JPWO2016199902A1 - 画像表示装置 - Google Patents

Abstract

画像表示装置は、ハーフミラー１４と、ハーフミラー１４の一面Ｆ１に光を出力する画像出力装置１３と、ハーフミラー１４の一面で鏡面反射する光及びハーフミラー１４の一面を透過する光の少なくとも一方を再帰反射する再帰反射部材と、を備え、再帰反射部材は、基材層１２Ａと基材層１２Ａの片面または両面に形成される複数のプリズム型再帰反射素子１２Ｂとを有し、プリズム型再帰反射素子１２Ｂの光学軸の傾斜角度が０°を超えている。

Description

本発明は、再帰反射部材を備えた画像表示装置に関する。

専用眼鏡を用いることなく３次元画像を視認できる画像表示装置として、再帰反射部材と画像出力装置とハーフミラーとを備えた画像表示装置は広く知られている。

たとえば特許文献１には、プロジェクターとハーフミラーと回帰反射スクリーンとを備えた３次元画像投射システムが開示されている。この投射システムでは、プロジェクターから投射された画像がハーフミラーに照射されそこで鏡面反射し、次いで回帰反射スクリーンに照射されそこで再帰反射し、再度ハーフミラーに照射した画像がそこを透過して、高画質の３次元画像が表示される。

特許文献２には、ハーフミラーと再帰反射素子とが具備され、被投影物の実鏡映像を結像する結像光学系が開示されている。この結像光学系では、被投影物から発せられる光がハーフミラーで反射し、次いで再帰反射素子にて再帰反射し、さらにハーフミラーを透過して、ハーフミラーに対し面対象位置に被投影物の実鏡映像が結像する。また、特許文献２には、３つの隣接する鏡面から構成されるキューブコーナーが再帰反射素子に好適であること、３つの鏡面を再帰反射素子内での鏡面同士の角度関係を維持しつつ、個々の再帰反射素子では任意の方向に向けること、がそれぞれ開示されている。

ここで、再帰反射部材について説明する。
特にシート状の再帰反射部材を再帰反射シートと呼ぶ。
代表的な再帰反射シートとしては、プリズム型再帰反射シートとビーズ型再帰反射シートとが知られている。
プリズム型再帰反射シートは、ビーズ型再帰反射シートと比較して格段に高い再帰反射性能を示すため、たとえば道路標識、工事標識に代表される各種標識類に好適に用いられている。

プリズム型再帰反射シートのようなプリズム型再帰反射部材は、複数のプリズム型再帰反射素子を有する。通常、再帰反射部材の片面または両面に隙間なく複数のプリズム型再帰反射素子が形成されている。
代表的なプリズム型再帰反射素子は、３つの互いに直交する平面から構成される。プリズム型再帰反射素子に入射した光は、３つの平面に順に反射することで、光源方向へと再帰反射する。

プリズム型再帰反射素子としては、たとえば三角錐型再帰反射素子やフルキューブコーナー型再帰反射素子が知られている。
代表的な三角錐型再帰反射素子は、特許文献２の図６に示されている。この再帰反射素子では、特許文献２の図６（ｂ）に示されているように３つの互いに直交する平面である同形同大の直角二等辺三角形が三角錐を構成し、再帰反射素子を正面視した場合に正三角形が形成される。代表的な三角錐型再帰反射素子の基準平面内には、特許文献２の図６（ａ）に示されているようにこの三角錐型再帰反射素子が隙間なく形成（充填）されている。
また、代表的なフルキューブコーナー型再帰反射素子は、特許文献２の図７に示されている。この再帰反射素子では、特許文献２の図７（ｂ）のように３つの互いに直交する平面が同形同大の正方形がフルキューブコーナー形状を構成し、再帰反射素子を正面視した場合に正六角形が形成される。代表的なフルキューブコーナー型再帰反射素子の基準平面内には、特許文献２の図７（ａ）に示されているようにこのフルキューブコーナー型再帰反射素子が隙間なく形成（充填）されている。

再帰反射素子に入射する光と、再帰反射部材の表面（光が入射する面）の法線とがなす角度を入射角と称する。たとえば、再帰反射部材にその法線と同一方向で光が入射する場合の入射角は０°となる。

プリズム型再帰反射素子では、入射角が大きくなるにつれて再帰反射性能が急激に低下する。これは、入射角が大きくなると、光は再帰反射素子の３つの各平面で反射することができる範囲が狭くなり、２平面または１平面のみの反射となる範囲が広くなるためである。大きな入射角でも再帰反射性能を維持する性能、すなわち入射角特性を改善したプリズム型再帰反射素子は広く知られている。

特許文献３には、光学軸の傾斜角度が３°〜１５°の範囲である三角錐型再帰反射素子が開示されている。
また、特許文献４には、光学軸の傾斜角度が０．５°〜１５°の範囲であるフルキューブコーナー型再帰反射素子が開示されている。
一般に、再帰反射素子に入射する光と再帰反射素子の光学軸とがなす角度が小さければ、光は良好に再帰反射する。

ここで、再帰反射部材と画像出力装置とハーフミラーとを備えた画像表示装置において、画像出力装置が出力する光（画像）は、ハーフミラーで鏡面反射した後、再帰反射部材に０°以上の入射角で入射し、入射した方向へと再帰反射する。
特許文献１の図１および特許文献２の図１（ｂ）によれば、画像表示装置が備える再帰反射部材には、いずれも０°を超えた入射角で光（画像）が入射する。

特開２００１−６６６９６号 特開２００９−２５７７６号 特開平１１−３０５０１８号 国際公開第２０１０／０６７５８３号パンフレット

従来の再帰反射部材を備えた画像表示装置は、画像の明るさが不十分であり、観察者が画像を視認しにくいという問題があった。
本発明者は、入射角特性が優れるプリズム型再帰反射部材を用いることで画像表示装置が表示する画像の明るさが改善されることを見出した。本発明は、画像表示装置であって、表示する画像を明るくし、画像の結像性（視認性）を高めることを目的とする。

前記課題を達成するための手段は、以下のとおりである。
ハーフミラーと、前記ハーフミラーの一面に光を出力する画像出力装置と、前記ハーフミラーの一面で鏡面反射する光及び前記ハーフミラーの一面を透過する光の少なくとも一方を再帰反射する再帰反射部材と、を備え、前記再帰反射部材は、基材層と前記基材層の片面または両面に形成される複数のプリズム型再帰反射素子とを有し、前記プリズム型再帰反射素子の光学軸の傾斜角度が０°を超えている、画像表示装置である。

前記光学軸の傾斜角度が、１５°以下とされても良い。

前記プリズム型再帰反射素子が三角錐型再帰反射素子またはフルキューブコーナー型再帰反射素子のいずれかとされても良い。

前記プリズム型再帰反射素子が内部全反射型再帰反射素子とされても良い。

或いは、前記プリズム型再帰反射素子が鏡面反射型再帰反射素子とされても良い。

前記プリズム型再帰反射素子を構成する透明材料の屈折率が１．４５以上１．７０以下とされても良い。

前記再帰反射部材の観測角０．２°、入射角５°における再帰反射係数が、６００ｃｄ・ｌｘ・ｍ^−２以上とされても良い。

本発明の画像表示装置は、光学軸の傾斜角度が０°を超えているプリズム型再帰反射素子が形成された再帰反射部材を備えるため、表示する画像を明るく、画像の結像性（視認性）を高めることができる。

