(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像情報を含む画像光を出射する投影ユニットと、
前景からの前景光の少なくとも一部を透過し、前記画像光を反射しない第１光学部と、
前記画像光の少なくとも一部を反射し、前記前景光の少なくとも一部を透過する第２光学部と、
を備え、
前記第１光学部の光反射率は、前記第２光学部の光反射率よりも低く、
前記第１光学部の光吸収率は、前記第２光学部の光吸収率よりも高い表示装置。
【請求項２】
前記第１光学部は、
光透過性の第１基材と、
前記第１基材と積層された光吸収層と、
を含み、
前記光吸収層の光吸収率は、前記第１基材の光吸収率よりも高い請求項１記載の表示装置。
【請求項３】
前記第１光学部は、第１対向部材をさらに含み、
前記光吸収層は、前記第１基材と前記第１対向部材との間に設けられている請求項２記載の表示装置。
【請求項４】
前記第１基材は、前記第１基材の主面に対して傾斜する複数の傾斜面を有する凹凸部を含み、
前記第１光学部は、
第１対向部材と、
前記凹凸部と前記第１対向部材との間に設けられ前記凹凸部と前記第１対向部材とを接着する第１接着層と、
をさらに含み、
前記第１対向部材及び前記第１接着層は、前記光吸収層と前記第１基材との間に設けられている請求項２記載の表示装置。
【請求項５】
前記第１接着層の屈折率と、前記第１基材の屈折率との差の絶対値は、前記第１基材の前記屈折率の１％以下である請求項４記載の表示装置。
【請求項６】
前記第２光学部は、
光透過性の第２基材と、
前記第２基材と積層され前記画像光の少なくとも一部を反射させる光反射層と、
を含み、
前記光反射層の光反射率は、前記第２基材の光反射率よりも高い請求項１〜５のいずれか１つに記載の表示装置。
【請求項７】
前記第２基材は、前記第２基材の主面に対して傾斜する複数の傾斜面を有する凹凸部を含み、
前記第２光学部は、
第２対向部材と、
前記凹凸部と前記第２対向部材との間に設けられ前記凹凸部と前記第２対向部材とを接着する第２接着層と、
をさらに含み、
前記光反射層は、前記複数の傾斜面に沿っている請求項６記載の表示装置。
【請求項８】
前記第２接着層の屈折率と、前記第２基材の屈折率との差の絶対値は、前記第２基材の前記屈折率の１％以下である請求項７記載の表示装置。
【請求項９】
前記第２基材は、前記第２基材の主面に対して傾斜する複数の傾斜面を有する凹凸部を含み、
前記第２光学部は、
第２対向部材と、
前記凹凸部と前記第２対向部材との間に設けられた液体層と、
前記液体層の周りにおいて前記第２基材と前記第２対向部材とを接着する外周接着部と、
をさらに含み、
前記光反射層は、前記複数の傾斜面に沿っている請求項６記載の表示装置。
【請求項１０】
前記液体層の屈折率と、前記第２基材の屈折率との差の絶対値は、前記第２基材の前記屈折率の１％以下である請求項９記載の表示装置。
【請求項１１】
前記第２基材は、前記第２基材の主面に対して傾斜する複数の傾斜面を有する凹凸部を含み、
前記第２光学部は、
前記凹凸部に嵌合する対向凹凸部を有する第２対向部材と、
前記凹凸部と前記対向凹凸部との間に設けられ前記凹凸部と前記対向凹凸部とを接着する第２接着層と、
をさらに含み、
前記光反射層は、前記複数の傾斜面に沿って形成されている請求項６記載の表示装置。
【請求項１２】
前記第２接着層の屈折率と、前記第２基材の屈折率との差の絶対値は、前記第２基材の前記屈折率の１％以下である請求項１１記載の表示装置。
【請求項１３】
前記第１基材の材料は、前記第２基材の材料と同じである請求項６〜１２のいずれか１つに記載の表示装置。
【請求項１４】
前記第１光学部の光透過率と、前記第２光学部の光透過率との差の絶対値は、前記第２光学部の前記光透過率の１％以下である請求項１〜１３のいずれか１つに記載の表示装置。
【請求項１５】
前記第１光学部は、第１基材を含み、
前記第２光学部は、第２基材を含み、
前記第１基材の光透過率は、前記第２基材の光透過率よりも低い請求項１記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
表示部に表示された映像を、反射部で反射させて観視者に投影する表示装置がある。このような表示装置は、例えば、ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ、頭部装着型表示装置）として用いられる。表示装置において、見易い表示が望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２８７０７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の実施形態は、見易い表示装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の実施形態によれば、表示装置は、投影ユニットと、第１光学部と、第２光学部と、を備える。前記投影ユニットは、画像情報を含む画像光を出射する。前記第１光学部は、前景からの前景光の少なくとも一部を透過し、前記画像光を反射しない。前記第２光学部は、前記画像光の少なくとも一部を反射し、前記前景光の少なくとも一部を透過する。前記第１光学部の光反射率は、前記第２光学部の光反射率よりも低く、前記第１光学部の光吸収率は、前記第２光学部の光吸収率よりも高い。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】第１の実施形態に係る表示装置を例示する模式図である。
