(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、複数の画素が配列され映像光を出射する映像源１１と、映像光Ｖ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とを備える。光学シート２０は、その内部又は表面に、シート面に沿って延在する凸状又は凹状の単位形状がその延在方向に直交する方向に配列された光学形状面を少なくとも１つ備えるものとした。【選択図】図１
2019032434.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素が配列され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、その内部又は表面に、シート面に沿って延在する凸状又は凹状の単位形状がその延在方向に直交する方向に配列された光学形状面を少なくとも１つ備えること、
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、
前記映像源及び前記光学シートを配置した状態で表示される映像において、前記光学シートの拡散作用によって１つの前記画素からの光が広がる範囲を発光エリアとし、
前記発光エリアにおいて前記単位形状の配列方向における光量の最大値の１／５となる最も離れた２点の間隔をその配列方向における広がり幅とし、
１つ以上の前記広がり幅のうち最大値となるものを最大広がり幅とするとき、
前記最大広がり幅は、前記映像において最も近接して配置された前記画素と前記画素との中心距離である画素の最近接距離の０．５倍以上５倍以下となること、
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、
前記映像源及び前記光学シートを配置した状態で表示される映像において、前記光学シートの拡散作用によって１つの前記画素からの光が広がる範囲を発光エリアとし、
前記発光エリアにおいて前記単位形状の配列方向における光量の最大値の１／５となる最も離れた２点の間隔をその配列方向における広がり幅とし、
１つ以上の前記広がり幅のうち最大値となるものを最大広がり幅とし、
前記画素と前記画素との中心距離が最も近接している方向を第１近接配列方向とし、
前記第１近接配列方向とは異なる方向であって、前記第１近接配列方向の次に前記画素と前記画素との中心距離が近接している方向を第２近接配列方向とするとき、
１つ以上の前記単位形状の配列方向のうち、前記広がり幅が前記最大広がり幅となる配列方向は、前記第１近接配列方向及び前記第２近接配列方向に対して±５度以上の角度をなすこと、
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、
前記光学シートは、
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界面であって凸状又は凹状の第１単位形状が複数形成された第１光学形状面と、
隣接する前記光学層の間の他の界面又は前記光学層と空気との界面であって凸状又は凹状の第２単位形状が複数形成された第２光学形状面と、
を備え、
前記第１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、
前記第２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２の方向に延在し、前記シート面内の前記第２の方向に直交する第１の方向に配列され、
前記光学シートの厚み方向から見て、前記第１単位形状と前記第２単位形状は、その配列方向が直交すること、
を特徴とする表示装置。
【請求項５】
請求項４に記載の表示装置において、
前記第１単位形状の拡散角θにおける輝度をＩ１（θ）とし、前記レンズと前記第１光学形状面との間の距離をＫ１とし、前記レンズの有効半径をＲ３としたとき、前記第１単位形状の平均拡散角θａｖｅ１を、
【数１】
2019032434.tif 000009
と定義し、前記第１光学形状面と前記映像源の表示層との間の距離をＬ１とし、前記映像源において最も近接して配置された前記画素と前記画素との中心距離である画素の最近接距離をＳとしたとき、
１５≦θａｖｅ１×Ｌ１／Ｓ≦３００
を満たし、さらに、
前記第２単位形状の拡散角θにおける輝度をＩ２（θ）とし、前記レンズと前記第２光学形状面との間の距離をＫ２とし、前記レンズの有効半径をＲ３としたとき、前記第２単位形状の平均拡散角θａｖｅ２を、
【数２】
2019032434.tif 000010
と定義し、前記第２光学形状面と前記映像源の表示層との間の距離をＬ２とし、前記映像源において最も近接して配置された前記画素と前記画素との中心距離である画素の最近接距離をＳとしたとき、
１５≦θａｖｅ２×Ｌ２／Ｓ≦３００
を満たすこと、
を特徴とする表示装置。
【請求項６】
請求項５に記載の表示装置において、
２３≦θａｖｅ１×Ｌ１／Ｓ≦１７５
２３≦θａｖｅ２×Ｌ２／Ｓ≦１７５
をともに満たすこと、
を特徴とする表示装置。
【請求項７】
請求項４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、
前記第１単位形状は、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、
前記第２単位形状は、前記光学シートの厚み方向に平行であって前記第１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おり、
前記第１単位形状が配列されるピッチをＰ１とし、前記第１単位形状の前記断面形状の円弧状の形状の曲率半径をＲ１とし、前記第１光学形状面を介して互いに隣接する領域の屈折率のうち屈折率が高い方の屈折率をｎａとし、屈折率がｎａよりも低い方の屈折率をｎｂとし、前記第１光学形状面と前記映像源の表示層との間の距離をＬ１として、前記第１単位形状によって前記映像光が拡散される程度を表す指標としての拡散度Ｄ１を、
Ｄ１＝（Ｐ１／Ｒ１）×（１−（ｎｂ／ｎａ））×Ｌ１
と定義し、
前記第２単位形状が配列されるピッチをＰ２とし、前記第２単位形状の前記断面形状の円弧状の形状の曲率半径をＲ２とし、前記第２光学形状面を介して互いに隣接する領域の屈折率のうち屈折率が高い方の屈折率をｎｃとし、屈折率がｎｃよりも低い方の屈折率をｎｄとし、前記第２光学形状面と前記映像源の表示層との間の距離をＬ２として、前記第２単位形状によって前記映像光が拡散される程度を表す指標としての拡散度Ｄ２を、
Ｄ２＝（Ｐ２／Ｒ２）×（１−（ｎｄ／ｎｃ））×Ｌ１
と定義し、
前記映像源において最も近接して配置された前記画素と前記画素との中心距離である画素の最近接距離をＳとしたとき、
１．０≦Ｄ１／Ｓ≦１０．０
１．０≦Ｄ２／Ｓ≦１０．０
をともに満たすこと、
を特徴とする表示装置。
【請求項８】
請求項７に記載の表示装置において、
２．０≦Ｄ１／Ｓ≦６．０
２．０≦Ｄ２／Ｓ≦６．０
をともに満たすこと、
を特徴とする表示装置。
【請求項９】
請求項４から請求項８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単位形状が配列されるピッチをＰ１とし、前記第１光学形状面と前記映像源の表示層との間の距離をＬ１とし、
前記第２単位形状が配列されるピッチをＰ２とし、前記第２光学形状面と前記映像源の表示層との間の距離をＬ２とするとき、
０．００５≦Ｐ１／Ｌ１≦０．０５
０．００５≦Ｐ２／Ｌ２≦０．０５
をともに満たすこと、
を特徴とする表示装置。
【請求項１０】
請求項４から請求項９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、
前記第１単位形状及び前記第２単位形状は、隣接する前記光学層の間の異なる界面にそれぞれ複数設けられていること、
を特徴とする表示装置。
【請求項１１】
請求項４から請求項９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、２層の前記光学層が積層されており、
前記第１単位形状は、２層の前記光学層の間の界面に複数設けられ、
前記第２単位形状は、２層のうち一方の前記光学層と空気との界面に複数設けられていること、
を特徴とする表示装置。
【請求項１２】
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、
前記光学シートは、前記光学形状面を１つ備え、
前記単位形状の配列方向における拡散角θにおける輝度をＩ１（θ）とし、前記レンズと前記光学形状面との間の距離をＫ１とし、前記レンズの有効半径をＲ３としたとき、前記単位形状の平均拡散角θａｖｅ１を、
【数３】
2019032434.tif 000011
と定義し、前記光学形状面と前記映像源の表示層との間の距離をＬ１とし、前記映像源において最も近接して配置された前記画素と前記画素との中心距離である画素の最近接距離をＳとしたとき、
５≦θａｖｅ１×Ｌ１／Ｓ≦３００
を満たすこと、
を特徴とする表示装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の表示装置において、
２３≦θａｖｅ１×Ｌ１／Ｓ≦１７５
を満たすこと、
を特徴とする表示装置。
【請求項１４】
請求項１２又は請求項１３に記載の表示装置において、
前記単位形状は、前記光学シートの厚み方向に平行であってその配列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、
前記単位形状が配列されるピッチをＰ１とし、前記単位形状の前記断面形状の円弧状の形状の曲率半径をＲ１とし、前記光学形状面を介して互いに隣接する領域の屈折率のうち屈折率が高い方の屈折率をｎａとし、屈折率がｎａよりも低い方の屈折率をｎｂとし、前記光学形状面と前記映像源の表示層との間の距離をＬ１として、前記第１単位形状によって前記映像光が拡散される程度を表す指標としての拡散度Ｄ１を、
Ｄ１＝（Ｐ１／Ｒ１）×（１−（ｎｂ／ｎａ））×Ｌ１
と定義し、
前記映像源において最も近接して配置された前記画素と前記画素との中心距離である画素の最近接距離をＳとしたとき、
１．０≦Ｄ１／Ｓ≦１５．０
を満たすこと、
を特徴とする表示装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の表示装置において、
２．０≦Ｄ１／Ｓ≦６．０
を満たすこと、
を特徴とする表示装置。
【請求項１６】
請求項１２から請求項１５までのいずれか１項に記載の表示装置において、
前記単位形状が配列されるピッチをＰ１とし、前記光学形状面と前記映像源の表示層との間の距離をＬ１とするとき、
０．００５≦Ｐ１／Ｌ１≦０．０５
を満たすこと、
を特徴とする表示装置。
【請求項１７】
請求項１２から請求項１６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、少なくとも２層以上の光学層が互いに隣接して設けられ、
前記光学形状面は、隣接する前記光学層の間の界面に形成されていること、
を特徴とする表示装置。
【請求項１８】
請求項１から請求項１７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、少なくとも２層以上の光学層が互いに隣接して設けられ、隣接する光学層の間の界面において、該界面に隣接する領域の屈折率差は、０．００５以上０．２以下であること、
を特徴とする表示装置。
【請求項１９】
請求項１から請求項１８に記載の表示装置において、
前記光学シートは、その両面が平面状であること、
を特徴とする表示装置。
【請求項２０】
請求項１から請求項１９までのいずれか１項に記載の表示装置において、
前記映像源の表示面から前記光学シートの観察者側の面までの間であって、少なくとも前記映像光のうち観察者に到達する光が透過する領域には、空気層が存在していないこと、
を特徴とする表示装置。
【請求項２１】
請求項１から請求項２０までのいずれか１項に記載の表示装置において、
前記映像源の表示面から前記光学シートの観察者側の面までの間であって、少なくとも前記映像光のうち観察者に到達する光が透過する領域における部材間の界面における屈折率差は、０．３未満であること、
を特徴とする表示装置。
【請求項２２】
請求項１から請求項２１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、映像源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とし、この透過光の輝度が最大輝度の１／２０となる角度を視野角βとするとき、
β≦５×αを満たすこと、
を特徴とする表示装置。
【請求項２３】
請求項１から請求項２２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距離は、変更可能であり、所定の位置で固定可能であること、
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。
第１の発明は、複数の画素（Ｇ）が配列され映像光（Ｖ）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（２０，４０，６０）と、を備え、前記光学シートは、その内部又は表面に、シート面に沿って延在する凸状又は凹状の単位形状がその延在方向に直交する方向に配列された光学形状面（２０１，２０２，４０１，４０２，６０１）を少なくとも１つ備えること、を特徴とする表示装置（１）である。
第２の発明は、第１の発明の表示装置において、前記映像源（１１）及び前記光学シート（２０，４０，６０）を配置した状態で表示される映像において、前記光学シートの拡散作用によって１つの前記画素からの光が広がる範囲を発光エリア（ＥＡ）とし、前記発光エリアにおいて前記単位形状の配列方向における光量の最大値の１／５となる最も離れた２点の間隔をその配列方向における広がり幅とし、１つ以上の前記広がり幅のうち最大値となるものを最大広がり幅（ＳＷ）とするとき、前記最大広がり幅は、前記映像において最も近接して配置された前記画素と前記画素との中心距離である画素の最近接距離（Ｓ）の０．５倍以上５倍以下となること、を特徴とする表示装置（１）である。
第３の発明は、第１の発明又は第２の発明の表示装置において、前記映像源（１１）及び前記光学シート（２０，４０，６０）を配置した状態で表示される映像において、前記光学シートの拡散作用によって１つの前記画素からの光が広がる範囲を発光エリア（ＥＡ）とし、前記発光エリアにおいて前記単位形状の配列方向における光量の最大値の１／５となる最も離れた２点の間隔をその配列方向における広がり幅とし、１つ以上の前記広がり幅のうち最大値となるものを最大広がり幅（ＳＷ）とし、前記画素と前記画素との中心距離が最も近接している方向を第１近接配列方向（ＤＬ１）とし、前記第１近接配列方向とは異なる方向であって、前記第１近接配列方向の次に前記画素と前記画素との中心距離が近接している方向を第２近接配列方向（ＤＬ２）とするとき、１つ以上の前記単位形状の配列方向のうち、前記広がり幅が前記最大広がり幅となる配列方向は、前記第１近接配列方向及び前記第２近接配列方向に対して±５度以上の角度をなすこと、を特徴とする表示装置（１）である。
【０００６】
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の表示装置において、前記光学シート（２０，４０）は、２層以上の光学層（２１，２２，４１，４２，４３）が積層され、隣接する前記光学層の間の界面であって凸状又は凹状の第１単位形状（２１ａ，４１ａ）が複数形成された第１光学形状面（２０１，４０１）と、隣接する前記光学層の間の他の界面又は前記光学層と空気との界面であって凸状又は凹状の第２単位形状（２２ａ，４２）が複数形成された第２光学形状面（２０２．４０２）と、を備え、前記第１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（ＳＺ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（ＳＸ方向）に配列され、前記第２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２の方向に延在し、前記シート面内の前記第２の方向に直交する第１の方向に配列され、前記光学シートの厚み方向から見て、前記第１単位形状と前記第２単位形状は、その配列方向が直交すること、を特徴とする表示装置（１）である。
第５の発明は、第４の発明の表示装置において、前記第１単位形状（２１ａ，４１ａ）の拡散角θにおける輝度をＩ１（θ）とし、前記レンズ（１２）と前記第１単位形状が形成された前記第１光学形状面（２０１，４０１）との間の距離をＫ１とし、前記レンズの有効半径をＲ３としたとき、前記第１単位形状の平均拡散角θａｖｅ１を、
【数１】
2019032434.tif 000003
と定義し、前記第１光学形状面と前記映像源の表示層との間の距離をＬ１とし、前記映像源（１１）において最も近接して配置された前記画素と前記画素との中心距離である画素の最近接距離をＳとしたとき、１５≦θａｖｅ１×Ｌ１／Ｓ≦３００を満たし、さらに、前記第２単位形状（２２ａ，４２ａ）の拡散角θにおける輝度をＩ２（θ）とし、前記レンズと前記第２単位形状が形成された前記第２光学形状面との間の距離をＫ２とし、前記レンズの有効半径をＲ３としたとき、前記第２単位形状の平均拡散角θａｖｅ２を、
【数２】
2019032434.tif 000004
と定義し、前記第２光学形状面と前記映像源の表示層との間の距離をＬ２とし、前記映像源において最も近接して配置された前記画素と前記画素との中心距離である画素の最近接距離をＳとしたとき、１５≦θａｖｅ２×Ｌ２／Ｓ≦３００を満たすこと、を特徴とする表示装置（１）である。
第６の発明は、第５の発明の表示装置において、２３≦θａｖｅ１×Ｌ１／Ｓ≦１７５、２３≦θａｖｅ２×Ｌ２／Ｓ≦１７５をともに満たすこと、を特徴とする表示装置（１）である。
