JP2018116218A - 空中像結像装置及びその製造方法並びに光制御パネルの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】従来よりも作業性よく効率的に製造可能な空中像結像装置及びその製造方法並びに光制御パネルの製造方法を提供する。【解決手段】第1、第2の光制御パネル12、14を、光反射部11、13が交差するように重ねて配置した空中像結像装置10及びその製造方法は、凸条15〜18を平板部19、20の表裏に対称に有する第1、第2の凹凸部材21、22を、インジェクション成形又はプレス成形によって形成する第1工程と、第1、第2の凹凸部材21、22の表裏面に金属光反射面33を形成する第2工程と、レーザ光を照射し不要な金属光反射面33を除去して光反射部11、13とし、第1、第2の光制御パネル12、14を製造する第3工程と、光反射部11と光反射部13とが交差するように、第1、第2の光制御パネル12、14を重合する第4工程を有している。【選択図】図1
Description
本発明は、帯状の光反射部(鏡面)を平行に並べて配置した第1、第2の光制御パネルを用いる空中像結像装置及びその製造方法並びに光制御パネルの製造方法に関する。
物体表面から発する光(散乱光)を用いて空中像(立体像に同じ)を形成する装置として、例えば、特許文献1に記載の空中像結像装置(光学結像装置)がある。
この結像装置は、2枚の透明平板の内部に、この透明平板の厚み方向に渡って垂直に多数かつ帯状で、金属反射面からなる光反射部を一定のピッチで並べて形成した第1、第2の光制御パネルを有し、この第1、第2の光制御パネルのそれぞれの光反射部が直交するように、第1、第2の光制御パネルの一面側を向い合わせて密着させたものである。
この結像装置は、2枚の透明平板の内部に、この透明平板の厚み方向に渡って垂直に多数かつ帯状で、金属反射面からなる光反射部を一定のピッチで並べて形成した第1、第2の光制御パネルを有し、この第1、第2の光制御パネルのそれぞれの光反射部が直交するように、第1、第2の光制御パネルの一面側を向い合わせて密着させたものである。
上記した第1、第2の光制御パネルの製造に際しては、金属反射面が一面側に形成された一定厚みの板状の透明合成樹脂板やガラス板(以下、「透明板」ともいう)を、金属反射面が一方側に配置されるように多数枚積層して積層体を作製し、この積層体から各金属反射面に対して垂直な切り出し面が形成されるように切り出している。
このため、透明板に金属反射面を形成する作業において大型の蒸着炉を必要とし、しかも、1枚又は少数枚の透明板を蒸着炉に入れて脱気し蒸着処理を行い、大気圧に開放して蒸着した透明板を取り出すという作業を数百回繰り返す必要があり、極めて手間と時間のかかる作業であった。また、金属蒸着された透明板を積層して積層体を形成し、極めて薄い所定厚で切断する作業を行って、この積層体から第1、第2の光制御パネルを切り出し、更に切り出し面の研磨作業等を行う必要があるため、作業性や製造効率が悪かった。
このため、透明板に金属反射面を形成する作業において大型の蒸着炉を必要とし、しかも、1枚又は少数枚の透明板を蒸着炉に入れて脱気し蒸着処理を行い、大気圧に開放して蒸着した透明板を取り出すという作業を数百回繰り返す必要があり、極めて手間と時間のかかる作業であった。また、金属蒸着された透明板を積層して積層体を形成し、極めて薄い所定厚で切断する作業を行って、この積層体から第1、第2の光制御パネルを切り出し、更に切り出し面の研磨作業等を行う必要があるため、作業性や製造効率が悪かった。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、従来よりも作業性よく効率的に製造可能な空中像結像装置及びその製造方法並びに光制御パネルの製造方法を提供することを目的とする。
前記目的に沿う第1の発明に係る空中像結像装置は、平行に並んで立設された帯状の多数の光反射部a1、a2をそれぞれ有する第1、第2の光制御パネルb1、b2を、前記光反射部a1、a2が交差するようにして重ねて配置した空中像結像装置において、
前記第1の光制御パネルb1は、中央に設けられた平板部c1の表裏に平行かつ対称に断面矩形の凸条d1、d1’が形成され、該凸条d1、d1’の両側面には、前記光反射部a1が形成され、
前記第2の光制御パネルb2は、中央に設けられた平板部c2の表裏に平行かつ対称に断面矩形の凸条d2、d2’が形成され、該凸条d2、d2’の両側面には、前記光反射部a2が形成され、
前記平板部c1、及び、これに連結する前記凸条d1、d1’は透明材で形成され、かつ、前記平板部c2、及び、これに連結する前記凸条d2、d2’は透明材で形成されている。
前記第1の光制御パネルb1は、中央に設けられた平板部c1の表裏に平行かつ対称に断面矩形の凸条d1、d1’が形成され、該凸条d1、d1’の両側面には、前記光反射部a1が形成され、
前記第2の光制御パネルb2は、中央に設けられた平板部c2の表裏に平行かつ対称に断面矩形の凸条d2、d2’が形成され、該凸条d2、d2’の両側面には、前記光反射部a2が形成され、
前記平板部c1、及び、これに連結する前記凸条d1、d1’は透明材で形成され、かつ、前記平板部c2、及び、これに連結する前記凸条d2、d2’は透明材で形成されている。
また、第1の発明に係る空中像結像装置において、前記光反射部a1が形成された、隣り合う前記凸条d1の間と隣り合う前記凸条d1’の間にそれぞれ形成される溝f1、f1’と、前記光反射部a2が形成された、隣り合う前記凸条d2の間と隣り合う前記凸条d2’の間にそれぞれ形成される溝f2、f2’に、透明な樹脂が充填されているのがよい。
そして、第1の発明に係る空中像結像装置において、前記凸条d1、d1’と前記凸条d2、d2’の(横/縦)比が、0.4〜2の範囲にあるのが好ましい。
第2の発明に係る空中像結像装置は、平行に並んで立設された帯状の多数の光反射部a1、a2をそれぞれ有する第1、第2の光制御パネルb1、b2を、前記光反射部a1、a2が交差するようにして重ねて配置した空中像結像装置において、
前記第1の光制御パネルb1は、平行配置された断面矩形の第1の凸条と、隣り合う該第1の凸条を連結する第1の連結部を有し、該第1の凸条の両側面には、前記光反射部a1が形成され、
前記第2の光制御パネルb2は、平行配置された断面矩形の第2の凸条と、隣り合う該第2の凸条を連結する第2の連結部を有し、該第2の凸条の両側面には、前記光反射部a2が形成され、
前記第1の凸条、及び、これを連結する前記第1の連結部は透明材で形成され、かつ、前記第2の凸条、及び、これを連結する前記第2の連結部は透明材で形成されている。
前記第1の光制御パネルb1は、平行配置された断面矩形の第1の凸条と、隣り合う該第1の凸条を連結する第1の連結部を有し、該第1の凸条の両側面には、前記光反射部a1が形成され、
前記第2の光制御パネルb2は、平行配置された断面矩形の第2の凸条と、隣り合う該第2の凸条を連結する第2の連結部を有し、該第2の凸条の両側面には、前記光反射部a2が形成され、
前記第1の凸条、及び、これを連結する前記第1の連結部は透明材で形成され、かつ、前記第2の凸条、及び、これを連結する前記第2の連結部は透明材で形成されている。
また、第2の発明に係る空中像結像装置において、前記第1の連結部が、前記第1の凸条の長手方向に間隔を有して複数設けられ、前記第2の連結部が、前記第2の凸条の長手方向に間隔を有して複数設けられているのがよい。
そして、第2の発明に係る空中像結像装置において、前記光反射部a1が形成された、隣り合う前記第1の凸条の間に形成される第1の溝と、前記光反射部a2が形成された、隣り合う前記第2の凸条の間に形成される第2の溝に、透明な樹脂が充填されているのが好ましい。
第3の発明に係る空中像結像装置の製造方法は、平行に並んで立設された帯状の多数の光反射部a1、a2をそれぞれ有する第1、第2の光制御パネルb1、b2を、前記光反射部a1、a2が交差するようにして重ねて配置した空中像結像装置の製造方法において、
平行に並べて配置された断面矩形の凸条d1、d1’を平板部c1の表裏に対称に有する透明な第1の凹凸部材と、平行に並べて配置された断面矩形の凸条d2、d2’を平板部c2の表裏に対称に有する透明な第2の凹凸部材を、それぞれインジェクション成形又はプレス成形によって形成する第1工程と、