【図２】図２（ａ）〜図２（ｄ）は、実施形態に係る表示装置の第１光学部を例示する模式的断面図である。
【図３】図３（ａ）〜図３（ｃ）は、実施形態に係る表示装置の第２光学部を例示する模式的断面図である。
【図４】実施形態に係る第２光学部の製造方法を例示するフローチャート図である。
【図５】実施形態に係る表示装置を例示する模式図である。
【図６】実施形態に係る表示装置の第１光学部を例示する図である。
【図７】実施形態に係る表示装置を例示するブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下に、各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。  
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。  
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
【０００８】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る表示装置を例示する模式図である。  
図１に表したように、表示装置１００は、投影ユニット２００と、第１光学部１３０と、第２光学部１４０と、処理部１５０と、を含む。投影ユニット２００は、表示部１１０と、投影部１２０とを含む。なお、第１光学部１３０と第２光学部１４０とが並ぶ方向をＸ軸方向とする。Ｘ軸方向に対して垂直な１つの方向をＹ軸方向とする。Ｘ軸方向に対して垂直でＹ軸方向に対して垂直な方向をＺ軸方向とする。例えば、Ｙ軸方向は、観視者８０の正面方向に対応し、保持部３２０の延在する方向に対応する。Ｘ軸方向は、観視者８０の左右方向（横方向）に対応し、Ｚ軸方向は、観視者８０の上方向（縦方向）に対応する。
【０００９】
例えば、処理部１５０から表示部１１０に画像情報が入力される。  
表示部１１０は、複数の画素を含む。複数の画素は、平面上に並べて設けられる。表示部１１０は、画像情報を含む画像光Ｌ１を出射する。表示部１１０は、映像を表示するディスプレイである。画像光Ｌ１は、投影部１２０へ向けて出射される。ディスプレイには、例えば、液晶、有機ＥＬまたはＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon）などが用いられる。但し、実施形態は、これらに限定されない。
【００１０】
投影部１２０は、表示部１１０の複数の画素から出射された画像光Ｌ１の光路上において、表示部１１０と第２光学部１４０との間に設けられる。投影部１２０は、少なくとも１つ以上の光学素子を含む。投影部１２０は、入射した画像光Ｌ１を投影する。光学素子には、レンズ、プリズム、またはミラーなどを用いることができる。投影部１２０は、例えば、画像光Ｌ１の少なくとも一部の進行方向を変化させる。複数の光学素子を複数用いた場合、それらは直線上に配置されていなくてもよい。図１では、表示部１１０と投影部１２０とが傾斜して配されているがこの例に限られない。
【００１１】
第２光学部１４０は、例えば、マルチミラーアレイ（Multi Mirror Array：ＭＭＡ）である。ＭＭＡは溝の断面が鋸歯状の形状をしたマイクロプリズムの表面上に光の一部を反射させるハーフミラーコートが施され、入射した光の反射方向を所定の方向に反射させる平板状コンバイナである。
【００１２】
第２光学部１４０は、投影部１２０を通過した画像光Ｌ１の少なくとも一部を反射する。例えば、第２光学部１４０は、観視者８０の瞳孔１６０に向けて、投影部１２０を通過した光を反射する。第２光学部１４０によって反射された光は、瞳孔１６０から見て、虚像として像を形成する。このようにして、観視者８０は、像を見ることができる。
【００１３】
この例では、虚像として像を表示している。この例では、瞳孔１６０の正面に像１７０を表示している。但し、像１８０のように、観視者８０の視界の端に像を表示してもよい。これにより、観視者８０の視界が遮られない。像１７０または像１８０は、実景である前景１９０に重畳される。観視者８０は、像１７０または像１８０が重畳された前景１９０を見ることができる。
【００１４】
この例では、表示装置１００は、保持部３２０をさらに含む。保持部３２０は、表示部１１０、投影部１２０、第１光学部１３０及び第２光学部１４０の少なくともいずれかを保持する。保持部３２０には、第１光学部１３０を保持するための第１フレーム２０１と、第２光学部１４０を保持するための第２フレーム２０２とが形成されている。保持部３２０は、例えば、樹脂製や金属製である。保持部３２０は、例えば、第２光学部１４０と投影部１２０との相対的配置と、投影部１２０と表示部１１０との相対的配置と、を規定する。本実施形態では、保持部３２０が、眼鏡フレームの形状である例について述べる。保持部３２０はゴーグル状の形状等であっても構わない。表示部１１０及び投影部１２０を含む投影ユニット２００は、保持部３２０を観視者８０が装着したときに、保持部３２０の内側に配置されることが好ましい。これにより、観視者８０が通常の眼鏡を使用するように違和感なく表示装置１００を使用することができる。
