JP2000162971A - ３次元表示体及び形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 透明基板２上に、画素大の多数のマイク
ロレンズ１が配列されている。各マイクロレンズ１は、
凸レンズであり、光スペーサ３を介して光反射材４の虚
像を写し出す。光反射材４の虚像は、それぞれ１画素分
の虚像である。各１画素分の虚像は、光スペーサ３の厚
みを調整すると、マイクロレンズ１の光軸方向に見て任
意の位置に見える。これらの虚像画素群をまとめて透明
基板２の正面から眺めると、丁度、透明基板２に平行な
方向に広がり、マイクロレンズの光軸方向に奥行きを持
つ３次元画像に見える。 【効果】 光スペーサ３の厚さを特定することによっ
て、光反射材の虚像の位置が、自由に設定され得る。即
ち３次元表示体が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンピュータを用
いた画像処理装置出力の３次元表示体及びその形成装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年コンピュータを用いた画像処理装置
の技術開発が、急ピッチで進められている。それに伴
い、画像処理装置出力の表示にも大きな開発努力が注が
れている。特に画像処理装置出力の３次元表示に対する
試みが、各種なされている。一般には、例えば、左右の
目の輻輳角を考慮して左右にずれた像を表示する両眼視
差方式等が採用されている。例えば、左目と右目でそれ
ぞれ別々のディスプレイを見るようにセットする。対象
物を左側から見た画像を左目用のディスプレイに表示
し、対象物を右側から見た画像を右目用のディスプレイ
に表示する。これで３次元画像が観賞できる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な従来の技術には以下に記すような解決すべき課題が残
されていた。即ち、両眼視差方式は、輻輳距離と焦点距
離が一致しないため観測者は、目に疲労感を感じてい
た。そこで、かかる欠点の無い３次元表示装置の実現が
待たれていた。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、以上の点を解
決するために、次の構成を採用する。 〈構成１〉透明基板の一方の面上に配列されたマイクロ
レンズ群と、上記透明基板の他方の面上で、上記各マイ
クロレンズの光軸方向に、上記他方の面から離れる方向
に向かって順に重ねて配置された、任意の厚さの光スペ
ーサと光反射材とを備え、上記各マイクロレンズにより
形成される光反射材の像が、上記マイクロレンズの光軸
方向に広がりを持つ３次元画像の各画素を構成すること
を特徴とする３次元表示体。

【０００５】〈構成２〉透明基板の一方の面上に、所定
の配列でマイクロレンズ群を配列し、上記透明基板の他
方の面上で、上記各マイクロレンズの光軸方向に、上記
他方の面から離れる方向に向かって、それぞれ任意の厚
さの光スペーサと光反射材とを順に重ねて配置し、上記
光スペーサの厚さを、上記各マイクロレンズにより形成
される光反射材の像が、上記マイクロレンズの光軸方向
に広がりを持つ３次元画像の各画素を構成するように選
定することを特徴とする３次元表示体の製造方法。

【０００６】〈構成３〉一方の面上にマイクロレンズ群
を配列した、透明基板の他方の面上で、上記各マイクロ
レンズの光軸方向に任意の厚さを持つ光スペーサを配置
する光スペーサ形成部と、上記光スペーサ上に重なるよ
うに、光反射材を配置する印刷部とを備えたことを特徴
とする３次元表示体形成装置。

【０００７】〈構成４〉一方の面上にマイクロレンズ群
を配列した、透明基板の他方の面上で、上記各マイクロ
レンズの光軸方向に任意の厚さを持つ光スペーサを配置
するノズルと、上記光スペーサ上に重なるように、光反
射材を配置するノズルとを備えたことを特徴とするイン
クジェット・プリンタ装置。

【０００８】〈構成５〉基板上に配列した光反射材と、
上記光反射材上に重ねて配置した、それぞれ任意の焦点
距離のマイクロレンズから成り、上記各マイクロレンズ
により形成される光反射材の像が、上記マイクロレンズ
の光軸方向に広がりを持つ３次元画像の各画素を構成す
ることを特徴とする３次元表示体。

