JP6565510B2 - 光学部材、表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、光学部材及び表示装置に関する。

ヘッドアップディスプレイ（以下、「ＨＵＤ」ともいう）は、例えば、自動車等の乗り物のインストルメントパネル内に配置された映像源からフロントウィンドウに映像光を投影し、運転者に対して各種の情報を表示する映像表示システムである。従来、自動車等の乗り物のフロントウィンドウとしては、一対のガラス基板の間に飛散防止用の中間層を挟み込んだ合わせガラスが使用されており、この合わせガラスをＨＵＤに適用すると、映像光が光の屈折により二重に見えてしまう場合がある。そこで、この光の屈折を抑制するために、中間層の断面を楔形状とした合わせガラスが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

ここで、自動車等の乗り物のフロントウィンドウ（光学部材）は、車種毎に取り付け角度が相違する。そのため、中間層の断面を楔形状とした場合、その厚みや、楔角等は、乗り物への取り付け角度に応じて設計される必要がある。しかし、現状では、中間層の楔形状を取り付け角度に応じて設計することは困難であり、また、中間層の断面を設計通りの楔形状となるように製造することも困難である。

特許第２８１５６９３号公報

そのため、楔形状の中間層を使用する代わりに、斜面に反射層を形成した複数の単位光学形状（プリズム形状）を有する光学シートを一対のガラス基板間に配置する、すなわち、合わせガラスを、ガラス基板、中間層、光学シート、中間層、ガラス基板が順次積層された構成にすることが考えられる。しかし、この場合、光学シートを個別に製造し、その製造した光学シートを、中間層を介してガラス基板間に挟み込む必要があるため、合わせガラスの層構成が増えてしまい製造コストの増加の要因となったり、合わせガラスの製造効率が低下したりしてしまう場合があった。

本発明の課題は、製造コストを低くするとともに、製造効率を向上させることができる光学部材及び表示装置を提供することである。

本発明は、以下のような解決手段により前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されない。
第１の発明は、外界の光を透過するとともに、映像源（２）から投射された映像光を観察者側に反射する光学部材（１）であって、板状の第１支持体（１０）と、前記第１支持体の板面に沿って複数設けられ、板面に対して傾斜した第１傾斜面（２１ａ）を有する単位光学形状部（２０）と、前記第１支持体の前記単位光学形状部が設けられる側の面に配置される中間層（４０）と、前記中間層の前記第１支持体とは反対側の面に設けられる板状の第２支持体（３０）とを備え、前記第１傾斜面には、光を反射する反射層（２２）が設けられていること、を特徴とする光学部材である。
第２の発明は、第１の発明の光学部材（１）において、前記単位光学形状部（２０）は、前記第１支持体（１０）とは相違する材料により形成されていること、を特徴とする光学部材である。
第３の発明は、第１の発明の光学部材（１０１）において、前記単位光学形状部（１２０）は、前記第１支持体（１１０）と同様の材料により形成されていること、を特徴とする光学部材である。
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光学部材（１）と、前記光学部材に映像光を投影する映像源（２）と、を備える表示装置（１００）である。

本発明によれば、製造コストを低くするとともに、製造効率を向上させることができる。

実施形態の表示装置を説明する図である。 実施形態のフロントウィンドウの構成を説明する図である。 単位光学形状部の製造方法を説明する図である。 フロントウィンドウの製造方法を説明する図である。 フロントウィンドウの製造過程において積層体に加える圧力及び温度と時間との関係を示す図である。 単位光学形状部の別な形態を示す図である。 フロントウィンドウの別な形態を示す図である。

以下、本発明に係る光学部材及び表示装置を、自動車のフロントウィンドウに搭載されるヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）に適用した実施形態について説明する。なお、図１を含め、以下に示す各図は、模式的に示した図であり、各部の大きさ、形状は、理解を容易にするために、適宜誇張している。
本明細書中に記載する各部材の寸法等の数値及び材料名等は、実施形態としての一例であり、これに限定されるものではなく、適宜選択して使用してよい。
本明細書中において、形状や幾何学的条件を特定する用語、例えば、平行や直交等の用語については、厳密に意味するところに加え、同様の光学的機能を奏し、平行や直交と見なせる程度の誤差を有する状態も含むものとする。