第７の発明は、第４の発明から第６の発明までのいずれかの表示装置において、前記第１単位形状（２１ａ，４１ａ）は、前記光学シート（２０，４０）の厚み方向に平行であって前記第２の方向（ＳＸ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、前記第２単位形状（２２ａ，４２ａ）は、前記光学シートの厚み方向に平行であって前記第１の方向（ＳＺ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おり、前記第１単位形状が配列されるピッチをＰ１とし、前記第１単位形状の前記断面形状の円弧状の形状の曲率半径をＲ１とし、前記第１光学形状面を介して互いに隣接する領域の屈折率のうち屈折率が高い方の屈折率をｎａとし、屈折率がｎａよりも低い方の屈折率をｎｂとし、前記第１光学形状面と前記映像源（１１）の表示層（１１ｅ）との間の距離をＬ１として、前記第１単位形状によって前記映像光が拡散される程度を表す指標としての拡散度Ｄ１を、Ｄ１＝（Ｐ１／Ｒ１）×（１−（ｎｂ／ｎａ））×Ｌ１と定義し、前記第２単位形状（２２ａ，４２ａ）が配列されるピッチをＰ２とし、前記第２単位形状の前記断面形状の円弧状の形状の曲率半径をＲ２とし、前記第２光学形状面を介して互いに隣接する領域の屈折率のうち屈折率が高い方の屈折率をｎｃとし、屈折率がｎｃよりも低い方の屈折率をｎｄとし、前記第２光学形状面と前記映像源の表示層との間の距離をＬ２として、前記第２単位形状によって前記映像光が拡散される程度を表す指標としての拡散度Ｄ２を、Ｄ２＝（Ｐ２／Ｒ２）×（１−（ｎｄ／ｎｃ））×Ｌ１と定義し、前記映像源において最も近接して配置された前記画素と前記画素との中心距離である画素の最近接距離をＳとしたとき、１．０≦Ｄ１／Ｓ≦１０．０、１．０≦Ｄ２／Ｓ≦１０．０をともに満たすこと、を特徴とする表示装置（１）である。
第８の発明は、第７の発明の表示装置において、２．０≦Ｄ１／Ｓ≦６．０、２．０≦Ｄ２／Ｓ≦６．０をともに満たすこと、を特徴とする表示装置（１）である。
第９の発明は、第４の発明から第８の発明までのいずれかの表示装置において、前記第１単位形状（２１ａ，４１ａ）が配列されるピッチをＰ１とし、前記第１光学形状面（２０１，４０１）と前記映像源（１１）の表示層（１１ｅ）との間の距離をＬ１とし、前記第２単位形状が配列されるピッチをＰ２とし、前記第２光学形状面（２０２，４０２）と前記映像源の表示層との間の距離をＬ２とするとき、０．００５≦Ｐ１／Ｌ１≦０．０５、０．００５≦Ｐ２／Ｌ２≦０．０５をともに満たすこと、を特徴とする表示装置（１）である。
第１０の発明は、第４の発明から第９の発明までのいずれかの表示装置において、前記光学シート（４０）は、３層以上の前記光学層（４１，４２，４３）を有し、前記第１単位形状（４１ａ）及び前記第２単位形状（４２ａ）は、隣接する前記光学層の間の異なる界面（４０１，４０２）にそれぞれ複数設けられていること、を特徴とする表示装置（１）である。
第１１の発明は、第４の発明から第９の発明までのいずれかの表示装置において、前記光学シート（２０）は、２層の前記光学層（２１，２２）が積層されており、前記第１単位形状（２１ａ）は、２層の前記光学層の間の界面（２０１）に複数設けられ、前記第２単位形状（２２ａ）は、２層のうち一方の前記光学層と空気との界面（２０２）に複数設けられていること、を特徴とする表示装置（１）である。
【０００７】
第１２の発明は、第１の発明から第３の発明のいずれかの表示装置において、前記光学シート（６０）は、前記光学形状面（６０１）を１つ備え、前記単位形状（６１ａ）の拡散角θにおける輝度をＩ１（θ）とし、前記レンズ（１２）と前記光学形状面との間の距離をＫ１とし、前記レンズの有効半径をＲ３としたとき、前記第１単位形状の平均拡散角θａｖｅ１を、
【数３】
2019032434.tif 000005
と定義し、前記光学形状面と前記映像源（１１）の表示層（１１ｅ）との間の距離をＬ１とし、前記映像源（１１）において最も近接して配置された前記画素と前記画素との中心距離である画素の最近接距離をＳとしたとき、５≦θａｖｅ１×Ｌ１／Ｓ≦３００を満たすこと、を特徴とする表示装置（１）である。
第１３の発明は、第１２の発明の表示装置において、２３≦θａｖｅ１×Ｌ１／Ｓ≦１７５を満たすこと、を特徴とする表示装置（１）である。
第１４の発明は、第１２の発明又は第１３の発明の表示装置において、前記単位形状（６１ａ）は、前記光学シート（６０）の厚み方向に平行であってその配列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、前記単位形状が配列されるピッチをＰ１とし、前記単位形状の前記断面形状の円弧状の形状の曲率半径をＲ１とし、前記光学形状面を介して互いに隣接する領域の屈折率のうち屈折率が高い方の屈折率をｎａとし、屈折率がｎａよりも低い方の屈折率をｎｂとし、前記光学形状面と前記映像源の表示層との間の距離をＬ１として、前記単位形状によって前記映像光が拡散される程度を表す指標としての拡散度Ｄ１を、Ｄ１＝（Ｐ１／Ｒ１）×（１−（ｎｂ／ｎａ））×Ｌ１と定義し、前記映像源（１１）において最も近接して配置された前記画素と前記画素との中心距離である画素の最近接距離をＳとしたとき、１．０≦Ｄ１／Ｓ≦１０．０を満たすこと、を特徴とする表示装置（１）である。
第１５の発明は、第１４の発明の表示装置において、２．０≦Ｄ１／Ｓ≦６．０を満たすこと、を特徴とする表示装置（１）である。
第１６の発明は、第１２の発明から第１５の発明までのいずれかの表示装置において、前記単位形状（６１ａ）が配列されるピッチをＰ１とし、前記光学形状面（６０１）と前記映像源（１１）の表示層（１１ｅ）との間の距離をＬ１とするとき、０．００５≦Ｐ１／Ｌ１≦０．０５を満たすこと、を特徴とする表示装置（１）である。
第１７の発明は、第１２の発明から第１６の発明までのいずれかの表示装置において、前記光学シート（６０）は、少なくとも２層以上の光学層（６１，６２）が互いに隣接して設けられ、前記光学形状面（６０１）は、隣接する前記光学層の間の界面に形成されていること、を特徴とする表示装置（１）である。
【０００８】
第１８の発明は、請求項１から請求項１７までのいずれかの表示装置において、前記光学シートは、少なくとも２層以上の光学層（２１，２２，４１，４２，４３，６１，６２）が互いに隣接して設けられ、隣接する前記光学層の間の界面において、該界面に隣接する領域の屈折率差は、０．００５以上０．２以下であること、を特徴とする表示装置（１）である。
第１９の発明は、第１の発明から第１８の発明のいずれかの表示装置において、前記光学シート（４０，６０）は、その両面が平面状であること、を特徴とする表示装置（１）である。
第２０の発明は、第１の発明から第１９の発明までのいずれかの表示装置において、前記映像源（１１）の表示面（１１ａ）から前記光学シート（２０，４０，６０）の観察者側の面までの間であって、少なくとも前記映像光（Ｖ）のうち観察者に到達する光が透過する領域には、空気層が存在していないこと、を特徴とする表示装置（１）である。
第２１の発明は、第１の発明から第２０の発明までのいずれかの表示装置において、前記映像源（１１）の表示面（１１ａ）から前記光学シート（２０，４０，６０）の観察者側の面までの間であって、少なくとも前記映像光（Ｖ）のうち観察者に到達する光が透過する領域における部材間の界面における屈折率差は、０．３未満であること、を特徴とする表示装置（１）である。
第２２の発明は、第１の発明から第２１の発明までのいずれかの表示装置において、前記光学シート（２０，４０，６０）は、映像源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とし、この透過光の輝度が最大輝度の１／２０となる角度を視野角βとするとき、β≦５×αを満たすこと、を特徴とする表示装置（１）である。
第２３の発明は、第１の発明から第２２の発明までのいずれかの表示装置において、前記光学シート（２０，４０，６０）と前記映像源（１１）との距離は、変更可能であり、所定の位置で固定可能であること、を特徴とする表示装置（１）である。
【発明の効果】
【０００９】
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表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第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１は、表示装置１を鉛直方向上側から見た図である。
【図２】第１実施形態の表示装置１に用いられる光学シート２０と保持部３２と映像源１１とを観察者側（−Ｙ側）から見た図である。
【図３】第１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４】第１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】１つの画素の発光エリアを説明する図である。
【図７】発光エリアの広がり幅を説明する図である。
【図８】第１実施形態の映像源１１の画素配置の一例における第１近接配列方向ＤＬ１、第２近接配列方向ＤＬ２と、光学シート２０の単位形状２１ａ，２２ａの配列方向（ＳＸ方向、ＳＺ方向）とを説明する図である。
【図９】第１実施形態の光学シート２０の単位形状による拡散角と輝度との関係の一例を示す図である。
【図１０】距離Ｋ１，Ｋ２と距離Ｌ１，Ｌ２とレンズ１２の有効半径Ｒ３を示す図である。
【図１１】光学シート２０の製造工程の一例を示す図である。
【図１２】第２実施形態の光学シート４０を説明する図である。
【図１３】第３実施形態の光学シート６０を説明する図である。
【図１４】光学シート２０の変形形態を説明する図である。
【図１５】表示装置１の変形形態を説明する図である。
【図１６】光学シート２０の別の固定形態を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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。
【００１２】
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。
本明細書中において、板、シート等の言葉を使用しているが、これらは、一般的な使い方として、厚さの厚い順に、板、シート、フィルムの順で使用されており、本明細書中でもそれに倣って使用している。しかし、このような使い分けには、技術的な意味は無いので、これらの文言は、適宜置き換えることができるものとする。
【００１３】
（第１実施形態）
図１は、第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１では、表示装置１を鉛直方向上側から見た様子を示している。
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（背面側）とする。
【００１４】
図２は、第１実施形態の表示装置１に用いられる光学シート２０と保持部３２と映像源１１とを観察者側（−Ｙ側）から見た図である。
図２中には、上述したＸ−Ｙ−Ｚの方向に加えて、Ｙ軸まわりで（Ｘ−Ｚ平面内で）角度δだけ回転した（傾いた）第２の方向を示す記号として、ＳＸ−ＳＹ（Ｙ）−ＳＺを示している。なお、ＳＹ方向は、上述のＹ方向と一致している。このＳＸ−ＳＹ−ＳＺの方向は、後述する光学シート２０の単位形状の配列方向を示すために設けている。
図３は、第１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（ａ）は、光学シート２０の単位形状２１ａの配列方向及び厚み方向に平行な断面における断面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）のｂ部断面図である。図３（ｃ）は、図３（ａ）のｃ部詳細を示す図であり、図３（ｄ）は、図２（ｂ）のｄ部詳細を示す図である。
【００１５】
図４は、第１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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。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Ｖは、この開口部３１１（３１１Ａ，３１１Ｂ）を通って光学シート２０（２０Ａ，２０Ｂ）へ入射する。
【００１８】
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。
【００１９】
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）を調節可能（ピント調節可能）である。また、保持部３２と保持部３１とが、それぞれ独立して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り、映像源１１と光学シート２０との間の距離（映像源１１と光学シート２０とのＹ方向における距離）を調整可能である。
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。
【００２０】
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。
【００２１】
映像源１１は、映像光Ｖを出射し、表示面１１ａに映像を表示する表示素子（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。
【００２２】
レンズ１２（１２Ａ，１２Ｂ）は、映像源１１から出射された映像光Ｖ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、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。また、反射抑制層１２ａは、高屈折率層と低屈折率層とが複数積層された多層膜により形成されたものを用いてもよい。
【００２３】
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。
【００２４】
本実施形態では、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Ｖ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。
【００２５】
図１では、光学シート２０と映像源１１の表示面１１ａとが所定の寸法だけ離間している形態を示しているが、これに限らず、光学シート２０と映像源１１の表示面１１ａとの間に、中間層が位置する形態とし、映像源１１の表示面１１ａから光学シート２０の観察者側の面までの間であって少なくとも映像光Ｖのうち観察者の眼Ｅに到達する光（観察者が視認する光）が透過する領域に、空気層が存在していない形態としてもよい。この場合、映像源１１の表示面１１ａから光学シート２０の観察者側の面までの間であって少なくとも映像光Ｖのうち観察者の眼Ｅに到達する光（観察者が視認する光）が透過する領域における各部材間の界面における屈折率差は、０．３未満とすることが好ましい。このような形態とすることにより、界面反射による映像光Ｖの光量損失の低減や迷光の抑制等を図ることができる。
このような中間層としては、所望する光学性能等に応じて適宜採用可能であるが、例えば、インデックスマッチング用の樹脂等が挙げられる。
【００２６】
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Ｖ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が複数配列されており、また、各画素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Ｖ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４（ｂ）に示すように、画素の発する映像光による映像領域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。
【００２７】
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を設けることにより、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。
【００２８】
本実施形態の光学シート２０は、図３に示すように、映像源側（背面側、＋Ｙ側）から順に、第１光学層２１、第２光学層２２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２０１と、第２光学層２２と空気との界面２０２とに、それぞれ単位形状２１ａ、単位形状２２ａが複数形成され配列されている。すなわち、界面２０１，２０２は、いずれも光学形状面であり、光学シート２０は、光学形状面を２つ備えている。
図２中には、光学シート２０のシート面に平行な方向であって互いに直交するＳＸ方向及びＳＺ方向を記載している。この２つの方向は、光学シート２０に設けられた各単位形状の配列方向とそれぞれ一致している。図２の例では、角度δだけ光学シート２０の各単位形状の配列方向がＸ方向及びＺ方向に対して傾いて（回転して）配置されている。
【００２９】
光学シート２０は、Ｘ方向及びＺ方向に対してＳＸ方向、ＳＺ方向が角度δだけ傾いて保持部３２に取り付け可能なように、位置決め形状としての凸部２０ａが保持部３２の開口部３２１に設けられた位置決め形状としての凹部３２１ａに嵌め込まれている。
なお、本実施形態では、光学シート２０の外形形状を図２のような円形を基本としたが、例えば、光学シート２０の形状を多角形形状として、装着される向き（ＸＹ面内での回転方向の位置）を規定するようにしてもよい。
【００３０】
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、すなわち、第１光学層２１と第２光学層２２との界面２０１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。この界面２０１は、光学形状面である。本実施形態では、単位形状２１ａは、観察者側に凸となっている。
【００３１】
単位形状２１ａは、第１光学層２１の観察者側（−Ｙ側）の面に沿って、ＳＺ方向に延在し、この延在方向に直交するＳＸ方向に複数配列されている。また、単位形状２１ａは、配列方向（ＳＸ方向）及び光学シート２０の厚み方向（Ｙ方向）に平行な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。なお、本実施形態では、単位形状２１ａの断面形状を上記のように略円弧状としたが、これは一例であって、これに限定されるものではない。