図１は本発明の第１実施形態にかかる画像表示装置の断面模式図である。 図２は三角錐型再帰反射素子の一例である。 図３はフルキューブコーナー型再帰反射素子の一例である。 図４は本発明の第２実施形態にかかる画像表示装置の断面模式図である。 図５は本発明の第３実施形態にかかる画像表示装置の断面模式図である。

以下、本発明の具体的な実施形態について詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において、適宜変更を加えて実施できる。

本明細書において、プリズム型再帰反射素子を単に素子とも称する。また、素子を構成する面を素子面とも称し、素子面のうち互いに直交する面を、反射側面とも称する。

（第１実施形態）
[画像表示装置]
本発明の画像表示装置の一例である本実施形態を、図１を参照しながら説明する。
本実施形態の画像表示装置１１は、再帰反射部材１２、画像出力装置１３およびハーフミラー１４を有する。本実施形態の例では、画像表示装置１１は、再帰反射部材１２、画像出力装置１３およびハーフミラー１４の他に、箱状の躯体１５および台１６を有している。
躯体１５は、底壁と側壁とを有し、一面が開口する箱状の形状をしており、ハーフミラー１４は、当該開口を覆い、躯体１５の側壁は、ハーフミラー１４を支えている。再帰反射部材１２、画像出力装置１３および台１６は、躯体１５とハーフミラー１４とで形成される空間内であるハーフミラー１４の一面Ｆ１側に配置されている。
台１６は、再帰反射部材１２を配置する第１ベース１６ａと、画像出力装置１３を配置する第２ベース１６ｂとを有する。
第１ベース１６ａに配置される再帰反射部材１２の配置面Ｆ１０は、ハーフミラー１４の一面Ｆ１に対して傾斜している。再帰反射部材１２は、本実施形態の例では、シート状の基材層１２Ａと、その基材層１２Ａの片方の面を界面としてその界面から突出するように形成される複数の再帰反射素子１２Ｂとで構成されている。すなわち、基材層１２Ａと再帰反射素子１２Ｂとが一体とされつつ、基材層１２Ａ上に再帰反射素子１２Ｂが配置されていると理解できる。従って、当該界面が配置面Ｆ１０である。
なお、特に図示しないが、シート状の基材層１２Ａの両方の面に対して複数の再帰反射素子１２Ｂが形成されていても良い。また、再帰反射部材１２は、１つの部材から基材層１２Ａと複数の再帰反射素子１２Ｂとを成形して得る場合と、別々の部材である基材層１２Ａと複数の再帰反射素子１２Ｂとを結合して得る場合とのどちらでも良い。
第２ベース１６ｂに配置される画像出力装置１３の画像出力面Ｆ２０は、ハーフミラー１４の一面Ｆ１に対して傾斜している。画像出力装置１３は、画像の光を出力する画面を有しており、その画面が画像出力面Ｆ２０である。
再帰反射部材１２の配置面Ｆ１０と、画像出力装置１３の画像出力面Ｆ２０とは、所定の角度をなして対向している。
このような画像表示装置１１では、画像出力装置１３が画像出力面Ｆ２０から光Ｌを出力し、次いでハーフミラー１４が光Ｌを一面Ｆ１で鏡面反射し、次いで再帰反射部材１２が入射角βで基材層１２Ａから入射した光Ｌを複数の再帰反射素子１２Ｂによって入射した方向へと再帰反射し、次いでハーフミラー１４が光Ｌを透過することで、その透過した光Ｌが画像Ｆとして表示される。
通常、観察者は、視点１７で示した位置の近傍で画像Ｆを観察できる。
なお、図１において、Ｔは再帰反射部材１２の表面（光Ｌが入射する面）に対する法線である。再帰反射部材１２の表面（光Ｌが入射する面）は、再帰反射素子１２Ｂの頂点に対向する素子面であることから、Ｔはその素子面が配置される配置面Ｆ１０の法線ということもできる。法線Ｔと、再帰反射部材１２に入射する光Ｌとがなす角度が入射角βである。
光Ｌが法線Ｔと平行に再帰反射部材１２へと入射した場合、入射角βは０°となる。

画像表示装置１１には、薄型化（小型化）が求められる。また、画像出力装置１３は一般に高価であるため、通常、画像表示装置１１において再帰反射部材１２の表面（配置面Ｆ１０）の面積は、画像出力装置１３の出力面の面積よりも大きくすることが好ましい。さらに、画像Ｆを大きく表示するため、ハーフミラー１４の一面Ｆ１の面積をより大きくすることが好ましい。
上記の画像表示装置の各種改良（要望）に対応するため、再帰反射部材１２の表面（配置面Ｆ１０）とハーフミラー１４の一面Ｆ１とがなす角度φは４５°以下が好ましい。画像表示装置１１の薄型化等、各種改良のため、再帰反射部材１２の表面（配置面Ｆ１０）とハーフミラー１４の一面Ｆ１とがなす角度φは、５°以上４０°以下が好ましく、３０°以下がより好ましい。
また、光Ｌが画像出力装置１３からハーフミラー１４を経由せずに直接再帰反射部材１２に直接入射しないように、画像出力装置１３の出力面（画像出力面Ｆ２０）と再帰反射部材１２の表面（配置面Ｆ１０）とがなす角度は、９０°以上が好ましく、より好ましくは９０°である。
本発明の画像表示装置１１は、後述するように特定の再帰反射部材１２を備えるため、画像表示装置１１を薄型化する等の各種改良に対応でき、画像出力装置１３が小型化されても画像Ｆの視認性を維持できる。

光Ｌの入射角βは、画像出力装置１３とハーフミラー１４と再帰反射部材１２との位置関係により定まる。
光Ｌは、０°を超えて９０°未満の入射角βで再帰反射部材１２の表面（配置面Ｆ１０）に入射する。たとえば、画像出力装置１３の出力面（画像出力面Ｆ２０）と再帰反射部材１２の表面（配置面Ｆ１０）とがなす角度が９０°であり、再帰反射部材１２の表面（配置面Ｆ１０）とハーフミラー１４の一面Ｆ１とがなす角度が３５°であれば、光Ｌは入射角２０°で再帰反射部材１２の表面（配置面Ｆ１０）に入射する。

本発明の画像表示装置１１では、後述するように再帰反射部材１２における再帰反射素子１２Ｂの光学軸の傾斜角度が０°を超えている再帰反射素子により形成されていることで再帰反射部材１２の入射角特性が優れるため、たとえば画像表示装置１１の薄型化ができる。
画像表示装置１１において、画像Ｆの明るさと画像表示装置１１の薄型化とを両立できる入射角βの好ましい範囲は、５°以上５０°以下であり、より好ましくは１０°以上４０°以下であり、さらに好ましくは１５°以上３０°以下である。また、画像Ｆの明るさと画像表示装置１１の薄型化とを両立するため、再帰反射部材１２の表面（配置面Ｆ１０）とハーフミラー１４の一面Ｆ１とがなす角度φは、再帰反射素子１２Ｂの光学軸の傾斜角度よりも大きいことが好ましい。この角度φと再帰反射素子１２Ｂの光学軸の傾斜角度との差は３０°未満であることがより好ましい。

