CN108369346A - 导光板、光导及虚像显示装置 - Google Patents

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Abstract

导光板(30)包括：导光层(33)，其具有第一导光层(33A)及第二导光层(33B)，其中，第一导光层(33A)包含以透射在内部传播的光束的一部分的方式构成的棱镜反射阵列(35)，第二导光层(33B)覆盖棱镜反射阵列；出射面(S1)，其将透射了棱镜反射阵列的光束射出；以及至少一个支承体(35C)，其在出射面的法线方向上，具有比棱镜反射阵列的高度更高的高度。

Description

导光板、光导及虚像显示装置
技术领域
本公开涉及导光板、光导及虚像显示装置。
背景技术
近年来，将小型的显示元件所形成的图像作为虚像放大并显示的虚像显示装置的开发正在推进中。虚像显示装置例如是头戴式显示器(下面，记载为“HMD”)及平视显示器(下面，记载为“HUD”)。虚像显示装置被构成为利用导光板、组合器等，向观察者的眼睛的方向投影显示元件所射出的光。透视型的虚像显示装置能够使显示元件形成的图像的虚像重叠于透过导光板、组合器可看到的外界的风景并显示。若使用这样的虚像显示装置，则能够容易地提供AR(增强现实)环境。
专利文献1公开了具备光导部件的透视型的虚像显示装置，该光导部件包含光学系统、耦合部件、以及衍射光栅。光学系统用一系列的透镜系统将来自显示元件的显示光准直为平行光束光(准直光)以产生虚像。经由光导部件中设置的耦合部件而导入到光导部件的准直光在光导部件的内部重复全反射并传播，并被内部的衍射光栅反射而从光导部件射出到外部。射出的光束到达观察者的瞳孔。光导部件通过在使用透明材料成型的锯齿状的衍射光栅的斜面形成半反射膜，并且用与该透明材料的折射率相等的透明材料覆盖衍射光栅而构成。半反射膜的反射率与位置无关且是固定的，或以随着离光学系统变远而增加的方式变化。根据这样的构成，能够使光导部件的厚度变薄，且能够廉价地制造光导部件。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2004-157520号公报
发明内容
本发明所要解决的技术问题
然而，根据本申请发明人的研讨，在光导部件中，谋求如下的情况：来自光学系统的准直光所射出的出射面平行于与其对置的对置面，且各自是平坦的。为了实现该情况，例如，考虑将覆盖形成有半反射膜的衍射光栅的透明材料朝向衍射光栅按压。由此，能够使覆盖衍射光栅的透明材料的、与衍射光栅的表面相接的面和相反侧的面(上述的对置面)变平坦，且能够使对置面相对于出射面变得平行。然而，由于按压透明材料，因而存在衍射光栅的顶端变形、或在其顶端部分的半反射膜上发生开裂的可能性。这很可能会成为光束散射的原因。作为其结果，在光导部件的内部准直光散射，从而在投影于观察者的眼睛的虚像中发生模糊。
本公开是为了解决上述问题而完成的，其目的在于提供能够抑制投影到观察者眼睛的虚像的模糊的导光板、光导及使用了它们的虚像显示装置。
解决问题的方案
基于本发明的实施方式的导光板包括：导光层，其具有第一导光层及第二导光层，其中，所述第一导光层包含棱镜反射阵列，所述棱镜反射阵列以透射在内部传播的光束的一部分的方式构成，所述第二导光层覆盖所述棱镜反射阵列；出射面，其射出透射了所述棱镜反射阵列的光束；以及至少一个支承体，其在所述出射面的法线方向上，具有比所述棱镜反射阵列的高度更高的高度。
在某实施方式中，所述至少一个支承体也可以配置于所述棱镜反射阵列的周边。
在某实施方式中，也可以所述棱镜反射阵列在与所述出射面平行的面上具有在第一方向上排列的多个棱镜，各棱镜沿着与所述第一方向正交的第二方向延伸，所述至少一个支承体沿着所述第二方向延伸。
在某实施方式中，也可以所述棱镜反射阵列在与所述出射面平行的平行面上具有在第一方向上排列的多个棱镜，各棱镜沿着与所述第一方向正交的第二方向延伸，所述至少一个支承体沿着所述第一方向延伸。
在某实施方式中，也可以所述至少一个支承体为多个支承体，所述多个支承体呈点状地配置。
在某实施方式中，也可以所述反射阵列具有相对于所述出射面倾斜的多个第一及第二倾斜面，所述多个第一倾斜面被半反射膜覆盖，所述半反射膜是将在所述导光层的内部传播的光束的一部分反射且使所述光束的一部分透过的半反射膜，所述多个第二倾斜面没有被半反射膜覆盖。
在某实施方式中，所述多个支承体也可以分别为半球型。
在某实施方式中，所述第一导光层也可以与所述棱镜反射阵列一起具有所述至少一个支承体。
在某实施方式中，所述导光层也可以还具有第三导光层，所述第三导光层包含所述至少一个支承体。
在某实施方式中，所述至少一个支承体也可以与所述棱镜反射阵列一体地形成。
在某实施方式中，所述至少一个支承体也可以与所述棱镜反射阵列独立地形成。
在某实施方式中，所述至少一个支承体也可以是规定所述法线方向上的所述导光层的厚度的多个间隔件。
在某实施方式中，所述第二导光层的表面也可以实质上为平面。
在某实施方式中，也可以还包括：第一透明基板，其支承所述第一导光层，以及第二透明基板，其支承所述第二导光层。
基于本发明的实施方式的光导包括：耦合结构，其具有接受来自显示元件的光束的受光面；以及上述任一项所述的导光板。
基于本发明的实施方式的虚像显示装置包括：显示元件；准直光学系统，其将从所述显示元件射出的显示光进行准直；以及上述的光导。
发明效果
根据本发明的实施方式，提供能够抑制投影到观察者眼睛的虚像的模糊的导光板、光导及使用了它们的虚像显示装置。
附图说明
图1A是示意性地示出基于第一实施方式的虚像显示装置100的构成的立体图。
图1B是基于第一实施方式的虚像显示装置100的俯视图。
图2是示意性地示出基于第一实施方式的导光板30的内部结构的、平行于XZ平面的导光板30的剖视图。
图3是构成棱镜反射阵列35的多个光学棱镜35A之中的一个的、平行于XZ平面的剖视图。
图4是示意性地示出第一导光层33A的内部结构的、平行于XZ平面的导光板30的剖视图。
图5A是表示靠近耦合结构32的区域及远离的区域中的多个光学棱镜35A的排列模式的例子的示意图。
