リフレクタアレイ光学装置及びその作製方法
【課題】
一方の主面側にある被観察物の実像を他方の主面側の空間に結像させ空中像の明るさを向上させる大型のリフレクタアレイ光学装置を提供する。
【解決手段】
リフレクタアレイ光学装置は、同一平面上に並置された複数枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子を有する。複数枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子の各々は、基盤と、各々が基盤の主面に垂直で且つ互いに直交する少なくとも２つの直交側面を有し且つ直交側面の内角の向きが揃うように基盤に一体的に形成された複数の２面コーナーリフレクタと、からなる。複数枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子は、複数の２面コーナーリフレクタの直交側面の交線が基盤の法線に平行となるように、基盤の端面同士にて貼り合わされている。
一方の主面側にある被観察物の実像を他方の主面側の空間に結像させ空中像の明るさを向上させる大型のリフレクタアレイ光学装置を提供する。
【解決手段】
リフレクタアレイ光学装置は、同一平面上に並置された複数枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子を有する。複数枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子の各々は、基盤と、各々が基盤の主面に垂直で且つ互いに直交する少なくとも２つの直交側面を有し且つ直交側面の内角の向きが揃うように基盤に一体的に形成された複数の２面コーナーリフレクタと、からなる。複数枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子は、複数の２面コーナーリフレクタの直交側面の交線が基盤の法線に平行となるように、基盤の端面同士にて貼り合わされている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被観察物の実像（実鏡映像）を観察者側の空間に結像させる光学装置及びその作製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
空中に被観察物の実像（実鏡映像）を結像させて、それを観察者が見ることができるようにした表示装置が提案されている（特許文献１、参照）。
【０００３】
かかる表示装置は、被観察物の実像（実鏡映像）を観察者側の空間に結像させる実鏡映像結像光学系と、当該実鏡映像結像光学系の該観察者側とは反対側の空間に配置される該実像（実鏡映像）を形成するための被観察物とを備えている。かかる実鏡映像結像光学系は、被観察物の実像（実鏡映像）を当該実鏡映像結像光学系の対称面に対して対称位置に結像させることができる。
【０００４】
特許文献１は、実鏡映像結像光学系又は光学素子として、各々が互いに直交する２つの微小な鏡面（反射面）からなる複数の単位光学素子（各々を２面コーナーリフレクタと称する）の平面的集合体を提案している。特許文献１は、複数の２面コーナーリフレクタを１つの平面上にアレイ状にすなわち碁盤目状に整列配置した２面コーナーリフレクタアレイ光学素子を開示している。２面コーナーリフレクタアレイ光学素子には、２面コーナーリフレクタとして、素子面を貫通する方向に想定される光学的な貫通穴の内壁を鏡面として利用するものや、透明基盤の表面から突出した透明な筒状体の内壁を鏡面として利用するものがある。なお、透明な筒状体は光学的な穴を筒状に突出させてその内部を透光材料で充填した角柱すなわちプリズムであるので、以下、透明な筒状体を単に突出部と称することとする。
【０００５】
２面コーナーリフレクタアレイ光学素子においては、複数の整列された２面コーナーリフレクタの各鏡面が素子面にほぼ垂直に直立配置されているので、該素子面の一方側に配置した被観察物からの光線は、該素子面を通過する際に２面コーナーリフレクタにて２回反射されて、光線が屈曲して素子面を通過して被観察物のない該素子面の他方の主面側の空間に実像として結像する。すなわち、２面コーナーリフレクタアレイ光学素子は、被観察物が２面コーナーリフレクタアレイ光学素子の素子面（対称面とも称する）に対して対称位置に存在するように、その実像を結像させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２００７−１１６６３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載された光学的な貫通穴の内壁を鏡面とした２面コーナーリフレクタ光学素子は電鋳工法を用いて作製される。また、突出部の内壁を鏡面として利用する２面コーナーリフレクタ光学素子は金型を作製して樹脂成型法を用いて作製される。何れの作製方法においても、金型に精密加工が必要であり、大きな面積の２面コーナーリフレクタ光学素子を作製することは非常に困難であり、せいぜい１０ｃｍ□の大きさの板状の光学素子を作製することが限度である。
【０００８】
そこで、本発明は、２面コーナーリフレクタアレイ光学素子を用いた大型の実鏡映像結像光学系であるリフレクタアレイ光学装置及びその作製方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明による一方の主面側にある被観察物の実像を他方の主面側の空間に結像させるリフレクタアレイ光学装置は、同一平面上に並置された複数枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子を有する。前記複数枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子の各々は、基盤と、各々が前記基盤の主面に垂直で且つ互いに直交する少なくとも２つの直交側面を有し且つ前記直交側面の内角の向きが揃うように前記基盤に一体的に形成された複数の２面コーナーリフレクタと、からなる。リフレクタアレイ光学装置において、前記複数枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子は、前記複数の２面コーナーリフレクタの前記直交側面の交線が前記基盤の法線に平行となるように、前記基盤の端面同士にて貼り合わされていることを特徴とする。すなわち、本発明のリフレクタアレイ光学装置は、タイリング（平面充填）された複数の２面コーナーリフレクタ光学素子からなる大面積の２面コーナーリフレクタ光学素子集合体である。
【００１０】
本発明のリフレクタアレイ光学装置においては、前記複数枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子の隣り合うもの同士は、前記複数の２面コーナーリフレクタの前記直交側面の内角の向きが揃うように配置されていてもよい。
【００１１】
本発明のリフレクタアレイ光学装置においては、前記複数の２面コーナーリフレクタが同一ピッチでマトリクス状に整列されており、前記複数枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子の隣り合うもの同士は、前記複数の２面コーナーリフレクタの前記直交側面同士が平行に揃うように配置されていてもよい。
【００１２】
本発明のリフレクタアレイ光学装置においては、前記複数枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子の各々は透明材料からなり、前記複数の２面コーナーリフレクタの各々は、前記基盤から突出する角柱形状を有する突出部であってもよい。
【００１３】
本発明のリフレクタアレイ光学装置においては、前記角柱形状は、前記直交側面の交線に対向する側に前記基盤の法線から傾斜する側面を有し、前記基盤と一体となる底面と前記底面の面積より小なる面積の上面を有する角錐台形状を含むこととすることができる。すなわち、２面コーナーリフレクタアレイ光学素子の各々は、透明材料から一体成形された基盤の表面から突出した角錐台を複数有し、それぞれの該角錐台の４つある側面のうちの直交する２面が基盤と垂直な平面（２面コーナーリフレクタ）として形成され、且つ、前記２面以外の面が、角錐台の基盤面側の平面（底面）より、基盤側とは反対側の平面（上面）の方が小さくなるような傾斜をつけた平面として形成された構造を有する。このリフレクタアレイ光学装置においては、前記基盤の法線から傾斜する側面の傾斜角度が５度以上２５度以下であることが好ましい。この傾斜角度は５度以上であれば、いわゆる「抜きテーパー」として働くため、金型からの２面コーナーリフレクタ光学素子成形品の取り外しを容易にすることができる。スタンパからの２面コーナーリフレクタアレイ光学素子の取り外しを考えると、この傾斜角度は大きい方が良いが、大き過ぎると２面コーナーリフレクタで反射した光の出射面である上記角錐台の上面の面積が小さくなることにより被観察物の実像（実鏡映像）が暗くなってしまう。また、上記上面面積を確保した場合には上記角錐台の底面の面積が大きくなり単位面積当りの２面コーナーリフレクタの数が減少してしまうため、やはり被観察物の実像（実鏡映像）が暗くなってしまう。これら相反する現象に対して様々な傾斜角度のスタンパを用いて成型実験を行った結果、上記傾斜角度は５度以上２５度以下にすることが好適である。上記角錐台において、２面コーナーリフレクタを形成する２面以外の側面（上面と底面除く）は２面存在することになり、その両面に上記傾斜を付けることになるが、それら両面の傾斜角度は等しくても良いし、等しくなくても良い。前記２面コーナーリフレクタアレイ光学素子は樹脂成型法により作製されていることが好ましい。
【００１４】
本発明のリフレクタアレイ光学装置においては、前記複数の２面コーナーリフレクタの各々は、前記直交側面として内壁の一部が鏡面とされた前記基盤を貫通する角柱形状の穴としても形成できる。
【００１５】
本発明のリフレクタアレイ光学装置においては、前記基盤は前記直交側面の一方の側面に平行な端面を有することとすることができる。
【００１６】
本発明のリフレクタアレイ光学装置においては、前記基盤は前記直交側面の一方の側面に対して零度を超え４５度未満の角度で交差する平坦な端面を有することとすることができる。
【００１７】
本発明のリフレクタアレイ光学装置においては、前記基盤は前記直交側面の一方の側面に対して４５度の角度で交差する平坦な端面を有することとすることができる。
【００１８】
本発明のリフレクタアレイ光学装置においては、前記基盤の端面が鏡面状に磨かれている。
【００１９】
本発明のリフレクタアレイ光学装置においては、前記基盤の端面同士の間にのみ光学接着剤が充填されている。
【００２０】
本発明のリフレクタアレイ光学装置においては、前記複数の２面コーナーリフレクタの反対側の前記基盤の主面に重ねられた透明平板を有することとすることができる。
【００２１】
本発明の一方の主面側にある被観察物の実像を他方の主面側の空間に結像させるリフレクタアレイ光学装置の作製方法は、基盤と、各々が前記基盤の主面に垂直で且つ互いに直交する少なくとも２つの直交側面を有し且つ前記直交側面の内角の向きが揃うように前記基盤に一体的に形成された複数の２面コーナーリフレクタと、からなる２面コーナーリフレクタアレイ光学素子を少なくとも２枚形成する工程と、前記２枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子の各々の接着すべき前記基盤の端面に隣接する前記基盤の主面部分の前記複数の２面コーナーリフレクタをマスキング材で被覆する工程と、前記接着すべき前記基盤の端面同士の間に光学接着剤を供給して、前記光学接着剤の一部分を前記基盤の端面同士の間から前記マスキング材の表面に押し出しながら前記２枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子を貼り合わせる工程と、前記光学接着剤の一部分とともに前記マスキング材を前記基盤の主面の前記複数の２面コーナーリフレクタから除去する工程と、を含むことを特徴とする。前記マスキング材は、突出した複数の突出部（２面コーナーリフレクタ）を配置した部分に前記光学接着剤が入り込むことを防止する。前記光学接着剤が複数の突出部の間に残存すると、作製後の突出部内部を伝搬する光が突出部表面で反射する条件が変化してしまうことになるので、前記マスキング材と後にマスキング材を除去することは斯かる反射条件変化を防ぐ効果がある。
【００２２】
本発明のリフレクタアレイ光学装置の作製方法において、前記貼り合わせる工程は、前記基盤の端面同士の間に光学接着剤を供給する前に前記２枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子の前記接着すべき前記基盤の端面同士を接触させ、前記接着した前記基盤の端面間を掛け渡す位置関係で粘着テープを前記基盤の主面部分に貼付して繋げる工程を含み、前記２枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子を貼り合わせる前に前記粘着テープで繋げられた部分を支点（回転中心）として、隣り合う前記基盤の該端面同士を開いた状態となし、該端面同士の間に前記光学接着剤を供給した後、前記基盤の該端面同士を閉じて貼り合わせることとすることができる。前記２面コーナーリフレクタ光学素子の２面コーナーリフレクタ部分が当該素子の端面近傍まで形成されていることは、継ぎ目が目立たなくなるので好ましい。
【００２３】
本発明のリフレクタアレイ光学装置の作製方法において、前記貼り合わせる工程は、前記基盤の端面同士の間に光学接着剤を供給する前に、平板の同一平面上に前記２枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子をそれらの前記接着すべき前記基盤の端面同士が向かい合うように配置して、前記接着すべき前記基盤の端面同士の間に前記光学接着剤を供給した後、前記基盤の該端面同士を互いに向けて突き合わせて貼り合わせることとすることができる。
【００２４】
本発明のリフレクタアレイ光学装置の作製方法において、前記貼り合わせる工程は、透明平板の同一平面上に光学接着剤を供給して、前記光学接着剤が供給された前記透明平板上に前記２枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子をそれらの前記接着すべき前記基盤の端面同士が向かい合うように配置して、前記接着すべき前記基盤の端面同士の間に前記光学接着剤を供給して、前記基盤の該端面同士を互いに向けて突き合わせて、前記透明平板と前記２枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子を貼り合わせることとすることができる。
【００２５】
前記粘着テープ又は前記平板若しくは前記透明平板を用いた前記貼り合わせ工程によれば、隣り合う２面コーナーリフレクタ光学素子の基盤の突出部側と反対側の主面がそれぞれ揃うような（段差が生じないような）位置関係で貼り合わせることができる。隣り合う基盤の主面に段差が生じる場合、貼り合わせ部分で実鏡映像に歪が生じるけれども、前記貼り合わせ工程によれば斯かる実鏡映像歪が防止できる。
【００２６】
本発明のリフレクタアレイ光学装置の作製方法において、前記マスキング材が水溶性のマスキング材からなる。本発明のリフレクタアレイ光学装置の作製方法において、前記マスキング材を除去する工程において水中の超音波洗浄を施す。超音波洗浄はマスキング材の除去に優れ好適である。
【発明の効果】
【００２７】
本発明のリフレクタアレイ光学装置によれば、被観察物の明るい実像（実鏡映像）を観察者側の空間に結像させる大型の実鏡映像結像光学系を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施例のリフレクタアレイ光学装置の構成例を概念的に示す概略斜視図である。
【図２】図１のリフレクタアレイ光学装置の動作を説明する概略斜視図である。
【図３】本発明の実施例のリフレクタアレイ光学装置の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子を模式的に示す概略部分平面図である。
【図４】図３の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子の２面コーナーリフレクタを模式的に示す概略部分切欠斜視図である。
