JP2018097013A - 透明基板積層体の製造方法および空中映像表示デバイスの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ミラーが形成された透明基板を積層して透明基板積層体を製造するにあたって、透明基板に製造時の変形が残存する場合でも、その変形を十分に矯正して、積層方向の全体でミラーの平行度を十分に確保する。
【解決手段】少なくとも片面にミラーが形成された透明基板を積層して透明基板積層体を製造する透明基板積層体の製造方法は、積層物形成工程（Ｓ１１）と、加圧硬化工程（Ｓ１２）とを含む。積層物形成工程では、ミラーについて所定の平行度が確保されるように、透明基板を複数枚予め積層して接着した少なくとも１個の透明ブロックと、少なくとも１枚の他の透明基板とを、接着剤を介して積層して積層物を形成する。加圧硬化工程では、積層物の積層方向の両側に配置される加圧部材の平面で積層物を加圧して、接着剤を硬化させる。
【選択図】図１０

Description

本発明は、少なくとも片面にミラーが形成された透明基板を積層して透明基板積層体を製造する透明基板積層体の製造方法と、その製造方法を用いた空中映像表示デバイスの製造方法とに関する。

従来から、物体の実像を空中に結像させる空中映像表示デバイスが種々提案されている。例えば、特許文献１では、片面に帯状の平面光反射部を有する複数の透明平板を、平面光反射部が一定のピッチで並ぶように積層した光制御パネルを２枚用い、各々の光制御パネルの平面光反射部が平面視で直交するように、２枚の光制御パネルを貼り合わせることにより、空中映像表示デバイスを形成している。平面視で直交する２枚の平面反射部で物体からの光を２回反射させ、空中映像表示デバイスに対して物体とは反対側の空中に導くことにより、観察者は、上記空中に結像される物体の実像を観察することができる。

上記光制御パネルは、一面にミラーが形成された一定の厚みの透明基板を多数枚積層して積層物を作製し、この積層物をミラーに対して垂直な切り出し面が形成されるように切り出すことによって製造される。このようにして光制御パネルを製造する方法は、例えば特許文献２および３でも同様に開示されている。

特許第５０８５７６７号公報（請求項１、段落〔０００７〕、〔００３５〕、図５等参照） 特許第５４３７４３６号公報（段落〔００３５〕、図５等参照） 特許第５３１８２４２号公報（請求項１、段落〔００１７〕〜〔００２５〕、図５等参照）

ところで、切断前の上記積層物を構成する各透明基板には、製造方法に起因する僅かな反りやうねり、厚みバラツキによる初期変形など、様々な変形が残存している。各透明基板に変形が残存していると、各透明基板に形成されたミラーについて所望の平行度が得られなくなり、空中映像の結像に支障が生じるため、各透明基板の変形を矯正することが望ましい。しかし、上記した特許文献１および２では、各透明基板の変形が残存している場合に、その変形を矯正する手法については全く検討されておらず、透明基板の積層方向の全体でミラーの平行度を十分に確保することができない。

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、ミラーが形成された透明基板を積層して透明基板積層体を製造するにあたって、透明基板に製造時の変形が残存する場合でも、その変形を十分に矯正して、積層方向の全体でミラーの平行度を十分に確保することができる透明基板積層体の製造方法と、その製造方法を用いた空中映像表示デバイスの製造方法とを提供することにある。

本発明の一側面に係る透明基板積層体の製造方法は、少なくとも片面にミラーが形成された透明基板を積層して透明基板積層体を製造する透明基板積層体の製造方法であって、前記ミラーについて所定の平行度が確保されるように、前記透明基板を複数枚予め積層して接着した少なくとも１個の透明ブロックと、少なくとも１枚の他の前記透明基板とを、接着剤を介して積層して積層物を形成する積層物形成工程と、前記積層物の積層方向の両側に配置される加圧部材の平面で前記積層物を加圧して、前記接着剤を硬化させる加圧硬化工程とを含む。

前記積層物形成工程では、複数枚の前記他の透明基板の積層途中に少なくとも１個の前記透明ブロックが位置するように、前記透明ブロックおよび前記他の透明基板を積層して前記積層物を形成してもよい。

前記積層物形成工程では、１個の前記透明ブロックを、複数枚の前記他の透明基板で積層方向の両側から挟むように、前記透明ブロックおよび前記他の透明基板を積層して前記積層物を形成してもよい。

前記積層物形成工程では、複数個の前記透明ブロックの各々を、複数枚の前記他の透明基板で積層方向の両側から挟むように、前記透明ブロックおよび前記他の透明基板を積層して前記積層物を形成してもよい。

前記積層物形成工程では、前記透明ブロックを構成する透明基板と、前記他の透明基板との積層の順序が、積層方向の中央に対して積層方向の一方の側と他方の側とで対称となるように、前記透明ブロックおよび前記他の透明基板を積層して前記積層物を形成することが望ましい。

本発明の他の側面に係る透明基板積層体の製造方法は、少なくとも片面にミラーが形成された透明基板を積層して透明基板積層体を製造する透明基板積層体の製造方法であって、前記ミラーについて所定の平行度が確保されるように、前記透明基板を複数枚予め積層して接着した透明ブロックを複数個用い、複数個の前記透明ブロック同士を接着剤を介して積層して積層物を形成する積層物形成工程と、前記積層物の積層方向の両側に配置される加圧部材の平面で前記積層物を加圧して、前記接着剤を硬化させる加圧硬化工程とを含む。

