專利名稱：光學元件、顯示裝置、顯示方法和移動體的制作方法
技術領域：
本發(fā)明的實施方式涉及光學元件、顯示裝置、顯示方法和移動體。
背景技術：
已知有一種平視顯示器(HUD =Head-Up Display)技術，其在車輛或飛機等移動體的擋風玻璃(Wind Shield)上顯示各種影像信息，使駕駛人員能夠觀看外界背景的圖像和影像信息。例如，日本公開專利公報的特開平11-271665號公報(以下稱之為專利文獻1) 中公開了一種與使用了液晶顯示器的平視顯示器有關的技術。對于這種HUD來說，既要求實現(xiàn)裝置的小型化，又要求提高易視性。

發(fā)明內容
本發(fā)明提供一種能夠提高平視顯示器的易視性、實現(xiàn)裝置的小型化的光學元件、 顯示裝置、顯示方法和移動體。本發(fā)明的一個實施方式提供一種光學元件，其特征在于，具備第一光學板，該光學板所具有設置了第一菲涅爾透鏡的第一主面，所述第一主面上的所述第一菲涅爾透鏡的光軸配置在與所述第一主面的外形的中心不同的位置。本發(fā)明的另一個實施方式提供的光學元件的特征在于，具備第一光學板，該第一光學板具有設置了第一菲涅爾透鏡的第一主面，該第一菲涅爾透鏡具有同心圓狀的多個凸條部，所述多個凸條部之中彼此相鄰的凸條部沿從所述同心圓的中心朝向外側的放射方向的各自的寬度互不相同，所述多個凸條部的各凸條部沿所述放射方向的各個寬度為預定長度以下。本發(fā)明的另一個實施方式提供的光學元件的特征在于，具備第一光學板，該第一光學板具有設置了第一菲涅爾透鏡的第一主面，該第一菲涅爾透鏡具有同心圓狀的多個凸條部，所述多個凸條部之中相鄰的2個凸條部沿從所述同心圓的中心朝向外側的放射方向的寬度彼此相同，所述相鄰的2個所述凸條部沿所述放射方向的寬度總和為預定長度以下。本發(fā)明的另一個實施方式提供一種顯示裝置，其特征在于，具備影像投影部，該影像投影部使權利要求1至4中任意一項所述的光學元件反射包含影像的光束，從而向觀看者進行投影。本發(fā)明的另一個實施方式提供一種顯示方法，對于包含設置有第一菲涅爾透鏡的第一主面和處于所述第一主面相反側的第二主面的第一光學板，使包含影像的光束從所述第二主面一側入射該第一光學板，將所述光束被所述第二主面反射后所產生的第二主面反射光束的方向相對于所述光束被所述第一主面反射后所產生的第一主面反射光束的方向改變5度以上，將所述第一主面反射光束朝向觀看者進行投影。本發(fā)明的另一個實施方式提供一種移動體，其特征在于，具備上述記載的某一個光學元件；和用于支承所述光學元件的透明板。
發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，可以提供一種能夠提高平視顯示器的易視性、實現(xiàn)裝置的小型化的光學元件、顯示裝置、顯示方法和移動體。


圖1是示例表示第一實施方式的光學元件的結構的示意圖。圖2是示例表示使用了第一實施方式的光學元件的顯示裝置的使用狀態(tài)的示意圖。圖3是示例表示第一實施方式的光學元件的動作的示意圖。圖4是示例表示比較例的光學元件的動作的示意圖。圖5是示例表示光學元件的特性的示意圖。圖6是示例表示第一實施方式的光學元件的動作的示意圖。圖7是示例表示第一實施方式的光學元件的結構的示意性剖視圖。圖8是示例表示第二實施方式的光學元件的結構的示意性剖視圖。圖9是示例表示光學元件的特性的圖表。圖10是示例表示光學元件的特性的圖表。圖11是示例表示第二實施方式的另一個光學元件的結構的示意性剖視圖。圖12是示例表示第三實施方式的顯示裝置的結構的示意圖。圖13是示例表示第五實施方式的移動體的一部分結構的示意性剖視圖。附圖標記說明
10..… 第一光學板
10a—·…第一主面
10b — ·…第二主面
IOf"..…第一菲涅爾透鏡
11..… 凸部
12、12a 129......凸條畝
130"..…中心
130a..…·光軸
13s ….…外形中心
15..… 透射反射光學層
16a—·…第一高折射率層
16b — ·…第二高折射率層
18a—·…第一透光層
18b — ·…第二透光層
20..… 第二光學板
20a..·.…第三主面
20b — ·…第四主面
20f—·…第二菲涅爾透鏡
21..… 凹部
22,22a 22d......凹條部230......中心230a......光軸θ outU θ out2......第一和第二反射角100......觀看者101……眼睛IOlp......位置105......頭部110……影像光形成部111......光源112......光束114……投影區(qū)域114a……投影位置114c......觀看區(qū)域115……影像投影部116……楔形光導管117……影像形成部120……光束投影部123……光源側透鏡124......光圈125……出射側透鏡126……出射側反射鏡126a......驅動部130……影像數(shù)據(jù)生成部180......顯示內容181......像181p……成像位置250......控制部251……控制信號部310,330......顯示裝置510、511、512、513、514、515、519、520、520a、520b、520c、529、530......光學元件710……擋風玻璃部710a、710al、710a2......擋風玻璃711……反射部715a,715b......第一和第2透明板715c……透明樹脂層720......儀表盤730......車輛(移動體)Ir……光強度
Lil、Li2......光Linl、Lin2……第一和第二入射光Loutl、Lout2......第一和第二反射光Lral、Lra2、Lrbl、Lrb2......反射光LtU Lt2……透射光Xv……位置wl、w2、w3……第一、第二、第三寬度xol、xo2、xsl、xs2、yol、yo2、ysl> ys2......距離
