WO2018043673A1 - 表示装置及び空中像の表示方法 - Google Patents
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- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B30/00—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images
- G02B30/50—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images the image being built up from image elements distributed over a three-dimensional [3D] volume, e.g. voxels
- G02B30/56—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images the image being built up from image elements distributed over a three-dimensional [3D] volume, e.g. voxels by projecting aerial or floating images
Definitions
- the present invention relates to a display device and an aerial image display method.
- aerial display technology In recent years, in fields such as communications / broadcasting, entertainment, art, medical, etc., aerial display technology has been developed that can display images that can be seen in a three-dimensional space without using special glasses, etc., using the environment and space. Attention has been paid.
- aerial display using retroreflection (Aerial Imaging by Retro-Reflection: AIRR) is known as one of the methods for displaying an image in a three-dimensional space (for example, see Non-Patent Document 1). .
- Patent Document 1 As an example of a configuration in which the number of parts is reduced, a beam splitting device placed in a light path from an object (light source), and light from an object transmitted or reflected by the beam splitting device A display device having retroreflective means placed in the passage is disclosed.
- the beam splitting device is attached to an opening in an opaque surface.
- the surface of the retroreflective member is reflected on the surface (the angle formed with the virtual axis on the opposite side of the incident direction around the virtual axis perpendicular to the tangent to the surface) Reflection in which light travels in the opposite direction to the incident direction occurs in the same angle, so the user (observer) has an image formed in the air (aerial image) and an image by surface reflection (false). Image) was observed.
- the present invention has been made to solve the above problems, and provides a display device and an aerial image display method that can prevent a false image from being observed by a user.
- the display device includes a light source, a light branching unit that reflects at least a part of the first emitted light emitted from the light source as a first reflected light, and at least a part of the first reflected light.
- a first retroreflecting portion that retroreflects toward the light branching portion as reflected light, and a first light shielding portion that blocks the surface reflected light reflected by the first retroreflecting portion toward the observation position of the retroreflected light;
- the light branching unit transmits at least a part of the retroreflected light retroreflected by the first retroreflective unit.
- a plurality of the light sources are arranged on one plate surface of the display unit formed in a plate shape, the light branching unit is formed in a plate shape, and at least one of the first emitted lights.
- a light branching surface for reflecting the surface as the first reflected light on one plate surface, the one plate surface of the display unit and the light branching surface are opposed to each other, A distance between the one plate surface of the display unit and the light branching surface increases from one end to the other end, and the first retroreflective portion is formed in a plate shape, and the first reflection
- One plate surface has a retroreflective surface that retroreflects at least part of the light as the retroreflected light, the retroreflective surface is opposed to the light branching surface, and one of the first retroreflective portions
- the end part is the display of the optical branching part. Connected to the end opposite to the part side, and the distance from the one end of the first retroreflective part toward the other end of the light branching part is increased from the display part side
- the first light shielding portion is formed in a plate shape, is disposed on the light branching surface side of the light branching portion, and is disposed perpendicularly to the light branching surface.
- the end of the light blocking portion on the light branching portion side connects the end of the display portion opposite to the light branching portion side and the end of the light branching portion on the first retroreflective portion side. You may arrange
- the first light shielding portion is formed in a plate shape, and is disposed on the opposite side of the display portion from the first retroreflecting portion side, and the light branching portion of the light branching portion. You may protrude from the surface so that it may approach the said display part along the direction perpendicular
- a plurality of the light sources are arranged on one plate surface of the display unit formed in a plate shape, the light branching unit is formed in a plate shape, and at least one of the first emitted lights.
- a light branching surface for reflecting the surface as the first reflected light on one plate surface, the one plate surface of the display unit and the light branching surface are opposed to each other, A distance between the one plate surface of the display unit and the light branching surface increases from one end to the other end, and the first retroreflective portion is formed in a plate shape, and the light branching surface
- a retroreflecting surface disposed on one plate surface for retroreflecting at least a part of the first reflected light as the retroreflected light, the retroreflecting surface being the optical branching Facing the surface, the first shield
- the part is formed in a plate shape, and the end of the first light-shielding part on the light branching part side extends from the end of the first retroreflective part on the light branching part side
- a plurality of the light sources are arranged on one plate surface of the display unit formed in a plate shape, the light branching unit is formed in a plate shape, and at least one of the first emitted lights.
- a light branching surface for reflecting the surface as the first reflected light on one plate surface, the one plate surface of the display unit and the light branching surface are opposed to each other, A distance between the one plate surface of the display unit and the light branching surface increases from one end to the other end, and the first retroreflective portion is formed in a plate shape, and the light branching unit And is arranged so as to be spaced apart at a fixed ratio on the side opposite to the display unit side with respect to the direction perpendicular to the light splitting surface as it is separated from the light splitting surface, and at least a part of the first reflected light is retroreflected Retroreflective as light A retroreflective surface on one plate surface, the retroreflective surface is directed to the light branching surface side, and the end of the first light shielding
- a plurality of the light sources are arranged on one plate surface of the display unit formed in a plate shape, the light branching unit is formed in a plate shape, and at least one of the first emitted lights.
- a light branching surface for reflecting the surface as the first reflected light on one plate surface, the one plate surface of the display unit and the light branching surface are opposed to each other,
- the distance between the one plate surface of the display unit and the light splitting surface increases from the end portion toward the other end portion, and further includes a second retroreflecting portion, and the second retroreflecting portion includes a plate And is arranged so as to be spaced apart at a fixed ratio on the side opposite to the display unit side with respect to the direction perpendicular to the light branching surface as the distance from the light branching unit increases.
- a retroreflective surface that retroreflects as retroreflected light is provided on one plate surface, and the retroreflective surface of the second retroreflective portion faces the one plate surface and the light branching surface of the display unit.
- a protrusion projecting from the retroreflective surface of the second retroreflective portion toward the light source along a direction parallel to the light splitting surface is spaced a predetermined distance along the retroreflective surface of the second retroreflective portion.
- the first retroreflective portion has a retroreflective surface on one plate surface, is provided on the light branching surface side of the protrusion, and the first light shielding portion is You may be provided in the surface on the opposite side to the optical branching surface side.
- a plurality of the light sources are arranged on one plate surface of the display unit formed in a plate shape, the light branching unit is formed in a plate shape, and at least one of the first emitted lights.
- a light branching surface for reflecting the surface as the first reflected light on one plate surface, the one plate surface of the display unit and the light branching surface are opposed to each other, A distance between the one plate surface of the display unit and the light branching surface increases from one end to the other end, and the first retroreflective portion is formed in a plate shape, and the first reflection
- One plate surface has a retroreflective surface that retroreflects at least a part of the light as the retroreflected light, and one end of the first retroreflective portion abuts on the light branch surface, and the one end Said part from the part toward the other end
- the retroreflecting surface is directed to the light splitting surface side, and the first light shielding portion is disposed on a plate surface opposite to the retroreflective surface of the first retroreflective
- the display device further includes a second light blocking unit that blocks direct irradiation light directly irradiated from the light source to the observation position of the retroreflected light, and the light branching unit includes at least a part of the direct irradiation light. May be transmitted.
- the second light shielding portion may be provided in a region where the direct irradiation light is transmitted on a side opposite to the light source side of the light branching portion.
- the display device includes a light source, a light branching unit that reflects at least a part of the first emitted light emitted from the light source as a first reflected light, and at least a part of the first reflected light.
- a first retroreflecting portion that retroreflects toward the light branching portion as reflected light, and a second light-shielding portion that blocks direct irradiation light directly irradiated from the light source to the observation position of the retroreflected light
- the light branching unit transmits at least a part of the retroreflected light retroreflected by the first retroreflective unit.
- the display device is formed in a plate shape, the display unit having a light source on one plate surface, and the emission direction of the first emission light formed in the plate shape and emitted from the light source. Is disposed on a first emission axis indicating one of the first and second plate surfaces so that one plate surface is inclined with respect to the one plate surface of the display unit.
- One plate surface has a light branching portion that transmits as light, and a retroreflective surface that is formed in a plate shape and retroreflects at least a part of the first transmitted light that has passed through the light branching portion as retroreflected light.
- First recursion disposed on the first emission axis so as to face the display unit with the light branching portion interposed therebetween, and so that the retroreflective surface is parallel to the one plate surface of the display A reflection portion and a plate-like shape;
- An imaging unit that is disposed along the one plate surface of the light branching unit on the first retroreflective unit side of the unit, and that reflects and images the retroreflected light retroreflected by the first retroreflective unit;
- the light branching section has a light branching surface for reflecting the surface of at least a part of the retroreflected light on the one plate surface.
- the display device is formed in a plate shape, the display unit having a light source on one plate surface, and the emission direction of the first emission light formed in the plate shape and emitted from the light source.
- the first plate surface has a light branching surface that is disposed on the first emission axis and reflects at least a part of the first emitted light as first reflected light.
- a light branching portion disposed so that the light branching surface is opposed to and inclined with respect to the plate surface, and at least part of the first reflected light that is formed in a plate shape and is surface-reflected by the light branching surface.
- a retroreflective surface that retroreflects as retroreflected light is provided on one plate surface, the retroreflective surface is opposed to and inclined with respect to the light splitting surface, and the recursive surface is opposed to the one plate surface of the display unit.
- the first counter A first retroreflecting portion disposed on a second emission axis indicating a traveling direction of light, and a plate-like shape, and the light branching portion is opposite to the first retroreflecting portion side of the light branching portion.
- An image forming unit that is arranged along one plate surface, transmits retroreflected light retroreflected by the first retroreflecting unit, and forms an image of the first emitted light, and includes the light branching unit Transmits at least part of the retroreflected light.
- the aerial image display method includes emitting at least a part of the first emitted light at a position on the first emission axis that emits the first emitted light from a light source and indicates an emission direction of the first emitted light. Reflecting the first reflected light toward the first retroreflecting portion by the light branching portion, and at least one of the first reflected light at a position on the second emission axis indicating the emission direction of the first reflected light.
- a first retroreflecting portion retroreflecting toward the light branching portion as retroreflected light, a step of transmitting at least part of the retroreflected light by the light reflecting portion, and the first retroreflecting portion And a step of shielding the surface reflected light reflected at the observation position of the retroreflected light by the first light shielding part.
- the aerial image display method according to the present invention may further include a step of blocking the direct irradiation light directly irradiated from the light source to the observation position of the retroreflected light by the second light shielding unit.
- the aerial image display method includes emitting at least a part of the first emitted light at a position on the first emission axis that emits the first emitted light from a light source and indicates an emission direction of the first emitted light. Reflecting the first reflected light toward the first retroreflecting portion by the light branching portion, and at least one of the first reflected light at a position on the second emission axis indicating the emission direction of the first reflected light.
- a first retroreflecting part as retroreflected light as retroreflected light toward the light branching part a step of transmitting at least a part of the retroreflected light at the light reflecting part, and the retroreflecting from the light source And a step of blocking the direct irradiation light directly irradiated to the light observation position by the second light shielding portion.
- the display device and the aerial image display method of the present invention it is possible to shield the surface reflected light irradiated to the aerial image observation position by the first light shielding portion. Therefore, according to the display device and the aerial image display method of the present invention, the false image can be hardly observed by the user.
- FIG. 16 is a side view illustrating a configuration of another modification of the display device illustrated in FIG. 15. It is a side view which shows the structure of another modification of the display apparatus shown in FIG. It is a top view which shows the structure of the modification of the display apparatus which concerns on this invention. It is a top view which shows the structure of the modification of the display apparatus shown in FIG. 2 is a photograph of an aerial image observed in Example 1.
- 3 is a photograph of an aerial image observed in Comparative Example 1.
- 3 is a photograph of an aerial image observed in Example 2.
- 6 is a photograph of an aerial image observed in Comparative Example 2.
- 6 is a photograph of a display device configured in Example 3.
- 10 is a photograph of an aerial image observed in Example 3.
- 10 is a photograph of an aerial image observed in Comparative Example 3.
- the display device includes a light source, a light branching unit that reflects at least part of the first emitted light emitted from the light source as first reflected light, and at least part of the first reflected light retroreflected light.
- a first retroreflecting part that retroreflects toward the light branching part
- a first light shielding part that blocks the surface reflected light reflected by the first retroreflecting part toward the observation position of the retroreflected light.
- the light branching part transmits at least a part of the retroreflected light retroreflected by the first retroreflective part.
- the display device 1 ⁇ / b> A includes a light source 2, a light branching unit 4, a retroreflective unit (first retroreflective unit) 6, and a first light shielding unit 8. Yes.
- the light source 2 is, for example, an LED, but is not particularly limited.
- a plurality of light sources 2 are arranged in parallel to one plate surface 3a of the display unit 3 formed in a plate shape.
- the plurality of light sources 2 are provided with the light emission directions directed toward the first emission axis J1. Note that the number and relative arrangement of the light sources 2 are not particularly limited.
- the display unit 3 is, for example, an LED display or a liquid crystal display.
- the light branching portion 4 is formed in a plate shape.
- An optical branching surface 5 is provided on one plate surface 4 a of the optical branching unit 4.
- the light branching surface 5 reflects a part of the first outgoing light L1 emitted from the light source 2 as the first reflected light L2 and transmits the retroreflected light retroreflected by the retroreflecting unit 6.
- the light branching surface 5 faces the plate surface 3 a of the display unit 3. Further, the light branching portion 4 is a distance between the plate surface 3a of the display unit 3 and the light branching surface 5 as it goes from the end (one end) 3x of the display unit 3 to the end (the other end) 3y. Is arranged so as to be large. In other words, the light branching unit 4 is arranged to be inclined at a predetermined angle with respect to the display unit 3.
- the light branching portion 4 is, for example, a plate-like member made of acrylic or glass, or a hollow body made of these materials and containing water in the hollow, a plate having an opening row of punching metal, a wire grid film, a reflective type For example, a polarizing film or the like, generally called a beam splitter.
- the retroreflective portion 6 is formed in a plate shape and can be bent.
- a retroreflective surface 7 is provided on one plate surface 6 a of the retroreflective portion 6.
- the retroreflective surface 7 retroreflects at least part of the first reflected light L2 toward the light branching surface 5 as retroreflected light L3.
- the retroreflective surface 7 faces the light branching surface 5.
- One end 6x of the retroreflecting unit 6 is connected to the end of the light branching unit 4 opposite to the display unit 3, that is, the end 4y. Then, the retroreflective portion 6 decreases after the separation distance from the end portion on the display portion 3 side in the light branching portion 4, that is, the end portion 4x, increases from one end portion 6x to the other end portion 6y. To be curved.
- the retroreflective surface 7 has a known retroreflective structure.
- a known retroreflective structure for example, a plurality of triangular prisms are formed so as to be adjacent to each other along the plate surface 6a, and a plurality of semicircular lenses are formed so as to be adjacent to each other along the plate surface 6a. And the like.
- a part of the first reflected light L2 is surface-reflected as surface reflected light L4.
- the retroreflective unit 6 is a retroreflective sheet or the like in which the above-described retroreflective structure is provided on at least the plate surface 6a.
- the retroreflecting unit 6 having the above-described configuration can function as a so-called concave mirror.
- the surface reflected light L4 passes through the focal point F6 of the retroreflecting unit 6.
- the surface-reflected light L4 after passing through the focal point F6 and the surface-reflected light L4 that has been surface-reflected at the end 6x of the retroreflecting unit 6 form a reduced image M.
- a reduced image M of the surface reflected light L4 that is, directly reflected light
- a reduced image of a mirror image with respect to the light branching portion 4 of the display unit 3 is formed, and the end 3y of the display unit 3 and the light
- the arrangement and the like of the retroreflective portion 6 are designed so that a reduced image M is formed on the side opposite to the light branching portion 4 with respect to a line connecting the end portion 4y of the branching portion 4.
- the first light shielding portion 8 is formed in a plate shape and is disposed on the light branching surface 5 side of the light branching portion 4. That is, the first light shielding unit 8 is disposed on the same side as the display unit 3 and the retroreflective unit 6 with respect to the light branching unit 4.
- the plate surfaces 8 a and 8 b of the first light shielding part 8 are arranged perpendicular to the light branching surface 5.
- One end portion 8x of the first light-shielding portion 8 is an end portion on the opposite side to the light branching portion 4 side of the display portion 3, that is, an end portion on the retroreflecting portion 6 side of the end portion 3y and the light branching portion 4, that is, Arranged on a virtual line (first virtual line) PL1 connecting the end 4y.
