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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】P2024090055
(43)【公開日】2024-07-04
(54)【発明の名称】表示装置及びヘッドマウントディスプレイ
(51)【国際特許分類】
G02B 27/02 20060101AFI20240627BHJP
G02B 27/28 20060101ALI20240627BHJP
G02B 5/00 20060101ALI20240627BHJP
G02B 3/08 20060101ALI20240627BHJP
G02B 5/30 20060101ALI20240627BHJP
H04N 5/64 20060101ALI20240627BHJP
【ＦＩ】
G02B27/02 Z
G02B27/28 Z
G02B5/00 Z
G02B3/08
G02B5/30
H04N5/64 511A
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022205696
(22)【出願日】2022-12-22
(71)【出願人】
【識別番号】520487808
【氏名又は名称】シャープディスプレイテクノロジー株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000914
【氏名又は名称】弁理士法人ＷｉｓｅＰｌｕｓ
(72)【発明者】
【氏名】臼倉 奈留
【テーマコード（参考）】
2H042
2H149
2H199
【Ｆターム（参考）】
2H042AA03
2H042AA04
2H042AA19
2H042AA20
2H042AA26
2H149AA02
2H149AB23
2H149BA02
2H149BA04
2H199AB12
2H199AB42
2H199AB47
2H199AB52
2H199CA23
2H199CA25
2H199CA35
2H199CA43
2H199CA47
2H199CA63
2H199CA64
2H199CA65
2H199CA68
2H199CA86
2H199CA87
(57)【要約】 （修正有）
【課題】薄型化が可能あり、かつ、表示特性を向上させることができる表示装置、及び、該表示装置を備えたヘッドマウントディスプレイを提供する。
【解決手段】観察者側に向かって順に設けられた表示パネル（１０）、直線偏光板（２０）、第１の偏光選択反射板（３１）、第１の位相差板（４１）及び第１のレンズ（５１）と、ハーフミラー（６０）と、上記ハーフミラーの観察者側に設けられ、かつ、互いに対向して配置された第２のレンズ（５２）及び第２の位相差板（４２）と、第２の偏光選択反射板（３２）と、を備え、上記表示パネルから上記第２の偏光選択反射板に向かう方向に沿った断面視において、上記第１のレンズと上記第２のレンズとは、上記ハーフミラーを対称面として非対称な形状を有する、表示装置（１００）。
【選択図】図１
【解決手段】観察者側に向かって順に設けられた表示パネル（１０）、直線偏光板（２０）、第１の偏光選択反射板（３１）、第１の位相差板（４１）及び第１のレンズ（５１）と、ハーフミラー（６０）と、上記ハーフミラーの観察者側に設けられ、かつ、互いに対向して配置された第２のレンズ（５２）及び第２の位相差板（４２）と、第２の偏光選択反射板（３２）と、を備え、上記表示パネルから上記第２の偏光選択反射板に向かう方向に沿った断面視において、上記第１のレンズと上記第２のレンズとは、上記ハーフミラーを対称面として非対称な形状を有する、表示装置（１００）。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
観察者側に向かって順に設けられた表示パネル、直線偏光板、及び、第１の偏光選択反射板と、
前記第１の偏光選択反射板の観察者側に設けられ、かつ、互いに対向して配置された第１の位相差板及び第１のレンズと、
前記第１の位相差板及び前記第１のレンズの観察者側に設けられたハーフミラーと、
前記ハーフミラーの観察者側に設けられ、かつ、互いに対向して配置された第２のレンズ及び第２の位相差板と、
前記第２のレンズ及び前記第２の位相差板の観察者側に設けられた第２の偏光選択反射板と、を備え、
前記表示パネルから前記第２の偏光選択反射板に向かう方向に沿った断面視において、前記第１のレンズと前記第２のレンズとは、前記ハーフミラーを対称面として非対称な形状を有することを特徴とする表示装置。
前記第１の偏光選択反射板の観察者側に設けられ、かつ、互いに対向して配置された第１の位相差板及び第１のレンズと、
前記第１の位相差板及び前記第１のレンズの観察者側に設けられたハーフミラーと、
前記ハーフミラーの観察者側に設けられ、かつ、互いに対向して配置された第２のレンズ及び第２の位相差板と、
前記第２のレンズ及び前記第２の位相差板の観察者側に設けられた第２の偏光選択反射板と、を備え、
前記表示パネルから前記第２の偏光選択反射板に向かう方向に沿った断面視において、前記第１のレンズと前記第２のレンズとは、前記ハーフミラーを対称面として非対称な形状を有することを特徴とする表示装置。
【請求項2】
前記第１のレンズは、第１の段差部を有する第１のフレネルレンズであり、
前記第２のレンズは、第２の段差部を有する第２のフレネルレンズであることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
前記第２のレンズは、第２の段差部を有する第２のフレネルレンズであることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項3】
前記表示パネルから前記第２の偏光選択反射板に向かう方向に沿った断面視において、
前記第１の段差部と前記第２の段差部とは、前記ハーフミラーを対称面として非対称な形状を有することを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
前記第１の段差部と前記第２の段差部とは、前記ハーフミラーを対称面として非対称な形状を有することを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
【請求項4】
前記第１の段差部は、前記表示パネルの中心に対して前記観察者の瞳が正面を向いたときを基準として、前記観察者の瞳の中心線に対する前記表示パネルからの映像光の入射角が３０°以上である領域、及び、－３０°以下である領域にのみ配置されることを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
【請求項5】
前記第２の段差部は、前記表示パネルの中心に対して前記観察者の瞳が正面を向いたときを基準として、前記観察者の瞳の中心線に対する前記表示パネルからの映像光の入射角が３０°以上である領域、及び、－３０°以下である領域にのみ配置されることを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
【請求項6】
前記表示パネルから前記第２の偏光選択反射板に向かう方向に沿った断面視において、
前記表示パネルの中心に対して前記観察者の瞳が正面を向いたときを基準として、前記観察者の瞳の中心線に対する前記表示パネルからの映像光の入射角が３０°以上である領域、及び、－３０°以下である領域では、前記第１のレンズと前記第２のレンズとは、前記ハーフミラーを対称面として非対称な形状を有し、
前記観察者の瞳の中心線に対する前記表示パネルからの映像光の入射角が－３０°を超え、３０°未満である領域では、前記第１のレンズと前記第２のレンズとは、前記ハーフミラーを対称面として対称な形状を有することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
前記表示パネルの中心に対して前記観察者の瞳が正面を向いたときを基準として、前記観察者の瞳の中心線に対する前記表示パネルからの映像光の入射角が３０°以上である領域、及び、－３０°以下である領域では、前記第１のレンズと前記第２のレンズとは、前記ハーフミラーを対称面として非対称な形状を有し、
前記観察者の瞳の中心線に対する前記表示パネルからの映像光の入射角が－３０°を超え、３０°未満である領域では、前記第１のレンズと前記第２のレンズとは、前記ハーフミラーを対称面として対称な形状を有することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項7】
更に、前記第１の偏光選択反射板及び前記第２の偏光選択反射板とで挟まれる領域の外側に第３のレンズを備えることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項8】
前記表示パネル及び前記直線偏光板を含むパネルは、液晶層を備える液晶パネルであることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項9】
