WO2011052588A1 - 光学システム - Google Patents

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WO2011052588A1
WO2011052588A1 PCT/JP2010/068966 JP2010068966W WO2011052588A1 WO 2011052588 A1 WO2011052588 A1 WO 2011052588A1 JP 2010068966 W JP2010068966 W JP 2010068966W WO 2011052588 A1 WO2011052588 A1 WO 2011052588A1
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liquid crystal
display panel
crystal display
imaging element
reflective imaging
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PCT/JP2010/068966
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嶋谷　貴文
茂人 吉田
健太郎 今村
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シャープ株式会社
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    • G02F1/133553—Reflecting elements

Definitions

  • the present invention relates to an optical system having a reflective imaging element capable of forming an image of a projection object in space and a liquid crystal display panel.
  • Patent Documents 1 and 2 an optical system that forms an image of a projection object in a space using a reflective imaging element
  • the optical system has a reflective imaging element and a projection object, and the image displayed in the space is an image of the projection object in a plane-symmetric position with the reflective imaging element as a symmetry plane.
  • This optical system uses specular reflection of a reflective imaging element, and in principle, the ratio of the size of the image of the projection object and the image projected in space is 1: 1.
  • an optical element also referred to as a unit coupling element including two mirror elements perpendicular to the inner wall of each hole provided with a hole penetrating in the thickness direction of a flat substrate. It has a plurality of transparent cylindrical bodies projecting in the thickness direction of the substrate (for example, see FIG. 4 of Patent Document 1), or two mirror surface elements orthogonal to the inner wall surface of each cylindrical body An optical element having such an optical element is disclosed (for example, see FIG. 7 of Patent Document 1).
  • Patent Documents 1 and 2 are incorporated herein by reference.
  • an image projected in the air (hereinafter referred to as “aerial image”) is also angled.
  • the effect of making it appear as if it came to space is obtained.
  • the image is formed in the air as a more upright image (closer to the vertical), so that a more realistic image can be displayed. .
  • an image displayed on a display panel for example, a liquid crystal display panel
  • the image displayed on the display panel is displayed upright in the air. Therefore, even if the displayed image is a two-dimensional image, the viewer can recognize the aerial image as if it was floating in the space, and as if the three-dimensional image was displayed in the air.
  • an image recognized by an observer such that a 3D image floats in the air may be referred to as an “image with a floating feeling” in this specification.
  • an aerial image with sufficient display quality may not be displayed. all right.
  • the present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an optical system capable of displaying a floating image with high display quality.
  • the optical system of the present invention is a reflective imaging element, and a liquid crystal display panel disposed on the light incident side of the reflective imaging element, with respect to a surface defined by the reflective imaging element,
  • the display surface is arranged so as to be inclined at an angle of 45 ° or more and 75 ° or less, and the viewing angle dependency of the contrast ratio is inclined by 10 ° or more in the inclination direction of the display surface from the normal line of the display surface.
  • a liquid crystal display panel having a center value in the direction, and images an image displayed on the display surface of the liquid crystal display panel at a plane-symmetrical position with the reflective imaging element as a symmetry plane.
  • the light distribution of the display light emitted from the liquid crystal display panel takes a maximum value in a direction inclined by 10 ° or more from the normal line of the display surface to the inclination direction of the display surface.
  • the liquid crystal display panel is a TN type liquid crystal display panel.
  • Another optical system of the present invention is a reflective imaging element and a liquid crystal display panel disposed on a light incident side of the reflective imaging element, the surface being defined by the reflective imaging element
  • the display surface is inclined so as to form an angle of 15 ° or more and 45 ° or less, and the viewing angle dependency of the contrast ratio depends on the normal direction of the display surface or the normal direction of the display surface.
  • a liquid crystal display panel having a central value in a direction inclined more than 0 ° and less than 10 ° in an inclination direction, an incident surface, an output surface, and a plurality of light guide paths formed between the incident surface and the output surface;
  • a light guide element wherein the incident surface is disposed on the reflective imaging element side of the display surface, and the emission surface is 45 ° or more and 75 ° with respect to a surface defined by the reflective imaging element.
  • the light guide element is inclined to form the following corners With the door, the image displayed on the exit surface of the light guide element, for imaging the reflective imaging element plane symmetrical positions to the symmetry plane.
  • the light guide element is a fiber plate.
  • the liquid crystal display panel is a TN type liquid crystal display panel.
  • an optical system capable of displaying a floating image with high display quality is provided.
  • FIG. 1 is a typical perspective view which shows the structure of the optical system 100A of embodiment of this invention
  • (b) is an isocontrast ratio diagram which shows the viewing angle characteristic of 20 A of liquid crystal display panels which the optical system 100A has.
  • (a) is a typical front view
  • (b) is the part of C in (a).
  • It is the expanded schematic perspective view. 3 is a schematic diagram showing a structure of a unit imaging element 13 and a light path.
  • FIG. 200 It is a figure for demonstrating the problem of the optical system 200 (comparative example) which has the conventional general liquid crystal display panel 20B, (a) is a typical side view which shows the structure of the optical system 200, ( b) is an iso-contrast ratio diagram showing viewing angle characteristics of a general liquid crystal display panel 20B included in the optical system 200.
  • FIG. 200 is a figure for demonstrating the problem of the optical system 200 (comparative example) which has the conventional general liquid crystal display panel 20B
  • (a) is a typical side view which shows the structure of the optical system 200
  • ( b) is an iso-contrast ratio diagram showing viewing angle characteristics of a general liquid crystal display panel 20B included in the optical system 200.
  • FIG. 1A is a schematic perspective view showing the configuration of the optical system 100A
  • FIG. 1B is an iso-contrast ratio diagram showing the viewing angle characteristics of the liquid crystal display panel 20A included in the optical system 100A. .
  • the 1A includes a reflective imaging element 10 and a liquid crystal display panel 20A arranged on the light incident side of the reflective imaging element 10.
  • the reflective imaging element 10 has, for example, the configuration shown in FIG. 3, and images an image displayed on the display surface of the liquid crystal display panel 20A at a plane-symmetrical position with the reflective imaging element 10 as a symmetry plane. To do.
  • the liquid crystal display panel 20A is disposed so as to be inclined with respect to the surface defined by the reflective imaging element 10 so that the display surface forms an angle of 45 ° to 75 °.
  • the optical system 100A can display an image with a floating feeling.
  • the viewing angle dependence of the contrast ratio of the liquid crystal display panel 20A is adjusted so as to take a center value in a direction inclined by 10 ° or more from the normal line of the display surface to the inclination direction of the display surface, as shown in FIG. ing.
