(57)【要約】【課題】より鮮明な画像を表示できる光学シートを提供する。【解決手段】光学シート２０は、第１傾斜面２２ｂ及び第２傾斜面２２ｃを有する単位光学形状部２２ａが複数配列された第１光学形状層２２と、第１光学形状層２２の単位光学形状部２２ａが形成された側に積層された第２光学形状層２４と、第１光学形状層２２の第１傾斜面２２ｂと第２光学形状層２４との間に形成され、入射した光の一部を反射し、その他を透過させる反射層２３と、を備え、単位光学形状部２２ａは、第１傾斜面２２ｂと第２傾斜面２２ｃとの境界が頂部ｔとなり、第１傾斜面２２ｂと隣接する他の単位光学形状部２２ａの第２傾斜面２２ｃとの境界が底部ｖとなるプリズム形状であり、反射層２３は、単位光学形状部２２ａの底部側反射領域２３ｂの反射率が、単位光学形状部２２ａの頂部側反射領域２３ａの反射率よりも高くなるように形成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１傾斜面及び第２傾斜面を有する単位光学形状部が複数配列された第１光学形状層と、前記第１光学形状層の前記単位光学形状部が形成された側に積層された第２光学形状層と、前記第１光学形状層の前記第１傾斜面と前記第２光学形状層との間に形成され、入射した光の一部を反射し、その他を透過させる反射層と、を備え、
前記単位光学形状部は、前記第１傾斜面と前記第２傾斜面との境界が頂部となり、前記第１傾斜面と隣接する他の前記単位光学形状部の前記第２傾斜面との境界が底部となるプリズム形状であり、
前記反射層は、前記単位光学形状部の底部側反射領域の反射率が、前記単位光学形状部の頂部側反射領域の反射率よりも高くなるように形成された光学シート。
【請求項２】
請求項１に記載の光学シートであって、
前記反射層において、前記単位光学形状部の前記底部側反射領域は、隣接する他の前記単位光学形状部の前記第１傾斜面及び前記第２傾斜面を透過した光が入射する領域であること、
を特徴とする光学シート。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の光学シートであって、
前記反射層は、前記単位光学形状部の前記底部側反射領域の層厚が、前記単位光学形状部の前記頂部側反射領域の層厚よりも厚いこと、
を特徴とする光学シート。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の光学シートであって、
前記反射層は、金属膜又は誘電体多層膜により形成されていること、
を特徴とする光学シート。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の光学シートと、
前記光学シートに映像光を投影する映像源と、
を備える表示装置。
【請求項６】
請求項５に記載の表示装置であって、
前記映像源は、前記光学シートに形成された前記単位光学形状部の前記第１傾斜面に向けて映像光を投影すること、
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、光学シート及び表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、前面から投影した映像光を観察者側に反射させて観察を可能とし、一方、外界からの光の一部を光学シートの背面側から透過させて、映像光と外界の光とを重ねて観察を可能とした光学シートとしてのスクリーンが提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−６０１９３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、より鮮明な画像を表示できる光学シート及び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、これに限定されない。
第１の発明は、第１傾斜面（２２ｂ）及び第２傾斜面（２２ｃ）を有する単位光学形状部（２２ａ）が複数配列された第１光学形状層（２２）と、前記第１光学形状層の前記単位光学形状部が形成された側に積層された第２光学形状層（２４）と、前記第１光学形状層の前記第１傾斜面と前記第２光学形状層との間に形成され、入射した光の一部を反射し、その他を透過させる反射層（２３）と、を備え、前記単位光学形状部は、前記第１傾斜面と前記第２傾斜面との境界が頂部となり、前記第１傾斜面と隣接する他の前記単位光学形状部の前記第２傾斜面との境界が底部となるプリズム形状であり、前記反射層は、前記単位光学形状部の底部側反射領域（２３ｂ）の反射率が、前記単位光学形状部の頂部側反射領域（２３ａ）の反射率よりも高くなるように形成された光学シート（２０）である。
第２の発明は、第１の発明の光学シートであって、前記反射層（２３）において、前記単位光学形状部（２２ａ）の前記底部側反射領域（２３ｂ）は、隣接する他の前記単位光学形状部の前記第１傾斜面及び前記第２傾斜面を透過した光が入射する領域であること、を特徴とする光学シート（２０）である。