前記第1、第2の凹凸部材の表裏面に金属蒸着又はスパッタリングによって金属光反射面をそれぞれ形成する第2工程と、
前記金属光反射面が形成された前記第1、第2の凹凸部材の表面側と裏面側から、同時又は順次レーザ光を照射して、前記凸条d1、d1’の天井面及び隣り合う該凸条d1、d1’の間に形成された溝底と、前記凸条d2、d2’の天井面及び隣り合う該凸条d2、d2’の間に形成された溝底にある、前記金属光反射面をそれぞれ除去し、前記凸条d1、d1’の両側面に形成された前記金属光反射面を前記光反射部a1とし、前記凸条d2、d2’の両側面に形成された前記金属光反射面を前記光反射部a2として、前記第1、第2の光制御パネルb1、b2を製造する第3工程と、
前記第1の光制御パネルb1の前記光反射部a1と、前記第2の光制御パネルb2の前記光反射部a2とが交差するように、前記第1、第2の光制御パネルb1、b2を重合する第4工程とを有する。
平行に並べて配置された断面矩形の凸条d1、d1’を平板部c1の表裏に対称に有する透明な第1の凹凸部材と、平行に並べて配置された断面矩形の凸条d2、d2’を平板部c2の表裏に対称に有する透明な第2の凹凸部材を、それぞれインジェクション成形又はプレス成形によって形成する第1工程と、
前記第1、第2の凹凸部材の表裏面に金属蒸着又はスパッタリングによって金属光反射面をそれぞれ形成する第2工程と、
前記金属光反射面が形成された前記第1、第2の凹凸部材の表面側と裏面側から、同時又は順次レーザ光を照射して、前記凸条d1、d1’の天井面及び隣り合う該凸条d1、d1’の間に形成された溝底と、前記凸条d2、d2’の天井面及び隣り合う該凸条d2、d2’の間に形成された溝底にある、前記金属光反射面をそれぞれ除去し、前記凸条d1、d1’の両側面に形成された前記金属光反射面を前記光反射部a1とし、前記凸条d2、d2’の両側面に形成された前記金属光反射面を前記光反射部a2として、前記第1、第2の光制御パネルb1、b2を製造する第3工程と、
前記第1の光制御パネルb1の前記光反射部a1と、前記第2の光制御パネルb2の前記光反射部a2とが交差するように、前記第1、第2の光制御パネルb1、b2を重合する第4工程とを有する。
また、第3の発明に係る空中像結像装置の製造方法において、前記第3工程を行った後、前記光反射部a1が形成された、隣り合う前記凸条d1の間と隣り合う前記凸条d1’の間にそれぞれ形成される溝f1、f1’と、前記光反射部a2が形成された、隣り合う前記凸条d2の間と隣り合う前記凸条d2’の間にそれぞれ形成される溝f2、f2’に、透明な樹脂を充填して、前記第4工程を行うのが好ましい。
そして、第3の発明に係る空中像結像装置の製造方法において、前記凸条d1、d1’と前記凸条d2、d2’の(横/縦)比は、0.4〜2の範囲にあるのが好ましい。
更に、第3の発明に係る空中像結像装置の製造方法において、前記レーザ光が、前記各天井面に対して垂直、又は、前記各溝側面に対して平行になっている。
第4の発明に係る空中像結像装置の製造方法は、平行に並んで立設された帯状の多数の光反射部a1、a2をそれぞれ有する第1、第2の光制御パネルb1、b2を、前記光反射部a1、a2が交差するようにして重ねて配置した空中像結像装置の製造方法において、
平行に並べて配置された断面矩形の第1の凸条と、隣り合う該第1の凸条を連結する第1の連結部を有する透明な第1の凹凸部材と、平行に並べて配置された断面矩形の第2の凸条と、隣り合う該第2の凸条を連結する第2の連結部を有する透明な第2の凹凸部材を、それぞれインジェクション成形又はプレス成形によって形成する第1工程と、
前記第1、第2の凹凸部材の表裏面に金属蒸着又はスパッタリングによって金属光反射面をそれぞれ形成する第2工程と、
前記金属光反射面が形成された前記第1、第2の凹凸部材の表面側と裏面側から、同時又は順次レーザ光を照射して、前記第1、第2の凸条の天井面にある前記金属光反射面をそれぞれ除去し、前記第1、第2の凸条の両側面に形成された前記金属光反射面を前記光反射部a1、a2として、前記第1、第2の光制御パネルを製造する第3工程と、
前記第1の光制御パネルb1の前記光反射部a1と、前記第2の光制御パネルb2の前記光反射部a2とが交差するように、前記第1、第2の光制御パネルb1、b2を重合する第4工程とを有する。
平行に並べて配置された断面矩形の第1の凸条と、隣り合う該第1の凸条を連結する第1の連結部を有する透明な第1の凹凸部材と、平行に並べて配置された断面矩形の第2の凸条と、隣り合う該第2の凸条を連結する第2の連結部を有する透明な第2の凹凸部材を、それぞれインジェクション成形又はプレス成形によって形成する第1工程と、
前記第1、第2の凹凸部材の表裏面に金属蒸着又はスパッタリングによって金属光反射面をそれぞれ形成する第2工程と、
前記金属光反射面が形成された前記第1、第2の凹凸部材の表面側と裏面側から、同時又は順次レーザ光を照射して、前記第1、第2の凸条の天井面にある前記金属光反射面をそれぞれ除去し、前記第1、第2の凸条の両側面に形成された前記金属光反射面を前記光反射部a1、a2として、前記第1、第2の光制御パネルを製造する第3工程と、
前記第1の光制御パネルb1の前記光反射部a1と、前記第2の光制御パネルb2の前記光反射部a2とが交差するように、前記第1、第2の光制御パネルb1、b2を重合する第4工程とを有する。
また、第4の発明に係る空中像結像装置の製造方法において、前記第1の連結部が、前記第1の凸条の長手方向に間隔を有して複数設けられ、前記第2の連結部が、前記第2の凸条の長手方向に間隔を有して複数設けられているのがよい。
そして、第4の発明に係る空中像結像装置の製造方法において、前記第3工程を行った後、前記光反射部a1が形成された、隣り合う前記第1の凸条の間と、前記光反射部a2が形成された、隣り合う前記第2の凸条の間に、それぞれ透明な樹脂を充填して、前記第4工程を行う。なお、樹脂を充填する方法として、例えば、真空状態でパレット内に溶融した樹脂を入れ、光反射部が形成された中間部材を浸漬し、半硬化の状態で取り出し、プレスで押圧して形成するのが好ましい。
第5の発明に係る光制御パネルの製造方法は、平行に並んで立設された帯状の多数の光反射部を有する光制御パネルの製造方法において、
少なくとも平板部の片側に平行配置された断面矩形の凸条を有する透明な凹凸部材を、インジェクション成形又はプレス成形によって形成する第1工程と、
前記凹凸部材の少なくとも前記凸条が形成された側に金属蒸着又はスパッタリングによって金属光反射面を形成する第2工程と、
前記金属光反射面が形成された前記凹凸部材の片側からレーザ光を照射して、前記凸条の天井面及び隣り合う該凸条の間に形成された溝底にある前記金属光反射面を除去し、前記凸条の両側面に形成された前記金属光反射面を前記光反射部とする第3工程と、
隣り合う前記凸条の間に形成される溝に透明な樹脂を充填し、その表面を平面化処理する第4工程とを有する。
少なくとも平板部の片側に平行配置された断面矩形の凸条を有する透明な凹凸部材を、インジェクション成形又はプレス成形によって形成する第1工程と、
前記凹凸部材の少なくとも前記凸条が形成された側に金属蒸着又はスパッタリングによって金属光反射面を形成する第2工程と、
前記金属光反射面が形成された前記凹凸部材の片側からレーザ光を照射して、前記凸条の天井面及び隣り合う該凸条の間に形成された溝底にある前記金属光反射面を除去し、前記凸条の両側面に形成された前記金属光反射面を前記光反射部とする第3工程と、
隣り合う前記凸条の間に形成される溝に透明な樹脂を充填し、その表面を平面化処理する第4工程とを有する。
また、第5の発明に係る光制御パネルの製造方法において、前記第4工程での平面化処理は、隣り合う前記凸条の間に前記樹脂を充填した後、その表面に透明平板を配置し、プレスによって押圧して行うのが好ましい。この場合、透明平板無しでプレスで押圧することもできる。
本発明に係る空中像結像装置及びその製造方法は、平行に並んで立設された帯状の光反射部を形成する凸条とこれを支持する平板部又は連結部を有するスケルトンを透明材で作成し、その後鏡面形成を行っているので、従来のように多数回の蒸着処理の繰り返し作業が不要となる。また、光制御パネルを切り出すための積層体を作製する必要がなくなる。
