JP5863037B2 - 光学パネルおよび表示装置 - Google Patents

Description

一方の側から入射する元像からの光の進行方向を変えて他方の側へ透過し、他方の側へ像を表示するための光学パネル、及び、この光学パネルを有した表示装置に関する。

例えば特許文献１に開示されているように、一方の側から入射する元像からの光の進行方向を変えて他方の側へ透過し、他方の側へ像を表示する装置が知られている。特許文献１に開示された光学結像装置は、並列配列された帯状の反射部を多数有した光制御パネルを二つ有している。各制御パネルにおいて、多数の光反射部は、反射面がパネルの法線方向と平行となるよう、配置されている。二枚の光制御パネルは、光反射部の配列方向が直交するようにして、重ねられている。

特開２０１１−８１３０９号公報

特許文献１の光学結像装置によれば、各光制御パネルの光反射部にて立体モデルからの光を反射することにより、光制御パネルのパネル面を中心として立体モデルと面対称な位置に、当該立体モデルの像を結像することができる。そして、特許文献１では、光学パネルの法線方向に沿うように配列された光反射部の間から、元像が直接観察されることを防止するため、元像は、光学パネルの法線方向に沿って光学パネルに対面しない位置に配置されている。この結果、再生像は、光学パネルの法線方向に沿って光学パネルに対面しない位置に再生される。

しかしながら、再生像が光学パネル上ではなく光学パネルの斜め上にしか観察され得ないと、表示装置の光学パネルおよび表示装置を配置する上での制約が生じてしまい、優れた意匠性を有する表示装置を種々の用途に適用することが困難となってしまう。

本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、光学パネルに対面する位置に像を再生することができる表示装置を提供することを目的とする。

本発明による第１の光学パネルは、
一方の側から入射する元像からの光の進行方向を変えて他方の側へ透過し、他方の側へ像を表示するための光学パネルにおいて、
前記一方の側から入射する元像からの光を反射する複数の第１反射面であって、互いに平行となるようにして第１配列方向に配列された複数の第１反射面と、
前記複数の第１反射面の他方の側に設けられ、前記第１反射面で反射された元像からの光を反射する複数の第２反射面であって、互いに平行となるようにして、第１配列方向と交差する第２配列方向に配列された複数の第２反射面と、を含み、
前記第１反射面は、前記光学パネルの法線方向に対して傾斜して前記他方の側を向いており、前記第２反射面は、前記光学パネルの法線方向に対して傾斜して前記他方の側を向いている、光学パネル。

本発明による第１の光学パネルが、前記複数の第１反射面を有する第１光学シートと、前記第１光学シートの他方の側へ配置され、前記複数の第２反射面を有する第２光学シートと、を備えるようにしてもよい。

本発明による第２の光学パネルは、
一方の側から入射する元像からの光の進行方向を変えて他方の側へ透過し、他方の側へ像を表示するための光学パネルであって、
第１配列方向に配列された複数の第１光透過部であって、前記一方の側から入射する元像からの光を反射する互いに平行な第１反射面を各々が有した複数の第１光透過部を、含む第１光学シートと、
前記第１光学シートの他方の側へ配置された第２光学シートであって、前記第１配列方向と交差する第２配列方向に配列され、前記第１光学シートを透過した元像からの光を反射する互いに平行な第２反射面を各々が有した複数の第２光透過部を、含む第２光学シートと、を備え、
前記第１反射面は、前記光学パネルの法線方向に対して傾斜して前記他方の側を向いており、前記第２反射面は、前記光学パネルの法線方向に対して傾斜して前記他方の側を向いている。

本発明による第２の光学パネルにおいて、前記第１配列方向に沿った前記第１光透過部の幅は、前記一方の側の端部において前記他方の側の端部よりも狭く、前記第２配列方向に沿った前記第２光透過部の幅は、前記一方の側の端部において前記他方の側の端部よりも狭くなっていてもよい。

本発明による第１または第２の光学パネルにおいて、
前記第１光学シートは、隣り合う二つの前記第１光透過部の間に、前記第１光透過部よりも低屈折率の樹脂を用いて形成された、第１低屈折率部を、さらに有し、
前記第２光学シートは、隣り合う二つの前記第２光透過部の間に、前記第２光透過部よりも低屈折率の樹脂を用いて形成された、第２低屈折率部を、さらに有するようにしてもよい。

本発明による第１または第２の光学パネルにおいて、前記低屈折率部の前記樹脂中に、光吸収性を有した粒子が分散されていてもよい。

本発明による第１または第２の光学パネルにおいて、前記第１配列方向に沿った前記第１光透過部の幅は、前記他方の側から前記一方の側へ向けて狭くなるようにのみ変化し、前記第２配列方向に沿った前記第２光透過部の幅は、前記他方の側から前記一方の側へ向けて狭くなるようにのみ変化するようにしてもよい。