图5B是表示靠近耦合结构32的区域及远离的区域中的多个光学棱镜35A的排列模式的例子的示意图。
图5C是表示靠近耦合结构32的区域及远离的区域中的多个光学棱镜35A的排列模式的例子的示意图。
图6是用于对传播光L2的动作进行说明的、在XZ平面的导光板30的剖视图。
图7是表示通过斜向蒸镀，在棱镜反射阵列35形成半反射膜35r的情况的示意图。
图8是为了仅在光学棱镜35A的规定的面蒸镀半反射膜35r而使用的掩模50的外观图。
图9是表示在将棱镜反射阵列35上涂布的第二透明材料用石英基板38压住并加压填充后，进行UV照射并使第二透明材料聚合固化的情况的示意图。
图10是基于第二实施方式的虚像显示装置100的俯视图。
图11是示意性地示出基于第二实施方式的导光板30A的内部结构的、平行于XZ平面的导光板30A的剖视图。
图12是从基于第二实施方式的导光板30A的X方向观察的侧视图。
图13是示意性地示出支承于第一透明基板34A的第一导光层33A的内部结构的、平行于XZ平面的导光板30A的剖视图。
图14是构成棱镜反射阵列35的多个光学棱镜35A之中的一个的、平行于XZ平面的剖视图。
图15是示意性地示出基于第二实施方式的导光板30A的内部结构的、平行于YZ平面的导光板30A的剖视图。
图16是表示通过斜向蒸镀，在棱镜反射阵列35形成半反射膜35r的情况的示意图。
图17是为了仅在光学棱镜35A的规定的面蒸镀半反射膜35r而使用的掩模50的外观图。
图18是表示在将棱镜反射阵列35上涂布的第二透明材料用石英基板38压住并加压填充后，进行UV照射并使第二透明材料聚合固化的情况的示意图。
图19是表示在将多个支承棱镜35C上涂布的第二透明材料用石英基板38压住并加压填充后，进行UV照射并使第二透明材料聚合固化的情况的示意图。
图20是基于第三实施方式的虚像显示装置100的俯视图。
图21是示意性地示出基于第三实施方式的导光板30B的内部结构的、平行于XZ平面的导光板30B的剖视图。
图22是从基于第三实施方式的导光板30B的X方向观察的侧视图。
图23是示意性地示出基于第三实施方式的第三导光层33C的内部结构的、平行于YZ平面的导光板30的剖视图。
图24是表示在将棱镜反射阵列35上涂布的第二透明材料用石英基板38压住并加压填充后，进行UV照射并使第二透明材料聚合固化的情况的示意图。
图25是表示在将多个支承棱镜35C上涂布的第二透明材料用石英基板38压住并加压填充后，进行UV照射并使第二透明材料聚合固化的情况的示意图。
具体实施方式
下面，参照附图，对基于本发明的实施方式的导光板、光导及包括它们的虚像显示装置进行说明。在以下的说明中，对同一或类似的构成要素标注相同的参照符号。作为虚像显示装置的一例，对HMD的构成进行说明，但本发明的实施方式并不限定于此。例如也能够用于HUD等的其他方式的虚像显示装置。此外，也能够将一个实施方式与其他的实施方式组合。
基于本发明的实施方式的导光板包括：导光层，其具有第一导光层及第二导光层，其中，第一导光层包含棱镜反射阵列，该棱镜反射阵列以透射在内部传播的光束的一部分的方式构成，第二导光层覆盖棱镜反射阵列；出射面，其射出透射了棱镜反射阵列的光束；以及至少一个支承体，其在出射面的法线方向上，具有比棱镜反射阵列的高度更高的高度。第一导光层的折射率优选为与第二导光层的折射率大致一致。
根据本发明的实施方式，通过设置比棱镜反射阵列的高度更高的支承体，尤其能够避免在制造时可能发生的棱镜反射阵列的变形、破损，其结果，在导光板内部的光的散射被抑制，从而能够抑制投影到观察者眼睛的虚像的模糊。
(第一实施方式)
图1A是示意性地示出基于第一实施方式的虚像显示装置100的构成的立体图，图1B是虚像显示装置100的俯视图。
虚像显示装置100包括：显示元件10；接收从显示元件10射出的光，并将其进行准直的投影透镜系统(准直光学系统)20；接收准直光的耦合结构32；以及用于将来自耦合结构32的准直光向观察者的方向投影的导光板30。
在导光板30的一侧主面的端部设有耦合结构32，耦合结构32具有接收来自投影透镜系统20的准直光L1的受光面。本实施方式中，作为耦合结构32，使用沿着导光板30的一边(图1B所示的Y方向)延伸的三角柱状的棱镜。本说明书中，有时将包含导光板30和耦合结构32的光学元件称为“光导”。此外，有时将具备显示元件10和投影透镜系统20的装置称为“虚像投影装置40”。
导光板30包含将在内部传播的准直光的一部分反射并射出到外部的棱镜反射阵列35。例如，导光板30的X方向的宽度为55mm，Y方向的宽度为30mm，不包含耦合结构32的光导，即导光板30的Z方向的厚度为2.2mm。此外，如图1B所示，棱镜反射阵列35被设置于与取出光的出射面平行的面内中的规定的面内区域。本实施方式中，棱镜反射阵列35被设置于在导光板30的面内的X方向上具有宽度x，在Y方向上具有宽度y的规定的矩形状区域Rr内。
耦合结构32的受光面相对于射出光束的导光板30的出射面倾斜。虚像投影装置40的光轴即投影透镜系统20的光轴被调整为例如与耦合结构32的受光面正交。
在虚像显示装置100中，来自显示元件10的射出光(虚像显示光)被投影透镜系统20准直，之后，入射到设置于导光板30的端部的耦合结构32。入射到耦合结构32的准直光L1从导光板30的受光部31即设有耦合结构32的部分，沿着例如图1B所示的X方向(从耦合结构32朝向导光板30的相反侧的边的面内方向)重复全反射，并且在导光板30的内部传播。
从耦合结构32向导光板30导入的准直光L1如图1A及图1B所示，包含根据显示元件10的像素位置而行进方向不同的多个光束。例如，从显示元件10的中央区域射出的光束对应于向与图1B所示的X方向平行的方向前进的光束，从显示元件10的端部区域射出的光束对应于向与X方向不平行的方向前进的光束。
作为显示元件10及投影透镜系统20，可广泛使用公知的显示元件及投影透镜系统。例如使用透射型液晶显示面板或有机EL显示面板作为显示元件10，例如可使用日本特开2004-157520号公报所公开的透镜系统作为投影透镜系统20。此外，例如使用反射型液晶显示面板(LCOS)作为显示元件10，例如可使用日本特开2010-282231号公报所公开的凹面镜、透镜组作为投影透镜系统20。作为参考，在本说明书中引用日本特开2004-157520号公报及日本特开2010-282231号公报的所有公开内容。