【図５】本発明の更なる実施例のリフレクタアレイ光学装置の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子を模式的に示す概略部分平面図である。
【図６】図５の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子の２面コーナーリフレクタを模式的に示す概略部分切欠斜視図である。
【図７】本発明の更なる実施例のリフレクタアレイ光学装置の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子を模式的に示す概略部分平面図である。
【図８】図７の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子の２面コーナーリフレクタを模式的に示す概略部分切欠斜視図である。
【図９】図８のＡ−Ａ断面における断面図（ａ）及びＢ−Ｂ断面における断面図（ｂ）である。
【図１０】本発明の実施例にかかる２面コーナーリフレクタアレイ光学素子の角錐台を模式的に示す斜視図である。
【図１１】本発明の実施例のリフレクタアレイ光学装置の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子のための２面コーナーリフレクタアレイ光学素子成形品を概念的に示す平面図である。
【図１２】図１１の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子成形品から切り出された２面コーナーリフレクタアレイ光学素子を概念的に示す概略平面図である。
【図１３】本発明の実施例のリフレクタアレイ光学装置の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子のための２面コーナーリフレクタアレイ光学素子成形品を概念的に示す平面図である。
【図１４】図１３の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子成形品から切り出された２面コーナーリフレクタアレイ光学素子を概念的に示す概略平面図である。
【図１５】本発明の他の実施例の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子を概念的に示す概略平面図である。
【図１６】本発明の第１のリフレクタアレイ光学装置作製方法における２枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子を貼り合わせる工程の手順を説明するための２面コーナーリフレクタアレイ光学素子を模式的に示す斜視図である。
【図１７】本発明の実施例にかかる４枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子を貼り合わせたリフレクタアレイ光学装置の概念的に示す概略斜視図である。
【図１８】本発明の第２のリフレクタアレイ光学装置作製方法における２枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子を貼り合わせる工程の手順を説明するための２面コーナーリフレクタアレイ光学素子を模式的に示す斜視図である。
【図１９】本発明の第３のリフレクタアレイ光学装置作製方法における２枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子を貼り合わせる工程の手順を説明するための２面コーナーリフレクタアレイ光学素子を模式的に示す斜視図である。
【図２０】本発明の他の実施例にかかる４枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子を貼り合わせたリフレクタアレイ光学装置を概念的に示す概略斜視図である。
【図２１】本発明の他の実施例にかかる４枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子を貼り合わせたリフレクタアレイ光学装置を概念的に示す概略斜視図である。
【図２２】本発明の実施例のリフレクタアレイ光学装置の顕微鏡写真である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下に、本発明の実施例のリフレクタアレイ光学装置について、図面を用いて説明する。
【００３０】
図１は、実施例のリフレクタアレイ光学装置３の構成を模式的に示す斜視図である。このリフレクタアレイ光学装置３は、同一の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６，７，８，９（４枚の小型パネル）が一平面上に互いに接して並行配置されそれらの端面同士が接合されて、全体で１枚の大型パネルとして構成されている。また、４枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６，７，８，９の各々には、複数の２面コーナーリフレクタ６１が同一平面上に存在するように並設されている。２面コーナーリフレクタ６１の各々は２つの相互に直交する鏡面６１ａ，６１ｂから構成されている。多数の２面コーナーリフレクタ６１はアレイ状にすなわち碁盤目状に整列配置されている。２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６，７，８，９は複数の２面コーナーリフレクタ６１の集合アレイ領域を形成するように貼り合わされている。図１に示すように、４枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６，７，８，９は、すべての２面コーナーリフレクタ６１の鏡面６１ａ，６１ｂの交線ＣＬがすべての２面コーナーリフレクタアレイ光学素子の主面の法線に平行となるように、２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６，７，８，９の基盤の端面６０ａ同士にて貼り合わされている。
【００３１】
図２に示すように、リフレクタアレイ光学装置３は、その一方の主面側に被観察物４が配置された場合、被観察物の実像５（実鏡映像）を装置の他方側の空間に結像させる。すなわち、リフレクタアレイ光学装置３は、その素子面６Ｓを対称面とする面対称位置に被観察物４の実鏡映像５を結像させることができる。リフレクタアレイ光学装置３の素子面６Ｓは２面コーナーリフレクタ６１を構成するそれぞれ２つの鏡面６１ａ，６１ｂに対してほぼ垂直な仮想的な平面である。なお、２面コーナーリフレクタ６１はリフレクタアレイ光学装置３の全体の大きさ（数十ｃｍ〜数ｍオーダ）と比べて非常に微小（μｍオーダ）であるので、図１及び図２では２面コーナーリフレクタ６１の集合全体をグレーで表し、その内角の向きをＶ字形状で概念的に表してある。
【００３２】
図３は４枚の小型パネルの１つの例の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子の一部を具体的に示す部分平面図である。２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６は、碁盤目状に配置された複数の直方体の突出部４０とこれら突出部を保持する基盤６０とからなり、突出部４０と基盤６０とは透明材料から一体的に成型されて構成されている。この２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６の表面には、それぞれが同一な角柱形状の複数の直方体の突出部４０が整列されて設けられている。２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６の裏面は平坦面である。
【００３３】
図４は図３の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６の一部（４×４の直方体の突出部４０）の斜視図を示す。突出した突出部４０の４つの側面が基盤６０の主面に対して垂直面となっている。直方体の突出部４０各々の隣接する２つの直交側面の内壁面６１ａ，６１ｂが２面コーナーリフレクタ６１である。基盤６０の側から入射し直方体の突出部４０の内壁面６１ａ，６１ｂへ向かう光線は内壁面６１ａ，６１ｂ（鏡面）で２回反射され、直方体の突出部４０の上面から射出される。
【００３４】
２面コーナーリフレクタ光学素子の作製方法としては、金型を用いたアクリル等の樹脂の射出成型法及び熱プレス成型法がある。スタンパなどの金型はナノ加工により金属製マスター板に突出部（直方体、立方体）に対応した形状を作製してから電鋳反転工法により作製できる。他の２面コーナーリフレクタ光学素子の作製方法として、例えば、直接Ｘ線リソグラフィ法などを用いることにより、透明樹脂基盤に直接、４面垂直側壁を持った直方体や立方体の複数を作製することができる。
【００３５】
また、２面コーナーリフレクタ６１として、透明基盤の表面から突出した透明直方体の突出部の内壁を鏡面として利用するものの他に、基盤を貫通する立方体形状の貫通穴５０の内壁を利用することができる。
【００３６】
図５は他の実施例のリフレクタアレイ光学装置を構成できる小型パネルの１つの２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６の一部の平面図を示す。２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６の表面には、それぞれが同一な複数の立方体形状の貫通穴５０が整列されて設けられている。図６は図５の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６の一部（４×４の立方体形状の貫通穴５０）の斜視図を示す。立方体形状の貫通穴５０の４つの内側面が基盤６０の主面に対して垂直面となっている。立方体形状の貫通穴５０の隣接する２つの直交側面の内壁面６１ａ，６１ｂが２面コーナーリフレクタ６１である。２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６は、透明材料からなる基盤６０とこれに穿孔され碁盤目状に配置された複数の立方体形状の貫通穴５０とからなる。図６に示すように、基盤６０の一方側から入射し立方体形状の貫通穴５０の内壁面６１ａ，６１ｂへ向かう光線は内壁面６１ａ，６１ｂで２回反射され、立方体形状の貫通穴５０の他方側から射出される。
【００３７】
複数の貫通穴を有する２面コーナーリフレクタ光学素子は、ナノ加工により金属製マスター板に光学的な穴の反転形状を作製し電鋳工法によりアルミニウムやニッケル等の金属の反転転写を行い、最後に金属マスター板を除去して作製できる。
【００３８】
さらにまた、図７は更なる他の実施例の４枚の小型パネルの１つの２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６の一部の平面図を示す。図８は図７の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６の一部（４×４の角錐台の突出部５１）の斜視図を示す。２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６は、透明材料からなる基盤６０とその上に一体的に碁盤目状に成型された複数の角錐台の突出部５１とからなる。２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６の表面には、それぞれが同一な角柱形状の複数の角錐台の突出部５１が整列されて設けられている。角錐台の突出部５１の４つの内側面の内の２つが基盤６０の主面に対して垂直面となり、他の２面が基盤６０の法線に対して傾斜したテーパー面となっている。角錐台の突出部５１のうち隣接して直交する２つの内壁面６１ａ，６１ｂが２面コーナーリフレクタ６１である。成形品表面に作製する凸形状突出部にテーパー面いわゆる「抜きテーパー」を付けることにより、スタンパなどの金型から成形品である２面コーナーリフレクタアレイ光学素子を取り外し易くすることができる。
【００３９】
図８に示すように、基盤６０の側から入射し角錐台の突出部５１の内壁面６１ａ，６１ｂへ向かう光線は内壁面６１ａ，６１ｂで２回反射され、角錐台の突出部５１の上面から射出される。
【００４０】
角錐台形状の突出部５１を有する一方の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６について詳述する。図９に図８のＡ−Ａ断面及びＢ−Ｂ断面における拡大部分断面図を示す。図１０は２面コーナーリフレクタアレイ光学素子の１つの角錐台の突出部５１を模式的に示す斜視図を示す。
【００４１】
図８に示す角錐台の突出部５１の各々には２面コーナーリフレクタ６１として２つの直交する側面（鏡面６１ａ，６１ｂ）が形成され、２面コーナーリフレクタを形成する上面と底面を除く２鏡面以外の側面６２ａ，６２ｂが基盤６０の主面の法線から一定の角度（傾斜面）を持っている。図８において側面６２ａは角錐台の突出部５１の奥側で見えていない。図９に記載した角錐台の突出部５１の寸法Ｈ、Ｌ、Ｄ及び角度θの値は、高さＨ＝１７０μｍ、正方形上面一辺Ｌ＝１５０μｍ、間隔Ｄ＝１０μｍ、テーパー角度θ＝１０８°である。角錐台の突出部５１は樹脂成型時の抜きテーパーを考慮した傾斜面（基盤に垂直な面からの角度１８度）を持つが、これは代表値であり、本発明はこれに限定されるものではない。
【００４２】
図１０に示すように、角錐台の突出部５１は基盤６０と一体となる底面５２とその面積より小なる面積の上面５３を有する。角錐台の突出部５１は２面コーナーリフレクタの直交側面６１ａ，６１ｂを含む立方体形状部Ｃと、立方体形状部Ｃと一体となった２面コーナーリフレクタ以外の側面６２ａ，６２ｂを平面として含むテーパー部Ｔと、からなる。角錐台突出部５１は、その４つある側面６１ａ，６１ｂ，６２ａ，６２ｂのうちの直交する２面６１ａ，６１ｂが基盤６０と垂直な平面（２面コーナーリフレクタ６１）として形成され、且つ、当該２面以外の側面６２ａ，６２ｂが、角錐台突出部５１の基盤６０の側の平面（底面）から基盤側とは反対側の平面（上面）の方が小さくなるような傾斜をつけた平面として形成された構造を有する。樹脂成型法又は熱プレス成型によれば、薄い平板状の基盤６０の上に、平面視でほぼ角錐台（例えば正方形底面）の突出部５１（一辺が例えば５０〜２００μｍ）の多数を離型性よく形成できる。基盤６０の法線から傾斜する側面６２ａ，６２ｂの傾斜角度が５度以上２５度以下であることが好ましい。この傾斜角度は５度以上であれば、樹脂成型法のいわゆる「抜きテーパー」として働くため、金型からの２面コーナーリフレクタ光学素子６の成形品の取り外しを容易にすることができる。スタンパからの２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６の取り外しを考えると、この傾斜角度は大きい方が良いが、大き過ぎると２面コーナーリフレクタ６１で反射した光の出射面である角錐台突出部５１の上面の面積が小さくなることにより被観察物の実像（実鏡映像）が暗くなってしまう。また、上記上面面積を確保した場合には角錐台突出部５１の底面の面積が大きくなり単位面積当りの２面コーナーリフレクタ６１の数が減少してしまうため、やはり被観察物の実像（実鏡映像）が暗くなってしまう。これら相反する現象に対して様々な傾斜角度のスタンパを用いて成型実験を行った結果、上記傾斜角度は５度以上２５度以下にすることが好適である。角錐台突出部５１において、２面コーナーリフレクタ６１を形成する２面以外の側面（上面と底面除く）は２面存在することになり、その両面に上記傾斜を付けることになるが、それら両面の傾斜角度は等しくても良いし、等しくなくても良い。
【００４３】
図４、図６及び図８に示すように、２面コーナーリフレクタ光学素子６のいずれにおいても、各２面コーナーリフレクタ６１の２つの直交側面６１ａ，６１ｂの交線ＣＬは基盤６０の主面に直交する。各２面コーナーリフレクタ６１は、基盤６０の上において直交側面６１ａ，６１ｂがなす内角が全て同じ向きとなるように、規則的な格子点上に整列させて形成されている。すなわち、２面コーナーリフレクタ６１のすべては、基盤６０の主面に垂直で且つ直交側面６１ａ，６１ｂの内角の向きが一定方向に揃うように、同一ピッチでマトリクス状に整列されて基盤６０に一体的に形成されている。例えば、矩形の基盤６０に同一の複数の矩形の２面コーナーリフレクタ６１が矩形となるように配列されている。２面コーナーリフレクタ６１は光学的には必ずしも規則的に整列させる必要はないが、２面コーナーリフレクタ光学素子を作製する上では規則的に配列させた方が好ましい。
