２面コーナーリフレクタアレイ光学素子およびそれを用いた表示装置

【課題】
基盤表面から突出した筒状体を有する２面コーナーリフレクタアレイ光学素子であって成型後にスタンパから容易に取り出すことができる２面コーナーリフレクタアレイ光学素子を提供することを目的とする。
【解決手段】
透明材料で一体的に成型された、基盤とその表面内の接合平面から突出した筒状体の複数とからなり、筒状体の各々には２面コーナーリフレクタとして２つの直交する側面が形成され、基盤の一方の主面側にある被観察物の実像を他方側の空間に結像させる２面コーナーリフレクタアレイ光学素子において、筒状体の２面コーナーリフレクタ以外の側面は、筒状体の基盤面側の基盤との接合平面の面積より筒状体の基盤側とは反対側の端面の面積の方が小となるように、筒状体のテーパー構造を画定する。

【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反射型実鏡映像結像光学素子とそれを用いた表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
反射型実鏡映像結像光学素子を利用して、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】
具体的には、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反射型実鏡映像結像光学素子と、当該反射型実鏡映像結像光学素子の該観察者側とは反対側の空間に配置される該実鏡映像を形成するための被観察物と、を備えたものである。
【０００４】
特許文献１には、互いに直交する２つの鏡面からなる単位光学素子（２面コーナーリフレクタと称する）の複数を、１つの平面を構成する素子面にアレイ状にすなわち整列配置した反射型実鏡映像結像光学素子（２面コーナーリフレクタアレイ光学素子と称する）が開示されている。２面コーナーリフレクタアレイ光学素子の具体例として、特許文献１においては、素子面を貫通する方向に穿孔された正方形穴の内壁を２面コーナーリフレクタとして利用するものや、基盤を具備して当該基盤の表面からその厚さ方向に突出した透明な立方体形状筒状体の内壁を２面コーナーリフレクタとして利用し該筒状体を碁盤目状に複数を形成した２面コーナーリフレクタアレイ光学素子が示されている。
【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投影物からの光は、該素子面を通過する際に２面コーナーリフレクタに２回反射して、被投影物のない該素子面の他方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】ＷＯ２００７−１１６６３９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では、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の２鏡面以外の内壁面を、素子面に対して垂直とならないように角度を付けて設けることにより、多重反射光を軽減もしくは除去できる旨のみが示唆されている。しかし、それ以外の２面コーナーリフレクタを形成する２面以外の内壁面の有効利用には、なんら示唆が無く、２面コーナーリフレクタおよびそれ以外の内壁面における問題を指摘していない。
【０００８】
発明者は、鋭意研究を行った結果、基盤表面から突出した立方体形状筒状体の側壁（内壁面）を２面コーナーリフレクタとして利用した従来の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子に関して、アクリル等の透明樹脂の射出成型や熱プレス成型による作製方法において、立方体形状筒状体の４つの側面を基盤に対して垂直面とした場合、成型後に２面コーナーリフレクタアレイ光学素子をスタンパから外すことが非常に困難になる問題を、知見した。かかる２面コーナーリフレクタアレイ光学素子の作製方法としては、アクリル等の透明樹脂の射出成型や熱プレス成型による方法が考えられるが、かかる成型方法により立方体形状筒状体を有する２面コーナーリフレクタアレイ光学素子を成型した場合、離型後に２面コーナーリフレクタアレイ光学素子をスタンパから外すことが非常に困難になるのである。
【０００９】
そこで、本発明は、基盤表面から突出した筒状体を有する２面コーナーリフレクタアレイ光学素子であって成型後にスタンパから容易に取り出すことができる２面コーナーリフレクタアレイ光学素子およびそれを用いた表示装置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】
【００１０】
本発明の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子は、透明材料で一体的に成型された、基盤とその表面内の接合平面から突出した筒状体の複数とからなり、筒状体の各々には２面コーナーリフレクタとして２つの直交する側面が形成され、基盤の一方の主面側にある被観察物の実像を他方側の空間に結像させる２面コーナーリフレクタアレイ光学素子であって、
