JP2018100998A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】映像源の画素領域間に存在する非画素領域が視認されることを抑制できる表示装置を提供する。【解決手段】表示装置１において、光学シート２０は、少なくとも２層の光学層が積層され、隣接する前記光学層の間の界面に凸又は凹状の第１の単位形状及び第２の単位形状を有し、第１の単位形状は、光学シート２０の厚み方向に直交するシート面内の第１の方向に延在し、これと直交する第２の方向に配列され、第２の単位形状は、光学シート２０の厚み方向に直交するシート面内の第１の方向に交差する第３の方向に延在し、これと直交する第４の方向に配列され、界面において隣接する光学層の屈折率差Δｎが０．００５≦Δｎ≦０．１を満たし、光学シート２０の厚み方向及び左右方向が水平に配置された場合の鉛直方向と第１の方向とが交差する角度θ１が４５度＜θ１＜９０度、鉛直方向と第３の方向とが交差する角度θ２が４５度＜θ２＜９０度である。【選択図】図１

Description

本発明は、観察者に映像を表示する表示装置に関する。

従来、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）や有機ＥＬディスプレイ等の映像源による映像を、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、いわゆるヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）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、レンズ等の光学系によって映像源から投射される映像光を拡大して鮮明な映像を観察者に表示している。

このような表示装置に用いられる映像源には、映像を構成する複数の画素領域と、各画素領域間に設けられ、映像の表示に寄与しない非画素領域とが設けられている。このような映像源から出射された映像光をレンズにより拡大した場合、画素領域により構成される映像だけでなく、非画素領域が起因となる非映像領域も拡大されてしまうこととなる。そのため、映像だけでなく非映像領域も観察者に視認されてしまい、鮮明な映像の表示の妨げとなる場合があった。

特表２０１１−５０９４１７号公報

本発明の課題は、映像源の画素領域間に存在する非画素領域が起因となる非映像領域が視認されてしまうことを抑制できる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、これに限定されない。
第１の発明は、映像光を出射する映像源（１１）と、前記映像光を拡大して観察者側へ出射するレンズ（１２）と、前記映像源と前記レンズとの間、又は、前記レンズの観察者側に配置される光学シート（２０）と、を備え、前記光学シートは、少なくとも２層の光学層が積層され、隣接する前記光学層の間の界面に、凸状又は凹状に形成されている第１の単位形状及び第２の単位形状を有し、前記第１の単位形状は、前記光学シートの厚み方向に直交するシート面内の第１の方向に延在し、前記第１の方向に直交する第２の方向に配列されており、前記第２の単位形状は、前記光学シートの厚み方向に直交するシート面内の前記第１の方向に交差する第３の方向に延在し、前記第３の方向に直交する第４の方向に配列されており、前記界面において隣接する前記光学層の屈折率の差である屈折率差Δｎが、０．００５≦Δｎ≦０．１を満たしており、前記光学シートの厚み方向及び左右方向が水平に配置された場合における鉛直方向と前記第１の方向とが交差する角度θ１が４５度＜θ１＜９０度となり、前記鉛直方向と前記第３の方向とが交差する角度θ２が４５度＜θ２＜９０度となる表示装置（１）である。
第２の発明は、第１の発明の表示装置において、前記光学シート（２０）は、３層の光学層が積層され、隣接する前記光学層の間の界面のうち、第１の界面に凸状又は凹状に形成されている第１の単位形状（２１ａ）と、前記第１の界面とは異なる第２の界面に凸状又は凹状に形成されている第２の単位形状（２３ａ）とを有し、前記第１の界面において隣接する前記光学層の屈折率の差である第１の屈折率差Δｎ１が、０．００５≦Δｎ１≦０．１を満たしており、前記第２の界面において隣接する前記光学層の屈折率の差である第２の屈折率差Δｎ２が、０．００５≦Δｎ２≦０．１を満たしていることを特徴とする表示装置（１）である。
第３の発明は、第１又は第２の発明の表示装置において、前記第１の単位形状（２１ａ）は、前記光学シート（２０）の厚み方向に平行且つ前記第１の方向と直交する断面における断面形状が略円弧状であり、前記第２の単位形状（２３ａ）は、前記光学シートの厚み方向に平行且つ前記第３の方向と直交する断面における断面形状が略円弧状であること、を特徴とする表示装置（１）である。
第４の発明は、第１又は第２の発明の表示装置において、前記第１の単位形状（２１ａ）は、前記光学シート（２０）の厚み方向に平行且つ前記第１の方向と直交する断面における断面形状が略三角形状であり、前記第２の単位形状（２３ａ）は、前記光学シートの厚み方向に平行且つ前記第３の方向と直交する断面における断面形状が略三角形状であること、を特徴とする表示装置（１）である。
第５の発明は、第１から第４までのいずれかの発明の表示装置において、前記光学シート（２０）及び前記映像源（１１）を一体で保持する保持部（３１，３２）と、前記保持部を前記レンズ（１２）に対する位置が調整可能に保持する位置調整部（３４）と、を備えること、を特徴とする表示装置（１）である。
第６の発明は、第１から第４までのいずれかの発明の表示装置において、前記映像源（１１）を保持する第１の保持部（３１）と、前記第１の保持部を前記レンズ（１２）に対する位置が調整可能に保持する位置調整部（３４）と、前記光学シート（２０）及び前記レンズを一体で保持する第２の保持部（３２，３３）と、を備えること、を特徴とする表示装置（１）である。

本発明によれば、映像源の画素領域間に存在する非画素領域が起因となる非映像領域が視認されてしまうこと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１を説明する図である。 実施形態の表示装置１に用いられる光学シート２０を説明する図である。 光学シート２０の各部を説明する図である。 実施形態の表示装置１に用いられる光学シート２０の輝度と拡散角との関係を示す図である。 実施形態の表示装置１によって表示された画像の例を示す図である。 比較例の表示装置５を説明する図である。 実施形態の表示装置１に用いられる光学シート２０の他の形態を説明する図である。 他の形態の光学シート２０における各部を説明する図である。 図７及び図８に示す他の形態の光学シート２０の輝度と拡散角との関係を示す図である。 図７及び図８に示す光学シート２０に設けられる単位形状２１ａの別の形態を示す図である。 図７及び図８に示す光学シート２０の別の形態を説明する図である。 実施形態の表示装置１に用いられる光学シート２０の他の形態を説明する図である。 図１２に示す他の形態の光学シート２０の輝度と拡散角との関係を示す図である。 図１２に示す光学シート２０の別の形態を説明する図である。 図１２に示す光学シート２０の別の形態を説明する図である。 図１２に示す光学シート２０の別の形態を説明する図である。 実施形態の頭部装着型の表示装置１の他の形態を説明する図である。 実施形態の頭部装着型の表示装置１の他の形態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。
本明細書中において、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。
本明細書中において、シート面とは、シート状の部材において、そのシート全体として見たときにおける、シートの平面方向となる面を示すものとする。

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を鉛直方向上側から見た図である。
図２は、本実施形態の表示装置１に用いられる光学シート２０を説明する図である。図２（ａ）は、光学シート２０の斜視図である。図２（ｂ）は、単位形状２１ａの延在方向と直交する配列方向と平行な面の断面図である。図２（ｃ）は、単位形状２３ａの延在方向と直交する配列方向と平行な面の断面図である。
図３は、光学シート２０の各部を説明する図である。図３（ａ）は、図２（ｂ）のｃ部を説明する図である。図３（ｂ）は、図２（ｃ）のｄ部を説明する図である。
図４は、本実施形態の表示装置１に用いられる光学シート２０の輝度と拡散角との関係を示す図である。
図５は、本実施形態の表示装置１によって表示された画像の例を示す図である。
図６は、比較例の表示装置５を説明する図である。図６（ａ）は、比較例の表示装置５の構成を説明する図であり、図１に対応する図である。図６（ａ）では、理解を容易にするために、表示装置５として、映像源５１とレンズ５２のみを示している。図６（ｂ）は、比較例の表示装置５によって表示された画像の例を示す図である。

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、観察者がその頭部に表示装置１を装着した状態において、鉛直方向（上下方向）をＺ方向とする。鉛直方向は、光学シート２０の厚み方向及び左右方向が水平に配置された場合における上下方向である。

また、水平方向をＸ方向及びＹ方向とする。水平方向のうち、光学シート２０の厚み方向をＹ方向とし、光学シート２０の厚み方向（Ｙ方向）に直交する左右方向をＸ方向とする。Ｙ方向のうち、−Ｙ側を観察者側とし、＋Ｙ側を映像源側（背面側）とする。Ｘ方向のうち、−Ｘ側を左側とし、＋Ｘ側を右側とする。
また、ｘ方向、ｙ方向、ｚ方向は、図２に示すように、Ｚ方向において互いに直交する方向である。このうち、ｙ方向は、Ｙ方向と平行である。本実施形態において、ｘ方向は、Ｚ方向から＋Ｘ方向に６０°（度）傾斜した方向である。ｚ方向は、Ｚ方向から−Ｘ方向に６０°傾斜した方向である。

