JP5970853B2

JP5970853B2 - レンズ製造装置

Info

Publication number: JP5970853B2
Application number: JP2012041095A
Authority: JP
Inventors: 清水　敬司; 敬司清水; 安田　晋; 晋安田; 義雄西原
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2012-02-28
Filing date: 2012-02-28
Publication date: 2016-08-17
Anticipated expiration: 2032-02-28
Also published as: JP2013178319A

Description

本発明は、レンズ製造装置に関する。

特許文献１には、短冊状の複数の視差画像からなる視差画像群が複数並べられて描画されてなる被記録部材における該視差画像群の位置に、断面凸形状のレンチキュラーレンズを形成して、立体視が可能なレンチキュラープリントを形成するレンチキュラープリント形成方法において、前記被記録部材における前記視差画像群の間に、前記視差画像の長手方向に延在する所定高さを有する隔壁を形成する隔壁形成工程と、前記隔壁の間に透明材料を滴下し、該透明材料をその表面張力により前記隔壁の上部から断面が略円形状となるように盛り上がらせて、前記隔壁の間に前記レンチキュラーレンズを形成するレンズ形成工程と、を有することを特徴とするレンチキュラープリント形成方法が記載されている。

特許文献２には、画像を印刷媒体上に形成する画像形成手段と、前記画像が形成された前記印刷媒体上にレンチキュラレンズを形成するレンズ形成手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置が記載されている。

特許文献３には、記録媒体に分割画像を形成する画像形成手段と、前記画像が形成された前記記録媒体上に、光硬化型の透明樹脂インクを用いて、シート層と複数のレンズを形成する透明樹脂層形成手段と、前記透明樹脂インクを硬化させる光を照射する光照射手段と、を備える立体画像形成装置において、前記透明樹脂層形成手段が、シート層形成用透明樹脂インクにより前記シート層を形成するシート層形成手段と、前記シート層形成用透明樹脂インクと異なるインクであって前記シート層形成用透明樹脂インクよりも表面張力の小さいレンズ形成用透明樹脂インクによりレンズを形成するレンズ形成手段と、を備えたことを特徴とする立体画像形成装置が記載されている。

特許文献４には、記録部材上に、画像を形成する画像形成手段と、透明インクを吐出することにより該記録部材上にレンチキュラーレンズを形成するレンチキュラーレンズ形成手段と、前記画像形成手段と前記レンチキュラーレンズ形成手段とを同調させる同調手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置が記載されている。

特開２０１０−２２４２００号公報特開２００９−１１６１３９号公報特開２０１０−２８６７７６号公報特開平１１−１８８８６６号公報

本発明の目的は、樹脂基台の表面のうねりに適応してレンズ形成用の凹凸部を形成することができるレンズ製造装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１記載のレンズ製造装置の発明は、シート部材上に樹脂基台が形成された加工対象物を搬送する搬送手段と、前記加工対象物の搬送中に前記樹脂基台の表面に切り込みを入れて凹凸部を形成するための切り込み用の刃を、前記樹脂基台に差し込み、または引き抜く方向に可動な状態で支持する凹凸形成手段と、前記樹脂基台の表面のうねりを検出するうねり検出部と、前記うねり検出部で検出したうねりに応じて、前記刃の前記樹脂基台に対する切り込み深さを制御する制御手段と、前記樹脂基台の表面上に前記凹凸形成手段により凹部の両側に形成され、前記樹脂基台の表面から突出した凸部の間であって凹部が形成されていない領域にレンズ用樹脂を供給するノズルを有する樹脂供給手段と、供給されたレンズ用樹脂を硬化させる樹脂硬化手段と、を備えることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記うねり検出部が、前記切り込み用の刃とともに前記凹凸形成手段に支持され、前記樹脂基台の表面に接触して該表面のうねりを検出することを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記切り込み用の刃が円盤の周囲に形成されており、回転しながら前記樹脂基台の表面に切り込みを入れるとともに、前記円盤の両側面には、前記うねり検出部として、前記円盤と同軸に支持され、かつ半径が前記円盤より小さく形成され、円周面が前記樹脂基台の表面に接触して該表面のうねりを検出する円盤状うねり検出部材が形成されていることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記円盤状うねり検出部材が両側面に形成され、切り込み用の刃が周囲に形成された円盤が、軸方向に複数連続して設けられていることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、樹脂基台の表面のうねりに適応してレンズ形成用の凹凸部を形成することができる。

