CN107111149A - 空中像显示装置 - Google Patents

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CN107111149A CN201580066014.6A CN201580066014A CN107111149A CN 107111149 A CN107111149 A CN 107111149A CN 201580066014 A CN201580066014 A CN 201580066014A CN 107111149 A CN107111149 A CN 107111149A
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Abstract

本发明的目的在于提供一种能够得到充分的亮度、使得能够显示高画质的空中像的空中像显示装置。本发明的空中像显示装置(210)具有图像显示装置(1)、半透半反镜(2)、逆反射材料(3)，半透半反镜(2)是反射型偏振片，在反射型偏振片(2)与逆反射材料(3)之间具有λ/4波片(6)，逆反射材料(3)的保偏度为50％以上。

Description

空中像显示装置
技术领域
本发明涉及一种使用逆反射材料的空中像显示装置。
背景技术
通过使来自图像显示装置的显示图像在空中成像来在空中显示图像的空中像显示装置近年来受到关注。
空中像显示装置需要用于使图像成像的成像元件。
然后，提出了使用将微小的二面角反射器阵列化而得到的微镜成像元件的空中像显示装置、使用通过将半透半反镜与逆反射材料组合而得到的逆反射成像元件的空中像显示装置等(例如，参照专利文献1～专利文献4)。
使用微镜成像元件的空中像显示装置能够提供高精细度且高亮度的空中像。
但是，对于使用微镜成像元件的空中像显示装置，能够列举出以下问题：视场角特性狭窄；能够看见因奇数次反射光引起的杂散光；以及由于必须形成以数百μm为单位的规则性图案，因此成像元件非常昂贵，且难以使成像元件大面积化。
使用逆反射成像元件的空中像显示装置能够解决使用微镜成像元件的空中像显示装置所产生的上述问题。
但是，对于使用逆反射成像元件的空中像显示装置，能够列举出空中像的亮度低的问题。
因此，在使用逆反射成像元件的空中显示装置中，进行了以下研究：通过作为半透半反镜来特别地反射偏振光的反射型偏振片，来提高空中像的光的利用效率从而提高亮度(例如，参照专利文献5～专利文献6)。
专利文献1：日本特开昭56-158320号公报
专利文献2：日本特表昭59-500189号公报
专利文献3：国际公开第2007/116639号
专利文献4：国际公开第2009/131128号
专利文献5：日本特表平9-506717号公报
专利文献6：美国专利第3620592号说明书
发明内容
发明要解决的问题
然而，在使用专利文献5～专利文献6中记载为优选的棱镜型逆反射材料的情况下，空中像显示装置的空中像的亮度不能说是充分的水平。
本发明用于在使用逆反射材料的空中像显示装置中得到充分的亮度，使得能够显示高画质的空中像。
用于解决问题的方案
本发明的空中像显示装置具有下述的结构。
[1]一种空中像显示装置，具有图像显示装置、半透半反镜、逆反射材料，其中，所述半透半反镜是反射型偏振片，在所述反射型偏振片与所述逆反射材料之间具有λ/4波片，所述逆反射材料的保偏度为50％以上。
[2]根据[1]的空中像显示装置，所述逆反射材料的反射率为15％以上。
[3]根据[1]或[2]的空中像显示装置，所述图像显示装置的出射光是偏振光。
[4]根据[1]～[3]中的任一项的空中像显示装置，所述逆反射材料的发散率α小于1.20％/mm。
[5]根据[1]～[4]中的任一项的空中像显示装置，在所述反射型偏振片与观察者之间具有吸收型偏振片。
[6]根据[1]～[5]中的任一项的空中像显示装置，在所述图像显示装置与所述半透半反镜之间具有消偏振元件。
发明的效果