【０００９】〈構成６〉基板上に配列した光反射材と、
上記光反射材上に重ねて配置した、それぞれ任意の厚さ
のマイクロレンズから成り、上記各マイクロレンズによ
り形成される光反射材の像が、上記マイクロレンズの光
軸方向に広がりを持つ３次元画像の各画素を構成するこ
とを特徴とする３次元表示体。

【００１０】〈構成７〉基板上に光反射材を配列し、上
記光反射材上に重ねて、それぞれ任意の焦点距離のマイ
クロレンズを配置し、上記各マイクロレンズの焦点距離
を、当該マイクロレンズにより形成される光反射材の像
が、当該マイクロレンズの光軸方向に広がりを持つ３次
元画像の各画素を構成するように選定することを特徴と
する３次元表示体の製造方法。

【００１１】〈構成８〉基板上に光反射材を配列し、上
記光反射材上に重ねて、それぞれ任意の厚さのマイクロ
レンズを配置し、上記マイクロレンズの厚さを、当該マ
イクロレンズにより形成される光反射材の像が、当該マ
イクロレンズの光軸方向に広がりを持つ３次元画像の各
画素を構成するように選定することを特徴とする３次元
表示体の製造方法。

【００１２】〈構成９〉基板上に光反射材を配列する印
刷部と、上記光反射材上に重ねて、それぞれ任意の焦点
距離のマイクロレンズを配置するレンズ形成部とを備え
たことを特徴とする３次元表示体形成装置。

【００１３】〈構成１０〉基板上に光反射材を配列する
ノズルと、上記光反射材上に重ねて、それぞれ任意の焦
点距離のマイクロレンズを配置するノズルを備えたこと
を特徴とするインクジェット・プリンタ装置。

【００１４】〈構成１１〉基板上に光反射材を配列する
ノズルと、上記光反射材上に重ねて、それぞれ任意の厚
さのマイクロレンズを配置するノズルを備えたことを特
徴とするインクジェット・プリンタ装置。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施の形態
について詳細に説明する。 〈具体例１〉具体例１では、透明基板上に、画素大の多
数のマイクロレンズが配列されている。各マイクロレン
ズは、凸レンズであり、光スペーサを介して光反射材の
虚像を写し出す。光反射材の虚像は、それぞれ１画素分
の虚像である。各１画素分の虚像は、光スペーサの厚み
を調整すると、マイクロレンズの光軸方向に見て任意の
位置に見える。これらの虚像画素群をまとめて透明基板
の正面から眺めると、丁度、透明基板に平行な方向に広
がり、マイクロレンズの光軸方向に奥行きを持つ３次元
画像に見える。マイクロレンズと光スペーサと光反射材
とを、プリンタにより透明基板上に印刷すれば、３次元
画像を表現する表示体をプリンタによって平面的に作る
ことができる。

【００１６】具体例１では、透明基板の一方の面にマイ
クロレンズ群が形成され、その透明基板の他方の面に光
スペーサを介在させて光反射材が形成される。光スペー
サの厚さを変更することによって、光反射材の虚像の位
置が設定される。即ち光スペーサの厚さを適切に設定す
ることによって画像の３次元表示が可能になる。かかる
目的を達成するために具体例１による３次元表示体は以
下のように構成される。

【００１７】図１は、具体例１による３次元表示体の構
造図である。（ａ）は、側面図であり、（ｂ）は平面図
である。図より、具体例１による３次元表示体は、マイ
クロレンズ１と、透明基板２と光スペーサ３と、光反射
材４を備える。

【００１８】マイクロレンズ１は、光伝搬損失の小さい
透明な誘電体で構成される焦点距離Ｌの凸レンズであ
る。この凸レンズは、画像処理装置出力の概略１画素に
等しい大きさを持っている。尚、この１画素とは、カラ
ープリンタ等の場合は、各色素毎のドットのそれぞれを
表している。マイクロレンズ１は、透明基板２上に
（ｂ）に示すように画素間隔に整列して配置されるマイ
クロレンズアレイである。この材料としては、一例とし
て、プラスチック光ファイバの材料として用いられるポ
リカーボネイト樹脂等が用いられる。透明基板２は、マ
イクロレンズ１を保持する光伝搬損失の小さい透明な誘
電体の板である。マイクロレンズ１と同一材料で一体成
型されることが望ましい。