少なくとも片面にミラーが形成された前記透明基板は、ガラスであってもよい。

本発明の他の側面に係る空中映像表示デバイスの製造方法は、上述した透明基板積層体の製造方法を用いた空中映像表示デバイスの製造方法であって、前記接着剤の硬化によって得られた前記透明基板積層体を、積層方向に沿った断面で所定のピッチで切断することにより、個々の切断片を光学パネルとして取得する光学パネル取得工程と、前記光学パネル取得工程で得られた２枚の前記光学パネルを、各光学パネルのミラーが平面視で交差するように貼り合わせる貼合工程とを含む。

上記の製造方法によれば、透明基板に製造時の変形が残存する場合でも、その変形を十分に矯正して、透明基板の積層方向の全体で、ミラーの平行度を十分に確保することができる。

本発明の実施の一形態に係る空中映像表示デバイスの側面図である。 上記空中映像表示デバイスの概略の構成を模式的に示す斜視図である。 上記空中映像表示デバイスを構成するミラー素子の斜視図である。 上記空中映像表示デバイスを構成する他のミラー素子の斜視図である。 図３のミラー素子の他の構成を示す断面図である。 図４のミラー素子の他の構成を示す断面図である。 ２次元での実像の結像原理を示す説明図である。 ３次元空間での光線の反射を模式的に示す説明図である。 ３次元空間において、複数の光線が別々のミラーを介して１点に集光する様子を模式的に示す説明図である。 上記空中映像表示デバイスの製造工程を示すフローチャートである。 積層物の形成に用いる透明ブロックの断面図である。 上記透明ブロックの製造工程を示す断面図である。 上記積層物の構成を示す断面図である。 上記積層物から得られる透明基板積層体の斜視図である。 上記透明基板積層体を切断して得られる光学パネルの斜視図である。 上記積層物の他の構成を示す断面図である。 上記積層物のさらに他の構成を示す断面図である。 上記積層物のさらに他の構成を示す断面図である。 上記積層物のさらに他の構成を示す断面図である。 変形が生じている複数の透明基板を積層し、加圧して透明基板積層体を得る様子を模式的に示す断面図である。

〔課題についての補足〕
本発明の実施形態について説明する前に、課題として記載した透明基板の変形の矯正について、説明を補足しておく。

図２０は、積層物１００’を構成する各透明基板１０１に、製造時の反り等の変形が生じている状態を強調して示している。各透明基板１０１の変形は、片面にミラーが形成された各透明基板１０１を、接着剤１０２を介して積層して積層物１００’とした後、平面精度が高くて頑丈な上下２枚のプレス板１０３ａ・１０３ｂによって、積層物１００’を積層方向の両側から加圧することで矯正できるとも考えられる。なお、積層物１００’を加圧した状態で接着剤１０２を硬化させることにより、ミラー積層状態の積層体１００が得られる。

しかし、各透明基板１０１に変形が残存していると、積層物１００’の加圧時に、２枚のプレス板１０３ａ・１０３ｂによって各透明基板１０１に付与される圧力の面内均一性が崩れる（相互に完全な面接触とはならないため）。しかも、２枚のプレス板１０３ａ・１０３ｂから積層方向に離れるにしたがって（積層方向の中央に向かうにつれて）、上記変形の影響が累積されるため、付与される圧力の面内不均一性は増大する。その結果、２枚のプレス板１０３ａ・１０３ｂ間で積層される透明基板１０１の枚数が多ければ多いほど、２枚のプレス板１０３ａ・１０３ｂから離れた領域に位置する透明基板１０１に対して、加圧による変形の矯正が不十分となる。結果的に、上記領域において、ミラーの所望の平行度が得られなくなる。

以下で示す本発明の実施形態では、上記のように複数の透明基板を単純に加圧するだけでは、変形の矯正が不十分である点を考慮して、透明基板積層体を製造するようにしている。以下、本発明の実施形態について説明する。

〔実施の形態〕
本発明の実施の一形態について、図面に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、本明細書において、数値範囲をａ〜ｂと表記した場合、その数値範囲に下限ａおよび上限ｂの値は含まれるものとする。また、本発明は、以下の内容に限定されるものではない。

＜空中映像表示デバイスについて＞
図１は、本実施形態の空中映像表示デバイス１の側面図である。空中映像表示デバイス１は、被対象物ＯＢからの光を反射させて、空中映像表示デバイス１に対して被対象物ＯＢとは反対側の空中に集めて、上記空中に被対象物ＯＢの実像Ｒ（映像）を結像させるものである。なお、被対象物ＯＢは、２次元の画像であってもよいし、３次元の物体であってもよい。また、被対象物ＯＢからの光とは、被対象物ＯＢそのものが発光する光であってもよいし、被対象物ＯＢに光が当たったときに周囲に散乱される光（散乱光）であってもよい。

