(57)【要約】【課題】空中に形成される像をより広い角度から観察可能とする表示装置を提供する。【解決手段】本発明を適用した実施形態である表示装置１Ａは、第一光源Ｓ１と、第一光源Ｓ１から出射される第一光Ｌ１の出射方向Ｅ１の位置に配置された第一再帰反射部２と、第一再帰反射部２を透過した第一光Ｌ１の少なくとも一部を第一反射光Ｌ２として反射し、第一再帰反射部２によって再帰反射された第一反射光Ｌ２の少なくとも一部を透過させる第一光分岐部４と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一光源と、
前記第一光源から出射される第一光の出射方向を示す第一出射軸上の位置に配置される第一再帰反射部と、
前記第一光源から出射された前記第一光の少なくとも一部を第一反射光として反射し、前記第一再帰反射部によって再帰反射された前記第一反射光の少なくとも一部を透過させる第一光分岐部と、
を備える表示装置。
【請求項２】
前記第一再帰反射部は、前記第一出射軸上の前記第一光源を基準として前記第一光の出射方向に配置され、前記第一光を透過可能である請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記第一再帰反射部は、前記第一出射軸上の前記第一光源を基準として前記第一光の出射方向の反対側に配置され、
前記第一出射軸上の前記第一光源が配置される位置において、前記第一光源の非配置部は前記第一光及び前記第一反射光を透過可能とされている請求項１に記載の表示装置。
【請求項４】
前記第一再帰反射部は、前記第一出射軸上の前記第一光源が配置される位置に配置されている請求項１に記載の表示装置。
【請求項５】
前記第一反射光が前記第一再帰反射部に入射する請求項１から請求項４の何れか一項に記載の表示装置。
【請求項６】
前記第一反射光が前記第一再帰反射部に入射し、
前記第一出射軸上の前記第一光源と前記第一再帰反射部との間に配置された第一波長板と、
前記第一出射軸上の前記第一再帰反射部を基準として前記第一光の出射方向に配置された第二波長板と、
前記第一出射軸上の前記第一光源と前記第一波長板との間に配置され、特定の偏光を透過可能な第一偏光分岐部と、
を備え、
前記第一波長板及び前記第二波長板は、各々に入射する光の電界振動方向に（π／２）の位相差を与える請求項５に記載の表示装置。
【請求項７】
前記第一光分岐部によって反射された前記第一反射光の出射方向を示す第二出射軸上の位置に配置された第二再帰反射部を備える請求項１から請求項５の何れか一項に記載の表示装置。
【請求項８】
前記第一出射軸上の前記第一光源と前記第一再帰反射部との間に配置された第一波長板と、
前記第一出射軸上の前記第一再帰反射部を基準として前記第一光の出射方向に配置された第二波長板と、
前記第一出射軸上の前記第一光源と前記第一波長板との間に配置され、特定の偏光を透過可能な第一偏光分岐部と、
前記第一光分岐部によって反射された前記第一反射光の出射方向の反対側に第二光を出射する第二光源と、
前記第二光の出射方向を示す第三出射軸上の位置に配置され、前記第一反射光を再帰反射可能且つ前記第二光を透過可能な第二再帰反射部と、
前記第二再帰反射部を透過した前記第二光の少なくとも一部を第二反射光として反射し、前記第二再帰反射部によって再帰反射された前記第二反射光の少なくとも一部を透過させる第二光分岐部と、
前記第三出射軸上の前記第二光源と前記第二再帰反射部との間に配置された第三波長板と、
前記第三出射軸上の前記第二再帰反射部を基準として前記第二光の出射方向に配置された第四波長板と、
前記第三出射軸上の前記第二光源と前記第三波長板との間に配置され、前記特定の偏光に直交する偏光を透過可能な第二偏光分岐部と、
を備え、
前記第一波長板、前記第二波長板、前記第三波長板及び前記第四波長板は、各々に入射する光の電界振動方向に（π／２）の位相差を与える請求項１に記載の表示装置。
【請求項９】
前記第一光分岐部によって反射された前記第一反射光の出射方向の反対側に第二光を出射する第二光源と、
前記第二光の出射方向を示す第三出射軸上の位置に配置され、前記第一反射光を再帰反射可能且つ前記第二光を透過可能な第二再帰反射部と、を備える請求項１に記載の表示装置。
【請求項１０】
前記第一出射軸上の前記第一光源と前記第一再帰反射部との間に結像素子が配置されている請求項２又は３に記載の表示装置。
【請求項１１】
第一光源から第一光を出射させ、前記第一光の出射方向を示す第一出射軸上の位置において前記第一光を第一再帰反射部から透過させるステップと、
前記第一再帰反射部を透過した前記第一光の少なくとも一部を第一光分岐部によって第一反射光として前記第一再帰反射部に向けて反射させるステップと、
前記第一再帰反射部によって再帰反射された前記第一反射光の少なくとも一部を前記第一光分岐部から透過させるステップと、
を備える空中像の表示方法。
【請求項１２】
第一光源と、
前記第一光源から出射された前記第一光の少なくとも一部を第一反射光として反射させる第一光分岐部と、
前記第一光分岐部によって反射された前記第一反射光の出射方向を示す第二反射軸上の位置に配置された第一再帰反射部と、
を備え、
前記第一光分岐部は、外周縁から中央に向かうに従い、該第一光分岐部に対して前記第一光源及び前記第一再帰反射部が配置されている側とは反対側に凸状に湾曲する表示装置。
【請求項１３】
第一光源と、
前記第一光源の一方の側部から、前記第一光源から出射される第一光の出射方向を示す第一出射軸に沿って延在する第一波長板と、
前記第一波長板において前記第一光源に向く側とは反対側に設けられた第一再帰反射部と、
前記第一光源の他方の側部から、前記第一出射軸に沿って延在する第一反射板と、
前記第一波長板の先端部と前記第一反射板の先端部との間に設けられた第一光分岐部と、
前記第一反射板の先端部から前記第一光分岐部を挟んで前記第一反射板の延在方向と同一の方向に延在する第二反射板と、
を備え、
前記第一波長板は、各々に入射する光の電界振動方向に（π／２）の位相差を与える表示装置。
【請求項１４】
第一光源と、
前記第一光源を挟んで互いに対向するように配置された第一光分岐部と、第二光分岐部と、を備え、
前記第一光源の出射部は、前記第一光分岐部及び前記第二光分岐部の間に形成された空間に向けられ、
前記第一光分岐部及び前記第二光分岐部は、前記第一光源から出射された前記第一光の少なくとも一部を第一反射光として反射させると共に、前記第一反射光の少なくとも一部を反射させ、
前記第一光分岐部及び前記第二光分岐部のうち一方の光分岐部において他方の光分岐部に対向する側とは反対側に第一再帰反射部が設けられている表示装置。
【請求項１５】
第一光源と、
前記第一光源から出射される第一光の出射方向を示す第一出射軸上の位置に配置される第一液晶パネルと、
前記第一出射軸上の前記第一光源と前記第一液晶パネルとの間に配置された第一偏光板と、
前記第一光源から出射された前記第一光の少なくとも一部を第一反射光として反射し、前記第一再帰反射部によって再帰反射された前記第一反射光の少なくとも一部を透過させる第一光分岐部と、
前記第一反射光の出射方向を示す第二出射軸上の位置に配置される第一再帰反射部と、
を備える表示装置。
【請求項１６】
前記第一出射軸上の前記第一偏光板と前記第一液晶パネルとの間に第二液晶パネルが配置され、
前記第一出射軸上の前記第一液晶パネルの前方に第二偏光板が配置され、
前記第二出射軸上の前記第一再帰反射部の後方に第一波長板が配置され、
前記第一波長板は、入射する光の電界振動方向に（π／２）の位相差を与え、
前記第一光分岐部は、反射型偏光板であり、
前記反射型偏光板の偏光の向きは、前記第一偏光板の偏光の向きに平行になっている請求項１５に記載の表示装置。
【請求項１７】
前記第一出射軸上の前記第一偏光板と前記第一液晶パネルとの間に第二液晶パネルが配置され、
前記第二出射軸上の前記第一再帰反射部の後方に第一波長板が配置され、
前記第一波長板は、入射する光の電界振動方向に（π／２）の位相差を与え、
前記第一光分岐部は、反射型偏光板であり、
前記反射型偏光板の偏光の向きは、前記第一偏光板の偏光の向きに平行になっており、
前記第一波長板の光学軸は、前記第一光源の幅方向に対して平行に配置されている請求項１５に記載の表示装置。
【請求項１８】
前記第一出射軸上の前記第一偏光板と前記第一液晶パネルとの間に第二液晶パネルが配置され、
前記第一出射軸上の前記第一液晶パネルの前方に第二偏光板及び第一波長板が配置され、
前記第二出射軸上の前記第一再帰反射部の後方に第二波長板が配置され、
前記反射型偏光板の偏光の向きは、前記第一偏光板４の偏光の向きに直交し、
前記第一波長板及び前記第二波長板の光学軸はそれぞれ、前記第一光源の幅方向に対して垂直に配置されている請求項１５に記載の表示装置。
【請求項１９】
前記第一出射軸上の前記第一偏光板と前記第一液晶パネルとの間に第二液晶パネルが配置され、
前記第一出射軸上の前記第一液晶パネルの前方に第一波長板が配置され、
前記第二出射軸上の前記第一再帰反射部の後方に第二波長板が配置され、
前記反射型偏光板の偏光の向きは、前記第一偏光板４の偏光の向きに直交し、
前記第一波長板及び前記第二波長板の光学軸は、前記第一光源の幅方向に対して平行に配置されている請求項１５に記載の表示装置。
【請求項２０】
前記第一出射軸に直交する方向にプリズムを複数有するプリズムシートが前記第一出射軸上の前記第一光源の前方に配置されている請求項１から１０の何れか一項または請求項１２から１９の何れか一項に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置及び空中像の表示方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、通信・放送、エンターテイメント、アート、医療等をはじめとする分野において、環境や空間を利用し、特殊なメガネ等をかけなくても見える像を三次元空間内に表示可能な空中表示技術が注目されている。前述のように三次元空間内に像を表示する方法の一つとして、再帰反射を用いた空中表示（Ａｅｒｉａｌ  Ｉｍａｇｉｎｇ  ｂｙ  Ｒｅｔｒｏ−Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ：ＡＩＲＲ）が知られている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
図５１に示す表示装置１０１は、ＡＩＲＲの構成の一例であり、ディスプレイＤ１等に設けられた光源Ｓと、ハーフミラー１０４と、再帰反射部１０６と、を備える。光源Ｓから出射された光Ｌ１のうち、光Ｌ１０１の一部は、ハーフミラー１０４によって反射光Ｌ１０２として反射される。反射光Ｌ１０２は、再帰反射部１０６に入射し、再帰反射部１０６によって入射方向と同じ方向に反射され、反射光Ｌ１０３としてハーフミラー１０４に入射すると共に、ハーフミラー１０４を透過し、ハーフミラー１０４に対してディスプレイＤ１の面対称となる位置Ｑ１に空中像Ｉを形成する。ユーザには、ハーフミラー１０４に対して光源Ｓとは反対側の観察方向Ｅ０から空間Ａ（即ち、ハーフミラー１０４に対してユーザがいる空間）内に表示された空中像Ｉが見える。ここで、ユーザが観察できる空中像Ｉは、ユーザの視点位置からハーフミラー１０４を通して再帰反射部１０６が見える範囲に限られる。空中像Ｉが形成されていても、ユーザーにはある領域Ｚ１内の空中像しか観察できない。
【０００４】
また、特許文献１には、部品数を抑えた構成の一例として、対象物（光源）からの光の通路に置かれるビーム分割装置、及びビーム分割装置により透過または反射させられる対象物からの光の通路に置かれる再帰反射手段を有する表示装置が開示されている。特許文献１に記載の表示装置において、ビーム分割装置は、不透明な表面における開口部に装着されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表平９−５０６７１７号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Ｈ．Ｙａｍａｍｏｔｏ，Ｙ．Ｔｏｍｉｙａｍａ，Ｓ．Ｓｕｙａｍａ，“Ｆｌｏａｔｉｎｇ  ａｅｒｉａｌ  ＬＥＤ  ｓｉｇｎａｇｅ  ｂａｓｅｄ  ｏｎ  ａｅｒｉａｌ  ｉｍａｇｉｎｇ  ｂｙ  ｒｅｔｒｏ−ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ  （ＡＩＲＲ）”，Ｏｐｔｉｃｓ  Ｅｘｐｒｅｓｓ，Ｖｏｌ．２２，Ｎｏ．２２，ｐｐ．２６９１９−２６９２４（２０１４）．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、図５１に示す表示装置１０１では、光Ｌ１のうち、光Ｌ１０５，Ｌ１０８の一部は、ハーフミラー１０４によって反射された後、反射光Ｌ１０６，Ｌ１０９としてディスプレイＤに入射し、空中像Ｉの形成に寄与しない。即ち、従来のＡＩＲＲに基づく表示装置では、光Ｌ１において空中像Ｉを形成しない光１０５が含まれるため、空中像Ｉが見える角度θ１０１が小さくなってしまうという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであって、空中に形成される像（空中像）をより広い角度から観察可能とする表示装置及び空中像の表示方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る表示装置は、第一光源と、前記第一光源から出射される第一光の出射方向を示す第一出射軸上の位置に配置される第一再帰反射部と、前記第一光源から出射された前記第一光の少なくとも一部を第一反射光として反射し、前記第一再帰反射部によって再帰反射された前記第一反射光の少なくとも一部を透過させる第一光分岐部と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る表示装置では、前記第一再帰反射部は、前記第一出射軸上の前記第一光源を基準として前記第一光の出射方向に配置され、前記第一光を透過可能であってもよい。
