JP6731051B2 - 立体造形物 - Google Patents

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Description

本発明は、立体造形物に関する。
自動車の内装または電化製品の外観などの意匠性を高めたり差別化するためのものとして、加飾フィルムがある。加飾フィルムとしてはフィルム基材に図柄を印刷などにより施したものが多いが、こうした加飾フィルムは、表現力または表現の多様性などに限界がある。
表現力の向上または表現の多様性を図るために、半円柱状のいわゆるシリンドリカルレンズをその延在方向と直交する方向に多数並べたレンチキュラシートを用い、可変視用の画像(チェンジング画像)または立体視用の画像(立体画像)を観察できるようにした技術が知られている。これは、レンチキュラシートの平坦なレンズ面側である背面側に、例えば左右の2視点から撮影した左視点画像及び右視点画像をそれぞれストライプ状に分割したストライプ画像を交互に配置したものであり、1個のシリンドリカルレンズの平坦なレンズ面に、隣接する2つのストライプ画像を位置させたものである。立体視用の画像が形成されている場合には、左眼と右眼とが、各シリンドリカルレンズを介して、視差のある左視点画像及び右視点画像をそれぞれ観察することで、立体画像を観察することができる。また、N(Nは3以上)個の視点画像からなる多視点画像をストライプ状に分割し、1個のシリンドリカルレンズの背後に、N個のストライプ画像を並べた状態に配置することによって、立体感をさらに向上させることも知られている(例えば特許文献1参照)。また、可変視用の画像が形成されている場合には、観察点の移動、すなわち視認角度の変化によって、観察される図柄が切り替わる。
立体感及び/または加飾効果をさらに向上させるものとして、透明フィルム基材と、この透明フィルム基材の一方の面に所定のピッチで配列された微細なレンズ群からなるレンズ部と、他方の面にレンズピッチと印刷画像ピッチとが一致するように形成された印刷画像とを備えたシート層の印刷画像面側に、熱可塑性樹脂層を介して紙基材またはフィルム基材を積層したレンズ付き印刷物が提案されている(例えば、特許文献2参照)。このレンズ付き印刷物は、上記のシート層が凹凸構造をもち、かつ、上記の紙基材またはフィルム基材の露呈した表面は平坦とされている。
レンチキュラシートは立体形状とされたものがあり、例えば、レンチキュラシートを全体として片側に凸で反対側が空洞となる立体形状に成型された装飾材が提案されている(例えば、特許文献3参照)。この装飾材は、シリンドリカルレンズが延びた方向が互いに直交するように2枚重ねられ、上記空洞側に発光体が備えられることにより、電飾装置に利用される。また、印刷層が裏面に形成されたレンチキュラシートを玩具体の一部の形状と同一形状に成形し、成形したレンチキュラシートを玩具体の一部の表面に貼り付けた三次元レンチキュラが提案されている(例えば、特許文献4参照)。この三次元レンチキュラにおける上記印刷層は、異なる絵柄をそれぞれ等間隔に分割し、分割した絵柄をレンズに対応させた状態に交互に印刷することにより形成されている。
特開2011−154301号公報 特開2008−064938号公報 特開2005−131891号公報 特開2005−131261号公報
しかしながら、特許文献1などで知られるレンチキュラシートを用いた技術及び特許文献2に記載されるレンズ付き印刷物は、シートという平面性ゆえに用途及び意匠性は限られている。また、特許文献3の装飾材は、空洞を備え、かつ、その空洞側に発光体が配されることにより、その加飾性を発揮するものであり、同様に、用途は限られる。特許文献4に記載される玩具体に用いる三次元レンチキュラは、精細さに劣ることから用途に限界があり、用途を広げるには意匠性の向上が求められる。
そこで、本発明は、光の見え方に変化を与えて意匠性により優れた立体造形物を提供することを目的とする。
本発明は、シートと、レンズ部と、画像形成部とを備える。シートは、曲面とされたシート面を有し、光透過性をもつ。レンズ部は、シートの一方のシート面に、上記曲面に沿って湾曲して設けられ、突条の複数のレンズが並列に配されている。画像形成部は、シートの他方のシート面に設けられ、画像が形成されている。上記曲面は、法線の方向が異なる3つの領域を有し、各領域の法線の方向のうち1つが他の2つを含む平面に傾きをもつ形状である。レンズの幅の最小値は、25.4μm以上508.0μm以下の範囲内である。レンズ部は、レンズの延びた方向における第1位置と第2位置との断面形状が異なるレンズを有する。
シートは、レンズの延びた方向に沿って曲率が変化していることが好ましい。
シートは、複数のレンズの並び方向に沿って曲率が変化していることが好ましい。
レンズ部は、複数のレンズの並び方向における第3位置と第4位置とにおいて断面の形が互いに異なる2つのレンズを備えることが好ましい。
レンズ部の厚みが、レンズの延びた方向と複数のレンズの並び方向との少なくともいずれか一方に沿って変化していることが好ましい。
シート面の曲率半径は、小さくても前記レンズの幅であることが好ましい。
本発明の立体造形物は、光の見え方により変化を与え、意匠性に優れる。
本発明を実施した装飾部材の使用態様を示す説明図である。 ダッシュボード材の断面概略図である。 装飾部材の層構造を説明する分解説明図である。 曲面とされたシート面の説明図である。 装飾部材の説明図である。 図5の(VIa)−(VIa)線に沿った断面の説明図である。 図5の(VIb)−(VIb)線に沿った断面の説明図である。 装飾部材の説明図である。 第3位置のレンズの説明図である。 第4位置のレンズの説明図である。 造形材製造装置の概略図である。 成型装置の断面概略図である。 装飾部材の概略図である。 印刷層に形成されている画像の説明図である。 装飾部材の平面図である。 図13のXIV−XIV線に沿う断面の曲面部の説明図である。 点Pにおける画像の説明図である。 点Qにおける画像の説明図である。 図13のXVII−XVII線に沿う断面の曲面部の説明図である。 点Pにおける画像の説明図である。 点Rにおける画像の説明図である。 装飾部材の撮影画像である。 装飾部材の撮影画像である。
図1において、立体造形物の一例としての装飾部材10は、外部から装飾部材10に入射する光と装飾部材10の内部の後述する界面において反射した光とを屈折させ、光の見え方に変化を与えるためのものである。装飾部材10は、詳細は後述するが湾曲した形状をもち、自動車11の内装品とされている。装飾部材10は、他の内装品に埋め込むように取り付けられており、この例では、ダッシュボード14の一部として取り付けてある。装飾部材10は、対向する観察者側に凸とされ、断面楕円弧状にされた前面部10Aと、前面部10Aの図1における左右の各側方に配され、球面状にされた側面部10Bとが一体に形成されたものである。立体造形物の他の例としては、装飾部材10と異なる湾曲形状をもち、ステアリングホイール15、ドアパネル16の例えば一部として取り付ける装飾部材が挙げられる。また、立体造形物は、自動車の内装品に限られず、例えば、家電、スーツケース、玩具などでもよい。なお、図1において、矢線Xは鉛直方向、矢線Yは自動車11内からフロントガラス(自動車の前方側の窓、windshield,windscreen)を見たときにおける左右方向、矢線Zは前方向をそれぞれ意味する。
装飾部材10は、図2に示すように、ダッシュボード材本体21に重ねた状態で備えられており、ダッシュボード材本体21と装飾部材10とがダッシュボード材22を構成している。装飾部材10はダッシュボード材本体21の観察者側表面を覆うように配されている。ダッシュボード材本体21は、ダッシュボード14を形成するための形成部材であり、ダッシュボード14として機能するための耐衝撃性と剛性と耐熱性などを有し、プラスチックから形成されている。ダッシュボード材本体21を形成するプラスチックとしては、例えば、ポリカーボネート(以下、PCと称する)とアクリロニトリルブタジエンスチレン共重合体(以下、ABSと称する)とのアロイ(ブレンド)、アクリロニトリル・スチレン・グラスファイバなど公知の種々のものを用いることができ、本実施形態では、PCとABSとのアロイ(ブレンド)としてある。なお、上記のアクリロニトリル・スチレン・グラスファイバとは、グラスファイバを含有するアクリロニトリルスチレン共重合体であり、アクリロニトリルスチレン共重合体とグラスファイバとのいわゆる複合材料である。この例では、ダッシュボード材本体21の厚みT21は概ね3mmとしてあるが、これに限定されず、ダッシュボード14としての目的とする機能と素材とに応じて適宜設定してよい。
