JP2017003937A - 光学シート、表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】外界の光による映像光の鮮明さの低下を抑制することができる光学シート、表示装置を提供することである。【解決手段】光学シート２０は、入射した映像光Ｌを反射して出光面から出光させる光学シートであり、映像光Ｌが入射する傾斜面３０ａが設けられた単位光学形状３０が複数配列された第１光学形状層２２と、出光面を有し、第１光学形状層２２の単位光学形状３０側の面に積層される第２光学形状層２３と、傾斜面３０ａに形成され、傾斜面３０ａへ入射した映像光を反射する反射層２５と、第１光学形状層２２の単位光学形状３０側の面とは反対側となる背面に設けられ、その背面において光を透過させる透過状態と、光を遮断する遮蔽状態とを選択的に切り替える遮蔽部４０とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、映像光を反射する光学シート、表示装置に関するものである。

従来、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）等の映像源を、光学系を介して観察者に観察させる頭部装着型の表示装置が提案されている（例えば、特許文献１）。
このような頭部装着型の表示装置は、例えば、映像源に対向する位置に導光板を配置して、映像源で表示された映像光を、その導光板によって観察者の眼に対応する位置まで導光して、反射層を介して観察者側へ反射させている。このような表示装置は、表示される映像によって観察者の視界が遮られてしまうため、反射層にマジックミラーを用いる等して、映像光と外界の光とを重ねて見せる、いわゆるシースルーにする場合がある。
このように映像光と外界の光とを重ねて見せる場合、細かい映像の鮮明さが低下してしまったり、外界から強い光が入射した場合に映像の鮮明さが失われてしまったりする場合があった。

特表２０１１−５０９４１７号公報

本発明の課題は、外界の光による映像光の鮮明さの低下を抑制することができる光学シート、表示装置を提供することである。

本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。
請求項１の発明は、入射した映像光（Ｌ）を反射して出光面から出光させる光学シート（２０）であって、前記映像光が入射する傾斜面（３０ａ）が設けられた単位光学形状（３０）が複数配列された第１光学形状層（２２）と、前記出光面を有し、前記第１光学形状層の前記単位光学形状側の面に積層される第２光学形状層（２３）と、前記傾斜面に形成され、前記傾斜面へ入射した映像光を反射する反射層（２５）と、前記第１光学形状層の前記単位光学形状側の面とは反対側となる背面に設けられ、その背面において光を透過させる透過状態と、光を遮断する遮蔽状態とを選択的に切り替える遮蔽部（４０）と、を備える光学シートである。
請求項２の発明は、請求項１に記載の光学シート（２０）において、前記反射層（２５）は、入射した光の一部を反射し、その他を透過すること、を特徴とする光学シートである。
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の光学シート（２０）において、前記遮蔽部（４０）と前記第１光学形状層（２２）の背面との間には、空隙が設けられていること、を特徴とする光学シートである。
請求項４の発明は、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の光学シート（２０）において、前記遮蔽部（４０）の前記遮蔽状態は、暗色系の色彩により構成されていること、を特徴とする光学シートである。
請求項５の発明は、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の光学シート（２０）と、前記光学シートに映像光を出射する映像源（１１）と、を備える表示装置（１）である。

本発明によれば、外界の光による映像光の鮮明さの低下を抑制することができる。

実施形態の頭部装着型の表示装置を説明する図である。 実施形態の導光板の詳細を説明する図である。 遮蔽部の他の形態を説明する図である。 実施形態の導光板の製造方法の一例を示す図である。 変形形態の表示装置を説明する図である。 変形形態の光学シートを説明する図である。

以下、図面等を参照して、本発明の実施形態について説明する。なお、図１を含め、以下に示す各図は、模式的に示した図であり、各部の大きさ、形状は、理解を容易にするために、適宜誇張している。
本明細書中に記載する各部材の寸法等の数値及び材料名等は、実施形態としての一例であり、これに限定されるものではなく、適宜選択して使用してよい。
本明細書中において、形状や幾何学的条件を特定する用語、例えば、平行や直交等の用語については、厳密に意味するところに加え、同様の光学的機能を奏し、平行や直交と見なせる程度の誤差を有する状態も含むものとする。