根据本发明，在使用逆反射材料的空中像显示装置中，能够实现高画质的空中像显示装置。更具体地说，能够通过上述手段[1]～[3]来实现高亮度的空中像显示装置。并且，能够通过上述手段[4]来提高精细度。另外，能够通过上述手段[5]来提高对比度。另外，能够通过上述手段[6]来改良色调。
附图说明
图1是表示本发明的空中像显示装置的一般结构的概要图。
图2是表示本发明的空中像显示装置的一般结构的概要图。
图3是表示设置有遮光壁的空中像显示装置的一个方式的概要图。
图4是表示设置有遮光壁的空中像显示装置的其它方式的概要图。
图5是表示设置有遮光壁的空中像显示装置的另一方式的概要图。
图6是表示设置有吸收型偏振片的空中像显示装置的方式的概要图。
图7是表示在图像显示装置中设置有消偏振元件的空中像显示装置的方式的概要图。
图8是用于测定逆反射材料的保偏度的光学***的概要图。
图9是用于测定逆反射材料的反射率的光学***的概要图。
图10A、图10B是用于测定逆反射材料的发散率的光学***的概要图。
图11A、图11B是使用折射率2.0的微珠的逆反射材料的一例的概要图。
图12是表示实施例的空中像显示装置的结构的概要图。
具体实施方式
下面，详细说明本发明。
图1和图2中示出本发明的空中像显示装置的一般结构的概要图(从侧方观察的图)。
图1和图2所示的空中像显示装置均构成为具有图像显示装置1、半透半反镜2、逆反射材料3、λ/4波片6。
图1所示的空中像显示装置210为以下结构：沿着从图像显示装置1出射的图像光被半透半反镜2反射的方向配置有逆反射材料3。在图1所示的空中像显示装置210中，被逆反射材料3逆反射的图像光再次到达半透半反镜2，透过半透半反镜2后的图像光成为空中像4而进行成像。
图2所示的空中像显示装置220为以下结构：沿着从图像显示装置1出射的图像光透过半透半反镜2的方向配置有逆反射材料3。在图2所示的空中像显示装置220中，被逆反射材料逆反射的图像光再次到达半透半反镜2，在半透半反镜2反射后的图像光成为空中像4而进行成像。
此外，空中像4是在图像显示装置1的相对于半透半反镜2的面对称位置处成像的实像。
而且，在各空中像显示装置210、220中，在逆反射材料3的表面设置有λ/4波片6。
关于本发明的空中像显示装置，在图1和图2所示的空中像显示装置210、220中为以下结构：使半透半反镜2为反射型偏振片，另外，使逆反射材料3的保偏度为50％以上、优选为95％以上。
半透半反镜2是反射型偏振片，在逆反射材料3的表面设置有λ/4波片6，逆反射材料3的保偏度为50％以上、优选为95％以上，由此能够实现高亮度。
通过将半透半反镜2设为反射型偏振片、在逆反射材料3上设置λ/4波片6，对于从图像显示装置1经半透半反镜2进入逆反射材料3的光而言，其偏振方向被λ/4波片6所改变，当该光再次入射到半透半反镜2的反射型偏振片时，会与来自图像显示装置1的入射光之间高效地偏振分离，因此能够提高空中像的亮度。
另外，当进一步设为借助透明粘合剂将λ/4波片6粘合在逆反射材料3上的结构时，逆反射材料3与λ/4波片6的界面处的反射得到抑制，由此也能够提高空中像的亮度。
此外，本发明的空中像显示装置不限于将λ/4波片设置在逆反射材料上的结构，也能够设为将设置在半透半反镜与逆反射材料的中间的结构。
下面，说明本发明的空中像显示装置的各部的结构。
(半透半反镜)
半透半反镜是使入射的光的一部分反射、使剩余的一部分透过的光学元件。只要使半透半反镜的正反射率Rp与平行光线透过率Tp之积变大，就能够提高空中像的亮度。具体地说，作为吸收小的无色透明板、半透半反镜，能够列举出一般的金属薄膜板、电介质多层板、能够分离为正交的两个偏振光的反射型偏振片。
在本发明的空中像显示装置中，将反射型偏振片用作半透半反镜。
反射型偏振片具有反射面和非反射面。因此，在图1所示的空中像显示装置210中设置成反射面为下侧，在图2所示的空中像显示装置220中设置成反射面为上侧。