インジェクション成形又はプレス成形においては、形成される凸条の高さ(縦長さ)を長くして、より広く光の受光面を確保し、対向する光反射部での複数反射(奇数反射)を起こさせることができる。
従って、空中像結像装置を作業性よく効率的に製造できる。また、透明材を用いた凸条の両側面に光反射部を形成し、かつ凸条の間に形成される溝には透明な樹脂が充填されているので、有効に光反射をさせることができる。
インジェクション成形又はプレス成形においては、形成される凸条の高さ(縦長さ)を長くして、より広く光の受光面を確保し、対向する光反射部での複数反射(奇数反射)を起こさせることができる。
従って、空中像結像装置を作業性よく効率的に製造できる。また、透明材を用いた凸条の両側面に光反射部を形成し、かつ凸条の間に形成される溝には透明な樹脂が充填されているので、有効に光反射をさせることができる。
また、本発明に係る光制御パネルの製造方法は、平行に並んで立設された帯状の多数の光反射部を有する光制御パネルの製造に際し、前記した第1〜第3工程を有するので、例えば、従来のような、蒸着処理の繰り返し作業が不要となる。また、光制御パネルを切り出すための積層体を作製する必要がなくなる。更に、前記した第4工程を有するので、光制御パネルの強度向上が図れる。
従って、光制御パネルを作業性よく効率的に製造できる。
従って、光制御パネルを作業性よく効率的に製造できる。
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
図1(A)、(B)に示すように、本発明の第1の実施の形態に係る空中像結像装置10は、平行に並んで立設された帯状の多数の光反射面(光反射部a1の一例)11を有する第1の光制御パネル(第1の光制御パネルb1の一例)12と、平行に並んで立設された帯状の多数の光反射面(光反射部a2の一例)13を有する第2の光制御パネル(第2の光制御パネルb2の一例)14とを、光反射面11と光反射面13が交差(例えば、直交、以下同じ)するように重ねて配置した装置であり、従来よりも作業性よく効率的に製造可能なものである。
以下、詳しく説明する。
図1(A)、(B)に示すように、本発明の第1の実施の形態に係る空中像結像装置10は、平行に並んで立設された帯状の多数の光反射面(光反射部a1の一例)11を有する第1の光制御パネル(第1の光制御パネルb1の一例)12と、平行に並んで立設された帯状の多数の光反射面(光反射部a2の一例)13を有する第2の光制御パネル(第2の光制御パネルb2の一例)14とを、光反射面11と光反射面13が交差(例えば、直交、以下同じ)するように重ねて配置した装置であり、従来よりも作業性よく効率的に製造可能なものである。
以下、詳しく説明する。
第1の光制御パネル12は、図1(A)、図2に示すように、それぞれ特定ピッチ(例えば、同一ピッチ又は不揃いのピッチ、以下、同じ)で多数平行に並べて配置された断面矩形の凸条(凸条d1の一例)15と凸条(凸条d1’の一例)16を有している。
また、第2の光制御パネル14は、図1(B)、図2に示すように、それぞれ特定ピッチ(例えば、同一ピッチ又は不揃いのピッチ、以下、同じ)で多数平行に並べて配置された断面矩形の凸条(凸条d2の一例)17と凸条(凸条d2’の一例)18を有している。
ここで、断面矩形とは、ここでは断面長方形であるが、断面正方形でもよい。
また、第2の光制御パネル14は、図1(B)、図2に示すように、それぞれ特定ピッチ(例えば、同一ピッチ又は不揃いのピッチ、以下、同じ)で多数平行に並べて配置された断面矩形の凸条(凸条d2の一例)17と凸条(凸条d2’の一例)18を有している。
ここで、断面矩形とは、ここでは断面長方形であるが、断面正方形でもよい。
凸条15と凸条16は、平板部(平板部c1の一例)19の表裏(平板部19を中心としてその両側)に平行かつ対称に形成され、平板部19に一体となっている。また、凸条17と凸条18は、平板部(平板部c2の一例)20の表裏(平板部20を中心としてその両側)に平行かつ対称に形成され、平板部20に一体となっている。
これにより、凸条15及び凸条16と平板部19とで第1の凹凸部材21が構成され、凸条17及び凸条18と平板部20とで第2の凹凸部材22が構成される(図2参照)。この第1、第2の凹凸部材21、22は、凸条15、16と凸条17、18とが交差(直交が好ましい)するように配置されている。
なお、第1、第2の凹凸部材21、22は、透明なプラスチックや樹脂(アクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、メタクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリカーボネイト樹脂、エポキシ樹脂等、以下の実施の形態においても同じ)等の透明材で構成されているが、透明であればよく、例えば、ガラス板等で構成することもできる。
これにより、凸条15及び凸条16と平板部19とで第1の凹凸部材21が構成され、凸条17及び凸条18と平板部20とで第2の凹凸部材22が構成される(図2参照)。この第1、第2の凹凸部材21、22は、凸条15、16と凸条17、18とが交差(直交が好ましい)するように配置されている。
なお、第1、第2の凹凸部材21、22は、透明なプラスチックや樹脂(アクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、メタクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリカーボネイト樹脂、エポキシ樹脂等、以下の実施の形態においても同じ)等の透明材で構成されているが、透明であればよく、例えば、ガラス板等で構成することもできる。
一方(第1の凹凸部材21)の凸条15の両側面(隣り合う凸条15の対向面)23には、光反射面11が形成され(凸条16も同様)、他方(第2の凹凸部材22)の凸条17の両側面(隣り合う凸条17の対向面)24には、光反射面13が形成されている(凸条18も同様)。
なお、一方の凸条15、16の天井面25と、他方の凸条17、18の天井面26は、それぞれ透明となって透光性を有している(第1、第2の凹凸部材21、22の表面が露出した状態)。また、隣り合う凸条15の間に形成される溝27(溝f1の一例)の底面28(凸条16間の溝27(溝f1’の一例)の底面28も同様)と、隣り合う凸条17の間に形成される溝29(溝f2の一例)の底面30(凸条18間の溝29(溝f2’の一例)の底面30も同様)も、それぞれ透明となっている(第1、第2の凹凸部材21、22の表面が露出した状態)。
なお、一方の凸条15、16の天井面25と、他方の凸条17、18の天井面26は、それぞれ透明となって透光性を有している(第1、第2の凹凸部材21、22の表面が露出した状態)。また、隣り合う凸条15の間に形成される溝27(溝f1の一例)の底面28(凸条16間の溝27(溝f1’の一例)の底面28も同様)と、隣り合う凸条17の間に形成される溝29(溝f2の一例)の底面30(凸条18間の溝29(溝f2’の一例)の底面30も同様)も、それぞれ透明となっている(第1、第2の凹凸部材21、22の表面が露出した状態)。
これにより、第1、第2の光制御パネル12、14には、それぞれ帯状の光反射面11、13が多数並べて配置(立設)されることになる。
なお、光反射面11、13は、高反射率を有する金属(例えば、Ag(銀)、Al(アルミニウム)、Ni(ニッケル)、Ti(チタン)、Cr(クロム)等)を、各凸条15、16の両側面23と各凸条17、18の両側面24にそれぞれ、蒸着やスパッタリングして形成された金属膜(金属光反射面)により構成されている(以下の実施の形態においても同じ)。
なお、光反射面11、13は、高反射率を有する金属(例えば、Ag(銀)、Al(アルミニウム)、Ni(ニッケル)、Ti(チタン)、Cr(クロム)等)を、各凸条15、16の両側面23と各凸条17、18の両側面24にそれぞれ、蒸着やスパッタリングして形成された金属膜(金属光反射面)により構成されている(以下の実施の形態においても同じ)。
