WO2023203600A1 - 投影基板及び投影基板の製造方法 - Google Patents

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projection
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diffraction grating
image
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達雄 稲畑
利明 生水
進 舘岡
賢 白神
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Ｃｅｌｌｉｄ株式会社
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/02—Viewing or reading apparatus

Definitions

  • the present invention relates to a projection substrate for projecting an image, and a method of manufacturing the projection substrate.
  • the image shown to the user is, for example, an AR (Augmented Reality) image or a VR (Virtual Reality) image created by a processor included in the projection unit 120.
  • the projection unit 120 irradiates a plurality of light beams as the projection light L to form the image M1 on a plane substantially parallel to the XY plane.
  • the projection unit 120 for example, irradiates the incident region 210 of the projection substrate 100 with such projection light L so as to create an erect virtual image at infinity or at a predetermined position.
  • the projection light that has entered the input region 210 passes through the branch region 220 and is output as image light P from the output region 230.
  • the image light P is emitted from the emission region 230 and enters the user's eye at a distance d from the projection substrate 100.
  • the image light P then forms an image on the retina of the user's eye as an image M2.
  • the image light P includes a plurality of bundles of light rays that form an image M2.
  • Each bundle of light rays corresponds to each of the plurality of input light rays 20 incident from the projection unit 120.
  • the first output light beam 30a corresponds to the first input light beam 20a
  • the first input light beam 20a is branched multiple times and branched multiple times between the incident area 210 and the output area 230 of the projection substrate 100. Contains multiple light rays generated by diffraction, etc.
  • the second output ray bundle 30b is connected to the second input ray 20b
  • the third output ray bundle 30c is connected to the third input ray 20c
  • the fourth output ray bundle 30d is connected to the fourth input ray 20d
  • the fifth output ray bundle 30c is connected to the fourth input ray 20d.
  • 30e correspond to the fifth input light beam 20e, respectively.
  • the image M2 formed by the image light P emitted from the emission region 230 on the retina of the user's eye corresponds to the image M1 projected by the projection light L emitted by the projection unit 120.
  • the user wearing the glasses-type terminal 10 can feel as if the image M2 is being projected onto the second surface of the projection board 100, superimposed on the scenery seen through the projection board 100.
  • the emission area 230 functions as a display area that displays the image M2 corresponding to the image M1 projected by the projection light L.
  • FIG. 5 shows an example of the configuration of the projection substrate 100 according to this embodiment.
  • FIG. 5 shows an example in which the first and second surfaces of the projection substrate 100 are arranged substantially parallel to the XY plane.
  • the projection substrate 100 is a substrate for projecting image light onto the second surface while transmitting at least a portion of the light incident from the first surface to the second surface opposite to the first surface.
  • the projection substrate 100 is, for example, a glass plate.
  • the projection substrate 100 includes an entrance region 210, a branch region 220, and an output region 230.
  • the incident region 210 receives projection light for projecting image light, and guides the incident projection light toward the branching region 220 .
  • FIG. 5 shows an example in which the incident region 210 has a circular shape in a plane substantially parallel to the XY plane, the present invention is not limited to this.
  • the incident region 210 only needs to be able to guide the projection light to the branching region 220, and may have a shape such as an ellipse, a polygon, or a trapezoid.
  • the branch area 220 has a plurality of first divided areas 224 arranged in the traveling direction of the incident projection light.
  • the second groove portions 222 formed in the plurality of first divided regions 224 have different depths. In other words, in the branching region 220, the second groove portion 222 is formed such that the proportion of light guided to the output region 230 among the input projection light differs for each first divided region 224.
  • the branch region 220 may further include a first reflective region 226, which is one of the first divided regions 224, at the farthest position from the incident region 210.
  • FIG. 5 shows an example in which the branch area 220 has three first divided areas 224 and a first reflective area 226.
  • the first reflective region 226 reflects at least a portion of the light that has passed through the plurality of first divided regions 224 back to the plurality of first divided regions 224 .
  • the first reflective region 226 has a second groove 222 with a depth greater than the depth of the second groove 222 of the adjacent first divided region 224 .
  • the depth of the second groove portion 222 of the first reflective region 226 is approximately three times or more of the largest depth of the second groove portions 222 of the plurality of first divided regions 224. More preferably, the depth of the second groove 222 of the first reflective region 226 is approximately ten times or more the largest depth of the second grooves 222 of the plurality of first divided regions 224 . Note that the second groove portions 222 of the first reflective region 226 may be arranged in the first direction.
  • FIG. 13 is a diagram showing another example of the results of a simulation of the brightness of the image formed by the pupil.
  • the vertical and horizontal axes in FIG. 13 indicate the X and Y coordinates of the pixel, respectively.
  • FIG. 13 shows the results of simulating image brightness under a plurality of conditions in which the thickness 248 of the resist film between the bottom surface of the groove and the glass plate 112 in the incident region 210 is different.
  • the brightness of the image was simulated under the same conditions in the branch region 220 and the emission region 230, similar results were obtained.
  • FIG. 13(a) shows the simulation results of image brightness when the thickness 248 of the resist film is 100 nanometers.
  • FIG. 13(b) shows a simulation result of image brightness when the thickness 248 of the resist film is 150 nanometers.
  • FIG. 13(c) shows a simulation result of image brightness when the thickness 248 of the resist film is 200 nanometers.
  • the dark areas in FIG. 13 indicate low brightness.
  • the black area showing brightness unevenness that occurs in the lower right of FIG. 13(a) is becomes smaller.
  • the thickness 248 of the resist film is increased from 150 nanometers shown in FIG. 13(b) to 200 nanometers (FIG. 13(c))
  • black areas showing uneven brightness occur at the bottom right and bottom left of FIG. 13(b). The area becomes smaller.
  • the simulation results in FIG. 13 show that as the thickness 248 of the resist film increases, the variation in brightness of the entire image decreases and the brightness becomes constant.
  • the thickness 248 of the resist film is made too large, the overall brightness decreases or uneven brightness occurs. Therefore, in the projection substrate 100, by setting the thickness 248 of the resist film to a value within an appropriate range, uneven brightness can be suppressed when the viewing angle of the eyeglass-type terminal 10 is made relatively large.
  • the difference between the refractive index of the resist and the refractive index of the glass plate is 0.4 or less.
  • the refractive index of the glass plate is 2.1.
  • the refractive index of the resist is 1.9.
  • the plurality of second division regions 234 converts at least a portion of the light reflected by the second reflection region 236 into image light from the second surface of the projection substrate 100. It emits as. Thereby, the emission region 230 can emit more projection light as image light, similarly to the branching region 220.
  • the depth of the third groove portion 232 of the plurality of second divided regions 234 is such that the amount of light emitted by each second divided region 234 as image light including the light reflected by the second reflective region 236 is approximately constant. It may be decided to do so.
  • the projection substrate 100 branches the projection light incident on the incident region 210 at a different rate for each of the plurality of first divided regions 224 of the branching region 220, and The image light is emitted from the Thereby, the projection board 100 can reduce variations in the brightness of the projected image that is observed by the user.
  • the projection substrate 100 can further reduce variations in image brightness by emitting image light at different rates for each of the plurality of second divided regions 234 in the emission region 230.
  • the widths of the convex portions and concave portions of each of the plurality of second divided regions 234 are formed such that the second fill factor becomes a predetermined value.
  • the second fill factor is the ratio of the width of the convex portion in the second direction to the third period of the third groove portion 232.
  • the second fill factor is, for example, 0.05 or more and 0.95 or less.
  • glasses-type terminal 10 Although an example of the glasses-type terminal 10 in which the above-described projection board 100 is provided on the frame 110 and the projection unit 120 irradiates the incident area 210 of the projection board 100 with projection light has been described, the present invention is not limited thereto. do not have. For example, a plurality of projection boards 100 may be fixed to the frame 110 of the eyeglass-type terminal 10. Such a glasses-type terminal 10 will be explained next.