本発明による第１または第２の光学パネルにおいて、前記第１配列方向に沿った前記第１光透過部の幅は、前記他方の側から前記一方の側へ向けて狭くなるように変化し続け、前記第２配列方向に沿った前記第２光透過部の幅は、前記他方の側から前記一方の側へ向けて狭くなるように変化し続けるようにしてもよい。

本発明による第１または第２の光学パネルにおいて、前記第１光透過部は、前記第１光学シートへの法線方向および前記第１配列方向の両方に平行な前記第１光学シートの断面において、台形形状となっており、前記第２光透過部は、前記第２光学シートへの法線方向および前記第２配列方向の両方に平行な前記第２光学シートの断面において、台形形状となっていてもよい。

本発明による第１または第２の光学パネルにおいて、前記第１光透過部がなす前記台形形状の一つの側辺であって、当該第１光透過部の前記第１反射面に対向する面に対応する側辺は、当該台形形状の上底および下底と直交し、前記第２光透過部がなす前記台形形状の一つの側辺であって、当該第２光透過部の前記第２反射面に対向する面に対応する側辺は、当該台形形状の上底および下底と直交するようにしてもよい。

本発明による表示装置は、上述した本発明による第１および第２の光学パネルのいずれかを備える。

本発明による表示装置において、元像は、前記光学パネルの法線方向に沿って前記光学パネルと対面する位置からずれた位置に配置されてもよい。

本発明によれば、光学パネルに対面する位置に像を再生することができる。これにより、表示装置の設置に関する制約を緩和して、表示装置を種々の用途に幅広く適用することが可能となる。

図１は、本発明の一実施の形態を説明するための図であって、表示装置を示す斜視図である。 図２は、図１の表示装置を示す縦断面図である。 図３は、図１の表示装置に組み込まれた光学パネルを示す部分斜視図である。 図４は、図３の光学パネルに組み込まれた光学シートを、その法線方向および光透過部の配列方向の両方に沿った断面において、示す図である。

以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。なお、本件明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。

図１〜図４は、本発明による一実施の形態を説明するための図である。このうち、図１および図２は、表示装置を示す斜視図および縦断面図である。図３は、表示装置に組み込まれた光学パネルを示す部分斜視図である。図４は、光学パネルに組み込まれた光学シートを示す断面図である。

図１および図２に示すように、表示装置１０は、一方の側から入射する元像（元となる像）９１からの光の進行方向を変えて他方の側へ透過させる光学パネル２０と、光学パネル２０を支持するケーシング１５と、を有している。図示された表示装置１０において、円錐形状の立体モデルが元像９１としてケーシング１５内に配置されている。したがって、図示する例においては、ケーシング１５の内側が、光学パネル２０の一方の側、すなわち入光側であって、ケーシングの外側が、光学パネル２０の他方の側である。光学パネル２０は、そのパネル面に平行な異なる二方向ｄａ，ｄｂに元像９１からの光を反射することによって、光学パネル２０の他方の側、すなわち出光側に実像である元像９１と同一の再生像、言い換えると虚像９２を結像する。

ケーシング１５は、箱状に形成されており、前面１５ａに光学パネル２０を支持している。ケーシング１５の前面１５ａは、例えば９０°だけ、底面１５ｂに対して傾斜している。図１に示された例では、表示面となる前面１５ａが垂直方向に延びている。元像９１となる物体（円錐）は、ケーシング１５内において、光学パネル２０のパネル面への法線方向ｎｄに沿って当該光学パネル２０に対面しない位置に配置されている。一方、詳しくは後述するように、光学パネル２０によって結像される虚像９２は、光学パネル２０のパネル面への法線方向ｎｄに沿って光学パネル２０に対面する位置に再生され得るようになっている。

なお、本明細書において、「パネル」、「シート」、「フィルム」、「板」等の用語は、呼称の違いのみに基づいて、互いから区別されるものではない。したがって、例えば、「シート」はフィルムや板とも呼ばれ得るような部材も含む概念である。一具体例として、「光学シート」には、「光学フィルム」と呼ばれる部材も含まれる。

また、本明細書において、「シート面（フィルム面、板面、パネル面）」とは、対象となるシート状の部材を全体的かつ大局的に見た場合において対象となるシート状部材の平面方向と一致する面のことを指す。

さらに、本明細書において用いる、形状や幾何学的条件を特定する用語、例えば、「平行」、「直交」、「対称」、「台形」等の用語については、厳密な意味に縛られることなく、同様の光学的機能を期待し得る程度の誤差を含めて解釈することとする。