第３の発明は、第１又は第２の発明の光学シートであって、前記反射層（２３）は、前記単位光学形状部（２２ａ）の前記底部側反射領域（２３ｂ）の層厚が、前記単位光学形状部の前記頂部側反射領域（２３ａ）の層厚よりも厚いこと、を特徴とする光学シート（２０）である。
第４の発明は、第１から第３までのいずれかの発明の光学シートであって、前記反射層（２３）は、金属膜又は誘電体多層膜により形成されていること、を特徴とする光学シート（２０）である。
第５の発明は、第１から第４までのいずれかの発明の光学シート（２０）と、前記光学シートに映像光を投影する映像源（２）と、を備える表示装置（１００）である。
第６の発明は、第５の発明の表示装置であって、前記映像源（２）は、前記光学シート（２０）に形成された前記単位光学形状部（２２ａ）の前記第１傾斜面（２２ｂ）に向けて映像光を投影すること、を特徴とする表示装置（１００）である。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、より鮮明な画像を表示できる光学シート及び表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１実施形態の表示装置１００を説明する図である。
【図２】光学部材１の構成を説明する図である。
【図３】反射層２３における映像光Ｌの反射を説明する図である。
【図４】第１実施形態の光学部材１の製造方法を説明する図である。
【図５】第２実施形態の光学部材１の製造方法を説明する図である。
【図６】第３実施形態の光学部材１の製造方法を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明に係る光学シート及び表示装置を、自動車等のフロントガラスに搭載されるヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）に適用した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。
【０００９】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態の表示装置（ＨＵＤ）１００を説明する図である。図１は、表示装置１００において、光学部材１の幾何学的な中心を通り、光学部材１の厚み方向に平行、且つ、単位光学形状部２２ａ（後述）の配列方向に平行なＹ−Ｚ断面（後述）における形状を示している。
【００１０】
なお、図１を含め以下の説明においては、理解を容易にするために、光学部材１の左右方向（幅方向）をＸ方向、設置状態における上下方向（高さ方向）をＹ方向、厚み方向をＺ方向とする。また、光学部材１を中心として、厚み方向（Ｚ方向）の−Ｚ側を観察者側（表面側）とし、＋Ｚ側を背面側（裏面側）とする。
また、図１に示すように、フロントガラス２００が車両に取り付けられることにより、このフロントガラス２００に組み込まれた光学部材１は傾斜するが、便宜上、図１に示すＹ方向及びＺ方向は、他の図面のＹ方向及びＺ方向と同じ方向として説明する。
【００１１】
図１に示すように、表示装置１００は、光学部材１と、映像源２と、を備える。表示装置１００は、映像源２から投射された映像光を、光学部材１を介して観察者（運転者）側に投影する装置である。具体的には、表示装置１００は、映像源２で結像された映像光を光学部材１へ入射させ、光学部材１に設けられた光学シート２０（後述）により、観察者の眼Ｅに向けて映像情報を反射させる。また、表示装置１００は、外界からの光の一部を、光学部材１の背面側から観察者側へ透過させて、映像光と外界の光とを重ねて見せる、いわゆるシースルー機能を備える。
【００１２】
光学部材１は、図１に示すように、車両（不図示）に対して所定の取り付け角度で実装されている。図１において、＋Ｚ側が車両の前方であり、−Ｚ側が車両の後方である。図示していないが、光学部材１は、＋Ｚ側に向けて全体が凸となるような三次元の湾曲形状を有する。
【００１３】
本実施形態の光学部材１は、観察者の前方（＋Ｚ側）且つ正面位置に、フロントガラス２００の一部として組み込まれている。フロントガラス２００において、光学部材１を除いた領域には、後述する第１ガラス１０と第２ガラス４０との間に中間層（不図示）が配置されている。光学部材１の詳細な構成については、後述する。
【００１４】
映像源２は、映像光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、反射型の液晶表示デバイス、有機ＥＬ等により構成される。映像源２には、映像光をフロントガラス２００に向けて投射する投射光学系（不図示）が設けられている。映像源２は、一体型のプロジェクタとして構成され、観察者の前方（＋Ｚ側）に設けられたインストルメントパネル（不図示）内において、観察者の正面に配置されている。より具体的には、映像源２は、光学シート２０に形成された単位光学形状部２２ａの第１傾斜面２２ｂ（後述）に向けて映像光を投影するように配置されている。
