JP7048933B1 - A glass substrate for stereoscopic display and a non-contact operation device equipped with this - Google Patents

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Abstract

【課題】 安価で、かつ、部品点数を増やすことなく観察者に立体視像を視認させることが可能な立体表示用ガラス基板および非接触操作装置を提供する。【解決手段】立体表示用ガラス基板10は、当てられた光によって両眼視差を用いた立体視像を発現させるように構成される。この立体表示用ガラス基板10は、立体表示されるべき像の形状に基づいて配置された複数の立体表示用微細溝(円弧状微細溝102)が設けられた立体表示用領域100を備える。この立体表示用領域100は、複数の立体表示用微細溝に当てられた光を、散乱、屈折、および反射のうちの少なくとも1つさせることによって、基板面から離れた位置において観察者に立体視像を視認させるように構成される。【選択図】図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a glass substrate for stereoscopic display and a non-contact operation device capable of making an observer visually recognize a stereoscopic image without increasing the number of parts at low cost. SOLUTION: A glass substrate 10 for stereoscopic display is configured to express a stereoscopic image using binocular parallax by the applied light. The three-dimensional display glass substrate 10 includes a three-dimensional display region 100 provided with a plurality of three-dimensional display fine grooves (arc-shaped fine grooves 102) arranged based on the shape of an image to be three-dimensionally displayed. The stereoscopic display region 100 causes the observer to see stereoscopically at a position away from the substrate surface by causing at least one of scattering, refraction, and reflection of light applied to the plurality of stereoscopic microgrooves. It is configured to make the image visible. [Selection diagram] Fig. 1

Description

本発明は、例えば、非接触操作装置の操作パネルに適用可能な立体表示用ガラス基板およびこれを備えた非接触操作装置に関する。 The present invention relates to, for example, a glass substrate for stereoscopic display applicable to an operation panel of a non-contact operation device and a non-contact operation device including the glass substrate for stereoscopic display.

操作装置は、一般に、操作者による押圧操作等を受け付ける操作パネルを備えており、この操作パネル上の操作ボタンや案内マーク等への操作者の押圧操作等に応じた信号を出力して、操作対象の電子機器を動作させるものである。従来、操作パネルの利便性や意匠性の向上のためにさまざまな開発が行われており、操作装置は発展を遂げてきたと言える。 An operation device is generally provided with an operation panel that accepts a pressing operation by an operator, and outputs a signal corresponding to an operator's pressing operation on an operation button or a guide mark on the operation panel to operate the operation device. It operates the target electronic device. Conventionally, various developments have been made to improve the convenience and design of the operation panel, and it can be said that the operation device has been developed.

ところが、近年、感染病の接触感染による感染拡大を防止する観点で、非接触の操作を可能にするタッチレス化の要請が急激に高まってきている。 However, in recent years, from the viewpoint of preventing the spread of infectious diseases due to contact transmission, there is a rapidly increasing demand for touchless operation that enables non-contact operation.

そこで、操作装置のタッチレス化に注目すると、従来、タッチレス操作装置の多くにおいて、操作パネルから手前に浮き出るようにされた操作案内用の立体視画像と、操作者の手指の存在を検出する検出手段と、を備える構成が広く採用されてきている。 Therefore, focusing on the touchless operation device, in many of the touchless operation devices, the presence of the operator's finger and the stereoscopic image for operation guidance that is projected from the operation panel to the front is detected. A configuration including a detection means has been widely adopted.

特開平10-223102号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 10-223102 特開2012-194617号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-194617

しかしながら、従来のタッチレス操作装置は、屈折率分布型レンズ素子等の高価な結像手段が必要になることが多く、安価にタッチレス化を図ることが困難であった。 However, conventional touchless operating devices often require expensive imaging means such as a refractive index distribution type lens element, and it has been difficult to achieve touchless operation at low cost.

たとえ、結像手段の低コスト化を図ったとしても、操作の案内をするための案内マークの元絵を表示する手段と、この元絵を立体視させるための立体画像再生手段とをそれぞれ備える必要があるため、部品点数が多くなってしまうという不都合もあった。 Even if the cost of the imaging means is reduced, it is provided with a means for displaying the original picture of the guide mark for guiding the operation and a means for reproducing the stereoscopic image for making the original picture stereoscopically viewed. Since it is necessary, there is also the inconvenience that the number of parts increases.

この発明の目的は、安価で、かつ、部品点数を増やすことなく観察者に立体視像を視認させることが可能な立体表示用ガラス基板および非接触操作装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a glass substrate for stereoscopic display and a non-contact operating device, which are inexpensive and can make an observer visually recognize a stereoscopic image without increasing the number of parts.

本発明に係る立体表示用ガラス基板は、当てられた光によって両眼視差を用いた立体視像を発現させるように構成される。立体視像の例としては、操作案内用の案内マークや文字情報の像や、美観性や視認性を向上させるための像(装飾模様、ロゴマーク等)が挙げられる。 The glass substrate for stereoscopic display according to the present invention is configured to express a stereoscopic image using binocular parallax by the applied light. Examples of the stereoscopic image include a guide mark for operation guidance, an image of text information, and an image (decorative pattern, logo mark, etc.) for improving aesthetics and visibility.

このような立体表示ガラス基板は、例えば、非接触操作装置において操作者が手をかざすべき位置の案内する用途に用いられる。ただし、この用途に限定されるものではなく、携帯用端末の保護ガラスや背面用装飾ガラスの用途等に用いることが可能である。 Such a three-dimensional display glass substrate is used, for example, in a non-contact operating device for guiding a position where an operator should hold his / her hand. However, the present invention is not limited to this application, and can be used for the protective glass of a portable terminal, the decorative glass for the back surface, and the like.

この立体表示用ガラス基板は、立体表示されるべき像の形状に基づいて配置された複数の立体表示用微細溝が設けられた立体表示用領域を備える。この立体表示用領域は、複数の立体表示用微細溝に当てられた光を、散乱、屈折、および反射のうちの少なくとも1つさせることによって、基板面から離れた位置において観察者に立体視像を視認させるように構成される。 This three-dimensional display glass substrate includes a three-dimensional display area provided with a plurality of three-dimensional display fine grooves arranged based on the shape of the image to be three-dimensionally displayed. This stereoscopic display region causes the observer to see a stereoscopic image at a position away from the substrate surface by causing light applied to a plurality of stereoscopic microgrooves to be at least one of scattering, refraction, and reflection. Is configured to be visible.

通常、立体表示用微細溝に当てられた光は、溝に対して垂直な面内に指向性をもって散乱、屈折、または反射する。操作者に対して立体視像を提示する際に、散乱、屈折、または反射の光学現象の1つだけを利用しても良いし、2つ以上を同時に利用しても良い。 Normally, the light applied to the three-dimensional display fine groove is directionally scattered, refracted, or reflected in a plane perpendicular to the groove. When presenting a stereoscopic image to the operator, only one of the optical phenomena of scattering, refraction, or reflection may be used, or two or more may be used at the same time.

光源から立体表示用微細溝に当てられた光が、立体表示用微細溝において指向性をもって散乱、屈折、反射等することによって、像を構成する要素としての輝点となり、観察者の左眼および右眼にそれぞれ左眼用像および右眼用像として到達すれば良い。このような両眼視差を生じさせることにより、観測者が立体視像を視認することになる。 The light applied from the light source to the microgrooves for stereoscopic display scatters, refracts, reflects, etc. with directivity in the microgrooves for stereoscopic display, and becomes bright spots as elements constituting the image, and becomes the left eye of the observer and the observer's left eye. It suffices to reach the right eye as an image for the left eye and an image for the right eye, respectively. By causing such binocular parallax, the observer can visually recognize the stereoscopic image.