以下、光学パネル２０の構成および作用効果についてさらに詳述していく。図３に示すように光学パネル２０は、第１光学シート３０と、第１光学シート３０の他方の側、すなわち出光側に配置された第２光学シート４０と、を有している。図示された例では、第１光学シート３０のシート面および第２光学シート４０のシート面が互いに平行となるように、第１光学シート３０および第２光学シート４０が配置されている。結果として、光学パネルのパネル面、第１光学シート３０のシート面および第２光学シート４０のシート面は、互いに平行となっている。また、光学パネルのパネル面への法線方向ｎｄ、第１光学シート３０のシート面への法線方向ｎｄ、および、第２光学シート４０のシート面への法線方向ｎｄは、互いに平行となっている。

第１光学シート３０は、シート状の第１基部３１と、第１基部３１上に配列された第１光透過部３５と、を有しており、第２光学シート４０は、シート状の第２基部４１と、第２基部４１上に配列された第２光透過部４５と、を有している。以下において光学シート３０，４０についてさらに詳述するが、以下の説明において、「第１」および「第２」との用語を用いることなく３０番台と４０番台の符号を列記して説明する場合、例えば「光学シート３０，４０」、「基部３１，４１」、「光透過部３５，４５」との用語を用いて説明する場合には、第１光学シート３０および第２光学シート４０の双方に当てはまる説明である。とりわけ図示された本実施の形態では、第１光学シート３０および第２光学シート４０が互いに同一に構成されている。そして、図４に示された光学シートは、第１光学シート３０および第２光学シート４０の両方に該当し得る。

基部３１，４１は、光透過部３５，４５を支持する層であり、適度な強度および適度な透明性を有するように、適宜構成される。一例として、基部３１，４１の厚さを２０μｍ〜２００μｍとすることができ、このような基部３１，４１として、例えば、二軸延伸ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムを用いることができる。二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムは、適度な透明性と、紫外線照射処理や加熱処理等に対する耐久性と、を有している点で、基部３１，４１としての適用に好適である。

図３に示すように、光透過部３５，４５は、基部３１，４１の一方の側の面（入光側面）上に、当該面と平行な配列方向ｄａ，ｄｂに沿って、配列されている。光透過部３５，４５は、その配列方向ｄａ，ｄｂと交差する方向であって基部３１，４１の一方の側の面と平行な方向に、線状に延びている。とりわけ図示する例においては、光透過部３５，４５は、配列方向ｄａ，ｄｂと直交する方向に直線状に延びている。光透過部３５，４５は、基部３１，４１上に隙間無く配列されていてもよいし、図４に示すように、隙間をあけて基部３１，４１上に配列されていてもよい。

第１光学シート３０の各第１光透過部３５は、一方の側から入射する元像９１からの光を反射する第１反射面３６を有しており、第２光学シート４０の各第２光透過部４５は、一方の側から入射する元像９１からの光を反射する第２反射面４６を有している。第１光学シート３０に含まれる多数の第１光透過部３５の間において、第１反射面３６は互いに平行となっている。また、第２光学シート４０に含まれる多数の第２光透過部４５の間において、第２反射面４６は互いに平行となっている。

図３によく示されているように、第１光学シート３０および第２光学シートは、第１光透過部３５の配列方向ｄａと第２光透過部４５の配列方向ｄｂとが交差するようにして、互いに重ねて配置されている。とりわけ、本実施の形態では、第１光透過部３５の配列方向ｄａと第２光透過部４５の配列方向ｄｂとが直交するようにして、第１光学シート３０および第２光学シート４０が互いに対して位置決めされている。

ここで説明する形態において、第１光学シート３０は、隣り合う二つの第１光透過部３５の間に配置された第１低屈折率部３８を有し、第２光学シート４０は、隣り合う二つの第２光透過部４５の間に配置された第２低屈折率部４８を有している。図３および図４に示すように、低屈折率部３８，４８は、基部３１，４１上に、光透過部３８，４８と隣接して、配列方向ｄａ，ｄｂに光透過部３８，４８と交互に配列されている。また、低屈折率部３８，４８は、その配列方向ｄａ，ｄｂと交差する方向であって基部３１，４１の一方の側の面と平行な方向に、線状に延びている。すなわち、低屈折率部３８，４８は、光透過部３５，４５と同様にストライプ配列にて、基部４０上に配列されている。

第１低屈折率部３８は、第１光透過部３５よりも低屈折率の樹脂を用いて形成され、第１低屈折率部３８と第１光透過部３５との界面での反射、とりわけ屈折率差に起因した全反射を引き起こすことを意図されている。同様に、第２低屈折率部４８は、第２光透過部４５よりも低屈折率の樹脂を用いて形成され、第２低屈折率部４８と第２光透過部４５との界面での反射、とりわけ屈折率差に起因した全反射を引き起こすことを意図されている。

