本發(fā)明涉及光學(xué)元件、顯示裝置、以及光學(xué)元件的制造方法。

背景技術(shù)：

近年來，作為一種可穿戴信息設(shè)備，可提供裝戴于頭戴式顯示器等的觀察者的頭部而使用的方式的圖像顯示裝置。另外，公知有所謂的透視型的圖像顯示裝置，即：在觀察者裝戴了圖像顯示裝置時，能夠同時視認由顯示元件生成的圖像與觀察者的外界的像雙方的圖像顯示裝置。例如下述的專利文獻1公開有，具備：圖像生成裝置、以及包含由衍射光柵構(gòu)成的圖像取出系統(tǒng)的光引導(dǎo)部件的透視型的顯示裝置系統(tǒng)。

專利文獻1：日本特開2004-157520號公報

例如在專利文獻1的顯示裝置系統(tǒng)中，只要觀察者的眼的位置如裝置的設(shè)計那樣，則能夠視認均勻的圖像。然而，存在在眼的位置相對于來自圖像顯示裝置的射出光平行地移動的情況下，由于衍射光柵的條紋圖案而視認格紋狀的圖案的課題。另外，與衍射光柵存在于觀察者的眼前同等，存在從外界到達的光衍射，外界的像看起來模糊的課題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個方式是為了解決上述課題中的至少一個而完成的。即，本發(fā)明的一個方式目的之一在于提供能夠減少視認格紋狀的圖案的顯示裝置。或者，本發(fā)明的一個方式目的之一在于提供能夠減少外界的像看起來模糊的顯示裝置。另外，本發(fā)明的一個方式目的在于提供適用于上述的顯示裝置的光學(xué)元件。另外，本發(fā)明的一個方式目的在于提供上述的光學(xué)元件的制造方法。

為了實現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明的一個方式的光學(xué)元件具備：多個半反射鏡，它們以隔開間隔的方式相互平行地設(shè)置，使圖像光以及外界光的一部分反射，并使上述圖像光以及上述外界光的另一部分透過；以及透光性部件，其對上述多個半反射鏡進行支承，上述透光性部件具有：使上述圖像光以及上述外界光入射的入射面、以及使上述圖像光以及上述外界光射出的射出面，上述多個半反射鏡分別相對于上述入射面以及上述射出面傾斜地配置，并且具有反射率沿著傾斜方向而不同的多個區(qū)域。

在本發(fā)明的一個方式的光學(xué)元件中，多個半反射鏡分別具有反射率沿著傾斜方向而不同的多個區(qū)域，因此圖像光透過至少一部分的半反射鏡，在通過其他的半反射鏡反射而射出時，能夠使從多個半反射鏡分別射出的圖像光的強度均勻地靠近。由此，能夠減少由圖像光產(chǎn)生的格紋狀的圖案。另外，外界光的一部分透過一個半反射鏡，另一方面，外界光的另一部分在一個半反射鏡反射后，能夠使在其他半反射鏡再次反射而射出時也從多個半反射鏡分別射出的外界光的強度均勻地靠近。由此，能夠減少外界的像的模糊。

在本發(fā)明的一個方式的光學(xué)元件中，優(yōu)選，上述半反射鏡與上述射出面所成的角度為45°以上且不足90°，上述半反射鏡具有：在上述傾斜方向上位于靠近上述射出面的一側(cè)且上述反射率相對較高的高反射率區(qū)域；和在上述傾斜方向上位于比上述高反射率區(qū)域遠離上述射出面的一側(cè)且上述反射率比上述高反射率區(qū)域低的低反射率區(qū)域。

根據(jù)該結(jié)構(gòu)，在半反射鏡與射出面所成的角度為45°以上且不足90°的情況下，能夠使從多個半反射鏡分別射出的圖像光的強度均勻地靠近。由此，能夠減少因圖像光引起的格紋狀的圖案。

在本發(fā)明的一個方式的光學(xué)元件中，優(yōu)選，上述半反射鏡與上述射出面所成的角度不足45°，上述半反射鏡具有：在上述傾斜方向上位于靠近上述射出面的一側(cè)且上述反射率相對低的低反射率區(qū)域；以及在上述傾斜方向上位于比上述低反射率區(qū)域遠離上述射出面的一側(cè)且上述反射率比上述低反射率區(qū)域高的高反射率區(qū)域。

根據(jù)該結(jié)構(gòu)，在半反射鏡與射出面所成的角度不足45°的情況下，能夠使從多個半反射鏡分別射出的外界光的強度均勻地靠近。由此，能夠減少外界的像的模糊。

在本發(fā)明的一個方式的光學(xué)元件中，優(yōu)選，上述半反射鏡由金屬膜構(gòu)成。

根據(jù)該結(jié)構(gòu)，通過使金屬膜的膜厚根據(jù)區(qū)域而不同，能夠形成反射率不同的多個區(qū)域。

在本發(fā)明的一個方式的光學(xué)元件中，優(yōu)選，上述半反射鏡由電介質(zhì)多層膜構(gòu)成。

根據(jù)該結(jié)構(gòu)，通過使電介質(zhì)多層膜的結(jié)構(gòu)根據(jù)區(qū)域而不同，能夠形成反射率不同的多個區(qū)域。

本發(fā)明的一個方式的顯示裝置的特征在于，具備：圖像形成裝置；以及導(dǎo)光裝置，其對由上述圖像形成裝置生成的圖像光進行導(dǎo)光，上述導(dǎo)光裝置具備：使上述圖像光入射的入射部；對從上述入射部入射的上述圖像光進行導(dǎo)光的導(dǎo)光體；以及使上述圖像光射出的射出部，上述射出部具備本發(fā)明的一個方式的光學(xué)元件。

本發(fā)明的一個方式的顯示裝置具備：具有本發(fā)明的一個方式的光學(xué)元件的射出部，因此能夠?qū)崿F(xiàn)能夠減少視認格紋狀的圖案的顯示裝置?；蛘?，能夠?qū)崿F(xiàn)能減少外界的像看起來模糊的顯示裝置。

在本發(fā)明的一個方式的顯示裝置中，上述射出部也可以設(shè)置于上述導(dǎo)光體的視認側(cè)的面。

根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)計容易的顯示裝置。

本發(fā)明的一個方式的光學(xué)元件的制造方法的特征在于，具備：在透光性基板的一面使用掩模來形成具有反射率不同的多個區(qū)域的半反射鏡，制成由形成有上述半反射鏡的透光性基板構(gòu)成的要素板的工序；以使上述半反射鏡朝向相同方向的方式層疊多個上述要素板，制成層疊有上述多個要素板的層疊體的工序；以及以使上述半反射鏡分別相對于切剖面傾斜且上述多個區(qū)域沿著傾斜方向配置的方式切斷上述層疊體，制成光學(xué)元件的工序。

