KR102329171B1 - 입체상 결상 장치 및 입체상 결상 장치의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

평면에서 볼 때 환형(環形) 또는 환형의 일부를 사용한 형상으로 형성되는 입체상(立體像) 결상(結像) 장치 및 그 제조 방법으로서, 투명 평판재(16)의 일측에 기준점 X를 중심으로 하여, 수직면(17)과 경사면(18)을 가지는 단면 삼각형의 복수의 홈(19), 및 이웃하는 홈(19)의 사이에 형성되는 단면 삼각형의 복수의 볼록조(凸條)(20)가 각각 방사형으로 배치되고, 투명 평판재(26)의 일측에 기준점 Y를 중심으로 하여, 수직면(27)과 경사면(28)을 가지는 단면 삼각형의 복수의 홈(29), 및 이웃하는 홈(29)의 사이에 형성되는 단면 삼각형의 복수의 볼록조(30)가 각각 동심원형으로 배치되어 있고, 각 홈(19, 29)의 수직면(17, 27)에는 금속 반사면(37, 38)이 형성되고, 각 홈(19, 29)에는, 투명 평판재(16, 26)의 굴절율과 동일한 또는 근사한 굴절율을 가지는 투명 수지가 충전되고, 홈(19, 29)이 마주보는 상태에서 투명 평판재(16, 26)가 적층되고 접합되어 있다.

Description

입체상 결상 장치 및 입체상 결상 장치의 제조 방법

본 발명은, 공중에 입체상(立體像)을 결상(結像)하는 입체상 결상 장치 및 입체상 결상 장치의 제조 방법에 관한 것이다.

물체 표면에서 발하는 광(산란광)을 사용하여 입체상을 형성하는 장치로서, 예를 들면, 특허문헌 1에 기재된 입체상 결상 장치(광학 결상 장치)가 있다.

이 결상 장치는, 2장의 투명 평판의 내부에, 이 투명 평판의 두께 방향에 걸쳐 수직으로 복수로 또한 밴드형으로, 금속 반사면(경면(鏡面))으로 이루어지는 광반사면을 일정한 피치로 배열하여 형성한 제1, 제2 광제어 패널을 가지고, 이 제1, 제2 광제어 패널의 각각의 광반사면이 평면에서 볼 때 직교하도록, 제1, 제2 광제어 패널의 일면측을 마주보게 하여 밀착시킨 것이다.

국제공개 제2009/131128호 공보

상기한 제1, 제2 광제어 패널의 제조 시에 있어서는, 금속 반사면이 일면측에 형성된 일정 두께의 판형 투명 합성 수지판이나 유리판(이하, 「투명판」이라고도 함)을, 금속 반사면이 한쪽 측에 배치되도록 복수 장 적층하여 적층체를 제작하고, 이 적층체로부터 각 금속 반사면에 대하여 수직한 절출면(切出面)이 형성되도록 잘라내고 있다.

이 때문에, 투명판에 금속 반사면을 형성하는 작업에 있어서 대형 증착(蒸着爐)를 필요로 하고, 또한 1장 또는 소수 장의 투명판을 증착로 넣어 탈기(脫氣)하여 고진공으로 만든 후, 증착 처리를 행하고,

대기압에 개방하여 증착한 투명판을 꺼내는 작업을 100회 이상 반복할 필요가 있어,

극히 번거롭고 시간이 걸리는 작업이었다. 또한, 금속 증착된 투명판을 적층하여 적층체를 형성하고, 극히 얇은 소정 두께로 절단하는 작업을 행하여, 이 적층체로부터 제1, 제2 광제어 패널을 잘라내고, 또한 이들 제1, 제2 광제어 패널의 절출면(양면)의 연마 작업 등을 행할 필요가 있으므로, 작업성이나 제조 효율이 좋지 못하였다.

또한, 제1, 제2 광제어 패널의 복수의 금속 반사면이 각각 직선형(평행)이며, 평면에서 볼 때 직교하도록 배치되어 있으므로, 금속 반사면의 배치 간격(피치)에 제한을 받으며, 시야각(결상 범위)도 한정되어, 입체상의 밝기나 선명함에도 한계가 있었다.

또한, 특허문헌 1에는, 단면 직각삼각형의 홈을 가지는 제1, 제2 광제어 패널을 투명 수지로부터 만들고, 제1, 제2 광제어 패널을 그 광반사면을 직교시키고 마주보게 하여 밀착되어 광학 결상 장치를 제공하는 것도 기재되어 있지만, 광반사면으로서 전반사를 이용하므로, 홈의 어스펙트비도 작고, 밝은 결상을 얻는 것이 곤란한 문제가 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 이루어 것이며, 시야각이 넓고, 고스트가 적은, 밝고 선명한 입체상을 얻는 것이 가능하며, 제조도 비교적 용이한 입체상 결상 장치 및 입체상 결상 장치의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적에 부합되는 제1 발명에 따른 입체상 결상 장치는, 평면에서 볼 때 환형(環形) 또는 환형의 일부를 사용한 형상으로 형성되는 입체상 결상 장치로서,

투명 평판재의 일측에 기준점 X를 중심으로 하여 방사형으로 복수의 제1 수직 광반사부를 설치하고, 상기 투명 평판재의 타측에 평면에서 볼 때 상기 기준점 X에 중첩되는 기준점 Y를 중심으로 하여 상기 제1 수직 광반사부와 교차하는 동심원형으로 복수의 제2 수직 광반사부를 설치한 것이다.

여기서, 입체상 결상 장치는 최종 형상이 평면에서 볼 때 환형 또는 환형의 일부를 사용한 형상이면 되고, 제조 단계의 외형 형상은 환형, 원형상 또는 그 외의 형상이라도 된다. 그리고, 환형의 일부를 사용한 형상으로는 부채형 외에, 직사각형도 포함한다. 이 입체상 결상 장치에서는, 기준점 X를 중심으로 하여 방사형으로 설치되는 제1 수직 광반사부(방사형 광반사부)가 직선형으로 형성되는 데 대하여, 동심원형으로 설치되는 제2 수직 광반사부(동심원형 광반사부)는, 기준점 Y를 중심으로 하는 동심원을 따라 만곡되어 있지만, 평면에서 볼 때 제1 수직 광반사부와 제2 수직 광반사부가 교차하는 점에서는, 양자는 직교하고 있다. 따라서, 종래와 같이 복수의 직선형의 밴드형 광반사면을 평행하게 배치한 제1, 제2 광제어 패널( 또는 광제어부)을, 각각의 광반사면이 평면에서 볼 때 직교한 상태로, 간극을 가지고 또는 간극없이 중첩된(또는 일체화한) 입체상 결상 장치와 마찬가지로, 입체상을 결상시킬 수 있다.

제1 수직 광반사부는, 투명 평판재의 일측에 복수의 홈을 간격을 두고 방사형으로 형성하고, 그 수직면을 경면으로 만든 것이 바람직하게 사용된다. 또한, 제2 수직 광반사부는, 투명 평판재의 타측에 복수의 홈을 간격을 두고 동심원형으로 형성하고, 그 수직면을 경면으로 만든 것이 바람직하게 사용된다. 이들은, 투명 수지로부터 프레스 성형, 인젝션 성형, 롤 성형 등에 의해 제조할 수 있다. 그리고, 제1 수직 광반사부 및 제2 수직 광반사부가 형성되는 홈은, 1장의 투명 평판재의 양측(표면 및 이면)에 동시에 성형해도 되고, 2장의 투명 평판재의 일측(표면)에 따로따로 성형하여 투명 접착제로 접합해도 된다. 이 때, 홈의 단면 형상을 직사각형, 직각삼각형상, 사다리꼴형 등으로 형성함으로써, 간단히 수직면을 얻을 수 있다.

특히, 홈의 단면 형상을 직각삼각형상이나 사다리꼴로 형성한 경우, 홈이 개방측으로 넓어지므로, 압형 또는 탈형이 용이하게 되어, 생산성이 우수하다. 또한, 홈의 단면 형상이 직사각형인 경우, 양측의 수직면을 광반사부(이하, 제1 수직 광반사부 및 제2 수직 광반사부를 합쳐서 광반사부라고도 함)로 할 수 있다.

그리고, 방사형 광반사부와 동심원형 광반사부의 2종류의 광반사부는, 투명 평판재의 판 두께 방향의 상하(일측과 타측)에 중첩되어 배치되어 있으면 된다.

또한, 성형에 사용하는 금형의 표면을 광이 난반사하지 않을 정도로 경면 연마함으로써, 제조되는 투명 평판재의 표면도 경면이 된다. 따라서, 광의 전반사를 이용하는 경우에는, 홈의 수직면을 그대로 광반사부로서 사용할 수 있다. 다만, 그러한 경우, 홈의 폭을 넓게 하면 입체상의 형성에 사용되는 투명 평판재 표면의 면적이 감소하여 밝은 입체상이 얻어지지 않게 되므로, 홈의 단면을 직각삼각형상으로 형성하고, 홈과 홈 사이에 형성되는 볼록조의 단면을 사다리꼴형상으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 금형에 의한 성형 후에, 홈의 수직면에 선택적으로 금속 증착 등을 행하여 금속 반사면(경면)을 형성하여, 광반사부로서 사용할 수도 있다. 그리고, 제2 수직 광반사부는 동심원형으로 형성하는 대신, 1조(條) 또는 복수 조의 홈을 소용돌이형으로 형성해도 된다. 또한, 성형에 의해 투명 평판재의 표면에 홈을 형성하는 대신, 투명 평판재의 표면을 깍아서 홈을 형성할 수도 있다.

제1 발명에 따른 입체상 결상 장치에 있어서, 상기 제1 수직 광반사부 및 제2 수직 광반사부는, 각각 금속 반사면인 것이 바람직하다.

여기서, 금속 반사면(경면)을 형성하는 방법으로서, 홈의 수직면에 직접, 스퍼터링, 금속 증착, 금속 미소(微小) 입자의 분사, 이온 빔의 조사, 금속 페이스트의 도포 등을 행하는 것 외에, 스퍼터링이나 금속 증착 등에 의해 반사막을 형성한 수지 필름을 홈의 수직면에 부착해도 된다. 그리고, 특히, 단면 삼각형의 홈의 수직면에 직접, 스퍼터링, 금속 증착, 금속 미소 입자의 분사, 이온 빔의 조사 등을 행하는 경우, 홈의 경사면은 평면 외에, 단면이 내측으로 오목한 오목면, 다각면(다각형의 일부로 이루어짐)을 포함하는 것이 바람직하다. 이로써, 홈의 경사면에 금속 반사면이 형성되는 것을 극력 방지할 수 있다.

제1 발명에 따른 입체상 결상 장치에 있어서, 상기 입체상 결상 장치는 양쪽 표면이 평탄한 평판형이 되고, 상기 제1 수직 광반사부 및 제2 수직 광반사부 이외의 소재는, 굴절율이 동일한 또는 근사한 2종류 이상의 투명 수지로 이루어지는 것이 바람직하다. 여기서, 하나의 투명 수지의 굴절율에 대하여, 다른 투명 수지의 굴절율은 0.8∼1.2 배(보다 바람직하게는, 0.9∼1.1 배, 더욱 바람직하게는, 0.95∼1.05 배)의 범위에 있는 것이 바람직하다.

제1 발명에 따른 입체상 결상 장치에 있어서, 상기 제1 수직 광반사부 및 제2 수직 광반사부는, 각각 전반사면인 것이 바람직하다.

