WO2016190052A1 - 光学素子の製造方法及び反射型空中結像素子の製造方法 - Google Patents

光学素子の製造方法及び反射型空中結像素子の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2016190052A1
WO2016190052A1 PCT/JP2016/063449 JP2016063449W WO2016190052A1 WO 2016190052 A1 WO2016190052 A1 WO 2016190052A1 JP 2016063449 W JP2016063449 W JP 2016063449W WO 2016190052 A1 WO2016190052 A1 WO 2016190052A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
optical element
manufacturing
adhesive
laminate
reflective
Prior art date
Application number
PCT/JP2016/063449
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
博久 北野
平岡　潔
顕嗣 河野
康司 大西
Original Assignee
コニカミノルタ株式会社
有限会社オプトセラミックス
泉陽光学株式会社
三国製鏡株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by コニカミノルタ株式会社, 有限会社オプトセラミックス, 泉陽光学株式会社, 三国製鏡株式会社 filed Critical コニカミノルタ株式会社
Priority to JP2017520585A priority Critical patent/JP6356911B2/ja
Publication of WO2016190052A1 publication Critical patent/WO2016190052A1/ja

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/08—Mirrors
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/18—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors
    • G02B7/182—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors for mirrors

Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing a reflective aerial imaging element that forms a real image of a projection object in the air, and a method for manufacturing an optical element used for the reflective aerial imaging element.
  • Patent Documents 1 and 2 Conventional reflective aerial imaging elements are disclosed in Patent Documents 1 and 2.
  • This reflective aerial imaging element is formed by stacking two flat optical elements on top and bottom, and the optical element is formed by bonding a plurality of transparent base materials with an adhesive.
  • a reflective surface is formed by depositing aluminum or the like on the boundary surface between the base material and the adhesive.
  • the reflecting surfaces are formed in parallel with the thickness direction of the optical element, and are arranged at a predetermined period in a direction perpendicular to the thickness direction.
  • a reflection type aerial imaging element is formed by bonding two optical elements so that the reflection surfaces are orthogonal to each other.
  • the reflection type aerial imaging element having the above-described configuration, light is irradiated toward the projection object arranged below the lower optical element. Part of the light reflected by the projection enters the lower optical element from the lower incident surface, and is reflected by the reflecting surface and then enters the upper optical element. The light reflected by the reflective surface of the upper optical element is emitted from the exit surface on the upper surface of the reflective aerial imaging element, and the projected object in the air at the position of the projection object and the surface object with respect to the reflective aerial imaging element A real image is formed. Thereby, the image of the projection object is displayed in a state of floating in the air. That is, an aerial image of the projection object is displayed.
  • the manufacturing process of the optical element having the above configuration includes a reflecting surface forming process, a fixing process, and a cutting process.
  • a reflective surface is formed on one surface of the plate-like transparent substrate by vapor deposition of aluminum.
  • a laminated body is formed by stacking plate-like transparent base materials coated with an appropriate amount of adhesive on the central portion of the reflective surface in a direction perpendicular to the reflective surface. Then, the adhesive block is cured to form a fixed block.
  • the fixed block is cut at a predetermined cycle in a direction perpendicular to the reflecting surface. Thereby, an optical element is formed.
  • JP 2012-150502 A (4th page, 5th page, FIG. 5) JP 2011-175297 A (page 6, FIGS. 4 and 5)
  • An object of the present invention is to provide an optical element manufacturing method and a reflective aerial imaging element manufacturing method capable of reducing the number of manufacturing steps, improving the yield, and suppressing the deterioration of the image quality of the aerial image.
  • the present invention provides a method for manufacturing a light-transmitting optical element in which reflective surfaces parallel to a thickness direction are arranged in parallel at a predetermined period.
  • a laminating step in which a transparent base material having the reflecting surface formed on at least one surface is stacked via a spacer disposed on the reflecting surface to form a laminate;
  • One surface of the two surfaces perpendicular to the reflective surface and the seal surface of the laminate is immersed in a liquid adhesive and air is sucked from the other surface to fill the gap with the adhesive.
  • the present invention is the method of manufacturing an optical element having the above-described configuration, and has a suction nozzle fitted on the other surface of the laminate in the fixing step, and the outer peripheral surface of the laminate and the suction nozzle It is preferable to seal the gap.
  • the present invention is preferably provided with a cutting step in which the substrate is formed in a plate shape and the fixing block is cut at a predetermined period in a direction perpendicular to the reflecting surface in the method of manufacturing an optical element having the above configuration.
  • the present invention is preferably such that the substrate is formed in a square material having a rectangular cross section.
  • the present invention provides the method for manufacturing an optical element having the above-described configuration, wherein the spacer is formed of a wire-like member, and the sealing member is formed on two surfaces parallel to a direction in which the wire-like member of the laminate extends in the sealing step. Is preferably provided.
  • the spacer is formed in a granular shape.
  • the adhesive body in the fixing step, is in close contact with a peripheral surface of both end portions in the adhesive filling direction of the laminate via an adhesive and from the both end portions. It is preferable to provide annular extending members that extend in directions away from each other.