根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠制造能夠減少因圖像光產(chǎn)生的格紋狀的圖案的光學(xué)元件?；蛘?，能夠制造能夠減少因外界光產(chǎn)生的像的模糊的光學(xué)元件。

附圖說明

圖1是第1實施方式的顯示裝置的俯視圖。

圖2是導(dǎo)光裝置的背面圖。

圖3是表示導(dǎo)光裝置的圖像光的光路的圖。

圖4是第1實施方式的光學(xué)元件的放大圖。

圖5是光學(xué)元件的分解立體圖。

圖6a是用于對半反射鏡的第1制造方法進行說明的工序圖。

圖6b是圖6a的工序的延續(xù)。

圖6c是圖6b的工序的延續(xù)。

圖7a是用于對半反射鏡的第2制造方法進行說明的工序圖。

圖7b是圖7a的工序的延續(xù)。

圖8是用于對光學(xué)元件的制造方法進行說明的圖。

圖9是用于對第1實施方式的光學(xué)元件的作用進行說明的圖。

圖10是表示從多個半反射鏡射出的圖像光的相對強度的圖。

圖11是表示從多個半反射鏡射出的圖像光的相對強度的模擬結(jié)果的圖。

圖12是用于對第1實施方式的光學(xué)元件的其他作用進行說明的圖。

圖13是表示使兩個區(qū)域的反射率變化時的相對強度差的模擬結(jié)果的圖。

圖14是第2實施方式的光學(xué)元件的放大圖。

圖15是用于對第2實施方式的光學(xué)元件的作用進行說明的圖。

具體實施方式

第1實施方式

以下，使用圖1～圖13對本發(fā)明的第1實施方式進行說明。

第1實施方式的顯示裝置例如作為頭戴式顯示器使用。

圖1是第1實施方式的顯示裝置的俯視圖。圖2是導(dǎo)光裝置的背面圖。圖3是表示導(dǎo)光裝置的圖像光的光路的圖。

此外，為了在以下的各附圖中容易看清各構(gòu)成要素，有時根據(jù)構(gòu)成要素而使尺寸的比例尺不同而示出。

(導(dǎo)光裝置以及顯示裝置的整體結(jié)構(gòu))

如圖1所示，顯示裝置100具備圖像形成裝置10和導(dǎo)光裝置20。圖1與圖2所示的導(dǎo)光裝置20的a-a剖面對應(yīng)。

顯示裝置100使觀察者視認作為虛像的圖像，并且，觀察者透視觀察外界像。在顯示裝置100中，圖像形成裝置10與導(dǎo)光裝置20同觀察者的右眼與左眼對應(yīng)地各自設(shè)置一組，但右眼用與左眼用左右對稱，因此這里僅示出左眼用，右眼用省略圖示。此外，顯示裝置100作為整體，例如具有一般的眼鏡那樣的外觀(未圖示)。

圖像形成裝置10具備液晶面板11和投射透鏡12。液晶面板11對來自光源14的照明光進行空間調(diào)制，形成應(yīng)該成為動態(tài)圖像之外的顯示對象的圖像光gl。投射透鏡12是使從液晶面板11上的各點射出的圖像光gl成為近似平行光線的準直透鏡。投射透鏡12由玻璃或者塑料形成，不局限一個，也可以由多個構(gòu)成。作為投射透鏡12，不局限于球面透鏡，也可以使用非球面透鏡、自由曲面透鏡等。

導(dǎo)光裝置20具有平板狀的透光部件。導(dǎo)光裝置20將由圖像形成裝置10形成的圖像光gl作為虛像光朝向觀察者的眼ey射出，另一方面，使構(gòu)成外界像的外界光el透過。導(dǎo)光裝置20具備：獲取圖像光的入射部21、主要對圖像光進行導(dǎo)光的平行導(dǎo)光體22、以及用于將圖像光gl和外界光el取出的射出部23。平行導(dǎo)光體22與入射部21由具有高透光性的樹脂材料一體成形。在第1實施方式的情況下，在導(dǎo)光裝置20傳播的圖像光gl的光路由相同次數(shù)反射的1種光路構(gòu)成，不是將多種光路合成。

平行導(dǎo)光體22相對于以觀察者的眼ey為基準的光軸ax傾斜地配置。平行導(dǎo)光體22的平面22a的法線方向z相對于光軸ax僅以角度κ傾斜。由此，能夠使平行導(dǎo)光體22沿著臉部的前面配置，平行導(dǎo)光體22的平面22a的法線相對于光軸ax具有傾斜。這樣，在使平行導(dǎo)光體22的平面22a的法線相對于與光軸ax平行的x方向僅以角度κ傾斜的情況下，從光學(xué)元件30射出的光軸ax上以及其附近的圖像光gl0相對于光射出面os的法線成為角度κ。

入射部21具有：將來自圖像形成裝置10的圖像光gl獲取至入射部21內(nèi)的光入射面is、將獲取的圖像光gl反射而向平行導(dǎo)光體22內(nèi)引導(dǎo)的反射面rs。光入射面is由向投射透鏡12側(cè)凹陷的曲面21b形成。曲面21b也具有由內(nèi)表面?zhèn)葘⒂煞瓷涿鎟s反射的圖像光gl全反射的功能。

反射面rs由向投射透鏡12側(cè)凹陷的曲面21a形成。反射面rs由在曲面21a上通過蒸鍍法等而成膜的鋁膜等金屬膜構(gòu)成。反射面rs將從光入射面is入射的圖像光gl反射而使光路折彎。曲面21b使由反射面rs反射的圖像光gl在內(nèi)側(cè)全反射而使光路折彎。這樣，入射部21通過使從光入射面is入射的圖像光gl二次反射、并使光路折彎，可靠地將圖像光gl向平行導(dǎo)光體22的內(nèi)部引導(dǎo)。

平行導(dǎo)光體22是相對于y軸平行、并且相對于z軸傾斜的平板狀的導(dǎo)光部件，也稱為導(dǎo)光體。平行導(dǎo)光體(導(dǎo)光體)22由透光性的樹脂材料等形成，并具有相互近似平行的一對平面22a、22b。平面22a、22b是平行平面，因此不會產(chǎn)生外界像的放大、焦點轉(zhuǎn)移。平面22a作為使來自入射部21的圖像光全反射的全反射面而發(fā)揮功能，并具有以較少的損失將圖像光gl向射出部23引導(dǎo)的作用。平面22a配置于平行導(dǎo)光體22的外界側(cè)而作為第1全反射面發(fā)揮功能，本說明書中也稱為外界側(cè)面。