  • a diffraction grating for diffracting light in different wavelength ranges is formed on each of the plurality of glass plates 112R, 112G, and 112B.
  • the projection unit 120 irradiates projection light of different wavelengths onto the incident regions 210 provided on each of the plurality of glass plates 112, respectively.
  • the emission areas 230 provided on each of the plurality of glass plates 112 transmit image light corresponding to the projection light irradiated from the projection unit 120 onto the plurality of incidence areas 210 from the second surface of the plurality of projection substrates 100 to the user. They each emit light to the eyes.
  • the thickness of the resist film corresponding to the plurality of glass plates 112 is determined based on the wavelength of light diffracted by the diffraction grating formed on each glass plate 112. For example, the thickness of a resist film of a diffraction grating that diffracts light corresponding to a first wavelength range is set to be larger than the thickness of a resist film of a diffraction grating that diffracts light corresponding to a second wavelength range. The thickness of the resist film when diffracting light corresponding to the second wavelength range is determined to be larger than the thickness of the resist film when diffracting light corresponding to the third wavelength range.
  • FIG. 15(a) shows a cross section of an original 400 for manufacturing a mold for the projection substrate 100.
  • the recess formed in the cross section of the original document 400 in FIG. 15(a) indicates a groove.
  • a stamp material 500 is applied to this original document 400.
  • the stamp material 500 applied to the original document 400 is cured.
  • the cured stamp material 500 has a certain degree of elasticity and can be used as a mold for manufacturing the projection substrate 100.
  • the mold of the hardened stamp material 500 is removed from the original 400. This mold has a plurality of grooves formed therein.
  • the first fill factor of the second groove portion 222 or the second fill factor of the third groove portion 232 is a value of 0.05 or more and 0.95 or less. Similar to the fill factors of the second groove part 222 and the third groove part 232, the fill factor of the first groove part 212 may have a value of 0.05 or more and 0.95 or less.

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Abstract

第１面から入射した特定の波長範囲の光の少なくとも一部を第１面の反対側の第２面へと透過させつつ、第２面に画像を投影させるための投影基板であって、第１面側に設けられた透明なガラス板と、ガラス板に対して第２面側に設けられており、画像に対応する光が回折しながら伝播するようにレジストにより複数の溝が形成された回折格子と、を有し、溝の底面とガラス板との間のレジスト膜の厚みが、溝において回折する光の波長に基づいて定められている。

Description

投影基板及び投影基板の製造方法
　本発明は、画像を投影するための投影基板、及び当該投影基板の製造方法に関する。
　頭部搭載型ディスプレイデバイスでは、光プロジェクタシステムから出力された光が、透明な基板に形成された導波管を伝播してユーザに視認される（例えば、特許文献１）。
特表２０２１－５０９７２６号公報
　頭部搭載型ディスプレイデバイスでは、その画像がみえる範囲である視野角を大きくすることが要求されている。特許文献１に記載されたディスプレイデバイスでは、視野角を大きくすると輝度ムラが生じるという問題があった。
　そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、頭部搭載型ディスプレイデバイスにおいて輝度ムラが生じることを抑制することができる投影基板を提供することを目的とする。
　本発明の第１の態様の投影基板は、第１面から入射した特定の波長範囲の光の少なくとも一部を前記第１面の反対側の第２面へと透過させつつ、前記第２面に画像を投影させるための投影基板であって、前記第１面側に設けられた透明なガラス板と、前記ガラス板に対して前記第２面側に設けられており、前記画像に対応する前記光が回折しながら伝播するようにレジストにより複数の溝が形成された回折格子と、を有し、前記溝の底面と前記ガラス板との間のレジスト膜の厚みが、前記溝において回折する前記光の波長に基づいて定められている。
　前記溝の底面と前記ガラス板との間のレジスト膜の厚みが、当該溝の深さ及び当該溝のピッチに基づいて定められていてもよい。前記レジスト膜の厚みが、１０ナノメートル以上５００ナノメートル未満であってもよい。前記レジストの屈折率と前記ガラス板の屈折率との差が０．４以下であってもよい。前記回折格子のフィルファクターが０．０５以上０．９５以下であってもよい。
　前記第１面から入射した前記光を所定方向へ反射させる第１回折格子と、前記第１回折格子から入射した前記光の一部を回折させる第２回折格子と、前記第２回折格子から入射した前記光の少なくとも一部を反射させ、反射した前記光を画像光として投影する第３回折格子と、を有し、前記第２回折格子の前記溝の底面と前記ガラス板との間の前記レジスト膜の厚みが、当該溝において回折する光の波長に基づいて定められていてもよい。