具體實施例方式下面，參照附圖詳細說明本發(fā)明的實施方式。其中，附圖是示意性或概念性的，各部分的厚度和寬度的關系、各部分之間的大小比例等并不一定與實際狀況相同。另外，即使在表示相同部分的情況下，其尺寸或比例在不同的附圖中有時候也會有所不同。此外，在本申請的說明書和各附圖中，對于已經出現(xiàn)的附圖中與前面所述內容相同的要素標注同樣的符號，并適當省略其詳細說明。(第一實施方式)本發(fā)明的第一實施方式是應用于HUD等顯示裝置中的光學元件。該顯示裝置可以裝配在車輛或船舶、飛機等移動體上而作為HUD。不過，本發(fā)明的實施方式并不限于此，該顯示裝置也適用于駕駛仿真器(driving sumulator)或飛行仿真器(flight simulator)等仿真裝置以及游戲機等娛樂用途。下面以將本實施方式的光學元件應用于車輛用HUD的顯示裝置時的情形為例進行說明。圖1是示例表示本發(fā)明的第一實施方式的光學元件的結構的示意圖。即，圖1 (a)是俯視圖，圖1 (b)是沿圖1 (a)的A1-A2線的剖視圖。圖2是示例表示使用了本發(fā)明的第一實施方式的光學元件的顯示裝置的使用狀態(tài)的示意圖。首先，根據(jù)圖2說明本實施方式的顯示裝置310的概要結構。如圖2所示，本實施方式的顯示裝置310裝配在車輛730(移動體)上。顯示裝置 310具備影像投影部115。顯示裝置310還可以具備影像數(shù)據(jù)生成部130。影像數(shù)據(jù)生成部130生成影像數(shù)據(jù)。影像投影部115使車輛730的擋風玻璃部710反射光束112，光束112包含以影像數(shù)據(jù)生成部130所生成的影像數(shù)據(jù)為基礎的影像，由此向搭乘車輛730的觀看者進行投影。擋風玻璃部710包含車輛730的擋風玻璃710a。擋風玻璃部710包含例如車輛 730的擋風玻璃710a上所設置的反射部711。反射部711使用的是本實施方式的光學元件510。光學元件510粘貼在例如擋風玻璃710a的駕駛室內一側。另外，如后文所述，光學元件510也可以內置于擋風玻璃710a。 光學元件510還可以在擋風玻璃710a的駕駛室內一側與擋風玻璃710a相離而設置在靠近擋風玻璃710a的位置。在光學元件510與擋風玻璃710a相離設置的情況下，擋風玻璃部 710中也包含用于支承光學元件510的部件。這樣，車輛730 (移動體)就具備本發(fā)明的實施方式的光學元件510和用于支承光學元件510的透明板(擋風玻璃710a/擋風玻璃部710)。光束112中包含的影像例如含有與裝配了顯示裝置310的車輛730的運行信息相關的、表示前進方向的“箭頭”或速度等。如圖2所示例的那樣，顯示裝置310的影像投影部115可以設置在例如車輛730 之中，即，例如在作為駕駛員的觀看者100看起來的車輛730的儀表盤720的內部。影像投影部115射出的光束112經擋風玻璃部710反射后，入射到觀看者100的頭部105。具體而言，光束112到達觀看者100的眼睛101。觀看者100經由擋風玻璃部710 察覺到在成像位置181p的位置上所形成的影像中包含的顯示內容180的像181 (虛像)。 按照這種方式，顯示裝置310可以被用作HUD。這樣，顯示裝置310具備影像投影部115，該影像投影部115使本發(fā)明的實施方式的光學元件510反射包含影像的光束，向觀看者100進行投影。另外，顯示裝置還可以含有光學元件510。如圖1 (a)和圖1 (b)所示，本實施方式的光學元件510具備第一光學板10，該第一光學板10所具有的第一主面IOa上設置有第一菲涅爾透鏡IOf。第一主面IOa上的第一菲涅爾透鏡IOf的光軸13oa配置在與第一主面IOa的外形的中心(外形中心13s)不同的位置。在本具體實例中，第一菲涅爾透鏡IOf是菲涅爾凸透鏡。不過，第一菲涅爾透鏡 IOf也可以是菲涅爾凹透鏡。下面說明第一菲涅爾透鏡IOf是菲涅爾凸透鏡的情形。第一光學板10可以使用例如PMMA (Poly Methyl Methacrylate)等丙烯酸類的樹脂或玻璃等對可見光具有透射性(透過性)的材料。不過，第一光學板10所使用的材料也可以采用對可見光具有透射性的任意材料。第一主面IOa上設置有具有凸曲面的凸部11 ；和在凸部11的周圍呈同心圓狀設置的具有曲面的多個凸條部12 (例如從同心圓的中心13ο向外側設置的凸條部12a、凸條部 12b、凸條部12c和凸條部12d等)。由此形成了第一菲涅爾透鏡IOf。在各個凸條部12中，靠近中心13ο—側的部分的厚度大于遠離中心13ο —側的部分的厚度。此外，在本具體實例中，處于第一主面IOa相反側的第二主面IOb實質上是平面。這里，以垂直于第一主面IOa的方向為Z軸方向。以垂直于Z軸方向的1個方向為X軸方向。以垂直于Z軸方向和X軸方向的方向為Y軸方向。第一主面IOa的外形(即從垂直于第一主面IOa的方向觀察時所見的光學元件 510的外形)是例如矩形。此外，本實施方式并不限于此，第一主面IOa的外形也可以是圓角矩形或橢圓形、圓形。這里，第一主面IOa的外形中心13s是例如外形沿X軸方向的中點，同時也是外形沿Y軸方向的中點。在本具體實例中，從第一主面IOa的外形沿X軸方向的一端到外形中心13s的在X軸方向上的距離xsl等于從第一主面IOa的外形沿X軸方向的另一端到外形中心13s的在X軸方向上的距離xs2。另外，從第一主面IOa的外形沿Y軸方向的一端到外形中心13s的在Y軸方向上的距離ysl等于從第一主面IOa的外形沿Y軸方向的另一端到外形中心13s的在Y軸方向上的距離ys2。另一方面，第一主面IOa上的第一菲涅爾透鏡IOf的光軸13oa是凸部11的中心，另外也是多個凸條部12的同心圓的中心13ο。第一菲涅爾透鏡IOf的光軸13oa配置在與外形中心13s不同的位置。即，在本具體實例中，從第一主面IOa的外形沿X軸方向的一端到光軸13oa的在X軸方向上的距離xol不等于從第一主面IOa的外形沿X軸方向的另一端到光軸13oa的在X軸方向上的距離xo2。S卩，光軸13oa配置在沿X軸方向與外形中心 13s不同的位置。此外，在本具體實例中，從第一主面IOa的外形沿Y軸方向的一端到光軸13oa的在Y軸方向上的距離yol等于從第一主面IOa的外形沿Y軸方向的另一端到光軸13oa的在Y軸方向上的距離yo2，但距離yol和距離yo2還可以彼此不同。S卩，光軸13oa不僅可以配置在沿X軸方向與外形中心13s不同的位置，還可以配置在沿Y軸方向與外形中心13s 不同的位置。光學元件510的第一主面IOa對于可見光具有反射性和透射性。將光學元件510 粘貼到例如車輛730的擋風玻璃710a的內側，使第一主面IOa —側與擋風玻璃710a相對， 這樣就能夠應用為HUD。S卩，光學元件510能夠將顯示裝置310的影像投影部115射出的光束112向觀看者100反射并且使車輛730外界的背景光透射過去，提供給觀看者100。這時，本實施方式的光學元件510使光軸13oa偏離外形中心13s，就能夠提高HUD 的易視性。圖3是示例表示本發(fā)明的第一實施方式的光學元件的動作的示意圖。即，這些圖是示例表示光學元件510的兩種使用狀態(tài)的示意圖。即，圖3(a)示例表示出將光學元件510的光軸13oa配置于比外形中心13s更靠上的一側、并將光學元件510 粘貼在擋風玻璃710a上的情況下的狀態(tài)。圖3 (b)示例表示出將光學元件510的光軸13oa 配置于比外形中心13s更靠下的一側、并將光學元件510粘貼在擋風玻璃710a上的情況下的狀態(tài)。如圖3(a)所示，來自影像投影部115(未圖示)的光Lil射入光學元件510。光 Li 1中的一部分光射入光學元件510內，經第一主面IOa反射后，其反射光Lral射向觀看者 100 (未圖示)。另一方面，光Lil中的另一部分光經光學元件510的第二主面IOb反射后， 其反射光Lrbl沿著與反射光Lral不同的角度前進。