（実施形態）
図１は、実施形態の表示装置１００を説明する図である。図１（ａ）は、表示装置１００において、フロントウィンドウ１の厚み方向に平行であって、単位光学形状部２０（後述）の配列方向に平行な断面における断面形状を示している。図１（ｂ）は、表示装置１００を自動車の車内側から見た模式図である。

なお、図１を含め以下の説明においては、理解を容易にするために、フロントウィンドウ１の左右方向（幅方向）をＸ方向、上下方向（高さ方向）をＹ方向、厚み方向をＺ方向とする。また、フロントウィンドウ１を中心として、厚み方向（Ｚ方向）の−Ｚ側を観察者側（運転者側、表面側、車内側）とし、＋Ｚ側を背面側（裏面側、車外側）とする。
本実施形態では、光学部材を、自動車のフロントウィンドウ１として用いる例を示すが、これに限定されるものでなく、サイドウィンドウや、リアウィンドウ等に用いてもよく、また、自動車以外の乗り物等の窓等に用いるようにしてもよい。

図１に示すように、表示装置１００は、フロントウィンドウ１と、映像源２と、投射光学系３とから構成される。表示装置１００は、映像源２から投射された映像光を、フロントウィンドウ１を介して運転者（観察者）側に拡大投影する装置である。具体的には、表示装置１００は、映像源２で結像された映像光を、投射光学系３を介してフロントウィンドウ１へ入射させ、フロントウィンドウ１の第１ガラス基板１０に設けられた単位光学形状部２０（後述）により、運転者の眼Ｅに向けて映像情報を反射させる。また、このフロントウィンドウ１は、外界（車外）からの光の一部を、フロントウィンドウ１の背面側から運転者側へ透過させ、映像光と車外から入射する光とを重ねて見せる、いわゆるシースルー機能を備える。

フロントウィンドウ１は、図１に示すように、不図示の自動車の車体（ボディ）の水平方向に対して所定の角度で傾斜した状態で取り付けられている。図１において、フロントウィンドウ１の＋Ｚ側が自動車の前方であり、フロントウィンドウ１の−Ｚ側が自動車の後方（車内側）である。
映像源２は、映像光を表示するマイクロディスプレイであり、例えば、透過型の液晶表示デバイス、反射型の液晶表示デバイス、有機ＥＬ等により構成される。本実施形態では、映像源２は、自動車の速度や、エンジンの回転数等の情報に係る映像光を出射する。
投射光学系３は、映像源２に表示された映像光をフロントウィンドウ１に投射する複数のレンズ群から構成された光学系である。
映像源２及び投射光学系３は、一体型のプロジェクタとして構成され、フロントウィンドウ１の車内側（−Ｚ側）の下方に設けられたインストルメントパネル（不図示）内において、運転者の正面に配置されている。

次に、フロントウィンドウ１の詳細な構成について説明する。
図２は、フロントウィンドウ１の構成を説明する図である。図２（ａ）は、フロントウィンドウ１の部分断面図である。図２（ｂ）は、単位光学形状部２０（後述）を背面側（＋Ｚ側）から観察した様子を示す図であり、単位光学形状部２０の背面側に設けられた中間層４０、第２ガラス基板３０の図示は省略している。
フロントウィンドウ１は、図２（ａ）に示すように、観察者側（車内側、−Ｚ側）から順に、第１ガラス基板（第１支持体）１０、単位光学形状部２０、中間層４０、第２ガラス基板（第２支持体）３０が積層されている。

第１ガラス基板１０は、フロントウィンドウ１の最も車内側（−Ｚ側）に配置された透明な部材である。第１ガラス基板１０としては、例えば、ソーダライムガラス（青板ガラス）、硼珪酸ガラス（白板ガラス）、石英ガラス、ソーダガラス、カリガラス等を用いることができる。また、第１ガラス基板１０の厚みは、２〜３ｍｍの範囲とすることが好ましい。