【００１５】
なお、図１では、１つの表示装置１００を用い、片方の眼に対して画像を表示する単眼ＨＭＤを表している。なお、表示装置１００は右眼に設けられているが、左眼に設けるようにしてもよい。
【００１６】
上述のＨＭＤには、両眼投影型と、単眼投影型とがある。ＨＭＤの形状は、例えば、眼鏡形状やゴーグル形状等である。両眼投影型の場合、両眼のフレーム部分に例えばマルチミラーアレイ（ＭＭＡ）が取り付けられる。片眼投影型の場合、投影側のフレーム部分にのみＭＭＡが取り付けられる場合がある。この場合、投影側のフレーム部分と非投影側のフレーム部分との間で透過率に差異が生じ、視認性が低下する。このため、見易い表示装置が望まれている。
【００１７】
本実施形態では、図１に表すように、投影側の第２光学部１４０と対となる非投影側の第１光学部１３０が設けられる。投影ユニット２００は、画像光Ｌ１を第２光学部１４０に向けて出射する。第１光学部１３０は、前景１９０からの前景光Ｌ２の少なくとも一部を透過する。第２光学部１４０は、画像光Ｌ１の少なくとも一部を反射し、前景光Ｌ２の少なくとも一部を透過する。
【００１８】
第１光学部１３０の光反射率は、第２光学部１４０の光反射率よりも低い。第１光学部１３０の光吸収率は、第２光学部１４０の光吸収率よりも高い。これにより、第１光学部１３０の光透過率と、第２光学部１４０の光透過率と、をほぼ同じにし、視認性の低下を抑制する。
【００１９】
すなわち、第２光学部１４０は、投影ユニット２００からの画像光Ｌ１の少なくとも一部を反射させる光反射層（後述の図３（ａ）〜図３（ｃ）を参照）を含む。このため、第２光学部１４０は、第１光学部１３０と比較して、前景１９０からの前景光Ｌ２に対して反射成分が多くなり、光透過率が減衰する。一方、第１光学部１３０は、第２光学部１４０と比較して、前景１９０からの前景光Ｌ２に対して吸収成分を多くする。これにより、光透過率を減衰させる。具体的には、後述の図２（ａ）〜図２（ｄ）に表す構造が考えられる。これにより、第１光学部１３０の光透過率と、第２光学部１４０の光透過率とをほぼ同じにし、見易い表示装置を提供することができる。
【００２０】
以下の実施形態において、光反射率、光吸収率及び光透過率は、それぞれ分光反射率、分光吸収率及び分光透過率としてもよい。光反射率は、例えば、鏡面反射率である。これらの光反射率、光吸収率及び光透過率は、
光反射率＋光吸収率＋光透過率＝１  …（１）
の関係を満たすものとする。  
なお、光反射率の測定方法においては、例えば、分光光度計で、入射された光に対して反射する光の強度を積分球で測定する。光透過率の測定方法においては、同様に分光光度計で、入射した光に対して透過する光を積分球で測定する。光吸収率は、分光光度計で測定した光透過率の値と、光反射率の値と、上記（１）式と、により求める。
【００２１】
図２（ａ）〜図２（ｄ）は、実施形態に係る表示装置の第１光学部を例示する模式的断面図である。  
図２（ａ）は第１の実施形態に係る第１光学部を表し、図２（ｂ）は第２の実施形態に係る第１光学部を表し、図２（ｃ）は第３の実施形態に係る第１光学部を表し、図２（ｄ）は第４の実施形態に係る第１光学部を表す。  
【００２２】
図２（ａ）の第１光学部１３０ａは、光透過性の第１基材１３１ａと、第１基材１３１ａと積層された光吸収層１３２ａと、を含む。
【００２３】
第１基材１３１ａの材料は、例えば、後述の図３（ａ）〜図３（ｃ）に表す第２光学部１４０の第２基材１４１ａ、１４１ｂ、１４１ｃ（以下、第２基材１４１で代表する）の材料と同じであることが好ましい。より好ましくは、第１基材１３１ａの屈折率は、第２基材１４１の屈折率とほぼ同じであるとよい。
【００２４】
光吸収層１３２ａは、前景光Ｌ２（図１）の少なくとも一部を吸収し、光透過率を減衰させる。光吸収層１３２ａの光吸収率は、第１基材１３１ａの光吸収率よりも高い。なお、第１基材１３１ａと光吸収層１３２ａとは図示しない光学接着剤で接着されている。この光学接着剤の屈折率は、第１基材１３１ａの屈折率とほぼ同じであることが好ましい。
【００２５】
第１基材１３１ａとしては、例えば、アクリル系材料、カーボネート系材料、ウレタン系材料、エポキシ系材料など、透明プラスチックに類する材料が用いられる。光吸収層１３２ａとしては、例えば、カーボン微粒子、または有機系色素などが用いられる。
【００２６】
（第２の実施形態）
図２（ｂ）の第１光学部１３０ｂは、光透過性の第１基材１３１ｂと、第１基材１３１ｂと積層された光吸収層１３２ｂと、さらに、第１対向部材１３３ｂと、を含む。光吸収層１３２ｂは、第１基材１３１ｂと、第１対向部材１３３ｂとの間に設けられている。第１基材１３１ｂの材料は、例えば、第２基材１４１の材料と同じであることが好ましい。より好ましくは、第１基材１３１ｂの屈折率は、第２基材１４１の屈折率とほぼ同じであるとよい。第１対向部材１３３ｂの材料は、例えば、第１基材１３１ｂの材料と同じであることが好ましい。より好ましくは、第１対向部材１３３ｂの屈折率は、例えば、第１基材１３１ｂの屈折率とほぼ同じであるとよい。
