JP6885332B2 - 光学デバイスおよび表示装置 - Google Patents

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Description

本開示は、例えば映像を空中に結像させるための光学デバイスおよびそのような光学デバイスを備えた表示装置に関する。
近年、空中に映像を実像として映し出し、例えば立体視あるいはタッチ入力等を実現することが可能な表示装置が開発されている(例えば、特許文献1)。このような表示装置では、表示デバイスの画面に表示された映像を、2面コーナーリフレクタアレイと呼ばれる光学デバイスを透過させることにより、空中の所定の面に結像させることができる。
特開2013−88556号公報
しかしながら、上記のような光学デバイスを用いた表示装置では、結像面が、光学デバイスを間にして表示デバイスと反対側に形成され、光学デバイス、表示デバイスおよび結像面間に一定距離以上の空間が確保される。このため、装置全体が大型になり易い。
装置全体の小型化を図りつつ、空中での映像表示を実現可能な光学デバイスおよび表示装置を提供することが望ましい。
本開示の一実施の形態の光学デバイスは、対向する入射面および出射面と、入射面と出射面との間に配置されると共に、各々が、入射面から入射した光を出射面に向けて反射させる複数の反射部とを備える。複数の反射部はそれぞれ、互いに直交して配置されると共に、一方が入射面に対して傾斜し、他方が入射面に対して垂直に配置されている第1の反射面と第2の反射面とを有し、第1の反射面と第2の反射面とが互いに交わる線が入射面の法線に対して傾斜して配置され、且つ、第1の反射面および第2の反射面はそれぞれ異なる方向に並べて配置されているものである。
本開示の一実施の形態の表示装置は、上記本開示の一実施の形態の光学デバイスと、この光学デバイスに向けて映像を表示する表示デバイスを備えたものである。
本開示の一実施の形態の光学デバイスおよび表示装置では、複数の反射部がそれぞれ、互いに直交して配置された第1および第2の反射面を有する。これにより、例えば表示デバイスから発せられた光が入射面から入射すると、この入射光は、各反射部によって反射された後、出射面から出射し、光学デバイスの上方の所定の位置に結像する。ここで、各反射部において、第1および第2の反射面の交わる線が入射面の法線に対して傾斜することで、該線が垂直である場合に比べ、入射面への光の入射角度を小さくすることができ、表示デバイスおよび光学デバイス間の距離を小さくすることができる。
本開示の一実施の形態の光学デバイスおよび表示装置によれば、複数の反射部がそれぞれ、互いに直交して配置された第1の反射面と第2の反射面とを有することにより、例えば表示デバイスからの光は、例えば空中の所定の位置に結像する。各反射部において、第1および第2の反射面の互いに交わる線が入射面の法線に対して傾斜するようにしたので、表示デバイスと光学デバイスとを近づけて配置し、表示装置全体の体積を削減することができる。よって、装置全体の小型化を図りつつ、空中での映像表示を実現可能となる。
尚、上記内容は本開示の一例である。本開示の効果は、上述したものに限らず、他の異なる効果であってもよいし、更に他の効果を含んでいてもよい。
本開示の第1の実施形態に係る光学デバイスの概要を説明するための模式図である。 図1Aに示した光学デバイスを用いた表示装置の構成を表すブロック図である。 図1Aに示した光学デバイスの要部構成を表すXY平面図である。 図2に示した反射部の詳細構成を説明するための模式図である。 図2に示した反射部の形成手法の一例を説明するための断面図である。 図2に示した反射部の詳細構成を説明するための模式図である。 図2のA−A'線における断面模式図である。 図2のB−B'線における断面模式図である。 図2のC−C'線における断面模式図である。 図1Aおよび図1Bに示した光学デバイスおよび表示装置の効果を説明するための模式図である。 表示デバイスから近い位置にある反射部における作用を表す模式図である。 表示デバイスから遠い位置にある反射部における作用を表す模式図である。 比較例1に係る光学デバイスの要部構成を表すXY平面図である。 図9Aに示した反射部の詳細構成を説明するための模式図である。 光学デバイスによる面対称結像を説明するための模式図である。 光学デバイスによる面対称結像を説明するための模式図である。 図9Aに示した光学デバイスおよび表示デバイスを含む装置全体の構成を結像面と共に表す模式図である。 図2に示した光学デバイスおよび表示デバイスを含む装置全体の構成を結像面と共に表す模式図である。 変形例1に係る光学デバイスの要部構成を表すXY平面図である。 図13Aに示した反射部の詳細構成を説明するための模式図である。 図13Aに示した反射部の詳細構成を説明するための模式図である。 図13AのA−A'線における断面模式図である。 図13AのB−B'線における断面模式図である。 図13AのC−C'線における断面模式図である。 変形例2に係る光学デバイスの構成を表す断面図である。 比較例2に係る光学デバイスおよび表示デバイスを含む装置全体の構成を結像面と共に表す模式図である。 図16に示した光学デバイスおよび表示デバイスを含む装置全体の構成を結像面と共に表す模式図である。 変形例3に係る光学デバイスの要部構成を表す斜視図である。 比較例3に係る光学デバイスの反射部における作用を表す模式図である。 図19に示した光学デバイスの反射部における作用を表す模式図である。 変形例4の第1の構成例に係る光学デバイスの要部構成を表す断面図である。 変形例4の第2の構成例に係る光学デバイスの要部構成を表す断面図である。 比較例4に係る光学デバイスの作用を説明するための断面図である。 第2の実施の形態に係る光学デバイスの要部構成を表す平面図である。 比較例5に係る光学デバイスの要部構成を表す平面図である。 変形例5に係る光学デバイスの要部構成を表す平面図である。 比較例6に係る光学デバイスの要部構成を表す平面図である。 変形例6に係る光学デバイスの要部構成を表す平面図である。 比較例7に係る光学デバイスの要部構成を表す平面図である。 図29に示した光学デバイスの反射部の構成を表す斜視図である。 図31に示した反射部の第1の構成例を説明するための模式図である。 図31に示した反射部の第2の構成例を説明するための模式図である。 第3の実施の形態に係る表示装置の要部構成を表す模式図である。 図33に示した光方向制御フィルムの画面左右方向における機能を説明するための模式図である。 図34Aに対応する輝度を表す特性図である。 図33に示した光方向制御フィルムの画面上下方向における機能を説明するための模式図である。 図35Aに対応する輝度を表す特性図である。 光学デバイスにおける入射角度と反射光の回帰の有無を説明するための模式図である。 光学デバイスにおける入射角度と反射光の回帰の有無を説明するための模式図である。 光学デバイスにおける入射角度と反射光の回帰の有無を説明するための模式図である。 図33に示した表示装置における反射部への入射光を説明するための模式図である。
以下、本開示の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明する順序は、下記の通りである。
1.第1の実施の形態(隣接する2つの反射面の交差線を入射面の法線に傾斜するように配置した光学デバイス、およびこの光学デバイスを用いた表示装置の例)
2.変形例1(2つの反射面のうち一方を傾斜させ、他方を垂直に配置した例)
3.変形例2(端部からの距離に応じて反射部同士の間隔が異なる例)