即，經第一主面IOa反射形成的反射光Lral的出射角與經第二主面IOb反射形成的反射光Lrbl的出射角互不相同。同樣地， 射入光學元件510的光Li2之中經第一主面IOa反射形成的反射光Lra2的出射角與經第二主面IOb反射形成的反射光LA2的出射角互不相同。由此，經第一主面IOa反射形成的反射光Lral和反射光Lra2就被投影到觀看者 100。此外，經第二主面IOb反射形成的反射光Lrbl和反射光LA2不會被投影到觀看者 100。由此，從影像投影部115射出的光束112中包含的影像不會形成重影。另外，如圖3(b)所示，在將光軸13oa配置在比外形中心13s更靠下的一側的情況下，射入光學元件510的光Lil之中經第一主面IOa反射形成的反射光Lral的出射角與經第二主面IOb反射形成的反射光Lrbl的出射角也互不相同。同樣地，射入光學元件510的光Li2之中經第一主面IOa反射形成的反射光Lra2的出射角與經第二主面IOb反射形成的反射光LA2的出射角互不相同。在這種情況下，經第一主面IOa反射形成的反射光Lral和反射光Lra2也被投影到觀看者100，經第二主面IOb反射形成的反射光Lrbl和反射光LA2不會被投影到觀看者100，光束112中包含的影像不會形成重影。此外，如圖3 (a)和圖3(b)所示，透射光Ltl和透射光Lt2穿過第一主面10a，到達觀看者100。由此，觀看者就能夠同時觀看影像投影部115形成的影像和穿過光學元件510 的透射光中包含的例如外界背景。(比較例)圖4是示例表示比較例的光學元件的動作的示意圖。如圖4所示，在比較例的光學元件519中，第一主面IOa上的第一菲涅爾透鏡IOf 的光軸13oa的位置與第一主面IOa的外形中心13s的位置一致。在這種情況下，射入光學元件519的光Lil之中經第一主面IOa反射形成反射光 Lral的出射角與經第二主面IOb反射形成的反射光Lrbl的出射角之差變小，例如成為大致相同角度。同樣地，射入光學元件510的光Li2之中經第一主面IOa反射形成的反射光 Lra2的出射角與經第二主面IOb反射形成的反射光LA2的出射角也變得彼此相等。由此，除了經第一主面IOa反射形成的反射光Lral和反射光Lra2之外，經第二主面IOb反射形成的反射光Lrbl和反射光LA2也被投影到觀看者100。由此，從影像投影部 115射出的光束112中包含的影像形成重影。圖5是示例表示光學元件的特性的示意圖。S卩，圖5(a)示例表示出本實施方式的光學元件510的特性，圖5 (b)示例表示出比較例的光學元件519的特性。圖5(a)與圖3(a)或圖3(b)中示例表示的使用狀態(tài)時的特性相對應。此外，圖5(a)和圖5(b)示例表示出觀看者100透過光學元件510或光學元件 519觀看影像投影部115中包含的影像的顯示內容180時所察覺到的像。如圖5(a)所示，在使用了本實施方式的光學元件510的情況下，顯示內容180不會形成重影，顯示內容180被明確地察覺到。另一方面，如圖5(b)所示，在使用了比較例的光學元件519的情況下，顯示內容 180形成重影，產生不明確的察覺。這樣，本實施方式的光學元件510將第一菲涅爾透鏡IOf的光軸13oa配置在與第一主面IOa的外形中心13s不同的位置，從而使經第一主面IOa反射形成的反射光的反射角與經第二主面IOb反射形成的反射光的出射角互不相同，由此能夠抑制呈現(xiàn)給觀看者 100的影像形成重影。這樣，根據(jù)本實施方式，能夠提高HUD的易視性。此外，具有第一菲涅爾透鏡IOf的第一主面IOa具備透射性和反射性，從而使第一主面IOa發(fā)揮對反射像進行放大的凹面鏡功能。由此，能夠省略具有用于對影像投影部115 中包含的像進行放大的功能的光學部件，或者能夠減少該光學部件的結構(仕様)。由此能夠實現(xiàn)影像投影部115的小型化。此外，通過使用菲涅爾透鏡而不是通常的透鏡作為光學元件510，從而能夠減小光學元件510的厚度。這樣，利用光學元件510能夠提供抑制提高了 HUD的易視性、實現(xiàn)了顯示裝置310 的小型化的光學元件。另外，對于顯示裝置310而言，既可以提高易視性，又可以實現(xiàn)小型化。這里，針對本實施方式的光學元件510中的第一菲涅爾透鏡IOf的光軸13oa和外形中心13s的距離實例進行說明。圖6是示例表示本發(fā)明的第一實施方式的光學元件的動作的示意圖。
10
其中，在圖中將第一光學板10描繪成單純的平凸透鏡。如圖6所示，射入第一光學板10的第二主面IOb的第一入射光Linl穿過第一光學板10，經第一主面IOa反射后，作為具有第一反射角θ OUtl的第一反射光Loutl而射出。 另一方面，射入第一光學板10的第二主面IOb的第二入射光Lin2經第二主面IOb反射后， 成為具有第二反射角θ out2的第二反射光Lout2。這里，假定第一光學板10的折射率為1. 492(例如PMMA的折射率的值)，第一光學板10的外界的折射率為1. 0(空氣的折射率的值)。此外，假定第一光學板10的光軸13oa 與水平軸的夾角為45度。另外，假定第一光學板10的第一菲涅爾透鏡IOf的曲率半徑為 750mm(毫米)。此外，假定觀看者100的眼睛101的位置IOlp與第一光學板10的中心之間的距離h為800mm。此外，假定觀看者100的位置處的觀看區(qū)域IHc的寬度為60mm。在此條件下，實際上不會產生重影的條件就是經第一光學板10的第一主面IOa反射形成的第一反射光Loutl和經第二主面IOb反射形成的第二反射光Lout2不會同時入射到觀看區(qū)域114c的條件。即，在本具體實例中，當?shù)谝环瓷涔釲outl的第一反射角θ outl 與第二反射光Lout2的第二反射角θ out2的差值在5度以上的情況下，實際上不會產生重影。這樣，就本實施方式的光學元件510而言，射入第二主面IOb后經第一主面IOa反射形成的反射光的第一反射角θ outl與經第二主面IOb反射形成的反射光的第二反射光 Lout2的第二反射角θ out2的差值優(yōu)選是在5度以上。此外，使第一反射角θ outl與第二反射角θ out2的差值達到5度以上的條件就是使光軸13oa與外形中心13s的距離在15mm以上的條件。這樣，對于本實施方式的光學元件510而言，第一主面IOa上的第一菲涅爾透鏡 IOf的光軸13oa的位置與第一主面IOa的外形中心13s的位置之間的距離優(yōu)選是在15mm 以上。另外，光學元件510的第一光學板10上所設置的第一菲涅爾透鏡IOf的各個凸條部12優(yōu)選是實質上不會被觀看者100察覺到。例如，當觀看者100的視力為1. 0的情況下， 配置在距離觀看者100為Im的位置、彼此相距0. 3mm的兩個點能夠被識別到。在這種情況下，第一菲涅爾透鏡IOf的凸條部12的寬度優(yōu)選是在0. 3mm以下。另外，例如當觀看者100 的視力為0. 7的情況下，配置在距離觀看者100為Im的位置、彼此相距0. 43mm的兩個點能夠被識別到。在這種情況下，第一菲涅爾透鏡IOf的凸條部12的寬度優(yōu)選是在0. 43mm以下。在將光學元件510用作車輛730的HUD時，如果假定觀看者100的視力為0. 7以上，則凸條部12的寬度優(yōu)選是在0. 43mm以下。S卩，第一菲涅爾透鏡IOf具有多個以光軸13oa為中心的同心圓狀凸條部12，在從光軸13oa朝向同心圓的外側的放射方向上多個凸條部12各自的寬度可以設定在0. 43mm 以下。由此，凸條部12實質上就不會被察覺到，HUD的易視性進一步提高。此外，如果凸條部12產生了衍射，就會看到衍射形成的干涉條紋(,鎬模様)，難以看清圖像。因此，凸條部12的寬度設定在不會產生衍射的范圍內。即，第一菲涅爾透鏡IOf 具有多個以光軸13oa為中心的同心圓狀凸條部12，在從光軸13oa朝向同心圓的外側的放射方向上多個凸條部12各自的寬度優(yōu)選是設定在0. Olmm以上。