  • a plurality of light-transmitting optical elements having reflection surfaces parallel to the thickness direction arranged in parallel at a predetermined period are arranged in parallel in the thickness direction, and the reflection surfaces of a pair of adjacent optical elements are orthogonal to each other.
  • a laminating step in which a transparent base material having the reflecting surface formed on at least one surface is stacked via a spacer disposed on the reflecting surface to form a laminate;
  • One surface of the two surfaces perpendicular to the reflective surface and the seal surface of the laminate is immersed in a liquid adhesive and air is sucked from the other surface to fill the gap with the adhesive.
  • one of the two surfaces perpendicular to the reflecting surface and the sealing surface of the laminate formed by stacking the substrates via the spacers disposed on the reflecting surface of the substrate is a liquid adhesive. While dipping, air is sucked from the other side to fill the gaps between the substrates with the adhesive. And the fixed block to which the some base material was fixed by hardening of an adhesive agent is formed. Thereby, the adhesive can be filled in the gaps between the substrates without generating voids (cavities). Moreover, the process of apply
  • the film thickness of the adhesive between adjacent base materials can be made uniform, the reflecting surfaces can be easily made parallel to each other, and deterioration of the image quality of the aerial image can be suppressed.
  • the perspective view which expanded the principal part of FIG. The top view which shows the reflection type aerial imaging element of 1st Embodiment of this invention
  • the side view which expanded the boundary part with the adhesive agent of the base material of the optical element of the reflection type aerial imaging element of 1st Embodiment of this invention The figure which shows the manufacturing process of the reflection type air imaging element of 1st Embodiment of this invention.
  • the perspective view which shows the plate-shaped base material in the reflective surface formation process of the manufacturing process of the reflective type air imaging element of 1st Embodiment of this invention The perspective view which shows the plate-shaped base material in the lamination
  • FIG. 1 is a perspective view of an aerial image display apparatus provided with the reflective aerial imaging element of the first embodiment.
  • FIG. 2 shows an enlarged perspective view of the main part of FIG.
  • FIG. 3 shows a plan view of the reflective aerial imaging element.
  • the X direction, the Y direction, and the Z direction indicate the width direction, the thickness direction, and the depth direction of the reflective aerial imaging element 10, respectively.
  • an arrow P indicates an optical path.
  • the aerial image display device 100 includes a light source 20 and a reflective aerial imaging element 10.
  • the reflective aerial imaging element 10 is formed by arranging two flat optical elements 1 side by side in the thickness direction (Y direction).
  • the planar shape of the optical element 1 is formed in a substantially square shape having a side length of about 350 mm.
  • the optical element 1 is formed of a light-transmitting material, and a reflecting surface 4 parallel to the thickness direction (Y direction) is arranged in parallel with a predetermined period T (for example, 0.5 mm).
  • the light source 20 is disposed on the lower optical element 1 side (below the reinforcing plate 5 in FIG. 1).
  • the light source 20 is made of an LED, for example, and emits white illumination light L.
  • the light source 20 emits the illumination light L to the projection object OB so that the reflected light of the projection object OB enters the incident surface 18 at an incident angle of about 45 °.
  • the light source 20 may be formed by CCFL (Cold Cathode Fluorescent Lamp).
  • FIG. 4 shows a perspective view of the optical element 1.
  • the optical element 1 is formed by adhering a plurality of transparent base materials 2 each having a reflecting surface 4 formed on both surfaces thereof with an adhesive 3 (see FIG. 5) disposed on the reflecting surface 4.
  • the substrate 2 is formed of a transparent resin such as glass or acrylic resin.
  • the adhesive 3 is made of a two-component mixed adhesive in which a main agent made of, for example, an epoxy resin or an acrylic resin and a curing agent made of, for example, a polyamide resin are mixed.
  • the reflective surface 4 is formed on the base material 2 by sputtering or vapor deposition of, for example, aluminum or silver.
  • FIG. 5 shows an enlarged view of the bonded portion of the adjacent base material 2.
  • a spacer 15 made of a stainless wire-like member having a wire diameter of 40 ⁇ m is disposed between the adjacent base materials 2.
  • the several reflective surface 4 can be maintained mutually parallel, and the film thickness of each adhesive agent 3 can be arrange
  • the parallelism of each reflecting surface 4 can be ensured satisfactorily.
  • the two optical elements 1 are arranged in the thickness direction so that the direction in which the reflecting surface 4 of the lower optical element 1 extends and the direction in which the reflecting surface 4 of the upper optical element 1 extends are orthogonal to each other. (Y direction).
  • the lower surface of the lower optical element 1 includes an incident surface 18 on which light is incident (see FIGS. 1 and 2), and the upper surface of the upper optical element 1 is an output surface 19 on which light is emitted (see FIGS. 1 and 2). Consists of.
  • a transparent reinforcing plate 5 (see FIG. 1) that covers the optical element 1 is provided on one end surface (the lower end surface in FIG. 1) of the optical element 1 in the parallel direction (Y direction).
  • the reinforcing plate 5 is formed of glass or the like made of the same material as the substrate 2.
