(57)【要約】【課題】平行ミラーの破断の抑制、接着剤の剥離および平行ミラーの分離の双方の抑制、かつ、光学精度の向上による反射型面対称結像素子の大型化を図ることのできる、反射型面対称結像素子の製造方法、該製造方法で製造された反射型面対称結像素子、および、前記製造方法によって製造された反射型面対称結像素子を備えた空間映像表示装置を提供する。【解決手段】反射型面対称結像素子の製造方法は、平行ミラーブロックを形成する積層工程と、少なくとも光反射主面に対して直交する方向の平行ミラーブロックの両端のそれぞれに支持部材を固着させてブロック体を形成する固着工程と、前記ブロック体を前記光反射主面に対して垂直となる方向に等間隔で切断して複数の第１光反射面が平行に配列された第１ミラーシートおよび複数の第２光反射面が平行に配列された第２ミラーシートを少なくとも形成する切断工程と、前記第１光反射面と前記第２光反射面とが直交するように前記第１ミラーシートと前記第２ミラーシートとを貼り合わせて前記反射型面対称結像素子を形成する貼り合わせ工程と、を備えている。【選択図】図６
2013179405.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の第１光反射面が平行に配列された第１ミラーシートと、複数の第２光反射面が平行に配列された第２ミラーシートとが、前記第１光反射面と前記第２光反射面とが直交するように貼り合わされ、互いに直交する前記第１光反射面および前記第２光反射面を有する微小ミラーユニットがマトリクス状に配列されて平板状に形成され、入射光を前記第１光反射面および前記第２光反射面により２回反射する反射型面対称結像素子の製造方法であって、
複数の平板ミラーの光反射主面を同一方向に向けて積層して当該複数の平板ミラーを固着させて平行ミラーブロックを形成する積層工程と、
少なくとも前記光反射主面に対して直交する方向の前記平行ミラーブロックの両端のそれぞれに支持部材を固着させてブロック体を形成する固着工程と、
前記ブロック体を前記光反射主面に対して垂直となる方向に等間隔で切断して複数の第１光反射面が平行に配列された第１ミラーシートおよび複数の第２光反射面が平行に配列された第２ミラーシートを少なくとも形成する切断工程と、
前記第１光反射面と前記第２光反射面とが直交するように前記第１ミラーシートと前記第２ミラーシートとを貼り合わせて前記反射型面対称結像素子を形成する貼り合わせ工程と、を備えていることを特徴とする反射型面対称結像素子の製造方法。
【請求項２】
前記切断工程により形成された第１ミラーシートは、少なくとも前記第１光反射面に対して直交する方向の両端のそれぞれに支持部材が固着された状態で切断面が光学研磨され、かつ、
前記切断工程により形成された第２ミラーシートは、少なくとも前記第２光反射面に対して直交する方向の両端のそれぞれに支持部材が固着された状態で切断面が光学研磨されることを特徴とする請求項１に記載の反射型面対称結像素子の製造方法。
【請求項３】
前記貼り合わせ工程において、少なくとも前記第１光反射面に対して直交する方向の両端のそれぞれに支持部材が固着された状態の前記第１ミラーシートと、少なくとも前記第２光反射面に対して直交する方向の両端のそれぞれに支持部材が固着された状態の前記第２ミラーシートとが、前記第１光反射面と前記第２光反射面とが直交するように貼り合わされ、
前記第１ミラーシートおよび前記第２ミラーシートの双方のそれぞれに固着された支持部材が取り除かれて前記反射型面対称結像素子が形成されることを特徴とする請求項１に記載の反射型面対称結像素子の製造方法。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の反射型面対称結像素子が基板に平面充填された大形の反射型面対称結像素子の製造方法であって、
平面充填されて隣接する反射型面対称結像素子同士のミラーピッチを維持するように当該反射型面対称結像素子の周囲４辺が切削または研磨されていることを特徴とする大形の反射型面対称結像素子の製造方法。
【請求項５】
前記反射型面対称結像素子の周囲４辺に配置された前記平板ミラーの板厚が、平面充填されて隣接する反射型面対称結像素子同士のミラーピッチの１／２ピッチとなる厚みであることを特徴とする請求項４に記載の大形の反射型面対称結像素子の製造方法。
【請求項６】
複数の第１光反射面が平行に配列された第１ミラーシートと、複数の第２光反射面が平行に配列された第２ミラーシートとが、前記第１光反射面と前記第２光反射面とが直交するように貼り合わされ、互いに直交する前記第１光反射面および前記第２光反射面を有する微小ミラーユニットがマトリクス状に配列されて平板状に形成され、入射光を前記第１光反射面および前記第２光反射面により２回反射する反射型面対称結像素子であって、
複数の平板ミラーの光反射主面を同一方向に向けて積層して当該複数の平板ミラーを固着させて平行ミラーブロックが形成され、
少なくとも前記光反射主面に対して直交する方向の前記平行ミラーブロックの両端のそれぞれに支持部材を固着させてブロック体が形成され、
前記ブロック体を前記光反射主面に対して垂直となる方向に等間隔で切断して複数の第１光反射面が平行に配列された第１ミラーシートおよび複数の第２光反射面が平行に配列された第２ミラーシートが少なくとも形成され、
前記第１光反射面と前記第２光反射面とが直交するように前記第１ミラーシートと前記第２ミラーシートとを貼り合わせて前記反射型面対称結像素子が形成されたことを特徴とする反射型面対称結像素子。
【請求項７】
複数の第１光反射面が平行に配列された第１ミラーシートと、複数の第２光反射面が平行に配列された第２ミラーシートとが、前記第１光反射面と前記第２光反射面とが直交するように貼り合わされ、互いに直交する前記第１光反射面および前記第２光反射面を有する微小ミラーユニットがマトリクス状に配列されて平板状に形成され、入射光を前記第１光反射面および前記第２光反射面により２回反射する反射型面対称結像素子を備えた空間映像表示装置であって、
複数の平板ミラーの光反射主面を同一方向に向けて積層して当該複数の平板ミラーを固着させて平行ミラーブロックが形成され、
少なくとも前記光反射主面に対して直交する方向の前記平行ミラーブロックの両端のそれぞれに支持部材を固着させてブロック体が形成され、
前記ブロック体を前記光反射主面に対して垂直となる方向に等間隔で切断して複数の第１光反射面が平行に配列された第１ミラーシートおよび複数の第２光反射面が平行に配列された第２ミラーシートが少なくとも形成され、
前記第１光反射面と前記第２光反射面とが直交するように前記第１ミラーシートと前記第２ミラーシートとを貼り合わせて前記反射型面対称結像素子が形成されたことを特徴とする空間映像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、被投影物の像を反対側の面対称となる位置に結像させるための反射型面対称結像素子の製造方法、該製造方法によって製造された反射型面対称結像素子、および、前記製造方法によって製造された反射型面対称結像素子を備えた空間映像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
出願人は、被投影物を反対側の面対称となる位置に結像させるための空間映像表示装置として、反射型面対称結像素子を用いてその素子の一方側に置かれた被投影物である物体の像を素子の反対側の面対称となる位置に結像させるものを提案している（例えば、特許文献１参照。）。【０００３】
このような空間映像表示装置で用いられている反射型面対称結像素子１は、図１に示すように、第１ミラーシート３と第２ミラーシート２とを貼り合わせ形成されている。第１ミラーシート３および第２ミラーシート２の各々は、図２（Ａ）ないし図２（Ｄ）に示すように、複数の平板ミラー５を積層して互いに密着させた平行ミラーブロック１０がワイヤソー４１で切断されることにより形成されている。【０００４】