如已經說明的那樣，光學元件510的第一主面IOa對于可見光具有反射性和透射性。這時，如果假定吸收率為0，則第一主面IOa對于可見光的透射率能夠達到70%以上。 在這種情況下，第一主面IOa對于可見光的反射率不足30%。如果第一主面IOa對可見光的透射率過低，穿過光學元件510的外界的背景像就變得難以看清，而如果透射率過高，則經光學元件510反射的影像投影部115形成的影像就
變得難以看清。這樣，光學元件510的第一主面IOa具有反射性和透射性。例如，菲涅爾透鏡有時候被用于使透射光折射從而放大或縮小成像，但在這種情況下，該菲涅爾透鏡具有透射性但實質上不具有反射性。另外，菲涅爾透鏡有時候被用作對反射成像進行放大或縮小的透鏡，但在這種情況下，該菲涅爾透鏡具有反射性但實質上不具有透射性。與此不同的是，本實施方式的光學元件510被用作例如HUD中的對光束112進行反射的反射部711，因此要求其在高效地反射光束112的同時使外界的背景像的光線透射過去。因而，光學元件510對于可見光具有反射性和透射性。通過使這種具有反射性和透射性的第一菲涅爾透鏡的光軸13oa的位置偏離外形中心13s的位置，就能夠抑制光束 112中包含的影像形成重影，提高HUD的易視性。下面說明為第一主面IOa賦予反射性和透射性的結構實例。圖7是示例表示本發(fā)明的第一實施方式的光學元件的結構的示意性剖視圖。S卩，這些圖相當于沿圖1(a)的A1-A2線的剖面的示意性剖視圖。如圖7 (a)所示，本實施方式的光學元件511除了第一光學板10之外，還具備設置在第一光學板10的第一主面IOa上、對可見光具有反射性和透射性的透射反射光學層15。 除此之外，其與光學元件510相同，因此省略說明。在透射反射光學層15中可以使用例如鋁等金屬類的薄膜、金屬氧化物等的薄膜或有機物薄膜等。當透射反射光學層15中使用金屬的情況下，透射反射光學層15的厚度控制在使透射反射光學層15能夠具備反射性和透射性的厚度。透射反射光學層15既可以是單層膜，也可以是層疊多層膜。透射反射光學層15中可以使用防反射層所使用的AR涂層(Anti-Reflection coat/Anti-Reflection treatment coat layer)?？梢允褂秒娊橘|多層膜作為AR涂層。在使用了電介質多層膜的情況下，能夠通過入射角來控制反射率，能夠使期望入射角條件下的反射率上升，能夠提高效率。透射反射光學層15的形成方法可以采用蒸鍍或濺射法、CVD(Chemical Vapor Deposition)法等干式成膜法或涂敷法等濕式成膜法等任意方法。透射反射光學層15對可見光的透射率可以達到70%以上。如圖7(b)所示，本實施方式的光學元件512除了具備第一光學板10和透射反射光學層15之外，還具備第一透光層18a。第一透光層18a設置在第一光學板10的第一主面 IOa —側，對可見光具有透光性。在本具體實例中，第一透光層18a設置在透射反射光學層 15的與第一光學板10—側相反的一側。除此之外，其與光學元件511相同，因此省略說明。第一透光層18a中可以使用例如丙烯酸類的透明樹脂。第一透光層18a發(fā)揮例如粘著層功能。利用第一透光層18a將光學元件512粘貼到例如擋風玻璃710a上。這時，第一透光層18a的折射率可以做成與擋風玻璃710a的折射率實質上相同，由此能夠抑制第一透光層18a和擋風玻璃710a的反射，獲得明亮的顯示效果。如圖7(c)所示，本實施方式的光學元件513還具備第一光學板10和設置在第一光學板10的第一主面IOa上并具有比第一光學板10更高的折射率的第一高折射率層16a。 除此之外，其與光學元件510相同，因此省略說明。第一高折射率層16a具有比第一光學板10更高的折射率，因此，第一主面IOa能夠具有反射性和透射性。第一高折射率層16a中可以使用例如具有比第一光學板10更高的折射率的樹脂層或金屬氧化物等化合物層。通過設置第一高折射率層16a，能夠將光學元件513的第一主面IOa對可見光的透射率提高到70%以上。如圖7(d)所示，本實施方式的光學元件514除了具備第一光學板10和第一高折射率層16a之外，還具備第二透光層18b。第二透光層18b設置在第一光學板10的第一主面IOa上，對可見光具有透光性。在本具體實例中，第二透光層18b設置在第一高折射率層 16a的與第一光學板10 —側相反的一側。除此之外，其與光學元件513相同，因此省略說明。第二透光層18b中可以使用例如PET等透明樹脂片。由此能夠例如保護第一高折射率層16a，能夠提高光學元件514的可靠性。此外，在第二透光層18b上與第一光學板10相反的一側還可以設置上述第一透光層18a。在這種情況下，第一透光層18a也發(fā)揮例如粘著層功能。此外，第一透光層18a和第二透光層18b的折射率能夠設定為實質上與擋風玻璃 710a的折射率相同，由此能夠抑制第一透光層18a和第二透光層18b以及擋風玻璃710a的反射，獲得明亮的顯示效果。另外，第一透光層18a的折射率可以設定為第二透光層18b的折射率和擋風玻璃710a的折射率之間的數(shù)值，由此能夠抑制第一透光層18a和第二透光層 18b以及擋風玻璃710a的反射，獲得明亮的顯示效果。如圖7(e)所示，本實施方式的光學元件515除了具備第一光學板10之外，還具備第二光學板20和第二高折射率層16b。除此之外，其與光學元件510相同，因此省略說明。第二光學板20上設置有第二菲涅爾透鏡20f，具有與第一主面IOa相對的第三主面20a。當?shù)谝环颇鶢柾哥RIOf是菲涅爾凸透鏡的情況下，第二菲涅爾透鏡20f是菲涅爾凹透鏡；當?shù)谝环颇鶢柾哥RIOf是菲涅爾凹透鏡的情況下，第二菲涅爾透鏡20f是菲涅爾凸透鏡。下面說明的是第一菲涅爾透鏡IOf是菲涅爾凸透鏡、第二菲涅爾透鏡20f是菲涅爾凹透鏡的情形。第二高折射率層16b設置在第一光學板10和第二光學板20之間。第二高折射率層16b具有比第一光學板10的折射率更高的折射率。此外，第二高折射率層16b的折射率可以設定為比第二光學板20的折射率更高。在這種情況下，在第一光學板10上，第一菲涅爾透鏡IOf的光軸13oa配置在與第一主面IOa的外形的中心(外形中心13s)不同的位置。此外，第二菲涅爾透鏡20f的光軸230a的位置實質上與第一菲涅爾透鏡IOf的光軸13oa的位置一致。S卩，例如，第二菲涅爾透鏡20f的第三主面20a的外形與第一菲涅爾透鏡IOf的外形相同。此外，對于第二菲涅爾透鏡20f而言，第三主面20a上的第二菲涅爾透鏡20f的光