観測者に立体視像を視認させる仕組みの例として、アーク3Dと呼ばれる、指向性のある光の散乱を用いた3D表示技術の原理が挙げられるが、その原理自体は従来から知られているものである。 As an example of the mechanism for making the observer visually recognize the stereoscopic image, there is a principle of 3D display technology using directional light scattering called arc 3D, but the principle itself has been known conventionally. Is.

ただし、従来のアーク3Dでは、タッチレス操作パネルや携帯端末装置の装飾用等に適用して実用化することが困難であるとされていたものを、本発明において好適に実用化したものである。 However, in the conventional arc 3D, what was considered to be difficult to be put into practical use by applying it to a touchless operation panel or for decoration of a mobile terminal device is preferably put into practical use in the present invention. ..

従来のアーク3D技術は、プラスチック板の主面に円弧状の傷をつけて実現しており、プラスチックの劣化や傷表面の微細な構造による散乱が目立った。特に傷が交差する点においては乱反射する課題があった。 The conventional arc 3D technology is realized by making an arc-shaped scratch on the main surface of the plastic plate, and the deterioration of the plastic and the scattering due to the fine structure of the scratch surface are conspicuous. In particular, there was a problem of diffuse reflection at the points where scratches intersect.

また、従来のアーク3D技術は、円弧状の傷を形成するための加工に時間とコストを要するため、産業上の利用が難しかった。しかも、操作パネルにそのまま適用すると、円弧状の傷自体が目立ってしまい、操作パネルの美観性が損なわれることが懸念されており、実用化が試みられていなかった。 In addition, the conventional arc 3D technology is difficult to use industrially because it requires time and cost for processing to form an arc-shaped scratch. Moreover, if it is applied to the operation panel as it is, the arc-shaped scratches themselves become conspicuous, and there is a concern that the aesthetic appearance of the operation panel may be impaired, and no attempt has been made to put it into practical use.

これに対して、本発明においては、アーク3D技術を好適にガラス基板に応用し、これをタッチレス操作パネル等に適用して実用化することに成功したものである。 On the other hand, in the present invention, the arc 3D technology is suitably applied to a glass substrate, and the arc 3D technology is successfully applied to a touchless operation panel or the like for practical use.

上述の立体表示用微細溝は、透明なガラス基板に設けられた目立たない溝であり、傷とは異なって、微細な溝自体が操作者によってほとんど視認されないため、立体表示用微細溝の存在によって美観性が損なわれにくい。 The above-mentioned fine groove for three-dimensional display is an inconspicuous groove provided on a transparent glass substrate, and unlike scratches, the fine groove itself is hardly visible by the operator. Therefore, due to the presence of the fine groove for three-dimensional display. The aesthetics are not easily spoiled.

立体表示用微細溝は、円弧状であることが好ましいが、円弧部分を一部に含む曲線やこれと直線を組み合わせた形状であっても好適に立体表示機能を発揮する。また、立体表示微細溝が、直線のみで構成されている場合であっても、立体表示される像の距離が遠方になる、もしくは観察距離が長くなるだけで、立体表示機能自体は失われない。 The fine groove for three-dimensional display is preferably arcuate, but the three-dimensional display function is suitably exhibited even if the shape includes a curved line including an arc portion or a combination of the curved line and the straight line. Further, even if the stereoscopic display fine groove is composed of only straight lines, the stereoscopic display function itself is not lost only when the distance of the stereoscopic display image becomes long or the observation distance becomes long. ..

板状のガラスに対して立体表示用微細溝を形成する手法の例としては、ウェットエッチングやドライエッチング等のエッチング処理や、これにレーザ加工を併用したレーザアシストエッチング処理等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。 Examples of the method for forming fine grooves for stereoscopic display on a plate-shaped glass include etching processing such as wet etching and dry etching, and laser assist etching processing in which laser processing is combined with this. It is not limited to.

上述の構成においては、操作案内用の案内マークを空中に結像させるための屈折率分布型レンズ素子等の高価な結像手段や、案内マークを立体視させるための立体画像再生手段等を別途設ける必要がない。 In the above configuration, an expensive imaging means such as a refractive index distribution type lens element for forming a guide mark for operation guidance in the air, a stereoscopic image reproduction means for making the guide mark stereoscopic, and the like are separately provided. There is no need to provide it.

上述の構成において、立体表示用微細溝が内部にエッチング処理面を有することが好ましい。エッチング処理面とは、エッチング処理等の化学処理によって得られる平滑面(物理的処理の場合に比較して表面粗さが小さい)である。このようなエッチング処理面が存在することによって、例えば、ガラスの表面粗さを100nm程度に低減することが可能になるため、光の乱反射等が防止されて指向性を持ちやすくなる。 In the above configuration, it is preferable that the three-dimensional display fine groove has an etching-treated surface inside. The etching-treated surface is a smooth surface obtained by a chemical treatment such as an etching treatment (the surface roughness is smaller than that in the case of physical treatment). The presence of such an etching-treated surface makes it possible to reduce the surface roughness of the glass to, for example, about 100 nm, so that diffused reflection of light and the like are prevented and directivity is easily maintained.

また、立体表示用微細溝が底部にメタル層を有し、メタル層が可視光の少なくとも一部を反射するように構成されることが好ましい。 Further, it is preferable that the fine groove for stereoscopic display has a metal layer at the bottom, and the metal layer is configured to reflect at least a part of visible light.

このようなメタル層を設けることによって、光の反射を利用して観測者に立体視像を視認させ易くなる。 By providing such a metal layer, it becomes easy for the observer to visually recognize the stereoscopic image by utilizing the reflection of light.

また、立体表示用微細溝が設けられた主面の反対側の主面にメタル層が設けられ、メタル層が可視光の一部を反射し、かつ、他の一部を透過するように構成されることが好ましい。 Further, a metal layer is provided on the main surface opposite to the main surface provided with the fine groove for stereoscopic display, and the metal layer is configured to reflect a part of visible light and transmit the other part. It is preferable to be done.

このような構成を採用することによって、メタル層を透過する際に光が色づくことによって、観測者により鮮明な立体視像を視認させることが可能になる。 By adopting such a configuration, the light is colored when passing through the metal layer, so that the observer can visually recognize a clear stereoscopic image.

また、上述の立体表示用ガラス基板と、立体表示用ガラス基板に対して光を照射するように構成された光源と、案内マークの像が形成された位置への操作者の操作動作を検出するように構成された検出手段と、を少なくとも備えた非接触操作装置を構成することが好ましい。 Further, it detects the operation operation of the operator to the position where the above-mentioned glass substrate for stereoscopic display, the light source configured to irradiate the glass substrate for stereoscopic display with light, and the position where the image of the guide mark is formed. It is preferable to configure a non-contact operating device including at least the detection means configured as described above.

このような非接触操作装置によれば、簡易な構成で、かつ、安価に、接触感染予防効果が高いタッチレス化された操作装置を実現することが可能となる。 According to such a non-contact operation device, it is possible to realize a touchless operation device having a high contact infection prevention effect with a simple configuration and at low cost.

本発明によれば、安価で、かつ、部品点数を増やすことなく観察者に立体視像を視認させることが可能な立体表示用ガラス基板および非接触操作装置が実現する。 According to the present invention, a glass substrate for stereoscopic display and a non-contact operating device capable of allowing an observer to visually recognize a stereoscopic image without increasing the number of parts are realized at low cost.