また、本発明に係る表示装置では、前記第一再帰反射部は、前記第一出射軸上の前記第一光源を基準として前記第一光の出射方向の反対側に配置され、前記第一出射軸上の前記第一光源が配置される位置において、前記第一光源の非配置部は前記第一光及び前記第一反射光を透過可能とされていてもよい。
また、本発明に係る表示装置では、前記第一再帰反射部は、前記第一出射軸上の前記第一光源が配置される位置に配置されていてもよい。
【００１１】
また、本発明に係る表示装置では、前記第一反射光が前記第一再帰反射部に入射してもよい。
また、本発明に係る表示装置では、前記第一反射光が前記第一再帰反射部に入射し、前記第一出射軸上の前記第一光源と前記第一再帰反射部との間に配置された第一波長板と、前記第一出射軸上の前記第一再帰反射部を基準として前記第一光の出射方向に配置された第二波長板と、前記第一出射軸上の前記第一光源と前記第一波長板との間に配置され、特定の偏光を透過可能な第一偏光分岐部と、を備え、前記第一波長板及び前記第二波長板は、各々に入射する光の電界振動方向に（π／２）の位相差を与えてもよい。
【００１２】
また、本発明に係る表示装置では、前記第一光分岐部によって反射された前記第一反射光の出射方向を示す第二出射軸上の位置に配置された第二再帰反射部を備えてもよい。
【００１３】
また、本発明に係る表示装置では、前記第一出射軸上の前記第一光源と前記第一再帰反射部との間に配置された第一波長板と、前記第一出射軸上の前記第一再帰反射部を基準として前記第一光の出射方向に配置された第二波長板と、前記第一出射軸上の前記第一光源と前記第一波長板との間に配置され、特定の偏光を透過可能な第一偏光分岐部と、前記第一光分岐部によって反射された前記第一反射光の出射方向の反対側に第二光を出射する第二光源と、前記第二光の出射方向を示す第三出射軸上の位置に配置され、前記第一反射光を再帰反射可能且つ前記第二光を透過可能な第二再帰反射部と、前記第二再帰反射部を透過した前記第二光の少なくとも一部を第二反射光として反射し、前記第二再帰反射部によって再帰反射された前記第二反射光の少なくとも一部を透過させる第二光分岐部と、前記第三出射軸上の前記第二光源と前記第二再帰反射部との間に配置された第三波長板と、前記第三出射軸上の前記第二再帰反射部を基準として前記第二光の出射方向に配置された第四波長板と、前記第三出射軸上の前記第二光源と前記第三波長板との間に配置され、前記特定の偏光に直交する偏光を透過可能な第二偏光分岐部と、を備え、前記第一波長板、前記第二波長板、前記第三波長板及び前記第四波長板は、各々に入射する光の電界振動方向に（π／２）の位相差を与えてもよい。
【００１４】
また、本発明に係る表示装置では、前記第一光分岐部によって反射された前記第一反射光の出射方向の反対側に第二光を出射する第二光源と、前記第二光の出射方向を示す第三出射軸上の位置に配置され、前記第一反射光を再帰反射可能且つ前記第二光を透過可能な第二再帰反射部と、を備えてもよい。
【００１５】
また、本発明に係る表示装置では、前記第一出射軸上の前記第一光源と前記第一再帰反射部との間に結像素子が配置されていてもよい。
【００１６】
本発明に係る空中像の表示方法は、第一光源から第一光を出射させ、前記第一光の出射方向を示す第一出射軸上の位置において前記第一光を第一再帰反射部から透過させるステップと、前記第一再帰反射部を透過した前記第一光の少なくとも一部を第一光分岐部によって第一反射光として前記第一再帰反射部に向けて反射させるステップと、前記第一再帰反射部によって再帰反射された前記第一反射光の少なくとも一部を前記第一光分岐部から透過させるステップと、を備えることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明に係る表示装置は、第一光源と、前記第一光源から出射された前記第一光の少なくとも一部を第一反射光として反射させる第一光分岐部と、前記第一光分岐部によって反射された前記第一反射光の出射方向を示す第二反射軸上の位置に配置された第一再帰反射部と、を備え、前記第一光分岐部は、外周縁から中央に向かうに従い、該第一光分岐部に対して前記第一光源及び前記第一再帰反射部が配置されている側とは反対側に凸状に湾曲することを特徴とする。
【００１８】
また、本発明に係る表示装置は、第一光源と、前記第一光源の一方の側部から、前記第一光源から出射される第一光の出射方向を示す第一出射軸に沿って延在する第一波長板と、前記第一波長板において前記第一光源に向く側とは反対側に設けられた第一再帰反射部と、前記第一光源の他方の側部から、前記第一出射軸に沿って延在する第一反射板と、前記第一波長板の先端部と前記第一反射板の先端部との間に設けられた第一光分岐部と、前記第一反射板の先端部から前記第一光分岐部を挟んで前記第一反射板の延在方向と同一の方向に延在する第二反射板と、を備え、前記第一波長板は、各々に入射する光の電界振動方向に（π／２）の位相差を与えることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明に係る表示装置は、第一光源と、前記第一光源を挟んで互いに対向するように配置された第一光分岐部と、第二光分岐部と、を備え、前記第一光源の出射部は、前記第一光分岐部及び前記第二光分岐部の間に形成された空間に向けられ、前記第一光分岐部及び前記第二光分岐部は、前記第一光源から出射された前記第一光の少なくとも一部を第一反射光として反射させると共に、前記第一反射光の少なくとも一部を反射させ、前記第一光分岐部及び前記第二光分岐部のうち一方の光分岐部において他方の光分岐部に対向する側とは反対側に第一再帰反射部が設けられていることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明に係る表示装置は、第一光源と、前記第一光源から出射される第一光の出射方向を示す第一出射軸上の位置に配置される第一液晶パネルと、前記第一出射軸上の前記第一光源と前記第一液晶パネルとの間に配置された第一偏光板と、前記第一光源から出射された前記第一光の少なくとも一部を第一反射光として反射し、前記第一再帰反射部によって再帰反射された前記第一反射光の少なくとも一部を透過させる第一光分岐部と、前記第一反射光の出射方向を示す第二出射軸上の位置に配置される第一再帰反射部と、を備えることを特徴とする。
【００２１】
また、本発明に係る表示装置では、前記第一出射軸上の前記第一偏光板と前記第一液晶パネルとの間に第二液晶パネルが配置され、前記第一出射軸上の前記第一液晶パネルの前方に第二偏光板が配置され、前記第二出射軸上の前記第一再帰反射部の後方に第一波長板が配置され、前記第一波長板は、入射する光の電界振動方向に（π／２）の位相差を与え、前記第一光分岐部は、反射型偏光板であり、前記反射型偏光板の偏光の向きは、前記第一偏光板の偏光の向きに平行になっていてもよい。
【００２２】
また、本発明に係る表示装置では、前記第一出射軸上の前記第一偏光板と前記第一液晶パネルとの間に第二液晶パネルが配置され、前記第二出射軸上の前記第一再帰反射部の後方に第一波長板が配置され、前記第一波長板は、入射する光の電界振動方向に（π／２）の位相差を与え、前記第一光分岐部は、反射型偏光板であり、前記反射型偏光板の偏光の向きは、前記第一偏光板の偏光の向きに平行になっており、前記第一波長板の光学軸は、前記第一光源の幅方向に対して平行に配置されていてもよい。
【００２３】
また、本発明に係る表示装置では、前記第一出射軸上の前記第一偏光板と前記第一液晶パネルとの間に第二液晶パネルが配置され、前記第一出射軸上の前記第一液晶パネルの前方に第二偏光板及び第一波長板が配置され、前記第二出射軸上の前記第一再帰反射部の後方に第二波長板が配置され、前記反射型偏光板の偏光の向きは、前記第一偏光板４の偏光の向きに直交し、前記第一波長板及び前記第二波長板の光学軸はそれぞれ、前記第一光源の幅方向に対して垂直に配置されていてもよい。
【００２４】
また、本発明に係る表示装置では、前記第一出射軸上の前記第一偏光板と前記第一液晶パネルとの間に第二液晶パネルが配置され、前記第一出射軸上の前記第一液晶パネルの前方に第一波長板が配置され、前記第二出射軸上の前記第一再帰反射部の後方に第二波長板が配置され、前記反射型偏光板の偏光の向きは、前記第一偏光板４の偏光の向きに直交し、前記第一波長板及び前記第二波長板の光学軸は、前記第一光源の幅方向に対して平行に配置されていてもよい。
【００２５】
さらに、本発明に係る表示装置では、前記第一出射軸に直交する方向にプリズムを複数有するプリズムシートが前記第一出射軸上の前記第一光源の前方に配置されていてもよい。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の表示装置及び空中像の表示方法では、第一光源から出射された第一光の少なくとも一部の光が、第一光分岐部によって第一反射光として反射された後、第一再帰反射部によって第一光分岐部に向けて反射され、第一光分岐部を透過し、空中像を形成することができる。即ち、従来の表示装置では空中像が形成されなかった位置にも第一反射光が到達するので、空中像を形成することができる。従って、本発明によれば、空中像をより広い角度から観察可能とする表示装置及び空中像の表示方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係る第一実施形態の表示装置の構成を示す概略図である。
【図２】本発明に係る第一実施形態の表示装置に用いられる再帰反射部の構造の第一例を示す側面図である。
【図３】本発明に係る第一実施形態の表示装置に用いられる再帰反射部の構造の第二例を示す側面図である。
【図４】本発明に係る第二実施形態の表示装置の構成を示す概略図である。
【図５】本発明に係る第三実施形態の表示装置の構成を示す概略図である。
【図６】本発明に係る第三実施形態の表示装置の変形例の構成を示す概略図である。
【図７】本発明に係る第四実施形態の表示装置の構成を示す概略図である。
【図８】本発明に係る第五実施形態の表示装置の構成を示す概略図である。
【図９】本発明に係る第六実施形態の表示装置の構成を示す概略図である。
【図１０】図９に示す表示装置の第四ディスプレイの平面図である。
【図１１】本発明に係る第六実施形態の第一変形例である表示装置の構成を示す概略図である。
【図１２】本発明に係る第六実施形態の第二変形例である表示装置の構成を示す概略図である。
【図１３】本発明に係る第七実施形態の表示装置の構成を示す概略図である。
【図１４】本発明に係る第八実施形態の表示装置の構成を示す概略図である。
【図１５】本発明に係る第九実施形態の表示装置の構成を示す概略図である。
【図１６】本発明に係る第九実施形態の第一変形例である表示装置の構成を示す概略図である。
【図１７】本発明に係る第九実施形態の別の変形例である表示装置の構成を示す概略図である。
【図１８】本発明に係る第九実施形態の第二変形例である表示装置の構成を示す概略図である。
【図１９】本発明に係る第十実施形態の表示装置の構成を示す概略図である。
【図２０】本発明に係る第十実施形態の表示装置の別の構成を示す概略図である。
【図２１】本発明に係る第十実施形態の表示装置のさらに別の構成を示す概略図である。
【図２２】本発明に係る第十実施形態の表示装置の他の構成を示す概略図である。
【図２３】本発明に係る第十実施形態の表示装置のさらに他の構成を示す概略図である。
【図２４】本発明に係る表示装置の第一変形例の構成を示す概略図である。
【図２５】本発明に係る表示装置の第二変形例の構成を示す概略図である。
【図２６】本発明に係る表示装置であって、筐体に収められた表示装置の構成を示す概略図である。
