(57)【要約】【課題】映像源の画素領域間に存在する非画素領域が起因となる非映像領域が視認されてしまうことを抑制する。【解決手段】表示装置１は、映像光Ｌを出射する映像源１１と、映像光Ｌを拡大して観察者側へ出射するレンズ１２と、レンズ１２の観察者側に配置され、映像光Ｌを拡散する光学シート２０とを備える。この光学シート２０は、第１光学層２１、第２光学層２２、第３光学層２３を有し、隣接する光学層の間の各界面に凸状の単位形状２１ａ，２３ａが複数形成されており、互いに隣接する光学層の屈折率の差Δｎが、０．００５≦Δｎ≦０．１を満たしている。また、映像源１１は、その観察者側の面に、複数の画素領域Ｇ１が配列され、映像を表示する表示面１１ａを有している。光学シート２０と表示装置１において想定される観察者の眼Ｅの位置との間の距離Ｄ１は、画素領域Ｇ１の配列ピッチｄの１００倍以上である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像光を出射する映像源と、
前記映像光を拡大して観察者側へ出射するレンズと、
前記レンズの観察者側に配置され、前記映像光を拡散する光学シートと、
を備える表示装置であって、
前記光学シートは、少なくとも２層以上の光学層が積層され、隣接する前記光学層の間の各界面に凸状又は凹状の単位形状が複数形成されており、前記単位形状が形成された界面を介して互いに隣接する前記光学層の屈折率の差Δｎが、０．００５≦Δｎ≦０．１を満たし、
前記映像源は、その観察者側の面に、複数の画素領域が配列され、映像を表示する表示面を有し、
前記光学シートと該表示装置において想定される観察者の眼の位置との間の距離は、前記画素領域の配列ピッチの１００倍以上であること、
を特徴とする表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の表示装置において、
前記レンズの観察者側の面、前記光学シートの前記レンズ側の面の少なくとも一方には、反射抑制機能を有する反射抑制層を有すること、
を特徴とする表示装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の表示装置において、
前記レンズの観察者側の面、前記光学シートの前記レンズ側の面の少なくとも一方には、反射抑機能を有し、モスアイ構造による凹凸形状を有する反射抑制層を備えること、
を特徴とする表示装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の表示装置において、
前記単位形状は、凸状であって、前記光学シートの厚み方向に直交するシート面内の第１の方向に延在し、前記シート面内の前記第１の方向に直交する第２の方向に配列され、前記光学シートの厚み方向に平行であって前記第２の方向に平行な断面における断面形状が略円弧状に形成されていること、
を特徴とする表示装置。
【請求項５】
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の表示装置において、
前記単位形状は、凸状であって、前記光学シートの厚み方向に直交するシート面内の第１の方向に延在し、前記シート面内の前記第１の方向に直交する第２の方向に配列され、前記光学シートの厚み方向に平行であって前記第２の方向に平行な断面における断面形状が略三角形状に形成されていること、
を特徴とする表示装置。
【請求項６】
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の表示装置において、
前記単位形状は、凸状であって、前記光学シートの厚み方向に直交するシート面に沿って配列された略四角錐形状に形成されていること、
を特徴とする表示装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の表示装置において、
前記光学シートは、３層以上の前記光学層を有し、隣接する前記光学層の間の各界面に設けられた前記単位形状のシート面方向における延在方向は、前記光学シートの厚み方向から見て交差していること、
を特徴とする表示装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の表示装置において、
前記光学シートの観察者側の面には、防曇機能、防汚機能、ハードコート機能の少なくとも１つの機能を有する層が設けられていること、
を特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、観察者に映像を表示する表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）や有機ＥＬディスプレイ等の映像源による映像を、光学系を介して観察者に観察させる頭部装着型の表示装置、いわゆるヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）が提案されている（例えば、特許文献１）。このような頭部装着型の表示装置は、レンズ等の光学系によって映像源から投射される映像光を拡大して鮮明な映像を観察者に表示している。
このような表示装置に用いられる映像源は、映像を構成する複数の画素領域と、各画素領域間に設けられ、映像の表示に寄与しない非画素領域とが設けられている。このような映像源から出射された映像光をレンズにより拡大した場合、画素領域により構成される映像だけでなく、非画素領域が起因となる非映像領域も拡大されてしまうこととなり、映像だけでなく非映像領域も観察者に視認されてしまう場合があり、鮮明な映像の表示の妨げとなる場合があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２０１１−５０９４１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、映像源の画素領域間に存在する非画素領域が起因となる非映像領域が視認されてしまうことを抑制することができる表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。
請求項１の発明は、映像光（Ｌ）を出射する映像源（１１）と、前記映像光を拡大して観察者側へ出射するレンズ（１２）と、前記レンズの観察者側に配置され、前記映像光を拡散する光学シート（２０）と、を備える表示装置であって、前記光学シートは、少なくとも２層以上の光学層（２１，２２，２３）が積層され、隣接する前記光学層の間の各界面に凸状又は凹状の単位形状（２１ａ，２３ａ）が複数形成されており、前記単位形状が形成された界面を介して互いに隣接する光学層の屈折率の差Δｎが、０．００５≦Δｎ≦０．１を満たし、前記映像源は、その観察者側の面に、複数の画素領域（Ｇ１）が配列され、映像を表示する表示面（１１ａ）を有し、前記光学シートと該表示装置において想定される観察者の眼の位置との間の距離（Ｄ１）は、前記画素領域の配列ピッチ（ｄ）の１００倍以上であること、を特徴とする表示装置（１）である。
請求項２の発明は、請求項１に記載の表示装置において、前記レンズ（１２）の観察者側の面、前記光学シート（２０）の前記レンズ側の面の少なくとも一方には、反射抑制機能を有する反射抑制層（２４）を有すること、を特徴とする表示装置（１）である。
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の表示装置において、前記レンズ（１２）の観察者側の面、前記光学シート（２０）の前記レンズ側の面の少なくとも一方には、反射抑機能を有し、モスアイ構造による凹凸形状を有する反射抑制層（２４）を備えること、を特徴とする表示装置（１）である。
請求項４の発明は、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の表示装置において、前記単位形状（２１ａ，２３ａ）は、凸状であって、前記光学シート（２０）の厚み方向（Ｙ方向）に直交するシート面内の第１の方向に延在し、前記シート面内の前記第１の方向に直交する第２の方向に配列され、前記光学シートの厚み方向に平行であって前記第２の方向に平行な断面における断面形状が略円弧状に形成されていること、を特徴とする表示装置（１）である。
請求項５の発明は、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の表示装置において、前記単位形状（２１ａ，２３ａ）は、凸状であって、前記光学シートの厚み方向に直交するシート面内の第１の方向に延在し、前記シート面内の前記第１の方向に直交する第２の方向に配列され、前記光学シートの厚み方向に平行であって前記第２の方向に平行な断面における断面形状が略三角形状に形成されていること、を特徴とする表示装置（１）である。
