WO2023112197A1 - 空中映像表示装置 - Google Patents

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WO2023112197A1
WO2023112197A1 PCT/JP2021/046247 JP2021046247W WO2023112197A1 WO 2023112197 A1 WO2023112197 A1 WO 2023112197A1 JP 2021046247 W JP2021046247 W JP 2021046247W WO 2023112197 A1 WO2023112197 A1 WO 2023112197A1
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WO
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retroreflective
image display
light
aerial image
display device
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Application number
PCT/JP2021/046247
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English (en)
French (fr)
Inventor
勇人 菊田
Original Assignee
三菱電機株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 三菱電機株式会社 filed Critical 三菱電機株式会社
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Priority to JP2023567382A priority patent/JP7562016B2/ja
Priority to CN202180104406.2A priority patent/CN118318202A/zh
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • 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 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 3D volume, e.g. voxels by projecting aerial or floating images

Definitions

  • the present disclosure relates to an aerial image display device.
  • An aerial image display device has been proposed that displays an aerial image obtained by re-imaging the image light emitted from the image display unit in space by means of an imaging optical system that combines a retroreflective member and a beam splitter. See, for example, Patent Literature 1 and Non-Patent Literature 1.
  • an observer may visually recognize stray light (specifically, specular reflection light) different from image light formed as an aerial image due to the layout design of the imaging optical system. prevented.
  • stray light specifically, specular reflection light
  • slit-shaped or grid-shaped openings are provided in the retroreflective member, and the retroreflective member and the beam splitter are arranged in layers, thereby increasing the size of the device. prevented.
  • Non-Patent Document 1 in an aerial image display device having a retroreflective member including an aperture, there is a problem that stray light different from the specularly reflected light described in Patent Document 1 is generated. Specifically, in Non-Patent Document 1, stray light is also generated due to the structure of the optical element in the retroreflective member. Also, stray light is generated when the image light passes through the opening. When such stray light travels along the optical path for forming an aerial image, the visibility of the aerial image for the observer is significantly reduced.
  • An object of the present disclosure is to provide an aerial image display device capable of suppressing deterioration in visibility of an aerial image.
  • An aerial image display device includes a retroreflective member including an image display unit that displays an image, a plurality of openings through which image light emitted from the image display unit passes, and a plurality of retroreflective surfaces. and an optical member that includes a light separation surface that reflects and transmits incident light and that reflects the image light that has passed through the plurality of openings and directs the image light toward the plurality of retroreflection surfaces; The image light retroreflected by the reflecting surface is transmitted through the optical member, and the directions of the plurality of retroreflecting surfaces are different from each other.
  • An aerial image display device includes an image display unit that displays an image, a plurality of first openings that allow image light emitted from the image display unit to pass therethrough, and a single or multiple first openings. and a light separation surface that reflects and transmits incident light, and reflects the image light that has passed through the plurality of first openings to the single or and an optical member directed toward the plurality of first retroreflective surfaces, wherein the image light retroreflected by the single or plurality of first retroreflective surfaces passes through the optical member and is directed to the plurality of first retroreflective surfaces. It is characterized in that the widths of the openings of 1 are different from each other.
  • FIG. 1 is a configuration diagram schematically showing an example of configuration of an aerial image display device according to Embodiment 1;
  • FIG. 2 is a perspective view schematically showing an example of the configuration of the retroreflective member shown in FIG. 1;
  • FIG. FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining a comparison between the size of the casing of the aerial image display device according to Embodiment 1 and the size of the casing of the aerial image display device according to the comparative example;
  • FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a configuration in which the orientations of a plurality of retroreflective surfaces shown in FIG. 1 are different from each other;
  • FIG. 2 is a configuration diagram schematically showing an example of configuration of an aerial image display device according to a modification of Embodiment 1; 2 is a block diagram showing the configuration of an aerial image display device according to a modification of Embodiment 1;
  • FIG. 3A is a block diagram schematically showing an example of a hardware configuration of a control section of the aerial image display device according to a modification of Embodiment 1;
  • FIG. 3B is a block diagram schematically showing another example of the hardware configuration of the controller of the aerial image display device according to the modified example of Embodiment 1;
  • FIG. 10 is an explanatory diagram illustrating an example of control of a plurality of retroreflective surfaces in the aerial image display device according to the modified example of Embodiment 1;
  • FIG. 10 is an explanatory diagram illustrating another example of control of a plurality of retroreflective surfaces in the aerial image display device according to the modified example of Embodiment 1;
  • FIG. 10 is a configuration diagram schematically showing an example of configuration of an aerial image display device according to Embodiment 2;
  • FIG. 10 is a configuration diagram schematically showing an example of configuration of an aerial image display device according to Modification 1 of Embodiment 2;
  • FIG. 10 is a configuration diagram schematically showing an example of configuration of an aerial image display device according to Modification 2 of Embodiment 2;
  • FIG. 11 is a perspective view showing the configuration of a retroreflective member of the aerial image display device according to Embodiment 3;
  • FIG. 11 is a perspective view showing the configuration of a retroreflective member of an aerial image display device according to a modification of Embodiment 3;
  • FIG. 12 is a perspective view showing another example of the configuration of the retroreflective member of the aerial image display device according to the modified example of the third embodiment;
  • the X axis is a coordinate axis that indicates the width direction of the aerial image display device.
  • the Y-axis is a coordinate axis that indicates the axis in the depth direction of the aerial image display device.
  • the Z-axis is a coordinate axis indicating the vertical axis of the aerial image display device.
  • “upper”, “lower”, “front” and “rear” mean upper, lower, front and rear, respectively, when the aerial image display device is viewed from the front.
  • the terms “upper”, “lower”, “front” and “rear” are terms that indicate directions to facilitate understanding of the description of each part. The definition of this direction does not limit the shape, position, etc. of the members constituting the aerial image display device according to the embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 1 is a configuration diagram schematically showing an example of configuration of an aerial image display device 100 according to Embodiment 1.
  • the aerial image display device 100 has an image display unit 10, a retroreflection member 20, a beam splitter 30 as an optical member, and a housing 80.
  • the housing 80 accommodates the image display section 10 , the retroreflective member 20 and the beam splitter 30 .
  • the configuration of the image display unit 10, the retroreflection member 20, and the beam splitter 30, and the optical path of light for forming the aerial image A displayed by the aerial image display device 100 will be described below.
  • the image display unit 10 is a display device that displays an image 11 accompanied by light emission.
  • the image display unit 10 emits image light L1.
  • the image light L1 is diffused light.
  • the image display unit 10 is, for example, a display device having a two-dimensional planar light source.
  • the image display unit 10 is, for example, a display device having a liquid crystal display (liquid crystal element) and a backlight.
  • the image display unit 10 may be a display device having a self-luminous element such as an organic EL (Electro Luminescence) element or an LED (Light Emitting Diode) element, or a projection apparatus having a projector and a screen.
  • the image display unit 10 is not limited to a display device having a two-dimensional flat light source, and may be a display having a curved surface, a stereoscopically arranged display, a stereoscopic display having LEDs, or the like. Furthermore, the image display unit 10 may be a display that utilizes stereoscopic vision due to binocular parallax or motion parallax of the observer 90 by having a lens optical system and a barrier control unit.
  • retroreflective member 20 includes a plurality of apertures 51, 52, 53, 54 and a plurality of retroreflective elements 61, 62, 63, 64, 65.
  • the plurality of openings 51 to 54 and the plurality of retroreflective elements 61 to 65 are arranged alternately in the X-axis direction (first direction), which is the arrangement direction.
  • the plurality of retroreflective elements 61-65 face the beam splitter 30 in the Y-axis direction (second direction) orthogonal to the arrangement direction of the plurality of openings 51-54.
  • the plurality of openings 51 to 54 allow the image light L1 emitted from the image display section 10 to pass therethrough.
  • each of the plurality of openings 51 to 54 has a slit shape elongated in the Z-axis direction (third direction).
  • the plurality of openings 51 to 54 are collectively referred to as "the plurality of openings 50" when there is no need to distinguish between the plurality of openings 51 to 54.
  • a plurality of retroreflective elements 61 to 65 retroreflect incident light.
  • the multiple retroreflective elements 61 to 65 have multiple retroreflective surfaces 61a to 65a, respectively.
  • the plurality of retroreflection surfaces 61a to 65a are arranged at positions facing a light separation surface 30b of the beam splitter 30, which will be described later, in the Y-axis direction.
  • the plurality of retroreflective elements 61 to 65 are also collectively referred to as "the plurality of retroreflective elements 60" when there is no need to distinguish between the plurality of retroreflective elements 61 to 65.
  • the plurality of retroreflective surfaces 61a to 65a will be collectively referred to as "the plurality of retroreflective surfaces 60a".
  • the retroreflective element 60 has a retroreflective function of reflecting incident light in the incident direction of the incident light.
  • the retroreflective element 60 is a sheet-like optical element.
  • the retroreflective element 60 is, for example, a so-called bead type retroreflective sheet.
  • a bead type retroreflective sheet contains a plurality of minute glass beads, and the glass beads have a spherical mirror surface.
  • a bead-type retroreflective sheet refracts incident light on a spherical mirror surface and reflects it on the bottom of the bead. Light reflected at the bottom of the bead is refracted again at the specular surface. As a result, the bead-type retroreflective sheet emits retroreflected light.
  • the retroreflective element 60 may be a so-called prism-type retroreflective sheet.
  • a prism-type retroreflective sheet a plurality of minute microprisms are arranged, and the microprisms have mirror surfaces.
  • the microprisms are, for example, convex triangular pyramidal prisms or hollow triangular pyramidal prisms.
  • a prism-type retroreflective sheet emits retroreflected light by reflecting incident light multiple times on the mirror surfaces inside the triangular prism.
  • the retroreflective member 20 further includes support portions 25 that support both ends of the plurality of retroreflective elements 60 in the Z-axis direction.
  • the beam splitter 30 reflects the image light L1 emitted from the image display section 10 .
  • the beam splitter 30 has a light separation function of separating incident light into reflected light and transmitted light.
  • the beam splitter 30 includes a light separation surface 30b that reflects and transmits the incident image light L1.
  • the light separation surface 30 b faces the retroreflective member 20 .
  • the light separation surface 30b reflects the image light L1 transmitted through the plurality of first openings 51 to 54 and directs it toward the plurality of retroreflection surfaces 60a.
  • the beam splitter 30 is made of, for example, a resin transparent plate (for example, an acrylic plate) or a glass plate.
  • a resin transparent plate for example, an acrylic plate
  • the intensity of transmitted light is higher than the intensity of reflected light. Therefore, when the beam splitter 30 is formed from a resin-made transparent plate, the reflection intensity may be improved by adding a metal film to the transparent plate.
  • the beam splitter 30 is, for example, a half mirror.
  • the beam splitter 30 may be a reflective polarizing plate that transmits or reflects light incident from a liquid crystal element or a thin film element, depending on the polarization state of the light.
  • the beam splitter 30 may be a reflective polarizing plate in which the ratio of transmittance and reflectance changes according to the polarization state of incident light.
  • the image light L1 of the image 11 displayed on the display surface 10a of the image display unit 10 by the image display unit 10 and the imaging optical system 70 configured by the beam splitter 30 and the retroreflection member 20. is formed as an aerial image A.
  • the image light L1 incident on the beam splitter 30 from the image display unit 10 is separated into reflected light (that is, light L2) and transmitted light (not shown).
  • the retroreflective surface retroreflects the incident light L2 and emits it as light L3.
  • Light L3 enters beam splitter 30 .
  • the beam splitter 30 transmits the light L3 and emits it as light L4 directed toward the eyes of the observer 90 . Thereby, the light L4 forms an image in the air where the display element does not exist.
  • the image light L1 emitted from the image display unit 10 is reflected by the light separation surface 30b of the beam splitter 30 and then retroreflected by the retroreflection surface 63a, so that the optical path passing through the beam splitter 30 is follow.
  • the image light L1 is diffused light as described above. Therefore, the image light L1 emitted from the image display unit 10 reconverges at a plane-symmetrical position with respect to the beam splitter 30 .
  • the re-converged light L4 is diffused again from the converged position and enters the eyes of the observer 90 .
  • the aerial image A based on the image 11 is displayed, so that the observer 90 can visually recognize the aerial image A.
  • the rear surface (that is, the rear surface facing the image display unit 10) 60b of the retroreflective element 60 shown in FIG. 2 may be subjected to matte surface coating or optical processing. As a result, it is possible to prevent the generation of light traveling along an optical path different from the optical path used to form the aerial image A due to reflection of light on the back surface 60 b of the retroreflective element 60 .
  • FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining a comparison between the size of the housing 80 of the aerial image display device 100 according to Embodiment 1 and the size of the housing 80A of the aerial image display device 100A according to the comparative example.
  • An aerial image display device 100A according to the comparative example has an image display section 10, a retroreflective member 20A, a beam splitter 30, and a housing 80A.
  • a retroreflective member 20 ⁇ /b>A of the comparative example differs from the retroreflective member 20 of the first embodiment in that it does not have a plurality of openings 50 .
  • the aerial image display device 100A according to the comparative example it is possible to form an aerial image A because the optical path of the image light incident on the beam splitter and the optical path of the reflected light reflected by the beam splitter incident on the retroreflective member are different from each other. can. Therefore, in the aerial image display device 100A according to the comparative example, the image formation of the aerial image A is realized by arranging the image display unit 10 and the retroreflective member 20 at spatially separated positions. However, the aerial image display device 100A according to the comparative example has a problem that the housing 80A is enlarged.
  • the dimension from the front surface 30a of the beam splitter 30 to the back surface 60b of the retroreflective element 60 is defined as the depth dimension E11
  • the dimension from the front surface 30a of the beam splitter 30 to the back surface 20b of the retroreflective member 20A is defined as the depth dimension E12.