【００１９】光スペーサ３は、画像処理装置出力の概略
１画素に等しい大きさを持ち、透明基板２を介してマイ
クロレンズ１の対面に配置される。この光スペーサ３
は、マイクロレンズ１の焦点Ｆと光反射材４の表面との
距離ｌを調整するスペーサであり、光伝搬損失の小さい
透明な誘電体で構成される。この材料として、ポリエス
テル樹脂等の高分子材料が用いられる。光反射材４は、
マイクロレンズ１を介して入射する光線を反射させるカ
ラー反射材である。この材料は各画素の色彩に合わせて
選択される。材料の選定にあたっては、上記光スペーサ
３が、この光反射材４をはじかないように、親和性を考
慮する必要がある。例えば油性の材料等が好適である。

【００２０】（具体例１による３次元表示体の原理）図
２は、具体例１による３次元表示体の原理図である。
（ａ）は、光スペーサ３の厚さをＴ０にして、マイクロ
レンズ１の焦点Ｆと光反射材４の表面との距離ｌが、ｌ
＝０に設定されている。即ちマイクロレンズ１の焦点Ｆ
が、光反射材４の表面上に位置している。（ｂ）は、光
スペーサ３の厚さをＴ１にして、マイクロレンズ１の焦
点Ｆと光反射材４の表面との距離ｌが、ｌ＝ｔ１に設定
されている。（ｃ）は、マイクロレンズ１の焦点Ｆと光
反射材４の表面との距離ｌが、ｌ＝ｔ２に設定されてい
る。図に示すようにｔ２＞ｔ１＞０に設定されている。

【００２１】図２を用いて具体例１による３次元表示体
の原理について説明する。（ａ）のマイクロレンズ１の
右側に位置する観測者は、光反射材４の表面からの反射
光Ｓ１、Ｓ２を受け入れる。これらの反射光は、観測者
にとって、あたかもマイクロレンズ１から距離無限大Ｐ
∞の位置にある光反射材４の虚像４″からくる反射光
（以後虚光と記す）ｓ１、ｓ２であるかのように見え
る。（ｂ）のマイクロレンズ１の右側に位置する観測者
は、光反射材４の表面からの反射光Ｓ１、Ｓ２を受け入
れる。これらの反射光は、観測者にとって、あたかもマ
イクロレンズ１から距離Ｐ１の位置にある光反射材４の
虚像４″からくる虚光ｓ１、ｓ２であるかのように見え
る。

【００２２】（ｃ）のマイクロレンズ１の右側に位置す
る観測者は、光反射材４の表面からの反射光Ｓ１、Ｓ２
を受け入れる。これらの反射光は、観測者にとって、あ
たかもマイクロレンズ１から距離Ｐ２の位置にある光反
射材４の虚像４″からくる虚光ｓ１、ｓ２であるかのよ
うに見える。以上の結果から、光スペーサ３の厚さを変
更することによって、光反射材４の虚像４″の位置を自
由に設定できる。即ち光スペーサ３の厚さを適切に設定
することによって画像の３次元表示が可能になる。

【００２３】（具体例１による３次元表示体の形成装置
の構成）図３は、全体構成図である。図３は、具体例１
による３次元表示体の形成装置を一例としてプリンタに
適応した場合の全体像である。具体例１による３次元表
示体の形成装置は、カラーインクジェット・プリンタに
よって形成することができる。本装置は、図３、キャリ
ッジ５の構成要素となる。

【００２４】図３より、キャリッジ５は、キャリッジシ
ャフト６により支持されている。キャリッジ５は、この
キャリッジシャフト６上を印刷媒体７を横切るように褶
動する。この褶動する方向が主走査方向である。キャリ
ッジシャフト６は、その両端を本体ケース８に支持され
ている。キャリッジ５には、スペースベルト９が接続さ
れ、このスペースベルト９を介して、スペースモータ１
０の回転駆動力が水平移動の駆動力として伝達される。

【００２５】キャリッジ５の構成要素として配置される
本装置について詳細に説明する。図４は、具体例１によ
る３次元表示体の形成装置の概念図である。（ａ）は、
装置全体の概念図であり、（ｂ）は光スペーサ形成部の
断面拡大図である。図４より、本形成装置は、光スペー
サ形成部１１とカラー印刷部１２と、制御部１３を備え
る。