従って、第1の光制御パネル12を構成する帯状の光反射面11が、第2の光制御パネル14を構成する帯状の光反射面13に対して交差状態に配置されることになる。
ここで、一方の光反射面11と他方の光反射面13の交差状態とは、平面視して直交(即ち、90度)させた状態であるが、空中像を目標位置に結像できれば特に限定されるものではなく、例えば、80度以上100度以下(好ましくは、下限を88度、上限を92度)の範囲内で交差させた状態にすることが好ましい。
ここで、一方の光反射面11と他方の光反射面13の交差状態とは、平面視して直交(即ち、90度)させた状態であるが、空中像を目標位置に結像できれば特に限定されるものではなく、例えば、80度以上100度以下(好ましくは、下限を88度、上限を92度)の範囲内で交差させた状態にすることが好ましい。
上記した各凸条15、16の幅W1と、溝27の幅(間隔)s1は、例えば、10〜1000μm(より好ましくは、下限が100μm、上限が500μm)の範囲内で選定できる。ここで、多数の凸条15の幅W1は同じであるが、異なってもよい(多数の凸条16の幅W1も同様)。なお、溝27の幅s1も同様である。
また、上記した各凸条17、18の幅W2と、溝29の幅(間隔)s2も、例えば、10〜1000μm(より好ましくは、下限が100μm、上限が500μm)の範囲内で選定できる。ここで、多数の凸条17の幅W2は同じであるが、異なってもよい(多数の凸条18の幅W2も同様)。なお、溝29の幅s2も同様である。
また、上記した各凸条17、18の幅W2と、溝29の幅(間隔)s2も、例えば、10〜1000μm(より好ましくは、下限が100μm、上限が500μm)の範囲内で選定できる。ここで、多数の凸条17の幅W2は同じであるが、異なってもよい(多数の凸条18の幅W2も同様)。なお、溝29の幅s2も同様である。
上記した各凸条15、16の幅W1と、溝27の幅s1との関係W1/s1は、0.4〜2.5(好ましくは、下限を2/3、上限を1.5)の範囲にあることが好ましい(各凸条17、18の幅W2と、溝29の幅s2との関係W2/s2も同様)。
また、凸条15と凸条16のそれぞれの(横/縦)比、即ち、凸条15と凸条16のそれぞれの(幅W1/高さh1)比は、0.4〜2(好ましくは、下限を7/10、上限を10/7)の範囲にあることが好ましい(凸条17と凸条18のそれぞれの(幅W2/高さh2)比も同様)。
また、凸条15と凸条16のそれぞれの(横/縦)比、即ち、凸条15と凸条16のそれぞれの(幅W1/高さh1)比は、0.4〜2(好ましくは、下限を7/10、上限を10/7)の範囲にあることが好ましい(凸条17と凸条18のそれぞれの(幅W2/高さh2)比も同様)。
ここで、関係W1/s1が0.4未満の場合、溝の幅s1が広くなり過ぎ、光反射面で反射される光が少なくなって、鮮明な像が得られにくくなる傾向にある。各凸条15、16の(横/縦)比が2超の場合は最終的に光反射部の領域が狭くなる。一方、関係W1/s1が2.5超の場合、溝の幅s1が狭くなり過ぎ、光反射面で反射した光が再び光反射面で反射することが繰り返され、鮮明な像が得られにくくなる傾向にある。各凸条15、16の(横/縦)比が0.4未満の場合は第1の凹凸部材(スケルトン)21の製作(脱型)が困難となる。
上記した関係は、関係W2/s2と(幅W2/高さh2)比についても同様である。
なお、凸条の成形は、インジェクション成形又はプレス成形で行う。そのため、凸条が完全平行で長さも長い場合、樹脂の種類によっては型抜きが困難となるので、僅少の範囲で抜き勾配を設けるときもあるが、この形態も本発明に含まれる。
上記した関係は、関係W2/s2と(幅W2/高さh2)比についても同様である。
なお、凸条の成形は、インジェクション成形又はプレス成形で行う。そのため、凸条が完全平行で長さも長い場合、樹脂の種類によっては型抜きが困難となるので、僅少の範囲で抜き勾配を設けるときもあるが、この形態も本発明に含まれる。
上記した隣り合う凸条15の間と隣り合う凸条16の間(溝27内)には、第1、第2の光制御パネル12の強度向上のため、透明な樹脂(例えば、第1、第2の凹凸部材21、22と同一材質である透明なプラスチックや樹脂)31が充填されているが、充填しなくてもよい(隣り合う凸条17の間と隣り合う凸条18の間(溝29内)も同様)。
このように、樹脂31を充填する場合、樹脂31を充填した後、第1、第2の凹凸部材21、22の両面(上下面)に透明の平板32を配置し、脱気してプレス(平板又はロール)により両側から押圧する、平面化処理を行うことが好ましい。この場合、当然のことながら、凸条15、16、17、18を潰さないようにして行う。
なお、場合によっては、平板を省略してプレス処理を行ってもよい。また、溝27内に充填する樹脂の屈折率は凹凸母材の屈折率と同じとするのが好ましい(以下の実施の形態においても同じ)。
このように、樹脂31を充填する場合、樹脂31を充填した後、第1、第2の凹凸部材21、22の両面(上下面)に透明の平板32を配置し、脱気してプレス(平板又はロール)により両側から押圧する、平面化処理を行うことが好ましい。この場合、当然のことながら、凸条15、16、17、18を潰さないようにして行う。
なお、場合によっては、平板を省略してプレス処理を行ってもよい。また、溝27内に充填する樹脂の屈折率は凹凸母材の屈折率と同じとするのが好ましい(以下の実施の形態においても同じ)。
また、他の方法による平面化処理としては、溝内に充填した樹脂を硬化させた後、中間加工体(即ち、第1、第2の凹凸部材に金属光反射面を形成したもの、又は、その後溝内に透明樹脂を充填して硬化させたものをいう)の両面に対し、研磨等による平面化処理を行うこともできる。
そして、平板部19、20の厚みは、特に限定されるものではないが、第1、第2の光制御パネル12、14の強度と投光率を考慮すれば、例えば、10〜1000μm(上限を、好ましくは500μm、更に好ましくは300μm)程度である。
そして、平板部19、20の厚みは、特に限定されるものではないが、第1、第2の光制御パネル12、14の強度と投光率を考慮すれば、例えば、10〜1000μm(上限を、好ましくは500μm、更に好ましくは300μm)程度である。
以上の構成により、空中像結像装置10の使用にあっては、第1の光制御パネル12で反射した対象物からの光を、第2の光制御パネル14で再反射して対象物の像を形成できる。以上の凸条と溝の寸法、及び寸法比は以下の実施の形態においても同様に適用できる。
続いて、本発明の第1の実施の形態に係る空中像結像装置10の製造方法について、図1(A)、(B)、図2、図3(A)〜(D)を参照しながら説明する。なお、空中像結像装置10を構成する第1の光制御パネル12と第2の光制御パネル14の製造方法は同じであるため、図3(A)〜(D)においては、第1の光制御パネル12の製造方法についてのみ図示する。
(第1工程)
まず、図1(A)、図2、図3(A)に示すように、透明な第1の凹凸部材21を形成する。この第1の凹凸部材21は、凸条15と凸条16が、平板部19の表裏に平行かつ対称に一体となって形成されたものである。
なお、第1の凹凸部材21は、以下の方法で作製したものを使用することができるが、予め製造されたものを購入して使用することもできる。
まず、図1(A)、図2、図3(A)に示すように、透明な第1の凹凸部材21を形成する。この第1の凹凸部材21は、凸条15と凸条16が、平板部19の表裏に平行かつ対称に一体となって形成されたものである。
なお、第1の凹凸部材21は、以下の方法で作製したものを使用することができるが、予め製造されたものを購入して使用することもできる。
1)インジェクション成形(射出成形)
この方法は、例えば、熱可塑性の透明樹脂(透明プラスチック)を溶融させた状態で、対となる上下対象な金型内に注入し冷却して固化させた後、この金型を離間し固化して透明樹脂を取り出すことで、第1の凹凸部材21を形成する方法である。この方法では、熱可塑性の透明樹脂の代わりに熱硬化性の透明樹脂(透明プラスチック)を使用することもできる。
なお、第1の凹凸部材21の脱型を容易にするため、例えば、金型の材質選定(金型の樹脂接触面にめっき処理を施す等)や金型への樹脂の注入位置、また、金型の構造(冷却構造等)を設定することが好ましい。