平面22b在本說明書中也稱為觀察者側(cè)面。平面(觀察者側(cè)面)22b延伸至射出部23的一端。此處，平面22b是平行導(dǎo)光體22與射出部23的邊界面if(參照圖3)。

在平行導(dǎo)光體22中，由入射部21的反射面rs或光入射面is反射的圖像光gl入射至作為全反射面的平面22a，被平面22a全反射，向?qū)Ч庋b置20的里側(cè)即設(shè)置有射出部23的+x側(cè)或x側(cè)被引導(dǎo)。如圖2所示，平行導(dǎo)光體22作為導(dǎo)光裝置20的外形中的+x側(cè)的端面而具有終端面es。另外，平行導(dǎo)光體22作為±y側(cè)的端面而具有上端面tp以及下端面bp。

如圖3所示，射出部23在平行導(dǎo)光體22的里側(cè)(+x側(cè))，沿著平面22b或邊界面if而構(gòu)成為板狀。射出部23在使在平行導(dǎo)光體22的外界側(cè)的平面(全反射面)22a的區(qū)域fr全反射的圖像光gl通過時，使入射的圖像光gl以規(guī)定的角度反射而朝光射出面os側(cè)折彎。此處，不使該圖像光gl透過射出部23而使最初入射的圖像光gl成為作為虛像光的取出對象。換句話說，即使有射出部23中由光射出面os的內(nèi)表面反射的光，也不將其作為圖像光利用。

射出部23具有：將具有透過性的多個半反射鏡排列而成的光學(xué)元件30。光學(xué)元件30的構(gòu)造參照圖4等在后文中詳述。光學(xué)元件30沿著平行導(dǎo)光體22的觀察者側(cè)的平面22b形成。

導(dǎo)光裝置20具有以上那樣的構(gòu)造，因此從圖像形成裝置10射出、并從光入射面is入射至導(dǎo)光裝置20的圖像光gl在入射部21通過多次反射而折彎，在平行導(dǎo)光體22的平面22a的區(qū)域fr全反射而大致沿著光軸ax進入。在+z側(cè)的平面22a的區(qū)域fr反射的圖像光gl入射至射出部23。

此時，在xy面內(nèi)，區(qū)域fr的長邊方向的寬度小于射出部23的長邊方向的寬度。換句話說，圖像光gl的光線束入射至射出部23(或者光學(xué)元件30)的入射寬度大于圖像光gl的光線束入射至區(qū)域fr的入射寬度。這樣，通過使圖像光gl的光線束入射至區(qū)域fr的入射寬度相對狹窄，從而難以產(chǎn)生光路的干涉，不將邊界面if用于導(dǎo)光即在邊界面if不反射圖像光gl，而容易使來自區(qū)域fr的圖像光gl直接入射至射出部23(或光學(xué)元件30)。

入射至射出部23的圖像光gl成為通過在射出部23以適度的角度折彎而能夠取出的狀態(tài)，最終從光射出面os射出。從光射出面os射出的圖像光gl作為虛像光入射至觀察者的眼ey。該虛像光在觀察者的網(wǎng)膜成像，觀察者能夠識別由虛像產(chǎn)生的圖像光gl。

此處，用于像形成的圖像光gl入射至射出部23的角度隨著從光源側(cè)的入射部21離開而變大。即，在射出部23的里側(cè)，相對于與外界側(cè)的平面22a平行的z方向、或者光軸ax傾斜較大的圖像光gl入射而以比較大的角度折彎，在射出部23的前側(cè)，相對于z方向、或者光軸ax傾斜較小的圖像光gl入射而以比較小的角度折彎。

(圖像光的光路)

以下，對圖像光的光路詳細地進行說明。

如圖3所示，使從液晶面板11的射出面11a上分別射出的圖像光中的、從用虛線示出的射出面11a的中央部分射出的成分成為圖像光gl0，使用點劃線示出的射出面11a的周邊中的從紙面左側(cè)(-x以及+z側(cè))射出的成分成為圖像光gl1，使用雙點劃線示出的射出面11a的周邊中的從紙面右側(cè)(+x以及-z側(cè))射出的成分成為圖像光gl2。其中，圖像光gl0的光路沿著光軸ax延伸。

經(jīng)過了投射透鏡12的圖像光gl0、gl1、gl2的主要成分在從導(dǎo)光裝置20的光入射面is分別入射后，經(jīng)由入射部21通過平行導(dǎo)光體22內(nèi)到達射出部23。

具體而言，圖像光gl0、gl1、gl2中的從射出面11a的中央部分射出的圖像光gl0在入射部21折彎而與平行導(dǎo)光體22內(nèi)結(jié)合后，以標準反射角θ0入射至一方的平面22a的區(qū)域fr而全反射，未在平行導(dǎo)光體22與射出部23(或光學(xué)元件30)的邊界面if反射而通過邊界面if，直接入射至射出部23的中央的部分23k。圖像光gl0在部分23k中以規(guī)定的角度反射，從光射出面os向相對于包含光射出面os的xy面傾斜的光軸ax方向(相對于z方向為角度κ的方向)作為平行光束而射出。

從射出面11a的一端側(cè)(-x側(cè))射出的圖像光gl1在入射部21折彎而結(jié)合于平行導(dǎo)光體22內(nèi)后，以最大反射角θ1入射至平面22a的區(qū)域fr而全反射，未通過平行導(dǎo)光體22與射出部23(或光學(xué)元件30)的邊界面if反射而通過邊界面if，在射出部23中的里側(cè)(+x側(cè))的部分23h以規(guī)定的角度反射，從光射出面os朝向規(guī)定的角度方向作為平行光束射出。此時的射出角γ1返回入射部21側(cè)的角度相對變大。

另一方面，從射出面11a的另一端側(cè)(+x側(cè))射出的圖像光gl2在入射部21折彎而結(jié)合于平行導(dǎo)光體22內(nèi)后，以最小反射角θ2入射至平面22a的區(qū)域fr而全反射，未在平行導(dǎo)光體22與射出部23(或光學(xué)元件30)的邊界面if反射而通過邊界面if，在射出部23中的入口側(cè)(-x側(cè))的部分23m以規(guī)定的角度反射，從光射出面os朝向規(guī)定的角度方向作為平行光束射出。此時的射出角γ2返回入射部21側(cè)的角度相對變小。

此外，圖像光gl0、gl1、gl2代表圖像光gl的光線全體的一部分而說明，但構(gòu)成其他的圖像光gl的光線成分也與圖像光gl0等同樣被引導(dǎo)，從光射出面os射出。因此，這些省略圖示以及說明。

