(57)【要約】 【課題】  接着剤を用いて二つの光学基材を接合して余剰接着剤を除去する作業工程の簡易化を図ること。【解決手段】  第１プリズムＬ１と第２プリズムＬ２とを嵌合させて圧接することで、背面及び正面側の接合部１０７ｂ及び１０８ｂに余剰接着剤ＡＤ１及びＡＤ２を発生させる。そして、光源３００からの照射光の波長を４００ｎｍ以上に設定することで、光源３００からの照射光３１０，３２０及び３３０が第１プリズムＬ１内を透過して接着剤ＡＤに到達した透過光３１２，３２２及び３３２全てが照射光３１０，３２０及び３３０の強度に対して７０％以上の光強度となるようにする。これにより、照射光３１０，３２０及び３３０が第１プリズムＬ１内を透過したとしても、左接合面１０２ｂに到達した透過光３１２，３２２及び３３２全の強度を照射光３１０，３２０及び３３０に対して７０％以上の硬化適正量に保持する。【選択図】図４
2007078964.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
接合すべき二つの光学基材の厚み方向に傾斜された接合面間に光硬化性接着剤を充填し、光源からの照射光を何れかの光学基材を介して当該接合面に照射することにより当該光硬化性接着剤を硬化させて前記二つの光学基材を接合するレンズ製造方法において、
前記光学基材を透過して前記光硬化型接着剤に到達する前記照射光の当該光硬化型接着剤の延在方向における強度分布が略均一になるように前記照射光を照射することを特徴とするレンズ製造方法。
【請求項２】
前記何れかの光学基材を透過して前記光硬化型接着剤に到達する前記照射光の光強度を前記光硬化型接着剤の硬化適正強度以上に保持することを特徴とする請求項１に記載のレンズ製造方法。
【請求項３】
前記光源からの照射光が透過する光学基材の透過率が硬化適正透過率以上となる波長に前記照射光の波長を設定することを特徴とする請求項１又は２に記載のレンズ製造方法。
【請求項４】
前記光硬化型接着剤は、紫外線硬化型接着剤であることを特徴とする請求項３に記載のレンズ製造方法。
【請求項５】
前記光源の発光強度分布に依存して前記接合面を照射することを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載のレンズ製造方法。
【請求項６】
前記光源と前記接合面との距離に応じた減光率が設定された減光フィルターを介して前記照射光を照射することを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載のレンズ製造方法。
【請求項７】
接合すべき二つの光学基材の厚み方向に傾斜された接合面間に接着剤を充填し、当該接着剤を硬化させて前記二つの光学基材を接合するレンズ製造方法において、
前記接着剤の充填後に、前記二つの光学基材を圧接することで余剰接着剤を生じさせる接合工程と、
前記接合面の傾斜が開く側の前記二つの光学基材それぞれのレンズ面を同じ高さで支持し、前記接合面の傾斜が閉じる側の前記光学基材のレンズ面に生じた前記余剰接着剤を除去する除去工程と、
を含むことを特徴とするレンズ製造方法。
【請求項８】
前記除去工程は、前記接合面の傾斜が開く側の前記二つの光学基材それぞれのレンズ面を同一平面上で支持する支持板を用いて支持することを特徴とする請求項７に記載のレンズ製造方法。
【請求項９】
前記除去工程の前に、前記接合面の傾斜が開く側の前記レンズ面に生じた余剰接着剤を除去することを特徴とする請求項７又は８に記載のレンズ製造方法。
【請求項１０】
前記支持板は、前記二つの光学基材の前記傾斜が閉じる側の接合部に沿った溝が形成されていることを特徴とする請求項７又は８に記載のレンズ製造方法。
【請求項１１】
前記除去工程の後に、前記傾斜が開く側の前記レンズ面に生じた余剰接着剤を除去することを特徴とする請求項１０に記載のレンズ製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接合すべき二つの光学基材の厚み方向に傾斜された接合面間に光硬化型接着剤等の接着剤を充填し、当該接着剤を硬化させて前記二つの光学基材を接合するレンズ製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ホログラフィック光学素子（Holographic Optical Element；以下「ホログラム素子」と略す。）をガラスや透明樹脂等のプリズム内に設け、このホログラム素子を介して映像を映し出す表示装置として様々なものが開発されており、その一例として、ホログラム素子を内蔵するレンズ（以下、適宜「ホログラムレンズ」という。）を用いたハンドフリーによる眼鏡型ウエラブルディスプレイやヘッドマウント型ディスプレイ等の開発が進んでいる。
【０００３】
図１２は、ホログラムレンズ２００の一例であり、当該ホログラムレンズ２００の内部には、表示ユニットから投射された映像光を回折反射して使用者の眼に導くためのホログラム素子１００が設けられている。このホログラム素子１００は、当該映像光を使用者の眼に導くことができる傾斜角度で成形された第１プリズムＬ１（第１光学基材）と第２プリズムＬ２（第２光学基材）との間の接合部１０６ａ上に形成される。また、第１プリズムＬ１は、第２プリズムＬ２と嵌合可能に形成され、その嵌合する接合部１０６ｂ及び１０６ｃは、ホログラムレンズ２００のレンズ面１０３及び１０４に対して傾斜して形成される。
【０００４】
このホログラムレンズ２００は、次のように製造される。先ず、第２プリズムＬ２との各接合部に、特許文献１に示す紫外線硬化樹脂のような光硬化型接着剤（以下、適宜「接着剤」と略す。）を塗布し、ホログラム素子１００を挟み込むようにして、第１プリズムＬ１を第２プリズムＬ２に嵌合させて圧接する。次いで、第１プリズムＬ１と第２プリズムＬ２との接合部１０６ａ〜１０６ｃを照射して接着剤を硬化させて、第１プリズムＬ１及び第２プリズムＬ２とを接合する。