表示装置１は、観察者がその頭部に装着し、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（ＨＭＤ）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、筐体３０の内側に、映像源１１と、レンズ１２と、光学シート２０とを備えている。観察者は、筐体３０が眼前となるように表示装置１を頭部に装着することにより、映像源１１に表示された映像を、光学シート２０、レンズ１２を介して眼Ｅにより視認することができる。
なお、図１において、表示装置１は、観察者の両眼Ｅ１，Ｅ２に対して映像を表示する例を挙げて説明するが、これに限定されない。例えば、表示装置１を観察者の片側の眼Ｅ１に対して配置し、その眼Ｅ１に対して映像を表示する形態としてもよい。

筐体３０は、左右方向に横長となる矩形の箱型の筐体である。筐体３０は、その内側に、保持部３１、保持部３２及び保持部３３を備えている。筐体３０は、例えば、不図示のベルト等により、観察者の頭部に装着可能である。
保持部３１は、映像源１１を保持する部材である。保持部３１は、映像源１１の表示面１１ａ側の面であって、観察者の眼Ｅ（Ｅ１，Ｅ２）及びレンズ１２（１２Ａ，１２Ｂ）に対応する位置に開口部３１１（３１１Ａ，３１１Ｂ）を有する。本実施形態において、映像源１１は、保持部３１（即ち、表示装置１）に着脱可能に保持される。映像源１１から出射した映像光Ｌは、開口部３１１（３１１Ａ，３１１Ｂ）を通ってレンズ１２（１２Ａ，１２Ｂ）へ入射する。

保持部３２は、光学シート２０を保持する部材である。保持部３２は、保持部３１及び映像源１１よりも観察者側（−Ｙ側）に配置されている。保持部３２は、開口部３１１（３１１Ａ，３１１Ｂ）に対応する位置に開口部３２１（３２１Ａ，３２１Ｂ）が設けられている。開口部３２１（３２１Ａ，３２１Ｂ）には、光学シート２０（２０Ａ，２０Ｂ）が嵌め込まれている。

筐体３０の背面側（＋Ｙ側）と保持部３３（後述）との間には、位置調整部３４が設けられている。位置調整部３４は、保持部３２及び前述の保持部３１の厚み方向（Ｙ方向）の位置を、レンズ１２（１２Ａ，１２Ｂ）に対して調整可能に保持する部分である。保持部３２と前述の保持部３１とは、位置調整部３４内を一体となってＹ方向に移動可能であり、Ｙ方向において所望の位置で固定可能である。したがって、表示装置１は、観察者の視力等に応じて、映像源１１及び光学シート２０とレンズ１２との間の距離（レンズ１２に対するＹ方向における位置）を調整可能（ピント調整可能）である。なお、これに限らず、保持部３１及び保持部３２は、Ｙ方向の位置が固定された形態としてもよい。

保持部３３は、保持部３２及び光学シート２０よりも観察者側（−Ｙ側）に位置し、レンズ１２（１２Ａ，１２Ｂ）を保持する部材である。保持部３３は、光学シート２０（２０Ａ，２０Ｂ）に対応する位置に開口部３３１（３３１Ａ，３３１Ｂ）を有する。保持部３３は、開口部３３１（３３１Ａ，３３１Ｂ）内にレンズ１２（１２Ａ，１２Ｂ）が嵌め込まれている。

映像源１１は、映像光Ｌを出射し、表示面１１ａに映像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等を使用できる。本実施形態の映像源１１は、例えば、対角が５インチの有機ＥＬディスプレイが使用される。
映像源１１は、その表示面１１ａが観察者側（−Ｙ側）となるように、保持部３１に保持されている。
なお、本実施形態の表示装置１は、映像源１１を１つ備える例を示したが、これに限らず、例えば、後述するレンズ１２Ａ，１２Ｂ及び観察者の眼Ｅ１，Ｅ２にそれぞれ対応する２台の映像源を備える形態としてもよい。

レンズ１２（１２Ａ，１２Ｂ）は、映像源１１から出射された映像光Ｌを拡大して観察者側に出射する凸レンズである。本実施形態では、映像源１１及び光学シート２０（２０Ａ，２０Ｂ）よりも観察者側（−Ｙ側）に配置されている。レンズ１２は、透光性の高いガラス製又は樹脂製である。

光学シート２０は、図１に示すように、映像源１１とレンズ１２との間に配置されている。光学シート２０は、映像源１１から出射した映像光Ｌを微少に拡散する拡散機能を有する光透過性のあるシートである。
本実施形態では、観察者の両眼Ｅ１，Ｅ２に対応して、それぞれ、レンズ１２Ａ，１２Ｂ及び光学シート２０Ａ，２０Ｂが設けられている。しかし、これに限らず、例えば、レンズ１２Ａ，１２Ｂの領域をカバーできる程度に大きい１枚の光学シート２０を、レンズ１２よりも映像源側（背面側、−Ｙ側）に配置する形態としてもよい。

従来、主に使用されている頭部装着型の表示装置５（以下、比較例の表示装置５という）を図６に示す。比較例の表示装置５は、図６（ａ）に示すように、上述の光学シート２０を備えていない形態である。比較例の表示装置５は、映像源５１から出射された映像光Ｌをレンズ５２により拡大して、その映像を観察者に表示する。

映像源５１及び映像源１１（図１参照）に用いられる有機ＥＬ等のディスプレイは、図６（ｂ）に示すように、その表示部に映像を形成する画素領域Ｇ１が複数配列されている。また、各画素領域Ｇ１間には、映像の形成に寄与しない非画素領域Ｇ２が設けられている。そのため、比較例の表示装置５では、映像源５１から出射する映像光Ｌにより表示される映像は、レンズ５２を介して拡大された場合に、図６（ｂ）に示すように、画素領域Ｇ１による映像Ｆ１だけでなく、非画素領域Ｇ２が起因となる非映像領域Ｆ２も拡大されてしまう。そして、非映像領域Ｆ２も明瞭に観察者に視認され、鮮明な映像表示の妨げとなってしまう場合があった。

これに対して、本実施形態の表示装置１では、上述の光学シート２０が設けられているため、映像源１１から出射した映像光が微少に拡散され、図５に示すように、その拡散された映像光によって、非画素領域Ｇ２が起因となる非映像領域Ｆ２が観察者に視認されてしまうことを抑制できる。

本実施形態の光学シート２０は、図２に示すように、映像源側（背面側、＋Ｙ側）から順に、反射抑制層２４、第１光学層２１、第２光学層２２、第３光学層２３が積層されている。光学シート２０は、第１光学層２１と第２光学層２２との界面（第１の界面）、及び第２光学層２２と第３光学層２３との界面（第２の界面）とに、それぞれ単位形状２１ａ，単位形状２３ａが複数形成されている。

第１光学層２１は、光透過性を有する層であり、光学シート２０の厚み方向（Ｙ方向）において、第２光学層２２及び第３光学層２３よりも映像源側（＋Ｙ側）に位置する。第１光学層２１の映像源側の面は、略平坦に形成されている。第１光学層２１の観察者側（−Ｙ側）の面には、図２（ｂ）に示すように、凸状の単位形状２１ａが複数形成されている。単位形状２１ａは、観察者側（−Ｙ側）に凸となっている。

単位形状２１ａは、図２（ｂ）に示すように、第１光学層２１の観察者側の面に沿うようにして、ｘ方向（第１の方向）に延在し、このｘ方向に直交する方向（第２の方向）に複数配列されている。また、単位形状２１ａは、光学シート２０の厚み方向（Ｙ方向）及び配列方向（第２の方向）に平行な断面における断面形状が略円弧状に形成されたレンチキュラーレンズ形状である。ここで、略円弧状とは、真円の円弧だけでなく、楕円や長円等の一部を含む曲線状の形状を含む。

第３光学層２３は、光透過性を有する層であり、光学シート２０の最も観察者側（−Ｙ側）に位置する。第３光学層２３の観察者側の面は、光学シート２０を透過した映像光が出射する面であり、略平坦に形成されている。第３光学層２３の映像源側（＋Ｙ側）の面は、図２（ｃ）に示すように、凸状の単位形状２３ａが複数形成されている。単位形状２３ａは、映像源側（＋Ｙ側）に凸となっている。

単位形状２３ａは、第３光学層２３の映像源側の面に沿うようにして、ｘ方向に交差するｚ方向（第３の方向）に延在し、このｚ方向に直交する方向（第４の方向）に複数配列されている。単位形状２３ａは、図２（ｃ）に示すように、光学シート２０の厚み方向（Ｙ方向）及び配列方向（第４の方向）に平行な断面における断面形状が略円弧状に形成されたレンチキュラーレンズ形状である。

