WO2025239115A1

WO2025239115A1 - 光源装置

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Publication number: WO2025239115A1
Application number: PCT/JP2025/015110
Authority: WO
Inventors: 利昌永井; 和夫鋪田; 浩司藤田; 拓也清水; 祥朝倉
Original assignee: Maxell Ltd
Current assignee: Maxell Ltd
Priority date: 2024-05-17
Filing date: 2025-04-17
Publication date: 2025-11-20
Anticipated expiration: 2026-11-17

Abstract

空中浮遊映像表示装置に用いられる本発明の光源装置(13)は、映像表示素子(11)における映像表示画面と平行な第１の光軸に沿って光を出射する第１の光出射構造体(240A)と、映像表示画面の垂線方向において、第１の光出射構造体(240A)と隣接または近接して配置され、第１の光軸と平行な第２の光軸に沿って光を出射する第２の光出射構造体(240B)と、光反射側の面を有し、第１の光出射構造体(240A)から出射された光と、第２の光出射構造体(240B)から出射された光とを、光反射側の面で反射させて映像表示画面(11)に向かうように導く導光体(306)と、を備える。

Description

光源装置

　本発明は、光源装置および空中浮遊映像表示装置に関する。

　空中浮遊情報表示技術については、例えば、特許文献１に開示されている。

特開２０１９－１２８７２２号公報

　しかしながら、特許文献１の開示では、空中浮遊映像の実用的な明るさや品位を得るための構成や、ユーザが空中浮遊映像をより楽しく視認するための構成などについての考慮は十分ではなかった。

　本発明の目的は、より好適な空中浮遊映像表示装置を提供することにある。

　上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、以下のように構成すればよい。空中浮遊映像表示装置に用いられる光源装置は、映像表示素子における映像表示画面と平行な第１の光軸に沿って光を出射する第１の光出射構造体と、前記映像表示画面の垂線方向において、前記第１の光出射構造体と隣接または近接して配置され、前記第１の光軸と平行な第２の光軸に沿って光を出射する第２の光出射構造体と、光反射側の面を有し、前記第１の光出射構造体から出射された光と、前記第２の光出射構造体から出射された光とを、前記光反射側の面で反射させて前記映像表示画面に向かうように導く導光体と、を備える。

　本発明によれば、より好適な空中浮遊映像表示装置を実現できる。これ以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明において明らかにされる。

本発明の一実施例に係る空間浮遊映像表示装置の使用形態の一例を示す図である。本発明の一実施例に係る空間浮遊映像表示装置の主要部構成と再帰反射部構成の一例を示す図である。本発明の一実施例に係る空間浮遊映像表示装置の主要部構成と再帰反射部構成の一例を示す図である。本発明の一実施例に係る空間浮遊映像表示装置の主要部構成と再帰反射部構成の一例を示す図である。本発明の一実施例に係る、空中浮遊映像表示装置の主要部構成と再帰反射部構成の一例を示す図である。本発明の一実施例に係る、空中浮遊映像表示装置を構成する、再帰反射板の投影図である。本発明の一実施例に係る、空中浮遊映像表示装置を構成する、再帰反射板の上面図である。本発明の一実施例に係る、空中浮遊映像表示装置を構成する、再帰反射板を構成する、コーナーリフレクタを示す斜視図である。本発明の一実施例に係る、空中浮遊映像表示装置を構成する、再帰反射板を構成する、コーナーリフレクタを示す上面図である。本発明の一実施例に係る、空中浮遊映像表示装置を構成する、再帰反射板を構成する、コーナーリフレクタを示す側面図である。本発明の一実施例に係る空間浮遊映像表示装置の構成例を示す図である。本発明の一実施例に係る空間浮遊映像表示装置の構成の一例を示す図である。本発明の一実施例に係る空間浮遊映像表示装置の構成の一例を示す図である。本発明の一実施例に係る空間浮遊映像表示装置の構成の一例を示す図である。本発明の一実施例に係る空間浮遊映像表示装置の構成の一例を示す図である。本発明の一実施例に係る空間浮遊映像表示装置の構成の一例を示す図である。本発明の一実施例に係る空間浮遊映像表示装置の構成の一例を示す図である。本発明の一実施例に係る空間浮遊映像表示装置の構成の一例を示す図である。本発明の一実施例に係る空間浮遊映像表示装置の構成の一例を示す図である。本発明の一実施例に係る空間浮遊映像表示装置の構成の一例を示す図である。本発明の一実施例に係る空間浮遊映像表示装置の構成の一例を示す図である。本発明の一実施例に係る空間浮遊映像表示装置の構成の一例を示す図である。本発明の一実施例に係る空間浮遊映像表示装置の構成の一例を示す図である。本発明の一実施例に係る空間浮遊映像表示装置の構成の一例を示す図である。本発明の一実施例に係る空間浮遊映像表示装置の構成の一例を示す図である。本発明の一実施例に係る空間浮遊映像表示装置の構成の一例を示す図である。本発明の一実施例に係る空間浮遊映像表示装置の構成の一例を示す図である。本発明の一実施例に係る光源装置の具体的な構成の一例を示す断面図である。本発明の一実施例に係る光源装置の具体的な構成の一例を示す断面図である。本発明の一実施例に係る光源装置の具体的な構成の一例を示す断面図である。本発明の一実施例に係る空間浮遊映像表示装置の主要部を示す配置図である。本発明の一実施例に係る表示装置の構成を示す断面図である。本発明の一実施例に係る表示装置の構成を示す断面図である。本発明の一実施例に係る映像表示装置の光源拡散特性を説明するための説明図である。本発明の一実施例に係る映像表示装置の拡散特性を説明するための説明図である。空間浮遊映像表示装置における光源装置の標準的な構成レイアウト例を示す図である。映像表示素子の大画面化に対応した光源装置の構成レイアウト例１を示す図である。映像表示素子の大画面化に対応した光源装置の構成レイアウト例２を示す図である。映像表示素子の大画面化に対応した光源装置の構成レイアウト例３を示す図である。本発明の一実施例に係る光源装置の構成レイアウト例を示す図である。本発明の一実施例に係る光源装置の構成レイアウト例によって解決される課題を説明するための図である。本発明の一実施例に係る導光体による輝度均一化の原理を説明するための図である。本発明の一実施例に係る導光体による輝度均一化の原理を説明するための図である。本発明の一実施例に係る導光体における包絡線の傾きの補正に伴う包絡線の凹凸傾向を説明するための図である。本発明の一実施例に係る導光体における包絡線の傾きの補正に伴う包絡線の凹凸傾向を説明するための図である。本発明の一実施例に係る導光体における包絡線の傾きの補正に伴う包絡線の凹凸傾向を説明するための図である。本発明の一実施例に係る光源装置の構成レイアウト例における導光体の補正前後での輝度を説明するための図である。本発明の一実施例に係る光源装置の構成レイアウト例における導光体の補正前後での包絡線の傾きおよび液晶表示パネルの輝度分布を示す図である。本発明の一実施例に係る光出射構造体の構成レイアウト例１を示す図である。本発明の一実施例に係る光出射構造体の構成レイアウト例２を示す図である。本発明の一実施例に係る光出射構造体の構成レイアウト例３を示す図である。本発明の一実施例に係る光出射構造体の構成レイアウト例４を示す図である。本発明の一実施例に係る光出射構造体の構成レイアウト例５を示す図である。本発明の一実施例に係る光源装置の構成レイアウト例におけるローカルディミング制御の例を説明するための図である。本発明の一実施例に係る光源装置の構成レイアウト例の変形例を示す図である。本発明の一実施例に係る遮光板の配置例１を示す図である。本発明の一実施例に係る遮光板の配置例２を示す図である。

　以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は実施例の説明に限定されるものではなく、本明細書に開示される技術的思想の範囲内において当業者による様々な変更および修正が可能である。また、本発明を説明するための全図において、同一の機能を有するものには、同一の符号を付与し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。

　以下の実施例は、映像発光源からの映像光による映像を、ガラス等の空間を仕切る透明な部材を介して透過して、前記透明な部材の外部に空間浮遊映像として表示することが可能な映像表示装置に関する。なお、以下の実施例の説明において、空間に浮遊する映像を「空間浮遊映像」という用語で表現している。この用語の代わりに、「空中像」、「空間像」、「空中浮遊映像」、「表示映像の空間浮遊光学像」、「表示映像の空中浮遊光学像」などと表現してもかまわない。実施例の説明で主として用いる「空間浮遊映像」との用語は、これらの用語の代表例として用いている。

　以下の実施例によれば、例えば、銀行のＡＴＭや駅の券売機やデジタルサイネージ等において好適な映像表示装置を実現できる。例えば、現状、銀行のＡＴＭや駅の券売機等では、通常、タッチパネルが用いられているが、透明なガラス面や光透過性の板材を用いて、このガラス面や光透過性の板材上に高解像度な映像情報を空間浮遊した状態で表示可能となる。この時、出射する映像光の発散角を小さく、すなわち鋭角とし、更に特定の偏波に揃えることで、再帰反射板に対して正規の反射光だけを効率良く反射させるため、光の利用効率が高く、従来の再帰反射方式での課題となっていた主空間浮遊像の他に発生するゴースト像を抑えることができ、鮮明な空間浮遊映像を得ることができる。また、本実施例の光源を含む装置により、消費電力を大幅に低減することが可能な、新規で利用性に優れた空間浮遊映像表示装置（空間浮遊映像表示システム）を提供することができる。また、例えば、車両において車両内部および／または外部において視認可能である、いわゆる、一方向性の空間浮遊映像表示が可能な車両用空間浮遊映像表示装置を提供することができる。

　＜実施例１＞
　以下に、本発明の実施例１として、空間浮遊映像表示装置の構成例を説明する。

　＜空間浮遊映像表示装置の使用形態の一例＞
　図１は、本発明の一実施例に係る空間浮遊映像表示装置の使用形態の一例を示す図であり、本実施例に係る空間浮遊映像表示装置の全体構成を示す図である。空間浮遊映像表示装置の具体的な構成については、図２等を用いて詳述するが、映像表示装置１から挟角な指向特性でかつ特定偏波の光が、映像光束として出射し、空間浮遊映像表示装置内の光学系での反射等を経て再帰反射板２に一旦入射し、再帰反射して透明な部材１００（ガラス等）を透過して、ガラス面の外側に、実像である空中像（空間浮遊映像３）を形成する。なお、以下の実施例においては、再帰反射部材の例として再帰反射板２（再帰性反射板）を用いて説明する。しかしながら、本発明の再帰反射板２は平面形状のプレートに限られず、平面または非平面の部材に貼り付けるシート状の再帰反射部材や、平面または非平面の部材にシート状の再帰反射部材を貼り付けたアセンブリ全体を含む概念の例として用いている。また、再帰反射板２の反射後の光線は結像する光学特性を有するため、再帰反射板２は結像光学部材または結像光学プレートと表現してもよい。

　また、店舗等においては、ガラス等の透光性の部材であるショーウィンド（「ウィンドガラス」とも言う）１０５により空間が仕切られている。本実施例の空間浮遊映像表示装置によれば、かかる透明な部材を透過して、浮遊映像を店舗（空間）の外部および／または内部に対して一方向に表示することが可能である。

　図１では、ウィンドガラス１０５の内側（店舗内）を奥行方向にしてその外側（例えば、歩道）が手前になるように示している。他方、ウィンドガラス１０５に特定偏波を反射する手段を設けることで反射させ、店内の所望の位置に空中像を形成することもできる。

　＜空間浮遊映像表示装置の光学システムの構成例＞
　図２Ａは、本発明の一実施例に係る空間浮遊映像表示装置の光学システムの構成の一例を示す図である。図２Ａを用いて、空間浮遊映像表示装置の構成をより具体的に説明する。図２Ａ（１）に示すように、ガラス等の透明な部材１００の斜め方向には、特定偏波の映像光を挟角に発散させる表示装置１を備える。表示装置１は、液晶表示パネル１１と、挟角な拡散特性を有する特定偏波の光を生成する光源装置１３とを備えている。

　表示装置１からの特定偏波の映像光は、透明な部材１００に設けた特定偏波の映像光を選択的に反射する膜を有する偏光分離部材１０１（図中は偏光分離部材１０１をシート状に形成して透明な部材１００に粘着している）で反射され、再帰反射板２に入射する。再帰反射板２の映像光入射面にはλ／４板２１を設ける。映像光は、再帰反射板２への入射のときと出射のときの２回、λ／４板２１を通過させられることで、特定偏波から他方の偏波へ偏光変換される。ここで、特定偏波の映像光を選択的に反射する偏光分離部材１０１は偏光変換された他方の偏波の偏光は透過する性質を有するので、偏光変換後の特定偏波の映像光は、偏光分離部材１０１を透過する。偏光分離部材１０１を透過した映像光が、透明な部材１００の外側に、実像である空間浮遊映像３を形成する。なお、再帰反射板２へ入射する映像光の主光線は、図２Ａでは再帰反射板２に対して９０°に入射している例を記載している。ただし、再帰反射板２に対する映像光の主光線の入射角度は９０°に限られず、例えば９０°±１５°でも使用可能である。

　ここで、図２Ａの光学システムにおける偏光設計の第１の例を説明する。例えば、表示装置１からＳ偏光（Ｓはsenkrechtの略。入射面に垂直に電界が振動する偏光。）の映像光が偏光分離部材１０１へ射出される構成とし、偏光分離部材１０１がＳ偏光を反射しＰ偏光（Ｐはparallelの略。入射面内で電界が振動する偏光。）を透過する特性を有する構成としてもよい。この場合、表示装置１から偏光分離部材１０１へ到達したＳ偏光の映像光は、偏光分離部材１０１により反射され、再帰反射板２へ向かう。当該映像光が再帰反射板２で反射される際に、再帰反射板２の入射面に設けられたλ／４板２１を２回通過するので、当該映像光はＳ偏光からＰ偏光へ変換される。Ｐ偏光へ変換された映像光は再び偏光分離部材１０１へ向かう。ここで、偏光分離部材１０１は、Ｓ偏光を反射しＰ偏光を透過する特性を有するので、Ｐ偏光の映像光は偏光分離部材１０１を透過し、透明な部材１００を透過する。透明な部材１００を透過した映像光は、再帰反射板２により生成された光であるため、偏光分離部材１０１に対して表示装置１の表示映像と鏡面関係にある位置に、表示装置１の表示映像の光学像である空間浮遊映像３を形成する。このような偏光設計により好適に空間浮遊映像３を形成することができる。

　次に、図２Ａの光学システムにおける偏光設計の第２の例を説明する。例えば、表示装置１からＰ偏光の映像光が偏光分離部材１０１へ射出される構成とし、偏光分離部材１０１がＰ偏光を反射しＳ偏光を透過する特性を有する構成としてもよい。この場合、表示装置１から偏光分離部材１０１へ到達したＰ偏光の映像光は、偏光分離部材１０１により反射され、再帰反射板２へ向かう。当該映像光が再帰反射板２で反射される際に、再帰反射板２の入射面に設けられたλ／４板２１を２回通過するので、当該映像光はＰ偏光からＳ偏光へ変換される。Ｓ偏光へ変換された映像光は再び偏光分離部材１０１へ向かう。ここで、偏光分離部材１０１は、Ｐ偏光を反射しＳ偏光を透過する特性を有するので、Ｓ偏光の映像光は偏光分離部材１０１を透過し、透明な部材１００を透過する。透明な部材１００を透過した映像光は、再帰反射板２により生成された光であるため、偏光分離部材１０１に対して表示装置１の表示映像と鏡面関係にある位置に、表示装置１の表示映像の光学像である空間浮遊映像３を形成する。このような偏光設計により好適に空間浮遊映像３を形成することができる。

　なお、空間浮遊映像３を形成する光は再帰反射板２から空間浮遊映像３の光学像へ収束する光線の集合であり、これらの光線は、空間浮遊映像３の光学像を通過後も直進する。よって、空間浮遊映像３は、一般的なプロジェクタなどでスクリーン上に形成される拡散映像光とは異なり、高い指向性を有する映像である。よって、図２Ａの構成では、矢印Ａの方向からユーザが視認する場合は、空間浮遊映像３は明るい映像として視認される。しかし、矢印Ｂの方向から他の人物が視認する場合は、空間浮遊映像３は映像として一切視認することはできない。この特性は、高いセキュリティが求められる映像や、ユーザに正対する人物には秘匿したい秘匿性の高い映像を表示するシステムに採用する場合に非常に好適である。

　なお、再帰反射板２の性能によっては、反射後の映像光の偏光軸が不揃いになることがある。また、反射角度も不揃いになることがある。このような不揃いの光は、設計上想定された偏光状態および進行角度を保たないことが有る。例えば、このような設計想定外の偏光状態および進行角度の光が、再帰反射板２の位置から偏光分離部材を介さずに直接液晶表示パネル１１の映像表示面側へ再入射してしまうこともある。このような設計想定外の偏光状態および進行角度の光が、空間浮遊映像表示装置内の部品で反射したのち、液晶表示パネル１１の映像表示面側へ再入射してしまうこともある。このような液晶表示パネル１１の映像表示面側へ再入射した光が、表示装置１を構成する液晶表示パネル１１の映像表示面で再反射し、ゴースト像を発生させ空間浮遊像の画質を低下させる可能性がある。そこで、本実施例では表示装置１の映像表示面に吸収型偏光板１２を設けてもよい。表示装置１から出射する映像光は吸収型偏光板１２を透過させ、偏光分離部材１０１から戻ってくる反射光は吸収型偏光板１２で吸収させることで、上記再反射を抑制できる。これにより、空間浮遊像のゴースト像による画質低下を防止することができる。具体的には、表示装置１からＳ偏光の映像光が偏光分離部材１０１へ射出される構成であれば、吸収型偏光板１２はＰ偏光を吸収する偏光板とすればよい。また、表示装置１からＰ偏光の映像光が偏光分離部材１０１へ射出される構成であれば、吸収型偏光板１２はＳ偏光を吸収する偏光板とすればよい。

　上述した偏光分離部材１０１は、例えば反射型偏光板や特定偏波を反射させる金属多層膜などで形成すればよい。

　次に、図２Ａ（２）に、代表的な再帰反射板２として、再帰反射板の表面形状の一例を示す。再帰反射板２には、規則的に三角錐の形状の凹部の反射面が配列されているプリズム体が配置されている。配列された三角錐の形状の凹部に入射した光線は、三角錐の形状の凹部の複数の反射面で反射され再帰反射光として入射光に対応した方向に出射し、表示装置１に表示した映像に基づき実像である空間浮遊映像を表示する。

　なお、本実施例に係る再帰反射板の表面形状は上述の例に限られない。再帰性反射を実現する様々な表面形状を有してよい。具体的には、三角錐プリズム、六角錐プリズム、その他多角形プリズム、多頂点プリズム、またはこれらの組み合わせを周期的に配置した再帰反射素子を、本実施例の再帰反射板の表面に備えてもよい。または、これらのプリズムを周期的に配置してキューブコーナーを形成する再帰反射素子を、本実施例の再帰反射板の表面に備えてもよい。これらは、コーナーリフレクタアレイ、多面リフレクタアレイと表現することもできる。または、ガラスビーズを周期的に配置したカプセルレンズ型再帰反射素子を、本実施例の再帰反射板の表面に備えてもよい。これらの再帰反射素子の詳細な構成は、既存の技術を用いればよいので、詳細な説明は省略する。具体的には、特開２００１－３３６０９号公報、特開２００１－２６４５２５号公報、特開２００５－１８１５５５号公報、特開２００８－７０８９８号公報、特開２００９－２２９９４２号公報などに開示される技術を用いればよい。

　＜空間浮遊映像表示装置の光学システムの他の構成例１＞
　空間浮遊映像表示装置の光学システムの他の構成例について、図２Ｂを用いて説明する。なお、図２Ｂにおいて、図２Ａと同一の符号を付している構成は、図２Ａと同一の機能、構成を有するものする。このような構成については、説明を単純化するために繰り返しの説明は省略する。

　図２Ｂの光学システムでは、図２Ａと同様に、表示装置１から特定偏波の映像光が出力される。表示装置１から出力された特定偏波の映像光は、偏光分離部材１０１Ｂに入力される。偏光分離部材１０１Ｂは、特定偏波の映像光を選択的に透過する部材である。偏光分離部材１０１Ｂは、図２Ａの偏光分離部材１０１とは異なり、透明な部材１００とは一体ではなく、独立して板状の形状をしている。よって、偏光分離部材１０１Ｂは、偏光分離板と表現してもよい。偏光分離部材１０１Ｂは、例えば、透明部材に偏光分離シートを貼り付けて構成して構成する反射型偏光板として構成してもよい。または、透明部材に特定偏波を選択的に透過させ、他の特定偏波の偏波を反射する金属多層膜などで形成すればよい。図２Ｂでは、偏光分離部材１０１Ｂは、表示装置１から出力された特定偏波の映像光を透過するように構成されている。

　偏光分離部材１０１Ｂを透過した映像光は、再帰反射板２に入射する。再帰反射板の映像光入射面にはλ／４板２１を設ける。映像光は、再帰反射板への入射のときと出射のときの２回において、λ／４板２１を通過させられることで特定偏波から他方の偏波へ偏光変換される。ここで、偏光分離部材１０１Ｂは、λ／４板２１で偏光変換された他方の偏波の偏光は反射する性質を有するので、偏光変換後の映像光は、偏光分離部材１０１Ｂで反射される。偏光分離部材１０１Ｂで反射した映像光は、透明な部材１００を透過し、透明な部材１００の外側に実像である空間浮遊映像３を形成する。

　ここで、図２Ｂの光学システムにおける偏光設計の第１の例を説明する。例えば、表示装置１からＰ偏光の映像光が偏光分離部材１０１Ｂへ射出される構成とし、偏光分離部材１０１ＢがＳ偏光を反射しＰ偏光を透過する特性を有する構成としてもよい。この場合、表示装置１から偏光分離部材１０１Ｂへ到達したＰ偏光の映像光は、偏光分離部材１０１Ｂを透過し、再帰反射板２へ向かう。当該映像光が再帰反射板２で反射される際に、再帰反射板２の入射面に設けられたλ／４板２１を２回通過するので、当該映像光はＰ偏光からＳ偏光へ変換される。Ｓ偏光へ変換された映像光は再び偏光分離部材１０１Ｂへ向かう。ここで、偏光分離部材１０１Ｂは、Ｓ偏光を反射しＰ偏光を透過する特性を有するので、Ｓ偏光の映像光は偏光分離部材１０１で反射され、透明な部材１００を透過する。透明な部材１００を透過した映像光は、再帰反射板２により生成された光であるため、偏光分離部材１０１Ｂに対して表示装置１の表示映像と鏡面関係にある位置に、表示装置１の表示映像の光学像である空間浮遊映像３を形成する。このような偏光設計により好適に空間浮遊映像３を形成することができる。