単位光学形状部２０は、第１ガラス基板１０の背面側（＋Ｚ側）の面に沿うようにして設けられており、左右方向（Ｘ方向）に延在し、上下方向（Ｙ方向）に複数配列されている。また、単位光学形状部２０は、第１ガラス基板１０の背面側に凸になるようにして、厚み方向（Ｚ方向）に平行であって単位光学形状部２０の配列方向（Ｙ方向）に平行な断面（ＹＺ面）における断面形状が、略三角形状に形成されている。
単位光学形状部２０は、第１傾斜面２１ａと、第１傾斜面２１ａに対向する第２傾斜面２１ｂとから構成されており、第１傾斜面２１ａが、単位光学形状部２０の頂部ｔを挟んで第２傾斜面２１ｂより上側（＋Ｙ側）に位置している。

本実施形態の単位光学形状部２０は、図１（ｂ）に示すように、第１ガラス基板１０の背面側の面において、運転席に対向する領域にのみ設けられており、それ以外の領域には設けられていない。そのため、本実施形態のフロントウィンドウ１は、映像源１１から出射した映像を運転者に対してのみ表示させることができる。これにより、本実施形態のフロントウィンドウ１は、映像の反射に寄与しない部分にまで単位光学形状部２０が形成されてしまうのを回避することができ、車外から入射する景色等の光をより鮮明に車内側へ透過させることができる。また、単位光学形状部２０のサイズをフロントウィンドウ１に対して必要最小限にすることができるため、フロントウィンドウ１の製造コストを低減することができる。

第１傾斜面２１ａは、映像源２から出射した映像光が直接入射する面であり、第１傾斜面２１ａの下側（−Ｙ側）の端部が、上側（＋Ｙ側）の端部よりも、厚み方向（Ｚ方向）において背面側（＋Ｚ側）に位置している。また、各単位光学形状部２０の第１傾斜面２１ａの全面には、反射層２２が形成されている。
第２傾斜面２１ｂは、映像源２から出射した映像光が直接入射しない面であり、第２傾斜面２１ｂの上側（＋Ｙ側）の端部が、下側（−Ｙ側）の端部よりも、厚み方向（Ｚ方向）において背面側（＋Ｚ側）に位置している。

単位光学形状部２０において、第１傾斜面２１ａが第１ガラス基板１０の背面側の面（ＸＹ面に平行な面）となす角度は、αである。また、第２傾斜面２１ｂが第１ガラス基板１０の背面側の面（ＸＹ面に平行な面）となす角度は、β（β＞α）である。更に、単位光学形状部２０の配列ピッチは、Ｐであり、単位光学形状部２０の高さ（厚み方向における単位光学形状部２０の頂部ｔから単位光学形状部２０間の谷部ｖまでの寸法）は、ｈである。これらの角度、寸法は、フロントウィンドウ１を自動車に取り付けたときの傾斜角度、映像源２からの映像光の投射角度等に応じて適宜設定される。

単位光学形状部２０は、光透過性を有する材料であって、第１ガラス基板１０とは相違する材料により形成されており、例えば、紫外線硬化型樹脂や、ＳＯＧ（スピンオングラス）材等を用いることができる。ここで、ＳＯＧ材は、シロキサン結合を有する無機材料であり、主鎖骨格がＳｉ−Ｏ結合からなり、分子間架橋によりシロキサン結合のネットワークが形成されたもの（シルセスキオキサン、ハイドロジェンシルセスキオキサン）や、ポリシラザンを使用することができる。また、紫外線硬化樹脂は、例えば、シリコン系樹脂（シロキサン骨格、カチオン系）や、エポキシ樹脂を使用することができる。
本実施形態の単位光学形状部２０は、第１ガラス基板１０に対する屈折率差が小さく、また、第１ガラス基板１０への密着性が良好なＳＯＧ材により形成されている。これにより、フロントウィンドウ１を通過する光が、単位光学形状部２０及び第１ガラス基板１０間で屈折してしまうのを抑制することができる。
単位光学形状部２０は、例えば、第１ガラス基板１０の背面側の面に、ＳＯＧ材を塗布し、単位光学形状部２０に対応する凹凸形状を有した成形型を押圧させ、硬化及び離型させることによって形成される。