【００１５】
次に、光学部材１の構成について説明する。
図２は、光学部材１の構成を説明する図である。図２（ａ）は、光学部材１の部分断面図である。図２（ｂ）は、第１光学形状層２２（後述）を背面側（＋Ｚ側）から観察した様子を示す図である。
図２（ａ）に示すように、光学部材１は、第１ガラス１０と、光学シート２０と、第１中間層３０と、第２ガラス４０と、第２中間層５０と、を備える。
【００１６】
第１ガラス１０は、光学部材１の最も室内側に配置された透明な部材である。第１ガラス１０としては、例えば、ソーダライムガラス（青板ガラス）、硼珪酸ガラス（白板ガラス）、石英ガラス、ソーダガラス、カリガラス等の材料を用いることができる。また、第１ガラス１０の厚みは、２〜３ｍｍの範囲とすることが好ましい。
【００１７】
光学シート２０は、第１ガラス１０の背面側（＋Ｚ側）に配置された部材ある。光学シート２０は、第１ガラス１０を介して入射した光の一部を観察者側に反射し、その他を透過させる。光学シート２０は、基材層２１と、第１光学形状層２２と、反射層２３と、第２光学形状層２４と、を備える。
【００１８】
基材層２１は、光学シート２０を形成する際のベースとなる平板状の部材であり、光学シート２０の最も背面側（＋Ｚ側）に設けられている。基材層２１は、例えば、光透過性の高いＰＥＴ等のポリエステル樹脂、アクリル樹脂、スチレン樹脂、アクリルスチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、脂環式ポリオレフィン樹脂等から形成される。なお、光学シート２０は、基材層２１を省いた構成であってもよい。
【００１９】
第１光学形状層２２は、基材層２１の観察者側（−Ｚ側）に設けられた層である。第１光学形状層２２としては、光透過性の高いウレタンアクリレート系、ポリエステルアクリレート系、エポキシアクリレート系、ポリエーテルアクリレート系、ポリチオール系、ブタジエンアクリレート系等の紫外線硬化樹脂を用いることができる。なお、本実施形態では、第１光学形状層２２を形成する樹脂として、紫外線硬化樹脂を例に挙げて説明するが、これに限定されない。第１光学形状層２２は、例えば、電子線硬化樹脂で形成してもよい。
【００２０】
第１光学形状層２２の観察者側（−Ｚ側）の面には、単位光学形状部２２ａが複数設けられている。
単位光学形状部２２ａは、図２（ｂ）に示すように、光学部材１の左右方向（Ｘ方向）に延在し、Ｙ方向に沿って複数配列されている。すなわち、第１光学形状層２２は、単位光学形状部２２ａがＹ方向に複数配列されたリニアフレネルレンズシートとして構成されている。単位光学形状部２２ａは、光学シート２０の厚み方向（Ｚ方向）に平行、且つ、単位光学形状部２２ａの配列方向（Ｙ方向）に平行なＹ−Ｚ断面において、三角形状（プリズム形状）に形成されている。単位光学形状部２２ａは、映像光が直接入射する第１傾斜面２２ｂと、映像光が直接入射しない第２傾斜面２２ｃと、を備える。図２（ａ）に示すように、一つの単位光学形状部２２ａにおいて、第１傾斜面２２ｂと第２傾斜面２２ｃとの境界が頂部ｔとなり、第１傾斜面２２ｂと隣接する他の単位光学形状部２２ａの第２傾斜面２２ｃとの境界が底部ｖとなる。
【００２１】
単位光学形状部２２ａにおいて、第１傾斜面２２ｂが、ＸＹ面に平行な面となす角度は、αである。また、第２傾斜面２２ｃがＸＹ面に平行な面となす角度は、β（β＞α）である。単位光学形状部２２ａの配列ピッチは、Ｐであり、単位光学形状部２２ａの高さ（頂部ｔから底部ｖまでの寸法）は、ｈである。これらの角度、寸法は、フロントガラス２００を車両に取り付けたときの傾斜角度、映像源２からの映像光の投射角度等に応じて設定される。
なお、第１光学形状層２２の背面側の面は、基材層２１に接合された面である。この面は、基材層２１を介して背面側から光学シート２０へ入射する外界の光の入射面となる。
【００２２】
反射層２３は、第１光学形状層２２の第１傾斜面２２ｂと第２光学形状層２４との間に形成された層である。反射層２３は、入射した光の一部を反射し、その他を透過する半透過型の反射層、いわゆるハーフミラーである。そのため、観察者は、進行方向右側の視界を妨げられることなしに、外界の光の一部と映像光とを重ね合わせて見ることができる。
【００２３】
反射層２３は、頂部側反射領域（頂部側領域）２３ａと、底部側反射領域（底部側領域）２３ｂと、を備える。頂部側反射領域２３ａは、単位光学形状部２２ａの頂部ｔ側の領域であり、単位光学形状部２２ａの左右方向（Ｘ方向）に延在している。底部側反射領域２３ｂは、単位光学形状部２２ａの底部ｖ側に設けられた領域であり、頂部側反射領域２３ａと同じく、単位光学形状部２２ａの左右方向（Ｘ方向）に延在している。底部側反射領域２３ｂは、後述するように、隣接する他の単位光学形状部２２ａの第１傾斜面２２ｂ及び第２傾斜面２３ｃを透過した光が入射する領域である。