第１ミラーシート３および第２ミラーシート２の各々における長手部材１１は、透明なアクリル樹脂に代表されるプラスチックまたはガラスの平板ミラー５が切断されることにより形成されており、長手方向の長さＨが数十ｍｍ〜数ｍ程度、短手方向の長さ（すなわち、ミラーピッチＷ）が数百μｍないし数ｃｍ前後、切断幅である厚みＤが数ｍｍ程度である。長手部材１１は、第１ミラーシート３および第２ミラーシート２の各々で数百ないし数万程度用いられている。【０００５】
第１ミラーシート３の長手部材１１の長手方向に伸長した一面には、アルミニウムや銀の蒸着あるいはスパッタなどによって光反射面３ａが形成されている。第２ミラーシート２の長手部材１１の長手方向に伸長した一面には、アルミニウムや銀の蒸着あるいはスパッタなどによって光反射面２ａが形成されている。【０００６】
また、第１ミラーシート３の長手部材１１の光反射面３ａの反対側の面には、つや消しの黒塗料や黒色シートを密着させた光吸収主面８が形成されている。第２ミラーシート２の長手部材１１の光反射面２ａの反対側の面には、つや消しの黒塗料や黒色シートを密着させた光吸収主面８が形成されている。【０００７】
第１ミラーシート３と第２ミラーシート２とは、図２（Ｅ）に示すように、前記第１ミラーシート３の光反射面３ａと前記第２ミラーシート２の光反射面２ａとが直交するように貼り合わされ、これによって反射型面対称結像素子１が形成されている。【０００８】
また、図３に示すように、第１ミラーシート３の各長手部材１１と第２ミラーシート２の各長手部材１１とが交差する部分が微小ミラーユニット（単位光学素子）４を構成し、各微小ミラーユニット４の第１ミラーシート３の光反射面３ａが第１光反射面であり、第２ミラーシート２の光反射面２ａが第２光反射面である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１１−８１３００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上述の反射型面対称結像素子１は、平行ミラーブロック１０をワイヤソー４１により切断する際に、図４（Ａ）に示すように、平板ミラー５が破断したり、図４（Ｂ）に示すように、接着剤の剥離により積層された平板ミラー５が分離したりする問題があった。【００１１】
また、第１ミラーシート３の切断面および第２ミラーシート２の切断面の各々を光学研磨する際に、図４（Ａ）に示すように、平板ミラー５が破断したり、図４（Ｂ）に示すように、接着剤の剥離により積層された平板ミラー５が分離したりする問題があった。【００１２】
また、図４（Ａ）に示すような平板ミラー５の破断が発生した場合には、平板ミラー５の破断する方向が当該平板ミラー５の積層方向であるため、平行ミラーブロック１０が、破断部Ｐを中心として前記積層方向に膨らんで樽形状となり、全体的な光学精度が低下してしまう。【００１３】
また、図４（Ｂ）に示すような平板ミラー５の分離が発生した場合には、平板ミラー５の分離する方向が光反射主面７に対して平行状であるため、平行ミラーブロック１０が、分離部Ｔを境目として平板ミラー５で反射した光の向きが異なってしまう。【００１４】
そして、破断した平板ミラー５を接着して修復したもので反射型面対称結像素子１を製造した場合には、微小ミラーユニット４を構成する各長手部材１１同士の交差する部分のミラーピッチＷが大きくずれているとともに、全体的な光学精度が低下しているので、反射型面対称結像素子１としての光学性能が著しく低下してしまうという問題があった。【００１５】
また、分離した平板ミラー５を接着して修復したもので反射型面対称結像素子１を製造した場合には、微小ミラーユニット４を構成する各長手部材１１同士の交差する部分のミラーピッチＷが大きくずれているとともに、
分離部Ｔを境目として光学精度の連続性が失われているので、反射型面対称結像素子１としての光学性能が著しく低下してしまうという問題があった。【００１６】
このように、図２（Ａ）ないし図２（Ｅ）に示すような製造方法では、光学精度の向上には限度があったため、光学精度が高くて大形となる反射型面対称結像素子１の製造は困難であるという問題があった。【００１７】
そこで、本発明は、例えば、平板ミラーの破断の抑制、接着剤の剥離および平板ミラーの分離の双方の抑制、かつ、光学精度の向上による反射型面対称結像素子の大型化を図ることのできる、反射型面対称結像素子の製造方法、該製造方法で製造された反射型面対称結像素子、および、前記製造方法によって製造された反射型面対称結像素子を備えた空間映像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】
【００１８】
前記課題を解決し目的を達成するために、請求項１に記載の本発明の反射型面対称結像素子の製造方法は、複数の第１光反射面が平行に配列された第１ミラーシートと、複数の第２光反射面が平行に配列された第２ミラーシートとが、前記第１光反射面と前記第２光反射面とが直交するように貼り合わされ、互いに直交する前記第１光反射面および前記第２光反射面を有する微小ミラーユニットがマトリクス状に配列されて平板状に形成され、入射光を前記第１光反射面および前記第２光反射面により２回反射する反射型面対称結像素子の製造方法であって、複数の平板ミラーの光反射主面を同一方向に向けて積層して当該複数の平板ミラーを固着させて平行ミラーブロックを形成する積層工程と、少なくとも前記光反射主面に対して直交する方向の前記平行ミラーブロックの両端のそれぞれに支持部材を固着させてブロック体を形成する固着工程と、前記ブロック体を前記光反射主面に対して垂直となる方向に等間隔で切断して複数の第１光反射面が平行に配列された第１ミラーシートおよび複数の第２光反射面が平行に配列された第２ミラーシートを少なくとも形成する切断工程と、前記第１光反射面と前記第２光反射面とが直交するように前記第１ミラーシートと前記第２ミラーシートとを貼り合わせて前記反射型面対称結像素子を形成する貼り合わせ工程と、を備えていることを特徴としている。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】反射型面対称結像素子を示す図である。
【図２】図１に示す反射型面対称結像素子の製造方法を示す図である。
【図３】図１に示す反射型面対称結像素子の微小ミラーユニットを示す図である。
【図４】平板ミラーの破断および分離を説明するための説明図である。（Ａ）は平板ミラーの破断を模式的に表した図、（Ｂ）は平板ミラーの分離を模式的に表した図である。
【図５】本発明の一実施形態にかかる反射型面対称結像素子の製造方法を示す図である。（Ａ）は平板ミラーを示す図、（Ｂ）は平板ミラーを積層して固着させている形態を示す図、（Ｃ）は平行ミラーブロックを示す図である。
【図６】本発明の一実施形態にかかる反射型面対称結像素子の製造方法を示す図である。（Ａ）は支持部材を固着させている形態を示す図、（Ｂ）はブロック体をワイヤソーで切断する形態を示す図、（Ｃ）はミラーシート体を示す図である。
【図７】本発明の一実施形態にかかる反射型面対称結像素子の製造方法を示す図である。（Ａ）は２枚のミラーシート体を貼り合わせている形態を示す図、（Ｂ）は２枚のシート体が貼り合わされた形態を示す図である。
【図８】本発明の一実施形態にかかる反射型面対称結像素子の製造方法を示す図である。（Ａ）は反射型面対称結像素子の周囲４辺のミラーピッチを揃える形態を示す図、（Ｂ）は反射型面対称結像素子の周囲４辺のミラーピッチが揃えられた形態を示す図である。
【図９】本発明の一実施形態にかかる反射型面対称結像素子を基板に平面充填している形態示す図である。
【図１０】本発明の一実施形態にかかる反射型面対称結像素子の製造方法のフローチャートである。
【図１１】本発明の一実施形態にかかる反射型面対称結像素子を備えた空間映像表示装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の一実施形態にかかる反射型面対称結像素子１の製造方法、本発明の一実施形態にかかる反射型面対称結像素子１、および、本発明の一実施形態にかかる反射型面対称結像素子１を備えた空間映像表示装置９について説明する。
【００２１】