　前記投影基板は、複数のガラス板を備え、前記複数のガラス板のそれぞれには、異なる波長範囲の前記光を回折させるための前記回折格子がそれぞれ形成されており、前記複数のガラス板に対応する前記レジスト膜のそれぞれの厚みは、それぞれの前記ガラス板に形成された前記回折格子において回折する前記光の波長に基づいて定められていてもよい。第１波長範囲に対応する前記回折格子は、当該第１波長範囲より短い第２波長範囲に対応する前記回折格子と比較して、その前記レジスト膜の厚みが大きくてもよい。
　本発明の第２の態様の投影基板の製造方法は、画像を投影するための投影基板を製造する製造方法であって、透明なガラス板上にレジストを塗布するステップと、複数の溝が形成された型を、前記複数の溝において回折する光の波長に基づいて定められた位置まで前記レジストに押し付けるステップと、前記レジストに前記型を押し付けた状態において前記レジストを紫外線又は熱により硬化させるステップと、前記型を前記レジストから取り外すステップと、を有する。
　本発明によれば、頭部搭載型ディスプレイデバイスにおいて輝度ムラが生じることを抑制することができるという効果を奏する。
本実施形態に係る眼鏡型端末の構成例を示す。 本実施形態に係る眼鏡型端末における投影光の光路の概略を示す。 本実施形態に係る投影基板における投影光の光路の概略を示す。 本実施形態に係る投影部が投影基板に照射する投影光と、投影基板が出射する画像光の一例を示す。 本実施形態に係る投影基板の構成例を示す。 回折格子を含む入射領域２１０の構成例を示す。 マルチステップタイプの回折格子を含む入射領域２１０の構成例を示す。 スランテッドテップタイプの回折格子を含む入射領域２１０の構成例を示す。 ブレーズドタイプの回折格子を含む入射領域２１０の構成例を示す。 レジスト膜の厚みを説明するための図である。 瞳で結像する画像の輝度のシミュレーションの結果を示す図である。 瞳で結像する画像の輝度のシミュレーションの結果を示す図である。 瞳で結像する画像の輝度のシミュレーションの結果の別の例を示す図である。 本実施形態に係る眼鏡型端末の変形例を示す。 投影基板の製造方法を示す。 投影基板の製造方法を示す。
＜眼鏡型端末１０の構成例＞
　図１は、本実施形態に係る眼鏡型端末１０の構成例を示す。本実施例において、互いに直交する３つの軸をＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸とする。眼鏡型端末１０は、ユーザが装着する、例えば、ウェアラブルデバイスである。眼鏡型端末１０は、眼鏡越しの景色をユーザに観察させつつ、投影基板１００に設けられている表示領域に画像に対応する画像光を投影する。眼鏡型端末１０は、投影基板１００と、フレーム１１０と、投影部１２０とを備える。
　投影基板１００は、第１面から入射する特定の波長範囲の光の少なくとも一部を第２面へと透過させつつ、第２面に画像を投影させる。ここで、投影基板１００の第１面は、眼鏡型端末１０をユーザが装着した状態でユーザとは反対側を向く面である。また、投影基板１００の第２面は、眼鏡型端末１０をユーザが装着した状態でユーザを向く面である。図１は、投影基板１００の第１面及び第２面がＸＹ平面と略平行に配置されている例を示す。投影基板１００は、例えば、ガラス板にウェーブガイドとして機能する回折格子が形成されている基板である。ガラス板１１２は、投影基板の第１面側に設けられている。回折格子は、ガラス板１１２に対して第２面側に設けられている。回折格子には、レジストにより複数の溝が形成されている。この溝は、画像に対応する光が回折しながら伝播するように形成されている。投影基板１００については後述する。
　フレーム１１０は、投影基板１００を固定している。フレーム１１０には、ユーザの右眼用のレンズ及び左眼用レンズのうち少なくとも一方として投影基板１００が設けられている。図１は、フレーム１１０にユーザの右眼用のレンズとして投影基板１００ａが設けられており、左眼用レンズとして投影基板１００ｂが設けられている例を示す。
　これに代えて、フレーム１１０は、ユーザの右眼用のレンズ又は左眼用レンズとして１つの投影基板１００が設けられていてもよい。また、フレーム１１０は、ユーザの両眼用レンズとして１つの投影基板１００が設けられていてもよい。この場合、フレーム１１０は、ゴーグルの形状を有してもよい。フレーム１１０は、ユーザが当該眼鏡型端末１０を装着できるように、テンプル、ストラップ等の部位を有する。
　投影部１２０は、フレーム１１０に設けられており、投影基板１００に画像光を投影させるための投影光を投影基板１００に向けて照射する。フレーム１１０には、このような投影部１２０が１又は複数設けられている。図１は、投影基板１００ａに投影光Ｌ１を照射するための投影部１２０ａと、投影基板１００ｂに投影光Ｌ２を照射するための投影部１２０ｂとがフレーム１１０に設けられている例を示す。
　投影部１２０は、フレーム１１０の投影基板１００を固定している部位に設けられていてもよく、フレーム１１０のテンプル等に設けられていてもよい。投影部１２０は、フレーム１１０と一体になるように設けられていることが望ましい。投影部１２０は、例えば、１つの波長を含む投影光を投影基板１００に照射して、ユーザに単色の画像を観察させる。また、投影部１２０は、複数の波長を含む投影光を投影基板１００に照射して、ユーザに複数の色を含む画像を観察させてもよい。
　図２は、本実施形態に係る眼鏡型端末１０における投影光の光路の概略を示す。投影部１２０は、投影基板１００に設けられている入射領域２１０に投影光を照射する。入射領域２１０は、投影基板１００の基板内に投影光を導波する。そして、投影基板１００は、基板内を導波された投影光を出射領域２３０から画像光として出射する。なお、入射領域２１０及び出射領域２３０については後述する。
　図３は、本実施形態に係る投影基板１００における投影光の光路の概略を示す。後述するが、投影基板１００は、入射領域２１０、分岐領域２２０、及び出射領域２３０を有する。投影光Ｌは、入射領域２１０に入射し、分岐領域２２０を経て出射領域２３０から画像光Ｐとして出射する。分岐領域２２０は、投影光Ｌが入射領域２１０から離れて進行するにつれて、投影光Ｌを一部ずつ出射領域２３０に導波する。
　同様に、出射領域２３０も、投影光Ｌが分岐領域２２０から離れて進行するにつれて、投影光Ｌの一部ずつの光を画像光Ｐの一部として出射する。これにより、投影基板１００は、入射領域２１０に入射した投影光Ｌを出射領域２３０から画像光Ｐとして出射する。
　ここで、分岐領域２２０が、分岐領域２２０の領域全体において一定の割合で投影光Ｌを出射領域２３０に導波する例を考える。この場合、投影光Ｌが入射領域２１０から離れて進行するにつれて投影光Ｌの光量が減少するので、分岐領域２２０から出射領域２３０に入射する投影光Ｌは、入射領域２１０からの距離によって強度が異なってしまうことがある。
　同様に、出射領域２３０が、出射領域２３０の領域全体において一定の割合で投影光Ｌを画像光Ｐとして出射する例を考える。この場合、投影光Ｌが分岐領域２２０から離れて進行するにつれて投影光Ｌの光量が減少するので、出射領域２３０から出射する画像光Ｐは、入射領域２１０からの距離及び出射領域２３０からの距離によって強度が異なってしまうことがある。例えば、出射領域２３０が投影する画像の左上の画素から右下の画素に向けて、輝度が徐々に低減してしまうことがある。本実施形態に係る投影基板１００は、このような輝度のバラツキを低減させるものである。
＜投影光と画像光の一例＞
　図４は、本実施形態に係る投影部１２０が投影基板１００に照射する投影光Ｌと、投影基板１００が出射する画像光Ｐの一例を示す。投影部１２０は、例えば、＋Ｚ方向に位置する投影基板１００の第２面に向けて投影光Ｌを照射する。投影光Ｌは、ユーザに見せる画像に対応しており、例えば、ＸＹ平面と略平行な面にスクリーン等を設置して投影光Ｌを投影させた場合、当該スクリーンにはユーザに観察させる画像Ｍ１が表示される。ユーザに見せる画像は、例えば投影部１２０が有するプロセッサが作成するＡＲ（Augmented Reality）画像又はＶＲ（Virtual Reality）画像である。このように、投影部１２０は、ＸＹ平面と略平行な面に画像Ｍ１を形成する複数の光線を投影光Ｌとして照射する。