- the position of the other end portion 8y of the first light shielding portion 8 is not particularly limited, but may be in the vicinity of the end portion 6y of the retroreflecting portion 6 from the viewpoint of minimizing the size of the first light shielding portion 8. preferable.
- the first light-shielding unit 8 is arranged at a position where all the light from the reduced image M of the directly reflected light L4 of the display unit 3 or the reduced image of the mirror image with respect to the display unit 3 is blocked.
- the first light shielding unit 8 is not particularly limited as long as it can block the first outgoing light L1 and the surface reflected light L4.
- the retroreflective sheet is arranged so that the light shielding surface faces the plate surface 6a of the retroreflective portion 6.
- the retroreflective sheet may be substituted for the first light shielding portion 8.
- the display device 1 ⁇ / b> A of the first embodiment at least a part of the first emitted light L ⁇ b> 1 emitted from each of the plurality of light sources 2 arranged in the display unit 3 is first generated by the light branching surface 5 of the light branching unit 4.
- the surface is reflected as reflected light L2.
- the first reflected light L12 enters the retroreflecting unit 6 and is retroreflected by the retroreflecting unit 6 as retroreflected light L3 in the same direction as the incident direction.
- the retroreflected light L3 is incident on the light branching surface 5 of the light branching unit 4 and is transmitted through the light branching unit 4, and is aerial image at a position symmetrical to the light source 2, that is, the display unit 3 with respect to the light branching surface 5. I is formed.
- the user can observe an image in the space opposite to the display unit 3 and the retroreflective unit 6 with respect to the light branching unit 4 with the conventional display device.
- a bright aerial image I can be observed including the area that has not been present.
- the surface reflected light L4 irradiated to the observation position of the aerial image I is shielded by the first light shielding unit 8, and when the user views the aerial image I, the surface reflected light L4.
- the reduced image M or the reduced image of the mirror image with respect to the light branching unit 4 of the display unit 3 is blocked by the first light shielding unit 8. Therefore, it is possible to prevent the false image from being observed by the user.
- the required range of the retroreflecting unit 6 is that the end 6x of the retroreflecting unit 6 is arranged in the vicinity of the end 4y of the optical branching unit 4 as shown in FIG. This is a range when the end portion 6y of the portion 6 is arranged at the intersection of the virtual line PL4 connecting the end portion 4x on the display portion 3 side of the light branching portion 4 and the focal point F6 and the retroreflecting portion 6.
- the display device 1B includes the same components as the display device 1A, and blocks the direct irradiation light L5 that is directly irradiated onto the observation position of the retroreflected light L3, that is, the formation position of the aerial image I.
- Two light shielding portions 10 are further provided.
- the light branching surface 5 of the light branching unit 4 transmits at least part of the direct irradiation light L5.
- the retroreflective portion 6 decreases without increasing the distance from the end portion on the display unit 3 side in the light branching portion 4, that is, the end portion 4x, as it goes from one end portion 6x to the other end portion 6y. Is so curved.
- the end 6 x of the retroreflecting unit 6 is separated from the end 4 y of the light branching unit 4.
- the first light-shielding portion 8 is disposed on the opposite side of the display portion 3 from the retroreflecting portion 6 side.
- the first light shielding portion 8 protrudes from the light branching surface 5 of the light branching portion 4 along the direction perpendicular to the light branching surface 5 so as to approach the display portion 3. That is, the end portion 8 x of the first light shielding portion 8 is disposed on the display portion 3 side of the light branching surface 5.
- An end portion 8 y of the first light shielding portion 8 is disposed in the vicinity of the end portion 3 x on the light branching portion 4 side of the display portion 3 and on the side opposite to the retroreflecting portion 6.
- the second light-shielding part 10 is formed in a plate shape and is provided in a region where the direct irradiation light L5 is transmitted on the opposite side of the light branching part 4 from the display part 3 (light source), that is, on the opposite side of the light branching surface 5. ing. Further, the second light shielding part 10 is arranged on the opposite side of the light branching part 4 from the display part 3 and the retroreflective part 6.
- One end portion 10x of the second light-shielding portion 10 is surface-reflected in the vicinity of the end portion 6x of the retroreflecting portion 6 and is the endmost portion of the light branching portion 4 among the surface reflected light L4 that can pass through the light branching surface 5. It is disposed near the intersection of the surface reflected light L4 near 4y and the other plate surface 4b of the light branching section 4.
- the position of the other end 10y of the second light-shielding part 10 is not particularly limited. From the viewpoint of minimizing the size of the second light-shielding part 10, the light branching part in the vicinity of the end 8x of the first light-shielding part 8 is used. 4 is preferably disposed on the plate surface 4a (that is, the light branching surface 5). According to such a configuration, it is possible to localize the surface reflected light L4.
- the second light-shielding unit 10 is arranged at a position that shields light from the reduced image M of the surface reflected light L4 or the reduced image of the mirror image with respect to the display unit 3 in addition to the direct irradiation light L5. Also plays a role.
- the second light-shielding part 10 is not particularly limited as long as it can shield the direct irradiation light L5 and the surface reflected light L4.
- the first light-shielding part 8 for example, black paper, plastic, metal plate, lash Paper, light absorption sheet, keyboard, display, frame member, and the like.
- the retroreflective sheet may be disposed at the position of the second light shielding unit 10 shown in FIG.
- the same operational effects as the display device 1A of the first embodiment can be obtained.
- the direct irradiation light L5 irradiated to the observation position of the aerial image I is shielded by the second light shielding unit 10, and the display is performed when the user views the aerial image I.
- a direct image (not shown) of the portion 3 is blocked by the second light blocking portion 10. Therefore, it is possible to prevent the user from observing the direct image of the display unit 3 in addition to the false image.
- the display device 1C includes the same components as the display device 1A.
- the retroreflective portion 6 is arranged in a straight line along a direction perpendicular to the light branching surface 5 without being curved.
- the retroreflective surface 7 faces toward the light branching surface 5.
- the end 8x on the light branching section 4 side of the first light shielding section 8 is directed to the light branching surface 5 from the end section 6x on the light branching section 4 side of the retroreflecting section 6 toward the light source 2, that is, the display section 3. It is arranged on a virtual line (second virtual line) PL2 extending in a parallel direction.
- the retroreflecting surface 7 is arranged perpendicular to the light branching surface 5 as described above, and thus the surface reflected light L ⁇ b> 4 diffuses from the retroreflecting surface 7 toward the first light shielding unit 8. Is done.
- the first light-shielding portion 8 is arranged so as to shield at least the surface reflected light L4 that diffuses from the retroreflective surface 7 toward the first light-shielding portion 8 to reach the formation position of the aerial image I.
- the position of the end portion 8y of the first light shielding portion 8 is not particularly limited, but is appropriately set in consideration of a range where at least the surface reflected light L4 reaching the formation position of the aerial image I can be blocked. That is, the retroreflective portion 6 and the first light shielding portion 8 are opposed to each other.
- the user can not observe an image in the space on the opposite side of the light splitting unit 4 from the display unit 3 and the retroreflective unit 6 with the conventional display device.
- a bright aerial image I can be observed.
- the surface reflected light L ⁇ b> 4 is shielded by the first light shield 8. Therefore, it is possible to prevent the surface reflected light L4 itself or a false image from being observed by the user.
- a display device 1D shown in FIG. 5 is a first modification of the display device 1C.
- the position of the end portion 8x of the first light shielding portion 8 is moved in a direction away from the light branching surface 5 relative to the position of the end portion 8x of the first light shielding portion 8 in the display device 1C.
- the second light shielding unit 10 is provided in the same manner as the display device 1B of the second embodiment.
- the second light-shielding part 10 is arranged in a region where the irradiation light L5 is directly transmitted on the side opposite to the light branching surface 5 of the light branching unit 4 and in a region of the light branching unit 4 where the surface reflected light L4 can be transmitted. ing.
- the same operational effects as those of the display device 1C of the third embodiment can be obtained.
- the direct irradiation light L5 applied to the observation position of the aerial image I is shielded by the second light shielding unit 10, and when the user views the aerial image I, the direct image of the display unit 3 is displayed. (Not shown) is blocked by the second light blocking portion 10. Therefore, it is possible to prevent the user from observing the direct image of the display unit 3 in addition to the false image.
- a display device 1E shown in FIG. 6 is a second modification of the display device 1C.
- the retroreflecting unit 6 is arranged so as to be spaced at a certain ratio on the side opposite to the display unit 3 side with respect to the direction perpendicular to the light branching surface 5 as the distance from the light branching unit 4 increases. ing. That is, the retroreflecting unit 6 is disposed so as to be inclined to the opposite side to the display unit 3 side with respect to the direction perpendicular to the light branching surface 5.
- the end portion 8x of the first light shielding portion 8 extends from the end portion 6x of the retroreflecting portion 6 toward the display portion 3 along a direction perpendicular to the retroreflecting surface 7 (first line).
- Three imaginary lines) are arranged on PL3.
- the retroreflecting unit 6 is inclined to the side opposite to the display unit 3 side with respect to the direction perpendicular to the light splitting surface 5, and therefore, for example, compared with the display devices 1C and 1D.
- the surface reflected light L4 is diffused at a wider angle from the retroreflective surface 7 toward the first light shielding portion 8.
- the same operational effects as the display device 1C of the third embodiment can be obtained.
- the surface reflected light L4 is diffused at a wide angle from the retroreflective surface 7 toward the first light-shielding portion 8, and therefore the surface reflected light irradiated toward the aerial image I observation position. L4 can be reduced and the size of the first light-shielding portion 8 can be suppressed.
- a display device 1F illustrated in FIG. 7 is a third modification of the display device 1C, and is a further modification of the display device 1E.
- the retroreflective portion 6 is composed of the retroreflective sheet or the like described above, and is configured by connecting a plurality of retroreflective portions 6A, 6B, 6C,. Also good. Trajectories tracing the respective plate surfaces of the plurality of retroreflective portions 6A, 6B, 6C,... Are perpendicular to the light branch surface 5 from the light branch portion 4 side, for example, as in the display devices 1A and 1B shown in FIG. As the distance increases, the distance from the end 4x of the light branching section 4 is increased or decreased.
- the end 8x of the first light shielding unit 8 is perpendicular to the retroreflective surface 7 from the end 6x of the retroreflecting unit 6A arranged closest to the light branching unit 4 toward the display unit 3. It is arranged on a virtual line (third virtual line) PL3 extending along the direction.
- the retroreflecting unit 6 is inclined to the side opposite to the display unit 3 side with respect to the direction perpendicular to the light branching surface 5, for example, compared with the display devices 1C and 1D.
- the surface reflected light L4 is diffused at a wider angle from the retroreflective surface 7 toward the first light shielding portion 8.
- the diffusion angle of the surface reflected light L4 as a whole of the retroreflective part 6 can be freely changed by adjusting the angle between the retroreflective parts adjacent to each other among the retroreflective parts 6A, 6B, 6C,. It has become.
- the same operational effects as the display device 1C of the third embodiment can be obtained.
- the surface reflected light L4 is diffused from the retroreflecting surface 7 toward the first light shielding unit 8 at a desired angle, so that the surface reflection irradiated toward the observation position of the aerial image I is applied.
- the amount of the light L4 can be freely adjusted, and the size of the first light shielding portion 8 can be suppressed.
- the second light shielding unit 10 may be provided in the same manner as the display device 1D shown in FIG. By providing the second light shielding unit 10, a direct image (not shown) of the display unit 3 can be blocked so that the user cannot see the image directly.
- the display device 1G includes the same components as the display device 1A, and retroreflects (second recursion) that further retroreflects at least part of the retroreflected light L3 and returns it to the retroreflector 6. (Reflection part) 12 is further provided.
- the retroreflective portion 12 is formed in a plate shape and has the retroreflective surface 13 on at least one plate surface 12a.
- the retroreflecting unit 12 includes an end 3y opposite to the light branching unit 4 side in the display unit 3, and an end 4y opposite to the end 4x connected to the display unit 3 in the light branching unit 4. It is arranged so as to straddle.
- An end 12 x of the retroreflecting unit 12 is disposed in the vicinity of the end 4 y of the light branching unit 4.
- the end 12 y of the retroreflecting unit 12 is disposed in the vicinity of the end 3 y of the display unit 3. That is, the plate surfaces of the display unit 3, the light branching unit 4, and the retroreflective unit 12 form substantially triangular three sides.
- retroreflective portion 12 examples include, but are not particularly limited to, a known retroreflective sheet as well as the retroreflective portion 6 or a retroreflective structure or a member having the retroreflective structure.
- the protrusion 14 that protrudes from the retroreflective surface 7 toward the display unit 3 side (that is, the light source side) along the direction parallel to the light splitting surface 5 extends along the retroreflective surface 7.
- a plurality are arranged at predetermined intervals. It is preferable that the interval between the base end portions of the plurality of projecting portions 14 on the retroreflecting surface 7 is smaller than the projecting dimension of the retroreflecting portion 6 from the retroreflecting surface 13. That is, it is preferable that each retroreflective part 6 is arrange
- a retroreflective portion 6 is provided on the surface 14 a of the protruding portion 14 on the light branching portion 4 side.
- the retroreflecting surface 7 of the retroreflecting unit 6 faces the light branching surface 5 side of the light branching unit 4.
- the first light-shielding portion 8 is provided on the surface 14b of the protruding portion 14 opposite to the light branching portion 4 side.
- the protruding portion 14 can be omitted, and at least one of the retroreflecting portion 6 and the first light-shielding portion 8 has a suitable strength such that the plate surface can be held as shown in FIG. As long as is satisfied, the retroreflective portion 6 and the first light-shielding portion 8 may be directly bonded.
- the first reflected light L2 is incident on the retroreflecting unit 6 and recursed in the same direction as the incident direction by the retroreflecting surface 7. Retroreflected as reflected light L3.
- the retroreflected light L3 forms an aerial image I at a position symmetrical to the display unit 3 with respect to the light splitting surface 5.
- the surface reflected light L4 that is surface-reflected by the retroreflective surface 7 of the retroreflective unit 6 enters the retroreflective unit 12.
- a part of the surface reflected light L4 returns to the retroreflecting unit 6 again as further retroreflected light L6 by the retroreflecting surface 13 of the retroreflecting unit 12, and contributes to the formation of the aerial image I as a result.
- the remaining portion of the surface reflected light L4 is reflected by the retroreflecting surface 13 as further surface reflected light L7 and is blocked by the first light shielding portion 8.
- the user is opposite to the display unit 3 and the retroreflective unit 6 with respect to the light branching unit 4.
- the bright aerial image I can be observed including the area where the image cannot be observed with the conventional display device.
- the surface reflected light L4 irradiated to the observation position of the aerial image I is shielded by the first light shielding unit 8, it is possible to prevent the surface reflected light L4 and the false image from being observed by the user.
- the display device 1H includes the same components as the display device 1A.
- a plurality of retroreflective portions 6 are arranged along the light branch plane 5 with a predetermined interval.
- An end 6 x on the light branching portion side of the retroreflecting unit 6 is disposed on the light branching surface 5.
- the end 6 y of the retroreflecting unit 6 on the side opposite to the light branching unit side is arranged at substantially the same position as the end 3 x of the display unit 3 on the light branching unit 4 side in the direction perpendicular to the light branching surface 5. ing.
- the end portion 6 y of the retroreflective portion 6 is disposed closer to the display unit 3 than the end portion 6 x of each retroreflective portion 6 in the direction parallel to the light branching surface 5. That is, the plurality of retroreflective portions 6 are arranged so as to be inclined from the end 6x on the light branching surface 5 toward the display unit 3 and with the retroreflecting surface 7 facing the light branching surface 5. .
- the first light-shielding portion 8 is provided on the other plate surface 6 b of the retroreflecting portion 6, that is, the plate surface opposite to the retroreflecting surface 7. Further, in the display device 1H, in a direction parallel to the light branching surface 5, at a position where the surface reflected light L4 from the retroreflecting portion 6 disposed on the most end portion 4x side of the light branching portion 4 can be blocked.
- the second light shielding part 10 is arranged. The second light shielding part 10 is provided so as to contact the light branching surface 5.
- the first reflected light L2 is incident on the retroreflecting unit 6 and recursed in the same direction as the incident direction by the retroreflecting surface 7. Retroreflected as reflected light L3.
- the retroreflected light L3 forms an aerial image I at a position symmetrical to the display unit 3 with respect to the light splitting surface 5.