【００２６】光スペーサ形成部１１は、例えば熱溶融さ
せたポリエステル樹脂等の高分子材料を透明基板２に発
射して光スペーサ３を形成するインクジェットのノズル
である。光スペーサ３の厚さは、制御部１３の制御に基
づき、ノズルが高分子材料を発射する回数によって定め
られる。尚、光スペーサ形成部１１が、熱溶融された樹
脂を用いる場合は、樹脂は、加熱溶融された状態で保持
されなければならない。従って、光スペーサ形成部１１
には、通常のインクジェットよりも耐熱性が要求され
る。

【００２７】光スペーサ形成部１１で用いる樹脂として
ポリエステル樹脂を用いる場合には、以下の構成をとる
（ｂ）。ピエゾ型インクジェットヘッド１１−１と、ア
ルミニウム等の金属で形成された樹脂タンク１１−２
と、これらを囲むヒータ１１−３と、更にヒータを囲む
保温層１１−４から成る筺体から成る。光スペーサ形成
部１１による透明樹脂層形成は、予めヒータを加熱して
おき、樹脂タンク１１−２内及びピエゾ型インクジェッ
トヘッド１１−１内の透明樹脂を熱溶融する。透明樹脂
が液状化したら、ピエゾ型インクジェットヘッド１１−
１のピエゾ素子の変形により透明樹脂を吐出する。即
ち、樹脂が液状化した後は、通常のインクジェットプリ
ンタと同じ制御により樹脂層を設けることができる。

【００２８】カラー印刷部１２は、黄色のイエロ（Ｙ）
と、赤紫色のマゼンタ（Ｍ）と、青緑色のシアン（Ｃ）
と、黒色のブラック（Ｂ）の各インクをそれぞれ独自に
光スペーサ３に発射するノズルである。各インクの発射
される位置は、制御部１３によって制御される。制御部
１３は、全体を制御するＣＰＵ（Central Processing U
nit）である。

【００２９】（具体例１による３次元表示体の形成装置
の動作）図５は、具体例１の形成装置の動作説明図であ
る。本形成装置の動作をＱ１からＱ６の段階に分けて説
明する。 Ｑ１．透明基板をセットする。 透明基板２（図４）が形成装置のホームポジションにセ
ットされる。この透明基板２（図４）は、マイクロレン
ズ１（図４）と一体成型されているものと仮定する。透
明基板２（図４）は、マイクロレンズ１（図４）を下に
向けてセットされる。

【００３０】Ｑ２．１頁分のデータ受け入れ 制御部１３（図４）は、本形成装置の外部に配置されて
いるホストコンピュータ１４（図４）から、１頁分の２
次元画像に対応した画像信号と、奥行き信号を受け入れ
る。 Ｑ３．１行分の画像データ及び奥行きデータ作成 制御部１３（図４）は、上記２次元画像に対応した画像
信号と、奥行き信号を処理して、１行分のカラー画像デ
ータと、奥行きデータを作成する。この奥行きデータ
が、上記光スペーサ３（図４）の厚さを決定するデータ
である。又、カラー画像データは、光反射材４の色彩を
決定するデータである。

【００３１】Ｑ４．書き込み開始 本形成装置を搭載したキャリッジ５（図３）が主走査方
向（図４）に移動しながら１行分の書き込みを行う。こ
の時、制御部１３（図４）は、奥行きデータに基づいて
光スペーサ形成部１１を制御し、光スペーサ３（図４）
の厚さを形成する。尚、光スペーサ３（図４）の厚さを
形成する方法の一例として以下のような方法がとられ
る。光スペーサ形成部１１（図４）が、熱溶融されたポ
リエステル樹脂等を透明基板２（図４）に発射する。こ
の発射されたポリエステル樹脂等は、透明基板２（図
４）によって熱を奪われ固着する。この動作をスペーサ
３（図４）の厚さに応じて必要回数繰り返す。