前記表示パネルは、自発光パネルであることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項10】
請求項１～９のいずれかに記載の表示装置と、前記観察者の頭部に装着する装着部と、を備えることを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、表示装置及び上記表示装置を備えるヘッドマウントディスプレイに関するものである。
【背景技術】
【0002】
ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ：Ｈｅａｄ Ｍｏｕｎｔｅｄ Ｄｉｓｐｌａｙ）は、観察者（ユーザ）の頭部に装着された状態で観察者が画像を見ることができるように画像を出力する表示装置である。ＨＭＤとしては、例えば、両眼を覆い、観察者の視野にはＨＭＤの表示が見えるようにした没入型のＨＭＤがある。没入型のＨＭＤは、外光が遮蔽されて深い没入感が得られ、ＶＲ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｒｅａｌｉｔｙ）デバイスとも呼ばれる。
【0003】
近年、メタバースと呼ばれるバーチャル空間に注目が集まっており、その世界へアクセスするためのツールとしてＶＲ－ＨＭＤは市場の広がりが期待されている。一方で、ＶＲ－ＨＭＤでは、ＨＭＤの筐体が大きいことが指摘されており、ＶＲ－ＨＭＤを広く普及させるためにコンパクト化が求められている。
【0004】
近年、そのコンパクト化実現手段として、偏光の特性を利用して、ハーフミラーと、反射型偏光板（例えば、３Ｍ社製の商品名「ＡＰＦ」と）、λ／４フィルムと、を用いた、折り返し光学系（「パンケーキレンズ」などと呼ばれている）の開発が活発に行われている（例えば、特許文献１～５）。当該光学系は薄型化が望める一方で、ハーフミラーを使用することにより、光利用効率が原理的に２５％となってしまう課題がある。
【0005】
光利用効率を高めるための技術として、例えば、特許文献６には、複数の画素を備え、上記複数の画素のうち少なくとも１つから光が出射されるよう構成された表示媒体と、出射された光に少なくとも２つの光路を与える光学配置と、を備え、上記光学配置は、出射された光の第１の偏光成分を透過するよう構成された第１の偏光選択ミラーと、出射された光の第２の偏光成分を透過するよう構成された第２の偏光選択ミラーと、上記第１の偏光選択ミラー及び上記第２の偏光選択ミラーとの間に配置された部分ミラーと、を備えるヘッドマウントディスプレイが開示されている。
【0006】
また、特許文献７には、第１の吸収型直線偏光板と、第１の反射型直線偏光板と、第１の位相差板と、入射した光の一部を透過し、一部を反射する部分反射ミラーと、第２の位相差板と、第２の反射型直線偏光板と、をこの順で有し、光が上記第１の位相差板を通過して上記第１の反射型直線偏光板へ入射したときに、反射する円偏光の旋回方向と、光が上記第２の位相差板を通過して上記第２の反射型直線偏光板へ入射したときに、反射する円偏光の旋回方向とが逆である光学素子が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特許第３２９５５８３号
【特許文献2】特許第４４０８１５９号
【特許文献3】特許第６３４００８５号
【特許文献4】特許第６３７７７６５号
【特許文献5】特許第６３８９２７３号
【特許文献6】米国特許出願公開第２０２１／０２７１０８２号明細書
【特許文献7】国際公開第２０２１／２００４２８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
上記特許文献６のヘッドマウントディスプレイ及び上記特許文献７の光学素子は、例えば、図１８に示す比較形態の表示装置の構成を有する。比較形態の表示装置１００Ｒは、表示パネル１０と、直線偏光板２０と、第１の偏光選択反射板３１と、第１の位相差板４１と、第１のレンズ５１Ｒと、ハーフミラー６０と、第２のレンズ５２Ｒと、第２の位相差板４２と、第２の偏光選択反射板３２と、を観察者Ｕ側に向かって順に備える。第１の位相差板４１及び第２の位相差板４２は、λ／４板である。部材間は接着剤で接着されていてもよいし、空気層を挟んでいてもよい。また、レンズは３つ以上であってもよい。図１８は、比較形態に係る表示装置を模式的に示した分解断面図である。
【0009】
パンケーキレンズと呼ばれる従来の表示装置では、表示パネルから出射した光は１つの経路のみを通過して観察者へと到達する。一方、比較形態の表示装置１００Ｒでは、表示パネル１０から出射した光は、図１８に示すように、第１の経路Ｒ１に加えて第２の経路Ｒ２も通過することが可能であり、光の利用効率を高めることができる。このような表示方式は、ダブルパス方式ともいう。
【0010】
しかしながら、比較形態の表示装置１００Ｒは、ハーフミラー６０を中心に対称的な光学系であるため構成に制約がある。特に通常の形状のレンズを用いる場合は厚みが増加し易い。そのため、厚さや表示品位の観点では改善の余地がある。
【0011】
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、薄型化が可能であり、かつ、表示特性を向上させることができる表示装置、及び、該表示装置を備えたヘッドマウントディスプレイを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0012】
（１）本発明の一実施形態は、観察者側に向かって順に設けられた表示パネル、直線偏光板、及び、第１の偏光選択反射板と、上記第１の偏光選択反射板の観察者側に設けられ、かつ、互いに対向して配置された第１の位相差板及び第１のレンズと、上記第１の位相差板及び上記第１のレンズの観察者側に設けられたハーフミラーと、上記ハーフミラーの観察者側に設けられ、かつ、互いに対向して配置された第２のレンズ及び第２の位相差板と、上記第２のレンズ及び上記第２の位相差板の観察者側に設けられた第２の偏光選択反射板と、を備え、上記表示パネルから上記第２の偏光選択反射板に向かう方向に沿った断面視において、上記第１のレンズと上記第２のレンズとは、上記ハーフミラーを対称面として非対称な形状を有する、表示装置。
【0013】
（２）また、本発明のある実施形態は、上記（１）の構成に加え、上記第１のレンズは、第１の段差部を有する第１のフレネルレンズであり、上記第２のレンズは、第２の段差部を有する第２のフレネルレンズである、表示装置。
【0014】
（３）また、本発明のある実施形態は、上記（２）の構成に加え、上記表示パネルから上記第２の偏光選択反射板に向かう方向に沿った断面視において、上記第１の段差部と上記第２の段差部とは、上記ハーフミラーを対称面として非対称な形状を有する、表示装置。
【0015】
（４）また、本発明のある実施形態は、上記（２）又は上記（３）の構成に加え、上記第１の段差部は、上記表示パネルの中心に対して上記観察者の瞳が正面を向いたときを基準として、上記観察者の瞳の中心線に対する上記表示パネルからの映像光の入射角が３０°以上である領域、及び、－３０°以下である領域にのみ配置される、表示装置。
【0016】
（５）また、本発明のある実施形態は、上記（２）、上記（３）又は上記（４）の構成に加え、上記第２の段差部は、上記表示パネルの中心に対して上記観察者の瞳が正面を向いたときを基準として、上記観察者の瞳の中心線に対する上記表示パネルからの映像光の入射角が３０°以上である領域、及び、－３０°以下である領域にのみ配置される、表示装置。
【0017】
（６）また、本発明のある実施形態は、上記（１）、上記（２）、上記（３）、上記（４）又は上記（５）の構成に加え、上記表示パネルから上記第２の偏光選択反射板に向かう方向に沿った断面視において、上記表示パネルの中心に対して上記観察者の瞳が正面を向いたときを基準として、上記観察者の瞳の中心線に対する上記表示パネルからの映像光の入射角が３０°以上である領域、及び、－３０°以下である領域では、上記第１のレンズと上記第２のレンズとは、上記ハーフミラーを対称面として非対称な形状を有し、上記観察者の瞳の中心線に対する上記表示パネルからの映像光の入射角が－３０°を超え、３０°未満である領域では、上記第１のレンズと上記第２のレンズとは、上記ハーフミラーを対称面として対称な形状を有する、表示装置。
【0018】
（７）また、本発明のある実施形態は、上記（１）、上記（２）、上記（３）、上記（４）、上記（５）又は上記（６）の構成に加え、更に、上記第１の偏光選択反射板及び上記第２の偏光選択反射板とで挟まれる領域の外側に第３のレンズを備える、表示装置。
【0019】
（８）また、本発明のある実施形態は、上記（１）、上記（２）、上記（３）、上記（４）、上記（５）、上記（６）又は上記（７）の構成に加え、上記表示パネル及び上記直線偏光板を含むパネルは、液晶層を備える液晶パネルである、表示装置。
【0020】