筒状体の２面コーナーリフレクタ以外の側面は、筒状体の基盤面側の基盤との接合平面の面積より筒状体の基盤側とは反対側の端面の面積の方が小となるように、筒状体のテーパー構造を画定することを特徴とする。
【００１１】
上記の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子において、筒状体は、２面コーナーリフレクタとした側面を含む立方体形状部と立方体形状部と一体となった２面コーナーリフレクタ以外の側面を平面として含むテーパー部とからなる角錐台であることとすることができる。
【００１２】
上記の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子において、基盤および筒状体が樹脂成型法により作製されたこととすることができる。
【００１３】
上記の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子において、２面コーナーリフレクタとして機能する筒状体の側面に金属反射膜をさらに付けたこととすることができる。
【００１４】
上記の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子において、基盤の法線からの２面コーナーリフレクタ以外の側面の傾斜角度が、５度以上、２５度以下であることとすることができる。
【００１５】
本発明の表示装置は、上記の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子と基盤の一方の主面側にある被観察物とを含み、被観察物の実像を基盤の他方側の空間に結像させることを特徴とする。
【００１６】
本発明は、２面コーナーリフレクタを形成する２面以外の面に、傾斜（いわゆる「抜きテーパー」）を付けることにより、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容易になし、上記課題を解決するものである。この時の、傾斜方向は該立方体形状筒状体の基盤面側の接合平面（底面）より、基盤側とは反対側の平面（上面すなわち端面）の方が小さくなるような傾斜方向である。
【００１７】
傾斜角度（基盤に垂直な面からの角度）はスタンパからの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立方体形状筒状体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立方体形状筒状体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。
【００１８】
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（基盤に垂直な面からの角度）は、５度以上、２５度以下にすることが好適であることが分かった。
【００１９】
立方体形状筒状体の場合、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。ただし電鋳加工等の反転工法で金型を作製する場合にはそれら両面の角度が等しい方が切削工具（バイト）を１種類だけ作製すれば良いので都合が良い。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、２面コーナーリフレクタを形成する２面以外の側面に傾斜を付けたことにより、成型後にスタンパと２面コーナーリフレクタアレイ光学素子との間に空間を作りながら取り出すことになるため、スタンパと２面コーナーリフレクタアレイ光学素子の接触面間で生じる摩擦力は小さくなる。これにより、スタンパから２面コーナーリフレクタアレイ光学素子を容易に取り出すことができる。さらに副次的な効果として、観察者側への多重反射の透過光を減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明による実施形態の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子の具体的構成例を模式的に示す概略部分切欠斜視図である。
【図２】図２に図１のＡ−ＡおよびＢ−Ｂ断面における断面図である。
【図３】本発明による実施形態の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子の筒状体を模式的に示す斜視図である。
【図４】本発明による実施形態の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子を射出成型法により作製する場合の手順の説明するための概略断面図である。
【図５】本発明による実施形態の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子を作製するためのスタンパ作製時に使用するダイヤバイトの形状を説明するための概略断面図である。