【００３２】又、光反射材４（図４）は、以下のように
して形成される。即ち、制御部１３（図４）は、カラー
画像データに基づいてカラー印刷部１２を制御し、光ス
ペーサ３（図４）に所望のインク、を発射する。 Ｑ５．１行分書き込み終了 １行分書き込み終了した後Ｑ６へ進む。 Ｑ６．全行終了したか？ 頁途中の間は、行終了後Ｑ３へ戻って同一動作を繰り返
す。全頁終了後書き込み動作を終了する。

【００３３】以上、動作の一例について説明した。ここ
では、透明基板２（図４）に発射されたポリエステル樹
脂等の固着は、透明基板２（図４）による熱吸収によっ
て行われた。しかし、樹脂の固着は、この方法に限定さ
れるものではない。透明基板２（図４）に発射される樹
脂として紫外線硬化樹脂を用い、透明基板２（図４）に
発射後紫外線照射する方法等をとることができる。尚、
ここでは、透明基板２（図４）は、マイクロレンズ１
（図４）と一体成型されているものと仮定して説明した
が、スクリーン印刷や、エッチング等、既知の様々な方
法によっても形成され得る。更に、後に記す具体例２の
方法によっても形成され得る。

【００３４】〈具体例１の効果〉以上説明したように、
透明基板の一方の面に画素単位のマイクロレンズアレイ
が付着され、その対面に光反射材を備えた光スペーサが
付着されることによって以下の効果を得る。 １．光スペーサの厚さを特定することによって、光反射
材の虚像の位置が、自由に設定され得る。即ち３次元表
示体が得られる。 ２．更に、光反射材の色彩を画素単位に特定することに
より、容易にカラー画像が得られる。

【００３５】３．この３次元表示体は、両眼視差方式と
異なり、左右の目の輻輳角を利用していないので、観測
者が目に疲労感を感じなくなる。 ４．この３次元表示体がプリンタに適用された場合、光
スペーサの厚さは、インクジェットの発射回数を特定す
ることによって自由に設定され得る。

【００３６】〈具体例２〉具体例２では、基板の一方の
面に光反射材を形成する。この光反射材に重ねてマイク
ロレンズを形成する。このマイクロレンズの厚さ、又は
曲率を変更して光反射材の虚像の位置を設定する。即ち
マイクロレンズの厚さ、又は曲率を適切に設定すること
によって画像の３次元表示が可能になる。かかる目的を
達成するために具体例２による３次元表示体は以下のよ
うに構成される。

【００３７】図６は、具体例２による３次元表示体の構
造図である。（ａ）は、側面図であり、（ｂ）は平面図
である。図より、具体例２による３次元表示体は、マイ
クロレンズ２１と、基板２２と、光反射材２４を備え
る。マイクロレンズ２１は、光伝搬損失の小さい透明な
誘電体で構成される焦点距離Ｌの凸レンズである。この
凸レンズは、画像処理装置出力の概略１画素に等しい大
きさを持っている。尚、この１画素とは、カラープリン
タ等の場合は、各色素毎のドットのそれぞれを表してい
る。

【００３８】マイクロレンズ２１は、基板２２上に
（ｂ）に示すように画素間隔に整列して配置されるマイ
クロレンズアレイである。この材料としては、一例とし
て、ポリエステル樹脂等が用いられる。基板２２は、マ
イクロレンズ２１を保持する基板である。光伝搬損失の
小さい透明な誘電体で構成される。あるいは不透明の白
色板、例えば紙であっても良い。光反射材２４は、マイ
クロレンズ２１を介して入射する光線を反射させる光反
射材である。通常この材質は各画素の色彩に合わせて選
択される。

【００３９】（具体例２による３次元表示体の原理）図
７は、具体例２による３次元表示体の原理図である。
（ａ）は、マイクロレンズ２１の厚さをＡ０にして、マ
イクロレンズ２１の焦点Ｆと光反射材２４の表面との距
離ｌが、ｌ＝０に設定されている。即ちマイクロレンズ
１の焦点Ｆが、光反射材２４の表面上に位置している。
（ｂ）は、マイクロレンズ２１の厚さをＡ１にして、マ
イクロレンズ２１の焦点Ｆと光反射材２４の表面との距
離ｌが、ｌ＝ａ１に設定されている。（ｃ）は、マイク
ロレンズ２１の厚さをＡ２にして光反射材２４の表面と
の距離ｌが、ｌ＝ａ２に設定されている。図に示すよう
にａ２＞ａ１＞０に設定されている。

