(57)【要約】【課題】光学系の配置スペースが限られる条件下でも、立体的な意匠性のある、照明・表示機能を備えた空中像表示装置を提供する。【解決手段】  第１の光源と、第２の光源と、表面側に配設されたハーフミラーからなる第１の光学部材と、前記ハーフミラーの反射面に対置された再帰反射シートを少なくとも含む第２の光学部材とを備え、前記第１の光源から発光されて、前記第１の光学部材に反射され、さらに前記第２の光学部材の前記再帰反射シートにより再帰反射された光により、空中に実像を表示するとともに、前記第２の光源から発光され、前記第１の光学部材と、前記第２の光学部材の間での多重反射された光により、前記実像の背景に複数の虚像を表示するように構成されている空中像表示装置とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の光源と、
第２の光源と、
前記内装部材の表面側に配置されたハーフミラーからなる第１の光学部材と、
前記ハーフミラーの反射面に対置された再帰反射シートを少なくとも含む第２の光学部材とを備え、
前記第１の光源から発光されて、前記第１の光学部材に反射され、さらに前記第２の光学部材の前記再帰反射シートにより再帰反射された光により、空中に実像を表示するとともに、
前記第２の光源から発光され、前記第１の光学部材と前記第２の光学部材との間でのフレネル反射によって多重反射された光により、前記実像の背景に複数の虚像を表示するように構成されている、
空中像表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の空中像表示装置において、前記第２の光学部材が、前記再帰反射シートの表面側に配置されたハーフミラーをさらに備え、前記虚像が、該第２の光学部材のハーフミラーと、前記第１の光学部材のハーフミラーとの間の多重反射により形成されることを特徴とする、空中像表示装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の空中像表示装置において、前記第２の光学部材の前記ハーフミラーと、前記再帰反射シートとの間に、再帰反射シートに入射する光を抑制するための遮光シートが配置されていることを特徴とする、空中像表示装置。
【請求項４】
請求項３に記載の空中像表示装置において、前記の再帰反射シートに入射する光を抑制するための遮光シートが、光透過率が連続的又は段階的に変化するグラデーションシートとなっていることを特徴とする、空中像表示装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の空中像表示装置において、前記実像の輝度が、前記虚像の輝度よりも大きいことを特徴とする、空中像表示装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載の空中像表示装置において、全反射ミラーをさらに備え、前記第１の光源から照射された光が、該全反射ミラーに入射して反射され、前記第１の光学部材のハーフミラーに入射するよう構成されていることを特徴とする、空中像表示装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載の空中像表示装置において、前記第１の光源の表面側に配置された、遮蔽部材を備えることを特徴とする、空中像表示装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一項に記載の空中像表示装置を照明装置として備える照明装置付き内装部材。
【請求項９】
請求項８に記載の照明装置付き内装部材において、該内装部材の内部に収納空間を備え、前記第２の発光表示部が表示する複数の虚像が、前記収納空間の形状を模倣するように表示されることを特徴とする、照明装置付き内装部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空中像表示装置に関し、具体的には空中に投影される実像と多重反射される虚像の組み合わせにより、立体的な意匠性を有する照明を提供し得る空中像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ドアトリム、ルーフライニング、インストルメントパネル、スカッフ等の車両の内装部材は、操作用や装飾用の目的で、照明装置を備えている。またカップホルダ、灰皿、スカッフプレート、コンソールボックス、オーバーヘッドコンソール、グローブボックスなども、意匠性向上やアクセサリの位置標示のため、照明装置を備える場合がある。