【図２７】本発明に係る表示装置の使用例を示す概略図である。
【図２８】実施例１の表示装置１Ａによって表示された空中像及び光源による直接透過光の写真である。
【図２９】実施例２の表示装置１Ｅによって表示された空中像及び光源による直接透過光の写真である。
【図３０】実施例３の表示装置１Ｇによって表示された空中像及び光源による直接透過光の写真である。
【図３１】実施例３の表示装置１Ｇ´によって表示された空中像及び光源による直接透過光の写真である。
【図３２】実施例４の表示装置１Ｈによって表示された空中像及び光源による直接透過光の写真である。
【図３３】実施例５の表示装置１Ｋによって表示された空中像及び光源による直接透過光の写真である。
【図３４】実施例６の表示装置１Ｐによって表示された空中像の写真である。
【図３５】実施例６の表示装置１Ｑによって表示された空中像の写真である。
【図３６】実施例７及び比較例１で用いられた特殊カラーディスプレイの出射像である。
【図３７】比較例１の表示装置ＣＴによって表示された空中像の写真である。
【図３８】実施例７の表示装置１Ｔ（１）によって表示された空中像の写真である。
【図３９】実施例７の表示装置１Ｔ（２）によって表示された空中像の写真である。
【図４０】実施例７の表示装置１Ｔ（３）によって表示された空中像の写真である。
【図４１】実施例７の表示装置１Ｔ（４）によって表示された空中像の写真である。
【図４２】実施例８の表示装置１Ｔ（２）によって表示された空中像を、空中像に対して正対する向きの左側で撮影した写真である。
【図４３】実施例８の表示装置１Ｔ（２）によって表示された空中像を、空中像に対して正対する向きの正面で撮影した写真である。
【図４４】実施例８の表示装置１Ｔ（２）によって表示された空中像を、空中像に対して正対する向きの右側で撮影した写真である。
【図４５】実施例８の表示装置１Ｔ（２）によって表示された別の空中像を空中像に対して正対する向きの左で撮影した写真である。
【図４６】実施例８の表示装置１Ｔ（２）によって表示された別の空中像を、空中像に対して正対する向きの正面で撮影した写真である。
【図４７】実施例８の表示装置１Ｔ（２）によって表示された別の空中像を、空中像に対して正対する向きの右側で撮影した写真である。
【図４８】実施例９の表示装置の構成を示す概略図である。
【図４９】実施例９の表示装置において波長板５３を配置する前に表示された空中像の写真である。
【図５０】実施例９の表示装置において波長板５３を配置した際に表示された空中像の写真である。
【図５１】従来の表示装置の構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明に係る表示装置及び空中像の表示方法の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の説明で用いる図面は模式的なものであり、長さ、幅、及び厚みの比率等は実際のものと同一とは限らず、適宜変更できる。
【００２９】
（第一実施形態）
図１に示すように、第一実施形態の表示装置１Ａは、第一光源Ｓ１と、第一再帰反射部２Ａと、第一光分岐部４と、第二再帰反射部６と、を備えている。
【００３０】
第一光源Ｓ１は、例えばＬＥＤであるが、特に限定されない。第一実施形態の表示装置１Ａの第一光源Ｓ１は、第一ディスプレイＤ１の板面と平行に複数配列され、互いに光の出射方向を揃えて設けられている。なお、第一光源Ｓ１の数及び相対配置は、特に制限されない。
【００３１】
本発明において、第一再帰反射部２は、第一光源Ｓ１から出射される第一光Ｌ１の出射方向Ｅ１を示す第一出射軸Ｊ１上の位置Ｐ２に配置されている。
第一実施形態の第一再帰反射部２Ａは、第一出射軸Ｊ１上の第一光源Ｓ１を基準として出射方向Ｅ１に配置されている。第一再帰反射部２Ａは、第一出射軸Ｊ１上において、第一ディスプレイＤ１（即ち、第一光源Ｓ１の位置ＰＳ１）の近傍に配置されていることが好ましい。第一再帰反射部２Ａは、第一ディスプレイＤ１の第一光源Ｓ１の出射方向Ｅ１側に貼着され、第一ディスプレイＤ１と一体化されていてもよい。
【００３２】
第一再帰反射部２Ａは、公知の再帰反射構造を備えている。第一再帰反射部２Ａの再帰反射構造としては、例えば、図２及び図３に示すように、少なくとも一以上の反射面１２を有する単位構造１０を複数備えた再帰反射構造３Ａ，３Ｂが挙げられる。
【００３３】
図２に示す再帰反射構造３Ａの表面３ａ（即ち、光が入射する面）は平坦に形成されている。一方、再帰反射構造３Ａの表面３ｂには、側面視した際に単位構造１０を構成する三角形状が表面３ｂに沿って互いに隣接するように複数形成されている。
表面３ａに入射した光Ｌ１０ａは、表面２ａを透過し、単位構造１０の反射面１２ａに光Ｌ１０ｂとして入射する。光Ｌ１０ｂは反射面１２ａよって反射され、光Ｌ１０ｃとして単位構造１０の反射面１２ｃに向かって進む。再帰反射構造３Ａにおいて、単位構造１０の反射面１２ａ，１２ｃがなす内角は、所定の角度（即ち、略９０°）に設定されている。従って、反射面１２ｃに入射した光Ｌ１０ｃは、反射面１２ｃによって光Ｌ１０ｂと平行する方向に光Ｌ１０ｄとして反射され、表面３ａから反射光Ｌ１０ｅとして出射される。
なお、図２では、表面３ａを境界とする光１０ａから光１０ｂへの屈折及び光１０ｄから光１０ｅへの屈折角の図示は省略する。
【００３４】
図３に示す再帰反射構造３Ｂの表面３ａ，３ｂには、それぞれ側面視した際に単位構造１０を構成する半円形状が表面３ａ，３ｂに沿って互いに隣接するように複数形成されている。即ち、再帰反射構造３Ｂは、微小な円柱体或いは球体を一方向に沿って互いに隣接するように複数並べられた構造である。
表面３ａに入射した光Ｌ１０ａは、表面３ａを透過し、表面３ａによってその曲率に応じた屈折角で屈折し、光Ｌ１０ｂとして単位構造１０の反射面１２ａに向かって進む。反射面１２ａに入射した光Ｌ１０ｂは、反射面１２ａによって反射し、反射光Ｌ１０ｄとして表面３ａに向かって進む。表面３ａ及び反射面１２ａが互いに対応して球をなすように形成されているので、反射面１２ａによって反射された光Ｌ１０ｄは、表面３ａによって光Ｌ１０ａと平行する方向に屈折され、表面３ａから反射光Ｌ１０ｅとして出射される。
【００３５】
再帰反射構造３Ａ，３Ｂを備えた第一再帰反射部２Ａによれば、入射角と出射角が等しくなるので、第一再帰反射部２Ａに入射する光は、再帰反射構造３Ａの素材の屈折率によらず、入射方向と同じ方向に反射される。第一再帰反射部２Ａは、再帰反射構造３Ａ又は再帰反射構造３Ｂの表面３ｂ側を第一光源Ｓ１に向けて配置されている。
【００３６】
第一再帰反射部２Ａの素材は、第一光Ｌ１を透過可能とし、第一再帰反射部２Ａに第一光分岐部４側（即ち、出射方向Ｅ１の反対側）から入射する光を再帰反射可能であれば、特に限定されない。第一光Ｌ１が可視光であれば、第一光Ｌ１を再帰反射構造３Ａ，３Ｂの内部でより高効率に透過させることが可能である点から、第一再帰反射部２Ａの素材としては、例えば光学ガラス、ポリカーボネート樹脂（ＰＣ）、ポリメタクリル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ）等が挙げられる。また、表面３ｂ側、即ち反射面１２ａ，１２ｃには、不図示の反射物質が当接して設けられている。反射物質としては、第一光Ｌ１を出射方向Ｅ１に透過可能であって、第一再帰反射部２Ａに対して出射方向Ｅ１の反対方向に入射する光（例えば、光Ｌ１６等）を反射可能な物質が用いられ、例えば誘電体物質等が挙げられる。
【００３７】
なお、第一再帰反射部２に入射する光を入射方向と同じ方向に反射させることができれば、第一再帰反射部２の構造及び素材は特に限定されない。
例えば、第一再帰反射部２としては、フルコーナーキューブ、キャットアイ再帰性反射材、レンチキュラーレンズと反射板とを組み合わせたもの、単レンズが縦横に接して配列されたレンズ（所謂、ハエの目レンズ、フライアイレンズ）と反射板とを組み合わせたもの、再帰性反射性能をコピーしたホログラム、空間光変調器（Ｓｐａｔｉａｌ  Ｌｉｇｈｔ  Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ：ＳＬＭ）や音響光変調器（Ａｃｏｕｓｔ  Ｏｐｔｉｃ  Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ：ＡＯＭ）等で構成可能であって再帰性反射機能をプログラムしたデジタルホログラム、位相共役鏡等が挙げられる。フルコーナーキューブとしては、例えば公知のプリズム型反射シート（例えば、ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｙａｏ−ｓａｎｇｙｏ．ｃｏ．ｊｐ／ｓｉｇｎ／ｐｒｉｓｍ＿４０９０．ｈｔｍｌ等参照）やクリスタルグレード（登録商標、例えば、ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃａｒｂｉｄｅ．ｃｏ．ｊｐ／ｊｐ／ｖｉｅｗｅｒ／ｆｉｌｅ／ｐｒｏｄｕｃｔ／４ｃ７４ｆ１ｄ８ａｃ７２ｄｆｃ２６ｄ１ｅ３５８７ｃ０３５８５２９．ｐｄｆｓｕｒａｓｓｈｕ４ｃ７４ｆ１ｄ８ａｃ７２ｄｆｃ２６ｄ１ｅ３５８７ｃ０３５８５２９．ｐｄｆ等参照）が挙げられる。
【００３８】
第一光分岐部４は、第一再帰反射部２Ａを透過した第一光Ｌ１の一部を第一反射光Ｌ２として第二再帰反射部６に向けて反射し、第二再帰反射部６によって反射された第一反射光Ｌ２の少なくとも一部を透過する。第一光分岐部４は、第一光源Ｓ１及び第一再帰反射部２Ａよりユーザの観察位置側の所定の位置に配置されている。第一光分岐部４は、例えばハーフミラーであるが、上述のように第一光Ｌ１の一部を反射し、第一再帰反射部２Ａによって反射された第一反射光Ｌ２の少なくとも一部を透過させることができれば、特に限定されない。このような第一光分岐部４としては、ハーフミラーの他に、例えばアクリルやガラスからなる板状部材、或いはこれらの素材から構成されて中空に水が収容された中空体、パンチングメタル等の開口列を有する板、ワイヤーグリッドフィルム、反射型偏光フィルム、その他、一般にビームスプリッターと呼ばれるもの等が挙げられる。
【００３９】
第二再帰反射部６は、第一光分岐部４によって反射された第一反射光Ｌ２の出射方向Ｅ２を示す第二出射軸Ｊ２上の位置Ｐ６に配置されている。第二再帰反射部６の位置Ｐ６は、出射方向Ｅ２にあって、第一ディスプレイＤ１の位置ＰＳ１、第一再帰反射部２Ａの位置Ｐ２、第一光分岐部４の位置Ｐ４を勘案し、第一反射光Ｌ２が入射可能な位置に、適切に設定されている。
【００４０】
第二再帰反射部６は、公知の再帰反射構造を備えている。即ち、第二再帰反射部６の構造及び素材としては、前述した第一再帰反射部２と同様の構造及び素材が挙げられるが、第二再帰反射部６に入射する光を入射方向と同じ方向に反射させることができれば、特に限定されない。但し、第二再帰反射部６では第一反射光Ｌ２が透過する必要がないため、例えば再帰反射構造３Ａ，３Ｂを採用した場合、表面３ｂ側、即ち反射面１２ａ，１２ｃに設けられる反射物質としては、前述の誘電体物質等の他に、例えばアルミ、金、銀等が挙げられる。
【００４１】
第一実施形態の表示装置１Ａでは、第一光源Ｓ１から出射される第一光Ｌ１のうち、光Ｌ１１の一部は、第一光分岐部４によって反射光Ｌ１２（第一反射光Ｌ２）として反射される。反射光Ｌ１２は、第二再帰反射部６に入射し、第二再帰反射部６によって入射方向と同じ方向に反射され、反射光Ｌ１３として第一光分岐部４に入射すると共に、第一光分岐部４を透過し、第一光分岐部４の板面（即ち、反射面）に対して、第一光源Ｓ１と対称な位置Ｑ１に空中像Ｉを形成する。
また、第一光Ｌ１のうち、光Ｌ１５は、第一光分岐部４によって反射された後、反射光Ｌ１６（第一反射光Ｌ２）として第一再帰反射部２Ａに入射し、第一再帰反射部２Ａによって入射方向と同じ方向に反射され、第一光分岐部４を透過し、第一光分岐部４の板面（即ち、反射面）に対して、第一光源Ｓ１と対称な位置Ｑ１に空中像Ｉを形成する。
そして、例えば第一ディスプレイＤ１の一方の端部に配置された第一光源Ｓ１から出射された光Ｌ１８（第一光Ｌ１）は、第一光分岐部４によって反射された後、反射光Ｌ１９（第一反射光Ｌ２）として第一再帰反射部２Ａに入射し、第一再帰反射部２Ａによって入射方向と同じ方向に反射され、第一光分岐部４を透過し、第一光分岐部４の板面（即ち、反射面）に対して、第一光源Ｓ１と対称な位置Ｑ２に空中像Ｉを形成する。
【００４２】