제1 발명에 따른 입체상 결상 장치에 있어서, 상기 제1 수직 광반사부 및 제2 수직 광반사부에는 기체층 또는 진공이 사용되고 있는 것이 바람직하다.

제1 발명에 따른 입체상 결상 장치에 있어서, 상기 투명 평판재의 일측에 상기 기준점 X를 중심으로 하여, 수직면과 경사면을 가지는 단면 삼각형의 복수의 제1 홈, 및 이웃하는 상기 제1 홈의 사이에 형성되는 단면 삼각형의 복수의 제1 볼록조가 각각 방사형으로 배치되고, 상기 투명 평판재의 타측에 상기 기준점 Y를 중심으로 하여, 수직면과 경사면을 가지는 단면 삼각형의 복수의 제2 홈, 및 이웃하는 상기 제2 홈의 사이에 형성되는 단면 삼각형의 복수의 제2 볼록조가 각각 동심원형으로 배치되어 있고, 상기 제1 홈 및 제2 홈의 상기 수직면에는 상기 금속 반사면이 형성되고, 상기 제1 홈 및 제2 홈에는, 상기 투명 평판재의 굴절율과 동일한 또는 근사한 굴절율을 가지는 투명 수지가 충전되어 있는 것이 바람직하다.

제1 발명에 따른 입체상 결상 장치에 있어서, 상기 투명 평판재의 일측에 상기 기준점 X를 중심으로 하여, 수직면과 경사면을 가지는 단면 사다리꼴의 복수의 제1 볼록조, 및 이웃하는 상기 제1 볼록조의 사이에 형성되는 단면 삼각형의 복수의 제1 홈이 각각 방사형으로 배치되고, 상기 투명 평판재의 타측에 상기 기준점 Y를 중심으로 하여, 경사면과 수직면을 가지는 단면 사다리꼴의 복수의 제2 볼록조, 및 이웃하는 상기 제2 볼록조의 사이에 형성되는 단면 삼각형의 복수의 제2 홈이 각각 동심원형으로 배치되어 있고, 상기 제1, 제2 볼록조의 상기 수직면은, 상기 기체층 또는 진공을 사용한 전반사면인 것이 바람직하다.

상기한 목적에 부합되는 제2 발명에 따른 입체상 결상 장치의 제조 방법은, 평면에서 볼 때 환형 또는 환형의 일부를 사용한 형상으로 형성되는 입체상 결상 장치의 제조 방법으로서,

투명 평판재의 일측에 기준점 X를 중심으로 하여, 수직면과 경사면을 가지는 단면 삼각형의 복수의 홈, 및 이웃하는 상기 홈의 사이에 형성되는 단면 삼각형의 복수의 볼록조가 각각 방사형으로 배치된 제1 성형 모재를, 제1 투명 수지로부터 프레스 성형, 인젝션 성형 및 롤 성형 중 어느 하나에 의해 제조하는 제1 공정과,

투명 평판재의 일측에 기준점 Y를 중심으로 하여, 수직면과 경사면을 가지는 단면 삼각형의 복수의 홈, 및 이웃하는 상기 홈의 사이에 형성되는 단면 삼각형의 복수의 볼록조가 각각 동심원형으로 배치된 제2 성형 모재를, 제2 투명 수지로부터 프레스 성형, 인젝션 성형 및 롤 성형 중 어느 하나에 의해 제조하는 제2 공정과,

상기 제1 성형 모재 및 제2 성형 모재의 상기 홈의 수직면에만 제1 수직 광반사부 및 제2 수직 광반사부가 되는 금속 반사면을 선택적으로 형성하여, 제1 중간 모재 및 제2 중간 모재를 제조하는 제3 공정과,

상기 제1 중간 모재 및 제2 중간 모재의 상기 홈에, 상기 제1 투명 수지 및 제2 투명 수지의 굴절율과 동일한 또는 근사한 굴절율을 가지는 제3 투명 수지를 충전하고, 상기 제1 중간 모재 및 제2 중간 모재의 상기 홈끼리를 마주보게 한 상태에서, 평면에서 볼 때 각각의 상기 기준점 X, Y가 중첩되도록 상기 제1 중간 모재 및 제2 중간 모재를 적층하여 접합하는 제4 공정을 포함한다.

여기서, 제1 투명 수지 및 제2 투명 수지의 굴절율 η1, η2는 동일하며, 제3 투명 수지의 굴절율 η3는, 제1 투명 수지 및 제2 투명 수지의 굴절율 η1, η2의 0.8∼1.2 배(보다 바람직하게는, 0.9∼1.1 배, 더욱 바람직하게는, 0.95∼1.05 배)의 범위에 있는 것이 바람직하다.

그리고, 제4 공정에서는, 제1 투명 수지 및 제2 투명 수지보다 융점이 낮은 시트형의 제3 투명 수지를 제1 중간 모재 및 제2 중간 모재의 사이에 끼우고, 진공 상태에서 가열, 압압(押壓)하여, 제3 투명 수지만을 용해하고, 제1 중간 모재 및 제2 중간 모재의 홈에 충전하여 고착화시켜도 되고, 제1 중간 모재 및 제2 중간 모재의 홈에 투명 접착제(제3 투명 수지로 이루어짐)를 충전하고, 제1 중간 모재 및 제2 중간 모재의 볼록조를 마주보게 하여 제1 중간 모재 및 제2 중간 모재를 맞대고, 투명 접착제를 경화시켜도 된다. 투명 접착제로서는 자외선 등을 조사함으로써 경화시키는 광경화형 외에, 열경화형이나 2액 혼합형의 접착제를 사용할 수 있지만, 특히, 굴절율 η3를 굴절율 η1, η2에 근접시키기 위하여, 굴절율을 조정한 굴절율 조정 수지로 이루어지는 광학용 접착제 등이 바람직하게 사용된다.

상기한 목적에 부합되는 제3 발명에 따른 입체상 결상 장치의 제조 방법은, 평면에서 볼 때 환형 또는 환형의 일부를 사용한 형상으로 형성되는 입체상 결상 장치의 제조 방법으로서,

투명 평판재의 일측에 기준점 X를 중심으로 하여, 수직면과 경사면을 가지는 단면 삼각형의 복수의 홈, 및 이웃하는 상기 홈의 사이에 형성되는 단면 삼각형의 복수의 볼록조가 각각 방사형으로 배치된 제1 성형 모재를, 제1 투명 수지로부터 프레스 성형, 인젝션 성형 및 롤 성형 중 어느 하나에 의해 제조하는 제1 공정과,

투명 평판재의 일측에 기준점 Y를 중심으로 하여, 수직면과 경사면을 가지는 단면 삼각형의 복수의 홈, 및 이웃하는 상기 홈의 사이에 형성되는 단면 삼각형의 복수의 볼록조가 각각 동심원형으로 배치된 제2 성형 모재를, 제2 투명 수지로부터 프레스 성형, 인젝션 성형 및 롤 성형 중 어느 하나에 의해 제조하는 제2 공정과,

상기 제1 성형 모재 및 제2 성형 모재의 상기 홈의 수직면에만 제1 수직 광반사부 및 제2 수직 광반사부가 되는 금속 반사면을 선택적으로 형성하여, 제1 중간 모재 및 제2 중간 모재를 제조하는 제3 공정과,

상기 제1 중간 모재의 상기 홈에, 상기 제1 투명 수지의 굴절율과 동일한 또는 근사한 굴절율을 가지는 제3 투명 수지를 충전하고, 표면을 평면화하여 제1 광제어 부재를 형성하는 제4 공정과,

상기 제2 중간 모재의 상기 홈에, 상기 제2 투명 수지의 굴절율과 동일한 또는 근사한 굴절율을 가지는 제4 투명 수지를 충전하고, 표면을 평면화하여 제2 광제어 부재를 형성하는 제5 공정과,

상기 제1 광제어 부재 및 제2 광제어 부재를 평면에서 볼 때 각각의 상기 기준점 X, Y가 중첩되도록 간극을 가지고 또는 간극없이 중첩시키는 제6 공정을 포함한다.

여기서, 제3 투명 수지의 굴절율 η3는, 제1 투명 수지의 굴절율 η1의 0.8∼1.2 배(보다 바람직하게는, 0.9∼1.1 배, 더욱 바람직하게는, 0.95∼1.05 배)의 범위에 있는 것이 바람직하다. 또한, 제4 투명 수지의 굴절율 η4는, 제2 투명 수지의 굴절율 η2의 0.8∼1.2 배(보다 바람직하게는, 0.9∼1.1 배, 더욱 바람직하게는, 0.95∼1.05 배)의 범위에 있는 것이 바람직하다. 그리고, 제1 투명 수지와 제2 투명 수지, 제3 투명 수지와 제4 투명 수지는 각각 동일한 소재인 것이 바람직하지만, 상이해도 된다.

그리고, 제4 공정에서는, 제1 투명 수지보다 융점이 낮은 시트형의 제3 투명 수지를 진공 상태에서 가열, 압압하여, 제3 투명 수지만을 용해하고, 제1 중간 모재의 홈에 충전하여 고착화시켜도 되고, 제1 중간 모재의 홈에 투명 접착제(제3 투명 수지로 이루어짐)를 충전하여 경화시켜도 된다. 또한, 제5 공정에서는, 제2 투명 수지보다 융점이 낮은 시트형의 제4 투명 수지를 진공 상태에서 가열, 압압하여, 제4 투명 수지만을 용해하고, 제2 중간 모재의 홈에 충전하여 고착화시켜도 되고, 제2 중간 모재의 홈에 투명 접착제(제4 투명 수지로 이루어짐)를 충전하여 경화시켜도 된다. 제4 공정, 제5 공정에서 투명 접착제를 사용하는 경우에는, 제2 발명과 동일한 것이 바람직하게 사용된다.

제1 광제어 부재 및 제2 광제어 부재는, 선명한 입체상을 형성하기 위하여, 양쪽 표면이 평탄한 평판형이 되어 있는 필요가 있으므로, 제4 공정, 제5 공정에서 투명 접착제를 사용하는 경우에는, 경화 후의 수지 표면을 절삭이나 연마 등에 의해 평면화 처리하는 것이 바람직하다. 그리고, 평면화 처리 대신, 제1 중간 모재 및 제2 중간 모재의 홈에 투명 접착제를 충전한 후, 표면이 평탄한 투명 수지판을 적층하고, 접합해도 된다. 이 때, 투명 수지판의 재질은, 제1 투명 수지 및 제2 투명 수지와 동일한 것이 바람직하게 사용되지만, 그 굴절율이, 제1 투명 수지 및 제2 투명 수지의 굴절율 η1, η2의 0.8∼1.2 배(보다 바람직하게는, 0.9∼1.1 배, 더욱 바람직하게는, 0.95∼1.05 배)의 범위에 있는 것이면 사용 가능하다.

