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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024008830
(43)【公開日】2024-01-19
(54)【発明の名称】表示装置
(51)【国際特許分類】
G02B 27/02 20060101AFI20240112BHJP
G02F 1/13363 20060101ALI20240112BHJP
G02B 5/32 20060101ALI20240112BHJP
G02B 5/30 20060101ALI20240112BHJP
【ＦＩ】
G02B27/02 Z
G02F1/13363
G02B5/32
G02B5/30
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023069511
(22)【出願日】2023-04-20
(31)【優先権主張番号】P 2022110470
(32)【優先日】2022-07-08
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】502356528
【氏名又は名称】株式会社ジャパンディスプレイ
(74)【代理人】
【識別番号】110001737
【氏名又は名称】弁理士法人スズエ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】雉嶋 裕明
(72)【発明者】
【氏名】高橋 泰啓
(72)【発明者】
【氏名】小村 真一
(72)【発明者】
【氏名】奥田 浩一
【テーマコード（参考）】
2H149
2H199
2H249
2H291
【Ｆターム（参考）】
2H149AA01
2H149BA02
2H149DA02
2H149DA04
2H199CA23
2H199CA25
2H199CA29
2H199CA30
2H199CA63
2H199CA64
2H199CA65
2H199CA68
2H199CA86
2H199CA94
2H249CA04
2H249CA05
2H249CA08
2H249CA15
2H249CA22
2H291FA24X
2H291FA30X
2H291FA40X
2H291FA56X
2H291FA86Z
2H291FA95X
2H291FA96X
2H291FB05
2H291GA08
2H291KA02
2H291MA02
2H291PA42
2H291PA44
(57)【要約】
【課題】表示品位の低下を抑制することにある。
【解決手段】実施形態によれば、表示装置は、直線偏光の表示光を出射するように構成された表示パネルと、前記表示パネルに対向する第１位相差板と、前記第１位相差板に接着されたホログラフィック光学素子と、前記ホログラフィック光学素子に接着された第２位相差板と、前記第２位相差板に対向し、第１直線偏光を反射し、前記第１直線偏光と直交する第２直線偏光を透過する反射偏光板と、を備え、前記第２位相差板と前記反射偏光板との間に空気層が介在し、前記第２位相差板の前記反射偏光板と対向する面は、反射防止膜で覆われている。
【選択図】図３
【解決手段】実施形態によれば、表示装置は、直線偏光の表示光を出射するように構成された表示パネルと、前記表示パネルに対向する第１位相差板と、前記第１位相差板に接着されたホログラフィック光学素子と、前記ホログラフィック光学素子に接着された第２位相差板と、前記第２位相差板に対向し、第１直線偏光を反射し、前記第１直線偏光と直交する第２直線偏光を透過する反射偏光板と、を備え、前記第２位相差板と前記反射偏光板との間に空気層が介在し、前記第２位相差板の前記反射偏光板と対向する面は、反射防止膜で覆われている。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
直線偏光の表示光を出射するように構成された表示パネルと、
前記表示パネルに対向する第１位相差板と、
前記第１位相差板に接着されたホログラフィック光学素子と、
前記ホログラフィック光学素子に接着された第２位相差板と、
前記第２位相差板に対向し、第１直線偏光を反射し、前記第１直線偏光と直交する第２直線偏光を透過する反射偏光板と、
を備え、
前記第２位相差板と前記反射偏光板との間に空気層が介在し、
前記第２位相差板の前記反射偏光板と対向する面は、反射防止膜で覆われている、表示装置。
前記表示パネルに対向する第１位相差板と、
前記第１位相差板に接着されたホログラフィック光学素子と、
前記ホログラフィック光学素子に接着された第２位相差板と、
前記第２位相差板に対向し、第１直線偏光を反射し、前記第１直線偏光と直交する第２直線偏光を透過する反射偏光板と、
を備え、
前記第２位相差板と前記反射偏光板との間に空気層が介在し、
前記第２位相差板の前記反射偏光板と対向する面は、反射防止膜で覆われている、表示装置。
【請求項2】
前記第１位相差板は、前記表示パネルに接着されている、請求項１に記載の表示装置。
【請求項3】
前記第１位相差板と前記表示パネルとの間に空気層が介在し、
前記第１位相差板の前記表示パネルと対向する面は、反射防止膜で覆われている、請求項１に記載の表示装置。
前記第１位相差板の前記表示パネルと対向する面は、反射防止膜で覆われている、請求項１に記載の表示装置。
【請求項4】
直線偏光の表示光を出射するように構成された表示パネルと、
前記表示パネルに対向する第１位相差板と、
前記第１位相差板に接着されたホログラフィック光学素子と、
前記ホログラフィック光学素子に対向する第２位相差板と、
前記第２位相差板に接着され、第１直線偏光を反射し、前記第１直線偏光と直交する第２直線偏光を透過する反射偏光板と、
を備え、
前記ホログラフィック光学素子と前記第２位相差板との間に空気層が介在し、
前記ホログラフィック光学素子の前記第２位相差板と対向する面、及び、前記第２位相差板の前記ホログラフィック光学素子と対向する面は、それぞれ反射防止膜で覆われている、表示装置。
前記表示パネルに対向する第１位相差板と、
前記第１位相差板に接着されたホログラフィック光学素子と、
前記ホログラフィック光学素子に対向する第２位相差板と、
前記第２位相差板に接着され、第１直線偏光を反射し、前記第１直線偏光と直交する第２直線偏光を透過する反射偏光板と、
を備え、
前記ホログラフィック光学素子と前記第２位相差板との間に空気層が介在し、
前記ホログラフィック光学素子の前記第２位相差板と対向する面、及び、前記第２位相差板の前記ホログラフィック光学素子と対向する面は、それぞれ反射防止膜で覆われている、表示装置。
【請求項5】
前記第１位相差板は、前記表示パネルに接着されている、請求項４に記載の表示装置。
【請求項6】
前記第１位相差板と前記表示パネルとの間に空気層が介在し、
前記第１位相差板の前記表示パネルと対向する面は、反射防止膜で覆われている、請求項４に記載の表示装置。
前記第１位相差板の前記表示パネルと対向する面は、反射防止膜で覆われている、請求項４に記載の表示装置。
【請求項7】
直線偏光の表示光を出射するように構成された表示パネルと、
前記表示パネルに対向する第１位相差板と、
前記第１位相差板に対向するホログラフィック光学素子と、
前記ホログラフィック光学素子に対向する第２位相差板と、
前記第２位相差板に対向し、第１直線偏光を反射し、前記第１直線偏光と直交する第２直線偏光を透過する反射偏光板と、
を備え、
前記第１位相差板と前記表示パネルとの間、前記ホログラフィック光学素子と前記第１位相差板との間、前記第２位相差板と前記ホログラフィック光学素子との間、及び、前記反射偏光板と前記第２位相差板との間には、それぞれ空気層が介在し、
前記第１位相差板の前記表示パネルと対向する面、前記第１位相差板の前記ホログラフィック光学素子と対向する面、前記ホログラフィック光学素子の前記第１位相差板と対向する面、前記ホログラフィック光学素子の前記第２位相差板と対向する面、前記第２位相差板の前記ホログラフィック光学素子と対向する面、前記第２位相差板の前記反射偏光板と対向する面は、それぞれ反射防止膜で覆われている、表示装置。
前記表示パネルに対向する第１位相差板と、
前記第１位相差板に対向するホログラフィック光学素子と、
前記ホログラフィック光学素子に対向する第２位相差板と、
前記第２位相差板に対向し、第１直線偏光を反射し、前記第１直線偏光と直交する第２直線偏光を透過する反射偏光板と、
を備え、
前記第１位相差板と前記表示パネルとの間、前記ホログラフィック光学素子と前記第１位相差板との間、前記第２位相差板と前記ホログラフィック光学素子との間、及び、前記反射偏光板と前記第２位相差板との間には、それぞれ空気層が介在し、
前記第１位相差板の前記表示パネルと対向する面、前記第１位相差板の前記ホログラフィック光学素子と対向する面、前記ホログラフィック光学素子の前記第１位相差板と対向する面、前記ホログラフィック光学素子の前記第２位相差板と対向する面、前記第２位相差板の前記ホログラフィック光学素子と対向する面、前記第２位相差板の前記反射偏光板と対向する面は、それぞれ反射防止膜で覆われている、表示装置。
【請求項8】
前記第１位相差板及び前記第２位相差板は、１／４波長板である、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項9】
前記表示パネルは、液晶パネルと、前記第１位相差板に対向する偏光板と、を備えている、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項10】
前記液晶パネルを照明する照明装置と、を、さらに備え、
前記照明装置は、青レーザ光を出射するように構成された第１レーザ素子と、緑レーザ光を出射するように構成された第２レーザ素子と、赤レーザ光を出射するように構成された第３レーザ素子と、を備えている、請求項９に記載の表示装置。
前記照明装置は、青レーザ光を出射するように構成された第１レーザ素子と、緑レーザ光を出射するように構成された第２レーザ素子と、赤レーザ光を出射するように構成された第３レーザ素子と、を備えている、請求項９に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、表示装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年では、ユーザの頭部に装着されるヘッドマウントディスプレイを用いて、例えば仮想現実（ＶＲ：Ｖｉｒｔｕａｌ Ｒｅａｌｉｔｙ）を提供する技術が注目されている。ヘッドマウントディスプレイは、ユーザの眼前に設けられたディスプレイに画像が表示されるように構成されている。これにより、ヘッドマウントディスプレイを装着したユーザは、臨場感のある仮想現実空間を体験することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特表２００３－５０４６６３号公報
【特許文献2】特表２００３－５２９７９５号公報
【特許文献3】特開２０１８－１０６１６０号公報
【特許文献4】特開２０１９－５３１５２号公報
【特許文献5】特開２０１９－１４８６２６号公報
【特許文献6】特開２０１９－１４８６２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
実施形態の目的は、表示品位の低下を抑制することが可能な表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0005】
一実施形態によれば、表示装置は、
直線偏光の表示光を出射するように構成された表示パネルと、前記表示パネルに対向する第１位相差板と、前記第１位相差板に接着されたホログラフィック光学素子と、前記ホログラフィック光学素子に接着された第２位相差板と、前記第２位相差板に対向し、第１直線偏光を反射し、前記第１直線偏光と直交する第２直線偏光を透過する反射偏光板と、を備え、前記第２位相差板と前記反射偏光板との間に空気層が介在し、前記第２位相差板の前記反射偏光板と対向する面は、反射防止膜で覆われている。
直線偏光の表示光を出射するように構成された表示パネルと、前記表示パネルに対向する第１位相差板と、前記第１位相差板に接着されたホログラフィック光学素子と、前記ホログラフィック光学素子に接着された第２位相差板と、前記第２位相差板に対向し、第１直線偏光を反射し、前記第１直線偏光と直交する第２直線偏光を透過する反射偏光板と、を備え、前記第２位相差板と前記反射偏光板との間に空気層が介在し、前記第２位相差板の前記反射偏光板と対向する面は、反射防止膜で覆われている。
【0006】
一実施形態によれば、表示装置は、
直線偏光の表示光を出射するように構成された表示パネルと、前記表示パネルに対向する第１位相差板と、前記第１位相差板に接着されたホログラフィック光学素子と、前記ホログラフィック光学素子に対向する第２位相差板と、前記第２位相差板に接着され、第１直線偏光を反射し、前記第１直線偏光と直交する第２直線偏光を透過する反射偏光板と、を備え、前記ホログラフィック光学素子と前記第２位相差板との間に空気層が介在し、前記ホログラフィック光学素子の前記第２位相差板と対向する面、及び、前記第２位相差板の前記ホログラフィック光学素子と対向する面は、それぞれ反射防止膜で覆われている。
直線偏光の表示光を出射するように構成された表示パネルと、前記表示パネルに対向する第１位相差板と、前記第１位相差板に接着されたホログラフィック光学素子と、前記ホログラフィック光学素子に対向する第２位相差板と、前記第２位相差板に接着され、第１直線偏光を反射し、前記第１直線偏光と直交する第２直線偏光を透過する反射偏光板と、を備え、前記ホログラフィック光学素子と前記第２位相差板との間に空気層が介在し、前記ホログラフィック光学素子の前記第２位相差板と対向する面、及び、前記第２位相差板の前記ホログラフィック光学素子と対向する面は、それぞれ反射防止膜で覆われている。
【0007】
一実施形態によれば、表示装置は、
直線偏光の表示光を出射するように構成された表示パネルと、前記表示パネルに対向する第１位相差板と、前記第１位相差板に対向するホログラフィック光学素子と、前記ホログラフィック光学素子に対向する第２位相差板と、前記第２位相差板に対向し、第１直線偏光を反射し、前記第１直線偏光と直交する第２直線偏光を透過する反射偏光板と、を備え、前記第１位相差板と前記表示パネルとの間、前記ホログラフィック光学素子と前記第１位相差板との間、前記第２位相差板と前記ホログラフィック光学素子との間、及び、前記反射偏光板と前記第２位相差板との間には、それぞれ空気層が介在し、前記第１位相差板の前記表示パネルと対向する面、前記第１位相差板の前記ホログラフィック光学素子と対向する面、前記ホログラフィック光学素子の前記第１位相差板と対向する面、前記ホログラフィック光学素子の前記第２位相差板と対向する面、前記第２位相差板の前記ホログラフィック光学素子と対向する面、前記第２位相差板の前記反射偏光板と対向する面は、それぞれ反射防止膜で覆われている。
直線偏光の表示光を出射するように構成された表示パネルと、前記表示パネルに対向する第１位相差板と、前記第１位相差板に対向するホログラフィック光学素子と、前記ホログラフィック光学素子に対向する第２位相差板と、前記第２位相差板に対向し、第１直線偏光を反射し、前記第１直線偏光と直交する第２直線偏光を透過する反射偏光板と、を備え、前記第１位相差板と前記表示パネルとの間、前記ホログラフィック光学素子と前記第１位相差板との間、前記第２位相差板と前記ホログラフィック光学素子との間、及び、前記反射偏光板と前記第２位相差板との間には、それぞれ空気層が介在し、前記第１位相差板の前記表示パネルと対向する面、前記第１位相差板の前記ホログラフィック光学素子と対向する面、前記ホログラフィック光学素子の前記第１位相差板と対向する面、前記ホログラフィック光学素子の前記第２位相差板と対向する面、前記第２位相差板の前記ホログラフィック光学素子と対向する面、前記第２位相差板の前記反射偏光板と対向する面は、それぞれ反射防止膜で覆われている。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、開示はあくまで一例に過ぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は、説明をより明確にするため、実際の態様に比べて、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同一又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する詳細な説明を適宜省略することがある。
【0010】
本明細書で述べる実施形態は、一般的なものでなく、本発明の同一又は対応する特別な技術的特徴について説明する実施形態である。以下、図面を参照しながら一実施形態に係る表示装置について詳細に説明する。
【0011】
なお、図面には、必要に応じて理解を容易にするために、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、及び、Ｚ軸を記載する。Ｘ軸に沿った方向を第１方向Ｘと称し、Ｙ軸に沿った方向を第２方向Ｙと称し、Ｚ軸に沿った方向を第３方向Ｚと称する。Ｘ軸及びＹ軸によって規定される面をＸ－Ｙ平面と称し、Ｘ－Ｙ平面を見ることを平面視という。第１方向Ｘ、第２方向Ｙ、及び、第３方向Ｚは、互いに直交しているが、９０度以外の角度で交差していてもよい。第３方向Ｚの矢印の先端に向かう方向を上又は上方と定義し、第３方向Ｚの矢印の先端に向かう方向とは反対側の方向を下又は下方と定義する。なお第１方向Ｘ、第２方向Ｙ、及び、第３方向Ｚを、それぞれ、Ｘ方向、Ｙ方向、及び、Ｚ方向と呼ぶこともある。
【0012】
また、「第１部材の上方の第２部材」及び「第１部材の下方の第２部材」とした場合、第２部材は、第１部材に接していてもよく、又は第１部材から離れて位置していてもよい。後者の場合、第１部材と第２部材との間に、第３の部材が介在していてもよい。一方、「第１部材の上の第２部材」及び「第１部材の下の第２部材」とした場合、第２部材は第１部材に接している。
【0013】
また、第３方向Ｚの矢印の先端側に表示装置を観察する観察位置があるものとし、この観察位置から、第１方向Ｘ及び第３方向Ｚによって規定されるＸ－Ｚ平面、あるいは第２方向Ｙ及び第３方向Ｚによって規定されるＹ－Ｚ平面における表示装置の断面を見ることを断面視という。
【0014】
［実施形態１］
図１は、実施形態１に係る表示装置を適用したヘッドマウントディスプレイ１の外観の一例を示す斜視図である。
図１は、実施形態１に係る表示装置を適用したヘッドマウントディスプレイ１の外観の一例を示す斜視図である。
【0015】
ヘッドマウントディスプレイ１は、例えば、右眼用の表示装置ＤＳＰＲと、左眼用の表示装置ＤＳＰＬと、を備えている。ユーザがヘッドマウントディスプレイ１を頭部に装着した状態では、表示装置ＤＳＰＲは当該ユーザの右眼の眼前に位置するように配置され、また、表示装置ＤＳＰＬは当該ユーザの左眼の眼前に位置するように配置されている。
【0016】
【0017】
表示装置ＤＳＰＲは、表示パネル２Ｒと、照明装置３Ｒと、点線で示した光学システム４Ｒと、を備えている。照明装置３Ｒは、表示パネル２Ｒの背面に配置され、表示パネル２Ｒを照明するように構成されている。光学システム４Ｒは、表示パネル２Ｒの前面（あるいはユーザの右眼ＥＲと表示パネル２Ｒとの間）に配置され、表示パネル２Ｒからの表示光を右眼ＥＲに導くように構成されている。
【0018】
表示パネル２Ｒは、例えば、液晶パネル及び偏光板を含んでいる。表示パネル２Ｒは、照明装置３Ｒと光学システム４Ｒとの間に配置されている。表示パネル２Ｒには、例えば、ドライバＩＣチップ５Ｒ及びフレキシブルプリント回路基板６Ｒが接続されている。ドライバＩＣチップ５Ｒは、表示パネル２Ｒの駆動を制御する（特に、表示パネル２Ｒの表示動作を制御する）。