【特許文献１】特開２００３−１４９４１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来の製造方法では、次のような問題が生じてしまった。即ち、光学基材の接合工程において、接合部に十分な接着剤が充填されていないと、ホログラムレンズ２００に外力が加わった場合、接着剤の充填が不十分な部分に応力集中が起こり、接着強度の低下を招く怖れがあった。このため、接合部には十分な量の接着剤を充填した後に圧接し、接着剤をはみ出させる必要がある。しかし、ホログラムレンズ２００のレンズ面にはみ出した接着剤（以下、この接着剤を「余剰接着剤」という。）は当該レンズ面の美観を損ねてしまった。そのため、余剰接着剤を除去する作業が必要となる。
【０００６】
この余剰接着剤を除去する作業は、接着剤をある程度硬化させた後に行わなければ、レンズ面１０３及び１０４を汚してしまう可能性がある。このため、特許文献１に示す紫外線硬化樹脂を用いて接合する場合に紫外線を接合面に照射するが、その紫外線は第１プリズムＬ１や第２プリズムＬ２に吸収されてしまう。また、接着剤が塗布された接合部１０６ａ〜１０６ｃは、図１２に示すようにホログラムレンズ２００のレンズ面１０３及び１０４に対して傾斜しているため、紫外線が接合面までに到達するまでにプリズムに吸収される度合いは、レンズ面から接合面までの距離に応じて変動してしまう。
【０００７】
このため、例えば、ホログラムレンズ２００の背面側から紫外線を照射した場合、正面側の接合部の接着剤が背面側の接合部の接着剤よりも硬化しにくくなるといったように、接着剤の硬化にムラが生じてしまう。このように、接着剤の硬化にムラが生じてしまうと、余剰接着剤を除去する際に、第１プリズムＬ１及び第２プリズムＬ２の接合面と接着剤とが界面剥離を起こしてしまい、余剰接着剤の除去が困難になってしまう。
【０００８】
また、余剰接着剤は、完全に硬化する前に除去しなければならない。しかし、図１２においてホログラムレンズ２００の正面側のレンズ面１０４に生じた余剰接着剤を除去する場合、プリズム間の接合部１０６ａ〜１０６ｃの傾斜が開く方向、即ち背面方向に力が加わってしまうため、第１プリズムＬ１が第２プリズムＬ２から外れてしまう可能性があった。
【０００９】
本発明は、上述した課題に鑑みて為されたものであり、その目的は、接着剤を用いて二つの光学基材を接合して余剰接着剤を除去する作業工程の簡易化を図ることである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
以上の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、
接合すべき二つの光学基材の厚み方向に傾斜された接合面間に光硬化性接着剤を充填し、光源からの照射光を何れかの光学基材を介して当該接合面に照射することにより当該光硬化性接着剤を硬化させて前記二つの光学基材を接合するレンズ製造方法において、
前記光学基材を透過して前記光硬化型接着剤に到達する前記照射光の当該光硬化型接着剤の延在方向における強度分布が略均一になるように前記照射光を照射することを特徴としている。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記何れかの光学基材を透過して前記光硬化型接着剤に到達する前記照射光の光強度を前記光硬化型接着剤の硬化適正強度以上に保持することを特徴としている。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、前記光源からの照射光が透過する光学基材の透過率が硬化適正透過率以上となる波長に前記照射光の波長を設定することを特徴としている。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記光硬化型接着剤は、紫外線硬化型接着剤であることを特徴としている。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４の何れか一項に記載の発明において、前記光源の発光強度分布に依存して前記接合面を照射することを特徴としている。
【００１５】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５の何れか一項に記載の発明において、前記光源と前記接合面との距離に応じた減光率が設定された減光フィルターを介して前記照射光を照射することを特徴としている。
【００１６】
請求項７に記載の発明は、接合すべき二つの光学基材の厚み方向に傾斜された接合面間に接着剤を充填し、当該接着剤を硬化させて前記二つの光学基材を接合するレンズ製造方法において、
前記接着剤の充填後に、前記二つの光学基材を圧接することで余剰接着剤を生じさせる接合工程と、
前記接合面の傾斜が開く側の前記二つの光学基材それぞれのレンズ面を同じ高さで支持し、前記接合面の傾斜が閉じる側の前記光学基材のレンズ面に生じた前記余剰接着剤を除去する除去工程と、
を含むことを特徴としている。
【００１７】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の発明において、前記除去工程は、前記接合面の傾斜が開く側の前記二つの光学基材それぞれのレンズ面を同一平面上で支持する支持板を用いて支持することを特徴とする請求項７に記載のレンズ製造方法。
【００１８】