4.変形例3(2つの反射面を交互に連ねて列状に配置した例)
5.変形例4(反射面同士の間の各領域を樹脂層または空気層とした例)
6.第2の実施の形態(反射面の対向面に光吸収または光拡散の機能をもつ機能層を形成した例)
7.変形例5,6(反射部および機能層の他の構成例)
8.第3の実施の形態(表示デバイスと光学デバイスとの間に、光方向制御フィルムを配置した例)
<第1の実施の形態>
[構成]
図1Aは、本開示の第1の実施形態の光学デバイス(光学デバイス10)の概要を説明するための図である。図1Bは、光学デバイス10を備えた表示装置(表示装置1)の構成を表したものである。光学デバイス10は、複数の微小ミラー(反射部11)を用いた結像光学素子である。詳細には、光学デバイス10は、入射面S1の下方の位置にある点P(点光源)から発せられた光を、出射面S2の上方の位置にある点Q(空中の点Q)に結像させるように構成されている。
表示装置1は、この光学デバイス10の入射面S1の側に、表示デバイス20を備えている。表示デバイス20としては、例えば有機EL(Electro-Luminescence)ディスプレイ、液晶ディスプレイ、電気泳動型ディスプレイまたはLED(Light Emitting Diode)ディスプレイ等、様々なディスプレイを用いることができる。この表示デバイス20は、例えば光学デバイス10の下方の所定の位置に配置されている。具体的には、表示デバイス20は、表示デバイス20から発せられた光が、光学デバイス10における各反射部11へ斜め下方から入射するように配置されている。これらの表示デバイス20および光学デバイス10は、一方または両方がZ方向に沿った軸を中心として回転可能に構成されていてもよい(回転駆動機構を有していてもよい)。これにより、多視点(多方向)から映像を観察可能となる。
(光学デバイス10の詳細構成)
図2は、光学デバイス10のXY平面構成を表したものである。図3は、1つの反射部11と入射面S1との斜視構成を表したものである。光学デバイス10は、例えばいわゆる2面コーナーリフレクタアレイであり、入射面S1と出射面S2との間に、平面視的に(XY平面において)行列状を成して2次元配置された複数の反射部11を有している。尚、図2および図3では、出射面S2の図示を省略している。
複数の反射部11はそれぞれ、入射面S1から入射した光を、1または複数回(例えば2回)にわたって反射させることにより、出射面S2へ導くミラーである。光学デバイス10に配置される反射部11の個数、位置および大きさ等は特に限定されるものではないが、空中に表示される映像の解像度は、例えば反射部11の大きさに影響を受ける。この反射部11は、互いに隣接する2つの反射面S21,S22(第1および第2の反射面)を有している。反射面S21,S22は、直線状の交差線CLにおいて互いに直交するように配置されている。即ち、反射面S21,S22のそれぞれの法線同士の成す角は90°である。尚、反射面S21,S22は、交差線CLにおいて、各側面同士が繋がって(接して)配置されていてもよいし、反射面S21,S22同士が交差して配置されていてもよい。また、反射面S21,S22同士は接していなくともよく、2つの反射面同士の間に微小な隙間があっても構わない。更に、反射面S21,S22は互いに直交するが、これらの反射面S21,S22の各法線同士の成す角は、略90°であればよく、例えば90°から−1°〜+1°の範囲内であればよい。
反射面S21,S22は、例えば金属薄膜により構成されている。これらの反射面S21,S22を構成する金属薄膜は、例えば光反射性をもつ金属、例えばアルミニウムおよび銀などから構成されている。これらの反射面S21,S22は、例えば次のようにして形成することができる。即ち、図4に示したように、例えばガラスや樹脂等からなる基板120上に、樹脂等により構成されたピラー(凸部)121を形成した後、このピラー121の側面に、例えば蒸着法またはスパッタ法等を用いて、金属薄膜122を形成する。金属薄膜122の表面には、必要に応じて、例えばフィルムが被覆されたり、あるいは研磨等の鏡面加工が施されている。ピラー121は、例えば射出成型、押出成型、真空成型、回転成型、積層成型、ブロー成型およびカレンダー成型などの各種成型手法を用いて形成することができる。また、この他にも、切削技術、あるいはレーザ光を用いたリソグラフィ技術により加工することも可能である。更には、ここでは、ピラーを用いて反射面S21,S22を形成する場合を例示したが、ピラーを用いない手法もある。例えば、平板状の基材に複数の孔(貫通孔)を形成した後、この孔の内側を鏡面加工することにより、反射面S21,S22を形成しても構わない。
尚、光学デバイス10では、図4に示したようにピラー121の一部(左右片方の側面)が金属薄膜122によって覆われていればよい。ピラー121のもう一方の側面は、金属薄膜122が形成されていてもよいし、形成されていなくともよい。即ち、ピラー121等の構造体の側面を利用して、隣接する少なくとも2つの反射面S21,S22が形成されていればよい。但し、隣接する2面のみを反射面とした場合の方が、多重反射を抑制できるため望ましい。また、反射部11同士の間の領域、即ちピラー121同士の間の領域は、例えば空気層123となっている。
本実施の形態では、このような反射面S21,S22の交差線CLが入射面S1の法線に対して傾斜している(交差線CLが入射面S1の法線に対して傾斜するように、反射面S21,S22が配置されている)。図5は、1つの反射部11と入射面S1との平面構成を拡大して表したものである。図6Aは、図2のA−A'線の断面構成を、図6Bは、図2のB−B'線の断面構成を、図6Cは、図2のC−C'線の断面構成を、それぞれ表したものである。
反射面S21,S22は、いずれも入射面S1に対して傾斜して配置されている。交差線CLは、入射面S1の法線(Z方向)に対して所定の角度θ1を成して傾斜している。角度θ1の大きさは、特に限定されないが、例えば0°<θ1≦30°である。反射面S21,S22のそれぞれと入射面S1との各交線同士の成す角(入射面S1と平行な面における反射面S21,S22の成す角)θ2は、例えば鋭角(90度未満)または90°である。
反射面S21,S22は、入射面S1に対して傾斜していることから、図5に示したように、Z方向に沿った真上(出射面S2側)を臨むように配置されている。また、断面でみると、図6A〜図6Cに示したように、交差線CL、反射面S21,S22のいずれもが傾斜している。交差線CL、反射面S21,S22のそれぞれの傾斜角は、例えば、複数の反射部11同士の間で一定である。
[作用、効果]
本実施の形態の表示装置1では、図7に示したように、光学デバイス10の入射面S1の斜め下方の位置に表示デバイス20が配置された状態で、表示デバイス20に映像20aが表示されると、映像20aに基づく光L1が光学デバイス10へ入射面S1から入射する。光学デバイス10では、アレイ状に複数の反射部11が設けられていることにより、光L1は各反射部11に分割されて入射後、各反射部11において反射されつつ、出射面S2へ導かれ、出射面S2から光L2として出射する。
ここで、光学デバイス10では、各反射部11が、互いに隣接して配置された2つの反射面S21,S22を含んでいる。これにより、例えば図8Aおよび図8Bに示したように、光L1のうちの光線L1aは、1つの反射部11に入射すると、反射面S21,S22において例えば2回にわたって反射された後、光線L2aとして反射部11を出射する。尚、図8Aは、光学デバイス10において2次元配置された反射部11のうち、表示デバイス20に近い位置に配置された反射部11における光線の経路について、図8Bは、表示デバイス20から離れた位置に配置された反射部11における光線の経路について、それぞれ模式的に表している。