反射層２２は、単位光学形状部２０の第１傾斜面２１ａ上に形成された層である。反射層２２は、入射した光のうち、一部を反射し、その他を透過する透過型の反射層、いわゆるマジックミラーである。反射層２２の反射率と透過率の割合は、適宜設定することができるが、映像光を良好に反射させるとともに、自動車の進行方向側から入射する光を十分に透過させて、観察者である運転者の視界を良好に保つ観点から、透過率が７０％以上の範囲であることが望ましい。
反射層２２は、光反射性の高い金属、例えば、アルミニウム、銀、ニッケル等により形成されている。本実施形態では反射層２２は、アルミニウムを蒸着することにより形成されている。また、これに限らず、反射層２２は、光反射性の高い金属をスパッタリングしたり、金属箔を転写したり、金属薄膜を含有した塗料を塗布したりする等により形成されてもよい。

第２ガラス基板３０は、フロントウィンドウ１の最も背面側（＋Ｚ側）に配置された透明な部材である。第２ガラス基板３０は、第１ガラス基板１０と同様の材料により構成されており、例えば、ソーダライムガラス（青板ガラス）、硼珪酸ガラス（白板ガラス）、石英ガラス、ソーダガラス、カリガラス等を用いることができる。また、第２ガラス基板３０の厚みは、２〜３ｍｍの範囲とすることが好ましい。

中間層４０は、第１ガラス基板１０（単位光学形状部２０）と第２ガラス基板３０との間に配置された層であり、第１ガラス基板１０及び第２ガラス基板３０を接合している。中間層４０は、フロントウィンドウ１の破損時に、第１ガラス基板１０や、第２ガラス基板３０の破片が飛散するのを防止するために設けられている。
中間層４０としては、例えば、ＰＶＢ（ポリビニルブチラール）を用いることができる。中間層４０の厚みは、０．３〜０．８ｍｍの範囲とすることが好ましい。また、中間層４０の屈折率は、フロントウィンドウ１内における光の屈折を回避する観点から、各ガラス基板１０、３０と同等であることが望ましい。

本実施形態のフロントウィンドウ１において、中間層４０は、フロントウィンドウ１の上端部（＋Ｙ方向の最上端部）から下端部（−Ｙ方向の最下端部）までの範囲において層厚がほぼ均等となるように構成されている。すなわち、本実施形態のフロントウィンドウ１において、中間層４０のＹＺ断面は、楔形状ではなく、フロントウィンドウ１の上端部から下端部までの範囲において層厚が均等な略矩形状となる。したがって、本実施形態のフロントウィンドウ１は、上述の特許文献１に記載されているように中間層の断面を楔形状とした従来の合わせガラスに比べて設計及び製造が容易となり、また、製造コストも低減することができる。

次に、本実施形態のフロントウィンドウ１に入射する映像光Ｌ及び車外から入射する光Ｇの動きについて説明する。
図１（ａ）に示すように、映像源２から投射された映像光Ｌは、投射光学系３を介して、フロントウィンドウ１の観察者側の面へ入射する。フロントウィンドウ１に入射した映像光の一部Ｌは、第１ガラス基板１０を透過して単位光学形状部２０に入射する。
そして、単位光学形状部２０に入射した映像光Ｌの一部の光Ｌ１は、第１傾斜面２１ａに入射して、反射層２２において観察者（運転者）側へ反射する。また、映像光Ｌの他の一部の光Ｌ２は、マジックミラー状に形成された反射層２２を透過した後に、中間層４０、第２ガラス基板３０を更に透過して、フロントウィンドウ１の背面側（＋Ｚ側）の面から出射する。
更に、映像光Ｌの他の一部の光Ｌ３は、フロントウィンドウ１の第１ガラス基板１０の表面で反射することとなるが、フロントウィンドウ１の斜め上側（＋Ｙ側）へ反射するため、そのほとんどが観察者の眼Ｅには届くことはない。

自動車の車外から入射する景色等の光Ｇは、図１（ａ）に示すように、フロントウィンドウ１の背面側（＋Ｚ側）の面から入射し、その一部の光Ｇ１は、反射層２２を透過して観察者（運転者）側へと届く。また、別な一部の光Ｇ２は、第２傾斜面２１ｂを通過して観察者（運転者）側へと届く。
更に、他の光Ｇ３は、反射層２２において反射することとなるが、フロントウィンドウ１の斜め上側へ反射し、中間層４０及び第２ガラス基板３０を透過して、フロントウィンドウ１の背面側（＋Ｚ側）の面から出射する。
このように、本実施形態のフロントウィンドウ１は、反射層２２により映像源１１から出射された自動車の速度等の情報の映像を運転者側へ反射させるとともに、フロントウィンドウ１越しに見える車外の景色等の光を透過させることができる。これにより、自動車を運転する運転者は、前方（自動車の進行方向）から目を逸らせることなく、走行速度等の情報を確認することができ、安全に自動車を運転することができる。