- the surface reflected light L4 that is surface-reflected by the retroreflective surface 7 of the retroreflective part 6 other than the retroreflective part 6 arranged on the most end 4x side of the light branching part 4 faces the retroreflective surface 7. It is blocked by the first light blocking portion 8.
- the same operational effects as the display device 1G of the fourth embodiment can be obtained. Further, according to the display device 1H of the fifth embodiment, by providing the second light-shielding unit 10, the direct image (not shown) of the display unit 3 is shielded so that the user cannot see the image directly. Can do.
- a display device 1J shown in FIG. 10 is a modification of the display device 1H.
- the retroreflecting unit 6 may be separated from the light branching surface 5 toward the display unit 3 as long as the retroreflecting surface 7 is inclined so as to face the light branching surface 5. Further, by adjusting the inclination angle of the retroreflective portion 6, the traveling direction and amount of the retroreflected light L3 and the surface reflected light L4 irradiated toward the observation position of the aerial image I are adjusted, and the aerial image I is adjusted. It is possible to change the size and the formation position of the. According to the above-described display device 1J, the same effects as the display device 1H of the fifth embodiment can be obtained.
- the display device 1 ⁇ / b> K includes a display unit 3 including a light source 2, a light branching unit 4, a retroreflective unit (first retroreflective unit) 6, and an imaging unit 20. And.
- the light branching unit 4 is disposed on the first emission axis J1 indicating the emission direction of the first emission light L1 emitted from the light source 2 of the display unit 3, and at least a part of the first emission light L1 is the first transmitted light. As transparent.
- An optical branching surface 16 is provided on one plate surface 4 a of the optical branching unit 4. The light splitting surface 16 transmits a part of the first outgoing light L1 emitted from the light source 2 as the first transmitted light L12, and at least a part of the retroreflected light L13 retroreflected by the retroreflecting unit 6 on the surface. Reflect.
- the light branching surface 16 is arranged so that the distance from the plate surface 3a of the display unit 3 decreases as it goes from the end 3x to the end 3y of the display unit 3. In the direction perpendicular to the light branching surface 16, the separation distance from the display unit 3 also decreases as it goes from the end 4 x to the end 4 y of the light branching unit 4. That is, the light branching surface 16 is arranged so as to be inclined at a predetermined angle with respect to the plate surface 3 a of the display unit 3.
- the retroreflective surface 7 of the retroreflecting unit 6 retroreflects at least a part of the first transmitted light L12 transmitted through the light branching unit 4 as retroreflected light L13.
- the retroreflecting unit 6 is disposed on the first emission axis J1 with the light branching unit 4 interposed therebetween.
- the retroreflective surface 7 faces the plate surface 3 a side of the display unit 3. In other words, the retroreflecting unit 6 faces the display unit 3.
- the imaging unit 20 is formed in a plate shape, and is disposed along the plate surface 4 a of the light branching unit 4 on the retroreflecting unit 6 side of the light branching unit 4.
- the imaging unit 20 reflects and images the retroreflected light L13 on the surface.
- the imaging unit 20 includes, for example, a crossed mirror array (CMA), an aerial imaging (AI) plate, a dihedral corner reflector array (DCRA), a transparent cube array, and two orthogonal layers. For example, double-layered arrays of rectangular mirrors (WARM).
- the first outgoing light L1 passes through the imaging unit 20 and the light branching unit 4, and enters the retroreflecting unit 6 as the first transmitted light L12.
- the first transmitted light L12 is retroreflected by the retroreflective surface 7 as retroreflected light L13 along the same optical path as the incident direction in a direction opposite to the incident direction.
- a part of the retroreflected light L13 is surface-reflected by the light branching surface 16 to form an aerial image I as the surface-reflected light L14.
- the retroreflected light L13 transmitted through the light branching unit 4 is reflected by the imaging unit 20 as the surface reflected light L18 and forms an aerial image I.
- the formation position of the aerial image I is a position symmetrical to the position of the light source 2 with the direction of the plate surface 4a of the light branching portion 4 as the center.
- the user displays the bright aerial image I in the space opposite to the display unit 3 as the center (that is, the base axis) of the plate surface 4a of the light branching unit 4. Can be observed. Further, surface reflected light (not shown) by the retroreflecting surface 7 of the retroreflecting unit 6 is diffused and basically a reduced image is not formed, so that it is possible to avoid a false image or the like being observed by the user.
- the display device 1M of the seventh embodiment includes a display unit 3 including a light source 2, a light branching unit 4, a retroreflective unit (first retroreflective unit) 6, and an imaging unit 22. And.
- the light branching unit 4 is disposed on the first emission axis J1 of the first emitted light L1 emitted from the light source 2 of the display unit 3, and at least a part of the first emitted light L1 is surface-reflected with the first reflected light L2.
- An optical branching surface 16 is provided on one plate surface 4 a of the optical branching unit 4. The light branching surface 16 reflects a part of the first outgoing light L1 as the first reflected light L2, and transmits the retroreflected light L3 retroreflected by the retroreflecting unit 6.
- the light branching surface 16 faces the plate surface 3 a of the display unit 3.
- the light branching surface 16 is arranged such that the distance from the plate surface 3a of the display unit 3 decreases as it goes from the end 3x of the display unit 3 to the end 3y. In the direction perpendicular to the light branching surface 16, the separation distance from the display unit 3 also decreases as it goes from the end 4 x to the end 4 y of the light branching unit 4. That is, the light branching surface 16 is arranged so as to be inclined at a predetermined angle with respect to the plate surface 3 a of the display unit 3.
- the retroreflecting surface 7 of the retroreflecting unit 6 retroreflects at least a part of the first reflected light L2 that is surface-reflected by the light branching surface 16 as retroreflected light L3.
- the retroreflecting unit 6 is disposed on the second emission axis J2 indicating the traveling direction of the first reflected light L2.
- the retroreflective surface 7 faces the light branching surface 16 of the light branching unit 4. Further, in the direction parallel to the second emission axis J2 (that is, the direction perpendicular to the retroreflective surface 7), the light branching surface 16 extends from the end 4x of the light branching portion 4 toward the end 4y. It arrange
- the retroreflective surface 7 is disposed so as to face the plate surface 3 a of the display unit 3 through the reflection of the light branching unit 4.
- the imaging unit 20 is formed in a plate shape, and is disposed along the plate surface 4 a of the light branching unit 4 on the retroreflecting unit 6 side of the light branching unit 4.
- the imaging unit 20 transmits the retroreflected light L3 and images the first emitted light.
- the imaging unit 20 includes, for example, a crossed mirror array (CMA), an aerial imaging (AI) plate, a dihedral corner reflector array (DCRA), a transparent cube array, and two orthogonal rectangular mirrors.
- CMA crossed mirror array
- AI aerial imaging
- DCRA dihedral corner reflector array
- WARM double-layered arrays of rectangular mirrors
- the first outgoing light L1 is surface-reflected by the light branching surface 16, and enters the retroreflecting unit 6 as the first reflected light L2.
- the first reflected light L2 is retroreflected by the retroreflecting surface 7 as retroreflected light L3 along the same optical path as the incident direction in a direction opposite to the incident direction.
- a part of the retroreflected light L3 passes through the light branching unit 4 and the imaging unit 22, and forms an aerial image I.
- the first outgoing light L1 transmitted through the light branching unit 4 is reflected on the surface as the surface reflected light L20 by the imaging unit 20, and forms an aerial image I.
- the formation position of the aerial image I is a position symmetrical to the position of the light source 2 with the direction of the plate surface 4a of the light branching portion 4 as the center.
- the user can use the display unit 3 as the center (that is, the base axis) and the plate surface 4a of the light branching unit 4. Can observe a bright aerial image I in the opposite space. Further, surface reflected light (not shown) by the retroreflecting surface 7 of the retroreflecting unit 6 is diffused and basically a reduced image is not formed, so that it is possible to avoid a false image or the like being observed by the user.
- the display devices of the above-described embodiments it is possible to induce the user's attention only to the aerial image I by forming a bright aerial image I and preventing observation of a false image or the like.
- the display unit 3 including the light source 2 since the user does not directly see the display unit 3 including the light source 2, the light source 2 with ultra-high brightness can be used.
- the first outgoing light L1 is emitted from the light source 2, and at least a part of the first outgoing light L1 is first reflected by the light branching portion 4 at a position on the first outgoing axis J1.
- a step of reflecting the light L2 toward the retroreflecting unit 6, and at least a part of the first reflected light L2 at the position on the second emission axis J2 by the retroreflecting unit 6 as the retroreflected light L3 toward the light branching unit 4 First reflecting the surface reflected light L4 reflected by the retroreflecting unit 6 to the observation position of the retroreflected light L3.
- the display method to which the present invention is applied may further include a step of blocking the direct irradiation light L3 directly irradiated from the light source 2 to the observation position of the retroreflected light L3 by the second light blocking unit 10, and the surface reflected light L4 is
- a step of blocking the direct irradiation light L3 by the second light blocking unit 10 may be provided without including the step of blocking by the first light blocking unit 8.
- the display device may include a wavelength film 30.
- a display device 1N illustrated in FIG. 13 includes a display unit 3 (light source 2), a light branching unit 4, a retroreflective unit 6, a first light shielding unit 8, and a second light shielding unit 10. Note that, among the components of the display device 1N, the same components as those of the display device 1A of the first embodiment and the display device 1B of the second embodiment are denoted by the same reference numerals as those of the display device, and the description thereof will be given. Is omitted.
- the retroreflective portion 6 is formed in a plate shape and can be bent, but in the display device 1N, it is formed in a planar shape.
- the retroreflective surface 7 faces the light branching surface 5 of the light branching unit 4.
- the retroreflecting unit 6 is configured such that the distance between the other end 6 y and the end 4 x of the light branching unit 4 is larger than the distance between the one end 6 x and the end 4 y of the light branching unit 4.
- the optical branching unit 4 is inclined at a predetermined angle.
- one end 8 x of the first light shielding unit 8 is between the end 3 x and the end 3 y of the display unit 3. In the same direction, the other end portion 8 y of the first light shielding portion 8 is farther from the light branching portion 4 than the end portion 3 y of the display portion 3.
- the first light-shielding portion 8 is disposed at a position that shields all the surface reflected light from the wavelength film 30.
- the second light shielding part 10 is arranged flush with the light branching part 4.
- One end 10 x of the second light-shielding part 10 is arranged in the vicinity of the end 6 x of the retroreflective part 6.
- the other end 10 y of the second light shielding unit 10 is connected to the end 4 y of the light branching unit 4.
- the wavelength film 30 is disposed between the retroreflecting unit 6 and the first light shielding unit 8 in the direction along the light branching surface 5, and extends in the direction away from the light branching surface 5 from the vicinity of the end 4 y of the light branching unit 4. And curved so as to be convex toward the retroreflective portion 6.
- the wavelength film 30 is a quarter-wave plate that is formed in a plate shape, can be bent, and is transparent.
- the polarization of the retroreflected light L3 changes by being transmitted through the wavelength film 30. Since the polarization plane of the retroreflected light L3 after passing through the wavelength film 30 is rotated by 90 degrees compared with that after being reflected by the light branching surface 5, it is incident on the light branching surface 5 of the light branching unit 4 and the light branching unit 4 The aerial image I is formed at a position symmetrical to the light source 2, that is, the display unit 3 with respect to the light branching surface 5. On the other hand, the image G by the surface reflected light L8 from the wavelength film 30 is formed in the space between the first light-shielding portion 8 and the wavelength film 30 in the direction along the light branching surface 5.
- the bright aerial image I can be observed including the region where the image cannot be observed with the conventional display device, similarly to the display device 1A of the first embodiment.
- the image G by the surface reflected light L8 or the display is displayed.
- a reduced image of the mirror image of the light branching unit 4 of the unit 3 is blocked by the first light blocking unit 8 and the second light blocking unit 10. Therefore, it is possible to prevent the false image from being observed by the user.
- FIG. 3 As a modification of the display device 1B of the second embodiment shown in FIG. 3, there is a display device 1R shown in FIG. Note that, among the components of the display device 1R, the components common to the display device 1B of the second embodiment are denoted by the same reference numerals as those of the display device, and description thereof is omitted.
- the second light shielding unit 10 is provided so as to contact the same side of the light branching unit 4 as the display unit 3 (light source), that is, the light branching surface 5. That is, the second light shielding part 10 is arranged on the same side as the display part 3 and the retroreflective part 6 with respect to the light branching part 4.
- One end portion 10x of the second light-shielding portion 10 is similar to the configuration of the display device 1B of the second embodiment in that the surface reflected light L4 and the light closest to the end portion 4y of the light branching portion 4 out of the surface reflected light L4. It arrange
- the position of the other end portion 10y of the second light shielding portion 10 is not particularly limited, but the end portion 10y of the second light shielding portion 10 is the first light shielding portion from the viewpoint of minimizing the size of the second light shielding portion 10. 8 is connected to one end 8x.
- the display device 1R may include a wavelength film 30.
- the wavelength film 30 is disposed so as to contact the retroreflective surface 7 of the retroreflective portion 6.
- the same effect as the display device 1B of the second embodiment can be obtained.
- the direct irradiation light L5 applied to the observation position of the aerial image I is shielded by the second light shielding unit 10, and when the user views the aerial image I, the direct image of the display unit 3 is displayed. (Not shown) is blocked by the second light blocking portion 10. Therefore, it is possible to prevent the user from observing the direct image of the display unit 3 in addition to the false image.
- the wavelength film 30 is provided, an aerial image I can be formed by imparting a phase difference to the retroreflected light L3.
- the display device 1 ⁇ / b> P includes components other than the retroreflecting unit 6, the first light shielding unit 8, the second light shielding unit 10, and the projecting unit 14 among the components of the display device 1 ⁇ / b> G, and further includes a surface reflection suppressing unit 40. ing.
- constituent elements common to the display device 1G are denoted by the same reference numerals as those of the display device, and description thereof is omitted.
- the surface reflection suppression unit 40 is disposed so as to fill a space surrounded by the display unit 3, the retroreflection unit 6, and the light branching unit 4.
- the surface reflection suppressing portion 40 is formed to be an inverted triangle in a side view.
- the end surface 40a of the surface reflection suppressing unit 40 is in contact with the plate surface 3a of the display unit 3, the end surface 40b of the surface reflection suppressing unit 40 is in contact with the retroreflection surface 7 of the retroreflection unit 6, and the end surface 40c of the surface reflection unit 40 is It abuts on the light branching surface 5 of the light branching section 4.
- the refractive index of the surface reflection suppressing unit 40 is the same as the refractive index of the retroreflecting unit 6.
- the first reflected light L2 is incident on the retroreflecting unit 6, and is retroreflected as retroreflected light L3 in the same direction as the incident direction by the retroreflecting surface 7. Reflected.
- the retroreflected light L3 forms an aerial image I at a position symmetrical to the display unit 3 with respect to the light splitting surface 5.
- the surface reflected light at the retroreflecting unit 6 can be suppressed. This eliminates the need to provide the first light-shielding portion 8 and the second light-shielding portion 10, and can simplify the configuration of the display device 1P from the display device 1G of the fourth embodiment.
- the surface reflection suppression unit 40 fills the space surrounded by the display unit 3, the retroreflection unit 6, and the light branching unit 4 as described above from the viewpoint of suppressing the surface reflection light on the end faces 40 a, 40 c and the like. Although it is preferable to arrange them, as long as the end surface 40b is in contact with the retroreflective surface 7, it may be reduced as shown in FIG. In the display device 1 ⁇ / b> Q shown in FIG. 16, the end surface 40 a of the surface reflection suppressing unit 40 is separated from the plate surface 3 a of the display unit 3, and the end surface 40 b of the surface reflection suppressing unit 40 is separated from the light branching surface 5 of the light branching unit 4. It is separated.
- the first reflected light L2 is refracted at the end surfaces 40a and 40b of the surface reflection suppressing unit 40 and travels toward the retroreflective surface 7, and is reflected on the surface of each of the end surfaces 40a and 40b, thereby reflecting the surface. It becomes light L9.
- the end faces 40a and 40b of the surface reflection suppressing unit 40 are arranged so that the surface reflected light L9 travels in a direction different from the traveling direction of the retroreflected light L3 that forms the aerial image I.
- the display device 1Q the same effect as that of the display device 1P can be obtained, and the manufacturing cost of the display device 1Q can be suppressed by downsizing the surface reflection suppressing portion 40.
- the wavelength film 30 is provided between the retroreflection surface 7 of the retroreflection portion 6 and the end surface 40b of the display reflection suppression portion 40. It may be.