本実施形態の単位形状２１ａの配列ピッチは、Ｐ１であり、円弧状の曲率半径はＲ１である。また、単位形状２１ａの配列方向における幅Ｗ１は、配列ピッチＰ１に等しい。
【００３２】
第２光学層２２は、第１光学層２１の観察者側（−Ｙ側）に位置する光透過性を有する層である。第２光学層２２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（空気との界面２０２）であり、図３（ｂ）に示すように、凸状の単位形状２２ａが複数形成されている。この界面２０２は、光学形状面である。本実施形態では、単位形状２２ａは、観察者側（−Ｙ側）に凸となっている。
この単位形状２２ａは、第２光学層２２の観察者側の面に沿って、ＳＸ方向に延在し、この延在方向に直交するＳＺ方向に複数配列されており、配列方向及び光学シート２０の厚み方向に平行な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。なお、本実施形態では、単位形状２２ａの断面形状を上記のように略円弧状としたが、単位形状２１ａと同様に、これは一例であって、これに限定されるものではない。
本実施形態の単位形状２２ａの配列ピッチは、Ｐ２であり、円弧状の曲率半径はＲ２である。また、単位形状２２ａの配列方向における幅Ｗ２は、配列ピッチＰ２に等しい。
【００３３】
本実施形態では、光学シート２０の厚み方向（シート面の法線方向、Ｙ方向、ＳＹ方向）から見て、単位形状２１ａの配列方向（ＳＸ方向）と単位形状２２ａの配列方向（ＳＺ方向）とは、直交している。また、光学シート２０の厚み方向から見て、単位形状２１ａの延在方向（ＳＺ方向）と単位形状２２ａの延在方向（ＳＸ方向）とは、直交している。
また、本実施形態では、一例として、単位形状２１ａと単位形状２２ａとは、その配列ピッチが等しく、Ｐ１＝Ｐ２であるが、曲率半径が異なっており、Ｒ１＜Ｒ２となっている。なお、これに限らず、単位形状の配列ピッチが異なっていてもよいし、曲率半径が等しくてもよい。
【００３４】
なお、本実施形態では、光学シート２０の厚み方向（Ｙ方向、ＳＹ方向）から見て、単位形状２２ａの配列方向（ＳＸ方向）と単位形状２１ａの配列方向（ＳＺ方向）とが直交する例を示したが、これに限らず、単位形状２２ａの配列方向（ＳＸ方向）と単位形状２１ａの配列方向（ＳＺ方向）とが交差する形態としてもよい。
【００３５】
第１光学層２１は、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、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）樹脂、アクリル系樹脂等により形成された基材層の片面に、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によって、複数の単位形状２１ａが賦形されて形成されている。
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により形成されている。
本実施形態では、第１光学層２１の単位形状２１ａは、第２光学層２２よりも屈折率が高い材料で形成されている。
【００３６】
また、本実施形態の光学シート２０では、界面２０１（光学形状面）を介して互いに隣接する領域の屈折率差、すなわち、単位形状２１ａと第２光学層２２との屈折率差Δｎ１は、０．００５≦Δｎ１≦０．２を満たすように形成されている。
この屈折率差Δｎ１が０．００５未満である場合、界面２０１（光学形状面）での屈折率差が小さくなりすぎ、界面２０１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が０．００５未満である場合、その界面２０１で隣接する領域の樹脂の屈折率のバラツキが拡散特性に影響が大きくなったり、波長分散の影響が大きくなったりするため好ましくない。
屈折率差Δｎ１が０．２よりも大きい場合、界面２０１（光学形状面）における光の屈折が大きくなりすぎてしまい、拡散作用が大きくなり過ぎ、映像が不鮮明になるので望ましくない。また、屈折率差Δｎ１が０．２よりも大きい場合、そのような屈折率差を有する層構成を実現するための材料コストが嵩むため、好ましくない。
【００３７】
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（＋Ｙ側）及び観察者側（−Ｙ側）に、不図示の反射抑制層が設けられている。
光学シート２０の両面に設けられた反射抑制層は、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て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。
【００３８】
反射抑制層を光学シート２０の映像源側（＋Ｙ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、反射抑制層を光学シート２０の映像源側（＋Ｙ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。
また、反射抑制層を光学シート２０の観察者側（−Ｙ側）の面に設けることにより、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内で迷光となる光を低減でき、映像のコントラストや明るさ等を向上できる。
なお、反射抑制層は、上記の例に限らず、光学シート２０のどちらか片面だけ、例えば、映像源側のみに設けられる形態としてもよい。
【００３９】
また、光学シート２０の映像源側（＋Ｙ側）や観察者側（−Ｙ側）の面に、ハードコート機能や、防汚機能、帯電防止機能等を有する層を適宜設けてもよい。
このような層を設けることにより、例えば、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、汚れが付着したりや、埃やごみ等が付着したりして、映像の視認の妨げになることを抑制できる。
【００４０】
次に、光学シート２０の映像光Ｖを拡散する作用等について説明する。
光学シート２０は、上述したように、映像光Ｖを拡散する作用によって、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てしまうことを抑制する。
光学シート２０による拡散作用が強すぎると、映像光Ｖが必要以上に拡散されてしまい、映像がぼやける等してその質が劣化してしまう。一方、光学シート２０による拡散作用が弱すぎると、非映像領域Ｆ２が観察者に視認されてしまう。したがって、光学シート２０は、適切な拡散作用を備えるものとしなければならない。
また、この光学シート２０による拡散作用の最適な強さは、映像源１１やレンズ１２との位置関係によっても変化する。また、光学シート２０には、単位形状が所定の方向に配列されていることから、その配列方向と画素との位置関係等も、非映像領域Ｆ２を観察者に視認させにくくする効果に影響を与える。
【００４１】
映像源１１からの映像光Ｖは、光学シート２０により拡散され、さらにレンズ１２により拡大して、観察者が観察するので、レンズ１２により実際に観察される範囲において拡散される光の成分が重要である。また、光学シート２０は、複数の単位形状２１ａが配列された界面２０１（光学形状面）と、複数の単位形状２２ａが配列された界面２０２（光学形状面）とを備えており、各界面において拡散される。
【００４２】
（光の広がり幅に関して）
次に、光学シート２０の映像光を拡散する拡散作用について、画素が発する光の広がりの観点から説明する。
映像源１１に設けられた１つの画素が発する光は、主に光学シート２０の拡散作用により、その光の範囲（以下、発光エリアという）が広げられる。
図６は、１つの画素の発光エリアを説明する図である。図６（ａ）は、レンズ１２及び光学シート２０を用いず、映像源１１が表示する映像をデジタルマイクロスコープ等で拡大した観察像であり、１つの画素が発した光の様子を示している。図６（ｂ）は、レンズ１２を用いず、映像源１１と光学シート２０とを組み合わせて配置した状態で表示される映像をデジタルマイクロスコープ等で拡大した観察像であり、１つの画素が発した光の様子を示している。
【００４３】
画素から発せられた光は、光学シート２０等を透過しない場合には、図６（ａ）に示すように、その発光エリアＥＡ０が画素の発光部の形状（例えば円形形状）に近い形状として観察される。そして、光学シート２０の拡散作用を受けることにより、画素から発せられた光は、主に単位形状２１ａ，２２ａの配列方向となるＳＸ方向、ＳＺ方向に沿って広げられ、図６（ｂ）に示すように、その発光エリアＥＡが矩形形状に広がった形状として観察される。
また、光学シート２０と映像源１１の画素（後述する図１０に示す表示層１１ｅ）との距離や、光学シート２０の単位形状２１ａ，２２ａの配列ピッチＰ１，Ｐ２との関係から、光学シート２０からの出射光において、単位形状２１ａ，２２ａでの回折によって拡散されて出射する光量が占める割合が大きくなる場合がある。その場合、発光エリアＥＡは、拡散によって単位形状２１ａ，２２ａの配列方向（ＳＸ方向、ＳＺ方向）に広がり、かつ、回折光によっても広げられ、回折によって生じる光量の大きな領域（明るい領域）が発光アリアＥＡ内に複数粒状に観察される。
【００４４】
この発光エリアＥＡは、単位形状２１ａ，２２ａが形成された２つの光学形状面（界面２０１，２０２）での拡散作用の大きさが等しい場合は、正方形に近い形状となる。また、２つの光学形状面での拡散作用の大きさが等しくない場合には、２つの対角線のうち、拡散作用が大きい方の単位形状の配列方向に平行な方がもう一方より長い菱形形状に近い形となる。
本実施形態では、単位形状２２ａが形成された光学形状面（界面２０２）での拡散作用が、単位形状２１ａが形成された光学形状面（界面２０１）での拡散作用よりもやや大きく、発光エリアＥＡは、２本の対角線のうちＳＺ方向に平行な対角線が他方より長い菱形形状となっているものとする。なお、これに限らず、単位形状２１ａが形成された光学形状面（界面２０１）での拡散作用が、単位形状２２ａが形成された光学形状面（界面２０２）での拡散作用よりも大きく、発光エリアＥＡが、ＳＸ方向に平行な対角線が他方より長い菱形形状であってもよいし、２つの光学形状面（２つの界面２０１，２０２）での拡散作用の大きさが等しく、発光エリアＥＡが正方形形状である形態としてもよい。
【００４５】
図７は、発光エリアの広がり幅を説明する図である。図７に示す各グラフは、一例として、単位形状２２ａの配列方向であるＳＺ方向における光量の分布を示し、縦軸は光量、横軸はＳＺ方向での位置を示している。
図７（ａ）に示すグラフは、レンズ１２及び光学シート２０を用いず、映像源１１が表示する映像をデジタルマイクロスコープ等で拡大した観察像における１つの発光エリアＥＡ０の光量の分布の一例を示している。図７（ｂ）に示す各グラフは、レンズ１２を用いず、映像源１１と光学シート２０とを組み合わせて配置した状態で表示される映像をデジタルマイクロスコープ等で拡大した観察像における１つの発光エリアＥＡの光量の分布の一例を示している。なお、図７（ｂ）に示すグラフは、光学シート２０からの出射光において、単位形状２１ａ，２２ａでの屈折による拡散作用の比率が高い場合の一例である。
【００４６】
ここで、１つの画素の発光エリアＥＡにおいて、単位形状２１ａ，２２ａの配列方向であるＳＸ方向、ＳＺ方向における発光エリアＥＡの広がり幅をＳＷ１，ＳＷ２とする。この広がり幅ＳＷ１，ＳＷ２は、映像源１１と光学シート２０とを組み合わせて配置した状態で表示される映像において、発光エリアＥＡのＳＺ方向における光量の最大値の１／５の値となる最も離れた２点（図７（ｂ）においては点ｔ１と点ｔ２）の間隔として規定される。
本実施形態では、前述のように単位形状２２ａが形成された光学形状面（界面２０２）での拡散作用が、単位形状２１ａが形成された光学形状面（界面２０１）での拡散作用よりも大きい。従って、単位形状２２ａの配列方向であるＳＺ方向での広がり幅ＳＷ２を、最大広がり幅ＳＷとする。
なお、上記説明では、単位形状２２ａの配列方向となるＳＺ方向での拡散作用が大きい例をについて説明したが、単位形状２１ａ，２２ａの配列方向における拡散作用の大きさが等しい場合（発光エリアＥＡが正方形状である場合）には、単位形状２１ａの配列方向となるＳＸ方向における広がり幅ＳＷ１も最大広がり幅ＳＷとなる。
【００４７】
この発光エリアＥＡの最大広がり幅ＳＷは、前述の映像において、最も近接している画素と画素との中心距離である画素の最近接距離Ｓ（後述する第１近接配列方向ＤＬ１における画素と画素との中心距離）の０．５倍以上５倍以下であることが好ましい。
この最大広がり幅ＳＷが、上記範囲未満である場合、隣り合う画素の発光エリアＥＡの間の非映像領域Ｆ２が大きくなり、表示装置１の使用状態において非映像領域Ｆ２が視認されやすくなるため、好ましくない。
また、最大広がり幅ＳＷが上記範囲よりも大きい場合、隣り合う画素の発光エリアが大きく重複し、映像のぼけが大きくなり、映像の鮮明度が大幅に低下するため、好ましくない。したがって、最大広がり幅ＳＷは、上記範囲とすることが望ましい。
【００４８】
なお、映像源１１と光学シート２０とを組み合わせて配置した状態で表示される映像における、各単位形状の配列方向での発光エリアＥＡの光量の最大値や最大値の１／５となる値、２点ｔ１，ｔ２の位置や２点ｔ１，ｔ２間の距離は、その映像をデジタルマイクロスコープ等により拡大し、ＣＣＤカメラ等で拡大して撮像した発光エリアＥＡの観察画像において、映像信号（画像中の座標情報及び信号強度）から、発光エリアＥＡ中における位置と明るさの相関関係を検出し、算出可能である。
また、映像源１１と光学シート２０とを組み合わせて配置した状態で表示される映像における画素の最近接距離Ｓは、レンズ１２及び光学シート２０を用いない状態で映像源１１が表示する映像を同様に拡大して撮像した観察画像から算出可能であり、この最近接距離Ｓは、映像源１１の映像表示領域（後述する表示層１１ｅ）において最も近接している画素と画素との中心距離である。なお、画素の最近接距離Ｓは、映像源１１と光学シート２０とを組み合わせて配置した状態で表示される映像を同様に拡大して撮影した観察画像からも算出可能であるが、正確性を期すためには、映像源１１が表示する映像を同様に拡大して撮像した観察画像から算出することが望ましい。
【００４９】
（画素の配置と光学シートの単位形状の配列方向に関して）
次に、映像源１１の画素配置と、光学シート２０の単位形状２１ａ，２２ａの配列方向（ＳＸ方向、ＳＺ方向）との関係について説明する。
図８は、第１実施形態の映像源１１の画素配置の一例における第１近接配列方向ＤＬ１、第２近接配列方向ＤＬ２と、光学シート２０の単位形状２１ａ，２２ａの配列方向（ＳＸ方向、ＳＺ方向）とを説明する図である。
光学シート２０を設ける主な目的は、前述のように、映像源１１が拡大観察されることにより、画素間の非画素領域Ｇ２に起因する非映像領域Ｆ２が目立って見えてしまうことを抑制することである。映像源１１の種類によっては、映像源１１の映像表示領域において画素が占める面積の割合が小さい（すなわち、非画素領域Ｇ２が占める割合が大きい）場合、光学シート２０の単位形状２１ａ，２２ａの配列方向（ＳＸ方向、ＳＺ方向）が映像源１１の画素の配列方向に対してなす角度によっては、画素の発した映像光が十分に非画素領域Ｇ２領域側へ拡散されず、非映像領域Ｆ２が目立ちやすくなる。
【００５０】
図８では、本実施形態の映像源１１の画素配置の一例として、映像源１１の矩形の映像表示領域の上下左右方向（Ｘ方向，Ｚ方向）に正方格子状に画素Ｇが配列されている例を示している。ここでは、画素Ｇの発光色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の違いに関わらず、各画素Ｇの中心位置間の距離に着目しているため、各画素Ｇはすべ同形状で示し、その色の違いについては示していない。また、図８では、各画素Ｇは、矩形の表示領域の上下左右方向に等間隔で配列されているものとした。なお、画素Ｇの形状は、図８では一例として円形形状である例を示したが、これに限らず、例えば、矩形形状等としてもよい。
図８において、一例として、図中の下方にある任意の画素Ｇ０を基準とし、画素中心間の距離（中心距離）（以下、画素間の距離に関しては、中心間の距離とする）によって、以下の方向を規定した。なお、この基準の画素Ｇ０は、理解を容易にするための説明のために設定したものであって、基準として特定の１つの画素を決める必要はない。
【００５１】
（第１近接配列方向ＤＬ１）
適宜選択した基準の画素から、画素中心間の距離が最も近接している方向を第１近接配列方向ＤＬ１として規定する。本実施形態では、第１近接配列方向ＤＬ１がＺ方向となす角度は、０度である。
【００５２】
（第２近接配列方向ＤＬ２）
第１近接配列方向ＤＬ１とは異なる方向であって、第１近接配列方向ＤＬ１の次に画素と画素との中心距離が近接している方向を第２近接配列方向ＤＬ２として規定する。本実施形態では、第２近接配列方向ＤＬ２がＺ方向となす角度は、４５度である。
【００５３】
仮に、単位形状２１ａ，２２ａの配列方向（ＳＸ方向、ＳＺ方向）のうち、前述の発光エリアＥＡの広がりが大きい方に相当する配列方向（本実施形態では、ＳＺ方向）と、第１近接配列方向ＤＬ１とが一致する場合、映像源１１の非画素領域Ｇ２への映像光の広がりが小さく、非映像領域Ｆ２が視認されてしまう領域が大きくなる。
これは、単位形状２１ａ，２２ａの配列方向（ＳＸ方向、ＳＺ方向）のうち、前述の発光エリアＥＡの広がりが大きい方に相当する配列方向（本実施形態では、ＳＺ方向）と、第２近接配列方向ＤＬ２とが一致する場合についても同様である。
【００５４】
よって、光学シート２０の単位形状２１ａ，２２ａの配列方向（ＳＸ方向，ＳＺ方向）のうち、前述の発光エリアＥＡの広がりが大きい方に相当する配列方向（本実施形態では、ＳＺ方向）は、第１近接配列方向ＤＬ１及び第２近接配列方向ＤＬ２に対して±５度以上の角度をなすように、光学シート２０が配置されることが望ましい。
映像源１１の画素に対してこのように各単位形状の配列方向が上述のような方向となるように光学シート２０を配置することにより、映像源１１の非映像領域Ｆ２が視認されることを抑制することができる。
【００５５】