显示元件10的大小为例如对角约0.2英寸到0.5英寸。另外，可利用投影透镜系统20调整从投影透镜系统20射出的光束的直径。此外，根据耦合结构32的尺寸来决定向导光板30入射的光束的尺寸。
图2示意性地示出主要表示导光板30的内部结构的、平行于XZ平面的截面。图3示意性地示出构成棱镜反射阵列35的多个光学棱镜35A之中的一个平行于XZ平面的截面。
导光板30包括：包含棱镜反射阵列35的导光层33、将透射了棱镜反射阵列35的光束射出的出射面S1、以及多个支承棱镜35C。耦合结构32配置于导光板30的受光部31(参照图1A)侧的出射面。但是，耦合结构32也可以配置于在导光板30中与出射面S1对置的后述的上侧主面S2。
导光层33具有包含棱镜反射阵列35的第一导光层33A和覆盖棱镜反射阵列35的第二导光层33B。棱镜反射阵列35以透射从耦合结构32入射并在内部传播的光束的一部分的方式构成。第一导光层33A的折射率优选为与第二导光层33B的折射率大致相等，第一导光层33A和第二导光层33B优选为由同一材料形成。导光层33的厚度例如被设为0.1mm到0.5mm。
在出射面S1的法线方向(图中的Z方向)上，支承棱镜35C的高度高于棱镜反射阵列35(光学棱镜35A)的高度。另外，之后对棱镜的高度的关系进行详细地说明。
第二导光层33B的外侧表面构成导光板30的上侧(观测者的相反侧)主面S2。出射面S1相当于导光板30的下侧主面S1。导光板30的下侧主面S1和上侧主面S2露出到空气中。另外，在本说明书中，为了方便，有时将导光板30的各个主面根据附图称为上侧主面S2及下侧主面S1来加以区别，但不意味着实际的使用状况中的上下的位置关系，这是不言而喻的。
本实施方式中，构成棱镜反射阵列35的多个光学棱镜35A及多个支承棱镜35C形成于同一个第一导光层33A上，且在相同的方向(X方向)上排列。
光学棱镜35A是在平行于出射面S1的面上沿着Y方向延伸的三角柱状的棱镜。棱镜反射阵列35具有在与Y方向正交的X方向上排列的多个光学棱镜35A。另外，如后所述，在相邻的两个光学棱镜35A之间也可以有狭缝状的平坦部(下面，记载为“平行面”)35B。
光学棱镜35A包含被半反射膜35r覆盖的倾斜面，且光学地作用在光束上。半反射膜35r例如由薄的金属膜(Ag膜、Al膜等)、介电膜(TiO2膜等)形成，并将入射的光束的一部分反射，且能够使光束的一部分透射。棱镜反射阵列35主要指位于第一及第二导光层33A、33B之间的界面的半反射膜35r的排列。半反射膜35r的膜厚一般在数nm到数100nm的范围内。棱镜反射阵列35在出射面S1的主要是法线方向上射出光束。具体而言，棱镜反射阵列35反射经由耦合结构32向导光板30入射的光束的一部分并将其作为虚像反射光R从导光板30的出射面S1向外部射出。另外，图2中，将虚像的水平方向的视角(±θ0)与虚像反射光R一起表示。
多个支承棱镜35C配置于棱镜反射阵列35的周边。支承棱镜35C没有被半反射膜35r覆盖，对光束在光学上没有起作用。“光学棱镜35A”和“支承棱镜35C”是在光学上明确地区别的部件。
本实施方式中，支承棱镜35C是与光学棱镜35A同样地，在平行于出射面S1的面上沿着Y方向延伸的三角柱状的棱镜。因而，与支承棱镜35C的XZ平面平行的截面形状也如图3所示那样为三角形。
本申请说明书中，光学棱镜35A及支承棱镜35C的高度h如图3所示那样意味着Z方向上的从底面到顶点的距离。其高度h是出射面S1的法线方向上的高度。
棱镜反射阵列35及多个支承棱镜35C被第二导光层33B覆盖。第二导光层33B的一侧的面具有在第一导光层33A形成的、适合于光学棱镜35A及支承棱镜35C的形状的形状，相反侧的面形成导光板30的上侧主面S2。第二导光层33B是使棱镜反射阵列35及多个支承棱镜35C的表面平坦化的部件，并以填埋其凹凸的方式而被设置。被平坦化了的导光板30的表面被支承棱镜35C的顶部(相当于棱线35L的部分)支承。因为支承棱镜35C的高度高于光学棱镜35A的高度，所以光学棱镜35A的顶部不与导光板30的表面接触而掩埋。
本实施方式中，在导光板30的上侧主面S2侧，设有棱镜反射阵列35。另外，棱镜反射阵列35可以设于导光板30的下侧主面(即出射面)S1侧。该情况下，棱镜反射阵列35形成于第一导光层33A以使在出射面S1的主要是法线方向上射出光束，且被第二导光层33B覆盖，并且第二导光层33B的外侧表面构成导光板30的下侧(观测者侧)主面S1。
如图3所示，光学棱镜35A包含第一倾斜面35D及第二倾斜面35E。通过第一及第二倾斜面35D、35E形成棱线35L(即顶部)。第一及第二倾斜面35D、35E之中的第二倾斜面35E位于导光板30的受光部31(参照图1A)侧。第一倾斜面35D相对于导光板30的出射面S1以倾斜角度α倾斜，第二倾斜角35E相对于出射面S1以大于倾斜角度α的倾斜角度β倾斜。以XY平面为基准，倾斜角度α是以顺时针的方向为正的角度，倾斜角度β是以半顺时针的方向为正的角度。例如，倾斜角度α为26°，倾斜角度β为85°。
第一倾斜面35D被半反射膜35r覆盖，该半反射膜35r是反射在导光层33的内部传播的光束(图2所示的传播光L2)的一部分且使光束的一部分透射的半反射膜。第二倾斜面没有被半反射膜35覆盖。此外，在棱镜反射阵列35中，在靠近受光部31的位置，在相邻的两个光学棱镜35A之间设有平行面35B。那些平行面35B同样也被半反射膜35r覆盖。另一方面，在远离受光部31的位置，在相邻的两个光学棱镜35A之间未设有平行面35B，光学棱镜35A挨近地连续地配置。
通过用半反射膜35r选择性地仅覆盖第一倾斜面35D和平行面35B，能够使在导光板30的内部传播的传播光L2的一部分在第一倾斜面35D及平行面35B反射，并且使从导光板30的上侧主面S2的外侧入射的光(来自外界的光)从导光板30的下侧主面S1射出。