- the aerial image I can be formed by adding a phase difference to the retroreflected light L3 as described for the display device 1N.
- FIG. 1T Another modification of the display device according to the present invention is a display device 1T shown in FIG. Note that, among the components of the display device 1T, the components common to the display device 1A of the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those of the display device, and the description thereof is omitted.
- the display unit 3 is below the light branching unit 4 in a side view, and an aerial image (not shown) is formed at the same position as the display unit 3 in a top view and above the light branching unit 4 in a side view.
- the display device 1T may be a display device 1U including a wavelength film 30, as shown in FIG.
- the wavelength film 30 is disposed so as to contact the retroreflective surface 7 of the retroreflective portion 6.
- the retroreflecting unit 6 may be bent in the vertical direction or the horizontal direction of the device to function like a concave mirror.
- Example 1 In order to configure the display device 1 ⁇ / b> A shown in FIG. 1, an LED that emits visible light is used as the light source 2. Further, a special display in which a plurality of light sources 2 are arranged on the plate surface 3 a of the display unit 3 was prepared. A half mirror was used for the light branching section 4. A retroreflective sheet (product name: J701, manufacturer: Reflexite Co., Ltd.) having a unit structure size of about 180 ⁇ m and made of a transparent plastic was used for the retroreflective portion 6. As the first light shielding portion 8, a black polypropylene plate was used.
- Example 1 The display device shown in FIG. 1 (the display device 1A with the first light shielding portion 8 omitted) was configured in the same manner as in Example 1 except that the first light shielding portion 8 was not provided.
- the display device of this comparative example when the characters “AIRR” were displayed on the display unit 3, it was confirmed that a surface reflection component was observed together with the aerial image I of the characters “AIRR” as shown in FIG. .
- a good aerial image I is obtained, and surface reflected light, reduced images, and false images are observed. Can be prevented. Thereby, the user's visibility to the aerial image I is improved.
- Example 2 Next, the display device 1C shown in FIG. 4 was configured.
- a smartphone model number: XPERIA SO-01G, manufacturer: SONY
- a retroreflective sheet product name: Nikkalite CRG, manufacturer: Nippon Carbide Industries Co., Ltd.
- a commercially available acrylic plate was used for the light branching portion 4, and a black plastic cardboard made of polypropylene was used for the first light shielding portion 8.
- Example 2 The display device shown in FIG. 4 (the display device 1 ⁇ / b> C with the first light shielding portion 8 omitted) was configured in the same manner as in Example 2 except that the first light shielding portion 8 was not provided.
- the display device of this comparative example when the characters “AIRR” were displayed on the display unit 3, it was confirmed that a surface reflection component was observed together with the aerial image I of the characters “AIRR” as shown in FIG. .
- Example 3 the display device 1M shown in FIG. 12 was constructed (see FIG. 25).
- the retroreflective unit 6, and the light branching unit 4 provided with the light source 2 were used.
- the imaging unit 22 CMA having an aperture size of 4 mm long ⁇ 4 mm wide ⁇ 4 mm high was used.
- Example 3 The display device shown in FIG. 12 (the display device 1M with the image forming portion 22 omitted) was configured in the same manner as in Example 3 except that the image forming portion 22 was not provided.
- the display device of this comparative example when the characters “AIRR” were displayed on the display unit 3, it was confirmed that a surface reflection component was observed together with the aerial image I of the characters “AIRR” as shown in FIG. .
- a bright aerial image I is formed, and surface reflection light, a reduced image, and a false image are prevented from being observed by the user. I can only be induced.
- the display device to which the present invention is applied can be applied to all video technologies and imaging technologies, as well as video technologies in which guidance to only the aerial image I is particularly important, and displays for automobiles and various vehicles. Is also very useful. In particular, when a display device to which the present invention is applied is applied to an operation panel or the like of an automobile, an effect of preventing an erroneous operation from occurring is expected.
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Abstract
本発明を適用した実施形態である表示装置(1A)は、光源(2)と、光源から出射された第一出射光(L1)を第一反射光(L2)として表面反射させる光分岐部(4)と、第一反射光を再帰反射光(L3)として光分岐部に向けて再帰反射する再帰反射部(6)と、再帰反射光の観察位置に向けて再帰反射部によって表面反射された表面反射光(L4)を遮る第一遮光部(8)と、を備えている。光分岐部は、再帰反射された再帰反射光の少なくとも一部を透過させる。
Description
本発明は、表示装置及び空中像の表示方法に関する。
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)。
例えば、特許文献1に、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。
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、再帰反射部材を用いた従来の表示装置では、再帰反射部材の表面において、表面反射(該表面の接線に垂直な仮想軸を中心として入射方向とは反対側に、仮想軸となす角度と同じ角度をなす方向に、入射方向とは逆向きに光が進む反射)が発生するため、ユーザ(観察者)に、空中に形成される像(空中像)に加え、表面反射による像(偽像)が観察されるという問題があった。
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、偽像がユーザに殆ど観察されないようにすることができる表示装置及び空中像の表示方法を提供する。
本発明に係る表示装置は、光源と、前記光源から出射された第一出射光の少なくとも一部を第一反射光として表面反射させる光分岐部と、前記第一反射光の少なくとも一部を再帰反射光として前記光分岐部に向けて再帰反射する第一再帰反射部と、前記再帰反射光の観察位置に向けて前記第一再帰反射部によって反射された表面反射光を遮る第一遮光部と、を備え、前記光分岐部は、前記第一再帰反射部によって再帰反射された前記再帰反射光の少なくとも一部を透過させることを特徴とする。
本発明に係る表示装置において、前記光源は、板状に形成されたディスプレイ部の一方の板面に複数配列され、前記光分岐部は、板状に形成され、前記第一出射光の少なくとも一部を前記第一反射光として表面反射させる光分岐面を一方の板面に有し、前記ディスプレイ部の前記一方の板面と前記光分岐面とが対向しており、前記ディスプレイ部の一方の端部から他方の端部に向かうに従って前記ディスプレイ部の前記一方の板面と前記光分岐面との離間距離が大きくなり、前記第一再帰反射部は、板状に形成され、前記第一反射光の少なくとも一部を前記再帰反射光として再帰反射させる再帰反射面を一方の板面に有し、前記再帰反射面は前記光分岐面に対向しており、前記第一再帰反射部の一方の端部は前記光分岐部の前記ディスプレイ部側とは反対側の端部に接続され、前記第一再帰反射部の前記一方の端部から他方の端部に向かうに従って前記光分岐部の前記ディスプレイ部側の端部との離間距離が減少するように前記第一再帰反射部が湾曲していてもよい。
本発明に係る表示装置において、前記第一遮光部は、板状に形成され、前記光分岐部の前記光分岐面側に配置されると共に前記光分岐面に対して垂直に配置され、前記第一遮光部の前記光分岐部側の端部は、前記ディスプレイ部の前記光分岐部側とは反対側の端部と前記光分岐部の前記第一再帰反射部側の端部とを結ぶ第一仮想線上に配置されていてもよい。
本発明に係る表示装置において、前記第一遮光部は、板状に形成され、前記ディスプレイ部の前記第一再帰反射部側とは反対側に配置されると共に、前記光分岐部の前記光分岐面から該光分岐面に垂直な方向に沿って前記ディスプレイ部に近づくように突出していてもよい。
本発明に係る表示装置において、前記光源は、板状に形成されたディスプレイ部の一方の板面に複数配列され、前記光分岐部は、板状に形成され、前記第一出射光の少なくとも一部を前記第一反射光として表面反射させる光分岐面を一方の板面に有し、前記ディスプレイ部の前記一方の板面と前記光分岐面とが対向しており、前記ディスプレイ部の一方の端部から他方の端部に向かうに従って前記ディスプレイ部の前記一方の板面と前記光分岐面との離間距離が大きくなり、前記第一再帰反射部は、板状に形成され、前記光分岐面に垂直な方向に沿って配置されると共に、前記第一反射光の少なくとも一部を前記再帰反射光として再帰反射させる再帰反射面を一方の板面に有し、前記再帰反射面は前記光分岐面側に向いており、前記第一遮光部は、板状に形成され、前記第一遮光部の前記光分岐部側の端部は、前記第一再帰反射部の前記光分岐部側の端部から前記光源に向って、前記光分岐面に平行な方向に延ばした第二仮想線上に配置されていてもよい。
本発明に係る表示装置において、前記光源は、板状に形成されたディスプレイ部の一方の板面に複数配列され、前記光分岐部は、板状に形成され、前記第一出射光の少なくとも一部を前記第一反射光として表面反射させる光分岐面を一方の板面に有し、前記ディスプレイ部の前記一方の板面と前記光分岐面とが対向しており、前記ディスプレイ部の一方の端部から他方の端部に向かうに従って前記ディスプレイ部の前記一方の板面と前記光分岐面との離間距離が大きくなり、前記第一再帰反射部は、板状に形成され、前記光分岐部から離間するに従って前記光分岐面に垂直な方向に対して前記ディスプレイ部側とは反対側に一定の比率で離間するように配置されると共に、前記第一反射光の少なくとも一部を前記再帰反射光として再帰反射させる再帰反射面を一方の板面に有し、前記再帰反射面は前記光分岐面側に向いており、前記第一遮光部の前記光分岐部側の端部は、前記第一再帰反射部の前記光分岐部側の端部から前記光源に向って前記再帰反射面に垂直な方向に沿って延ばした第三仮想線上に配置されていてもよい。
本発明に係る表示装置において、前記光源は、板状に形成されたディスプレイ部の一方の板面に複数配列され、前記光分岐部は、板状に形成され、前記第一出射光の少なくとも一部を前記第一反射光として表面反射させる光分岐面を一方の板面に有し、前記ディスプレイ部の前記一方の板面と前記光分岐面とが対向しており、前記ディスプレイ部の一方の端部から他方の端部に向かうに従って前記ディスプレイ部の前記一方の板面と前記光分岐面との離間距離が大きくなり、第二再帰反射部をさらに備え、前記第二再帰反射部は、板状に形成され、前記光分岐部から離間するに従って前記光分岐面に垂直な方向に対して前記ディスプレイ部側とは反対側に一定の比率で離間するように配置されると共に、前記第一反射光の少なくとも一部を前記再帰反射光として再帰反射させる再帰反射面を一方の板面に有し、前記第二再帰反射部の再帰反射面は前記ディスプレイ部の前記一方の板面および前記光分岐面に対向しており、前記第二再帰反射部の再帰反射面から前記光分岐面に平行な方向に沿って前記光源側に突出する突出部が前記第二再帰反射部の再帰反射面に沿って所定の間隔をあけて複数配置され、前記第一再帰反射部は、一方の板面に再帰反射面を有し、前記突出部の前記光分岐面側に設けられ、前記第一遮光部は、前記突出部の前記光分岐面側とは反対側の表面に設けられていてもよい。
