(57)【要約】【課題】２面コーナーリフレクタアレイの複数を、透明基板に接合してなる２面コーナーリフレクタアレイ光学素子において、接着剤の接合面からのはみ出しによって光路が阻害されるのを抑制する。【解決手段】各２面コーナーリフレクタアレイ１は、複数の貫通孔３をそれぞれ備え、複数の貫通孔３の一端側の接合面が、透明基板２１に接着剤２０によって接合されるものであり、２面コーナーリフレクタアレイ１の複数の各貫通孔３の一端側である、透明基板２１との接合面側の近傍には、接着剤２０の少なくとも一部を収容する窪んだ収容凹部６が形成されている。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の２面コーナーリフレクタアレイが、透明基板に接着剤によって接合されてなる２面コーナーリフレクタアレイ光学素子であって、
各２面コーナーリフレクタアレイは、複数の貫通孔をそれぞれ備え、
前記各２面コーナーリフレクタアレイは、前記複数の貫通孔の一端側の接合面が、前記透明基板に前記接着剤によって接合されるものであり、
前記複数の各貫通孔の前記一端側の近傍には、前記接着剤の少なくとも一部を収容する窪んだ収容凹部が形成されており、
前記複数の各貫通孔は、平面視で略直交し、かつ隣接する内壁面を有すると共に、前記略直交し、かつ隣接する前記内壁面が、光反射性膜で被覆された反射面である、
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】
前記各２面コーナーリフレクタアレイが、異方性エッチング材料で構成されている、
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】
前記近傍が、前記複数の各貫通孔の前記一端側の内壁である、
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】
前記収容凹部は、前記複数の各貫通孔の前記一端側の前記内壁が、貫通孔が広がるように窪んで形成されている、
請求項３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】
前記内壁の前記貫通孔が広がるように窪んでいる部分が、前記透明基板に達している、
請求項４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】
前記収容凹部は、前記複数の各貫通孔の前記一端側の前記内壁が、その全周に亘って窪んで形成されている、
請求項４または５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７】
前記近傍が、前記各２面コーナーリフレクタアレイの前記透明基板との接合面である、
請求項１ないし６のいずれか一項に記載の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子。
【請求項８】
前記近傍が、前記透明基板の前記各２面コーナーリフレクタアレイとの接合面である、
請求項１ないし７のいずれか一項に記載の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子。
【請求項９】
前記各２面コーナーリフレクタアレイは、前記複数の貫通孔をそれぞれ有する異方性エッチング材料からなる単一の反射体をそれぞれ備え、
前記各反射体は、前記複数の貫通孔の一端側の接合面が、前記透明基板に前記接着剤によって接合されるものであり、
前記複数の各貫通孔は、隣接する内壁面が平面視で略直交する角部を少なくとも１つ有する、
請求項１ないし８のいずれか一項に記載の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子。
【請求項１０】
前記角部は、前記隣接する内壁面の仮想延長面が平面視で略直交する、
請求項９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１１】
前記各２面コーナーリフレクタアレイは、一方向へ延びる互いに平行な複数の貫通孔が形成された異方性エッチング材料からなる第１反射体と、一方向へ延びる互いに平行な複数の貫通孔が形成された異方性エッチング材料からなる第２反射体とが、前記第１反射体における前記複数の貫通孔が延びる前記一方向と前記第２反射体における前記複数の貫通孔が延びる前記一方向とが、平面視で互いに略直交するように、それぞれ重ね合わされて接合されてなり、
前記第１，第２の両反射体の前記複数の各貫通孔の内壁面が、光反射性膜で被覆された反射面であり、
前記両反射体の内の一方の反射体の前記複数の貫通孔の貫通方向の一端側の接合面が、前記透明基板に前記接着剤によって接合されており、
前記一方の反射体の前記複数の各貫通孔の前記一端側の前記近傍に、前記収容凹部が形成されている、
請求項１ないし８のいずれか一項に記載の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直交する２つの反射面から構成される２面コーナーリフレクタを多数備えた２面コーナーリフレクタアレイ（DCRA:Dihedral Corner Reflector Array）の複数を、透明基板に接合してなる２面コーナーリフレクタアレイ光学素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
２面コーナーリフレクタアレイは、映像を当該２面コーナーリフレクタアレイに対して面対称な位置にある空間に結像させることができる光学結像素子であり、空中に映像を表示する空中映像表示技術に利用されている。２面コーナーリフレクタアレイは、２つの直交する反射面を基本構成とする２面コーナーリフレクタの多数の集合として構成される。
【０００３】
例えば、特許文献１には、平板に多数の矩形状の貫通孔を有し、各貫通孔の互いに垂直な２つの内壁面を２つの反射面とした２面コーナーリフレクタアレイが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１７−６７９３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
かかる２面コーナーリフレクタアレイを用いて空中に表示する映像の大型化を図る場合には、２面コーナーリフレクタアレイを大面積化する必要があり、例えば、透明基板に、２面コーナーリフレクタアレイを、縦横に多数並べて接着剤で接合することによって、２面コーナーリフレクタアレイの面積を大きくすることができる。
【０００６】
この場合、平板の２面コーナーリフレクタアレイの一方の面に、液状の接着剤を塗布して透明基板に接合することになる。このとき、接合面からはみ出した余剰の接着剤は、２面コーナーリフレクタアレイの接合面側の多数の貫通孔の内壁面と透明基板との相互作用によって、その表面が凹んだメニスカスを生じる。この凹型のメニスカスによって、貫通孔付近を模式的に示す後述の図８の概略断面図に示すように、貫通孔３０内の透明基板２１との接合面側の端部には、内壁面側が盛上がって透明基板２１側へ向かって低くなるように接着剤２０が形成される。
【０００７】
この貫通孔３０内の接着剤２０は、２面コーナーリフレクタアレイの多数の貫通孔３０の接合面側の端部に、各貫通孔３０の反射面となる内壁面の一部及び透明基板２１の一部を覆うように形成されるので、光路が接着剤２０によって阻害されることになる。
【０００８】
このため、空中映像を正確に表示できなかったり、光量が低下して、暗くなったり、不鮮明になるといった課題がある。
【０００９】
勿論、接着剤の量が、接合面から全くはみ出さない適量にできればよいが、２面コーナーリフレクタアレイは、数百μｍ程度のサイズの多数の貫通孔が形成されているので、この２面コーナーリフレクタアレイを、透明基板に確実に接合しながら、接合面から全くはみ出さない適量にすることは困難である。
【００１０】
本発明は、上記のような点に鑑みて為されたものであって、２面コーナーリフレクタアレイの複数を、透明基板に接合してなる２面コーナーリフレクタアレイ光学素子において、接着剤の接合面からのはみ出しによって光路が阻害されるのを抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明では、上記目的を達成するために、次のように構成している。