（実施形態）
図１は、本実施形態の頭部装着型の表示装置１を説明する図である。図１は、表示装置１を鉛直方向上方から見た図である。
なお、図１を含め以下に示す図中及び以下の説明において、理解を容易にするために、観察者が頭部に表示装置１を装着した状態において、鉛直方向をＺ方向とし、水平方向をＸ方向及びＹ方向とする。また、この水平方向のうち、導光板に入光した映像光の導光される方向（導光板の左右方向）をＸ方向とし、それに直交する方向（導光板の厚み方向）をＹ方向とする。このＹ方向の−Ｙ側を観察者側とし、＋Ｙ側を背面側とする。

表示装置１は、観察者が頭部に装着し、観察者の眼前に映像を表示する、いわゆるヘッドマウントディスプレイである。図１に示すように、本実施形態の頭部装着型の表示装置１は、不図示のメガネフレームの内側に、映像源１１と、投射光学系１２と、導光板２０、遮蔽部４０とを備えており、観察者がメガネフレームを頭部に装着することによって、映像源１１の映像を、導光板２０等を介して観察者に視認させることができる。具体的には、表示装置１は、映像源１１に表示された映像光を、投射光学系１２を介して導光板２０へ入射し、導光板２０内において＋Ｘ方向に導光した上で、導光方向に直交する−Ｙ方向に反射して、表示装置１を頭部に装着した観察者の眼Ｅ前に映像情報を表示する。
また、表示装置１は、外界から光の一部を、導光板２０を透過させ観察者側に到達させて、映像と外界の光とを重ねて見せる、いわゆるシースルー機能を備えている。本実施形態では、光学シートを導光板２０に適用した例で説明する。

映像源１１は、映像光を表示するマイクロディスプレイであり、例えば、透過型の液晶表示デバイスや、反射型の液晶表示デバイス、有機ＥＬ等を使用することができる。映像源１１は、例えば、対角が１インチ以下のマイクロディスプレイが使用される。
投射光学系１２は、映像源１１から出射された映像光を平行光として投射する複数のレンズ群から構成される光学系である。
導光板２０は、光を導光する略平板状の透明部材であり、本実施形態では、鉛直方向（Ｚ方向）から見た形状が略台形形状に形成された台形柱形状に形成されている。導光板２０は、図１に示すように、互いに平行であり、互いに対向する第１全反射面２０ｂ及び第２全反射面２０ｃと、−Ｘ側端部に、この第１全反射面２０ｂ及び第２全反射面２０ｃに対して傾斜した反射面２０ａとが設けられている。

反射面２０ａは、第１全反射面２０ｂ及び第２全反射面２０ｃに対して所定の角度で傾斜しており、その面の全面に反射膜２７が形成されている。反射面２０ａは、導光板２０内に入射した映像光を、この反射膜２７よって第１全反射面２０ｂ側に反射する。ここで、反射膜２７は、光反射性の高い金属、例えば、アルミニウムや、銀、ニッケル等により形成されている。本実施形態では反射膜２７は、アルミニウムを蒸着することにより形成されている。また、これに限らず反射膜２７は、光反射性の高い金属をスパッタリングしたり、金属箔を転写したり、金属薄膜を含有した塗料を塗布したりする等により形成されてもよい。
反射面２０ａは、反射膜２７で反射した映像光を第１全反射面２０ｂにおいて全反射させるために、第１全反射面２０ｂに対して２５°〜４０°の範囲で傾斜している。

第１全反射面２０ｂは、導光板２０を形成する面のうちＸＺ平面に平行であって、観察者側（−Ｙ側）に位置する面であり、反射膜２７によって反射した映像光を第２全反射面２０ｃ側に向けて全反射させる。また、第１全反射面２０ｂは、第２全反射面２０ｃにおいて全反射した映像光を、第２全反射面２０ｃ側に向けて全反射させる。
第１全反射面２０ｂは、その−Ｘ側の端部が、映像源１１から投射された映像光を入光する入光面となっており、また、＋Ｘ側の端部が、単位光学形状部３０（後述する）において反射した映像光を導光板２０外へ出光する出光面となっている。
第２全反射面２０ｃは、導光板２０を形成する面のうち、ＸＺ平面に平行であって、背面側（＋Ｙ側）に位置する面（観察者側から離れた側の面）であり、第１全反射面２０ｂにおいて全反射した映像光を、第１全反射面２０ｂ側に向けて全反射させる。
以上により、反射膜２７を反射した映像光は、第１全反射面２０ｂ及び第２全反射面２０ｃの間で全反射を繰り返すことによって、導光板２０内の＋Ｘ方向（導光方向）に導光されることとなる。

