(57)【要約】【課題】映像源の画素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。【解決手段】表示装置１は、映像光を出射する映像源１１と、映像光を拡大して観察者側へ出射するレンズ１２と、映像源１１とレンズ１２との間、又は、レンズ１２の観察者側に配置される光学シート２０と、を備え、光学シート２０は、凸状又は凹状に形成されている単位形状（２１ａ，２３ａ）を有し、単位形状（２１ａ，２３ａ）は、少なくとも光学シートの厚み方向に直交するシート面内の特定の配列方向に配列されており、特定の配列方向における単位形状（２１ａ，２３ａ）による映像光の拡散作用と、光学シートの厚み方向に直交するシート面内の方向であって特定の配列方向に直交する直交方向における単位形状（２１ａ，２３ａ）による拡散作用とに差異を設けている。【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、
前記映像源と前記レンズとの間、又は、前記レンズの観察者側に配置される光学シートと、
を備え、
前記光学シートは、凸状又は凹状に形成されている単位形状を有し、
前記単位形状は、少なくとも光学シートの厚み方向に直交するシート面内の特定の配列方向に配列されており、
前記特定の配列方向における前記単位形状による前記映像光の拡散作用と、光学シートの厚み方向に直交するシート面内の方向であって前記特定の配列方向に直交する直交方向における前記単位形状による拡散作用とに差異を設けている、表示装置。
【請求項２】
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、
前記映像源と前記レンズとの間、又は、前記レンズの観察者側に配置される光学シートと、
を備え、
前記光学シートは、
２つの層間の界面である第１の界面に凸状又は凹状に形成されている第１の単位形状と、
前記第１の界面とは異なる２つの層間の界面である第２の界面に凸状又は凹状に形成されている第２の単位形状と、
を有しており、
前記第１の単位形状は、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、前記第１の方向に直交する第２の方向に配列されており、
前記第２の単位形状は、前記第２の方向に延在し、前記第１の方向に配列されており、
前記第１の界面において隣接する層の屈折率の差である第１の屈折率差Δｎ１が、０．００５≦Δｎ１≦０．１を満たしており、
前記第２の界面において隣接する層の屈折率の差である第２の屈折率差Δｎ２が、０．００５≦Δｎ２≦０．１を満たしており、
前記第１の単位形状による前記映像光の拡散作用と前記第２の単位形状による前記映像光の拡散作用とに差異を設けている表示装置。
【請求項３】
請求項２に記載の表示装置において、
前記第１の単位形状と前記第２の単位形状との形状が異なっていること、
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、
前記第１の屈折率差Δｎ１と前記第２の屈折率差Δｎ２とが異なっていること、
を特徴とする表示装置。
【請求項５】
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、
前記映像源と前記レンズとの間、又は、前記レンズの観察者側に配置される光学シートと、
を備え、
前記光学シートは、
２つの層間の界面である第１の界面に凸状又は凹状に形成されている第１の単位形状と、
前記第１の界面とは異なる２つの層間の界面である第２の界面に凸状又は凹状に形成されている第２の単位形状と、
を有しており、
前記第１の単位形状は、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、前記第１の方向に直交する第２の方向に配列されており、
前記第２の単位形状は、前記第２の方向に延在し、前記第１の方向に配列されており、
前記第１の界面において隣接する層の屈折率の差である第１の屈折率差Δｎ１が、０．００５≦Δｎ１≦０．１を満たしており、
前記第２の界面において隣接する層の屈折率の差である第２の屈折率差Δｎ２が、０．００５≦Δｎ２≦０．１を満たしており、
さらに、
（ａ）前記第１の単位形状と前記第２の単位形状との形状が異なっている、
又は、
（ｂ）前記第１の屈折率差Δｎ１と前記第２の屈折率差Δｎ２とが異なっている、
の（ａ）及び（ｂ）の少なくとも１つを満たす表示装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の表示装置において、
前記光学シートと前記映像源との間の距離は、前記画素の配列ピッチの１００倍以上であること、
を特徴とする表示装置。
【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。
【０００６】
第１の発明は、映像光を出射する映像源（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、前記映像源（１１）と前記レンズ（１２）との間、又は、前記レンズ（１２）の観察者側に配置される光学シート（２０）と、を備え、前記光学シート（２０）は、凸状又は凹状に形成されている単位形状（２１ａ，２３ａ）を有し、前記単位形状（２１ａ，２３ａ）は、少なくとも光学シート（２０）の厚み方向に直交するシート面内の特定の配列方向に配列されており、前記特定の配列方向における前記単位形状（２１ａ，２３ａ）による前記映像光の拡散作用と、光学シート（２０）の厚み方向に直交するシート面内の方向であって前記特定の配列方向に直交する直交方向における前記単位形状（２１ａ，２３ａ）による拡散作用とに差異を設けている、表示装置（１）である。
【０００７】
第２の発明は、映像光を出射する映像源（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、前記映像源（１１）と前記レンズ（１２）との間、又は、前記レンズ（１２）の観察者側に配置される光学シート（２０）と、を備え、前記光学シート（２０）は、２つの層間の界面である第１の界面に凸状又は凹状に形成されている第１の単位形状（２１ａ）と、前記第１の界面とは異なる２つの層間の界面である第２の界面に凸状又は凹状に形成されている第２の単位形状（２３ａ）と、を有しており、前記第１の単位形状（２１ａ）は、前記光学シート（２０）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、前記第１の方向に直交する第２の方向に配列されており、前記第２の単位形状（２３ａ）は、前記第２の方向に延在し、前記第１の方向に配列されており、前記第１の界面において隣接する層の屈折率の差である第１の屈折率差Δｎ１が、０．００５≦Δｎ１≦０．１を満たしており、前記第２の界面において隣接する層の屈折率の差である第２の屈折率差Δｎ２が、０．００５≦Δｎ２≦０．１を満たしており、前記第１の単位形状（２１ａ）による前記映像光の拡散作用と前記第２の単位形状（２３ａ）による前記映像光の拡散作用とに差異を設けている表示装置（１）である。