本発明の画像表示装置１１は、いわゆる３次元画像表示装置として用いられる。たとえば、各種看板、情報表示装置、情報入力装置、アミューズメント機器の用途に好適である。また、本発明の画像表示装置１１で標示される画像Ｆが特定の方向のみで視認できる特性があるため、たとえば、道路で定められる正規の方向とは逆方向に走行する場合に画像Ｆが表示され、当該正規の方向に走行する場合に画像Ｆが表示されないように本発明の画像表示装置１１を道路交通標識として道路に設けることや、エスカレーターや歩道の進行方向の表示装置としても可能である。

本発明の画像表示装置１１によれば、表示する画像Ｆが明るいため、観察者は画像Ｆを十分視認できる。また、粗くならず、ボケ等がなく鮮明に画像Ｆが表示されるすなわち結像性が高いため、観察者は画像Ｆを十分視認できる。

[再帰反射部材]
画像表示装置１１が備える再帰反射部材１２の再帰反射素子１２Ｂとしては、上述したように、基材層１２Ａと、その基材層１２Ａの片面または両面に形成される再帰反射素子１２Ｂとで構成される。この再帰反射素子１２Ｂは、リニアプリズム素子、クロスプリズム素子、三角錐型再帰反射素子、フルキューブコーナー型再帰反射素子、テント型再帰反射素子および円錐型再帰反射素子などのなかから、少なくとも１種のプリズム型再帰反射素子が用いられる。再帰反射部材１２の基材層１２Ａの片面または両面には、上述したように、複数の前記プリズム型再帰反射素子が形成されている。通常、プリズム型再帰反射素子は再帰反射部材１２の基材層１２Ａの片面に隙間なく充填（形成）されている。
前記三角錐型再帰反射素子は、三角形状の３つの反射側面が互いに直交して三角錐形状を構成する。また、フルキューブコーナー型再帰反射素子は、四角形状の３つの反射側面が互いに直交してフルキューブコーナー形状を構成する。
代表的な三角錐型再帰反射素子を図２（Ａ）、図２（Ｂ）に示す。また、代表的なフルキューブコーナー型再帰反射素子を図３（Ａ）、図３（Ｂ）に示す。

画像表示装置１１が備える再帰反射部材１２の基材層１２Ａに形成された再帰反射素子１２Ｂの光学軸の傾斜角度は０°を超えている。前記光学軸の傾斜角度は、１５°以下が好ましく、１°〜１０°の範囲内がより好ましく、５°〜７°の範囲内がさらに好ましい。
再帰反射部材１２の基材層１２Ａに形成された再帰反射素子１２Ｂの光学軸の傾斜角度は０°を超えているため、入射角特性が優れ、再帰反射部材１２にたとえば１５°以上の入射角で入射した光に対しても十分再帰反射できる。そのため、画像Ｆは明るく、結像性が高い。

また、前記光学軸の傾斜角度は、１５°以下であれば、素子を構成する３つの反射側面の面積比が偏らないため、再帰反射性能の低下が起きず好ましい。

本明細書において、プリズム型再帰反射素子の光学軸とは、再帰反射素子を構成する３つの反射側面から等しい距離で定義される直線（軸）であり、また、光学軸の傾斜角度とは、再帰反射素子の頂点から再帰反射素子の基準平面におろした垂線と光学軸とがなす角度を意味する。再帰反射部材の基準平面は、再帰反射部材１２の表面つまり光が入射する面（配置面Ｆ１０）と同義である。一般に、プリズム型再帰反射素子は、反射側面である素子面と、基準平面である素子面とから構成される。
たとえば、特開２００９−２５７７６号の図６に示されている三角錐型再帰反射素子および図７に示されているフルキューブコーナー型再帰反射素子では、再帰反射素子の頂点から素子の基準平面におろした垂線と光学軸とがいずれも同一の方向であり、光学軸の傾斜角度はいずれの素子も０°である。

図２（Ａ）、図２（Ｂ）を用いて、三角錐型再帰反射素子の光学軸の傾斜角度をより詳しく説明する。
図２（Ａ）は、素子の平面図の、図２（Ｂ）は素子の断面図のそれぞれ一例である。図２（Ａ）および図２（Ｂ）はいずれも２つの素子が示されている。この２つの素子を素子対とも呼ぶ。
プリズム型再帰反射素子１２Ｂの光学軸の傾斜角度は、素子形状を計測することで求められる。図２（Ａ）、図２（Ｂ）に示した三角錐型再帰反射素子（ＡＢＣ_１Ｈ_１で定義される三角錐型素子）１２Ｂの光学軸の傾斜角度θについて説明する。図２（Ｂ）で光学軸Ｈ_１Ｑは、素子の反射側面ａ_１、ｂ_１、ｃ_１から等距離にある直線である。光学軸の傾斜角度θは、光学軸Ｈ_１Ｑと素子の頂点Ｈ_１から素子の底面Ｓｘ’−Ｓｘ（基準平面）におろした垂線Ｈ_１Ｐとがなす角で定義される。素子の底面（三角形ＡＢＣ_１）の辺ＡＢ、辺ＢＣ_１、辺Ｃ_１Ａの各辺長を測定し、素子の反射側面ａ_１、ｂ_１、ｃ_１が互いに直交する条件を当てはめて計算すれば光学軸の傾斜角度θが求まる。たとえば、三角錐型再帰反射素子１２Ｂで辺ＡＢの長さが２１２．９μｍ、辺ＢＣ_１および辺Ｃ_１Ａの長さがいずれも１９３．３μｍであれば、この素子の光学軸の傾斜角度θを計算すれば６°となる。

図３（Ａ）、図３（Ｂ）を用いて、フルキューブコーナー型再帰反射素子の光学軸の傾斜角度をより詳しく説明する。
図３（Ａ）は、素子の前面図の、図３（Ｂ）は素子の断面図のそれぞれ一例である。
図３（Ａ）、図３（Ｂ）に示した素子の反射側面ａ、ｂ、ｃの形状は、いずれも同一の正方形である。
図３（Ａ）に示したように、フルキューブコーナー型再帰反射素子１２Ｂは、互いに直交する反射側面ａ、ｂ、ｃから形成される。反射側面ａ、ｂ、ｃが共有する点は、ＨとＤとの２つがある。頂点Ｈは図面の手前側に位置し、また、点Ｄは図面の奥側に位置する。
２つの点のうちＨを特に頂点とも呼ぶ。
図３（Ｂ）に示したように、フルキューブコーナー型再帰反射素子１２Ｂで、複数の点Ｄを含む素子面を基準平面Ｓｃとする。素子の頂点Ｈから基準平面Ｓｃに垂線をおろして基準平面Ｓｃと交わる点をＰとする。
素子の光学軸は、反射側面ａ、ｂ、ｃのそれぞれから等距離にある直線である。フルキューブコーナー型再帰反射素子が立方体形状、つまり３つの同一の形状の正方形から形成される場合、素子の光学軸は立方体の対角線と同一となる。
フルキューブコーナー型再帰反射素子の光学軸の傾斜角度は、三角錐型再帰反射素子と同様に、素子形状を計測することで求められる。

なお、光学軸および光学軸の傾斜角度について、特開平１０−１２３３０９号の段落００３４〜００３６、特開平１１−３０５０１８号の段落００３１〜００３７、００５７〜００６０、国際公開第２０１０／０６７５８３号パンフレットの段落００５２〜００５８のそれぞれにより詳しく説明されている。

