JP2019133110A - 光学素子及びそれを用いた映像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光学素子において、実鏡映像の結像に寄与しない迷光を抑制して映像のコントラストを向上させ、スリットミラー間における光の乱反射を抑制して白ボケを低減する。【解決手段】光学素子１は、透明材料により形成されて一平面を成す基盤２Ａ、２Ｂと、基盤２Ａ、２Ｂから突出するよう一体形成された複数の突条３Ａ、３Ｂと、を有する第１光学パネル１Ａ及び第２光学パネル１Ｂを備える。複数の突条３Ａ間の溝部２１には、溝部２１間に導波した光を吸収する光吸収部５が配置されている。この構成によれば、溝部２１に導波された光をカットし、実鏡映像の結像に寄与しない迷光が生じることを抑制し、実鏡映像のコントラストを向上させることができる。【選択図】図３

Description

本発明は、一方の面側にある被観察物の実像を他方の面側の空間に結像させる光学素子及びそれを用いた映像表示装置に関する。

ある空間を仕切る平面体の一方の面側に被投影物を配置し、他方の一面側の空間において面対称となる位置に、被投影物の鏡映像を結像させる光学素子が発案されている。この種のものとして、μｍオーダー幅の反射帯（スリットミラー）が複数列に並べられた２枚のパネルを、互いの垂直面が直交するように配置した光学素子が知られている（例えば、特許文献１参照）。

上記特許文献１は、透明平板の内部に、スリットミラーの一方側の面に垂直に多数かつ帯状の平面光反射部を一定のピッチで並べて形成した第１及び第２の光制御パネルを用い、これら第１及び第２の光制御パネルのそれぞれの一面側を、スリットミラーが互いに直交するように向かい合わせている。この光学素子では、素子面の一方の面側に配置した被観察物から発せられた光は、光学素子を通過する際に第１制御パネル及び第２制御パネルの各スリットミラーで２回反射されて屈曲し、被観察物がない他方の一面側の空間に実像として結像する。これにより、被観察物が、光学素子の素子面に対して対称位置に存在するように、その実像が結像される。

特開２０１２−１４１９４号公報

上記特許文献１に記載の光学素子では、透明平板に断面が直角三角形の溝を設け、その垂直面を反射面としている。このような構成では、素子に入射した光の一部は、反射面に入射せずに、溝側に導波される。また、被観察物から発せられた光のうち、臨界角よりも入射角の小さい角度で垂直面に入射した光は、全反射されることなく溝側に導波される。このような溝側に導波された光は、実鏡映像の結像に寄与しない迷光となり、立体映像のコントラストを低下させる。また、上記溝はμｍオーダーと微細なので、外部の照明光といった環境光が上記溝に入射すると、溝で光が乱反射して、白ボケを生じさせる原因となる。

本発明は、上記課題を解決するものであり、実鏡映像の結像に寄与しない迷光を抑制して立体映像のコントラストを向上させると共に、スリットミラー間における光の乱反射を抑制して、白ボケを低減することができる光学素子及びそれを用いた映像表示装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は、一方の面側にある被観察物の実像を他方の面側の空間に結像させる光学素子であって、透明材料により形成されて一平面を成す基盤に対して垂直な帯状の垂直面を複数、定間隔で配列させたスリットミラーアレイを有する第１光学パネル及び第２光学パネルを備え、前記第１光学パネル及び前記第２光学パネルは、夫々の前記スリットミラーアレイの配列方向が直交するように互いに向かい合わせて配置され、前記第１光学パネル及び前記第２光学パネルは、前記基盤とは反対側の面を成し前記基盤と平行な出射面と、前記垂直面に対して傾斜するように設けられた傾斜面と、を更に有し、前記垂直面及び前記傾斜面により形成される溝部には、該溝部に導波した光を吸収する光吸収部が配置されていることを特徴とする。