図２は、空中映像表示デバイス１の概略の構成を模式的に示す斜視図である。空中映像表示デバイス１は、２枚の光学パネル２０・３０を貼り合わせて構成されている。一方の光学パネル２０は、光学パネル２０・３０の積層方向（例えばＺ方向）に垂直な面内で互いに垂直な２方向のうちの一方向（例えばＸ方向）に、複数のミラー素子２１を並べて接着剤で接着することによって形成されている。他方の光学パネル３０は、上記２方向のうちの他の方向（例えばＹ方向）に、複数のミラー素子３１を並べて接着剤で接着することによって形成されている。

図３は、一方のミラー素子２１の斜視図である。ミラー素子２１は、例えばガラスからなる直方体状の透明基板２１ａを有している。透明基板２１ａは、Ｙ方向に延びており、対向する２面（例えばＹＺ面に沿った２面）のうちの一方の面に、反射膜の蒸着によってミラー２１ｂが形成されている。

図４は、他方のミラー素子３１の斜視図である。ミラー素子３１は、例えばガラスからなる直方体状の透明基板３１ａを有している。透明基板３１ａは、Ｘ方向に延びており、対向する２面（例えばＺＸ面に沿った２面）のうちの一方の面に、反射膜の蒸着によってミラー３１ｂが形成されている。

Ｙ方向に延びる複数のミラー素子２１をＸ方向に隣接して並べることにより、複数のミラー２１ｂが、ミラー素子２１のＸ方向の幅に応じた間隔でＸ方向に並んで位置する。同様に、Ｘ方向に延びる複数のミラー素子３１をＹ方向に隣接して並べることにより、複数のミラー３１ｂが、ミラー素子３１のＹ方向の幅に応じた間隔でＹ方向に並んで位置する。このような複数のミラー素子２１・３１の配置により、ミラー２１ｂ（反射面）とミラー３１ｂ（反射面）とは、平面視で（Ｚ軸方向から見て）互いに直交する位置関係となる。

なお、ミラー２１ｂは、図５に示すように、透明基板２１ａの対向する２面の両面に形成されていてもよい。同様に、ミラー３１ｂは、図６に示すように、透明基板３１ａの対向する２面の両面に形成されていてもよい。また、ミラー２１ｂ・３１ｂは、例えばアルミニウムなどの金属膜で構成されるが、他の金属材料の膜で構成されてもよい。

また、各ミラー素子２１・３１には、接着厚みを均一にするためのスペーサが一体的に形成されていてもよい。また、ミラー素子２１・２１同士またはミラー素子３１・３１同士を接着する接着剤に、上記のスペーサが含まれていてもよい。さらに、上記スペーサを用いずにミラー素子２１・２１同士またはミラー素子３１・３１同士を接着剤で接着してもよい。

上記構成の空中映像表示デバイス１を用いることにより、空中に映像を結像させることができる。以下、その結像原理について説明する。

図７は、２次元（ＺＸ平面内）での実像の結像原理を示している。点光源Ｐから発せられた複数の光線は、Ｚ軸に平行な反射面（ミラー２１ｂ）でそれぞれ反射され、Ｘ軸に対して点光源Ｐとは反対側の位置Ｐ’（点光源ＰとＸ軸に対して対称な位置）に集光する。これにより、位置Ｐ’にて、点光源Ｐの実像が結像される。

図８は、３次元空間（ＸＹＺ座標系）での光線の反射を模式的に示している。３次元空間では、点光源Ｏから発せられた光線Ａを、ＺＸ平面内の光線ａ１と、ＹＺ平面内の光線ａ２とに分解し、図７に倣って、それぞれの光線ａ１・ａ２のＺＸ平面内またはＹＺ平面内での反射を考えることで、光線ＡのＺ軸との交点を求めることができる。つまり、ＺＸ平面内の光線ａ１は、ＹＺ面に平行な反射面（ミラー２１ｂ）で反射された後、Ｚ軸に向かい、ＹＺ平面内の光線ａ２は、ＺＸ面に平行な反射面（ミラー３１ｂ）で反射された後、Ｚ軸に向かう。これらの光線ａ１・ａ２は、Ｚ軸上の１点、つまり、点Ｏ’で交わる。したがって、光線ａ１・ａ２の合成からなる光線Ａは、ミラー２１ｂおよびミラー３１ｂにて計２回反射した後、Ｚ軸上の点Ｏ’に向かうことになる。

図９は、３次元空間において、点光源Ｏから発せられた複数の光線が、別々の反射面を介して１点に集光する様子を模式的に示している。点光源Ｏから発せられた複数の光線は、図８と同様にして、ＹＺ面に平行な反射面（ミラー２１ｂ）およびＺＸ面に平行な反射面（ミラー３１ｂ）で反射され、Ｚ軸上の同じ点Ｏ’に集光する。これにより、点Ｏ’にて、点光源Ｏの実像が結像される。

なお、実際には、各反射面の高さ方向（Ｚ軸方向）における光線の入射位置のずれや、各反射面の配置精度などにより、集光状態にずれが生じるが、このずれは実像の観察において無視できるほど小さいものとする。また、光線の中には、各反射面で３回以上反射するような複雑な経路を辿る光線も存在するが、そのような光線も無視できるものとする。