【0019】
表示装置ＤＳＰＬは、表示パネル２Ｌと、照明装置３Ｌと、点線で示した光学システム４Ｌと、を備えている。照明装置３Ｌは、表示パネル２Ｌの背面に配置され、表示パネル２Ｌを照明するように構成されている。光学システム４Ｌは、表示パネル２Ｌの前面（あるいはユーザの左眼ＥＬと表示パネル２Ｌとの間）に配置され、表示パネル２Ｌからの表示光を左眼ＥＬに導くように構成されている。
【0020】
表示パネル２Ｌは、例えば、液晶パネル及び偏光板を含んでいる。表示パネル２Ｌは、照明装置３Ｌと光学システム４Ｌとの間に配置されている。表示パネル２Ｌには、例えば、ドライバＩＣチップ５Ｌ及びフレキシブルプリント回路基板６Ｌが接続されている。ドライバＩＣチップ５Ｌは、表示パネル２Ｌの駆動を制御する（特に、表示パネル２Ｌの表示動作を制御する）。
【0021】
表示装置ＤＳＰＲは、表示装置ＤＳＰＬと実質的に同様に構成されている。
つまり、表示装置ＤＳＰＲを構成する表示パネル２Ｒ、照明装置３Ｒ、及び、光学システム４Ｒは、それぞれ表示装置ＤＳＰＬを構成する表示パネル２Ｌ、照明装置３Ｌ、及び、光学システム４Ｌと同様に構成されている。
つまり、表示装置ＤＳＰＲを構成する表示パネル２Ｒ、照明装置３Ｒ、及び、光学システム４Ｒは、それぞれ表示装置ＤＳＰＬを構成する表示パネル２Ｌ、照明装置３Ｌ、及び、光学システム４Ｌと同様に構成されている。
【0022】
実施形態１に係る表示装置ＤＳＰにおいては、表示パネル２Ｒ及び表示パネル２Ｌは、液晶パネルを含む例に限らず、有機エレクトロルミネッセンス（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ：ＥＬ）素子、マイクロＬＥＤ、ミニＬＥＤなどの自発光型の発光素子を備えた表示パネルを含んでいてもよい。表示パネル２Ｒ及び表示パネル２Ｌが発光素子を備えた表示パネルである場合、照明装置３Ｒ及び照明装置３Ｌは省略される。詳細については後述するが、表示パネル２Ｒ及び表示パネル２Ｌは、直線偏光の表示光を出射するように構成されており、必要に応じて偏光板を含んでいる。
【0023】
外部に設けられたホストコンピュータＨＯＳＴは、表示パネル２Ｌ及び２表示パネルＲとそれぞれ接続されている。ホストコンピュータＨＯＳＴは、表示パネル２Ｌ及び表示パネル２Ｒに表示される画像に対応した画像データを出力する。表示パネル２Ｌに表示される画像は、左眼用の画像（あるいはユーザの左眼ＥＬで視認される画像）である。また、表示パネル２Ｒに表示される画像は、右眼用の画像（あるいはユーザの右眼ＥＲで視認される画像）である。
【0024】
例えば、ヘッドマウントディスプレイ１がＶＲ用として利用される場合、左眼用の画像及び右眼用の画像は、両目の視差を再現した互いに類似する画像である。表示パネル２Ｌに表示された左眼用の画像がユーザの左眼ＥＬで視認され、また、表示パネル２Ｒに表示された右眼用の画像がユーザの右眼ＥＲで視認された場合には、ユーザは仮想現実空間として立体的な空間（３次元空間）を把握することができる。
【0025】
なお、表示パネル２Ｒ及び表示パネル２Ｌは、左眼ＥＬの眼前及び右眼ＥＲの眼前に亘って延びた単一の表示パネルとして構成されていてもよい。また、照明装置３Ｒ及び照明装置３Ｌは、左眼ＥＬの眼前及び右眼ＥＲの眼前に亘って延びた単一の照明装置として構成されてもよい。
【0026】
次に、本実施形態に係る表示装置ＤＳＰのいくつかの構成例について説明する。
【0027】
《構成例１》
図３は、表示装置ＤＳＰの構成例１を示す断面図である。
表示装置ＤＳＰは、表示パネル２と、照明装置３と、光学システム４と、を備えている。なお、ここでは、表示パネル２及び照明装置３の詳細な図示を省略する。ここで説明する表示装置ＤＳＰは、上記の表示装置ＤＳＰＲ及び表示装置ＤＳＰＬの各々に適用することができる。また、表示パネル２は、上記の表示パネル２Ｒ及び表示パネル２Ｌの各々に適用することができる。また、照明装置３は、上記の照明装置３Ｒ及び照明装置３Ｌの各々に適用することができる。また、光学システム４は、上記の光学システム４Ｒ及び光学システム４Ｌの各々に適用することができる。
図３は、表示装置ＤＳＰの構成例１を示す断面図である。
表示装置ＤＳＰは、表示パネル２と、照明装置３と、光学システム４と、を備えている。なお、ここでは、表示パネル２及び照明装置３の詳細な図示を省略する。ここで説明する表示装置ＤＳＰは、上記の表示装置ＤＳＰＲ及び表示装置ＤＳＰＬの各々に適用することができる。また、表示パネル２は、上記の表示パネル２Ｒ及び表示パネル２Ｌの各々に適用することができる。また、照明装置３は、上記の照明装置３Ｒ及び照明装置３Ｌの各々に適用することができる。また、光学システム４は、上記の光学システム４Ｒ及び光学システム４Ｌの各々に適用することができる。
【0028】
表示パネル２は、Ｘ－Ｙ平面に亘って延在した平板状に形成されている。表示パネル２は、第１基板ＳＵＢ１と、第２基板ＳＵＢ２と、液晶層ＬＣと、第１偏光板ＰＬ１と、第２偏光板ＰＬ２と、を備えている。第１基板ＳＵＢ１及び第２基板ＳＵＢ２は、第３方向Ｚにおいて対向している。液晶層ＬＣは、第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２との間に保持され、シールＳＥによって封止されている。第１偏光板ＰＬ１は、照明装置３と第１基板ＳＵＢ１との間に配置され、例えば第１基板ＳＵＢ１に接着されている。第２偏光板ＰＬ２は、第２基板ＳＵＢ２と光学システム４との間に配置され、例えば第２基板ＳＵＢ２に接着されている。
【0029】
表示パネル２は、直線偏光の表示光ＤＬを出射するように構成された表示領域ＤＡを有している。表示領域ＤＡは、照明装置３からの照明光を選択的に変調するように構成されている。照明光の一部は、第２偏光板ＰＬ２を透過し、直線偏光の表示光ＤＬに変換される。
【0030】
ここで説明する構成例１に限らず、他の構成例においても同様に、表示パネル２は、液晶パネルに限らない。表示パネル２が有機ＥＬ素子などの自発光型の発光素子を備えた表示パネルである場合、上記の通り照明装置３は省略される。また、この場合、発光素子から出射された表示光ＤＬは、第２偏光板ＰＬ２を透過して直線偏光の表示光ＤＬに変換される。
【0031】
光学システム４は、第１位相差板Ｒ１と、ホログラフィック光学素子ＨＥと、第２位相差板Ｒ２と、反射偏光板ＰＲと、を備えている。第１位相差板Ｒ１、ホログラフィック光学素子ＨＥ、第２位相差板Ｒ２、及び、反射偏光板ＰＲは、Ｘ－Ｙ平面において、表示パネル２よりも広い範囲に亘って延在している。
【0032】
第１位相差板Ｒ１及び第２位相差板Ｒ２は、１／４波長板であり、透過する光に対して１／４波長の位相差を付与するものである。第１位相差板Ｒ１は、Ｘ－Ｙ平面において、少なくとも表示領域ＤＡと対向するように配置されている。第１位相差板Ｒ１は、第３方向Ｚにおいて表示パネル２に対向している。図３に示す例では、第１位相差板Ｒ１は、表示パネル２あるいは第２偏光板ＰＬ２に接着されている。第２位相差板Ｒ２は、第１位相差板Ｒ１から離間し、第３方向Ｚにおいて、間隔をおいて対向している。
【0033】
ホログラフィック光学素子ＨＥは、入射光のうちの一部の光を反射・回折するとともに、集光するレンズ作用を有するものである。ホログラフィック光学素子ＨＥは、干渉縞のパターンを有し、入射光を所定の方向に回折するものである。ホログラフィック光学素子ＨＥは、第３方向Ｚにおいて第１位相差板Ｒ１に対向し、第１位相差板Ｒ１に接着されている。第２位相差板Ｒ２は、第３方向Ｚにおいてホログラフィック光学素子ＨＥに対向し、ホログラフィック光学素子ＨＥに接着されている。つまり、ホログラフィック光学素子ＨＥは、第１位相差板Ｒ１と第２位相差板Ｒ２との間に位置している。
【0034】
反射偏光板ＰＲは、入射光のうち、第１直線偏光を反射し、第１直線偏光と直交する第２直線偏光を透過するものである。一例として、反射偏光板ＰＲは、多層薄膜型のものや、ワイヤグリッド型のものなどである。反射偏光板ＰＲは、第３方向Ｚにおいて第２位相差板Ｒ２に対向し、且つ、第２位相差板Ｒ２から離間している。つまり、第２位相差板Ｒ２と反射偏光板ＰＲとの間には、空気層が介在している。
【0035】
このような構成例１では、第２位相差板Ｒ２において、反射偏光板ＰＲと対向する面Ｒ２Ｂは、反射防止膜ＡＲで覆われている。このため、第２位相差板Ｒ２と空気層との界面での不所望な反射あるいは屈折を抑制することができる。
【0036】
第１位相差板Ｒ１及び第２位相差板Ｒ２は、例えば、少なくとも緑波長の光に対して１／４波長の位相差を付与するものであるが、これに限らない。例えば、第１位相差板Ｒ１及び第２位相差板Ｒ２としては、赤波長、緑波長、及び、青波長の各々の光に対しても略１／４波長の位相差を付与する広帯域型の位相差板を適用することができる。このような広帯域型の位相差板としては、例えば、１／４波長板の遅相軸と１／２波長板の遅相軸とが所定の角度をなす状態で、１／４波長板と１／２波長板とを貼り合わせたものなどを適用することができる。これにより、第１位相差板Ｒ１及び第２位相差板Ｒ２における波長依存性を緩和することができる。
【0037】
【0038】
まず、表示パネル２は、第１直線偏光ＬＰ１の表示光ＤＬを出射する。ここでの第１直線偏光ＬＰ１とは、例えば紙面に垂直な方向に振動する直線偏光である。表示光ＤＬは、第１位相差板Ｒ１を透過する際に、１／４波長の位相差が付与される。これにより、表示光ＤＬは、第１位相差板Ｒ１を透過した後に、第１円偏光ＣＰ１に変換される。ここでの第１円偏光ＣＰ１とは、例えば左回りの円偏光である。
【0039】
第１位相差板Ｒ１を透過した第１円偏光ＣＰ１のうち、一部の第１円偏光ＣＰ１はホログラフィック光学素子ＨＥを透過する。ホログラフィック光学素子ＨＥを透過した第１円偏光ＣＰ１は、第２位相差板Ｒ２を透過する際に、１／４波長の位相差が付与され、再び第１直線偏光ＬＰ１に変換される。
【0040】
第２位相差板Ｒ２を透過した第１直線偏光ＬＰ１は、反射偏光板ＰＲで反射される。反射偏光板ＰＲで反射された第１直線偏光ＬＰ１は、第２位相差板Ｒ２を透過して第１円偏光ＣＰ１に変換される。第２位相差板Ｒ２を透過した第１円偏光ＣＰ１のうち、一部の第１円偏光ＣＰ１はホログラフィック光学素子ＨＥで反射され、第２円偏光ＣＰ２に変換される。ここでの第２円偏光ＣＰ２とは、第１円偏光ＣＰ１とは逆回りの円偏光であり、例えば右回りの円偏光である。
【0041】
ホログラフィック光学素子ＨＥで反射された第２円偏光ＣＰ２は、第２位相差板Ｒ２を透過して第２直線偏光ＬＰ２に変換される。ここでの第２直線偏光ＬＰ２とは、第１直線偏光ＬＰ１とは直交する方向、つまり紙面に平行な方向に振動する直線偏光である。
【0042】
第２位相差板Ｒ２を透過した第２直線偏光ＬＰ２は、反射偏光板ＰＲを透過する。反射偏光板ＰＲの透過光は、ホログラフィック光学素子ＨＥからの反射光であり、凹面鏡の効果により、ユーザの瞳Ｅに集光される。
【0043】
このような表示装置ＤＳＰによれば、光学システム４は、ホログラフィック光学素子ＨＥと反射偏光板ＰＲとの間を３回通る光路を有している。つまり、光学システム４において、ホログラフィック光学素子ＨＥと反射偏光板ＰＲとの間の光学的な距離は、実際のホログラフィック光学素子ＨＥと反射偏光板ＰＲとの間隔の約３倍となる。ホログラフィック光学素子ＨＥは、集光するレンズ作用を有しているため、ホログラフィック光学素子ＨＥでの反射光がユーザの瞳Ｅに集光される。これにより、ユーザは、拡大された虚像を観察することができる。
【0044】
ホログラフィック光学素子ＨＥと反射偏光板ＰＲとの距離を確保するために、構成例１では、第２位相差板Ｒ２と反射偏光板ＰＲとの間には空気層が介在している。このような光学システム４において、第２位相差板Ｒ２と空気層との界面での不所望な反射光は、多重画像（いわゆるゴースト）の原因となり、表示品位の低下を招く。これに対して、構成例１によれば、第２位相差板Ｒ２に反射防止膜ＡＲが設けられているため、不所望な反射光が発生せず、表示品位の低下を抑制することができる。
【0045】
また、光学システム４を構成する各部材の波長依存性が小さいため、光学システム４の構成を簡素化することができ、表示領域ＤＡに表示されるカラー画像をユーザの瞳Ｅに効率よく集光することができる。
【0046】
なお、図４を参照して説明した第１直線偏光ＬＰ１を第２直線偏光ＬＰ２に置換してもよいし、第１円偏光ＣＰ１を第２円偏光ＣＰ２に置換してもよい。
【0047】
図５は、照明装置３の主要部を示す図である。
照明装置３は、導光板ＬＧと、複数の発光素子ＬＤと、を備えている。複数の発光素子ＬＤは、それぞれ導光板ＬＧの側面ＬＧＳと対向している。
照明装置３は、導光板ＬＧと、複数の発光素子ＬＤと、を備えている。複数の発光素子ＬＤは、それぞれ導光板ＬＧの側面ＬＧＳと対向している。
【0048】
発光素子ＬＤは、青波長（第１波長）のレーザ光を出射するように構成された第１発光素子（第１レーザ素子ともいう）ＬＤＢと、緑波長（第２波長）のレーザ光を出射するように構成された第２発光素子（第２レーザ素子ともいう）ＬＤＧと、赤波長（第３波長）のレーザ光を出射するように構成された第３発光素子（第３レーザ素子）ＬＤＲと、を備えている。第１発光素子ＬＤＢ、第２発光素子ＬＤＧ、及び、第３発光素子ＬＤＲは、間隔をおいて並んでいる。
【0049】
第１発光素子ＬＤＢから出射される青レーザ光の中心波長をλｂとし、第２発光素子ＬＤＧから出射される緑レーザ光の中心波長をλｇとし、第３発光素子ＬＤＲから出射される赤レーザ光の中心波長をλｒとする。
【0050】
ホログラフィック光学素子ＨＥは、中心波長λｂの第１円偏光ＣＰ１、中心波長λｇの第１円偏光ＣＰ１、及び、中心波長λｒの第１円偏光ＣＰ１を反射するように最適化されている。
【0051】
なお、照明装置３は、表示パネル２の直下に複数の発光素子ＬＤが配置される構成であってもよい。
【0052】
次に、表示装置ＤＳＰの他の構成例について説明する。なお、以下の説明では、構成例１と同一の構成については同一の参照符号を付して説明を省略する場合がある。また、照明装置３の図示を省略している。また、表示パネル２、第１位相差板Ｒ１、ホログラフィック光学素子ＨＥ、第２位相差板Ｒ２、及び、反射偏光板ＰＲは、それぞれ簡略化して図示しているが、ホログラフィック光学素子ＨＥなどの各種光学部材は、図３に示したように、Ｘ－Ｙ平面において、表示パネル２よりも広い範囲に亘って延在している。
【0053】
《構成例２》
図６は、表示装置ＤＳＰの構成例２を示す断面図である。
図６に示す構成例２は、図３に示した構成例１と比較して、第１位相差板Ｒ１と表示パネル２との間に空気層が介在している点で相違している。つまり、第１位相差板Ｒ１は、第３方向Ｚにおいて表示パネル２に対向し、且つ、表示パネル２あるいは第２偏光板ＰＬ２から離間している。
図６は、表示装置ＤＳＰの構成例２を示す断面図である。
図６に示す構成例２は、図３に示した構成例１と比較して、第１位相差板Ｒ１と表示パネル２との間に空気層が介在している点で相違している。つまり、第１位相差板Ｒ１は、第３方向Ｚにおいて表示パネル２に対向し、且つ、表示パネル２あるいは第２偏光板ＰＬ２から離間している。
【0054】
このような構成例２では、第１位相差板Ｒ１において、表示パネル２と対向する面Ｒ１Ａは、反射防止膜ＡＲで覆われている。このため、第１位相差板Ｒ１と空気層との界面での不所望な反射あるいは屈折を抑制することができる。
【0055】
《構成例３》
図７は、表示装置ＤＳＰの構成例３を示す断面図である。
第１位相差板Ｒ１は、第３方向Ｚにおいて表示パネル２に対向している。図７に示す例では、第１位相差板Ｒ１は、表示パネル２あるいは第２偏光板ＰＬ２に接着されている。第２位相差板Ｒ２は、第１位相差板Ｒ１から離間し、第３方向Ｚにおいて、間隔をおいて対向している。
図７は、表示装置ＤＳＰの構成例３を示す断面図である。
第１位相差板Ｒ１は、第３方向Ｚにおいて表示パネル２に対向している。図７に示す例では、第１位相差板Ｒ１は、表示パネル２あるいは第２偏光板ＰＬ２に接着されている。第２位相差板Ｒ２は、第１位相差板Ｒ１から離間し、第３方向Ｚにおいて、間隔をおいて対向している。
【0056】
ホログラフィック光学素子ＨＥは、第３方向Ｚにおいて第１位相差板Ｒ１に対向し、第１位相差板Ｒ１に接着されている。第２位相差板Ｒ２は、第３方向Ｚにおいてホログラフィック光学素子ＨＥに対向し、ホログラフィック光学素子ＨＥから離間している。つまり、ホログラフィック光学素子ＨＥと第２位相差板Ｒ２との間には、空気層が介在している。
【0057】
反射偏光板ＰＲは、第３方向Ｚにおいて第２位相差板Ｒ２に対向し、第２位相差板Ｒ２に接着されている。
【0058】
このような構成例３では、ホログラフィック光学素子ＨＥにおいて、第２位相差板Ｒ２と対向する面ＨＢは、反射防止膜ＡＲで覆われている。また、第２位相差板Ｒ２において、ホログラフィック光学素子ＨＥと対向する面Ｒ２Ａは、反射防止膜ＡＲで覆われている。このため、ホログラフィック光学素子ＨＥと空気層との界面、及び、第２位相差板Ｒ２と空気層との界面での不所望な反射あるいは屈折を抑制することができる。
【0059】
《構成例４》
図８は、表示装置ＤＳＰの構成例４を示す断面図である。
図８に示す構成例４は、図７に示した構成例３と比較して、第１位相差板Ｒ１と表示パネル２との間に空気層が介在している点で相違している。つまり、第１位相差板Ｒ１は、第３方向Ｚにおいて表示パネル２に対向し、且つ、表示パネル２あるいは第２偏光板ＰＬ２から離間している。
図８は、表示装置ＤＳＰの構成例４を示す断面図である。
図８に示す構成例４は、図７に示した構成例３と比較して、第１位相差板Ｒ１と表示パネル２との間に空気層が介在している点で相違している。つまり、第１位相差板Ｒ１は、第３方向Ｚにおいて表示パネル２に対向し、且つ、表示パネル２あるいは第２偏光板ＰＬ２から離間している。
【0060】
このような構成例４では、第１位相差板Ｒ１において、表示パネル２と対向する面Ｒ１Ａは、反射防止膜ＡＲで覆われている。このため、第１位相差板Ｒ１と空気層との界面での不所望な反射あるいは屈折を抑制することができる。
【0061】
【0062】
ホログラフィック光学素子ＨＥは、第３方向Ｚにおいて第１位相差板Ｒ１に対向し、第１位相差板Ｒ１から離間している。
【0063】
第２位相差板Ｒ２は、第３方向Ｚにおいてホログラフィック光学素子ＨＥに対向し、ホログラフィック光学素子ＨＥから離間している。
【0064】
反射偏光板ＰＲは、第３方向Ｚにおいて第２位相差板Ｒ２に対向し、第２位相差板Ｒ２から離間している。
【0065】
つまり、構成例５においては、第１位相差板Ｒ１と表示パネル２との間、ホログラフィック光学素子ＨＥと第１位相差板Ｒ１との間、第２位相差板Ｒ２とホログラフィック光学素子ＨＥとの間、及び、反射偏光板ＰＲと第２位相差板Ｒ２との間には、それぞれ空気層が介在している。
【0066】
第１位相差板Ｒ１において、表示パネル２と対向する面Ｒ１Ａ及びホログラフィック光学素子ＨＥと対向する面Ｒ１Ｂは、それぞれ反射防止膜ＡＲで覆われている。
【0067】
ホログラフィック光学素子ＨＥにおいて、第１位相差板Ｒ１と対向する面ＨＡ及び第２位相差板Ｒ２と対向する面ＨＢは、それぞれ反射防止膜ＡＲで覆われている。
【0068】
第２位相差板Ｒ２において、ホログラフィック光学素子ＨＥと対向する面Ｒ２Ａ及び反射偏光板ＰＲと対向する面Ｒ２Ｂは、それぞれ反射防止膜ＡＲで覆われている。
【0069】
このため、第１位相差板Ｒ１と空気層との界面、ホログラフィック光学素子ＨＥと空気層との界面、及び、第２位相差板Ｒ２と空気層との界面での不所望な反射あるいは屈折を抑制することができる。