  • the optical system 100A can display a floating image with high display quality.
  • FIG. 2 shows a configuration of an optical system 100B according to another embodiment of the present invention.
  • the optical system 100B shown in FIG. 2 includes a reflective imaging element 10, a liquid crystal display panel 20B disposed on the light incident side of the reflective imaging element 10, and a light guide element 30.
  • the reflective imaging element 10 has, for example, the configuration shown in FIG. 3, and images an image displayed on the exit surface of the light guide element 30 at a plane-symmetrical position with the reflective imaging element 10 as a symmetry plane. To do.
  • the liquid crystal display panel 20B is disposed so as to be inclined so that the display surface forms an angle of 15 ° or more and 30 ° or less with respect to a surface (for example, parallel to a horizontal plane as illustrated) defined by the reflective imaging element 10.
  • a surface for example, parallel to a horizontal plane as illustrated
  • the liquid crystal display panel 20B has a viewing angle dependency of the contrast ratio of 0 ° in the normal direction of the display surface or in the tilt direction of the display surface from the normal direction.
  • the center value is taken in the direction tilted by less than 10 ° (see FIG. 5B).
  • the liquid crystal display panel 20B is a general transmission type TN type liquid crystal display panel, and includes a TN type liquid crystal cell and two polarizing plates arranged in a crossed Nicol state with the liquid crystal cell interposed therebetween. Yes.
  • the TN type liquid crystal cell has an amorphous silicon TFT for each pixel, the thickness of the liquid crystal layer is about 5 ⁇ m, and has a 90 ° twist alignment by a rubbing alignment film.
  • the liquid crystal material is a commercially available nematic liquid crystal material for TN.
  • the light guide element 30 is, for example, a fiber plate (also referred to as a fiber face plate), and includes an entrance surface, an exit surface, and a plurality of light guide paths (not shown) formed between the entrance surface and the exit surface. .
  • the incident surface of the light guide element 30 is disposed on the reflective imaging element 10 side of the display surface of the liquid crystal display panel 20B, and with respect to a surface defined by the reflective imaging element 10 (for example, parallel to the horizontal plane as shown).
  • the emission surface is inclined so as to form an angle of 45 ° to 75 °.
  • FIGS. 3 to 5 Before explaining the principle that a floating image can be displayed by the optical systems 100A and 100B of the embodiment, referring to FIGS. 3 to 5, the configuration and operation of the reflective imaging element 10 and the reflection are described. A problem of the optical system 200 of the comparative example having the mold imaging element 10 and the conventional general liquid crystal display panel 20B will be described.
  • FIG. 3A and 3B are diagrams showing the configuration of the reflective imaging element 10, FIG. 3A is a schematic front view, and FIG. 3B is a diagram of FIG. It is the typical perspective view which expanded the part of C in the inside.
  • the reflective imaging element 10 is described in Patent Document 1.
  • the reflective imaging element 10 has a large number of holes 12 that penetrate the flat substrate 11 in the thickness direction.
  • the shape of the hole 12 when viewed from the normal direction of the substrate 11 is substantially rectangular (substantially square).
  • each hole 12 functions as a unit imaging element 13.
  • the other two surfaces of the inner wall surface of the hole 12 are not mirror-finished and do not reflect light, or have an angle ⁇ a (for example, 18 °) as shown in FIG. To suppress reflection.
  • ⁇ a for example, 18 °
  • L1 is about 150 ⁇ m
  • L3 is about 10 ⁇ m
  • D1 is about 150 ⁇ m
  • ⁇ a is about 18 degrees. is there.
  • FIG. 5A is a schematic side view showing the configuration of the optical system 200
  • FIG. 5B is an iso-contrast ratio diagram showing the viewing angle characteristics of a general liquid crystal display panel 20B that the optical system 200 has. is there.
  • FIG. 5B shows an iso-contrast ratio diagram showing the viewing angle characteristics of a general TN liquid crystal display panel 20B. Concentric circles indicate polar angles in the observation direction (angles from the display surface normal). The azimuth angle in the observation direction is 3 o'clock on the right, 9 o'clock on the left, 12 o'clock on the top, and 6 o'clock on the bottom, assuming that the display surface is a clock face.
  • CR1 is a region having a contrast ratio of 100: 1
  • CR2 is a region having a contrast ratio of 50: 1
  • CR3 is a region having a contrast ratio of 10: 1
  • CR4 is a gradation inversion region.
  • the viewing angle dependence of the contrast ratio of the liquid crystal display panel 20B takes the maximum value of the contrast ratio in the normal direction of the display surface, and slightly (less than 10 °) from the normal direction of the display surface in the 6 o'clock direction. It has a center value in the inclined direction. A point where the contrast ratio is 10: 1 or more and the change in the contrast ratio is small regardless of the viewing angle in any direction is referred to as a center value.
  • the liquid crystal display panel 20B is a typical TN liquid crystal display panel having a normal viewing angle direction at 6 o'clock. When the viewing angle is tilted in the 6 o'clock direction and the polar angle is about 30 degrees or more (CR4 region), gradation inversion (negative and positive are inverted) occurs.
  • the aerial image is at a plane-symmetric position P5 ′ with the reflective imaging element 10 as a symmetry plane. Imaged.
  • the liquid crystal display panel 20B has a maximum contrast ratio in the normal direction of the display surface. Therefore, as shown in FIG. 5A, the aerial image formed at the position P5 'is observed with the highest contrast ratio when viewed from the viewpoint V5.
  • the aerial image formed at the position P4 ′ is contrasted.
  • the viewpoint V6 it is necessary to observe from the viewpoint V6. That is, it is necessary to lower the viewpoint from V5 to V6 and to make the angle with respect to the reflective imaging element 10 shallower.
  • an observer often observes from a direction perpendicular to the display surface or slightly tilted in the 6 o'clock direction (the liquid crystal display panel 20B is designed so as to have the viewing angle characteristics shown in FIG. 5B).
  • the surface defined by the reflective imaging element 10 is a physical surface closest to the observer (which can be regarded as a display surface). Therefore, when the angle with respect to the reflective imaging element 10 is shallow, The observer feels difficult to see.
  • an aerial image formed at the position P4 ′ is observed from the viewpoint V5
  • the liquid crystal display panel 20B is observed from a viewpoint inclined in the 6 o'clock direction, so that gradation inversion occurs (FIG. 5 ( b) Refer to region CR4 in FIG.
  • the position P4 ′ at which the aerial image is imaged is separated from the reflective imaging element 10, so that the aerial image can be viewed from the same viewpoint V5.