　次に、図２Ｂの光学システムにおける偏光設計の第２の例を説明する。例えば、表示装置１からＳ偏光の映像光が偏光分離部材１０１Ｂへ射出される構成とし、偏光分離部材１０１ＢがＰ偏光を反射しＳ偏光を透過する特性を有する構成としてもよい。この場合、表示装置１から偏光分離部材１０１Ｂへ到達したＳ偏光の映像光は、偏光分離部材１０１Ｂを透過し、再帰反射板２へ向かう。当該映像光が再帰反射板２で反射される際に、再帰反射板２の入射面に設けられたλ／４板２１を２回通過するので、当該映像光はＳ偏光からＰ偏光へ変換される。Ｐ偏光へ変換された映像光は再び偏光分離部材１０１Ｂへ向かう。ここで、偏光分離部材１０１Ｂは、Ｐ偏光を反射しＳ偏光を透過する特性を有するので、Ｐ偏光の映像光は偏光分離部材１０１で反射され、透明な部材１００を透過する。透明な部材１００を透過した映像光は、再帰反射板２により生成された光であるため、偏光分離部材１０１Ｂに対して表示装置１の表示映像と鏡面関係にある位置に、表示装置１の表示映像の光学像である空間浮遊映像３を形成する。このような偏光設計により、好適に空間浮遊映像３を形成することができる。

　なお、図２Ｂにおいては、表示装置１の映像表示面と、再帰反射板２の面は平行に配置されている。偏光分離部材１０１Ｂは、表示装置１の映像表示面および再帰反射板２の面に対して、角度α（例えば３０°）だけ傾いて配置されている。すると、偏光分離部材１０１Ｂの反射においては、再帰反射板２から入射される映像光の進行方向（当該映像光の主光線の方向）に対して、偏光分離部材１０１Ｂで反射された映像光の進行方向（当該映像光の主光線の方向）は、角度β（例えば６０°）だけ異なる方向となる。このように構成することにより、図２Ｂの光学システムでは、透明な部材１００の外側に向けて図示される所定の角度で映像光が出力され、実像である空間浮遊映像３を形成する。図２Ｂの構成では、矢印Ａの方向からユーザが視認する場合は、空間浮遊映像３は明るい映像として視認される。しかし、矢印Ｂの方向から他の人物が視認する場合は、空間浮遊映像３は映像として一切視認することはできない。この特性は、高いセキュリティが求められる映像や、ユーザに正対する人物には秘匿したい秘匿性の高い映像を表示するシステムに採用する場合に非常に好適である。

　以上説明したように、図２Ｂの光学システムでは、図２Ａの光学システムとは異なる構成の光学システムでありながら、図２Ａの光学システムと同様に、好適な空間浮遊映像を形成することができる。

　なお、透明な部材１００の偏光分離部材１０１Ｂ側の面に吸収型偏光板を設けてもよい。当該吸収型偏光板は、偏光分離部材１０１Ｂからの映像光の偏波を透過し、偏光分離部材１０１Ｂからの映像光の偏波と位相が９０°異なる偏波を吸収する吸収型偏光板とすればよい。このようにすれば、空間浮遊映像３を形成するための映像光は充分透過させながら、透明な部材１００の空間浮遊映像３側から入射する外光を約５０％低減することができる。これにより、透明な部材１００の空間浮遊映像３側から入射する外光にもとづく図２Ｂの光学システム内の迷光を低減することができる。

　＜空間浮遊映像表示装置の光学システムの他の構成例２＞
　空間浮遊映像表示装置の光学システムの他の構成例について、図２Ｃを用いて説明する。なお、図２Ｃにおいて、図２Ｂと同一の符号を付している構成は、図２Ｂと同一の機能、構成を有するものする。このような構成については、説明を単純化するために繰り返しの説明はしない。

　図２Ｂの光学システムに対する図２Ｃの光学システムの相違点は、表示装置１の映像表示面および再帰反射板２の面に対する、偏光分離部材１０１Ｂの配置角度のみである。その他の構成はいずれも、図２Ｂの光学システムと同様であるので繰り返しの説明は省略する。図２Ｃの光学システムの偏光設計も、図２Ｂの光学システムの偏光設計と同様であるため、繰り返しの説明は省略する。

　図２Ｃの光学システムでは、偏光分離部材１０１Ｂは、表示装置１の映像表示面および再帰反射板２の面に対して、角度αだけ傾いて配置されている。図２Ｃにおいて、その角度αは４５°である。このように構成すると、偏光分離部材１０１Ｂの反射においては、再帰反射板２から入射される映像光の進行方向（当該映像光の主光線の方向）に対する、偏光分離部材１０１Ｂで反射された映像光の進行方向（当該映像光の主光線の方向）のなす角度βは９０°となる。このように構成すると、表示装置１の映像表示面および再帰反射板２の面と、偏光分離部材１０１Ｂで反射された映像光の進行方向とが直角の関係になり、光学システムを構成する面の角度関係をシンプルにすることができる。透明な部材１００の面を偏光分離部材１０１Ｂで反射された映像光の進行方向に対して直交するように配置すれば、更に光学システムを構成する面の角度関係をシンプルにすることができる。図２Ｃの構成では、矢印Ａの方向からユーザが視認する場合は、空間浮遊映像３は明るい映像として視認される。しかし、矢印Ｂの方向から他の人物が視認する場合は、空間浮遊映像３は映像として一切視認することはできない。この特性は、高いセキュリティが求められる映像や、ユーザに正対する人物には秘匿したい秘匿性の高い映像を表示するシステムに採用する場合に非常に好適である。

　以上説明したように、図２Ｃの光学システムでは、図２Ａおよび図２Ｂの光学システムとは異なる構成の光学システムでありながら、図２Ａおよび図２Ｂの光学システムと同様に、好適な空間浮遊映像を形成することができる。また、光学システムを構成する面の角度をよりシンプルにすることができる。

　なお、透明な部材１００の偏光分離部材１０１Ｂ側の面に吸収型偏光板を設けてもよい。当該吸収型偏光板は、偏光分離部材１０１Ｂからの映像光の偏波を透過し、偏光分離部材１０１Ｂからの映像光の偏波と位相が９０°異なる偏波を吸収する吸収型偏光板とすればよい。このようにすれば、空間浮遊映像３を形成するための映像光は充分透過させながら、透明な部材１００の空間浮遊映像３側から入射する外光を約５０％低減することができる。これにより、透明な部材１００の空間浮遊映像３側から入射する外光にもとづく図２Ｃの光学システム内の迷光を低減することができる。

　＜空間浮遊映像表示装置の光学システムの他の構成例３＞
　空間浮遊映像表示装置の光学システムの他の構成例について、図２Ｄを用いて説明する。図２Ｄの光学システムは、図２Ａ～図２Ｃにおいて用いた再帰反射板２とは異なる、再帰反射板５を用いた光学システムである。以下、図２Ｄ～図２Ｉを用いて、光学システムの他の構成例３についてより具体的に説明する。図２Ｄにおいて、図２Ａ～図２Ｃと同一の符号を付している構成は、図２Ａ～図２Ｃと同一の機能、構成を有するものする。このような構成については、説明を単純化するために繰り返しの説明はしない。

　図２Ｄは、本発明の一実施例に係る空間浮遊映像表示装置の主要部構成と再帰反射部構成の一例を示す図である。ガラス等の透明な部材１００の斜め方向には、映像光を出射する表示装置１を備える。表示装置１は、液晶表示パネル１１と、光を生成する光源装置１３とを備えている。

　表示装置１から出射された光束を代表する主光線９０２０は、再帰反射板５に向かって進行し、再帰反射板５に対して入射角αで入射する。入射角αは例えば４５°などでよい。ただし、入射角αは４５°に限られず、例えば４５°±１５°でも使用可能である。

　再帰反射板５は、少なくとも光線を一部の方向について再帰性反射する光学特性を有する光学部材である。また、反射後の光線は結像する光学特性を有するため、再帰反射板５は結像光学部材または結像光学プレートと表現してもよい。

　再帰反射板５の具体的な構成については、図２Ｅ、図２Ｆ等を用いて詳述するが、再帰反射板５によって、主光線９０２０は、ｚ方向に進行しつつ、ｘ、ｙ方向に関して再帰性反射される。これにより、反射光線９０２１は、再帰反射板５を基準に主光線９０２０に対して鏡面対称な光路を、再帰反射板５から離れる方向に進行し、透明な部材１００を透過して、結像面において実像として空間浮遊映像３を形成する。

　空間浮遊映像３を形成する光束は、再帰反射板５から空間浮遊映像３の光学像へ収束する光線の集合であり、これらの光線は、空間浮遊映像３の光学像を通過後も直進する。よって、空間浮遊映像３は、一般的なプロジェクタなどでスクリーン上に形成される拡散映像とは異なり、高い指向性を有する映像である。よって、図２の構成では、矢印Ａの方向からユーザが視認する場合は、空間浮遊映像３は、明るい映像として視認される。しかし、矢印Ｂの方向から他の人物が視認する場合は、空間浮遊映像３は、映像として一切視認することはできない。この特性は、高いセキュリティが求められる映像や、ユーザに正対する人物には秘匿したい秘匿性の高い映像を表示するシステムに採用する場合に好適である。

　図２Ｅ、図２Ｆを用いて再帰反射板５の構成の一例について説明する。再帰反射板５は、透明な部材の表面に、複数のコーナーリフレクタ９０４０を、アレイ状に配列した構成となっている。これはコーナーリフレクタアレイまたは多面リフレクタアレイと呼んでもよい。コーナーリフレクタ９０４０の具体的な構成については、図２Ｇ、図２Ｈ、図２Ｉを用いて詳述するが、光源９１１０から出射された光線９１１１、９１１２、９１１３、９１１４は、コーナーリフレクタ９０４０の２つの鏡面９０４１、９０４２によって２回反射され、反射光線９１２１、９１２２、９１２３、９１２４となる。この２回反射は、ｘ、ｙ方向に関しては、入射方向と同一方向に折り返す（１８０°回転した方向に進む）再帰性反射となっており、ｚ方向に関しては、全反射により入射角と反射角が一致する正反射となる。

　すなわち、光線９１１１～９１１４は、コーナーリフレクタ９０４０に対してｚ方向に対称な直線上に、反射光線９１２１～９１２４を生じ、空中実像９１２０を結像する。なお、光源９１１０から出射される光線９１１１～９１１４は、光源９１１０からの拡散光を代表した４光線であり、光源９１１０の拡散特性によっては、再帰反射板５に入射する光線はこれらに限定されないが、いずれの入射光線も同様の反射を引き起こし、空中実像９１２０を結像する。なお、図面を見やすくするために、光源９１１０の位置と空中実像９１２０のｘ方向の位置をずらして表記しているが、実際は光源９１１０の位置と空中実像９１２０のｘ方向の位置は同じ位置であり、ｚ方向から見ると重なった位置になる。

　次に、図２Ｇ、図２Ｈ、図２Ｉにて再帰反射板５を構成するコーナーリフレクタ９０４０の構成および効果について説明する。コーナーリフレクタ９０４０は、特定の２つの面のみが鏡面９０４１、９０４２となっており、それ以外の４面は透明な部材で形成された、直方体である。再帰反射板５は、このコーナーリフレクタ９０４０が、その対応する鏡面が同一方向を向くようにアレイ配列された構成を有している。

　上面（＋ｚ方向）から見ると、光源９１１０から出射される光線９１１１は、特定の入射角で鏡面９０４１（または鏡面９０４２）に入射し、反射点９１３０にて全反射された後、鏡面９０４２（または鏡面９０４１）上の反射点９１３２で再度全反射される。

　光線９１１１の、鏡面９０４１(または鏡面９０４２)に対する入射角をθとすると、鏡面９０４１（または鏡面９０４２）で反射された、第一の反射光線９１３１の、鏡面９０４２（または鏡面９０４１）に対する入射角は、９０°－θと表すことができる。したがって、光線９１１１に対して、第二の反射光線９１２１は、１回目の反射によって２θ、２回目の反射によって２×（９０°－θ）の回転を得るため、合計で１８０°の反転光路となる。一方、側面（－ｘと－ｙの中間方向）から見ると、ｚ方向に対する全反射は、１回のみしか生じない。したがって、鏡面９０４１または鏡面９０４２に対する入射角をφとすると、光線９１１１に対して、反射光線９１２１は、１回の反射によって２×φの回転を得る。

　以上より、コーナーリフレクタ９０４０に入射する光線は、ｘ、ｙ方向には反転光路となる再帰性反射を生じ、ｚ方向には全反射による正反射となる。再帰反射板５を考えると、各光路においても同様の反射を引き起こすので、ｘ、ｙ方向に対しては収束性を持った反転光路によって、ｚ軸方向に対して対称な点に結像する。

　ここで、図２Ａ～図２Ｃの光学システムでは、再帰反射板２が３軸方向の再帰性反射特性を有している。これにより、再帰反射板２に対して拡散性を持った入射光束が入射した場合、収束性を持った反射光束が、再帰反射板２に対して入射光線の光源が存在する側に向かって進行する。当該収束性を持った反射光束は、空中で結像して空間浮遊映像３を形成する。再帰反射板２から反射した収束性を持った反射光束の主光線の進行方向は、再帰反射板２に対して入射する拡散性を持った入射光束の主光線の進行方向の逆方向になる。

　これに対し、図２Ｄの光学システムでは、再帰反射板５が２軸方向の再帰性反射特性を有し、他の１軸方向については正反射する。これにより、再帰反射板５に対して拡散性を持った入射光束が入射した場合、コーナーリフレクタアレイにより反射された収束性を持った反射光束が、再帰反射板５に対して入射光線の光源が存在する側と反対側に向かって進行する。当該収束性を持った反射光束は、空中で結像し空間浮遊映像３を形成することとなる。

　再帰反射板５のコーナーリフレクタアレイにより反射した収束性を持った反射光束の主光線の進行方向は、再帰反射板５に対して入射する拡散性を持った入射光束の主光線の進行方向の逆方向にはならない。再帰反射板５に入射する拡散性を持った入射光束の主光線の進行方向についての再帰反射板５の板形状の面の法線方向成分と、再帰反射板５で反射して収束性を持った反射光束となった後の主光線の進行方向についての再帰反射板５の板形状の面の法線方向成分は、コーナーリフレクタアレイによる反射前後で変わらず直進する。

　すなわち、再帰反射板５における反射により、拡散性を持った入射光束は、収束性を持った反射光束に変換されるが、再帰反射板５の板形状の面の法線方向においては、当該光束は、再帰反射板５を通り抜けるように進行することになる。ここで、再帰反射板５に入射する拡散性を持った入射光束と、再帰反射板５から出射する収束性を持った反射光束とは、再帰反射板５の板形状の面を基準として幾何学的に面対称の関係になる。

　表示装置１からの光線により結像した空間浮遊像の解像度は、液晶表示パネル１１の解像度の他に、図２Ｅ、図２Ｆで示す再帰反射板５の再帰反射部の直径ＤとピッチＰ（図示なし）に大きく依存する。例えば、７インチのＷＵＸＧＡ（１９２０×１２００画素）液晶表示パネルを用いる場合には、１画素（１トリプレット）が約８０μｍであっても、例えば再帰反射部の直径Ｄが２４０μｍでピッチＰが３００μｍであれば、空間浮遊像の１画素は３００μｍ相当となる。このため、空間浮遊映像の実効的な解像度は１／３程度に低下する。

　そこで、空間浮遊映像の解像度を表示装置１の解像度と同等にするためには、再帰反射部の直径ＤとピッチＰを液晶表示パネルの１画素に近づけることが望まれる。他方、再帰反射板と液晶表示パネルの画素によるモアレの発生を抑えるため、それぞれのピッチ比を１画素の整数倍から外して設計するとよい。また、形状は、再帰反射部のいずれの一辺も液晶表示パネルの１画素のいずれの一辺と重ならないように配置するとよい。

　なお、本実施例に係る再帰反射板（結像光学プレート）の形状は上述の例に限られない。再帰性反射を実現する様々な形状を有してよい。具体的には、各種キュービックコーナ体、コーナーリフレクタアレイでもよく、スリットミラーアレイ、二面コーナーリフレクタアレイ、多面リフレクタアレイ、その反射面の組み合わせを周期的に配置した形状でもよい。または、ガラスビーズを周期的に配置したカプセルレンズ型再帰性反射素子を、本実施例の再帰反射板の表面に備えてもよい。これらの再帰性反射素子の詳細な構成は、既存の技術を用いればよいので、詳細な説明は省略する。具体的には、特開２０１７－３３００５号公報、特開２０１９－１３３１１０号公報、特開２０１７－６７９３３号公報、ＷＯ２００９／１３１１２８号公報などに開示される技術を用いればよい。

　なお、図２Ｄの光学システムでは、表示装置１から出射する映像光はいずれの偏光状態でも構わない。Ｓ偏光でもＰ偏光でも問題ない。

　以上説明したように、図２Ｄの光学システムでは、図２Ａ～図２Ｃの光学システムとは異なる再帰反射板を用いた光学システムでありながら、図２Ａ～図２Ｃの光学システムと同様に、より好適な空間浮遊映像を形成することができる。

　以上説明した、図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃ、図２Ｄの光学システムによれば、より明るく、より高品位な空間浮遊映像を提供することができる。

　＜＜空間浮遊映像表示装置の内部構成のブロック図＞＞
　次に、空間浮遊映像表示装置１０００の内部構成のブロック図について説明する。図３は、空間浮遊映像表示装置１０００の内部構成の一例を示すブロック図である。

　空間浮遊映像表示装置１０００は、再帰反射部１１０１、映像表示部１１０２、導光体１１０４、光源１１０５、電源１１０６、外部電源入力インタフェース１１１１、操作入力部１１０７、不揮発性メモリ１１０８、メモリ１１０９、制御部１１１０、映像信号入力部１１３１、音声信号入力部１１３３、通信部１１３２、空中操作検出センサ１３５１、空中操作検出部１３５０、音声出力部１１４０、マイク１１３９、映像制御部１１６０、ストレージ部１１７０、撮像部１１８０等を備えている。なお、リムーバブルメディアインタフェース１１３４、姿勢センサ１１１３、透過型自発光映像表示装置１６５０、第２の表示装置１６８０、または二次電池１１１２などを備えてもよい。

　空間浮遊映像表示装置１０００の各構成要素は、筐体１１９０に配置されている。なお、図３に示す撮像部１１８０および空中操作検出センサ１３５１は、筐体１１９０の外側に設けられてもよい。

　図３の再帰反射部１１０１は、図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃの再帰反射板２に対応している。再帰反射部１１０１は、映像表示部１１０２により変調された光を再帰性反射する。再帰反射部１１０１からの反射光のうち、空間浮遊映像表示装置１０００の外部に出力された光により空間浮遊映像３が形成される。図２Ｄの光学システムを適用する場合、再帰反射部１１０１は、図２Ｄの再帰反射板５に対応する。

　図３の映像表示部１１０２は、図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃの液晶表示パネル１１に対応している。図３の光源１１０５は、図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃの光源装置１３と対応している。そして、図３の映像表示部１１０２、導光体１１０４、および光源１１０５は、図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃの表示装置１に対応している。

　映像表示部１１０２は、後述する映像制御部１１６０による制御により入力される映像信号に基づいて、透過する光を変調して映像を生成する表示部である。映像表示部１１０２（前述の液晶表示パネル１１）として、例えば透過型液晶パネルが用いられるが、これに限定されない。また、映像表示部１１０２として、例えば反射する光を変調する方式の反射型液晶パネルやＤＭＤ（ＤｉｇｉｔａｌＭｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒＤｅｖｉｃｅ：登録商標）パネル等が用いられてもよい。

　光源１１０５は、映像表示部１１０２用の光を発生するもので、ＬＥＤ光源（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ）、レーザ光源等の固体光源である。電源１１０６は、外部から外部電源入力インタフェース１１１１介して入力されるＡＣ電流をＤＣ電流に変換し、光源１１０５に電力を供給する。また、電源１１０６は、空間浮遊映像表示装置１０００内の各部に、それぞれ必要なＤＣ電流を供給する。二次電池１１１２は、電源１１０６から供給される電力を蓄電する。また、二次電池１１１２は、外部電源入力インタフェース１１１１を介して、外部から電力が供給されない場合に、光源１１０５およびその他電力を必要とする構成に対して電力を供給する。すなわち、空間浮遊映像表示装置１０００が二次電池１１１２を備える場合は、外部から電力が供給されない場合でもユーザは空間浮遊映像表示装置１０００を使用することが可能となる。

　導光体１１０４は、光源１１０５で発生した光を導光し、映像表示部１１０２に照射させる。導光体１１０４と光源１１０５とを組み合わせたものを、映像表示部１１０２のバックライトと称することもできる。導光体１１０４は、主にガラスを用いた構成にしてもよい。導光体１１０４は、主にプラスチックを用いた構成にしてもよい。導光体１１０４は、ミラーを用いた構成にしてもよい。導光体１１０４と光源１１０５との組み合わせには、様々な方式が考えられる。導光体１１０４と光源１１０５との組み合わせについての具体的な構成例については、後で詳しく説明する。

　空中操作検出センサ１３５１は、ユーザの指などの操作物による空間浮遊映像３の操作を検出するセンサである。空中操作検出センサ１３５１は、例えば空間浮遊映像３の表示範囲の全部と重畳する範囲をセンシングする。なお、空中操作検出センサ１３５１は、空間浮遊映像３の表示範囲の少なくとも一部と重畳する範囲のみをセンシングしてもよい。

　空中操作検出センサ１３５１の具体例としては、赤外線などの非可視光、非可視光レーザ、超音波等を用いた距離センサが挙げられる。また、空中操作検出センサ１３５１は、複数のセンサを複数組み合わせ、２次元平面の座標を検出できるように構成されたものでもよい。また、空中操作検出センサ１３５１は、ＴｏＦ（Time of Flight）方式のＬｉＤＡＲ(Light Detection and Ranging)や、画像センサで構成されてもよい。

　空中操作検出センサ１３５１は、空間浮遊映像３として表示されるオブジェクトに対するユーザの指によるタッチ操作等を検出するためのセンシングができればよい。このようなセンシングは、既存の技術を用いて行うことができる。