【００４０】図７を用いて具体例２による３次元表示体
の原理について説明する。（ａ）のマイクロレンズ２１
の右側に位置する観測者は、光反射材２４の表面からの
反射光Ｓ１、Ｓ２を受け入れる。これらの反射光は、観
測者にとって、あたかもマイクロレンズ２１から距離無
限大Ｐ∞の位置にある光反射材２４の虚像２４″からく
る虚光ｓ１、ｓ２であるかのように見える。

【００４１】（ｂ）のマイクロレンズ２１の右側に位置
する観測者は、光反射材２４の表面からの反射光Ｓ１、
Ｓ２を受け入れる。これらの反射光は、観測者にとっ
て、あたかもマイクロレンズ２１から距離Ｐ１の位置に
ある光反射材２４の虚像２４″からくる虚光ｓ１、ｓ２
であるかのように見える。

【００４２】（ｃ）のマイクロレンズ２１の右側に位置
する観測者は、光反射材２４の表面からの反射光Ｓ１、
Ｓ２を受け入れる。これらの反射光は、観測者にとっ
て、あたかもマイクロレンズ２１から距離Ｐ２の位置に
ある光反射材２４の虚像４″からくる虚光ｓ１、ｓ２で
あるかのように見える。以上の結果から、マイクロレン
ズ２１の厚さを変更し、或いはレンズ曲率を変更するこ
とによって光反射材２４の虚像２４″の位置を自由に設
定することができる。即ち画像の３次元表示が可能にな
る。

【００４３】（具体例２による３次元表示体の形成装置
の構成）全体構成は具体例１と同様である。図８は、具
体例２による３次元表示体の形成装置の概念図である。
図８より、具体例２による３次元表示体の形成装置は、
レンズ形成部２５とカラー印刷部２６と、制御部２３を
備える。

【００４４】レンズ形成部２５は、光伝搬損失の小さい
透明な誘電体、例えばポリエステル樹脂等の高分子材料
を基板２２に発射してマイクロレンズ２１を形成するノ
ズルである。マイクロレンズ２１の厚さとレンズの曲率
は、高分子材料の発射量又は発射回数と、粘度によって
定まる。即ち、基板２２に発射された高分子材料の固着
前の状態は、その表面張力によって定まる曲率の凸レン
ズを形成している。この凸レンズは、この状態を維持し
たまま固着される。例えば基板２２上に発射される高分
子材料として紫外線硬化樹脂が採用される。基板２２上
に発射された紫外線硬化樹脂に、紫外線領域のレーザ光
を照射する方法がとられる。また、熱可塑性樹脂を用い
て、基板２２への熱放出による冷却効果を用いて硬化さ
せることも可能である。

【００４５】尚、凸レンズの曲率を設定するためにノズ
ルの径を調整する。透明樹脂層から成るマイクロレンズ
２１を形成するためには、加熱した樹脂液が飛行中に固
まらないために、最小の大きさのレンズを作成する大き
さを最小とし、比較的大きなノズル径で比較的大きなレ
ンズ５１を形成することが好ましい。尚、本具体例にお
いては、インクと基板２２の親和性をあまり考える必要
がない。

【００４６】カラー印刷部２６は、黄色のイエロ（Ｙ）
と、赤紫色のマゼンタ（Ｍ）と、青緑色のシアン（Ｃ）
と、黒色のブラック（Ｂ）の各インクをそれぞれ個別に
基板２２上に発射するノズルである。各インクの発射さ
れる位置は、制御部２３によって制御される。制御部２
３は、全体を制御するＣＰＵである。

【００４７】（具体例２による３次元表示体の形成装置
の動作）図９は、具体例２の形成装置の動作説明図であ
る。具体例９の形成装置の動作をＲ１からＲ６の段階に
分けて説明する。 Ｒ１．基板をセットする 基板２２（図８）として不透明の白色板が形成装置のホ
ームポジションにセットされる。