特開２００９−２５７７６号に開示されているように、従来の画像表示装置では、光学軸の傾斜角度が０°のプリズム型再帰反射素子が用いられている。そのため、再帰反射部材の入射角特性が劣り、画像Ｆの明るさが十分ではなく、観察者が画像Ｆを視認しにくいという問題がある。
本実施形態では再帰反射素子１２Ｂの光学軸の傾斜角度が０°を超えているため、再帰反射部材１２に対し０°を超えた入射角、特に５°以上の入射角で光が入射する場合であっても、本発明の画像表示装置１１が表示する画像Ｆは、明るく、かつ視認性（結像性）が高い。特に光学軸の傾斜角度が１°〜１０°の範囲内であれば、画像Ｆが動画画像である場合の結像性が優れる。
再帰反射部材１２に形成されるプリズム型再帰反射素子の光学軸の傾斜角度は、再帰反射部材１２の表面（配置面Ｆ１０）とハーフミラー１４の一面Ｆ１とがなす角度を考慮し、再帰反射部材１２が最適の入射角特性になるように設計することが好ましい。

素子の高さは、素子の底面（基準平面）と素子の頂点との距離で定義される。たとえば図２（Ａ）、図２（Ｂ）に示した三角錐型再帰反射素子において、辺ＡＢの長さが２１２．９μｍ、辺ＢＣ_１および辺Ｃ_１Ａの長さが１９３．３μｍの三角錐型再帰反射素子の高さＨ_１Ｐは８０μｍである。また、たとえば図３（Ａ）、図３（Ｂ）に示したフルキューブコーナー型再帰反射素子において、一辺の長さが１３９μｍの正方形３つで形成される素子の高さＨＰは８０μｍである。

本発明において、素子の高さの範囲は特に制約がないが、１０μｍ以上１０００μｍ以下が好ましく、５０μｍ以上２５０μｍ以下がより好ましく、６５μｍ以上１００μｍ以下がさらに好ましい。素子の高さが１０μｍ以上であれば、素子による回折効果の影響が小さく、再帰反射する光が広がりにくいため、画像表示装置１１が画像Ｆを鮮明に表示できるため好ましく、また、１０００μｍ以下であれば、再帰反射部材１２が薄くなり、画像表示装置１１が薄型化でき、画像Ｆを鮮明に表示できる。

再帰反射素子の方向は、再帰反射部材１２の再帰反射性能が高くなるように台１６に固定することが好ましい。

再帰反射部材１２の基材層に形成されている素子は、三角錐型再帰反射素子またはフルキューブコーナー型再帰反射素子のいずれかであることが好ましい。
三角錐型再帰反射素子またはフルキューブコーナー型再帰反射素子のいずれかであれば、再帰反射部材１２の製造時に用いる金型を精度よく製造できるため好ましい。また、前記金型の設計、製造および再帰反射部材の製造時、素子の光学軸の傾斜角度を容易に制御でき、画像Ｆの明るさや結像性がより向上するため好ましい。

再帰反射部材１２の基材層に形成されている素子は、フルキューブコーナー型再帰反射素子がより好ましい。
三角錐型再帰反射素子は、図２（Ａ）、図２（Ｂ）に示すように、一般に三角錐型素子が対となり隙間なく充填されている。この対となる三角錐型再帰反射素子は、一般に対称である。図２（Ａ）、図２（Ｂ）に示すように、対となる三角錐型再帰反射素子の光学軸は、それぞれ対称方向（反対方向）を示す。つまり、光学軸の傾斜角度が０°を超える三角錐型再帰反射素子は、部材内に少なくとも２方向かつ互いにその大きさが同一の光学軸を有する。
一方、フルキューブコーナー型再帰反射素子は、一般に対となる再帰反射素子を有さない。つまり、光学軸の傾斜角度が０°を超える素子から形成されるフルキューブコーナー型再帰反射素子は、１方向の光学軸に設計できる。従って、それぞれの再帰反射素子１２Ｂの光学軸の方向を法線Ｔを基準として光Ｌの入射方向側に傾けることが好ましく、さらに光Ｌの入射方向とが略同一になるように第１ベース１６ａに設置すれば、再帰反射部材１２の入射角特性をより高めることができる。
また、フルキューブコーナー型再帰反射素子は、一般に特定の入射角度を超えない範囲、たとえば４０°未満であれば三角錐型再帰反射素子よりも高い再帰反射性能を示す。
フルキューブコーナー型再帰反射素子が形成された再帰反射部材１２を備えると、再帰反射性能、特に入射角特性がより向上することで、画像表示装置１１はより明るい画像Ｆを表示できる。

再帰反射部材１２を形成する再帰反射素子１２Ｂの形状は、光学軸の傾斜角度が０°を超え、かつ本発明の優れた特性が失われなければ特に制約はない。ただし、再帰反射素子１２Ｂの頂点に対向する基準平面としての素子面（配置面Ｆ１０）の法線Ｔを境界として、当該頂点が画像出力装置１３側に配置されていることが好ましい。また、再帰反射素子１２Ｂが有する複数の素子面のうち、当該素子面と素子面とを結ぶ線（稜線）Ｌ１，Ｌ２は、画像出力装置１３の画像出力面Ｆ２０に対向されていることが好ましい。
前記素子の形状は、たとえば、特開平１１−３０５０１８号、特開２００１−１６６１１９号にそれぞれ開示されているように、三角錐型再帰反射素子を規定する３つのＶ溝の高さが異なった形状であってもよい。なお、複数の再帰反射素子の高さが異なるときには、再帰反射素子１２Ｂの頂点に対向する素子面が複数となり配置面Ｆ１０が複数存在することになるが、これらは平行であるため、複数の再帰反射素子の高さが異なる場合であっても、当該再帰反射素子の光学軸の傾斜角度は変わらない。
また、前記素子の形状は、特開平１１−３０５０１７号に開示されているように、三角錐型再帰反射素子を構成する３つの反射側面が互いに異なる形状、いわゆる不等辺素子形状であってもよい。
また、前記素子は、特開２００５−４９３８５号に開示されているように、素子を構成する少なくとも一つの反射側面が副反射側面を有してもよい。
また、特開２００１−２６４５２５号に開示されているように、対となる三角錐型再帰反射素子同士の高さが異なっていてもよい。なお、上述したように、再帰反射素子の高さが異なるときには、再帰反射素子１２Ｂの頂点に対向する基準平面としての素子面が複数となり、基材層１２Ａと界面をなす再帰反射素子１２Ｂの配置面Ｆ１０が複数存在することになるが、当該再帰反射素子の光学軸の傾斜角度は変わらない。
また、再公表特許２００５／０５４９０９に開示されているように、素子を構成する少なくとも一つの反射側面が曲面または複平面であってもよい。
また、前記素子は、再公表特許２００３/０１４７７９に開示されているように、四面型再帰反射素子であってもよい。
また、前記素子の形状は、再公表特許２００７/１４２３５６に開示されているように、直線状の平行Ｖ溝群と屈曲線形状の平行Ｖ溝群とから規定される素子形状であってもよい。
また、前記素子の形状は、特表２００２−５０８０８５号、特表２００６−５２００１９号、再公表特許２００９／０２８１６２にそれぞれ開示されているように、２つの四辺形の反射側面と１つの五角形または三角形の反射側面から構成されたキューブコーナー形状であってもよい。
また、前記素子は、再公表特許２０１２/５７２９５に開示されているように、外形が六角形の素子における１つまたは２つの反射側面の一部が切り取られた形状の素子であってもよい。
さらに、前記素子は、再公表特許２００９／１２２７１３に開示されているように、多方向性キューブコーナー型再帰反射素子であってもよい。