また、金型は熱膨張係数の小さい金属(例えば、鉄、銅、インバー、スーパーインバー、ステンレスインバー、Fe−Pt合金、Fe−Pd合金)を用いると、透明プラスチックの熱膨張は大きいので、金型で樹脂が固化後、樹脂の収縮が金型より大きくなり、脱型が容易となりえる。また、脱型時に金型の降温と昇温とを繰り返して、凹凸部材と金型の熱膨張の差を利用して脱型を促進することもできる(以下の実施の形態においても同様)。
この方法は、例えば、熱可塑性の透明樹脂(透明プラスチック)を溶融させた状態で、対となる上下対象な金型内に注入し冷却して固化させた後、この金型を離間し固化して透明樹脂を取り出すことで、第1の凹凸部材21を形成する方法である。この方法では、熱可塑性の透明樹脂の代わりに熱硬化性の透明樹脂(透明プラスチック)を使用することもできる。
なお、第1の凹凸部材21の脱型を容易にするため、例えば、金型の材質選定(金型の樹脂接触面にめっき処理を施す等)や金型への樹脂の注入位置、また、金型の構造(冷却構造等)を設定することが好ましい。
また、金型は熱膨張係数の小さい金属(例えば、鉄、銅、インバー、スーパーインバー、ステンレスインバー、Fe−Pt合金、Fe−Pd合金)を用いると、透明プラスチックの熱膨張は大きいので、金型で樹脂が固化後、樹脂の収縮が金型より大きくなり、脱型が容易となりえる。また、脱型時に金型の降温と昇温とを繰り返して、凹凸部材と金型の熱膨張の差を利用して脱型を促進することもできる(以下の実施の形態においても同様)。
2)プレス成形(金型成形)
透明のプラスチック又はガラスからなるシート材を、ダイと、このダイに対して昇降可能なパンチの間に、間欠的に送り込むことで、第1の凹凸部材21を形成する方法である。この場合、シート材が軟化している状態でプレス間内に送り込む必要がある。
透明のプラスチック又はガラスからなるシート材を、ダイと、このダイに対して昇降可能なパンチの間に、間欠的に送り込むことで、第1の凹凸部材21を形成する方法である。この場合、シート材が軟化している状態でプレス間内に送り込む必要がある。
(第2工程)
図3(B)に示すように、第1の凹凸部材21の表裏面(凹凸形成面)に、金属光反射面33(金属膜)を形成する。
金属光反射面33は、Ag、Al、Ni、Ti、Cr等の高反射率を有する金属を、蒸着やスパッタリングすることにより形成する。これにより、第1の凹凸部材21の表裏面(即ち、凸条15、16の両側面23及び天井面25と、溝27の底面28)が、金属光反射面33で覆われる。
図3(B)に示すように、第1の凹凸部材21の表裏面(凹凸形成面)に、金属光反射面33(金属膜)を形成する。
金属光反射面33は、Ag、Al、Ni、Ti、Cr等の高反射率を有する金属を、蒸着やスパッタリングすることにより形成する。これにより、第1の凹凸部材21の表裏面(即ち、凸条15、16の両側面23及び天井面25と、溝27の底面28)が、金属光反射面33で覆われる。
(第3工程)
図3(C)に示すように、金属光反射面33で覆われた第1の凹凸部材21の表面側と裏面側から、同時又は順次レーザ光を照射して、凸条15、16の天井面25と、隣り合う凸条15の間に形成された溝27の底面28と、隣り合う凸条16の間に形成された溝27の底面28にある(形成された)、金属光反射面33をそれぞれ除去する(図3(C)に示す「×」印部分)。このとき、レーザ光が、天井面25に対して垂直、又は、各溝27の側面23に対して平行になっている。
これにより、凸条15、16の両側面23に形成された金属光反射面33が光反射面11となる。
図3(C)に示すように、金属光反射面33で覆われた第1の凹凸部材21の表面側と裏面側から、同時又は順次レーザ光を照射して、凸条15、16の天井面25と、隣り合う凸条15の間に形成された溝27の底面28と、隣り合う凸条16の間に形成された溝27の底面28にある(形成された)、金属光反射面33をそれぞれ除去する(図3(C)に示す「×」印部分)。このとき、レーザ光が、天井面25に対して垂直、又は、各溝27の側面23に対して平行になっている。
これにより、凸条15、16の両側面23に形成された金属光反射面33が光反射面11となる。
(第4工程)
図3(D)に示すように、隣り合う凸条15の間と隣り合う凸条16の間(溝27内)に透明な樹脂31を充填し、その両面(上下面)に透明の平板32を配置し、脱気してプレスにより両側から押圧する、平面化処理を行う。なお、平板32は省略することも可能である。これにより、第1の光制御パネル12を製造できる。
そして、この第1の光制御パネル12と、上記した方法と同様の方法で製造した第2の光制御パネル14とを、図1(A)、(B)に示すように、光反射面11と光反射面13とが交差するように重合する(貼り合わせる)ことで、空中像結像装置10が得られる。
図3(D)に示すように、隣り合う凸条15の間と隣り合う凸条16の間(溝27内)に透明な樹脂31を充填し、その両面(上下面)に透明の平板32を配置し、脱気してプレスにより両側から押圧する、平面化処理を行う。なお、平板32は省略することも可能である。これにより、第1の光制御パネル12を製造できる。
そして、この第1の光制御パネル12と、上記した方法と同様の方法で製造した第2の光制御パネル14とを、図1(A)、(B)に示すように、光反射面11と光反射面13とが交差するように重合する(貼り合わせる)ことで、空中像結像装置10が得られる。
次に、図4(A)、(B)を参照しながら、本発明の第2の実施の形態に係る空中像結像装置について説明するが、前記した本発明の第1の実施の形態に係る空中像結像装置10と同一部材には同一符号を付し、詳しい説明を省略する。
空中像結像装置は、平行に並んで立設された帯状の光反射面(光反射部a1の一例)を有する第1の光制御パネル(第1の光制御パネルb1)と平行に並んで立設された帯状の光反射面(光反射部a2の一例)を有する第2の光制御パネル(第2の光制御パネルb2)を有する装置である。この第1、第2の光制御パネルは、前記した第1、第2の光制御パネル12、14と同様の作用を有するものであり、また、第1の光制御パネルと第2の光制御パネルは同じ構成であるため、以下、簡単に説明する。
第1の光制御パネルは、特定ピッチで平行配置した断面矩形の第1の凸条41と、隣り合う第1の凸条41を連結する第1の連結部42を有し、第2の光制御パネルは、特定ピッチで平行配置した断面矩形の第2の凸条43と、隣り合う第2の凸条43を連結する第2の連結部44を有している。なお、この実施の形態において、第1、第2の連結部42、44はそれぞれ第1、第2の凸状41、43の高さ方向中央に配置したが、上側、下側又は他の位置にあってもよい。
ここで、第1の凸条41は、前記した平板部19が除かれて、凸条15と凸条16が一体となった形状と略同様である。また、第2の凸条43も、前記した平板部20が除かれて、凸条17と凸条18が一体となった形状と略同様である。
ここで、第1の凸条41は、前記した平板部19が除かれて、凸条15と凸条16が一体となった形状と略同様である。また、第2の凸条43も、前記した平板部20が除かれて、凸条17と凸条18が一体となった形状と略同様である。
第1の凸条41と第1の連結部42で第1の凹凸部材45が構成され、第2の凸条43と第2の連結部44で第2の凹凸部材46が構成されている(第1、第2の凹凸部材45、46の材質は、前記した第1、第2の凹凸部材21、22と同様の透明材で形成されている)。
この第1の連結部42は、第1の凸条41の長手方向に間隔を有して複数設けられ、第2の連結部44は、第2の凸条43の長手方向に間隔を有して複数設けられている。なお、第1の連結部42は、隣り合う第1の凸条41を連結できればよく、ここでは、断面矩形の棒状のものであるが、例えば、断面円形の棒状のものでもよい(第2の連結部44も同様)。
この第1の連結部42は、第1の凸条41の長手方向に間隔を有して複数設けられ、第2の連結部44は、第2の凸条43の長手方向に間隔を有して複数設けられている。なお、第1の連結部42は、隣り合う第1の凸条41を連結できればよく、ここでは、断面矩形の棒状のものであるが、例えば、断面円形の棒状のものでもよい(第2の連結部44も同様)。