図２（ａ）に示すように、第１光学層２１の単位形状２１ａが延在するｘ方向（第１の方向）は、光学シート２０がその厚み方向（シート面の法線方向、Ｙ方向）及び左右方向（Ｘ方向）が水平となるように配置された場合における鉛直方向（Ｚ方向）と角度θ１で交差する。また、第３光学層２３の単位形状２３ａが延在するｚ方向（第３の方向）は、光学シート２０がその厚み方向（シート面の法線方向、Ｙ方向）及び左右方向（Ｘ方向）が水平となるように配置された場合における鉛直方向（Ｚ方向）と角度θ２で交差する。

本実施形態の光学シート２０は、上述した角度θ１が４５°＜θ１＜９０°を満たし、角度θ２が４５°＜θ２＜９０°を満たすように、第１光学層２１と第３光学層２３が形成されている。即ち、光学シート２０は、第１光学層２１の単位形状２１ａが延在するｘ方向と第３光学層２３の単位形状２３ａが延在するｚ方向とが、鉛直方向（Ｚ方向）において鈍角（角度θ１＋θ２）で交差するように第１光学層２１と第３光学層２３が配置されている。なお、本実施形態の各図では、角度θ１，θ２をそれぞれ６０°とした例について図示している。

第２光学層２２は、第１光学層２１及び第３光学層２３間に設けられた光透過性を有する層である。第２光学層２２の両面は、第１光学層２１の単位形状２１ａ側の面と、第３光学層２３の単位形状２３ａ側の面とが互いに対向するようにして配置されている。

本実施形態の光学シート２０は、映像源側の面から入射角度０°で入射して観察者側に出射した透過光の半値角αが、０．０５°≦α≦０．２°を満たし、透過光の最大輝度が１／２０となる視野角βが、β≦５×αを満たすようにして形成されている。
ここで、光学シート２０の半値角αとは、図４に示すように、光の輝度が最大値となる光学シート２０のシート面の観察位置から、単位形状の配列方向及び延在方向において、光の輝度が最大値の半分の値になる観察角度のうち絶対値が最も大きい角度をいう。また、視野角βは、光の輝度が最大値となる光学シート２０のシート面の観察位置から、単位形状の配列方向及び延在方向において、光の輝度が最大値の１／２０の値になる観察角度のうち絶対値が最も大きい角度をいう。
また、本実施形態の光学シート２０は、互いに隣接する光学層の屈折率差、即ち、第１光学層２１及び第２光学層２２の屈折率差Δｎ１と、第２光学層２２及び第３光学層２３の屈折率差Δｎ２とが、それぞれ０．００５≦Δｎ１≦０．１、０．００５≦Δｎ２≦０．１を満たすようにして形成されている。

このように、光学シート２０の半値角α及び視野角βの値の範囲と、単位形状２１ａ，２３ａが形成された面を界面として互いに隣接する層の屈折率差Δｎ１，Δｎ２の範囲とを規定することによって、本実施形態の表示装置１は、映像源１１から出射した映像光Ｌを、単位形状の配列方向及び延在方向に微少に拡散させることができる。これにより、表示装置１は、観察者に鮮明な映像を表示するとともに、映像光Ｌの微少な拡散によって、映像源１１の非画素領域Ｇ２が起因となる非映像領域Ｆ２が目立ってしまうことを抑制することができる。
上述の効果をより効果的に奏する観点から、光学シート２０の視野角βは、半値角αに略等しいか、それに近い値であることがより望ましい。

仮に、半値角αが０．０５°未満である場合、光学シート２０によって光の拡散される範囲が狭くなりすぎてしまい、非画素領域Ｇ２が起因となる非映像領域Ｆ２を目立たなくする効果が弱まり、非映像領域Ｆ２が観察者に視認されやすくなるので望ましくない。また、半値角αが０．２°よりも大きい場合、映像光の拡散される範囲が広くなりすぎてしまい、映像の鮮明さが低下してしまうので望ましくない。

また、仮に、視野角βが５×αよりも大きい場合、輝度の低い映像光の拡散される範囲が広くなりすぎてしまい、映像の鮮明さが低下してしまうので望ましくない。
更に、屈折率差Δｎ１，Δｎ２が０．００５未満である場合、光学層間の屈折率差が小さくなりすぎ、光学層間における映像光の屈折が生じ難くなってしまい、十分な拡散作用が発揮されなくなるため望ましくない。また、屈折率差Δｎ１，Δｎ２が０．１よりも大きい場合、光学層間における光の屈折が大きくなりすぎてしまい、光学シートを透過する映像光が不鮮明になってしまうので望ましくない。

第１光学層２１及び第３光学層２３は、それぞれ、光透過性の高いＰＣ（ポリカーボネート）樹脂、ＭＳ（メチルメタクリレート・スチレン）樹脂、アクリル系樹脂等から形成されており、本実施形態では、第１光学層２１及び第３光学層２３はともに同じ材料で形成され、同じ屈折率を有している。
また、第２光学層２２は、光透過性の高いウレタンアクリレート樹脂や、エポキシアクリレート樹脂等の紫外線硬化型樹脂等から形成されており、本実施形態では、第１光学層２１及び第３光学層２３の屈折率よりも低い屈折率で形成されている。

また、単位形状２１ａの断面形状が円弧状に形成されている場合、図３（ａ）に示すように、第１光学層２１に形成される単位形状２１ａの配列方向（第２の方向）における配列ピッチをＰ１とし、単位形状２１ａの円弧状の断面形状の曲率半径をＲ１としたときに、単位形状２１ａは、０．０５≦Ｐ１／Ｒ１≦１．０の範囲で形成されるのが望ましい。

また同様に、単位形状２３ａの断面形状が円弧状に形成されている場合、図３（ｂ）に示すように、第３光学層２３に形成される単位形状２３ａの配列方向（第４の方向）における配列ピッチをＰ２とし、単位形状２３ａの円弧状の断面形状の曲率半径をＲ２としたときに、単位形状２３ａは、０．０５≦Ｐ２／Ｒ２≦１．０の範囲で形成されるのが望ましい。

このように単位形状２１ａ及び単位形状２３ａの配列ピッチＰ１，Ｐ２及び曲率半径Ｒ１，Ｒ２を上述の範囲で形成することによって、表示装置１は、映像源１１から出射された映像光を、効率よく均等に単位形状の配列方向及び延在方向に微少に拡散させることができる。
なお、本実施形態の光学シート２０において、単位形状２１ａと単位形状２３ａとは、その断面形状が同じ形状であり、Ｐ１＝Ｐ２、Ｒ１＝Ｒ２となるように形成されている。

また、単位形状２１ａの配列ピッチＰ１及び単位形状２３ａの配列ピッチＰ２は、それぞれ、０．１ｍｍ≦Ｐ１≦０．５ｍｍ、０．１≦Ｐ１≦０．５ｍｍを満たすことが好ましい。仮に、配列ピッチＰ１，Ｐ２が０．１ｍｍ未満であると、このような寸法の単位形状２１ａ，２３ａを製造することが困難となり、また、光の回折現象が生じやすくなり、回折光の影響によって映像が不鮮明になるので好ましくない。また、配列ピッチＰ１，Ｐ２が０．５ｍｍよりも大きい場合、隣り合う単位形状間のラインが視認されてしまう場合があり、好ましくない。

更に、本実施形態の光学シート２０は、第１光学層２１の映像源側（背面側、＋Ｙ側）に、反射抑制層２４が設けられている。
この反射抑制層２４は、例えば、汎用の反射防止機能を有する材料（例えば、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ_２）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）、フッ素系光学用コーティング剤等）を所定の膜厚でコーティングする等により設けてもよい。また、映像源１１が表示装置に固定され、着脱不可能である場合等には、光の波長より小さなピッチで形成された微小な凹凸形状を有するモスアイ構造を光の入射側の面に有することにより反射抑制機能を奏する層を光学シート２０の映像源側に一体に積層して設けてもよい。

反射抑制層２４を光学シート２０の映像源側に設けることにより、光学シート２０に入射する光が光学シート２０の映像源側の面で反射して映像源１１側へ向かうことによる映像の明るさの低下を抑制できる。
また、反射抑制層２４を光学シート２０の映像源側に設けることにより、光学シート２０に入射する光が光学シート２０の映像源側の面で反射して映像源１１側へ向かい、映像源１１の表示面１１ａで再度反射する等により迷光となることを抑制し、映像のコントラスト向上を図ることができる。

