreflective unit 2C, the display device 1H shown in FIG. 11 was configured. A polarizing film (product name: polarizing film HN42, manufacturer: Polaroid) was used as the polarizing plate 40.
When the letter "T" is displayed on the fourth display D4 in the constructed display device 1H, for example, as shown in FIG. 33, the first light source S1 of the letter "T" is displayed by the first optical branch portion 4 and the polarizing plate 40. It was confirmed that only the aerial image I of the letter "T" was observed because (that is, the directly transmitted light) was blocked.

(実施例6)
図15に示す表示装置1Pを構成するために、第一光源S1には、実施例1と同様に可視光を発するLEDを使用した。このLEDが幅方向に互いに間隔をあけて三つ配置され、長さ方向に所定の間隔をあけて複数配列されてなるLEDテープを使用した。第一再帰反射部2Cには、再帰反射構造3Aを備えるコーナーキューブタイプの再帰反射シート(製品名:ニッカライトクリスタルグレード,製造元:日本カーバイド工業株式会社)を用いた。第一光分岐部4には、反射型偏光フィルム(製品名:SHM-2、製造元:エスエヌパートナーズ株式会社)を透明アクリル板に貼りつけたものを用いた。
構築した表示装置1Pにおいて、図34に示すように、LEDテープに配列されたLEDに対応する複数のスポット光からなる空中像I及び虚像が観察されることを確認した。
(Example 6)
In order to configure the display device 1P shown in FIG. 15, an LED that emits visible light was used as the first light source S1 as in the first embodiment. An LED tape was used in which three LEDs were arranged at intervals in the width direction and a plurality of LEDs were arranged at a predetermined interval in the length direction. A corner cube type retroreflective sheet (product name: Nikkalite crystal grade, manufacturer: Nippon Carbide Industries Co., Ltd.) having a retroreflective structure 3A was used for the first retroreflective unit 2C. For the first light branching portion 4, a reflective polarizing film (product name: SHM-2, manufacturer: SN Partners Co., Ltd.) attached to a transparent acrylic plate was used.
As shown in FIG. 34, in the constructed display device 1P, it was confirmed that an aerial image I and a virtual image composed of a plurality of spot lights corresponding to the LEDs arranged on the LED tape were observed.

さらに、図16に示すように第一光源S1及び第二光源S2を備えた表示装置1Qを構成するために、両面にLEDが配列されたLEDテープを使用した。このような両面式のLEDテープは、図16に示す第一光源S1及び第二光源S2がテープ基材の厚み寸法の分だけ互いに離間して配置されているものに相当する。このようにテープの両面に光源を配置することで、図35に示すように、LEDテープの両側から空中像I及び虚像が観察されることを確認した。 Further, as shown in FIG. 16, in order to configure the display device 1Q provided with the first light source S1 and the second light source S2, an LED tape in which LEDs are arranged on both sides was used. Such a double-sided LED tape corresponds to one in which the first light source S1 and the second light source S2 shown in FIG. 16 are arranged apart from each other by the thickness dimension of the tape base material. By arranging the light sources on both sides of the tape in this way, it was confirmed that the aerial image I and the virtual image were observed from both sides of the LED tape as shown in FIG. 35.