此處，若作為用于入射部21以及平行導(dǎo)光體22的透明樹脂材料的折射率n的值的一個例子而為n＝1.4，則臨界角θc的值為θc≈45.6°。通過使圖像光gl0、gl1、gl2的反射角θ0、θ1、θ2中的最小的反射角θ2成為比臨界角θc大的值，能夠滿足必要的圖像光全反射條件。

朝向中央的圖像光gl0以仰角φ0(＝90°-θ0)入射至射出部23的部分23k。朝向周邊的圖像光gl1以仰角φ1(＝90°-θ1)入射至射出部23的部分23h。朝向周邊的圖像光gl2以仰角φ2(＝90°-θ2)入射至射出部23的部分23m。此處，在仰角φ0、φ1、φ2之間，反映反射角θ0、θ1、θ2的大小關(guān)系，φ2＞φ0＞φ1的關(guān)系成立。即，朝光學(xué)元件30的半反射鏡31的入射角ι(參照圖4)按與仰角φ2對應(yīng)的部分23m、與仰角φ0對應(yīng)的部分23k、與仰角φ1對應(yīng)的部分23h的順序緩緩變小。換言之，朝半反射鏡31的入射角ι或在半反射鏡31的反射角隨著從入射部21離開而變小。

針對通過平行導(dǎo)光體22的外界側(cè)的平面22a反射而朝向射出部23的圖像光gl的光線束的全體的動作進行說明。

如圖3所示，圖像光gl的光線束在包含光軸ax的剖面在平行導(dǎo)光體22的外界側(cè)的區(qū)域fr反射的前后的直線傳播光路p1、p2的任一個幅度被縮小。具體而言，圖像光gl的光線束在包含光軸ax的剖面，區(qū)域fr近邊換句話說在直線傳播光路p1、p2的邊界附近跨越于直線傳播光路p1、p2的位置作為整體幅度被縮小而光束幅度變細。由此，在射出部23的近前將圖像光gl的光線束縮小，容易使橫向的視角比較廣。

此外，圖示的例子中，圖像光gl的光線束在跨越于直線傳播光路p1、p2那樣的位置寬度被縮小而光束幅度變細，但也可以僅在直線傳播光路p1、p2的任一側(cè)幅度被縮小而光束幅度變細。

(光學(xué)元件的結(jié)構(gòu))

以下，參照圖3～圖5對構(gòu)成射出部23的光學(xué)元件30的結(jié)構(gòu)進行說明。

射出部23由設(shè)置于平行導(dǎo)光體22的視認側(cè)的面的光學(xué)元件30構(gòu)成。因此，射出部23與平行導(dǎo)光體22相同，沿著相對于光軸ax僅以角度κ傾斜的xy平面設(shè)置。光學(xué)元件30具備：多個半反射鏡31和多個透光性部件32。光學(xué)元件30多個透光性部件32具有在鄰接的兩個透光性部件32之間分別夾持半反射鏡31的結(jié)構(gòu)。換言之，光學(xué)元件30具有半反射鏡31與透光性部件32交替配置的結(jié)構(gòu)。

圖5是表示在將光學(xué)元件30分解為以一對透光性部件32與半反射鏡31的組為單位的狀態(tài)下的立體圖。

如圖5所示，透光性部件32是與長邊方向垂直的剖面形狀為平行四邊形的柱狀的部件。因此，透光性部件32具有兩組與長邊方向平行地延伸并相互平行的一對平面。這兩組的一對平面中的一個組的一個平面是使圖像光gl以及外界光el入射的入射面32a，一個組的另一個平面是使圖像光gl以及外界光el射出的射出面32b。另外，在另一組的一個平面設(shè)置有具有膜厚不同的區(qū)域31a、31b、31c的半反射鏡31。透光性部件32由例如玻璃、透明樹脂等構(gòu)成。

多個透光性部件32構(gòu)成為全部相同的形狀、相同的尺寸。因此，若使多個由一對透光性部件32與半反射鏡31構(gòu)成的組貼合，則多個半反射鏡31成為相互平行地配置的形態(tài)。圖4以及圖5中省略圖示，但在半反射鏡31的一個面與鄰接的透光性部件32之間設(shè)置有粘合材層。由此，光學(xué)元件30作為整體成為矩形板狀的部件。若從透光性部件32的入射面32a或射出面32b的法線方向觀察光學(xué)元件30，則成為較細的帶狀的多個半反射鏡31以條紋狀并列的構(gòu)造。即，光學(xué)元件30具有：矩形狀的半反射鏡31在平行導(dǎo)光體22的延伸方向即x方向上隔開規(guī)定的間隔(間距pt)地排列有多個的結(jié)構(gòu)。

此外，如圖4所示，半反射鏡31的一個面是平坦的面，另一個面是具有膜厚之差的階梯差的面，嚴格來說，難以說成鄰接的半反射鏡31彼此相互平行。然而，本發(fā)明中，在半反射鏡的至少一個面平行時，視為多個半反射鏡相互平行。半反射鏡由薄膜構(gòu)成，膜厚之差也很小，因此若無視膜厚之差，則說成多個半反射鏡相互平行也無妨。

半反射鏡31由被夾持于透光性部件32間的反射膜構(gòu)成。作為反射膜，例如使用鋁等反射率高的金屬膜。反射膜的厚度足夠薄，因此半反射鏡31使入射至光學(xué)元件30的圖像光gl以及外界光el的一部分反射，使圖像光gl以及外界光el的其它一部分透過。此外，作為反射膜，也可以使用折射率不同的電介質(zhì)薄膜交替多層層疊的電介質(zhì)多層膜。

半反射鏡31設(shè)置為半反射鏡31的短邊相對于透光性部件的入射面32a以及射出面32b而傾斜。更具體而言，半反射鏡31以朝向平行導(dǎo)光體22的外界側(cè)而反射面31r朝向入射部21側(cè)的方式傾斜。換言之，半反射鏡31以半反射鏡31的長邊(y方向)作為軸，上端(+z側(cè))以與平面22a、22b正交的yz面為基準向繞逆時針旋轉(zhuǎn)的方向傾斜。

以下，將半反射鏡31的反射面31r與透光性部件32的射出面32b所成的角度定義為半反射鏡31的傾斜角度δ。本實施方式中，半反射鏡31的傾斜角度δ為45°以上不足90°。在本實施方式中，透光性部件32的折射率與平行導(dǎo)光體22的折射率相等，這些的折射率也可以不同。在折射率不同的情況下，相對于折射率相等的情況需要變更半反射鏡31的傾斜角度δ。