なお、反射抑制層２４は、更に、光学シート２０の観察者側（−Ｙ側）の面に設けてもよい。この位置に更に反射抑制層２４を設けることにより、光学シート２０から映像光が出射する際に、光学シート２０と空気との界面で反射し、光学シート２０内で迷光となることを抑制でき、映像のコントラスト等を向上できる。
また、光学シート２０の映像源側（＋Ｙ側）の面に、ハードコート機能や、防汚機能等を有する層を設けてもよい。このような層を設けることにより、映像源１１が筐体３０に着脱可能である場合に、映像源１１を筐体３０から外したときに、光学シート２０が傷ついたり、汚れが付着したりして、映像の視認の妨げになることを抑制できる。

本実施形態の表示装置１は、Ｙ方向における映像源１１の表示面１１ａから光学シート２０の映像源側（−Ｙ側）の面までの距離Ｄ１が、映像源１１の画素領域Ｇ１の配列ピッチの寸法ｄ（画素領域Ｇ１の２つの配列方向において配列ピッチが異なる場合は、小さい方の配列ピッチとする）の１００倍以上である。仮に、距離Ｄ１が、寸法ｄの１００倍未満であると、画素領域Ｇ１によるモアレが視認されたり、非画素領域Ｇ２に起因する非映像領域が目立って観察されたりするため、好ましくない。

一般的に、表示装置１に用いられる映像源１１の画素領域Ｇ１の配列ピッチｄは、４００〜５００ｐｐｉ（ｐｉｘｅｌ ｐｅｒ ｉｎｃｈ）である。本実施形態では、例えば、映像源１１の画素領域Ｇ１の配列ピッチｄは、ｄ＝０．０５０８ｍｍ（５００ｐｐｉ）であり、映像源１１の表示面１１ａから光学シート２０の映像源側（−Ｙ側）の面までのＹ方向における距離Ｄ１は、５．０８ｍｍである。

また、本実施形態の表示装置１は、上述のように、レンズ１２よりも映像源側（＋Ｙ側）に光学シート２０が位置するので、映像源１１が筐体３０に着脱可能である表示装置１において映像源１１を筐体３０から外した場合等に、筐体内に侵入した埃やゴミ等の異物によってレンズ１２が破損したり汚れたりすることがない。また、光学シート２０の映像源側が異物等で汚れた場合にも、単位形状を傷つけることなく、ふき取ることが可能である。

また、特に、モスアイ構造を有する反射抑制層に関しては、高い反射抑制効果を有しているが、破損しやすいために観察者の指等が触れない位置に設けることが重要となる。本実施形態の表示装置１では、レンズ１２よりも映像源側（＋Ｙ側）に光学シート２０が位置するので、そのような反射抑制層を光学シート２０の観察者側やレンズ１２の映像源側等に設けることができ、より高い反射抑制効果が得られ、映像のコントラストや明るさの向上を図ることができる。

次に、映像源１１から出射された映像光Ｌが観察者の眼Ｅ（Ｅ１，Ｅ２）に届くまで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、光学シート２０（２０Ａ，２０Ｂ）の映像源側（＋Ｙ側）の面に入射する。そして、光学シート２０に入射した映像光Ｌは、第１光学層２１を透過して、第１光学層２１及び第２光学層２２との界面の単位形状２１ａによって、ｘ方向（第１の方向）に直交する第２の方向に微少に拡散して第２光学層２２内を透過する。

第２光学層２２を透過した映像光Ｌは、第２光学層２２及び第３光学層２３との界面に形成された単位形状２３ａによって、ｚ方向（第３の方向）に直交する第４の方向に微少に拡散し、第３光学層２３を透過して光学シート２０の観察者側（−Ｙ側）の面から出射する。
光学シート２０を透過した映像光Ｌは、レンズ１２（１２Ａ，１２Ｂ）へ入射する。そして、レンズ１２により、映像光Ｌが拡大され、観察者側（−Ｙ側）へ出射する。

映像光Ｌは、光学シート２０により前述した第２の方向及び第４の方向に微少に拡散させられる。そのため、レンズ１２により画像が拡大されても、観察者の眼Ｅによって視認される画像には、図５に示すように、比較例の表示装置５の場合に比して（図６（ｂ）参照）、映像源１１の非画素領域Ｇ２が起因となる非映像領域Ｆ２が目立ってしまうことを極力抑制することができ、鮮明な映像を表示することができる。
しかも、上述のように、映像源１１と光学シート２０との間には、十分な距離Ｄ１が設けられているので、映像光を適度に拡散させて非映像領域Ｆ２が目立って観察されることを抑制でき、且つ、画素領域Ｇ１及び非画素領域Ｇ２によるモアレ等の発生も十分抑制できる。

次に、本実施形態の表示装置１に用いられる光学シート２０の製造方法について説明する。
上述したように、光学シート２０の第１光学層２１及び第３光学層２３に設けられた各単位形状２１ａ、単位形状２３ａは、互いに同じ形状に形成されている。そのため、まず、この凸状の単位形状に対応する凹形状が設けられた金型を使用して、単位形状が形成されたシート状部材を押出成形法や、射出成形法等により形成する。

次に、単位形状が形成されたシート状部材を、所定の寸法に裁断して、第１光学層２１及び第３光学層２３を得る。
このように、単位形状２１ａ及び単位形状２３ａが同形状に形成されている場合、１枚のシート状部材から第１光学層２１及び第３光学層２３を同時に切り出すことができるため、光学シート２０の製造効率を向上させることができる。

続いて、第１光学層２１の単位形状２１ａ側の面上に、第２光学層２２を形成する樹脂を充填し、その樹脂と、第３光学層２３の単位形状２３ａ側の面とを貼り合わせて、第１光学層２１及び第３光学層２３間に所定の距離を設けた状態で樹脂を硬化させる。このとき、第１光学層２１及び第３光学層２３は、単位形状２１ａの延在方向と単位形状２３ａの延在方向とが互いに交差するようにして配置される。
これにより、第１光学層２１、第２光学層２２、第３光学層２３が順次積層された状態となる。更に、第１光学層２１の表面（第２光学層２２側とは反対側の面）に、反射抑制層２４を設けることにより、光学シート２０が完成する。

以上より、本実施形態の表示装置１は、映像源１１とレンズ１２との間に、少なくとも２層以上の光学層を有し、各光学層間の界面に単位形状２１ａ，２３ａが複数形成された光学シート２０を備え、単位形状２１ａ，２３ａが界面に形成された隣接する光学層の屈折率差Δｎ１，Δｎ２が、それぞれ０．００５≦Δｎ１≦０．１、０．００５≦Δｎ２≦０．１を満たす。これにより、表示装置１は、映像源１１から出射した映像光Ｌを微少に拡散することができ、観察者に鮮明な映像を表示するとともに、映像源１１の非画素領域Ｇ２が起因となる非映像領域Ｆ２が観察者に視認されてしまうことを抑制することができる。

また、本実施形態の表示装置１は、上述のように、レンズ１２よりも映像源側（＋Ｙ側）に光学シート２０が位置するので、映像源１１が表示装置１（筐体３０）から外された状態であったとしても、侵入した埃やごみ等の異物からレンズ１２を保護することができる。そのため、異物によってレンズ１２が破損したり汚れたりするがなく、光学シート２０の映像源側表面が汚れたり曇ったりした場合等も、単位形状を傷つけることなく、拭き取ることが可能である。

また、本実施形態の表示装置１は、映像源１１と光学シート２０とがＹ方向において一体となって移動可能であり、Ｙ方向においてピント調整の等のために映像源１１を動かした場合にも、映像源１１と光学シート２０との間の距離Ｄ１を一定としたままＹ方向に移動可能である。したがって、非画素領域Ｇ２に起因する非映像領域Ｆ２が観察者に視認されることを抑制する光学シート２０の拡散効果を維持したままピント調整作業を行うことができる。

また、本実施形態の表示装置１において、光学シート２０の単位形状２１ａは、凸状であって、光学シート２０の厚み方向（Ｙ方向）に直交するシート面（ＸＺ面）内のｘ方向（第１の方向）に延在し、このｘ方向に直交する方向（第２の方向）に配列されている。また、単位形状２１ａは、光学シート２０の厚み方向（Ｙ方向）及び配列方向（第２の方向）に平行な断面おける断面形状が略円弧状に形成されている。

同様に、光学シート２０の単位形状２３ａは、凸状であって、光学シート２０の厚み方向（Ｙ方向）に直交するシート面（ＸＺ面）内のｚ方向（第３の方向）に延在し、このｚ方向に直交する方向（第４の方向）に配列されている。また、単位形状２３ａは、光学シート２０の厚み方向（Ｙ方向）及び配列方向（第４の方向）に平行な断面における断面形状が円弧状に形成されている。これにより、表示装置１は、単位形状２１ａ，２３ａを通過する映像光を効率よく均等に拡散させることができる。