【００２７】
光吸収層１３２ｂは、前景光Ｌ２（図１）の少なくとも一部を吸収し、光透過率を減衰させる。光吸収層１３２ｂの光吸収率は、第１基材１３１ｂの光吸収率よりも高い。光吸収層１３２ｂの光吸収率は、第１対向部材１３３ｂの光吸収率よりも高い。なお、第１基材１３１ｂと光吸収層１３２ｂとは図示しない光学接着剤で接着されている。第１対向部材１３３ｂと光吸収層１３２ｂとは同様に光学接着剤で接着されている。光学接着剤の屈折率は、第１基材１３１ｂ及び第１対向部材１３３ｂの屈折率とほぼ同じであることが好ましい。
【００２８】
第１基材１３１ｂとしては、例えば、アクリル系材料、カーボネート系材料、ウレタン系材料、エポキシ系材料など、透明プラスチックに類する材料が用いられる。光吸収層１３２ｂとしては、例えば、カーボン微粒子、または有機系色素などが用いられる。第１対向部材１３３ｂとしては、第１基材１３１ｂと同様、例えば、アクリル系材料、カーボネート系材料、ウレタン系材料、エポキシ系材料など、透明プラスチックに類する材料が用いられる。
【００２９】
（第３の実施形態）
図２（ｃ）の第１光学部１３０ｃは、光透過性の第１基材１３１ｃと、第１基材１３１ｃと積層された光吸収層１３８ｃと、さらに、第１対向部材１３６ｃと、中間層である第１光学接着層１３７ｃ（第１接着層）と、を含む。第１基材１３１ｃは、第１基材１３１ｃの主面１３２ｃに対して傾斜する複数の傾斜面１３３ｃを有する凹凸部１３４ｃを含む。第１対向部材１３６ｃは、凹凸部１３４ｃに対向する平面部１３５ｃを含む。第１光学接着層１３７ｃは、凹凸部１３４ｃと平面部１３５ｃとの間に設けられ、凹凸部１３４ｃと平面部１３５ｃとを接着する。つまり、第１対向部材１３６ｃ及び第１光学接着層１３７ｃは、光吸収層１３８ｃと第１基材１３１ｃとの間に設けられている。
【００３０】
第１基材１３１ｃの材料は、例えば、第２基材１４１の材料と同じであることが好ましい。より好ましくは、第１基材１３１ｃの屈折率は、第２基材１４１の屈折率とほぼ同じであるとよい。第１対向部材１３６ｃの材料は、例えば、第１基材１３１ｃの材料と同じであることが好ましい。より好ましくは、第１対向部材１３６ｃの屈折率は、例えば、第１基材１３１ｃの屈折率とほぼ同じであるとよい。第１光学接着層１３７ｃの屈折率は、第１基材１３１ｃ及び第１対向部材１３６ｃの屈折率とほぼ同じであることが好ましい。例えば、第１光学接着層１３７ｃの屈折率と、第１基材１３１ｃの屈折率との差の絶対値は、第１基材１３１ｃの屈折率の１％以下（より好ましくは０．５％以下）である。
【００３１】
光吸収層１３８ｃは、前景光Ｌ２（図１）の少なくとも一部を吸収し、光透過率を減衰させる。光吸収層１３８ｃの光吸収率は、第１基材１３１ｃの光吸収率よりも高い。光吸収層１３８ｃの光吸収率は、第１対向部材１３６ｃの光吸収率よりも高い。なお、第１対向部材１３６ｃと光吸収層１３８ｃとは図示しない光学接着剤で接着されている。光学接着剤の屈折率は、第１基材１３１ｃ及び第１対向部材１３６ｃの屈折率とほぼ同じであることが好ましい。
【００３２】
第１基材１３１ｃとしては、例えば、アクリル系材料、カーボネート系材料、ウレタン系材料、エポキシ系材料など、透明プラスチックに類する材料が用いられる。光吸収層１３８ｃとしては、例えば、カーボン微粒子、または有機系色素などが用いられる。第１対向部材１３６ｃとしては、第１基材１３１ｃと同様、例えば、アクリル系材料、カーボネート系材料、ウレタン系材料、エポキシ系材料など、透明プラスチックに類する材料が用いられる。第１光学接着層１３７ｃとしては、例えば、アクリル系接着剤、エポキシ系接着剤またはウレタン系接着剤など、透明光学接着剤が用いられる。
【００３３】
（第４の実施形態）
図２（ｄ）の第１光学部１３０ｄは、光透過性の第１基材１３１ｄを含む。第１基材１３１ｄの光透過率は、第２基材１４１の光透過率よりも低い。すなわち、第１基材１３１ｄは、光吸収層を用いることなく、基材自身により光透過率を減衰させる。第１基材１３１ｄとしては、例えば、塩化ビニル、プロピレン、ポリエチレン、などが用いられる。
【００３４】
上記の各実施形態によれば、第１光学部１３０の光透過率と、第２光学部１４０の光透過率とをほぼ同じにすることができる。例えば、第１光学部１３０の光透過率と、第２光学部１４０の光透過率との差の絶対値が、第２光学部１４０の光透過率の１％以下（より好ましくは０．５％以下）である。これにより、視認性の低下を抑制し、見易い表示装置を提供することができる。
【００３５】
図３（ａ）〜図３（ｃ）は、実施形態に係る表示装置の第２光学部を例示する模式的断面図である。  
図３（ａ）に表す第２光学部１４０ａは、光透過性の第２基材１４１ａと、第２基材１４１ａと積層され画像光Ｌ１（図１）の少なくとも一部を反射させる光反射層１４５ａと、を含む。光反射層１４５ａの光反射率は、第２基材１４１ａの光反射率よりも高い。
【００３６】