【図６】本発明による実施形態の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子を作製するためのスタンパ作製時に使用する銅マスター板の概略平面図である。
【図７】図６のＡ−Ａ断面における部分拡大断面図である。
【図８】電鋳反転加工で得られた本発明による実施形態で使用するスタンパの部分拡大断面図である。
【図９】本発明による実施形態の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子を熱プレス成型法により作製する場合の手順の説明するための概略断面図である。
【図１０】従来の立方体形状筒状体を有する２面コーナーリフレクタアレイ光学素子の具体的構成例を模式的に示す概略部分切欠斜視図である。
【図１１】従来の立方体形状筒状体を有する２面コーナーリフレクタアレイ光学素子を作製するためのスタンパ作製時に使用するダイヤバイトの形状を説明するための概略断面図である。
【図１２】従来の立方体形状筒状体を有する２面コーナーリフレクタアレイ光学素子を作製するためのスタンパ作製時に使用する銅マスター板の概略部分拡大断面である。
【図１３】従来の立方体形状筒状体を有する２面コーナーリフレクタアレイ光学素子を作製するためのスタンパの部分拡大断面図である。
【図１４】同実施形態の表示装置に適用される２面コーナーリフレクタアレイ光学素子の具体的構成例を模式的に示す概略平面図および部分切欠斜視図である。
【図１５】本発明による実施形態の表示装置に適用される２面コーナーリフレクタアレイ光学素子の結像様式を模式的に示す概略斜視図。
【図１６】本発明による実施形態の表示装置に適用される２面コーナーリフレクタアレイ光学素子による結像様式を模式的に示す概略平面図である。
【図１７】本発明による実施形態の表示装置に適用される２面コーナーリフレクタアレイ光学素子による結像様式を模式的に示す概略側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に、本発明による一実施形態の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子および表示装置について、図面を用いて説明する。
【００２３】
図１に、本発明が適用された、立方体の突出した筒状体５１を有する２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６の実施形態の拡大部分斜視図を示す。また、図２に図１のＡ−ＡおよびＢ−Ｂ断面における拡大部分断面図を示す。
【００２４】
本実施形態の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６は、透明材料で一体的に成型された平板状の基盤６０とその表面内の接合平面から突出した筒状体５１の複数とからなる。筒状体の各々には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除く２鏡面以外の側面６２ａ（図１では立方体の奥側で見えていない面）、６２ｂが基盤６０主面の法線から一定の角度（傾斜）を持っている。図２には筒状体寸法Ｈ、Ｌ、Ｄおよび角度θが記載してあるが、これらの値は、高さＨ＝１７０μｍ、正方形一辺Ｌ＝１５０μｍ、間隔Ｄ＝１０μｍ、テーパー角度θ＝１０８°であるが、これらは代表値であり、これに限定されるものではない。
【００２５】
図３に示すように、筒状体５１の２面コーナーリフレクタ以外の側面６２ａ、６２ｂは、筒状体の基盤面側の基盤との接合平面５２の面積より筒状体の基盤側とは反対側の端面５３の面積の方が小となるように、筒状体５１のテーパー構造を画定する。２面コーナーリフレクタ以外の側面６２ａ、６２ｂはテーパー面となる。
【００２６】
具体的に、筒状体５１は、図３に示すように、角錐台であって、２面コーナーリフレクタとした側面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。
【００２７】
２面コーナーリフレクタアレイ光学素子は基盤および筒状体が樹脂成型法により作製できるので、その一例を説明する。以下のその手順で作製される。
【００２８】
まず、図４（ａ）に示すように、所定のスタンパ１０１と平坦な金型１０２を密着させた状態で、樹脂の軟化温度以上（アクリル樹脂を使用する場合は例えば２００℃）に加熱しておく。
【００２９】
次に、図４（ｂ）に示すように、金型ゲート部１０３より溶融した樹脂１０４を金型１０２内に高圧にて充填する。
【００３０】
次に、図４（ｃ）に示すように、樹脂１０４充填終了後にスタンパ１０１と金型１０２を密着させたまま樹脂１０４の軟化温度以下（アクリル樹脂を使用する場合は例えば８０℃）まで冷却する。
【００３１】
次に、図４（ｄ）に示すように、金型１０２をスタンパ１０１から離す。この時、成型された２面コーナーリフレクタアレイ光学素子が金型１０２とともにスタンパ１０１から離すことができるようにすることが好ましい。