상기한 목적에 부합되는 제4 발명에 따른 입체상 결상 장치의 제조 방법은, 평면에서 볼 때 환형 또는 환형의 일부를 사용한 형상으로 형성되는 입체상 결상 장치의 제조 방법으로서,

투명 평판재의 일측에 기준점 X를 중심으로 하여, 수직면과 경사면을 가지는 단면 삼각형의 복수의 제1 홈, 및 이웃하는 상기 제1 홈의 사이에 형성되는 단면 삼각형의 복수의 제1 볼록조가 각각 방사형으로 배치되고, 상기 투명 평판재의 타측에 평면에서 볼 때 상기 기준점 X에 중첩되는 기준점 Y를 중심으로 하여, 수직면과 경사면을 가지는 단면 삼각형의 복수의 제2 홈, 및 이웃하는 상기 제2 홈의 사이에 형성되는 단면 삼각형의 복수의 제2 볼록조가 각각 동심원형으로 배치된 성형 모재를, 제1 투명 수지로부터 프레스 성형, 인젝션 성형 및 롤 성형 중 어느 하나에 의해 제조하는 제1 공정과,

상기 성형 모재의 상기 제1 홈 및 제2 홈의 수직면에만 제1 수직 광반사부 및 제2 수직 광반사부가 되는 금속 반사면을 선택적으로 형성하여 중간 모재를 제조하는 제2 공정과,

상기 중간 모재의 상기 제1 홈 및 제2 홈에, 상기 제1 투명 수지의 굴절율과 동일한 또는 근사한 굴절율을 가지는 제2 투명 수지를 충전하고, 표면을 평면화하는 제3 공정을 포함한다.

여기서, 제2 투명 수지의 굴절율 η2는, 제1 투명 수지의 굴절율 η1의 0.8∼1.2 배(보다 바람직하게는, 0.9∼1.1 배, 더욱 바람직하게는, 0.95∼1.05 배)의 범위에 있는 것이 바람직하다.

그리고, 제3 공정에서는, 제1 투명 수지보다 융점이 낮은 시트형의 제2 투명 수지를 진공 상태에서 가열, 압압하여, 제1 투명 수지만을 용해하고, 중간 모재의 제1 홈 및 제2 홈에 충전하여 고착화시켜도 되고, 중간 모재의 제1 홈 및 제2 홈에 투명 접착제 (제2 투명 수지로 이루어짐)를 충전하여 경화시켜도 된다. 제3 공정에서 투명 접착제를 사용하는 경우에는, 제2 발명과 동일한 것이 바람직하게 사용된다.

입체상 결상 장치는, 선명한 입체상을 형성하기 위하여, 양쪽 표면이 평탄한 평판형이 되어 있을 필요가 있으므로, 제3 공정에서 투명 접착제를 사용하는 경우에는, 경화 후의 수지 표면을 절삭이나 연마 등에 의해 평면화 처리하는 것이 바람직하다. 그리고, 평면화 처리 대신, 중간 모재의 제1 홈 및 제2 홈에 투명 접착제를 충전한 후, 표면이 평탄한 투명 수지판을 적층하고, 접합해도 된다. 이 때, 투명 수지판의 재질은, 제1 투명 수지와 동일한 것이 바람직하게 사용되지만, 그 굴절율이, 제1 투명 수지의 굴절율 η1의 0.8∼1.2 배(보다 바람직하게는, 0.9∼1.1 배, 더욱 바람직하게는, 0.95∼1.05 배)의 범위에 있는 것이면 사용 가능하다.

상기한 목적에 부합되는 제5 발명에 따른 입체상 결상 장치의 제조 방법은, 평면에서 볼 때 환형 또는 환형의 일부를 사용한 형상으로 형성되는 입체상 결상 장치의 제조 방법으로서,

투명 평판재의 일측에 기준점 X를 중심으로 하여, 제1 수직 광반사부가 되는 수직면과 경사면을 가지는 단면 사다리꼴의 복수의 제1 볼록조, 및 이웃하는 상기 제1 볼록조의 사이에 형성되는 단면 삼각형의 복수의 제1 홈이 각각 방사형으로 배치되고, 상기 투명 평판재의 타측에 평면에서 볼 때 상기 기준점 X에 중첩되는 기준점 Y를 중심으로 하여, 제2 수직 광반사부가 되는 수직면과 경사면을 가지는 단면 사다리꼴의 복수의 제2 볼록조, 및 이웃하는 상기 제2 볼록조의 사이에 형성되는 단면 삼각형의 복수의 제2 홈이 각각 동심원형으로 배치된 성형체를, 투명 수지로부터 프레스 성형, 인젝션 성형 및 롤 성형 중 어느 하나에 의해 제조하는 공정을 포함한다.

제1 발명에 따른 입체상 결상 장치는, 복수의 방사형 광반사부와 동심원형 광반사부를 가지는 것에 의해, 결상 범위가 넓고, 광반사부의 배치 간격(피치)을 미세하게 하여 많은 광반사부를 밀(密)하게 배치할 수 있고, 시야각을 넓히고, 고스트가 적은 밝고 선명한 입체상을 얻을 수 있다.

광반사부가 금속 반사면인 경우, 광의 입사각에 제한이 없고, 많은 반사광이 얻어지고, 광범위하게 결상시켜 밝은 입체상을 얻을 수 있다.

또한, 입체상 결상 장치의 양쪽 표면이 평탄한 평판형이 되고, 광반사부 이외의 소재가, 굴절율이 동일한 또는 근사한 2종류 이상의 투명 수지로 이루어지는 경우, 투명 수지의 계면에서의 굴절의 영향은 극히 작고, 전반사나 분광 등의 현상이 일어나지 않아, 불균일이 적은 선명한 입체상을 형성할 수 있다.

광반사부가 전반사면인 경우, 홈의 수직면에 금속 반사면을 형성할 필요가 없어, 구조를 간소화할 수 있다.

광반사부가 기체층 또는 진공을 사용한 전반사면인 경우, 홈의 내부에 투명 수지를 충전할 필요가 없고, 특히 기체층에서는 제조 공정수를 삭감할 수 있어, 양산성이 우수하다.

제2∼제4 발명에 따른 입체상 결상 장치의 제조 방법은, 프레스 성형, 인젝션 성형 및 롤 성형 중 어느 하나로 제조된 성형 모재가 사용되고, 성형 모재에는 수직면과 경사면을 가지는 다수의 홈이 형성되어 있다. 이 홈은 개방측으로 넓어지므로, 압형 또는 탈형이 용이하게 되고, (홈의 깊이)/(홈의 폭)으로 정의되는 어스펙트비가 높은 입체상 결상 장치를 비교적 저렴하게 제조할 수 있다.

또한, 성형 모재의 성형에 사용하는 투명 수지의 굴절율과 동일한 또는 근사한 굴절율을 가지는 투명 수지가 홈에 충전됨으로써, 경사면에서의 굴절의 영향을 극력 작게 하여, 불균일이 적은 밝고 선명한 입체상을 얻을 수 있는 고품질의 입체상 결상 장치를 제조할 수 있다.

제5 발명에 따른 입체상 결상 장치의 제조 방법은, 프레스 성형, 인젝션 성형 및 롤 성형 중 어느 하나로 제조된 성형체를 그대로 사용할 수 있고, 압형 또는 탈형이 용이하며, 홈의 어스펙트비가 높을뿐만 아니라, 금속 반사면을 형성할 필요나 홈에 투명 수지를 충전할 필요가 없어, 극히 간소한 구조로, 밝고 선명한 입체상을 얻을 수 있는 양산성이 우수한 입체상 결상 장치를 제조할 수 있다.

도 1의 (A), (B)는 각각 본 발명의 제1 실시예에 따른 입체상 결상 장치의 정면도 및 평면도, (C)는 도 1의 (A)의 A-A'선을 따라 절단하여 화살표 방향으로 바라본 도면, (D)는 도 1 (A)의 B-B'선을 따라 절단하여 화살표 방향으로 바라본 도면이다.
도 2의 (A)는 도 1의 (B)의 C-C'부를 D-D'선을 따라 절단하여 화살표 방향으로 바라본 단면도, (B)는 도 1의 (B)의 E-E'부를 F-F'선을 따라 절단하여 화살표 방향으로 바라본 단면도이다.
도 3의 (A)는 상기 입체상 결상 장치의 제조 방법의 제1 공정을 나타낸 정단면도이며, (B)는 상기 입체상 결상 장치의 제조 방법의 제2 공정을 나타낸 측단면도이다.
도 4의 (A), (B)는 각각 상기 입체상 결상 장치의 제조 방법의 제3 공정을 나타낸 정단면도 및 측단면도이다.
도 5의 (A), (B)는 각각 상기 입체상 결상 장치의 제조 방법의 제4 공정을 나타낸 정단면도 및 측단면도이다.
도 6의 (A), (B)는 각각 상기 입체상 결상 장치의 제조 방법의 제4 공정의 변형예를 나타낸 정단면도 및 측단면도이다.
도 7의 (A), (B)는 각각 본 발명의 제2 실시예에 따른 입체상 결상 장치의 제조 방법의 제4 공정을 나타낸 정단면도이다.
도 8의 (A), (B)는 각각 상기 입체상 결상 장치의 제조 방법의 제5 공정을 나타낸 측단면도이다.
도 9의 (A), (B)는 각각 상기 입체상 결상 장치의 정단면도 및 측단면도이다.
도 10의 (A), (B)는 각각 본 발명의 제3 실시예에 따른 입체상 결상 장치의 정단면도 및 측단면도이다.
도 11의 (A), (B)는 각각 상기 입체상 결상 장치의 제조 방법의 제1 공정을 나타낸 정단면도 및 측단면도이다.
도 12의 (A), (B)는 각각 상기 입체상 결상 장치의 제조 방법의 제2 공정을 나타낸 정단면도 및 측단면도이다.
도 13의 (A), (B)는 각각 상기 입체상 결상 장치의 제조 방법의 제3 공정을 나타낸 정단면도 및 측단면도이다.
도 14의 (A), (B)는 각각 본 발명의 제4 실시예에 따른 입체상 결상 장치의 정단면도 및 측단면도이다.

이어서, 본 발명의 실시예에 따른 입체상 결상 장치 및 그 제조 방법에 대하여, 도면을 참조하면서 설명한다. 도 1의 (A)∼(D)에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 입체상 결상 장치(10)는, 기준점 X를 중심으로 하여, 방사형으로 복수의 방사형 광반사부(제1 수직 광반사부)(12)가 설치된 평면에서 볼 때 환형의 제1 광제어 부재(13)와, 평면에서 볼 때 기준점 X에 중첩되는 기준점 Y를 중심으로 하여, 동심원형으로 복수의 동심원형 광반사부(제2 수직 광반사부)(14)가 설치된 평면에서 볼 때 환형의 제2 광제어 부재(15)를 가지고 있다. 이 입체상 결상 장치(10)는, 평면에서 볼 때 방사형 광반사부(12)와 동심원형 광반사부(14)가 각각 교차하는 점에서, 방사형 광반사부(12)와 동심원형 광반사부(14)가 직교하고 있으므로, 물체로부터의 광을 방사형 광반사부(12)와 동심원형 광반사부(14)에서 반사시켜, 물체의 입체상을 결상시키는 것이다.

이 방사형 광반사부(12) 및 동심원형 광반사부(14)는, 예를 들면, 모두 200∼1000 μm, 바람직하게는 200∼300 μm의 피치로 배치되지만, 도 1의 (C), (D)에서는 일부만을 나타내고 있다. 방사형 광반사부(12) 및 동심원형 광반사부(14)는 동일한 피치로 배치하는 것이 바람직하지만, 상이한 피치로 배치하는 것도 가능하다. 이 때, 방사형 광반사부(12)의 길이(r)는 원형으로 형성된 외형의 반경(R)에 대하여, r=(0.2∼0.8)R의 범위인 것이 바람직하다. 또한, 방사형 광반사부(12)는 기준점 X에 근접할수록 피치가 좁아지므로, 필요에 따라 부분적으로 솎아내고 배치해도 된다.