(比較例1,実施例7)
図20から図23に示す表示装置1Tを構成するために、第一光源S1として可視光を発するLEDを複数備えた特殊カラーディスプレイ(第一液晶ディスプレイ51及び第二ディスプレイ52)を用意した。具体的には、バックライト55、第一液晶ディスプレイ51及び第二ディスプレイ52として、高精細高輝度LEDパネル(ピッチ4mm、表面実装パッケージタイプ、製品名:P4-LED panel、販売元:WAN Color)、およびポリシリコンTFT液晶パネル(製品名:LTM10C348S,製造元:株式会社東芝)を分解したものを使用した。第一再帰反射部2Aには、単位構造10の大きさが約180μmであり、透明プラスチックから構成された再帰反射シート(製品名:ニッカライトクリスタルグレード、製造元:日本カーバイド工業株式会社)を用いた。第一光分岐部4には、市販のハーフミラー(反射率・透過率ともに約50%)又は反射型偏光フィルム(製品名:SHM-2、製造元:エスエヌパートナーズ株式会社)を透明アクリル板に貼りつけたものを使用した。第一偏光板40A及び第二偏光板40Bには、前述のポリシリコンTFT液晶パネルを分解して取り出した偏光板又は単体で市販されている偏光板(製品名:HN42、製造元:ポラロイド社)を使用した。第一波長板21及び第二波長板22には、市販のλ/4板を使用した。
(Comparative Example 1, Example 7)
In order to configure the display device 1T shown in FIGS. 20 to 23, special color displays (first liquid crystal display 51 and second display 52) including a plurality of LEDs that emit visible light are prepared as the first light source S1. Specifically, as the backlight 55, the first liquid crystal display 51 and the second display 52, a high-definition high-brightness LED panel (pitch 4 mm, surface mount package type, product name: P4-LED panel, distributor: WAN Color). , And a polysilicon TFT liquid crystal panel (product name: LTM10C348S, manufacturer: Toshiba Co., Ltd.) disassembled. For the first retroreflective unit 2A, a retroreflective sheet (product name: Nikkalite crystal grade, manufacturer: Nippon Carbide Industry Co., Ltd.) having a unit structure 10 having a size of about 180 μm and made of transparent plastic was used. .. A commercially available half mirror (both reflectance and transmittance of about 50%) or a reflective polarizing film (product name: SHM-2, manufacturer: NS Partners Co., Ltd.) is attached to the first light branch portion 4 on a transparent acrylic plate. I used the one I put on. For the first polarizing plate 40A and the second polarizing plate 40B, a polarizing plate taken out by disassembling the above-mentioned polyvinyl TFT liquid crystal panel or a polarizing plate commercially available as a single substance (product name: HN42, manufacturer: Polaroid) is used. used. Commercially available λ / 4 plates were used for the first wavelength plate 21 and the second wavelength plate 22.

上述の各構成要素を用いて図19に示す表示装置CT及び図20から図23に示すに示す表示装置1Tをそれぞれ構築し、特殊カラーディスプレイに表示された図36に示すカラー像から形成されたそれぞれの空中像Iを撮像カメラ(製品名:D5500,製造元:株式会社ニコン)にレンズ(製品名: F-S DX NIKKOR 18-140mm f/3.5-5.6G ED VR,製造元:株式会社ニコン)を備えたもの)を用いて撮像した。撮像カメラのF値は4.8とし、撮像時のシャッタースピードは1/10(ISO:400)とした。
なお、図36および図41については、何れもグレースケール画像で示している。
The display device CT shown in FIG. 19 and the display device 1T shown in FIGS. 20 to 23 were respectively constructed by using each of the above-mentioned components, and formed from the color image shown in FIG. 36 displayed on the special color display. Each aerial image I is attached to an image camera (product name: D5500, manufacturer: Nikon Corporation) and a lens (product name: FS DX NIKKOR 18-140mm f / 3.5-5.6G ED VR, manufacturer: Nikon Corporation). An image was taken using a lens equipped with Nikon). The F value of the image pickup camera was set to 4.8, and the shutter speed at the time of image pickup was set to 1/10 (ISO: 400).
Note that FIGS. 36 and 41 are both shown as grayscale images.

比較例として構築した表示装置CTでは、第一光分岐部4としてハーフミラーを用いて、図37に示すように、特殊カラーディスプレイの像に対応する空中像Iが撮像された。 In the display device CT constructed as a comparative example, an aerial image I corresponding to the image of the special color display was imaged by using a half mirror as the first light branching portion 4. As shown in FIG. 37.

実施例として構築した表示装置1T(1)では、第一光分岐部4としてハーフミラーではなく、反射型偏光板を用い、前述のような配置構成とすることで、図38に示すように、図37に示す空中像Iよりも明るい空中像Iが撮像された。 In the display device 1T (1) constructed as an embodiment, a reflective polarizing plate is used as the first optical branching portion 4 instead of a half mirror, and the arrangement is as described above, as shown in FIG. 38. An aerial image I brighter than the aerial image I shown in FIG. 37 was imaged.