【０００８】
第３の発明は、第２の発明に記載の表示装置（１）において、前記第１の単位形状（２１ａ）と前記第２の単位形状（２３ａ）との形状が異なっていること、を特徴とする表示装置（１）である。
【０００９】
第４の発明は、第１の発明から第３の発明までのいずれかに記載の表示装置（１）において、前記第１の屈折率差Δｎ１と前記第２の屈折率差Δｎ２とが異なっていること、を特徴とする表示装置（１）である。
【００１０】
第５の発明は、映像光を出射する映像源（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、前記映像源（１１）と前記レンズ（１２）との間、又は、前記レンズ（１２）の観察者側に配置される光学シート（２０）と、を備え、前記光学シート（２０）は、２つの層間の界面である第１の界面に凸状又は凹状に形成されている第１の単位形状（２１ａ）と、前記第１の界面とは異なる２つの層間の界面である第２の界面に凸状又は凹状に形成されている第２の単位形状（２３ａ）と、を有しており、前記第１の単位形状（２１ａ）は、前記光学シート（２０）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、前記第１の方向に直交する第２の方向に配列されており、前記第２の単位形状（２３ａ）は、前記第２の方向に延在し、前記第１の方向に配列されており、前記第１の界面において隣接する層の屈折率の差である第１の屈折率差Δｎ１が、０．００５≦Δｎ１≦０．１を満たしており、前記第２の界面において隣接する層の屈折率の差である第２の屈折率差Δｎ２が、０．００５≦Δｎ２≦０．１を満たしており、さらに、（ａ）前記第１の単位形状（２１ａ）と前記第２の単位形状（２３ａ）との形状が異なっている、又は、（ｂ）前記第１の屈折率差Δｎ１と前記第２の屈折率差Δｎ２とが異なっている、の（ａ）及び（ｂ）の少なくとも１つを満たす表示装置（１）である。
【００１１】
第６の発明は、第１の発明から第５の発明までのいずれかに記載の表示装置（１）において、前記光学シート（２０）と前記映像源（１１）との間の距離は、前記画素の配列ピッチの１００倍以上であること、を特徴とする表示装置（１）である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、表示装置は、映像源の画素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】
【００１３】
【図１】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】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３】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】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】比較例の表示装置５を説明する図である。
【図６】光学シート２０の別の形態を説明する図である。
【図７】光学シート２０に設けられる第１の単位形状２１ａの別の形態を示す図である。
【図８】光学シート２０の別の形態を説明する図である。
【図９】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１０】図９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１１】図９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】図９に示す光学シート２０の別の形態を説明する図である。
【図１３】図９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】本実施形態の頭部装着型の表示装置１の他の形態を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面等を参照して説明する。
【００１５】
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。
【００１６】
（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（Ｚ方向）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（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。なお、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。
【００１７】
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側を映像源側（映像源１１側、背面側）とする。
【００１８】
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。
【００１９】
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、光学シート２０（２０Ａ，２０Ｂ）を保持する保持部３２、レンズ１２（１２Ａ，１２Ｂ）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側の面上、かつ、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。本実施形態では、映像源１１は、この保持部３１（すなわち、表示装置１）に着脱可能に保持される。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。
【００２０】
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、光学シート２０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、光学シート２０（２０Ａ，２０Ｂ）が嵌めこまれ、保持されている。
【００２１】