また、本実施形態の表示装置１は、光学シート２０に入射角度０で入射した透過光における半値角αが０．０５°≦α≦０．２°を満たし、最大輝度が１／２０となる光学シート２０の拡散角βが、β≦５×αを満たすようにして形成されている。これにより、映像源１１から出射した映像光Ｌを微少に拡散することができ、観察者に鮮明な映像を表示するとともに、映像源１１の非画素領域Ｇ２が起因となる非映像領域Ｆ２が観察者に視認されてしまうことを抑制する効果を高めることができる。

更に、本実施形態の表示装置１において、光学シート２０は、３層以上の光学層を有している。このうち、第１光学層２１の単位形状２１ａが延在するｘ方向（第１の方向）は、光学シート２０の厚み方向及び左右方向が水平となるように配置された場合の鉛直方向（Ｚ方向）と角度θ１（４５°＜θ１＜９０°）で交差している。また、第３光学層２３の単位形状２３ａが延在するｚ方向（第３の方向）は、光学シート２０の厚み方向及び左右方向が水平となるように配置された場合の鉛直方向（Ｚ方向）と角度θ２（４５°＜θ２＜９０°）で交差している。即ち、光学シート２０は、第１光学層２１の単位形状２１ａが延在するｘ方向と第３光学層２３の単位形状２３ａが延在するｚ方向とが、鉛直方向（Ｚ方向）を間に挟んで鈍角（角度θ１＋θ２）で交差している。角度θ１，θ２としては、例えば、３５〜４０°の範囲とすることが好ましい。また、角度θ１及びθ２は、４５°＜θ１，θ２＜９０°の範囲内であれば、同じ角度であってもよいし、異なる角度であってもよい。例えば、角度θ１を３５°、角度θ２を４０°としてもよい。

一般に、人間の眼は、左右方向（Ｘ方向）に延在するラインが、左右方向に対して傾斜した方向、鉛直方向（Ｚ方向）に延在するライン等よりも視認しやすい傾向がある。そのため、上述のように、光学シート２０において、各単位形状の延在する方向を左右方向に対して傾斜させることにより、単位形状が起因となるラインを観察者に対して視認され難くすることができる。そのため、本実施形態の表示装置１では、表示される映像をより鮮明に観察者に視認させることができる。

また、光学シート２０において、各単位形状の延在する方向は、鉛直方向（Ｚ方向）を間に挟んで鈍角（角度θ１＋θ２）で交差している。そのため、映像光の左右方向（Ｘ方向）の拡散を、鉛直方向（Ｚ方向）の拡散よりも少なくすることができる。例えば、３Ｄ（３次元）映像では、観察者の左右の両眼Ｅ１，Ｅ２にそれぞれ視差のある画像を表示することにより、観察者に立体的な映像として認識させている。上述のように、本実施形態の表示装置１においては、左右方向への映像光の拡散を鉛直方向よりも少なくすることができるため、観察者により鮮明な３Ｄ映像を視認させることができる。
なお、第１光学層２１の単位形状２１ａ及び第３光学層２３の単位形状２３ａの各配列方向、各配列方向及び光学シート２０の厚み方向に沿った断面での単位形状２１ａ，２３ａの断面形状等に関しては、上述の例に限らず、適宜変更してよい。

以下に、本実施形態の表示装置１に用いられる光学シート２０の他の形態について説明する。
図７は、本実施形態の表示装置１に用いられる光学シート２０の他の形態を説明する図である。図７（ａ）は、上述した実施形態の図２（ｂ）に対応する断面図である。図７（ｂ）は、同じく上述した実施形態の図２（ｃ）に対応する断面図である。図８は、他の形態の光学シート２０における各部を説明する図である。図８（ａ）は、図７（ａ）のａ部を説明する図である。図８（ｂ）は、図７（ｂ）のｂ部を説明する図である。

図７及び図８に示す他の形態の光学シート２０を含め以下に示す光学シート２０の他の形態に関して、上述した実施形態と同様の機能を果たす部分には同一の符号を付して、適宜重複する説明を省略する。また、図７及び図８を含め以下に示す光学シート２０の他の形態を示す図面については、理解を容易にするために、反射抑制層２４を備えない形態を示しているが、適宜、第１光学層２１の映像源側（背面側、＋Ｙ側）に前述のような反射抑制層２４を設けてもよい。

図７（ａ）に示す他の形態の光学シート２０において、単位形状２１ａは、光学シート２０の厚み方向（Ｙ方向）及び配列方向（第２の方向）に平行な断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。同様に、単位形状２３ａは、光学シート２０の厚み方向（Ｙ方向）及び配列方向（第４の方向）に平行な断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。
ここで、略三角形状とは、二等辺三角形や、正三角形等を含む三角形状だけでなく、三角形状の頂部が曲面や平面に面取りされた形状や、三角形状の斜面が微小に湾曲された形状等も含むものをいう。

図７及び図８は、単位形状２１ａ，２３ａのそれぞれが、光学シート２０の厚み方向及び配列方向に平行な断面における断面形状が二等辺三角形状に形成されている例を示している。また、単位形状２１ａ，２３ａは、その二等辺三角形状が各配列方向に連続した状態で形成されている。

図８（ａ）に示すように、単位形状２１ａの第２の方向における配列ピッチをＰ１とし、単位形状２１ａの頂角をθ３とし、図８（ｂ）に示すように、単位形状２３ａの第４の方向における配列ピッチをＰ２とし、単位形状２３ａの頂角をθ４とする。配列ピッチＰ１，Ｐ２、頂角θ３、θ４は、例えば、Ｐ１＝Ｐ２＝０．２ｍｍ、θ３＝θ４＝１７５°である。

図７及び図８に示す光学シート２０において、単位形状２１ａ，２３ａの配列ピッチＰ１，Ｐ２は、それぞれ０．１ｍｍ≦Ｐ１≦０．５ｍｍ、０．１ｍｍ≦Ｐ２≦０．５ｍｍを満たすことが望ましい。仮に、配列ピッチＰ１，Ｐ２が０．１ｍｍ未満であると、このような寸法の単位形状２１ａ，２３ａを製造するのが困難となり、また、光の回折現象が生じやすくなり、回折光の影響によって映像が不鮮明になるので好ましくない。また、配列ピッチＰ１，Ｐ２が０．５ｍｍよりも大きい場合、隣り合う単位形状間のラインが視認されてしまう場合があり、好ましくない。

図７及び図８に示す光学シート２０において、第１光学層２１と第２光学層２２との屈折率差Δｎ１、及び、第２光学層２２と第３屈折率層との屈折率差Δｎ２は、前述の実施形態と同じ範囲であることが好ましい。
図７及び図８に示す光学シート２０は、映像源１１の画素領域Ｇ１の配列ピッチをｄとし、映像源１１の表示面１１ａから表示装置１を装着する観察者の眼Ｅ（この表示装置１において想定される観察者の眼Ｅの位置）までの距離をＤ２としたときに、入射角度０°で映像源側から入射して観察者側から出射した透過光の最大輝度が１／１０となる拡散角γが、以下の式（１）を満たすように形成されている。また、入射角度０°で映像源側から入射して観察者側から出射した透過光の半値角αが、以下の式（２）を満たすようにして形成されていることがより好ましい。
式（１） ａｒｃｔａｎ（ｄ／Ｄ２）≦γ≦３×ａｒｃｔａｎ（ｄ／Ｄ２）
式（２） ａｒｃｔａｎ（ｄ／Ｄ２）≦α≦３×ａｒｃｔａｎ（ｄ／Ｄ２）

図９は、図７及び図８に示す他の形態の光学シート２０の輝度と拡散角との関係を示す図である。
図７及び図８に示す光学シート２０の輝度と拡散角との関係は、図９（ａ）に示すように、略三角形状に形成された単位形状の斜面に対応して２つのピークを有した波形や、図９（ｂ）に示すように、ピークの幅が広い波形となる。拡散角γとは、図９（ａ）に示すように、２つのピークの中心となる位置（図９（ａ）中の輝度の軸線、図９（ｂ）においては幅の広いピークの中心位置（図９（ｂ）中の輝度の軸線）から、単位形状の配列方向及び延在方向において、透過光の輝度が最大値の１／１０の値になる観察角度のうち絶対値が最も大きい角度をいう。
また、この光学シート２０の半値角αは、２つのピークの中心となる位置（図９（ａ）中の輝度の軸線、図９（ｂ）においては幅の広いピークの中心位置（図９（ｂ）中の輝度の軸線）から、単位形状の配列方向及び延在方向において、光の輝度が最大値の半分の値になる観察角度のうち絶対値が最も大きい角度をいう。