【0070】
次に、比較例について説明する。図１０乃至図１３に示す比較例では、第１位相差板Ｒ１は表示パネル２から離間し、ホログラフィック光学素子ＨＥは第１位相差板Ｒ１から離間し、第２位相差板Ｒ２はホログラフィック光学素子ＨＥから離間し、反射偏光板ＰＲは第２位相差板Ｒ２から離間している。また、第１位相差板Ｒ１、ホログラフィック光学素子ＨＥ、及び、第２位相差板Ｒ２には、反射防止膜が設けられていない。
【0071】
【0072】
図１０に示す例では、反射偏光板ＰＲで反射された第１直線偏光ＬＰ１が第２位相差板Ｒ２の反射偏光板ＰＲと対向する面Ｒ２Ｂで反射される。つまり、第２位相差板Ｒ２と反射偏光板ＰＲとの間を往復する光路が点線で示すように追加されている。このため、正規の拡大画像の光路と比較して、光路長が拡大している。このような場合、正規の拡大画像の他に、さらに拡大されたゴーストが発生する。
【0073】
図１１に示す例では、ホログラフィック光学素子ＨＥを透過した第１円偏光ＣＰ１が第２位相差板Ｒ２の反射偏光板ＰＲと対向する面Ｒ２Ｂで反射される。つまり、第２位相差板Ｒ２と反射偏光板ＰＲとの間を往復する光路が欠落している。このため、正規の拡大画像の光路とは異なる光路を経てゴーストが発生する。
【0074】
図１２に示す例では、反射偏光板ＰＲで反射された第１直線偏光ＬＰ１が第２位相差板Ｒ２のホログラフィック光学素子ＨＥと対向する面Ｒ２Ａで反射される。つまり、第２位相差板Ｒ２とホログラフィック光学素子ＨＥとの間を往復する光路が欠落している。このため、正規の拡大画像の光路とは異なる光路を経てゴーストが発生する。
【0075】
図１３に示す例では、反射偏光板ＰＲで反射された第１直線偏光ＬＰ１が第２位相差板Ｒ２で第１円偏光ＣＰ１に変換された後にホログラフィック光学素子ＨＥを透過し、第１位相差板Ｒ１のホログラフィック光学素子ＨＥと対向する面Ｒ１Ｂで反射される。つまり、ホログラフィック光学素子ＨＥと第１位相差板Ｒ１との間を往復する光路が追加されている。このため、正規の拡大画像の光路とは異なる光路を経てゴーストが発生する。
【0076】
以上説明したように、本実施形態によれば、光学システム４を構成する各光学部材は、反射防止膜で覆われており、空気層との界面が形成されない。このため、正規の拡大画像の他にゴーストの発生が抑制され、表示品位の低下を抑制することができる。
【0077】
［実施形態２］
実施形態２では、実施形態１とは異なる光学システム４を用いた表示装置ＤＳＰについて説明する。なお実施形態１と同様の構成要素については、実施形態１を援用し、これを省略する。
実施形態２では、実施形態１とは異なる光学システム４を用いた表示装置ＤＳＰについて説明する。なお実施形態１と同様の構成要素については、実施形態１を援用し、これを省略する。
【0078】
《第１構成例》
図１４は、実施形態２における表示装置ＤＳＰの第１構成例を示す断面図である。
表示装置ＤＳＰは、表示パネル２と、光学システム４と、を備えている。なお、図１４では、表示パネル２の詳細の図示を省略するとともに、照明装置の図示を省略している。光学システム４は、上記の光学システム４Ｒ及び光学システム４Ｌの各々に適用することができる。
図１４は、実施形態２における表示装置ＤＳＰの第１構成例を示す断面図である。
表示装置ＤＳＰは、表示パネル２と、光学システム４と、を備えている。なお、図１４では、表示パネル２の詳細の図示を省略するとともに、照明装置の図示を省略している。光学システム４は、上記の光学システム４Ｒ及び光学システム４Ｌの各々に適用することができる。
【0079】
光学システム４は、第１構造体４Ａ及び第２構造体４Ｂを備えている。第１構造体４Ａは、第２構造体４Ｂから離間している。図１４に示す例では、第１構造体４Ａと第２構造体４Ｂとの間には、空気層４Ｃが設けられている。第１構造体４Ａは、表示パネル２と第２構造体４Ｂとの間（あるいは表示パネル２と空気層４Ｃとの間）に配置されている。
【0080】
第１構造体４Ａは、第１位相差板Ｒ１と、半透過層ＨＭと、第２位相差板Ｒ２と、反射防止膜ＡＲと、を備えている。第１位相差板Ｒ１及び第２位相差板Ｒ２は、１／４波長板であり、透過する光に対して１／４波長の位相差を付与するものである。半透過層ＨＭは、入射光のうちの一部の光を透過し、その他の光を反射するものである。一例として、半透過層ＨＭは、アルミニウムや銀などの金属材料で形成された薄膜である。また、半透過層ＨＭの透過率は、約５０％である。
【0081】
反射防止膜ＡＲは、第２位相差板Ｒ２に接して設けられている。より具体的には、第２位相差板Ｒ２の反射偏光板ＰＲに対向する面は、反射防止膜ＡＲで覆われている。実施形態１と同様に、実施形態２においても、不所望な反射光が発生せず、表示品位の低下を抑制することができる。なお図１４において、第１構造体４Ａに設けられる反射防止膜ARを、反射防止膜ＡＲ１と呼ぶこともある。
【0082】
第１位相差板Ｒ１、半透過層ＨＭ、第２位相差板Ｒ２、及び、反射防止膜ＡＲは、Ｘ－Ｙ平面において、表示領域ＤＡよりも広い範囲に亘って延在している。また、第１位相差板Ｒ１、半透過層ＨＭ、第２位相差板Ｒ２、及び、反射防止膜ＡＲは、この順に、第３方向Ｚに沿って積層されている。第１位相差板Ｒ１は表示パネル２に接している。半透過層ＨＭは第１位相差板Ｒ１に接している。第２位相差板Ｒ２は半透過層ＨＭに接している。反射防止膜ＡＲは、第２位相差板Ｒ２に接している。
【0083】
第１位相差板Ｒ１は表示パネル２と半透過層ＨＭとの間に配置される。半透過層ＨＭは第１位相差板Ｒ１と第２位相差板Ｒ２との間に配置されている。第２位相差板Ｒ２は、半透過層ＨＭと反射防止膜ＡＲとの間に配置されている。
【0084】
第２構造体４Ｂは、反射偏光板ＰＲと、第３位相差板Ｒ３と、液晶素子１０と、を備えている。反射偏光板ＰＲは、入射光のうち、第１直線偏光を透過し、第１直線偏光と直交する第２直線偏光を反射するものである。一例として、反射偏光板ＰＲは、多層薄膜型のものや、ワイヤグリッド型のものなどである。第３位相差板Ｒ３は、１／４波長板であり、透過する光に対して１／４波長の位相差を付与するものである。
【0085】
液晶素子１０は、特定波長の光に対して１／２波長の位相差を付与するとともに、第１円偏光を集光するレンズ作用を有するものである。なお、ここでは、円偏光を集光するレンズ作用を有する素子の一例として、液晶素子１０を挙げたが、同等のレンズ作用を有するものであれば、液晶を利用した素子に限定されるものではない。
【0086】
反射偏光板ＰＲ、第３位相差板Ｒ３、及び、液晶素子１０は、Ｘ－Ｙ平面において、表示領域ＤＡよりも広い範囲に亘って延在している。また、反射偏光板ＰＲ、第３位相差板Ｒ３、及び、液晶素子１０は、この順に、第３方向Ｚに沿って積層されている。第３位相差板Ｒ３は反射偏光板ＰＲに接し、液晶素子１０は第３位相差板Ｒ３に接し、第２位相差板Ｒ２は半透過層ＨＭと反射偏光板ＰＲとの間に配置され、第３位相差板Ｒ３は反射偏光板ＰＲと液晶素子１０との間に配置されている。反射偏光板ＰＲは、第２位相差板Ｒ２から離間しており、第３方向Ｚにおいて、空気層４Ｃを介して第２位相差板Ｒ２と対向している。
【0087】
表示パネル２及び第１位相差板Ｒ１は、空気層を介することなく互いに密着していることが望ましい。また、第１構造体４Ａを構成する第１位相差板Ｒ１、半透過層ＨＭ、第２位相差板Ｒ２、及び反射防止膜ＡＲは、空気層を介することなく互いに密着していることが望ましい。さらに、第２構造体４Ｂを構成する反射偏光板ＰＲ、第３位相差板Ｒ３、及び、液晶素子１０は、空気層を介することなく互いに密着していることが望ましい。これにより、部材間の界面での不所望な反射あるいは屈折を抑制することができる。
【0088】
第１位相差板Ｒ１、第２位相差板Ｒ２、及び、第３位相差板Ｒ３は、例えば、少なくとも緑波長の光に対して１／４波長の位相差を付与するものであるが、これに限らない。例えば、第１位相差板Ｒ１、第２位相差板Ｒ２、及び、第３位相差板Ｒ３としては、赤波長、緑波長、及び、青波長の各々の光に対しても略１／４波長の位相差を付与する広帯域型の位相差板を適用することができる。このような広帯域型の位相差板としては、例えば、１／４波長板の遅相軸と１／２波長板の遅相軸とが所定の角度をなす状態で、１／４波長板と１／２波長板とを貼り合わせたものなどを適用することができる。これにより、第１位相差板Ｒ１、第２位相差板Ｒ２、及び、第３位相差板Ｒ３における波長依存性を緩和することができる。
【0089】
【0090】
基板１１及び基板１２は、光を透過する透明基板であり、例えば、透明なガラス板または透明な合成樹脂板によって構成されている。基板１１は、例えば、図３に示した第３位相差板Ｒ３と接着されるが、第３位相差板Ｒ３と置換してもよい。
【0091】
配向膜ＡＬ１１は、基板１１の内面１１Ａに配置されている。図４に示す例では、配向膜ＡＬ１１は、基板１１に接しているが、配向膜ＡＬ１１と基板１１との間に他の薄膜が介在していてもよい。
【0092】
配向膜ＡＬ１２は、基板１２の内面１２Ａに配置されている。図４に示す例では、配向膜ＡＬ１２は、基板１２に接しているが、配向膜ＡＬ１２と基板１２との間に他の薄膜が介在していてもよい。配向膜ＡＬ１２は、第３方向Ｚにおいて、配向膜ＡＬ１１と対向している。
【0093】
配向膜ＡＬ１１及び配向膜ＡＬ１２は、例えば、ポリイミドによって形成され、いずれもＸ－Ｙ平面に沿った配向規制力を有する水平配向膜である。
【0094】
液晶層ＬＣ１は、配向膜ＡＬ１１及び配向膜ＡＬ１２の間に配置され、配向膜ＡＬ１１及び配向膜ＡＬ１２に接している。液晶層ＬＣ１は、第３方向Ｚに沿った厚さｄ１を有している。液晶層ＬＣ１は、第３方向Ｚに沿った配向方向が揃ったネマティック液晶を有している。
【0095】
すなわち、液晶層ＬＣ１は、複数の液晶構造体ＬＭＳ１を有している。１つの液晶構造体ＬＭＳ１に着目すると、液晶構造体ＬＭＳ１は、その一端側に位置する液晶分子ＬＭ１１と、その他端側に位置する液晶分子ＬＭ１２と、を有している。液晶分子ＬＭ１１は配向膜ＡＬ１１に近接し、液晶分子ＬＭ１２は配向膜ＡＬ１２に近接している。液晶分子ＬＭ１１の配向方向、及び、液晶分子ＬＭ１２の配向方向は、ほぼ一致している。また、液晶分子ＬＭ１１と液晶分子ＬＭ１２との間の他の液晶分子ＬＭ１の配向方向も、液晶分子ＬＭ１１の配向方向とほぼ一致している。なお、ここでの液晶分子ＬＭ１の配向方向とは、Ｘ－Ｙ平面における液晶分子の長軸の方向に相当する。
【0096】
また、液晶層ＬＣ１において、第１方向Ｘに沿って隣接する複数の液晶構造体ＬＭＳ１は、互いに配向方向が異なっている。同様に、第２方向Ｙに沿って隣接する複数の液晶構造体ＬＭＳ１についても、互いに配向方向が異なっている。配向膜ＡＬ１１に沿って並んだ複数の液晶分子ＬＭ１１の配向方向、及び、配向膜ＡＬ１２に沿って並んだ複数の液晶分子ＬＭ１２の配向方向は、連続的（あるいは線形）に変化している。
【0097】
このような液晶層ＬＣ１は、液晶分子ＬＭ１１及び液晶分子ＬＭ１２を含む液晶分子ＬＭ１の配向方向が固定された状態で硬化している。つまり、液晶分子ＬＭ１の配向方向は、電界に応じて制御されるものではない。このため、液晶素子１０は、配向制御のための電極を備えていない。
【0098】
液晶層ＬＣ１の屈折率異方性あるいは複屈折性（液晶層ＬＣ１の異常光に対する屈折率ｎｅと常光に対する屈折率ｎｏとの差分）をΔｎとしたとき、液晶層ＬＣ１のリタデーション（位相差）Δｎ・ｄ１は、特定波長λの１／２に設定されている。
【0099】
図１６は、図１５に示した液晶層ＬＣ１における配向パターンの一例を示す平面図である。図１６には、液晶層ＬＣ１のＸ－Ｙ平面における空間位相の一例が示されている。ここに示す空間位相は、液晶構造体ＬＭＳ１に含まれる液晶分子ＬＭ１のうち、配向膜ＡＬ１１に近接する液晶分子ＬＭ１１の配向方向として示している。
【0100】
図中の点線で示した同心円では、空間位相が揃っている。あるいは、隣接する２つの同心円で囲まれた環状領域では、液晶分子ＬＭ１１の配向方向が揃っている。但し、隣接する環状領域の液晶分子ＬＭ１１の配向方向は、互いに異なっている。
【0101】
例えば、液晶層ＬＣ１は、平面視において、第１環状領域Ｃ１と、第２環状領域Ｃ２と、を有している。第２環状領域Ｃ２は、第１環状領域Ｃ１の外側に位置している。第１環状領域Ｃ１は、同一方向に配向した複数の第１液晶分子ＬＭ１１１によって構成されている。また、第２環状領域Ｃ２は、同一方向に配向した複数の第２液晶分子ＬＭ１１２によって構成されている。第１液晶分子ＬＭ１１１の配向方向は、第２液晶分子ＬＭ１１２の配向方向とは異なっている。
【0102】
同様に、同心円の中心の領域から、径方向に沿って並んだ液晶分子ＬＭ１１の配向方向は、互いに異なり、連続的に変化している。つまり、図示したＸ－Ｙ平面内において、液晶層ＬＣ１の空間位相は、径方向に沿って異なり、連続的に変化している。
【0103】
このような構成の液晶素子１０に第１円偏光が入射した場合、第１円偏光は、同心円の中心に向かって集光され、しかも、液晶素子１０の透過光は、第１円偏光とは逆回りの第２円偏光に変換される。
【0104】
図１７は、表示装置ＤＳＰの光学作用を説明するための図である。なお、図１７で照明装置３の図示を省略している。以下の説明において、第２位相差板Ｒ２を通って反射偏光板ＰＲに入射する表示光ＤＬ、及び、反射偏光板ＰＲを通って第２位相差板Ｒ２に入射する表示光ＤＬは、反射防止膜ＡＲを透過するものとする。反射防止膜ＡＲを透過する表示光ＤＬでは、偏光方向は維持される。
【0105】
まず、表示パネル２は、第１直線偏光ＬＰ１の表示光ＤＬを出射する。ここでの第１直線偏光ＬＰ１とは、例えば紙面に垂直な方向に振動する直線偏光である。また、ここでの表示光ＤＬとは、特定波長λの光である。表示光ＤＬは、第１位相差板Ｒ１を透過する際に、１／４波長の位相差が付与される。これにより、表示光ＤＬは、第１位相差板Ｒ１を透過した後に、第１円偏光ＣＰ１に変換される。ここでの第１円偏光ＣＰ１とは、例えば左回りの円偏光である。
【0106】
第１位相差板Ｒ１を透過した第１円偏光ＣＰ１のうち、一部の第１円偏光ＣＰ１は半透過層ＨＭを透過し、他の第１円偏光ＣＰ１は半透過層ＨＭで反射される。半透過層ＨＭを透過した第１円偏光ＣＰ１は、第２位相差板Ｒ２を透過する際に、１／４波長の位相差が付与され、第２直線偏光ＬＰ２に変換される。ここでの第２直線偏光ＬＰ２とは、第１直線偏光ＬＰ１とは直交する方向、つまり紙面に平行な方向に振動する直線偏光である。
【0107】
なお、第１円偏光ＣＰ１が半透過層ＨＭで反射された際には、第１円偏光ＣＰ１とは逆回りの第２円偏光ＣＰ２に変換される。ここでの第２円偏光ＣＰ２とは、例えば右回りの円偏光である。半透過層ＨＭで反射された第２円偏光ＣＰ２は、第１位相差板Ｒ１を透過して第２直線偏光ＬＰ２に変換され、表示パネル２において吸収される。
【0108】
第２位相差板Ｒ２を透過した第２直線偏光ＬＰ２は、反射偏光板ＰＲで反射される。反射偏光板ＰＲで反射された第２直線偏光ＬＰ２は、第２位相差板Ｒ２を透過して第１円偏光ＣＰ１に変換される。
【0109】
第２位相差板Ｒ２を透過した第１円偏光ＣＰ１のうち、一部の第１円偏光ＣＰ１は半透過層ＨＭで反射され、他の第１円偏光ＣＰ１は半透過層ＨＭを透過する。第１円偏光ＣＰ１が半透過層ＨＭで反射された際には、第２円偏光ＣＰ２に変換される。半透過層ＨＭで反射された第２円偏光ＣＰ２は、第２位相差板Ｒ２を透過して第１直線偏光ＬＰ１に変換される。
【0110】
なお、半透過層ＨＭを透過した第１円偏光ＣＰ１は、第１位相差板Ｒ１を透過して第１直線偏光ＬＰ１に変換される。
【0111】
第２位相差板Ｒ２を透過した第１直線偏光ＬＰ１は、反射偏光板ＰＲを透過し、さらに、第３位相差板Ｒ３を透過して第１円偏光ＣＰ１に変換される。第３位相差板Ｒ３を透過した第１円偏光ＣＰ１は、液晶素子１０において、第２円偏光ＣＰ２に変換されるとともにレンズ作用を受けてユーザの瞳Ｅに集光される。
【0112】
このような表示装置ＤＳＰによれば、光学システム４は、半透過層ＨＭと反射偏光板ＰＲとの間を３回通る光路を有している。つまり、光学システム４において、半透過層ＨＭと反射偏光板ＰＲとの間の光学的な距離は、実際の半透過層ＨＭと反射偏光板ＰＲとの間隔（あるいは空気層４Ｃの厚さ）の約３倍となる。表示パネル２は、レンズ作用を有する液晶素子１０の焦点よりも内側に設置されている。これにより、ユーザは、拡大された虚像を観察することができる。
【0113】
このような第１構成例によれば、ガラスや樹脂などで形成された光学部品を備える光学システムと比較して、第３方向Ｚに沿った厚さを薄くすることができ、しかも、軽量化を実現することができる。
【0114】
なお、図１７を参照して説明した第１直線偏光ＬＰ１を第２直線偏光ＬＰ２に置換してもよいし、第１円偏光ＣＰ１を第２円偏光ＣＰ２に置換してもよい。
【0115】
実施形態２においても、実施形態１と同様、反射防止膜ＡＲが設けられているので、不所望な反射光が発生せず、表示品位の低下を抑制することが可能である。
【0116】
《第２構成例》
図１８は、実施形態２の表示装置ＤＳＰの第２構成例を示す断面図である。図１８に示す第２構成例は、図１７に示した第１構成例と比較して、第２位相差板Ｒ２、反射偏光板ＰＲ、及び、第３位相差板Ｒ３を光学素子２０に置換した点で相違している。
図１８は、実施形態２の表示装置ＤＳＰの第２構成例を示す断面図である。図１８に示す第２構成例は、図１７に示した第１構成例と比較して、第２位相差板Ｒ２、反射偏光板ＰＲ、及び、第３位相差板Ｒ３を光学素子２０に置換した点で相違している。
【0117】
表示装置ＤＳＰは、表示パネル２と、光学システム４と、を備えている。表示パネル２の詳細については省略するが、表示パネル２は、表示領域ＤＡにおいて直線偏光の表示光ＤＬを出射するように構成されている。
【0118】
光学システム４の第１構造体４Ａは、第１位相差板Ｒ１と、半透過層ＨＭと、反射防止膜ＡＲ１と、を備えている。第１位相差板Ｒ１は、１／４波長板である。半透過層ＨＭは、入射光のうちの一部の光を透過し、その他の光を反射するものである。反射防止膜ＡＲ１は、半透過層ＨＭと空気層との界面での不所望な反射あるいは屈折を抑制することができる。
【0119】
第１位相差板Ｒ１、半透過層ＨＭ、及び反射防止膜ＡＲ１は、この順に、第３方向Ｚに沿って積層されている。第１位相差板Ｒ１は表示パネル２に接する。半透過層ＨＭは第１位相差板Ｒ１に接する。反射防止膜ＡＲ１は、半透過層ＨＭに接する。より具体的には、半透過層ＨＭの光学素子２０に対向する面は、反射防止膜ＡＲ１に覆われている。
【0120】
第１位相差板Ｒ１は、表示パネル２と半透過層ＨＭとの間に配置されている。半透過層ＨＭは、第１位相差板Ｒ１と反射防止膜ＡＲ１との間に配置されている。
【0121】
光学システム４の第２構造体４Ｂは、反射防止膜ＡＲ２と、光学素子（第１光学素子）２０と、液晶素子１０と、を備えている。光学素子２０は、後に詳述するが、コレステリック液晶（第１コレステリック液晶）を有している。光学素子２０は、第１波長の光のうち、第１円偏光を半透過層ＨＭに向けて反射し、第２円偏光を透過するものである。液晶素子１０は、特定波長の光に対して１／２波長の位相差を付与するとともに、第２円偏光を集光するレンズ作用を有するものである。反射防止膜ＡＲ２は、反射防止膜ＡＲ１と同様である。
【0122】
液晶素子１０、光学素子２０、及び反射防止膜ＡＲ２は、この順に、第３方向Ｚに沿って積層されている。液晶素子１０は、光学素子２０に接している。光学素子２０は、反射防止膜ＡＲ２に接している。光学素子２０は、反射防止膜ＡＲ２及び液晶素子１０との間に配置されている。
【0123】