13軸230a也配置在與第三主面20a的外形中心不同的位置。第二菲涅爾透鏡20f的第三主面20a上設置有具有凹曲面的凹部21 ；和在凹部 21的周圍呈同心圓狀設置的具有曲面的多個凹條部22 (例如從同心圓的中心23ο向外側設置的凹條部22a、凹條部22b、凹條部22c和凹條部22d等)。由此形成了第二菲涅爾透鏡 20f。在各個凹條部22中，靠近中心23ο —側的部分的厚度小于遠離中心23ο —側的部分的厚度。此外，在本具體實例中，處于第二主面20a相反側的第四主面20b實質上是平面。第一菲涅爾透鏡IOf的多個凸條部12的每一個與第二菲涅爾透鏡20f的多個凹條部22的每一個分別相對。例如，如已經說明的那樣，第一菲涅爾透鏡IOf具有多個以第一菲涅爾透鏡IOf的光軸13oa為中心的同心圓狀的凸條部12，第二菲涅爾透鏡20f具有多個以第二菲涅爾透鏡20f的光軸230a為中心的同心圓狀的凹條部22。此外，在從第一菲涅爾透鏡IOf的光軸 13oa朝向同心圓的外側的放射方向上位于某個距離(第一距離)處的凸條部12的寬度與從從第二菲涅爾透鏡20f的光軸230a朝向同心圓的外側的放射方向上位于上述第一距離處的凹條部22的寬度實質上相同。另外，凹條部22的曲率可以設定為與凸條部12的曲率實質上相等。在具有這種結構的光學元件515中，通過在第一光學板10的第一主面IOa上設置第二高折射率層16b，能夠使第一主面IOa具有反射性和透射性。此外，除了第一光學板10 之外再設置第二光學板20，就能夠使光線穿過凸條部12時的光路偏移通過第二光學板20 加以校正。由此能夠抑制外界的背景圖像的失真。此外，在這種情況下也能夠通過將第一光學板10的光軸13oa和第二光學板20的光軸230a配置于與第一主面IOa (即第三主面 20a)的外形中心13s不同位置而提高HUD的易視性。這樣，在本實施方式的光學元件中，互相改變通過光學元件的第一主面IOa和第二主面IOb生成的多個像的位置，抑制這些像的重合。例如，在圖7所示例表示的光學元件 514中使用了能夠發(fā)揮前后被平面所包夾的具有凹面鏡功能的菲涅爾鏡面。此外，使該菲涅爾鏡面的光軸偏離菲涅爾鏡面的外形中心，來避免使觀看者察覺到多個像。將這種光學元件用作HUD的反射部711，就可以提高HUD的易視性，同時實現(xiàn)顯示裝置的小型化。(第二實施方式)圖8是示例表示本發(fā)明的第二實施方式的光學元件的結構的示意性剖視圖。如圖8所示，本實施方式的光學元件520具備第一光學板10，該第一光學板10所具有的第一主面IOa上設置著具有多個同心圓狀凸條部12的第一菲涅爾透鏡IOf。光學元件520也粘貼在例如車輛730的擋風玻璃710a上，作為HUD的反射部711。此外，在這種情況下，第一主面IOa也對可見光具有反射性和透射性。如圖8所示，在光學元件520中，多個凸條部12之中彼此相鄰的凸條部12在從同心圓的中心13ο朝向外側的放射方向上各自的寬度互不相同。此外，多個凸條部12的各凸條部12在放射方向上的各自的寬度小于等于預定長度。在本具體實例中，多個凸條部12之中彼此相鄰的2個凸條部12的各個組合中， 2個凸條部12在從同心圓的中心朝向外側的放射方向上各自的寬度互不相同，多個凸條部 12的各凸條部12在放射方向上的各自的寬度小于等于預定長度。即，在所有相鄰凸條部的組合中，凸條部12的寬度互不相同。
例如，如圖8所示，在從同心圓的內側開始設置凸條部12a、凸條部12b、凸條部 12c、凸條部12d、凸條部12e、凸條部12f和凸條部12g等的情況下，凸條部12a的寬度為第一寬度wl，凸條部12b的寬度為第二寬度w2，凸條部12c的寬度為第三寬度w3，凸條部12d 的寬度為第一寬度wl，凸條部1 的寬度為第二寬度w2，凸條部12f的寬度為第三寬度w3， 凸條部12g的寬度為第一寬度wl。此外，第二寬度w2與第一寬度wl不同，第三寬度w3與第一寬度wl不同，與第二寬度w2也不同。按照這種方式，彼此相鄰的凸條部12的寬度互不相同。由此能夠抑制凸條部12 的衍射效應引起的干涉條紋。此外，凸條部12的寬度設定為預定長度以下。作為預定的寬度，可以基于觀看者 100的視力和觀看者100與光學元件520的距離，采用使觀看者100實質上無法識別到2個凸條部12的長度。由此，多個凸條部12都不會被看到，多個凸條部12所產生的干涉條紋不會被察覺到。具體而言，在將光學元件520應用于車輛HUD的情況下，如果觀看者100的視力為 0.7、觀看者100與光學元件520的距離為lm，則可以采用0. 43mm作為上述預定寬度。艮口， 凸條部12的寬度優(yōu)選是設定為0. 43mm以下。另外，如果觀看者100的視力為1. 0、觀看者100與光學元件520的距離為lm，則可以采用0. 3mm作為上述預定寬度。S卩，凸條部12的寬度可以設定在0. 3mm以下。一般來說，在凸條部12的寬度固定后的狀態(tài)下，如果減小凸條部12的寬度，衍射效應會導致干涉條紋容易被察覺到。另一方面，如果增大凸條部12的寬度，凸條部12本身就會被察覺到。在本實施方式的光學元件520中，將凸條部12的寬度設定為使凸條部12 本身不會被察覺到的寬度值，同時針對多個凸條部12使彼此相鄰的凸條部12的寬度互不相同，以此來抑制衍射效應。由此，既抑制了衍射效應導致的干涉條紋，又使凸條部12本身實質上不會被察覺到。由此能夠提高HUD的易視性。下面說明在改變凸條部12的寬度時光學元件特性的變化的模擬結果。圖9和圖10是示例表示光學元件的特性的圖表。S卩，圖9(a)示例表示出當凸條部12的寬度在0. ^mm士0. IOmm范圍內變化的情況下(例如第一寬度wl為0. ^mm、第二寬度w2為0. 28mm+0. 10mm、第三寬度w3為 0. 28mm-0. IOmm的情況下)光學元件520a的特性。圖9(b)示例表示出當凸條部12的寬度在OJSmm士0.05mm范圍內變化的情況下(例如第一寬度wl為0. 28mm,第二寬度w2為0. 28mm+0. 05mm、第三寬度w3為 0. 28mm-0. 05mm的情況下)光學元件520b的特性。圖10(a)示例表示出當凸條部12的寬度在0. ^mm 士 0. 02mm范圍內變化的情況下(例如第一寬度wl為0. ^mm、第二寬度w2為0.觀讓+0. 02mm、第三寬度w3為 0. 28mm-0. 02mm的情況下)光學元件520c的特性。圖10(b)示例表示出當凸條部12的寬度固定為0. 