以上のことから、表示装置１は、映像源１１及び光学シート２０を組み合わせて配置した状態で表示される映像において、発光エリアＥＡの最大広がり幅ＳＷの大きさを、画素の最近接距離Ｓ（第１近接配列方向ＤＬ１における画素と画素との中心距離）の０．５倍以上５倍以下とし、かつ、光学シート２０の単位形状２１ａ，２２ａの配列方向（ＳＸ方向，ＳＺ方向）のうち、前述の発光エリアＥＡの広がりが大きい方に相当する配列方向（本実施形態では、ＳＺ方向）が、第１近接配列方向ＤＬ１、第２近接配列方向ＤＬ２に対して±５°以上をなすように光学シート２０を配置することにより、非映像領域Ｆ２が視認され、映像領域Ｆ１が独立して見えることを抑制し、良好な画像を表示することができる。
【００５６】
なお、本実施形態では、矩形の表示領域の上下左右方向に正方格子状に配列される形態を示したが、これに限らず、矩形の表示領域の上下左右方向に対して４５度傾いた方向において、正方格子状に画素が配列されている形態等としてもよい。また、映像源１１の画素の配置は、適宜選択してよい。
【００５７】
次に、光学シート２０の拡散作用について、別の観点からその好ましい範囲等を説明する。
（拡散作用に関する指標１）
図９は、第１実施形態の光学シート２０の単位形状による拡散角と輝度との関係の一例を示す図である。
光学シート２０の単位形状が複数配列された界面（光学形状面）のどちらかを通過した光の輝度と拡散角との関係が、例えば、図９のようになったとし、このうち、レンズ１２を通して観察者に届く成分は、拡散角θが−φから＋φの範囲の成分であるとする。この範囲に拡散される光の成分をその界面の拡散度合いの指標として用いれば、単位形状が複数配列された光学形状面として適切な光の拡散作用を評価できる。
また、映像源１１において最も近接している画素と画素との中心距離である画素の最近接距離Ｓ等も光学シート２０の光の拡散作用に関する重要な映像表示領域に配列されているパラメータとなる。
さらに、レンズ１２と光学シート２０の単位形状が複数形成された界面との間の距離が変化すれば、単位形状が複数形成された界面が映像光Ｖを拡散させる効果も変化する。
【００５８】
そこで、単位形状２１ａ，２２ａが形成された各光学形状面（界面２０１，２０２）による拡散角θにおける輝度を、それぞれＩ１（θ），Ｉ２（θ）とし、レンズ１２と各光学形状面（界面２０１，２０２）と間の距離をＫ１，Ｋ２とし、レンズ１２の有効半径をＲ３としたとき、−φから＋φの範囲の成分に関して各光学形状面（界面２０１，２０２）の平均拡散角θａｖｅ１，θａｖｅ２を、それぞれ、以下の式で定義する。
【００５９】
【数４】
2019032434.tif 000006
【００６０】
【数５】
2019032434.tif 000007
【００６１】
単位形状２１ａ，２２ａが形成された各光学形状面（界面２０１，２０２）と映像源１１の画素（後述する図１１の表示層１１ｅ）との間の距離をＬ１，Ｌ２とし、映像源１１の表示領域における最も近接している画素と画素との中心距離である画素の最近接距離をＳとし、θａｖｅ１×Ｌ１／Ｓ、θａｖｅ２×Ｌ２／Ｓを単位形状２１ａ，２２ａによる映像光Ｖを拡散する作用によって、非画素領域Ｇ２の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程度を示す指標、すなわち、ぼかし度合いの指標として設定する。
なお、表示装置１に用いられる映像源１１の画素の最近接距離Ｓは、映像源１１の種類や画素の配列形態によっても変化する。本実施形態では、一例として、Ｓ＝２０μｍであるが、これに限定されるものではない。
【００６２】
図１０は、距離Ｋ１，Ｋ２と距離Ｌ１，Ｌ２とレンズ１２の有効半径Ｒ３を示す図である。
単位形状２１ａ，２２ａは、いずれも光学シート２０の厚み方向（Ｙ方向）に凸となる形状である。また、レンズ１２についても、複数のレンズを用いることが可能である。よって、レンズ１２と単位形状２１ａ，２２ａが複数形成された各光学形状面（界面２０１，２０２）との間の距離Ｋ１，Ｋ２については、単位形状２１ａ，２２ａの平均高さとなる位置から、レンズ１２の中央（単一のレンズであれば主点）までの距離とする。
【００６３】
また、映像源１１は、例えば、有機ＥＬディスプレイである場合には、図１０に例示するように、観察者側から、透明基板１１ｂ、透明電極１１ｃ、有機正孔輸送層１１ｄ、有機発光層（表示層）１１ｅ、有機電子輸送層１１ｆ、金属電極１１ｇのように、複数の層が積層されている。非画素領域Ｇ２は、表示層１１ｅに形成されている。
よって、上述の距離Ｌ１，Ｌ２は、表示層１１ｅから、単位形状２１ａ，２２ａの高さの平均高さとなる位置までとするとよい。
【００６４】
各種パラメータを変化させて複数種類の光学シート２０を作成し、実際の見え方を評価したところ、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程度とθａｖｅ１×Ｌ１／Ｓ、θａｖｅ２×Ｌ２／Ｓとの間には、よい相関関係があり、下記２式をともに満たす場合、非映像領域Ｆ２が観察者に視認されにくく、映像領域Ｆ１が独立して見えず、かつ、映像がぼけ過ぎずない、良好な画像を観察することができた。
１５≦θａｖｅ１×Ｌ１／Ｓ≦３００  ・・・（式１）
１５≦θａｖｅ２×Ｌ２／Ｓ≦３００  ・・・（式２）
また、より厳しい条件、すなわち、下記２式をともに満たす場合、最適な画像を観察することが可能であった。
２３≦θａｖｅ１×Ｌ１／Ｓ≦１７５  ・・・（式３）
２３≦θａｖｅ２×Ｌ２／Ｓ≦１７５  ・・・（式４）
【００６５】
θａｖｅ１×Ｌ１／Ｓ、θａｖｅ２×Ｌ２／Ｓの少なくとも一方が１５未満である場合、観察者に各画素による映像領域Ｆ１が独立して見え、また、非映像領域Ｆ２が目立って見えてしまう。θａｖｅ１×Ｌ１／Ｓ、θａｖｅ２×Ｌ２／Ｓがともに１５以上となると、映像領域Ｆ１が拡散作用により独立して見えず、かつ、非映像領域Ｆ２が視認し難くなる効果が認められる。θａｖｅ１×Ｌ１／Ｓ、θａｖｅ２×Ｌ２／Ｓがともに２３以上であると、映像領域Ｆ１が最適にぼかされ、観察者が非映像領域Ｆ２を殆ど確認できなくなる。
また、θａｖｅ１×Ｌ１／Ｓ、θａｖｅ２×Ｌ２／Ｓの少なくとも一方が１７５を超えると、映像領域Ｆ１が独立して見えないが、双方が２３以上１７５以下を満たす場合に比べて、映像の鮮明度が若干低下する。そして、θａｖｅ１×Ｌ１／Ｓ、θａｖｅ２×Ｌ２／Ｓの少なくとも一方が３００より大きい場合、観察者に、映像領域Ｆ１が目立って見えることはないが、映像の解像度が低下して、その鮮明度が著しく損なわれ、詳細が確認不可となる。
したがって、上記（式１），（式２）をともに満たすことが好ましく、（式３），（式４）をともに満たすことがより好ましい。
【００６６】
（拡散作用に関する指標２）
また、光学シート２０と映像源１１とレンズ１２との相対的な位置関係を考慮することにより、光学シート２０による映像光Ｖを拡散する作用によって、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程度を示す指標を設定可能である。
【００６７】
ここで、単位形状２１ａが形成された界面２０１（光学形状面）を介して互いに隣接する領域（単位形状２１ａ及び第２光学層２２）の屈折率のうち屈折率が高い方の屈折率をｎａとし、屈折率がｎａよりも低い方の屈折率をｎｂとする。また、単位形状２２ａが形成された界面２０２（光学形状面）を介して互いに隣接する領域（第２光学層２２及び空気）の屈折率のうち屈折率が高い方の屈折率をｎｃとし、屈折率がｎｃよりも低い方の屈折率をｎｄとする。このとき、単位形状２１ａ，２２ａによって映像光Ｖが拡散される程度を表す指標としての拡散度Ｄ１，Ｄ２を、
Ｄ１＝（Ｐ１／Ｒ１）×（１−（ｎｂ／ｎａ））×Ｌ１
Ｄ２＝（Ｐ２／Ｒ２）×（１−（ｎｄ／ｎｃ））×Ｌ２
と定義することができる。
なお、本実施形態では、単位形状２１ａの屈折率ｎ１は、第２光学層２２の屈折率ｎ２よりも大きく、ｎａ＝ｎ１、ｎｂ＝ｎ２であり、ｎｃ＝ｎ２、ｎｄ＝１である。
【００６８】
この拡散度Ｄ１，Ｄ２は、単位形状２１ａ，２２ａが形成された各光学形状面（界面２０１，２０２）において光を拡散する程度を表す。この拡散度Ｄ１，Ｄ２と最も近接している画素と画素との中心距離である画素の最近接距離Ｓとの比、すなわち、Ｄ１／Ｓ，Ｄ２／Ｓを求めれば、各光学形状面（界面２０１，２０２）が、観察者に非画素領域Ｇ２に起因する非映像領域Ｆ２が視認されてしまうことを抑制する程度を表す指標として用いることが可能である。
【００６９】
次に、各種パラメータを変化させて複数種類の光学シート２０を作成し実際の見え方を評価したところ、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程度とＤ１／Ｓ，Ｄ２／Ｓとの間には、よい相関関係があり、下記２式をともに満たす場合に、観察者に非映像領域Ｆ２が視認されにくく、映像領域Ｆ１が独立して見えず、かつ、映像がぼけ過ぎずない、良好な画像を観察することができるとわかった。
１．０≦Ｄ１／Ｓ≦１０．０  ・・・（式５）
１．０≦Ｄ２／Ｓ≦１０．０  ・・・（式６）
仮に、Ｄ１／Ｓ，Ｄ２／Ｓの少なくとも一方が１．０未満である場合、観察者に映像領域Ｆ１が独立して見え、非映像領域Ｆ２も観察者に視認されてしまう。また、Ｄ１／Ｓ，Ｄ２／Ｓの少なくとも一方が１０．０よりも大きい場合、観察者に映像がぼやけて視認される。したがって、上記（式５），（式６）をともに満たすことが好ましい。
【００７０】
また、より厳しい条件、すなわち、
２．０≦Ｄ１／Ｓ≦６．０  ・・・（式７）
２．０≦Ｄ２／Ｓ≦６．０  ・・・（式８）
上記２式をともに満たすならば、非映像領域Ｆ２が殆ど視認されず、各画素による映像領域Ｆ１が独立して見えず、かつ、映像がぼけ過ぎない、最適な画像を観察することが可能であった。
【００７１】
このように、光学シート２０に関して、光学形状面（界面２０１，２０２）におけるＤ１／Ｓ，Ｄ２／Ｓの好ましい範囲を満たすことにより、表示装置１は、映像源１１から出射した映像光Ｖを、光学シート２０により単位形状２１ａの配列方向（ＳＸ方向）や単位形状２２ａの配列方向（ＳＺ方向）に微少に拡散でき、観察者に鮮明な映像を表示するとともに、映像光Ｖの微少な拡散によって映像源１１の非映像領域Ｆ２が視認されることを抑制することができる。
【００７２】
なお、単位形状２１ａ，２２ａの断面形状が楕円形状や長円の一部形状であって、完全な円弧ではない場合には、その形状を円弧で近似して、その円弧形状の半径をＲ１，Ｒ２として演算すればよい。
【００７３】
（拡散作用を得るための指標）
次に、単位形状２１ａ，２２ａが形成された界面２０１，２０２において、単位形状の配列ピッチＰ１，Ｐ２と、各界面と表示層１１ｅとの距離Ｌ１，Ｌ２との関係について説明する。
光学シート２０は、映像源１１の画素（表示層１１ｅ）との距離Ｌ１，Ｌ２に応じて、単位形状２１ａ，２２ａの好ましい配列ピッチＰ１，Ｐ２が異なる。これは、光学シート２０が表示層１１ｅに近いと画素と単位形状との間でモアレが生じやすくなり、光学シート２０が表示層１１ｅから遠いと回折が生じやすくなるためである。
単位形状２１ａ，２２ａの配列ピッチＰ１，Ｐ２と距離Ｌ１，Ｌ２とは、下記２式をともに満たすことが好ましい。
０．００５≦Ｐ１／Ｌ１≦０．０５  ・・・（式９）
０．００５≦Ｐ２／Ｌ２≦０．０５  ・・・（式１０）
また、単位形状２１ａ，２２ａの配列ピッチＰ１，Ｐ２と距離Ｌ１，Ｌ２とは、下記２式をともに満たすことがより好ましい。
０．０１≦Ｐ１／Ｌ１≦０．０３  ・・・（式１１）
０．０１≦Ｐ２／Ｌ２≦０．０３  ・・・（式１２）
【００７４】
Ｐ１／Ｌ１、Ｐ２／Ｌ２が０．００５よりも小さい場合、単位形状２１ａ，２２ａと画素（表示層１１ｅ）との距離が離れすぎて光学シート２０に入光する光の平行度が高くなったり、単位形状２１ａ，２２ａのピッチが小さくなり過ぎたりして、単位形状２１ａ，２２ａによる光の回折現象が生じやすくなって回折光の影響が大きくなりすぎ、十分な拡散度合が得られなかったり、映像が不鮮明になったりする場合がある。また、配列ピッチＰ１，Ｐ２が小さすぎる場合には、単位形状２１ａ，２２ａを製造するのが困難となる。
また、Ｐ１／Ｌ１、Ｐ２／Ｌ２が０．０５より大きい場合、単位形状２１ａ，２２ａと画素（表示層１１ｅ）との距離が近すぎて、画素と単位形状２１ａ，２２ａとの間でモアレが生じやすくなる。
従って、Ｐ１／Ｌ１、Ｐ２／Ｌ２が、ともに上記範囲を満たすことが好ましい。
【００７５】
（視野角と半値角に関して）
さらに、本実施形態の光学シート２０は、映像源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をαとし、透過光の輝度が最大輝度の１／２０となる視野角をβとするとき、β≦５×αを満たすようにして形成されることが好ましい。
ここで、光学シート２０の半値角α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、単位形状の配列方向及び延在方向において、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、単位形状の配列方向及び延在方向において、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。
【００７６】
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。
また、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をより効果的に奏する観点から、この視野角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。
【００７７】
次に、映像源１１から出射された映像光Ｖ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Ｖ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Ｖ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２０１（光学形状面）に形成された複数の単位形状２１ａによって、単位形状２１ａの配列方向（ＳＸ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Ｖは、第２光学層２２空気との界面２０２（光学形状面）に複数形成された単位形状２２ａによって、単位形状２２ａの配列方向（ＳＺ方向）に微少に拡散して光学シート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Ｖ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Ｖが拡大され、観察者側（−Ｙ側）へ出射する。
【００７８】
映像光Ｖは、光学シート２０により単位形状２１ａ，２２ａの配列方向（ＳＸ方向、ＳＺ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としては、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に起因する非映像領域Ｆ２が観察者に目立って視認され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。
【００７９】
光学シート２０が好ましい拡散作用を得るためには、前述の（式９）及び（式１０）をともに満たすことが好ましく、（式１１）及び（式１２）をともに満たすことがより好ましい。これにより、モアレや回折等を生じることなく、光学シート２０は、映像光Ｖを拡散することができる。
また、光学シート２０の拡散作用を好ましい範囲とするためには、指標１の（式１）及び（式２）、又は、指標２の（式５）及び（式６）の少なくとも一方の組み合わせを満たすことが好ましく、双方を満たすことがより好ましい。これにより、映像領域Ｆ１（画素）が独立して見えずに、かつ、映像がぼけ過ぎずない、良好な画像を観察することができる。
さらに、光学シート２０の拡散作用をより最適なものとするためには、より厳しい条件である指標１の（式３）及び（式４）、又は、指標２の（式７）及び（式８）の少なくとも一方の組み合わせを満たすことがより好ましい。
また、光学シート２０は、前述の半値角αと視野角βとが、β≦５×αを満たすようにして形成されることが好ましい。
【００８０】
また、光学シート２０の拡散作用をより最適なものとするためには、表示装置１は、映像源１１及び光学シート２０を組み合わせて配置した状態で表示される映像において、発光エリアＥＡの最大広がり幅ＳＷの大きさを画素の最近接距離Ｓ（第１近接配列方向ＤＬ１における画素と画素との中心距離）の０．５倍以上５倍以下とし、かつ、光学シート２０の単位形状２１ａ，２２ａの配列方向（ＳＸ方向，ＳＺ方向）のうち、前述の発光エリアＥＡの最大広がり幅ＳＷとなる方に相当する配列方向（最大広がり幅を本実施形態では、ＳＺ方向）が、第１近接配列方向ＤＬ１、第２近接配列方向ＤＬ２に対して±５°以上をなすように光学シート２０を配置することが好ましい。これにより、非映像領域Ｆ２が視認され、映像領域Ｆ１が独立して見えることを抑制し、良好な画像を表示することができる。
【００８１】
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。
図１１は、光学シート２０の製造工程の一例を示す図である。図１１では、光学シート２０の製造装置の一部を示している。
光学シート２０の製造装置７００は、ロール状に巻き取られたシート状の基材２１Ａを供給するロール７０と、第１ロール７１、第２ロール７２、第３ロール７３、第４ロール７４、第５ロール７５、第６ロール７６、ダイ７７，７８、紫外線照射器７９，８０を有している。
第１ロール７１及び第４ロール７４は、押圧ロールである。第２ロール７２と第５ロール７５とは、その外周面に単位形状２１ａ，２２ａを賦形する凹形状が複数形成された成形型（ロール版）である。第３ロール７３及び第６ロール７６は、剥離ロールである。
【００８２】
光学シート２０の第１光学層２１は、シート状の基材２１Ａの片面に、単位形状２１ａを形成する紫外線硬化型樹脂をダイ７７から塗布し、単位形状２１ａに対応する凹形状が設けられた成形型である第２ロール７２を第１ロールにより押圧し、紫外線照射器７９により紫外線を照射して紫外線硬化型樹脂を硬化させる。そして、第３ロール７３により、第２ロール７２から離型し、第１光学層２１が形成される。