  • the vertical dimensions of the housings 80 and 80A are E21 and E22.
  • the depth dimension E12 of the aerial image display device 100A according to the comparative example is about twice the depth dimension E11 of the aerial image display device 100.
  • the image display unit 10 is arranged below the beam splitter 30 as seen from the observer 90 .
  • the vertical dimension E22 of the housing 80A of the comparative example is larger than the vertical dimension E21 of the housing 80 of the first embodiment.
  • the vertical dimension E22 of the housing 80A is, for example, about 1.2 times the vertical dimension E21 of the housing 80A.
  • the retroreflective member 20 includes a plurality of openings 50 that transmit the image light L1, and a plurality of retroreflective surfaces 60a arranged at positions facing the light separating surface 30b. This allows the image light L1 to enter the beam splitter 30 through the aperture 50 . Therefore, the aerial image display device 100 according to Embodiment 1 can form the aerial image A while downsizing the housing 80 compared to the aerial image display device 100A according to the comparative example.
  • the optical path of the light that forms the aerial image A includes the optical path of the image light L1 that has passed through the plurality of apertures 50 described above. A can be seen.
  • the aerial image display device 100 there is light called "stray light" that travels along an optical path different from the optical path for forming the aerial image A. The stray light reduces the visibility of the aerial image A.
  • Stray light is generated, for example, by specular reflection in the retroreflective element 60. Specifically, part of the light L2 incident on the retroreflective element 60 may be specularly reflected due to the surface processing of the retroreflective element 60 . As described above, the image light L1 emitted from the image display unit 10 is reflected by the beam splitter 30 and then mirror-reflected by the retroreflection surface 60a, thereby forming an optical path of stray light incident on the eyes of the observer 90 in some cases. be. In this case, the observer 90 visually recognizes the virtual image at the rear of the housing 80 which is plane-symmetrical to the aerial image A with the retroreflective surface 60a as a mirror surface.
  • stray light may be generated, for example, by diffraction of the image light L1 when it passes through the aperture 50.
  • the stray light is slit-shaped diffracted light.
  • the image light L ⁇ b>1 emitted from the image display unit 10 passes through the opening 50
  • the image light L ⁇ b>1 spreads according to the width of the opening 50 .
  • the spread of the diffracted light generated by passing through the aperture 50 increases as the width of the aperture 50 narrows.
  • the spread of the diffracted light from the ideal light imaging position increases according to the distance traveled by the light after diffraction (in other words, “optical path length”).
  • the diffracted light traces the optical path along which the aerial image A is formed, the image is formed at a position different from the ideal imaging position depending on the width of the aperture 50 and the optical path length.
  • blurring of light occurs around the image information to be visually recognized as the aerial image A, and the visibility of the aerial image A deteriorates.
  • Stray light is also generated by diffraction that occurs when the image light L1 enters the retroreflective element 60, for example.
  • the retroreflective element 60 also has a retroreflective surface 60a having a constant width in the X-axis direction.
  • the width for retroreflecting the incident light (the light L2 shown in FIG. 1) changes according to the incident angle of the light. Therefore, the width of the retroreflective surface 60a, which contributes to the spread of light caused by diffraction, changes according to the incident angle of the light L2 with respect to the retroreflective element 60.
  • stray light is generated by multiple reflections of light between the beam splitter 30 and the retroreflective element 60, for example.
  • the light retroreflected by the retroreflective element 60 may be reflected by the retroreflective element 60 without passing through the beam splitter 30 and may enter the retroreflective element 60 again.
  • the light that passes through the beam splitter 30 and enters the eye of the observer 90 forms an image at a position different from the ideal imaging position. In this case, the observer 90 may see unnecessary video information.
  • the brightness of the stray light incident on the eye of the observer 90 due to repeated reflection between the beam splitter 30 and the retroreflective element 60 is reduced by the reflectance of the beam splitter 30 or the retroreflectance of the retroreflective element 60. . Therefore, the higher the brightness of the image 11 displayed on the image display unit 10, the easier it is for the observer 90 to visually recognize the stray light.
  • stray light is, for example, light that is directly incident on the eye of the observer 90 without being reflected by the beam splitter 30 .
  • the image light L1 emitted from the image display unit 10 passes through the opening 50 of the retroreflective member 20, it may be directly incident on the eye of the observer 90 by being transmitted through the beam splitter 30 without being reflected.
  • the image light L1 that has directly entered the eyes of the observer 90 and the light L4 that forms the aerial image A are viewed at a short distance from the observer 90 . In this case, the visibility of the aerial image A deteriorates. This decrease in visibility becomes more pronounced as the space between the image display unit 10 and the aerial image A is narrowed by downsizing the casing 80 of the aerial image display device 100 .
  • the stray light described above is generated based on the image light L1 emitted from the image display unit 10, it is not limited to this.
  • external light such as illumination light or sunlight may enter the housing 80 and be visually recognized as stray light.
  • the retroreflective member 20 is configured such that the orientations of the plurality of retroreflective surfaces 61a to 65a are different from each other in order to prevent deterioration of the visibility of the aerial image A due to the stray light described above.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining a configuration in which the directions of the plurality of retroreflective surfaces 61a to 65a are different from each other.
  • a reference plane S is a plane extending in the depth direction of the aerial image display device 100, in other words, a plane extending in the X-axis direction and the Z-axis direction.
  • Angles ⁇ 1 , ⁇ 2 , ⁇ 3 , ⁇ 4 , and ⁇ 5 formed between the reference plane S and the retroreflective surfaces 61a-65a are the arrangement angles of the retroreflective elements 61-65.
  • the angles ⁇ 1 to ⁇ 5 are different from each other. This makes it difficult for the stray light to travel along the optical path of the light forming the aerial image A.
  • the observer 90 may see the stray light depending on the orientation of the retroreflective surfaces 61a to 65a. Therefore, by setting the orientation of the retroreflective surfaces 61a to 65a so that the observer 90 does not visually recognize the stray light, it is possible to suppress deterioration in the visibility of the aerial image A.
  • the orientations of the retroreflective surfaces 61a to 65a are set so that the plurality of observers 90 do not see stray light.
  • the orientation of the retroreflective surfaces 61a to 65a is parallel to the light separation surface 30b, the observer 90 can easily visually recognize stray light due to specular reflection on the retroreflective surfaces 61a to 65a. Therefore, some of the plurality of retroreflective surfaces 61a to 65a (retroreflective surfaces 61a, 62a, 64a, and 65a in the example shown in FIG. 4) are made non-parallel to the light separation surface 30b, thereby A decrease in visibility can be suppressed. At least one of the plurality of retroreflection surfaces 61a to 65a should be non-parallel to the light separating surface 30b.
  • the stray light is diffracted light generated by diffraction when passing through the aperture 50
  • the orientations of the retroreflective surfaces 61a to 65a it is possible to prevent the occurrence of light blurring around the aerial image A. can be suppressed.
  • the magnitude of the diffraction effect is determined by the width of the aperture 50 (hereinafter also referred to as "aperture width"), and the wider the aperture width, the less the diffraction effect. Therefore, by setting the directions of the plurality of retroreflective surfaces 61a to 65a so that the observer 90 is positioned in the normal direction of each of the plurality of retroreflective surfaces 61a to 65a, the influence of diffraction can be minimized. can do.
  • the stray light is diffracted light when passing through the aperture 50, the way the light spreads and the way the light spreads for each color of light changes. If diffracted light is generated in a configuration in which the plurality of retroreflective surfaces 61a to 65a are oriented in the same direction, the observer 90 visually recognizes that patterned light is generated. Therefore, by making the directions of the plurality of retroreflective surfaces 61a to 65a different from each other, that is, by constructing the retroreflective member 20 in which the arrangement angles of the retroreflective elements 61 to 65 are non-uniform, the plurality of openings 50 are formed. Since the widths are different from each other, it is possible to make the pattern light invisible.
  • the different orientations of the retroreflective surfaces 61a to 65a cause the observer 90 to can minimize the area where the stray light is seen.
  • the light reflection direction between the beam splitter 30 and the retroreflection surface 61a is different from the light reflection direction between the beam splitter 30 and the retroreflection surface 62a. This can prevent the observer 90 from visually recognizing the entire beam splitter 30 as if it were shining due to stray light. Therefore, the visibility of the aerial image A can be improved.
  • the retroreflective surface 60a is preferably inclined with respect to the reference plane S toward the beam splitter 30 side or the image display section 10 side by 45° or less.
  • an example of a method for setting the orientation of the plurality of retroreflective surfaces 61a to 65a is that the support portion 25 shown in FIG. It can be realized by rotatably supporting.
  • the support portion 25 is configured such that the plurality of retroreflective surfaces 61a to 65a can rotate around an axis extending in the Z-axis direction (a rotation axis Ra shown in FIG. 5 to be described later). It supports the reflective surfaces 61a-65a.
  • the orientations of the plurality of retroreflective surfaces 61a to 65a are different from each other.
  • the aerial image display device 100 can suppress deterioration in the visibility of the aerial image A.
  • the orientation of at least one of the plurality of retroreflective surfaces 61a to 65a is non-parallel to the light separating surface 30b.
  • the aerial image display device 100 can further suppress deterioration in the visibility of the aerial image A.
  • the plurality of retroreflection surfaces 61a to 65a are arranged at positions facing the light separation surface 30b of the beam splitter 30 in the Y-axis direction orthogonal to the arrangement direction of the plurality of openings 51 to 54. It is Thereby, the aerial image display device 100 can be miniaturized.
  • FIG. 5 is a diagram schematically showing an example of the configuration of aerial image display device 101 according to a modification of Embodiment 1.
  • FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the aerial image display device 101 according to the modification of the first embodiment. 5 and 6, the same reference numerals as those shown in FIG. 1 are attached to the same or corresponding components as those shown in FIG.
  • the aerial image display device 101 according to the modification of the first embodiment differs from the aerial image display device 100 according to the first embodiment in that it further includes a viewpoint information acquiring unit 111, a driving unit 112 and a control unit 113.
  • Aerial image display device 101 according to the modification of Embodiment 1 is the same as aerial image display device 100 according to Embodiment 1 except for this point.
  • the aerial image display device 101 includes an image display unit 10, a beam splitter 30, a retroreflection member 20, a viewpoint information acquisition unit 111, a drive unit 112, and a control unit 113.
  • the optical path of the light for forming the aerial image A is the same as that of Embodiment 1, so the description thereof will be omitted.
  • the viewpoint information acquisition unit 111 acquires viewpoint information indicating the positions of the eyes of the observer 90 .
  • the viewpoint information acquisition unit 111 is, for example, an imaging device such as a camera.
  • the viewpoint information acquisition unit 111 is, for example, a device that detects an object existing in a three-dimensional space using infrared pattern light.
  • the viewpoint information acquisition unit 111 measures the distance to the object based on the time from the start of infrared irradiation to the reception of return infrared light reflected by the object (also referred to as “reflection time”). It may be a dimension measuring device. Thereby, the position of the viewpoint of the observer 90 in space can be detected.
  • the viewpoint information acquisition unit 111 estimates the position of a moving object (for example, the eye of the observer 90) in a three-dimensional spatial coordinate system based on optical flow. , the three-dimensional positional relationship of the observer 90 with respect to the aerial image display device 101 can be measured.
  • the viewpoint information acquisition unit 111 is composed of a plurality of two-dimensional imaging devices, it can measure the position of the observer 90 with respect to the aerial image display device 101 based on the three-dimensional distance acquired by triangulation.
  • the viewpoint information acquisition unit 111 is not limited to an imaging device, and may be a beacon device that outputs the position of the observer 90 or the like.
  • the viewpoint information acquisition unit 111 may be a device that acquires spatial position information such as a GPS (Global Positioning System) provided in a device possessed by the observer 90 .
  • GPS Global Positioning System
  • the drive unit 112 drives the plurality of retroreflective elements 61-65.
  • the drive unit 112 is, for example, a motor.
  • the plurality of retroreflective elements 61 to 65 rotate around the rotation axis Ra extending in the Z-axis direction, for example. 5 and FIGS. 8 and 9, which will be described later, the +RZ direction is the clockwise direction when facing the +Z-axis direction, and the ⁇ RZ direction is the counterclockwise direction opposite to the +RZ direction.
  • the control unit 113 controls the driving unit 112 based on the viewpoint information acquired by the viewpoint information acquisition unit 111 . Based on the viewpoint information, the control unit 113 causes the driving unit 112 to change the directions of the plurality of retroreflective surfaces 61a to 65a.
  • FIG. 7A is a diagram schematically showing an example of the hardware configuration of the controller 113 of the aerial image display device 101.
  • the control unit 113 of the aerial image display device 101 includes, for example, a memory 113a as a storage device for storing a program as software, and information for implementing the program stored in the memory 113a. It can be implemented (for example, by a computer) using the processor 113b as a processing unit. Note that part of the control unit 113 may be implemented by the memory 113a shown in FIG. 7A and the processor 113b that executes the program. Also, the control unit 113 may be realized by an electric circuit.
  • FIG. 7B is a diagram schematically showing another example of the hardware configuration of the controller 113 of the aerial image display device 101.
  • the control unit 113 may be implemented using a processing circuit 113c as dedicated hardware such as a single circuit or a composite circuit. In this case, the functions of the control unit 113 are realized by the processing circuit.
  • An example of controlling the orientations of the plurality of retroreflective surfaces 61a to 65a based on the viewpoint information of the observer 90 will be described below.
  • FIG. 8 is an explanatory diagram for explaining an example of controlling the directions of the plurality of retroreflective surfaces 61a to 65a in the aerial image display device 101 according to the modification of the first embodiment.