本発明に係る表示装置において、前記光源は、板状に形成されたディスプレイ部の一方の板面に複数配列され、前記光分岐部は、板状に形成され、前記第一出射光の少なくとも一部を前記第一反射光として表面反射させる光分岐面を一方の板面に有し、前記ディスプレイ部の前記一方の板面と前記光分岐面とが対向しており、前記ディスプレイ部の一方の端部から他方の端部に向かうに従って前記ディスプレイ部の前記一方の板面と前記光分岐面との離間距離が大きくなり、前記第一再帰反射部は、板状に形成され、前記第一反射光の少なくとも一部を前記再帰反射光として再帰反射させる再帰反射面を一方の板面に有し、前記第一再帰反射部の一方の端部が前記光分岐面に当接し、前記一方の端部から他方の端部に向うに従って前記前記ディスプレイ部に近づくように配置され、前記再帰反射面は前記光分岐面側に向いており、前記第一遮光部は、前記第一再帰反射部の前記再帰反射面とは反対側の板面に設けられていてもよい。
本発明に係る表示装置は、前記光源から前記再帰反射光の観察位置に直接照射される直接照射光を遮る第二遮光部をさらに備え、前記光分岐部は、前記直接照射光の少なくとも一部を透過させてもよい。
本発明に係る表示装置において、前記第二遮光部は、前記光分岐部の前記光源側とは反対側において前記直接照射光が透過する領域に設けられていてもよい。
本発明に係る表示装置は、光源と、前記光源から出射された第一出射光の少なくとも一部を第一反射光として表面反射させる光分岐部と、前記第一反射光の少なくとも一部を再帰反射光として前記光分岐部に向けて再帰反射する第一再帰反射部と、前記光源から前記再帰反射光の観察位置に直接照射される直接照射光を遮る第二遮光部と、を備え、前記光分岐部は、前記第一再帰反射部によって再帰反射された前記再帰反射光の少なくとも一部を透過させることを特徴とする。
また、本発明に係る表示装置は、板状に形成され、一方の板面に光源が設けられているディスプレイ部と、板状に形成され、前記光源から発せられた第一出射光の出射方向を示す第一出射軸上に配置されると共に、前記ディスプレイ部の前記一方の板面に対して一方の板面が傾斜するように配置され、前記第一出射光の少なくとも一部を第一透過光として透過させる光分岐部と、板状に形成され、前記光分岐部を透過した前記第一透過光の少なくとも一部を再帰反射光として再帰反射させる再帰反射面を一方の板面に有し、前記光分岐部を挟んで前記ディスプレイ部に対向し、かつ前記再帰反射面が前記ディスプレイの前記一方の板面に対して平行になるように前記第一出射軸上に配置された第一再帰反射部と、板状に形成され、前記光分岐部の前記第一再帰反射部側に前記光分岐部の一方の板面に沿って配置され、前記第一再帰反射部によって再帰反射された再帰反射光を表面反射かつ結像させる結像部と、を備え、前記光分岐部は、前記再帰反射光の少なくとも一部を表面反射させる光分岐面を前記一方の板面に有することを特徴とする。
また、本発明に係る表示装置は、板状に形成され、一方の板面に光源が設けられているディスプレイ部と、板状に形成され、前記光源から発せられた第一出射光の出射方向を示す第一出射軸上に配置されると共に、前記第一出射光の少なくとも一部を第一反射光として表面反射させる光分岐面を前記一方の板面に有し、前記ディスプレイ部の前記一方の板面に対して前記光分岐面が対向かつ傾斜するように配置された光分岐部と、板状に形成され、前記光分岐面によって表面反射された前記第一反射光の少なくとも一部を再帰反射光として再帰反射させる再帰反射面を一方の板面に有し、前記光分岐面に対して前記再帰反射面が対向かつ傾斜し、かつ前記ディスプレイ部の一方の板面に対して前記再帰反射面が垂直になるように前記第一反射光の進行方向を示す第二出射軸上に配置された第一再帰反射部と、板状に形成され、前記光分岐部の前記第一再帰反射部側とは反対側に前記光分岐部の一方の板面に沿って配置され、前記第一再帰反射部によって再帰反射された再帰反射光を透過し、かつ前記第一出射光を結像させる結像部と、を備え、前記光分岐部は、前記再帰反射光の少なくとも一部を透過することを特徴とする。
また、本発明に係る空中像の表示方法は、光源から第一出射光を出射させ、前記第一出射光の出射方向を示す第一出射軸上の位置において前記第一出射光の少なくとも一部を光分岐部によって第一反射光として前記第一再帰反射部に向けて反射させるステップと、前記第一反射光の出射方向を示す第二出射軸上の位置において前記第一反射光の少なくとも一部を第一再帰反射部によって再帰反射光として前記光分岐部に向けて再帰反射させるステップと、前記光反射部で前記再帰反射光の少なくとも一部を透過させるステップと、前記第一再帰反射部によって前記再帰反射光の観察位置に反射される表面反射光を第一遮光部によって遮るステップと、を備えることを特徴とする。
本発明に係る空中像の表示方法は、前記光源から前記再帰反射光の観察位置に直接照射される直接照射光を第二遮光部によって遮るステップをさらに備えていてもよい。
また、本発明に係る空中像の表示方法は、光源から第一出射光を出射させ、前記第一出射光の出射方向を示す第一出射軸上の位置において前記第一出射光の少なくとも一部を光分岐部によって第一反射光として前記第一再帰反射部に向けて反射させるステップと、前記第一反射光の出射方向を示す第二出射軸上の位置において前記第一反射光の少なくとも一部を第一再帰反射部によって再帰反射光として前記光分岐部に向けて再帰反射させるステップと、前記光反射部で前記再帰反射光の少なくとも一部を透過させるステップと、前記光源から前記再帰反射光の観察位置に直接照射される直接照射光を第二遮光部によって遮るステップと、を備えることを特徴とする。
本発明の表示装置及び空中像の表示方法では、空中像の観察位置に照射される表面反射光を第一遮光部によって遮蔽することができる。したがって、本発明の表示装置及び空中像の表示方法によれば、偽像がユーザに殆ど観察されないようにすることができる。
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。
本発明に係る表示装置は、光源と、光源から出射された第一出射光の少なくとも一部を第一反射光として表面反射させる光分岐部と、第一反射光の少なくとも一部を再帰反射光として光分岐部に向けて再帰反射する第一再帰反射部と、再帰反射光の観察位置に向けて第一再帰反射部によって反射された表面反射光を遮る第一遮光部と、を備えている。光分岐部は、第一再帰反射部によって再帰反射された前記再帰反射光の少なくとも一部を透過させる。
以下、本発明に係る表示装置の実施形態について説明する。
以下、本発明に係る表示装置の実施形態について説明する。
(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、光源2と、光分岐部4と、再帰反射部(第一再帰反射部)6と、第一遮光部8と、を備えている。
図1に示すように、第一実施形態の表示装置1Aは、光源2と、光分岐部4と、再帰反射部(第一再帰反射部)6と、第一遮光部8と、を備えている。
光源2は、例えばLEDであるが、特に限定されない。光源2は、板状に形成されたディスプレイ部3の一方の板面3aに平行に複数配列されている。複数の光源2は、互いに光の出射方向を第一出射軸J1に向けて、設けられている。なお、光源2の数及び相対配置は、特に制限されない。ディスプレイ部3は、例えばLEDディスプレイや液晶ディスプレイである。
光分岐部4は、板状に形成されている。光分岐部4の一方の板面4aに、光分岐面5が設けられている。光分岐面5は、光源2から発せられた第一出射光L1の一部を第一反射光L2として表面反射させると共に、再帰反射部6によって再帰反射された再帰反射光を透過させる。
光分岐面5は、ディスプレイ部3の板面3aに対向している。また、光分岐部4は、ディスプレイ部3の端部(一方の端部)3xから端部(他方の端部)3yに向かうに従ってディスプレイ部3の板面3aと光分岐面5との離間距離が大きくなるように、配置されている。すなわち、光分岐部4は、ディスプレイ部3に対して、所定の角度で傾斜するように配置されている。
光分岐部4は、例えばアクリルやガラスからなる板状部材、ある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である。
再帰反射部6は、板状に形成され、折り曲げ可能とされている。再帰反射部6の一方の板面6aに、再帰反射面7が設けられている。再帰反射面7は、第一反射光L2の少なくとも一部を再帰反射光L3として光分岐面5に向けて再帰反射させる。
再帰反射面7は、光分岐面5に対向している。再帰反射部6の一方の端部6xは、光分岐部4においてディスプレイ部3とは反対側の端部、すなわち端部4yに接続されている。そして、再帰反射部6は、一方の端部6xから他方の端部6yに向かうに従って、光分岐部4におけるディスプレイ部3側の端部、すなわち端部4xとの離間距離が増大した後、減少するように湾曲している。
再帰反射面7は、公知の再帰反射構造で構成されている。公知の再帰反射構造としては、例えば、三角プリズムが板面6aに沿って互いに隣接するように複数形成されているものや、半円レンズが板面6aに沿って互いに隣接するように複数形成されているもの等が挙げられる。このような再帰反射面7では、第一反射光L2の一部が表面反射光L4として表面反射される。再帰反射部6は、上述の再帰反射構造が少なくとも板面6aに設けられている再帰反射シート等である。
上述の構成を有する再帰反射部6は、所謂凹面ミラーとして機能し得る。表面反射光L4は、再帰反射部6の焦点F6を通過する。焦点F6を通過した後の表面反射光L4と、再帰反射部6の端部6xで表面反射された表面反射光L4は、縮小像Mを形成する。言い換えれば、表面反射光L4(すなわち、直接反射光)の縮小像M、あるいはディスプレイ部3の光分岐部4に対する鏡像の縮小像を形成するように、かつ、ディスプレイ部3の端部3yと光分岐部4の端部4yとを結ぶ線に対して光分岐部4とは反対側に縮小像Mを形成するように、再帰反射部6の配置等が設計されている。
第一遮光部8は、板状に形成され、光分岐部4の光分岐面5側に配置されている。すなわち、第一遮光部8は、光分岐部4に対して、ディスプレイ部3及び再帰反射部6と同じ側に配置されている。第一遮光部8の板面8a,8bは、光分岐面5に対して垂直に配置されている。
第一遮光部8の一方の端部8xは、ディスプレイ部3の光分岐部4側とは反対側の端部、すなわち端部3yと光分岐部4の再帰反射部6側の端部、すなわち端部4yとを結ぶ仮想線(第一仮想線)PL1上に配置されている。
第一遮光部8の他方の端部8yの位置は、特に限定されないが、第一遮光部8の大きさを最低限に抑える点から、再帰反射部6の端部6yの近傍であることが好ましい。
言い換えると、第一遮光部8は、ディスプレイ部3の直接反射光L4の縮小像M、あるいはディスプレイ部3に対する鏡像の縮小像からの光を全て遮る位置に配されている。
第一遮光部8の他方の端部8yの位置は、特に限定されないが、第一遮光部8の大きさを最低限に抑える点から、再帰反射部6の端部6yの近傍であることが好ましい。
言い換えると、第一遮光部8は、ディスプレイ部3の直接反射光L4の縮小像M、あるいはディスプレイ部3に対する鏡像の縮小像からの光を全て遮る位置に配されている。
第一遮光部8は、第一出射光L1や表面反射光L4を遮ることができるものであれば特に限定されないが、例えば黒色の紙、プラスチック、金属板、ラシャ紙、吸光シート、キーボード、ディスプレイ、フレーム部材等である。また、再帰反射シートの再帰反射面とは反対側の面が遮光性を有していれば、遮光性を有する面が再帰反射部6の板面6aに対向するように再帰反射シートを配置し、この再帰反射シートを第一遮光部8として代用してもよい。
第一実施形態の表示装置1Aでは、ディスプレイ部3に配置された複数の光源2のそれぞれから出射された第一出射光L1の少なくとも一部は、光分岐部4の光分岐面5によって第一反射光L2として表面反射される。第一反射光L12は、再帰反射部6に入射し、再帰反射部6によって入射方向と同じ方向に再帰反射光L3として再帰反射される。再帰反射光L3は、光分岐部4の光分岐面5に入射すると共に、光分岐部4を透過し、光分岐面5に対して、光源2、すなわちディスプレイ部3と対称な位置に空中像Iを形成する。
以上説明した第一実施形態の表示装置1Aによれば、ユーザは、光分岐部4に対してディスプレイ部3や再帰反射部6とは反対側の空間に、従来の表示装置では像が観察できなかった領域も含めて明るい空中像Iを観察することができる。また、図1を参照するとわかるように、空中像Iの観察位置に照射される表面反射光L4が第一遮光部8によって遮光され、ユーザが空中像Iを見た際に、表面反射光L4の縮小像M、あるいはディスプレイ部3の光分岐部4に対する鏡像の縮小像が第一遮光部8によって遮られる。そのため、偽像がユーザに観察されるのを防止することができる。
なお、図2に示すように、再帰反射部6の必要範囲は、図2に示すように、再帰反射部6の端部6xを光分岐部4の端部4yの近傍に配置し、再帰反射部6の端部6yを、光分岐部4のディスプレイ部3側の端部4xと焦点F6とを結ぶ仮想線PL4と再帰反射部6との交点に配置した場合の範囲である。
(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3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。
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3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。
図3に示すように、表示装置1Bは、表示装置1Aと同様の構成要素を備え、再帰反射光L3の観察位置、すなわち空中像Iの形成位置に直接照射される直接照射光L5を遮る第二遮光部10をさらに備えている。
表示装置1Bにおいて、光分岐部4の光分岐面5は、直接照射光L5の少なくとも一部を透過させる。
再帰反射部6は、一方の端部6xから他方の端部6yに向かうに従って、光分岐部4におけるディスプレイ部3側の端部、すなわち端部4xとの離間距離が増大せずに、減少するように湾曲している。再帰反射部6の端部6xは、光分岐部4の端部4yとは離間している。
再帰反射部6は、一方の端部6xから他方の端部6yに向かうに従って、光分岐部4におけるディスプレイ部3側の端部、すなわち端部4xとの離間距離が増大せずに、減少するように湾曲している。再帰反射部6の端部6xは、光分岐部4の端部4yとは離間している。
第一遮光部8は、ディスプレイ部3の再帰反射部6側とは反対側に配置されている。また、第一遮光部8は、光分岐部4の光分岐面5から光分岐面5に垂直な方向に沿って、ディスプレイ部3に近づくように突出している。すなわち、第一遮光部8の端部8xは、光分岐面5のディスプレイ部3側に配置されている。第一遮光部8の端部8yは、ディスプレイ部3の光分岐部4側かつ、再帰反射部6とは反対側の端部3xの近傍に配置されている。
第二遮光部10は、板状に形成され、光分岐部4のディスプレイ部3(光源)とは反対側、すなわち光分岐面5とは反対側において直接照射光L5が透過する領域に設けられている。また、第二遮光部10は、光分岐部4に対して、ディスプレイ部3及び再帰反射部6とは反対側に配置されている。
第二遮光部10の一方の端部10xは、再帰反射部6の端部6x付近で表面反射され、かつ光分岐面5を透過し得る表面反射光L4のうち光分岐部4の最も端部4y寄りの表面反射光L4と光分岐部4の他方の板面4bとの交差位置近傍に配置されている。
第二遮光部10の他方の端部10yの位置は、特に限定されないが、第二遮光部10の大きさを最低限に抑える点から、第一遮光部8の端部8x近傍の光分岐部4の板面4a(すなわち、光分岐面5)上に配置されていることが好ましい。このような構成によれば、表面反射光L4の局在化を図ることもできる。
第二遮光部10の他方の端部10yの位置は、特に限定されないが、第二遮光部10の大きさを最低限に抑える点から、第一遮光部8の端部8x近傍の光分岐部4の板面4a(すなわち、光分岐面5)上に配置されていることが好ましい。このような構成によれば、表面反射光L4の局在化を図ることもできる。
第二遮光部10は、直接照射光L5に加えて、表面反射光L4の縮小像M、あるいはディスプレイ部3に対する鏡像の縮小像からの光も遮る位置に配され、第一遮光部8の補助的な役割も担っている。
第二遮光部10は、直接照射光L5や表面反射光L4を遮ることができるものであれば特に限定されないが、第一遮光部8と同様に、例えば黒色の紙、プラスチック、金属板、ラシャ紙、吸光シート、キーボード、ディスプレイ、フレーム部材等である。また、再帰反射シートの再帰反射面とは反対側の面が遮光性を有していれば、図3に示す第二遮光部10の位置にこの再帰反射シートを配置してもよい。
以上説明した第二実施形態の表示装置1Bによれば、第一実施形態の表示装置1Aと同様の作用効果が得られる。また、第二実施形態の表示装置1Bによれば、空中像Iの観察位置に照射される直接照射光L5が第二遮光部10によって遮光され、ユーザが空中像Iを見た際に、ディスプレイ部3の直接像(図示略)が第二遮光部10によって遮られる。そのため、偽像に加えてディスプレイ部3の直接像がユーザに観察されるのを防止することができる。
(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4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。
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4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。
図4に示すように、表示装置1Cは、表示装置1Aと同様の構成要素を備えている。
但し、再帰反射部6は、湾曲せずに、光分岐面5に垂直な方向に沿って直線状に配置されている。再帰反射面7は、光分岐面5の方に向いている。
但し、再帰反射部6は、湾曲せずに、光分岐面5に垂直な方向に沿って直線状に配置されている。再帰反射面7は、光分岐面5の方に向いている。
また、第一遮光部8の光分岐部4側の端部8xは、再帰反射部6の光分岐部4側の端部6xから光源2、すなわちディスプレイ部3に向って、光分岐面5に平行な方向に延ばした仮想線(第二仮想線)PL2上に配置されている。