請求項６の発明は、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の表示装置において、前記単位形状（２１ａ）は、凸状であって、前記光学シートの厚み方向に直交するシート面に沿って配列された略四角錐形状に形成されていること、を特徴とする表示装置（１）である。
請求項７の発明は、請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の表示装置において、前記光学シート（２０）は、３層以上の前記光学層を有し、隣接する前記光学層の間の各界面に設けられた前記単位形状（２１ａ，２３ａ）のシート面方向における延在方向は、前記光学シートの厚み方向から見て交差していること、を特徴とする表示装置（１）である。
請求項８の発明は、請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の表示装置において、前記光学シート（２０）の観察者側の面には、防曇機能、防汚機能、ハードコート機能の少なくとも１つの機能を有する層が設けられていること、を特徴とする表示装置（１）である。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、映像源の画素領域間に存在する非画素領域が起因となる非映像領域が視認されてしまうことを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施形態の頭部装着型の表示装置１を説明する図である。
【図２】実施形態の表示装置１に用いられる光学シート２０の詳細を説明する図である。
【図３】実施形態の表示装置１に用いられる光学シート２０の輝度と拡散角との関係を示す図である。
【図４】実施形態の表示装置１によって表示された画像の例を示す図である。
【図５】比較例の表示装置５を説明する図である。
【図６】実施形態の表示装置１に用いられる光学シート２０の他の形態の詳細を説明する図である。
【図７】実施形態の表示装置１に用いられる光学シート２０の他の形態の詳細を説明する図である。
【図８】図６及び図７に示す他の形態の光学シート２０の輝度と拡散角との関係を示す図である。
【図９】図６及び図７に示す光学シート２０に設けられる単位形状２１ａの別の形態を示す図である。
【図１０】図６及び図７に示す光学シート２０の別の形態を説明する図である。
【図１１】図６及び図７に示す光学シート２０の別の形態を説明する図である。
【図１２】実施形態の表示装置１に用いられる光学シート２０の他の形態を説明する図である。
【図１３】図１２に示す他の形態の光学シート２０の輝度と拡散角との関係を示す図である。
【図１４】図１２に示す光学シート２０の別の形態を説明する図である。
【図１５】図１２に示す光学シート２０の別の形態を説明する図である。
【図１６】図１２に示す光学シート２０の別の形態を説明する図である。
【図１７】変形形態の光学シート１２０を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面等を参照して、本発明の実施形態について説明する。なお、図１を含め、以下に示す各図は、模式的に示した図であり、各部の大きさ、形状は、理解を容易にするために、適宜誇張している。
本明細書中において、記載する各部材の寸法等の数値及び材料名等は、実施形態としての一例であり、これに限定されるものではなく、適宜選択して使用してよい。
本明細書中において、形状や幾何学的条件を特定する用語、例えば、平行や直交等の用語については、厳密に意味するところに加え、同様の光学的機能を奏し、平行や直交と見なせる程度の誤差を有する状態も含むものとする。
本明細書中において、シート面とは、シート状の部材において、そのシート全体として見たときにおける、シートの平面方向となる面を示すものであるとする。
【０００９】
（実施形態）
図１は、本実施形態の頭部装着型の表示装置１を説明する図である。図１は、表示装置１を鉛直方向上側から見た図である。
図２は、本実施形態の表示装置１に用いられる光学シート２０の詳細を説明する図である。図２（ａ）は、光学シート２０の水平面（ＸＹ面）に平行な断面における断面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のｂ部断面図である。図２（ｃ）は、図２（ａ）のｃ部詳細を示す図であり、図２（ｄ）は、図２（ｂ）のｄ部詳細を示す図である。
図３は、本実施形態の表示装置１に用いられる光学シート２０の輝度と拡散角との関係を示す図である。
図４は、本実施形態の表示装置１によって表示された画像の例を示す図である。
図５は、比較例の表示装置５を説明する図である。図５（ａ）は、比較例の表示装置５の構成を説明する図であり、図１に対応する図である。図５（ａ）では、理解を容易にするために、表示装置５として、映像源５１とレンズ５２のみを示している。図５（ｂ）は、比較例の表示装置５によって表示された画像の例を示す図である。
【００１０】
なお、図１を含め以下に示す図中及び以下の説明において、理解を容易にするために、観察者がその頭部に表示装置１を装着した状態において、鉛直方向（上下方向）をＺ方向とし、水平方向をＸ方向及びＹ方向とする。また、この水平方向のうち、光学シート２０の厚み方向をＹ方向とし、その厚み方向に直交する左右方向をＸ方向とする。このＹ方向の−Ｙ側を観察者側とし、＋Ｙ側を背面側（映像源側）とする。
【００１１】
表示装置１は、観察者がその頭部に装着し、観察者の眼前に映像を表示する、いわゆるヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）である。図１に示すように、本実施形態の頭部装着型の表示装置１は、筐体３０の内側に、映像源１１と、レンズ１２と、光学シート２０とを備えており、筐体３０が観察者の眼前となるようにその頭部に装着することによって、映像源１１に表示された映像を光学シート２０、レンズ１２を介して観察者の眼Ｅに視認させることができる。
なお、図１において、表示装置１は、観察者の両眼Ｅ１，Ｅ２に対して映像を表示する例を挙げて説明するが、これに限定されるものでなく、例えば、観察者の片側の眼Ｅ１に対して配置され、その眼Ｅ１に対して映像を表示する形態としてもよい。
【００１２】
筐体３０は、左右方向に横長の矩形の箱型の筐体であり、その内側に、映像源１１を保持する保持部３１、レンズ１２（１２Ａ，１２Ｂ）を保持する保持部３２、光学シート２０（２０Ａ，２０Ｂ）を保持する保持部３３を備えている。この筐体３０は、例えば、不図示のベルト等により、観察者の頭部に装着可能である。
保持部３１は、映像源１１を保持する部材であり、その映像源１１の表示面１１ａ側の面に、観察者の眼Ｅ（Ｅ１，Ｅ２）及びレンズ１２（１２Ａ，１２Ｂ）に対応する位置に開口部３１１（３１１Ａ，３１１Ｂ）を有している。この保持部３１は、その位置が固定されている形態としてもよいし、Ｙ方向において移動可能であって所望の位置で固定可能である形態としてもよい。映像源１１から出射した映像光Ｌは、この開口部３１１（３１１Ａ，３１１Ｂ）を通ってレンズ１２（１２Ａ，１２Ｂ）へ入射する。
【００１３】
保持部３２は、保持部３１及び映像源１１よりも観察者側（−Ｙ側）に位置し、レンズ１２を保持する部材である。保持部３２は、開口部３１１（３１１Ａ，３１１Ｂ）に対応する位置に設けられた開口部３２１（３２１Ａ，３２１Ｂ）内に、レンズ１２（１２Ａ，１２Ｂ）が嵌めこまれ、保持されている。
保持部３３は、保持部３２及びレンズ１２よりも観察者側（−Ｙ側）に位置し、光学シート２０（２０Ａ，２０Ｂ）を保持する部材である。この保持部３３は、レンズ１２（１２Ａ，１２Ｂ）に対応する位置に開口部３３１（３３１Ａ，３３１Ｂ）を有し、その開口部３３１（３３１Ａ，３３１Ｂ）内に光学シート２０（２０Ａ，２０Ｂ）が嵌めこまれ、保持されている。
【００１４】
映像源１１は、映像光Ｌを出射し、表示面１１ａに映像を表示するマイクロディスプレイであり、例えば、透過型の液晶表示デバイスや、反射型の液晶表示デバイス、有機ＥＬ等を使用することができる。本実施形態の映像源１１は、例えば、対角が５インチの有機ＥＬディスプレイが使用される。