【００１２】
すなわち、本発明の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アレイが、透明基板に接着剤によって接合されてなる２面コーナーリフレクタアレイ光学素子であって、各２面コーナーリフレクタアレイは、複数の貫通孔をそれぞれ備え、前記各２面コーナーリフレクタアレイは、前記複数の貫通孔の一端側の接合面が、前記透明基板に前記接着剤によって接合されるものであり、前記複数の各貫通孔の前記一端側の近傍には、前記接着剤の少なくとも一部を収容する窪んだ収容凹部が形成されており、前記複数の各貫通孔は、平面視で略直交し、かつ隣接する内壁面を有すると共に、前記略直交し、かつ隣接する前記内壁面が、光反射性膜で被覆された反射面である。
【００１３】
本発明の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子によれば、２面コーナーリフレクタアレイの複数の貫通孔の一端側である、透明基板への接合面側の近傍には、２面コーナーリフレクタアレイを透明基板に接合する接着剤を収容する窪んだ収容凹部が形成されているので、２面コーナーリフレクタアレイを、透明基板に接合する際に、接合面からはみ出した余剰の接着剤を、収容凹部に収容することができる。これによって、２面コーナーリフレクタアレイの貫通孔の反射面となる内壁面及び透明基板を覆う接着剤を低減して、接着剤によって光路が阻害されるのを抑制することができる。
【００１４】
前記各２面コーナーリフレクタアレイを、異方性エッチング材料で構成するのが好ましい。
【００１５】
上記構成によれば、２面コーナーリフレクタアレイは、異方性エッチング材料で構成されているので、隣接する内壁面が平面視で略直交する複数の貫通孔を、異方性エッチングによって形成することが可能である。
【００１６】
従来の２面コーナーリフレクタアレイの製造方法として、例えば、樹脂材料などを金型で成型する方法があるが、２面コーナーリフレクタは、微小な凹部や凸部を有しているので、金型の製作に高い精度が要求されると共に、金型からの製品の離型が容易でなく、製造コストが高くなるといった課題がある。
【００１７】
これに対して、異方性エッチングによって、隣接する内壁面が平面視で略直交する複数の貫通孔を有する２面コーナーリフレクタアレイを製造できるので、製作に高い精度が要求される高価な金型を必要とすることなく、金型からの離型の問題もない。
【００１８】
前記近傍が、前記複数の各貫通孔の前記一端側の内壁である構成としてもよい。
【００１９】
上記構成によれば、２面コーナーリフレクタアレイの透明基板への接合面側の近傍である、複数の各貫通孔の一端側の内壁に、接着剤を収容する収容凹部が形成されているので、２面コーナーリフレクタアレイを、透明基板に接合する際に、接合面からはみ出した余剰の接着剤が、貫通孔の内壁の窪んだ収容凹部に収容される。
【００２０】
前記収容凹部は、前記複数の各貫通孔の前記一端側の前記内壁が、貫通孔が広がるように窪んで形成されている構成としてもよい。
【００２１】
上記構成によれば、収容凹部は、貫通孔の内壁が、貫通孔が広がるように窪んで、すなわち、貫通孔のサイズが大きくなるように広がって形成されるので、この広がった収容凹部に、接合面からはみ出した余剰の接着剤を収容することができる。
【００２２】
前記内壁の前記貫通孔が広がるように窪んでいる部分が、前記透明基板に達している構成としてもよい。
【００２３】
上記構成によれば、複数の各貫通孔の一端側の内壁に形成される収容凹部は、
透明基板へ達している、すなわち、収容凹部は透明基板まで延びているので、透明基板と２面コーナーリフレクタアレイとの接合面からはみ出した接着剤が、透明基板まで延びている収容凹部に円滑に収容される。
【００２４】
前記収容凹部は、前記複数の各貫通孔の前記一端側の前記内壁が、その全周に亘って窪んで形成されている構成としてもよい。
【００２５】
上記構成によれば、収容凹部は、２面コーナーリフレクタアレイの複数の各貫通孔の一端側の内壁が、その全周に亘って窪んで形成されるので、透明基板と２面コーナーリフレクタアレイとの接合面からはみ出した接着剤が、各貫通孔の全周に亘る収容凹部に円滑に収容される。
【００２６】
前記近傍が、前記各２面コーナーリフレクタアレイの前記透明基板との接合面である構成としてもよい。
【００２７】
上記構成によれば、各２面コーナーリフレクタアレイには、複数の各貫通孔の前記一端側の近傍である、透明基板との接合面に、接着剤を収容する窪んだ収容凹部が形成されているので、余剰な接着剤は、各２面コーナーリフレクタアレイの接合面に形成された収容凹部に収容され、２面コーナーリフレクタアレイを、透明基板に接合する際に、接合面からはみ出す接着剤の量が低減される。これによって、２面コーナーリフレクタアレイの貫通孔の反射面となる内壁面及び透明基板を覆う接着剤を低減して、接着剤によって光路が阻害されるのを抑制することができる。
【００２８】
前記近傍が、前記透明基板の前記各２面コーナーリフレクタアレイとの接合面である構成としてもよい。
【００２９】
上記構成によれば、透明基板には、複数の各貫通孔の前記一端側の近傍である、２面コーナーリフレクタアレイとの接合面に、接着剤を収容する窪んだ収容凹部が形成されているので、余剰な接着剤は、透明基板の接合面に形成された収容凹部に収容され、２面コーナーリフレクタアレイを、透明基板に接合する際に、接合面からはみ出す接着剤の量が低減される。これによって、２面コーナーリフレクタアレイの貫通孔の反射面となる内壁面及び透明基板を覆う接着剤を低減して、接着剤によって光路が阻害されるのを抑制することができる。
【００３０】
前記各２面コーナーリフレクタアレイは、前記複数の貫通孔をそれぞれ有する異方性エッチング材料からなる単一の反射体をそれぞれ備え、前記各反射体は、前記複数の貫通孔の一端側の接合面が、前記透明基板に前記接着剤によって接合されるものであり、前記複数の各貫通孔は、隣接する内壁面が平面視で略直交する角部を少なくとも１つ有する構成としてもよい。
【００３１】
上記構成によれば、単一の反射体は、異方性エッチング材料で構成されているので、隣接する内壁面が平面視で略直交する角部を少なくとも１つ有する貫通孔を、異方性エッチングによって形成することが可能である。
【００３２】
これによって、例えば、金型を使用して２面コーナーリフレクタアレイを成型する従来例のように、製作に高い精度が要求される高価な金型を必要とすることなく、金型からの離型の問題もない。更に、２面コーナーリフレクタアレイを、単一の反射体で構成することができるので、複数の部材を重ね合わせて接合するといった必要がなく、安価に、かつ、容易に製造することができる。
【００３３】
前記角部は、前記隣接する内壁面の仮想延長面が平面視で略直交する構成としてもよい。
【００３４】
上記構成によれば、角部の頂点付近の隣接する内壁面が、例えば異方性エッチングの際のエッチング材料の結晶異方性によって、歪んで完全には直交しないような場合であっても、隣接する内壁面の仮想延長面が平面視で略直交するので、前記角部の頂点付近を除く隣接する内壁面は略直交することになり、光反射性膜で被覆された隣接する反射面として、２面コーナーリフレクタを構成することができる。
【００３５】
前記各２面コーナーリフレクタアレイは、一方向へ延びる互いに平行な複数の貫通孔が形成された異方性エッチング材料からなる第１反射体と、一方向へ延びる互いに平行な複数の貫通孔が形成された異方性エッチング材料からなる第２反射体とが、前記第１反射体における前記複数の貫通孔が延びる前記一方向と前記第２反射体における前記複数の貫通孔が延びる前記一方向とが、平面視で互いに略直交するように、それぞれ重ね合わされて接合されてなり、前記第１，第２の両反射体の前記複数の各貫通孔の内壁面が、光反射性膜で被覆された反射面であり、前記両反射体の内の一方の反射体の前記複数の貫通孔の貫通方向の一端側の接合面が、前記透明基板に前記接着剤によって接合されており、前記一方の反射体の前記複数の各貫通孔の前記一端側の前記近傍に、前記収容凹部が形成されている構成としてもよい。
【００３６】