装飾部材10は、この例では、ダッシュボード材本体21と密着した状態に設けられているが、隙間をもって設けられてもよい。装飾部材10は、一方の表面に突条の複数のレンズ23を有する。図2においては、各レンズ23は、突条が紙面奥行方向に延びているものとして描いてある。装飾部材10は、各レンズ23が観察者側に、反対側の面がダッシュボード材本体21側に向いた状態で配される。したがって、図1において観察者からはレンズ23が観察される。装飾部材10は薄いシート状に形成されており、装飾部材10の厚みT10は0.06mm以上5mm以下であることが好ましく、0.1mm以上0.5mm以下であることがより好ましい。この例では、厚みT10は上記範囲内であるものの、位置によって異なる。ただし、厚みT10は一定でもよい。
装飾部材10は、図3に示すように、シート31とレンズ部32と画像形成部33とを備える。この例でのシート31は、透明としてあるが、透明に限られず、光が透過する性質、すなわち光透過性を有すればよい。ここでの光は、可視光(波長範囲が概ね380nm以上750nm以下の領域)である。光透過性を有するとは、透明であることと、透光性を有することとの両方を含む。透明とは、光が通過する性質において、透過率が極めて高く、シート31を通してシート31の向こう側が透けて見える状態の性質を意味する。透光性を有するとは、光が透過する性質を有しているが、透過する光が拡散されるため、または透過率が低いために、「透明」と違って、シート31を通してシート31の向こう側の形状等を明確に認識できない、または全く認識できない状態の性質である。図3においては、説明の便宜上、シート31の両シート面を平面に描いているが、このシート31は曲面とされたシート面を有する。なお、曲面の形状の詳細は、別の図面を用いて後述する。
シート31は、熱可塑性樹脂から形成されており、熱可塑性樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート(以下、PETと称する)、PC、トリアセチルセルロース(以下、TACと称する)、アクリル、ABSなどが好ましく、中でも、PC、アクリルがより好ましく、本実施形態ではPCとしている。また、シート31は、上記熱可塑性樹脂に加えて、屈折率調整剤、酸化亜鉛(ZnO)、酸化チタン(TiO2)等を含んでいてもよい。
装飾部材10はシート31を備える必要はないが、備える方が好ましい。シート31を設け、このシート31の厚みを調節することにより、装飾部材10の厚みが調節されるので光路長を調節することができる。
レンズ部32は、シート31の一方のシート面(以下、第1シート面と称する)31aに設けられており、第1シート面31aの曲面に沿って湾曲している。レンズ部32は、前述のように突条の複数のレンズ23から構成されており、各レンズ23は柱状である。これら複数のレンズ23は互いに接した状態で、突条のレンズ23が延びた方向(以下、延在方向と称する)と直交する方向に並んで配列、すなわち並列に配されている。なお、各図面における符号EDはレンズ23の延在方向であり、符号LDは複数のレンズ23の並び方向である。レンズ部32は透明である。本実施形態のようにレンズ部32とシート31とがともに透明である場合などには互いの境界が視認されないが、図3では説明の便宜上、境界を破線で図示してある。レンズ部32とシート31との境界は、図3において隣り合うレンズ23同士で形成される各谷部を結んだ面である。
レンズ23は、シリンドリカルレンズとされている。しかし、ここでのシリンドリカルレンズとは、断面形状が厳格な半円柱、すなわち凸のレンズ面(以下、第1レンズ面と称する)の断面形状が円弧である場合に限定されず、第1レンズ面の断面形状が放物線、楕円弧、その他の凸の曲線である場合のレンズも含む。この例では、詳細は別の図面を用いて後述するが、第1レンズ面の断面形状が互いに異なるレンズ23が混在している。また、レンズ23は、シリンドリカルレンズに限られず、例えばプリズムでもよい。
レンズ23の幅W23の最小値は、25.4μm以上508.0μm以下の範囲内である。レンズ23の幅W23とは、図3に示すように、複数のレンズ23の並び方向LDにおけるレンズ23の寸法である。レンズ23の幅W23の最小値は、レンズ23の幅が一定でない場合には、装飾部材10のレンズ23の幅のうち最も小さな値である。レンズ23の幅W23の最小値が上記のように非常に小さいから、装飾部材10は、精細さに優れ、後述のように意匠性に優れたものとなっている。レンズ23の幅W23の最小値は50.8μm以上338.7μm以下の範囲内であることがより好ましく、84.7μm以上254.0μm以下の範囲内であることがさらに好ましい。
ここで、装飾部材10は、後述のように造形材39(図9参照)を成型することによりつくられており、装飾部材10のレンズ23は造形材39のレンズが変形した態様になっている。用いる造形材39は、レンズのピッチが50LPI(line per inch)以上1000LPIの範囲内のものである。本実施形態では、レンズのピッチが50LPI、100LPI、200LPI、300LPI、500LPI、1000LPIである各造形材39を用いて装飾部材10をつくっており、この場合、成型により変形していない部位のレンズ23の幅W23は、それぞれ、508.0μm、254.0μm、127.0μm、84.7μm、50.8μm、25.4μmとなる。レンズ23の幅W23の上記の最小値の上記範囲は、こうして特定されたものである。そして、成型により複数のレンズ23の並び方向LDにおいて大きく変形した部位のレンズ23ほど、幅W23が大きくなる。例えば並び方向LDにおいて最も伸びた部位の延伸率が100%である場合には、上記の各ピッチをもつ造形材39のそれぞれを用いた際に、装飾部材10の並び方向LDにおいて最も伸びた部位におけるレンズ23の幅W23はそれぞれ1016.0μm、508.0μm、254.0μm、169.3μm、101.6μm、50.8μmとなる。なお、上記の延伸率は、造形材39における特定箇所の寸法をLX、成形により得られた装飾部材10において造形材39の上記特定箇所に対応する部分の寸法をLYとするときに、{(LY−LX)/LX}×100で求める百分率である。
装飾部材10のレンズ23のピッチP23は25.0μm以上5000.0μm以下が好ましい。ピッチP23は、この範囲内ではあるものの、位置によって異なることが好ましい。なお、ピッチP23は、レンズ23の第1レンズ面側における頂部間距離である。
レンズ部32は、熱硬化重合体を含む。熱硬化重合体は、熱硬化性化合物を加熱することにより生成する重合体である。熱硬化性化合物は、加熱により硬化する化合物である。レンズ部32は、光硬化重合体を含んでいてもよい。光硬化重合体は、光硬化性化合物に光を照射することにより生成する重合体である。光硬化性化合物は、光を照射することにより硬化する化合物である。本実施形態のレンズ部32は、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート(以下、ADCPと称する)の硬化生成物を含む。なお、シート31もこれらの熱硬化重合体及び/または光硬化重合体を含んでいてもよい。
画像形成部33は、装飾部材10をレンズ部32側から観察した際に、観察点の移動によって異なる画像が観察されるためのいわゆる画像表示体である。画像形成部33は、シート31の第2シート面31bに、この第2シート面31bの曲面に沿って湾曲した状態に、この例では層状に設けられている。画像形成部33は、画像が記録された記録層としての印刷層35と、印刷層35が設けられた支持体36とを備える。第2シート面31bには印刷層35が接している。なお、この例では、印刷層35を支持体36に設けた画像形成部33が、第2シート面31bに配されているが、この態様に限らない。例えば、印刷層35のみからなる画像形成部を第2シート面31bに設けてもよい。