映像源１１は、その表示面１１ａが観察者側（−Ｙ側）となるようにして、保持部３１に保持されている。
レンズ１２（１２Ａ，１２Ｂ）は、映像源１１から出射された映像光Ｌを拡大して観察者側に出射する凸レンズであり、本実施形態では、映像源１１よりも観察者側（−Ｙ側）に配置されている。このレンズ１２は、透光性を有するガラス又は樹脂製である。
なお、本実施形態では、この表示装置１は、映像源１１を１つ備える例を示したが、これに限らず、例えば、レンズ１２Ａ，１２Ｂ及び観察者の眼Ｅ１，Ｅ２にそれぞれ対応する２台の映像源を備える形態としてもよい。
【００１５】
光学シート２０は、図１に示すように、レンズ１２よりも観察者側（−Ｙ側）であって、レンズ１２に近接する位置に配置されており、映像源１１から出射した映像光Ｌを微少に拡散する拡散機能を有する光透過性のあるシートである。
本実施形態では、観察者の両眼Ｅ１，Ｅ２に対応して、それぞれ、レンズ１２Ａ，１２Ｂ及び光学シート２０Ａ，２０Ｂが設けられている。しかし、これに限らず、例えば、レンズ１２Ａ，１２Ｂの領域をカバーできる程度に大きい１枚の光学シート２０を、レンズ１２よりも観察者側に配置する形態としてもよい。
【００１６】
従来、主に使用されている頭部装着型の表示装置５（以下、比較例の表示装置５という）は、図５（ａ）に示すように、上述の光学シート２０を備えていない形態であり、映像源５１から出射された映像光Ｌをレンズ５２により拡大して、その映像を観察者に表示していた。
映像源５１及び映像源１１に用いられる有機ＥＬ等のディスプレイは、その表示部に映像を形成する画素領域Ｇ１が複数配列されており、また、各画素領域Ｇ１間には映像の形成に寄与しない非画素領域Ｇ２が設けられている。そのため、比較例の表示装置５では、映像源５１から出射する映像光Ｌにより表示される映像は、レンズ５２を介して拡大された場合に、図５（ｂ）に示すように、画素領域Ｇ１による映像Ｆ１だけでなく、非画素領域Ｇ２が起因となる非映像領域Ｆ２も拡大されてしまう。そして、非映像領域Ｆ２も明瞭に観察者に視認され、鮮明な映像表示の妨げとなってしまう場合があった。
【００１７】
そこで、本実施形態の表示装置１では、上述の光学シート２０が設けることにより、映像源１１から出射した映像光を微少に拡散させ、図４に示すように、その拡散された映像光によって、非画素領域Ｇ２が起因となる非映像領域Ｆ２が観察者に視認されてしまうことを抑制することができる。
【００１８】
本実施形態の光学シート２０は、図２に示すように、背面側（映像源側、＋Ｙ側）から順に、反射抑制層２４、第１光学層２１、第２光学層２２、第３光学層２３が積層されている。光学シート２０は、この第１光学層２１及び第２光学層２２の界面と、第２光学層２２及び第３光学層２３の界面とに、それぞれ単位形状２１ａ、単位形状２３ａが複数形成されている。
第１光学層２１は、光学シート２０の厚み方向（Ｙ方向）において、第２光学層２２及び第３光学層２３よりも背面側（＋Ｙ側）に位置し、光透過性を有する層である。第１光学層２１の背面側の面は、略平坦に形成されている。第１光学層２１の観察者側（−Ｙ側）の面には、図２（ａ）に示すように、凸状の単位形状２１ａが複数形成されている。単位形状２１ａは、観察者側（−Ｙ側）に凸となっている。
この単位形状２１ａは、第１光学層２１の観察者側の面に沿うようにして、上下方向（Ｚ方向）に延在し、延在方向に直交する左右方向（Ｘ方向）に複数配列されている。また、単位形状２１ａは、左右方向及び厚み方向に平行な面（ＸＹ面）における断面形状が略円弧状に形成されたレンチキュラーレンズ形状である。ここで、略円弧状とは、真円の円弧だけでなく、楕円や長円等の一部を含む曲線状の形状を含むものをいう。
【００１９】
第３光学層２３は、光学シート２０の最も観察者側（−Ｙ側）に位置する光透過性を有する層である。第３光学層２３の観察者側の面は、光学シート２０を透過した映像光が出射する面であり、略平坦に形成されている。第３光学層２３の背面側（＋Ｙ側）の面は、図２（ｂ）に示すように、凸状の単位形状２３ａが複数形成されている。単位形状２３ａは、背面側（映像源側、＋Ｙ側）に凸となっている。
この単位形状２３ａは、第３光学層２３の背面側の面に沿うようにして、左右方向（Ｘ方向）に延在し、延在方向に直交する鉛直方向（Ｚ方向）に複数配列されており、鉛直方向及び厚み方向に平行な面（ＹＺ面）における断面形状が略円弧状に形成されたレンチキュラーレンズ形状である。
【００２０】
光学シート２０の厚み方向（シート面の法線方向、Ｙ方向）から見て、第３光学層２３に設けられた単位形状２３ａの延在方向（Ｘ方向）と第１光学層２１に設けられた単位形状２１ａの延在方向（Ｚ方向）とは、交差（直交）している。
また、光学シート２０の厚み方向（シート面の法線方向、Ｙ方向）から見て、単位形状２１ａの配列方向（Ｘ方向）と単位形状２３ａの配列方向（Ｚ方向）とは、交差（直交）している。
【００２１】
第２光学層２２は、第１光学層２１及び第３光学層２３間に設けられた光透過性を有する層である。第２光学層２２の両面は、第１光学層２１の単位形状２１ａ側の面と、第３光学層２３の単位形状２３ａ側の面とが互いに対向するようにして配置されている。
【００２２】
本実施形態の光学シート２０は、背面側の面から入射角度０°で入射して観察者側に出射した透過光の半値角αが、０．０５°≦α≦０．２°を満たし、透過光の最大輝度が１／２０となる視野角βが、β≦５×αを満たすようにして形成されている。
ここで、光学シート２０の半値角αとは、図３に示すように、光の輝度が最大値となる光学シート２０のシート面の観察位置から、画面左右方向及び画面上下方向において、光の輝度が最大値の半分の値になる観察角度のうち絶対値が最も大きい角度をいう。また、視野角βは、光の輝度が最大値となる光学シート２０のシート面の観察位置から、画面左右方向及び画面上下方向において、光の輝度が最大値の１／２０の値になる観察角度のうち絶対値が最も大きい角度をいう。
また、本実施形態の光学シート２０は、互いに隣接する光学層の屈折率差、すなわち、第１光学層２１及び第２光学層２２の屈折率差Δｎ１と、第２光学層２２及び第３光学層２３の屈折率差Δｎ２とが、それぞれ０．００５≦Δｎ１≦０．１、０．００５≦Δｎ２≦０．１を満たすようにして形成されている。
【００２３】
このように、光学シート２０の半値角α及び視野角βの値の範囲と、単位形状２１ａ，２３ａが形成された面を界面として互いに隣接する層の屈折率差Δｎ１，Δｎ２の範囲とを規定することによって、本実施形態の表示装置１は、映像源１１から出射した映像光Ｌを鉛直方向や左右方向に微少に拡散することができる。これにより、表示装置１は、観察者に鮮明な映像を表示するとともに、映像光Ｌの微少な拡散によって映像源１１の非画素領域Ｇ２が起因となる非映像領域Ｆ２が目立ってしまうことを抑制することができる。
上述の効果をより効果的に奏する観点から、光学シート２０の視野角βは、半値角αに略等しいか、それに近い値であることがより望ましい。
【００２４】
仮に、半値角αが０．０５°未満である場合、光学シートによって光の拡散される範囲が狭くなりすぎてしまい、非画素領域Ｇ２が起因となる非映像領域Ｆ２を目立たなくする効果が弱まり、非映像領域Ｆ２が観察者に視認されやすくなるので望ましくない。また、半値角αが０．２°よりも大きい場合、映像光の拡散される範囲が広くなりすぎてしまい、映像の鮮明さが低下してしまうので望ましくない。
また、仮に、視野角βが５×αよりも大きい場合、輝度の低い映像光の拡散される範囲が広くなりすぎてしまい、映像の鮮明さが低下してしまうので望ましくない。
さらに、屈折率差Δｎ１，Δｎ２が０．００５未満である場合、光学層間の屈折率差が小さくなりすぎ、光学層間における映像光の屈折が生じ難くなってしまい、十分な拡散作用が発揮されなくなるため望ましくない。また、屈折率差Δｎ１，Δｎ２が０．１よりも大きい場合、光学層間における光の屈折が大きくなりすぎてしまい、光学シートを透過する映像光が不鮮明になってしまうので望ましくない。
【００２５】
第１光学層２１及び第３光学層２３は、それぞれ、光透過性の高いＰＣ（ポリカーボネート）樹脂、ＭＳ（メチルメタクリレート・スチレン）樹脂、アクリル系樹脂等から形成されており、本実施形態では、第１光学層２１及び第３光学層２３はともに同じ材料で形成され、同じ屈折率を有している。
また、第２光学層２２は、光透過性の高いウレタンアクリレート樹脂や、エポキシアクリレート樹脂等の紫外線硬化型樹脂等から形成されており、本実施形態では、第１光学層２１及び第３光学層２３の屈折率よりも低い屈折率で形成されている。