第２光学部１４０ａは、第２対向部材１４７ａと、中間層である第２光学接着層１４８ａ（第２接着層）と、をさらに含む。第２基材１４１ａは、第２基材１４１ａの主面１４２ａに対して傾斜する複数の傾斜面１４３ａを有する凹凸部１４４ａを含む。第２対向部材１４７ａは、凹凸部１４４ａに対向する平面部（平面）１４６ａを含む。第２光学接着層１４８ａは、凹凸部１４４ａと平面部１４６ａとの間に設けられ、凹凸部１４４ａと平面部１４６ａとを接着する。
【００３７】
第２基材１４１ａの材料は、例えば、前述の図２（ａ）〜図２（ｃ）で表す第１光学部１３０の第１基材１３１ａ、１３１ｂ、１３１ｃ（以下、第１基材１３１で代表する）の材料と同じであることが好ましい。より好ましくは、第２基材１４１ａの屈折率は、第１基材１３１の屈折率とほぼ同じであるとよい。第２対向部材１４７ａの材料は、例えば、第２基材１４１ａの材料と同じであることが好ましい。より好ましくは、第２対向部材１４７ａの屈折率は、例えば、第２基材１４１ａの屈折率とほぼ同じであるとよい。第２光学接着層１４８ａの屈折率は、第２基材１４１ａ及び第２対向部材１４７ａの屈折率とほぼ同じであることが好ましい。例えば、第２光学接着層１４８ａの屈折率と、第２基材１４１ａの屈折率との差の絶対値は、第２基材１４１ａの屈折率の１％以下（より好ましくは０．５％以下）である。
【００３８】
第２基材１４１ａとしては、例えば、アクリル系材料、カーボネート系材料、ウレタン系材料、エポキシ系材料など、透明プラスチックに類する材料が用いられる。光反射層１４５ａとしては、例えば、誘電体多層膜、金属膜または金属酸化膜などが用いられる。第２対向部材１４７ａとしては、第２基材１４１ａと同様、例えば、アクリル系材料、カーボネート系材料、ウレタン系材料、エポキシ系材料など、透明プラスチックに類する材料が用いられる。第２光学接着層１４８ａとしては、例えば、アクリル系、エポキシ系またはポリウレタン系などが用いられる。
【００３９】
光反射層１４５ａは、複数の傾斜面１４３ａに沿って形成される。光反射層１４５ａは、例えば並列に配置された複数の微細なハーフミラーである。つまり、光反射層１４５ａは、第２基材１４１ａの主面１４２ａに対して傾斜するハーフミラーとしてもよい。これにより、光の反射角度を調整することができる。第２光学部１４０ａは、例えば、フレネル構造とされる。
【００４０】
なお、主面１４２ａが平坦な例を図示したが、曲面であっても構わない。傾斜面１４３ａの角度は、投影部１２０が投影する光の光軸と、想定される視点と、の位置関係によって定まる。なお、傾斜面１４３ａが平坦な例を図示したが、パワーを持つ曲面であっても構わない。
【００４１】
段差面１５１ａは、傾斜面１４３ａを、所定の第２光学部１４０ａの厚さに収めるためにフレネル形状とするための面である。光反射層１４５ａは、傾斜面１４３ａ上の少なくとも一部に形成され、入射した光の一部を反射する。光反射層１４５ａは、複数の傾斜面１４３ａに沿って形成される。段差面１５１ａと、傾斜面１４３ａとは、同じ方向に延伸する。
【００４２】
本実施形態では、第２光学部１４０ａの凹凸部１４４ａの全面（傾斜面１４３ａと段差面１５１ａとを含む）に光反射層１４５ａが形成される例について述べる。  
なお、段差面１５１ａ上には光反射層１４５ａを形成せず、傾斜面１４３ａに光反射層１４５ａを形成する構成であってもよい。段差面１５１ａは、投影部１２０から入射する光と特定の角度を成すような光反射層１４５ａを形成すべき傾斜面１４３ａを設けつつ、第２基材１４１ａを所定の厚さ以下に形成するために設けられた面である。そのため、投影部１２０が出射する光を段差面１５１ａで反射することで虚像に光ムラが生じる場合がある。そのため、段差面１５１ａ上には光反射層１４５ａを形成しないことで光のムラを軽減することができる。一部に選択的に光反射層１４５ａを形成する方法としては、例えば、マスクを利用したり、また、レーザーによるリソグラフィを用いたりすることができる。
【００４３】
第２光学部１４０ａの厚さ（Ｗ）は、約２〜３ｍｍ程度である。傾斜面１４３ａのＸ軸方向のピッチ（ｐ）は、約数百μｍ程度である。傾斜面１４３ａと、主面１４２ａとがなす角度は、約１０〜２０°程度である。なお、これらの数値は一例であり、その他の構成であってもよい。
【００４４】
第２基材１４１ａの主面１４２ａが観視者８０側となるように第２光学部１４０ａが第２フレーム２０２に配されることが好ましい。仮に主面１４２ａが前景１９０側となるように配した場合、投影ユニット２００から入射する光が傾斜面１４３ａ上の光反射層１４５ａで反射する前後に第２光学接着層１４８ａと第２対向部材１４７ａとの界面を２回通る必要が生じる。第２光学接着層１４８ａと第２対向部材１４７ａとの屈折率を全く同一にすることは困難である。このため、界面で微小ながらも光は屈折し、二重像や像１７０、１８０に歪みが生じる可能性がある。主面１４２ａを観視者８０側となるように配すことで良好な像１７０、１８０を観視することが可能となる。なお、第２基材１４１ａの主面１４２ａが前景１９０側となるように配されていても、像１７０、１８０を観視することは可能である。
【００４５】
段差面１５１ａは、主面１４２ａ若しくは平面部（平面）１４６ａとなす角が略直角であることが望ましい。より具体的には、例えば、９０°±３°程度であることが望ましい。第２光学接着層１４８ａの屈折率と、第２基材１４１ａの屈折率との差は十分小さいが、全く同一にすることは困難である。段差面１５１aの角度を上記の構成とすることで、入射する前景１９０からの前景光Ｌ２のうち、段差面１５１ａを透過する光の量を減らすことができ、二重像を抑制することができる。
