JP7562016B2 - 空中映像表示装置 - Google Patents

Description

本開示は、空中映像表示装置に関する。

再帰反射部材とビームスプリッタとを組み合わせた結像光学系によって、映像表示部から出射された映像光を空間上に再結像させた空中映像を表示する空中映像表示装置が提案されている。例えば、特許文献１及び非特許文献１を参照。

特許文献１の空中映像表示装置では、結像光学系の配置設計によって、空中映像として結像する映像光とは異なる迷光（具体的には、鏡面反射光）が観察者に視認されることが防止される。また、非特許文献１の空中映像表示装置では、スリット状又は格子状の開口が再帰反射部材に設けられ、且つ当該再帰反射部材及びビームスプリッタを積層して配置することで、装置の大型化が防止される。

特許第６６３８４５０号公報

「Ａｅｒｉａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ ｂｙ Ｕｓｅ ｏｆ ａ Ｆｕｌｌ－Ｃｏｌｏｒ ＬＥＤ Ｐａｎｅｌ Ｃｏｖｅｒｅｄ ｗｉｔｈ Ａｐｅｒｔｕｒｅｄ Ｒｅｔｒｏ－Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ」、２０２０年

しかしながら、非特許文献１のように、開口を含む再帰反射部材を有する空中映像表示装置においては、特許文献１で述べられている鏡面反射光とは異なる迷光が発生するという課題がある。具体的には、非特許文献１では、再帰反射部材における光学素子の構造によっても迷光が発生する。また、映像光が開口を通過する際にも迷光が発生する。このような迷光が、空中映像を結像する光路を進む場合、空中映像に対する観察者の視認性が著しく低下する。

本開示は、空中映像に対する視認性の低下を抑制することができる空中映像表示装置を提供することを目的としている。

本開示の一態様に係る空中映像表示装置は、映像を表示する映像表示部と、前記映像表示部から出射した映像光を通過させる複数の第１の開口と、単一又は複数の第１の再帰反射面とを含む第１の再帰反射部材と、入射した光を反射及び透過させる光分離面を含み、前記複数の第１の開口を通過した前記映像光を反射させて前記単一又は複数の第１の再帰反射面に向ける光学部材と、前記複数の第１の開口を通過して前記光学部材に向かう前記映像光を通過させる複数の第２の開口と、前記複数の第１の再帰反射面とそれぞれ向かい合う複数の第２の再帰反射面とを含む第２の再帰反射部材と、を有し、前記単一又は複数の第１の再帰反射面で再帰反射した前記映像光は、前記光学部材を透過し、前記複数の第１の開口の幅は、互いに異なっており、前記単一又は複数の第１の再帰反射面は、複数の第１の再帰反射面であり、前記複数の第１の開口の各第１の開口の幅は、前記複数の第１の再帰反射面の各第１の再帰反射面の幅の２倍以下であり、前記第２の再帰反射部材は、前記第１の再帰反射部材より前記光学部材側に配置されている、ことを特徴とする。

本開示の他の態様に係る空中映像表示装置は、映像を表示する映像表示部と、前記映像表示部から出射した映像光を通過させる複数の開口と、複数の再帰反射面とを含む再帰反射部材と、入射した光を反射及び透過させる光分離面を含み、前記複数の開口を通過した前記映像光を反射させて前記複数の再帰反射面に向ける光学部材と、を有し、前記複数の再帰反射面で再帰反射した前記映像光は、前記光学部材を透過し、前記複数の再帰反射面の向きは、互いに異なり、前記複数の再帰反射面は、前記複数の開口の配列方向である第１の方向に直交する第２の方向において、前記光分離面と向き合う位置に配置されており、前記複数の開口の各開口の形状は、前記第１の方向及び前記第２の方向に直交する第３の方向に長いスリット状であり、観察者の眼の位置を示す視点情報を取得する視点情報取得部と、前記複数の再帰反射面を前記第３の方向に延びる軸周りに回転させる駆動部と、前記視点情報に基づいて前記駆動部を制御する制御部と、をさらに有する、ことを特徴とする。
本開示の他の態様に係る空中映像表示装置は、映像を表示する映像表示部と、前記映像表示部から出射した映像光を通過させる複数の第１の開口と、単一の第１の再帰反射面とを含む第１の再帰反射部材と、入射した光を反射及び透過させる光分離面を含み、前記複数の第１の開口を通過した前記映像光を反射させて前記単一の第１の再帰反射面に向ける光学部材と、前記複数の第１の開口を通過して前記光学部材に向かう前記映像光を通過させる複数の第２の開口と、前記単一の第１の再帰反射面と向かい合う位置に配置された第２の再帰反射面とを含む第２の再帰反射部材と、を有し、前記単一の第１の再帰反射面で再帰反射した前記映像光は、前記光学部材を透過し、前記複数の第１の開口の幅は、互いに異なっており、前記複数の第１の開口は、マトリクス状に配列されており、前記複数の第２の開口は、前記複数の第１の開口と重なるようにマトリクス状に配列されている、ことを特徴とする。

本開示によれば、空中映像に対する視認性の低下を抑制することができる。

実施の形態１に係る空中映像表示装置の構成の一例を概略的に示す構成図である。 図１に示される再帰反射部材の構成の一例を概略的に示す斜視図である。 実施の形態１に係る空中映像表示装置の筐体の大きさと比較例に係る空中映像表示装置の筐体の大きさとの比較を説明する説明図である。 図１に示される複数の再帰反射面の向きが互いに異なる構成を説明する説明図である。 実施の形態１の変形例に係る空中映像表示装置の構成の一例を概略的に示す構成図である。 実施の形態１の変形例に係る空中映像表示装置の構成を示すブロック図である。 （Ａ）は、実施の形態１の変形例に係る空中映像表示装置の制御部のハードウェア構成の一例を概略的に示すブロック図である。（Ｂ）は、実施の形態１の変形例に係る空中映像表示装置の制御部のハードウェア構成の他の例を概略的に示すブロック図である。 実施の形態１の変形例に係る空中映像表示装置における複数の再帰反射面の制御の一例を説明する説明図である。 実施の形態１の変形例に係る空中映像表示装置における複数の再帰反射面の制御の他の例を説明する説明図である。 実施の形態２に係る空中映像表示装置の構成の一例を概略的に示す構成図である。 実施の形態２の変形例１に係る空中映像表示装置の構成の一例を概略的に示す構成図である。 実施の形態２の変形例２に係る空中映像表示装置の構成の一例を概略的に示す構成図である。 実施の形態３に係る空中映像表示装置の再帰反射部材の構成を示す斜視図である。 実施の形態３の変形例に係る空中映像表示装置の再帰反射部材の構成を示す斜視図である。 実施の形態３の変形例に係る空中映像表示装置の再帰反射部材の構成の他の例を示す斜視図である。

以下に、本開示の実施の形態に係る空中映像表示装置を、図面を参照しながら説明する。以下の実施の形態は、例にすぎず、実施の形態を適宜組み合わせること及び各実施の形態を適宜変更することが可能である。

図面の一部には、説明の理解を容易にするためにＸＹＺ直交座標系の座標軸が示されている。Ｘ軸は、空中映像表示装置の幅方向の軸を示す座標軸である。Ｙ軸は、空中映像表示装置の奥行方向の軸を示す座標軸である。Ｚ軸は、空中映像表示装置の上下方向の軸を示す座標軸である。また、以下の説明において、「上」、「下」、「前」及び「後」は、空中映像表示装置を正面から見たときの上、下、前及び後をそれぞれ意味する。なお、「上」、「下」、「前」及び「後」は、各部の説明の理解を容易にするための方向を表す用語である。この方向の定義によって、本開示の実施の形態に係る空中映像表示装置を構成する部材の形状及び位置などは限定されない。