  • the viewing angle (polar angle) can be reduced.
  • the optical system 200 is increased.
  • the optical path becomes longer, there is a problem that the sharpness of the aerial image is lowered.
  • the optical system 100A shown in FIG. 1A includes the reflective imaging element 10 and the liquid crystal display panel 20A arranged on the light incident side of the reflective imaging element 10 as described above.
  • the liquid crystal display panel 20A is disposed so as to be inclined with respect to the surface defined by the reflective imaging element 10 so that the display surface forms an angle of 45 ° to 75 °.
  • the viewing angle dependence of the contrast ratio of the liquid crystal display panel 20A is tilted by 10 ° or more from the normal to the display surface in the tilt direction of the display surface (here, 6 o'clock viewing angle direction) as shown in FIG. It is adjusted to take the center value in the direction.
  • the central value of the viewing angle dependence of the contrast ratio of the liquid crystal display panel 20A is approximately 14 ° at the polar angle in the 6 o'clock direction. In the 6 o'clock direction, the contrast ratio is 50 or more (region CR2) until the polar angle is about 36 °.
  • the gradation inversion region CR4 does not appear until the polar angle in the 6 o'clock direction is about 60 °.
  • the short side of the liquid crystal display panel 20A disposed on the side closer to the reflective imaging element 10 is the lower side of the image to be displayed, and is formed at a position P1 ′ that is plane-symmetric with respect to the reflective imaging element 10.
  • the side closer to the reflective imaging element 10 is the lower side.
  • the tilt of the liquid crystal display panel 20A As the angle ⁇ 1 is larger, the inclination angle ⁇ 1 of the aerial image becomes larger, and an aerial image with a floating feeling can be displayed.
  • the inclination angle ⁇ 1 is preferably in the range of 45 ° to 75 °. If it is smaller than 45 °, a sufficient floating feeling cannot be obtained. On the other hand, when it exceeds 75 °, it is difficult to observe the aerial image.
  • a liquid crystal display panel 20A having viewing angle characteristics shown in FIG. 1B uses a general TN liquid crystal cell included in the above-described conventional liquid crystal display panel 20B, and an optical compensation film (wide field of view) as follows. Corner film) and lens film. GRP (Gradual Refraction Polarizer, Sharp Technical Bulletin No. 85, pp. 19-23, respectively) between a pair of polarizing plates (crossed Nicol arrangement) arranged so as to sandwich the TN liquid crystal cell and the TN liquid crystal cell, April 2003) Wide viewing angle film (WVA02B: manufactured by Fuji Film Co., Ltd.) is placed. Further, a lens film (IDFII20) manufactured by Sumitomo 3M Co. is overlaid on the surface on the viewer side.
  • GRP Geographical Refraction Polarizer, Sharp Technical Bulletin No. 85, pp. 19-23, respectively
  • a wide viewing angle film As a wide viewing angle film, a wide viewing angle film WVA02B having a tilt angle of 21.4 ° and a retardation of 103 nm is used, and a lens film that tilts the peak of emitted light by about 20 ° from the normal direction of the display surface.
  • a lens film that tilts the peak of emitted light by about 20 ° from the normal direction of the display surface.
  • the light distribution of the display light emitted from the liquid crystal display panel 20A takes a maximum value in a direction inclined by 10 ° or more from the normal line of the display surface to the display surface inclination direction (that is, near the central value of the viewing angle characteristic). It is preferable to adjust to. Since the liquid crystal display panel 20A is a transmissive liquid crystal display panel, the light distribution described above can be obtained by adjusting the light distribution of the backlight.
  • the backlight has a cold cathode fluorescent tube and various optical sheets, and the light distribution of the backlight is adjusted using a known optical sheet, for example, a lens film (IDFII20) manufactured by Sumitomo 3M. I can do it.
  • the above-described TN liquid crystal display panel is preferable.
  • a liquid crystal display panel having a wide viewing angle such as a VA (Vertical Alignment) type liquid crystal display panel or an IPS (In-Plane Switching) type liquid crystal display panel can be used, it is more expensive than the TN type.
  • the liquid crystal display panel 20A is not required to have a wide viewing angle characteristic, and it is sufficient that the display quality (for example, contrast ratio) is high in a specific direction.
  • a modification such as using a backlight having high directivity may be performed so that display light other than a necessary viewing angle does not become stray light. preferable.
  • the optical system 100B illustrated in FIG. 2 includes the reflective imaging element 10, the liquid crystal display panel 20B disposed on the light incident side of the reflective imaging element 10, and the light guide element 30. is doing.
  • the liquid crystal display panel 20B is disposed so as to be inclined so that the display surface forms an angle of 15 ° or more and 30 ° or less with respect to a surface (for example, parallel to a horizontal plane as illustrated) defined by the reflective imaging element 10. Has been.
  • a general TN type liquid crystal display panel can be used as the liquid crystal display panel 20B.
  • the viewing angle dependency of the contrast ratio of the liquid crystal display panel 20B is more than 0 ° and less than 10 ° from the normal direction of the display surface or from the normal direction to the tilt direction of the display surface.
  • the center value is taken in the inclined direction.
  • the light guide element 30 is, for example, a fiber plate, and the incident surface of the light guide element 30 is disposed on the reflective imaging element 10 side of the display surface of the liquid crystal display panel 20 ⁇ / b> B and is defined by the reflective imaging element 10.
  • the exit surface is arranged so as to be inclined at an angle of 45 ° or more and 75 ° or less.
  • the angle formed between the incident surface and the exit surface of the light guide element 30 is, for example, 15 ° to 70 °.
  • the fiber plate 30 has a plurality of fibers arranged in parallel to the normal direction of the display surface, and guides light in that direction.
  • the incident surface of the light guide element 30 is disposed on the reflective imaging element 10 side of the display surface of the liquid crystal display panel 20B, and the exit surface has an angle of 70 ° with respect to the surface defined by the reflective imaging element 10. It is arranged so as to be inclined.
  • the angle ⁇ formed by the incident surface and the exit surface of the light guide element 30 is 40 °.
  • Character A is displayed on the liquid crystal display panel 20B arranged at the position P2.
  • the short side of the liquid crystal display panel 20B disposed on the side close to the reflective imaging element 10 is the lower side of the displayed image.
  • a letter A is displayed at a position P3 on the surface (outgoing surface) of the light guide element 30 on the reflective imaging element 10 side.
  • the side closer to the reflective imaging element 10 is the lower side.