【００４６】
なお、光反射層１４５ａは、第１光学部１４０ａの製造工程において、例えば、第２基材１４１ａの上に、プレス加工等により傾斜面１４３ａを有する凹凸部１４４ａを形成し、その傾斜面１４３ａに沿って反射コートを蒸着することで得られる。
【００４７】
図４は、実施形態に係る第２光学部の製造方法を例示するフローチャート図である。  
図４は、図３（ａ）に表す第２光学部１４０ａを製造する方法を説明する図である。  
第２基材１４１ａ上に、凹凸部１４４ａを形成する（ステップＳ１）。第２基材１４１ａの材料として熱可塑性樹脂を用いる場合、例えば射出成形を用いる。軟化する温度に加熱した材料を、射出圧を加えて金型に充填して成形する。表面に凹凸がある金型を用いることで、第２基材１４１ａ上に、凹凸部１４４ａを形成することができる。なお、射出成形に限らず、プレス加工等を用いても良い。
【００４８】
第２フレーム２０２の形状に合わせて凹凸部１４４ａの形成された第２基材１４１ａをカットする。また、第２フレーム２０２の形状に合わせて第２対向部材１４７ａをカットする（ステップＳ２）。
【００４９】
第２基材１４１ａの凹凸部１４４ａ上に光反射層１４５ａを形成する（ステップＳ３）。光反射層１４５ａの形成には、例えば、めっきや蒸着などの方法が用いられる。反射光と透過光の割合は光反射層１４５ａの厚みで調整が可能である。光反射層１４５ａが薄いと透過光の割合が増え、光反射層１４５ａが厚いと反射光の割合が増える。なお、凹凸部１４４ａの全面ではなく一部に光反射層１４５ａを形成してもよい。
【００５０】
第２光学接着層（中間層）１４８ａとされる液体状の樹脂を、第２基材１４１ａの凹凸部側に滴下する（ステップＳ４）。第２光学接着層１４８ａの樹脂としては、例えば、紫外線（ＵＶ）の光エネルギーに反応して液体から固体に化学的に変化する合成樹脂を用いる。
【００５１】
第２基材１４１ａ上に第２光学接着層１４８ａを挟持するよう第２対向部材１４７ａを重ね合わせる（ステップＳ５）。なお、第２光学接着層１４８ａとしては、第２基材１４１ａ及び第２対向部材１４７ａの屈折率との誤差が小さい材料を用いることが好ましい。これにより前景１９０を歪みなく見ることが可能となる。
【００５２】
紫外線（ＵＶ）を照射し、第２光学接着層１４８ａを硬化させる（ステップＳ６）。以上のプロセスによって、第２光学部１４０を製造することが可能である。なお、図２（ｃ）に表した第１光学部１３０ｃ等についても同様の方法で製造することができる。  
上記した方法は一例であり、ステップの順番を入れ替えたり、そのほかの方法を用いたりしてもよい。
【００５３】
図３（ｂ）に表す第２光学部１４０ｂは、光透過性の第２基材１４１ｂと、第２基材１４１ｂと積層され画像光Ｌ１（図１）の少なくとも一部を反射させる光反射層１４５ｂと、を含む。光反射層１４５ｂの光反射率は、第２基材１４１ｂの光反射率よりも高い。
【００５４】
第２光学部１４０ｂは、第２対向部材１４７ｂと、中間層である光学流動層１４８ｂ（液体層）と、外周接着部１４９ｂと、をさらに含む。第２基材１４１ｂは、第２基材１４１ｂの主面１４２ｂに対して傾斜する複数の傾斜面１４３ｂを有する凹凸部１４４ｂを含む。凹凸部１４４ｂには、段差面１５１ｂが形成されている。第２対向部材１４７ｂは、凹凸部１４４ｂに対向する平面部１４６ｂを含む。光学流動層１４８ｂは、凹凸部１４４ｂと平面部１４６ｂとの間に設けられる。外周接着部１４９ｂは、第２基材１４１ｂの外周部と、第２対向部材１４７ｂの外周部とを接着する。
【００５５】
第２基材１４１ｂの材料は、例えば、第１基材１３１の材料と同じであることが好ましい。より好ましくは、第２基材１４１ｂの屈折率は、第１基材１３１の屈折率とほぼ同じであるとよい。第２対向部材１４７ｂの材料は、例えば、第２基材１４１ｂの材料と同じであることが好ましい。より好ましくは、第２対向部材１４７ｂの屈折率は、例えば、第２基材１４１ｂの屈折率とほぼ同じであるとよい。光学流動層１４８ｂの屈折率は、第２基材１４１ｂ及び第２対向部材１４７ｂの屈折率とほぼ同じであることが好ましい。例えば、光学流動層１４８ｂの屈折率と、第２基材１４１ｂの屈折率との差の絶対値は、第２基材１４１ｂの屈折率の１％以下（より好ましくは０．５％以下）である。外周接着部１４９ｂの屈折率は、第２基材１４１ｂ及び第２対向部材１４７ｂの屈折率とほぼ同じであることが好ましい。例えば、外周接着部１４９ｂの屈折率と、第２基材１４１ｂの屈折率との差の絶対値は、第２基材１４１ｂの屈折率の１％以下（より好ましくは０．５％以下）である。
【００５６】
なお、外周接着部１４９ｂとした（つまり、接着部が外周部に配された）場合、視覚に与える影響が低いため、外周接着部１４９ｂは透明でなくてもよい。図３（ｂ）の第２光学部１４０ｂを製造する場合、例えば、液晶パネルの基板間に液晶層を注入する手法と同様の方法を用いることができる。具体的には、外周部に接着剤である外周接着部１４９ｂを形成し、その一部に穴をあけ、真空状態にして液状の光学流動層１４８ｂを注入する方法で製造することが可能である。