《実施の形態１》
〈空中映像表示装置１００の構成〉
図１は、実施の形態１に係る空中映像表示装置１００の構成の一例を概略的に示す構成図である。図１に示されるように、空中映像表示装置１００は、映像表示部１０と、再帰反射部材２０と、光学部材としてのビームスプリッタ３０と、筐体８０とを有する。筐体８０は、映像表示部１０、再帰反射部材２０及びビームスプリッタ３０を収容している。以下では、映像表示部１０、再帰反射部材２０及びビームスプリッタ３０の各構成並びに空中映像表示装置１００が表示する空中映像Ａを結像する光の光路について説明する。

映像表示部１０は、発光を伴う映像１１を表示する表示装置である。映像表示部１０は、映像光Ｌ１を出射する。映像光Ｌ１は、拡散光である。映像表示部１０は、例えば、２次元の平面光源を有する表示装置である。映像表示部１０は、例えば、液晶ディスプレイ（液晶素子）とバックライトとを有する表示装置である。映像表示部１０は、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子若しくはＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）素子などの自発光素子を有する表示装置、又はプロジェクタ及びスクリーンを有する投影装置であってもよい。

また、映像表示部１０は、２次元の平面光源を有する表示装置に限られず、曲面を有するディスプレイ、立体的に配置されたディスプレイ及びＬＥＤを有する立体表示ディスプレイなどであってもよい。さらに、映像表示部１０は、レンズ光学系及びバリア制御部を有することで観察者９０の両眼視差又は運動視差による立体視覚を利用するディスプレイであってもよい。

図２は、図１に示される再帰反射部材２０の構成の一例を概略的に示す斜視図である。図１及び２に示されるように、再帰反射部材２０は、複数の開口５１、５２、５３、５４と、複数の再帰反射素子６１、６２、６３、６４、６５とを含む。複数の開口５１～５４及び複数の再帰反射素子６１～６５は、配列方向であるＸ軸方向（第１の方向）に交互に並んで配列されている。複数の再帰反射素子６１～６５は、複数の開口５１～５４の配列方向に直交するＹ軸方向（第２の方向）において、ビームスプリッタ３０と向かい合っている。

複数の開口５１～５４は、映像表示部１０から出射した映像光Ｌ１を透過させる。図２に示す例では、複数の開口５１～５４の各開口の形状は、Ｚ軸方向（第３の方向）に長いスリット状である。なお、以下の説明において、複数の開口５１～５４を区別する必要がない場合には、複数の開口５１～５４をまとめて、「複数の開口５０」とも呼ぶ。

複数の再帰反射素子６１～６５は、入射した光を再帰反射する。複数の再帰反射素子６１～６５は、複数の再帰反射面６１ａ～６５ａをそれぞれ有する。複数の再帰反射面６１ａ～６５ａは、Ｙ軸方向において、後述するビームスプリッタ３０の光分離面３０ｂと向き合う位置に配置されている。なお、以下の説明において、複数の再帰反射素子６１～６５を区別する必要がない場合には、複数の再帰反射素子６１～６５をまとめて、「複数の再帰反射素子６０」とも呼ぶ。また、複数の再帰反射面６１ａ～６５ａを区別する必要がない場合には、複数の再帰反射面６１ａ～６５ａをまとめて、「複数の再帰反射面６０ａ」とも呼ぶ。

再帰反射素子６０は、入射光を、当該入射光の入射方向に反射する再帰反射機能を有する。再帰反射素子６０は、シート状の光学素子である。再帰反射素子６０は、例えば、いわゆるビーズタイプの再帰反射シートである。ビーズタイプの再帰反射シートには、複数の微小なガラスビーズが封入されており、当該ガラスビーズは、球面状の鏡面を有する。ビーズタイプの再帰反射シートは、入射した光を球面状の鏡面で屈折させて且つビーズの底部で反射させる。ビーズの底部で反射した光は、鏡面で再度屈折する。これにより、ビーズタイプの再帰反射シートは、再帰反射光を出射する。なお、再帰反射素子６０は、いわゆるプリズムタイプの再帰反射シートであってもよい。プリズムタイプの再帰反射シートでは、複数の微小なマイクロプリズムが配列されており、当該マイクロプリズムは、鏡面を有する。マイクロプリズムは、例えば、凸形状である三角錐プリズム又は中空の三角錐プリズムである。プリズムタイプの再帰反射シートは、入射した光を三角錐プリズムの内部の鏡面で複数回反射させることで、再帰反射光を出射する。

再帰反射部材２０は、複数の再帰反射素子６０のＺ軸方向両側の端部を支持する支持部２５を更に含む。

次に、図１に戻って、ビームスプリッタ３０の構成について説明する。ビームスプリッタ３０は、映像表示部１０から出射された映像光Ｌ１を反射する。ビームスプリッタ３０は、入射した光を、反射光及び透過光に分離する光分離機能を有する。ビームスプリッタ３０は、入射した映像光Ｌ１を反射及び透過させる光分離面３０ｂを含む。光分離面３０ｂは、再帰反射部材２０を向いている。光分離面３０ｂは、複数の第１の開口５１～５４を透過した映像光Ｌ１を反射させて複数の再帰反射面６０ａに向ける。

ビームスプリッタ３０は、例えば、樹脂製の透明板（例えば、アクリル板）又はガラス板から形成されている。一般的に、樹脂製の透明板では、透過光の強度が反射光の強度より高い。そのため、ビームスプリッタ３０が樹脂製の透明板から形成される場合、当該透明板に金属膜を付加することで反射強度を向上させてもよい。この場合、ビームスプリッタ３０は、例えば、ハーフミラーである。また、ビームスプリッタ３０は、例えば、液晶素子又は薄膜素子から入射する光の偏光状態に応じて、当該光を透過又は反射する反射型偏光板であってもよい。また、ビームスプリッタ３０は、入射する光の偏光状態に応じて、透過率と反射率との比が変化する反射型偏光板であってもよい。

次に、図１を用いて、観察者９０が存在する空間に、映像光Ｌ１が空中映像Ａとして結像する原理について説明する。実施の形態１では、映像表示部１０と、ビームスプリッタ３０及び再帰反射部材２０によって構成された結像光学系７０とによって、映像表示部１０の表示面１０ａに表示された映像１１の映像光Ｌ１が空中映像Ａとして結像する。具体的には、映像表示部１０からビームスプリッタ３０に入射した映像光Ｌ１は、反射光（すなわち、光Ｌ２）及び透過光（図示せず）に分離される。再帰反射面（図１では、再帰反射面６３ａ）は、入射した光Ｌ２を再帰反射して光Ｌ３として出射する。光Ｌ３は、ビームスプリッタ３０に入射する。ビームスプリッタ３０は、光Ｌ３を透過して、観察者９０の眼に向かう光Ｌ４として出射する。これにより、光Ｌ４は、表示素子が存在しない空中に結像する。

このように、映像表示部１０から出射した映像光Ｌ１の一部が、ビームスプリッタ３０の光分離面３０ｂで反射した後に再帰反射面６３ａで再帰反射することによって、当該ビームスプリッタ３０を透過する光路を辿る。ここで、映像光Ｌ１は、上述した通り、拡散光である。そのため、映像表示部１０から出射した映像光Ｌ１は、当該ビームスプリッタ３０を基準にして面対称の位置に再収束する。再収束した光Ｌ４は、その収束した位置から再度拡散して観察者９０の眼に入射する。これにより、映像１１に基づく空中映像Ａが表示されるため、観察者９０は当該空中映像Ａを視認することができる。