装飾部材10には、この例では、並び方向LDにおいて異なる2箇所の第1観察点と第2観察点とが設定されており、第1観察点からは第1の画像37を観察できるように、第2観察点からは第1の画像37と異なる第2の画像38を観察できるようにしてある。このように、装飾部材10は、可変視用の複数の画像を有する。第1観察点と第2観察点とのそれぞれにおいては、左右の目によって同一の画像が観察される。印刷層35は、第1の画像37と第2の画像38とのそれぞれに応じた線状の画像部(以下、線状画像部と称する)37a,37b,37c,・・・,38a,38b,38c,・・・を、支持体36の表面に形成し、記録したものである。第1の画像37を構成する線状画像部37a,37b,37c,・・・と第2の画像38を構成する線状画像部38a,38b,38c,・・・とは、それぞれ延在方向EDに延びており、並び方向LDにおいて交互に、かつ、各レンズ23に対応するように1対ずつ配されている。すなわち、図3に示すように、印刷層35は、並び方向LDにおいて、複数のレンズ23の個々に対応する複数の領域に分割されており、これら複数の領域は、線状画像部37aと線状画像部38aとの対、線状画像部37aと線状画像部38bとの対、線状画像部37cと線状画像部38cとの対、・・・からそれぞれ構成されている。
この例では、並び方向LDにおいて、観察点を2つに設定していることから画像の数を、第1の画像37と第2の画像38との2つとしているが、設定する観察点の数と画像の数とは2つに限られない。すなわち、並び方向LDにおいて、設定する観察点の数と可変視用の画像の数とは3以上であってもよい。
この例では、線状画像部37a,37b,37c,・・・のそれぞれは、延在方向EDに延びたひとつの領域として形成されているが、これに限られない。例えば、線状画像部37a,37b,37c,・・・のそれぞれは、延在方向EDにおいて分割された複数の矩形の領域によって構成されてもよい。そして、これらの矩形の領域は、互いに同じ画像であってもよいし、あるいは異なる画像であってもよい。線状画像部38a,38b,38c,・・・のそれぞれについても同様である。
第1の画像37と第2の画像38とは、可変視用の画像に限られず、立体視用の画像でもよい。すなわち、左目と右目との視差によって立体画像が観察されるような右視点画像と左視点画像とを第1の画像37と第2の画像38とにしてもよい。また、第1の画像37を、第1観察点において観察される立体視用の画像とし、かつ、第2の画像38を第2観察点において観察され第1の画像37とは異なる立体視用の画像としてもよく、このように、第1の画像37と第2の画像38とは、立体視用の画像が可変視用に組み合わされた画像であってもよい。
第1の画像37と第2の画像38とは、可変視用と立体視用とのいずれの画像とも異なる画像でもよい。例えば、第1の画像37と第2の画像38とによってひとつの柄である例えば一風景または一場面の描写等の画像を構成してもよい。
この例では、第1の画像37と第2の画像38とを互いに異なるものとしているが、互いに同じものであってもよい。例えば、複数の色または明度が異なる一色によって形成された規則的または周期的なパターンの同じ画像を、第1の画像37と第2の画像38とにしてもよいし、色と明度と光沢度とのそれぞれが互いに同じ画像を第1画像37と第2の画像38とにしてもよい。複数の色によって形成された規則的または周期的なパターンの画像としては、例えば、石材調と土壁調の画像等が挙げられる。明度が異なる一色によって形成された規則的または周期的なパターンの画像としては、例えば、カーボン素材調の画像等が挙げられる。色と明度と光沢度とのそれぞれが互いに同じ画像としては、鏡面状の黒色に観察されるいわゆるピアノブラックの画像と、真珠表面のような光沢ある白色に観察されるいわゆるパールホワイトの画像等が挙げられる。
印刷層35は、塗料により形成したものであり、本例では顔料により形成している。印刷層35は、顔料以外の塗料であってもよく、例えば、染料等でもよい。シート31を前述のPET,PC,TACにより形成している場合には、このシート31に顔料を用いて印刷層35を形成することが好ましい。
本実施形態における記録層は、印刷により形成された印刷層35としている。しかし記録層はこれに限定されず、例えば、画像が転写により形成された転写層、顔料または染料により描かれた絵画または書画などであってもよい。装飾部材10は、以上の構成により、外部から装飾部材10に入射し、印刷層35とシート31との界面において反射した光を、複数のレンズ23により屈折させ、これにより、光の見え方に変化を与える。
シート31の第1シート面31a及び第2シート面31bとの曲面について、図4を参照しながら説明する。なお、第1シート面31aと第2シート面31bとは同様の形状をもつので、第1シート面31aについて詳細に説明し、第2シート面31bについては説明を略す。シート31は、図4に示すように装飾部材10の前面部10A(図1参照)の構成部材である前面部31Aと、側面部10B(図1参照)の構成部材である側面部31Bとが一体に形成されたものである。第1シート面31aは、法線の方向が異なる3つの領域を有しており、各領域の法線の方向のうち1つが他の2つを含む平面に傾きをもつ曲面とされている。具体的には以下である。
前面部31Aの第1シート面31a上の任意の2つの領域を第1領域AR1と第2領域AR2とし、側面部31Bの第1シート面31a上の任意の領域を第3領域AR3とする。なお、図4においては、第1領域AR1と第2領域AR2とは、XZ平面上に採っているが、これに限られない。第1領域AR1からの法線を第1法線N1とし、第2領域AR2からの法線を第2法線N2とし、第3領域からの法線を第3法線N3とするときに、第1法線N1の方向と第2法線N2との方向とを含む平面PLが観念される。このように、平面PLは、2つの「方向」を含む平面である。よって、本例のように2つの「直線(第1法線N1と第2法線N2)」がねじれの位置にない場合、平面PLは、2つの直線を含む平面と同じ平面となる。一方、2つの直線がねじれの位置にある場合、この2つの直線を含む平面は観念できないが、この2つの直線の「方向」を含む平面は観念可能であり、この平面(ねじれの位置にある2つの直線の「方向」を含む平面)が平面PLとして観念される。すなわち、平面PLは、2つの直線を含む平面として定義しておらず、2つの直線の「方向」を含む平面として定義しているので、第1法線N1と第2法線N2とが仮にねじれの位置にある場合であっても、平面PLは観念される。そして、第3法線N3の方向は、平面PLに対して傾いている。なお、第1領域AR1と第2領域AR2とを側面部31Bから採り、かつ、第3領域AR3を前面部31Aから採ってもよい。また、第1領域AR1と第3領域AR3とを前面部31Aから採り、かつ、第2領域AR2を側面部31Bから採ってもよい。第2シート面31bについても同様である。
したがって、第1シート面31aと第2シート面31bとを有するシート31は、レンズ23の延在方向EDと複数のレンズ23の並び方向LDとに曲がっている。そして、レンズ部32(図3参照)と画像形成部33(図3参照)はそれぞれ、以上のような曲面に沿って湾曲して設けられているから、装飾部材10(図3参照)も、レンズ23の延在方向EDと、複数のレンズ23の並び方向LDとに、曲がった形状を有する。