次に、本実施形態の単位光学形状部２０の形成方法について説明する。
図３は、単位光学形状部２０の製造方法を説明する図である。図３（ａ）〜（ｄ）は、単位光学形状部２０が製造されるまでの過程を示す図である。
図３（ａ）に示すように、第１ガラス基板の背面側の面であって、運転席に対向する領域にＳＯＧ材をスピンコート法により塗布する。
それから、２５℃の雰囲気下において、図３（ｂ）に示すように、ＳＯＧ材上に単位光学形状部２０に対応する凹凸形状を有した成形型を載置して、約１ｋｇ／ｃｍ^２の押圧力をかけて、１５分間放置させてＳＯＧ材を硬化させ、硬化した後に離型する。
これにより、図３（ｃ）に示すように、第１ガラス基板１０の背面側の面に単位光学形状部２０が成形される。
最後に、図３（ｄ）に示すように、成形された単位光学形状部２０の第１傾斜面２１ａ上にアルミニウム等の蒸着金属を所定の厚みで蒸着させて、第１傾斜面２１ａ上に反射層２２を形成する。以上により、第１ガラス基板１０の背面側に、反射層２２が設けられた単位光学形状部２０が形成される。

なお、反射層２２は、上述の蒸着による形成方法の他、光反射性の高い金属をスパッタリングしたり、金属箔を転写したり、金属薄膜を含有した塗料を塗布したりする等の方法により形成されるようにしてもよい。例えば、金属箔を転写する場合、単位光学形状部２０の成形型に設けられた凹凸形状の第１傾斜面２１ａに対応する面に金属箔膜を形成しておき、単位光学形状部２０の成形と同時に金属薄膜が第１傾斜面２１ａ上に転写され、反射層２２と単位光学形状部２０とを同時に製造するようにしてもよい。

次に、フロントウィンドウ１の製造方法について説明する。
図４は、フロントウィンドウの製造方法を説明する図である。図４（ａ）及び図４（ｂ）は、フロントウィンドウが製造されるまでの過程を示す図であり、図４（ｃ）は、図４（ａ）の別な形態を示す図である。
図５は、フロントウィンドウの製造過程において積層体に加える圧力及び温度と時間との関係を示す図である。

まず、図４（ａ）に示すように、第１ガラス基板１０の単位光学形状部２０が形成された側の面上に、中間層４０を構成するシート状のＰＶＢフィルムを配置し、更にその上に第２ガラス基板３０を積層して、第１ガラス基板１０及び第２ガラス基板３０を仮圧着する。
それから、第１ガラス基板１０、中間層４０、第２ガラス基板３０が順に積層された積層体をオートクレーブ圧力釜内に配置して、所定の温度環境下において、所定の圧力をかけて、第１ガラス基板１０及び第２ガラス基板３０を中間層４０により密着させる。ここで、積層体にかける温度及び圧力は、例えば、時間経過とともに変化させるようにしてもよい。例えば、図５に示すように、温度は、室温から６０分かけて１３０度まで上昇させ、６０分間１３０度を維持した後に、６０分かけて４０度まで下げる。また、圧力は、温度を上昇させるのと同時に、６０分かけて１．２７ＭＰａまで圧力を上昇させ、６０分間１．２７ＭＰａを維持した後、６０分かけて圧力を０．１ＭＰａまで下げる。これにより、第１ガラス基板１０及び第２ガラス基板３０とは、中間層４０によって接合され、図４（ｂ）に示すように、フロントウィンドウ１が完成する。