【００５７】
第２基材１４１ｂとしては、例えば、アクリル系材料、カーボネート系材料、ウレタン系材料、エポキシ系材料など、透明プラスチックに類する材料が用いられる。光反射層１４５ｂとしては、例えば、誘電体多層膜、金属膜または金属酸化膜などが用いられる。第２対向部材１４７ｂとしては、第２基材１４１ｂと同様、例えば、アクリル系材料、カーボネート系材料、ウレタン系材料、エポキシ系材料など、透明プラスチックに類する材料が用いられる。光学流動層１４８ｂとしては、例えば、光学マッチングオイルとしてパラフィン系オイル、ポリブテン混合物などが用いられる。外周接着部１４９ｂとしては、例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂などが用いられる。
【００５８】
光反射層１４５ｂは、複数の傾斜面１４３ｂに沿って形成される。光反射層１４５ｂは、例えば、並列に配置された複数の微細なハーフミラーである。
【００５９】
図３（ｃ）に表す第２光学部１４０ｃは、光透過性の第２基材１４１ｃと、第２基材１４１ｃと積層され画像光Ｌ１（図１）の少なくとも一部を反射させる光反射層１４５ｃと、を含む。光反射層１４５ｃの光反射率は、第２基材１４１ｃの光反射率よりも高い。
【００６０】
第２光学部１４０ｃは、第２対向部材１４７ｃと、中間層である第２光学接着層１４８ｃと、をさらに含む。第２基材１４１ｃは、第２基材１４１ｃの主面１４２ｃに対して傾斜する複数の傾斜面１４３ｃを有する凹凸部１４４ｃを含む。凹凸部１４４ｃには、段差面１５１ｃが形成されている。第２対向部材１４７ｃは、凹凸部１４４ｃに嵌合する対向凹凸部１４６ｃを含む。第２光学接着層１４８ｃは、凹凸部１４４ｃと対向凹凸部１４６ｃとの間に設けられ、凹凸部１４４ｃと対向凹凸部１４６ｃとを接着する。
【００６１】
第２基材１４１ｃの材料は、例えば、第１基材１３１の材料と同じであることが好ましい。より好ましくは、第２基材１４１ｃの屈折率は、第１基材１３１の屈折率とほぼ同じであるとよい。第２対向部材１４７ｃの材料は、例えば、第２基材１４１ｃの材料と同じであることが好ましい。より好ましくは、第２対向部材１４７ｃの屈折率は、例えば、第２基材１４１ｃの屈折率とほぼ同じであるとよい。第２光学接着層１４８ｃの屈折率は、第２基材１４１ｃ及び第２対向部材１４７ｃの屈折率とほぼ同じであることが好ましい。例えば、第２光学接着層１４８ｃの屈折率と、第２基材１４１ｃの屈折率との差の絶対値は、第２基材１４１ｃの屈折率の１％以下（より好ましくは０．５％以下）である。
【００６２】
第２基材１４１ｃとしては、例えば、アクリル系材料、カーボネート系材料、ウレタン系材料、エポキシ系材料など、透明プラスチックに類する材料が用いられる。光反射層１４５ｃとしては、例えば、誘電体多層膜、金属膜または金属酸化膜などが用いられる。第２対向部材１４７ｃとしては、第２基材１４１ｃと同様、例えば、アクリル系材料、カーボネート系材料、ウレタン系材料、エポキシ系材料など、透明プラスチックに類する材料が用いられる。第２光学接着層１４８ｃとしては、例えば、アクリル系接着剤、エポキシ系接着剤またはウレタン系接着剤など、透明光学接着剤が用いられる。
【００６３】
光反射層１４５ｃは、複数の傾斜面１４３ｃに沿って形成される。光反射層１４５ｃは、例えば、並列に配置された複数の微細なハーフミラーである。
【００６４】
上記において、第２光学部１４０の３つの構造について例示したが、これらに限定されるものではない。
【００６５】
図５は、実施形態に係る表示装置を例示する模式図である。  
本例では、投影側の第２光学部１４０ａ（図３（ａ））と対となる非投影側の第１光学部１３０ａ（図２（ａ））が設けられる。第１光学部１３０ａの光反射率は、第２光学部１４０ａの光反射率よりも低い。第１光学部１３０ａの光吸収率は、第２光学部１４０ａの光吸収率よりも高い。これにより、第１光学部１３０ａの光透過率と、第２光学部１４０ａの光透過率とをほぼ同じにする。例えば、第１光学部１３０ａの光透過率と、第２光学部１４０ａの光透過率との差の絶対値が、第２光学部１４０ａの光透過率の１％以下（より好ましくは０．５％以下）である。これにより、視認性の低下を抑制し、見易い表示装置を提供できる。
【００６６】
図６は、実施形態に係る表示装置の第２光学部を例示する図である。  
図６に例示する第２光学部１４０は、一部の領域内の傾斜面１４３及び段差面１５１上に光反射層１４５が形成されている。投影部１２０が投影可能な領域は限られている場合がある。そのため、投影部１２０から光が届かない領域に光反射層１４５を形成しないことが好ましい。これにより、前景１９０がより見易くなる。
【００６７】
図７は、実施形態に係る表示装置を例示するブロック図である。  
なお、図７に表した例は、実施形態に係る表示装置の一例であり、必ずしも実際のモジュールとは一致しない場合がある。
【００６８】
図７は、実施形態に係る処理部１５０のハードウエア構成を例示する図である。  
図７に表したように、処理部１５０は、インターフェース５１と、プロセッサ５２と、メモリ５３と、センサ５５とを含む。