図４に示すように、本実施の形態では、第１光学シート３０の第１低屈折率部３８および第２光学シート４０の第２低屈折率部４８は、ともに、光透過部３５，４５よりも低屈折率の樹脂からなる主部３９ａ，４９ａと、主部３９ａ，４９ａ中に分散され光吸収粒子３９ｂ，４９ｂと、を含んでいる。光吸収粒子３９ｂ，４９ｂは、可視光を吸収する機能を有した粒状物であり、これにより、光学シート３０，４０において、光透過部３５，４５と低屈折率部３８，４８との界面で反射せずに低屈折率部３８，４８内に入射した光を光吸収粒子３９ｂ，４９ｂで吸収することができる。ここで説明した光学シート３０，４０では、このような光吸収粒子３９ｂ，４９ｂの可視光吸収機能によって、表示される像のコントラストを向上させることができる。

次に、図４を参照しながら、光透過部３５，４５および低屈折率部３８，４８の断面形状について、説明する。図４は、光学シート３０，４０の光透過部３５，４５の配列方向ｄａ，ｄｂおよび光学シート３０，４０の法線方向ｎｄに沿った断面（光学シートの主切断面とも呼ぶ）において、光学シート３０，４０を示す図である。なお、ここで説明する光透過部３５，４５および低屈折率部３８，４８の断面形状は、その長手方向に沿って、言い換えるとその配列方向ｄａ，ｄｂに直交する方向に沿って、一定となっている。

図４に示すように、第１光学シートの主切断面において、第１配列方向ｄａに沿った第１光透過部３５の幅Ｗ１は、一方の側（入光側）の端部において他方の側（出光側）の端部よりも狭くなっており、第２光学シートの主切断面において、第２配列方向ｄｂに沿った第２光透過部４５の幅Ｗ２は、一方の側の端部において他方の側の端部よりも狭くなっている。すなわち、入光側端部における第１光透過部３５の幅Ｗ１ａは、出光側端部における第１光透過部３５の幅Ｗ１ｂよりも狭くなっており、入光側端部における第２光透過部４５の幅Ｗ２ａは、出光側端部における第２光透過部４５の幅Ｗ２ｂよりも狭くなっている。

とりわけ、図４に示した例では、第１配列方向ｄａに沿った第１光透過部３５の幅Ｗ１は、他方の側（出光側）から一方の側（入光側）へ向けて狭くなるようにのみ変化し、広くなるように変化することはない。同様に、第２配列方向ｄｂに沿った第２光透過部４５の幅Ｗ２は、他方の側（出光側）から一方の側（入光側）へ向けて狭くなるようにのみ変化し、広くなるように変化することはない。また、図４に示した例では、第１配列方向ｄａに沿った第１光透過部３５の幅Ｗ１は、他方の側（出光側）から一方の側（入光側）へ向けて狭くなるように変化し続け、第２配列方向ｄｂに沿った第２光透過部４５の幅Ｗ２は、他方の側（出光側）から一方の側（入光側）へ向けて狭くなるように変化し続けている。

さらに、図４に示した例では、第１光透過部３５の一方の側から他方の側へ伸びる面は、第１光学シートの主切断面において、直線状に形成されており、第２光透過部４５の一方の側から他方の側へ伸びる面は、第２光学シートの主切断面において、直線状に形成されている。さらに、図４に示すように、第１光透過部３５は、第１光学シートの主切断面において、台形形状となっており、第２光透過部４５は、第２光学シートの主切断面において、台形形状となっている。光透過部３５，４５の断面形状をなす台形形状は、幅狭の上底が光学シートの一方の側の面３０ａ，４０ａをなすように配置され、幅広の下底が他方の側に配置されている。

そして、本実施の形態では、第１光学シートの主切断面において、第１光透過部３５の一方の側から他方の側へ延びる二つの面３６，３７のうちの一方によって、元像９１からの光を反射して像９２を他方の側へ結像する第１反射面３６が構成されている。同様に、第２光学シートの主切断面において、第２光透過部４５の一方の側から他方の側へ延びる二つの面４６，４７のうちの一方によって、元像９１からの光を反射して像９２を他方の側へ結像する第２反射面４６が構成されている。

図４に示すように、第１光透過部３５がなす台形形状の第１反射面３６に対応する一つの側辺は、光学パネル２０のパネル面への法線方向（本例では、第１光学シート３０のシート面への法線方向）に対して傾斜しており、第２光透過部４５がなす台形形状の第２反射面４６に対応する一つの側辺は、光学パネル２０のパネル面への法線方向（本例では、第２光学シート４０のシート面への法線方向）に対して傾斜している。すなわち、第１光透過部３５の第１反射面３６は、光学パネル２０のパネル面への法線方向（本例では、第１光学シートのシート面への法線方向）に対して傾斜しており、第２光透過部４５の第２反射面４６は、光学パネル２０のパネル面への法線方向（本例では、第２光学シート４０のシート面への法線方向）に対して傾斜している。