この保持部３２と前述の保持部３１とは、一体となってＹ方向に移動可能であり、Ｙ方向において所望の位置で固定可能である。したがって、観察者の視力等に応じて、映像源１１及び光学シート２０とレンズ１２との間の距離（レンズ１２に対するＹ方向における位置）を調整可能（ピント調整可能）である。なお、これに限らず、保持部３１及び保持部３２は、Ｙ方向の位置が固定された形態としてもよい。
【００２２】
保持部３３は、保持部３２及び光学シート２０よりも観察者側（−Ｙ側）に位置し、レンズ１２（１２Ａ，１２Ｂ）を保持する部材である。この保持部３３は、光学シート２０（２０Ａ，２０Ｂ）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）内にレンズ１２（１２Ａ，１２Ｂ）が嵌めこまれ、保持されている。
【００２３】
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。
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、後述するレンズ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。
【００２４】
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る。本実施形態では、レンズ１２は、映像源１１及び光学シート２０（２０Ａ，２０Ｂ）よりも観察者側（−Ｙ側）に配置されている。レンズ１２は、透光性の高いガラス製又は樹脂製である。
レンズ１２の映像源側（背面側、＋Ｙ側）の表面には、反射抑制層１２ａが形成されている。この反射抑制層１２ａ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レンズ１２の映像源側に一体に積層して設けてもよい。
【００２５】
このような反射抑制層１２ａを設けることにより、レンズ１２に入射する光がレンズ１２の映像源側で反射して光学シート２０側へ向かい、光学シート２０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。
また、反射抑制層１２ａは、さらに、レンズ１２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１２ａを設けることにより、レンズ１２から映像光が出射する際に、レンズ１２と空気との界面で反射し、レンズ１２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。
【００２６】
光学シート２０は、図１に示すように、映像源１１とレンズ１２との間に配置されている。光学シート２０は、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よりも映像源側（背面側、−Ｙ側）に配置する形態としてもよい。
【００２７】
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。
【００２８】
これに対して、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。
【００２９】
本実施形態の光学シート２０は、図２に示すように、映像源側（背面側、＋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の間の第１の界面と、第２光学層２２及び第３光学層２３の間の第２の界面とに、それぞれ第１の単位形状２１ａ、第２の単位形状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よりも映像源側（＋Ｙ側）に位置し、光透過性を有する層である。第１光学層２１の映像源側の面は、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、凸状の第１の単位形状２１ａが複数形成されている。第１の単位形状２１ａは、観察者側（−Ｙ側）に凸となっている。
この第１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、第１の方向（Ｚ方向）に延在し、延在方向に直交する第２の方向（Ｘ方向）に複数配列されている。また、第１の単位形状２１ａは、Ｘ方向及び厚み方向に平行な面（Ｘ−Ｙ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。
【００３０】
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の映像源側（＋Ｙ側）の面は、図２（ｂ）に示すように、凸状の第２の単位形状２３ａが複数形成されている。第２の単位形状２３ａは、映像源側（＋Ｙ側）に凸となっている。
この第２の単位形状２３ａは、第３光学層２３の映像源側の面に沿うようにして、第２の方向（Ｘ方向）に延在し、延在方向に直交する第１の方向（Ｚ方向）に複数配列されており、Ｚ方向及び厚み方向に平行な面（Ｙ−Ｚ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。
【００３１】
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に設けられた第２の単位形状２３ａの延在方向（Ｘ方向）と第１光学層２１に設けられた第１の単位形状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、第１の単位形状２１ａの配列方向（Ｘ方向）と第２の単位形状２３ａの配列方向（Ｚ方向）とは、交差（直交）している。
【００３２】
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の第１の単位形状２１ａ側の面と、第３光学層２３の第２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。
【００３３】
本実施形態の光学シート２０は、映像源１１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となる拡散角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のシート面を観察する位置を基準（観察角度０度）として、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、拡散角βは、光の輝度が最大値となる光学シート２０のシート面を観察する位置を基準（観察角度０度）として、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。
【００３４】