反射防止膜ＡＲ２は、反射防止膜ＡＲ１から離間しており、第３方向Ｚにおいて、空気層４Ｃを介して反射防止膜ＡＲ１と対向している。反射防止膜ＡＲ２は、半透過層ＨＭと光学素子２０との間に配置されている。より具体的には、光学素子２０の半透過層ＨＭに対向する面は、反射防止膜ＡＲ２に覆われている。
【0124】
【0125】
基板２１及び基板２２は、光を透過する透明基板であり、例えば、透明なガラス板または透明な合成樹脂板によって構成されている。基板２２は、例えば、図１８に示した液晶素子１０と接着されるが、液晶素子１０の基板１１と置換してもよい。
【0126】
配向膜ＡＬ２１は、基板２１の内面２１Ａに配置されている。図１９に示す例では、配向膜ＡＬ２１は、基板２１に接しているが、配向膜ＡＬ２１と基板２１との間に他の薄膜が介在していてもよい。
【0127】
配向膜ＡＬ２２は、基板２２の内面２２Ａに配置されている。図１９に示す例では、配向膜ＡＬ２２は、基板２２に接しているが、配向膜ＡＬ２２と基板２２との間に他の薄膜が介在していてもよい。配向膜ＡＬ２２は、第３方向Ｚにおいて、配向膜ＡＬ２１と対向している。
【0128】
配向膜ＡＬ２１及び配向膜ＡＬ２２は、例えば、ポリイミドによって形成され、いずれもＸ－Ｙ平面に沿った配向規制力を有する水平配向膜である。
【0129】
液晶層ＬＣ２は、配向膜ＡＬ２１及び配向膜ＡＬ２２の間に配置され、配向膜ＡＬ２１及び配向膜ＡＬ２２に接している。液晶層ＬＣ２は、第３方向Ｚに沿った厚さｄ２を有している。液晶層ＬＣ２は、コレステリック液晶を有している。なお、図１９では、図面の簡略化のため、１つの液晶分子ＬＭ２は、Ｘ－Ｙ平面内に位置する複数の液晶分子のうち、平均的配向方向を向いている液晶分子を代表して示している。
【0130】
すなわち、液晶層ＬＣ２は、複数の液晶構造体ＬＭＳ２を有している。１つの液晶構造体ＬＭＳ２に着目すると、液晶構造体ＬＭＳ２は、その一端側に位置する液晶分子ＬＭ２１と、その他端側に位置する液晶分子ＬＭ２２と、を有している。液晶分子ＬＭ２１は配向膜ＡＬ２１に近接し、液晶分子ＬＭ２２は配向膜ＡＬ２２に近接している。液晶分子ＬＭ２１及び液晶分子ＬＭ２２を含む複数の液晶分子ＬＭ２は、旋回しながら第３方向Ｚに沿って螺旋状に積み重ねられ、コレステリック液晶を構成している。液晶分子ＬＭ２１の配向方向、及び、液晶分子ＬＭ２２の配向方向は、ほぼ一致している。液晶構造体ＬＭＳ２は、螺旋ピッチＰを有している。螺旋ピッチＰは、螺旋の１周期（３６０度）を示す。例えば、液晶層ＬＣ２の厚さｄ２は、螺旋ピッチＰの数倍以上である。
【0131】
また、液晶層ＬＣ２において、第１方向Ｘに沿って隣接する複数の液晶構造体ＬＭＳ２は、互いに配向方向が揃っている。同様に、第２方向Ｙに沿って隣接する複数の液晶構造体ＬＭＳ２についても、互いに配向方向が揃っている。つまり、配向膜ＡＬ２１に沿って並んだ複数の液晶分子ＬＭ２１の配向方向は、ほぼ一致し、また、配向膜ＡＬ２２に沿って並んだ複数の液晶分子ＬＭ２２の配向方向は、ほぼ一致している。
【0132】
液晶層ＬＣ２は、配向膜ＡＬ２１と配向膜ＡＬ２２との間に、一点鎖線で示すような複数の反射面ＬＭＲを有している。複数の反射面ＬＭＲは、Ｘ－Ｙ平面に沿って形成され、互いに略平行である。反射面ＬＭＲは、Ｘ－Ｙ平面に沿って形成されている。反射面ＬＭＲは、ブラッグの法則に従って、入射光のうち、一部の円偏光を反射し、他の円偏光を透過する。ここでの反射面ＬＭＲは、液晶分子ＬＭ２の配向方向が揃った面、あるいは、空間位相が揃った面（等位相面）に相当する。
【0133】
液晶構造体ＬＭＳ２は、第１波長λの光のうち、コレステリック液晶の旋回方向と同じ旋回方向の円偏光を反射する。例えば、コレステリック液晶の旋回方向が右回りの場合、第１波長λの光のうち、右回りの円偏光を反射し、左回りの円偏光を透過する。同様に、コレステリック液晶の旋回方向が左回りの場合、第１波長λの光のうち、左回りの円偏光を反射し、右回りの円偏光を透過する。
【0134】
このような液晶層ＬＣ２は、液晶分子ＬＭ２１及び液晶分子ＬＭ２２を含む液晶分子ＬＭ２の配向方向が固定された状態で硬化している。つまり、液晶分子ＬＭ２の配向方向は、電界に応じて制御されるものではない。このため、光学素子２０は、配向制御のための電極を備えていない。
【0135】
コレステリック液晶の螺旋ピッチをＰ、液晶分子の異常光に対する屈折率をｎｅ、液晶分子の常光に対する屈折率をｎｏと記載すると、一般的に、垂直入射した光に対するコレステリック液晶の選択反射帯域Δλは、「ｎｏ＊Ｐ～ｎｅ＊Ｐ」で示される。このため、反射面ＬＭＲにおいて第１波長λの円偏光を効率よく反射するためには、第１波長λが選択反射波長帯Δλに含まれるように、螺旋ピッチＰ、屈折率ｎｅ及びｎｏが設定される。
【0136】
図２０は、表示装置ＤＳＰの光学作用を説明するための図である。なお、図２０で照明装置３の図示を省略している。以下の説明において、光学素子２０を通って半透過層ＨＭに入射する表示光ＤＬ、及び、半透過層ＨＭを通って光学素子２０に入射する表示光ＤＬは、反射防止膜ＡＲ１及び反射防止膜ＡＲ２を透過するものとする。反射防止膜ＡＲ１及び反射防止膜ＡＲ２を透過する表示光ＤＬでは、偏光方向は維持される。
【0137】
まず、表示パネル２は、第１直線偏光ＬＰ１の表示光ＤＬを出射する。ここでの表示光ＤＬとは、第１波長λの光である。表示光ＤＬは、第１位相差板Ｒ１を透過して第１円偏光ＣＰ１に変換される。
【0138】
第１位相差板Ｒ１を透過した第１円偏光ＣＰ１のうち、一部の第１円偏光ＣＰ１は半透過層ＨＭを透過し、他の第１円偏光ＣＰ１は半透過層ＨＭで反射される。半透過層ＨＭを透過した第１円偏光ＣＰ１は、光学素子２０において反射される。
【0139】
なお、第１円偏光ＣＰ１が半透過層ＨＭで反射された際には、第２円偏光ＣＰ２に変換される。半透過層ＨＭで反射された第２円偏光ＣＰ２は、第１位相差板Ｒ１を透過して第２直線偏光ＬＰ２に変換され、表示パネル２において吸収される。
【0140】
光学素子２０で反射された第１円偏光ＣＰ１のうち、一部の第１円偏光ＣＰ１は半透過層ＨＭを透過し、他の第１円偏光ＣＰ１は半透過層ＨＭで反射される。第１円偏光ＣＰ１が半透過層ＨＭで反射された際には、第２円偏光ＣＰ２に変換される。
【0141】
なお、半透過層ＨＭを透過した第１円偏光ＣＰ１は、第１位相差板Ｒ１を透過して第１直線偏光ＬＰ１に変換される。
【0142】
半透過層ＨＭで反射された第２円偏光ＣＰ２は、光学素子２０を透過する。光学素子２０を透過した第２円偏光ＣＰ２は、液晶素子１０において、第１円偏光ＣＰ１に変換されるとともにレンズ作用を受けてユーザの瞳Ｅに集光される。
【0143】
このような第２構成例においても、上記の第１構成例と同様の効果が得られる。加えて、光学システム４を構成する部品点数を削減することができる。
【0144】
なお、図１１を参照して説明した第１直線偏光ＬＰ１を第２直線偏光ＬＰ２に置換してもよいし、第１円偏光ＣＰ１を第２円偏光ＣＰ２に置換してもよい。
【0145】
このような第２構成例においても、上記の第１構成例と同様の効果が得られる。
【0146】
［実施形態３］
実施形態３では、実施形態１とは異なる光学システム４を用いた表示装置ＤＳＰについて説明する。なお実施形態１と同様の構成要素については、実施形態１を援用し、これを省略する。
実施形態３では、実施形態１とは異なる光学システム４を用いた表示装置ＤＳＰについて説明する。なお実施形態１と同様の構成要素については、実施形態１を援用し、これを省略する。
【0147】
《第１構成例》
図２１は、実施形態３の表示装置ＤＳＰの第１構成例を示す断面図である。
表示装置ＤＳＰは、表示パネル２と、光学システム４と、を備えている。なお、ここでは、表示パネル２の詳細の図示を省略するとともに、照明装置の図示を省略している。
図２１は、実施形態３の表示装置ＤＳＰの第１構成例を示す断面図である。
表示装置ＤＳＰは、表示パネル２と、光学システム４と、を備えている。なお、ここでは、表示パネル２の詳細の図示を省略するとともに、照明装置の図示を省略している。
【0148】
表示パネル２は、Ｘ－Ｙ平面に亘って延在した平板状に形成されている。表示パネル２は、表示領域ＤＡにおいて直線偏光の表示光ＤＬを出射するように構成されている。例えば、表示パネル２は偏光板を備え、直線偏光の表示光ＤＬは偏光板を介して出射される。
【0149】
ここで説明する第１構成例に限らず、実施形態３の他の構成例においても同様に、表示パネル２は、液晶パネルに限らない。表示パネル２が自発光型の発光素子を備えた表示パネルである場合、上記の通り照明装置３は省略される。また、この場合、発光素子から出射された表示光ＤＬは、偏光板を透過して直線偏光の表示光ＤＬに変換される。
【0150】
光学システム４は、第１構造体４Ａ及び第２構造体４Ｂを備えている。第１構造体４Ａは、第２構造体４Ｂから離間している。図３に示す例では、第１構造体４Ａと第２構造体４Ｂとの間には、空気層４Ｃが設けられている。第１構造体４Ａは、表示パネル２と第２構造体４Ｂとの間（あるいは表示パネル２と空気層４Ｃとの間）に配置されている。
【0151】
第１構造体４Ａは、第１位相差板Ｒ１と、第１半透過素子Ｈ１と、第２位相差板Ｒ２と、反射防止膜ＡＲ１と、を備えている。第１位相差板Ｒ１は、１／４波長板であり、透過する光に対して１／４波長の位相差を付与するものである。
【0152】
第１半透過素子Ｈ１は、後に詳述するが、コレステリック液晶を有する光学素子２００を備えている。第１半透過素子Ｈ１の光学素子２００は、特定波長の光のうち、第１円偏光を透過し、第１円偏光とは逆回りの第２円偏光を第２構造体４Ｂに向けて反射するものである。第１半透過素子Ｈ１の光学素子２００は、簡略化して示す反射面ＲＳ１を有している。表示パネル２と第１位相差板Ｒ１との境界（あるいはＸ－Ｙ平面と平行な面）を基準面ＲＦとしたとき、反射面ＲＳ１と基準面ＲＦとのなす角度θ１０は、基準面ＲＦから時計周りに鋭角である。
【0153】
第２位相差板Ｒ２は、Ｃプレート相当の屈折率異方性を有している。すなわち、第２位相差板Ｒ２の面内（Ｘ－Ｙ平面内）で互いに直交する方向の屈折率をそれぞれｎｘ及びｎｙとし、第２位相差板Ｒ２の法線方向あるいは厚さ方向（第３方向Ｚ）の屈折率をｎｚとしたとき、屈折率ｎｘ及び屈折率ｎｙはほぼ同等であり、屈折率ｎｚは面内の屈折率ｎｘとは異なる（ｎｘ＝ｎｙ≠ｎｚ）。つまり、第２位相差板Ｒ２の面内位相差は、ほぼゼロである。なお、第２位相差板Ｒ２の屈折率異方性は、ｎｘ＝ｎｙ＞ｎｚで表されるネガ型であってもよいし、ｎｘ＝ｎｙ＜ｎｚで表されるポジ型であってもよい。このような第２位相差板Ｒ２は、法線に沿った光路を通る光に対して位相差を付与せず、法線に対して斜め方向の光路を通る光に対して１／２波長の位相差を付与するものである。
【0154】
第１位相差板Ｒ１、第１半透過素子Ｈ１、第２位相差板Ｒ２、及び反射防止膜ＡＲ１は、Ｘ－Ｙ平面において、表示領域ＤＡよりも広い範囲に亘って延在している。但し、第１位相差板Ｒ１は、少なくとも表示領域ＤＡを覆っていればよい。また、第１位相差板Ｒ１、第１半透過素子Ｈ１、及び、第２位相差板Ｒ２は、この順に、第３方向Ｚに沿って積層されている。
【0155】
第１位相差板Ｒ１は、表示パネル２に接している。第１半透過素子Ｈ１は、第１位相差板Ｒ１に接している。第２位相差板Ｒ２は、第１半透過素子Ｈ１に接している。反射防止膜ＡＲ１は、第２位相差板Ｒ２に接している。
【0156】
第１位相差板Ｒ１は、表示パネル２と第１半透過素子Ｈ１との間に配置されている。第１半透過素子Ｈ１は、第１位相差板Ｒ１と第２位相差板Ｒ２との間に位置している。第２位相差板Ｒ２は、第１半透過素子Ｈ１と反射防止膜ＡＲ１との間に位置している。
【0157】
第２構造体４Ｂは、反射防止膜ＡＲ２と、第２半透過素子Ｈ２と、第１素子Ｌ１と、を備えている。
【0158】
第２半透過素子Ｈ２は、コレステリック液晶を有する光学素子２００を備えている。第２半透過素子Ｈ２の光学素子２００は、特定波長の光のうち、第２円偏光を透過し、第１円偏光を第１構造体４Ａに向けて反射するものである。第２半透過素子Ｈ２の光学素子２００は、簡略化して示す反射面ＲＳ２を有している。表示パネル２と第１位相差板Ｒ１との境界（あるいはＸ－Ｙ平面と平行な面）を基準面ＲＦとしたとき、反射面ＲＳ２と基準面ＲＦとのなす角度θ２０は、基準面ＲＦから時計周りに鋭角である。
【0159】
第１素子Ｌ１は、液晶素子１０を備えている。液晶素子１０は、特定波長の光に対して１／２波長の位相差を付与するとともに、第２円偏光を集光するレンズ作用を有するものである。なお、ここでは、円偏光を集光するレンズ作用を有する素子の一例として、液晶素子１０を挙げたが、同等のレンズ作用を有するものであれば、液晶を利用した素子に限定されるものではない。
【0160】
反射防止膜ＡＲ２、第２半透過素子Ｈ２、及び第１素子Ｌ１は、Ｘ－Ｙ平面において、表示領域ＤＡよりも広い範囲に亘って延在している。また、第１素子Ｌ１、第２半透過素子Ｈ２、及び反射防止膜ＡＲ２は、第３方向Ｚに沿って、この順に積層されている。
【0161】
第１素子Ｌ１は、第２半透過素子Ｈ２に接している。第２半透過素子Ｈ２は、反射防止膜ＡＲ２に接している。反射防止膜ＡＲ２は、反射防止膜ＡＲ１から離間しており、第３方向Ｚにおいて、反射防止膜ＡＲ１に対向している。
【0162】
換言すると、第２半透過素子Ｈ２は、反射防止膜ＡＲ１及び反射防止膜ＡＲ２を挟んで、第１半透過素子Ｈ１及び第２位相差板Ｒ２から離間している。第２半透過素子Ｈ２は、第３方向Ｚにおいて、第１半透過素子Ｈ１、第２位相差板Ｒ２、及び空気層４Ｃを介して第２位相差板Ｒ２と対向している。第１半透過素子Ｈ１及び第２半透過素子Ｈ２は、第３方向Ｚにおいて、間隔をおいて対向しており、両者の間に第２位相差板Ｒ２、第１半透過素子Ｈ１、第２位相差板Ｒ２、及び空気層４Ｃが介在している。
【0163】
第２位相差板Ｒ２は、第１半透過素子Ｈ１と第２半透過素子Ｈ２との間に配置されているともいえる。第１素子Ｌ１は、第２半透過素子Ｈ２に対向している。第２半透過素子Ｈ２は、第１素子Ｌ１と反射防止膜ＡＲ２との間に配置されている。
【0164】
表示領域ＤＡは、第１端部Ｅ１と、第１端部Ｅ１とは反対側の第２端部Ｅ２と、を有している。第１位相差板Ｒ１、第１半透過素子Ｈ１、第２位相差板Ｒ２、反射防止膜ＡＲ１、反射防止膜ＡＲ２、第２半透過素子Ｈ２、及び、第１素子Ｌ１は、第１端部Ｅ１よりも外側に延在した第１部分Ｐ１１と、第２端部Ｅ２よりも外側に延在した第２部分Ｐ１２と、を有している。図３に示す例では、第１部分Ｐ１１及び第２部分Ｐ１２は、第１方向Ｘに沿って延在している。第１部分Ｐ１１の第１方向Ｘに沿った幅Ｗ１は、第２部分Ｐ１２の第１方向Ｘに沿った幅Ｗ２より大きい（Ｗ１＞Ｗ２）。
【0165】
図２１において、第１部分Ｐ１１は表示領域ＤＡに対して右側に位置し、第２部分Ｐ１２は表示領域ＤＡに対して左側に位置している。第２半透過素子Ｈ２の反射面ＲＳ２は、図の右側（第１部分Ｐ１１が位置する側）の端部Ｅ１１と、図の左側（第２部分が位置する側）の端部Ｅ１２と、を有している。反射面ＲＳ２は、端部Ｅ１１が表示パネル２から離間する側に位置し、且つ、端部Ｅ１２が表示パネル２に近接する側に位置するように傾斜している。
【0166】
表示パネル２及び第１位相差板Ｒ１は、空気層を介することなく互いに密着していることが望ましい。また、第１構造体４Ａを構成する第１位相差板Ｒ１、第１半透過素子Ｈ１、第２位相差板Ｒ２、及び反射防止膜ＡＲ１は、空気層を介することなく互いに密着していることが望ましい。さらに、第２構造体４Ｂを構成する反射防止膜ＡＲ２、第２半透過素子Ｈ２、及び第１素子Ｌ１は、空気層を介することなく互いに密着していることが望ましい。これにより、部材間の界面での不所望な反射あるいは屈折を抑制することができる。
【0167】
なお、第１位相差板Ｒ１は、例えば、少なくとも緑波長の光に対して１／４波長の位相差を付与するものであるが、これに限らない。例えば、第１位相差板Ｒ１としては、赤波長、緑波長、及び、青波長の各々の光に対しても略１／４波長の位相差を付与する広帯域型の位相差板を適用することができる。このような広帯域型の位相差板としては、例えば、１／４波長板の遅相軸と１／２波長板の遅相軸とが所定の角度をなす状態で、１／４波長板と１／２波長板とを貼り合わせたものなどを適用することができる。これにより、第１位相差板Ｒ１における波長依存性を緩和することができる。
【0168】
【0169】
図２２及び図２３は、図２１に示した光学素子２００の一例を示す断面図である。図２２は第１方向Ｘ及び第３方向Ｚによって規定されるＸ－Ｚ断面を示し、図２３は第２方向Ｙ及び第３方向Ｚによって規定されるＹ－Ｚ断面を示している。以下、主として図２２を参照しながら説明する。また光学素子２００の説明について、図１９に示す光学素子２０と同様の部分は、これを援用し、詳細は省略する。
【0170】
光学素子２００の液晶層ＬＣ２は、コレステリック液晶を有している。液晶層ＬＣ２では、液晶構造体ＬＭＳ２の螺旋軸ＡＸは、液晶層ＬＣ２の法線方向つまり第３方向Ｚに平行である。
【0171】
図２２に示すように、液晶層ＬＣ２において、第１方向Ｘに沿って隣接する複数の液晶構造体ＬＭＳ２は、互いに配向方向が異なっている。配向膜ＡＬ２１に沿って並んだ複数の液晶分子ＬＭ２１の配向方向、及び、配向膜ＡＬ２２に沿って並んだ複数の液晶分子ＬＭ２２の配向方向は、連続的に変化している。
【0172】
なお、図２３に示すように、液晶層ＬＣ２において、第２方向Ｙに沿って隣接する複数の液晶構造体ＬＭＳ２は、互いに配向方向が揃っている。つまり、配向膜ＡＬ２１に沿って並んだ複数の液晶分子ＬＭ２１の配向方向は、ほぼ一致し、また、配向膜ＡＬ２２に沿って並んだ複数の液晶分子ＬＭ２２の配向方向は、ほぼ一致している。
【0173】
液晶層ＬＣ２は、配向膜ＡＬ２１と配向膜ＡＬ２２との間に、一点鎖線で示すような複数の反射面ＲＳを有している。複数の反射面ＲＳは、互いに略平行である。反射面ＲＳは、ブラッグの法則に従って、入射光のうち、一部の円偏光を反射し、他の円偏光を透過する。ここでの反射面ＲＳは、液晶分子ＬＭ２の配向方向が揃った面、あるいは、空間位相が揃った面（等位相面）に相当する。
【0174】
図２２に示すＸ－Ｚ断面においては、反射面ＲＳは、液晶層ＬＣ２の主面ＬＳに対して傾斜している。ここでの主面ＬＳは、例えば、液晶層ＬＣ２と配向膜ＡＬ２１との境界であり、図２１に示した基準面ＲＦと平行な面であり、また、Ｘ－Ｙ平面と平行な面である。
【0175】
【0176】
図２１に示した第１半透過素子Ｈ１の光学素子２００、及び、第２半透過素子Ｈ２の光学素子２００は、それぞれ、図２２に示したコレステリック液晶に相当する液晶構造体ＬＭＳ２を含む液晶層ＬＣ２を有している。図２１に示した第１半透過素子Ｈ１における反射面ＲＳ１及び第２半透過素子Ｈ２における反射面ＲＳ２は、それぞれ、図２２に示した反射面ＲＳに相当し、液晶層ＬＣ２の主面ＬＳに対して傾斜している。
【0177】
第１半透過素子Ｈ１及び第２半透過素子Ｈ２において、それぞれの液晶構造体（コレステリック液晶）ＬＭＳ２は、同一波長の円偏光を反射するべく、同等の螺旋ピッチを有している。また、第１半透過素子Ｈ１においては第２円偏光を反射し、第２半透過素子Ｈ２においては第１円偏光を反射するべく、第１半透過素子Ｈ１及び第２半透過素子Ｈ２において、それぞれの液晶構造体（コレステリック液晶）ＬＭＳ２は、互いに逆回りに旋回している。
【0178】
図２４は、図２１に示した光学素子２００の変形例を示す断面図である。図２４は、Ｘ－Ｚ断面を示している。図２４に示す変形例は、図２２等に示した例と比較して、液晶構造体ＬＭＳ２の螺旋軸ＡＸが液晶層ＬＣ２の法線方向（第３方向Ｚ）に対して傾斜している点で相違している。
【0179】