請求項９に記載の発明は、請求項７又は８に記載の発明において、前記除去工程の前に、前記接合面の傾斜が開く側の前記レンズ面に生じた余剰接着剤を除去することを特徴としている。
【００１９】
請求項１０に記載の発明は、請求項７又は８に記載の発明において、前記支持板は、前記二つの光学基材の前記傾斜が閉じる側の接合部に沿った溝が形成されていることを特徴としている。
【００２０】
請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載の発明において、前記除去工程の後に、前記傾斜が開く側の前記レンズ面に生じた余剰接着剤を除去することを特徴としている。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１に記載の発明によれば、照射光の強度分布が光硬化型接着剤の延在方向において略均一になるように光源から照射するため、二つの光学基材の接合部間に充填された光硬化型接着剤の硬化にムラが生じにくくなる。このため、余剰接着剤の除去時にレンズに力が加わっても、界面剥離を起こしにくくなる。従って、余剰接着剤を除去する作業工程における力加減の調整が容易になり、当該作業工程の簡易化を図ることができる。
【００２２】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明と同様の効果が得られるのは無論のこと、接合面に到達する光源からの照射光の光強度を硬化適正強度以上に保持するため、接合面の延在方向の光硬化型接着剤を十分に硬化させることができる。
【００２３】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２に記載の発明と同様の効果が得られるのは無論のこと、光学基材の透過率が硬化適正透過率以上となる波長に照射光を設定する。このため、例えば、光学基材の透過率が７０％以上となる波長に照射光を設定した場合、光学基材を透過して接合面に到達した照射光の減衰率が３０％未満となる。従って、光線透過率に応じて接合面に到達した照射光の照射強度分布を略均一にすることができる。
【００２４】
請求項４に記載の発明によれば、請求項３に記載の発明と同様の効果が得られるのは無論のこと、光学基材との接合に紫外線硬化型接着剤を用いるため、紫外線の透過率が硬化適正透過率以上となる材質で光学基材を形成することで、接合面に到達した照射光の照射強度分布を略均一にすることができる。
【００２５】
請求項５に記載の発明によれば、請求項１〜４の何れか一項に記載の発明と同様の効果が得られるのは無論のこと、光源の発光強度分布に依存して接合面を照射するため、接合面に到達した照射光の照射強度分布を略均一にすることができる。
【００２６】
請求項６に記載の発明によれば、請求項１〜５の何れか一項に記載の発明と同様の効果が得られるのは無論のこと、光源と接合面との距離に応じた減光率が設定された減光フィルターを介して照射光を照射するため、接合面に到達した照射光の照射強度分布を略均一にすることができる。
【００２７】
請求項７に記載の発明によれば、接合面の傾斜が開く側のレンズ面を同じ高さで支持し、その傾斜が閉じる側のレンズ面の余剰接着剤を除去するため、当該余剰接着剤を除去する力により二つの光学基材から外れてしまうことを防止できる。従って、余剰接着剤を除去する作業工程における力加減を調整が容易になり、当該作業工程の簡易化を図ることができる。
【００２８】
請求項８に記載の発明によれば、請求項７に記載の発明と同様の効果が得られるのは無論のこと、支持板を用いることで、レンズ面の支持が容易になる。
【００２９】
請求項９に記載の発明によれば、請求項７又は８に記載の発明と同様の効果が得られるのは無論のこと、除去工程の前に、接合面の傾斜が開く側のレンズ面に生じた余剰接着剤を除去するため、除去工程時に傾斜面が閉じる側のレンズ面に支持板を当てた際に、当該レンズ面に生じた余剰接着剤を押し潰してしまうことを防止できる。
【００３０】
請求項１０に記載の発明によれば、請求項７又は８に記載の発明と同様の効果が得られるのは無論のこと、接合面の傾斜が閉じる側の接合部に沿った溝が支持板に形成されるため、除去工程時に傾斜面が閉じる側のレンズ面に支持板を当てた際に、当該レンズ面に生じた余剰接着剤を押し潰してしまうことを防止できる。
【００３１】
請求項１１に記載の発明によれば、請求項１０に記載の発明と同様の効果が得られるのは無論のこと、除去工程後に、接合面の傾斜が開く側のレンズ面に生じた余剰接着剤を除去するため、当該余剰接着剤を除去する力により二つの光学基材が外れてしまうことがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
〔実施形態〕
以下、図１〜１２を参照しながら、本発明に係るレンズ製造方法について説明する説明する。先ず、図１にホログラムレンズ２００の製造工程を示す。図１に示すように、ホログラムレンズ２００の製造工程は、第１光学基材としての第１プリズムＬ１と、第２光学基材としての第２プリズムＬ２とを所定の形状に形成・成型するプリズム形成工程Ｓ１と、第１プリズムＬ１にホログラム素子１００を形成するホログラム形成工程Ｓ３と、第１プリズムＬ１と第２プリズムＬ２とを一体化する一体化工程Ｓ５とを含み、これらの工程を経て図１２に示すホログラムレンズ２００が製造される。
【００３３】
例えば、眼鏡型ウエラブルディスプレイ（図示略）は、ホログラムレンズ２００をＬＣＤや有機ＥＬ等の表示ユニットと共に眼鏡フレーム上に設けて構成され、装着した使用者の眼前に当該ホログラムレンズ２００が配置される。図２に示す第１プリズムＬ１の上面１０２ｄに設けられた表示ユニットから投射される映像光は、第１プリズムＬ１内を反射し、ホログラム素子１００を介して回折反射し、使用者の眼に導かれる。