本発明の一実施形態にかかる反射型面対称結像素子１の製造方法は、複数の第１光反射面３ａが平行に配列された第１ミラーシート３と、複数の第２光反射面２ａが平行に配列された第２ミラーシート２とが、前記第１光反射面３ａと前記第２光反射面２ａとが直交するように貼り合わされ、互いに直交する前記第１光反射面３ａおよび前記第２光反射面２ａを有する微小ミラーユニット４がマトリクス状に配列されて平板状に形成され、入射光Ｙ１を前記第１光反射面３ａおよび前記第２光反射面２ａにより２回反射する反射型面対称結像素子１の製造方法であって、複数の平板ミラー５の光反射主面７を同一方向に向けて積層して当該複数の平板ミラー５を固着させて平行ミラーブロック１０を形成する積層工程と、少なくとも前記光反射主面７に対して直交する方向の前記平行ミラーブロック１０の両端のそれぞれに支持部材２１を固着させてブロック体１０Ａを形成する固着工程と、前記ブロック体１０Ａを前記光反射主面７に対して垂直となる方向に等間隔で切断して複数の第１光反射面３ａが平行に配列された第１ミラーシート３および複数の第２光反射面２ａが平行に配列された第２ミラーシート２を少なくとも形成する切断工程と、前記第１光反射面３ａと前記第２光反射面２ａとが直交するように前記第１ミラーシート３と前記第２ミラーシート２とを貼り合わせて前記反射型面対称結像素子１を形成する貼り合わせ工程と、を備えていることを特徴としているものである。
【００２２】
このように、固着工程において、少なくとも光反射主面７に対して直交する方向の前記平行ミラーブロック１０の両端のそれぞれに支持部材２１を固着させてブロック体１０Ａを形成するので、切断工程により平行ミラーブロック１０を切断する際に、平板ミラー５の積層方向に作用する応力に対して支持部材２１が抵抗するようになることから、前記平板ミラー５の破断を抑制することができる。
【００２３】
また、切断工程により平行ミラーブロック１０を切断する際に、光反射主面７に対して平行となる方向の前記平行ミラーブロック１０の両端のそれぞれに固着させた支持部材２２が、前記平板ミラー５の破断する方向（すなわち、平板ミラー５の積層方向）の変形（図４（Ａ）参照）に抵抗するとともに前記支持部材２１との組み合わせによって当該平板ミラー５の積層方向に作用する応力に対して抵抗するので、平板ミラー５の破断をより効果的に抑制することができる。
【００２４】
また、切断工程により平行ミラーブロック１０を切断する際に、平板ミラー５の積層方向に作用する応力に対して支持部材２１が抵抗するので、積層した平板ミラー５同士を固着させている接着剤の剥離を抑制することができる。
【００２５】
また、切断工程により平行ミラーブロック１０を切断する際に、平板ミラー５の積層方向に作用する応力に対して支持部材２１が抵抗するので、接着剤の剥離に伴って平板ミラー５同士が分離してしまうことを抑制することができる。
【００２６】
このように、平行ミラーブロック１０を切断する際に、平板ミラー５の破断を抑制するとともに、接着剤の剥離を抑制することができ、かつ、平板ミラー５同士の分離を抑制することができるので、第１ミラーシート３および第２ミラーシート２の各々の光学精度を向上させることができる。
【００２７】
また、平行ミラーブロック１０の切断工程における平板ミラー５の破断が該平板ミラー５の積層方向である（図４（Ａ）参照）ことから、切断工程により平板ミラー５の破断が発生してしまった場合であっても、破断が発生した平板ミラー５および破断の発生していない平板ミラー５の前記積層方向への移動を支持部材２２と支持部材２１とが相乗効果で規制するので、破断が発生した平板ミラー５および破断の発生していない平板ミラー５の光学上の相対的な位置を所定の位置に保持することができ、ブロック体１０Ａを切断して形成された第１ミラーシート３および第２ミラーシート２の各々における全体的な光学精度の低下を抑制することができる。
【００２８】
このように、平板ミラー５が破断してしまった場合であっても光学精度の低下を抑制することができるとともに、第１ミラーシート３および第２ミラーシート２の各々の光学精度を向上させることができるので、大形の平板ミラー５の積層により形成された平行ミラーブロック１０の切断によって、光学精度が高くて大形となる第１ミラーシート３および第２ミラーシート２を得ることができるようになり、大形の反射型面対称結像素子１を製造することができる。
【００２９】
また、平行ミラーブロック１０の切断工程における接着剤の剥離に伴った平板ミラー５同士の分離が該平板ミラー５の光反射主面７に対して平行状である（図４（Ｂ）参照）ことから、切断工程により接着剤の剥離が発生してしまった場合であっても、剥離が発生した平板ミラー５および剥離の発生していない平板ミラー５の前記積層方向への移動を支持部材２１が規制するので、剥離していない平板ミラー５の光学上の相対的な位置を所定の位置に保持することができ、ブロック体１０Ａを切断して形成された第１ミラーシート３および第２ミラーシート２の各々における全体的な光学精度の低下を抑制することができる。
【００３０】
このように、接着剤の剥離に伴って平板ミラー５同士が分離してしまった場合であっても光学精度の低下を抑制することができるとともに、第１ミラーシート３および第２ミラーシート２の各々の光学精度を向上させることができるので、大形の平板ミラー５の積層により形成された平行ミラーブロック１０の切断によって、光学精度が高くて大形となる第１ミラーシート３および第２ミラーシート２を得ることができるようになり、大形の反射型面対称結像素子１を製造することができる。
【００３１】
したがって、本発明の一実施形態にかかる反射型面対称結像素子１の製造方法は、平板ミラー５の破断の発生の抑制、該平板ミラー５を固着する接着剤の剥離の抑制、該接着剤の剥離による前記平板ミラー５の分離の抑制、かつ、光学精度の向上による反射型面対称結像素子１の大型化を図ることができる。
【００３２】
また、本発明の一実施形態にかかる反射型面対称結像素子１の製造方法は、切断工程により形成された第１ミラーシート３は、少なくとも第１光反射面３ａに対して直交する方向の両端のそれぞれに支持部材２１が固着された状態で切断面が光学研磨され、かつ、前記切断工程により形成された第２ミラーシート２は、少なくとも第２光反射面２ａに対して直交する方向の両端のそれぞれに支持部材２１が固着された状態で切断面が光学研磨されることを特徴としている。
【００３３】
このように、第１光反射面３ａに対して直交する方向の両端のそれぞれに支持部材２１が固着された状態で第１ミラーシート３の切断面を光学研磨し、第２光反射面２ａに対して直交する方向の両端のそれぞれに支持部材２１が固着された状態で第２ミラーシート２の切断面を光学研磨するので、平板ミラー５を切断工程で切断して形成された長手部材１１の前記積層方向に作用する応力に対して支持部材２１が抵抗するようになることから、前記長手部材１１の破断を抑制することができるとともに、積層した長手部材１１同士を固着させている接着剤の剥離を抑制することができ、かつ、長手部材１１同士が分離してしまうことを抑制することができる。
【００３４】
また、第１ミラーシート３の光学研磨工程における長手部材１１の破断が該長手部材１１の第１光反射面３ａに対して積層方向であり、第２ミラーシート２の光学研磨工程における長手部材１１の破断が該長手部材１１の第２光反射面２ａに対して積層方向であることから、支持部材２２が長手部材１１の破断する方向（すなわち、長手部材１１の積層方向）の変形に抵抗するとともに前記支持部材２１との組み合わせによって当該長手部材１１の積層方向に作用する応力に対して抵抗するので、長手部材１１の破断をより効果的に抑制することができる。
【００３５】
また、第１ミラーシート３の光学研磨工程における長手部材１１の破断が該長手部材１１の第１光反射面３ａに対して積層方向であり、第２ミラーシート２の光学研磨工程における長手部材１１の破断が該長手部材１１の第２光反射面２ａに対して積層方向であることから、光学研磨工程により長手部材１１の破断が発生してしまった場合であっても、破断が発生した長手部材１１および破断の発生していない長手部材１１の前記積層方向への移動を支持部材２２と支持部材２１とが相乗効果で規制するので、破断していない長手部材１１の光学上の相対的な位置を所定の位置に保持することができ、第１ミラーシート３および第２ミラーシート２の各々における全体的な光学精度の低下を抑制することができる。