上記構成によれば、第１反射体における複数の貫通孔と第２反射体における複数の貫通孔とが、互いに略直交するように、重ね合わされて接合されているので、第１反射体の複数の貫通孔と第２反射体の複数の貫通孔とが格子状に交差する。これによって、第１反射体の複数の貫通孔の対向する内壁面である反射面同士と、第２反射体の複数の貫通孔の対向する内壁面である反射面同士とによって、平面視で矩形の領域が多数形成される。各矩形の領域には、平面視で略直交する第１反射体の反射面と第２反射体の反射面とによって２面コーナーリフレクタが構成され、この２面コーナーリフレクタを多数並べた２面コーナーリフレクタアレイが構成される。
【００３７】
各反射体は、異方性エッチング材料で構成されているので、互いに平行に一方向に延びる貫通孔を、異方性エッチングによって容易に形成することが可能であると共に、反射面となる内壁面を含む貫通孔の形状を、簡単に所望の形状にすることができる。
【００３８】
これによって、例えば、金型を使用して２面コーナーリフレクタアレイを成型する従来例のように製作に高い精度が要求される高価な金型を必要とすることなく、金型からの離型の問題もない。これによって、容易に、かつ、安価に製造することができる。
【発明の効果】
【００３９】
本発明によれば、２面コーナーリフレクタアレイの複数を、透明基板に接合してなる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アレイの複数の貫通孔の一端側である、２面コーナーリフレクタアレイの透明基板への接合面側の近傍には、２面コーナーリフレクタアレイを透明基板に接合する接着剤を収容する窪んだ収容凹部が形成されているので、２面コーナーリフレクタアレイを、透明基板に接合する際に、接合面からはみ出した余剰の接着剤を、収容凹部に収容することができる。これによって、２面コーナーリフレクタアレイの貫通孔の反射面となる内壁面及び透明基板を覆う接着剤を低減して、接着剤によって光路が阻害されるのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】図１は本発明の一実施形態に係る２面コーナーリフレクタアレイ光学素子に備えられる２面コーナーリフレクタアレイを表面側から見た模式的な平面図である。
【図２】図２は図１の一部を拡大して示す平面図である。
【図３】図３は図１の２面コーナーリフレクタアレイの一部を裏面側から見た図２に対応する平面図である。
【図４】図４は図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】図５は図１の一つの貫通孔を代表的に示す拡大した平面図である。
【図６】図６は貫通孔の変形例を示す図５に対応する平面図である。
【図７】図７は図１の２面コーナーリフレクタアレイによる結像様式を模式的に示す図である。
【図８】図８は従来例の２面コーナーリフレクタアレイの一つの貫通孔付近を模式的に示す概略断面図である。
【図９】図９は図１の２面コーナーリフレクタアレイの図８に対応する概略断面図である。
【図１０】図１０は反射光の光路を示す貫通孔の角部付近の模式的な概略断面図である。
【図１１】図１１は図２のＢ−Ｂ線断面図である。
【図１２】図１２はＺカットの水晶板を示す切断方位図である。
【図１３】図１３は図１の２面コーナーリフレクタアレイの製造工程を模式的に示す概略断面図である。
【図１４】図１４はエッチング工程のマスクパターンを模式的に示す平面図である。
【図１５】図１５は図１４のマスクパターンの１つのパターンを代表的に示す拡大した平面図である。
【図１６】図１６は図１３に引き続く２面コーナーリフレクタアレイの製造工程を模式的に示す概略断面図である。
【図１７】図１７は本発明の他の実施形態に係る２面コーナーリフレクタアレイ光学素子に備えられる２面コーナーリフレクタアレイを模式的に示す分解斜視図である。
【図１８】図１８は図１７の２面コーナーリフレクタアレイの模式的な平面図である。
【図１９】図１９は図１８のＡ−Ａ線断面図である。
【図２０】図２０は図１８のＢ−Ｂ線断面図である。
【図２１】図２１は図１８の一部を拡大した平面図である。
【図２２】図２２は図１７の２面コーナーリフレクタアレイによる結像様式を模式的に示す図である。
【図２３】図２３は図１７の２面コーナーリフレクタアレイにおける一つのコーナーリフレクタの反射経路を模式的に示す図である。
【図２４】図２４はＡＴカット水晶板を示す切断方位図である。
【図２５】図２５は図１７の２面コーナーリフレクタアレイの製造工程を模式的に示す概略断面図である。
【図２６】図２６は図２５に引き続く２面コーナーリフレクタアレイの製造工程を模式的に示す概略断面図である。
【図２７】図２７は収容凹部の変形例を模式的に示す概略断面図である。
【図２８】図２８は収容凹部の他の変形例を模式的に示す概略断面図である。
【図２９】図２９は収容凹部の変形例を模式的に示す概略断面図である。
【図３０】図３０は収容凹部の他の変形例を模式的に示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００４２】
本発明の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子は、２面コーナーリフレクタアレイを用いて空中に表示する映像の大型化を図るために、２面コーナーリフレクタアレイの複数を、透明基板に接着剤で接合して構成されるものである。
【００４３】
先ず、透明基板に接合される２面コーナーリフレクタアレイについて説明する。
【００４４】
図１は、本発明の一実施形態の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子に備えられる２面コーナーリフレクタアレイを表面側から見た模式的な平面図であり、図２は図１の一部を拡大して示す平面図であり、図３は図１の２面コーナーリフレクタアレイの一部を裏面側から見た図２に対応する平面図であり、図４は図２のＡ−Ａ線断面図である。ここで、表面とは、平板状の２面コーナーリフレクタアレイの両主面の内、透明基板に接合されない側の一方の主面をいい、裏面とは、透明基板に接合される側の他方の主面をいう。なお、図４では、後述の光反射性膜の図示は省略している。
【００４５】
この実施形態の２面コーナーリフレクタアレイ１は、図１に示すように、平面視矩形、この例では平面視正方形の平板状の単一の反射体２を備えている。
【００４６】
この反射体２は、正方形の各一辺の長さが、例えば、約５０ｍｍであり、厚みが、例えば、０．０８ｍｍ〜０．３ｍｍである。
【００４７】
この反射体２は、２面コーナーリフレクタアレイ光学素子を構成するために、その裏面２ｂが、後述のように液状の接着剤によって、ガラス基板等の透明基板に接合される。
【００４８】
反射体２には、多数の貫通孔３が形成されており、各貫通孔３は、厚み方向（貫通方向）の一端側である、透明基板に接合される裏面２ｂ側は、残余の部分に比べて開口形状が大きくなっている。すなわち、貫通孔３は、裏面２ｂ側の端部では、その内壁が、貫通孔３が広がるように外方へ窪んで、透明基板への接合の際の余剰な液状の接着剤の少なくとも一部を収容する収容凹部６が形成されている。なお、裏面２ｂ側を示す図３では、収容凹部６の形成領域には、斜線を施している。
【００４９】
この実施形態では、反射体２の表面２ａ側を含む貫通孔３の大部分の開口形状は、図２に示すように、平面視で、後述の反射面３ａ，３ｂを構成する直交する２辺と、前記２辺の角部に対向する略円弧状の辺とを有する形状（以下では、この開口形状を、「略扇状」と称する場合がある）である。これに対して、反射体２の裏面２ｂ側の貫通孔３の開口形状は、図３に示すように、収容凹部６が形成されて、前記略扇状に比べて、開口面積の大きな矩形状となっている。
【００５０】
収容凹部６は、反射体２の裏面２ｂ側の端部で、貫通孔３が広がるように、貫通孔３の内壁が外方へ窪んで形成される、換言すれば、各貫通孔３を区画形成する反射体２における枠部１９が、反射体２の裏面２ｂ側の端部では、図４に示すように、内方へ掘り込まれて、収容凹部６が形成される。この掘り込みは、貫通孔３を区画形成する枠部１９に対して、略垂直に形成されている。
【００５１】