  • the inclination angle ⁇ 2 + ⁇ is preferably in the range of 45 ° to 75 °. If it is smaller than 45 °, a sufficient floating feeling cannot be obtained. On the other hand, when it exceeds 75 °, it is difficult to observe the aerial image.
  • ⁇ 2 and ⁇ preferably satisfy the above range, and ⁇ 2 forms an angle of 15 ° to 30 °. When ⁇ 2 exceeds 30 °, the display quality deteriorates.
  • the observer When the aerial image is observed from the viewpoint V4 without the fiber plate 30, the observer is observing the liquid crystal display panel 20B from the normal direction of the display surface. As shown in FIG. 5B, the liquid crystal display panel 20B has a viewing angle characteristic with a high contrast ratio in the vicinity of the center (region CR1), so that an observer observes an aerial image with a high contrast ratio. be able to. However, since the inclination angle ⁇ 2 is as small as 30 °, the floating feeling of the aerial image is poor.
  • the normal direction of the display surface of the liquid crystal display panel 20B is provided on the emission surface of the fiber plate 30.
  • An image is formed by the light emitted to the. Therefore, the image has a high contrast ratio close to the contrast ratio near the center (region CR1) in FIG.
  • the light guide element 30 may be a fiber sheet or a lens sheet such as a prism, and preferably has a performance capable of resolving an image displayed on the liquid crystal display panel 20B.
  • a fiber plate having a fiber diameter of 6 ⁇ m and a resolution of 102 lp / mm (lines pare / mm) can be used.
  • the liquid crystal display panel 20B and the light guide element 30 are preferably bonded with an adhesive material having a refractive index close to that of the liquid crystal display panel 20B and the light guide element 30 in order to suppress internal reflection.
  • the optical system 100B using the light guide element 30 such as a fiber plate in the liquid crystal display panel 20B having such a general viewing angle characteristic can provide a floating feeling.
  • a certain image can be displayed with high display quality.
  • the inclination of the aerial image is only one-dimensional direction, but is not limited to this, and may be inclined two-dimensionally or three-dimensionally. In any case, it is possible to improve the display quality of the aerial image by obtaining the optimal viewing angle characteristic required for the display panel from the desired display state of the aerial image and using the optimal display panel. .
  • the present invention can be widely applied to an optical system having a reflective imaging element capable of forming an image of a projection object in space and a liquid crystal display panel.

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Abstract

本発明の光学システム（１００Ａ）は、反射型結像素子（１０）と、反射型結像素子（１０）の光入射側に配置された液晶表示パネル（２０Ａ）であって、反射型結像素子（１０）によって規定される面に対して、表示面が４５°以上７５°以下の角をなすように傾斜させて配置されており、コントラスト比の視角依存性は、前記表示面の法線から前記表示面の傾斜方向に１０°以上傾斜した方向において中心値をとる液晶表示パネルとを備え、液晶表示パネル（２０Ａ）の表示面に表示される映像を、反射型結像素子（１０）を対称面とする面対称な位置に結像する。本発明の光学システム（１００Ａ）は、浮遊感のある映像を高い表示品位で表示できる。

Description

光学システム