【００４４】
図１に示すように、４枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６，７，８，９は、すべての２面コーナーリフレクタ６１の直交側面６１ａ，６１ｂの交線ＣＬ（図４、図６及び図８）が基盤６０の法線に平行となるように、基盤６０の端面６０ａ同士にて貼り合わされている。２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６の隣り合うもの同士は、複数の２面コーナーリフレクタ６１の直交側面６１ａ同士と直交側面６１ｂ同士がそれぞれ平行に揃うように配置され、貼り合わされている。複数枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子の隣り合うもの同士は、複数の２面コーナーリフレクタ６１の直交側面６１ａ，６１ｂの内角の向きが揃うように配置されているので、明るい被観察物の実像を映す大型のリフレクタアレイ光学装置３が得られる。
【００４５】
［第１のリフレクタアレイ光学装置作製方法］
まず、貼り合わせる前の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子の予備処理について説明する。
【００４６】
図１１に２面コーナーリフレクタアレイ光学素子用の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子成型品を示す。樹脂成型法の製造過程で金型から抜き取る目的で、２面コーナーリフレクタアレイ光学素子成形品Ｍは、基盤６０の主面に複数の２面コーナーリフレクタ６１が一体成型された２面コーナーリフレクタ６１のアレイ領域Ｍａの周辺に縁部ＰＲが設けられてある。縁部ＰＲは貼り合わせに不要なのでアクリルカッターなどの切断手段を用いて周囲の縁部ＰＲをアレイ領域Ｍａ境界近傍を境に切断（破線が切断線を示す）してアレイ領域Ｍａから矩形形状の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６を得る（図１２）。この２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６は、図１２に示すように、２面コーナーリフレクタ６１の直交側面６１ａ，６１ｂに平行な端面６０ａを有する。
【００４７】
また、図１３に示すように、所望の形状の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６を得るために周囲の縁部ＰＲとアレイ領域Ｍａの一部を切断する（破線が切断線を示す）こともできる。例えば、２面コーナーリフレクタ６１内角の二等分線（４５°）と二等分線に垂直な線で切断してアレイ領域Ｍａから矩形形状の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６を得る（（図１４））。得られた矩形の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６の基盤６０は、図１４に示すように、直交側面６１ａ，６１ｂに対して４５度の角度で交差する平坦な端面６０ａを有する。
【００４８】
またさらに、一体成型された２面コーナーリフレクタアレイ光学素子成形品からは、図１５に示すように、基盤６０において直交側面６１ａ，６１ｂの一方の側面に対して零度を超え４５度未満の角度φで交差する平坦な端面６０ａを有する矩形形状の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６を切り出すこともできる。なお、図１１乃至図１５では２面コーナーリフレクタ６１の集合全体をグレーで表し、２面コーナーリフレクタ６１の内角の向きをＶ字形状で概念的に表してある。
【００４９】
ここで、縁部ＰＲ等を切断したままでは２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６の周縁の切断面が粗面として残る。この粗面の切断面を研磨剤で磨き、鏡面としておく必要がある。また、２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６の周縁の切断面が波打った曲面にならないように平面となるように研磨剤で研磨することが好ましい。研磨剤としては市販のプラスチッククリーナー（例えば、株式会社ソフト９９コーポーレーション製）を用いることができる。研磨剤を布又はベンコットに含ませてしばらく研磨し、最後に２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６の断面を水洗する。さらに２面コーナーリフレクタ６１のアレイ領域Ｍａに研磨剤が入り込んでしまった場合には超音波洗浄器により２面コーナーリフレクタ６１のアレイ領域Ｍａに付着した研磨剤を除去する。
【００５０】
次に、図１６を参照して、図１２に示す２枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６を貼り合わせてリフレクタアレイ光学装置を作製する手順を説明する。なお、図１６において２面コーナーリフレクタの方向を示唆するために２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６の４×４の角錐台の突出部５１を強調して概念的に描いているもので、その数や大きさを正確に示すものではない。
【００５１】
次に、図１６（ａ）に示すように、２枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６の各々の接着すべき基盤６０の端面６０ａに隣接する基盤６０の主面部分の複数の角錐台状突出部５１（２面コーナーリフレクタ６１）を水溶性のマスキング材６３で被覆する。
【００５２】
マスキング材６３により角錐台状突出部５１の配置部分全体に渡って覆って設けてもよいし、端面６０ａ近傍の一部（例えば基盤断面付近から２ｃｍ程度）のみを覆って設けてもよい。角錐台状突出部５１同士の間隙部分に光学接着剤が入り込んで残存した場合、作製されたリフレクタアレイ光学装置の角錐台状突出部５１内部を伝搬する光が角錐台状突出部５１表面で反射する際に、反射条件が変化してしまう。これをマスキング材６３は防ぐ効果がある。
【００５３】
マスキング材６３として酢酸ビニル樹脂を水に乳化させた接着剤を使うと密着性が強すぎて、角錐台状突出部５１同士の間に浸透したマスキング材自体が除去できなくなる恐れがある。逆に密着力が弱すぎるゴム系マスキング材では被覆が上手くいかず端面６０ａ同士の接着に入る前にゴム系マスキング材が基盤の端から剥がれる恐れがある。また、アクリル樹脂は耐薬品性が弱いのでエタノールなどで洗浄した場合、アクリル樹脂製の基盤と角錐台状突出部にクラックが入ることがある。そこで、本実施例ではマスキング材６３として基盤への密着性がある水溶性薬剤、ＧＳＩクレオス製マスキングゾル（登録商標）を使用している。これにより、２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６の端面６０ａ同士を接着後、水につけて超音波洗浄すればマスキング材を容易に剥すことができる。マスキング材６３は、光学接着剤に対しての耐溶剤性と２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６に対しての非溶解性とを有する成膜型剥離性塗料である。
【００５４】
次に、図１６（ｂ）に示すように、２枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６の接着すべき基盤の端面６０ａ同士を接触させ、接着した基盤の端面６０ａ間を掛け渡す位置関係で粘着テープ６４を基盤６０の主面部分に貼付して繋げる。ここで、２枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６の２面コーナーリフレクタ６１のすべては、基盤６０の主面に垂直で且つ直交側面６１ａ，６１ｂの内角の向きが一定方向に揃う。
【００５５】
粘着テープ６４（例えばセロテープ（登録商標））を角錐台状突出部５１のない基盤平面側に貼る。この粘着テープ６４で２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６（基盤）の厚み方向の段差を無くすことが継ぎ目を目立たなくする上で非常に重要である。粘着テープ６４は、しわになったり、粘着テープ６４中に気泡が入らないように貼る。この粘着テープ６４は基盤平面側に液状の光学接着剤が浸透していくことを防ぐ効果がある。
【００５６】
次に、図１６（ｃ）に示すように、２枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６を貼り合わせる前に粘着テープ６４で繋げられた部分を支点（回転中心）として、隣り合う基盤の端面６０ａ同士を開いた状態となし、該端面６０ａ同士の間に液体状態の光学接着剤７０を供給する。ここでは、粘着テープ６４を貼った方と反対側の角錐台状突出部５１が形成された側をＶの字のように開き、その間に、先細ノズル等で何点かに分け液状の光学接着剤７０を供給する。光学接着剤７０は基盤６０を構成するアクリルなどの樹脂の屈折率に略等しい屈折率を有する紫外線硬化樹脂などを使用する。これにより、貼り合わせ後の接着層を通過する光の量を確保でき、さらに接着層の境界面での光の反射を防止できて、継ぎ目を目立たなくする効果が得られる。
【００５７】
図１６（ｄ）に示すように、光学接着剤７０の一部分を、基盤の端面６０ａとスキング材６３同士の間隙からマスキング材６３の表面に押し出しながら２枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６を貼り合わせる。ここで、粘着テープ６４で予め保持されているので、貼り合わせる２面コーナーリフレクタ光学素子６の基盤６０の突出部側と反対側の主面が揃い、段差が生じないような位置関係で貼り合わせることが出来る。２枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６の両側から互いに向けて強く押し込み、そのままの状態で紫外線を照射し光学接着剤７０を硬化させる。不要な光学接着剤７０は基盤６０の角錐台状突出部５１側にはみ出してくるがマスキング材６３で角錐台状突出部５１を保護してあるため問題にはならない。
【００５８】
次に、貼り合わされた２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６から粘着テープ６４を剥がし、光学接着剤７０の一部分とともにマスキング材６３を基盤６０の主面から除去する（図１６（ｅ））。これにより、直交側面６１ａ，６１ｂの内角の向きが一定方向に揃った複数の角錐台突出部５１を有する同一の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６の２枚が一平面上に互いに接して並行配置され接合したリフレクタアレイ光学装置３が得られる。
【００５９】
図１６（ｄ）に示すように、光学接着剤７０を接着に必要な量よりやや多めに塗ることにより、２枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６をそれらの両側から押し込んだときにマスキング材６３の上に光学接着剤７０が盛り上がる。これにより、超音波洗浄の際にマスキング材６３が溶けて硬化した光学接着剤７０がやや浮き上がるので、余分な硬化した光学接着剤７０を剥がすことが容易になり、基盤の端面同士の間にのみ光学接着剤が充填される。このようにマスキング材の上に光学接着剤７０の接着部を盛り上げておいた方が不要な接着剤を剥がす上で有利である。また、余分な硬化接着剤樹脂が除去されるので、当該余分な硬化接着剤樹脂のレンズ効果による実鏡映像の精鋭度低下を防止できて好ましい。また、２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６の接着面は出来る限り平坦な鏡面状に磨いた方が良いということが判った。端面６０ａに凹凸があるままだと屈折率マッチングする紫外線接着剤を用いても接着断面に白い濁りが見えて奇麗にはならない。
【００６０】
図１６に示す工程を繰り返し、貼り合わせた２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６の組を複数作製して、貼り合わせた組の２つ同士を図１６に示す工程を繰り返すことで、図１７（ａ）に示すように、複数の角錐台突出部５１を有する同一の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６，７，８，９（４枚の小型パネル）が一平面上に隙間なく互いに接して並行配置され接合したリフレクタアレイ光学装置３が得られる。同様に、図３に示すような２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６を用いて、図１６に示す工程を繰り返し、貼り合わせた２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６の組を複数作製して、貼り合わせた組の２つ同士を図１６に示す工程を繰り返すことで、図１７（ｂ）に示すように、複数の直方体突出部４０を有する同一の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６，７，８，９（４枚の小型パネル）が一平面上に互いに接して並行配置され接合したリフレクタアレイ光学装置３が得られる。同様に、図５に示すような２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６を用いて、図１６に示す工程を繰り返し、貼り合わせた２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６の組を複数作製して、貼り合わせた組の２つ同士を図１６に示す工程を繰り返すことで、図１７（ｃ）に示すように、複数の直方体突出部４０を有する同一の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６，７，８，９（４枚の小型パネル）が一平面上に互いに接して並行配置され接合したリフレクタアレイ光学装置３が得られる。
【００６１】
［第２のリフレクタアレイ光学装置作製方法］
まず、上記の第１の作製方法と同様な基盤６０の端面６０ａが鏡面状に磨かれた２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６を用意する。そして、図１８（ａ）に示すように、上記第１の作製方法と同様に２枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６の各々の接着すべき基盤６０の端面６０ａに隣接する基盤６０の主面部分の複数の２面コーナーリフレクタ６１をマスキング材６３で被覆する。さらに、基盤６０の反対側の平面裏面をマスキング材６３ａで被覆する。
【００６２】
次に、定盤となる平坦な平板６５と、平板６５に対して滑り易く同一の厚さを有する平行平板からなるスライダ板Ｓと、を用意する。そして、図１８（ｂ）に示すように、平板６５の同一平面上に、それぞれスライダ板Ｓを介して２枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６がそれらの接着すべき基盤の端面６０ａ同士が向かい合い、スライダ板Ｓの端面からの端面６０ａ同士が突き出るように、２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６を配置する。かかる配置の前又は後において、接着すべき基盤の端面６０ａに光学接着剤７０を供給し付着させて置く。
【００６３】
次に、図１８（ｃ）に示すように、基盤の端面６０ａ同士を互いに向けて突き合わせて貼り合わせる。スライダ板Ｓの端面同士は接触させず、間隙を保つようにする。ここで、貼り合わせる２面コーナーリフレクタ光学素子６の基盤６０の突出部側と反対側の主面が揃うような（段差が生じないような）位置関係で貼り合わせ、２枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６の両側から互いに向けて強く押し込み、そのままの状態で紫外線を照射し光学接着剤７０を硬化させる。不要な光学接着剤７０は基盤６０の両面側にはみ出してくるがマスキング材６３で角錐台状突出部５１を保護して基盤６０の反対側の平面裏面をもマスキング材６３ａで被覆してあるため問題にはならない。