此外，也可以借助透明粘合剂将无色透明板粘合于半透半反镜的反射型偏振片，以抑制半透半反镜的翘曲、卷曲。
作为该结构的无色透明板，只要无色透明即可，没有特别限定，但是优选折射率各向异性小的无色透明板。更具体地说，能够列举出丙烯酸膜、聚酯膜、聚碳酸酯膜、聚烯烃膜等塑料膜、或者碱玻璃、石英玻璃、化学强化玻璃、氧化铝玻璃等玻璃板。
此外，在本发明中，“半透半反镜”是指具有将来自图像显示装置的入射光与来自逆反射材料的反射光分离到不同的方向的作用的光学部件。
而且，将多个在单独使用的情况下作为半透半反镜而发挥作用的光学部件相粘合来形成层叠构造的情况下，具有上述将入射光与反射光分离的作用的是多个光学部件中的配置于最靠图像显示装置侧的光学部件。例如，在将反射型偏振片与作为半透半反镜而发挥作用的无色透明板粘合来形成层叠构造、并将反射型偏振片配置于图像显示装置侧的情况下，无色透明板不作为半透半反镜发挥作用，因此在本发明中该层叠构造的无色透明板不称为“半透半反镜”。
(反射型偏振片)
作为反射型偏振片，具体地说，能够列举出将P偏振光与S偏振光的直线偏振光分离的单轴拉伸电介质多层板或线栅偏振片、将右圆偏振光与左圆偏振光的圆偏振光分离的胆甾液晶板。作为单轴拉伸电介质多层板的市售产品，例如能够列举出DBEF(3M公司制)、带APCF(亮度提高膜)的偏振片(日东电工公司制)等。作为线栅偏振片的市售产品，例如能够列举出WGF(旭化成E-materials公司制)、ProFluxPPL02(Moxtek公司制)等。作为胆甾液晶板的市售产品，例如能够列举出NIPOCS APCF(日东电工公司制)等。
(λ/4波片)
通过将λ/4波片设置在逆反射材料上，能够提高空中像的亮度。另外，通过将λ/4波片借助透明粘合剂粘合在逆反射材料上，能够降低界面处的反射来提高亮度。
在此，与正分散型相比，逆波长分散型能够使图像显示装置的色调与空中像的色调更接近，因此较为优选。作为λ/4波片的市售产品，能够列举出正波长分散型的ELMECR140、ELMEC R40-#140(以上为KANEKA公司制)、PURE-ACE GT-138、PURE-ACE GR-138、PURE-ACE TT-140、PURE-ACE GS-120(以上为帝人公司制)等或者逆波长分散型的PURE-ACE WRS-148、PURE-ACE WRW-142(以上为帝人公司制)等。
(逆反射材料)
本发明的空中像显示装置的逆反射材料表示定义为JIS Z 8713：1995的逆反射材料，表示跨越大的照射角度地使反射光的几乎全部按大致沿着入射光的光路的方向选择性地返回的反射材料。
逆反射材料被广泛用作、用于实现交通的安全和交通的顺畅化的道路标识、用于夜间或暗处的灾害防止的安保器材，主要分类为棱镜型或微珠型的各种色调的商品在市面上大量出售。
作为棱镜型的市售产品，能够列举出Nikkalite水晶级(日本CARBIDE公司制)、钻石级DG超高亮度反射板2090/4090(3M公司制)、Reflexite18605(ORAFOL公司制)等。
另外，作为微珠型的市售产品，能够列举出Scotchcal反射板1570、Scotchcal反射板680-10/85、Scotchlite高增益7610、Scotchlite反射布8910(以上为3M公司制)、Kiwalite#19513(纪和化学工业公司制)、Sparklite MR501、Sparklite MR718BT(以上为Unitika Sparklite公司制)、Reflite 9301、Reflite8318(以上为Reflite公司制)等。
并且，通过对逆反射材料赋予三维形状，能够显示三维空中像。
(吸收型偏振片)
在本发明的空中像显示装置中，还在半透半反镜上设置吸收型偏振片，由此能够提高空中像的对比度。另外，通过借助透明粘合剂粘合在半透半反镜上，能够降低界面的反射来提高亮度。