【００２６】
また、単位形状２１ａのＸＹ断面における断面形状が円弧状に形成されている場合、図２（ｃ）に示すように、第１光学層２１に形成される単位形状２１ａの左右方向（Ｘ方向）における配列ピッチをＰ１とし、単位形状２１ａのＸＹ断面における円弧状の断面形状の曲率半径をＲ１としたときに、単位形状２１ａは、０．０５≦Ｐ１／Ｒ１≦１．０の範囲で形成されるのが望ましい。
また同様に、単位形状２３ａのＹＺ断面における断面形状が円弧状に形成されている場合、図２（ｄ）に示すように、第３光学層２３に形成される単位形状２３ａの鉛直方向（Ｚ方向）における配列ピッチをＰ２とし、単位形状２３ａのＹＺ断面における円弧状の断面形状の曲率半径をＲ２としたときに、単位形状２３ａは、０．０５≦Ｐ２／Ｒ２≦１．０の範囲で形成されるのが望ましい。
【００２７】
このように単位形状２１ａ及び単位形状２３ａの配列ピッチＰ１，Ｐ２及び曲率半径Ｒ１，Ｒ２を上述の範囲で形成することによって、表示装置１は、映像源１１から出射された映像光を効率よく均等に上下方向及び左右方向に微少に拡散させることができる。
なお、本実施形態の光学シート２０は、単位形状２１ａと単位形状２３ａとは、その断面形状が同じ形状であり、Ｐ１＝Ｐ２、Ｒ１＝Ｒ２となるように形成されている。
【００２８】
また、本実施形態では、単位形状２１ａの配列ピッチＰ１及び単位形状２３ａの配列ピッチＰ２は、それぞれ、０．１ｍｍ≦Ｐ１≦０．５ｍｍ、０．１≦Ｐ１≦０．５ｍｍを満たすことが好ましい。仮に、配列ピッチＰ１，Ｐ２が０．１ｍｍ未満であると、このような寸法の単位形状２１ａ，２３ａを製造するのが困難となり、また、光の回折現象が生じやすくなり、回折光の影響によって映像が不鮮明になるので好ましくない。また、配列ピッチＰ１，Ｐ２が０．５ｍｍよりも大きい場合、隣り合う単位形状間のラインが視認されてしまう場合があり、好ましくない。
【００２９】
さらに、本実施形態の光学シート２０は、第１光学層２１の背面側（映像源側、＋Ｙ側）に、反射抑制層２４が設けられている。
この反射抑制層２４は、例えば、汎用の反射防止機能を有する材料（例えば、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、フッ素系光学用コーティング剤等）を所定の膜厚でコーティングする等により設けてもよいし、光の波長より小さなピッチで形成された微小な凹凸形状を有するモスアイ構造を光の入射側の面に有することにより反射抑制機能を奏する層を光学シート２０の背面側に一体に積層して設けてもよい。
反射抑制層２４を設けることにより、光学シート２０に入射する光が光学シート２０の背面側で反射してレンズ１２側へ向かい、レンズ１２の表面で再度反射する等により迷光となることを抑制し、映像のコントラストや明るさの向上を図ることができる。
【００３０】
なお、反射抑制層２４は、さらに、光学シート２０の観察者側（−Ｙ側）の面に設けてもよい。この位置にさらに反射抑制層２４を設けることにより、光学シート２０から映像光が出射する際に、光学シート２０と空気との界面で反射し、光学シート２０内で迷光となることを抑制でき、映像のコントラスト等を向上できる。
また、光学シート２０の観察者側の面に、ハードコート機能や、防汚機能、防曇機能等を有する層を設けてもよい。このような層を設けることにより、表示装置１の着脱の際等に、光学シート２０が傷ついたり、汚れが付着したり、観察者の熱や湿気等により光学シート２０の表面が曇ったりして、映像の視認の妨げになることを抑制できる。
【００３１】
本実施形態の表示装置１は、Ｙ方向における観察者の眼Ｅ、すなわち、この表示装置１において想定される観察者の眼Ｅの位置と光学シート２０との間の距離Ｄ１が、映像源１１の画素領域Ｇ１の配列ピッチの寸法ｄ（画素領域Ｇ１の２つの配列方向において配列ピッチが異なる場合は、小さい方の配列ピッチとする）の１００倍以上である。仮に、距離Ｄ１が、寸法ｄの１００倍未満であると、画素領域Ｇ１によるモアレが視認されたり、非画素領域Ｇ２に起因する非映像領域が目立って観察されやすくなるため、好ましくない。
一般的に、表示装置１に用いられる映像源１１の画素領域Ｇ１の配列ピッチｄは、４００〜５００ｐｐｉ（ｐｉｘｅｌ  ｐｅｒ  ｉｎｃｈ）である。本実施形態では、映像源１１の画素領域Ｇ１の配列ピッチｄは、例えば、ｄ＝０．０５０８ｍｍ（５００ｐｐｉ）であり、画素領域Ｇ１の配列ピッチｄの１００倍は、５．０８ｍｍである。また、本実施形態では、光学シート２０の観察者側の面から観察者の眼ＥまでのＹ方向における距離Ｄ１は、例えば、１０ｍｍである。
【００３２】
また、本実施形態の表示装置１は、上述のように、レンズ１２よりも観察者側（−Ｙ側）に光学シート２０が位置するので、観察者が表示装置１を頭部に装着する際にレンズ１２に触れる等してレンズ１２が破損したり汚れたりすることがない。また、表示装置１の装着時に、観察者の湿気や熱等でレンズ１２が曇ることもない。また、光学シート２０の観察者側表面が汚れたり曇ったりした場合にも、単位形状を傷つけることなく、容易にふき取ることが可能である。また、平面状である光学シート２０の観察者側の面に防汚機能や防曇機能等を有する層を形成することは、凸状のレンズ１２の表面にこれらの層を形成することに比べて容易であり、このような層を備えた光学シート２０を配置することにより、上記効果を容易に得ることができる。さらに、例えば、観察者の視力等に応じて、映像源１１とレンズ１２との間の距離を調整するために、映像源１１等の位置をＹ方向に動かす場合等に、光学シート２０がその調整を妨げることがない。
【００３３】
次に、映像源１１から出射された映像光Ｌが観察者の眼Ｅ（Ｅ１，Ｅ２）に届くまでの動作について説明する。
図１に示すように、映像源１１から出射した映像光Ｌは、レンズ１２（１２Ａ，１２Ｂ）へ入射する。そしてレンズ１２により、映像光Ｌが拡大され、観察者側（−Ｙ側）へ出射する。
次に、レンズ１２を透過した映像光Ｌは、光学シート２０（２０Ａ，２０Ｂ）の背面側（＋Ｙ側）の面に入射する。そして、光学シート２０に入射した映像光Ｌは、第１光学層２１を透過して、第１光学層２１及び第２光学層２２との界面の単位形状２１ａによって、左右方向（Ｘ方向）に微少に拡散して第２光学層２２内を透過する。
第２光学層２２を透過した映像光Ｌは、第２光学層２２及び第３光学層２３との界面に形成された単位形状２３ａによって、鉛直方向（Ｚ方向）に微少に拡散し、第３光学層２３を透過して光学シート２０の観察者側（−Ｙ側）の面から出射し、観察者の眼Ｅ（Ｅ１，Ｅ２）に届く。
【００３４】
映像光Ｌは、光学シート２０により左右方向及び鉛直方向に微少に拡散させられる。そのため、レンズ１２により画像が拡大されていたとしても、観察者の眼Ｅによって視認される画像には、図４に示すように、比較例の表示装置５の場合に比して（図５（ｂ）参照）、映像源１１の非画素領域Ｇ２が起因となる非映像領域Ｆ２が目立ってしまうことを極力抑制することができ、鮮明な映像を表示することができる。
しかも、上述のように、観察者の眼Ｅと光学シート２０との間には、十分な距離Ｄ１が設けられているので、映像光を適度に拡散させて非映像領域Ｆ２が目立って観察されることを抑制でき、かつ、画素領域Ｇ１及び非画素領域Ｇ２によるモアレ等の発生も十分抑制できる。
【００３５】
次に、本実施形態の表示装置１に用いられる光学シート２０の製造方法について説明する。
上述したように、光学シート２０の第１光学層２１及び第３光学層２３に設けられた各単位形状２１ａ、単位形状２３ａは、互いに同じ形状に形成されているため、まず、この凸状の単位形状に対応する凹形状が設けられた金型を使用して、単位形状が形成されたシート状部材を押出成形法や、射出成形法等により形成する。
それから、単位形状が形成されたシート状部材を、所定の寸法に裁断して、第１光学層２１及び第３光学層２３を得る。
このように、単位形状２１ａ及び単位形状２３ａが同形状に形成されている場合、１枚のシート状部材から第１光学層２１及び第３光学層２３を同時に切り出すことができ、光学シート２０の製造効率を向上させることができる。
【００３６】
続いて、第１光学層２１の単位形状２１ａ側の面上に、第２光学層２２を形成する樹脂を充填し、その樹脂と、第３光学層２３の単位形状２３ａ側の面とを貼り合わせて、第１光学層２１及び第３光学層２３間に所定の距離を設けた状態で樹脂を硬化させる。このとき、第１光学層２１及び第３光学層２３は、単位形状２１ａの延在方向と単位形状２３ａの延在方向とが互いに交差（直交）するようにして配置される。