  • FIG. 9 is an explanatory diagram illustrating another example of orientation control of the plurality of retroreflective surfaces 61a to 65a in the aerial image display device 101 according to the modification of the first embodiment. 8 and 9, the position of the observer 90 in space, in other words, the line of sight of the observer 90 with respect to the aerial image A is different.
  • the control unit 113 controls the driving unit 112 so that the plurality of retroreflective surfaces 61a to 65a face the reference position P set as the position of the observer's 90 viewpoint. Specifically, the control unit 113 causes the drive unit 112 to set the plurality of retroreflection surfaces 61a so that the eyes of the observer 90 are on the normals V1 to V5 of each of the plurality of retroreflection surfaces 61a to 65a. 65a is set. As a result, the width between the two openings 50 adjacent to each other in the X-axis direction is widened, so that the influence of stray light due to diffraction when passing through the openings 50 is minimized, and blurring that appears around the aerial image A is suppressed. can be suppressed.
  • the controller 113 controls the directions of the plurality of retroreflective surfaces 61a to 65a based on the viewpoint information, so that the stray light generated by specular reflection on the retroreflective surfaces 61a to 65a forms an aerial image A. It is possible to suppress the light from traveling along the optical path. In other words, overlapping of the specular reflection image and the aerial image A can be prevented. Therefore, the aerial image display device 101 can suppress deterioration in the visibility of the aerial image A for the observer 90 .
  • the orientation of the retroreflective surfaces 61a to 65a that minimizes the influence of diffracted light is uniquely determined by the position of the observer 90.
  • the drive unit 112 continuously changes the orientations of the plurality of retroreflective surfaces 61a to 65a per unit time.
  • the observer 90 may perceive the diffracted light as patterned light.
  • the orientations of the plurality of retroreflective surfaces 61a to 65a per unit time are continuously (that is, dynamically) changed so as to be non-uniform, so that the observer 90 can see the pattern. Visual recognition of light can be suppressed.
  • the control unit 113 controls the driving unit 112 to rotate the plurality of retroreflective surfaces 61a to 65a around the rotation axis Ra based on the viewpoint information of the observer 90. Control. Specifically, the control unit 113 controls the driving unit 112 so that the plurality of retroreflective surfaces 61a to 65a face the reference position P set as the position of the observer's 90 viewpoint.
  • the aerial image display device 101 can suppress a decrease in the visibility of the aerial image A.
  • FIG. 10 is a configuration diagram schematically showing an example of configuration of an aerial image display device 200 according to Embodiment 2.
  • the same or corresponding components as those shown in FIG. 1 are given the same reference numerals as those shown in FIG.
  • the aerial image display device 200 according to the second embodiment suppresses deterioration of the visibility of the aerial image A by making the widths W1, W2, W3, and W4 of the plurality of openings 251, 252, 253, and 254 different from each other. It is different from the aerial image display device 100 according to the first embodiment in this respect.
  • Aerial image display device 200 according to Embodiment 2 is the same as aerial image display device 100 according to Embodiment 1 except for this point. Therefore, FIG. 1 will be referred to in the following description.
  • the aerial image display device 200 has an image display section 10, a retroreflective member 220, and a beam splitter 30. Note that the illustration of the housing 80 (see FIG. 1) is omitted in the example shown in FIG.
  • the retroreflective member 220 includes multiple openings 251 to 254 and multiple retroreflective elements 261 , 262 , 263 , 264 , and 265 .
  • the retroreflective member 220 is also called "first retroreflective member 220".
  • the plurality of openings 251 to 254 allow the image light L1 (see FIG. 1) emitted from the image display section 10 to pass therethrough.
  • Each of the plurality of openings 251 to 254 has a slit shape elongated in the Z-axis direction.
  • a plurality of retroreflective elements 261 to 265 retroreflect incident light.
  • the multiple retroreflective elements 261 to 265 have multiple retroreflective surfaces 261a to 265a as multiple first retroreflective surfaces, respectively.
  • the plurality of retroreflective surfaces 261a to 265a are located at positions facing the light separation surface 30b (see FIG. 1) of the beam splitter 30 in the Y-axis direction orthogonal to the arrangement direction of the plurality of openings 251 to 254 (that is, the X-axis direction).
  • the plurality of retroreflective elements 261 to 265 will also be collectively referred to as “a plurality of retroreflective elements 260" when there is no need to distinguish between the plurality of retroreflective elements 261 to 265. Further, when it is not necessary to distinguish between the plurality of retroreflective surfaces 261a to 265a, the plurality of retroreflective surfaces 261a to 265a will be collectively referred to as "the plurality of retroreflective surfaces 260a”.
  • the widths W1 to W4 of the plurality of openings 251 to 254 are different from each other.
  • the influence of stray light generated by diffraction when the image light L1 (see FIG. 1) passes through the openings 251-254 can be reduced.
  • the narrower the aperture the greater the spread of light due to diffraction. Therefore, the widths of the apertures (widths W3 and W4 of the apertures 253 and 254 in FIG. 10) used in the optical paths of the light for forming the aerial image A are replaced by the widths of the other apertures (the widths of the apertures 251 and 252 in FIG. 10).
  • the magnitude of the influence of the diffracted light on the aerial image A also depends on the aperture width in the direction (that is, the X-axis direction) orthogonal to the ray direction of the light directed to the observer's 90 eyes.
  • the widths W1 to W4 of the plurality of openings 251 to 254 are the same, the closer the angle at which the aerial image display device 200 is viewed by the observer 90 is, the more the light passing through the openings 251 to 254 spreads. is large, and the observer 90 viewing the aerial image A is less likely to be affected by the diffracted light.
  • the pattern light can be made invisible. If the widths of the openings 251 to 254 are too wide, the amount of the image light L1 that has passed through the openings 251 to 254 and travels along the optical path for forming the aerial image A is reduced. is preferably about twice the width of the retroreflective surfaces 261a to 265a. In other words, the width of the openings 251-254 is preferably twice or less than the width of the retroreflective surfaces 261a-265a.
  • the widths W1 to W4 of the plurality of openings 251 to 254 are different from each other, it is possible to prevent the image light L1 from being directly recognized by the observer's 90 eyes.
  • the magnitude of the influence of direct light on the aerial image A also depends on the aperture width in the direction perpendicular to the direction of the light directed toward the eyes of the observer 90 .
  • the widths W1 to W4 of the plurality of openings 251 to 254 are the same, the closer the angle at which the aerial image display device 200 is viewed by the observer 90, the more direct light passing through the openings 251 to 254.
  • the amount of light is large, and an observer 90 viewing the aerial image A is likely to be affected by direct light.
  • the angle at which the aerial image display device 200 is viewed by the observer 90 is closer to the horizontal, the amount of direct light passing through the openings 251 to 254 is smaller, and the observer 90 viewing the aerial image A is less affected by the direct light. unacceptable. Therefore, by varying the widths W1 to W4 of the plurality of openings 251 to 254 based on the positional relationship between the observer 90 and the aerial image display device 200, the influence of direct light can be reduced.
  • the arrangement angle of the retroreflective surfaces 61a to 65a is 45° or less, it is possible to suppress deterioration in the visibility of the aerial image A due to stray light.
  • the retroreflective member 220 if the widths W1 to W4 of the openings 251 to 254 are approximately twice or less than the widths of the retroreflective surfaces 261a to 265a, it is possible to suppress deterioration in visibility of the aerial image A due to stray light.
  • the aerial image display devices 100 and 200 according to Embodiments 1 and 2 can be widely applied to, for example, small image display devices used in financial institutions and the like, and large image display devices installed outdoors. can.
  • the widths of the openings 251 to 254 and the arrangement angles of the retroreflective surfaces 261a to 265a may be appropriately changed according to the use of the aerial image display devices 100 and 200.
  • FIG. For example, when the aerial image display devices 100 and 200 are large, the widths W1 to W4 of the openings 251 to 254 and the arrangement angles of the retroreflective surfaces 261a to 265a may exceed the above ranges.
  • the widths W1 to W4 of the plurality of openings 251 to 254 are different from each other. This makes it difficult for the observer 90, for example, to visually recognize pattern light due to diffraction. Therefore, the aerial image display device 200 can suppress deterioration in the visibility of the aerial image A.
  • FIG. 11 is a configuration diagram schematically showing an example of configuration of an aerial image display device 201 according to Modification 1 of Embodiment 2.
  • the aerial image display device 201 according to Modification 1 of Embodiment 2 differs from the aerial image display device 200 according to Embodiment 2 in that it further includes a second retroreflective member 240 .
  • the aerial image display device 201 according to the first modification of the second embodiment is the same as the aerial image display device 200 according to the second embodiment.
  • the aerial image display device 201 has an image display section 10, a first retroreflective member 220, a beam splitter 30, and a second retroreflective member 240.
  • the second retroreflective member 240 is arranged closer to the beam splitter 30 than the first retroreflective member 220 is.
  • the second retroreflective member 240 is arranged at a position facing the first retroreflective member 220 .
  • the second retroreflective members 240 are arranged side by side with the first retroreflective members 230 in the Y-axis direction, which is the depth direction.
  • the second retroreflective member 240 includes a plurality of second openings 271, 272 and a plurality of second retroreflective elements 281, 282, 283.
  • the plurality of second retroreflective elements 281, 282, and 283 are collectively referred to as the "second Also referred to as "retroreflective element 280".
  • the plurality of second apertures 271 and 272 allow the image light L1 that passes through the plurality of first apertures 251 and 252 toward the beam splitter 30 to pass therethrough. Widths W21 and W22 of the plurality of second openings 271 and 272 are different from each other.
  • the plurality of second retroreflective elements 281, 282, 283 respectively have a plurality of second retroreflective surfaces 281a, 282a, 283a.
  • the plurality of second retroreflective elements 281, 282, 283 face the plurality of first retroreflective elements 261, 262, 263, respectively.
  • the plurality of second retroreflective elements 281, 282, 283 face a portion of the plurality of first retroreflective elements 261, 262, 263, respectively.
  • the aerial image display device 201 includes the retroreflective elements 260 of the first row 5a arranged in the X-axis direction and the second retroreflective elements 280 of the second row 5b arranged in the X-axis direction. including.
  • the second retroreflective elements 280 are arranged to be shifted in the X-axis direction with respect to the adjacent first retroreflective elements 260 . Therefore, in the example shown in FIG. 11, the plurality of second retroreflective elements 282 and 283 face the plurality of first openings 251 and 252, respectively.
  • the image light L1 emitted from the image display unit 10 passes through the first openings 251 and 252 and the second openings 271 and 272. In this case, the image light L1 advances while being inclined to the +X-axis side (or -X-axis side) with respect to the Y-axis direction.
  • the image light L1 traveling at an angle with respect to the Y-axis direction is formed as the aerial image A. FIG. Therefore, visibility can be improved when the observer 90 views the aerial image A in an oblique direction.
  • the second retroreflective element 280 is displaced in the X-axis direction with respect to the adjacent first retroreflective element 260, so that the first openings 251 and 252 It is possible to suppress deterioration in the visibility of the aerial image A due to diffracted light generated when passing through.
  • the longer the optical path length until the diffracted light forms an image the greater the spread of the diffracted light. Therefore, the size of the stray light spreading around the aerial image A changes depending on the positional relationship between the first retroreflective element 260 and the second retroreflective element 280 .
  • the second retroreflective element 280 is displaced in the X-axis direction with respect to the adjacent first retroreflective element 260 .
  • aerial image display device 201 includes second retroreflective elements including a plurality of second openings 271 and 272 and a plurality of second retroreflective elements 280 . Further having a reflective member 240 , the plurality of second retroreflective elements 280 are arranged to be shifted in the X-axis direction with respect to the adjacent first retroreflective elements 260 . Thereby, when the observer 90 visually recognizes the aerial image A, it is possible to suppress the pattern light from being generated. Therefore, the aerial image display device 201 can suppress deterioration in the visibility of the aerial image A.
  • FIG. 12 is a configuration diagram schematically showing an example of configuration of an aerial image display device 202 according to Modification 2 of Embodiment 2.
  • the aerial image display device 202 according to Modification 2 of Embodiment 2 is similar to the aerial image display device 201 according to Modification 1 of Embodiment 2 in that it further includes a viewpoint information acquisition unit 111, a drive unit 212, and a control unit 213.
  • Aerial image display device 202 according to Modification 2 of Embodiment 2 is the same as aerial image display device 201 according to Modification 1 of Embodiment 2 except for this point.
  • the aerial image display device 202 includes an image display unit 10, a first retroreflection member 220, a beam splitter 30, a second retroreflection member 240, and a viewpoint information acquisition unit 111. , a drive unit 212 and a control unit 213 .
  • the drive unit 212 slides the plurality of second retroreflective surfaces 281a, 282a, 283a in the X-axis direction, which is the direction in which the plurality of second openings 271, 272 are arranged.
  • the plurality of first retroreflective elements 261, 262, 263 are fixed.
  • the control unit 213 controls the driving unit 212 based on the viewpoint information acquired by the viewpoint information acquisition unit 111 . Specifically, the control unit 213 controls the driving unit 212 so that the light forming the aerial image A passes through the first openings 251 and 252 and the second openings 271 and 272 .
  • the hardware configuration of the control unit 213 is the same as that of FIGS. 7A and 7B described above, so description thereof will be omitted.
  • the aerial image display device 202 includes the viewpoint information acquiring section 111, the driving section 212 that slides the second retroreflective surfaces 281a, 282a, and 283a, and a control unit 213 that controls the driving unit 212 based on the viewpoint information.
  • the viewpoint information acquiring section 111 the driving section 212 that slides the second retroreflective surfaces 281a, 282a, and 283a
  • a control unit 213 that controls the driving unit 212 based on the viewpoint information.
  • FIG. 13 is a perspective view showing a configuration of a retroreflective member of the aerial image display device according to Embodiment 3.