表示装置1Cにおいては、前述のように再帰反射面7が光分岐面5に対して垂直に配置されているので、表面反射光L4は、再帰反射面7から第一遮光部8に向けて拡散される。第一遮光部8は、再帰反射面7から第一遮光部8に向けて拡散する表面反射光L4のうち、少なくとも空中像Iの形成位置に至るものを遮るように配置されている。第一遮光部8の端部8yの位置は、特に限定されないが、少なくとも空中像Iの形成位置に至る表面反射光L4を遮ることができる範囲を考慮して、適宜設定されている。
すなわち、再帰反射部6と第一遮光部8とは、対向している。
表示装置1Cにおいては、前述のように再帰反射面7が光分岐面5に対して垂直に配置されているので、表面反射光L4は、再帰反射面7から第一遮光部8に向けて拡散される。第一遮光部8は、再帰反射面7から第一遮光部8に向けて拡散する表面反射光L4のうち、少なくとも空中像Iの形成位置に至るものを遮るように配置されている。第一遮光部8の端部8yの位置は、特に限定されないが、少なくとも空中像Iの形成位置に至る表面反射光L4を遮ることができる範囲を考慮して、適宜設定されている。
すなわち、再帰反射部6と第一遮光部8とは、対向している。
第三実施形態の表示装置1Cによれば、ユーザは、光分岐部4に対してディスプレイ部3や再帰反射部6とは反対側の空間に、従来の表示装置では像が観察できなかった領域も含めて明るい空中像Iを観察することができる。また、図4を参照するとわかるように、表面反射光L4が第一遮光部8によって遮光される。そのため、表面反射光L4そのものや偽像がユーザに観察されるのを防止することができる。
図5に示す表示装置1Dは、表示装置1Cの第一変形例である。
表示装置1Dにおいては、第一遮光部8の端部8xの位置が、表示装置1Cにおける第一遮光部8の端部8xの位置よりも光分岐面5から離間する方向に移動している。
また、表示装置1Dにおいては、第二実施形態の表示装置1Bと同様に、第二遮光部10が設けられている。第二遮光部10は、光分岐部4の光分岐面5とは反対側において直接照射光L5が透過する領域、かつ、表面反射光L4が透過し得る光分岐部4の領域に、配置されている。
表示装置1Dにおいては、第一遮光部8の端部8xの位置が、表示装置1Cにおける第一遮光部8の端部8xの位置よりも光分岐面5から離間する方向に移動している。
また、表示装置1Dにおいては、第二実施形態の表示装置1Bと同様に、第二遮光部10が設けられている。第二遮光部10は、光分岐部4の光分岐面5とは反対側において直接照射光L5が透過する領域、かつ、表面反射光L4が透過し得る光分岐部4の領域に、配置されている。
第三実施形態の第一変更例である表示装置1Dによれば、第三実施形態の表示装置1Cと同様の作用効果が得られる。また、表示装置1Dによれば、空中像Iの観察位置に照射される直接照射光L5が第二遮光部10によって遮光され、ユーザが空中像Iを見た際に、ディスプレイ部3の直接像(図示略)が第二遮光部10によって遮られる。そのため、偽像に加えてディスプレイ部3の直接像がユーザに観察されるのを防止することができる。
図6に示す表示装置1Eは、表示装置1Cの第二変形例である。
表示装置1Eにおいては、再帰反射部6は、光分岐部4から離間するに従って光分岐面5に垂直な方向に対してディスプレイ部3側とは反対側に一定の比率で離間するように配置されている。すなわち、再帰反射部6は、光分岐面5に垂直な方向に対してディスプレイ部3側とは反対側に傾斜するように配置されている。
表示装置1Eにおいては、再帰反射部6は、光分岐部4から離間するに従って光分岐面5に垂直な方向に対してディスプレイ部3側とは反対側に一定の比率で離間するように配置されている。すなわち、再帰反射部6は、光分岐面5に垂直な方向に対してディスプレイ部3側とは反対側に傾斜するように配置されている。
また、表示装置1Eにおいて、第一遮光部8の端部8xは、再帰反射部6の端部6xからディスプレイ部3に向って再帰反射面7に垂直な方向に沿って延ばした仮想線(第三仮想線)PL3上に配置されている。
表示装置1Eにおいては、前述のように、再帰反射部6が光分岐面5に垂直な方向に対してディスプレイ部3側とは反対側に傾斜しているので、例えば表示装置1C,1Dに比べて、表面反射光L4は、再帰反射面7から第一遮光部8に向けてより広い角度で拡散される。
表示装置1Eにおいては、前述のように、再帰反射部6が光分岐面5に垂直な方向に対してディスプレイ部3側とは反対側に傾斜しているので、例えば表示装置1C,1Dに比べて、表面反射光L4は、再帰反射面7から第一遮光部8に向けてより広い角度で拡散される。
第三実施形態の第二変更例である表示装置1Eによれば、第三実施形態の表示装置1Cと同様の作用効果が得られる。また、表示装置1Eによれば、表面反射光L4が再帰反射面7から第一遮光部8に向けて広い角度で拡散されるので、空中像Iの観察位置に向って照射される表面反射光L4を減らし、第一遮光部8の大きさを抑えることができる。
図7に示す表示装置1Fは、表示装置1Cの第三変形例であり、表示装置1Eのさらなる変形例である。
図7に示すように、再帰反射部6は、前述の再帰反射シート等からなり、板状に形成された再帰反射部6A,6B,6C,…,が複数連結されることによって構成されていてもよい。複数の再帰反射部6A,6B,6C,…,のそれぞれの板面をなぞった軌跡が、例えば図1に示す表示装置1A,1Bのように、光分岐部4側から光分岐面5に垂直な方向に離間するに従って、光分岐部4の端部4xとの離間距離が増大または減少するように湾曲している。
図7に示すように、再帰反射部6は、前述の再帰反射シート等からなり、板状に形成された再帰反射部6A,6B,6C,…,が複数連結されることによって構成されていてもよい。複数の再帰反射部6A,6B,6C,…,のそれぞれの板面をなぞった軌跡が、例えば図1に示す表示装置1A,1Bのように、光分岐部4側から光分岐面5に垂直な方向に離間するに従って、光分岐部4の端部4xとの離間距離が増大または減少するように湾曲している。
表示装置1Fにおいては、第一遮光部8の端部8xは、最も光分岐部4の近くに配置された再帰反射部6Aの端部6xからディスプレイ部3に向って再帰反射面7に垂直な方向に沿って延ばした仮想線(第三仮想線)PL3上に配置されている。
表示装置1Fにおいては、前述のように、再帰反射部6が光分岐面5に垂直な方向に対してディスプレイ部3側とは反対側に傾斜しているので、例えば表示装置1C,1Dに比べて、表面反射光L4は、再帰反射面7から第一遮光部8に向けてより広い角度で拡散される。さらに、再帰反射部6A,6B,6C,…,のうち隣り合う再帰反射部同士の角度を調整することで、再帰反射部6の全体としての表面反射光L4の拡散角度が自在に変更可能となっている。
表示装置1Fにおいては、前述のように、再帰反射部6が光分岐面5に垂直な方向に対してディスプレイ部3側とは反対側に傾斜しているので、例えば表示装置1C,1Dに比べて、表面反射光L4は、再帰反射面7から第一遮光部8に向けてより広い角度で拡散される。さらに、再帰反射部6A,6B,6C,…,のうち隣り合う再帰反射部同士の角度を調整することで、再帰反射部6の全体としての表面反射光L4の拡散角度が自在に変更可能となっている。
第三実施形態の第三変更例である表示装置1Fによれば、第三実施形態の表示装置1Cと同様の作用効果が得られる。また、表示装置1Fによれば、表面反射光L4が再帰反射面7から第一遮光部8に向けて所望の角度で拡散されるので、空中像Iの観察位置に向って照射される表面反射光L4の量を自在に調整し、第一遮光部8の大きさを抑えることもできる。
なお、図6に示す表示装置1Eおよび図7に示す表示装置1Fにおいて、図5に示す表示装置1Dと同様に、第二遮光部10を設けてもよい。第二遮光部10を設けることで、ディスプレイ部3の直接像(図示略)を遮り、ユーザに対して直接像を見えないようにすることができる。
(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1Gについて説明する。なお、図8に示す第四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。
次いで、本発明に係る第四実施形態の表示装置1Gについて説明する。なお、図8に示す第四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。
図7に示すように、表示装置1Gは、表示装置1Aと同様の構成要素を備え、再帰反射光L3の少なくとも一部をさらに再帰反射して再帰反射部6に戻す再帰反射部(第二再帰反射部)12をさらに備えている。
第四実施形態の表示装置1Gでは、再帰反射部12は、板状に形成され、少なくとも一方の板面12aに再帰反射面13を有している。再帰反射部12は、ディスプレイ部3において光分岐部4側とは反対側の端部3yと、光分岐部4においてディスプレイ部3と接続されている端部4xとは反対側の端部4yと、に跨るように、配置されている。再帰反射部12の端部12xは、光分岐部4の端部4yの近傍に配置されている。
一方、再帰反射部12の端部12yは、ディスプレイ部3の端部3yの近傍に配置されている。すなわち、ディスプレイ部3、光分岐部4および再帰反射部12のそれぞれの板面は、略三角形の三辺をなしている。
一方、再帰反射部12の端部12yは、ディスプレイ部3の端部3yの近傍に配置されている。すなわち、ディスプレイ部3、光分岐部4および再帰反射部12のそれぞれの板面は、略三角形の三辺をなしている。
再帰反射部12としては、再帰反射部6と同様に公知の再帰反射シート、あるいは再帰反射構造や該再帰反射構造を有するものが挙げられるが、特に限定されない。
第四実施形態の表示装置1Gでは、再帰反射面7から光分岐面5に平行な方向に沿ってディスプレイ部3側(すなわち、光源側)に突出する突出部14が再帰反射面7に沿って所定の間隔をあけて複数配置されている。複数の突出部14の基端部の再帰反射面7上での間隔は、再帰反射面13からの再帰反射部6の突出寸法より小とすることが好ましい。
すなわち、それぞれの再帰反射部6は、隣り合う再帰反射部6同士の距離以上の重なりを有するように配置されていることが好ましい。
すなわち、それぞれの再帰反射部6は、隣り合う再帰反射部6同士の距離以上の重なりを有するように配置されていることが好ましい。
突出部14の光分岐部4側の表面14aに、再帰反射部6が設けられている。再帰反射部6の再帰反射面7は、光分岐部4の光分岐面5側に向いている。
突出部14の光分岐部4側とは反対側の表面14bに、第一遮光部8が設けられている。
突出部14の光分岐部4側とは反対側の表面14bに、第一遮光部8が設けられている。
なお、突出部14は省略可能であって、再帰反射部6と第一遮光部8の少なくとも一方が板面を図8に示すように保持できる程度に好適な強度を有している等の条件が満たされれば、再帰反射部6と第一遮光部8とが直接貼り合されていてもよい。
第四実施形態の表示装置1Gでは、第一実施形態の表示装置1A等と同様に、第一反射光L2は、再帰反射部6に入射し、再帰反射面7によって入射方向と同じ方向に再帰反射光L3として再帰反射される。再帰反射光L3は、光分岐面5に対して、ディスプレイ部3と対称な位置に空中像Iを形成する。
その一方で、第四実施形態の表示装置1Gでは、再帰反射部6の再帰反射面7で表面反射された表面反射光L4が再帰反射部12に入射する。表面反射光L4の一部は、再帰反射部12の再帰反射面13によってさらなる再帰反射光L6として、再び再帰反射部6に戻り、結果として空中像Iの形成に寄与する。表面反射光L4の残部は、再帰反射面13によってさらなる表面反射光L7として、表面反射され、第一遮光部8によって遮られる。
その一方で、第四実施形態の表示装置1Gでは、再帰反射部6の再帰反射面7で表面反射された表面反射光L4が再帰反射部12に入射する。表面反射光L4の一部は、再帰反射部12の再帰反射面13によってさらなる再帰反射光L6として、再び再帰反射部6に戻り、結果として空中像Iの形成に寄与する。表面反射光L4の残部は、再帰反射面13によってさらなる表面反射光L7として、表面反射され、第一遮光部8によって遮られる。
以上説明した第四実施形態の表示装置1Gによれば、第一実施形態の表示装置1A等と同様に、ユーザは、光分岐部4に対してディスプレイ部3や再帰反射部6とは反対側の空間に、従来の表示装置では像が観察できなかった領域も含めて明るい空中像Iを観察することができる。また、空中像Iの観察位置に照射される表面反射光L4が第一遮光部8によって遮光されるので、表面反射光L4や偽像がユーザに観察されるのを防止することができる。
(第五実施形態)
次いで、本発明に係る第四実施形態の表示装置1Hについて説明する。なお、図9に示す第五実施形態の表示装置1H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。
次いで、本発明に係る第四実施形態の表示装置1Hについて説明する。なお、図9に示す第五実施形態の表示装置1H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9に示すように、表示装置1Hは、表示装置1Aと同様の構成要素を備えている。
表示装置1Hにおいては、再帰反射部6は、光分岐面5に沿って所定の間隔をあけて複数配置されている。再帰反射部6の光分岐部側の端部6xは、光分岐面5上に配置されている。一方、再帰反射部6の光分岐部側とは反対側の端部6yは、光分岐面5に垂直な方向においてディスプレイ部3の光分岐部4側の端部3xと略同じ位置に配されている。また、再帰反射部6の端部6yは、光分岐面5に平行な方向において、それぞれの再帰反射部6の端部6xよりディスプレイ部3側に配置されている。すなわち、複数の再帰反射部6は、光分岐面5上の端部6xからディスプレイ部3側に傾斜するように、また再帰反射面7を光分岐面5に向けるようにして、配置されている。
表示装置1Hにおいては、再帰反射部6は、光分岐面5に沿って所定の間隔をあけて複数配置されている。再帰反射部6の光分岐部側の端部6xは、光分岐面5上に配置されている。一方、再帰反射部6の光分岐部側とは反対側の端部6yは、光分岐面5に垂直な方向においてディスプレイ部3の光分岐部4側の端部3xと略同じ位置に配されている。また、再帰反射部6の端部6yは、光分岐面5に平行な方向において、それぞれの再帰反射部6の端部6xよりディスプレイ部3側に配置されている。すなわち、複数の再帰反射部6は、光分岐面5上の端部6xからディスプレイ部3側に傾斜するように、また再帰反射面7を光分岐面5に向けるようにして、配置されている。
第一遮光部8は、再帰反射部6の他方の板面6b、すなわち再帰反射面7とは反対側の板面に設けられている。
また、表示装置1Hでは、光分岐面5に平行な方向において、光分岐部4の最も端部4x側に配置された再帰反射部6からの表面反射光L4を遮ることが可能な位置に、第二遮光部10が配置されている。また、第二遮光部10は、光分岐面5に当接するように設けられている。
また、表示装置1Hでは、光分岐面5に平行な方向において、光分岐部4の最も端部4x側に配置された再帰反射部6からの表面反射光L4を遮ることが可能な位置に、第二遮光部10が配置されている。また、第二遮光部10は、光分岐面5に当接するように設けられている。
第五実施形態の表示装置1Hでは、第一実施形態の表示装置1A等と同様に、第一反射光L2は、再帰反射部6に入射し、再帰反射面7によって入射方向と同じ方向に再帰反射光L3として再帰反射される。再帰反射光L3は、光分岐面5に対して、ディスプレイ部3と対称な位置に空中像Iを形成する。一方、光分岐部4の最も端部4x側に配置された再帰反射部6以外の再帰反射部6の再帰反射面7で表面反射された表面反射光L4が、その再帰反射面7に対向する第一遮光部8によって遮られる。
以上説明した第五実施形態の表示装置1Hによれば、第四実施形態の表示装置1Gと同様の作用効果が得られる。また、第五実施形態の表示装置1Hによれば、第二遮光部10を設けることで、ディスプレイ部3の直接像(図示略)を遮り、ユーザに対して直接像を見えないようにすることができる。
図10に示す表示装置1Jは、表示装置1Hの変形例である。
図10に示すように、再帰反射部6は、再帰反射面7を光分岐面5に向けるように傾斜していれば、光分岐面5からディスプレイ部3側に離間していても構わない。また、再帰反射部6の傾斜角度を調整することで、空中像Iの観察位置に向って照射される再帰反射光L3および表面反射光L4のそれぞれの進行方向や量を調整し、空中像Iの大きさや形成位置を変更可能となる。
上述の表示装置1Jによれば、第五実施形態の表示装置1Hと同様の作用効果が得られる。
図10に示すように、再帰反射部6は、再帰反射面7を光分岐面5に向けるように傾斜していれば、光分岐面5からディスプレイ部3側に離間していても構わない。また、再帰反射部6の傾斜角度を調整することで、空中像Iの観察位置に向って照射される再帰反射光L3および表面反射光L4のそれぞれの進行方向や量を調整し、空中像Iの大きさや形成位置を変更可能となる。
上述の表示装置1Jによれば、第五実施形態の表示装置1Hと同様の作用効果が得られる。
(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1Kについて説明する。なお、図11に示す第六実施形態の表示装置1K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。
次いで、本発明に係る第六実施形態の表示装置1Kについて説明する。なお、図11に示す第六実施形態の表示装置1K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11に示すように、第六実施形態の表示装置1Kは、光源2を備えたディスプレイ部3と、光分岐部4と、再帰反射部(第一再帰反射部)6と、結像部20と、を備えている。
光分岐部4は、ディスプレイ部3の光源2から出射された第一出射光L1の出射方向を示す第一出射軸J1上に配置され、第一出射光L1の少なくとも一部を第一透過光として透過する。光分岐部4の一方の板面4aには、光分岐面16が設けられている。光分岐面16は、光源2から発せられた第一出射光L1の一部を第一透過光L12として透過すると共に、再帰反射部6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表面反射させる。