請求項２の発明によれば、本発明を有しない場合に比べて簡易な構成で、樹脂基台の表面のうねりに適応してレンズ形成用の凹凸部を形成することができる。

請求項３の発明によれば、円盤状の刃を回転させることで、樹脂基台の表面のうねりに適応してレンズ形成用の凹凸部を形成することができる。

請求項４の発明によれば、樹脂基台の表面のうねりに適応してレンズ形成用の凹凸部を同時に複数形成することができる。

本実施形態に係るレンズ製造装置の構成の概略図である。本実施形態に係るレンズ製造装置の機能構成を表すブロック図である。樹脂基台に形成される凹凸部の一例の部分断面図である。支持ばねにより刃が支持された凹凸形成部の構成例の説明図である。支持ばねにより支持された刃の変形例を示す図である。支持ばねにより刃が支持された凹凸形成部の他の構成例の説明図である。凹凸形成部の変形例を示す図である。接合部材を介して支持ばねに接合された円盤の変形例を示す図である。

以下、本発明を実施するための形態（以下、実施形態という）を、図面に従って説明する。

図１には、本実施形態に係るレンズ製造装置の構成の概略図が示される。また、図２には、本実施形態に係るレンズ製造装置の機能構成を表すブロック図が示される。

図１において、レンズ製造装置１００は、シート供給手段１０、搬送ローラー１２、基台用樹脂供給部１４、第１光照射部１６、凹凸形成部１８、刃２０、支持ばね２２、レンズ用樹脂供給部２４、第２光照射部２６を備えている。本実施形態では、シート供給手段１０、基台用樹脂供給部１４、第１光照射部１６、凹凸形成部１８、レンズ用樹脂供給部２４及び第２光照射部２６の各々が、矢印で示す搬送方向に沿って上流側からこの順で予め定めた位置に配置されている。なお、基台用樹脂供給部１４及びレンズ用樹脂供給部２４は、適宜なノズルから各樹脂を吐出する構成となっている。

シート供給手段１０は、搬送ローラー１２と協働して印刷用紙等のシート部材１０２を図の矢印方向に搬送する。なお、シート部材１０２の搬送システムには、上記搬送ローラー１２の他、搬送ベルトが含まれていてもよい。

基台用樹脂供給部１４は、上記搬送されたシート部材１０２の表面に液状の基台用樹脂（光硬化性樹脂）を供給する。基台用樹脂供給部１４は、シート部材１０２の表面に平坦状に基台用樹脂を載せてゆく。シート部材１０２のどの領域に基台用樹脂を載せてゆくかについては、後述する制御装置２８が制御する。

第１光照射部１６は、シート部材１０２の表面の上記基台用樹脂に紫外線等の硬化光を照射し、基台用樹脂を硬化して樹脂基台とする。なお、図１では、樹脂基台の記載を省略している。

凹凸形成部１８は、刃２０を支持ばね２２により樹脂基台に対する方向に可動な状態で支持する構成となっており、シート部材１０２の搬送中に刃２０により樹脂基台の表面に切り込みを入れて凹凸部を形成する。なお、樹脂基台に対する方向とは、例えば樹脂基台の表面に立てた法線の方向等、刃２０を樹脂基台に差し込み、または引き抜く方向である。

凹凸部を形成する領域は、シート部材１０２上に印刷された視差画像（立体視の対象となる画像であり、２つ以上の画像を細長く短冊状に切り、切った画像を交互に順番に並べて１枚の画像としたもの）の存在する領域である。また、凹凸部は、後述するように、刃２０によりシート部材１０２の搬送方向と平行な方向に形成された溝状の凹部と、凹部の両側に、上記搬送方向と平行な方向に形成された山状の凸部とを有し、凸部がレンズ用樹脂を供給する際の隔壁として機能する。なお、図１の例では、刃２０がシート部材１０２の搬送方向と平行に切り込みを入れて行く構成となっているが、これには限定されない。例えば、凹凸形成部１８が上記搬送方向とは異なる方向、例えば略直交方向に往復移動し、凹凸形成部１８が備える刃２０により上記搬送方向とは異なる方向（凹凸形成部１８に支持された刃２０の移動方向）に切り込みを入れる構成としてもよい。上記凹部及び凸部を形成する方向は、視差画像に含まれる短冊状の画像部分の長手方向である。