28mm的情況下作為比較例的光學元件529的特性。在這些圖中，橫軸表示位置Xv (例如沿X軸方向的相對位置)，縱軸表示相對光強度Ir。如圖10(b)所示，在凸條部12的寬度固定為0. 28mm的情況下作為比較例的光學元件5 中可以看到局部光強度Ir很高的光的峰值，各個光的峰值之間的間隔(沿位置Xv 的間隔)寬。即，在作為比較例的光學元件5 中，容易看到與光的峰值相對應的干涉條紋。如圖10(a)所示，在使凸條部12的寬度在0. ^mm士0. 02mm范圍內變化的本實施方式的光學元件520c中，各個光的峰值之間的間隔窄，可以看到很多細小的峰值。即，在光學元件520c中，不容易看到與光的峰值相對應的干涉條紋。進而，如圖9(b)所示，在使凸條部12的寬度在0. ^mm士0.05mm范圍內變化的本實施方式的光學元件520b中，各個光的峰值之間的間隔窄，可以看到很多細小的峰值。另外，如圖9(a)所示，在使凸條部12的寬度在0. ^mm士0. IOmm范圍內變化的本實施方式的光學元件520a中，各個光的峰值之間的間隔窄，可以看到很多細小的峰值。此外，在光學元件520b中比光學元件520c更難以看到干涉條紋，另外，在光學元件520a中比光學元件 520b更難以看到干涉條紋。這樣，通過加大凸條部12的寬度變化量，就能夠進一步減少衍射效應，能夠使干涉條紋更難以被察覺到。在本實施方式的光學元件中，多個凸條部中彼此相鄰的凸條部12的寬度之差可以設定在例如0. 05mm以上。由此，能夠進一步減少衍射效應，能夠使干涉條紋更難以被察覺到。不過，本發(fā)明的實施方式并不限于此，彼此相鄰的凸條部12只要寬度彼此不同從而能夠抑制衍射所導致的干涉條紋即可，多個凸條部12的寬度差可以是任意值。此外，上述說明的是所有相鄰凸條部中凸條部12的寬度互不相同的情形，但本實施方式并不限于此，也可以是多個凸條部12之中彼此相鄰的任意2個凸條部12的寬度互不相同。例如，對于設置在光學元件520周邊部位的凸條部12而言，即使產生了干涉條紋也不太引人注意，因此在實踐中有時候并不成為問題。在這種情況下，對于在實用中容易引人注意的光學元件520的中央部位，可以設定為彼此相鄰的任意2個凸條部12的寬度互不相同。圖11是示例表示本發(fā)明的第二實施方式的另一個光學元件的結構的示意性剖視圖。如圖11所示，本實施方式的光學元件530也具備第一光學板10，該第一光學板10 所具有的第一主面IOa上設置著具有多個同心圓狀凸條部12的第一菲涅爾透鏡IOf。此外，多個凸條部12之中相鄰的2個凸條部12在從同心圓的中心朝向外側的放射方向上的寬度彼此相同，相鄰的2個凸條部12在放射方向上的寬度總和小于等于預定長度。例如，如圖11所示，凸條部12a的寬度為第一寬度wl，凸條部12b的寬度為第二寬度w2，凸條部12c的寬度為第一寬度wl，凸條部12d的寬度為第一寬度wl，凸條部1 的寬度為第二寬度《2，凸條部12f的寬度為第三寬度w3，凸條部12g的寬度為第一寬度wl。此外，第二寬度w2與第一寬度wl不同，第三寬度w3與第一寬度wl不同，與第二寬度w2也不同。在本具體實例中，彼此相鄰的凸條部12c和凸條部12d具有相同的第一寬度wl。 此外，這時，相鄰的2個凸條部12沿放射方向的寬度總和即第一寬度wl的2倍大小的數(shù)值被設定為小于等于預定長度。在這種情況下，作為預定的寬度，可以基于觀看者100的視力和觀看者100與光學元件520的距離，采用使觀看者100實質上無法識別到2個凸條部12的長度。由此，多個凸條部12都不會被看到，多個凸條部12所產生的干涉條紋不會被察覺到。具體而言，上述預定寬度可以采用0. 43mm。這樣，就多個凸條部12而言，即使在彼此相鄰的凸條部12的寬度彼此相同的情況下，將這2個相鄰凸條部12的寬度總和設定在預定長度(例如0. 43mm)以下，就能夠抑制衍射效應。由此，既抑制了衍射效應導致的干涉條紋，又使凸條部12本身實質上不會被察覺到。由此能夠提高HUD的易視性。此外，在本具體實例中，在多個凸條部12之中的1個凸條部12的兩側相鄰的2個凸條部12中的一個沿從同心圓的中心朝向外側的放射方向的寬度不同于上述1個凸條部的寬度，上述2個凸條部中的另一個沿放射方向的寬度實質上與上述1個凸條部的寬度相同。即，3個連續(xù)排列的凸條部12的寬度并不都相同。不過，如果3個連續(xù)排列的凸條部12的寬度彼此相同的情況下，將這3個連續(xù)排列的凸條部12的寬度總和設定在預定長度(例如0.43mm)以下，就能夠抑制衍射效應，提高HUD的易視性。按照這種方式，在本實施方式的光學元件中，將菲涅爾透鏡的槽間隔(即凸條部 12的寬度)設定為多周期間隔或隨機周期間隔的槽，而不是等間隔槽或等高度槽。由此破壞了周期性，從而能夠抑制菲涅爾透鏡產生的衍射。作為多周期間隔的實例，可以按照例如上述方式采用3周期間隔的菲涅爾透鏡。 在3周期間隔的菲涅爾透鏡中，使凸條部12的寬度按照第一寬度wl —第二寬度第三寬度《3的方式變化，還可以按照這一順序重復變化。另外，凸條部12的寬度順序是任意的，也可以是第三寬度《3 —第二寬度w2 —第一寬度wl。另外，也可以將凸條部12的寬度設定為第一寬度《1、第二寬度《2和第三寬度w3之中的任意寬度。另外，也可以采用例如使凸條部12的寬度隨機變化的方式。下面針對本實施方式的光學元件進一步說明光學元件520。其中，以下說明也適用于上述光學元件520a 520c和光學元件530。光學元件520還可以具備設置在第一光學板10的第一主面IOa上、對可見光具有反射性和透射性的透射反射光學層15。此外，透射反射光學層15對可見光的透射率可以達到70%以上。由此，光學元件520在應用為HUD時，能夠將影像投影部115所呈現(xiàn)的影像和外界的背景影像雙方以良好的狀態(tài)供人觀看。另外，光學元件520還能夠具備設置在第一光學板10的第一主面IOa —側、對可見光具有透光性的第一透光層18a。例如，發(fā)揮粘著層功能的第一透光層18a可以設置在透射反射光學層15的與第一光學板10 —側相反的一側。另外，光學元件520還能夠具備設置在第一光學板10的第一主面IOa上、具有比第一光學板10更高的折射率的第一高折射率層16a。由此能夠使第一主面IOa具有反射性和透射性。另外，光學元件520除了第一光學板10和第一高折射率層16a之外，還能夠具備設置在第一光學板10的第一主面IOa上、對可見光具有透光性的第二透光層18b (例如光學薄膜)。利用第二透光層18b能夠例如保護第一高折射率層16a，能夠提高光學元件514 的可靠性。另外，光學元件520還能夠具備設置有第二菲涅爾透鏡20f、具有與第一主面IOa相對的第三主面20a的第二光學板20，以及設置在第一光學板10和第二光學板20之間、具有比第一光學板10的折射率更高的折射率的第二高折射率層16b。第一菲涅爾透鏡IOf的多個凸條部12的每一個與第二菲涅爾透鏡20f的多個凹條部22的每一個分別相對。