このように貫通孔３の平面視形状は、透明基板に接合される側である裏面２ｂ側の端部のみが、収容凹部６が形成されて図３に示す矩形状となっており、それ以外の部分は、略扇状となっている。各貫通孔３は、平板状の反射体２の表面２ａに対して垂直に開口すると共に、裏面２ｂに対して垂直に開口している。この反射体２は、後述のように、各貫通孔３の内壁面を含む全面が、光反射性膜で被覆された反射面となっている。
【００５２】
図５は、図１及び図２に示される一つの貫通孔３を代表的に拡大して示す平面図であり、反射体２の裏面２ｂ側の端部以外の形状、すなわち、略扇状を示している。
【００５３】
この貫通孔３は、隣接する内壁面が光反射性膜で被覆された反射面３ａ，３ｂを有し、両反射面３ａ，３ｂが平面視で略直交する角部４を１つ有する形状となっている。すなわち、角部４を構成する両反射面３ａ，３ｂのなす角θは、略９０度である。
【００５４】
ここで、略直交するとは、直角（９０度）に交差する場合に限らず、９０±２度、好ましくは、９０±１度の角度範囲で交差する場合も含むものである。また、交差する角部４の頂点４ａ付近の反射面３ａ，３ｂが、例えば、曲面状に歪んでいるような場合も含むものである。すなわち、例えば、図６に示すように、両反射面３ａ，３ｂが交差する角部４の頂点付近４ａでは、各反射面３ａ，３ｂが、後述の水晶ウェハの結晶異方性等に起因して、曲面状に歪むような場合であっても、隣接する内壁面である反射面３ａ，３ｂの仮想延長面ＶＦ１，ＶＦ２のなす角θが略９０度であれば、角部４の頂点４ａ付近を除く隣接する反射面３ａ，３ｂは略直交することになり、光反射性膜で被覆された隣接する反射面として、２面コーナーリフレクタ５を構成することができる。
【００５５】
反射体２の貫通孔３のサイズや数等は、２面コーナーリフレクタアレイ１の用途や要求される明度や解像度等に応じて適宜選択すればよい。
【００５６】
この実施形態では、反射体２は、特定の結晶面がエッチングされ易い、異方性エッチング材料である水晶ウェハで構成されている。貫通孔３の内壁面は、後述の異方性エッチングによって、平板状の反射体２の表裏の板面に対して略垂直に形成されている。ここで、略垂直とは、垂直である９０度だけでなく、９０±３度、好ましくは、９０±２度、更に好ましくは、９０±１度を含むものである。
【００５７】
図５に示すように、貫通孔３の平面視で略直角の角部４の成す角度を二等分する仮想二等分線ＶＬ１は、水晶ウェハのＸ軸に沿って延びている。更に、この仮想二等分線ＶＬ１の角部４の頂点４ａに向かう方向が、−Ｘ軸方向となっている。
【００５８】
異方性エッチングによって、多数の貫通孔３が形成された水晶ウェハは、その全面が、貫通孔３の内壁面を含めて光反射性膜で被覆された反射面、すなわち、鏡面とされて反射体２が構成されている。
【００５９】
この反射体２の各貫通孔３において、隣接する反射面３ａ，３ｂは、上記のように、平面視で略直交しており、この２つの反射面３ａ，３ｂによって、２面コーナーリフレクタ５が構成され、各貫通孔３からなる微小な２面コーナーリフレクタ５を、縦横に多数並べた２面コーナーリフレクタアレイ１が構成される。
【００６０】
ここで、図７を参照して、２面コーナーリフレクタアレイ１の光学結像作用について説明する。図７は、２面コーナーリフレクタアレイ１による結像様式を模式的に示す図であり、多数の各貫通孔３の略直交する反射面３ａ，３ｂをＶ字形状で簡略化して示している。
【００６１】
２面コーナーリフレクタアレイ１は、素子面１８に対して一方側（図７では下方側）の空間に配置した光源７の空中像８を実像として、素子面１８に対する面対称位置に結像させるものである。
【００６２】
このような２面コーナーリフレクタアレイ１による結像作用は、各２面コーナーリフレクタ５において、光源７からの光が素子面１８の一方側から他方側へ透過する際に、光源７から発した光が、貫通孔３の直交する２つの反射面３ａ，３ｂの一方の反射面３ａ（３ｂ）で反射し、更に他方の反射面３ｂ（３ａ）で反射することによって得られるものである。
【００６３】
このように２面コーナーリフレクタアレイ１では、素子面１８の一方側の空間に配置された光源７から発した光が、２面コーナーリフレクタアレイ１を通過する際に、２面コーナーリフレクタ５の２つの反射面３ａ，３ｂで１回ずつ、合計２回反射する。これにより、素子面１８に対する光源７の面対称位置に空中像８が結像し、それを素子面１８に対して空中像８と同じ側の空間から観察することができる。
【００６４】
この実施形態の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子は、空中に表示する映像の大型化を図るために、透明基板に、上記構成の２面コーナーリフレクタアレイ１を、縦横に複数並べて液状の接着剤、例えば、紫外線硬化型の液状の接着剤で接合することによって、２面コーナーリフレクタアレイの大面積化を図るものである。
【００６５】
ここで、従来例、例えば、上記特許文献１に記載されている、平板に多数の矩形状の貫通孔を有し、各貫通孔の互いに垂直な２つの内壁面を２つの反射面とした２面コーナーリフレクタアレイの複数を、液状の接着剤によって透明基板に接合して大面積化を図る場合の課題について説明する。
【００６６】
図８は、平板に多数の矩形状の貫通孔３０を有し、各貫通孔３０の互いに垂直な２つの内壁面を２つの反射面とした従来例の２面コーナーリフレクタアレイ１００を、液状の接着剤２０によって透明基板２１に接合した場合の一つの貫通孔３０付近を模式的に示す概略断面図である。
【００６７】
従来例の２面コーナーリフレクタアレイ１００の一方の面に、液状の接着剤２０を塗布して、ガラス基板等の透明基板２１に接合すると、接合面からはみ出した余剰の接着剤２０は、２面コーナーリフレクタアレイ１００の接合面側の多数の貫通孔３０の内壁面と透明基板２１との相互作用によって、その表面が凹んだメニスカスを生じる。この凹型のメニスカスによって、接合面側の貫通孔３０には、内壁面側が盛上がって透明基板２１側へ向かって低くなる接着剤２０が形成される。
【００６８】
接着剤２０の量が、接合面から全くはみ出さない適量にできればよいが、２面コーナーリフレクタアレイは、数百μｍ程度のサイズの多数の貫通孔３０が形成されているので、この２面コーナーリフレクタアレイを、透明基板２１に確実に接合しながら、接合面から全くはみ出さない適量にすることは困難である。
【００６９】
上記のように貫通孔３０内の透明基板２１との接合面側の端部には、貫通孔３０の内壁面によって構成される反射面及び透明基板２１の一部を覆うように、接着剤２０が残存し、後述のように光路を阻害することになる。
【００７０】
これに対して、この実施形態では、上記図４に示すように、２面コーナーリフレクタアレイ１の貫通孔３には、透明基板２１との接合面側である一端側に、窪んだ収容凹部６が形成されるので、図８に対応する図９に示すように、接合面からはみ出した余剰の接着剤２０は、窪んだ収容凹部６に収容されることになる。
【００７１】
これによって、収容凹部６が形成されていない貫通孔３の内壁面を仮想的に延長した仮想延長面ＶＦ内に、余剰の接着剤２０が殆ど残存することがなく、下記のように光路を阻害することが殆どない。
【００７２】
次に、残存した余剰の接着剤２０によって、光路が阻害される状態を、図１０に基づいて説明する。
【００７３】
図１０（ａ）は、図８の従来例に対応し、図１０（ｂ）は、図９の本実施形態に対応する貫通孔３０，３の角部付近の模式的な概略断面図である。
【００７４】
一般に、２面コーナーリフレクタアレイ光学素子では、２面コーナーリフレクタアレイの貫通孔３０，３内に、上方からの塵埃が侵入するのを防止するために、図１０に示すように、透明基板２１が上方に、２面コーナーリフレクタアレイ１００，１が下方に位置するように配置される。
【００７５】
したがって、下方からの入射光は、２面コーナーリフレクタアレイ１００，１の貫通孔３０，３の内壁面である反射面に、２回反射して結像する。
【００７６】
図１０（ａ）に示される従来例では、貫通孔３０内で２回反射した反射光ＲＬの一部が、破線矢符で示すように、貫通孔３０の透明基板２１側に残存した余剰の接着剤２０によって、その光路が阻害される。具体的には、光路が接着剤２０によって遮られたり、曲げられることになる。
【００７７】