なお、以上では、２枚の光学パネル２０・３０を、各反射面（ミラー２１ｂ・３１ｂ）が平面視で直交するように貼り合わせているが、各反射面が直交（９０°）からずれた角度で交差するように貼り合わせてもよい。この場合は、９０°からずれた角度分だけ、実像の結像位置が、被対象物ＯＢと空中映像表示デバイス１を介して対称となる位置から水平方向にずれることになる。

＜空中映像表示デバイスの製造方法について＞
次に、本実施形態の空中映像表示デバイスの製造方法について説明する。空中映像表示デバイスの製造においては、少なくとも片面にミラーが形成された所定枚数（例えば４００枚程度）の透明基板（例えば厚さ０．５ｍｍのガラス板）を、高精度な平行状態で積層接着する必要がある。要求される高精度な平行状態としては、例えば、ミラーの平行度（角度ズレ）が０．０２５°以下となるような状態である。各透明基板には、製造時の変形が残存しているため、ミラーの所望の平行度を確保するためには、上記変形を矯正することが必要である。しかし、各透明基板の積層物を単純に２つの平板で加圧するだけでは、２つの平板間の透明基板の枚数が多ければ多いほど、２つの平板から離れた領域にある透明基板に対して、加圧による変形の矯正が不十分となることは前述の通りである。しかし、このことは言い換えれば、２つの平板間で積層される透明基板の枚数が少なければ少ないほど、加圧によって各透明基板に伝達される圧力の面内分布の均一性の崩れが小さく、面内方向でほぼ均一な圧力で各透明基板を加圧して、変形を十分に矯正でき、高精度な積層接着が可能であることを意味する。

使用する透明基板の精度にもよるが、積層物を２つの平板で加圧したときに、各平板から数十枚程度までは、ミラーの所望の平行度を維持することができ、積層方向の中央部に向かうにしたがって、ミラーの平行度は徐々に崩れてしまう傾向があることが経験的にもわかっている。このようなミラーの平行度の崩れは、最終的には、空中映像表示の性能劣化につながる。

そこで、本実施形態では、上記の原理に基づき、数枚程度の透明基板を高精度に積層接着して透明ブロックを作製し、この透明ブロックを高精度な平行平板として利用して他の透明基板または他の透明ブロックと積層して積層物を形成し、この積層物を積層方向の両側から２つ平板で加圧することにより（加圧部材の平面で加圧することにより）、積層物の形成に用いるトータルの透明基板の枚数は同じとして、積層方向において隣り合う２つの平板の間の単品の（他の）透明基板の数を実質的に減らし（究極的には０枚も含む）、これによって、全体として高精度な積層接着を行うようにしている。より詳細には、以下の通りである。

図１０は、本実施形態の空中映像表示デバイス１の製造工程を示すフローチャートである。空中映像表示デバイス１の製造方法は、透明基板積層体形成工程（Ｓ１）と、光学パネル取得工程（Ｓ２）と、貼合工程（Ｓ３）とを含む。

（Ｓ１；透明基板積層体形成工程）
上記のＳ１の工程は、少なくとも片面にミラーが形成された透明基板を積層して透明基板積層体を製造する工程であり、積層物形成工程（Ｓ１１）と、加圧硬化工程（Ｓ１２）とを含む。以下、各工程について順に説明する。

なお、ここでは、説明を簡略化するため、積層物７０（図１３参照）を構成する全体の透明基板５１の枚数を、１０２枚として説明する。また、全透明基板５１のうち、後述する透明ブロック５０（図１１参照）を構成する透明基板５１を、透明基板５１ａ（第１の透明基板）とも称し、残りの透明基板５１を、透明基板５１ｂ（第２の透明基板）とも称する。

《Ｓ１１；積層物形成工程》
図１１は、積層物７０の形成に用いる透明ブロック５０の断面図である。Ｓ１１の工程では、まず、上記透明ブロック５０を作製する。図１２は、透明ブロック５０の製造工程を示す断面図である。透明ブロック５０は、積層物７０の形成に用いる、少なくとも片面にミラー５２が形成された透明基板５１ａを、接着剤５３を介して２枚積層し、２つのプレス板６１・６２によって積層方向の両側から加圧し、加圧した状態で接着剤５３を硬化させることにより作製される。接着剤５３として、例えばエポキシ系接着剤を用いれば、加圧状態で所定時間（例えば４８時間）放置することで接着剤５３が硬化し、透明ブロック５０が得られる。

透明ブロック５０において、積層される透明基板５１ａの枚数が、少数（２枚）であるため、上述の原理により、加圧によってミラー５２の平行度を十分に確保することができる。ここで、上記所定の平行度としては、例えば、ミラー５２の平行度（角度ズレ）として、０．００５°以下を考えることができる。

そして、図１３に示すように、透明ブロック５０と他の透明基板５１ｂとを、接着剤５３を介して積層して積層物７０を形成する。例えば、５０枚の透明基板５１ｂを接着剤５３を介して積層し、続いて、最上部の透明基板５１ｂ上に、上記の透明ブロック５０を接着剤５３を介して積層し、さらにその透明ブロック５０の上に、５０枚の透明基板５１ｂを接着剤５３を介して積層することで、積層物７０を形成する。

