(57)【要約】【課題】副像の視認を抑制することができる光学装置を提供する。【解決手段】光学装置は、リフレクタアレイ光学素子１と、当該リフレクタアレイ光学素子１の背面又は正面に対向して配置された面発光体２と、を備える。ここで、リフレクタアレイ光学素子１は、平行に配置された複数の第１反射面を有する第１反射プレート１１と、平行に配置された複数の第２反射面を有する第２反射プレート１２とが、第１反射面と第２反射面とを互いに垂直に配して重ねられたものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平行に配置された複数の第１反射面を有する第１反射プレートと、平行に配置された複数の第２反射面を有する第２反射プレートとが、前記第１反射面と前記第２反射面とを互いに垂直に配して重ねられたリフレクタアレイ光学素子と、
前記リフレクタアレイ光学素子の背面又は正面に対向して配置された面発光体と、
を備える、光学装置。
【請求項２】
前記面発光体は、
前記リフレクタアレイ光学素子の背面又は正面に対向して配置された光透過性の導光板と、
前記導光板に光を入射する光源と、
を有する、請求項１に記載の光学装置。
【請求項３】
前記導光板は、光散乱剤を内部に含んでいる、請求項２に記載の光学装置。
【請求項４】
前記導光板は、光散乱材料から形成された印刷パターンを表面に有する、請求項２又は３に記載に光学装置。
【請求項５】
前記導光板は、前記光源から入射された光の散乱が可能な加工パターンを表面に有する、請求項２〜４の何れかに記載の光学装置。
【請求項６】
前記面発光体が、前記リフレクタアレイ光学素子の正面又は背面に垂直な方向において複数設けられており、
複数の前記面発光体は、それぞれにおける前記光源から前記導光板に入射する光の向きを互いに異ならせて配置されている、請求項２〜５の何れかに記載の光学装置。
【請求項７】
前記面発光体は、前記光源を複数有し、
複数の前記光源は、それぞれから前記導光板に入射する光の向きを互いに異ならせて配置されている、請求項２〜６の何れかに記載の光学装置。
【請求項８】
前記面発光体は、前記第１反射プレート又は前記第２反射プレートの何れか一方のみで反射された光で形成される副像に対し、別の光を重複させる、請求項１〜７の何れかに記載の光学装置。
【請求項９】
前記面発光体は、前記リフレクタアレイ光学素子で形成される空中像の視認が可能な方向におけるヘイズ値よりも、その方向とは異なる方向におけるヘイズ値が高くなる配光特性を有している、請求項１〜８の何れかに記載の光学装置。
【請求項１０】
前記第１反射プレート及び前記第２反射プレートは何れも、光透過性を有する複数の基材のそれぞれを、光透過性を有する複数の接着層で互いに接着して構成されており、
前記第１反射プレート及び前記第２反射プレートのそれぞれにおける前記基材と前記接着層との界面により、前記第１反射面及び前記第２反射面が形成されている、請求項１〜９の何れかに記載の光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空中像を形成するリフレクタアレイ光学素子を備えた光学装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
リフレクタアレイ光学素子は、平行に配置された複数の第１反射面を有する第１反射プレートと、平行に配置された複数の第２反射面を有する第２反射プレートとを有し、これらのプレートが、第１反射面と第２反射面とを互いに垂直に配して重ねられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