以上説明した第一実施形態の表示装置１Ａによれば、ユーザーは、空間Ａ（即ち、第一光分岐部４に対してユーザがいる空間）内のある領域Ｚ１に加えて、従来の表示装置では像が観察できなかった領域Ｚ２にも空中像Ｉを観察することができる。従って、ユーザは、第一光分岐部４に対して第一光源Ｓ１とは反対側の観察方向Ｅ０から領域Ｚ１及び領域Ｚ２に表示された空中像Ｉを観察することができる。これにより、表示装置１Ａにおいて空中像Ｉが見える角度θ１Ａを大きくすることができる。また、図１を参照するとわかるように、第一ディスプレイＤ１における第一光源Ｓ１の位置によらず、第一光源Ｓ１から出射された第一光Ｌ１の略全部を像Ｉの形成に寄与させることができるため、空中像Ｉの明るさの向上を図ることができる。
【００４３】
（第二実施形態）
次いで、本発明に係る第二実施形態の表示装置１Ｂについて説明する。なお、図４に示す第二実施形態の表示装置１Ｂの構成要素において、図１等に示す第一実施形態の表示装置１Ａの構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００４４】
図４に示すように、表示装置１Ｂは、第一光源Ｓ１と、第一再帰反射部２Ａと、第一再帰反射部２Ａに対向するように配置された第一光分岐部４と、第一波長板２１と、第二波長板２２と、第一偏光分岐部２５と、を備えている。
また、表示装置１Ｂでは、第一反射光Ｌ２が第一再帰反射部２Ａに入射するように構成されている。
【００４５】
第一再帰反射部２Ａの配置については、ユーザが第一再帰反射部２Ａによって形成される空中像Ｉと第一光源Ｓ１（即ち、直接透過光）とを一つに見ることができれば、特に限定されない。具体的には、ユーザの眼の位置と空中像Ｉとの距離（即ち、観察距離）をＶとし、光源Ｓ１の位置ＰＳ１と第一再帰反射部２Ａの位置Ｐ２との間隔をＴとすると、Ｔ＜（Ｖ／５０）であることが好ましい。
【００４６】
第一波長板２１は、第一出射軸Ｊ１上の第一光源Ｓ１と第一再帰反射部２との間に配置されている。第二波長板２２は、第一出射軸Ｊ１上の第一再帰反射部を基準として第一光Ｌ１の出射方向Ｅ１に配置されている。
第一波長板２１及び第二波長板２２は、各々に入射する光の電界振動方向に（π／２）の位相差を与えるように構成され、所謂λ／４板である。
【００４７】
第一偏光分岐部２５は、第一出射軸Ｊ１上の第一光源Ｓ１と第一波長板２１との間に配置されている。従って、表示装置１Ｂでは、第一光Ｌ１の出射方向Ｅ１に沿って、第一光源Ｓを含む第一ディスプレイＤ１、第一偏光分岐部２５、第一波長板２１、第一再帰反射部２Ａ、第二波長板２２、第一光分岐部４が互いに対向するように配置されている。このうち、第一ディスプレイＤ１、第一偏光分岐部２５、第一波長板２１、第一再帰反射部２Ａ、第二波長板２２については、互いに極めて近接していることが好ましく、互いに当接して一体化されていてもよい。
第一偏光分岐部２５は、Ｐ偏光を透過可能且つＳ偏光を反射可能に構成され、例えば反射型偏光ビームスプリッターである。
【００４８】
第二実施形態の表示装置１Ｂでは、第一光源Ｓから出射される第一光Ｌ１のうち、Ｐ偏光の第一光Ｌ１のみが第一偏光分岐部２５を透過して出射方向Ｅ１に沿って出射し、第一波長板２１、第一再帰反射部２、第二波長板２２をこの順に透過してＳ偏光の第一光Ｌ１となり、出射する。第二波長板２２から出射されたＳ偏光の第一光Ｌ１の一部は、第一光分岐部４によって第一反射光Ｌ２として反射される。Ｓ偏光の第一反射光Ｌ２は、第二波長板２２を透過し、第二再帰反射部６に入射し、第二再帰反射部６によって入射方向と同じ方向に反射され、再び第二波長板２２を透過してＰ偏光の反射光Ｌ３として第一光分岐部４に入射すると共に、第一光分岐部４を透過し、第一光分岐部４の板面（即ち、反射面）に対して、第一光源Ｓ１と対称な位置Ｑ１に空中像Ｉを形成する。
【００４９】
以上説明した第二実施形態の表示装置１Ｂによれば、ユーザは、第一光分岐部４に対して第一光源Ｓ１とは反対側の観察方向Ｅ０から空中像Ｉを観察することができる。これにより、第二実施形態の表示装置１Ｂにおいて空中像Ｉが見える角度θ１Ｂは第一ディスプレイＤ１に配置されている第一光源Ｓ１の領域全体に亘ることになり、角度θ１Ｂを大きくすることができる。また、図４を参照するとわかるように、第一ディスプレイＤ１における第一光源Ｓ１の位置によらず、第一光源Ｓ１から出射されたＰ偏光の第一光Ｌ１の略全部を空中像Ｉの形成に寄与させることができる。
【００５０】
また、第二実施形態の表示装置１Ｂによれば、第一光源Ｓ１及び第一ディスプレイＤ１に対して第一光Ｌ１の出射方向Ｅ１に第一再帰反射部２が設けられ、第一光分岐部４として反射型偏光フィルム、偏光板やハーフミラーに偏光フィルムを設けたもの等を用いることで第一光分岐部４によって直接透過光が遮断されるため、ユーザには第一光源Ｓ及び第一ディスプレイＤ１（即ち、直接透過光）が見えない。従って、空中像Ｉと第一光源Ｓ１との混在による空中像Ｉの視認度の低下を防ぐことができる。
【００５１】
また、第二実施形態の表示装置１Ｂによれば、第二再帰反射部６を省略し、第一光Ｌ１の出射方向Ｅ１に沿って、第一光源Ｓ１、第一偏光分岐部２５、第一波長板２１、第一再帰反射部２Ａ、第二波長板２２、第一光分岐部４を配置することができ、装置全体のコンパクト化及び省スペース化を図ることができる。
【００５２】
（第三実施形態）
次いで、本発明に係る第三実施形態の表示装置１Ｃについて説明する。なお、図５に示す第三実施形態の表示装置１Ｃの構成要素において、図１等に示す第一実施形態の表示装置１Ａの構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００５３】
図５に示すように、表示装置１Ｃは、第一光源Ｓ１と、第一再帰反射部２Ａと、第一光分岐部４と、第一波長板２１と、第二波長板２２と、第一偏光分岐部２５と、第二光源Ｓ２と、第二再帰反射部７と、第二光分岐部５と、第三波長板２３と、第四波長板２４と、第二偏光分岐部２６と、を備えている。
【００５４】
第二光源Ｓ２は、第一光源Ｓ１と同様に、例えばＬＥＤであるが、特に限定されない。また、第三実施形態の表示装置１Ｃの第二光源Ｓ２は、第二ディスプレイＤ２の板面と平行に複数配列され、互いに光の出射方向を揃えて設けられている。なお、第二光源Ｓ２の数は、特に制限されない。但し、第二光源Ｓ２は、第一反射光Ｌ２の出射方向Ｅ２の反対側の方向Ｅ３（以下、出射方向Ｅ３とする）に第二光Ｌ２１を出射可能に配置されている。
【００５５】
第二再帰反射部７は、第二光Ｌ２１の出射方向Ｅ３を示す第三出射軸Ｊ３上の位置Ｐ７に配置され、第一反射光Ｌ２を再帰反射可能、且つ第二光Ｌ２１の少なくとも一部を透過可能に構成されている。第二再帰反射部７の構造及び素材としては、前述した第一再帰反射部２と同様の構造及び素材が挙げられる。
【００５６】
第二光分岐部５は、第二再帰反射部７を透過した第二光Ｌ２１の一部を透過し、第二再帰反射部７を透過した第二光Ｌ２１の少なくとも一部を第二反射光Ｌ２２として反射する。
【００５７】
第三波長板２３は、第三出射軸Ｊ３上の第二光源Ｓ２と第二再帰反射部７との間に配置されている。第四波長板２４は、第三出射軸Ｊ３上の第二再帰反射部７を基準として第二光Ｌ２１の出射方向Ｅ３の位置に配置されている。
第三波長板２３及び第四波長板２４は、第一波長板２１及び第二波長板２２と同様に、各々に入射する光の電界振動方向に（π／２）の位相差を与えるように構成され、所謂λ／４板である。
【００５８】
第二偏光分岐部２６は、第三出射軸Ｊ３上の第二光源Ｓ２と第三波長板２３との間に配置されている。従って、表示装置１Ｃでは、第二光Ｌ２１の出射方向Ｅ３に沿って、第二光源Ｓ２を含む第二ディスプレイＤ２、第二偏光分岐部２６、第三波長板２３、第二再帰反射部７、第四波長板２４、第二光分岐部５が適宜配置されている。このうち、第二ディスプレイＤ２、第二偏光分岐部２６、第三波長板２３、第二再帰反射部７、第四波長板２４については、互いに極めて近接していることが好ましく、互いに当接して一体化されていてもよい。
第二偏光分岐部２６は、Ｐ偏光を反射可能且つＳ偏光を透過可能に構成され、例えば反射型偏光ビームスプリッターである。
【００５９】
図５を参照するとわかるように、第三実施形態の表示装置１Ｃは、第二実施形態の表示装置１Ｂにおいて、第一光源Ｓ１を含む第一ディスプレイＤ１、第一偏光分岐部２５、第一波長板２１、第一再帰反射部２Ａ及び第二波長板２２を含む構成と、第一光分岐部４との相対位置を、第一実施形態の表示装置１Ａにおける第一ディスプレイＤ１及び第一再帰反射部２Ａと、第一光分岐部４との相対位置と同様にし、これらの構成に対して対向するように同様の構成を配置したものである。
【００６０】
第三実施形態の表示装置１Ｃでは、第一光源Ｓ１から出射される第一光Ｌ１のうち、Ｐ偏光の第一光Ｌ１のみが第一偏光分岐部２５を透過して出射方向Ｅ１に沿って出射し、第一波長板２１、第一再帰反射部２、第二波長板２２をこの順に透過してＳ偏光の第一光Ｌ１となり、出射する。第二波長板２２から出射されたＳ偏光の第一光Ｌ１の一部は、第一光分岐部４によって第一反射光Ｌ２として反射される。Ｓ偏光の第一反射光Ｌ２は、第二波長板２２を透過し、第二再帰反射部６に入射し、第二再帰反射部６によって入射方向と同じ方向に反射され、再び第二波長板２２を透過してＰ偏光の反射光Ｌ３として第一光分岐部４に入射すると共に、第一光分岐部４を透過し、第一光分岐部４の板面（即ち、反射面）に対して、第一光源Ｓ１と対称な位置Ｑ１に空中像Ｉ１を形成する。
【００６１】
一方、第二光源Ｓ２から出射される第二光Ｌ２１のうち、Ｓ偏光の第二光Ｌ２１のみが第二偏光分岐部２６を透過して出射方向Ｅ３に沿って出射し、第三波長板２３、第二再帰反射部７、第四波長板２４をこの順に透過してＰ偏光の第一光Ｌ２１となり、出射する。第四波長板２４から出射されたＰ偏光の第一光Ｌ１の一部は、第二光分岐部５によって第一反射光Ｌ２として反射される。Ｐ偏光の第一反射光Ｌ２は、第四波長板２４を透過し、第二再帰反射部７に入射し、第二再帰反射部７によって入射方向と同じ方向に反射され、再び第四波長板２４を透過してＳ偏光の反射光Ｌ３として第二光分岐部５に入射すると共に、第二光分岐部５を透過し、第二光分岐部５の板面（即ち、反射面）に対して、第二光源Ｓ２と対称な位置Ｑ１０に空中像Ｉ２を形成する。
【００６２】
以上説明した第三実施形態の表示装置１Ｃによれば、ユーザは、第一光分岐部４に対して第一光源Ｓ１とは反対側の観察方向Ｅ０からは、空中像Ｉ１（例えば、文字像「Ａ」）を観察することができる。一方、ユーザは、第二光分岐部５に対して第二光源Ｓ２とは反対側の観察方向Ｅ１０からは、空中像Ｉ２（例えば、文字像「Ｂ」）を観察することができる。このように、第三実施形態の表示装置１Ｃによれば、空中像Ｉ１，Ｉ２のマルチビュー化を図ることができる。
以上に説明した第一光分岐部４と第二光分岐部５における透過光の偏光方向が直交する配置においては、観察方向Ｅ０からは空中像Ｉ１の背後に第二光源Ｓ２及び第二ディスプレイＤ２（即ち、直接透過光）を第一光分岐部４を通して観察でき、観察方向Ｅ１０からは空中像Ｉ１０の背後に第一光源Ｓ１及び第一ディスプレイＤ１（即ち、直接透過光）を第二光分岐部５を通して観察できる。即ち、空中像と背景となる直接透過光の二層のマルチビュー化がなされる。
一方、第一光分岐部４と第二光分岐部５における透過光の偏光方向が平行になるように配置する場合、たとえば、第二光分岐部５においてＰ偏光成分のみを透過するように配置して、それに対応させて第二偏光分岐部２６においてもＰ偏光成分のみを透過するように配置する場合には、第一光源Ｓ１及び第一ディスプレイＤ１（即ち、直接透過光）並びに第二光源Ｓ２及び第二ディスプレイＤ２（即ち、直接透過光）は観察されず、観察方向Ｅ１においては空中像Ｉ１のみが観察され、観察方向Ｅ１０においては空中像Ｉ１０のみが観察されるマルチビュー化がなされる。
図５は二方向のマルチビュー化を示しているが、観察方向毎に対向する形で表示装置１Ｂを設置することで三以上の方向のマルチビュー化が可能である。
空中像Ｉ１，Ｉ２が見える角度は、第一ディスプレイＤ１に配置されている第一光源Ｓ１の領域全体や第二ディスプレイＤ２に配置されている第二光源Ｓ２の領域全体に亘ることになり、より大きくすることができる。また、第一ディスプレイＤ１における第一光源Ｓ１の位置や第二ディスプレイＤ２における第二光源Ｓ２の位置によらず、第一光源Ｓ１から出射されたＰ偏光の第一光Ｌ１、第二光源Ｓ２から出射されたＳ偏光の第二光Ｌ２１の略全部を空中像Ｉ１，Ｉ２の形成に寄与させることができる。
【００６３】
また、第三実施形態の表示装置１Ｃによれば、第一光分岐部４及び第二光分岐部５として反射型偏光フィルム、偏光板やハーフミラーに偏光フィルムを設けたもの等を用いることで第一光分岐部４及び第二光分岐部５によって直接透過光が遮断されるため、ユーザには第一光源Ｓ及び第一ディスプレイＤ１（即ち、直接透過光）が見えない。従って、空中像Ｉと第一光源Ｓ１や第二光源Ｓ２との混在による空中像Ｉの視認度の低下を防ぐことができる。
【００６４】