그리고, 입체상 결상 장치(10)는 평면에서 볼 때 환형으로 형성되어 있지만, 실제로 입체상의 결상에 사용하는 영역은, 도 1의 (C), (D) 중의 직사각형의 2점 쇄선으로 둘러싼 부분이므로, 제조 단계에서는, 먼저, 도 1의 (A)∼(D)에 나타낸 바와 같이 환형으로 형성하고 나서, 환형의 일부를 입체상 결상 장치로서 잘라낼 수 있다(이하의 실시예에 있어서도 동일함). 따라서, 제조 시의 외형을 대형화하면 복수의 입체상 결상 장치를 잘라낼 수 있어, 생산성을 향상시킬 수 있다. 또한, 외형의 직경을 크게 함으로써, 동심원형 광반사부의 곡률반경도 커지고, 만곡에 의한 입체상의 불균일을 저감할 수 있다. 이 때, 잘라내어진 입체상 결상 장치의 외형 형상은 적절하게 선택할 수 있으며, 환형의 일부 외에, 직사각형이라도 부채형이라도 된다.

다음으로, 입체상 결상 장치(10)를 상세하게 설명한다.

여기서, 각 동심원형 광반사부(14)는 기준점 Y를 중심으로 하는 동심원을 따라 만곡되어 있지만, 미소 범위에서는 직선형으로 간주할 수 있으므로, 도 2의 (A)에서는, 도 1의 (B)의 C-C'부를 D-D'선을 따라 절단하여 화살표 방향으로 바라본 단면도를 확대하여 평면(직선)형의 정단면도로서 나타낸다. 또한, 도 2의 (B)에서는, 방사형 광반사부(12)를 따른 도 1의 (B)의 E-E'부를 F-F'선을 따라 절단하여 화살표 방향으로 바라본 단면도를 90도 회전하여 측단면도로서 나타낸다(이하, 동일함).

이 입체상 결상 장치(10)의 제조에 있어서는, 도 3의 (A)에 나타낸 바와 같이, 투명 평판재(16)의 표면측(일측)에, 기준점 X(도 1의 (C) 참조)를 중심으로 하여, 수직면(17)과 경사면(18)을 가지는 단면 삼각형의 복수의 홈(19)과, 이웃하는 홈(19)의 사이에 형성되는 단면 삼각형의 복수의 볼록조(20)가 각각 방사형으로 배치된 제1 성형 모재(21)를, 제1 투명 수지(굴절율 η1)를 원료로 하여, 인젝션 성형(또는 프레스 성형 또는 롤 성형)에 의해 제조한다. 이 제1 투명 수지로서, 비교적 융점이 높은 열가소성 수지(예를 들면, 제오넥스(ZEONEX: 등록상표, 유리 전이 온도: 120∼160 ℃, 굴절율 η1: 1.535, 시클로올레핀 폴리머))를 사용하는 것이 바람직하다.그 외, 투명 수지로서는, 폴리메틸메탈클레이트(아크릴계 수지), 비정질(非晶質) 불소 수지, PMMA, 광학용 폴리카보네이트, 플루오렌계 폴리에스테르, 폴리에테르술폰 등의 열가소성 수지를 사용할 수 있지만, 특히 융점, 투명도가 높은 것을 사용하는 것이 바람직하다.

제1 성형 모재(21)는, 성형 후, 가열 냉각 처리를 행하여, 잔류 응력 등을 제거하는 것이 바람직하다. 또한, 도 3의 (A)에 나타낸 바와 같이, 홈(19)의 수직면(17)의 하단과 경사면(18)의 하단 사이, 및 홈(19)의 수직면(17)의 상단과 경사면(18)의 상단 사이에는, 각각 미소 평면부(23, 24)가 형성되어 있다. 미소 평면부(23, 24)의 폭은, 예를 들면, 볼록조(20)의 피치 w의 0.01∼0.1 배 정도로 하는 것이 바람직하다. 이 때, 볼록조(20)의 피치 w는 방사형 광반사부(12)의 피치와 동일하며, 200∼1000 μm, 바람직하게는 200∼300 μm이다. 그리고, 이와 같은 미소 평면부(23, 24)를 형성함으로써, 홈(19), 및 볼록조(20)의 형상 안정성이 우수하고, 치수 관리의 신뢰성도 우수하다.

또한, 홈(19)의 깊이 d는, (0.8∼5)w로 하는 것이 바람직하다. 이로써, 어스펙트비(경면의 높이 d/경면의 피치 w)가 0.8∼5인 광반사부가 얻어진다(이상, 제1 공정).

다음으로, 도 3의 (B)에 나타낸 바와 같이, 투명 평판재(26)의 표면측(일측)에, 기준점 Y(도 1의 (D) 참조)를 중심으로 하여, 수직면(27)과 경사면(28)을 가지는 단면 삼각형의 복수의 홈(29)과, 이웃하는 홈(29)의 사이에 형성되는 단면 삼각형의 복수의 볼록조(30)가 각각 동심원형으로 배치된 제2 성형 모재(31)를, 제2 투명 수지(굴절율 η2)를 원료로 하여, 인젝션 성형(또는 프레스 성형 또는 롤 성형)에 의해 제조한다. 이 제2 투명 수지로서, 제1 투명 수지와 동일한 것을 사용하는 것이 바람직하다.

제2 성형 모재(31)는, 성형 후, 가열 냉각 처리를 행하여, 잔류 응력 등을 제거하는 것이 바람직하다. 또한, 도 3의 (B)에 나타낸 바와 같이, 홈(29)의 수직면(27)의 하단과 경사면(28)의 하단 사이, 및 홈(29)의 수직면(27)의 상단과 경사면(28)의 상단 사이에는, 각각 미소 평면부(33, 34)가 형성되어 있다. 미소 평면부(33, 34)의 폭은, 예를 들면, 볼록조(30)의 피치 w의 0.01∼0.1 배 정도로 하는 것이 바람직하다. 이 때, 볼록조(30)의 피치 w는 동심원형 광반사부(14)의 피치와 동일하며, 200∼1000 μm, 바람직하게는 200∼300 μm이다. 그리고, 이와 같은 미소 평면부(33, 34)를 형성함으로써, 홈(29), 및 볼록조(30)의 형상 안정성이 우수하고, 치수 관리의 신뢰성도 우수하다.

또한, 홈(29)의 깊이 d는, (0.8∼5)w로 하는 것이 바람직하다. 이로써, 어스펙트비(경면의 높이 d/경면의 피치 w)가 0.8∼5인 광반사부가 얻어진다(이상, 제2 공정).

다음으로, 도 4의 (A), (B)에 나타낸 바와 같이, 제1 성형 모재 및 제2 성형 모재(21, 31)의 홈(19, 29)의 수직면(17, 27)에만 선택적으로 금속 반사면(경면)(37, 38)을 형성하고, 경사면(18, 28)에는 금속 반사면을 형성하지 않고, 투명한 상태를 유지하는 처리를 행한다. 이 수직면(17, 27)으로의 금속 반사면(37, 38)의 선택 형성은, 경사면(18, 28)을 따른 경사 방향으로부터, 경사면(18, 28)에 평행 또는 경사면(18, 28)이 볼록조(20, 30)의 그림자로 되도록 하여, 진공 중 또는 저압 하에서, 수직면(17, 27)을 향하여 스퍼터링, 금속 증착, 금속 미소 입자의 분사, 또는 이온 빔의 조사, 그 외의 방법으로 금속 입자를 조사함으로써 행한다. 이 경우에, 금속 입자의 조사 방향(35, 36)(각도 θ2)은, 근소한 범위에서 경사면(18, 28)의 각도 θ1보다 눕히는(즉, θ1>θ2) 것이 바람직하다. 이 때, 홈(19, 29)의 수직면(17, 27)의 하단과 경사면(18, 28)의 하단 사이에 각각 미소 평면부(23, 33)가 형성되어 있으므로, 경사면(18, 28)에 금속 입자가 부착되는 것을 삭감 또는 없게 하면서, 수직면(17, 27)의 하단까지 균일하게 금속 입자를 조사할 수 있다.

그리고, 실제로는, 홈(19)의 수직면(17)은 방사형으로 배치되고, 홈(29)의 수직면(27)은 동심원형으로 배치되어 있으므로, 제1 성형 모재 및 제2 성형 모재(21, 31)을 각각 기준점 X, Y(도 1의 (C), (D) 참조)을 중심으로 회전시키면서 금속 입자의 조사를 행하는 것이 바람직하다.

이상의 처리에 의해, 수직면(17, 27)만이 경면화되어 제1 광제어 부재 및 제2 광제어 부재(13, 15)의 방사형 광반사부(12), 동심원형 광반사부(14)가 되는 금속 반사면(37, 38)이 형성되고, 제1 중간 모재 및 제2 중간 모재(39, 40)가 제조된다(이상, 제3 공정).

또한, 미소 평면부(24, 34)에 금속 입자가 부착되면 미소 평면부(24, 34)가 경면이 되므로, 미소 평면부(24, 34)에 부착된 금속을 제거하거나, 미소 평면부(24, 34)에 비투명 처리 또는 비반사 처리를 하는 것이 바람직하다.

그리고, 이 실시예에 있어서는, 제1 성형 모재 및 제2 성형 모재(21, 31)의 홈(19, 29)의 경사면(18, 28)이 평면이므로, 근소한 범위이기는 하지만, 수직면(17, 27)의 경면화 중에 경사면(18, 28)에도 금속 입자가 부착되는 경우가 있다. 이에, 수직면(17, 27)의 하단과 볼록조(20, 30)의 상단을 연결하는 평면보다 오목한 위치에 다각면이나 원호형의 오목면을 가지는 경사면으로 만들 수도 있다. 또한, 다수의 미소한 상처나 요철로 이루어지는 요철면을 가지는 경사면으로 만들 수도 있다. 이와 같이 볼록조의 내측으로 오목한 다각면, 오목면, 요철면을 가지는 경사면의 성형 및 탈형은 용이하며, 수직면의 경면화 중에 경사면에 금속 입자가 부착되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 그리고, 다수의 미소한 요철로 이루어지는 요철면은, 성형 모재의 성형에 사용되는 금형의 제조 시에, 경사면을 형성하는 금형 부분의 표면에, 미리 숏 블라스트(shot blast) 처리나 나시지(표면을 배껍질의 반점처럼 만드는 것) 처리 등을 행하여 다수의 미소한 요철을 형성해 두고, 성형 시에 그것을 제1 성형 모재 및 제2 성형 모재가 되는 제1 투명 수지 및 제2 투명 수지의 표면에 전사(轉寫)함으로써, 간단히 형성할 수 있다. 그리고, 요철(흠집)의 오목부의 형상은 구면형(球面形)이나 다각면형으로 한정되지 않으며, 적절하게 선택할 수 있다. 이 요철은 규칙적으로 형성해도 되고 불규칙하게 형성해도 되지만, 불규칙한 쪽이 앵커 효과를 더욱 높일 수 있다. 또한, 요철의 오목부의 깊이는, 적절하게 선택할 수 있지만, 5∼50 μm, 바람직하게는 10∼30 μm 정도이다. 그리고, 이 요철은 평면형의 경사면 표면뿐만 아니라, 다각면이나 오목면을 가지는 경사면의 표면에도 조합하여 형성할 수 있다.