【００６４】
次に、平板６５上のスライダ板Ｓから貼り合わされた２面コーナーリフレクタ光学素子６を取り上げ、上記第１の作製方法と同様に、貼り合わせた２面コーナーリフレクタアレイ光学素子を水につけて超音波洗浄して、光学接着剤７０の一部分とともにマスキング材６３，６３ａを基盤６０の主面の複数の２面コーナーリフレクタ６１から除去する（図１８（ｄ））。これにより複数の角錐台突出部５１を有する同一の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６の２枚が一平面上に互いに接して並行配置され接合したリフレクタアレイ光学装置３が得られる。
【００６５】
［第３のリフレクタアレイ光学装置作製方法］
まず、上記第１の作製方法と同様な基盤６０の端面６０ａが鏡面状に磨かれた２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６を用意する。そして、図１９（ａ）に示すように、上記の第１の作製方法と同様に２枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６の各々の接着すべき基盤６０の端面６０ａに隣接する基盤６０の主面部分の複数の２面コーナーリフレクタ６１をマスキング材６３で被覆する。
【００６６】
次に、図１９（ｂ）に示すように、アクリルなど透明樹脂材料からなる透明な平行平板６６を用意して、透明平板６６の同一平面上に光学接着剤７０を供給する。透明平板６６上に光学接着剤７０は、バーコーターなどを用いて薄く広げることができる。
【００６７】
次に、図１９（ｃ）に示すように、光学接着剤７０が供給された透明平板６６上に２枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６をそれらの接着すべき基盤の端面６０ａ同士が向かい合うように配置して、接着すべき基盤の端面６０ａ同士の間に光学接着剤７０を供給する。２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６は光学接着剤７０の中に気泡が入らないように透明平板６６上に配置される。
【００６８】
次に、図１９（ｄ）に示すように、透明平板６６上の光学接着剤７０上にて基盤の端面６０ａ同士を互いに向けて突き合わせて、透明平板６６と２枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６を貼り合わせる。ここで、貼り合わせる２面コーナーリフレクタ光学素子６の基盤６０の突出部側と反対側の主面が揃うような（段差が生じないような）位置関係で貼り合わせ、２枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６の両側から互いに向けて強く押し込み、そのままの状態で紫外線を照射し光学接着剤７０を硬化させる。
【００６９】
次に、上記第１の作製方法と同様に、透明平板と貼り合わせた２面コーナーリフレクタアレイ光学素子を水につけて超音波洗浄して、光学接着剤７０の一部分とともにマスキング材６３を基盤６０の主面の複数の２面コーナーリフレクタ６１から除去する（図１９（ｅ））。
【００７０】
次に、図示しないが、透明平板を貼り合わせた２面コーナーリフレクタアレイ光学素子の外縁に沿って切断（トリミング）すれば、２面コーナーリフレクタアレイ光学素子の２枚が一平面上に互いに接して並行配置され接合したリフレクタアレイ光学装置が得られる。
【００７１】
さらに、例えば、図２０に示すような、複数の角錐台突出部５１を有する４枚の同一の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６，７，８，９を合わせて、その２面コーナーリフレクタ６１の反対側の基盤６０の主面に接合して重ねられた透明平板６６を有するリフレクタアレイ光学装置が、図１９に示す作製方法と同様にして形成され得る。この場合、４枚の同一の矩形２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６，７，８，９を合わせた面積より大なる透明平板６６を用意して、それらを各素子の基盤の角部同士と端面同士が向かい合うように配置して、角部同士と端面同士すべて突き合うように接着する。
【００７２】
同様に、図３に示すような２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６を用いて、図２０（ｂ）に示すように、複数の直方体突出部４０を有する同一の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６，７，８，９（４枚の小型パネル）が透明平板６６上の一平面上に互いに接して並行配置され接合したリフレクタアレイ光学装置３が得られる。
【００７３】
上記のような実施例においては２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６同士を接着させる端面６０ａは、２面コーナーリフレクタが設けられている主面に対し垂直な面として形成されていたが、当該端面はこれに限らず、傾斜して形成されていてもよい。図２１（ａ）（ｂ）は、２面コーナーリフレクタが設けられている主面に対し端面６０ａａが相補的に傾斜した状態で２面コーナーリフレクタアレイ光学素子同士を接着させた以外、図１７（ａ）に示す実施例と同様なリフレクタアレイ光学装置３を示す。あらかじめ２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６，７，８，９には、接着した状態では２面コーナーリフレクタが設けられている主面が連続した面となるように、端面６０ａａが逆向きの同一角度の傾斜面としてそれぞれ設けられ、上記第１から第３のいずれの作製方法によって接着される。このように設けた２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６は接着させた基盤端面が垂直ではなく、傾斜角度がついているので継ぎ目が見難くなる。例えば基盤のみが厚さ３ｍｍ以上であるような厚い場合は特に効果的である。
【００７４】
また、２面コーナーリフレクタが突出部によって設けられているタイプで基盤の厚みが３ｍｍ以上であるような厚い場合、接着端面を目立たせないようにするため基盤接合後に平面裏面を研磨して薄くすることも有効である。さらに、研磨することで接合時に接合断面よりはみ出た接着剤を除去できるために、はみ出た接着剤のレンズ効果による像の乱れを排除することができる。
【００７５】
上記の第１〜第３のリフレクタアレイ光学装置の作製方法における粘着テープ６４又は平板６５若しくは透明平板６６を用いた貼り合わせる工程によれば、隣り合う２面コーナーリフレクタ光学素子６の基盤６０の突出部側と反対側の主面が揃うような（段差が生じないような）位置関係で貼り合わせることができる。隣り合う基盤６０の主面に段差が生じる場合、貼り合わせ部分で実鏡映像に歪が生じるけれども、上記の貼り合わせ工程によれば斯かる実鏡映像歪が防止できる。
【００７６】
図２２は、実際に作製した本発明の実施例のリフレクタアレイ光学装置の顕微鏡写真である。これは、図１４に示す直交側面６１ａ，６１ｂに対して４５度の角度で交差する平坦な端面６０ａを有する矩形のアクリル製の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６の２枚を、２面コーナーリフレクタの側面が揃うように、図１６にて説明した第１の実施例の方法で接着して得られたリフレクタアレイ光学装置の正面の一部を撮影したものである。このリフレクタアレイ光学装置により、被観察物の明るい実像（実鏡映像）を観察者側の空間に結像させる大型の実鏡映像結像光学系が実現できた。
【符号の説明】
【００７７】
６ ２面コーナーリフレクタアレイ光学素子
６Ｓ 素子面
４０ 直方体突出部
５０ 貫通穴
５１ 角錐台
５２ 底面
５３ 上面
６０ 基盤
６１ ２面コーナーリフレクタ
６１ａ，６１ｂ 直交側面（鏡面）
６２ａ，６２ｂ ２面コーナーリフレクタ以外の側面（テーパー面）
６３ マスキング材
６４ 粘着テープ
６５ 平板
６６ 透明平板
７０ 光学接着剤
ＣＬ 鏡面の交線
Ｃ 立方体形状部
Ｔ テーパー部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被観察物の実像（実鏡映像）を観察者側の空間に結像させる光学装置及びその作製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
空中に被観察物の実像（実鏡映像）を結像させて、それを観察者が見ることができるようにした表示装置が提案されている（特許文献１、参照）。
【０００３】
かかる表示装置は、被観察物の実像（実鏡映像）を観察者側の空間に結像させる実鏡映像結像光学系と、当該実鏡映像結像光学系の該観察者側とは反対側の空間に配置される該実像（実鏡映像）を形成するための被観察物とを備えている。かかる実鏡映像結像光学系は、被観察物の実像（実鏡映像）を当該実鏡映像結像光学系の対称面に対して対称位置に結像させることができる。
【０００４】
特許文献１は、実鏡映像結像光学系又は光学素子として、各々が互いに直交する２つの微小な鏡面（反射面）からなる複数の単位光学素子（各々を２面コーナーリフレクタと称する）の平面的集合体を提案している。特許文献１は、複数の２面コーナーリフレクタを１つの平面上にアレイ状にすなわち碁盤目状に整列配置した２面コーナーリフレクタアレイ光学素子を開示している。２面コーナーリフレクタアレイ光学素子には、２面コーナーリフレクタとして、素子面を貫通する方向に想定される光学的な貫通穴の内壁を鏡面として利用するものや、透明基盤の表面から突出した透明な筒状体の内壁を鏡面として利用するものがある。なお、透明な筒状体は光学的な穴を筒状に突出させてその内部を透光材料で充填した角柱すなわちプリズムであるので、以下、透明な筒状体を単に突出部と称することとする。
【０００５】
２面コーナーリフレクタアレイ光学素子においては、複数の整列された２面コーナーリフレクタの各鏡面が素子面にほぼ垂直に直立配置されているので、該素子面の一方側に配置した被観察物からの光線は、該素子面を通過する際に２面コーナーリフレクタにて２回反射されて、光線が屈曲して素子面を通過して被観察物のない該素子面の他方の主面側の空間に実像として結像する。すなわち、２面コーナーリフレクタアレイ光学素子は、被観察物が２面コーナーリフレクタアレイ光学素子の素子面（対称面とも称する）に対して対称位置に存在するように、その実像を結像させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２００７−１１６６３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載された光学的な貫通穴の内壁を鏡面とした２面コーナーリフレクタ光学素子は電鋳工法を用いて作製される。また、突出部の内壁を鏡面として利用する２面コーナーリフレクタ光学素子は金型を作製して樹脂成型法を用いて作製される。何れの作製方法においても、金型に精密加工が必要であり、大きな面積の２面コーナーリフレクタ光学素子を作製することは非常に困難であり、せいぜい１０ｃｍ□の大きさの板状の光学素子を作製することが限度である。
【０００８】
そこで、本発明は、２面コーナーリフレクタアレイ光学素子を用いた大型の実鏡映像結像光学系であるリフレクタアレイ光学装置及びその作製方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明による一方の主面側にある被観察物の実像を他方の主面側の空間に結像させるリフレクタアレイ光学装置は、同一平面上に並置された複数枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子を有する。前記複数枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子の各々は、基盤と、各々が前記基盤の主面に垂直で且つ互いに直交する少なくとも２つの直交側面を有し且つ前記直交側面の内角の向きが揃うように前記基盤に一体的に形成された複数の２面コーナーリフレクタと、からなる。リフレクタアレイ光学装置において、前記複数枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子は、前記複数の２面コーナーリフレクタの前記直交側面の交線が前記基盤の法線に平行となるように、前記基盤の端面同士にて貼り合わされていることを特徴とする。すなわち、本発明のリフレクタアレイ光学装置は、タイリング（平面充填）された複数の２面コーナーリフレクタ光学素子からなる大面積の２面コーナーリフレクタ光学素子集合体である。
【００１０】
本発明のリフレクタアレイ光学装置においては、前記複数枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子の隣り合うもの同士は、前記複数の２面コーナーリフレクタの前記直交側面の内角の向きが揃うように配置されていてもよい。
【００１１】
本発明のリフレクタアレイ光学装置においては、前記複数の２面コーナーリフレクタが同一ピッチでマトリクス状に整列されており、前記複数枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子の隣り合うもの同士は、前記複数の２面コーナーリフレクタの前記直交側面同士が平行に揃うように配置されていてもよい。
【００１２】
本発明のリフレクタアレイ光学装置においては、前記複数枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子の各々は透明材料からなり、前記複数の２面コーナーリフレクタの各々は、前記基盤から突出する角柱形状を有する突出部であってもよい。
【００１３】
本発明のリフレクタアレイ光学装置においては、前記角柱形状は、前記直交側面の交線に対向する側に前記基盤の法線から傾斜する側面を有し、前記基盤と一体となる底面と前記底面の面積より小なる面積の上面を有する角錐台形状を含むこととすることができる。すなわち、２面コーナーリフレクタアレイ光学素子の各々は、透明材料から一体成形された基盤の表面から突出した角錐台を複数有し、それぞれの該角錐台の４つある側面のうちの直交する２面が基盤と垂直な平面（２面コーナーリフレクタ）として形成され、且つ、前記２面以外の面が、角錐台の基盤面側の平面（底面）より、基盤側とは反対側の平面（上面）の方が小さくなるような傾斜をつけた平面として形成された構造を有する。このリフレクタアレイ光学装置においては、前記基盤の法線から傾斜する側面の傾斜角度が５度以上２５度以下であることが好ましい。この傾斜角度は５度以上であれば、いわゆる「抜きテーパー」として働くため、金型からの２面コーナーリフレクタ光学素子成形品の取り外しを容易にすることができる。スタンパからの２面コーナーリフレクタアレイ光学素子の取り外しを考えると、この傾斜角度は大きい方が良いが、大き過ぎると２面コーナーリフレクタで反射した光の出射面である上記角錐台の上面の面積が小さくなることにより被観察物の実像（実鏡映像）が暗くなってしまう。また、上記上面面積を確保した場合には上記角錐台の底面の面積が大きくなり単位面積当りの２面コーナーリフレクタの数が減少してしまうため、やはり被観察物の実像（実鏡映像）が暗くなってしまう。これら相反する現象に対して様々な傾斜角度のスタンパを用いて成型実験を行った結果、上記傾斜角度は５度以上２５度以下にすることが好適である。上記角錐台において、２面コーナーリフレクタを形成する２面以外の側面（上面と底面除く）は２面存在することになり、その両面に上記傾斜を付けることになるが、それら両面の傾斜角度は等しくても良いし、等しくなくても良い。前記２面コーナーリフレクタアレイ光学素子は樹脂成型法により作製されていることが好ましい。
【００１４】
本発明のリフレクタアレイ光学装置においては、前記複数の２面コーナーリフレクタの各々は、前記直交側面として内壁の一部が鏡面とされた前記基盤を貫通する角柱形状の穴としても形成できる。
【００１５】
本発明のリフレクタアレイ光学装置においては、前記基盤は前記直交側面の一方の側面に平行な端面を有することとすることができる。
【００１６】
本発明のリフレクタアレイ光学装置においては、前記基盤は前記直交側面の一方の側面に対して零度を超え４５度未満の角度で交差する平坦な端面を有することとすることができる。
【００１７】