なお、図２に示される再帰反射素子６０の背面（すなわち、映像表示部１０を向く後面）６０ｂには、艶消しの表面塗装又は光学加工が施されていてもよい。これにより、再帰反射素子６０の背面６０ｂにおける光の反射によって、空中映像Ａを結像させる光路と異なる光路を進む光の発生を防止することができる。

〈筐体８０の小型化〉
次に、比較例と対比しながら、再帰反射部材２０が複数の開口５０を含むことによる効果について説明する。図３は、実施の形態１に係る空中映像表示装置１００の筐体８０の大きさと比較例に係る空中映像表示装置１００Ａの筐体８０Ａの大きさとの比較を説明する説明図である。比較例に係る空中映像表示装置１００Ａは、映像表示部１０と、再帰反射部材２０Ａと、ビームスプリッタ３０と、筐体８０Ａとを有する。比較例の再帰反射部材２０Ａは、複数の開口５０を有しない点で、実施の形態１の再帰反射部材２０と異なる。

一般的に、映像光がビームスプリッタに入射するまでの光路と、ビームスプリッタで反射した反射光が再帰反射部材に入射するまでの光路とが互いに異なることによって、空中映像Ａを結像することができる。そのため、比較例に係る空中映像表示装置１００Ａでは、映像表示部１０と再帰反射部材２０Ａとを空間的に離れた位置に配置することで空中映像Ａの結像を実現している。しかしながら、比較例に係る空中映像表示装置１００Ａでは、筐体８０Ａが大型化するという課題がある。

ここで、ビームスプリッタ３０の前面３０ａから再帰反射素子６０の背面６０ｂまでの寸法を奥行寸法Ｅ１１、ビームスプリッタ３０の前面３０ａから再帰反射部材２０Ａの背面２０ｂまでの寸法を奥行寸法Ｅ１２とする。また、筐体８０、８０Ａの上下方向の寸法Ｅ２１、Ｅ２２とする。比較例に係る空中映像表示装置１００Ａの奥行寸法Ｅ１２は、空中映像表示装置１００の奥行寸法Ｅ１１の約２倍である。また、比較例に係る空中映像表示装置１００Ａでは、観察者９０から見て、映像表示部１０がビームスプリッタ３０より下側に配置されている。そのため、比較例の筐体８０Ａの上下方向の寸法Ｅ２２は、実施の形態１の筐体８０の上下方向の寸法Ｅ２１より大きくなる。筐体８０Ａの上下方向の寸法Ｅ２２は、例えば、筐体８０の上下方向の寸法Ｅ２１の約１．２倍である。このように、再帰反射部材２０が複数の開口５０を有していない場合、筐体８０Ａが大型化する。

一方、実施の形態１では、再帰反射部材２０が、映像光Ｌ１を透過する複数の開口５０と、光分離面３０ｂと向き合う位置に配置された複数の再帰反射面６０ａとを含む。これにより、映像光Ｌ１を、開口５０を介してビームスプリッタ３０に入射させることができる。よって、実施の形態１に係る空中映像表示装置１００は、比較例に係る空中映像表示装置１００Ａと比較して筐体８０を小型化しつつ、空中映像Ａを結像することができる。

〈迷光〉
次に、図１を用いて、迷光による空中映像Ａの視認性の低下について説明する。実施の形態１では、空中映像Ａを結像する光の光路は、上述した複数の開口５０を通過した映像光Ｌ１の光路を含むため、観察者９０は、開口５０の形状に対応する空中映像Ａを視認することができる。しかしながら、空中映像表示装置１００では、「迷光」と呼ばれる空中映像Ａを結像する光路と異なる光路を進む光が存在する。迷光は、空中映像Ａの視認性を低下させる。

迷光は、例えば、再帰反射素子６０における鏡面反射によって発生する。具体的には、再帰反射素子６０における表面加工によって、再帰反射素子６０に入射する光Ｌ２の一部が鏡面反射する場合がある。このように、映像表示部１０から出射した映像光Ｌ１がビームスプリッタ３０で反射した後に再帰反射面６０ａで鏡面反射することで、観察者９０の眼に入射する迷光の光路が形成される場合がある。この場合、観察者９０は、再帰反射面６０ａを鏡面として、空中映像Ａと面対称の位置である筐体８０の後部に虚像を視認する。

また、迷光は、例えば、映像光Ｌ１の開口５０の通過時の回折によって発生する場合がある。この場合、迷光は、スリット状の回折光である。映像表示部１０から出射した映像光Ｌ１が開口５０を通過するとき、当該映像光Ｌ１は、開口５０の幅に応じた広がりを持つ。開口５０を通過することで発生する回折光の広がりは、開口５０の幅が狭いほど大きくなる。また、回折光の広がりは、回折が発生した後に光が進む距離（言い換えれば、「光路長」）に応じて理想的な光の結像位置からの広がりが大きくなる。そのため、回折光が空中映像Ａを結像する光路を辿ると、開口５０の幅及び光路長に応じて、理想的な結像位置と異なる位置に結像する。これにより、空中映像Ａとしての視認すべき映像情報の周囲に、光のぼかしが発生し、空中映像Ａに対する視認性が悪化する。

また、迷光は、例えば、映像光Ｌ１が再帰反射素子６０を入射する際に発生する回折によっても発生する。再帰反射素子６０も、開口５０と同様に、Ｘ軸方向に一定の幅を持つ再帰反射面６０ａを有しているためである。ここで、再帰反射面６０ａにおいて、入射した光（図１に示される光Ｌ２）を再帰反射させるための幅の大きさは、光の入射角に応じて変化する。そのため、回折によって生じる光の広がりに関与する再帰反射面６０ａの幅は、再帰反射素子６０に対する光Ｌ２の入射角に応じて変化する。

また、迷光は、例えば、ビームスプリッタ３０と再帰反射素子６０との間での光の複数回の反射によって発生する。具体的には、結像光学系７０において、再帰反射素子６０で再帰反射した光がビームスプリッタ３０を透過せずに反射した光が、再帰反射素子６０に再度入射する場合がある。ビームスプリッタ３０と再帰反射素子６０との間を繰り返し反射した後に、ビームスプリッタ３０を透過して観察者９０の眼に入射する光は、理想的な結像位置と異なる位置に結像する。この場合、観察者９０は、不要な映像情報を視覚するおそれがある。なお、ビームスプリッタ３０と再帰反射素子６０との間を繰り返し反射することで観察者９０の眼に入射した迷光の輝度は、ビームスプリッタ３０の反射率又は再帰反射素子６０の再帰反射率によって低下する。よって、映像表示部１０に表示された映像１１が高輝度であるほど、観察者９０は、迷光を視認し易くなる。

また、迷光は、例えば、ビームスプリッタ３０で反射せずに観察者９０の眼に直接、入射した光である。例えば、映像表示部１０から出射した映像光Ｌ１が再帰反射部材２０の開口５０を通過した後に、ビームスプリッタ３０で反射せずに透過することで観察者９０の眼に直接、入射する場合がある。実施の形態１では、観察者９０の眼に直接入射した映像光Ｌ１及び空中映像Ａを結像する光Ｌ４が、観察者９０から近い距離で視覚される。この場合、空中映像Ａに対する視認性が低下する。この視認性の低下は、空中映像表示装置１００の筐体８０を小型化することで、映像表示部１０と空中映像Ａとの間の間隔が狭まるほど顕著となる。