液晶層ＬＣ２において、第１方向Ｘに沿って隣接する複数の液晶構造体ＬＭＳ２は、互いに配向方向が異なっている。配向膜ＡＬ２１に沿って並んだ複数の液晶分子ＬＭ２１の配向方向、及び、配向膜ＡＬ２２に沿って並んだ複数の液晶分子ＬＭ２２の配向方向は、連続的に変化している。
【0180】
液晶層ＬＣ２は、配向膜ＡＬ２１と配向膜ＡＬ２２との間に、一点鎖線で示すような複数の反射面ＲＳを有している。複数の反射面ＲＳは、互いに略平行である。反射面ＲＳは、ブラッグの法則に従って、入射光のうち、一部の円偏光を反射し、他の円偏光を透過する。図２４に示すＸ－Ｚ断面においては、反射面ＲＳは、液晶層ＬＣ２の主面ＬＳに対して傾斜している。なお、Ｙ－Ｚ断面においては、図２３に示した例と同様に、反射面ＲＳは、主面ＬＳと平行である。
【0181】
【0182】
図２５は、実施形態３の表示装置ＤＳＰの光学作用を説明するための図である。なお、図２５で照明装置３の図示を省略している。以下の説明において、第２位相差板Ｒ２を通って第２半透過素子Ｈ２（光学素子２００）に入射する表示光ＤＬ、及び、第２半透過素子Ｈ２（光学素子２００）を通って第２位相差板Ｒ２に入射する表示光ＤＬは、反射防止膜ＡＲ１及び反射防止膜ＡＲ２を透過するものとする。反射防止膜ＡＲ１及び反射防止膜ＡＲ２を透過する表示光ＤＬでは、偏光方向は維持される。
【0183】
まず、表示パネル２は、第１直線偏光ＬＰ１の表示光ＤＬを出射する。ここでの第１直線偏光ＬＰ１とは、例えば紙面に垂直な方向に振動する直線偏光である。表示光ＤＬは、第１位相差板Ｒ１を透過する際に、１／４波長の位相差が付与される。これにより、表示光ＤＬは、第１位相差板Ｒ１を透過する際に、第１円偏光ＣＰ１に変換される。ここでの第１円偏光ＣＰ１とは、例えば左回りの円偏光である。
【0184】
第１位相差板Ｒ１を透過した第１円偏光ＣＰ１は、第１半透過素子Ｈ１（光学素子２００）を透過する。
【0185】
第１半透過素子Ｈ１を透過した第１円偏光ＣＰ１は、第２位相差板Ｒ２をほぼ垂直に透過する。図３を参照して説明したように、第２位相差板Ｒ２の面内位相差がゼロであるため、第２位相差板Ｒ２をほぼ垂直に透過する光の偏光状態は、維持される。つまり、第２位相差板Ｒ２をほぼ垂直に透過した光は、第１円偏光ＣＰ１である。
【0186】
第２位相差板Ｒ２を透過した第１円偏光ＣＰ１は、第２半透過素子Ｈ２（光学素子２００）で反射される。このとき、図２５において拡大して示すように、第２半透過素子Ｈ２に対してほぼ垂直に入射した第１円偏光ＣＰ１は、反射面ＲＳ２において、斜め方向に反射される。第１円偏光ＣＰ１の反射角度は、反射面ＲＳ２の傾斜角度θ２０によって制御される。なお、第１円偏光ＣＰ１が反射面ＲＳ２で反射された際には、偏光状態が維持される。つまり、反射面ＲＳ２での反射光は、第１円偏光ＣＰ１である。
【0187】
第２半透過素子Ｈ２で反射された第１円偏光ＣＰ１は、第２位相差板Ｒ２を斜めに透過する。図２１を参照して説明したように、第２位相差板Ｒ２は、斜め方向に透過する光に対して１／２波長の位相差を付与する。このため、第２位相差板Ｒ２を斜め方向に透過した光は、第１円偏光ＣＰ１とは逆回りの第２円偏光ＣＰ２に変換される。ここでの第２円偏光ＣＰ２とは、例えば右回りの円偏光である。
【0188】
第２位相差板Ｒ２を透過した第２円偏光ＣＰ２は、第１半透過素子Ｈ１（光学素子２００）で反射される。このとき、図２５において拡大して示すように、第１半透過素子Ｈ１に対して斜め方向に入射した第２円偏光ＣＰ２は、反射面ＲＳ１において、第１半透過素子Ｈ１の法線方向に反射される。第２円偏光ＣＰ２の反射角度は、反射面ＲＳ１の傾斜角度θ１０によって制御される。なお、第２円偏光ＣＰ２が反射面ＲＳ１で反射された際には、偏光状態が維持される。つまり、反射面ＲＳ１での反射光は、第２円偏光ＣＰ２である。
【0189】
第１半透過素子Ｈ１で反射された第２円偏光ＣＰ２は、第２位相差板Ｒ２をほぼ垂直に透過し、偏光状態が維持される。第２位相差板Ｒ２を透過した第２円偏光ＣＰ２は、第２半透過素子Ｈ２を透過する。第２半透過素子Ｈ２を透過した第２円偏光ＣＰ２は、第１素子Ｌ１（液晶素子１０）において、第１円偏光ＣＰ１に変換されるとともにレンズ作用を受けてユーザの瞳Ｅに集光される。
【0190】
このような表示装置ＤＳＰによれば、光学システム４は、第１半透過素子Ｈ１と第２半透過素子Ｈ２との間を３回通る光路を有している。つまり、光学システム４において、第１半透過素子Ｈ１と第２半透過素子Ｈ２との間の光学的な距離は、実際の第１半透過素子Ｈ１と第２半透過素子Ｈ２との間隔（あるいは空気層４Ｃの厚さ）の約３倍となる。表示パネル２は、レンズ作用を有する液晶素子１０の焦点よりも内側に設置されている。これにより、ユーザは、拡大された虚像を観察することができる。
【0191】
このような第１構成例によれば、表示装置ＤＳＰを構成する各部材での吸収や各部材間での反射を無視すると、表示パネル２から出射された表示光ＤＬのほぼ１００％を瞳Ｅに集光することができ、光の利用効率を向上することができる。
【0192】
また、ガラスや樹脂などで形成された光学部品を備える光学システムと比較して、第３方向Ｚに沿った厚さを薄くすることができ、しかも、軽量化を実現することができる。
【0193】
なお、図２５を参照して説明した第１円偏光ＣＰ１を第２円偏光ＣＰ２に置換してもよい。
【0194】
《第２構成例》
図２６は、実施形態３のヘッドマウントディスプレイ１の第２構成例を示す断面図である。図２６に示すヘッドマウントディスプレイ１では、左眼用の表示装置ＤＳＰＬと、右眼用の表示装置ＤＳＰＲと、表示装置ＤＳＰＲ及び表示装置ＤＳＬを保持するフレームＦＲと、を備えている。図２７は、図２６に示した第１光学素子２００Ｂ、第２光学素子２００Ｇ、及び、第３光学素子２００Ｒを説明するための図である。
図２６は、実施形態３のヘッドマウントディスプレイ１の第２構成例を示す断面図である。図２６に示すヘッドマウントディスプレイ１では、左眼用の表示装置ＤＳＰＬと、右眼用の表示装置ＤＳＰＲと、表示装置ＤＳＰＲ及び表示装置ＤＳＬを保持するフレームＦＲと、を備えている。図２７は、図２６に示した第１光学素子２００Ｂ、第２光学素子２００Ｇ、及び、第３光学素子２００Ｒを説明するための図である。
【0195】
左眼用の表示装置ＤＳＰＬは、左眼用の表示パネル２Ｌ及び照明装置３Ｌを含み、図の右側に配置されている。右眼用の表示装置ＤＳＰＲは、右眼用の表示パネル２Ｒ及び照明装置３Ｒを含み、図の左側に配置されている。
【0196】
表示パネル２Ｒは、表示領域ＤＡにおいて直線偏光の表示光ＤＬＲを出射するように構成されている。表示パネル２Ｌは、表示領域ＤＡにおいて直線偏光の表示光ＤＬＬを出射するように構成されている。
【0197】
照明装置３Ｒ及び照明装置３Ｌは、ここでは詳述しないが、図５を参照して説明した照明装置３に相当する。照明装置３Ｒ及び照明装置３Ｌは、それぞれ、中心波長λｂの青レーザ光を出射する第１発光素子ＬＤＢと、中心波長λｇの緑レーザ光を出射する第２発光素子ＬＤＧと、中心波長λｒの赤レーザ光を出射する第３発光素子ＬＤＲと、を備えている。
【0198】
表示パネル２Ｒ及び表示パネル２Ｌは、それぞれ、図３を参照して説明した表示パネル２に相当する。
【0199】
表示装置ＤＳＰＲに対応する光学システム４Ｒは、第１位相差板Ｒ１と、第１半透過素子Ｈ１と、反射防止膜ＡＲ１と、反射防止膜ＡＲ２と、第２半透過素子Ｈ２と、第１素子Ｌ１と、を備えている。なお、第１位相差板Ｒ１は、表示装置ＤＳＰＲ及び表示装置ＤＳＰＬに亘って配置されている。
【0200】
第１半透過素子Ｈ１は、第１位相差板Ｒ１と反射防止膜ＡＲ１との間に配置されている。第１半透過素子Ｈ１は、第１光学素子２００Ｂと、第２光学素子２００Ｇと、第３光学素子２００Ｒと、を備えている。第１光学素子２００Ｂ、第２光学素子２００Ｇ、及び、第３光学素子２００Ｒの各々は、反射面ＲＳ１を有している。反射面ＲＳ１と基準面ＲＦ（Ｘ－Ｙ平面）とのなす角度は、基準面ＲＦから反時計回りに鋭角である。
【0201】
第１光学素子２００Ｂ、第２光学素子２００Ｇ、及び、第３光学素子２００Ｒは、第３方向Ｚに沿って積層されている。なお、第１光学素子２００Ｂ、第２光学素子２００Ｇ、及び、第３光学素子２００Ｒの積層順に関しては、図示した例に限らない。第１光学素子２００Ｂ、第２光学素子２００Ｇ、及び、第３光学素子２００Ｒは、図２２乃至図２４などを参照して説明した光学素子２００と同等のものである。
【0202】
ただし、図２７に示すように、第１光学素子２００Ｂは、青波長（第１波長）λｂの第２円偏光を反射し、青波長λｂの第１円偏光を透過するように構成されている。つまり、第１光学素子２００Ｂに含まれる液晶構造体（第１コレステリック液晶）ＬＭＳ２１の第１螺旋ピッチＰ１は、照明装置３の第１発光素子ＬＤＢから出射される青レーザ光の中心波長λｂに対応するように最適化されている。
【0203】
また、図２７に示すように、第２光学素子２００Ｇは、緑波長（第２波長）λｇの第２円偏光を反射し、緑波長λｇの第１円偏光を透過するように構成されている。つまり、第２光学素子２００Ｇに含まれる液晶構造体（第２コレステリック液晶）ＬＭＳ２２の第２螺旋ピッチＰ２は、照明装置３の第２発光素子ＬＤＧから出射される緑レーザ光の中心波長λｇに対応するように最適化されている。このため、第２光学素子２００Ｇにおける第２螺旋ピッチＰ２は、第１光学素子２００Ｂにおける第１螺旋ピッチＰ１より大きい。
【0204】
さらに、図２７に示すように、第３光学素子２００Ｒは、赤波長（第３波長）λｒの第２円偏光を反射し、赤波長λｒの第１円偏光を透過するように構成されている。つまり、第３光学素子２００Ｒに含まれる液晶構造体（第３コレステリック液晶）ＬＭＳ２３の第３螺旋ピッチＰ３は、照明装置３の第３発光素子ＬＤＲから出射される赤レーザ光の中心波長λｒに対応するように最適化されている。このため、第３光学素子２００Ｒにおける第３螺旋ピッチＰ３は、第２光学素子２００Ｇにおける第２螺旋ピッチＰ２より大きい。
【0205】
なお、第１半透過素子Ｈ１における液晶構造体（第１コレステリック液晶）ＬＭＳ２１、液晶構造体（第２コレステリック液晶）ＬＭＳ２２、及び、液晶構造体（第３コレステリック液晶）ＬＭＳ２３は、すべて同一方向に旋回し、いずれも右回りの第２円偏光を反射するように構成されている。
【0206】
第２半透過素子Ｈ２は、反射防止膜ＡＲ２に接している。第２半透過素子Ｈ２は、第１半透過素子Ｈ１と同様に、第１光学素子２００Ｂと、第２光学素子２００Ｇと、第３光学素子２００Ｒと、を備えている。第１光学素子２００Ｂ、第２光学素子２０Ｇ、及び、第３光学素子２００Ｒの各々は、反射面ＲＳ２を有している。反射面ＲＳ２と基準面ＲＦ（Ｘ－Ｙ平面）とのなす角度は、基準面から反時計回りに鋭角である。つまり、反射面ＲＳ２の向きは、反射面ＲＳ１の向きと同様である。
【0207】
第２半透過素子Ｈ２においても、第１光学素子２００Ｂ、第２光学素子２００Ｇ、及び、第３光学素子２００Ｒは、第３方向Ｚに沿って積層されている。なお、第１光学素子２００Ｂ、第２光学素子２００Ｇ、及び、第３光学素子２００Ｒの積層順に関しては、図示した例に限らないが、第１半透過素子Ｈ１における積層順は第２半透過素子Ｈ２における積層順と同じである。
【0208】
第２半透過素子Ｈ２における第１光学素子２００Ｂ、第２光学素子２００Ｇ、及び、第３光学素子２００Ｒは、第１半透過素子Ｈ１における第１光学素子２００Ｂ、第２光学素子２００Ｇ、及び、第３光学素子２００Ｒとそれぞれ同等である。
【0209】
但し、第２半透過素子Ｈ２において、第１光学素子２００Ｂは、青波長（第１波長）λｂの第１円偏光を反射し、青波長λｂの第２円偏光を透過するように構成されている。つまり、第２半透過素子Ｈ２の第１光学素子２００Ｂは、第１旋回方向とは逆回りの第２旋回方向に旋回した液晶構造体（第１コレステリック液晶）ＬＭＳ２１を有している。第２半透過素子Ｈ２の液晶構造体ＬＭＳ２１の旋回方向は、第１半透過素子Ｈ１の液晶構造体ＬＭＳ２１の旋回方向とは逆である。
【0210】
液晶構造体ＬＭＳ２１の第１螺旋ピッチＰ１は、照明装置３の第１発光素子ＬＤＢから出射される青レーザ光の中心波長λｂに対応するように最適化されている。第２半透過素子Ｈ２の液晶構造体ＬＭＳ２１の第１螺旋ピッチＰ１は、第１半透過素子Ｈ１の液晶構造体ＬＭＳ２１の第１螺旋ピッチＰ１と同等である。
【0211】
第２光学素子２００Ｇは、緑波長（第２波長）λｇの第１円偏光を反射し、緑波長λｇの第２円偏光を透過するように構成されている。つまり、第２半透過素子Ｈ２の第２光学素子２００Ｇは、第２旋回方向に旋回した液晶構造体（第２コレステリック液晶）ＬＭＳ２２を有している。第２半透過素子Ｈ２の液晶構造体ＬＭＳ２２の旋回方向は、第１半透過素子Ｈ１の液晶構造体ＬＭＳ２２の旋回方向とは逆である。
【0212】
液晶構造体ＬＭＳ２２の第２螺旋ピッチＰ２は、照明装置３の第２発光素子ＬＤＧから出射される緑レーザ光の中心波長λｇに対応するように最適化されている。このため、第２光学素子２００Ｇにおける第２螺旋ピッチＰ２は、第１光学素子２００Ｂにおける第１螺旋ピッチＰ１より大きい。第２半透過素子Ｈ２の液晶構造体ＬＭＳ２２の第２螺旋ピッチＰ２は、第１半透過素子Ｈ１の液晶構造体ＬＭＳ２２の第２螺旋ピッチＰ２と同等である。
【0213】
第３光学素子２００Ｒは、赤波長（第３波長）λｒの第１円偏光を反射し、赤波長λｒの第２円偏光を透過するように構成されている。つまり、第２半透過素子Ｈ２の第３光学素子２００Ｒは、第２旋回方向に旋回した液晶構造体（第３コレステリック液晶）ＬＭＳ２３を有している。第２半透過素子Ｈ２の液晶構造体ＬＭＳ２３の旋回方向は、第１半透過素子Ｈ１の液晶構造体ＬＭＳ２３の旋回方向とは逆である。
【0214】
液晶構造体ＬＭＳ２３の第３螺旋ピッチＰ３は、照明装置３の第３発光素子ＬＤＲから出射される赤レーザ光の中心波長λｒに対応するように最適化されている。このため、第３光学素子２００Ｒにおける第３螺旋ピッチＰ３は、第２光学素子２００Ｇにおける第２螺旋ピッチＰ２より大きい。第２半透過素子Ｈ２の液晶構造体ＬＭＳ２３の第３螺旋ピッチＰ３は、第１半透過素子Ｈ１の液晶構造体ＬＭＳ２３の第３螺旋ピッチＰ３と同等である。
【0215】
なお、第２半透過素子Ｈ２における第１コレステリック液晶ＬＭＳ２１、第２コレステリック液晶ＬＭＳ２２、及び、第３コレステリック液晶ＬＭＳ２３は、すべて同一方向に旋回し、いずれも左回りの第１円偏光を反射するように構成されている。
【0216】
このように、第１半透過素子Ｈ１及び第２半透過素子Ｈ２において、第１光学素子２０Ｂが反射する円偏光の波長λｂを第１波長とすると、第２光学素子２００Ｇは第１波長λｂよりも長波長の第２波長λｇの円偏光を反射するように構成され、第３光学素子２００Ｒは第２波長λｇよりも長波長の第３波長λｒの円偏光を反射するように構成されている。
【0217】
【0218】
液晶素子１０は、例えば、緑波長（第２波長）λｇの光に対して１／２波長の位相差を付与するとともに、少なくとも緑波長λｇの第２円偏光を集光するレンズ作用を有するものである。つまり、液晶素子１０のリタデーションは、照明装置３の第２発光素子ＬＤＧから出射される緑レーザ光の中心波長λｇに対応するように最適化されている。
【0219】
なお、本実施形態で適用される液晶素子１０は、緑波長λｇのみならず、青波長λｂ及び赤波長λｒの第２円偏光を集光するレンズ作用も有している。
【0220】
表示装置ＤＳＰＬにおける光学システム４Ｌは、光学システム４Ｒと同様に構成され、第１位相差板Ｒ１と、第３半透過素子Ｈ３と、反射防止膜ＡＲ３と、反射防止膜ＡＲ４と、第４半透過素子Ｈ４と、第２素子Ｌ２と、を備えている。
【0221】
第３半透過素子Ｈ３は、第３方向Ｚにおいて第１位相差板Ｒ１と反射防止膜ＡＲ３との間に配置され、第１方向Ｘにおいて第１半透過素子Ｈ１に隣接している。第４半透過素子Ｈ４は、第３方向Ｚにおいて反射防止膜ＡＲ３から離間し、第１方向Ｘにおいて第２半透過素子Ｈ２に隣接している。
【0222】
第２素子Ｌ２は、第３方向Ｚにおいて第４半透過素子Ｈ４に接し、第１方向Ｘにおいて第１素子Ｌ１に隣接している。
【0223】
第３半透過素子Ｈ３及び第４半透過素子Ｈ４の各々は、第１半透過素子Ｈ１と同様に、第１光学素子２００Ｂと、第２光学素子２００Ｇと、第３光学素子２００Ｒと、を備えている。
【0224】
第３半透過素子Ｈ３における第１光学素子２００Ｂ、第２光学素子２００Ｇ、及び、第３光学素子２００Ｒは、第１半透過素子Ｈ１における第１光学素子２００Ｂ、第２光学素子２００Ｇ、及び、第３光学素子２００Ｒとそれぞれ同等であり、第１円偏光を透過し、第２円偏光を反射するように構成されている。但し、第１半透過素子Ｈ１と第３半透過素子Ｈ３とでは、反射面の向きが互いに異なる。
【0225】
すなわち、第３半透過素子Ｈ３における第１光学素子２００Ｂ、第２光学素子２００Ｇ、及び、第３光学素子２００Ｒの各々は、反射面ＲＳ３を有している。反射面ＲＳ３と基準面ＲＦ（Ｘ－Ｙ平面）とのなす角度は、基準面ＲＦから時計回りに鋭角である。つまり、反射面ＲＳ３及び反射面ＲＳ１は、互いに向きが異なる。
【0226】
第４半透過素子Ｈ４における第１光学素子２００Ｂ、第２光学素子２００Ｇ、及び、第３光学素子２００Ｒは、第２半透過素子Ｈ２における第１光学素子２００Ｂ、第２光学素子２００Ｇ、及び、第３光学素子２００Ｒとそれぞれ同等であり、第１円偏光を反射し、第２円偏光を透過するように構成されている。但し、第２半透過素子Ｈ２と第４半透過素子Ｈ４とでは、反射面の向きが互いに異なる。
【0227】
すなわち、第４半透過素子Ｈ４における第１光学素子２００Ｂ、第２光学素子２００Ｇ、及び、第３光学素子２００Ｒの各々は、反射面ＲＳ４を有している。反射面ＲＳ４と基準面ＲＦ（Ｘ－Ｙ平面）とのなす角度は、基準面ＲＦから反時計回りに鋭角である。つまり、反射面ＲＳ４及び反射面ＲＳ２は、互いに向きが異なる。また、反射面ＲＳ４の向きは、反射面ＲＳ３の向きと同様である。
【0228】
第２素子Ｌ２は、第１素子Ｌ１と同様に、液晶素子１０を備えている。但し、第１素子Ｌ１によって集光される位置、及び、第２素子Ｌ２によって集光される位置は、互いに異なる。
【0229】
第２位相差板Ｒ２は、第１半透過素子Ｈ１と第３半透過素子Ｈ３との間、及び、第２半透過素子Ｈ２と第４半透過素子Ｈ４との間に亘って配置されている。第２位相差板Ｒ２は、図の右側の空気層４Ｃと、図の左側の空気層４Ｃとの間を仕切っている。
【0230】
第２位相差板Ｒ２は、Ｙ－Ｚ平面に沿って延在した平板状に形成され、第１方向Ｘに沿った厚さを有している。つまり、第２位相差板Ｒ２は、Ｙ－Ｚ平面内で互いに直交する方向の屈折率がほぼ同等であり、第１方向Ｘの屈折率が面内の屈折率とは異なる屈折率異方性を有している。このような第２位相差板Ｒ２は、第１方向Ｘと平行な光路を通る光に対して位相差を付与せず、第１方向Ｘに対して斜め方向の光路を通る光に対して１／２波長の位相差を付与するものである。
【0231】
第１半透過素子Ｈ１及び第２半透過素子Ｈ２は、第３方向Ｚにおいて、反射防止膜ＡＲ１及び反射防止膜ＡＲ２、並びに、空気層４Ｃを介して対向している。反射防止膜ＡＲ１及び反射防止膜ＡＲ２は、空気層４Ｃを介して対向している。
【0232】
第３半透過素子Ｈ３及び第４半透過素子Ｈ４は、第３方向Ｚにおいて、反射防止膜ＡＲ３及び反射防止膜ＡＲ４、並びに、空気層４Ｃを介して対向している。反射防止膜ＡＲ３及び反射防止膜ＡＲ４は、空気層４Ｃを介して対向している。
【0233】
図２８は、図２６に示したヘッドマウントディスプレイ１の光学作用を説明するための図である。ここでは、右眼用の表示パネル２Ｒからの表示光ＤＬＲが右眼ＥＲに到達するまでの光路に着目して説明する。なお、光の偏光状態については、図２５に示した通りであり、図２８への図示を省略する。
【0234】