　空中操作検出部１３５０は、空中操作検出センサ１３５１からセンシング信号を取得し、センシング信号に基づいてユーザの指による空間浮遊映像３のオブジェクトに対する接触の有無や、ユーザの指とオブジェクトとが接触した位置（接触位置）の算出等を行う。空中操作検出部１３５０は、例えば、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の回路で構成される。また、空中操作検出部１３５０の一部の機能は、例えば制御部１１１０または映像制御部１１６０で実行される空間操作検出用プログラムによりソフトウェアで実現されてもよい。空中操作検出センサ１３５１と空中操作検出部１３５０が、一体として構成されてもよい。空中操作検出部１３５０と制御部１１１０または映像制御部１１６０とが、一体として構成されてもよい。

　空中操作検出センサ１３５１および空中操作検出部１３５０は、空間浮遊映像表示装置１０００に内蔵された構成としてもよいが、空間浮遊映像表示装置１０００とは別体で外部に設けられてもよい。空間浮遊映像表示装置１０００と別体で設ける場合、空中操作検出センサ１３５１および空中操作検出部１３５０は、有線または無線の通信接続路や映像信号伝送路を介して空間浮遊映像表示装置１０００に情報や信号を伝達できるように構成される。これにより、空中操作検出機能の無い空間浮遊映像表示装置１０００を本体として、空中操作検出機能のみをオプションで追加できるようなシステムを構築することが可能である。

　また、空中操作検出センサ１３５１のみを別体とし、空中操作検出部１３５０が空間浮遊映像表示装置１０００に内蔵された構成でもよい。空間浮遊映像表示装置１０００の設置位置に対して空中操作検出センサ１３５１をより自由に配置したい場合等には、空中操作検出センサ１３５１のみを別体とする構成に利点がある。

　撮像部１１８０は、イメージセンサを有するカメラであり、空間浮遊映像３付近の空間、および／またはユーザ２３０の顔、腕、指などを撮像する。撮像部１１８０は、複数設けられてもよい。例えば撮像部１１８０はステレオカメラとして設けられてもよい。複数の撮像部１１８０を用いることで、あるいは深度センサ付きの撮像部を用いることで、ユーザ２３０による空間浮遊映像３のタッチ操作の検出処理の際、空中操作検出部１３５０を補助することができる。撮像部１１８０は、空間浮遊映像表示装置１０００と別体で設けられてもよい。撮像部１１８０を空間浮遊映像表示装置１０００と別体で設ける場合、有線または無線の通信接続路などを介して空間浮遊映像表示装置１０００に撮像信号を伝達できるように構成すればよい。

　例えば、空中操作検出センサ１３５１が、空間浮遊映像３の表示面（表示範囲）を含む平面（侵入検出平面）を対象として、この侵入検出平面内への物体の侵入の有無を検出する物体侵入センサとして構成された場合、侵入検出平面内に侵入していない物体（例えば、ユーザの指）が侵入検出平面からどれだけ離れているのか、あるいは物体が侵入検出平面にどれだけ近いのかといった情報を、空中操作検出センサ１３５１では検出できない場合がある。

　このような場合、複数の撮像部１１８０の撮像画像に基づく物体の深度算出情報や深度センサによる物体の深度情報等の情報を用いることにより、物体と侵入検出平面（空間浮遊映像３）との距離を算出することができる。そして、これらの深度算出情報、深度情報、物体と侵入検出平面との距離等の各種情報は、空間浮遊映像３に対する各種表示制御に用いられる。

　また、空中操作検出センサ１３５１を用いずに、撮像部１１８０の撮像画像に基づき、空中操作検出部１３５０がユーザ２３０による空間浮遊映像３のタッチ操作を検出するようにしてもよい。この場合、撮像部１１８０を空中操作検出センサと称してもよい。

　また、撮像部１１８０が空間浮遊映像３を操作するユーザの顔を撮像し、制御部１１１０等がユーザの識別処理を行うようにしてもよい。また、空間浮遊映像３を操作するユーザの周辺や背後に他人が立っており、他人が空間浮遊映像３に対するユーザの操作を覗き見ていないか等を判別するため、撮像部１１８０は、空間浮遊映像３を操作するユーザと、ユーザの周辺領域とを含めた範囲を撮像するようにしてもよい。

　操作入力部１１０７は、例えば操作ボタンや、リモートコントローラ等の信号受信部または赤外光受光部であり、ユーザによる空中操作（タッチ操作）とは異なる操作についての信号を入力する。空間浮遊映像３をタッチ操作する前述のユーザとは別に、操作入力部１１０７は、例えば管理者が空間浮遊映像表示装置１０００を操作するために用いられてもよい。

　映像信号入力部１１３１は、外部の映像出力装置を接続して映像データ（映像信号）を入力する。映像信号入力部１１３１は、様々なデジタル映像入力インタフェースが考えられる。例えば、ＨＤＭＩ（登録商標）（High―Definition Multimedia Interface）規格の映像入力インタフェース、ＤＶＩ（Digital Visual Interface）規格の映像入力インタフェース、またはＤｉｓｐｌａｙＰｏｒｔ規格の映像入力インタフェースなどで構成すればよい。または、アナログＲＧＢや、コンポジットビデオなどのアナログ映像入力インタフェースを設けてもよい。

　音声信号入力部１１３３は、外部の音声出力装置を接続して音声データ（音声信号）を入力する。音声信号入力部１１３３は、ＨＤＭＩ規格の音声入力インタフェース、光デジタル端子インタフェース、または、同軸デジタル端子インタフェース、などで構成すればよい。ＨＤＭＩ規格のインタフェースの場合は、映像信号入力部１１３１と音声信号入力部１１３３とは、端子およびケーブルが一体化したインタフェースとして構成されてもよい。

　音声出力部１１４０は、音声信号入力部１１３３に入力された音声データに基づいた音声を出力することが可能である。音声出力部１１４０は、スピーカー１１４０で構成してもよい。音声出力部１１４０に音声合成処理等を行う部分を備えてもよい。また、音声出力部１１４０は、内蔵の操作音やエラー警告音を出力してもよい。または、ＨＤＭＩ規格に規定されるＡｕｄｉｏＲｅｔｕｒｎＣｈａｎｎｅｌ機能のように、外部機器にデジタル信号として出力する構成を音声出力部１１４０としてもよい。

　音声入力部１１３９は、マイク１１３９で構成してもよい。マイク１１３９は、空間浮遊映像表示装置１０００の周辺の音を収音し、信号に変換して音声信号を生成するマイクである。ユーザの声など人物の声をマイクが収録して、生成した音声信号を制御部１１１０等が音声認識処理を行って、当該音声信号から文字情報を取得するように構成してもよい。音声入力部１１３９に音声認識処理等を行う部分を備えてもよい。なお、音声出力部１１４０や音声入力部１１３９等は空間浮遊映像表示装置１０００の外部の装置として接続されてもよい。

　不揮発性メモリ１１０８は、空間浮遊映像表示装置１０００で用いる各種データを格納する。不揮発性メモリ１１０８に格納されるデータには、例えば、空間浮遊映像３に表示する各種操作用のデータ、表示アイコン、ユーザが操作するためのオブジェクトのデータやレイアウト情報等が含まれる。メモリ１１０９は、空間浮遊映像３として表示する映像データや装置の制御用データ等を記憶する。

　制御部１１１０は、プロセッサを含み、接続される各部の動作を制御する。また、制御部１１１０は、メモリ１１０９に記憶されるプログラムと協働して、空間浮遊映像表示装置１０００内の各部から取得した情報に基づく演算処理を行ってもよい。

　通信部１１３２は、有線または無線の通信インタフェースを介して、外部機器や外部のサーバ等と通信を行う。通信部１１３２が有線の通信インタフェースを有する場合、当該有線の通信インタフェースは、例えば、イーサネット規格のＬＡＮインタフェースなどで構成すればよい。通信部１１３２が無線の通信インタフェースを有する場合は、例えば、Ｗｉ―Ｆｉ方式の通信インタフェース、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ方式の通信インタフェース、４Ｇ、５Ｇなどの移動体通信インタフェースなどで構成すればよい。通信部１１３２を介した通信により、映像データ、画像データ、音声データ等の各種データが送受信される。

　また、リムーバブルメディアインタフェース１１３４は、着脱可能な記録媒体（リムーバブルメディア）を接続するインタフェースである。着脱可能な記録媒体（リムーバブルメディア）は、ソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）などの半導体素子メモリ、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）などの磁気記録媒体記録装置、または光ディスクなどの光学記録メディアなどで構成してもよい。リムーバブルメディアインタフェース１１３４は、着脱可能な記録媒体に記録されている、映像データ、画像データ、音声データ等の各種データなどの各種情報を読み出すことが可能である。着脱可能な記録媒体に記録された映像データ、画像データ等は、映像表示部１１０２と再帰反射部１１０１とを介して空間浮遊映像３として出力される。

　ストレージ部１１７０は、映像データ、画像データ、音声データ等の各種データなどの各種情報を記録する記憶装置である。ストレージ部１１７０は、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）などの磁気記録媒体記録装置や、ソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）などの半導体素子メモリで構成してもよい。ストレージ部１１７０には、例えば、製品出荷時に予め映像データ、画像データ、音声データ等の各種データ等の各種情報が記録されていてもよい。また、ストレージ部１１７０は、通信部１１３２を介して外部機器や外部のサーバ等から取得した映像データ、画像データ、音声データ等の各種データ等の各種情報を記録してもよい。

　ストレージ部１１７０に記録された映像データ、画像データ等は、映像制御部１１６０による処理に基づいて、映像表示部１１０２と再帰反射部１１０１とを介して空間浮遊映像３として出力される。空間浮遊映像３として表示される、表示アイコンやユーザが操作するためのオブジェクト等の映像データ、画像データ等も、ストレージ部１１７０に記録される。空間浮遊映像３として表示される表示アイコンやオブジェクト等のレイアウト情報や、オブジェクトに関する各種メタデータの情報等もストレージ部１１７０に記録される。

　ストレージ部１１７０に記録された音声データは、例えば音声出力部１１４０から音声として出力される。

　映像制御部１１６０は、映像表示部１１０２に入力する映像信号に関する各種制御を行う。映像制御部１１６０は、映像信号（映像データ）に基づいて、映像表示部１１０２（例えば前述の表示装置１の液晶表示パネル１１）に映像を表示させるための映像信号（表示用データ）を作成し、映像表示部１１０２に供給する。映像制御部１１６０は、映像処理回路と称してもよく、例えば、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、映像用プロセッサなどのハードウェアで構成されてもよい。なお、映像制御部１１６０は、映像処理部、画像処理部と称してもよい。映像制御部１１６０は、例えば、メモリ１１０９に記憶させる映像信号と、映像信号入力部１１３１に入力された映像信号（映像データ）等のうち、どの映像信号を映像表示部１１０２に入力するかといった映像切り替えの制御等を行う。

　なお、制御部１１１０が映像制御部１１６０と同様の処理を行ってもよく、その場合、制御部１１１０を映像処理部等と称してもよい。制御部１１１０、映像制御部１１６０、空中操作検出部１３６０等のうち少なくとも１つが、特有の制御処理を行ってもよく、その場合、制御部１１１０、映像制御部１１６０、空中操作検出部１３６０等を、映像処理部と称してもよい。

　また、映像制御部１１６０は、メモリ１１０９に記憶させる映像信号と、映像信号入力部１１３１から入力された映像信号とを重畳した重畳映像信号を生成し、重畳映像信号を映像表示部１１０２に入力することで、合成映像を空間浮遊映像３として形成する制御を行ってもよい。

　また、映像制御部１１６０は、映像信号入力部１１３１から入力された映像信号やメモリ１１０９に記憶させる映像信号等に対して画像処理を行う制御を行ってもよい。画像処理としては、例えば、画像の拡大、縮小、変形等を行うスケーリング処理、輝度を変更するブライト調整処理、画像のコントラストカーブを変更するコントラスト調整処理、画像を光の成分に分解して成分ごとの重みづけを変更するレティネックス処理等がある。

　また、映像制御部１１６０は、映像表示部１１０２に入力する映像信号に対して、ユーザの空中操作（タッチ操作）を補助するための特殊効果映像処理等を行ってもよい。特殊効果映像処理は、例えば、空中操作検出部１３５０によるユーザのタッチ操作の検出結果や、撮像部１１８０によるユーザの撮像画像に基づいて行われる。また、映像制御部１１６０等は、空間浮遊映像３と同時に音声出力部１１４０から音声を出力させる場合の音声制御処理を行ってもよい。映像制御部１１６０とは別にその音声制御処理のための音声制御部が設けられてもよい。

　姿勢センサ１１１３は、重力センサまたは加速度センサ、またはこれらの組み合わせにより構成されるセンサであり、空間浮遊映像表示装置１０００が設置されている姿勢を検出することができる。姿勢センサ１１１３の姿勢検出結果に基づいて、制御部１１１０が、接続される各部の動作を制御してもよい。例えば、ユーザの使用状態としての好ましくない姿勢を検出した場合に、映像表示部１１０２の表示していた映像の表示を中止し、ユーザにエラーメッセージを表示するような制御を行ってもよい。または、姿勢センサ１１１３により空間浮遊映像表示装置１０００の設置姿勢が変化したことを検出した場合に、映像表示部１１０２の表示していた映像の表示の向きを回転させる制御を行ってもよい。

　ここまで説明したように、空間浮遊映像表示装置１０００には、様々な機能が搭載されている。ただし、空間浮遊映像表示装置１０００は、これらのすべての機能を備える必要はなく、空間浮遊映像３を形成する機能があればどのような構成でもよい。

　＜空間浮遊映像表示装置の構成例＞
　次に、空間浮遊映像表示装置の構成例について説明する。本実施例に係る空間浮遊映像表示装置の構成要素のレイアウトは、使用形態に応じて様々なレイアウトがあり得る。以下、図４Ａ～図４Ｐのそれぞれのレイアウトについて説明する。なお、図４Ａ～図４Ｐのいずれの例においても、空間浮遊映像表示装置１０００の構成要素（表示装置１等）を囲む太い線は空間浮遊映像表示装置１０００の筐体構造（図３での筐体１１９０）の一例を示している。

　図４Ａは、空間浮遊映像表示装置の構成の一例を示す図である。図４Ａに示す空間浮遊映像表示装置１０００は、図２Ａの光学システムに対応する光学システムを搭載するものである。図４Ａに示す空間浮遊映像表示装置１０００では、空間浮遊映像３が形成される側の面が上方を向くように、横置きにして設置される。すなわち、図４Ａでは、空間浮遊映像表示装置１０００は、透明な部材１００が装置上面に設置される。空間浮遊映像３が、空間浮遊映像表示装置１０００の透明な部材１００の面に対して上方に形成される。空間浮遊映像３の光は、斜め上方向に進行する。空中操作検出センサ１３５１を図のように設けた場合は、ユーザ２３０の指による空間浮遊映像３の操作を検出することができる。なお、ｘ方向がユーザから見て左右方向、ｙ方向がユーザから見て前後方向（奥行方向）、ｚ方向が上下方向（鉛直方向）である。以下、図４の各図においてｘ方向、ｙ方向、ｚ方向の定義は同じであるので、繰り返しの説明は省略する。

　図４Ｂは、空間浮遊映像表示装置の構成の一例を示す図である。図４Ｂに示す空間浮遊映像表示装置１０００は、図２Ａの光学システムに対応する光学システムを搭載するものである。図４Ｂに示す空間浮遊映像表示装置１０００は、空間浮遊映像３が形成される側の面が、空間浮遊映像表示装置１０００の正面（ユーザ２３０の方向）を向くように、縦置きにして設置される。すなわち、図４Ｂでは、空間浮遊映像表示装置は、透明な部材１００が装置の正面（ユーザ２３０の方向）に設置される。空間浮遊映像３が、空間浮遊映像表示装置１０００の透明な部材１００の面に対してユーザ２３０側に形成される。空間浮遊映像３の光は、斜め上方向に進行する。空中操作検出センサ１３５１を図のように設けた場合は、ユーザ２３０の指による空間浮遊映像３の操作を検出することができる。ここで、図４Ｂに示すように、空中操作検出センサ１３５１は、ユーザ２３０の指を上側からセンシングすることで、ユーザの爪によるセンシング光の反射を、タッチ検出に利用することができる。一般的に、爪は指の腹よりも反射率が高いため、このように構成することによりタッチ検出の精度を上げることができる。

　図４Ｃは、空間浮遊映像表示装置の構成の一例を示す図である。図４Ｃに示す空間浮遊映像表示装置１０００は、図２Ｂの光学システムに対応する光学システムを搭載するものである。図４Ｃに示す空間浮遊映像表示装置１０００では、空間浮遊映像３が形成される側の面が上方を向くように、横置きにして設置される。すなわち、図４Ｃでは、空間浮遊映像表示装置１０００は、透明な部材１００が装置上面に設置される。空間浮遊映像３が、空間浮遊映像表示装置１０００の透明な部材１００の面に対して上方に形成される。空間浮遊映像３の光は、斜め上方向に進行する。空中操作検出センサ１３５１を図のように設けた場合は、ユーザ２３０の指による空間浮遊映像３の操作を検出することができる。

　図４Ｄは、空間浮遊映像表示装置の構成の一例を示す図である。図４Ｄに示す空間浮遊映像表示装置１０００は、図２Ｂの光学システムに対応する光学システムを搭載するものである。図４Ｄに示す空間浮遊映像表示装置１０００は、空間浮遊映像３が形成される側の面が、空間浮遊映像表示装置１０００の正面（ユーザ２３０の方向）を向くように、縦置きにして設置される。すなわち、図４Ｄでは、空間浮遊映像表示装置１０００は、透明な部材１００が装置の正面（ユーザ２３０の方向）に設置される。空間浮遊映像３が、空間浮遊映像表示装置１０００の透明な部材１００の面に対してユーザ２３０側に形成される。空間浮遊映像３の光は、斜め上方向に進行する。空中操作検出センサ１３５１を図のように設けた場合は、ユーザ２３０の指による空間浮遊映像３の操作を検出することができる。ここで、図４Ｄに示すように、空中操作検出センサ１３５１は、ユーザ２３０の指を上側からセンシングすることで、ユーザの爪によるセンシング光の反射を、タッチ検出に利用することができる。一般的に、爪は指の腹よりも反射率が高いため、このように構成することによりタッチ検出の精度を上げることができる。

　図４Ｅは、空間浮遊映像表示装置の構成の一例を示す図である。図４Ｅに示す空間浮遊映像表示装置１０００は、図２Ｃの光学システムに対応する光学システムを搭載するものである。図４Ｅに示す空間浮遊映像表示装置１０００では、空間浮遊映像３が形成される側の面が上方を向くように、横置きにして設置される。すなわち、図４Ｅでは、空間浮遊映像表示装置１０００は、透明な部材１００が装置上面に設置される。空間浮遊映像３が、空間浮遊映像表示装置１０００の透明な部材１００の面に対して上方に形成される。空間浮遊映像３の光は、真上方向に進行する。空中操作検出センサ１３５１を図のように設けた場合は、ユーザ２３０の指による空間浮遊映像３の操作を検出することができる。

　図４Ｆは、空間浮遊映像表示装置の構成の一例を示す図である。図４Ｆに示す空間浮遊映像表示装置１０００は、図２Ｃの光学システムに対応する光学システムを搭載するものである。図４Ｆに示す空間浮遊映像表示装置１０００は、空間浮遊映像３が形成される側の面が、空間浮遊映像表示装置１０００の正面（ユーザ２３０の方向）を向くように、縦置きにして設置される。すなわち、図４Ｆでは、空間浮遊映像表示装置１０００は、透明な部材１００が装置の正面（ユーザ２３０の方向）に設置される。空間浮遊映像３が、空間浮遊映像表示装置１０００の透明な部材１００の面に対してユーザ２３０側に形成される。空間浮遊映像３の光は、ユーザ手前方向に進行する。空中操作検出センサ１３５１を図のように設けた場合は、ユーザ２３０の指による空間浮遊映像３の操作を検出することができる。

　図４Ｇは、空間浮遊映像表示装置の構成の一例を示す図である。図４Ｇに示す空間浮遊映像表示装置１０００は、図２Ｃの光学システムに対応する光学システムを搭載するものである。図４Ａから図４Ｆまでの空間浮遊映像表示装置の光学システムにおいては、表示装置１から発せられる映像光の中心の光路はｙｚ平面上にあった。すなわち、図４Ａから図４Ｆまでの空間浮遊映像表示装置の光学システム内においては、映像光はユーザから見て前後方向、上下方向に進行した。これに対し、図４Ｇに示す空間浮遊映像表示装置の光学システムにおいては、表示装置１から発せられる映像光の中心の光路はｘｙ平面上にある。すなわち、図４Ｇに示す空間浮遊映像表示装置の光学システム内においては、映像光はユーザから見て左右方向および前後方向に進行する。図４Ｇに示す空間浮遊映像表示装置１０００では、空間浮遊映像３が形成される側の面が、装置の正面（ユーザ２３０の方向）を向くように設置される。すなわち、図４Ｇでは、空間浮遊映像表示装置１０００は、透明な部材１００が装置正面（ユーザ２３０の方向）に設置される。空間浮遊映像３が、空間浮遊映像表示装置１０００の透明な部材１００の面に対してユーザ側に形成される。空間浮遊映像３の光は、ユーザ手前方向に進行する。空中操作検出センサ１３５１を図のように設けた場合は、ユーザ２３０の指による空間浮遊映像３の操作を検出することができる。

　図４Ｈは、空間浮遊映像表示装置の構成の一例を示す図である。図４Ｈの空間浮遊映像表示装置１０００は、装置背面（ユーザ２３０が空間浮遊映像３を視認する位置の反対側、すなわち、ユーザ２３０に向かう空間浮遊映像３の映像光の進行方向の反対側）にガラスやプラスチックなどの透明板１００Ｂを有する窓を有する点で、図４Ｇの空間浮遊映像表示装置と相違する。その他の構成については、図４Ｇの空間浮遊映像表示装置と同じ構成であるため、繰り返しの説明を省略する。図４Ｈの空間浮遊映像表示装置１０００は、空間浮遊映像３に対して、空間浮遊映像３の映像光の進行方向の反対側の位置に、透明板１００Ｂを有する窓を備えている。よって、ユーザ２３０が空間浮遊映像３を視認する場合に、空間浮遊映像３の背景として、空間浮遊映像表示装置１０００の後ろ側の景色を認識することができる。よって、ユーザ２３０は、空間浮遊映像３が空間浮遊映像表示装置１０００の後ろ側の景色の前面の空中に浮遊しているように認識することができる。これにより、空間浮遊映像３の空中浮遊感をより強調することができる。

　なお、表示装置１から出力される映像光の偏光分布および偏光分離部材１０１Ｂの性能によっては、表示装置１から出力される映像光の一部が偏光分離部材１０１Ｂで反射され、透明板１００Ｂへ向かう可能性がある。透明板１００Ｂの表面のコート性能によっては、この光が透明板１００Ｂの表面で再び反射され迷光としてユーザ２３０に視認される可能性がある。よって、当該迷光を防止するために、空間浮遊映像表示装置１０００の背面の前記窓に、透明板１００Ｂを設けない構成としてもよい。