続いて、第１光学層２１の単位形状２１ａの上に、ダイ７８から第２光学層２２を形成する紫外線硬化型樹脂を塗布し、単位形状２２ａに対応する凹形状を有する成形型である第５ロール７５を第４ロール７４により押圧し、紫外線照射器８０により紫外線を照射して紫外線硬化型樹脂を硬化させる。そして、第６ロール７６により、第５ロール７５から離型し、複数の単位形状２２ａが賦型された第２光学層２２が形成される。
【００８３】
このとき、第２光学層２２は、単位形状２２ａの延在方向が、第１光学層２１の単位形状２１ａの延在方向と互いに直交するように、その成形型が配置される。すなわち、上述の第２ロール７２と第５ロール７５とは、各単位形状を賦形する凹形状の配列方向（延在方向）が、流方向から見て直交するように形成されている。
これにより、第１光学層２１、第２光学層２２が積層された状態となり、さらに、不図示の反射抑制層等を適宜設けたのち、所定の形状及び大きさに裁断することにより、光学シート２０が完成する。
【００８４】
このような製法を採用することにより、例えば、片面に単位形状２１ａが形成されたシート状の部材と、片面に単位形状２２ａが形成されたシート状とを、各単位形状の延在方向が直交するように配置して、光透過性を有する接着剤等を貼合する場合に比べて、部材数が少なく、光学シートの製造が容易である。また、このような製法を採用することにより、光学シート２０の層数も低減でき、層間での不要な反射損失等を低減できる。
【００８５】
以上のことから、本実施形態によれば、表示装置１は、映像源１１から出射した映像光Ｖ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、映像領域Ｆ１（画素）が独立して見えず、かつ、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。
【００８６】
また、本実施形態の表示装置１は、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（ＳＸ方向）と単位形状２２ａの配列方向（ＳＺ方向）とが直交しているので、映像源１１から出射した映像光を複数の方向（単位形状２１ａ，２２ａの配列方向であるＳＸ方向，ＳＺ方向）に拡散させることができ、非映像領域Ｆ２をより効果的に目立たなくすることができる。
【００８７】
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がなく、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、光学シート２０の両面に反射抑制層を備え、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。
【００８８】
特に、モスアイ構造を有する反射抑制層については、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。
【００８９】
（第２実施形態）
第２実施形態の光学シート４０は、第３光学層４３を第２光学層２２の観察者側（−Ｙ側）に備え、単位形状４２ａが、第２光学層４２と第３光学層４３との界面４０２に形成されている点が、第１実施形態の光学シート２０とは異なる。したがって、以下の第２実施形態に関する説明において、前述した第１実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号又は末尾に同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
図１２は、第２実施形態の光学シート４０を説明する図である。図１２（ａ）は、光学シート４０の単位形状４１ａの配列方向及び厚み方向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。
【００９０】
第２実施形態の光学シート４０は、図１２に示すように、映像源側（背面側、＋Ｙ側）から順に、第１光学層４１、第２光学層４２、第３光学層４３が積層されている。また、光学シート４０は、その両面に不図示の反射抑制層を有している。
この光学シート４０は、第１光学層４１及び第２光学層４２の界面４０１と、第２光学層４２及び第３光学層４３の界面４０２とに、それぞれ単位形状４１ａ、単位形状４２ａが複数形成されている。すなわち、界面４０１，４０２は、光学形状面であり、光学シート４０は、２つの光学形状面を備えている。また、光学シート４０は、第１実施形態に示した表示装置１に適用可能である。
【００９１】
第１光学層４１は、前述の第１実施形態の第１光学層２１に相当する層である。第１光学層４１は、観察者側（−Ｙ側）の面（第１光学層４１及び第２光学層４２の界面４０１）に、図８（ａ）に示すように、観察者側に凸となる凸状の単位形状４１ａが複数形成されている。
単位形状４１ａは、第１光学層４１の観察者側の面に沿ってＳＺ方向に延在し、延在方向に直交するＳＸ方向に複数配列されている。また、単位形状４１ａは、配列方向（ＳＸ方向）及び厚み方向（Ｙ方向）に平行な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。
【００９２】
第２光学層４２は、第１光学層２１の観察者側（−Ｙ側）に設けられた光透過性を有する層である。第２光学層４２は、観察者側（−Ｙ側）の面（第２光学層４２及び第３光学層４３の界面４０２）に、図１２（ｂ）に示すように、観察者側に凸となる凸状の単位形状４２ａが複数形成されている。
この単位形状４２ａは、第２光学層４２の観察者側の面に沿ってＳＺ方向に延在し、延在方向に直交するＳＸ方向に複数配列されており、配列方向（ＳＺ方向）及び厚み方向（Ｙ方向）に平行な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。
【００９３】
第３光学層４３は、第２光学層４２の観察者側（−Ｙ側）に設けられた光透過性を有する層である。第３光学層４３の観察者側の面は、光学シート４０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。
【００９４】
第１実施形態の光学シート２０と同様に、光学シート４０の厚み方向（シート面の法線方向、Ｙ方向、ＳＹ方向）から見て、単位形状４１ａの配列方向（ＳＸ方向）と単位形状４２ａの配列方向（ＳＺ方向）とは、直交している。また、光学シート４０の厚み方向から見て、単位形状４２ａの延在方向（ＳＸ方向）と単位形状４１ａの延在方向（ＳＺ方向）とは、直交している。
本実施形態では、一例として、単位形状４１ａと単位形状４２ａとは、その配列ピッチ及び曲率半径が等しく、Ｐ１＝Ｐ２であり、Ｒ１＝Ｒ２である。なお、これに限らず、例えば、単位形状の配列ピッチが異なっていたり、曲率半径が異なっていたりしてもよい。
【００９５】
本実施形態において、第１光学層４１の屈折率ｎ１及び第３光学層４３の屈折率ｎ３は、第２光学層４２の屈折率ｎ２よりも高い。
また、本実施形態では、界面４０１，４０２を介して互いに隣接する領域の屈折率差、すなわち、第１光学層４１の単位形状４１ａと第２光学層４２との屈折率差Δｎ１と、第２光学層４２と第３光学層４３との屈折率差Δｎ２とは、前述の第１実施形態と同様に、それぞれ０．００５≦Δｎ１≦０．２、０．００５≦Δｎ２≦０．２を満たすように形成されている。
【００９６】
第１光学層４１，第２光学層４２は、前述の第１実施形態の第１光学層２１，第２光学層２２と同様の材料によって形成されている。
第３光学層４３は、光透過性が高く、第２光学層４２よりも屈折率が高い樹脂により形成されている。本実施形態の第３光学層４３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であって、第２光学層４２よりも屈折率が高い樹脂により形成されている。
本実施形態では、第２光学層４２の屈折率ｎ２は、単位形状４１ａ及び第３光学層４３の屈折ｎ１，ｎ３よりも低い屈折率となっている。
【００９７】
本実施形態の光学シート４０は、前述の第１実施形態の光学シート２０と同様に、その両面に、不図示の反射抑制層を有している。
また、本実施形態の光学シート４０は、前述の第１実施形態の光学シート２０と同様に、映像源側（＋Ｙ側）や観察者側（−Ｙ側）の面に、ハードコート機能、防汚機能、帯電防止機能等を有する層を適宜設けてもよいし、第３光学層４３が、ハードコート機能や防汚機能、帯電防止機能等を有していてもよい。
【００９８】
また、表示装置１において、映像光Ｖを十分拡散し、回折やモアレを抑制するという観点から、本実施形態においても、（式９）及び（式１０）をともに満たすことが好ましく、（式１１）及び（式１２）をともに満たすことがより好ましい。これにより、モアレや回折等を生じることなく、光学シート４０は、映像光Ｖを良好に拡散することができる。
また、本実施形態においても、表示装置１において、非映像領域Ｆ２が視認されにくく、映像領域Ｆ１が独立して見えず、かつ、映像がぼけ過ぎず、良好な画像を提供するという観点から、前述の指標１の（式１）及び（式２）、又は、指標２の（式５）及び（式６）の少なくとも一方の組み合わせを満たすことが好ましく、双方を満たすことがより好ましい。
さらに、光学シート４０の拡散作用をより最適なものとするためには、より厳しい条件である指標１の（式３）及び（式４）、又は、指標２の（式７）及び（式８）の少なくとも一方の組み合わせを満たすことがより好ましい。
さらにまた、光学シート４０は、前述の半値角α及び視野角βが、β≦５×αを満たすようにして形成されることが好ましい。
【００９９】
また、本実施形態においても、表示装置１において、非映像領域Ｆ２が視認されにくく、映像領域Ｆ１が独立して見えず、かつ、映像がぼけ過ぎず、良好な画像を提供するという観点から、光学シート２０による発光エリアＥＡの最大広がり幅ＳＷは、レンズ１２を用いず、映像源１１と光学シート２０とを組み合わせて配置した状態で表示される映像において、画素の最近接距離Ｓの０．５倍以上５倍以下であることが好ましい。この最大広がり幅ＳＷは、前述の第１実施形態に示したように、単位形状２１ａ，２２ａの配列方向ＳＸ方向、ＳＺ方向における広がり幅ＳＷ１，ＳＷ２のうち、大きい方に相当する。
また、上記観点から、本実施形態においても、光学シート２０の単位形状２１ａ，２２ａの配列方向（ＳＸ方向，ＳＺ方向）のうち最大広がり幅ＳＷとなる配列方向は、第１近接配列方向ＤＬ１及び第２近接配列方向ＤＬ２に対して±５度以上の角度をなすように、光学シート２０が映像源１１に対して配置されることが望ましい。
【０１００】
本実施形態の光学シート４０の製造方法としては、例えば、以下の例が挙げられる。
前述の第１実施形態の光学シート２０の製造方法と同様に、第１光学層４１上に第２光学層４２が積層された積層体を形成する。そして、第２光学層４２の単位形状４２ａによる凹凸を埋めて平面となるように、第２光学層４２の単位形状４２ａ側の面に、第３光学層４３を形成する樹脂を塗布し硬化する。そして、反射抑制層をこの積層体の両面に適宜設け、所定の形状及び大きさに裁断することにより、光学シート４０を製造することができる。
なお、光学シート４０の製造方法は、上記の例に限らず、適宜選択して採用してよい。
【０１０１】
以上のことから、本実施形態によれば、第１実施形態と同様に、表示装置１は、映像源１１から出射した映像光Ｖ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、映像領域Ｆ１が独立して見えず、映像源１１の非画素領域Ｇ２に起因する非映像領域Ｆ２が観察者に視認されてしまうことを抑制することができる。
【０１０２】
また、本実施形態によれば、第３光学層４３を備えることにより、光学シート４０の両面が平面となるので、ハンドリングがしやすく、表示装置１の製造が容易となる。
また、本実施形態によれば、第３光学層４３を第２光学層４２の観察者側に備えるので、第３光学層４３を、反射抑制機能や、ハードコート機能、帯電防止機能等を備えた層とすることができ、その場合には、層数を低減することができる。
【０１０３】
（第３実施形態）
第３実施形態の光学シート６０は、第１光学層６１と、その観察者側（−Ｙ側）に積層される第２光学層６２とを備え、この２層の界面に単位形状６１ａが複数配列されて形成されており、光学形状面が１つである点が、第１実施形態の光学シート２０とは異なる。したがって、以下の第３実施形態に関する説明において、前述した第１実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号又は末尾に同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
図１３は、第３実施形態の光学シート６０を説明する図である。図１３（ａ）は、光学シート６０の厚み方向及び単位形状６１ａの長手方向に平行な断面における断面図であり、図１３（ｂ）は、光学シート６０の厚み方向及び単位形状６１ａの配列方向に平行な断面における断面図である。図１３（ｃ）は、図１３（ａ）のｃ部詳細を示す図であり、図１３（ｄ）は、図１３（ｂ）のｄ部詳細を示す図である。
【０１０４】
第３実施形態の光学シート６０は、図１３に示すように、映像源側（背面側、＋Ｙ側）から順に、第１光学層６１、第２光学層６２が積層されている。また、光学シート６０は、その両面に不図示の反射抑制層を有している。
この光学シート６０は、第１光学層６１及び第２光学層６２の界面６０１に単位形状６１ａが複数配列されて形成されており、この界面６０１が光学形状面となっている。単位形状６１ａは、ＳＸ方向を長手方向とし、ＳＺ方向に配列されている点以外は、前述の第１実施形態の単位形状２１ａと同様である。また、第１光学層６１及び第２光学層６２は、前述の第１実施形態の第１光学層２１及び第２光学層２２と同様の材料により形成されている。
【０１０５】
本実施形態においても、光学シート６０の互いに隣接する光学層の屈折率差、すなわち、第１光学層６１及び第２光学層６２の屈折率差である第１の屈折率差Δｎ１は、０．００５≦Δｎ１≦０．２を満たすことが好ましい。
【０１０６】
また、本実施形態においても、光学シート６０による発光エリアＥＡの最大広がり幅ＳＷは、レンズ１２を用いず、映像源１１と光学シート２０とを組み合わせて配置した状態で表示される映像において、画素の最近接距離Ｓの０．５倍以上５倍以下であることが好ましい。この最大広がり幅ＳＷは、本実施形態では、単位形状６１ａの配列方向（ＳＺ方向）におけるものである。
また、本実施形態においても、光学シート６０の単位形状６１ａの配列方向（ＳＺ方向）は、第１近接配列方向ＤＬ１及び第２近接配列方向ＤＬ２に対して±５度以上の角度をなすように、光学シート６０が映像源１１に対して配置されることが望ましい。
【０１０７】
さらに、本実施形態において、表示装置１は、下記式を満たすことが好ましい。
５≦θａｖｅ１×Ｌ１／Ｓ≦３００  ・・・（式１３）
また、下記式を満たすことがより好ましい。
２３≦θａｖｅ１×Ｌ１／Ｓ≦１７５  ・・・（式１４）
これにより、非映像領域Ｆ２が観察者に視認されにくく、映像領域Ｆ１が独立して見えず、かつ、映像がぼけ過ぎず、良好な画像を提供するという観点から、下記式を満たすことが好ましい。
なお、平均拡散角θａｖｅ１は、単位形状６１ａが形成された光学形状面（界面６０１）による拡散角θにおける輝度を、それぞれＩ１（θ）とし、レンズ１２と光学形状面（界面６０１）と間の距離をＫ１とし、レンズ１２の有効半径をＲ３としたとき、−φから＋φの範囲の成分に関して各光学形状面（界面６０１）の平均拡散角であり、以下の式で定義する。
【０１０８】
【数６】
2019032434.tif 000008
【０１０９】
また、本実施形態において、非映像領域Ｆ２が観察者に視認されにくく、映像領域Ｆ１が独立して見えず、かつ、映像がぼけ過ぎず、良好な画像を提供するという観点から、下記式を満たすことが好ましい。
１．０≦Ｄ１／Ｓ≦１５．０  ・・・（式１５）
また、下記式を満たすことがより好ましい。
２．０≦Ｄ１／Ｓ≦６．０  ・・・（式１６）
これにより、非映像領域Ｆ２が殆ど視認されず、映像領域Ｆ１が独立して見えず、かつ、映像がぼけ過ぎない、最適な画像を観察することができる。
【０１１０】
また、本実施形態においても、単位形状６１ａの配列ピッチＰ１と距離Ｌ１とは、以下の式を満たすことが好ましい。
０．００５≦Ｐ１／Ｌ１≦０．０５  ・・・（式１７）
また、以下の式を満たすことがより好ましい。
０．０１≦Ｐ１／Ｌ１≦０．０３  ・・・（式１８）
これにより、画素と単位形状２１ａとの間でモアレを低減し、かつ、回折作用の影響を十分なものとし、十分な拡散作用を奏することができる。
【０１１１】
さらにまた、本実施形態においても、光学シート６０は、前述の半値角α及び視野角βが、β≦５×αを満たすようにして形成されることが好ましい。
これにより、映像光が拡散される範囲が広がり過ぎて、映像の鮮明さが低下してしまうことを抑制できる。
【０１１２】
本実施形態によれば、第１実施形態と同様に、表示装置１は、映像源１１から出射した映像光Ｖ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、映像領域Ｆ１が独立して見えず、映像源１１の非画素領域Ｇ２に起因する非映像領域Ｆ２が観察者に視認されてしまうことを抑制することができる。
【０１１３】
また、本実施形態によれば、光学シート６０において、光学形状面は１つのみとなるので、製造が容易であり、光学シート６０及び表示装置１の生産コストを抑制することができる。
また、本実施形態によれば、光学シート６０の両面を図１３に示すように平面とした場合には、ハンドリングがしやすく、表示装置１の製造が容易となる。
【０１１４】
なお、本実施形態では、単位形状が複数配列される光学形状面は、第１光学層６１と第２光学層６２との界面６０１である例を挙げたが、これに限らず、光学形状面は、第２光学層６２と空気との界面６０２としてもよい。
また、本実施形態では、単位形状６１ａは、ＳＺ方向に配列される例を示したが、これに限らず、ＳＸ方向に配列される形態としてもよい。
【０１１５】
（変形形態）
以上説明した各実施形態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）第１、第２実施形態において、例えば、単位形状の配列ピッチＰ１、Ｐ２とその配列方向における形状幅Ｗ１，Ｗ２とが等しく、単位形状が互いに隣接して配列される例を示したが、これに限らず、単位形状の配列ピッチＰ１、Ｐ２が形状幅Ｗ１，Ｗ２より大きく、単位形状間に平面部が位置する形態としてもよい。