仮に、拡散角γがａｒｃｔａｎ（ｄ／Ｄ２）未満である場合、光学シート２０による光の拡散される範囲が狭くなりすぎてしまい、非画素領域Ｇ２が起因となる非映像領域Ｆ２が目立って観察されるので望ましくない。また、拡散角γが３×ａｒｃｔａｎ（ｄ／Ｄ２）よりも大きい場合、映像光の拡散される範囲が広くなりすぎて、映像のぼやけが生じることにより、映像の鮮明さが低下するので望ましくない。

また、仮に、半値角αがａｒｃｔａｎ（ｄ／Ｄ２）未満である場合も、拡散角γの場合と同様に、光学シートによる光の拡散される範囲が狭くなりすぎてしまい、非画素領域Ｇ２が起因となる非映像領域Ｆ２が目立って視認されやすくなるので望ましくない。また、半値角αが３×ａｒｃｔａｎ（ｄ／Ｄ２）よりも大きい場合も、拡散角γの場合と同様に、映像光の拡散される範囲が広くなりすぎて、映像のぼやけが生じることにより、映像の鮮明さが低下するので望ましくない。

また、仮に、第１光学層２１と第２光学層２２との屈折率差Δｎ１、及び、第２光学層２２と第３光学層２３との屈折率差Δｎ２が０．１よりも大きい場合、上述の式（１）及び式（２）を満たすように、各単位形状を扁平状に形成する必要性が生じてしまい、そのような単位形状を有する光学シートの製造が困難となるので望ましくない。
なお、この図７及び図８に示す他の形態の光学シート２０においては、製造をより容易にするとともに、非映像領域Ｆ２を目立たなくするのに十分な程度に光を屈折させる観点から、屈折率差Δｎ１，Δｎ２は、０．０５であることがより望ましい。

また、上述した説明及び図７，図８において、単位形状２１ａ，２３ａは、光学シート２０の厚み方向に平行であって、その単位形状の配列方向に平行な断面における断面形状が二等辺三角形状である例を示したが、これに限らず、単位形状２１ａ，２３ａについては、以下に示すような形態としてもよい。

図１０は、図７及び図８に示す光学シート２０に設けられる単位形状２１ａの別の形態を示す図である。図１０の各図は、それぞれ図８（ａ）に対応する図である。なお、図１０は、第１光学層２１の単位形状２１ａの別の形態を図示しているが、第３光学層２３の単位形状２３ａについても同様である。
例えば、図１０（ａ）に示すように、同断面における三角形状の頂部が曲面Ｓ１により形成される形態としてもよいし、図１０（ｂ）に示すように、三角形状の頂部が平坦面Ｓ２により形成される形態としてもよい。

また、図１０（ｃ）に示すように、同断面における三角形状の斜面が平坦な面ではなく微少に湾曲した曲面Ｓ３、Ｓ４により形成されるようにしてもよい。
各単位形状を上述のような形態とした光学シート２０は、図２に示す光学シート２０と同様の効果を奏することができる。

図１１は、図７及び図８に示す光学シート２０の別の形態を説明する図である。図１１（ａ）は、厚み方向（Ｙ方向）に平行であって、第２の方向と平行な断面における断面図である。図１１（ｂ）は、厚み方向（Ｙ方向）に平行であって、第４の方向と平行な断面における断面図である。図１１（ｃ）は、第１光学層２１を観察者側（−Ｙ側）の面から見た斜視図である。なお、図１１（ａ）及び（ｂ）では、単位形状２１ａの断面（斜面）を模式的に示している。

光学シート２０は、図１１に示すように、第１光学層２１及び第２光学層２２の２層から構成される。第１光学層２１の観察者側（−Ｙ側）の面には、略四角錐形状の単位形状２１ａが、ｘ方向に直交する第２の方向及びｚ方向に直交する第４の方向に複数隙間なく配列されている。ここで、略四角錐形状とは、四角錐が菱形となる形状であり、四角錐の頂部が面曲、平面に面取りされた形状、四角錐の各三角形状の斜面が微小に湾曲された形状等も含む。

図１１（ａ）に示すように、単位形状２１ａの第１の斜面２１１ａは、光学シート２０の厚み方向（Ｙ方向）に直交するシート面内のｘ方向（第１の方向）に延在し、このｘ方向に直交する方向（第２の方向）に配列されている。また、図１１（ｂ）に示すように、単位形状２１ａの第２の斜面２１２ａは、光学シート２０の厚み方向（Ｙ方向）に直交するシート面内のｚ方向（第３の方向）に延在し、このｚ方向に直交する方向（第４の方向）に配列されている。

そして、図１１（ｃ）に示すように、単位形状２１ａにおいて、第１の斜面２１１ａの配列方向（第２方向）は、鉛直方向（Ｚ方向）と角度θ１で交差する。また、単位形状２１ａにおいて、第２の斜面２１２ａの配列方向（第４方向）は、鉛直方向（Ｚ方向）と角度θ２で交差する。本形態において、単位形状２１ａに形成された第２の斜面２１２ａは、図７及び図８に示す光学シート２０の単位形状２３ａに相当する。即ち、本形態において、光学シート２０の第１光学層２１は、実質的に単位形状２１ａ及び単位形状２３ａを備えている。

光学シート２０を図１１に示す形態とした場合においても、映像源１１から出射した映像光を、単位形状２１ａの各斜面の配列方向に微少に拡散させることができる。そのため、図４に示すように、その拡散された映像光によって、非画素領域Ｇ２が起因となる非映像領域Ｆ２が観察者に視認されてしまうことを抑制することができる。また、上述の図２に示す光学シート２０、図７及び図８に示す光学シート２０等に比して層構成を減らすことができる。そのため、本形態によれば、光学シート２０を薄型化したり、軽量化したりすることが可能となる。更に、本形態によれば、光学シート２０をより容易に安価に製造することも可能となる。

図１２は、本実施形態の表示装置１に用いられる光学シート２０の他の形態を説明する図である。図１２（ａ）は、上述した実施形態の図２（ｂ）に対応する断面図である。図１２（ｂ）は、同じく上述した実施形態の図２（ｃ）に対応する断面図である。図１２（ｃ）は、図１２（ａ）のｃ部を説明する図である。図１２（ｄ）は、図１２（ｂ）のｄ部を説明する図である。
図１２に示す光学シート２０は、第１光学層２１及び第２光学層２２の界面に凸状の単位形状２１ａが複数形成され、第２光学層２２及び第３光学層２３の界面に凸状の単位形状２３ａが複数形成されている。

第１光学層２１の観察者側（−Ｙ側）の面には、図１２（ａ）に示すように、単位形状２１ａと平坦部２１ｂとが交互に設けられている。この単位形状２１ａ及び平坦部２１ｂは、第１光学層２１の映像源側の面に沿うように、ｘ方向（第１の方向）に延在し、このｘ方向に直交する方向（第２の方向）に配列されている。
また、第３光学層２３の映像源側（＋Ｙ側）の面は、図１２（ｂ）に示すように、単位形状２３ａと平坦部２３ｂとが交互に複数形成されている。この単位形状２３ａ及び平坦部２３ｂは、第３光学層２３の映像源側の面に沿うように、ｚ方向（第３の方向）に延在し、このｚ方向に直交する方向（第４の方向）に配列されている。
第３光学層２３に設けられた単位形状２３ａ及び平坦部２３ｂは、その延在方向（ｚ方向）が、上述の第１光学層２１に設けられた単位形状２１ａ及び平坦部２１ｂのｘ方向（Ｚ方向）と交差している。

図１２に示す他の形態の光学シート２０において、単位形状２１ａは、図１２（ｃ）に示すように、第１光学層２１の観察者側の面（−Ｙ側の面）から凸となり、断面形状が略円弧状に形成されている。ここで、略円弧状とは、真円の円弧だけでなく、楕円や長円等の一部を含む曲線状の形状を含む。
図１２に示す光学シート２０において、単位形状２１ａは、円弧状に形成されており、その曲率半径がＲ１であり、配列方向（第２の方向）における幅寸法はＷ１である。単位形状２１ａ（平坦部２１ｂ）の配列方向における配列ピッチはＰ１である。

同様に、単位形状２３ａは、図１２（ｄ）に示すように、第３光学層２３の映像源側の面（＋Ｙ側の面）から凸となり、断面形状が略円弧状に形成されている。図１２に示す光学シート２０において、単位形状２３ａは、円弧状に形成されており、その曲率半径がＲ２であり、配列方向（第４の方向）における幅寸法はＷ２である。単位形状２３ａ（平坦部２３ｂ）の配列方向における配列ピッチは、Ｐ２である。
更に、第１光学層２１及び第３光学層２３に設けられた各単位形状及び各平坦部は、それぞれ同等の寸法に形成されている。例えば、Ｗ１＝Ｗ２＝０．１ｍｍ、Ｐ１＝Ｐ２＝０．２４ｍｍ、Ｒ１＝Ｒ２＝０．５ｍｍである。