为了提高对比度，单纯利用用于降低光量的ND滤光器也能够看到效果，但是优选是吸收型偏振片，作为吸收型偏振片的市售产品，能够列举出NPF-F1205DU、NPF-FW1225DU、NPF-G1220DUN、NPF-EGW1225DU、NPF-SEG1425DU、NPF-TEG1465DU(以上为日东电工公司制)、Sumikalan SR-W842、Sumikalan SR-W862A、Sumikalan SR-F862(以上为住友化学公司制)等。
另外，由于能够省去吸收型偏振片的粘合工序，因此更为优选的是使用带吸收型偏振片的反射型偏振片，作为带吸收型偏振片的反射型偏振片的市售产品，能够列举出DBEF-Q(3M公司制)、带APCF的偏振片、NIPOCS APCF(以上、日东电工公司制)等。
此外，在设置吸收型偏振片的情况下，必须设置在反射型偏振片的非反射面侧，也可以在反射型偏振片与吸收型偏振片之间设置无色透明板。但是，为了降低界面的反射来提高亮度，优选的是借助透明粘合剂将它们相粘合。
并且，需要考虑吸收型偏振片的透过轴和反射型偏振片的透过轴的方向。在图1所示的空中像显示装置210中，需要设置成吸收型偏振片的透过轴与反射型偏振片的透过轴的方向平行，在图2所示的空中像显示装置220中，需要设置成吸收型偏振片的透过轴与反射型偏振片的透过轴的方向正交。
在此，图6中示出了设置有吸收型偏振片的方式。
图6所示的空中像显示装置260为以下结构：相对于图1所示的空中像显示装置210的结构，还在作为反射型偏振片的半透半反镜2上设置了吸收型偏振片7。
通过在半透半反镜2上设置吸收型偏振片7，相对于来自逆反射材料3的反射光透过吸收型偏振片7一次的情况，入射到半透半反镜2的外光透过吸收型偏振片7两次。由此，外光被大幅减少，因此能够提高来自逆反射材料3的反射光的对比度。
此外，吸收型偏振片不限于图1所示的空中像显示装置210的结构，在本发明的范围内的其它结构的空中像显示装置中也能够应用。
另外，本发明的空中像显示装置不限定于在半透半反镜上设置吸收型偏振片的结构。例如，也能够为在半透半反镜与观察者的中间设置吸收型偏振片的结构。其中，需要将吸收型偏振片配置于使外光透过吸收型偏振片两次的位置。
(遮光壁)
另外，作为提高空中像的对比度的方法，例如能够列举出如图3～图5中分别示出的那样，在空中像的成像位置的周围设置用于遮挡外光的遮光壁5。
图3所示的空中像显示装置230为在图1所示的空中像显示装置210的周围设置遮光壁5的方式。遮光壁5的侧面沿上下方向形成，遮光壁5的底面沿水平方向形成，遮光壁5的上表面以覆盖从半透半反镜2到空中像4之上的方式沿倾斜方向形成。
图4所示的空中像显示装置240为在图2所示的空中像显示装置220的周围设置遮光壁5的方式。遮光壁5的侧面沿上下方向形成，遮光壁5的底面和上表面沿水平方向形成，遮光壁5的上表面覆盖从半透半反镜2到空中像4之上。
图5所示的空中像显示装置250为在图1所示的空中像显示装置210的周围设置遮光壁5的方式，是从图3所示的空中像显示装置230去除遮光壁5的上表面后的结构。
此外，设置遮光壁的结构不限定于图3～图5所示的方式，能够在本发明的范围内适当变形。
(消偏振元件)
在本发明的空中像显示装置中，还在图像显示装置上设置消偏振元件，由此能够改善空中像显示装置中的空中像的色调的变化(彩虹状色斑)。在此，空中像的色调的变化(彩虹状色斑)是指以下现象：由于图像显示装置中的触摸传感膜等，空中像中产生绿色、红色的色斑。作为会产生该现象的图像显示装置，例如能够列举出iPhone5S、iPhone5C(以上为APPLE公司制)、XperiaA2(索尼爱立信公司制)、AQUOSZETASH-04F(夏普公司制)等。
作为消偏振元件的市售产品，能够列举出Cosmoshine SRF(东洋纺公司制)、消偏振粘合剂(长濑产业公司制)。在Cosmoshine SRF(东洋纺公司制)的情况下，能够通过在图像显示装置上粘合粘合剂来降低界面的反射从而提高亮度。另外，在消偏振粘合剂的情况下，通过借助消偏振粘合剂将无色透明板与图像显示装置相粘合来使用。
在此，图7中示出了设置有消偏振元件的方式。