このため、第1の凹凸部材45は、図4(B)に示すように、平面視して格子状(碁盤の目状)となっており、第1の凸条41と第1の連結部42が存在しない領域は、第1の凹凸部材45の厚み方向に貫通孔47が形成されている。
従って、第1の凹凸部材45を構成する、隣り合う第1の凸条41の間で上下に形成される第1の溝48の底面49は、第1の連結部42の上下面となり、第2の凹凸部材46を構成する、隣り合う第2の凸条43の間で上下に形成される第2の溝50の底面51は、第2の連結部44の上下面となる。
従って、第1の凹凸部材45を構成する、隣り合う第1の凸条41の間で上下に形成される第1の溝48の底面49は、第1の連結部42の上下面となり、第2の凹凸部材46を構成する、隣り合う第2の凸条43の間で上下に形成される第2の溝50の底面51は、第2の連結部44の上下面となる。
第1の凸条41の両側面52には、光反射面が形成され、第2の凸条43の両側面53には、光反射面が形成されている。この光反射面は、前記した光反射面11、13と同じ材質である。
なお、第1の凸条41の天井面54及び第2の凸条43の天井面55と、第1の連結部42の周面及び第2の連結部44の周面には、光反射面が形成されておらず、それぞれ透明となっている(第1、第2の凹凸部材45、46の表面が露出した状態となっている)。
なお、第1の凸条41の天井面54及び第2の凸条43の天井面55と、第1の連結部42の周面及び第2の連結部44の周面には、光反射面が形成されておらず、それぞれ透明となっている(第1、第2の凹凸部材45、46の表面が露出した状態となっている)。
これにより、第1、第2の光制御パネルには、それぞれ帯状の光反射面が多数並べて配置されることになる。従って、一方の帯状の光反射面が、他方の帯状の光反射面に対して交差状態となる(図1(A)、(B)参照)。
なお、第1、第2の溝48、50(隣り合う第1の凸条41の間と、隣り合う第2の凸条43の間)には、第1、第2の光制御パネルの強度向上のため、透明な樹脂が充填されているが、充填しなくてもよい。このように、樹脂を充填する場合、前記した平面化処理を行う。
なお、第1、第2の溝48、50(隣り合う第1の凸条41の間と、隣り合う第2の凸条43の間)には、第1、第2の光制御パネルの強度向上のため、透明な樹脂が充填されているが、充填しなくてもよい。このように、樹脂を充填する場合、前記した平面化処理を行う。
上記した空中像結像装置の製造方法は、前記した図3(A)〜(D)に示した空中像結像装置10の製造方法と略同様であるため、以下、簡単に説明する。
(第1工程)
まず、第1の凹凸部材45を用意する。この第1の凹凸部材45は、平板部19を用いることなく、隣り合う第1の凸条41が第1の連結部42で連結されたものである。
なお、第1の凹凸部材45は、前記したインジェクション成形やプレス成形で作製したものを使用することができるが、予め製造されたものを購入して使用することもできる(第2の凹凸部材46も同様)。
まず、第1の凹凸部材45を用意する。この第1の凹凸部材45は、平板部19を用いることなく、隣り合う第1の凸条41が第1の連結部42で連結されたものである。
なお、第1の凹凸部材45は、前記したインジェクション成形やプレス成形で作製したものを使用することができるが、予め製造されたものを購入して使用することもできる(第2の凹凸部材46も同様)。
(第2工程)
第1の凹凸部材45の表裏面(凹凸形成面)に、前記した高反射率を有する金属を蒸着やスパッタリングすることにより、金属光反射面(金属膜)を形成する。
これにより、第1の凹凸部材45の表面(即ち、第1の凸条41の両側面52及び天井面54と、第1の溝48の底面49)が、金属光反射面で覆われる。なお、この第1の凹凸部材45には、貫通孔47が形成されているため、この部分には金属光反射面が形成されない(第2の凹凸部材46も同様)。
第1の凹凸部材45の表裏面(凹凸形成面)に、前記した高反射率を有する金属を蒸着やスパッタリングすることにより、金属光反射面(金属膜)を形成する。
これにより、第1の凹凸部材45の表面(即ち、第1の凸条41の両側面52及び天井面54と、第1の溝48の底面49)が、金属光反射面で覆われる。なお、この第1の凹凸部材45には、貫通孔47が形成されているため、この部分には金属光反射面が形成されない(第2の凹凸部材46も同様)。
(第3工程)
金属光反射面で覆われた第1の凹凸部材45の表面側と裏面側から、同時又は順次レーザ光を照射して、第1の凸条41の天井面54と、隣り合う第1の凸条41の間に形成された第1の溝48の底面49にある(形成された)、金属光反射面をそれぞれ除去する。なお、第1の溝48の底面49にある金属光反射面は、除去しなくてもよいし、除去してもよい。 これにより、第1の凸条41の両側面52に形成された金属光反射面の表裏面が光反射面となる(第2の凸条43も同様)。
金属光反射面で覆われた第1の凹凸部材45の表面側と裏面側から、同時又は順次レーザ光を照射して、第1の凸条41の天井面54と、隣り合う第1の凸条41の間に形成された第1の溝48の底面49にある(形成された)、金属光反射面をそれぞれ除去する。なお、第1の溝48の底面49にある金属光反射面は、除去しなくてもよいし、除去してもよい。 これにより、第1の凸条41の両側面52に形成された金属光反射面の表裏面が光反射面となる(第2の凸条43も同様)。
(第4工程)
隣り合う第1の凸条41の間(第1の溝48内)に透明な樹脂を充填し、その両面(上下面)に透明の平板を配置し、脱気してプレスにより両側から押圧する、平面化処理を行う。
これにより、第1の光制御パネルを製造できる。
そして、この第1の光制御パネルと、上記した方法と同様の方法で製造した第2の光制御パネルとを、一方の光反射面と他方の光反射面とが交差するように重合することで、空中像結像装置が得られる。
隣り合う第1の凸条41の間(第1の溝48内)に透明な樹脂を充填し、その両面(上下面)に透明の平板を配置し、脱気してプレスにより両側から押圧する、平面化処理を行う。
これにより、第1の光制御パネルを製造できる。
そして、この第1の光制御パネルと、上記した方法と同様の方法で製造した第2の光制御パネルとを、一方の光反射面と他方の光反射面とが交差するように重合することで、空中像結像装置が得られる。
続いて、図5(A)、(B)を参照しながら、本発明の第3の実施の形態に係る第1、第2の光制御パネル60、61を用いて製造した空中像結像装置62について説明するが、この第1の光制御パネル60と第2の光制御パネル61は同じ構成であるため、主として第1の光制御パネル60について説明する。また、前記した空中像結像装置10と同一部材には同一符号を付して、詳しい説明を省略する。
第1、第2の光制御パネル60、61はそれぞれ、透明な凹凸部材63を有している。この凹凸部材63は、平板部64と、この平板部64の片側に特定ピッチで多数平行に並べて配置された(一体的に形成された)断面矩形の凸条65で構成されている。
ここで、断面矩形とは、ここでは断面長方形であるが、断面正方形でもよい。
また、凹凸部材63は、透明なプラスチック(アクリル等)で構成されているが、透明であればよく、例えば、ガラス板等で構成することもできる。
ここで、断面矩形とは、ここでは断面長方形であるが、断面正方形でもよい。
また、凹凸部材63は、透明なプラスチック(アクリル等)で構成されているが、透明であればよく、例えば、ガラス板等で構成することもできる。
凸条65の両側面(隣り合う凸条65の対向面)66には、光反射面(光反射部の一例)11が形成されている。
なお、凸条65の天井面67は透明となって透光性を有している(凹凸部材63の表面が露出した状態)。また、隣り合う凸条65の間に形成される溝68の底面69も透明となっている(凹凸部材63の表面が露出した状態)。
なお、凸条65の天井面67は透明となって透光性を有している(凹凸部材63の表面が露出した状態)。また、隣り合う凸条65の間に形成される溝68の底面69も透明となっている(凹凸部材63の表面が露出した状態)。
隣り合う凸条65の間(溝68内)には、透明な樹脂31が充填されているが、充填しなくてもよい。
このように、樹脂31を充填する場合、樹脂31を充填した後、凸条65の天井面67に、樹脂31を覆うように透明の平板32を配置し、脱気してプレス(平板又はロール)により両側から押圧する、平面化処理を行うことが好ましい。
