(57)【要約】【課題】画像光を取り出すための反射面とこれを埋める樹脂との間でのボイド発生等を抑制し、シースルー型の場合に透過像のボケを防止できる導光板の製造方法を提供すること。【解決手段】鋸歯状部ＤＴの最深側に位置する樹脂材料ＰＭを優先して硬化させることで、反射膜ＭＢとの間でのボイド発生を回避して反射膜ＭＢ即ち反射面２３ａ，２３ｂの光学的特性を良好に維持して導光板２０を高品位のものとしている。また、収縮による表面における周期的なうねりの発生を抑制して、紫外線硬化性樹脂部材Ｑａの作製の最終工程である平坦化工程において、所望の平坦度を有する最表面ＦＦの形成が可能としている。以上により、導光板２０のシースルータイプのものとしての使用に際して、外界像のボケや乱れのないものとなっている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導光板用の樹脂基材に設けた鋸歯状部上に反射材を蒸着法で成膜することにより導光板内部に導いた光を外部へ取り出すための反射面を形成する反射面形成工程と、
前記反射面形成工程において形成された前記反射面に密着させ、前記反射面を前記鋸歯状部と樹脂材料とで挟み込むように前記樹脂材料を塗布する樹脂塗布工程と、
前記樹脂塗布工程において塗布された前記樹脂材料のうち、前記鋸歯状部の深い位置にある部分を、浅い位置にある部分よりも早く紫外光照射により硬化させる樹脂硬化工程と、
を有する導光板の製造方法。
【請求項２】
前記樹脂硬化工程において、塗布された前記樹脂材料のうち前記鋸歯状部の最深側の部分を優先して硬化させる、請求項１に記載の導光板の製造方法。
【請求項３】
前記導光板の光射出面と対向する反光射出面となる平坦部を形成するために最終樹脂を塗布して硬化させる平坦部形成工程をさらに有する、請求項１及び請求項２のいずれか一項に記載の導光板の製造方法。
【請求項４】
前記平坦部形成工程において、塗布された前記最終樹脂を加圧しつつ硬化させて平坦化する平坦化工程をさらに有する、請求項３に記載の導光板の製造方法。
【請求項５】
前記平坦部形成工程において、前記最終樹脂を前記反射面によって光を外部へ取り出すエリアを少なくとも覆うように前記最終樹脂を塗布して硬化させる、請求項３及び請求項４のいずれか一項に記載の導光板の製造方法。
【請求項６】
前記樹脂塗布工程において、前記鋸歯状部の最深側を優先して前記樹脂材料を複数回に分割して塗布し、１回の塗布ごとに前記樹脂硬化工程として前記樹脂材料を硬化させる、請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の導光板の製造方法。
【請求項７】
前記樹脂基材は、前記鋸歯状部の溝を配列する方向に沿って形成される側溝を有する、請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載の導光板の製造方法。
【請求項８】
前記鋸歯状部は、第１の平坦面と第２の平坦面とを有するＶ字形状を連ねて形成される複数の溝を有し、
前記反射面は、前記第１の平坦面と前記第２の平坦面とに対応する第１の反射面部分と第２の反射面部分とを１組とする複数の反射ユニットを有する、請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載の導光板の製造方法。
【請求項９】
前記樹脂材料は、前記樹脂基材と同一の屈折率材料である、請求項１から請求項８までのいずれか一項に記載の導光板の製造方法。
【請求項１０】
前記樹脂硬化工程において、前記鋸歯状部のうち最深側の位置に対応して形成されたスリットを有するマスクにより、前記樹脂材料を照射する紫外光を一部遮蔽して塗布された前記樹脂材料に対する紫外光照射を調整する、請求項１から請求項９までのいずれか一項に記載の導光板の製造方法。
【請求項１１】
前記樹脂硬化工程において、前記樹脂基材のうち前記鋸歯状部の反対側から紫外光照射を行う、請求項１から請求項１０までのいずれか一項に記載の導光板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、頭部に装着して使用するヘッドマウントディスプレイ等に用いられる導光板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ヘッドマウントディスプレイのように虚像の形成及び観察を可能にする虚像表示装置として、導光板によって表示素子からの映像光を観察者の瞳に導くタイプのものが種々提案されている。このような虚像表示装置用の導光板として、全反射を利用して映像光を導くとともに、導光板の主面に対して所定角度をなして互いに平行に配置される複数の部分反射面にて映像光を反射させ導光板から取り出すことによって、映像光を観察者の網膜に到達させるものが知られている（特許文献１参照）。また、同様の技術として、映像光を取り出すために、導光板の一方の表面に偏った位置に設けた断面鋸歯状の部分に反射層を形成した構造を有するものも知られている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００３−５３６１０２号公報
【特許文献２】特開２００４−１５７５２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
以上のような導光板の作製方法として、まず断面鋸歯状の基板を形成し、その鋸歯状の凹凸表面に反射層を成膜し、この反射層を樹脂材で埋めて硬化させ凹凸表面を平坦化することが考えられる。
【０００５】
しかしながら、この場合、樹脂を硬化する際に生じる樹脂の収縮によって、反射面と硬化した樹脂との間に隙間（ボイド）が発生し、反射面等の光学的特性を劣化させる可能性もある。
【０００６】
なお、この製法では、硬化した樹脂の露出する部分が平坦にならず周期的なうねりが発生するので、このような導光板を特にシースルー型のヘッドマウントディスプレイに組み込んだ場合、透過像がボケるといった弊害も生じる。
【０００７】
そこで、本発明は、画像光を取り出すための反射面とこれを埋める樹脂との間でのボイド発生等を抑制し、シースルー型の場合に透過像のボケを防止できる導光板の製造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】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明に係る導光板の製造方法は、（ａ）導光板用の樹脂基材に設けた鋸歯状部上に反射材を蒸着法で成膜することにより導光板内部に導いた光を外部へ取り出すための反射面を形成する反射面形成工程と、（ｂ）反射面形成工程において形成された反射面に密着させ、反射面を鋸歯状部と樹脂材料とで挟み込むように樹脂材料を塗布する樹脂塗布工程と、（ｃ）樹脂塗布工程において塗布された樹脂材料のうち、鋸歯状部の深い位置にある部分を、浅い位置にある部分よりも早く紫外光照射により硬化させる樹脂硬化工程と、を有する。