なお、厳密には、第１反射面３６は、第１光透過部３５と第１低屈折率部３８との界面によって構成され、且つ、後述するように、第１光透過部３５の側からこの界面に入射する光を反射する。すなわち、第１反射面３６は、第１光透過部３５と第１低屈折率部３８とによって画成される界面のうちの第１光透過部３５側の面となる。そして、この第１反射面３６は、光学パネル２０のパネル面への法線方向に対して傾斜し、且つ、一方の側ではなく他方の側へ向いている。同様に、厳密には、第２反射面４６は、第２光透過部４５と第２低屈折率部４８との界面によって構成され、且つ、後述するように、第２光透過部４５の側からこの界面に入射する光を反射する。すなわち、第２反射面４６は、第２光透過部４５と第２低屈折率部４８とによって画成される界面のうちの第２光透過部４５側の面となる。そして、この第２反射面４６は、光学パネル２０のパネル面への法線方向に対して傾斜し、且つ、一方の側ではなく他方の側へ向いている。

一方、図４に示すように、第１光透過部３５がなす台形形状の一つの側辺であって、当該第１光透過部３５の第１反射面３６に対向する対向面３７に対応する側辺は、当該台形形状の上底および下底と直交し、第２光透過部４５がなす台形形状の一つの側辺であって、当該第２光透過部４５の第２反射面４６に対向する対向面４７に対応する側辺は、当該台形形状の上底および下底と直交している。すなわち、第１光透過部３５の第１対向面３７は、光学パネル２０のパネル面への法線方向（本例では、第１光学シートのシート面への法線方向）と平行に延び、第２光透過部４５の第２対向面４７は、光学パネル２０のパネル面への法線方向（本例では、第２光学シート４０のシート面への法線方向）と平行に延びている。

ところで、図示された例においては、隣り合う二つの光透過部３５，４５は、配列方向ｄａ，ｄｂに沿って隙間をあけて配置されている。このため、隣り合う二つの光透過部３５，４５に設けられた低屈折率部３８，４８は、光学シートの主切断面において、四角形形状、とりわけ、台形形状となっている。低屈折率部３８，４８の断面形状をなす台形形状は、幅狭の上底が他方の側に配置され、幅広の下底が光学シート３０，４０の一方の側の面３０ａ，４０ａをなすように配置されている。すなわち、光透過部３５，４５の断面形状をなす台形形状の上底と、低屈折率部３８，４８の断面形状をなす台形形状の下底と、によって、光学シート３０，４０の一方の側の面（入光側面）３０ａ，４０ａを形成している。一方、光学シート３０，４０の他方の側の面（出光側面）３０ｂ，４０ｂは、基部３１，４１によって形成されている。この結果、各光学シート３０，４０は、非常に取り扱い易い、二つの平行な主面を有したシート状の光学部材として構成されている。

ただし、このような例に限られず、隣り合う二つの光透過部３５，４５が、配列方向ｄａ，ｄｂに沿って隣接して配置されていてもよい。この例によれば、隣り合う二つの光透過部３５，４５に設けられた低屈折率部３８，４８は、光学シートの主切断面において、三角形形状、とりわけ、直角三角形形状となる。このような例においても、光学シート３０，４０が、二つの平行な主面を有したシート状の光学部材として構成され得る。

また、本件発明らが鋭意実験を行ったところ、第１光学シートの主切断面において、第１配列方向ｄａに沿った第１光透過部３５の他方の側の端部（出光側端部）における幅Ｗ１ｂと、第１配列方向ｄａに沿った第１光透過部３５の一方の側の端部（入光側端部）における幅Ｗ１ａと、第１光学シートへの法線方向ｎｄに沿った第１光透過部３５の高さＨ１とが、四捨五入によって少数第１位までの数値で評価した際に、次の関係を満たすことが好ましいことが知見された。
２．０ ≦ Ｈ１／Ｗ１ｂ ≦ ５．０
１．５ ≦ Ｗ１ｂ／Ｗ１ａ ≦ ３．５
同様に、第２光学シートの主切断面において、第２配列方向ｄｂに沿った第２光透過部４５の他方の側の端部（出光側端部）における幅Ｗ２ｂと、第２配列方向ｄｂに沿った第２光透過部４５の一方の側の端部（入光側端部）における幅Ｗ２ａと、第２光学シートへの法線方向ｎｄに沿った第２光透過部４５の高さＨ２とが、四捨五入によって少数第１位までの数値で評価した際に、次の関係を満たすことが好ましいことが知見された。
２．０ ≦ Ｈ２／Ｗ２ｂ ≦ ５．０
１．５ ≦ Ｗ２ｂ／Ｗ２ａ ≦ ３．５
以上の関係が満たされるように光透過部３５，４５が設計される場合には、像９２を再生する光の透過率を十分な値とすることができ、さらに、光透過部３５，４５を含む光学シート３０，４０を賦型により安価に作製することができる。