【０００３】
従来から車載ディスプレイの画像などをユーザに視認させる手段として、実像を空中に表示させる装置（空中像表示装置）の利用が検討されている。特許文献１には、ディスプレイから発光される光を少なくとも１枚のミラー及び屈折率分布型レンズ素子または複数のマイロレンズプレートを用いて空中に表示させる装置が開示されている。
【０００４】
空中像を表示させる手段として、再帰性反射部材（素子）の利用も検討されている。特許文献２には、表示パネルから発せられる光をハーフミラーで反射した後、再帰反射性素子で反射し、前記ハーフミラーを透過させて空中に結像する装置が開示されている。
【０００５】
空中像を他の表示と組み合わせる技術も検討されている。特許文献３には、電子ディスプレイや装置類の表示面を奥壁に設けるとともに、それよりも観察者側に実鏡映像結像光学系を設け、被観察物の実像を空中映像として表示する装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３４５１３８７号
【特許文献２】特開２０１４−１３３１９号公報
【特許文献３】特許第５００１８８８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
照明装置や表示装置に空中像表示機能を付与する場合、結像光学系を配置するスペースが必要となる。特に装置の内装部材の表面から空中像までの距離が大きいほど、空中像としての視認上、像が表面から浮き上がって見える効果は大きくなるが、そのためには、結像光学系の寸法を大きくとる必要を生じる。特許文献１、３は、車載ディスプレイに空中像表示機能を組み込む技術を記載しており、特許文献２も表示パネルの画像を空中に表示させる装置を記載している。これらの装置を利用して運転席前面の車両制御用のディスプレイに空中像表示機能を付与する場合には、ある程度のスペースを確保することも可能である。他方、例えば、車両の天井や床面、スカッフなどの内装部材など、確保できるスペースの厚みに制約がある。またドアトリムや中央コンソールなどでも、空中像表示用の光学系のために大きなスペースを確保することは難しい。
【０００８】
本発明は、光学系の配置スペースに制約がある条件下でも、立体的な意匠性を有する空中像表示機能を備える空中像表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の空中像表示装置は、第１の光源と、第２の光源と、前記内装部材の表面側に配置されたハーフミラー（第１のハーフミラー）からなる第１の光学部材と、前記ハーフミラーの反射面に対置された再帰反射シートを少なくとも含む第２の光学部材とを備えており、前記第１の光源から発光されて、前記第１の光学部材に反射され、さらに前記第２の光学部材の前記再帰反射シートにより再帰反射された光により、空中に実像を表示するとともに、前記第２の光源から発光され、前記第１の光学部材と前記第２の光学部材のフレネル反射によって多重反射された光により、前記実像の背景に複数の虚像を表示する。
【００１０】
上記構成の空中像表示装置によれば、第１の光源と第１の光学部材と第２の光学部材により構成される発光表示部（第１の発光表示部）が実像を表示するとともに、第２の光源と第１の光学部材と第２の光学部材により構成される発光表示部（第２の発光表示部）により表示される複数の虚像（多重反射による鏡像）が奥行のある背景像を形成するため、光学系の設置スペースの制約により、部材表面と空中像との距離を大きくとれない条件下にあっても、表示される空中像が前記虚像を背景に浮き上がって観察され、立体的な意匠性を有する照明・表示機能を発揮することができる。
【００１１】
前記空中像表示装置において、前記第２の光学部材が、前記再帰反射シートの表面側に配置されたハーフミラー（第２のハーフミラー）をさらに備えていてもよい。この場合、多重反射による虚像（鏡像）の形成は、表面側の第１のハーフミラーと、これに対置された第２のハーフミラーの間での多重反射により行われる。その際、再帰反射シートのフレネル反射よりもハーフミラーの反射率が高いため、背景像をなす虚像の明るさを向上させることができる。また、ハーフミラーの反射率を変更することにより、背景像をなす虚像の明るさを調整することができる。
【００１２】