【０００９】
上記導光板の製造方法では、樹脂硬化工程において、樹脂材料のうち鋸歯状部の相対的に深い位置にある部分を、相対的に浅い位置にある部分よりも早く硬化させている。これにより、鋸歯状部の窪みの浅い位置にある樹脂材料が先に収縮してより深い位置にある樹脂材料に対して表面に向かう力がはたらくことを抑制できるので、反射面と鋸歯状部の最深側の樹脂部分との間でボイドが発生しにくくなり、画像光取出しのための反射面の光学的特性を良好に維持して高品位の導光板を製造することができる。また、樹脂材料を塗布するにあたって、樹脂材料を反射面に密着させ間隙が発生しないように埋め込み、かつ、反射面を鋸歯状部と樹脂材料とで挟み込むようにすることで、反射面の損傷を抑制できる。
【００１０】
本発明の具体的な側面では、樹脂硬化工程において、塗布された樹脂材料のうち鋸歯状部の最深側の部分を優先して硬化させる。典型的には、鋸歯状部のうち最深側にある部分を最浅側にある部分よりも早く硬化させることになる。この場合、鋸歯状部の最深側の部分が優先的に硬化形成されボイドが発生することを抑制できる。
【００１１】
本発明のさらに別の側面では、導光板の製造方法が、導光板の光射出面と対向する反光射出面となる平坦部を形成するために最終樹脂を塗布して硬化させる平坦部形成工程をさらに有する。ここで、導光板の光射出面とは、反射面で反射された光が観察者の眼に向けて射出される面を言い、導光板の反光射出面とは、導光板のうち上記光射出面に対向する面を言い、上記反射面の裏側に位置するものである。この場合、最終樹脂により、反射面の裏側において、うねりの抑制された平坦部を露出させた最表面として反光射出面が形成される。
【００１２】
本発明のさらに別の側面では、平坦部形成工程において、塗布された最終樹脂を加圧しつつ硬化させて平坦化する平坦化工程をさらに有する。この場合、反光射出面側において、最表面における平坦度を高めることができる。これにより、反射面に透過性を持たせることで導光板をシースルータイプとした際に、乱れのない透過像の観察が可能になる。
【００１３】
本発明のさらに別の側面では、平坦部形成工程において、最終樹脂を反射面によって光を外部へ取り出すエリアを少なくとも覆うように最終樹脂を塗布して硬化させる。この場合、例えば最終樹脂が反射面によって画像が取り出されるエリアを覆い、さらにこれを越えた導光部の反光射出面側をも覆うことで、反光射出面側において、段差の無い一様な保護膜として機能させることが可能となる。また、この場合、例えばシースルー時に画像が取り出されるエリアの境界近辺の見栄えがよくなる。
【００１４】
本発明のさらに別の側面では、樹脂塗布工程において、鋸歯状部の最深側を優先して樹脂材料を複数回に分割して塗布し、１回の塗布ごとに樹脂硬化工程として樹脂材料を硬化させる。この場合、１回あたりの樹脂材料の塗布量を少なくすることで、個々の硬化時の樹脂材料の収縮を減らして、ボイドの発生やうねりの発生を抑制することができる。
【００１５】
本発明のさらに別の側面では、樹脂基材が、鋸歯状部の溝を配列する方向に沿って形成される側溝を有する。この場合、樹脂塗布工程において、樹脂材料が鋸歯状部の溝に流れ込みやすくなり、流れ込んだ樹脂の高さを一定にでき、平坦化された面を容易に作製が可能となる。つまり、鋸歯状部の溝間で樹脂材料の入具合のムラを防止でき、反射面のボイド発生を低減できる。
【００１６】
本発明のさらに別の側面では、（ａ）鋸歯状部が、第１の平坦面と第２の平坦面とを有するＶ字形状を連ねて形成される複数の溝を有し、（ｂ）反射面が、第１の平坦面と第２の平坦面とに対応する第１の反射面部分と第２の反射面部分とを１組とする複数の反射ユニットを有する。この場合、作製された導光板では、第１の反射面部分と第２の反射面部分との２段階の反射で画像光の取出しが可能となる。
【００１７】
本発明のさらに別の側面では、樹脂材料が、樹脂基材と同一の屈折率材料である。この場合、例えば観察者に外界像を観察させるシースルータイプとするときに、外光の透過に際して屈折的な影響を与えないものにできる。
【００１８】
本発明のさらに別の側面では、樹脂硬化工程において、鋸歯状部のうち最深側の位置に対応して形成されたスリットを有するマスクにより、樹脂材料を照射する紫外光を一部遮蔽して塗布された樹脂材料に対する紫外光照射を調整する。この場合、マスクにより樹脂材料に対する紫外光の照射位置を調整することができ、最深側の樹脂材料を局所的に優先して硬化させることができる。
【００１９】
本発明のさらに別の側面では、樹脂硬化工程において、樹脂基材のうち鋸歯状部の反対側から紫外光照射を行う。この場合、樹脂材料のうち鋸歯状部の深い側の位置にある部分が先に照射されるので、塗布された樹脂材料を深い側から局所的に優先して硬化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】（Ａ）は、虚像表示装置を示す断面図であり、（Ｂ）及び（Ｃ）は、導光板の正面図及び平面図である。
【図２】（Ａ）〜（Ｃ）は、画像取出部の構造及び画像取出部における画像光の光路について説明するための模式的な図である。
【図３】導光板の製造工程について説明するためのフローチャート図である。
【図４】（Ａ）は、導光板の製造工程の一例のうち射出成形の工程を説明する概念図であり、（Ｂ）は、製造工程のうち反射面形成の工程を説明する概念図である。
【図５】（Ａ）〜（Ｃ）は、樹脂埋込の工程を説明する図であり、（Ｄ）は、平坦化の工程を説明する図であり、（Ｅ）は、樹脂埋込前の画像取出部の斜視図であり、（Ｆ）は、平坦化の工程後の導光板を示す図である。
【図６】（Ａ）は、画像取出部およびその周辺の構造を示す図であり、（Ｂ）及び（Ｃ）は、比較例の図である。
【図７】（Ａ）〜（Ｃ）は、第２実施形態に係る導光板の製造方法を説明するための模式的な図である。
【図８】第３実施形態に係る導光板の製造方法を説明するための模式的な図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態に係る導光板の製造方法について説明するが、まずその前提として、導光板及びこれを組み込んだ虚像表示装置について説明する。
【００２２】
〔Ａ．導光板及び虚像表示装置の構造〕
図１（Ａ）に示す本実施形態に係る虚像表示装置１００は、ヘッドマウントディスプレイに適用されるものであり、画像形成装置１０と、導光板２０とを一組として備える。なお、図１（Ａ）は、図１（Ｂ）に示す導光板２０のＡ−Ａ断面に対応する。
【００２３】