（９）また、本発明のある実施形態は、上記（１）、上記（２）、上記（３）、上記（４）、上記（５）、上記（６）又は上記（７）の構成に加え、上記表示パネルは、自発光パネルである、表示装置。
【0021】
（１０）また、本発明の他の一実施形態は、上記（１）、上記（２）、上記（３）、上記（４）、上記（５）、上記（６）、上記（７）、上記（８）又は上記（９）に記載の表示装置と、上記観察者の頭部に装着する装着部と、を備える、ヘッドマウントディスプレイ。
【発明の効果】
【0022】
本発明によれば、薄型化が可能あり、かつ、表示特性を向上させることができる表示装置、及び、該表示装置を備えたヘッドマウントディスプレイを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【図1】実施形態１に係る表示装置を模式的に示した分解断面図である。
【図2】実施形態１に係る表示装置における光の第１の経路を模式的に示した分解断面図である。
【図3】実施形態１に係る表示装置における光の第２の経路を模式的に示した分解断面図である。
【図4】実施形態１に係る表示装置が備える第１のレンズ及び第２のレンズの断面模式図である。
【図5】実施形態１に係る表示装置が備える第１のフレネルレンズについて説明する断面模式図である。
【図6】実施形態１に係る表示装置が備える第２のフレネルレンズについて説明する断面模式図である。
【図7】実施形態１に係る表示装置の一例を示す断面模式図である。
【図8】実施形態２に係る表示装置が備える第１のレンズ及び第２のレンズの断面模式図である。
【図9】実施形態２に係る表示装置のＦＯＶとスポットダイアグラムとの関係を示すグラフである。
【図10】実施形態１及び２の変形例１に係る表示装置を模式的に示した分解断面図の一例である。
【図11】実施形態１及び２の変形例１に係る表示装置を模式的に示した分解断面図の一例である。
【図12】実施形態１及び２の変形例２に係る表示装置を模式的に示した分解断面図である。
【図13】実施形態３のヘッドマウントディスプレイの外観の一例を示す斜視模式図である。
【図14】比較例の表示装置における光線経路のシミュレーション結果を示す図である。
【図15】比較例の表示装置の正面視でのスポットダイアグラムのシミュレーション結果を示す図である。
【図16】実施例の表示装置における光線経路のシミュレーション結果を示す図である。
【図17】実施例の表示装置の正面視でのスポットダイアグラムのシミュレーション結果を示す図である。
【図18】比較形態に係る表示装置を模式的に示した分解断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0024】
以下に実施形態を掲げ、本発明について図面を参照して更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態のみに限定されるものではない。
【0025】
＜実施形態１＞
図１は、実施形態１に係る表示装置を模式的に示した分解断面図である。図２は、実施形態１に係る表示装置における光の第１の経路を模式的に示した分解断面図である。図３は、実施形態１に係る表示装置における光の第２の経路を模式的に示した分解断面図である。図４は、実施形態１に係る表示装置が備える第１のレンズ及び第２のレンズの断面模式図である。
図１は、実施形態１に係る表示装置を模式的に示した分解断面図である。図２は、実施形態１に係る表示装置における光の第１の経路を模式的に示した分解断面図である。図３は、実施形態１に係る表示装置における光の第２の経路を模式的に示した分解断面図である。図４は、実施形態１に係る表示装置が備える第１のレンズ及び第２のレンズの断面模式図である。
【0026】
図１～図３に示すように、本実施形態の表示装置１００は、観察者側に向かって順に設けられた表示パネル１０、直線偏光板２０、及び、第１の偏光選択反射板３１と、第１の偏光選択反射板３１の観察者側に設けられ、かつ、互いに対向して配置された第１の位相差板４１及び第１のレンズ５１と、第１の位相差板４１及び第１のレンズ５１の観察者側に設けられたハーフミラー６０と、ハーフミラー６０の観察者側に設けられ、かつ、互いに対向して配置された第２のレンズ５２及び第２の位相差板４２と、第２のレンズ５２及び第２の位相差板４２の観察者側に設けられた第２の偏光選択反射板３２と、を備える。図４に示すように、表示パネル１０から第２の偏光選択反射板３２に向かう方向に沿った断面視において、第１のレンズ５１と第２のレンズ５２とは、ハーフミラー６０を対称面として非対称な形状を有する。このような態様とすることにより、薄型化が可能であり、かつ、表示特性を向上させることができる。なお、本明細書中、分解断面図では、各部材間に間隔を設けて図示しているが、各部材は接着されていてもよいし、間隔を空けて配置されていてもよい。すなわち、各機能層やレンズは接着してもよいし、空気を挟んでもよい。また、レンズは１つではなく、複数用いてもよい。
【0027】
なお、本実施形態では、図１～図３に示すように、表示パネル１０と、直線偏光板２０と、第１の偏光選択反射板３１と、第１の位相差板４１と、第１のレンズ５１と、ハーフミラー６０と、第２のレンズ５２と、第２の位相差板４２と、第２の偏光選択反射板３２と、を観察者側に向かって順に備える表示装置１００について説明するが、第１の位相差板４１及び第１のレンズ５１の配置は入れ替わってもよく、また、第２の位相差板４２及び第２のレンズ５２の配置は入れ替わってもよい。すなわち、実施形態では、第１の位相差板４１の観察者側に第１のレンズ５１が配置され、かつ、第２のレンズ５２の観察者側に第２の位相差板４２が配置される態様について説明するが、第１の位相差板４１の観察者側に第１のレンズ５１が配置され、かつ、第２の位相差板４２の観察者側に第２のレンズ５２が配置されてもよいし、第１のレンズ５１の観察者側に第１の位相差板４１が配置され、かつ、第２のレンズ５２の観察者側に第２の位相差板４２が配置されてもよいし、第１のレンズ５１の観察者側に第１の位相差板４１が配置され、かつ、第２の位相差板４２の観察者側に第２のレンズ５２が配置されてもよい。
【0028】
表示パネル１０から第２の偏光選択反射板３２に向かう方向に沿った断面とは、例えば、観察者Ｕの上下方向に沿った断面であってもよい。観察者Ｕの上下方向に沿った断面とは、観察者Ｕと表示パネル１０とを含む面であって、かつ、観察者Ｕの上下方向に沿った面をいう。
【0029】
２つの部材が、ある面を対称面として非対称な形状を有するとは、例えば、２つの部材のうち、一方の部材の少なくとも一部と、他の部材の少なくとも一部とが、当該ある面を対称面として非対称な形状を有することをいう。具体的には、一方の部材の一部と他方の部材の一部とは、当該ある面を対称面として非対称な形状を有し、一方の部材の他の部分と他方の部材の他の部分とは、当該ある面を対称面として対称な形状を有していてもよいし、一方の部材の全体と他方の部材の全体とは、当該ある面を対称面として非対称な形状を有していてもよい。
【0030】
第１のレンズ５１と第２のレンズ５２とが、ハーフミラー６０を対称面として非対称な形状を有するとは、例えば、第１のレンズ５１の少なくとも一部と第２のレンズ５２の少なくとも一部とがハーフミラー６０を対称面として非対称な形状を有するこという。具体的には、第１のレンズ５１の一部と第２のレンズ５２の一部とは、ハーフミラー６０を対称面として非対称な形状を有し、第１のレンズ５１の他の部分と第２のレンズ５２の他の部分とは、ハーフミラー６０を対称面として対称な形状を有していてもよいし、第１のレンズ５１の全体と第２のレンズ５２の全体とは、ハーフミラー６０を対称面として非対称な形状を有していてもよい。
【0031】
【0032】
表示パネル１０から出射された光は、第１の経路Ｒ１に加えて第２の経路Ｒ２も通過することが可能であるため、光の利用効率を高めることができる。光の偏光状態は、第１の経路Ｒ１では図２に示すように変化する。
【0033】
表示パネル１０は、観察者Ｕ側に光（表示光）を出射し、直線偏光板２０は、表示パネル１０の表示光を直線偏光に変換する（図２の（ｉ）、例えば、上下方向の直線偏光）。直線偏光板２０を透過した直線偏光は、偏光状態を維持したまま第１の偏光選択反射板３１を透過する（図２の（ｉｉ）、例えば、上下方向の直線偏光）。第１の偏光選択反射板３１を透過した直線偏光は、第１の位相差板４１としてのλ／４板で円偏光に変換される（図２の（ｉｉｉ）、例えば、反時計回りの円偏光）。第１の位相差板４１を透過した円偏光は、偏光状態を維持したまま第１のレンズ５１、ハーフミラー６０及び第２のレンズ５２を透過する（図２の（ｉｖ）～（ｖｉ）、例えば、反時計回りの円偏光）。第２のレンズ５２を透過した円偏光は、第２の位相差板４２としてのλ／４板を透過して直線偏光に変換される（図２の（ｖｉｉ）、例えば、上下方向の直線偏光）。第２の位相差板４２を透過した直線偏光は、偏光状態を維持しながら第２の偏光選択反射板３２で反射される（図２の（ｖｉｉｉ）、例えば、上下方向の直線偏光）。
【0034】