　図４Ｉは、空間浮遊映像表示装置の構成の一例を示す図である。図４Ｉの空間浮遊映像表示装置１０００は、装置背面（ユーザ２３０が空間浮遊映像３を視認する位置の反対側）に配置される透明板１００Ｂの窓に、遮光のための開閉ドア１４１０を設けている点で、図４Ｈの空間浮遊映像表示装置と相違する。その他の構成については、図４Ｈの空間浮遊映像表示装置と同じ構成であるため、繰り返しの説明を省略する。

　図４Ｉの空間浮遊映像表示装置１０００の開閉ドア１４１０は、例えば、遮光板を有し、遮光板を移動（スライド）する機構、回転する機構または着脱する機構を備えることで、空間浮遊映像表示装置１０００の奥側に位置する透明板１００Ｂの窓（背面側窓）について、開口状態と遮光状態を切り替えることができる。開閉ドア１４１０による遮光板の移動（スライド）や回転は、図示しないモータの駆動による電動式としてもよい。当該モータは図３の制御部１１１０が制御してもよい。なお、図４Ｉの例では、開閉ドア１４１０の遮光板の枚数は２枚の例を開示している。これに対し、開閉ドア１４１０の遮光板の枚数は１枚でもよい。

　例えば、空間浮遊映像表示装置１０００の透明板１００Ｂの窓の奥に見える景色が屋外の場合は、天気によって太陽光の明るさが可変する。屋外の太陽光が強い場合、空間浮遊映像３の背景が明るくなり過ぎて、ユーザ２３０が空間浮遊映像３の視認性が下がる場合もある。このような場合に、開閉ドア１４１０の遮光板の移動（スライド）、回転または装着により、背面側窓を遮光状態にすれば、空間浮遊映像３の背景は暗くなるので、相対的に空間浮遊映像３の視認性を上げることができる。このような開閉ドア１４１０の遮光板による遮蔽動作は、ユーザ２３０の手の力により直接的に行われてもよい。図３の操作入力部１１０７を介した操作入力に応じて、制御部１１１０が図示しないモータを制御して開閉ドア１４１０の遮光板による遮蔽動作を行ってもよい。

　なお、背面側窓近傍など、空間浮遊映像表示装置１０００の背面側（ユーザ２３０の反対側）に照度センサを設けて、背面側窓の先の空間の明るさを測定してもよい。この場合、当該照度センサの検出結果に応じて、図３の制御部１１１０が図示しないモータを制御して開閉ドア１４１０の遮光板による開閉動作を行ってもよい。このように開閉ドア１４１０の遮光板による開閉動作を制御することにより、ユーザ２３０が手動で開閉ドア１４１０の遮光板の開閉動作をしなくとも、空間浮遊映像３の視認性をより好適に維持することが可能となる。

　また、開閉ドア１４１０による遮光板を、手動による着脱式としてもよい。空間浮遊映像表示装置１０００の使用用途、設置環境に応じて、背面側窓を開口状態とするか、遮光状態とするかをユーザが選択することができる。長期間にわたって背面側窓を遮光状態のまま使用する予定であれば、着脱式の遮光板を遮光状態のまま固定すればよい。また、長期間にわたって背面側窓を開口状態のまま使用する予定であれば、着脱式の遮光板を外した状態のまま使用すればよい。遮光板の着脱はネジを用いてもよく、引掛け構造を用いてもよく、嵌め込み構造を用いてもよい。

　なお、図４Ｉの空間浮遊映像表示装置１０００の例でも、表示装置１から出力される映像光の偏光分布および偏光分離部材１０１Ｂの性能によっては、表示装置１から出力される映像光の一部が偏光分離部材１０１Ｂで反射され、透明板１００Ｂへ向かう可能性がある。透明板１００Ｂの表面のコート性能によっては、この光が透明板１００Ｂの表面で再び反射され迷光としてユーザ２３０に視認される可能性がある。よって、当該迷光を防止するために、空間浮遊映像表示装置１０００の背面の前記窓に、透明板１００Ｂを設けない構成としてもよい。透明板１００Ｂを有しない窓に、上述の開閉ドア１４１０を備えるようにすればよい。当該迷光を防止するため上述の開閉ドア１４１０の遮光板の筐体内側の面は光反射率の低いコートまたは素材を有することが望ましい。

　図４Ｊは、空間浮遊映像表示装置の構成の一例を示す図である。図４Ｊの空間浮遊映像表示装置１０００は、図４Ｈの空間浮遊映像表示装置の背面側窓に、ガラスやプラスチックである透明板１００Ｂを配置する代わりに、電子制御透過率可変装置１６２０を配置する点で相違する。その他の構成については、図４Ｈの空間浮遊映像表示装置と同じ構成であるため、繰り返しの説明を省略する。電子制御透過率可変装置１６２０の例は、液晶シャッターなどである。なお、電子制御透過率可変装置１６２０は図３に図示されていないが、これを設ける場合、図３の空間浮遊映像表示装置１０００の一構成部として、制御部１１１０などの他の処理部と接続されるように構成すればよい。

　液晶シャッターは、２つの偏光板に挟まれた液晶素子を電圧制御することにより、光の透過率を制御することができる。よって、液晶シャッターを制御して透過率を大きくすれば、空間浮遊映像３の背景は、背面側窓越しの景色が透けて見える状態となる。また、液晶シャッターを制御して透過率を小さくすれば、空間浮遊映像３の背景として背面側窓越しの景色は見えない状態とすることができる。

　また、液晶シャッターは、中間調の制御が可能であるので、透過率５０％などの状態にもすることができる。例えば、図３の操作入力部１１０７を介した操作入力に応じて、制御部１１１０が、電子制御透過率可変装置１６２０の透過率を制御すればよい。このように構成すれば、空間浮遊映像３の背景として背面側窓越しの景色を見たいものの、背景である背面側窓越しの景色が明る過ぎて空間浮遊映像３の視認性が下がってしまう場合などに、電子制御透過率可変装置１６２０の透過率を調整することにより、空間浮遊映像３の視認性を調整することが可能となる。

　なお、背面側窓近傍など、空間浮遊映像表示装置１０００の背面側（ユーザ２３０の反対側）に照度センサを設けて、背面側窓の先の空間の明るさを測定してもよい。この場合、当該照度センサの検出結果に応じて、図３の制御部１１１０が、電子制御透過率可変装置１６２０の透過率を制御すればよい。このようにすれば、ユーザ２３０が図３の操作入力部１１０７を介した操作入力を行わなくとも、背面側窓の先の空間の明るさに応じて電子制御透過率可変装置１６２０の透過率を調整することができるので、空間浮遊映像３の視認性をより好適に維持することが可能となる。

　また、上述の例では、電子制御透過率可変装置１６２０として液晶シャッターの例を説明した。これに対し、電子制御透過率可変装置１６２０の別の例として、電子ペーパーを用いてもよい。電子ペーパーを用いても、上述と同様の効果を得ることができる。そのうえ、電子ペーパーは中間調状態を維持するための消費電力が非常に小さい。よって、液晶シャッターを採用した場合に比べて、低消費電力の空間浮遊映像表示装置を実現することができる。

　図４Ｋは、空間浮遊映像表示装置の構成の一例を示す図である。図４Ｋの空間浮遊映像表示装置１０００は、透明な部材１００の代わりに、透過型自発光映像表示装置１６５０を有する点で、図４Ｇの空間浮遊映像表示装置と相違する。その他の構成については、図４Ｇの空間浮遊映像表示装置と同じ構成であるため、繰り返しの説明を省略する。

　図４Ｋの空間浮遊映像表示装置１０００では、透過型自発光映像表示装置１６５０の表示面を、映像光束が透過したのち、空間浮遊映像表示装置１０００の外部に空間浮遊映像３を形成する。すなわち、２次元平面ディスプレイである透過型自発光映像表示装置１６５０で映像を表示しているときに、透過型自発光映像表示装置１６５０の映像の更にユーザ手前側に、空間浮遊映像３を飛び出す映像として表示することができる。このときユーザ２３０は奥行位置の異なる２つの映像を同時に視認することができる。透過型自発光映像表示装置１６５０は、例えば、特開２０１４－２１６７６１号公報などに開示される、透過型有機ＥＬパネルなどの既存の技術を用いて構成すればよい。なお、透過型自発光映像表示装置１６５０を設ける場合、図３の空間浮遊映像表示装置１０００の一構成部として、制御部１１１０などの他の処理部と接続されるように構成すればよい。

　ここで、透過型自発光映像表示装置１６５０に、背景とキャラクターなどのオブジェクトの両者を表示した後に、キャラクターなどのオブジェクトだけ手前側の空間浮遊映像３に移動してくるように表示する、などの演出を行えば、ユーザ２３０により効果的なサプライズ演出での映像体験を提供することができる。

　また、空間浮遊映像表示装置１０００（筐体１１９０）の内部を遮光状態にしておけば、透過型自発光映像表示装置１６５０の背景は十分暗くなる。よって、表示装置１に映像を表示せず、または表示装置１の光源を不点灯とし、透過型自発光映像表示装置１６５０だけに映像を表示している場合、ユーザ２３０には、透過型自発光映像表示装置１６５０は透過型ディスプレイではなく通常の２次元平面ディスプレイであるように見える。なお、本発明の実施例における空間浮遊映像３はスクリーンのない空間に実像の光学像として表示するため、表示装置１の光源を不点灯とすれば、空間浮遊映像３の表示予定位置は何もない空間になる。よって、透過型自発光映像表示装置１６５０を、あたかも一般的な２次元平面ディスプレイとして使用して映像を表示しているときに、キャラクターやオブジェクトなどを突然、空間浮遊映像３として空中に表示することでユーザ２３０により効果的なサプライズ演出での映像体験を提供することができる。

　なお、空間浮遊映像表示装置１０００の内部をより暗くすればするほど、透過型自発光映像表示装置１６５０は２次元平面ディスプレイのように見える。よって、透過型自発光映像表示装置１６５０の空間浮遊映像表示装置１０００の内部側の面（偏光分離部材１０１Ｂで反射した映像光の透過型自発光映像表示装置１６５０への入射面、すなわち、透過型自発光映像表示装置１６５０の空間浮遊映像３と反対側の面）に、偏光分離部材１０１Ｂで反射した映像光の偏波を透過し当該偏波と９０°位相が異なる偏波を吸収する吸収型偏光板（図示せず）を設けてもよい。このようにすれば、空間浮遊映像３を形成する映像光への影響はさほど大きくないが、外部から透過型自発光映像表示装置１６５０を介して、空間浮遊映像表示装置１０００の内部へ入射する光を大幅に低減することができ、空間浮遊映像表示装置１０００の内部をより暗くすることができ、好適である。

　図４Ｌは、空間浮遊映像表示装置の構成の一例を示す図である。図４Ｌの空間浮遊映像表示装置１０００は、図４Ｋの空間浮遊映像表示装置の変形例である。空間浮遊映像表示装置１０００における構成の配置の向きが図４Ｋの空間浮遊映像表示装置と異なり、図４Ｆの空間浮遊映像表示装置に近い配置となっている。各構成の機能、動作などについては、図４Ｋの空間浮遊映像表示装置と同じ構成であるため、繰り返しの説明を省略する。

　図４Ｌの空間浮遊映像表示装置でも、透過型自発光映像表示装置１６５０を映像光の光束が透過したのち、透過型自発光映像表示装置１６５０よりもユーザ２３０側に空間浮遊映像３を形成する。

　図４Ｋの空間浮遊映像表示装置の例でも、図４Ｌの空間浮遊映像表示装置の例でも、ユーザ２３０からは、透過型自発光映像表示装置１６５０の映像の手前に、空間浮遊映像３が重なって表示される。ここで、空間浮遊映像３の位置と透過型自発光映像表示装置１６５０の映像の位置は、奥行方向に差があるように構成している。よって、ユーザ２３０が頭（視点の位置）を動かすと視差により２つの映像の奥行を認識することができる。よって、奥行位置の異なる２枚の映像を表示することで、立体視眼鏡などを必要とせず裸眼で、３次元的な映像体験をより好適にユーザに提供することができる。

　図４Ｍは、空間浮遊映像表示装置の構成の一例を示す図である。図４Ｍの空間浮遊映像表示装置１０００は、図４Ｇの空間浮遊映像表示装置の偏光分離部材１０１Ｂに対してユーザ２３０から見て奥側（例えば筐体１１９０の背面板）に、第２の表示装置１６８０を設ける。その他の構成については、図４Ｇの空間浮遊映像表示装置と同じ構成であるため、繰り返しの説明を省略する。

　図４Ｍに示す構成例では、第２の表示装置１６８０が空間浮遊映像３の表示位置の奥側に設けられており、映像表示面が空間浮遊映像３に向けられている。かかる構成により、ユーザ２３０からみると、第２の表示装置１６８０の映像と、空間浮遊映像３との、２つの奥行の異なる位置に表示される映像を重ねて視認することができる。すなわち、第２の表示装置１６８０は、空間浮遊映像３を視認するユーザ２３０側の方向に映像を表示する向きに配置されている、といえる。なお、第２の表示装置１６８０を設ける場合、図３の空間浮遊映像表示装置１０００の一構成部として、制御部１１１０などの他の処理部と接続されるように構成すればよい。

　なお、図４Ｍの空間浮遊映像表示装置１０００の第２の表示装置１６８０の映像光は、偏光分離部材１０１Ｂを透過したのち、ユーザ２３０に視認される。したがって、第２の表示装置１６８０の映像光がより好適に偏光分離部材１０１Ｂを透過するためには、第２の表示装置１６８０から出力される映像光は、偏光分離部材１０１Ｂがより好適に透過する振動方向の偏波の偏光であることが望ましい。すなわち、表示装置１から出力される映像光の偏波と同じ振動方向の偏波の偏光であることが望ましい。例えば、表示装置１から出力される映像光がＳ偏光である場合は、第２の表示装置１６８０から出力される映像光もＳ偏光とすることが望ましい。また、表示装置１から出力される映像光がＰ偏光である場合は、第２の表示装置１６８０から出力される映像光もＰ偏光とすることが望ましい。

　図４Ｍの空間浮遊映像表示装置の例も、空間浮遊映像３の奥に第２の映像を表示するという点で、図４Ｋの空間浮遊映像表示装置の例および図４Ｌの空間浮遊映像表示装置の例と同様の効果を有する。ただし、図４Ｋの空間浮遊映像表示装置の例および図４Ｌの空間浮遊映像表示装置の例と異なり、図４Ｍの空間浮遊映像表示装置の例では、空間浮遊映像３を形成するための映像光の光束が第２の表示装置１６８０を通過することはない。よって、第２の表示装置１６８０は、透過型自発光映像表示装置である必要はなく、２次元平面ディスプレイである液晶ディスプレイでよい。第２の表示装置１６８０は、有機ＥＬディスプレイでもよい。よって、図４Ｍの空間浮遊映像表示装置の例では、図４Ｋの空間浮遊映像表示装置の例および図４Ｌの空間浮遊映像表示装置の例よりも、空間浮遊映像表示装置１０００をより低コストで実現することが可能である。

　ここで、表示装置１から出力される映像光の偏光分布および偏光分離部材１０１Ｂの性能によっては、表示装置１から出力される映像光の一部が偏光分離部材１０１Ｂで反射され、第２の表示装置１６８０へ向かう可能性がある。この光（映像光の一部）は、第２の表示装置１６８０の表面で再び反射され迷光としてユーザに視認される可能性がある。

　よって、当該迷光を防止するために、第２の表示装置１６８０の表面に吸収型偏光板を設けてもよい。この場合、当該吸収型偏光板は、第２の表示装置１６８０から出力される映像光の偏波を透過し、第２の表示装置１６８０から出力される映像光の偏波と位相が９０°異なる偏波を吸収する吸収型偏光板とすればよい。なお、第２の表示装置１６８０が液晶ディスプレイである場合は、当該液晶ディスプレイ内部の映像出射側にも吸収型偏光板が存在する。しかしながら、当該液晶ディスプレイ内部の映像出射側の吸収型偏光板の更に出射面にカバーガラス（映像表示面側のカバーガラス）が有る場合は、液晶ディスプレイ外部からの光により当該カバーガラスの反射で生じる迷光を防ぐことができない。よって、上述の吸収型偏光板を当該カバーガラスの表面に別途設ける必要がある。

　なお、２次元平面ディスプレイである第２の表示装置１６８０で映像を表示しているときに、第２の表示装置１６８０の映像の更にユーザ手前側に、空間浮遊映像３を映像として表示することができる。このときユーザ２３０は、奥行位置の異なる２つの映像を同時に視認することができる。空間浮遊映像３にキャラクターを表示して、第２の表示装置１６８０に背景を表示することにより、ユーザ２３０があたかもキャラクターが存在する空間を立体的に視認しているような効果を提供することができる。

　また、第２の表示装置１６８０に、背景とキャラクターなどのオブジェクトの両者を表示した後に、キャラクターなどのオブジェクトだけ手前側の空間浮遊映像３に移動してくるように表示する、などの演出を行えば、ユーザ２３０により効果的なサプライズ演出での映像体験を提供することができる。

　次に、図４Ｎは、空間浮遊映像表示装置の構成の一例を示す図である。図４Ｎの空間浮遊映像表示装置１０００は、図２Ｄの光学システムを採用した空間浮遊映像表示装置である。図４Ｎの空間浮遊映像表示装置１０００は、図２Ａ～図２Ｃの光学システムを採用した空間浮遊映像表示装置の例と同様に、透明な部材１００を透過してきた映像光が空間浮遊映像３として空中に結像する。また、ユーザから見て透明な部材１００の奥側に配置された空中操作検出センサ１３５１のセンシング光を用いて、ユーザの指９００４による空間浮遊映像３の操作を検出することができる。

　図２Ａ～図２Ｃの光学システムを採用した空間浮遊映像表示装置の例においても、図２Ｄの光学システムを採用した空間浮遊映像表示装置の例においても、透明な部材１００の手前に空間浮遊映像３が結像し、ユーザから見て透明な部材１００の奥側に配置された空中操作検出センサ１３５１のセンシング光を用いて、ユーザの指による空間浮遊映像３の操作を検出することができる。

　図２Ｄの光学システムを採用した空間浮遊映像表示装置は、ユーザから見て透明な部材１００の奥側に図２Ａ～図２Ｃの光学システムを配置した空間浮遊映像表示装置に対して、光学システムが異なっている。しかしながら、ユーザから見た図２Ｄの光学システムを採用した空間浮遊映像表示装置の使い勝手は、図２Ａ～図２Ｃの光学システムを採用した空間浮遊映像表示装置とほぼ同様の使い勝手を有することとなる。

　次に、図４Ｏは、空間浮遊映像表示装置の構成の一例を示す図である。図４Ｏは、図４Ｎの空間浮遊映像表示装置１０００において、内部の光学システムの構成も見えるよう示した図である。図４Ｏに示す空間浮遊映像表示装置１０００は、図２Ｄの光学システムに対応する光学システムを搭載するものである。図４Ｏに示す空間浮遊映像表示装置１０００では、空間浮遊映像３が形成される側の面が上方を向くように、横置きにして設置される。

　すなわち、図４Ｏでは、空間浮遊映像表示装置１０００は、透明な部材１００が装置上面に設置される。空間浮遊映像３が、空間浮遊映像表示装置１０００の透明な部材１００の面に対して上方に形成される。空間浮遊映像３の光は、斜め上方向に進行する。空中操作検出センサ１３５１を図のように設けた場合は、ユーザ２３０の指による空間浮遊映像３の操作を検出することができる。

　ここで、図４Ｏの構成を図４Ａの構成と比較し、その差異を確認する。図４Ａにおいて、表示装置１と空間浮遊映像３とは偏光分離部材１０１の面を基準に面対称の関係にある。これに対し、図４Ｏにおいて、表示装置１と空間浮遊映像３とは再帰反射板５の面を基準に面対称の関係にある。また、図４Ａの構成には、再帰反射板２とλ／４板２１が存在するが、図４Ｏにはこれらが存在しない。また、図４Ａにおいては吸収型偏光板１２がある方がより好適であるが、図４Ｏでは、吸収型偏光板１２は特に必要はない。

　図４Ａの構成における図２Ａの光学システムを図２Ｄの光学システムに置き換え、図４Ｏの構成に置換するためには、以下のようにすればよい。すなわち、図４Ａの構成における偏光分離部材１０１を再帰反射板５に置き変え、図４Ａの構成から再帰反射板２とλ／４板２１とを取り除けばよい。吸収型偏光板１２はあってもなくてもよい。この考えに基づいた置換を行えば、図４Ａ～図４Ｇの空間浮遊映像表示装置の構成に搭載される図２Ａ～図２Ｃの光学システムを図２Ｄの光学システムに置換し、図２Ｄの光学システムを搭載する空間浮遊映像表示装置に置換することができる。このとき、図４Ａおよび図４Ｂでは偏光分離部材１０１を再帰反射板５に置き変えればよく、図４Ｃ～図４Ｇでは偏光分離部材１０１Ｂを再帰反射板５に置き変えればよい。

　例えば、図４Ｐは、空間浮遊映像表示装置の構成の一例を示す図である。図４Ｐに示す空間浮遊映像表示装置１０００は、図２Ｄの光学システムに対応する光学システムを搭載するものである。図４Ｐは、図４Ｂの空間浮遊映像表示装置の構成に搭載される図２Ａの光学システムを図２Ｄの光学システムに置き換えたものである。図４Ｐに示す空間浮遊映像表示装置１０００は、空間浮遊映像３が形成される側の面が、空間浮遊映像表示装置１０００の正面（ユーザ２３０の方向）を向くように、縦置きにして設置される。すなわち、図４Ｐでは、空間浮遊映像表示装置は、透明な部材１００が装置の正面（ユーザ２３０の方向）に設置される。空間浮遊映像３が、空間浮遊映像表示装置１０００の透明な部材１００の面に対してユーザ２３０側に形成される。空間浮遊映像３の光は、斜め上方向に進行する。空中操作検出センサ１３５１を図のように設けた場合は、ユーザ２３０の指による空間浮遊映像３の操作を検出することができる。ここで、図４Ｐに示すように、空中操作検出センサ１３５１は、ユーザ２３０の指を上側からセンシングすることで、ユーザの爪によるセンシング光の反射を、タッチ検出に利用することができる。一般的に、爪は指の腹よりも反射率が高いため、このように構成することによりタッチ検出の精度を上げることができる。