具体的には、図8Aに示したように、点P(表示デバイス20)からの光線L1aは、入射面S1を通過すると、反射面S21の点p11において反射された後、反射面S22の点p12において反射され、出射面S2(図8Aには図示せず)へ導かれる。これにより、光線L2aが、空中の点Q(結像面30)へ向けて、反射部11を出射する。このとき、XY平面内では、光学デバイス10へ入射した光線L1aは、反射面S21,S22において順に反射されることで、入射方向と略同じ方向に戻る(回帰する)。同様に、図8Bに示した例においても、点P(表示デバイス20)からの光線L1aは、入射面S1を通過すると、反射面S21の点p21において反射された後、反射面S22の点p22において反射され、出射面S2(図8Bには図示せず)へ導かれる。これにより、光線L2aが、空中の点Q(結像面30)へ向けて、反射部11を出射する。このように、反射部11の面内位置に応じて、光線L1aの入射角度および光線L2aの出射角度は異なるものの、いずれの位置にある反射部11においても、一の点Pから発せられた光線は、一の点Qに到達する。
これにより、光学デバイス10の各反射部11を透過した光L2は、空中に結像する(結像面30を形成する)。このとき、映像20aに基づく光L1,L2は、光学デバイス10を透過して結像することから、物体(映像20a)は空中に実像として表示される。これは、虚像として物体が観察される一般的な鏡とは異なる。したがって、本実施の形態の表示装置1は、様々なUI(User Interface)に適用可能である。例えば、結像面30の近傍に近赤外線などの非可視光を照射する光源を設置すると共に、この非可視光を検出可能な機能を装置に搭載することで、空中に結像した映像に対してタッチ入力などを行うことも可能である。
また、本実施の形態では、光学デバイス10の各反射部11において2回の反射により光線を透過させるが、この場合、映像の最適観察方向は、垂直方向から30°〜50°程度傾いた方向となる。即ち、ユーザは、例えば光学デバイス10の斜め上方の所定の位置から出射面S2を見ることで、空中に浮かんだ映像を観察することができる。
ここで、図9Aおよび図9Bに、本実施の形態の比較例(比較例1)に係る光学デバイス100Aの要部構成について示す。図9Aは、光学デバイス100AのXY平面構成を、図9Bは、1つの反射部100と入射面S1との詳細構成を表したものである。このように、比較例1においても、本実施の形態と同様、1つの反射部100において、2つの反射面S100が隣接して配置されている。但し、比較例1では、それら2つの反射面S100がいずれも、入射面S1に対して垂直に配置されると共に、2つの反射面S100同士が直交して配置されている。即ち、2つの反射面S100同士の交差線は、入射面S1に垂直なZ軸方向に沿っており、かつ隣接する2つの反射面S100のそれぞれと入射面S1との各交線同士の成す角は、90°となっている。
この比較例1においても、反射部100に入射した光は、2つの反射面S100において例えば2回にわたって反射された後、出射する。このとき、入射面S1に平行な面内では、図10Aに示したように、入射した光線L1aが2つの反射面S100において順に反射されることで、入射方向と略同じ方向に戻る(回帰する)。即ち、出射面S2から出射される光線L2aは、入射面S1と平行な面内においては、光線L1aと同じ方向の逆向きに進行する。一方で、入射面S1と垂直な軸方向では光線L1a,L2aに変化はない。これらのことから、図10Bに模式的に示したように、光学デバイス100Aを中心として、光L1(光線L1a)と光L2(光線L2a)とは、互いに面対称の位置関係にある経路を通る。各反射部100を透過する光線L1a,L2aの全ての経路が、この面対称性を有する。映像20aに基づく光L1,L2は、光学デバイス100Aを透過して結像することから、映像20aの実像Pa,Pbは、光学デバイス100Aに対して表示デバイス20と面対称の位置に実像Pa',Pb'として結像する。
したがって、比較例1では、図11に示したように、光学デバイス100Aを中心として表示デバイス20と面対称の位置に、光L2が結像する(結像面30を形成する)。
ところが、この比較例1の光学デバイス100Aを用いた場合、上記のように、結像面30が、光学デバイス100Aを中心として表示デバイス20と対称の位置に形成される。つまり、光学デバイス100Aおよび表示デバイス20間の距離(a1)と同距離を光学デバイス100Aおよび結像面30間においても確保しなければならない。換言すると、比較例1では、入射面S1への入射角度と、出射面S2からの出射角度とが同じ大きさ(θa1)である。このため、比較例1の光学デバイス100Aを用いた場合には、表示デバイス20および結像面30を含めた装置全体が大型化し易い。
そこで、本実施の形態では、光学デバイス10の各反射部11において、反射面S21,S22の交差線CLが入射面S1の法線に対して傾斜するように構成されている。これにより、例えば図12に示したように、上記比較例1に比べ、表示デバイス20から入射面S1へ入射する光L1の入射角度θa2が小さくなる(θa2<θa1)。なお、出射面S2から出射される光L2の出射角度は比較例1と同じである(θa1)。即ち、表示デバイス20および光学デバイス10間の距離(a2)が小さくなり(a2<a1)、比較例1に比べ、装置全体の体積を削減できる。
以上説明したように本実施の形態では、光学デバイス10において、2次元配置された複数の反射部11がそれぞれ、互いに隣接する反射面S21,S22を有することにより、例えば表示デバイス20から入射した光は、空中の所定の位置に結像する。各反射部11において、反射面S21,S22の交差線CLが入射面S1の法線に対して傾斜するようにしたので、表示デバイス20および光学デバイス10間の距離を小さくすることができる。即ち、表示デバイス20および光学デバイス10を近づけて配置することが可能となり、表示装置1全体の体積を削減することができる。よって、装置全体の小型化を図りつつ、空中での映像表示を実現可能となる。
以下、上記第1の実施の形態の変形例および他の実施の形態について説明する。以下では、上記第1の実施の形態と同様の構成要素については同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
<変形例1>
[構成]
図13Aは、変形例1に係る光学デバイスのXY平面構成を表したものである。図13Bは、1つの反射部(反射部11A)と入射面S1との斜視構成を表したものである。本変形例の光学デバイスも、上記第1の実施の形態と同様、例えばいわゆる2面コーナーリフレクタアレイであり、入射面S1と出射面S2との間に、アレイ状に2次元配置された複数の反射部11Aを有している。尚、図13Aおよび図13Bでは、出射面S2の図示を省略している。
複数の反射部11Aはそれぞれ、上記第1の実施の形態の反射部11と同様、入射面S1から入射した光を、1または複数回(例えば2回)にわたって反射させることにより、出射面S2へ導くミラーであり、互いに隣接する2つの反射面S23,S24を有している。反射面S23,S24は、直線状の交差線CLにおいて交わる(接する)ように配置されている。尚、反射面S23,S24は、交差線CLにおいて、各側面同士が繋がるように配置されていてもよいし、反射面S23,S24同士が交差して配置されていてもよい。これらの反射面S23,S24は、例えば光反射性をもつ金属、例えばアルミニウムおよび銀などの金属薄膜から構成され、上記第1の実施の形態の反射面S21,S22と同様の手法により形成することができる。