次に、導光板２０の層構成について説明する。
図２は、本実施形態の導光板２０の詳細を説明する図であり、図１のａ部詳細を示す図である。
図２に示すように、導光板２０は、観察者側（−Ｙ側）から順に、基材部２１、接合層２４、第２光学形状層２３、第１光学形状層２２が積層されている。この導光板２０を構成する各層は、各層間において光の屈折を回避する観点から屈折率が同等に形成されるのが望ましい。
基材部２１は、導光板２０の基礎となる平板状の部材であり、例えば、光透過性の高いアクリル樹脂、スチレン樹脂、アクリルスチレン樹脂、ポリカーボーネート樹脂、脂環式ポリオレフィン樹脂等から形成されている。上述の第１全反射面２０ｂは、この基材部２１の観察者側（−Ｙ側）の面となる。

第１光学形状層２２は、導光板２０の観察者側から最も離れた側に位置する層である。第１光学形状層２２は、光透過性の高いウレタンアクリレート樹脂、エポキシアクリレート樹脂等から形成されており、その屈折率は、上述の基材部２１と同等の屈折率である。第１光学形状層２２は、その観察者側（−Ｙ側）の面であって、＋Ｘ側の端部近傍に、単位光学形状部３０が複数設けられている。
この単位光学形状部３０は、鉛直方向（Ｚ方向）に延在し、映像光の導光方向（Ｘ方向）に沿って複数配列されている。また、単位光学形状部３０は、観察者側（−Ｙ側）に凸になるようにして、映像光が出光する方向（導光板２０の厚み方向、Ｙ方向）に平行であって単位光学形状部３０の配列方向（Ｘ方向）に平行な断面（ＸＹ面）における断面形状が略三角形状、いわゆるプリズム形状に形成されている。したがって、単位光学形状部３０は、傾斜面３０ａと、この傾斜面３０ａよりも映像光の進行する側（＋Ｘ側）に、傾斜面３０ａと対向して設けられた対向面３０ｂとから構成される。
なお、上述の第２全反射面２０ｃは、この第１光学形状層２２の背面側（＋Ｙ側）の面となる。

本実施形態では、この単位光学形状部３０は、鉛直方向（Ｚ方向）に延在するリニアプリズム形状に形成される例で説明するが、これに限定されるものでなく、リニアフレネルレンズ形状や、同心円状に単位光学形状が配列されるサーキュラーフレネルレンズ形状に形成されるようにしてもよい。
傾斜面３０ａは、第１全反射面２０ｂを全反射した映像光が直接入射する面であり、その＋Ｘ側の端部が、−Ｘ側の端部よりも観察者（出光）側（−Ｙ側）に位置している。傾斜面３０ａには、反射層２５が設けられている。
対向面３０ｂは、第１全反射面２０ｂを全反射した映像光が直接入射しない面であり、その＋Ｘ側の端部が、−Ｘ側の端部よりも背面側（＋Ｙ側）に位置している。

第２光学形状層２３は、単位光学形状部３０を覆うようにして、第１光学形状層２２の観察者側の面に設けられた層であり、第１光学形状層２２の観察者側（−Ｙ側）の面を平坦にするために設けられている。第２光学形状層２３は、光透過性の高いウレタンアクリレート樹脂、エポキシアクリレート樹脂等から形成されている。第２光学形状層２３の観察者側の面は、接合層２４を介して基材部２１に接合される面であり、また、第２光学形状層２３から基材部２１へと通過する光の出光面となる。この第２光学形状層２３の出光面は、導光板２０の第１全反射面２０ｂ（出光面、ＸＺ平面）と平行である。
なお、第２光学形状層２３の観察者側に設けられる基材部２１を省略して、第２光学形状層２３の観察者側の面を導光板２０の出光面にしてもよい。