第三実施形態の表示装置１Ｃの変形例である表示装置１Ｄでは、図６に示すように、表示装置１Ｃの第一光源Ｓ１、第一再帰反射部２、第一光分岐部４、第一波長板２１及び第二波長板２２を含む構造と、第一偏光分岐部２５、第二光源Ｓ２、第二再帰反射部７と、第三波長板２３と、第四波長板２４と、第二偏光分岐部２６を含む構成と、を互いに近接させた構成を備えている。従って、表示装置１Ｄでは、第二光分岐部５は省略されている。
【００６５】
第三実施形態の変形例である表示装置１Ｄによれば、空中像Ｉが見える角度は、第一ディスプレイＤ１に配置されている第一光源Ｓ１或いは第二ディスプレイＤ２に配置されている第二光源Ｓ２の領域全体に亘ることになり、大きくすることができる。また、第一ディスプレイＤ１の直接光が第一光分岐部４を透過するように第一偏光分岐部２５を設置することで、ユーザは、第一光分岐部４に対して第二光源Ｓ２の反対側のある方向Ｅ０からは、空中像Ｉ３（例えば、文字像「Ｏ」）の背後に直接光による背景（例えば、文字像「Ｕ」）を見ることができる。このように、第三実施形態の変形例である表示装置１Ｄによれば、空中像Ｉと直接像の二層化を図ることができる。
【００６６】
（第四実施形態）
次いで、本発明に係る第四実施形態の表示装置１Ｅについて説明する。なお、図７に示す第四実施形態の表示装置１Ｅの構成要素において、図１等に示す第一実施形態の表示装置１Ａの構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００６７】
図７に示すように、表示装置１Ｅは、第一光源Ｓ１と、第一再帰反射部２と、第一光分岐部４と、第二光源Ｓ２と、第二再帰反射部７と、を備えている。表示装置１Ｅは、表示装置１Ａの構成において、第二再帰反射部６の位置に第二再帰反射部７を設け、第二反射光Ｌ２の出射方向Ｅ２に第二ディスプレイＤ２を配置したものである。
【００６８】
第四実施形態の表示装置１Ｅでは、第一光源Ｓ１から出射される第一光Ｌ１の一部は、第一光分岐部４によって第一反射光Ｌ２として反射される。第一反射光Ｌ２は、第二再帰反射部６に入射し、第二再帰反射部６によって入射方向と同じ方向に反射され、反射光Ｌ３として第一光分岐部４に入射すると共に、第一光分岐部４を透過し、第一光分岐部４の板面（即ち、反射面）に対して、第一光源Ｓ１と対称な位置Ｑ１に空中像Ｉ１を形成する。
第二光源Ｓ２から出射される第二光Ｌ２１の一部についても、第一光分岐部４によって第一反射光Ｌ２として反射される。第一反射光Ｌ２は、第二再帰反射部６に入射し、第二再帰反射部６によって入射方向と同じ方向に反射され、反射光Ｌ３として第一光分岐部４に入射すると共に、第一光分岐部４を透過し、第一光分岐部４の板面（即ち、反射面）に対して、第二光源Ｓ２と対称な位置Ｑ１０に空中像Ｉ２を形成する。
【００６９】
以上説明した第四実施形態の表示装置１Ｅによれば、ユーザは、第一光分岐部４に対して第一光源Ｓ１とは反対側のある方向Ｅ０からは、空中像Ｉ１と、ディスプレイＤ２の第二光源Ｓ２（即ち、直接透過光）の両方を見ることができる。一方、ユーザは、第二光分岐部５に対して第二光源Ｓ２とは反対側の観察方向Ｅ１０からは、空中像Ｉ２と、ディスプレイＤ１の第一光源Ｓ１（即ち、直接透過光）の両方を見ることができる。このように、第三実施形態の表示装置１Ｃによれば、空中像ＩとディスプレイＤ１，Ｄ２（即ち、光源Ｓ１，Ｓ２）とを組み合わせたマルチビュー化を図ることができる。
空中像Ｉ１，Ｉ２が見える角度θ１Ｅは、それぞれ第一ディスプレイＤ１，Ｄ２に配置されている第一光源Ｓ１，Ｓ２の領域全体に亘ることになり、大きくなる。また、第一ディスプレイＤ１における第一光源Ｓ１の位置や第二ディスプレイＤ２における第二光源Ｓ２の位置によらず、第一光源Ｓ１から出射された第一光Ｌ１、第二光源Ｓ２から出射された第二光Ｌ２１の略全部を空中像Ｉ１，Ｉ２の形成に寄与させることができる。
【００７０】
（第五実施形態）
次いで、本発明に係る第五実施形態の表示装置１Ｆについて説明する。なお、図８に示す第五実施形態の表示装置１Ｆの構成要素において、図１等に示す第一実施形態の表示装置１Ａの構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００７１】
図８に示すように、表示装置１Ｆは、第一光源Ｓ１と、第一再帰反射部２Ｂと、第一光分岐部４と、第二再帰反射部６と、を備えている。
【００７２】
表示装置１Ｆにおいて、第一再帰反射部２Ｂは、第一光源Ｓ１から出射される第一光Ｌ１の出射方向Ｅ１を示す第一出射軸Ｊ１上の第一光源Ｓ１を基準として出射方向Ｅ１の反対側に配置されている。
第二再帰反射部６は、第一再帰反射部２Ｂの外周縁と第一光分岐部４の外周縁とを連結するように配置されている。
但し、第一再帰反射部２Ｂでは第一光Ｌ１や第一反射光Ｌ２を透過させる必要がないため、例えば再帰反射構造３Ａ，３Ｂを採用した場合、表面３ｂ側、即ち反射面１２ａ，１２ｃに設けられる反射物質としては、前述の誘電体物質等の他に、例えばアルミ、金、銀等が挙げられる。つまり、第一再帰反射部２Ｂ及び第二再帰反射部６は、同様の再帰反射構造を備えていてもよい。
【００７３】
上述の配置では、第一光源Ｓ１は、第一再帰反射部２Ｂと第一光分岐部４と第二再帰反射部６によって囲まれた空間Ｘ内に配置されている。
第一光源Ｓ１を有する第三ディスプレイＤ３、即ち、第一光源Ｓ１の位置ＰＳ１において、第一光源Ｓ１の非配置部ＮＳは、第一光及び第一反射光Ｌ２を透過可能とされている。このような第三ディスプレイＤ３としては、例えば透明ディスプレイやシースルーディスプレイと呼ばれるものが挙げられ、具体的には、例えばカラーフィルターのない透明画素付き液晶ディスプレイ、有機ＥＬで一部を透明化することで非配置部ＮＳが透けて見えるもの、或いはストライプ状に互いに間隔をあけて配置された複数のＬＥＤからなるパネル（所謂、リボンＬＥＤ等）が挙げられる。
【００７４】
第五実施形態の表示装置１Ｆでは、第一光源Ｓ１から出射される第一光Ｌ１の一部は、第一光分岐部４によって第一反射光Ｌ２として反射される。第一反射光Ｌ２は、第一再帰反射部２Ｂに入射し、第一再帰反射部２Ｂによって入射方向と同じ方向に反射され、部分的に第三ディスプレイＤ３の非配置部ＮＳを透過し、第一光分岐部４に入射すると共に、第一光分岐部４を透過し、第一光分岐部４の板面（即ち、反射面）に対して、第一光源Ｓ１と対称な位置Ｑ１に空中像Ｉを形成する。
また、第一光Ｌ１のうち、第一光分岐部４に比較的小さい入射角で入射した第一光Ｌ１８は、第一光分岐部４によって反射された後、反射光Ｌ２８（第一反射光Ｌ２）として第二再帰反射部６に入射し、第二再帰反射部６によって入射方向と同じ方向に反射され、第一光分岐部４を透過し、第一光分岐部４の板面（即ち、反射面）に対して、第一光源Ｓ１と対称な位置Ｑ１に空中像Ｉを形成する。
【００７５】
以上説明した第五実施形態の表示装置１Ｆによれば、ユーザは、第一光分岐部４に対して第一光源Ｓ１とは反対側のある方向Ｅ０から空中像Ｉを観察することができる。表示装置１Ｆにおいて空中像Ｉが見える角度は、第一光分岐部４の板面の略全体に亘るので、従来の表示装置等よりも大きくすることができる。また、図８を参照するとわかるように、第一ディスプレイＤ１における第一光源Ｓ１の位置によらず、第一光源Ｓ１から出射された第一光Ｌ１の略全部を空中像Ｉの形成に寄与させることができるため、空中像Ｉの明るさの向上を図ることができる。
【００７６】
（第六実施形態）
次いで、本発明に係る第六実施形態の表示装置１Ｇについて説明する。なお、図９に示す第六実施形態の表示装置１Ｇの構成要素において、図１等に示す第一実施形態の表示装置１Ａの構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００７７】
図９に示すように、表示装置１Ｇは、第一光源Ｓ１と第一再帰反射部２Ｃとを備えた第四ディスプレイＤ４と、第一光分岐部４と、第二再帰反射部６と、を備えている。
また、表示装置１Ｇでは、第一反射光Ｌ２が第一再帰反射部２Ｃに入射するように構成されている。
【００７８】
表示装置１Ｇにおいて、第四ディスプレイＤ４は、基板３５の表面３５ａ上に、互いに間隔をあけて配置された第一光源Ｓ１と、第一光源Ｓ１同士の間（即ち、第一光源Ｓ１の非配置部ＮＳ）に第一再帰反射部２Ｃが配置されている。このような構成により、第一再帰反射部２Ｃは、第一第一光源Ｓ１と第一光源Ｓ１から出射される第一光Ｌ１の出射方向Ｅ１を示す第一出射軸Ｊ１上の位置Ｐ２に配置されている。即ち、互いに同一の位置ＰＳ１，Ｐ２において、図１０に示すように、複数の光源Ｓ１及び第一再帰反射部２Ｃは空間分割で配置されている。
なお、第一再帰反射部２Ｃでは第一光Ｌ１や第一反射光Ｌ２を透過させる必要がないため、例えば再帰反射構造３Ａ，３Ｂを採用した場合、表面３ｂ側、即ち反射面１２ａ，１２ｃに設けられる反射物質としては、前述の誘電体物質等の他に、例えばアルミ、金、銀等が挙げられる。
【００７９】
第六実施形態の表示装置１Ｇでは、図９に示すように、第一光源Ｓ１から出射される第一光Ｌ１の一部は、第一光分岐部４によって第一反射光Ｌ２として反射される。第一再帰反射部２Ｃに入射した第一反射光Ｌ２は、第一再帰反射部２Ｃによって入射方向と同じ方向に反射され、第一光分岐部４を透過し、第一光分岐部４の板面（即ち、反射面）に対して、第一光源Ｓ１と対称な位置Ｑ１に空中像Ｉを形成する。
また、第一光Ｌ１のうち、第一光分岐部４に比較的小さい入射角で入射した第一光Ｌ１８は、第一光分岐部４によって反射された後、反射光Ｌ２８（第一反射光Ｌ２）として第二再帰反射部６に入射し、第二再帰反射部６によって入射方向と同じ方向に反射され、第一光分岐部４を透過し、第一光分岐部４の板面（即ち、反射面）に対して、第一光源Ｓ１と対称な位置Ｑ１に空中像Ｉを形成する。
【００８０】
以上説明した第六実施形態の表示装置１Ｇによれば、ユーザは、第一光分岐部４に対して第一光源Ｓ１とは反対側のある方向Ｅ０から空中像Ｉを観察することができる。表示装置１Ｇにおいて空中像Ｉが見える角度は、第一光分岐部４の板面の略全体に亘るので、従来の表示装置等よりも大きくすることができる。また、図９を参照するとわかるように、第四ディスプレイＤ４における第一光源Ｓ１の位置によらず、第一光源Ｓ１から出射された第一光Ｌ１の略全部を空中像Ｉの形成に寄与させることができるため、空中像Ｉの明るさの向上を図ることができる。
【００８１】
第六実施形態の表示装置１Ｇの第一変形例である表示装置１Ｈでは、図１１に示すように、第一光分岐部４が第四ディスプレイＤ４（即ち、第一光源Ｓ１及び第一再帰反射部２Ｃ）の面に対し、略４５°をなして傾斜するように配置されている。
【００８２】
第六実施形態の第一変形例である表示装置１Ｈによれば、第六実施形態の表示装置１Ｇと同様の作用効果を得ることができ、さらに空中像Ｉを第四ディスプレイＤ４の面に対し、略直交する方向に形成することができる。
なお、第一光分岐部４と第四ディスプレイＤ４の各面同士がなす角は、略４５°に限定されず、任意の角度に設定可能であり、その角度に応じた位置に空中像Ｉが形成される。
【００８３】
第六実施形態の表示装置１Ｇの第二変形例である表示装置１Ｋは、図１２に示すように、表示装置１Ｈの構成に加えて偏光板４０を備えている。但し、第一再帰反射部２Ｃは、水平方向において第一光源Ｓ１と空間分割している相対関係を保ち、且つ第一出射軸Ｊ１上の第一光源Ｓ１を基準として第一光Ｌ１の出射方向Ｅ１の位置Ｐ２に配置されている。偏光板４０は、第一出射軸Ｊ１上の第一光源Ｓ１と第一再帰反射部２Ｃとの間に配置されている。
【００８４】
第六実施形態の第二変形例である表示装置１Ｋでは、第一光源Ｓ１から出射される第一光Ｌ１のうち所定の偏光のみが偏光板４０を透過し、偏光板４０を透過した第一光Ｌ１は、第一光分岐部４によって第一反射光Ｌ２として反射される。第一再帰反射部２Ｃに入射した第一反射光Ｌ２は、第一再帰反射部２Ｃによって入射方向と同じ方向に反射され、第一光分岐部４を透過し、第一光分岐部４の板面（即ち、反射面）に対して、第一光源Ｓ１と対称な位置Ｑ１に空中像Ｉを形成する。
【００８５】
第六実施形態の第二変形例である表示装置１Ｋによれば、第六実施形態の第一変形例である表示装置１Ｇと同様の作用効果を得ることができる。また、第六実施形態の第二変形例である表示装置１Ｋによれば、偏光板４０が設けられ、第一光分岐部４として反射型偏光フィルム、偏光板やハーフミラーに偏光フィルムを設けたもの等を用いることで第一光分岐部４によって直接透過光が遮断されるため、ユーザには第一光源Ｓ１（即ち、直接透過光）及び第四ディスプレイＤ４が見えない。従って、空中像Ｉと第一光源Ｓ１との混在による空中像Ｉの視認度の低下を防ぐことができる。
なお、図９に示す第六実施形態の表示装置１Ｇにおいても、第一再帰反射部２Ｃが第一出射軸Ｊ１上の第一光源Ｓ１を基準として第一光Ｌ１の出射方向Ｅ１の位置Ｐ２に配置され、偏光板４０が第一出射軸Ｊ１上の第一光源Ｓ１と第一再帰反射部２Ｃとの間に配置されれば、上述のように直接透過光が遮断され、空中像Ｉのみが観察される。