なお、本実施形態では、樹脂基台に対する方向に可動な状態で刃を保持するために支持ばね２２を用いているが、この構成には限られない。ばね以外の弾性体を用いたり、また弾性体を用いずとも周知の構成で樹脂基台に対する方向に可動な状態にしたりしてもよい。

レンズ用樹脂供給部２４は、上記形成された凸部と凸部との間で、凹部が形成されていない樹脂基台の表面に、凸部の形成方向に沿ってレンズ用樹脂を供給する。レンズ用樹脂は、その両側の凸部により流動が抑制され、表面張力により表面が盛り上がり、凸部の形成方向に延びる半円柱状のレンズ形状となる。

第２光照射部２６は、上記レンズ形状となったレンズ用樹脂に紫外線等の硬化光を照射し、レンズ用樹脂を硬化してレンズを形成する。

図２に示すように、基台用樹脂供給部１４は、電圧印加等により液状の樹脂を吐出するための吐出駆動部１４Ａを備えている。第１光照射部１６は、光源の点灯等により硬化光を照射するための照射駆動部１６Ａを備えている。凹凸形成部１８は、切り込み用の刃２０を駆動して凹凸部を形成するための刃駆動部１８Ａを備えている。刃駆動部１８Ａは、上記刃２０を樹脂基台の表面の法線方向、すなわち樹脂基台の表面に対して上下方向に移動させ、樹脂基台の表面に切り込みを入れるか否かを制御する。レンズ用樹脂供給部２４は、電圧印加等により液状のレンズ用樹脂を吐出するための吐出駆動部２４Ａを備えている。第２光照射部２６は、光源の点灯等により硬化光を照射するための照射駆動部２６Ａを備えている。

上記吐出駆動部１４Ａ、照射駆動部１６Ａ、刃駆動部１８Ａ、吐出駆動部２４Ａ、照射駆動部２６Ａ、及び搬送機構３１の各々は、制御装置２８と電気的に接続されている。なお、搬送機構３１は、図１で説明したシート供給手段１０及び搬送ローラー１２等を含んで構成され、上記シート部材１０２の搬送を行う。

また、上記制御装置２８は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性メモリ、Ｉ／Ｏ等を備えており、装置全体の制御及び各種演算を行うコンピュータとして構成されている。吐出駆動部１４Ａ、照射駆動部１６Ａ、刃駆動部１８Ａ、吐出駆動部２４Ａ、照射駆動部２６Ａ及び搬送機構３１の各々は、制御装置２８からの制御信号に基づいてシート部材１０２の表面上の全面または指示された一部の面に樹脂基台を形成し、さらにレンズを形成するように動作する。

図３には、樹脂基台に形成される凹凸部の一例の部分断面図が示される。図３は、シート部材１０２の表面に形成された樹脂基台３０を、凹凸形成部１８に支持ばね２２により支持された刃２０によってシート部材１０２の搬送方向に沿って切断した場合の断面図である。なお、シート部材１０２は、紙面の裏から表の方向に搬送されているものとする。

図３に示すように、切り込み用の刃２０の刃先２１により樹脂基台３０の表面が引き切られると、凹部３２が形成される。また、凹部３２が形成される際に凹部３２の両側に樹脂基台３０の表面から突出した凸部３４が形成される。凹凸形成部１８は、例えば複数の刃２０により、上記凹部３２及び凸部３４を複数形成する。この結果、図３に示されるように、２本の凸部３４の間で、凹部３２が形成されていない領域Ａが形成されるので、上記レンズ用樹脂供給部２４がこの領域にレンズ用樹脂を供給する。隣接する２本の凸部３４によりレンズ用樹脂の凹部３２側への流動が抑制され、紙面の表裏方向に延びる（即ち、異方性を有する）半円柱状のレンズ（破線で示す）が形成される。