これにより、反射した光に不均一さをもった画像として印刷層35の第1の画像37と第2の画像38とがそれぞれ観察され、たとえば色の濃淡及び/または明度差をもって観察される。可変視用の第1の画像37と第2の画像38とが形成されている場合には、第1観察点と第2観察点との一方から他方への移動によって、観察される画像が第1の画像37から第2の画像38へ、または第2の画像38から第1の画像37へと切り替わり、切り替え後の画像においても、光の見え方に変化を与える。そのため、観察点の移動中は、光の見え方が装飾部材10の部位毎に異なり、また、切り替わりのタイミングも部位毎に異なるから、観察される画像は、従来の平坦なレンチキュラシートまたはプリズムシートに画像形成層がある場合及びこれらを単に丸めた場合と比べて、より変化に富んだ例えば図柄として観察される。その結果、意匠性が高まり、装飾性に富む内装となる。さらに、装飾部材10は、前述の曲面からなる第1シート面31aと第2シート面31bとを有するシート31と同様の湾曲形状をもつ。そのため、装飾部材10は、第1の画像37と第2の画像38との一方から他方への切り替わりが認められる観察点の移動方向は並び方向LDのひとつのみではなく、複数存在する。したがって、当初設定した上記の第1観察点と第2観察点との他に、移動によって画像の切り替わりが認められる観察点が発現する。
以上のように、装飾部材10は、レンズ23の並び方向LD及び/または延在方向EDに曲がっていることにより、任意の1観察点における光の見え方がより複雑になっており、また、観察点の移動によって光として認識される画像の見え方もより複雑になり、意匠性がより高まる。
第1シート面31aと第2シート面31bとは、曲率半径が小さくてもレンズ23の幅であること、すなわち25.4μm以上であることが好ましく、本実施形態では0.1mm以上0.6mm以下の範囲としており、部位によって異なる。レンズ23の幅が一定でない場合には、装飾部材10のレンズ23の幅のうち最も小さな寸法を、曲率半径がとりうる最小値とする。第1シート面31aと第2シート面31bとの曲率半径は、0.025mm以上であれば上記作用はより確実に得られ、また、1000LPI程度の高精細な画像にまで対応することができる。また、レンズ23のピッチP23に比べて第1シート面31aと第2シート面31bとの曲率半径が大きいほど(例えば10倍程度大きい場合)、第1の画像37と第2の画像38とを可変視用の画像とする場合の画像の切り替わりがより確実に認識されやすくなる。なお、装飾部材10は、平面状の部位を備えてもよい。平面状の部位の曲率半径は無限大であるから、第1シート面31aと第2シート面31bとの曲率半径の最大値は無限大である。第1シート面31aと第2シート面31bとの曲率半径は0.1mm以上がより好ましい。
シート31は、レンズ23の延在方向EDに沿って曲率が変化していることが好ましい。本実施形態においては、前面部10Aの任意の一のレンズ23の延在方向EDに沿って、シート31の曲率が変化している。したがって、前面部10Aも上記レンズ23の延在方向EDに沿って曲率が変化している。例えば、図5においては、鉛直方向Xにおける中央から上方と下方とのそれぞれに向かうに従い、シート31及び前面部10Aは曲率が連続的に漸増している。これにより、観察点の移動による光の見え方がより複雑になっており、意匠性がより高まる。なお、図5においては図の煩雑化を避けるため、断面を示すハッチングは図示を略してある。
また、前面部10Aのレンズ部32は、図5に示すように、延在方向EDにおける第1位置と第2位置との断面形状が異なるレンズ23を複数含んでいることが好ましい。ここで、図5における鉛直方向Xでの中央を第1位置P1とし、上側端部に第2位置P2をとる。第1位置P1の断面(図6A参照)は第2位置P2の断面(図6B参照)と比べると、レンズ23の幅は概ね同じであるが、高さは高く、断面が略半円状である。第2位置P2のレンズ23は、図6Bに示すように、半円がつぶれた形状となっている。レンズ23の断面形状は、第1位置P1から第2位置P2に向かって連続的に変化している。なお、第1位置P1と第2位置P2との各断面は、装飾部材10を後述の熱加工により製造する場合の条件により、逆になる場合もある。
レンズ部32(図3参照)の厚みT32は、レンズ23の延在方向EDに沿って変化していることが好ましく、本実施形態でもそのようにしてある。図5に示すように、レンズ部32の厚みT32は、鉛直方向Xにおける中央から上方と下方とのそれぞれに向かうに従い、連続的に漸減している。
上記のように、延在方向EDにおける第1位置P1と第2位置P2との断面形状が異なるレンズ23をレンズ部32が有しているから、及び/または、厚みT32がレンズ23の延在方向EDに沿って変化しているから、光の見え方がより複雑化し、意匠性がより確実に高まる。例えば、第1観察点が第1位置P1に対向する位置であり、かつ、第1観察点で観察される際の焦点位置が第1位置P1におけるシート31と画像形成部33との界面上にある場合には、第1観察点においては、第1位置P1の画像は輪郭及び/または色味などが鮮明に観察されるが、第2位置P2の画像は輪郭及び/または色味などが第1位置P1の画像よりも不鮮明に観察される。また、この例によると、第1位置P1から第2位置P2に向かうに従い、レンズ23の断面形状が連続的に変化している。このため、第1位置P1から第2位置P2に向かうに従い、その鮮明度が連続的に変化している。よって、装飾部材10はその湾曲した形状がより確実に生かされ、任意の1観察点において観察した際に遠近感(奥行感,立体感)がより確実に感じられる。また、観察点の移動の際には、遠近感(奥行感,立体感)と相まって、動画感あるいは残像感が強調される、または、色調の変化が複雑化するなどにより、意匠性が高まる。さらに、光量が少ない環境下、例えば夜間でも風合いが感じられるなど、意匠性が高まる。
一方、第2観察点が第2位置P2に対向する位置であり、かつ、第2観察点で観察される際の焦点位置が第2位置P2におけるシート31と画像形成部33との界面上にある場合には、第2観察点においては、第2位置P2の画像は輪郭及び/または色味などが鮮明に観察されるが、第1位置P1の画像は輪郭及び/または色味などが第2位置P2の画像よりも不鮮明に観察される。そのため、第1観察点から第2観察点へ移動するに伴い、焦点位置が第1位置P1から第2位置P2へと連続的に変化する。その結果、第1観察点が第1位置P1に対向する位置であり、かつ、第1観察点で観察される際の焦点位置が第1位置P1におけるシート31と画像形成部33との界面上にある場合と同様に、印刷層35の画像はより変化に富んだ光として観察される。
シート31は、複数のレンズ23の並び方向LDに沿って曲率が変化していることが好ましく、本実施形態でもそのようにしている。したがって、図7に示すように、装飾部材10も全体として複数のレンズ23の並び方向LDに沿って曲率が変化している。なお、この例の装飾部材10は、左右方向Yにおける中央に関して対称であるので、図7においては、左右方向Yの右側半分のみを図示してある。図7に示すように、左右方向Yにおける中央から端部へ向かうに従い、シート31及び装飾部材10は曲率が連続的に漸増している。これにより、視点の移動による光の見え方がより複雑になっており、意匠性がより高まる。なお、図7においては図の煩雑化を避けるため、断面を示すハッチングは図示を略してある。
また、レンズ部32は、図7に示すように、複数のレンズ23の並び方向LDにおける第3位置におけるレンズ23の断面の形と第4位置におけるレンズ23の断面の形とが互いに異なることが好ましい。ここで、図7における左右方向Yでの中央を第3位置P3とし、下側端部に第4位置P4をとる。第3位置P3のレンズ23の断面(図8A参照)は第4位置P4のレンズ23の断面(図8B参照)を比べると、レンズ23の幅が小さく、かつ高さが高い形状となっている。そして、レンズ23の断面の形は、第3位置P3から第4位置P4に向かって連続的に変化している。なお、第3位置P3と第4位置P4との各断面の形は、装飾部材10を後述の熱成型により製造する場合の条件により、逆になる場合もある。
レンズ部32(図3参照)の厚みT32は、複数のレンズ23の並び方向LDに沿って変化していることが好ましく、本実施形態でもそのようにしてある。図7に示すように、レンズ部32の厚みT32は、左右方向Yにおける中央から端部に向かうに従い、連続的に漸減している。