本発明の一実施形態に係るタッチレス操作装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows the schematic structure of the touchless operation apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 立体表示用ガラス基板の概略構成を説明する図である。It is a figure explaining the schematic structure of the glass substrate for three-dimensional display. 立体表示用ガラス基板の製造プロセスにおけるレーザ加工処理の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the laser processing processing in the manufacturing process of the glass substrate for three-dimensional display. 立体表示用ガラス基板の製造プロセスにおけるエッチング処理の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the etching process in the manufacturing process of the glass substrate for three-dimensional display. 立体表示用ガラス基板の製造プロセスにおけるエッチング処理のバリエーションの例を示す図である。It is a figure which shows the example of the variation of the etching process in the manufacturing process of the glass substrate for three-dimensional display. 立体表示用ガラス基板の製造プロセスの他の例を示す図である。It is a figure which shows another example of the manufacturing process of the glass substrate for stereoscopic display. 立体表示用ガラス基板の製造プロセスの他の例を示す図である。It is a figure which shows another example of the manufacturing process of the glass substrate for stereoscopic display. 操作案内用の案内マークのバリエーションの例を示す図である。It is a figure which shows the example of the variation of the guide mark for operation guidance. 立体表示用ガラス基板の構成のバリエーションの例を示す図である。It is a figure which shows the example of the variation of the structure of the glass substrate for three-dimensional display. 立体表示用ガラス基板にメタル層を設けた構成の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the structure which provided the metal layer on the glass substrate for three-dimensional display. 立体表示用ガラス基板を携帯端末装置の背面ガラスに用いる例を示す図である。It is a figure which shows the example which uses the glass substrate for stereoscopic display for the back glass of a mobile terminal apparatus. 立体表示用微細溝の構成の他の例を示す図である。It is a figure which shows another example of the structure of the fine groove for three-dimensional display.

図1(A)は、本発明の一実施形態に係る立体表示用ガラス基板が適用されるタッチレス操作装置30の概略を示している。タッチレス操作装置30は、非接触の操作が可能な操作装置である。タッチレス操作装置30は、立体表示用ガラス基板10、光源12、センサ14、および装置の各部の動作を統括的に制御する制御部(図示省略)を少なくとも備える。 FIG. 1A shows an outline of a touchless operation device 30 to which a three-dimensional display glass substrate according to an embodiment of the present invention is applied. The touchless operation device 30 is an operation device capable of non-contact operation. The touchless operation device 30 includes at least a glass substrate 10 for stereoscopic display, a light source 12, a sensor 14, and a control unit (not shown) that collectively controls the operation of each part of the device.

立体表示用ガラス基板10は、透明な板状を呈しており、光源12から照射される光を散乱させて、視点40の位置の操作者に、立体表示用ガラス基板10の主面から離れた位置で、案内マーク像20を見せるように構成された立体表示用領域100を備える。 The three-dimensional display glass substrate 10 has a transparent plate shape, and scatters the light emitted from the light source 12 so that the operator at the position of the viewpoint 40 is separated from the main surface of the three-dimensional display glass substrate 10. A stereoscopic display area 100 configured to show the guide mark image 20 at the position is provided.

この実施形態では、立体表示(浮上表示)させるべき案内マークとして、呼び出しチャイムのマークが採用されており、立体表示用ガラス基板10の主面から距離Dだけ離れた位置に呼び出しチャイムの形状を呈する案内マーク像20が見えるようになっている。 In this embodiment, a call chime mark is adopted as a guide mark to be displayed in 3D (floating display), and the shape of the call chime is exhibited at a position separated by a distance D from the main surface of the glass substrate 10 for 3D display. The guide mark image 20 can be seen.

光源12は、例えば、LEDユニット等の指向性の高い光を立体表示用ガラス基板10に対して照射するように構成される。光源12の光の指向性が高いほど、案内マーク像20を構成する輝点パターンが明るく見えるため、案内マーク像20として必要な明るさに応じて適宜好適な指向性の光源12を選択すると良い。 The light source 12 is configured to irradiate the glass substrate 10 for stereoscopic display with highly directional light such as an LED unit, for example. The higher the directivity of the light of the light source 12, the brighter the bright spot pattern constituting the guide mark image 20 looks. Therefore, it is preferable to appropriately select a light source 12 having a suitable directivity according to the brightness required for the guide mark image 20. ..

センサ14は、案内マーク像20が形成されている位置に、操作者の手指が存在するか否かを検出するように構成される。センサ14の構成の例としては、赤外線センサが挙げられる。 The sensor 14 is configured to detect whether or not the operator's fingers are present at the position where the guide mark image 20 is formed. An infrared sensor is mentioned as an example of the configuration of the sensor 14.

ただし、その他の形式のセンサ(例えば、測定すべき位置に向けて照射した光の反射光や透過光の検出状態に基づいて、測定位置における操作者の手指の存在を検出する光学式センサ等)を用いることも可能である。 However, other types of sensors (for example, an optical sensor that detects the presence of the operator's finger at the measurement position based on the detection state of the reflected light or transmitted light emitted toward the position to be measured). It is also possible to use.

ここで、図1(B)を用いて、上述の立体表示用領域100について、より具体的に説明する。立体表示用領域100は、所望する案内マークの形状に基づいて、所定の法則に従って設計される複数の円弧状微細溝102(本発明の立体表示用微細溝に対応)を有している。 Here, the above-mentioned stereoscopic display region 100 will be described more specifically with reference to FIG. 1 (B). The three-dimensional display region 100 has a plurality of arcuate fine grooves 102 (corresponding to the three-dimensional display fine grooves of the present invention) designed according to a predetermined rule based on the shape of the desired guide mark.

立体表示用領域100は、複数の円弧状微細溝102における光の散乱特性を利用して、所望の案内マークの立体視を可能にしている。 The stereoscopic display region 100 makes it possible to stereoscopically view a desired guide mark by utilizing the light scattering characteristics of the plurality of arcuate fine grooves 102.

これは、図1(C)に示すように、光源12と視点40の位置とを結ぶ直線60を軸とした円70に接する条件を満たした部分が明るく見えるという原理(いわゆる、ARC 3D(アーク3D)の原理として、1992年のW.T.Plummer氏を始めとして多くの研究者が研究中の原理)を利用したものである。 As shown in FIG. 1 (C), this is the principle that the portion satisfying the condition of contacting the circle 70 about the straight line 60 connecting the light source 12 and the position of the viewpoint 40 looks bright (so-called ARC 3D (arc)). As the principle of 3D), many researchers including Mr. W.T.Plummer in 1992 are studying the principle).

立体表示用領域100に設けられた複数の円弧状微細溝102は、図1(C)で示した円70と接する部分を多く有しているため、視点40の位置から見る操作者にとって、明るく見えることになる。ただし、円弧状微細溝102に代えて直線状の立体表示微細溝を採用した場合であっても、円70と接する部分は選択的に明るく見えるため、立体表示機能自体が失われることはない。 Since the plurality of arcuate fine grooves 102 provided in the three-dimensional display area 100 have many portions in contact with the circle 70 shown in FIG. 1C, they are bright for the operator viewed from the position of the viewpoint 40. You will be able to see it. However, even when a linear three-dimensional display fine groove is adopted instead of the arc-shaped fine groove 102, the portion in contact with the circle 70 looks selectively bright, so that the three-dimensional display function itself is not lost.

いわゆるアーク3D表示技術においては、立体表示用ガラス基板10の立体表示用領域に複数の円弧状微細溝102を設け、これを光源12によって照明することによって所望の案内マークの形状を呈する立体像(案内マーク像20)を提示できる。 In the so-called arc 3D display technology, a stereoscopic image (a stereoscopic image) in which a plurality of arcuate fine grooves 102 are provided in a stereoscopic display region of a three-dimensional display glass substrate 10 and illuminated by a light source 12 to exhibit a desired guide mark shape (a stereoscopic image). The guide mark image 20) can be presented.