이상 설명한 다각면, 오목면, 요철면을 가지는 경사면은, 다른 실시예에 있어서도 동일하게 채용할 수 있다. 따라서, 이하의 도면 상에서, 평면으로서 기재한 경사면에 있어서도, 평면 이외의 다각면, 오목면, 요철면을 포함하는 것으로 한다.

이상의 공정에 의해, 제1 중간 모재 및 제2 중간 모재(39, 40)가 형성되므로, 도 5의 (A), (B)에 나타낸 바와 같이, 각각의 홈(19, 29)에, 제1 투명 수지 및 제2 투명 수지의 굴절율 η1, η2과 동일한 또는 근사한 굴절율 η3를 가지는 제3 투명 수지로서, 투명 접착제(41)를 충전하고, 제1 중간 모재 및 제2 중간 모재(39, 40)의 홈(19, 29)끼리를 마주보게 한 상태에서, 평면에서 볼 때 기준점 X와 기준점 Y가 중첩되도록(도 1의 (C), (D) 참조) 제1 중간 모재 및 제2 중간 모재(39, 40)를 적층하고 접합하여, 일체화한다. 이 때, 제1 중간 모재 및 제2 중간 모재(39, 40)가 평면에서 볼 때 환형으로 형성되어 있으므로, 기준점 X, Y를 중심으로 하여 용이하게 위치맞춤을 행할 수 있다. 그리고, 홈(19, 29)의 바닥부에 미소 평면부(23, 33)를 가지므로, 기포가 빠지기 쉽고, 투명 접착제(41)를 홈(19, 29)의 구석구석까지 충전할 수 있다. 또한, 볼록조(20, 30)의 정상부(頂部)에 미소 평면부(24, 34)를 가지는 것에 의해, 정상부의 결락이나 변형을 방지하고, 볼록조(20, 30)끼리를 맞닿게 하여 확실하게 가압하고, 밀착시킬 수 있다. 이 때, 투명 접착제(제3 투명 수지)(41)의 굴절율 η3는 제1 투명 수지 및 제2 투명 수지의 굴절율 η1, η2의 0.8∼1.2 배(보다 바람직하게는, 0.9∼1.1 배, 더욱 바람직하게는, 0.95∼1.05 배)의 범위에 있는 것이 바람직하다. 그리고, 투명 접착제(41)로서는, 자외선 등을 조사함으로써 경화시키는 광경화형 외에, 열경화형이나 2액 혼합형의 접착제를 사용할 수 있지만, 특히, 굴절율 η3를 굴절율 η1, η2에 근접가까이 하기 위하여, 굴절율을 조정한 굴절율 조정 수지로 이루어지는 광학용 접착제 등이 바람직하게 사용된다.

그리고, 각 홈의 경사면이 다각면, 오목면, 요철면을 가지는 경우, 그 경사면과, 홈에 충전되는 투명 접착제(제3 투명 수지)와의 밀착성이 우수하다. 특히, 경사면에 다수의 요철이 형성되어 있는 경우, 앵커 효과에 의해 밀착성을 높일 수 있다. 이로써, 홈 내를 투명 접착제(제3 투명 수지)로 간극없이 메워서 요철을 해소할 수 있다. 그 결과, 경사면과 제3 투명 수지의 계면에서 난반사(산란)를 발생시키지 않고 광을 통과시킬 수 있고, 굴절도 최소한으로 억제하여, 밝고 선명한 입체상을 얻을 수 있다(이상, 제4 공정).

상기 제4 공정에서는, 제3 투명 수지로서 투명 접착제(41)를 사용하였지만, 투명 접착제(41) 대신, 시트형의 투명 수지를 사용할 수도 있다.

즉, 도 6의 (A), (B)에 나타낸 바와 같이, 제1 중간 모재 및 제2 중간 모재(39, 40)의 볼록조(20, 30)을 마주보게 한 상태에서, 제1 중간 모재 및 제2 중간 모재(39, 40)의 사이에 제1 투명 수지 및 제2 투명 수지보다 융점이 낮고, 또한 제1 투명 수지 및 제2 투명 수지의 굴절율 η1, η2와 동일한 또는 근사한 굴절율 η3를 가지는 투명 수지 시트(제3 투명 수지)(43)를 끼우고, 가열 기구(機構)을 가지는 평면 프레스(44)의 사이에 배치하여, 주위를 진공으로 하여 가열하면서(구체적으로는 진공 가열로에 넣어서), 압압한다. 이로써, 투명 수지 시트(43)만을 용융시키고 제1 중간 모재 및 제2 중간 모재(39, 40)의 홈(19, 29)에 충전하고, 고착화시켜 제1 중간 모재 및 제2 중간 모재(39, 40)를 일체화시킬 수 있다.

투명 수지 시트(제3 투명 수지)(43)로서는, 예를 들면, 제오노아(ZEONOR: 등록상표, 유리 전이 온도: 100∼102 ℃인 것, 굴절율 η3: 1.53, 시클로올레핀 폴리머)를 사용하는 것이 바람직하지만, 그 외의 투명 수지로, 융점이 제1 투명 수지 및 제2 투명 수지보다 낮고, 투명도가 높고, 굴절율 η3가 제1 투명 수지 및 제2 투명 수지의 굴절율 η1, η2의 0.8∼1.2 배(더욱 바람직하게는, 0.9∼1.1 배, 더욱 바람직하게는, 0.95∼1.05 배)의 범위의 것이면 대체 가능하다.

그리고, 홈(19, 29) 내의 수지의 양이 부족하면, 공간이 형성되므로, 용융 후의 투명 수지가 홈(19, 29)으로부터 흘러넘치는 정도로 투명 수지 시트(43)의 두께 t1을 설정하는 것이 바람직하다. 따라서, 투명 수지 시트(43)의 용융 후의 체적이, 홈(19, 29)의 공간 체적과 동일 이상이 되도록 투명 수지 시트(43)의 두께 t1을 선택하면 된다. 예를 들면, 홈(19, 29)의 깊이 d에 대하여, 투명 수지 시트(43)의 두께 t1>d(더욱 상세하게는, 2d>t1>d)로 함으로써, 홈(19, 29)을 제3 투명 수지에 의해 완전히 메울 수 있다.

이 입체상 결상 장치(10)의 동작을, 도 2의 (A), (B)를 참조하여 설명하면, 도시하지 않은 대상물로부터의 광 L1은 P11로부터 제2 광제어 부재(15)에 진입하고, 금속 반사면(38)으로 이루어지는 동심원형 광반사부(14)의 P12에서 반사한다. P12에서 반사한 광은 제1 광제어 부재(13)에 진입하고, 금속 반사면(37)으로 이루어지는 방사형 광반사부(12)의 P13에서 반사하고, P14의 위치에서 제1 광제어 부재(13)로부터 공중으로 나가서 결상한다.

여기서, 도 2의 (B)의 Q11에서 제2 투명 수지(투명 평판재(26))로부터 제3 투명 수지(투명 접착제(41))로, Q12에서 제3 투명 수지(투명 접착제(41))로부터 제1 투명 수지(투명 평판재(16))로, 도 2의 (A)의 S11에서 제2 투명 수지(투명 평판재(26))로부터 제3 투명 수지(투명 접착제(41))로, S12에서 제3 투명 수지(투명 접착제(41))로부터 제1 투명 수지(투명 평판재(16))로 입광하지만, 제1 투명 수지 및 제2 투명 수지의 굴절율 η1, η2와 제3 투명 수지의 굴절율 η3가 거의 동일하므로, 전반사나 분광 등의 현상은 일어나지 않고, 굴절의 영향도 극히 작다. 그리고, P11, P14의 위치에서도 굴절을 일으키지만, P11, P14의 굴절은 상쇄된다. 또한, 방사형 광반사부(12) 및 동심원형 광반사부(14)는 표면 및 이면(도 2의 (A), (B)에서는 좌우)의 어느 측도 광반사부로서 기능한다.

이어서, 본 발명의 제2 실시예에 따른 입체상 결상 장치 및 그 제조 방법을 설명한다.

제1 실시예에 따른 입체상 결상 장치의 제조 방법과 마찬가지로, 도 3의 (A), (B), 도 4의 (A), (B)에 나타낸 제1 공정∼제3 공정을 거쳐, 제1 중간 모재 및 제2 중간 모재(39, 40)를 제조한다. 그 후, 도 7의 (A)에 나타낸 바와 같이,제1 중간 모재(39)의 홈(19)에, 제1 투명 수지의 굴절율 η1과 동일한 또는 근사한 굴절율 η3를 가지는 제3 투명 수지로서, 투명 접착제(45)를 충전하고, 표면이 평탄한 투명 수지판(46)을 적층한다. 그리고, 투명 접착제(45)를 경화시켜, 제1 중간 모재(39)과 투명 수지판(46)을 접합함으로써, 도 7의 (B)에 나타낸 제1 광제어 부재(47)가 얻어진다(이상, 제4 공정).

또한, 도 8의 (A)에 나타낸 바와 같이, 제2 중간 모재(40)의 홈(29)에, 제2 투명 수지의 굴절율 η2과 동일한 또는 근사한 굴절율 η4를 가지는 제4 투명 수지로서, 투명 접착제(48)를 충전하고, 표면이 평탄한 투명 수지판(49)을 적층한다. 그리고, 투명 접착제(48)를 경화시켜, 제2 중간 모재(40)과 투명 수지판(49)을 접합함으로써, 도 8의 (B)에 나타낸 제2 광제어 부재(50)가 얻어진다(이상, 제5 공정).

상기 제4, 제5 공정에 있어서, 투명 접착제(제3, 제4 투명 수지)(45, 48)의 굴절율 η3, η4는 제1 투명 수지 및 제2 투명 수지의 굴절율 η1, η2의 0.8∼1.2 배(보다 바람직하게는, 0.9∼1.1 배, 더욱 바람직하게는, 0.95∼1.05 배)의 범위에 있는 것이 바람직하다. 그리고, 투명 접착제(제3, 제4 투명 수지)(45, 48)는, 제1 실시예에서의 투명 접착제(41)와 동일한 것이 바람직하게 사용된다.

또한, 상기 제4, 제5 공정에 있어서, 제1 중간 모재 및 제2 중간 모재(39, 40)에 투명 수지판(46, 49)을 적층함으로써, 제1 광제어 부재 및 제2 광제어 부재(47, 50)의 표면을 용이하게 평탄(평면)화할 수 있지만, 경화 후의 투명 접착제(제3, 제4 투명 수지)(45, 48)의 표면을 절삭이나 연마 등에 의해 평면화 처리할 수 있는 경우에는, 투명 수지판(46, 49)을 생략할 수 있다. 그리고, 투명 수지판(46, 49)의 재질은, 제1 투명 수지 및 제2 투명 수지와 동일한 것이 바람직하게 사용되지만, 그 굴절율이, 제1 투명 수지 및 제2 투명 수지의 굴절율 η1, η2의 0.8∼1.2 배(보다 바람직하게는, 0.9∼1.1 배, 더욱 바람직하게는, 0.95∼1.05 배)의 범위에 있는 것이면 사용 가능하다.

제4, 제5 공정에서 얻어진 제1 광제어 부재 및 제2 광제어 부재(47, 50)를 평면에서 볼 때 각각의 기준점 X, Y(도 1의 (C), (D) 참조)가 중첩되도록 적층하고 투명 접착제 등을 사용하여(예를 들면, 진공 상태에서) 접합함으로써, 도 9의 (A), (B)에 나타낸 제2 실시예에 따른 입체상 결상 장치(51)가 완성된다. 이 입체상 결상 장치(51)는, 제1 실시예와 마찬가지로, 금속 반사면(37)으로 이루어지는 방사형 광반사부(12) 및 금속 반사면(38)으로 이루어지는 동심원형 광반사부(14)를 가지고 있는(이상, 제6 공정).