本発明のリフレクタアレイ光学装置においては、前記基盤は前記直交側面の一方の側面に対して４５度の角度で交差する平坦な端面を有することとすることができる。
【００１８】
本発明のリフレクタアレイ光学装置においては、前記基盤の端面が鏡面状に磨かれている。
【００１９】
本発明のリフレクタアレイ光学装置においては、前記基盤の端面同士の間にのみ光学接着剤が充填されている。
【００２０】
本発明のリフレクタアレイ光学装置においては、前記複数の２面コーナーリフレクタの反対側の前記基盤の主面に重ねられた透明平板を有することとすることができる。
【００２１】
本発明の一方の主面側にある被観察物の実像を他方の主面側の空間に結像させるリフレクタアレイ光学装置の作製方法は、基盤と、各々が前記基盤の主面に垂直で且つ互いに直交する少なくとも２つの直交側面を有し且つ前記直交側面の内角の向きが揃うように前記基盤に一体的に形成された複数の２面コーナーリフレクタと、からなる２面コーナーリフレクタアレイ光学素子を少なくとも２枚形成する工程と、前記２枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子の各々の接着すべき前記基盤の端面に隣接する前記基盤の主面部分の前記複数の２面コーナーリフレクタをマスキング材で被覆する工程と、前記接着すべき前記基盤の端面同士の間に光学接着剤を供給して、前記光学接着剤の一部分を前記基盤の端面同士の間から前記マスキング材の表面に押し出しながら前記２枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子を貼り合わせる工程と、前記光学接着剤の一部分とともに前記マスキング材を前記基盤の主面の前記複数の２面コーナーリフレクタから除去する工程と、を含むことを特徴とする。前記マスキング材は、突出した複数の突出部（２面コーナーリフレクタ）を配置した部分に前記光学接着剤が入り込むことを防止する。前記光学接着剤が複数の突出部の間に残存すると、作製後の突出部内部を伝搬する光が突出部表面で反射する条件が変化してしまうことになるので、前記マスキング材と後にマスキング材を除去することは斯かる反射条件変化を防ぐ効果がある。
【００２２】
本発明のリフレクタアレイ光学装置の作製方法において、前記貼り合わせる工程は、前記基盤の端面同士の間に光学接着剤を供給する前に前記２枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子の前記接着すべき前記基盤の端面同士を接触させ、前記接着した前記基盤の端面間を掛け渡す位置関係で粘着テープを前記基盤の主面部分に貼付して繋げる工程を含み、前記２枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子を貼り合わせる前に前記粘着テープで繋げられた部分を支点（回転中心）として、隣り合う前記基盤の該端面同士を開いた状態となし、該端面同士の間に前記光学接着剤を供給した後、前記基盤の該端面同士を閉じて貼り合わせることとすることができる。前記２面コーナーリフレクタ光学素子の２面コーナーリフレクタ部分が当該素子の端面近傍まで形成されていることは、継ぎ目が目立たなくなるので好ましい。
【００２３】
本発明のリフレクタアレイ光学装置の作製方法において、前記貼り合わせる工程は、前記基盤の端面同士の間に光学接着剤を供給する前に、平板の同一平面上に前記２枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子をそれらの前記接着すべき前記基盤の端面同士が向かい合うように配置して、前記接着すべき前記基盤の端面同士の間に前記光学接着剤を供給した後、前記基盤の該端面同士を互いに向けて突き合わせて貼り合わせることとすることができる。
【００２４】
本発明のリフレクタアレイ光学装置の作製方法において、前記貼り合わせる工程は、透明平板の同一平面上に光学接着剤を供給して、前記光学接着剤が供給された前記透明平板上に前記２枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子をそれらの前記接着すべき前記基盤の端面同士が向かい合うように配置して、前記接着すべき前記基盤の端面同士の間に前記光学接着剤を供給して、前記基盤の該端面同士を互いに向けて突き合わせて、前記透明平板と前記２枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子を貼り合わせることとすることができる。
【００２５】
前記粘着テープ又は前記平板若しくは前記透明平板を用いた前記貼り合わせ工程によれば、隣り合う２面コーナーリフレクタ光学素子の基盤の突出部側と反対側の主面がそれぞれ揃うような（段差が生じないような）位置関係で貼り合わせることができる。隣り合う基盤の主面に段差が生じる場合、貼り合わせ部分で実鏡映像に歪が生じるけれども、前記貼り合わせ工程によれば斯かる実鏡映像歪が防止できる。
【００２６】
本発明のリフレクタアレイ光学装置の作製方法において、前記マスキング材が水溶性のマスキング材からなる。本発明のリフレクタアレイ光学装置の作製方法において、前記マスキング材を除去する工程において水中の超音波洗浄を施す。超音波洗浄はマスキング材の除去に優れ好適である。
【発明の効果】
【００２７】
本発明のリフレクタアレイ光学装置によれば、被観察物の明るい実像（実鏡映像）を観察者側の空間に結像させる大型の実鏡映像結像光学系を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施例のリフレクタアレイ光学装置の構成例を概念的に示す概略斜視図である。
【図２】図１のリフレクタアレイ光学装置の動作を説明する概略斜視図である。
【図３】本発明の実施例のリフレクタアレイ光学装置の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子を模式的に示す概略部分平面図である。
【図４】図３の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子の２面コーナーリフレクタを模式的に示す概略部分切欠斜視図である。
【図５】本発明の更なる実施例のリフレクタアレイ光学装置の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子を模式的に示す概略部分平面図である。
【図６】図５の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子の２面コーナーリフレクタを模式的に示す概略部分切欠斜視図である。
【図７】本発明の更なる実施例のリフレクタアレイ光学装置の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子を模式的に示す概略部分平面図である。
【図８】図７の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子の２面コーナーリフレクタを模式的に示す概略部分切欠斜視図である。
【図９】図８のＡ−Ａ断面における断面図（ａ）及びＢ−Ｂ断面における断面図（ｂ）である。
【図１０】本発明の実施例にかかる２面コーナーリフレクタアレイ光学素子の角錐台を模式的に示す斜視図である。
【図１１】本発明の実施例のリフレクタアレイ光学装置の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子のための２面コーナーリフレクタアレイ光学素子成形品を概念的に示す平面図である。
【図１２】図１１の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子成形品から切り出された２面コーナーリフレクタアレイ光学素子を概念的に示す概略平面図である。
【図１３】本発明の実施例のリフレクタアレイ光学装置の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子のための２面コーナーリフレクタアレイ光学素子成形品を概念的に示す平面図である。
【図１４】図１３の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子成形品から切り出された２面コーナーリフレクタアレイ光学素子を概念的に示す概略平面図である。
【図１５】本発明の他の実施例の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子を概念的に示す概略平面図である。
【図１６】本発明の第１のリフレクタアレイ光学装置作製方法における２枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子を貼り合わせる工程の手順を説明するための２面コーナーリフレクタアレイ光学素子を模式的に示す斜視図である。
【図１７】本発明の実施例にかかる４枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子を貼り合わせたリフレクタアレイ光学装置の概念的に示す概略斜視図である。
【図１８】本発明の第２のリフレクタアレイ光学装置作製方法における２枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子を貼り合わせる工程の手順を説明するための２面コーナーリフレクタアレイ光学素子を模式的に示す斜視図である。
【図１９】本発明の第３のリフレクタアレイ光学装置作製方法における２枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子を貼り合わせる工程の手順を説明するための２面コーナーリフレクタアレイ光学素子を模式的に示す斜視図である。
【図２０】本発明の他の実施例にかかる４枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子を貼り合わせたリフレクタアレイ光学装置を概念的に示す概略斜視図である。
【図２１】本発明の他の実施例にかかる４枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子を貼り合わせたリフレクタアレイ光学装置を概念的に示す概略斜視図である。
【図２２】本発明の実施例のリフレクタアレイ光学装置の顕微鏡写真である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下に、本発明の実施例のリフレクタアレイ光学装置について、図面を用いて説明する。
【００３０】
図１は、実施例のリフレクタアレイ光学装置３の構成を模式的に示す斜視図である。このリフレクタアレイ光学装置３は、同一の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６，７，８，９（４枚の小型パネル）が一平面上に互いに接して並行配置されそれらの端面同士が接合されて、全体で１枚の大型パネルとして構成されている。また、４枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６，７，８，９の各々には、複数の２面コーナーリフレクタ６１が同一平面上に存在するように並設されている。２面コーナーリフレクタ６１の各々は２つの相互に直交する鏡面６１ａ，６１ｂから構成されている。多数の２面コーナーリフレクタ６１はアレイ状にすなわち碁盤目状に整列配置されている。２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６，７，８，９は複数の２面コーナーリフレクタ６１の集合アレイ領域を形成するように貼り合わされている。図１に示すように、４枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６，７，８，９は、すべての２面コーナーリフレクタ６１の鏡面６１ａ，６１ｂの交線ＣＬがすべての２面コーナーリフレクタアレイ光学素子の主面の法線に平行となるように、２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６，７，８，９の基盤の端面６０ａ同士にて貼り合わされている。
【００３１】
図２に示すように、リフレクタアレイ光学装置３は、その一方の主面側に被観察物４が配置された場合、被観察物の実像５（実鏡映像）を装置の他方側の空間に結像させる。すなわち、リフレクタアレイ光学装置３は、その素子面６Ｓを対称面とする面対称位置に被観察物４の実鏡映像５を結像させることができる。リフレクタアレイ光学装置３の素子面６Ｓは２面コーナーリフレクタ６１を構成するそれぞれ２つの鏡面６１ａ，６１ｂに対してほぼ垂直な仮想的な平面である。なお、２面コーナーリフレクタ６１はリフレクタアレイ光学装置３の全体の大きさ（数十ｃｍ〜数ｍオーダ）と比べて非常に微小（μｍオーダ）であるので、図１及び図２では２面コーナーリフレクタ６１の集合全体をグレーで表し、その内角の向きをＶ字形状で概念的に表してある。
【００３２】
図３は４枚の小型パネルの１つの例の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子の一部を具体的に示す部分平面図である。２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６は、碁盤目状に配置された複数の直方体の突出部４０とこれら突出部を保持する基盤６０とからなり、突出部４０と基盤６０とは透明材料から一体的に成型されて構成されている。この２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６の表面には、それぞれが同一な角柱形状の複数の直方体の突出部４０が整列されて設けられている。２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６の裏面は平坦面である。
【００３３】
図４は図３の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６の一部（４×４の直方体の突出部４０）の斜視図を示す。突出した突出部４０の４つの側面が基盤６０の主面に対して垂直面となっている。直方体の突出部４０各々の隣接する２つの直交側面の内壁面６１ａ，６１ｂが２面コーナーリフレクタ６１である。基盤６０の側から入射し直方体の突出部４０の内壁面６１ａ，６１ｂへ向かう光線は内壁面６１ａ，６１ｂ（鏡面）で２回反射され、直方体の突出部４０の上面から射出される。
【００３４】
２面コーナーリフレクタ光学素子の作製方法としては、金型を用いたアクリル等の樹脂の射出成型法及び熱プレス成型法がある。スタンパなどの金型はナノ加工により金属製マスター板に突出部（直方体、立方体）に対応した形状を作製してから電鋳反転工法により作製できる。他の２面コーナーリフレクタ光学素子の作製方法として、例えば、直接Ｘ線リソグラフィ法などを用いることにより、透明樹脂基盤に直接、４面垂直側壁を持った直方体や立方体の複数を作製することができる。
【００３５】
また、２面コーナーリフレクタ６１として、透明基盤の表面から突出した透明直方体の突出部の内壁を鏡面として利用するものの他に、基盤を貫通する立方体形状の貫通穴５０の内壁を利用することができる。
【００３６】
図５は他の実施例のリフレクタアレイ光学装置を構成できる小型パネルの１つの２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６の一部の平面図を示す。２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６の表面には、それぞれが同一な複数の立方体形状の貫通穴５０が整列されて設けられている。図６は図５の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６の一部（４×４の立方体形状の貫通穴５０）の斜視図を示す。立方体形状の貫通穴５０の４つの内側面が基盤６０の主面に対して垂直面となっている。立方体形状の貫通穴５０の隣接する２つの直交側面の内壁面６１ａ，６１ｂが２面コーナーリフレクタ６１である。２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６は、透明材料からなる基盤６０とこれに穿孔され碁盤目状に配置された複数の立方体形状の貫通穴５０とからなる。図６に示すように、基盤６０の一方側から入射し立方体形状の貫通穴５０の内壁面６１ａ，６１ｂへ向かう光線は内壁面６１ａ，６１ｂで２回反射され、立方体形状の貫通穴５０の他方側から射出される。