リフレクタアレイ光学素子は、背面側から入射される画像光を第１反射プレート及び第２反射プレートで順に反射することにより、正面側に空中像を形成する。この様な空中像の形成は、画像の新たな表示方法として様々な分野への応用が期待されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１４１９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載のリフレクタアレイ素子では、金属層で形成された鏡面により第１反射面及び第２反射面が構成されているため、空中像の他に、ユーザに視認させたくない１次反射像や多重反射像等の副像が形成されてしまう。ここで、１次反射像とは、第１反射プレート又は第２反射プレートの何れか一方のみで反射された光で形成される像であり、多重反射像とは、空中像を形成する光よりも多数回に亘って反射された光で形成される像である。この様な副像は、空中像の視認が可能な所定位置とは異なる位置から、ユーザ以外の第三者に視認される虞がある。このため、副像を介して第三者に空中像の内容が晒されてしまい、セキュリティの低下を招くという問題を生じる虞があった。又、別の問題として、ユーザが空中像を視認する際に、本来の視認対象である空中像以外の副像が同時に視認されてしまい、視認効果が低下するという問題があった。
【０００６】
そこで本発明の目的は、副像の視認を抑制することができる光学装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る光学装置は、リフレクタアレイ光学素子と、当該リフレクタアレイ光学素子の背面又は正面に対向して配置された面発光体と、を備える。ここで、リフレクタアレイ光学素子は、平行に配置された複数の第１反射面を有する第１反射プレートと、平行に配置された複数の第２反射面を有する第２反射プレートとが、第１反射面と第２反射面とを互いに垂直に配して重ねられたものである。
【０００８】
上記光学装置によれば、面発光体を発光させることにより、当該面発光体から発せられる光の中に、光強度の弱い副像が溶け込んで見え難くなる。一方、光強度の高い空中像は、導光板が発する光の中に溶け込むことなく視認可能な状態で維持される。
【０００９】
上記光学装置において、面発光体は、リフレクタアレイ光学素子の背面又は正面に対向して配置された光透過性の導光板と、当該導光板に光を入射する光源と、を有していることが好ましい。この構成によれば、導光板に光を入射することで、導光板の表面を発光させることができる。
【００１０】
一例として、導光板は、光散乱剤を内部に含んでいる。他の例として、導光板は、光散乱材料から形成された印刷パターンを表面に有する。更なる他の例として、導光板は、光源から入射された光の散乱が可能な加工パターンを表面に有する。これらの構成によれば、導光板の表面を効率良く発光させることができる。又、面発光体が有する配光特性を容易に制御することができる。
【００１１】
上記光学装置において、面発光体が、リフレクタアレイ光学素子の正面又は背面に垂直な方向において複数設けられ、これらの面発光体は、それぞれにおける光源から導光板に入射する光の向きが互いに異なる様に配置されていてもよい。この構成によれば、複数の面発光体がそれぞれ有する配光特性を適宜調整することにより、光学装置において、空中像の明瞭な視認を可能にしつつ、ユーザ又はユーザ以外の第三者からの副像の視認を効率良く抑制することが可能になる。
【００１２】
又、上記光学装置において、面発光体は、光源を複数有し、これらの光源は、導光板に入射する光の向きが互いに異なる様に配置されていてもよい。
【００１３】
上記光学装置において、面発光体は、第１反射プレート又は第２反射プレートの何れか一方のみで反射された光で形成される副像に対し、別の光を重複させるものであることが好ましい。この構成によれば、面発光体が発する光の中に副像を溶け込ませることができる。
【００１４】
上記光学装置において、面発光体は、リフレクタアレイ光学素子で形成される空中像の視認が可能な方向におけるヘイズ値よりも、その方向とは異なる方向におけるヘイズ値が高くなる配光特性を有していることが好ましい。この構成によれば、光学装置において、空中像の明瞭な視認を可能にしつつ、ユーザ又はユーザ以外の第三者からの副像の視認を効率良く抑制することが可能になる。
【００１５】