ここで、単位光学形状部３０の傾斜面３０ａが、第１全反射面２０ｂ（出光面）に平行な面（ＸＺ平面）となす角度は、αである。また、対向面３０ｂが第１全反射面２０ｂに平行な面となす角度は、β（β＞α）である。
また、単位光学形状部３０の配列ピッチは、Ｐであり、単位光学形状部３０の高さ（導光板の厚み方向（Ｙ方向）における単位光学形状部３０の頂部ｔから単位光学形状部３０間の谷底となる部位ｖまでの寸法）は、ｈである。なお、配列ピッチＰは、単位光学形状部３０の配列方向（Ｘ方向）における幅寸法と同等である。
本実施形態の単位光学形状部３０は、配列ピッチＰ等が一定であるが、角度αが映像光の進行する側（＋Ｘ側）へ向かうにつれて次第に大きくなり、また、それに伴い高さｈも大きくなっている例で説明するが、これに限定されるものでない。例えば、配列ピッチＰや、角度α、角度β、高さｈが一定に形成されるようにしてもよい。

接合層２４は、基材部２１及び第２光学形状層２３を接合する粘着剤である。接合層２４は、基材部２１及び第２光学形状層２３間を透過する映像光が屈折しないよう、これらの層と同等の屈折率を有する材料、例えば、光透過性の高いウレタンアクリレート樹脂、エポキシアクリレート樹脂、アクリル系粘着剤、シリコーン系粘着剤等により形成されている。

反射層２５は、入射した光の一部を反射し、その他を透過する半透過型の反射層、いわゆるマジックミラー（ハーフミラー）である。反射層２５の反射率と透過率の割合は、適宜設定することができるが、映像光を良好に反射させるとともに、外界の光を良好に透過させる観点から、透過率が４０〜６０％の範囲であることが望ましい。本実施形態の反射層２５は、反射率及び透過率がともに５０％のハーフミラー状に形成されている。
反射層２５は、単位光学形状部３０の傾斜面３０ａの面上に光反射性の高い金属、例えば、アルミニウムや、銀、ニッケル等により形成されている。本実施形態では反射層２５は、アルミニウムを蒸着することにより形成されている。また、これに限らず反射層２５は、光反射性の高い金属をスパッタリングしたり、金属箔を転写したり、金属薄膜を含有した塗料を塗布したりする等により形成されてもよい。

本実施形態の反射層２５は、アルミニウムの蒸着によって約１００Åの厚みに形成されているが、光の反射率及び透過率を上述の好ましい範囲に設定できるのであれば、その材料等に応じて厚さを自由に設定することができる。
ここで、効率よく映像光を反射して導光板２０から出光させる観点から、傾斜面３０ａの角度αは、２０°≦α≦３５°の範囲内に、単位光学形状部３０の高さｈは、２０μｍ≦ｈ≦７００μｍの範囲内に形成されるのが望ましい。また、単位光学形状部３０の配列ピッチＰは、５０μｍ≦Ｐ≦１０００μｍの範囲内で形成されるのが望ましい。

遮蔽部４０は、導光板２０（第１光学形状層２２）の背面側（＋Ｙ側）に配置され、第１光学形状層２２の背面における光の通過及び遮蔽を選択的に切り替える部分である。具体的には、遮蔽部４０は、光が透過する透過状態と、光の通過が遮断される遮蔽状態とに切り替えることができる。これにより、外界の光が強いため映像が観察しにくい場合や、より鮮明な映像光を観察したい場合、観察者は、遮蔽部４０の不図示の操作部を操作して、透過状態から遮蔽状態に切り替えることができる。これにより、導光板２０（第１光学形状層２２）の背面から外界の光が入射するのを必要に応じて遮断することができ、映像光をより鮮明に表示することができる。

ここで、遮蔽部４０の透過状態は、導光板２０に入射する外界の光を鮮明に表示する観点から、入射した光をそのまま通過させる透明な状態が望ましい。また、遮蔽部４０の遮蔽状態は、外界の光の入射を遮るとともに、導光板２０により表示される画像をより鮮明に表示させる観点から、不要な光を吸収することができる暗色系の色、特に黒色の状態が望ましい。
本実施形態では、遮蔽部４０として電子式シェードが用いられ、この電子式シェードとしては、偏光板を利用して透過状態と黒色等の暗色系の遮蔽状態とを選択的に切り替えて表示する液晶方式や、電圧の印加により色彩が変化するエレクトロクロミック化合物を利用して、透過状態と黒色等の暗色系の遮蔽状態とを切り替えるエレクトロクロミック方式等、公知の技術を適用することができる。本実施形態では、少ない電力により透過状態及び遮蔽状態を実現することができるエレクトロクロミック方式の電子式シェードが遮蔽部４０に用いられている。