【００３７】
複数の貫通穴を有する２面コーナーリフレクタ光学素子は、ナノ加工により金属製マスター板に光学的な穴の反転形状を作製し電鋳工法によりアルミニウムやニッケル等の金属の反転転写を行い、最後に金属マスター板を除去して作製できる。
【００３８】
さらにまた、図７は更なる他の実施例の４枚の小型パネルの１つの２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６の一部の平面図を示す。図８は図７の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６の一部（４×４の角錐台の突出部５１）の斜視図を示す。２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６は、透明材料からなる基盤６０とその上に一体的に碁盤目状に成型された複数の角錐台の突出部５１とからなる。２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６の表面には、それぞれが同一な角柱形状の複数の角錐台の突出部５１が整列されて設けられている。角錐台の突出部５１の４つの内側面の内の２つが基盤６０の主面に対して垂直面となり、他の２面が基盤６０の法線に対して傾斜したテーパー面となっている。角錐台の突出部５１のうち隣接して直交する２つの内壁面６１ａ，６１ｂが２面コーナーリフレクタ６１である。成形品表面に作製する凸形状突出部にテーパー面いわゆる「抜きテーパー」を付けることにより、スタンパなどの金型から成形品である２面コーナーリフレクタアレイ光学素子を取り外し易くすることができる。
【００３９】
図８に示すように、基盤６０の側から入射し角錐台の突出部５１の内壁面６１ａ，６１ｂへ向かう光線は内壁面６１ａ，６１ｂで２回反射され、角錐台の突出部５１の上面から射出される。
【００４０】
角錐台形状の突出部５１を有する一方の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６について詳述する。図９に図８のＡ−Ａ断面及びＢ−Ｂ断面における拡大部分断面図を示す。図１０は２面コーナーリフレクタアレイ光学素子の１つの角錐台の突出部５１を模式的に示す斜視図を示す。
【００４１】
図８に示す角錐台の突出部５１の各々には２面コーナーリフレクタ６１として２つの直交する側面（鏡面６１ａ，６１ｂ）が形成され、２面コーナーリフレクタを形成する上面と底面を除く２鏡面以外の側面６２ａ，６２ｂが基盤６０の主面の法線から一定の角度（傾斜面）を持っている。図８において側面６２ａは角錐台の突出部５１の奥側で見えていない。図９に記載した角錐台の突出部５１の寸法Ｈ、Ｌ、Ｄ及び角度θの値は、高さＨ＝１７０μｍ、正方形上面一辺Ｌ＝１５０μｍ、間隔Ｄ＝１０μｍ、テーパー角度θ＝１０８°である。角錐台の突出部５１は樹脂成型時の抜きテーパーを考慮した傾斜面（基盤に垂直な面からの角度１８度）を持つが、これは代表値であり、本発明はこれに限定されるものではない。
【００４２】
図１０に示すように、角錐台の突出部５１は基盤６０と一体となる底面５２とその面積より小なる面積の上面５３を有する。角錐台の突出部５１は２面コーナーリフレクタの直交側面６１ａ，６１ｂを含む立方体形状部Ｃと、立方体形状部Ｃと一体となった２面コーナーリフレクタ以外の側面６２ａ，６２ｂを平面として含むテーパー部Ｔと、からなる。角錐台突出部５１は、その４つある側面６１ａ，６１ｂ，６２ａ，６２ｂのうちの直交する２面６１ａ，６１ｂが基盤６０と垂直な平面（２面コーナーリフレクタ６１）として形成され、且つ、当該２面以外の側面６２ａ，６２ｂが、角錐台突出部５１の基盤６０の側の平面（底面）から基盤側とは反対側の平面（上面）の方が小さくなるような傾斜をつけた平面として形成された構造を有する。樹脂成型法又は熱プレス成型によれば、薄い平板状の基盤６０の上に、平面視でほぼ角錐台（例えば正方形底面）の突出部５１（一辺が例えば５０〜２００μｍ）の多数を離型性よく形成できる。基盤６０の法線から傾斜する側面６２ａ，６２ｂの傾斜角度が５度以上２５度以下であることが好ましい。この傾斜角度は５度以上であれば、樹脂成型法のいわゆる「抜きテーパー」として働くため、金型からの２面コーナーリフレクタ光学素子６の成形品の取り外しを容易にすることができる。スタンパからの２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６の取り外しを考えると、この傾斜角度は大きい方が良いが、大き過ぎると２面コーナーリフレクタ６１で反射した光の出射面である角錐台突出部５１の上面の面積が小さくなることにより被観察物の実像（実鏡映像）が暗くなってしまう。また、上記上面面積を確保した場合には角錐台突出部５１の底面の面積が大きくなり単位面積当りの２面コーナーリフレクタ６１の数が減少してしまうため、やはり被観察物の実像（実鏡映像）が暗くなってしまう。これら相反する現象に対して様々な傾斜角度のスタンパを用いて成型実験を行った結果、上記傾斜角度は５度以上２５度以下にすることが好適である。角錐台突出部５１において、２面コーナーリフレクタ６１を形成する２面以外の側面（上面と底面除く）は２面存在することになり、その両面に上記傾斜を付けることになるが、それら両面の傾斜角度は等しくても良いし、等しくなくても良い。
【００４３】
図４、図６及び図８に示すように、２面コーナーリフレクタ光学素子６のいずれにおいても、各２面コーナーリフレクタ６１の２つの直交側面６１ａ，６１ｂの交線ＣＬは基盤６０の主面に直交する。各２面コーナーリフレクタ６１は、基盤６０の上において直交側面６１ａ，６１ｂがなす内角が全て同じ向きとなるように、規則的な格子点上に整列させて形成されている。すなわち、２面コーナーリフレクタ６１のすべては、基盤６０の主面に垂直で且つ直交側面６１ａ，６１ｂの内角の向きが一定方向に揃うように、同一ピッチでマトリクス状に整列されて基盤６０に一体的に形成されている。例えば、矩形の基盤６０に同一の複数の矩形の２面コーナーリフレクタ６１が矩形となるように配列されている。２面コーナーリフレクタ６１は光学的には必ずしも規則的に整列させる必要はないが、２面コーナーリフレクタ光学素子を作製する上では規則的に配列させた方が好ましい。
【００４４】
図１に示すように、４枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６，７，８，９は、すべての２面コーナーリフレクタ６１の直交側面６１ａ，６１ｂの交線ＣＬ（図４、図６及び図８）が基盤６０の法線に平行となるように、基盤６０の端面６０ａ同士にて貼り合わされている。２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６の隣り合うもの同士は、複数の２面コーナーリフレクタ６１の直交側面６１ａ同士と直交側面６１ｂ同士がそれぞれ平行に揃うように配置され、貼り合わされている。複数枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子の隣り合うもの同士は、複数の２面コーナーリフレクタ６１の直交側面６１ａ，６１ｂの内角の向きが揃うように配置されているので、明るい被観察物の実像を映す大型のリフレクタアレイ光学装置３が得られる。
【００４５】
［第１のリフレクタアレイ光学装置作製方法］
まず、貼り合わせる前の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子の予備処理について説明する。
【００４６】
図１１に２面コーナーリフレクタアレイ光学素子用の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子成型品を示す。樹脂成型法の製造過程で金型から抜き取る目的で、２面コーナーリフレクタアレイ光学素子成形品Ｍは、基盤６０の主面に複数の２面コーナーリフレクタ６１が一体成型された２面コーナーリフレクタ６１のアレイ領域Ｍａの周辺に縁部ＰＲが設けられてある。縁部ＰＲは貼り合わせに不要なのでアクリルカッターなどの切断手段を用いて周囲の縁部ＰＲをアレイ領域Ｍａ境界近傍を境に切断（破線が切断線を示す）してアレイ領域Ｍａから矩形形状の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６を得る（図１２）。この２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６は、図１２に示すように、２面コーナーリフレクタ６１の直交側面６１ａ，６１ｂに平行な端面６０ａを有する。
【００４７】
また、図１３に示すように、所望の形状の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６を得るために周囲の縁部ＰＲとアレイ領域Ｍａの一部を切断する（破線が切断線を示す）こともできる。例えば、２面コーナーリフレクタ６１内角の二等分線（４５°）と二等分線に垂直な線で切断してアレイ領域Ｍａから矩形形状の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６を得る（（図１４））。得られた矩形の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６の基盤６０は、図１４に示すように、直交側面６１ａ，６１ｂに対して４５度の角度で交差する平坦な端面６０ａを有する。
【００４８】
またさらに、一体成型された２面コーナーリフレクタアレイ光学素子成形品からは、図１５に示すように、基盤６０において直交側面６１ａ，６１ｂの一方の側面に対して零度を超え４５度未満の角度φで交差する平坦な端面６０ａを有する矩形形状の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６を切り出すこともできる。なお、図１１乃至図１５では２面コーナーリフレクタ６１の集合全体をグレーで表し、２面コーナーリフレクタ６１の内角の向きをＶ字形状で概念的に表してある。
【００４９】
ここで、縁部ＰＲ等を切断したままでは２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６の周縁の切断面が粗面として残る。この粗面の切断面を研磨剤で磨き、鏡面としておく必要がある。また、２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６の周縁の切断面が波打った曲面にならないように平面となるように研磨剤で研磨することが好ましい。研磨剤としては市販のプラスチッククリーナー（例えば、株式会社ソフト９９コーポーレーション製）を用いることができる。研磨剤を布又はベンコットに含ませてしばらく研磨し、最後に２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６の断面を水洗する。さらに２面コーナーリフレクタ６１のアレイ領域Ｍａに研磨剤が入り込んでしまった場合には超音波洗浄器により２面コーナーリフレクタ６１のアレイ領域Ｍａに付着した研磨剤を除去する。
【００５０】
次に、図１６を参照して、図１２に示す２枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６を貼り合わせてリフレクタアレイ光学装置を作製する手順を説明する。なお、図１６において２面コーナーリフレクタの方向を示唆するために２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６の４×４の角錐台の突出部５１を強調して概念的に描いているもので、その数や大きさを正確に示すものではない。
【００５１】
次に、図１６（ａ）に示すように、２枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６の各々の接着すべき基盤６０の端面６０ａに隣接する基盤６０の主面部分の複数の角錐台状突出部５１（２面コーナーリフレクタ６１）を水溶性のマスキング材６３で被覆する。
【００５２】
マスキング材６３により角錐台状突出部５１の配置部分全体に渡って覆って設けてもよいし、端面６０ａ近傍の一部（例えば基盤断面付近から２ｃｍ程度）のみを覆って設けてもよい。角錐台状突出部５１同士の間隙部分に光学接着剤が入り込んで残存した場合、作製されたリフレクタアレイ光学装置の角錐台状突出部５１内部を伝搬する光が角錐台状突出部５１表面で反射する際に、反射条件が変化してしまう。これをマスキング材６３は防ぐ効果がある。
【００５３】
マスキング材６３として酢酸ビニル樹脂を水に乳化させた接着剤を使うと密着性が強すぎて、角錐台状突出部５１同士の間に浸透したマスキング材自体が除去できなくなる恐れがある。逆に密着力が弱すぎるゴム系マスキング材では被覆が上手くいかず端面６０ａ同士の接着に入る前にゴム系マスキング材が基盤の端から剥がれる恐れがある。また、アクリル樹脂は耐薬品性が弱いのでエタノールなどで洗浄した場合、アクリル樹脂製の基盤と角錐台状突出部にクラックが入ることがある。そこで、本実施例ではマスキング材６３として基盤への密着性がある水溶性薬剤、ＧＳＩクレオス製マスキングゾル（登録商標）を使用している。これにより、２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６の端面６０ａ同士を接着後、水につけて超音波洗浄すればマスキング材を容易に剥すことができる。マスキング材６３は、光学接着剤に対しての耐溶剤性と２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６に対しての非溶解性とを有する成膜型剥離性塗料である。
【００５４】
次に、図１６（ｂ）に示すように、２枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６の接着すべき基盤の端面６０ａ同士を接触させ、接着した基盤の端面６０ａ間を掛け渡す位置関係で粘着テープ６４を基盤６０の主面部分に貼付して繋げる。ここで、２枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６の２面コーナーリフレクタ６１のすべては、基盤６０の主面に垂直で且つ直交側面６１ａ，６１ｂの内角の向きが一定方向に揃う。
【００５５】
粘着テープ６４（例えばセロテープ（登録商標））を角錐台状突出部５１のない基盤平面側に貼る。この粘着テープ６４で２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６（基盤）の厚み方向の段差を無くすことが継ぎ目を目立たなくする上で非常に重要である。粘着テープ６４は、しわになったり、粘着テープ６４中に気泡が入らないように貼る。この粘着テープ６４は基盤平面側に液状の光学接着剤が浸透していくことを防ぐ効果がある。
【００５６】
次に、図１６（ｃ）に示すように、２枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６を貼り合わせる前に粘着テープ６４で繋げられた部分を支点（回転中心）として、隣り合う基盤の端面６０ａ同士を開いた状態となし、該端面６０ａ同士の間に液体状態の光学接着剤７０を供給する。ここでは、粘着テープ６４を貼った方と反対側の角錐台状突出部５１が形成された側をＶの字のように開き、その間に、先細ノズル等で何点かに分け液状の光学接着剤７０を供給する。光学接着剤７０は基盤６０を構成するアクリルなどの樹脂の屈折率に略等しい屈折率を有する紫外線硬化樹脂などを使用する。これにより、貼り合わせ後の接着層を通過する光の量を確保でき、さらに接着層の境界面での光の反射を防止できて、継ぎ目を目立たなくする効果が得られる。
【００５７】
図１６（ｄ）に示すように、光学接着剤７０の一部分を、基盤の端面６０ａとスキング材６３同士の間隙からマスキング材６３の表面に押し出しながら２枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６を貼り合わせる。ここで、粘着テープ６４で予め保持されているので、貼り合わせる２面コーナーリフレクタ光学素子６の基盤６０の突出部側と反対側の主面が揃い、段差が生じないような位置関係で貼り合わせることが出来る。２枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６の両側から互いに向けて強く押し込み、そのままの状態で紫外線を照射し光学接着剤７０を硬化させる。不要な光学接着剤７０は基盤６０の角錐台状突出部５１側にはみ出してくるがマスキング材６３で角錐台状突出部５１を保護してあるため問題にはならない。