ここでは、複数の円弧状微細溝102に光が入射し、それぞれの円弧状微細溝102において光が指向性をもって散乱、屈折、または反射のいずれか1つ以上をするとき、円弧状微細溝102から円錐状の方向に強く光が放射されて、これが視点40の位置の操作者の眼に入って輝点として感じられる。 Here, when light is incident on a plurality of arcuate microgrooves 102 and the light is directionally scattered, refracted, or reflected in each of the arcuate microgrooves 102, the arcuate microgrooves 102 are used. Light is strongly emitted from the cone in the direction of the cone, and this is perceived as a bright spot in the eyes of the operator at the position of the viewpoint 40.

そして、視点40の位置の移動と共に円弧状にある輝点が円弧上を連続的に移動する現象を利用している。左右眼では、視点40となる位置が異なるためそれぞれ別の視差をもった像が入射されて、連続的なステレオ視によって操作者が立体感を得ていると推察される。 Then, the phenomenon that the bright spot in the shape of a circle continuously moves on the arc with the movement of the position of the viewpoint 40 is used. Since the positions of the viewpoints 40 are different between the left and right eyes, it is presumed that images having different parallax are incident on the left and right eyes, and that the operator obtains a stereoscopic effect by continuous stereoscopic vision.

続いて、図2(A)~図2(C)を用いて、上述した立体表示用領域100をより詳細に説明する。これらの図が示すように、立体表示用領域100において、円弧状微細溝102のそれぞれは、立体表示されるべき案内マークを構成する複数の点80、言い換えると、この案内マークの形状に沿って所定間隔で配置される点(画素)、のそれぞれを中心とした所定半径でかつ所定角度の円弧形状を呈している。 Subsequently, the above-mentioned stereoscopic display region 100 will be described in more detail with reference to FIGS. 2 (A) to 2 (C). As shown in these figures, in the stereoscopic display region 100, each of the arcuate microgrooves 102 forms a plurality of points 80 constituting the guide mark to be stereoscopically displayed, in other words, along the shape of the guide mark. It has an arc shape with a predetermined radius and a predetermined angle centered on each of the points (pixels) arranged at predetermined intervals.

案内マークを構成する複数の点80の間隔は、実現可能な円弧状微細溝102の幅等に基づいて適宜決定すれば良い。0.5~20mm程度の間隔(通常は、0.5~1mm程度)を設けて点80を配置することによって、操作の案内の用途に利用可能な程度の解像度の案内マーク像20を形成することができる。 The distance between the plurality of points 80 constituting the guide mark may be appropriately determined based on the feasible width of the arcuate fine groove 102 and the like. By arranging the points 80 at intervals of about 0.5 to 20 mm (usually about 0.5 to 1 mm), a guide mark image 20 having a resolution that can be used for operation guidance is formed. be able to.

ここで、図2(C)に示す円弧状微細溝102の半径Rの大きさによって、図1(A)に示す距離Dが影響されることが分かっている。 Here, it is known that the distance D shown in FIG. 1A is affected by the size of the radius R of the arcuate fine groove 102 shown in FIG. 2C.

例えば、半径Rが大きくなるほど、距離D(奥行き)は大きくなる。また、立体表示用ガラス基板10に対する光源12から照明される光の角度(入射角)が大きくなるほど、距離D(奥行き)は小さくなる。また、操作者の視点40の位置を実効的に左右に変化させても、距離D(奥行き)はほとんど変化しない。 For example, the larger the radius R, the larger the distance D (depth). Further, the larger the angle (incident angle) of the light illuminated from the light source 12 with respect to the three-dimensional display glass substrate 10, the smaller the distance D (depth). Further, even if the position of the viewpoint 40 of the operator is effectively changed to the left or right, the distance D (depth) hardly changes.

続いて、図3~図5を用いて、立体表示用ガラス基板10の製造方法の一例を説明する。 Subsequently, an example of a method for manufacturing the three-dimensional display glass substrate 10 will be described with reference to FIGS. 3 to 5.

まず、図3(A)および図3(B)に示すように、所望の案内マークの形状によって定められる円弧状微細溝102の形成予定位置にレーザビームを走査させて、微細溝形成用の改質ライン104を形成する。 First, as shown in FIGS. 3 (A) and 3 (B), the laser beam is scanned at the planned formation position of the arcuate fine groove 102 determined by the shape of the desired guide mark, and the modification for forming the fine groove is performed. The quality line 104 is formed.

レーザビームは、立体表示用ガラス基板10における円弧状微細溝102の形成予定位置をエッチングされ易い性質に改質できる限り、その種類および照射条件は限られない。 The type and irradiation conditions of the laser beam are not limited as long as the position where the arcuate fine groove 102 is planned to be formed on the three-dimensional display glass substrate 10 can be modified to be easily etched.

この実施形態では、レーザヘッドから、短パルスレーザ(例えばピコ秒レーザ、フェムト秒レーザ)から発振されるレーザビームが照射されているが、例えば、CO2レーザ等のガスレーザやその他の種類のレーザ等を用いても良い。この実施形態では、レーザビームの平均レーザエネルギが、約10μJ~1000μJ程度になるように出力制御が行われている。 In this embodiment, the laser head irradiates a laser beam oscillated from a short pulse laser (for example, a picosecond laser or a femtosecond laser), and for example, a gas laser such as a CO 2 laser or another type of laser or the like. May be used. In this embodiment, the output is controlled so that the average laser energy of the laser beam is about 10 μJ to 1000 μJ.

円弧状微細溝102の形成予定位置に形成される改質ライン104は、例えば、ピコ秒レーザまたはフェムト秒レーザ等のパルスレーザから照射されるレーザビームパルス(ビーム径は1~10μm程度)によって形成される複数のフィラメント層を配列したフィラメントアレイの形状を呈する。 The modification line 104 formed at the planned formation position of the arcuate fine groove 102 is formed by a laser beam pulse (beam diameter is about 1 to 10 μm) irradiated from a pulse laser such as a picosecond laser or a femtosecond laser. It exhibits the shape of a filament array in which a plurality of filament layers are arranged.

改質ライン104は、立体表示用ガラス基板10における他の箇所よりもエッチングされ易い性質を有するのであれば、その形状は特定のものに限定されるものではない。 The shape of the modification line 104 is not limited to a specific one as long as it has a property of being more easily etched than other parts of the three-dimensional display glass substrate 10.

レーザビームは、適宜、その集光領域が調整されることが好ましい。ここでは、レーザビームの集光領域を適宜調整することによって、円弧状微細溝102の深さを調整している。 It is preferable that the focusing region of the laser beam is adjusted as appropriate. Here, the depth of the arcuate fine groove 102 is adjusted by appropriately adjusting the condensing region of the laser beam.

上述のレーザ加工処理によって改質ライン104が形成された後は、エッチング処理によって、改質部分が他の箇所よりも迅速に溶解し、図3(C)に示すように、改質ライン104が円弧状微細溝102となる。 After the reforming line 104 is formed by the above-mentioned laser processing, the reforming portion is melted more rapidly than other parts by the etching treatment, and as shown in FIG. 3C, the reforming line 104 is formed. The arc-shaped fine groove 102 is formed.

ここで、本実施形態におけるエッチング処理について、図4(A)および図4(B)を用いて簡単に説明する。上述の立体表示用ガラス基板10は、エッチング装置50に導入されることによってエッチング処理が行われる。 Here, the etching process in the present embodiment will be briefly described with reference to FIGS. 4 (A) and 4 (B). The above-mentioned three-dimensional display glass substrate 10 is subjected to an etching process by being introduced into the etching apparatus 50.