虚像表示装置１００は、観察者に虚像による画像光を認識させるとともに、観察者に外界像をシースルーで観察させるものである。画像形成装置１０と導光板２０とは、通常観察者の右眼および左眼に対応して一組ずつ設けられるが、右眼用と左眼用とでは左右対称であるので、ここでは左眼用のみを示し、右眼用については図示を省略している。なお、虚像表示装置１００は、全体としては、例えば一般の眼鏡のような外観（不図示）を有するものとなっている。
【００２４】
画像形成装置１０は、画像表示素子である液晶デバイス１１と、光束形成用のコリメートレンズ１２とを備える。液晶デバイス１１は、光源（不図示）からの照明光を空間的に変調して、動画像等の表示対象となるべき画像光を形成する。コリメートレンズ１２は、液晶デバイス１１上の各点から射出された画像光を平行状態の光束にする。なお、コリメートレンズ１２のレンズ材料は、ガラスやプラスチックのいずれとすることもできる。
【００２５】
図１（Ａ）〜１（Ｃ）に示すように、本実施形態に係る導光板２０は、導光板本体部２０ａと、入射光折曲部２１と、画像取出部２３とを備える。導光板２０は、画像形成装置１０で形成された画像光を虚像光として観察者の眼ＥＹに向けて射出し、画像として認識させるものである。
【００２６】
導光板２０の全体的な外観は、図中ＹＺ面に平行に延びる平板である導光板本体部２０ａによって形成されている。また、導光板２０は、長手方向の一端において導光板本体部２０ａに埋め込まれた多数の微小ミラーによって構成される画像取出部２３を有し、長手方向の他端において導光板本体部２０ａを拡張するように形成されたプリズム部ＰＳ及びこれに付随する入射光折曲部２１を有する構造となっている。
【００２７】
導光板本体部２０ａは、光透過性の樹脂材料等により形成され、ＹＺ面に平行で画像形成装置１０に対向する表側の平面上に、画像形成装置１０からの画像光を取り込む光入射部である光入射面ＩＳと、画像光を観察者の眼ＥＹに向けて射出させる光射出部である光射出面ＯＳとを有している。導光板本体部２０ａは、そのプリズム部ＰＳの側面として光入射面ＩＳの他に矩形の斜面ＲＳを有し、当該斜面ＲＳ上には、これを被覆するようにミラー層２１ａが形成されている。ここで、ミラー層２１ａは、斜面ＲＳと協働することにより、光入射面ＩＳに対して傾斜する入射光折曲部２１として機能する。また、導光板本体部２０ａにおいて、光射出面ＯＳの裏側の平面に沿って微細構造である画像取出部２３が形成されている。なお、導光板２０において、光射出面ＯＳに対向する面を反光射出面ＡＳとする。反光射出面ＡＳは、導光板２０のうち画像取出部２３の裏側の面に相当する。
【００２８】
導光板本体部２０ａの光入射面ＩＳに対向し傾斜して配置されるミラー層２１ａとしての入射光折曲部２１は、導光板本体部２０ａの上記斜面ＲＳ上にアルミ蒸着等の成膜を施すことにより形成され、入射光を反射し光路を略直交方向に近い所定方向に折り曲げるための反射面として機能する。つまり、入射光折曲部２１は、光入射面ＩＳから入射し全体として＋Ｘ方向に向かう画像光を、全体として−Ｘ方向に偏った＋Ｚ方向に向かわせるように折り曲げることで、画像光を導光板本体部２０ａ内に確実に結合させる。
【００２９】
また、導光板本体部２０ａは、入口側の入射光折曲部２１から奥側の画像取出部２３にかけて、入射光折曲部２１を介して内部に入射させた画像光を画像取出部２３に導くための導光部２２を有している。
【００３０】
導光部２２は、平板状の導光板本体部２０ａの主面であり互いに対向しＹＺ面に対して平行に延びる２平面として、入射光折曲部２１で折り曲げられた画像光をそれぞれ全反射させる第１の全反射面２２ａと第２の全反射面２２ｂとを有している。ここでは、第１の全反射面２２ａが画像形成装置１０から遠い裏側にあるものとし、第２の全反射面２２ｂが画像形成装置１０に近い表側にあるものとする。この場合、第２の全反射面２２ｂは、光入射面ＩＳ及び光射出面ＯＳと共通の面部分となっている。入射光折曲部２１で反射された画像光は、まず、第２の全反射面２２ｂに入射し、全反射される。次に、当該画像光は、第１の全反射面２２ａに入射し、全反射される。以下この動作が繰り返されることで、画像光は、導光板２０の奥側即ち画像取出部２３を設けた＋Ｚ側に導かれる。
【００３１】
導光板本体部２０ａの光射出面ＯＳに対向して配置される画像取出部２３は、導光部２２の奥側（＋Ｚ側）において、第１の全反射面２２ａの延長平面に沿ってこの延長平面に近接して形成されている。画像取出部２３は、導光部２２の第１及び第２の全反射面２２ａ，２２ｂを経て入射してきた画像光を、所定角度で反射して光射出面ＯＳ側へ折り曲げる。ここでは、画像取出部２３に最初に入射する画像光が虚像光としての取出し対象であるものとする。画像取出部２３の詳しい構造については、図２（Ａ）等により後述する。
【００３２】
なお、導光板本体部２０ａに用いる透明樹脂材料の屈折率ｎは、１．５以上の高屈折率材料であるものとする。導光板２０に比較的屈折率の高い透明樹脂材料を用いることで、導光板２０内部で画像光を導光させやすくなり、かつ、導光板２０内部での画像光の画角を比較的小さくすることができる。
【００３３】
導光板２０が以上のような構造を有することから、画像形成装置１０から射出され光入射面ＩＳから導光板２０に入射した画像光は、入射光折曲部２１で一様に反射されて折り曲げられ、導光部２２の第１及び第２の全反射面２２ａ，２２ｂにおいて繰り返し全反射されて光軸ＯＡに略沿って一定の広がりを有する状態で進み、さらに、画像取出部２３において適度な角度で折り曲げられることで取出し可能な状態となり、最終的に光射出面ＯＳから射出される。光射出面ＯＳから射出された画像光は、虚像光として観察者の眼ＥＹに入射する。当該虚像光が観察者の網膜において結像することで、観察者は虚像による映像光等の画像光を認識することができる。
【００３４】
〔Ｂ．画像光の光路〕
以下、画像光の光路について詳しく説明する。図１（Ａ）に示すように、液晶デバイス１１の射出面１１ａ上からそれぞれ射出される画像光のうち図中点線で示すように射出面１１ａの中央部分から射出される成分を画像光ＧＬ１とし、図中一点鎖線で示すように射出面１１ａの周辺のうち紙面左側（−Ｚ側）から射出される成分を画像光ＧＬ２とし、図中二点鎖線で示すように射出面１１ａの周辺のうち紙面右側（＋Ｚ側）から射出される成分を画像光ＧＬ３とする。
【００３５】