【００３４】
次に、ホログラムレンズ２００の製造方法の各工程について説明する。尚、説明の簡便上、ホログラムレンズ２００の面を境にして、眼鏡フレームを使用者が装着した際の眼がある方向を背面方向、その反対方向、つまり使用者に見える像がある方向を正面方向と定義する。また、ホログラムレンズ２００の上下方向をＹ方向、左右方向をＸ方向、厚み方向をＺ方向と定義する。また、第１プリズムＬ１及び第２プリズムＬ２を総称して「プリズム」という。
【００３５】
１．プリズム形成工程
先ず、プリズム形成工程Ｓ１について説明する。プリズム形成工程Ｓ１は、第１プリズムＬ１及び第２プリズムＬ２を図２に示すような形状に形成・成型し、第１プリズムＬ１の一端に傾斜面を作成する工程であり、例えば、射出圧縮成形工程、切削工程、研磨工程等の公知技術により実現可能である。
【００３６】
第１プリズムＬ１及び第２プリズムＬ２には、光学用の透明性プラスチック等の透明樹脂を使用する。但し、ホログラムレンズ２００のシースルー性を確保するために、具体的には、ポリメタクリル酸メチル（屈折率ｎ＝１．４９）やポリカーボネイト（ｎ＝１．５９）、ノルボルネン系樹脂（ｎ＝１．５２）、変性ノルボルネン系樹脂（ｎ＝１．５１）等の材質が好ましい。
【００３７】
第１プリズムＬ１は、第２プリズムＬ２の凹欠部１０６に嵌合可能な形状に形成し、その下端にホログラム感材を貼り付けてホログラム素子１００に加工する傾斜面１０２ａ（下接合面１０２ａ）を形成する。この傾斜面１０２ａは、上面１０２ｄ側から投射された表示ユニットからの映像光をホログラム素子１００を介して使用者の眼に導くことができる傾斜角度で形成される。
【００３８】
また、第１プリズムＬ１の外部形状の下方向及び両側面方向の面には、第２プリズムＬ２の凹欠部１０６に嵌合する際に接合する接合面が形成される。この接合面は、下方向の下接合面１０２ａと、正面方向に対して左側の左接合面１０２ｂと、右側の右接合面１０２ｃとからなり、それぞれの接合面が背面方向に対して開く傾斜を有する。
【００３９】
図３（ａ）に第１プリズムＬ１のＸＹ平面上における断面図の一例を示す。図３（ａ）に示すように、第１プリズムＬ１の両側面の右接合面１０２ｃと左接合面１０２ｂとが、背面方向に向かって開いて傾斜する傾斜面で形成される。
【００４０】
第２プリズムＬ２の中央付近には、第１プリズムＬ１の外形形状の接合面に対応する凹欠部１０６を形成する。この凹欠部１０６の内周には、第１プリズムＬ１の左接合面１０２ｂ、右接合面１０２ｃ及び下接合面１０２ａのそれぞれに接合する左接合面１０５ｂ、右接合面１０５ｃ及び下接合面１０５ａが背面方向に対して開く傾斜を有して形成される。
【００４１】
図３（ｂ）に第２プリズムＬ２のＸＹ平面上における断面図の一例を示す。図３（ｂ）に示すように、第２プリズムＬ２の正面１０５ｆと右接合面１０５ｃとがなす角の傾斜角θ１、当該正面１０５ｆと左接合面１０５ｂとがなす角の傾斜角θ２、それぞれが鋭角（０°＜θ＜９０°）をなし、当該接合面が背面方向に向かって開くように傾斜して形成される。
【００４２】
このように、第１プリズムＬ１と第２プリズムＬ２とが接合する接合面が傾斜面であることにより、その接合部にはみ出した背面側の余剰接着剤ＡＤ１を拭き取るときに、接合面（傾斜面）の傾斜が開く向き、即ち正面方向に力が加わることによって第１プリズムＬ１が第２プリズムＬ２から外れることを防止できる。また、ピックアンドプレース等によって第１プリズムＬ１が第２プリズムＬ２の凹欠部１０６と嵌合した際に、両プリズムの位置決めが行い易くなる。
【００４３】
尚、第１プリズムＬ１及び第２プリズムＬ２の左右の接合面両方が傾斜することとしたが、何れか一方が傾斜していればよく、他方の接合面の傾斜角が略直角であっても同様の効果が得られるのは無論である。
【００４４】
２．ホログラム形成工程
次に、ホログラム形成工程Ｓ３について説明する。ホログラム形成工程Ｓ３は、第１プリズムＬ１の下接合面１０２ａにホログラム感材を貼り付け、ホログラム素子１００に形成する工程であり、（ａ）積層シート形成工程、（ｂ）切断工程、（ｃ）第１剥離工程、（ｄ）貼付工程、（ｅ）第２剥離工程、（ｆ）露光工程及び（ｇ）現像工程からなる。
【００４５】
先ず、（ａ）積層シート形成工程において、一対の保護シートの間にホログラム感材シートが互いに剥離可能に接着されて断面サンドイッチ状に形成された積層シートを形成する。保護シートの材質として、例えば、アルミ、ステンレス等が挙げられる。プラスチックとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネイト、ポリエーテルスルホン、ポリイミド等が挙げられる。
【００４６】
ホログラム感材は、ホログラム感光性組成物、色素組成物、発熱吸熱組成物等の化学組成物等とバインダーとを含んだものをゲル状シートに形成したものであり、約１０〜１００μｍの厚さを有して構成される。ホログラム感光性組成物は、感光性ハロゲン化銀、非感光性有機銀塩、光重合剤及び還元剤等を含むものからなり、また、ホログラム感材シートには、ホログラム感光性組成物及びバインダー等を含む。
【００４７】
このバインダーとしては、天然ポリマー、合成ポリマー及びコポリマー、その他シートを形成する媒体等が挙げられる。例えば、ポリエステル類、ポリウレタン類、フェノイキシ樹脂、ポリ塩化ビニリデン、ポリエポキシド類、ポリカーボネ−ト類、ポリビニルアセテート類、セルロースエステル類、ポリアミド等がある。
【００４８】