【００２４】
反射層２３において、頂部側反射領域２３ａは、反射率１０％、透過率８０％となるように形成されている。また、底部側反射領域２３ｂは、反射率２０％、透過率７０％となるように形成されている。すなわち、反射層２３は、単位光学形状部２２ａの底部側反射領域２３ｂの反射率が、頂部側反射領域２３ａの反射率よりも高くなるように設定されている。このように、底部側反射領域２３ｂの反射率を頂部側反射領域２３ａの反射率よりも高くするため、本実施形態では、底部側反射領域２３ｂの層厚が頂部側反射領域２３ａの層厚よりも厚くなるように形成されている。
【００２５】
反射層２３は、光反射性の高い金属膜、例えば、アルミニウム、銀、ニッケル等の金属膜により形成されている。本実施形態において、反射層２３は、アルミニウムを蒸着することにより形成されている。反射層２３の製造過程については、後述する。
【００２６】
第２光学形状層２４は、第１光学形状層２２の観察者側（−Ｚ側）の面に設けられた層である。第２光学形状層２４は、光学シート２０の観察者側の面を平坦にするために設けられている。第２光学形状層２４としては、先に説明した第１光学形状層２２と同じ紫外線硬化樹脂を用いることができる。第２光学形状層２４の屈折率は、第１光学形状層２２と同等であることが望ましい。
【００２７】
第１中間層３０は、第１ガラス１０と光学シート２０（第１光学形状層２２）との間に配置された層である。第１ガラス１０及び光学シート２０は、第１中間層３０により接合されている。第１中間層３０は、フロントガラス２００の破損時に、第１ガラス１０の破片が飛散するのを防止するために配置されている。第１中間層３０としては、例えば、ＰＶＢ（ポリビニルブリラール）を用いることができる。第１中間層３０の厚みは、０．３〜０．８ｍｍの範囲とすることが好ましい。また、第１中間層３０の屈折率は、第１ガラス１０、第１光学形状層２２（光学シート２０）と同等であることが望ましい。
【００２８】
第２ガラス４０は、光学部材１の最も背面側（＋Ｚ側）に配置された透明な部材である。第２ガラス４０としては、第１ガラス１０と同じ材料を用いることができる。また、第２ガラス４０の厚みは、２〜３ｍｍの範囲とすることが好ましい。
【００２９】
第２中間層５０は、第２ガラス４０と光学シート２０（基材層２１）との間に配置された層である。第２ガラス４０及び光学シート２０は、第２中間層５０により接合されている。第２中間層５０は、フロントガラス２００の破損時に、第２ガラス４０の破片が飛散するのを防止するために配置されている。第２中間層５０としては、第１中間層３０と同じく、ＰＶＢを用いることができる。第２中間層５０の厚みは、０．３〜０．８ｍｍの範囲とすることが好ましい。また、第２中間層５０の屈折率は、第１ガラス１０、第１光学形状層２２（光学シート２０）と同等であることが望ましい。
【００３０】
本実施形態の光学部材１において、第１中間層３０及び第２中間層５０は、光学部材１の上端部（＋Ｙ方向の最上端部）から下端部（−Ｙ方向の最下端部）までの範囲において、それぞれ層厚が均等となるように構成されている。すなわち、本実施形態の光学部材１において、第１中間層３０及び第２中間層５０の断面は、楔形状ではなく、光学部材１の上端部から下端部までの範囲において層厚が均等な矩形状となる。したがって、後述するように、中間層の断面を楔形状とした従来の合わせガラスに比べて、光学シート２０の設計及び製造が容易となる。
【００３１】
次に、本実施形態の光学部材１に入射する映像光Ｌ及び外界からの光Ｇの動きについて説明する。
図１に示すように、映像源２から投射された映像光Ｌは、光学部材１の光学シート２０の観察者側の面へ入射する。光学シート２０に入射した映像光Ｌの一部の光Ｌ１は、第１光学形状層２２に形成された単位光学形状部２２ａ（第１傾斜面２２ｂ）に入射し、反射層２３の頂部側反射領域２３ａにおいて観察者側へ反射する。単位光学形状部２２ａに入射したその他の光は、反射層２３を透過する。
【００３２】
単位光学形状部２２ａの頂部側を透過した光Ｌ２は、反射層２３を透過した後、上方向（＋Ｙ方向）に隣接する単位光学形状部２２ａに入射する。この光は、隣接する単位光学形状部２２ａ（第１傾斜面２２ｂ）に入射し、反射層２３の底部側反射領域２３ｂにおいて観察者側に反射する。反射層２３における映像光Ｌの反射については、後述する。
また、映像光Ｌの他の一部Ｌ３は、光学部材１の第１ガラス１０により、光学部材１の斜め上側（＋Ｙ方向）に反射する。そのため、光Ｌ３は、そのほとんどが観察者側に届くことはない。
【００３３】
外界の光Ｇは、フロントガラス２００の背面側（＋Ｙ側）から入光する。フロントガラス２００に入光した外界の光Ｇのうちの一部の光は、反射層２３に入射する。その一部の光は、反射層２３を透過して、第１傾斜面２２ｂから観察者の眼Ｅ（図１参照）に向けて出光する。また、外界の光Ｇの他の光（不図示）は、反射層２３と第１光学形状層２２との界面で背面側（＋Ｙ側）に反射する。