导光板30的传播光L2在光学棱镜35A的第一倾斜面35D和平行面35B被反射，在第二倾斜面35E没有被反射。不覆盖第二倾斜面35E的理由是因为：如果第二倾斜面35E构成半反射面，则光会向未设想的方向反射而成为杂散光，因此执行高品质的虚像显示会变得更困难。
图4示意性地示出主要表示第一导光层33A的内部结构的、平行于XZ平面的截面。根据上述的导光板30的尺寸的例子，在X方向上，若将导光板30的受光部31侧一端的位置设为X＝0mm，则将导光板30的受光部31的相反侧一端的位置变为X＝55mm。
第一导光层33A具有棱镜反射阵列35及多个支承棱镜35C。例如，棱镜反射阵列35在X方向上在X＝20mm到45mm之间配置，多个支承棱镜35C可在X方向上在X＝0mm到20mm之间、和X＝45mm到55mm之间配置。支承棱镜35C的高度hs例如为0.18mm，光学棱镜35A的高度ho例如为0.14mm。此外，在棱镜反射阵列35的周边，在相邻的两个支承棱镜35C之间未存在平行面35B。相邻的两个支承棱镜35C之间的间距ps例如为3.0mm。光学棱镜35A的排列间距将后述。
图5A到图5C示意性地示出靠近耦合结构32的区域及远离的区域中的多个光学棱镜35A的排列模式的例子。图中的左侧为导光板30的受光部31侧。
首先，对根据棱镜反射阵列35的场所而改变光学棱镜35A的排列模式的理由进行说明。被棱镜反射阵列35反射的光束从导光板30射出时，存在根据出射面S1的场所而观察到亮度不同的情况。考虑到如下的情况是其原因之一：如果导光板30的棱镜反射阵列35中的反射面的分布在面内是均匀的，则在靠近来自显示元件10的光进行入射的受光部31一侧射出的准直光的强度相对变高，在远离侧射出的准直光的强度相对变低。
为了在配置有棱镜反射阵列35的区域内均等地取出虚像反射光R，优选为，以每单位面积的第一倾斜面35D的占有率在靠近受光部31的位置较小，随着远离受光部31而变大的方式来排列光学棱镜35A。因而，在靠近受光部31的位置在相邻的两个光学棱镜35A之间存在平行面35B，随着远离受光部31，它们之间的平行面35B渐渐地或者阶段性地减少，在最远离受光部31的位置平行面35B可以不存在。
如图5A到图5C所示，将光学棱镜35A的排列间距设为po，将光学棱镜35A的宽度设为a，将平行面35B的宽度设为b。另外，排列间距po相当于相邻的两个光学棱镜35A的顶点间的距离。
图5A所示的例子中，宽度a不依赖于光学棱镜35A的配置位置而设为固定，随着远离受光部31，使宽度b减少。其结果，排列间距p也随着远离受光部31而逐渐减少。例如，宽度a为0.30mm，宽度b能够以使排列间距po从0.54mm逐渐减少到0.30mm的方式而被设定。
图5B所示的例子中，排列间距po不依赖于光学棱镜35A的配置位置而设为固定，随着远离受光部31，使宽度a逐渐增加。其结果，随着远离受光部31，宽度b逐渐减少。此外，越远离受光部31，光学棱镜35A的高度ho变得越高。例如该高度ho最大为0.14mm。
图5C所示的例子中，根据光学棱镜35A的配置位置使光学棱镜35A的形状改变，来代替在相邻的两个光学棱镜35之间配置平行面35B。具体而言，将光学棱镜35A的第一倾斜面35D的倾斜角度α设为固定，以随着远离受光部31而变大的方式设定第二倾斜面35E的倾斜角度β。在本例中，排列间距po与光学棱镜35A的宽度a相等。但是，若考虑到半反射膜35r的形成(后述的斜向蒸镀)，则倾斜角度β优选为在不到90°的情况下尽可能的大。而且，为了经由棱镜反射阵列35将虚像反射光R(参照图2)向观察者的瞳孔投射，排列间距po优选为小于瞳孔直径。瞳孔直径在2.0mm到8.0mm左右之间根据环境而变化。若进一步考虑这一点，则可说排列间距po更优选为比最小瞳孔直径2mm更小。
只要支承棱镜35C的高度hs高于光学棱镜35A的高度ho，则两者的形状也可以不相似，支承棱镜35C的形状也可以为其他的棱镜形状、透镜形状。此外，支承棱镜35C可以不呈线状地延伸，也可以呈点状地排列。该情况下，支承棱镜35C可为例如半球型。也可以在棱镜反射阵列35的周围配置单一的支承体作为结构物，来代替排列多个支承棱镜35C。而且，支承棱镜35C不一定需要通过成型而配置于导光层30，也可以是规定出射面S1的法线方向上的导光层30的厚度的间隔件。间隔件可通过分散而配置于导光层30。间隔件的材料例如为玻璃。
本实施方式中，考虑到亮度的不均匀，采用以光学棱镜35A的面内密度(每单位面积的占有率)随着从受光部31远离而变得更密的方式设置了例如平行面35B的棱镜反射阵列35。但是，不一定需要这样的构成。
参照图6，着眼于来自虚像投影装置40的显示元件10的中央的虚像投影光，并对在导光板30内的传播光L2的动作进行说明。虚像反射光R是被准直了的光，并形成在观察者的大致正前方看到的虚像。
图6示意性地示出在XZ平面的导光板30的截面。
从位于导光板30的端部的受光部31(参照图4)入射的光束在导光板30的上下的主面S1及主面S2进行全反射，并且在内部传播。具体而言，以根据导光板30相对于外侧介质(在这里为空气)的相对折射率而决定的临界角以上的入射角入射到导光板30的上下主面S1及S2的光束在界面进行全反射。然后，入射的光束重复全反射，并且在导光板30的内部主要沿着图6所示的X方向传播。
传播光L2被某光学棱镜35A的第一倾斜面35D(即半反射膜35r)反射。被反射的光典型地向导光板30的出射面S1的法线方向n射出。射出的光束到达观察者的瞳孔。另一方面，透过了半反射膜35r的光束在导光板30的内部再度传播，到达其他的光学棱镜35A。
在传播光L2向出射面S1的法线方向n射出的情况下，传播光L2相对于光学棱镜35A的第一倾斜面35D以入射角α(与第一倾斜面35D的倾斜角度α相同的角度)入射。此外，以该入射角α入射的光为在导光板30中向相对于法线方向n而相差角度2α的方向前进的光，如图所示，且为能被导光板30的下表面全反射的光。因此，作为在导光板30的内部重复全反射并到达第一倾斜面35D，被反射并沿着法线方向n射出的条件，需要满足θc≦2α＜90°。在这里，θc表示导光板30的临界角，以临界角θc以上的入射角入射到导光板30的上表面及下表面的光被全反射。根据以上的说明，光学棱镜35A的倾斜角度α优选设定为满足θc/2≦α＜45°。