　図４Ｎ～図４Ｐの空間浮遊映像表示装置の構成によれば、図２Ｄの光学システムを用いた使い勝手のよい空間浮遊映像表示装置を実現することができる。

　＜表示装置＞
　次に、本実施例の表示装置１について、図を用いて説明する。本実施例の表示装置１は、映像表示素子１１である液晶表示パネル１１と共に、その液晶表示パネル１１の光源を構成する光源装置１３を備えており、図５では、光源装置１３を液晶表示パネル１１と共に展開斜視図として示している。

　この液晶表示パネル１１である映像表示素子１１は、図５に矢印３０で示すように、バックライト装置である光源装置１３から、挟角な拡散特性を有する、すなわち、指向性（言い換えると直進性）が強く、かつ、偏光面を一方向に揃えたレーザ光に似た特性の照明光束を受光する。液晶表示パネル１１である映像表示素子１１は、入力される映像信号に応じて受光した照明光束を変調する。変調された映像光は、再帰反射板２により反射し、透明な部材１００を透過して、実像である空間浮遊像を形成する（図１参照）。

　また、図５では、表示装置１は、光源装置１３および液晶表示パネル１１と、更に、光源装置１３からの出射光束の指向特性を制御する光方向変換パネル５４、および、必要に応じ挟角拡散板（図示せず）を備えて構成されている。すなわち、液晶表示パネル１１の両面には偏光板が設けられ、図５の矢印３０で示すように、特定の偏波の映像光が映像信号により光の強度を変調して出射する構成となっている。これにより、所望の映像を指向性（直進性）の高い特定偏波の光として、光方向変換パネル５４を介して、再帰反射板２に向けて投写し、再帰反射板２で反射後、図１の店舗（空間）の外部の監視者の眼に向けて透過して空間浮遊映像３を形成する。なお、上述した光方向変換パネル５４の表面には保護カバー５０（図６、図７を参照）を設けてよい。

　＜表示装置の例１＞
　図６には、表示装置１の具体的な構成の一例を示す。図６では、図５の光源装置１３の上に液晶表示パネル１１と光方向変換パネル５４を配置している。この光源装置１３は、例えば、プラスチックケースなどの内部にＬＥＤ素子２０１、導光体２０３を収納して構成されており、導光体２０３の端面には、図５等にも示したように、それぞれのＬＥＤ素子２０１からの発散光を略平行光束に変換するために、受光部に対して対面に向かって徐々に断面積が大きくなる形状を有し、内部を伝搬する際に複数回全反射することで発散角が徐々に小さくなるような作用を有するレンズ形状を設けている。表示装置１における上面には、かかる表示装置１を構成する液晶表示パネル１１が取り付けられている。また、光源装置１３のひとつの側面（本例では左側の端面）には、半導体光源であるＬＥＤ素子２０１や、その制御回路を実装したＬＥＤ基板２０２が取り付けられる。ＬＥＤ基板２０２の外側面には、ＬＥＤ素子２０１および制御回路で発生する熱を冷却するための部材であるヒートシンクが取り付けられてもよい。

　また、光源装置１３のケースの上面に取り付けられる液晶表示パネル１１のフレーム（図示せず）には、当該フレームに取り付けられた液晶表示パネル１１と、更に、当該液晶表示パネル１１に電気的に接続されたＦＰＣ（ＦｌｅｘｉｂｌｅＰｒｉｎｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔｓ：フレキシブル配線基板）（図示せず）などが取り付けられて構成される。すなわち、映像表示素子１１である液晶表示パネル１１は、固体光源であるＬＥＤ素子２０１と共に、電子装置を構成する制御回路（図３の映像制御部１１６０）からの制御信号に基づいて、透過光の強度を変調することによって表示映像を生成する。この時、生成される映像光は拡散角度が狭く特定の偏波成分のみとなるため、映像信号により駆動された面発光レーザ映像源に近い、従来にない新しい映像表示装置が得られることとなる。なお、現状では、レーザ装置により、上述した表示装置１で得られる画像と同等のサイズのレーザ光束を得ることは、技術的にも安全上からも不可能である。そこで、本実施例では、例えば、ＬＥＤ素子を備えた一般的な光源からの光束から、上述した面発光レーザ映像光に近い光を得る。

　続いて、光源装置１３のケース内に収納されている光学系の構成について、図６と共に、図７を参照しながら詳細に説明する。図６および図７は断面図であるため、光源を構成する複数のＬＥＤ素子２０１が１つだけ示されており、これらは導光体２０３の受光端面２０３ａの形状により略平行光（コリメート光）に変換される。このため、導光体端面の受光部とＬＥＤ素子２０１は、所定の位置関係を保って取り付けられている。

　なお、この導光体２０３は、各々、例えば、アクリル等の透光性の樹脂により形成されている。そして、この導光体２０３の端部のＬＥＤ受光面は、例えば、放物断面を回転して得られる円錐凸形状の外周面を有し、その頂部では、その中央部に凸部（すなわち、凸レンズ面）を形成した凹部を有し、その平面部の中央部には、外側に突出した凸レンズ面（あるいは、内側に凹んだ凹レンズ面でもよい）を有するものである（図示せず）。なお、ＬＥＤ素子２０１を取り付ける導光体の受光部の外形形状は、円錐形状の外周面を形成する放物面形状をなし、ＬＥＤ素子から周辺方向に出射する光をその内部で全反射することが可能な角度の範囲内において設定され、あるいは、反射面が形成されている。

　他方、ＬＥＤ素子２０１は、その回路基板である、ＬＥＤ基板２０２の表面上の所定の位置にそれぞれ配置されている。このＬＥＤ基板２０２は、ＬＥＤコリメータである受光端面２０３ａに対して、その表面上のＬＥＤ素子２０１が、それぞれ、前述した凹部の中央部に位置するように配置されて固定される。

　かかる構成によれば、導光体２０３の受光端面２０３ａの形状によって、ＬＥＤ素子２０１から放射される光は略平行光として取り出すことが可能となり、発生した光の利用効率を向上することが可能となる。

　以上述べたように、光源装置１３は、導光体２０３の端面に設けた受光部である受光端面２０３ａに光源であるＬＥＤ素子２０１を複数並べた光源ユニットを取り付けて構成され、ＬＥＤ素子２０１からの発散光束を導光体２０３の受光端面２０３ａのレンズ形状によって略平行光として、矢印で示すように、導光体２０３内部を導光し、光束方向変換手段２０４によって、導光体２０３に対して略平行に配置された液晶表示パネル１１に向かって出射する。導光体２０３の内部または表面の形状によって、この光束方向変換手段２０４の分布（言い換えると密度）を最適化することで、液晶表示パネル１１に入射する光束の均一性を制御することができる。

　上述した光束方向変換手段２０４は、導光体２０３の表面の形状により、あるいは導光体２０３の内部に例えば屈折率の異なる部分を設けることで、導光体２０３内を伝搬した光束を、導光体２０３に対して略平行に配置された液晶表示パネル１１に向かって出射する。この時、液晶表示パネル１１を画面中央に正対し画面対角寸法と同じ位置に視点を置いた状態で画面中央と画面周辺部の輝度を比較した場合の相対輝度比が２０％以上あれば実用上問題なく、３０％を超えていれば更に優れた特性となる。

　なお、図６は上述した導光体２０３とＬＥＤ素子２０１を含む光源装置１３において、偏光変換を行う本実施例の光源の構成とその作用を説明するための断面配置図である。図６において、光源装置１３は、例えば、プラスチックなどにより形成される表面または内部に光束方向変換手段２０４を設けた導光体２０３、光源としてのＬＥＤ素子２０１、反射シート２０５、位相差板２０６、レンチキュラーレンズなどから構成されている。光源装置１３の上面には、光源光入射面と映像光出射面に偏光板を備える液晶表示パネル１１が取り付けられている。

　また、光源装置１３に対応した液晶表示パネル１１の光源光入射面（図の下面）にはフィルムまたはシート状の反射型偏光板４９を設けており、ＬＥＤ素子２０１から出射した自然光束２１０のうち片側の偏波（例えばＰ波）２１２を選択的に反射させる。反射光は、導光体２０３の一方（図の下方）の面に設けた反射シート２０５で再度、反射して、液晶表示パネル１１に向かうようにする。そこで、反射シート２０５と導光体２０３の間もしくは導光体２０３と反射型偏光板４９の間に位相差板（λ／４板）を設ける。反射光（反射光束）を、反射シート２０５で反射させ、位相差板（λ／４板）を計２回通過させることでＰ偏光からＳ偏光に変換する。これにより、映像光としての光源光の利用効率を向上する。液晶表示パネル１１で映像信号により光強度を変調された映像光束は、図６の矢印２１３に示すように出射し、再帰反射板２に入射する。再帰反射板２で反射した後に実像である空間浮遊像を得ることができる。

　図７は、図６と同様に、導光体２０３とＬＥＤ素子２０１を含む光源装置１３において、偏光変換を行う本実施例の光源の構成と作用を説明するための断面配置図である。光源装置１３も、同様に、例えばプラスチックなどにより形成される表面または内部に光束方向変換手段２０４を設けた導光体２０３、光源としてのＬＥＤ素子２０１、反射シート２０５、位相差板２０６、レンチキュラーレンズなどから構成されている。光源装置１３の上面には、光源光入射面と映像光出射面に偏光板を備える液晶表示パネル１１が取り付けられている。

　また、光源装置１３に対応した液晶表示パネル１１の光源光入射面（図の下面）にはフィルムまたはシート状の反射型偏光板４９を設け、ＬＥＤ素子２０１から出射した自然光束２１０うち片側の偏波（例えばＳ波）２１１を選択的に反射させる。すなわち、図７の例では、反射型偏光板４９の選択反射特性が図７と異なる。反射光は、導光体２０３の一方（図の下方）の面に設けた反射シート２０５で反射して、再度液晶表示パネル１１に向かう。反射シート２０５と導光体２０３の間もしくは導光体２０３と反射型偏光板４９の間に位相差板（λ／４板）を設ける。反射光（反射光束）を、反射シート２０５で反射させ、位相差板（λ／４板）を計２回通過させることでＳ偏光からＰ偏光に変換する。これにより、映像光として光源光の利用効率を向上する。液晶表示パネル１１で映像信号により光強度変調された映像光束は、図７の矢印２１４で示すように出射し、再帰反射板２に入射する。再帰反射板２で反射した後に実像である空間浮遊像を得ることができる。

　図６および図７に示す光源装置１３においては、対応する液晶表示パネル１１の光入射面に設けた偏光板の作用の他に、反射型偏光板で片側の偏光成分を反射する。そのため、理論上得られるコントラスト比は、反射型偏光板のクロス透過率の逆数と液晶表示パネル１１に付帯した２枚の偏光板により得られるクロス透過率の逆数を乗じたものとなる。これにより、高いコントラスト性能が得られる。実際には、表示画像のコントラスト性能が１０倍以上向上することを実験により確認した。この結果、自発光型の有機ＥＬに比較しても遜色ない高品位な映像が得られた。

　＜表示装置の例２＞
　図８には、表示装置１の具体的な構成の他の一例を示す。この表示装置１の光源装置１３は、例えばプラスチックなどのケース内にＬＥＤ、コリメータ、合成拡散ブロック、導光体等を収納して構成されており、光源装置１３の上面には液晶表示パネル１１が取り付けられている。また、光源装置１３のケースのひとつの側面には、半導体光源であるＬＥＤ素子２０１や、ＬＥＤ素子２０１の制御回路を実装したＬＥＤ基板２０２が取り付けられると共に、ＬＥＤ基板２０２の外側面には、ＬＥＤ素子２０１および制御回路で発生する熱を冷却するための部材であるヒートシンク１０３が取り付けられている。

　また、光源装置１３のケースの上面に取り付けられた液晶表示パネルフレームには、当該フレームに取り付けられた液晶表示パネル１１と、更に、液晶表示パネル１１に電気的に接続されたＦＰＣ４０３などが取り付けられて構成されている。すなわち、映像表示素子１１である液晶表示パネル１１は、固体光源であるＬＥＤ素子２０１と共に、電子装置を構成する制御回路（図示せず）からの制御信号に基づいて、透過光の強度を変調することによって、表示映像を生成する。

　＜表示装置の例３＞
　続いて、図９を用いて、表示装置１の具体的な構成の他の例（表示装置の例３）を説明する。この表示装置１の光源装置は、ＬＥＤ２０１からの光（Ｐ偏光とＳ偏光が混在）の発散光束をコリメータ（ＬＥＤコリメータ）１８により略平行光束に変換し、反射型導光体３０４の反射面により液晶表示パネル１１に向け反射する。反射された光は、液晶表示パネル１１と反射型導光体３０４の間に配置された反射型偏光板４９に入射する。反射型偏光板４９は、特定の偏波の光（例えばＰ偏光）を透過させ、透過した偏波光を液晶表示パネル１１に入射させる。ここで、特定の偏波以外の他の偏波（例えばＳ偏光）は、反射型偏光板４９で反射されて、再び反射型導光体３０４へ向かう。

　反射型偏光板４９は、反射型導光体３０４の反射面からの光の主光線に対して垂直とならないように、液晶表示パネル１１に対して傾きを以て設置されている。そして、反射型偏光板４９で反射された光の主光線は、反射型導光体３０４の透過面に入射する。反射型導光体３０４の透過面に入射した光は、反射型導光体３０４の背面を透過し、位相差板であるλ／４板２７０を透過し、反射板２７１で反射される。反射板２７１で反射された光は、再びλ／４板２７０を透過し、反射型導光体３０４の透過面を透過する。反射型導光体３０４の透過面を透過した光は、再び反射型偏光板４９に入射する。

　このとき、反射型偏光板４９に再度入射する光は、λ／４板２７０を２回通過しているため、反射型偏光板４９を透過する偏波（例えば、Ｐ偏光）へ偏光が変換されている。よって、偏光が変換されている光は反射型偏光板４９を透過し、液晶表示パネル１１に入射する。なお、偏光変換に係る偏光設計について、上述の説明から偏波を逆に構成（Ｓ偏光とＰ偏光を逆にする）してもかまわない。

　この結果、ＬＥＤ２０１からの光は特定の偏波（例えばＰ偏光）に揃えられ、液晶表示パネル１１に入射し、映像信号に合わせて輝度変調されパネル面に映像を表示する。上述の例と同様に光源を構成する複数のＬＥＤ２０１を有し、これらは複数のコリメータ１８のそれぞれ対応するコリメータ１８に対して所定の位置に取り付けられている。ただし、図９では縦断面のため１個のＬＥＤ２０１および１個のコリメータ１８のみ図示している。

　なお、コリメータ１８は、各々、例えばアクリル等の透光性の樹脂またはガラスにより形成されている。そして、このコリメータ１８は、放物断面を回転して得られる円錐凸形状の外周面を有してもよい。また、コリメータ１８の頂部（ＬＥＤ基板２０２に対向する側）における中央部に、凸部（すなわち、凸レンズ面）を形成した凹部を有してもよい。また、コリメータ１８の平面部（上記の頂部とは逆の側）の中央部には、外側に突出した凸レンズ面（あるいは、内側に凹んだ凹レンズ面でもよい）を有している。なお、コリメータ１８の円錐形状の外周面を形成する放物面は、ＬＥＤ２０１から周辺方向に出射する光をその内部で全反射することが可能な角度の範囲内において設定され、あるいは、反射面が形成されている。

　なお、ＬＥＤ２０１は、その回路基板である、ＬＥＤ基板２０２の表面上の所定の位置にそれぞれ配置されている。このＬＥＤ基板２０２は、コリメータ１８に対して、その表面上のＬＥＤ２０１が、それぞれ、円錐凸形状の頂部の中央部（頂部に凹部が有る場合はその凹部）に位置するように配置されて固定される。

　かかる構成によれば、コリメータ１８によって、ＬＥＤ２０１から放射される光のうち、特に、その中央部分から放射される光は、コリメータ１８の外形を形成する凸レンズ面により集光されて平行光となる。また、その他の部分から周辺方向に向かって出射される光は、コリメータ１８の円錐形状の外周面を形成する放物面によって反射され、同様に、集光されて平行光となる。換言すれば、その中央部に凸レンズを構成すると共に、その周辺部に放物面を形成したコリメータ１８によれば、ＬＥＤ２０１により発生された光のほぼすべてを平行光として取り出すことが可能となり、発生した光の利用効率を向上することが可能となる。

　更に、図９に示したコリメータ１８により略平行光に変換された光は、反射型導光体３０４で反射される。当該光のうち、反射型偏光板４９の作用により特定の偏波の光は反射型偏光板４９を透過し、反射型偏光板４９の作用により反射された他方の偏波の光は再度導光体３０４を透過する。当該光は、反射型導光体３０４に対して、液晶表示パネル１１とは逆の位置にある反射板２７１で反射する。このとき、当該光は位相差板であるλ／４板２７０を２度通過することで偏光変換される。反射板２７１で反射した光は、再び導光体３０４を透過して、反対面に設けた反射型偏光板４９に入射する。当該入射光は、偏光変換がなされているので、反射型偏光板４９を透過して、偏光方向を揃えて液晶表示パネル１１に入射される。この結果、光源の光をすべて利用できるので光の幾何光学的な利用効率が２倍になる。また、反射型偏光板４９の偏光度（消光比）もシステム全体の消光比に乗せられるので、本実施例の光源装置を用いることで表示装置全体としてのコントラスト比が大幅に向上する。なお、反射型導光体３０４の反射面の面粗さおよび反射板２７１の面粗さを調整することで、それぞれの反射面での光の反射拡散角を調整することができる。液晶表示パネル１１に入射する光の均一性がより好適になるように、設計毎に、反射型導光体３０４の反射面の面粗さおよび反射板２７１の面粗さを調整すればよい。

　なお、図９の位相差板であるλ／４板２７０は、必ずしもλ／４板２７０へ垂直に入射した偏光に対する位相差がλ／４である必要はない。図９の構成において、偏光が２回通過することで、位相が９０°（λ／２）変わる位相差板であればよい。位相差板の厚さは、偏光の入射角度分布に応じて調整すればよい。

　＜表示装置の例４＞
　更に、表示装置１の光源装置等の光学系の構成についての他の例（表示装置の例４）を、図１０を用いて説明する。表示装置の例４は、表示装置の例３の光源装置において、反射型導光体３０４の代わりに拡散シートを用いる場合の構成例である。具体的には、コリメータ１８の光の出射側には図面の垂直方向と水平方向（図の前後方向で図示せず）の拡散特性を変換する光学シート（言い換えると拡散シート）を２枚用いる。２枚の光学シートを光学シート２０７Ａおよび光学シート２０７Ｂとして示す。コリメータ１８からの光を２枚の光学シートの間に入射させる。

　なお、上記の光学シートは、２枚構成ではなく１枚としてもよい。１枚構成とする場合には、１枚の光学シートの表面と裏面の微細形状で垂直と水平の拡散特性を調整する。また、拡散シートを複数枚使用して作用を分担してもよい。ここで、図１０の例では、光学シート２０７Ａと光学シート２０７Ｂの表面形状と裏面形状による反射拡散特性について、液晶表示パネル１１から出射する光束の面密度が均一になるように、ＬＥＤ２０１の数量とＬＥＤ基板２０２からの発散角およびコリメータ１８の光学仕様を設計パラメータとして最適設計するとよい。つまり、図１０の例では、導光体の代わりに複数の拡散シートの表面形状により拡散特性を調整する。

　図１０の例では、偏光変換は、上述した表示装置の例３と同様の方法で行われる。すなわち、図１０の例において、反射型偏光板４９は、Ｓ偏光を反射（Ｐ偏光は透過）させる特性を有するように構成すればよい。その場合、光源であるＬＥＤ２０１から発した光のうちＰ偏光を透過して、透過した光は液晶表示パネル１１に入射する。光源であるＬＥＤ２０１から発した光のうちＳ偏光を反射し、反射した光は、図１０に示した位相差板２７０を通過する。位相差板２７０を通過した光は、反射板２７１で反射される。反射板２７１で反射した光は、再び位相差板２７０を通過することでＰ偏光に変換される。偏光変換された光は、反射型偏光板４９を透過し、液晶表示パネル１１に入射する。

　なお、図１０の位相差板であるλ／４板２７０は、必ずしもλ／４板２７０へ垂直に入射した偏光に対する位相差がλ／４である必要はない。図１０の構成において、偏光が２回通過することで、位相が９０°（λ／２）変わる位相差板であればよい。位相差板の厚さは、偏光の入射角度分布に応じて調整すればよい。なお、図１０においても、偏光変換に係る偏光設計について、上述の説明から偏波を逆に構成（Ｓ偏光とＰ偏光を逆にする）してもかまわない。

　液晶表示パネル１１からの出射光は、一般的なＴＶ用途の装置では画面水平方向（図１２（ａ）Ｘ軸で表示）と画面垂直方向（図１２（ｂ）Ｙ軸で表示）ともに同様な拡散特性を持っている。これに対して、本実施例の液晶表示パネル１１からの出射光束の拡散特性は、例えば図１２の例１に示すように輝度が正面視（角度０度）の５０％になる視野角が１３度とすることで、一般的なＴＶ用途の装置の６２度に対して１／５となる。同様に、垂直方向の視野角は、上下不均等として上側の視野角を下側の視野角に対して１／３程度に抑えるように反射型導光体の反射角度と反射面の面積等を最適化する。この結果、従来の液晶ＴＶに比べ、監視方向に向かう映像光量が大幅に向上し、輝度は５０倍以上となる。

　更に、図１２の例２に示す視野角特性とすれば、輝度が正面視（角度０度）の５０％になる視野角が５度とすることで、一般的なＴＶ用途の装置の６２度に対して１／１２となる。同様に、垂直方向の視野角は、上下均等として視野角を一般的なＴＶ用途の装置に対して１／１２程度に抑えるように、反射型導光体の反射角度と反射面の面積等を最適化する。この結果、従来の液晶ＴＶに比べ、監視方向に向かう映像光量が大幅に向上し、輝度は１００倍以上となる。

　以上述べたように、視野角を挟角とすることで、監視方向に向かう光束量を集中できるので、光の利用効率が大幅に向上する。この結果、一般的なＴＶ用途の液晶表示パネルを使用しても、光源装置の光拡散特性を制御することで、同様な消費電力で大幅な輝度向上が実現可能で、明るい屋外に向けての情報表示システムに対応した映像表示装置とすることができる。

　大型の液晶表示パネルを使用する場合には、画面周辺の光は画面中央を監視者が正対した場合に監視者の方向に向かうように内側に向けることで、画面明るさの全面性が向上する。図１１は、監視者のパネルからの距離Ｌと、パネルサイズ（画面比１６：１０）とをパラメータとしたときのパネル長辺と短辺の収斂角度を求めたものである。画面を縦長として監視する場合には、短辺に合わせて収斂角度を設定すればよく、例えば２２インチパネルの縦使いで監視距離が０.８ｍの場合には、収斂角度を１０度とすれば、画面４コーナーからの映像光を有効に監視者に向けることができる。