【００３６】
また、第１ミラーシート３の光学研磨工程における接着剤の剥離に伴った長手部材１１同士の分離が該長手部材１１の第１光反射面３ａに対して平行状であり、第２ミラーシート２の光学研磨工程における接着剤の剥離に伴った長手部材１１同士の分離が該長手部材１１の第２光反射面２ａに対して平行状であることから、光学研磨工程により長手部材１１の接着剤の剥離が発生してしまった場合であっても、剥離が発生した長手部材１１および剥離の発生していない長手部材１１の前記積層方向への移動を支持部材２１が規制するので、剥離していない長手部材１１の光学上の相対的な位置を所定の位置に保持することができ、第１ミラーシート３および第２ミラーシート２の各々における全体的な光学精度の低下を抑制することができる。
【００３７】
また、本発明の一実施形態にかかる反射型面対称結像素子の製造方法は、貼り合わせ工程において、少なくとも第１光反射面３ａに対して直交する方向の両端のそれぞれに支持部材２１が固着された状態の第１ミラーシート３と、少なくとも第２光反射面２ａに対して直交する方向の両端のそれぞれに支持部材２１が固着された状態の第２ミラーシート２とが、前記第１光反射面３ａと前記第２光反射面２ａとが直交するように貼り合わされ、前記第１ミラーシート３および前記第２ミラーシート２の双方のそれぞれに固着された支持部材２１が取り除かれて反射型面対称結像素子１が形成されることを特徴としている。
【００３８】
このように、少なくとも第１光反射面３ａに対して直交する方向の両端のそれぞれに支持部材２１が固着された状態の第１ミラーシート３と、少なくとも第２光反射面２ａに対して直交する方向の両端のそれぞれに支持部材２１が固着された状態の第２ミラーシート２とを貼り合わせているので、第１ミラーシート３と第２ミラーシート２とを貼り合わせるための接着剤が当該第１ミラーシート３および当該第２ミラーシート２の各々の積層された長手部材１１同士の接着層に侵入して当該長手部材１１同士の平行度が低下する現象の発生を抑制することができ、第１ミラーシート３および第２ミラーシート２の各々の積層された長手部材１１同士の平行度を良好に保つことによって、歪みのない良好な空間像を得ることができる。
【００３９】
また、本発明の一実施形態にかかる大形の反射型面対称結像素子３１の製造方法は、前述の反射型面対称結像素子１が基板３３に平面充填された大形の反射型面対称結像素子３１の製造方法であって、平面充填されて隣接する反射型面対称結像素子１同士のミラーピッチＷを維持するように当該反射型面対称結像素子１の周囲４辺が切削または研磨されていることを特徴としている。
【００４０】
このように、反射型面対称結像素子１の周囲４辺を切削または研磨することによって、平面充填されて隣接する反射型面対称結像素子１同士のミラーピッチＷが維持されるので、隣接する反射型面対称結像素子１同士の周囲のミラーピッチＷと、前記反射型面対称結像素子１の内部のミラーピッチＷとを一致させることができ、大形の反射型面対称結像素子３１によって投影された実像１９を観察する際に、隣接する反射型面対称結像素子１同士の接合部（目地部Ｓ）がほとんど目立たなくなり、被投影物１８と違和感のない実像１９を観察することができる。
【００４１】
また、本発明の一実施形態にかかる大形の反射型面対称結像素子３１の製造方法は、反射型面対称結像素子１の周囲４辺に配置された前記平板ミラー５の板厚Ｗ２が、平面充填されて隣接する反射型面対称結像素子１同士のミラーピッチの１／２ピッチとなる厚みであることを特徴としている。
【００４２】
このように、反射型面対称結像素子１の周囲４辺に配置された平板ミラー５の板厚Ｗ２を内部に配置された平板ミラー５の１／２ピッチとなる厚みにしているので、平面充填されて隣接する反射型面対称結像素子１同士において、隣接する長手部材１１同士で１ピッチのミラーピッチが形成され、前記反射型面対称結像素子１の内部のミラーピッチＷと一致させることができ、大形の反射型面対称結像素子３１によって投影された実像１９を観察する際に、隣接する反射型面対称結像素子１同士の接合部（目地部Ｓ）がほとんど目立たなくなり、被投影物１８と違和感のない実像１９を観察することができる。
【００４３】
また、本発明の一実施形態にかかる反射型面対称結像素子１は、複数の第１光反射面３ａが平行に配列された第１ミラーシート３と、複数の第２光反射面２ａが平行に配列された第２ミラーシート２とが、前記第１光反射面３ａと前記第２光反射面２ａとが直交するように貼り合わされ、互いに直交する前記第１光反射面３ａおよび前記第２光反射面２ａを有する微小ミラーユニット４がマトリクス状に配列されて平板状に形成され、入射光Ｙ１を前記第１光反射面３ａおよび前記第２光反射面２ａにより２回反射する反射型面対称結像素子１であって、複数の平板ミラー５の光反射主面７を同一方向に向けて積層して当該複数の平板ミラー５を固着させて平行ミラーブロック１０が形成され、少なくとも前記光反射主面７に対して直交する方向の前記平行ミラーブロック１０の両端のそれぞれに支持部材２１を固着させてブロック体１０Ａが形成され、前記ブロック体１０Ａを前記光反射主面７に対して垂直となる方向に等間隔で切断して複数の第１光反射面３ａが平行に配列された第１ミラーシート３および複数の第２光反射面２ａが平行に配列された第２ミラーシート２が少なくとも形成され、前記第１光反射面３ａと前記第２光反射面２ａとが直交するように前記第１ミラーシート２記第２ミラーシートとを貼り合わせて前記反射型面対称結像素子１が形成されたことを特徴としている。
【００４４】
このように、少なくとも光反射主面７に対して直交する方向の平行ミラーブロック１０の両端のそれぞれに支持部材２１を固着させてブロック体１０Ａを形成するので、切断工程により平行ミラーブロック１０を切断する際に、平板ミラー５の積層方向に作用する応力に対して支持部材２１が抵抗するようになることから、平板ミラー５の破断を抑制するとともに、接着剤の剥離を抑制することができ、かつ、平板ミラー５同士の分離を抑制することができる。その結果、第１ミラーシート３および第２ミラーシート２の各々の光学精度を向上させることができる。
【００４５】
また、平板ミラー５の破断が該平板ミラー５の積層方向であることから、切断工程により平板ミラー５の破断が発生してしまった場合であっても、破断が発生した平板ミラー５および破断の発生していない平板ミラー５の前記積層方向への移動を支持部材２２と支持部材２１とが相乗効果で規制するので、破断が発生した平板ミラー５および破断の発生していない平板ミラー５の光学上の相対的な位置を所定の位置に保持することができ、第１ミラーシート３および第２ミラーシート２の各々における全体的な光学精度の低下を抑制することができる。
【００４６】
このように、第１ミラーシート３および第２ミラーシート２の各々の光学精度を向上させることができ、第１ミラーシート３および第２ミラーシート２の各々の光学精度の低下を抑制することができるので、大形の反射型面対称結像素子１を製造することができる。
【００４７】
したがって、本発明の一実施形態にかかる反射型面対称結像素子１は、平板ミラー５の破断の発生の抑制、該平板ミラー５を固着する接着剤の剥離の抑制、該接着剤の剥離による前記平板ミラー５の分離の抑制、かつ、光学精度の向上による反射型面対称結像素子１の大型化を図ることができる。
【００４８】
また、本発明の一実施形態にかかる空間映像表示装置９は、複数の第１光反射面３ａが平行に配列された第１ミラーシート３と、複数の第２光反射面２ａが平行に配列された第２ミラーシート２とが、前記第１光反射面３ａと前記第２光反射面２ａとが直交するように貼り合わされ、互いに直交する前記第１光反射面３ａおよび前記第２光反射面２ａを有する微小ミラーユニット４がマトリクス状に配列されて平板状に形成され、入射光Ｙ１を前記第１光反射面３ａおよび前記第２光反射面２ａにより２回反射する反射型面対称結像素子１を備えた空間映像表示装置９であって、複数の平板ミラー５の光反射主面７を同一方向に向けて積層して当該複数の平板ミラー５を固着させて平行ミラーブロック１０が形成され、少なくとも前記光反射主面７に対して直交する方向の前記平行ミラーブロック１０の両端のそれぞれに支持部材２１を固着させてブロック体１０Ａが形成され、前記ブロック体１０Ａを前記光反射主面７に対して垂直となる方向に等間隔で切断して複数の第１光反射面３ａが平行に配列された第１ミラーシート３および複数の第２光反射面２ａが平行に配列された第２ミラーシート２が少なくとも形成され、前記第１光反射面３ａと前記第２光反射面２ａとが直交するように前記第１ミラーシート３と前記第２ミラーシート２とを貼り合わせて前記反射型面対称結像素子１が形成されたことを特徴としている。