上記のように、並び方向LDにおける第3位置P3と第4位置P4との断面の形が互いに異なる複数のレンズ23をレンズ部32が有しているから、及び/または、厚みT32が複数のレンズ23の並び方向LDに沿って変化しているから、光の見え方がより複雑化し、意匠性がより確実に高まる。例えば、第1観察点が第3位置P3に対向する位置であり、かつ、第1観察点で観察される際の焦点位置が第3位置P3におけるシート31と画像形成部33との界面上にある場合には、第1観察点においては、第3位置P3の画像は輪郭及び/または色味などが鮮明に観察されるが、第4位置P4の画像は輪郭及び/または色味などが第3位置P3の画像よりも不鮮明に観察される。また、この例では、第3位置P3から第4位置P4に向かうに従い、レンズ23の断面形状が少しずつ変化している。このため、第3位置P3から第4位置P4に向かうに従い、その鮮明度がほぼ連続的に変化している。よって、装飾部材10はその湾曲した形状がより確実に生かされ、任意の1観察点において観察した際に遠近感(奥行感,立体感)がより確実に感じられる。また、観察点の移動の際の前述の作用もより強調される。さらに、光量が少ない環境下、例えば夜間でも風合いが感じられるなど、意匠性が高まる。
一方、第2観察点が第4位置P4に対向する位置であり、かつ、第2観察点で観察される際の焦点位置が第4位置P4のシート31と画像形成部33との界面上にある場合には、第2観察点においては、第4位置P4の画像は輪郭及び/または色味などが鮮明に観察されるが、第3位置P3の画像は輪郭及び/または色味などが第4位置P4の画像よりも不鮮明に観察される。そのため、第1観察点から第2観察点へ移動するに伴い、焦点位置が第3位置P3から第4位置P4へと連続的に変化する。その結果、第1観察点が第3位置P3に対向する位置であり、かつ、第1観察点で観察される際の焦点位置が第3位置P3におけるシート31と画像形成部33との界面上にある場合と同様に、印刷層35の画像はより変化に富んだ光として観察される。
装飾部材10は、上記のように、曲がっている並び方向及び/または曲がっている延在方向EDにおいて、曲率、レンズ23の断面形状、及び/または厚みT32などが変化しているので、印刷層35を構成する第1の画像37と第2の画像38とに応じて、以下の作用を有する。第1の画像37と第2の画像38とが、互いに同じ画像とされている場合には、色調が例えば深みとして強調され、これが遠近感(奥行感,立体感)として感じられる。また、第1の画像37と第2の画像38とが、可変視用の互いに異なる画像である場合には、観察点の移動の際に、遠近感(奥行感,立体感)と相まって、動画感あるいは残像感が強調される、または、色調の変化が複雑化するなどにより、意匠性が高まる。また、第1の画像37と第2の画像38とが互いに異なる色を用いて形成されている場合には、任意の1観察点における観察と観察点の移動の際との少なくともいずれか一方において、互いの色が混じった状態に観察されることもある。また、延在方向EDにおいて曲がっている部位の範囲とその範囲における曲率に応じて、観察点の移動により得られる上記の各作用は、段階的な変化として感じられることもあるし、連続的な変化として感じられることもあるから、意匠性に富む。
装飾部材10は、同様の層構造をもつ平面状のシートとされた造形材39(図9参照)から製造することができる。同様の層構造とは、光透過性を有するシート(図示無し)と、このシートの一方のシート面に設けられ、突条のレンズから形成されているレンズ部(図示無し)と、シートの他方のシート面に設けられ、画像が形成されている画像形成部とを備える構造である。ただし、レンズ部の厚みと、複数のレンズの形状とは、装飾部材10のようにそれぞれ異なっている必要はなく、それぞれ均一でもよい。またすべてのレンズの個々は、断面形状が延在方向EDにおいて一定であってもよい。
この例の造形材39のレンズ部とシートとから構成される部分は、いわゆるレンチキュラシートの態様とされている。レンズのピッチは本実施形態では例えば0.127mmとしているが、これに限られず0.025mm以上5.0mm以下の範囲内が好ましい。なお、このピッチもピッチP23と同様に、レンズの頂部間距離である。
造形材39のシートと画像形成部との各素材は、シート31と画像形成部33との各素材と同じである。レンズ部は、加熱により前述の熱硬化重合体を生成する熱硬化性化合物、及び/または、前述の光硬化重合体を含む。そして、熱硬化性化合物は、完全には硬化していないいわゆる半硬化状態とされている。熱硬化性化合物としては、例えば、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート(以下、ADCPと称する)、ビスフェノールA(以下、Bis−Aと称する)、フェノール樹脂が挙げられ、本実施形態ではADCPを用いている。
装飾部材10の製造方法について、以下に説明する。装飾部材10は、造形材39を製造する造形材製造工程と、造形材39を装飾部材10に成型する成型工程とにより製造される。図9に示すように、造形材39を製造する造形材製造装置40は、送出機41と、塗布機42と、レンズ形成ユニット45、巻取機46などから構成されている。
送出機41は、造形材39のシートになる長尺かつ光透過性のシート部材と画像形成部となる形成部材とが厚み方向において重なったフィルム51をレンズ形成ユニット45へ供給するためのものである。この例ではフィルム51はロール状に巻かれており、送出機41は、ロール状にフィルム51が巻かれたフィルムロール(図示)がセットされ、このフィルムロールからフィルム51を送り出す。このフィルム51は、塗布機42により形成される塗膜52の支持体としても機能する。なお、レンズ形成ユニット45と巻取機46との間には、周方向に回転する駆動ローラ(図示無し)が配されている。フィルム51は、この駆動ローラに巻き掛けられており、駆動ローラの回転により造形材製造装置40の下流に向かってフィルム51は搬送される。
塗布機42は、フィルム51に塗膜52を形成するためのものである。この塗膜52はレンズ形成ユニット45により、造形材39のレンズ部にされる。塗布機42は、供給される塗布液53を、連続的に流出する。長手方向に走行するフィルム51に向けて塗布液53が流出することにより、フィルム51の一方のフィルム面に塗膜52が形成される。塗膜52が形成されたフィルム51は、レンズ形成ユニット45へ案内される。
塗布液53は、熱硬化性化合物を含む。本実施形態においては、この熱硬化性化合物は、後述の加熱器57による加熱により、造形材39のレンズ部に含まれる前述の熱硬化性化合物を生成する。本実施形態では、レンズ部に光硬化重合体を含む造形材39を製造するから、塗布液53には、光硬化性化合物も含ませてある。本実施形態における光硬化性化合物は前述のADCPとしてあるが、これに限られず、モノマー、オリゴマー、ポリマーのいずれでもよい。なお、用いる熱硬化性化合物と光硬化性化合物とによっては、塗布液53はこれらの溶剤を含んでいてもよい。
レンズ形成ユニット45は、造形材39の各レンズを形成(賦形)するためのものである。レンズ形成ユニット45は、賦形機56と、加熱器57と、光源58などから構成されている。
賦形機56は、突条のレンズを形成するためのものである。賦形機56は、第1支持ローラ61と、第2支持ローラ62と、形状付与部材としての形状付与ローラ63とを備える。第1支持ローラ61と第2支持ローラ62と形状付与ローラ63とは回転軸をフィルム51の幅方向、すなわち図5の紙面奥行き方向にした状態で配してある。上流側から順に第1支持ローラ61、形状付与ローラ63、第2支持ローラ62が配置されている。
第1支持ローラ61と第2支持ローラ62とは、この例では、フィルム51の搬送路に関して塗膜52とは反対側に配されており、周面にフィルム51が巻き掛けられる。第1支持ローラ61と第2支持ローラ62とは、フィルム51の搬送にともなって従動回転する。第1支持ローラ61と第2支持ローラ62とをモータによりフィルム51の搬送に同期して回転させてもよい。
形状付与ローラ63は、第1支持ローラ61と第2支持ローラ62とに対向した状態に設けてあり、フィルム51の搬送路に関して塗膜52側に配されている。形状付与ローラ63は、第1支持ローラ61及び第2支持ローラ62と協働して、塗膜52に、半円柱状に突出したレンズ面をもつレンズ部を連続的に形成する。すなわち、第1支持ローラ61と第2支持ローラ62とは、フィルム51を支持する支持部材として機能するとともに、突出したレンズ面を形成するための形状付与の部材としても機能する。