接下来，对虚像显示装置100的制造方法进行说明。
如图1A所示，虚像显示装置100通过具备显示元件10、投影透镜系统20、导光板30及耦合结构32，并适当地配置它们而被制造。作为显示元件10及投影透镜系统20，如上所述，能够使用各种方式的显示元件及投影透镜系统。此外，显示元件10、投影透镜系统20、导光板30根据用途利用公知的方法来适当地配置即可，在这里不详细说明。本说明书中，主要对具备了包含棱镜反射阵列35的导光板30、和耦合结构32的光导的制造方法进行说明。
在将棱镜反射阵列35成型于第一透明材料(例如紫外线固化性树脂)，在其周边将多个支承棱镜35C成型，并在棱镜反射阵列35的特定的倾斜面形成了半反射膜35r后，用第二透明材料(例如紫外线固化性树脂)使棱镜反射阵列35平坦化，由此得到导光板30。具体而言，棱镜反射阵列35及多个支承棱镜35C能够通过利用例如注塑成型、压制成型及2p成型法(Photo Polymerization Process)将第一透明材料(例如热可塑性树脂、紫外线固化性树脂等)成型来进行制造。例如，半反射膜35r通过以规定的膜厚将金属膜、介电膜等蒸镀到成型了的光学棱镜35A的第一倾斜面35D来形成。在该蒸镀时，如后所述，以不将半反射膜35r蒸镀到支承棱镜35C的方式来使用掩模。其后，通过将光(典型来说为紫外线)固化性树脂、热固化性树脂、或者二液型环氧树脂等的第二透明材料作为平坦化部件在棱镜反射阵列35及多个支承棱镜35C上涂布并加压填充，来使第二透明材料(即树脂)聚合固化。经过以上的工序，具备包含棱镜反射阵列35的导光层33完成。第一透明材料的折射率优选为与第二透明材料的折射率一致。
参照图7到图9，对导光板30的制造方法进行详细地说明。
图7示意性地示出通过斜向蒸镀，在棱镜反射阵列35形成半反射膜35r的情况。图8示意性地示出为了仅在光学棱镜35A的规定的面蒸镀半反射膜35r而使用的掩模50。图9示意性地示出在将棱镜反射阵列35上涂布的第二透明材料用石英基板38压住并加压填充后，进行UV(Ultraviolet：紫外线)照射并使第二透明材料聚合固化的情况。
作为第一导光层33A用的第一透明材料，例如能够使用日本瑞翁(株)制“ZEONEX330R”(折射率＝1.51)。通过注塑成型将棱镜反射阵列35及多个支承棱镜35成型于第一透明材料。通过该成形，可得到图4所示的棱镜反射阵列35及多个支承棱镜35一体地形成的透明部件。注塑成型是在高压下通过加热将具有流动性的成型树脂注入到金属模具并转印金属模具形状的成型方法。
如图7所示，将TiO2以膜厚(约65nm)蒸镀到棱镜反射阵列35中的多个第一倾斜面35D及多个平行面35B而形成半反射膜35r。这时，使用图8所示的掩模50，仅在与排列有光学棱镜35A的区域对应的x(25mm)×y(20mm)的区域形成半反射膜35r。另外，对于半反射膜35r的材料而言，除了TiO2以外，也能够利用其它的电介质、金属材料(例如Al或Ag)。而且，为了不在光学棱镜35A的第二倾斜面35E形成半反射膜35，优选采用斜向蒸镀。其理由是因为：如果在第二倾斜面35E形成半反射膜35r，则导光板30的内部的传播光L2向与规定的方向不同的方向反射，其结果，产生虚像的模糊、重影。
对于平坦化部件即第二导光层33B用的第二透明材料而言，例如能够使用大赛璐生产的紫外线固化型树脂“LU1303HA”(折射率＝1.51)。在将第二透明材料涂布于棱镜反射阵列35及多个支承棱镜35C上，用石英基板38压住并加压填充后，透过石英基板38地进行UV照射并使第二透明材料聚合固化。
通过用石英基板30压住，导光板30的表面能够确保平坦性，并且石英基板38由支承棱镜35C支承，因此能够确保导光板30的下侧主面(即出射面)S1和上侧主面S2的平行度。而且，支承棱镜35C的高度高于光学棱镜35A的高度，因此石英基板38与光学棱镜35A的顶部不接触。其结果，能够避免伴随光学棱镜35A的顶部变形的半反射膜35r的变形、损伤。此外，即使支承棱镜35C的顶部变形，因为没有形成半反射膜35r，所以光学上的影响非常轻微。另外，优选对石英基板38实施例如使用了脱模剂的脱模处理，使得在使第二透明材料固化后容易将其剥离。
根据本实施方式的导光板30，能够降低在导光板30内部的传播光L2的散射，其结果，能够将高品质的虚像向观察者的瞳孔投射。
(第二实施方式)
基于本实施方式的导光板30A在如下方面与基于第一实施方式的导光板30不同：多个支承棱镜35C的排列方向与棱镜反射阵列35中的多个光学棱镜35的排列方向正交。下面，以与基于第一实施方式的导光板30不同的方面为中心来进行说明。
图10是基于本实施方式的虚像显示装置100的俯视图。图11示意性地示出主要表示导光板30A的内部结构的、平行于XZ平面的截面。图12示意性地示出从X方向观察到的导光板30A的侧面。
如图10所示，与第一实施方式同样地，光学棱镜35A是在与出射面S1平行的面上沿着Y方向延伸的三角柱状的棱镜。棱镜反射阵列35具有在与Y方向正交的X方向上排列的多个光学棱镜35A。多个支承棱镜35C沿着Y方向排列于在Y方向上隔着配置有棱镜反射阵列35的区域(光学棱镜排列区域)的棱镜反射阵列35周边的区域(支承棱镜排列区域)。换而言之，光学棱镜35A沿着与X方向正交的Y方向延伸，支承棱镜35C沿着X方向延伸。基于本实施方式的支承棱镜35C在与YZ平面平行的截面上为圆弧状，在与出射面S1平行的面上沿X方向延伸。
基于本实施方式的导光板30A还具备夹持导光层33的第一及第二透明基板34A、34B。第一透明基板34A支承第一导光层33A，第二透明基板34B支承第二导光层33B。通过用透明基板夹持导光层33，有能够强化导光板30的强度、耐久性的优点。此外，通过利用透明基板，有变得容易地制造导光板30的优点。多个支承棱镜35C与棱镜反射阵列35一起在第一导光层33A形成。此外，支承棱镜35C的高度高于光学棱镜35A的高度。
图13示意性地示出表示支承于第一透明基板34A的第一导光层33A的内部结构的、平行于XZ平面的截面。图14放大并示意性地示出构成棱镜反射阵列35的多个光学棱镜35A之中的一个的、平行于XZ平面的截面。图15示意性地示出导光板30A的、平行于YZ平面的截面。