特表２０００−５０３４１７号に開示されているように、一つの再帰反射部材内で、三角錐型再帰反射素子の形状が９０°異なる（配置面Ｆ１０で素子が互いに９０°の回転対称となる）素子が配置されてもよい。

本発明の画像表示装置１１に用いる再帰反射部材１２は、本発明の優れた効果が損なわれない範囲で、複数の異なる形状の素子を有してもよい。また、前記複数の異なる形状の素子は、光学軸の傾斜角度が互いに異なっていてもよい。再帰反射部材１２における基材層の片面または両面には、たとえば、光学軸の傾斜角度が０°の素子と６°の素子とが再帰反射部材の同一面に混在して形成されていてもよい。

プリズム型再帰反射素子は、内部全反射型再帰反射素子と鏡面反射型再帰反射素子とが知られている。
本発明の画像表示装置１１に用いる再帰反射部材１２が備えるプリズム型再帰反射素子は、明るい画像Ｆを得る観点から内部全反射型再帰反射素子が好ましく、画像Ｆの結像性を向上させる観点から鏡面反射型再帰反射素子が好ましい。
内部全反射型再帰反射素子を構成する透明材料は空気と接している。透明材料と空気とは屈折率差があるため、臨界角を超えた角度で素子に入射した光は内部全反射する。つまり、素子の各反射側面での合計３回の内部全反射により、内部全反射型再帰反射素子に入射した光は再帰反射する。なお、内部全反射型再帰反射素子で、反射側面での反射効率は通常それぞれ９９％以上である。また、一般に、内部全反射型再帰反射素子を備えた再帰反射部材１２は、鏡面反射型再帰反射素子よりも高い再帰反射性能を示す。従って、再帰反射部材１２の再帰反射素子１２Ｂが内部全反射型再帰反射素子である場合、画像Ｆを明るくすることができる。
ところで、本発明の画像表示装置１１が出力する画像は、さまざまな色、言い換えると波長が異なる光により構成されている。また、画像がモノクロであっても、白は波長が異なる複数の光により構成されている。再帰反射素子を構成する透明材料は波長が異なると屈折率が変化するためその臨界角も異なる。そのため、再帰反射部材１２の再帰反射素子１２Ｂが内部全反射型再帰反射素子である場合、一部の波長の光は再帰反射されない場合がある。しかし、再帰反射部材１２の再帰反射素子１２Ｂが鏡面反射型再帰反射素子である場合、反射する光の波長によらず光を再帰反射することができる。従って、本発明者は、再帰反射部材１２の再帰反射素子１２Ｂが鏡面反射型再帰反射素子であれば、画像Ｆの結像性をより良好にすることができると考えている。
また、鏡面反射型再帰反射素子は、アルミニウム、銀等の金属による鏡面反射層を有する。このような鏡面反射層は、プリズム型再帰反射素子の表面に金属を蒸着やスパッタ等をすることで設けられる。鏡面反射層の厚みは、十分に光を反射できるのであれば特に制限はないが、たとえば８０〜２００ｎｍである。鏡面反射型再帰反射素子に入射した光は、この素子の鏡面反射層で３回鏡面反射することで再帰反射する。なお、鏡面反射型再帰反射素子で、反射側面での反射効率は通常それぞれ約９０％である。
素子への鏡面反射層の設ける方法は、特開２００１−２９００１３号に記載されている。
一般に、内部全反射型再帰反射素子は鏡面反射型再帰反射素子よりも高い再帰反射性能を示す。

再帰反射部材１２における基材層の片面または両面には、内部全反射型再帰反射素子、鏡面反射型再帰反射素子のいずれの素子が形成されていてもよい。再帰反射性能が高く、また蒸着やスパッタ等の工程を経ずに製造できるため、再帰反射部材１２の基材層に形成される素子は、製造を容易にする観点では内部全反射型再帰反射素子であることが好ましい。
また、別の態様として、プリズム型再帰反射素子の表面に鏡面反射層が形成される鏡面反射型再帰反射素子の場合、その鏡面反射層においてプリズム型再帰反射素子側とは逆側の面の全体に粘着剤層を設けることで再帰反射部材１２が第１ベース１６ａに歪みなく設置可能となり、画像Ｆに歪みが生じない。したがって、第１ベース１６ａに対して歪みなく再帰反射部材１２を設ける観点では鏡面反射型再帰反射素子であることが好ましい。

各種標識類用途で市販されている内部全反射型再帰反射素子が形成された再帰反射部材１２は、通常屋外で用いられる。屋外で再帰反射部材を用いる場合、雨や結露等の水が素子の表面に付着して起こる再帰反射性能の低下を抑制する必要があるため、セル状に加工した再帰反射部材が広く用いられている。このような再帰反射部材は、特開昭５２−１１０５９２号に開示されている。
なお、セル状に加工される場合、一部の再帰反射素子は、内部全反射条件を満たさず、光が入射しても再帰反射が抑制される傾向にある。

本発明の画像表示装置１１には、セル状に加工された内部全反射型再帰反射素子を有する再帰反射部材１２を用いることができる。しかしながら、上記のように再帰反射が抑制される部位があると、セル状に加工された内部全反射型再帰反射素子を有する再帰反射部材１２を用いた場合に画像Ｆの結像性は劣る傾向にある。

そこで、本実施形態では、再帰反射部材１２が図１に示したように躯体１５とハーフミラー１４とで形成される空間内に格納され、雨等の影響を受けにくいため、セル状の加工が不要であり、再帰反射素子が露出していても良い。このようにセル状に加工されていない内部全反射型再帰反射素子を有する再帰反射部材１２が用いられることで、再帰反射性能がより向上することで表示される画像Ｆがより明るくなり、かつ結像性がより向上するため好ましい。

なお、セル状に加工されていない内部全反射型再帰反射素子を有する再帰反射部材１２を用いる場合、たとえば内部全反射型再帰反射素子を有する再帰反射部材１２において光が入射しない部分の四隅をピンまたは接着剤を用いて台１６に固定すればよい。

再帰反射部材１２は、たとえば所定の形状に切削加工した金型上に、樹脂等の透明材料を流入後、溶融し、次いで固化させて得られる。
前記金型の詳しい製造方法は、たとえば特開平１１−１９００６号に記載されている。
再帰反射部材１２の代表的な製法は、特開昭５９−１４００２１号、特開平６−２１４１０３号、特表２００６−５２１２３０号、再公表特許２０１０／０２１１３３のそれぞれに記載されている。

一般に、再帰反射部材１２の基材層に形成される素子は透明材料から構成される。透明材料とは、全光線透過率が３０％以上の材料である。全光線透過率は、ＪＩＳ Ｋ７１０５に基づき、Ａ光源を用いて測定する。
好適な透明材料には、ガラスに代表される無機材料と、アクリル系樹脂、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニルに代表される有機材料とがある。
再帰反射部材１２がプリズム型再帰反射シートである場合、そのプリズム型再帰反射シートが構成する透明材料は単独（単層）でもよく、また複数の透明材料を組み合わせて用いてもよい。
再帰反射部材１２の基材層に形成される素子は、特にアクリル系樹脂およびポリカーボネートのいずれかから構成されることが、全光線透過率、成形性、耐久性、耐熱性がいずれも優れるため好ましい。