上記光学素子において、前記光吸収部は、前記傾斜面と接していることが好ましい。

上記光学素子において、前記光吸収部は、直径１μｍ以上の粒子から構成されることが好ましい。

上記光学素子において、前記溝部には、前記垂直面と接するように設けられ、前記第１光学パネル及び前記第２光学パネルを成す透明材料の屈折率よりも屈折率の低い媒質から成る低屈折率部が設けられ、前記低屈折率部は、前記垂直面と接しており、前記垂直面の表面から１μｍ以上の厚みを成していることが好ましい。

上記光学素子は、映像表示装置に用いられることが好ましい。

本発明によれば、光学素子は、垂直面及び傾斜面により形成される溝部に光吸収部が配置されているので、溝部に導波された光をカットし、実鏡映像の結像に寄与しない迷光が生じることを抑制し、実鏡映像のコントラストを向上させることができる。更に、光吸収部は、外部の照明光といった環境光をカットするので、微細な突条間で光が乱反射することもなく、白ボケの発生を抑制することができる。

本発明の一実施形態に係る光学素子の構成例を概念的に示す概略斜視図。 上記光学素子による結像様式を模式的に示す図。 上記光学素子の一部を拡大した斜視図。 上記光学素子の側面図。 （ａ）乃至（ｃ）は上記光学素子の作製方法を説明するための側面図。 上記光学素子の作用を説明するための側面図。 上記光学素子の第１の変形例に係る構成を説明するための側面図。 （ａ）は上記光学素子の第２の変形例に係る構成を説明するための側面図、（ｂ）は（ａ）の一点鎖線領域の拡大図。 上記光学素子の第３の変形例に係る構成を説明するための側面図。 上記光学素子の第４の変形例に係る構成を説明するための側面図。 上記光学素子を備えた映像表示装置の構成例を概念的に示す斜視図。

本発明の一実施形態に係る光学素子について、図面を参照して説明する。図１に示すように、本実施形態の光学素子１は、透明材料により形成された第１光学パネル１Ａ及び第２光学パネル１Ｂを備える。第１光学パネル１Ａ及び第２光学パネル１Ｂは、一平面を成す基盤２Ａ、２Ｂに対して垂直な帯状の垂直面３１、３２を複数、定間隔で配列させたスリットミラーアレイ３０Ａ、３０Ｂを夫々有する。

光学素子１は、その一方の面側に被観察物Ｏが配置されたとき、被観察物Ｏの実像（実鏡映像Ｐ）を光学素子１の素子面１Ｓの他方の面側の空間に結像させる。すなわち、光学素子１は、その素子面１Ｓを対称面とする面対称位置に、被観察物Ｏの実鏡映像Ｐを結像させる。ここで、素子面１Ｓとは、スリットミラーアレイ３０Ａ、３０Ｂを構成する２つの垂直面３１、３２（図３も参照）と直交する仮想的な平面を言う。なお、光学素子１の全体の大きさがｃｍ又はｍオーダーであるのに比べて、スリットミラーアレイ３０Ａ、３０Ｂの幅はμｍオーダーと微細であり、図１では、スリットミラーアレイ３０Ａ、３０Ｂを実線及び点線で概念的に示している。

スリットミラーアレイ３０Ａ、３０Ｂによる結像様式について、図２を参照して説明する。光源ｏから発せられた光（実線矢印）は、光学素子１を通過する際に、一方のスリットミラーアレイ３０Ａを構成する垂直面３１で反射して、他方のスリットミラーアレイ３０Ｂを構成する垂直面３２で反射した後、光学素子１の出射面を透過する。このようにして光学素子１から出射された光（一点鎖線矢印）は、素子面１Ｓに対して点光源ｏの面対称位置ｐを通過して広がっていく。すなわち、点光源ｏの素子面１Ｓに対する面対称位置ｐに、光学素子１の透過光が集束し、実鏡映像Ｐ（図１参照）として結像する。

図３及び図４に示すように、基盤２Ａ、２Ｂは、いずれも透明材料により形成されて一平面を成している。第１光学パネル１Ａ及び第２光学パネル１Ｂは、基盤２Ａ、２Ｂから突出するように形成された複数の突条３Ａ、３Ｂを有する。複数の突条３Ａ、３Ｂは、基盤２Ａ、２Ｂと同じ透明材料によって基盤２Ａ、２Ｂと一体的に形成されている。なお、図３では、光学素子１の構造を説明するために、第１光学パネル１Ａと第２光学パネル１Ｂとが離れた状態で示しているが、実際には、それらは接している、又はスリットミラーアレイのピッチ幅と同程度、離れていてもよい。また、図４では、第１光学パネル１Ａのみを図示しているが、第２光学パネル１Ｂは同形状であり、以下、第１光学パネル１Ａに基づいて説明する。