　本実施形態において、投影部１２０が、ＸＹ平面と略平行な面においてＸ軸方向を長手方向とした略長方形の画像Ｍ１を投影する例を説明する。また、図４において、投影部１２０が照射する複数の光線のうち５つの光線を入力光線２０として示す。例えば、画像の左上の画素に対応する光線を第１入力光線２０ａ、画像の左下の画素に対応する光線を第２入力光線２０ｂ、画像の中央の画素に対応する光線を第３入力光線２０ｃ、画像の右上の画素に対応する光線を第４入力光線２０ｄ、画像の右下の画素に対応する光線を第５入力光線２０ｅとする。
　投影部１２０は、例えば、このような投影光Ｌを無限遠または所定の位置に正立虚像を作る様に投影基板１００の入射領域２１０に照射する。入射領域２１０に入射した投影光は、分岐領域２２０を経て出射領域２３０から画像光Ｐとして出射される。画像光Ｐは、出射領域２３０から出射され、投影基板１００から距離ｄだけ離れたユーザの眼に入射する。そして、画像光Ｐは、ユーザの眼の網膜で画像Ｍ２として結像する。このように、画像光Ｐは、画像Ｍ２として結像する複数の光線束を含む。
　図４において、投影基板１００の出射領域２３０の円形領域Ｃから照射され、所定の位置で結像する複数の光線束のうち５つの光線束を出力光線束３０として示す。例えば、画像の右下の画素として結像する光線束を第１出力光線束３０ａ、画像の右上の画素として結像する光線束を第２出力光線束３０ｂ、画像の中央の画素として結像する光線束を第３出力光線束３０ｃ、画像の左下の画素として結像する光線束を第４出力光線束３０ｄ、画像の左上の画素として結像する光線束を第５出力光線束３０ｅとする。
　それぞれの光線束は、投影部１２０から入射した複数の入力光線２０のそれぞれに対応する。例えば、第１出力光線束３０ａは、第１入力光線２０ａに対応しており、第１入力光線２０ａが投影基板１００の入射領域２１０から出射領域２３０までの間に複数回の分岐及び複数回の回折等によって発生した複数の光線を含む。同様に、第２出力光線束３０ｂは第２入力光線２０ｂに、第３出力光線束３０ｃは第３入力光線２０ｃに、第４出力光線束３０ｄは第４入力光線２０ｄに、第５出力光線束３０ｅは第５入力光線２０ｅに、それぞれ対応する。
　言い換えると、出射領域２３０から出射される画像光Ｐがユーザの眼の網膜で結像した画像Ｍ２は、投影部１２０が照射した投影光Ｌが投影する画像Ｍ１に対応する。これにより、眼鏡型端末１０を装着したユーザは、投影基板１００越しに見る風景に重ねて、投影基板１００の第２面に画像Ｍ２が投影されているように感じることができる。言い換えると、出射領域２３０は、投影光Ｌが投影する画像Ｍ１に対応する画像Ｍ２を表示させる表示領域として機能する。
　図４において、ユーザが観測する画像Ｍ２は、投影光Ｌが投影する画像Ｍ１を上下及び左右に反転した画像となる例を示す。なお、投影光Ｌが投影する画像Ｍ１は、静止画であってもよく、これに代えて、動画であってもよい。以上のように、入射した投影光Ｌに対応する画像光Ｐを出射する投影基板１００について次に説明する。
＜投影基板１００の構成例＞
　図５は、本実施形態に係る投影基板１００の構成例を示す。図５は、投影基板１００の第１面及び第２面がＸＹ平面と略平行に配置されている例を示す。投影基板１００は、第１面から入射した光の少なくとも一部を第１面の反対側の第２面へと透過させつつ、第２面に画像光を投影させるための基板である。投影基板１００は、一例として、ガラス板である。投影基板１００は、入射領域２１０と、分岐領域２２０と、出射領域２３０とを備える。
＜入射領域２１０の例＞
　入射領域２１０は、画像光を投影させるための投影光が入射し、入射した投影光を分岐領域２２０に向けて導波する。図５は、入射領域２１０がＸＹ平面と略平行な面において、円形の形状を有する例を示すが、これに限定されることはない。入射領域２１０は、投影光を分岐領域２２０へと導波できればよく、楕円形、多角形、台形等の形状を有してよい。
　入射領域２１０は、複数の第１溝部２１２が第１周期で形成されている回折格子を有する。言い換えると、複数の第１溝部２１２は、予め定められた溝の幅及び間隔で投影基板１００の上面に同一方向に配列されていることにより、回折格子として機能する。入射領域２１０は、反射型又は透過型の回折格子を有する。入射領域２１０の回折格子（第１回折格子に相当）は、第１面から入射した投影光を所定方向へ透過又は反射させる。例えば、入射領域２１０の回折格子は、反射型回折又は透過型回折によって分岐領域２２０の方向に投影光を導く。
　複数の第１溝部２１２の第１周期は、例えば、１０ｎｍ程度から１０μｍ程度の範囲である。第１周期は、１００ｎｍ程度から１μｍ程度の範囲であることが好ましい。第１周期は、２００ｎｍ程度から８００ｎｍ程度の範囲であることがより好ましい。複数の第１溝部２１２の深さは、１ｎｍ程度から１０μｍ程度の範囲である。複数の第１溝部２１２の深さは、５０ｎｍ程度から８００ｎｍ程度の範囲であることが好ましい。
　複数の第１溝部２１２のフィルファクターは、０．０５以上０．９５以下の範囲であることが好ましい。ここで、フィルファクターは、隣接する２つの第１溝部２１２の間の距離を第１周期で割った値である。なお、隣接する２つの第１溝部２１２の間の距離をライン、第１溝部２１２の幅をスペース、第１周期をピッチと呼ぶことがあり、この場合、ピッチはラインとスペースの和であり、フィルファクターは、ラインをピッチで割った値である。
　複数の第１溝部２１２は、例えば、入射領域２１０から分岐領域２２０に向かう方向に配列されている。ここで、入射領域２１０から分岐領域２２０に向かう投影光の進行方向を第１方向とする。図５は、第１方向がＸ軸方向と略平行な方向であり、Ｙ軸方向と略平行な方向に延伸する第１溝部２１２が第１方向に配列されている例を示す。投影光は、収束しつつ入射領域２１０に入射するので、入射領域２１０は、投影基板１００の面内において第１方向を中心として広がり角を有するように投影光を分岐領域２２０へと導波する。
＜分岐領域２２０の例＞
　分岐領域２２０は、入射領域２１０から入射した投影光の一部を出射領域２３０に向けて導波する。分岐領域２２０は、ＸＹ平面と略平行な面において、投影光が通過する領域に設けられている。分岐領域２２０は、反射型の回折格子を有する。分岐領域２２０の回折格子（第２回折格子に相当）は、入射領域２１０の回折格子から入射した投影光の一部を回折させる。分岐領域２２０の回折格子は、反射型回折によって出射領域２３０の方向へと投影光を導く。分岐領域２２０は、例えば、第１方向を長手方向とした長方形の形状を有する。
　なお、投影光は第１方向を中心に広がりながら進行するので、分岐領域２２０は、入射領域２１０から離れるにつれて、入射領域２１０を通り投影光の進行方向である第１方向から離れるように広がる形状を有していることが好ましい。分岐領域２２０は、例えば、ＸＹ平面と略平行な面において、台形、扇型等の形状を有する。図５は、分岐領域２２０が台形の形状を有する例を示す。このような形状の分岐領域２２０は、投影光がＸＹ平面において広がりながら進行する領域に対応して形成することができ、投影光を効率的に導波することができる。
　分岐領域２２０は、複数の第２溝部２２２が第２周期で形成されている回折格子を有する。言い換えると、複数の第２溝部２２２は、予め定められた溝の幅及び間隔で投影基板１００の上面に同一方向に配列されている。
　複数の第２溝部２２２の第２周期は、複数の第１溝部２１２の第１周期とは異なる周期である。第２周期は、投影光を出射領域２３０へと導くために適切な周期が選択されることが望ましい。第２周期は、例えば、１０ｎｍ程度から１０μｍ程度の範囲である。第２周期は、５０ｎｍ程度から１μｍ程度の範囲であることが好ましい。第２周期は、１００ｎｍ程度から７００ｎｍ程度の範囲であることがより好ましい。複数の第２溝部２２２の深さは、１ｎｍ程度から１０μｍ程度の範囲である。複数の第２溝部２２２の深さは、５ｎｍ程度から８００ｎｍ程度の範囲であることが好ましい。