第２の偏光選択反射板３２で反射された直線偏光は、第２の位相差板４２で円偏光に変換される（図２の（ｉｘ）、例えば、反時計回りの円偏光）。第２の位相差板４２を透過した円偏光は、偏光状態を維持したまま第２のレンズ５２を透過する（図２の（ｘ）、例えば、反時計回りの円偏光）。第２のレンズ５２を透過した円偏光は、ハーフミラー６０で反射されて逆回りの円偏光となる（図２の（ｘｉ）、例えば、時計回りの円偏光）。ハーフミラー６０で反射された円偏光は、偏光状態を維持したまま第２のレンズ５２を透過する（図２の（ｘｉｉ）、例えば、時計回りの円偏光）。第２のレンズ５２を透過した円偏光は、第２の位相差板４２を透過して直線偏光に変換される（図２の（ｘｉｉｉ）、例えば、左右方向の直線偏光）。第２の位相差板４２を透過した直線偏光は、偏光状態を維持したまま第２の偏光選択反射板３２を透過して観察者Ｕに視認される（図２の（ｘｉｖ）、例えば、左右方向の直線偏光）。
【0035】
光の偏光状態は、第２の経路Ｒ２では図３に示すように変化する。表示パネル１０は、観察者Ｕ側に光（表示光）を出射し、直線偏光板２０は、表示パネル１０の表示光を直線偏光に変換する（図３の（ｉ）、例えば、上下方向の直線偏光）。直線偏光板２０を透過した直線偏光は、偏光状態を維持したまま第１の偏光選択反射板３１を透過する（図３の（ｉｉ）、例えば、上下方向の直線偏光）。第１の偏光選択反射板３１を透過した直線偏光は、第１の位相差板４１としてのλ／４板で円偏光に変換される（図３の（ｉｉｉ）、例えば、反時計回りの円偏光）。第１の位相差板４１を透過した円偏光は、偏光状態を維持したまま第１のレンズ５１を透過する（図３の（ｉｖ）、例えば、反時計回りの円偏光）。第１のレンズ５１を透過した円偏光は、ハーフミラー６０で反射されて逆回りの円偏光となる（図３の（ｖ）、例えば、時計回りの円偏光）。
【0036】
ハーフミラー６０で反射された円偏光は、偏光状態を維持したまま第１のレンズ５１を透過する（図３の（ｖｉ）、例えば、時計回りの円偏光）。第１のレンズ５１を透過した円偏光は、第１の位相差板４１を透過して直線偏光に変換される（図３の（ｖｉｉ）、例えば、左右方向の直線偏光）。第１の位相差板４１を透過した直線偏光は、偏光状態を維持したまま第１の偏光選択反射板３１で反射される（図３の（ｖｉｉｉ）、例えば、左右方向の直線偏光）。
【0037】
第１の偏光選択反射板３１で反射された直線偏光は、第１の位相差板４１を透過して円偏光に変換される（図３の（ｉｘ）、例えば、時計回りの円偏光）。第１の位相差板４１を透過した円偏光は、偏光状態を維持したまま、第１のレンズ５１、ハーフミラー６０、第２のレンズ５２を透過する（図３の（ｘ）～（ｘｉｉ）、例えば、時計回りの円偏光）。第２のレンズ５２を透過した円偏光は、第２の位相差板４２を透過して直線偏光に変換される（図３の（ｘｉｉｉ）、例えば、左右方向の直線偏光）。第２の位相差板４２を透過した直線偏光は、偏光状態を維持したまま第２の偏光選択反射板３２を透過して観察者Ｕに視認される（図３の（ｘｉｖ）、例えば、左右方向の直線偏光）。
【0038】
このように、本実施形態の表示装置１００は、ハーフミラー６０と第１の偏光選択反射板３１との間、ハーフミラー６０と第２の偏光選択反射板３２との間で光が反射される折り返し光学系とすることで、表示パネル１０から観察者Ｕ側に向かって出射された光（表示光）を折り畳んで観察者Ｕ側に出射するため、表示装置１００の厚みを薄くしつつ、光路を長くとることができる。
【0039】
また、本実施形態の表示装置１００では、表示パネル１０から出射された光は、２つ（第１の経路Ｒ１及び第２の経路Ｒ２）を通過することが可能であるため、光の利用効率を高めることができる。このような表示方式は、ダブルパス方式ともいう。以下、本実施形態の表示装置１００について詳細を説明する。
【0040】
（レンズ）
図４に示すように、第１のレンズ５１は、第１の段差部５１ＡＳを有する第１のフレネルレンズ５１Ａであり、第２のレンズ５２は、第２の段差部５２ＡＳを有する第２のフレネルレンズ５２Ａであることが好ましい。このような態様とすることにより、設計の自由度を高め、効果的に薄型化を実現することができる。
図４に示すように、第１のレンズ５１は、第１の段差部５１ＡＳを有する第１のフレネルレンズ５１Ａであり、第２のレンズ５２は、第２の段差部５２ＡＳを有する第２のフレネルレンズ５２Ａであることが好ましい。このような態様とすることにより、設計の自由度を高め、効果的に薄型化を実現することができる。
【0041】
表示パネル１０から第２の偏光選択反射板３２に向かう方向に沿った断面視において、第１のレンズ５１と第２のレンズ５２とが、ハーフミラー６０を対称面として非対称な形状を有する構成としては、例えば、表示パネル１０から第２の偏光選択反射板３２に向かう方向に沿った断面視において、第１の段差部５１ＡＳと第２の段差部５２ＡＳとが、ハーフミラー６０を対称面として非対称な形状を有する構成が挙げられる。ここで、フレネルレンズはレンズの段差部が視認され易いが、本実施形態では、表示パネル１０から第２の偏光選択反射板３２に向かう方向に沿った断面視において、第１の段差部５１ＡＳと第２の段差部５２ＡＳとは、ハーフミラー６０を対称面として非対称な形状を有するため、第１の段差部５１ＡＳ及び第２の段差部５２ＡＳが視認されにくくなる。その結果、表示特性を向上させることができる。例えば、フレネルレンズの段差部に起因する画質低下（暗くなったり、迷光が視認されたりする現象）を抑えることができる。
【0042】
第１の段差部５１ＡＳと第２の段差部５２ＡＳとが、ハーフミラー６０を対称面として非対称な形状を有するとは、例えば、第１の段差部５１ＡＳの少なくとも一部と第２の段差部５２ＡＳの少なくとも一部とがハーフミラー６０を対称面として非対称な形状を有するこという。具体的には、第１の段差部５１ＡＳの一部と第２の段差部５２ＡＳの一部とは、ハーフミラー６０を対称面として非対称な形状を有し、第１の段差部５１ＡＳの他の部分と第２の段差部５２ＡＳの他の部分とは、ハーフミラー６０を対称面として対称な形状を有していてもよいし、第１の段差部５１ＡＳの全体と第２の段差部５２ＡＳの全体とは、ハーフミラー６０を対称面として非対称な形状を有していてもよい。
【0043】
第１の段差部５１ＡＳ及び第２の段差部５２ＡＳは、０．０１μｍ以上、６００μｍ以下の高さを有する。
【0044】
第１のフレネルレンズ５１Ａは、第１の段差部５１ＡＳを複数備えていてもよい。複数の第１の段差部５１ＡＳは、等ピッチで設けられていてもよい。複数の第１の段差部５１ＡＳは、等高さで設けられていてもよい。
【0045】
第２のフレネルレンズ５２Ａは、第２の段差部５２ＡＳを複数備えていてもよい。複数の第２の段差部５２ＡＳは、等ピッチで設けられていてもよい。複数の第２の段差部５２ＡＳは、等高さで設けられていてもよい。
【0046】
本実施形態では、第１のフレネルレンズ５１Ａの第１の段差部５１ＡＳのピッチが、第２のフレネルレンズ５２Ａの第２の段差部５２ＡＳのピッチと異なる。すなわち、第１のフレネルレンズ５１Ａの第１の段差部５１ＡＳのピッチが、第２のフレネルレンズ５２Ａの第２の段差部５２ＡＳのピッチとずれている。このような態様とすることにより、第１の段差部５１ＡＳの位置と第２の段差部５２ＡＳの位置とを異ならせることが可能となるため、段差部が視認されにくくなり、表示品位を向上させることができる。例えば、フレネルレンズの段差部に起因する画質低下（暗くなったり、迷光が視認されたりする現象）を抑えることができる。
【0047】
図５は、実施形態１に係る表示装置が備える第１のフレネルレンズについて説明する断面模式図である。第１の段差部５１ＡＳは、表示パネル１０の中心に対して観察者Ｕの瞳が正面を向いたときを基準として、観察者Ｕの瞳の中心線に対する表示パネル１０からの映像光の入射角（ＦＯＶ：Ｆｉｅｌｄ Ｏｆ Ｖｉｅｗ）が３０°以上である領域、及び、－３０°以下である領域にのみ配置されることが好ましい。ここで、眼球運動だけで瞬時に情報を受容できる角度範囲（有効視野と呼ばれる）は全角で水平略３０°、垂直略２０°と言われている。したがって、第１の段差部５１ＡＳが、ＦＯＶが３０°以上である領域、及び、ＦＯＶが－３０°以下である領域にのみ配置されることにより、第１の段差部５１ＡＳが視認されにくくなり、表示品位を向上させることができる。ＦＯＶが３０°以上である領域及びＦＯＶが－３０°以下である領域は、広ＦＯＶ領域ともいう。観察者Ｕの瞳の中心線と表示パネル１０との交点に対して、観察者Ｕの瞳より上側から出射された映像光と瞳の中心線との角度を正の角度とし、観察者Ｕの瞳の下側から出射された映像光と瞳の中心線との角度を負の角度とする。
【0048】
図６は、実施形態１に係る表示装置が備える第２のフレネルレンズについて説明する断面模式図である。第２の段差部５２ＡＳは、表示パネル１０の中心に対して観察者Ｕの瞳が正面を向いたときを基準として、観察者Ｕの瞳の中心線に対する表示パネル１０からの映像光の入射角が３０°以上である領域、及び、－３０°以下である領域にのみ配置されることが好ましい。このような態様とすることにより、第２の段差部５２ＡＳが視認されにくくなり、表示品位を向上させることができる。