　同様に、１５インチパネルの縦使いで監視する場合には、監視距離が０.８ｍの場合には、収斂角度を７度とすれば、画面４コーナーからの映像光を有効に監視者に向けることができる。以上述べたように、液晶表示パネルのサイズおよび縦使いか横使いかによって、画面周辺の映像光を、画面中央を監視するのに最適な位置にいる監視者に向けることで、画面明るさの全面性を向上できる。

　基本構成としては、図９に示すように、光源装置により挟角な指向特性の光束を液晶表示パネル１１に入射させ、映像信号に合わせて輝度変調することで、液晶表示パネル１１の画面上に表示した映像情報を、再帰反射板で反射させ得られた空間浮遊映像を、透明な部材１００を介して室外または室内に表示する。

　以上説明した、本発明の一実施例に係る表示装置や光源装置を用いれば、光の利用効率がより高い空間浮遊映像表示装置を実現することが可能となる。

　＜実施例２＞
　ここで、本発明の実施例２として、空間浮遊映像表示装置（空中浮遊映像表示装置）における映像表示素子の大画面化に対応した光源装置の構成レイアウトについて説明する。

　＜大画面化に対応した光源装置の標準的な構成レイアウト例＞
　まず、空間浮遊映像表示装置に用いられる光源装置の標準的な構成レイアウト例について説明する。図１３は、空間浮遊映像表示装置における光源装置の標準的な構成レイアウト例を示す図である。図１３に示すように、光源装置１３は、例えば、ＬＥＤ素子２０１、ＬＥＤ基板２０２、コリメート素子１９、偏光変換素子２０９、導光体３０４、および拡散シート２０８を備えている。拡散シート２０８の近傍には、液晶表示パネル１１が配置される。なお、拡散シート２０８は、拡散素子の一例である。また、液晶表示パネル１１は、映像表示素子の一例である。

　図１３に示すように、ＬＥＤ素子２０１は、ＬＥＤ基板２０２に配置されている。ＬＥＤ素子２０１は、コリメート素子１９に向けて光（以下、ＬＥＤ光とも言う）を出射する。コリメート素子１９は、ＬＥＤ光をコリメート素子１９の光軸ＸＸに沿った平行光に変換し、偏光変換素子２０９に出射する。コリメート素子には、例えば、レンズ型、リフレクタ型などの種類がある。本実施例において、コリメート素子１９は、リフレクタ型である。偏光変換素子２０９は、コリメート素子１９からの平行光を、液晶表示パネル１１で扱える直線偏光に変換し、直線偏光に変換された後の平行光を導光体３０４に向けて出射する。

　導光体３０４は、偏光変換素子２０９からの直線偏光後の平行光を、拡散シート２０８に導光する。導光体には、例えば、レンズ型、ミラー型などの種類がある。本実施例において、導光体３０４は、ミラー型である。導光体３０４の光反射側の面は、微細構造３０４１を有している。微細構造３０４１は、複数の反射面３０４２と複数の連接面３０４３とを有し、反射面３０４２と連接面３０４３とが交互に配列され接続された構造である。微細構造３０４１の断面形状は、ノコギリの刃先の形状に似ている。導光体３０４の微細構造３０４１における反射面３０４２の傾きεの角度を制御することにより、導光体３０４に入射された直線偏光後の平行光は、拡散シート２０８に向けて反射される。

　上記した反射面３０４２の傾きεは、導光体３０４を、微細構造３０４１を無視して大局的に見た場合の光反射側の面に対する傾きである。微細構造３０４１を無視して大局的に見た場合の光反射側の面は、例えば、微細構造３０４１の表面の包絡面と考えてもよい。ここでは、傾きεは、一定であることを想定する。また、導光体３０４を大局的に見た場合の光反射側の面は、平面であることを想定する。

　拡散シート２０８は、光拡散特性を有している。拡散シート２０８にて拡散された光は、液晶表示パネル１１に入射される。拡散シート２０８は、導光体３０４からの反射光を拡散させ、導光体３０４からの反射光の進行方向側に拡散光を出射する。拡散シート２０８の拡散光が出射される側には、液晶表示パネル１１が配置される。液晶表示パネル１１は、形成する空間浮遊映像の元となる映像を表示する。すなわち、拡散シート２０８は、液晶表示パネル１１の空間浮遊映像が形成される側において、所定の視野角が得られるように、液晶表示パネル１１の導光体３０４側に配置されている。

　なお、図１３は、光源装置１３を図中のｘ軸方向に見た場合の図であり、実際には、ＬＥＤ素子２０１、ＬＥＤ基板２０２、コリメート素子１９、および偏光変換素子２０９は、それぞれ、ｘ軸方向に複数個、配列されている。

　＜大画面化に対応した光源装置の構成レイアウト例＞
　次に、液晶表示パネル１１などの映像表示素子を大画面化した場合に考えられる光源装置の構成レイアウト例とその課題について説明する。

　＜大画面化に対応した光源装置の構成レイアウト例１＞
　図１４は、映像表示素子の大画面化に対応した光源装置の構成レイアウト例１を示す図である。図１４に示す光源装置１３の構成レイアウト例１では、ＬＥＤ素子、ＬＥＤ基板、コリメート素子、偏光変換素子、および導光体を主要な構成要素として構成される導光構造体が２体用意される。そして、一方の導光構造体と他方の導光構造体とは、それぞれの光出射面が図中のｚ軸方向において対向するように配置される。

　すなわち、図１４に示すように、第１のＬＥＤ素子２０１Ａ、第１のＬＥＤ基板２０２Ａ、第１のコリメート素子１９Ａ、第１の偏光変換素子２０９Ａ、および第１の導光体３０４Ａにより構成される第１の導光構造体２５０Ａが用意される。また、第２のＬＥＤ素子２０１Ｂ、第２のＬＥＤ基板２０２Ｂ、第２のコリメート素子１９Ｂ、第２の偏光変換素子２０９Ｂ、および第２の導光体３０４Ｂにより構成される第２の導光構造体２５０Ｂが用意される。第１の導光構造体２５０Ａと第２の導光構造体２５０Ｂとは、第１のコリメート素子１９Ａの第１の光軸ＸＸＡまたは第２のコリメート素子１９Ｂの第２の光軸ＸＸＢの方向、すなわちｚ軸方向において、光出射面同士が対向するように配置される。図１４の紙面上において、第１の導光構造体２５０Ａは、拡散シート２０８のおおよそ右側半分への導光を担い、第２の導光構造体２５０Ｂは、拡散シート２０８のおおよそ左側半分への導光を担う。

　光源装置の構成レイアウト例１の場合、ＬＥＤ光の光量を増大させることができ、映像表示素子を大画面化しても、形成される空間浮遊映像の明るさを担保することができる。一方、同構成レイアウト例１では、ＬＥＤ素子、ＬＥＤ基板等の配置される位置が左右に分散される。そのため、回路および放熱機構のレイアウトは複雑化する。また、第１の導光体３０４Ａと第２の導光体３０４Ｂとが連接された部分である導光体連接部３０５では、導光のための微細構造を設けることが困難である。そのため、導光体連接部３０５での反射光の向きが制御できず、その反射光が迷光となる可能性がある。その結果、例えば、映像上において輝度ムラ、輝線が出現する場合がある。光源装置の構成レイアウト例１の場合、上述したような課題が存在する。

　＜大画面化に対応した光源装置の構成レイアウト例２＞
　図１５は、映像表示素子の大画面化に対応した光源装置の構成レイアウト例２を示す図である。図１５に示す光源装置１３の構成レイアウト例２では、ＬＥＤ素子、ＬＥＤ基板、コリメート素子、偏光変換素子、および導光体を主要な構成要素として構成される導光構造体が、２体用意される。そして、一方の導光構造体と他方の導光構造体とは、それぞれの光出射面が図中のｙｚ平面内で同一の方向を向き、図中のｚ軸方向において並列に配置される。

　すなわち、光源装置１３の構成レイアウト例１の場合と同様、図１５に示すように、第１のＬＥＤ素子２０１Ａ、第１のＬＥＤ基板２０２Ａ、第１のコリメート素子１９Ａ、第１の偏光変換素子２０９Ａ、および第１の導光体３０４Ａにより構成される第１の導光構造体２５０Ａが用意される。また、第２のＬＥＤ素子２０１Ｂ、第２のＬＥＤ基板２０２Ｂ、第２のコリメート素子１９Ｂ、第２の偏光変換素子２０９Ｂ、および第２の導光体３０４Ｂにより構成される第２の導光構造体２５０Ｂが用意される。第１の導光構造体２５０Ａと第２の導光構造体２５０Ｂとは、それぞれ同じ姿勢を保持し、ｚ軸方向において並列に配置される。図１５の紙面上において、第１の導光構造体２５０Ａは、拡散シート２０８のおおよそ右側半分への導光を担い、第２の導光構造体２５０Ｂは、拡散シート２０８のおおよそ左側半分への導光を担う。

　光源装置の構成レイアウト例２の場合、光源装置の構成レイアウト例１と同様、ＬＥＤ光の光量を増大させることができ、映像表示素子を大画面化しても、形成される空間浮遊映像の明るさを担保することができる。一方、ＬＥＤ素子、ＬＥＤ基板等の配置される位置が分散される。そのため、光源装置の構成レイアウト例２では、回路および放熱機構のレイアウトは複雑化する、という課題が存在する。

　＜大画面化に対応した光源装置の構成レイアウト例３＞
　図１６は、映像表示素子の大画面化に対応した光源装置の構成レイアウト例３を示す図である。図１６に示す光源装置１３の構成レイアウト例３では、ＬＥＤ素子、ＬＥＤ基板、コリメート素子、偏光変換素子、および導光体を主要な構成要素として構成される導光構造体の大きさが、映像表示素子の映像表示画面の拡大率に合わせて（等倍で）拡大される。すなわち、図１６に示すように、光源装置１３の各構成要素のサイズを液晶表示パネル１１の映像表示画面の大きさに合わせて大きくした、ＬＥＤ素子２０１Ｃ、ＬＥＤ基板２０２Ｃ、コリメート素子１９Ｃ、偏光変換素子２０９Ｃ、および導光体３０４Ｃにより構成された導光構造体２５０Ｃが用意される。

　光源装置の構成レイアウト例３の場合も、これまでの光源装置の構成レイアウト例１および例２と同様、ＬＥＤ光の光量を増大させることができ、映像表示素子を大画面化しても、形成される空間浮遊映像の明るさを担保することができる。一方、ＬＥＤ素子から導光体までの各要素で構成される導光構造体の全体の大きさが大きくなるため、導光構造体の奥行き、厚み等が増すことになる。その結果、光源装置の構成レイアウト例３では、各要素の大型化、所定の要素に対する蒸着面積の拡大、導光構造体を構成する各要素を従来構成の要素と共通化できない、といったことにより、コストが増大する、薄型化が難しい、という課題が存在する。

　＜本発明の一実施例に係る光源装置の構成レイアウト例＞
　図１７は、本発明の一実施例に係る光源装置の構成レイアウト例を示す図である。図１７に示す光源装置の構成レイアウト例は、映像表示素子の大画面化に対応した光源装置の構成レイアウト例である。本発明の一実施例に係る光源装置１３の構成レイアウト例は、上述した光源装置１３の構成レイアウト例１から例３までの課題を解決するために考えられた例である。

　図１７に示す、本発明の一実施例に係る光源装置１３の構成レイアウト例は、ＬＥＤ素子から偏光変換素子までの各要素で構成される光出射構造体を２体用意し、これら２つの光出射構造体をｙ軸方向に二段重ねで配置し、映像表示素子のｚ軸方向におけるほぼ全領域に亘って延在する１つの導光体を配置させた例である。

　すなわち、図１７に示すように、第１のＬＥＤ素子２０１Ａ、第１のＬＥＤ基板２０２Ａ、第１のコリメート素子１９Ａ、および第１の偏光変換素子２０９Ａにより構成される第１の光出射構造体２４０Ａが用意される。また、第２のＬＥＤ素子２０１Ｂ、第２のＬＥＤ基板２０２Ｂ、第２のコリメート素子１９Ｂ、および第２の偏光変換素子２０９Ｂにより構成される第２の光出射構造体２４０Ｂが用意される。第１の光出射構造体２４０Ａと第２の光出射構造体２４０Ｂとは、映像表示素子としての液晶表示パネル１１の映像表示画面の垂線方向、すなわちｙ軸方向において、互いに隣接または近接して配置される。すなわち、第１の光出射構造体２４０Ａと第２の光出射構造体２４０Ｂとは、ｙ軸方向において二段で重なるように配置される。

　導光体３０６は、その光反射側の面が拡散シート２０８の光拡散面、あるいは、液晶表示パネル１１の映像表示画面の略全体をカバーするように形成され、配置される。導光体３０６の光反射側の面には、反射面３０４２と連接面３０４３とが交互に配列された微細構造３０４１が形成されている。導光体３０６は、第１の光出射構造体２４０Ａから出射された光と、第２の光出射構造体２４０Ｂから出射された光とを、反射面３０４２で反射させて拡散シート２０８の光拡散面、すなわち、液晶表示パネル１１の映像表示画面に向かわせるように構成されている。

　導光体３０６の各位置での微細構造３０４１における反射面３０４２の傾きεは、導光体３０６の光反射側の面全体を、微細構造３０４１を無視して大局的に見た場合に得られる面における当該位置での部分的な面に対して一定である。すなわち、導光体３０６の光反射側の面が、大局的に見て平面である場合には、光源装置１３に対する反射面３０４２の傾きεは、どの位置でも一定である。一方、導光体３０６の光反射側の面が、大局的に見て曲面である場合には、その曲率に応じて、光源装置１３に対する反射面３０４２の傾きεは変化する。

　本実施例において、導光体３０６の光反射側の面は、第１のコリメート素子１９Ａの第１の光軸ＸＸＡまたは第２のコリメート素子１９Ｂの第２の光軸ＸＸＢからの光反射位置の座標をパラメータとした関数に基づく曲面である。そして、この関数は、第１の偏光変換素子２０９Ａおよび第２の偏光変換素子２０９Ｂからそれぞれ出射され合成された光が拡散シート２０８の光拡散面に均一に入射し、液晶表示パネル１１の映像表示画面上で輝度ムラが発生しないように求められたものとなる。つまり、光出射構造体から出射される光は、実際には、理想的な平行光ではないことが多く、この場合、上記の関数は、光出射構造体から出射される光の特性に合わせて定められる。

　なお、本実施例では、第１の光出射構造体２４０Ａから出射される偏光変換後の光は、第１の光軸ＸＸＡに沿った平行光に近いが、若干の光拡散特性を有している。同様に、第２の光出射構造体２４０Ｂから出射される偏光変換後の光は、第２の光軸ＸＸＢに沿った平行光に近いが、若干の光拡散特性を有している。つまり、第１の光出射構造体２４０Ａおよび第２の光出射構造体２４０Ｂから出射される偏光変換後の光は、略平行光であるが、僅かに広がりを持って、すなわち僅かに発散して進行する。

　また、本実施例では、図１７の紙面上において、第１の光出射構造体２４０Ａから出射される偏光変換後の略平行光は、導光体３０６のおおよそ左側半分の部分で反射され、拡散シート２０８および液晶表示パネル１１のおおよそ左側半分に導光される。第２の光出射構造体２４０Ｂから出射される偏光変換後の略平行光は、導光体３０６のおおよそ右側半分の部分で反射され、拡散シート２０８および液晶表示パネル１１のおおよそ右側半分に導光される。

　このような本実施例において、導光体３０６の光反射側の面を、映像表示画面と平行であり第１の光軸ＸＸＡと直交する方向、すなわちｙ方向に見た場合を考える。この場合、導光体３０６において、第１の光出射構造体２４０Ａまたは第２の光出射構造体２４０Ｂの光射出面から導光体３０６の光反射側の面までの光路長が相対的に短い光を受ける範囲については、導光体３０６のｚ軸方向における一端と他端とを結ぶ直線に対して、液晶表示パネル１１に近い側を通る割合が相対的に多い、凸傾向の形状を有する。また、導光体３０６の光反射側の面は、上記光路長が相対的に長い光を受ける範囲については、導光体３０６のｚ軸方向における一端と他端とを結ぶ直線に対して、液晶表示パネル１１から遠い側を通る割合が相対的に多い、凹傾向の形状を有する。

　あるいは、このような本実施例において、導光体３０６の光反射側の面は、映像表示画面と平行であり第１の光軸ＸＸＡと直交する方向、すなわちｙ方向に見た場合に、中央近傍から第１の光出射構造体２４０Ａに近い側の端までの範囲については、導光体３０６のｚ軸方向における一端と他端とを結ぶ直線に対して、液晶表示パネル１１に近い側を通る割合が相対的に多い、凸傾向の形状を有する。また、導光体３０６の光反射側の面は、中央近傍から第２の光出射構造体２４０Ｂより遠い側の端までの範囲については、導光体３０６のｚ軸方向における一端と他端とを結ぶ直線に対して、液晶表示パネル１１から遠い側を通る割合が相対的に多い、凹傾向の形状を有する。

　これより、図１７に示す、本発明の一実施例に係る光源装置１３の構成レイアウト例が上述した課題を解決する原理について、詳しく説明する。

　＜導光体が一般的である平坦な形状を有する場合の課題＞
　図１８は、本発明の一実施例に係る光源装置の構成レイアウト例によって解決される課題を説明するための図である。まず、図１８に示す光源装置の構成レイアウト例について説明する。図１８に示す光源装置の構成レイアウト例は、図１７に示す、本発明の一実施例に係る光源装置の構成レイアウト例において、凸傾向の形状の部分と凹傾向の形状の部分とを有する導光体３０６に代えて、光反射側の面が全体的に平坦である導光体３０４が配置された例を示している。

　次に、図１８に示す光源装置１３の構成レイアウト例における課題について説明する。偏光変換素子からの出射光は、理想的には平行光である。しかしながら、実際には、偏光変換素子からの出射光は、完全な平行光ではなく、若干の光拡散特性を有し、僅かに発散することが多い。例えば、偏光変換素子からの出射光の発散角度は、点光源から発せられた光の光量の分布における半値全幅（ＦＷＨＭ）に対応する角度として、５°（５度）程度となる。

　偏光変換素子からの出射光における、このような光発散の要因は、例えば、コリメート素子からの光が、理想的な平行光から僅かに発散傾向を有する光になることが考えられる。また、偏光変換素子の出射口から導光体３０４の反射面までの光路長は、上段側と下段側とで異なる。そのため、上段側である第１の光出射構造体２４０Ａからの出射光線の導光体３０４における照射範囲の大きさと、下段側である第２の光出射構造体２４０Ｂからの出射光線の導光体３０４における照射範囲の大きさとの間には、差異が生じる。

　図１８の例では、上段側である第１の光出射構造体２４０Ａからの出射光線の導光体３０４における照射範囲（面積）Ｓ１の方が、下段側である第２の光出射構造体２４０Ｂからの出射光線の導光体３０４における照射範囲（面積）Ｓ２よりも大きくなる。すなわち、Ｓ１＞Ｓ２が成り立つ。一方、ＬＥＤ素子から偏光変換素子までの各要素で構成される光出射構造体からの出射光の光束については、上段側の光束Ｌ１と下段側の光束Ｌ２とで同等である。すなわち、Ｌ１＝Ｌ２が成り立つ。そのため、光出射構造体からの出射光の導光体３０４における照射面積当たりの光束については、上段側の照射面積当たりの光束Ｌ１／Ｓ１と下段側の照射面積当たりの光束Ｌ２／Ｓ２とで差異が生じる。すなわち、輝度：（Ｌ１／Ｓ１）＜（Ｌ２／Ｓ２）が成り立つ。

　これらから理解されるように、第１の光出射構造体２４０Ａからの出射光の導光体３０４での反射成分である、液晶表示パネル１１側から観察した場合の輝度と、第２の光出射構造体２４０Ｂからの出射光の導光体３０４での反射成分である、液晶表示パネル１１側から観察した場合の輝度との間に差異が生じる。すなわち、液晶表示パネル１１の映像表示画面内での輝度に差異が生じ、いわゆる輝度ムラが生じる。

　また、第１の偏光変換素子２０９Ａおよび第２の偏光変換素子２０９Ｂが光拡散特性を有し、出射光の光軸近傍から周辺にかけての発散傾向が強ければ、第１の偏光変換素子２０９Ａおよび第２の偏光変換素子２０９Ｂから導光体３０４までの光路が広がる。その結果、第１の偏光変換素子２０９Ａからの出射光における導光体３０４への照射面積の広がりと、第２の偏光変換素子２０９Ｂからの出射光における導光体３０４への照射面積の広がりとの間に差異が生じる。すなわち、液晶表示パネル１１の映像表示画面内での輝度にさらに差異が生じ、より大きな輝度ムラが生じる。

　なお、図１８は、導光体３０４からの反射光線が、微細構造３０４１における反射面の傾きによって、液晶表示パネル１１の方向へ一定の角度で出射するように制御されていると仮定して描いたものである。

　以上から、図１８に示す光源装置の構成レイアウト例における課題は、コリメート素子あるいは偏光変換素子が光拡散特性を有し、液晶表示パネル１１上で輝度ムラが生じることである。

　＜導光体による輝度均一化の原理＞
　これより、映像表示素子上における輝度均一化の原理について説明する。図１９および図２０は、本発明の一実施例に係る導光体による輝度均一化の原理を説明するための図である。図１９は、導光体における包絡傾斜の補正前の状態（導光体３０４）を示す図である。また、図２０は、導光体における包絡傾斜の補正後の状態（導光体３０４Ｄ）を示す図である。

　図１９に示すように、導光体３０４の光反射側の面では、いずれの位置でも、微細構造３０４１における包絡線Ｅの傾きγ、反射面の傾きεは、それぞれ変化しない。しかしながら、導光体３０４の光反射側の面において、上向きの所定の広がりを持つ光線である単位光束が当たる照射面積と、下向きの所定の広がりを持つ光線である単位光束が当たる照射面積とは異なる。液晶表示パネル１１等の映像表示素子上の輝度差は、光束Ｎの単位光束当たりの導光体３０４における照射面積が不均一であることによって生じる。したがって、導光体３０４の微細構造３０４１における反射面の傾きεを局所的に調整することにより、単位光束当たりの導光体３０４における照射面積を調整し、映像表示素子上の輝度を均一化することができる。

