JP2017211668A - Optical element, display device, and manufacturing method for optical element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ハーフミラーを備えた光学素子、および光学素子を備えた表示装置に関する。 The present invention relates to an optical element including a half mirror, and a display device including the optical element.
画像光出射装置から出射された画像情報と外界の画像情報の双方を同一視野で観察するヘッドマウントディスプレー等では、画像光を観察者の眼に向かって反射する一方で、外界からの光を観察者の眼に透過させるハーフミラーが用いられている。 In a head-mounted display that observes both image information emitted from the image light emitting device and external image information in the same field of view, the image light is reflected toward the viewer's eyes while the light from the external environment is observed. A half mirror that allows the eye to pass through is used.
一方、ハーフミラーとしては、例えば、金属の薄膜を透光膜で挟んだ構成が提案されている（特許文献１、２参照）。また、特許文献２では、基板／酸化シリコン層／酸化ジルコニウム層または酸化チタン層／クロム層／銀層／酸化アルミニウム層／酸化ジルコニウム層／酸化シリコン層の層構成が提案されている。 On the other hand, as a half mirror, for example, a configuration in which a metal thin film is sandwiched between translucent films has been proposed (see Patent Documents 1 and 2). Patent Document 2 proposes a layer configuration of substrate / silicon oxide layer / zirconium oxide layer or titanium oxide layer / chromium layer / silver layer / aluminum oxide layer / zirconium oxide layer / silicon oxide layer.
特許文献２に記載のハーフミラーでは、銀層の下層側との密着性等を改善することを目的に、銀層の下地としてクロム層が形成されているため、クロム層に起因する光量損失が大きいという問題点がある。また、銀層の密着性等の問題を解消したうえでクロム層を省いても、基板として樹脂製基板を用いた場合、樹脂製基板が吸着していた水分や、樹脂製基板から脱離した有機成分の影響で、銀層や誘電体膜の密度等が低下し、銀粒子の拡散や銀層の変質に起因する光学特性の低下が発生するという問題点がある。 In the half mirror described in Patent Document 2, the chrome layer is formed as a base of the silver layer for the purpose of improving the adhesiveness with the lower layer side of the silver layer, so that the light amount loss due to the chrome layer is reduced. There is a problem that it is big. In addition, even if the chrome layer is omitted after solving the problems such as adhesion of the silver layer, when the resin substrate is used as the substrate, the moisture adsorbed by the resin substrate and the resin substrate is detached. Due to the influence of the organic component, there is a problem that the density of the silver layer and the dielectric film is lowered, and the optical properties are deteriorated due to the diffusion of the silver particles and the alteration of the silver layer.
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、銀層に対する下地金属膜を省くことにより光量損失を抑制した場合でも、光学特性が安定したハーフミラー層を樹脂製の透光性部材に設けることのできる光学素子、および表示装置を提供することにある。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a resin-made translucent member with a half mirror layer having stable optical characteristics even when light loss is suppressed by omitting a base metal film for the silver layer. It is an object of the present invention to provide an optical element and a display device.
本発明に係る光学素子の一態様は、樹脂材料を含む第１透光性部材と、前記第１透光性部材の少なくとも１つの面に形成されたハーフミラー層と、を有し、前記ハーフミラー層は、銀層と、前記銀層と前記第１透光性部材との間に位置する第１誘電体多層膜と、前記銀層に対して前記第１透光性部材とは反対側に位置する第２誘電体多層膜と、を含み、前記第１誘電体多層膜は、前記銀層に接する第１酸化アルミニウム層と、前記第１酸化アルミニウム層に前記第１透光性部材側で接する酸化チタン層と、を含み、前記第２誘電体多層膜は、酸化ジルコニウムを含む酸化ジルコニウム系誘電体層と、前記酸化ジルコニウム系誘電体層に接する第２酸化アルミニウム層と、を含み、前記第２酸化アルミニウム層および前記酸化ジルコニウム系誘電体層の一方が前記銀層に接していることを特徴とする。 One aspect of the optical element according to the present invention includes a first light transmissive member including a resin material, and a half mirror layer formed on at least one surface of the first light transmissive member, and the half The mirror layer includes a silver layer, a first dielectric multilayer film positioned between the silver layer and the first light transmissive member, and a side opposite to the first light transmissive member with respect to the silver layer. A second dielectric multilayer film located on the first translucent member side of the first aluminum oxide layer in contact with the silver layer and the first aluminum oxide layer. And the second dielectric multilayer film includes a zirconium oxide-based dielectric layer containing zirconium oxide, and a second aluminum oxide layer in contact with the zirconium oxide-based dielectric layer, Said second aluminum oxide layer and said zirconium oxide-based dielectric Wherein the one of the body layer is in contact with the silver layer.
本発明の一態様においては、ハーフミラー層の金属層として銀層が用いられているため、アルミニウムが用いられた場合に比して、吸収による損失が小さく、かつ、比較的厚い膜厚でよいため安定して成膜することができる。また、本発明では、第１透光性部材として樹脂材料を含む部材を用いているため、形状の自由度が高く、かつ、軽量化を図ることができる。また、第１透光性部材に樹脂を用いると、樹脂から脱離した水分や有機成分が銀層や他の誘電体層の膜質を低下させおそれがあるが、本発明では、第１誘電体多層膜（銀層の下層側）に設ける高屈折率層として酸化チタン層が用いられており、かかる酸化チタン層であれば、イオンアシスト法によって比較的低い温度での成膜が可能である。このため、樹脂からの水分や有機成分の脱離を酸化チタン層によってブロックでき、樹脂から脱離した水分や有機成分が銀層や誘電体層の膜質を低下させることを抑制することができる。また、酸化チタン層に直接、銀層を設けると、銀層での光の吸収・散乱が大きくなるが、本発明では、酸化チタン層と銀層との間に第１酸化アルミニウム層を設けてあるため、銀層での光の吸収・散乱を抑制することができる。さらに、第２誘電体多層膜の側（銀層の上層側）に設ける高屈折率層として酸化ジルコニウム系誘電体層（酸化ジルコニウムの単体膜または酸化ジルコニウムと酸化チタンとの混合膜）が用いられているため、酸化チタン層を用いた場合と違って、銀層へのダメージが小さい。また、酸化ジルコニウム系誘電体層あるいは第２酸化アルミニウム層は、緻密な膜として形成することができるので、水分に対するブロックに用いることができ、銀層の水分との反応に起因するハーフミラーの光学特性の劣化を抑制することができる。 In one embodiment of the present invention, since a silver layer is used as the metal layer of the half mirror layer, the loss due to absorption is small and a relatively thick film thickness is sufficient as compared with the case where aluminum is used. Therefore, the film can be stably formed. Moreover, in this invention, since the member containing a resin material is used as a 1st translucent member, the freedom degree of a shape is high and weight reduction can be achieved. In addition, when a resin is used for the first translucent member, moisture and organic components desorbed from the resin may deteriorate the film quality of the silver layer and other dielectric layers. In the present invention, the first dielectric A titanium oxide layer is used as a high refractive index layer provided on the multilayer film (lower layer side of the silver layer). With such a titanium oxide layer, film formation at a relatively low temperature is possible by an ion assist method. For this reason, desorption of moisture and organic components from the resin can be blocked by the titanium oxide layer, and moisture and organic components desorbed from the resin can be prevented from deteriorating the film quality of the silver layer and the dielectric layer. In addition, when a silver layer is provided directly on the titanium oxide layer, light absorption / scattering in the silver layer increases. In the present invention, a first aluminum oxide layer is provided between the titanium oxide layer and the silver layer. Therefore, light absorption / scattering in the silver layer can be suppressed. Further, a zirconium oxide-based dielectric layer (a single film of zirconium oxide or a mixed film of zirconium oxide and titanium oxide) is used as a high refractive index layer provided on the second dielectric multilayer film side (upper side of the silver layer). Therefore, unlike the case of using a titanium oxide layer, the damage to the silver layer is small. Further, since the zirconium oxide-based dielectric layer or the second aluminum oxide layer can be formed as a dense film, it can be used to block moisture, and the optical property of the half mirror caused by the reaction of the silver layer with moisture. Deterioration of characteristics can be suppressed.
本発明の一態様において、前記酸化ジルコニウム系誘電体層は、酸化ジルコニウムと酸化チタンとの混合膜からなる構成を採用することができる。 In one aspect of the present invention, the zirconium oxide-based dielectric layer may employ a mixed film of zirconium oxide and titanium oxide.
本発明の一態様において、前記第１誘電体多層膜は、前記酸化チタン層に対して前記第１酸化アルミニウム層とは反対側で接する第３酸化アルミニウム層を含む構成を採用することができる。 In one aspect of the present invention, the first dielectric multilayer film may include a third aluminum oxide layer that is in contact with the titanium oxide layer on the side opposite to the first aluminum oxide layer.
本発明の一態様において、前記第２誘電体多層膜では、前記酸化ジルコニウム系誘電体層が前記銀層に接している構成を採用することができる。 In one aspect of the present invention, the second dielectric multilayer film may employ a configuration in which the zirconium oxide-based dielectric layer is in contact with the silver layer.
本発明の一態様において、前記第２誘電体多層膜では、前記第２酸化アルミニウム層が前記銀層に接している構成を採用してもよい。 In one aspect of the present invention, the second dielectric multilayer film may employ a configuration in which the second aluminum oxide layer is in contact with the silver layer.
本発明の一態様において、前記ハーフミラー層に対して前記第１透光性部材とは反対側に位置する第２透光性部材を有し、前記第２透光性部材は、前記第１透光性部材と同一の屈折率であることが好ましい。 1 aspect of this invention WHEREIN: It has a 2nd translucent member located in the opposite side to the said 1st translucent member with respect to the said half mirror layer, The said 2nd translucent member is a said 1st translucent member. The refractive index is preferably the same as that of the translucent member.
本発明に係るハーフミラーを備えた表示装置の一態様においては、例えば、画像光を出射する画像光出射装置を備え、前記光学素子は、前記画像光出射装置からの前記画像光が入射する光入射部と、前記光入射部から入射した前記画像光のうち少なくとも一部が前記ハーフミラー層で反射して出射される光出射部と、を備えている。 In one aspect of the display device including the half mirror according to the present invention, for example, the display device includes an image light emitting device that emits image light, and the optical element receives light from which the image light from the image light emitting device is incident. An incident portion, and a light emitting portion from which at least a part of the image light incident from the light incident portion is reflected by the half mirror layer and emitted.
以下、本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の説明で参照する図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならしめてある。 Embodiments of the present invention will be described below. In the drawings to be referred to in the following description, the scales are different for each layer and each member so that each layer and each member have a size that can be recognized on the drawing.
［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１に係るハーフミラーの一例を示す説明図であり、図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、ハーフミラーの断面構成を模式的に示す説明図、２つの透光性部材を接合してハーフミラーとする前の状態を示す説明図、およびハーフミラー層の説明図である。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating an example of a half mirror according to Embodiment 1 of the present invention. FIGS. 1A, 1B, and 1C schematically illustrate a cross-sectional configuration of the half mirror. It is explanatory drawing which shows the state before joining a translucent member and making it a half mirror, and explanatory drawing of a half mirror layer.
図１（ａ）に示す光学素子１０は、２つの透光性部材がハーフミラー層３を挟んで接着剤層４によって接合された構造を有している。より具体的には、光学素子１０は、第１透光性部材１と、第２透光性部材２と、第１透光性部材１と第２透光性部材２との間に形成されたハーフミラー層３と、ハーフミラー層３と第２透光性部材２との間に形成された透光性の接着剤層４とを有している。 The optical element 10 shown in FIG. 1A has a structure in which two translucent members are joined by an adhesive layer 4 with the half mirror layer 3 interposed therebetween. More specifically, the optical element 10 is formed between the first light transmissive member 1, the second light transmissive member 2, and the first light transmissive member 1 and the second light transmissive member 2. The half mirror layer 3 and the translucent adhesive layer 4 formed between the half mirror layer 3 and the second translucent member 2 are provided.