【0049】
図５及び図６に示すように、第１の段差部５１ＡＳ及び第２の段差部５２ＡＳが、ＦＯＶが３０°以上である領域、及び、ＦＯＶが－３０°以下である領域にのみ配置される場合も、第１の段差部５１ＡＳのピッチは、第２の段差部５２ＡＳのピッチと異なることが好ましい。このような態様とすることにより、段差部がより視認されにくくなり、表示品位を効果的に高めることができる。
【0050】
（表示パネル）
表示パネル１０は、画像を表示する機能を有する。表示パネル１０は、複数の画素を含むことが好ましい。上記画素は、画像表示を行うための表示単位であり、カラー表示を行う場合は、例えば、赤色、青色、緑色の画素を含む。
表示パネル１０は、画像を表示する機能を有する。表示パネル１０は、複数の画素を含むことが好ましい。上記画素は、画像表示を行うための表示単位であり、カラー表示を行う場合は、例えば、赤色、青色、緑色の画素を含む。
【0051】
表示パネル１０は、複数の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）が配置されたＴＦＴ基板を有してもよい。上記ＴＦＴ基板は、支持基板上に、互いに平行に延設された複数のゲート線と、ゲート絶縁膜を介して各ゲート線と交差する方向に互いに平行に延設され複数のソース線とを備えてもよい。複数のゲート線及び複数のソース線は、平面視において格子状に形成されてもよく、複数のゲート線及び複数のソース線により区画された各領域が、画素に対応する。
【0052】
支持基板は、透明基板であることが好ましく、例えば、ガラス基板、プラスチック基板等が挙げられる。
【0053】
各ゲート線と各ソース線との交点には、画素毎にスイッチング素子としてのＴＦＴが配置されていてもよい。ＴＦＴのゲート端子はゲート線に接続され、ソース端子はソース線に接続され、ドレイン端子は画素電極に接続されてもよい。表示パネル１０は、上記画素電極とは別に、共通電極電圧が印加される共通電極を有してもよい。
【0054】
図７は、実施形態１に係る表示装置の一例を示す断面模式図である。図７に示すように、本実施形態の表示パネル１０及び直線偏光板２０を含むパネルは、液晶層１３を備える液晶パネル１０Ｐである。より具体的には、表示パネル１０は、第１の基板１１と、第１の基板１１に対向して配置された第２の基板１２と、第１の基板１１及び第２の基板１２に挟持された液晶層１３と、を備える。直線偏光板２０は、第１の直線偏光板２０であり、表示装置１００は、更に、表示パネル１０の観察者Ｕと反対側に、第２の直線偏光板７０を備える。液晶パネル１０Ｐは、より具体的には、第１の直線偏光板２０と表示パネル１０と第２の直線偏光板７０と、を備える。
【0055】
第１の基板１１は、例えば、ＴＦＴ基板である。ＴＦＴ基板は、支持基板上に、互いに平行に延設された複数のゲート線と、ゲート絶縁膜を介して各ゲート線と交差する方向に互いに平行に延設され複数のソース線と、各ゲート線と各ソース線との交点に画素毎に配置された複数のＴＦＴとを有するものが挙げられる。
【0056】
液晶パネルの表示モードは特に限定されず、共通電極がＴＦＴ基板に設けられた水平配向（横電界）モードの液晶パネルであってもよいし、共通電極が液晶層を挟んで対向基板に設けられた垂直配向（縦電界）モードであってもよい。
【0057】
第２の基板１２は、例えば、対向基板である。対向基板は、例えば、カラーフィルタが面内に並べられ、ブラックマトリクスで区画された構成を有してもよい。カラーフィルタは、赤色のカラーフィルタ、緑色のカラーフィルタ及び青色のカラーフィルタを含んでもよい。
【0058】
ブラックマトリクスしては、液晶パネルの分野で通常用いられるものを用いることができ、例えば黒色顔料を含む樹脂からなるものであってもよい。ブラックマトリクスは、平面視において、ゲート線及び／又はソース線と重なるように格子状に設けられてもよい。
【0059】
なお、本実施形態では、第１の基板１１がＴＦＴ基板であり、第２の基板１２が対向基板である場合を例に挙げて説明するが、第１の基板１１が対向基板であり、第２の基板１２がＴＦＴ基板であってもよい。
【0060】
液晶層１３は、液晶分子を含む。共通電極と画素電極との間に電圧が印加されると、液晶層１３中に電界が発生し、上記電界に応じて液晶分子の配向が変化することにより、光の透過量を制御することができる。電圧無印加時における液晶分子の配向方位は、配向膜の規制力によって制御される。上記電圧無印加時とは、液晶層中に一対の電極間に電圧が印加されていないか、液晶分子の閾値未満の電圧が印加された場合をいう。
【0061】
上記液晶分子は、下記式で定義される誘電率異方性（Δε）が正の値を有するものであってもよく、負の値を有するものであってもよい。
Δε＝（長軸方向の誘電率）－（短軸方向の誘電率）
Δε＝（長軸方向の誘電率）－（短軸方向の誘電率）
【0062】
第１の基板１１と液晶層１３との間、及び、第２の基板１２と液晶層１３との間には、それぞれ配向膜が設けられてもよい。液晶層１３への電圧無印加時には、主に配向膜の働きによって液晶分子の配向が制御される。例えば、水平配向モードでは、電圧無印加時の液晶分子のチルト角（プレチルト角）が、０～５°であってもよく、好ましくは０～３°、より好ましくは０～１°である。液晶分子のチルト角は、液晶分子の長軸（光軸）がＴＦＴ基板及び対向基板の表面に対して傾斜する角度を意味する。
【0063】
表示パネル１０が液晶層１３を備える場合、表示装置１００は、液晶パネル１０Ｐの観察者Ｕと反対側に、バックライト８０を備えることが好ましい。バックライト８０は、直下型であってもよいし、エッジライト型であってもよい。直下型のバックライトは、液晶パネルの背面に光源が配置されている。エッジライト型のバックライトは、液晶パネルの背面に配置された導光板と、上記導光板の側面に配置された光源とを有する。エッジライト型のバックライトは、光源から導光板の側面に光を入射し、導光板から液晶パネル側に光を出射する。導光板の背面に反射シートが配置されてもよく、導光板と液晶パネルとの間にプリズムシート、拡散シート等が配置されてもよい。
【0064】
バックライト８０は、上記光源から出射された光を、液晶パネル１０Ｐの厚み方向に沿った方向に集光させることが好ましい。バックライト８０の半値幅（全角）は、１５°～３０°であってもよい。上記半値幅は、ＩＥＣ６１７４７－３０に準拠した方法で輝度視野角特性を測定し、最大輝度に対して半分以上の輝度となる角度範囲によって規定することができる。
【0065】
（直線偏光板）
直線偏光板２０（第１の直線偏光板２０）は、吸収型偏光板である。直線偏光板２０としては、たとえば、ポリビニルアルコールにヨウ素を吸着させ、シート状に延伸した偏光子等が挙げられる。
直線偏光板２０（第１の直線偏光板２０）は、吸収型偏光板である。直線偏光板２０としては、たとえば、ポリビニルアルコールにヨウ素を吸着させ、シート状に延伸した偏光子等が挙げられる。
【0066】
表示装置１００が第２の直線偏光板７０を備える場合、第２の直線偏光板７０としては、第１の直線偏光板２０と同様のものを用いることができる。第１の直線偏光板２０の透過軸と第２の直線偏光板７０の透過軸とは直交するようにクロスニコルに配置されることが好ましい。
【0067】
（偏光選択反射板）
偏光選択反射板は、偏光軸が直交する２つの直線偏光のうち、一方の直線偏光を透過し、他方の直線偏光を反射する機能を有する。第１の偏光選択反射板３１は、第１の方向（例えば、上下方向）に偏光軸を有する第１の直線偏光を透過し、第１の方向と直交する第２の方向（例えば、左右方向）に偏光軸を有する第２の直線偏光を反射する機能を有することが好ましい。第２の偏光選択反射板３２は、第２の方向（例えば、左右方向）に偏光軸を有する第２の直線偏光を透過し、第１の方向（例えば、上下方向）に偏光軸を有する第１の直線偏光を反射する機能を有することが好ましい。
偏光選択反射板は、偏光軸が直交する２つの直線偏光のうち、一方の直線偏光を透過し、他方の直線偏光を反射する機能を有する。第１の偏光選択反射板３１は、第１の方向（例えば、上下方向）に偏光軸を有する第１の直線偏光を透過し、第１の方向と直交する第２の方向（例えば、左右方向）に偏光軸を有する第２の直線偏光を反射する機能を有することが好ましい。第２の偏光選択反射板３２は、第２の方向（例えば、左右方向）に偏光軸を有する第２の直線偏光を透過し、第１の方向（例えば、上下方向）に偏光軸を有する第１の直線偏光を反射する機能を有することが好ましい。
【0068】
偏光選択反射板は、例えば、反射型の直線偏光板であってもよい。反射型の直線偏光板としては、市販品をそのまま用いてもよく、市販品を２次加工（例えば、延伸）して用いてもよい。市販品としては、例えば、日東電工社製の商品名「ＡＰＣＦ」、３Ｍ社製の商品名「ＤＢＥＦ」、３Ｍ社製の商品名「ＡＰＦ」が挙げられる。
【0069】
（位相差板）