  • FIG. The aerial image display device according to Embodiment 3 differs from the aerial image display devices 100 and 200 according to Embodiments 1 and 2 in that the retroreflective sheet 321 as the retroreflective member has a single retroreflective surface 361. differ. Except for this, the aerial image display device 300 according to the third embodiment is the same as the aerial image display devices 100 and 200 according to the first or second embodiment. Therefore, FIG. 1 will be referred to in the following description.
  • the retroreflective sheet 321 of Embodiment 3 includes multiple openings 351 and 352 and a single retroreflective surface 361 .
  • the retroreflective sheet 321 is also called “first retroreflective sheet 321”
  • the plurality of openings 351 and 352 are also called “first plurality of openings 351 and 352”.
  • the plurality of openings 351 and 352 allow the image light L1 (see FIG. 1) emitted from the image display section 10 to pass therethrough.
  • the shape of the plurality of openings 351 and 352 is, for example, a rectangular shape expanding in the X-axis direction and the Y-axis direction.
  • the shape of the plurality of openings 351 and 352 is not limited to a rectangular shape, and may be another shape such as a circular shape.
  • the widths W11 and W12 in the X-axis direction of the plurality of openings 351 and 352 are different from each other. This makes it possible to make the pattern light invisible when the image light L1 passes through the plurality of openings 351 and 252 . Therefore, it is possible to suppress deterioration of the visibility of the aerial image A (see FIG. 1).
  • the width W12 of the opening 352 is wider than the width W11 of the opening 351.
  • a plurality of openings 351 and 352 are arranged in a grid pattern, that is, in a matrix pattern of multiple rows and multiple columns.
  • the plurality of openings 351 and 352 are formed by drilling the retroreflective surface 361, for example.
  • the plurality of openings 351 and 352 are formed (molded), for example, by punching or laser processing the retroreflective surface 361 .
  • FIG. 14 is a perspective view showing a configuration of a retroreflective member 320A of a modified example of the aerial image display device according to the third embodiment.
  • the retroreflective member 320A may be composed of a first retroreflective sheet 321 and a second retroreflective sheet 322 laminated in the depth direction.
  • the second retroreflective sheet 322 is arranged on the -Y axis side (beam splitter 30 side shown in FIG. 1) from the first retroreflective sheet 321 .
  • the second retroreflective sheet 322 includes multiple second openings 371 and 372 and a single second retroreflective surface 381 .
  • Widths W21 and W22 in the X-axis direction of the plurality of second openings 371 and 372 are different from each other.
  • the width W22 of the second opening 372 is wider than the width W21 of the second opening 371.
  • the plurality of second openings 371 and 372 are arranged in a matrix of multiple rows and multiple columns.
  • the plurality of second openings 371 overlap the plurality of first openings 351, and the plurality of second openings 372 are It overlaps with the plurality of first openings 352 .
  • the plurality of first openings 351 and 352 arranged in matrix and the plurality of second openings 371 and 372 arranged in matrix may be arranged to face each other. This allows the second retroreflective sheet 322 to block diffracted light generated when the image light L1 passes through the first openings 351 and 352 . Further, direct light from the image display section 10 can be blocked by the first retroreflective sheet 321 . As a result, deterioration in the visibility of the aerial image A is suppressed.
  • FIG. 15 is a perspective view showing another example of the configuration of the retroreflective member 320B of the modification of the aerial image display device according to the third embodiment.
  • the retroreflective member 320B has a first retroreflective sheet 321B and a second retroreflective sheet 322B.
  • the first retroreflective sheet 321B includes a plurality of slit-like first openings 351B and 352B elongated in the Z-axis direction, and a plurality of first retroreflective surfaces 360B elongated in the Z-axis direction. Widths W31 and W32 of the plurality of first openings 351B and 352B are different from each other.
  • the second retroreflective sheet 322B is arranged on the -Y axis side (that is, the beam splitter 30 side shown in FIG. 1) from the first retroreflective sheet 321B.
  • the second retroreflective sheet 322B includes a plurality of slit-like first openings 371B and 372B elongated in the X-axis direction and a plurality of second retroreflective surfaces 380B elongated in the X-axis direction.
  • the multiple second retroreflective surfaces 380B extend in the X-axis direction so as to face the multiple first retroreflective surfaces 360B. In this way, by arranging the plurality of second retroreflective surfaces 380B long in the X-axis direction to face the plurality of first retroreflective surfaces 360B long in the Z-axis direction, the plurality of lattice-shaped openings can be formed. A formed retroreflective member 320B can be realized.
  • the retroreflective sheet 321 as a retroreflective member has a plurality of grid-like openings 351 and 352 provided on a single retroreflective surface 361, and the plurality of openings Widths W31 and W32 of 351 and 352 are different from each other. This makes it difficult for the observer 90 to see, for example, pattern light due to diffraction. Therefore, the aerial image display device according to Embodiment 3 can suppress deterioration in the visibility of the aerial image A.

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Abstract

空中映像表示装置（１００）は、映像（１１）を表示する映像表示部（１０）と、再帰反射部材（２０）と、光学部材（３０）と、を有する。再帰反射部材（２０）は、映像表示部（１０）から出射した映像光を通過させる複数の開口（５１、５２、５３、５４）と、複数の再帰反射面（６１ａ、６２ａ、６３ａ、６４ａ、６５ａ）とを含む。光学部材（３０）は、入射した光を反射及び透過させる光分離面（３０ｂ）を含み、複数の開口（５１、５２、５３、５４）を通過した映像光を反射させて複数の再帰反射面（６１ａ、６２ａ、６３ａ、６４ａ、６５ａ）に向ける。複数の再帰反射面（６１ａ、６２ａ、６３ａ、６４ａ、６５ａ）で再帰反射した映像光は、光学部材（３０）を透過し、複数の再帰反射面（６１ａ、６２ａ、６３ａ、６４ａ、６５ａ）の向きは、互いに異なる。

Description

空中映像表示装置
　本開示は、空中映像表示装置に関する。
　再帰反射部材とビームスプリッタとを組み合わせた結像光学系によって、映像表示部から出射された映像光を空間上に再結像させた空中映像を表示する空中映像表示装置が提案されている。例えば、特許文献１及び非特許文献１を参照。
　特許文献１の空中映像表示装置では、結像光学系の配置設計によって、空中映像として結像する映像光とは異なる迷光（具体的には、鏡面反射光）が観察者に視認されることが防止される。また、非特許文献１の空中映像表示装置では、スリット状又は格子状の開口が再帰反射部材に設けられ、且つ当該再帰反射部材及びビームスプリッタを積層して配置することで、装置の大型化が防止される。