本変形例においても、上記第1の実施の形態と同様、反射面S23,S24の交差線CLが入射面S1の法線に対して傾斜している(交差線CLが入射面S1の法線に対して傾斜するように、反射面S23,S24が配置されている)。図14は、1つの反射部11Aと入射面S1との平面構成を拡大して表したものである。図15Aは、図13AのA−A'線の断面構成を、図15Bは、図13AのB−B'線の断面構成を、図15Cは、図13AのC−C'線の断面構成を、それぞれ表したものである。
但し、本変形例では、上記第1の実施の形態と異なり、反射面S23,S24のうちの一方(ここでは反射面S23)が入射面S1に対して傾斜して配置され、他方(ここでは反射面S24)は入射面S1に垂直に配置されている。交差線CLは、入射面S1の法線(Z方向)に対して所定の角度θ1を成して傾斜している。反射面S23,S24のそれぞれと入射面S1との各交線同士の成す角(入射面S1と平行な面における反射面S23,S24の成す角)は、例えば90°である。
反射面S23,S24のうち反射面S23は、入射面S1に対して傾斜していることから、図14に示したように、Z方向に沿った真上(出射面S2側)を臨むように配置される。また、断面でみると、図15Aおよび図15Cに示したように、交差線CLおよび反射面S23が傾斜して配置され、交差線CLおよび反射面S23のそれぞれの傾斜角は、例えば、複数の反射部11A同士の間で一定である。反射面S24は、複数の反射部11Aのいずれにおいても垂直に配置されている。
[作用、効果]
本変形例の光学デバイスにおいても、上記第1の実施の形態の光学デバイス10と同様、表示デバイス20に表示された映像に基づく光を、反射部11Aにおいて反射させつつ透過させることで、光学デバイスの上方へ結像させることができる。
また、各反射部11Aにおいて、反射面S23,S24の交差線CLが入射面S1の法線に対して傾斜するように構成されている。これにより、上記第1の実施の形態と同様、表示デバイス20から入射面S1への入射角度が小さくなる。即ち、表示デバイス20および光学デバイス10間の距離が小さくなり、装置全体の体積が削減される。よって、上記第1の実施の形態と同等の効果を得ることができる。
<変形例2>
[構成]
図16は、変形例2に係る光学デバイス(光学デバイス10A)の要部構成を表したものである。この光学デバイス10Aも、上記第1の実施の形態の光学デバイス10と同様、例えばいわゆる2面コーナーリフレクタアレイであり、入射面S1と出射面S2との間に、アレイ状に2次元配置された複数の反射部11Bを有している。
複数の反射部11Bはそれぞれ、上記第1の実施の形態の反射部11と同様、入射面S1から入射した光を、1または複数回(例えば2回)にわたって反射させることにより、出射面S2へ導くミラーであり、互いに隣接する2つの反射面を有している。本変形例では、反射部11Bを構成する2つの反射面間の交差線CL(図16には図示せず)は、入射面S1に対して傾斜していてもよいが、傾斜していなくともよい(入射面S1に垂直であってもよい)。ここでは、一例として、反射部11Bの各反射面同士の交差線CLが入射面S1の法線に対して垂直で、かつ各反射面と入射面S1との各交線同士の成す角が例えば90°である場合を例示している。本変形例の反射面も、上記第1の実施の形態と同様の手法により形成される金属薄膜から構成されている。
本変形例の光学デバイス10Aでは、上記第1の実施の形態と異なり、隣り合う反射部11B同士の間隔が、光学デバイス10A面内の1つの端部E1(第1の端部)よりも端部E1から離れた端部E2(第2の端部)において大きくなっている。具体的には、端部E1からの端部E2に向かって間隔が連続的に変化している(d11<d12<d13<d14<d15<d16)。このように、本変形例では、反射部11Bの配列ピッチが、光学デバイス10Aの面内位置に応じて異なっている。
ここで、上記第1の実施の形態と同様、表示デバイス20は、光学デバイス10Aの下方の所定の位置に配置されることで、光学デバイス10Aにおける各反射部11Bに対し、斜め下方から光が入射するように構成されている。端部E1は、例えば、光学デバイス10Aのうち、表示デバイス20に対向すると共に、表示デバイス20の最も近くに配置される部分である。端部E2は、例えば、表示デバイス20に非対向であると共に、表示デバイス20から離れて配置される部分である。光学デバイス10Aでは、例えば、端部E1から離れるに従って、連続的に(階段状に)反射部11B同士の間隔が大きくなるように構成されている。これらの端部E1,E2はそれぞれ、光学デバイス10Aの面形状が例えば矩形または正方形等である場合、例えば角または辺の一部に相当する部分である。
[作用、効果]
本変形例の光学デバイス10Aにおいても、上記第1の実施の形態の光学デバイス10と同様、表示デバイス20に表示された映像に基づく光を、各反射部11Bにおいて反射させつつ透過させることで、光学デバイス10Aの上方へ結像させることができる。
ここで、図17に、比較例2に係る光学デバイス(光学デバイス101)を、表示デバイス20および結像面30と共に模式的に示す。この比較例2の光学デバイス101では、複数の反射部101Bが一定の間隔で配置されている。反射部101Bでは、2つの反射面が互いに直交して、かつ入射面S1に対して垂直に配置されている。このよう光学デバイス101では、表示デバイス20に近い領域(端部E1寄りの領域)では、反射部101Bに入射した光L1は、光学デバイス101を透過して結像面30まで到達する。一方で、表示デバイス20から遠い領域(端部E2寄りの領域)では、反射部101Bに入射した光L1は、隣の反射部101Bによって遮られ、結像面30まで到達しにくい(結像面30まで到達する光量が少なくなる)。この結果、輝度効率が低下して、空中に表示される映像が暗くなり、画質が劣化する。
これに対し、本変形例では、隣り合う反射部11B同士の間隔が、光学デバイス10A面内における端部E1よりも端部E2において大きくなっている。ここでは、端部E1から端部E2に向かって連続的に変化している。これにより、図18に示したように、表示デバイス20から離れた領域(端部E2寄りの領域)においても、入射した光L1が隣の反射部11Bにおいて遮られにくい。このため、結像面30まで到達する光量の減少を抑制することができ、空中に表示される映像の明るさを維持することが可能である。
また、上記第1の実施の形態と同様に、反射部11Bにおける2つの反射面の交差線CLを入射面S1の法線に対して傾斜させた場合には、光学デバイス10Aおよび表示デバイス20間の距離を小さくすることができ、上記第1の実施の形態と同等の効果を得ることができる。
<変形例3>
[構成]
図19は、変形例3に係る光学デバイスの反射部の要部構成を表したものである。本変形例に係る光学デバイスも、上記第1の実施の形態の光学デバイス10と同様、例えばいわゆる2面コーナーリフレクタアレイであり、入射面S1と出射面S2(図19には図示せず)との間に、アレイ状に2次元配置された複数の反射部11Cを有している。