　本発明は、空間に被投影物の像を結像させることができる反射型結像素子と、液晶表示パネルとを有する光学システムに関する。
　最近、反射型結像素子を用いて空間に被投影物を結像させる光学システムが提案されている（例えば、特許文献１、２）。光学システムは反射型結像素子と被投影物とを有し、空間に表示される像は、反射型結像素子を対称面とする面対称な位置に、被投影物の像が結像したものである。この光学システムは、反射型結像素子の鏡面反射を利用しており、原理上、被投影物の像と空間に映し出される像との大きさの比は、１：１である。
　反射型結像素子としては、平板状の基板の厚さ方向に貫通させた穴を備え、各穴の内壁に直交する２つの鏡面要素から構成される光学素子（単位結合素子ともいう。）を有するもの（例えば、特許文献１の図４参照）、あるいは基板の厚さ方向に突出させた複数の透明な筒状体を備え、各筒状体の内壁面に直交する２つの鏡面要素から構成される光学素子を有するものが開示されている（例えば、特許文献１の図７参照）。
　特許文献１および２に開示されている反射型結像素子は、厚さが５０μｍ～２００μｍの基板に、一辺が約５０μｍ～２００μｍの正方形の穴が数万から数十万個形成されており、各穴の内面には、電鋳法、ナノプリント法やスパッタ法によって鏡面コーティングが施されている。
　参考のために、特許文献１および２の開示内容の全てを本明細書に援用する。
特開２００８－１５８１１４号公報 特開２００９－７５４８３号公報
　上記光学システムにおいて、被投影物を反射型結像素子に対して傾けて配置すると、空中に映し出される像（以下、「空中映像」という。）にも角度が付けられ、その結果、空中映像が空間に浮かびあがったように見せる効果が得られる。また、反射型結像素子に対する被投影物の傾斜角度を大きくするほど、より起立した（より垂直に近い）映像として空中に結像されるので、より現実感のある像を表示することができる。
　被投影物として、表示パネル（例えば液晶表示パネル）に表示される映像を用いると、表示パネルに表示された映像が空中に起立して表示される。従って、表示される映像が２次元映像であっても、観察者には、空中映像が空間に浮かびあがったように見えるので、あたかも３次元映像が空中に表示されたかのように認識される。このように、３次元映像が空中に浮いたように、観察者が認識する映像のことを、本明細書において、「浮遊感のある映像」ということがある。
　本発明者が、液晶表示パネルを用いて、浮遊感のある映像を表示できる光学システムを試作したところ、十分な表示品位（例えばコントラスト比）の空中映像を表示することができない場合があることがわかった。
　本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、浮遊感のある映像を高い表示品位で表示できる光学システムを提供することにある。
　本発明の光学システムは、反射型結像素子と、前記反射型結像素子の光入射側に配置された液晶表示パネルであって、前記反射型結像素子によって規定される面に対して、表示面が４５°以上７５°以下の角をなすように傾斜させて配置されており、コントラスト比の視角依存性は、前記表示面の法線から前記表示面の傾斜方向に１０°以上傾斜した方向において中心値をとる液晶表示パネルとを備え、前記液晶表示パネルの前記表示面に表示される映像を、前記反射型結像素子を対称面とする面対称な位置に結像する。
　ある実施形態において、前記液晶表示パネルから出射される表示光の配光分布は、前記表示面の法線から前記表示面の傾斜方向に１０°以上傾斜した方向において最大値をとる。
　ある実施形態において、前記液晶表示パネルはＴＮ型液晶表示パネルである。
　本発明の他の光学システムは、反射型結像素子と、前記反射型結像素子の光入射側に配置された液晶表示パネルであって、前記反射型結像素子によって規定される面に対して、表示面が１５°以上４５°以下の角をなすように傾斜させて配置されており、コントラスト比の視角依存性は、前記表示面の法線方向または前記法線方向から前記表示面の傾斜方向に０°超１０°未満傾斜した方向において中心値をとる液晶表示パネルと、入射面と、出射面と、前記入射面と前記出射面の間に形成された複数の導光路とを有する導光素子であって、前記入射面が前記表示面の前記反射型結像素子側に配置され、前記反射型結像素子によって規定される面に対して、前記出射面が４５°以上７５°以下の角をなすように傾斜させて配置されている導光素子とを備え、前記導光素子の前記出射面に表示される映像を、前記反射型結像素子を対称面とする面対称な位置に結像する。
　ある実施形態において、前記導光素子はファイバープレートである。
　ある実施形態において、前記液晶表示パネルはＴＮ型液晶表示パネルである。
　本発明によると、浮遊感のある映像を高い表示品位で表示できる光学システムが提供される。
（ａ）は本発明の実施形態の光学システム１００Ａの構成を示す模式的な斜視図であり、（ｂ）は光学システム１００Ａが有する液晶表示パネル２０Ａの視角特性を示す等コントラスト比線図である。 本発明の実施形態の光学システム１００Ｂの構成を示す模式的な斜視図である。 本発明の実施形態の光学システムに用いられる反射型結像素子１０の構成を示す図であり、（ａ）は模式的な正面図であり、（ｂ）は（ａ）中のＣの部分を拡大した模式的な斜視図である。 単位結像素子１３の構造、および、光の経路を示した模式的な図である。 従来の一般的な液晶表示パネル２０Ｂを有する光学システム２００（比較例）の問題点を説明するための図であり、（ａ）は光学システム２００の構成を示す模式的な側面図であり、（ｂ）は光学システム２００が有する一般的な液晶表示パネル２０Ｂの視角特性を示す等コントラスト比線図である。
　以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明するが、本発明は例示する実施形態に限定されない。
　図１（ａ）および（ｂ）を参照して、本発明の実施形態の光学システム１００Ａの構成を説明する。図１（ａ）は、光学システム１００Ａの構成を示す模式的な斜視図であり、図１（ｂ）は、光学システム１００Ａが有する液晶表示パネル２０Ａの視角特性を示す等コントラスト比線図である。
　図１（ａ）に示す光学システム１００Ａは、反射型結像素子１０と、反射型結像素子１０の光入射側に配置された液晶表示パネル２０Ａとを有する。反射型結像素子１０は、例えば図３に示す構成を有し、液晶表示パネル２０Ａの表示面に表示される映像を、反射型結像素子１０を対称面とする面対称な位置に結像する。
　液晶表示パネル２０Ａは、反射型結像素子１０によって規定される面に対して、表示面が４５°以上７５°以下の角をなすように傾斜させて配置されている。このように液晶表示パネル２０Ａを傾斜させて配置することによって、光学システム１００Ａは、浮遊感のある映像を表示することができる。
　液晶表示パネル２０Ａのコントラスト比の視角依存性は、図１（ｂ）に示すように、表示面の法線から表示面の傾斜方向に１０°以上傾斜した方向において中心値をとるように調整されている。その結果、光学システム１００Ａは、浮遊感のある映像を高い表示品位で表示できる。