　複数の第２溝部２２２は、例えば、予め定められた方向に配列されている。例えば、分岐領域２２０から出射領域２３０に向かう方向を第２方向とし、第１方向と第２方向とがなす角を第１角度とする。この場合、複数の第２溝部２２２は、第１方向に対して第１角度の１／２の角度だけ第２方向に傾斜する方向に形成されている。図５は、第２方向がＹ軸方向と略平行な方向であり、第１角度が略９０度であり、複数の第２溝部２２２が第１方向に対して略４５度だけ第２方向に傾斜した方向に配列している例を示す。
　分岐領域２２０は、入射した投影光の進行方向に配列されている複数の第１分割領域２２４を有する。複数の第１分割領域２２４に形成されている第２溝部２２２は、それぞれ深さが異なる。言い換えると、分岐領域２２０において、入力した投影光のうち出射領域２３０へと導波される光の割合が第１分割領域２２４毎に異なるように、第２溝部２２２が形成されている。
　分岐領域２２０は、３つ以上の第１分割領域２２４を有することが望ましい。複数の第１分割領域２２４それぞれに形成された複数の第２溝部２２２の第２周期は、例えばすべて同一である。このように、分岐領域２２０は、複数の第１分割領域２２４に分割され、出射領域２３０に導波される投影光の光量を第１分割領域２２４毎に異ならせることにより、入射領域２１０からの距離によって強度が異なる投影光を出射領域２３０に導波しつつ、投影光の進行方向に対して垂直な方向の光量の分布を略一定に調節する。
　例えば、一の第１分割領域２２４に設けられている第２溝部２２２の深さが、一の第１分割領域２２４よりも入射領域２１０に近い第１分割領域２２４に設けられている第２溝部２２２の深さよりも大きくなるように第２溝部２２２が形成されている。この場合、複数の第１分割領域２２４のうち隣接する２つの第１分割領域２２４の第２溝部２２２の深さの変化率は、入射領域２１０から離れるほど大きくてもよい。
　一例として、図５に示すように、３つの第１分割領域２２４を有する分岐領域２２０を考える。分岐領域の回折格子は、第１分割領域２２４ａと、入射領域２１０の回折格子からの距離が第１分割領域２２４ａに比べて大きい第１分割領域２２４ｂと、入射領域２１０の回折格子からの距離が第１分割領域２２４ｂに比べて大きい第１分割領域２２４ｃと、に配置されている。ここで、３つの第１分割領域２２４のうち最も入射領域２１０に近い第１分割領域２２４ａは、入射した投影光の略１／４の光量の光を出射領域２３０に導波させるように、第２溝部２２２ａの深さが形成されているとする。この場合、最も入射領域２１０に近い第１分割領域２２４ａに入射した投影光の残りの略３／４の光量は、隣接する第１分割領域２２４ｂに入射する。
　第１分割領域２２４ｂは、入射した投影光の略１／３の光量の光を出射領域２３０に導波するように、第２溝部２２２ｂの深さが形成されているとする。言い換えると、入射領域２１０に２番目に近い第１分割領域２２４ｂの第２溝部２２２ｂの深さは、入射領域２１０に最も近い第１分割領域２２４ａと比較して４／３倍の光量の光を出射領域２３０に導波するように、第２溝部２２２ａの深さよりも大きく形成されている。このような第１分割領域２２４ｂは、入射領域２１０に最も近い第１分割領域２２４ａに入射した投影光の略１／４の光量の光を出射領域２３０に導波することになる。
　そして、最も入射領域２１０に近い第１分割領域２２４ａに入射した投影光の残りの略１／２の光量は、隣接する第１分割領域２２４ｃに入射する。入射領域２１０に３番目に近い第１分割領域２２４ｃは、入射した投影光の略１／２の光量の光を出射領域２３０に導波するように、第２溝部２２２ｃの深さが形成されているとする。言い換えると、入射領域２１０に３番目に近い第１分割領域２２４ｃの第２溝部２２２ｃの深さは、入射領域２１０に２番目に近い第１分割領域２２４ｂと比較して３／２倍の光量の光を出射領域２３０に導波するように、第２溝部２２２ｂの深さよりも大きく形成されている。
　また、３つの第１分割領域２２４のうち隣接する２つの第１分割領域２２４の第２溝部２２２の深さの変化率は、入射領域２１０から離れるほど大きくなるように形成されている。そして、入射領域２１０に３番目に近い第１分割領域２２４ｃは、入射領域２１０に最も近い第１分割領域２２４ａに入射した投影光の略１／４の光量の光を出射領域２３０に導波することになる。以上の例のように、分岐領域２２０は、出射領域２３０に導波する投影光の光量を第１分割領域２２４毎に異ならせて所定の値にすることにより、それぞれの第１分割領域２２４に対応する出射領域２３０へと導波する投影光の光量をほぼ一定の分布にしつつ、投影光を出射領域２３０に導波できることがわかる。
　なお、分岐領域２２０は、入射領域２１０から最も遠い位置に、第１分割領域２２４の一つである第１反射領域２２６を更に有してもよい。図５は、分岐領域２２０が３つの第１分割領域２２４と第１反射領域２２６とを有する例を示す。第１反射領域２２６は、複数の第１分割領域２２４を通過した光の少なくとも一部を再び複数の第１分割領域２２４へと反射する。第１反射領域２２６は、隣接する第１分割領域２２４の第２溝部２２２の深さよりも大きい深さの第２溝部２２２を有する。
　例えば、第１反射領域２２６の第２溝部２２２の深さは、複数の第１分割領域２２４の第２溝部２２２のうち最も大きい深さの略３倍以上の深さを有することが望ましい。第１反射領域２２６の第２溝部２２２の深さは、複数の第１分割領域２２４の第２溝部２２２のうち最も大きい深さの略１０倍以上の深さを有することがより望ましい。なお、第１反射領域２２６の第２溝部２２２は、第１方向に配列されていてもよい。
　分岐領域２２０がこのような第１反射領域２２６を有することにより、複数の第１分割領域２２４は、第１反射領域２２６が反射した光の少なくとも一部を出射領域２３０へと導波する。これにより、分岐領域２２０は、より多くの投影光を出射領域２３０へと導波することができる。なお、複数の第１分割領域２２４の第２溝部２２２の深さは、それぞれの第１分割領域２２４が第１反射領域２２６による反射光を含めて出射領域２３０へと導波する投影光の光量を略一定にさせるように決められていてもよい。
＜入射領域２１０の断面図の例＞
　図６は、回折格子を含む入射領域２１０の構成例を示す。入射領域２１０は、透明基板２１４と、樹脂層２１６と、反射層２１８とを備える。透明基板２１４は、投影光Ｌ１が透過する材料で形成されている。透明基板２１４は、例えばガラス、プラスチックで形成されている。本実施形態に係る透明基板２１４は、厚さ０．４ｍｍのガラスで形成されている。なお、透明基板２１４の樹脂層２１６と反対側の面に、反射防止膜（Anti-Reflection Coating）を設けてもよい。反射防止膜は、例えばフッ化マグネシウム、サファイヤ又は二酸化ケイ素で形成されている。このようにすることで、透明基板２１４の樹脂層２１６と反対側の面での反射を低減できる。
　樹脂層２１６は、例えば樹脂又はレジストで形成されている。樹脂層２１６は、例えば、１０ｎｍ以上５００ｎｍ未満の範囲で形成である。樹脂層２１６は、３０ｎｍ以上２００ｎｍ未満の範囲であることが好ましい。
　樹脂層２１６は、凹凸部である複数の第１溝部２１２を含む。複数の第１溝部２１２は、投影光Ｌ１を分岐領域２２０に導波する方向に第１周期で繰り返して形成されている。第１溝部２１２は、図６に示すように凹部２１２ａと凸部２１２ｂとにより構成されるバイナリタイプの回折格子である。言い換えると、複数の第１溝部２１２は、予め定められた溝の幅及び間隔で投影基板１００の上面に同一方向に配列されていることにより、回折格子として機能する。入射領域２１０の回折格子は、反射型の回折格子である。入射領域２１０の回折格子は、反射型回折によって分岐領域２２０の方向に投影光Ｌｒを導く。
　複数の第１溝部２１２は、階段状に構成されてもよい。階段状に形成された第１溝部２１２は、言い換えるとマルチステップタイプの回折格子である。図７は、マルチステップタイプの回折格子を含む入射領域２１０の構成例を示す。