第１光学パネル１Ａの突条３Ａは、基盤２Ａに対して角度を持つ２面を有する。本実施形態の突条３Ａは、断面が台形形状であり、基盤２Ａに対して垂直な垂直面３１と、基盤２Ａに対して傾斜した傾斜面３３と、基盤２Ａと平行な面を成す頭頂面３５と、を有する。同様に、第２光学パネル１Ｂの突条３Ｂも、基盤２Ｂに対して垂直な垂直面３２と、基盤２Ｂに対して傾斜した傾斜面３４と、基盤２Ｂと平行な面を成す頭頂面３６と、を有する。第１光学パネル１Ａ及び第２光学パネル１Ｂは、夫々のスリットミラーアレイ３０Ａ、３０Ｂの配列方向が直交するように互いに向かい合わせて配置されている。第１光学パネル１Ａの基盤２Ａから突条３Ａに入射した光（図４の実線矢印）は、垂直面３１の内壁面で全反射され、突条３Ａの頭頂面３５から出射する。第１光学パネル１Ａを出射した光は、第２光学パネル１Ｂの垂直面３２の内壁面で再び全反射され、基盤２Ｂの底面２２から出射する。

頭頂面３５は、垂直面３１及び傾斜面３３の各稜線によって画定され、上面視（不図示）で帯長形状である。第１光学パネル１Ａの表面には、上記形状の突条３Ａが、複数、定間隔で整列配置されている。隣り合う突条３Ａは、一方の垂直面３１と他方の傾斜面３３とが対峙している。言い換えると、複数の突条３Ａは、対峙する垂直面３１及び傾斜面３３の夫々の間に、一方向に伸びる溝部２１が形成されている。

また、第１光学パネル１Ａは、複数の突条３Ａ間の溝部２１に、突条３Ａを成す透明材料の屈折率よりも屈折率の低い媒質から成る低屈折率部４と、溝部２１に導波した光を吸収する光吸収部５と、が配置されている。低屈折率部４は、少なくともスリットミラー３０を成す垂直面３１と接している。

第１光学パネル１Ａを構成する基盤２Ａ及び突条３Ａの媒質には、光透過率８０％以上、屈折率１．３以上で、熱や湿度による変質の少ない透明材料が用いられる。このような透明材料としては、例えば、アクリル樹脂やガラスが挙げられる。本実施形態の光学素子１では、特に、低吸水性・非晶質で脂環構造を持つ炭化水素系ポリマーであるシクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）を用いることが好ましい。シクロオレフィンポリマーとしては、例えば、日本ゼオン社製の商品名：ＺＥＯＮＯＲ（登録商標）（グレード：１０２０Ｒ、光透過率９２％、屈折率１．５３）が挙げられる。また、低屈折率部４は、垂直面３１、３２における臨界角を小さくして全反射を生じやすくするために、その媒質の屈折率は１．４以下であることが望ましく、本実施形態では、低屈折率部４の媒質を空気としている。

第１光学パネル１Ａの作製に際しては、まず、低屈折率部４及び光吸収部５を除く部分、すなわち基盤２Ａ及び複数の突条３Ａから成るスリットミラーアレイ３０Ａが作製される。スリットミラーアレイ３０Ａの作製方法としては、例えば、スタンパ等の金型を用いて、透光性樹脂を射出成形する方法、ナノインプリント又は熱プレス成形方法が挙げられる。金型は、例えば、ナノ加工により金属製マスター板に上述した突条３Ａ及び溝部２１の形状に対応した形状を作製した後、電珠反転する方法により作製される。また、例えば、Ｘ線リソグラフィ法を用いることにより、透明材料から成る基盤２Ａに直接的に突条３Ａ及び溝部２１を作製することができる。