上記光学装置において、第１反射プレート及び第２反射プレートは何れも、光透過性を有する複数の基材のそれぞれを、光透過性を有する複数の接着層で互いに接着して構成されていてもよい。この構成において、第１反射面及び第２反射面は、第１反射プレート及び第２反射プレートのそれぞれにおける基材と接着層との界面により形成される。この構成によれば、多重反射像が生じ難くなる。又、ユーザ以外の第三者による透過像の視認を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る光学装置によれば、副像の視認を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１実施形態に係る光学装置を概念的に示した（Ａ）側面図及び（Ｂ）正面図である。
【図２】光学装置が備えるリフレクタアレイ光学素子の分解斜視図である。
【図３】図１（Ｂ）に示されるIII−III線での断面を部分的に示した拡大断面図である。
【図４】（Ａ）〜（Ｃ）面発光体が発光していないときにリフレクタアレイ光学素子で視認される像を概念的に示した図である。
【図５】第２実施形態として、導光板の表面に形成される印刷パターンを部分的に示した拡大図である。
【図６】（Ａ）（Ｂ）第３実施形態として、導光板の表面に形成される加工パターンの２つの例を部分的に示した拡大斜視図である。
【図７】（Ａ）第３実施形態の更なる他の例を示した正面図、及び（Ｂ）その例で用いられる導光板を部分的に示した拡大図である。
【図８】第４実施形態に係る光学装置を概念的に示した（Ａ）側面図及び（Ｂ）正面図である。
【図９】第５実施形態に係る光学装置を概念的に示した（Ａ）側面図及び（Ｂ）正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
［１］第１実施形態
図１（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ、第１実施形態に係る光学装置を概念的に示した側面図及び正面図である。図１（Ａ）に示される様に、光学装置は、リフレクタアレイ光学素子１と、面発光体２と、を備える。
【００１９】
図２は、リフレクタアレイ光学素子１の分解斜視図である。又、図３は、図１（Ｂ）に示されるIII−III線での断面を部分的に示した拡大断面図である。図２に示される様に、リフレクタアレイ光学素子１は、第１反射プレート１１と、第２反射プレート１２と、を有する。
【００２０】
図３に示される様に、第１反射プレート１１は、光透過性を有する複数の基材１３１と、光透過性を有する複数の接着層１３２と、を有する。具体的には、複数の基材１３１は、何れも角柱状を呈しており、それらの長手方向が互いに平行となる様に隣接配置されている。そして、基材１３１は、それぞれの間に接着層１３２が介在することによって互いに接着されており、これにより、第１反射プレート１１が形成されると共に、第１反射プレート１１には、平坦面である表面１１ａ及び裏面１１ｂが形成されている。
【００２１】
又、接着層１３２における光の屈折率が、基材１３１における光の屈折率より小さくなる様に、基材１３１及び接着層１３２には、屈折率の異なる材料が用いられている。
【００２２】
一例として、基材１３１には、透明な材料であって屈折率が１．５８であるポリカーボネートが用いられ、接着層１３２には、透明な材料であって屈折率が１．４６であるアクリル系の接着材が用いられている。尚、基材１３１及び接着層１３２には、これらの材料に限定されない種々の光透過性材料を用いることができる。又、基材１３１は、必ずしも透明である必要はなく、可視光の一部を少なくとも透過させるものであってもよい。接着層１３２についても同様である。
【００２３】
上記第１反射プレート１１によれば、基材１３１と接着層１３２とにより、表面１１ａ（又は裏面１１ｂ）に垂直であって且つ平行に配置された複数の界面１３ａが形成される。そして、これらの界面１３ａが、第１反射プレート１１における光の反射面（特許請求の範囲に記載の「第１反射面」に相当）として機能する。具体的には、界面１３ａは、全反射条件を満たす光を反射し、それ以外の光を透過させる。
【００２４】
第２反射プレート１２は、上述した第１反射プレート１１と同じ構成を有している。よって、第２反射プレート１２には、平坦面である表面１２ａ及び裏面１２ｂが形成されると共に、基材１３１と接着層１３２とにより、表面１２ａ（又は裏面１２ｂ）に垂直であって且つ平行に配置された複数の界面１３ａが形成される。そして、これらの界面１３ａが、第２反射プレート１２における光の反射面（特許請求の範囲に記載の「第２反射面」に相当）として機能する。