これに対して、図１０（ｂ）に示される本実施形態では、貫通孔３内に残存した接着剤２０は、窪んだ収容凹部６内に収容されているので、上記ように、収容凹部６が形成されていない貫通孔３の内壁面を仮想的に延長した仮想延長面ＶＦ内に、余剰の接着剤２０が殆ど残存していない。これによって、貫通孔３内で２回反射した反射光ＲＬは、接着剤２０によって、その光路が阻害されることなく、通過する。
【００７８】
ここで、貫通孔３の端部に形成される上記収容凹部６のサイズについて、各貫通孔３を区画形成する枠部１９との関係で説明する。
【００７９】
図１１は、上記図２のＢ−Ｂ線断面図であり、隣合う貫通孔３1，３2の間の枠部１９の断面を模式的に示している。この枠部１９は、一方の貫通孔３1において、略直角な角部４を構成する両反射面３ａ，３ｂの内の一方の反射面３ｂを区画形成している。このように両反射面３ａ，３ｂの内のいずれか一方の反射面３ａ（または３ｂ）を区画形成する枠部１９の部分において、収容凹部６のサイズを規定するのが好ましい。この枠部１９の全面には、光反射性膜１５が形成されている。
【００８０】
この枠部１９の透明基板との接合面側の端部は、貫通孔３1，３2が広がるように、内方へ掘り込まれて、収容凹部６が形成されている。
【００８１】
隣合う貫通孔３1，３2の間の枠部１９の幅Ｗ１が、例えば、７０〜８０μｍである場合には、隣合う貫通孔３1，３2の各収容凹部６，６の間の幅Ｗ２、すなわち、枠部１９の接合面側の端部の幅Ｗ２は、接合面積を確保するために、最低約１０μｍ必要であり、好ましくは、約３０μｍである。また、各貫通孔３1，３2の各収容凹部６，６の掘り込みの深さＷ３は、接着剤を十分に収容するために、それぞれ２０〜２５μｍであるのが好ましい。
【００８２】
また、収容凹部６の高さＨは、５μｍ〜１５μｍであるのが、好ましい。
【００８３】
このように本実施形態の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子によれば、２面コーナーリフレクタアレイ１の複数の貫通孔３の一端側である、透明基板２１への接合面側の内壁には、２面コーナーリフレクタアレイ１を透明基板２１に接合する接着剤２０の少なくとも一部を収容する窪んだ収容凹部６が形成されているので、２面コーナーリフレクタアレイ１を、透明基板２１に接合する際に、接合面からはみ出した余剰の接着剤２０を、収容凹部６に収容することができる。これによって、２面コーナーリフレクタアレイ１の貫通孔３内の光路が接着剤２０によって阻害されるのを抑制することができる。
【００８４】
したがって、本実施形態では、反射光の光路が阻害される従来例のように、空中映像を正確に表示できなかったり、光量が低下して、暗くなったり、不鮮明になるのを防止することができる。
【００８５】
次に、２面コーナーリフレクタアレイ光学素子の製造方法について説明する。
【００８６】
この実施形態に対応する２面コーナーリフレクタアレイ光学素子の製造方法は、単一の異方性エッチング材料にマスクパターンを形成するマスクパターン形成工程と、前記マスクパターンをマスクとして異方性エッチングを行って、前記異方性エッチング材料に多数の貫通孔を形成する第１エッチング工程と、前記多数の貫通孔が形成された前記異方性エッチング材料を異方性エッチングして、前記貫通孔の貫通方向の一端側に、前記貫通孔が広がるように窪んだ収容凹部を形成する第２エッチング工程と、前記多数の各貫通孔の内壁面を、光反射性膜で被覆して反射面を形成する反射面形成工程と、前記反射面を形成した前記異方性エッチング材料の前記貫通方向の前記一端側の面を接合面として、該接合面に接着剤を塗布して透明基板に接合する接合工程とを含み、前記マスクパターン形成工程では、平面視で略直角な角部を少なくとも１つ有する多角形状の多数のパターンを備える前記マスクパターンを形成するものであり、前記第２エッチング工程で形成される前記収容凹部は、前記接合工程で前記接合面に塗布される前記接着剤の少なくとも一部を収容するものである。
【００８７】
先ず、上記図１に示される２面コーナーリフレクタアレイ１の製造方法について説明する。
【００８８】
この実施形態では、異方性エッチング材料である水晶ウェハに、フォトリソグラフィを用いた異方性エッチングを行う。
【００８９】
この例では、水晶ウェハとして、水晶のＺ板を用いている。Ｚ板９は、図１２の切断方位図に示すように、Ｚ軸に対して９０°の角度で切り出されたＺカットの水晶基板であり、主面（Ｘ−Ｙ平面）がＺ軸に直交する。
【００９０】
図１３は、このＺ板９に対して、フォトリソグラフィを用いた異方性エッチングを行って、収容凹部６を有しない貫通孔３を作製する工程を模式的に示す概略断面図である。
【００９１】
この図１３においては、矩形板状のＺ板９のＸ軸方向が左方向、Ｚ軸方向が上方向となる。
【００９２】
このＺ板９の両主面は、研磨加工によって、平坦平滑面（鏡面加工面）となっている。
【００９３】
貫通孔形成用のマスクパターンを形成するマスクパターン形成工程では、先ず、図１３（ａ）に示される洗浄したＺ板９に、例えば、スパッタリングや蒸着などの手法を用いて耐フッ酸膜である金属膜１０を、図１３（ｂ）に示すように形成する。この金属膜１０は、例えばクロム（Ｃｒ）の下地層に金（Ａｕ）を積層したものである。
【００９４】
次に、図１３（ｃ）に示されるようにスピンコートなどによって、フォトレジスト１１を塗布する。
【００９５】
このフォトレジスト１１を、図１３（ｄ）に示すように、収容凹部６のない多数の貫通孔３に対応するパターンとなるように露光及び現像する。
【００９６】
次に、図１３（ｅ）に示すように、フォトレジスト１１をマスクにして金属膜１０のウェットエッチングを行い、フォトレジスト１１に覆われていない金属膜１０の部分を除去する。これによって、Ｚ板９の表裏面を露出させて貫通孔形成用のマスクパターン１２を形成する。
【００９７】
図１４は、このマスクパターン１２を模式的に示す平面図である。この実施形態のマスクパターン１２は、平面視で正方形の多数のパターン１３を備えている。各パターン１３が、収容凹部６のない各貫通孔３を形成するための開口したパターンである。
【００９８】
図１５は、図１４の一つのパターン１３を代表的に拡大して示す平面図である。このパターン１３は、平面視で直角な４つの角部１４1〜１４4を有する正方形である。
【００９９】
このパターン１３は、正方形のパターンの一辺を、Ｚ板９のＹ軸に対してθ1＝４５度時計回りに回転させたパターンとなっている。
【０１００】
これによって、パターン１３の４つの角部１４1〜１４4の内の１つの角部１４1の成す角度を二等分する仮想二等分線ＶＬ２は、Ｚ板９のＸ軸に沿って延びる。更に、この仮想二等分線ＶＬ２の角部１４1の頂点１４1ａに向かう方向が、Ｚ板９の−Ｘ軸方向となっている。
【０１０１】
このようにＺ板９の−Ｘ軸を基準にして、平面視正方形のパターン１３の１つの角部１４1を位置させたマスクパターン１２をマスクとして異方性エッチングを行う第１エッチング工程で、Ｚ板９の結晶異方性を利用して、上記図５に示すように、隣接する内壁面が平面視で略直交する角部４を少なくとも１つ有する貫通孔３を形成することができる。
【０１０２】
このようにして、図１３（ｆ）に示すように、Ｚ板９の表裏の板面に対して垂直な内壁面を有する収容凹部６のない多数の貫通孔３を形成する。
【０１０３】
なお、マスクパターン１２は、上記に限らず、種々のパターンを用いることができるが、多数の各パターン１３は、略直角な角部１４1の仮想２等分線ＶＬ２が、水晶ウェハのＸ軸方向に沿って延びるのが好ましい。
【０１０４】
次に、図１３（ｇ）に示すように、フォトレジスト１１及び金属膜１０を除去し、収容凹部６のない多数の貫通孔３が形成されたＺ板９を得る。
【０１０５】
図１６は、図１３に引き続く２面コーナーリフレクタアレイの製造工程を模式的に示す概略断面図であり、接着剤を収容する収容凹部６を形成するための製造工程を示すものである。この図１６では、収容凹部６を示すために、図１３に比べて拡大して示している。なお、図１６は、製造工程を模式的に示したものであり、貫通孔３に対する収容凹部６の大きさの比率等は、上記図４とは一致していない。
【０１０６】
先ず、図１３（ｇ）に示される収容凹部６のない多数の貫通孔３を有するＺ板９の全面に、例えば、スパッタリングや蒸着などの手法を用いて耐フッ酸膜である金属膜１６を、図１６（ａ）に示すように形成する。