前記空中像表示装置において、前記第２の光学部材の再帰反射シートと、前記ハーフミラー（第２のハーフミラー）の間に、遮光シートが配置されていてもよい。再帰反射シート上の遮光シートの使用により、空中像の二次像の形成を抑制し、空中像をより鮮明に観察することができる。
【００１３】
上記構成の空中像表示装置において、前記遮光シートは光透過率が連続的または段階的に変化するグラデーションシートであってもよい。グラデーションシートを用いることにより、視認角度を低くした場合における、空中像の不連続的な途切れによる意匠性の低下を避けることができる。
【００１４】
前記空中像表示装置において、前記実像を背景となる虚像の輝度より大きな（明るい）輝度を有するものとすることが好ましい。これによって、空中像をより明瞭に視認できる。
【００１５】
上記空中像表示装置は、全反射ミラーをさらに備え、前記第１の光源から照射された光が、該全反射ミラーに入射して反射され、表面側の第１のハーフミラーに入射するよう構成されたものであってもよい。第１のハーフミラーで一旦反射した光は再帰反射シートで反射し、前記表面側ハーフミラーを透過して空中像を結像する。
この構成の空中像表示装置によれば、光源に対する面対称位置よりも高い位置に実像を表示することができ、より立体的な意匠にすることができる。
【００１６】
前記空中像表示装置において、前記第１の光源に対して表面側に、庇部（遮光板）を配置してもよい。
【００１７】
前記空中像表示装置は、内装部材（例えば、車両用内装部材）の照明装置として使用することができる。その場合、内装部材は、内部に収納空間を備える内装部材であってもよい。例えば、上記の多重反射による複数の虚像により、内部の収納空間の形状を模倣するように設計してもよい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の空中像表示装置によれば、多重反射により形成される虚像（鏡像）を利用して照明や表示に奥行を演出し、これを背景として空中像を表示することにより、光学系の設置スペースに制約がある条件においても、空中像が背景の中に明瞭に浮き上がって観察される立体的な意匠性のある照明・表示効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】空中像（実像）の結像プロセスを示す、模式断面図である。
【図２】複数の虚像の形成プロセスを示す模式断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る空中像表示装置の光学系の構成を示す模式断面図である。
【図４】図３に示す光学系の変形例を示す模式断面図である。
【図５Ａ】図４に示す光学系の変形例を示す模式断面図である。
【図５Ｂ】図５Ａに示す光学系を低角で視認した場合の空中像の見え方を示す模式断面図である。
【図６】図５Ａに示す光学系の変形例を示す模式断面図である。
【図７】図４に示す光学系の変形例を示す模式断面図である。
【図８】図３に示す光学系の変形例を示す模式断面図である。
【図９】自動車の運転席近傍の内装部材を模式的に示す斜視図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係る空中像表示装置を照明装置として備えるカップホルダの構成を示す模式的な斜視図である。
【図１１Ａ】図８に示すカップホルダが備える照明装置の、照明ユニットの構成を示す斜視図である。
【図１１Ｂ】図８に示すカップホルダが備える照明装置の、光学系の組み付け途中の状態を示す斜視図である。
【図１１Ｃ】図８に示すカップホルダが備える照明装置の、光学系の組み付け途中の状態を示す斜視図である。
【図１２】図８に示すカップホルダが備える照明装置点灯時の、虚像と実像の見え方を示す斜視図である。
【図１３Ａ】図１２に示す照明装置点灯時に、第２の実像が観察される様子を示す図である。
【図１３Ｂ】図１２に示す照明装置の照明ユニットの再帰反射シート上に遮光シートを設置した場合に、実像に途切れが現れる様子を示す斜視図である。
【図１３Ｃ】図１２に示す照明装置の照明ユニットの再帰反射シート上にグラデーションシートを設置した場合の実像の見え方を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。
【００２１】