なお、積層物７０は、透明基板５１（または透明ブロック５０）の積層ごとに接着剤５３をその都度塗布して得られてもよいし、接着剤なしで（必要に応じてスペーサを介して）透明基板５１および透明ブロック５０を積層した構造物を、密閉空間内に配置し、密閉空間内で接着剤５３を吸引して各透明基板５１の間に導くことによって得られてもよい。また、Ｓ１１では、透明ブロック５０をその場で作製して積層物７０を形成するのではなく、上記の透明ブロック５０を先に作製して予め用意しておき、用意した透明ブロック５０を用いて積層物７０を形成してもよい。

《Ｓ１２；加圧硬化工程》
次に、Ｓ１１で形成した積層物７０を、積層物７０の積層方向の両側に加圧部材としてのプレス板６１・６２が位置するように配置する。なお、加圧部材は、積層物７０を平面で加圧できるものであればよく、プレス板６１・６２のような板状の部材には限定されない。例えば、プレス台のような厚みのある部材を加圧部材として用いてもよい。

そして、プレス板６１・６２の平面６１ａ・６２ａで積層方向の両側から積層物７０を加圧し、加圧状態で接着剤５３を硬化させる。これにより、図１４に示す透明基板積層体７１が得られる。例えば、透明ブロック５０の作製時と同様に、接着剤５３としてエポキシ系接着剤を用いれば、加圧状態で所定時間（例えば４８時間）放置することにより、接着剤５３を硬化させて透明基板積層体７１を得ることができる。

（Ｓ２；光学パネル取得工程）
次に、Ｓ１にて得られた透明基板積層体７１を、図１５に示すように、積層方向に沿った断面で所定のピッチで切断する。これにより、個々の切断片を光学パネル４０として取得する。

（Ｓ３；貼合工程）
最後に、Ｓ２で得られた２枚の光学パネル４０を、各光学パネル４０のミラー５２（図１３参照）が平面視で交差するように（例えば直交するように）貼り合わせる。これにより、図２と同様の構成の空中映像表示デバイス１が得られる。なお、光学パネル４０における透明基板５１は、図２〜図４等で示したミラー素子２１の透明基板２１ａまたはミラー素子３１の透明基板３１ａに対応し、ミラー５２は、ミラー素子２１のミラー２１ｂまたはミラー素子３１のミラー３１ｂに対応する。

以上のように、本実施形態の透明基板積層体７１の製造方法によれば、透明ブロック５０と他の透明基板５１ｂとを、接着剤５３を介して積層して積層物７０を形成し、この積層物７０を、積層方向の両側に配置されるプレス板６１・６２の平面６１ａ・６２ａで加圧して、接着剤５３を硬化させる。

上記の透明ブロック５０は、ミラー５２について所定の平行度が確保されるように、２枚の透明基板５１ａが積層されて形成されており、ブロック全体の機械的強度は、１枚の透明基板５１よりも高い。このため、透明ブロック５０自体が一種の平行平板として機能する。したがって、全体として同じ枚数の透明基板５１を積層して積層物７０を形成する場合でも、積層物７０が透明ブロック５０を含む場合は、透明ブロック５０を含まない場合に比べて、加圧時に平板と平板との間に位置する透明基板５１の枚数が、実質的に減ることになる。

つまり、全体で１０２枚の透明基板５１を積層して積層物７０を形成する上記の例において、積層物７０が透明ブロック５０を含まない場合は、２つの平板（この場合はプレス板６１・６２）の間に位置する透明基板５１の枚数は、１０２枚のままである。これに対して、積層物７０が１個の透明ブロック５０を含む場合は、上記透明ブロック５０が平板として機能するため、隣り合う２つの平板、つまり、一方のプレス板６１と透明ブロック５０との間に位置する透明基板５１の枚数が５０枚（＜１０２枚）となり、他方のプレス板６２と透明ブロック５０の間に位置する透明基板５１の枚数も、５０枚（＜１０２枚）となる。

このように、積層物７０が透明ブロック５０を含む場合、透明ブロック５０を含まない場合に比べて、隣り合う２つの平板で加圧する透明基板５１の枚数が実質的に減るため、上記透明基板５１に製造時の変形が残存していても、加圧によって面内でほぼ均一な圧力を積層方向に伝達して、上記変形を十分に矯正することができる。また、透明ブロック５０においては、ミラー５２の所定の平行度が元々確保されている。したがって、最終的に得られる透明基板積層体７１において、各透明基板５１の積層方向の全体で、ミラー５２の平行度（例えば０．０２５°以下）を十分に確保することができ、高精度な積層接着が可能となる。

また、本実施形態では、透明基板５１、すなわち、積層物７０の形成に用いる、少なくとも片面にミラー５２が形成された透明基板５１を、ガラスで構成している。透明基板５１は樹脂（例えばアクリル樹脂）で構成することも可能であるが、ガラスは樹脂に比べて硬いため、ミラー５２の平行度を確保すべく、製造時に生じる変形を矯正することが樹脂に比べて困難である。したがって、各透明基板５１の製造時の変形を矯正してミラー５２の平行度を十分に確保することができる本実施形態の透明基板積層体７１の製造方法は、特に、透明基板５１をガラスで構成した場合において非常に有効となる。