【００８６】
（第七実施形態）
次いで、本発明に係る第七実施形態の表示装置１Ｖについて説明する。なお、図１３に示す第七実施形態の表示装置１Ｖの構成要素において、図１等に示す第一実施形態の表示装置１Ａの構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００８７】
図１３に示すように、表示装置１Ｖは、第一光源Ｓ１を備えた第一ディスプレイＤ１と、第一光分岐部４と、第一再帰反射部２Ａと、を備えている。
【００８８】
表示装置１Ｖでは、第一再帰反射部２Ａは、第一反射光Ｌ２の出射方向Ｅ２を示す第二反射軸Ｊ２上の位置に配置されている。
また、第一光分岐部４は、外周縁から中央に向かうに従い、第一光分岐部４に対して第一光源Ｓ１及び第一再帰反射部２Ａが配置されている側とは反対側に凸状に湾曲している。
【００８９】
以上説明した第七実施形態の表示装置１Ｖによれば、第一実施形態の表示装置１Ａと同様に、ユーザーは、空間Ａ（即ち、第一光分岐部４に対してユーザがいる空間）内に空中像Ｉを観察することができる。また、第七実施形態の表示装置１Ｖによれば、第二再帰反射部６を用いずに済み、第一実施形態の表示装置１Ａに比べて装置の構成を簡素にすることができる。さらに、第七実施形態の表示装置１Ｖでは、空中像Ｉを湾曲する第一光分岐部４の頂点を通る接線に対して略直角に配置し易くなる。これにより、観察方向Ｅ０から第一光源Ｓ１及び第一再帰反射部２Ａを外して、観察方向Ｅ０から空中像Ｉを見た際に、第一光源Ｓ１や第一光源Ｓ１の虚像を見えないようにし、空中像Ｉを視認し易くすることができる。
【００９０】
（第八実施形態）
次いで、本発明に係る第八実施形態の表示装置１Ｗについて説明する。なお、図１４に示す第八実施形態の表示装置１Ｗの構成要素において、図１等に示す第一実施形態の表示装置１Ａの構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００９１】
図１４に示すように、表示装置１Ｗは、第一光源Ｓ１を備えた第一ディスプレイＤ１と、第一波長板２１と、第一再帰反射部２Ａと、第一反射板５０Ａと、第一光分岐部４と、第二反射板５０Ｂと、を備えている。
【００９２】
表示装置１Ｗでは、第一波長板２１は、第一ディスプレイＤ１の側端部（第一光源の一方の側部）ｅ１から、第一光Ｌ１の出射方向Ｅ１を示す第一出射軸Ｊ１に沿って延在する。第一再帰反射部２Ａは、第一波長板２１において第一ディスプレイＤ１に向く側とは反対側に、第一波長板２１に沿って設けられている。第一反射板５０Ａは、第一ディスプレイＤ１の側端部（第一光源の他方の側部）ｅ２から、第一出射軸Ｊ１に沿って延在する。第一反射板５０Ａは、例えば公知の全反射ミラー等が該当するが、第一光Ｌ１を反射可能なものであれば特に限定されない。第一光分岐部４は、第一波長板２１の先端部ｅ３と第一反射板５０Ａの先端部ｅ４との間を接続するように配置されている。
【００９３】
第二反射板５０Ｂは、第一反射板５０Ａの先端部ｅ４から第一光分岐部４を挟んで第一反射板５０Ａの延在方向と同一の方向に延在し、第一反射板５０Ａとは面一になっている。また、第二反射板５０Ｂは、第一再帰反射部２Ａによって反射された第一反射光Ｌ２の少なくとも一部を反射させ、該一部以外は透過させる。第二反射板５０Ｂには、例えば公知のハーフミラー等が該当するが、第一反射光Ｌ２を反射可能なものであれば特に限定されない。なお、第二反射板５０Ｂは、第一再帰反射部２Ａによって反射された第一反射光Ｌ２を全て反射する全反射ミラーであっても構わない。また、第二反射板５０Ｂは、第一反射光Ｌ２の少なくとも一部の光を反射さえすればよく、透明板（ガラス製のデスクマット等）であってもよい。例えば、第二反射板５０Ｂとしてデスクマットを用いた場合には、机の木目のようなものが見えつつ、その上に空中像Ｉが浮んで見える。
【００９４】
以上説明した第八実施形態の表示装置１Ｗでは、第一ディスプレイＤ１のそれぞれの第一光源Ｓ１から出射された第一光Ｌ１のうち、第一反射板５０Ａに向かうものは、第一反射板５０Ａによって反射され、さらに反射型偏光板等からなる第一光分岐部４によって第一波長板２１に向けて反射される。第一光Ｌ１のＰ偏光又はＳ偏光のうち一方は、第一波長板２１を透過し、第一再帰反射部２Ａによって第一反射光Ｌ２として再帰反射され、第一光分岐部４を透過する。第一光分岐部４を透過した第一反射光Ｌ２は、第二反射板５０Ｂによって再帰反射光（反射光）Ｌ１３として反射され、第一再帰反射部２Ａから直接照射された第一反射光Ｌ２と共に空中像Ｉを形成する。また、図１４に示すように、第一反射板５０Ａ，５０Ｂのそれぞれを挟んで第一ディスプレイＤ１の反対側に第一ディスプレイＤ１の虚像が生成される。
【００９５】
従って、第八実施形態の表示装置１Ｗによれば、第一実施形態の表示装置１Ａと同様に、ユーザーは、空間Ａ（即ち、第一光分岐部４に対してユーザがいる空間）内に空中像Ｉを観察することができる。例えば、第一反射板５０Ａ及び第二反射板５０Ｂをテーブル等の台上に設置すれば、前述の台から略垂直に立ち上がる空中像Ｉが得られ、空中像Ｉを観察し易くなる。また、第二反射板５０Ｂとしてハーフミラーを用い、透明な台を用いれば、空中像Ｉと同時に虚像も観察することができる。
【００９６】
（第九実施形態）
次いで、本発明に係る第九実施形態の表示装置１Ｐについて説明する。なお、図１５に示す第九実施形態の表示装置１Ｐの構成要素において、図１等に示す第一実施形態の表示装置１Ａの構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００９７】
図１５に示すように、表示装置１Ｐは、第一光源Ｓ１と、第一光分岐部４Ａと、第二光分岐部４Ｂと、第一再帰反射部２Ａと、を備えている。
【００９８】
表示装置１Ｐでは、第一光分岐部４Ａ及び第二光分岐部４Ｂは、第一光源Ｓ１を挟んで互いに対向するように配置されている。言い換えれば、第一光源Ｓ１は、互いに対向配置された第一光分岐部４Ａ及び第二光分岐部４Ｂの間に配置されている。第一光源Ｓ１の出射部（図示略）は、第一光分岐部４Ａと第二光分岐部４Ｂとの間に形成された空間に向けられている。第一光分岐部４Ａ及び第二光分岐部４Ｂは、第一光Ｌ１の少なくとも一部を第一反射光Ｌ２として反射させると共に、第一反射光Ｌ２の少なくとも一部を反射させる。第二光分岐部（一方の光分岐部）４Ｂにおいて第一光分岐部４Ａに対向する面（側）とは反対側の面には、第一再帰反射部２Ａが設けられている。
【００９９】
第九実施形態の表示装置１Ｐでは、第一光源Ｓ１から出射された第一光Ｌ１が第一光分岐部４Ａ及び第二光分岐部４Ｂの間に形成された空間を通り、第一光分岐部４Ａ又は第二光分岐部４Ｂに当たり、透過する。第一光Ｌ１は第一再帰反射部２Ａに照射された時点で、第二光分岐部４Ｂの表面に沿った方向において、再帰反射光１３として第一光源Ｓ１側に戻される。これにより、第一光分岐部１Ａを挟んで第一光源Ｓ１に対向する位置に、第一光分岐部１Ａの表面に対して略直交する方向に、複数の空中像Ｉが形成される。
【０１００】
なお、第二光分岐部４Ｂで反射された光Ｌ１１１を第一再帰反射部２Ａの側に延ばした仮想線Ｌ１１３上に、虚像が形成される。即ち、第二光分岐部１Ｂを挟んで第一光源Ｓ１に対向する位置に、複数の虚像が形成される。
【０１０１】
従って、第九実施形態の表示装置１Ｐによれば、第一実施形態の表示装置１Ａと同様に、ユーザーは、空間Ａ（即ち、第一光分岐部４に対して第一光源Ｓ１が設けられている側とは反対側の空間）内に複数の空中像Ｉを観察することができる。これにより、表示装置１Ｐを用いて多数段の空中像Ｉを容易に形成することができ、表示装置１Ｐの応用展開の範囲が広がる。
【０１０２】
図１６に、第九実施形態の表示装置１Ｐの第一変形例である表示装置１Ｑを示す。表示装置１Ｑは、表示装置１Ｐにおいて、第一光分岐部４Ａ及び第二光分岐部４Ｂの間に形成された空間内に、第一光源Ｓ１と間隔をあけて第二光源Ｓ２を配置したものである。第二光源Ｓ２の出射部（図示略）は、第一光分岐部４Ａと第二光分岐部４Ｂとの間に形成された空間に向けられ、第二光源Ｓ２の出射部が向けられた方向とは反対の方向に向けられている。言い換えれば、表示装置１Ｑは、表示装置１Ｐの第一光源Ｓ１側に、表示装置１Ｎを第一光分岐部４Ａ及び第二光分岐部４Ｂの表面に直交する方向を中心に反転させつつ連接させたものである。
【０１０３】
第九実施形態の表示装置１Ｐの第一変形例の表示装置１Ｑによれば、第一光源Ｓ１及び第二光源Ｓ２を用いることにより、それぞれの光源から空中像Ｉを生成し、空中像Ｉの数を容易に増やすことができる。それぞれの光源の虚像も活かせば、さらに空中像Ｉの数を増やすことができる。
【０１０４】
なお、表示装置１Ｐでは第一再帰反射部２Ａが第二光分岐部４Ｂに接しているが、図１７に示す表示装置１Ｐ´のように、第一再帰反射部２Ａは第二光分岐部４Ｂに対して所定の間隔をあけて配置されていても構わない。このように表示装置１Ｐには、構成要素の配置の自由度がある。また、表示装置１Ｐには、１枚の透明アクリル板もしくは透明ガラス板の両面を４Ａと４Ｂとして用いることができる。例えば、ガラス窓のサッシ上にＬＥＤを配置し、ガラス窓に再帰反射シートのカーテンをつければ、外側から多重化された空中像Ｉを観察できるようになる。さらに、第一光分岐部４Ａ側で空中像Ｉの観察の妨げにならない場所にっ別の再帰反射部を配置することで、光線Ｌ１１１についても空中像Ｉの形成が可能になる。
【０１０５】
図１８に、第九実施形態の表示装置１Ｐの第二変形例である表示装置１Ｒを示す。表示装置１Ｒでは、表示装置１Ｎの第一光分岐部４Ａの表面を、第二光分岐部４Ｂの表面に沿った方向に対して傾斜させている。図１８に示す構成例では、紙面の左側から右側に進むに従って第一光分岐部４Ａが第二光分岐部４Ｂから離間している。
【０１０６】
第九実施形態の表示装置１Ｐの第二変形例の表示装置１Ｒによれば、第一光源Ｓ１の複数の実像及び虚像が第一光分岐部４Ａ及び第二光分岐部４Ｂのそれぞれの表面の延長線が交差する仮想交点を中心とした仮想円周上に形成される。表示装置１Ｒは一例であるが、このように第一光分岐部４Ａと第二光分岐部４Ｂとの対向配置及び角度を調整することで、空中像Ｉの位置、即ち第一光源Ｓ１の複数の実像及び虚像が形成される位置を容易に変更することができる。なお、第九実施形態の表示装置１Ｐには、第一光分岐部４Ａ及び第二光分岐部４Ｂの配置や角度を調整可能な調節部が設けられていてもよい。
【０１０７】
また、図示していないが、表示装置１Ｐ及びその変形例の表示装置１Ｑ，１Ｐ´，１Ｒは、スポット状の第一光Ｌ１を出射可能な光源（例えば、点光源、ＬＥＤ等）を用いて複数の空中像Ｉを形成することができるので、万華鏡として応用することができる。従来、複数人向けの万華鏡を実現するためには、複数名が同時に覗くことが可能な程度に万華鏡自体を大型化する必要があった。しかしながら、表示装置１Ｐ等を用いて、空中像Ｉを万華鏡で見えるパターンのように配置することで、万華鏡パターンを空中に形成し、複数人で同時に観察することができるようになる。
【０１０８】
（第十実施形態）
次いで、本発明に係る第十実施形態の表示装置１Ｔについて説明する。なお、図２０から図２３に示す第十実施形態の表示装置１Ｔの構成要素において、図１等に示す第一実施形態の表示装置１Ａの構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
図１９には、公知の表示装置ＣＴを示す。
【０１０９】
第十実施形態の表示装置１Ｔは、第一光源Ｓ１を複数備えたバックライト５５と、第一液晶パネル５１と、第一偏光板４０Ａと、第一光分岐部４と、第一再帰反射部２Ａと、を備えている。
【０１１０】
表示装置１Ｔでは、バックライト５５は、第一光Ｌ１の出射方向Ｅ１を示す第一出射軸Ｊ１の後方から第一液晶パネル５１及び第二液晶パネル５２を照明するためのものである。バックライト５５には、出射部を第一偏光板４０Ａ側に向けて第一光源Ｓ１が配置されている。但し、第一出射軸Ｊ１に沿って積層される液晶パネルの数は、二枚に限定されるものではなく，三枚以上であってもよい。また、第一出射軸Ｊ１に沿って積層される液晶パネルの間には、位相差フィルムが含まれていてもよい。
【０１１１】
第一液晶パネル５１は、第一出射軸Ｊ１上の位置に配置されている。第一偏光板４０Ａは、第一出射軸Ｊ１上の第一ディスプレイＤ１と第一液晶パネル５１との間に配置されている。
【０１１２】
第一光分岐部４は、第一光Ｌ１の少なくとも一部を第一反射光Ｌ２として反射し、第一再帰反射部２Ａによって再帰反射された再帰反射光Ｌ１３の少なくとも一部を透過させる。第一再帰反射部２Ａは、第一反射光Ｌ２の出射方向Ｅ２を示す第二出射軸Ｊ２上の位置に配置されている。
【０１１３】