【００４８】Ｒ２．１頁分のデータ受け入れ 制御部２３（図８）は、本形成装置の外部に配置されて
いるホストコンピュータ１４（図８）から１頁分の、２
次元画像に対応したカラー画像信号と、奥行き信号を受
け入れる。 Ｒ３．１行分の画像データ及び奥行きデータ作成 制御部２３（図８）は、上記２次元画像に対応したカラ
ー画像信号と、奥行き信号を処理して、１行分のカラー
画像データと、奥行きデータを作成する。この奥行きデ
ータが、上記マイクロレンズ２１（図８）の厚さを決定
するデータである。またカラー画像データは、光反射材
２４の色彩を決定するデータである。

【００４９】Ｒ４．書き込み開始 本形成装置を搭載したキャリッジ５（図３）が主走査方
向に移動しながら１行分書き込みを行う。この時、制御
部２３（図８）は、Ｒ３で作成されたカラー画像データ
に基づいてカラー印刷部２６を制御して基板２２（図
８）上に所望のインク、を発射する。また制御部２３
（図８）は、Ｒ３で作成された奥行きデータに基づいて
レンズ形成部２５を制御してマイクロレンズ２１（図
８）の厚さを形成する。

【００５０】尚、マイクロレンズ２１（図８）の厚さを
形成する方法の一例として以下のような方法がとられ
る。レンズ形成部２５（図８）が、熱溶融された紫外線
硬化用のポリエステル樹脂等を基板２２（図８）に発射
する。この発射されたポリエステル樹脂等は、基板２２
（図８）上に樹脂滴を形成する。この樹脂滴は、樹脂の
粘度と厚さによって定まる表面張力によって、一定の曲
率を持った凸レンズを形成している。この凸レンズに紫
外線領域のレーザ光を照射して、この形状を維持したま
ま硬化させる。

【００５１】Ｒ５．１行分書き込み終了 １行分書き込み終了した後Ｒ６へ進む。 Ｒ６．全行終了したか？ 頁途中の間は、行終了後Ｒ３へ戻って同一動作を繰り返
す。全頁終了後書き込み動作を終了する。

【００５２】尚、上記動作は、基板２２が、不透明の白
色板に限定されている。しかし、基板２２が、光伝搬損
失の小さい透明な誘電体で構成されることも可能であ
る。この場合は、上記動作の最初又は最後にマイクロレ
ンズ２１の対面を白色の板、又は、塗料で覆うことが必
要とされる。更に、本装置を用いることによって、具体
例１による透明基板２（図１）にマイクロレンズ１（図
１）を容易に付着することができる。即ち、カラー印刷
部２６（図８）の動作を停止したまま、レンズ形成部２
５（図８）を一定条件のもとに動作させることによって
可能になる。

【００５３】〈具体例２の効果〉以上説明したように、
透明基板の一方の面に画素単位の光反射材を付着し、更
にその上にマイクロレンズアレイを付着することによっ
て以下の効果を得る。 １．マイクロレンズの厚さ、又は曲率を特定することに
よって光反射材の虚像の位置を自由に設定できる。即ち
３次元表示体を得ることができる。 ２．更に、光反射材の色彩を画素単位で設定することに
より、容易にカラー化することができる。

【００５４】３．この３次元表示体は、両眼視差方式等
と異なり、左右の目の輻輳角を利用していないので、観
測者が目に疲労感を感じなくなる。 ４．この３次元表示体をプリンタに適用した場合、マイ
クロレンズの厚さと曲率は、インクジェットの発射回数
と樹脂の粘度を特定することによって自由に設定され得
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】具体例１による３次元表示体の構造図である。

【図２】具体例１による３次元表示体の原理図である。

【図３】全体構成図である。

【図４】具体例１による３次元表示体の形成装置の概念
図である。

【図５】具体例１の形成装置の動作説明図である。

【図６】具体例２による３次元表示体の構造図である。

【図７】具体例２による３次元表示体の原理図である。

【図８】具体例２による３次元表示体の形成装置の概念
図である。

【図９】具体例２の形成装置の動作説明図である。

【符号の説明】

１ マイクロレンズ ２ 透明基板 ３ 光スペーサ ４ 光反射材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０９Ｆ 19/12 Ｂ４１Ｊ 3/04 １０１Ｚ