第１光学パネル１Ａでは、突条３Ａの一側面が傾斜面３３である。すなわち、突条３Ａは側断面視で台形状とされている。このような形状によれば、μｍオーダーの微細な構造体である突条３Ａに、いわゆる「抜きテーパ」を付けることができ、金型成形でスリットミラーアレイ３０Ａを作成した際に、スリットミラーアレイ３０Ａをスタンパ等の金型からの取り外しを容易にすることができる。

溝部２１を含む突条３Ａの１ピッチの頭頂面視における短手辺の幅Ｗは、例えば、１００〜７００μｍとされる（図４（ｂ）参照）。なお、ピッチ幅Ｗは、実鏡映像Ｐの飛び出し距離（図１参照）に応じて設定される。例えば、飛び出し距離が１０ｃｍである場合には、ピッチ幅Ｗは約２８０μｍとされる。基盤２Ａ及び突条３Ａを含む第１光学パネル１Ａの板厚は、一般的には１〜３ｍｍである。基盤２Ａから突条３Ａの高さＨ（溝部２１の深さ）は、ピッチ幅Ｗと同等か、それよりも大きく設定される。

傾斜面３３の基盤２Ａの法線に対する傾斜角θは、５〜２５°であることが好ましい（図４（ａ）参照）。傾斜角θを５°以上とすることで、必要な抜きテーパを確保し、スリットミラーアレイ３０Ａの作製時に金型からの取り外しを容易にすることができる。また、傾斜角θを２５°以下とすることで、突条３Ａの高さＨにも依るが、光の出射面となる頭頂面３５のサイズ（幅Ｌ）を確保し、実鏡映像Ｐが暗くなることを抑制することができる。なお、ここで示す数値は、本実施形態の一例として示す代表値であり、本発明は、これらの数値に限定されない。

第１光学パネル１Ａは、上記にようにして作製されたスリットミラーアレイ３０Ａに、更に、低屈折率部４及び光吸収部５が形成されたものである。光吸収部５には、例えば、黒色インクや粒子状の顔料が用いられる。また、低屈折率部４は、垂直面３１の表面から１μｍ以上の厚みを成していることが好ましい。なお、低屈折率部４は、垂直面３１、３２の表面から１μｍ以上の厚みを有する部分が、垂直面３１の全面積の５０％以上となるように形成されていればよい。垂直面３１、３２で光を全反射させる際に、垂直面３１の外側に、光の波長程度の間隔を置いて屈折率の高い媒質があると、エバネッセント波を介して光が透過してしまい、垂直面３１の内壁面での全反射が抑制されることがある。そこで、垂直面３１の外側において、少なくともエバネッセント波がしみ出し得る領域に、１μｍ以上の厚さの低屈折率部４を、垂直面３１の全面積の５０％以上に配置することで、全反射効率の低下を抑制し、実鏡映像Ｐの輝度低下を防ぐことができる。

次に、第１光学パネル１Ａの作製方法について説明する。ここでは、低屈折率部４が空気ではない媒質である構成の作製方法を、図５を参照して説明する。図５（ａ）に示すように、基盤２Ａ及び複数の突条３Ａから成るスリットミラーアレイ３０Ａが、例えば、スタンパ等の金型Ｍを用いて、透光性樹脂を射出成形することにより作製される。次に、作製されたスリットミラーアレイ３０Ａに、低屈折率部４が形成される。低屈折率部４は、突条３Ａの垂直面３１と接するように形成される。

低屈折率部４の形成方法としては、例えば、図５（ｂ）に示すように、フッ素コート剤といった低屈折率材料の溶液４０に、スリットミラーアレイ３０Ａを浸漬するディップコート法が用いられる。反射面３１が上方に向く配置で２面コーナーリフレクタアレイ３０Ｓを溶液４０に浸漬し、その後、溶液４０に浸漬したスリットミラーアレイ３０Ａを上方に引き抜けば、主に垂直面３１に溶液４０が付着する。この垂直面３１に付着した溶液４０を硬化させることで、低屈折率部４を形成することができる。なお、ディップコート法では、垂直面３１以外の他の面にも溶液４０が付着するので、外面については溶液４０が硬化する前に拭き取る等により除去される。また、溶液４０に比較的粘性の低いものを使用すれば、傾斜面３３に付着する溶液４０の厚みを、実質的に無視できる程度に薄くすることができる。