【００４９】
このように、少なくとも光反射主面７に対して直交する方向の平行ミラーブロック１０の両端のそれぞれに支持部材２１を固着させてブロック体１０Ａを形成するので、切断工程により切断する際に、平板ミラー５の積層方向に作用する応力に対して支持部材２１が抵抗するようになることから、平板ミラー５の破断（図４（Ａ）参照）を抑制するとともに、接着剤の剥離を抑制することができ、かつ、平板ミラー５同士の分離（図４（Ｂ）参照）を抑制することができる。その結果、第１ミラーシート３および第２ミラーシート２の各々の光学精度を向上させることができる。
【００５０】
また、平板ミラー５の破断が該平板ミラー５の積層方向である（図４（Ａ）参照）ことから、切断工程により平板ミラー５の破断が発生してしまった場合であっても、破断が発生した平板ミラー５および破断の発生していない平板ミラー５の前記積層方向への移動を支持部材２２と支持部材２１とが相乗効果で規制するので、破断が発生した平板ミラー５および破断の発生していない平板ミラー５の光学上の相対的な位置を所定の位置に保持することができ、第１ミラーシート３および第２ミラーシート２の各々における全体的な光学精度の低下を抑制することができる。
【００５１】
このように、第１ミラーシート３および第２ミラーシート２の各々の光学精度を向上させることができ、第１ミラーシート３および第２ミラーシート２の各々の光学精度の低下を抑制することができるので、大形の反射型面対称結像素子３１を製造することができる。
【００５２】
したがって、本発明の一実施形態にかかる空間映像表示装置９は、平板ミラー５の破断の発生の抑制、該平板ミラー５を固着する接着剤の剥離の抑制、該接着剤の剥離による前記平板ミラー５の分離の抑制、かつ、光学精度の向上による反射型面対称結像素子１の大型化を図ることができる。
【実施例】
【００５３】
本発明の一実施例にかかる反射型面対称結像素子１の製造方法、反射型面対称結像素子１、および、反射型面対称結像素子１を備えた空間映像表示装置９について図５ないし図１１を参照して説明する。【００５４】
図５ないし図８は、本発明の一実施例にかかる反射型面対称結像素子１の製造方法を示している。図９は、本発明の一実施例にかかる大形の反射型面対称結像素子３１の製造方法を示している。図１０は、本発明の一実施例にかかる大形の反射型面対称結像素子３１の製造方法を示すフローチャートである。図１１は、本発明の一実施例にかかる空間映像表示装置９を示している。【００５５】
図５（Ａ）に示すように、複数の平板ミラー５が準備される。平板ミラー５は、例えば、一辺の長さＨが数十ｍｍ〜数ｍ程度、板厚（すなわち、ミラーピッチＷ）が数百μｍないし数ｃｍ前後に形成された正方形の薄板状となっている。また、平板ミラー５は、ポリメタクリル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ樹脂）等のアクリル樹脂、高い均質度をもったガラスなど、透明な光学材料が用いられる。【００５６】
また、平板ミラー５は、一方の主面が光反射主面７とされ、他方の主面が光吸収主面８とされている。光反射主面７は、アルミニウムや銀の蒸着、スパッタ膜、あるいは銀等の金属反射膜によって形成されている。なお、光反射主面７は、金属以外の光反射膜であってもよい。光吸収主面８は、つや消しの黒塗料や黒色シートを密着させて形成されている。【００５７】
次に、図５（Ｂ）および図５（Ｃ）に示すように、複数の平板ミラー５が、光反射主面７を同一方向（図示例では、下方向）に向けて積層し、平行ミラーブロック１０が形成される（積層工程）。【００５８】
このとき、複数の平板ミラー５は、樹脂または接着剤によって固着される。接着剤は、例えば、常温硬化する熱硬化型接着剤が用いられる。熱硬化型接着剤としては、エポキシ樹脂系接着剤などの公知のものが用いられる。【００５９】
なお、平板ミラー５の光吸収主面８に、錫、銀、アルミニウム等の金属膜を蒸着等の方法により予め形成しておき、平板ミラー同士を半田付け、ロウ付け等の接合技術を用いた平面接合により固定してもよい。【００６０】
次に、図６（Ａ）および図６（Ｂ）に示すように、光反射主面７に対して直交となる方向の前記平行ミラーブロック１０の両端のそれぞれに支持部材としての第１支持部材２１が固着され、光反射主面７に対して平行となる方向の前記平行ミラーブロック１０の両端のそれぞれに支持部材としての第２支持部材２２が固着されて、ブロック体１０Ａが形成される（固着工程）。【００６１】
このとき、第１支持部材２１および第２支持部材２２は、ＰＭＭＡ樹脂等のアクリル樹脂板、ガラス板、陶板、金属板などの板状部材が用いられる。なお、板状部材は、後述する切断工程または光学研磨工程においては、平板ミラー５の硬さと大きく相違していないものが望ましい。【００６２】
また、第１支持部材２１および第２支持部材２２の各々は、樹脂または接着剤によって固着される。接着剤は、例えば、常温硬化する熱可塑型接着剤が用いられる。熱可塑型接着剤としては、公知のものが用いられる。【００６３】
次に、図６（Ｂ）および図６（Ｃ）に示すように、ブロック体１０Ａは、ダイヤモンドが粒子化された砥石を金属または樹脂製のワイヤに供給または付着させて切断を行うワイヤソー４１によって、光反射主面７に対して垂直となる矢印方向ａに等間隔で切断され、複数の第１光反射面３ａが平行に配列された第１ミラーシート体３Ａ、および、複数の第２光反射面２ａが平行に配列された第２ミラーシート体２Ａが形成される（切断工程）。【００６４】
このとき、第１ミラーシート体３Ａおよび第２ミラーシート体２Ａの各々は、ブロック体１０Ａの切断幅とおなじとなる厚みＤとなり、厚みＤは数ｍｍ程度とされる。【００６５】
また、このとき、図６（Ｂ）に示すように、第１支持部材２１と第２支持部材２２とが平行ミラーブロック１０に対して枠状に配置されて固着した状態でブロック体１０Ａが切断されるので、平板ミラー５の積層方向に作用する応力に対して第１支持部材２１が抵抗するようになり、また、平板ミラー５の積層方向に対して直交となる方向に作用する応力に対して第２支持部材２２が抵抗するようになり、さらに、第１支持部材２１と第２支持部材２２とが枠状となることで機械的強度が向上するようになることから、切断工程における平板ミラー５の破断を抑制することができ、積層した平板ミラー５同士を固着させている接着剤の剥離を抑制することができ、接着剤の剥離に伴って平板ミラー５同士が分離してしまうことを抑制することができる。【００６６】
このように、ブロック体１０Ａを切断する際に、平板ミラー５の破断を抑制するとともに、接着剤の剥離を抑制することができ、かつ、平板ミラー５同士の分離を抑制することができるので、第１ミラーシート体３Ａおよび第２ミラーシート体２Ａの各々の光学精度を向上させることができる。【００６７】
また、ブロック体１０Ａの切断工程における平板ミラー５の破断が該平板ミラー５の積層方向であることから、切断工程により平板ミラー５の破断が発生してしまった場合であっても、破断が発生した平板ミラー５および破断の発生していない平板ミラー５の前記積層方向への移動を第２支持部材２２と第１支持部材２１とが相乗効果で規制するので、破断していない平板ミラー５の光学上の相対的な位置を所定の位置に保持することができ、ブロック体１０Ａを切断して形成された第１ミラーシート体３Ａおよび第２ミラーシート体２Ａの各々における全体的な光学精度の低下を抑制することができる。【００６８】