【００３２】
次に、図４（ｅ）に示すように、成型された２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６を金型１０２から外す。２面コーナーリフレクタアレイ光学素子の金型側の面は平面であるため比較的簡単に取り外すことができる。ゲート部により形成された樹脂部分を切り落とせば２面コーナーリフレクタアレイ光学素子が完成する。
【００３３】
上記所定スタンパ１０１は、ダイヤバイトによる切削加工と電鋳反転加工により作製できる。以下にその手順を示す。
【００３４】
まず、図５に示すように、片側は垂直面に対応して、もう片側は本発明の特徴である傾斜面に対応した角度を有するダイヤバイト（切削のための刃）を準備する。
【００３５】
次に、図６に示すように、銅マスター板１５０に図５のダイヤバイトにより２面コーナーリフレクタアレイ光学素子の反転パターンになるように切削加工を施す。具体的には、図６に示すように平行な水平溝を所定のピッチで複数順番に切削して行き、次に、先に切削した溝に対して直角方向に、やはり所定ピッチで複数の垂直溝を順番に切削して行く。図２に示す断面形状を作製するのに、１本の溝に対して１回当たり５μｍずつの切削を繰り返すことにより１７０μｍの深さに達するまで切削後、次の溝の位置まで所定ピッチでダイヤバイトを移動させる動作を繰り返した。切削加工後の図６のＡ−Ａ断面における部分拡大断面図は図７のようになる。
【００３６】
次に、切削加工後の銅マスター板１５０を用いてニッケルの電鋳反転加工により、２面コーナーリフレクタアレイ光学素子と同じ筒状体形状を有する銅マスター板１５０の反転パターンを有する成型用のスタンパ１０１を作製できる。図８に電鋳反転加工で得られたスタンパ１０１の部分拡大断面図を示す。
【００３７】
上記所定スタンパ１０１を用いれば、熱プレス成型によっても２面コーナーリフレクタアレイ光学素子を作製することができる。
【００３８】
熱プレス成型により２面コーナーリフレクタアレイ光学素子を作製する時の手順を以下に示す。
【００３９】
まず、図９（ａ）に示すように、スタンパ１０１と金型２０２をそれぞれ使用する樹脂１０４の軟化温度以上（アクリル樹脂を使用する場合は例えば２００℃）に加熱しておく。
【００４０】
次に、図９（ｂ）に示すように、金型２０２上に使用する樹脂１０４でできたシートを載せる。
【００４１】
次に、図９（ｃ）に示すように、スタンパ１０１と金型２０２でシートを加圧（プレス）する。そのまま、スタンパ１０１と金型２０２でシートを加圧したまま樹脂１０４の軟化温度以下（アクリル樹脂を使用する場合は例えば８０℃）まで冷却する。
【００４２】
次に、図９（ｄ）に示すように、スタンパ１０１を金型２０２から離す。この時、成型された２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６と金型２０２を真空を利用して吸着しておく等の方法で、成型された２面コーナーリフレクタアレイ光学素子が金型２０２とともにスタンパ１０１から離すことができるようにすることが好ましい。
【００４３】
次に、図９（ｅ）に示すように、成型された２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６を金型２０２から外す。２面コーナーリフレクタアレイ光学素子の金型側の面は平面であるため比較的簡単に取り外すことができる。
【００４４】
上記の例では樹脂シートを用いたが、加熱した金型２０２上に樹脂１０４を載せ溶融させてシート状にしてから加圧しても良い。
【００４５】
以上ようにしてテーパー構造の筒状体５１のアレイを有する２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６であれば、比較的簡単に樹脂成型が可能であった。
【００４６】
一方、立方体形状筒状体を有する従来構造の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子を比較のために作製してみる。
【００４７】
図１０に、作製した基盤の表面から突出した立方体形状筒状体の側壁を２面コーナーリフレクタとして利用した従来の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子の一例の部分斜視図を示す。かかる従来の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子を樹脂成型する場合、図１１に示すような両面が垂直面に対応した角度（直角）を有するダイヤバイト（切削のための刃）を用いて作製して、上記実施形態の図６に示す手順と同様に、かかるダイヤバイトで銅マスター板に２面コーナーリフレクタアレイ光学素子の反転パターンになるように切削加工を施す。切削加工後の筒状体５１（高さＨ＝１７０μｍ、正方形一辺Ｌ＝１５０μｍ、間隔Ｄ＝６５．２μｍ（≒１７０・tan18°＋１０））が形成された銅マスター板２５０の部分拡大断面図は図１２のようになる。この銅マスター板から、上記実施形態と同様に、ニッケルの電鋳反転加工により、銅マスター板２５０の反転パターンを有する成型用のスタンパを作製できる。図１３に電鋳反転加工で得られた従来の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子用のスタンパ２０１の部分拡大断面図を示す。