図１は、ハーフミラーと再帰反射シートによって、空中像が結像されるプロセスを説明するための概略図である。観察者（ＶＥ）は、図の左上の位置から空中像を見るものとする。それぞれ支持体（図示せず）に設置された光源（発光体）１、２が、表面側に設置された第１の光学部材O１と第２の光学部材O２の間に配置されており、視認者側に第１の光源１が、これに対向する側に第２の光源２が設置されている。ここでは、第１の光学部材O１は第１のハーフミラー３からなり、第２の光学部材O２は、再帰反射シート（再帰性反射部材）４からなる。なお、本明細書の記載で表面側とは、内装部材の表面側、より具体的には、内装部材に含まれる照明装置の表面側（視認者側）を示すものとする。
【００２２】
第１の光源１上の発光部位ＰＬから上側の矢印に示される方向に出た光Ｌ１は、表面側ハーフミラー３の反射面上の部位Ｐ１で一部反射されて再帰反射シート４に入射し、再帰反射シート４の部位Ｐ２で入射方向に（入射光と逆向きに進む光として）反射される。この再帰反射された光の一部は、第１のハーフミラー３を透過して外方に発光する。他方、発光部位ＰＬから下の矢印で示される方向に発光した光Ｌ２は、第１のハーフミラー３の反射面上の部位Ｐ３で一部反射されて再帰反射シート４に入射し、再帰反射シート４の部位Ｐ４で入射方向に反射され、一部は第１のハーフミラー３を透過して外方に発光する。二方向に発光した光は、空中の一箇所ＰＲで交わる。同様のプロセスにより、発光部位ＰＬから第１のハーフミラー３の方向に出た各方向の光は、空中の部位ＰＲで交わり、ＰＲに発光部位ＰＬの実像が形成される。このようなプロセスにより、光源１の第１の実像Ｓ１が、ハーフミラー３に対し、ほぼ面対称となる空中位置に形成され、観察者ＶＥに視認される。
【００２３】
なお、図１および以下の説明において、図面の寸法比は実際の寸法比を示すものではなく、ハーフミラー、再帰反射性シート等の板状（シート状）光学部材の厚みは、説明のため強調されている。また、例えば、図１では部位Ｐ１でハーフミラー３を透過する光や実像から観察者の方向への光など、説明内容に関係しない光の光路は、図示を省略する。また、図示と説明の簡略化のため、光学部材の界面における屈折は図示していない。
【００２４】
ハーフミラー３と再帰反射シート４の組み合わせは、再帰反射シートの表面でフレネル反射が生じるため合わせ鏡構造としても機能する。図２に示すように、第２の光源２から発光して第１の光学部材Ｏ１（第１のハーフミラー３）と第２の光学部材Ｏ２（ここでは再帰反射シート４）との間で多重反射を生じ、再帰反射シート４で反射してハーフミラー３を透過した光ＬＴが見せる鏡像は、光源から深さ方向に分布する複数の虚像Ｆ１・・・Ｆｎとして視認される。その際、反射光ＬＲの強度は次第に減衰するので、虚像の明るさも、Ｆ１からＦｎへと次第に減衰する。なお、ここで観察される虚像の個数ｎは、光学系の設計に依存する。
【００２５】
図３で示すように、本発明の空中像表示装置では、図１、２で説明したプロセスにより、光源２の多重反射像が複数の虚像Ｆ１・・・Ｆｎとして観察され、これを背景として光源１の実像Ｓ１が観察される。すなわち、第１の光源と第１の光学部材Ｏ１（第１のハーフミラー３）と第２の光学部材Ｏ２（再帰反射シート４）とは、実像Ｓ１を表示する第１の発光表示部Ｅ１を構成し、第２の光源と第１の光学部材Ｏ１と第２の光学部材Ｏ２とは、虚像Ｆ１・・・Ｆｎを表示する第２の発光表示部Ｅ２を構成する。つまり、第１の光学部材Ｏ１と第２の光学部材Ｏ２は、実像Ｓ１を結像する光学系と、虚像Ｆ１・・・Ｆｎを結像する光学系の両方の役割を持つ。この構成によれば、第１のハーフミラー３と再帰反射シート４の間隔が狭く、実像Ｓ１の実際の浮き上がり距離が小さい場合でも、虚像Ｆ１・・・Ｆｎが深さ方向に奥行のある像を視認させるため、実像Ｓ１を明確に空中像として認識でき、立体的な照明効果を提供することができる。なお、第１の光源１と、第２の光源２には、輝度および／または色の異なる光源を用いてもよい。例えば、第２の光源の発光輝度を第１の光源１の発光輝度よりも小さく（暗く）することにより、実像Ｓ１の輝度を、第１の虚像の輝度より大きなものとしてもよい。
【００２６】
図４は、図３に示す空中像表示装置の変形例を示す概念図である。この装置では、表面側の第１のハーフミラー３に対向する反射面を有する第２のハーフミラー５が、第２の光学系Ｏ２において、再帰反射シート４の表面側に設置されている。第２の光源２から発光される光の多重反射は、第１のハーフミラー３と第２のハーフミラー５の間でフレネル反射により行われ、第２のハーフミラー５上の鏡像が、虚像Ｆ１・・・Ｆｎとして視認される。第１の光源１から発光され、第１のハーフミラー３で反射された光は、第２のハーフミラー５を透過した後、再帰反射シート４により再帰反射され、空中像Ｓ１を結像する。この第２のハーフミラー５の反射率を調整することにより、背景となる虚像（多重反射像）Ｆ１・・・Ｆｎの明るさを所望に応じて調整することができる。