図２８における以下の説明において、第１半透過素子Ｈ１を通って第２半透過素子Ｈ２に入射する表示光ＤＬＲ、第２半透過素子Ｈ２を通って第３半透過素子Ｈ３に入射する表示光ＤＬＲ、第３半透過素子Ｈ３を通って第４半透過素子Ｈ４に入射する表示光ＤＬＲは、反射防止膜ＡＲ１、反射防止膜ＡＲ２、反射防止膜ＡＲ３、及び反射防止膜ＡＲ４、を透過するものとする。反射防止膜ＡＲ１、反射防止膜ＡＲ２、反射防止膜ＡＲ３、及び反射防止膜ＡＲ４、を透過する表示光ＤＬＲでは、偏光方向は維持される。
【0235】
まず、表示パネル２Ｒは、表示光ＤＬＲを出射する。表示光ＤＬＲは、第１直線偏光ＬＰ１である。表示光ＤＬＲは、第１位相差板Ｒ１を透過する際に、第１円偏光ＣＰ１に変換される。第１位相差板Ｒ１を透過した第１円偏光ＣＰ１は、第１半透過素子Ｈ１（光学素子２００Ｂ、２００Ｇ、２００Ｒ）を透過する。
【0236】
第１半透過素子Ｈ１を透過した第１円偏光ＣＰ１は、第２半透過素子Ｈ２（光学素子２００Ｂ、２００Ｇ、２００Ｒ）で反射される。第２半透過素子Ｈ２は、表示パネル２Ｌに重畳する第３半透過素子Ｈ３に向けて第１円偏光ＣＰ１を反射する。
【0237】
第２半透過素子Ｈ２で反射された第１円偏光ＣＰ１は、第２位相差板Ｒ２を斜めに透過する際に、第２円偏光ＣＰ２に変換される。第２位相差板Ｒ２を透過した第２円偏光ＣＰ２は、第３半透過素子Ｈ３（光学素子２００Ｂ、２００Ｇ、２００Ｒ）で反射される。第３半透過素子Ｈ３は、表示パネル２Ｌに重畳する第４半透過素子Ｈ４に向けて第２円偏光ＣＰ２を反射する。
【0238】
第３半透過素子Ｈ３で反射された第２円偏光ＣＰ２は、第４半透過素子Ｈ４を透過した後に、第２素子Ｌ２（液晶素子１０）において、第１円偏光ＣＰ１に変換されるとともにレンズ作用を受けてユーザの右眼ＥＲに集光される。
【0239】
左眼用の表示パネル２Ｌからの表示光ＤＬＬも同様にして左眼ＥＬに到達する。
【0240】
このような第２構成例においても、第１構成例と同様の効果が得られる。
【0241】
《第３構成例》
図２９は、ヘッドマウントディスプレイ１の第３構成例を示す断面図である。図２９に示す第３構成例は、図２６に示した第２構成例と比較して、第２位相差板Ｒ２が反射体Ｒ１０に置換された点で相違している。
図２９は、ヘッドマウントディスプレイ１の第３構成例を示す断面図である。図２９に示す第３構成例は、図２６に示した第２構成例と比較して、第２位相差板Ｒ２が反射体Ｒ１０に置換された点で相違している。
【0242】
左眼用の表示装置ＤＳＰＬは、左眼用の表示パネル２Ｌ及び照明装置３Ｌを含み、図の左側に配置されている。右眼用の表示装置ＤＳＰＲは、右眼用の表示パネル２Ｒ及び照明装置３Ｒを含み、図の右側に配置されている。
【0243】
反射体Ｒ１０は、第１半透過素子Ｈ１と第３半透過素子Ｈ３との間、及び、第２半透過素子Ｈ２と第４半透過素子Ｈ４との間に亘って配置されている。反射体Ｒ１０は、第１半透過素子Ｈ１及び第２半透過素子Ｈ２に面した第１反射面Ｒ１１と、第３半透過素子Ｈ３及び第４半透過素子Ｈ４に面した第２反射面Ｒ１２と、を有している。これらの第１反射面Ｒ１１及び第２反射面Ｒ１２は、Ｙ－Ｚ平面に沿って延在している。反射体Ｒ１０は、図の右側の空気層４Ｃと、図の左側の空気層４Ｃとの間を仕切っている。
【0244】
図３０は、図２９に示したヘッドマウントディスプレイ１の光学作用を説明するための図である。ここでは、右眼用の表示パネル２Ｒからの表示光ＤＬＲが右眼ＥＲに到達するまでの光路に着目して説明する。また、光路が煩雑なため、１つの光路のみを図示している。なお、光の偏光状態については、図２５に示した通りであり、図３０への図示を省略する。図２５と同様に、反射防止膜ＡＲ３及び反射防止膜ＡＲ４を透過する表示光ＤＬでは、偏光方向は維持される。
【0245】
まず、表示パネル２Ｒは、表示光ＤＬＲを出射する。表示光ＤＬＲは、第１直線偏光ＬＰ１である。表示光ＤＬＲは、第１位相差板Ｒ１を透過する際に、第１円偏光ＣＰ１に変換される。第１位相差板Ｒ１を透過した第１円偏光ＣＰ１は、第３半透過素子Ｈ３（光学素子２００Ｂ、光学素子２００Ｇ、光学素子２００Ｒ）を透過する。
【0246】
第３半透過素子Ｈ３を透過した第１円偏光ＣＰ１は、第４半透過素子Ｈ４（光学素子２００Ｂ、光学素子２００Ｇ、光学素子２００Ｒ）で反射される。第４半透過素子Ｈ４は、第２反射面Ｒ１２に向けて第１円偏光ＣＰ１を反射する。
【0247】
第４半透過素子Ｈ４で反射された第１円偏光ＣＰ１は、第２反射面Ｒ１２で反射された後に、第２円偏光ＣＰ２に変換される。第２反射面Ｒ１２で反射された第２円偏光ＣＰ２は、第３半透過素子Ｈ３（光学素子２００Ｂ、光学素子２００Ｇ、光学素子２００Ｒ）で反射される。第３半透過素子Ｈ３は、第４半透過素子Ｈ４に向けて第２円偏光ＣＰ２を反射する。
【0248】
第３半透過素子Ｈ３で反射された第２円偏光ＣＰ２は、第４半透過素子Ｈ４を透過した後に、第２素子Ｌ２（液晶素子１０）において、第１円偏光ＣＰ１に変換されるとともにレンズ作用を受けてユーザの右眼ＥＲに集光される。
【0249】
左眼用の表示パネル２Ｌからの表示光ＤＬＬも同様にして左眼ＥＬに到達する。
【0250】
このような第３構成例においても、第１構成例と同様の効果が得られる。
【0251】
《第４構成例》
図３１は、表示装置ＤＳＰの第４構成例を示す断面図である。図３１に示す第４構成例は、図２１に示した第１構成例と比較して、第１半透過素子Ｈ１が第２半透過素子Ｈ２と対向する凹状の反射面ＲＳ１を有するとともに、第１素子Ｌ１が省略された点で相違している。
図３１は、表示装置ＤＳＰの第４構成例を示す断面図である。図３１に示す第４構成例は、図２１に示した第１構成例と比較して、第１半透過素子Ｈ１が第２半透過素子Ｈ２と対向する凹状の反射面ＲＳ１を有するとともに、第１素子Ｌ１が省略された点で相違している。
【0252】
表示装置ＤＳＰは、表示パネル２と、光学システム４と、を備えている。なお、ここでは、照明装置の図示を省略し、表示パネル２の詳細の図示を省略するが、表示パネル２は、表示領域ＤＡにおいて直線偏光の表示光ＤＬを出射するように構成されている。
【0253】
光学システム４は、第１位相差板Ｒ１と、第１半透過素子Ｈ１と、第２位相差板Ｒ２と、反射防止膜ＡＲ１と、反射防止膜ＡＲ２と、第２半透過素子Ｈ２と、を備えている。第１位相差板Ｒ１及び第２位相差板Ｒ２の詳細については、第１構成例で説明した通りであり、第１位相差板Ｒ１は表示パネル２及び第１半透過素子Ｈ１に接し、第２位相差板Ｒ２は第１半透過素子Ｈ１に接している。反射防止膜ＡＲ１及び反射防止膜ＡＲ２の詳細についても、第１構成例で説明した通りである。
【0254】
第１半透過素子Ｈ１は、第１位相差板Ｒ１と第２位相差板Ｒ２との間に配置され、後に詳述するが、コレステリック液晶を有する光学素子３０を備えている。光学素子３０は、特定波長の光のうち、第１円偏光を透過し、第２円偏光を第２半透過素子Ｈ２に向けて反射するとともに第２円偏光を集光するレンズ作用を有するものである。光学素子３０は、簡略化して示す反射面ＲＳ１を有している。
【0255】
第２半透過素子Ｈ２は、第１構成例で説明したように、コレステリック液晶を有する光学素子２００を備えている。光学素子２００は、特定波長の光のうち、第２円偏光を透過し、第１円偏光を第１半透過素子Ｈ１に向けて反射するものである。光学素子２００は、簡略化して示す反射面ＲＳ２を有している。反射面ＲＳ２は、一定方向に延びる略平面形状を有している。反射面ＲＳ２とＸ－Ｙ平面とのなす角度は、Ｘ－Ｙ平面から時計周りに鋭角である。第２半透過素子Ｈ２は、第２位相差板Ｒ２から離間しており、第３方向Ｚにおいて、空気層４Ｃを介して第２位相差板Ｒ２と対向している。
【0256】
図３２は、図３１に示した光学素子３０の一例を示す断面図である。
光学素子３０は、基板３１と、配向膜ＡＬ３１と、液晶層（第３液晶層）ＬＣ３と、配向膜ＡＬ３２と、基板３２と、を備えている。基板３１及び３２は、光を透過する透明基板であり、例えば、透明なガラス板または透明な合成樹脂板によって構成されている。
光学素子３０は、基板３１と、配向膜ＡＬ３１と、液晶層（第３液晶層）ＬＣ３と、配向膜ＡＬ３２と、基板３２と、を備えている。基板３１及び３２は、光を透過する透明基板であり、例えば、透明なガラス板または透明な合成樹脂板によって構成されている。
【0257】
配向膜ＡＬ３１は、第３方向Ｚにおいて、配向膜ＡＬ３２と対向している。配向膜ＡＬ３１及びＡＬ３２は、例えば、ポリイミドによって形成され、いずれもＸ－Ｙ平面に沿った配向規制力を有する水平配向膜である。
【0258】
液晶層ＬＣ３は、配向膜ＡＬ３１及び配向膜ＡＬ３２の間に配置され、配向膜ＡＬ３１及び配向膜ＡＬ３２に接している。液晶層ＬＣ３は、液晶構造体（コレステリック液晶）ＬＭＳ３を有している。なお、図２３では、図面の簡略化のため、１つの液晶分子ＬＭ３は、Ｘ－Ｙ平面内に位置する複数の液晶分子のうち、平均的配向方向を向いている液晶分子を代表して示している。複数の液晶分子ＬＭ３は、旋回しながら第３方向Ｚに沿って螺旋状に積み重ねられ、コレステリック液晶を構成している。
【0259】
液晶層ＬＣ３は、配向膜ＡＬ３１と配向膜ＡＬ３２との間に、点線で示すような複数の反射面ＲＳを有している。反射面ＲＳは、ブラッグの法則に従って、入射光のうち、第１円偏光を透過し、第２円偏光を反射する。反射面ＲＳは、曲面であり、基板３２と対向する側あるいは図２２の第２半透過素子Ｈ２と対向する側に凹であり、基板３１と対向する側あるいは図２２の表示パネル２と対向する側に凸である。
【0260】
このような液晶層ＬＣ３は、複数の液晶分子ＬＭ３の配向方向が固定された状態で硬化している。
【0261】
図３１に示した第１半透過素子Ｈ１の光学素子３０は、図３２に示した液晶構造体（コレステリック液晶）ＬＭＳ３を含む液晶層ＬＣ３を有している。図３１に示した第１半透過素子Ｈ１における反射面ＲＳ１は、図３２に示した反射面ＲＳに相当する。
【0262】
図３３は、図３１に示した表示装置ＤＳＰの光学作用を説明するための図である。
第２位相差板Ｒ２を通って第２半透過素子Ｈ２に入射する表示光ＤＬは、反射防止膜ＡＲ１及び反射防止膜ＡＲ２を通過する。第２半透過素子Ｈ２を通って第２位相差板Ｒ２に入射する表示光ＤＬは、反射防止膜ＡＲ２及び反射防止膜ＡＲ１を通過する。上述のように、反射防止膜ＡＲ１及び反射防止膜ＡＲ２では、表示光ＤＬの偏光方向は維持される。
第２位相差板Ｒ２を通って第２半透過素子Ｈ２に入射する表示光ＤＬは、反射防止膜ＡＲ１及び反射防止膜ＡＲ２を通過する。第２半透過素子Ｈ２を通って第２位相差板Ｒ２に入射する表示光ＤＬは、反射防止膜ＡＲ２及び反射防止膜ＡＲ１を通過する。上述のように、反射防止膜ＡＲ１及び反射防止膜ＡＲ２では、表示光ＤＬの偏光方向は維持される。
【0263】
まず、表示パネル２は、第１直線偏光ＬＰ１の表示光ＤＬを出射する。表示光ＤＬは、第１位相差板Ｒ１を透過する際に、第１円偏光ＣＰ１に変換される。第１位相差板Ｒ１を透過した第１円偏光ＣＰ１は、第１半透過素子Ｈ１（光学素子３０）を透過する。
【0264】
第１半透過素子Ｈ１を透過した第１円偏光ＣＰ１は、第２位相差板Ｒ２をほぼ垂直に透過した後に、第２半透過素子Ｈ２（光学素子２００）で反射される。第２半透過素子Ｈ２で反射された第１円偏光ＣＰ１は、第２位相差板Ｒ２を斜めに透過する際に、第２円偏光ＣＰ２に変換される。
【0265】
第２位相差板Ｒ２を透過した第２円偏光ＣＰ２は、第１半透過素子Ｈ１（光学素子３０）で反射される。第１半透過素子Ｈ１で反射された第２円偏光ＣＰ２は、第２位相差板Ｒ２をほぼ垂直に透過した後に、第２半透過素子Ｈ２を透過するとともに、第１半透過素子Ｈ１のレンズ作用を受けてユーザの瞳Ｅに集光される。
【0266】
このような表示装置ＤＳＰにおいても、第１構成例と同様の効果が得られる。加えて、第１素子を省略できるため、部品点数を削減することができる。
【0267】
なお、図３３を参照して説明した第１円偏光ＣＰ１を第２円偏光ＣＰ２に置換してもよい。
【0268】
このような第４構成例においても、第１構成例と同様の効果が得られる。
【0269】
［実施形態４］
実施形態４では、実施形態１とは異なる光学システム４を用いた表示装置ＤＳＰについて説明する。なお実施形態１と同様の構成要素については、実施形態１を援用し、これを省略する。
実施形態４では、実施形態１とは異なる光学システム４を用いた表示装置ＤＳＰについて説明する。なお実施形態１と同様の構成要素については、実施形態１を援用し、これを省略する。
【0270】
《第１構成例》
図３４は、実施形態４の表示装置ＤＳＰの第１構成例を示す断面図である。
表示装置ＤＳＰは、表示パネル２と、照明装置３と、光学システム４と、を備えている。なお、ここでは、表示パネル２及び照明装置３の詳細な図示を省略する。ここで説明する表示装置ＤＳＰは、上記の表示装置ＤＳＰＲ及び表示装置ＤＳＰＬの各々に適用することができる。また、表示パネル２は、上記の表示パネル２Ｒ及び２表示パネルＬの各々に適用することができる。また、照明装置３は、上記の照明装置３Ｒ及び照明装置３Ｌの各々に適用することができる。また、光学システム４は、上記の光学システム４Ｒ及び光学システム４Ｌの各々に適用することができる。
図３４は、実施形態４の表示装置ＤＳＰの第１構成例を示す断面図である。
表示装置ＤＳＰは、表示パネル２と、照明装置３と、光学システム４と、を備えている。なお、ここでは、表示パネル２及び照明装置３の詳細な図示を省略する。ここで説明する表示装置ＤＳＰは、上記の表示装置ＤＳＰＲ及び表示装置ＤＳＰＬの各々に適用することができる。また、表示パネル２は、上記の表示パネル２Ｒ及び２表示パネルＬの各々に適用することができる。また、照明装置３は、上記の照明装置３Ｒ及び照明装置３Ｌの各々に適用することができる。また、光学システム４は、上記の光学システム４Ｒ及び光学システム４Ｌの各々に適用することができる。
【0271】
光学システム４は、第１構造体４Ａ及び第２構造体４Ｂを備えている。第１構造体４Ａは、第２構造体４Ｂから離間している。図３４に示す例では、第１構造体４Ａと第２構造体４Ｂとの間には、空気層４Ｃが設けられている。第１構造体４Ａは、表示パネル２と第２構造体４Ｂとの間（あるいは表示パネル２と空気層４Ｃとの間）に配置されている。
【0272】
第１構造体４Ａは、位相差板ＲＰと、ホログラフィック光学素子ＨＥと、反射防止膜ＡＲ１と、を備えている。位相差板ＲＰは、１／４波長板であり、透過する光に対して１／４波長の位相差を付与するように構成されている。
【0273】
ホログラフィック光学素子ＨＥは、干渉縞のパターンを有し、また、厚さ方向（第３方向Ｚ）に波長に応じた周期の屈折率分を有している。このようなホログラフィック光学素子ＨＥは、入射光のうちの一部の光を反射・回折するように構成されている。より具体的には、ホログラフィック光学素子ＨＥは、仮想的な反射面ＲＳ１を有している。表示パネル２と位相差板ＲＰとの境界（あるいはＸ－Ｙ平面と平行な面）を基準面ＲＦとしたとき、反射面ＲＳ１は、基準面ＲＦと平行である。つまり、反射面ＲＳ１と基準面ＲＦとのなす角度θ１０は０°である。ホログラフィック光学素子ＨＥは、反射面ＲＳ１の法線に対して特定入射角で入射した光を反射し、特定入射角とは異なる入射角で入射した光を透過するように構成されている。この点については後に詳述する。
【0274】
位相差板ＲＰ、ホログラフィック光学素子ＨＥ、及び反射防止膜ＡＲ１は、Ｘ－Ｙ平面において、表示領域ＤＡよりも広い範囲に亘って延在している。但し、位相差板ＲＰは、少なくとも表示領域ＤＡを覆っていればよい。また、位相差板ＲＰ、ホログラフィック光学素子ＨＥ、及び反射防止膜ＡＲ１は、第３方向Ｚに沿ってこの順に積層されている。
【0275】
位相差板ＲＰは、表示パネル２に接している。ホログラフィック光学素子ＨＥは、位相差板ＲＰに接している。反射防止膜ＡＲ１は、ホログラフィック光学素子ＨＥに接している。位相差板ＲＰは、表示パネル２とホログラフィック光学素子ＨＥとの間に配置されている。ホログラフィック光学素子ＨＥは、位相差板ＲＰと反射防止膜ＡＲ１との間に配置されている。
【0276】
第２構造体４Ｂは、反射防止膜ＡＲ２と、半透過素子ＴＲと、レンズ素子ＬＥと、を備えている。
【0277】
半透過素子ＴＲは、一方向に旋回したコレステリック液晶を含むコレステリック液晶層ＣＬ１を備えている。コレステリック液晶層ＣＬ１は、特定波長の光のうち、コレステリック液晶の旋回方向と同一の旋回方向の円偏光を第１構造体４Ａに向けて反射し、コレステリック液晶の旋回方向とは逆の旋回方向の円偏光を透過するように構成されている。ここでは、コレステリック液晶層ＣＬ１によって反射される円偏光を第１円偏光と称し、コレステリック液晶層ＣＬ１を透過する円偏光を第２円偏光と称する。
【0278】
コレステリック液晶層ＣＬ１は、簡略化して示す反射面ＲＳ２を有している。表示パネル２と位相差板ＲＰとの境界（あるいはＸ－Ｙ平面と平行な面）を基準面ＲＦとしたとき、反射面ＲＳ２と基準面ＲＦとのなす角度（傾斜角度）θ２０は、基準面ＲＦから反時計周りに鋭角である。
【0279】
レンズ素子ＬＥは、液晶層ＬＣ１を備えている。液晶層ＬＣ１は、特定波長の光に対して１／２波長の位相差を付与するとともに、第２円偏光を集光するレンズ作用を有するように構成されている。なお、円偏光を集光するレンズ作用を有する素子は、液晶を利用した素子に限定されるものではない。
【0280】
反射防止膜ＡＲ２、半透過素子ＴＲ、及びレンズ素子ＬＥは、Ｘ－Ｙ平面において、表示領域ＤＡよりも広い範囲に亘って延在している。また、反射防止膜ＡＲ２、半透過素子ＴＲ、及びレンズ素子ＬＥは、第３方向Ｚに沿ってこの順に積層されている。
【0281】
反射防止膜ＡＲ２は、半透過素子ＴＲに接している。半透過素子ＴＲは、レンズ素子ＬＥに接している。半透過素子ＴＲは、反射防止膜ＡＲ１及び反射防止膜ＡＲ２を挟んで、ホログラフィック光学素子ＨＥから離間している。半透過素子ＴＲは、第３方向Ｚにおいて、反射防止膜ＡＲ１、空気層４Ｃ、及び反射防止膜ＡＲ２を介して、ホログラフィック光学素子ＨＥと対向している。
【0282】
表示領域ＤＡは、第１方向Ｘにおいて、第１端部Ｅ１と、第１端部Ｅ１とは反対側の第２端部Ｅ２と、を有している。ホログラフィック光学素子ＨＥ、反射防止膜ＡＲ１、反射防止膜ＡＲ２半透過素子ＴＲ、及び、レンズ素子ＬＥは、第１端部Ｅ１よりも外側に延在した第１部分Ｐ１１と、第２端部Ｅ２よりも外側に延在した第２部分Ｐ１２と、を有している。図３４に示す例では、第１部分Ｐ１１及び第２部分Ｐ１２は、第１方向Ｘに沿って延在している。第１部分Ｐ１１の第１方向Ｘに沿った幅Ｗ１は、第２部分Ｐ１２の第１方向Ｘに沿った幅Ｗ２より大きい（Ｗ１＞Ｗ２）。
【0283】
図３４において、第１部分Ｐ１１は表示領域ＤＡに対して右側に位置し、第２部分Ｐ１２は表示領域ＤＡに対して左側に位置している。半透過素子ＴＲの反射面ＲＳ２は、図の右側（第１部分Ｐ１１が位置する側）の端部Ｅ１１と、図の左側（第２部分が位置する側）の端部Ｅ１２と、を有している。反射面ＲＳ２は、端部Ｅ１１が表示パネル２に近接する側に位置し、かつ、端部Ｅ１２が表示パネル２から離間する側に位置するように傾斜している。
【0284】
表示パネル２及び位相差板ＲＰは、空気層を介することなく互いに密着していることが望ましい。また、第１構造体４Ａを構成する位相差板ＲＰ、ホログラフィック光学素子ＨＥ、及び反射防止膜ＡＲ１は、空気層を介することなく互いに密着していることが望ましい。
【0285】
さらに、第２構造体４Ｂを構成する反射防止膜ＡＲ２、半透過素子ＴＲ、及びレンズ素子ＬＥは、空気層を介することなく互いに密着していることが望ましい。以上により、部材間の界面での不所望な反射あるいは屈折を抑制することができる。
【0286】