本形態において、第１透光性部材１は、シクロオレフィンポリマー、シクロオレフィンコポリマー、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、スチレン樹脂等の単体もしくは共重合体からなる樹脂製であり、金型成形により製造された部材である。第２透光性部材２も、第１透光性部材１と同様、シクロオレフィンポリマー、シクロオレフィンコポリマー、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、スチレン樹脂等の単体もしくは共重合体からなる樹脂製である。本形態において、第１透光性部材１と第２透光性部材２とは、同一の樹脂材料からなり、屈折率が同一である。接着剤層４は、アクリル系またはエポキシ系の紫外線硬化型接着剤であり、透光性を有している。 In this embodiment, the first translucent member 1 is made of a resin made of a simple substance or a copolymer such as a cycloolefin polymer, a cycloolefin copolymer, an acrylic resin, a polycarbonate resin, and a styrene resin, and is manufactured by molding. It is a member. Similarly to the first light transmissive member 1, the second light transmissive member 2 is also made of a resin made of a simple substance or a copolymer such as a cycloolefin polymer, a cycloolefin copolymer, an acrylic resin, a polycarbonate resin, and a styrene resin. In this embodiment, the first translucent member 1 and the second translucent member 2 are made of the same resin material and have the same refractive index. The adhesive layer 4 is an acrylic or epoxy ultraviolet curable adhesive and has translucency.
第１透光性部材１は、金型成形により製造された板状部材やブロック状部材である。第１透光性部材１において、第２透光性部材２と接合される第１面１ａは、第１透光性部材１の両面に対して傾斜する斜面になっており、かかる第１面１ａにハーフミラー層３が形成されている。第２透光性部材２も、第１透光性部材１と同様、金型成形により製造された板状部材やブロック状部材であり、第１透光性部材１と接合される第２面２ａは、第２透光性部材２の両面に対して傾斜する斜面になっている。 The first translucent member 1 is a plate-like member or a block-like member manufactured by molding. In the 1st translucent member 1, the 1st surface 1a joined with the 2nd translucent member 2 is a slope which inclines with respect to both surfaces of the 1st translucent member 1, This 1st surface A half mirror layer 3 is formed on 1a. The second translucent member 2 is also a plate-like member or a block-like member manufactured by molding, like the first translucent member 1, and the second surface joined to the first translucent member 1. 2 a is an inclined surface that is inclined with respect to both surfaces of the second translucent member 2.
このように構成した光学素子１０においては、図１（ａ）に実線の矢印で示すように、第１透光性部材１の内部を進行してきた画像光Ｌ１は、ハーフミラー層３で反射して、光学素子１０の一方面側から出射される。また、図１（ａ）に破線の矢印で示すように、光学素子１０の他方面側から第２透光性部材２に入射した外界光Ｌ２は、ハーフミラー層３で透過し、光学素子１０の一方面側から出射される。 In the optical element 10 configured as described above, the image light L1 traveling inside the first light transmissive member 1 is reflected by the half mirror layer 3 as indicated by a solid arrow in FIG. The light is emitted from one surface side of the optical element 10. 1A, the external light L2 that has entered the second light transmissive member 2 from the other surface side of the optical element 10 is transmitted through the half mirror layer 3, and the optical element 10 The light is emitted from one surface side.
かかる光学素子１０を製造するには、図１（ｂ）に示すように、第１透光性部材１の第１面１ａにハーフミラー層３を形成した後、図１（ａ）に示すように、ハーフミラー層３に対して第１透光性部材１とは反対側に第２透光性部材２を接着剤層４によって接合する。 In order to manufacture such an optical element 10, as shown in FIG. 1 (b), after the half mirror layer 3 is formed on the first surface 1a of the first translucent member 1, as shown in FIG. 1 (a). In addition, the second light transmissive member 2 is bonded to the half mirror layer 3 on the side opposite to the first light transmissive member 1 by the adhesive layer 4.
（ハーフミラー層３の構成）
図１（ｃ）に示すように、ハーフミラー層３は、銀層（Ａｇ）と、銀層と第１透光性部材１との間に設けられた第１誘電体多層膜３ａと、銀層に対して第１透光性部材１とは反対側に設けられた第２誘電体多層膜３ｂとを有している。
(Configuration of half mirror layer 3)
As shown in FIG. 1C, the half mirror layer 3 includes a silver layer (Ag), a first dielectric multilayer film 3a provided between the silver layer and the first translucent member 1, silver It has the 2nd dielectric multilayer film 3b provided in the opposite side to the 1st translucent member 1 with respect to the layer.
第１誘電体多層膜３ａは、表１を参照して後述するように、銀層に接する第１酸化アルミニウム層）と、第１酸化アルミニウム層に第１透光性部材１側で接する酸化チタン層とを含んでいる。また、第１誘電体多層膜３ａは、酸化チタン層に対して第１酸化アルミニウム層とは反対側で接する第３酸化アルミニウム層を含んでいる。 As will be described later with reference to Table 1, the first dielectric multilayer film 3a includes a first aluminum oxide layer in contact with the silver layer, and titanium oxide in contact with the first aluminum oxide layer on the first translucent member 1 side. Including layers. The first dielectric multilayer film 3a includes a third aluminum oxide layer that is in contact with the titanium oxide layer on the side opposite to the first aluminum oxide layer.
第２誘電体多層膜３ｂは、表１を参照して後述するように、酸化ジルコニウムの単体膜からなる酸化ジルコニウム系誘電体層と、酸化ジルコニウム層に接する第２酸化アルミニウム層とを含み、第２酸化アルミニウム層および酸化ジルコニウム層の一方が銀層に接している。本形態では、酸化ジルコニウム層（第６層ａ６）が銀層（第５層ａ５）に接している。 As will be described later with reference to Table 1, the second dielectric multilayer film 3b includes a zirconium oxide-based dielectric layer made of a single film of zirconium oxide and a second aluminum oxide layer in contact with the zirconium oxide layer. One of the aluminum dioxide layer and the zirconium oxide layer is in contact with the silver layer. In this embodiment, the zirconium oxide layer (sixth layer a6) is in contact with the silver layer (fifth layer a5).
より具体的には、本形態の光学素子１０において、ハーフミラー層３は、以下に説明する１０層の薄膜を積層した多層膜であり、各層の屈折率および膜厚を表１に示す。なお、本形態において、第１透光性部材１および第２透光性部材２はいずれも、シクロオレフィンポリマー（屈折率＝１．５４）である。
まず、ハーフミラー層３の第１誘電体多層膜３ａにおいて、第１層ａ１は、真空蒸着等により形成された酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2）からなり、屈折率および膜厚は、２．０２および２３．６ｎｍである。第２層ａ２（第３酸化アルミニウム層）は、真空蒸着等により形成された酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）からなり、屈折率および膜厚は、１．５７および１３．１ｎｍである。第３層ａ３は、イオンアシスト蒸着により形成された酸化チタン（ＴｉＯ2）からなり、屈折率および膜厚は、２．４０および５７．７ｎｍである。第４層ａ４（第１酸化アルミニウム層）は、真空蒸着等により形成された酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）からなり、屈折率および膜厚は、１．５７および４．４ｎｍである。かかる第１層ａ１、第２層ａ２、第３層ａ３および第４層ａ４によって、第１誘電体多層膜３ａが構成されている。 First, in the first dielectric multilayer film 3a of the half mirror layer 3, the first layer a1 is made of zirconium oxide (ZrO 2 ) formed by vacuum deposition or the like, and the refractive index and film thickness are 2.02 and 23. .6 nm. The second layer a2 (third aluminum oxide layer) is made of aluminum oxide (Al 2 O 3 ) formed by vacuum deposition or the like, and has a refractive index and a film thickness of 1.57 and 13.1 nm. The third layer a3 is made of titanium oxide (TiO 2 ) formed by ion-assisted deposition, and has a refractive index and a film thickness of 2.40 and 57.7 nm. The fourth layer a4 (first aluminum oxide layer) is made of aluminum oxide (Al 2 O 3 ) formed by vacuum deposition or the like, and has a refractive index and a film thickness of 1.57 and 4.4 nm. The first dielectric multilayer film 3a is constituted by the first layer a1, the second layer a2, the third layer a3, and the fourth layer a4.
第５層ａ５は、真空蒸着等により形成された銀層からなり、屈折率および膜厚は、０．０６および１７．０ｎｍである。 The fifth layer a5 is made of a silver layer formed by vacuum deposition or the like, and has a refractive index and a film thickness of 0.06 and 17.0 nm.
第２誘電体多層膜３ｂにおいて、第６層ａ６は、真空蒸着等により形成された酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2）からなり、屈折率および膜厚は、２．０２および５２．２ｎｍである。第７層ａ７（第２酸化アルミニウム層）は、真空蒸着等により形成された酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）からなり、屈折率および膜厚は、１．５７および４．４ｎｍである。第８層ａ８は、真空蒸着等により形成された酸化シリコン（ＳｉＯ2）からなり、屈折率および膜厚は、１．４６および６４１．０ｎｍである。第９層ａ９は、真空蒸着等により形成された酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）からなり、屈折率および膜厚は、１．５７および１６．５ｎｍである。第１０層ａ１０は、真空蒸着等により形成された酸化シリコン（ＳｉＯ2）からなり、屈折率および膜厚は、１．４６および５４．７ｎｍである。かかる第６層ａ６、第７層ａ７、第８層ａ８、第９層９ａおよび第１０層ａ１０によって、第２誘電体多層膜３ｂが構成されている。 In the second dielectric multilayer film 3b, the sixth layer a6 is made of zirconium oxide (ZrO 2 ) formed by vacuum deposition or the like, and has a refractive index and a film thickness of 2.02 and 52.2 nm. The seventh layer a7 (second aluminum oxide layer) is made of aluminum oxide (Al 2 O 3 ) formed by vacuum deposition or the like, and has a refractive index and a film thickness of 1.57 and 4.4 nm. The eighth layer a8 is made of silicon oxide (SiO 2 ) formed by vacuum vapor deposition or the like, and has a refractive index and a film thickness of 1.46 and 641.0 nm. The ninth layer a9 is made of aluminum oxide (Al 2 O 3 ) formed by vacuum deposition or the like, and has a refractive index and a film thickness of 1.57 and 16.5 nm. The tenth layer a10 is made of silicon oxide (SiO 2 ) formed by vacuum vapor deposition or the like, and has a refractive index and a film thickness of 1.46 and 54.7 nm. The sixth dielectric layer a6, the seventh layer a7, the eighth layer a8, the ninth layer 9a, and the tenth layer a10 constitute the second dielectric multilayer film 3b.
（分光特性）
図２は、本発明の実施の形態１に係る光学素子１０の分光特性の一例を示す説明図であり、図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、ハーフミラー層３に対する入射角が２０ｄｅｇ、２７ｄｅｇおよび３４ｄｅｇの場合の分光特性を示すグラフである。なお、図２では、Ｐ偏光に対する反射率を実線Ｒｐで示し、Ｓ偏光に対する反射率を破線Ｒｓで示し、Ｐ偏光に対する透過率を実線Ｔｐで示し、Ｓ偏光に対する透過率を破線Ｔｓで示してある。
(Spectral characteristics)
FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of the spectral characteristics of the optical element 10 according to Embodiment 1 of the present invention. FIGS. 2 (a), (b), and (c) are incident angles with respect to the half mirror layer 3. Is a graph showing spectral characteristics when 20 deg, 27 deg, and 34 deg. In FIG. 2, the reflectance for P-polarized light is indicated by a solid line Rp, the reflectance for S-polarized light is indicated by a broken line Rs, the transmittance for P-polarized light is indicated by a solid line Tp, and the transmittance for S-polarized light is indicated by a broken line Ts. is there.
図２に示すように、本形態の光学素子１０は、可視域の全域にわたって反射率が同等であり、可視域の全域にわたって透過率が同等である。また、可視域の全域にわたって、入射角にかかわらず、Ｐ偏光に対する反射率とＳ偏光に対する反射率が同等であり、Ｐ偏光に対する透過率とＳ偏光に対する透過率が同等である。 As shown in FIG. 2, the optical element 10 of the present embodiment has the same reflectance over the entire visible range and the same transmittance over the entire visible range. In addition, the reflectance for P-polarized light and the reflectance for S-polarized light are the same regardless of the incident angle, and the transmittance for P-polarized light and the transmittance for S-polarized light are the same over the entire visible range.
例えば、波長４７０ｎｍ、５４０ｎｍおよび６５０ｎｍにおいて、入射角２０ｄｅｇ、２７ｄｅｇおよび３４ｄｅｇの場合、各波長の光に対する反射率および透過率は以下の通りである。 For example, at wavelengths of 470 nm, 540 nm, and 650 nm, when the incident angles are 20 deg, 27 deg, and 34 deg, the reflectance and transmittance for light of each wavelength are as follows.