このように、樹脂31を充填する場合、樹脂31を充填した後、凸条65の天井面67に、樹脂31を覆うように透明の平板32を配置し、脱気してプレス(平板又はロール)により両側から押圧する、平面化処理を行うことが好ましい。
これにより、第1、第2の光制御パネル60、61には、それぞれ帯状の光反射面11、13が多数並べて配置(立設)されることになる。
この第1、第2の光制御パネル60、61は、平板32の表面同士が密着するように、しかも、それぞれの帯状の光反射面11、13が交差するように、重ねて配置されている。
この第1、第2の光制御パネル60、61は、平板32の表面同士が密着するように、しかも、それぞれの帯状の光反射面11、13が交差するように、重ねて配置されている。
次に、上記した第1、第2の光制御パネル60、61の製造方法について、図6(A)、(B)を参照しながら説明するが、この製造方法は、前記した図3(A)〜(D)に示した第1、第2の光制御パネル12、14の製造方法と略同様であるため、以下、簡単に説明する。
(第1工程)
まず、凹凸部材63を用意する。この凹凸部材63は、平板部64の片側に凸条65を有するものである。
なお、凹凸部材63は、前記したインジェクション成形やプレス成形で作製したものを使用することができるが、予め製造されたものを購入して使用することもできる。
まず、凹凸部材63を用意する。この凹凸部材63は、平板部64の片側に凸条65を有するものである。
なお、凹凸部材63は、前記したインジェクション成形やプレス成形で作製したものを使用することができるが、予め製造されたものを購入して使用することもできる。
(第2工程)
図6(A)に示すように、凹凸部材63の凸条65が形成された側の表面(凹凸形成面)に、金属蒸着又はスパッターリングにより金属光反射面(金属膜)70を形成する。
これにより、凹凸部材63の表面(即ち、凸条65の両側面66及び天井面67と、第1の溝68の底面69)が、金属光反射面70で覆われる。
図6(A)に示すように、凹凸部材63の凸条65が形成された側の表面(凹凸形成面)に、金属蒸着又はスパッターリングにより金属光反射面(金属膜)70を形成する。
これにより、凹凸部材63の表面(即ち、凸条65の両側面66及び天井面67と、第1の溝68の底面69)が、金属光反射面70で覆われる。
(第3工程)
金属光反射面70で覆われた凹凸部材63の表面側から、同時又は順次レーザ光を照射して、凸条65の天井面67と、隣り合う第1の凸条65の間に形成された溝68の底面69にある(形成された)、金属光反射面70をそれぞれ除去する。なお、ここでは、金属光反射面70で覆われた側からレーザ光を照射したが、凹凸部材63は透明であるため、金属光反射面70で覆われていない側(裏面側)からレーザ光を照射してもよい。
これにより、凸条65の両側面66に形成された金属光反射面70が光反射面11となる(図6(B)参照)。
金属光反射面70で覆われた凹凸部材63の表面側から、同時又は順次レーザ光を照射して、凸条65の天井面67と、隣り合う第1の凸条65の間に形成された溝68の底面69にある(形成された)、金属光反射面70をそれぞれ除去する。なお、ここでは、金属光反射面70で覆われた側からレーザ光を照射したが、凹凸部材63は透明であるため、金属光反射面70で覆われていない側(裏面側)からレーザ光を照射してもよい。
これにより、凸条65の両側面66に形成された金属光反射面70が光反射面11となる(図6(B)参照)。
(第4工程)
隣り合う凸条65の間(溝68内)に透明な樹脂31を充填し、その表面(上面)に透明の平板32を配置し、脱気してプレスにより両側から押圧する、平面化処理を行う。
これにより、第1の光制御パネル60を製造できる。
そして、この第1の光制御パネル60と、上記した方法と同様の方法で製造した第2の光制御パネル61とを、光反射面11と光反射面13とが交差するように、しかも、平板32の表面同士が密着するように、重合することで、図5(A)、(B)に示す空中像結像装置62が得られる。
隣り合う凸条65の間(溝68内)に透明な樹脂31を充填し、その表面(上面)に透明の平板32を配置し、脱気してプレスにより両側から押圧する、平面化処理を行う。
これにより、第1の光制御パネル60を製造できる。
そして、この第1の光制御パネル60と、上記した方法と同様の方法で製造した第2の光制御パネル61とを、光反射面11と光反射面13とが交差するように、しかも、平板32の表面同士が密着するように、重合することで、図5(A)、(B)に示す空中像結像装置62が得られる。
以上、本発明を、実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。例えば、前記したそれぞれの実施の形態や変形例の一部又は全部を組合せて本発明の空中像結像装置及びその製造方法並びに光制御パネルの製造方法を構成する場合も本発明の権利範囲に含まれる。
凸条の両側面の粗度は、10〜100nmとするのが好ましいが、これより粗い場合であっても、鏡面処理してミラー面とすることができる。
凸条の両側面の粗度は、10〜100nmとするのが好ましいが、これより粗い場合であっても、鏡面処理してミラー面とすることができる。
また、凸条の断面形状は矩形であるが、この矩形は、対象物の像を結像可能な形状の範囲、例えば、平行四辺形(対向する側面が平行)や台形等も含む。
更に、以上の実施の形態では、平行レーザ光を用いたが、通常のレーザ光を用いることもでき、この場合は、光反射部に照射されるレーザ光が存在するが、照射角度が小さく殆どは光反射部で反射するので、凸条の側面に金属光反射面を残すことは可能となる。
また、以上の実施の形態において、樹脂の平面化処理は、溝内に透明樹脂を充填した後、透明の平板を載せてプレス等で押圧処理したが、溝間に樹脂を充填した後、表面及び裏面をカッタ、砥石等で研磨することもできる。
更に、以上の実施の形態では、平行レーザ光を用いたが、通常のレーザ光を用いることもでき、この場合は、光反射部に照射されるレーザ光が存在するが、照射角度が小さく殆どは光反射部で反射するので、凸条の側面に金属光反射面を残すことは可能となる。
また、以上の実施の形態において、樹脂の平面化処理は、溝内に透明樹脂を充填した後、透明の平板を載せてプレス等で押圧処理したが、溝間に樹脂を充填した後、表面及び裏面をカッタ、砥石等で研磨することもできる。
本発明に係る空中像結像装置及びその製造方法並びに光制御パネルの製造方法によって、安価な空中像結像装置を製造や提供できる。これにより、空中像結像装置を使用した光学機器の普及に貢献できる。
10:空中像結像装置、11:光反射面(光反射部a1)、12:第1の光制御パネル(第1の光制御パネルb1)、13:光反射面(光反射部a2)、14:第2の光制御パネル(第2の光制御パネルb2)、15:凸条(凸条d1)、16:凸条(凸条d1’)、17:凸条(凸条d2)、18:凸条(凸条d2’)、19:平板部(平板部c1)、20:平板部(平板部c2)、21:第1の凹凸部材、22:第2の凹凸部材、23、24:側面、25、26:天井面、27:溝、28:底面、29:溝、30:底面、31:樹脂、32:平板、33:金属光反射面、41:第1の凸条、42:第1の連結部、43:第2の凸条、44:第2の連結部、45:第1の凹凸部材、46:第2の凹凸部材、47:貫通孔、48:第1の溝、49:底面、50:第2の溝、51:底面、52、53:側面、54、55:天井面、60:第1の光制御パネル、61:第2の光制御パネル、62:空中像結像装置、63:凹凸部材、64:平板部、65:凸条、66:側面、67:天井面、68:溝、69:底面、70:金属光反射面
Claims (15)
- 平行に並んで立設された帯状の多数の光反射部a1、a2をそれぞれ有する第1、第2の光制御パネルb1、b2を、前記光反射部a1、a2が交差するようにして重ねて配置した空中像結像装置において、
前記第1の光制御パネルb1は、中央に設けられた平板部c1の表裏に平行かつ対称に断面矩形の凸条d1、d1’が形成され、該凸条d1、d1’の両側面には、前記光反射部a1が形成され、