以上のような構成からなる光学シート３０，４０は、一例として、つぎのようにして製造され得る。

まず、光透過部３５，４５は、硬化することによって光透過部３５，４５を構成するようになる光透過部構成組成物、例えば、電子線、紫外線等の電離放射線により硬化する特徴を有したエポキシアクリレートプレポリマー等を用いて、作製され得る。具体的には、低屈折率部３８，４８の構成（配置、形状等）に対応した凸部を有する型ロール、言い換えると、光透過部３５，４５の構成（配置、形状等）に対応した凹部を有する型ロールを準備する。当該型ロールとニップロールとの間に基部３１，４１をなすようになる基材シートを送り込み、該基材シートの送り込みに合わせて、光透過部構成組成物を型ロールと基材シートとの間に供給する。その後、基材シート上に供給された未硬化状態で液状の光透過部構成組成物が型ロールの凹部に充填されるように、型ロールおよびニップロールで該光透過部構成組成物を押圧する。このとき、型ロールの凹部の深さより厚くなるように、すなわち、型ロールと基材シートとが接触しないように、光透過部構成組成物を基材シート上に供給しておくことによって、光透過部３５，４５と一体的に形成されるシート状部が基材シートとともに、基部３１，４１を形成するようになる。このようにして基材シートと型ロールとの間に未硬化で液状の光透過部構成組成物を充填した後、電離放射線を照射して該光透過部構成組成物を硬化（固化）させることによって光透過部３５，４５を形成することができる。

次に、低屈折率部３８，４８は、硬化することによって主部３９ａ，４９ａをなすようになる電離放射線により硬化する特徴を有したウレタンアクリレートプレポリマー等と、例えばカーボンブラック等を含む光吸収粒子３９ｂ，４９ｂと、を含んだ未硬化で液状の低屈折率部構成組成物を用いて、作製され得る。まず、先に形成された光透過部３５，４５上に低屈折率部構成組成物を供給する。その後、隣り合う光透過部３５，４５の間に形成された溝、すなわち、型ロールの凸部に対応していた部分の内部に、ドクターブレードを用いながら、低屈折率部構成組成物を充填しつつ、該溝外に溢出した余剰分の低屈折率部構成組成物を掻き落としていく。その後、光透過部３５，４５の間の低屈折率部構成組成物に電離放射線を照射して硬化させることにより、低屈折率部３８，４８が形成される。これにより、基部３１，４１と、基部上にストライプ状に配列された光透過部３５，４５および低屈折率部３８，４８と、を有する光学シート３０，４０が作製される。

次に、以上のように構成された表示装置１０、光学パネル２０および光学シート３０，４０の作用効果について説明する。

図１および図２に示すように、ケーシング１５に支持された光学パネル２０の一方の側（入光側）に、表示対象となる元となる像、すなわち元像９１が配置される。図１および図２に示された例においては、円錐が元像９１として、ケーシング１５内に配置されている。図３に示すように、元像９１からの光は、光学パネル２０へ一方の側から入射し、進行方向を変化させて光学パネル２０を透過し、他方の側へ像９２を形成するようになる。

元像９１からの光は、光学パネル２０の一方の側に配置された第１光学シート３０へ入射する。第１光学シート３０は、第１配列方向ｄａに配列された多数の第１光透過部３５を有し、各第１光透過部３５は互いに平行な第１反射面３６を有している。第１光学シート３０の第１反射面３６は、第１反射面３６と平行な面で鏡面反射された像を形成するように、元像９１からの光を反射する。第１反射面３６は、第１配列方向ｄａに直交する方向に延びていることから、図４に示すように、第１光学シート３０は、第１光学シートの主切断面において第１反射面３６に直交するようになる面を中心として面対称となる位置に像を再生するように、元像９１からの光を反射する。なお、上述したように、各第１反射面３６は、第１光学シート３０の法線方向、言い換えると光学パネル２０の法線方向ｎｄに対して傾斜しており、且つ、他方の側（出光側）を向いている。

また、第１光学シート３０の他方の側（出光側）には、第２光学シート４０が配置されている。第２光学シート４０は、第２配列方向ｄｂに配列された多数の第２光透過部４６を有し、各第２光透過部４６は互いに平行な第２反射面４６を有している。第２光学シート４０の第２反射面４６は、第２反射面４６と平行な面で鏡面反射された像を形成するように、第１反射面３６で反射された後の元像９１からの光を反射する。第２反射面４６は、第２配列方向ｄｂに直交する方向に延びていることから、図４に示すように、第２光学シート４０は、第２光学シートの主切断面において第２反射面４６に直交するようになる面を中心として面対称となる位置に像を再生するように、第１反射面３６で反射された後の元像９１からの正規光を反射する。なお、上述したように、各第２反射面４６は、第２光学シート４０の法線方向、言い換えると光学パネル２０の法線方向ｎｄに対して傾斜しており、且つ、他方の側（出光側）を向いている。