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の屈折率差である第１の屈折率差Δｎ１と、第２光学層２２及び第３光学層２３の屈折率差である第２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。
【００３５】
このように、本実施形態では、光学シート２０の半値角α及び拡散角βの値の範囲と、第１の単位形状２１ａ，第２の単位形状２３ａが形成された面を界面として互いに隣接する層の第１の屈折率差Δｎ１，第２の屈折率差Δｎ２の範囲とを規定している。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（Ｚ方向）や左右方向（Ｘ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の拡散角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。
【００３６】
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、拡散角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、第１の屈折率差Δｎ１，第２の屈折率差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、第１の屈折率差Δｎ１，第２の屈折率差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。
【００３７】
本実施形態では、第１の単位形状２１ａによる映像光の拡散作用と第２の単位形状２３ａによる映像光の拡散作用とに差異を設けている。具体的には、本実施形態では、第１の単位形状２１ａの配列ピッチＰ１を第２の単位形状２３ａの配列ピッチＰ２よりも小さくしている。これにより、第１の単位形状２１ａと第２の単位形状２３ａとの形状が異なる。また、これに加えて、第１の屈折率差Δｎ１と第２の屈折率差Δｎ２とが異なるように、第１光学層２１の屈折率と、第３光学層２３の屈折率とを異ならせてもよい。
【００３８】
このように、本実施形態では、第１の単位形状２１ａによる映像光の拡散作用と第２の単位形状２３ａによる映像光の拡散作用とに差異を設けている。これにより、映像源１１により表示される映像の上下方向（Ｚ方向）と左右方向（Ｘ方向）とのそれぞれに対して、最適な映像光の拡散効果を付与することが可能となる。
本実施形態の表示装置１は、ＶＲビュワー等として用いられることが想定されており、その用途の一つとして、３次元（３Ｄ）表示が行われることが多い。３次元（３Ｄ）表示では、左右の目の視差を利用して立体感を得ることができる表示を行っている。したがって、左右方向において映像光を大きくぼかして（大きく拡散させて）しまうと、立体感が損なわれてしまうおそれがある。一方、上下方向については、映像光をぼかしても、立体感に与える影響は小さい。そこで、本実施形態では、光学シート２０の拡散作用について、上下方向の拡散作用を左右方向の拡散作用よりも大きくすることにより、立体感を行うことなく、画素の配列ピッチ感の非画素領域Ｇ２による非映像領域Ｆ２を目立たなくする効果を得ることが可能である。
また、上下方向（Ｚ方向）と左右方向（Ｘ方向）とで、映像源１１における画素領域Ｇ１と非画素領域Ｇ２の配列ピッチや大きさが異なるような場合に、第１の単位形状２１ａによる映像光の拡散作用と第２の単位形状２３ａによる映像光の拡散作用とに差異を設けることによって、いずれの方向についても鮮明でかつ、非映像領域Ｆ２を目立たなくする効果の高い装置とすることが可能である。
【００３９】
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。
【００４０】
また、第１の単位形状２１ａのＸ−Ｙ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に形成される第１の単位形状２１ａの第２の方向（Ｘ方向）における配列ピッチをＰ１とし、第１の単位形状２１ａのＸ−Ｙ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、第１の単位形状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、第２の単位形状２３ａのＹ−Ｚ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３（ｄ）に示すように、第３光学層２３に形成される第２の単位形状２３ａの第４の方向（Ｚ方向）における配列ピッチをＰ２とし、第２の単位形状２３ａのＹ−Ｚ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、第２の単位形状２３ａは、０．０５≦Ｐ２／Ｒ２≦１．０の範囲で形成されるのが望ましい。
【００４１】
このように第１の単位形状２１ａ及び第２の単位形状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Ｘ方向に微少に拡散させることができる。
【００４２】
また、本実施形態では、第１の単位形状２１ａの配列ピッチＰ１及び第２の単位形状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、このような寸法の第１の単位形状２１ａ，第２の単位形状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。
【００４３】
さらに、本実施形態の光学シート２０は、第１光学層２１の映像源側（背面側、＋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、レンズ１２の映像源側に設けられた反射抑制層１２ａと同様に、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。また、映像源１１が表示装置に固定され、着脱不可能である場合等には、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の映像源側に一体に積層して設けてもよい。
【００４４】
反射抑制層２４を光学シート２０の映像源側に設けることにより、光学シート２０に入射する光が光学シート２０の映像源側の面で反射して映像源１１側へ向かうことによる映像の明るさの低下を抑制できる。
また、反射抑制層２４を光学シート２０の映像源側に設けることにより、光学シート２０に入射する光が光学シート２０の映像源側の面で反射して映像源１１側へ向かい、映像源１１の表示面１１ａ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向上を図ることができる。