波長４７０ｎｍ
入射角２０ｄｅｇ
Ｐ偏光：反射率＝３５．０％、透過率＝６３．１％
Ｓ偏光：反射率＝３５．７％、透過率＝６２．５％
入射角２７ｄｅｇ
Ｐ偏光：反射率＝３５．２％、透過率＝６２．８％
Ｓ偏光：反射率＝３６．５％、透過率＝６１．８％
入射角３４ｄｅｇ
Ｐ偏光：反射率＝３５．３％、透過率＝６２．６％
Ｓ偏光：反射率＝３６．８％、透過率＝６１．４％
波長５４０ｎｍ
入射角２０ｄｅｇ
Ｐ偏光：反射率＝３４．５％、透過率＝６３．４％
Ｓ偏光：反射率＝３５．１％、透過率＝６２．８％
入射角２７ｄｅｇ
Ｐ偏光：反射率＝３４．１％、透過率＝６３．７％
Ｓ偏光：反射率＝３５．０％、透過率＝６２．８％
入射角３４ｄｅｇ
Ｐ偏光：反射率＝３４．１％、透過率＝６３．７
Ｓ偏光：反射率＝３５．３％、透過率＝６２．５
波長６５０ｎｍ
入射角２０ｄｅｇ
Ｐ偏光：反射率＝３５．１％、透過率＝６１．８％
Ｓ偏光：反射率＝３５．６％、透過率＝６１．２％
入射角２７ｄｅｇ
Ｐ偏光：反射率＝３４．２％、透過率＝６２．６％
Ｓ偏光：反射率＝３４．７％、透過率＝６２．０％
入射角３４ｄｅｇ
Ｐ偏光：反射率＝３４．５％、透過率＝６２．３
Ｓ偏光：反射率＝３５．７％、透過率＝６０．７
Wavelength 470nm
Incident angle 20deg
P-polarized light: reflectance = 35.0%, transmittance = 63.1%
S-polarized light: reflectance = 35.7%, transmittance = 62.5%
Incident angle 27deg
P-polarized light: reflectance = 35.2%, transmittance = 62.8%
S-polarized light: reflectance = 36.5%, transmittance = 61.8%
Incident angle 34deg
P-polarized light: reflectance = 35.3%, transmittance = 62.6%
S-polarized light: reflectance = 36.8%, transmittance = 61.4%
Wavelength 540nm
Incident angle 20deg
P-polarized light: reflectance = 34.5%, transmittance = 63.4%
S-polarized light: reflectance = 35.1%, transmittance = 62.8%
Incident angle 27deg
P-polarized light: reflectance = 34.1%, transmittance = 63.7%
S-polarized light: reflectance = 35.0%, transmittance = 62.8%
Incident angle 34deg
P-polarized light: reflectance = 34.1%, transmittance = 63.7
S-polarized light: reflectance = 35.3%, transmittance = 62.5
Wavelength 650nm
Incident angle 20deg
P-polarized light: reflectance = 35.1%, transmittance = 61.8%
S-polarized light: reflectance = 35.6%, transmittance = 61.2%
Incident angle 27deg
P-polarized light: reflectance = 34.2%, transmittance = 62.6%
S-polarized light: reflectance = 34.7%, transmittance = 62.0%
Incident angle 34deg
P-polarized light: reflectance = 34.5%, transmittance = 62.3
S-polarized light: reflectance = 35.7%, transmittance = 60.7
（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態では、光学素子１０の金属層として銀層（第５層ａ５）が用いられているため、アルミニウムが用いられた場合に比して、吸収による損失が小さく、かつ、アルミニウムにおいては、１ｎｍ〜５ｎｍという極端に薄い層を精度良く形成することが必要であるのに対し、銀は１０ｎｍ以上の厚さでよいため、安定して成膜することができる。
(Main effects of this form)
As described above, in this embodiment, since a silver layer (fifth layer a5) is used as the metal layer of the optical element 10, the loss due to absorption is small compared to the case where aluminum is used, and In aluminum, it is necessary to form an extremely thin layer of 1 nm to 5 nm with high accuracy, whereas silver can be formed in a stable manner because the thickness of silver can be 10 nm or more.
また、本形態では、第１透光性部材１として樹脂が用いられているため、形状の自由度が高く、かつ、軽量化を図ることができる。また、第１透光性部材１に樹脂を用いると、樹脂から脱離した水分や有機成分が銀層や誘電体層（第１酸化アルミニウム層（第４層ａ４））の膜質を低下させるおそれがあるが、本形態では、第１誘電体多層膜３ａ（銀層の下層側）に設ける高屈折率層として酸化チタン層（第３層ａ３）が用いられており、かかる酸化チタン層であれば、イオンアシスト法によって比較的低い温度での成膜が可能である。このため、樹脂からの水分や有機成分の脱離を酸化チタン層（第３層ａ３）によってブロックでき、樹脂から脱離した水分や有機成分が銀層や誘電体層（第１酸化アルミニウム層（第４層ａ４））の膜質を低下させることを抑制することができる。また、酸化チタン層（第３層ａ３）に直接、銀層を設けると、銀層での光の吸収・散乱が大きくなるが、本形態では、酸化チタン層（第３層ａ３）と銀層との間に第１酸化アルミニウム層（第４層ａ４）を設けてあるため、銀層での光の吸収・散乱を抑制することができる。 Further, in this embodiment, since resin is used as the first light transmissive member 1, the degree of freedom in shape is high and the weight can be reduced. Moreover, when resin is used for the first light-transmissive member 1, moisture and organic components desorbed from the resin may deteriorate the film quality of the silver layer and the dielectric layer (first aluminum oxide layer (fourth layer a4)). However, in this embodiment, a titanium oxide layer (third layer a3) is used as a high refractive index layer provided on the first dielectric multilayer film 3a (lower layer side of the silver layer). For example, film formation at a relatively low temperature is possible by the ion assist method. For this reason, the desorption of moisture and organic components from the resin can be blocked by the titanium oxide layer (third layer a3), and the moisture and organic components desorbed from the resin can be blocked by the silver layer or the dielectric layer (first aluminum oxide layer ( Decreasing the film quality of the fourth layer a4)) can be suppressed. In addition, when a silver layer is provided directly on the titanium oxide layer (third layer a3), light absorption / scattering in the silver layer increases, but in this embodiment, the titanium oxide layer (third layer a3) and the silver layer Since the 1st aluminum oxide layer (4th layer a4) is provided between these, absorption and scattering of light in a silver layer can be controlled.
さらに、第２誘電体多層膜３ｂの側（銀層の上層側）に設ける高屈折率層として酸化ジルコニウム系誘電体層（酸化ジルコニウム層（第６層ａ６））が用いられているため、酸化チタン層を用いた場合と違って、銀層へのダメージが小さい。また、酸化ジルコニウム系誘電体層は、緻密な膜として形成することができるので、銀層を水分から保護するブロックに用いることができ、銀層の水分との反応に起因する光学素子１０の光学特性の劣化を抑制することができる。 Furthermore, since a zirconium oxide based dielectric layer (zirconium oxide layer (sixth layer a6)) is used as a high refractive index layer provided on the second dielectric multilayer film 3b side (upper side of the silver layer), oxidation Unlike the case of using a titanium layer, the damage to the silver layer is small. Further, since the zirconium oxide-based dielectric layer can be formed as a dense film, it can be used as a block for protecting the silver layer from moisture, and the optical element 10 caused by the reaction of the silver layer with moisture can be used. Deterioration of characteristics can be suppressed.
また、第１誘電体多層膜３ａでは、酸化チタン層（第３層ａ３）の下層側に酸化ジルコニウム層（第１層ａ１）や第３酸化アルミニウム層（第２層ａ２）が形成されており、かかる酸化ジルコニウム層や酸化アルミニウム層は、第１透光性部材１と酸化チタン層（第３層ａ３）との密着性を高めることができる。また、第１誘電体多層膜３ａでは、酸化チタン層（第３層ａ３）の下層側に、酸化シリコン層に代えて、酸化ジルコニウム層（第１層ａ１）や第３酸化アルミニウム層（第２層ａ２）が形成されているため、分光特性が優れているという利点もある。 In the first dielectric multilayer film 3a, a zirconium oxide layer (first layer a1) and a third aluminum oxide layer (second layer a2) are formed on the lower layer side of the titanium oxide layer (third layer a3). Such a zirconium oxide layer or an aluminum oxide layer can enhance the adhesion between the first light-transmissive member 1 and the titanium oxide layer (third layer a3). In the first dielectric multilayer film 3a, a zirconium oxide layer (first layer a1) or a third aluminum oxide layer (second layer) is used instead of the silicon oxide layer on the lower layer side of the titanium oxide layer (third layer a3). Since the layer a2) is formed, there is also an advantage that the spectral characteristics are excellent.
［実施の形態２］
図３は、本発明の実施の形態２に係るハーフミラーの一例を示す説明図であり、図３（ａ）、（ｂ）は、ハーフミラーの断面構成の一例を模式的に示す説明図、ハーフミラー層の一例を示す説明図である。図４は、本発明の実施の形態２に係る光学素子１０の分光特性の一例を示す説明図であり、図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、ハーフミラー層３に対する入射角が２０ｄｅｇ、２７ｄｅｇおよび３４ｄｅｇの場合の分光特性を示すグラフである。なお、図４では、Ｐ偏光に対する反射率を実線Ｒｐで示し、Ｓ偏光に対する反射率を破線Ｒｓで示し、Ｐ偏光に対する透過率を実線Ｔｐで示し、Ｓ偏光に対する透過率を破線Ｔｓで示してある。
[Embodiment 2]
FIG. 3 is an explanatory view showing an example of a half mirror according to Embodiment 2 of the present invention, and FIGS. 3A and 3B are explanatory views schematically showing an example of a cross-sectional configuration of the half mirror. It is explanatory drawing which shows an example of a half mirror layer. FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of spectral characteristics of the optical element 10 according to Embodiment 2 of the present invention, and FIGS. 4 (a), (b), and (c) are incident angles with respect to the half mirror layer 3. Is a graph showing spectral characteristics when 20 deg, 27 deg, and 34 deg. In FIG. 4, the reflectance for P-polarized light is indicated by a solid line Rp, the reflectance for S-polarized light is indicated by a broken line Rs, the transmittance for P-polarized light is indicated by a solid line Tp, and the transmittance for S-polarized light is indicated by a broken line Ts. is there.
図３（ａ）、（ｂ）に示すように、本形態の光学素子１０も、実施の形態１と同様、樹脂製の第１透光性部材１と、樹脂製の第２透光性部材２と、第１透光性部材１と第２透光性部材２との間に形成されたハーフミラー層３と、ハーフミラー層３と第２透光性部材２との間に形成された透光性の接着剤層４とを有している。また、ハーフミラー層３は、銀層（Ａｇ）と、銀層と第１透光性部材１との間に設けられた第１誘電体多層膜３ａと、銀層に対して第１透光性部材１とは反対側に設けられた第２誘電体多層膜３ｂとを有している。 As shown in FIGS. 3A and 3B, the optical element 10 of the present embodiment is also made of a resin-made first translucent member 1 and a resin-made second translucent member, as in the first embodiment. 2, a half mirror layer 3 formed between the first light transmissive member 1 and the second light transmissive member 2, and a portion formed between the half mirror layer 3 and the second light transmissive member 2. And a translucent adhesive layer 4. The half mirror layer 3 includes a silver layer (Ag), a first dielectric multilayer film 3a provided between the silver layer and the first light transmissive member 1, and a first light transmissive to the silver layer. And a second dielectric multilayer film 3b provided on the side opposite to the conductive member 1.
第１誘電体多層膜３ａは、表２に示すように、銀層に接する第１酸化アルミニウム層と、第１酸化アルミニウム層に第１透光性部材１側で接する酸化チタン層とを含んでいる。
また、第１誘電体多層膜３ａは、酸化チタン層に対して第１酸化アルミニウム層とは反対側で接する第３酸化アルミニウム層を含んでいる。第２誘電体多層膜３ｂは、表２に示すように、酸化ジルコニウムの単体膜からなる酸化ジルコニウム系誘電体層と、酸化ジルコニウム層に接する第２酸化アルミニウム層とを含み、第２酸化アルミニウム層および酸化ジルコニウム層の一方が銀層に接している。本形態では、酸化ジルコニウム層（第５層ｂ５）が銀層（第４層ｂ４）に接している。
As shown in Table 2, the first dielectric multilayer film 3a includes a first aluminum oxide layer in contact with the silver layer, and a titanium oxide layer in contact with the first aluminum oxide layer on the first translucent member 1 side. Yes.