第１の位相差板４１及び第２の位相差板４２は、複屈折材料等を利用して直交する２つの偏光成分に位相差をつけて、入射偏光の状態を変える機能を有する。
第１の位相差板４１及び第２の位相差板４２は、複屈折材料等を利用して直交する２つの偏光成分に位相差をつけて、入射偏光の状態を変える機能を有する。
【0070】
第１の位相差板４１及び第２の位相差板４２は、λ／４板であることが好ましい。λ／４板は、波長５５０ｎｍの光に対して１０７．５ｎｍ～１６７．５ｎｍの面内位相差を付与する位相差板である。ここで、面内位相差（Ｒｅ）は、２３℃、特に明記しなければ波長５５０ｎｍにおける面内位相差をいう。Ｒｅは、層（位相差板）の厚みをｄ（ｎｍ）としたとき、Ｒｅ＝（ｎｘ－ｎｙ）×ｄによって求められる。本明細書中、特に断りのない限り、「位相差」は面内位相差を指す。「ｎｘ」は、面内の屈折率が最大になる方向（すなわち、遅相軸方向）の屈折率であり、「ｎｙ」は、面内で遅相軸と直交する方向の屈折率であり、「ｎｚ」は、厚み方向の屈折率である。屈折率は、特に断りのない限り、２３℃、波長５５０ｎｍの光に対する値を指す。
【0071】
（ハーフミラー）
ハーフミラー６０は、入射した光の一部を反射して残りの一部を透過する光学素子である。ハーフミラー６０の反射率と透過率は限定されないが、ハーフミラー６０は、例えば、入射した光の３０％～７０％を反射して残りを透過し、好ましくは、５０％を反射して５０％を透過する。ハーフミラー６０は、例えば、金属膜や誘電体多層膜で構成することができ、その膜厚により、透過率および反射率を制御する。
ハーフミラー６０は、入射した光の一部を反射して残りの一部を透過する光学素子である。ハーフミラー６０の反射率と透過率は限定されないが、ハーフミラー６０は、例えば、入射した光の３０％～７０％を反射して残りを透過し、好ましくは、５０％を反射して５０％を透過する。ハーフミラー６０は、例えば、金属膜や誘電体多層膜で構成することができ、その膜厚により、透過率および反射率を制御する。
【0072】
＜実施形態２＞
本実施形態では、本実施形態に特有の特徴について主に説明し、上記実施形態１と重複する内容については説明を省略する。本実施形態は、第１のレンズ５１及び第２のレンズ５２が異なること以外は、実施形態１の表示装置１００と同様である。
本実施形態では、本実施形態に特有の特徴について主に説明し、上記実施形態１と重複する内容については説明を省略する。本実施形態は、第１のレンズ５１及び第２のレンズ５２が異なること以外は、実施形態１の表示装置１００と同様である。
【0073】
図８は、実施形態２に係る表示装置が備える第１のレンズ及び第２のレンズの断面模式図である。表示パネル１０から第２の偏光選択反射板３２に向かう方向に沿った断面視において、第１のレンズ５１と第２のレンズ５２とが、ハーフミラー６０を対称面として非対称な形状を有する構成としては、例えば、図８に示すように、表示パネル１０から第２の偏光選択反射板３２に向かう方向に沿った断面視において、表示パネル１０の中心に対して観察者Ｕの瞳が正面を向いたときを基準として、観察者Ｕの瞳の中心線に対する表示パネル１０からの映像光の入射角が３０°以上である領域、及び、－３０°以下である領域では、第１のレンズ５１と第２のレンズ５２とは、ハーフミラー６０を対称面として非対称な形状を有し、観察者Ｕの瞳の中心線に対する表示パネル１０からの映像光の入射角が－３０°を超え、３０°未満である領域では、第１のレンズ５１と第２のレンズ５２とは、ハーフミラー６０を対称面として対称な形状を有する構成が挙げられる。このような態様とすることにより、効果的に薄型化を実現することができる。また、ＦＯＶを拡大できる等、設計の自由度を高めることができる。
【0074】
図９は、実施形態２に係る表示装置のＦＯＶとスポットダイアグラムとの関係を示すグラフである。本実施形態では、広ＦＯＶ領域において第１のレンズ５１及び第２のレンズ５２を非対称な構造とすることにより、図９に示すように、広ＦＯＶ領域でスポット径が悪化する場合がある。しかしながら、広ＦＯＶ領域において第１のレンズ５１及び第２のレンズ５２を非対称な構造とすることにより薄型化を効果的に実現することができる。このように、本実施形態では、対象に配置されたレンズ（第１のレンズ５１及び第２のレンズ５２）において、広ＦＯＶ領域で対称性を崩すことで薄型化を実現することができる。
【0075】
第１のレンズ５１及び第２のレンズ５２は、表示パネル１０の画像を拡大・縮小するものであれば特に限定されない。第１のレンズ５１及び第２のレンズ５２は、屈折型のレンズであってもよいし、回折型のレンズであってもよい。
【0076】
屈折型のレンズとしては、ＨＭＤの分野で通常用いるものを用いることができ、平凸レンズ、両凸レンズ、メニスカスレンズ等の曲面（凸面）を有する屈折レンズが挙げられる。また、フレネルレンズを併用してもよい。屈折型のレンズは、波長分散の異なる２つのレンズを貼り合せたアクロマティックレンズを用いたり、複数のレンズを組み合わせたりしてもよい。
【0077】
回折型のレンズとしては、パンチャラトナムベリーレンズ（ＰＢ：Ｐａｎｃｈａｒａｔｎａｍ Ｂｅｒｒｙ）レンズ、透過型のホログラフィック光学素子等が挙げられる。
【0078】
ＰＢレンズは、左円偏光及び右円偏光のうち、一方の円偏光が入射すると集光させ、他方の円偏光が入射すると発散させる機能を有する。ＰＢレンズを用いることにより、折り返し光学系の表示装置１００において、表示特性を向上させることができる。例えば、折り返し光学系において、より良い画質最適化が可能であり、特に、広いＦＯＶ（Ｆｉｅｌｄ Ｏｆ Ｖｉｅｗ）の光学系を実現することができる。
【0079】
ＰＢレンズは、支持基板と、支持基板上に設けられた液晶分子を含み、液晶分子の長軸は、ＰＢレンズを観察者Ｕ側から平面視した場合にＰＢレンズの中心から外に向かうにつれ左回転する構造、又は、右回転する構造を有する。
【0080】
回折型のレンズとして用いる透過型のホログラフィック光学素子は、上記光の回折現象を利用することで表示パネル１０の画像を結像させることができる。ホログラムフィルムとしては、入射光と出射光に相当する光を用いて、干渉露光させることで所望の光学特性を持たせたものと用いることができる。また、ホログラムフィルムの製造方法としては、近年ではＣＧＨ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｇｅｎｅｒａｔｅｄ Ｈｏｌｏｇｒａｍ）と呼ばれる、小エリア毎に露光していくことで所望の光学特性を得る方法もある。
【0081】
＜実施形態１及び２の変形例１＞
上記実施形態１及び２では、２枚のレンズ（第１のレンズ５１及び第２のレンズ５２）を備える表示装置１００について説明したが、表示装置１００は、第１のレンズ５１及び第２のレンズ５２以外のレンズを備えていてもよい。
上記実施形態１及び２では、２枚のレンズ（第１のレンズ５１及び第２のレンズ５２）を備える表示装置１００について説明したが、表示装置１００は、第１のレンズ５１及び第２のレンズ５２以外のレンズを備えていてもよい。
【0082】
図１０及び図１１は、実施形態１及び２の変形例１に係る表示装置を模式的に示した分解断面図の一例である。図１０及び図１１に示すように、表示装置１００は、第１の偏光選択反射板３１及び第２の偏光選択反射板３２とで挟まれる領域の外側に、更に、第３のレンズ５３を備えていてもよい。このような態様とすることにより、設計の自由度を高めることができる。
【0083】
第３のレンズ５３は、第１のレンズ５１及び第２のレンズ５２と同様である。第３のレンズ５３は、対称形を維持すべき領域の外にあるので、どのようなレンズを用いても構わないが、広ＦＯＶで薄型のＨＭＤを実現するためには両凸もしくは平凸レンズであることが好ましい。また、空気との界面は、透過率のロスや反射光が迷光となってコントラストを下げたり、ゴースト像の要因となったりするため、界面を減らすために、図１１の第２の偏光選択反射板３２の曲面と貼り合わせたような凸型のメニスカスレンズとすることも考えられる。ここで、第２の偏光選択反射板３２及び第２の位相差板４２は、例えば、第２のレンズ５２の曲面（球面）に沿って設けられるため、この場合、第３のレンズ５３も曲面（球面、凹面）となる。
【0084】
図１０に示すように、表示装置１００は、直線偏光板２０と第１の偏光選択反射板３１との間に、更に、第３のレンズ５３を備えていてもよい。図１１に示すように、表示装置１００は、第２の偏光選択反射板３２と観察者Ｕとの間に、更に、第３のレンズ５３を備えていてもよい。
【0085】
＜実施形態１及び２の変形例２＞
上記実施形態１及び２では、表示パネル１０が液晶パネルである場合を例に挙げて説明したが、表示パネル１０は、自発光パネルであってもよい。表示パネル１０が自発光パネルである場合も、表示パネル１０が液晶パネルである場合と同様に、第１の偏光選択反射板３１に対して偏光が出射される。
