光学パネルおよび表示装置
【課題】意図しない像が観察されることを効果的に抑制する。
【解決手段】光学パネル２０は、一方の側から入射する元像９１からの光の進行方向を変えて他方の側へ透過し、他方の側へ像９２を表示する。光学パネル２０は、互いに平行な反射面３６，４６を各々が有した複数の光透過部３５，４５をそれぞれ含む第１光学シート３０および第２光学シート４０を有する。第１および第２光学シートは、光透過部の配列方向が交差するように配置されている。配列方向に沿った光透過部の幅は、他方の側の端部において一方の側の端部よりも狭くなっている。
【解決手段】光学パネル２０は、一方の側から入射する元像９１からの光の進行方向を変えて他方の側へ透過し、他方の側へ像９２を表示する。光学パネル２０は、互いに平行な反射面３６，４６を各々が有した複数の光透過部３５，４５をそれぞれ含む第１光学シート３０および第２光学シート４０を有する。第１および第２光学シートは、光透過部の配列方向が交差するように配置されている。配列方向に沿った光透過部の幅は、他方の側の端部において一方の側の端部よりも狭くなっている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
一方の側から入射する元像からの光の進行方向を変えて他方の側へ透過し、他方の側へ像を表示するための光学パネル、及び、この光学パネルを備える表示装置に関する。とりわけ、本発明は、意図しない像が観察されることを効果的に抑制することができる光学パネルおよび表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１に開示されているように、一方の側から入射する元像からの光の進行方向を変えて他方の側へ透過し、他方の側へ像を表示する装置が知られている。特許文献１に開示された光学結像装置は、並列配列された帯状の反射部を多数有した光制御パネルを二つ有している。各制御パネルにおいて、多数の光反射部は、反射面がパネルの法線方向と平行となるよう、配置されている。二枚の光制御パネルは、光反射部の配列方向が直交するようにして、重ねられている。特許文献１の光学結像装置によれば、各光制御パネルの光反射部にて立体モデルからの光を反射することにより、光制御パネルのパネル面を中心として面対称な位置に、立体モデルの像を結像することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１７５２９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示された装置を用いた場合、すなわち、反射面がマトリクス状に配列された装置を用いた場合、意図しない像が表示されるといった不具合が生じ得る。とりわけ、意図しない像が、本来表示されるべき像が観察され得る方向から観察される場合、すなわち、本来表示されるべき像と同時に観察される場合には、本来表示されるべき像の視認性を著しく劣化させてしまうことになる。
【０００５】
本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、一方の側から入射する元像からの光の進行方向を変えて他方の側へ透過し、他方の側へ像を表示するための光学パネルであって、意図しない像が観察されることを効果的に抑制することが光学パネルを提供することを目的とする。また、本発明は、一方の側から入射する元像からの光の進行方向を変えて他方の側へ透過し、他方の側へ像を表示するための表示装置であって、意図しない像が観察されることを効果的に抑制することが表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明による光学パネルは、
一方の側から入射する元像からの光の進行方向を変えて他方の側へ透過し、他方の側へ像を表示するための光学パネルにおいて、
第１配列方向に配列された複数の第１光透過部であって、前記一方の側から入射する元像からの光を反射する互いに平行な第１反射面を各々が有した複数の第１光透過部を、含む第１光学シートと、
前記第１光学シートの他方の側へ配置された第２光学シートであって、前記第１配列方向と交差する第２配列方向に配列された複数の第２光透過部であって、前記第１光学シートを透過した元像からの光を反射する互いに平行な第２反射面を各々が有した複数の第２光透過部を、含む第２光学シートと、を備え、
前記第１配列方向に沿った前記第１光透過部の幅は、前記他方の側の端部において前記一方の側の端部よりも狭くなっており、前記第２配列方向に沿った前記第２光透過部の幅は、前記他方の側の端部において前記一方の側の端部よりも狭くなっている。
【０００７】
本発明による光学パネルにおいて、前記第１配列方向に沿った前記第１光透過部の幅は、前記一方の側から前記他方の側へ向けて狭くなるようにのみ変化し、前記第２配列方向に沿った前記第２光透過部の幅は、前記一方の側から前記他方の側へ向けて狭くなるようにのみ変化するようにしてもよい。
【０００８】
本発明による光学パネルにおいて、前記第１配列方向に沿った前記第１光透過部の幅は、前記一方の側から前記他方の側へ向けて狭くなるように変化し続け、前記第２配列方向に沿った前記第２光透過部の幅は、前記一方の側から前記他方の側へ向けて狭くなるように変化し続けるようにしてもよい。
【０００９】
本発明による光学パネルにおいて、前記第１光透過部は、前記第１光学シートへの法線方向および前記第１配列方向の両方に平行な前記第１光学シートの断面において、台形形状となっており、前記第２光透過部は、前記第２光学シートへの法線方向および前記第２配列方向の両方に平行な前記第２光学シートの断面において、台形形状となっていてもよい。
【００１０】
本発明による光学パネルにおいて、前記第１光透過部がなす前記台形形状の前記第１反射面に対応する側辺は、当該台形形状の上底および下底と直交し、前記第２光透過部がなす前記台形形状の前記第２反射面に対応する側辺は、当該台形形状の上底および下底と直交するようにしてもよい。
【００１１】
本発明による光学パネルにおいて、前記第１光学シートは、隣り合う二つの前記第１光透過部の間に、前記第１光透過部よりも低屈折率の樹脂を用いて形成された、第１低屈折率部を、さらに有し、前記第２光学シートは、隣り合う二つの前記第２光透過部の間に、前記第２光透過部よりも低屈折率の樹脂を用いて形成された、第２低屈折率部を、さらに有するようにしてもよい。
【００１２】
本発明による光学パネルにおいて、前記第１光学シートへの法線方向および前記第１配列方向の両方に平行な前記第１光学シートの断面において、前記第１光透過部の前記他方の側の端部における前記第１配列方向に沿った幅をＷ１ｂとし、前記第１光学シートへの法線方向に沿った前記第１光透過部の高さをＨ１とし、前記第１光透過部をなす材料の屈折率をｎ１ａとし、前記第１低屈折率部をなす前記樹脂の屈折率をｎ１ｂとすると、次の式（１）が満たされ、
n1a × sin ( arctan（ H1 / W1b ） ≧ n1b ---式（１）
前記第２光学シートへの法線方向および前記第２配列方向の両方に平行な前記第２光学シートの断面において、前記第２光透過部の前記他方の側の端部における前記第２配列方向に沿った幅をＷ２ｂとし、前記第２光学シートへの法線方向に沿った前記第２光透過部の高さをＨ２とし、前記第２光透過部をなす材料の屈折率をｎ２ａとし、前記第２低屈折率部をなす前記樹脂の屈折率をｎ２ｂとすると、次の式（２）が満たされるようにしてもよい。
n2a × sin ( arctan（ H2 / W2b ） ≧ n2b ---式（２）
また、本発明による光学パネルにおいて、式（１）および式（２）が満たされる場合に、さらに、次の式（１ａ）および式（２ａ）が満たされるようにしてもよい。
n1a × sin ( arctan（ H1 / W1a ） ＜ n1b ---式（１ａ）
n2a × sin ( arctan（ H2 / W2a ） ＜ n2b ---式（２ａ）
なお、式（１ａ）および式（２ａ）においては、前記第１光学シートへの法線方向および前記第１配列方向の両方に平行な前記第１光学シートの断面において、前記第１光透過部の前記一方の側の端部における前記第１配列方向に沿った幅をＷ１ａとし、前記第１光学シートへの法線方向に沿った前記第１光透過部の高さをＨ１とし、前記第１光透過部をなす材料の屈折率をｎ１ａとし、前記第１低屈折率部をなす前記樹脂の屈折率をｎ１ｂとするととともに、前記第２光学シートへの法線方向および前記第２配列方向の両方に平行な前記第２光学シートの断面において、前記第２光透過部の前記一方の側の端部における前記第２配列方向に沿った幅をＷ２ａとし、前記第２光学シートへの法線方向に沿った前記第２光透過部の高さをＨ２とし、前記第２光透過部をなす材料の屈折率をｎ２ａとし、前記第２低屈折率部をなす前記樹脂の屈折率をｎ２ｂとしている。
【００１３】
本発明による光学パネルにおいて、前記第１光学シートへの法線方向および前記第１配列方向の両方に平行な前記第１光学シートの断面において、前記第１光透過部の前記一方の側の端部における前記第１配列方向に沿った幅をＷ１ａとし、前記第１光学シートへの法線方向に沿った前記第１光透過部の高さをＨ１とし、前記第１光透過部をなす材料の屈折率をｎ１ａとし、前記第１低屈折率部をなす前記樹脂の屈折率をｎ１ｂとすると、次の式（３）が満たされ、
n1a × sin ( arctan（ H1 / W1a ） ≧ n1b ---式（３）
前記第２光学シートへの法線方向および前記第２配列方向の両方に平行な前記第２光学シートの断面において、前記第２光透過部の前記一方の側の端部における前記第２配列方向に沿った幅をＷ２ａとし、前記第２光学シートへの法線方向に沿った前記第２光透過部の高さをＨ２とし、前記第２光透過部をなす材料の屈折率をｎ２ａとし、前記第２低屈折率部をなす前記樹脂の屈折率をｎ２ｂとすると、次の式（４）が満たされるようにしてもよい。
n2a × sin ( arctan（ H2 / W2a ） ≧ n2b ---式（４）
【００１４】
本発明による光学パネルにおいて、前記第１光学シートへの法線方向および前記第１配列方向の両方に平行な前記第１光学シートの断面において、前記第１光透過部の前記一方の側の端部における前記第１配列方向に沿った幅をＷ１ａとし、前記第１光学シートへの法線方向に沿った前記第１光透過部の高さをＨ１とし、前記第１光透過部をなす材料の屈折率をｎ１ａとし、前記第１低屈折率部をなす前記樹脂の屈折率をｎ１ｂとすると、次の式（５）が満たされ、
n1a × sin ( arctan（ H1 / W1a ） ＝ n1b ---式（５）
前記第２光学シートへの法線方向および前記第２配列方向の両方に平行な前記第２光学シートの断面において、前記第２光透過部の前記一方の側の端部における前記第２配列方向に沿った幅をＷ２ａとし、前記第２光学シートへの法線方向に沿った前記第２光透過部の高さをＨ２とし、前記第２光透過部をなす材料の屈折率をｎ２ａとし、前記第２低屈折率部をなす前記樹脂の屈折率をｎ２ｂとすると、次の式（６）が満たされるようにしてもよい。
n2a × sin ( arctan（ H2 / W2a ） ＝ n2b ---式（６）
【００１５】
本発明による光学パネルにおいて、前記低屈折率部の前記樹脂中に、光吸収性を有した粒子が分散されていてもよい。
【００１６】
本発明による表示装置は、上述した本発明による光学パネルのいずれかを備える。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、意図しない像が観察されることを効果的に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、本発明の一実施の形態を説明するための図であって、表示装置を示す斜視図である。
【図２】図２は、図１の表示装置を示す縦断面図である。
【図３】図３は、図１の表示装置に組み込まれた光学パネルを示す部分斜視図である。
【図４】図４は、図３の光学パネルに組み込まれた光学シートを、その法線方向および光透過部の配列方向の両方に沿った断面において、示す図である。
【図５】図５は、図４と同様の断面において光学シートを示す断面図であって、光学シートの光透過部を一回反射して透過し、像を形成する光の光路を説明するための図である。
【図６】図６は、図４と同様の断面において光学シートを示す断面図であって、光学シートの光透過部を反射せず（素抜けして）透過し、意図しない像（ゴースト）を形成する光の光路を説明するための図である。
【図７】図７は、図４と同様の断面において光学シートを示す断面図であって、光学シートの光透過部を二回反射して透過し、意図しない像（ゴースト）を形成する光の光路を説明するための図である。
【図８】図８は、図４と同様の断面内の各方向からどのような像が観察され得るかを説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。なお、本件明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。
【００２０】
図１〜図８は、本発明による一実施の形態を説明するための図である。このうち、図１および図２は、表示装置を示す斜視図および縦断面図である。図３は、表示装置に組み込まれた光学パネルを示す部分斜視図である。図４〜図８は、光学パネルに組み込まれた光学シートを示す断面図である。
【００２１】
図１および図２に示すように、表示装置１０は、一方の側から入射する元像（元となる像）９１からの光の進行方向を変えて他方の側へ透過させる光学パネル２０と、光学パネル２０を支持するケーシング１５と、を有している。図示された表示装置１０において、円錐形状の立体モデルが元像９１としてケーシング１５内に配置されている。したがって、図示する例においては、ケーシング１５の内側が、光学パネル２０の一方の側、すなわち入光側であって、ケーシングの外側が、光学パネル２０の他方の側である。光学パネル２０は、そのパネル面に平行な異なる二方向ｄａ，ｄｂに元像９１からの光を反射することにより、光学パネル２０の他方の側、すなわち出光側に実像である元像と同一の虚像９２を結像する。
【００２２】
ケーシング１５は、箱状に形成されており、上面１５ａに光学パネル２０を支持している。ケーシング１５の上面１５ａは、例えば４５°だけ、底面１５ｂに対して傾斜している。元像９１となる物体（円錐）は、ケーシング１５内において、光学パネル２０のパネル面への法線方向ｎｄに対面しない位置に配置されている。光学パネル２０によって結像される虚像９２は、光学パネル２０のパネル面への法線方向ｎｄに対面しない位置に観察されるようになる。とりわけ、図示された例では以下に説明する光学パネル２０の構成に応じて、虚像９２は、光学パネル２０のパネル面を中心面として、元像９１と面対称な位置に面対称となる向きにて観察されるようになる。
【００２３】
なお、本明細書において、「シート」、「フィルム」、「板」等の用語は、呼称の違いのみに基づいて、互いから区別されるものではない。したがって、例えば、「シート」はフィルムや板とも呼ばれ得るような部材も含む概念である。一具体例として、「光学シート」には、「光学フィルム」や「光学板」等と呼ばれる部材も含まれる。
【００２４】
また、本明細書において、「シート面（フィルム面、板面、パネル面）」とは、対象となるシート状の部材を全体的かつ大局的に見た場合において対象となるシート状部材の平面方向と一致する面のことを指す。
【００２５】
さらに、本明細書において用いる、形状や幾何学的条件を特定する用語、例えば、「平行」、「直交」、「対称」、「台形」等の用語については、厳密な意味に縛られることなく、同様の光学的機能を期待し得る程度の誤差を含めて解釈することとする。
【００２６】
以下、光学パネル２０の構成および作用効果についてさらに詳述していく。図３に示すように光学パネル２０は、第１光学シート３０と、第１光学シート３０の他方の側、すなわち出光側に配置された第２光学シート４０と、を有している。第１光学シート３０は、シート状の第１基部３１と、第１基部３１上に配列された第１光透過部３５と、を有しており、第２光学シート４０は、シート状の第２基部４１と、第２基部４１上に配列された第２光透過部４５と、を有している。以下において光学シート３０，４０についてさらに詳述するが、以下の説明において、「第１」および「第２」との用語を用いることなく３０番台と４０番台の符号を列記して説明する場合、例えば「光学シート３０，４０」、「基部３１，４１」、「光透過部３５，４５」との用語を用いて説明する場合には、第１光学シート３０および第２光学シート４０の双方に当てはまる説明である。とりわけ図示された本実施の形態では、第１光学シート３０および第２光学シート４０が互いに同一に構成されている。そして、図４〜図８は、同一に構成された第１光学シート３０および第２光学シート４０の両方を示す図となっている。
【００２７】
基部３１，４１は、光透過部３５，４５を支持する層であり、適度な強度および適度な透明性を有するように、適宜構成される。一例として、基部３１，４１の厚さを２０μｍ〜２００μｍとすることができ、このような基部３１，４１として、例えば、二軸延伸ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムを用いることができる。二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムは、適度な透明性と、紫外線照射処理や加熱処理等に対する耐久性と、を有している点で、基部３１，４１としての適用に好適である。