이상과 같이 하여 얻어진 입체상 결상 장치(51)의 동작을 설명하면, 도시하지 않은 대상물로부터의 광 L2는 P21로부터 제2 광제어 부재(50)에 진입하고, 금속 반사면(38)으로 이루어지는 동심원형 광반사부(14)의 P22에서 반사한다. P22에서 반사한 광은 제1 광제어 부재(47)에 진입하고, 금속 반사면(37)으로 이루어지는 방사형 광반사부(12)의 P23에서 반사하고, P24의 위치에서 제1 광제어 부재(47)부터 공중으로 나가서 결상한다.

여기서, 도 9의 (B)의 Q21에서 투명 수지판(49)으로부터 제4 투명 수지(투명 접착제(48))로, Q22에서 제4 투명 수지(투명 접착제(48))로부터 제2 투명 수지(투명 평판재(26))로, 도 9 (A)의 S21에서 제1 투명 수지(투명 평판재(16))로부터 제3 투명 수지(투명 접착제(45))로, Q23에서 제3 투명 수지(투명 접착제(45))로부터 투명 수지판(46)로 입광하지만, 제1∼제4 투명 수지의 굴절율 η1∼η4) 및 투명 수지판(46, 49)의 굴절율이 거의 동일하므로, 전반사나 분광 등의 현상은 일어나지 않고, 굴절의 영향도 극히 작다. 또한, 제1 광제어 부재 및 제2 광제어 부재(47, 50)의 사이에도 투명 접착제층(52)이 존재하지만, 투명 접착제(45, 48)와 마찬가지로, 제1 투명 수지 및 제2 투명 수지의 굴절율 η1, η2와 거의 동일한 굴절율을 가지는 투명 접착제를 사용하고, 두께도 얇게(5∼50 μm) 함으로써, 투명 접착제층(52)을 통과할 때의 굴절의 영향은 극히 작고, 전반사 등의 현상은 일어나지 않는다. 그리고, P21, P24의 위치에서도 굴절을 일으키지만, P21, P24의 굴절은 상쇄된다. 또한, 방사형 광반사부(12) 및 동심원형 광반사부(14)는 표면 및 이면(도 9의 (A), (B)에서는 좌우)의 어느 측도 광반사부로서 기능한다.

그리고, 도 9의 (A), (B)에서는, 제1 광제어 부재 및 제2 광제어 부재(47, 50)의 이면측(홈(19, 29)이 형성되어 있지 않은 면)끼리가 접하도록 중첩하여 접합해도 되고, 표면측끼리를 중첩하여 접합해도 되고, 표면측과 이면측이 접하도록 중첩하여 접합해도 된다. 어느 경우에도, 완성된 입체상 결상 장치의 일측에 방사형 광반사부가 배치되고, 타측에 동심원형 광반사부가 배치되므로, 동작에 차이는 없고, 입체상을 형성할 수 있다.

이어서, 본 발명의 제3 실시예에 따른 입체상 결상 장치 및 그 제조 방법을 설명한다.

도 10의 (A), (B)에 나타낸 제3 실시예에 따른 입체상 결상 장치(60)는, 1장의 투명 평판재(61)의 일측(표면측)에 복수의 방사형 광반사부(제1 수직 광반사부)(62)를 구비한 제1 광제어부(63)를 가지고, 타측(이면측)에 복수의 동심원형 광반사부(제2 수직 광반사부)(64)를 구비한 제2 광제어부(65)를 가지고 있다.

도 10의 (A), (B), 도 11의 (A), (B)에 나타낸 바와 같이, 이 투명 평판재(61)의 일측(표면측)에는, 기준점 X(도시하지 않음)을 중심으로 하여, 수직면(66)과 경사면(67)을 가지는 단면 삼각형의 복수의 제1 홈(68)이 방사형으로 배치되어 있고, 투명 평판재(61)의 타측(이면측)에는, 평면에서 볼 때 기준점 X에 중첩되는 기준점 Y(도시하지 않음)을 중심으로 하여, 수직면(69)과 경사면(70)을 가지는 단면 삼각형의 복수의 제2 홈(71)이 동심원형으로 배치되어 있다. 그리고, 이웃하는 제1 홈(68)의 사이에는 단면 삼각형의 복수의 제1 볼록조(72)가 형성되고, 이웃하는 제2 홈(71)의 사이에는 단면 삼각형의 복수의 제2 볼록조(73)가 형성되어 있다.

또한, 도 11의 (A), (B)에 나타낸 바와 같이, 제1 홈(68)의 경사면(67)의 하단과 수직면(66)의 하단 사이(제1 홈(68)의 바닥부), 제2 홈(71)의 경사면(70)의 하단과 수직면(69)의 하단 사이(제2 홈(71)의 바닥부)에는 각각 미소 평면부(75)가 형성되고, 제1 홈(68)의 경사면(67)의 상단과 수직면(66)의 상단 사이(제1 볼록조(72)의 정상부), 제2 홈(71)의 경사면(70)의 상단과 수직면(69)의 상단 사이(제2 볼록조(73)의 정상부)에는 각각 미소 평면부(76)가 형성되어 있다. 이 미소 평면부(75, 76)의 폭은, 제1 실시예에서의 미소 평면부(23, 24)와 동일하다.

이 입체상 결상 장치(60)를 제조할 때는, 먼저, 제1 투명 수지(굴절율 η1을 원료로 하여, 인젝션 성형(또는 프레스 성형 또는 롤 성형)에 의해 성형을 행하여, 성형 모재(74)를 제조한다. 이 때 원료로 되는 제1 투명 수지는 제1 실시예의 제1 투명 수지 및 제2 투명 수지와 동일한 것이 바람직하게 사용된다. 또한, 성형 후는, 제1 실시예와 마찬가지로, 가열 냉각 처리를 행하여, 잔류 응력 등을 제거하는 것이 바람직하다(이상, 제1 공정).

다음으로, 도 12의 (A), (B)에 나타낸 바와 같이, 성형 모재(74)의 제1 홈 및 제2 홈(68, 71)의 수직면(66, 69)에 선택적으로 금속 반사면(경면)(79, 80)을 형성한다. 금속 반사면(79, 80)의 형성은, 제1 실시예과 마찬가지로, 스퍼터링 등에 의해 금속 입자를 조사하는 방법이 바람직하게 사용된다. 이 때의 경사면(67, 70)의 각도 θ1과, 금속 입자의 조사 방향(77, 78)(각도 θ2)의 관계도 제1 실시예와 동일하다. 이로써, 도 10의 (A), (B)에 나타낸 제1, 제2 광제어부(63, 65)의 방사형 광반사부(62), 동심원형 광반사부(64)가 되는 금속 반사면(79, 80)이 형성되고, 중간 모재(81)가 제조된다. 그리고, 제1 광제어부(63) 측과 제2 광제어부(65) 측에서는 금속 입자의 조사 방향(77, 78)이 상이하므로, 제1 광제어부(63) 측과 제2 광제어부(65) 측에서 따로따로 금속 입자의 조사를 행하는 것이 바람직하다(이상, 제2 공정).

다음으로, 도 13의 (A), (B)에 나타낸 바와 같이, 중간 모재(81)의 제1 홈 및 제2 홈(68, 71)에, 각각 제1 투명 수지의 굴절율 η1과 동일한 또는 근사한 굴절율 η2를 가지는 제2 투명 수지로서, 투명 접착제(82)를 충전하고, 중간 모재(81)의 양면에 표면이 평탄한 투명 수지판(83)을 적층한다. 그리고, 투명 접착제(82)를 경화시켜, 중간 모재(81)과 양면의 투명 수지판(83)을 접합함으로써, 도 10의 (A), (B)에 나타낸 입체상 결상 장치(60)가 얻어진다(이상, 제3 공정).

상기 제3 공정에 있어서, 투명 접착제(제2 투명 수지)(82)의 굴절율 η2는 제1 투명 수지의 굴절율 η1의 0.8∼1.2 배(보다 바람직하게는, 0.9∼1.1 배, 더욱 바람직하게는, 0.95∼1.05 배)의 범위에 있는 것이 바람직하다. 그리고, 투명 접착제(제2 투명 수지)(82)는, 제1 실시예에서의 투명 접착제(41)와 동일한 것이 바람직하게 사용된다.

또한, 상기 제3 공정에 있어서, 중간 모재(81)의 양면에 투명 수지판(83)을 적층함으로써, 입체상 결상 장치(60)의 양면을 용이하게 평탄(평면)화할 수 있지만, 경화 후의 투명 접착제(제2 투명 수지)(82)의 표면을 절삭이나 연마 등에 의해 평면화 처리할 수 있는 경우에는, 투명 수지판(83)을 생략할 수 있다. 그리고, 투명 수지판(83)의 재질은, 제1 투명 수지와 동일한 것이 바람직하게 사용되지만, 그 굴절율이, 제1 투명 수지의 굴절율 η1의 0.8∼1.2 배(보다 바람직하게는, 0.9∼1.1 배, 더욱 바람직하게는, 0.95∼1.05 배)의 범위에 있는 것이면 사용 가능하다.

이상과 같이 하여 얻어진 입체상 결상 장치(60)의 동작을, 도 10의 (A), (B)를 참조하여 설명하면, 도시하지 않은 대상물로부터의 광 L3는 P31로부터 제2 광제어부(65)에 진입하고, 금속 반사면(80)으로 이루어지는 동심원형 광반사부(64)의 P32에서 반사한다. P32에서 반사한 광은 제1 광제어부(63)에 진입하고, 금속 반사면(79)으로 이루어지는 방사형 광반사부(62)의 P33에서 반사하고, P34의 위치에서 제1 광제어부(63)로부터 공중으로 나가서 결상한다.

여기서, 도 10의 (B)의 Q31에서 투명 수지판(83)으로부터 제2 투명 수지(투명 접착제(82))로, Q32에서 제2 투명 수지(투명 접착제(82))로부터 제1 투명 수지(투명 평판재(61))로, 도 10의 (A)의 S31에서 제1 투명 수지(투명 평판재(61))로부터 제2 투명 수지(투명 접착제(82))로, Q33에서 제2 투명 수지(투명 접착제(82))로부터 투명 수지판(83)로 입광하지만, 제1 투명 수지 및 제2 투명 수지의 굴절율 η1, η2 및 투명 수지판(83)의 굴절율이 거의 동일하므로, 전반사나 분광 등의 현상은 일어나지 않고, 굴절의 영향도 극히 작다. 그리고, P31, P34의 위치에서도 굴절을 일으키지만, P31, P34의 굴절은 상쇄된다. 또한, 방사형 광반사부(62) 및 동심원형 광반사부(64)는 표면 및 이면(도 10의 (A), (B)에서는 좌우)의 어느 측도 광반사부로서 기능한다.

이어서, 본 발명의 제4 실시예에 따른 입체상 결상 장치 및 그 제조 방법을 설명한다.