上記実施形態１及び２では、表示パネル１０が液晶パネルである場合を例に挙げて説明したが、表示パネル１０は、自発光パネルであってもよい。表示パネル１０が自発光パネルである場合も、表示パネル１０が液晶パネルである場合と同様に、第１の偏光選択反射板３１に対して偏光が出射される。
【0086】
図１２は、実施形態１及び２の変形例２に係る表示装置を模式的に示した分解断面図である。図１２に示すように、本変形例の表示装置１００は、表示装置１００と直線偏光板２０との間に、第３の位相差板４３を備える。第３の位相差板４３は、複屈折材料等を利用して直交する２つの偏光成分に位相差をつけて、入射偏光の状態を変える機能を有する。
【0087】
第３の位相差板４３は、λ／４板であることが好ましい。このような態様とすることにより、第３の位相差板４３と直線偏光板２０との積層体が円偏光板として機能し、反射防止機能を高めることができる。
【0088】
自発光パネルとしては、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ：Ｏｒｇａｎｉｃ ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）を含むＯＬＥＤパネルであってもよいし、量子ドット発光ダイオード（ＱＤ‐ＬＥＤ：Ｑｕａｎｔｕｍ Ｄｏｔ‐Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）を含むＱＤ‐ＬＥＤパネルであってもよい。本明細書中、ＯＬＥＤ、ＱＤ‐ＬＥＤを特に区別しない場合、発光ダイオード（ＬＥＤ）ともいう。
【0089】
表示パネル１０が、ＯＬＥＤパネル、ＱＤ‐ＬＥＤパネル等の自発光パネルである場合について説明する。発光ダイオードの構成は、特に限定されず、例えば、陰極、電子輸送層、発光層、正孔輸送層、陽極をこの順で積層されたものが挙げられる。
【0090】
陰極、陽極の材料は、特に限定されないが、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、Ｉｎ３Ｏ３、ＳｎＯ２、ＺｎＯ等の透明導電材料、アルミニウム、銀又はこれらの合金等が挙げられる。
【0091】
トップエミッション型のＬＥＤの場合、上記ＴＦＴ基板の画素電極を陽極として用い、共通電極を陰極として用いてもよい。陽極としてアルミニウム、銀又はこれらの合金等の反射電極を用いてもよいし、陰極として上記透明導電材料を用いてもよい。
【0092】
正孔輸送層は、陽極から注入された正孔を発光層に輸送する層である。正孔輸送層の材料は特に限定されないが、例えば、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－テトラフェニルベンジジンおよびその誘導体等のアミン系化合物が挙げられる。
【0093】
電子輸送層は、陰極から注入された電子を発光層に輸送する層である。電子輸送層の材料は特に限定されないが、例えば、２，９－ジメチル－４，７－ジフェニル－１，１０－フェナントロリン（ＢＣＰ）等のフェナントロリン誘導体、トリス（８－キノリノラト）アルミニウム（Ａｌｑ３）等のキノリン誘導体、アザインドリジン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ペリレン誘導体、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、キノキサリン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、ニトロ置換フルオレン誘導体等が挙げられる。
【0094】
陰極、電子輸送層との間に、電子注入層を有してもよい。また、陽極と正孔輸送層との間に、正孔注入層を有してもよい。電子注入層の材料としては、無機絶縁材料を用いることができ、アルカリ金属の酸化物又はハロゲン化物、並びにアルカリ土類金属の酸化物又はハロゲン化物等が挙げられる。
【0095】
表示パネル１０がＯＬＥＤである場合、上記発光層は、発光材料として蛍光材料、燐光材料等を含んでもよい。
【0096】
表示パネル１０がＱＤ‐ＬＥＤパネルである場合、上記発光層は、発光材料として量子ドットを含んでもよい。量子ドットは、量子力学に従う光学特性を持つナノスケール（例えば、平均粒子径が２～１０ｎｍ）の半導体結晶であり、例えば、１０～５０個ほどの原子で構成されたコロイド粒子が挙げられる。
【0097】
上記量子ドットとしては、カドミウムセレン（ＣｄＳｅ）、カドミウムテルル（ＣｄＴｅ）、硫化カドミウム（ＣｄＳ）、硫化鉛（ＰｂＳ）、若しくは、リン化インジウム（ＩｎＰ）等の化合物、又は、ＣｄＳｅＳ等の合金を含むものが挙げられる。
【0098】
画素毎に発光ダイオード（ＯＬＥＤ又はＱＤ‐ＬＥＤ）が配置されてもよい。ＯＬＥＤパネル又はＱＤ‐ＬＥＤパネルの場合、赤色の画素、緑色の画素、青色の画素に、それぞれ、赤色の発光材料含む発光層を備えた赤色のＬＥＤ（ＯＬＥＤ又はＱＤ‐ＬＥＤ）、緑色の発光材料含む発光層を備えた緑色のＬＥＤ、青色の発光材料を含む発光層を備えた青色のＬＥＤを配置してもよい。
【0099】
画素の配置は、特に限定されないが、緑色の画素数を、赤色の画素数、青色の画素数の２倍とするペンタイル配列としてもよいし、赤色の画素、緑色の画素、青色の画素を１：１：１で配置するリアルＲＧＢ配列としてもよい。
【0100】
＜実施形態３＞
本実施形態では、本実施形態に特有の特徴について主に説明し、上記実施形態１及び２並びにその変形例と重複する内容については説明を省略する。図１３は、実施形態３のヘッドマウントディスプレイの外観の一例を示す斜視模式図である。図１３に示すように、本実施形態のヘッドマウントディスプレイ２００は、表示装置１００と、観察者Ｕの頭部に装着する装着部２１０と、を備える。本実施形態のヘッドマウントディスプレイ２００は、装着時に観察者Ｕの眼が外光から遮蔽された空間内に配置される没入型のＨＭＤであってもよいし、眼鏡型のＨＭＤであってもよい。
本実施形態では、本実施形態に特有の特徴について主に説明し、上記実施形態１及び２並びにその変形例と重複する内容については説明を省略する。図１３は、実施形態３のヘッドマウントディスプレイの外観の一例を示す斜視模式図である。図１３に示すように、本実施形態のヘッドマウントディスプレイ２００は、表示装置１００と、観察者Ｕの頭部に装着する装着部２１０と、を備える。本実施形態のヘッドマウントディスプレイ２００は、装着時に観察者Ｕの眼が外光から遮蔽された空間内に配置される没入型のＨＭＤであってもよいし、眼鏡型のＨＭＤであってもよい。
【0101】
表示装置１００は、観察者Ｕに対して映像（画像）を表示するための機能を有する。表示装置１００は、映像表示信号を映像に変換するものである。
【0102】
ヘッドマウントディスプレイ２００が眼鏡型のＨＭＤである場合、図１３に示すように、眼鏡のレンズに相当する部分が表示装置１００であり、装着部２１０は、観察者Ｕの耳に掛ける眼鏡のフレームであってもよい。
【0103】
ヘッドマウントディスプレイ２００が没入型のＨＭＤである場合、装着部２１０は、観察者Ｕが被ることにより頭部を一周し、ヘッドマウントディスプレイ２００を観察者Ｕの頭部へ固定する装着バンドを含んでいてもよい。
【0104】
ヘッドマウントディスプレイ２００の方式は、左右の眼に対して一つの表示パネルが配置される１ディスプレイ方式であってもよいし、左右の眼にそれぞれ表示パネルが配置される２ディスプレイ方式であってもよい。上記没入型のＨＭＤは、例えば、１ディスプレイ方式及び２ディスプレイ方式に適用できる。眼鏡型のＨＭＤは、例えば、２ディスプレイ方式に適用できる。
【0105】
ヘッドマウントディスプレイ２００は、更に、表示装置１００と観察者Ｕの顔との間に配置されたフェイスクッション２２０を備えてもよい。フェイスクッション２２０は、表示装置１００と観察者Ｕの顔との間に配置された緩衝材であり、当該フェイスクッション２２０を配置することにより、ヘッドマウントディスプレイ２００の使用中に観察者Ｕの視野に外光が入り込むことを抑えることができる。
【0106】
ヘッドマウントディスプレイ２００は、更に、音声、音楽、効果音等の音響を発生させる機能を有する音響出力部を備えてもよい。
【0107】
音響出力部は、音響出力信号を音響に変換するものである。通常、ヘッドホンとして製品化されているものを用いることができる。また、音響出力部は、装着部２１０と共に、当該ヘッドマウントディスプレイ２００を観察者Ｕの頭部に装着させる際の、耳への当接部として機能させてもよい。
【0108】
また、ヘッドマウントディスプレイ２００は、映像表示信号及び音響出力信号を出力する駆動ユニットを備えていてもよい。駆動ユニットは、表示装置１００及び音響出力部と有線又は無線で接続されている。無線通信の方式としては、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）が挙げられる。
【実施例0109】
以下に実施例及び比較例を掲げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
【0110】