特許第６６３８４５０号公報
「Ａｅｒｉａｌ　Ｄｉｓｐｌａｙ　ｂｙ　Ｕｓｅ　ｏｆ　ａ　Ｆｕｌｌ－Ｃｏｌｏｒ　ＬＥＤ　Ｐａｎｅｌ　Ｃｏｖｅｒｅｄ　ｗｉｔｈ　Ａｐｅｒｔｕｒｅｄ　Ｒｅｔｒｏ－Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ」、２０２０年
　しかしながら、非特許文献１のように、開口を含む再帰反射部材を有する空中映像表示装置においては、特許文献１で述べられている鏡面反射光とは異なる迷光が発生するという課題がある。具体的には、非特許文献１では、再帰反射部材における光学素子の構造によっても迷光が発生する。また、映像光が開口を通過する際にも迷光が発生する。このような迷光が、空中映像を結像する光路を進む場合、空中映像に対する観察者の視認性が著しく低下する。
　本開示は、空中映像に対する視認性の低下を抑制することができる空中映像表示装置を提供することを目的としている。
　本開示の一態様に係る空中映像表示装置は、映像を表示する映像表示部と、前記映像表示部から出射した映像光を通過させる複数の開口と、複数の再帰反射面とを含む再帰反射部材と、入射した光を反射及び透過させる光分離面を含み、前記複数の開口を通過した前記映像光を反射させて前記複数の再帰反射面に向ける光学部材と、を有し、前記複数の再帰反射面で再帰反射した前記映像光は、前記光学部材を透過し、前記複数の再帰反射面の向きは、互いに異なる、ことを特徴とする。
　本開示の他の態様に係る空中映像表示装置は、映像を表示する映像表示部と、前記映像表示部から出射した映像光を通過させる複数の第１の開口と、単一又は複数の第１の再帰反射面とを含む第１の再帰反射部材と、入射した光を反射及び透過させる光分離面を含み、前記複数の第１の開口を通過した前記映像光を反射させて前記単一又は複数の第１の再帰反射面に向ける光学部材と、を有し、前記単一又は複数の第１の再帰反射面で再帰反射した前記映像光は、前記光学部材を透過し、前記複数の第１の開口の幅は、互いに異なる、ことを特徴とする。
　本開示によれば、空中映像に対する視認性の低下を抑制することができる。
実施の形態１に係る空中映像表示装置の構成の一例を概略的に示す構成図である。 図１に示される再帰反射部材の構成の一例を概略的に示す斜視図である。 実施の形態１に係る空中映像表示装置の筐体の大きさと比較例に係る空中映像表示装置の筐体の大きさとの比較を説明する説明図である。 図１に示される複数の再帰反射面の向きが互いに異なる構成を説明する説明図である。 実施の形態１の変形例に係る空中映像表示装置の構成の一例を概略的に示す構成図である。 実施の形態１の変形例に係る空中映像表示装置の構成を示すブロック図である。 （Ａ）は、実施の形態１の変形例に係る空中映像表示装置の制御部のハードウェア構成の一例を概略的に示すブロック図である。（Ｂ）は、実施の形態１の変形例に係る空中映像表示装置の制御部のハードウェア構成の他の例を概略的に示すブロック図である。 実施の形態１の変形例に係る空中映像表示装置における複数の再帰反射面の制御の一例を説明する説明図である。 実施の形態１の変形例に係る空中映像表示装置における複数の再帰反射面の制御の他の例を説明する説明図である。 実施の形態２に係る空中映像表示装置の構成の一例を概略的に示す構成図である。 実施の形態２の変形例１に係る空中映像表示装置の構成の一例を概略的に示す構成図である。 実施の形態２の変形例２に係る空中映像表示装置の構成の一例を概略的に示す構成図である。 実施の形態３に係る空中映像表示装置の再帰反射部材の構成を示す斜視図である。 実施の形態３の変形例に係る空中映像表示装置の再帰反射部材の構成を示す斜視図である。 実施の形態３の変形例に係る空中映像表示装置の再帰反射部材の構成の他の例を示す斜視図である。
　以下に、本開示の実施の形態に係る空中映像表示装置を、図面を参照しながら説明する。以下の実施の形態は、例にすぎず、実施の形態を適宜組み合わせること及び各実施の形態を適宜変更することが可能である。
　図面の一部には、説明の理解を容易にするためにＸＹＺ直交座標系の座標軸が示されている。Ｘ軸は、空中映像表示装置の幅方向の軸を示す座標軸である。Ｙ軸は、空中映像表示装置の奥行方向の軸を示す座標軸である。Ｚ軸は、空中映像表示装置の上下方向の軸を示す座標軸である。また、以下の説明において、「上」、「下」、「前」及び「後」は、空中映像表示装置を正面から見たときの上、下、前及び後をそれぞれ意味する。なお、「上」、「下」、「前」及び「後」は、各部の説明の理解を容易にするための方向を表す用語である。この方向の定義によって、本開示の実施の形態に係る空中映像表示装置を構成する部材の形状及び位置などは限定されない。
《実施の形態１》
〈空中映像表示装置１００の構成〉
　図１は、実施の形態１に係る空中映像表示装置１００の構成の一例を概略的に示す構成図である。図１に示されるように、空中映像表示装置１００は、映像表示部１０と、再帰反射部材２０と、光学部材としてのビームスプリッタ３０と、筐体８０とを有する。筐体８０は、映像表示部１０、再帰反射部材２０及びビームスプリッタ３０を収容している。以下では、映像表示部１０、再帰反射部材２０及びビームスプリッタ３０の各構成並びに空中映像表示装置１００が表示する空中映像Ａを結像する光の光路について説明する。
　映像表示部１０は、発光を伴う映像１１を表示する表示装置である。映像表示部１０は、映像光Ｌ１を出射する。映像光Ｌ１は、拡散光である。映像表示部１０は、例えば、２次元の平面光源を有する表示装置である。映像表示部１０は、例えば、液晶ディスプレイ（液晶素子）とバックライトとを有する表示装置である。映像表示部１０は、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ　Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子若しくはＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ）素子などの自発光素子を有する表示装置、又はプロジェクタ及びスクリーンを有する投影装置であってもよい。
　また、映像表示部１０は、２次元の平面光源を有する表示装置に限られず、曲面を有するディスプレイ、立体的に配置されたディスプレイ及びＬＥＤを有する立体表示ディスプレイなどであってもよい。さらに、映像表示部１０は、レンズ光学系及びバリア制御部を有することで観察者９０の両眼視差又は運動視差による立体視覚を利用するディスプレイであってもよい。
　図２は、図１に示される再帰反射部材２０の構成の一例を概略的に示す斜視図である。図１及び２に示されるように、再帰反射部材２０は、複数の開口５１、５２、５３、５４と、複数の再帰反射素子６１、６２、６３、６４、６５とを含む。複数の開口５１～５４及び複数の再帰反射素子６１～６５は、配列方向であるＸ軸方向（第１の方向）に交互に並んで配列されている。複数の再帰反射素子６１～６５は、複数の開口５１～５４の配列方向に直交するＹ軸方向（第２の方向）において、ビームスプリッタ３０と向かい合っている。
　複数の開口５１～５４は、映像表示部１０から出射した映像光Ｌ１を透過させる。図２に示す例では、複数の開口５１～５４の各開口の形状は、Ｚ軸方向（第３の方向）に長いスリット状である。なお、以下の説明において、複数の開口５１～５４を区別する必要がない場合には、複数の開口５１～５４をまとめて、「複数の開口５０」とも呼ぶ。
　複数の再帰反射素子６１～６５は、入射した光を再帰反射する。複数の再帰反射素子６１～６５は、複数の再帰反射面６１ａ～６５ａをそれぞれ有する。複数の再帰反射面６１ａ～６５ａは、Ｙ軸方向において、後述するビームスプリッタ３０の光分離面３０ｂと向き合う位置に配置されている。なお、以下の説明において、複数の再帰反射素子６１～６５を区別する必要がない場合には、複数の再帰反射素子６１～６５をまとめて、「複数の再帰反射素子６０」とも呼ぶ。また、複数の再帰反射面６１ａ～６５ａを区別する必要がない場合には、複数の再帰反射面６１ａ～６５ａをまとめて、「複数の再帰反射面６０ａ」とも呼ぶ。
　再帰反射素子６０は、入射光を、当該入射光の入射方向に反射する再帰反射機能を有する。再帰反射素子６０は、シート状の光学素子である。再帰反射素子６０は、例えば、いわゆるビーズタイプの再帰反射シートである。ビーズタイプの再帰反射シートには、複数の微小なガラスビーズが封入されており、当該ガラスビーズは、球面状の鏡面を有する。ビーズタイプの再帰反射シートは、入射した光を球面状の鏡面で屈折させて且つビーズの底部で反射させる。ビーズの底部で反射した光は、鏡面で再度屈折する。これにより、ビーズタイプの再帰反射シートは、再帰反射光を出射する。なお、再帰反射素子６０は、いわゆるプリズムタイプの再帰反射シートであってもよい。プリズムタイプの再帰反射シートでは、複数の微小なマイクロプリズムが配列されており、当該マイクロプリズムは、鏡面を有する。マイクロプリズムは、例えば、凸形状である三角錐プリズム又は中空の三角錐プリズムである。プリズムタイプの再帰反射シートは、入射した光を三角錐プリズムの内部の鏡面で複数回反射させることで、再帰反射光を出射する。
　再帰反射部材２０は、複数の再帰反射素子６０のＺ軸方向両側の端部を支持する支持部２５を更に含む。
　次に、図１に戻って、ビームスプリッタ３０の構成について説明する。ビームスプリッタ３０は、映像表示部１０から出射された映像光Ｌ１を反射する。ビームスプリッタ３０は、入射した光を、反射光及び透過光に分離する光分離機能を有する。ビームスプリッタ３０は、入射した映像光Ｌ１を反射及び透過させる光分離面３０ｂを含む。光分離面３０ｂは、再帰反射部材２０を向いている。光分離面３０ｂは、複数の第１の開口５１～５４を透過した映像光Ｌ１を反射させて複数の再帰反射面６０ａに向ける。
　ビームスプリッタ３０は、例えば、樹脂製の透明板（例えば、アクリル板）又はガラス板から形成されている。一般的に、樹脂製の透明板では、透過光の強度が反射光の強度より高い。そのため、ビームスプリッタ３０が樹脂製の透明板から形成される場合、当該透明板に金属膜を付加することで反射強度を向上させてもよい。この場合、ビームスプリッタ３０は、例えば、ハーフミラーである。また、ビームスプリッタ３０は、例えば、液晶素子又は薄膜素子から入射する光の偏光状態に応じて、当該光を透過又は反射する反射型偏光板であってもよい。また、ビームスプリッタ３０は、入射する光の偏光状態に応じて、透過率と反射率との比が変化する反射型偏光板であってもよい。
　次に、図１を用いて、観察者９０が存在する空間に、映像光Ｌ１が空中映像Ａとして結像する原理について説明する。実施の形態１では、映像表示部１０と、ビームスプリッタ３０及び再帰反射部材２０によって構成された結像光学系７０とによって、映像表示部１０の表示面１０ａに表示された映像１１の映像光Ｌ１が空中映像Ａとして結像する。具体的には、映像表示部１０からビームスプリッタ３０に入射した映像光Ｌ１は、反射光（すなわち、光Ｌ２）及び透過光（図示せず）に分離される。再帰反射面（図１では、再帰反射面６３ａ）は、入射した光Ｌ２を再帰反射して光Ｌ３として出射する。光Ｌ３は、ビームスプリッタ３０に入射する。ビームスプリッタ３０は、光Ｌ３を透過して、観察者９０の眼に向かう光Ｌ４として出射する。これにより、光Ｌ４は、表示素子が存在しない空中に結像する。
　このように、映像表示部１０から出射した映像光Ｌ１の一部が、ビームスプリッタ３０の光分離面３０ｂで反射した後に再帰反射面６３ａで再帰反射することによって、当該ビームスプリッタ３０を透過する光路を辿る。ここで、映像光Ｌ１は、上述した通り、拡散光である。そのため、映像表示部１０から出射した映像光Ｌ１は、当該ビームスプリッタ３０を基準にして面対称の位置に再収束する。再収束した光Ｌ４は、その収束した位置から再度拡散して観察者９０の眼に入射する。これにより、映像１１に基づく空中映像Ａが表示されるため、観察者９０は当該空中映像Ａを視認することができる。
　なお、図２に示される再帰反射素子６０の背面（すなわち、映像表示部１０を向く後面）６０ｂには、艶消しの表面塗装又は光学加工が施されていてもよい。これにより、再帰反射素子６０の背面６０ｂにおける光の反射によって、空中映像Ａを結像させる光路と異なる光路を進む光の発生を防止することができる。
〈筐体８０の小型化〉
　次に、比較例と対比しながら、再帰反射部材２０が複数の開口５０を含むことによる効果について説明する。図３は、実施の形態１に係る空中映像表示装置１００の筐体８０の大きさと比較例に係る空中映像表示装置１００Ａの筐体８０Ａの大きさとの比較を説明する説明図である。比較例に係る空中映像表示装置１００Ａは、映像表示部１０と、再帰反射部材２０Ａと、ビームスプリッタ３０と、筐体８０Ａとを有する。比較例の再帰反射部材２０Ａは、複数の開口５０を有しない点で、実施の形態１の再帰反射部材２０と異なる。
　一般的に、映像光がビームスプリッタに入射するまでの光路と、ビームスプリッタで反射した反射光が再帰反射部材に入射するまでの光路とが互いに異なることによって、空中映像Ａを結像することができる。そのため、比較例に係る空中映像表示装置１００Ａでは、映像表示部１０と再帰反射部材２０とを空間的に離れた位置に配置することで空中映像Ａの結像を実現している。しかしながら、比較例に係る空中映像表示装置１００Ａでは、筐体８０Ａが大型化するという課題がある。
　ここで、ビームスプリッタ３０の前面３０ａから再帰反射素子６０の背面６０ｂまでの寸法を奥行寸法Ｅ１１、ビームスプリッタ３０の前面３０ａから再帰反射部材２０Ａの背面２０ｂまでの寸法を奥行寸法Ｅ１２とする。また、筐体８０、８０Ａの上下方向の寸法Ｅ２１、Ｅ２２とする。比較例に係る空中映像表示装置１００Ａの奥行寸法Ｅ１２は、空中映像表示装置１００の奥行寸法Ｅ１１の約２倍である。また、比較例に係る空中映像表示装置１００Ａでは、観察者９０から見て、映像表示部１０がビームスプリッタ３０より下側に配置されている。そのため、比較例の筐体８０Ａの上下方向の寸法Ｅ２２は、実施の形態１の筐体８０の上下方向の寸法Ｅ２１より大きくなる。筐体８０Ａの上下方向の寸法Ｅ２２は、例えば、筐体８０の上下方向の寸法Ｅ２１の約１．２倍である。このように、再帰反射部材２０が複数の開口５０を有していない場合、筐体８０Ａが大型化する。
　一方、実施の形態１では、再帰反射部材２０が、映像光Ｌ１を透過する複数の開口５０と、光分離面３０ｂと向き合う位置に配置された複数の再帰反射面６０ａとを含む。これにより、映像光Ｌ１を、開口５０を介してビームスプリッタ３０に入射させることができる。よって、実施の形態１に係る空中映像表示装置１００は、比較例に係る空中映像表示装置１００Ａと比較して筐体８０を小型化しつつ、空中映像Ａを結像することができる。
〈迷光〉