なお、図３の例では、刃２０が２本記載されているが、これに限定されず、例えばシート部材１０２の搬送方向に直交する方向における樹脂基台３０の幅に対応する適宜な数の刃２０を設けることができる。なお、対応する数は、例えば上記樹脂基台３０の幅を刃２０のピッチで除すことにより得られる。

凸部３４の高さは、形成するレンズの曲率半径及びレンズの幅（図３に示された搬送方向の長さ）に応じて設定される。レンズの幅を一定とすると、レンズの曲率半径を小さくするには、凸部３４の高さを小さくすればよい。凸部３４の高さが小さいほど、隣接する２つの凸部３４間の容量が小さくなる。従って、液状のレンズ用樹脂の供給量が少なくても、所望の曲率半径のレンズが形成される。また、凸部３４の高さ（即ち、隣接する凸部３４間の容量）を一定としても、液状のレンズ用樹脂の供給量を増やせば、レンズの曲率半径は小さくなる。

図４には、支持ばね２２により刃２０が支持された凹凸形成部１８の構成例の説明図が示される。図４において、樹脂基台３０が全面または一部に形成されたシート部材１０２が図の矢印で示される搬送方向に搬送されているときに、刃２０が樹脂基台３０に差し込まれ、切り込みを入れる。このときに、樹脂基台３０の表面に凸凹状のうねり３６が存在すると、このうねり３６を刃２０が通過する際に、うねり３６の凹凸に応じて支持ばね２２が伸縮し、刃２０の位置が図の矢印Ａで示される樹脂基台３０に対する方向に変動して樹脂基台３０に刃２０の先端が差し込まれる深さを一定に維持する。すなわち、うねり３６の頂部及びその近傍では、支持ばね２２が縮んで刃２０が図の上方に移動し、谷部及びその近傍では、支持ばね２２が伸びて刃２０が図の下方に移動する。これにより、樹脂基台３０の表面に形成される凸部３４の高さを一定に維持する。

なお、刃２０の先端が樹脂基台３０の表面に押しつけられる力、すなわち差し込み力を調整するために、おもり３８を支持ばね２２と刃２０との間に設けてもよい。また、樹脂基台３０のうねり３６への追随性をよくするために、支持ばね２２のばね定数は、ばね下重量５０ｇ時に０．０５〜０．５Ｎ／ｍｍの範囲が好適であり、かつばね下重量に比例してばね定数を増減することが好適である。

また、本実施形態では、うねり３６の凹凸に応じて支持ばね２２が伸縮する構成を、制御手段の例としているが、これに限られるものではない。例えば、凹凸を測定手段によって測定し、それに応じて電気的に刃２０の差し込み力を調整してもよい。

図５（ａ）、（ｂ）には、支持ばね２２により支持された刃２０の変形例が示される。図５（ａ）の例では、図４に示された刃２０を、シート部材１０２の搬送方向の上流側に傾けて保持されている。また、図５（ｂ）の例では、刃２０の刃先が三日月状にされている。

図６には、支持ばね２２により刃２０が支持された凹凸形成部１８の他の構成例の説明図が示され、図４と同一要素には同一符号が付されている。図６において、特徴的な点は、樹脂基台３０の表面に接触して該表面のうねり３６を検出するうねり検出部材４０を有する点である。うねり検出部材４０は、適宜な接合部材によりおもり３８に接合されており、樹脂基台３０の表面のうねり３６の凹凸を支持ばね２２に伝達する。

図６の例では、うねり検出部材４０は、球状の先端部４２を備えており、この先端部４２が樹脂基台３０の表面に接触する。先端部４２の形状は、球に限定されないが、樹脂基台３０の表面に接触し、かつその表面上を滑らかに滑る形状及び材質であればよい。なお、先端部４２を、ボールペンのボールと同様に、うねり検出部材４０の先端に回転可能に支持し、樹脂基台３０の表面に接触し、かつその表面上を回転しながら移動する構成としてもよい。さらに、先端部４２を、うねり検出部材４０に取り付けられた車輪（脚輪）としてもよい。