例如，如已經說明的那樣，第一菲涅爾透鏡IOf具有多個以第一菲涅爾透鏡IOf的光軸13oa為中心的同心圓狀的凸條部12，第二菲涅爾透鏡20f具有多個以第二菲涅爾透鏡20f的光軸230a為中心的同心圓狀的凹條部22。此外，在從第一菲涅爾透鏡IOf的光軸 13oa朝向同心圓的外側的放射方向上位于某個距離(第一距離)處的凸條部12的寬度與從從第二菲涅爾透鏡20f的光軸230a朝向同心圓的外側的放射方向上位于上述第一距離處的凹條部22的寬度實質上相同。另外，凹條部22的曲率可以設定為與凸條部12的曲率實質上相等。由此，光線穿過凸條部12時的光路偏移能夠通過第二光學板20得到校正，外界背景圖像的失真受到抑制，能夠進一步提高HUD的易視性。另外，在光學元件520中，也可以將第一主面IOa上的第一菲涅爾透鏡IOf的光軸 13oa配置在與第一主面IOa的外形的中心(外形中心13s)不同的位置。由此能夠進一步享受到第一實施方式的效果。(第三實施方式)下面說明本發(fā)明的第三實施方式的顯示裝置的實例。圖12是示例表示本發(fā)明的第三實施方式的顯示裝置的結構的示意圖。如圖12所示，顯示裝置330具備影像投影部115，該影像投影部115使本發(fā)明的實施方式的光學元件510反射包含影像的光束，向觀看者100進行投影。此外，顯示裝置330 還可以包含光學元件510。如圖12所示，顯示裝置330還具備影像數(shù)據(jù)生成部130，但影像數(shù)據(jù)生成部130在某些情況下也可以省略。另外，影像數(shù)據(jù)生成部130并不一定要與影像投影部115設置為一體，例如可以不設置在儀表盤720內部，而是設置在車輛730的任意部位。影像數(shù)據(jù)生成部130輸出的影像數(shù)據(jù)通過電信號或光信號等的有線或無線形式供給到影像投影部115。在本具體實例中，影像投影部115具有影像光形成部110和光束投影部120。影像光形成部110具有例如光源111和影像形成部117。光源111發(fā)出的光成為光束112的基礎。光源111可以使用LED(Light Emitting Diode 發(fā)光二極管)或高壓水銀燈、商素燈、激光等各種光源。影像形成部117中可以使用例如液晶顯示裝置(IXD)等光開關。此外，影像數(shù)據(jù)生成部130輸出的影像數(shù)據(jù)被供給到影像形成部117，影像形成部117基于該影像數(shù)據(jù)生成包含影像的光束112。在本具體實例中，影像光形成部110還具有設置在光源111和影像形成部117之間的楔形光導管116。光源111發(fā)出的光通過楔形光導管116將發(fā)散角度控制在一定程度范圍內。此外，該光經由影像形成部117而變成包含影像的光束112，該光束112的發(fā)散角度被控制在一定程度范圍內。光束投影部120使從影像光形成部110射出的光束112在包含在車輛730的擋風玻璃710中的本實施方式的光學元件反射，向觀看者100進行投影。在本具體實例中使用了光學元件510，也可以使用本發(fā)明的實施方式中的任意光學元件及其變形例的光學元件。 光束投影部120中可以使用例如各種透鏡、反射鏡、以及能夠控制發(fā)散角度(漫射角)的各種光學元件。在本具體實例中，光束投影部120包含光源側透鏡123、光圈(aperture) 124、出射側透鏡125和出射側反射鏡126。沿光束112的前進方向，在影像光形成部110和出射側反射鏡1 之間配置著光源側透鏡123，在光源側透鏡123和出射側反射鏡1 之間配置著光圈124，在光圈IM和出射側反射鏡126之間配置著出射側透鏡125。在本具體實例中，可以使用平面鏡作為出射側反射鏡126。即，本實施方式的光學元件510具有成像放大效果，這樣就能夠使用平面鏡作為出射側反射鏡126，能夠實現(xiàn)光束投影部120(即影像投影部115)的小型化。此外，光束112的發(fā)散角度受到控制，能夠實現(xiàn)使光束112射入觀看者100的眼睛 101的設計。由此，例如觀看者100能夠以單側眼睛101觀看光束112中包含的影像。由此，能夠消除在以雙眼觀察經擋風玻璃部710反射的顯示內容180的像181時因雙眼視差而導致的難以觀察。此外，擋風玻璃部710配置在距離觀看者100的距離為21. 7cm以上的位置。由此， 觀看者100察覺到的縱深感增強，而且任意使顯示內容180被察覺在預期的縱深位置。不過，本發(fā)明的實施方式并不限于此，在某些情況下，也可以使影像投影部112射出的光束112射入觀看者100的雙眼。此外，出射側反射鏡1 可以做成可動式，隨著例如觀看者100的頭部105的位置或動態(tài)而手動或自動地調節(jié)出射側反射鏡126的位置或角度，使光束112適當?shù)赝队暗接^看者100的眼睛101。利用這種結構，光束112的發(fā)散角度受到控制，根據(jù)觀看者100的位置，光束112 的投影區(qū)域114被控制在一定的范圍內。觀看者100的雙眼(瞳孔)的間隔為例如60毫米(mm) 75mm，因此，在以單側眼睛101觀看的情況下，在觀看者100的位置上的光束112的投影區(qū)域114的大小(左右方向的寬度)設定在例如60mm 75mm左右以下。該投影區(qū)域114的大小主要由光束投影部 120中包含的光學元件進行控制。此外，觀看者100的位置上的光束112的投影位置11 可以通過例如改變影像投影部115的設置位置或角度來加以控制。例如，改變影像光形成部110的設置位置、影像光形成部110的角度、光束投影部120的設置位置、以及光束投影部120的角度之中的至少某一個，就能夠投影位置114a。例如，顯示裝置330還能夠具備控制部250，用于控制影像投影部115，控制觀看者 100的位置上光束112的投影位置114a。利用控制部250控制例如出射側反射鏡126的角度，從而控制投影位置11如。例如，控制部250具有控制信號部251和驅動部126a。控制信號部251向驅動部 126a輸出控制信號，使驅動部126a動作。驅動部126a具有馬達，用于改變例如出射側反射鏡126的角度和位置等。驅動部126a根據(jù)控制信號部251輸出的控制信號而動作，改變出射側反射鏡126的角度和位置等，使觀看者100位置上的光束112的投影位置11 發(fā)生變