【００２８】
図３に示すように、光透過部３５，４５は、基部３１，４１の他方の側の面（出光側面）上に、当該面と平行な配列方向ｄａ，ｄｂに沿って、配列されている。光透過部３５，４５は、その配列方向ｄａ，ｄｂと交差する方向であって基部３１，４１の他方の側の面と平行な方向に、線状に延びている。とりわけ図示する例においては、光透過部３５，４５は、配列方向ｄａ，ｄｂと直交する方向に直線状に延びている。光透過部３５，４５は、基部３１，４１上に隙間無く配列されていてもよいし、図４に示すように、隙間をあけて基部３１，４１上に配列されていてもよい。
【００２９】
第１光学シート３０の各第１光透過部３５は、一方の側から入射する元像９１からの光を反射する第１反射面３６を有しており、第２光学シート４０の各第２光透過部４５は、一方の側から入射する元像９１からの光を反射する第２反射面４６を有している。第１光学シート３０に含まれる多数の第１光透過部３５の間において、第１反射面３６は互いに平行となっている。また、第２光学シート４０に含まれる多数の第２光透過部４５の間において、第２反射面４６は互いに平行となっている。
【００３０】
図３によく示されているように、第１光学シート３０および第２光学シートは、第１光透過部３５の配列方向ｄａと第２光透過部４５の配列方向ｄｂとが交差するようにして、互いに重ねて配置されている。とりわけ、本実施の形態では、第１光透過部３５の配列方向ｄａと第２光透過部４５の配列方向ｄｂとが直交するようにして、第１光学シート３０および第２光学シートが互いに対して位置決めされている。
【００３１】
ここで説明する形態において、第１光学シート３０は、隣り合う二つの第１光透過部３５の間に配置された第１低屈折率部３８を有し、第２光学シート４０は、隣り合う二つの第２光透過部４５の間に配置された第２低屈折率部４８を有している。図３および図４に示すように、低屈折率部３８，４８は、基部３１，４１上に、光透過部３８，４８と隣接して、配列方向ｄａ，ｄｂに光透過部３８，４８と交互に配列されている。また、低屈折率部３８，４８は、その配列方向ｄａ，ｄｂと交差する方向であって基部３１，４１の他方の側の面と平行な方向に、線状に延びている。すなわち、低屈折率部３８，４８は、光透過部３５，４５と同様にストライプ配列にて、基部４０上に配列されている。
【００３２】
第１低屈折率部３８は、第１光透過部３５よりも低屈折率の樹脂を用いて形成され、第１低屈折率部３８と第１光透過部３５との界面での反射、とりわけ屈折率差に起因した全反射を引き起こすことを意図されている。同様に、第２低屈折率部４８は、第２光透過部４５よりも低屈折率の樹脂を用いて形成され、第２低屈折率部４８と第２光透過部４５との界面での反射、とりわけ屈折率差に起因した全反射を引き起こすことを意図されている。
【００３３】
図４に示すように、本実施の形態では、第１光学シート３０の第１低屈折率部３８および第２光学シート４０の第２低屈折率部４８は、ともに、光透過部３５，４５よりも低屈折率の樹脂からなる主部３９ａ，４９ａと、主部３９ａ，４９ａ中に分散され光吸収粒子３９ｂ，４９ｂと、を含んでいる。光吸収粒子３９ｂ，４９ｂは、可視光を吸収する機能を有した粒状物であり、これにより、光学シート３０，４０において、光透過部３５，４５と低屈折率部３８，４８との界面で反射せずに低屈折率部３８，４８内に入射した光を光吸収粒子３９ｂ，４９ｂで吸収することができる。ここで説明した光学シート３０，４０では、このような光吸収粒子３９ｂ，４９ｂの可視光吸収機能によって、表示される像のコントラストを向上させることができる。
【００３４】
次に、主として図４〜図７を参照しながら、光透過部３５，４５および低屈折率部３８，４８の断面形状について、説明する。図４は、光学シート３０，４０の光透過部３５，４５の配列方向ｄａ，ｄｂおよび光学シート３０，４０の法線方向ｎｄに沿った断面（光学シートの主切断面とも呼ぶ）において、光学シート３０，４０を示す図である。
【００３５】
図４〜図７に示すように、第１光学シートの主切断面において、第１配列方向ｄａに沿った第１光透過部３５の幅Ｗ１は、他方の側（出光側）の端部において一方の側（入光側）の端部よりも狭くなっており、第２光学シートの主切断面において、第２配列方向ｄｂに沿った第２光透過部４５の幅Ｗ２は、他方の側の端部において一方の側の端部よりも狭くなっている。すなわち、出光側端部における第１光透過部３５の幅Ｗ１ｂは、入光側端部における第１光透過部３５の幅Ｗ１ａよりも狭くなっており、出光側端部における第２光透過部４５の幅Ｗ２ｂは、入光側端部における第２光透過部４５の幅Ｗ２ａよりも狭くなっている。このような構成によれば、後述するように、意図しない像がはっきりと現れない方向から、言い換えると、後述する光透過部３５，４５を反射することなく透過する光に起因したゴーストが観察されない方向から、意図した像９２を観察することが可能となる。
【００３６】
とりわけ、図４〜図７に示した例では、第１配列方向ｄａに沿った第１光透過部３５の幅Ｗ１は、一方の側（入光側）から他方の側（出光側）へ向けて狭くなるようにのみ変化し、広くなるように変化することはない。同様に、第２配列方向ｄｂに沿った第２光透過部４５の幅Ｗ２は、一方の側（入光側）から他方の側（出光側）へ向けて狭くなるようにのみ変化し、広くなるように変化することはない。また、図４〜図７に示した例では、第１配列方向ｄａに沿った第１光透過部３５の幅Ｗ１は、一方の側（入光側）から他方の側（出光側）へ向けて狭くなるように変化し続け、第２配列方向ｄｂに沿った第２光透過部４５の幅Ｗ２は、一方の側（入光側）から他方の側（出光側）へ向けて狭くなるように変化し続けている。
【００３７】
さらに、図４〜図７に示した例では、第１光透過部３５の一方の側から他方の側へ伸びる面は、第１光学シートの主切断面において、直線状に形成されており、第２光透過部４５の一方の側から他方の側へ伸びる面は、第２光学シートの主切断面において、直線状に形成されている。さらに、図４〜図７に示すように、第１光透過部３５は、第１光学シートの主切断面において、台形形状となっており、第２光透過部４５は、第２光学シートの主切断面において、台形形状となっている。そして、本実施の形態では、第１光学シートの主切断面において、第１光透過部３５の一方の側から他方の側へ伸びる二つの面３６，３７のうちの一方によって、元像９１からの光を反射して像９２を他方の側へ結像する第１反射面３６が構成されている。同様に、第２光学シートの主切断面において、第２光透過部４５の一方の側から他方の側へ伸びる二つの面４６，４７のうちの一方によって、元像９１からの光を反射して像９２を他方の側へ結像する第２反射面４６が構成されている。
【００３８】
図４〜図７に示すように、第１光透過部３５がなす台形形状の第１反射面３６に対応する一つの側辺は、当該台形形状の上底および下底と直交しており、第２光透過部４５がなす台形形状の第２反射面４６に対応する一つの側辺は、当該台形形状の上底および下底と直交している。すなわち、第１光透過部３５の第１反射面３６は、第１光学シート３０の法線方向に延びており、第２光透過部４５の第２反射面４６は、第２光学シート４０の法線方向に延びている。なお、光透過部３５，４５の断面形状をなす台形形状は、上底が光学シートの他方の側の面３０ｂ，４０ｂをなすように配置され、下底が一方の側に配置されている。
【００３９】
加えて、本実施の形態による光学パネル２０においては、意図しない像が観察されることを効果的に抑制しながら、意図した像９２が観察され得るようにするため、次のように構成されている。まず、第１光学シートの主切断面において、第１配列方向ｄａに沿った第１光透過部３５の他方の側の端部（出光側端部）における幅Ｗ１ｂと、第１光学シートへの法線方向ｎｄに沿った第１光透過部３５の高さＨ１と、第１光透過部３５をなす材料の屈折率ｎ１ａと、第１低屈折率部３８の主部３９ａをなす樹脂の屈折率ｎ１ｂと、が次の式（ａ）を満たすようになっている。同様に、第２光学シートの主切断面において、第２配列方向ｄｂに沿った第２光透過部４５の他方の側の端部（出光側端部）における幅Ｗ２ｂと、第２光学シートへの法線方向ｎｄに沿った第２光透過部４５の高さＨ２と、第２光透過部４５をなす材料の屈折率ｎ２ａと、第２低屈折率部４８の主部４９ａをなす樹脂の屈折率ｎ２ｂと、が次の式（ｂ）を満たすようになっている。式（ａ）または式（ｂ）が満たされる場合、意図しない像が実質的に現れていない状態で、言い換えると後述する光透過部３５，４５で反射しない透過光に起因したゴーストおよび光透過部３５，４５で二回反射した透過光に起因したゴーストのいずれもが観察されない方向から、意図した像９２を明るく観察することが可能となる。
n1a × sin ( arctan（ H1 / W1b ） ≧ n1b ---式（ａ）
n2a × sin ( arctan（ H2 / W2b ） ≧ n2b ---式（ｂ）
【００４０】
さらに、第１光学シートの主切断面において、第１配列方向ｄａに沿った第１光透過部３５の一方の側の端部（出光側端部）における幅Ｗ１ａと、第１光学シートへの法線方向ｎｄに沿った第１光透過部３５の高さＨ１と、第１光透過部３５をなす材料の屈折率ｎ１ａと、第１低屈折率部３８の主部３９ａをなす樹脂の屈折率ｎ１ｂと、が次の式（ｃ）を満たすようになっている。同様に、第２光学シートの主切断面において、第２配列方向ｄｂに沿った第２光透過部４５の一方の側の端部（出光側端部）における幅Ｗ２ａと、第２光学シートへの法線方向ｎｄに沿った第２光透過部４５の高さＨ２と、第２光透過部４５をなす材料の屈折率ｎ２ａと、第２低屈折率部４８の主部４９ａをなす樹脂の屈折率をｎ２ｂと、が次の式（ｄ）を満たすようになっている。式（ｃ）または式（ｄ）が満たされる場合、意図しない像が実質的に現れていない状態で、言い換えると後述する光透過部３５，４５で反射しない透過光に起因したゴーストおよび光透過部３５，４５で二回反射した透過光に起因したゴーストのいずれもが観察されない方向から、意図した像９２を明るく観察することが可能となる。
n1a × sin ( arctan（ H1 / W1a ） ≧ n1b ---式（ｃ）
n2a × sin ( arctan（ H2 / W2a ） ≧ n2b ---式（ｄ）
【００４１】
ところで、図示された例においては、隣り合う二つの光透過部３５，４５は、配列方向ｄａ，ｄｂに沿って隙間をあけて配置されている。このため、隣り合う二つの光透過部３５，４５に設けられた低屈折率部３８，４８は、光学シートの主切断面において、四角形形状、とりわけ、台形形状となっている。低屈折率部３８，４８の断面形状をなす台形形状は、上底が一方の側に配置され、下底が光学シート３０，４０の他方の側の面３０ｂ，４０ｂをなすように配置されている。すなわち、光透過部３５，４５の断面形状をなす台形形状の上底と、低屈折率部３８，４８の断面形状をなす台形形状の下底と、によって、光学シート３０，４０の他方の側の面（出光側面）３０ｂ，４０ｂを形成している。一方、光学シート３０，４０の一方の側の面（入光側面）３０ａ，４０ａは、基部３１，４１によって形成されている。この結果、各光学シート３０，４０は、非常に取り扱い易い、二つの平行な主面を有したシート状の光学部材として構成されている。
【００４２】
ただし、このような例に限られず、隣り合う二つの光透過部３５，４５が、配列方向ｄａ，ｄｂに沿って隣接して配置されていてもよい。この例によれば、隣り合う二つの光透過部３５，４５に設けられた低屈折率部３８，４８は、光学シートの主切断面において、三角形形状、とりわけ、直角三角形形状となる。このような例においても。光学シート３０，４０が、二つの平行な主面を有したシート状の光学部材として構成され得る。
【００４３】
また、本件発明らが鋭意実験を行ったところ、第１光学シートの主切断面において、第１配列方向ｄａに沿った第１光透過部３５の一方の側の端部（出光側端部）における幅Ｗ１ａと、第１配列方向ｄａに沿った第１光透過部３５の他方の側の端部（出光側端部）における幅Ｗ１ｂと、第１光学シートへの法線方向ｎｄに沿った第１光透過部３５の高さＨ１とが、四捨五入によって少数第１位までの数値で評価した際に、次の関係を満たすことが好ましいことが知見された。
２．０ ≦ Ｈ１／Ｗ１ａ ≦ ５．０
１．５ ≦ Ｗ１ａ／Ｗ１ｂ ≦ ３．５
同様に、第２光学シートの主切断面において、第２配列方向ｄｂに沿った第２光透過部４５の一方の側の端部（出光側端部）における幅Ｗ２ａと、第２配列方向ｄｂに沿った第２光透過部４５の他方の側の端部（出光側端部）における幅Ｗ２ｂと、第２光学シートへの法線方向ｎｄに沿った第２光透過部４５の高さＨ２とが、四捨五入によって少数第１位までの数値で評価した際に、次の関係を満たすことが好ましいことが知見された。
２．０ ≦ Ｈ２／Ｗ２ａ ≦ ５．０
１．５ ≦ Ｗ２ａ／Ｗ２ｂ ≦ ３．５
以上の関係が満たされるように光透過部３５，４５が設計される場合には、後述する実質的にゴーストが観察されない観察角度域Ａｓを十分な大きさに確保することができるとともに、像９２を再生する光の透過率を十分な値とすることができ、さらに、光透過部３５，４５を含む光学シート３０，４０を賦型により安価に作製することができる。
【００４４】
以上のような構成からなる光学シート３０，４０は、一例として、つぎのようにして製造され得る。
【００４５】
まず、光透過部３５，４５は、硬化することによって光透過部３５，４５を構成するようになる光透過部構成組成物、例えば、電子線、紫外線等の電離放射線により硬化する特徴を有したエポキシアクリレートプレポリマー等を用いて、作製され得る。具体的には、低屈折率部３８，４８の構成（配置、形状等）に対応した凸部を有した型ロール、言い換えると、光透過部３５，４５の構成（配置、形状等）に対応した凹部を有した型ロールを準備する。当該型ロールとニップロールとの間に基部３１，４１をなすようになる基材シートを送り込み、該基材シートの送り込みに合わせて、光透過部構成組成物を型ロールと基材シートとの間に供給する。その後、基材シート上に供給された未硬化状態で液状の光透過部構成組成物が型ロールの凹部に充填されるように、型ロールおよびニップロールで該光透過部構成組成物を押圧する。このとき、型ロールの凹部の深さより厚くなるように、すなわち、型ロールと基材シートとが接触しないように、光透過部構成組成物を基材シート上に供給しておくことによって、光透過部３５，４５と一体的に形成されるシート状部が基材シートとともに、基部３１，４１を形成するようになる。このようにして基材シートと型ロールとの間に未硬化で液状の光透過部構成組成物を充填した後、電離放射線を照射して該光透過部構成組成物を硬化（固化）させることによって光透過部３５，４５を形成することができる。
【００４６】
次に、低屈折率部３８，４８は、硬化することによって主部３９ａ，４９ａをなすようになる電離放射線により硬化する特徴を有したウレタンアクリレートプレポリマー等と、例えばカーボンブラック等を含む光吸収粒子３９ｂ，４９ｂと、を含んだ未硬化で液状の低屈折率部構成組成物を用いて、作製され得る。まず、先に形成された光透過部３５，４５上に低屈折率部構成組成物を供給する。その後、隣り合う光透過部３５，４５の間の形成された溝、すなわち、型ロールの凸部に対応していた部分の内部に、ドクターブレードを用いながら、低屈折率部構成組成物を充填しつつ、該溝外に溢出した余剰分の低屈折率部構成組成物を掻き落としていく。その後、光透過部３５，４５の間の低屈折率部構成組成物に電離放射線を照射して硬化させることにより、低屈折率部３８，４８が形成される。これにより、基部３１，４１と、基部上にストライプ状に配列された光透過部３５，４５および低屈折率部３８，４８と、を有する光学シート３０，４０が作製される。
【００４７】
次に、以上のように構成された表示装置１０、光学パネル２０および光学シート３０，４０の作用効果について説明する。
【００４８】
図１および図２に示すように、ケーシング１５に支持された光学パネル２０の一方の側（入光側）に、表示対象となる元となる像、すなわち元像９１が配置される。図１および図２に示された例においては、円錐が元像９１として、ケーシング１５内に配置されている。図３に示すように、元像９１からの光は、光学パネル２０へ一方の側から入射し、進行方向を変化させて光学パネル２０を透過し、他方の側へ像９２を形成するようになる。以下においては、このように光学パネル２０の他方の側に形成される像９２を、後述する意図しない像（ゴースト）と区別するため正規像９２とも呼ぶ。また、光学パネル２０の他方の側に正規像９２を形成するようになる元像９１からの光を、後述する意図しない像（ゴースト）を形成する光と区別するため、元像９１からの正規光とも呼ぶ。
【００４９】
元像９１からの光は、光学パネル２０の一方の側に配置された第１光学シート３０へ入射する。第１光学シート３０は、第１配列方向ｄａに配列された多数の第１光透過部３５を有し、各第１光透過部３５は互いに平行な第１反射面３６を有している。各第１反射面３６は、第１光学シート３０の法線方向、言い換えると光学パネル２０の法線方向と平行な面となっている。このため、第１光学シート３０の第１反射面３６は、第１反射面３６と平行な面で鏡面反射された像を形成するように、元像９１からの正規光を反射する。
【００５０】