図７（ａ）、（ｂ）には、凹凸形成部１８の変形例が示され、図４と同一要素には同一符号が付されている。図７（ａ）、（ｂ）において、支持ばね２２には、接合部材４４を介して円盤４６が接合されており、円盤４６の周囲（円周面）に切り込み用の刃２０が形成されている。上記円盤４６は、接合部材４４に回転可能に支持されており、刃２０が回転しながら樹脂基台３０の表面に切り込みを入れる。また、円盤４６の両側面には、円盤４６と同軸に支持され、かつ半径が円盤４６より小さく形成され、円周面が樹脂基台３０の表面に接触して該表面のうねり３６を検出する円盤状うねり検出部材４８が設けられている。円盤状うねり検出部材４８は、円盤４６と同軸に支持されており、円盤４６とともに回転する。この際、円盤状うねり検出部材４８の円周面が樹脂基台３０の表面に接触し、樹脂基台３０のうねり３６の凹凸を検出する。

本例では、接合部材４４が支持ばね２２に接合されているので、円盤状うねり検出部材４８が検出したうねり３６の凹凸に応じて支持ばね２２が伸び縮みし、円盤状うねり検出部材４８が上下方向（シート部材１０２における樹脂基台３０の形成面の法線方向）に滑らかに移動する。

図８には、接合部材４４を介して支持ばね２２に接合された円盤４６の変形例が示され、図７と同一要素には同一符号が付されている。図８において、特徴的な点は、円盤状うねり検出部材４８が両側面に形成され、切り込み用の刃２０が周囲に形成された円盤４６が、軸方向に複数連続して設けられている点である。複数の円盤４６、刃２０、円盤状うねり検出部材４８は、接合部材４４に回転可能に支持されている。刃２０の数は、樹脂基台３０の幅等に基づいて決定される。

１０シート供給手段、１２搬送ローラー、１４基台用樹脂供給部、１６第１光照射部、１８凹凸形成部、２０刃、２２支持ばね、２４レンズ用樹脂供給部、２６第２光照射部、２８制御装置、３０樹脂基台、３１搬送機構、３２凹部、３４凸部、３６うねり、３８おもり、４０うねり検出部材、４２先端部、４４接合部材、４６円盤、４８円盤状うねり検出部材、１００レンズ製造装置、１０２シート部材。

Claims

シート部材上に樹脂基台が形成された加工対象物を搬送する搬送手段と、
前記加工対象物の搬送中に前記樹脂基台の表面に切り込みを入れて凹凸部を形成するための切り込み用の刃を、前記樹脂基台に差し込み、または引き抜く方向に可動な状態で支持する凹凸形成手段と、
前記樹脂基台の表面のうねりを検出するうねり検出部と、
前記うねり検出部で検出したうねりに応じて、前記刃の前記樹脂基台に対する切り込み深さを制御する制御手段と、
前記樹脂基台の表面上に前記凹凸形成手段により凹部の両側に形成され、前記樹脂基台の表面から突出した凸部の間であって凹部が形成されていない領域にレンズ用樹脂を供給するノズルを有する樹脂供給手段と、
供給されたレンズ用樹脂を硬化させる樹脂硬化手段と、
を備えることを特徴とするレンズ製造装置。
前記うねり検出部が、前記切り込み用の刃とともに前記凹凸形成手段に支持され、前記樹脂基台の表面に接触して該表面のうねりを検出することを特徴とする請求項１に記載のレンズ製造装置。
前記切り込み用の刃が円盤の周囲に形成されており、回転しながら前記樹脂基台の表面に切り込みを入れるとともに、前記円盤の両側面には、前記うねり検出部として、前記円盤と同軸に支持され、かつ半径が前記円盤より小さく形成され、円周面が前記樹脂基台の表面に接触して該表面のうねりを検出する円盤状うねり検出部材が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のレンズ製造装置。
前記円盤状うねり検出部材が両側面に形成され、切り込み用の刃が周囲に形成された円盤が、軸方向に複数連続して設けられていることを特徴とする請求項３に記載のレンズ製造装置。