【００３４】
次に、映像光Ｌが反射層２３で反射する際の作用について説明する。
図３は、反射層２３における映像光Ｌの反射を説明する図である。図３（Ａ）は、反射層２３の全面を同じ反射率とした場合の映像光Ｌの反射を説明する図である。図３（Ｂ）は、反射層２３の底部側反射領域２３ｂの反射率を頂部側反射領域２３ａの反射率よりも高くした場合の映像光Ｌの反射を説明する図である。図３では、説明を容易にするため、光学部材１の光学シート２０のみを図示する。
【００３５】
また、図３において、符号Ａは、映像光に含まれる投影画像（一部）を示す。また、符号Ａ´は、実際に観察者側に投影される観察画像を示す。一般的なプロジェクタ（液晶表示デバイス）の一画素は、単位光学形状部２２ａの配列ピッチＰ（図２（Ａ）参照）よりも小さい。そのため、光学シート２０に形成された一つの単位光学形状部２２ａの反射層２３には、複数の画素分の投影画像が入射する。
【００３６】
反射層２３の全面を同じ反射率とした光学シート２０の場合、図３（Ａ）に示すように、光学シート２０に投射された映像光Ｌの一部の光Ｌ１１は、第２光学形状層２４を透過して、第１光学形状層２２の単位光学形状部２２ａ（１）に入射し、反射層２３において観察者側へ反射する（一部は透過）。光Ｌ１１は、第２光学形状層２４に入射した後、第１光学形状層２２の他の単位光学形状部２２ａに入射することなく反射層２３で反射する。そのため、単位光学形状部２２ａ（１）の反射層２３では、映像光Ｌの１０％の光が光Ｌ１１として観察者側に反射する。
【００３７】
また、図３（Ａ）において、光学シート２０に投射された映像光Ｌの一部の光Ｌ１２、Ｌ１３は、第２光学形状層２４から単位光学形状部２２ａ（２）に入射して、反射層２３、第１光学形状層２２を透過し（一部は反射層２３で反射）、上方向（Ｙ方向）に隣接する単位光学形状部２２ａ（１）に入射する。ここで、光Ｌ１２、Ｌ１３は、単位光学形状部２２ａ（２）を透過した際に、単位光学形状部２２ａ（２）の反射層２３において１０％が反射し、８０％が透過する。その光Ｌ１２、Ｌ１３は、単位光学形状部２２ａ（１）の反射層２３において、更に１０％が観察者側に反射し、８０％が透過する。そのため、単位光学形状部２２ａ（１）の反射層２３では、光学シート２０に投影された映像光Ｌの８％の光が光Ｌ１２、Ｌ１３として観察者側に反射する。
【００３８】
このように、反射層２３の全面を同じ反射率とした光学シート２０の場合、反射する光の量が映像光Ｌの１０％となる領域と、８％となる領域とが、単位光学形状部２２ａの配列方向（Ｙ方向）に沿って半ピッチ毎に現れる。そのため、図３（Ａ）に示すように、観察者側に投影される観察画像Ａ´には、半ピッチ毎に隙間Ｓが生じる。
なお、第１傾斜面２２ｂの底部ｖ側は、金属材料を蒸着させにくいため、第１傾斜面２２ｂの頂部ｔ側と比較して層厚が薄くなりやすい。そのため、光Ｌ１２、１３は、映像光Ｌの８％よりも更に低くなることが考えられる。
【００３９】
これに対して、図３（Ｂ）に示すように、反射層２３の底部側反射領域２３ｂの反射率を頂部側反射領域２３ａの反射率よりも高くした光学シート２０の場合、単位光学形状部２２ａ（２）の反射層２３を透過して、単位光学形状部２２ａ（１）の反射層２３に達した光Ｌ１２、Ｌ１３は、単位光学形状部２２ａ（２）の反射層２３（底部側反射領域２３ｂ）において２０％が反射し、７０％が透過する。単位光学形状部２２ａ（１）の反射層２３のうち、底部側反射領域２３ｂでは、透過した光のうちの２０％が観察者側に反射するため、単位光学形状部２２ａ（１）の反射層２３（底部側反射領域２３ｂ）では、光学シート２０に投影された映像光Ｌの約１６％の光が光Ｌ１２、１３として観察者側に反射する。
【００４０】
このように、反射層２３の底部側反射領域２３ｂの反射率を頂部側反射領域２３ａの反射率よりも高くした光学シート２０では、反射率が１０％となる領域と、反射率が１６％となる領域とが、単位光学形状部２２ａの配列方向（Ｙ方向）に沿って半ピッチ毎に現れる。そのため、観察者側に投影される観察画像Ａ´では、半ピッチ毎に生じる隙間Ｓが目立ちにくくなる。
【００４１】
次に、第１実施形態の光学部材１の製造方法について説明する。
図４は、第１実施形態の光学部材１の製造方法を説明する図である。図４の分図（Ａ）〜（Ｆ）は、光学部材１の製造工程を示す図である。
【００４２】
まず、図４（Ａ）に示すように、単位光学形状部２２ａに対応する凹凸形状が設けられた金型（不図示）を使用して、第１光学形状層２２を押出成形法、射出成形法等により形成する。第１光学形状層２２には、第１傾斜面２２ｂ及び第２傾斜面２２ｃを備えた単位光学形状部２２ａが複数配列されている。基材層２１は、形成された第１光学形状層２２の背面側に貼り付けられる。