ただし、第１光学シート３０の他方の側には、第２光学シート４０が配置されている。第２光学シート４０は、第２配列方向ｄｂに配列された多数の第２光透過部４６を有し、各第２光透過部４６は互いに平行な第２反射面４６を有している。各第２反射面４６は、第２光学シート４０の法線方向ｎｄ、言い換えると光学パネル３０の法線方向ｎｄと平行な面となっている。このため、第２光学シート４０の第２反射面４６は、第２反射面４６と平行な面で鏡面反射された像９２を形成するように、第１反射面３６で反射された後の元像９１からの正規光を反射する。
【００５１】
なお、図３に示すように、元像９１の各位置から種々の方向に進む光が、第１光学シート３０内の第１反射面３６および第２光学シート４０内の第２反射面４６で反射され、元像の当該位置９１に対して光学パネル２０のパネル面を中心として面対称な位置へ進む。結果として、光学パネル２０のパネル面を中心として元像９１と面対称な像９２が、光学パネル２０のパネル面を中心として元像９１と面対称な位置に、形成される。観察者１は、光学パネル２０のパネル面を中心として元像９１と面対称な位置に向けて、光学パネル２０から進む出る光の進行方向と逆向きから観察した際に、光学パネル２０の他方の側に結象された象９２を三次元的に把握することができる。
【００５２】
なお、上述したように光学パネル２０の反射面３６，４６は、光学パネル２０の法線方向ｎｄに延びている。したがって、他方の側に結像された正規像９２を観察する際に、観察方向の延長線上に光学パネル２０および元像９１が配置されていたとすると、正規像９２とともに、実像９１そのものが光学パネル越しに、より詳しくは、反射面３６，４６の間から視認されてしまい、正規像９２の視認性が著しく劣化してしまう。このため図１および図２に示すように、元像９１は、光学パネル２０のパネル面への法線方向ｎｄに沿って光学パネル２０に対向しない位置に、配置されている。これにより、観察者は、光学パネル２０のパネル面への法線方向ｎｄに対して一側に傾斜した方向から、再生された正規像９２を観察することになる。この結果、正規像９２とともに、実像９１そのものが光学パネル越しに観察されることが防止される。
【００５３】
ところが、本件発明者らが実験を重ねたところ、図１および図２に示すように、光学パネル２０のパネル面への法線方向ｎｄに沿って光学パネル２０に対向しない位置に元像９１を配置し、且つ、光学パネル２０のパネル面への法線方向ｎｄに対して傾斜した方向から正規像９２を観察したとしても、正規像９２とは異なる像、とりわけ正規像９２と類似した形状を有するゴーストが視認されてしまった。本件発明者らの研究によれば、このような意図しない像の形成は、ケーシング１５内を進む規則的な迷光等が元像９１で反射し、その後に光学パネル２０を透過して観察方向に進み出ていることに起因しているものと考えられ、その一方で、上述した構成による本実施の形態の光学パネル２０によれば、意図しない像が観察されることを効果的に抑制することができた。
【００５４】
本件発明者らは、鋭意研究を重ねた結果として、最も明瞭に視認され得るゴーストは、反射面３６，４６で反射されることなく光透過部３５，４５を透過する光に起因した像であり、次に視認され得るゴーストは、光透過部３５，４５で二回反射されて光透過部３５，４５を透過する光に起因した像であり、その一方で、その他の光に起因した像（例えば、光透過部３５，４５で三回以上反射されて光透過部３５，４５を透過する光に起因した像）は実質的に明瞭には視認され得ないことを知見した。そして、上述した構成の光学パネル２０によれば、最も感知され易い反射面３６，４６で反射されることなく光透過部３５，４５を透過する光に起因した像が観察され得る角度域Ａｂを狭くし、且つ、反射面３６，４６で反射されることなく光透過部３５，４５を透過する光に起因した像および光透過部３５，４５で二回反射されて光透過部３５，４５を透過する光に起因した像の両方が観察され得ない角度域Ａｓを生じさせることができ、これらの結果として、意図しない像が観察されることを効果的に抑制することができる。以下、このような光学作用について、一枚の光学シート３０，４０から出射する光の進行方向を参照しながら、詳しく説明する。
【００５５】
まず、主に図５を参照しながら、正規像９２が観察され得る角度域Ａａについて説明する。前提として、図１および図２に示すように、光学パネル２０のパネル面への法線方向ｎｄに沿って光学パネル２０に対向しない位置に元像９１を配置し、且つ、光学パネル２０のパネル面への法線方向ｎｄに対して傾斜した方向から正規像９２を観察することを想定すると、光学パネル２０の正面方向ｎｄから、光学パネル２０の正面方向ｎｄに対して元像９１と同じ側に傾斜した方向から、正規像９２が観察され得る。
【００５６】
次に、正規像９２が観察され得る観察方向の各光学シート３０，４０の法線方向ｎｄに対する最大角度θ１ａ，θ２ａは、図５の光Ｌ５の光路を取り光学シート３０，４０から出射する方向が、光学シート３０，４０の法線方向ｎｄに対してなす角度である。図５に示すように、この光Ｌ５は、光学シートの主切断面において、光透過部３５，４５の反射面３６，４６と対向する斜面３７，４７の一方の側（入光側）の端部に接する光路で光透過部３５，４５に入射し、反射面３６，４６で反射された後に、光透過部３５，４５の斜面３７，４７の他方の側（出光側）の端部に接する光路で光学シート３０，４０から出射する。
【００５７】
この光Ｌ５が第１光学シート３０の第１光透過部３５内を進む際の進行方向が第１光学シート３０の法線方向ｎｄに対してなす角度θ１ａ’は、次の式（ｘ１ａ）で表される。そして、この光Ｌ５が、第１光学シート３０から出射する際には、式（ｘ１ｂ）で表されるスネルの法則が満たされる。したがって、この光Ｌ５の第１光学シート３０からの出射方向が第１光学シート３０の法線方向ｎｄに対してなす角度θ１ａは、式（ｘ１ｃ）で表される。第１光学シートと同様に、光Ｌ５が第２光学シート４０の第２光透過部４５内を進む際の進行方向が第２光学シート４０の法線方向ｎｄに対してなす角度θ２ａ’は、次の式（ｘ２ａ）で表される。そして、この光Ｌ５が、第２光学シート３０から出射する際には、式（ｘ２ｂ）で表されるスネルの法則が満たされ、この光Ｌ５の第２光学シート４０からの出射方向が第２光学シート４０の法線方向ｎｄに対してなす角度θ２ａは、式（ｘ２ｃ）で表される。
＜第１光学シート＞
θ1a’ ＝ arctan（ ( W1b + W1a ) / H1 ） ---式（x1a）
n1a × sinθ1a’ ＝ sinθ1a ---式（x1b）
θ1a ＝ arcsin ( n1a × sin ( arctan（( W1b + W1a ) / H1 ）) ) ---式（x1c）
＜第２光学シート＞
θ2a’ ＝ arctan（ ( W2b + W2a ) / H2 ） ---式（x2a）
n2a × sinθ2a’ ＝ sinθ2a ---式（x2b）
θ2a ＝ arcsin ( n2a × sin ( arctan（( W2b + W2a ) / H2 ）) ) ---式（x2c）
ここで、第１光学シートの主切断面において、第１光透過部３５の一方の側（入光側）の端部における第１配列方向ｄａに沿った幅をＷ１ａとし、第１光透過部３５の他方の側（出光側）の端部における第１配列方向ｄａに沿った幅をＷ１ｂとし、第１光学シート３０への法線方向ｎｄに沿った第１光透過部３５の高さをＨ１とし、第１光透過部３５をなす材料の屈折率をｎ１ａとしている。また、第２光学シートの主切断面において、第２光透過部４５の一方の側（入光側）の端部における第２配列方向ｄｂに沿った幅をＷ２ａとし、第２光透過部４５の他方の側（出光側）の端部における第２配列方向ｄｂに沿った幅をＷ２ｂとし、第２光学シート４０への法線方向ｎｄに沿った第２光透過部４５の高さをＨ２とし、第２光透過部４５をなす材料の屈折率をｎ２ａとしている。
【００５８】
なお、光学シート３０，４０の法線方向ｎｄに対して図５の光Ｌ５よりも大きく傾斜した方向に進む光は、光透過部３５，４５の反射面３６，４６で反射された後に、傾斜面３７，４７でも反射されることになる。すなわち、正規像９２を形成する正規光とはなり得ない。このため、正規像９２をなす正規光が、第１光学シート３０から出射する角度域Ａａは、第１光学シート３０の法線方向ｎｄに対して、０°より大きく且つ式（ｘ１ｃ）で表される角度θ１ａ以下の角度で傾斜する領域となる。また、正規像９２をなす正規光が、第２光学シート４０から出射する角度域Ａａは、第２光学シート４０の法線方向ｎｄに対して、０°より大きく且つ式（ｘ２ｃ）で表される角度θ２ａ以下の角度で傾斜する領域となる。
【００５９】
次に、主に図６を参照しながら、反射面３６，４６で反射されることなく光透過部３５，４５を透過する光Ｌ６に起因したゴースト（意図しない像）が観察され得る角度域Ａｂについて説明し、その後、主に図７を参照しながら、光透過部３５，４５で二回反射されて光透過部３５，４５を透過する光Ｌ７に起因したゴースト（意図しない像）が観察され得る角度域Ａｃについて説明する。なおここでは、前提として、正規像９２を観察しながらゴーストが観察されるか否かを検討するため、図８に示すように、光学パネル２０のパネル面への法線方向ｎｄに対して、正規像９２が観察され得る角度域Ａａと同じ側に傾斜した角度域について検討する。
【００６０】
反射面３６，４６で反射されることなく光透過部３５，４５を透過する光Ｌ６、すなわち、光透過部を素抜けする光Ｌ６に起因したゴーストは、光学シート３０，４０の法線方向ｎｄから観察され得る。また、反射面３６，４６で反射されることなく光透過部３５，４５を透過する光Ｌ６に起因したゴーストが観察され得る観察方向の各光学シート３０，４０の法線方向に対する最大角度θ１ｂ，θ２ｂは、図６の光Ｌ６の光路を取り光学シート３０，４０から出射する方向が、光学シート３０，４０の法線方向ｎｄに対してなす角度である。図６に示すように、この光Ｌ６は、光学シートの主切断面において、光透過部３５，４５の反射面３６，４６の一方の側（入光側）の端部に接する光路で光透過部３５，４５に入射し、反射面３６，４６および斜面３７，４７で反射されることなく、光透過部３５，４５の斜面３７，４７の他方の側（出光側）の端部に接する光路で光学シート３０，４０から出射する。
【００６１】
この光Ｌ６が第１光学シート３０の第１光透過部３５内を進む際の進行方向が第１光学シート３０の法線方向ｎｄに対してなす角度θ１ｂ’は、次の式（ｙ１ａ）で表される。そして、この光Ｌ６が、第１光学シート３０から出射する際には、式（ｙ１ｂ）で表されるスネルの法則が満たされる。したがって、この光Ｌ６の第１光学シート３０からの出射方向が第１光学シート３０の法線方向ｎｄに対してなす角度θ１ｂは、式（ｙ１ｃ）で表される。第１光学シートと同様に、光Ｌ６が第２光学シート４０の第２光透過部４５内を進む際の進行方向が第２光学シート４０の法線方向ｎｄに対してなす角度θ２ｂ’は、次の式（ｙ２ａ）で表される。そして、この光Ｌ６が、第２光学シート３０から出射する際には、式（ｙ２ｂ）で表されるスネルの法則が満たされ、この光Ｌ６の第２光学シート４０からの出射方向が第２光学シート４０の法線方向ｎｄに対してなす角度θ２ｂは、式（ｙ２ｃ）で表される。
＜第１光学シート＞
θ1b’ ＝ arctan（ W1b / H1 ） ---式（y1a）
n1a × sinθ1b’ ＝ sinθ1b ---式（y1b）
θ1b ＝ arcsin ( n1a × sin ( arctan（ W1b / H1 ）) ) ---式（y1c）
＜第２光学シート＞
θ2b’ ＝ arctan（ W2b / H2 ） ---式（y2a）
n2a × sinθ2b’ ＝ sinθ2b ---式（y2b）
θ2b ＝ arcsin ( n2a × sin ( arctan（ W2b / H2 ）) ) ---式（y2c）
式（ｙ１ａ）、式（ｙ１ｂ）、式（ｙ１ｃ）、式（ｙ２ａ）、式（ｙ２ｂ）および式（ｙ２ｃ）で用いた符号は、既に説明した式（ｘ１ａ）、式（ｘ１ｂ）、式（ｘ１ｃ）、式（ｘ２ａ）、式（ｘ２ｂ）および式（ｘ２ｃ）で用いた符号と同一である。
【００６２】
なお、光学シート３０，４０の法線方向ｎｄに対して図６の光Ｌ６よりも大きく傾斜した方向に進む光は、光透過部３５，４５の斜面３７，４７で少なくとも反射されることになる。このため、最も明瞭に確認されるゴーストを形成する第１反射面３６で反射されることなく第１光透過部３５を透過する光Ｌ６が、第１光学シート３０から出射する角度域Ａｂは、第１光学シート３０の法線方向ｎｄに対して、０°以上、且つ、式（ｙ１ｃ）で表される角度θ１ｂ以下の角度をなす領域となる。また、最も明瞭に確認されるゴーストを形成する第２反射面４６で反射されることなく第２光透過部４５を透過する光Ｌ６が、第２光学シート４０から出射する角度域Ａｂは、第２光学シート４０の法線方向ｎｄに対して、０°以上、且つ、式（ｙ２ｃ）で表される角度θ２ｂ以下の角度をなす領域となる。
【００６３】
一方、図７に示すように、光透過部３５，４５で二回反射されて光透過部３５，４５を透過する光Ｌ７に起因したゴーストが観察され得る観察方向の各光学シート３０，４０の法線方向に対する最小角度θ１ｃ，θ２ｃは、図７の光Ｌ７の光路を取り光学シート３０，４０から出射する方向が、光学シート３０，４０の法線方向ｎｄに対してなす角度である。図７に示すように、この光Ｌ７は、光学シートの主切断面において、光透過部３５，４５の斜面３７，４７の一方の側（入光側）の端部で反射しながら光透過部３５，４５に入射し、その後に光透過部３５，４５の反射面３６，４６の他方の側（出光側）の端部で反射しながら光学シート３０，４０から出射する。
【００６４】
この光Ｌ７が第１光学シート３０の第１光透過部３５内を進む際の進行方向が第１光学シート３０の法線方向ｎｄに対してなす角度θ１ｃ’は、次の式（ｚ１ａ）で表される。そして、この光Ｌ７が、第１光学シート３０から出射する際には、式（ｚ１ｂ）で表されるスネルの法則が満たされる。したがって、この光Ｌ７の第１光学シート３０からの出射方向が第１光学シート３０の法線方向ｎｄに対してなす角度θ１ｃは、式（ｚ１ｃ）で表される。第１光学シートと同様に、光Ｌ７が第２光学シート４０の第２光透過部４５内を進む際の進行方向が第２光学シート４０の法線方向ｎｄに対してなす角度θ２ｃ’は、次の式（ｚ２ａ）で表される。そして、この光Ｌ７が、第２光学シート３０から出射する際には、式（ｚ２ｂ）で表されるスネルの法則が満たされ、この光Ｌ７の第２光学シート４０からの出射方向が第２光学シート４０の法線方向ｎｄに対してなす角度θ２ｃは、式（ｚ２ｃ）で表される。
＜第１光学シート＞
θ1c’ ＝ arctan（ W1a / H1 ） ---式（z1a）
n1a × sinθ1c’ ＝ sinθ1c ---式（z1b）
θ1c ＝ arcsin ( n1a × sin ( arctan（ W1a / H1 ）) ) ---式（z1c）
＜第２光学シート＞
θ2c’ ＝ arctan（ W2a / H2 ） ---式（z2a）
n2a × sinθ2c’ ＝ sinθ2c ---式（z2b）
θ2c ＝ arcsin ( n2a × sin ( arctan（ W2a / H2 ）) ) ---式（z2c）
式（ｚ１ａ）、式（ｚ１ｂ）、式（ｚ１ｃ）、式（ｚ２ａ）、式（ｚ２ｂ）および式（ｚ２ｃ）で用いた符号は、既に説明した式（ｘ１ａ）、式（ｘ１ｂ）、式（ｘ１ｃ）、式（ｘ２ａ）、式（ｘ２ｂ）および式（ｘ２ｃ）で用いた符号と同様となっている。
【００６５】
なお、光学シート３０，４０の法線方向ｎｄに対して図７の光Ｌ７よりも小さく傾斜した方向に進む光は、光透過部３５，４５の斜面３７，４７で反射されたとしても、その後に、反射面３６，４６で反射されることはない。このため、比較的に明瞭に確認されるゴーストを形成する第１光透過部３５で二回反射されて第１光透過部３５を透過する光Ｌ７が、第１光学シート３０から出射する角度域Ａｃは、第１光学シート３０の法線方向ｎｄに対して、式（ｚ１ｃ）で表される角度θ１ｃ以上の角度をなす領域となる。また、比較的に明瞭に確認されるゴーストを形成する第２光透過部４５で二回反射されて第２光透過部４５を透過する光Ｌ７が、第２光学シート４０から出射する角度域Ａｃは、第２光学シート４０の法線方向ｎｄに対して、式（ｚ２ｃ）で表される角度θ２ｃ以上の角度をなす領域となる。
【００６６】
ここで、以上の検討結果を基にして、各光学シート３０，４０の法線方向ｎｄに対して一側に傾斜した方向から当該光学シート３０，４０を観察した際に、正規像９２が観察され得る角度域Ａａ、反射面３６，４６で反射されることなく光透過部３５，４５を透過する光Ｌ６に起因した最も明瞭に確認されるゴーストが観察され得る角度域Ａｂ、および、光透過部３５，４５で二回反射されて光透過部３５，４５を透過する光Ｌ７に起因した比較的に明瞭に確認されるゴーストが観察され得る角度域Ａｃを、図８にまとめて示した。
【００６７】
上述したように、第１光学シートの主切断面において、第１配列方向ｄａに沿った第１光透過部３５の幅Ｗ１は、他方の側（出光側）の端部において一方の側（入光側）の端部よりも狭くなっている。このため、式（ｙ１ｃ）で示される角度θ１ｂが狭くなり、第１反射面３６で反射されることなく第１光透過部３５を透過する光Ｌ６に起因した最も明瞭に確認されるゴーストが観察され得る角度域Ａｂを狭くすることができる。
【００６８】