図１９に示すように、従来の表示装置ＣＴでは、上述の構成に加えて、第一出射軸Ｊ１上の第一偏光板４０Ａと第一液晶パネル５１との間に第二液晶パネル５２が配置され、第一出射軸Ｊ１上の第一液晶パネル５１の前方に第二偏光板４０Ｂが配置されている。第二液晶パネル５２は、所謂、背面液晶パネルである。表示装置ＣＴでは、第一偏光板２１と第二偏光板２２が第一光分岐部４に対して、バックライト５５側に配置されている。即ち、バックライト５５と、第一偏光板２１と、第一液晶パネル５１と、第二液晶パネル５２と、第二偏光板２２は、多層液晶（又は積層型液晶）を構成している。第一光分岐部４には、ハーフミラーを用いることができる。
【０１１４】
表示装置ＣＴでは、第一ディスプレイＤ１の第一光源Ｓ１からバックライト５５を通して出射された第一光Ｌ１のうち、Ｐ偏光又はＳ偏光のうち一方が第一偏光板４０Ａを透過し、第一液晶パネル５１及び第二液晶パネル５２に照明される。第二偏光板４０Ｂを透過し、第一液晶パネル５１から発せられた第一光Ｌ１は、第一光分岐部４によって第一反射光Ｌ２として反射される。第一反射光Ｌ２は、第一再帰反射部２Ａによって再帰反射光Ｌ１３として再帰反射され、第一光分岐部４を透過し、第一光分岐部４を挟んで空中像Ｉを形成する。
【０１１５】
上述の表示装置ＣＴに対し、図２０に示すように、第十実施形態の表示装置１Ｔ（２）では、上述の表示装置１Ｔ（２）の構成において、第二出射軸Ｊ２上の第一再帰反射部２Ａの後方に第一波長板２１が配置されている。第一波長板２１は所謂λ／４板であり、第一光分岐部４には反射型偏光板が用いられている。第一光分岐部４をなす反射型偏光板の向きは、第一偏光板４０Ａの向きに平行とされている。即ち、第一光分岐部４と第一偏光板４０Ｂとは、パラレルニコル（又は、平行ニコル）の関係をなすように配置されている。このような配置により、第二偏光板４０Ｂから出射した第一光Ｌ１は、第一光分岐部４に対してクロスニコルの関係になり、第一光分岐部４を殆ど透過せずに、第一光分岐部４によって第一反射光Ｌ２として反射される。第一波長板２１を通過し、第一再帰反射部２Ａに入射した後、第一再帰反射部２Ａによって反射された再帰反射光Ｌ１３は、第一光分岐部４に対してパラレルニコルの関係になり、第一光分岐部４を透過し、空中像Ｉを形成する。
【０１１６】
図２１に示すように、第十実施形態の別の例である表示装置１Ｔ（２）では、上述の表示装置１Ｔ（１）の構成において、第二偏光板４０Ｂが削除され、第一波長板２１の光学軸が第一光源Ｓ１を含むバックライト５５の幅方向に対して平行となるように、即ち、第一偏光板４０Ａの偏光方位に対して４５度をなす方向に沿って配置されている。従って、表示装置１Ｔ（２）では、第一光分岐部４と第一偏光板４０Ａは互いにパラレルニコル（又は、平行ニコル）の関係をなすように配置されている。第一液晶パネル５１から出射した第一光Ｌ１は、第一光分岐部４に対してパラレルニコルの関係を保持する。第一光分岐部４によって反射された第一反射光Ｌ２は、第一波長板２１を通過し、第一再帰反射部２Ａに入射する。その後、第一再帰反射部２Ａによって反射された再帰反射光Ｌ１３は、第一光分岐部４に対して再びパラレルニコルの関係になり、第一光分岐部４を透過し、空中像Ｉを形成する。
【０１１７】
図２２に示すように、第十実施形態の別の例である表示装置１Ｔ（３）では、上述の表示装置１Ｔ（１）の構成において、第一出射軸Ｊ１上の第二偏光板４０Ｂの前方に第一波長板２１が配置されている。また、第二出射軸Ｊ２上の第一再帰反射部２Ａの後方には、第二波長板２２が配置されている。図２２の構成例では、第一波長板２１は、第二偏光板４０Ｂの第一光分岐部４側の面の近傍に配置されており、第二波長板２２は第一光分岐部４の第一再帰反射部２Ａ側の面の近傍に配置されている。さらに、第一光分岐部４をなす反射型偏光板の向きは、第一偏光板４０Ａの向きに直交している。即ち、第一光分岐部４と第一偏光板４０Ａとは、クロスニコル（又は、垂直ニコル）の関係をなすように配置されている。すなわち、第一波長板２１及び第二波長板２２の光学軸が第二偏光板４０Ｂの偏光方位に対して４５度をなすように配置されている。
【０１１８】
従って、表示装置１Ｔ（３）では、第一液晶パネル５１から出射した第一光Ｌ１は、第二偏光板４０Ｂ、第一波長板２１、第二波長板２２をそれぞれ通過し、第一光分岐部４に対してクロスニコルの関係をなす。第一光分岐部４によって反射された第一反射光Ｌ２は、第二波長板２２を通過し、第一再帰反射部２Ａに入射する。その後、第一再帰反射部２Ａによって反射された再帰反射光Ｌ１３は、再び第二波長板２２を通過し、第一光分岐部４に対してパラレルニコルの関係になり、第一光分岐部４を透過し、空中像Ｉを形成する。
【０１１９】
図２３に示すように、第十実施形態の別の例である表示装置１Ｔ（４）では、上述の表示装置１Ｔ（３）の構成において、第二偏光板４０Ｂが削除され、第一出射軸Ｊ１上の第一液晶パネル５１の前方に第一波長板２１が配置されている。また、第一光分岐部４をなす反射型偏光板の向きは、第一偏光板４０Ａの向きに直交し、第一光分岐部４と第一偏光板４０Ａとは、クロスニコル（又は、垂直ニコル）の関係をなすように配置されている。一方、第一波長板２１及び第二波長板２２の光学軸が第1液晶パネル５１の光軸に対して４５度をなすように、第一波長板２１及び第二波長板２２が配置されている。
【０１２０】
従って、表示装置１Ｔ（４）では、第一液晶パネル５１から出射した第一光Ｌ１は、第一波長板２１、第二波長板２２をそれぞれ通過し、第一光分岐部４に対してパラレルニコルの関係をなす。第一光分岐部４によって反射された第一反射光Ｌ２は、第二波長板２２を通過し、第一再帰反射部２Ａに入射する。その後、第一再帰反射部２Ａによって反射された再帰反射光Ｌ１３は、再び第二波長板２２を通過し、第一光分岐部４に対してパラレルニコルの関係になり、第一光分岐部４を透過し、空中像Ｉを形成する。
【０１２１】
以上説明した第十実施形態の表示装置１Ｔによれば、第一実施形態の表示装置１Ａと同様に、ユーザーは、空間Ａ（即ち、第一光分岐部４に対してユーザがいる空間）内に空中像Ｉを観察することができる。また、通常の液晶ディスプレイでは、ユーザ側にも偏光板が配置され、この偏光板において光の一部が吸収されている。特に、第十実施形態の表示装置１Ｔ（２），１Ｔ（４）によれば、通常の液晶ディスプレイにおいてユーザ側に配置されている偏光板（即ち、第二偏光板４０Ｂ）を削除した構成を実現することができる。これにより、偏光板による吸収による光の減衰がなくなるため、空中像Ｉの輝度が向上するため、ユーザが空中像Ｉを容易に視認可能になり、ユーザの目に優しいセキュアな空中表示や多層表示を実現することができる。
【０１２２】
また、本発明を適用した空中像の表示方法は、第一光源Ｓから第一光Ｌ１を出射させ、第一出射軸Ｊ１上の位置において第一光Ｌ１を第一再帰反射部２から透過させるステップと、第一再帰反射部２を透過した第一光Ｌ１の少なくとも一部を第一光分岐部４によって第一反射光Ｌ２として第一再帰反射部２に向けて反射させるステップと、第一再帰反射部２によって再帰反射された第一反射光Ｌ２の少なくとも一部を第一光分岐部４から透過させるステップと、を備える。
上述の空中像の表示方法によれば、空中像Ｉをより広い角度から観察可能とすることができる。
【０１２３】
以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【０１２４】
例えば、図４に示す表示装置１Ｂの構成を図２４に示すように変更してもよい。即ち、表示装置１Ｂの第一偏光分岐部２５を省略し、第一ディスプレイＤ１に替えて第五ディスプレイＤ５を採用してもよい。第一光分岐部４には、例えば反射型偏光フィルム等を用いることができる。
【０１２５】
第五ディスプレイＤ５の面内は、Ｓ波偏光の第一光Ｌ１を発光するＳ波発光部ＳＳ１と、Ｐ波偏光の第一光Ｌ１を発光するＰ波発光部ＳＰ１に区画されている。Ｓ波発光部ＳＳ１は、例えばＬＥＤ光源とＳ偏光を出射可能とする偏光板とを組み合わせたもの等を用いることができるが、特に限定されない。また、Ｐ波発光部ＳＰ１は、例えばＬＥＤ光源とＰ偏光を出射可能とする偏光板とを組み合わせたもの等を用いることができるが、特に限定されない。また、第五ディスプレイＤ５においては、不図示の制御部によって、第五ディスプレイＤ５の面内の所定の領域毎に出射される偏光（Ｓ波又はＰ波）が調節可能とされている。
【０１２６】
上述の表示装置１Ｍによれば、第五ディスプレイＤ５の面内の所定の領域毎に第一光Ｌ１の偏光がＳ波又はＰ波で調節され、図２４に示すように、ユーザがＳ波偏光による空中像Ｉ又はＰ波偏光による空中像Ｉとともに、第五ディスプレイＤ５上におけるＰ波偏光又はＳ波偏光による直接像を見ることができる。空中像と直接像が画素ごとに分離されているため、単一のディスプレイＤ５を用いながら二層の映像を独立して表示可能である。従って、表示装置１Ｍを、Ｓ波発光部ＳＳ１及びＰ波発光部ＳＰ１の各々の輝度比に応じた位置に奥行きを知覚させるＤＦＤ（Ｄｅｐｔｈ−ｆｕｓｅｄ  ３Ｄ）表示に適用することができる。
【０１２７】
また、表示装置１Ｍの変形例として、図２５に示す表示装置１Ｎが挙げられる。表示装置１Ｎは、表示装置１Ｍの構成のうち、第一波長板２１及び第二波長板２２を省略し、その代わりに第一出射軸Ｊ１上の第五ディスプレイＤ５（第一光源Ｓ１）と第一再帰反射部２Ａとの間に３Ｄフィルム４４が配置されている。３Ｄフィルム４４としては、例えば、視差バリア、パララックスバリアやレンチキュラーレンズ等が挙げられる。
【０１２８】
上述の表示装置１Ｎによれば、第五ディスプレイＤ５の面内の所定の領域毎に第一光Ｌ１の偏光がＳ波又はＰ波で調節され、図２５に示すように、ユーザは右目でＳ波偏光及びＰ波偏光のうち一方による空中像Ｉを見ることができ、左目でＳ波偏光及びＰ波偏光のうち他方による空中像Ｉを見ることができる。従って、表示装置１Ｎを、Ｓ波発光部ＳＳ１及びＰ波発光部ＳＰ１の各々の輝度比に応じた位置に奥行きを知覚させるＤＦＤ表示に適用することができる。
【０１２９】
また、本発明に係る表示装置では、第一出射軸Ｊ１上の第一光源Ｓ１と第一再帰反射部２との間に結像素子が配置されていてもよい。結像素子としては、例えばレンチキュラーレンズやハエの目レンズ等が挙げられる。第一光源Ｓ１や第二光源Ｓ２を備えるディスプレイとして、三次元ディスプレイを用いても構わない。
【０１３０】
また、本発明に係る表示装置は、筐体等に収容されていてもよい。図２６には、本発明に係る表示装置１Ｂの構成の一部が筐体３０に収容されている構成を例示する。具体的には、筐体３０の内部に、表示装置１Ｂの第一光源Ｓ１、第一ディスプレイＤ１、第一再帰反射部２及び第一波長板２１が収容されている。第一波長板２１は、第一再帰反射部２の上面側に当接して設けられている。筐体３０の上面には、第一光分岐部４として、反射型偏光板（又は、反射型偏光シート等）が設けられている。
第一光源Ｓ１から出射された第一光Ｌ１のＰ偏光又はＳ偏光のうち一方は、第一光分岐部４で反射され、第一波長板２１を透過し、第一再帰反射部２によって再帰反射され、再び第一波長板２１を透過する。この際、第一光Ｌ１の偏光が変わり、Ｐ偏光又はＳ偏光のうち他方として、第一光分岐部４に入射すると共に透過し、空中像Ｉを形成する。従って、ユーザはある方向Ｅ０から空中像Ｉを観察することができる。このような表示装置は、持ち運び可能であり、場所や設置条件に対しても柔軟に対応し、ユーザに空中像Ｉを見せることができる。
【０１３１】
また、本発明に係る表示装置では、第一出射軸Ｊ１上の第一光源Ｓ１や前述の光源を備えたディスプレイ等の前方にプリズムシートが配置されていてもよい。ここで、不図示のプリズムシートとは、基台となる部分（基材）の所定の方向に断面三角形のプリズム構造を複数並べたものである。プリズム構造としては、例えば基材側に直角部が接する断面直角三角形のもの、長辺が基材に接する断面直角三角形のもの、二等辺三角形のものが挙げられるが、プリズムとしての機能を発揮し得るものであれば、特に限定されない。このようなプリズムシートを第一出射軸Ｊ１に直交する方向に複数のプリズムが配置されるように、第一光源Ｓ１、第二光源Ｓ２やディスプレイ等に設けることができる。
【０１３２】
第一出射軸Ｊ１上の第一光源Ｓ１や前述の光源を備えたディスプレイ等の前方にプリズムシートを配置することで、プリズムの表面で第一光Ｌ１が所定の方向に屈折される。従って、基材から突出するプリズム構造の表面の角度を適切に設定することで、プリズムシートを設けない場合に比べて、空中像Ｉの形成位置に光を集め、空中像Ｉの輝度を向上させることができる。また、空中像Ｉのエッジ部分は、光の散乱や回折の影響によりぼやけることが考えられる。しかしながら、プリズムシートを用いることで、空中像Ｉの縁部をシャープにすることもできる。
【０１３３】
さらに、第一出射軸Ｊ１上の第一光源Ｓ１や前述の光源を備えたディスプレイ等の前方には、種類やプリズム構造のピッチが同一のもの、又は互いに異なるものを複数積層して設けてもよい。これにより、第一光Ｌ１の屈折方向を細かく設定することができる。