【００４８】
作製した従来のスタンパを使用して、上記実施形態の図４に示す手順と同様に、従来の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子を作製した。スタンパを平坦な金型を密着させた状態で、樹脂用に予め予熱して、金型ゲート部より溶融樹脂を金型内に高圧充填し、充填後にスタンパと金型を所定温度に冷却して金型をスタンパから離すが、この時、図４（ｆ）に示すように、成型された２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６６がスタンパ側に貼り付いてしまい、無理に剥がしたが、２面コーナーリフレクタアレイ光学素子が歪んでしまったので、この２面コーナーリフレクタアレイ光学素子を用い表示装置を構成しても、空中に被観察物の実像（実鏡映像）を結像させることができなかった。
【００４９】
翻って、本発明によれば、図１４（ａ）に示すように、薄い平板状の基盤６０に、平面視ほぼ角錐台（例えば正方形底面）であって、その接合平面（底面）乃至上面すなわち端面の間を光線が屈曲して通過する透明な筒状体５１（一辺が例えば５０〜２００μｍ）を多数形成し、各筒状体５１のうち隣接して直交する２つの内壁面６１ａ，６１ｂを２面コーナーリフレクタ６１とする２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６を得ることができる。なお、２面コーナーリフレクタ６１を構成しないテーパー部分には、つや消しなど反射不能な面とすることができる。また、各２面コーナーリフレクタ６１は、基盤６０上において鏡面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することが好ましい。よって、図１４（ｂ）に示すように、各２面コーナーリフレクタでは、２つの直交する鏡面の交線ＣＬが素子面６Ｓに直交することが好ましい。この鏡面６１ａ，６１ｂの内角の向きを、２面コーナーリフレクタ６１の向き（方向）と称する。
【００５０】
本発明の表示装置は、図１５に模式的に示すように、２面コーナーリフレクタアレイ光学素子と基盤の一方の主面側にある被観察物４とを含み、被観察物の実像５（実鏡映像）を基盤の他方側の空間に結像させる。２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６は、２つの相互に直交する鏡面６１ａ，６１ｂから構成される２面コーナーリフレクタ６１の多数の集合であり、全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平面を素子面６Ｓとし、この素子面６Ｓを対称面とする面対称位置に被観察物２の実鏡映像３を結像させることができるものである。なお、本実施形態において２面コーナーリフレクタ６１は２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６の全体の大きさ（ｃｍオーダ）と比べて非常に微小（μｍオーダ）であるので、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、その内角の向きをＶ字形状で表してある。
【００５１】
本発明では２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６は、突出した筒状体の側面のうち本発明の特徴である傾斜した面以外の基盤に垂直な面として設けられている（図１５の６１ａ，６１ｂ）。
【００５２】
そして、２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６では、各２面コーナーリフレクタ６１は、２面コーナーリフレクタアレイ光学素子の裏面側（被観察物４）から、突出した筒状体に入った光を一方の鏡面６１ａ（または６１ｂ）で反射させ、さらにその反射光を他方の鏡面６１ｂ（または６１ａ）で反射させて表面側へと通過させる機能を有し、この光の進入経路と射出経路とが素子面６Ｓを挟んで面対称をなすこととなる。すなわち、２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６の素子面６Ｓ（各鏡面の高さ方向中央部を通り且つ各鏡面と直交する面を仮定）は、被観察物４の実像（実鏡映像）を、面対称位置に空中像（実鏡映像）５として結像させる対称面となる。
【００５３】