なお、ブロック体１０Ａの切断後に、切断面の表面粗さを改善するために精密研磨（光学研磨）などを行う場合の切断幅は、前記厚みＤに光学研磨による削りしろを加えた幅とし、研磨後の第１ミラーシート体３Ａおよび第２ミラーシート体２Ａの各々が厚みＤとなるようにする。また、第１ミラーシート体３Ａおよび第２ミラーシート体２Ａの各々の縦横がほぼ等しくなるように、積層工程における平板ミラー５の積層数を定めることが望ましい。【００６９】
次に、第１ミラーシート体３Ａは、第１支持部材２１が切断されることにより形成された第１支持体２５と、第２支持部材２２が切断されることにより形成された第２支持体２６とが固着された状態、すなわち、図６（Ｃ）に示すように、第１支持体２５と第２支持体２６とが第１ミラーシート体３Ａに対して枠状に配置されて固着した状態で、切断面が光学研磨される（光学研磨工程）。【００７０】
また、第２ミラーシート体２Ａは、第１支持部材２１が切断されることにより形成された第１支持体２５と、第２支持部材２２が切断されることにより形成された第２支持体２６とが固着された状態、すなわち、図６（Ｃ）に示すように、第１支持体２５と第２支持体２６とが第２ミラーシート体２Ａに対して枠状に配置されて固着した状態で、切断面が光学研磨される（光学研磨工程）。【００７１】
このとき、図６（Ｃ）に示すように、第１支持体２５と第２支持体２６とが第１ミラーシート体３Ａに対して枠状に配置されて固着した状態で、当該第１ミラーシート体３Ａの切断面が光学研磨され、第１支持体２５と第２支持体２６とが第２ミラーシート体２Ａに対して枠状に配置されて固着した状態で、当該第２ミラーシート体２Ａの切断面が光学研磨されるので、平板ミラー５が切断されることにより形成された長手部材１１の積層方向に作用する応力に対して第１支持体２５が抵抗するようになり、また、長手部材１１の積層方向に対して直交となる方向に作用する応力に対して第２支持体２６が抵抗するようになり、さらに、第１支持体２５と第２支持体２６とが枠状となることで機械的強度が向上するようになることから、光学研磨工程における長手部材１１の破断を抑制することができ、積層された長手部材１１同士を固着させている接着剤の剥離を抑制することができ、接着剤の剥離に伴って長手部材１１同士が分離してしまうことを抑制することができる。【００７２】
このように、第１ミラーシート体３Ａおよび第２ミラーシート体２Ａの各々を光学研磨する際に、長手部材１１の破断を抑制するとともに、接着剤の剥離を抑制することができ、かつ、長手部材１１同士の分離を抑制することができるので、第１ミラーシート体３Ａおよび第２ミラーシート体２Ａの各々の光学精度を向上させることができる。【００７３】
また、第１ミラーシート体３Ａの光学研磨工程における長手部材１１の破断が、平板ミラー５が切断されることにより形成された光反射主面７としての第１光反射面３ａに対して交差する方向（すなわち、長手部材１１の積層方向）であることから、光学研磨工程により長手部材１１の破断が発生してしまった場合であっても、破断が発生した長手部材１１および破断の発生していない長手部材１１の前記積層方向への移動を第２支持体２６と第１支持体２５とが相乗効果で規制するので、破断していない長手部材１１の光学上の相対的な位置を所定の位置に保持することができ、切断面が光学研磨された第１ミラーシート体３Ａの全体的な光学精度の低下を防止することができる。【００７４】
また、第２ミラーシート体２Ａの光学研磨工程における長手部材１１の破断が、平板ミラー５が切断されることにより形成された光反射主面７としての第２光反射面２ａに対して交差する方向（すなわち、長手部材１１の積層方向）であることから、光学研磨工程により長手部材１１の破断が発生してしまった場合であっても、破断が発生した長手部材１１および破断の発生していない長手部材１１の前記積層方向への移動を第２支持体２６と第１支持体２５とが相乗効果で規制するので、破断していない長手部材１１の光学上の相対的な位置を所定の位置に保持することができ、切断面が光学研磨された第２ミラーシート体２Ａの全体的な光学精度の低下を防止することができる。【００７５】
次に、図７（Ａ）および図７（Ｂ）に示すように、第１光反射面３ａと第２光反射面２ａとが直交するように、第１ミラーシート体３Ａと第２ミラーシート体２Ａとが貼り合わされて、反射型面対称結像素子１が形成される（貼り合わせ工程）。【００７６】
第１ミラーシート体３Ａおよび第２ミラーシート体２Ａの各々は、樹脂または接着剤によって固着される。接着剤は、例えば、常温硬化する紫外線硬化型接着剤が用いられる。紫外線硬化型接着剤としては、公知のものが用いられる。【００７７】
このとき、第１ミラーシート体３Ａには、第１光反射面３ａに対して直交する方向の両端のそれぞれに第１支持体２５が固着されるとともに、第２ミラーシート体２Ａには、第２光反射面２ａに対して直交する方向の両端のそれぞれに第２支持体２６が固着されるので、第１ミラーシート体３Ａと第２ミラーシート体２Ａとを貼り合わせるための接着剤が当該第１ミラーシート体３Ａおよび当該ミラーシート体２Ａの各々の積層された長手部材１１同士の接着層に侵入して当該長手部材１１同士の平行度が低下する現象の発生を抑制することができ、第１ミラーシート体３Ａおよび第２ミラーシート体２Ａの各々の積層された長手部材１１同士の平行度を良好に保つことができる。このため、反射型面対称結像素子１は、歪みのない良好な空間像を得ることができる。【００７８】
また、このとき、第１ミラーシート体３Ａの長手部材１１の第１光反射面３ａと、第２ミラーシート体２Ａの長手部材１１の第２光反射面２ａとの交差する部分が微小ミラーユニット（単位光学素子）４を構成し、微小ミラーユニット４毎に第１光反射面３ａと第２光反射面２ａとが互いに直交となる関係にある。【００７９】
次に、第１ミラーシート体３Ａと第２ミラーシート体２Ａとが貼り合わされた反射型面対称結像素子１は、図８（Ａ）に示すように、第１支持体２５および第２支持体２６が取り除かれる（支持部材の除去工程）。【００８０】
このとき、第１ミラーシート体３Ａと第２ミラーシート体２Ａとが貼り合わされて形成された反射型面対称結像素子１は、例えば、第１支持体２５および第２支持体２６を固着させている熱可塑型接着剤が軟化する温度にまで加熱されることにより、第１支持体２５および第２支持体２６が容易に取り外される。【００８１】
なお、第１支持体２５および第２支持体２６を固着させる接着剤が水溶性の場合には、第１ミラーシート体３Ａと第２ミラーシート体２Ａとが貼り合わされた反射型面対称結像素子１を水に浸漬させることにより接着剤を膨潤させ、第１支持体２５および第２支持体２６が容易に取り外される。【００８２】
次に、図８（Ａ）および図８（Ｂ）に示すように、第１支持体２５および第２支持体２６が取り除かれた反射型面対称結像素子１は、後述する平面充填工程において、平面充填されて隣接する反射型面対称結像素子１同士のミラーピッチＷ（すなわち、平板ミラー５の板厚）を維持するように、反射型面対称結像素子１の周囲４辺が切削または研磨される（ピッチ調整工程）。【００８３】
このとき、図８（Ａ）に示すように、反射型面対称結像素子１の周囲４辺に配置され、かつ、平板ミラー５が切断されることにより形成された長手部材１１としての周縁長手部材１２の板厚Ｗ２が、後述する平面充填工程において、図８（Ｂ）に示すように、平面充填されて隣接する反射型面対称結像素子１同士のミラーピッチＷ（すなわち、平板ミラー５の板厚）の１／２ピッチとなる厚みとされる。【００８４】
このように、反射型面対称結像素子１の周囲４辺に配置された周縁長手部材１２の板厚Ｗ２が１／２ピッチとなる厚みであるので、後述する平面充填工程において、隣接する周縁長手部材１２同士で１ピッチとなり、反射型面対称結像素子１の内部のミラーピッチＷと一致する。【００８５】
次に、図９に示すように、平滑な基準面を有する基板３３に、反射型面対称結像素子１が平面充填（タイリング）され、大形の反射型面対称結像素子３１が形成される（平面充填工程）。このように、図１０に示すフローチャートに沿って、平板ミラー５から大形の反射型面対称結像素子３１が得られる。【００８６】
平滑な基準面を有する基板３３は、例えば、ＰＭＭＡ樹脂等の光学樹脂、あるいは、光学ガラスなど、平滑度の高い光学材料が用いられる。【００８７】