また、構築した表示装置1T(2)では、第一偏光板40Aとして反射型偏光フィルム(製品名:SHM-2、製造元:エスエヌパートナーズ株式会社)を透明アクリル板に貼りつけたもの)を代用し、かつ、第二偏光板40Bを用いないことで、第一光L1の損失を抑え、図39に示すように、図38よりも鮮明な空中像Iが撮像された。 Further, in the constructed display device 1T (2), a reflective polarizing film (product name: SHM-2, manufacturer: SN Partners Co., Ltd.) attached to a transparent acrylic plate is used as the first polarizing plate 40A). Moreover, by not using the second polarizing plate 40B, the loss of the first light L1 was suppressed, and as shown in FIG. 39, a clearer aerial image I than in FIG. 38 was imaged.

また、構築した表示装置1T(3)では、図40に示すように、図38に示した表示装置1T(1)と同程度の明るさの空中像Iが撮像された。
さらに、構築した表示装置1T(4)では、第一偏光板40Aとして上述の反射型偏光フィルムを用い、かつ、第二偏光板40Bを用いず、第一波長板21及び第二波長板22を用いることで、図41に示すように、図40に示した表示装置1T(3)の空中像Iよりは明るいが、ややコントラストが低い空中像Iが撮像された。
Further, in the constructed display device 1T (3), as shown in FIG. 40, an aerial image I having the same brightness as that of the display device 1T (1) shown in FIG. 38 was imaged.
Further, in the constructed display device 1T (4), the above-mentioned reflective polarizing film is used as the first polarizing plate 40A, and the first wavelength plate 21 and the second wavelength plate 22 are used without using the second polarizing plate 40B. By using this, as shown in FIG. 41, an aerial image I which is brighter than the aerial image I of the display device 1T (3) shown in FIG. 40 but has a slightly lower contrast was imaged.

(実施例8)
実施例7で構築した表示装置1T(2)において、第一液晶パネル51に単色で構成された「F」の文字の画像を表示し、第二液晶パネル52に単色で構成された「B」の文字の画像を表示した際の空中像Iを撮影した。撮像カメラのF値は3.5に変更し、撮像時のシャッタースピードは1/10(ISO:400)のままとした。
(Example 8)
In the display device 1T (2) constructed in the seventh embodiment, the image of the character "F" composed of a single color is displayed on the first liquid crystal panel 51, and the "B" composed of a single color is displayed on the second liquid crystal panel 52. The aerial image I when the image of the character of was displayed was taken. The F value of the imaging camera was changed to 3.5, and the shutter speed at the time of imaging was left at 1/10 (ISO: 400).

空中像Iに対して正対する向きに対して左方向、正面方向、右方向から撮影した結果、図42、図43、図44に示すそれぞれの空中像Iが形成されることを確認した。正面方向から撮影された空中像Iが最も明るく鮮明であるが、左方向及び右方向から撮影した場合でも、「F」及び「B」の文字が明らかに読み取れる空中像Iが得られることを確認した。左右からは二層の間隔に対応した視差が観察され、奥行きのある空中像Iが形成されていることを確認した。 As a result of photographing from the left direction, the front direction, and the right direction with respect to the direction facing the aerial image I, it was confirmed that each aerial image I shown in FIGS. 42, 43, and 44 was formed. It was confirmed that the aerial image I taken from the front direction is the brightest and clearest, but the aerial image I in which the letters "F" and "B" can be clearly read can be obtained even when taken from the left and right directions. bottom. Parallax corresponding to the distance between the two layers was observed from the left and right, and it was confirmed that a deep aerial image I was formed.

上述の構成において、「F」及び「B」の文字に替えて、空中像Iに対して正対する向きに対して左右方向に濃度が連続的に変化する帯状の単色ドットパターン(図面)を表示させ、形成された空中像Iを撮影した。図45、図46、図47に示すそれぞれの空中像Iが形成されることを確認した。また、単色ドットパターンが斜め方向に奥行きをもつように観察された。 In the above configuration, instead of the letters "F" and "B", a band-shaped monochromatic dot pattern (drawing) in which the density continuously changes in the left-right direction with respect to the direction facing the aerial image I is displayed. The formed aerial image I was photographed. It was confirmed that the aerial images I shown in FIGS. 45, 46, and 47 were formed. In addition, the monochromatic dot pattern was observed to have a depth in the diagonal direction.