　複数の第１溝部２１２は、投影光Ｌ１を分岐領域２２０に導波する方向に傾斜して構成されてもよい。投影光Ｌ１を分岐領域２２０に導波する方向に傾斜して構成された第１溝部２１２は、言い換えるとスランテッドタイプの回折格子（ステント型回折格子ともいう。）である。図８は、スランテッドテップタイプの回折格子を含む入射領域２１０の構成例を示す。
　複数の第１溝部２１２は、鋸刃状に構成されてもよい。鋸刃状に構成された第１溝部２１２は、言い換えるとブレーズドタイプの回折格子（刻線回折格子ともいう。）である。図９は、ブレーズドタイプの回折格子を含む入射領域２１０の構成例を示す。
　反射層２１８は、透明基板２１４及び樹脂層２１６を透過した投影光Ｌ１を反射する。反射層２１８は、複数の第１溝部２１２で構成された回折格子における透明基板２１４と反対側の面上に形成されている。反射層２１８は、例えば、金属で形成されている。具体的には、反射層２１８は、アルミニウム、銀、酸化タンタル又は酸化ニッケルの少なくともいずれかで形成されている。反射層２１８は、例えば、１０ｎｍ程度から２００ｎｍ程度の厚みのアルミニウムで形成される。反射層２１８は、５０ｎｍ程度から１５０ｎｍ程度の範囲で形成されることが好ましい。本実施例の反射層２１８は、１００ｎｍの厚みのアルミニウムで形成されている。
　反射層２１８は、樹脂層２１６の透明基板２１４と反対側の表面を覆うように形成されている。例えば、反射層２１８は、図６に示すバイナリタイプの回折格子のように反射層２１８の厚みが一定になるように形成される。また、透明基板２１４は、図７にマルチステップタイプのように反射層２１８の表面が平坦になるように形成されてもよい。
＜レジスト膜の厚みの例＞
　図１０は、レジスト膜の厚みを説明するための図である。複数の第２溝部２２２は、ガラス板１１２上に形成されている。ライン２４０は、第２溝部２２２の凸部２２３ａの幅である。スペース２４２は、第２溝部２２２の第１凹部２２３ｂの幅である。ピッチ２４４は、ライン２４０とスペース２４２との和であり、第２周期の長さである。第１フィルファクターは、ライン２４０をピッチ２４４で除算した値である。
　第２溝部２２２の底面とガラス板１１２との間のレジスト膜の厚み２４８は、一例としては１０ナノメートル以上５００ナノメートル未満である。レジスト膜の厚み２４８は、第２溝部２２２において回折する光の波長によって定められる。より詳しくは、緑色（波長４９０ナノメートルから５５０ナノメートル）の光を回折させるためのレジスト膜の厚み２４８は、青色（波長４３０ナノメートルから４９０ナノメートル）の光を回折させるためのレジスト膜の厚み２４８よりも大きくなるように定められる。
　第２溝部２２２の底面とガラス板１１２との間のレジスト膜の厚み２４８は、第２溝部の深さ２２２と、第２溝部２２２のピッチ２４４とに基づいて定められている。本明細書の例では、ピッチが２６０ナノメートルであるときのレジスト膜の厚み２４８は、３０ナノメートル以上２００ナノメートル未満である。このとき、レジスト膜の厚み２４８は、第２溝部２２２の深さ２４６の２０倍以下にすることが好ましい。
　図１１及び図１２は、瞳で結像する画像の輝度のシミュレーションの結果を示す図である。図１１の縦軸及び横軸はそれぞれ画素のＸ座標及びＹ座標を示す。図１１及び図１２は、入射領域２１０において溝部の底面とガラス板１１２との間のレジスト膜の厚み２４８が異なる複数の条件で画像の輝度をシミュレーションした結果を示している。分岐領域２２０及び出射領域２３０においても同様の条件で画像の輝度をシミュレーションしたところ、同様の結果を示した。
　図１１（ａ）は、レジスト膜の厚み２４８が５０ナノメートルである場合の画像の輝度のシミュレーション結果を示す。図１１（ｂ）は、レジスト膜の厚み２４８が１００ナノメートである場合の画像の輝度のシミュレーション結果を示す。図１２（ａ）は、レジスト膜の厚み２４８が１５０ナノメートルである場合の画像の輝度のシミュレーション結果を示す。図１２（ｂ）は、レジスト膜の厚み２４８が２００ナノメートルである場合の画像の輝度のシミュレーション結果を示す。図中の黒い領域は、輝度ムラが生じた範囲を示している。
　レジスト膜の厚み２４８を５０ナノメートル（図１１（ａ））から１００ナノメートル（図１１（ｂ））まで増加させると、図１１（ａ）の中央に生じた輝度ムラを示す黒い領域が小さくなった。レジスト膜の厚み２４８を１００ナノメートル（図１１（ｂ））から１５０ナノメートル（図１２（ａ））まで増加させると、図１１（ｂ）の中央に生じた輝度ムラを示す黒い領域がさらに小さくなった。一方、レジスト膜の厚み２４８を１５０ナノメートル（図１２（ａ））から２００ナノメートル（図１２（ｂ））まで増加させると、画像の輝度が全体的に低下した。図１１及び図１２のシミュレーション結果は、投影基板１００においてレジスト膜の厚み２４８を適切な範囲内の値である場合に、眼鏡型端末１０の視野角を比較的大きくした状態において輝度ムラを抑制することができることを示している。
　図１３は、瞳で結像する画像の輝度のシミュレーションの結果の別の例を示す図である。図１３の縦軸及び横軸はそれぞれ画素のＸ座標及びＹ座標を示す。図１３は、入射領域２１０において溝部の底面とガラス板１１２との間のレジスト膜の厚み２４８が異なる複数の条件で画像の輝度をシミュレーションした結果を示している。分岐領域２２０及び出射領域２３０においても同様の条件で画像の輝度をシミュレーションしたところ、同様の結果を示した。
　図１３（ａ）は、レジスト膜の厚み２４８が１００ナノメートルである場合の画像の輝度のシミュレーション結果である。図１３（ｂ）は、レジスト膜の厚み２４８が１５０ナノメートルである場合の画像の輝度のシミュレーション結果である。図１３（ｃ）は、レジスト膜の厚み２４８が２００ナノメートルである場合の画像の輝度のシミュレーション結果である。
　図１３の暗部は、輝度が低いことを示している。レジスト膜の厚み２４８を図１３（ａ）に示す１００ナノメートルから１５０ナノメートル（図１３（ｂ））まで増加させると、図１３（ａ）の右下に生じた輝度ムラを示す黒い領域が小さくなる。レジスト膜の厚み２４８を図１３（ｂ）に示す１５０ナノメートルから２００ナノメートル（図１３（ｃ））まで増加させると、図１３（ｂ）の右下及び左下に生じた輝度ムラを示す黒い領域がより小さくなる。図１３のシミュレーション結果は、レジスト膜の厚み２４８が大きくなるほど、画像全体の輝度のバラツキが低減し、輝度が一定になることを示している。一方、レジスト膜の厚み２４８を大きくしすぎると、全体の輝度が小さくなったり、輝度ムラが生じたりする。したがって、投影基板１００では、レジスト膜の厚み２４８を適切な範囲内の値にすることにより、眼鏡型端末１０の視野角を比較的大きくした状態において輝度ムラを抑制することができる。
　また、レジストの屈折率と、ガラス板との屈折率との差が小さい方が輝度ムラを抑制しやすい。例えば、レジストの屈折率と、ガラス板との屈折率の差が０．４以下であることが望ましい。一例としては、ガラス板の屈折率は、２．１である。レジストの屈折率は、１．９である。
＜出射領域２３０の例＞
　図５の出射領域２３０は、分岐領域２２０から入射した投影光の少なくとも一部を導波して投影基板１００の第２面から画像光として出射する。図５には、出射領域２３０がＸＹ平面と略平行な面において、Ｘ軸方向を長手方向とした長方形の形状を有する例を示すが、これに限定されることはない。出射領域２３０は、投影光を導波して画像光として出射できればよく、例えば、Ｙ軸方向を長手方向とした長方形、正方形、台形等の形状を有してよい。
　出射領域２３０は、複数の第３溝部２３２が第３周期で形成されている回折格子を有する。言い換えると、複数の第３溝部２３２は、予め定められた溝の幅及び間隔で投影基板１００の上面に同一方向に配列されていることにより、回折格子として機能する。出射領域２３０は、反射型又は透過型の回折格子を有する。出射領域２３０の回折格子（第３回折格子に相当）は、分岐領域２２０の回折格子から入射した光の少なくとも一部を反射又は透過させる。出射領域２３０の回折格子は、反射又は透過した光を画像光として投影する。出射領域２３０の回折格子は、反射型回折又は透過型回折によってユーザの眼の方向に画像光を導く。