積層シート形成工程の後、（ｂ）切断工程において、保護シートの何れか一方の外面側から積層シートの厚さ方向に少なくともホログラム感材シートを切断する深さまで切込みを入れ、ホログラム感材シートに島状部１９を形成するように半切断を行う。次に、（ｃ）第１剥離工程において、一方の保護シートをホログラム感材シートから剥離し、（ｄ）貼付工程において、ホログラム感材の島状部１９を他方の保護シートに付着させたままの状態で第１プリズムＬ１の下接合面１０２ａに貼り付ける。
【００４９】
そして、（ｅ）第２剥離工程において、ホログラム感材の島状部１９のみを第１プリズムＬ１の下接合面１０２ａに残存させた状態で、他方の保護シートと共にホログラム感材の梯子状部を剥離する。次いで、（ｆ）露光工程において、下接合面１０２ａに貼り付けられたホログラム感材の島状部１９にレーザ光を露光し、（ｇ）現像工程において、露光された島状部１９を現像することでホログラム素子１００を形成する。
【００５０】
３．一体化工程
次に、一体化工程Ｓ５の各工程について説明する。一体化工程Ｓ５は、ホログラム形成工程Ｓ３においてホログラム素子１００が形成された第１プリズムＬ１を第２プリズムＬ２に組み合わせて一体化する工程であり、図１に示すように、接着剤塗布工程Ｓ５０と、プリズム部品接合工程Ｓ５２と、事前硬化工程Ｓ５４と、余剰接着剤除去工程Ｓ５６と、レンズ面測定工程Ｓ５８とからなる。この一体化工程Ｓ５において第１プリズムＬ１と第２プリズムＬ２とが嵌合して接合されることにより、図１０に示すように一体的に繋がった水平な平面であるレンズ面１０３及び１０４が形成される。
【００５１】
３．１  接着剤塗布工程
先ず、接着剤塗布工程Ｓ５０について説明する。接着剤塗布工程Ｓ５０は、第２プリズムＬ２の右接合面１０２ｃ、左接合面１０２ｂ及び下接合面１０２ａに接着剤ＡＤを図３（ｃ）に示すように塗布する工程である。このときの接着剤ＡＤの塗布量は、第１プリズムＬ１と第２プリズムＬ２とを圧接した際に、接合部からはみ出る量の十分な量とする。尚、接着剤ＡＤを塗布する接合面は、第１プリズムＬ１の右接合面１０５ｃ、左接合面１０５ｂ及び下接合面１０５ａとしてもよい。
【００５２】
接着剤ＡＤとしては、第１プリズムＬ１及び第２プリズムＬ２の光学特性（例えば、光屈折率）と略同一の光学特性を有する光硬化型接着剤を用い、特に紫外線硬化型接着剤が好ましい。この光硬化型接着剤を用いるのは、プリズムを加熱することなく紫外線等の特定波長の光を照射することによって硬化すると共に、プリズムの屈折率と同等の屈折率を有するものを選択することができるためである。尚、本実施形態においては、光硬化型接着剤として紫外線硬化型接着剤を用いた場合を説明する。
【００５３】
この紫外線硬化型接着剤としては、例えば、Norland社製品NOAシリーズ又はEMI社製品OPTOCAST3400シリーズ等が挙げられる。また、重合性モノマーとして、ビニル系、アクリル系、又はメタクリル系等で分子内に少なくとも１つ以上二重結合を有するものである。具体的には単官能モノマーとしてアクリル酸、メタクリル酸の他にアクリル酸メチル、アクリル酸エチル等のアルキルアクリル酸エステル類、メタクリル酸メチル、メタクリル酸ブチル若しくはそれらのヒドロキシ化合物等を含むアルキルメタクリル酸エステル類、又はスチレンモノマー、アクリルニトリルモノマー等である。
【００５４】
また、多官能モノマーとしてエチレングリコールジメタクリレート等のアクリル系やジアリルフタレート等のアリル系等である。これらの多官能モノマーは、重合硬化過程で架橋構造が得られ接着部の耐久性や熱安定性を改良することができるものである。
【００５５】
紫外線硬化型接着剤には、第１プリズムＬ１及び第２プリズムＬ２のレンズ表面を侵食しにくいという利点と、その屈折率がアクリル系のポリメタクリル酸メチルやポリカーボネイト等のホログラムレンズ２００に用いられる材料の屈折率と略同一であるという利点とがある。これにより、ホログラムレンズ２００のレンズ面１０３及び１０４の美観を損ねず、更にシースルー性を保つことができる。
【００５６】
３．２  プリズム部品接合工程
次ぎに、プリズム部品接合工程Ｓ５２について説明する。プリズム部品接合工程Ｓ５２は、接着剤塗布工程Ｓ５０において接着剤ＡＤが塗布された第１プリズムＬ１と第２プリズムＬ２とを圧接して余剰接着剤を発生させる工程である。
【００５７】
先ず、プリズム部品接合工程Ｓ５２において、ホログラム素子１００の表面に接着されている保護シートを剥離する。そして、図３（ｃ）のように第１プリズムＬ１又は第２プリズムＬ２の少なくとも一方を背面方向又は正面方向に移動させ、第２プリズムＬ２の凹欠部１０６に第１プリズムＬ１を嵌合させるようにして、第２プリズムＬ２の左接合面１０５ｂ、右接合面１０５ｃ及び下接合面１０５ａを、第１プリズムＬ１の左接合面１０２ｂ、右接合面１０２ｃ及び下接合面１０２ａそれぞれに接合する。この接合時に、第１プリズムＬ１の接合面と第２プリズムＬ２の接合面とでホログラム素子１００を挟み込むように圧接することにより、接着剤ＡＤを接合部から余剰接着剤としてはみ出させる。
【００５８】
図４は、第１プリズムＬ１及び第２プリズムＬ２それぞれの左接合面側のＸＹ平面における断面図の一例である。図４に示すように、ホログラムレンズ２００の背面側及び正面側の両方に余剰接着剤ＡＤ１及びＡＤ２が発生する。
【００５９】
３．３  事前硬化工程
次に、事前硬化工程Ｓ５４について説明する。事前硬化工程Ｓ５４は、余剰接着剤ＡＤ１及びＡＤ２を含む接着剤ＡＤに一定時間及び一定量の光を照射して硬化させる工程である。特に、本実施形態においては、光源３００から特定波長の光を接着剤ＡＤが塗布された接合面に照射し、接着剤を硬化させる。
【００６０】
接着剤ＡＤを硬化させる光源３００としては、接着剤ＡＤを硬化させることができる特定波長の光を照射可能な装置であれば良く、低／高圧水銀光源、紫外線光源、発光ダイオード、ブラックライト等が挙げられる。また、第１プリズムＬ１及び第２プリズムＬ２からは十分離れて位置に配置されて、プリズムの接合面に均一な光を照射する。