【００２５】
第１反射プレート１１と第２反射プレート１２とは、表面１１ａと裏面１２ｂとを互いに対向させると共にそれぞれの界面１３ａ（第１反射面と第２反射面）を互いに垂直に配した状態で、重ねられている。そして、この状態で表面１１ａと裏面１２ｂとを互いに接合することにより、リフレクタアレイ光学素子１が構成されている。よって、リフレクタアレイ光学素子１では、空中像Ｇ１（図１（Ａ）参照）を形成するための画像光Ｌが入射される背面１ｂが第１反射プレート１１の裏面１１ｂで構成され、当該画像光Ｌが出射される正面１ａが第２反射プレート１２の表面１２ａで構成されている。尚、画像光Ｌは、リフレクタアレイ光学素子１の背面１ｂ側に配された表示パネル３から発せられる（図１（Ａ）参照）。
【００２６】
上記リフレクタアレイ光学素子１によれば、背面１ｂ側から入射される画像光Ｌが第１反射プレート１１及び第２反射プレート１２で順に反射され、その結果として正面１ａから出射される光により、空中像Ｇ１が正面１ａ側に形成される。具体的には、リフレクタアレイ光学素子１における第１反射プレート１１と第２反射プレート１２との接合面を基準として、画像光Ｌの発生源（表示パネル３）との対称位置に画像光Ｌによる像が結ばれ、これにより空中像Ｇ１が形成される。
【００２７】
そして、上記リフレクタアレイ光学素子１では、光の反射面（第１反射面と第２反射面）が、光透過性部材（基材１３１と接着層１３２）の界面１３ａで形成されており、界面１３ａでの屈折率の変化を利用して入射光を反射させるものである。このため、反射面に対して小さな入射角（当該反射面における垂線からの小さな角度）で入射した光は、その光成分の多くが反射面で反射されずに透過する。この様な光は、反射面が金属層等の鏡面で形成されたリフレクタアレイ光学素子では多重反射の原因となるが、本実施形態では反射面を透過するため多重反射像を生じ難い。その一方で、反射面で反射されずに透過した光は、透過した向こう側からの視認が可能な透過像を形成する。
【００２８】
上記リフレクタアレイ光学素子１の手前側（後述する視認位置Ｐ１側）からの視認が可能な像として、空中像Ｇ１の他に、ユーザに視認させたくない１次反射像Ｇ３が副像の１つとして形成され、又、リフレクタアレイ光学素子１の向こう側（後述する位置Ｐ２側）からの視認が可能な像として、ユーザ以外の第三者に視認させたくない透過像Ｇ２が副像の１つとして形成される。ここで、透過像Ｇ２は、第１反射プレート１１及び第２反射プレート１２の何れをも透過した光で形成される像である。又、１次反射像Ｇ３は、第１反射プレート１１又は第２反射プレート１２の何れか一方のみで反射された光で形成される像である。
【００２９】
図４（Ａ）〜（Ｃ）は、後述する面発光体２が発光していないときにリフレクタアレイ光学素子１で視認される像を概念的に示した図である。具体的には、図４（Ａ）〜（Ｃ）は、図１（Ｂ）に示される方向Ｄ１〜Ｄ３のそれぞれから見たときの図である。尚、図１（Ｂ）に示される様に、リフレクタアレイ光学素子１の中心１ｃからの、空中像Ｇ１の視認が可能な所定の視認位置Ｐ１への方向が方向Ｄ１とされ、視認位置Ｐ１とは反対側の位置Ｐ２への方向が方向Ｄ２とされ、視認位置Ｐ１から両側へずれた２つの位置Ｐ３へのそれぞれの方向が方向Ｄ３とされている。
【００３０】
図４（Ａ）に示される様に、方向Ｄ１からは、空中像Ｇ１と共に１次反射像Ｇ３が視認される。又、図４（Ｂ）及び（Ｃ）に示される様に、方向Ｄ２及びＤ３からは、空中像Ｇ１は視認されないが、透過像Ｇ２及び１次反射像Ｇ３がそれぞれ単独で視認される。
【００３１】
ここで重要な点は、空中像Ｇ１は、リフレクタアレイ光学素子１による結像によって形成されたものであるため、光強度が高く、その一方で、透過像Ｇ２や１次反射像Ｇ３等の副像は、結像せずにリフレクタアレイ光学素子１から漏れ出た光によって形成されたものであり、光強度が低いということである。本実施形態では、この様な光強度の高低を利用することにより、空中像Ｇ１の視認を可能にしつつ、ユーザ又はユーザ以外の第三者からの副像の視認を抑制する。そして、その役割を担うのが、以下に説明する面発光体２である。