前記第2の光制御パネルb2は、中央に設けられた平板部c2の表裏に平行かつ対称に断面矩形の凸条d2、d2’が形成され、該凸条d2、d2’の両側面には、前記光反射部a2が形成され、
前記平板部c1、及び、これに連結する前記凸条d1、d1’は透明材で形成され、かつ、前記平板部c2、及び、これに連結する前記凸条d2、d2’は透明材で形成されていることを特徴とする空中像結像装置。 - 請求項1記載の空中像結像装置において、前記光反射部a1が形成された、隣り合う前記凸条d1の間と隣り合う前記凸条d1’の間にそれぞれ形成される溝f1、f1’と、前記光反射部a2が形成された、隣り合う前記凸条d2の間と隣り合う前記凸条d2’の間にそれぞれ形成される溝f2、f2’には、透明な樹脂が充填されていることを特徴とする空中像結像装置。
- 請求項1又は2記載の空中像結像装置において、前記凸条d1、d1’と前記凸条d2、d2’の(横/縦)比は、0.4〜2の範囲にあることを特徴とする空中像結像装置。
- 平行に並んで立設された帯状の多数の光反射部a1、a2をそれぞれ有する第1、第2の光制御パネルb1、b2を、前記光反射部a1、a2が交差するようにして重ねて配置した空中像結像装置において、
前記第1の光制御パネルb1は、平行配置された断面矩形の第1の凸条と、隣り合う該第1の凸条を連結する第1の連結部を有し、該第1の凸条の両側面には、前記光反射部a1が形成され、
前記第2の光制御パネルb2は、平行配置された断面矩形の第2の凸条と、隣り合う該第2の凸条を連結する第2の連結部を有し、該第2の凸条の両側面には、前記光反射部a2が形成され、
前記第1の凸条、及び、これを連結する前記第1の連結部は透明材で形成され、かつ、前記第2の凸条、及び、これを連結する前記第2の連結部は透明材で形成されていることを特徴とする空中像結像装置。 - 請求項4記載の空中像結像装置において、前記第1の連結部は、前記第1の凸条の長手方向に間隔を有して複数設けられ、前記第2の連結部は、前記第2の凸条の長手方向に間隔を有して複数設けられていることを特徴とする空中像結像装置。
- 請求項4又は5記載の空中像結像装置において、前記光反射部a1が形成された、隣り合う前記第1の凸条の間に形成される第1の溝と、前記光反射部a2が形成された、隣り合う前記第2の凸条の間に形成される第2の溝には、透明な樹脂が充填されていることを特徴とする空中像結像装置。
- 平行に並んで立設された帯状の多数の光反射部a1、a2をそれぞれ有する第1、第2の光制御パネルb1、b2を、前記光反射部a1、a2が交差するようにして重ねて配置した空中像結像装置の製造方法において、
平行に並べて配置された断面矩形の凸条d1、d1’を平板部c1の表裏に対称に有する透明な第1の凹凸部材と、平行に並べて配置された断面矩形の凸条d2、d2’を平板部c2の表裏に対称に有する透明な第2の凹凸部材を、それぞれインジェクション成形又はプレス成形によって形成する第1工程と、
前記第1、第2の凹凸部材の表裏面に金属蒸着又はスパッタリングによって金属光反射面をそれぞれ形成する第2工程と、
前記金属光反射面が形成された前記第1、第2の凹凸部材の表面側と裏面側から、同時又は順次レーザ光を照射して、前記凸条d1、d1’の天井面及び隣り合う該凸条d1、d1’の間に形成された溝底と、前記凸条d2、d2’の天井面及び隣り合う該凸条d2、d2’の間に形成された溝底にある、前記金属光反射面をそれぞれ除去し、前記凸条d1、d1’の両側面に形成された前記金属光反射面を前記光反射部a1とし、前記凸条d2、d2’の両側面に形成された前記金属光反射面を前記光反射部a2として、前記第1、第2の光制御パネルb1、b2を製造する第3工程と、
前記第1の光制御パネルb1の前記光反射部a1と、前記第2の光制御パネルb2の前記光反射部a2とが交差するように、前記第1、第2の光制御パネルb1、b2を重合する第4工程とを有することを特徴とする空中像結像装置の製造方法。 - 請求項7記載の空中像結像装置の製造方法において、前記第3工程を行った後、前記光反射部a1が形成された、隣り合う前記凸条d1の間と隣り合う前記凸条d1’の間にそれぞれ形成される溝f1、f1’と、前記光反射部a2が形成された、隣り合う前記凸条d2の間と隣り合う前記凸条d2’の間にそれぞれ形成される溝f2、f2’に、透明な樹脂を充填して、前記第4工程を行うことを特徴とする空中像結像装置の製造方法。
- 請求項7又は8記載の空中像結像装置の製造方法において、前記凸条d1、d1’と前記凸条d2、d2’の(横/縦)比は、0.4〜2の範囲にあることを特徴とする空中像結像装置の製造方法。
- 請求項7〜9のいずれか1項に記載の空中像結像装置の製造方法において、前記レーザ光は、前記各天井面に対して垂直、又は、前記各溝側面に対して平行になっていることを特徴とする空中像結像装置の製造方法。
- 平行に並んで立設された帯状の多数の光反射部a1、a2をそれぞれ有する第1、第2の光制御パネルb1、b2を、前記光反射部a1、a2が交差するようにして重ねて配置した空中像結像装置の製造方法において、
平行に並べて配置された断面矩形の第1の凸条と、隣り合う該第1の凸条を連結する第1の連結部を有する透明な第1の凹凸部材と、平行に並べて配置された断面矩形の第2の凸条と、隣り合う該第2の凸条を連結する第2の連結部を有する透明な第2の凹凸部材を、それぞれインジェクション成形又はプレス成形によって形成する第1工程と、
前記第1、第2の凹凸部材の表裏面に金属蒸着又はスパッタリングによって金属光反射面をそれぞれ形成する第2工程と、
前記金属光反射面が形成された前記第1、第2の凹凸部材の表面側と裏面側から、同時又は順次レーザ光を照射して、前記第1、第2の凸条の天井面にある前記金属光反射面をそれぞれ除去し、前記第1、第2の凸条の両側面に形成された前記金属光反射面を前記光反射部a1、a2として、前記第1、第2の光制御パネルを製造する第3工程と、
前記第1の光制御パネルb1の前記光反射部a1と、前記第2の光制御パネルb2の前記光反射部a2とが交差するように、前記第1、第2の光制御パネルb1、b2を重合する第4工程とを有することを特徴とする空中像結像装置の製造方法。 - 請求項11記載の空中像結像装置の製造方法において、前記第1の連結部は、前記第1の凸条の長手方向に間隔を有して複数設けられ、前記第2の連結部は、前記第2の凸条の長手方向に間隔を有して複数設けられていることを特徴とする空中像結像装置の製造方法。
- 請求項11又は12記載の空中像結像装置の製造方法において、前記第3工程を行った後、前記光反射部a1が形成された、隣り合う前記第1の凸条の間と、前記光反射部a2が形成された、隣り合う前記第2の凸条の間に、それぞれ透明な樹脂を充填して、前記第4工程を行うことを特徴とする空中像結像装置の製造方法。
- 平行に並んで立設された帯状の多数の光反射部を有する光制御パネルの製造方法において、
少なくとも平板部の片側に平行配置された断面矩形の凸条を有する透明な凹凸部材を、インジェクション成形又はプレス成形によって形成する第1工程と、
前記凹凸部材の少なくとも前記凸条が形成された側に金属蒸着又はスパッタリングによって金属光反射面を形成する第2工程と、
前記金属光反射面が形成された前記凹凸部材の片側からレーザ光を照射して、前記凸条の天井面及び隣り合う該凸条の間に形成された溝底にある前記金属光反射面を除去し、前記凸条の両側面に形成された前記金属光反射面を前記光反射部とする第3工程と、
隣り合う前記凸条の間に形成される溝に透明な樹脂を充填し、その表面を平面化処理する第4工程とを有することを特徴とする光制御パネルの製造方法。 - 請求項14記載の光制御パネルの製造方法において、前記第4工程での平面化処理は、隣り合う前記凸条の間に前記樹脂を充填した後、その表面に透明平板を配置し、プレスによって押圧して行うことを特徴とする光制御パネルの製造方法。
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JP2017008459A JP2018116218A (ja) | 2017-01-20 | 2017-01-20 | 空中像結像装置及びその製造方法並びに光制御パネルの製造方法 |
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