【００４５】
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の映像源側（＋Ｙ側）の面に、ハードコート機能や、防汚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、映像源１１が筐体３０に着脱可能である場合に、映像源１１を筐体３０から外したときに、光学シート２０が傷ついたり、汚れが付着したりして、映像の視認の妨げになることを抑制できる。
【００４６】
本実施形態の表示装置１は、Ｙ方向における映像源１１の表示面１１ａから光学シート２０の映像源側（−Ｙ側）の面までの距離Ｄ１が、映像源１１の画素の配列ピッチの寸法ｄ（画素領域Ｇ１の複数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の画素の配列ピッチｄは、４００〜５００ｐｐｉ（ｐｉｘｅｌ  ｐｅｒ  ｉｎｃｈ）である。本実施形態では、例えば、映像源１１の画素の配列ピッチｄは、ｄ＝０．０５０８ｍｍ（５００ｐｐｉ）であり、映像源１１の表示面１１ａから光学シート２０の映像源側（−Ｙ側）の面までのＹ方向における距離Ｄ１は、５．０８ｍｍである。
したがって、本実施形態の表示装置１では、光学シート２０が映像源１１から十分な間隔を空けて配置されているので、モアレの発生は抑制されている。
【００４７】
また、本実施形態の表示装置１は、上述のように、レンズ１２よりも映像源側（＋Ｙ側）に光学シート２０が位置するので、映像源１１が筐体３０に着脱可能である表示装置１において映像源１１を筐体３０から外した場合等に、筐体内に侵入した埃やゴミ等の異物によってレンズ１２が破損したり汚れたりすることがない。また、光学シート２０の映像源側が異物等で汚れた場合にも、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、特に、モスアイ構造を有する反射抑制層に関しては、高い反射抑制効果を有しているが、破損しやすいために観察者の指等が触れない位置に設けることが重要となる。本実施形態の表示装置１では、レンズ１２よりも映像源側（＋Ｙ側）に光学シート２０が位置するので、そのような反射抑制層を光学シート２０の観察者側やレンズ１２の映像源側等に設けることができ、より高い反射抑制効果が得られ、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。
【００４８】
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、光学シート２０（２０Ａ，２０Ｂ）の映像源側（＋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と第２光学層２２との間の第１の界面の第１の単位形状２１ａによって、第２の方向（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と第３光学層２３との間の第２の界面に形成された第２の単位形状２３ａによって、第４の方向（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）の面から出射する。
光学シート２０を透過した映像光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。
【００４９】
映像光Ｌは、光学シート２０により第２の方向（Ｘ方向）及び第４の方向（Ｚ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の場合と比べて（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、映像源１１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。
【００５０】
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に設けられた第１の単位形状２１ａ、第２の単位形状２３ａは、それぞれが異なる形状に形成されているため、まず、これら２種類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、第１の単位形状２１ａ、第２の単位形状２３ａがそれぞれ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、それぞれの単位形状が形成された各シート状部材を、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。
【００５１】
続いて、第１光学層２１の第１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の第２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、第１の単位形状２１ａの延在方向と第２の単位形状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。
【００５２】
以上より、本実施形態の表示装置１は、映像源１１とレンズ１２との間に、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第１の単位形状２１ａ，第２の単位形状２３ａが複数形成された光学シート２０を備える。また、第１の単位形状２１ａ，第２の単位形状２３ａが界面に形成された隣接する光学層の第１の屈折率差Δｎ１，第２の屈折率差Δｎ２が、それぞれ０．００５≦Δｎ１≦０．１、０．００５≦Δｎ２≦０．１を満たす。さらに、映像源１１の表示面１１ａから光学シート２０の映像源側（＋Ｙ側）の面までの距離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。
【００５３】
また、本実施形態の表示装置１は、上述のように、レンズ１２よりも映像源側（＋Ｙ側）に光学シート２０が位置する。したがって、映像源１１が表示装置１（筐体３０）から外された状態であったとしても、侵入した埃やごみ等の異物からレンズ１２を保護することができ、異物によってレンズ１２が破損したり汚れたりすることがない。さらに、光学シート２０の映像源側表面が汚れたり曇ったりした場合等にも、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、本実施形態の表示装置１は、映像源１１と光学シート２０とがＹ方向において一体となって移動可能であり、Ｙ方向においてピント調整の等のために映像源１１を動かした場合にも、映像源１１と光学シート２０との間の距離Ｄ１を一定としたままＹ方向に移動可能である。したがって、非画素領域Ｇ２に起因する非映像領域Ｆ２が観察者に視認されることを抑制する光学シート２０の拡散効果を維持したままピント調整作業を行うことができる。