図１４は、光学シート２０の変形形態を説明する図である。図１４（ａ）は、変形形態の光学シート２０の単位形状２１ａの配列方向及び厚み方向に平行な断面を示し、図１４（ｂ）は、図１４（ａ）のｂ部断面図である。図１４（ｃ）は、図１４（ａ）のｃ部詳細を示す図であり、図１４（ｄ）は、図１４（ｂ）のｄ部詳細を示す図である。
【０１１６】
図１４に示す光学シート２０の変形形態では、第１光学層２１の観察者側（−Ｙ側）の面には、図１４（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ってＳＺ方向に延在し、ＳＸ方向に複数配列されている。
また、第２光学層２２の観察者側の面は、図１４（ｂ）に示すように、単位形状２２ａと平坦部２２ｂとが交互に複数形成されている。この単位形状２２ａ及び平坦部２２ｂは、第２光学層２２の観察者側の面に沿ってＳＸ方向に延在し、ＳＺ方向に複数配列されている。
【０１１７】
図１４では、第１光学層２１及び第２光学層２２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、一例として、Ｗ１＝Ｗ２、Ｗ３＝Ｗ４、Ｐ１＝Ｐ２であるが、曲率半径に関してのみ、Ｒ１＜Ｒ２である例を示している。なお、これに限らず、例えば、単位形状の形状幅や平坦部の幅、配列ピッチ等が異なっていてもよいし、曲率半径が同じであってもよい。
この図１４に示す光学シート２０の変形形態は、単位形状２１ａの配列ピッチＰ１及び単位形状２２ａの配列ピッチＰ２、及び、界面２０１で隣接する単位形状２１ａと第２光学層２２との屈折率差Δｎ１は、前述の第１実施形態と同じ範囲である。
【０１１８】
図１４に示す光学シート２０の変形形態は、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２２ｂ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に入射した光を単位形状２１ａの配列方向であるＳＸ方向へ拡散させ、また、単位形状２２ａに入射した光を単位形状２２ａの配列方向であるＳＺ方向へ拡散させて、レンズ１２側へ出射させることができる。さらに、平坦部２１ｂ、平坦部２２ｂを透過した光は、殆ど拡散されないため、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。
【０１１９】
このような形態とすることにより、前述の第１実施形態に示した非映像領域Ｆ２が観察者に視認されてしまうことを抑制する効果に加えて、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ことができる。また、表示装置１の仕様（画素の最近接距離Ｓや、観察者の眼Ｅと映像源１１との距離）に合わせて、平坦部２１ｂ，２２ｂの寸法等を調節することによって、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。
なお、第１実施形態の光学シート２０の変形形態を例に挙げて説明したが、これに限らず、この変形形態は、第２実施形態の光学シート４０や、第３実施形態の光学シート６０にも適用可能である。
【０１２０】
（２）各実施形態において、光学シート２０，４０，６０は、映像源１１とレンズ１２との間に配置される例を示したが、これに限らず、レンズ１２の観察者側（−Ｙ側）に配置してもよい。
図１５は、表示装置１の変形形態を説明する図である。
図１５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、映像領域Ｆ１（画素）が独立して見えず、非映像領域Ｆ２が視認されにくく、ぼやけの少ない鮮明な映像を表示することができる。
このような位置に光学シート２０を配置した場合にも、前述の屈折率差Δｎ１の範囲や、各指標に示す各式の数値範囲等は、第１実施形態に示した範囲を満たすとよい。
なお、図１５に示す表示装置１の変形形態では、第１実施形態の光学シート２０を用いる例を示したが、これに限らず、第２実施形態の光学シート４０や第３実施形態の光学シート６０を用いてもよい。
【０１２１】
（３）第１、第３実施形態において、第１光学層２１の単位形状２１ａの屈折率は、第２光学層２２の屈折率よりも高く、第２実施形態において、第１光学層４１の単位形状４１ａ及び第３光学層４３の屈折率が、第２光学層４２の屈折率よりも高い例を示したが、これに限定されるものでなく、例えば、第１、第３実施形態において、第１光学層２１，６１の屈折率が第２光学層２２，６２の屈折率よりも低い形態や、第２実施形態において、第１光学層４１及び第３光学層４３の屈折率が、第２光学層４２の屈折率よりも低くなる形態としてもよい。
また、第１光学層２１，４１は、基材層の片面に複数の単位形状が賦形される形態を示したが、これに限らず、単層である形態としてもよい。
【０１２２】
（４）第１、第２実施形態において、各単位形状は、いずれも映像源側に凸となる形態としてもよいし、一方が観察者側に凸であって他方が映像源側に凸となる形態としてもよい。また、第３実施形態において、単位形状６１ａは、映像源側に凸となる形態としてもよい。
なお、より好ましくは、単位形状が複数形成された光学形状面（界面）において、単位形状は、屈折率が低い光学層側へ凸となるように形成されることが好ましいが、これに限定されるものではない。
【０１２３】
（５）各実施形態において、光学シート２０，４０，６０と表示面１１ａとの間であって少なくとも映像光Ｖのうち観察者の眼Ｅに到達する光（観察者が視認する光）が透過する領域には空気層が存在しない形態としてもよい。
このような形態としては、例えば、表示面１１ａ上に光学シート２０，４０，６０が一体に積層された形態や、映像源１１の表示面１１ａと光学シート２０，４０，６０との間に、インデックスマッチング用の樹脂層等が充填された形態等が挙げられる。なお、このインデックスマッチング用の樹脂は、光学シート２０，４０，６０の位置を決め、その位置を支持する機能を有してもよい。
このような形態とする場合、映像源１１の表示面１１ａから光学シート２０，４０，６０の観察者側の面までの間であって少なくとも映像光Ｖのうち観察者の眼Ｅに到達する光（観察者が視認する光）が透過する領域における部材間の界面における屈折率差は、０．３未満とすることが好ましい。このような形態とすることにより、映像光が透過する界面が減少し、界面での反射による光量損失等を低減できる。
【０１２４】
（６）各実施形態において、光学シート２０，４０，６０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，４１ａ，６１ａの延在方向は、上下方向（鉛直方向、Ｚ方向）に対して、１０°以上８０°以下の角度をなす形態としてもよい。このような角度をなすように配置することにより、例えば、図４に示すように上下方向（Ｚ方向）及び左右方向（Ｘ方向）に配列された画素と、単位形状２１ａの延在方向とが１０°以上８０°以下の角度をなす。これにより、画素とのモアレを低減したり、色ムラを効果的に抑制したりすることができる。
【０１２５】
（７）第２実施形態において、光学シート４０は、第１光学層４１、第２光学層４２、第３光学層４３の３つの光学層が順次積層された形態を示したが、これに限定されるものでなく、所望する光学性能等に応じて、４層以上の光学層を備える形態としてもよい。
また、第２実施形態において、光学形状面は、１つ以上であればよく、例えば、３つの光学形状面を備える光学シート４０としてもよい。
【０１２６】
（８）各実施形態において、光学シート２０，４０，６０は、保持部３２に保持される形態を示したがこれに限らず、例えば、映像源１１を保持する保持部３１の開口部３１１の観察者側等に開口部３１１を塞ぐように接合される形態等としてもよいし、レンズ１２を保持する保持部３３の開口部３３１の映像源側に開口部３３１を塞ぐように貼り付けられる形態としてもよい。
【０１２７】
（９）各実施形態において、光学シート２０は、左右の目それぞれに対応して独立して設ける例を示したが、これに限らない。
図１６は、光学シート２０の別の固定形態を説明する図である。図１６は、図２と同様な方向から見た図である。
図１６（ａ）に示すように、光学シート２０は、左右それぞれの領域の間を繋げた異形の形状としてもよい。また、光学シート２０は、図１６（ｂ）に示したように長方形形状としてもよい。このような形状とすれば、光学シート２０のＳＸ方向及びＳＺ方向をＸ方向及びＺ方向に対して所定の角度δだけ傾けて配置することが容易になる。なお、図１６のような形態において、組立時におけるミスを防ぐために光学シート２０の方向を示す指標を設けたり、光学シートの形状を非対称形状にしたりしてもよい。なお、第２実施形態の光学シート４０、第３実施形態の光学シート６０についても同様である。
【０１２８】
（１０）各実施形態において、映像源１１は、表示装置１に予め固定され、着脱不可能である形態としてもよい。
【０１２９】
なお、本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、以上説明した各実施形態等によって限定されることはない。
【符号の説明】
【０１３０】
１    表示装置
１１    映像源
１１ａ    表示面
１１ｅ    表示層
１２    レンズ
１２ａ    反射抑制層
２０，４０，６０    光学シート
２１，４１，６１    第１光学層
２１ａ，４１ａ，６１ａ  単位形状
２２，４２，６２    第２光学層
２２ａ，４２ａ    単位形状
４３    第３光学層
２０１，２０２，４０１，４０２，６０１    光学形状面
３０    筐体
【図１】
2019032434.tif 000012
【図２】
2019032434.tif 000013
【図３】
2019032434.tif 000014
【図４】
2019032434.tif 000015
【図５】
2019032434.tif 000016
【図６】
2019032434.tif 000017
【図７】
2019032434.tif 000018
【図８】
2019032434.tif 000019
【図９】
2019032434.tif 000020
【図１０】
2019032434.tif 000021
【図１１】
2019032434.tif 000022
【図１２】
2019032434.tif 000023
【図１３】
2019032434.tif 000024
【図１４】
2019032434.tif 000025
【図１５】
2019032434.tif 000026
【図１６】
2019032434.tif 000027
【手続補正書】
【提出日】平成29年10月11日(2017.10.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素が配列され映像光を出射する映像源と、
前記映像源よりも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、その内部又は表面に、シート面に沿って延在する凸状又は凹状の単位形状がその延在方向に直交する方向に配列された光学形状面を少なくとも１つ備え、
前記光学形状面において屈折率差により、光が屈折すること、
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、
前記映像源及び前記光学シートを配置した状態で表示される映像において、前記光学シートの拡散作用によって１つの前記画素からの光が広がる範囲を発光エリアとし、
前記発光エリアにおいて前記単位形状の配列方向における光量の最大値の１／５となる最も離れた２点の間隔をその配列方向における広がり幅とし、
１つ以上の前記広がり幅のうち最大値となるものを最大広がり幅とするとき、
前記最大広がり幅は、前記映像において最も近接して配置された前記画素と前記画素との中心距離である画素の最近接距離の０．５倍以上５倍以下となること、
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、
前記映像源及び前記光学シートを配置した状態で表示される映像において、前記光学シートの拡散作用によって１つの前記画素からの光が広がる範囲を発光エリアとし、
前記発光エリアにおいて前記単位形状の配列方向における光量の最大値の１／５となる最も離れた２点の間隔をその配列方向における広がり幅とし、
１つ以上の前記広がり幅のうち最大値となるものを最大広がり幅とし、
前記画素と前記画素との中心距離が最も近接している方向を第１近接配列方向とし、
前記第１近接配列方向とは異なる方向であって、前記第１近接配列方向の次に前記画素と前記画素との中心距離が近接している方向を第２近接配列方向とするとき、
１つ以上の前記単位形状の配列方向のうち、前記広がり幅が前記最大広がり幅となる配列方向は、前記第１近接配列方向及び前記第２近接配列方向に対して±５度以上の角度をなすこと、
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、
前記光学シートは、
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界面であって凸状又は凹状の第１単位形状が複数形成された第１光学形状面と、
隣接する前記光学層の間の他の界面又は前記光学層と空気との界面であって凸状又は凹状の第２単位形状が複数形成された第２光学形状面と、
を備え、
前記第１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、
前記第２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２の方向に延在し、前記シート面内の前記第２の方向に直交する第１の方向に配列され、
前記光学シートの厚み方向から見て、前記第１単位形状と前記第２単位形状は、その配列方向が直交すること、
を特徴とする表示装置。
【請求項５】
請求項４に記載の表示装置において、
前記映像源と前記光学シートとの間、又は、前記光学シートの観察者側に配置され、前記映像光を拡大して観察者側へ出射するレンズを備え、
前記第１単位形状の拡散角θにおける輝度をＩ１（θ）とし、前記レンズと前記第１光学形状面との間の距離をＫ１とし、前記レンズの有効半径をＲ３としたとき、前記第１単位形状の平均拡散角θａｖｅ１を、
【数１】
2019032434.tif 000028
と定義し、前記第１光学形状面と前記映像源の表示層との間の距離をＬ１とし、前記映像源において最も近接して配置された前記画素と前記画素との中心距離である画素の最近接距離をＳとしたとき、
１５≦θａｖｅ１×Ｌ１／Ｓ≦３００
を満たし、さらに、
前記第２単位形状の拡散角θにおける輝度をＩ２（θ）とし、前記レンズと前記第２光学形状面との間の距離をＫ２とし、前記レンズの有効半径をＲ３としたとき、前記第２単位形状の平均拡散角θａｖｅ２を、
【数２】
2019032434.tif 000029
と定義し、前記第２光学形状面と前記映像源の表示層との間の距離をＬ２とし、前記映像源において最も近接して配置された前記画素と前記画素との中心距離である画素の最近接距離をＳとしたとき、
１５≦θａｖｅ２×Ｌ２／Ｓ≦３００
を満たすこと、
を特徴とする表示装置。
【請求項６】
請求項５に記載の表示装置において、
２３≦θａｖｅ１×Ｌ１／Ｓ≦１７５
２３≦θａｖｅ２×Ｌ２／Ｓ≦１７５
をともに満たすこと、
を特徴とする表示装置。
【請求項７】
請求項４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、
前記第１単位形状は、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、
前記第２単位形状は、前記光学シートの厚み方向に平行であって前記第１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おり、
前記第１単位形状が配列されるピッチをＰ１とし、前記第１単位形状の前記断面形状の円弧状の形状の曲率半径をＲ１とし、前記第１光学形状面を介して互いに隣接する領域の屈折率のうち屈折率が高い方の屈折率をｎａとし、屈折率がｎａよりも低い方の屈折率をｎｂとし、前記第１光学形状面と前記映像源の表示層との間の距離をＬ１として、前記第１単位形状によって前記映像光が拡散される程度を表す指標としての拡散度Ｄ１を、
Ｄ１＝（Ｐ１／Ｒ１）×（１−（ｎｂ／ｎａ））×Ｌ１
と定義し、
前記第２単位形状が配列されるピッチをＰ２とし、前記第２単位形状の前記断面形状の円弧状の形状の曲率半径をＲ２とし、前記第２光学形状面を介して互いに隣接する領域の屈折率のうち屈折率が高い方の屈折率をｎｃとし、屈折率がｎｃよりも低い方の屈折率をｎｄとし、前記第２光学形状面と前記映像源の表示層との間の距離をＬ２として、前記第２単位形状によって前記映像光が拡散される程度を表す指標としての拡散度Ｄ２を、
Ｄ２＝（Ｐ２／Ｒ２）×（１−（ｎｄ／ｎｃ））×Ｌ１
と定義し、
前記映像源において最も近接して配置された前記画素と前記画素との中心距離である画素の最近接距離をＳとしたとき、
１．０≦Ｄ１／Ｓ≦１０．０
１．０≦Ｄ２／Ｓ≦１０．０
をともに満たすこと、
を特徴とする表示装置。
【請求項８】
請求項７に記載の表示装置において、
２．０≦Ｄ１／Ｓ≦６．０
２．０≦Ｄ２／Ｓ≦６．０
をともに満たすこと、
を特徴とする表示装置。
【請求項９】
請求項４から請求項８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単位形状が配列されるピッチをＰ１とし、前記第１光学形状面と前記映像源の表示層との間の距離をＬ１とし、
前記第２単位形状が配列されるピッチをＰ２とし、前記第２光学形状面と前記映像源の表示層との間の距離をＬ２とするとき、
０．００５≦Ｐ１／Ｌ１≦０．０５
０．００５≦Ｐ２／Ｌ２≦０．０５
をともに満たすこと、
を特徴とする表示装置。
【請求項１０】
請求項４から請求項９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、
前記第１単位形状及び前記第２単位形状は、隣接する前記光学層の間の異なる界面にそれぞれ複数設けられていること、
を特徴とする表示装置。
【請求項１１】