【００５８】
次に、貼り合わされた２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６から粘着テープ６４を剥がし、光学接着剤７０の一部分とともにマスキング材６３を基盤６０の主面から除去する（図１６（ｅ））。これにより、直交側面６１ａ，６１ｂの内角の向きが一定方向に揃った複数の角錐台突出部５１を有する同一の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６の２枚が一平面上に互いに接して並行配置され接合したリフレクタアレイ光学装置３が得られる。
【００５９】
図１６（ｄ）に示すように、光学接着剤７０を接着に必要な量よりやや多めに塗ることにより、２枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６をそれらの両側から押し込んだときにマスキング材６３の上に光学接着剤７０が盛り上がる。これにより、超音波洗浄の際にマスキング材６３が溶けて硬化した光学接着剤７０がやや浮き上がるので、余分な硬化した光学接着剤７０を剥がすことが容易になり、基盤の端面同士の間にのみ光学接着剤が充填される。このようにマスキング材の上に光学接着剤７０の接着部を盛り上げておいた方が不要な接着剤を剥がす上で有利である。また、余分な硬化接着剤樹脂が除去されるので、当該余分な硬化接着剤樹脂のレンズ効果による実鏡映像の精鋭度低下を防止できて好ましい。また、２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６の接着面は出来る限り平坦な鏡面状に磨いた方が良いということが判った。端面６０ａに凹凸があるままだと屈折率マッチングする紫外線接着剤を用いても接着断面に白い濁りが見えて奇麗にはならない。
【００６０】
図１６に示す工程を繰り返し、貼り合わせた２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６の組を複数作製して、貼り合わせた組の２つ同士を図１６に示す工程を繰り返すことで、図１７（ａ）に示すように、複数の角錐台突出部５１を有する同一の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６，７，８，９（４枚の小型パネル）が一平面上に隙間なく互いに接して並行配置され接合したリフレクタアレイ光学装置３が得られる。同様に、図３に示すような２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６を用いて、図１６に示す工程を繰り返し、貼り合わせた２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６の組を複数作製して、貼り合わせた組の２つ同士を図１６に示す工程を繰り返すことで、図１７（ｂ）に示すように、複数の直方体突出部４０を有する同一の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６，７，８，９（４枚の小型パネル）が一平面上に互いに接して並行配置され接合したリフレクタアレイ光学装置３が得られる。同様に、図５に示すような２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６を用いて、図１６に示す工程を繰り返し、貼り合わせた２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６の組を複数作製して、貼り合わせた組の２つ同士を図１６に示す工程を繰り返すことで、図１７（ｃ）に示すように、複数の直方体突出部４０を有する同一の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６，７，８，９（４枚の小型パネル）が一平面上に互いに接して並行配置され接合したリフレクタアレイ光学装置３が得られる。
【００６１】
［第２のリフレクタアレイ光学装置作製方法］
まず、上記の第１の作製方法と同様な基盤６０の端面６０ａが鏡面状に磨かれた２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６を用意する。そして、図１８（ａ）に示すように、上記第１の作製方法と同様に２枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６の各々の接着すべき基盤６０の端面６０ａに隣接する基盤６０の主面部分の複数の２面コーナーリフレクタ６１をマスキング材６３で被覆する。さらに、基盤６０の反対側の平面裏面をマスキング材６３ａで被覆する。
【００６２】
次に、定盤となる平坦な平板６５と、平板６５に対して滑り易く同一の厚さを有する平行平板からなるスライダ板Ｓと、を用意する。そして、図１８（ｂ）に示すように、平板６５の同一平面上に、それぞれスライダ板Ｓを介して２枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６がそれらの接着すべき基盤の端面６０ａ同士が向かい合い、スライダ板Ｓの端面からの端面６０ａ同士が突き出るように、２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６を配置する。かかる配置の前又は後において、接着すべき基盤の端面６０ａに光学接着剤７０を供給し付着させて置く。
【００６３】
次に、図１８（ｃ）に示すように、基盤の端面６０ａ同士を互いに向けて突き合わせて貼り合わせる。スライダ板Ｓの端面同士は接触させず、間隙を保つようにする。ここで、貼り合わせる２面コーナーリフレクタ光学素子６の基盤６０の突出部側と反対側の主面が揃うような（段差が生じないような）位置関係で貼り合わせ、２枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６の両側から互いに向けて強く押し込み、そのままの状態で紫外線を照射し光学接着剤７０を硬化させる。不要な光学接着剤７０は基盤６０の両面側にはみ出してくるがマスキング材６３で角錐台状突出部５１を保護して基盤６０の反対側の平面裏面をもマスキング材６３ａで被覆してあるため問題にはならない。
【００６４】
次に、平板６５上のスライダ板Ｓから貼り合わされた２面コーナーリフレクタ光学素子６を取り上げ、上記第１の作製方法と同様に、貼り合わせた２面コーナーリフレクタアレイ光学素子を水につけて超音波洗浄して、光学接着剤７０の一部分とともにマスキング材６３，６３ａを基盤６０の主面の複数の２面コーナーリフレクタ６１から除去する（図１８（ｄ））。これにより複数の角錐台突出部５１を有する同一の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６の２枚が一平面上に互いに接して並行配置され接合したリフレクタアレイ光学装置３が得られる。
【００６５】
［第３のリフレクタアレイ光学装置作製方法］
まず、上記第１の作製方法と同様な基盤６０の端面６０ａが鏡面状に磨かれた２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６を用意する。そして、図１９（ａ）に示すように、上記の第１の作製方法と同様に２枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６の各々の接着すべき基盤６０の端面６０ａに隣接する基盤６０の主面部分の複数の２面コーナーリフレクタ６１をマスキング材６３で被覆する。
【００６６】
次に、図１９（ｂ）に示すように、アクリルなど透明樹脂材料からなる透明な平行平板６６を用意して、透明平板６６の同一平面上に光学接着剤７０を供給する。透明平板６６上に光学接着剤７０は、バーコーターなどを用いて薄く広げることができる。
【００６７】
次に、図１９（ｃ）に示すように、光学接着剤７０が供給された透明平板６６上に２枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６をそれらの接着すべき基盤の端面６０ａ同士が向かい合うように配置して、接着すべき基盤の端面６０ａ同士の間に光学接着剤７０を供給する。２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６は光学接着剤７０の中に気泡が入らないように透明平板６６上に配置される。
【００６８】
次に、図１９（ｄ）に示すように、透明平板６６上の光学接着剤７０上にて基盤の端面６０ａ同士を互いに向けて突き合わせて、透明平板６６と２枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６を貼り合わせる。ここで、貼り合わせる２面コーナーリフレクタ光学素子６の基盤６０の突出部側と反対側の主面が揃うような（段差が生じないような）位置関係で貼り合わせ、２枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６の両側から互いに向けて強く押し込み、そのままの状態で紫外線を照射し光学接着剤７０を硬化させる。
【００６９】
次に、上記第１の作製方法と同様に、透明平板と貼り合わせた２面コーナーリフレクタアレイ光学素子を水につけて超音波洗浄して、光学接着剤７０の一部分とともにマスキング材６３を基盤６０の主面の複数の２面コーナーリフレクタ６１から除去する（図１９（ｅ））。
【００７０】
次に、図示しないが、透明平板を貼り合わせた２面コーナーリフレクタアレイ光学素子の外縁に沿って切断（トリミング）すれば、２面コーナーリフレクタアレイ光学素子の２枚が一平面上に互いに接して並行配置され接合したリフレクタアレイ光学装置が得られる。
【００７１】
さらに、例えば、図２０に示すような、複数の角錐台突出部５１を有する４枚の同一の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６，７，８，９を合わせて、その２面コーナーリフレクタ６１の反対側の基盤６０の主面に接合して重ねられた透明平板６６を有するリフレクタアレイ光学装置が、図１９に示す作製方法と同様にして形成され得る。この場合、４枚の同一の矩形２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６，７，８，９を合わせた面積より大なる透明平板６６を用意して、それらを各素子の基盤の角部同士と端面同士が向かい合うように配置して、角部同士と端面同士すべて突き合うように接着する。
【００７２】
同様に、図３に示すような２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６を用いて、図２０（ｂ）に示すように、複数の直方体突出部４０を有する同一の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６，７，８，９（４枚の小型パネル）が透明平板６６上の一平面上に互いに接して並行配置され接合したリフレクタアレイ光学装置３が得られる。
【００７３】
上記のような実施例においては２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６同士を接着させる端面６０ａは、２面コーナーリフレクタが設けられている主面に対し垂直な面として形成されていたが、当該端面はこれに限らず、傾斜して形成されていてもよい。図２１（ａ）（ｂ）は、２面コーナーリフレクタが設けられている主面に対し端面６０ａａが相補的に傾斜した状態で２面コーナーリフレクタアレイ光学素子同士を接着させた以外、図１７（ａ）に示す実施例と同様なリフレクタアレイ光学装置３を示す。あらかじめ２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６，７，８，９には、接着した状態では２面コーナーリフレクタが設けられている主面が連続した面となるように、端面６０ａａが逆向きの同一角度の傾斜面としてそれぞれ設けられ、上記第１から第３のいずれの作製方法によって接着される。このように設けた２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６は接着させた基盤端面が垂直ではなく、傾斜角度がついているので継ぎ目が見難くなる。例えば基盤のみが厚さ３ｍｍ以上であるような厚い場合は特に効果的である。
【００７４】
また、２面コーナーリフレクタが突出部によって設けられているタイプで基盤の厚みが３ｍｍ以上であるような厚い場合、接着端面を目立たせないようにするため基盤接合後に平面裏面を研磨して薄くすることも有効である。さらに、研磨することで接合時に接合断面よりはみ出た接着剤を除去できるために、はみ出た接着剤のレンズ効果による像の乱れを排除することができる。
【００７５】
上記の第１〜第３のリフレクタアレイ光学装置の作製方法における粘着テープ６４又は平板６５若しくは透明平板６６を用いた貼り合わせる工程によれば、隣り合う２面コーナーリフレクタ光学素子６の基盤６０の突出部側と反対側の主面が揃うような（段差が生じないような）位置関係で貼り合わせることができる。隣り合う基盤６０の主面に段差が生じる場合、貼り合わせ部分で実鏡映像に歪が生じるけれども、上記の貼り合わせ工程によれば斯かる実鏡映像歪が防止できる。
【００７６】
図２２は、実際に作製した本発明の実施例のリフレクタアレイ光学装置の顕微鏡写真である。これは、図１４に示す直交側面６１ａ，６１ｂに対して４５度の角度で交差する平坦な端面６０ａを有する矩形のアクリル製の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６の２枚を、２面コーナーリフレクタの側面が揃うように、図１６にて説明した第１の実施例の方法で接着して得られたリフレクタアレイ光学装置の正面の一部を撮影したものである。このリフレクタアレイ光学装置により、被観察物の明るい実像（実鏡映像）を観察者側の空間に結像させる大型の実鏡映像結像光学系が実現できた。
【符号の説明】
【００７７】
６ ２面コーナーリフレクタアレイ光学素子
６Ｓ 素子面
４０ 直方体突出部
５０ 貫通穴
５１ 角錐台
５２ 底面
５３ 上面
６０ 基盤
６１ ２面コーナーリフレクタ
６１ａ，６１ｂ 直交側面（鏡面）
６２ａ，６２ｂ ２面コーナーリフレクタ以外の側面（テーパー面）
６３ マスキング材
６４ 粘着テープ
６５ 平板
６６ 透明平板
７０ 光学接着剤
ＣＬ 鏡面の交線
Ｃ 立方体形状部
Ｔ テーパー部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の主面側にある被観察物の実像を他方の主面側の空間に結像させるリフレクタアレイ光学装置であって、
同一平面上に並置された複数枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子を有し、
前記複数枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子の各々は、基盤と、各々が前記基盤の主面に垂直で且つ互いに直交する少なくとも２つの直交側面を有し且つ前記直交側面の内角の向きが揃うように前記基盤に一体的に形成された複数の２面コーナーリフレクタと、からなり、
前記複数枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子は、前記複数の２面コーナーリフレクタの前記直交側面の交線が前記基盤の法線に平行となるように、前記基盤の端面同士にて貼り合わされていることを特徴とするリフレクタアレイ光学装置。
【請求項２】
前記複数枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子の隣り合うもの同士は、前記複数の２面コーナーリフレクタの前記直交側面の内角の向きが揃うように配置されていることを特徴とする請求項１に記載のリフレクタアレイ光学装置。
【請求項３】
前記複数の２面コーナーリフレクタが同一ピッチでマトリクス状に整列されており、前記複数枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子の隣り合うもの同士は、前記複数の２面コーナーリフレクタの前記直交側面同士が平行に揃うように配置されていることを特徴とする請求項２に記載のリフレクタアレイ光学装置。
【請求項４】