도 14의 (A), (B)에 나타낸 제4 실시예에 따른 입체상 결상 장치(84)는, 제3 실시예와 마찬가지로, 투명 평판재(85)의 일측에 복수의 방사형 광반사부(제1 수직 광반사부)(86)를 구비한 제1 광제어부(87)를 가지고, 투명 평판재(85)의 타측에 복수의 동심원형 광반사부(제2 수직 광반사부)(88)를 구비한 제2 광제어부(89)를 가지고 있다. 이 투명 평판재(85)의 일측(표면측)에는, 방사형 광반사부(86)가 되는 수직면(90)과 경사면(91)을 가지는 단면 사다리꼴의 복수의 제1 볼록조(92)가, 기준점 X(도시하지 않음)을 중심으로 하여, 방사형으로 배치되어 있고, 투명 평판재(85)의 타측(이면측)에는, 평면에서 본 기준점 X에 중첩되는 기준점 Y(도시하지 않음)을 중심으로 하여, 동심원형 광반사부(88)가 되는 수직면(93)과 경사면(94)을 가지는 단면 사다리꼴의 복수의 제2 볼록조(95)이 동심원형으로 배치되어 있다. 그리고, 이웃하는 제1 볼록조(92)의 사이에는 단면 삼각형의 복수의 제1 홈(96)이 형성되고, 이웃하는 제2 볼록조(95)의 사이에는 단면 삼각형의 복수의 제2 홈(97)이 형성되어 있다. 그리고, 제1 볼록조(92)의 경사면(91)의 하단과 수직면(90)의 하단과 사이(제1 홈(96)의 바닥부), 제2 볼록조(95)의 경사면(94)의 하단과 수직면(93)의 하단 사이(제2 홈(97)의 바닥부)에는 각각 미소 평면부(98)가 형성되어 있다. 이 미소 평면부(98)의 폭은, 제1 실시예에서의 미소 평면부(23, 33)와 동일하다.

제3 실시예에서는, 제1 홈 및 제2 홈(68, 71)의 수직면(66, 69)에 금속 반사면(79, 80)을 형성하고, 방사형 광반사부(62) 및 동심원형 광반사부(64)로서 기능시켰지만, 본 실시예에서는, 제1 홈 및 제2 홈(96, 97) 내의 공기층(기체층의 일례)을 사용하여, 제1, 제2 볼록조(92, 95)의 수직면(90, 93)을 전반사면으로 함으로써, 그대로 방사형 광반사부(86) 및 동심원형 광반사부(88)로서 기능시키고 있다. 이 때, 제1, 제2 볼록조(92, 95)가 단면 사다리꼴로 형성되는 것에 의해, 각각 폭 넓은 표면 수평부(99)를 가지고 있으므로, 입체상의 형성에 사용되는 투명 평판재(85) 표면의 면적이 감소하는 것을 방지하여, 밝은 입체상을 얻을 수 있다.

이 입체상 결상 장치(84)를 제조할 때는, 제3 실시예와 마찬가지로, 투명 수지를 원료로 하여, 인젝션 성형(또는 프레스 성형 또는 롤 성형)에 의해 성형을 행한다. 이 때 원료로 되는 투명 수지는 제1 실시예의 제1 투명 수지 및 제2 투명 수지와 동일한 것이 바람직하게 사용되지만, 전반사를 이용하므로, 재질은 특별히 한정되지 않는다. 그리고, 성형 후는, 제1 실시예와 마찬가지로, 가열 냉각 처리를 행하여, 잔류 응력 등을 제거하는 것이 바람직하다.

입체상 결상 장치(84)에서는, 방사형 광반사부(86) 및 동심원형 광반사부(88)가 되는 제1, 제2 볼록조(92, 95)의 수직면(90, 93)이, 공기층을 사용한 전반사면이므로, 수직면(90, 93)에 금속 반사면을 형성할 필요나 제1 홈 및 제2 홈(96, 97)에 투명 수지를 충전할 필요가 없고, 인젝션 성형 등에 의해 성형된 성형체를 그대로 입체상 결상 장치(84)로서 사용할 수 있다. 따라서, 경사면(91, 94)은 다각면, 오목면, 요철면 등을 가질 필요는 없으며, 평면이면 된다.

또한, 이 입체상 결상 장치(84)에서는, 제1, 제2 광제어부(87, 89)를 1장의 투명 평판재(85)의 표면 및 이면에 동시에 성형할 수 있으므로, 방사형 광반사부(86)와 동심원형 광반사부(88)의 위치맞춤도 용이하며 생산성이 우수하다.

이상과 같이 하여 얻어진 입체상 결상 장치(84)의 동작을, 도 14의 (A), (B)을 참조하여 설명하면, 도시하지 않은 대상물로부터의 광 L4는, 제2 볼록조(95)에서의 표면 수평부(99) 상의 P41로부터 제2 광제어부(89)에 진입한다. 여기서, 제2 홈(97) 내(수직면(93)의 외측 영역)에는 공기가 존재하고 있고, 투명 평판재(85)(제2 볼록조(95) 내)의 굴절율 η1은, 수직면(93)의 외측 영역, 즉 공기층의 굴절율 ηa보다 크다. 이 때문에, 제2 볼록조(95) 내를 진행한 광이 수직면(93) 상의 P42에 입사할 때, 그 입사각 θi1이 sinθc=η1/ηa의 관계를 만족시키는 임계각(θc)을 초과하는 경우, 수직면(93)의 내측이 전반사면이 되고, 동심원형 광반사부(88)로서 기능하고, P42에서 광의 전반사가 일어난다. P42에서 반사한 광은 투명 평판재(85) 내를 진행하고, 제1 광제어부(87)(제1 볼록조(92) 내)에 진입한다. 그리고, 수직면(90) 상의 P43에 도달한 광의 입사각 θi2가 임계각(θc)을 초과하는 경우, 전술한 바와 마찬가지로 수직면(90)의 내측이 전반사면이 되고, 방사형 광반사부(86)로서 기능하고, P43에서 광의 전반사가 일어난다. P43에서 반사한 광은, 제1 볼록조(92)에서의 표면 수평부(99) 상의 P44의 위치에서 제1 광제어부(87)로부터 공중으로 나가서 결상한다.

이 때, 제1 홈 및 제2 홈(96, 97)의 바닥부에 설치된 미소 평면부(98)를 통과하는 광은 적고, 많은 광이 제1, 제2 볼록조(92, 95)의 내부를 통과하므로, 방사형 광반사부(86) 및 동심원형 광반사부(88)에서 전반사하는 광의 양을 증가시킬 수 있어, 밝고 선명한 입체상을 형성할 수 있다. 그리고, P41, P44의 위치에서도 굴절을 일으키지만, P41, P44의 굴절은 상쇄된다.

본 발명은 이상의 실시예로 한정되지 않고, 각각의 실시예에 따른 입체상 결상 장치의 제조 방법을 조합하여, 입체상 결상 장치를 제조하는 경우도 본 발명은 적용된다.

본 발명에서는, 제1 수직 광반사부 및 제2 수직 광반사부로서, 방사형 광반사부 및 동심원형 광반사부를 가지는 입체상 결상 장치 및 그 제조 방법에 대하여 설명하였으나, 제1∼제4 실시예에서의 각 제조 공정은, 예를 들면, 종래와 같이 제1, 제2 광제어 패널(또는 광제어부)의 복수의 수직 광반사면(밴드형 광반사면)이 각각 직선형(평행)이며, 평면에서 볼 때 직교하도록 배치되는 입체상 결상 장치에 대해서도 적용할 수 있다.

특히, 각 홈의 경사면을 형성하는 금형 부분의 표면에, 미리 숏 블라스트 처리나 나시지 처리 등에 의해 요철을 형성하고, 각 홈의 경사면에 금형의 요철을 전사하여 요철을 형성하는 기술은, 금형으로부터의 탈형을 용이하게 하는 것에 더하여, 각 홈의 경사면과, 각 홈에 충전되는 투명 수지와의 밀착성을 높이는 것을 목적으로 하고 있다. 따라서, 이 기술은 입체상 결상 장치의 제조에 있어서, 홈의 내부에 투명 수지를 충전할 때 유용하며, 그 때의 홈 형상이나 배치는 구애받지 않는다.

제1∼제3 실시예에서는, 각 홈의 수직면에 스퍼터링 등의 방법으로 금속 입자의 조사를 행하여 금속 반사면(경면)을 형성하였으나, 그 외에, 금속 페이스트를 도포하는 등을 행하여 금속 반사면을 형성해도 된다.

제2 실시예의 제6 공정에서는, 제1 광제어 부재 및 제2 광제어 부재를 투명 접착제 등을 사용하여 접합하는 경우에 대하여 설명하였으나, 제1 광제어 부재 및 제2 광제어 부재는, 간극을 가지고 또는 간극없이 중첩시킴으로써, 입체상 결상 장치로서 사용할 수 있다.

제4 실시예에서는, 1장의 투명 평판재의 양면(표면 및 이면)에 제1, 제2 광제어부를 동시에 성형한 것에 대하여 설명하였으나, 2장의 투명 평판재에 따로따로 제1 광제어 부재 및 제2 광제어 부재를 성형하고 투명 접착제 등으로 접합하는 것도 가능하다. 그리고, 제4 실시예에서는, 제1 홈 및 제2 홈이 입체상 결상 장치의 양면에 개구되어 있고, 티끌 등의 이물질이 진입하여 쌓이기 쉬우므로, 투명 평판재의 굴절율과 동일한 또는 근사한 굴절율을 가지는 투명판을 입체상 결상 장치의 양면에 접합하는 등을 행하여 제1 홈 및 제2 홈에 덮개를 하고, 각 홈의 내부에 공기층을 형성해도 된다. 또한, 2장의 투명 평판재에 따로따로 제1 광제어 부재 및 제2 광제어 부재를 성형하고 투명 접착제 등으로 접합할 때, 제1 홈 및 제2 홈을 마주보게 하고 밀봉하여, 각 홈의 내부에 공기층을 형성할 수도 있다. 그리고, 제1 홈 및 제2 홈에, 공기 대신 질소 등의 기체를 봉입(封入)하여 기체층을 형성해도 되고, 제1 홈 및 제2 홈의 내부를 진공으로 해도 된다.

그리고, 본 발명의 동심원형 광반사부는, 완전한 원형뿐만 아니라, 다각형상으로 형성하고, 그 각 면이 방사형 광반사부와 직교하도록 한 것도 포함한다.

[산업상 이용가능성]

본 발명에 따른 입체상 결상 장치 및 입체상 결상 장치의 제조 방법에 있어서는, 복수의 방사형 광반사부와 복수의 동심원형 광반사부를 가지는 것에 의해, 결상 범위가 넓고, 광반사부의 배치 간격을 미세하게 하여 많은 광반사부를 밀하게 배치할 수 있으므로, 시야각을 넓히고, 고스트가 적은 밝고 선명한 입체상을 형성할 수 있고, 입체 표시 기기, 게임기, 놀이 기기, 광고 탑 등에 응용할 수 있다. 또한, 구조도 간단하므로, 저렴하고 양산성이 우수한 입체상 결상 장치를 제조할 수 있다.