請求項４から請求項９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、２層の前記光学層が積層されており、
前記第１単位形状は、２層の前記光学層の間の界面に複数設けられ、
前記第２単位形状は、２層のうち一方の前記光学層と空気との界面に複数設けられていること、
を特徴とする表示装置。
【請求項１２】
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、
前記映像源と前記光学シートとの間、又は、前記光学シートの観察者側に配置され、前記映像光を拡大して観察者側へ出射するレンズを備え、
前記光学シートは、前記光学形状面を１つ備え、
前記単位形状の配列方向における拡散角θにおける輝度をＩ１（θ）とし、前記レンズと前記光学形状面との間の距離をＫ１とし、前記レンズの有効半径をＲ３としたとき、前記単位形状の平均拡散角θａｖｅ１を、
【数３】
2019032434.tif 000030
と定義し、前記光学形状面と前記映像源の表示層との間の距離をＬ１とし、前記映像源において最も近接して配置された前記画素と前記画素との中心距離である画素の最近接距離をＳとしたとき、
５≦θａｖｅ１×Ｌ１／Ｓ≦３００
を満たすこと、
を特徴とする表示装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の表示装置において、
２３≦θａｖｅ１×Ｌ１／Ｓ≦１７５
を満たすこと、
を特徴とする表示装置。
【請求項１４】
請求項１２又は請求項１３に記載の表示装置において、
前記単位形状は、前記光学シートの厚み方向に平行であってその配列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、
前記単位形状が配列されるピッチをＰ１とし、前記単位形状の前記断面形状の円弧状の形状の曲率半径をＲ１とし、前記光学形状面を介して互いに隣接する領域の屈折率のうち屈折率が高い方の屈折率をｎａとし、屈折率がｎａよりも低い方の屈折率をｎｂとし、前記光学形状面と前記映像源の表示層との間の距離をＬ１として、前記第１単位形状によって前記映像光が拡散される程度を表す指標としての拡散度Ｄ１を、
Ｄ１＝（Ｐ１／Ｒ１）×（１−（ｎｂ／ｎａ））×Ｌ１
と定義し、
前記映像源において最も近接して配置された前記画素と前記画素との中心距離である画素の最近接距離をＳとしたとき、
１．０≦Ｄ１／Ｓ≦１５．０
を満たすこと、
を特徴とする表示装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の表示装置において、
２．０≦Ｄ１／Ｓ≦６．０
を満たすこと、
を特徴とする表示装置。
【請求項１６】
請求項１２から請求項１５までのいずれか１項に記載の表示装置において、
前記単位形状が配列されるピッチをＰ１とし、前記光学形状面と前記映像源の表示層との間の距離をＬ１とするとき、
０．００５≦Ｐ１／Ｌ１≦０．０５
を満たすこと、
を特徴とする表示装置。
【請求項１７】
請求項１２から請求項１６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、少なくとも２層以上の光学層が互いに隣接して設けられ、
前記光学形状面は、隣接する前記光学層の間の界面に形成されていること、
を特徴とする表示装置。
【請求項１８】
請求項１から請求項１７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、少なくとも２層以上の光学層が互いに隣接して設けられ、隣接する光学層の間の界面において、該界面に隣接する領域の屈折率差は、０．００５以上０．２以下であること、
を特徴とする表示装置。
【請求項１９】
請求項１から請求項１８に記載の表示装置において、
前記光学シートは、その両面が平面状であること、
を特徴とする表示装置。
【請求項２０】
請求項１から請求項１９までのいずれか１項に記載の表示装置において、
前記映像源の表示面から前記光学シートの観察者側の面までの間であって、少なくとも前記映像光のうち観察者に到達する光が透過する領域には、空気層が存在していないこと、
を特徴とする表示装置。
【請求項２１】
請求項１から請求項２０までのいずれか１項に記載の表示装置において、
前記映像源の表示面から前記光学シートの観察者側の面までの間であって、少なくとも前記映像光のうち観察者に到達する光が透過する領域における部材間の界面における屈折率差は、０．３未満であること、
を特徴とする表示装置。
【請求項２２】
請求項１から請求項２１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、映像源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とし、この透過光の輝度が最大輝度の１／２０となる角度を視野角βとするとき、
β≦５×αを満たすこと、
を特徴とする表示装置。
【請求項２３】
請求項１から請求項２２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距離は、変更可能であり、所定の位置で固定可能であること、
を特徴とする表示装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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。
第１の発明は、複数の画素（Ｇ）が配列され映像光（Ｖ）を出射する映像源（１１）と、前記映像源よりも観察者側に配置される光学シート（２０，４０，６０）と、を備え、前記光学シートは、その内部又は表面に、シート面に沿って延在する凸状又は凹状の単位形状がその延在方向に直交する方向に配列された光学形状面（２０１，２０２，４０１，４０２，６０１）を少なくとも１つ備え、前記光学形状面において屈折率差により、光が屈折すること、を特徴とする表示装置（１）である。
第２の発明は、第１の発明の表示装置において、前記映像源（１１）及び前記光学シート（２０，４０，６０）を配置した状態で表示される映像において、前記光学シートの拡散作用によって１つの前記画素からの光が広がる範囲を発光エリア（ＥＡ）とし、前記発光エリアにおいて前記単位形状の配列方向における光量の最大値の１／５となる最も離れた２点の間隔をその配列方向における広がり幅とし、１つ以上の前記広がり幅のうち最大値となるものを最大広がり幅（ＳＷ）とするとき、前記最大広がり幅は、前記映像において最も近接して配置された前記画素と前記画素との中心距離である画素の最近接距離（Ｓ）の０．５倍以上５倍以下となること、を特徴とする表示装置（１）である。
第３の発明は、第１の発明又は第２の発明の表示装置において、前記映像源（１１）及び前記光学シート（２０，４０，６０）を配置した状態で表示される映像において、前記光学シートの拡散作用によって１つの前記画素からの光が広がる範囲を発光エリア（ＥＡ）とし、前記発光エリアにおいて前記単位形状の配列方向における光量の最大値の１／５となる最も離れた２点の間隔をその配列方向における広がり幅とし、１つ以上の前記広がり幅のうち最大値となるものを最大広がり幅（ＳＷ）とし、前記画素と前記画素との中心距離が最も近接している方向を第１近接配列方向（ＤＬ１）とし、前記第１近接配列方向とは異なる方向であって、前記第１近接配列方向の次に前記画素と前記画素との中心距離が近接している方向を第２近接配列方向（ＤＬ２）とするとき、１つ以上の前記単位形状の配列方向のうち、前記広がり幅が前記最大広がり幅となる配列方向は、前記第１近接配列方向及び前記第２近接配列方向に対して±５度以上の角度をなすこと、を特徴とする表示装置（１）である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
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の表示装置において、前記光学シート（２０，４０）は、２層以上の光学層（２１，２２，４１，４２，４３）が積層され、隣接する前記光学層の間の界面であって凸状又は凹状の第１単位形状（２１ａ，４１ａ）が複数形成された第１光学形状面（２０１，４０１）と、隣接する前記光学層の間の他の界面又は前記光学層と空気との界面であって凸状又は凹状の第２単位形状（２２ａ，４２）が複数形成された第２光学形状面（２０２．４０２）と、を備え、前記第１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（ＳＺ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（ＳＸ方向）に配列され、前記第２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２の方向に延在し、前記シート面内の前記第２の方向に直交する第１の方向に配列され、前記光学シートの厚み方向から見て、前記第１単位形状と前記第２単位形状は、その配列方向が直交すること、を特徴とする表示装置（１）である。
第５の発明は、第４の発明の表示装置において、前記映像源（１１）と前記光学シート（２０，４０）との間、又は、前記光学シートの観察者側に配置され、前記映像光を拡大して観察者側へ出射するレンズ（１２）を備え、前記第１単位形状（２１ａ，４１ａ）の拡散角θにおける輝度をＩ１（θ）とし、前記レンズ（１２）と前記第１単位形状が形成された前記第１光学形状面（２０１，４０１）との間の距離をＫ１とし、前記レンズの有効半径をＲ３としたとき、前記第１単位形状の平均拡散角θａｖｅ１を、
【数１】
2019032434.tif 000031
と定義し、前記第１光学形状面と前記映像源の表示層との間の距離をＬ１とし、前記映像源（１１）において最も近接して配置された前記画素と前記画素との中心距離である画素の最近接距離をＳとしたとき、１５≦θａｖｅ１×Ｌ１／Ｓ≦３００を満たし、さらに、前記第２単位形状（２２ａ，４２ａ）の拡散角θにおける輝度をＩ２（θ）とし、前記レンズと前記第２単位形状が形成された前記第２光学形状面との間の距離をＫ２とし、前記レンズの有効半径をＲ３としたとき、前記第２単位形状の平均拡散角θａｖｅ２を、
【数２】
2019032434.tif 000032
と定義し、前記第２光学形状面と前記映像源の表示層との間の距離をＬ２とし、前記映像源において最も近接して配置された前記画素と前記画素との中心距離である画素の最近接距離をＳとしたとき、１５≦θａｖｅ２×Ｌ２／Ｓ≦３００を満たすこと、を特徴とする表示装置（１）である。
第６の発明は、第５の発明の表示装置において、２３≦θａｖｅ１×Ｌ１／Ｓ≦１７５、２３≦θａｖｅ２×Ｌ２／Ｓ≦１７５をともに満たすこと、を特徴とする表示装置（１）である。
第７の発明は、第４の発明から第６の発明までのいずれかの表示装置において、前記第１単位形状（２１ａ，４１ａ）は、前記光学シート（２０，４０）の厚み方向に平行であって前記第２の方向（ＳＸ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、前記第２単位形状（２２ａ，４２ａ）は、前記光学シートの厚み方向に平行であって前記第１の方向（ＳＺ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おり、前記第１単位形状が配列されるピッチをＰ１とし、前記第１単位形状の前記断面形状の円弧状の形状の曲率半径をＲ１とし、前記第１光学形状面を介して互いに隣接する領域の屈折率のうち屈折率が高い方の屈折率をｎａとし、屈折率がｎａよりも低い方の屈折率をｎｂとし、前記第１光学形状面と前記映像源（１１）の表示層（１１ｅ）との間の距離をＬ１として、前記第１単位形状によって前記映像光が拡散される程度を表す指標としての拡散度Ｄ１を、Ｄ１＝（Ｐ１／Ｒ１）×（１−（ｎｂ／ｎａ））×Ｌ１と定義し、前記第２単位形状（２２ａ，４２ａ）が配列されるピッチをＰ２とし、前記第２単位形状の前記断面形状の円弧状の形状の曲率半径をＲ２とし、前記第２光学形状面を介して互いに隣接する領域の屈折率のうち屈折率が高い方の屈折率をｎｃとし、屈折率がｎｃよりも低い方の屈折率をｎｄとし、前記第２光学形状面と前記映像源の表示層との間の距離をＬ２として、前記第２単位形状によって前記映像光が拡散される程度を表す指標としての拡散度Ｄ２を、Ｄ２＝（Ｐ２／Ｒ２）×（１−（ｎｄ／ｎｃ））×Ｌ１と定義し、前記映像源において最も近接して配置された前記画素と前記画素との中心距離である画素の最近接距離をＳとしたとき、１．０≦Ｄ１／Ｓ≦１０．０、１．０≦Ｄ２／Ｓ≦１０．０をともに満たすこと、を特徴とする表示装置（１）である。
第８の発明は、第７の発明の表示装置において、２．０≦Ｄ１／Ｓ≦６．０、２．０≦Ｄ２／Ｓ≦６．０をともに満たすこと、を特徴とする表示装置（１）である。
第９の発明は、第４の発明から第８の発明までのいずれかの表示装置において、前記第１単位形状（２１ａ，４１ａ）が配列されるピッチをＰ１とし、前記第１光学形状面（２０１，４０１）と前記映像源（１１）の表示層（１１ｅ）との間の距離をＬ１とし、前記第２単位形状が配列されるピッチをＰ２とし、前記第２光学形状面（２０２，４０２）と前記映像源の表示層との間の距離をＬ２とするとき、０．００５≦Ｐ１／Ｌ１≦０．０５、０．００５≦Ｐ２／Ｌ２≦０．０５をともに満たすこと、を特徴とする表示装置（１）である。
第１０の発明は、第４の発明から第９の発明までのいずれかの表示装置において、前記光学シート（４０）は、３層以上の前記光学層（４１，４２，４３）を有し、前記第１単位形状（４１ａ）及び前記第２単位形状（４２ａ）は、隣接する前記光学層の間の異なる界面（４０１，４０２）にそれぞれ複数設けられていること、を特徴とする表示装置（１）である。
第１１の発明は、第４の発明から第９の発明までのいずれかの表示装置において、前記光学シート（２０）は、２層の前記光学層（２１，２２）が積層されており、前記第１単位形状（２１ａ）は、２層の前記光学層の間の界面（２０１）に複数設けられ、前記第２単位形状（２２ａ）は、２層のうち一方の前記光学層と空気との界面（２０２）に複数設けられていること、を特徴とする表示装置（１）である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
第１２の発明は、第１の発明から第３の発明のいずれかの表示装置において、前記映像源（１１）と前記光学シート（６０）との間、又は、前記光学シートの観察者側に配置され、前記映像光を拡大して観察者側へ出射するレンズ（１２）を備え、前記光学シート（６０）は、前記光学形状面（６０１）を１つ備え、前記単位形状（６１ａ）の拡散角θにおける輝度をＩ１（θ）とし、前記レンズ（１２）と前記光学形状面との間の距離をＫ１とし、前記レンズの有効半径をＲ３としたとき、前記第１単位形状の平均拡散角θａｖｅ１を、
【数３】
2019032434.tif 000033
と定義し、前記光学形状面と前記映像源（１１）の表示層（１１ｅ）との間の距離をＬ１とし、前記映像源（１１）において最も近接して配置された前記画素と前記画素との中心距離である画素の最近接距離をＳとしたとき、５≦θａｖｅ１×Ｌ１／Ｓ≦３００を満たすこと、を特徴とする表示装置（１）である。
第１３の発明は、第１２の発明の表示装置において、２３≦θａｖｅ１×Ｌ１／Ｓ≦１７５を満たすこと、を特徴とする表示装置（１）である。
第１４の発明は、第１２の発明又は第１３の発明の表示装置において、前記単位形状（６１ａ）は、前記光学シート（６０）の厚み方向に平行であってその配列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、前記単位形状が配列されるピッチをＰ１とし、前記単位形状の前記断面形状の円弧状の形状の曲率半径をＲ１とし、前記光学形状面を介して互いに隣接する領域の屈折率のうち屈折率が高い方の屈折率をｎａとし、屈折率がｎａよりも低い方の屈折率をｎｂとし、前記光学形状面と前記映像源の表示層との間の距離をＬ１として、前記単位形状によって前記映像光が拡散される程度を表す指標としての拡散度Ｄ１を、Ｄ１＝（Ｐ１／Ｒ１）×（１−（ｎｂ／ｎａ））×Ｌ１と定義し、前記映像源（１１）において最も近接して配置された前記画素と前記画素との中心距離である画素の最近接距離をＳとしたとき、１．０≦Ｄ１／Ｓ≦１０．０を満たすこと、を特徴とする表示装置（１）である。
第１５の発明は、第１４の発明の表示装置において、２．０≦Ｄ１／Ｓ≦６．０を満たすこと、を特徴とする表示装置（１）である。
第１６の発明は、第１２の発明から第１５の発明までのいずれかの表示装置において、前記単位形状（６１ａ）が配列されるピッチをＰ１とし、前記光学形状面（６０１）と前記映像源（１１）の表示層（１１ｅ）との間の距離をＬ１とするとき、０．００５≦Ｐ１／Ｌ１≦０．０５を満たすこと、を特徴とする表示装置（１）である。
第１７の発明は、第１２の発明から第１６の発明までのいずれかの表示装置において、前記光学シート（６０）は、少なくとも２層以上の光学層（６１，６２）が互いに隣接して設けられ、前記光学形状面（６０１）は、隣接する前記光学層の間の界面に形成されていること、を特徴とする表示装置（１）である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１３】
2019032434.tif 000034
【手続補正書】
【提出日】平成30年1月26日(2018.1.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素が配列され映像光を出射する映像源と、
前記映像源よりも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、その内部又は表面に、シート面に沿って延在する凸状又は凹状の単位形状がその延在方向に直交する方向に配列された光学形状面を少なくとも１つ備え、
前記光学形状面において屈折率差により、光が屈折し、
前記映像源及び前記光学シートを配置した状態で表示される映像において、前記光学シートの拡散作用によって１つの前記画素からの光が広がる範囲を発光エリアとし、
前記発光エリアにおいて前記単位形状の配列方向における光量の最大値の１／５となる最も離れた２点の間隔をその配列方向における広がり幅とし、
１つ以上の前記広がり幅のうち最大値となるものを最大広がり幅とするとき、