図１２に示す光学シート２０において、単位形状２１ａの配列ピッチＰ１及び単位形状２３ａの配列ピッチＰ２は、０．１ｍｍ≦Ｐ１≦０．５ｍｍ、０．１ｍｍ≦Ｐ２≦０．５ｍｍを満たすことが好ましい。
仮に、配列ピッチＰ１、Ｐ２が０．１ｍｍ未満である場合、単位形状の配置間隔が細かくなりすぎてしまい、回折光の影響が大きくなり、映像が不鮮明になるので望ましくない。また、単位形状の製造も困難となる。

また、仮に、Ｐ１、Ｐ２が０．５ｍｍよりも大きい場合、単位形状２１ａ，２３ａの配置間隔が粗くなりすぎてしまい、観察者に非映像領域Ｆ２が視認されやすくなるため望ましくない。
また、図１２に示す光学シート２０において、第１光学層２１と第２光学層２２との屈折率差Δｎ１、第２光学層２２と第３光学層２３との屈折率差Δｎ２は、前述の実施形態と同じ範囲であることが好ましい。

図１２に示す光学シート２０は、映像源１１から出射され、光学シート２０の映像源側の面から入射した光のうち、平坦部２１ｂ、平坦部２３ｂを透過した光を直接観察者側に出射させるとともに、単位形状２１ａに入射した光を単位形状２１ａの配列方向（第２の方向）へ拡散させ、また、単位形状２３ａに入射した光を単位形状２３ａの配列方向（第４の方向）に拡散させて、レンズ１２側へ出射させることができる。

これにより、表示装置１は、観察者に鮮明な映像を表示するとともに、映像光の微少な拡散によって、映像源１１の非画素領域Ｇ２が起因となる非映像領域Ｆ２が目立ってしまうことを抑制することができる。特に、平坦部２１ｂ、平坦部２３ｂを透過した光は、ほとんど拡散されないため、観察者に届く映像光をより鮮明に表示することができる。

図１３は、図１２に示す他の形態の光学シート２０の輝度と拡散角との関係を示す図である。
上述の効果を効果的に奏するために、図１２に示す光学シート２０は、図１３（ａ）に示すように、映像源側から入射角度０°で入射して観察者側から出射した透過光の、単位形状の配列方向及び延在方向における拡散角が−０．１°以上０．１°以下の範囲において、光の輝度が最大輝度に近い状態であるとともに、同拡散角が０．１°以上０．３°以下と、−０．３°以上−０．１°以下との範囲においても所定の輝度を維持するようにして形成される。

具体的には、単位形状の配列方向及び延在方向における拡散角が−０．１°以上０．１°以下の範囲の透過光量が、それぞれ光学シート２０を透過する全透過光量の３０％以上となり、また、単位形状の配列方向及び延在方向における拡散角が−０．３°以上０．３°以下の範囲の透過光量が、それぞれ光学シート２０を透過する全透過光量の９５％以上となるように形成されている。

更に、図１２に示す光学シート２０において、単位形状の配列方向及び延在方向における拡散角が０．１°以上０．３°以下の範囲の透過光量が、光学シート２０を透過する全透過光量の２０％以上となり、拡散角が−０．３°以上−０．１°以下の範囲の透過光量が、光学シート２０を透過する全透過光量の２０％以上となるように形成されている。
ここで、光学シート２０の拡散角とは、光の輝度が最大値となる光学シート２０のシート面の観察位置から、単位形状の配列方向及び延在方向における観察角度をいう。

このように、図１２に示す光学シート２０の特定の拡散角の範囲における透過光量を規定することによって、本実施形態の表示装置１は、映像源１１から出射した映像光のうち、平坦部２１ｂ，２３ｂに入射した光をほとんど拡散させることなく透過させるとともに、単位形状２１ａ，２３ａに入射した光を単位形状の配列方向及び延在方向に微少に拡散させることができる。

これにより、表示装置１は、観察者に鮮明な映像を表示するとともに、映像光の微少な拡散によって、映像源１１の非画素領域Ｇ２が起因となる非映像領域Ｆ２が目立ってしまうことを抑制することができる。特に、平坦部２１ｂ，２３ｂを透過した光はほとんど拡散されないため、このような光学シート２０を用いることにより、より鮮明な映像を観察者に届けることができ、映像のぼやけが生じてしまうことを極力抑制することができる。

仮に、拡散角が−０．１°以上０．１°以下における透過光量が、図１２に示す光学シート２０を透過する全透過光量の３０％未満となる場合、観察者側に届く光量が少なくなりすぎてしまい、映像の鮮明さが失われ、ぼやけてしまうので望ましくない。
また、拡散角が−０．３°以上０．３°以下における透過光量が、図１３に示す光学シート２０を透過する全透過光量の９５％未満となる場合、観察者側に届く映像の光量が少なくなりすぎてしまい、映像が暗くなってしまうので望ましくない。

更に、拡散角が０．１°以上０．３°以下における透過光量と、拡散角が−０．３°以上−０．１°以下における透過光量とが、それぞれ図１２に示す光学シート２０を透過する全透過光量の２０％未満となる場合、単位形状２１ａ，２３ａによる映像光の微少な拡散が少なくなりすぎてしまい、映像源１１の非画素領域Ｇ２が起因となる非映像領域Ｆ２が目立ちやすくなってしまうので望ましくない。

更に、図１２に示す他の形態の光学シート２０では、光学シート２０における単位形状の配列方向及び延在方向における拡散角が−０．１°以上０．１°以下の範囲の透過光量が、光学シート２０を透過する全透過光量の３０％以上であり、拡散角が０．５×ｓｉｎ^−１（ｄ／Ｄ２）以上、５×ｓｉｎ^−１（ｄ／Ｄ２）以下の範囲の透過光量が、全透過光量の２０％以上であり、拡散角が−５×ｓｉｎ^−１（ｄ／Ｄ２）以上、−０．５×ｓｉｎ^−１（ｄ／Ｄ２）以下の範囲の透過光量が、全透過光量の２０％以上である場合においても、上述と同様の効果を奏することができる。

即ち、表示装置１は、映像源１１から出射した映像光を、単位形状の配列方向及び延在方向に微少に拡散させることができ、観察者にぼやけの少ない鮮明な映像を表示するとともに、映像源１１の非画素領域Ｇ２が起因となる非映像領域Ｆ２が観察者に視認されてしまうことを抑制することができる。また、表示装置１の仕様（画素の配列ピッチｄや、観察者の眼Ｅと表示面１１ａとの距離Ｄ２）に合わせて、適宜、特定の拡散角の範囲を規定することができるので、より効率よく鮮明な映像の表示と、非映像領域Ｆ２の視認の抑制とを実現することができる。

図１４、図１５、図１６は、図１２に示す光学シート２０の別の形態を説明する図である。図１４（ａ）、図１５（ａ）、図１６（ａ）は、それぞれ図１２（ａ）に対応する図である。また、図１４（ｂ）、図１５（ｂ）、図１６（ｂ）は、それぞれ図１２（ｂ）に対応する図である。

図１２に示す他の形態の光学シート２０において、単位形状２１ａは、例えば、図１４に示すように、第１光学層２１の観察者側（−Ｙ側）の面から凸となり、断面形状が三角形状となる形態としてもよい。同様に、単位形状２３ａは、第３光学層２３の映像源側（＋Ｙ側）の面から凸となり、断面形状が三角形状となる形態としてもよい。単位形状２１ａ，２３ａは、凸状ではなく、凹状であってもよい。

また、図１５に示すように、単位形状２１ａは、第１光学層２１の観察者側（−Ｙ側）の面から窪んだ凹状であり、断面形状が円弧状に形成された２つの凸面が配列方向において互いに対向する形態としてもよい。同様に、単位形状２３ａは、第３光学層２３の映像源側（＋Ｙ側）の面から窪んだ凹状であり、断面形状が円弧状に形成された２つの凸面が配列方向において互いに対向する形態としてもよい。

更に、図１６に示すように、断面形状が三角形状であって、第１光学層２１の観察者側の面（−Ｙ側の面）から窪んだ凹状である単位形状２１ａと、断面形状が三角形状であって、第３光学層２３の映像源側の面（＋Ｙ側の面）から窪んだ凹状である単位形状２３ａを備える形態としてもよい。

上述のような凸状又は凹状の形態としても、表示装置１は、映像源１１から出射された光のうち、平坦部２１ｂ、平坦部２３ｂを透過した光をほとんど拡散させることなく観察者側に出射させるとともに、単位形状２１ａに入射した光を単位形状２１ａの配列方向（第２の方向）へ微少に拡散させ、また、単位形状２３ａに入射した光を単位形状２３ａの配列方向（第４の方向）に微少に拡散させて観察者側へ出射させることができる。
これにより、表示装置１は、観察者にぼやけの少ない鮮明な映像を表示するとともに、映像光の微少な拡散によって、映像源１１の非画素領域Ｇ２に起因する非映像領域Ｆ２が目立って観察されることを抑制することができる。