　具体的には、図２０に示すように、導光体３０４Ｄの映像表示素子側の表面に形成されている微細構造３０４１において、反射面と連接面とが接する先端部同士を結んで形成される仮想的な包絡線（包絡面；非球面）Ｅの傾きが調整される。より詳しくは、包絡線Ｅにおける直上（反射方向）の輝度（表示素子輝度）が高くなる箇所では、包絡線Ｅの傾きγを下げ、包絡線Ｅにおける直上の輝度が低くなる箇所では、包絡線Ｅの傾きγを上げるように調整される。導光体３０４Ｄにおいて、傾きγが下げられた面は、出射光線を受ける面積が大きくなり、映像表示素子上の輝度が低くなる。逆に、導光体３０４Ｄにおいて、傾きγが上げられた面は、出射光線を受ける面積が小さくなるので、表示素子上の輝度が高くなる。

　なお、図２０は、入射光線に対して微細構造３０４１における反射面３０４２の傾きεが最適化され、入射光束の光軸が９０°（９０度）折り返されていると仮定して描いたものである。また、映像表示素子上の輝度とは、折り返し方向からの観察輝度を指すものである。

　図２１、図２２、および図２３は、本発明の一実施例に係る導光体における包絡線の傾きの補正に伴う包絡線の凹凸傾向を説明するための図である。図２１は、導光体３０４，３０４Ｄの奥行き方向（ｚ軸－方向）の位置と、導光体３０４，３０４Ｄの微細構造３０４１における包絡線Ｅの傾きγとの関係を、包絡線Ｅの傾きγの上記補正前後で比較した図である。図２２は、導光体３０４の微細構造３０４１における包絡線Ｅの傾きγを補正した場合に、包絡線Ｅの全体的な形状がどのように変化するかを示す図である。図２３は、導光体３０４，３０４Ｄの微細構造３０４１における包絡線Ｅの傾きγを、導光体の奥行き方向に沿って、上げから下げへ転じた場合、あるいは、下げから上げへ転じた場合に出現する、導光体の形状の凹凸傾向を示す図である。

　図２１に示すように、単位光束当たりの導光体３０４における照射面積が均一となるように、導光体３０４Ｄのように形状を補正すると、導光体の包絡線Ｅの傾きは、導光体の奥行き方向（ｚ軸－方向）において変化することが分かる。

　また、図２２に示すように、導光体３０４の微細構造３０４１における包絡線Ｅの傾きγを補正する際に、導光体３０４の奥行方向（ｚ軸－方向）に対して傾きγを相対的に上げていくと、補正後の導光体３０４Ｄの全体的な形状は、凹傾向の形状となる。逆に、導光体３０４の奥行方向（ｚ軸－方向）に対して傾きγを下げていくと、補正後の導光体３０４Ｄの全体的な形状は、凸傾向の形状となる。

　また、図２３に示すように、包絡線Ｅの傾きγの上げ下げが、導光体の奥行き方向において逆転した場合、その逆転した箇所の周辺において、導光体の形状に凹傾向もしくは凸傾向が出現する。なお、微細構造３０４１における隣り合う頂点（反射面と連接面との接線に対応する点）同士を結んだ直線は、包絡線Ｅの一部であるが、隣接する当該直線の傾きの変化によって、導光体３０４の形状が局所的に凹傾向あるいは凸傾向となる場合もある。

　図２４は、本発明の一実施例に係る光源装置の構成レイアウト例における導光体の補正前後での輝度を説明するための図である。また、図２５は、本発明の一実施例に係る光源装置の構成レイアウト例における導光体の補正前後での包絡線の傾きおよび液晶表示パネルの輝度分布を示す図である。なお、図２５の輝度分布は、ｙｚ断面における輝度のプロファイルを示している。

　本発明の一実施例に係る光源装置１３の構成レイアウト例に関して、シミュレーションの結果から、２００ｍｍ程度の映像表示有効範囲ＲＲ１を持つ大画面の映像表示素子を均一に照明する（映像表示素子の鉛直方向から見た輝度分布を均一にする）には、次に示す補正が有効であることが分かった。

　本発明の一実施例に係る光源装置１３の構成レイアウト例（光出射構造体を二段に配置；一段当たりの光束幅は約１８ｍｍ）において、導光体３０４における包絡線の傾きγを一定の傾きから変化のある傾きへ調整する補正が行われること（包絡線の傾きγが補正された導光体３０６を用いること）である。具体的には、上段側光線（第１の光出射構造体２４０Ａからの出射光）の延長上に当たる導光体３０４の光反射領域近傍を凹傾向の形状とし、下段側光線（第２の光出射構造体２４０Ｂからの出射光）の延長上に当たる導光体３０４の反射領域近傍を凸傾向の形状とする。

　図２５に示すように、導光体における包絡線の傾きが一定の場合、映像表示素子の鉛直方向から見た輝度分布は、上段側光源（第１の光出射構造体２４０Ａ）が形成する、その光源から離れた側に強度ピークを持つ輝度分布（上段側光源形成輝度分布Ａ）と、下段側光源（第２の光出射構造体２４０Ｂ）が形成する、その光源に近い側に強度ピークを持つ輝度分布（下段側光源形成輝度分布Ｂ）との合算である輝度分布（合算輝度分布Ｃ）となる。上段側光源形成輝度分布Ａと下段側光源形成輝度分布Ｂとを比較すると、主に前述の課題、すなわち、上段と下段のそれぞれにおける偏光変換素子から導光体の光反射側の面までの光路差と、光束の微量な発散傾向とに起因して、上段側光源形成輝度分布Ａの強度ピーク＜下段側光源形成輝度分布Ｂの強度ピークとなる。その結果、映像表示素子上において輝度差が生じる。

　よって、合算輝度分布Ｃは、光源に相対的に近い側に強度ピークを持ち、光源から離れていく方向に対して輝度が低くなっていくが、下段側光源形成輝度分布Ｂの強度ピーク近傍までは低下の程度が緩やかであり、それ以降に輝度が大きく低下していく傾向を持つ。

　ここで、合算輝度分布Ｃの積分値を映像表示素子の有効範囲幅で割った輝度を、均一化の目標輝度Ｄ（＝導光体における包絡線の傾き調整により輝度の均一化が成された際に得られるであろう平均輝度）とする。目標輝度Ｄに対する合算輝度分布Ｃの輝度は、光源側から見て、（ｉ）不足（Ｚ＝－１５～－２６）→（ii）過剰（Ｚ＝－２６～－１７０）→（iii）不足（Ｚ＝－１７０～－２３２）の傾向が見られる。

　よって、包絡線の傾きは、区間（ｉ）→上げる、区間（ii）→下げる、区間（iii）→上げる、のように調整する。このような調整に伴い、包絡線の傾きは、光源側から合算輝度分布Ｃにおける強度ピークに対応する位置にかけて、相対的に下がった後、それ以降、相対的に上がっていく。このことから、導光体３０６の形状は、光源側から、凸形状→凹形状に変化する傾向を持つ。すなわち、図２５に示すように、補正前の包絡線の傾きである補正前包絡線傾きＦは、ｚ軸方向の各位置において一定である。しかしながら、補正後の包絡線の傾きである補正後包絡線傾きＧは、ｚ軸方向の－側に向かって、大きな傾きから小さな傾きに徐々に変化し、再び小さな傾きから大きな傾きに変化する。

　包絡線の傾きを調整した後の導光体にて、再度、シミュレーションを行った結果、映像表示素子の鉛直方向から見た場合、合算輝度分布Ｃと比較して、導光体の奥行方向（ｚ軸－方向）にかけて、おおよそ均一に目標輝度Ｄ相当となる補正後輝度分布Ｅが得られた。

　以上をまとめると、本発明の一実施例に係る光源装置１３の構成レイアウト例において、包絡線Ｅの傾きγの補正がない導光体３０４を用いた場合、液晶表示パネル１１の鉛直方向から見た輝度分布は、光源（光出射構造体）側に強度ピークを持つ輝度分布と、光源から離れた側に強度ピークを持つ輝度分布との合算となる。より具体的には、下側の第２の偏光変換素子２０９Ｂの第２の光軸ＸＸＢと導光体３０４の光反射側の面との交点の直上（光源側）に強度ピークを持つ輝度分布と、上側の第１の偏光変換素子２０９Ａの第１の光軸ＸＸＡと導光体３０４の光反射側の面との交点の直上（光源から離れた側）に強度ピークを持つ輝度分布とを合算した輝度分布が得られる。

　そして、前述の課題により、（光源に近い側の輝度）＞（光源から離れた側の輝度）であるから、本発明の一実施例に係る構成レイアウト例における導光体３０６に含まれる補正は、光源側から見て、凸形状から凹形状に変化する傾向を持つような包絡線Ｅの傾きγの補正となる。すなわち、導光体３０６における略凸形状の部分は、導光体３０６と下側の第２の偏光変換素子２０９Ｂの第２の光軸ＸＸＢとの交点近傍に形成され、導光体３０６における略凹形状の部分は、導光体３０６と上側の第１の偏光変換素子２０９Ａの第１の光軸ＸＸＡとの交点近傍に形成されることとなる。

　なお、ここで、上記シミュレーションの条件、図２５に示すグラフの縦軸の値の意味等について補足しておく。

　図２５に示す輝度分布のグラフは、光線の折り返し方向から導光体の反射側面を見た場合における輝度分布（ｙｚ断面）を示しており、相対輝度は、最大輝度値を１として規格化したものである。

　上記シミュレーションの条件は、以下の通りである。
　　映像表示素子有効範囲：約２００ｍｍ
　　包絡線傾き調整前導光体：平面ミラー＋微細構造（微細プリズム）
　　　　平面ミラーは出射光線光軸（z軸）に対して、約１０．３°傾斜
　　　　微細プリズムは平面ミラー全面に形成、反射面傾き一律４５°
　　　　周期：０．３ｍｍピッチ
　　各偏光変換素子からの出射光線の平行度：５°（ＦＷＨＭ）
　　その他：拡散素子及び映像表示素子は未配置だが、映像表示素子配置部の仮想的な面の輝度分布を取得

　このような本発明の一実施例に係る光源装置１３の構成レイアウト例によれば、構成レイアウト例１から例３までの課題の解決を含む、次に示すような複数の効果を奏する。まず、映像表示素子としての液晶表示パネル１１の映像表示画面における輝度ムラを抑制することができる。また、ＬＥＤ素子から偏光変換素子までの各要素で構成される光出射構造体として、従来の構成と共通の構成を有する光出射構造体を２体、そのまま使用することが可能であり、コストを抑えることができる。さらに、光源装置１３の厚み方向におけるサイズ、すなわち、本実施例ではｙ軸方向におけるサイズの増大を抑えることができる。

　また、ＬＥＤ素子から偏光変換素子までの各要素で構成される光出射構造体を、２体用意し、これらを二段重ねにするので、熱源あるいは回路は分散せず一纏まりになり、放熱機構あるいは回路配線が複雑にならず、これらの設計・実装が容易になる。また、光源装置１３の奥行方向、本実施例ではｚ軸方向において、ローカルディミング制御ができるようになる。さらに、導光体を分離せず１つとすることで、２つの導光体を対向配置した構成レイアウト例１で示された導光体連接部３０５のような連接部が存在しないため、連接部からの迷光がなく、映像上に輝線あるいは輝度ムラが生じない。

　＜光出射構造体の構成レイアウト＞
　これより、本発明の一実施例に係る光源装置１３の構成レイアウト例に適用可能な光出射構造体の構成レイアウトについて説明する。光出射構造体とは、前述の通り、ＬＥＤ素子から偏光変換素子までの各要素で構成される構造体のことである。なお、以下に説明する光出射構造体の各構成レイアウト例においては、映像表示素子に近い側の上段に対応する第１の光出射構造体２４０Ａと、映像表示素子から遠い側の下段に対応する第２の光出射構造体２４０Ｂとが含まれる。

　＜光出射構造体の構成レイアウト例１＞
　図２６は、本発明の一実施例に係る光出射構造体の構成レイアウト例１を示す図である。図２６に示すように、上段（図中のｙ軸＋方向）側に対応する第１の光出射構造体２４０Ａは、第１のＬＥＤ素子２０１Ａと、第１のＬＥＤ基板２０２Ａと、第１のコリメート素子１９Ａと、第１の偏光変換素子２０９Ａと、第１の放熱器２２０Ａとを備えている。同様に、下段（図中のｙ軸－方向）側に対応する第２の光出射構造体２４０Ｂは、第２のＬＥＤ素子２０１Ｂと、第２のＬＥＤ基板２０２Ｂと、第２のコリメート素子１９Ｂと、第２の偏光変換素子２０９Ｂと、第２の放熱器２２０Ｂとを備えている。

　第１の光出射構造体２４０Ａにおいて、第１のＬＥＤ基板２０２Ａは、その基板面がｘｚ平面と平行になるように配置される。第１のＬＥＤ素子２０１Ａは、その発光面を下方に向ける姿勢で、第１のＬＥＤ基板２０２Ａの下側の基板面に配置される。第１のコリメート素子１９Ａは、第１のＬＥＤ素子２０１Ａからの発光を反射させ、第１の偏光変換素子２０９Ａに略平行に入射させるように、第１のＬＥＤ基板２０２Ａの下方に配置される。第１の放熱器２２０Ａは、第１のＬＥＤ素子２０１Ａおよび第１のＬＥＤ基板２０２Ａから発せられる熱を放出するため、第１のＬＥＤ基板２０２Ａの上側の基板面に配置される。第１の放熱器２２０Ａは、その上部に、第１のＬＥＤ基板２０２Ａの一方の基板面から他方の基板面への方向、すなわちｙ軸＋方向に沿って延在する複数の放熱フィンが形成されている。

　第２の光出射構造体２４０Ｂにおいて、第２のＬＥＤ素子２０１Ｂと、第２のＬＥＤ基板２０２Ｂと、第２のコリメート素子１９Ｂと、第２の放熱器２２０Ｂとは、第１の光出射構造体と略同様のレイアウトで配置される。ただし、第２の放熱器２２０Ｂは、その側面に、偏光変換素子の光出射面側から光入射面側への方向、すなわちｚ軸＋方向に沿って延在する複数の放熱フィンが形成されている。

　このような光出射構造体の構成レイアウト例１によれば、上側の第１の光出射構造体２４０Ａにおいては、第１の放熱器２２０Ａの放熱フィンが縦方向（ｙ軸＋方向）に延在するように形成されるので、放熱効率を良くすることができる。また、下側の第２の光出射構造体２４０Ｂにおいては、第２の放熱器２２０Ｂの放熱フィンが横方向（ｙ軸＋方向）に沿って延在するように形成されるので、第２の放熱器２２０Ｂのｙ軸方向の厚みを薄くすることができる。そして、第１の光出射構造体２４０Ａおよび第２の光出射構造体２４０Ｂを含む光源装置１３の全体として、ｙ軸方向の厚みを薄くし、省スペース化を図ることができる。

　＜光出射構造体の構成レイアウト例２＞
　図２７は、本発明の一実施例に係る光出射構造体の構成レイアウト例２を示す図である。図２７に示すように、光出射構造体の構成レイアウト例２において、第１の光出射構造体２４０Ａの構成レイアウトは、光出射構造体の構成レイアウト例１と同様である。一方、第２の光出射構造体２４０Ｂの構成レイアウトは、第１の光出射構造体２４０Ａを上下逆さまにしたものとなっている。第２の光出射構造体２４０Ｂを構成する第２の放熱器２２１Ｂは、第１の放熱器２２０Ａと実質的に同一の形状を有している。第１の放熱器２２０Ａに含まれる複数の放熱フィンは、第１のＬＥＤ基板２０２Ａの一方の基板面側から他方の基板面側への方向、すなわちｙ軸＋方向に沿って延在するように形成されている。第２の放熱器２２１Ｂに含まれる複数の放熱フィンは、第２のＬＥＤ基板２０２Ｂの一方の基板面側から他方の基板面側への方向、すなわちｙ軸－方向に沿って延在するように形成されている。

　このような光出射構造体の構成レイアウト例２によれば、第１の光出射構造体２４０Ａと第２の光出射構造体２４０Ｂとで、実質的に同一の構成を有するので、構成パーツの共通化をさらに進めることができ、コストの低減を図ることができる。

　＜光出射構造体の構成レイアウト例３＞
　図２８は、本発明の一実施例に係る光出射構造体の構成レイアウト例３を示す図である。図２８に示すように、光出射構造体の構成レイアウト例３においては、ｙ軸方向において、上段に対応する第１の偏光変換素子２０９Ａと下段に対応する第２の偏光変換素子２０９Ｂとの略中間の位置に、放熱器２２２Ｃが配置される。放熱器２２２Ｃの側面には、複数の放熱フィンが、第１の偏光変換素子２０９Ａおよび第２の偏光変換素子２０９Ｂの光出射面側から光入射面側への方向、すなわちｚ軸＋方向に沿って延在するように形成されている。

　放熱器２２２Ｃの上側の面には、第１のＬＥＤ基板２０２Ａが配置されており、第１のＬＥＤ基板２０２Ａの上側の面には、第１のＬＥＤ素子２０１Ａが配置されている。第１のＬＥＤ基板２０２Ａの上方には、第１のコリメート素子１９Ａが配置されている。同様に、放熱器２２２Ｃの下側の面には、第２のＬＥＤ基板２０２Ｂが配置されており、第２のＬＥＤ基板２０２Ｂの下側の面には、第２のＬＥＤ素子２０１Ｂが配置されている。第２のＬＥＤ基板２０２Ｂの下方には、第２のコリメート素子１９Ｂが配置されている。

　このような光出射構造体の構成レイアウト例３によれば、放熱器２２２Ｃを、第１の光出射構造体２４０Ａと第２の光出射構造体２４０Ｂとで共用するので、構成パーツの減少によるコストの削減、第１のＬＥＤ素子２０１Ａと第２のＬＥＤ素子２０１Ｂとの熱結合による発光特性あるいは電気的特性の均一化、安定化などを図ることができる。

　＜光出射構造体の構成レイアウト例４＞
　図２９は、本発明の一実施例に係る光出射構造体の構成レイアウト例４を示す図である。図２９に示すように、光出射構造体の構成レイアウト例４においては、ｙ軸方向において、上段に対応する第１の偏光変換素子２０９Ａと下段に対応する第２の偏光変換素子２０９Ｂとの略中間の位置に、ＬＥＤ基板２０２Ｃが配置されている。ＬＥＤ基板２０２Ｃは、その基板面がｘｚ平面と略平行となる姿勢で配置される。第１のＬＥＤ素子２０１Ａは、発光面を上方に向ける姿勢で、ＬＥＤ基板２０２Ｃの上側の面に配置される。また、第２のＬＥＤ素子２０１Ｂは、発光面を下方に向ける姿勢で、ＬＥＤ基板２０２Ｃの下側の面に配置される。

　第１のコリメート素子１９Ａは、ＬＥＤ基板２０２Ｃの上方に配置される。第１のコリメート素子１９Ａは、第１のＬＥＤ素子２０１Ａから出射された光を反射させつつ、ｘｚ平面に略平行な光とし、上段に対応する第１の偏光変換素子２０９Ａに入射させる。同様に、第２のコリメート素子１９Ｂは、ＬＥＤ基板２０２Ｃの下方に配置される。第２のコリメート素子１９Ｂは、第２のＬＥＤ素子２０１Ｂから出射された光を反射させつつ、ｘｚ平面に略平行な光とし、下段に対応する第２の偏光変換素子２０９Ｂに入射させる。ＬＥＤ基板２０２Ｃの側面には、連結部２２４Ｃが接続されている。放熱器２２３Ｃは、連結部２２４Ｃに接続されている。放熱器２２３Ｃには、複数の放熱フィンが、第１の偏光変換素子２０９Ａおよび第２の偏光変換素子２０９Ｂの光出射面側から光入射面側への方向、すなわちｚ軸＋方向に延在するように形成されている。

　このような光出射構造体の構成レイアウト例４によれば、放熱器２２３Ｃを、第１の光出射構造体２４０Ａと第２の光出射構造体２４０Ｂとで共用するので、構成パーツの減少によるコストの削減、第１のＬＥＤ素子２０１Ａと第２のＬＥＤ素子２０１Ｂとの熱結合による発光特性あるいは電気的特性の均一化、安定化などを図ることができる。また、第１のコリメート素子１９Ａおよび第２のコリメート素子１９Ｂを、連結部２２４Ｃによって支持させることも可能であり、構成パーツの配置設計を容易にできる。

　＜光出射構造体の構成レイアウト例５＞
　図３０は、本発明の一実施例に係る光出射構造体の構成レイアウト例５を示す図である。図３０に示すように、光出射構造体の構成レイアウト例５においては、ＬＥＤ基板２０２Ｄが、一方の基板面を、上段に対応する第１の偏光変換素子２０９Ａおよび下段に対応する第２の偏光変換素子２０９Ｂの光入射面側に向ける姿勢で配置される。第１のＬＥＤ素子２０１Ａおよび第２のＬＥＤ素子２０１Ｂは、ＬＥＤ基板２０２Ｄの上記一方の基板面に配置されている。第１のＬＥＤ素子２０１Ａは、第１の偏光変換素子２０９Ａの第１の光軸ＸＸＡと上記一方の基板面との交点近傍に、発光面を第１の偏光変換素子２０９Ａに向ける姿勢で配置される。同様に、第２のＬＥＤ素子２０１Ｂは、第２の偏光変換素子２０９Ｂの第２の光軸ＸＸＢと上記一方の基板面との交点近傍に、発光面を第２の偏光変換素子２０９Ｂに向ける姿勢で配置される。

　レンズ型のコリメート素子１９Ｃは、第１のＬＥＤ素子２０１Ａと第１の偏光変換素子２０９Ａとの間に配置される。また、レンズ型のコリメート素子１９Ｄは、第２のＬＥＤ素子２０１Ｂと第２の偏光変換素子２０９Ｂとの間に配置される。コリメート素子１９Ｃは、第１のＬＥＤ素子２０１Ａから発せられた光をｚ軸方向に略平行な光に変換し、第１の偏光変換素子２０９Ａに入射させる。同様に、コリメート素子１９Ｄは、第２のＬＥＤ素子２０１Ｂから発せられた光をｚ軸方向に略平行な光に変換し、第２の偏光変換素子２０９Ｂに入射させる。ＬＥＤ基板２０２Ｄの他方の基板面には、放熱器２２５Ｃが配置されている。放熱器２２５Ｃには、第１の偏光変換素子２０９Ａおよび第２の偏光変換素子２０９Ｂの光出射面側から光入射面側への方向、すなわちｚ軸＋方向に延在する複数の放熱フィンが形成されている。