【００２７】
なお、図４に矢印で示すように、第１の光源１から出射して表面側の第１のハーフミラー３で反射された光は、第２のハーフミラー５で一部反射され、第１のハーフミラー３で再度反射されて第２のハーフミラー５に入光する。この光が、再帰反射シート４に到達して再帰反射されると、実像Ｓ１の上に第２の実像Ｓ２が形成される。例えば後述するカップホルダの蓋を空中像表示装置とした場合における、実像Ｓ１、Ｓ２の見え方を図１３Ａに示している。
【００２８】
図４に示したような構成を用い、二枚のハーフミラーの合わせ鏡構造から得られる複数の実像を用いて照明デザインを行うことも可能であるが、第１の実像Ｓ１のみを鮮明に表示したい場合には、意図しない第２の実像Ｓ２の視認は意匠性を低下させる要因となる。
【００２９】
図５Ａは、図4で説明した空中像表示装置の光学系の更に別の変形例を示す概念図である。この装置では、図４について説明した照明装置の第２のハーフミラーと、再帰反射シート４との間、再帰反射シートの上に、さらに遮光シート６が挿入されている。この再帰反射シート上の遮光シート６を用いることにより再帰反射シート４への入光を制限し、第２の実像の視認を防止または抑制することができる。
【００３０】
ここで遮光シート６は、第２の実像Ｓ２を形成する光を吸収するために第１の光源１から離間した位置（第２の光源2側の位置）に配置される。再帰反射シート上の遮光シート６の配置される範囲は、実像Ｓ１の視認を妨げず、かつ、第２の実像Ｓ２を視認させないよう適切に設定される。なお、再帰反射シート上の遮光シート６は、第２のハーフミラー５の下位に配置されているので、第２のハーフミラー５による虚像Ｆ１・・・Ｆｎの形成には影響しない。
【００３１】
実像Ｓ１を視認する角度が限定的であり、再帰反射シート上の遮光シート6が適切に設定できる場合は問題ないが、視認する角度範囲が比較的広い場合、実像Ｓ１の視認を妨げず、かつ、第２の実像Ｓ２を視認させないよう適切に配置することができなくなる場合がある。
図５Ｂは、図５Ａと同じ構成の空中像表示装置において、視認角度を低くした場合を示す模式断面図である。図に示すように、視認角度が低い場合、実像Ｓ１の上部を形成する光が、再帰反射シート上の遮光シート６の領域にかかってしまい、実像Ｓ１の上部（図の破線部）が表示されなくなる。その場合、例えば後述の図１３Ｂに示すように、表示が切れていることが視認されるため、意匠性が著しく低下する。
【００３２】
図６は再帰反射シート上の遮光シート６を、光の吸収率が面方向で連続的（または段階的）に変化するシート６０（グラデーションシート）としたものである。吸収率の小さな部位（光透過率の大きな部位）が、第１の光源１側に配置される。
本構成においては、視認角度を低くした場合において、実像Ｓ１の上部を形成する光が、再帰反射シート上の遮光シート６０の光吸収領域にかかっても、吸収率の変化が連続的（もしくは段階的）であるため、実像Ｓ１の上部の表示も後述の図１３Ｃに示すように段階的に減衰する（暗くなる）。そのため、意匠性の低下を防止もしくは低減することができる。
【００３３】
図７は、図３と同様の装置において、再帰反射シート上に遮光シート６０を設けた構成を示す、模式断面図である。図７のようにハーフミラー５が存在しない場合においても、再帰反射シート上の遮光シート６０の表面フレネル反射により、第２の光源の虚像Ｆ１・・・Ｆｎを形成することができ、さらに、第２の実像の視認を防止または抑制する効果を得られる。
【００３４】
図８は、空中像表示装置の光学系の更に別の変形形態を説明するための図である。ここでは、第１の光源１からの発光は落射方向に行われ、まず、全反射ミラー７に入射する。全反射ミラー７で反射した光は表面側の第１のハーフミラー３で一部反射されて再帰反射シート４に入射し、再帰反射して実像Ｓ１を結像する。図３〜７に示す形態では、実像Ｓ１が形成される位置は、第1の光源1の、ハーフミラー３に対しほぼ面対称の位置となるが、図８の形態では、より高い位置に実像が表示されることになる。この実施形態において実像Ｓ１の形成される位置は、全反射ミラー7によって生じる第1の光源1の虚像ｆの、ハーフミラー3に対してほぼ面対称の位置となる。なお、ここでは全反射ミラー７の視認を避けるため、ハーフミラー３上に遮光層８を積層している。