　次に、図１を用いて、迷光による空中映像Ａの視認性の低下について説明する。実施の形態１では、空中映像Ａを結像する光の光路は、上述した複数の開口５０を通過した映像光Ｌ１の光路を含むため、観察者９０は、開口５０の形状に対応する空中映像Ａを視認することができる。しかしながら、空中映像表示装置１００では、「迷光」と呼ばれる空中映像Ａを結像する光路と異なる光路を進む光が存在する。迷光は、空中映像Ａの視認性を低下させる。
　迷光は、例えば、再帰反射素子６０における鏡面反射によって発生する。具体的には、再帰反射素子６０における表面加工によって、再帰反射素子６０に入射する光Ｌ２の一部が鏡面反射する場合がある。このように、映像表示部１０から出射した映像光Ｌ１がビームスプリッタ３０で反射した後に再帰反射面６０ａで鏡面反射することで、観察者９０の眼に入射する迷光の光路が形成される場合がある。この場合、観察者９０は、再帰反射面６０ａを鏡面として、空中映像Ａと面対称の位置である筐体８０の後部に虚像を視認する。
　また、迷光は、例えば、映像光Ｌ１の開口５０の通過時の回折によって発生する場合がある。この場合、迷光は、スリット状の回折光である。映像表示部１０から出射した映像光Ｌ１が開口５０を通過するとき、当該映像光Ｌ１は、開口５０の幅に応じた広がりを持つ。開口５０を通過することで発生する回折光の広がりは、開口５０の幅が狭いほど大きくなる。また、回折光の広がりは、回折が発生した後に光が進む距離（言い換えれば、「光路長」）に応じて理想的な光の結像位置からの広がりが大きくなる。そのため、回折光が空中映像Ａを結像する光路を辿ると、開口５０の幅及び光路長に応じて、理想的な結像位置と異なる位置に結像する。これにより、空中映像Ａとしての視認すべき映像情報の周囲に、光のぼかしが発生し、空中映像Ａに対する視認性が悪化する。
　また、迷光は、例えば、映像光Ｌ１が再帰反射素子６０を入射する際に発生する回折によっても発生する。再帰反射素子６０も、開口５０と同様に、Ｘ軸方向に一定の幅を持つ再帰反射面６０ａを有しているためである。ここで、再帰反射面６０ａにおいて、入射した光（図１に示される光Ｌ２）を再帰反射させるための幅の大きさは、光の入射角に応じて変化する。そのため、回折によって生じる光の広がりに関与する再帰反射面６０ａの幅は、再帰反射素子６０に対する光Ｌ２の入射角に応じて変化する。
　また、迷光は、例えば、ビームスプリッタ３０と再帰反射素子６０との間での光の複数回の反射によって発生する。具体的には、結像光学系７０において、再帰反射素子６０で再帰反射した光がビームスプリッタ３０を透過せずに反射した光が、再帰反射素子６０に再度入射する場合がある。ビームスプリッタ３０と再帰反射素子６０との間を繰り返し反射した後に、ビームスプリッタ３０を透過して観察者９０の眼に入射する光は、理想的な結像位置と異なる位置に結像する。この場合、観察者９０は、不要な映像情報を視覚するおそれがある。なお、ビームスプリッタ３０と再帰反射素子６０との間を繰り返し反射することで観察者９０の眼に入射した迷光の輝度は、ビームスプリッタ３０の反射率又は再帰反射素子６０の再帰反射率によって低下する。よって、映像表示部１０に表示された映像１１が高輝度であるほど、観察者９０は、迷光を視認し易くなる。
　また、迷光は、例えば、ビームスプリッタ３０で反射せずに観察者９０の眼に直接、入射した光である。例えば、映像表示部１０から出射した映像光Ｌ１が再帰反射部材２０の開口５０を通過した後に、ビームスプリッタ３０で反射せずに透過することで観察者９０の眼に直接、入射する場合がある。実施の形態１では、観察者９０の眼に直接入射した映像光Ｌ１及び空中映像Ａを結像する光Ｌ４が、観察者９０から近い距離で視覚される。この場合、空中映像Ａに対する視認性が低下する。この視認性の低下は、空中映像表示装置１００の筐体８０を小型化することで、映像表示部１０と空中映像Ａとの間の間隔が狭まるほど顕著となる。
　なお、上述した迷光は、映像表示部１０から出射した映像光Ｌ１に基づいて発生する例について述べたが、これに限られない。例えば、空中映像表示装置１００が設置される周辺の環境によっては、照明光又は太陽光などの外光が筐体８０内部に入射することで、迷光として視認される場合もある。
　実施の形態１では、上述した迷光による空中映像Ａに対する視認性の低下を防止するために、複数の再帰反射面６１ａ～６５ａの向きが互いに異なるように、再帰反射部材２０が構成されている。
〈複数の再帰反射面６１ａ～６５ａの向き〉
　図４は、複数の再帰反射面６１ａ～６５ａの向きが互いに異なる構成を説明する説明図である。図４に示されるように、実施の形態１では、複数の再帰反射面６１ａ～６５ａの向きは互いに異なる。図４において、空中映像表示装置１００の奥行方向に延びる面、言い換えれば、Ｘ軸方向及びＺ軸方向に広がる面を、基準面Ｓとする。基準面Ｓと各再帰反射面６１ａ～６５ａとがなす角度θ１、θ２、θ３、θ４、θ５は、再帰反射素子６１～６５の各々の配置角度である。図４に示す例では、角度θ１～θ５は、互いに異なる。これにより、迷光が、空中映像Ａを結像する光の光路上を進み難くなる。
　例えば、迷光が、再帰反射面６１ａ～６５ａにおける鏡面反射によって発生する場合、再帰反射面６１ａ～６５ａの向きに応じて、観察者９０が当該迷光を視認するおそれがある。そのため、観察者９０が当該迷光を視認しないように、再帰反射面６１ａ～６５ａの向きが設定されることで、空中映像Ａに対する視認性の低下を抑制できる。
　また、空中映像Ａを視認する複数の観察者９０が存在する場合、当該複数の観察者９０が迷光を視認しないように、再帰反射面６１ａ～６５ａの向きが設定される。例えば、再帰反射面６１ａ～６５ａの向きが光分離面３０ｂと平行である場合、観察者９０は、再帰反射面６１ａ～６５ａにおける鏡面反射による迷光の視認し易い。そのため、複数の再帰反射面６１ａ～６５ａの一部（図４に示す例では、再帰反射面６１ａ、６２ａ、６４ａ、６５ａ）を、光分離面３０ｂと非平行にすることで、空中映像Ａに対する視認性の低下を抑制できる。なお、複数の再帰反射面６１ａ～６５ａのうちの少なくとも１つの再帰反射面が、光分離面３０ｂと非平行であればよい。
　また、迷光が、開口５０を通過したときの回折によって発生する回折光である場合、再帰反射面６１ａ～６５ａの向きを設定することで、空中映像Ａの周辺に光のぼかしが発生することを抑制できる。具体的には、回折の影響の大きさは、開口５０の幅（以下、「開口幅」とも呼ぶ。）によって決まり、開口幅が広いほど、回折の影響は少ない。そのため、複数の再帰反射面６１ａ～６５ａの各々の法線方向に観察者９０が位置するように、複数の再帰反射面６１ａ～６５ａの向きが設定されることで、回折の影響を最小限にすることができる。これは、複数の再帰反射面６１ａ～６５ａの各々の法線（例えば、後述する図８及び９に示される法線Ｖ１～Ｖ５）上に観察者９０の眼が存在する場合、隣接する２つの開口５０の幅が広がるためである。
　また、迷光が、開口５０を通過したときの回折光である場合、光の広がり方及び光の色ごとの光の広がり方が変化する。仮に、複数の再帰反射面６１ａ～６５ａの向きが同じである構成において、回折光が発生した場合、観察者９０は、パターン光が発生しているように視認する。そのため、複数の再帰反射面６１ａ～６５ａの向きを互いに異ならせることによって、すなわち、再帰反射素子６１～６５の配置角度が非均一である再帰反射部材２０を構成することによって、複数の開口５０の幅が互いに異なるため、パターン光の不可視化を実現することができる。
　また、迷光が、ビームスプリッタ３０と再帰反射素子６１～６５との間での光の複数回の反射によって発生する場合、複数の再帰反射面６１ａ～６５ａの向きが互いに異なることによって、観察者９０が迷光を視認する領域を最小化することができる。図４に示す例では、ビームスプリッタ３０と再帰反射面６１ａとの間における光の反射方向と、ビームスプリッタ３０と再帰反射面６２ａとの間における光の反射方向とが互いに異なる。これにより、観察者９０が、迷光によってビームスプリッタ３０全体が光っているように視認することを抑制できる。よって、空中映像Ａに対する視認性を向上させることができる。
　なお、観察者９０から見たときの再帰反射面６１ａ～６５ａの向きが光分離面３０ｂと平行であれば、再帰反射精度が悪く、空中映像Ａの視認性が低下する。そのため、再帰反射面６０ａは、基準面Ｓに対してビームスプリッタ３０側又は映像表示部１０側に４５°以下で傾いていることが好ましい。また、開口５０の形状がスリット状である場合、複数の再帰反射面６１ａ～６５ａの向きを設定する方法の一例は、図２に示される支持部２５が、複数の再帰反射面６１ａ～６５ａを回転可能に支持することで実現することができる。具体的には、支持部２５は、複数の再帰反射面６１ａ～６５ａがＺ軸方向に延びる軸（後述する図５に示される回転軸Ｒａ）周りに回転可能となるように、当該複数の再帰反射面６１ａ～６５ａを支持する。
〈実施の形態１の効果〉
　以上に説明した実施の形態１によれば、複数の再帰反射面６１ａ～６５ａの向きは、互いに異なる。これにより、例えば、迷光が再帰反射面６１ａ～６５ａにおける鏡面反射によって発生する場合、観察者９０による迷光の視認を抑制できる。よって、空中映像表示装置１００は、空中映像Ａに対する視認性の低下を抑制できる。
　また、実施の形態１によれば、複数の再帰反射面６１ａ～６５ａのうちの少なくとも１つの再帰反射面の向きは、光分離面３０ｂと非平行である。これにより、例えば、観察者９０が、再帰反射面６１ａ～６５ａにおける鏡面反射によって発生した迷光を視認し難くなる。よって、空中映像表示装置１００は、空中映像Ａに対する視認性の低下を一層抑制できる。
　また、実施の形態１によれば、複数の再帰反射面６１ａ～６５ａは、複数の開口５１～５４の配列方向に直交するＹ軸方向において、ビームスプリッタ３０の光分離面３０ｂと向き合う位置に配置されている。これにより、空中映像表示装置１００を小型化することができる。
《実施の形態１の変形例》
　図５は、実施の形態１の変形例に係る空中映像表示装置１０１の構成の一例を概略的に示す図である。図６は、実施の形態１の変形例に係る空中映像表示装置１０１の構成を示すブロック図である。図５及び６において、図１に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、図１に示される符号と同じ符号が付される。実施の形態１の変形例に係る空中映像表示装置１０１は、視点情報取得部１１１、駆動部１１２及び制御部１１３を更に有する点で実施の形態１に係る空中映像表示装置１００と相違する。これ以外の点については、実施の形態１の変形例に係る空中映像表示装置１０１は、実施の形態１に係る空中映像表示装置１００と同じである。
　図５及び６に示されるように、空中映像表示装置１０１は、映像表示部１０と、ビームスプリッタ３０と、再帰反射部材２０と、視点情報取得部１１１と、駆動部１１２と、制御部１１３とを有する。なお、実施の形態１の変形例において、空中映像Ａを結像する光の光路は、実施の形態１と同様であるため、その説明を省略する。
　視点情報取得部１１１は、観察者９０の眼の位置を示す視点情報を取得する。視点情報取得部１１１は、例えば、カメラなどの撮像装置である。視点情報取得部１１１は、例えば、赤外線のパターン光によって、３次元空間内に存在する物体を検知する装置である。また、視点情報取得部１１１は、赤外線の照射開始時点から物体で反射した赤外線の戻り光の受光時点までの時間（「反射時間」とも呼ぶ。）に基づいて、物体までの距離を計測する３次元測定装置であってもよい。これにより、空間における観察者９０の視点の位置を検出できる。
　また、視点情報取得部１１１は、可視光を検出する２次元の撮像装置である場合には、オプティカルフローによる３次元空間座標系における移動体（例えば、観察者９０の眼）の位置の推定によって、空中映像表示装置１０１に対する観察者９０の３次元の位置関係を測定できる。また、視点情報取得部１１１は、複数の２次元撮像装置によって構成されている場合、三角測量によって取得された３次元距離に基づいて、空中映像表示装置１０１に対する観察者９０の位置を測定できる。なお、視点情報取得部１１１は、撮像装置に限られず、観察者９０の位置を出力するビーコン機器などであってもよい。例えば、観察者９０が、空間を伝播する電波を受信するビーコン機器を所持することで、空中映像表示装置１０１に対するビーコン機器の位置に基づいて観察者９０の視点情報を取得することができる。また、視点情報取得部１１１は、観察者９０が所持する機器に備えられたＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ　Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ）などの空間位置情報を取得する装置であってもよい。
　駆動部１１２は、複数の再帰反射素子６１～６５を駆動させる。駆動部１１２は、例えば、モータである。図５に示す例では、複数の再帰反射素子６１～６５は、例えば、Ｚ軸方向に延びる回転軸Ｒａ周りに回転する。図５、後述する図８及び９において、＋ＲＺ方向は、＋Ｚ軸方向を向いたときにおける時計回り方向であり、－ＲＺ方向は、＋ＲＺ方向の逆方向である反時計回り方向である。
　制御部１１３は、視点情報取得部１１１によって取得された視点情報に基づいて駆動部１１２を制御する。制御部１１３は、視点情報に基づいて、駆動部１１２に複数の再帰反射面６１ａ～６５ａの向きを互いに異ならせる。
　図７（Ａ）は、空中映像表示装置１０１の制御部１１３のハードウェア構成の一例を概略的に示す図である。図７（Ａ）に示されるように、空中映像表示装置１０１の制御部１１３は、例えば、ソフトウェアとしてのプログラムを格納する記憶装置としてのメモリ１１３ａと、メモリ１１３ａに格納されたプログラムを実現する情報処理部としてのプロセッサ１１３ｂとを用いて（例えば、コンピュータによって）実現することができる。なお、制御部１１３の一部が、図７（Ａ）に示されるメモリ１１３ａと、プログラムを実行するプロセッサ１１３ｂとによって実現されてもよい。また、制御部１１３は、電気回路によって実現されてもよい。
　図７（Ｂ）は、空中映像表示装置１０１の制御部１１３のハードウェア構成の他の例を概略的に示す図である。図７（Ｂ）に示されるように、制御部１１３は、単一回路又は複合回路等の専用のハードウェアとしての処理回路１１３ｃを用いて実現されていてもよい。この場合、制御部１１３の機能は、処理回路で実現される。以下では、観察者９０の視点情報に基づいて、複数の再帰反射面６１ａ～６５ａの向きを制御する例について説明する。
　図８は、実施の形態１の変形例に係る空中映像表示装置１０１における複数の再帰反射面６１ａ～６５ａの向きの制御の一例を説明する説明図である。図９は、実施の形態１の変形例に係る空中映像表示装置１０１における複数の再帰反射面６１ａ～６５ａの向きの制御の他の例を説明する説明図である。図８及び９では、空間における観察者９０の位置、言い換えれば、空中映像Ａに対する観察者９０の視線が異なる。