次に、図５（ｃ）に示すように、光吸収剤を含有する樹脂材料５０を、突条３Ａ上に塗布して、スキージングにより溝２１に樹脂材料５０を充填する。そして、樹脂材料５０を硬化させることで、図５（ｄ）に示すように、光吸収部５が形成される。また、光吸収部５の形成方法としては、例えば、マイクロインクジェット印刷により、傾斜面３３と溝部２１に向けて、光吸収材料を含有するインクを塗布する方法が挙げられる。このように、傾斜面３３と溝部２１に塗布されたインクが光吸収部５となる。なお、実用上問題ない程度であれば、傾斜面３３や溝部２１に塗りムラがあってもよく、垂直面３１に多少のインクが付着していてもよい。

このようにして作製された第１光学パネル１Ａでは、図６に示すように、垂直面３１で全反射した光のうち、頭頂面３５から出射した光Ｒ１は、第２光学パネル１Ｂの垂直面３２（図３参照）で再び反射されて、実鏡映像を結像する。第１光学パネル１Ａでは、低屈折率部４がスリットミラーを成す垂直面３１と接しているので、第１光学パネル１Ａを構成する媒体との屈折率差が大きくなる。そのため、垂直面３１における臨界角が小さくなり、低屈折率部４が無い場合には全反射されないような入射角αの小さい光（図中の実線矢印）も全反射させることができ、全反射効率が向上する。第１光学パネル１Ａから出射された光は、第２光学パネル１Ｂ（図３参照）に入射し、第２光学パネル１Ｂの垂直面３２で、上記と同様に効率的に全反射され、光学素子１外へ出射される。その結果、実鏡映像Ｐを明るくすることができる。

また、突条３Ａ間には、光吸収部５が設けられているので、基盤２Ａに入射した光のうち、突条３Ａに入射せずに、底面２２から溝部２１側に導波される光（図中の破線矢印）を光吸収部５でカットする。また、垂直面３２に対して臨界角よりも入射角の小さい角度で入射して溝部２１側に透過した光（図中の１点鎖線矢印）もカットする。更に、第２光学パネル１Ｂにも光吸収部５が設けられているので、第１光学パネル１Ａから第２光学パネル１Ｂに光が入射する際に、第２光学パネル１Ｂの溝部に向かう光もカットされる。このように、溝部２１側に導波された光を光吸収部５でカットするので、実鏡映像Ｐの結像に寄与しない迷光が生じることを抑制することができ、実鏡映像Ｐのコントラストを向上させることができる。

また、溝部２１はμｍオーダーと微細であるが、これらの間の外部の照明光といった環境光（図中の２点鎖線矢印）が溝部２１に入射しても、光吸収部５がそれをカットするので、微細な溝部２１で光が乱反射することもなく、白ボケの発生を抑制することができる。

光吸収部５は、傾斜面３３と接していることが好ましい。基盤２Ａから突条３Ａに入射する光の一部は、垂直面３１ではなく、傾斜面３３に入射することが有り得る。この光もまた、実鏡映像Ｐの結像には寄与せず、溝部２１側に導波されると、実鏡映像Ｐのコントラストを低下させる迷光となる。そこで、光吸収部５を傾斜面３３と接するように配置することで、溝部２１側に導波される光をカットすることができる。

低屈折率部４及び光吸収部５の構成、及びその形成方法は、上記で説明したものに限られない。第１の変形例としては、図７に示すように、低屈折率部４を空気層としたものである。本変形例は、例えば、垂直面３１に除去可能なシール材料（不図示）を１μｍ厚で予め成膜しておき、溝部２１を光吸収材料で充填し、充填された光吸収材料を硬化させて、光吸収部５を成形した後、シール材料を除去する形成方法が挙げられる。そうすれば、シール材料が成膜されていた空間に、垂直面３１から厚さ１μｍ程度の隙間が設けられ、この隙間が低屈折率部４となる。