遮蔽部４０は、導光板２０の背面から入射する外界の光が、観察者の眼Ｅに届いてしまうのを防ぐ観点から、導光板２０の単位光学形状部３０が形成された位置だけでなく、観察者の眼Ｅに対して外界の光が透過する部分全体を覆うようにして設けられるのが望ましい。本実施形態では、遮蔽部４０は、導光板２０の背面のほぼ全面を覆うようにして設けられている。
また、遮蔽部４０は、導光板２０（第１光学形状層２２）の背面との間に空隙が設けられるのが望ましい。導光板２０（第１光学形状層２２）の背面は、上述したように、第２全反射面２０ｃとして映像光を全反射させているため、仮に、遮蔽部４０と密着し、遮蔽部４０が遮蔽状態である場合、映像光の一部が吸収されてしまう可能性があるからである。また、導光板２０内を導光された映像光の一部は、反射層２５を透過して第１光学形状層２２の背面側へ進むこととなるが、その光を第１光学形状層２２の背面において全反射させて観察者側へ戻すことができ、光の利用効率を向上させることができるからである。

図３は、遮蔽部の他の形態を説明する図である。図３（ａ）は、遮蔽部の他の形態を示す平面図（＋Ｚ方向から見た図）及び側面図（＋Ｘ方向から見た図）であり、図３（ｂ）は、遮蔽部の別な形態を示す平面図である。
遮蔽部４０は、上述の電子シェード方式に限定されるものでなく、その他の方式により、透過状態と遮蔽状態とを選択的に切り替えられるようにしてもよい。
例えば、図３（ａ）に示すように、遮蔽部４０は、黒色等の暗色系に着色された板材４１の一端縁（例えば、上端縁）と導光板の一端縁（例えば、上端縁）とが、回転ヒンジ機構４２により接続されており、開閉動作によって板材４１が導光板２０の背面を覆う遮蔽状態と、板材４１が導光板２０の背面から退避する透過状態とを切り替えるようにしてもよい。

また、図３（ｂ）に示すように、遮蔽部４０は、黒色等の暗色系に着色された複数の板材４３が左右方向（Ｘ方向）に配列したブラインドの形態にしてもよい。この場合、各板材４３を左右方向に略平行にしてブラインドを閉じた状態にすると、光が遮蔽される遮蔽状態となり、各板材４３を厚み方向（Ｙ方向）に略平行にしてブラインドを開いた状態にすると、光が透過する透過状態となる。なお、複数の板材４３の配列方向は、鉛直方向（Ｚ方向）に配列されるようにしてもよい。

次に、本実施形態の頭部装着型の表示装置１における映像光Ｌ及び外界の光Ｇの動作について説明する。
図１に示すように、映像源１１から出射した映像光Ｌは、投射光学系１２を介して導光板２０の第１全反射面２０ｂへと入射する。導光板２０内に入光した映像光Ｌは、反射面２０ａの反射膜２７に入射して第１全反射面２０ｂ側へと反射する。それから、その映像光Ｌは、第１全反射面２０ｂに入射して第２全反射面２０ｃ側へと全反射した後に、第２全反射面２０ｃに入射して第１全反射面２０ｂ側へと全反射する。このように第１全反射面２０ｂ及び第２全反射面２０ｃ間において全反射を繰り返すことにより、映像光Ｌは、導光板２０の−Ｘ側から＋Ｘ側に向けて導光され、第１光学形状層２２に設けられた単位光学形状部３０に入射する。
本実施形態の導光板２０では、図１に示すように、映像光Ｌが第１全反射面２０ｂにおいて２回全反射し、第２全反射面２０ｃにおいて１回全反射するように形成されているが、これに限定されるものでなく、各面においてより多く又は少なく全反射を繰り返すようにしてもよい。