複数の反射部11Cはそれぞれ、上記第1の実施の形態の反射部11と同様、入射面S1から入射した光を、1または複数回(例えば2回)にわたって反射させることにより、出射面S2へ導くミラーであり、互いに隣接する2つの反射面(反射面S26,S27)を有している。本変形例では、これらの反射面S26,S27間の交差線CLは、入射面S1の法線に対して傾斜していてもよいが、傾斜していなくともよい(入射面S1に垂直であってもよい)。ここでは、一例として、反射部11Cの各反射面S26,S27の交差線CLが入射面S1に対して垂直で、かつ反射面S26,S27と入射面S1との各交線同士の成す角が例えば90°である場合を例示している。これらの反射面S26,S27も、上記第1の実施の形態と同様の手法により形成される金属薄膜から構成されている。
但し、本変形例では、上記第1の実施の形態と異なり、これらの複数の反射部11Cにおいて、反射面S26,S27がX方向(第1の方向)に沿って交互に連なって配置されることで列状の構造体(構造体11C1)を成している。即ち、構造体11C1は、XY平面形状がジグザグ状である。本変形例の光学デバイスでは、この構造体11C1が、X方向と直交するY方向(第2の方向)に沿って複数配置されている。
[作用、効果]
本変形例の光学デバイスにおいても、上記第1の実施の形態の光学デバイス10と同様、表示デバイス20に表示された映像に基づく光を、反射部11Cにおいて反射させつつ透過させることで、空中に結像させることができる。
また、次のような効果を得ることができる。ここで、図20に、比較例3に係る光学デバイスの1つの反射部と入射面S1との斜視構成を示す。比較例3の反射部では、隣接する2つの反射面S100が直交して配置されており、光学デバイス全体として格子状を成している。このような構成では、入射面S1から入射した光L1は、2つの反射面S100において反射された後、例えば反射面S100に対向する面S101において遮られてしまう。このため、結像面30まで到達する光量が少なくなり、空中に表示される映像が暗くなる。
これに対し、本変形例では、複数の反射部11Cにおいて、反射面S26,S27がX方向に沿って交互に連なって配置されてなる列状の構造体11C1が、Y方向に沿って複数配置されている。これにより、図21に示したように、入射面S1から入射した光L1は、反射面S26,S27において反射された後、その対向側で遮られにくい。このため、結像面30まで到達する光量の減少を抑制することができ、空中に表示される映像の明るさを維持することが可能である。
また、上記第1の実施の形態と同様に、反射部11Cにおける2つの反射面S26,S27の交差線CLを入射面S1の法線に対して傾斜させた場合には、光学デバイスおよび表示デバイス20間の距離を小さくすることができ、上記第1の実施の形態と同等の効果を得ることができる。
<変形例4>
[構成]
図22は、変形例4の第1の構成例に係る光学デバイス(光学デバイス10C)の要部構成を表したものである。図23は、変形例4の第2の構成例に係る光学デバイス(光学デバイス10D)の断面構成を模式的に表したものである。この光学デバイス10C,10Dも、上記第1の実施の形態の光学デバイス10と同様、例えばいわゆる2面コーナーリフレクタアレイであり、入射面S1と出射面S2との間に、アレイ状に2次元配置された複数の反射部11Dを有している。
複数の反射部11Dはそれぞれ、上記第1の実施の形態の反射部11と同様、入射面S1から入射した光を、1または複数回(例えば2回)にわたって反射させることにより、出射面S2へ導くミラーであり、互いに隣接する2つの反射面を有している。本変形例では、反射部11Dを構成する2つの反射面間の交差線CL(図22および図23には図示せず)は、入射面S1の法線に対して傾斜していてもよいが、傾斜していなくともよい(入射面S1に垂直であってもよい)。ここでは、一例として、反射部11Dの各反射面同士の交差線CLが入射面S1の法線に対して垂直で、かつ各反射面と入射面S1との各交線同士の成す角が例えば90°である場合を例示している。本変形例の反射面も、上記第1の実施の形態と同様の手法により形成される金属薄膜から構成されている。
但し、本変形例の第1の構成例(図22)では、複数の反射部11D同士の間の各領域(反射面同士の間の各領域)は、互いに同一の屈折率を有する材料によって満たされている(樹脂層12が形成されている)。樹脂層12は、例えば可視光に対して透明性を有する樹脂材料から構成されている。各樹脂層12には、同一の材料が用いられることが望ましいが、同程度の屈折率をもつ材料であれば、異なる種類の材料が用いられても構わない。
また、本変形例の第2の構成例(図23)では、複数の反射部11D同士の間の各領域(反射面同士の間の各領域)は、空気によって満たされている(空気層12aとなっている)。このように、各反射面同士の間の領域は空気層12aであってもよい。
[作用、効果]
本変形例の光学デバイス10C,10Dにおいても、上記第1の実施の形態の光学デバイス10と同様、表示デバイス20に表示された映像に基づく光を、反射部11Dにおいて反射させつつ透過させることで、光学デバイス10C,10Dの上方へ結像させることができる。
ここで、図24に、比較例4に係る光学デバイス(光学デバイス102)の断面構成を模式的に示す。この比較例4の光学デバイス102では、複数の反射部102Bがアレイ状に配置されている。この反射部102Bでは、2つの反射面が互いに直交して、かつ入射面S1に対して垂直に配置されている。また、各反射部102B同士の間の領域には、樹脂層103または空気層104が形成されている。これらの樹脂層103および空気層104は、面内において交互に配置されている。樹脂層103は、可視光に対して透明な樹脂材料から構成されている。このような光学デバイス102では、樹脂層103を透過して出射する光線L21と、空気層104を透過して出射する光線L22とが混在する。このため、入射した光L1の透過率が、反射部102Bによって(樹脂層103と空気層104とのどちらを透過するかによって)、異なってしまう。この結果、空中に表示される映像において、輝度むらが生じる。
これに対し、本変形例の第1の構成例では、反射部11D同士の間の領域が、互いに同一の屈折率をもつ材料からなる樹脂層12となっている。あるいは、本変形例の第2の構成例では、反射部11D同士の間の領域が、空気層12aとなっている。これにより、入射した光L1の透過率が各反射部11D同士の間で同等となる。このため、空中に表示される映像における輝度むらの発生を抑制できる。
また、上記第1の実施の形態と同様に、反射部11Dにおける2つの反射面の交差線CLを入射面S1の法線に対して傾斜させた場合には、光学デバイス10C,10Dおよび表示デバイス20間の距離を小さくすることができ、上記第1の実施の形態と同等の効果を得ることができる。
<第2の実施の形態>
[構成]
図25は、本開示の第2の実施の形態に係る光学デバイスの要部構成を表したものである。本実施の形態の光学デバイスも、上記第1の実施の形態の光学デバイス10と同様、例えばいわゆる2面コーナーリフレクタアレイであり、入射面S1と出射面S2との間に、アレイ状に2次元配置された複数の反射部11Eを有するものである。
複数の反射部11Eはそれぞれ、上記第1の実施の形態の反射部11と同様、入射面S1から入射した光を、1または複数回(例えば2回)にわたって反射させることにより、出射面S2へ導くミラーであり、互いに隣接する2つの反射面S28,S29を有している。本実施の形態では、これらの2つの反射面S28,S29間の交差線CL(図25には図示せず)は、入射面S1に対して傾斜していてもよいし、傾斜していなくともよい(入射面S1に垂直であってもよい)。ここでは、一例として、反射面S28,S29同士の交差線CLが入射面S1に対して垂直で、かつ反射面S28,S29と入射面S1との各交線同士の成す角が例えば90°である場合を例示している。また、反射面S28,S29は、入射面S1に対して、垂直(90°)であってもよいし、この垂直方向を中心として+15°から−15°の範囲で傾斜していても構わない。尚、反射面S28,S29は、上記第1の実施の形態と同様の手法により形成される金属薄膜から構成されている。