【０１０７】
次に、図１６（ｂ）に示されるようにスピンコートなどによって、フォトレジスト１７を塗布する。
【０１０８】
このフォトレジスト１７を、図１６（ｃ）に示すように、裏面側の収容凹部６を含む矩形状の貫通孔３に対応するパターンとなるように露光及び現像を行う。
【０１０９】
次に、図１６（ｄ）に示すように、フォトレジスト１７をマスクにして裏面側の金属膜１６のウェットエッチングを行い、フォトレジスト１７に覆われていない金属膜１６の部分を除去する。これによって、Ｚ板９の裏面を露出させて収容凹部６形成用のマスクパターンを形成する。
【０１１０】
このマスクパターンをマスクとして、図１６（ｅ）に示すように、少量の異方性エッチングを行う第２エッチング工程で、Ｚ板９の結晶異方性を利用して、上記図３に示すように、貫通孔３の貫通方向の一端側である裏面側に、収容凹部６を含む矩形状の開口部を形成することができる。
【０１１１】
次に、図１６（ｆ）に示すように、フォトレジスト１７及び金属膜１６を除去し、裏面側に収容凹部６を有する矩形状に開口された貫通孔３が形成されたＺ板９を得る。
【０１１２】
その後、このＺ板９の全面を、光反射性膜１５で被覆して反射面を形成する反射面形成工程を行う。
【０１１３】
具体的には、図１６（ｆ）に示される収容凹部６を有する多数の貫通孔３が形成されたＺ板９に、貫通孔３の内壁面を含む露出面の全面に、図１６（ｇ）に示されるように、例えば、スパッタリングや蒸着などの手法を用いて金属膜からなる光反射性膜１５を形成して反射面、すなわち、鏡面とする反射膜形成工程を行う。これによって、表裏面２ａ，２ｂにおける貫通孔３の開口形状が異なる図１の反射体２からなる２面コーナーリフレクタアレイ１が得られる。
【０１１４】
この光反射性膜１５を構成する金属膜として、例えば、銀、ニッケル、アルミニウムなどの金属を用いることができ、この実施形態では、銀合金（例えばＡｇ−Ｐｄ-Ｃｕ合金）を用いている。
【０１１５】
この２面コーナーリフレクタアレイ１を構成する反射体２の裏面に、図１６（ｈ）に示すように、例えば、紫外線硬化型の液状の接着剤２０を塗布する。この液状の接着剤２０の塗布は、例えば、接着剤２０を含浸させたスポンジ体に、反射体２の裏面を押圧することによって塗布する。この接着剤２０は、透明であるのが好ましい。
【０１１６】
次に、図１６（ｉ）に示すように、２面コーナーリフレクタアレイ１を構成する反射体２を、透明基板２１に接合する接合工程を経て、２面コーナーリフレクタアレイ光学素子を得る。
【０１１７】
このとき、２面コーナーリフレクタアレイ１の貫通孔３の透明基板２１側の端部には、収容凹部６が形成されているので、上記のように余剰の接着剤２０が、収容凹部６に収容される。これによって、余剰の接着剤２０によって光路が阻害されるのを防止することができる。
【０１１８】
このようにして、２面コーナーリフレクタアレイ１の複数を、透明基板２１に、縦横に複数並べて液状の接着剤で接合して２面コーナーリフレクタアレイ光学素子を構成することによって、２面コーナーリフレクタアレイの大面積化を図ることができ、空中に表示する映像の大型化を図ることができる。
【０１１９】
また、本実施形態によれば、反射体２は、単一の異方性エッチング材料であるＺ板９で構成されているので、隣接する内壁面が平面視で略直交する角部４を有する貫通孔３を、異方性エッチングによって容易に形成することが可能である。
【０１２０】
したがって、金型を使用して２面コーナーリフレクタアレイを成型する従来例のように、製作に高い精度が要求される高価な金型を必要とすることなく、金型からの離型の問題もない。
【０１２１】
更に、単一の反射体２によって２面コーナーリフレクタアレイ１を構成するので、例えば、２つの部材を重ね合わせて２面コーナーリフレクタアレイを構成するのに比べて、安価にかつ容易に製造することができる。
【０１２２】
次に、本発明の他の実施形態の２面コーナーリフレクタアレイ光学素子に備えられる２面コーナーリフレクタアレイについて説明する。
【０１２３】
上記実施形態では、２面コーナーリフレクタアレイは、単一の反射体２によって構成されたが、この実施形態の２面コーナーリフレクタアレイは、２つの反射体を重ね合わせて接合して構成される。
【０１２４】
図１７は、この実施形態の２面コーナーリフレクタアレイ４１を模式的に示す分解斜視図であり、図１８は、図１７の第１，第２反射体４２，４３を接合して構成される２面コーナーリフレクタアレイ４１の模式的な平面図であり、図１９は、図１８のＡ−Ａ線断面図であり、図２０は、図１８のＢ−Ｂ線断面図である。なお、図１９及び図２０の断面図では、光反射性膜等の図示は省略している。
【０１２５】
この実施形態の２面コーナーリフレクタアレイ４１は、矩形板状の第１反射体４２と、同じく矩形板状の第２反射体４３とを備えており、両反射体４２，４３を、重ね合わせて接合することによって構成される。この２面コーナーリフレクタアレイ４１では、接合された両反射体４２，４３の内の第２反射体４３側が、図示しない透明基板に、上記実施形態と同様に、液状の接着剤によって接合されて２面コーナーリフレクタアレイ光学素子が構成される。
【０１２６】
各反射体４２，４３は、各一辺の長さが、例えば、約５０ｍｍであり、厚みが、例えば、０．０８ｍｍ〜０．２ｍｍである。
【０１２７】
第１反射体４２は、一方向（図１８の左右方向、図２０の左右方向）へ延びる互いに平行な複数の貫通孔４２ａが、等しい間隔をあけて形成されている。第２反射体４３は、図１９，図２０に示される余剰の接着剤を収容する収容凹部４４を除き実質的に第１反射体４２と同じ構造を有し、一方向（図１８の上下方向、図１９の左右方向）へ延びる互いに平行な複数の貫通孔４３ａが、等しい間隔をあけて形成されている。
【０１２８】
第１反射体４２の各貫通孔４２ａは、平面視で前記一方向へそれぞれ延びる矩形であり、前記一方向に直交する断面が、図１９に示すように略矩形である。
【０１２９】
第２反射体４３の各貫通孔４３ａは、平面視で前記一方向へそれぞれ延びる矩形であるが、図１９，図２０に示すように、透明基板との接合面側の端部の開口は、やや大きくなって、透明基板との接合の際の液状の接着剤を収容する収容凹部４４が形成されている。すなわち、第２反射体４３の各貫通孔４３ａは、その表裏面の平面視形状が、いずれも一方向へ延びる矩形であるが、透明基板に接合される裏面側は、収容凹部４４を有する分だけ大きな矩形となっている。
【０１３０】
各貫通孔４２ａ，４３ａの長手方向の長さは、例えば、約４５ｍｍであり、幅は、例えば、０．１６ｍｍ〜０．２０ｍｍである。
【０１３１】
また、各反射体４２，４３に形成されている貫通孔４２ａ，４３ａの数は、上記の貫通孔の長さおよび幅の場合、例えば、２００〜２２５である。
【０１３２】
各反射体４２，４３の貫通孔４２ａ，４３ａのサイズや数等は、２面コーナーリフレクタアレイ４１の用途や要求される明度や解像度等に応じて適宜選択すればよい。
【０１３３】
第１反射体４２の複数の貫通孔４２ａが延びる一方向と、第２反射体４３の複数の貫通孔４３ａが延びる一方向とが、図１８に示すように、平面視で互いに略直交するように、第１反射体４２と第２反射体４３とが重ね合わされて接合されており、第１反射体２の複数の貫通孔４２ａと第２反射体４３の複数の貫通孔４３ａとが、格子状に交差している。
【０１３４】
各反射体４２，４３は、特定の結晶面がエッチングされ易い、異方性エッチング材料である水晶ウェハで構成されており、その表面の全体が、貫通孔４２ａ，４３ａの内壁面を含めて光反射性膜で被覆された反射面、すなわち、鏡面となっている。
【０１３５】
各貫通孔４２ａ，４３ａの前記一方向に延びる内壁面は、後述の異方性エッチングによって、平板状の反射体４２，４３の表裏の板面に対して略垂直に形成されており、各内壁面は、上記のように光反射性膜で被覆された反射面となっている。
【０１３６】
略垂直とは、垂直である９０度だけでなく、８５度〜９５度、好ましくは、８７度〜９３度を含むものである。
【０１３７】
この実施形態では、第１反射体４２の複数の貫通孔４２ａの長手方向に延びて対向する内壁面が、第１反射面４２ａ１となり、第２反射体４３の複数の貫通孔４３ａの長手方向に延びて対向する内壁面が、第２反射面４３ａ１となる。
【０１３８】