コリメートレンズ１２を経た各画像光ＧＬ１，ＧＬ２，ＧＬ３の主要成分は、導光板２０の光入射面ＩＳからそれぞれ入射した後、第１及び第２の全反射面２２ａ，２２ｂにおいて互いに異なる角度で全反射を繰り返す。具体的には、画像光ＧＬ１，ＧＬ２，ＧＬ３のうち、液晶デバイス１１の射出面１１ａの中央部分から射出された画像光ＧＬ１は、平行光束として入射光折曲部２１で反射された後、標準反射角θ０で導光部２２の第２の全反射面２２ｂに入射し、全反射される。その後、画像光ＧＬ１は、標準反射角θ０を保った状態で、第１及び第２の全反射面２２ａ，２２ｂで全反射を繰り返す。画像光ＧＬ１は、第１及び第２の全反射面２２ａ，２２ｂにおいてＮ回（Ｎは自然数）全反射され、画像取出部２３の中央部２３ｋに入射する。画像光ＧＬ１は、この中央部２３ｋにおいて所定の角度で反射され、光射出面ＯＳから光射出面ＯＳを含むＹＺ面に対して垂直な光軸ＡＸ方向に平行光束として射出される。液晶デバイス１１の射出面１１ａの一端側（−Ｚ側）から射出された画像光ＧＬ２は、平行光束として入射光折曲部２１で反射された後、最大反射角θ＋で導光部２２の第２の全反射面２２ｂに入射し、全反射される。画像光ＧＬ２は、第１及び第２の全反射面２２ａ，２２ｂにおいて例えばＮ−Ｍ回（Ｍは自然数）全反射され、画像取出部２３のうち最も奥側（＋Ｚ側）の周辺部２３ｍにおいて所定の角度で反射され、光射出面ＯＳから所定の角度方向に向けて平行光束として射出される。この際の射出角は、入射光折曲部２１側に戻されるようなものになっており、＋Ｚ軸に対して鈍角となる。液晶デバイス１１の射出面１１ａの他端側（＋Ｚ側）から射出された画像光ＧＬ３は、平行光束として入射光折曲部２１で反射された後、最小反射角θ−で導光部２２の第２の全反射面２２ｂに入射し、全反射される。画像光ＧＬ３は、第１及び第２の全反射面２２ａ，２２ｂにおいて例えばＮ＋Ｍ回全反射され、画像取出部２３のうち最も入口側（−Ｚ側）の周辺部２３ｈにおいて所定の角度で反射され、光射出面ＯＳから所定の角度方向に向けて平行光束として射出される。この際の射出角は、入射光折曲部２１側から離れるようなものになっており、＋Ｚ軸に対して鋭角となる。なお、第１及び第２の全反射面２２ａ，２２ｂでの全反射による光の反射効率は非常に高いものであるため、上記のように画像光ＧＬ１，ＧＬ２，ＧＬ３間で反射回数が異なっていても、これによって輝度ムラが生じることは殆どなく、視認上画像ムラ等の影響を感じることはない。また、画像光ＧＬ１，ＧＬ２，ＧＬ３は、画像光の光束全体の一部を代表して説明したものであるが、他の画像光を構成する光束成分についても画像光ＧＬ１等と同様に導かれ光射出面ＯＳから射出されるため、これらについては図示及び説明を省略している。なお、画像光ＧＬ２，ＧＬ３は、光射出面ＯＳを通過する際に、多少屈折作用を受ける。
【００３６】
ここで、入射光折曲部２１及び導光部２２に用いられる透明樹脂材料の屈折率ｎの値の一例として、ｎ＝１．５とすると、その臨界角θｃの値はθｃ≒４１．８°となり、ｎ＝１．６とすると、その臨界角θｃの値はθｃ≒３８．７°となる。各画像光ＧＬ１，ＧＬ２，ＧＬ３の反射角θ０，θ＋，θ−のうち最小である反射角θ−を臨界角θｃよりも大きな値とすることで、必要な画像光について導光部２２内における全反射条件を満たすものにできる。
【００３７】
〔Ｃ．画像取出部の構造及び画像取出部による光路の折曲げ〕
以下、図２（Ａ）等により、画像取出部２３の構造及び画像取出部２３による画像光の光路の折曲げについて詳細に説明する。
【００３８】
まず、画像取出部２３の構造について説明する。画像取出部２３は、ストライプ状に配列された多数の線状の反射ユニット２３ｃで構成される。つまり、図２（Ａ）〜２（Ｃ）に示すように、画像取出部２３は、Ｙ方向に延びる細長い反射ユニット２３ｃを所定のピッチＰＴで導光部２２の延びる方向即ちＺ方向に多数配列させることで構成されている。各反射ユニット２３ｃは、奥側即ち光路下流側に配置される１つの反射面部分である第１の反射面２３ａと、入口側即ち光路上流側に配置される他の１つの反射面部分である第２の反射面２３ｂとを１組のものとして有する。これらのうち、少なくとも第２の反射面２３ｂは、一部の光を透過可能な部分反射面であり、観察者に外界像をシースルーで観察させることを可能にしている。また、各反射ユニット２３ｃは、隣接する第１及び第２の反射面２３ａ，２３ｂにより、ＸＺ断面視においてＶ字又は楔状となっている。より具体的には、第１及び第２の反射面２３ａ，２３ｂは、図１（Ａ）等に示す第１の全反射面２２ａに平行で反射ユニット２３ｃの配列方向であるＺ方向に対して垂直に延びる方向即ちＹ方向を長手方向として、線状に延びている。さらに、第１及び第２の反射面２３ａ，２３ｂは、当該長手方向を軸として、第１の全反射面２２ａに対してそれぞれ異なる角度（即ちＹＺ面に対してそれぞれ異なる角度）で傾斜している。結果的に、第１の反射面２３ａは、周期的に繰り返して配列され互いに平行に延び、第２の反射面２３ｂも、周期的に繰り返して配列され互いに平行に延びている。図２（Ａ）等に示す具体例において、各第１の反射面２３ａは、第１の全反射面２２ａに対して略垂直な方向（Ｘ方向）に沿って延びているものとしている。また、各第２の反射面２３ｂは、対応する第１の反射面２３ａに対して所定角度（相対角度）αをなす方向に延びている。ここで、相対角度αは、具体例において例えば５４．７°となっているものとする。
【００３９】
図２（Ａ）等に示す具体例において、第１の反射面２３ａは、第１の全反射面２２ａに対して略垂直であるものとしているが、第１の反射面２３ａの方向は、導光板２０の仕様に応じて適宜調整されるものであり、第１の全反射面２２ａに対して−Ｚ方向を基準として反時計回りに例えば８０°から１００°までの範囲内でいずれかの傾斜角度をなすものとできる。また、第２の反射面２３ｂの方向は、第１の全反射面２２ａに対して−Ｚ方向を基準として反時計回りに例えば３０°から４０°までの範囲内でいずれかの傾斜角度をなすものとできる。結果的に、第２の反射面２３ｂは、第１の反射面２３ａに対して４０°から７０°までの範囲内でいずれかの相対角度を有するものとなる。
【００４０】
以下、画像取出部２３による画像光の光路の折曲げについて詳しく説明する。ここでは、画像光のうち、画像取出部２３の両端側に入射する画像光ＧＬ２及び画像光ＧＬ３について示し、他の光路については、これらと同様であるので図示等を省略する。
【００４１】
まず、図２（Ａ）及び２（Ｂ）に示すように、画像光のうち全反射角度の最も大きい反射角θ＋で導かれた画像光ＧＬ２は、画像取出部２３のうち光入射面ＩＳ（図１（Ａ）参照）から最も遠い＋Ｚ側の周辺部２３ｍに配置された１つの反射ユニット２３ｃに入射する。当該反射ユニット２３ｃにおいて、画像光ＧＬ２は、最初に奥側即ち＋Ｚ側の第１の反射面２３ａで反射され、次に、入口側即ち−Ｚ側の第２の反射面２３ｂで反射される。当該反射ユニット２３ｃを経た画像光ＧＬ２は、他の反射ユニット２３ｃを経ることなく、図１（Ａ）等に示す光射出面ＯＳから射出される。つまり、画像光ＧＬ２は、画像取出部２３での１回だけの通過で所望の角度に折り曲げられ観察者側に取り出される。
【００４２】