但し、本実施の形態では、反射面S28,S29に対向して、光を吸収または拡散させる機能(光吸収性または光拡散性)をもつ機能層13が設けられている。例えば、機能層13は、光学デバイスにおける各反射部11Eの裏面(反射面S28,S29の裏面)に隣接して形成されている。詳細には、機能層13は、反射面S28,S29のそれぞれに正対するように屈曲した形状を成して形成されている。換言すると、一対の反射面S28,S29とこれらの反射面S28,S29に対向する機能層13とが正方形状を成している。デバイス全体としては、複数の反射部11Eと複数の機能層13とが格子状を成して配置されている。
機能層13は、光吸収性をもつ場合、例えば、ブラック樹脂層および屈折率調整層のうちの1つからなる単層構造、またはこれらを2層以上積層してなる多層構造を有している。あるいは、機能層13は、光拡散性をもつ場合、拡散樹脂層および形状加工により拡散性を有する層のうちの1つからなる単層構造、またはこれらを2層以上積層してなる多層構造を有している。また、機能層13は、これらの光吸収性をもつ層と、光拡散性をもつ層とを組み合わせたものであってもよい。
[作用、効果]
本実施の形態の光学デバイスにおいても、上記第1の実施の形態の光学デバイス10と同様、表示デバイス20に表示された映像に基づく光を、反射部11Eにおいて反射させつつ透過させることで、上方へ結像させることができる。
また、次のような効果を得ることができる。ここで、図26に、比較例5に係る光学デバイスとして、反射部11Eの対向面に機能層13が形成されていない場合の平面構成を示す。この比較例5では、反射部11Eに入射した光線L1aは、反射面S28,S29において反射された後、光線L2aとして出射する。ところが、実際には、反射部11Eには、様々な角度方向から光が入射する。このため、入射光の中には、本来使用される反射面S28,S29以外の面において反射されてしまい、光線L1a,L2aと同一方向に回帰しない光線(光線L50)が生じる。この結果、空中に表示される映像において、輝度低下、黒レベル(0%レベル)輝度の上昇によるコントラスト低下、および映像ノイズの発生等を招き、画質劣化を生じる。
これに対し、本実施の形態では、各反射部11Eの反射面S28,S29に対向して、光吸収性または光拡散性をもつ機能層13が配置されている。これにより、図25に示したように、反射部11Eへの入射光のうち、所望の方向へ回帰しない光線L50を、機能層13において吸収または拡散することで、遮断することができる。この結果、空中に表示される映像において、輝度低下、黒レベル(0%レベル)輝度の上昇によるコントラスト低下、および映像ノイズの発生を抑制することができ、画質劣化を軽減することができる。
また、上記第1の実施の形態と同様に、反射部11Eにおける2つの反射面S28,S29の交差線CLを入射面S1の法線に対して傾斜させた場合には、光学デバイスおよび表示デバイス20間の距離を小さくすることができ、上記第1の実施の形態と同等の効果を得ることができる。
<変形例5>
図27は、第2の実施の形態の変形例(変形例5)に係る光学デバイスの要部構成を表すものである。上記第2の実施の形態では、複数の反射部11Eと複数の機能層13とが、全体として格子状を成して配置された構成を例示したが、反射部11Eおよび機能層13は、互いに対向して配置されていればよく、その他にも様々な形態を取り得る。
例えば、本変形例のように、正方形状を成す反射部11E(反射面S28,S29)と機能層13との組が複数、XY平面内において離散して配置されていてもよい。
本変形例の比較例(比較例6)として、図28に、反射部11Eの対向面に機能層13が形成されていない場合の平面構成を示す。この比較例6では、上記比較例5と同様、反射面S28,S29以外の面において反射され、光線L1a,L2aと同一方向に回帰しない光線L50が生じる。この結果、空中に表示される映像において、輝度低下、黒レベル輝度の上昇によるコントラスト低下、および映像ノイズの発生等を招き、画質劣化を生じる。これに対し、本変形例では、機能層13において光線L50を遮断することができることから、上記第2の実施の形態と同等の効果を得ることができる。
<変形例6>
図29は、第2の実施の形態の変形例(変形例6)に係る光学デバイスの要部構成を表すものである。上記第2の実施の形態では、複数の反射部11Eと複数の機能層13とが、全体として格子状を成して配置された構成を例示したが、反射部11Eおよび機能層13は、互いに対向して配置されていればよく、その他にも様々な形態を取り得る。
例えば、本変形例のように、反射部11E(反射面S28,S29)が複数、Y方向に沿って連なって列状に配置されていてもよい。これら複数の反射部11Eからなる列状の構造体が複数、所定の間隔をおいてX方向に沿って配置されている。このような構成において、反射部11Eの裏面に、機能層13が形成されている。
本変形例の比較例(比較例7)として、図30に、反射部11Eの対向面に機能層13が形成されていない場合の平面構成を示す。この比較例7では、上記比較例5と同様、反射面S28,S29以外の面(反射面S28,S29の裏面)において反射され、光線L1a,L2aと同一方向に回帰しない光線L50が生じる。この結果、空中に表示される映像において、輝度低下、黒レベル輝度の上昇によるコントラスト低下、および映像ノイズの発生等を招き、画質劣化を生じる。これに対し、本変形例では、機能層13において光線L50を遮断できることから、上記第1の実施の形態と同等の効果を得ることができる。
尚、上記第1,第2の実施の形態および変形例1〜6において例示した複数の反射部は、隣の反射部と接して(連なって)配置されていてもよいし、隣の反射部と離隔して配置されていてもよい。具体的には、図31に示したような反射部(反射部11Eを例に挙げる)において、図32Aに示したように反射面S28,S29が交互に連続して配置されていてもよいし、図32Bに示したように、隣り合う反射部11E同士の間に間隙があってもよい。また、反射面S28,S29の一部が欠けていても構わない。
<第3の実施の形態>
[構成]
図33は、本開示の第3の実施の形態に係る表示装置(表示装置2)の要部構成を表したものである。表示装置2は、上記第1の実施の形態の表示装置1と同様、光学デバイス(光学デバイス10E)の入射面S1の側に、表示デバイス20を備えたものである。光学デバイス10Eでは、入射面S1と出射面S2との間に、上記第2の実施の形態の反射部11Eが複数、アレイ状に2次元配置されている。表示デバイス20としては、例えば有機ELディスプレイ、液晶ディスプレイ、電気泳動型ディスプレイまたはLEDディスプレイ等、様々なディスプレイを用いることができる。表示デバイス20は、表示デバイス20から発せられた光が、光学デバイス10Eの各反射部11Eへ斜め下方から入射するように配置されている。尚、ここでは、上記第2の実施の形態の反射部11Eを有する光学デバイス10Eを用いた構成を例示するが、本実施の形態の構成は、上記実施の形態および変形例に係る光学デバイスのいずれにも適用可能である。