図１７は、本実施形態の頭部装着型の表示装置１の他の形態を説明する図である。
表示装置１は、図１７に示すように、映像源１１を保持する保持部３１と、光学シート２０を保持する保持部３２とを別体とし、保持部３２とレンズ１２を保持する保持部３３とが一体となっている形態としてもよい。本形態において、保持部３１は第１の保持部を構成し、保持部３２，３３は第２の保持部を構成する。
このような形態とした場合にも、表示装置１は、観察者にぼやけの少ない鮮明な映像を表示するとともに、映像光の微少な拡散によって、映像源１１の非画素領域Ｇ２に起因して非映像領域Ｆ２が目立って観察されることを抑制することができる。更に、このような形態とすることにより、映像源１１を備える保持部３１をＹ方向に移動させた場合にも、映像源１１と光学シート２０との間には十分な距離があるので、光学シート２０がその調整を妨げることがないという効果が得られる。

図１８は、本実施形態の頭部装着型の表示装置１の他の形態を説明する図である。
表示装置１は、図１８に示すように、光学シート２０（２０Ａ，２０Ｂ）が、レンズ１２（１２Ａ，１２Ｂ）を保持する開口部３３１（３３１Ａ，３３１Ｂ）内のレンズ１２（１２Ａ，１２Ｂ）よりも映像源側（−Ｙ側）に配置される形態としてもよい。
このような形態とした場合にも、表示装置１は、観察者にぼやけの少ない鮮明な映像を表示するとともに、映像光の微少な拡散によって、映像源１１の非画素領域Ｇ２に起因して非映像領域Ｆ２が目立って視認されることを抑制することができる。更に、このような形態とすることにより、映像源１１を備える保持部３１をＹ方向に移動させた場合にも、光学シート２０はレンズ１２とともに保持部３３の開口部３３１内に保持されているので、光学シート２０がその調整を妨げることがないという効果が得られる。

（変形形態）
以上説明した実施形態等に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の範囲内である。
（１）実施形態等において、光学シート２０の映像源側（＋Ｙ側）の面に反射抑制層２４が形成される形態を示したが、レンズ１２の観察者側（−Ｙ側）にも反射抑制層が形成される形態としてもよい。なお、特に迷光等が問題とならない場合には、光学シート２０及びレンズ１２は、反射抑制層２４を備えない形態としてもよい。

また、レンズ１２は、観察者側に、ハードコート機能、防汚機能、防曇機能等を有する層を設けてもよい。このような層を設けることにより、表示装置１の着脱の際等に、レンズ１２が傷ついたり、汚れが付着したり、観察者の熱や湿気等によりレンズ１２の表面が曇ったりして、映像の視認の妨げになることを抑制できる。

また、レンズ１２よりも観察者側に、透光性を有し、更に、ハードコート機能、防汚機能、防曇機能等を有するシート状の部材等を設けてもよい。このようなシート状の部材を設けることにより、レンズ１２が傷ついたり、レンズ１２に汚れが付着したり、観察者の熱や湿気等によりレンズ１２の表面が曇ったりして、映像の視認の妨げになることを抑制できる。

（２）実施形態等において、光学シート２０は、第１光学層２１、第２光学層２２、第３光学層２３の３つの光学層が順次、積層された層構成を有する例を示したが、これに限らず、４層以上の光学層を備える形態としてもよい。

（３）実施形態等において、光学シート２０は、保持部３２に保持される形態を示したがこれに限定されない。例えば、映像源１１を保持する保持部３１の開口部３１１の観察者側等に開口部３１１を塞ぐように接合される形態等としてもよいし、レンズ１２を保持する保持部３３の開口部３３１の映像源側に開口部３３１を塞ぐように貼り付けられる形態としてもよい。

（４）実施形態等において、光学シート２０は、映像源側（＋Ｙ側）に第１光学層２１が配置され、観察者側（−Ｙ側）に第３光学層２３が配置される例を示したが、これに限らず、第１光学層２１が観察者側に、第３光学層２３が映像源側に配置されるようにしてもよい。

（５）実施形態等において、光学シート２０は、第１光学層２１及び第３光学層２３の屈折率が、第２光学層２２の屈折率よりも高い例を説明したが、これに限らず、例えば、第１光学層２１及び第３光学層２３の屈折率が、第２光学層２２の屈折率よりも低くなるようにしてもよい。

（６）実施形態等において、第２光学層２２は、紫外線硬化型樹脂により構成される層である例を示したが、これに限らず、例えば、透過性のある粘着剤により構成され、第１光学層２１及び第３光学層２３を接合するようにしてもよい。この場合、第２光学層２２を構成する粘着剤の屈折率は、第１光学層２１及び第３光学層２３の屈折率に対して、屈折率差が０．００５以上、０．１以下の範囲で設定される必要がある。

（７）実施形態等において、映像源１１は、表示装置１に予め固定され、着脱不可能である形態としてもよい。

なお、実施形態及び変形形態は、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。また、本発明は以上説明した実施形態等によって限定されることはない。

１ 表示装置
１１ 映像源
１２（１２Ａ，１２Ｂ） レンズ
２０（２０Ａ，２０Ｂ） 光学シート
２１ 第１光学層
２１ａ，２３ａ 単位形状
２２ 第２光学層
２３ 第３光学層
３１、３２、３３ 保持部
３４ 位置調整部

Claims (6)

1. 映像光を出射する映像源と、
   前記映像光を拡大して観察者側へ出射するレンズと、
   前記映像源と前記レンズとの間、又は、前記レンズの観察者側に配置される光学シートと、
   を備え、
   前記光学シートは、少なくとも２層の光学層が積層され、隣接する前記光学層の間の界面に、凸状又は凹状に形成されている第１の単位形状及び第２の単位形状を有し、
   前記第１の単位形状は、前記光学シートの厚み方向に直交するシート面内の第１の方向に延在し、前記第１の方向に直交する第２の方向に配列されており、
   前記第２の単位形状は、前記光学シートの厚み方向に直交するシート面内の前記第１の方向に交差する第３の方向に延在し、前記第３の方向に直交する第４の方向に配列されており、
   前記界面において隣接する前記光学層の屈折率の差である屈折率差Δｎが、０．００５≦Δｎ≦０．１を満たしており、
   前記光学シートの厚み方向及び左右方向が水平に配置された場合における鉛直方向と前記第１の方向とが交差する角度θ１が４５度＜θ１＜９０度であり、前記鉛直方向と前記第３の方向とが交差する角度θ２が４５度＜θ２＜９０度である表示装置。
2. 請求項１に記載の表示装置において、
   前記光学シートは、３層の光学層が積層され、隣接する前記光学層の間の界面のうち、第１の界面に凸状又は凹状に形成されている第１の単位形状と、前記第１の界面とは異なる第２の界面に凸状又は凹状に形成されている第２の単位形状とを有し、
   前記第１の界面において隣接する前記光学層の屈折率の差である第１の屈折率差Δｎ１が、０．００５≦Δｎ１≦０．１を満たしており、
   前記第２の界面において隣接する前記光学層の屈折率の差である第２の屈折率差Δｎ２が、０．００５≦Δｎ２≦０．１を満たしていること、
   を特徴とする表示装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の表示装置において、
   前記第１の単位形状は、前記光学シートの厚み方向に平行且つ前記第１の方向と直交する断面における断面形状が略円弧状であり、
   前記第２の単位形状は、前記光学シートの厚み方向に平行且つ前記第３の方向と直交する断面における断面形状が略円弧状であること、
   を特徴とする表示装置。
4. 請求項１又は請求項２に記載の表示装置において、
   前記第１の単位形状は、前記光学シートの厚み方向に平行且つ前記第１の方向と直交する断面における断面形状が略三角形状であり、
   前記第２の単位形状は、前記光学シートの厚み方向に平行且つ前記第３の方向と直交する断面における断面形状が略三角形状であること、
   を特徴とする表示装置。
5. 請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の表示装置において、
   前記光学シート及び前記映像源を一体で保持する保持部と、
   前記保持部を前記レンズに対する位置が調整可能に保持する位置調整部と、
   を備えること、
   を特徴とする表示装置。
6. 請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の表示装置において、
   前記映像源を保持する第１の保持部と、
   前記第１の保持部を前記レンズに対する位置が調整可能に保持する位置調整部と、
   前記光学シート及び前記レンズを一体で保持する第２の保持部と、
   を備えること、
   を特徴とする表示装置。

Images