【００４３】
次に、図４（Ｂ）に示すように、単位光学形状部２２ａの第１傾斜面２２ｂ上に、真空蒸着法によりアルミニウムを蒸着して第１反射層２３１を形成する。第１反射層２３１は、第１傾斜面２２ｂの全面に形成される。
【００４４】
次に、図４（Ｃ）に示すように、第１光学形状層２２において、第１反射層２３１が形成された側にステンシルマスク（不図示）配置し、真空蒸着法によりアルミニウムをマスキング蒸着することにより、第２反射層２３２を形成する。第２反射層２３２は、第１反射層２３１上において、底部側反射領域２３ｂと対応する領域に形成される。第２反射層２３２の厚みを調整することにより、反射層２３の底部側反射領域２３ｂの反射率を所望の値に設定することができる。第１反射層２３１の上に第２反射層２３２をマスキング蒸着することにより、頂部側反射領域２３ａと底部側反射領域２３ｂを備えた反射層２３を形成することができる。
【００４５】
次に、図４（Ｄ）に示すように、第１光学形状層２２の単位光学形状部２２ａが形成された側の面に、第２光学形状層２４を構成する樹脂を充填し、平坦面が形成された金型（不図示）によって押圧する。硬化後、金型から離型する等により、第２光学形状層２４が形成される。第２光学形状層２４を形成することにより、積層体は、基材層２１を備えた光学シート２０となる。
【００４６】
次に、図４（Ｅ）に示すように、光学シート２０の第２光学形状層２４の側の面に第１中間層３０を形成し、更にその上に第１ガラス１０を積層する。
次に、図４（Ｆ）に示すように、光学シート２０の第１光学形状層２２の側の面に第２中間層５０を形成し、更にその上に第２ガラス４０を積層する。
以上の工程により、第１実施形態の光学部材１を得ることができる。なお、フロントガラス２００（図１参照）において、光学部材１を除いた領域の第１ガラス１０と第２ガラス４０との間は、例えば、ＰＶＢからなる中間層（不図示）により接合されている。
【００４７】
以上説明した第１実施形態の光学部材１によれば、光学シート２０に形成された反射層２３において、底部側反射領域２３ｂの反射率が頂部側反射領域２３ａの反射率よりも高くなるように形成されているため、底部側反射領域２３ｂで反射する光の量を増やすことができる。これによれば、光学部材１は、観察者側に投影される観察画像において、半ピッチ毎に生じる隙間を目立ちにくくすることができるため、光学シート２０により鮮明な画像を表示することができる。
【００４８】
第１実施形態の光学シート２０において、底部側反射領域２３ｂは、隣接する他の単位光学形状部２２ａの第１傾斜面２２ｂ及び第２傾斜面２３ｃを透過した光が入射する領域に形成されている。そのため、隣接する他の単位光学形状部２２ａにより反射すべき光の量が低下する領域において、反射する光の量をより多くすることができる。
【００４９】
映像源２から投射された映像光Ｌのうち、観察者側に届く光のほとんどは、光学シート２０の単位光学形状部２２ａで反射した光となる。そのため、第１実施形態の光学部材１においては、従来の合わせガラスにＨＵＤの映像光を投影したときのように、光の屈折により映像光が二重に見えることがなく、良好な表示画質を得ることができる。
【００５０】
また、光学シート２０の単位光学形状部２２ａにおいて、第１傾斜面２２ｂがＸＹ面に平行な面となす角度α及び第２傾斜面２２ｃがＸＹ面に平行な面となす角度βは、光学部材１が実装されたフロントガラス２００を車両に取り付けたときの傾斜角度、映像源２からの映像光の投射角度等に応じて容易に設計できる。また、第１光学形状層２２の単位光学形状部２２ａは、ロールツーロール方式等の手法を用いることにより、設計通りの形状に製造できる。また、光学シート２０の第１中間層３０及び第２中間層５０は、光学部材１の上端部から下端部までの範囲において層厚が均等であるため、中間層の断面を楔形状とした従来の合わせガラスに比べて、光学部材１を容易に製造できる。
【００５１】
このように、本実施形態の光学部材１は、中間層の断面を楔形状とした従来の合わせガラスに比べて、設計及び製造が容易であり、且つ良好な光学性能が得られる。
また、上述したように、本実施形態の光学部材１は、設計及び製造が容易であるため、中間層の断面を楔形状とした従来の合わせガラスよりも低コストで製造できる。
【００５２】
本実施形態の光学シート２０は、映像光Ｌ（光Ｌ１）を反射層２３において観察者側へ反射するため、中間層の断面を楔形状とした従来の合わせガラスに比べて反射率が高くなり、観察者に対してより明るい映像を表示できる。また、映像源２に高出力の光源を用いる必要がないため、消費電力の削減及び高寿命化を達成できる。
【００５３】
（第２実施形態）
第２実施形態では、反射層２３となる金属層を、第２反射層２３２、第１反射層２３１の順に形成する例について説明する。
図５は、第２実施形態の光学部材１の製造方法を説明する図である。図５の分図（Ａ）〜（Ｃ）は、第１実施形態の図４の分図（Ｂ）〜（Ｄ）の工程に対応する。その他の工程は第１実施形態と同じであるため、説明を省略する。