【００３２】
図１（Ａ）及び（Ｂ）に示される様に、面発光体２は、光透過性の導光板２１と、当該導光板２１に光を入射する光源２２と、を有する。尚、図１（Ａ）及び（Ｂ）では、光源２２から発せられる光が、白抜き矢印で示されている。他の図面においても同様である。
【００３３】
具体的には、導光板２１は、リフレクタアレイ光学素子１の正面１ａに対向して配置されている。本実施形態では、導光板２１は、リフレクタアレイ光学素子１の正面１ａに面接触した状態で配置されている。尚、導光板２１は、リフレクタアレイ光学素子１の正面１ａから離間して配置されていてもよい。
【００３４】
一例として、導光板２１には、透明な材料であるアクリル系の樹脂が用いられている。尚、導光板２１には、アクリル系の樹脂に限定されない種々の光透過性材料を用いることができる。又、導光板２１は、必ずしも透明である必要はなく、可視光の一部を少なくとも透過させるものであってもよい。
【００３５】
更に本実施形態において、導光板２１の内部には光散乱剤が含まれている。光散乱剤には、例えば酸化アルミニウム等の材料から形成された粒子が用いられる。
【００３６】
光源２２は、本実施形態ではＬＥＤ光源であり、導光板２１の側端面からの光の入射
が可能となる様に配されている。本実施形態では、光源２２は、導光板２１における視認位置Ｐ１側の側端面から光が入射する様に、導光板２１に対して視認位置Ｐ１側に配されている（図１（Ｂ）参照）。そして、導光板２１に入射された光は、光散乱剤で散乱され、これにより、散乱光の一部が導光板２１の表面２１ａから出射される。尚、光源２２の位置は、適宜変更することが可能である。
【００３７】
導光板２１の内部に光散乱剤が均一に含まれている場合、導光板２１の表面２１ａが均一に発光する。その結果、導光板２１が発する光が、副像に重複することになる。このときの表面２１ａでの発光強度は、空中像Ｇ１の光強度より低く、且つ、副像の光強度より高いことが好ましい。これにより、光強度の弱い副像が導光板２１の発する光の中に溶け込んで見え難くなる。一方、光強度の高い空中像Ｇ１は、導光板２１が発する光の中に溶け込むことなく視認可能な状態で維持される。
【００３８】
この様に、第１実施形態の光学装置によれば、空中像Ｇ１の視認を可能にしつつ、ユーザ又はユーザ以外の第三者からの副像の視認を抑制することができる。よって、ユーザ以外の第三者に空中像Ｇ１の内容が晒され難く、従って、セキュリティの低下が生じ難い。又、ユーザが空中像を視認する際に、本来の視認対象である空中像以外の副像の視認が抑制され、従って、視認効果の低下を防止することができる。例えば、透過像Ｇ２は、リフレクタアレイ光学素子１に対して位置Ｐ２（視認位置Ｐ１とは反対側の位置）側から視認される像であり、その位置Ｐ２にユーザ以外の第三者がいた場合には視認される虞があった。第１実施形態の光学装置によれば、その様な透過像Ｇ２の視認を効果的に抑制することができる。
【００３９】
又、リフレクタアレイ光学素子１の正面１ａに対向して導光板２１が配置されることにより、導光板２１を、リフレクタアレイ光学素子１の正面１ａを保護する保護膜として、又、当該正面１ａでの光の反射を防止する光反射防止膜として、機能させることができる。
【００４０】
尚、導光板２１において、光散乱剤は、その濃度に変化が生じる様に含まれていてもよい。具体的には、空中像Ｇ１の視認が可能な方向Ｄ１への光の散乱量を抑制しつつ、方向Ｄ２やＤ３への光の散乱量を増やすべく、光散乱剤の濃度が調整されることが好ましい。より具体的には、導光板２１のうち、空中像Ｇ１を形成する光が通過する領域での光散乱剤の濃度を低くする一方で、副像を形成する光が通過する領域での光散乱剤の濃度を高くする。
【００４１】
これにより、面発光体２は、空中像Ｇ１の視認が可能な方向Ｄ１におけるヘイズ値よりも、その方向Ｄ１とは異なる方向Ｄ２やＤ３におけるヘイズ値が高くなる配光特性を有することになる。この様に、光散乱剤の濃度を調整することにより、面発光体２の配光特性を容易に制御することができる。その結果、光学装置において、空中像Ｇ１の明瞭な視認を可能にしつつ、ユーザや第三者からの副像の視認を効率良く抑制することが可能になる。