图7所示的空中像显示装置270为以下结构：相对于图1所示的空中像显示装置210的结构，还在图像显示装置1上设置了消偏振元件8。
通过在图像显示装置1上设置消偏振元件8，能够改善空中像的色调。
此外，消偏振元件不限于图1所示的空中像显示装置210的结构，在本发明的范围内的其它结构的空中像显示装置中也能够应用。
另外，本发明的空中像显示装置不限定于在图像显示装置上设置消偏振元件的结构，也能够为在图像显示装置与半透半反镜的中间设置消偏振元件的结构。
(逆反射材料的保偏度)
在本发明的空中像显示装置中，将反射型偏振片用作半透半反镜，因此优选的是，逆反射材料的保偏度高，以提高空中像的亮度，更具体地说，如前所述，逆反射材料的保偏度优选为50％以上、更优选为95％以上。
在此，相对于使用图8所示的光学***测定的Ip、Ic，逆反射材料的保偏度例如被定义为Ip/(Ic+Ip)。
而且，在图8所示的光学***中，具备LED光源10、半透半反镜2、逆反射材料3、亮度计12以及LED光源10与半透半反镜2之间的第一吸收型偏振片15和半透半反镜2与空中像4之间的第二吸收型偏振片15，将LED光源10与逆反射材料3的距离D1设为175mm，将逆反射材料3与半透半反镜2的距离D2设为75mm，将LED光源10与半透半反镜2的距离D3设为75mm。
在此，在图8所示的光学***中，在配置成两个吸收型偏振片15的透过轴的方向一致时，由亮度计12测定出的空中像的亮度值为Ip，在配置成两个吸收型偏振片15的透过轴的方向正交时，由亮度计12测定出的空中像的亮度值为Ic。
(逆反射材料的反射率)
为了提高空中像的亮度，优选的是逆反射材料的反射率高，更具体地说，逆反射材料的反射率优选为15％以上、更优选为20％以上。另外，为了避免成为单色的空中像，逆反射材料的色调优选为银、白或黑，更优选为反射率高的银和白，最优选为正面反射率高的银。
例如能够使用图9所示的光学***来测定逆反射材料的反射率。图9所示的光学***具备光源11、照度计16、分束器13、反射材料14，为以下结构：从光源11出射的光被分束器13反射，再被反射材料14反射，来自反射材料14的反射光透过分束器13，由照度计16测定其亮度。
在图9所示的光学***中，在将放置反射镜作为反射材料14的情况下的亮度设为Im、将放置逆反射材料作为反射材料14的情况下的亮度设为Ir、将反射镜的绝对反射率设为Rm的情况下，逆反射材料的反射率R被定义为R＝Ir×Rm/Im。
(逆反射材料的发散率)
为了实现高精细度且高亮度的空中像，一般来说优选使用棱镜型的逆反射材料，但是在本发明中，没有进行棱镜型与微珠型相比精细度更高这样的一般考虑，而是确认了以下情况：通过使用优选使逆发散率α为α<1.20％/mm、更优选使发散率α为α<1.00％/mm的逆反射材料，能够使空中像的精细度高。
作为发散率α<1.20％/mm的逆反射材料的市售产品，更具体地说，能够列举出棱镜型的Nikkalite水晶级白(日本CARBIDE公司制)、Reflexite18605(ORAFOL公司制)等，其中Nikkalite水晶级白(日本CARBIDE公司制)是最优选的。
(使用折射率2.0的微珠的逆反射材料)
另外，通过利用使用了折射率约2.0的微珠的逆反射材料，能够使本发明的空中像的精细度更高。
图11A和图11B中示出了使用折射率2.0的微珠的逆反射材料的一例的概要图。图11A是俯视图，图11B是剖视图。
如图11A和图11B所示，在基板21上的树脂层22处配置折射率约2.0的微珠23，微珠23的下部被嵌入到树脂层22。微珠23如图11A所示那样以二维最密构造配置在树脂层22之上。另外，如图11B所示，在微珠23的下半部分形成有反射层24。
作为折射率2.0的微珠，只要是折射率为约2.0的微珠即可，没有特别限定，但是优选接近折射率2.0。作为市售产品，更具体地说能够列举出折射率1.9的微珠K-PSFn1、折射率2.0的微珠K-PSFn2(以上为住田光学玻璃公司制)等，优选为K-PSFn2。