また、図２（Ａ）及び２（Ｃ）に示すように、全反射角度の最も小さい反射角θ−で導かれた画像光ＧＬ３は、画像取出部２３のうち光入射面ＩＳ（図１（Ａ）参照）に最も近い−Ｚ側の周辺部２３ｈに配置された１つの反射ユニット２３ｃに入射する。当該反射ユニット２３ｃにおいて、画像光ＧＬ３は、画像光ＧＬ２の場合と同様に、最初に奥側即ち＋Ｚ側の第１の反射面２３ａで反射され、次に、入口側即ち−Ｚ側の第２の反射面２３ｂで反射される。当該反射ユニット２３ｃを経た画像光ＧＬ３は、他の反射ユニット２３ｃを経ることなく、画像取出部２３での１回だけの通過で所望の角度に折り曲げられ観察者側に取り出される。
【００４３】
ここで、上記のような第１及び第２の反射面２３ａ，２３ｂでの２段階での反射の場合、図２に示すように、各画像光の入射時の方向と射出時の方向とのなす角である折り曲げ角ψは、いずれもψ＝２（Ｒ−α）（Ｒ：直角）となる。つまり、折り曲げ角ψは、画像取出部２３に対する入射角度即ち各画像光の全反射角度である反射角θ０，θ＋，θ−等の値によらず一定である。これにより、上記のように、画像光のうち全反射角度の比較的大きい成分を画像取出部２３のうち＋Ｚ側の周辺部２３ｍ側に入射させ、全反射角度の比較的小さい成分を画像取出部２３のうち−Ｚ側の周辺部２３ｈ側に入射させた場合にも、画像光を全体として観察者の眼ＥＹに集めるような角度状態で効率的に取り出すことが可能となる。このような角度関係で画像光を取出す構成であるため、導光板２０は、画像光を画像取出部２３において複数回通過させず、１回だけ通過させることができ、画像光を少ない損失で虚像光として取り出すことを可能にする。
【００４４】
なお、導光部２２の形状や屈折率、画像取出部２３を構成する反射ユニット２３ｃの形状等の光学的な設計において、画像光ＧＬ２，ＧＬ３等が導かれる角度等を適宜調整することで、光射出面ＯＳから射出される画像光を、基本の画像光ＧＬ１即ち光軸ＡＸを中心として、全体として対称性が保たれた状態の虚像光として観察者の眼ＥＹに入射させることができる。つまり、一端の画像光ＧＬ２のＸ方向又は光軸ＡＸに対する角度δ２と、他端の画像光ＧＬ３のＸ方向又は光軸ＡＸに対する角度δ３とは、大きさが略等しく逆向きとなっている。なお、画像光ＧＬ２，ＧＬ３の角度δ２，δ３は、光射出面ＯＳ又は第２の全反射面２２ｂに対して比較的垂直に近いものとなっており、光射出面ＯＳを十分な透過率で通過する。
【００４５】
また、既に説明したように、一群の反射ユニット２３ｃを構成する第１の反射面２３ａ又は第２の反射面２３ｂは、ピッチが一定で互いに平行になっている。これにより、観察者の眼ＥＹに入射する虚像光である画像光を一様なものとでき、観察される画像の品質の低下を抑えることができる。
【００４６】
また、画像取出部２３を構成する各反射ユニット２３ｃの間隔であるピッチＰＴの具体的な数値範囲は、０．２ｍｍ以上、より好ましくは０．３ｍｍ〜１．３ｍｍとする。この範囲にあることにより、取り出されるべき画像光が、画像取出部２３において回折による影響を受けることなく、かつ、反射ユニット２３ｃによる格子縞が観察者にとって目立つものとならないようにすることができる。
【００４７】
〔Ｄ．導光板の製造方法〕
以下、図３、図４（Ａ）、４（Ｂ）及び図５（Ａ）〜５（Ｆ）を参照して、本実施形態に係る導光板の製造方法について説明する。
【００４８】
まず、図３のフローチャートに示す導光板２０の製造手順の最初の工程として、図４（Ａ）に示すように、導光板２０用の樹脂基材として、即ち画像取出部２３の鋸歯状部ＤＴや導光板本体部２０ａの導光部２２（図１（Ａ）等参照）等となるべき母材部分として、透光性樹脂部材Ｐａを一体的に形成する（図３のステップＳ１の射出成形工程）。より具体的には、まず、透光性樹脂部材Ｐａを射出成形により一体的に形成するための１組の金属型である第１及び第２金属型ＭＰ１，ＭＰ２を準備する（型準備工程）。ここで、一組の金属型ＭＰ１，ＭＰ２のうち、金属型ＭＰ１は、転写面の一部として、画像取出部２３の第１及び第２の反射面２３ａ，２３ｂ（図４（Ｂ）参照）を形成するための鋸歯状の型表面ＳＳを有している。つまり、この型表面ＳＳによって、透光性樹脂部材Ｐａの表面に、多数の第１及び第２の反射面２３ａ，２３ｂにそれぞれ対応する平坦部分である多数の第１及び第２の平坦面ＦＳａ，ＦＳｂを連ねて構成される鋸歯状部ＤＴが形成される（溝形成工程）。従って、第１及び第２の平坦面ＦＳａ，ＦＳｂのなす角は、反射面２３ａ，２３ｂのなす相対角度αに等しくなるように設定されている。
【００４９】
次に、図４（Ｂ）に示すように、透光性樹脂部材Ｐａの鋸歯状部ＤＴ上に、第１及び第２の反射面２３ａ，２３ｂを形成するための反射膜ＭＢを、例えば矢印方向ＡＷからアルミを斜方蒸着させることにより成膜する（図３のステップＳ２の反射面形成工程）。この反射膜ＭＢは、完全なミラーではなく半透過を示す。なお、図４（Ｂ）や図５（Ａ）〜５（Ｅ）等では、導光板２０のうち画像取出部２３を含む一部のみを簡略して図示している。
【００５０】
次に、図５（Ａ）〜５（Ｄ）に示すように、反射膜ＭＢを裏側から保護するための樹脂を埋め込む樹脂埋込工程として、まず、各反射ユニット２３ｃに対応する多数のＶ溝ＥＥの窪みへの樹脂材料ＰＭの塗布を複数回に分割して段階的に行う。具体的には、最終樹脂ＥＭの塗布（図５（Ｄ）参照）を含めて４回に分割して塗布しており、まず、図５（Ａ）に示すように、第１回目の塗布では各Ｖ溝ＥＥの容量の数分の1に満たない程度の少量の樹脂材料ＰＭを、例えばＶ溝ＥＥごとに設けた複数のディスペンサー（不図示）等により塗布する（図３のステップＳ３の樹脂塗布工程）。ここで、図５（Ｅ）に示すように、Ｖ溝ＥＥの両端には、透光性樹脂部材Ｐａから延在して形成されるＬ字状の側溝ＥＧ１，ＥＧ２が多数のＶ溝ＥＥを配列する方向に沿って設けられている。側溝ＥＧ１，ＥＧ２は、Ｖ溝ＥＥに対して樹脂材料ＰＭの第１回目の塗布量に合わせた高さ程度かそれより若干低く形成されており、あるＶ溝ＥＥで樹脂材料ＰＭが規定の高さ以上注入されると、余剰分が側溝ＥＧ１，ＥＧ２側へ流れ出て他のＶ溝ＥＥに流れ込む。これにより、各Ｖ溝ＥＥのうち最も深い位置に優先的に樹脂材料ＰＭが塗布又は充填され、かつ、全てのＶ溝ＥＥにおける樹脂材料ＰＭの高さが略一定になり、樹脂材料ＰＭの表面状態が平坦になる。第１回目の樹脂材料ＰＭの塗布後、上方即ち裏側から紫外光ＵＶを照射することにより、塗布された樹脂材料ＰＭを硬化させる（図３のステップＳ４の紫外光照射工程即ち樹脂硬化工程）。
【００５１】
さらに、樹脂埋込工程が終了するまでは（図３のステップＳ５：Ｎｏ）、図５（Ｂ）及び５（Ｃ）に示すように、第1回目の塗布及び硬化と同様にして、第２回目及び第３回目の樹脂材料ＰＭの塗布及び硬化を行う（図３のステップＳ３〜Ｓ５）。ここでは、一例として、図５（Ｂ）に示すように第２回目の塗布により各Ｖ溝ＥＥ間に存在する頂点の高さ程度まで塗布された樹脂材料ＰＭに紫外光ＵＶを照射して硬化させ、図５（Ｃ）に示すように第３回目の塗布によりＶ溝ＥＥ全体を略埋めるように塗布された樹脂材料ＰＭに紫外光ＵＶを照射して硬化させる。以上のように塗布及び硬化を繰り返して段階的に行うことにより、樹脂材料ＰＭが、鋸歯状部ＤＴとの間に反射膜ＭＢを挟み込むようにして、鋸歯状部ＤＴによる窪みであるＶ溝ＥＥに埋め込まれる。