【００６１】
具体的には、当該照射光がプリズム内を透過して接合面に到達した透過光の照射強度分布を略均一とし、更に接着剤ＡＤを硬化するために必要な硬化適正強度以上を保持するように光源３００からの照射光の波長を設定し、例えば、プリズムに用いる材料の光線透過率が、適正硬化率としての７０％以上となる波長の単一光を照射する。
【００６２】
図５に、ポリメタクリル酸メチルの光線透過率の特性グラフを示す。図５に示すように、約４００ｎｍ以上の波長に設定された光線の透過率は８５％以上であり、４００ｎｍ以下では透過率が急激に低下している。このため、プリズムにポリメタクリル酸メチルを用いて照射光の波長を４００ｎｍ以下、より詳細には３５０ｎｍ以下の場合、照射光のプリズムによって吸収され、接合面に到達した透過光は減衰して７０％以下となってしまい、接着剤ＡＤを十分に硬化させることができなくなる。
【００６３】
そこで、本実施形態においては、照射光の波長を４００ｎｍ以上に設定することで、図４に示すように、光源３００からの照射光３１０，３２０及び３３０が第１プリズムＬ１内を透過して接着剤ＡＤに到達した透過光３１２，３２２及び３３２の全てが照射光３１０〜３３０の光強度に対して７０％以上の光強度となるようにする。このため、照射光３１０，３２０及び３３０が第１プリズムＬ１内を透過したとしても、左接合面１０２ｂに到達した透過光３１２，３２２及び３３２の照射強度分布を略均一にし、照射光３１０，３２０及び３３０に対して７０％以上の硬化適正強度に保持することができるようになる。
【００６４】
尚、適正透過率をおよそ７０％以上としたが、光硬化型接着剤が十分に硬化可能な適正透過率に設定すればよく、例えば、プリズムの厚さが薄ければ適正透過率を下げ、厚い場合は適正透過率を上げることとしてもよい。
【００６５】
また、メーカー毎によって生ずる光線透過率の特性の差異を考慮して適正硬化率を定めることとしてもよい。具体的には、メーカーＡにより製造されたポリメタクリル酸メタルの透過率が７０％以上となる波長が４００ｎｍ以上であるのに対し、メーカーＢの透過率が７０％以上となる波長が３００ｎｍであるならば、照射光の波長をおよそ３００ｎｍに設定することとしてもよい。
【００６６】
また、プリズムの材質にポリカーボネイトを用いた場合に、透過率が７０％以上となる３００ｎｍに照射光の波長を設定するといったように、プリズムを形成する材料に応じて照射光の波長を設定することとしてもよい。尚、ポリメタクリル酸メタルやポリカーボネイト等の透明樹脂は、４００〜４１０ｎｍの波長であれば透過率７０％以上が保持されるため、実用面にも照射光の波長を４００ｎｍ〜４１０ｎｍの範囲で設定することが望ましい。
【００６７】
３．４  余剰接着剤除去工程
次に、余剰接着剤除去工程Ｓ５６について説明する。余剰接着剤除去工程Ｓ５６は、プリズム部品接合工程Ｓ５２において発生させた余剰接着剤を除去する工程であり、事前硬化工程Ｓ５４により接着剤ＡＤが完全に硬化する前に行う。
【００６８】
この余剰接着剤は、図６（ａ）に示すようにホログラムレンズ２００の背面側の接合部１０７ｂ及び１０７ｃと、正面側の接合部１０８ｂ及び１０８ｃとに生ずる。また、図示は省略するが、第１プリズムＬ１の下接合面１０２ａと第２プリズムＬ２の下接合面１０５ａとの接合部からも余剰接着剤が生ずる。
【００６９】
この余剰接着剤ＡＤ１及びＡＤ２を、二つの工程に分けて除去する。先ず始めに、接着剤ＡＤを溶解する溶剤を、背面側の接合部１０７ｂ及び１０７ｃに塗布して、その接合部からはみ出して硬化したスクレイパー等を用いて余剰接着剤ＡＤ１を掻き取って除去する。このとき、プリズム間の接合面の傾斜が閉じる方向に第１プリズムＬ１に力が加わることとなるが、第２プリズムＬ２の凹欠部１０６に第１プリズムＬ１が嵌合して、第１プリズムＬ１が第２プリズムＬ２の接合面により押さえられるため、第１プリズムＬ１が第２プリズムＬ２から外れない。また、第１プリズムＬ１及び第２プリズムＬ２の背面が一体的となりレンズ面１０３が形成される。
【００７０】
次に、樹脂や金属等により形成される平板状の支持板４００を、ホログラムレンズ２００のレンズ面１０３に当て、正面側の接合部１０８ｂ及び１０８ｃに溶剤を塗布して余剰接着剤ＡＤ１及びＡＤ２を除去する。このとき、プリズム間の接合面の傾斜が開く方向に第１プリズムＬ１に力を加えることとなるが、支持板４００によって第１プリズムＬ１が支持されて押さえられるため、第１プリズムＬ１が第２プリズムＬ２から外れることを防止できるようになる。また、第１プリズムＬ１の背面１０２ｅと第２プリズムＬ２の背面１０５ｅとの高さを均一に保つため、第１プリズムＬ１及び第２プリズムＬ２の正面１０２ｆ及び１０５ｆが一体的となりレンズ面１０４が形成される。
【００７１】
３．５  レンズ面測定工程
次に、レンズ面測定工程Ｓ５８について説明する。レンズ面測定工程Ｓ５８は、余剰接着剤除去工程Ｓ５６によりホログラムレンズ２００の表面上の余剰接着剤ＡＤ１及びＡＤ２が十分に除去された否かの度合いを測定する工程である。このレンズ面測定工程Ｓ５８において、余剰接着剤ＡＤ１及びＡＤ２が除去された度合いが判定基準を満たさない場合は、除去不良として再度余剰接着剤除去工程Ｓ５６を行うことで、レンズ面１０３及び１０４のシースルー性の向上を図る。
【００７２】
このレンズ面測定工程Ｓ５８の測定方法としては、例えば、ホログラムレンズ２００の表面上に蒸留水やアルコール等の液滴を滴下し、その液滴の接触角度を計測する。そして、計測した接触角度が所定値未満であった場合に、除去不良とする方法がある。また、ホログラムレンズ２００の表面の光沢度を測定し、その光沢度が判定基準を満たさない場合に除去不良とする方法もあり、その測定方法は適宜公知技術を採用可能である。