但し、本実施の形態では、上記第1の実施の形態と異なり、光学デバイス10Eと、表示デバイス20との間に、即ち光学デバイス10Eの入射面S1に対向して、光方向制御フィルム14が配置されている。ここで、表示デバイス20は、例えば液晶ディスプレイの場合、バックライト210の光出射側に、偏光板211Aと、液晶パネル212と、偏光板211Bとを有している。光方向制御フィルム14は、これらのうちの上側(光出射側)の偏光板211Bと、光学デバイス10Eとの間に配置されている。
光方向制御フィルム14は、入射した光の出射方向(出射角)を制御する(光の出射方向を制御する)機能を有するものである。具体的には、光方向制御フィルム14は、図34Aに示したように、例えば表示デバイス20の画面左右方向に沿った面内における光の出射角が、表示画面に垂直な方向を0°として、−45°以上+45°以下の範囲内となるように構成されている。これにより、図34Bに示したように、光方向制御フィルム14を出射後の輝度分布A11は、0°方向をピークとして、−45°以上+45°以下の範囲内となるように制御される。尚、輝度分布A12は、光方向制御フィルム14を設けない場合の表示デバイス20の出射光の輝度分布である。
また、光方向制御フィルム14は、画面上下方向に沿った面内における光の出射方向においても、図35Aに示したように、−45°以上+45°以下の範囲内となるように構成されている。これにより、図35Bに示したように、光方向制御フィルム14を出射後の輝度分布A21は、0°方向をピークとして、−45°以上+45°以下の範囲内となるように制御される。尚、輝度分布A22は、光方向制御フィルム14を設けない場合の表示デバイス20の出射光の輝度分布である。
光方向制御フィルム14としては、例えば、VC−FILMまたはAdvanced−VC−Film(信越ポリマー株式会社製)、ルミスティー(住友化学株式会社製)、ルーバーフィルム「LAF」 (大日本印刷株式会社製)、プライバシースクリーンプロテクター(3M社製)、液晶ポリマーフィルム、マイクロピラー(光コントロール)フィルム(株式会社巴川製紙所製)およびDirection Turning Films (Luminit社製)等が挙げられる。光方向制御フィルム14は、上記のようなフィルムのうちの1つが用いられてもよいし、1種または2種以上のフィルムを2層以上に積層したものであってもよい。
[作用、効果]
本実施の形態の表示装置2では、上記第1の実施の形態の表示装置1と同様、表示デバイス20に映像が表示されると、この映像光が、光学デバイス10Eの入射面S1から各反射部11Eに入射した後、各反射部11Eにおいて反射されつつ出射面S2から出射する。これにより、映像光を光学デバイス10Eの上方へ結像させることができる。
ところが、光学デバイス10Eの各反射部11Eには、様々な角度方向から光が入射するため、実際には、上述したような2回反射によって所望の方向(結像面30へ向かう方向)へ回帰する光と、回帰しない光とが混在する。具体的には、反射面S28,S29と45°を成す軸x1(ここでは、X軸方向)に対して45°以下の入射角度で入射する光線は回帰し、45°より大きい入射角度で入射する光線は回帰しない。例えば、図36Aに示したように、点p31には、軸x1との成す角θ3が45°以下となる角度で入射する光線L1bと、軸x1との成す角θ3が45°より大きな角度で入射する光線L1cとが混在するが、これらのうち光線L1bは回帰するが、光線L1cは回帰しない。また、図36Bおよび図36Cに示したように、点p31と異なる点(点p32,p33)に入射する光線についても同様で、角度θ3が45°以下の場合には回帰し、角度θ3が45°より大きい場合には回帰しない。尚、図36A〜図36Cでは、反射面S28,S29への入射範囲として、θ3≦45°となる範囲(回帰範囲)をRa、θ3>45°となる範囲(非回帰範囲)をRbとして図示している。
このように、光学デバイス10Eへの入射光の中には所望の方向へ回帰しない光が混在することから、空中に表示される映像において、輝度低下、黒レベル輝度の上昇によるコントラスト低下、および映像ノイズの発生等を招き、画質劣化を生じる。
これに対し、本実施の形態では、表示デバイス20と光学デバイス10Eとの間に、光方向制御フィルム14が設けられていることで、光学デバイス10への入射光の角度方向が制御される。これにより、図37に示したように、反射部11E(反射面S28,S29)へ入射する光線の軸x1との成す角が45°以下となるように制御することができる。換言すると、反射部11E(反射面S28,S29)への入射光線が、範囲Ra内の光路を通るように制御することができる。このように、本実施の形態では、光方向制御フィルム14が用いられることで、光学デバイス10Eへの入射光の入射角度を制御することができる。
したがって、本実施の形態では、光学デバイス10Eへ入射した光を、反射部11Eにおける反射によって、所望の方向へ回帰し易くすることができる(回帰しない光を低減することができる)。このため、空中に表示される映像において、輝度低下、黒レベル輝度の上昇によるコントラスト低下、および映像ノイズの発生等を抑制することができる。よって、上記第1の実施の形態と同等の効果を得ることができる。
以上、実施形態を挙げて本開示を説明したが、本開示は実施形態で説明した態様に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、上記実施の形態において説明した構成要素を全て備える必要はなく、更に他の構成要素を含んでいてもよい。また、上述した構成要素の材料や厚み、製造プロセス等は一例であり、記載したものに限定されるものではない。
尚、上記実施の形態等において説明した効果は一例であり、本開示の効果は、他の効果であってもよいし、更に他の効果を含んでいてもよい。
尚、本開示内容は以下のような構成であってもよい。
(1)
対向する入射面および出射面と、
前記入射面と前記出射面との間に配置されると共に、各々が、前記入射面から入射した光を前記出射面に向けて反射させる複数の反射部と
を備え、
前記複数の反射部はそれぞれ、互いに直交して配置された第1の反射面と第2の反射面とを有し、
前記第1の反射面と前記第2の反射面とが互いに交わる線が前記入射面の法線に対して傾斜している
光学デバイス。
(2)
前記第1および第2の反射面のうちの両方が、前記入射面に対して傾斜して配置されている
上記(1)に記載の光学デバイス。
(3)
前記第1および第2の反射面のうちの一方が、前記入射面に対して傾斜して配置され、他方が前記入射面に対して垂直に配置されている
上記(1)に記載の光学デバイス。
(4)
隣り合う反射部同士の間隔は、面内における第1の端部よりも、前記第1の端部から離れた第2の端部において大きくなっている
上記(1)〜(3)のいずれか1つに記載の光学デバイス。
(5)
前記間隔は、前記第1の端部から前記第2の端部に向かって連続的に変化する
上記(4)に記載の光学デバイス。
(6)
前記複数の反射部は、平面視的に行列状に配置されている
上記(1)〜(5)のいずれか1つに記載の光学デバイス。
(7)
前記複数の反射部では、前記第1および第2の反射面が第1の方向に沿って交互に連なって配置されることで列状の構造体を成し、前記構造体が前記第1の方向と直交する第2の方向に沿って複数配置されている
上記(6)に記載の光学デバイス。
(8)
前記複数の反射部同士の間の領域は、互いに同一の屈折率を有する材料または空気で満たされている
上記(1)〜(7)のいずれか1つに記載の光学デバイス。
(9)
前記反射部の前記第1および第2の反射面に対向して入射光を吸収または拡散させる機能層が設けられている