前記複数枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子の各々は透明材料からなり、前記複数の２面コーナーリフレクタの各々は、前記基盤から突出する角柱形状を有する突出部であることを特徴とする請求項１乃至請求項１乃至請求項３のいずれか１に記載のリフレクタアレイ光学装置。
【請求項５】
前記角柱形状は、前記直交側面の交線に対向する側に前記基盤の法線から傾斜する側面を有し、前記基盤と一体となる底面と前記底面の面積より小なる面積の上面を有する角錐台形状であることを特徴とする請求項４に記載のリフレクタアレイ光学装置。
【請求項６】
前記基盤の法線から傾斜する側面の傾斜角度が５度以上２５度以下であることを特徴とする請求項５に記載のリフレクタアレイ光学装置。
【請求項７】
前記複数の２面コーナーリフレクタの各々は、前記直交側面として内壁の一部が鏡面とされた前記基盤を貫通する角柱形状の穴であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１に記載のリフレクタアレイ光学装置。
【請求項８】
前記基盤は前記直交側面の一方の側面に平行な端面を有することを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１に記載のリフレクタアレイ光学装置。
【請求項９】
前記基盤は前記直交側面の一方の側面に対して零度を超え４５度未満の角度で交差する平坦な端面を有することを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１に記載のリフレクタアレイ光学装置。
【請求項１０】
前記基盤は前記直交側面の一方の側面に対して４５度の角度で交差する平坦な端面を有することを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１に記載のリフレクタアレイ光学装置。
【請求項１１】
前記基盤の端面が鏡面状に磨かれていることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１に記載のリフレクタアレイ光学装置。
【請求項１２】
前記基盤の端面同士の間にのみ光学接着剤が充填されていることを特徴とする請求項１乃至請求項１１のいずれか１に記載のリフレクタアレイ光学装置。
【請求項１３】
前記基盤の主面に重ねられた透明平板を有することを特徴とする請求項１乃至請求項１１のいずれか１に記載のリフレクタアレイ光学装置。
【請求項１４】
前記基盤の張り合わされている前記端面は前記複数の２面コーナーリフレクタアレイが設けられている主面に対し傾斜した面であることを特徴とする請求項１乃至請求項１３のいずれかに記載のリフレクタアレイ光学装置。
【請求項１５】
一方の主面側にある被観察物の実像を他方の主面側の空間に結像させるリフレクタアレイ光学装置の作製方法であって、
基盤と、各々が前記基盤の主面に垂直で且つ互いに直交する少なくとも２つの直交側面を有し且つ前記直交側面の内角の向きが揃うように前記基盤に一体的に形成された複数の２面コーナーリフレクタと、からなる２面コーナーリフレクタアレイ光学素子を少なくとも２枚形成する工程と、
前記２枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子の各々の接着すべき前記基盤の端面に隣接する前記基盤の主面部分の前記複数の２面コーナーリフレクタをマスキング材で被覆する工程と、
前記接着すべき前記基盤の端面同士の間に光学接着剤を供給して、前記光学接着剤の一部分を前記基盤の端面同士の間から前記マスキング材の表面に押し出しながら前記２枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子を貼り合わせる工程と、
前記光学接着剤の一部分とともに前記マスキング材を前記基盤の主面の前記複数の２面コーナーリフレクタから除去する工程と、を含むことを特徴とする作製方法。
【請求項１６】
前記貼り合わせる工程は、
前記基盤の端面同士の間に光学接着剤を供給する前に前記２枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子の前記接着すべき前記基盤の端面同士を接触させ、前記接着した前記基盤の端面間を掛け渡す位置関係で粘着テープを前記基盤の主面部分に貼付して繋げる工程を含み、
前記２枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子を貼り合わせる前に前記粘着テープで繋げられた部分を支点として、隣り合う前記基盤の該端面同士を開いた状態となし、該端面同士の間に前記光学接着剤を供給した後、前記基盤の該端面同士を閉じて貼り合わせることを特徴とする請求項１５に記載の作製方法。
【請求項１７】
前記貼り合わせる工程は、
前記基盤の端面同士の間に光学接着剤を供給する前に、平板の同一平面上に前記２枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子をそれらの前記接着すべき前記基盤の端面同士が向かい合いかつ突き出るようにスライダ板に配置され、前記接着すべき前記基盤の端面同士の間に前記光学接着剤を供給した後、前記基盤の該端面同士を互いに向けて突き合わせて貼り合わせることを特徴とする請求項１５に記載の作製方法。
【請求項１８】
前記貼り合わせる工程は、
透明平板の同一平面上に光学接着剤を供給して、前記光学接着剤が供給された前記透明平板上に前記２枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子をそれらの前記接着すべき前記基盤の端面同士が向かい合うように配置して、前記接着すべき前記基盤の端面同士の間に前記光学接着剤を供給して、前記基盤の該端面同士を互いに向けて突き合わせて、前記透明平板と前記２枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子を貼り合わせることを特徴とする請求項１５に記載の作製方法。
【請求項１９】
前記マスキング材が水溶性のマスキング剤からなることを特徴とする請求項１５乃至請求項１８のいずれか１に記載の作製方法。
【請求項２０】
前記マスキング材を除去する工程において水中の超音波洗浄を施すことを特徴とする請求項１９に記載の作製方法。
【請求項２１】
前記２面コーナーリフレクタアレイ光学素子を貼り合わせる工程の後、さらに前記基盤の主面とは反対の裏面を研磨する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１５乃至請求項２０に記載の作製方法。
【請求項１】
一方の主面側にある被観察物の実像を他方の主面側の空間に結像させるリフレクタアレイ光学装置であって、
同一平面上に並置された複数枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子を有し、
前記複数枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子の各々は、基盤と、各々が前記基盤の主面に垂直で且つ互いに直交する少なくとも２つの直交側面を有し且つ前記直交側面の内角の向きが揃うように前記基盤に一体的に形成された複数の２面コーナーリフレクタと、からなり、
前記複数枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子は、前記複数の２面コーナーリフレクタの前記直交側面の交線が前記基盤の法線に平行となるように、前記基盤の端面同士にて貼り合わされていることを特徴とするリフレクタアレイ光学装置。
【請求項２】
前記複数枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子の隣り合うもの同士は、前記複数の２面コーナーリフレクタの前記直交側面の内角の向きが揃うように配置されていることを特徴とする請求項１に記載のリフレクタアレイ光学装置。
【請求項３】
前記複数の２面コーナーリフレクタが同一ピッチでマトリクス状に整列されており、前記複数枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子の隣り合うもの同士は、前記複数の２面コーナーリフレクタの前記直交側面同士が平行に揃うように配置されていることを特徴とする請求項２に記載のリフレクタアレイ光学装置。
【請求項４】
前記複数枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子の各々は透明材料からなり、前記複数の２面コーナーリフレクタの各々は、前記基盤から突出する角柱形状を有する突出部であることを特徴とする請求項１乃至請求項１乃至請求項３のいずれか１に記載のリフレクタアレイ光学装置。
【請求項５】
前記角柱形状は、前記直交側面の交線に対向する側に前記基盤の法線から傾斜する側面を有し、前記基盤と一体となる底面と前記底面の面積より小なる面積の上面を有する角錐台形状であることを特徴とする請求項４に記載のリフレクタアレイ光学装置。
【請求項６】
前記基盤の法線から傾斜する側面の傾斜角度が５度以上２５度以下であることを特徴とする請求項５に記載のリフレクタアレイ光学装置。
【請求項７】
前記複数の２面コーナーリフレクタの各々は、前記直交側面として内壁の一部が鏡面とされた前記基盤を貫通する角柱形状の穴であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１に記載のリフレクタアレイ光学装置。
【請求項８】
前記基盤は前記直交側面の一方の側面に平行な端面を有することを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１に記載のリフレクタアレイ光学装置。
【請求項９】
前記基盤は前記直交側面の一方の側面に対して零度を超え４５度未満の角度で交差する平坦な端面を有することを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１に記載のリフレクタアレイ光学装置。
【請求項１０】
前記基盤は前記直交側面の一方の側面に対して４５度の角度で交差する平坦な端面を有することを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１に記載のリフレクタアレイ光学装置。
【請求項１１】
前記基盤の端面が鏡面状に磨かれていることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１に記載のリフレクタアレイ光学装置。
【請求項１２】
前記基盤の端面同士の間にのみ光学接着剤が充填されていることを特徴とする請求項１乃至請求項１１のいずれか１に記載のリフレクタアレイ光学装置。
【請求項１３】
前記基盤の主面に重ねられた透明平板を有することを特徴とする請求項１乃至請求項１１のいずれか１に記載のリフレクタアレイ光学装置。
【請求項１４】
前記基盤の張り合わされている前記端面は前記複数の２面コーナーリフレクタアレイが設けられている主面に対し傾斜した面であることを特徴とする請求項１乃至請求項１３のいずれかに記載のリフレクタアレイ光学装置。
【請求項１５】
一方の主面側にある被観察物の実像を他方の主面側の空間に結像させるリフレクタアレイ光学装置の作製方法であって、
基盤と、各々が前記基盤の主面に垂直で且つ互いに直交する少なくとも２つの直交側面を有し且つ前記直交側面の内角の向きが揃うように前記基盤に一体的に形成された複数の２面コーナーリフレクタと、からなる２面コーナーリフレクタアレイ光学素子を少なくとも２枚形成する工程と、
前記２枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子の各々の接着すべき前記基盤の端面に隣接する前記基盤の主面部分の前記複数の２面コーナーリフレクタをマスキング材で被覆する工程と、
前記接着すべき前記基盤の端面同士の間に光学接着剤を供給して、前記光学接着剤の一部分を前記基盤の端面同士の間から前記マスキング材の表面に押し出しながら前記２枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子を貼り合わせる工程と、
前記光学接着剤の一部分とともに前記マスキング材を前記基盤の主面の前記複数の２面コーナーリフレクタから除去する工程と、を含むことを特徴とする作製方法。
【請求項１６】
前記貼り合わせる工程は、
前記基盤の端面同士の間に光学接着剤を供給する前に前記２枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子の前記接着すべき前記基盤の端面同士を接触させ、前記接着した前記基盤の端面間を掛け渡す位置関係で粘着テープを前記基盤の主面部分に貼付して繋げる工程を含み、
前記２枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子を貼り合わせる前に前記粘着テープで繋げられた部分を支点として、隣り合う前記基盤の該端面同士を開いた状態となし、該端面同士の間に前記光学接着剤を供給した後、前記基盤の該端面同士を閉じて貼り合わせることを特徴とする請求項１５に記載の作製方法。
【請求項１７】
前記貼り合わせる工程は、
前記基盤の端面同士の間に光学接着剤を供給する前に、平板の同一平面上に前記２枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子をそれらの前記接着すべき前記基盤の端面同士が向かい合いかつ突き出るようにスライダ板に配置され、前記接着すべき前記基盤の端面同士の間に前記光学接着剤を供給した後、前記基盤の該端面同士を互いに向けて突き合わせて貼り合わせることを特徴とする請求項１５に記載の作製方法。
【請求項１８】
前記貼り合わせる工程は、
透明平板の同一平面上に光学接着剤を供給して、前記光学接着剤が供給された前記透明平板上に前記２枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子をそれらの前記接着すべき前記基盤の端面同士が向かい合うように配置して、前記接着すべき前記基盤の端面同士の間に前記光学接着剤を供給して、前記基盤の該端面同士を互いに向けて突き合わせて、前記透明平板と前記２枚の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子を貼り合わせることを特徴とする請求項１５に記載の作製方法。
【請求項１９】
前記マスキング材が水溶性のマスキング剤からなることを特徴とする請求項１５乃至請求項１８のいずれか１に記載の作製方法。
【請求項２０】
前記マスキング材を除去する工程において水中の超音波洗浄を施すことを特徴とする請求項１９に記載の作製方法。
【請求項２１】
前記２面コーナーリフレクタアレイ光学素子を貼り合わせる工程の後、さらに前記基盤の主面とは反対の裏面を研磨する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１５乃至請求項２０に記載の作製方法。
【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】
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【図１０】
【図１１】
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【図１５】
【図１６】
【図１７】
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【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【公開番号】特開２０１３−８８５５６（Ｐ２０１３−８８５５６Ａ）
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２７７６８（Ｐ２０１１−２２７７６８）
【出願日】平成２３年１０月１７日（２０１１．１０．１７）
【出願人】（３０１０２２４７１）独立行政法人情報通信研究機構 (1,071)
【出願人】（０００００２３０３）スタンレー電気株式会社 (2,684)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月１７日（２０１１．１０．１７）
【出願人】（３０１０２２４７１）独立行政法人情報通信研究機構 (1,071)
【出願人】（０００００２３０３）スタンレー電気株式会社 (2,684)
【Ｆターム（参考）】
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