　図２に、本発明の他の実施形態の光学システム１００Ｂの構成を示す。
　図２に示す光学システム１００Ｂは、反射型結像素子１０と、反射型結像素子１０の光入射側に配置された液晶表示パネル２０Ｂと、導光素子３０とを有している。反射型結像素子１０は、例えば図３に示す構成を有し、導光素子３０の出射面に表示される映像を、反射型結像素子１０を対称面とする面対称な位置に結像する。
　液晶表示パネル２０Ｂは、反射型結像素子１０によって規定される面（例えば図示のように水平面に平行）に対して、表示面が１５°以上３０°以下の角をなすように傾斜させて配置されている。液晶表示パネル２０Ｂは、図１に示した光学システム１００Ａが有する液晶表示パネル２０Ａと異なり、コントラスト比の視角依存性は、表示面の法線方向または法線方向から表示面の傾斜方向に０°超１０°未満傾斜した方向において中心値をとる（図５（ｂ）参照）。液晶表示パネル２０Ｂは、一般的な透過型のＴＮ型液晶表示パネルであり、ＴＮ型の液晶セルと、液晶セルを間に介してクロスニコルに配置された２枚の偏光板とを有している。ＴＮ型液晶セルは、画素ごとにアモルファスシリコンＴＦＴを有し、液晶層の厚さは約５μｍであり、ラビング処理された配向膜によって９０°ツイスト配向をとっている。液晶材料は、市販されているＴＮ用のネマチック液晶材料である。
　導光素子３０は、例えばファイバープレート（ファイバーフェイスプレートともいう。）であり、入射面と、出射面と、入射面と出射面の間に形成された複数の導光路（不図示）とを有する。導光素子３０の入射面は液晶表示パネル２０Ｂの表示面の反射型結像素子１０側に配置され、反射型結像素子１０によって規定される面（例えば図示のように水平面に平行）に対して、出射面が４５°以上７５°以下の角をなすように傾斜させて配置されている。このように導光素子３０の傾斜した出射面に映像を表示することによって、光学システム１００Ｂは、浮遊感のある映像を表示することができる。
　実施形態の光学システム１００Ａおよび１００Ｂによって浮遊感のある映像を表示することができる原理を説明する前に、図３～図５を参照して、反射型結像素子１０の構成と作用、および反射型結像素子１０と従来の一般的な液晶表示パネル２０Ｂとを有する、比較例の光学システム２００の問題点を説明する。
　図３（ａ）および（ｂ）は、反射型結像素子１０の構成を示す図であり、図３（ａ）は模式的な正面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）中のＣの部分を拡大した模式的な斜視図である。反射型結像素子１０は、特許文献１に記載されている。
　図３（ａ）に示すように、反射型結像素子１０は、平板状の基板１１を厚さ方向に貫通する多数の穴１２を有している。基板１１の法線方向から見たときの穴１２の形状は、ほぼ矩形（ほぼ正方形）である。
　図３（ｂ）に示すように、各穴１２の内壁面に互いに直交する２つの鏡面要素１４ａ、１４ｂが形成されており、各穴１２が単位結像素子１３として機能する。穴１２の内壁面の内の他の２つの面には、鏡面処理を施さず光を反射しない面とするか、あるいは、図４に示すように、角度θａ（例えば１８°）をつけるなどして反射を抑制する。図４に示す単位結像素子１３は、例えば、Ｌ１が約１５０μｍで、Ｌ２が約４９μｍ（＝ｔａｎ１８°×１５０μｍ）で、Ｌ３が約１０μｍで、Ｄ１は約１５０μｍで、θａが約１８度である。
　反射型結像素子１０に被投影物からの光が入射すると、光は、図４に矢印１５で示すように、各単位結像素子１３の互いに直交する鏡面要素１４ａおよび１４ｂによって反射され、反射型結像素子１０を対称面とする面対称な位置に、被投影物の像を結像する。
　図５（ａ）および（ｂ）を参照して、従来の一般的な液晶表示パネル２０Ｂを有する光学システム２００（比較例）の問題点を説明する。図５（ａ）は光学システム２００の構成を示す模式的な側面図であり、図５（ｂ）は光学システム２００が有する一般的な液晶表示パネル２０Ｂの視角特性を示す等コントラスト比線図である。
　図５（ｂ）には、一般的なＴＮ型液晶表示パネル２０Ｂの視角特性を示す等コントラスト比線図を示している。同心円は観察方向の極角（表示面法線からの角度）を示している。観察方向の方位角は、表示面を時計の文字盤に見立てると、表示面の右方向は３時、左方向は９時、上方向は１２時、下方向が６時である。
　図５（ｂ）中のＣＲ１はコントラスト比が１００：１の領域、ＣＲ２はコントラスト比が５０：１の領域、ＣＲ３はコントラスト比が１０：１の領域であり、ＣＲ４は階調反転領域である。この図から、液晶表示パネル２０Ｂのコントラスト比の視角依存性は、表示面の法線方向においてコントラスト比の最大値をとり、表示面の法線方向から僅か（１０°未満）に６時方向に傾斜した方向に、中心値を有している。なお、コントラスト比が１０：１以上で、何れの方向に視角を変化させてもコントラスト比の変化が小さい点を中心値という。液晶表示パネル２０Ｂは、６時方向に正視角方向を有する典型的なＴＮ型の液晶表示パネルである。視角を６時方向に傾け、極角が約３０度以上になると（ＣＲ４領域）、階調反転（ネガとポジが反転する）を起こす。
　図５（ａ）に示すように、位置Ｐ５に液晶表示パネル２０Ｂ（破線）を浅い傾斜角度で配置すると、空中映像は、反射型結像素子１０を対称面とする面対称な位置Ｐ５’に結像される。液晶表示パネル２０Ｂは、図５（ｂ）に示したように、表示面の法線方向においてコントラスト比が最大値をとる。従って、図５（ａ）に示すように、位置Ｐ５’に結像されている空中映像は、視点Ｖ５から観察すると、コントラスト比が最も高い状態で観察される。
　ここで、浮遊感を高めるために、位置Ｐ４において液晶表示パネル２０Ｂの傾斜角を大きくすると（例えば図１（ａ）のα１＝７０°）、位置Ｐ４’に結像された空中映像を、コントラスト比が最も高い状態で観察するためには、視点Ｖ６から観察する必要がある。即ち、視点をＶ５からＶ６に下げて、反射型結像素子１０に対する角度を浅くする必要がある。一般に、観察者は表示面に対して垂直もしくは６時方向に僅かに傾斜した方向から観察することが多い（液晶表示パネル２０Ｂが図５（ｂ）の視角特性を有するように設計されているのもこの理由による。）。光学システム２００においては、反射型結像素子１０が規定する面が、最も観察者に近い物理的な面（表示面と見なし得る）であるので、反射型結像素子１０に対する角度が浅くなると、観察者は観づらく感じる。一方、位置Ｐ４’に結像された空中映像を視点Ｖ５から観察すると、液晶表示パネル２０Ｂを６時方向に傾斜した視点から観察することになるので、階調反転が起きてしまう（図５（ｂ）中の領域ＣＲ４参照）。
　反射型結像素子１０と液晶表示パネル２０Ｂとの距離を大きくすれば、空中映像が結像される位置Ｐ４’が反射型結像素子１０から離れるので、同じ視点Ｖ５から見ても、空中映像に対する視角（極角）を小さくできる。しかしながら、反射型結像素子１０と液晶表示パネル２０Ｂとの距離を大きくすると、光学システム２００が大きくなるという問題がある。また、光路が長くなるので、空中映像の鮮明度が低下するという問題もある。
　再び、図１（ａ）および（ｂ）を参照して、本発明の実施形態の光学システム１００Ａの構造および動作を詳細に説明する。