在此，相对于在图10A和图10B所示的光学***中测定的S、S0、L0，本发明中的发散率α被定义为α＝S/S0/L0。
而且，图10A所示的光学***具备LED光源10、半透半反镜2、逆反射材料3、屏幕17，将LED光源10与逆反射材料3的距离D1设为175mm，将逆反射材料3与半透半反镜2的距离D2设为75mm，将LED光源10与半透半反镜2的距离D3设为100mm。
首先，S是在图10A所示的光学***中将屏幕17配置于空中像4的位置来测定出的空中像4的大小。
接着，L0是在图10B所示的光学***中从LED光源10到空中像4的最短光路，利用L0＝(D2+D3)/cos(arctan(D1/(D2+D3)))而被求出。由于将距离D1～D3设为上述各个值，因此L0为247mm。
最后，S0是LED光源10的大小，在图10B所示的光学***中，一边改变LED光源10与屏幕17之间的距离D一边测定屏幕17上的像的大小T，将对相对于D的T进行线性近似时的外推为距离D＝0而得到的零截距定义为S0。
(图像显示装置)
本发明所涉及的图像显示装置是显示静止图像或运动图像的影像信号的设备，能够列举出阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)、等离子显示器(PDP)、有机EL显示器、LED显示器等。特别是，本发明的空中像显示装置适于大型化，能够考虑用作空中像招牌等。作为该空中像招牌，优选的是在明亮的外光的环境下也容易视觉识别的亮度高的LED显示器。LED显示器虽然无法提高分辨率，但是在招牌等从远处观察的用途下是优选的。另外，近年来，如Jaco vision(万代公司制)那样的利用个人的智能电话、平板电脑的玩具显示器受到关注，本发明的空中像显示装置也能够应用于这种用途。在该情况下，优选的是智能电话、平板电脑中广泛采用的LCD、有机EL显示器。
此外，在本发明的空中像显示装置中，将反射型偏振片用作半透半反镜，因此优选的是选定图像光为直线偏振光或圆偏振光的图像显示装置。由此，能够使半透半反镜中的反射率Rp最大。作为直线偏振光的图像显示装置的市售产品，能够列举出XperiaZ2(索尼爱立信公司制)、NEXUS5(Google公司制)等，作为圆偏振光的市售产品，能够列举出GalaxyS5(Samsung公司制)等。
只要相互之间不矛盾，就能够将上述的空中像显示装置的各部的结构、图示的各方式的结构在本发明的范围内适当组合。
实施例
下面列举实施例，进一步具体地说明本发明。只要不脱离本发明的宗旨，就能够适当变更下面的实施例所示的材料、结构、操作等。因而，本发明的范围不限制于下面的具体例。
(保偏度的测定)
在测定各种逆反射材料的保偏度时，在图8所示的光学***中，使用波长528nm的炮弹型绿色LED作为LED光源10，使用平板型B/S50R/50T(Edmund Optics公司制)作为半透半反镜2，使用SPF-30C-32(西格玛光机公司制)作为两个吸收型偏振片15，使用CS-2000(Konica Minolta公司制)作为亮度计12。
(反射率的测定)
在测定各种逆反射材料的反射率时，在图9所示的光学***中，使用波长632.8nm的红色激光05LHP111(Melles Griot公司制)作为He-Ne光源11，使用LX2(三和电气计器公司制)作为照度计16，使用平板型B/S50R/50T(Edmund Optics公司制)作为分束器13，使用宽频带电介质反射镜BB1-E02(Thorlabs公司制)作为反射镜。在此，根据Thorlabs公司样本值，波长632.8mm下的反射镜的绝对反射率Rm为99.1％。
(发散率的测定)
在测定各种逆反射材料的发散率时，在图10A和图10B所示的各光学***中，使用波长528nm的炮弹型绿色LED作为LED光源10，使用平板型B/S50R/50T(Edmund Optics公司制)作为半透半反镜2。在此，测定LED光源10的大小S0得到1.7mm。