【００７３】
以上、本実施形態によれば、光源３００からの照射光の波長を、プリズム内を透過した透過光の光線透過率が適正硬化率（例えば、７０％）以上となる波長に設定することで、当該透過光の照射強度分布を略均一にし、その光強度を適正硬化強度以上に保持するため、第１プリズムＬ１及び第２プリズムＬ２間の傾斜面に塗布された接着剤ＡＤを均一に硬化させることができ、ムラが生ずることを防止できる。
【００７４】
また、ホログラムレンズ２００の背面側に生じた余剰接着剤ＡＤ１を除去した後に、背面側のレンズ面１０３に支持板４００を当てて正面側の余剰接着剤ＡＤ２を除去するため、余剰接着剤除去工程Ｓ５６において第１プリズムＬ１に正面方向の力が加わったときに、第１プリズムＬ１が第２プリズムＬ２から外れてしまうことを防止できる。
【００７５】
この２点から、各プリズムの接合面と接着剤ＡＤと界面剥離が生ずることを防止でき、更に、余剰接着剤ＡＤ１及びＡＤ２の除去時の第１プリズムＬ１及び第２プリズムＬ２に加わる力の調整が容易になる。従って、余剰接着剤を除去する作業工程の簡易化を図ることができる。また、支持板４００を当あてることで、第１プリズムＬ１及び第２プリズムＬ２の各レンズ面の水平に保つことができるため、余剰接着剤の除去により、滑らかなレンズ面を形成することができる。
【００７６】
また、従来は第１プリズムＬ１が第２プリズムＬ２から外れないような力加減で余剰接着剤を除去する作業を行わなければならなかったが、本実施形態では、余剰接着剤ＡＤ１及びＡＤ２を除去する作業が簡易化できるため、ホログラムレンズ２００の背面及び正面をモータ駆動によって反転してスクレイパーで余剰接着剤ＡＤ１及びＡＤ２を除去する自動除去装置により余剰接着剤除去工程Ｓ５６をオートメーション化できるようになる。
【００７７】
また、レンズ面測定工程Ｓ５８において、例えば、液滴の接触角度を光学的に計測する計測装置を用いることで、精密さを必要とするレンズ面測定工程Ｓ５８を自動化することもできるため、余剰接着剤除去工程Ｓ５６及びレンズ面測定工程Ｓ５８の繰り返し工程をオートメーション化することもできるようになる。
【００７８】
尚、上述した実施形態において、接合面に到達する透過光の強度分布を略均一にする手法として、照射光の波長を変更・設定する手法を一例に説明したが、次に説明する第１及び第２変形例のような手法を用いてもよい。
【００７９】
〔第１変形例〕
先ず、図７〜９を用いて第１変形例について説明する。第１変形例においては、接着剤ＡＤを照射する光源として図７に示す筒状の光源５００ａ〜５００ｃを用いる。光源５００ａ〜５００ｃは、接着剤ＡＤを硬化可能な特定波長の光を照射する低／高圧水銀光源、紫外線光源、発光ダイオード、ブラックライト等である。
【００８０】
この光源５００ａ〜５００ｃそれぞれは、図７に示すように接合部１０６ａ〜１０６ｃの上方に配置し、特に光源５００ａ〜５００ｃそれぞれの軸が、ホログラムレンズ２００の正面側の接合部１０８ａ〜１０８ｃに沿うように配置する。また、照射面である第１プリズムＬ１の背面１０２ｅにおいて照射光の光強度が光源５００ｂの発光強度分布に依存する位置に光源５００ｂを配置する。
【００８１】
図８は、第１プリズムＬ１及び第２プリズムＬ２それぞれの左接合面側のＸＹ平面における断面図の一例である。図８に示すように、光源５００ｂの軸Ｐが、正面側の接合部１０８ｂの上方に位置するように光源５００ｂを配置する。
【００８２】
このとき、光源５００ｂの軸Ｐと接合部１０８ｂ付近の第１プリズムＬ１の面上との距離Ｄ３が、軸Ｐから第１プリズムＬ１までの鉛直方向の距離Ｄ１よりも大きくなる。このように、第１プリズムＬ１の面上と光源５００ｂの軸Ｐとの距離は、接合部１０７ｂ付近に近づくにつれて大きくなる。このため、例えば、光源５００ｂからの照射光５１０より照射光５３０のほうが減衰して第１プリズムＬ１表面に到達するといったように、光源５００ｂが発光する照射光の強度分布、即ち発光強度分布は、その軸Ｐと第１プリズムＬ１との距離に応じて変化する。
【００８３】
また、照射光５１０，５２０及び５３０が到達した到達点１０９ａ，１０９ｂ及び１０９ｃから透過光５１２，５２２及び５３２の透過経路の距離Ｄ１１，Ｄ１２及びＤ１３は、正面側の接合部１０８ｂから背面側の接合部１０７ｂにかけて小さくなっていく。このため、第１プリズムＬ１内の透過光の減衰率は、透過光５３２よりも透過光５１２の方が大きくなる。
【００８４】
このように、光源５００ｂから第１プリズムＬ１までの距離に応じて変化する発光強度分布に依存することにより、光強度が大きいままの照射光５１０の透過光５１２は減衰率が大きく、光強度が小さくなった照射光５３０の透過光５３２の減衰率が小さくなる。従って、図８に示すように、左接合面１０２ｂに到達した透過光５１２，５２２及び５３２の強度分布を略均一にすることができる。
【００８５】
尚、光源の発光強度分布に依存して接合面を照射する手法としては、例えば、図９に示す第１プリズムＬ１の上面１０２ｅの全体を当該照射する光源５００ｄを用いてもよい。この光源５００ｄの発光強度分布は、図９に示すように、その中心部５０２付近が最も強く、中心部５０２から端部５０４及び５０６にかけて減衰していく。この光源５００ｄを、第１プリズムＬ１の背面１０２ｅにおいて照射光の光強度が光源５００ｂの発光強度分布に依存する位置に配置し、当該発光強度分布が減衰する特性を利用することで、左接合面１０２ｂ及び右接合面１０２ｃに到達した照射光の強度分布を略均一にすることができる。
【００８６】
〔第２変形例〕