単位光学形状部３０に入射した映像光のうち、一部の映像光Ｌは、図２に示すように、傾斜面３０ａの反射層２５に入射して第１全反射面２０ｂに対してほぼ垂直な方向（−Ｙ方向）に反射して、第１全反射面２０ｂから観察者の眼Ｅに向けて出光する。
また、他の映像光は、ハーフミラー状に形成される反射層２５を透過して単位光学形状部３０内に入射することとなる。ここで、遮蔽部４０が透過状態である場合、そのほとんどが導光板２０の背面側から出光することとなるが、一部の光は、導光板２０（第１光学形状層２２）の背面において全反射して観察者側へと戻る。

外界の光Ｇは、遮蔽部４０が透過状態である場合、図１に示すように、導光板２０の背面側（＋Ｙ側）の第２全反射面２０ｃから導光板２０内に入光する。この導光板２０内に入光した外界の光のうち一部の光は、傾斜面３０ａの反射層２５に入射し、その一部は反射層２５によって導光板２０の背面側へ反射してしまうが、他の一部Ｇは、図２に示すように、ハーフミラー状に形成される反射層２５を透過して、第１全反射面２０ｂ（出光面）から観察者の眼Ｅに向けて出光することとなる。
なお、遮蔽部４０が遮蔽状態である場合、外界の光は、遮蔽部４０により遮られるので、導光板２０に入射しない。

次に、本実施形態の導光板２０の製造方法について説明する。
図４は、本実施形態の導光板の製造方法を説明する図である。図４の各図は、導光板２０が製造されるまでの過程を示す図である。
まず、図４（ａ）に示すように、単位光学形状部３０に対応する凹凸形状が設けられた金型を使用して、導光板２０を構成する第１光学形状層２２を押出成形法や、射出成形法等により形成する。
次に、図４（ｂ）に示すように、単位光学形状部３０の傾斜面３０ａ上に、真空蒸着法によりアルミニウムを蒸着して反射層２５を形成する。なお、反射層２５は、スパッタリングや、光反射材料が含有された塗料を塗布等することによって形成されるようにしてもよい。

続いて、図４（ｃ）に示すように、第１光学形状層２２の単位光学形状部３０が形成された側の面に、第２光学形状層２３を構成する樹脂を充填し、平坦面が形成された金型によって押圧し、硬化させた後に離型する等により、第２光学形状層２３が形成される。
次に、図４（ｄ）に示すように、この単位光学形状部３０上に形成された第２光学形状層２３と、平板状の基材部２１とを接合層２４を介して貼り合せて、基材部２１、接合層２４、第２光学形状層２３、第１光学形状層２２が順次積層された積層体が完成する。
そして、最後に、この積層体を所定の形状に裁断した上で、−Ｘ側（単位光学形状部が形成される側とは反対側）の背面側（＋Ｙ側）の角部を加工して反射面２０ａを形成し、その反射面２０ａに真空蒸着法等によってアルミニウムを蒸着する等して反射膜２７を形成する。以上により、導光板２０が完成する。

以上より、本実施形態の導光板２０は、第１光学形状層２２の背面に、光の透過と遮蔽とを選択的に切り替える遮蔽部４０が設けられているので、外界の光が強いため映像が観察しにくい場合や、より鮮明な映像光を観察したい場合に、遮蔽部４０を透過状態から遮蔽状態に切り替えることができる。これにより、導光板２０は、第１光学形状層２２の背面から外界の光が入射するのを遮断することができ、映像光をより鮮明に表示することができる。
また、本実施形態の導光板２０は、反射層２５が、入射した光の一部を透過し、その他を透過する、いわゆるマジックミラー状に形成されているので、遮蔽部４０が透過状態である場合に、効率よく映像光を観察者側に反射するとともに、外界の光を観察者側に透過させることができる。
さらに、本実施形態の導光板２０は、遮蔽部４０と第１光学形状層２２の背面との間に空隙が設けられているので、導光板２０の第２全反射面２０ｃにおける光の全反射が遮られてしまうのを防ぐことができる。また、反射層２５を透過して第１光学形状層２２の背面側へ進んだ光の一部を観察者側に戻すことができ、光の利用効率を向上させることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、後述する変形形態のように種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。また、実施形態に記載した効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、実施形態に記載したものに限定されない。なお、前述した実施形態及び後述する変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。