　図１（ａ）に示した光学システム１００Ａは、上述したように、反射型結像素子１０と、反射型結像素子１０の光入射側に配置された液晶表示パネル２０Ａとを有する。液晶表示パネル２０Ａは、反射型結像素子１０によって規定される面に対して、表示面が４５°以上７５°以下の角をなすように傾斜させて配置されている。
　液晶表示パネル２０Ａのコントラスト比の視角依存性は、図１（ｂ）に示したように、表示面の法線から表示面の傾斜方向に（ここでは６時視角方向に）１０°以上傾斜した方向において中心値をとるように調整されている。液晶表示パネル２０Ａのコントラスト比の視角依存性の中心値は概ね６時方向の極角が約１４°にある。また、６時方向において、極角が約３６°までコントラスト比が５０以上（領域ＣＲ２）である。階調反転領域ＣＲ４は、６時方向における極角が約６０°になるまで現れない。
　図１（ａ）に示したように、反射型結像素子１０の光入射側の位置Ｐ１に配置された液晶表示パネル２０Ａに文字Ａを表示する場合を説明する。液晶表示パネル２０Ａは、反射型結像素子１０によって規定される面（図中の水平面）に対して、表示面が７０°（傾斜角α１＝７０°）の角をなすように傾斜させて配置されている。液晶表示パネル２０Ａの、反射型結像素子１０に近い側に配置された短辺側が、表示される画像の下側になり、反射型結像素子１０に対して面対称の位置Ｐ１’に形成される空中映像は、反射型結像素子１０に近い側が下側になる。液晶表示パネル２０Ａの傾斜角α１（反時計回りが正）と空中映像の傾斜角γ１（時計回りが正）とは等しいので（γ１＝α１の関係が成立するので）、液晶表示パネル２０Ａの傾斜角α１が大きいほど、空中映像の傾斜角γ１が大きくなり、浮遊感のある空中映像を表示することができる。傾斜角α１は４５°以上７５°以下の範囲にあることが好ましい。４５°よりも小さいと十分な浮遊感を得ることができない。一方、７５°を超えると、空中映像を観察し辛くなる。
　液晶表示パネル２０Ａは、図１（ｂ）に示した視角特性を有しているので、図１（ａ）の位置Ｐ１’に結像された空中映像を視点Ｖ１から観察しても、コントラスト比が１０以上の（コントラスト比が５０に近い）空中映像を観ることができる。すなわち、視点Ｖ１から空中映像を観察するということは、位置Ｐ１の液晶表示パネル２０Ａに表示された画像を、視角を６時方向に４０°傾斜させて（極角θ＝４０°で）観察することに対応し、図１（ｂ）の視角特性から分かるように、このときのコントラスト比は５０に近い。図５（ｂ）に示した一般的なＴＮ型液晶表示パネル２０Ｂであれば、階調反転領域ＣＲ４にある視角において、液晶表示パネル２０Ａは、コントラスト比１０以上の表示を行うことができる。その結果、光学システム１００Ａは、浮遊感のある映像を高い表示品位で表示できる。
　図１（ｂ）に示した視角特性を有する液晶表示パネル２０Ａは、上述した従来の液晶表示パネル２０Ｂが有する一般的なＴＮ型の液晶セルを用い、以下のように、光学補償フィルム（広視野角フィルム）およびレンズフィルムを用いることによって得られる。ＴＮ型液晶セルを挟むように配置される一対の偏光板（クロスニコル配置）とＴＮ型液晶セルとの間にそれぞれ、ＧＲＰ（Gradual Refraction Polarizer、シャープ技報第85号、第１９－２３頁、2003年4月）方式の広視野角フィルム（ＷＶＡ０２Ｂ：富士フィルム社製）を配置する。更に観察者側の表面に、住友スリーエム社製のレンズフィルム（ＩＤＦＩＩ２０）を重ねる。ここで、広視野角フィルムとして、傾斜角が２１．４°であり、リタデーションが１０３ｎｍの広視野角フィルムＷＶＡ０２Ｂを用い、出射光のピークを表示面の法線方向から約２０°傾斜させるレンズフィルム（ＩＤＦＩＩ２０）を用いることによって、図１（ｂ）に示した視野角特性が得られる。
　液晶表示パネル２０Ａから出射される表示光の配光分布は、表示面の法線から表示面の傾斜方向に１０°以上傾斜した方向（すなわち、視角特性の中心値付近）において最大値をとるように調整することが好ましい。液晶表示パネル２０Ａは、透過型液晶表示パネルであるので、バックライトの配光分布を調整することによって上記の配光分布を得ることができる。バックライトは、冷陰極蛍光管と各種光学シートとを有しており、バックライトの配光分布は、公知の光学シート、例えば、住友スリーエム社製のレンズフィルム（ＩＤＦＩＩ２０）を用いて調整することが出来る。
　液晶表示パネル２０Ａとしては、上述のＴＮ型液晶表示パネルが好ましい。ＶＡ（Vertical Alignment）型液晶表示パネルやＩＰＳ（In-Plane Switching）型液晶表示パネルのような広視野角を有する液晶表示パネルを用いることもできるが、ＴＮ型に比べ高価である。また、上述の説明から理解されるように、液晶表示パネル２０Ａには広い視角特性が求められているわけではなく、特定の方向において表示品位（例えばコントラスト比）が高ければよい。ＶＡ型やＩＰＳ型などの広視野角型液晶表示パネルを用いる場合はむしろ、必要な視角以外における表示光が迷光とならないように、例えば指向性の高いバックライトを用いる等の改変を行うことが好ましい。
　次に、図２に示した、本発明の他の実施形態の光学システム１００Ｂの構造および動作を詳細に説明する。
　図２に示した光学システム１００Ｂは、上述したように、反射型結像素子１０と、反射型結像素子１０の光入射側に配置された液晶表示パネル２０Ｂと、導光素子３０とを有している。液晶表示パネル２０Ｂは、反射型結像素子１０によって規定される面（例えば図示のように水平面に平行）に対して、表示面が１５°以上３０°以下の角をなすように傾斜させて配置されている。
　液晶表示パネル２０Ｂとして一般的なＴＮ型液晶表示パネルを用いることができる。液晶表示パネル２０Ｂのコントラスト比の視角依存性は、図５（ｂ）に示したよう、表示面の法線方向または法線方向から表示面の傾斜方向に０°超１０°未満（図示の例では約５°）傾斜した方向において中心値をとる。導光素子３０は、例えばファイバープレートであり、導光素子３０の入射面は液晶表示パネル２０Ｂの表示面の反射型結像素子１０側に配置され、反射型結像素子１０によって規定される面に対して、出射面が４５°以上７５°以下の角をなすように傾斜させて配置されている。導光素子３０の入射面と出射面とのなす角は、例えば１５°以上７０°以下である。
　図２に示したように、反射型結像素子１０の光入射側の位置Ｐ２に配置された液晶表示パネル２０Ｂに文字Ａを表示する場合を説明する。図２中の一方の破線は、液晶表示パネル２０Ｂの表示面の法線方向を示し、他方の破線は導光素子３０の出射面の法線方向を示している。ファイバープレート３０は、表示面の法線方向に平行に配列された複数のファイバーを有しており、その方向に導光する。
　液晶表示パネル２０Ｂは、反射型結像素子１０によって規定される面（図中の水平面）に対して、表示面が３０°（傾斜角α２＝３０°）の角をなすように傾斜させて配置されている。導光素子３０の入射面は液晶表示パネル２０Ｂの表示面の反射型結像素子１０側に配置され、反射型結像素子１０によって規定される面に対して、出射面が７０°の角をなすように傾斜させて配置されている。導光素子３０の入射面と出射面とのなす角βは４０°である。