前記透明材料の屈折率は、１．４５以上１．７０以下が好ましい。前記屈折率が１．４５以上であれば、内部全反射条件に適し、再帰反射部材１２の再帰反射性能が優れる。
好適な透明材料は、アクリル系樹脂（屈折率 １．４９〜１．５０）、ポリカーボネート（屈折率 １．５９）、ポリ塩化ビニル（屈折率 １．５４）、ポリスチレン（屈折率 １．５９〜１．６０）、ポリエステル（屈折率 １．６０）、ポリウレタン（屈折率 １．４９）、ポリプロピレン（屈折率 １．４８）、シクロオレフィン樹脂（屈折率 １．５０〜１．５４）、ソーダ石灰ガラス（屈折率１．５１）などが挙げられる。
なお、屈折率は、ＪＩＳ Ｋ７１０５に基づいて測定できる。本明細書において、屈折率は波長５８９ｎｍにおける値である。

屈折率が１．５９と高くかつ全光線透過率が９０％以上と高いため、ポリカーボネートは、プリズム型再帰反射素子に好適な透明材料の一つである。しかしながら、ポリカーボネートは、屋外での使用時に経時で加水分解し、全光線透過率が低下しやすい。そのため、標識類用途では、ポリカーボネートからなるプリズム型再帰反射素子を単層で用いることが難しい。
しかし、本実施形態では、前述したとおり再帰反射部材１２が躯体１５内に格納されるため、ポリカーボネート単層の再帰反射部材１２を用いることができる。

再帰反射部材１２は、同一の組成から構成される一つの層、つまり単層が好ましい。再帰反射部材１２が単層であれば、素子に光Ｌが入射した際に多層からなる再帰反射部材では起こりうる層間での反射が起こらず、光の損失や、画像のずれ、ボケ、歪みがないため、画像表示装置１１は鮮明な画像Ｆを表示できるため好ましい。特に、動画画像での結像性が向上する。
また、再帰反射部材１２が単層であれば、画像表示装置１１において、多層からなる再帰反射部材では起こりうる画像出力装置１３からの熱の影響による層間の剥離や層間での気泡の発生がなく、画像表示装置１１は鮮明な画像Ｆを表示できるため好ましい。また、１つの部材から基材層と再帰反射素子とを成形した構成の再帰反射部材１２を用いた場合、別々の部材となる基材層と再帰反射素子とを結合した構成の再帰反射部材１２を用いる場合に比べて、基材層と再帰反射素子との間の剥離や気泡の発生がなく、画像表示装置１１は鮮明な画像Ｆを表示できるため好ましい。

なお、各種標識類用途で市販されているプリズム型再帰反射素子を有する再帰反射部材、たとえば日本カーバイド工業社製 商品名ニッカライト クリスタル・グレード９２０００シリーズ、３Ｍ社製 商品名ダイヤモンドグレードＤＧ３ 超高輝度反射シート、３Ｍ社製 商品名ハイ・インテンシティグレード プリズム型高輝度反射シートは、いずれも多層構造である。より詳しくは、この再帰反射部材はアクリル系樹脂からなる表面層と、ポリカーボネートからなるプリズム型再帰反射素子および基材層からなる再帰反射シートとが積層され、さらにポリエステル系樹脂をセル状になるように部分的に結合し、さらにポリエステル系樹脂の再帰反射部材の裏面（光の入射面の裏面）に粘着剤層が積層された多層構造である。

さらに、前記透明材料は、各種添加剤を加えて用いてもよい。たとえば、熱安定剤や屈折率調整剤を含むポリカーボネートを、素子を構成する透明材料に用いてもよい。

標識類用途で市販されている再帰反射部材に形成されている素子は、車両を運転する運転者が十分に標識を視認できるように、光が適度な広がりを持って再帰反射するように設計されている。再帰反射する光の広がりの特性を観測角特性と呼ぶ。観測角特性を改善した、つまり光が適度に広がるように設計したプリズム型再帰反射素子は、たとえば特開昭６３−１４３５０２号、再公表特許２００５／０５４９０９にそれぞれ開示されている。
再帰反射部材の観測角特性は、たとえば入射角が５°または３０°、観測角０．２°および１．０°の各再帰反射係数を測定することで判断できる。
ここで再帰反射係数とは、ＪＩＳ Ｚ９１１７に定義されている通り、再帰反射性能を表すものであり、値が大きいほど優れた再帰反射性能を示す。
なお、観測角の定義は、ＪＩＳ Ｚ９１１７に開示されている。

本発明者は、標識類用途に市販されているプリズム型再帰反射素子を有する再帰反射部材で要求される観測角特性が画像表示装置１１では不要であり、むしろ再帰反射する光の広がりを抑えれば、画像表示装置１１が表示する画像Ｆが明るくなり、結像性が向上すると考えている。

そこで、本発明の画像表示装置１１が備える再帰反射部材１２の観測角０．２°、入射角５°における再帰反射係数は、６００ｃｄ・ｌｘ・ｍ^−２以上であることが好ましい。また、観測角１．０°、入射角５°における再帰反射係数は、６０ｃｄ・ｌｘ・ｍ^−２以下であることが好ましい。
再帰反射部材１２の入射角５°における再帰反射係数は、６００ｃｄ・ｌｘ・ｍ^−２以上であれば、光の広がりが抑えられているため、画像表示装置１１に用いれば画像Ｆが明るくなり、結像性が向上するため好ましい。
同様に、観測角１．０°、入射角５°における再帰反射係数は、６０ｃｄ・ｌｘ・ｍ^−２以下であれば光の広がりが抑えられるため、画像表示装置１１に用いれば画像Ｆが明るくなり、結像性が向上するため好ましい。
特に、再帰反射部材１２の観測角０．２°、入射角５°における再帰反射係数と、観測角１．０°、入射角５°における再帰反射係数との比が１０以上、より好ましくは１５以上であれば、画像Ｆがより明るくなり、結像性がより向上するため好ましい。
なお、再帰反射部材１２の再帰反射係数は、ＪＩＳ Ｚ９１１７に記載されている反射性能試験装置で測定できる。

本発明の画像表示装置１１には、市販されている再帰反射部材１２、たとえば日本カーバイド工業社製 商品名ニッカライト クリスタル・グレード９２０００シリーズ、３Ｍ社製 商品名ダイヤモンドグレードＤＧ３ 超高輝度反射シート、３Ｍ社製 商品名ハイ・インテンシティグレード プリズム型高輝度反射シートをそれぞれ用いることができる。

再帰反射部材１２は、平面を有する台１６の平面上に、ハーフミラー１４と正対するように配置することが好ましい。ただし、台１６が曲面を有してもよく、かつその曲面上に再帰反射部材１２を配置してもよい。