上記のように第１，第２反射体４２，４３は、複数の貫通孔４２ａ，４３ａが延びる方向が、平面視で略直交するように重ね合わされて接合されているので、第１反射体４２の第１反射面４２ａ１と、第２反射体４３の第２反射面４３ａ１とが、高さをずらして平面視で略直交している。
【０１３９】
図２１は、図１８の一部を拡大して示す平面図である。
【０１４０】
この実施形態では、上記のように、第１反射体４２の第１反射面４２ａ１と、第２反射体４３の第２反射面４３ａ１とが、高さをずらして略直交するように重ね合わせているので、貫通孔４２ａの対向する第１反射面４２ａ１同士と、貫通孔４３ａの対向する第２反射面４３ａ１同士とによって区画される平面視が矩形の領域Ｓが多数形成される。
【０１４１】
この各矩形の領域Ｓにおいて、高さをずらして直交する２つの第１反射面４２ａ１と第２反射面４３ａ１とによって２面コーナーリフレクタ４５が構成され、この微小な２面コーナーリフレクタ４５を、縦横に多数並べた２面コーナーリフレクタアレイ４１が構成される。
【０１４２】
ここで、図２２及び図２３を参照して、２面コーナーリフレクタアレイ４１の光学結像作用について説明する。図２２は、２面コーナーリフレクタアレイ４１による結像様式を模式的に示す図であり、図２３は、２面コーナーリフレクタアレイ４１における一つのコーナーリフレクタ４５の反射経路を模式的に示す図である。
【０１４３】
２面コーナーリフレクタアレイ４１は、素子面４６に対して一方側（図２２では下方側）の空間に配置した光源７の空中像８を実像として、素子面４６に対する面対称位置に結像させるものである。
【０１４４】
このような２面コーナーリフレクタアレイ４１による結像作用は、各２面コーナーリフレクタ４５において、光源７からの光が素子面４６の一方側から他方側へ透過する際に、光源７から発した光が第２反射面４３ａ１で反射し、更に第１反射面４２ａ１で反射することによって得られるものである。
【０１４５】
このようにして２面コーナーリフレクタアレイ４１では、素子面４６の一方側の空間に配置された光源７から発した光が、２面コーナーリフレクタアレイ４１を通過する際に、図２３で示すように、２面コーナーリフレクタ４５の第２反射面４３ａ１及び第１反射面４２ａ１で１回ずつ、合計２回反射する。これにより、素子面４６に対する光源７の面対称位置に空中像８が結像し、それを素子面４６に対して空中像８と同じ側の空間から観察することができる。
【０１４６】
この実施形態の２面コーナーリフレクタアレイ４１も、上記実施形態と同様に、空中に表示する映像の大型化を図るために、透明基板に、２面コーナーリフレクタアレイ４１を、縦横に複数並べて液状の接着剤で接合することによって、２面コーナーリフレクタアレイ光学素子を構成し、２面コーナーリフレクタアレイ４１の大面積化を図るものである。
【０１４７】
この例では、上記のように第２反射体４３側を、透明基板に液状の接着剤によって接合するものであり、第２反射体４３の複数の貫通孔４３ａの厚み方向の一端側である透明基板への接合面側には、上記図１９及び図２０に示されるように、窪んだ収容凹部４４が形成されている。
【０１４８】
このように２面コーナーリフレクタアレイ４１の、透明基板に接合される第２反射体４３の複数の貫通孔４３ａの一端側である、透明基板への接合面側の内壁には、２面コーナーリフレクタアレイ４１を透明基板に接合する液状の接着剤を収容する窪んだ収容凹部４４が形成されているので、上記実施形態と同様に、２面コーナーリフレクタアレイ４１を、透明基板２１に接合する際に、接合面からはみ出した余剰の接着剤を、収容凹部４４に収容することができる。これによって、第２反射体４３の貫通孔４３内の光路が接着剤によって阻害されるのを抑制することができる。
【０１４９】
次に、この実施形態に対応する２面コーナーリフレクタアレイ光学素子の製造方法について説明する。
【０１５０】
この実施形態に対応する２面コーナーリフレクタアレイ光学素子の製造方法は、異方性エッチング材料に対して、フォトリソグラフィによって形成したパターンをマスクとして異方性エッチングを行って、一方向へ延びる互いに平行な複数の貫通孔を形成して構造体を作製する第１エッチング工程と、前記第１エッチング工程によって作製される２つ構造体の内の一方の構造体を異方性エッチングして、前記貫通孔の貫通方向の一端側に、前記貫通孔が広がるように窪んだ収容凹部を形成する第２エッチング工程と、前記収容凹部を形成した前記一方の構造体と前記２つの構造体の内の他方の構造体とを、前記一方の構造体における前記複数の貫通孔が延びる前記一方向と前記他方の構造体における前記複数の貫通孔が延びる前記一方向とが、平面視で互いに略直交するように、かつ前記一方の構造体における前記貫通方向の他端側の面が接合面となるように重ね合わせて接合する第１接合工程と、前記一方の構造体及び前記他方の構造体の、少なくとも前記複数の各貫通孔の内壁面を、光反射性膜で被覆して反射面を形成する反射面形成工程と、前記第１接合工程で接合された２つの構造体の内の前記一方の構造体における前記貫通方向の前記一端側の面を接合面として、該接合面に接着剤を塗布して透明基板に接合する第２接合工程とを含み、前記第２エッチング工程で形成される前記収容凹部は、前記第２接合工程で前記接合面に塗布される前記接着剤の少なくとも一部を収容するものである。
【０１５１】
この実施形態の製造方法では、先ず、異方性エッチング材料である水晶ウェハに、フォトリソグラフィを用いた異方性エッチングを行って、第１，第２反射体４２，４３の基本構造を有する構造体を作製する。
【０１５２】
この実施形態では、水晶ウェハとして、ＡＴカットした水晶板であるＡＴ板を用いている。
【０１５３】
ＡＴカットは、図２４の切断方位図に示すように、主面がＹ軸に直交した水晶板（Ｙ板）を＋Ｘ軸から見て、Ｘ軸を中心としてＺ軸からＹ軸方向へ反時計回りに３５゜１５’回転した切断角度である。回転した新たな軸をＹ´及びＺ´軸という。ＡＴ板４７では、主面がＸＺ´平面とされる。
【０１５４】
なお、ＡＴ板４７に代えて、主面（Ｘ−Ｙ平面）がＺ軸に直交するＺ板９を使用してもよい。
【０１５５】
図２５は、このＡＴ板４７に、フォトリソグラフィを用いた異方性エッチングを行って、反射体４２，４３の基本構造を有する構造体５０，５１を作製するエッチング工程を模式的に示す概略断面図である。
【０１５６】
この図２５においては、矩形板状のＡＴ板４７のＺ´軸方向が左方向、Ｙ´軸方向が上方向となり、ＡＴ板４７の矩形の直交する二辺が、Ｚ´軸方向及びＸ軸方向である。
【０１５７】
このＡＴ板４７の両主面は、研磨加工によって、平坦平滑面（鏡面加工面）となっている。
【０１５８】
第１エッチング工程では、先ず、図２５（ａ）に示される洗浄したＡＴ板４７に、例えば、スパッタリングや蒸着などの手法を用いて耐フッ酸膜である金属膜４８を、図２５（ｂ）に示すように形成する。この金属膜４８は、例えばクロム（Ｃｒ）の下地層に金（Ａｕ）を積層したものである。
【０１５９】
次に、図２５（ｃ）に示されるようにスピンコートなどによって、フォトレジスト４９を塗布する。
【０１６０】
このフォトレジスト４９を、図２５（ｄ）に示すように、複数の貫通孔に対応するパターンとなるように露光及び現像する。このとき、次の異方性エッチングで、貫通孔の内壁面が、垂直となるように、表裏のパターンをずらして形成する。
【０１６１】
上記図１３では、表裏のパターンをずらしていないが、使用する水晶ウェハの種類等に応じて、貫通孔の内壁面が垂直となるように、表裏のパターンを適宜ずらすようにしてもよい。
【０１６２】
次に、図２５（ｅ）に示すように、フォトレジスト４９をマスクにして金属膜４８のウェットエッチングを行い、フォトレジスト４９に覆われていない金属膜４８の部分を除去する。
【０１６３】
次に、図２５（ｆ）に示すように、水晶をウェットエッチングする。このとき、水晶の結晶異方性を利用した異方性エッチングによって、垂直な内壁面を有する複数の貫通孔４７ａが形成される。
【０１６４】
次に、図２５（ｇ）に示すように、フォトレジスト４９及び金属膜４８を除去し、複数の貫通孔４７ａが形成されたＡＴ板４７からなる構造体５０を得る。この構造体５０は、一方向へ延びる互いに平行な複数の貫通孔４７ａが、等しい間隔をあけて形成されている。
【０１６５】