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透明基板の一方の面上に配列されたマイ
   クロレンズ群と、 前記透明基板の他方の面上で、前記各マイクロレンズの
   光軸方向に、前記他方の面から離れる方向に向かって順
   に重ねて配置された、任意の厚さの光スペーサと光反射
   材とを備え、 前記各マイクロレンズにより形成される光反射材の像
   が、前記マイクロレンズの光軸方向に広がりを持つ３次
   元画像の各画素を構成することを特徴とする３次元表示
   体。
2. 【請求項２】 透明基板の一方の面上に、所定の配列で
   マイクロレンズ群を配列し、 前記透明基板の他方の面上で、前記各マイクロレンズの
   光軸方向に、前記他方の面から離れる方向に向かって、
   それぞれ任意の厚さの光スペーサと光反射材とを順に重
   ねて配置し、 前記光スペーサの厚さを、前記各マイクロレンズにより
   形成される光反射材の像が、前記マイクロレンズの光軸
   方向に広がりを持つ３次元画像の各画素を構成するよう
   に選定することを特徴とする３次元表示体の製造方法。
3. 【請求項３】 一方の面上にマイクロレンズ群を配列し
   た、透明基板の他方の面上で、前記各マイクロレンズの
   光軸方向に任意の厚さを持つ光スペーサを配置する光ス
   ペーサ形成部と、 前記光スペーサ上に重なるように、光反射材を配置する
   印刷部とを備えたことを特徴とする３次元表示体形成装
   置。
4. 【請求項４】 一方の面上にマイクロレンズ群を配列し
   た、透明基板の他方の面上で、前記各マイクロレンズの
   光軸方向に任意の厚さを持つ光スペーサを配置するノズ
   ルと、 前記光スペーサ上に重なるように、光反射材を配置する
   ノズルとを備えたことを特徴とするインクジェット・プ
   リンタ装置。
5. 【請求項５】 基板上に配列した光反射材と、 前記光反射材上に重ねて配置した、それぞれ任意の焦点
   距離のマイクロレンズから成り、 前記各マイクロレンズにより形成される光反射材の像
   が、前記マイクロレンズの光軸方向に広がりを持つ３次
   元画像の各画素を構成することを特徴とする３次元表示
   体。
6. 【請求項６】 基板上に配列した光反射材と、前記光反
   射材上に重ねて配置した、それぞれ任意の厚さのマイク
   ロレンズから成り、 前記各マイクロレンズにより形成される光反射材の像
   が、前記マイクロレンズの光軸方向に広がりを持つ３次
   元画像の各画素を構成することを特徴とする３次元表示
   体。
7. 【請求項７】 基板上に光反射材を配列し、 前記光反射材上に重ねて、それぞれ任意の焦点距離のマ
   イクロレンズを配置し、 前記各マイクロレンズの焦点距離を、当該マイクロレン
   ズにより形成される光反射材の像が、当該マイクロレン
   ズの光軸方向に広がりを持つ３次元画像の各画素を構成
   するように選定することを特徴とする３次元表示体の製
   造方法。
8. 【請求項８】 基板上に光反射材を配列し、 前記光反射材上に重ねて、それぞれ任意の厚さのマイク
   ロレンズを配置し、前記マイクロレンズの厚さを、当該
   マイクロレンズにより形成される光反射材の像が、当該
   マイクロレンズの光軸方向に広がりを持つ３次元画像の
   各画素を構成するように選定することを特徴とする３次
   元表示体の製造方法。
9. 【請求項９】 基板上に光反射材を配列する印刷部と、 前記光反射材上に重ねて、それぞれ任意の焦点距離のマ
   イクロレンズを配置するレンズ形成部とを備えたことを
   特徴とする３次元表示体形成装置。
10. 【請求項１０】 基板上に光反射材を配列するノズル
    と、 前記光反射材上に重ねて、それぞれ任意の焦点距離のマ
    イクロレンズを配置するノズルを備えたことを特徴とす
    るインクジェット・プリンタ装置。
11. 【請求項１１】 基板上に光反射材を配列するノズル
    と、 前記光反射材上に重ねて、それぞれ任意の厚さのマイク
    ロレンズを配置するノズルを備えたことを特徴とするイ
    ンクジェット・プリンタ装置。