インターフェース５１は、外部の記憶媒体やネットワークと接続され、画像情報を取得する。外部との接続には、有線及び無線のいずれの方法を用いてもよい。また、画像情報以外の情報を通信しても良い。インターフェース５１は、表示部１１０とも有線または無線で接続されており、表示すべき画像情報を表示部１１０に送る。
【００６９】
メモリ５３には、例えば、取得した画像情報を処理するプログラムが記憶されている。例えば、メモリ５３には、取得した画像情報を表示部１１０において適切な表示が行われるように変換するプログラム等が記憶される。また、メモリ５３が画像情報を保持する構成であってもよい。プログラムは、予めメモリ５３に記憶された状態で提供されてもよいし、ＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体やネットワークを介して提供され、適宜インストールされてもよい。
【００７０】
センサ５５には、例えば、カメラ、マイク、位置センサ又は加速度センサなどの任意のセンサを用いることができる。例えば、センサ５５から得られる情報に基づいて、プロセッサ５２が表示部１１０に表示される画像を適宜変更する。これにより、表示装置の利便性や見易さを向上させることができる。
【００７１】
処理部１５０の各ブロックの一部、又は全部には、ＬＳＩ（Large Scale Integration）等の集積回路またはＩＣ（Integrated Circuit）チップセットを用いることができる。各ブロックに個別の回路を用いてもよいし、一部又は全部を集積した回路を用いてもよい。各ブロック同士が一体として設けられてもよいし、一部のブロックが別に設けられてもよい。また、各ブロックのそれぞれにおいて、その一部が別に設けられてもよい。集積化には、ＬＳＩに限らず、専用回路又は汎用プロセッサを用いてもよい。
【００７２】
実施形態によれば、見易い表示装置が提供できる。
【００７３】
なお、本願明細書において、「垂直」及び「平行」は、厳密な垂直及び厳密な平行だけではなく、例えば製造工程におけるばらつきなどを含むものであり、実質的に垂直及び実質的に平行であれば良い。
【００７４】
以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明の実施形態は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、表示部、投影部、第１光学部及び第２光学部などの各要素の具体的な構成に関しては、当業者が公知の範囲から適宜選択することにより本発明を同様に実施し、同様の効果を得ることができる限り、本発明の範囲に包含される。  
また、各具体例のいずれか２つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。
【００７５】
その他、本発明の実施の形態として上述した表示装置を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての表示装置も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。
【００７６】
その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。
【００７７】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００７８】
５１…インターフェース、  ５２…プロセッサ、  ５３…メモリ、  ５５…センサ、  ８０…観視者、  １００…表示装置、  １１０…表示部、  １２０…投影部、  １３０、１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄ…第１光学部、  １３１、１３１ａ、１３１ｂ、１３１ｃ、１３１ｄ…第１基材、  １３２ａ、１３２ｂ、１３８ｃ…光吸収層、  １３２ｃ、１４２ａ、１４２ｂ、１４２ｃ…主面、  １３３ｃ、１４３ａ、１４３ｂ、１４３ｃ…傾斜面、  １３４ｃ、１４４ａ、１４４ｂ、１４４ｃ…凹凸部、  １３５ｃ、１４６ａ、１４６ｂ…平面部、  １３６ｃ…第１対向部材、  １３７ｃ…第１光学接着層（第１接着層）、  １４０、１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃ…第２光学部、  １４１、１４１ａ、１４１ｂ、１４１ｃ…第２基材、  １４５、１４５ａ、１４５ｂ、１４５ｃ…光反射層、  １４７ａ、１４７ｂ、１４７ｃ…第２対向部材、  １４６ｃ…対向凹凸部、  １４８ａ、１４８ｃ…第２光学接着層（第２接着層）、  １４８ｂ…光学流動層（液体層）、  １４９ｂ…外周接着部、  １５０…処理部、  １５１ａ、１５１ｂ、１５１ｃ…段差面、  １６０…瞳孔、  １７０、１８０…像、  １９０…前景、  ２００…投影ユニット、  ２０１…第１フレーム、  ２０２…第２フレーム、  ３２０…保持部
【図１】
0005978247.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図４】
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