半反射鏡31具有反射率沿著傾斜方向而不同的多個區(qū)域31a、31b、31c。圖4的例子中，作為反射膜使用金屬膜，半反射鏡31由沿著傾斜方向具有膜厚不同的多個區(qū)域的金屬膜構(gòu)成。各區(qū)域31a、31b、31c的金屬膜的膜厚例如是10nm、20nm、30nm。該例子中，半反射鏡31具有反射率不同的三個區(qū)域31a、31b、31c，但區(qū)域的數(shù)量不局限于三個，區(qū)域的數(shù)量為兩個以上即可。另外，半反射鏡不是具有反射率階段性地不同的區(qū)域，反射率也可以連續(xù)地不同。也包括在反射率連續(xù)地不同的情況下，半反射鏡具有膜厚不同的多個區(qū)域這樣的概念。

如上述那樣，在作為反射膜使用金屬膜的情況下，通過根據(jù)區(qū)域而使膜厚不同，能夠使反射率不同。另外，在作為反射膜使用了電介質(zhì)多層膜的情況下，通過根據(jù)區(qū)域使電介質(zhì)多層膜的1層的量的膜厚、層疊數(shù)、電介質(zhì)材料的任一個不同，從而能夠使反射率不同。

如本實施方式那樣，在半反射鏡31的傾斜角度δ為45°以上不足90°的情況下，在傾斜方向上靠近射出面32b的一側(cè)設(shè)置有反射率相對高的高反射率區(qū)域31a。另外，在傾斜方向比高反射率區(qū)域31a距射出面32b更遠的一側(cè)設(shè)置有具有比高反射率區(qū)域31a的反射率低的反射率的低反射率區(qū)域31c。另外，在高反射率區(qū)域31a與低反射率區(qū)域31c之間設(shè)置有具有高反射率區(qū)域31a的折射率與低反射率區(qū)域31c的折射率之間的折射率的中間反射率區(qū)域31b。即，從入射面32a朝向射出面32b，依次設(shè)置有低反射率區(qū)域31c、中間反射率區(qū)域31b以及高反射率區(qū)域31a。

此外，光學(xué)元件30的半反射鏡31的間距pt設(shè)定為0.5mm～2.0mm左右。另外，如圖4所示，在光學(xué)元件30中，半反射鏡31的間距稍寬地設(shè)定，外界光el的一部分未入射至半反射鏡31，透過光學(xué)元件30。該情況下，通過適當?shù)卣{(diào)整半反射鏡31的間距，能夠避免外界光el直接透過光學(xué)元件30。

半反射鏡31的間距pt嚴格來說不是以等間隔而以可變間距配置。更具體而言，光學(xué)元件30的半反射鏡31的間距pt成為以基準間隔為中心而隨機地增減的隨機間距。這樣，通過以隨機間距配置光學(xué)元件30的半反射鏡31，能夠抑制衍射不均勻、莫爾紋的產(chǎn)生。此外，不局限于隨機間距，例如也可以反復(fù)包含以多個階段增減的間距的規(guī)定的間距類型。

此處，將光學(xué)元件30的厚度即半反射鏡31的z軸向的厚度ti設(shè)定為0.7mm～3.0mm左右。此外，對光學(xué)元件30進行支承的平行導(dǎo)光體22的厚度例如為數(shù)mm～10mm左右，優(yōu)選為4mm～6mm左右。若平行導(dǎo)光體22的厚度與光學(xué)元件30的厚度比較足夠大，則容易使圖像光gl朝光學(xué)元件30或者邊界面if的入射角較小，容易抑制圖像光gl在處于眼ey無法獲取的位置的半反射鏡31的反射。另一方面，若使平行導(dǎo)光體22的厚度比較薄，則容易實現(xiàn)平行導(dǎo)光體22、導(dǎo)光裝置20的輕型化。

(光學(xué)元件的制造方法)

以下，參照圖6a～圖6c、圖7a～圖7b、圖8，對光學(xué)元件30的制造方法的一個例子進行說明。

光學(xué)元件30的制造方法具有：要素板制成工序、層疊體制成工序、以及單片化(光學(xué)元件制成)工序。要素板制成工序是在透光性基板的一面使用掩模而形成具有反射率不同的多個區(qū)域的半反射鏡而制成由形成有半反射鏡的透光性基板構(gòu)成的要素板的工序。層疊體制成工序是將多個要素板以使半反射鏡朝向相同的方向的方式層疊，并制成層疊了多個要素板的層疊體的工序。單片化(光學(xué)元件制成)工序是將層疊體切斷為半反射鏡分別相對于切剖面傾斜且半反射鏡的反射率不同的多個區(qū)域沿著傾斜方向配置，從而進行了單片化的光學(xué)元件的工序。

最初，作為第1成膜工序，如圖6a所示，準備玻璃板等透光性基板51，通過使用了掩模52的蒸鍍法、濺射法等，從而在透光性基板51的一面以例如10nm的膜厚使例如鋁等金屬膜53a成膜。

接下來，作為第2成膜工序，如圖6b所示，第1成膜工序中使金屬膜53a從成膜的區(qū)域向遠離掩模52的方向(圖中的左方)移動，在透光性基板51的一面使相同材料的金屬膜53b成膜。此時，該工序中在新露出的透光性基板51的一面將金屬膜53b成膜，并且在第1成膜工序中已經(jīng)成膜的金屬膜53a的上方進一步層疊有金屬膜53b。因此，形成有具有兩個階梯的膜厚的金屬膜。膜厚之差例如成為10nm左右。

接下來，作為第3成膜工序，如圖6c所示，第2成膜工序中使金屬膜53b從成膜的區(qū)域向遠離掩模52的方向(圖中的左方)移動，在透光性基板51的一面使相同材料的金屬膜53c成膜。此時，在該工序中新露出的透光性基板51的一面使金屬膜53c成膜，在第2成膜工序中成膜的金屬膜53b的上方進一步層疊有金屬膜53c，在第1成膜工序以及第2成膜工序中已經(jīng)成膜的金屬膜53a、53b的上方進一步層疊有金屬膜53c。由此，制成具有三個階梯的膜厚即三種反射率的金屬膜53形成在透光性基板51上的要素板90。膜厚之差例如為10nm左右。

另外，在作為反射膜使用電介質(zhì)多層膜的情況下，也可以采用以下的方法。

最初，作為第1成膜工序，如圖7a所示，準備玻璃板等透光性基板51，通過使用了掩模52的蒸鍍法、濺射法等，在透光性基板51的一面使電介質(zhì)多層膜54a成膜。