なお、上述した迷光は、映像表示部１０から出射した映像光Ｌ１に基づいて発生する例について述べたが、これに限られない。例えば、空中映像表示装置１００が設置される周辺の環境によっては、照明光又は太陽光などの外光が筐体８０内部に入射することで、迷光として視認される場合もある。

実施の形態１では、上述した迷光による空中映像Ａに対する視認性の低下を防止するために、複数の再帰反射面６１ａ～６５ａの向きが互いに異なるように、再帰反射部材２０が構成されている。

〈複数の再帰反射面６１ａ～６５ａの向き〉
図４は、複数の再帰反射面６１ａ～６５ａの向きが互いに異なる構成を説明する説明図である。図４に示されるように、実施の形態１では、複数の再帰反射面６１ａ～６５ａの向きは互いに異なる。図４において、空中映像表示装置１００の奥行方向に延びる面、言い換えれば、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に広がる面を、基準面Ｓとする。基準面Ｓと各再帰反射面６１ａ～６５ａとがなす角度θ_１、θ_２、θ_３、θ_４、θ_５は、再帰反射素子６１～６５の各々の配置角度である。図４に示す例では、角度θ_１～θ_５は、互いに異なる。これにより、迷光が、空中映像Ａを結像する光の光路上を進み難くなる。

例えば、迷光が、再帰反射面６１ａ～６５ａにおける鏡面反射によって発生する場合、再帰反射面６１ａ～６５ａの向きに応じて、観察者９０が当該迷光を視認するおそれがある。そのため、観察者９０が当該迷光を視認しないように、再帰反射面６１ａ～６５ａの向きが設定されることで、空中映像Ａに対する視認性の低下を抑制できる。

また、空中映像Ａを視認する複数の観察者９０が存在する場合、当該複数の観察者９０が迷光を視認しないように、再帰反射面６１ａ～６５ａの向きが設定される。例えば、再帰反射面６１ａ～６５ａの向きが光分離面３０ｂと平行である場合、観察者９０は、再帰反射面６１ａ～６５ａにおける鏡面反射による迷光の視認し易い。そのため、複数の再帰反射面６１ａ～６５ａの一部（図４に示す例では、再帰反射面６１ａ、６２ａ、６４ａ、６５ａ）を、光分離面３０ｂと非平行にすることで、空中映像Ａに対する視認性の低下を抑制できる。なお、複数の再帰反射面６１ａ～６５ａのうちの少なくとも１つの再帰反射面が、光分離面３０ｂと非平行であればよい。

また、迷光が、開口５０を通過したときの回折によって発生する回折光である場合、再帰反射面６１ａ～６５ａの向きを設定することで、空中映像Ａの周辺に光のぼかしが発生することを抑制できる。具体的には、回折の影響の大きさは、開口５０の幅（以下、「開口幅」とも呼ぶ。）によって決まり、開口幅が広いほど、回折の影響は少ない。そのため、複数の再帰反射面６１ａ～６５ａの各々の法線方向に観察者９０が位置するように、複数の再帰反射面６１ａ～６５ａの向きが設定されることで、回折の影響を最小限にすることができる。これは、複数の再帰反射面６１ａ～６５ａの各々の法線（例えば、後述する図８及び９に示される法線Ｖ１～Ｖ５）上に観察者９０の眼が存在する場合、隣接する２つの開口５０の幅が広がるためである。

また、迷光が、開口５０を通過したときの回折光である場合、光の広がり方及び光の色ごとの光の広がり方が変化する。仮に、複数の再帰反射面６１ａ～６５ａの向きが同じである構成において、回折光が発生した場合、観察者９０は、パターン光が発生しているように視認する。そのため、複数の再帰反射面６１ａ～６５ａの向きを互いに異ならせることによって、すなわち、再帰反射素子６１～６５の配置角度が非均一である再帰反射部材２０を構成することによって、複数の開口５０の幅が互いに異なるため、パターン光の不可視化を実現することができる。

また、迷光が、ビームスプリッタ３０と再帰反射素子６１～６５との間での光の複数回の反射によって発生する場合、複数の再帰反射面６１ａ～６５ａの向きが互いに異なることによって、観察者９０が迷光を視認する領域を最小化することができる。図４に示す例では、ビームスプリッタ３０と再帰反射面６１ａとの間における光の反射方向と、ビームスプリッタ３０と再帰反射面６２ａとの間における光の反射方向とが互いに異なる。これにより、観察者９０が、迷光によってビームスプリッタ３０全体が光っているように視認することを抑制できる。よって、空中映像Ａに対する視認性を向上させることができる。

なお、観察者９０から見たときの再帰反射面６１ａ～６５ａの向きが光分離面３０ｂと平行であれば、再帰反射精度が悪く、空中映像Ａの視認性が低下する。そのため、再帰反射面６０ａは、基準面Ｓに対してビームスプリッタ３０側又は映像表示部１０側に４５°以下で傾いていることが好ましい。また、開口５０の形状がスリット状である場合、複数の再帰反射面６１ａ～６５ａの向きを設定する方法の一例は、図２に示される支持部２５が、複数の再帰反射面６１ａ～６５ａを回転可能に支持することで実現することができる。具体的には、支持部２５は、複数の再帰反射面６１ａ～６５ａがＺ軸方向に延びる軸（後述する図５に示される回転軸Ｒａ）周りに回転可能となるように、当該複数の再帰反射面６１ａ～６５ａを支持する。

〈実施の形態１の効果〉
以上に説明した実施の形態１によれば、複数の再帰反射面６１ａ～６５ａの向きは、互いに異なる。これにより、例えば、迷光が再帰反射面６１ａ～６５ａにおける鏡面反射によって発生する場合、観察者９０による迷光の視認を抑制できる。よって、空中映像表示装置１００は、空中映像Ａに対する視認性の低下を抑制できる。

また、実施の形態１によれば、複数の再帰反射面６１ａ～６５ａのうちの少なくとも１つの再帰反射面の向きは、光分離面３０ｂと非平行である。これにより、例えば、観察者９０が、再帰反射面６１ａ～６５ａにおける鏡面反射によって発生した迷光を視認し難くなる。よって、空中映像表示装置１００は、空中映像Ａに対する視認性の低下を一層抑制できる。

また、実施の形態１によれば、複数の再帰反射面６１ａ～６５ａは、複数の開口５１～５４の配列方向に直交するＹ軸方向において、ビームスプリッタ３０の光分離面３０ｂと向き合う位置に配置されている。これにより、空中映像表示装置１００を小型化することができる。

《実施の形態１の変形例》
図５は、実施の形態１の変形例に係る空中映像表示装置１０１の構成の一例を概略的に示す図である。図６は、実施の形態１の変形例に係る空中映像表示装置１０１の構成を示すブロック図である。図５及び６において、図１に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、図１に示される符号と同じ符号が付される。実施の形態１の変形例に係る空中映像表示装置１０１は、視点情報取得部１１１、駆動部１１２及び制御部１１３を更に有する点で実施の形態１に係る空中映像表示装置１００と相違する。これ以外の点については、実施の形態１の変形例に係る空中映像表示装置１０１は、実施の形態１に係る空中映像表示装置１００と同じである。

図５及び６に示されるように、空中映像表示装置１０１は、映像表示部１０と、ビームスプリッタ３０と、再帰反射部材２０と、視点情報取得部１１１と、駆動部１１２と、制御部１１３とを有する。なお、実施の形態１の変形例において、空中映像Ａを結像する光の光路は、実施の形態１と同様であるため、その説明を省略する。