なお、位相差板ＲＰは、例えば、少なくとも緑波長の光に対して１／４波長の位相差を付与するものであるが、これに限らない。例えば、位相差板ＲＰとしては、赤波長、緑波長、及び、青波長の各々の光に対しても略１／４波長の位相差を付与する広帯域型の位相差板を適用することができる。このような広帯域型の位相差板としては、例えば、１／４波長板の遅相軸と１／２波長板の遅相軸とが所定の角度をなす状態で、１／４波長板と１／２波長板とを貼り合わせたものなどを適用することができる。これにより、位相差板ＲＰにおける波長依存性を緩和することができる。
【0287】
図３４に示すレンズ素子ＬＥとして、図１５に示す液晶素子１０を用いることができる。液晶素子１０と同様に、レンズ素子ＬＥに特定波長λの第２円偏光が入射した場合、第２円偏光は、同心円の中心に向かって集光され、しかも、レンズ素子ＬＥの透過光は、第２円偏光とは逆回りの第１円偏光に変換される。
【0288】
図３４に示す半透過素子ＴＲとして、図２２乃至図２３に示す光学素子２００を用いることができる。ただし、図２２乃至図２３に示す光学素子２００の反射面ＲＳ２は、半透過素子ＴＲにおいては、反射面ＲＳと読み替えることとする。また図２２乃至図２３に示す光学素子２００の液晶層ＬＣ２は、半透過素子ＴＲにおいては、コレステリック液晶層ＣＬ１と読み替えることとする。
【0289】
図３４に示す半透過素子ＴＲに用いられる液晶構造体ＬＭＳ２は、特定波長λの光のうち、コレステリック液晶の旋回方向と同じ旋回方向の円偏光を反射する。例えば、コレステリック液晶の旋回方向が右回りの場合、特定波長λの光のうち、右回りの円偏光を反射し、左回りの円偏光を透過する。同様に、コレステリック液晶の旋回方向が左回りの場合、特定波長λの光のうち、左回りの円偏光を反射し、右回りの円偏光を透過する。
【0290】
図３５は、図３４に示した表示装置ＤＳＰの光学作用の一例を説明するための図である。
ホログラフィック光学素子ＨＥを通って半透過素子ＴＲに入射する表示光ＤＬは、反射防止膜ＡＲ１及び反射防止膜ＡＲ２を通過する。半透過素子ＴＲを通ってホログラフィック光学素子ＨＥに入射する表示光ＤＬは、反射防止膜ＡＲ２及び反射防止膜ＡＲ１を通過する。上述のように、反射防止膜ＡＲ１及び反射防止膜ＡＲ２では、表示光ＤＬの偏光方向は維持される。
ホログラフィック光学素子ＨＥを通って半透過素子ＴＲに入射する表示光ＤＬは、反射防止膜ＡＲ１及び反射防止膜ＡＲ２を通過する。半透過素子ＴＲを通ってホログラフィック光学素子ＨＥに入射する表示光ＤＬは、反射防止膜ＡＲ２及び反射防止膜ＡＲ１を通過する。上述のように、反射防止膜ＡＲ１及び反射防止膜ＡＲ２では、表示光ＤＬの偏光方向は維持される。
【0291】
まず、表示パネル２は、第１直線偏光ＬＰ１である表示光ＤＬを出射する。ここでの第１直線偏光ＬＰ１とは、例えば紙面に垂直な方向に振動する直線偏光である。表示光ＤＬは、表示パネル２の法線ＮＰに対して斜め方向に出射される。表示光ＤＬは、位相差板ＲＰを透過する際に、１／４波長の位相差が付与される。これにより、表示光ＤＬは、位相差板ＲＰを透過する際に、第１円偏光ＣＰ１に変換される。ここでの第１円偏光ＣＰ１とは、例えば左回りの円偏光である。
【0292】
位相差板ＲＰを透過した第１円偏光ＣＰ１は、ホログラフィック光学素子ＨＥに入射する。ホログラフィック光学素子ＨＥに入射する第１円偏光ＣＰ１の入射角θＡは、ホログラフィック光学素子ＨＥにおける特定入射角θ１とは異なる。ここでの入射角は、仮想の反射面ＲＳ１の法線Ｎと入射光とのなす角度である。ここに示す例では、ホログラフィック光学素子ＨＥの特定入射角θ１は、０°である。つまり、ホログラフィック光学素子ＨＥは、法線Ｎと平行な入射光を反射するように構成されている。このため、入射角θＡの第１円偏光ＣＰ１は、ホログラフィック光学素子ＨＥを透過する。
【0293】
ホログラフィック光学素子ＨＥを透過した第１円偏光ＣＰ１は、半透過素子ＴＲの反射面ＲＳ２でホログラフィック光学素子ＨＥに向けて反射される。なお、第１円偏光ＣＰ１が反射面ＲＳ２で反射された際には、偏光状態が維持される。つまり、反射面ＲＳ２での反射光は、第１円偏光ＣＰ１である。第１円偏光ＣＰ１の反射角度は、反射面ＲＳ２の傾斜角度θ２０によって制御され、第１円偏光ＣＰ１のホログラフィック光学素子ＨＥへの入射角が特定入射角θ１となるように設定される。ここに示す例では、傾斜角度θ２０は、第１円偏光ＣＰ１をホログラフィック光学素子ＨＥの法線Ｎと平行に反射するように設定されている。
【0294】
半透過素子ＴＲで反射された第１円偏光ＣＰ１は、ホログラフィック光学素子ＨＥの法線Ｎに沿って入射する。ホログラフィック光学素子ＨＥに入射する第１円偏光ＣＰ１の入射角θＢは、ホログラフィック光学素子ＨＥにおける特定入射角θ１とほぼ等しい。このため、入射角θＢの第１円偏光ＣＰ１は、ホログラフィック光学素子ＨＥの反射面ＲＳ１においてブラッグ反射（あるいは鏡面反射）される。ホログラフィック光学素子ＨＥの反射光は、第１円偏光ＣＰ１とは逆回りの第２円偏光ＣＰ２に変換される。ここでの第２円偏光ＣＰ２とは、例えば右回りの円偏光である。
【0295】
ホログラフィック光学素子ＨＥで反射された第２円偏光ＣＰ２は、半透過素子ＴＲを透過する。半透過素子ＴＲを透過した第２円偏光ＣＰ２は、レンズ素子ＬＥにおいて、第１円偏光ＣＰ１に変換されるとともにレンズ作用を受けてユーザの瞳Ｅに集光される。
【0296】
このような表示装置ＤＳＰによれば、光学システム４は、ホログラフィック光学素子ＨＥと半透過素子ＴＲとの間を３回通る光路を有している。しかも、この光路には、ホログラフィック光学素子ＨＥから半透過素子ＴＲに至る斜めの光路が含まれている。つまり、光学システム４において、ホログラフィック光学素子ＨＥと半透過素子ＴＲとの間の光学的な距離は、実際のホログラフィック光学素子ＨＥと半透過素子ＴＲとの間隔（あるいは空気層４Ｃの厚さ）の３倍以上となる。表示パネル２は、レンズ作用を有するレンズ素子ＬＥの焦点よりも内側に設置されている。これにより、ユーザは、拡大された虚像を観察することができる。
【0297】
このような第１構成例によれば、表示装置ＤＳＰを構成する各部材での吸収や各部材間での反射を無視すると、表示パネル２から出射された表示光ＤＬのほぼ１００％を瞳Ｅに集光することができ、光の利用効率を向上することができる。
【0298】
また、ガラスや樹脂などで形成された光学部品を備える光学システムと比較して、第３方向Ｚに沿った厚さを薄くすることができ、しかも、軽量化を実現することができる。
【0299】
なお、図３５を参照して説明した第１円偏光ＣＰ１を第２円偏光ＣＰ２に置換してもよい。
【0300】
《第２構成例》
図３６は、実施形態４の表示装置ＤＳＰの第２構成例を示す断面図である。
表示装置ＤＳＰは、表示パネル２と、照明装置３と、光学システム４と、を備えている。なお、ここでは、表示パネル２及び照明装置３の詳細な図示を省略する。ここで説明する表示装置ＤＳＰは、図２に示した表示装置ＤＳＰＲ及び表示装置ＤＳＰＬの各々に適用することができる。また、表示パネル２は、上記の表示パネル２Ｒ及び表示パネル２Ｌの各々に適用することができる。また、照明装置３は、上記の照明装置３Ｒ及び照明装置３Ｌの各々に適用することができる。また、光学システム４は、上記の光学システム４Ｒ及び光学システム４Ｌの各々に適用することができる。
図３６は、実施形態４の表示装置ＤＳＰの第２構成例を示す断面図である。
表示装置ＤＳＰは、表示パネル２と、照明装置３と、光学システム４と、を備えている。なお、ここでは、表示パネル２及び照明装置３の詳細な図示を省略する。ここで説明する表示装置ＤＳＰは、図２に示した表示装置ＤＳＰＲ及び表示装置ＤＳＰＬの各々に適用することができる。また、表示パネル２は、上記の表示パネル２Ｒ及び表示パネル２Ｌの各々に適用することができる。また、照明装置３は、上記の照明装置３Ｒ及び照明装置３Ｌの各々に適用することができる。また、光学システム４は、上記の光学システム４Ｒ及び光学システム４Ｌの各々に適用することができる。
【0301】
【0302】
光学システム４は、第１構造体４Ａ及び第２構造体４Ｂを備えている。第１構造体４Ａは、第２構造体４Ｂから離間している。図３６に示す例では、第１構造体４Ａと第２構造体４Ｂとの間には、空気層４Ｃが設けられている。第１構造体４Ａは、表示パネル２と第２構造体４Ｂとの間（あるいは表示パネル２と空気層４Ｃとの間）に配置されている。
【0303】
第１構造体４Ａは、第１ホログラフィック光学素子ＨＥ１と、反射防止膜ＡＲ１と、を備えている。反射防止膜ＡＲ１及び第１ホログラフィック光学素子ＨＥ１は、Ｘ－Ｙ平面において、表示領域ＤＡよりも広い範囲に亘って延在している。反射防止膜ＡＲ１及び第１ホログラフィック光学素子ＨＥ１は、第３方向Ｚに沿ってこの順に積層されている。
【0304】
第２構造体４Ｂは、反射防止膜ＡＲ２と、第２ホログラフィック光学素子ＨＥ２と、位相差板ＲＰと、レンズ素子ＬＥと、を備えている。位相差板ＲＰは、第１構成例の位相差板ＲＰと同様に構成されている。レンズ素子ＬＥは、第１構成例のレンズ素子ＬＥと同様に構成されている。反射防止膜ＡＲ１及び反射防止膜ＡＲ２は、第１構成例の反射防止膜ＡＲ１及び反射防止膜ＡＲ２と同様に構成されている。
【0305】
第１ホログラフィック光学素子ＨＥ１及び第２ホログラフィック光学素子ＨＥ２の各々は、第１構成例のホログラフィック光学素子ＨＥと同様に構成されている。
【0306】
第１ホログラフィック光学素子ＨＥ１は、第１特定入射角の光を反射し、第１特定入射角とは異なる入射角の光を透過するように構成されている。第２ホログラフィック光学素子ＨＥ２は、第２特定入射角の光を反射し、第２特定入射角とは異なる入射角の光を透過するように構成されている。第２特定入射角は、第１特定入射角とは異なる角度である。この点については後に詳述する。
【0307】
第２ホログラフィック光学素子ＨＥ２、位相差板ＲＰ、及び、レンズ素子ＬＥは、Ｘ－Ｙ平面において、表示領域ＤＡよりも広い範囲に亘って延在している。また、レンズ素子ＬＥ、位相差板ＲＰ、第２ホログラフィック光学素子ＨＥ２、及び反射防止膜ＡＲ２は、第３方向Ｚに沿ってこの順に積層されている。第２ホログラフィック光学素子ＨＥ２は、第３方向Ｚにおいて、反射防止膜ＡＲ２、空気層４Ｃ、及び反射防止膜ＡＲ２を介して、第１ホログラフィック光学素子ＨＥ１と対向している。
【0308】
なお、位相差板ＲＰは、表示パネル２と第１ホログラフィック光学素子ＨＥ１との間に配置されてもよい。
【0309】
第１ホログラフィック光学素子ＨＥ１、反射防止膜ＡＲ１、反射防止膜ＡＲ２、第２ホログラフィック光学素子ＨＥ２、位相差板ＲＰ、及び、レンズ素子ＬＥは、第１端部Ｅ１よりも外側に延在した第１部分Ｐ１１と、第２端部Ｅ２よりも外側に延在した第２部分Ｐ１２と、を有している。図３６に示す例では、第１部分Ｐ１１及び第２部分Ｐ１２は、第１方向Ｘに沿って延在している。第１部分Ｐ１１の第１方向Ｘに沿った幅Ｗ１は、第２部分Ｐ１２の第１方向Ｘに沿った幅Ｗ２より大きい（Ｗ１＞Ｗ２）。
【0310】
図３７は、図３６に示した表示装置ＤＳＰの光学作用の一例を説明するための図である。
第１ホログラフィック光学素子ＨＥ１を通って第２ホログラフィック光学素子ＨＥ２に入射する表示光ＤＬは、反射防止膜ＡＲ１及び反射防止膜ＡＲ２を通過する。第２ホログラフィック光学素子ＨＥ２を通って第１ホログラフィック光学素子ＨＥ１に入射する表示光ＤＬは、反射防止膜ＡＲ２及び反射防止膜ＡＲ１を通過する。上述のように、反射防止膜ＡＲ１及び反射防止膜ＡＲ２では、表示光ＤＬの偏光方向は維持される。
第１ホログラフィック光学素子ＨＥ１を通って第２ホログラフィック光学素子ＨＥ２に入射する表示光ＤＬは、反射防止膜ＡＲ１及び反射防止膜ＡＲ２を通過する。第２ホログラフィック光学素子ＨＥ２を通って第１ホログラフィック光学素子ＨＥ１に入射する表示光ＤＬは、反射防止膜ＡＲ２及び反射防止膜ＡＲ１を通過する。上述のように、反射防止膜ＡＲ１及び反射防止膜ＡＲ２では、表示光ＤＬの偏光方向は維持される。
【0311】
まず、表示パネル２は、第１直線偏光ＬＰ１である表示光ＤＬを出射する。表示光ＤＬは、表示パネル２の法線ＮＰに対して斜め方向に出射される。表示光ＤＬは、第１ホログラフィック光学素子ＨＥ１に入射する。第１ホログラフィック光学素子ＨＥ１に入射する第１直線偏光ＬＰ１の入射角θＡは、第１ホログラフィック光学素子ＨＥ１における第１特定入射角θ１とは異なる。ここでの入射角は、仮想の反射面ＲＳ１の法線Ｎ１と入射光とのなす角度である。入射角θＡの第１直線偏光ＬＰ１は、第１ホログラフィック光学素子ＨＥ１を透過する。
【0312】
第１ホログラフィック光学素子ＨＥ１を透過した第１直線偏光ＬＰ１は、第２ホログラフィック光学素子ＨＥ２に入射する。第２ホログラフィック光学素子ＨＥ２に入射する第１直線偏光ＬＰ１の入射角θＣは、第２ホログラフィック光学素子ＨＥ２における第２特定入射角θ２とほぼ等しい。ここでの入射角は、仮想の反射面ＲＳ２の法線Ｎ２と入射光とのなす角度である。入射角θＣの第１直線偏光ＬＰ１は、第２ホログラフィック光学素子ＨＥ２の反射面ＲＳ２で第１ホログラフィック光学素子ＨＥ１に向けて反射される。なお、第１直線偏光ＬＰ１が反射面ＲＳ２で反射された際には、偏光状態が維持される。つまり、反射面ＲＳ２での反射光は、第１直線偏光ＬＰ１である。
【0313】
第２ホログラフィック光学素子ＨＥ２で反射された第１直線偏光ＬＰ１は、再び、第１ホログラフィック光学素子ＨＥ１に入射する。第１ホログラフィック光学素子ＨＥ１に入射する第１直線偏光ＬＰ１の入射角θＢは、第１ホログラフィック光学素子ＨＥ１における第１特定入射角θ１とほぼ等しい。このため、入射角θＢの第１直線偏光ＬＰ１は、第１ホログラフィック光学素子ＨＥ１の反射面ＲＳ１で反射される。
【0314】
第１ホログラフィック光学素子ＨＥ１で反射された第１直線偏光ＬＰ１は、再び、第２ホログラフィック光学素子ＨＥ２に入射する。第２ホログラフィック光学素子ＨＥ２に入射する第１直線偏光ＬＰ１の入射角θＤは、第２ホログラフィック光学素子ＨＥ２における第２特定入射角θ２とは異なる。このため、入射角θＤの第１直線偏光ＬＰ１は、第２ホログラフィック光学素子ＨＥ２を透過する。
【0315】
第２ホログラフィック光学素子ＨＥ２を透過した第１直線偏光ＬＰ１は、位相差板ＲＰを透過する際に、１／４波長の位相差が付与される。これにより、第１直線偏光ＬＰ１は、位相差板ＲＰを透過する際に、第１円偏光ＣＰ１に変換される。ここでの第１円偏光ＣＰ１とは、例えば左回りの円偏光である。位相差板ＲＰを透過した第１円偏光ＣＰ１は、レンズ素子ＬＥにおいて、第２円偏光ＣＰ２に変換されるとともにレンズ作用を受けてユーザの瞳Ｅに集光される。
【0316】
このような表示装置ＤＳＰによれば、光学システム４は、第１ホログラフィック光学素子ＨＥ１と第２ホログラフィック光学素子ＨＥ２との間を３回通る光路を有している。しかも、この光路には、第１ホログラフィック光学素子ＨＥ１から第２ホログラフィック光学素子ＨＥ２に至る斜めの光路と、第２ホログラフィック光学素子ＨＥ２から第１ホログラフィック光学素子ＨＥ１に至る斜めの光路と、が含まれている。つまり、光学システム４において、第１ホログラフィック光学素子ＨＥ１と第２ホログラフィック光学素子ＨＥ２との間の光学的な距離は、実際の第１ホログラフィック光学素子ＨＥ１と第２ホログラフィック光学素子ＨＥ２との間隔（あるいは空気層４Ｃの厚さ）の３倍以上となる。表示パネル２は、レンズ作用を有するレンズ素子ＬＥの焦点よりも内側に設置されている。これにより、ユーザは、拡大された虚像を観察することができる。
【0317】
このような第２構成例においても、第１構成例と同様の効果が得られる。
【0318】
【0319】
第１ホログラフィック光学素子ＨＥ１において、反射面ＲＳ１の法線Ｎ１と基準面（Ｘ－Ｙ平面）とのなす角度を角度γ１とし、入射角βの入射光と法線Ｎ１とのなす角度を角度α１とする。
【0320】
第２ホログラフィック光学素子ＨＥ２において、反射面ＲＳ２の法線Ｎ２と基準面（Ｘ－Ｙ平面）とのなす角度を角度γ２とし、反射面ＲＳ２での反射光と基準面とのなす角度を角度φ２とし、反射面ＲＳ１での反射光と法線Ｎ２とのなす角度を角度α２とする。
【0321】
図中のｃで示したように、第１特定入射角θ１の光が反射面ＲＳ１で反射される条件に基づき、以下の式が導出される。
γ１＝π／２－θ１
γ１＝π／２－θ１
【0322】
図中のｂで示したように、第２特定入射角θ２の光が反射面ＲＳ２で反射される条件に基づき、以下の式が導出される。
γ２＝θ２－２・θ１＋π／２
γ２＝θ２－２・θ１＋π／２
【0323】
図中のａで示したように、第１ホログラフィック光学素子ＨＥ１を透過する条件は、以下の通りである。
δ１＝α１－θ１≠０
なお、以下の関係が成り立つ。
α１＝２・θ２＋φ２－γ１、φ２＝π／２－２・θ１
これらの関係に基づくと、δ１については、以下の式が導出される。
δ１＝２・（θ１－θ２）≠０
したがって、θ１≠θ２である。
δ１＝α１－θ１≠０
なお、以下の関係が成り立つ。
α１＝２・θ２＋φ２－γ１、φ２＝π／２－２・θ１
これらの関係に基づくと、δ１については、以下の式が導出される。
δ１＝２・（θ１－θ２）≠０
したがって、θ１≠θ２である。
【0324】
図中のｄで示したように、第２ホログラフィック光学素子ＨＥ２を透過する条件は、以下の通りである。
δ２＝α２－θ２≠０
なお、以下の関係が成り立つ。
α２＝π／２－γ２
δ２については、以下の式が導出される。
δ２＝２・（θ１－θ２）≠０
したがって、θ１≠θ２である。
δ２＝α２－θ２≠０
なお、以下の関係が成り立つ。
α２＝π／２－γ２
δ２については、以下の式が導出される。
δ２＝２・（θ１－θ２）≠０
したがって、θ１≠θ２である。
【0325】
つまり、第１特定入射角θ１が第２特定入射角θ２とは異なることで、第２構成例の光学システム４が成り立つ。また、第１特定入射角θ１と第２特定入射角θ２との差分が大きいほど、第１ホログラフィック光学素子ＨＥ１及び第２ホログラフィック光学素子ＨＥ２を透過する条件が緩和されるため、好ましい。
【0326】
このとき、入射角βは以下の通りである。
β＝α１＋γ１－π／２＝２・（θ２－θ１）
β＝α１＋γ１－π／２＝２・（θ２－θ１）
【0327】
以下に、本開示に係る発明を付記する。
【0328】
［Ａ－１］
直線偏光の表示光を出射する表示パネルと、
半透過層と、
前記表示パネルと前記半透過層との間に配置された第１位相差板と、
第１直線偏光を透過し、前記第１直線偏光と直交する第２直線偏光を反射する反射偏光板と、
前記半透過層と前記反射偏光板との間に配置された第２位相差板と、
前記反射偏光板から離間した素子と、
前記反射偏光板と前記素子との間に配置された第３位相差板と、
を備え、
前記第２位相差板の前記反射偏光板と対向する面は、反射防止膜で覆われており、
前記第１位相差板、前記第２位相差板、及び、前記第３位相差板は、１／４波長板であり、
前記素子は、第１円偏光を集光するレンズ作用を有している、表示装置。
［Ａ－２］
直線偏光の表示光を出射する表示パネルと、
半透過層と、
前記表示パネルと前記半透過層との間に配置された第１位相差板と、
前記半透過層から離間した素子と、
前記半透過層と前記素子との間に配置され、前記半透過層から離間し、第１コレステリック液晶を有し、第１円偏光を前記半透過層に向けて反射し、前記第１円偏光とは逆回りの第２円偏光を透過する第１光学素子と、
を備え、
前記第１位相差板の前記素子と対向する面、及び、前記素子の前記第１位相差板と対向する面それぞれは、反射防止膜で覆われており、
前記第１位相差板は、１／４波長板であり、
前記素子は、前記第２円偏光を集光するレンズ作用を有している、表示装置。
［Ａ－３］
前記素子は、第１液晶分子及び第２液晶分子を含む複数の液晶分子の配向方向が固定された状態で硬化した液晶層を有し、