如图所示，第一导光层33A由第一透明基板34A支承。棱镜反射阵列35具有与基于第一实施方式的棱镜反射阵列相同的结构。根据第一实施方式中说明了的导光板30的尺寸的例子，在X方向上，若将导光板30的受光部31侧一端的位置设为X＝0mm，则导光板30的受光部31的相反侧一端的位置为X＝55mm。此外，在Y方向上，若将导光板30的一端的位置设为Y＝0mm，则另一端的位置为Y＝30mm。
例如与第一实施方式同样地，棱镜反射阵列35在X方向上在X＝20mm到45mm之间配置。光学棱镜35A的高度ho例如最大为0.14mm。相邻的两个光学棱镜35A之间的间距po例如为0.3mm。
例如，多个支承棱镜35C在Y方向上在Y＝0mm到5mm之间、和Y＝25mm到30mm之间配置。另外，棱镜反射阵列35可在Y＝5mm到25mm之间配置。支承棱镜35C的高度hs例如为0.18mm，相邻的两个支承棱镜35C之间的间距ps例如为3.0mm。
接下来，参照图16到图19，对导光板30A的制造方法进行说明。
图16示意性地示出通过斜向蒸镀，在棱镜反射阵列35形成半反射膜35r的情况。图17示意性地示出为了仅在光学棱镜35A的规定的面蒸镀半反射膜35r而使用的掩模50。图18示意性地示出在将棱镜反射阵列35上涂布的第二透明材料用石英基板38压住并加压填充后，进行UV照射并使树脂聚合固化的情况。图19示意性地示出在将多个支承棱镜35C上涂布的第二透明材料用石英基板38压住并加压填充后，进行UV照射并使树脂聚合固化的情况。
首先，准备第一透明基板34A。例如，作为第一透明基板34A，能够使用康宁公司生产的玻璃基板“EagleXG”(折射率＝1.51)。第一透明基板34A的厚度例如为1.1mm。作为第一导光层33A用的第一透明材料，例如能够使用(株)大赛璐生产的紫外线固化型树脂“LU1303HA”(折射率＝1.51)。通过2p成型将棱镜反射阵列35成型于第一透明基板34A上的第一透明材料。2p成型中，在将紫外线固化树脂涂布于金属模具，进而配置第一透明基板34A后对紫外线固化树脂加压填充而进行聚合固化，其后将其从金属模具脱模。由此，获得金属模具形状被转印且由第一透明基板34A支承的透明部件。
如图16所示，与第一实施方式同样地，将TiO2以膜厚(约65nm)蒸镀到棱镜反射阵列35中的多个第一倾斜面35D及多个平行面35B而形成半反射膜35r。这时，使用图17所示的掩模50，仅在与排列有光学棱镜35A的区域对应的x(25mm)×y(20mm)的区域形成半反射膜35r。而且，为了不在光学棱镜35A的第二倾斜面35E形成半反射膜35，优选采用斜向蒸镀。
作为平坦化部件即第二导光层33B用的第二透明材料，例如能够使用大赛璐生产的紫外线固化型树脂“LU1303HA”(折射率＝1.51)。此外，作为第二透明基板34B，能够使用与第一透明基板34A相同的康宁公司生产的玻璃基板“EagleXG”(折射率＝1.51，厚度＝1.1mm)。将第二透明材料涂布于棱镜反射阵列35及多个支承棱镜35C上，进而配置第二透明基板34B后用石英基板38压住并对第二透明材料加压填充，其后透过石英基板38地进行UV照射并使第二透明材料聚合固化。另外，耦合结构32作为与导光板30不同的部件而准备，且能够与导光板30的第二透明基板34B粘合。
导光板30A的下侧及上侧主面S1、S2在第一及第二透明基板34A、34B的表面被分别构成，因此能够确保各主面的平坦性，并且，通过用石英基板38压住，从而第二透明基板34B由支承棱镜35C支承，能够确保导光板30A的下侧主面S1和上侧主面S2的平行度。而且，支承棱镜35C的高度高于光学棱镜35A的高度，因此第二透明基板34B与光学棱镜35A的顶部不接触。其结果，能够避免与光学棱镜35A的顶部变形相伴随的半反射膜35r的变形、损伤。此外，即使支承棱镜35C的顶部变形，因为支承棱镜35C不具有半反射膜35r且被配置于传播光L2到达棱镜反射阵列为止的光路外，所以光学上的影响非常轻微。
根据本实施方式的导光板30A，能够降低在导光板30A内部的传播光L2的散射，其结果，能够将高品质的虚像向观察者的瞳孔投射。
(第三实施方式)
基于本实施方式的导光板30B在如下的第一方面及第二方面与基于第一实施方式的导光板30不同，第一方面：导光层33还具有包含多个支承棱镜35C的第三导光层33C；第二方面：多个支承棱镜35C的排列方向与棱镜反射阵列35中的多个光学棱镜35的排列方向正交。但是，在第一方面中，基于本实施方式的导光板30B与基于第二实施方式的导光板30A是共通的。下面，以与基于第一及第二实施方式的导光板30、30A不同的方面为中心来进行说明。
图20是基于本实施方式的虚像显示装置100的俯视图。如图20所示，与第一实施方式同样地，光学棱镜35A是在与出射面S1平行的面上沿着Y方向延伸的三角柱状的棱镜。棱镜反射阵列35具有在与Y方向正交的X方向上排列的多个光学棱镜35A。多个支承棱镜35C呈点状地排列于在Y方向上隔着配置有棱镜反射阵列35的区域(光学棱镜排列区域)的棱镜反射阵列35周边的区域(支承棱镜排列区域)。基于本实施方式的支承棱镜35C在与XZ平面及YZ平面平行的截面上是圆弧状，并在与出射面S1平行的面上呈点状地排列。
图21示意性地示出主要表示导光板30B的内部结构的、平行于XZ平面的截面。图22示意性地示出从X方向观察到的导光板30B的侧面。
基于本实施方式的导光板30B还具备夹持导光层33的第一及第二透明基板34A、34B，导光层33还具有第三导光层33C。也就是说，导光层33具有第一、第二及第三导光层33A、33B及33C。棱镜反射阵列35在第一导光层33A形成，多个支承棱镜35C在第三导光层33C形成。支承棱镜35C的顶部与第一导光层33A的同第一透明基板34A相反一侧的表面相接。与第一及第二实施方式同样地，支承棱镜35C的高度高于光学棱镜35A的高度。
再次参照图13。与第二实施方式同样地，第一导光层33A由第一透明基板34A支承，棱镜反射阵列35例如在X方向上在X＝20mm到45mm之间配置。光学棱镜35A的高度ho例如最大为0.14mm。相邻的两个光学棱镜35A之间的间距po例如为0.3mm。