【０１３４】
また、本発明に係る表示装置は、例えば図２７に例示するように、図２６に示す表示装置のうち筐体３０が省略された構成とすることができ、空中像Ｉのところにちょうど指（図２４におけるｆ）があれば、散乱光が多く検出されることに基づく接触判定装置として活用することができる。従来は、散乱光を検出しようとすると、図２４に破線で示す位置にカメラＣＣを配置して撮影が行われていたが、同図に実線で示す位置にカメラＣＣを配置することで、空中像Ｉへの何らかの物体の接触を敏感に検出及び判定することができる。
【実施例】
【０１３５】
次いで、本発明に係る各実施形態の表示装置の効果を裏付けるために行った実施例について説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【０１３６】
（実施例１）
図１に示す表示装置１Ａを構成するために、第一光源Ｓ１には、可視光を発するＬＥＤを使用した。また、第一ディスプレイＤ１の表面に第一光源Ｓ１を複数並べた特殊ディスプレイを用意した。第一再帰反射部２には、単位構造１０の大きさが約１８０μｍであり、透明プラスチックから構成された再帰反射シート（製品名：ハイグロス反射トリム６１６０Ｒ、製造元：スリーエム）を用いた。第一光分岐部４には、ハーフミラーを使用した。
構築した表示装置１Ａにおいて、第一ディスプレイＤ１で例えば「Ａ」の文字を表示すると、図２８に示すように、「Ａ」の文字の第一光源Ｓ１と空中像Ｉが観察されることを確認した。
【０１３７】
（実施例２）
図７に示す表示装置１Ｅを構成するために、実施例１と同様の第一ディスプレイＤ１を２台は使用した。第二再帰反射部６には、第一再帰反射部２と同様の再帰反射シートを用いた。
構築した表示装置１Ｅにおいて、第一ディスプレイＤ１で例えば「Ａ」の文字を表示し、第一ディスプレイＤ１で例えば「Ｂ」の文字を表示すると、図２９に示すように、観察方向Ｅ０から見た場合には「Ａ」の文字の空中像Ｉと第二ディスプレイＤ２の第二光源Ｓ２による「Ｂ」とが見え、観察方向Ｅ１０から見た場合には「Ｂ」の文字の空中像Ｉと第一ディスプレイＤ１の第一光源Ｓ１による「Ｂ」が観察されることを確認した。
【０１３８】
（実施例３）
図９に示す表示装置１Ｇを構成するために、第一光源Ｓ１には、実施例１と同様に可視光を発するＬＥＤを使用した。第一再帰反射部２Ｃには、再帰反射構造３Ａを備えるコーナーキューブタイプの再帰反射シート（製品名：位相差フィルムつき再帰反射シートＱＲ−１、製造元：エスエヌパートナーズ株式会社）を用いた。第一光分岐部４には、反射型偏光フィルム（製品名：ＳＨＭ−２、製造元：エスエヌパートナーズ）を透明アクリル板に貼りつけたものを用いた。
構築した表示装置１Ｇにおいて、第四ディスプレイＤ４で例えば「Ｔ」の文字を表示すると、図３０に示すように、「Ｔ」の文字の第一光源Ｓ１と空中像Ｉが観察されることを確認した。
【０１３９】
また、再帰反射構造３Ａを備える再帰反射シートに替えて、再帰反射構造３Ｂを備えるビーズタイプの再帰反射シート（製品名：超高輝度反射シート７６１０、製造元：株式会社スリーエム）を用いて表示装置１Ｇ´を構成した。
構築した表示装置１Ｇ´において、第四ディスプレイＤ４で例えば「Ａ」の文字を表示すると、図３１に示すように、「Ａ」の文字の第一光源Ｓ１と空中像Ｉが観察されることを確認した。
【０１４０】
（実施例４）
実施例３の表示装置１Ｇにおいて、第一光分岐部４が第四ディスプレイＤ４（即ち、第一光源Ｓ１及び第一再帰反射部２Ｃ）の面に対し、略４５°をなして傾斜するように配置することで、図１１に示す表示装置１Ｈを構成した。
構築した表示装置１Ｈにおいて、第四ディスプレイＤ４で例えば「Ｔ」の文字を表示すると、図３２に示すように、「Ｔ」の文字の第一光源Ｓ１と空中像Ｉが観察されることを確認した。
【０１４１】
（実施例５）
実施例４の表示装置１Ｈにおいて、第一再帰反射部２Ｃを第一出射軸Ｊ１上の第一光源Ｓ１を基準として第一光Ｌ１の出射方向Ｅ１の位置Ｐ２に移動させ、第一出射軸Ｊ１上の第一光源Ｓ１と第一再帰反射部２Ｃとの間に偏光板４０を配置することで、図１１に示す表示装置１Ｈを構成した。偏光板４０には、偏光フィルム（製品名：偏光フィルムＨＮ４２、製造元：ポラロイド社）を用いた。
構築した表示装置１Ｈにおいて、第四ディスプレイＤ４で例えば「Ｔ」の文字を表示すると、図３３に示すように、第一光分岐部４及び偏光板４０によって「Ｔ」の文字の第一光源Ｓ１（即ち、直接透過光）が遮断されるため、「Ｔ」の文字の空中像Ｉのみが観察されることを確認した。
【０１４２】
（実施例６）
図１５に示す表示装置１Ｐを構成するために、第一光源Ｓ１には、実施例１と同様に可視光を発するＬＥＤを使用した。このＬＥＤが幅方向に互いに間隔をあけて三つ配置され、長さ方向に所定の間隔をあけて複数配列されてなるＬＥＤテープを使用した。第一再帰反射部２Ｃには、再帰反射構造３Ａを備えるコーナーキューブタイプの再帰反射シート（製品名：ニッカライトクリスタルグレード，製造元：日本カーバイド工業株式会社）を用いた。第一光分岐部４には、反射型偏光フィルム（製品名：ＳＨＭ−２、製造元：エスエヌパートナーズ株式会社）を透明アクリル板に貼りつけたものを用いた。
構築した表示装置１Ｐにおいて、図３４に示すように、ＬＥＤテープに配列されたＬＥＤに対応する複数のスポット光からなる空中像Ｉ及び虚像が観察されることを確認した。
【０１４３】
さらに、図１６に示すように第一光源Ｓ１及び第二光源Ｓ２を備えた表示装置１Ｑを構成するために、両面にＬＥＤが配列されたＬＥＤテープを使用した。このような両面式のＬＥＤテープは、図１６に示す第一光源Ｓ１及び第二光源Ｓ２がテープ基材の厚み寸法の分だけ互いに離間して配置されているものに相当する。このようにテープの両面に光源を配置することで、図３５に示すように、ＬＥＤテープの両側から空中像Ｉ及び虚像が観察されることを確認した。
【０１４４】
（比較例１，実施例７）
図２０から図２３に示す表示装置１Ｔを構成するために、第一光源Ｓ１として可視光を発するＬＥＤを複数備えた特殊カラーディスプレイ（第一液晶ディスプレイ５１及び第二ディスプレイ５２）を用意した。具体的には、バックライト５５、第一液晶ディスプレイ５１及び第二ディスプレイ５２として、高精細高輝度ＬＥＤパネル（ピッチ４ｍｍ、表面実装パッケージタイプ、製品名：Ｐ４−ＬＥＤ  ｐａｎｅｌ、販売元：ＷＡＮ  Ｃｏｌｏｒ）、およびポリシリコンＴＦＴ液晶パネル（製品名：ＬＴＭ１０Ｃ３４８Ｓ,製造元：株式会社東芝）を分解したものを使用した。第一再帰反射部２Ａには、単位構造１０の大きさが約１８０μｍであり、透明プラスチックから構成された再帰反射シート（製品名：ニッカライトクリスタルグレード、製造元：日本カーバイド工業株式会社）を用いた。第一光分岐部４には、市販のハーフミラー（反射率・透過率ともに約５０％）又は反射型偏光フィルム（製品名：ＳＨＭ−２、製造元：エスエヌパートナーズ株式会社）を透明アクリル板に貼りつけたものを使用した。第一偏光板４０Ａ及び第二偏光板４０Ｂには、前述のポリシリコンＴＦＴ液晶パネルを分解して取り出した偏光板又は単体で市販されている偏光板（製品名：ＨＮ４２、製造元：ポラロイド社）を使用した。第一波長板２１及び第二波長板２２には、市販のλ／４板を使用した。
【０１４５】
上述の各構成要素を用いて図１９に示す表示装置ＣＴ及び図２０から図２３に示すに示す表示装置１Ｔをそれぞれ構築し、特殊カラーディスプレイに表示された図３６に示すカラー像から形成されたそれぞれの空中像Ｉを撮像カメラ（製品名：Ｄ５５００，製造元：株式会社ニコン）にレンズ（製品名： Ｆ−Ｓ  ＤＸ  ＮＩＫＫＯＲ  １８−１４０ｍｍ  ｆ／３．５−５．６Ｇ  ＥＤ  ＶＲ，製造元：株式会社ニコン）を備えたもの）を用いて撮像した。撮像カメラのＦ値は４．８とし、撮像時のシャッタースピードは１／１０（ＩＳＯ：４００）とした。
なお、図３６および図４１については、何れもグレースケール画像で示している。
【０１４６】
比較例として構築した表示装置ＣＴでは、第一光分岐部４としてハーフミラーを用いて、図３７に示すように、特殊カラーディスプレイの像に対応する空中像Ｉが撮像された。
【０１４７】
実施例として構築した表示装置１Ｔ（１）では、第一光分岐部４としてハーフミラーではなく、反射型偏光板を用い、前述のような配置構成とすることで、図３８に示すように、図３７に示す空中像Ｉよりも明るい空中像Ｉが撮像された。
【０１４８】
また、構築した表示装置１Ｔ（２）では、第一偏光板４０Ａとして反射型偏光フィルム（製品名：ＳＨＭ−２、製造元：エスエヌパートナーズ株式会社）を透明アクリル板に貼りつけたもの）を代用し、かつ、第二偏光板４０Ｂを用いないことで、第一光Ｌ１の損失を抑え、図３９に示すように、図３８よりも鮮明な空中像Ｉが撮像された。
【０１４９】
また、構築した表示装置１Ｔ（３）では、図４０に示すように、図３８に示した表示装置１Ｔ（１）と同程度の明るさの空中像Ｉが撮像された。
さらに、構築した表示装置１Ｔ（４）では、第一偏光板４０Ａとして上述の反射型偏光フィルムを用い、かつ、第二偏光板４０Ｂを用いず、第一波長板２１及び第二波長板２２を用いることで、図４１に示すように、図４０に示した表示装置１Ｔ（３）の空中像Ｉよりは明るいが、ややコントラストが低い空中像Ｉが撮像された。
【０１５０】
（実施例８）
実施例７で構築した表示装置１Ｔ（２）において、第一液晶パネル５１に単色で構成された「Ｆ」の文字の画像を表示し、第二液晶パネル５２に単色で構成された「Ｂ」の文字の画像を表示した際の空中像Ｉを撮影した。撮像カメラのＦ値は３．５に変更し、撮像時のシャッタースピードは１／１０（ＩＳＯ：４００）のままとした。
【０１５１】
空中像Ｉに対して正対する向きに対して左方向、正面方向、右方向から撮影した結果、図４２、図４３、図４４に示すそれぞれの空中像Ｉが形成されることを確認した。正面方向から撮影された空中像Iが最も明るく鮮明であるが、左方向及び右方向から撮影した場合でも、「Ｆ」及び「Ｂ」の文字が明らかに読み取れる空中像Ｉが得られることを確認した。左右からは二層の間隔に対応した視差が観察され、奥行きのある空中像Ｉが形成されていることを確認した。
【０１５２】
上述の構成において、「Ｆ」及び「Ｂ」の文字に替えて、空中像Ｉに対して正対する向きに対して左右方向に濃度が連続的に変化する帯状の単色ドットパターン（図面）を表示させ、形成された空中像Iを撮影した。図４５、図４６、図４７に示すそれぞれの空中像Ｉが形成されることを確認した。また、単色ドットパターンが斜め方向に奥行きをもつように観察された。
【０１５３】
（実施例９）
実施例７で構築した表示装置１Ｔ（４）において、図４８に示すように、第一出射軸Ｊ１上の第一液晶パネル５１と第二液晶パネル５２との間に、波長板５３を配置できるようにし、色調補正試験を行った。波長板５３は、所謂λ／２板であり、入射する光の電界振動方向にπの位相差を与えるものである。
【０１５４】
図４９に、波長板５３を配置する前、すなわち表示装置１Ｔ（４）における空中像Ｉを撮影したものを示す。これに対し、図５０に、波長板５３を第一出射軸Ｊ１上の第一液晶パネル５１と第二液晶パネル５２との間に配置し、波長板５３の光学軸がバックライト５５の幅方向に対して４５度をなす方向に沿うように波長板５３が配置した際の空中像Ｉを撮影したものを示す。図５０からわかるように、波長板５３を配置した場合には、波長分散による着色現象が解消され、波長板５３を配置する前の場合に赤色の空中像Ｉが形成されていた部分の色が消えている。即ち、図４９および図５０は何れもグレースケール画像で示しているが、図４９に示す「着色した部分」よりも図５０に示す「着色されていた部分」の方が暗くなっていることで、前述の着色現象の解消を確認することができる。
【０１５５】
以上説明した実施例からもわかるように、本発明を適用した表示装置によれば、空中像Ｉをより広い角度から観察可能であり、各種構成での作用効果が得られることがわかる。
【符号の説明】
【０１５６】
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ，１Ｇ，１Ｈ，１Ｋ，１Ｍ，１Ｎ，１Ｐ，１Ｐ´，１Ｑ，１Ｒ，１Ｔ（１），１Ｔ（２），１Ｔ（３），１Ｔ（４），１Ｖ，１Ｗ…表示装置
２…第一再帰反射部
４…第一光分岐部
５…第二光分岐部
６，７…第二再帰反射部
２１…第一波長板
２２…第二波長板
２３…第三波長板
２４…第四波長板
５０Ａ…第一反射板
５０Ｂ…第二反射板
Ｅ１，Ｅ２…出射方向
Ｌ１…第一光
Ｌ２…第一反射光
Ｌ２１…第二光
Ｓ１…第一光源
Ｓ２…第二光源
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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