形状付与ローラ63の周面には、レンズ部を形成するために、断面半円柱状の凹部63aが複数形成されている。各凹部63aは、形状付与ローラ63の軸方向、すなわちフィルム51の幅方向に延びており、複数の凹部63aは形状付与ローラ63の周方向に沿って並んで形成されている。この形状付与ローラ63は、第1支持ローラ61及び第2支持ローラ62とのそれぞれの間にフィルム51を狭持した状態で、モータ66により回転する。形状付与ローラ63の回転方向は、フィルム51を搬送する方向(図5中における反時計回りの方向)である。この形状付与ローラ63は、搬送中のフィルム51を、第1支持ローラ61上と、第2支持ローラ62上と、第1支持ローラ61と第2支持ローラ62との間とのそれぞれにおいて、塗膜52側から押圧することにより塗膜52に凹部63aの形状を転写し、レンズ部を形成する。なお、各凹部63aが、形状付与ローラの周方向、すなわちフィルム51の長手方向に延びており、複数の凹部63aが形状付与ローラの軸方向に沿って並んで形成されていてもよい。形状付与ローラ63の凹部63aの形状は、形成するレンズの形状に応じて決められている。
形状付与ローラ63には、本実施形態のように圧力調整機67が設けられていることが好ましい。この圧力調整機67は、凹部63aの形状を転写する際の、塗膜52に対する形状付与ローラ63の押圧力を調整するものである。この圧力調整機67は押圧力を調整することにより、より確実にレンズ部を形成する。
加熱器57は、形成されたレンズ部中の熱硬化性化合物を硬化するが、熱硬化性化合物が後工程でさらに硬化を進められるように、半硬化状態とする。加熱器57は、賦形機56の下流の搬送路を囲んで配されており、加熱された例えば空気などの気体を内部に供給する。この加熱器57を通過することにより、賦形機56により形成されたレンズ部中の熱硬化性化合物の硬化が進む。熱硬化性化合物の残存の有無及び残存率は、FT−IR(Fourier transform infrared spectrometer、フーリエ変換赤外分光光度計)のスペクトル分析で、硬化前と硬化後とを比較することにより、確認及び定量することができる。本実施形態においては、810cm-1および1635cm-1のピーク強度をそれぞれ硬化前と硬化後とを比較することにより確認及び定量している。810cm-1のピークは、ビニル基のC−H(炭素と水素との単結合)面外変角振動に対応し、1635cm-1のピークは、ビニル基のC=C(炭素と炭素との二重結合)伸縮振動に対応する。
用いる熱硬化性化合物の種類に応じて、加熱器57の内部温度と、加熱器57を通過する時間とを調節することにより、熱硬化性化合物の残存量ないし残存率を調節する。加熱器57の内部温度、すなわち内部に送り込む気体の温度は、100℃以上200℃以下の範囲内が好ましく、本実施形態では160℃としている。加熱器57を通過する時間、すなわち加熱処理の時間は、10秒以上200秒以下の範囲内が好ましく、本実施形態では30秒としている。これにより、本実施形態では第1の熱硬化性化合物を含んだ状態に造形材39が得られている。
加熱器57と、例えば輻射式のヒータ(図示無し)及び/または加熱された気体を送出する送風機(図示無し)などの各種加熱装置との少なくともいずれかを用いてもよい。なお、賦形機56の下流に設けている加熱器57に加えて、上記のような各種加熱装置を、形状付与ローラ63の上流において第1支持ローラ61と対向する位置、形状付与ローラ63と対向したフィルム51側の位置、形状付与ローラ63の下流において第2支持ローラ62と対向する位置などに設けてもよい。これらのいずれかの位置に上記のような各種加熱装置を設けて用いた場合には、賦形機56の下流に設けている加熱器57を用いなくてもよい。
光源58は、光硬化性化合物を硬化して光硬化重合体を生成するためのものである。光源58は、形状付与ローラ63と対向した状態に設けられており、紫外線を射出する。フィルム51が形状付与ローラ63に巻き掛けられた状態で通過する間に、光源58からの光がフィルム51を介して塗膜52へ照射され、光硬化性化合物が硬化し、これにより光硬化重合体が生成する。
光源58が射出する光の種類と、光を射出する出力とは、光硬化性化合物の種類による。光源58、及び/または、他の光源(図示無し)を設けてもよい。他の光源を光源58に加えて用いる場合には、他の光源は、形状付与ローラ63の上流において第1支持ローラ61と対向する位置、形状付与ローラ63と対向したフィルム51側の位置、形状付与ローラ63の下流において第2支持ローラ62と対向する位置などに設けることができる。
巻取機46は、得られた長尺の造形材39を巻き芯(図示無し)に巻き取り、ロール状にする。ロール状にされた造形材39は、後述の成型装置70に供する前に、切断機によりシート状にカットされる。そこで、造形材製造装置40には、巻取機46を用いずに、この巻取機46の位置に、長尺の造形材39をシート状にカットする切断機(図示無し)を設けてもよい。また、シートを備えない造形材を製造する場合には、レンズ形成ユニット45と巻取機46との間に、シート部分をレンズ部部分から剥ぎ取る剥取機(図示無し)をもうけてシート部部分を剥ぎ取ればよい。なお、この例では、形状付与部材として形状付与ローラ63を用いているが、形状付与部材はこれに限られない。例えば枚葉の造形材を製造する場合などには、表面に凹部63aが形成された例えば板状の形状付与部材を用いてもよい。
図10に示す成型装置70は、シート状の造形材39を成型して装飾部材10にするためのものである。成型装置70は、金型ユニット72、移動機構73、ヒータ74、及び制御部76を備え、加熱下において熱成型処理をするものである。ただし、成型方法は、熱成型に限られず、例えば、真空成型、真空圧空成型などの手法を用いてもよい。
金型ユニット72は、第1金型77、第2金型78、及び胴型79を有する。胴型79は、圧縮方向と直交する図6における水平方向の断面形状が矩形である。胴型79は、第1金型77及び第2金型78による圧縮方向に貫通するガイド穴79aを有する。なお、圧縮方向は、図10における上下方向である。第1金型77及び第2金型78は、ガイド穴79aの内壁にガイドされており、圧縮方向に移動自在である。第1金型77及び第2金型78は、胴型79内において、造形材39を圧縮成型することにより、装飾部材10を成型する。造形材39は、装飾部材10の圧縮成型に適した形状に形成されている。
第1金型77及び第2金型78には、互いに対向する対向面に、それぞれ装飾部材10の湾曲形状をもつ第2レンズ面11Bと第1レンズ面11Aを形成するための転写面77a、78aが形成されている。第1金型77の転写面77aは凸型に形成されており、第2金型78の転写面78aは凹型に形成されている。
移動機構73は、第1金型77と第2金型78とをそれぞれ、互いの距離を増減する方向に移動する。また、造形材39を胴型79内に収容する場合には、第1金型77を上方に移動することにより、胴型79から退避させる。ヒータ74は、金型ユニット72を加熱することにより、胴型79内の造形材39を加熱する。移動機構73及びヒータ74は、制御部76によって制御される。制御部76は、ヒータ74の発熱量を制御することにより、胴型79内の温度を調節する。
上記の装飾部材10は、一方向に突出した湾曲形状をもつ立体造形物の例であるが、複数方向に湾曲した形状の立体造形物でもよい。すなわち、造形材39は、複数方向に湾曲した形状の立体造形物にも成型可能であり、そのためには成型装置70の金型ユニット72を、目的とする立体造形物の湾曲形状に応じた金型ユニットに代えればよい。
[実施例1]〜[実施例6]
