JP6726551B2 - 立体結像素子の製造方法 - Google Patents
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Description
ところが、例えば金属蒸着を施して反射面を形成する場合、金属蒸着処理で要求される厚さのガラス等を用いるので、ガラス等の厚さを薄膜状にして、積層密度を上げることは困難である。
・立体像形成システム
図1に、第1実施形態に係る立体像形成システムの構成の一例を示す。立体像形成システム10は、立体像形成システム10の内部に再生された立体像40を、立体像形成システム10の外部に立体像42として結像させるものである。本実施の形態の立体像形成システム10は、立体像42を結像する立体結像素子としての光学結像素子20と、立体像40を再生する立体像再生装置30と、を備えている。
まず、物体を示す立体像40を再生する立体像再生装置30を説明する。
立体像再生装置30は、制御部32、投影部34、及び再生部36を備えている。制御部32は、投影部34、及び再生部36に電気的に接続されている。制御部32は、物体を示す立体像信号から画像信号及び画像信号の出力制御信号を形成する。投影部34は、制御部32から出力された出力制御信号に基づいて画像信号を画像に変換して投影する。再生部36は、制御部32から出力された出力制御信号に基づいて、投影部34から投影された画像を立体像40を再生する。
電子スクリーン39は、例えば、PNLC(PolymerNetworkLiquidCrystal(ポリマーネットワーク型液晶))を用いて形成することができる。電子スクリーン39は、電圧が印加されない状態では、液晶分子は不規則に並ぶように構成され、電圧が印加された状態では、液晶分子が電子スクリーン39の両表面に垂直に並ぶように構成されている。これにより、電子スクリーン39は、電圧が印加されない状態では、外部から入射された光が液晶分子により散乱される不透明な状態に移行し、電圧が印加された状態では、入射された光が透過される透明な状態に移行する。
次に、図3及び図4を参照して本実施形態に係る光学結像素子20を説明する。
図3に、本実施の形態に係る光学結像素子20の構成の一例を示す。図3(A)は、光学結像素子20の全体構成の一例を示し、図3(B)は、光学結像素子20で、第1反射部材202に含まれる第1反射素子208及び第2反射部材212に含まれる第2反射素子218において光が反射される状態を模式的に示す。図4に、立体結像素子の一部を模式的に示す構成の一例を示す。図4(A)は、光学結像素子20における第1反射部材202の構成の一例を示し、図4(B)は、第1反射部材202の構成のその他の一例を示す。光学結像素子20は、立体像形成システム10の内部に再生された立体像40を、立体像形成システム10の外部に立体像42として結像させるものである。なお、光学結像素子20の製造方法は後述する。
透明部材は、それ自体公知の透明な熱可塑性樹脂、例えば、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ1−ブテン、ポリ4−メチル−1−ペンテンあるいはエチレン、プロピレン、1−ブテン、4−メチル−1−ペンテン等のα−オレフィン同志のランダムあるいはブロック共重合体や、環状オレフィン共重合体などのオレフィン系樹脂;エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・ビニルアルコール共重合体、エチレン・塩化ビニル共重合体等のエチレン・ビニル系共重合体樹脂;ポリスチレン、アクリロニトリル・スチレン共重合体、ABS、α−メチルスチレン・スチレン共重合体等のスチレン系樹脂;ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、塩化ビニル・塩化ビニリデン共重合体、ポリアクリル酸メチル、ポリメタクリル酸メチル等のビニル系樹脂;ナイロン6、ナイロン6−6、ナイロン6−10、ナイロン11、ナイロン12等のアミド樹脂;ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル系樹脂;ポリカーボネート;ポリフエニレンオキサイド;ポリ乳酸などの生分解性樹脂;などから形成されていてよい。或いは公知の透明な熱硬化性樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、ポリウレタンなどから形成されていて良い。
一般的には、透明性に優れていると同時に、加熱硬化のための熱処理に対しての耐熱性が良好であり、さらには、張力を印加した時に歪変形量の少ない、弾性率が比較的高いという点で、熱可塑性樹脂においては、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステルや、熱硬化性樹脂においてはエポキシ樹脂、シリコン樹脂、ポリウレタン等が好適に使用される。
金属蒸着層は、種々の金属、例えばアルミニウム、銅、クロム、銀などの金属の蒸着によって形成されるが、特にシルバー調の金属色を有し且つ鏡面光沢性に優れ、安価であるという観点から、アルミニウムの蒸着により形成されていることが好適である。