【００５４】
図５（Ａ）に示すように、基材層２１が貼り付けられた第１光学形状層２２に対して、単位光学形状部２２ａの第１傾斜面２２ｂ上に、真空蒸着法によりアルミニウムをマスキング蒸着して第２反射層２３２を形成する。第２反射層２３２は、第１傾斜面２２ｂ上において、底部側反射領域２３ｂと対応する領域に形成される。
【００５５】
次に、図５（Ｂ）に示すように、第２反射層２３２が形成された単位光学形状部２２ａの第１傾斜面２２ｂ上に、真空蒸着法によりアルミニウムを蒸着して第１反射層２３１を形成する。第１反射層２３１は、第１傾斜面２２ｂの全面に形成される。これにより、頂部側反射領域２３ａと底部側反射領域２３ｂを備えた反射層２３を形成することができる。
【００５６】
次に、図５（Ｃ）に示すように、第１光学形状層２２の単位光学形状部２２ａが形成された側の面に、第２光学形状層２４を構成する樹脂を充填し、平坦面が形成された金型（不図示）によって押圧する。硬化後、金型から離型する等により、第２光学形状層２４が形成される。第２光学形状層２４を形成することにより、積層体は、基材層２１を備えた光学シート２０となる。この光学シート２０に対して、図４（Ｅ）、（Ｆ）に示すように、第１中間層３０、第１ガラス１０、第２中間層５０、第１ガラス１０をそれぞれ積層することにより、光学部材１を得ることができる。
【００５７】
（第３実施形態）
第３実施形態では、第１光学形状層２２に第２反射層２３２を形成し、第２光学形状層２４に第１反射層２３１を形成する例について説明する。
図６は、第３実施形態の光学部材１の製造方法を説明する図である。
まず、図６（Ａ）に示すように、基材層２１が貼り付けられた第１光学形状層２２に対して、単位光学形状部２２ａの第１傾斜面２２ｂ上に、真空蒸着法によりアルミニウムをマスキング蒸着して第２反射層２３２を形成する。第２反射層２３２は、第１傾斜面２２ｂ上において、底部側反射領域２３ｂと対応する領域に形成される。
【００５８】
次に、図６（Ｂ）に示すように、別の製造工程により作製された第２光学形状層２４に対して、単位光学形状部２４ａの第１傾斜面２４ｂ上に、真空蒸着法によりアルミニウムを蒸着して第１反射層２３１を形成する。第２反射層２３２は、第１傾斜面２４ｂの全面に形成される。ここで、第２光学形状層２４は、第１実施形態の第１光学形状層２２（図４（Ａ））と同様に、単位光学形状部２４ａに対応する凹凸形状が設けられた金型（不図示）を使用して、押出成形法、射出成形法等により形成することができる。第２光学形状層２４の単位光学形状部２４ａは、第１光学形状層２２の単位光学形状部２２ａに対応する。第２光学形状層２４の単位光学形状部２４ａは、図６（Ｂ）に示すように、第１傾斜面２４ｂ及び第２傾斜面２４ｃを備える。
【００５９】
次に、図６（Ｃ）に示すように、第２光学形状層２４の上に第１光学形状層２２を積層する。具体的には、第２光学形状層２４の単位光学形状部２４ａが成形された側の面と、第１光学形状層２２の単位光学形状部２２ａが形成された側の面とが対向するように、第２光学形状層２４の上に第１光学形状層２２を積層する。
【００６０】
そして、ローラ（不図示）を第１光学形状層２２の背面（単位光学形状部２２ａが形成された側と反対側の面）に圧着させながら、第１光学形状層２２の上を移動させて、第１光学形状層２２と第２光学形状層２４とを密着させることにより、光学シート２０を得ることができる。この光学シート２０に対して、図４（Ｅ）、（Ｆ）に示すように、第１中間層３０、第１ガラス１０、第２中間層５０、第１ガラス１０をそれぞれ積層することにより、光学部材１を得ることができる。
【００６１】
また、第２光学形状層２４の上に第１光学形状層２２を積層する際に、第２光学形状層２４の上に未硬化の透明な紫外線硬化樹脂を充填してもよい。この場合、ローラ（不図示）を第１光学形状層２２の背面に圧着させながら、第１光学形状層２２の上を移動させることにより、積層された第１光学形状層２２及び第２光学形状層２４の層厚を調整することができる。層厚を調整後、紫外線照射部（不図示）から、未硬化の紫外線硬化樹脂に対して紫外線を照射する。これにより、紫外線硬化樹脂が硬化して、第１光学形状層２２と第２光学形状層２４との間に透明な接合層が形成される。
【００６２】
なお、本実施形態では、第１光学形状層２２の単位光学形状部２２ａに第２反射層２３２を形成し、第２光学形状層２４の単位光学形状部２４ａに第１反射層２３１を形成した例を説明したが、第１光学形状層２２の単位光学形状部２２ａに第１反射層２３１を形成し、第２光学形状層２４の単位光学形状部２４ａに第２反射層２３２を形成してもよい。