图23示意性地示出导光板30B的、平行于YZ平面的截面。根据第一实施方式中说明了的导光板30的尺寸的例子，在Y方向上，若将导光板30B的一端的位置设为Y＝0mm，则另一端的位置为Y＝30mm。
多个支承棱镜35C例如在Y方向上在Y＝0mm到5mm之间、和Y＝25mm到30mm之间，且在X方向上在X＝0mm到20mm之间、和X＝45mm到55mm之间配置。另外，棱镜反射阵列35可位于Y＝5mm到25mm之间。支承棱镜35C的高度hs例如为0.18mm，相邻的两个支承棱镜35C之间的间距ps例如为3.0mm。支承棱镜35C在与XZ平面及YZ平面平行的截面上是圆弧状。
接下来，参照图24到图25，对导光板30B的制造方法进行说明。
图24示意性地示出在将棱镜反射阵列35上涂布的第二透明材料用石英基板38压住并加压填充后，进行UV照射并使第二透明材料聚合固化的情况。图25示意性地示出在将多个支承棱镜35C上涂布的第二透明材料用石英基板38压住并加压填充后，进行UV照射并使第二透明材料聚合固化的情况。
首先，利用与第二实施方式中说明了的方法同样的方法，制造由第一透明基板34A支承的、成型了棱镜反射阵列35的透明部件。作为第一透明基板34A，例如能够使用康宁公司生产的玻璃基板“EagleXG”(折射率＝1.51)。第一透明基板34A的厚度例如为1.1mm。对于第一导光层33A用的第一透明材料而言，例如能够使用(株)大赛璐生产的紫外线固化型树脂“LU1303HA”(折射率＝1.51)。
而且，与第二实施方式同样地，将TiO2以膜厚(约65nm)蒸镀到棱镜反射阵列35中的多个第一倾斜面35D及多个平行面35B来形成半反射膜35r。这时，使用掩模50，且仅在与排列有光学棱镜35A的区域对应的x(25mm)×y(20mm)的区域形成半反射膜35r。这时，为了不在光学棱镜35A的第二倾斜面35E形成半反射膜35，优选为采用斜向蒸镀。
接下来，准备第二透明基板34B。作为第二透明基板34B，例如能够使用与第一透明基板34A相同的康宁公司生产的玻璃基板“EagleXG”(折射率＝1.51)。第二透明基板34B的厚度例如为1.1mm。对于第三导光层33C用的第三透明材料而言，例如能够使用(株)大赛璐生产的紫外线固化型树脂“LU1303HA”(折射率＝1.51)。通过2p成型将多个支承棱镜35C成型于第二透明基板34B上的第三透明材料。由此，获得金属模具形状被转印且由第二透明基板34B支承的透明部件。本实施方式中，多个支承棱镜35C作为独立于棱镜反射阵列35的部件而被制造。
接下来，对于平坦化部件即第二导光层33B用的第二透明材料而言，例如能够使用大赛璐生产的紫外线固化型树脂“LU1303HA”(折射率＝1.51)。以覆盖棱镜反射阵列35的方式将第二透明材料涂布于透明部件整体，并将第一透明基板34A上的透明部件与第二透明基板34B上的透明部件重叠，之后，用石英基板38压住并对平坦化部件即第二透明材料加压填充，其后透过石英基板38地进行UV照射并使它们聚合固化。另外，耦合结构32作为与导光板30不同的部件而准备，且能够与导光板30的第二透明基板34B粘合。
导光板30A的下侧及上侧主面S1、S2在第一及第二透明基板34A、34B的表面被分别构成，因此能够确保各主面的平坦性，并且，通过用石英基板38压住，从而第一透明基板34A由支承棱镜35C支承，能够确保导光板30A的下侧主面S1和上侧主面S2的平行度。而且，支承棱镜35C的高度高于光学棱镜35A的高度，因此第二透明基板34B与光学棱镜35A的顶部不接触。其结果，能够避免与光学棱镜35A的顶部变形相伴随的半反射膜35r的变形、损伤。此外，即使支承棱镜35C的顶部变形，因为支承棱镜35C不具有半反射膜35r且被配置于传播光L2到达棱镜反射阵列为止的光路外，所以光学上的影响非常轻微。
根据本实施方式的导光板30B，能够降低在导光板30B内部的传播光L2的散射，其结果，能够将高品质的虚像向观察者的瞳孔投射。
本说明书公开了以下的项目中记载的导光板、光导及虚像显示装置。
〔项目一〕
一种导光板，包括：导光层，其具有第一导光层及第二导光层，其中，所述第一导光层包含棱镜反射阵列，所述棱镜反射阵列以透射在内部传播的光束的一部分的方式构成，所述第二导光层覆盖所述棱镜反射阵列；出射面，其射出透射了所述棱镜反射阵列的光束；以及至少一个支承体，其在所述出射面的法线方向上，具有比所述棱镜反射阵列的高度更高的高度。
根据项目一所述的导光板，提供能够抑制导光板内部的光的散射，从而抑制向观察者的眼睛投影的虚像的模糊的导光板。
〔项目二〕
项目一所述的导光板中，所述至少一个支承体配置于所述棱镜反射阵列的周边。
根据项目二所述的导光板，能够降低至少一个支承体的对传播光的光学上的作用。
〔项目三〕
项目一或二所述的导光板中，所述棱镜反射阵列在与所述出射面平行的面上具有在第一方向上排列的多个棱镜，各棱镜沿着与所述第一方向正交的第二方向延伸，所述至少一个支承体沿着所述第二方向延伸。
根据项目三所述的导光板，提供了导光板的变型。
〔项目四〕
项目一或二所述的导光板中，所述棱镜反射阵列在与所述出射面平行的平行面上具有在第一方向上排列的多个棱镜，各棱镜沿着与所述第一方向正交的第二方向延伸，所述至少一个支承体沿着所述第一方向延伸。
根据项目四所述的导光板，提供了导光板的变型。
〔项目五〕
项目一或二所述的导光板中，所述至少一个支承体为多个支承体，所述多个支承体呈点状地配置。
根据项目五所述的导光板，提供了导光板的变型。
〔项目六〕
项目一到五的任一项所述的导光板中，所述反射阵列具有相对于所述出射面倾斜的多个第一及第二倾斜面，所述多个第一倾斜面被半反射膜覆盖，所述半反射膜是将在所述导光层的内部传播的光束的一部分反射且使所述光束的一部分透过的半反射膜，所述多个第二倾斜面没有被半反射膜覆盖。
根据项目六所述的导光板，能够将导光板内部的传播光向出射面的法线方向射出。
〔项目七〕
项目五所述的导光板中，所述多个支承体分别为半球型。
根据项目七所述的导光板，提供了支承体的变型。
〔项目八〕
项目一到七的任一项所述的导光板中，所述第一导光层与所述棱镜反射阵列一起具有所述至少一个支承体。