(图像显示装置A的制作)
制作出借助高透明性粘接剂转印胶带8172CL(3M公司制)将消偏振元件Cosmoshine SRF80μm(东洋纺公司制)粘合到iPhone5S(Apple公司制)而成的图像显示装置A。
(图像显示装置B的制作)
制作出借助消偏振粘合剂(长濑产业公司制)将SUMIPEX 000(Sumika Acryl公司制)粘合到iPhone5S(Apple公司制)而成的图像显示装置B。
(反射型偏振片A的制作)
制作出借助高透明性粘接剂转印胶带8172CL(3M公司制)将反射型偏振片WGF(旭化成E-materials公司制)的非反射面与吸收型偏振片NPF-SEG1425DU(日东电工公司制)粘合而成的反射型偏振片A。在此，使得反射型偏振片WGF的透过轴的方向与吸收型偏振片NPF-SEG1425DU的透过轴的方向平行。
(反射型偏振片B的制作)
制作出借助高透明性粘接剂转印胶带8172CL(3M公司制)将带吸收型偏振片的反射型偏振片DEBF-Q(3M公司制)的吸收型偏振片的面与SUMIPEX000(Sumika Acryl公司制)粘合而成的反射型偏振片B。
(逆反射材料A的制作)
将168个直径2mm、折射率n＝2.0的玻璃微珠K-PSFn2(住田光学玻璃公司制)利用丙酮和乙醇各进行10分钟的超音波清洗，等间隔地排列在以同样的方法清洗后的玻璃板上。接着，与利用丙酮进行超音波清洗后的铝片1g一起置于真空蒸镀机内，抽真空直到1.8μTorr为止，之后流通电流，在玻璃微珠的单面进行铝蒸镀来形成反射层。
在将载玻片S1111(松浪硝子工业公司制)切割为24mm之后，利用丙酮和乙醇各进行10分钟的超音波清洗，涂布0.5mm厚的紫外线固化型的光学粘接剂NOA61(NorlandProducts公司制)。接着，将进行铝蒸镀后的168个玻璃微珠以铝蒸镀面为下、并形成二维最密构造的方式铺在载玻片上，使用输出180W的紫外线照射装置FP-35L(Vilber Lourmat公司制)照射20分钟来使光学粘接剂固化，由此制作出逆反射材料A。
(逆反射材料B的制作)
使用直径2mm、折射率n＝1.9的玻璃微珠K-PSFn1(住田光学玻璃公司制)来代替直径2mm、折射率n＝2.0的玻璃微珠K-PSFn2，除此以外，以与逆反射材料A同样的方法制作出逆反射材料B。
(实施例1)
在图5所示的空中像显示装置250的结构中，使用图像显示装置A作为图像显示装置1，使用反射型偏振片A作为半透半反镜2，使用逆反射材料A作为逆反射材料3，使用λ/4波片PURE-ACE WRW-142(帝人公司制)作为λ/4波片6，来制作出实施例1的空中像显示装置。在此，以反射型偏振片A的反射面为图像显示装置A的iPhone5S侧、并且反射型偏振片A的反射轴与λ/4波片6的迟相轴的角度为45度的方式进行配置。本实施例的空中像显示装置使用了图像显示装置A和反射型偏振片A，因此实际上为以下结构：在图12所示的空中显示装置280的结构中，在图像显示装置1上配置有消偏振元件8，在半透半反镜2的反射型偏振片的非反射面上形成有吸收型偏振片7。
(实施例2)
使用逆反射材料B作为逆反射材料3，除此以外，以与实施例1同样的方法制作出实施例2的空中像显示装置。
(实施例3)
使用逆反射材料Nikkalite水晶级白(日本CARBIDE公司制)作为逆反射材料3，除此以外，以与实施例1同样的方法制作出实施例3的空中像显示装置。
(实施例4)
使用逆反射材料Scotchlite反射布8910(3M公司制)作为逆反射材料3，除此以外，以与实施例1同样的方法制作出实施例4的空中像显示装置。
(实施例5)
使用逆反射材料Reflite9301(Reflite公司制)作为逆反射材料3，除此以外，以与实施例1同样的方法制作出实施例5的空中像显示装置。
(比较例1)