【００６３】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、後述する変形形態のように種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。また、実施形態に記載した効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、実施形態に記載した効果に限定されない。なお、前述した実施形態及び後述する変形形態の構成は、適宜に組み合わせることもできるが、詳細な説明は省略する。
【００６４】
（変形形態）
（１）前述した実施形態では、アルミニウムを蒸着することにより反射層２３を形成する例について説明したが、これに限定されない。反射層２３は、光反射性の高い金属をスパッタリングしたり、金属箔を転写したり、金属薄膜を含有した塗料を塗布したりする等により形成されてもよい。
【００６５】
また、反射層２３は、金属膜に限らず、誘電体多層膜であってもよい。誘電体多層膜は、屈折率の高い誘電体膜と、屈折率の低い誘電体膜とを交互に積層した膜である。誘電体多層膜は、光を吸収しないため、アルミニウム等の金属膜に比べて高い反射率を得ることができる。
【００６６】
誘電体膜は、層数の設定により、反射率及び透過率の割合を制御することができる。誘電体多層膜は、層数を多くすると、入射した光が減衰して反射光となるため、ほとんど透過しなくなる。そのため、例えば、透過率を７０％とするためには、誘電体多層膜の層数を３〜７層の範囲に設定することが望ましい。
【００６７】
誘電体多層膜は、屈折率の高い誘電体膜として、例えば、ＴｉＯ２、Ｔａ２Ｏ３等を用いることができる。また、屈折率の低い誘電体膜として、例えば、ＳｉＯ２、ＭｇＦ２等を用いることができる。これらの誘電体膜は、例えば、真空蒸着、スパッタリング等の手法により形成することができる。
【００６８】
（２）前述した実施形態では、光学シート２０と第２中間層５０との間に基材層２１を設けた例について説明したが、これに限定されない。光学シート２０と第１中間層３０との間及び第２中間層５０との間に、それぞれ基材層２１を設けてもよい。
【００６９】
（３）前述した実施形態では、第１光学形状層２２に三角形状（プリズム形状）の単位光学形状部２２ａを形成する例を示したが、これに限定されない。第２中間層５０の観察者側（−Ｚ側）の面に三角形状の単位光学形状部を形成してもよい。第２中間層５０に単位光学形状部を形成した場合、基材層２１及び第１光学形状層２２が不要となるため、層構成を簡素化できる。従って、光学部材１の軽量化、薄膜化を図ることができる。
【００７０】
（４）前述した実施形態では、光学部材１を、自動車等のフロントガラスに搭載されるＨＵＤに適用した例について示したが、これに限定されない。例えば、光学部材１は、室内用のパーテーションにも適用できる。また、光学部材１は、背景等の外界の光を透過する店舗等のショーウィンドウ等にも適用できる。この場合、ショーウィンドウが支持体となり、そのショーウィンドウの内側に光学シート２０が貼り付けられる。
【００７１】
（５）前述した実施形態では、第１光学形状層２２を、単位光学形状部２２ａがＹ方向に複数配列されたリニアフレネルレンズシートとして構成した例を示したが、これに限定されない。第１光学形状層２２を、単位光学形状部２２ａが同心円状に複数配列されたサーキューラーフレネルレンズシートとして構成してもよい。その場合、第１光学形状層２２は、例えば、２Ｐ成形法により、基材層２１の上に形成できる。
【００７２】
（６）前述した実施形態では、映像源２を、インストルメントパネル（不図示）内において、観察者の正面に配置した例について示したが、これに限定されない。例えば、光学シート２０の第１光学形状層２２をサーキューラーフレネルレンズシートとし、その光学的中心が光学シート２０の外側に位置するように構成する。このような光学シート２０を用いた場合、映像源２を、インストルメントパネル内において、例えば、運転席の隣の助手席側に配置できる。したがって、本実施形態の表示装置１００は、インストルメントパネル内において、映像源２を配置する場所の自由度を上げることができる。
【符号の説明】
【００７３】
１  光学部材
２  映像源
１０  第１ガラス
２０  光学シート
２１  基材層
２２  第１光学形状層
２２ａ  単位光学形状部
２２ｂ  第１傾斜面
２２ｃ  第２傾斜面
２３  反射層
２３ａ  頂部側反射領域
２３ｂ  底部側反射領域
２４  第２光学形状層
３０  第１中間層
４０  第２ガラス
５０  第２中間層
１００  表示装置
２３１  第１反射層
２３２  第２反射層
【図１】
2018060082.tif 000003
【図２】
2018060082.tif 000004
【図３】
2018060082.tif 000005
【図４】
2018060082.tif 000006
【図５】
2018060082.tif 000007
【図６】
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