光分岐面16は、ディスプレイ部3の端部3xから端部3yに向かうに従ってディスプレイ部3の板面3aとの離間距離が小さくなるように、配置されている。光分岐面16に垂直な方向において、光分岐部4の端部4xから端部4yに向かうに従ってディスプレイ部3との離間距離も小さくなる。すなわち、光分岐面16は、ディスプレイ部3の板面3aに対して、所定の角度で傾斜するように配置されている。
再帰反射部6の再帰反射面7は、光分岐部4を透過した第一透過光L12の少なくとも一部を再帰反射光L13として再帰反射させる。再帰反射部6は、光分岐部4を挟んで第一出射軸J1上に配置されている。再帰反射面7は、ディスプレイ部3の板面3a側に向いている。すなわち、再帰反射部6は、ディスプレイ部3に対向している。
結像部20は、板状に形成され、光分岐部4の再帰反射部6側に光分岐部4の板面4aに沿って配置されている。結像部20は、再帰反射光L13を表面反射かつ結像させる。
結像部20は、例えば直交ミラーアレイ(crossed mirror array:CMA)、エアリアルイメージング(aerial imaging:AI)プレート、2面コーナーリフレクターアレイ(dihedral corner reflector array:DCRA)、透明キューブアレイや直交する2層の矩形ミラーアレイ(double-layered arrays of rectangular mirrors : WARM)等である。
結像部20は、例えば直交ミラーアレイ(crossed mirror array:CMA)、エアリアルイメージング(aerial imaging:AI)プレート、2面コーナーリフレクターアレイ(dihedral corner reflector array:DCRA)、透明キューブアレイや直交する2層の矩形ミラーアレイ(double-layered arrays of rectangular mirrors : WARM)等である。
第六実施形態の表示装置1Kでは、第一出射光L1は、結像部20及び光分岐部4を透過し、第一透過光L12として再帰反射部6に入射する。第一透過光L12は、再帰反射面7によって、入射方向と同じ光路を該入射方向とは反対の方向に向かって、再帰反射光L13として再帰反射される。再帰反射光L13の一部は、光分岐面16によって表面反射され、表面反射光L14として空中像Iを形成する。光分岐部4を透過した再帰反射光L13は、結像部20によって表面反射光L18として表面反射されると共に結像し、空中像Iを形成する。空中像Iの形成位置は、光分岐部4の板面4aの方向を中心として光源2の位置と対称な位置となる。
以上説明した第六実施形態の表示装置1Kによれば、ユーザは、光分岐部4の板面4aと中心(すなわち、基軸)としてディスプレイ部3とは反対側の空間に、明るい空中像Iを観察することができる。また、再帰反射部6の再帰反射面7による表面反射光(図示略)は拡散され、基本的に縮小像が形成されないので、偽像等がユーザに観察されるのを回避することができる。
(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1Mについて説明する。なお、図12に示す第七実施形態の表示装置1M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。
次いで、本発明に係る第七実施形態の表示装置1Mについて説明する。なお、図12に示す第七実施形態の表示装置1M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11に示すように、第七実施形態の表示装置1Mは、光源2を備えたディスプレイ部3と、光分岐部4と、再帰反射部(第一再帰反射部)6と、結像部22と、を備えている。
光分岐部4は、ディスプレイ部3の光源2から出射された第一出射光L1の第一出射軸J1上に配置され、第一出射光L1の少なくとも一部を第一反射光L2として表面反射させる。光分岐部4の一方の板面4aには、光分岐面16が設けられている。光分岐面16は、第一出射光L1の一部を第一反射光L2として表面反射させると共に、再帰反射部6によって再帰反射された再帰反射光L3を透過する。
光分岐面16は、ディスプレイ部3の板面3aに対向している。光分岐面16は、ディスプレイ部3の端部3xから端部3yに向かうに従ってディスプレイ部3の板面3aとの離間距離が小さくなるように、配置されている。光分岐面16に垂直な方向において、光分岐部4の端部4xから端部4yに向かうに従ってディスプレイ部3との離間距離も小さくなる。すなわち、光分岐面16は、ディスプレイ部3の板面3aに対して、所定の角度で傾斜するように配置されている。
再帰反射部6の再帰反射面7は、光分岐面16によって表面反射された第一反射光L2の少なくとも一部を再帰反射光L3として再帰反射させる。再帰反射部6は、第一反射光L2の進行方向を示す第二出射軸J2上に配置されている。再帰反射面7は、光分岐部4の光分岐面16に向いている。また、第二出射軸J2に平行な方向(すなわち、再帰反射面7に垂直な方向)において、光分岐面16は、光分岐部4の端部4xから端部4yに向かうに従って光分岐部4の板面4aとの離間距離が大きくなるように、配置されている。再帰反射面7は、ディスプレイ部3の板面3aに対して光分岐部4の反射を介して対向するように配置されている。
結像部20は、板状に形成され、光分岐部4の再帰反射部6側に光分岐部4の板面4aに沿って配置されている。結像部20は、再帰反射光L3を透過し、かつ第一出射光を結像する。
結像部20は、例えば直交ミラーアレイ(crossed mirror array : CMA)、エアリアルイメージング(AI)プレート,2面コーナーリフレクターアレイ(dihedral corner reflector array : DCRA),透明キューブアレイや直交する2層の矩形ミラーアレイ(double-layered arrays of rectangular mirrors : WARM)等である。
結像部20は、例えば直交ミラーアレイ(crossed mirror array : CMA)、エアリアルイメージング(AI)プレート,2面コーナーリフレクターアレイ(dihedral corner reflector array : DCRA),透明キューブアレイや直交する2層の矩形ミラーアレイ(double-layered arrays of rectangular mirrors : WARM)等である。
第七実施形態の表示装置1Mでは、第一出射光L1は、光分岐面16によって表面反射され、第一反射光L2として再帰反射部6に入射する。第一反射光L2は、再帰反射面7によって、入射方向と同じ光路を該入射方向とは反対の方向に向かって、再帰反射光L3として再帰反射される。再帰反射光L3の一部は、光分岐部4及び結像部22を透過し、空中像Iを形成する。一方で、光分岐部4を透過した第一出射光L1は、結像部20によって表面反射光L20として表面反射されると共に結像し、空中像Iを形成する。空中像Iの形成位置は、光分岐部4の板面4aの方向を中心として光源2の位置と対称な位置となる。
以上説明した第七実施形態の表示装置1Mによれば、第六実施形態の表示装置1Kと同様に、ユーザは、光分岐部4の板面4aと中心(すなわち、基軸)としてディスプレイ部3とは反対側の空間に、明るい空中像Iを観察することができる。また、再帰反射部6の再帰反射面7による表面反射光(図示略)は拡散され、基本的に縮小像が形成されないので、偽像等がユーザに観察されるのを回避することができる。
上述の各実施形態の表示装置によれば、明るい空中像Iを形成し、かつ偽像等の観察を防止することで、ユーザの注意を空中像Iのみに誘導することができる。また、光源2を備えたディスプレイ部3をユーザが直接見ることがないため、超高輝度の光源2を使用することができる。
また、本発明を適用した表示方法は、光源2から第一出射光L1を出射させ、第一出射軸J1上の位置において第一出射光L1の少なくとも一部を光分岐部4によって第一反射光L2として再帰反射部6に向けて反射させるステップと、第二出射軸J2上の位置において第一反射光L2の少なくとも一部を再帰反射部6によって再帰反射光L3として光分岐部4に向けて再帰反射させるステップと、光反射部4で再帰反射光L3の少なくとも一部を透過させるステップと、再帰反射部6によって再帰反射光L3の観察位置に反射される表面反射光L4を第一遮光部8によって遮るステップと、を備えている。
本発明を適用した表示方法は、光源2から再帰反射光L3の観察位置に直接照射される直接照射光L3を第二遮光部10によって遮るステップをさらに備えていてもよく、表面反射光L4を第一遮光部8によって遮るステップを備えずに、直接照射光L3を第二遮光部10によって遮るステップを備えていてもよい。
上述の表示方法によれば、偽像や表面反射光L4がユーザに殆ど観察されないようにすることができる。
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。
例えば、図13に示すように、本発明に表示装置は、波長フィルム30を備えていてもよい。図13に示す表示装置1Nは、ディスプレイ部3(光源2)と、光分岐部4と、再帰反射部6と、第一遮光部8と、第二遮光部10と、を備えている。なお、表示装置1Nの構成要素のうち、第一実施形態の表示装置1Aや第二実施形態の表示装置1Bと共通する構成要素には、これらの表示装置と同一の符号を付し、その説明を省略する。
再帰反射部6は既に説明したように板状に形成され、折り曲げ可能とされているが、表示装置1Nでは平面状に形成されている。再帰反射面7は、光分岐部4の光分岐面5に対向している。また、再帰反射部6は、一方の端部6xと光分岐部4の端部4yとの離間距離よりも他方の端部6yと光分岐部4の端部4xとの離間距離が大きくなるように、光分岐部4に対して、所定の角度で傾斜している。
光分岐面5に垂直な方向において、第一遮光部8の一方の端部8xは、ディスプレイ部3の端部3xと端部3yとの間にある。同方向において、第一遮光部8の他方の端部8yは、ディスプレイ部3の端部3yより光分岐部4から離れている。第一遮光部8は、波長フィルム30からの表面反射光を全て遮る位置に配されている。
第二遮光部10は、光分岐部4と面一に配されている。第二遮光部10の一方の端部10xは、再帰反射部6の端部6xの近傍に配されている。第二遮光部10の他方の端部10yは、光分岐部4の端部4yに接続されている。
波長フィルム30は、光分岐面5に沿う方向において再帰反射部6と第一遮光部8との間に配され、光分岐部4の端部4yの近傍から光分岐面5から遠ざかる方向に沿って延び、再帰反射部6側に凸となるように湾曲している。波長フィルム30は、板状に形成され、折り曲げ可能、且つ透明な1/4波長板である。
上述の表示装置1Nでは、再帰反射光L3の偏光は、波長フィルム30を透過することで変化する。波長フィルム30を通過後の再帰反射光L3の偏光面は光分岐面5で反射後に比べて90度回転しているため,光分岐部4の光分岐面5に入射すると共に、光分岐部4を透過し、光分岐面5に対して、光源2、すなわちディスプレイ部3と対称な位置に空中像Iを形成する。一方、光分岐面5に沿う方向において第一遮光部8と波長フィルム30との間の空間で、波長フィルム30からの表面反射光L8による像Gができる。
以上説明した表示装置1Nによれば、第一実施形態の表示装置1Aと同様に、従来の表示装置では像が観察できなかった領域も含めて明るい空中像Iを観察することができる。また、図13に示すように、表面反射光L4が第一遮光部8及び第二遮光部10によって遮光され、ユーザが空中像Iを見た際に、表面反射光L8による像Gや、ディスプレイ部3の光分岐部4に対する鏡像の縮小像が第一遮光部8及び第二遮光部10によって遮られる。そのため、偽像がユーザに観察されるのを防止することができる。
また、図3に示す第二実施形態の表示装置1Bの変形例として、図14に示す表示装置1Rが挙げられる。なお、表示装置1Rの構成要素のうち、第二実施形態の表示装置1Bと共通する構成要素には、これらの表示装置と同一の符号を付し、その説明を省略する。
表示装置1Rにおいて、第二遮光部10は、光分岐部4のディスプレイ部3(光源)と同じ側、すなわち光分岐面5に当接するように設けられている。つまり、第二遮光部10は、光分岐部4に対して、ディスプレイ部3及び再帰反射部6と同じ側に配置されている。
第二遮光部10の一方の端部10xは、第二実施形態の表示装置1Bの構成と同様に、表面反射光L4のうち光分岐部4の最も端部4y寄りの表面反射光L4と光分岐部4の他方の板面4bとの交差位置近傍に配置されている。第二遮光部10の他方の端部10yの位置は、特に限定されないが、第二遮光部10の大きさを最低限に抑える点から、第二遮光部10の端部10yは第一遮光部8の一方の端部8xに接続されている。
さらに、表示装置1Rは、波長フィルム30を備えていてもよい。本構成では、波長フィルム30は、再帰反射部6の再帰反射面7に当接するように配置されている。
表示装置1Rによれば、第二実施形態の表示装置1Bと同様の作用効果が得られる。また、表示装置1Rによれば、空中像Iの観察位置に照射される直接照射光L5が第二遮光部10によって遮光され、ユーザが空中像Iを見た際に、ディスプレイ部3の直接像(図示略)が第二遮光部10によって遮られる。そのため、偽像に加えてディスプレイ部3の直接像がユーザに観察されるのを防止することができる。また、波長フィルム30が設けられていることで、再帰反射光L3に位相差を付与し、空中像Iを形成することができる。
また、図7に示す第四実施形態の表示装置1Gの変形例として、図15に示す表示装置1Pが挙げられる。表示装置1Pは、表示装置1Gの構成要素のうち、再帰反射部6、第一遮光部8、第二遮光部10、及び突出部14以外の構成要素を備え、表面反射抑制部40をさらに備えている。なお、表示装置1Pの構成要素のうち、表示装置1Gと共通する構成要素には、これらの表示装置と同一の符号を付し、その説明を省略する。
表面反射抑制部40は、ディスプレイ部3と再帰反射部6と光分岐部4とに囲まれた空間を充填するように配置されている。図15に示す構成では、表面反射抑制部40は側面視で逆三角形となるように形成されている。表面反射抑制部40の端面40aはディスプレイ部3の板面3aに当接し、表面反射抑制部40の端面40bは再帰反射部6の再帰反射面7に当接し、表面反射部40の端面40cは光分岐部4の光分岐面5に当接している。表面反射抑制部40の屈折率は、再帰反射部6の屈折率と同一である。
表示装置1Pでは、第一実施形態の表示装置1A等と同様に、第一反射光L2は、再帰反射部6に入射し、再帰反射面7によって入射方向と同じ方向に再帰反射光L3として再帰反射される。再帰反射光L3は、光分岐面5に対して、ディスプレイ部3と対称な位置に空中像Iを形成する。また、表示装置1Pでは、再帰反射部6と表面反射抑制部40との間に屈折率差がないので、再帰反射部6での表面反射光を抑制することができる。このことによって、第一遮光部8、第二遮光部10を設けずに済み、第四実施形態の表示装置1G等より表示装置1Pの構成を簡素にすることもできる。
表面反射抑制部40は、端面40a,40c等での表面反射光を抑制する観点では前述のようにディスプレイ部3と再帰反射部6と光分岐部4とに囲まれた空間を充填するように配置されることが好ましいが、端面40bが再帰反射面7と当接していれば図16に示すように縮小されてもよい。図16に示す表示装置1Qでは、表面反射抑制部40の端面40aはディスプレイ部3の板面3aとは離間し、表面反射抑制部40の端面40bは光分岐部4の光分岐面5とは離間している。表面装置1Aでは、第一反射光L2は、表面反射抑制部40の端面40a,40bで屈折して再帰反射面7に向かって進行すると共に、端面40a,40bの各々で表面反射され、表面反射光L9となる。表面反射抑制部40の端面40a,40bは表面反射光L9が空中像Iを形成する再帰反射光L3の進行方向とは異なる方向に進行させるように配置されている。表示装置1Qによれば、表示装置1Pと同様の効果が得られると共に、表面反射抑制部40の小型化によって表示装置1Qの製造コストを抑えることができる。
前述の表示装置1P及び表示装置1Qでは、図17及び図18に示すように、再帰反射部6の再帰反射面7と表示反射抑制部40の端面40bとの間に、波長フィルム30が設けられていてもよい。このような図17及び図18に示す表示装置1R,1Sよれば、表示装置1Nについて説明したように、再帰反射光L3に位相差を付与し、空中像Iを形成することができる。
本発明に係る表示装置の別の変形例として、図19に示す表示装置1Tが挙げられる。なお、表示装置1Tの構成要素のうち、第一実施形態の表示装置1Aと共通する構成要素には、これらの表示装置と同一の符号を付し、その説明を省略する。
表示装置1Tでは、ディスプレイ部3が側面視で光分岐部4の下方にあり、不図示の空中像が上面視でディスプレイ部3と同じ位置、且つ側面視で光分岐部4の上方に形成される。
また、表示装置1Tは、図20に示すように、波長フィルム30を備えた表示装置1Uとしてもよい。本構成では、波長フィルム30は、再帰反射部6の再帰反射面7に当接するように配置されている。表示装置1Uでは、図14に示す表示装置1R等と同様の作用効果が得られる。本構成をはじめとする表示装置では、再帰反射部6を装置の上下方向や左右方向に曲げて凹面ミラーのように機能させてもよい。
表示装置1Tでは、ディスプレイ部3が側面視で光分岐部4の下方にあり、不図示の空中像が上面視でディスプレイ部3と同じ位置、且つ側面視で光分岐部4の上方に形成される。
また、表示装置1Tは、図20に示すように、波長フィルム30を備えた表示装置1Uとしてもよい。本構成では、波長フィルム30は、再帰反射部6の再帰反射面7に当接するように配置されている。表示装置1Uでは、図14に示す表示装置1R等と同様の作用効果が得られる。本構成をはじめとする表示装置では、再帰反射部6を装置の上下方向や左右方向に曲げて凹面ミラーのように機能させてもよい。
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。
(実施例1)