これにより、第１光学層２１、第２光学層２２、第３光学層２３が順次積層された状態となる。さらに、第１光学層２１の表面（第２光学層２２側とは反対側の面）に、反射抑制層２４を設けることにより、光学シート２０が完成する。
【００３７】
以上より、本実施形態の表示装置１は、レンズ１２よりも観察者側に、少なくとも２層以上の光学層を有し、各光学層間の界面に単位形状２１ａ，２３ａが複数形成された光学シート２０を備え、単位形状２１ａ，２３ａが界面に形成された隣接する光学層間の屈折率差Δｎ１，Δｎ２が、それぞれ０．００５≦Δｎ１≦０．１、０．００５≦Δｎ２≦０．１を満たし、観察者の眼Ｅと光学シート２０との間の距離Ｄ１は、画素領域Ｇ１の配列ピッチｄの１００倍以上である。これにより、表示装置１は、映像源１１から出射した映像光Ｌを微少に拡散することができ、観察者に鮮明な映像を表示するとともに、映像源１１の非画素領域Ｇ２が起因となる非映像領域Ｆ２が観察者に視認されてしまうことを抑制することができる。
【００３８】
また、本実施形態の表示装置１は、上述のように、レンズ１２よりも観察者側（−Ｙ側）に光学シート２０が位置するので、レンズ１２を保護することができ、観察者が表示装置１を頭部に装着する際にレンズ１２に触れる等してレンズ１２が破損したり汚れたりすることや、観察者の湿気や熱等でレンズ１２が曇ったりすることがない。また、光学シート２０の観察者側表面が汚れたり曇ったりした場合等も、単位形状を傷つけることなく、ふき取ることが可能である。また、観察者の視力等に応じて、映像源１１とレンズ１２との間の距離を調整するために、映像源１１の位置をＹ方向に動かす場合等に、光学シート２０がその調整を妨げることがない。
また、本実施形態の表示装置１は、光学シート２０の背面側（＋Ｙ側）の面に反射抑制層２４を備えているので、迷光を抑制し、映像の明るさやコントラストを向上できる。
【００３９】
また、本実施形態の表示装置１は、単位形状２１ａが、凸状であって、光学シート２０の厚み方向（Ｙ方向）に直交するシート面（ＸＺ面）内のＺ方向（第１の方向）に延在し、シート面内のＺ方向に直交するＸ方向（第２の方向）に配列され、光学シート２０の厚み方向及び配列方向に平行な断面（ＸＹ面）における断面形状が略円弧状に形成されている。同様に、単位形状２３ａが、凸状であって、光学シート２０の厚み方向（Ｙ方向）に直交するシート面（ＸＺ面）内のＸ方向に延在し、シート面内のＸ方向に直交するＺ方向に配列され、光学シート２０の厚み方向及び配列方向に平行な断面（ＹＺ面）における断面形状が円弧状に形成されている。これにより、表示装置１は、単位形状を通過する映像光を効率よく均等に拡散させることができる。
【００４０】
また、本実施形態の表示装置１は、光学シート２０に入射角度０で入射した透過光における半値角αが０．０５°≦α≦０．２°を満たし、最大輝度が１／２０となる光学シート２０の視野角βが、β≦５×αを満たすようにして形成されている。これにより、映像源１１から出射した映像光Ｌを微少に拡散することができ、観察者に鮮明な映像を表示するとともに、映像源１１の非画素領域Ｇ２が起因となる非映像領域Ｆ２が観察者に視認されてしまうことを抑制する効果を高めることができる。
【００４１】
さらに、本実施形態の表示装置１は、光学シート２０が３層以上の光学層を有しており、各光学層間の各界面に設けられた単位形状２１ａ及び単位形状２３ａのシート面内における延在方向（Ｚ方向、Ｘ方向）が、光学シート２０の厚み方向から見て直交（交差）している。これにより、表示装置１は、映像源１１から出射した映像光を複数の方向（左右方向及び鉛直方向）に拡散させることができ、映像源１１の非画素領域が起因となる非映像領域をより効果的に目立たなくすることができる。
【００４２】
なお、第１光学層２１の単位形状２１ａ及び第３光学層２３の単位形状２３ａの各配列方向や、各配列方向及び光学シート２０の厚み方向に沿った断面での単位形状２１ａ，２３ａの断面形状に関しては、上述の例に限らず、適宜変更してよい。
以下に、本実施形態の表示装置１に用いられる光学シート２０の他の形態について説明する。
【００４３】
例えば、光学シート２０は、単位形状２１ａの延在方向が鉛直方向（Ｚ方向）であり、単位形状２３ａの延在方向が左右方向（Ｘ方向）であり、これらが直交する例を説明したが、光学シート２０の単位形状２１ａの延在方向が、左右方向に対して４５°傾斜した方向（上下方向に対して４５°傾斜）であり、単位形状２３ａの延在方向が、左右方向に対して−４５°に傾斜した方向であり、Ｙ方向から見て、単位形状２１ａの延在方向と単位形状２３ａの延在方向とが交差（この場合は、直交）する形態としてもよい。
また、光学シート２０の単位形状２１ａの延在方向が鉛直方向（Ｚ方向）に対して傾斜する角度、及び、単位形状２３ａの延在方向が左右方向（Ｘ方向）に対して傾斜する角度は、上記の４５°に限らず、例えば、１５°や３０°等としてもよく、映像源１１の画素の配列や所望する光学性能等に応じて、各単位形状の延在方向を適宜設定してよい。これにより、非画素領域Ｇ２に起因する非映像領域Ｆ２を目立たせなくする効果をさらに高めることができる。
また、一方の単位形状の延在方向が、他方の単位形状の延在方向と直交以外の角度で交差するようにしてもよい。このような形態としても、非画素領域Ｇ２に起因する非映像領域Ｆ２を目立たせなくする効果をさらに高めることができる。
【００４４】
図６及び図７は、本実施形態の表示装置１に用いられる光学シート２０の他の形態の詳細を説明する図である。
図６（ａ）は、他の形態の光学シート２０の斜視図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）のｂ−ｂ断面図である。図６（ｃ）は、図６（ａ）のｃ−ｃ断面図である。図７（ａ）は、図６（ｂ）のａ部詳細を示す図であり、図７（ｂ）は、図６（ｃ）のｂ部詳細を示す図である。
図６，図７に示す他の形態の光学シート２０を含め以下に示す光学シート２０の他の形態に関して、上述の実施形態と同様の機能を果たす部分には同一の符号を付して、適宜重複する説明を省略する。また、図６及び図７を含め以下に示す光学シート２０の他の形態を示す図面について、理解を容易にするために、反射抑制層２４を備えない形態を示しているが、適宜、第１光学層２１の背面側（映像源側、＋Ｙ側）に前述のような反射抑制層２４を設けてもよい。
図６及び図７に示すｘ方向、ｙ方向、ｚ方向は互いに直交し、ｙ方向は、Ｙ方向と平行である。また、ｘ方向は、Ｘ方向に対して４５°をなし、ｚ方向は、Ｚ方向に対して４５°をなしている。
【００４５】
図６及び図７に示す光学シート２０において、第１光学層２１の観察者側（−ｙ側、−Ｙ側）の面に形成される単位形状２１ａは、図６（ａ），（ｂ）に示すように、第１光学層２１の観察者側の面に沿うようにして、左右方向（Ｘ方向）に対して４５°傾斜したｘ方向に延在し、鉛直方向（Ｚ方向）に対して４５°傾斜したｚ方向に複数配列されている。また、第３光学層２３の背面側（＋ｙ側、＋Ｙ側）の面に形成される単位形状２３ａは、図６（ａ），（ｃ）に示すように、第３光学層２３の背面側の面に沿うようにして、鉛直方向（Ｚ方向）に対して４５°傾斜したｚ方向に延在し、左右方向（Ｘ方向）に対して４５°傾斜したｘ方向に複数配列されている。
単位形状２１ａの延在方向（ｘ方向）と単位形状２３ａの延在方向（ｚ方向）とは、交差（直交）しており、単位形状２１ａの配列方向（ｚ方向）と単位形状２３ａの配列方向（ｘ方向）とは、交差（直交）している。
【００４６】
また、この単位形状２１ａは、ｚ方向及びｙ方向に平行な面（ｙｚ面）における断面形状が略三角形状、いわゆるプリズム形状に形成されている。同様に、単位形状２３ａは、ｘ方向及びｙ方向に平行な面（ｘｙ面）における断面形状が略三角形状、いわゆるプリズム形状に形成されている。
ここで、略三角形状とは、二等辺三角形や、正三角形等を含む三角形状だけでなく、三角形状の頂部が曲面や平面に面取りされた形状や、三角形状の斜面が微小に湾曲された形状等も含むものをいう。
【００４７】
図６及び図７では、単位形状２１ａ，２３ａは、それぞれ、光学シート２０の厚み方向に平行であって、配列方向に平行な断面における断面形状が二等辺三角形状に形成されている例を示している。また、単位形状２１ａ，２３ａは、その二等辺三角形状が各配列方向に連続した状態で形成されている。