　制御部１１３は、複数の再帰反射面６１ａ～６５ａが観察者９０の視点の位置として設定された基準位置Ｐを向くように、駆動部１１２を制御する。具体的には、制御部１１３は、複数の再帰反射面６１ａ～６５ａの各々の法線Ｖ１～Ｖ５上に観察者９０の眼が存在するように、駆動部１１２に、複数の再帰反射面６１ａ～６５ａの向きを設定させる。これにより、Ｘ軸方向に隣接する２つの開口５０の間の幅が広がるため、開口５０を通過するときの回折による迷光の影響を最小限に抑え、空中映像Ａの周辺に現れるぼかしの発生を抑制できる。
　また、制御部１１３が、視点情報に基づいて複数の再帰反射面６１ａ～６５ａの向きを制御することにより、再帰反射面６１ａ～６５ａで鏡面反射することによって発生した迷光が空中映像Ａを結像する光路を進むことを抑制できる。言い換えれば、鏡面反射像と空中映像Ａとの重なりを防止できる。よって、空中映像表示装置１０１は、空中映像Ａに対する観察者９０の視認性の低下を抑制できる。
　ここで、回折光の影響が最小限となる再帰反射面６１ａ～６５ａの向きは、観察者９０の位置によって一意的に決まる。実施の形態１の変形例では、駆動部１１２は、単位時間当たりの複数の再帰反射面６１ａ～６５ａの向きを連続的に変化させる。これにより、複数の観察者９０が存在する場合、当該複数の観察者９０のそれぞれが視認する回折光の影響を平滑化することができ、空中映像Ａに対する視認性の低下を抑制できる。
　また、仮に、単位時間当たりの複数の再帰反射面６１ａ～６５ａの向きが均一に変化する場合、観察者９０は、回折光をパターン光のように視認するおそれがある。実施の形態１の変形例では、単位時間当たりの複数の再帰反射面６１ａ～６５ａの向きが非均一となるように連続的に（すなわち、動的に）変化させることで、観察者９０がパターン光を視認することを抑制できる。
〈実施の形態１の変形例の効果〉
　以上に説明した実施の形態１の変形例によれば、制御部１１３は、観察者９０の視点情報に基づいて、複数の再帰反射面６１ａ～６５ａを回転軸Ｒａ周りに回転させる駆動部１１２を制御する。具体的には、制御部１１３は、複数の再帰反射面６１ａ～６５ａが観察者９０の視点の位置として設定された基準位置Ｐを向くように、駆動部１１２を制御する。これにより、例えば、再帰反射面６１ａ～６５ａにおける鏡面反射によって発生する迷光が、空中映像Ａを結像する光路を進むことを抑制できる。よって、空中映像表示装置１０１は、空中映像Ａに対する視認性の低下を抑制できる。
《実施の形態２》
　図１０は、実施の形態２に係る空中映像表示装置２００の構成の一例を概略的に示す構成図である。図１０において、図１に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、図１に示される符号と同じ符号が付される。実施の形態２に係る空中映像表示装置２００は、複数の開口２５１、２５２、２５３、２５４の幅Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４を互いに異ならせることで、空中映像Ａに対する視認性の低下を抑制する点で、実施の形態１に係る空中映像表示装置１００と相違する。これ以外の点については、実施の形態２に係る空中映像表示装置２００は、実施の形態１に係る空中映像表示装置１００と同じである。そのため、以下の説明では、図１を参照する。
　図１０に示されるように、空中映像表示装置２００は、映像表示部１０と、再帰反射部材２２０と、ビームスプリッタ３０とを有する。なお、図１０に示す例では、筐体８０（図１参照）の図示が省略されている。
　再帰反射部材２２０は、複数の開口２５１～２５４と、複数の再帰反射素子２６１、２６２、２６３、２６４、２６５とを含む。なお、以下の説明では、再帰反射部材２２０を「第１の再帰反射部材２２０」とも呼ぶ。
　複数の開口２５１～２５４は、映像表示部１０から出射した映像光Ｌ１（図１参照）を透過させる。複数の開口２５１～２５４の各開口の形状は、Ｚ軸方向に長いスリット状である。
　複数の再帰反射素子２６１～２６５は、入射した光を再帰反射する。複数の再帰反射素子２６１～２６５は、複数の第１の再帰反射面としての複数の再帰反射面２６１ａ～２６５ａをそれぞれ有する。複数の再帰反射面２６１ａ～２６５ａは、複数の開口２５１～２５４の配列方向（すなわち、Ｘ軸方向）に直交するＹ軸方向において、ビームスプリッタ３０の光分離面３０ｂ（図１参照）と向き合う位置に配置されている。なお、以下の説明において、複数の再帰反射素子２６１～２６５を区別する必要がない場合には、複数の再帰反射素子２６１～２６５をまとめて、「複数の再帰反射素子２６０」とも呼ぶ。また、複数の再帰反射面２６１ａ～２６５ａを区別する必要がない場合には、複数の再帰反射面２６１ａ～２６５ａをまとめて、「複数の再帰反射面２６０ａ」とも呼ぶ。
　実施の形態２では、複数の開口２５１～２５４の各々の幅Ｗ１～Ｗ４は、互いに異なる。これにより、映像光Ｌ１（図１参照）が開口２５１～２５４を通過するときの回折によって発生する迷光の影響を低減することができる。一般的に、開口の幅が狭いほど、回折による光の広がりは大きくなる。そのため、空中映像Ａを結像する光の光路に利用される開口の幅（図１０では、開口２５３、２５４の幅Ｗ３、Ｗ４）を他の開口の幅（図１０では、開口２５１、２５２の幅Ｗ１、Ｗ２）より広くすることで、空中映像Ａの周辺に現れる迷光（すなわち、回折光）の光量を減少させることができる。
　また、空中映像Ａに対する回折光の影響の大きさは、観察者９０の眼へと向かう光の光線方向と直交する方向（すなわち、Ｘ軸方向）における開口幅にも依存する。言い換えれば、仮に、複数の開口２５１～２５４の幅Ｗ１～Ｗ４が同じである場合、観察者９０が空中映像表示装置２００を見る角度が直角に近いほど、開口２５１～２５４を通過する光の広がりが大きく、空中映像Ａを視認する観察者９０は、回折光の影響を受け難くなる。一方、観察者９０が空中映像表示装置２００を見る角度が水平に近いほど、開口２５１～２５４を通過する光の広がりが小さく、空中映像Ａを視認する観察者９０は、回折光の影響を受け易い。よって、観察者９０と空中映像表示装置２００との位置関係に基づいて、複数の開口２５１～２５４の幅Ｗ１～Ｗ４を互いに異ならせることで、空中映像Ａに対する迷光の影響を低減することができる。
　また、複数の開口２５１～２５４の幅Ｗ１～Ｗ４が互いに異なることによって、パターン光の不可視化を実現することができる。なお、開口２５１～２５４の幅が広すぎると、開口２５１～２５４を通過した映像光Ｌ１のうち空中映像Ａを結像する光路を進む光が少なくなるため、開口２５１～２５４の幅の最大値は、再帰反射面２６１ａ～２６５ａの幅の２倍程度であることが好ましい。言い換えれば、開口２５１～２５４の幅は、再帰反射面２６１ａ～２６５ａの幅の２倍以下であることが好ましい。
　また、複数の開口２５１～２５４の幅Ｗ１～Ｗ４が互いに異なることによって、映像光Ｌ１が直接、観察者９０の眼に視認されることを抑制できる。ここで、開口２５１～２５４の幅Ｗ１～Ｗ４が広いほど、映像光Ｌ１のうち観察者９０の眼に直接、入射する光（以下、「直接光」とも呼ぶ。）が通過する領域が大きくなる。そのため、観察者９０が空中映像Ａを視認する領域の周辺で直接光が視認されないように、空中映像Ａを結像する光路上における開口２５１～２５４の幅を狭めることで、空中映像Ａに対する視認性の低下を抑制できる。
　なお、空中映像Ａに対する直接光の影響の大きさも、観察者９０の眼に向かう光の光線方向と直交する方向における開口幅に依存する。言い換えれば、仮に、複数の開口２５１～２５４の幅Ｗ１～Ｗ４が同じである場合、観察者９０が空中映像表示装置２００を見る角度が垂直に近いほど、開口２５１～２５４を通過する直接光の光量が多く、空中映像Ａを視認する観察者９０は、直接光の影響を受け易い。一方、観察者９０が空中映像表示装置２００を見る角度が水平に近いほど、開口２５１～２５４を通過する直接光の光量が少なく、空中映像Ａを視認する観察者９０は、直接光の影響を受け難い。よって、観察者９０と空中映像表示装置２００との位置関係に基づいて、複数の開口２５１～２５４の幅Ｗ１～Ｗ４を互いに異ならせることで直接光の影響を低減することができる。
　上述した通り、空中映像Ａに対する回折光の影響を低減するためには、開口２５１～２５４の幅Ｗ１～Ｗ４を広げる方がよい。このように、回折光の影響を低減することと、直接光の影響を低減することは、トレードオフの関係にある。そのため、空中映像表示装置２００が配置される環境及び観察者９０の眼の位置に基づいて、回折光及び直接光のどちらの影響が大きいかを判断して、複数の開口２５１～２５４の幅Ｗ１～Ｗ４を設定する必要がある。
　上述した実施の形態１では、再帰反射面６１ａ～６５ａの配置角度が４５°以下であれば、迷光による空中映像Ａに対する視認性の低下を抑制できる。また、再帰反射部材２２０において、開口２５１～２５４の幅Ｗ１～Ｗ４が再帰反射面２６１ａ～２６５ａの幅の約２倍以下であれば、迷光による空中映像Ａに対する視認性の低下を抑制できる。なお、実施の形態１及び２に係る空中映像表示装置１００、２００は、例えば、金融機関等で用いられる小型の映像表示装置から、屋外に設置される大型の映像表示装置まで幅広く適用することができる。そのため、空中映像表示装置１００、２００の用途に応じて、開口２５１～２５４の幅及び再帰反射面２６１ａ～２６５ａの配置角度は適宜、変更されてもよい。例えば、空中映像表示装置１００、２００が大型である場合、開口２５１～２５４の幅Ｗ１～Ｗ４及び再帰反射面２６１ａ～２６５ａの配置角度は、上記の範囲を超えてもよい。
〈実施の形態２の効果〉
　以上に説明した実施の形態２によれば、複数の開口２５１～２５４の幅Ｗ１～Ｗ４は、互いに異なる。これにより、例えば、観察者９０は、回折によるパターン光を視認し難くなる。よって、空中映像表示装置２００は、空中映像Ａに対する視認性の低下を抑制できる。
《実施の形態２の変形例１》
　図１１は、実施の形態２の変形例１に係る空中映像表示装置２０１の構成の一例を概略的に示す構成図である。図１１において、図１０に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、図１０に示される符号と同じ符号が付される。実施の形態２の変形例１に係る空中映像表示装置２０１は、第２の再帰反射部材２４０を更に有する点で、実施の形態２に係る空中映像表示装置２００と相違する。これ以外の点については、実施の形態２の変形例１に係る空中映像表示装置２０１は、実施の形態２に係る空中映像表示装置２００と同じである。
　図１１に示されるように、空中映像表示装置２０１は、映像表示部１０と、第１の再帰反射部材２２０と、ビームスプリッタ３０と、第２の再帰反射部材２４０とを有する。
　第２の再帰反射部材２４０は、第１の再帰反射部材２２０よりビームスプリッタ３０側に配置されている。第２の再帰反射部材２４０は、第１の再帰反射部材２２０と向かい合う位置に配置されている。言い換えれば、第２の再帰反射部材２４０は、奥行方向であるＹ軸方向において、第１の再帰反射部材２３０と並んで配列されている。
　第２の再帰反射部材２４０は、複数の第２の開口２７１、２７２と、複数の第２の再帰反射素子２８１、２８２、２８３とを含む。なお、以下の説明において、複数の第２の再帰反射素子２８１、２８２、２８３を区別する必要がない場合には、複数の第２の再帰反射素子２８１、２８２、２８３をまとめて、「第２の再帰反射素子２８０」とも呼ぶ。
　複数の第２の開口２７１、２７２は、複数の第１の開口２５１、２５２を通過してビームスプリッタ３０に向かう映像光Ｌ１を通過させる。複数の第２の開口２７１、２７２の幅Ｗ２１、Ｗ２２は、互いに異なる。
　複数の第２の再帰反射素子２８１、２８２、２８３は、複数の第２の再帰反射面２８１ａ、２８２ａ、２８３ａをそれぞれ有する。複数の第２の再帰反射素子２８１、２８２、２８３は、複数の第１の再帰反射素子２６１、２６２、２６３とそれぞれ向かい合っている。図１１に示す例では、複数の第２の再帰反射素子２８１、２８２、２８３は、複数の第１の再帰反射素子２６１、２６２、２６３の一部とそれぞれ向かい合っている。このように、空中映像表示装置２０１は、Ｘ軸方向に配列された第１の列５ａの再帰反射素子２６０と、Ｘ軸方向に配列された第２の列５ｂの第２の再帰反射素子２８０とを含む。第２の再帰反射素子２８０は、隣接する第１の再帰反射素子２６０に対して、Ｘ軸方向にずれて配列されている。そのため、図１１に示す例では、複数の第２の再帰反射素子２８２、２８３は、複数の第１の開口２５１、２５２とそれぞれ向かい合っている。
　映像表示部１０から出射した映像光Ｌ１は、第１の開口２５１、２５２及び第２の開口２７１、２７２を通過する。この場合、映像光Ｌ１は、Ｙ軸方向に対して＋Ｘ軸側（又は、－Ｘ軸側）に傾斜して進む。このように、実施の形態２の変形例１では、Ｙ軸方向に対して傾斜して進む映像光Ｌ１を、空中映像Ａとして結像させる。よって、観察者９０が空中映像Ａを斜め方向に見るときに、視認性を高めることができる。
　また、図１１に示す例では、映像表示部１０から出射した映像光Ｌ１が、ビームスプリッタ３０で反射せずに観察者９０の眼に直接、入射することを抑制できる。これは、映像表示部１０から出射した映像光Ｌ１のうちの直接光が、第２の再帰反射素子２８０の背面２８０ｂで遮光されるためである。
　また、図１１に示す例では、第２の再帰反射素子２８０が、隣接する第１の再帰反射素子２６０に対してＸ軸方向にずれて配置されていることにより、第１の開口２５１、２５２を通過する際に発生する回折光による空中映像Ａの視認性の低下を抑制できる。ここで、回折光が結像するまでの光路長が長いほど、回折光の広がりは大きくなる。そのため、空中映像Ａの周辺に広がる迷光の大きさは、第１の再帰反射素子２６０と第２の再帰反射素子２８０との配置関係によって変化する。実施の形態２の変形例１では、第２の再帰反射素子２８０は、隣接する第１の再帰反射素子２６０に対してＸ軸方向にずれて配置されている。これにより、パターン光の不可視化を実現することができ、空中映像Ａに対する視認性の低下を抑制できる。
〈実施の形態２の変形例１の効果〉
　以上に説明した実施の形態２の変形例１によれば、空中映像表示装置２０１は、複数の第２の開口２７１、２７２と、複数の第２の再帰反射素子２８０とを含む第２の再帰反射部材２４０を更に有し、複数の第２の再帰反射素子２８０は、隣接する第１の再帰反射素子２６０に対してＸ軸方向にずれて配置されている。これにより、観察者９０が、空中映像Ａを視認する際に、パターン光が発生することを抑制できる。よって、空中映像表示装置２０１は、空中映像Ａに対する視認性の低下を抑制できる。
《実施の形態２の変形例２》