また、本実施形態の空中映像表示デバイス１の製造方法は、上述した透明基板積層体７１の製造方法によって得られた透明基板積層体７１を、積層方向に沿った断面で所定のピッチで切断することにより、個々の切断片を光学パネル４０として取得する光学パネル取得工程（Ｓ２）と、光学パネル取得工程で得られた２枚の光学パネル４０を、各光学パネル４０のミラー５２が平面視で交差するように貼り合わせる貼合工程（Ｓ３）とを含む。個々の光学パネル４０においては、ミラー５２の所定の平行度が十分に確保されているため、これらの光学パネル４０を貼り合わせて空中映像表示デバイス１を形成することにより、例えば歪みの少ない、表示品位の高い映像を空中に結像できる空中映像表示デバイス１を実現することが可能となる。

＜積層物形成方法のバリエーション＞
図１６は、上述したＳ１１の積層物形成工程で形成する積層物７０の他の構成を示す断面図である。透明ブロック５０を構成する透明基板５１ａの枚数は、ミラー５２の所定の平行度（例えば０．００５°以下）を確保できる範囲内で適宜調整されればよく、３枚以上であってもよい。用いる透明基板５１の厚さや材料によっても異なるが、ミラー５２の所定の平行度を確実に確保する観点から、透明ブロック５０を構成する透明基板５１ａの枚数は、２〜２００枚であることが望ましく、２〜１００枚であることがより望ましく、２〜１０枚程度であることがより一層望ましい。また、透明基板５１ａの枚数は、５０〜１００枚とすることも可能である。

また、図１３および図１６に示すように、Ｓ１１では、１個の透明ブロック５０を、複数枚の他の透明基板５１ｂで積層方向の両側から挟むように、透明ブロック５０および他の透明基板５１ｂを積層して積層物７０を形成してもよい。この場合、１個の透明ブロック５０を用いるという最も簡単な手法で、積層方向に隣り合う２種の平板（平行平板としての透明ブロック５０を含む）の間の他の透明基板５１ｂの数を、積層物７０を構成する全透明基板５１の数よりも減らすことができる。これにより、他の透明基板５１ｂの変形を加圧によって確実に矯正でき、最終的な透明基板積層体７１において、ミラー５２の平行度を容易にかつ確実に確保することが可能となる。

また、図１７は、積層物７０のさらに他の構成を示す断面図である。Ｓ１１では、複数個の透明ブロック５０を用い、各々の透明ブロック５０を、複数枚の他の透明基板５１ｂで積層方向の両側から挟むように、透明ブロック５０および他の透明基板５１ｂを積層して積層物７０を形成してもよい。ミラー５２について所定の平行度が確保された透明ブロック５０を複数個用いることで、積層物７０を構成する、透明ブロック５０以外の他の透明基板５１ｂの枚数を確実に減らすことができる。これにより、加圧による他の透明基板５１ｂの変形の矯正を確実に行って、ミラー５２の所定の平行度を確実に確保することが可能となる。

このとき、図１６および図１７に示すように、Ｓ１１では、透明ブロック５０を構成する透明基板５１ａと、他の透明基板５１ｂとの積層の順序が、積層方向の中央Ｃに対して積層方向の一方の側と他方の側とで対称となるように、透明ブロック５０および他の透明基板５１ｂを積層して積層物７０を形成することが望ましい。例えば、図１６のように、積層方向の中央Ｃ側から積層方向の一方の側で、透明基板５１ａが２枚、透明基板５１ｂが４枚の順に積層され、積層方向の中央Ｃ側から積層方向の他方の側でも、透明基板５１ａが２枚、透明基板５１ｂが４枚の順に積層されるように、透明ブロック５０および他の透明基板５１ｂを積層することで、透明基板５１ａ・５１ｂの積層順序が中央Ｃに対して対称な積層物７０を得ることができる。

なお、ここでは、透明基板５１ａ・５１ｂの「積層の順序が対称」であればよく、透明基板５１のミラー５２の配置が積層方向の中央Ｃに対して対称であることまでを要求するものではない。すなわち、片面にのみミラー５２が形成された透明基板５１を積層して積層物７０を形成する場合に、積層方向の中央Ｃに対して積層方向の一方の側と他方の側とで、ミラー５２の配置が反転される（線対称となる）位置関係になくてもよい。

上記のように、透明基板５１ａ・５１ｂの積層順序が積層方向の中央Ｃに対して対称な積層物７０を形成することにより、Ｓ１２での積層物７０の加圧の際に、積層物７０の積層方向の中央Ｃに対して、積層方向の一方の側でも、他方の側でも、加圧による他の透明基板５１ｂの変形の矯正を同等に行うことができ、積層方向の両側で矯正の仕方にムラが生じるのを低減することができる。

また、図１８は、積層物７０のさらに他の構成を示す断面図である。複数の透明基板５１の積層方向における透明ブロック５０の挿入位置は、積層方向の中央である必要はなく、積層方向の端部であってもよい。例えば、透明ブロック５０は、一方のプレス板６２と接触する位置にあってもよい。