視点情報取得部１１１は、観察者９０の眼の位置を示す視点情報を取得する。視点情報取得部１１１は、例えば、カメラなどの撮像装置である。視点情報取得部１１１は、例えば、赤外線のパターン光によって、３次元空間内に存在する物体を検知する装置である。また、視点情報取得部１１１は、赤外線の照射開始時点から物体で反射した赤外線の戻り光の受光時点までの時間（「反射時間」とも呼ぶ。）に基づいて、物体までの距離を計測する３次元測定装置であってもよい。これにより、空間における観察者９０の視点の位置を検出できる。

また、視点情報取得部１１１は、可視光を検出する２次元の撮像装置である場合には、オプティカルフローによる３次元空間座標系における移動体（例えば、観察者９０の眼）の位置の推定によって、空中映像表示装置１０１に対する観察者９０の３次元の位置関係を測定できる。また、視点情報取得部１１１は、複数の２次元撮像装置によって構成されている場合、三角測量によって取得された３次元距離に基づいて、空中映像表示装置１０１に対する観察者９０の位置を測定できる。なお、視点情報取得部１１１は、撮像装置に限られず、観察者９０の位置を出力するビーコン機器などであってもよい。例えば、観察者９０が、空間を伝播する電波を受信するビーコン機器を所持することで、空中映像表示装置１０１に対するビーコン機器の位置に基づいて観察者９０の視点情報を取得することができる。また、視点情報取得部１１１は、観察者９０が所持する機器に備えられたＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）などの空間位置情報を取得する装置であってもよい。

駆動部１１２は、複数の再帰反射素子６１～６５を駆動させる。駆動部１１２は、例えば、モータである。図５に示す例では、複数の再帰反射素子６１～６５は、例えば、Ｚ軸方向に延びる回転軸Ｒａ周りに回転する。図５、後述する図８及び９において、＋ＲＺ方向は、＋Ｚ軸方向を向いたときにおける時計回り方向であり、－ＲＺ方向は、＋ＲＺ方向の逆方向である反時計回り方向である。

制御部１１３は、視点情報取得部１１１によって取得された視点情報に基づいて駆動部１１２を制御する。制御部１１３は、視点情報に基づいて、駆動部１１２に複数の再帰反射面６１ａ～６５ａの向きを互いに異ならせる。

図７（Ａ）は、空中映像表示装置１０１の制御部１１３のハードウェア構成の一例を概略的に示す図である。図７（Ａ）に示されるように、空中映像表示装置１０１の制御部１１３は、例えば、ソフトウェアとしてのプログラムを格納する記憶装置としてのメモリ１１３ａと、メモリ１１３ａに格納されたプログラムを実現する情報処理部としてのプロセッサ１１３ｂとを用いて（例えば、コンピュータによって）実現することができる。なお、制御部１１３の一部が、図７（Ａ）に示されるメモリ１１３ａと、プログラムを実行するプロセッサ１１３ｂとによって実現されてもよい。また、制御部１１３は、電気回路によって実現されてもよい。

図７（Ｂ）は、空中映像表示装置１０１の制御部１１３のハードウェア構成の他の例を概略的に示す図である。図７（Ｂ）に示されるように、制御部１１３は、単一回路又は複合回路等の専用のハードウェアとしての処理回路１１３ｃを用いて実現されていてもよい。この場合、制御部１１３の機能は、処理回路で実現される。以下では、観察者９０の視点情報に基づいて、複数の再帰反射面６１ａ～６５ａの向きを制御する例について説明する。

図８は、実施の形態１の変形例に係る空中映像表示装置１０１における複数の再帰反射面６１ａ～６５ａの向きの制御の一例を説明する説明図である。図９は、実施の形態１の変形例に係る空中映像表示装置１０１における複数の再帰反射面６１ａ～６５ａの向きの制御の他の例を説明する説明図である。図８及び９では、空間における観察者９０の位置、言い換えれば、空中映像Ａに対する観察者９０の視線が異なる。

制御部１１３は、複数の再帰反射面６１ａ～６５ａが観察者９０の視点の位置として設定された基準位置Ｐを向くように、駆動部１１２を制御する。具体的には、制御部１１３は、複数の再帰反射面６１ａ～６５ａの各々の法線Ｖ１～Ｖ５上に観察者９０の眼が存在するように、駆動部１１２に、複数の再帰反射面６１ａ～６５ａの向きを設定させる。これにより、Ｘ軸方向に隣接する２つの開口５０の間の幅が広がるため、開口５０を通過するときの回折による迷光の影響を最小限に抑え、空中映像Ａの周辺に現れるぼかしの発生を抑制できる。

また、制御部１１３が、視点情報に基づいて複数の再帰反射面６１ａ～６５ａの向きを制御することにより、再帰反射面６１ａ～６５ａで鏡面反射することによって発生した迷光が空中映像Ａを結像する光路を進むことを抑制できる。言い換えれば、鏡面反射像と空中映像Ａとの重なりを防止できる。よって、空中映像表示装置１０１は、空中映像Ａに対する観察者９０の視認性の低下を抑制できる。

ここで、回折光の影響が最小限となる再帰反射面６１ａ～６５ａの向きは、観察者９０の位置によって一意的に決まる。実施の形態１の変形例では、駆動部１１２は、単位時間当たりの複数の再帰反射面６１ａ～６５ａの向きを連続的に変化させる。これにより、複数の観察者９０が存在する場合、当該複数の観察者９０のそれぞれが視認する回折光の影響を平滑化することができ、空中映像Ａに対する視認性の低下を抑制できる。

また、仮に、単位時間当たりの複数の再帰反射面６１ａ～６５ａの向きが均一に変化する場合、観察者９０は、回折光をパターン光のように視認するおそれがある。実施の形態１の変形例では、単位時間当たりの複数の再帰反射面６１ａ～６５ａの向きが非均一となるように連続的に（すなわち、動的に）変化させることで、観察者９０がパターン光を視認することを抑制できる。

〈実施の形態１の変形例の効果〉
以上に説明した実施の形態１の変形例によれば、制御部１１３は、観察者９０の視点情報に基づいて、複数の再帰反射面６１ａ～６５ａを回転軸Ｒａ周りに回転させる駆動部１１２を制御する。具体的には、制御部１１３は、複数の再帰反射面６１ａ～６５ａが観察者９０の視点の位置として設定された基準位置Ｐを向くように、駆動部１１２を制御する。これにより、例えば、再帰反射面６１ａ～６５ａにおける鏡面反射によって発生する迷光が、空中映像Ａを結像する光路を進むことを抑制できる。よって、空中映像表示装置１０１は、空中映像Ａに対する視認性の低下を抑制できる。

《実施の形態２》
図１０は、実施の形態２に係る空中映像表示装置２００の構成の一例を概略的に示す構成図である。図１０において、図１に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、図１に示される符号と同じ符号が付される。実施の形態２に係る空中映像表示装置２００は、複数の開口２５１、２５２、２５３、２５４の幅Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４を互いに異ならせることで、空中映像Ａに対する視認性の低下を抑制する点で、実施の形態１に係る空中映像表示装置１００と相違する。これ以外の点については、実施の形態２に係る空中映像表示装置２００は、実施の形態１に係る空中映像表示装置１００と同じである。そのため、以下の説明では、図１を参照する。

図１０に示されるように、空中映像表示装置２００は、映像表示部１０と、再帰反射部材２２０と、ビームスプリッタ３０とを有する。なお、図１０に示す例では、筐体８０（図１参照）の図示が省略されている。