金属塗布層は、金属粉末や雲母等の光沢顔料がバインダに分散され塗布形成された層である。
透明な接着層ADに用いる接着剤は、反射層207と、透明性樹脂層204とを機械的に接着し、かつ透明性樹脂層204の屈折率に同様であれば特に限定されない。例えば、接着層ADの屈折率ntを、1.1〜1.7の範囲としたとき、透明性樹脂層204と接着層ADの屈折率の差分が、±20%以内の範囲であることが好ましい。さらに好ましくは屈折率の差分が、±10%以内、さらに好ましくは±5%以内である。
例えば、接着層ADの一例としては、アクリレート系(アクリル樹脂)や、エポキシ樹脂系、シリコーンゴム系等の透明性樹脂を用いることができる。例えば、エポキシ化合物としては、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、脂肪族型エポ キシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂などから少なくとも1種選以上が選択される。
次に、本実施形態に係る光学結像素子20の製造方法について説明する。
図5に、光学結像素子20を製造する工程の流れの一例を示す。
まず、工程S100では、光学結像素子20の一部を構成する反射面を含む光透過性を有するフィルム(以下、光透過性フィルムという)Fを形成する。光透過性フィルムFは、まず、一定厚み(例えば0.5μm〜100μm、好ましくは50μm)の透明物質からなる一定幅の長尺状のテープの表面及び裏面の少なくとも一方の面に、金属の反射面が形成された光透過性を有するテープ(以下、光透過性テープという)を製造する。金属の反射面は、例えば、アルミニウムや銀等の金属を塗布又は蒸着することにより反射面となる金属層を形成することができる。なお、反射面となる金属層の厚みは、例えば、5nm〜5000nmの間の何れかの厚みで形成することができる。光透過性フィルムFは、この光透過性テープから所定幅(例えば1.5mm)だけ切り出すことにより製造する。ここで、光透過性フィルムFの厚みが第1反射部材202における反射層207及び第2反射部材212における反射層217の厚みになる。
固定治具230は、同じ直方体形状の移動板232を複数備えている。移動板232は、長手方向の一方の端部における側縁部分に、ピン234が中心軸を中心として回転可能に取り付けられている。このピン234は、光透過性フィルムFの移動を制限する段差236を備える。また、ピン234が取り付けられた複数の移動板232は、長手方向の逆側の端部における平面部分の一部が所定方向(矢印dR及び矢印dLで示す方向)に摺動可能に配置される。また、複数の移動板232は、摺動部分を中心として左右にピン234が位置するように移動板232の向きが左右交互になるように配置される。さらに、複数の移動板232は、各々が分解及び摺動方向以外に移動しないように、図示しない拘束部材に取り付けられている。
図10に示すように、固定治具230は、ピン234が取り付けられる側の左右複数の移動板232の端部の各々が固定部237に各々固定される。固定部237には、操作棒238が取り付けられており、操作者による操作棒238の操作によって、ピン234が取り付けられた複数の移動板232が所定方向(矢印dR及び矢印dLで示す方向)に摺動可能とされる。
図11に示すように、左右のピン234の各々の移動範囲の一部を重複させ、その重複された領域に光透過性フィルムFを通すようにする。つまり、移動板232の移動範囲における接近位置として、左右のピン234の各々の移動範囲が重複されて光透過性フィルムFを通すことが可能な位置を初期位置とする。このように初期値を設定することで、移動板232を初期位置から離間位置へ移動される際に、左右のピン234の各々が接近し、一列に並んだ後に離間する。従って、固定治具230の左右のピン234を、初期位置に設定した状態で、ピン234の間に、光透過性フィルムFを直線的に通し、その後に離間位置へ移動させることで、反射面が平行になる平行部分を複数形成することができる。
次に、第2実施形態を説明する。第2実施形態は、第1実施形態と同様の構成であるため、同一部分は同一符号を付して詳細な説明を省略し、以下、相違部分を説明する。
次に、本実施形態に係る光学結像素子20の製造方法について説明する。
図12に、第2実施形態に係る光学結像素子20を製造する工程の流れの一例を示す。図13に、第2実施形態に係る光学結像素子20の製造方法による製造過程で形成される積層体260の一例を示す。図14に、積層体260から一部を切り出して切断積層体266を形成する一例を示す。図15に、反射面が交差するように配置した複数の切断積層体266の一例を示す。図16に、第2実施形態に係る光学結像素子を製造する工程により形成された光学結像素子20の一例を示す。
基材264の材質は、張力を印加しながら、光透過性フィルムFと透明性樹脂フィルムJとを重ねて複数枚巻きかけたときに、張力を支え、撓んだり変形したりすることがないように、弾性率の高い、スレンレス合金(SUS))や、ハイス鋼、炭素鋼等が好適に用いられる。また、汎用の熱可塑性樹脂や汎用の熱硬化性樹脂、或いは汎用のエンジニアリングプラスチック等を用いることにより軽量化を図り、プロセス装置の省エネルギー化を図ることも可能である。