[画像出力装置]
画像表示装置１１が備える画像出力装置１３は、十分な強度の光（画像）を出力できれば特に制約はない。画像出力装置１３は、たとえば液晶ディスプレイ、ＬＥＤディスプレイ、ＥＬディスプレイ、プラズマディスプレイ、レーザーディスプレイ、ＣＲＴ等である。画像出力装置１３が備える光源は、たとえば白熱電球、蛍光灯、高輝度放電ランプ（ＨＩＤ）、ＬＥＤ、ＥＬ、各種レーザーが挙げられる。
また、画像出力装置１３は、たとえば液晶プロジェクターであってもよい。
画像出力装置１３の出力面（画像出力面Ｆ２０）に各種レンズを設けてもよい。各種レンズを設けることで、画像出力装置１３を小型化できる。

画像表示装置１１に、たとえば２つ以上の画像出力装置１３を設け、同一の画像を出力してもよい。

画像出力装置１３が出力する画像は、静止画像、動画画像のいずれであってもよい。
本発明の画像表示装置１１は、画像出力装置１３が出力する画像が動画画像であっても
画像Ｆを明るくかつ結像性（視認性）を高くできる。

[ハーフミラー]
画像表示装置１１が備えるハーフミラー１４は、入射する光の一部を反射しかつ一部を透過する板状部材である。ハーフミラー１４の透過率と反射率との比（透過率／反射率）は、９５／５〜５／９５の範囲であることが好ましく、８０／２０〜２０／８０の範囲であることがより好ましい。
画像表示装置１１が備えるハーフミラー１４は、たとえば、透明樹脂やガラス等の白板の片面に反射膜をコーティング処理したフィルムや、一方の面に薄膜の金属層を蒸着やスパッタ等で形成したガラスまたはフィルム、ワイヤグリッド偏光板、反射型偏光板、ビームスプリッタなどが挙げられる。

このようなハーフミラー１４は、たとえばガラスにアルミニウムを厚さが５０ｎｍ〜８０ｎｍ程度になるように蒸着したものを使用できる。このようなハーフミラーは、鏡面反射率および光透過率が共に約５０％である。
また、画像表示装置１１に好適なワイヤグリッド偏光板である市販のハーフミラー１４は、たとえば旭化成イーマテリアルズ社製 商品名ＷＧＦ＃８４０８が挙げられる。
なお、ハーフミラー１４の透過率および反射率は、日立製作所製分光光度計（Ｕ−４１００Ｓｐｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｍｅｔｅｒ）を用いて、入射角度φ＝ ５度における相対反射率を測定した。付属の積分球の内壁は、硫酸バリウムであり、標準板は、酸化アルミニウムである。測定波長は、４００ｎｍ〜７００ｎｍ、スリットは５ｎｍとし、ゲインは２と設定し、走査速度を６００ｎｍ／分で測定し、平均値を計算することで求めた。

[その他]
本発明の画像表示装置１１は、再帰反射部材１２、画像出力装置１３、ハーフミラー１４以外を備えてもよい。
たとえば、再帰反射部材１２の光が入射する面上にさらに１/４波長板を設けてもよい。このような画像表示装置１１は、ハーフミラー１４から入射する光が、１/４波長板の透過する際に直線偏光に位相差が与えられ、再帰反射部材１２で再帰反射し、再度１/４波長板の透過時に位相差が与えられることで、画像Ｆをより明るく表示できるため好ましい。
なお、前記１/４波長板としては、たとえば基材がシクロオレフィンポリマーであるグンゼ社製 商品名Ｆフィルムが市販されている。

また、本発明の画像表示装置１１は、各種センサーカメラと連動させて画像を表示してもよい。各種センサーカメラと連動させて、たとえば仮想スイッチ、仮想キーボード、仮想タッチパネルなど、直接スイッチに触れずに空中に表示された画像Ｆに対しての各種操作や、情報を入力できる装置に用いることができる。
また、再帰反射部材１２の光が入射する面上に、ＡＲコーティング等の反射防止処理を行った部材、たとえば反射防止フィルムを設けることが好ましい。再帰反射部材１２にこのような部材を設けることで、観察される画像Ｆは、たとえば２重となるような残像の表示を抑制でき、結像性がより良好となる。
また、再帰反射部材１２の光が入射する面上に、モスアイ構造を多数有する反射防止層を設けることが好ましい。モスアイ構造とは、可視光の波長たとえば４００ｎｍ以下の大きさを有する微細な凹凸構造である。再帰反射部材１２にモスアイ構造を有する反射防止層を設けることで、観察される画像Ｆは、前述した残像の表示による結像性がより良好となる。なお、モスアイ構造を多数有する反射防止層を設けた再帰反射部材は、たとえば、ピッチ２５０ｎｍ以下でありアスペクト比１以上の多数の凹凸構造を表面に有するフィルムである、三菱レイヨン株式会社製 商品名モスマイト（登録商標）を、再帰反射部材１２の光が入射する面上に設けることで得られる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図４を参照して詳細に説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等の構成要素については、特に説明する場合を除き、同一の参照符号を付して重複する説明は省略する。

図４は本発明の第２実施形態にかかる画像表示装置の断面模式図である。図４に示すように本実施形態の画像表示装置２１は、画像出力装置１３と再帰反射部材１２とが、ハーフミラー１４を挟んで互いに反対側に配置される点において、第１実施形態の画像表示装置１１と主に異なる。
本実施形態では、画像出力装置１３は躯体１５の壁面に沿って配置され、ハーフミラー１４は画像表示装置１３の画像出力面Ｆ２０に対して傾斜している。また、第１ベース１６ａに配置される再帰反射部材１２の配置面Ｆ１０は、画像出力装置１３の画像出力面Ｆ２０に対して傾斜すると共に、ハーフミラー１４に対して所定の角度をなしている。本実施形態では、再帰反射部材１２の配置面Ｆ１０とハーフミラー１４とは概ね垂直とされる。ただし、配置面Ｆ１０が画像出力装置１３の画像出力面Ｆ２０と平行とされて、再帰反射部材１２が画像出力装置１３の画像出力面Ｆ２０と対向するように配置されても良く、再帰反射部材１２の配置面Ｆ１０とハーフミラー１４とが垂直とされなくても良い。

本実施形態の画像表示装置２１では、画像出力装置１３から画像を形成する光Ｌが出射し、当該光Ｌのうち一部の光Ｌａが、ハーフミラー１４を透過して、再帰反射部材１２に入射する。再帰反射部材１２に入射する光Ｌａは、それぞれの再帰反射素子１２Ｂにて再帰反射して、ハーフミラー１４に向かい、ハーフミラー１４で光Ｌａの一部が反射する。こうして、ハーフミラー１４で反射する光Ｌａが結像して成る画像Ｆが形成される。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について図５を参照して詳細に説明する。なお、第２実施形態と同一又は同等の構成要素については、特に説明する場合を除き、同一の参照符号を付して重複する説明は省略する。

図５は本発明の第３実施形態にかかる画像表示装置の断面模式図である。図５に示すように本実施形態の画像表示装置３１は、ハーフミラー１４を基準として画像出力装置１３と同じ側に第２の再帰反射部材１１２が更に配置される点において、第２実施形態の画像表示装置２１と主に異なる。従って、再帰反射部材１１２と再帰反射部材１２とはハーフミラー１４を挟んで互いに反対側に配置されることとなる。
再帰反射部材１１２は、再帰反射部材１２と同様の構成とされ、本実施形態では躯体１５の底壁に配置されている。このため、本実施形態では、再帰反射部材１１２の配置面Ｆ１０は、画像出力装置１３の画面と概ね垂直とされる。ただし、再帰反射部材１１２の配置面Ｆ１０と画像出力装置１３の画面とは垂直とされなくても良い。また、再帰反射部材１２と再帰反射部材１１２とは、１つの再帰反射部材が折り曲げられて、折り曲げ部を基準とした一方側が再帰反射部材１２とされ、他方側が再帰反射部材１１２とされても良い。