上記(1)〜(8)のいずれか1つに記載の光学デバイス。
(10)
前記入射面に対向して、光方向制御フィルムが設けられている
上記(1)〜(9)のいずれか1つに記載の光学デバイス。
(11)
光学デバイスと、
前記光学デバイスに向けて映像を表示する表示デバイスと
を備え、
前記光学デバイスは、
対向する入射面および出射面と、
前記入射面と前記出射面との間に配置されると共に、各々が、前記入射面から入射した光を前記出射面に向けて反射させる複数の反射部と
を備え、
前記複数の反射部はそれぞれ、互いに直交して配置された第1の反射面と第2の反射面とを有し、
前記第1の反射面と前記第2の反射面とが互いに交わる線が前記入射面の法線に対して傾斜している
表示装置。
(12)
前記第1および第2の反射面のうちの両方が、前記入射面に対して傾斜して配置されている
上記(11)に記載の表示装置。
(13)
前記第1および第2の反射面のうちの一方が、前記入射面に対して傾斜して配置され、他方が前記入射面に対して垂直に配置されている
上記(11)に記載の表示装置。
(14)
隣り合う反射部同士の間隔は、面内における第1の端部よりも、前記第1の端部から離れた第2の端部において大きくなっている
上記(11)〜(13)のいずれか1つに記載の表示装置。
(15)
前記間隔は、前記第1の端部から前記第2の端部に向かって連続的に変化する
上記(14)に記載の表示装置。
(16)
前記表示デバイスは、前記光学デバイスの入射面のうちの前記第1の端部に対向して配置されている
上記(14)または(15)に記載の表示装置。
(17)
前記複数の反射部は、平面視的に行列状に配置されている
上記(11)〜(16)のいずれか1つに記載の表示装置。
(18)
前記複数の反射部では、前記第1および第2の反射面が第1の方向に沿って交互に連なって配置されることで列状の構造体を成し、前記構造体が前記第1の方向と直交する第2の方向に沿って複数配置されている
上記(17)に記載の表示装置。
(19)
前記複数の反射部同士の間の領域は、互いに同一の屈折率を有する材料または空気で満たされている
上記(11)〜(18)のいずれか1つに記載の表示装置。
(20)
前記反射部の前記第1および第2の反射面に対向して光を吸収または拡散させる機能層が設けられている
上記(11)〜(19)のいずれか1つに記載の表示装置。
(21)
前記光学デバイスと前記表示デバイスとの間に、光方向制御フィルムが設けられている
上記(11)〜(20)のいずれか1つに記載の表示装置。
本出願は、日本国特許庁において2015年7月27日に出願された日本特許出願番号第2015−147379号を基礎として優先権を主張するものであり、この出願のすべての内容を参照によって本出願に援用する。
当業者であれば、設計上の要件や他の要因に応じて、種々の修正、コンビネーション、サブコンビネーション、および変更を想到し得るが、それらは添付の請求の範囲やその均等物の範囲に含まれるものであることが理解される。

Claims (19)

  1. 対向する入射面および出射面と、
    前記入射面と前記出射面との間に配置されると共に、各々が、前記入射面から入射した光を前記出射面に向けて反射させる複数の反射部と
    を備え、
    前記複数の反射部はそれぞれ、互いに直交して配置されると共に、一方が前記入射面に対して傾斜し、他方が前記入射面に対して垂直に配置されている第1の反射面と第2の反射面とを有し、
    前記第1の反射面と前記第2の反射面とが互いに交わる線が前記入射面の法線に対して傾斜して配置され、且つ、前記第1の反射面および前記第2の反射面はそれぞれ異なる方向に並べて配置されている
    光学デバイス。
  2. 前記第1の反射面と前記第2の反射面とが互いに交わることによって形成される交差線の前記入射面の法線に対する傾きは、0°よりも大きく30°以下である、請求項1に記載の光学デバイス。
  3. 隣り合う反射部同士の間隔は、面内における第1の端部よりも、前記第1の端部から離れた第2の端部において大きくなっている
    請求項1に記載の光学デバイス。
  4. 前記間隔は、前記第1の端部から前記第2の端部に向かって連続的に変化する
    請求項3に記載の光学デバイス。
  5. 前記複数の反射部は、平面視的に行列状に配置されている
    請求項1に記載の光学デバイス。
  6. 前記複数の反射部では、前記第1および第2の反射面が第1の方向に沿って交互に連なって配置されることで列状の構造体を成し、前記構造体が前記第1の方向と直交する第2の方向に沿って複数配置されている
    請求項5に記載の光学デバイス。
  7. 前記複数の反射部同士の間の領域は、互いに同一の屈折率を有する材料または空気で満たされている
    請求項1に記載の光学デバイス。
  8. 前記反射部の前記第1および第2の反射面に対向して入射光を吸収または拡散させる機能層が設けられている
    請求項1に記載の光学デバイス。
  9. 前記入射面に対向して、光方向制御フィルムが設けられている
    請求項1に記載の光学デバイス。
  10. 光学デバイスと、
    前記光学デバイスに向けて映像を表示する表示デバイスと
    を備え、
    前記光学デバイスは、
    対向する入射面および出射面と、
    前記入射面と前記出射面との間に配置されると共に、各々が、前記入射面から入射した光を前記出射面に向けて反射させる複数の反射部と
    を備え、
    前記複数の反射部はそれぞれ、互いに直交して配置されると共に、一方が前記入射面に対して傾斜し、他方が前記入射面に対して垂直に配置されている第1の反射面と第2の反射面とを有し、
    前記第1の反射面と前記第2の反射面とが互いに交わる線が前記入射面の法線に対して傾斜して配置され、且つ、前記第1の反射面および前記第2の反射面はそれぞれ異なる方向に並べて配置されている
    表示装置。
  11. 前記第1の反射面と前記第2の反射面とが互いに交わることによって形成される交差線の前記入射面の法線に対する傾きは、0°よりも大きく30°以下である、請求項10に記載の表示装置。
  12. 隣り合う反射部同士の間隔は、面内における第1の端部よりも、前記第1の端部から離れた第2の端部において大きくなっている
    請求項10に記載の表示装置。
  13. 前記間隔は、前記第1の端部から前記第2の端部に向かって連続的に変化する
    請求項12に記載の表示装置。
  14. 前記表示デバイスは、前記光学デバイスの前記入射面のうちの前記第1の端部に対向して配置されている
    請求項12に記載の表示装置。
  15. 前記複数の反射部は、平面視的に行列状に配置されている
    請求項10に記載の表示装置。
  16. 前記複数の反射部では、前記第1および第2の反射面が第1の方向に沿って交互に連なって配置されることで列状の構造体を成し、前記構造体が前記第1の方向と直交する第2の方向に沿って複数配置されている
    請求項15に記載の表示装置。
  17. 前記複数の反射部同士の間の領域は、互いに同一の屈折率を有する材料または空気で満たされている
    請求項10に記載の表示装置。
  18. 前記反射部の前記第1および第2の反射面に対向して光を吸収または拡散させる機能層が設けられている
    請求項10に記載の表示装置。
  19. 前記光学デバイスと前記表示デバイスとの間に、光方向制御フィルムが設けられている
    請求項10に記載の表示装置。
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