The first dielectric multilayer film 3a includes a third aluminum oxide layer that is in contact with the titanium oxide layer on the side opposite to the first aluminum oxide layer. As shown in Table 2, the second dielectric multilayer film 3b includes a zirconium oxide based dielectric layer made of a single film of zirconium oxide and a second aluminum oxide layer in contact with the zirconium oxide layer. And one of the zirconium oxide layers is in contact with the silver layer. In this embodiment, the zirconium oxide layer (fifth layer b5) is in contact with the silver layer (fourth layer b4).
より具体的には、本形態の光学素子１０において、ハーフミラー層３は、以下に説明する７層の薄膜を積層した多層膜であり、各層の屈折率および膜厚を表２に示す。なお、本形態において、第１透光性部材１および第２透光性部材２はいずれも、シクロオレフィンポリマー（屈折率＝１．５４）である。
まず、ハーフミラー層３の第１誘電体多層膜３ａにおいて、第１層ｂ１（第３酸化アルミニウム層）は、真空蒸着等により形成された酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）からなり、屈折率および膜厚は、１．５７および７８．１ｎｍである。第２層ｂ２は、イオンアシスト蒸着により形成された酸化チタン（ＴｉＯ2）からなり、屈折率および膜厚は、２．４０および５１．４ｎｍである。第３層ｂ３（第１酸化アルミニウム層）は、真空蒸着等により形成された酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）からなり、屈折率および膜厚は、１．５７および４．４ｎｍである。かかる第１層ｂ１、第２層ｂ２および第３層ｂ３によって、第１誘電体多層膜３ａが構成されている。 First, in the first dielectric multilayer film 3a of the half mirror layer 3, the first layer b1 (third aluminum oxide layer) is made of aluminum oxide (Al 2 O 3 ) formed by vacuum deposition or the like. The film thickness is 1.57 and 78.1 nm. The second layer b2 is made of titanium oxide (TiO 2 ) formed by ion-assisted deposition, and has a refractive index and a film thickness of 2.40 and 51.4 nm. The third layer b3 (first aluminum oxide layer) is made of aluminum oxide (Al 2 O 3 ) formed by vacuum deposition or the like, and has a refractive index and a film thickness of 1.57 and 4.4 nm. The first dielectric multilayer film 3a is constituted by the first layer b1, the second layer b2, and the third layer b3.
第４層ｂ４は、真空蒸着等により形成された銀層からなり、屈折率および膜厚は、０．０６および１８．３ｎｍである。 The fourth layer b4 is made of a silver layer formed by vacuum deposition or the like, and has a refractive index and a film thickness of 0.06 and 18.3 nm.
第２誘電体多層膜３ｂにおいて、第５層ｂ５は、真空蒸着等により形成された酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2）からなり、屈折率および膜厚は、２．０２および４２．４ｎｍである。第６層ｂ６（第２酸化アルミニウム層）は、真空蒸着等により形成された酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）からなり、屈折率および膜厚は、１．５７および１３２．３ｎｍである。第７層ｂ７は、真空蒸着等により形成された酸化シリコン（ＳｉＯ2）からなり、屈折率および膜厚は、１．４６および７０．０ｎｍである。かかる第５層ｂ５、第６層ｂ６および第７層ｂ７によって、第２誘電体多層膜３ｂが構成されている。 In the second dielectric multilayer film 3b, the fifth layer b5 is made of zirconium oxide (ZrO 2 ) formed by vacuum deposition or the like, and has a refractive index and a film thickness of 2.02 and 42.4 nm. The sixth layer b6 (second aluminum oxide layer) is made of aluminum oxide (Al 2 O 3 ) formed by vacuum deposition or the like, and has a refractive index and a film thickness of 1.57 and 132.3 nm. The seventh layer b7 is made of silicon oxide (SiO 2 ) formed by vacuum deposition or the like, and has a refractive index and a film thickness of 1.46 and 70.0 nm. The fifth layer b5, the sixth layer b6, and the seventh layer b7 constitute the second dielectric multilayer film 3b.
図４に示すように、本形態の光学素子１０は、可視域の全域にわたって反射率が同等であり、可視域の全域にわたって透過率が同等である。また、可視域の全域にわたって、入射角にかかわらず、Ｐ偏光に対する反射率とＳ偏光に対する反射率が同等であり、Ｐ偏光に対する透過率とＳ偏光に対する透過率が同等である。 As shown in FIG. 4, the optical element 10 of the present embodiment has the same reflectance over the entire visible range and the same transmittance over the entire visible range. In addition, the reflectance for P-polarized light and the reflectance for S-polarized light are the same regardless of the incident angle, and the transmittance for P-polarized light and the transmittance for S-polarized light are the same over the entire visible range.
例えば、波長４７０ｎｍ、５４０ｎｍおよび６５０ｎｍにおいて、入射角２０ｄｅｇ、２７ｄｅｇおよび３４ｄｅｇの場合、各波長の光に対する反射率および透過率は以下の通りである。 For example, at wavelengths of 470 nm, 540 nm, and 650 nm, when the incident angles are 20 deg, 27 deg, and 34 deg, the reflectance and transmittance for light of each wavelength are as follows.
波長４７０ｎｍ
入射角２０ｄｅｇ
Ｐ偏光：反射率＝３４．１％、透過率＝６３．６％
Ｓ偏光：反射率＝３４．６％、透過率＝６３．２％
入射角２７ｄｅｇ
Ｐ偏光：反射率＝３４．９％、透過率＝６２．８％
Ｓ偏光：反射率＝３６．４％、透過率＝６１．３％
入射角３４ｄｅｇ
Ｐ偏光：反射率＝３５．６％、透過率＝６２．０％
Ｓ偏光：反射率＝３９．４％、透過率＝５８．２％
波長５４０ｎｍ
入射角２０ｄｅｇ
Ｐ偏光：反射率＝３３．９％、透過率＝６３．４％
Ｓ偏光：反射率＝３５．３％、透過率＝６１．９％
入射角２７ｄｅｇ
Ｐ偏光：反射率＝３３．７％、透過率＝６３．６％
Ｓ偏光：反射率＝３６．２％、透過率＝６０．９％
入射角３４ｄｅｇ
Ｐ偏光：反射率＝３３．２％、透過率＝６４．１
Ｓ偏光：反射率＝３６．７％、透過率＝６０．４
波長６５０ｎｍ
入射角２０ｄｅｇ
Ｐ偏光：反射率＝３５．２％、透過率＝６１．０％
Ｓ偏光：反射率＝３５．６％、透過率＝６０．５％
入射角２７ｄｅｇ
Ｐ偏光：反射率＝３４．７％、透過率＝６１．６％
Ｓ偏光：反射率＝３４．６％、透過率＝６１．３％
入射角３４ｄｅｇ
Ｐ偏光：反射率＝３４．５％、透過率＝６１．９
Ｓ偏光：反射率＝３２．９％、透過率＝６２．９
Wavelength 470nm
Incident angle 20deg
P-polarized light: reflectance = 34.1%, transmittance = 63.6%
S-polarized light: reflectance = 34.6%, transmittance = 63.2%
Incident angle 27deg
P-polarized light: reflectance = 34.9%, transmittance = 62.8%
S-polarized light: reflectance = 36.4%, transmittance = 61.3%
Incident angle 34deg
P-polarized light: reflectance = 35.6%, transmittance = 62.0%
S-polarized light: reflectance = 39.4%, transmittance = 58.2%
Wavelength 540nm
Incident angle 20deg
P-polarized light: reflectance = 33.9%, transmittance = 63.4%
S-polarized light: reflectance = 35.3%, transmittance = 61.9%
Incident angle 27deg
P-polarized light: reflectance = 33.7%, transmittance = 63.6%
S-polarized light: reflectance = 36.2%, transmittance = 60.9%
Incident angle 34deg
P-polarized light: reflectance = 33.2%, transmittance = 64.1
S-polarized light: reflectance = 36.7%, transmittance = 60.4
Wavelength 650nm
Incident angle 20deg
P-polarized light: reflectance = 35.2%, transmittance = 61.0%
S-polarized light: reflectance = 35.6%, transmittance = 60.5%
Incident angle 27deg
P-polarized light: reflectance = 34.7%, transmittance = 61.6%
S-polarized light: reflectance = 34.6%, transmittance = 61.3%
Incident angle 34deg
P-polarized light: reflectance = 34.5%, transmittance = 61.9
S-polarized light: reflectance = 32.9%, transmittance = 62.9
以上説明したように、本形態でも、実施の形態１と同様、光学素子１０の金属層として銀層（第４層ｂ４）が用いられているため、アルミニウムが用いられた場合に比して、吸収による損失が小さく、かつ、アルミニウムにおいては１ｎｍ〜５ｎｍという極端に薄い層を精度良く形成することが必要であるのに対し、銀は１０ｎｍ以上の厚さでよいため、安定して成膜することができる。また、本形態では、第１透光性部材１として樹脂が用いられているため、形状の自由度が高く、かつ、軽量化を図ることができる。また、第１誘電体多層膜３ａ（銀層の下層側）に設ける高屈折率層として酸化チタン層（第２層ｂ２）が用いられ、第２誘電体多層膜３ｂの側（銀層の上層側）に設ける高屈折率層として酸化ジルコニウム系誘電体層（酸化ジルコニウム層（第５層ｂ５））が用いられているため、銀層の変質に伴う光学素子１０の光学特性の劣化を抑制することができる等、実施の形態１と同様な効果を奏する。 As described above, in this embodiment as well, the silver layer (fourth layer b4) is used as the metal layer of the optical element 10 as in the first embodiment. Therefore, compared to the case where aluminum is used, The loss due to absorption is small and, in the case of aluminum, it is necessary to form an extremely thin layer of 1 nm to 5 nm with high precision, whereas silver may be 10 nm or more in thickness, so that the film can be stably formed. be able to. Further, in this embodiment, since resin is used as the first light transmissive member 1, the degree of freedom in shape is high and the weight can be reduced. Further, a titanium oxide layer (second layer b2) is used as a high refractive index layer provided on the first dielectric multilayer film 3a (lower layer side of the silver layer), and the second dielectric multilayer film 3b side (upper layer of the silver layer). Zirconium oxide-based dielectric layer (zirconium oxide layer (fifth layer b5)) is used as the high refractive index layer provided on the side), so that deterioration of the optical characteristics of the optical element 10 due to the alteration of the silver layer is suppressed. The same effects as in the first embodiment can be obtained.
［実施の形態３］
図５は、本発明の実施の形態３に係るハーフミラーの一例を示す説明図であり、図５（ａ）、（ｂ）は、ハーフミラーの断面構成の一例を模式的に示す説明図、ハーフミラー層の一例を示す説明図である。図６は、本発明の実施の形態３に係る光学素子１０の分光特性の一例を示す説明図であり、図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、ハーフミラー層３に対する入射角が２０ｄｅｇ、２７ｄｅｇおよび３４ｄｅｇの場合の分光特性を示すグラフである。なお、図６では、Ｐ偏光に対する反射率を実線Ｒｐで示し、Ｓ偏光に対する反射率を破線Ｒｓで示し、Ｐ偏光に対する透過率を実線Ｔｐで示し、Ｓ偏光に対する透過率を破線Ｔｓで示してある。
[Embodiment 3]
FIG. 5 is an explanatory view showing an example of a half mirror according to Embodiment 3 of the present invention, and FIGS. 5A and 5B are explanatory views schematically showing an example of a cross-sectional configuration of the half mirror. It is explanatory drawing which shows an example of a half mirror layer. 6 is an explanatory diagram showing an example of spectral characteristics of the optical element 10 according to Embodiment 3 of the present invention. FIGS. 6 (a), (b), and (c) are incident angles with respect to the half mirror layer 3. FIG. Is a graph showing spectral characteristics when 20 deg, 27 deg, and 34 deg. In FIG. 6, the reflectance for P-polarized light is indicated by a solid line Rp, the reflectance for S-polarized light is indicated by a broken line Rs, the transmittance for P-polarized light is indicated by a solid line Tp, and the transmittance for S-polarized light is indicated by a broken line Ts. is there.