　出射領域２３０に設けられている複数の第３溝部２３２の第３周期は、分岐領域２２０の複数の第２溝部２２２の第２周期とは異なる周期である。出射領域２３０の複数の第３溝部２３２の第３周期は、入射領域２１０の複数の第１溝部２１２の第１周期と同一の周期であってもよい。このように、投影光が入射する領域と画像光を出射する領域とに設けられている回折格子の周期を一致させることで、ユーザが観察する画像に発生する歪み等を低減できる。
　第３周期は、例えば、１０ｎｍ程度から１０μｍ程度の範囲で形成される。第３周期は、１００ｎｍ程度から１μｍ程度の範囲で形成されることが好ましい。第３周期は、２００ｎｍ程度から８００ｎｍ程度の範囲で形成されることがより好ましい。複数の第３溝部２３２の深さは、１ｎｍ程度から１０μｍ程度の範囲で形成される。複数の第３溝部２３２の深さは、５ｎｍ程度から８００ｎｍ程度の範囲で形成されることが好ましい。
　複数の第３溝部２３２は、例えば、分岐領域２２０から出射領域２３０に向かう第２方向に配列されている。図５には、第１方向に延伸する第３溝部２３２が第２方向に配列している例を示す。
　出射領域２３０は、分岐領域２２０と同様に、分岐領域２２０から入射した投影光の進行方向に配列されている複数の第２分割領域２３４を有する。複数の第２分割領域２３４に形成されている第３溝部２３２は、それぞれ深さが異なる。言い換えると、出射領域２３０において、入力した投影光のうち画像光として出射する光の割合が第２分割領域２３４毎に異なるように、第３溝部２３２が形成されている。
　出射領域２３０は、２つ以上の第２分割領域２３４を有することが望ましい。例えば、一の第２分割領域２３４に設けられている第３溝部２３２の深さは、一の第２分割領域２３４よりも分岐領域２２０に近い第２分割領域２３４に設けられている第３溝部２３２の深さよりも大きく形成されている。また、出射領域２３０が３つ以上の第２分割領域２３４を有する場合、隣接する２つの第２分割領域２３４の第３溝部２３２の深さの変化率は、分岐領域２２０から離れるほど大きくしてもよい。なお、複数の第３溝部２３２の第３周期それぞれは、例えばすべて同一である。
　以上のように、出射領域２３０は、複数の第２分割領域２３４に分割され、画像光として出射する光の光量を第２分割領域２３４毎に異ならせる。これにより、出射領域２３０は、分岐領域２２０の複数の第１分割領域２２４と同様に、投影光を画像光として導波しつつ、観測者が画像光を画像として観測した場合に画像全体の光量の分布を略一定に調節できる。
　出射領域２３０は、分岐領域２２０から最も遠い位置に、第２分割領域２２４の一つである第２反射領域２３６を更に有してもよい。図５は、出射領域２３０が２つの第２分割領域２３４と第２反射領域２３６とを有する例を示す。第２反射領域２３６は、複数の第２分割領域２３４を通過した光の少なくとも一部を再び複数の第２分割領域２３４へと反射する。第２反射領域２３６は、隣接する第２分割領域２３４の第３溝部２３２の深さよりも大きい深さの第３溝部２３２を有する。
　例えば、第２反射領域２３６の第３溝部２３２の深さは、複数の第２分割領域２３４の第３溝部２３２のうち最も大きい深さの略３倍以上の深さを有することが望ましい。第２反射領域２３６の第３溝部２３２の深さは、複数の第２分割領域２３４の第３溝部２３２のうち最も大きい深さの略１０倍以上の深さを有することがより望ましい。
　出射領域２３０がこのような第２反射領域２３６を有することにより、複数の第２分割領域２３４は、第２反射領域２３６が反射した光の少なくとも一部を投影基板１００の第２面から画像光として出射する。これにより、出射領域２３０は、分岐領域２２０と同様に、より多くの投影光を画像光として出射することができる。なお、複数の第２分割領域２３４の第３溝部２３２の深さは、それぞれの第２分割領域２３４が第２反射領域２３６による反射光を含めて画像光として出射する光の光量を略一定にさせるように決められてもよい。
　以上のように、本実施形態に係る投影基板１００は、入射領域２１０に入射する投影光を分岐領域２２０の複数の第１分割領域２２４毎に異なる割合で投影光を分岐させつつ、出射領域２３０から画像光として出射する。これにより、投影基板１００は、ユーザに観察させる投影画像の輝度のバラツキを低減できる。また、投影基板１００は、出射領域２３０においても、複数の第２分割領域２３４毎に異なる割合で画像光を出射することで、画像の輝度のバラツキを更に低減できる。
　このような投影基板１００は、ガラス板等の第１面又は第２面に、入射領域２１０、分岐領域２２０、及び出射領域２３０に対応する回折格子を形成することで実現できる。なお、回折格子を形成する溝部は、例えば、レジスト、樹脂等である。したがって、本実施形態に係る投影基板１００は、複雑な光学系を組み込むことなく、予め定められた周期、深さの溝部を領域毎に形成することで簡便に生産できる基板である。
　複数の第２分割領域２３４それぞれの凸部及び凹部の幅は、第２フィルファクターが所定の値になるように形成されている。第２フィルファクターは、第３溝部２３２の第３周期に対する凸部の第２方向における幅の割合である。第２フィルファクターは、例えば０．０５以上０．９５以下である。
＜眼鏡型端末１０の他の例＞
　以上の投影基板１００がフレーム１１０に設けられており、投影部１２０が投影光を投影基板１００の入射領域２１０に照射する眼鏡型端末１０の例を既に説明したが、これに限定されることはない。例えば、眼鏡型端末１０のフレーム１１０には、複数の投影基板１００が固定されていてもよい。このような眼鏡型端末１０について次に説明する。
　図１４は、本実施形態に係る眼鏡型端末１０の変形例を示す。変形例の眼鏡型端末１０において、図１に示された本実施形態に係る眼鏡型端末１０の動作と略同一のものには同一の符号を付け、説明を省略する。変形例の眼鏡型端末１０の外観は、図１に示された眼鏡型端末１０とほとんど変わらない外観でよい。
　変形例の眼鏡型端末１０のフレーム１１０には、複数のガラス板１１２が固定されている。この場合、複数のガラス板１１２にそれぞれ設けられている出射領域２３０がＸＹ平面と略平行な平面視で少なくとも一部が重なるように、複数のガラス板１１２がフレーム１１０に固定されている。図１４は、眼鏡型端末１０のフレーム１１０に３つのガラス板１１２Ｒ、ガラス板１１２Ｇ、及びガラス板１１２Ｂが固定されており、３つの投影基板１００の出射領域２３０Ｒ、出射領域２３０Ｇ、及び出射領域２３０ＢがＸＹ平面における平面視で重なっている例を示す。
　複数のガラス板１１２Ｒ、１１２Ｇ及び１１２Ｂのそれぞれには、異なる波長範囲の光を回折させるための回折格子がそれぞれ形成されている。投影部１２０は、複数のガラス板１１２のそれぞれに設けられている入射領域２１０に異なる波長の投影光をそれぞれ照射する。複数のガラス板１１２にそれぞれ設けられている出射領域２３０は、投影部１２０から複数の入射領域２１０にそれぞれ照射された投影光に対応する画像光を複数の投影基板１００の第２面からユーザの眼へとそれぞれ出射する。
　このような眼鏡型端末１０を装着したユーザは、異なる波長の画像光が重畳された画像を観察することになるので、混色の色を有する画像を観察することができる。図１４には、投影部１２０が画像を形成する第１波長範囲、第２波長範囲及び第３波長範囲に対応する３つの投影光を３つの投影基板１００の入射領域２１０にそれぞれ照射する例を示す。第１波長範囲は、例えば、赤色光（５８０ナノメートルから７００ナノメートル）に対応するものである。第２波長範囲は、例えば、緑色光（４８０ナノメートルから５８０ナノメートル）に対応するものである。第３波長範囲は、例えば、青色光（４００ナノメートルから４８０ナノメートル）に対応するものである。３つの投影基板１００は、複数の色に対応する複数の画像光を重畳してユーザの眼へと出射する。これにより、ユーザは、例えば、複数の色を有する画像を観察することができる。
