透明プレート型空間投影技術と車両用テールランプへの応用

1．研究背景

近年，空間中に三次元像を生成・表示する技術いわゆる空間投影技術は，デジタルサイネージやアミューズメント，ヒューマンマシンインターフェースなど，多様な分野での応用が期待されている^{1, 2）}。しかし，従来の光学系では，像を形成するために本体とディスプレイあるいは光源との間に大きな空間を要するため，装置全体の薄型化が困難であり，適用範囲が限定される。

装置の薄型化を実現する代表的な光学構造として，透明プレート，すなわち導光板が広く利用されている。導光板は，光を内部で伝達する導光機能を有し，これに回折格子やマイクロプリズムアレイ（Micro Prism Array：MPA）による偏向・集光機能を組み合わせることで，平面状で均一な面発光やデザイン表示を実現してきた。このような構造は，液晶ディスプレイのバックライト^3），透明電飾^4），AR型ヘッドマウントディスプレイ（HMD）^5）など，さまざまな光学系の薄型化に応用されている。さらに，MPAの配置密度を調整することで高い透明性を維持でき，AR表示や他の光学構造との干渉を抑制できる点も特長である。

本稿では，導光板上にMPAを配置し，空中に三次元静止像を投影する「透明プレート型空間投影技術」とその実験結果を報告する^6）。厚さ2 mmの導光板を用い，透明性を維持したまま厚み95 mmの三次元像を生成した。さらに，本技術を車両用テールランプに応用した例についても紹介する。