本変形例においても、低屈折率部４がスリットミラーを成す垂直面３１と接しているので、全反射効率が向上し、実鏡映像Ｐを明るくすることができる。また、突条３Ａ間には、光吸収部５が設けられているので、迷光を抑制し、実鏡映像Ｐのコントラストを向上させることができる。

第２の変形例として、図８（ａ）に示すように、複数の突条３Ａ間の溝部２１に、略球状の光吸収粒子５ｓを充填する方法が挙げられる。光吸収粒子５ｓには、例えば、樹脂やカーボン等が用いられ、架橋ポリマー微粒子にカーボンブラックを内包させた粒子が特に好ましい。光吸収粒子５ｓの粒径（直径）は、その下限が１μｍ以上、好ましくは２μｍ以上である。光吸収粒子５ｓの粒径の上限は、少なくとも溝部２１の最大幅より小さければよく、溝部２１への充填性を考慮して、１０μｍ以下であることが好ましい。

本変形例では、光吸収粒子５ｓの一部は、垂直面３１にも付着する。しかしながら、図８（ｂ）に示すように、光吸収粒子５ｓは略球状なので、光吸収粒子５ｓと垂直面３１とが接する箇所は僅かであり、光吸収粒子５ｓと垂直面３１との間には、多数の隙間（空気）が存在する。従って、この隙間が、低屈折率部４として機能する。なお、低屈折率部４は、上述したように、垂直面３１の表面から１μｍ以上の厚みを有する部分が、垂直面３１の全面積の５０％以上となるように形成されていればよく、低屈折率部４の厚みが部分的に１μｍ以下となる場合があってもよい。本変形例によれば、複数の突条３Ａ間の溝部２１に、略球状の光吸収粒子５ｓを充填するという簡易な方法により、低屈折率部４及び光吸収部５を形成することができる。また、上記構成例と同様に、実鏡映像Ｐの結像に寄与しない迷光を抑制して立体映像のコントラストを向上させる共に、スリットミラー間における光の乱反射を抑制して、白ボケを低減することができる。

第３の変形例として、図９に示すように、複数の突条３Ａを一括して覆う透明パネル６を更に有し、光吸収部５を、透明パネル６のうち、複数の突条３Ａ間の溝部２１と対向する領域に形成する方法が挙げられる。透明パネル６には、ガラスやアクリル樹脂やガラスと透明材料が用いられる。

この形成方法では、例えば、複数の突条３Ａ間の溝部２１のパターンをスキャンし、同一のパターンを透明パネル６上に光吸収材料（インク）で印刷したものを、複数の突条３Ａ間の溝部２１と精密に位置合わせをした上で張り合わせる。なお、実用上問題ない程度であれば、印刷パターンが実際の溝パターンと多少異なっていてもよく、張り合わせに際して多少の位置ズレがあってもよい。例えば、印刷した溝パターンの幅について、実際の溝部２１の幅と比べて±２０μｍ程度の誤差があってもよく、張り合わせの際の位置ズレが±２０μｍ程度あってもよい。

本変形例では、複数の突条３Ａ間の溝部２１と透明パネル６に形成された光吸収部５とで囲われた空間が、低屈折率部４となる。本変形例でも、上記構成例と同様に、また、上記構成例と同様に、実鏡映像Ｐの結像に寄与しない迷光を抑制して立体映像のコントラストを向上させる共に、複数の垂直面３１（３２）間における光の乱反射を抑制して、白ボケを低減することができる。

また、上述した各構成例では、溝部２１内に３次元的に光吸収部５を形成する必要があったのに対して、一方、本変形例によれば、光吸収部５を平面状の透明パネル６上に印刷するので、実質的に２次元的に光吸収部５を形成することができ、低屈折率部４及び光吸収部５を簡易に形成することができる。