加えて、出光側端部における第１光透過部３５の幅Ｗ１ｂは、入光側端部における第１光透過部３５の幅Ｗ１ａよりも狭くなっているため、式（ｙ１ｃ）で示される角度θ１ｂが、式（ｚ１ｃ）で示される角度θ１ｃよりも小さくなる。このため、第１反射面３６で反射されることなく第１光透過部３５を透過する光Ｌ６に起因した最も明瞭に確認されるゴースト、および、第１光透過部３５で二回反射されて第１光透過部３５を透過する光Ｌ７に起因した比較的に明瞭に確認されるゴーストの両方が視認され得ない角度域Ａｓが生じることなる。また、式（ｘ１ａ）で示される角度θ１ａは、式（ｙ１ｃ）で示される角度θ１ｂおよび式（ｚ１ｃ）で示される角度θ１ｃのいずれよりも大きくなる。すなわち、第１光学シートの主切断面において、第１配列方向ｄａに沿った第１光透過部３５の幅Ｗ１が、他方の側（出光側）の端部において一方の側（入光側）の端部よりも狭くなっている場合、第１光学シート３０の他方の側（出光側）において、第１反射面３６で反射されることなく第１光透過部３５を透過する光Ｌ６に起因した最も明瞭に確認されるゴースト、および、第１光透過部３５で二回反射されて第１光透過部３５を透過する光Ｌ７に起因した比較的に明瞭に確認されるゴーストの両方が視認され得ない角度域Ａｓにおいて、意図した正規像９２を観察することが可能となる。
【００６９】
また、第１光学シート３０と同様に、第２光学シートの主切断面において、第２配列方向ｄｂに沿った第２光透過部４５の幅Ｗ２は、他方の側（出光側）の端部において一方の側（入光側）の端部よりも狭い、すなわち、出光側端部における第２光透過部４５の幅Ｗ２ｂは、入光側端部における第２光透過部４５の幅Ｗ２ａよりも狭くなっている。したがって、第２反射面４６で反射されることなく第２光透過部４５を透過する光Ｌ６に起因した最も明瞭に確認されるゴーストが観察され得る角度域Ａｂを狭くすることができる。加えて、第２光学シート４０の他方の側（出光側）において、第２反射面４６で反射されることなく第２光透過部４５を透過する光Ｌ６に起因した最も明瞭に確認されるゴースト、および、第２光透過部４５で二回反射されて第２光透過部４５を透過する光Ｌ７に起因した比較的に明瞭に確認されるゴーストの両方が視認され得ない角度域Ａｓにおいて、意図した正規像９２を観察することが可能となる。
【００７０】
以上のことから、光学パネル２０の他方の側において、反射面３６，４６で反射されることなく光透過部３５，４５を透過する光Ｌ６に起因した最も明瞭に確認されるゴースト、および、光透過部３５，４５で二回反射されて光透過部３５，４５を透過する光Ｌ７に起因した比較的に明瞭に確認されるゴーストの両方が視認され得ない角度域Ａｓにおいて、意図した正規像９２を観察することが可能となる。すなわち、これまで視認性を悪化してきたゴーストの発生を抑えながら、正規像９２を明瞭に観察することが可能となる。
【００７１】
ところで、角度域Ａｓにおいて正規像９２が明るく観察されるためには、この角度域Ａｓに向けて進む正規光の少なくとも一部を、反射面３６，４６で全反射させることが有効である。この場合、角度域Ａｓ内の少なくとも一部の方向に進む正規光の光量を十分に確保することが可能となり、ゴーストの発生を抑えながら、正規像９２を明るく観察することが可能となる。実際の条件としては、この角度域Ａｓに向けて光学シート３０，４０から出射する光のうちの最も出射角（光学シートの法線方向に対する出射方向の角度）が小さくなる光、すなわち、図６の光Ｌ６と平行な方向に出射する光Ｌ６ａが、光透過部３５，４５の反射面３６，４６で全反射されるようにすればよい。
【００７２】
最も条件を厳しくするため、この光Ｌ６ａが、光学シートの主切断面に沿って進むと仮定した場合、この光の反射面３６，４６への入射角度は、第１光学シートにおいて（９０−θ１ｂ’）°となり、第２光学シートにおいて（９０−θ２ｂ’）°となる。ここで、「θ１ｂ’」および「θ２ｂ’」は、上述した式（ｙ１ａ）および式（ｙ２ａ）でそれぞれ表される値である。したがって、既に言及した式（ａ）が満たされる場合、第１光学シート３０の他方の側で、ゴーストが実質的に発生しない角度域Ａｓ内において、正規像９２を明るく観察することが可能となる。同様に、式（ｂ）が満たされる場合、第２光学シート４０の他方の側で、ゴーストが実質的に発生しない角度域Ａｓ内において、正規像９２を明るく観察することが可能となる。
n1a × sin ( arctan（ H1 / W1b ） ≧ n1b ---式（ａ）
n2a × sin ( arctan（ H2 / W2b ） ≧ n2b ---式（ｂ）
【００７３】
さらに、角度域Ａｓにおいて正規像９２が明るく観察されるためにより好ましいのは、ゴーストが実質的に発生しない角度域Ａｓに向けて進む正規光のすべてを、反射面３６，４６で全反射させることである。この場合、角度域Ａｓ内のすべての方向に進む正規光の光量を十分に確保することが可能となり、ゴーストの発生を抑えながら、正規像９２を明るく観察することが可能となる。実際の条件としては、この角度域Ａｓに向けて光学シート３０，４０から出射する光のうちの最も出射角（光学シートの法線方向に対する出射方向の角度）が大きくなる光、すなわち、図７の光Ｌ７と平行な方向に出射する光Ｌ７ａですら、光透過部３５，４５の反射面３６，４６で全反射されるようになっていればよい。
【００７４】
最も条件を厳しくするため、この光Ｌ７ａが、光学シートの主切断面に沿って進むと仮定した場合、この光の反射面３６，４６への入射角度は、第１光学シートにおいて（９０−θ１ｃ’）°となり、第２光学シートにおいて（９０−θ２ｃ’）°となる。ここで、「θ１ｃ’」および「θ２ｃ’」は、上述した式（ｚ１ａ）および式（ｚ２ａ）でそれぞれ表される値である。したがって、既に言及した式（ｃ）が満たされる場合、第１光学シート３０の他方の側で、ゴーストが実質的に発生しない角度域Ａｓ内のすべての方向において、正規像９２を明るく観察することが可能となる。同様に、式（ｄ）が満たされる場合、第２光学シート４０の他方の側で、ゴーストが実質的に発生しない角度域Ａｓ内のすべての方向において、正規像９２を明るく観察することが可能となる。
n1a × sin ( arctan（ H1 / W1a ） ≧ n1b ---式（ｃ）
n2a × sin ( arctan（ H2 / W2a ） ≧ n2b ---式（ｄ）
【００７５】
なお、上述した式（ａ）および式（ｂ）が満たされるとともに、式（ｃ）および式（ｄ）に代えて次の式（ｅ）および式（ｆ）が満たされることも好ましい。
n1a × sin ( arctan（ H1 / W1a ） ＝ n1b ---式（ｅ）
n2a × sin ( arctan（ H2 / W2a ） ＝ n2b ---式（ｆ）
式（ｅ）および式（ｆ）が満たされる場合、ゴーストが実質的に発生しない角度域Ａｓの全域において、正規像９２を明るく観察することができるが、角度域Ａｃでは、正規像９２を明るく観察することができない。ただし、この角度域Ａｃは、光透過部３５，４５で二回反射されて光透過部３５，４５を透過する光Ｌ７に起因したゴーストが視認され得る領域である。したがって、式（ｅ）および式（ｆ）が満たされる場合には、角度域Ａｃにおいて、正規像９２を明るく観察することができなくなるだけでなく、光透過部３５，４５で二回反射されて光透過部３５，４５を透過する光Ｌ７に起因したゴーストがもはや明るく観察さることがなくなる。
【００７６】
さらに、上述した式（ａ）および式（ｂ）が満たされるとともに、式（ｃ）および式（ｄ）に代えて次の式（ｇ）および式（ｈ）が満たされるようにしてもよい。
n1a × sin ( arctan（ H1 / W1a ） ＜ n1b ---式（ｇ）
n2a × sin ( arctan（ H2 / W2a ） ＜ n2b ---式（ｈ）
式（ｇ）および式（ｈ）が満たされる場合、ゴーストが実質的に発生しない角度域Ａｓの一部の方向からは、正規像９２を明るく観察することができなくなるが、光透過部３５，４５で二回反射されて光透過部３５，４５を透過する光Ｌ７に起因したゴーストももはや明るく観察さることがなくなる。すなわち、表示装置１０の用途等に応じて、正規像９２を観察する方向が、角度域Ａｓ内の一部の方向に決まっている場合には、式（ａ）および式（ｂ）とともに、式（ｇ）および式（ｈ）が満たされるようにしてもよい。
【００７７】
ところで、本実施の形態で説明した、光学シート３０，４０においては、光透過部３５，４５の間に低屈折率部３８，４８が設けられている。そして、この低屈折率部３８，４８は、可視光を吸収する機能を有した光吸収粒子３９ｂ，３９ｂを含んでいる。このため、ケーシング１５の外部からケーシング１５の内部へ進む外部からの光を吸収する光が、この光吸収粒子３９ｂ，３９ｂによって吸収され、外部からの光によって、ケーシング１５内の元像が特定の方向から照明されてしまうことを防止することができる。これにより、ゴーストを形成するようになる元像９１からの光の発生自体を効果的に抑制することができる。
【００７８】
また、図４に示すように、光透過部３５，４５が隙間をあけて設けられている場合には、基部３１，４１から低屈折率部３８，４８へ入射する光Ｌ４ａも発生する。このような光は特定の方向から観察されるゴーストを形成し得る。本実施の形態のように、低屈折率部３８，４８が光吸収機能を有している場合には、このような光Ｌ４ａも吸収して、ゴーストの発生を抑制することができる。
【００７９】
以上のような本実施の形態によれば、第１配列方向ｄａに沿った第１光透過部３５の幅Ｗ１が、他方の側（出光側）の端部において一方の側（入光側）の端部よりも狭くなっており、第２配列方向ｄｂに沿った第２光透過部４５の幅Ｗ２が、他方の側（出光側）の端部において一方の側（入光側）の端部よりも狭くなっている。このため、最も感知され易い反射面３６，４６で反射されることなく光透過部３５，４５を透過する光に起因した意図しない像が観察され得る角度域Ａｂを狭くし、且つ、反射面３６，４６で反射されることなく光透過部３５，４５を透過する光に起因した意図しない像および光透過部３５，４５で二回反射されて光透過部３５，４５を透過する光に起因した意図しない像の両方が観察され得ない角度域Ａｓを生じさせることができ、これにより、意図しない像が観察されることを効果的に抑制することができる。
【００８０】
なお、上述した実施の形態に対して様々な変更を加えることが可能である。以下、変形の一例について説明する。
【００８１】
例えば、上述した実施の形態において、元像９１が、実物のモデルからなる例を示したがこれに限られず、元像自体が映像として形成された像であってもよい。
【００８２】
また、上述した実施の形態において、光学パネル２０が一つのみ表示装置１０に設けられている例を示したが、これに限られず、二以上の光学パネル２０が設けられていてもよい。このような変形例においては、第１の光学パネルが、元像からの光によって第１の像を形成し、第２の光学パネルが、第１の像をなす光によって第２の像を形成するようにしてもよい。
【００８３】
さらに、上述した実施の形態において、光学パネル２０に含まれた第１光学シート３０および第２光学シート４０が同一に構成されている例を示したが、これに限られず、第１光学シート３０および第２光学シート４０が、寸法や形状等の構成において互いに異なっていてもよい。
【００８４】
さらに、上述した実施の形態において、光学シート３０，４０の低屈折率部３８，４８に、可視光を吸収する機能を有した光吸収粒子３９ａ，４９ａが混入されている例を示したが、これに限られない。光吸収粒子３９ａ，４９ａに代えて或いは光吸収粒子３９ａ，４９ａに加えて、可視光を反射する機能を有した粒子が低屈折率部３８，４８に加えられてもよいし、低屈折率部３８，４８に粒子が混在されていなくてもよい。
【００８５】
さらに、上述した実施の形態において、光学シート３０，４０が低屈折率部３８，４８を有する例を示したが、これに限られず、低屈折率部３８，４８が設けられていなくてもよい。このような変形例においては、隣り合う二つの光透過部３５，４５の間に、空隙が形成されるようになり、上述の式（ａ）〜（ｈ）が屈折率ｎ１ｂ＝１および屈折率ｎ２ｂ＝１として満たされる場合に、上述した実施の形態において式（ａ）〜（ｈ）が満たされる場合と同様の作用効果を奏することができる。
【００８６】
なお、以上において上述した実施の形態に対するいくつかの変形例を説明してきたが、当然に、複数の変形例を適宜組み合わせて適用することも可能である。
【符号の説明】
【００８７】
１０ 表示装置
１５ ケーシング
２０ 光学パネル
３０ 第１光学シート
３０ａ 一方の側の面、入光側面
３０ｂ 他方の側の面、出光側面
３１ 基部
３５ 第１光透過部
３６ 第１反射面
３７ 第１斜面
３８ 第１低屈折率部
３９ａ 主部
３９ｂ 光吸収粒子
４０ 第２光学シート
４０ａ 一方の側の面、入光側面
４０ｂ 他方の側の面、出光側面
４１ 基部
４５ 第２光透過部
４６ 第２反射面
４７ 第２斜面
４８ 第２低屈折率部
４９ａ 主部
４９ｂ 光吸収粒子
【技術分野】
【０００１】
一方の側から入射する元像からの光の進行方向を変えて他方の側へ透過し、他方の側へ像を表示するための光学パネル、及び、この光学パネルを備える表示装置に関する。とりわけ、本発明は、意図しない像が観察されることを効果的に抑制することができる光学パネルおよび表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１に開示されているように、一方の側から入射する元像からの光の進行方向を変えて他方の側へ透過し、他方の側へ像を表示する装置が知られている。特許文献１に開示された光学結像装置は、並列配列された帯状の反射部を多数有した光制御パネルを二つ有している。各制御パネルにおいて、多数の光反射部は、反射面がパネルの法線方向と平行となるよう、配置されている。二枚の光制御パネルは、光反射部の配列方向が直交するようにして、重ねられている。特許文献１の光学結像装置によれば、各光制御パネルの光反射部にて立体モデルからの光を反射することにより、光制御パネルのパネル面を中心として面対称な位置に、立体モデルの像を結像することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１７５２９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示された装置を用いた場合、すなわち、反射面がマトリクス状に配列された装置を用いた場合、意図しない像が表示されるといった不具合が生じ得る。とりわけ、意図しない像が、本来表示されるべき像が観察され得る方向から観察される場合、すなわち、本来表示されるべき像と同時に観察される場合には、本来表示されるべき像の視認性を著しく劣化させてしまうことになる。
【０００５】
本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、一方の側から入射する元像からの光の進行方向を変えて他方の側へ透過し、他方の側へ像を表示するための光学パネルであって、意図しない像が観察されることを効果的に抑制することが光学パネルを提供することを目的とする。また、本発明は、一方の側から入射する元像からの光の進行方向を変えて他方の側へ透過し、他方の側へ像を表示するための表示装置であって、意図しない像が観察されることを効果的に抑制することが表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明による光学パネルは、
一方の側から入射する元像からの光の進行方向を変えて他方の側へ透過し、他方の側へ像を表示するための光学パネルにおいて、
第１配列方向に配列された複数の第１光透過部であって、前記一方の側から入射する元像からの光を反射する互いに平行な第１反射面を各々が有した複数の第１光透過部を、含む第１光学シートと、
前記第１光学シートの他方の側へ配置された第２光学シートであって、前記第１配列方向と交差する第２配列方向に配列された複数の第２光透過部であって、前記第１光学シートを透過した元像からの光を反射する互いに平行な第２反射面を各々が有した複数の第２光透過部を、含む第２光学シートと、を備え、
前記第１配列方向に沿った前記第１光透過部の幅は、前記他方の側の端部において前記一方の側の端部よりも狭くなっており、前記第２配列方向に沿った前記第２光透過部の幅は、前記他方の側の端部において前記一方の側の端部よりも狭くなっている。
【０００７】
本発明による光学パネルにおいて、前記第１配列方向に沿った前記第１光透過部の幅は、前記一方の側から前記他方の側へ向けて狭くなるようにのみ変化し、前記第２配列方向に沿った前記第２光透過部の幅は、前記一方の側から前記他方の側へ向けて狭くなるようにのみ変化するようにしてもよい。
【０００８】
本発明による光学パネルにおいて、前記第１配列方向に沿った前記第１光透過部の幅は、前記一方の側から前記他方の側へ向けて狭くなるように変化し続け、前記第２配列方向に沿った前記第２光透過部の幅は、前記一方の側から前記他方の側へ向けて狭くなるように変化し続けるようにしてもよい。
【０００９】
本発明による光学パネルにおいて、前記第１光透過部は、前記第１光学シートへの法線方向および前記第１配列方向の両方に平行な前記第１光学シートの断面において、台形形状となっており、前記第２光透過部は、前記第２光学シートへの法線方向および前記第２配列方向の両方に平行な前記第２光学シートの断面において、台形形状となっていてもよい。
【００１０】
本発明による光学パネルにおいて、前記第１光透過部がなす前記台形形状の前記第１反射面に対応する側辺は、当該台形形状の上底および下底と直交し、前記第２光透過部がなす前記台形形状の前記第２反射面に対応する側辺は、当該台形形状の上底および下底と直交するようにしてもよい。
【００１１】