図５（ａ）、（ｂ）に示すように、本形態の光学素子１０も、実施の形態１と同様、樹脂製の第１透光性部材１と、樹脂製の第２透光性部材２と、第１透光性部材１と第２透光性部材２との間に形成されたハーフミラー層３と、ハーフミラー層３と第２透光性部材２との間に形成された透光性の接着剤層４とを有している。また、ハーフミラー層３は、銀層（Ａｇ）と、銀層と第１透光性部材１との間に設けられた第１誘電体多層膜３ａと、銀層に対して第１透光性部材１とは反対側に設けられた第２誘電体多層膜３ｂとを有している。 As shown in FIGS. 5A and 5B, the optical element 10 of the present embodiment is also made of a resin-made first translucent member 1 and a resin-made second translucent member, as in the first embodiment. 2, a half mirror layer 3 formed between the first light transmissive member 1 and the second light transmissive member 2, and a portion formed between the half mirror layer 3 and the second light transmissive member 2. And a translucent adhesive layer 4. The half mirror layer 3 includes a silver layer (Ag), a first dielectric multilayer film 3a provided between the silver layer and the first light transmissive member 1, and a first light transmissive to the silver layer. And a second dielectric multilayer film 3b provided on the side opposite to the conductive member 1.
第１誘電体多層膜３ａは、表３に示すように、銀層に接する第１酸化アルミニウム層と、第１酸化アルミニウム層に第１透光性部材１側で接する酸化チタン層とを含んでいる。また、第１誘電体多層膜３ａは、酸化チタン層に対して第１酸化アルミニウム層とは反対側で接する第３酸化アルミニウム層を含んでいる。第２誘電体多層膜３ｂは、表３に示すように、酸化ジルコニウムの単体膜からなる酸化ジルコニウム系誘電体層と、酸化ジルコニウム層に接する第２酸化アルミニウム層とを含み、第２酸化アルミニウム層および酸化ジルコニウム層の一方が銀層に接している。本形態では、第２酸化アルミニウム層（第５層ｃ５）が銀層（第４層ｃ４）に接している。 As shown in Table 3, the first dielectric multilayer film 3a includes a first aluminum oxide layer in contact with the silver layer, and a titanium oxide layer in contact with the first aluminum oxide layer on the first translucent member 1 side. Yes. The first dielectric multilayer film 3a includes a third aluminum oxide layer that is in contact with the titanium oxide layer on the side opposite to the first aluminum oxide layer. As shown in Table 3, the second dielectric multilayer film 3b includes a zirconium oxide-based dielectric layer made of a single film of zirconium oxide and a second aluminum oxide layer in contact with the zirconium oxide layer. And one of the zirconium oxide layers is in contact with the silver layer. In this embodiment, the second aluminum oxide layer (fifth layer c5) is in contact with the silver layer (fourth layer c4).
より具体的には、本形態の光学素子１０において、ハーフミラー層３は、以下に説明する７層の薄膜を積層した多層膜であり、各層の屈折率および膜厚を表３に示す。なお、本形態において、第１透光性部材１および第２透光性部材２はいずれも、アクリル樹脂（屈折率＝１．５０）である。
まず、ハーフミラー層３の第１誘電体多層膜３ａにおいて、第１層ｃ１（第３酸化アルミニウム層）は、真空蒸着等により形成された酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）からなり、屈折率および膜厚は、１．５７および２４８．７ｎｍである。第２層ｃ２は、イオンアシスト蒸着により形成された酸化チタン（ＴｉＯ2）からなり、屈折率および膜厚は、２．４０および５１．１ｎｍである。第３層ｃ３（第１酸化アルミニウム層）は、真空蒸着等により形成された酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）からなり、屈折率および膜厚は、１．５７および４．４ｎｍである。かかる第１層ｃ１、第２層ｃ２および第３層ｃ３によって、第１誘電体多層膜３ａが構成されている。 First, in the first dielectric multilayer film 3a of the half mirror layer 3, the first layer c1 (third aluminum oxide layer) is made of aluminum oxide (Al 2 O 3 ) formed by vacuum deposition or the like. The film thickness is 1.57 and 248.7 nm. The second layer c2 is made of titanium oxide (TiO 2 ) formed by ion-assisted deposition, and has a refractive index and a film thickness of 2.40 and 51.1 nm. The third layer c3 (first aluminum oxide layer) is made of aluminum oxide (Al 2 O 3 ) formed by vacuum deposition or the like, and has a refractive index and a film thickness of 1.57 and 4.4 nm. The first dielectric multilayer film 3a is constituted by the first layer c1, the second layer c2, and the third layer c3.
第４層ｃ４は、真空蒸着等により形成された銀層からなり、屈折率および膜厚は、０．０６および１８．７ｎｍである。 The fourth layer c4 is made of a silver layer formed by vacuum deposition or the like, and has a refractive index and a film thickness of 0.06 and 18.7 nm.
第２誘電体多層膜３ｂにおいて、第５層ｃ５（第２酸化アルミニウム層）は、真空蒸着等により形成された酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）からなり、屈折率および膜厚は、１．５７および４．４ｎｍである。第６層ｃ６は、真空蒸着等により形成された酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2）からなり、屈折率および膜厚は、２．０２および３１．５ｎｍである。第７層ａ７は、真空蒸着等により形成された酸化シリコン（ＳｉＯ2）からなり、屈折率および膜厚は、１．４６および２３０．１ｎｍである。かかる第５層ｃ５、第６層ｃ６および第７層ｃ７によって、第２誘電体多層膜３ｂが構成されている。 In the second dielectric multilayer film 3b, the fifth layer c5 (second aluminum oxide layer) is made of aluminum oxide (Al 2 O 3 ) formed by vacuum deposition or the like, and the refractive index and film thickness are 1.57. And 4.4 nm. The sixth layer c6 is made of zirconium oxide (ZrO 2 ) formed by vacuum deposition or the like, and has a refractive index and a film thickness of 2.02 and 31.5 nm. The seventh layer a7 is made of silicon oxide (SiO 2 ) formed by vacuum deposition or the like, and has a refractive index and a film thickness of 1.46 and 230.1 nm. The fifth layer c5, the sixth layer c6 and the seventh layer c7 constitute the second dielectric multilayer film 3b.
図６に示すように、本形態の光学素子１０は、可視域の全域にわたって反射率が同等であり、可視域の全域にわたって透過率が同等である。また、可視域の全域にわたって、入射角にかかわらず、Ｐ偏光に対する反射率とＳ偏光に対する反射率が同等であり、Ｐ偏光に対する透過率とＳ偏光に対する透過率が同等である。 As shown in FIG. 6, the optical element 10 of the present embodiment has the same reflectance over the entire visible range and the same transmittance over the entire visible range. In addition, the reflectance for P-polarized light and the reflectance for S-polarized light are the same regardless of the incident angle, and the transmittance for P-polarized light and the transmittance for S-polarized light are the same over the entire visible range.
例えば、波長４７０ｎｍ、５４０ｎｍおよび６５０ｎｍにおいて、入射角２０ｄｅｇ、２７ｄｅｇおよび３４ｄｅｇの場合、各波長の光に対する反射率および透過率は以下の通りである。 For example, at wavelengths of 470 nm, 540 nm, and 650 nm, when the incident angles are 20 deg, 27 deg, and 34 deg, the reflectance and transmittance for light of each wavelength are as follows.
波長４７０ｎｍ
入射角２０ｄｅｇ
Ｐ偏光：反射率＝３４．６％、透過率＝６３．１％
Ｓ偏光：反射率＝３４．９％、透過率＝６２．８％
入射角２７ｄｅｇ
Ｐ偏光：反射率＝３５．１％、透過率＝６２．５％
Ｓ偏光：反射率＝３５．９％、透過率＝６１．７％
入射角３４ｄｅｇ
Ｐ偏光：反射率＝３５．９％、透過率＝６１．６％
Ｓ偏光：反射率＝３８．０％、透過率＝５９．６％
波長５４０ｎｍ
入射角２０ｄｅｇ
Ｐ偏光：反射率＝３４．３％、透過率＝６３．０％
Ｓ偏光：反射率＝３５．４％、透過率＝６１．８％
入射角２７ｄｅｇ
Ｐ偏光：反射率＝３４．２％、透過率＝６３．０％
Ｓ偏光：反射率＝３６．４％、透過率＝６０．７％
入射角３４ｄｅｇ
Ｐ偏光：反射率＝３３．９％、透過率＝６３．４
Ｓ偏光：反射率＝３７．１％、透過率＝５９．９
波長６５０ｎｍ
入射角２０ｄｅｇ
Ｐ偏光：反射率＝３４．８％、透過率＝６１．１％
Ｓ偏光：反射率＝３５．１％、透過率＝６０．６％
入射角２７ｄｅｇ
Ｐ偏光：反射率＝３４．２％、透過率＝６１．８％
Ｓ偏光：反射率＝３３．９％、透過率＝６１．５％
入射角３４ｄｅｇ
Ｐ偏光：反射率＝３４．４％、透過率＝６１．７
Ｓ偏光：反射率＝３２．３％、透過率＝６２．８
Wavelength 470nm
Incident angle 20deg
P-polarized light: reflectance = 34.6%, transmittance = 63.1%
S-polarized light: reflectance = 34.9%, transmittance = 62.8%
Incident angle 27deg
P-polarized light: reflectance = 35.1%, transmittance = 62.5%
S-polarized light: reflectance = 35.9%, transmittance = 61.7%
Incident angle 34deg
P-polarized light: reflectance = 35.9%, transmittance = 61.6%
S-polarized light: reflectance = 38.0%, transmittance = 59.6%
Wavelength 540nm
Incident angle 20deg
P-polarized light: reflectance = 34.3%, transmittance = 63.0%
S-polarized light: reflectance = 35.4%, transmittance = 61.8%
Incident angle 27deg
P-polarized light: reflectance = 34.2%, transmittance = 63.0%
S-polarized light: reflectance = 36.4%, transmittance = 60.7%
Incident angle 34deg
P-polarized light: reflectance = 33.9%, transmittance = 63.4
S-polarized light: reflectance = 37.1%, transmittance = 59.9
Wavelength 650nm
Incident angle 20deg
P-polarized light: reflectance = 34.8%, transmittance = 61.1%
S-polarized light: reflectance = 35.1%, transmittance = 60.6%
Incident angle 27deg
P-polarized light: reflectance = 34.2%, transmittance = 61.8%
S-polarized light: reflectance = 33.9%, transmittance = 61.5%
Incident angle 34deg
P-polarized light: reflectance = 34.4%, transmittance = 61.7
S-polarized light: reflectance = 32.3%, transmittance = 62.8
以上説明したように、本形態でも、実施の形態１と同様、光学素子１０の金属層として銀層（第４層ｃ４）が用いられているため、アルミニウムが用いられた場合に比して、吸収による損失が小さく、かつ、アルミニウムにおいては、１ｎｍ〜５ｎｍという極端に薄い層を精度良く形成することが必要であるのに対し、銀は１０ｎｍ以上の厚さでよいため、安定して成膜することができる。また、本形態では、第１透光性部材１として樹脂が用いられているため、形状の自由度が高く、かつ、軽量化を図ることができる。また、第１誘電体多層膜３ａ（銀層の下層側）に設ける高屈折率層として酸化チタン層（第２層ｃ２）が用いられ、第２誘電体多層膜３ｂの側（銀層の上層側）に設ける高屈折率層として酸化ジルコニウム系誘電体層（酸化ジルコニウム層（第６層ｃ６））が用いられているため、銀層の変質に伴う光学素子１０の光学特性の劣化を抑制することができる等、実施の形態１と同様な効果を奏する。 As described above, in this embodiment as well, the silver layer (fourth layer c4) is used as the metal layer of the optical element 10 as in the first embodiment. Therefore, compared to the case where aluminum is used, The loss due to absorption is small, and in the case of aluminum, it is necessary to form an extremely thin layer of 1 nm to 5 nm with high precision, whereas in silver, a thickness of 10 nm or more is sufficient. can do. Further, in this embodiment, since resin is used as the first light transmissive member 1, the degree of freedom in shape is high and the weight can be reduced. In addition, a titanium oxide layer (second layer c2) is used as a high refractive index layer provided on the first dielectric multilayer film 3a (lower layer side of the silver layer), and the second dielectric multilayer film 3b side (upper layer of the silver layer). Zirconium oxide-based dielectric layer (zirconium oxide layer (sixth layer c6)) is used as the high refractive index layer provided on the side), so that deterioration of the optical characteristics of the optical element 10 due to the alteration of the silver layer is suppressed. The same effects as in the first embodiment can be obtained.
（他の構成例）
上記実施の形態では、第２誘電体多層膜３ｂには、酸化ジルコニウム層の単体膜からなる酸化ジルコニウム系誘電体層を用いたが、かかる酸化ジルコニウム系誘電体層としては、酸化ジルコニウムと酸化チタンとの混合膜を用いてもよい。
(Other configuration examples)
In the above embodiment, a zirconium oxide based dielectric layer made of a single film of a zirconium oxide layer is used as the second dielectric multilayer film 3b. As the zirconium oxide based dielectric layer, zirconium oxide and titanium oxide are used. A mixed film may be used.