　位置Ｐ２に配置された液晶表示パネル２０Ｂに文字Ａが表示される。液晶表示パネル２０Ｂの、反射型結像素子１０に近い側に配置された短辺側が、表示される画像の下側になる。導光素子３０の反射型結像素子１０側の面（出射面）の位置Ｐ３に文字Ａが表示される。反射型結像素子１０に対して面対称の位置Ｐ３’に形成される空中映像は、反射型結像素子１０に近い側が下側になる。液晶表示パネル２０Ｂの傾斜角α２（反時計回りが正）と導光素子３０の入射面と出射面とのなす角β（反時計回りが正）との和が、空中映像の傾斜角γ２（時計回りが正）と等しいので（γ２＝α２＋βの関係が成立するので）、液晶表示パネル２０Ｂの傾斜角α２、および導光素子３０の入射面と出射面とのなす角βが大きいほど、空中映像の傾斜角γ２が大きくなり、浮遊感のある空中映像を表示することができる。
　傾斜角α２＋βは、４５°以上７５°以下の範囲にあることが好ましい。４５°よりも小さいと十分な浮遊感を得ることができない。一方、７５°を超えると、空中映像を観察し辛くなる。α２およびβは、これらの和が上記の範囲を満足し、α２が１５°以上３０°以下の角をなすことが好ましい。α２が３０°を超えると、表示品位が低下する。
　ここで、図２に示した光学システム１００Ｂにおいて、ファイバープレート３０を有しない場合を考える。
　ファイバープレート３０を有しない場合に、視点Ｖ４から空中映像を観察すると、観察者は、液晶表示パネル２０Ｂをその表示面の法線方向から観察していることになる。液晶表示パネル２０Ｂは、図５（ｂ）に示したように、中心付近（領域ＣＲ１）のコントラスト比が高い視角特性を有しているので、観察者は、コントラスト比の高い空中映像を観察することができる。しかしながら、傾斜角α２は３０°と小さいので、空中映像の浮遊感は乏しい。
　そこで、液晶表示パネル２０Ｂの傾斜角α２を７０°にする。すなわち、図２において、ファイバープレート３０の出射面側の表面に、液晶表示パネル２０Ｂの表示面が位置するように、液晶表示パネル２０Ｂを４０°余計に傾ける（α２＝３０°＋４０°）。そうすると、液晶表示パネル２０Ｂの表示面の法線方向に対応する視点は、すなわち空中映像を図５（ｂ）における中心付近（領域ＣＲ１）のコントラスト比で観察できる視点は、視点Ｖ４から４０°度低い視点Ｖ３となる。この空中映像を、視点Ｖ３から観察すると、図５（ｂ）の視角特性において、視角を中心から６時方向に４０度傾斜させた視角から観察することになるので、階調反転が起こる領域ＣＲ４に近い視角から観察することになり、非常に見辛いことになる。
　これに対し、本発明による実施形態の光学システム１００Ｂのように、β＝４０°のファイバープレート３０を設けると、ファイバープレート３０の出射面上には、液晶表示パネル２０Ｂの表示面の法線方向に出射された光で映像が形成される。従って、その映像は、ファイバープレート３０の影響を若干受けるものの、図５（ｂ）における中心付近（領域ＣＲ１）のコントラスト比に近い、高いコントラスト比を有していることになる。
　このように、導光素子３０（β＝４０°）を用いることによって、表示面の法線方向または法線方向から表示面の傾斜方向に０°超１０°未満傾斜した方向において中心値をとる、従来のＴＮ型の液晶表示パネル２０Ｂを用いて、浮遊感のある映像を高い表示品位で表示できる。
　導光素子３０は、ファイバープレートの他、プリズムなどのレンズシートでもよく、液晶表示パネル２０Ｂに表示された画像を解像できる性能を有していることが好ましい。例えば、ファイバーの直径が６μｍ、解像度が１０２ｌｐ/ｍｍ（lines pare/mm）のファイバープレートを用いることができる。なお、液晶表示パネル２０Ｂと導光素子３０とは、内部反射を抑制するために、液晶表示パネル２０Ｂおよび導光素子３０の屈折率と近い屈折率を有する粘着材料で貼り合わせることが好ましい。
　このような一般的な視角特性を有する液晶表示パネル２０Ｂ（最適視野角が表示面に対して法線方向にある）にファイバープレートなどの導光素子３０を用いた光学システム１００Ｂにより、浮遊感のある映像を高い表示品位で表示できる。
　上記の実施形態において、空中映像が持つ傾きは、一次元方向のみの傾きであるが、これに限られず、二次元的または三次元的に傾けてもよい。いずれの場合も、所望される任意の空中映像の表示状態から表示パネルに求められる最適な視角特性を求め、最適な表示パネルを用いることにより、空中映像の表示品位を向上させることが可能となる。
　本発明は、空間に被投影物の像を結像させることができる反射型結像素子と、液晶表示パネルとを有する光学システムに、広く適用することができる。
　１０　　反射型結像素子
　１１　　基板
　１２　　結像素子の穴
　１３　　単位結像素子
　１４ａ、１４ｂ　　単位結像素子の鏡面要素
　２０Ａ、２０Ｂ　　液晶表示パネル
　３０　　導光素子（ファイバープレート）
　１００Ａ、１００Ｂ、２００　　光学システム

Claims (6)

  1. 　反射型結像素子と、
    　前記反射型結像素子の光入射側に配置された液晶表示パネルであって、前記反射型結像素子によって規定される面に対して、表示面が４５°以上７５°以下の角をなすように傾斜させて配置されており、コントラスト比の視角依存性は、前記表示面の法線から前記表示面の傾斜方向に１０°以上傾斜した方向において中心値をとる液晶表示パネルと
    を備え、
    　前記液晶表示パネルの前記表示面に表示される映像を、前記反射型結像素子を対称面とする面対称な位置に結像する、光学システム。
  2. 　前記液晶表示パネルから出射される表示光の配光分布は、前記表示面の法線から前記表示面の傾斜方向に１０°以上傾斜した方向において最大値をとる、請求項１に記載の光学システム。
  3. 　前記液晶表示パネルはＴＮ型液晶表示パネルである、請求項１または２に記載の光学システム。
  4. 　反射型結像素子と、
    　前記反射型結像素子の光入射側に配置された液晶表示パネルであって、前記反射型結像素子によって規定される面に対して、表示面が１５°以上４５°以下の角をなすように傾斜させて配置されており、コントラスト比の視角依存性は、前記表示面の法線方向または前記法線方向から前記表示面の傾斜方向に０°超１０°未満傾斜した方向において中心値をとる液晶表示パネルと、
    　入射面と、出射面と、前記入射面と前記出射面の間に形成された複数の導光路とを有する導光素子であって、前記入射面が前記表示面の前記反射型結像素子側に配置され、前記反射型結像素子によって規定される面に対して、前記出射面が４５°以上７５°以下の角をなすように傾斜させて配置されている導光素子とを備え、
    　前記導光素子の前記出射面に表示される映像を、前記反射型結像素子を対称面とする面対称な位置に結像する、光学システム。
  5. 　前記導光素子はファイバープレートである、請求項４に記載の光学システム。
  6. 　前記液晶表示パネルはＴＮ型液晶表示パネルである、請求項４または５に記載の光学システム。
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