ここでは、例えば、フッ酸および塩酸等を含むエッチング液によるエッチング処理が施される。通常、フッ酸1~10重量%、塩酸5~20重量%程度を含むエッチング液が用いられ、必要に応じて適宜、界面活性剤等が併用される。 Here, for example, an etching treatment with an etching solution containing hydrofluoric acid, hydrochloric acid, or the like is performed. Usually, an etching solution containing about 1 to 10% by weight of hydrofluoric acid and about 5 to 20% by weight of hydrochloric acid is used, and a surfactant or the like is appropriately used in combination as necessary.

エッチング装置50では、搬送ローラによって立体表示用ガラス基板10を搬送しつつ、エッチングチャンバ52内で立体表示用ガラス基板10の主面にエッチング液を接触させることによって、立体表示用ガラス基板10に対するエッチング処理が行われる。 In the etching apparatus 50, while the glass substrate 10 for stereoscopic display is conveyed by the conveying roller, the etching solution is brought into contact with the main surface of the glass substrate 10 for stereoscopic display in the etching chamber 52 to etch the glass substrate 10 for stereoscopic display. Processing is done.

なお、エッチング装置50におけるエッチングチャンバ52の後段には、立体表示用ガラス基板10に付着したエッチング液を洗い流すための洗浄チャンバが設けられている。このため、立体表示用ガラス基板10はエッチング液が取り除かれた状態でエッチング装置50から排出される。 A cleaning chamber for washing away the etching solution adhering to the three-dimensional display glass substrate 10 is provided in the subsequent stage of the etching chamber 52 in the etching apparatus 50. Therefore, the three-dimensional display glass substrate 10 is discharged from the etching apparatus 50 in a state where the etching liquid is removed.

以上のように、立体表示用ガラス基板10における円弧状微細溝102を形成すべき位置に対して、適宜、レーザ照射による改質処理とエッチング処理とを行うことによって、微細で滑らかな円弧状微細溝102を実現することができる。しかも、円弧状微細溝102の表面には傷がほとんどない平滑面が形成される。 As described above, fine and smooth arcuate fine particles are appropriately performed by performing a modification treatment and an etching treatment by laser irradiation on the positions where the arcuate fine grooves 102 should be formed on the three-dimensional display glass substrate 10. The groove 102 can be realized. Moreover, a smooth surface with almost no scratches is formed on the surface of the arcuate fine groove 102.

立体表示用ガラス基板10にエッチング液を接触させる手法の代表例は、図4(B)および図5(A)に示すように、エッチング装置50の各エッチングチャンバ52において、立体表示用ガラス基板10に対してエッチング液をスプレイする枚葉式かつスプレイ式のエッチング処理である。 As shown in FIGS. 4B and 5A, typical examples of the method of bringing the etching solution into contact with the three-dimensional display glass substrate 10 are the three-dimensional display glass substrate 10 in each etching chamber 52 of the etching apparatus 50. This is a single-wafer type and spray type etching process that sprays the etching solution.

ただし、エッチング処理は、スプレイ式のエッチング処理に限定されるものではなく、図5(B)に示すように、オーバーフロー型のエッチングチャンバ54において、オーバーフローしたエッチング液に接触させながら立体表示用ガラス基板10を搬送するオーバーフロー式のエッチング処理であっても良い。 However, the etching process is not limited to the spray-type etching process, and as shown in FIG. 5 (B), in the overflow type etching chamber 54, the glass substrate for stereoscopic display is brought into contact with the overflowed etching solution. It may be an overflow type etching process for transporting 10.

さらには、図5(C)に示すように、エッチング液が収納されたエッチング槽56に、キャリアに収納された単数または複数の立体表示用ガラス基板10を浸漬されるディップ式のエッチングを採用することも可能である。 Further, as shown in FIG. 5C, dip-type etching is adopted in which a single or a plurality of three-dimensional display glass substrates 10 housed in a carrier are immersed in an etching tank 56 containing an etching solution. It is also possible.

上述のエッチング処理によって、円弧状微細溝102の形成予定位置の改質ライン104が溶解し、円弧状微細溝102が形成される。上述の手法によって幅が極限まで最小化された円弧状微細溝102を形成することが可能である。円弧状微細溝102の幅は、5μm~500μm程度の範囲で適宜調整することが可能である。 By the above-mentioned etching process, the modification line 104 at the position where the arc-shaped fine groove 102 is planned to be formed is melted, and the arc-shaped fine groove 102 is formed. By the above-mentioned method, it is possible to form the arcuate fine groove 102 whose width is minimized to the limit. The width of the arcuate fine groove 102 can be appropriately adjusted in the range of about 5 μm to 500 μm.

この実施形態では、円弧状微細溝102を目立たなくするために、その幅が500μm以下になるようにしている。特に、円弧状微細溝102の幅が100μm以下になれば、円弧状微細溝102が無意識ではほとんど視認できないようになる。 In this embodiment, the width of the arcuate fine groove 102 is set to 500 μm or less in order to make it inconspicuous. In particular, when the width of the arc-shaped fine groove 102 is 100 μm or less, the arc-shaped fine groove 102 becomes almost invisible unconsciously.

円弧状微細溝102の深さについては、特定の範囲に限定されるものではないが、一般的に深さが大きくなるほど案内マーク像20の明るさが増すというメリットがある一方で、円弧状微細溝102が視認され易くなるというデメリットがある。このため、タッチレス操作装置30の用途に応じて、適宜、好適な深さ(一般的には、1μm~100μm程度)を設定すると良い。 The depth of the arcuate fine groove 102 is not limited to a specific range, but generally has the advantage that the brightness of the guide mark image 20 increases as the depth increases, while the arcuate fine groove 102 has a fine arcuate shape. There is a demerit that the groove 102 is easily visible. Therefore, it is advisable to appropriately set a suitable depth (generally, about 1 μm to 100 μm) according to the application of the touchless operation device 30.

また、上述した、立体表示用ガラス基板10の生産効率をさらに高めるために、図6(A)および図6(B)に示すように、立体表示用ガラス基板10を多面取りするためのガラス母材200に対してレーザ加工処理やエッチング処理等を行い、その後に分断する手法を採用することも可能である。 Further, in order to further improve the production efficiency of the three-dimensional display glass substrate 10 described above, as shown in FIGS. 6 (A) and 6 (B), a glass base for multi-chamfering the three-dimensional display glass substrate 10. It is also possible to adopt a method of performing laser processing, etching, or the like on the material 200 and then dividing the material 200.

例えば、図6(A)に示すように、立体表示用ガラス基板10になるべき複数の領域を4行×4列のマトリックス状に配置したガラス母材200は、スクライブブレーク法によって、16枚の立体表示用ガラス基板10に分断することが可能である。 For example, as shown in FIG. 6A, the glass base material 200 in which a plurality of regions to be the three-dimensional display glass substrate 10 are arranged in a matrix of 4 rows × 4 columns is 16 sheets by the scribe break method. It can be divided into a three-dimensional display glass substrate 10.

スクライブブレーク法以外では、エッチング処理によって分断することも可能である。エッチング処理によって分断する場合は、ガラス母材200の両主面(必要に応じて端面)を保護膜で被覆した後、切断箇所に対応する箇所の保護膜を除去してからエッチング処理すると良い。 Other than the scribe break method, it is also possible to divide by an etching process. When the glass base material 200 is divided by an etching treatment, it is preferable to cover both main surfaces (end faces if necessary) of the glass base material 200 with a protective film, remove the protective film at the portion corresponding to the cut portion, and then perform the etching treatment.