図７（ａ）に示すように、単位形状２１ａのｚ方向における配列ピッチをＰ１とし、単位形状２１ａの頂角をθ１とし、図７（ｂ）に示すように、単位形状２３ａのｘ方向における配列ピッチをＰ２とし、単位形状２３ａの頂角をθ２とする。配列ピッチＰ１，Ｐ２、頂角θ１，θ２は、例えば、Ｐ１＝Ｐ２＝０．２ｍｍ、θ１＝θ２＝１７５°である。
【００４８】
図６及び図７に示す光学シート２０では、単位形状２１ａ，２３ａの配列ピッチＰ１，Ｐ２は、それぞれ０．１ｍｍ≦Ｐ１≦０．５ｍｍ、０．１ｍｍ≦Ｐ２≦０．５ｍｍの範囲で形成されることが望ましい。仮に、配列ピッチＰ１，Ｐ２が０．１ｍｍ未満であると、このような寸法の単位形状２１ａ，２３ａを製造するのが困難となり、また、光の回折現象が生じやすくなり、回折光の影響によって映像が不鮮明になるので好ましくない。また、配列ピッチＰ１，Ｐ２が０．５ｍｍよりも大きい場合、隣り合う単位形状間のラインが視認されてしまう場合があり、好ましくない。
【００４９】
人間の眼には、左右方向（Ｘ方向）に延在するラインが、左右方向に対して傾斜した方向や、鉛直方向（Ｚ方向）に延在するライン等よりも視認しやすくなる傾向がある。
そのため、上述のように、各単位形状の延在する方向を左右方向に対して傾斜させることによって、本実施形態の表示装置１は、単位形状が起因となるラインを観察者に対して視認され難くすることができ、表示される映像をより鮮明に観察者に視認させることができる。
【００５０】
図６及び図７に示す光学シート２０は、第１光学層２１と第２光学層２２との屈折率差Δｎ１、及び、第２光学層２２と第３屈折率層との屈折率差Δｎ２が、前述の実施形態と同じ範囲であることが好ましい。
また、図６及び図７に示す光学シート２０は、映像源１１の画素領域Ｇ１の配列ピッチをｄとし、映像源１１の表示面１１ａから表示装置１を装着する観察者の眼Ｅ（この表示装置１において想定される観察者の眼Ｅの位置）までの距離をＤ２（図１参照）としたときに、入射角度０°で背面側から入射して観察者側から出射した透過光の最大輝度が１／１０となる拡散角γが、以下の式（１）を満たすように形成されている。また、入射角度０°で背面側から入射して観察者側から出射した透過光の半値角αが、以下の式（２）を満たすようにして形成されていることがより好ましい。
式（１）  ａｒｃｔａｎ（ｄ／Ｄ２）≦γ≦３×ａｒｃｔａｎ（ｄ／Ｄ２）
式（２）  ａｒｃｔａｎ（ｄ／Ｄ２）≦α≦３×ａｒｃｔａｎ（ｄ／Ｄ２）
【００５１】
図８は、図６及び図７に示す他の形態の光学シート２０の輝度と拡散角との関係を示す図である。
図６及び図７に示す光学シート２０の輝度と拡散角との関係は、図８（ａ）に示すように、略三角形状に形成された単位形状の斜面に対応して２つのピークを有した波形や、図８（ｂ）に示すように、ピークの幅が広い波形となる。拡散角γとは、図８（ａ）に示すように、２つのピークの中心となる位置（図８（ａ）中の輝度の軸線、図８（ｂ）においては幅の広いピークの中心位置（図８（ｂ）中の輝度の軸線））から、画面左右方向及び画面上下方向において、透過光の輝度が最大値の１／１０の値になる観察角度のうち絶対値が最も大きい角度をいう。
また、この光学シート２０の半値角αは、２つのピークの中心となる位置（図８（ａ）中の輝度の軸線、図８（ｂ）においては幅の広いピークの中心位置（図８（ｂ）中の輝度の軸線））から、画面左右方向及び画面上下方向において、光の輝度が最大値の半分の値になる観察角度のうち絶対値が最も大きい角度をいう。
【００５２】
仮に、拡散角γがａｒｃｔａｎ（ｄ／Ｄ２）未満である場合、光学シート２０による光の拡散される範囲が狭くなりすぎてしまい、非画素領域Ｇ２が起因となる非映像領域Ｆ２が目立って観察されるので望ましくない。また、拡散角γが３×ａｒｃｔａｎ（ｄ／Ｄ２）よりも大きい場合、映像光の拡散される範囲が広くなりすぎてしまい、映像のぼやけが生じてしまい、映像の鮮明さが低下してしまうので望ましくない。
また、仮に、半値角αがａｒｃｔａｎ（ｄ／Ｄ２）未満である場合も、拡散角γの場合と同様に、光学シートによる光の拡散される範囲が狭くなりすぎてしまい、非画素領域Ｇ２が起因となる非映像領域Ｆ２が目立って視認されやすくなるので望ましくない。また、半値角αが３×ａｒｃｔａｎ（ｄ／Ｄ２）よりも大きい場合も、拡散角γの場合と同様に、映像光の拡散される範囲が広くなりすぎてしまい、映像がぼやけてしまい、映像の鮮明さが低下してしまうので望ましくない。
【００５３】
また、仮に、第１光学層２１と第２光学層２２との屈折率差Δｎ１、及び、第２光学層２２と第３光学層２３との屈折率差Δｎ２が０．１よりも大きい場合、上述の式（１）及び式（２）を満たすように、各単位形状を扁平状に形成する必要性が生じてしまい、そのような単位形状を有する光学シートの製造が困難となるので望ましくない。
なお、この図６及び図７に示す他の形態の光学シート２０においては、製造をより容易にするとともに、非映像領域Ｆ２を目立たなくするのに十分な程度に光を屈折させる観点から、屈折率差Δｎ１，Δｎ２は、０．０５であることがより望ましい。
【００５４】
また、上述の説明及び図６，図７では、第１光学層２１、第３光学層２３に設けられる単位形状２１ａ，２３ａは、光学シート２０の厚み方向に平行であって、その単位形状の配列方向に平行な断面における断面形状が二等辺三角形状である例を示したが、これに限定されるものでなく、単位形状２１ａ，２３ａについては、以下に示すような形態としてもよい。
【００５５】
図９は、図６及び図７に示す光学シート２０に設けられる単位形状２１ａの別の形態を示す図である。図９の各図は、それぞれ図７（ａ）に対応する図である。なお、図９は、第１光学層２１の単位形状２１ａの別の形態について図示するが、第３光学層２３の単位形状２３ａについても同様である。
例えば、図９（ａ）に示すように、同断面における三角形状の頂部が曲面Ｓ１により形成される形態としてもよいし、図９（ｂ）に示すように、三角形状の頂部が平坦面Ｓ２により形成される形態としてもよい。
また、図９（ｃ）に示すように、同断面における三角形状の斜面が平坦な面ではなく微少に湾曲した曲面Ｓ３、Ｓ４により形成されるようにしてもよい。
各単位形状を上述のような形態とした光学シートは、図２に示す光学シートと同様の効果を奏することができる。
【００５６】
図１０は、図６及び図７に示す光学シート２０の別の形態を説明する図である。図１０（ａ）は、厚み方向（Ｙ方向）に平行であって、左右方向（Ｘ方向）に平行な断面（ＸＹ断面）における断面図であり、図１０（ｂ）は、厚み方向（Ｙ方向）に平行であって鉛直方向（Ｚ方向）に平行な断面（ＹＺ断面）における断面図である。
前述の図６及び図７では、単位形状２１ａ，２３ａは、その断面形状が略三角形状（プリズム形状）であり、単位形状２１ａが、左右方向（Ｘ方向）に対して４５°傾斜したｘ方向に延在し、鉛直方向（Ｚ方向）に対して４５°傾斜したｚ方向に複数配列され、単位形状２３ａが、鉛直方向（Ｚ方向）に対して４５°傾斜したｚ方向に延在し、左右方向（Ｘ方向）に対して４５°傾斜したｘ方向に複数配列される光学シートを示したが、これに限定されるものでない。
【００５７】
例えば、光学シート２０は、単位形状２１ａが、図１０（ａ）に示すように、鉛直方向（Ｘ方向）に延在し、左右方向（Ｘ方向）に複数配列され、単位形状２３ａが、図１０（ｂ）に示すように、左右方向（Ｘ方向）に延在し、鉛直方向（Ｚ方向）に複数配列される形態としてもよい。
この図１０に示す光学シート２０において、屈折率差Δｎ１，Δｎ２は、前述の実施形態と同じ範囲であることが好ましい。
光学シート２０をこのような形態としても、上述の実施形態と同様に、映像源１１から出射した映像光を微少に拡散させ、図４に示すように、その拡散された映像光によって、非画素領域Ｇ２が起因となる非映像領域Ｆ２が観察者に視認されてしまうことを抑制することができる。
【００５８】
図１１は、図６及び図７に示す光学シート２０の別の形態を説明する図である。図１１（ａ）は、厚み方向（Ｙ方向）に平行であって、左右方向（Ｘ方向）に平行な断面（ＸＹ断面）における断面図であり、図１１（ｂ）は、厚み方向（Ｙ方向）に平行であって鉛直方向（Ｚ方向）に平行な断面（ＹＺ断面）における断面図である。図１１（ｃ）は、第１光学層２１を観察者側（−Ｙ側）の面から見た斜視図である。