【００４２】
［２］第２実施形態
第２実施形態として、導光板２１は、光散乱材料から形成された印刷パターンを表面２１ａに有していてもよい。この印刷パターンは、第１実施形態に記載の光散乱剤に代えて用いられてもよいし、当該光散乱剤と組み合わせて用いられてもよい。尚、第２実施形態における他の構成については、第１実施形態と同様であるので、説明を省略する。
【００４３】
図５は、導光板２１の表面２１ａに形成される印刷パターンを部分的に示した拡大図である。図５に示される様に、印刷パターンは、光散乱材料を用いて導光板２１の表面２１ａに複数のドット２１１を印刷することにより、形成される。そして、導光板２１に入射された光は、印刷パターンを構成するドット２１１で散乱され、これにより、散乱光の一部が導光板２１の表面２１ａから出射される。尚、ドット２１１の印刷には、インクジェット印刷やスクリーン印刷等、様々な印刷方法を用いることができる。
【００４４】
第２実施形態の一例として、印刷パターンは、導光板２１の表面２１ａにおける単位面積あたりのドット数（ドット２１１の占有率）が均一になる様に形成される。この場合、導光板２１の表面２１ａが均一に発光する。これにより、第１実施形態と同様、空中像Ｇ１の視認を可能にしつつ、ユーザや第三者からの副像の視認を抑制することができる。よって、視覚効果の低下やセキュリティの低下が生じ難い。
【００４５】
第２実施形態の他の例として、印刷パターンは、ドット２１１の占有率に変化が生じる様に形成されてもよい。具体的には、空中像Ｇ１の視認が可能な方向Ｄ１への光の散乱量を抑制しつつ、方向Ｄ２やＤ３への光の散乱量を増やすべく、ドット２１１の占有率が調整されることが好ましい。より具体的には、導光板２１の表面２１ａのうち、空中像Ｇ１を形成する光が通過する領域でのドット２１１の占有率を低くする一方で、副像を形成する光が通過する領域でのドット２１１の占有率を高くする。
【００４６】
これにより、面発光体２は、空中像Ｇ１の視認が可能な方向Ｄ１におけるヘイズ値よりも、その方向Ｄ１とは異なる方向Ｄ２やＤ３におけるヘイズ値が高くなる配光特性を有することになる。この様に、ドット２１１の占有率を調整することにより、面発光体２の配光特性を容易に制御することができる。その結果、光学装置において、空中像Ｇ１の明瞭な視認を可能にしつつ、ユーザや第三者からの副像の視認を効率良く抑制することが可能になる。
【００４７】
［３］第３実施形態
第３実施形態として、導光板２１は、光源２２から入射された光の散乱が可能な加工パターンを表面２１ａに有していてもよい。この加工パターンは、第１実施形態に記載の光散乱剤や第２実施形態に記載の印刷パターンに代えて用いられてもよいし、これらと組み合わせて用いられてもよい。尚、第３実施形態における他の構成については、第１実施形態と同様であるので、説明を省略する。
【００４８】
図６（Ａ）及び（Ｂ）は、導光板２１の表面２１ａに形成される加工パターン２１２の２つの例を部分的に示した拡大斜視図である。加工パターン２１２には、図６（Ａ）に示される様に鋸歯状の凹凸２１２ａが連続的に形成されたパターンや、図６（Ｂ）に示される様に角錐状の突起２１３が複数配列されたパターンが含まれる。尚、加工パターン２１２には、これらに限らず、光源２２から入射された光の散乱が可能な様々な形状のパターンが含まれる。又、加工パターン２１２は、プリズムとして機能するものであってもよい。尚、加工パターン２１２の形成には、切削加工、プレス加工、熱転写、成形等、様々な加工方法を用いることができる。
【００４９】
そして、導光板２１に入射された光は、加工パターン２１２で散乱され、これにより、散乱光の一部が導光板２１の表面２１ａから出射される。
【００５０】
第３実施形態の一例として、加工パターン２１２は、導光板２１の表面２１ａ全体に形成される。この場合、導光板２１の表面２１ａ全体で画像光Ｌが散乱される。これにより、第１実施形態と同様、空中像Ｇ１の視認を可能にしつつ、ユーザや第三者からの副像の視認を抑制することができる。よって、視覚効果の低下やセキュリティの低下が生じ難い。