再帰反射部材２２０は、複数の開口２５１～２５４と、複数の再帰反射素子２６１、２６２、２６３、２６４、２６５とを含む。なお、以下の説明では、再帰反射部材２２０を「第１の再帰反射部材２２０」とも呼ぶ。

複数の開口２５１～２５４は、映像表示部１０から出射した映像光Ｌ１（図１参照）を透過させる。複数の開口２５１～２５４の各開口の形状は、Ｚ軸方向に長いスリット状である。

複数の再帰反射素子２６１～２６５は、入射した光を再帰反射する。複数の再帰反射素子２６１～２６５は、複数の第１の再帰反射面としての複数の再帰反射面２６１ａ～２６５ａをそれぞれ有する。複数の再帰反射面２６１ａ～２６５ａは、複数の開口２５１～２５４の配列方向（すなわち、Ｘ軸方向）に直交するＹ軸方向において、ビームスプリッタ３０の光分離面３０ｂ（図１参照）と向き合う位置に配置されている。なお、以下の説明において、複数の再帰反射素子２６１～２６５を区別する必要がない場合には、複数の再帰反射素子２６１～２６５をまとめて、「複数の再帰反射素子２６０」とも呼ぶ。また、複数の再帰反射面２６１ａ～２６５ａを区別する必要がない場合には、複数の再帰反射面２６１ａ～２６５ａをまとめて、「複数の再帰反射面２６０ａ」とも呼ぶ。

実施の形態２では、複数の開口２５１～２５４の各々の幅Ｗ１～Ｗ４は、互いに異なる。これにより、映像光Ｌ１（図１参照）が開口２５１～２５４を通過するときの回折によって発生する迷光の影響を低減することができる。一般的に、開口の幅が狭いほど、回折による光の広がりは大きくなる。そのため、空中映像Ａを結像する光の光路に利用される開口の幅（図１０では、開口２５３、２５４の幅Ｗ３、Ｗ４）を他の開口の幅（図１０では、開口２５１、２５２の幅Ｗ１、Ｗ２）より広くすることで、空中映像Ａの周辺に現れる迷光（すなわち、回折光）の光量を減少させることができる。

また、空中映像Ａに対する回折光の影響の大きさは、観察者９０の眼へと向かう光の光線方向と直交する方向（すなわち、Ｘ軸方向）における開口幅にも依存する。言い換えれば、仮に、複数の開口２５１～２５４の幅Ｗ１～Ｗ４が同じである場合、観察者９０が空中映像表示装置２００を見る角度が直角に近いほど、開口２５１～２５４を通過する光の広がりが大きく、空中映像Ａを視認する観察者９０は、回折光の影響を受け難くなる。一方、観察者９０が空中映像表示装置２００を見る角度が水平に近いほど、開口２５１～２５４を通過する光の広がりが小さく、空中映像Ａを視認する観察者９０は、回折光の影響を受け易い。よって、観察者９０と空中映像表示装置２００との位置関係に基づいて、複数の開口２５１～２５４の幅Ｗ１～Ｗ４を互いに異ならせることで、空中映像Ａに対する迷光の影響を低減することができる。

また、複数の開口２５１～２５４の幅Ｗ１～Ｗ４が互いに異なることによって、パターン光の不可視化を実現することができる。なお、開口２５１～２５４の幅が広すぎると、開口２５１～２５４を通過した映像光Ｌ１のうち空中映像Ａを結像する光路を進む光が少なくなるため、開口２５１～２５４の幅の最大値は、再帰反射面２６１ａ～２６５ａの幅の２倍程度であることが好ましい。言い換えれば、開口２５１～２５４の幅は、再帰反射面２６１ａ～２６５ａの幅の２倍以下であることが好ましい。

また、複数の開口２５１～２５４の幅Ｗ１～Ｗ４が互いに異なることによって、映像光Ｌ１が直接、観察者９０の眼に視認されることを抑制できる。ここで、開口２５１～２５４の幅Ｗ１～Ｗ４が広いほど、映像光Ｌ１のうち観察者９０の眼に直接、入射する光（以下、「直接光」とも呼ぶ。）が通過する領域が大きくなる。そのため、観察者９０が空中映像Ａを視認する領域の周辺で直接光が視認されないように、空中映像Ａを結像する光路上における開口２５１～２５４の幅を狭めることで、空中映像Ａに対する視認性の低下を抑制できる。

なお、空中映像Ａに対する直接光の影響の大きさも、観察者９０の眼に向かう光の光線方向と直交する方向における開口幅に依存する。言い換えれば、仮に、複数の開口２５１～２５４の幅Ｗ１～Ｗ４が同じである場合、観察者９０が空中映像表示装置２００を見る角度が垂直に近いほど、開口２５１～２５４を通過する直接光の光量が多く、空中映像Ａを視認する観察者９０は、直接光の影響を受け易い。一方、観察者９０が空中映像表示装置２００を見る角度が水平に近いほど、開口２５１～２５４を通過する直接光の光量が少なく、空中映像Ａを視認する観察者９０は、直接光の影響を受け難い。よって、観察者９０と空中映像表示装置２００との位置関係に基づいて、複数の開口２５１～２５４の幅Ｗ１～Ｗ４を互いに異ならせることで直接光の影響を低減することができる。

上述した通り、空中映像Ａに対する回折光の影響を低減するためには、開口２５１～２５４の幅Ｗ１～Ｗ４を広げる方がよい。このように、回折光の影響を低減することと、直接光の影響を低減することは、トレードオフの関係にある。そのため、空中映像表示装置２００が配置される環境及び観察者９０の眼の位置に基づいて、回折光及び直接光のどちらの影響が大きいかを判断して、複数の開口２５１～２５４の幅Ｗ１～Ｗ４を設定する必要がある。

上述した実施の形態１では、再帰反射面６１ａ～６５ａの配置角度が４５°以下であれば、迷光による空中映像Ａに対する視認性の低下を抑制できる。また、再帰反射部材２２０において、開口２５１～２５４の幅Ｗ１～Ｗ４が再帰反射面２６１ａ～２６５ａの幅の約２倍以下であれば、迷光による空中映像Ａに対する視認性の低下を抑制できる。なお、実施の形態１及び２に係る空中映像表示装置１００、２００は、例えば、金融機関等で用いられる小型の映像表示装置から、屋外に設置される大型の映像表示装置まで幅広く適用することができる。そのため、空中映像表示装置１００、２００の用途に応じて、開口２５１～２５４の幅及び再帰反射面２６１ａ～２６５ａの配置角度は適宜、変更されてもよい。例えば、空中映像表示装置１００、２００が大型である場合、開口２５１～２５４の幅Ｗ１～Ｗ４及び再帰反射面２６１ａ～２６５ａの配置角度は、上記の範囲を超えてもよい。

〈実施の形態２の効果〉
以上に説明した実施の形態２によれば、複数の開口２５１～２５４の幅Ｗ１～Ｗ４は、互いに異なる。これにより、例えば、観察者９０は、回折によるパターン光を視認し難くなる。よって、空中映像表示装置２００は、空中映像Ａに対する視認性の低下を抑制できる。

《実施の形態２の変形例１》
図１１は、実施の形態２の変形例１に係る空中映像表示装置２０１の構成の一例を概略的に示す構成図である。図１１において、図１０に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、図１０に示される符号と同じ符号が付される。実施の形態２の変形例１に係る空中映像表示装置２０１は、第２の再帰反射部材２４０を更に有する点で、実施の形態２に係る空中映像表示装置２００と相違する。これ以外の点については、実施の形態２の変形例１に係る空中映像表示装置２０１は、実施の形態２に係る空中映像表示装置２００と同じである。