上記実施の形態では、第１透光性部材１においてハーフミラー層３が位置する側の面（第１面１ａ）、および第２透光性部材２において接着剤層４が位置する側の面（第２面２ａ）が平面であったが、第１透光性部材１の第１面１ａ、および第２透光性部材２の第２面２ａの一方の面が凸曲面を備え、他方の面が凹曲面を備えていてもよい。 In the said embodiment, the surface (1st surface 1a) by which the half mirror layer 3 is located in the 1st translucent member 1, and the surface by which the adhesive bond layer 4 is located in the 2nd translucent member 2 Although the (second surface 2a) is a flat surface, one surface of the first surface 1a of the first light transmissive member 1 and the second surface 2a of the second light transmissive member 2 has a convex curved surface, and the other surface. The surface may have a concave curved surface.
（表示装置の構成例）
図７は、本発明を適用した光学素子１０を用いた表示装置の一例を示す斜視図である。図８は、図７に示す表示装置の光学系等の一例を示す説明図であり、図８（ａ）、（ｂ）は、平面図および正面図である。
(Configuration example of display device)
FIG. 7 is a perspective view showing an example of a display device using the optical element 10 to which the present invention is applied. FIG. 8 is an explanatory diagram showing an example of the optical system and the like of the display device shown in FIG. 7, and FIGS. 8A and 8B are a plan view and a front view, respectively.
本発明を適用した光学素子１０は、以下に説明する表示装置１００や、カメラ用ビューファインダーにおいて、導光装置２０として用いられる。この場合、第１透光性部材１および第２透光性部材２の一方は、以下に説明する導光部材２１として用いられ、他方は光透過部材２３として用いられる。 The optical element 10 to which the present invention is applied is used as the light guide device 20 in the display device 100 and the camera viewfinder described below. In this case, one of the first light transmissive member 1 and the second light transmissive member 2 is used as the light guide member 21 described below, and the other is used as the light transmissive member 23.
以下の説明では、第１透光性部材１が導光部材２１として用いられ、第２透光性部材２が光透過部材２３として用いられる場合を例示する。従って、第１透光性部材１の第１面１ａが導光部材２１の第４反射面２１ｄに相当し、第２透光性部材２の第２面２ａが光透過部材２３の第３面２３ｃに相当する。 In the following description, the case where the 1st translucent member 1 is used as the light guide member 21 and the 2nd translucent member 2 is used as the light transmissive member 23 is illustrated. Accordingly, the first surface 1 a of the first light transmissive member 1 corresponds to the fourth reflective surface 21 d of the light guide member 21, and the second surface 2 a of the second light transmissive member 2 is the third surface of the light transmissive member 23. It corresponds to 23c.
図７に示す表示装置１００は、眼鏡のような外観を有しているヘッドマウントディスプレイであり、この表示装置１００を装着した観察者に対して画像光を認識させることができるとともに、観察者に外界像をシースルーで観察させることができる。表示装置１００は、観察者の眼前を覆う光学パネル１１０と、光学パネル１１０を支持するフレーム１２１と、フレーム１２１の角付近に配置された第１駆動部１３１および第２駆動部１３２とを備えている。光学パネル１１０は、第１パネル部分１１１と第２パネル部分１１２とを有しており、第１パネル部分１１１と第２パネル部分１１２とは、中央で一体的に連結された板状の部品となっている。図面に向かって左側の第１パネル部分１１１と第１駆動部１３１とを組み合わせた第１表示装置１００Ａは、左眼用であり、単独でも虚像表示装置として機能する。また、図面に向かって右側の第２パネル部分１１２と第２駆動部１３２とを組み合わせた第２表示装置１００Ｂは、右眼用であり、単独でも虚像表示装置として機能する。 The display device 100 shown in FIG. 7 is a head-mounted display having an appearance like glasses, and allows an observer wearing the display device 100 to recognize image light and allows the observer to An external image can be observed with see-through. The display device 100 includes an optical panel 110 that covers the front of the viewer's eyes, a frame 121 that supports the optical panel 110, and a first drive unit 131 and a second drive unit 132 that are disposed near corners of the frame 121. Yes. The optical panel 110 has a first panel portion 111 and a second panel portion 112, and the first panel portion 111 and the second panel portion 112 are plate-like parts integrally connected at the center. It has become. The first display device 100A in which the first panel portion 111 on the left side and the first drive unit 131 in the drawing are combined is for the left eye and functions alone as a virtual image display device. Further, the second display device 100B in which the second panel portion 112 on the right side and the second drive unit 132 in the drawing are combined is for the right eye, and functions alone as a virtual image display device.
図８に示すように、第１表示装置１００Ａは、画像光出射装置１５、および導光装置２０等を備えている。ここで、画像光出射装置１５は、図７における第１駆動部１３１に相当し、導光装置２０は、図７における第１パネル部分１１１に相当する。なお、図７に示す第２表示装置１００Ｂは、第１表示装置１００Ａと同様の構造を有し、左右を反転させただけであるので、第２表示装置１００Ｂの詳細な説明は省略する。 As shown in FIG. 8, the first display device 100A includes an image light emitting device 15, a light guide device 20, and the like. Here, the image light emitting device 15 corresponds to the first drive unit 131 in FIG. 7, and the light guide device 20 corresponds to the first panel portion 111 in FIG. 7. Note that the second display device 100B shown in FIG. 7 has the same structure as the first display device 100A, and is simply reversed left and right, and thus detailed description of the second display device 100B is omitted.
画像光出射装置１５は、画像形成装置１１と投射光学系１２とを有している。このうち、画像形成装置１１は、２次元的な照明光ＳＬを出射する照明装置３１と、透過型の空間光変調装置である液晶表示デバイス３２と、照明装置３１および液晶表示デバイス３２の動作を制御する駆動制御部３４とを有している。 The image light emitting device 15 includes an image forming device 11 and a projection optical system 12. Among these, the image forming apparatus 11 operates the illumination device 31 that emits the two-dimensional illumination light SL, the liquid crystal display device 32 that is a transmissive spatial light modulation device, and the operations of the illumination device 31 and the liquid crystal display device 32. And a drive control unit 34 for controlling.
照明装置３１は、赤、緑、青の３色を含む光を発生する光源３１ａと、光源３１ａからの光を拡散させて矩形断面の光束にするバックライト導光部３１ｂとを有している。液晶パネルである液晶表示デバイス３２は、照明装置３１からの照明光ＳＬを空間的に変調して動画像等の表示対象となるべき画像光を形成する。駆動制御部３４は、光源駆動回路３４ａと、液晶駆動回路３４ｂとを備える。光源駆動回路３４ａは、照明装置３１の光源３１ａに電力を供給して安定した輝度の照明光ＳＬを出射させる。液晶駆動回路３４ｂは、液晶表示デバイス３２に対して画像信号又は駆動信号を出力することにより、透過率パターンとして動画や静止画の元になるカラーの画像光を形成する。投射光学系１２は、液晶表示デバイス３２上の各点から出射された画像光を平行状態の光束にするコリメートレンズである。 The illumination device 31 includes a light source 31a that generates light including three colors of red, green, and blue, and a backlight light guide unit 31b that diffuses light from the light source 31a into a light beam having a rectangular cross section. . The liquid crystal display device 32 that is a liquid crystal panel spatially modulates the illumination light SL from the illumination device 31 to form image light to be displayed such as a moving image. The drive control unit 34 includes a light source drive circuit 34a and a liquid crystal drive circuit 34b. The light source drive circuit 34a supplies electric power to the light source 31a of the illumination device 31 to emit the illumination light SL having a stable luminance. The liquid crystal driving circuit 34b outputs an image signal or a driving signal to the liquid crystal display device 32, thereby forming color image light that is a source of a moving image or a still image as a transmittance pattern. The projection optical system 12 is a collimating lens that converts image light emitted from each point on the liquid crystal display device 32 into light beams in a parallel state.
液晶表示デバイス３２において、第１方向ＬＤ１は、投射光学系１２を通る第１光軸ＡＸ１と、後述する導光部材２１の第３反射面２１ｃに平行な特定線とを含む縦断面の延びる方向に対応し、第２方向ＬＤ２は、上記第１光軸ＡＸ１と、上記第３反射面２１ｃの法線とを含む横断面の延びる方向に対応する。言い換えれば、液晶表示デバイス３２の位置において、第１方向ＬＤ１は、縦のＹ方向に相当し、第２方向ＬＤ２は、横のＸ方向に相当する。 In the liquid crystal display device 32, the first direction LD1 is a direction in which a longitudinal section including a first optical axis AX1 passing through the projection optical system 12 and a specific line parallel to a third reflecting surface 21c of the light guide member 21 described later extends. 2nd direction LD2 respond | corresponds to the direction where the cross section containing the said 1st optical axis AX1 and the normal line of the said 3rd reflective surface 21c is extended. In other words, at the position of the liquid crystal display device 32, the first direction LD1 corresponds to the vertical Y direction, and the second direction LD2 corresponds to the horizontal X direction.
導光装置２０（光学素子１０）は、導光部材２１（第１透光性部材１）と光透過部材２３（第２透光性部材２）とを接合したものであり、全体としてＸＹ面に平行に延びるブロック状の光学部材を構成している。 The light guide device 20 (optical element 10) is formed by joining a light guide member 21 (first light-transmissive member 1) and a light-transmissive member 23 (second light-transmissive member 2), and as a whole an XY plane. A block-shaped optical member extending in parallel with each other is formed.
導光装置２０のうち、導光部材２１は、第１反射面２１ａおよび第２反射面２１ｂによる全反射を利用して導光を行うものであり、導光に際して反射によって折り返される方向と、導光に際して反射によって折り返されない方向とがある。導光部材２１で導光される画像について考えた場合、導光に際して複数回の反射によって折り返される横方向すなわち閉じ込め方向は、第１反射面２１ａおよび第２反射面２１ｂに垂直（Ｚ軸に平行）であり、光源側まで光路を展開した場合に、液晶表示デバイス３２の第２方向ＬＤ２に相当するものとなる。導光に際して反射によって折り返されない縦方向、すなわち自由伝搬方向は、第１反射面２１ａ、第２反射面２１ｂ、および第３反射面２１ｃに平行（Ｙ軸に平行）であり、光源側まで光路を展開した場合に、液晶表示デバイス３２の第１方向ＬＤ１に相当する。 In the light guide device 20, the light guide member 21 performs light guide using total reflection by the first reflection surface 21 a and the second reflection surface 21 b. There is a direction that is not folded back by reflection upon light. When an image guided by the light guide member 21 is considered, the lateral direction that is turned back by a plurality of reflections during light guide, that is, the confinement direction, is perpendicular to the first reflecting surface 21a and the second reflecting surface 21b (parallel to the Z axis). When the optical path is expanded to the light source side, it corresponds to the second direction LD2 of the liquid crystal display device 32. The longitudinal direction that is not folded back by reflection when the light is guided, that is, the free propagation direction is parallel to the first reflecting surface 21a, the second reflecting surface 21b, and the third reflecting surface 21c (parallel to the Y axis), and the optical path to the light source side Corresponds to the first direction LD1 of the liquid crystal display device 32.
導光部材２１は、平面視において台形のプリズム状部材であり、側面として、第１反射面２１ａと、第２反射面２１ｂと、第３反射面２１ｃと、第４反射面２１ｄとを有している。また、導光部材２１は、第１反射面２１ａ、第２反射面２１ｂ、第３反射面２１ｃ、および第４反射面２１ｄに隣接するとともに、互いに対向する上面２１ｅと下面２１ｆとを有している。ここで、第１反射面２１ａおとび第２反射面２１ｂは、ＸＹ面に沿って延び、導光部材２１の厚みｔだけ離間する。また、第３反射面２１ｃは、ＸＹ面に対して４５°以下の鋭角αで傾斜しており、第４反射面２１ｄは、ＸＹ面に対して例えば４５°以下の鋭角βで傾斜している。第３反射面２１ｃを通る第１光軸ＡＸ１と第４反射面２１ｄを通る第２光軸ＡＸ２とは平行に配置され距離ＸＤだけ離間している。 The light guide member 21 is a trapezoidal prism-like member in plan view, and has, as side surfaces, a first reflection surface 21a, a second reflection surface 21b, a third reflection surface 21c, and a fourth reflection surface 21d. ing. The light guide member 21 has an upper surface 21e and a lower surface 21f that are adjacent to the first reflecting surface 21a, the second reflecting surface 21b, the third reflecting surface 21c, and the fourth reflecting surface 21d and that face each other. Yes. Here, the first reflecting surface 21 a and the second reflecting surface 21 b extend along the XY plane and are separated by the thickness t of the light guide member 21. The third reflecting surface 21c is inclined at an acute angle α of 45 ° or less with respect to the XY plane, and the fourth reflecting surface 21d is inclined at an acute angle β of 45 ° or less with respect to the XY surface, for example. . The first optical axis AX1 passing through the third reflecting surface 21c and the second optical axis AX2 passing through the fourth reflecting surface 21d are arranged in parallel and are separated by a distance XD.