【００５２】
第３回目の塗布及び硬化の処理即ち樹脂埋込工程の処理が終了すると（図３のステップＳ５：Ｙｅｓ）、最後に、図５（Ｄ）に示すように、最表面ＦＦを形成するための最終樹脂ＥＭを塗布し、加圧部材ＰＥを最終樹脂ＥＭに対して所定の圧力で押し付けながら紫外光ＵＶを照射して硬化させ平坦部ＰＦとその最表面ＦＦを形成させる（図３のステップＳ６の平坦化工程即ち平坦部形成工程）。
【００５３】
以上のようにして、図５（Ｆ）に示すように、加圧・硬化された各樹脂材料ＰＭ及び最終樹脂ＥＭにより、鋸歯状部ＤＴと協働して反射膜ＭＢを挟み込んで反射膜ＭＢを保護するための保護層である紫外線硬化性樹脂部材Ｑａが形成され、延いては導光板２０が作製される。ここで、紫外線硬化性樹脂部材Ｑａは、導光板２０の裏側において露出する最表面ＦＦを有する。なお、紫外線硬化性樹脂部材Ｑａは、反射膜ＭＢの透過光が屈折作用を受けないように透光性樹脂部材Ｐａと略同一の屈折率を有する樹脂材料となっている。なお、最表面ＦＦは、図１（Ａ）等に示す導光板２０の第１の全反射面２２ａや反光射出面ＡＳを形成する。
【００５４】
上記各工程のうち、紫外線硬化性樹脂部材Ｑａを作製する工程の１つである樹脂硬化工程（紫外光照射工程）において、Ｖ溝ＥＥの深い位置即ち鋸歯状部ＤＴの比較的深い位置にある樹脂材料ＰＭを、比較的浅い位置にある樹脂材料ＰＭよりも早く紫外光ＵＶの照射により硬化させるものとなっており、特に、鋸歯状部ＤＴの最深側の部分を優先して最浅側の部分よりも早く硬化させている。これにより、紫外線硬化性樹脂部材Ｑａと反射膜ＭＢとの間に隙間（ボイド）が発生することを抑制し、反射膜ＭＢの光学的特性の劣化を防止することができる。また、平坦化工程において、紫外線硬化性樹脂部材Ｑａの最表面ＦＦを平坦度の高いものとすることができる。ボイドの発生を抑制することや最表面ＦＦを平坦度の高いものとすることで、導光板２０をシースルー型のものとして用いるにあたって、透過像である外界像が、紫外線硬化性樹脂部材Ｑａを通過する際にボケたり乱れたりすることを防止できる。
【００５５】
以下、図６（Ａ）により、上記のようにして作製された導光板２０のうち画像取出部２３とその周辺の構造について詳しく説明する。なお、図６（Ｂ）及び６（Ｃ）は、比較例の図である。図６（Ａ）に示すように、本実施形態の製造方法では、樹脂材料ＰＭを複数回に分割して樹脂材料ＰＭを塗布・硬化させる結果、紫外線硬化性樹脂部材Ｑａを構成する樹脂材料ＰＭは、破線で示すように、第１回目の塗布から第３回目の塗布までに対応する樹脂材料ＰＭ１，ＰＭ２，ＰＭ３の３層構造となっている。このうち、最初に塗布された分の樹脂材料ＰＭ１は、紫外線硬化性樹脂部材Ｑａのうち各Ｖ溝ＥＥの最も深い位置即ち鋸歯状部ＤＴの最深側の位置の部分を構成しており、各Ｖ溝ＥＥの浅い位置側の部分にある樹脂材料ＰＭ２，ＰＭ３を塗布する前に優先的に硬化させており、これにより反射膜ＭＢとの間でボイドが発生することを抑えている。なお、図６（Ｂ）に比較例として示すように、樹脂材料ＰＭの塗布・硬化を分割せずに行った場合、表面側即ちＶ溝ＥＥの浅い側が先に硬化・収縮してしまうので、樹脂材料ＰＭに対して矢印Ａ１の方向に力がはたらいてＶ溝ＥＥの深い側にボイドＶＤが発生することがある。また、図６（Ａ）の構造では、樹脂塗布工程において各回での塗布量を比較的少ないものとし、１回の塗布ごとに樹脂材料ＰＭ１，ＰＭ２，ＰＭ３をそれぞれ硬化させることで、個々の硬化に伴う収縮が比較的小さいものに抑えられ、硬化した樹脂材料ＰＭ１，ＰＭ２，ＰＭ３の各層における表面のゆがみが少ない状態に保たれている。この場合、各樹脂材料ＰＭ１，ＰＭ２，ＰＭ３の表面において周期的なうねりの発生が抑制され、最終の平坦化工程を経て形成される最表面ＦＦの平坦度を高められる。なお、図６（Ｃ）に比較例として示すように、樹脂材料ＰＭの塗布・硬化を分割しない場合、最表面ＦＦに周期的なうねりが生じることがある。具体的には、樹脂材料ＰＭの収縮により、破線ＰＭａで示すように最表面ＦＦの形成前の表面に鋸歯状部ＤＴの形状に応じて比較的大きな周期的なうねりが生じる。この場合、たとえ最終樹脂ＥＭを加圧しても、破線ＰＭａのうねりの影響が取りきれず最表面ＦＦの平坦化が不十分になる。これに比べて、図６（Ａ）の導光板２０では、上述のような構造により、樹脂材料ＰＭ３の表面のうねりが少ない状態となっているので、図６（Ｃ）の場合よりも最表面ＦＦの平坦度を高いものにできる。
【００５６】
以上のように、本実施形態の導光板２０の製造方法では、樹脂材料ＰＭを局所的に優先して硬化させ反射膜ＭＢとの間でのボイド発生を回避し、かつ、最表面ＦＦをうねりのない平坦度の高いものにできる。従って、作製された導光板２０は、反射膜ＭＢ即ち反射面２３ａ，２３ｂの光学的特性が良好に維持されたものとなり、かつ、観察者が外界像を観察する際に像のボケや乱れの少ないものとなる。
【００５７】
上記導光板２０の製造方法において、樹脂材料ＰＭの材料として、例えばエポキシ系樹脂やアクリル系樹脂、シリコーン系樹脂を用いることができる。エポキシ系樹脂を用いる場合、硬化時の収縮が２％程度に抑えられるので、比較的硬化時の樹脂材料の収縮を抑えることができ、また、アクリル系樹脂を用いる場合、比較的安価で透明性の高いものとすることができる。なお、アクリル系樹脂の場合、硬化時の収縮が５％〜８％程度とエポキシ系樹脂に比べるとやや高めであるが、本実施形態の製法を用いれば、ボイドやうねりの抑制について十分許容できる範囲である。また、シリコーン系樹脂を用いる場合、硬化収縮が比較的小さくなり、また、透明性が高く、特に低波長領域の吸収を小さくすることができる。
【００５８】
また、上記において、最終樹脂ＥＭの材料として、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂及びシリコーン系樹脂のうち少なくともいずれか１つを含むものを用いることができる。この場合、最表面ＦＦに要求される平坦度等の達成が容易になり、導光板２０の最表面ＦＦを良好なものにできる。なお、これらの樹脂を複合させた最終樹脂ＥＭについても加圧等により平坦化することもできる。例えば、樹脂塗布工程において、一定の深さまでを比較的硬化収縮の小さい樹脂で埋め、そのあとは透明で比較的安価な樹脂で埋めることで、製作コストを削減できる。
【００５９】
また、上記のうち、平坦部形成工程において、必要となる最表面ＦＦの平坦度によっては、最終樹脂ＥＭの樹脂材料の粘度調整や、べーク条件の調整等により、図５（Ｄ）に示す加圧部材ＰＥによる加圧をせずに最表面ＦＦの形成することも可能である。つまり、図中の加圧部材ＰＥを使用せず、紫外光ＵＶの照射による硬化のみで所望の平坦度の最表面ＦＦを有する紫外線硬化性樹脂部材Ｑａを形成してもよい。