第４の変形例は、上記第３の変形例の更なる変形例である。本変形例は、図１０に示すように、光吸収部５が、透明パネル６ではなく、第１光学パネル１Ａの頭頂面３５上に載置された第２光学パネル１Ｂに設けられたものである。光吸収部５は、第２光学パネル１Ｂの頭頂面３６のうち、複数の突条３Ａ間の溝部２１と対向する領域に形成されている。この構成においても、第１光学パネル１Ａの傾斜面３３から出射され、実鏡映像Ｐの結像に寄与しない光が、光吸収部５により第２光学パネル１Ｂに入射することを防止できるので、上記実施形態及び変形例と同様に、立体映像のコントラストを向上させることができる。また、光吸収部５は、第１光学パネル１Ａの頭頂面３５のうち、第２光学パネル１Ｂの突条３Ｂ間の溝部と対向する領域に形成されていてもよい（不図示）。

次に、本発明の一実施形態に係る映像表示装置について、図１１を参照して説明する。映像表示装置１０は、上述した光学素子１を具体的に適用したものであり、上面に開口部１１を有する箱体１２と、箱体１２の内側面に設けられた映像表示部１３と、を備える。光学素子１は、箱体１２の開口部１１に取り付けられている。図例では、映像表示部１３は、例えば、液晶ディスプレイ装置が用いられ、図例では、文字「Ａ」を上下反転させた倒立姿勢で表示している。映像表示部１３から出射された光は、光学素子１により屈曲反射され、文字「Ａ」の実鏡映像を結像させる。観察者は、映像表示装置１０の斜め上方位置に視点Ｅｐを置いて光学素子１を覗き込んだ際に、文字「Ａ」の実鏡映像を空中映像として視認することができる。

本発明は、上記実施形態及び各種変形例に限られず、種々変形が可能である。例えば、光吸収部５は、垂直面３１（３２）との間に低屈折率部４が形成されるように、複数の突条３間に存在していれば、必ずしも上述した構成例に限られない。また、低屈折率部４は、屈折率の低い空気を主たる媒体とすることが最も好ましいが、突条３Ａ自体の屈折率よりも低屈折率の透光性樹脂、中空シリカ粒子、又はメソポーラスシリカ粒子等が適宜に適用されてもよい。また、垂直面３１（３２）には、低屈折率部４ではなく、金属反射膜が設けられていてもよい。

１ 光学素子
１Ａ 第１光学パネル
１Ｂ 第２光学パネル
１０ 映像表示装置
２Ａ、２Ｂ 基盤
３Ａ、３Ｂ 突条
３０Ａ スリットミラーアレイ
３０Ｂ スリットミラーアレイ
３１、３２ 垂直面（側面）
３３、３４ 傾斜面（側面）
４ 低屈折率部
５ 光吸収部
５ｓ 光吸収粒子（粒子）

Claims (5)

1. 一方の面側にある被観察物の実像を他方の面側の空間に結像させる光学素子であって、
   透明材料により形成されて一平面を成す基盤に対して垂直な帯状の垂直面を複数、定間隔で配列させたスリットミラーアレイを有する第１光学パネル及び第２光学パネルを備え、
   前記第１光学パネル及び前記第２光学パネルは、夫々の前記スリットミラーアレイの配列方向が直交するように互いに向かい合わせて配置され、
   前記第１光学パネル及び前記第２光学パネルは、前記基盤とは反対側の面を成し前記基盤と平行な出射面と、前記垂直面に対して傾斜するように設けられた傾斜面と、を更に有し、
   前記垂直面及び前記傾斜面により形成される溝部には、該溝部に導波した光を吸収する光吸収部が配置されていることを特徴とする光学素子。
2. 前記光吸収部は、前記傾斜面と接していることを特徴とする請求項１に記載の光学素子。
3. 前記光吸収部は、直径１μｍ以上の粒子から構成されることを特徴する請求項１又は請求項２に記載の光学素子。
4. 前記溝部には、前記垂直面と接するように設けられ、前記第１光学パネル及び前記第２光学パネルを成す透明材料の屈折率よりも屈折率の低い媒質から成る低屈折率部が設けられ、
   前記低屈折率部は、前記垂直面と接しており、前記垂直面の表面から１μｍ以上の厚みを成していることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の光学素子。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載された光学素子を用いた映像表示装置。