光学シート２０は、図１１に示すように、第１光学層２１及び第２光学層２２の２層から構成される形態とし、第１光学層２１の観察者側（−Ｙ側）の面に略四角錐形状の単位形状２１ａが、鉛直方向及び左右方向に複数隙間なく配列されるようにしてもよい。ここで、略四角錐形状とは、完全な四角錐の形状だけでなく、四角錐の頂部が曲面や平面に面取りされた形状や、四角錐の各三角形状の斜面が微小に湾曲された形状等も含むものをいう。なお、図１１に示す略四角錐形状の単位形状２１ａは、鉛直方向（Ｚ方向）及び左右方向（Ｘ方向）に対して傾斜（例えば、４５°傾斜）した方向に配列される形態としてもよい。
【００５９】
光学シート２０を図１１に示す形態としても、映像源１１から出射した映像光を微少に拡散させ、図４に示すように、その拡散された映像光によって、非画素領域Ｇ２が起因となる非映像領域Ｆ２が観察者に視認されてしまうことを抑制することができる。また、上述の図２に示す光学シート２０や図６及び図７に示す光学シート２０等に比して層構成を減らすことができ、光学シート２０を薄型化したり、軽量化したりすることが可能となる。さらに、光学シート２０をより容易に安価に製造することも可能となる。
【００６０】
図１２は、本実施形態の表示装置１に用いられる光学シート２０の他の形態を説明する図である。図１２（ａ）は、光学シート２０の水平面（ＸＹ面）に平行な断面における断面図であり、図１２（ｂ）は、図１２（ａ）のｂ部断面図である。図１２（ｃ）は、図１２（ａ）のｃ部詳細を示す図であり、図１２（ｄ）は、図１２（ｂ）のｄ部詳細を示す図である。
光学シート２０は、第１光学層２１及び第２光学層２２の界面に凸状の単位形状２１ａが複数形成され、第２光学層２２及び第３光学層２３の界面に凸状の単位形状２３ａが複数形成されている。
【００６１】
第１光学層２１の観察者側（−Ｙ側）の面には、図１２（ａ）に示すように、単位形状２１ａと平坦部２１ｂとが交互に設けられている。この単位形状２１ａ及び平坦部２１ｂは、第１光学層２１の観察者側の面に沿うようにして、鉛直方向（Ｚ方向）に延在し、左右方向（Ｘ方向）に複数配列されている。
また、第３光学層２３の背面側（＋Ｙ側）の面は、図１２（ｂ）に示すように、単位形状２３ａと平坦部２３ｂとが交互に複数形成されている。この単位形状２３ａ及び平坦部２３ｂは、第３光学層２３の背面側の面に沿うようにして、左右方向（Ｘ方向）に延在し、鉛直方向（Ｚ方向）に複数配列されている。
第３光学層２３に設けられた単位形状２３ａ及び平坦部２３ｂは、その延在方向（Ｘ方向）が、上述の第１光学層２１に設けられた単位形状２１ａ及び平坦部２１ｂの延在方向（Ｚ方向）と交差（直交）している。
【００６２】
図１２に示す他の形態の光学シート２０において、単位形状２１ａは、図１２（ｃ）に示すように、第１光学層２１の観察者側の面（−Ｙ側の面）から凸となり、ＸＹ断面における断面形状が略円弧状になるように形成されている。ここで、略円弧状とは、真円の円弧だけでなく、楕円や長円等の一部を含む曲線状の形状を含むものをいう。
図１２に示す光学シート２０では、単位形状２１ａは、円弧状に形成されており、その曲率半径がＲ１であり、左右方向（Ｘ方向）における幅寸法がＷ１である。単位形状２１ａ（平坦部２１ｂ）の左右方向における配列ピッチはＰ１である。
【００６３】
同様に、単位形状２３ａは、図１２（ｄ）に示すように、第３光学層２３の背面側の面（＋Ｙ側の面）から凸となり、ＹＺ断面における断面形状が略円弧状に形成されている。図１２に示す光学シート２０では、単位形状２３ａは、円弧状に形成されており、その曲率半径がＲ２であり、鉛直方向（Ｚ方向）における幅寸法はＷ２である。単位形状２３ａ（平坦部２３ｂ）の鉛直方向における配列ピッチは、Ｐ２である。
さらに、第１光学層２１及び第３光学層２３に設けられた各単位形状及び各平坦部は、それぞれ同等の寸法に形成されており、例えば、Ｗ１＝Ｗ２＝０．１ｍｍ、Ｐ１＝Ｐ２＝０．２４ｍｍ、Ｒ１＝Ｒ２＝０．５ｍｍである。
【００６４】
図１２に示す光学シート２０では、単位形状２１ａ，２３ａの配列ピッチＰ１，Ｐ２は、０．１ｍｍ≦Ｐ１≦０．５ｍｍ、０．１ｍｍ≦Ｐ２≦０．５ｍｍを満たすことが好ましい。
仮に、配列ピッチＰ１，Ｐ２が０．１ｍｍ未満である場合、単位形状２１ａ，２３ａの配置間隔が細かくなりすぎてしまい、回折光の影響が大きくなり、映像が不鮮明になるので望ましくない。また、単位形状２１ａ，２３ａの製造も困難となり、望ましくない。
仮に、配列ピッチＰ１，Ｐ２が０．５ｍｍよりも大きい場合、単位形状２１ａ，２３ａの配置間隔が粗くなりすぎてしまい、観察者に非映像領域Ｆ２が視認されやすくなるため望ましくない。
また、図１２に示す光学シート２０において、第１光学層２１と第２光学層２２との屈折率差Δｎ１、第２光学層２２と第３光学層２３との屈折率差Δｎ２は、前述の実施形態と同じ範囲であることが好ましい。
【００６５】
図１２に示す光学シート２０は、映像源１１から出光され、レンズ１２を透過して光学シート２０の背面側の面から入射した光のうち、平坦部２１ｂ、平坦部２３ｂを透過した光を直接観察者側に出射させるとともに、単位形状２１ａに入射した光を左右方向へ拡散させ、また、単位形状２３ａに入射した光を鉛直方向に拡散させて観察者側へ出射させることができる。
これにより、表示装置１は、観察者に鮮明な映像を表示するとともに、映像光の微少な拡散によって、映像源１１の非画素領域Ｇ２が起因となる非映像領域Ｆ２が目立ってしまうことを抑制することができる。特に、平坦部２１ｂ、平坦部２３ｂを透過した光は、ほとんど拡散されないため、このような形態とすることにより、観察者に届く映像光をより鮮明に表示することができる。
【００６６】
図１３は、図１２に示す他の形態の光学シート２０の輝度と拡散角との関係を示す図である。
上述の効果を効果的に奏するために、図１２に示す光学シート２０は、図１３（ａ）に示すように、背面側から入射角度０°で入射して観察者側から出射した透過光の左右方向及び鉛直方向における拡散角が−０．１°以上０．１°以下の範囲において、光の輝度が最大輝度に近い状態であるとともに、同拡散角が０．１°以上０．３°以下と、−０．３°以上−０．１°以下との範囲においても所定の輝度を維持するようにして形成される。
具体的には、左右方向及び鉛直方向における拡散角が−０．１°以上０．１°以下の範囲の透過光量が、それぞれ光学シート２０を透過する全透過光量の３０％以上となり、また、左右方向及び鉛直方向における拡散角が−０．３°以上０．３°以下の範囲の透過光量が、それぞれ光学シート２０を透過する全透過光量の９５％以上となるように形成されている。
【００６７】
さらに、光学シート２０の左右方向及び鉛直方向における拡散角が０．１°以上０．３°以下の範囲の透過光量が、光学シート２０を透過する全透過光量の２０％以上となり、拡散角が−０．３°以上−０．１°以下の範囲の透過光量が、光学シート２０を透過する全透過光量の２０％以上となるように形成されている。
ここで、光学シート２０の拡散角とは、光の輝度が最大値となる光学シート２０のシート面の観察位置から、画面左右方向及び画面上下方向における観察角度をいう。
【００６８】
このように、図１２に示す光学シート２０の特定の拡散角の範囲における透過光量を規定することによって、本実施形態の表示装置１は、映像源１１から出射した映像光のうち、平坦部２１ｂ，２３ｂに入射した光をほとんど拡散させることなく透過させるとともに、単位形状２１ａ，２３ａに入射した光を鉛直方向や左右方向に微少に拡散させることができる。
これにより、表示装置１は、観察者に鮮明な映像を表示するとともに、映像光の微少な拡散によって映像源１１の非画素領域Ｇ２が起因となる非映像領域Ｆ２が目立ってしまうことを抑制することができる。特に、平坦部２１ｂ，２３ｂを透過した光はほとんど拡散されないため、このような光学シート２０を用いることにより、より鮮明な映像を観察者に届けることができ、映像のぼやけが生じてしまうことを極力抑制することができる。
【００６９】
仮に、拡散角が−０．１°以上０．１°以下における透過光量が、光学シート２０を透過する全透過光量の３０％未満となる場合、観察者側に届く光量が少なくなりすぎてしまい、映像の鮮明さが失われ、ぼやけてしまうので望ましくない。
また、拡散角が−０．３°以上０．３°以下における透過光量が、光学シート２０を透過する全透過光量の９５％未満となる場合、観察者側に届く映像の光量が少なくなりすぎてしまい、映像が暗くなってしまうので望ましくない。
さらに、拡散角が０．１°以上０．３°以下における透過光量と、拡散角が−０．３°以上−０．１°以下における透過光量とが、それぞれ光学シート２０を透過する全透過光量の２０％未満となる場合、単位形状２１ａ，２３ａによる映像光の微少な拡散が少なくなりすぎてしまい、映像源１１の非画素領域Ｇ２が起因となる非映像領域Ｆ２が目立ちやすくなってしまうので望ましくない。