19化。驅動部126a也可以包含在影像投影部115內。影像光形成部110和光束投影部120各自的結構可以有各種變形。影像光形成部 110中包含的要素和光束投影部120中包含的要素的配置是任意的，例如也可以在光束投影部120所包含的要素之間插入影像光形成部110(及其所包含的要素)。影像投影部115除了上述的具體實例之外，也可以有各種變形。(第四實施方式)本發(fā)明的第四實施方式的顯示方法是使用了第一實施方式中所說明的光學元件的顯示方法。 該顯示方法針對包含設置有第一菲涅爾透鏡IOf的第一主面IOa和處于第一主面 IOa相反側的第二主面IOb的第一光學板10，使包含影像的光束112從第二主面IOb—側入射，并使光束112經第二主面IOb反射后產生的第二主面反射光束(第二反射光Lout2)的方向相對于光束112經第一主面IOa反射后產生的第一主面反射光束(第一反射光Loutl) 的方向發(fā)生5度以上的變化，將第一主面光束向觀看者進行投影。S卩，將第二反射光Lout2的第二反射角θ out2相對于第一反射光Loutl的第一反射角θ outl改變5度以上，將第一反射光Loutl向觀看者100進行投影。由此能夠抑制重影，實現(xiàn)容易觀察的的顯示。(第五實施方式)本發(fā)明的第五實施方式的移動體(例如車輛730)如圖1所示例，具備本發(fā)明的實施方式的光學元件中的任意一個和用于支承該光學元件的透明板(擋風玻璃710a、擋風玻璃部710)。另外，移動體還可以包含顯示裝置，該顯示裝置所包含的影像投影部115使包含影像的光束112經本實施方式的光學元件反射后投影到觀看者100。此外，影像投影部115 能夠控制包含影像的光束的發(fā)散角度，向光學元件進行投影。本實施方式的移動體可以是車輛、船舶或飛機等任意的交通工具。在移動體的擋風玻璃部710上也可以粘貼本實施方式的任意光學元件，但擋風玻璃部710中也可以內置光學元件。下面說明其實例。圖13是示例表示本發(fā)明的第五實施方式的移動體的一部分結構的示意性剖視圖。如圖13(a)所示，本實施方式的移動體的擋風玻璃710al具有第一透明板71 、第二透明板715b、和設置在第一透明板71 與第二透明板71 之間的光學元件。在該實例中，光學元件使用的是先前說明的光學元件512。另外，在第一透明板71 與第二透明板 715b之間未設置光學元件512的部分設置著透明樹脂層715c。透明樹脂層715c也可以使用例如與第一透光層18a所使用的材料相同的材料。如圖13(b)所示，在本實施方式的移動體的擋風玻璃710a2中的第一透明板71 與第二透明板71 之間設置著先前說明的光學元件512。另外，在第一透明板71 與第二透明板71 之間未設置光學元件512的部分設置著透明樹脂層715c。此外，第一透明板71 和第二透明板71 中可以使用例如玻璃基板或樹脂制造的透明基板。利用具有這種結構的擋風玻璃710al和710a2，在擋風玻璃中內置光學元件，這樣使用者就會更方便，而且，光學元件周圍被第一透明板715a、第二透明板71 以及透明樹
20脂層715c密封，因而提高了光學元件的可靠性。此外，在第一透明板71 與第二透明板71 之間可以設置本發(fā)明的實施方式中的任意一項光學元件。以上參照具體實例說明了本發(fā)明的實施方式。但是，本發(fā)明并不限于這些具體實例。例如，即使由本領域技術人員對光學元件中所包含的菲涅爾透鏡、光學板、透射反射光學層、高折射率層和透光層、顯示裝置中所包含的影像投影部以及影像投影部中所包含的光學部件等的各要素的具體結構的形狀、尺寸、材質、配置關系等施加了各種變更，只要本領域技術人員是從公知的范圍內進行適當?shù)倪x擇從而同樣地實施了本發(fā)明、獲得了同樣的效果，則也視為包含在本發(fā)明的范圍內。另外，將各具體實例中的任意2個以上的要素在技術上可行的范圍內進行組合后，只要仍然包含本發(fā)明的主旨，則也視為包含在本發(fā)明的范圍內。除此之外，本領域技術人員基于上述光學元件、顯示裝置、顯示方法和移動體等本發(fā)明的實施方式進行了適當?shù)脑O計變更后加以實施而可以得到的光學元件、顯示裝置、顯示方法和移動體只要包含本發(fā)明的主旨，則也視為屬于本發(fā)明的范圍。除此之外，在本發(fā)明的思想范疇內，只要是本領域技術人員就能夠想到的各種變更實例和修正實例也屬于本發(fā)明的范圍。
權利要求
1.一種光學元件，其特征在于，具備第一光學板，該光學板具有設置了第一菲涅爾透鏡的第一主面，所述第一主面上的所述第一菲涅爾透鏡的光軸配置在與所述第一主面的外形的中心不同的位置。
2.如權利要求1所述的光學元件，其特征在于，所述第一主面上的所述第一菲涅爾透鏡的所述光軸的位置與所述第一主面的所述外形的所述中心的位置之間的距離在15毫米以上。
3.一種光學元件，其特征在于，具備第一光學板，該第一光學板具有設置了第一菲涅爾透鏡的第一主面，該第一菲涅爾透鏡具有同心圓狀的多個凸條部，所述多個凸條部之中彼此相鄰的凸條部的沿從所述同心圓的中心朝向外側的放射方向上的各自的寬度互不相同，所述多個凸條部的各凸條部的沿所述放射方向的各個寬度為預定長度以下。
4.一種光學元件，其特征在于，具備第一光學板，該第一光學板具有設置了第一菲涅爾透鏡的第一主面，該第一菲涅爾透鏡具有同心圓狀的多個凸條部，所述多個凸條部之中相鄰的2個凸條部的沿從所述同心圓的中心朝向外側的放射方向的寬度彼此相同，所述相鄰的2個所述凸條部的沿所述放射方向的寬度總和為預定長度以下。
5.如權利要求3或4所述的光學元件，其特征在于，所述多個凸條部包括第一凸條部，具有沿所述放射方向的第一寬度；第二凸條部，具有沿所述放射方向的第二寬度，該第二寬度與所述第一寬度不同；第三凸條部，具有沿所述放射方向的第三寬度，該第三寬度與所述第一寬度不同且與所述第二寬度也不同。
6.如權利要求1至4中任意一項所述的光學元件，其特征在于，還具備透射反射光學層，該透射反射光學層設置在所述第一光學板的所述第一主面上，對可見光具有反射性和透射性。
7.如權利要求1至4中任意一項所述的光學元件，其特征在于，還具備第一透光層，該第一透光層設置在所述第一光學板的所述第一主面一側，對可見光具有透光性。
8.一種顯示裝置，其特征在于，具備影像投影部，該影像投影部使權利要求1至4中任意一項所述的光學元件反射包含影像的光束，從而向觀看者進行投影。
9.一種顯示方法，其特征在于，對于包含設置有第一菲涅爾透鏡的第一主面和處于所述第一主面相反側的第二主面的第一光學板，使包含影像的光束從所述第二主面一側入射該第一光學板，將所述光束被所述第二主面反射后所產生的第二主面反射光束的方向相對于所述光束被所述第一主面反射后所產生的第一主面反射光束的方向改變5度以上，將所述第一主面反射光束朝向觀
10. —種移動體，其特征在于，具備 權利要求1至7中任意一項所述的光學元件；和用于支承所述光學元件的透明板。
全文摘要
本發(fā)明提供一種光學元件、顯示裝置、顯示方法和移動體，該光學元件的特征在于，具備第一光學板(10)，該第一光學板(10)具有設置有第一菲涅爾透鏡(10f)的第一主面(10a)，第一主面上的第一菲涅爾透鏡的光軸(130a)配置在與第一主面的外形的中心(外形中心(13s))不同的位置。
文檔編號B60R1/00GK102193118SQ20111004959
公開日2011年9月21日 申請日期2011年3月1日 優(yōu)先權日2010年3月17日
發(fā)明者佐佐木隆, 岡田直忠, 堀內一男, 奧村治彥, 島川茂, 鈴木宏美, 鈴木梨沙 申請人:株式會社東芝