次に、第3実施形態を説明する。第3実施形態は、第1実施形態と同様の構成であるため、同一部分は同一符号を付して詳細な説明を省略し、以下、相違部分を説明する。
次に、本実施形態に係る光学結像素子20の製造方法について説明する。
図19に、第3実施形態に係る光学結像素子20を製造する工程の流れの一例を示す。
まず、工程S140では、光学結像素子20の一部を構成する反射面を含む光透過性カット片Fpを複数形成する。光透過性カット片Fpは、第1実施形態と同様に、一定厚み(例えば0.5μm〜100μm)で所定幅(例えば1.5mm)の光透過性フィルムFを形成し、この光透過性フィルムFを所定の長さ(例えば200mm)で切断することにより製造する。
固定治具270は、光透過性カット片Fpを固定する四角柱形状の固定パーツ271を、挟み込むガイド272を備えている。ガイド272は、固定パーツ271を挟み込むように固定パーツ271に対して一対形成されており、一対のガイド272の間に溝部273が形成される。一対のガイド272は、光透過性カット片Fpの両端を固定するために、光透過性カット片Fpの長さに応じた距離を隔てて配置される。また、距離を隔てて配置された一対のガイド272の組は、各々の溝方向が平行になるように配置される。ガイド272の両端部には、四角柱形状の固定バー274が配置される。固定バー274は、光透過性カット片Fpの長さ以上の長さに形成される。なお、図20では、ガイド272の一方の端部に固定バー274を配置した例を示す。
次に、第4実施形態を説明する。第4実施形態は、前記実施形態と同様の構成であるため、同一部分は同一符号を付して詳細な説明を省略し、以下、相違部分を説明する。
次に、本実施形態に係る光学結像素子20の製造方法について説明する。
図22に、第4実施形態に係る光学結像素子20を製造する工程の流れの一例を示す。
まず、工程S160では、第3実施形態と同様に、光学結像素子20の一部を構成する反射面を含む光透過性カット片Fpを複数形成する。また、工程S160では、所定の厚み(例えば400μm)の透明性樹脂フィルムJから透明性樹脂カット片Jpを複数形成する。透明性樹脂カット片Jpは、厚さは相違するが光透過性カット片Fpと縦横同じ形状に形成される。
20 光学結像素子
30 立体像再生装置
32 制御部
34 投影部
36 再生部
202 第1反射部材
212 第2反射部材
205 透明部材
206 金属層
207 反射層
209、210 反射面
204 透明性樹脂層
230、270 固定治具
F 光透過性フィルム
Fp 光透過性カット片
J 透明性樹脂フィルム
Jp 透明性樹脂カット片
Claims (6)
- 各々表面及び裏面の少なくとも一方の面が反射面とされた光透過性を有する第1のフィルム及び第2のフィルムを用い、前記第1のフィルムを第1の方向と前記第1の方向と逆の第2の方向とに複数回折り返して、折り返し部分と次の折り返し部分との間に、第1のフィルムの反射面が平行になった第1の平行部分を複数形成する工程と、
前記第2のフィルムを第3の方向と前記第3の方向と逆の第4の方向とに複数回折り返して、折り返し部分と次の折り返し部分との間に、第2のフィルムの反射面が平行になった第2の平行部分であって、端面が前記第1の平行部分の端面と近接又は当接して反射面が前記第1の平行部分の反射面と交差する方向に配置された第2の平行部分を複数形成する工程と、
複数の前記第1の平行部分、及び複数の前記第2の平行部分の各々に、透明性の樹脂を流入させて硬化させて、立体結像素子を形成する工程と、
を含む立体結像素子の製造方法。 - 前記光透過性を有する第1のフィルム及び前記第2のフィルムの屈折率と、前記透明性の樹脂の屈折率とを同じ屈折率にした
請求項1に記載の立体結像素子の製造方法。 - 長尺状のフィルムの一部分を前記第1のフィルムとし、かつ前記第1のフィルムと異なる前記長尺状のフィルムの部分を前記第2のフィルムとした
請求項1に記載の立体結像素子の製造方法。 - 表面及び裏面の少なくとも一方の面が反射面とされた光透過性を有するフィルムと、透明性樹脂フィルムとを重ねた状態で、前記光透過性を有するフィルム及び前記透明性樹脂フィルムが厚さ方向に交互に複数積層されるように、基材に複数回巻きつけて積層体を形成する工程と、
前記積層体を、複数箇所で積層方向に切断して、複数の切断積層体を形成する工程と、
1つの切断積層体の積層端面と他の切断積層体の積層端面とが近接又は当接し、前記1つの切断積層体の反射面と前記他の切断積層体の反射面とが交差する向きに、前記1つの切断積層体と前記他の切断積層体とを配置する工程と、
配置された前記1つの切断積層体と前記他の切断積層体とに、透明性の樹脂を浸潤させて硬化させて、立体結像素子を形成する工程と、
を含む立体結像素子の製造方法。 - 前記光透過性を有するフィルム及び前記透明性樹脂フィルムが仮固定されている
請求項4に記載の立体結像素子の製造方法。 - 前記積層体を複数箇所で積層方向に切断する際に、前記光透過性を有するフィルム及び前記透明性樹脂フィルムの切断部を溶融させて仮固定する
請求項4に記載の立体結像素子の製造方法。
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