接下來，作為第2成膜工序，如圖7b所示，使掩模52移動至第1成膜工序中使電介質(zhì)多層膜54a成膜的區(qū)域，在第1成膜工序中電介質(zhì)多層膜54a未成膜的區(qū)域使與第1成膜工序不同的電介質(zhì)多層膜54b成膜。此時，使電介質(zhì)多層膜54a、54b的1層的量的膜厚、層疊數(shù)、電介質(zhì)材料的任一個不同即可。由此，制成具有反射率不同的區(qū)域的電介質(zhì)多層膜54形成在透光性基板51上的要素板90a。

接下來，如圖8所示，通過粘合劑使多個要素板90貼合，制成層疊體92。其后，沿著相對于要素板90的一面而傾斜的切斷線c1、c2，將層疊體92傾斜地切斷。由此，將層疊體92單片化，完成在細長的棱鏡狀的透光性部件32之間夾持有半反射鏡31的構(gòu)造的光學(xué)元件30。

進一步在將光學(xué)元件30安裝于平行導(dǎo)光體22時，如圖3所示，在經(jīng)由粘合劑將光學(xué)元件30粘貼于平行導(dǎo)光體22的視認側(cè)的平面22b的規(guī)定的位置后，使粘合劑固化而固定。

(光學(xué)元件的作用)

如圖3、圖4等所示，多個半反射鏡31具有例如48°～70°左右的傾斜角度δ，具體而言，具有例如60°的傾斜角度δ。此處，將圖像光gl0的仰角φ0例如設(shè)定為30°，將圖像光gl1的仰角φ1例如設(shè)定為22°，將圖像光gl2的仰角φ2例如設(shè)定為38°。該情況下，圖像光gl1與圖像光gl2以光軸ax作為基準具有角度γ1＝γ2≈12.5°而入射至觀察者的眼ey。

由此，在上述圖像光gl中的全反射角度的比較大的成分(圖像光gl1)主要入射至光學(xué)元件30中的-x側(cè)的部分23h側(cè)，使全反射角度的比較小的成分(圖像光gl2)主要入射至射出部23中的+x側(cè)的部分23m側(cè)的情況下，能夠?qū)D像光gl以作為整體集中于觀察者的眼ey那樣的角度高效地取出。光學(xué)元件30是以這樣的角度的關(guān)系取出圖像光gl的結(jié)構(gòu)，因此導(dǎo)光裝置20能夠使圖像光gl在光學(xué)元件30中作為原則不經(jīng)過多次，而僅經(jīng)過一次。因此，光學(xué)元件30能夠?qū)D像光gl以較少的損失作為虛像光而取出。

此外，在光學(xué)元件30的中央側(cè)、里側(cè)的部分23k、23h等，圖像光gl的很少一部分多次經(jīng)過半反射鏡31(具體而言，包括一次反射和一次以上的透過的經(jīng)過)。該情況下，半反射鏡31的經(jīng)由次數(shù)成為多次，但來自多個半反射鏡31的反射光作為圖像光gl分別入射至觀察者的眼ey，因此光量的損失不會很大。

另外，存在在光學(xué)元件30的中央側(cè)、里側(cè)的部分23k、23h等，圖像光gl中的在平行導(dǎo)光體22的里側(cè)或者觀察者側(cè)(換句話說，光射出面os、邊界面if等)反射的成分產(chǎn)生的可能性。然而，這樣的圖像光gl作為在半反射鏡31反射的非利用光gx(參照圖4)被引導(dǎo)至光路外，可避免入射至觀察者的眼ey。此外，存在通過半反射鏡31的非利用光再次入射至外界側(cè)的平面22a的擔憂。但是，此處全反射的情況下，能夠使多數(shù)光入射至光學(xué)元件30的里側(cè)的部分23h、或者進一步里側(cè)的有效區(qū)域外，減少入射至眼ey的擔憂。

(本實施方式的效果：相對于圖像光的效果)

以下，本實施方式的光學(xué)元件的特有的效果進行說明。

圖9是表示用于對光學(xué)元件30相對于圖像光gl的作用進行說明的模型的圖。此處，為了容易理解說明，假定具有反射率不同的兩個區(qū)域的半反射鏡311～314。半反射鏡311～314的傾斜角度δ為45°以上不足90°。

使半反射鏡311～314的反射率不同的兩個區(qū)域中的距射出面32b較遠的一側(cè)的第1區(qū)域(低反射率區(qū)域)的反射率成為p。使靠近射出面32b一側(cè)的第2區(qū)域(高反射率區(qū)域)的反射率成為q。

考慮相對于光學(xué)元件30的入射面32a以仰角φ0入射的圖像光gl。

圖像光gl在從入射面32a入射后，在光學(xué)元件30的內(nèi)部傳播，依次到達第1半反射鏡311、第2半反射鏡312、第3半反射鏡313、第4半反射鏡314。入射至第1半反射鏡311的光中的一部分的光在第1半反射鏡311的第1區(qū)域311a反射而使光路彎曲后，從射出面32b射出，并且剩余的光朝向第2半反射鏡312進入。

另外，透過了第1半反射鏡311的光中的一部分的光在第2半反射鏡312的第1區(qū)域312a反射而使光路彎曲后，從射出面32b射出，并且剩余的光朝向第3半反射鏡313進入。另外，透過了第2半反射鏡312的光中的一部分的光在第3半反射鏡313的第2區(qū)域313b反射而使光路彎曲后，從射出面32b射出，并且剩余的光朝向第4半反射鏡314進入。另外，透過了第3半反射鏡313的光中的一部分的光在第4半反射鏡314的第2區(qū)域314b反射而使光路彎曲后，從射出面32b射出。

此處，使從第1半反射鏡311射出的光gla的相對強度成為ia，使從第2半反射鏡312射出的光glb的相對強度成為ib，使從第3半反射鏡313射出的光glc的相對強度成為ic，使從第4半反射鏡314射出的光gld的相對強度成為id。此外，將使入射至光學(xué)元件30的圖像光gl的強度成為1時的各射出光gla、glb、glc、gld的強度定義為相對強度。

相對強度ia～id分別用以下的(1)～(4)式子表達。

相對強度ia：ia＝p...(1)

相對強度ib：ib＝(1-p)×p...(2)

相對強度ic：ic＝(1-p)×(1-p)×q...(3)

相對強度id：id＝(1-p)×(1-p)×(1-q)×q...(4)

作為實施例的一個例子，假定反射率p、反射率q分別為p＝0.22、q＝0.28的半反射鏡。另外，作為比較例，假定p＝q＝0.25的半反射鏡。即，比較例是反射率一樣的半反射鏡。將這些反射率的值帶入(1)～(4)式，計算出各射出光的相對強度ia～id。其結(jié)果如圖10所示。