ただし、図１６および図１７で示したように、複数枚の他の透明基板５１ｂの積層途中に透明ブロック５０が位置するように、透明ブロック５０と他の透明基板５１ｂとを積層するほうが、上記のように透明基板５１ａ・５１ｂの積層順序が積層方向に対称となるように積層物７０を形成して、積層方向の一方の側と他方の側とで矯正にムラが生じるのを低減することが可能となるため、望ましい。

図１９は、積層物７０のさらに他の構成を示す断面図である。Ｓ１１では、ミラー５２について所定の平行度が確保されるように、透明基板５１ａを複数枚予め積層して接着した透明ブロック５０を複数個用い、複数個の透明ブロック５０同士を接着剤５３を介して積層して積層物７０を形成してもよい。

積層物７０を形成する複数の透明ブロック５０の各々は、予めミラー５２の平行度が確保されるように複数枚の透明基板５１ａを積層接着したものであり、透明ブロック５０の作製時点で、個々の透明基板５１ａの製造時の変形が既に矯正されている。また、複数個の透明ブロック５０同士を接着剤５３を介して積層して積層物７０を形成するため、用いる他の透明基板５１ｂの枚数は０枚である。つまり、変形の矯正が必要な他の透明基板５１ｂの枚数を、０枚まで究極的に減らすことができる。したがって、積層物７０を、複数個の透明ブロック５０の積層によって得るようにしても、積層物７０の加圧および接着剤５３の硬化後の最終的な透明基板積層体７１において、各透明基板５１の積層方向の全体で、ミラー５２の平行度を十分に確保することができ、高精度な積層接着が可能となる。

＜実施例＞
以下、本発明の実施例について説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されるわけではない。

（実施例１）
両面にミラーが形成された、縦１５０ｍｍ、横１５０ｍｍ、厚さ０．５ｍｍのガラス板を１９９枚用意した。なお、上記のミラーは、蒸着によってアルミニウムをコーティングすることによって形成した。そして、１９９枚のうちの３枚のガラス板を使用し、これらを、接着剤（エポキシ系接着剤とし、以下でも同様とする）を介して積層し、積層方向の両側からプレス機（２枚のプレス板）により、加圧力１０ＭＰａで加圧した。そして、積層物を加圧状態で４８時間放置し、接着剤を硬化させて、透明ブロックを得た。

次に、残り１９６枚のうちの９８枚のガラス板を、隣り合うガラス板間に接着剤を塗布して積層した。そして、最上部のガラス板上に、上記で作製した透明ブロックを接着剤を介して積層した。その後、さらに残り９８枚のガラス板を、透明ブロックの上部に接着剤を介して積層するとともに、隣り合うガラス板間に接着剤を塗布して積層した。

全てのガラス板を積層した状態で、プレス機により、加圧力２０ＭＰａで加圧し、上下のガラス板間に入っている接着剤を押し出し、その状態で４８時間放置することにより、接着剤を硬化させた。接着剤の硬化後、各ガラス板（ミラー）の平行度（平行からの角度ズレ）を特製の平行度計測機器で測定すると、平行度は概ね０．０１°以下であり、ガラス板の反り等の変形が良好に矯正されていることがわかった。つまり、実施例１では、平行度の高い（平行からの角度ズレの小さい）透明基板積層体が得られた。

（実施例２）
両面にミラーが形成された、縦１５０ｍｍ、横１５０ｍｍ、厚さ０．５ｍｍのガラス板を２０１枚用意した。そして、２０１枚のうちの６枚のガラス板を使用し、６枚のガラス板を３枚ずつ２組に分けた。そして、各組の３枚のガラス板を接着剤を介して積層し、積層方向の両側からプレス機（２枚のプレス板）により、加圧力１０ＭＰａで加圧した。そして、積層物を加圧状態で４８時間放置し、接着剤を硬化させて、３枚のガラス板を積層接着した透明ブロックを２個作製した。

次に、残り１９５枚のガラス板を、６５枚ずつ３組に分けた。そして、１組目の６５枚のガラス板を、隣り合うガラス板間に接着剤を塗布して積層し、最上部のガラス板上に、上記で作製した１個の透明ブロックを接着剤を介して積層した。その後、２組目の６５枚のガラス板を、上記透明ブロックの上部に接着剤を介して積層するとともに、隣り合うガラス板間に接着剤を塗布して積層し、最上部のガラス板上に、上記で作製した残りの透明ブロックを接着剤を介して積層した。さらにその後、３組目の６５枚のガラス板を、上記透明ブロックの上部に接着剤を介して積層するとともに、隣り合うガラス板間に接着剤を塗布して積層した。

全てのガラス板を積層した状態で、プレス機により、加圧力２０ＭＰａで加圧し、上下のガラス板間に入っている接着剤を押し出し、その状態で４８時間放置することにより、接着剤を硬化させた。接着剤の硬化後、各ガラス板の平行度（平行からの角度ズレ）を実施例１と同様の平行度計測機器で測定すると、平行度は０．０１°以下であり、ガラス板の反り等の変形が実施例１よりもさらに良好に矯正されていることがわかった。つまり、実施例２では、実施例１よりも平行度の高い（平行からの角度ズレの小さい）透明基板積層体が得られた。