造形材製造装置40により6種類の造形材39をつくった。得られた各造形材39から、成型装置70を用いてそれぞれ装飾部材10を製造し、実施例1〜6とした。6種類の造形材39は互いに、レンズのピッチが異なる。各造形材39のレンズのピッチは、表1の「造形材のレンズのピッチ」欄に示す。各造形材39は、装飾部材10にされるにあたり、並び方向LDにおいて最も伸びた部位の延伸率が100%であった。各装飾部材10において、レンズ23の幅W23は一定ではなく、部位によって異なっていた。各装飾部材10におけるレンズ23の幅W23は、表1の「装飾部材のレンズの幅」欄に示す。なお、「装飾部材のレンズの幅」欄の数値範囲は、「〜」の前後の数値を含む。画像形成部33には、可変視用の前述の第1の画像37と第2の画像38とを形成した。
得られた各装飾部材10につき、画像の鮮明性と、画像の切り替え性とを評価した。各評価方法と評価基準とは下記の通りであり、評価結果は表1に示す。
1.画像の鮮明性
装飾部材10を目視で観察し、画像がどの程度細部まで観察されるかを評価した。評価基準は以下の通りである。Sは評価の基準としたレベルであり、このレベルは不合格である。A〜Cは合格である。Sよりも細部がより明確に観察された場合には、A〜Cのいずれかであると評価し、この合格のレベルを3段階にした。
A;細部が非常に明確であった。
B;全体的に下記のCよりも細部がより明確であり、上記Aと同じ程度に非常に明確な部分もあった。
C;下記のSよりも細部が明確であった
S;後述の比較例1で得られた装飾部材において観察されたレベルである
2.画像の切り替え性
装飾部材10を、第1観察点から第2観察点へ移動しながら目視で観察した。観察された第1の画像37と第2の画像38との切り替わりの連続性(なめらかさ)を評価し、連続的であるほど違和感が少なく、画像の切り替え性に優れるものとして評価した。評価基準は以下の通りである。Sは評価の基準としたレベルであり、このレベルは不合格である。A〜Cは合格である。Sよりも細部がより明確に観察された場合には、A〜Cのいずれかであると評価し、この合格のレベルを3段階にした。
A;第1観察点から第2観察点への移動において第1の画像37と第2の画像38との切り替わりが極めて連続的(なめらか)であり、違和感は全くなかった。
B;第1観察点から第2観察点への移動において第1の画像37と第2の画像38との切り替わりが連続的で、違和感はほとんどなかった。
C;第1観察点から第2観察点への移動において第1の画像37と第2の画像38との切り替わりが不連続な部分もあったが、下記のSよりも違和感が少なかった
S;後述の比較例1で得られた装飾部材において観察されたレベルであり、具体的には、第1観察点から第2観察点への移動において第1の画像37と第2の画像38との切り替わりが画像全体にわたり不連続に観察され、違和感があった。
[比較例1]
造形材製造装置40により造形材39をつくった。得られた造形材39から成型装置70を用いて装飾部材を製造し、比較例1とした。造形材39のレンズのピッチは、表1の「造形材のレンズのピッチ」欄に示す。造形材39は、成形装置70により装飾部材10にされるにあたり、並び方向LDにおいて最も伸びた部位の延伸率が100%であった。装飾部材において、レンズの幅は一定ではなく、部位によって異なっていた。装飾部材におけるレンズの幅は、表1の「装飾部材のレンズの幅」欄に示す。
得られた装飾部材について、実施例と同じ方法により、画像の鮮明性と、画像の切り替え性とを評価し、得られた各評価結果を、前述の評価レベルSとした。
上記の結果を踏まえ、以下、作用効果を検証する。図11に示す装飾部材90は、シート状に形成されており、矩形の平面部91と、平面部91の中央に形成されたドーム状の曲面部92とを備える。平面部91は、短辺の長さL1が120mmであり、長辺の長さL2が150mmである。曲面部92は図11における上側に突出した凸部として形成されている。曲面部92は、半径が一定の半球形であり、直径L3は40mmである。
装飾部材90は、短辺の長さが120mm、長辺の長さが150mmである矩形のシート状の造形材39を熱成型することによりつくっている。したがって、装飾部材90は、装飾部材10と同様の層構造を有する。ただし、印刷層35に形成されている画像は、別の図面を用いて後述するように、装飾部材10における画像とは異なる。図11においては図の煩雑化を避けるためにレンズ23(図3参照)の図示は略しているが、レンズ部32(図3参照)は図11における上側、画像形成部33(図3参照)は図11における下側に位置する。並び方向LDは平面部91の短辺方向となっており、延在方向EDは平面部91の長辺方向となっている。
装飾部材90の印刷層35に形成されている画像は、図12に示すように、4種の矩形の画像部(以下、矩形画像部と称する)95a,95b,95c,95dで構成されている。矩形画像部95a,95b,95c,95dは正方配列とされている。矩形画像部95aと矩形画像部95bとは延在方向EDにおいて交互に配されており、同様に、矩形画像部95cと矩形画像部95dとは延在方向EDにおいて交互に配されている。また、矩形画像部95aと矩形画像部95cとは並び方向LDにおいて交互に配されており、同様に、矩形画像部95bと矩形画像部95dとは並び方向LDにおいて交互に配されている。なお、以下の説明において、矩形画像部95a,95b,95c,95dを区別しない場合には、矩形画像部95と記載する。
延在方向EDに並んだ矩形画像部95a及び矩形画像部95bからなる画像列RAと、矩形画像部95c及び矩形画像部95dからなる画像列RBとは、対をなした状態で、1つのレンズ23に対応して配される。すなわち、画像列RAと画像列RBとの一方は、前述の線状画像部37a,37b,37c,・・・に対応し、他方は、前述の線状画像部38a,38b,38c,・・・に対応する。したがって画像列RAと画像列RBとの幅の和は、レンズ23の幅W23と同じである。
ここで、図13に示すように装飾部材90をレンズ部32(図3参照)側から見たときに、曲面部92の中心を点Pとする。また、曲面部92において、点Pを通り、かつ、並び方向LDに延びた直線上に点Qを採り、点Pを通り、かつ、延在方向EDに延びた直線上に、点Rを採る。
図14に示すように、曲面部92の点Pにおける接平面を第1接平面TP1とするときに、点Qは、第1接平面TP1とのなす角θ(ただし、0°<θ≦90°)が45°となる第2接平面TP2と、曲面部92との接点である。点Rも同様に、第2接平面TP2と、曲面部92との接点である(図17参照)。このように、点Q及び点Rは、観察点の方向が法線に対して45°傾いている、曲面部92上の点である。なお、レンズ23は曲面部92に対して非常に小さいので、第1接平面TP1及び第2接平面TP2は、レンズ23の第1レンズ面を成す曲面は無視し、曲面部92全体としての曲面(各レンズ23の第1レンズ面の頂点を結んだ仮想的な曲面)において特定している。
点Pの図14における上方600mmから装飾部材90を観察する。「600mm」は、点Pと点Qとをひとつの観察点からみたときに、観察点と点Pとを結ぶ直線と、観察点から点Qを結ぶ直線とを平行とみなせる十分な遠さとして設定した距離である。
ここで、並び方向LDにおいて、観察点からの観察が見込める矩形画像部95の幅を見込み幅AS1とする。なお、点Pの矩形画像部95の見込み幅AS1と点Qの見込み幅AS1とを区別する場合には、前者をAS1(P)と記載し、後者をAS1(Q)と記載する。図15に示すように点Pの矩形画像部95a,95c,95a,・・・は、観察点の方向に対して垂直な方向に並んでいるとみなせる。これに対し、点Qの矩形画像部95a,95c,95a,・・・は、図16に示すように、点Pの矩形画像部95a,95c,95a,・・・の並び方向に対して45°傾いた方向に並んでいるとみなせる。そのため、点Qの矩形画像部95a,95c,95a,・・・の各見込み幅AS1(Q)は、点Pの95a,95c,95a,・・・の各見込み幅AS1(P)のcos45°倍(=1/21/2倍)であり、点Pの見込み幅AS1(P)よりも狭い(作用A1とする)。なお、図15及び図16には、矩形画像部95a,95c,95a,・・・を描いて説明しているが、矩形画像部95b,95d,95b,・・・であってもよい。