本発明による光学パネルにおいて、前記第１光学シートは、隣り合う二つの前記第１光透過部の間に、前記第１光透過部よりも低屈折率の樹脂を用いて形成された、第１低屈折率部を、さらに有し、前記第２光学シートは、隣り合う二つの前記第２光透過部の間に、前記第２光透過部よりも低屈折率の樹脂を用いて形成された、第２低屈折率部を、さらに有するようにしてもよい。
【００１２】
本発明による光学パネルにおいて、前記第１光学シートへの法線方向および前記第１配列方向の両方に平行な前記第１光学シートの断面において、前記第１光透過部の前記他方の側の端部における前記第１配列方向に沿った幅をＷ１ｂとし、前記第１光学シートへの法線方向に沿った前記第１光透過部の高さをＨ１とし、前記第１光透過部をなす材料の屈折率をｎ１ａとし、前記第１低屈折率部をなす前記樹脂の屈折率をｎ１ｂとすると、次の式（１）が満たされ、
n1a × sin ( arctan（ H1 / W1b ） ≧ n1b ---式（１）
前記第２光学シートへの法線方向および前記第２配列方向の両方に平行な前記第２光学シートの断面において、前記第２光透過部の前記他方の側の端部における前記第２配列方向に沿った幅をＷ２ｂとし、前記第２光学シートへの法線方向に沿った前記第２光透過部の高さをＨ２とし、前記第２光透過部をなす材料の屈折率をｎ２ａとし、前記第２低屈折率部をなす前記樹脂の屈折率をｎ２ｂとすると、次の式（２）が満たされるようにしてもよい。
n2a × sin ( arctan（ H2 / W2b ） ≧ n2b ---式（２）
また、本発明による光学パネルにおいて、式（１）および式（２）が満たされる場合に、さらに、次の式（１ａ）および式（２ａ）が満たされるようにしてもよい。
n1a × sin ( arctan（ H1 / W1a ） ＜ n1b ---式（１ａ）
n2a × sin ( arctan（ H2 / W2a ） ＜ n2b ---式（２ａ）
なお、式（１ａ）および式（２ａ）においては、前記第１光学シートへの法線方向および前記第１配列方向の両方に平行な前記第１光学シートの断面において、前記第１光透過部の前記一方の側の端部における前記第１配列方向に沿った幅をＷ１ａとし、前記第１光学シートへの法線方向に沿った前記第１光透過部の高さをＨ１とし、前記第１光透過部をなす材料の屈折率をｎ１ａとし、前記第１低屈折率部をなす前記樹脂の屈折率をｎ１ｂとするととともに、前記第２光学シートへの法線方向および前記第２配列方向の両方に平行な前記第２光学シートの断面において、前記第２光透過部の前記一方の側の端部における前記第２配列方向に沿った幅をＷ２ａとし、前記第２光学シートへの法線方向に沿った前記第２光透過部の高さをＨ２とし、前記第２光透過部をなす材料の屈折率をｎ２ａとし、前記第２低屈折率部をなす前記樹脂の屈折率をｎ２ｂとしている。
【００１３】
本発明による光学パネルにおいて、前記第１光学シートへの法線方向および前記第１配列方向の両方に平行な前記第１光学シートの断面において、前記第１光透過部の前記一方の側の端部における前記第１配列方向に沿った幅をＷ１ａとし、前記第１光学シートへの法線方向に沿った前記第１光透過部の高さをＨ１とし、前記第１光透過部をなす材料の屈折率をｎ１ａとし、前記第１低屈折率部をなす前記樹脂の屈折率をｎ１ｂとすると、次の式（３）が満たされ、
n1a × sin ( arctan（ H1 / W1a ） ≧ n1b ---式（３）
前記第２光学シートへの法線方向および前記第２配列方向の両方に平行な前記第２光学シートの断面において、前記第２光透過部の前記一方の側の端部における前記第２配列方向に沿った幅をＷ２ａとし、前記第２光学シートへの法線方向に沿った前記第２光透過部の高さをＨ２とし、前記第２光透過部をなす材料の屈折率をｎ２ａとし、前記第２低屈折率部をなす前記樹脂の屈折率をｎ２ｂとすると、次の式（４）が満たされるようにしてもよい。
n2a × sin ( arctan（ H2 / W2a ） ≧ n2b ---式（４）
【００１４】
本発明による光学パネルにおいて、前記第１光学シートへの法線方向および前記第１配列方向の両方に平行な前記第１光学シートの断面において、前記第１光透過部の前記一方の側の端部における前記第１配列方向に沿った幅をＷ１ａとし、前記第１光学シートへの法線方向に沿った前記第１光透過部の高さをＨ１とし、前記第１光透過部をなす材料の屈折率をｎ１ａとし、前記第１低屈折率部をなす前記樹脂の屈折率をｎ１ｂとすると、次の式（５）が満たされ、
n1a × sin ( arctan（ H1 / W1a ） ＝ n1b ---式（５）
前記第２光学シートへの法線方向および前記第２配列方向の両方に平行な前記第２光学シートの断面において、前記第２光透過部の前記一方の側の端部における前記第２配列方向に沿った幅をＷ２ａとし、前記第２光学シートへの法線方向に沿った前記第２光透過部の高さをＨ２とし、前記第２光透過部をなす材料の屈折率をｎ２ａとし、前記第２低屈折率部をなす前記樹脂の屈折率をｎ２ｂとすると、次の式（６）が満たされるようにしてもよい。
n2a × sin ( arctan（ H2 / W2a ） ＝ n2b ---式（６）
【００１５】
本発明による光学パネルにおいて、前記低屈折率部の前記樹脂中に、光吸収性を有した粒子が分散されていてもよい。
【００１６】
本発明による表示装置は、上述した本発明による光学パネルのいずれかを備える。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、意図しない像が観察されることを効果的に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、本発明の一実施の形態を説明するための図であって、表示装置を示す斜視図である。
【図２】図２は、図１の表示装置を示す縦断面図である。
【図３】図３は、図１の表示装置に組み込まれた光学パネルを示す部分斜視図である。
【図４】図４は、図３の光学パネルに組み込まれた光学シートを、その法線方向および光透過部の配列方向の両方に沿った断面において、示す図である。
【図５】図５は、図４と同様の断面において光学シートを示す断面図であって、光学シートの光透過部を一回反射して透過し、像を形成する光の光路を説明するための図である。
【図６】図６は、図４と同様の断面において光学シートを示す断面図であって、光学シートの光透過部を反射せず（素抜けして）透過し、意図しない像（ゴースト）を形成する光の光路を説明するための図である。
【図７】図７は、図４と同様の断面において光学シートを示す断面図であって、光学シートの光透過部を二回反射して透過し、意図しない像（ゴースト）を形成する光の光路を説明するための図である。
【図８】図８は、図４と同様の断面内の各方向からどのような像が観察され得るかを説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。なお、本件明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。
【００２０】
図１〜図８は、本発明による一実施の形態を説明するための図である。このうち、図１および図２は、表示装置を示す斜視図および縦断面図である。図３は、表示装置に組み込まれた光学パネルを示す部分斜視図である。図４〜図８は、光学パネルに組み込まれた光学シートを示す断面図である。
【００２１】
図１および図２に示すように、表示装置１０は、一方の側から入射する元像（元となる像）９１からの光の進行方向を変えて他方の側へ透過させる光学パネル２０と、光学パネル２０を支持するケーシング１５と、を有している。図示された表示装置１０において、円錐形状の立体モデルが元像９１としてケーシング１５内に配置されている。したがって、図示する例においては、ケーシング１５の内側が、光学パネル２０の一方の側、すなわち入光側であって、ケーシングの外側が、光学パネル２０の他方の側である。光学パネル２０は、そのパネル面に平行な異なる二方向ｄａ，ｄｂに元像９１からの光を反射することにより、光学パネル２０の他方の側、すなわち出光側に実像である元像と同一の虚像９２を結像する。
【００２２】
ケーシング１５は、箱状に形成されており、上面１５ａに光学パネル２０を支持している。ケーシング１５の上面１５ａは、例えば４５°だけ、底面１５ｂに対して傾斜している。元像９１となる物体（円錐）は、ケーシング１５内において、光学パネル２０のパネル面への法線方向ｎｄに対面しない位置に配置されている。光学パネル２０によって結像される虚像９２は、光学パネル２０のパネル面への法線方向ｎｄに対面しない位置に観察されるようになる。とりわけ、図示された例では以下に説明する光学パネル２０の構成に応じて、虚像９２は、光学パネル２０のパネル面を中心面として、元像９１と面対称な位置に面対称となる向きにて観察されるようになる。
【００２３】
なお、本明細書において、「シート」、「フィルム」、「板」等の用語は、呼称の違いのみに基づいて、互いから区別されるものではない。したがって、例えば、「シート」はフィルムや板とも呼ばれ得るような部材も含む概念である。一具体例として、「光学シート」には、「光学フィルム」や「光学板」等と呼ばれる部材も含まれる。
【００２４】
また、本明細書において、「シート面（フィルム面、板面、パネル面）」とは、対象となるシート状の部材を全体的かつ大局的に見た場合において対象となるシート状部材の平面方向と一致する面のことを指す。
【００２５】
さらに、本明細書において用いる、形状や幾何学的条件を特定する用語、例えば、「平行」、「直交」、「対称」、「台形」等の用語については、厳密な意味に縛られることなく、同様の光学的機能を期待し得る程度の誤差を含めて解釈することとする。
【００２６】
以下、光学パネル２０の構成および作用効果についてさらに詳述していく。図３に示すように光学パネル２０は、第１光学シート３０と、第１光学シート３０の他方の側、すなわち出光側に配置された第２光学シート４０と、を有している。第１光学シート３０は、シート状の第１基部３１と、第１基部３１上に配列された第１光透過部３５と、を有しており、第２光学シート４０は、シート状の第２基部４１と、第２基部４１上に配列された第２光透過部４５と、を有している。以下において光学シート３０，４０についてさらに詳述するが、以下の説明において、「第１」および「第２」との用語を用いることなく３０番台と４０番台の符号を列記して説明する場合、例えば「光学シート３０，４０」、「基部３１，４１」、「光透過部３５，４５」との用語を用いて説明する場合には、第１光学シート３０および第２光学シート４０の双方に当てはまる説明である。とりわけ図示された本実施の形態では、第１光学シート３０および第２光学シート４０が互いに同一に構成されている。そして、図４〜図８は、同一に構成された第１光学シート３０および第２光学シート４０の両方を示す図となっている。
【００２７】
基部３１，４１は、光透過部３５，４５を支持する層であり、適度な強度および適度な透明性を有するように、適宜構成される。一例として、基部３１，４１の厚さを２０μｍ〜２００μｍとすることができ、このような基部３１，４１として、例えば、二軸延伸ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムを用いることができる。二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムは、適度な透明性と、紫外線照射処理や加熱処理等に対する耐久性と、を有している点で、基部３１，４１としての適用に好適である。
【００２８】
図３に示すように、光透過部３５，４５は、基部３１，４１の他方の側の面（出光側面）上に、当該面と平行な配列方向ｄａ，ｄｂに沿って、配列されている。光透過部３５，４５は、その配列方向ｄａ，ｄｂと交差する方向であって基部３１，４１の他方の側の面と平行な方向に、線状に延びている。とりわけ図示する例においては、光透過部３５，４５は、配列方向ｄａ，ｄｂと直交する方向に直線状に延びている。光透過部３５，４５は、基部３１，４１上に隙間無く配列されていてもよいし、図４に示すように、隙間をあけて基部３１，４１上に配列されていてもよい。
【００２９】
第１光学シート３０の各第１光透過部３５は、一方の側から入射する元像９１からの光を反射する第１反射面３６を有しており、第２光学シート４０の各第２光透過部４５は、一方の側から入射する元像９１からの光を反射する第２反射面４６を有している。第１光学シート３０に含まれる多数の第１光透過部３５の間において、第１反射面３６は互いに平行となっている。また、第２光学シート４０に含まれる多数の第２光透過部４５の間において、第２反射面４６は互いに平行となっている。
【００３０】
図３によく示されているように、第１光学シート３０および第２光学シートは、第１光透過部３５の配列方向ｄａと第２光透過部４５の配列方向ｄｂとが交差するようにして、互いに重ねて配置されている。とりわけ、本実施の形態では、第１光透過部３５の配列方向ｄａと第２光透過部４５の配列方向ｄｂとが直交するようにして、第１光学シート３０および第２光学シートが互いに対して位置決めされている。
【００３１】
ここで説明する形態において、第１光学シート３０は、隣り合う二つの第１光透過部３５の間に配置された第１低屈折率部３８を有し、第２光学シート４０は、隣り合う二つの第２光透過部４５の間に配置された第２低屈折率部４８を有している。図３および図４に示すように、低屈折率部３８，４８は、基部３１，４１上に、光透過部３８，４８と隣接して、配列方向ｄａ，ｄｂに光透過部３８，４８と交互に配列されている。また、低屈折率部３８，４８は、その配列方向ｄａ，ｄｂと交差する方向であって基部３１，４１の他方の側の面と平行な方向に、線状に延びている。すなわち、低屈折率部３８，４８は、光透過部３５，４５と同様にストライプ配列にて、基部４０上に配列されている。
【００３２】
第１低屈折率部３８は、第１光透過部３５よりも低屈折率の樹脂を用いて形成され、第１低屈折率部３８と第１光透過部３５との界面での反射、とりわけ屈折率差に起因した全反射を引き起こすことを意図されている。同様に、第２低屈折率部４８は、第２光透過部４５よりも低屈折率の樹脂を用いて形成され、第２低屈折率部４８と第２光透過部４５との界面での反射、とりわけ屈折率差に起因した全反射を引き起こすことを意図されている。
【００３３】
図４に示すように、本実施の形態では、第１光学シート３０の第１低屈折率部３８および第２光学シート４０の第２低屈折率部４８は、ともに、光透過部３５，４５よりも低屈折率の樹脂からなる主部３９ａ，４９ａと、主部３９ａ，４９ａ中に分散され光吸収粒子３９ｂ，４９ｂと、を含んでいる。光吸収粒子３９ｂ，４９ｂは、可視光を吸収する機能を有した粒状物であり、これにより、光学シート３０，４０において、光透過部３５，４５と低屈折率部３８，４８との界面で反射せずに低屈折率部３８，４８内に入射した光を光吸収粒子３９ｂ，４９ｂで吸収することができる。ここで説明した光学シート３０，４０では、このような光吸収粒子３９ｂ，４９ｂの可視光吸収機能によって、表示される像のコントラストを向上させることができる。
【００３４】
次に、主として図４〜図７を参照しながら、光透過部３５，４５および低屈折率部３８，４８の断面形状について、説明する。図４は、光学シート３０，４０の光透過部３５，４５の配列方向ｄａ，ｄｂおよび光学シート３０，４０の法線方向ｎｄに沿った断面（光学シートの主切断面とも呼ぶ）において、光学シート３０，４０を示す図である。
【００３５】
図４〜図７に示すように、第１光学シートの主切断面において、第１配列方向ｄａに沿った第１光透過部３５の幅Ｗ１は、他方の側（出光側）の端部において一方の側（入光側）の端部よりも狭くなっており、第２光学シートの主切断面において、第２配列方向ｄｂに沿った第２光透過部４５の幅Ｗ２は、他方の側の端部において一方の側の端部よりも狭くなっている。すなわち、出光側端部における第１光透過部３５の幅Ｗ１ｂは、入光側端部における第１光透過部３５の幅Ｗ１ａよりも狭くなっており、出光側端部における第２光透過部４５の幅Ｗ２ｂは、入光側端部における第２光透過部４５の幅Ｗ２ａよりも狭くなっている。このような構成によれば、後述するように、意図しない像がはっきりと現れない方向から、言い換えると、後述する光透過部３５，４５を反射することなく透過する光に起因したゴーストが観察されない方向から、意図した像９２を観察することが可能となる。
【００３６】
とりわけ、図４〜図７に示した例では、第１配列方向ｄａに沿った第１光透過部３５の幅Ｗ１は、一方の側（入光側）から他方の側（出光側）へ向けて狭くなるようにのみ変化し、広くなるように変化することはない。同様に、第２配列方向ｄｂに沿った第２光透過部４５の幅Ｗ２は、一方の側（入光側）から他方の側（出光側）へ向けて狭くなるようにのみ変化し、広くなるように変化することはない。また、図４〜図７に示した例では、第１配列方向ｄａに沿った第１光透過部３５の幅Ｗ１は、一方の側（入光側）から他方の側（出光側）へ向けて狭くなるように変化し続け、第２配列方向ｄｂに沿った第２光透過部４５の幅Ｗ２は、一方の側（入光側）から他方の側（出光側）へ向けて狭くなるように変化し続けている。
【００３７】