(実施例9)
実施例7で構築した表示装置1T(4)において、図48に示すように、第一出射軸J1上の第一液晶パネル51と第二液晶パネル52との間に、波長板53を配置できるようにし、色調補正試験を行った。波長板53は、所謂λ/2板であり、入射する光の電界振動方向にπの位相差を与えるものである。
(Example 9)
In the display device 1T (4) constructed in the seventh embodiment, as shown in FIG. 48, the wave plate 53 can be arranged between the first liquid crystal panel 51 and the second liquid crystal panel 52 on the first emission shaft J1. Therefore, a color tone correction test was performed. The wave plate 53 is a so-called λ / 2 plate, and gives a phase difference of π in the electric field vibration direction of the incident light.

図49に、波長板53を配置する前、すなわち表示装置1T(4)における空中像Iを撮影したものを示す。これに対し、図50に、波長板53を第一出射軸J1上の第一液晶パネル51と第二液晶パネル52との間に配置し、波長板53の光学軸がバックライト55の幅方向に対して45度をなす方向に沿うように波長板53が配置した際の空中像Iを撮影したものを示す。図50からわかるように、波長板53を配置した場合には、波長分散による着色現象が解消され、波長板53を配置する前の場合に赤色の空中像Iが形成されていた部分の色が消えている。即ち、図49および図50は何れもグレースケール画像で示しているが、図49に示す「着色した部分」よりも図50に示す「着色されていた部分」の方が暗くなっていることで、前述の着色現象の解消を確認することができる。 FIG. 49 shows a photograph of the aerial image I in the display device 1T (4) before the wave plate 53 is arranged. On the other hand, in FIG. 50, the wave plate 53 is arranged between the first liquid crystal panel 51 and the second liquid crystal panel 52 on the first emission axis J1, and the optical axis of the wave plate 53 is in the width direction of the backlight 55. The photograph of the aerial image I when the wave plate 53 is arranged so as to form 45 degrees with respect to the above is shown. As can be seen from FIG. 50, when the wave plate 53 is arranged, the coloring phenomenon due to the wavelength dispersion is eliminated, and the color of the portion where the red aerial image I was formed before the arrangement of the wave plate 53 is changed. It's gone. That is, although both FIG. 49 and FIG. 50 are shown as grayscale images, the “colored portion” shown in FIG. 50 is darker than the “colored portion” shown in FIG. 49. , It is possible to confirm the elimination of the above-mentioned coloring phenomenon.

以上説明した実施例からもわかるように、本発明を適用した表示装置によれば、空中像Iをより広い角度から観察可能であり、各種構成での作用効果が得られることがわかる。 As can be seen from the examples described above, according to the display device to which the present invention is applied, the aerial image I can be observed from a wider angle, and it can be seen that the action and effect in various configurations can be obtained.

1A,1B,1C,1D,1E,1F,1G,1H,1K,1M,1N,1P,1P´,1Q,1R,1T(1),1T(2),1T(3),1T(4),1V,1W…表示装置
2…第一再帰反射部
4…第一光分岐部
5…第二光分岐部
6,7…第二再帰反射部
21…第一波長板
22…第二波長板
23…第三波長板
24…第四波長板
50A…第一反射板
50B…第二反射板
E1,E2…出射方向
L1…第一光
L2…第一反射光
L21…第二光
S1…第一光源
S2…第二光源
1A, 1B, 1C, 1D, 1E, 1F, 1G, 1H, 1K, 1M, 1N, 1P, 1P', 1Q, 1R, 1T (1), 1T (2), 1T (3), 1T (4) , 1V, 1W ... Display device 2 ... First retroreflective part 4 ... First light branching part 5 ... Second light branching part 6, 7 ... Second retroreflective part 21 ... First wavelength plate 22 ... Second wavelength plate 23 ... Third wavelength plate 24 ... Fourth wavelength plate 50A ... First reflector 50B ... Second reflector E1, E2 ... Emission direction L1 ... First light L2 ... First reflected light L21 ... Second light S1 ... First light source S2 ... Second light source

Claims (4)