また、本実施形態の表示装置１は、光学シート２０の映像源側（入光側、＋Ｙ側）の面に反射抑制層２４を備え、レンズ１２の映像源側の面に反射抑制層１２ａ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。
【００５４】
また、本実施形態の表示装置１は、第１の単位形状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（Ｘ−Ｚ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（Ｘ−Ｙ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、第２の単位形状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（Ｘ−Ｚ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（Ｙ−Ｚ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、第１の単位形状２１ａ，第２の単位形状２３ａ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。
【００５５】
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の拡散角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。
【００５６】
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、隣り合う光学層間の各界面に設けられた第１の単位形状２１ａ及び第２の単位形状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。
【００５７】
また、本実施形態の表示装置１は、光学シート２０に関して、本実施形態では、第１の単位形状２１ａによる映像光の拡散作用と第２の単位形状２３ａによる映像光の拡散作用とに差異を設けている。具体的には、本実施形態では、第１の単位形状２１ａの配列ピッチＰ１を第２の単位形状２３ａの配列ピッチＰ２よりも小さくしている。また、これに加えて、第１の屈折率差Δｎ１と第２の屈折率差Δｎ２とが異なるように、第１光学層２１の屈折率と、第３光学層２３の屈折率とを異ならせることも可能である。
このように、本実施形態では、第１の単位形状２１ａによる映像光の拡散作用と第２の単位形状２３ａによる映像光の拡散作用とに差異を設けている。これにより、映像源１１により表示される映像の上下方向（Ｚ方向）と左右方向（Ｘ方向）とのそれぞれに対して、最適な映像光の拡散効果を付与することが可能となる。
よって、本実施形態の表示装置１は、映像源の画素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した上で、３Ｄ表示を行う場合にあっても、立体感を損なうことを防止できる。
【００５８】
なお、第１光学層２１の第１の単位形状２１ａ及び第３光学層２３の第２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第１の単位形状２１ａ，第２の単位形状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。
【００５９】
図６は、光学シート２０の別の形態を説明する図である。図６（ａ）は、厚み方向（Ｙ方向）に平行であって、Ｘ方向に平行な断面（Ｘ−Ｙ断面）における断面図であり、図６（ｂ）は、厚み方向（Ｙ方向）に平行であってＺ方向に平行な断面（Ｙ−Ｚ断面）における断面図である。
先の図２に示した光学シート２０は、第１の単位形状２１ａ，第２の単位形状２３ａは、その断面形状が略円弧状に形成されていたが、これに限定されるものでない。
【００６０】
例えば、第１の単位形状２１ａ，第２の単位形状２３ａは、その断面形状が図６に示すように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。
【００６１】
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。
また、第１の単位形状２１ａによる映像光の拡散作用と第２の単位形状２３ａによる映像光の拡散作用とに差異を設けることにより、映像源１１により表示される映像の上下方向（Ｚ方向）と左右方向（Ｘ方向）とのそれぞれに対して、最適な映像光の拡散効果を付与することが可能となる。
【００６２】
図７は、光学シート２０に設けられる第１の単位形状２１ａの別の形態を示す図である。図７の各図は、それぞれ図６（ａ）のａ部を拡大した図に相当するものであるが、第１の単位形状２１ａの形状が図６とは異なっている。図７は、第１光学層２１の第１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の第２の単位形状２３ａについても同様である。
例えば、図７（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７（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７（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。
【００６３】
図８は、光学シート２０の別の形態を説明する図である。図８（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（Ｘ−Ｙ断面）における断面図であり、図８（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（Ｙ−Ｚ断面）における断面図である。図８（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１８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。
【００６４】
光学シート２０を図８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、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３に示す光学シート２０や図１３に示す光学シート２０等に比べ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。