【００６０】
また、図５（Ｆ）に示すように、導光板２０の反光射出面ＡＳ側において最終樹脂ＥＭによる最表面ＦＦが占めるエリアは、導光板２０の反光射出面ＡＳを含む表面全体となっている。この場合、最終樹脂ＥＭにより、反光射出面ＡＳ側即ち虚像表示装置１００の表面側において、段差の無い一様な保護膜を形成でき、虚像表示装置１００の表面側からの見栄え、特に、シースルーの場合での画像取出部２３のエリア境界近辺の見栄えがよくなる。また、この場合、最表面ＦＦは、第１の全反射面２２ａを形成するため、比較的高い平坦性を要求されるが、例えば平坦部形成工程における加圧部材ＰＥによる加圧等によって、十分な平坦度を得ることができる。なお、この他の構成として、例えば、最終樹脂ＥＭが画像取出部２３を構成する反射膜ＭＢのみ又は反射膜ＭＢとその周辺の一部のみを覆うものとし、最表面ＦＦに第１の全反射面２２ａが含まれない構成としてもよい。この場合、最表面ＦＦは、光を全反射させる場合ほどの平坦度を必要とせず、例えば平坦部形成工程において加圧部材ＰＥを不要とすることも可能である。
【００６１】
なお、上記の透光性樹脂部材Ｐａによって導光板２０の全体的形状を形成する必要はなく、例えば、導光板本体部２０ａのうち入射光折曲部２１を形成するためのプリズム部ＰＳについては、別途三角プリズムを作製した後、接着等によって透光性樹脂部材Ｐａに取り付けるものとしてもよい。このような透光性樹脂部材Ｐａからも、上記と同様の紫外線硬化性樹脂部材Ｑａを有する導光板２０の作製が可能である。
【００６２】
また、透光性樹脂部材Ｐａの材料としては、例えばポリメタクリル酸メチル樹脂等を用いることができる。
【００６３】
また、上記では、最終樹脂ＥＭの塗布を含めて合計４回に分割して樹脂を塗布しているが、分割の回数はこれに限らず、必要に応じて、３回以下であってもよいし、５回以上であってもよい。
【００６４】
また、上記のうち成膜工程において、アルミ蒸着は、斜方蒸着以外の方法であってもよく、例えば平坦面ＦＳａと平坦面ＦＳｂとを片面ずつ蒸着してもよい。なお、反射膜ＭＢについては、例えば真空蒸着法や、イオンプレーティング、スパッタリング、ＣＶＤ等の様々な蒸着法で成膜することができる。
【００６５】
反射膜ＭＢは、アルミ、銀等の金属膜に限らず、１層又は複数層の誘電体膜とすることもできる。
【００６６】
〔第２実施形態〕
以下、図７（Ａ）等により、第２実施形態の導光板の製造方法について説明する。なお、本実施形態に係る導光板の製造方法は、第１実施形態で説明した各工程のうち、射出成形工程や反射面形成工程或いは最終段階として行う平坦化工程については、図４（Ａ）、４（Ｂ）、５（Ｄ）等に示すものと同様であるので、樹脂埋込工程即ち樹脂塗布工程及び樹脂硬化工程のみについて説明し、工程の全体については図示及び説明を省略する。また、図７（Ａ）〜７（Ｃ）において、図５（Ａ）等のものと同符号のものについては、特に説明をしない限り、第１実施形態で説明したものと同等のものを示す。
【００６７】
本実施形態に係る導光板の製造方法では、図７（Ａ）〜７（Ｃ）に示すように、樹脂硬化工程である紫外光照射工程において、複数のマスクＭＫ１，ＭＫ２，ＭＫ３を用いて紫外光ＵＶの照射の調整を行っている。
【００６８】
以下、導光板の製造方法について具体的に説明する。まず、図７（Ａ）に示すように、樹脂塗布工程において、各Ｖ溝ＥＥを完全に埋めるように樹脂材料ＰＭを塗布する。次に、マスクＭＫ１を、透光性樹脂部材Ｐａの上方即ち紫外光ＵＶの照射側の所定の位置に設置する。具体的には、マスクＭＫ１には、各Ｖ溝ＥＥに対応する多数のスリットＳＴが設けられており、これらのスリットＳＴが各Ｖ溝ＥＥのうち最深側の領域Ｍ１に合って投影されるように、マスクＭＫ１の位置決めを行う。次に、紫外光照射工程において、第１回目の照射として、マスクＭＫ１に対して略垂直な方向から紫外光ＵＶを平行光束として照射する。これにより、スリットＳＴを通り抜けた紫外光ＵＶの成分のみが樹脂材料ＰＭを照射する。つまり、塗布された樹脂材料ＰＭのうち各Ｖ溝ＥＥの最深側即ち鋸歯状部ＤＴの領域Ｍ１にある部分が優先的に硬化される。次に、図７（Ｂ）に示すように、図７（Ａ）のマスクＭＫ１に代えて、マスクＭＫ１のものよりもやや幅広のスリットＳＴを有するマスクＭＫ２を、スリットＳＴが各Ｖ溝ＥＥのうち中間の領域Ｍ２に合って投影されるように所定の位置に設置し、第２回目の照射として、マスクＭＫ２に対して略垂直な方向から紫外光ＵＶを平行光束として照射する。最後に、図７（Ｃ）に示すように、図７（Ｂ）のマスクＭＫ２に代えて、多数のＶ溝ＥＥ全体よりも幅の大きいスリットＳＴを有するマスクＭＫ３を所定の位置に設置し、第３回目の照射として、樹脂材料ＰＭ全体に対して紫外光ＵＶを平行光束として照射する。
【００６９】
以上のように、本実施形態では、紫外光照射工程において、複数回の紫外光ＵＶの照射について異なる形状のマスクＭＫ１，ＭＫ２，ＭＫ３を用いることにより、樹脂材料ＰＭを照射する紫外光ＵＶを一部遮蔽して塗布された樹脂材料ＰＭに対する紫外光ＵＶの照射位置を調整している。これにより、塗布された樹脂材料ＰＭのうち各Ｖ溝ＥＥの深い側即ち鋸歯状部ＤＴの深い側の位置にある部分を優先的に照射できる。なお、スリットＳＴの形状によって樹脂材料ＰＭのうち硬化させる部分を適宜調整することで、樹脂材料ＰＭと反射膜ＭＢとの間でのボイド発生を回避するほか、例えば最表面ＦＦを周期的なうねりのない平坦度の高いものにして、反射膜ＭＢ即ち反射面２３ａ，２３ｂの光学的特性を良好に維持し、観察者が外界像を観察する際に像のボケや乱れの少ないものにできる。
【００７０】
なお、上記の変形例として、例えば複数のマスクＭＫ１，ＭＫ２，ＭＫ３に代えて、スリット幅の可変な１つのマスクを用いて紫外光ＵＶの照射領域を調整する方法も考えられる。また、例えばスリットを通過させる紫外光ＵＶの照射方向を調整することで樹脂材料ＰＭの照射位置を調整する方法も考えられる。さらに、これらの方法を併用することも考えられる。
【００７１】
〔第３実施形態〕
以下、図８により、第３実施形態の導光板の製造方法について説明する。なお、本実施形態に係る導光板の製造方法は、第１実施形態で説明した各工程のうち、射出成形工程や反射面形成工程或いは最終段階として行う平坦化工程については、図４（Ａ）、４（Ｂ）、５（Ｄ）等に示すものと同様であるので、樹脂埋込工程即ち樹脂塗布工程及び樹脂硬化工程のみについて説明し、工程の全体については、図示及び説明を省略する。また、図８において、図５（Ａ）等のものと同符号のものについては、特に説明をしない限り、第１実施形態で説明したものと同等のものを示す。
【００７２】