S波偏光を出射するS波出射部とP波偏光を出射するP波出射部とを備え、前記S波偏光と前記P波偏光とを含む光を出射するディスプレイと、A display that includes an S wave emitting unit that emits S wave polarization and a P wave emitting unit that emits P wave polarization, and emits light including the S wave polarization and the P wave polarization.
入射する光の電界振動方向に(π/2)の位相差を与えて当該光を透過させる第一波長板と、A first wave plate that transmits the light by giving a phase difference of (π / 2) in the electric field vibration direction of the incident light, and
前記ディスプレイ側から入射した光を透過させ、前記ディスプレイ側とは反対側から入射した光を再帰反射する第一再帰反射部と、A first retroreflective unit that transmits light incident from the display side and retroreflects light incident from the side opposite to the display side.
入射する光の電界振動方向に(π/2)の位相差を与えて当該光を透過させる第二波長板と、A second wave plate that transmits the light by giving a phase difference of (π / 2) in the electric field vibration direction of the incident light,
前記ディスプレイ側から入射した光を反射光と透過光とに分岐する光分岐部と、An optical branching portion that splits the light incident from the display side into reflected light and transmitted light,
を備え、Equipped with
前記ディスプレイ、前記第一波長板、前記第一再帰反射部、前記第二波長板、及び前記光分岐部がこの順に配置され、The display, the first wave plate, the first retroreflective part, the second wave plate, and the optical branching part are arranged in this order.
前記ディスプレイから出射された光が前記第一波長板、前記第一再帰反射部、及び前記第二波長板を透過して、前記光分岐部に入射し、The light emitted from the display passes through the first wave plate, the first retroreflective portion, and the second wavelength plate, and enters the optical branch portion.
前記光分岐部で反射された光が前記第二波長板を透過して前記第一再帰反射部で再帰反射される、The light reflected by the optical branching portion passes through the second wave plate and is retroreflected by the first retroreflective portion.
表示装置。Display device.
S波偏光を出射するS波出射部とP波偏光を出射するP波出射部とを備え、前記S波偏光と前記P波偏光とを含む光を出射するディスプレイと、A display that includes an S wave emitting unit that emits S wave polarization and a P wave emitting unit that emits P wave polarization, and emits light including the S wave polarization and the P wave polarization.
透過型視差バリア、透過型パララックスバリア、及び透過型レンチキュラーレンズのうち少なくとも何れかを備える3次元フィルムと、A three-dimensional film comprising at least one of a transmissive parallax barrier, a transmissive parallax barrier, and a transmissive lenticular lens.
前記ディスプレイ側から入射した光を透過させ、前記ディスプレイ側とは反対側から入射した光を再帰反射する第一再帰反射部と、A first retroreflective unit that transmits light incident from the display side and retroreflects light incident from the side opposite to the display side.
前記ディスプレイ側から入射した光を反射光と透過光とに分岐する光分岐部と、An optical branching portion that splits the light incident from the display side into reflected light and transmitted light,
を備え、Equipped with
前記ディスプレイ、前記3次元フィルム、前記第一再帰反射部、及び前記光分岐部がこの順に配置され、The display, the three-dimensional film, the first retroreflective part, and the optical branching part are arranged in this order.
前記ディスプレイから出射された光が前記3次元フィルム及び前記第一再帰反射部を透過して、前記光分岐部に入射し、The light emitted from the display passes through the three-dimensional film and the first retroreflective portion and is incident on the optical branch portion.
前記光分岐部で反射された光が前記第一再帰反射部で再帰反射される、The light reflected by the optical branching portion is retroreflected by the first retroreflective portion.
表示装置。Display device.
前記3次元フィルムは、前記ディスプレイから出射された前記S波偏光を第1観測位置に向けて出射し、前記ディスプレイから出射された前記P波偏光を前記第1観測位置とは異なる第2観測位置に向けて出射する、The three-dimensional film emits the S-wave polarization emitted from the display toward the first observation position, and the P-wave polarization emitted from the display is a second observation position different from the first observation position. Emit toward
請求項2に記載の表示装置。The display device according to claim 2.
前記ディスプレイの面内の所定の領域毎に当該領域から出射される前記S波偏光又は前記P波偏光が調節可能である、The S-wave polarization or the P-wave polarization emitted from the region is adjustable for each predetermined region in the plane of the display.
請求項1から3の何れか一項に記載の表示装置。The display device according to any one of claims 1 to 3.
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