また、図示したように、左右方向（Ｘ方向）に平行な断面（Ｘ−Ｙ断面）における断面形状と鉛直方向（Ｚ方向）に平行な断面（Ｙ−Ｚ断面）における断面形状とを異ならせることにより、左右方向（Ｘ方向）と鉛直方向（Ｚ方向）とで映像光の拡散作用とに差異を設けている。これにより、映像源１１により表示される映像の上下方向（Ｚ方向）と左右方向（Ｘ方向）とのそれぞれに対して、最適な映像光の拡散効果を付与することが可能となる。
【００６５】
図９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９（ａ）は、光学シート２０の水平面（Ｘ−Ｙ面）に平行な断面における断面図であり、図９（ｂ）は、図９（ａ）のｂ部断面図である。図９（ｃ）は、図９（ａ）のｃ部詳細を示す図であり、図９（ｄ）は、図９（ｂ）のｄ部詳細を示す図である。
図９に示す光学シート２０は、第１光学層２１及び第２光学層２２の界面に凸状の第１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の界面に凸状の第２の単位形状２３ａが複数形成されている。
【００６６】
第１光学層２１の観察者側（−Ｙ側）の面には、図９（ａ）に示すように、第１の単位形状２１ａと平坦部２１ｂとが交互に設けられている。この第１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、Ｚ方向に延在し、Ｘ方向に複数配列されている。
また、第３光学層２３の映像源側（＋Ｙ側）の面は、図９（ｂ）に示すように、第２の単位形状２３ａと平坦部２３ｂとが交互に複数形成されている。この第２の単位形状２３ａ及び平坦部２３ｂは、第３光学層２３の映像源側の面に沿うようにして、Ｘ方向に延在し、Ｚ方向に複数配列されている。
第３光学層２３に設けられた第２の単位形状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に設けられた第１の単位形状２１ａ及び平坦部２１ｂの延在方向（Ｚ方向）と交差（直交）している。
【００６７】
図９に示す他の形態の光学シート２０において、第１の単位形状２１ａは、図９（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、Ｘ−Ｙ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９に示す光学シート２０では、第１の単位形状２１ａは、断面形状が円弧状に形成されており、その曲率半径がＲ１であり、Ｘ方向における幅寸法がＷ１である。第１の単位形状２１ａ（平坦部２１ｂ）のＸ方向における配列ピッチはＰ１である。
【００６８】
同様に、第２の単位形状２３ａは、図９（ｄ）に示すように、第３光学層２３の映像源側の面（＋Ｙ側の面）から凸となり、Ｙ−Ｚ断面における断面形状が略円弧状に形成されている。図９に示す光学シート２０では、第２の単位形状２３ａは、断面形状が円弧状に形成されており、その曲率半径がＲ２であり、Ｚ方向における幅寸法はＷ２である。第２の単位形状２３ａ（平坦部２３ｂ）のＺ方向における配列ピッチは、Ｐ２である。
さらに、第１の単位形状２１ａの拡散作用と、第２の単位形状２３ａの拡散作用との間に、差を持たせるために、Ｐ１＞Ｐ２としており、第２の単位形状２３ａの拡散作用を第１の単位形状２１ａの拡散作用よりも大きくしている。
【００６９】
図９に示す光学シート２０では、第１の単位形状２１ａの配列ピッチＰ１及び第２の単位形状２３ａの配列ピッチ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、単位形状の製造も困難となる。
また、仮に、Ｐ１、Ｐ２が０．５ｍｍよりも大きい場合、第１の単位形状２１ａ，第２の単位形状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９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との第１の屈折率差Δｎ１、第２光学層２２と第３光学層２３との第２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。
【００７０】
図９に示す光学シート２０は、映像源１１から出射され、光学シート２０の映像源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、第１の単位形状２１ａに入射した光をＸ方向へ拡散させ、また、第２の単位形状２３ａに入射した光をＺ方向に拡散させて、レンズ１２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。
また、第２の単位形状２３ａの拡散作用を第１の単位形状２１ａの拡散作用よりも大きくしている。よって、光学シート２０は、映像源１１により表示される映像の上下方向（Ｚ方向）と左右方向（Ｘ方向）とのそれぞれに対して、最適な映像光の拡散効果を付与することが可能となる。
【００７１】
図１０は、図９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９に示す光学シート２０は、図１０（ａ）に示すように、映像源側から入射角度０°で入射して観察者側から出射した透過光のＸ方向及びＺ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、Ｘ方向及びＺ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、Ｘ方向及びＺ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。
【００７２】
さらに、図９に示す光学シート２０のＸ方向及びＺ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。
【００７３】
このように、図９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、第１の単位形状２１ａ，第２の単位形状２３ａに入射した光をＺ方向やＸ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。
【００７４】