さらに、図４〜図７に示した例では、第１光透過部３５の一方の側から他方の側へ伸びる面は、第１光学シートの主切断面において、直線状に形成されており、第２光透過部４５の一方の側から他方の側へ伸びる面は、第２光学シートの主切断面において、直線状に形成されている。さらに、図４〜図７に示すように、第１光透過部３５は、第１光学シートの主切断面において、台形形状となっており、第２光透過部４５は、第２光学シートの主切断面において、台形形状となっている。そして、本実施の形態では、第１光学シートの主切断面において、第１光透過部３５の一方の側から他方の側へ伸びる二つの面３６，３７のうちの一方によって、元像９１からの光を反射して像９２を他方の側へ結像する第１反射面３６が構成されている。同様に、第２光学シートの主切断面において、第２光透過部４５の一方の側から他方の側へ伸びる二つの面４６，４７のうちの一方によって、元像９１からの光を反射して像９２を他方の側へ結像する第２反射面４６が構成されている。
【００３８】
図４〜図７に示すように、第１光透過部３５がなす台形形状の第１反射面３６に対応する一つの側辺は、当該台形形状の上底および下底と直交しており、第２光透過部４５がなす台形形状の第２反射面４６に対応する一つの側辺は、当該台形形状の上底および下底と直交している。すなわち、第１光透過部３５の第１反射面３６は、第１光学シート３０の法線方向に延びており、第２光透過部４５の第２反射面４６は、第２光学シート４０の法線方向に延びている。なお、光透過部３５，４５の断面形状をなす台形形状は、上底が光学シートの他方の側の面３０ｂ，４０ｂをなすように配置され、下底が一方の側に配置されている。
【００３９】
加えて、本実施の形態による光学パネル２０においては、意図しない像が観察されることを効果的に抑制しながら、意図した像９２が観察され得るようにするため、次のように構成されている。まず、第１光学シートの主切断面において、第１配列方向ｄａに沿った第１光透過部３５の他方の側の端部（出光側端部）における幅Ｗ１ｂと、第１光学シートへの法線方向ｎｄに沿った第１光透過部３５の高さＨ１と、第１光透過部３５をなす材料の屈折率ｎ１ａと、第１低屈折率部３８の主部３９ａをなす樹脂の屈折率ｎ１ｂと、が次の式（ａ）を満たすようになっている。同様に、第２光学シートの主切断面において、第２配列方向ｄｂに沿った第２光透過部４５の他方の側の端部（出光側端部）における幅Ｗ２ｂと、第２光学シートへの法線方向ｎｄに沿った第２光透過部４５の高さＨ２と、第２光透過部４５をなす材料の屈折率ｎ２ａと、第２低屈折率部４８の主部４９ａをなす樹脂の屈折率ｎ２ｂと、が次の式（ｂ）を満たすようになっている。式（ａ）または式（ｂ）が満たされる場合、意図しない像が実質的に現れていない状態で、言い換えると後述する光透過部３５，４５で反射しない透過光に起因したゴーストおよび光透過部３５，４５で二回反射した透過光に起因したゴーストのいずれもが観察されない方向から、意図した像９２を明るく観察することが可能となる。
n1a × sin ( arctan（ H1 / W1b ） ≧ n1b ---式（ａ）
n2a × sin ( arctan（ H2 / W2b ） ≧ n2b ---式（ｂ）
【００４０】
さらに、第１光学シートの主切断面において、第１配列方向ｄａに沿った第１光透過部３５の一方の側の端部（出光側端部）における幅Ｗ１ａと、第１光学シートへの法線方向ｎｄに沿った第１光透過部３５の高さＨ１と、第１光透過部３５をなす材料の屈折率ｎ１ａと、第１低屈折率部３８の主部３９ａをなす樹脂の屈折率ｎ１ｂと、が次の式（ｃ）を満たすようになっている。同様に、第２光学シートの主切断面において、第２配列方向ｄｂに沿った第２光透過部４５の一方の側の端部（出光側端部）における幅Ｗ２ａと、第２光学シートへの法線方向ｎｄに沿った第２光透過部４５の高さＨ２と、第２光透過部４５をなす材料の屈折率ｎ２ａと、第２低屈折率部４８の主部４９ａをなす樹脂の屈折率をｎ２ｂと、が次の式（ｄ）を満たすようになっている。式（ｃ）または式（ｄ）が満たされる場合、意図しない像が実質的に現れていない状態で、言い換えると後述する光透過部３５，４５で反射しない透過光に起因したゴーストおよび光透過部３５，４５で二回反射した透過光に起因したゴーストのいずれもが観察されない方向から、意図した像９２を明るく観察することが可能となる。
n1a × sin ( arctan（ H1 / W1a ） ≧ n1b ---式（ｃ）
n2a × sin ( arctan（ H2 / W2a ） ≧ n2b ---式（ｄ）
【００４１】
ところで、図示された例においては、隣り合う二つの光透過部３５，４５は、配列方向ｄａ，ｄｂに沿って隙間をあけて配置されている。このため、隣り合う二つの光透過部３５，４５に設けられた低屈折率部３８，４８は、光学シートの主切断面において、四角形形状、とりわけ、台形形状となっている。低屈折率部３８，４８の断面形状をなす台形形状は、上底が一方の側に配置され、下底が光学シート３０，４０の他方の側の面３０ｂ，４０ｂをなすように配置されている。すなわち、光透過部３５，４５の断面形状をなす台形形状の上底と、低屈折率部３８，４８の断面形状をなす台形形状の下底と、によって、光学シート３０，４０の他方の側の面（出光側面）３０ｂ，４０ｂを形成している。一方、光学シート３０，４０の一方の側の面（入光側面）３０ａ，４０ａは、基部３１，４１によって形成されている。この結果、各光学シート３０，４０は、非常に取り扱い易い、二つの平行な主面を有したシート状の光学部材として構成されている。
【００４２】
ただし、このような例に限られず、隣り合う二つの光透過部３５，４５が、配列方向ｄａ，ｄｂに沿って隣接して配置されていてもよい。この例によれば、隣り合う二つの光透過部３５，４５に設けられた低屈折率部３８，４８は、光学シートの主切断面において、三角形形状、とりわけ、直角三角形形状となる。このような例においても。光学シート３０，４０が、二つの平行な主面を有したシート状の光学部材として構成され得る。
【００４３】
また、本件発明らが鋭意実験を行ったところ、第１光学シートの主切断面において、第１配列方向ｄａに沿った第１光透過部３５の一方の側の端部（出光側端部）における幅Ｗ１ａと、第１配列方向ｄａに沿った第１光透過部３５の他方の側の端部（出光側端部）における幅Ｗ１ｂと、第１光学シートへの法線方向ｎｄに沿った第１光透過部３５の高さＨ１とが、四捨五入によって少数第１位までの数値で評価した際に、次の関係を満たすことが好ましいことが知見された。
２．０ ≦ Ｈ１／Ｗ１ａ ≦ ５．０
１．５ ≦ Ｗ１ａ／Ｗ１ｂ ≦ ３．５
同様に、第２光学シートの主切断面において、第２配列方向ｄｂに沿った第２光透過部４５の一方の側の端部（出光側端部）における幅Ｗ２ａと、第２配列方向ｄｂに沿った第２光透過部４５の他方の側の端部（出光側端部）における幅Ｗ２ｂと、第２光学シートへの法線方向ｎｄに沿った第２光透過部４５の高さＨ２とが、四捨五入によって少数第１位までの数値で評価した際に、次の関係を満たすことが好ましいことが知見された。
２．０ ≦ Ｈ２／Ｗ２ａ ≦ ５．０
１．５ ≦ Ｗ２ａ／Ｗ２ｂ ≦ ３．５
以上の関係が満たされるように光透過部３５，４５が設計される場合には、後述する実質的にゴーストが観察されない観察角度域Ａｓを十分な大きさに確保することができるとともに、像９２を再生する光の透過率を十分な値とすることができ、さらに、光透過部３５，４５を含む光学シート３０，４０を賦型により安価に作製することができる。
【００４４】
以上のような構成からなる光学シート３０，４０は、一例として、つぎのようにして製造され得る。
【００４５】
まず、光透過部３５，４５は、硬化することによって光透過部３５，４５を構成するようになる光透過部構成組成物、例えば、電子線、紫外線等の電離放射線により硬化する特徴を有したエポキシアクリレートプレポリマー等を用いて、作製され得る。具体的には、低屈折率部３８，４８の構成（配置、形状等）に対応した凸部を有した型ロール、言い換えると、光透過部３５，４５の構成（配置、形状等）に対応した凹部を有した型ロールを準備する。当該型ロールとニップロールとの間に基部３１，４１をなすようになる基材シートを送り込み、該基材シートの送り込みに合わせて、光透過部構成組成物を型ロールと基材シートとの間に供給する。その後、基材シート上に供給された未硬化状態で液状の光透過部構成組成物が型ロールの凹部に充填されるように、型ロールおよびニップロールで該光透過部構成組成物を押圧する。このとき、型ロールの凹部の深さより厚くなるように、すなわち、型ロールと基材シートとが接触しないように、光透過部構成組成物を基材シート上に供給しておくことによって、光透過部３５，４５と一体的に形成されるシート状部が基材シートとともに、基部３１，４１を形成するようになる。このようにして基材シートと型ロールとの間に未硬化で液状の光透過部構成組成物を充填した後、電離放射線を照射して該光透過部構成組成物を硬化（固化）させることによって光透過部３５，４５を形成することができる。
【００４６】
次に、低屈折率部３８，４８は、硬化することによって主部３９ａ，４９ａをなすようになる電離放射線により硬化する特徴を有したウレタンアクリレートプレポリマー等と、例えばカーボンブラック等を含む光吸収粒子３９ｂ，４９ｂと、を含んだ未硬化で液状の低屈折率部構成組成物を用いて、作製され得る。まず、先に形成された光透過部３５，４５上に低屈折率部構成組成物を供給する。その後、隣り合う光透過部３５，４５の間の形成された溝、すなわち、型ロールの凸部に対応していた部分の内部に、ドクターブレードを用いながら、低屈折率部構成組成物を充填しつつ、該溝外に溢出した余剰分の低屈折率部構成組成物を掻き落としていく。その後、光透過部３５，４５の間の低屈折率部構成組成物に電離放射線を照射して硬化させることにより、低屈折率部３８，４８が形成される。これにより、基部３１，４１と、基部上にストライプ状に配列された光透過部３５，４５および低屈折率部３８，４８と、を有する光学シート３０，４０が作製される。
【００４７】
次に、以上のように構成された表示装置１０、光学パネル２０および光学シート３０，４０の作用効果について説明する。
【００４８】
図１および図２に示すように、ケーシング１５に支持された光学パネル２０の一方の側（入光側）に、表示対象となる元となる像、すなわち元像９１が配置される。図１および図２に示された例においては、円錐が元像９１として、ケーシング１５内に配置されている。図３に示すように、元像９１からの光は、光学パネル２０へ一方の側から入射し、進行方向を変化させて光学パネル２０を透過し、他方の側へ像９２を形成するようになる。以下においては、このように光学パネル２０の他方の側に形成される像９２を、後述する意図しない像（ゴースト）と区別するため正規像９２とも呼ぶ。また、光学パネル２０の他方の側に正規像９２を形成するようになる元像９１からの光を、後述する意図しない像（ゴースト）を形成する光と区別するため、元像９１からの正規光とも呼ぶ。
【００４９】
元像９１からの光は、光学パネル２０の一方の側に配置された第１光学シート３０へ入射する。第１光学シート３０は、第１配列方向ｄａに配列された多数の第１光透過部３５を有し、各第１光透過部３５は互いに平行な第１反射面３６を有している。各第１反射面３６は、第１光学シート３０の法線方向、言い換えると光学パネル２０の法線方向と平行な面となっている。このため、第１光学シート３０の第１反射面３６は、第１反射面３６と平行な面で鏡面反射された像を形成するように、元像９１からの正規光を反射する。
【００５０】
ただし、第１光学シート３０の他方の側には、第２光学シート４０が配置されている。第２光学シート４０は、第２配列方向ｄｂに配列された多数の第２光透過部４６を有し、各第２光透過部４６は互いに平行な第２反射面４６を有している。各第２反射面４６は、第２光学シート４０の法線方向ｎｄ、言い換えると光学パネル３０の法線方向ｎｄと平行な面となっている。このため、第２光学シート４０の第２反射面４６は、第２反射面４６と平行な面で鏡面反射された像９２を形成するように、第１反射面３６で反射された後の元像９１からの正規光を反射する。
【００５１】
なお、図３に示すように、元像９１の各位置から種々の方向に進む光が、第１光学シート３０内の第１反射面３６および第２光学シート４０内の第２反射面４６で反射され、元像の当該位置９１に対して光学パネル２０のパネル面を中心として面対称な位置へ進む。結果として、光学パネル２０のパネル面を中心として元像９１と面対称な像９２が、光学パネル２０のパネル面を中心として元像９１と面対称な位置に、形成される。観察者１は、光学パネル２０のパネル面を中心として元像９１と面対称な位置に向けて、光学パネル２０から進む出る光の進行方向と逆向きから観察した際に、光学パネル２０の他方の側に結象された象９２を三次元的に把握することができる。
【００５２】
なお、上述したように光学パネル２０の反射面３６，４６は、光学パネル２０の法線方向ｎｄに延びている。したがって、他方の側に結像された正規像９２を観察する際に、観察方向の延長線上に光学パネル２０および元像９１が配置されていたとすると、正規像９２とともに、実像９１そのものが光学パネル越しに、より詳しくは、反射面３６，４６の間から視認されてしまい、正規像９２の視認性が著しく劣化してしまう。このため図１および図２に示すように、元像９１は、光学パネル２０のパネル面への法線方向ｎｄに沿って光学パネル２０に対向しない位置に、配置されている。これにより、観察者は、光学パネル２０のパネル面への法線方向ｎｄに対して一側に傾斜した方向から、再生された正規像９２を観察することになる。この結果、正規像９２とともに、実像９１そのものが光学パネル越しに観察されることが防止される。
【００５３】
ところが、本件発明者らが実験を重ねたところ、図１および図２に示すように、光学パネル２０のパネル面への法線方向ｎｄに沿って光学パネル２０に対向しない位置に元像９１を配置し、且つ、光学パネル２０のパネル面への法線方向ｎｄに対して傾斜した方向から正規像９２を観察したとしても、正規像９２とは異なる像、とりわけ正規像９２と類似した形状を有するゴーストが視認されてしまった。本件発明者らの研究によれば、このような意図しない像の形成は、ケーシング１５内を進む規則的な迷光等が元像９１で反射し、その後に光学パネル２０を透過して観察方向に進み出ていることに起因しているものと考えられ、その一方で、上述した構成による本実施の形態の光学パネル２０によれば、意図しない像が観察されることを効果的に抑制することができた。
【００５４】
本件発明者らは、鋭意研究を重ねた結果として、最も明瞭に視認され得るゴーストは、反射面３６，４６で反射されることなく光透過部３５，４５を透過する光に起因した像であり、次に視認され得るゴーストは、光透過部３５，４５で二回反射されて光透過部３５，４５を透過する光に起因した像であり、その一方で、その他の光に起因した像（例えば、光透過部３５，４５で三回以上反射されて光透過部３５，４５を透過する光に起因した像）は実質的に明瞭には視認され得ないことを知見した。そして、上述した構成の光学パネル２０によれば、最も感知され易い反射面３６，４６で反射されることなく光透過部３５，４５を透過する光に起因した像が観察され得る角度域Ａｂを狭くし、且つ、反射面３６，４６で反射されることなく光透過部３５，４５を透過する光に起因した像および光透過部３５，４５で二回反射されて光透過部３５，４５を透過する光に起因した像の両方が観察され得ない角度域Ａｓを生じさせることができ、これらの結果として、意図しない像が観察されることを効果的に抑制することができる。以下、このような光学作用について、一枚の光学シート３０，４０から出射する光の進行方向を参照しながら、詳しく説明する。
【００５５】
まず、主に図５を参照しながら、正規像９２が観察され得る角度域Ａａについて説明する。前提として、図１および図２に示すように、光学パネル２０のパネル面への法線方向ｎｄに沿って光学パネル２０に対向しない位置に元像９１を配置し、且つ、光学パネル２０のパネル面への法線方向ｎｄに対して傾斜した方向から正規像９２を観察することを想定すると、光学パネル２０の正面方向ｎｄから、光学パネル２０の正面方向ｎｄに対して元像９１と同じ側に傾斜した方向から、正規像９２が観察され得る。
【００５６】
次に、正規像９２が観察され得る観察方向の各光学シート３０，４０の法線方向ｎｄに対する最大角度θ１ａ，θ２ａは、図５の光Ｌ５の光路を取り光学シート３０，４０から出射する方向が、光学シート３０，４０の法線方向ｎｄに対してなす角度である。図５に示すように、この光Ｌ５は、光学シートの主切断面において、光透過部３５，４５の反射面３６，４６と対向する斜面３７，４７の一方の側（入光側）の端部に接する光路で光透過部３５，４５に入射し、反射面３６，４６で反射された後に、光透過部３５，４５の斜面３７，４７の他方の側（出光側）の端部に接する光路で光学シート３０，４０から出射する。
【００５７】
この光Ｌ５が第１光学シート３０の第１光透過部３５内を進む際の進行方向が第１光学シート３０の法線方向ｎｄに対してなす角度θ１ａ’は、次の式（ｘ１ａ）で表される。そして、この光Ｌ５が、第１光学シート３０から出射する際には、式（ｘ１ｂ）で表されるスネルの法則が満たされる。したがって、この光Ｌ５の第１光学シート３０からの出射方向が第１光学シート３０の法線方向ｎｄに対してなす角度θ１ａは、式（ｘ１ｃ）で表される。第１光学シートと同様に、光Ｌ５が第２光学シート４０の第２光透過部４５内を進む際の進行方向が第２光学シート４０の法線方向ｎｄに対してなす角度θ２ａ’は、次の式（ｘ２ａ）で表される。そして、この光Ｌ５が、第２光学シート３０から出射する際には、式（ｘ２ｂ）で表されるスネルの法則が満たされ、この光Ｌ５の第２光学シート４０からの出射方向が第２光学シート４０の法線方向ｎｄに対してなす角度θ２ａは、式（ｘ２ｃ）で表される。
＜第１光学シート＞