図1に示す表示装置1Aを構成するために、光源2として、可視光を発するLEDを使用した。また、ディスプレイ部3の板面3aに光源2を複数並べた特殊ディスプレイを用意した。光分岐部4には、ハーフミラーを使用した。再帰反射部6には、単位構造の大きさが約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: J701、製造元:リフレクサイト株式会社)を用いた。第一遮光部8としては、黒色のポリプロピレン板を用いた。
図1に示す表示装置1Aを構成するために、光源2として、可視光を発するLEDを使用した。また、ディスプレイ部3の板面3aに光源2を複数並べた特殊ディスプレイを用意した。光分岐部4には、ハーフミラーを使用した。再帰反射部6には、単位構造の大きさが約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: J701、製造元:リフレクサイト株式会社)を用いた。第一遮光部8としては、黒色のポリプロピレン板を用いた。
構築した表示装置1Aにおいて、ディスプレイ部3で「AIRR」の文字を表示すると、図21に示すように、「AIRR」の文字の空中像Iが観察されることを確認した。また、表面反射光および縮小像等による成分は見られなかった。
(比較例1)
第一遮光部8を設けないこと以外は実施例1と同様に、図1に示す表示装置(表示装置1Aにおいて第一遮光部8を省略したもの)を構成した。
本比較例の表示装置において、ディスプレイ部3で「AIRR」の文字を表示すると、図22に示すように、「AIRR」の文字の空中像Iと共に、表面反射成分が観察されることを確認した。
第一遮光部8を設けないこと以外は実施例1と同様に、図1に示す表示装置(表示装置1Aにおいて第一遮光部8を省略したもの)を構成した。
本比較例の表示装置において、ディスプレイ部3で「AIRR」の文字を表示すると、図22に示すように、「AIRR」の文字の空中像Iと共に、表面反射成分が観察されることを確認した。
以上説明した実施例及び比較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、良好な空中像Iが得られると共に、表面反射光や縮小像、偽像が観察されるのを防止することができる。これにより、空中像Iへのユーザの視認度の向上が図られる。
(実施例2)
次いで、図4に示す表示装置1Cを構成した。光源2を備えたディスプレイ部3には、スマートフォン(型番:XPERIA SO-01G、製造元:SONY)を用いた。再帰反射部6には、再帰反射シート(製品名:ニッカライトCRG、製造元:日本カーバイド工業株式会社)を用いた。光分岐部4には、市販のアクリル板を用い、第一遮光部8には、ポリプロピレンからなる黒色のプラスチックダンボールを用いた。
次いで、図4に示す表示装置1Cを構成した。光源2を備えたディスプレイ部3には、スマートフォン(型番:XPERIA SO-01G、製造元:SONY)を用いた。再帰反射部6には、再帰反射シート(製品名:ニッカライトCRG、製造元:日本カーバイド工業株式会社)を用いた。光分岐部4には、市販のアクリル板を用い、第一遮光部8には、ポリプロピレンからなる黒色のプラスチックダンボールを用いた。
構築した表示装置1Cにおいて、ディスプレイ部3で「AIRR」の文字を表示すると、図23に示すように、「AIRR」の文字の空中像Iが観察されることを確認した。また、表面反射光および縮小像等による成分は見られなかった。
(比較例2)
第一遮光部8を設けないこと以外は実施例2と同様に、図4に示す表示装置(表示装置1Cにおいて第一遮光部8を省略したもの)を構成した。
本比較例の表示装置において、ディスプレイ部3で「AIRR」の文字を表示すると、図24に示すように、「AIRR」の文字の空中像Iと共に、表面反射成分が観察されることを確認した。
第一遮光部8を設けないこと以外は実施例2と同様に、図4に示す表示装置(表示装置1Cにおいて第一遮光部8を省略したもの)を構成した。
本比較例の表示装置において、ディスプレイ部3で「AIRR」の文字を表示すると、図24に示すように、「AIRR」の文字の空中像Iと共に、表面反射成分が観察されることを確認した。
(実施例3)
次いで、図12に示す表示装置1Mを構成した(図25参照)。光源2を備えたディスプレイ部3、再帰反射部6、光分岐部4のそれぞれには、実施例2と同様のスマートフォン、再帰反射シート、アクリル板をそれぞれ用いた。結像部22には、開口サイズが縦4mm×横4mm×高さ4mmのCMAを用いた。
次いで、図12に示す表示装置1Mを構成した(図25参照)。光源2を備えたディスプレイ部3、再帰反射部6、光分岐部4のそれぞれには、実施例2と同様のスマートフォン、再帰反射シート、アクリル板をそれぞれ用いた。結像部22には、開口サイズが縦4mm×横4mm×高さ4mmのCMAを用いた。
構築した表示装置1Mにおいて、ディスプレイ部3で「AIRR」の文字を表示すると、図26に示すように、「AIRR」の文字の空中像Iが観察されることを確認した。また、表面反射光および縮小像等による成分は見られなかった。なお、本実施例では、CMAによって生じる散乱光が見られるが、CMAに照射される第一光L1の指向性を制限することによって、前述の散乱光は解消される。このように散乱光を解消する方法としては、例えばディスプレイ部3の板面3aにルーバーフィルムを設ける方法等が挙げられる。
(比較例3)
結像部22を設けないこと以外は実施例3と同様に、図12に示す表示装置(表示装置1Mにおいて結像部22を省略したもの)を構成した。
本比較例の表示装置において、ディスプレイ部3で「AIRR」の文字を表示すると、図27に示すように、「AIRR」の文字の空中像Iと共に、表面反射成分が観察されることを確認した。
結像部22を設けないこと以外は実施例3と同様に、図12に示す表示装置(表示装置1Mにおいて結像部22を省略したもの)を構成した。
本比較例の表示装置において、ディスプレイ部3で「AIRR」の文字を表示すると、図27に示すように、「AIRR」の文字の空中像Iと共に、表面反射成分が観察されることを確認した。
本発明を適用した表示装置によれば、明るい空中像Iを形成すると共に、表面反射光や縮小像、偽像がユーザに観察されるのを防止し、上述のようにユーザの注意を空中像Iのみに誘導することができる。そのため、本発明を適用した表示装置があらゆる映像技術や撮像技術への応用が可能になることは勿論、特に空中像Iのみへの誘導が重視される映像技術や自動車・各種車両等のディスプレイにも非常に有用である。特に、自動車の操作パネル等に本発明を適用した表示装置を応用した場合には、誤操作の発生を未然に防ぐ効果が期待される。
1A,1B,1C,1D,1E,1F,1G,1H,1J,1K,1M,1N,1R,1P,1Q,1R,1S,1T,1U…表示装置
2…光源
4…光分岐部
6…再帰反射部(第一再帰反射部)
8…第一遮光部
10…第二遮光部
L1…第一出射光
L2…第一反射光
L3…再帰反射光
L4…表面反射光
2…光源
4…光分岐部
6…再帰反射部(第一再帰反射部)
8…第一遮光部
10…第二遮光部
L1…第一出射光
L2…第一反射光
L3…再帰反射光
L4…表面反射光
Claims (16)
- 光源と、
前記光源から出射された第一出射光の少なくとも一部を第一反射光として表面反射させる光分岐部と、
前記第一反射光の少なくとも一部を再帰反射光として前記光分岐部に向けて再帰反射する第一再帰反射部と、
前記再帰反射光の観察位置に向けて前記第一再帰反射部によって反射された表面反射光を遮る第一遮光部と、
を備え、
前記光分岐部は、前記第一再帰反射部によって再帰反射された前記再帰反射光の少なくとも一部を透過させる表示装置。 - 前記光源は、板状に形成されたディスプレイ部の一方の板面に複数配列され、
前記光分岐部は、板状に形成され、前記第一出射光の少なくとも一部を前記第一反射光として表面反射させる光分岐面を一方の板面に有し、
前記ディスプレイ部の前記一方の板面と前記光分岐面とが対向しており、
前記ディスプレイ部の一方の端部から他方の端部に向かうに従って前記ディスプレイ部の前記一方の板面と前記光分岐面との離間距離が大きくなり、
前記第一再帰反射部は、板状に形成され、前記第一反射光の少なくとも一部を前記再帰反射光として再帰反射させる再帰反射面を一方の板面に有し、
前記再帰反射面は前記光分岐面に対向しており、
前記第一再帰反射部の一方の端部は前記光分岐部の前記ディスプレイ部側とは反対側の端部に接続され、
前記第一再帰反射部の前記一方の端部から他方の端部に向かうに従って前記光分岐部の前記ディスプレイ部側の端部との離間距離が減少するように前記第一再帰反射部が湾曲している請求項1に記載の表示装置。 - 前記第一遮光部は、板状に形成され、前記光分岐部の前記光分岐面側に配置されると共に前記光分岐面に対して垂直に配置され、
前記第一遮光部の前記光分岐部側の端部は、前記ディスプレイ部の前記光分岐部側とは反対側の端部と前記光分岐部の前記第一再帰反射部側の端部とを結ぶ第一仮想線上に配置されている請求項2に記載の表示装置。 - 前記第一遮光部は、板状に形成され、前記ディスプレイ部の前記第一再帰反射部側とは反対側に配置されると共に、前記光分岐部の前記光分岐面から該光分岐面に垂直な方向に沿って前記ディスプレイ部に近づくように突出している請求項2または請求項3に記載の表示装置。
- 前記光源は、板状に形成されたディスプレイ部の一方の板面に複数配列され、
前記光分岐部は、板状に形成され、前記第一出射光の少なくとも一部を前記第一反射光として表面反射させる光分岐面を一方の板面に有し、
前記ディスプレイ部の前記一方の板面と前記光分岐面とが対向しており、
前記ディスプレイ部の一方の端部から他方の端部に向かうに従って前記ディスプレイ部の前記一方の板面と前記光分岐面との離間距離が大きくなり、
前記第一再帰反射部は、板状に形成され、前記光分岐面に垂直な方向に沿って配置されると共に、前記第一反射光の少なくとも一部を前記再帰反射光として再帰反射させる再帰反射面を一方の板面に有し、
前記再帰反射面は前記光分岐面側に向いており、
前記第一遮光部は、板状に形成され、
前記第一遮光部の前記光分岐部側の端部は、前記第一再帰反射部の前記光分岐部側の端部から前記光源に向って、前記光分岐面に平行な方向に延ばした第二仮想線上に配置されている請求項1に記載の表示装置。 - 前記光源は、板状に形成されたディスプレイ部の一方の板面に複数配列され、
前記光分岐部は、板状に形成され、前記第一出射光の少なくとも一部を前記第一反射光として表面反射させる光分岐面を一方の板面に有し、
前記ディスプレイ部の前記一方の板面と前記光分岐面とが対向しており、
前記ディスプレイ部の一方の端部から他方の端部に向かうに従って前記ディスプレイ部の前記一方の板面と前記光分岐面との離間距離が大きくなり、
前記第一再帰反射部は、板状に形成され、前記光分岐部から離間するに従って前記光分岐面に垂直な方向に対して前記ディスプレイ部側とは反対側に一定の比率で離間するように配置されると共に、前記第一反射光の少なくとも一部を前記再帰反射光として再帰反射させる再帰反射面を一方の板面に有し、
前記再帰反射面は前記光分岐面側に向いており、
前記第一遮光部の前記光分岐部側の端部は、前記第一再帰反射部の前記光分岐部側の端部から前記光源に向って前記再帰反射面に垂直な方向に沿って延ばした第三仮想線上に配置されている請求項1に記載の表示装置。 - 前記光源は、板状に形成されたディスプレイ部の一方の板面に複数配列され、
前記光分岐部は、板状に形成され、前記第一出射光の少なくとも一部を前記第一反射光として表面反射させる光分岐面を一方の板面に有し、
前記ディスプレイ部の前記一方の板面と前記光分岐面とが対向しており、
前記ディスプレイ部の一方の端部から他方の端部に向かうに従って前記ディスプレイ部の前記一方の板面と前記光分岐面との離間距離が大きくなり、
第二再帰反射部をさらに備え、
前記第二再帰反射部は、板状に形成され、前記光分岐部から離間するに従って前記光分岐面に垂直な方向に対して前記ディスプレイ部側とは反対側に一定の比率で離間するように配置されると共に、前記第一反射光の少なくとも一部を前記再帰反射光として再帰反射させる再帰反射面を一方の板面に有し、
前記第二再帰反射部の再帰反射面は前記ディスプレイ部の前記一方の板面および前記光分岐面に対向しており、
前記第二再帰反射部の再帰反射面から前記光分岐面に平行な方向に沿って前記光源側に突出する突出部が前記第二再帰反射部の再帰反射面に沿って所定の間隔をあけて複数配置され、
前記第一再帰反射部は、一方の板面に再帰反射面を有し、前記突出部の前記光分岐面側に設けられ、
前記第一遮光部は、前記突出部の前記光分岐面側とは反対側の表面に設けられている請求項1に記載の表示装置。 - 前記光源は、板状に形成されたディスプレイ部の一方の板面に複数配列され、
前記光分岐部は、板状に形成され、前記第一出射光の少なくとも一部を前記第一反射光として表面反射させる光分岐面を一方の板面に有し、
前記ディスプレイ部の前記一方の板面と前記光分岐面とが対向しており、
前記ディスプレイ部の一方の端部から他方の端部に向かうに従って前記ディスプレイ部の前記一方の板面と前記光分岐面との離間距離が大きくなり、
前記第一再帰反射部は、板状に形成され、前記第一反射光の少なくとも一部を前記再帰反射光として再帰反射させる再帰反射面を一方の板面に有し、
前記第一再帰反射部の一方の端部が前記光分岐面に当接し、前記一方の端部から他方の端部に向うに従って前記前記ディスプレイ部に近づくように配置され、
前記再帰反射面は前記光分岐面側に向いており、
前記第一遮光部は、前記第一再帰反射部の前記再帰反射面とは反対側の板面に設けられている請求項1に記載の表示装置。 - 前記光源から前記再帰反射光の観察位置に直接照射される直接照射光を遮る第二遮光部をさらに備え、
前記光分岐部は、前記直接照射光の少なくとも一部を透過させる請求項1から請求項7の何れか一項に記載の表示装置。 - 前記第二遮光部は、前記光分岐部の前記光源側とは反対側において前記直接照射光が透過する領域に設けられている請求項8に記載の表示装置。
- 光源と、
前記光源から出射された第一出射光の少なくとも一部を第一反射光として表面反射させる光分岐部と、
前記第一反射光の少なくとも一部を再帰反射光として前記光分岐部に向けて再帰反射する第一再帰反射部と、
前記光源から前記再帰反射光の観察位置に直接照射される直接照射光を遮る第二遮光部と、
を備え、
前記光分岐部は、前記第一再帰反射部によって再帰反射された前記再帰反射光の少なくとも一部を透過させる表示装置。 - 板状に形成され、一方の板面に光源が設けられているディスプレイ部と、
板状に形成され、前記光源から発せられた第一出射光の出射方向を示す第一出射軸上に配置されると共に、前記ディスプレイ部の前記一方の板面に対して一方の板面が傾斜するように配置され、前記第一出射光の少なくとも一部を第一透過光として透過させる光分岐部と、
板状に形成され、前記光分岐部を透過した前記第一透過光の少なくとも一部を再帰反射光として再帰反射させる再帰反射面を一方の板面に有し、前記光分岐部を挟んで前記ディスプレイ部に対向し、かつ前記再帰反射面が前記ディスプレイの前記一方の板面に対して平行になるように前記第一出射軸上に配置された第一再帰反射部と、
板状に形成され、前記光分岐部の前記第一再帰反射部側に前記光分岐部の一方の板面に沿って配置され、前記第一再帰反射部によって再帰反射された再帰反射光を表面反射かつ結像させる結像部と、
を備え、
前記光分岐部は、前記再帰反射光の少なくとも一部を表面反射させる光分岐面を前記一方の板面に有する表示装置。 - 板状に形成され、一方の板面に光源が設けられているディスプレイ部と、
板状に形成され、前記光源から発せられた第一出射光の出射方向を示す第一出射軸上に配置されると共に、前記第一出射光の少なくとも一部を第一反射光として表面反射させる光分岐面を前記一方の板面に有し、前記ディスプレイ部の前記一方の板面に対して前記光分岐面が対向かつ傾斜するように配置された光分岐部と、
板状に形成され、前記光分岐面によって表面反射された前記第一反射光の少なくとも一部を再帰反射光として再帰反射させる再帰反射面を一方の板面に有し、前記光分岐面に対して前記再帰反射面が対向かつ傾斜し、かつ前記ディスプレイ部の一方の板面に対して前記再帰反射面が垂直になるように前記第一反射光の進行方向を示す第二出射軸上に配置された第一再帰反射部と、
板状に形成され、前記光分岐部の前記第一再帰反射部側とは反対側に前記光分岐部の一方の板面に沿って配置され、前記第一再帰反射部によって再帰反射された再帰反射光を透過し、かつ前記第一出射光を結像させる結像部と、
を備え、
前記光分岐部は、前記再帰反射光の少なくとも一部を透過する表示装置。 - 光源から第一出射光を出射させ、前記第一出射光の出射方向を示す第一出射軸上の位置において前記第一出射光の少なくとも一部を光分岐部によって第一反射光として前記第一再帰反射部に向けて反射させるステップと、
前記第一反射光の出射方向を示す第二出射軸上の位置において前記第一反射光の少なくとも一部を第一再帰反射部によって再帰反射光として前記光分岐部に向けて再帰反射させるステップと、
前記光反射部で前記再帰反射光の少なくとも一部を透過させるステップと、
前記第一再帰反射部によって前記再帰反射光の観察位置に反射される表面反射光を第一遮光部によって遮るステップと、
を備える空中像の表示方法。 - 前記光源から前記再帰反射光の観察位置に直接照射される直接照射光を第二遮光部によって遮るステップをさらに備える請求項14に記載の空中像の表示方法。
- 光源から第一出射光を出射させ、前記第一出射光の出射方向を示す第一出射軸上の位置において前記第一出射光の少なくとも一部を光分岐部によって第一反射光として前記第一再帰反射部に向けて反射させるステップと、
前記第一反射光の出射方向を示す第二出射軸上の位置において前記第一反射光の少なくとも一部を第一再帰反射部によって再帰反射光として前記光分岐部に向けて再帰反射させるステップと、
前記光反射部で前記再帰反射光の少なくとも一部を透過させるステップと、
前記光源から前記再帰反射光の観察位置に直接照射される直接照射光を第二遮光部によって遮るステップと、
を備える空中像の表示方法。
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