ここで、２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６による結像様式について、被観察物として点光源ｏから発せられた光の経路とともに簡単に説明する。図１６に平面的な模式図で、図１７に模式的な側面図でそれぞれ示すように、点光源ｏから発せられる光（一点鎖線矢印で示す。図１６において３次元的には紙面奥側から紙面手前側へ進行する）は、２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６を通過する際に、２面コーナーリフレクタ６１を構成する一方の鏡面６１ａ（または６１ｂ）で反射して更に他方の鏡面６１ｂ（または６１ａ）で反射した後に素子面６Ｓを通過し、２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６の素子面６Ｓに対して点光源ｏの面対称位置を広がりながら通過する。図１６では入射光と反射光とが平行をなすように表されているが、これは同図では点光源ｏに対して２面コーナーリフレクタ６１を誇張して大きく記載しているためであり、実際には各２面コーナーリフレクタ６１は極めて微小なものであるため、同図のように２面コーナーリフレクタアレイ光学素子６を上方から見た場合には、入射光と反射光とは殆ど重なってみえる（図１６では２面コーナーリフレクタ６１の２つの鏡面（６１ａ，６１ｂ）それぞれに最初に当たる光の経路、つまり２本の経路を描いて説明しているが、図１７では煩雑さを避けるためにどちらか一方の鏡面に最初に当たる光のみを描いている）。すなわち、結局は点光源ｏの素子面６Ｓに対する面対称位置に透過光が集まり、図１６、図１７においてｐの位置に実鏡映像として結像することになる。
【００５４】
このように２面コーナーリフレクタは反射鏡として働くため、樹脂成型品の突出した筒状体の側面のうちの２面コーナーリフレクタとして働く基盤に垂直な面には、例えば金属膜などの反射面を付けることが好ましいが、発明者は樹脂成型品だけ、つまり反射面を追加加工しなくても、樹脂と空気界面の屈折率差によって十分な反射が得られるため実用上問題ない明るさの実鏡映像を空中に結像させることができることを発見した。
【００５５】
反射面を設けることなく樹脂成型品のみの２面コーナーリフレクタアレイ光学素子を利用して、空中に被観察物の実像（実鏡映像）を結像させて見ることができるので低コストで表示装置を作製することができる。
【符号の説明】
【００５６】
４被観察物
５空中映像（実鏡映像）
６２面コーナーリフレクタアレイ光学素子
６Ｓ素子面（対称面）
５１筒状体
５２接合平面
５３端面
６０基盤
６１２面コーナーリフレクタ
６１ａ、６１ｂ鏡面（側面）
６２ａ、６２ｂ２面コーナーリフレクタ以外の側面（テーパー面）
６６２面コーナーリフレクタアレイ光学素子
１０１、２０１スタンパ
１０２、２０２金型
１０３金型ゲート部
１０４樹脂
１５０、２５０銅マスター板
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】
透明材料で一体的に成型された、基盤とその表面内の接合平面から突出した筒状体の複数とからなり、前記筒状体の各々には２面コーナーリフレクタとして２つの直交する側面が形成され、前記基盤の一方の主面側にある被観察物の実像を他方側の空間に結像させる２面コーナーリフレクタアレイ光学素子であって、
前記筒状体の前記２面コーナーリフレクタ以外の側面は、前記筒状体の前記基盤面側の前記基盤との前記接合平面の面積より前記筒状体の前記基盤側とは反対側の端面の面積の方が小となるように、前記筒状体のテーパー構造を画定することを特徴とする２面コーナーリフレクタアレイ光学素子。
【請求項２】
前記筒状体は、前記２面コーナーリフレクタとした前記側面を含む立方体形状部と前記立方体形状部と一体となった前記２面コーナーリフレクタ以外の側面を平面として含むテーパー部とからなる角錐台であることを特徴とする請求項１に記載の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子。
【請求項３】
前記基盤および前記筒状体が樹脂成型法により作製されたことを特徴とする請求項１または２に記載の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子。
【請求項４】
前記２面コーナーリフレクタとして機能する前記筒状体の側面に金属反射膜をさらに付けたことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１に記載の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子。
【請求項５】
前記基盤の法線からの前記２面コーナーリフレクタ以外の側面の傾斜角度が、５度以上、２５度以下であることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１に記載の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子と前記基盤の一方の主面側にある被観察物とを含み、前記被観察物の実像を前記基盤の他方側の空間に結像させることを特徴とする表示装置。

【図１】