（変形形態）
図５は、変形形態の表示装置を説明する図である。
図６は、変形形態の光学シートを説明する図である。
（１）上述の実施形態において、光学シートを導光板２０に適用した例で説明したが、これに限定されるものでない。例えば、光学シートは、図５に示すように、表示装置１の映像源１１からの映像光を導光させずに傾斜面３０ａにおいて観察者側に直接反射させる反射シート２０に適用することもできる。この場合、傾斜面３０ａの角度αは５°≦α≦３５°の範囲内に、単位光学形状部３０の高さｈは５μｍ≦ｈ≦７００μｍの範囲内に、単位光学形状部３０の配列ピッチＰは５０μｍ≦Ｐ≦１０００μｍの範囲内に形成されるのが望ましい。なお、この場合、光学シート２０と遮蔽部４０とは、互いに密着させてもよく、両者間に空隙を設けるようにしても良い。

（２）上述の実施形態において、導光板２０の単位光学形状部３０は、導光方向に複数連続して配置される例を示したがこれに限定されるものでない。例えば、図６に示すように、単位光学形状部３０が、出射面に平行な平坦面を挟んで複数配列される形態にしてもよい。この場合、外界の光Ｇが平坦面を透過するため、傾斜面に設けられる反射層２５をマジックミラーではなく完全な反射ミラーとしても、導光板２０にシースルー特性を付与することができる。

（３）上述の実施形態において、導光板２０は、反射膜２７を反射した映像光を第１全反射面２０ｂ及び第２全反射面２０ｃ間において全反射させた後に単位光学形状部３０に入射させる例を示したが、これに限定されるものでない。例えば、導光板は、映像光を第１全反射面においてのみ全反射させて単位光学形状部に入射するようにしてもよい。この場合、導光板の第２全反射面は、映像光を全反射面させないので、遮蔽部を導光板の背面に密着させて固定することも可能である。

（４）対向面３０ｂは、その表面に微細な凹凸形状を形成して粗面化するようにしてもよい。このようにすることで、反射層２５を透過した映像光が、第１光学形状層２２に入射して対向面３０ｂに入射したとしても、対向面３０ｂにおいて拡散させることができ、観察者側に視認されてしまうのを抑制することができる。

（５）上述の実施形態において、導光板２０は、第１全反射面２０ｂと映像光が入光する面とを同一面内に形成する例を示したが、これに限定されるものでなく、第１全反射面と映像光が入光する面とが相違する面として形成されていてもよい。
また、上述の実施形態において、導光板２０は、第１全反射面２０ｂと映像光が出光する出光面とを同一面内に形成する例を示したが、これに限定されるものでなく、第１全反射面と映像光が出光する面とが相違する面として形成されていてもよい。

１ 表示装置
１１ 映像源
１２ 投射光学系
２０ 導光板
２０ａ 反射面
２０ｂ 第１全反射面
２０ｃ 第２全反射面
２１ 基材部
２２ 第１光学形状層
２３ 第２光学形状層
２４ 接合層
２５ 反射層
２７ 反射膜
３０ 単位光学形状部
３０ａ 傾斜面
３０ｂ 対向面
４０ 遮蔽部
Ｅ 観察者の眼

Claims (5)

1. 入射した映像光を反射して出光面から出光させる光学シートであって、
   前記映像光が入射する傾斜面が設けられた単位光学形状が複数配列された第１光学形状層と、
   前記出光面を有し、前記第１光学形状層の前記単位光学形状側の面に積層される第２光学形状層と、
   前記傾斜面に形成され、前記傾斜面へ入射した映像光を反射する反射層と、
   前記第１光学形状層の前記単位光学形状側の面とは反対側となる背面に設けられ、その背面において光を透過させる透過状態と、光を遮断する遮蔽状態とを選択的に切り替える遮蔽部と、
   を備える光学シート。
2. 請求項１に記載の光学シートにおいて、
   前記反射層は、入射した光の一部を反射し、その他を透過すること、
   を特徴とする光学シート。
3. 請求項１又は請求項２に記載の光学シートにおいて、
   前記遮蔽部と前記第１光学形状層の背面との間には、空隙が設けられていること、
   を特徴とする光学シート。
4. 請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の光学シートにおいて、
   前記遮蔽部の前記遮蔽状態は、暗色系の色彩により構成されていること、
   を特徴とする光学シート。
5. 請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の光学シートと、
   前記光学シートに映像光を出射する映像源と、
   を備える表示装置。

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