導光部材２１は、一体形成品であるが、機能的に、光入射部ＬＢ１と導光部ＬＢ２と光出射部ＬＢ３とに分けて考えることができる。光入射部ＬＢ１は、三角プリズム状の部分であり、第１反射面２１ａの一部である光入射面ＩＳと、光入射面ＩＳに対向する第３反射面２１ｃとを有している。光入射面ＩＳは、画像光出射装置１５からの画像光ＧＬを取り込むための裏側または観察者側の平面であり、投射光学系１２に対向してその第１光軸ＡＸ１に垂直に延びている。第３反射面２１ｃは、光入射面ＩＳを通過した画像光ＧＬを反射して導光部ＬＢ２内に導くための矩形の全反射ミラーであり、ミラー層２５を有している。このミラー層２５は、全反射のコーティングであり、導光部材２１の斜面ＲＳ上にアルミ等の蒸着によって成膜を施すことにより形成される。第３反射面２１ｃは、投射光学系１２の第１光軸ＡＸ１又はＸＹ面に対して例えば鋭角α＝２５°〜２７°で傾斜しており、光入射面ＩＳから入射し全体として＋Ｚ方向に向かう画像光ＧＬを、全体として−Ｚ方向寄りの−Ｘ方向に向かわせるように折り曲げることで、画像光ＧＬを導光部ＬＢ２内に確実に結合させる。 Although the light guide member 21 is an integrally formed product, it can be functionally divided into a light incident part LB1, a light guide part LB2, and a light emitting part LB3. The light incident part LB1 is a triangular prism-shaped part, and has a light incident surface IS that is a part of the first reflective surface 21a and a third reflective surface 21c that faces the light incident surface IS. The light incident surface IS is a flat surface on the back side or the viewer side for taking in the image light GL from the image light emitting device 15, and faces the projection optical system 12 and extends perpendicularly to the first optical axis AX1. . The third reflection surface 21 c is a rectangular total reflection mirror for reflecting the image light GL that has passed through the light incident surface IS and guiding it into the light guide LB 2, and has a mirror layer 25. The mirror layer 25 is a total reflection coating, and is formed by depositing aluminum on the inclined surface RS of the light guide member 21 by vapor deposition. The third reflecting surface 21c is inclined with respect to the first optical axis AX1 or the XY plane of the projection optical system 12, for example, at an acute angle α = 25 ° to 27 °, and is incident from the light incident surface IS in the + Z direction as a whole. The image light GL that is directed is bent so as to be directed in the −X direction that is closer to the −Z direction as a whole, so that the image light GL is reliably coupled into the light guide LB2.
導光部ＬＢ２は、互いに対向しＸＹ面に平行に延びる２平面として、光入射部ＬＢ１で折り曲げられた画像光をそれぞれ全反射させる第１反射面２１ａと第２反射面２１ｂとを有している。第１反射面２１ａおよび第２反射面２１ｂの間隔（導光部材２１の厚みｔ）は、例えば９ｍｍ程度とされている。ここでは、第１反射面２１ａが、画像光出射装置１５に近い裏側または観察者側にあるものとし、第２反射面２１ｂが画像光出射装置１５から遠い表側または外界側にあるものとする。この場合、第１反射面２１ａは、光入射面ＩＳや後述する光出射面ＯＳと共通の面部分となっている。第１反射面２１ａおよび第２反射面２１ｂは、屈折率差を利用する全反射面であり、ミラー層等の反射コートが施されていない。 The light guide unit LB2 includes first and second reflection surfaces 21a and 21b that totally reflect the image light bent by the light incident unit LB1 as two planes that face each other and extend in parallel to the XY plane. Yes. The distance between the first reflecting surface 21a and the second reflecting surface 21b (the thickness t of the light guide member 21) is, for example, about 9 mm. Here, it is assumed that the first reflecting surface 21a is on the back side or the viewer side close to the image light emitting device 15, and the second reflecting surface 21b is on the front side or the outside side far from the image light emitting device 15. In this case, the first reflecting surface 21a is a surface portion common to the light incident surface IS and a light emitting surface OS described later. The first reflection surface 21a and the second reflection surface 21b are total reflection surfaces using a difference in refractive index, and are not provided with a reflection coating such as a mirror layer.
光入射部ＬＢ１の第３反射面２１ｃで反射された画像光ＧＬは、まず、第１反射面２１ａに入射し、全反射される。次に、画像光ＧＬは、第２反射面２１ｂに入射し、全反射される。以下この動作が繰り返されることで、画像光は、導光装置２０の奥側、すなわち光出射部ＬＢ３を設けた−Ｘ側に導かれる。なお、第１反射面２１ａおよび第２反射面２１ｂには反射コートが施されていないため、外界側から第２反射面２１ｂに入射する外界光または外光は、高い透過率で導光部ＬＢ２を通過する。つまり、導光部ＬＢ２は、外界像の透視が可能なシースルータイプになっている。 The image light GL reflected by the third reflecting surface 21c of the light incident part LB1 first enters the first reflecting surface 21a and is totally reflected. Next, the image light GL enters the second reflection surface 21b and is totally reflected. Hereinafter, by repeating this operation, the image light is guided to the back side of the light guide device 20, that is, the -X side provided with the light emitting portion LB3. In addition, since the 1st reflective surface 21a and the 2nd reflective surface 21b are not provided with the reflective coating, the external light or external light which injects into the 2nd reflective surface 21b from the external field side has high transmittance, and is light guide part LB2. Pass through. That is, the light guide unit LB2 is a see-through type that allows the external image to be seen through.
光出射部ＬＢ３は、三角プリズム状の部分であり、第１反射面２１ａの一部である光出射面ＯＳと、光出射面ＯＳに対向する第４反射面２１ｄとを有している。光出射面ＯＳは、画像光ＧＬを観察者の眼ＥＹに向けて出射するための表側の平面であり、光入射面ＩＳと同様に第１反射面２１ａの一部となっており、第２光軸ＡＸ２に垂直に延びている。光出射部ＬＢ３を通る第２光軸ＡＸ２と光入射部ＬＢ１を通る第１光軸ＡＸ１との距離ＸＤは、観察者の頭部の幅等を考慮して例えば５０ｍｍに設定されている。第４反射面２１ｄは、第１反射面２１ａおよび第２反射面２１ｂを経て入射してきた画像光ＧＬを反射して光出射部ＬＢ３外に出射させるための矩形の平坦面である。第４反射面２１ｄに付随して、ハーフミラー層３が設けられている。このハーフミラー層３は、光透過性を有している反射膜であり、導光部材２１の斜面ＰＳ上に金属反射膜や誘電体多層膜を成膜することにより形成される。 The light emitting portion LB3 is a triangular prism-shaped portion, and includes a light emitting surface OS that is a part of the first reflecting surface 21a and a fourth reflecting surface 21d that faces the light emitting surface OS. The light emitting surface OS is a front side plane for emitting the image light GL toward the observer's eye EY, and is a part of the first reflecting surface 21a like the light incident surface IS. It extends perpendicular to the optical axis AX2. The distance XD between the second optical axis AX2 passing through the light emitting part LB3 and the first optical axis AX1 passing through the light incident part LB1 is set to 50 mm, for example, in consideration of the width of the observer's head. The fourth reflecting surface 21d is a rectangular flat surface for reflecting the image light GL that has entered through the first reflecting surface 21a and the second reflecting surface 21b to be emitted outside the light emitting portion LB3. A half mirror layer 3 is provided along with the fourth reflecting surface 21d. The half mirror layer 3 is a reflective film having optical transparency, and is formed by forming a metal reflective film or a dielectric multilayer film on the inclined surface PS of the light guide member 21.
第４反射面２１ｄは、第１反射面２１ａに垂直な第２光軸ＡＸ２またはＸＹ面に対して例えば鋭角α＝２５°〜２７°で傾斜しており、ハーフミラー層３により、導光部ＬＢ２の第１反射面２１ａおよび第２反射面２１ｂを経て入射してきた画像光ＧＬを部分的に反射して全体として−Ｚ方向に向かわせるように折り曲げることで、光出射面ＯＳを通過させる。なお、第４反射面２１ｄを透過した画像光ＧＬは、光透過部材２３に入射し、映像の形成には利用されない。 The fourth reflecting surface 21d is inclined, for example, at an acute angle α = 25 ° to 27 ° with respect to the second optical axis AX2 or XY plane perpendicular to the first reflecting surface 21a. The image light GL incident through the first reflecting surface 21a and the second reflecting surface 21b of LB2 is partially reflected and bent so as to be directed in the −Z direction as a whole, thereby allowing the light emitting surface OS to pass. Note that the image light GL transmitted through the fourth reflecting surface 21d is incident on the light transmitting member 23 and is not used to form an image.
光透過部材２３は、導光部材２１の本体と同一の屈折率を有し、第１面２３ａと、第２面２３ｂと、第３面２３ｃとを有している。第１面２３ａおよび第２面２３ｂは、ＸＹ面に沿って延びる。また、第３面２３ｃは、ＸＹ面に対して傾斜しており、導光部材２１の第４反射面２１ｄに対向して平行に配置されている。つまり、光透過部材２３は、第２面２３ｂと第３面２３ｃとに挟まれた楔状の部分を有している部材となっている。 The light transmission member 23 has the same refractive index as that of the main body of the light guide member 21, and has a first surface 23a, a second surface 23b, and a third surface 23c. The first surface 23a and the second surface 23b extend along the XY plane. The third surface 23 c is inclined with respect to the XY plane, and is disposed in parallel to face the fourth reflecting surface 21 d of the light guide member 21. That is, the light transmission member 23 is a member having a wedge-shaped portion sandwiched between the second surface 23b and the third surface 23c.
光透過部材２３において、第１面２３ａは、導光部材２１に設けた第１反射面２１ａの延長平面上に配置され、観察者の眼ＥＹに近い裏側にあり、第２面２３ｂは、導光部材２１に設けた第２反射面２１ｂの延長平面上に配置され、観察者の眼ＥＹから遠い表側にある。第３面２３ｃは、接着剤によって導光部材２１の第４反射面２１ｄに接合される矩形の透過面である。第１面２３ａと第３面２３ｃとなす角度は、導光部材２１の第２反射面２１ｂと第４反射面２１ｄとのなす角度εと等しくなっており、第２面２３ｂと第３面２３ｃとなす角度は、導光部材２１の第１反射面２１ａと第３反射面２１ｃとのなす角度βと等しくなっている。 In the light transmission member 23, the first surface 23 a is disposed on the extended plane of the first reflecting surface 21 a provided on the light guide member 21, is on the back side close to the observer's eye EY, and the second surface 23 b is guided. It is arranged on the extended plane of the second reflecting surface 21b provided on the optical member 21, and is on the front side far from the observer's eye EY. The third surface 23c is a rectangular transmission surface joined to the fourth reflection surface 21d of the light guide member 21 by an adhesive. The angle formed between the first surface 23a and the third surface 23c is equal to the angle ε formed between the second reflecting surface 21b and the fourth reflecting surface 21d of the light guide member 21, and the second surface 23b and the third surface 23c. The angle formed is equal to the angle β formed between the first reflecting surface 21a and the third reflecting surface 21c of the light guide member 21.