10: 입체상 결상 장치, 12: 방사형 광반사부(제1 수직 광반사부), 13: 제1 광제어 부재, 14: 동심원형 광반사부(제2 수직 광반사부), 15: 제2 광제어 부재, 16: 투명 평판재, 17: 수직면, 18: 경사면, 19: 홈, 20: 볼록조, 21: 제1 성형 모재, 23, 24: 미소 평면부, 26: 투명 평판재, 27: 수직면, 28: 경사면, 29: 홈, 30: 볼록조, 31, 제2 성형 모재, 33, 34: 미소 평면부, 35, 36: 조사 방향, 37, 38: 금속 반사면, 39: 제1 중간 모재, 40: 제2 중간 모재, 41: 투명 접착제(제3 투명 수지), 43: 투명 수지 시트 (제3 투명 수지), 44: 평면 프레스, 45: 투명 접착제(제3 투명 수지), 46: 투명 수지판, 47: 제1 광제어 부재, 48: 투명 접착제(제4 투명 수지), 49: 투명 수지판, 50: 제2 광제어 부재, 51: 입체상 결상 장치, 52: 투명 접착제층, 60: 입체상 결상 장치, 61: 투명 평판재, 62: 방사형 광반사부(제1 수직 광반사부), 63: 제1 광제어부, 64: 동심원형 광반사부(제2 수직 광반사부), 65: 제2 광제어부, 66: 수직면, 67: 경사면, 68: 제1 홈, 69: 수직면, 70: 경사면, 71: 제2 홈, 72: 제1 볼록조, 73: 제2 볼록조, 74: 성형 모재, 75, 76: 미소 평면부, 77, 78: 조사 방향, 79, 80: 금속 반사면, 81: 중간 모재, 82: 투명 접착제(제2 투명 수지), 83: 투명 수지판, 84: 입체상 결상 장치, 85: 투명 평판재, 86: 방사형 광반사부(제1 수직 광반사부), 87: 제1 광제어부, 88: 동심원형 광반사부(제2 수직 광반사부), 89: 제2 광제어부, 90: 수직면, 91: 경사면, 92: 제1 볼록조, 93: 수직면, 94: 경사면, 95: 제2 볼록조, 96: 제1 홈, 97: 제2 홈, 98: 미소 평면부, 99: 표면 수평부

Claims (11)

1. 평면에서 볼 때 환형(環形) 또는 환형의 일부를 사용한 형상으로 형성되는 입체상 결상 장치로서,
   투명 평판재의 일측에 기준점 X를 중심으로 하여, 수직면과 경사면을 가지는 단면(斷面) 삼각형의 복수의 제1 홈, 및 이웃하는 상기 제1 홈의 사이에 형성되는 단면 삼각형의 복수의 제1 볼록조(凸條)가 각각 방사형으로 배치되고, 상기 투명 평판재의 타측에 평면에서 볼 때 상기 기준점 X에 중첩되는 기준점 Y를 중심으로 하여, 수직면과 경사면을 가지는 단면 삼각형의 복수의 제2 홈, 및 이웃하는 상기 제2 홈의 사이에 형성되는 단면 삼각형의 복수의 제2 볼록조가 각각 동심원형으로 배치되어 있고, 상기 제1 홈의 상기 수직면에는 제1 수직 광반사부가 되는 금속 반사면이 형성되고, 상기 제2 홈의 상기 수직면에는 제2 수직 광반사부가 되는 금속 반사면이 형성되고, 상기 제1 홈 및 제2 홈에는, 상기 투명 평판재의 굴절율의 0.95∼1.05배의 범위에 있는 굴절율을 가지는 투명 수지가 충전되고, 상기 입체상 결상 장치는 양 표면이 평탄한 평판형으로 되어 있는,
   입체상 결상 장치.
2. 평면에서 볼 때 환형(環形) 또는 환형의 일부를 사용한 형상으로 형성되는 입체상 결상 장치로서,
   투명 평판재의 일측에 기준점 X를 중심으로 하여, 수직면과 경사면을 가지는 단면(斷面) 사다리꼴의 복수의 제1 볼록조, 및 이웃하는 상기 제1 볼록조의 사이에 형성되는 단면 삼각형의 복수의 제1 홈이 각각 방사형으로 배치되고, 상기 투명 평판재의 타측에 평면에서 볼 때 상기 기준점 X에 중첩되는 기준점 Y를 중심으로 하여, 수직면과 경사면을 가지는 단면 사다리꼴의 복수의 제2 볼록조, 및 이웃하는 상기 제2 볼록조의 사이에 형성되는 단면 삼각형의 복수의 제2 홈이 각각 동심원형으로 배치되어 있고, 상기 제1 볼록조의 상기 수직면은, 기체층 또는 진공을 사용한 제1 수직 광반사부가 되는 전반사면이고, 상기 제2 볼록조의 상기 수직면은, 기체층 또는 진공을 사용한 제2 수직 광반사부가 되는 전반사면인,
   입체상 결상 장치.
3. 평면에서 볼 때 환형 또는 환형의 일부를 사용한 형상으로 형성되는 입체상 결상 장치의 제조 방법으로서,
   투명 평판재의 일측에 기준점 X를 중심으로 하여, 수직면과 경사면을 가지는 단면 삼각형의 복수의 홈, 및 이웃하는 상기 홈의 사이에 형성되는 단면 삼각형의 복수의 볼록조가 각각 방사형으로 배치된 제1 성형 모재(母材)를, 제1 투명 수지로부터 프레스 성형, 인젝션 성형 및 롤 성형 중 어느 하나에 의해 제조하는 제1 공정;
   투명 평판재의 일측에 기준점 Y를 중심으로 하여, 수직면과 경사면을 가지는 단면 삼각형의 복수의 홈, 및 이웃하는 상기 홈의 사이에 형성되는 단면 삼각형의 복수의 볼록조가 각각 동심원형으로 배치된 제2 성형 모재를, 제2 투명 수지로부터 프레스 성형, 인젝션 성형 및 롤 성형 중 어느 하나에 의해 제조하는 제2 공정;
   상기 제1 성형 모재 및 제2 성형 모재의 상기 홈의 수직면에만 제1 수직 광반사부 및 제2 수직 광반사부가 되는 금속 반사면을 선택적으로 형성하여, 제1 중간 모재 및 제2 중간 모재를 제조하는 제3 공정; 및
   상기 제1 중간 모재 및 제2 중간 모재의 상기 홈에, 상기 제1 투명 수지 및 제2 투명 수지의 굴절율의 0.95∼1.05배의 범위에 있는 굴절율을 가지는 제3 투명 수지를 충전하고, 상기 제1 중간 모재 및 제2 중간 모재의 상기 홈끼리를 마주보게 한 상태에서, 평면에서 볼 때 각각의 상기 기준점 X, Y가 중첩되도록 상기 제1 중간 모재 및 제2 중간 모재를 적층하여 접합하는 제4 공정
   을 포함하는 입체상 결상 장치의 제조 방법.
4. 평면에서 볼 때 환형 또는 환형의 일부를 사용한 형상으로 형성되는 입체상 결상 장치의 제조 방법으로서,
   투명 평판재의 일측에 기준점 X를 중심으로 하여, 수직면과 경사면을 가지는 단면 삼각형의 복수의 홈, 및 이웃하는 상기 홈의 사이에 형성되는 단면 삼각형의 복수의 볼록조가 각각 방사형으로 배치된 제1 성형 모재를, 제1 투명 수지로부터 프레스 성형, 인젝션 성형 및 롤 성형 중 어느 하나에 의해 제조하는 제1 공정;
   투명 평판재의 일측에 기준점 Y를 중심으로 하여, 수직면과 경사면을 가지는 단면 삼각형의 복수의 홈, 및 이웃하는 상기 홈의 사이에 형성되는 단면 삼각형의 복수의 볼록조가 각각 동심원형으로 배치된 제2 성형 모재를, 제2 투명 수지로부터 프레스 성형, 인젝션 성형 및 롤 성형 중 어느 하나에 의해 제조하는 제2 공정;
   상기 제1 성형 모재 및 제2 성형 모재의 상기 홈의 수직면에만 제1 수직 광반사부 및 제2 수직 광반사부가 되는 금속 반사면을 선택적으로 형성하여, 제1 중간 모재 및 제2 중간 모재를 제조하는 제3 공정;
   상기 제1 중간 모재의 상기 홈에, 상기 제1 투명 수지의 굴절율의 0.95∼1.05 배의 범위에 있는 굴절율을 가지는 제3 투명 수지를 충전하고, 표면을 평면화하여 제1 광제어 부재를 형성하는 제4 공정;
   상기 제2 중간 모재의 상기 홈에, 상기 제2 투명 수지의 굴절율의 0.95∼1.05배의 범위에 있는 굴절율을 가지는 제4 투명 수지를 충전하고, 표면을 평면화하여 제2 광제어 부재를 형성하는 제5 공정; 및
   상기 제1 광제어 부재 및 제2 광제어 부재를 평면에서 볼 때 각각의 상기 기준점 X, Y가 중첩되도록 간극을 가지고 또는 간극없이 중첩시키는 제6 공정
   을 포함하는 입체상 결상 장치의 제조 방법.
5. 평면에서 볼 때 환형 또는 환형의 일부를 사용한 형상으로 형성되는 입체상 결상 장치의 제조 방법으로서,
   투명 평판재의 일측에 기준점 X를 중심으로 하여, 수직면과 경사면을 가지는 단면 삼각형의 복수의 제1 홈, 및 이웃하는 상기 제1 홈의 사이에 형성되는 단면 삼각형의 복수의 제1 볼록조가 각각 방사형으로 배치되고, 상기 투명 평판재의 타측에 평면에서 볼 때 상기 기준점 X에 중첩되는 기준점 Y를 중심으로 하여, 수직면과 경사면을 가지는 단면 삼각형의 복수의 제2 홈, 및 이웃하는 상기 제2 홈의 사이에 형성되는 단면 삼각형의 복수의 제2 볼록조가 각각 동심원형으로 배치된 성형 모재를, 제1 투명 수지로부터 프레스 성형, 인젝션 성형 및 롤 성형 중 어느 하나에 의해 제조하는 제1 공정;
   상기 성형 모재의 상기 제1 홈 및 제2 홈의 수직면에만 제1 수직 광반사부 및 제2 수직 광반사부가 되는 금속 반사면을 선택적으로 형성하여 중간 모재를 제조하는 제2 공정; 및
   상기 중간 모재의 상기 제1 홈 및 제2 홈에, 상기 제1 투명 수지의 굴절율의 0.95∼1.05배의 범위에 있는 굴절율을 가지는 제2 투명 수지를 충전하고, 표면을 평면화하는 제3 공정
   을 포함하는 입체상 결상 장치의 제조 방법.
6. 평면에서 볼 때 환형 또는 환형의 일부를 사용한 형상으로 형성되는 입체상 결상 장치의 제조 방법으로서,
   투명 평판재의 일측에 기준점 X를 중심으로 하여, 제1 수직 광반사부가 되는 수직면과 경사면을 가지는 단면 사다리꼴의 복수의 제1 볼록조, 및 이웃하는 상기 제1 볼록조의 사이에 형성되는 단면 삼각형의 복수의 제1 홈이 각각 방사형으로 배치되고, 상기 투명 평판재의 타측에 평면에서 볼 때 상기 기준점 X에 중첩되는 기준점 Y를 중심으로 하여, 제2 수직 광반사부가 되는 수직면과 경사면을 가지는 단면 사다리꼴의 복수의 제2 볼록조, 및 이웃하는 상기 제2 볼록조의 사이에 형성되는 단면 삼각형의 복수의 제2 홈이 각각 동심원형으로 배치된 성형체를, 투명 수지로부터 프레스 성형, 인젝션 성형 및 롤 성형 중 어느 하나에 의해 제조하는 공정을 포함하고,
   상기 제1 볼록조 및 상기 제2 볼록조의 상기 수직면은, 기체층 또는 진공을 사용한 전반사면인,
   입체상 결상 장치의 제조 방법.
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제
11. 삭제

Images