在圖10中，用附圖標記○表示的點是實施例的各射出光的相對強度ia～id。用附圖標記×表示的點是比較例的各射出光的相對強度ia～id。如圖10所示，在比較例的情況下，相對于相對強度ia～id的最大值與最小值之差約為0.14，在實施例的情況下，相對強度ia～id的最大值與最小值之差約為0.10。這樣，可知若使距射出面(觀察者)較遠的一側(cè)的區(qū)域的反射率相對較小，距射出面較近的一側(cè)的區(qū)域的反射率相對較大，則與反射率一樣的情況相比，能夠減少相對強度ia～id之差。

此處，為了使說明簡單，列舉了具有反射率不同的兩個區(qū)域的半反射鏡311～314的例子，但在反射率不同的區(qū)域的數(shù)量為三個以上的情況下可得到相同的結(jié)果。如本實施方式那樣，通過使用具備具有反射率不同的兩個以上的區(qū)域的半反射鏡31的光學(xué)元件30，即使眼的位置移動，也能夠?qū)崿F(xiàn)難以視認格紋狀的圖案的顯示裝置100。

此外，即使反射率一樣，若使反射率的值整體上較小，則相對強度之差變小。然而，在該情況下相對強度的總和變小，因此具有圖像光gl的利用效率降低、圖像變暗的缺點。例如在上述的例子中p＝q＝0.20的情況下，相對強度ia～id的最大值與最小值之差與實施例幾乎相等，但相對強度ia～id的總和約為0.59。另一方面，在實施例的情況下，相對強度ia～id的總和約為0.68。因此，為了得到明亮的圖像優(yōu)選使用實施例的半反射鏡。

另外，圖11示出相對于光學(xué)元件30的整體進行了詳細的模擬的結(jié)果。圖11的橫軸表示光學(xué)元件的位置(mm)，圖11的縱軸表示相對強度(a.u.)。光學(xué)元件30的位置使長邊方向的中心為0(mm)，使靠近入射部一側(cè)的端部的位置為-9(mm)，使與入射部相反的一側(cè)的端部的位置為+9(mm)。

圖11中，用附圖標記a表示的實線的圖示出實施例的相對強度的分布，用附圖標記b表示的虛線的圖示出比較例的相對強度的分布。

如圖11所示，可知在設(shè)置了反射率不同的區(qū)域的實施例的情況下，與反射率一樣的比較例相比，相對強度的高低之差變小。光學(xué)元件30中的特別是靠近入射部21的一側(cè)的效果顯著。

(本實施方式的效果：相對于外界光的效果)

圖12是表示用于對光學(xué)元件30相對于外界光el的作用進行說明的模型的圖。此處，為了容易理解說明，假定具有反射率不同的兩個區(qū)域的半反射鏡311、312。半反射鏡311、312的傾斜角度δ為45°以上且不足90°。

使半反射鏡311、312的反射率不同的兩個區(qū)域中的距射出面較遠的一側(cè)的第1區(qū)域的反射率成為p，使靠近射出面的一側(cè)的第2區(qū)域的反射率成為q。

外界光el與圖像光gl不同，相對于光學(xué)元件30的入射面32a以接近垂直的角度入射。另外，作為入射至觀察者的瞳孔的光，考慮透過第1半反射鏡311的光el1、由第1半反射鏡311進行了一次反射的光el12兩條光線。

光el1中的一部分的光在從入射面32a入射后，入射至第1半反射鏡311。入射至第1半反射鏡311的光中的一部分的光ela透過第1半反射鏡311的第1區(qū)域311a而從射出面32b射出。其他的光在第1半反射鏡311的第1區(qū)域311a反射而朝向第2半反射鏡312的第2區(qū)域312b進入。

在第1半反射鏡311的第1區(qū)域311a反射的光el12在第2半反射鏡312的第2區(qū)域312b反射。另外，直接入射至第2半反射鏡312的光el2也到達第2半反射鏡312的反射位置。因此，從第2半反射鏡312的反射位置在第1半反射鏡311的第1區(qū)域311a反射，進一步在第2半反射鏡312的第2區(qū)域312b反射的光el12、以及直接入射至第2半反射鏡312的第2區(qū)域312b而透過的光el2的雙方射出。觀察者看見將這些光el12、el2合成的光elb。

此處，使從第1半反射鏡311射出的光ela的相對強度成為ia，使從第2半反射鏡312射出的光elb的相對強度成為ib。

相對強度ia，ib分別用以下的(5)、(6)式表示。

相對強度ia：ia＝1-p...(5)

相對強度ib：ib＝(1-q)+p×q...(6)

在這兩個光的相對強度ia、ib之差較大的情況下，形成微小的明暗的格紋圖案，產(chǎn)生光的衍射。其結(jié)果，產(chǎn)生外界的像模糊的問題。因此，為了使觀察者視認清晰的外界的像，需要使相對強度ia、ib之差較小。

圖13是表示使反射率p以及反射率q變化為各種值時的相對強度ia、ib之差的圖。圖13的橫軸是反射率q的值，圖13的縱軸是反射率p的值。圖13中示出相對強度差為0、±0.3、±0.7時的五條曲線。

如圖13所示，可知在反射率p與反射率q的大小關(guān)系滿足p＜q的情況下，相對強度差的絕對值變小。即，通過使距光學(xué)元件30的射出面32b(觀察者)較遠的一側(cè)的區(qū)域的反射率相對小，使靠近射出面32b一側(cè)的區(qū)域的反射率相對大能夠縮小相對強度差。由此，能夠減少外界的像的模糊。

(本實施方式的效果的總結(jié))

如以上敘述的那樣，在本實施方式的光學(xué)元件30中，多個半反射鏡31分別具有在傾斜方向上反射率不同的多個區(qū)域31a、31b、31c，并在距光學(xué)元件30的射出面(觀察者)較遠的一側(cè)設(shè)置有低反射率區(qū)域31c，在靠近射出面一側(cè)設(shè)置有高反射率區(qū)域31a。由此，可得到能夠減少由圖像光引起的格紋狀的圖案的效果、能夠減少外界的像的模糊的效果兩個效果。因此，本實施方式的顯示裝置100具備光學(xué)元件30，由此能夠?qū)崿F(xiàn)顯示品質(zhì)高、透視性優(yōu)越的顯示裝置100。

此外，第1實施方式中，平行導(dǎo)光體22相對于與通過眼的光軸ax垂直的xy面傾斜，但也可以將平行導(dǎo)光體22配置為與xy面平行。另外，通過曲面21a、21b構(gòu)成入射部21，但也能夠通過平面構(gòu)成其一方或者雙方。該情況下，能夠使與曲面21b對應(yīng)的部分成為使平行導(dǎo)光體22的平面22b延長的平面。另外，也能夠成為在入射部21中，不使從光入射面is入射的圖像光gl在內(nèi)表面反射，而保持原樣與平行導(dǎo)光體22結(jié)合的結(jié)構(gòu)。