上述の方法によって製造した立体表示用ガラス基板10をタッチレス操作装置30において用いることによって、各種の操作ボタンをタッチレス化(非接触化)することが可能になる。 By using the three-dimensional display glass substrate 10 manufactured by the above method in the touchless operation device 30, various operation buttons can be made touchless (non-contact).

具体的には、立体表示用ガラス基板10から案内マーク像20が空中に浮かび上がり、空中の案内マーク像20に案内されつつ容易にタッチレス操作を行うことが可能になる。 Specifically, the guide mark image 20 emerges from the three-dimensional display glass substrate 10 in the air, and the touchless operation can be easily performed while being guided by the guide mark image 20 in the air.

このように、円滑なタッチレス操作を実現することによって、立体表示用ガラス基板10を搭載したタッチレス操作装置30を、接触感染防止のためのタッチレスインターフェースとして活用することができる。 By realizing smooth touchless operation in this way, the touchless operation device 30 equipped with the three-dimensional display glass substrate 10 can be utilized as a touchless interface for preventing contact infection.

公共空間にあるドアの開閉スイッチや電灯のオンオフスイッチをタッチレス化することにより、高い接触感染防止効果が期待できる。例えば、エレベータや洗面所などの不特定多数の人間が接触する各種ボタンをタッチレス化することにより、感染病に感染するリスクを低減することができる。 By making the door open / close switch and the lamp on / off switch in public spaces touchless, a high contact infection prevention effect can be expected. For example, by making various buttons such as elevators and washrooms that an unspecified number of people come into contact with touchless, the risk of being infected with an infectious disease can be reduced.

特に、センサのみによってタッチレス化する場合に比較しても、空中に浮かび上がった案内マーク像20の案内によって、どこの空間に手指を移動させれば良いのかを把握し易いため、老若男女を問わず、使い勝手の良いタッチレスインターフェースを実現できる。 In particular, even when compared to the case where the interface is made touchless only by the sensor, it is easy to grasp which space the fingers should be moved by the guidance of the guidance mark image 20 floating in the air, so that men and women of all ages can be identified. Regardless, it is possible to realize an easy-to-use touchless interface.

本実施形態のように、透明なガラス基板に立体表示用ガラス基板10、微細かつ滑らかな複数の円弧状微細溝102を設けることによって、所望の案内マークの空中ガイド表示が実現し、しかも、円弧状微細溝102自体は操作者がほとんど視認できないため、円弧状微細溝102の存在によって美観性が損なわれることがない。 By providing the glass substrate 10 for three-dimensional display and a plurality of fine and smooth arcuate fine grooves 102 on the transparent glass substrate as in the present embodiment, the aerial guide display of the desired guide mark is realized, and moreover, the circle. Since the arc-shaped fine groove 102 itself is almost invisible to the operator, the presence of the arc-shaped fine groove 102 does not impair the aesthetic appearance.

立体表示用ガラス基板10は、耐薬品性に優れるガラスを素材とするものであるため、例えば、アルコールや次亜塩素酸ナトリウム等の消毒剤を用いて払拭しても劣化しない。 Since the three-dimensional display glass substrate 10 is made of glass having excellent chemical resistance, it does not deteriorate even if it is wiped with a disinfectant such as alcohol or sodium hypochlorite.

しかも、ガラスは一般に樹脂等に比較して、透明性が高いため、立体表示用ガラス基板10を、ドアや壁材に貼り付けて使用した場合でも、これらの美観性を損なうことがない。 Moreover, since glass is generally more transparent than resin or the like, even when the three-dimensional display glass substrate 10 is used by being attached to a door or wall material, these aesthetics are not impaired.

さらには、立体表示用ガラス基板10を、ガラスミラーや液晶パネルの表明に貼り付けても、これらのガラスと熱膨張率がほぼ等しいため、熱膨張の差に起因する歪みが生じにくい。 Furthermore, even if the glass substrate 10 for stereoscopic display is attached to the representation of a glass mirror or a liquid crystal panel, the coefficient of thermal expansion is substantially the same as that of these glasses, so that distortion due to the difference in thermal expansion is unlikely to occur.

上述の実施形態においては、立体表示用ガラス基板10をレーザ加工処理およびエッチング処理によって製造する例を説明したが、立体表示用ガラス基板10の製造方法はこれ限定されるものではない。 In the above-described embodiment, an example of manufacturing the three-dimensional display glass substrate 10 by a laser processing process and an etching process has been described, but the method for manufacturing the three-dimensional display glass substrate 10 is not limited thereto.

例えば、図7(A)~図7(D)に示すように、立体表示用ガラス基板10に、耐エッチング液性を有するマスク剤106を塗布し、円弧状微細溝102の形成位置のみ露出するようにマスク剤106を除去してからエッチング処理を行う手法を用いることも可能である。 For example, as shown in FIGS. 7 (A) to 7 (D), a masking agent 106 having etching resistance is applied to the three-dimensional display glass substrate 10, and only the position where the arcuate fine groove 102 is formed is exposed. It is also possible to use a method in which the masking agent 106 is removed and then the etching process is performed.

マスク剤106としては、耐酸性レジストや耐酸性フィルム、または、クロムマスクやタングステンマスク等のメタルマスクを適宜用いると良い。マスク剤106は、円弧状微細溝102を形成した後に図7(D)に示すように剥離する必要があるため、剥離性も考慮して適宜選択することが好ましい。 As the masking agent 106, an acid-resistant resist, an acid-resistant film, or a metal mask such as a chrome mask or a tungsten mask may be appropriately used. Since the masking agent 106 needs to be peeled off as shown in FIG. 7 (D) after forming the arcuate fine groove 102, it is preferable to appropriately select the masking agent 106 in consideration of the peelability.

このようなマスク剤106を用いる場合、上述したようなウェットエッチングを行っても良いが、ドライエッチングを行うことによっても円弧状微細溝102を形成することが可能である。 When such a masking agent 106 is used, wet etching as described above may be performed, but it is also possible to form arcuate fine grooves 102 by performing dry etching.

ここで、エッチング処理後の円弧状微細溝102の平滑さによって、案内マーク像20の明るさや奥行きが変化するため、所望の案内マーク像20の仕様に応じて、エッチング処理条件を調整することによって円弧状微細溝102の平滑さを調整することが好ましい。 Here, since the brightness and depth of the guide mark image 20 change depending on the smoothness of the arcuate fine groove 102 after the etching process, the etching process conditions can be adjusted according to the desired specifications of the guide mark image 20. It is preferable to adjust the smoothness of the arcuate fine groove 102.

また、この実施形態では、タッチレス操作のための案内マーク像20として、図8(A)に示すような呼び出しチャイムのマークを採用したが、案内マーク像20の構成はこれには限定されない。 Further, in this embodiment, the call chime mark as shown in FIG. 8A is adopted as the guide mark image 20 for the touchless operation, but the configuration of the guide mark image 20 is not limited to this.

例えば、図8(B)に示すような、エレベータの階数を示す数字を案内マーク像20として採用しても良いし、図8(C)に示すような、呼び出しの「呼」という漢字を案内マーク像20として採用しても良い。 For example, a number indicating the floor of the elevator as shown in FIG. 8 (B) may be adopted as the guide mark image 20, or the Chinese character "call" of the call as shown in FIG. 8 (C) is guided. It may be adopted as the mark image 20.

また、これら以外に照明のオンオフを切り替えるためのスイッチのマークや、その他さまざまな文字やアイコンや絵文字等を案内マーク像20として用いることが可能である。 In addition to these, a switch mark for switching the lighting on / off, various other characters, icons, pictograms, and the like can be used as the guide mark image 20.