以上のようにして、元像９１からの光を、第１光学シート３０の第１反射面３６および第２光学シート４０の第２反射面４６で反射することによって、第１反射面３６および第２反射面４６の向きと、光学パネル２０に対する元像９１の相対位置とに応じた位置および向きで、元像９１と同様の寸法および形状を有した像９２が再生されるようになる。実際の元像９１からの光は、元像９１の各位置から種々の方向に進み出て、光学パネル２０に入射している。したがって、観察者は、表示装置１０によって光学パネル２０の他方の側に結象された象９２を裸眼で三次元的に把握することができる。

なお、上述したように、各反射面３６，４６は、光学シート３０，４０の法線方向ｎｄ、言い換えると光学パネル２０の法線方向ｎｄに対して傾斜しており、且つ、他方の側（出光側）を向いている。したがって、観察される像９２は、従来の表示装置のように、光学パネル２０のパネル面を中心として元像９１と面対称な位置に再生される訳ではない。図１および図２に示すように、光学パネル２０のパネル面への法線方向ｎｄに沿って光学パネル２０に対面しない位置、すなわち、光学パネル２０のパネル面への法線方向ｎｄに沿って光学パネル２０に対面する位置からずれた位置に元像９１を配置しながら、且つ、光学パネル２０のパネル面への法線方向ｎｄに沿って光学パネル２０に対面する位置、すなわち、光学パネル２０の正面に像９２を再生することができる。

これにより、観察者は、元像９１そのものが光学パネル越しに直接観察されることを防止されながら、光学パネル２０のパネル面への法線方向ｎｄに沿って光学パネル２０に対面する位置に再生された像９２を裸眼で三次元的に観察することができる。このような表示装置１０によれば、特開２０１１−８１３０９号公報に開示された表示装置とは異なり、光学パネル２０のパネル面への法線方向ｎｄに沿って光学パネル２０に対面する位置に像９２を再生することができるので、表示装置１０の設置に関する自由度が増す。これにより、優れた意匠性を有する表示装置１０を、種々の用途に幅広く適用することが可能となる。

ところで、本実施の形態で説明した、光学シート３０，４０においては、光透過部３５，４５の間に低屈折率部３８，４８が設けられている。そして、この低屈折率部３８，４８は、可視光を吸収する機能を有した光吸収粒子３９ｂ，３９ｂを含んでいる。このため、ケーシング１５の外部からケーシング１５の内部へ進む外部からの光を吸収する光が、この光吸収粒子３９ｂ，３９ｂによって吸収され、外部からの光によって、ケーシング１５内の元像９１が特定の方向から照明されてしまうことを防止することができる。とりわけ、図４に示すように、光透過部３５，４５が隙間をあけて設けられている場合には、ケーシング１５の外部からケーシング１５の内部へ向けて進む外光Ｌ４ａを極めて効果的に吸収することができる。これにより、ゴーストを形成するようになる元像９１からの光の発生自体を効果的に抑制することができる。

以上のような本実施の形態によれば、第１配列方向ｄａに沿った第１光透過部３５の幅Ｗ１が、一方の側（入光側）の端部において他方の側（出光側）の端部よりも狭くなっており、第２配列方向ｄｂに沿った第２光透過部４５の幅Ｗ２が、一方の側（入光側）の端部において他方の側（出光側）の端部よりも狭くなっている。また、第１反射面３６は光学パネル２０の法線方向ｎｄに対して傾斜して他方の側（出光側）を向いており、第２反射面４６は光学パネル２０の法線方向ｎｄに対して傾斜して他方の側（出光側）を向いている。このため、観察者が、元像９１そのものが光学パネル越しに直接観察することを回避しながら、光学パネル２０のパネル面への法線方向ｎｄに沿って光学パネル２０に対面する位置に再生された像９２を裸眼で三次元的に観察することが可能にもなる。このような表示装置１０は、設置に関する制約が大幅に緩和され、種々の用途に幅広く適用され得る。

なお、上述した実施の形態に対して様々な変更を加えることが可能である。以下、変形の一例について説明する。

上述した実施の形態において、元像９１が、実物のモデルからなる例を示したがこれに限られず、元像自体が映像として形成された像であってもよい。

また、上述した実施の形態において、光学パネル２０が一つのみ表示装置１０に設けられている例を示したが、これに限られず、二以上の光学パネル２０が設けられていてもよい。このような変形例においては、第１の光学パネルが、元像９１からの光によって第１の像を形成し、第２の光学パネルが、第１の像をなす光によって第２の像を形成するようにしてもよい。