前記最大広がり幅は、前記映像において最も近接して配置された前記画素と前記画素との中心距離である画素の最近接距離の０．５倍以上５倍以下となること、
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、
前記映像源及び前記光学シートを配置した状態で表示される映像において、前記光学シートの拡散作用によって１つの前記画素からの光が広がる範囲を発光エリアとし、
前記発光エリアにおいて前記単位形状の配列方向における光量の最大値の１／５となる最も離れた２点の間隔をその配列方向における広がり幅とし、
１つ以上の前記広がり幅のうち最大値となるものを最大広がり幅とし、
前記画素と前記画素との中心距離が最も近接している方向を第１近接配列方向とし、
前記第１近接配列方向とは異なる方向であって、前記第１近接配列方向の次に前記画素と前記画素との中心距離が近接している方向を第２近接配列方向とするとき、
１つ以上の前記単位形状の配列方向のうち、前記広がり幅が前記最大広がり幅となる配列方向は、前記第１近接配列方向及び前記第２近接配列方向に対して５度以上の角度をなすこと、
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、
前記光学シートは、
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界面であって凸状又は凹状の第１単位形状が複数形成された第１光学形状面と、
隣接する前記光学層の間の他の界面又は前記光学層と空気との界面であって凸状又は凹状の第２単位形状が複数形成された第２光学形状面と、
を備え、
前記第１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、
前記第２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２の方向に延在し、前記シート面内の前記第２の方向に直交する第１の方向に配列され、
前記光学シートの厚み方向から見て、前記第１単位形状と前記第２単位形状は、その配列方向が直交すること、
を特徴とする表示装置。
【請求項４】
請求項３に記載の表示装置において、
前記映像源と前記光学シートとの間、又は、前記光学シートの観察者側に配置され、前記映像光を拡大して観察者側へ出射するレンズを備え、
前記第１単位形状の拡散角θにおける輝度をＩ１（θ）とし、前記レンズと前記第１光学形状面との間の距離をＫ１とし、前記レンズの有効半径をＲ３としたとき、前記第１単位形状の平均拡散角θａｖｅ１を、
【数１】
2019032434.tif 000035
と定義し、前記第１光学形状面と前記映像源の表示層との間の距離をＬ１とし、前記映像源において最も近接して配置された前記画素と前記画素との中心距離である画素の最近接距離をＳとしたとき、
１５≦θａｖｅ１×Ｌ１／Ｓ≦３００
を満たし、さらに、
前記第２単位形状の拡散角θにおける輝度をＩ２（θ）とし、前記レンズと前記第２光学形状面との間の距離をＫ２とし、前記レンズの有効半径をＲ３としたとき、前記第２単位形状の平均拡散角θａｖｅ２を、
【数２】
2019032434.tif 000036
と定義し、前記第２光学形状面と前記映像源の表示層との間の距離をＬ２とし、前記映像源において最も近接して配置された前記画素と前記画素との中心距離である画素の最近接距離をＳとしたとき、
１５≦θａｖｅ２×Ｌ２／Ｓ≦３００
を満たすこと、
を特徴とする表示装置。
【請求項５】
請求項４に記載の表示装置において、
２３≦θａｖｅ１×Ｌ１／Ｓ≦１７５
２３≦θａｖｅ２×Ｌ２／Ｓ≦１７５
をともに満たすこと、
を特徴とする表示装置。
【請求項６】
請求項３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、
前記第１単位形状は、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、
前記第２単位形状は、前記光学シートの厚み方向に平行であって前記第１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おり、
前記第１単位形状が配列されるピッチをＰ１とし、前記第１単位形状の前記断面形状の円弧状の形状の曲率半径をＲ１とし、前記第１光学形状面を介して互いに隣接する領域の屈折率のうち屈折率が高い方の屈折率をｎａとし、屈折率がｎａよりも低い方の屈折率をｎｂとし、前記第１光学形状面と前記映像源の表示層との間の距離をＬ１として、前記第１単位形状によって前記映像光が拡散される程度を表す指標としての拡散度Ｄ１を、
Ｄ１＝（Ｐ１／Ｒ１）×（１−（ｎｂ／ｎａ））×Ｌ１
と定義し、
前記第２単位形状が配列されるピッチをＰ２とし、前記第２単位形状の前記断面形状の円弧状の形状の曲率半径をＲ２とし、前記第２光学形状面を介して互いに隣接する領域の屈折率のうち屈折率が高い方の屈折率をｎｃとし、屈折率がｎｃよりも低い方の屈折率をｎｄとし、前記第２光学形状面と前記映像源の表示層との間の距離をＬ２として、前記第２単位形状によって前記映像光が拡散される程度を表す指標としての拡散度Ｄ２を、
Ｄ２＝（Ｐ２／Ｒ２）×（１−（ｎｄ／ｎｃ））×Ｌ１
と定義し、
前記映像源において最も近接して配置された前記画素と前記画素との中心距離である画素の最近接距離をＳとしたとき、
１．０≦Ｄ１／Ｓ≦１０．０
１．０≦Ｄ２／Ｓ≦１０．０
をともに満たすこと、
を特徴とする表示装置。
【請求項７】
請求項６に記載の表示装置において、
２．０≦Ｄ１／Ｓ≦６．０
２．０≦Ｄ２／Ｓ≦６．０
をともに満たすこと、
を特徴とする表示装置。
【請求項８】
請求項３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、
前記第１単位形状が配列されるピッチをＰ１とし、前記第１光学形状面と前記映像源の表示層との間の距離をＬ１とし、
前記第２単位形状が配列されるピッチをＰ２とし、前記第２光学形状面と前記映像源の表示層との間の距離をＬ２とするとき、
０．００５≦Ｐ１／Ｌ１≦０．０５
０．００５≦Ｐ２／Ｌ２≦０．０５
をともに満たすこと、
を特徴とする表示装置。
【請求項９】
請求項３から請求項８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、
前記第１単位形状及び前記第２単位形状は、隣接する前記光学層の間の異なる界面にそれぞれ複数設けられていること、
を特徴とする表示装置。
【請求項１０】
請求項３から請求項８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、２層の前記光学層が積層されており、
前記第１単位形状は、２層の前記光学層の間の界面に複数設けられ、
前記第２単位形状は、２層のうち一方の前記光学層と空気との界面に複数設けられていること、
を特徴とする表示装置。
【請求項１１】
請求項１又は請求項２に記載の表示装置において、
前記映像源と前記光学シートとの間、又は、前記光学シートの観察者側に配置され、前記映像光を拡大して観察者側へ出射するレンズを備え、
前記光学シートは、前記光学形状面を１つ備え、
前記単位形状の配列方向における拡散角θにおける輝度をＩ１（θ）とし、前記レンズと前記光学形状面との間の距離をＫ１とし、前記レンズの有効半径をＲ３としたとき、前記単位形状の平均拡散角θａｖｅ１を、
【数３】
2019032434.tif 000037
と定義し、前記光学形状面と前記映像源の表示層との間の距離をＬ１とし、前記映像源において最も近接して配置された前記画素と前記画素との中心距離である画素の最近接距離をＳとしたとき、
５≦θａｖｅ１×Ｌ１／Ｓ≦３００
を満たすこと、
を特徴とする表示装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の表示装置において、
２３≦θａｖｅ１×Ｌ１／Ｓ≦１７５
を満たすこと、
を特徴とする表示装置。
【請求項１３】
請求項１１又は請求項１２に記載の表示装置において、
前記単位形状は、前記光学シートの厚み方向に平行であってその配列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、
前記単位形状が配列されるピッチをＰ１とし、前記単位形状の前記断面形状の円弧状の形状の曲率半径をＲ１とし、前記光学形状面を介して互いに隣接する領域の屈折率のうち屈折率が高い方の屈折率をｎａとし、屈折率がｎａよりも低い方の屈折率をｎｂとし、前記光学形状面と前記映像源の表示層との間の距離をＬ１として、前記第１単位形状によって前記映像光が拡散される程度を表す指標としての拡散度Ｄ１を、
Ｄ１＝（Ｐ１／Ｒ１）×（１−（ｎｂ／ｎａ））×Ｌ１
と定義し、
前記映像源において最も近接して配置された前記画素と前記画素との中心距離である画素の最近接距離をＳとしたとき、
１．０≦Ｄ１／Ｓ≦１５．０
を満たすこと、
を特徴とする表示装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の表示装置において、
２．０≦Ｄ１／Ｓ≦６．０
を満たすこと、
を特徴とする表示装置。
【請求項１５】
請求項１１から請求項１４までのいずれか１項に記載の表示装置において、
前記単位形状が配列されるピッチをＰ１とし、前記光学形状面と前記映像源の表示層との間の距離をＬ１とするとき、
０．００５≦Ｐ１／Ｌ１≦０．０５
を満たすこと、
を特徴とする表示装置。
【請求項１６】
請求項１１から請求項１５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、少なくとも２層以上の光学層が互いに隣接して設けられ、
前記光学形状面は、隣接する前記光学層の間の界面に形成されていること、
を特徴とする表示装置。
【請求項１７】
請求項１から請求項１６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、少なくとも２層以上の光学層が互いに隣接して設けられ、隣接する光学層の間の界面において、該界面に隣接する領域の屈折率差は、０．００５以上０．２以下であること、
を特徴とする表示装置。
【請求項１８】
請求項１から請求項１７に記載の表示装置において、
前記光学シートは、その両面が平面状であること、
を特徴とする表示装置。
【請求項１９】
請求項１から請求項１８までのいずれか１項に記載の表示装置において、
前記映像源の表示面から前記光学シートの観察者側の面までの間であって、少なくとも前記映像光のうち観察者に到達する光が透過する領域には、空気層が存在していないこと、
を特徴とする表示装置。
【請求項２０】
請求項１から請求項１９までのいずれか１項に記載の表示装置において、
前記映像源の表示面から前記光学シートの観察者側の面までの間であって、少なくとも前記映像光のうち観察者に到達する光が透過する領域における部材間の界面における屈折率差は、０．３未満であること、
を特徴とする表示装置。
【請求項２１】
請求項１から請求項２０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、映像源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とし、この透過光の輝度が最大輝度の１／２０となる角度を視野角βとするとき、
β≦５×αを満たすこと、
を特徴とする表示装置。
【請求項２２】
請求項１から請求項２１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距離は、変更可能であり、所定の位置で固定可能であること、
を特徴とする表示装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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。
第１の発明は、複数の画素（Ｇ）が配列され映像光（Ｖ）を出射する映像源（１１）と、前記映像源よりも観察者側に配置される光学シート（２０，４０，６０）と、を備え、前記光学シートは、その内部又は表面に、シート面に沿って延在する凸状又は凹状の単位形状がその延在方向に直交する方向に配列された光学形状面（２０１，２０２，４０１，４０２，６０１）を少なくとも１つ備え、前記光学形状面において屈折率差により、光が屈折すること、を特徴とする表示装置（１）である。
第２の発明は、第１の発明の表示装置において、前記映像源（１１）及び前記光学シート（２０，４０，６０）を配置した状態で表示される映像において、前記光学シートの拡散作用によって１つの前記画素からの光が広がる範囲を発光エリア（ＥＡ）とし、前記発光エリアにおいて前記単位形状の配列方向における光量の最大値の１／５となる最も離れた２点の間隔をその配列方向における広がり幅とし、１つ以上の前記広がり幅のうち最大値となるものを最大広がり幅（ＳＷ）とするとき、前記最大広がり幅は、前記映像において最も近接して配置された前記画素と前記画素との中心距離である画素の最近接距離（Ｓ）の０．５倍以上５倍以下となること、を特徴とする表示装置（１）である。
第３の発明は、第１の発明又は第２の発明の表示装置において、前記映像源（１１）及び前記光学シート（２０，４０，６０）を配置した状態で表示される映像において、前記光学シートの拡散作用によって１つの前記画素からの光が広がる範囲を発光エリア（ＥＡ）とし、前記発光エリアにおいて前記単位形状の配列方向における光量の最大値の１／５となる最も離れた２点の間隔をその配列方向における広がり幅とし、１つ以上の前記広がり幅のうち最大値となるものを最大広がり幅（ＳＷ）とし、前記画素と前記画素との中心距離が最も近接している方向を第１近接配列方向（ＤＬ１）とし、前記第１近接配列方向とは異なる方向であって、前記第１近接配列方向の次に前記画素と前記画素との中心距離が近接している方向を第２近接配列方向（ＤＬ２）とするとき、１つ以上の前記単位形状の配列方向のうち、前記広がり幅が前記最大広がり幅となる配列方向は、前記第１近接配列方向及び前記第２近接配列方向に対して５度以上の角度をなすこと、を特徴とする表示装置（１）である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５４】
よって、光学シート２０の単位形状２１ａ，２２ａの配列方向（ＳＸ方向，ＳＺ方向）のうち、前述の発光エリアＥＡの広がりが大きい方に相当する配列方向（本実施形態では、ＳＺ方向）は、第１近接配列方向ＤＬ１及び第２近接配列方向ＤＬ２に対して５度以上の角度をなすように、光学シート２０が配置されることが望ましい。
映像源１１の画素に対してこのように各単位形状の配列方向が上述のような方向となるように光学シート２０を配置することにより、映像源１１の非映像領域Ｆ２が視認されることを抑制することができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５５】
以上のことから、表示装置１は、映像源１１及び光学シート２０を組み合わせて配置した状態で表示される映像において、発光エリアＥＡの最大広がり幅ＳＷの大きさを、画素の最近接距離Ｓ（第１近接配列方向ＤＬ１における画素と画素との中心距離）の０．５倍以上５倍以下とし、かつ、光学シート２０の単位形状２１ａ，２２ａの配列方向（ＳＸ方向，ＳＺ方向）のうち、前述の発光エリアＥＡの広がりが大きい方に相当する配列方向（本実施形態では、ＳＺ方向）が、第１近接配列方向ＤＬ１、第２近接配列方向ＤＬ２に対して５度以上をなすように光学シート２０を配置することにより、非映像領域Ｆ２が視認され、映像領域Ｆ１が独立して見えることを抑制し、良好な画像を表示することができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８０】
また、光学シート２０の拡散作用をより最適なものとするためには、表示装置１は、映像源１１及び光学シート２０を組み合わせて配置した状態で表示される映像において、発光エリアＥＡの最大広がり幅ＳＷの大きさを画素の最近接距離Ｓ（第１近接配列方向ＤＬ１における画素と画素との中心距離）の０．５倍以上５倍以下とし、かつ、光学シート２０の単位形状２１ａ，２２ａの配列方向（ＳＸ方向，ＳＺ方向）のうち、前述の発光エリアＥＡの最大広がり幅ＳＷとなる方に相当する配列方向（最大広がり幅を本実施形態では、ＳＺ方向）が、第１近接配列方向ＤＬ１、第２近接配列方向ＤＬ２に対して５度以上をなすように光学シート２０を配置することが好ましい。これにより、非映像領域Ｆ２が視認され、映像領域Ｆ１が独立して見えることを抑制し、良好な画像を表示することができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９９】
また、本実施形態においても、表示装置１において、非映像領域Ｆ２が視認されにくく、映像領域Ｆ１が独立して見えず、かつ、映像がぼけ過ぎず、良好な画像を提供するという観点から、光学シート２０による発光エリアＥＡの最大広がり幅ＳＷは、レンズ１２を用いず、映像源１１と光学シート２０とを組み合わせて配置した状態で表示される映像において、画素の最近接距離Ｓの０．５倍以上５倍以下であることが好ましい。この最大広がり幅ＳＷは、前述の第１実施形態に示したように、単位形状２１ａ，２２ａの配列方向ＳＸ方向、ＳＺ方向における広がり幅ＳＷ１，ＳＷ２のうち、大きい方に相当する。
また、上記観点から、本実施形態においても、光学シート２０の単位形状２１ａ，２２ａの配列方向（ＳＸ方向，ＳＺ方向）のうち最大広がり幅ＳＷとなる配列方向は、第１近接配列方向ＤＬ１及び第２近接配列方向ＤＬ２に対して５度以上の角度をなすように、光学シート２０が映像源１１に対して配置されることが望ましい。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０６】
また、本実施形態においても、光学シート６０による発光エリアＥＡの最大広がり幅ＳＷは、レンズ１２を用いず、映像源１１と光学シート２０とを組み合わせて配置した状態で表示される映像において、画素の最近接距離Ｓの０．５倍以上５倍以下であることが好ましい。この最大広がり幅ＳＷは、本実施形態では、単位形状６１ａの配列方向（ＳＺ方向）におけるものである。
また、本実施形態においても、光学シート６０の単位形状６１ａの配列方向（ＳＺ方向）は、第１近接配列方向ＤＬ１及び第２近接配列方向ＤＬ２に対して５度以上の角度をなすように、光学シート６０が映像源１１に対して配置されることが望ましい。