本実施形態の画像表示装置３１では、画像出力装置１３から画像を形成する光Ｌが出射し、当該光Ｌの一部の光Ｌａが、ハーフミラー１４を透過して、再帰反射部材１２に入射する。再帰反射部材１２に入射する光Ｌａは、それぞれの再帰反射素子１２Ｂにて再帰反射して、ハーフミラー１４に向かい、ハーフミラー１４で光Ｌａの一部が反射する。こうして、ハーフミラー１４で反射する光Ｌａが結像する。この光Ｌａが結像して得られる画像は、第２実施形態における画像Ｆと同様である。
また、本実施形態の画像表示装置３１では、画像出力装置１３から画像を形成する光Ｌが出射し、当該光Ｌのうちハーフミラー１４で反射する光Ｌｂは、再帰反射部材１１２に入射する。再帰反射部材１１２に入射する光Ｌｂは、それぞれの再帰反射素子１２Ｂにて再帰反射して、ハーフミラー１４に向かい、ハーフミラー１４で光Ｌｂの一部が透過する。こうして、ハーフミラー１４で反射する光Ｌｂが結像する。

本実施形態の画像表示装置３１では、上記光Ｌａと光Ｌｂとが結像することで、画像Ｆが形成される。本実施形態の画像表示装置３１によれば、第２実施形態の画像表示装置２１と比べて、光Ｌｂの寄与により画像Ｆが明るくなる。

＜実施例＞
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明は、その趣旨を超えない限りこれらの実施例に限定されない。

（実施例１）
図２（Ａ）に示す辺ＡＢの長さが２１２．９μｍ、辺ＢＣ_１および辺Ｃ_１Ａの長さが１９３．３μｍであり、光学軸の傾斜角度θが６°かつ三角錐型再帰反射素子１２Ｂが基材層１２Ａの片面に隙間なく形成されている三角錐型再帰反射素子１２Ｂを有する再帰反射部材１２を用意した。この素子の高さは８０．０μｍである。この再帰反射部材１２は、セル状に加工されていない内部全反射型再帰反射素子を有する再帰反射部材であり、また、屈折率１．５９のポリカーボネート単層で構成されている。さらに、この再帰反射部材１２の観測角０．２°、入射角５°における再帰反射係数は、６８０ｃｄ・ｌｘ・ｍ^−２であり、また、観測角１．０°、入射角５°における再帰反射係数は、３５ｃｄ・ｌｘ・ｍ^−２であった。

図１に示したように、再帰反射部材１２、画像出力装置１３、ワイヤグリッド偏光板であるハーフミラー１４を配置した。画像出力装置１３の出力面（画像出力面Ｆ２０）と再帰反射部材１２の表面（配置面Ｆ１０）とがなす角度を９０°とし、再帰反射部材１２の表面（配置面Ｆ１０）とハーフミラー１４の一面Ｆ１とがなす角度φを３５°とし、再帰反射部材１２に入射する光Ｌの入射角βを２０°とした。
画像出力装置１３から動画画像を出力し、表示された画像Ｆを目視で観察したところ、画像Ｆは明るくかつ結像性が良好であった。

（実施例２）
実施例１で、さらに再帰反射部材１２の光Ｌが入射する面上に１/４波長板を設けた以外は、実施例１と同様にして画像Ｆを表示した。
目視で観察したところ、実施例１と比べて画像Ｆがさらに明るくかつ結像性が良好であった。

（実施例３）
実施例１で、アルミニウムを厚さが約５０ｎｍになるようにガラスに蒸着することで得られたハーフミラーに替えた以外は実施例１と同様にして画像Ｆを表示した。
目視で観察したところ、実施例１とほぼ同程度に画像Ｆが明るく表示されかつ結像性も良好であった。

（実施例４）
辺の長さが５６．６μｍおよび８０．０μｍの長方形２つと、辺の長さが８０．０μｍの正方形１つとのあわせて３つの四角形状の反射側面から構成されたフルキューブコーナー型再帰反射素子１２Ｂが基材層１２Ａの片面に隙間なく形成されている再帰反射部材１２を用意した。この素子の光学軸の傾斜角度は９．８°であり、素子の高さは８０．０μｍである。この再帰反射部材１２を用いた以外は、実施例１と同様にして画像Ｆを表示した。
目視で観察したところ、実施例１〜３と比べて画像Ｆがさらに明るくかつ結像性がさらに良好であった。

（比較例１）
図２（Ａ）に示す辺ＡＢ、辺ＢＣ_１および辺Ｃ_１Ａの長さがいずれも２９４０μｍであり、素子の高さが１２００μｍであり、光学軸の傾斜角度θが０°かつ三角錐型再帰反射素子１２Ｂが基材層１２Ａの片面に隙間なく形成されている再帰反射部材１２を用意した以外は実施例１と同様にして画像Ｆを表示した。
目視で観察したところ、実施例１と比べて画像Ｆが暗く、また結像性が特に劣っていた。

本発明の画像表示装置は、従来の画像表示装置と比べ、表示する画像をより明るくし、画像の結像性（視認性）をより高めることができる。本発明の画像表示装置は、たとえば各種看板、情報表示装置、情報入力装置、アミューズメント機器に好適に用いられる。

１１，２１，３１・・・画像表示装置
１２，１１２・・・再帰反射部材
１３・・・画像出力装置
１４・・・ハーフミラー
１５・・・躯体
１６・・・台
１７・・・視点
Ｌ，Ｌａ，Ｌｂ・・・光
Ｆ・・・画像
Ｔ・・・再帰反射部材表面の法線

Claims (7)

1. ハーフミラーと、
   前記ハーフミラーの一面に光を出力する画像出力装置と、
   前記ハーフミラーの一面で鏡面反射する光及び前記ハーフミラーの一面を透過する光の少なくとも一方を再帰反射する再帰反射部材と、
   を備え、
   前記再帰反射部材は、基材層と前記基材層の片面または両面に形成される複数のプリズム型再帰反射素子とを有し、
   前記プリズム型再帰反射素子の光学軸の傾斜角度が０°を超えている、
   画像表示装置。
2. 前記光学軸の傾斜角度が、１５°以下である請求項１に記載の画像表示装置。
3. 前記プリズム型再帰反射素子が三角錐型再帰反射素子またはフルキューブコーナー型再帰反射素子である請求項１または請求項２に記載の画像表示装置。
4. 前記プリズム型再帰反射素子が内部全反射型再帰反射素子である請求項１〜３のいずれかに記載の画像表示装置。
5. 前記プリズム型再帰反射素子が鏡面反射型再帰反射素子である請求項１〜３のいずれかに記載の画像表示装置。
6. 前記プリズム型再帰反射素子を構成する透明材料の屈折率が１．４５以上１．７０以下である請求項１〜５のいずれかに記載の画像表示装置。
7. 前記再帰反射部材の観測角０．２°、入射角５°における再帰反射係数が、６００ｃｄ・ｌｘ・ｍ^−２以上である請求項１〜６のいずれかに記載の画像表示装置。

Images