根据项目八所述的导光板，通过将棱镜反射阵列及至少一个支承体在同一导光层形成，从而能够简化制造工序。
〔项目九〕
项目一到七的任一项所述的导光板中，所述导光层还具有包含所述至少一个支承体的第三导光层。
根据项目九所述的导光板，能够将第三导光层作为独立的部件制造。
〔项目十〕
项目一到七的任一项所述的导光板中，所述至少一个支承体与所述棱镜反射阵列一体地形成。
根据项目十所述的导光板，通过将棱镜反射阵列及至少一个支承体在同一导光层形成，从而能够简化制造工序。
〔项目十一〕
项目一到七的任一项所述的导光板中，所述至少一个支承体与所述棱镜反射阵列独立地形成。
根据项目十一所述的导光板，能够将第三导光层作为独立的部件制造。
〔项目十二〕
项目一到十一的任一项所述的导光板中，所述至少一个支承体是规定所述法线方向上的所述导光层的厚度的多个间隔件。
根据项目十二所述的导光板，能够在导光层简易地设置支承体。
〔项目十三〕
项目一到十二的任一项所述的导光板中，所述第二导光层的表面实质上为平面。
根据项目十三所述的导光板，能够确保导光板的生产率。
〔项目十四〕
项目一到十三的任一项所述的导光板中，还包括：第一透明基板，其支承所述第一导光层，以及第二透明基板，其支承所述第二导光层。
根据项目十四所述的导光板，能够强化导光板的强度、耐久性。
〔项目十五〕
一种光导，包括：耦合结构，其具有接受来自显示元件的光束的受光面；以及项目一到十四的任一项所述的导光板。
根据项目十五所述的光导，提供使用了能够抑制在导光板内部的光的散射，从而抑制向观察者的眼睛投影的虚像的模糊的导光板的光导。
〔项目十六〕
一种虚像显示装置，包括：显示元件；准直光学系统，其将从所述显示元件射出的显示光进行准直；以及项目15所述的光导。
根据项目十六所述的光导，提供具备了光导的虚像显示装置，该光导使用了能够抑制在导光板内部的光的散射，从而抑制向观察者的眼睛投影的虚像的模糊的导光板。
产业上的可利用性
基于本发明的实施方式的导光板及光导适合用于HMD、HUD等虚像显示装置。
〔引用的记载〕
本申请基于在2015年12月3日申请的日本特愿2015-236221号主张优先权，并在本申请中引用该申请的所有的公开内容。
符号说明
10 显示元件
20 投影透镜系统
30、30A、30B 导光板
32 耦合结构
33 导光层
33A 第一导光层
33B 第二导光层
34A 第一透明基板
34B 第二透明基板
35 棱镜反射阵列
35A 光学棱镜
35B 平行面
35C 支承棱镜
35D 第一倾斜面
35E 第二倾斜面
35r 半反射膜
40 虚像投影装置
50 掩模
110 虚像显示装置

Claims (16)

1.一种导光板，其特征在于，包括：
导光层，其具有第一导光层及第二导光层，其中，所述第一导光层包含以透射在内部传播的光束的一部分的方式构成的棱镜反射阵列，所述第二导光层覆盖所述棱镜反射阵列；
出射面，其射出透射了所述棱镜反射阵列的光束；以及
至少一个支承体，其在所述出射面的法线方向上，具有比所述棱镜反射阵列的高度更高的高度。
2.根据权利要求1所述的导光板，其特征在于，
所述至少一个支承体配置于所述棱镜反射阵列的周边。
3.根据权利要求1或2所述的导光板，其特征在于，
所述棱镜反射阵列在与所述出射面平行的面上具有在第一方向上排列的多个棱镜，各棱镜沿着与所述第一方向正交的第二方向延伸，所述至少一个支承体沿着所述第二方向延伸。
4.根据权利要求1或2所述的导光板，其特征在于，
所述棱镜反射阵列在与所述出射面平行的平行面上具有在第一方向上排列的多个棱镜，各棱镜沿着与所述第一方向正交的第二方向延伸，所述至少一个支承体沿着所述第一方向延伸。
5.根据权利要求1或2所述的导光板，其特征在于，
所述至少一个支承体为多个支承体，
所述多个支承体呈点状地配置。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的导光板，其特征在于，
所述反射阵列具有相对于所述出射面倾斜的多个第一及第二倾斜面，所述多个第一倾斜面被半反射膜覆盖，所述半反射膜是将在所述导光层的内部传播的光束的一部分反射且使所述光束的一部分透射的半反射膜，所述多个第二倾斜面没有被半反射膜覆盖。
7.根据权利要求5所述的导光板，其特征在于，
所述多个支承体分别为半球型。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的导光板，其特征在于，
所述第一导光层与所述棱镜反射阵列一起具有所述至少一个支承体。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的导光板，其特征在于，
所述导光层还具有包含所述至少一个支承体的第三导光层。
10.根据权利要求1至7中任一项所述的导光板，其特征在于，
所述至少一个支承体与所述棱镜反射阵列一体地形成。
11.根据权利要求1至7中任一项所述的导光板，其特征在于，
所述至少一个支承体与所述棱镜反射阵列独立地形成。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的导光板，其特征在于，
所述至少一个支承体是规定所述法线方向上的所述导光层的厚度的多个间隔件。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的导光板，其特征在于，
所述第二导光层的表面实质上为平面。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的导光板，其特征在于，还包括：
第一透明基板，其支承所述第一导光层，以及
第二透明基板，其支承所述第二导光层。
15.一种光导，其特征在于，包括：
耦合结构，其具有接受来自显示元件的光束的受光面；以及
如权利要求1至14中任一项所述的导光板。
16.一种虚像显示装置，其特征在于，包括：
显示元件；
准直光学系统，其将从所述显示元件射出的显示光进行准直；以及
如权利要求15所述的光导。
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