このとき、第１ミラーシート３の第１光反射面３ａ同士が平行となるとともに、第２ミラーシート２の第２光反射面２ａ同士が平行となるように、反射型面対称結像素子１が基板３３に平面充填される。【００８８】
また、このとき、隣接する周縁長手部材１２同士で形成される１ピッチが、反射型面対称結像素子１の内部のミラーピッチＷと一致するので、図１１に示すように、大形の反射型面対称結像素子３１を備えた空間映像表示装置９において、前記大形の反射型面対称結像素子３１によって投影された実像１９を観察する際に、隣接する反射型面対称結像素子１同士の接合部（目地部（図９参照）Ｓ）がほとんど目立たなくなり、被投影物１８と違和感のない実像１９を観察することができる。【００８９】
かかる大形の反射型面対称結像素子３１を備えた空間映像表示装置９においては、例えば、図１１に示すように、被投影物１８が大形の反射型面対称結像素子３１の一方の面側（図示例では、下側）に配置され、被投影物１８からの入射光Ｙ１が大形の反射型面対称結像素子３１に対して斜めに入射するようにされる。【００９０】
また、大形の反射型面対称結像素子３１の他方の面側（図示例では、上側）に観察者の目Ｅが位置し、大形の反射型面対称結像素子３１について被投影物１８と面対称となる空間位置に実像１９、すなわち空間映像が形成される。図８（Ｂ）における反射型面対称結像素子１の両端部Ａ２，Ｂ２は、図１１に示す大形の反射型面対称結像素子３１の対向角Ａ２，Ｂ２に対応している。【００９１】
そして、図３および図１１に示すように、入射光Ｙ１は、矢印Ｙ１方向で第１ミラーシート３の第１光反射面３ａに反射され、その反射光Ｙ２は、矢印Ｙ２方向で第２ミラーシート２の第２光反射面２ａに反射され、その反射光Ｙ３は、矢印Ｙ３方向で観察者に向けて進み、このように２回反射させて鏡映像が作り出されている。【００９２】
また、大形の反射型面対称結像素子３１の法線Ｋに対する観察方向の角度をθ、第１ミラーシート３および第２ミラーシート２の光学屈折率をｎとすると、ブロック体１０Ａの切断幅とおなじとなる第１ミラーシート３および第２ミラーシート２の各々の厚みＤは、【００９３】
【数１】
2013179405.tif 000003
【００９４】
の如く表すことができる。Ｘは大形の反射型面対称結像素子３１の中での法線Ｋに対する光線軸の傾き角である。各値の例としては次の通りである。
θ＝６０度、Ｗ＝１ｍｍ、ｎ＝１．５の場合には、Ｄが約２．０ｍｍとなる。
θ＝４５度、Ｗ＝１ｍｍ、ｎ＝１．５の場合には、Ｄが約２．６ｍｍとなる。
θ＝３０度、Ｗ＝１ｍｍ、ｎ＝１．５の場合には、Ｄが約４．０ｍｍとなる。【００９５】
本実施例によれば、複数の平板ミラー５の光反射主面７を同一方向に向けて積層して当該複数の平板ミラー５を固着させて平行ミラーブロック１０を形成する積層工程と、少なくとも前記光反射主面７に対して直交する方向の前記平行ミラーブロック１０の両端のそれぞれに第１支持部材２１を固着させてブロック体１０Ａを形成する固着工程と、前記ブロック体１０Ａを前記光反射主面７に対して垂直となる方向に等間隔で切断して複数の第１光反射面３ａが平行に配列された第１ミラーシート３および複数の第２光反射面２ａが平行に配列された第２ミラーシート２を少なくとも形成する切断工程と、前記第１光反射面３ａと前記第２光反射面２ａとが直交するように前記第１ミラーシート３と前記第２ミラーシート２とを貼り合わせて反射型面対称結像素子１を形成する貼り合わせ工程と、を備えた反射型面対称結像素子１の製造方法により当該反射型面対称結像素子１を製造するので、切断工程によりブロック体１０Ａを切断する際に、平板ミラー５の積層方向に作用する応力に対して第１支持部材２１が抵抗するようになることから、前記平板ミラー５の破断を抑制することができるとともに、積層した平板ミラー５同士を固着させている接着剤の剥離を抑制することができ、かつ、接着剤の剥離に伴って平板ミラー５同士が分離してしまうことを抑制することができる。【００９６】
このように、ブロック体１０Ａを切断する際に、平板ミラー５の破断を抑制するとともに、接着剤の剥離を抑制することができ、かつ、平板ミラー５同士の分離を抑制することができるので、第１ミラーシート３および第２ミラーシート２の各々の光学精度を向上させることができる。【００９７】
また、ブロック体１０Ａの切断工程における平板ミラー５の破断が該平板ミラー５の積層方向であることから、切断工程により平板ミラー５の破断が発生してしまった場合であっても、破断が発生した平板ミラー５および破断の発生していない平板ミラー５の積層方向への移動を第２支持部材２２と第１支持部材２１とが相乗効果で規制するので、破断していない平板ミラー５の光学上の相対的な位置を所定の位置に保持することができ、ブロック体１０Ａを切断して形成された第１ミラーシート３および第２ミラーシート２の各々における全体的な光学精度の低下を抑制することができる。【００９８】
このように、平板ミラー５が破断してしまった場合であっても光学精度の低下を抑制することができるとともに、第１ミラーシート３および第２ミラーシート２の各々の光学精度を向上させることができるので、大形の平板ミラー５の積層により形成されたブロック体１０Ａの切断によって、光学精度が高くて大形となる第１ミラーシート３および第２ミラーシート２を得ることができるようになり、大形の反射型面対称結像素子３１を製造することができる。【００９９】
したがって、平板ミラー５の破断の発生の抑制、該平板ミラー５を固着する接着剤の剥離の抑制、該接着剤の剥離による前記平板ミラー５の分離の抑制、かつ、光学精度の向上による反射型面対称結像素子１の大型化を図ることのできる空間映像表示装置９を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１００】
本発明にかかる反射型面対称結像素子１の製造方法は、空間中に映像を表示する素子の製造方法として利用でき、本発明にかかる反射型面対称結像素子１は、空間中に映像を表示する素子として利用でき、本発明にかかる空間映像表示装置９は、立体映像表示装置または応用光学装置として利用できる。また、本発明にかかる空間映像表示装置９は、３次元ディスプレイ、立体テレビ、カーオーディオ装置やカーナビゲーション装置等の車載表示装置、テレビ電話など、種々の表示装置として利用することができる。【０１０１】
（付記１）複数の第１光反射面３ａが平行に配列された第１ミラーシート３と、複数の第２光反射面２ａが平行に配列された第２ミラーシート２とが、前記第１光反射面３ａと前記第２光反射面２ａとが直交するように貼り合わされ、互いに直交する前記第１光反射面３ａおよび前記第２光反射面２ａを有する微小ミラーユニット４がマトリクス状に配列されて平板状に形成され、入射光Ｙ１を前記第１光反射面３ａおよび前記第２光反射面２ａにより２回反射する反射型面対称結像素子１の製造方法であって、
複数の平板ミラー５の光反射主面７を同一方向に向けて積層して当該複数の平板ミラー７を固着させて平行ミラーブロック１０を形成する積層工程と、
少なくとも前記光反射主面７に対して直交する方向の前記平行ミラーブロック１０の両端のそれぞれに第１支持部材２１を固着させてブロック体１０Ａを形成する固着工程と、
前記ブロック体１０Ａを前記光反射主面７に対して垂直となる方向に等間隔で切断して複数の第１光反射面３ａが平行に配列された第１ミラーシート３および複数の第２光反射面２ａが平行に配列された第２ミラーシート２を少なくとも形成する切断工程と、
前記第１光反射面３ａと前記第２光反射面２ａとが直交するように前記第１ミラーシート３と前記第２ミラーシート２とを貼り合わせて前記反射型面対称結像素子１を形成する貼り合わせ工程と、を備えていることを特徴とする反射型面対称結像素子１の製造方法。【０１０２】
（付記２）複数の第１光反射面３ａが平行に配列された第１ミラーシート３と、複数の第２光反射面２ａが平行に配列された第２ミラーシート２とが、前記第１光反射面３ａと前記第２光反射面２ａとが直交するように貼り合わされ、互いに直交する前記第１光反射面３ａおよび前記第２光反射面２ａを有する微小ミラーユニット４がマトリクス状に配列されて平板状に形成され、入射光Ｙ１を前記第１光反射面３ａおよび前記第２光反射面２ａにより２回反射する反射型面対称結像素子１であって、