θ1a’ ＝ arctan（ ( W1b + W1a ) / H1 ） ---式（x1a）
n1a × sinθ1a’ ＝ sinθ1a ---式（x1b）
θ1a ＝ arcsin ( n1a × sin ( arctan（( W1b + W1a ) / H1 ）) ) ---式（x1c）
＜第２光学シート＞
θ2a’ ＝ arctan（ ( W2b + W2a ) / H2 ） ---式（x2a）
n2a × sinθ2a’ ＝ sinθ2a ---式（x2b）
θ2a ＝ arcsin ( n2a × sin ( arctan（( W2b + W2a ) / H2 ）) ) ---式（x2c）
ここで、第１光学シートの主切断面において、第１光透過部３５の一方の側（入光側）の端部における第１配列方向ｄａに沿った幅をＷ１ａとし、第１光透過部３５の他方の側（出光側）の端部における第１配列方向ｄａに沿った幅をＷ１ｂとし、第１光学シート３０への法線方向ｎｄに沿った第１光透過部３５の高さをＨ１とし、第１光透過部３５をなす材料の屈折率をｎ１ａとしている。また、第２光学シートの主切断面において、第２光透過部４５の一方の側（入光側）の端部における第２配列方向ｄｂに沿った幅をＷ２ａとし、第２光透過部４５の他方の側（出光側）の端部における第２配列方向ｄｂに沿った幅をＷ２ｂとし、第２光学シート４０への法線方向ｎｄに沿った第２光透過部４５の高さをＨ２とし、第２光透過部４５をなす材料の屈折率をｎ２ａとしている。
【００５８】
なお、光学シート３０，４０の法線方向ｎｄに対して図５の光Ｌ５よりも大きく傾斜した方向に進む光は、光透過部３５，４５の反射面３６，４６で反射された後に、傾斜面３７，４７でも反射されることになる。すなわち、正規像９２を形成する正規光とはなり得ない。このため、正規像９２をなす正規光が、第１光学シート３０から出射する角度域Ａａは、第１光学シート３０の法線方向ｎｄに対して、０°より大きく且つ式（ｘ１ｃ）で表される角度θ１ａ以下の角度で傾斜する領域となる。また、正規像９２をなす正規光が、第２光学シート４０から出射する角度域Ａａは、第２光学シート４０の法線方向ｎｄに対して、０°より大きく且つ式（ｘ２ｃ）で表される角度θ２ａ以下の角度で傾斜する領域となる。
【００５９】
次に、主に図６を参照しながら、反射面３６，４６で反射されることなく光透過部３５，４５を透過する光Ｌ６に起因したゴースト（意図しない像）が観察され得る角度域Ａｂについて説明し、その後、主に図７を参照しながら、光透過部３５，４５で二回反射されて光透過部３５，４５を透過する光Ｌ７に起因したゴースト（意図しない像）が観察され得る角度域Ａｃについて説明する。なおここでは、前提として、正規像９２を観察しながらゴーストが観察されるか否かを検討するため、図８に示すように、光学パネル２０のパネル面への法線方向ｎｄに対して、正規像９２が観察され得る角度域Ａａと同じ側に傾斜した角度域について検討する。
【００６０】
反射面３６，４６で反射されることなく光透過部３５，４５を透過する光Ｌ６、すなわち、光透過部を素抜けする光Ｌ６に起因したゴーストは、光学シート３０，４０の法線方向ｎｄから観察され得る。また、反射面３６，４６で反射されることなく光透過部３５，４５を透過する光Ｌ６に起因したゴーストが観察され得る観察方向の各光学シート３０，４０の法線方向に対する最大角度θ１ｂ，θ２ｂは、図６の光Ｌ６の光路を取り光学シート３０，４０から出射する方向が、光学シート３０，４０の法線方向ｎｄに対してなす角度である。図６に示すように、この光Ｌ６は、光学シートの主切断面において、光透過部３５，４５の反射面３６，４６の一方の側（入光側）の端部に接する光路で光透過部３５，４５に入射し、反射面３６，４６および斜面３７，４７で反射されることなく、光透過部３５，４５の斜面３７，４７の他方の側（出光側）の端部に接する光路で光学シート３０，４０から出射する。
【００６１】
この光Ｌ６が第１光学シート３０の第１光透過部３５内を進む際の進行方向が第１光学シート３０の法線方向ｎｄに対してなす角度θ１ｂ’は、次の式（ｙ１ａ）で表される。そして、この光Ｌ６が、第１光学シート３０から出射する際には、式（ｙ１ｂ）で表されるスネルの法則が満たされる。したがって、この光Ｌ６の第１光学シート３０からの出射方向が第１光学シート３０の法線方向ｎｄに対してなす角度θ１ｂは、式（ｙ１ｃ）で表される。第１光学シートと同様に、光Ｌ６が第２光学シート４０の第２光透過部４５内を進む際の進行方向が第２光学シート４０の法線方向ｎｄに対してなす角度θ２ｂ’は、次の式（ｙ２ａ）で表される。そして、この光Ｌ６が、第２光学シート３０から出射する際には、式（ｙ２ｂ）で表されるスネルの法則が満たされ、この光Ｌ６の第２光学シート４０からの出射方向が第２光学シート４０の法線方向ｎｄに対してなす角度θ２ｂは、式（ｙ２ｃ）で表される。
＜第１光学シート＞
θ1b’ ＝ arctan（ W1b / H1 ） ---式（y1a）
n1a × sinθ1b’ ＝ sinθ1b ---式（y1b）
θ1b ＝ arcsin ( n1a × sin ( arctan（ W1b / H1 ）) ) ---式（y1c）
＜第２光学シート＞
θ2b’ ＝ arctan（ W2b / H2 ） ---式（y2a）
n2a × sinθ2b’ ＝ sinθ2b ---式（y2b）
θ2b ＝ arcsin ( n2a × sin ( arctan（ W2b / H2 ）) ) ---式（y2c）
式（ｙ１ａ）、式（ｙ１ｂ）、式（ｙ１ｃ）、式（ｙ２ａ）、式（ｙ２ｂ）および式（ｙ２ｃ）で用いた符号は、既に説明した式（ｘ１ａ）、式（ｘ１ｂ）、式（ｘ１ｃ）、式（ｘ２ａ）、式（ｘ２ｂ）および式（ｘ２ｃ）で用いた符号と同一である。
【００６２】
なお、光学シート３０，４０の法線方向ｎｄに対して図６の光Ｌ６よりも大きく傾斜した方向に進む光は、光透過部３５，４５の斜面３７，４７で少なくとも反射されることになる。このため、最も明瞭に確認されるゴーストを形成する第１反射面３６で反射されることなく第１光透過部３５を透過する光Ｌ６が、第１光学シート３０から出射する角度域Ａｂは、第１光学シート３０の法線方向ｎｄに対して、０°以上、且つ、式（ｙ１ｃ）で表される角度θ１ｂ以下の角度をなす領域となる。また、最も明瞭に確認されるゴーストを形成する第２反射面４６で反射されることなく第２光透過部４５を透過する光Ｌ６が、第２光学シート４０から出射する角度域Ａｂは、第２光学シート４０の法線方向ｎｄに対して、０°以上、且つ、式（ｙ２ｃ）で表される角度θ２ｂ以下の角度をなす領域となる。
【００６３】
一方、図７に示すように、光透過部３５，４５で二回反射されて光透過部３５，４５を透過する光Ｌ７に起因したゴーストが観察され得る観察方向の各光学シート３０，４０の法線方向に対する最小角度θ１ｃ，θ２ｃは、図７の光Ｌ７の光路を取り光学シート３０，４０から出射する方向が、光学シート３０，４０の法線方向ｎｄに対してなす角度である。図７に示すように、この光Ｌ７は、光学シートの主切断面において、光透過部３５，４５の斜面３７，４７の一方の側（入光側）の端部で反射しながら光透過部３５，４５に入射し、その後に光透過部３５，４５の反射面３６，４６の他方の側（出光側）の端部で反射しながら光学シート３０，４０から出射する。
【００６４】
この光Ｌ７が第１光学シート３０の第１光透過部３５内を進む際の進行方向が第１光学シート３０の法線方向ｎｄに対してなす角度θ１ｃ’は、次の式（ｚ１ａ）で表される。そして、この光Ｌ７が、第１光学シート３０から出射する際には、式（ｚ１ｂ）で表されるスネルの法則が満たされる。したがって、この光Ｌ７の第１光学シート３０からの出射方向が第１光学シート３０の法線方向ｎｄに対してなす角度θ１ｃは、式（ｚ１ｃ）で表される。第１光学シートと同様に、光Ｌ７が第２光学シート４０の第２光透過部４５内を進む際の進行方向が第２光学シート４０の法線方向ｎｄに対してなす角度θ２ｃ’は、次の式（ｚ２ａ）で表される。そして、この光Ｌ７が、第２光学シート３０から出射する際には、式（ｚ２ｂ）で表されるスネルの法則が満たされ、この光Ｌ７の第２光学シート４０からの出射方向が第２光学シート４０の法線方向ｎｄに対してなす角度θ２ｃは、式（ｚ２ｃ）で表される。
＜第１光学シート＞
θ1c’ ＝ arctan（ W1a / H1 ） ---式（z1a）
n1a × sinθ1c’ ＝ sinθ1c ---式（z1b）
θ1c ＝ arcsin ( n1a × sin ( arctan（ W1a / H1 ）) ) ---式（z1c）
＜第２光学シート＞
θ2c’ ＝ arctan（ W2a / H2 ） ---式（z2a）
n2a × sinθ2c’ ＝ sinθ2c ---式（z2b）
θ2c ＝ arcsin ( n2a × sin ( arctan（ W2a / H2 ）) ) ---式（z2c）
式（ｚ１ａ）、式（ｚ１ｂ）、式（ｚ１ｃ）、式（ｚ２ａ）、式（ｚ２ｂ）および式（ｚ２ｃ）で用いた符号は、既に説明した式（ｘ１ａ）、式（ｘ１ｂ）、式（ｘ１ｃ）、式（ｘ２ａ）、式（ｘ２ｂ）および式（ｘ２ｃ）で用いた符号と同様となっている。
【００６５】
なお、光学シート３０，４０の法線方向ｎｄに対して図７の光Ｌ７よりも小さく傾斜した方向に進む光は、光透過部３５，４５の斜面３７，４７で反射されたとしても、その後に、反射面３６，４６で反射されることはない。このため、比較的に明瞭に確認されるゴーストを形成する第１光透過部３５で二回反射されて第１光透過部３５を透過する光Ｌ７が、第１光学シート３０から出射する角度域Ａｃは、第１光学シート３０の法線方向ｎｄに対して、式（ｚ１ｃ）で表される角度θ１ｃ以上の角度をなす領域となる。また、比較的に明瞭に確認されるゴーストを形成する第２光透過部４５で二回反射されて第２光透過部４５を透過する光Ｌ７が、第２光学シート４０から出射する角度域Ａｃは、第２光学シート４０の法線方向ｎｄに対して、式（ｚ２ｃ）で表される角度θ２ｃ以上の角度をなす領域となる。
【００６６】
ここで、以上の検討結果を基にして、各光学シート３０，４０の法線方向ｎｄに対して一側に傾斜した方向から当該光学シート３０，４０を観察した際に、正規像９２が観察され得る角度域Ａａ、反射面３６，４６で反射されることなく光透過部３５，４５を透過する光Ｌ６に起因した最も明瞭に確認されるゴーストが観察され得る角度域Ａｂ、および、光透過部３５，４５で二回反射されて光透過部３５，４５を透過する光Ｌ７に起因した比較的に明瞭に確認されるゴーストが観察され得る角度域Ａｃを、図８にまとめて示した。
【００６７】
上述したように、第１光学シートの主切断面において、第１配列方向ｄａに沿った第１光透過部３５の幅Ｗ１は、他方の側（出光側）の端部において一方の側（入光側）の端部よりも狭くなっている。このため、式（ｙ１ｃ）で示される角度θ１ｂが狭くなり、第１反射面３６で反射されることなく第１光透過部３５を透過する光Ｌ６に起因した最も明瞭に確認されるゴーストが観察され得る角度域Ａｂを狭くすることができる。
【００６８】
加えて、出光側端部における第１光透過部３５の幅Ｗ１ｂは、入光側端部における第１光透過部３５の幅Ｗ１ａよりも狭くなっているため、式（ｙ１ｃ）で示される角度θ１ｂが、式（ｚ１ｃ）で示される角度θ１ｃよりも小さくなる。このため、第１反射面３６で反射されることなく第１光透過部３５を透過する光Ｌ６に起因した最も明瞭に確認されるゴースト、および、第１光透過部３５で二回反射されて第１光透過部３５を透過する光Ｌ７に起因した比較的に明瞭に確認されるゴーストの両方が視認され得ない角度域Ａｓが生じることなる。また、式（ｘ１ａ）で示される角度θ１ａは、式（ｙ１ｃ）で示される角度θ１ｂおよび式（ｚ１ｃ）で示される角度θ１ｃのいずれよりも大きくなる。すなわち、第１光学シートの主切断面において、第１配列方向ｄａに沿った第１光透過部３５の幅Ｗ１が、他方の側（出光側）の端部において一方の側（入光側）の端部よりも狭くなっている場合、第１光学シート３０の他方の側（出光側）において、第１反射面３６で反射されることなく第１光透過部３５を透過する光Ｌ６に起因した最も明瞭に確認されるゴースト、および、第１光透過部３５で二回反射されて第１光透過部３５を透過する光Ｌ７に起因した比較的に明瞭に確認されるゴーストの両方が視認され得ない角度域Ａｓにおいて、意図した正規像９２を観察することが可能となる。
【００６９】
また、第１光学シート３０と同様に、第２光学シートの主切断面において、第２配列方向ｄｂに沿った第２光透過部４５の幅Ｗ２は、他方の側（出光側）の端部において一方の側（入光側）の端部よりも狭い、すなわち、出光側端部における第２光透過部４５の幅Ｗ２ｂは、入光側端部における第２光透過部４５の幅Ｗ２ａよりも狭くなっている。したがって、第２反射面４６で反射されることなく第２光透過部４５を透過する光Ｌ６に起因した最も明瞭に確認されるゴーストが観察され得る角度域Ａｂを狭くすることができる。加えて、第２光学シート４０の他方の側（出光側）において、第２反射面４６で反射されることなく第２光透過部４５を透過する光Ｌ６に起因した最も明瞭に確認されるゴースト、および、第２光透過部４５で二回反射されて第２光透過部４５を透過する光Ｌ７に起因した比較的に明瞭に確認されるゴーストの両方が視認され得ない角度域Ａｓにおいて、意図した正規像９２を観察することが可能となる。
【００７０】
以上のことから、光学パネル２０の他方の側において、反射面３６，４６で反射されることなく光透過部３５，４５を透過する光Ｌ６に起因した最も明瞭に確認されるゴースト、および、光透過部３５，４５で二回反射されて光透過部３５，４５を透過する光Ｌ７に起因した比較的に明瞭に確認されるゴーストの両方が視認され得ない角度域Ａｓにおいて、意図した正規像９２を観察することが可能となる。すなわち、これまで視認性を悪化してきたゴーストの発生を抑えながら、正規像９２を明瞭に観察することが可能となる。
【００７１】
ところで、角度域Ａｓにおいて正規像９２が明るく観察されるためには、この角度域Ａｓに向けて進む正規光の少なくとも一部を、反射面３６，４６で全反射させることが有効である。この場合、角度域Ａｓ内の少なくとも一部の方向に進む正規光の光量を十分に確保することが可能となり、ゴーストの発生を抑えながら、正規像９２を明るく観察することが可能となる。実際の条件としては、この角度域Ａｓに向けて光学シート３０，４０から出射する光のうちの最も出射角（光学シートの法線方向に対する出射方向の角度）が小さくなる光、すなわち、図６の光Ｌ６と平行な方向に出射する光Ｌ６ａが、光透過部３５，４５の反射面３６，４６で全反射されるようにすればよい。
【００７２】
最も条件を厳しくするため、この光Ｌ６ａが、光学シートの主切断面に沿って進むと仮定した場合、この光の反射面３６，４６への入射角度は、第１光学シートにおいて（９０−θ１ｂ’）°となり、第２光学シートにおいて（９０−θ２ｂ’）°となる。ここで、「θ１ｂ’」および「θ２ｂ’」は、上述した式（ｙ１ａ）および式（ｙ２ａ）でそれぞれ表される値である。したがって、既に言及した式（ａ）が満たされる場合、第１光学シート３０の他方の側で、ゴーストが実質的に発生しない角度域Ａｓ内において、正規像９２を明るく観察することが可能となる。同様に、式（ｂ）が満たされる場合、第２光学シート４０の他方の側で、ゴーストが実質的に発生しない角度域Ａｓ内において、正規像９２を明るく観察することが可能となる。
n1a × sin ( arctan（ H1 / W1b ） ≧ n1b ---式（ａ）
n2a × sin ( arctan（ H2 / W2b ） ≧ n2b ---式（ｂ）
【００７３】
さらに、角度域Ａｓにおいて正規像９２が明るく観察されるためにより好ましいのは、ゴーストが実質的に発生しない角度域Ａｓに向けて進む正規光のすべてを、反射面３６，４６で全反射させることである。この場合、角度域Ａｓ内のすべての方向に進む正規光の光量を十分に確保することが可能となり、ゴーストの発生を抑えながら、正規像９２を明るく観察することが可能となる。実際の条件としては、この角度域Ａｓに向けて光学シート３０，４０から出射する光のうちの最も出射角（光学シートの法線方向に対する出射方向の角度）が大きくなる光、すなわち、図７の光Ｌ７と平行な方向に出射する光Ｌ７ａですら、光透過部３５，４５の反射面３６，４６で全反射されるようになっていればよい。
【００７４】
最も条件を厳しくするため、この光Ｌ７ａが、光学シートの主切断面に沿って進むと仮定した場合、この光の反射面３６，４６への入射角度は、第１光学シートにおいて（９０−θ１ｃ’）°となり、第２光学シートにおいて（９０−θ２ｃ’）°となる。ここで、「θ１ｃ’」および「θ２ｃ’」は、上述した式（ｚ１ａ）および式（ｚ２ａ）でそれぞれ表される値である。したがって、既に言及した式（ｃ）が満たされる場合、第１光学シート３０の他方の側で、ゴーストが実質的に発生しない角度域Ａｓ内のすべての方向において、正規像９２を明るく観察することが可能となる。同様に、式（ｄ）が満たされる場合、第２光学シート４０の他方の側で、ゴーストが実質的に発生しない角度域Ａｓ内のすべての方向において、正規像９２を明るく観察することが可能となる。
n1a × sin ( arctan（ H1 / W1a ） ≧ n1b ---式（ｃ）
n2a × sin ( arctan（ H2 / W2a ） ≧ n2b ---式（ｄ）
【００７５】
なお、上述した式（ａ）および式（ｂ）が満たされるとともに、式（ｃ）および式（ｄ）に代えて次の式（ｅ）および式（ｆ）が満たされることも好ましい。