図１１に示されるように、空中映像表示装置２０１は、映像表示部１０と、第１の再帰反射部材２２０と、ビームスプリッタ３０と、第２の再帰反射部材２４０とを有する。

第２の再帰反射部材２４０は、第１の再帰反射部材２２０よりビームスプリッタ３０側に配置されている。第２の再帰反射部材２４０は、第１の再帰反射部材２２０と向かい合う位置に配置されている。言い換えれば、第２の再帰反射部材２４０は、奥行方向であるＹ軸方向において、第１の再帰反射部材２２０と並んで配列されている。

第２の再帰反射部材２４０は、複数の第２の開口２７１、２７２と、複数の第２の再帰反射素子２８１、２８２、２８３とを含む。なお、以下の説明において、複数の第２の再帰反射素子２８１、２８２、２８３を区別する必要がない場合には、複数の第２の再帰反射素子２８１、２８２、２８３をまとめて、「第２の再帰反射素子２８０」とも呼ぶ。

複数の第２の開口２７１、２７２は、複数の第１の開口２５１、２５２を通過してビームスプリッタ３０に向かう映像光Ｌ１を通過させる。複数の第２の開口２７１、２７２の幅Ｗ２１、Ｗ２２は、互いに異なる。

複数の第２の再帰反射素子２８１、２８２、２８３は、複数の第２の再帰反射面２８１ａ、２８２ａ、２８３ａをそれぞれ有する。複数の第２の再帰反射素子２８１、２８２、２８３は、複数の第１の再帰反射素子２６１、２６２、２６３とそれぞれ向かい合っている。図１１に示す例では、複数の第２の再帰反射素子２８１、２８２、２８３は、複数の第１の再帰反射素子２６１、２６２、２６３の一部とそれぞれ向かい合っている。このように、空中映像表示装置２０１は、Ｘ軸方向に配列された第１の列５ａの再帰反射素子２６０と、Ｘ軸方向に配列された第２の列５ｂの第２の再帰反射素子２８０とを含む。第２の再帰反射素子２８０は、隣接する第１の再帰反射素子２６０に対して、Ｘ軸方向にずれて配列されている。そのため、図１１に示す例では、複数の第２の再帰反射素子２８２、２８３は、複数の第１の開口２５１、２５２とそれぞれ向かい合っている。

映像表示部１０から出射した映像光Ｌ１は、第１の開口２５１、２５２及び第２の開口２７１、２７２を通過する。この場合、映像光Ｌ１は、Ｙ軸方向に対して＋Ｘ軸側（又は、－Ｘ軸側）に傾斜して進む。このように、実施の形態２の変形例１では、Ｙ軸方向に対して傾斜して進む映像光Ｌ１を、空中映像Ａとして結像させる。よって、観察者９０が空中映像Ａを斜め方向に見るときに、視認性を高めることができる。

また、図１１に示す例では、映像表示部１０から出射した映像光Ｌ１が、ビームスプリッタ３０で反射せずに観察者９０の眼に直接、入射することを抑制できる。これは、映像表示部１０から出射した映像光Ｌ１のうちの直接光が、第２の再帰反射素子２８０の背面２８０ｂで遮光されるためである。

また、図１１に示す例では、第２の再帰反射素子２８０が、隣接する第１の再帰反射素子２６０に対してＸ軸方向にずれて配置されていることにより、第１の開口２５１、２５２を通過する際に発生する回折光による空中映像Ａの視認性の低下を抑制できる。ここで、回折光が結像するまでの光路長が長いほど、回折光の広がりは大きくなる。そのため、空中映像Ａの周辺に広がる迷光の大きさは、第１の再帰反射素子２６０と第２の再帰反射素子２８０との配置関係によって変化する。実施の形態２の変形例１では、第２の再帰反射素子２８０は、隣接する第１の再帰反射素子２６０に対してＸ軸方向にずれて配置されている。これにより、パターン光の不可視化を実現することができ、空中映像Ａに対する視認性の低下を抑制できる。

〈実施の形態２の変形例１の効果〉
以上に説明した実施の形態２の変形例１によれば、空中映像表示装置２０１は、複数の第２の開口２７１、２７２と、複数の第２の再帰反射素子２８０とを含む第２の再帰反射部材２４０を更に有し、複数の第２の再帰反射素子２８０は、隣接する第１の再帰反射素子２６０に対してＸ軸方向にずれて配置されている。これにより、観察者９０が、空中映像Ａを視認する際に、パターン光が発生することを抑制できる。よって、空中映像表示装置２０１は、空中映像Ａに対する視認性の低下を抑制できる。

《実施の形態２の変形例２》
図１２は、実施の形態２の変形例２に係る空中映像表示装置２０２の構成の一例を概略的に示す構成図である。図１２において、図６及び１１に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、図６及び１１に示される符号と同じ符号が付される。実施の形態２の変形例２に係る空中映像表示装置２０２は、視点情報取得部１１１、駆動部２１２及び制御部２１３を更に有する点で実施の形態２の変形例１に係る空中映像表示装置２０１と相違する。これ以外の点については、実施の形態２の変形例２に係る空中映像表示装置２０２は、実施の形態２の変形例１に係る空中映像表示装置２０１と同じである。

図１２に示されるように、空中映像表示装置２０２は、映像表示部１０と、第１の再帰反射部材２２０と、ビームスプリッタ３０と、第２の再帰反射部材２４０と、視点情報取得部１１１と、駆動部２１２と、制御部２１３とを有する。

駆動部２１２は、複数の第２の再帰反射面２８１ａ、２８２ａ、２８３ａを、複数の第２の開口２７１、２７２の配列方向であるＸ軸方向にスライド移動させる。図１２に示す例では、複数の第１の再帰反射素子２６１、２６２、２６３は、固定されている。

制御部２１３は、視点情報取得部１１１によって取得された視点情報に基づいて駆動部２１２を制御する。具体的には、制御部２１３は、空中映像Ａを結像する光が第１の開口２５１、２５２及び第２の開口２７１、２７２を通過するように、駆動部２１２を制御する。制御部２１３のハードウェア構成は、上述した図７（Ａ）及び（Ｂ）と同様であるため、説明を省略する。

実施の形態２の変形例２では、迷光は、第１の再帰反射素子２６０の背面２６０ｂで遮光される。よって、映像表示部１０から出射した映像光Ｌ１がビームスプリッタ３０で反射せずに直接、観察者９０に入射することを防止できる。また、第１の再帰反射素子２６０の再帰反射面で鏡面反射した光は、第２の再帰反射素子２８０の背面２８０ｂで遮光される。よって、空中映像表示装置２０２は、空中映像Ａに対する視認性の低下を抑制できる。

〈実施の形態２の変形例２の効果〉
以上に説明した実施の形態２の変形例２によれば、空中映像表示装置２０２は、視点情報取得部１１１と、第２の再帰反射面２８１ａ、２８２ａ、２８３ａをスライド移動させる駆動部２１２と、視点情報に基づいて駆動部２１２を制御する制御部２１３とを有する。これにより、空中映像Ａを結像する光のみが第１の開口２５１、２５２及び第２の開口２７１、２７２を通過させることができる。言い換えれば、迷光が、空中映像Ａを結像する光の光路上を進むことを抑制できる。よって、空中映像表示装置２０２は、空中映像Ａに対する視認性の低下を抑制できる。