＜比較例＞
比較形態に対応する比較例の表示装置１００Ｒについて、光線経路のシミュレーションを行った。図１４は、比較例の表示装置における光線経路のシミュレーション結果を示す図である。
比較形態に対応する比較例の表示装置１００Ｒについて、光線経路のシミュレーションを行った。図１４は、比較例の表示装置における光線経路のシミュレーション結果を示す図である。
【0111】
図１４では、直線偏光板２０、第１の偏光選択反射板３１、第１の位相差板４１、第２の位相差板４２、及び、第２の偏光選択反射板３２が省略されている。図１４は、表示パネル１０から出射された水色の光１ＬＷ、桃色の光１ＬＰ、緑色の光１ＬＧ、赤色の光１ＬＲ、青色の光１ＬＢ及び黄色の光１ＬＹが、それぞれ、第１のレンズ５１Ｒ、ハーフミラー６０、及び、第２のレンズ５２Ｒを経由してどのように観察者Ｕに到達するのかを示したシミュレーション結果である。
【0112】
比較例のシミュレーションでは、パネルを２．５型（２１６０×２１６０）、画素サイズを略２０μｍに設定し、かつ、レンズ材料の屈折率はアクリル系樹脂を想定して１．５、レンズ径は直径４０～４５ｍｍに設定した。第１のレンズ５１Ｒと第２のレンズ５２Ｒとは同一のレンズであり、ハーフミラー６０に対して対称に配置されていた。
【0113】
図１４に示すように、第１のレンズ５１Ｒの観察者Ｕ側の面５１ＲＡの中心部分の曲率半径Ｒは、略１３９ｍｍ（観察者Ｕ側に凸）であり、面５１ＲＡの端部に向かうほど曲率半径Ｒがきつく（小さく）なっていた。第１のレンズ５１Ｒの表示パネル１０側の面５１ＲＢの中心部分の曲率半径Ｒは、略１６６ｍｍ（表示パネル１０側に凸）であり、面５１ＲＢの中心から略５ｍｍ外側に変曲点を有し、面５１ＲＢの端部に向かうほど曲率半径Ｒがきつく（小さく）なっていた。
【0114】
第１のレンズ５１Ｒの中心付近の厚みＷＲ１及び第２のレンズ５２Ｒの中心付近の厚みＷＲ１は、それぞれ、略３．４ｍｍであった。第１のレンズ５１Ｒ（より具体的には、面５１ＲＢ）とハーフミラー６０との距離ＷＲ２、及び、第２のレンズ５２Ｒ（より具体的には、第２のレンズ５２Ｒの観察者Ｕ側の面）とハーフミラー６０との距離ＷＲ２は、それぞれ、略５．６ｍｍであった。第２のレンズ５２Ｒ（より具体的には、第２のレンズ５２Ｒの表示パネル１０側の面）と表示パネル１０との距離ＷＲ３は、略１０．０ｍｍであった。第１のレンズ５１Ｒ（より具体的には、面５１ＲＡ）から表示パネル１０までの幅ＷＲ４は、略２８ｍｍであった。比較例のように対称的な構成を有する表示装置では、同一レンズを使用する制約により、図１４に示すように、薄型化が一定以上進まないケースがあることが確認された。
【0115】
図１５は、比較例の表示装置の正面視でのスポットダイアグラムのシミュレーション結果を示す図である。比較例の表示装置１００Ｒの正面視でのスポットダイアグラムのシミュレーション結果は、図１５に示す通りであった。
【0116】
光学設計の最適化の指標として、レンズ光学系ではしばしばスポットダイアグラムが用いられる。これは、表示装置上の１点から出た光がどの程度の広がりをもって目に見えるかを表したものである。より具体的には、表示装置上の１点から、複数の等間隔に出力された光（映像光）がどのような経路をたどり、観察者Ｕの目に到達した際にはどの位置で光っているように見えるかをシミュレーションし、等間隔で出力された複数の光同士の位置のずれ量をＲＭＳ（Ｒｏｏｔ Ｍｅａｎ Ｓｑｕａｒｅ， 二乗平均）を使って評価したものである。
【0117】
現在主流となりつつある液晶表示装置は１２００ｐｐｉであり、この場合、１画素が略２１μｍであることを考慮すると、ＲＭＳの値は２１μｍ以内に抑えるのが理想である。しかしながら、特に入射角が広い領域（目安として入射角２０度以上）では人の解像力も落ちるため、５画素以内に抑えられれば、大きな問題は無いと予想される。
【0118】
＜実施例＞
実施形態１に対応する実施例の表示装置１００について、比較例と同様にして光線経路のシミュレーションを行った。実施例の表示装置１００は、第１のレンズ及び第２のレンズが異なること以外は、比較例の表示装置１００Ｒと同様であった。図１６は、実施例の表示装置における光線経路のシミュレーション結果を示す図である。
実施形態１に対応する実施例の表示装置１００について、比較例と同様にして光線経路のシミュレーションを行った。実施例の表示装置１００は、第１のレンズ及び第２のレンズが異なること以外は、比較例の表示装置１００Ｒと同様であった。図１６は、実施例の表示装置における光線経路のシミュレーション結果を示す図である。
【0119】
図１６では、直線偏光板２０、第１の偏光選択反射板３１、第１の位相差板４１、第２の位相差板４２、及び、第２の偏光選択反射板３２が省略されている。図１６は、表示パネル１０から出射された水色の光１ＬＷ、桃色の光１ＬＰ、緑色の光１ＬＧ、赤色の光１ＬＲ、青色の光１ＬＢ及び黄色の光１ＬＹが、それぞれ、第１のレンズ５１、ハーフミラー６０、及び、第２のレンズ５２を経由してどのように観察者Ｕに到達するのかを示したシミュレーション結果である。なお、図１６に示すように、ハーフミラー６０はシミュレーション上、第２のレンズ５２にめり込むように配置されるが、実際には、図１６の光線図に示されるように第２のレンズ５２の内側（観察者側）の端部は使用しないため、第２のレンズ５２の内側の端部を削ってハーフミラー６０を配置することができる。
【0120】
実施例のシミュレーションでは、パネルを２．５型（２１６０×２１６０）、画素サイズを略２０μｍに設定し、かつ、レンズ材料の屈折率はアクリル系樹脂を想定して１．５、レンズ径は直径４０～４５ｍｍに設定した。第１のレンズ５１と第２のレンズ５２とは、ハーフミラー６０を対称面として非対称な形状を有する。
【0121】
図１６に示すように、第１のレンズ５１の観察者Ｕ側の面５１ＸＡの中心部分の曲率半径Ｒは、略８８ｍｍ（観察者Ｕ側に凸）であり、面５１ＸＡの端部に向かうほど曲率半径Ｒがややきつく（小さく）なっていた。第１のレンズ５１の表示パネル１０側の面５１ＸＢの中心部分の曲率半径Ｒは、略４４０ｍｍ（表示パネル１０側に凸）であり、面５１ＸＢの中心から略７ｍｍ外側に変曲点を有し、面５１ＸＢの端部で曲率半径Ｒが急激にきつく（小さく）なっていた。
【0122】
第２のレンズ５２の表示パネル１０側の面５２ＸＡは、第１のレンズ５１の観察者Ｕ側の面５１ＸＡと比較して、面５２ＸＡの中心より１５ｍｍ離れた付近から端部にかけて曲率半径Ｒが僅かにきつい（小さい）が、面５１ＸＡとほぼ同じ形状であった。第２のレンズ５２の観察者Ｕ側の面５２ＸＢは、第１のレンズ５１の表示パネル１０側の面５１ＸＢと比較して、面５２ＸＢの中心より１２ｍｍ離れた付近から端部にかけて曲率半径Ｒが更にきつく（小さく）なっていた。
【0123】
第１のレンズ５１の中心付近の厚みＷ１は、略５．６ｍｍであった。第１のレンズ５１（より具体的には、面５１ＸＢ）とハーフミラー６０との距離Ｗ２は、略５．０ｍｍであった。第２のレンズ５２（より具体的には、第２のレンズ５２の表示パネル１０側の面５２ＸＡ）と表示パネル１０との距離Ｗ３は、略５．０ｍｍであった。第１のレンズ５１（より具体的には、面５１ＸＡ）から表示パネルまでの幅Ｗ４は、略２６ｍｍであった。本実施例では、幅Ｗ４を、比較例の幅ＷＲ４よりも小さくすることができた。本実施例では、第２のレンズ５２の中心から１２ｍｍ以上外側の範囲において、第２のレンズ５２の形状を第１のレンズ５１と非対称とすることにより、表示装置１００の薄型化を図ることができた。
【0124】
【符号の説明】
【0125】
１ＬＢ、１ＬＧ、１ＬＰ、１ＬＲ、１ＬＷ、１ＬＹ：光
１０：表示パネル
１０Ｐ：液晶パネル
１１、１２：基板
１３：液晶層
２０、７０：直線偏光板
３１、３２：偏光選択反射板
４１、４２、４３：位相差板
５１、５１Ｒ、５２、５２Ｒ、５３：レンズ
５１Ａ、５２Ａ：フレネルレンズ
５１ＡＳ、５２ＡＳ：段差部
５１ＲＡ、５１ＲＢ、５１ＸＡ、５１ＸＢ、５２ＸＡ、５２ＸＢ：面
６０：ハーフミラー
８０：バックライト
Ｒ１、Ｒ２：経路
１００、１００Ｒ：表示装置
２００：ヘッドマウントディスプレイ
２１０：装着部
２２０：フェイスクッション
Ｕ：観察者
Ｗ１、ＷＲ１：厚み
Ｗ２、Ｗ３、ＷＲ２、ＷＲ３：距離
Ｗ４、ＷＲ４：幅
１０：表示パネル
１０Ｐ：液晶パネル
１１、１２：基板
１３：液晶層
２０、７０：直線偏光板
３１、３２：偏光選択反射板
４１、４２、４３：位相差板
５１、５１Ｒ、５２、５２Ｒ、５３：レンズ
５１Ａ、５２Ａ：フレネルレンズ
５１ＡＳ、５２ＡＳ：段差部
５１ＲＡ、５１ＲＢ、５１ＸＡ、５１ＸＢ、５２ＸＡ、５２ＸＢ：面
６０：ハーフミラー
８０：バックライト
Ｒ１、Ｒ２：経路
１００、１００Ｒ：表示装置
２００：ヘッドマウントディスプレイ
２１０：装着部
２２０：フェイスクッション
Ｕ：観察者
Ｗ１、ＷＲ１：厚み
Ｗ２、Ｗ３、ＷＲ２、ＷＲ３：距離
Ｗ４、ＷＲ４：幅
【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】