【００５１】
第３実施形態の他の例として、空中像Ｇ１の視認が可能な方向Ｄ１への光の散乱量を抑制しつつ、方向Ｄ２やＤ３への光の散乱量を増やすべく、加工パターン２１２の形成領域や形状が調整されてもよい。具体的には、導光板２１の表面２１ａのうち、空中像Ｇ１を形成する光が通過する領域以外の領域（副像を形成する光が通過する領域）に、加工パターン２１２を設けることが好ましい。又、所定の方向への光の散乱が可能となる様に、光源２２から入射する光の方向に応じて加工パターン２１２の形状を調整することが好ましい。
【００５２】
これにより、面発光体２は、空中像Ｇ１の視認が可能な方向Ｄ１におけるヘイズ値よりも、その方向Ｄ１とは異なる方向Ｄ２やＤ３におけるヘイズ値が高くなる配光特性を有することになる。この様に、加工パターン２１２の形成領域や形状を調整することにより、面発光体２の配光特性を容易に制御することができる。その結果、光学装置において、空中像Ｇ１の明瞭な視認を可能にしつつ、ユーザや第三者からの副像の視認を効率良く抑制することが可能になる。
【００５３】
図７（Ａ）は、第３実施形態の更なる他の例を示した正面図であり、図７（Ｂ）は、導光板２１を部分的に示した拡大図である。本実施形態の光学装置では、導光板２１として、図６（Ｂ）に示される加工パターン２１２（複数の突起２１３）を有したものが用いられている。この様な導光板２１においては、図７（Ｂ）に示される様に、角錐状の突起２１３における隣接した２つの側面２１３ａ及び２１３ｂに対して斜めに光を入射させることにより、当該光を、２つの側面２１３ａ及び２１３ｂのそれぞれで屈折させ、これにより、２つの方向Ｄｐ１及びＤｐ２へ分けて出射させることができる。
【００５４】
そこで、図７（Ａ）示される様に、本実施形態の光学装置では、光源２２が、導光板２１における位置Ｐ２側（視認位置Ｐ１とは反対側）の側端面から光が入射する様に、導光板２１に対して位置Ｐ２側に配されている。又、加工パターン２１２は、突起２１３の側面２１３ａ及び２１３ｂが、視認位置Ｐ１から両側へずれた２つの位置Ｐ３の方へそれぞれ向く様に（即ち、上記２つの方向Ｄｐ１及びＤｐ２がそれぞれ、図７（Ａ）に示される２つの方向Ｄ３に一致する様に）、配されている。よって、導光板２１に入射された光は、突起２１３において、２つの位置Ｐ３のそれぞれに向かって散乱される。その結果、導光板２１に対して一方向から光を入射するだけで、２つの方向からの副像の視認を抑制することができる。
【００５５】
［４］第４実施形態
図８（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ、第４実施形態に係る光学装置を概念的に示した側面図及び正面図である。図８（Ａ）及び（Ｂ）に示される様に、光学装置において、面発光体２は、リフレクタアレイ光学素子１の正面１ａ（又は背面１ｂ）に垂直な方向において複数設けられていてもよい。尚、第４実施形態における他の構成については、第１実施形態と同様であるので、説明を省略する。
【００５６】
本実施形態では、第１実施形態で説明した光学装置において、面発光体２に、これと同じ構成を有する別の面発光体２が重ねて配されている。そして、これらの面発光体２は、それぞれにおける光源２２から導光板２１に入射する光の向きが互いに逆向きとなる様に配置されている。より具体的には、一方の光源２２は、これに対応する導光板２１における視認位置Ｐ１側の側端面から光が入射する様に配され、他方の光源２２は、これに対応する導光板２１における位置Ｐ２側（視認位置Ｐ１とは反対側）の側端面から光が入射する様に配されている。尚、複数の面発光体２は、この様な配置に限らず、適宜、それぞれにおける光源２２から導光板２１に入射する光の向きを互いに異ならせて配置されてもよい。
【００５７】
第４実施形態の光学装置によれば、２つの面発光体２がそれぞれ有する配光特性を適宜調整することにより、空中像Ｇ１の明瞭な視認を可能にしつつ、ユーザや第三者からの副像の視認を効率良く抑制することが可能になる。
【００５８】