另外，平行導(dǎo)光體22不局限于完全的平行平板，能夠稍微彎曲、具有楔角。換句話說，能夠使平行導(dǎo)光體22的平面22a、22b成為非球面之外的彎曲面、或相互形成傾斜角。但是，在使平面22a、22b彎曲的情況下，產(chǎn)生視度、倍率變化，因此彎曲少更好。另外，在平面22a、22b間設(shè)置了傾斜的情況下，產(chǎn)生色散，因此優(yōu)選傾斜角較小。

第2實施方式

以下，使用圖14以及圖15對本發(fā)明的第2實施方式進行說明。

第2實施方式的顯示裝置的基本結(jié)構(gòu)與第1實施方式相同，光學(xué)元件的結(jié)構(gòu)與第1實施方式不同。因此，省略顯示裝置整體的說明，僅對光學(xué)元件進行說明。

圖14是第2實施方式的光學(xué)元件的剖視圖。圖14與第1實施方式的圖4對應(yīng)。

圖14中，對與圖4共用的構(gòu)成要素標注相同的附圖標記，省略說明。

(光學(xué)元件的結(jié)構(gòu))

如圖14所示，第2實施方式的光學(xué)元件60具備多個半反射鏡61和多個透光性部件62。在第2實施方式的光學(xué)元件60中，半反射鏡61的傾斜角度δ不足45°。如本實施方式那樣，在半反射鏡61的傾斜角度δ不足45°的情況下，與第1實施方式相反，在半反射鏡61的傾斜方向靠近射出面62b的一側(cè)設(shè)置有反射率相對低的低反射率區(qū)域61c。另外，在傾斜方向上比低反射率區(qū)域61c距射出面62b更遠的一側(cè)設(shè)置有反射率比低反射率區(qū)域61c高的高反射率區(qū)域61a。另外，在低反射率區(qū)域61c與高反射率區(qū)域61a之間設(shè)置有具有低反射率區(qū)域61c的折射率與高反射率區(qū)域61a的折射率之間的折射率的中間反射率區(qū)域61b。即，從光學(xué)元件60的入射面62a朝向射出面62b依次設(shè)置有高反射率區(qū)域61a、中間反射率區(qū)域61b、低反射率區(qū)域61c。

其他的結(jié)構(gòu)與第1實施方式相同。

(本實施方式的效果：相對于外界光的效果)

以下，對本實施方式的光學(xué)元件60的特有的效果進行說明。

圖15是表示用于對光學(xué)元件60相對于外界光el的作用進行說明的模型的圖。此處，為了容易理解說明，假定具有反射率不同的兩個區(qū)域的半反射鏡611、612。半反射鏡611、612的傾斜角度δ不足45°。

使半反射鏡611、612的兩個區(qū)域中的距射出面62b較遠一側(cè)的第1區(qū)域的反射率成為p，使靠近射出面62b一側(cè)的第2區(qū)域的反射率成為q。

作為入射至觀察者的瞳孔的光，考慮透過了第1半反射鏡611的光ela、在第1半反射鏡611一次反射的光el12兩條光線。

光el1中的一部分的光在從入射面62a入射后，入射至第1半反射鏡611。入射至第1半反射鏡611的光中的一部分的光透過第1半反射鏡611的第2區(qū)域611b而從射出面62b射出。其他的光在第1半反射鏡611的第2區(qū)域611b反射而朝向第2半反射鏡612的第1區(qū)域612a進入。

在第1半反射鏡611的第2區(qū)域611b反射的光在第2半反射鏡612的第1區(qū)域612a反射。另外，直接入射至第2半反射鏡612的光也到達第2半反射鏡612的反射位置。因此，從第2半反射鏡612的反射位置在第1半反射鏡611的第2區(qū)域611b反射進一步在第2半反射鏡612的第1區(qū)域612a反射的光el12、以及直接入射至第2半反射鏡612的第1區(qū)域612a而透過的光el2雙方射出。觀察者看見將這些光合成的光。

此處，使從第1半反射鏡611射出的光ela的相對強度成為ia，使從第2半反射鏡612射出的elb的相對強度成為ib。

相對強度ia，ib分別用以下的(7)、(8)式表示。

相對強度ia：ia＝1-q...(7)

相對強度ib：ib＝(1-p)+q×p...(8)

在這兩個光的相對強度ia、ib之差較大的情況下，形成微小的明暗的格紋圖案，產(chǎn)生光的衍射。其結(jié)果，產(chǎn)生外界的像模糊的問題。因此，為了使觀察者視認清晰的外界的像，需要使相對強度ia、ib之差較小。在本實施方式的情況下，在反射率p與反射率q的大小關(guān)系滿足p＞q的情況下，相對強度差變小。即，通過使距光學(xué)元件60的射出面62b(觀察者)較遠一側(cè)的區(qū)域的反射率相對較大，使靠近射出面62b一側(cè)的區(qū)域的反射率相對較小由此能夠使相對強度差較小。這樣，根據(jù)具備本實施方式的光學(xué)元件60的顯示裝置，能夠減少外界的像的模糊。

此外，本發(fā)明的技術(shù)范圍不限定于上述實施方式，在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)能夠增加各種變更。

例如在上述實施方式中，成為光學(xué)元件具有多個透光性部件的結(jié)構(gòu)，但也可以成為具有一個透光性部件的結(jié)構(gòu)。該情況下，例如也可以成為使透光性部件的一面成為鋸齒狀，在構(gòu)成鋸齒的多個傾斜面設(shè)置半反射鏡的結(jié)構(gòu)。

另外，構(gòu)成光學(xué)元件以及顯示裝置的各構(gòu)成要素的數(shù)量、形狀、材料等各部的具體的結(jié)構(gòu)不局限于上述實施方式，能夠適當?shù)刈兏?。例如作為圖像形成裝置，除了上述的液晶顯示裝置之外，也可以使用有機el裝置、激光光源與mems掃描儀的組合等。

附圖標記的說明

10...圖像形成裝置；20...導(dǎo)光裝置；21...入射部；22...平行導(dǎo)光體(導(dǎo)光體)；23...射出部；30、60...光學(xué)元件；31...半反射鏡；31a、61a...高反射率區(qū)域(區(qū)域)；31b、61b...中間反射率區(qū)域(區(qū)域)；31c、61c...低反射率區(qū)域(區(qū)域)；32...透光性部件；32a...入射面；32b...射出面；51...透光性部件；52...掩模；90...要素板；92...層疊體；100...顯示裝置。