使用逆反射材料Reflexite 18605(ORAFOL公司制)作为逆反射材料3，除此以外，以与实施例1同样的方法制作出比较例1的空中像显示装置。
(比较例2)
使用逆反射材料Kiwalite#19513(纪和化学工业公司制)作为逆反射材料3，除此以外，以与实施例1同样的方法制作出比较例2的空中像显示装置。
(实施例6)
使用反射型偏振片WGF(旭化成E-materials公司制)作为半透半反镜2，除此以外，以与实施例1同样的方法制作出实施例6的空中像显示装置。
(实施例7)
使用吸收型偏振片付反射型偏振片DBEF-Q(3M公司制)作为半透半反镜，除此以外，以与实施例3同样的方法制作出实施例7的空中像显示装置。
(实施例8)
使用图像显示装置B来代替图像显示装置A，除此以外，以与实施例7同样的方法制作出实施例8的空中像显示装置。
(实施例9)
使用iPhone5S(Apple公司制)来代替图像显示装置A，除此以外，以与实施例7同样的方法制作出实施例9的空中像显示装置。
(实施例10)
使用图像光为直线偏振光的XperiaZ2(索尼爱立信公司制)来代替图像显示装置A，除此以外，以与实施例7同样的方法制作出实施例10的空中像显示装置。
(实施例11)
使用逆反射材料A作为逆反射材料3，除此以外，以与实施例10同样的方法制作出实施例11的空中像显示装置。
(空中像的观察评价)
针对实施例1～实施例11和比较例1～比较例2的各空中像显示装置，进行空中像的观察评价(明亮度、对比度、图像模糊、色调)的评价，另外，进行实施例1～实施例11和比较例1～比较例2中使用的逆反射材料的光学特性评价(保偏度、发散率、反射率)。
表1中示出空中像的观察评价的评价基准，表2中示出空中像的观察评价和逆反射材料的光学特性评价的评价结果。
[表1]
[表2]
根据实施例1～实施例5与比较例1～比较例2的比较可知，通过使用保偏度为50％以上的逆反射材料，空中像的明亮度、对比度变高，另外，根据实施例1～实施例4与实施例5的比较可知，通过使用反射率为15％以上的逆反射材料，空中像的明亮度、对比度变高，并且，根据实施例3与实施例10的比较可知，通过使图像显示装置的出射光为偏振光，空中像的明亮度、对比度变高。
接着，根据实施例1～实施例5的比较可知，通过使用发散率α<1.20％/mm的逆反射材料，空中像的图像模糊得到改善。
并且，根据实施例3及实施例7与实施例6的比较可知，通过使用吸收型偏振片，空中像的对比度变高。
最后，根据实施例7～实施例9的比较可知，通过使用消偏振元件，空中像的色调得到改善。
附图标记说明
1：图像显示装置；2：半透半反镜；3：逆反射材料；4：空中像；5：遮光壁；6：λ/4波片；7、15：吸收型偏振片；8：消偏振元件；10：LED光源；11：光源；12：亮度计；13：分束器；14：反射材料；16：照度计；17：屏幕；21：基板；22：树脂层；23：微珠；24：反射层；210、220、230、240、250、260、270、280：空中像显示装置。

Claims (6)

1.一种空中像显示装置，具有图像显示装置、半透半反镜、逆反射材料，其中，
所述半透半反镜是反射型偏振片，
在所述反射型偏振片与所述逆反射材料之间具有λ/4波片，
所述逆反射材料的保偏度为50％以上。
2.根据权利要求1所述的空中像显示装置，其特征在于，
所述逆反射材料的反射率为15％以上。
3.根据权利要求1或2所述的空中像显示装置，其特征在于，
所述图像显示装置的出射光是偏振光。
4.根据权利要求1～3中的任一项所述的空中像显示装置，其特征在于，
所述逆反射材料的发散率α满足α<1.20％/mm。
5.根据权利要求1～4中的任一项所述的空中像显示装置，其特征在于，
在所述反射型偏振片与观察者之间具有吸收型偏振片。
6.根据权利要求1～5中的任一项所述的空中像显示装置，其特征在于，
在所述图像显示装置与所述半透半反镜之间具有消偏振元件。
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