次に、図１０を用いて第２変形例について説明する。第２変形例においては、光源７００と第１プリズムＬ１との間に減光フィルター６００を設ける。光源７００は、接着剤ＡＤを硬化可能な特定波長の光を照射する低／高圧水銀光源、紫外線光源、発光ダイオード、ブラックライト等である。また、第１プリズムＬ１及び第２プリズムＬ２からは十分離れて位置に配置されて、プリズム間の接合部に均一な光を照射する。
【００８７】
減光フィルター６００は、光源７００と第１プリズムＬ１の左接合面１０２ｂの傾斜に応じて減光率が連続的に変化するように設定された光学フィルターである。図１０に示すように、第１プリズムＬ１の左接合面１０２ｂは、当該プリズムの厚み方向に傾斜している。このため、例えば、第１プリズムＬ１の照射面（背面１０２ｅ）と接合部１０８ｂ付近との距離Ｄ４が、接合部１０７ｂ付近との距離Ｄ６よりも大きくなる。このように、第１プリズムＬ１の背面１０２ｅと左接合面１０２ｂとの距離（厚み）が、正面側の接合部１０８ｂから背面側の接合部１０７ｂにかけて変化する。この距離の変化に基づいて、第１プリズムＬ１に照射する照射光の強度が正面側の接合部１０８ｂから背面側の接合部１０７ｂにかけて連続的に減衰するように減光フィルター６００の減光率を設定する。
【００８８】
これにより、図１０に示すように、光源７００からの照射光７１０，７２０及び７３０が減光フィルター６００を介して減光されて照射光７１４，７２４及び７３４となり第１プリズムＬ１に到達する。そして、この第１プリズムＬ１に到達した照射光７１４，７２４及び７３４は、当該プリズム内を透過して左接合面１０２ｂに到達する。このとき、第１変形例と同様に、第１プリズムＬ１の左接合面１０２ｂは傾斜面であり、各透過光の透過経路の距離が異なるから、左接合面１０２ｂに到達した透過光７１６，７２６及び７３６の光量を硬化適正量に保持することができる。
【００８９】
〔第３変形例〕
また、上述した実施形態における余剰接着剤除去工程Ｓ５６は、背面側の余剰接着剤ＡＤ１、正面側の余剰接着剤ＡＤ２といった順で除去する工程であったが、その工程を次にようにしてもよい。図９は、第３変形例における余剰接着剤除去工程Ｓ５６の工程を説明するための図である。
【００９０】
先ず、図１１（ａ）に示すようにホログラムレンズ２００の背面側に支持板４１０を当てる。この支持板４１０は、第１プリズムＬ１と第２プリズムＬ２との背面側の接合部１０７ｂ及び１０７ｃに沿って例えば、コの字型の溝４１２及び４１４が形成されたものである。この支持板４１０をホログラムレンズ２００の背面側に当て、正面側の余剰接着剤ＡＤ２を除去する。そして、図１１（ｂ）に示すように支持板４１０を取り外して背面側の余剰接着剤ＡＤ１を除去する。このように、溝４１２及び４１４が形成された支持板４１０を用いることで、背面側に生じた余剰接着剤ＡＤ１を押しつぶして、接合面間の接着剤ＡＤに不要な力が加わってしまうことを防止できる。
【００９１】
また、上述した実施形態は、本発明を適用した一例であり、その適用可能な範囲は、上述したものに限られない。例えば、第１プリズムＬ１と第２プリズムＬ２とのレンズ面を支持する際に、支持部材としての支持板４００及び４１０を用いることとして説明したが、第１プリズムＬ１と第２プリズムＬ２とのレンズ面を同じ高さに保持できるものであればよく、レンズ面上の複数の定点を支持することで当該レンズ面の高さを保持することとしてもよい。また、例えば、第１プリズムＬ１や第２プリズムＬ２の材質としては、上述した透明樹脂に限らず、環状オレフィン共重合体、脂環式アクリル樹脂、非晶性ポリオレフィン、非晶性フッ素樹脂等の新たに開発されている光学材料を適宜採用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】ホログラムレンズの製造方法を説明するためのフローチャート。
【図２】第１プリズム及び第２プリズムの斜視図の一例。
【図３】（ａ）は第１プリズムの断面図、（ｂ）は第２プリズムの断面図、（ｃ）はプリズム部品接合工程を説明するための図の一例。
【図４】実施形態における事前硬化工程を説明するための図。
【図５】プリズムの光線透過率の特性の一例を示すグラフ。
【図６】実施形態における余剰接着剤除去工程を説明するための図。
【図７】第１変形例における事前硬化工程を説明するための第１の図。
【図８】第１変形例における事前硬化工程を説明するための第２の図。
【図９】第１変形例における事前硬化工程を説明するための第３の図。
【図１０】第２変形例における事前硬化工程を説明するための図。
【図１１】第３変形例における余剰接着剤除去工程を説明するための図。
【図１２】ホログラムレンズの斜視図の一例。
【符号の説明】
【００９３】
１００    ホログラム素子
１０２ａ  傾斜面
１０３    レンズ面
１０４    レンズ面
１０６    凹欠部
１０７ｂ  接合部
１０８ｂ  接合部
２００    ホログラムレンズ
３００    光源
４００    支持板
４１２    溝
６００    減光フィルター
ＡＤ      接着剤
ＡＤ１    余剰接着剤
Ｌ１      第１プリズム
Ｌ２      第２プリズム
Ｓ１      プリズム形成工程
Ｓ３      ホログラム形成工程
Ｓ５      一体化工程
Ｓ５０    接着剤塗布工程
Ｓ５２    プリズム部品接合工程
Ｓ５４    事前硬化工程
Ｓ５６    余剰接着剤除去工程
Ｓ５８    レンズ面測定工程
【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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