仮に、拡散角が−０．１°以上０．１°以下における透過光量が、図９に示す光学シート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、図９に示す光学シート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、それぞれ図９に示す光学シート２０を透過する全透過光量の２０％未満となる場合、第１の単位形状２１ａ，第２の単位形状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。
【００７５】
さらに、図９に示す他の形態の光学シート２０では、光学シート２０のＸ方向及びＺ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Ｚ方向やＸ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。
また、第２の単位形状２３ａの数を第１の単位形状２１ａの数よりも多く配置して、第２の単位形状２３ａの拡散作用を第１の単位形状２１ａの拡散作用よりも大きくしている。よって、光学シート２０は、映像源１１により表示される映像の上下方向（Ｚ方向）と左右方向（Ｘ方向）とのそれぞれに対して、最適な映像光の拡散効果を付与することが可能となる。
【００７６】
図１１、図１２、図１３は、図９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）、図１２（ａ）、図１３（ａ）は、それぞれ図９（ａ）に対応する図であり、また、図１１（ｂ）、図１２（ｂ）、図１３（ｂ）は、それぞれ図９（ｂ）に対応する図である。
図９に示す他の形態の光学シート２０において、第１の単位形状２１ａは、例えば、図１１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、Ｘ−Ｙ断面における断面形状が三角形状に形成され、第２の単位形状２３ａが、第３光学層２３の映像源側（＋Ｙ側）の面から凸となり、Ｙ−Ｚ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。
【００７７】
また、第１の単位形状２１ａ，第２の単位形状２３ａは、凸状ではなく、凹状であってもよい。
例えば、図１２に示すように、第１の単位形状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Ｘ−Ｙ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Ｘ方向において互いに対向する形態としてもよい。
同様に、第２の単位形状２３ａは、第３光学層２３の映像源側（＋Ｙ側）の面から窪んだ凹状であり、そのＸ−Ｙ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Ｚ方向において互いに対向する形態としてもよい。
【００７８】
さらに、図１３に示すように、Ｘ−Ｙ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第１の単位形状２１ａと、Ｙ−Ｚ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の映像源側の面（＋Ｙ側の面）から窪んだ凹状である第２の単位形状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から出射された光のうち、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、第１の単位形状２１ａに入射した光をＸ方向へ微少に拡散させ、また、第２の単位形状２３ａに入射した光をＺ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。
また、第２の単位形状２３ａの数を第１の単位形状２１ａの数よりも多く配置して、第２の単位形状２３ａの拡散作用を第１の単位形状２１ａの拡散作用よりも大きくしている。よって、光学シート２０は、映像源１１により表示される映像の上下方向（Ｚ方向）と左右方向（Ｘ方向）とのそれぞれに対して、最適な映像光の拡散効果を付与することが可能となる。
【００７９】
図１４は、本実施形態の頭部装着型の表示装置１の他の形態を説明する図である。
図１４に示すように、光学シート２０をレンズ１２よりも観察者側（−Ｙ側）に配置してもよい。このような配置を採用しても、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。
また、第２の単位形状２３ａの拡散作用を第１の単位形状２１ａの拡散作用よりも大きくすることによって、光学シート２０は、映像源１１により表示される映像の上下方向（Ｚ方向）と左右方向（Ｘ方向）とのそれぞれに対して、最適な映像光の拡散効果を付与することが可能となる。
【００８０】
（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。
【００８１】
例えば、本実施形態において、第１の単位形状２１ａと第２の単位形状２３ａの形状を異ならせることにより、それぞれの拡散作用を異ならせる形態を主に説明した。これに限らず、例えば、第１の単位形状２１ａと第２の単位形状２３ａの形状は同一にしたまま、第１の屈折率差Δｎ１と第２の屈折率差Δｎ２とを異ならせることにより、それぞれの拡散作用を異ならせてもよい。
【００８２】
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】
【００８３】
１      表示装置
５      表示装置（従来）
１１    映像源
１１ａ  表示面
１２    レンズ
１２Ａ  レンズ
１２Ｂ  レンズ
１２ａ  反射抑制層
２０    光学シート
２０Ａ  光学シート
２０Ｂ  光学シート
２１    第１光学層
２１ａ  第１の単位形状
２１ｂ  平坦部
２２    第２光学層
２３    第３光学層
２３ａ  第２の単位形状
２３ｂ  平坦部
２４    反射抑制層
３０    筐体
３１    保持部
３２    保持部
３３    保持部
５１    映像源
５２    レンズ
【図１】
2018066884.tif 000003
【図２】
2018066884.tif 000004
【図３】
2018066884.tif 000005
【図４】
2018066884.tif 000006
【図５】
2018066884.tif 000007
【図６】
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【図７】
2018066884.tif 000009
【図８】
2018066884.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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