さらに、上述した実施の形態において、光学パネル２０に含まれた第１光学シート３０および第２光学シート４０が同一に構成されている例を示したが、これに限られず、第１光学シート３０および第２光学シート４０が、寸法や形状等の構成において互いに異なっていてもよい。

さらに、上述した実施の形態において、光学シート３０，４０の低屈折率部３８，４８に、可視光を吸収する機能を有した光吸収粒子３９ａ，４９ａが混入されている例を示したが、これに限られない。光吸収粒子３９ａ，４９ａに代えて或いは光吸収粒子３９ａ，４９ａに加えて、可視光を反射する機能を有した粒子が低屈折率部３８，４８に加えられてもよいし、低屈折率部３８，４８に粒子が混在されていなくてもよい。

さらに、上述した実施の形態において、光学シート３０，４０が低屈折率部３８，４８を有する例を示したが、これに限られず、低屈折率部３８，４８が設けられていなくてもよい。

なお、以上において上述した実施の形態に対するいくつかの変形例を説明してきたが、当然に、複数の変形例を適宜組み合わせて適用することも可能である。

１０ 表示装置
１５ ケーシング
２０ 光学パネル
３０ 第１光学シート
３０ａ 一方の側の面、入光側面
３０ｂ 他方の側の面、出光側面
３１ 基部
３５ 第１光透過部
３６ 第１反射面
３７ 対向面
３８ 第１低屈折率部
３９ａ 主部
３９ｂ 光吸収粒子
４０ 第２光学シート
４０ａ 一方の側の面、入光側面
４０ｂ 他方の側の面、出光側面
４１ 基部
４５ 第２光透過部
４６ 第２反射面
４７ 対向面
４８ 第２低屈折率部
４９ａ 主部
４９ｂ 光吸収粒子

Claims (8)

1. 一方の側から入射する元像からの光の進行方向を変えて他方の側へ透過し、他方の側へ像を表示するための光学パネルにおいて、
   前記一方の側から入射する元像からの光を反射する複数の第１反射面であって、互いに平行となるようにして第１配列方向に配列された複数の第１反射面と、
   前記複数の第１反射面の他方の側に設けられ、前記第１反射面で反射された元像からの光を反射する複数の第２反射面であって、互いに平行となるようにして、第１配列方向と交差する第２配列方向に配列された複数の第２反射面と、を含み、
   前記第１反射面は、前記光学パネルの法線方向に対して傾斜して前記他方の側を向いており、前記第２反射面は、前記光学パネルの法線方向に対して傾斜して前記他方の側を向いている、光学パネル。
2. 前記複数の第１反射面を有する第１光学シートと、
   前記第１光学シートの他方の側へ配置され、前記複数の第２反射面を有する第２光学シートと、を備える、請求項１に記載の光学パネル。
3. 一方の側から入射する元像からの光の進行方向を変えて他方の側へ透過し、他方の側へ像を表示するための光学パネルにおいて、
   第１配列方向に配列された複数の第１光透過部であって、前記一方の側から入射する元像からの光を反射する互いに平行な第１反射面を各々が有した複数の第１光透過部を、含む第１光学シートと、
   前記第１光学シートの他方の側へ配置された第２光学シートであって、前記第１配列方向と交差する第２配列方向に配列され、前記第１光学シートを透過した元像からの光を反射する互いに平行な第２反射面を各々が有した複数の第２光透過部を、含む第２光学シートと、を備え、
   前記第１反射面は、前記光学パネルの法線方向に対して傾斜して前記他方の側を向いており、前記第２反射面は、前記光学パネルの法線方向に対して傾斜して前記他方の側を向いている、光学パネル。
4. 前記第１配列方向に沿った前記第１光透過部の幅は、前記一方の側の端部において前記他方の側の端部よりも狭く、前記第２配列方向に沿った前記第２光透過部の幅は、前記一方の側の端部において前記他方の側の端部よりも狭くなっている、請求項３に記載の光学パネル。
5. 前記第１光学シートは、隣り合う二つの前記第１光透過部の間に、前記第１光透過部よりも低屈折率の樹脂を用いて形成された、第１低屈折率部を、さらに有し、
   前記第２光学シートは、隣り合う二つの前記第２光透過部の間に、前記第２光透過部よりも低屈折率の樹脂を用いて形成された、第２低屈折率部を、さらに有する、請求項３又は４に記載の光学パネル。
6. 前記低屈折率部の前記樹脂中に、光吸収性を有した粒子が分散されている、請求項５に記載の光学パネル。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の光学パネルを備える、表示装置。
8. 元像は、前記光学パネルの法線方向に沿って前記光学パネルと対面する位置からずれた位置に配置される、請求項７に記載の表示装置。

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