この構造体５０は、上記第１，第２反射体４２，４３が接合される前であって、その表面に金属膜等が形成されていない状態の水晶ウェハであり、収容凹部４４を有しない第１反射体４２に対応する構造体５０である。
【０１６６】
収容凹部４４を有する第２反射体４３に対応する構造体５１は、上記実施形態の図１６（ａ）〜図１６（ｆ）と同様の工程である第２エッチング工程を経て、図２５（ｈ）に示されるように作製することができる。
【０１６７】
このようにして、第１，第２エッチング工程によって、第１反射体４２に対応する構造体５０及び第２反射体４３に対応する構造体５１を作製する。
【０１６８】
２つの構造体５０，５１は、収容凹部４４を除きいずれも同じ構造を有し、矩形の水晶板であるＡＴ板４７に、一方向へ延びる互いに平行な複数の貫通孔４７ａがそれぞれ形成されており、この貫通孔４７ａが、第１，第２反射体４２，４３の貫通孔４２ａ，４３ａに対応する。
【０１６９】
次に、第１接合工程によって、２つの構造体５０，５１を、複数の貫通孔４７ａがそれぞれ延びる一方向が、平面視で互いに略直交するように重ね合わせて接合する。上記のように、２面コーナーリフレクタアレイ４１では、第２反射体４３側を、透明基板に接合するものであって、第２反射体４３の接合面側に収容凹部４４を位置させるので、この第１接合工程では、第２反射体４３に対応する構造体５１の収容凹部４４が形成されていない側の面を接合面として、構造体５１と構造体５０とを接合する。
【０１７０】
その後、接合された両構造体５０，５１の全面を、光反射性膜で被覆して反射面を形成する反射面形成工程を行う。
【０１７１】
図２６は、この接合工程及び反射膜形成工程を模式的に示す図２５に対応する概略断面図である。
【０１７２】
図２６（ａ）に示される構造体５０に、例えば、スパッタリングや蒸着などの手法を用いて接合用の金属膜５２を、図２６（ｂ）に示すように形成する。この接合用の金属膜５２は、例えばチタン（Ｔｉ）の下地層に金（Ａｕ）を積層したものである。
【０１７３】
同様に図示しない構造体５１にも金属膜５２を形成する。
【０１７４】
この接合用の金属膜５２をそれぞれ形成した２つの第１，第２構造体５０，５１を準備し、上記第１接合工程では、第１構造体５０における複数の貫通孔４７ａが延びる一方向と、第２構造体５１における複数の貫通孔４７ａが延びる一方向とが、平面視で互いに略直交するように、すなわち、第１構造体５０に対して、第２構造体５１を９０°回転させた状態で、図２６（ｃ）に示すように、重ね合わせて接合する。
【０１７５】
このとき、第１構造体５０の接合用の金属膜５２であるＡｕ膜と、第２構造体５１の接合用の金属膜５２であるＡｕ膜とが、重ね合わされた状態で拡散接合されて、Ａｕ−Ａｕ接合となる。このＡｕ−Ａｕ接合は、Ａｕ膜の表面が活性な状態で行われるのが好ましい。このＡｕ−Ａｕ接合は、加熱、加圧することによって、より強固に接合することができる。
【０１７６】
このように第１構造体５０及び第２構造体５１の接合は、接合用の金属膜５２であるＡｕ膜によるＡｕ−Ａｕ接合であるので、接着剤を塗布して接合する場合のように接着剤の厚みが不均一になるといったことがなく、接着剤に比べて、微小な接合領域であっても確実安定に接合することができ、また、接着剤による接合に比べて高い耐熱性を有する。
【０１７７】
接合後、接合された第１構造体５０及び第２構造体５１の貫通孔４７ａの内壁面を含む露出面の全面に、図２６（ｄ）に示されるように、例えば、スパッタリングや蒸着などの手法を用いて金属膜からなる光反射性膜５３を形成して反射面、すなわち、鏡面とする反射膜形成工程を行う。これによって、第１，第２構造体５０，５１が、第１，第２反射体４２，４３となり、２面コーナーリフレクタアレイ４１が得られる。
【０１７８】
この光反射性膜５３を構成する金属膜として、例えば、銀、ニッケル、アルミニウムなどの金属を用いることができ、この実施形態では、銀合金（例えばＡｇ−Ｐｄ-Ｃｕ合金）を用いている。
【０１７９】
第１構造体５０及び第２構造体５１の貫通孔４７ａは、異方性エッチングによって形成されるので、その貫通孔４７ａの内壁は、平坦面とすることができ、反射率を高めることができる。
【０１８０】
第２接合工程では、得られた図２６（ｄ）に示される２面コーナーリフレクタアレイ４１の第２反射体４３側を接合面とし、この接合面に液状の接着剤を塗布して、透明基板に接合して、２面コーナーリフレクタアレイ光学素子を構成する。
【０１８１】
透明基板に接合される第２反射体４３の複数の貫通孔４３ａの一端側である接合面側には、上記図１９及び図２０に示される収容凹部４４が形成されているので、２面コーナーリフレクタアレイ４１を、透明基板２１に接合する際に、接合面からはみ出した余剰の接着剤を、収容凹部４４に収容することができる。これによって、第２反射体４３の貫通孔４３内の光路が接着剤によって阻害されるのを抑制することができる。
【０１８２】
また、本実施形態によれば、２面コーナーリフレクタアレイ４１を構成する各反射体４２，４３の第１，第２反射面４２ａ１，４３ａ１となる貫通孔４２ａ，４３ａは、異方性エッチングによって形成するので、金型を使用して２面コーナーリフレクタアレイを成型する従来例のように金型からの離型の問題もなく、２面コーナーリフレクタアレイを低コストで製造することができる。
【０１８３】
［その他の実施形態］
本発明は、以下のような形態で実施することもできる。
【０１８４】
（１）上記実施形態では、図４等に示されるように、収容凹部６，４４は、各貫通孔３，４３ａを区画形成する枠部１９に対して、略垂直に掘り込むように形成されたが、本発明の他の実施形態として、例えば、図２７に示すように、テーパ部分を有して斜めに掘り込むように形成されてもよく、あるいは、図２８に示すように階段状に形成されてもよい。
【０１８５】
（２）上記実施形態では、図４等に示されるように、収容凹部６，４４は、各貫通孔３，４３ａの内壁、すなわち、貫通孔３，４３ａを区画形成する枠部１９の側面に形成されたが、本発明の他の実施形態として、例えば、図２９に示すように、２面コーナーリフレクタアレイ１の反射体２，４３の接合面に形成してもよい。
【０１８６】
あるいは、図３０に示すように、透明基板２１の２面コーナーリフレクタアレイ１，４１との接合面に、収容凹部６を形成してもよく、これら実施形態を適宜組合せてもよい。
【０１８７】
このように反射体２，４３の接合面、あるいは、透明基板２１の接合面に、収容凹部６，４４を形成することによって、余剰な接着剤は、接合面に形成された収容凹部に収容されるので、接合面からはみ出す接着剤の量が低減される。これによって、２面コーナーリフレクタアレイの貫通孔の反射面となる内壁面及び透明基板を覆う接着剤を低減して、接着剤によって光路が阻害されるのを抑制することができる。
【０１８８】
なお、反射体２４３の接合面、あるいは、透明基板２１の接合面に形成される収容凹部の形状や数は、適宜選択すればよい。
【０１８９】
（３）上記各実施形態では、異方性エッチング材料として水晶を使用したが、シリコン単結晶などの他の異方性エッチング材料を使用してもよい。
【０１９０】
また、異方性エッチング材料に限らず、レジスト樹脂等を用いてもよい。
【符号の説明】
【０１９１】
１，４１                ２面コーナーリフレクタアレイ
２，４２，４３          反射体
２ａ                    表面
２ｂ                    裏面
３，４２ａ，４３ａ      貫通孔
３ａ，３ｂ              反射面
４                      角部
５                      ２面コーナーリフレクタ
６，４４                収容凹部
９                      Ｚ板
１５，５３              光反射性膜
１９                    枠部
２０                    接着剤
２１                    透明基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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