ここで、単位光学形状部２０の高さｈが、中間層４０の層厚み対して非常に小さい（高さｈ／中間層の厚み≦０．１）場合、図４（ａ）に示すように、中間層４０を構成するＰＶＢフィルムを１枚使用することで、第１ガラス基板１０に設けられた各単位光学形状部２０間の空隙にも図４（ｂ）に示すように中間層４０が隙間なく形成される。
しかし、単位光学形状部２０の高さｈが、中間層４０の層厚み対してある程度大きい（高さｈ／中間層の厚み＞０．１）場合、第１ガラス基板１０が単位光学形状部２０間の空隙部にまで十分に行き渡らず、単位光学形状部２０の近傍だけ第１ガラス基板１０及び第２ガラス基板３０の接合が、他の領域に比して弱くなってしまう可能性がある。そのため、このような場合、フロントウィンドウ１は、図４（ｃ）に示すように、単位光学形状部２０の高さｈと略等しい厚みのＰＶＢフィルムを、第１ガラス基板１０及び第２ガラス基板３０間の単位光学形状部２０が形成されない領域に更に加えた上で製造される。これにより、中間層４０を単位光学形状部２０間の空隙に隙間なく形成することができ、第１ガラス基板及び第２ガラス基板を強固に密着させることができる。

以上より、本実施形態のフロントウィンドウ１は、第１支持体１０の背面側（＋Ｚ側）の面に沿って単位光学形状部２０が複数設けられ、その単位光学形状部２０の第１傾斜面２１ａに反射層２２が形成されている。そのため、本実施形態のフロントウィンドウ１は、上述の特許文献１に記載の楔形状の中間層を有したフロントウィンドウや、ガラス基板間にプリズムシートを挟み込む形態のフロントウィンドウに比して、製造コストを低減させるとともに、製造効率を向上させることができる。
また、本実施形態のフロントウィンドウ１は、単位光学形状部２０がＳＯＧ材により形成され、第１ガラス基板１０がソーダライムガラス等で形成されており、両者が互いに相違する材料により形成されている。これにより、フロントウィンドウ１は、第１ガラス基板１０の背面側の面を直接加工等することなく、容易に単位光学形状部２０を設けることができ、製造効率をより向上させることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、後述する変形形態のように種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。また、実施形態に記載した効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、実施形態に記載したものに限定されない。なお、前述した実施形態及び後述する変形形態は、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。

（変形形態）
図６は、単位光学形状部の別な形態を示す図である。図６の各図は、図２（ａ）に対応する断面図である。
図７は、フロントウィンドウの別な形態を示す図である。
（１）上述の実施形態において、単位光学形状部２０は、第１ガラス基板１０の背面側の面に設けられる例を示したが、これに限定されるものでない。
例えば、単位光学形状部２０は、図６（ａ）に示すように、第２ガラス基板３０の観察者側（−Ｚ側）の面に設けられるようにしてもよい。この場合、反射層２２が形成される第１傾斜面２１ａが、単位光学形状部２０の頂部ｔを挟んで第２傾斜面２１ｂより下側（−Ｙ側）に位置するように形成される。また、第１傾斜面２１ａは、その下側（−Ｙ側）の端部が、上側（＋Ｙ側）の端部よりも、厚み方向（Ｚ方向）において背面側（＋Ｚ側）に位置するように形成される。更に、第２傾斜面２１ｂは、その上側（＋Ｙ側）の端部が、下側（−Ｙ側）の端部よりも、厚み方向（Ｚ方向）において背面側（＋Ｚ側）に位置に形成される。

（２）上述の実施形態において、単位光学形状部２０は、第１ガラス基板１０と相違する材料により構成される例を示したが、これに限定されるものでない。
単位光学形状部２０は、第１ガラス基板１０と同様の材料により形成されるようにしてもよい。この場合、単位光学形状部２０は、第１ガラス基板１０を成形する成形型に単位光学形状部２０に対応する凹凸形状を設け、第１ガラス基板１０の成形時に同時に成形されるようにしたり、第１ガラス基板１０の背面側の面をレーザ加工等することにより形成されるようにしたりすることができる。これにより、単位光学形状部２０は、第１ガラス基板１０と屈折率を同等にすることができ、フロントウィンドウ１０１内を通過する光の屈折を極力抑制することができる。
また、この場合、単位光学形状部２０は、第１ガラス基板１０の背面側の面から凸となる形態だけでなく、図６（ｂ）に示すように、第１ガラス基板１０の背面側の面から凹となる形態にしてもよい。