また、前述した観察点から点P及び点Qを観察した場合、点Pについては直上(矩形画像部95から垂直に遠ざかる方向)から観察され、点Qについては斜め上(矩形画像部95から斜め上に遠ざかる方向)から観察される。このため、点Pを観察した際には、矩形画像部95のうち点Pの直下の地点(矩形画像部95のうち点Pからの垂線と交差する地点であり、レンズ部32のレンズ23の光軸と矩形画像部95とが交差する地点)が視認される。一方、点Qを観察した際には、点Qの直下からずれた地点が観察される。さらに、レンズ部32及びシート31は、外部(装飾部材90が配置されている空間を満たす大気)とは屈折率が異なるため、点Qのように斜め上から観察した場合には、レンズ部32及びシート31による光の屈折によっても観察される位置はずれる。このように、点Pでは直下が観察されるのに対し、点Qでは直下からずれた地点が観察される(作用A2とする)。
さらにまた、観察点を平面部91における並び方向LDに沿って移動した場合には、点Pの見込み幅AS1(P)と点Qの見込み幅AS1(Q)との違いによって、点Pと点Qとでは観察される画像の切り替わりの周期が異なる。具体的には、点Qでの切り替わりの周期が、点Pでの切り替わりの周期のcos45°倍(=1/21/2倍)であり、点Pでの切り替わりの周期よりも短い(作用A3とする)。
延在方向EDにおいても同様に観察する。すなわち、点Pの図17における上方600mmから装飾部材90を観察する。「600mm」は、点Pと点Rとをひとつの観察点からみたときに、観察点と点Pとを結ぶ直線と、観察点から点Rとを結ぶ直線とを平行とみなせる十分な遠さとして設定した距離である。
ここで、延在方向EDにおいて、観察点からの観察が見込める矩形画像部95の幅を見込み幅AS2とする。なお、点Pの矩形画像部95の見込み幅AS2と点Rの見込み幅AS2とを区別する場合には、前者をAS2(P)と記載し、後者をAS2(R)と記載する。図18に示すように点Pの矩形画像部95a,95b,95a,・・・は、観察点の方向に対して垂直な方向に並んでいるとみなせる。これに対し、点Rの矩形画像部95a,95b,95a,・・・は、図19に示すように、点Pの矩形画像部95a,95b,95a,・・・の並び方向に対して45°傾いた方向に並んでいるとみなせる。そのため、点Rの矩形画像部95a,95b,95a,・・・の各見込み幅AS2(R)は、点Pの95a,95b,95a,・・・の各見込み幅AS2(P)のcos45°倍(=1/21/2倍)であり、点Pの見込み幅AS2(P)よりも狭い(作用B1とする)。なお、図18及び図19には、画像列RAを描いて説明しているが、画像列RBであってもよい。
また、前述した観察点から点P及び点Rを観察した場合、点Pについては直上から観察され、点Rについては斜め上から観察される。このため、点Pを観察した際には、矩形画像部95のうち点Pの直下の地点が視認される。一方、点Rを観察した際には、点Rの直下からずれた地点が観察される。さらに、レンズ部32及びシート31による光の屈折によっても観察される位置はずれる。このように、点Pでは直下が観察されるのに対し、点Rでは直下からずれた地点が観察される(作用B2とする)。
以上の作用A1〜A3,B1,B2が相まって、装飾部材90は光の見え方が複雑化しており、優れた意匠性を発現している。なお、上記の各作用は、矩形画像部95a〜95dによって形成されている画像が、可変視用と、立体視用とのいずれの画像であっても同様である。また、装飾部材90において、位置によってレンズ部32の厚みが異なる場合、及び/または位置によってレンズ23の断面形状が異なる場合には、上記の作用A1〜A3,B1,B2に加え、厚み及び/または断面形状の違いによって、焦点深度が位置によって異なるから、光の見え方がより変化に富んだものとなる。厚み及び/または断面形状の違いによるこの作用は、印刷層35の画像が、色と明度と光沢度とのそれぞれが互いに同じ画像(例えば前述のピアノブラックなど)であっても、顕著である。
また、レンズ23のピッチP23と、並び方向LDにおける線状画像部及び矩形画像部の幅(以下、画像ピッチと称する)との少なくともいずれか一方が小さいほど、精細さが向上し、光の見え方がより変化に富んだものとなる。例えば、図20と図21とに示す写真は、レンズ23のピッチP23のうち、最も小さいピッチP23が200LPIである装飾部材を観察したものであり、互いに異なる観察点から観察している。この写真の例では、レンズ23の幅W23を均等に12分割し、これを、5:2:5に配分した3つの線状画像部により、可変視用の画像を印刷層35に形成してある。なお、UV(Ultra Violet,紫外線)オフセット印刷の場合には、印刷の現状での最小幅は6μmであるため、線状画像部及び矩形画像部の数は、最大で、幅W23を6μmで除算した数となる。なお、図20及び図21の装飾部材において、レンズ部32の高さの最大値は38μm、シート31の厚みの最大値は139μmである。レンズ部32の高さの最大値は、レンズの幅W23以下であることが好ましい。
10,90 装飾部材
10A 前面部
10B 側面部
11 自動車
14 ダッシュボード
15 ステアリングホイール
16 ドアパネル
21 ダッシュボード材本体
22 ダッシュボード材
23 レンズ
31 シート
31A 前面部
31B 側面部
31a 第1シート面
31b 第2シート面
32 レンズ部
33 画像形成部
35 印刷層
36 支持体
37 第1の画像
37a,37b,37c,・・・ 線状画像部
38 第2の画像
38a,38b,38c,・・・ 線状画像部
39 造形材
40 造形材製造装置
41 送出機
42 塗布機
45 レンズ形成ユニット
46 巻取機
51 フィルム
52 塗膜
53 塗布液
56 賦形機
57 加熱器
58 光源
61 第1支持ローラ
62 第2支持ローラ
63 形状付与ローラ
63a 凹部
66 モータ
67 圧力調整機
70 成型装置
72 金型ユニット
73 移動機構
74 ヒータ
76 制御部
77 第1金型
77a 転写面
78 第2金型
78a 転写面
79 胴型
79a ガイド穴
91 平面部
92 曲面部
95a〜95d 矩形画像部
AR1 第1領域
AR2 第2領域
AR3 第3領域
AS1(P),AS1(Q),AS2(P),AS2(R) 見込み幅
L1 短辺の長さ
L2 長辺の長さ
L3 直径
ED 延在方向
LD 並び方向
N1 第1法線
N2 第2法線
N3 第3法線
P23 レンズのピッチ
PL 平面
RA,RB 画像列
T10 装飾部材の厚み
T21 ダッシュボード材本体の厚み
T32 レンズ部の厚み
W23 レンズの幅

Claims (6)

  1. 曲面とされたシート面を有する光透過性のシートと、
    前記シートの一方のシート面に、前記曲面に沿って湾曲して設けられ、突条の複数のレンズが並列に配されたレンズ部と、
    前記シートの他方のシート面に設けられ、画像が形成された画像形成部と、
    を備え、
    前記曲面は、法線の方向が異なる3つの領域を有し、各領域の法線の方向のうち1つが他の2つを含む平面に傾きをもつ形状であり、
    前記レンズの幅の最小値は、25.4μm以上508.0μm以下の範囲内であり、
    前記レンズ部は、前記レンズの延びた方向における第1位置と第2位置との断面形状が異なる前記レンズを有する立体造形物。
  2. 前記シートは、前記レンズの延びた方向に沿って曲率が変化している請求項1に記載の立体造形物。
  3. 前記シートは、前記複数のレンズの並び方向に沿って曲率が変化している請求項1または2に記載の立体造形物。
  4. 前記レンズ部は、前記複数のレンズの並び方向における第3位置と第4位置とにおいて断面の形が互いに異なる2つの前記レンズを備える請求項1ないし3のいずれか1項に記載の立体造形物。
  5. 前記レンズ部の厚みが、前記レンズの延びた方向と前記複数のレンズの並び方向との少なくともいずれか一方に沿って変化している請求項1ないし4のいずれか1項に記載の立体造形物。
  6. 前記シート面の曲率半径は、小さくても前記レンズの幅である請求項1ないし5のいずれか1項に記載の立体造形物。
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