（実施例３）
両面にミラーが形成された、縦１５０ｍｍ、横１５０ｍｍ、厚さ０．５ｍｍのガラス板を２０１枚用意し、これら２０１枚のガラス板を６７枚ずつ３組に分けた。そして、各組の６７枚のガラス板を接着剤を介して積層し、積層方向の両側からプレス機（２枚のプレス板）により、加圧力１５ＭＰａで加圧した。そして、積層物を加圧状態で４８時間放置し、接着剤を硬化させて、６７枚のガラス板を積層接着した透明ブロックを３個作製し、これら３つの透明ブロックを、ブロック間に接着剤を塗布して積層した。

全ての透明ブロックを積層した状態で、プレス機により、加圧力２０ＭＰａで加圧し、上下のブロック間に入っている接着剤を押し出し、その状態で４８時間放置することにより、接着剤を硬化させた。接着剤の硬化後、各ガラス板の平行度（平行からの角度ズレ）を実施例１と同様の平行度計測機器で測定すると、平行度は概ね０．０１°以下であり、ガラス板の反り等の変形が良好に矯正されていることがわかった。つまり、実施例３においても、平行度の高い透明基板積層体が得られた。

なお、比較のため、透明ブロックを用いなかった以外は、実施例１と同様の条件で、１９９枚のガラス板を積層接着して透明基板積層体を作製し、各ガラス板の平行度を測定したところ、平行度は概ね０．０５°〜０．１°であった。このように、透明ブロックを用いずに透明基板積層体を作製した場合は、所望の平行度（０．０２５°以下）が得られないことから、透明ブロックを用いて透明基板積層体を製造する実施例１〜３の手法は、ガラス板の反り等の変形を良好に矯正して平行度を十分に確保できる観点から非常に有効であると言える。

本発明は、被対象物（物体）の実像を空中に表示させる空中映像表示デバイスの製造に利用可能である。

１ 空中映像表示デバイス
４０ 光学パネル
５０ 透明ブロック
５１ 透明基板
５１ａ 透明基板
５１ｂ 透明基板
５２ ミラー
５３ 接着剤
６１ プレス板（加圧部材）
６１ａ 平面
６２ プレス板（加圧部材）
６２ａ 平面
７０ 積層物
７１ 透明基板積層体

Claims (8)

1. 少なくとも片面にミラーが形成された透明基板を積層して透明基板積層体を製造する透明基板積層体の製造方法であって、
   前記ミラーについて所定の平行度が確保されるように、前記透明基板を複数枚予め積層して接着した少なくとも１個の透明ブロックと、少なくとも１枚の他の前記透明基板とを、接着剤を介して積層して積層物を形成する積層物形成工程と、
   前記積層物の積層方向の両側に配置される加圧部材の平面で前記積層物を加圧して、前記接着剤を硬化させる加圧硬化工程とを含むことを特徴とする透明基板積層体の製造方法。
2. 前記積層物形成工程では、複数枚の前記他の透明基板の積層途中に少なくとも１個の前記透明ブロックが位置するように、前記透明ブロックおよび前記他の透明基板を積層して前記積層物を形成することを特徴とする請求項１に記載の透明基板積層体の製造方法。
3. 前記積層物形成工程では、１個の前記透明ブロックを、複数枚の前記他の透明基板で積層方向の両側から挟むように、前記透明ブロックおよび前記他の透明基板を積層して前記積層物を形成することを特徴とする請求項２に記載の透明基板積層体の製造方法。
4. 前記積層物形成工程では、複数個の前記透明ブロックの各々を、複数枚の前記他の透明基板で積層方向の両側から挟むように、前記透明ブロックおよび前記他の透明基板を積層して前記積層物を形成することを特徴とする請求項２に記載の透明基板積層体の製造方法。
5. 前記積層物形成工程では、前記透明ブロックを構成する透明基板と、前記他の透明基板との積層の順序が、積層方向の中央に対して積層方向の一方の側と他方の側とで対称となるように、前記透明ブロックおよび前記他の透明基板を積層して前記積層物を形成することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の透明基板積層体の製造方法。
6. 少なくとも片面にミラーが形成された透明基板を積層して透明基板積層体を製造する透明基板積層体の製造方法であって、
   前記ミラーについて所定の平行度が確保されるように、前記透明基板を複数枚予め積層して接着した透明ブロックを複数個用い、複数個の前記透明ブロック同士を接着剤を介して積層して積層物を形成する積層物形成工程と、
   前記積層物の積層方向の両側に配置される加圧部材の平面で前記積層物を加圧して、前記接着剤を硬化させる加圧硬化工程とを含むことを特徴とする透明基板積層体の製造方法。
7. 少なくとも片面にミラーが形成された前記透明基板は、ガラスであることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の透明基板積層体の製造方法。
8. 請求項１から７のいずれかに記載の透明基板積層体の製造方法を用いた空中映像表示デバイスの製造方法であって、
   前記接着剤の硬化によって得られた前記透明基板積層体を、積層方向に沿った断面で所定のピッチで切断することにより、個々の切断片を光学パネルとして取得する光学パネル取得工程と、
   前記光学パネル取得工程で得られた２枚の前記光学パネルを、各光学パネルのミラーが平面視で交差するように貼り合わせる貼合工程とを含むことを特徴とする空中映像表示デバイスの製造方法。

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