（３）上述の実施形態において、単位光学形状部２０は、第１ガラス基板１０の運転席に対応する領域にのみ設けられる例を示したが、これに限定されるものでない。
例えば、フロントウィンドウ１は、図７に示すように、単位光学形状部２０が、第１ガラス基板１０の下側（−Ｙ側）の領域に設けられるようにしてもよい。これにより、フロントウィンドウ１は、運転席に座る運転者だけでなく、助手席に座る同乗者に対しても映像源から出射した映像を表示することができる。
また、単位光学形状部２０は、第１ガラス基板１０の全面に設けられるようにしてもよい。この場合、反射層２２は、各単位光学形状部２０の全ての第１傾斜面２１ａに設けられるようにしてもよく、また、一部の第１傾斜面２１ａにのみ設けられるようにしてもよい。

（４）上述の実施形態において、単位光学形状部２０は、ＳＯＧ材で形成される例を示したが、これに限定されるものでなく、光透過性を有した樹脂、例えば、紫外線硬化型樹脂等により形成されるようにしてもよい。

（５）上述の実施形態において、映像源２は、運転者の前方に設けられたインストルメントパネル内において、運転者の正面に配置される例を示したが、これに限定されるものでない。映像源は、運転者の正面以外、例えば、助手席側のインストルメントパネル内に配置され、映像光を斜め方向から出射するようにしてもよい。この場合、映像光を適正に運転者側へ反射させる観点から、単位光学形状部２０の配列方向は、映像源から出射される映像光の進行方向に平行又は略平行な方向にするのが望ましい。

（６）上述の実施形態において、単位光学形状部２０に設けられる反射層２２がハーフミラー（マジックミラー）状の半透過型の反射層である例を示したが、これに限定されるものでない。例えば、フロントウィンドウではなく、リアウィンドウ等として用いるのであれば、反射層２２は、第１傾斜面２１ａに入射した光を完全に反射する反射層であってもよい。

（７）上述の実施形態において、光学部材を自動車のフロントウィンドウ１として表示装置（ＨＵＤ）に適用した例について説明したが、これに限定されるものでない。例えば、光学部材は、室内用のパーテーションにも適用してもよく、また、背景等の外界の光を透過する店舗等のショーウィンドウ等にも適用してもよい。

（８）上述の実施形態において、反射層２２は、第１傾斜面２１ａの全面に設けられる例を示したが、これに限定されるものでなく、第１傾斜面２１ａの一部に設けられるようにしてもよい。このようにすることで、映像源２から出射した光を反射層２２により反射するとともに、車外から入射する光を第１傾斜面２１ａの反射層２２が形成されていない部位から車内側へ透過させることができ、フロントウィンドウ越しに見える景色等の光をより鮮明な状態で透過することができる。

１ フロントウィンドウ
２ 映像源
１０ 第１ガラス基板
２０ 単位光学形状部
２１ａ 第１傾斜面
２１ｂ 第２傾斜面
２２ 反射層
３０ 第２ガラス基板
４０ 第１中間層
１００ 表示装置

Claims (5)

1. 外界の光を透過するとともに、映像源から投射された映像光を観察者側に反射する光学部材であって、
   板状の第１支持体と、
   前記第１支持体の一方の面上に設けられ、前記第１支持体の板面に沿って複数連続して配列され、板面に対して傾斜した第１傾斜面を有する単位光学形状部と、
   前記第１支持体の前記単位光学形状部が設けられる側の面に配置される中間層と、
   前記中間層の前記第１支持体とは反対側の面に設けられる板状の第２支持体とを備え、
   前記第１傾斜面には、光を反射する反射層が設けられ、
   前記単位光学形状部は、その配列方向に平行であって、前記第１支持体の厚み方向に平行な断面における断面形状が略三角形状であること、
   を特徴とする光学部材。
2. 請求項１に記載の光学部材において、
   前記単位光学形状部は、前記第１支持体とは相違する材料により形成されていること、
   を特徴とする光学部材。
3. 請求項１又は請求項２に記載の光学部材において、
   前記第１支持体は、ガラス板であり、
   前記単位光学形状部は、ＳＯＧ材により形成されていること、
   を特徴とする光学部材。
4. 請求項１に記載の光学部材において、
   前記単位光学形状部は、前記第１支持体と同様の材料により形成されていること、
   を特徴とする光学部材。
5. 請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の光学部材と、
   前記光学部材に映像光を投影する映像源と、
   を備える表示装置。

Images