【００７０】
さらに、図１２に示す他の形態の光学シート２０では、光学シート２０の左右方向及び鉛直方向における拡散角が−０．１°以上０．１°以下の範囲の透過光量が、光学シート２０を透過する全透過光量の３０％以上であり、拡散角が０．５×ｓｉｎ−１（ｄ／Ｄ２）以上、５×ｓｉｎ−１（ｄ／Ｄ２）以下の範囲の透過光量が、全透過光量の２０％以上であり、拡散角が−５×ｓｉｎ−１（ｄ／Ｄ２）以上、−０．５×ｓｉｎ−１（ｄ／Ｄ２）以下の範囲の透過光量が、全透過光量の２０％以上である場合においても、上述と同様の効果を奏することができる。
すなわち、表示装置１は、映像源１１から出射した映像光を鉛直方向や左右方向に微少に拡散することができ、観察者にぼやけの少ない鮮明な映像を表示するとともに、映像源１１の非画素領域Ｇ２が起因となる非映像領域Ｆ２が観察者に視認されてしまうことを抑制することができる。また、表示装置１の仕様（画素の配列ピッチｄや、観察者の眼Ｅと表示面１１ａとの距離Ｄ２）に合わせて、適宜、特定の拡散角の範囲を規定することができるので、より効率よく鮮明な映像の表示と、非映像領域Ｆ２の視認の抑制とを実現することができる。
【００７１】
図１４、図１５、図１６は、図１２に示す光学シート２０の別の形態を説明する図である。図１４（ａ）、図１５（ａ）、図１６（ａ）は、それぞれ図１２（ａ）に対応する図であり、また、図１４（ｂ）、図１５（ｂ）、図１６（ｂ）は、それぞれ図１２（ｂ）に対応する図である。
図１２に示す他の形態の光学シート２０において、単位形状２１ａは、例えば、図１４に示すように、第１光学層２１の観察者側（−Ｙ側）の面から凸となり、ＸＹ断面における断面形状が三角形状に形成され、単位形状２３ａが、第３光学層２３の背面側（＋Ｙ側）の面から凸となり、ＹＺ断面における断面形状が三角形状である形態としてもよい。
【００７２】
また、単位形状２１ａ，２３ａは、凸状ではなく、凹状であってもよい。
例えば、図１５に示すように、単位形状２１ａは、第１光学層２１の観察者側（−Ｙ側）の面から窪んだ凹状であり、そのＸＹ断面における断面形状は、円弧状に形成された２つの凸面が左右方向において互いに対向する形態としてもよい。
同様に、単位形状２３ａは、第３光学層２３の背面側（＋Ｙ側）の面から窪んだ凹状であり、そのＸＹ断面における断面形状は、円弧状に形成された２つの凸面が鉛直方向において互いに対向する形態としてもよい。
【００７３】
さらに、図１６に示すように、ＸＹ断面における断面形状が三角形状であって、第１光学層２１の観察者側の面（−Ｙ側の面）から窪んだ凹状である単位形状２１ａと、ＹＺ断面における断面形状が三角形状であって、第３光学層２３の背面側の面（＋Ｙ側の面）から窪んだ凹状である単位形状２３ａを備える形態としてもよい。
上述のような凸状又は凹状の形態としても、表示装置１は、映像源１１から出光された光のうち、平坦部２１ｂ、平坦部２３ｂを透過した光をほとんど拡散させることなく観察者側に出射させるとともに、単位形状２１ａに入射した光を左右方向へ微少に拡散させ、また、単位形状２３ａに入射した光を鉛直方向に微少に拡散させて観察者側へ出射させることができる。
これにより、表示装置１は、観察者にぼやけの少ない鮮明な映像を表示するとともに、映像光の微少な拡散によって映像源１１の非画素領域Ｇ２に起因する非映像領域Ｆ２が目立って観察されることを抑制することができる。
【００７４】
（変形形態）
以上説明した実施形態等に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の範囲内である。
（１）実施形態等において、光学シート２０の映像源側の面に反射抑制層２４が形成される例を示したが、これに限らず、例えば、レンズ１２の観察者側の面に、その凸形状に沿って反射抑制層２４が形成される形態としてもよい。また、例えば、レンズ１２の観察者側の面及び背面側の面に反射抑制層を形成してもよい。さらに、レンズ１２の表面に設けられる反射抑制層は、モスアイ構造による微小な凹凸形状を有する層としてもよい。
また、特に迷光等が問題とならない場合には、光学シート２０及びレンズ１２は、反射抑制層２４を備えない形態としてもよい。
【００７５】
（２）実施形態等において、光学シート２０は、第１光学層２１、第２光学層２２、第３光学層２３の３層が順次、積層された層構成を有する例を示したが、これに限定されるものでない。
例えば、光学シート２０は、所望する光学性能等に応じて、第１光学層及び第２光学層の２層が積層された形態としてもよく、また、４層以上の光学層を有する形態としてもよい。
【００７６】
（３）実施形態等において、光学シート２０の隣り合う光学層の界面には、単位形状２１ａ，２３ａが形成される例を示したが、これに限定されるものでない。
図１７は、変形形態の光学シート１２０を説明する図である。
例えば、図１７に示すように、光学シート１２０を第１光学層１２１及び第２光学層１２２の２層構造とし、第１光学層１２１及び第２光学層１２２間に微細な単位形状がランダムに設けられ、界面が粗面状となる形態としてもよい。
このような形態としても、映像源１１から出射した映像光を光学シート１２０により微少に拡散することができ、表示装置１は、映像源１１の非画素領域Ｇ２に起因する非映像領域を目立たなくすることができる。また、この場合、上述の実施形態の表示装置１に用いられる光学シート２０に比して、層構成を減らすことができ、光学シートを薄型化したり、軽量化したりすることが可能となる。
【００７７】
（４）実施形態等において、光学シート２０は、背面側（映像源側、＋Ｙ側）に第１光学層２１が配置され、観察者側（−Ｙ側）に第３光学層２３が配置される例を示したが、これに限定されるものでなく、第１光学層２１が観察者側に、第３光学層２３が背面側に配置されるようにしてもよい。
【００７８】
（５）実施形態等において、光学シート２０は、第１光学層２１及び第３光学層２３の屈折率が、第２光学層２２の屈折率よりも高い例を説明したが、これに限定されるものでなく、例えば、第１光学層２１及び第３光学層２３の屈折率が、第２光学層２２の屈折率よりも低くなるようにしてもよい。
【００７９】
（６）実施形態等において、第２光学層２２は、紫外線硬化型樹脂により構成される層である例を示したが、これに限定されるものでなく、例えば、透過性のある粘着剤により構成され、第１光学層２１及び第３光学層２３を接合するようにしてもよい。この場合、第２光学層２２を構成する粘着剤の屈折率は、第１光学層２１及び第３光学層２３の屈折率に対して、屈折率差が０．００５以上、０．１以下の範囲で設定される必要がある。
【００８０】
（７）映像源１１は、筐体３０に対して着脱可能に設けられる形態としてもよいし、予め固定された形態としてもよい。
【００８１】
なお、実施形態及び変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。また、本発明は以上説明した実施形態等によって限定されることはない。
【符号の説明】
【００８２】
１    表示装置
１１    映像源
１２（１２Ａ，１２Ｂ）    レンズ
２０（２０Ａ，２０Ｂ）    光学シート
２１    第１光学層
２１ａ    単位形状
２２    第２光学層
２３    第３光学層
２３ａ    単位形状
Ｅ（Ｅ１，Ｅ２）    観察者の眼
【図１】
2018055034.tif 000003
【図２】
2018055034.tif 000004
【図３】
2018055034.tif 000005
【図４】
2018055034.tif 000006
【図５】
2018055034.tif 000007
【図６】
2018055034.tif 000008
【図７】
2018055034.tif 000009
【図８】
2018055034.tif 000010
【図９】
2018055034.tif 000011
【図１０】
2018055034.tif 000012
【図１１】
2018055034.tif 000013
【図１２】
2018055034.tif 000014
【図１３】
2018055034.tif 000015
【図１４】
2018055034.tif 000016
【図１５】
2018055034.tif 000017
【図１６】
2018055034.tif 000018
【図１７】
2018055034.tif 000019