《実施の形態３》
図１３は、実施の形態３に係る空中映像表示装置の再帰反射部材の構成を示す斜視図である。実施の形態３に係る空中映像表示装置は、再帰反射部材としての再帰反射シート３２１が単一の再帰反射面３６１を有する点で、実施の形態１又は２に係る空中映像表示装置１００、２００と相違する。これ以外の点については、実施の形態３に係る空中映像表示装置３００は、実施の形態１又は２に係る空中映像表示装置１００、２００と同じである。そのため、以下の説明では、図１を参照する。

図１３に示されるように、実施の形態３の再帰反射シート３２１は、複数の開口３５１、３５２と、単一の再帰反射面３６１とを含む。なお、以下の説明において、再帰反射シート３２１を、「第１の再帰反射シート３２１」とも呼び、複数の開口３５１、３５２を「複数の第１の開口３５１、３５２」とも呼ぶ。

複数の開口３５１、３５２は、映像表示部１０から出射した映像光Ｌ１（図１参照）を通過させる。複数の開口３５１、３５２の形状は、例えば、Ｘ軸方向及びＺ軸方向に広がる矩形状である。なお、複数の開口３５１、３５２の形状は、矩形状に限られず、円形状などの他の形状であってもよい。

複数の開口３５１、３５２の各々のＸ軸方向の幅Ｗ１１、Ｗ１２は、互いに異なる。これにより、映像光Ｌ１が複数の開口３５１、２５２を通過する際に、パターン光の不可視化を実現することができる。よって、空中映像Ａ（図１参照）に対する視認性の低下を抑制できる。図１３に示す例では、開口３５２の幅Ｗ１２は、開口３５１の幅Ｗ１１より広い。

複数の開口３５１、３５２は、格子状、すなわち、複数行複数列のマトリクス状に配列されている。複数の開口３５１、３５２は、例えば、再帰反射面３６１を穴あけ加工することによって形成される。複数の開口３５１、３５２は、例えば、再帰反射面３６１をパンチング加工又はレーザ加工によって形成（成型）される。

《変形例》
図１４は、実施の形態３に係る空中映像表示装置の変形例の再帰反射部材３２０Ａの構成を示す斜視図である。図１４に示されるように、再帰反射部材３２０Ａは、奥行方向に積層された第１の再帰反射シート３２１と第２の再帰反射シート３２２とによって構成されていてもよい。第２の再帰反射シート３２２は、第１の再帰反射シート３２１より－Ｙ軸側（図１に示されるビームスプリッタ３０側）に配置されている。

第２の再帰反射シート３２２は、複数の第２の開口３７１、３７２と、単一の第２の再帰反射面３８１とを含む。複数の第２の開口３７１、３７２の各々のＸ軸方向の幅Ｗ２１、Ｗ２２は、互いに異なる。図１４に示す例では、第２の開口３７２の幅Ｗ２２は、第２の開口３７１の幅Ｗ２１より広い。

複数の第２の開口３７１、３７２は、複数行複数列のマトリクス状に配列されている。第２の再帰反射シート３２２を奥行方向にＹ軸方向に見たときに、複数の第２の開口３７１は、複数の第１の開口３５１と重なっていて、複数の第２の開口３７２は、複数の第１の開口３５２と重なっている。このように、マトリクス状に配列された複数の第１の開口３５１、３５２と、マトリクス状に配列された複数の第２の開口３７１、３７２とが向かい合って配置されていてもよい。これにより、映像光Ｌ１が第１の開口３５１、３５２が通過したときに発生した回折光を第２の再帰反射シート３２２で遮光できる。また、映像表示部１０からの直接光を第１の再帰反射シート３２１で遮光できる。これにより、空中映像Ａの視認性の低下が抑制される。

図１５は、実施の形態３に係る空中映像表示装置の変形例の再帰反射部材３２０Ｂの構成の他の例を示す斜視図である。図１５に示されるように、再帰反射部材３２０Ｂは、第１の再帰反射シート３２１Ｂと、第２の再帰反射シート３２２Ｂとを有する。

第１の再帰反射シート３２１Ｂは、Ｚ軸方向に長いスリット状の複数の第１の開口３５１Ｂ、３５２Ｂと、Ｚ軸方向に長い複数の第１の再帰反射面３６０Ｂとを含む。複数の第１の開口３５１Ｂ、３５２Ｂの幅Ｗ３１、Ｗ３２は、互いに異なる。第２の再帰反射シート３２２Ｂは、第１の再帰反射シート３２１Ｂより－Ｙ軸側（すなわち、図１に示されるビームスプリッタ３０側）に配置されている。第２の再帰反射シート３２２Ｂは、Ｘ軸方向に長いスリット状の複数の第１の開口３７１Ｂ、３７２Ｂと、Ｘ軸方向に長い複数の第２の再帰反射面３８０Ｂを含む。

複数の第２の再帰反射面３８０Ｂは、複数の第１の再帰反射面３６０Ｂと向かい合うようにＸ軸方向に伸びている。このように、Ｘ軸方向に長い複数の第２の再帰反射面３８０Ｂを、Ｚ軸方向に長い複数の第１の再帰反射面３６０Ｂと向かい合う位置に配置することで、格子状の複数の開口が形成された再帰反射部材３２０Ｂを実現することができる。

〈実施の形態３の効果〉
以上に説明した実施の形態３によれば、再帰反射部材としての再帰反射シート３２１は、単一の再帰反射面３６１に設けられた格子状の複数の開口３５１、３５２を有し、複数の開口３５１、３５２の幅Ｗ３１、Ｗ３２は、互いに異なる。これにより、観察者９０が、例えば、回折によるパターン光を視認し難くなる。よって、実施の形態３に係る空中映像表示装置は、空中映像Ａに対する視認性の低下を抑制できる。

１０ 映像表示部、 １０ａ 表示面、 １１ 映像、 ２０、２２０、３２０Ａ、３２０Ｂ、３２１ 再帰反射部材、 ２５ 支持部、 ３０ ビームスプリッタ（光学部材）、 ３０ａ 前面、 ３０ｂ 光分離面、 ５０～５４ 開口、 ６０～６５、２６０～２６５ 再帰反射素子（第１の再帰反射素子）、 ６０ａ、６１ａ、６２ａ、６３ａ、６４ａ、６５ａ 再帰反射面、 ６０ｂ、２６０ｂ、２８０ｂ 背面、 ７０ 結像光学系、 ８０ 筐体、 ９０ 観察者、 １００、１０１、２００、２０１、２０２ 空中映像表示装置、 １１１ 視点情報取得部、 １１２、２１２ 駆動部、 １１３、２１３ 制御部、 １１３ａ メモリ、 １１３ｂ プロセッサ、 １１３ｃ 処理回路、 ２４０ 第２の再帰反射部材、 ２５１～２５４、３５１Ｂ、３５２Ｂ 第１の開口、 ２７１、２７２、３７１、３７２、３７１Ｂ、３７２Ｂ 第２の開口、 ２８１～２８３ 第２の再帰反射素子、 ３２１ 第１の再帰反射シート、 ３２２ 第２の再帰反射シート、 ３２１Ｂ 第１の再帰反射部材、 ３２２Ｂ 第２の再帰反射部材、 ３６１、３６０Ｂ 第１の再帰反射面、 ３８１、３８０Ｂ 第２の再帰反射面、 Ａ 空中映像、 Ｌ１ 映像光、 Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４ 光、 Ｐ 基準位置、 Ｒａ 軸、 Ｓ 基準面、 Ｗ１～Ｗ４、Ｗ１０～Ｗ１２、Ｗ２１、Ｗ２２、Ｗ３１、Ｗ３２ 幅。

Claims (8)

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

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