又、２つの面発光体２がそれぞれ有する導光板２１に、図６（Ｂ）に示される加工パターン２１２（複数の突起２１３）を用いることにより、図８（Ｂ）に示される様に、導光板２１に入射された光を四方向へ散乱させることが可能になる。よって、視認位置Ｐ１とは異なる位置（即ち、方向Ｄ１とは異なる方向）からの副像の視認が防止される。その結果、視覚効果やセキュリティについて高い性能が発揮される。
【００５９】
［５］第５実施形態
図９（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ、第５実施形態に係る光学装置を概念的に示した側面図及び正面図である。図９（Ａ）及び（Ｂ）に示される様に、光学装置において、面発光体２は光源２２を複数有していてもよい。尚、第５実施形態における他の構成については、第１実施形態と同様であるので、説明を省略する。
【００６０】
本実施形態において、光源２２が２つ設けられており、これらの光源２２は、導光板２１に入射する光の向きが互いに逆向きとなる様に配置されている。より具体的には、一方の光源２２は、導光板２１における視認位置Ｐ１側の側端面から光が入射する様に配され、他方の光源２２は、導光板２１における位置Ｐ２側（視認位置Ｐ１とは反対側）の側端面から光が入射する様に配されている。尚、複数の光源２２は、この様な配置に限らず、適宜、それぞれから導光板２１に入射する光の向きを互いに異ならせて配置されてもよい。
【００６１】
第５実施形態の光学装置によれば、第４実施形態と同様、空中像Ｇ１の明瞭な視認を可能にしつつ、ユーザや第三者からの副像の視認を効率良く抑制することが可能になる。
【００６２】
又、導光板２１に、図６（Ｂ）に示される加工パターン２１２（複数の突起２１３）を用いることにより、図９（Ｂ）に示される様に、導光板２１に入射された光を四方向へ散乱させることが可能になる。よって、視認位置Ｐ１とは異なる位置（即ち、方向Ｄ１とは異なる方向）からの副像の視認が防止される。その結果、視覚効果やセキュリティについて高い性能が発揮される。
【００６３】
［６］他の実施形態
上述した光学装置の各部構成は、反射面（第１反射面及び第２反射面）が上述した界面１３ａで形成されたリフレクタアレイ光学素子１を備えるものに限らず、金属層等の鏡面で形成されたリフレクタアレイ光学素子を備えるもの（即ち、副像として多重反射像を生じるもの）等、空中像Ｇ１の形成が可能である一方で何らかの副像を生じ得る種々の光学装置に適用することができる。
【００６４】
上述した光学装置において、導光板２１は、リフレクタアレイ光学素子１の背面１ｂに対向して配置されてもよい。この構成であっても、導光板２１が発する光を、副像に重複させることができる。よって、空中像Ｇ１の視認を可能にしつつ、ユーザや第三者からの副像の視認を抑制することができる。
【００６５】
更に、上述した光学装置において、面発光体２には、有機ＥＬ等の発光体を用いることができる。
【００６６】
上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。更に、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００６７】
１  リフレクタアレイ光学素子
１ａ  正面
１ｂ  背面
１ｃ  中心
２  面発光体
３  表示パネル
１１  第１反射プレート
１１ａ  表面
１１ｂ  裏面
１２  第２反射プレート
１２ａ  表面
１２ｂ  裏面
１３ａ  界面（第１反射面、第２反射面）
２１  導光板
２１ａ  表面
２２  光源
１３１  基材
１３２  接着層
２１１  ドット
２１２  加工パターン
２１２ａ  凹凸
２１３  突起
２１３ａ、２１３ｂ  側面
Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３  方向
Ｇ１  空中像
Ｇ２  透過像
Ｇ３  １次反射像
Ｌ  画像光
Ｐ１  視認位置
Ｐ２、Ｐ３  位置
Ｄｐ１、Ｄｐ２  方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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