光透過部材２３と導光部材２１とは、両者の接合部分およびその近傍において、透視部ＬＢ４を構成している。すなわち、第１面２３ａおよび第２面２３ｂには、ミラー層等の反射コートが施されていないため、導光部材２１の導光部ＬＢ２と同様に外界光ＰＬを高い透過率で透過させる。第３面２３ｃも、外界光ＰＬを高い透過率で透過可能であるが、導光部材２１の第４反射面２１ｄがハーフミラー層３を有していることから、第３面２３ｃを通過する外界光ＰＬは減光される。つまり、観察者は、減光された画像光ＧＬと減光された外界光ＰＬとを重畳させたものを観察することになる。 The light transmitting member 23 and the light guide member 21 constitute a see-through portion LB4 at the joint portion between them and the vicinity thereof. That is, since the first surface 23a and the second surface 23b are not provided with a reflective coating such as a mirror layer, the external light PL is transmitted with a high transmittance as in the light guide portion LB2 of the light guide member 21. The third surface 23c can also transmit the external light PL with high transmittance. However, since the fourth reflection surface 21d of the light guide member 21 has the half mirror layer 3, the third surface 23c passes through the third surface 23c. The ambient light PL is dimmed. In other words, the observer observes a superposition of the dimmed image light GL and the dimmed external light PL.
なお、画像形成装置１１としては、光源からの光をＭＥＭＳ等のミラーで反射させて画像を形成させる反射型の空間光変調装置を用いてもよい。 The image forming apparatus 11 may be a reflective spatial light modulator that forms an image by reflecting light from a light source with a mirror such as a MEMS.
１・・第１透光性部材、１ａ・・第１面、２・・第２透光性部材、２ａ・・第２面、３・・ハーフミラー層、３ａ・・第１誘電体多層膜、３ｂ・・第２誘電体多層膜、４・・接着剤層、１０・・光学素子、１５・・画像光出射装置、２０・・導光装置（光学素子）、２１・・導光部材（第１透光性部材）、２３・・光透過部材（第２透光性部材）、１００・・表示装置、ＬＢ１・・光入射部、ＬＢ３・・光出射部 1. First translucent member, 1a, first surface, 2. Second translucent member, 2a, second surface, 3, half mirror layer, 3a, first dielectric multilayer film 3b ··· Second dielectric multilayer film · · · Adhesive layer 10 · · Optical element 15 · · Image light emitting device · 20 · Light guide device (optical element) · 21 · · Light guide member ( First light transmissive member), 23... Light transmissive member (second light transmissive member), 100... Display device, LB 1... Light incident part, LB 3.
波長４７０ｎｍ
入射角２０ｄｅｇ
Ｐ偏光：反射率＝３４．１％、透過率＝６３．６％
Ｓ偏光：反射率＝３４．６％、透過率＝６３．２％
入射角２７ｄｅｇ
Ｐ偏光：反射率＝３４．９％、透過率＝６２．８％
Ｓ偏光：反射率＝３６．４％、透過率＝６１．３％
入射角３４ｄｅｇ
Ｐ偏光：反射率＝３５．６％、透過率＝６２．０％
Ｓ偏光：反射率＝３９．４％、透過率＝５８．２％
波長５４０ｎｍ
入射角２０ｄｅｇ
Ｐ偏光：反射率＝３３．９％、透過率＝６３．４％
Ｓ偏光：反射率＝３５．３％、透過率＝６１．９％
入射角２７ｄｅｇ
Ｐ偏光：反射率＝３３．７％、透過率＝６３．６％
Ｓ偏光：反射率＝３６．２％、透過率＝６０．９％
入射角３４ｄｅｇ
Ｐ偏光：反射率＝３３．２％、透過率＝６４．１％
Ｓ偏光：反射率＝３６．７％、透過率＝６０．４％
波長６５０ｎｍ
入射角２０ｄｅｇ
Ｐ偏光：反射率＝３５．２％、透過率＝６１．０％
Ｓ偏光：反射率＝３５．６％、透過率＝６０．５％
入射角２７ｄｅｇ
Ｐ偏光：反射率＝３４．７％、透過率＝６１．６％
Ｓ偏光：反射率＝３４．６％、透過率＝６１．３％
入射角３４ｄｅｇ
Ｐ偏光：反射率＝３４．５％、透過率＝６１．９％
Ｓ偏光：反射率＝３２．９％、透過率＝６２．９％
Wavelength 470nm
Incident angle 20deg
P-polarized light: reflectance = 34.1%, transmittance = 63.6%
S-polarized light: reflectance = 34.6%, transmittance = 63.2%
Incident angle 27deg
P-polarized light: reflectance = 34.9%, transmittance = 62.8%
S-polarized light: reflectance = 36.4%, transmittance = 61.3%
Incident angle 34deg
P-polarized light: reflectance = 35.6%, transmittance = 62.0%
S-polarized light: reflectance = 39.4%, transmittance = 58.2%
Wavelength 540nm
Incident angle 20deg
P-polarized light: reflectance = 33.9%, transmittance = 63.4%
S-polarized light: reflectance = 35.3%, transmittance = 61.9%
Incident angle 27deg
P-polarized light: reflectance = 33.7%, transmittance = 63.6%
S-polarized light: reflectance = 36.2%, transmittance = 60.9%
Incident angle 34deg
P-polarized light: reflectance = 33.2%, transmittance = 64.1 %
S-polarized light: reflectance = 36.7%, transmittance = 60.4 %
Wavelength 650nm
Incident angle 20deg
P-polarized light: reflectance = 35.2%, transmittance = 61.0%
S-polarized light: reflectance = 35.6%, transmittance = 60.5%
Incident angle 27deg
P-polarized light: reflectance = 34.7%, transmittance = 61.6%
S-polarized light: reflectance = 34.6%, transmittance = 61.3%
Incident angle 34deg
P-polarized light: reflectance = 34.5%, transmittance = 61.9 %
S-polarized light: reflectance = 32.9%, transmittance = 62.9 %
波長４７０ｎｍ
入射角２０ｄｅｇ
Ｐ偏光：反射率＝３４．６％、透過率＝６３．１％
Ｓ偏光：反射率＝３４．９％、透過率＝６２．８％
入射角２７ｄｅｇ
Ｐ偏光：反射率＝３５．１％、透過率＝６２．５％
Ｓ偏光：反射率＝３５．９％、透過率＝６１．７％
入射角３４ｄｅｇ
Ｐ偏光：反射率＝３５．９％、透過率＝６１．６％
Ｓ偏光：反射率＝３８．０％、透過率＝５９．６％
波長５４０ｎｍ
入射角２０ｄｅｇ
Ｐ偏光：反射率＝３４．３％、透過率＝６３．０％
Ｓ偏光：反射率＝３５．４％、透過率＝６１．８％
入射角２７ｄｅｇ
Ｐ偏光：反射率＝３４．２％、透過率＝６３．０％
Ｓ偏光：反射率＝３６．４％、透過率＝６０．７％
入射角３４ｄｅｇ
Ｐ偏光：反射率＝３３．９％、透過率＝６３．４％
Ｓ偏光：反射率＝３７．１％、透過率＝５９．９％
波長６５０ｎｍ
入射角２０ｄｅｇ
Ｐ偏光：反射率＝３４．８％、透過率＝６１．１％
Ｓ偏光：反射率＝３５．１％、透過率＝６０．６％
入射角２７ｄｅｇ
Ｐ偏光：反射率＝３４．２％、透過率＝６１．８％
Ｓ偏光：反射率＝３３．９％、透過率＝６１．５％
入射角３４ｄｅｇ
Ｐ偏光：反射率＝３４．４％、透過率＝６１．７％
Ｓ偏光：反射率＝３２．３％、透過率＝６２．８％
Wavelength 470nm
Incident angle 20deg
P-polarized light: reflectance = 34.6%, transmittance = 63.1%
S-polarized light: reflectance = 34.9%, transmittance = 62.8%
Incident angle 27deg
P-polarized light: reflectance = 35.1%, transmittance = 62.5%
S-polarized light: reflectance = 35.9%, transmittance = 61.7%
Incident angle 34deg
P-polarized light: reflectance = 35.9%, transmittance = 61.6%
S-polarized light: reflectance = 38.0%, transmittance = 59.6%
Wavelength 540nm
Incident angle 20deg
P-polarized light: reflectance = 34.3%, transmittance = 63.0%
S-polarized light: reflectance = 35.4%, transmittance = 61.8%
Incident angle 27deg
P-polarized light: reflectance = 34.2%, transmittance = 63.0%
S-polarized light: reflectance = 36.4%, transmittance = 60.7%
Incident angle 34deg
P-polarized light: reflectance = 33.9%, transmittance = 63.4 %
S-polarized light: reflectance = 37.1%, transmittance = 59.9 %
Wavelength 650nm
Incident angle 20deg
P-polarized light: reflectance = 34.8%, transmittance = 61.1%
S-polarized light: reflectance = 35.1%, transmittance = 60.6%
Incident angle 27deg
P-polarized light: reflectance = 34.2%, transmittance = 61.8%
S-polarized light: reflectance = 33.9%, transmittance = 61.5%
Incident angle 34deg
P-polarized light: reflectance = 34.4%, transmittance = 61.7 %
S-polarized light: reflectance = 32.3%, transmittance = 62.8 %
Claims (7)
前記第１透光性部材の少なくとも１つの面に形成されたハーフミラー層と、
を有し、
前記ハーフミラー層は、
銀層と、
前記銀層と前記第１透光性部材との間に位置する第１誘電体多層膜と、
前記銀層に対して前記第１透光性部材とは反対側に位置する第２誘電体多層膜と、
を含み、
前記第１誘電体多層膜は、
前記銀層に接する第１酸化アルミニウム層と、
前記第１酸化アルミニウム層に前記第１透光性部材側で接する酸化チタン層と、
を含み、
前記第２誘電体多層膜は、
酸化ジルコニウムを含む酸化ジルコニウム系誘電体層と、
前記酸化ジルコニウム系誘電体層に接する第２酸化アルミニウム層と、
を含み、
前記第２酸化アルミニウム層および前記酸化ジルコニウム系誘電体層の一方が前記銀層に接していることを特徴とする光学素子。 A first translucent member containing a resin material;
A half mirror layer formed on at least one surface of the first translucent member;
Have
The half mirror layer is
Silver layer,
A first dielectric multilayer film located between the silver layer and the first translucent member;
A second dielectric multilayer film located on the opposite side of the silver layer from the first translucent member;
Including
The first dielectric multilayer film includes:
A first aluminum oxide layer in contact with the silver layer;
A titanium oxide layer in contact with the first aluminum oxide layer on the first translucent member side;
Including
The second dielectric multilayer film is
A zirconium oxide-based dielectric layer containing zirconium oxide;
A second aluminum oxide layer in contact with the zirconium oxide-based dielectric layer;
Including
One of the second aluminum oxide layer and the zirconium oxide-based dielectric layer is in contact with the silver layer.
前記酸化ジルコニウム系誘電体層は、酸化ジルコニウムと酸化チタンとの混合膜であることを特徴とする光学素子。 The optical element according to claim 1,
The optical element, wherein the zirconium oxide-based dielectric layer is a mixed film of zirconium oxide and titanium oxide.
前記第１誘電体多層膜は、前記酸化チタン層に対して前記第１酸化アルミニウム層とは反対側で接する第３酸化アルミニウム層を含むことを特徴とする光学素子。 The optical element according to claim 1 or 2,
The optical element, wherein the first dielectric multilayer film includes a third aluminum oxide layer in contact with the titanium oxide layer on a side opposite to the first aluminum oxide layer.
前記第２誘電体多層膜では、前記酸化ジルコニウム系誘電体層が前記銀層に接していることを特徴とする光学素子。 The optical element according to any one of claims 1 to 3,
In the second dielectric multilayer film, the zirconium oxide-based dielectric layer is in contact with the silver layer.
前記第２誘電体多層膜では、前記第２酸化アルミニウム層が前記銀層に接していることを特徴とする光学素子。 The optical element according to any one of claims 1 to 3,
In the second dielectric multilayer film, the second aluminum oxide layer is in contact with the silver layer.
前記ハーフミラー層に対して前記第１透光性部材とは反対側に位置する第２透光性部材を有し、
前記第２透光性部材は、前記第１透光性部材と同一の屈折率であることを特徴とする光学素子。 The optical element according to any one of claims 1 to 5,
A second translucent member located on the opposite side of the first translucent member with respect to the half mirror layer;
The optical element, wherein the second light transmissive member has the same refractive index as the first light transmissive member.
画像光を出射する画像光出射装置を備え、
前記光学素子は、前記画像光出射装置からの前記画像光が入射する光入射部と、前記光入射部から入射した前記画像光のうち少なくとも一部が前記ハーフミラー層で反射して出射される光出射部と、を備えていることを特徴とする表示装置。 A display device comprising the optical element according to any one of claims 1 to 6,
An image light emitting device for emitting image light;
The optical element includes a light incident portion on which the image light from the image light emitting device is incident, and at least a part of the image light incident from the light incident portion is reflected by the half mirror layer and emitted. And a light emitting portion.
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