図８に示すように、本実施形態に係る導光板の製造方法では、樹脂埋込工程のうち、まず、樹脂塗布工程において、各Ｖ溝ＥＥを完全に埋めるように樹脂材料ＰＭを塗布する。次に、紫外光照射工程即ち樹脂硬化工程において、透光性樹脂部材Ｐａの下方即ち鋸歯状部ＤＴの反対側から紫外光ＵＶの照射を行う。これにより、塗布された樹脂材料ＰＭのうち各Ｖ溝ＥＥの深い側即ち鋸歯状部ＤＴの深い側の位置にある部分を優先的に照射できる。この場合、樹脂材料ＰＭと反射膜ＭＢとの間にボイドを発生しにくくすることができる。なお、透光性樹脂部材Ｐａは、紫外光ＵＶを透過する性質のものとなっている。
【００７３】
上記において、樹脂材料ＰＭにおける紫外光ＵＶの透過率をある範囲のものに適宜定めることで、紫外光ＵＶの照射量を各Ｖ溝ＥＥの深さ方向について減衰させ、樹脂材料ＰＭを紫外光ＵＶの入射側で優先して硬化させることができる。例えば樹脂材料ＰＭの透過率を１０％以上９０％以下の範囲内とすることで、透過率に下限を持たせて現実的な樹脂材料ＰＭ全体の硬化を確保しつつ、透過率に上限を持たせて紫外光ＵＶを適度に減衰させ減衰の少ない側即ち各Ｖ溝ＥＥの深い側にある樹脂材料ＰＭを優先して硬化させることができる。
【００７４】
また、第１実施形態において図５（Ａ）〜５（Ｄ）等に示すように、複数回に分割して塗布した樹脂材料ＰＭを硬化する際に、透光性樹脂部材Ｐａのうち鋸歯状部ＤＴの反対側から紫外光ＵＶの照射を行うことも可能である。
【００７５】
〔その他〕
以上実施形態に即して本発明を説明したが、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【００７６】
まず、鋸歯状部ＤＴは、構成する第１及び第２の平坦面ＦＳａ，ＦＳｂの双方に、反射面として第１及び第２の反射面２３ａ，２３ｂをそれぞれ形成するものとしているが、反射面は、第１及び第２の平坦面ＦＳａ，ＦＳｂのいずれか一方にのみ施されるものとしてもよい。例えば、第２の平坦面ＦＳｂのみに反射面を形成するものとしてもよい。この場合、第１の平坦面ＦＳａは、同一の屈折率材料で埋め込まれるため、反射面としては機能しない。従って、この場合、形成される画像取出部２３の反射面は、第２の反射面２３ｂのみとなる。つまり、画像取出部２３は、従来型の１種類の反射面のみによって画像光の取出しを行う構成となる。この場合、画像光のうち、第２の反射面２３ｂを複数回通過した後に取り出される成分が存在することになる。これに対して、本願発明の製造方法による導光板においては、画像取出部２３の裏面側を構成する紫外線硬化性樹脂部材Ｑａでのボイドの発生が抑制され、かつ、当該画像光の全反射面としても機能する最表面ＦＦが高い平坦度を有するため、第２の反射面２３ｂの通過による画像光の劣化を抑制できる。
【００７７】
また、画像取出部２３を構成する反射ユニット２３ｃの配列のピッチＰＴについては、各第１の反射面２３ａ間において全て同一となっている場合に限らず、各ピッチＰＴにある程度の差異がある場合も含むものとする。
【００７８】
上記の説明では、画像表示素子として、透過型の液晶デバイス１１を用いているが、画像表示素子としては、透過型の液晶デバイスに限らず種々のものを利用可能である。例えば、反射型の液晶パネルを用いた構成も可能であり、液晶デバイス１１に代えてデジタル・マイクロミラー・デバイス等を用いることもできる。また、ＬＥＤアレイやＯＬＥＤ（有機ＥＬ）やレーザーダイオードなどに代表される自発光型素子用いた構成も可能である。さらに、レーザー光源とポリゴンミラーその他のスキャナとを組みあわせたレーザースキャナを用いた構成も可能である。
【００７９】
上記の説明では、虚像表示装置１００は、右眼及び左眼の双方に対応して、一組ずつ画像形成装置１０及び導光板２０設ける構成としているが、右眼又は左眼のいずれか一方に対してのみ画像形成装置１０と導光板２０とを設け画像を片眼視する構成にしてもよい。
【００８０】
上記の説明では、シースルー型の虚像表示装置について説明しているが、画像取出部２３は、シースルー型以外の虚像表示装置についても適用可能である。なお、外界像を観察させる必要がない場合、第１及び第２の反射面２３ａ，２３ｂ双方の光反射率を略１００％することが可能である。
【００８１】
上記の説明では、光入射面ＩＳと光射出面ＯＳとを同一の平面上に配置しているが、これに限らず、例えば、光入射面ＩＳを第１の全反射面２２ａと同一の平面上に配置し、光射出面ＯＳを第２の全反射面２２ｂと同一の平面上に配置する構成とすることもできる。
【００８２】
上記の説明では、入射光折曲部２１を構成するミラー層２１ａや斜面ＲＳの傾斜角度について特に触れていないが、本発明は、ミラー層２１ａ等を光軸ＯＡに対して用途の他の仕様に応じて様々な値とすることができる。
【００８３】
上記の説明では、反射ユニット２３ｃによるＶ字状の溝は、先端を尖った状態で図示しているが、Ｖ字状の溝の形状については、これに限らず、先端を平らにカットしているものや先端にＲを付けているものであってもよい。
【００８４】
上記の説明では、虚像表示装置１００がヘッドマウントディスプレイであるとして具体的な説明を行ったが、虚像表示装置１００は、ヘッドアップディスプレイに改変することもできる。
【００８５】
上記の説明では、第１及び第２の全反射面２２ａ，２２ｂにおいて、表面上にミラーやハーフミラー等を施すことなく空気との界面により画像光を全反射させて導くものとしているが、本願発明における全反射については、第１及び第２の全反射面２２ａ，２２ｂ上の全体又は一部にミラーコートや、半透過のアルミ膜によるハーフミラー膜等が形成されてなされる反射も含むものとする。例えば、画像光の入射角度が全反射条件を満たした上で、全反射面２２ａ，２２ｂの全体又は一部にミラーコート等が施され、実質的に全ての画像光を反射する場合も含まれる。また、十分な明るさの画像光を得られるのであれば、多少透過性のあるミラーによって全反射面２２ａ，２２ｂの全体又は一部がコートされていてもよい。
【符号の説明】
【００８６】
１０…画像形成装置、  １１…液晶デバイス、  ２０，１２０…導光板、  ２０ａ…導光板本体部、  ２１…入射光折曲部、  ２２…導光部、  ２２ａ，２２ｂ…全反射面、  ２３…画像取出部、  ２３ａ，２３ｂ…反射面、  ２３ｃ…反射ユニット、  １００…虚像表示装置、  ＩＳ…光入射面、  ＯＳ…光射出面、  ＥＹ…眼、  ＰＴ…ピッチ、  ＲＳ…斜面、Ｐａ…透光性樹脂部材、  ＤＴ…鋸歯状部、  ＭＢ…反射膜、  ＥＥ…Ｖ溝、  ＰＭ…樹脂材料、  ＥＭ…最終樹脂、  ＦＦ…最表面、  Ｑａ…紫外線硬化性樹脂部材、  ＧＬ１，ＧＬ２，ＧＬ３…画像光、  角度…α、  ＵＶ…紫外光
【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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