　このような光出射構造体の構成レイアウト例５によれば、放熱器２２５Ｃを、第１の光出射構造体２４０Ａと第２の光出射構造体２４０Ｂとで共用するので、構成パーツの減少によるコストの削減、第１のＬＥＤ素子２０１Ａと第２のＬＥＤ素子２０１Ｂとの熱結合による発光特性あるいは電気的特性の均一化、安定化などを図ることができる。また、放熱器２２５Ｃとして、ｙ軸方向における幅が比較的広く放熱容量が大きい放熱器を用いることができ、放熱効率を高めることができる。

　＜光源装置のローカルディミング制御による課題と解決策＞
　図１７に示した本発明の一実施例に係る光源装置の構成レイアウト例において、ｘ軸方向の各ＬＥＤ素子の点灯制御によるローカルディミングの他に、上段側のＬＥＤ素子と下段側のＬＥＤ素子の点灯制御によるローカルディミングを実施してもよい。

　図３１は、本発明の一実施例に係る光源装置の構成レイアウト例におけるローカルディミング制御の例を説明するための図である。光源装置の構成レイアウト例４においては、例えば、上段側の第１のＬＥＤ素子２０１Ａを点灯させ、下段側の第２のＬＥＤ素子２０１Ｂを非点灯とする。このようなＬＥＤ素子の点灯制御によって、図３１に示すように、ｚ軸方向において、液晶表示パネル１１のおおよそ中心から－（マイナス；負）側の領域は映像を表示し、当該中心から＋（プラス；正）側の領域は映像を非表示とするよう制御することができる。すなわち、ｚ軸方向において、液晶表示パネル１１のおおよそ中心から－側の領域は、映像表示領域ＲＰとなり、おおよそ中心から＋側の領域は、映像非表示領域ＲＮとなる。なお、当然であるが、点灯させるＬＥＤ素子を上段と下段とで逆転させると、映像の表示領域と非表示領域とは逆転する。

　ここで、例えば、光源装置の構成レイアウト例４において、上段側の第１のＬＥＤ素子２０１Ａを点灯させ、下側側の第２のＬＥＤ素子２０１Ｂを非点灯とするローカルディミングを実施する場合を想定する。この場合、図３１に示すように、上段側の第１のＬＥＤ素子２０１Ａからの漏れ光ＬＬが、例えば第１のコリメート素子１９Ａを介さずに第１の偏光変換素子２０９Ａを透過して導光体３０６に入射する成分等が発生する。このような成分の光は、液晶表示パネル１１における映像の非表示領域に侵入する迷光となる。上段側の第１のＬＥＤ素子２０１Ａと下段側の第２のＬＥＤ素子２０１Ｂの点灯制御によるローカルディミングを実施した場合の課題は、このような迷光ＳＬが生じることである。

　なお、漏れ光ＬＬが第１のコリメート素子１９Ａを経由しない場合には、迷光ＳＬの強度はより大きくなる。このような強度の大きい迷光ＳＬは、液晶表示パネル１１の劣化の原因となる。また、液晶表示パネル１１における映像の非表示領域には、映像を表示していないにもかかわらず、白い像が淡く見える等の不具合が生じることとなる。

　図３２は、本発明の一実施例に係る光源装置の構成レイアウト例の変形例を示す図である。上記課題の解決策の一つとして、例えば、図３２に示すように、光源装置１３は、遮光板２３１を備えることが考えられる。遮光板２３１は、上側に対応する第１の偏光変換素子２０９Ａと下側に対応する第２の偏光変換素子２０９Ｂとの間に配置される。遮光板２３１は、第１のＬＥＤ素子２０１Ａからの漏れ光ＬＬの光路を遮るように、例えば、第１のＬＥＤ素子２０１Ａからの発光のうち第１の偏光変換素子２０９Ａを逸れた光を遮るように、第１の偏光変換素子２０９Ａおよび第２の偏光変換素子２０９Ｂの光出射面側へ、はみ出してもよい。あるいは、遮光板２３１は、第１の偏光変換素子２０９Ａおよび第２の偏光変換素子２０９Ｂの光入射面側と光出射面側の双方へ、はみ出してもよい。なお、遮光板２３１における偏光変換素子の光出射側へのはみだし量は、漏れ光ＬＬ以外の適正な光路を通る光を遮らない程度の量に制御される。遮光板２３１のはみ出した部分は、漏れ光ＬＬの遮光により遮光板２３１に発生する熱を放熱し、その熱が第１のＬＥＤ素子２０１Ａおよび第２のＬＥＤ素子２０１Ｂとその他の光学素子に伝わることを防止することができる。

　ここで、遮光板２３１が第１の偏光変換素子２０９Ａおよび第２の偏光変換素子２０９Ｂの光出射側にはみ出す量について考える。

　＜遮光板の配置例１＞
　図３３は、本発明の一実施例に係る遮光板の配置例１を示す図である。ここでは、図３３に示すように、液晶表示パネル１１の映像表示有効範囲ＲＲ１における上段に対応する第１の偏光変換素子２０９Ａおよび下側に対応する第２の偏光変換素子２０９Ｂの光入射方向とは逆方向側（図中右側、あるいはｚ軸方向＋側）の端ＰＰ１から、第１の偏光変換素子２０９Ａの第１の光軸ＸＸＡまたは第２の偏光変換素子２０９Ｂの第２の光軸ＸＸＢを通るように延ばした垂線ＹＸ１を定める。この場合、例えば、遮光板２３１の上記光出射側（図中左側、あるいはｚ軸方向－側）の端は、第１の光軸ＸＸＡまたは第２の光軸ＸＸＢの方向（ｚ軸方向）における上記光入射方向とは逆方向において、上記垂線ＹＸ１に対応する位置以内にする。すなわち、遮光板２３１の上記光出射側へのはみだし量Ｗ１は、第１の偏光変換素子２０９Ａおよび第２の偏光変換素子２０９Ｂの光出射面から垂線ＹＸ１までの幅以内となるようにする。

　＜遮光板の配置例２＞
　図３４は、本発明の一実施例に係る遮光板の配置例２を示す図である。ここでは、図３４に示すように、下側に対応する第２の偏光変換素子２０９Ｂの光出射面における液晶表示パネル１１より遠い側の端から、第１の光軸ＸＸＡまたは第２の光軸ＸＸＢの方向における上記光入射方向に延ばした線と、導光体３０６との交点ＰＰ２を定める。この場合、例えば、遮光板２３１の上記光出射側の端は、第１の光軸ＸＸＡまたは第２の光軸ＸＸＢの方向（ｚ軸方向）における上記光入射方向とは逆方向において、上記交点ＰＰ２に対応する位置以内にする。すなわち、遮光板２３１の上記光出射側へのはみだし量Ｗ２は、第１の偏光変換素子２０９Ａおよび第２の偏光変換素子２０９Ｂの光出射面から交点ＰＰ２までの幅以内となるようにする。

　このような遮光板２３１の上記の配置例１あるいは配置例２によれば、遮光板２３１は迷光の元となる漏れ光を遮りつつ、映像表示に必要な導光体３０６からの反射光を遮ることなく映像表示有効範囲ＲＲ１内に届くようにすることができる。

　本実施例に係る技術では、高解像度かつ高輝度な映像情報を空間浮遊した状態で表示することにより、例えば、ユーザは感染症の接触感染に対する不安を感じることなく操作することを可能にする。不特定多数のユーザが使用するシステムに本実施例に係る技術を用いれば、感染症の接触感染のリスクを低減し、不安を感じることなく使用できる非接触ユーザインタフェースを提供することを可能にする。これにより、国連の提唱する持続可能な開発目標（ＳＤＧｓ：Sustainable Development Goals）の「３すべての人に健康と福祉を」に貢献する。

　また、本実施例に係る技術では、出射する映像光の発散角を小さく、更に特定の偏波に揃えることで、再帰反射板に対して正規の反射光だけを効率良く反射させるため、光の利用効率が高く、明るく鮮明な空間浮遊映像を得ることを可能にする。本実施例に係る技術によれば、消費電力を大幅に低減することが可能な、利用性に優れた非接触ユーザインタフェースを提供することができる。これにより、国連の提唱する持続可能な開発目標（ＳＤＧｓ：Sustainable Development Goals）の「９産業と技術革新の基盤をつくろう」および「１１住み続けられるまちづくりを」に貢献する。

　以上、種々の実施例について詳述したが、しかしながら、本発明は、上述した実施例のみに限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するためにシステム全体を詳細に説明したものであり、必ずしも説明したすべての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

　１…表示装置、２…再帰反射板（再帰性反射板）、３…空間像（空間浮遊映像）、１０５…ウィンドガラス、１００…透明な部材、１０１…偏光分離部材、１０１Ｂ…偏光分離部材、１１…液晶表示パネル、１２…吸収型偏光板、１３…光源装置、１９…コリメート素子、１９Ａ…第１のコリメート素子、１９Ｂ…第２のコリメート素子、５４…光方向変換パネル、１５１…再帰反射板、２０１…ＬＥＤ素子、２０１Ａ…第１のＬＥＤ素子、２０１Ｂ…第２のＬＥＤ素子、１０２、２０２…ＬＥＤ基板、２０２Ａ…第１のＬＥＤ基板、２０２Ｂ…第２のＬＥＤ基板、２０３、３０４、３０６…導光体、２０５、２７１…反射シート、２０６、２７０…位相差板、２０８…拡散シート、２０９…偏光変換素子、２０９Ａ…第１の偏光変換素子、２０９Ｂ…第２の偏光変換素子、２２０Ａ…第１の放熱器、２２０Ｂ…第２の放熱器、２２２Ｃ、２２３Ｃ、２２５Ｃ…放熱器、２２４Ｃ…連結部、２３０…ユーザ、２３１…遮光板、２４０Ａ…第１の光出射構造体、２４０Ｂ…第２の光出射構造体、１０００…空間浮遊映像表示装置、１１１０…制御部、１１６０…映像制御部、１１８０…撮像部、１１０２…映像表示部、１３５０…空中操作検出部、１３５１…空中操作検出センサ、３０４１…微細構造、３０４１…微細構造、３０４２…反射面、３０４３…連接面、ＸＸＡ…第１の光軸、ＸＸＢ…第２の光軸

Claims

　空中浮遊映像表示装置に用いられる光源装置であって、
　映像表示素子における映像表示画面と平行な第１の光軸に沿って光を出射する第１の光出射構造体と、
　前記映像表示画面の垂線方向において、前記第１の光出射構造体と隣接または近接して配置され、前記第１の光軸と平行な第２の光軸に沿って光を出射する第２の光出射構造体と、
　光反射側の面を有し、前記第１の光出射構造体から出射された光と、前記第２の光出射構造体から出射された光とを、前記光反射側の面で反射させて前記映像表示画面に向かうように導く導光体と、
　を備える、
　光源装置。
　請求項１に記載の光源装置において、
　前記第１の光出射構造体は、
　第１のＬＥＤ素子と、
　第１の偏光変換素子と、
　前記第１のＬＥＤ素子からの発光を反射させて前記第１の偏光変換素子に入射させる第１のコリメート素子と、を備え、
　前記第２の光出射構造体は、
　第２のＬＥＤ素子と、
　第２の偏光変換素子と、
　前記第２のＬＥＤ素子からの発光を反射させて前記第２の偏光変換素子に入射させる第２のコリメート素子と、を備え、
　前記光源装置は、
　前記第１の偏光変換素子と前記第２の偏光変換素子との間に配置され、前記第１のＬＥＤ素子からの発光のうち前記第１のコリメート素子を逸れた光を遮るように、前記第１の偏光変換素子および前記第２の偏光変換素子の光出射側へはみ出す遮光板を、備える、
　光源装置。
　請求項２に記載の光源装置において、
　前記遮光板は、前記第１の偏光変換素子および前記第２の偏光変換素子の光入射面側と光出射面側の双方へはみ出す、
　光源装置。
　請求項２に記載の光源装置において、
　前記遮光板における前記第１および第２の偏光変換素子の光出射側へのはみだし量は、前記映像表示素子の映像表示有効範囲における、前記第１および第２の偏光変換素子の光入射方向とは逆方向側の端から前記第１の偏光変換素子の光軸を通るように延ばした垂線を定めた場合に、前記第１および第２の偏光変換素子の光出射面から前記垂線までの幅以内である、
　光源装置。
　請求項２に記載の光源装置において、
　前記遮光板における前記第１および第２の偏光変換素子の光出射側へのはみだし量は、前記第２の偏光変換素子の光出射面における前記映像表示素子より遠い側の端から、前記第２の光軸の方向における前記第２の偏光変換素子の光入射方向に延ばした線と、前記導光体における光反射側の面との交点を定めた場合に、前記第１および第２の偏光変換素子の光出射面から前記交点の位置までの幅以内である、
　光源装置。
　請求項２に記載の光源装置において、
　前記第１の偏光変換素子は前記第１の光軸を有し、
　前記第１のＬＥＤ素子は、前記映像表示画面に略平行な基板面を有する第１のＬＥＤ基板の、前記映像表示画面から遠い側に相当する一方の基板面に配置される、
　光源装置。
　請求項２に記載の光源装置において、
　前記第２の偏光変換素子は前記第２の光軸を有し、
　前記映像表示画面に略平行な基板面を有する第２のＬＥＤ基板と、
　前記第２のＬＥＤ素子は、前記映像表示画面に略平行な基板面を有する第２のＬＥＤ基板の、前記映像表示画面から遠い側に相当する一方の基板面に配置される、
　光源装置。
　請求項１に記載の光源装置において、
　前記導光体の光反射側の面は、前記第１の光軸または前記第２の光軸からの光反射位置の座標をパラメータとした関数に基づく曲面に、反射面と連接面とが交互に配列された微細構造が形成されている面である、
　光源装置。
　請求項１に記載の光源装置において、
　前記第１の光出射構造体および前記第２の光出射構造体から出射される光は、それぞれ、光拡散特性を有し、
　前記導光体の光反射側の面は、
　前記映像表示画面と平行であり、前記第１の光軸と直交する方向から見た場合に、
　前記第１の光出射構造体または前記第２の光出射構造体から前記導光体の光反射側の面までの光路長が相対的に短い光を受ける範囲については、前記導光体の一端と他端とを結ぶ直線に対して、前記映像表示素子に近い側を通る割合が相対的に多い、凸傾向の形状を有し、
　前記光路長が相対的に長い光を受ける範囲については、前記導光体の一端と他端とを結ぶ直線に対して、前記映像表示素子から遠い側を通る割合が相対的に多い、凹傾向の形状を有する、
　光源装置。
　請求項１に記載の光源装置において、
　前記第１の光出射構造体および前記第２の光出射構造体から出射される光は、それぞれ、光拡散特性を有し、
　前記導光体の光反射側の面は、
　前記映像表示画面と平行であり、前記第１の光軸と直交する方向から見た場合に、
　中央近傍から前記第２の光出射構造体に近い側の端までの範囲については、前記導光体の一端と他端とを結ぶ直線に対して、前記映像表示素子に近い側を通る割合が相対的に多い、凸傾向の形状を有し、
　前記中央近傍から前記第２の光出射構造体より遠い側の端までの範囲については、前記導光体の一端と他端とを結ぶ直線に対して、前記映像表示素子から遠い側を通る割合が相対的に多い、凹傾向の形状を有する、
　光源装置。
　請求項１に記載の光源装置において、
　前記第１の光出射構造体は、
　前記第１の光軸を有する第１の偏光変換素子と、
　第１のＬＥＤ基板と、
　前記第１のＬＥＤ基板の基板面に配置される第１のＬＥＤ素子と、
　前記第１のＬＥＤ素子からの発光を略平行な光とし、前記第１の偏光変換素子に入射させる第１のコリメート素子と、を備え、
　前記第２の光出射構造体は、
　前記第２の光軸を有する第２の偏光変換素子と、
　第２のＬＥＤ基板と、
　前記第２のＬＥＤ基板の基板面に配置される第２のＬＥＤ素子と、
　前記第２のＬＥＤ素子からの発光を略平行な光とし、前記第２の偏光変換素子に入射させる第２のコリメート素子と、を備える、
　光源装置。
　請求項１に記載の光源装置において、
　前記第１の光出射構造体は、
　前記第１の光軸を有する第１の偏光変換素子と、
　前記映像表示画面に略平行な基板面を有する第１のＬＥＤ基板と、
　前記第１のＬＥＤ基板の前記映像表示画面から遠い側に相当する一方の基板面に配置される第１のＬＥＤ素子と、
　前記第１のＬＥＤ素子からの発光を反射させて前記映像表示画面と略平行な光とし、前記第１の偏光変換素子に入射させる第１のコリメート素子と、
　前記第１のＬＥＤ基板の他方の基板面に配置され、前記第１のＬＥＤ基板の一方の基板面側から他方の基板面側への方向に延在する複数の放熱フィンを含む第１の放熱器と、を備え、
　前記第２の光出射構造体は、
　前記第２の光軸を有する第２の偏光変換素子と、
　前記映像表示画面に略平行な基板面を有する第２のＬＥＤ基板と、
　前記第２のＬＥＤ基板の前記映像表示画面から遠い側に相当する一方の基板面に配置される第２のＬＥＤ素子と、
　前記第２のＬＥＤ素子からの発光を反射させて前記映像表示画面と略平行な光とし、前記第２の偏光変換素子に入射させる第２のコリメート素子と、
　前記第２のＬＥＤ基板の他方の基板面に配置され、前記第２の偏光変換素子の光出射面側から光入射面側への方向に延在する複数の放熱フィンを含む第２の放熱器と、を備える、
　光源装置。
　請求項１に記載の光源装置において、
　前記第１の光出射構造体は、
　前記第１の光軸を有する第１の偏光変換素子と、
　前記映像表示画面に略平行な基板面を有する第１のＬＥＤ基板と、
　前記第１のＬＥＤ基板の前記映像表示画面から遠い側に相当する一方の基板面に配置される第１のＬＥＤ素子と、
　前記第１のＬＥＤ素子からの発光を反射させて前記映像表示画面と略平行な光とし、前記第１の偏光変換素子に入射させる第１のコリメート素子と、
　前記第１のＬＥＤ基板の他方の基板面に配置され、前記第１のＬＥＤ基板の一方の基板面側から他方の基板面側への方向に延在する複数の放熱フィンを含む第１の放熱器と、を備え、
　前記第２の光出射構造体は、
　前記第２の光軸を有する第２の偏光変換素子と、
　前記映像表示画面に略平行な基板面を有する第２のＬＥＤ基板と、
　前記第２のＬＥＤ基板の前記映像表示画面に近い側に相当する一方の基板面に配置される第２のＬＥＤ素子と、
　前記第２のＬＥＤ素子からの発光を反射させて前記映像表示画面と略平行な光とし、前記第２の偏光変換素子に入射させる第２のコリメート素子と、
　前記第２のＬＥＤ基板の他方の基板面に配置され、前記第２のＬＥＤ基板の一方の基板面側から他方の基板面側への方向に延在する複数の放熱フィンを含む第２の放熱器と、を備える、
　光源装置。
　請求項１に記載の光源装置において、
　前記第１の光出射構造体および前記第２の光出射構造体は、
　前記第１の光軸を有する第１の偏光変換素子と、
　前記第２の光軸を有する第２の偏光変換素子と、
　前記第１の偏光変換素子と前記第２の偏光変換素子との中間に対応する位置に配置され、前記第１の偏光変換素子および前記第２の偏光変換素子の光出射面側から光入射面側への方向に延在する複数の放熱フィンを含む放熱器と、
　前記放熱器の前記映像表示画面に近い側に相当する一方の面に配置される第１のＬＥＤ基板と、
　前記第１のＬＥＤ基板の基板面に配置される第１のＬＥＤ素子と、
　前記第１のＬＥＤ素子からの発光を反射させて前記第１の光軸と略平行な光とし、前記第１の偏光変換素子に入射させる第１のコリメート素子と、
　前記放熱器の前記映像表示画面から遠い側に相当する他方の面に配置される第２のＬＥＤ基板と、
　前記第２のＬＥＤ基板の基板面に配置される第２のＬＥＤ素子と、
　前記第２のＬＥＤ素子からの発光を反射させて前記第２の光軸と略平行な光とし、前記第２の偏光変換素子に入射させる第２のコリメート素子と、を備える、
　光源装置。
　請求項１に記載の光源装置において、
　前記第１の光出射構造体および前記第２の光出射構造体は、
　前記第１の光軸を有する第１の偏光変換素子と、
　前記第２の光軸を有する第２の偏光変換素子と、
　前記第１の偏光変換素子と前記第２の偏光変換素子との中間に対応する位置に配置され、前記映像表示画面に平行な基板面を有するＬＥＤ基板と、
　前記ＬＥＤ基板の側面に接続された連結部と、
　前記連結部の側面に配置され、前記第１の偏光変換素子および前記第２の偏光変換素子の光出射面側から光入射面側への方向に延在する複数の放熱フィンを含む放熱器と、
　前記ＬＥＤ基板の前記映像表示画面に近い側に相当する一方の基板面に配置される第１のＬＥＤ素子と、
　前記第１のＬＥＤ素子からの発光を反射させて前記第１の光軸と略平行な光とし、前記第１の偏光変換素子に入射させる第１のコリメート素子と、
　前記ＬＥＤ基板の前記映像表示画面から遠い側に相当する他方の基板面に配置される第２のＬＥＤ素子と、
　前記第２のＬＥＤ素子からの発光を反射させて前記第２の光軸と略平行な光とし、前記第２の偏光変換素子に入射させる第２のコリメート素子と、を備える、
　光源装置。
　請求項１に記載の光源装置において、
　前記第１の光出射構造体および前記第２の光出射構造体は、
　前記第１の光軸を有する第１の偏光変換素子と、
　前記第２の光軸を有する第２の偏光変換素子と、
　前記第１の光軸および前記第２の光軸に垂直な基板面を有するＬＥＤ基板と、
　前記ＬＥＤ基板における前記第１の偏光変換素子および前記第２の偏光変換素子の光入射面から遠い側に相当する一方の基板面に配置され、前記第１の偏光変換素子および前記第２の偏光変換素子の光出射面側から光入射面側への方向に延在する複数の放熱フィンを含む放熱器と、
　前記ＬＥＤ基板における前記第１の偏光変換素子および前記第２の偏光変換素子の光入射面に近い側に相当する他方の基板面に配置される、第１のＬＥＤ素子および第２のＬＥＤ素子と、
　前記第１のＬＥＤ素子からの発光を反射させて前記第１の光軸と略平行な光とし、前記第１の偏光変換素子に入射させる第１のコリメート素子と、
　前記第２のＬＥＤ素子からの発光を反射させて前記第２の光軸と略平行な光とし、前記第２の偏光変換素子に入射させる第２のコリメート素子と、を備える、
　光源装置。