　図１２は、実施の形態２の変形例２に係る空中映像表示装置２０２の構成の一例を概略的に示す構成図である。図１２において、図６及び１１に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、図６及び１１に示される符号と同じ符号が付される。実施の形態２の変形例２に係る空中映像表示装置２０２は、視点情報取得部１１１、駆動部２１２及び制御部２１３を更に有する点で実施の形態２の変形例１に係る空中映像表示装置２０１と相違する。これ以外の点については、実施の形態２の変形例２に係る空中映像表示装置２０２は、実施の形態２の変形例１に係る空中映像表示装置２０１と同じである。
　図１２に示されるように、空中映像表示装置２０２は、映像表示部１０と、第１の再帰反射部材２２０と、ビームスプリッタ３０と、第２の再帰反射部材２４０と、視点情報取得部１１１と、駆動部２１２と、制御部２１３とを有する。
　駆動部２１２は、複数の第２の再帰反射面２８１ａ、２８２ａ、２８３ａを、複数の第２の開口２７１、２７２の配列方向であるＸ軸方向にスライド移動させる。図１２に示す例では、複数の第１の再帰反射素子２６１、２６２、２６３は、固定されている。
　制御部２１３は、視点情報取得部１１１によって取得された視点情報に基づいて駆動部２１２を制御する。具体的には、制御部２１３は、空中映像Ａを結像する光が第１の開口２５１、２５２及び第２の開口２７１、２７２を通過するように、駆動部２１２を制御する。制御部２１３のハードウェア構成は、上述した図７（Ａ）及び（Ｂ）と同様であるため、説明を省略する。
　実施の形態２の変形例２では、迷光は、第１の再帰反射素子２６０の背面２６０ｂで遮光される。よって、映像表示部１０から出射した映像光Ｌ１がビームスプリッタ３０で反射せずに直接、観察者９０に入射することを防止できる。また、第１の再帰反射素子２６０の再帰反射面で鏡面反射した光は、第２の再帰反射素子２８０の背面２８０ｂで遮光される。よって、空中映像表示装置２０２は、空中映像Ａに対する視認性の低下を抑制できる。
〈実施の形態２の変形例２の効果〉
　以上に説明した実施の形態２の変形例２によれば、空中映像表示装置２０２は、視点情報取得部１１１と、第２の再帰反射面２８１ａ、２８２ａ、２８３ａをスライド移動させる駆動部２１２と、視点情報に基づいて駆動部２１２を制御する制御部２１３とを有する。これにより、空中映像Ａを結像する光のみが第１の開口２５１、２５２及び第２の開口２７１、２７２を通過させることができる。言い換えれば、迷光が、空中映像Ａを結像する光の光路上を進むことを抑制できる。よって、空中映像表示装置２０２は、空中映像Ａに対する視認性の低下を抑制できる。
《実施の形態３》
　図１３は、実施の形態３に係る空中映像表示装置の再帰反射部材の構成を示す斜視図である。実施の形態３に係る空中映像表示装置は、再帰反射部材としての再帰反射シート３２１が単一の再帰反射面３６１を有する点で、実施の形態１又は２に係る空中映像表示装置１００、２００と相違する。これ以外の点については、実施の形態３に係る空中映像表示装置３００は、実施の形態１又は２に係る空中映像表示装置１００、２００と同じである。そのため、以下の説明では、図１を参照する。
　図１３に示されるように、実施の形態３の再帰反射シート３２１は、複数の開口３５１、３５２と、単一の再帰反射面３６１とを含む。なお、以下の説明において、再帰反射シート３２１を、「第１の再帰反射シート３２１」とも呼び、複数の開口３５１、３５２を「複数の第１の開口３５１、３５２」とも呼ぶ。
　複数の開口３５１、３５２は、映像表示部１０から出射した映像光Ｌ１（図１参照）を通過させる。複数の開口３５１、３５２の形状は、例えば、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に広がる矩形状である。なお、複数の開口３５１、３５２の形状は、矩形状に限られず、円形状などの他の形状であってもよい。
　複数の開口３５１、３５２の各々のＸ軸方向の幅Ｗ１１、Ｗ１２は、互いに異なる。これにより、映像光Ｌ１が複数の開口３５１、２５２を通過する際に、パターン光の不可視化を実現することができる。よって、空中映像Ａ（図１参照）に対する視認性の低下を抑制できる。図１３に示す例では、開口３５２の幅Ｗ１２は、開口３５１の幅Ｗ１１より広い。
　複数の開口３５１、３５２は、格子状、すなわち、複数行複数列のマトリクス状に配列されている。複数の開口３５１、３５２は、例えば、再帰反射面３６１を穴あけ加工することによって形成される。複数の開口３５１、３５２は、例えば、再帰反射面３６１をパンチング加工又はレーザ加工によって形成（成型）される。
《変形例》
　図１４は、実施の形態３に係る空中映像表示装置の変形例の再帰反射部材３２０Ａの構成を示す斜視図である。図１４に示されるように、再帰反射部材３２０Ａは、奥行方向に積層された第１の再帰反射シート３２１と第２の再帰反射シート３２２とによって構成されていてもよい。第２の再帰反射シート３２２は、第１の再帰反射シート３２１より－Ｙ軸側（図１に示されるビームスプリッタ３０側）に配置されている。
　第２の再帰反射シート３２２は、複数の第２の開口３７１、３７２と、単一の第２の再帰反射面３８１とを含む。複数の第２の開口３７１、３７２の各々のＸ軸方向の幅Ｗ２１、Ｗ２２は、互いに異なる。図１４に示す例では、第２の開口３７２の幅Ｗ２２は、第２の開口３７１の幅Ｗ２１より広い。
　複数の第２の開口３７１、３７２は、複数行複数列のマトリクス状に配列されている。第２の再帰反射シート３２２を奥行方向にＹ軸方向に見たときに、複数の第２の開口３７１は、複数の第１の開口３５１と重なっていて、複数の第２の開口３７２は、複数の第１の開口３５２と重なっている。このように、マトリクス状に配列された複数の第１の開口３５１、３５２と、マトリクス状に配列された複数の第２の開口３７１、３７２とが向かい合って配置されていてもよい。これにより、映像光Ｌ１が第１の開口３５１、３５２が通過したときに発生した回折光を第２の再帰反射シート３２２で遮光できる。また、映像表示部１０からの直接光を第１の再帰反射シート３２１で遮光できる。これにより、空中映像Ａの視認性の低下が抑制される。
　図１５は、実施の形態３に係る空中映像表示装置の変形例の再帰反射部材３２０Ｂの構成の他の例を示す斜視図である。図１５に示されるように、再帰反射部材３２０Ｂは、第１の再帰反射シート３２１Ｂと、第２の再帰反射シート３２２Ｂとを有する。
　第１の再帰反射シート３２１Ｂは、Ｚ軸方向に長いスリット状の複数の第１の開口３５１Ｂ、３５２Ｂと、Ｚ軸方向に長い複数の第１の再帰反射面３６０Ｂとを含む。複数の第１の開口３５１Ｂ、３５２Ｂの幅Ｗ３１、Ｗ３２は、互いに異なる。第２の再帰反射シート３２２Ｂは、第１の再帰反射シート３２１Ｂより－Ｙ軸側（すなわち、図１に示されるビームスプリッタ３０側）に配置されている。第２の再帰反射シート３２２Ｂは、Ｘ軸方向に長いスリット状の複数の第１の開口３７１Ｂ、３７２Ｂと、Ｘ軸方向に長い複数の第２の再帰反射面３８０Ｂを含む。
　複数の第２の再帰反射面３８０Ｂは、複数の第１の再帰反射面３６０Ｂと向かい合うようにＸ軸方向に伸びている。このように、Ｘ軸方向に長い複数の第２の再帰反射面３８０Ｂを、Ｚ軸方向に長い複数の第１の再帰反射面３６０Ｂと向かい合う位置に配置することで、格子状の複数の開口が形成された再帰反射部材３２０Ｂを実現することができる。
〈実施の形態３の効果〉
　以上に説明した実施の形態３によれば、再帰反射部材としての再帰反射シート３２１は、単一の再帰反射面３６１に設けられた格子状の複数の開口３５１、３５２を有し、複数の開口３５１、３５２の幅Ｗ３１、Ｗ３２は、互いに異なる。これにより、観察者９０が、例えば、回折によるパターン光を視認し難くなる。よって、実施の形態３に係る空中映像表示装置は、空中映像Ａに対する視認性の低下を抑制できる。
　１０　映像表示部、　１０ａ　表示面、　１１　映像、　２０、２２０、３２０Ａ、３２０Ｂ、３２１　再帰反射部材、　２５　支持部、　３０　ビームスプリッタ（光学部材）、　３０ａ　前面、　３０ｂ　光分離面、　５０～５４　開口、　６０～６５、２６０～２６５　再帰反射素子（第１の再帰反射素子）、　６０ａ、６１ａ、６２ａ、６３ａ、６４ａ、６５ａ　再帰反射面、　６０ｂ、２６０ｂ、２８０ｂ　背面、　７０　結像光学系、　８０　筐体、　９０　観察者、　１００、１０１、２００、２０１、２０２　空中映像表示装置、　１１１　視点情報取得部、　１１２、２１２　駆動部、　１１３、２１３　制御部、　１１３ａ　メモリ、　１１３ｂ　プロセッサ、　１１３ｃ　処理回路、　２４０　第２の再帰反射部材、　２５１～２５４、３５１Ｂ、３５２Ｂ　第１の開口、　２７１、２７２、３７１、３７２、３７１Ｂ、３７２Ｂ　第２の開口、　２８１～２８３　第２の再帰反射素子、　３２１　第１の再帰反射シート、　３２２　第２の再帰反射シート、　３２１Ｂ　第１の再帰反射部材、　３２２Ｂ　第２の再帰反射部材、　３６１、３６０Ｂ　第１の再帰反射面、　３８１、３８０Ｂ　第２の再帰反射面、　Ａ　空中映像、　Ｌ１　映像光、　Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４　光、　Ｐ　基準位置、　Ｒａ　軸、　Ｓ　基準面、　Ｗ１～Ｗ４、Ｗ１０～Ｗ１２、Ｗ２１、Ｗ２２、Ｗ３１、Ｗ３２　幅。

Claims (15)

  1. 　映像を表示する映像表示部と、
    　前記映像表示部から出射した映像光を通過させる複数の開口と、複数の再帰反射面とを含む再帰反射部材と、
    　入射した光を反射及び透過させる光分離面を含み、前記複数の開口を通過した前記映像光を反射させて前記複数の再帰反射面に向ける光学部材と、
    　を有し、
    　前記複数の再帰反射面で再帰反射した前記映像光は、前記光学部材を透過し、
    　前記複数の再帰反射面の向きは、互いに異なる、
    　ことを特徴とする、空中映像表示装置。
  2. 　前記複数の再帰反射面は、前記複数の開口の配列方向である第１の方向に直交する第２の方向において、前記光分離面と向き合う位置に配置されている、
    　ことを特徴とする、請求項１に記載の空中映像表示装置。
  3. 　前記複数の再帰反射面のうちの少なくとも１つの再帰反射面は、前記光分離面と非平行である、
    　ことを特徴とする、請求項２に記載の空中映像表示装置。
  4. 　前記複数の開口の各開口の形状は、前記第１の方向及び前記第２の方向に直交する第３の方向に長いスリット状である、
    　ことを特徴とする、請求項２又は３に記載の空中映像表示装置。
  5. 　観察者の眼の位置を示す視点情報を取得する視点情報取得部と、
    　前記複数の再帰反射面を前記第３の方向に延びる軸周りに回転させる駆動部と、
    　前記視点情報に基づいて前記駆動部を制御する制御部と、
    　を有する、
    　ことを特徴とする、請求項４に記載の空中映像表示装置。
  6. 　前記制御部は、前記複数の再帰反射面が前記観察者の前記眼の位置として設定された基準位置を向くように、前記駆動部を制御する、
    　ことを特徴とする、請求項５に記載の空中映像表示装置。
  7. 　前記複数の開口の幅は、互いに異なる、
    　ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の空中映像表示装置。
  8. 　映像を表示する映像表示部と、
    　前記映像表示部から出射した映像光を通過させる複数の第１の開口と、単一又は複数の第１の再帰反射面とを含む第１の再帰反射部材と、
    　入射した光を反射及び透過させる光分離面を含み、前記複数の第１の開口を通過した前記映像光を反射させて前記単一又は複数の第１の再帰反射面に向ける光学部材と、
    　を有し、
    　前記単一又は複数の第１の再帰反射面で再帰反射した前記映像光は、前記光学部材を透過し、
    　前記複数の第１の開口の幅は、互いに異なる、
    　ことを特徴とする、空中映像表示装置。
  9. 　前記複数の第１の再帰反射面は、前記複数の第１の開口の配列方向である第１の方向に直交する第２の方向において、前記光分離面と向き合う位置に配置されている、
    　ことを特徴とする、請求項８に記載の空中映像表示装置。
  10. 　前記単一又は複数の第１の再帰反射面は、複数の第１の再帰反射面であり、
    　前記複数の第１の開口の各第１の開口の幅は、前記複数の第１の再帰反射面の各第１の再帰反射面の幅の２倍以下である、
    　ことを特徴とする、請求項８又は９に記載の空中映像表示装置。
  11. 　前記複数の第１の開口を通過して前記光学部材に向かう前記映像光を通過させる複数の第２の開口と、前記複数の第１の再帰反射面とそれぞれ向かい合う複数の第２の再帰反射面とを含む第２の再帰反射部材を更に有し、
    　前記第２の再帰反射部材は、前記第１の再帰反射部材より前記光学部材側に配置されている、
    　ことを特徴とする請求項１０に記載の空中映像表示装置。
  12. 　観察者の眼の位置を示す視点情報を取得する視点情報取得部と、
    　前記複数の第２の再帰反射面を、前記複数の第２の開口の配列方向に移動させる駆動部と、
    　前記視点情報に基づいて前記駆動部を制御する制御部と、
    　を更に有する、
    　ことを特徴とする請求項１１に記載の空中映像表示装置。
  13. 　前記単一又は複数の第１の再帰反射面は、単一の第１の再帰反射面であり、
    　前記複数の第１の開口は、マトリクス状に配列されている、
    　ことを特徴とする、請求項８に記載の空中映像表示装置。
  14. 　前記複数の第１の開口を通過して前記光学部材に向かう前記映像光を通過させる複数の第２の開口と、前記単一の第１の再帰反射面と向かい合う位置に配置された第２の再帰反射面とを含む第２の再帰反射部材を更に有し、
    　前記複数の第２の開口は、前記複数の第１の開口と重なるようにマトリクス状に配列されている、
    　ことを特徴とする、請求項１３に記載の空中映像表示装置。
  15. 　前記複数の第１の開口を通過して前記光学部材に向かう前記映像光を通過させる複数の第２の開口と、前記光学部材で反射した前記映像光を再帰反射させる複数の第２の再帰反射面とを含む第２の再帰反射部材を更に有し、
    　前記第２の再帰反射部材は、前記複数の第１の開口の配列方向である第１の方向に直交する第２の方向において、前記第１の再帰反射部材と向かい合う位置に配置されていて、
    　前記複数の第１の開口の各第１の開口の形状は、前記第１の方向及び前記第２の方向に直交する第３の方向に長いスリット状であり、
    　前記複数の第２の再帰反射面は、前記複数の第１の開口と向かい合うように前記第１の方向に延びている、
    　ことを特徴とする、請求項８に記載の空中映像表示装置。
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