【００３５】
以下、本発明の空中像表示装置に使用される各部材について説明する。
［光源］
ここで使用される光源は特に限定されず、電球、液晶ディスプレイ等の画像表示装置利用も妨げないが、設置スペースが限られる条件下では、発光ダイオード（ＬＥＤ）が好適に利用できる。例えば、複数の発光体が所定間隔で配置された光源としては、市販のＬＥＤテープを用いてもよい。例えば（株）ルーチ製フラットフレックスや、林テレンプ製ＬＥＤ−ＡＳＳＹを使用することができる。第１の光源と第２の光源に同じ発光体を用いてもよいが、実像と虚像で、輝度および／または発光色の異なるものとすることが好ましい。ロゴや幾何学的パターンを表示する場合には、所望の形状の切り抜きを設けた遮光性部材を光源の前に配置すればよく、その際、カラーシートを透過させて着色してもよい。
【００３６】
［ハーフミラー］
通常のハーフミラーとしては、無機ガラスやアクリル等の有機ガラスの表面に、錫、銀等の金属薄膜を蒸着したものを使用することができ、市販品を用いてもよい。その際、蒸着膜の膜厚により、ミラーの反射率と透過率を調整することができる。
【００３７】
［再帰反射シート］
再帰反射シート（再帰反射部材）は、入射光をほぼその光路に沿った方向に反射するものである。再帰反射部材としては、プリズム型の再帰反射部材や、マイクロビーズ型の再帰反射部材のシートが各種市販されており、例えば日本カーバイド工業（株）製ＲＦ−ＡＮ、日本カーバイド工業（株）製ニッカライトＥＧなどを用いることができる。
【００３８】
［遮光シート］
再帰反射シート上の遮光シートとしては有機または無機の透明部材の表面に黒色の印刷を施したシートを用いることができる。また、透明部材の中に、カーボン粒子等の光吸収剤を分散させたシートを用いることができ、適宜市販品の中から選択できる。その際、印刷の濃度、または光吸収剤の密度を変化させることにより、光吸収率が連続的または段階的に異なるグラデーションシートとすることができる。図５Ａ、Ｂに示した実施形態においては、表面のフレネル反射を必要としないため黒色の紙を用いてもよい。
【００３９】
上記の空中像表示装置の用途は特に限定されず、車両、航空機、船舶等の乗物の内装や外装における照明装置や表示装置、建築物の照明やインテリア、屋外における照明や表示、広告等、多様な用途に応用することができる。例えば、自動車等の車両の内装部材を本発明の空中像表示装置が設けられた照明装置を備える構成としてもよく、その場合も照明装置を設置する内装部材は特に制限されない。例えば、自動車等の車両のカップホルダ、灰皿、スカッフプレート、コンソールボックス、オーバーヘッドコンソール、グローブボックス等をこのような照明装置を具備する構成とすることができる。これらの内装部材は、収納空間を備えるものであるが、多重反射により形成される虚像は、深さ方向に視認されるため、光源の配置などによって、観察される虚像の形状で、収納空間の形状を模倣することも可能である。
【００４０】
本発明に係る空中像表示装置の構成は、上記に説明したものに限定されず、各種の変更が可能である。例えば、多重反射による背景像を形成する光源や空中像を形成する光源は各一個に限定する必要はなく、照明デザインに応じて複数の光源を用いてもよい。図８に示す装置は、図３に示す光学系の変形例であるが、図４〜図７に示すように、下側ハーフミラー５や再帰反射シート上の遮光シート６、６０を備える構成としてもよい。
【００４１】
以下、本発明に係る空中像表示装置を利用した照明装置付き内装部材の具体的実施形態の一例として、空中像表示機能を有する照明装置（空中像表示装置）を備えるカップホルダについて説明する。図９は、自動車の車内の運転席周辺部を模式的に示した図である。ここでは、ペダルや計器類は、簡略化のため図示していない。運転席９の右にはドアトリム１０、左にはセンターコンソール１１があり（ハンドル１２の位置に応じ、左右は逆でもよい）、これらドアトリム１０やセンターコンソール１１に、飲料缶や飲料カップ１３を保持するカップホルダ（ドリンクホルダ）１４を設けている。
【００４２】