さらには、単一の案内マーク像20ではなく、複数の位置に複数種類の案内マーク像20を同時に表示するようにして、操作者の手指が検出された位置に応じて、その位置の案内マーク像20に対応する処理を行うようなタッチレス操作装置30を構成することも可能である。 Further, instead of displaying a single guide mark image 20, a plurality of types of guide mark images 20 are displayed at a plurality of positions at the same time, and the guide mark at that position is displayed according to the position where the operator's finger is detected. It is also possible to configure a touchless operation device 30 that performs processing corresponding to the image 20.

例えば、10個またはそれ以上の案内マーク像20によって、階数を入力できるようにすることで、タッチレス操作装置30をエレベータの操作装置として利用することが可能になる。 For example, the touchless operation device 30 can be used as an elevator operation device by making it possible to input the floor number by using 10 or more guide mark images 20.

上述の実施形態では、光源12からの透過光を利用して案内マーク像20が操作者に見えるようにしていたが、透過光だけでなく反射光を用いるような構成を採用することも可能である。 In the above-described embodiment, the guide mark image 20 is made visible to the operator by using the transmitted light from the light source 12, but it is also possible to adopt a configuration in which not only the transmitted light but also the reflected light is used. be.

さらに、図9(A)に示すように、立体表示用ガラス基板10の円弧状微細溝102をカバーガラス108で覆うように構成しても良い。このとき、カバーガラス108と円弧状微細溝102とによって構成される空間に所望の屈折率を有する充填剤(接着剤等)を充填するようにしても良い。例えば、充填剤としてガラスよりも屈折率が高いものを採用すると、溝部分に凸状部を配置したときと同様の光学的効果が得られる。 Further, as shown in FIG. 9A, the arcuate fine groove 102 of the three-dimensional display glass substrate 10 may be configured to be covered with the cover glass 108. At this time, the space formed by the cover glass 108 and the arcuate fine groove 102 may be filled with a filler (adhesive or the like) having a desired refractive index. For example, if a filler having a higher refractive index than glass is used, the same optical effect as when the convex portion is arranged in the groove portion can be obtained.

このようなカバーガラス108を用いることによって、円弧状微細溝102の防塵効果や汚損防止効果を高めることが可能である。このため、円弧状微細溝102において経時的に指向性のある光の散乱が得られなくなるといった不具合の発生を防止することが可能になる。 By using such a cover glass 108, it is possible to enhance the dustproof effect and the stain prevention effect of the arcuate fine groove 102. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of a problem that the arcuate fine groove 102 cannot obtain directional light scattering over time.

また、図9(B)に示すように、立体表示用ガラス基板10の両面に円弧状微細溝102を設けるようにしても良い。このような構成を採用すると、円弧状微細溝102が互いに交差することを防止しつつ、より密接して配置することが可能になる。その結果、円弧状微細溝102が交差する箇所を減じることが可能となり、乱反射がより一層発生しにくくなるため、指向性を高めることが可能になる。 Further, as shown in FIG. 9B, arcuate fine grooves 102 may be provided on both sides of the three-dimensional display glass substrate 10. When such a configuration is adopted, it becomes possible to arrange the arcuate fine grooves 102 more closely while preventing them from intersecting with each other. As a result, it is possible to reduce the number of places where the arcuate fine grooves 102 intersect, and it is possible to further reduce the occurrence of diffused reflection, so that the directivity can be improved.

同様に、図9(C)に示すように、立体表示用ガラス基板10を積層して配置することによっても、円弧状微細溝102が互いに交差することを防止しつつ、より密接して配置することが可能になる。このとき、立体表示用ガラス基板10を超薄化すれば、積層数を増やすことも可能である。 Similarly, as shown in FIG. 9C, by stacking and arranging the three-dimensional display glass substrates 10, the arcuate fine grooves 102 are arranged more closely while preventing them from crossing each other. Will be possible. At this time, if the three-dimensional display glass substrate 10 is made ultra-thin, it is possible to increase the number of layers.

図9(B)および図9(C)のように、異なる平面に円弧状微細溝102を設ける際において、第1の面および第2の面において互いに直交する方向の両眼視差(運動視差)が再現されるように円弧状微細溝102を設けても良い。 As shown in FIGS. 9B and 9C, when arcuate microgrooves 102 are provided on different planes, binocular parallax (motion parallax) in directions orthogonal to each other on the first surface and the second surface. May be provided so that the arcuate fine groove 102 may be provided.

このような構成を採用することによって、上下左右の両眼視差(運動視差)のある立体視像を表示することが可能となる。例えば、左右眼の視点40が左右方向(水平方向)において異なるシーンだけでなく、左右眼の視点40が上下方向(垂直方向)において異なるシーン(例:顔を傾けていたり寝転がったりしているシーン)においても、操作者が立体感を得られ、立体像を見ることができる。 By adopting such a configuration, it is possible to display a stereoscopic image having binocular parallax (movement parallax) in the vertical and horizontal directions. For example, not only a scene in which the viewpoint 40s of the left and right eyes are different in the left-right direction (horizontal direction), but also a scene in which the viewpoint 40s of the left and right eyes are different in the vertical direction (vertical direction) (example: a scene in which the face is tilted or lying down). ) Also, the operator can obtain a three-dimensional effect and see a three-dimensional image.

さらには、図10(A)に示すように、円弧状微細溝102の底部にメタル層110を設けるようにしても良い。このようなメタル層110が可視光の少なくとも一部(例えば70%程度)を反射するように構成することによって、外側から当てられた光を反射させつつ観測者に立体視像を視認させることが可能になる。 Further, as shown in FIG. 10A, the metal layer 110 may be provided at the bottom of the arcuate fine groove 102. By configuring such a metal layer 110 to reflect at least a part (for example, about 70%) of visible light, it is possible to make the observer visually recognize the stereoscopic image while reflecting the light applied from the outside. It will be possible.

また、図10(B)に示すように、立体表示用ガラス基板10における円弧状微細溝102が設けられた主面の反対側の主面にメタル層112を設けるようにしても良い。このメタル層112が可視光の一部を反射し、かつ、他の一部を透過するように構成(例えば、30%程度反射、70%程度透過)することによって、メタル層112を通った光による立体視像を観測者に視認させることが可能になる。このような立体視像は、通常、色づいてより、より一層鮮明に観察される傾向がある。 Further, as shown in FIG. 10B, the metal layer 112 may be provided on the main surface opposite to the main surface provided with the arcuate fine groove 102 in the three-dimensional display glass substrate 10. Light that has passed through the metal layer 112 by being configured such that the metal layer 112 reflects a part of visible light and transmits the other part (for example, about 30% reflection and about 70% transmission). It becomes possible to make the observer visually recognize the stereoscopic image by. Such stereoscopic images usually tend to be observed more clearly than they are colored.

上述したメタル層110,112の形成する手法の例としては、例えば、非導電性真空メタライゼーション等の蒸着処理が挙げられる。ただし、無電解メッキや塗布等を含むその他の成膜処理によってもメタル層110,112を形成することが可能である。 Examples of the method for forming the metal layers 110 and 112 described above include a vapor deposition process such as non-conductive vacuum metallization. However, the metal layers 110 and 112 can also be formed by other film forming treatments including electroless plating and coating.

メタル層110,112の材質としては、クロムやタングステンやこれらの合金等が挙げられる。また、インジウム合金等を用いても好適にメタル層110,112を成膜することが可能である。 Examples of the materials of the metal layers 110 and 112 include chromium, tungsten, and alloys thereof. Further, it is possible to preferably form the metal layers 110 and 112 by using an indium alloy or the like.