複数の平板ミラー５の光反射主面７を同一方向に向けて積層して当該複数の平板ミラー５を固着させて平行ミラーブロック１０が形成され、
少なくとも前記光反射主面７に対して直交する方向の前記平行ミラーブロック１０の両端のそれぞれに第１支持部材２１を固着させてブロック体１０Ａが形成され、
前記ブロック体１０Ａを前記光反射主面７に対して垂直となる方向に等間隔で切断して複数の第１光反射面３ａが平行に配列された第１ミラーシート３および複数の第２光反射面２ａが平行に配列された第２ミラーシート２が少なくとも形成され、
前記第１光反射面３ａと前記第２光反射面２ａとが直交するように前記第１ミラーシート３と前記第２ミラーシート２とを貼り合わせて前記反射型面対称結像素子１が形成されたことを特徴とする反射型面対称結像素子１。【０１０３】
（付記３）複数の第１光反射面３ａが平行に配列された第１ミラーシート３と、複数の第２光反射面２ａが平行に配列された第２ミラーシート２とが、前記第１光反射面３ａと前記第２光反射面２ａとが直交するように貼り合わされ、互いに直交する前記第１光反射面３ａおよび前記第２光反射面２ａを有する微小ミラーユニット４がマトリクス状に配列されて平板状に形成され、入射光Ｙ１を前記第１光反射面３ａおよび前記第２光反射面２ａにより２回反射する反射型面対称結像素子１を備えた空間映像表示装置９であって、
複数の平板ミラー５の光反射主面７を同一方向に向けて積層して当該複数の平板ミラー５を固着させて平行ミラーブロック１０が形成され、
少なくとも前記光反射主面７に対して直交する方向の前記平行ミラーブロック１０の両端のそれぞれに第１支持部材２１を固着させてブロック体１０Ａが形成され、
前記ブロック体１０Ａを前記光反射主面７に対して垂直となる方向に等間隔で切断して複数の第１光反射面３ａが平行に配列された第１ミラーシート３および複数の第２光反射面２ａが平行に配列された第２ミラーシート２が少なくとも形成され、
前記第１光反射面３ａと前記第２光反射面２ａとが直交するように前記第１ミラーシート３と前記第２ミラーシート２とを貼り合わせて前記反射型面対称結像素子１が形成されたことを特徴とする空間映像表示装置９。【０１０４】
これらの反射型面対称結像素子１の製造方法、反射型面対称結像素子１、および、空間映像表示装置９によれば、平板ミラー５の積層方向に作用する応力に対して第１支持部材２１が抵抗するようになるので、平板ミラー５の破断の抑制、接着剤の剥離および平板ミラー５の分離の双方の抑制、かつ、光学精度の向上による反射型面対称結像素子１の大型化を図ることができる。【０１０５】
なお、前述した実施例は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施例に限定されるものではない。すなわち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【符号の説明】
【０１０６】
１    反射型面対称結像素子
２    第２ミラーシート
２Ａ  第２ミラーシート体
２ａ  第２光反射面
３    第１ミラーシート
３Ａ  第１ミラーシート体
３ａ  第１光反射面
４    微小ミラーユニット
５    平板ミラー
７    光反射主面
９    空間映像表示装置
１０    平行ミラーブロック
１０Ａ  ブロック体
１８    被投影物
１９    実像
２１    第１支持部材（支持部材）
２２    第２支持部材（支持部材）
２５    第１支持体（支持部材）
２６    第２支持体（支持部材）
３１    大形の反射型面対称結像素子
３３    基板
Ｄ    切断幅
Ｋ    法線
ｍ    切断線
Ｗ    ミラーピッチ
Ｗ２    ミラーピッチ
Ｙ１    入射光
【図１】
2013179405.tif 000004
【図２】
2013179405.tif 000005
【図３】
2013179405.tif 000006
【図４】
2013179405.tif 000007
【図５】
2013179405.tif 000008
【図６】
2013179405.tif 000009
【図７】
2013179405.tif 000010
【図８】
2013179405.tif 000011
【図９】
2013179405.tif 000012
【図１０】
2013179405.tif 000013
【図１１】
2013179405.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成26年11月11日(2014.11.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の第１光反射面が平行に配列された第１ミラーシートと、複数の第２光反射面が平行に配列された第２ミラーシートとが、前記第１光反射面と前記第２光反射面とが直交するように貼り合わされ、互いに直交する前記第１光反射面および前記第２光反射面を有する微小ミラーユニットがマトリクス状に配列されて平板状に形成され、入射光を前記第１光反射面および前記第２光反射面により２回反射する反射型面対称結像素子の製造方法であって、
複数の平板ミラーの光反射主面を同一方向に向けて積層して当該複数の平板ミラーを固着させて平行ミラーブロックを形成する積層工程と、
少なくとも前記光反射主面に対して直交する方向の前記平行ミラーブロックの両端のそれぞれに支持部材を固着させてブロック体を形成する固着工程と、
前記ブロック体を前記光反射主面に対して垂直となる方向に等間隔で切断して複数の第１光反射面が平行に配列された第１ミラーシートおよび複数の第２光反射面が平行に配列された第２ミラーシートを少なくとも形成する切断工程と、
前記第１光反射面と前記第２光反射面とが直交するように前記第１ミラーシートと前記第２ミラーシートとを貼り合わせて前記反射型面対称結像素子を形成する貼り合わせ工程と、を備えていることを特徴とする反射型面対称結像素子の製造方法。
【請求項２】
前記切断工程により形成された第１ミラーシートは、少なくとも前記第１光反射面に対して直交する方向の両端のそれぞれに支持部材が固着された状態で切断面が光学研磨され、かつ、
前記切断工程により形成された第２ミラーシートは、少なくとも前記第２光反射面に対して直交する方向の両端のそれぞれに支持部材が固着された状態で切断面が光学研磨されることを特徴とする請求項１に記載の反射型面対称結像素子の製造方法。
【請求項３】
前記貼り合わせ工程において、少なくとも前記第１光反射面に対して直交する方向の両端のそれぞれに支持部材が固着された状態の前記第１ミラーシートと、少なくとも前記第２光反射面に対して直交する方向の両端のそれぞれに支持部材が固着された状態の前記第２ミラーシートとが、前記第１光反射面と前記第２光反射面とが直交するように貼り合わされ、
前記第１ミラーシートおよび前記第２ミラーシートの双方のそれぞれに固着された支持部材が取り除かれて前記反射型面対称結像素子が形成されることを特徴とする請求項１に記載の反射型面対称結像素子の製造方法。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の反射型面対称結像素子が基板に平面充填された大形の反射型面対称結像素子の製造方法であって、
平面充填されて隣接する反射型面対称結像素子同士のミラーピッチを維持するように当該反射型面対称結像素子の周囲４辺が切削または研磨されていることを特徴とする大形の反射型面対称結像素子の製造方法。
【請求項５】
前記反射型面対称結像素子の周囲４辺に配置された前記平板ミラーの板厚が、平面充填されて隣接する反射型面対称結像素子同士のミラーピッチの１／２ピッチとなる厚みであることを特徴とする請求項４に記載の大形の反射型面対称結像素子の製造方法。
【国際調査報告】
2013179405.tif 000015
2013179405.tif 000016
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