図１０は、照明装置付き内装部材の一実施形態としてのカップホルダ１４の構成を模式的に示す斜視図である。カップホルダ１４は、飲料カップ１３などを収納するため、ほぼ円錐台形の内面を有する本体１４ａと、本体１４ａにヒンジ１４ｂを介して接続されたキャップ（蓋部）１４ｃを備え、キャップ１４ｃは、図９Ａ〜９Ｃに示す照明装置１５として構成されており、ハーネス１４ｄを介して電源（図示せず）に接続されている。
【００４３】
図１１Ａは、キャップ１４ｃを構成する照明装置１５の光源ユニットの構成を示す図である。第１の光源１５ａはプレート上に設置された複数のＬＥＤ発光体１５ｂから構成され、その電源端子１５ｃは、コネクタ１５ｄを介してハーネス１４ｄに接続される。第２の光源１５ｅは、複数のＬＥＤ発光体１５ｆが配列されたテープからなり、外筒１５ｇ（本例ではアルミニウム製）の内周面に固定され、その電源端子１５ｈは、コネクタ１５ｄを介してハーネス（電源ハーネス）１４ｄに接続されている。
【００４４】
図１１Ｂは、光源を収納した照明装置１５の組付途中の状態を示す図である。ここでは、コネクタ１５ｄとハーネス１４ｄは図示を省略する。第１の光源１５ａには、所望のロゴマークを切り抜いた遮光部材１５ｉが下向きに傾いた状態で設置されており、出光は下向きに行われる。第２の光源１５ｅには、光学系の内周面にそってパターン状の切り抜きを設けた遮光部材１５ｊが配置されている。第１の光源１５ａの下には全反射ミラー１５ｋが設置されており、上には全反射ミラ−１５ｋからの反射光の視認を避けるため、遮光板１５ｌが設置されている。全反射ミラー１５ｋよりも第２の光源１５ｅ寄りには、再帰反射シート１５ｍが設置されている。
【００４５】
図１１Ｃは、上記の光学系の上面にハーフミラー１５ｎを設置した状態を示す図である。
【００４６】
第１の光源として青色ＬＥＤを使用し、第２の光源として白色ＬＥＤを使用して１１Ａ〜１１Ｃに示す光学系を組み込んだキャップ１４ｃを製作し、観察を行ったところ、図１２に示すように、リング状に配列した青色の発光パターンが下方に向けて明度を下げながら複数観察され、その深み感のある背景に、白色のロゴが空中像として浮き上がって観察された。
【００４７】
なお、上で説明したように、ロゴパターンの第１の空中像Ｓ１の上に、第２の空中像Ｓ２が暗く観察されるが（図１３Ａ）、これは図５Ａ〜図７に示す構成を用い、再帰反射シート上の遮光シートを用いることにより、視認を避けることができる。その際、視認角度が低いことによるロゴパターンの途切れ（図１３Ｂ）による意匠性の低下は、遮光シートをグラデーションシートとすることにより避けることができる（図１３Ｃ）。
【産業利用の可能性】
【００４８】
本発明の空中像表示装置は、各種乗り物や建築物等における内装部材を照明装置付き内装部材とする際に利用することができ、その他、屋内、屋外における照明、表示、広告等の用途で使用することができる。その際、実像と虚像の組み合わせによる立体感のある意匠性を付与することができるため、光学系の配置スペースに制約があるような用途でも利用度が高い。
【符号の説明】
【００４９】
１、１５ａ  第１の光源
２、１５ｅ  第２の光源
３、１５ｎ  表面側ハーフミラー（第１のハーフミラー）
４、１５ｍ  再帰反射シート
５  下側ハーフミラー（第２のハーフミラー）
６、６０  遮光シート
７、１５ｋ  全反射ミラー
８  遮光部材
９  運転席
１０  ドアトリム
１１  センターコンソール
１２  ハンドル
１３  飲料カップ
１４  カップホルダ
１４ａ  カップホルダ本体
１４ｂ  ヒンジ
１４ｃ  キャップ
１４ｄ  ハーネス
１５  照明装置
１５ｂ、１５ｆ  ＬＥＤ
１５ｇ  外筒
１５ｃ、１５ｈ  電源端子
１５ｄ  コネクタ
１５ｌ  庇部
１５ｉ、１５ｊ  遮光部材
Ｅ１  第１の発光表示部
Ｅ２  第２の発光表示部
Ｆ１〜Ｆｎ、ｆ  虚像
Ｓ１、Ｓ２  実像
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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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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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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