n1a × sin ( arctan（ H1 / W1a ） ＝ n1b ---式（ｅ）
n2a × sin ( arctan（ H2 / W2a ） ＝ n2b ---式（ｆ）
式（ｅ）および式（ｆ）が満たされる場合、ゴーストが実質的に発生しない角度域Ａｓの全域において、正規像９２を明るく観察することができるが、角度域Ａｃでは、正規像９２を明るく観察することができない。ただし、この角度域Ａｃは、光透過部３５，４５で二回反射されて光透過部３５，４５を透過する光Ｌ７に起因したゴーストが視認され得る領域である。したがって、式（ｅ）および式（ｆ）が満たされる場合には、角度域Ａｃにおいて、正規像９２を明るく観察することができなくなるだけでなく、光透過部３５，４５で二回反射されて光透過部３５，４５を透過する光Ｌ７に起因したゴーストがもはや明るく観察さることがなくなる。
【００７６】
さらに、上述した式（ａ）および式（ｂ）が満たされるとともに、式（ｃ）および式（ｄ）に代えて次の式（ｇ）および式（ｈ）が満たされるようにしてもよい。
n1a × sin ( arctan（ H1 / W1a ） ＜ n1b ---式（ｇ）
n2a × sin ( arctan（ H2 / W2a ） ＜ n2b ---式（ｈ）
式（ｇ）および式（ｈ）が満たされる場合、ゴーストが実質的に発生しない角度域Ａｓの一部の方向からは、正規像９２を明るく観察することができなくなるが、光透過部３５，４５で二回反射されて光透過部３５，４５を透過する光Ｌ７に起因したゴーストももはや明るく観察さることがなくなる。すなわち、表示装置１０の用途等に応じて、正規像９２を観察する方向が、角度域Ａｓ内の一部の方向に決まっている場合には、式（ａ）および式（ｂ）とともに、式（ｇ）および式（ｈ）が満たされるようにしてもよい。
【００７７】
ところで、本実施の形態で説明した、光学シート３０，４０においては、光透過部３５，４５の間に低屈折率部３８，４８が設けられている。そして、この低屈折率部３８，４８は、可視光を吸収する機能を有した光吸収粒子３９ｂ，３９ｂを含んでいる。このため、ケーシング１５の外部からケーシング１５の内部へ進む外部からの光を吸収する光が、この光吸収粒子３９ｂ，３９ｂによって吸収され、外部からの光によって、ケーシング１５内の元像が特定の方向から照明されてしまうことを防止することができる。これにより、ゴーストを形成するようになる元像９１からの光の発生自体を効果的に抑制することができる。
【００７８】
また、図４に示すように、光透過部３５，４５が隙間をあけて設けられている場合には、基部３１，４１から低屈折率部３８，４８へ入射する光Ｌ４ａも発生する。このような光は特定の方向から観察されるゴーストを形成し得る。本実施の形態のように、低屈折率部３８，４８が光吸収機能を有している場合には、このような光Ｌ４ａも吸収して、ゴーストの発生を抑制することができる。
【００７９】
以上のような本実施の形態によれば、第１配列方向ｄａに沿った第１光透過部３５の幅Ｗ１が、他方の側（出光側）の端部において一方の側（入光側）の端部よりも狭くなっており、第２配列方向ｄｂに沿った第２光透過部４５の幅Ｗ２が、他方の側（出光側）の端部において一方の側（入光側）の端部よりも狭くなっている。このため、最も感知され易い反射面３６，４６で反射されることなく光透過部３５，４５を透過する光に起因した意図しない像が観察され得る角度域Ａｂを狭くし、且つ、反射面３６，４６で反射されることなく光透過部３５，４５を透過する光に起因した意図しない像および光透過部３５，４５で二回反射されて光透過部３５，４５を透過する光に起因した意図しない像の両方が観察され得ない角度域Ａｓを生じさせることができ、これにより、意図しない像が観察されることを効果的に抑制することができる。
【００８０】
なお、上述した実施の形態に対して様々な変更を加えることが可能である。以下、変形の一例について説明する。
【００８１】
例えば、上述した実施の形態において、元像９１が、実物のモデルからなる例を示したがこれに限られず、元像自体が映像として形成された像であってもよい。
【００８２】
また、上述した実施の形態において、光学パネル２０が一つのみ表示装置１０に設けられている例を示したが、これに限られず、二以上の光学パネル２０が設けられていてもよい。このような変形例においては、第１の光学パネルが、元像からの光によって第１の像を形成し、第２の光学パネルが、第１の像をなす光によって第２の像を形成するようにしてもよい。
【００８３】
さらに、上述した実施の形態において、光学パネル２０に含まれた第１光学シート３０および第２光学シート４０が同一に構成されている例を示したが、これに限られず、第１光学シート３０および第２光学シート４０が、寸法や形状等の構成において互いに異なっていてもよい。
【００８４】
さらに、上述した実施の形態において、光学シート３０，４０の低屈折率部３８，４８に、可視光を吸収する機能を有した光吸収粒子３９ａ，４９ａが混入されている例を示したが、これに限られない。光吸収粒子３９ａ，４９ａに代えて或いは光吸収粒子３９ａ，４９ａに加えて、可視光を反射する機能を有した粒子が低屈折率部３８，４８に加えられてもよいし、低屈折率部３８，４８に粒子が混在されていなくてもよい。
【００８５】
さらに、上述した実施の形態において、光学シート３０，４０が低屈折率部３８，４８を有する例を示したが、これに限られず、低屈折率部３８，４８が設けられていなくてもよい。このような変形例においては、隣り合う二つの光透過部３５，４５の間に、空隙が形成されるようになり、上述の式（ａ）〜（ｈ）が屈折率ｎ１ｂ＝１および屈折率ｎ２ｂ＝１として満たされる場合に、上述した実施の形態において式（ａ）〜（ｈ）が満たされる場合と同様の作用効果を奏することができる。
【００８６】
なお、以上において上述した実施の形態に対するいくつかの変形例を説明してきたが、当然に、複数の変形例を適宜組み合わせて適用することも可能である。
【符号の説明】
【００８７】
１０ 表示装置
１５ ケーシング
２０ 光学パネル
３０ 第１光学シート
３０ａ 一方の側の面、入光側面
３０ｂ 他方の側の面、出光側面
３１ 基部
３５ 第１光透過部
３６ 第１反射面
３７ 第１斜面
３８ 第１低屈折率部
３９ａ 主部
３９ｂ 光吸収粒子
４０ 第２光学シート
４０ａ 一方の側の面、入光側面
４０ｂ 他方の側の面、出光側面
４１ 基部
４５ 第２光透過部
４６ 第２反射面
４７ 第２斜面
４８ 第２低屈折率部
４９ａ 主部
４９ｂ 光吸収粒子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の側から入射する元像からの光の進行方向を変えて他方の側へ透過し、他方の側へ像を表示するための光学パネルにおいて、
第１配列方向に配列された複数の第１光透過部であって、前記一方の側から入射する元像からの光を反射する互いに平行な第１反射面を各々が有した複数の第１光透過部を、含む第１光学シートと、
前記第１光学シートの他方の側へ配置された第２光学シートであって、前記第１配列方向と交差する第２配列方向に配列された複数の第２光透過部であって、前記第１光学シートを透過した元像からの光を反射する互いに平行な第２反射面を各々が有した複数の第２光透過部を、含む第２光学シートと、を備え、
前記第１配列方向に沿った前記第１光透過部の幅は、前記他方の側の端部において前記一方の側の端部よりも狭くなっており、前記第２配列方向に沿った前記第２光透過部の幅は、前記他方の側の端部において前記一方の側の端部よりも狭くなっている、光学パネル。
【請求項２】
前記第１光学シートは、隣り合う二つの前記第１光透過部の間に、前記第１光透過部よりも低屈折率の樹脂を用いて形成された、第１低屈折率部を、さらに有し、
前記第２光学シートは、隣り合う二つの前記第２光透過部の間に、前記第２光透過部よりも低屈折率の樹脂を用いて形成された、第２低屈折率部を、さらに有する、請求項１に記載の光学パネル。
【請求項３】
前記第１光学シートへの法線方向および前記第１配列方向の両方に平行な前記第１光学シートの断面において、前記第１光透過部の前記他方の側の端部における前記第１配列方向に沿った幅をＷ１ｂとし、前記第１光学シートへの法線方向に沿った前記第１光透過部の高さをＨ１とし、前記第１光透過部をなす材料の屈折率をｎ１ａとし、前記第１低屈折率部をなす前記樹脂の屈折率をｎ１ｂとすると、次の式（１）が満たされ、
n1a × sin ( arctan（ H1 / W1b ） ≧ n1b ---式（１）
前記第２光学シートへの法線方向および前記第２配列方向の両方に平行な前記第２光学シートの断面において、前記第２光透過部の前記他方の側の端部における前記第２配列方向に沿った幅をＷ２ｂとし、前記第２光学シートへの法線方向に沿った前記第２光透過部の高さをＨ２とし、前記第２光透過部をなす材料の屈折率をｎ２ａとし、前記第２低屈折率部をなす前記樹脂の屈折率をｎ２ｂとすると、次の式（２）が満たされる、請求項２に記載の光学パネル。
n2a × sin ( arctan（ H2 / W2b ） ≧ n2b ---式（２）
【請求項４】
前記第１光学シートへの法線方向および前記第１配列方向の両方に平行な前記第１光学シートの断面において、前記第１光透過部の前記一方の側の端部における前記第１配列方向に沿った幅をＷ１ａとし、前記第１光学シートへの法線方向に沿った前記第１光透過部の高さをＨ１とし、前記第１光透過部をなす材料の屈折率をｎ１ａとし、前記第１低屈折率部をなす前記樹脂の屈折率をｎ１ｂとすると、次の式（３）が満たされ、
n1a × sin ( arctan（ H1 / W1a ） ≧ n1b ---式（３）
前記第２光学シートへの法線方向および前記第２配列方向の両方に平行な前記第２光学シートの断面において、前記第２光透過部の前記一方の側の端部における前記第２配列方向に沿った幅をＷ２ａとし、前記第２光学シートへの法線方向に沿った前記第２光透過部の高さをＨ２とし、前記第２光透過部をなす材料の屈折率をｎ２ａとし、前記第２低屈折率部をなす前記樹脂の屈折率をｎ２ｂとすると、次の式（４）が満たされる、請求項２または３に記載の光学パネル。
n2a × sin ( arctan（ H2 / W2a ） ≧ n2b ---式（４）
【請求項５】
前記第１光学シートへの法線方向および前記第１配列方向の両方に平行な前記第１光学シートの断面において、前記第１光透過部の前記一方の側の端部における前記第１配列方向に沿った幅をＷ１ａとし、前記第１光学シートへの法線方向に沿った前記第１光透過部の高さをＨ１とし、前記第１光透過部をなす材料の屈折率をｎ１ａとし、前記第１低屈折率部をなす前記樹脂の屈折率をｎ１ｂとすると、次の式（５）が満たされ、
n1a × sin ( arctan（ H1 / W1a ） ＝ n1b ---式（５）
前記第２光学シートへの法線方向および前記第２配列方向の両方に平行な前記第２光学シートの断面において、前記第２光透過部の前記一方の側の端部における前記第２配列方向に沿った幅をＷ２ａとし、前記第２光学シートへの法線方向に沿った前記第２光透過部の高さをＨ２とし、前記第２光透過部をなす材料の屈折率をｎ２ａとし、前記第２低屈折率部をなす前記樹脂の屈折率をｎ２ｂとすると、次の式（６）が満たされる、請求項２〜４のいずれか一項に記載の光学パネル。
n2a × sin ( arctan（ H2 / W2a ） ＝ n2b ---式（６）
【請求項６】
前記低屈折率部の前記樹脂中に、光吸収性を有した粒子が分散されている、請求項２〜５のいずれか一項に記載の光学パネル。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の光学パネルを備える、表示装置。
【請求項１】
一方の側から入射する元像からの光の進行方向を変えて他方の側へ透過し、他方の側へ像を表示するための光学パネルにおいて、
第１配列方向に配列された複数の第１光透過部であって、前記一方の側から入射する元像からの光を反射する互いに平行な第１反射面を各々が有した複数の第１光透過部を、含む第１光学シートと、
前記第１光学シートの他方の側へ配置された第２光学シートであって、前記第１配列方向と交差する第２配列方向に配列された複数の第２光透過部であって、前記第１光学シートを透過した元像からの光を反射する互いに平行な第２反射面を各々が有した複数の第２光透過部を、含む第２光学シートと、を備え、
前記第１配列方向に沿った前記第１光透過部の幅は、前記他方の側の端部において前記一方の側の端部よりも狭くなっており、前記第２配列方向に沿った前記第２光透過部の幅は、前記他方の側の端部において前記一方の側の端部よりも狭くなっている、光学パネル。
【請求項２】
前記第１光学シートは、隣り合う二つの前記第１光透過部の間に、前記第１光透過部よりも低屈折率の樹脂を用いて形成された、第１低屈折率部を、さらに有し、
前記第２光学シートは、隣り合う二つの前記第２光透過部の間に、前記第２光透過部よりも低屈折率の樹脂を用いて形成された、第２低屈折率部を、さらに有する、請求項１に記載の光学パネル。
【請求項３】
前記第１光学シートへの法線方向および前記第１配列方向の両方に平行な前記第１光学シートの断面において、前記第１光透過部の前記他方の側の端部における前記第１配列方向に沿った幅をＷ１ｂとし、前記第１光学シートへの法線方向に沿った前記第１光透過部の高さをＨ１とし、前記第１光透過部をなす材料の屈折率をｎ１ａとし、前記第１低屈折率部をなす前記樹脂の屈折率をｎ１ｂとすると、次の式（１）が満たされ、
n1a × sin ( arctan（ H1 / W1b ） ≧ n1b ---式（１）
前記第２光学シートへの法線方向および前記第２配列方向の両方に平行な前記第２光学シートの断面において、前記第２光透過部の前記他方の側の端部における前記第２配列方向に沿った幅をＷ２ｂとし、前記第２光学シートへの法線方向に沿った前記第２光透過部の高さをＨ２とし、前記第２光透過部をなす材料の屈折率をｎ２ａとし、前記第２低屈折率部をなす前記樹脂の屈折率をｎ２ｂとすると、次の式（２）が満たされる、請求項２に記載の光学パネル。
n2a × sin ( arctan（ H2 / W2b ） ≧ n2b ---式（２）
【請求項４】
前記第１光学シートへの法線方向および前記第１配列方向の両方に平行な前記第１光学シートの断面において、前記第１光透過部の前記一方の側の端部における前記第１配列方向に沿った幅をＷ１ａとし、前記第１光学シートへの法線方向に沿った前記第１光透過部の高さをＨ１とし、前記第１光透過部をなす材料の屈折率をｎ１ａとし、前記第１低屈折率部をなす前記樹脂の屈折率をｎ１ｂとすると、次の式（３）が満たされ、
n1a × sin ( arctan（ H1 / W1a ） ≧ n1b ---式（３）
前記第２光学シートへの法線方向および前記第２配列方向の両方に平行な前記第２光学シートの断面において、前記第２光透過部の前記一方の側の端部における前記第２配列方向に沿った幅をＷ２ａとし、前記第２光学シートへの法線方向に沿った前記第２光透過部の高さをＨ２とし、前記第２光透過部をなす材料の屈折率をｎ２ａとし、前記第２低屈折率部をなす前記樹脂の屈折率をｎ２ｂとすると、次の式（４）が満たされる、請求項２または３に記載の光学パネル。
n2a × sin ( arctan（ H2 / W2a ） ≧ n2b ---式（４）
【請求項５】
前記第１光学シートへの法線方向および前記第１配列方向の両方に平行な前記第１光学シートの断面において、前記第１光透過部の前記一方の側の端部における前記第１配列方向に沿った幅をＷ１ａとし、前記第１光学シートへの法線方向に沿った前記第１光透過部の高さをＨ１とし、前記第１光透過部をなす材料の屈折率をｎ１ａとし、前記第１低屈折率部をなす前記樹脂の屈折率をｎ１ｂとすると、次の式（５）が満たされ、
n1a × sin ( arctan（ H1 / W1a ） ＝ n1b ---式（５）
前記第２光学シートへの法線方向および前記第２配列方向の両方に平行な前記第２光学シートの断面において、前記第２光透過部の前記一方の側の端部における前記第２配列方向に沿った幅をＷ２ａとし、前記第２光学シートへの法線方向に沿った前記第２光透過部の高さをＨ２とし、前記第２光透過部をなす材料の屈折率をｎ２ａとし、前記第２低屈折率部をなす前記樹脂の屈折率をｎ２ｂとすると、次の式（６）が満たされる、請求項２〜４のいずれか一項に記載の光学パネル。
n2a × sin ( arctan（ H2 / W2a ） ＝ n2b ---式（６）
【請求項６】
前記低屈折率部の前記樹脂中に、光吸収性を有した粒子が分散されている、請求項２〜５のいずれか一項に記載の光学パネル。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の光学パネルを備える、表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−１１３９０２（Ｐ２０１３−１１３９０２Ａ）
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５７６３７（Ｐ２０１１−２５７６３７）
【出願日】平成２３年１１月２５日（２０１１．１１．２５）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２５日（２０１１．１１．２５）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
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