前記液晶層は、平面視において、複数の前記第１液晶分子が同一方向に配向した第１環状領域と、前記第１環状領域の外側で複数の前記第２液晶分子が同一方向に配向した第２環状領域と、を有し、
前記第１液晶分子の配向方向は、前記第２液晶分子の配向方向とは異なる、［Ａ－１］又は［Ａ－２］に記載の表示装置。
［Ａ－４］
前記表示パネルの背面に配置された照明装置と、を、さらに備え、
前記照明装置は、第１波長の光を出射する第１発光素子と、前記第１波長よりも長波長の第２波長の光を出射する第２発光素子と、前記第２波長よりも長波長の第３波長の光を出射する第３発光素子と、を備えている、［Ａ－３］に記載の表示装置。
［Ａ－５］
前記第１発光素子、前記第２発光素子、及び、前記第３発光素子は、レーザ光源である、［Ａ－４］に記載の表示装置。
［Ａ－６］
前記第１光学素子は、複数の液晶分子の配向方向が固定された状態で硬化した液晶層を有し、
前記液晶層は、前記第１コレステリック液晶を含み、第１波長の円偏光を反射する反射面を有している、［Ａ－２］に記載の表示装置。
［Ｂ－１］
直線偏光の表示光を出射するように構成された表示領域を有する表示パネルと、
第１円偏光を透過し、前記第１円偏光とは逆回りの第２円偏光を反射する第１半透過素子と、
前記表示パネルと前記第１半透過素子との間に配置された第１位相差板と、
前記第１半透過素子から離間し、前記第１円偏光を反射し、前記第２円偏光を透過する第２半透過素子と、
前記第１半透過素子と前記第２半透過素子との間に配置され、面内で互いに直交する方向の屈折率がほぼ同等であり、法線方向の屈折率が面内の屈折率とは異なる屈折率異方性を有する第２位相差板と、
前記第２半透過素子に対向し、前記第２円偏光を集光するレンズ作用を有する第１素子と、
を備え、
前記第２位相差板の前記第２半透過素子と対向する面、及び、前記第２半透過素子の前記第２位相差板に対向する面は、それぞれ、反射防止膜で覆われている、表示装置。
［Ｂ－２］
前記第１半透過素子及び前記第２半透過素子の各々は、第１波長の円偏光を反射する第１光学素子を備え、
前記第１光学素子は、第１コレステリック液晶を含み、複数の液晶分子の配向方向が固定された状態で硬化した液晶層を有し、
前記液晶層は、前記液晶分子の配向方向が揃った反射面を有し、
前記反射面は、前記液晶層の主面に対して傾斜し、
前記第１半透過素子の前記第１光学素子、及び、前記第２半透過素子の前記第１光学素子において、前記第１コレステリック液晶は、同等の第１螺旋ピッチを有し、互いに逆回りに旋回している、［Ｂ－１］に記載の表示装置。
［Ｂ－３］
前記第１半透過素子及び前記第２半透過素子のそれぞれは、さらに、
第２コレステリック液晶を有し、前記第１波長よりも長波長の第２波長の円偏光を反射する第２光学素子と、
第３コレステリック液晶を有し、前記第２波長よりも長波長の第３波長の円偏光を反射する第３光学素子と、を備え、
前記第１光学素子、前記第２光学素子、及び、前記第３光学素子は積層され、
前記第２コレステリック液晶は、前記第１螺旋ピッチより大きい第２螺旋ピッチを有し、
前記第３コレステリック液晶は、前記第２螺旋ピッチより大きい第３螺旋ピッチを有している、［Ｂ－２］に記載の表示装置。
［Ｂ－４］
前記表示パネルの背面に配置された照明装置と、を、さらに備え、
前記照明装置は、前記第１波長の光を出射する第１発光素子と、前記第２波長の光を出
射する第２発光素子と、前記第３波長の光を出射する第３発光素子と、を備えている、［Ｂ－３］に記載の表示装置。
［Ｂ－５］
前記第１発光素子、前記第２発光素子、及び、前記第３発光素子は、それぞれレーザ
光源である、［Ｂ－４］に記載の表示装置。
［Ｂ－６］
前記表示領域は、第１端部と、前記第１端部とは反対側の第２端部と、を有し、
前記第１半透過素子、前記第２位相差板、前記第２半透過素子、及び、前記第１素子は、前記第１端部よりも外側に延在した第１部分と、前記第２端部よりも外側に延在した第２部分と、を有し、
前記第１部分の幅は、前記第２部分の幅より大きい、［Ｂ－１］に記載の表示装置。
［Ｂ－７］
前記第１半透過素子及び前記第２半透過素子のそれぞれは、反射面を有し、
前記反射面は、前記第１部分が位置する側の端部が前記表示パネルから離間し、前記第２部分に位置する側の端部が前記表示パネルに近接するように傾斜している、［Ｂ－６］に記載の表示装置。
［Ｂ－８］
直線偏光の表示光を出射するように構成された表示領域を有する第１表示パネルと、
第１円偏光を透過し、前記第１円偏光とは逆回りの第２円偏光を反射する第１半透過素子と、
前記第１表示パネルと前記第１半透過素子との間に配置された第１位相差板と、
前記第１半透過素子から離間し、前記第１円偏光を反射し、前記第２円偏光を透過する第２半透過素子と、
前記第２半透過素子に対向し、前記第２円偏光を集光するレンズ作用を有する第１素子と、
を備え、
前記第１位相差板の前記第２半透過素子と対向する面、及び、前記第２半透過素子の前記第１位相差板に対向する面は、それぞれ、反射防止膜で覆われている、第１表示装置と、
直線偏光の表示光を出射するように構成された表示領域を有する第２表示パネルと、
第３円偏光を透過し、前記第３円偏光とは逆回りの第４円偏光を反射する第３半透過素子と、
前記第２表示パネルと前記第３半透過素子との間に配置された前記第１位相差板と、
前記第３半透過素子から離間し、前記第３円偏光を反射し、前記第４円偏光を透過する第４半透過素子と、
前記第４半透過素子に対向し、前記第４円偏光を集光するレンズ作用を有する第２素子と、
を備え、
前記第２位相差板の前記第２半透過素子と対向する面、及び、前記第２半透過素子の前記第２位相差板に対向する面は、それぞれ、反射防止膜で覆われている、第２表示装置と、
前記第１半透過素子及び前記第３半透過素子の間、並びに、前記第２半透過素子及び前記第４半透過素子の間に配置され、面内で互いに直交する方向の屈折率がほぼ同等であり、法線方向の屈折率が面内の屈折率とは異なる屈折率異方性を有する第２位相差板と、
を、備え、
前記第１半透過素子の反射面、及び、前記第３半透過素子の反射面は、互いに向きが異なり、
前記第２半透過素子の反射面、及び、前記第４半透過素子の反射面は、互いに向きが異なり、
前記第１素子によって集光される位置、及び、前記第２素子によって集光される位置は、互いに異なる、ヘッドマウントディスプレイ。
［Ｂ－９］
前記第１素子は、第１液晶分子及び第２液晶分子を含む複数の液晶分子の配向方向が固定された状態で硬化した液晶層を有し、
前記液晶層は、平面視において、複数の前記第１液晶分子が同一方向に配向した第１環状領域と、前記第１環状領域の外側で複数の前記第２液晶分子が同一方向に配向した第２環状領域と、を有し、
前記第１液晶分子の配向方向は、前記第２液晶分子の配向方向とは異なる、請求項１［Ｂ－１］に記載のヘッドマウントディスプレイ。
［Ｂ－１０］
前記表示パネルの背面に配置された照明装置と、を、さらに備え、
前記照明装置は、第１波長の光を出射する第１発光素子と、第２波長の光を出射する第２発光素子と、第３波長の光を出射する第３発光素子と、を備えている、［Ｂ－９］に記載のヘッドマウントディスプレイ。
［Ｂ－１１］
前記第１発光素子、前記第２発光素子、及び、前記第３発光素子は、それぞれレーザ光源である、［Ｂ－１０］に記載のヘッドマウントディスプレイ。
［Ｃ－１］
偏光板を含み、直線偏光の表示光を出射するように構成された表示領域を有する表示パネルと、
特定入射角の光を反射し、前記特定入射角とは異なる入射角の光を透過するホログラフィック光学素子と、
前記表示パネルと前記ホログラフィック光学素子との間に配置された位相差板と、
前記ホログラフィック光学素子に接して配置される第１反射防止膜と、
前記第１反射防止膜に間隔を置いて対向する第２反射防止膜と、
前記第１反射防止膜及び前記第２反射防止膜を介して、前記ホログラフィック光学素子に間隔を置いて対向し、前記ホログラフィック光学素子を透過した光のうち、第１円偏光を反射し、前記第１円偏光とは逆回りの第２円偏光を透過する半透過素子と、
前記半透過素子に対向し、前記半透過素子を透過した前記第２円偏光を集光するレンズ作用を有するレンズ素子と、
を備えている、表示装置。
［Ｃ－２］
前記特定入射角は、０°である、［Ｃ－１］に記載の表示装置。
［Ｃ－３］
前記表示パネルの背面に配置された照明装置と、を、さらに備え、
前記照明装置は、第１波長の光を出射する第１発光素子と、前記第１波長とは異なる第２波長の光を出射する第２発光素子と、前記第１波長及び前記第２波長とは異なる第３波長の光を出射する第３発光素子と、を備えている、［Ｃ－１］に記載の表示装置。
［Ｃ－４］
前記第１発光素子、前記第２発光素子、及び、前記第３発光素子は、それぞれレーザ光源である、［Ｃ－３］に記載の表示装置。
直線偏光の表示光を出射する表示パネルと、
半透過層と、
前記表示パネルと前記半透過層との間に配置された第１位相差板と、
第１直線偏光を透過し、前記第１直線偏光と直交する第２直線偏光を反射する反射偏光板と、
前記半透過層と前記反射偏光板との間に配置された第２位相差板と、
前記反射偏光板から離間した素子と、
前記反射偏光板と前記素子との間に配置された第３位相差板と、
を備え、
前記第２位相差板の前記反射偏光板と対向する面は、反射防止膜で覆われており、
前記第１位相差板、前記第２位相差板、及び、前記第３位相差板は、１／４波長板であり、
前記素子は、第１円偏光を集光するレンズ作用を有している、表示装置。
［Ａ－２］
直線偏光の表示光を出射する表示パネルと、
半透過層と、
前記表示パネルと前記半透過層との間に配置された第１位相差板と、
前記半透過層から離間した素子と、
前記半透過層と前記素子との間に配置され、前記半透過層から離間し、第１コレステリック液晶を有し、第１円偏光を前記半透過層に向けて反射し、前記第１円偏光とは逆回りの第２円偏光を透過する第１光学素子と、
を備え、
前記第１位相差板の前記素子と対向する面、及び、前記素子の前記第１位相差板と対向する面それぞれは、反射防止膜で覆われており、
前記第１位相差板は、１／４波長板であり、
前記素子は、前記第２円偏光を集光するレンズ作用を有している、表示装置。
［Ａ－３］
前記素子は、第１液晶分子及び第２液晶分子を含む複数の液晶分子の配向方向が固定された状態で硬化した液晶層を有し、
前記液晶層は、平面視において、複数の前記第１液晶分子が同一方向に配向した第１環状領域と、前記第１環状領域の外側で複数の前記第２液晶分子が同一方向に配向した第２環状領域と、を有し、
前記第１液晶分子の配向方向は、前記第２液晶分子の配向方向とは異なる、［Ａ－１］又は［Ａ－２］に記載の表示装置。
［Ａ－４］
前記表示パネルの背面に配置された照明装置と、を、さらに備え、
前記照明装置は、第１波長の光を出射する第１発光素子と、前記第１波長よりも長波長の第２波長の光を出射する第２発光素子と、前記第２波長よりも長波長の第３波長の光を出射する第３発光素子と、を備えている、［Ａ－３］に記載の表示装置。
［Ａ－５］
前記第１発光素子、前記第２発光素子、及び、前記第３発光素子は、レーザ光源である、［Ａ－４］に記載の表示装置。
［Ａ－６］
前記第１光学素子は、複数の液晶分子の配向方向が固定された状態で硬化した液晶層を有し、
前記液晶層は、前記第１コレステリック液晶を含み、第１波長の円偏光を反射する反射面を有している、［Ａ－２］に記載の表示装置。
［Ｂ－１］
直線偏光の表示光を出射するように構成された表示領域を有する表示パネルと、
第１円偏光を透過し、前記第１円偏光とは逆回りの第２円偏光を反射する第１半透過素子と、
前記表示パネルと前記第１半透過素子との間に配置された第１位相差板と、
前記第１半透過素子から離間し、前記第１円偏光を反射し、前記第２円偏光を透過する第２半透過素子と、
前記第１半透過素子と前記第２半透過素子との間に配置され、面内で互いに直交する方向の屈折率がほぼ同等であり、法線方向の屈折率が面内の屈折率とは異なる屈折率異方性を有する第２位相差板と、
前記第２半透過素子に対向し、前記第２円偏光を集光するレンズ作用を有する第１素子と、
を備え、
前記第２位相差板の前記第２半透過素子と対向する面、及び、前記第２半透過素子の前記第２位相差板に対向する面は、それぞれ、反射防止膜で覆われている、表示装置。
［Ｂ－２］
前記第１半透過素子及び前記第２半透過素子の各々は、第１波長の円偏光を反射する第１光学素子を備え、
前記第１光学素子は、第１コレステリック液晶を含み、複数の液晶分子の配向方向が固定された状態で硬化した液晶層を有し、
前記液晶層は、前記液晶分子の配向方向が揃った反射面を有し、
前記反射面は、前記液晶層の主面に対して傾斜し、
前記第１半透過素子の前記第１光学素子、及び、前記第２半透過素子の前記第１光学素子において、前記第１コレステリック液晶は、同等の第１螺旋ピッチを有し、互いに逆回りに旋回している、［Ｂ－１］に記載の表示装置。
［Ｂ－３］
前記第１半透過素子及び前記第２半透過素子のそれぞれは、さらに、
第２コレステリック液晶を有し、前記第１波長よりも長波長の第２波長の円偏光を反射する第２光学素子と、
第３コレステリック液晶を有し、前記第２波長よりも長波長の第３波長の円偏光を反射する第３光学素子と、を備え、
前記第１光学素子、前記第２光学素子、及び、前記第３光学素子は積層され、
前記第２コレステリック液晶は、前記第１螺旋ピッチより大きい第２螺旋ピッチを有し、
前記第３コレステリック液晶は、前記第２螺旋ピッチより大きい第３螺旋ピッチを有している、［Ｂ－２］に記載の表示装置。
［Ｂ－４］
前記表示パネルの背面に配置された照明装置と、を、さらに備え、
前記照明装置は、前記第１波長の光を出射する第１発光素子と、前記第２波長の光を出
射する第２発光素子と、前記第３波長の光を出射する第３発光素子と、を備えている、［Ｂ－３］に記載の表示装置。
［Ｂ－５］
前記第１発光素子、前記第２発光素子、及び、前記第３発光素子は、それぞれレーザ
光源である、［Ｂ－４］に記載の表示装置。
［Ｂ－６］
前記表示領域は、第１端部と、前記第１端部とは反対側の第２端部と、を有し、
前記第１半透過素子、前記第２位相差板、前記第２半透過素子、及び、前記第１素子は、前記第１端部よりも外側に延在した第１部分と、前記第２端部よりも外側に延在した第２部分と、を有し、
前記第１部分の幅は、前記第２部分の幅より大きい、［Ｂ－１］に記載の表示装置。
［Ｂ－７］
前記第１半透過素子及び前記第２半透過素子のそれぞれは、反射面を有し、
前記反射面は、前記第１部分が位置する側の端部が前記表示パネルから離間し、前記第２部分に位置する側の端部が前記表示パネルに近接するように傾斜している、［Ｂ－６］に記載の表示装置。
［Ｂ－８］
直線偏光の表示光を出射するように構成された表示領域を有する第１表示パネルと、
第１円偏光を透過し、前記第１円偏光とは逆回りの第２円偏光を反射する第１半透過素子と、
前記第１表示パネルと前記第１半透過素子との間に配置された第１位相差板と、
前記第１半透過素子から離間し、前記第１円偏光を反射し、前記第２円偏光を透過する第２半透過素子と、
前記第２半透過素子に対向し、前記第２円偏光を集光するレンズ作用を有する第１素子と、
を備え、
前記第１位相差板の前記第２半透過素子と対向する面、及び、前記第２半透過素子の前記第１位相差板に対向する面は、それぞれ、反射防止膜で覆われている、第１表示装置と、
直線偏光の表示光を出射するように構成された表示領域を有する第２表示パネルと、
第３円偏光を透過し、前記第３円偏光とは逆回りの第４円偏光を反射する第３半透過素子と、
前記第２表示パネルと前記第３半透過素子との間に配置された前記第１位相差板と、
前記第３半透過素子から離間し、前記第３円偏光を反射し、前記第４円偏光を透過する第４半透過素子と、
前記第４半透過素子に対向し、前記第４円偏光を集光するレンズ作用を有する第２素子と、
を備え、
前記第２位相差板の前記第２半透過素子と対向する面、及び、前記第２半透過素子の前記第２位相差板に対向する面は、それぞれ、反射防止膜で覆われている、第２表示装置と、
前記第１半透過素子及び前記第３半透過素子の間、並びに、前記第２半透過素子及び前記第４半透過素子の間に配置され、面内で互いに直交する方向の屈折率がほぼ同等であり、法線方向の屈折率が面内の屈折率とは異なる屈折率異方性を有する第２位相差板と、
を、備え、
前記第１半透過素子の反射面、及び、前記第３半透過素子の反射面は、互いに向きが異なり、
前記第２半透過素子の反射面、及び、前記第４半透過素子の反射面は、互いに向きが異なり、
前記第１素子によって集光される位置、及び、前記第２素子によって集光される位置は、互いに異なる、ヘッドマウントディスプレイ。
［Ｂ－９］
前記第１素子は、第１液晶分子及び第２液晶分子を含む複数の液晶分子の配向方向が固定された状態で硬化した液晶層を有し、
前記液晶層は、平面視において、複数の前記第１液晶分子が同一方向に配向した第１環状領域と、前記第１環状領域の外側で複数の前記第２液晶分子が同一方向に配向した第２環状領域と、を有し、
前記第１液晶分子の配向方向は、前記第２液晶分子の配向方向とは異なる、請求項１［Ｂ－１］に記載のヘッドマウントディスプレイ。
［Ｂ－１０］
前記表示パネルの背面に配置された照明装置と、を、さらに備え、
前記照明装置は、第１波長の光を出射する第１発光素子と、第２波長の光を出射する第２発光素子と、第３波長の光を出射する第３発光素子と、を備えている、［Ｂ－９］に記載のヘッドマウントディスプレイ。
［Ｂ－１１］
前記第１発光素子、前記第２発光素子、及び、前記第３発光素子は、それぞれレーザ光源である、［Ｂ－１０］に記載のヘッドマウントディスプレイ。
［Ｃ－１］
偏光板を含み、直線偏光の表示光を出射するように構成された表示領域を有する表示パネルと、
特定入射角の光を反射し、前記特定入射角とは異なる入射角の光を透過するホログラフィック光学素子と、
前記表示パネルと前記ホログラフィック光学素子との間に配置された位相差板と、
前記ホログラフィック光学素子に接して配置される第１反射防止膜と、
前記第１反射防止膜に間隔を置いて対向する第２反射防止膜と、
前記第１反射防止膜及び前記第２反射防止膜を介して、前記ホログラフィック光学素子に間隔を置いて対向し、前記ホログラフィック光学素子を透過した光のうち、第１円偏光を反射し、前記第１円偏光とは逆回りの第２円偏光を透過する半透過素子と、
前記半透過素子に対向し、前記半透過素子を透過した前記第２円偏光を集光するレンズ作用を有するレンズ素子と、
を備えている、表示装置。
［Ｃ－２］
前記特定入射角は、０°である、［Ｃ－１］に記載の表示装置。
［Ｃ－３］
前記表示パネルの背面に配置された照明装置と、を、さらに備え、
前記照明装置は、第１波長の光を出射する第１発光素子と、前記第１波長とは異なる第２波長の光を出射する第２発光素子と、前記第１波長及び前記第２波長とは異なる第３波長の光を出射する第３発光素子と、を備えている、［Ｃ－１］に記載の表示装置。
［Ｃ－４］
前記第１発光素子、前記第２発光素子、及び、前記第３発光素子は、それぞれレーザ光源である、［Ｃ－３］に記載の表示装置。
【0329】
なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【0330】
１…ヘッドマウントディスプレイ ２…表示パネル ３…照明装置 ４…光学システム
ＤＳＰ…表示装置
Ｒ１…第１位相差板 Ｒ２…第２位相差板
Ｈ…ホログラフィック光学素子 ＰＲ…反射偏光板
ＡＲ…反射防止膜
ＤＳＰ…表示装置
Ｒ１…第１位相差板 Ｒ２…第２位相差板
Ｈ…ホログラフィック光学素子 ＰＲ…反射偏光板
ＡＲ…反射防止膜
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図33】
【図34】
【図35】
【図36】
【図37】
【図38】