メタル層110,112によって当てられた光を透過や反射させることにより、図11に示すように、立体表示用ガラス基板10を携帯端末装置90の装飾用ガラスとして適用して、色づいたロゴマーク等の立体視像を観察者に視認させることが可能になる。 By transmitting and reflecting the light applied by the metal layers 110 and 112, as shown in FIG. 11, the stereoscopic display glass substrate 10 is applied as decorative glass of the mobile terminal device 90, and a colored logo mark or the like is applied. It becomes possible to make the observer visually recognize the stereoscopic image of.

反射光ではなく透過光を利用する場合には、例えば、面光源にルーバーシートを組み合わせたり、点光源にプリズムシートや導光板を組み合わせたりして光の当たり具合を適宜調整することによって、図11に示すような立体視像を形成することが可能になる。 When using transmitted light instead of reflected light, for example, by combining a louver sheet with a surface light source or a prism sheet or a light guide plate with a point light source, the light hitting condition is appropriately adjusted in FIG. 11. It becomes possible to form a stereoscopic image as shown in.

上述の実施形態では、立体表示用微細溝(画線または画像形成用の線刻)として、円弧状微細溝102を説明したが、図12(A)および図12(B)に示すような、画線105を用いることが可能である。 In the above-described embodiment, the arcuate fine groove 102 has been described as the fine groove for stereoscopic display (line engraving for image formation or image formation), but as shown in FIGS. 12A and 12B, the arcuate fine groove 102 has been described. It is possible to use the image line 105.

画線105は、基本的には、円弧状微細溝102を分割して構成されている。円弧状微細溝102を、横方向に分割し、分割したものを縦方向にずらすことによって、円弧状の線刻を長方形の枠内にコンパクト化できる点でメリットがある。これを格子状に配列すれば選択照射が困難な交点の発生を防止出来る。また、長方形の枠内に画線105が収まるため、配光特性の制御が行い易くなる。 The image line 105 is basically configured by dividing the arcuate fine groove 102. By dividing the arc-shaped fine groove 102 in the horizontal direction and shifting the divided one in the vertical direction, there is an advantage in that the arc-shaped line engraving can be made compact in the rectangular frame. By arranging these in a grid pattern, it is possible to prevent the occurrence of intersections where selective irradiation is difficult. Further, since the image line 105 fits within the rectangular frame, it becomes easy to control the light distribution characteristics.

このような画線105は、線刻の数が増大し、カッティングプロッタ等の物理的手段で形成しようとすると作業が煩雑になってしまうが、エッチング等の化学的処理を用いることによって比較的容易に画線105を形成することが可能となる。 Such a picture line 105 increases the number of line engravings, and if it is attempted to be formed by a physical means such as a cutting plotter, the work becomes complicated, but it is relatively easy by using a chemical treatment such as etching. It becomes possible to form the image line 105.

上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The description of the embodiments described above should be considered exemplary in all respects and not restrictive. The scope of the invention is indicated by the claims, not by the embodiments described above. Furthermore, the scope of the invention is intended to include all modifications within the meaning and scope of the claims.

10-立体表示用ガラス基板
12-光源
14-センサ
20-案内マーク像
30-タッチレス操作装置
100-案内マーク形成領域
102-円弧状微細溝
110,112-メタル層
10-Glass substrate for 3D display 12-Light source 14-Sensor 20-Guide mark image 30-Touchless operation device 100-Guide mark formation area 102-Arc-shaped fine groove 110, 112-Metal layer

Claims (4)

当てられた光によって両眼視差を用いた立体視像を発現させるように構成された立体表示用ガラス基板であって、
立体表示されるべき像の形状に基づいて配置された複数の立体表示用微細溝が設けられた立体表示用領域を備えており、
前記立体表示用領域は、前記複数の立体表示用微細溝に当てられた光を、散乱、屈折、および反射のうちの少なくとも1つさせることによって、基板面から離れた位置において観察者に立体視像を視認させるように構成され、かつ、
前記立体表示用微細溝が底部にメタル層を有し、前記メタル層が可視光の少なくとも一部を反射するように構成されることを特徴とする立体表示用ガラス基板。
It is a glass substrate for stereoscopic display configured to express a stereoscopic image using binocular parallax by the applied light.
It has a stereoscopic display area provided with a plurality of stereoscopic microgrooves arranged based on the shape of the image to be stereoscopically displayed.
The stereoscopic display region allows the observer to see the light applied to the plurality of stereoscopic microgrooves at a position away from the substrate surface by causing at least one of scattering, refraction, and reflection. It is configured to make the image visible , and
A glass substrate for three-dimensional display , wherein the fine groove for three-dimensional display has a metal layer at the bottom, and the metal layer is configured to reflect at least a part of visible light .
当てられた光によって両眼視差を用いた立体視像を発現させるように構成された立体表示用ガラス基板であって、
立体表示されるべき像の形状に基づいて配置された複数の立体表示用微細溝が設けられた立体表示用領域を備えており、
前記立体表示用領域は、前記複数の立体表示用微細溝に当てられた光を、散乱、屈折、および反射のうちの少なくとも1つさせることによって、基板面から離れた位置において観察者に立体視像を視認させるように構成され、かつ、
前記立体表示用微細溝が設けられた主面の反対側の主面にメタル層が設けられ、前記メタル層が可視光の一部を反射し、かつ、他の一部を透過するように構成されることを特徴とする立体表示用ガラス基板。
It is a glass substrate for stereoscopic display configured to express a stereoscopic image using binocular parallax by the applied light.
It has a stereoscopic display area provided with a plurality of stereoscopic microgrooves arranged based on the shape of the image to be stereoscopically displayed.
The stereoscopic display region allows the observer to see the light applied to the plurality of stereoscopic microgrooves at a position away from the substrate surface by causing at least one of scattering, refraction, and reflection. It is configured to make the image visible , and
A metal layer is provided on the main surface opposite to the main surface provided with the three-dimensional display fine groove, and the metal layer is configured to reflect a part of visible light and transmit the other part. A glass substrate for stereoscopic display, which is characterized by being used.
前記立体表示用微細溝が内部にエッチング処理面を有することを特徴とする請求項1または2に記載の立体表示用ガラス基板。 The glass substrate for three-dimensional display according to claim 1 or 2 , wherein the fine groove for three-dimensional display has an etching-treated surface inside. 請求項1~のいずれか1項に記載の立体表示用ガラス基板と、
前記立体表示用ガラス基板に対して光を照射するように構成された光源と、
前記立体表示された像が形成された位置への観察者の動作を検出するように構成された検出手段と、
を少なくとも備えた非接触操作装置。
The glass substrate for stereoscopic display according to any one of claims 1 to 3 and the glass substrate for stereoscopic display.
A light source configured to irradiate the three-dimensional display glass substrate with light,
A detection means configured to detect the observer's movement to the position where the stereoscopic image is formed, and
A non-contact operating device equipped with at least.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10214019A (en) * 1997-01-31 1998-08-11 Iwate Pref Gov Hologram, and method and device for foming hologram
JP2011107420A (en) * 2009-11-18 2011-06-02 Sugiyama Tekko:Kk Illumination type display appliance
JP2012194617A (en) * 2011-03-15 2012-10-11 Lixil Corp Operation input device

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10214019A (en) * 1997-01-31 1998-08-11 Iwate Pref Gov Hologram, and method and device for foming hologram
JP2011107420A (en) * 2009-11-18 2011-06-02 Sugiyama Tekko:Kk Illumination type display appliance
JP2012194617A (en) * 2011-03-15 2012-10-11 Lixil Corp Operation input device

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