　上述のとおり、回折格子の溝部の底面とガラス板との間のレジスト膜の厚みを適切な範囲内の値にすることにより、輝度ムラを抑制することができる。図１４の例では、複数のガラス板１１２に対応するレジスト膜の厚みは、それぞれのガラス板１１２に形成された回折格子において回折する光の波長に基づいて定められている。例えば、第１波長範囲に対応する光を回折させる回折格子のレジスト膜の厚みは、第２波長範囲に対応する光を回折させる回折格子のレジスト膜の厚みよりも大きくなるように定められる。第２波長範囲に対応する光を回折させる場合のレジスト膜の厚みは、第３波長範囲に対応する光を回折させる場合のレジスト膜の厚みよりも大きくなるように定められる。
［投影基板１００の製造方法］
　本実施形態の投影基板１００を製造する製造方法について説明する。図１５（ａ）から図１５（ｃ）及び図１６（ａ）から図１６（ｃ）は、投影基板１００の製造方法を示す。図１５（ａ）は、投影基板１００の型を製造するための原本４００を示す。図１５（ｂ）は、投影基板１００の型を硬化させる様子を示す。図１５（ｃ）は、投影基板１００の型を原本４００から取り外す様子を示す。
　図１５（ａ）には、投影基板１００の型を製造するための原本４００の断面を示す。図１５（ａ）において原本４００の断面に形成された凹部は、溝を示す。この原本４００にスタンプ材５００が塗布される。図１５（ｂ）に示すように、原本４００に塗布されたスタンプ材５００が硬化される。硬化されたスタンプ材５００は、ある程度の弾性を有し、且つ、投影基板１００を製造するための型として利用することが可能である。図１５（ｃ）の破線の矢印に示すように、硬化したスタンプ材５００の型は、原本４００から取り外される。この型には、複数の溝が形成されている。
　図１６（ａ）は、スタンプ材５００をレジスト６００に押し付ける様子を示す。図１６（ｂ）は、レジスト６００を硬化させる様子を示す。図１６（ｃ）は、スタンプ材５００を硬化後のレジスト６００から取り外す様子を示す。図１６（ａ）の工程の前に、透明なガラス板１１２上にレジスト６００を塗布しておく。図１６（ａ）の破線の矢印で示すように、スタンプ材５００の型を、レジスト６００に所定の位置まで押し付ける。所定の位置は、例えば、型を押し付けることにより形成されるレジスト６００の複数の溝により回折させる光の波長に基づいて定められる。
　図１６（ｂ）に示すように、レジスト６００にスタンプ材５００の型を押し付けた状態においてレジスト６００を紫外線により硬化させる。レジスト６００は、紫外線の代わりに、熱により硬化させてもよい。その後、スタンプ材５００の型をレジスト６００から取り外す。このようにして、硬化されたレジスト６００を入射領域２１０、分岐領域２２０又は出射領域２３０として利用することができる。
　本実施形態では、第２溝部２２２の第１フィルファクター、又は第３溝部２３２の第２フィルファクターが０．０５以上０．９５以下の値である場合の例について説明した。第２溝部２２２及び第３溝部２３２のフィルファクターと同様に、第１溝部２１２のフィルファクターが０．０５以上０．９５以下の値であってもよい。
　本実施形態では、第２溝部２２２の底面とガラス板１１２との間のレジスト膜の厚み２４８が１０ナノメートル以上５００ナノメートル未満である場合の例について説明した。第２溝部２２２のレジスト膜の厚み２４８と同様に、第１溝部２１２の底面とガラス板１１２との間のレジスト膜の厚みが１０ナノメートル以上５００ナノメートル未満であってもよい。同様にして、第３溝部２３２の底面とガラス板１１２との間のレジスト膜の厚みが１０ナノメートル以上５００ナノメートル未満であってもよい。
　以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、装置の全部又は一部は、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果を併せ持つ。
１０　眼鏡型端末
２０　入力光線
２０ａ　第１入力光線
２０ｂ　第２入力光線
２０ｃ　第３入力光線
２０ｄ　第４入力光線
２０ｅ　第５入力光線
３０　出力光線束
３０ａ　第１出力光線束
３０ｂ　第２出力光線束
３０ｃ　第３出力光線束
３０ｄ　第４出力光線束
３０ｅ　第５出力光線束
１００　投影基板
１００ａ　投影基板
１００ｂ　投影基板
１１０　フレーム
１１２　ガラス板
１１２Ｂ　ガラス板
１１２Ｇ　ガラス板
１１２Ｒ　ガラス板
１２０　投影部
１２０ａ　投影部
１２０ｂ　投影部
２１０　入射領域
２１２　第１溝部
２２０　分岐領域
２２２　第２溝部
２２２ａ　第２溝部
２２２ｂ　第２溝部
２２２ｃ　第２溝部
２２３ａ　凸部
２２３ｂ　第１凹部
２２４　第１分割領域
２２４ａ　第１分割領域
２２４ｂ　第１分割領域
２２４ｃ　第１分割領域
２２６　第１反射領域
２３０　出射領域
２３０Ｂ　出射領域
２３０Ｇ　出射領域
２３０Ｒ　出射領域
２３２　第３溝部
２３４　第２分割領域
２３６　第２反射領域
２４０　ライン
２４２　スペース
２４４　ピッチ
４００　原本
５００　スタンプ材
６００　レジスト

Claims (9)

  1. 　第１面から入射した特定の波長範囲の光の少なくとも一部を前記第１面の反対側の第２面へと透過させつつ、前記第２面に画像を投影させるための投影基板であって、
    　前記第１面側に設けられた透明なガラス板と、
    　前記ガラス板に対して前記第２面側に設けられており、前記画像に対応する前記光が回折しながら伝播するようにレジストにより複数の溝が形成された回折格子と、
    　を有し、
    　前記溝の底面と前記ガラス板との間のレジスト膜の厚みが、前記溝において回折する前記光の波長に基づいて定められている、
    　投影基板。
  2. 　前記溝の底面と前記ガラス板との間のレジスト膜の厚みが、当該溝の深さ及び当該溝のピッチに基づいて定められている、
    　請求項１に記載の投影基板。
  3. 　前記レジスト膜の厚みが、１０ナノメートル以上５００ナノメートル未満である、
    　請求項１又は２に記載の投影基板。
  4. 　前記レジストの屈折率と前記ガラス板の屈折率との差が０．４以下である、
    　請求項１又は２に記載の投影基板。
  5. 　前記回折格子のフィルファクターが０．０５以上０．９５以下である、
    　請求項１又は２に記載の投影基板。
  6. 　前記第１面から入射した前記光を所定方向へ反射させる第１回折格子と、
    　前記第１回折格子から入射した前記光の一部を回折させる第２回折格子と、
    　前記第２回折格子から入射した前記光の少なくとも一部を反射させ、反射した前記光を画像光として投影する第３回折格子と、
    　を有し、
    　前記第２回折格子の前記溝の底面と前記ガラス板との間の前記レジスト膜の厚みが、当該溝において回折する光の波長に基づいて定められている、
    　請求項１又は２に記載の投影基板。
  7. 　複数のガラス板を備え、
    　前記複数のガラス板のそれぞれには、異なる波長範囲の前記光を回折させるための前記回折格子がそれぞれ形成されており、
    　前記複数のガラス板に対応する前記レジスト膜のそれぞれの厚みは、それぞれの前記ガラス板に形成された前記回折格子において回折する前記光の波長に基づいて定められている、
    　請求項１又は２に記載の投影基板。
  8. 　第１波長範囲に対応する前記回折格子は、当該第１波長範囲より短い第２波長範囲に対応する前記回折格子と比較して、その前記レジスト膜の厚みが大きい、
    　請求項７に記載の投影基板。
  9. 　画像を投影するための投影基板を製造する製造方法であって、
    　透明なガラス板上にレジストを塗布するステップと、
    　複数の溝が形成された型を、前記複数の溝において回折する光の波長に基づいて定められた位置まで前記レジストに押し付けるステップと、
    　前記レジストに前記型を押し付けた状態において前記レジストを紫外線又は熱により硬化させるステップと、
    　前記型を前記レジストから取り外すステップと、
    　を有する、
    　投影基板の製造方法。
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