  • the strength of the reflective aerial imaging element 10 can be improved by the reinforcing plate 5.
  • the reinforcing plate 5 may be omitted from the reflective aerial imaging element 10.
  • a two-dimensional image projection object OB (see FIGS. 1 and 2) is disposed on the lower optical element 1 side (below the reinforcing plate 5 in FIG. 1), and a light source 20 is turned on. Illumination light L emitted from the light source 20 is reflected by the projection object OB, and as shown by an arrow P (see FIG. 2), a part of the reflected light is incident on the lower optical element 1 from the lower incident surface 18. Then, after being reflected by the reflecting surface 4 of the lower optical element 1, it enters the upper optical element 1.
  • the light reflected by the reflecting surface 4 of the upper optical element 1 is emitted upward from the emission surface 19 on the upper surface of the reflective aerial imaging element 10, and the projection object OB and the surface object are reflected on the reflective aerial imaging element 10.
  • a real image (aerial image FI) of the projection object OB is formed in the air at the position. Thereby, the aerial image FI of the projection object OB is displayed in a state of floating in the air.
  • the projection object OB is information relating to, for example, a product
  • a touch panel of a device used at a medical site or a construction site may be displayed as an aerial image FI. Thereby, contamination of an apparatus etc. can be prevented.
  • the reflective aerial imaging element 10 may be mounted on a game machine or the like.
  • the projection object OB is not limited to a two-dimensional image, and may be a three-dimensional object.
  • the projection object OB may be an image displayed on a display device such as a liquid crystal panel.
  • the light source incorporated in the display device can be used without the light source 20.
  • FIG. 6 is a diagram showing a manufacturing process of the reflective aerial imaging element 10.
  • the manufacturing process of the reflective aerial imaging element 10 includes a reflecting surface forming process, a laminating process, a sealing process, a fixing process, a cutting process, a polishing process, an assembling process, and a reinforcing plate attaching process.
  • the reflecting surfaces 4 are formed on both surfaces of the plate-like substrate 2 made of glass having a rectangular planar shape by sputtering or vapor deposition of aluminum or silver.
  • the reflecting surface 4 is formed of aluminum having a thickness of 100 nm. Note that the reflective surface 4 may be formed only on one side of the plate-like substrate 2.
  • the fusion method is a method in which melted glass is put into a heart-shaped bottle whose upper surface is opened and the cross-sectional shape is squeezed at the lower end, and the glass overflowing from the upper surface of the bottle flows downward and is integrated under the bottle. Thereby, since a glass surface is formed only by surface tension without contact other than air, a smooth surface can be obtained.
  • the length in the short direction, the length in the longitudinal direction, and the thickness of the plate-like substrate 2 are 200 mm, 350 mm, and 0.5 mm, respectively.
  • the thickness of the plate-like substrate 2 is preferably 0.5 mm or less.
  • a good aerial image FI can be obtained.
  • it may replace with glass and may form the plate-shaped base material 2 with transparent resin, such as an acrylic resin, for example.
  • a plurality of spacers 15 made of stainless steel wire-like members having a wire diameter of 40 ⁇ m are arranged on the reflecting surface 4 of the plate-like substrate 2 so as to be substantially parallel to each other.
  • the spacers 15 are arranged so as to be substantially parallel to each other at 20 mm intervals.
  • a plurality (700 in this embodiment) of the plate-like base materials 2 are stacked in a direction perpendicular to the reflecting surface 4 via the spacers 15 and sandwiched by a sandwiching member (not shown). .
  • the laminated body 11 in which the gap G of about 40 ⁇ m is formed between the adjacent plate-like substrates 2 by the spacer 15 is formed.
  • a pair of seals composed of two opposing surfaces parallel to the direction in which the spacer 15 extends among the four surfaces perpendicular to the reflecting surface 4 of the laminate 11.
  • a seal member 30 having an adhesive is stuck on the surface 11a. Thereby, the gap G is sealed by the seal member 30 on the seal surface 11a.
  • FIG. 12 shows a side cross-sectional view of the laminate 11 for explaining the fixing process.
  • white arrows indicate the flow of air to be sucked.
  • the fixing step two surfaces perpendicular to the reflecting surface 4 and the seal surface 11a (see FIGS. 10 and 11) of the laminate 11 are arranged up and down, and the lower end surface 11c is immersed in the liquid adhesive 3 in the storage tank 40.
  • the epoxy adhesive 3 having a curing time of about 1 hour and a viscosity of 200 mPa ⁇ s is used.
  • the spacer 15 is disposed so as to extend in the vertical direction.
  • the suction nozzle 50 is fitted on the upper end surface 11d of the multilayer body 11, and the space between the outer peripheral surface of the multilayer body 11 and the suction nozzle 50 is sealed with the packing 50a. Thereafter, air is sucked from the upper end surface 11d side of the laminate 11 by a vacuum pump (not shown). Thereby, the adhesive agent 3 reaches
  • the adhesive 3 When the adhesive 3 is cured, the adhesive 3 attached to the lower end surface 11c, the upper end surface 11d, and the peripheral surfaces of the upper and lower end portions is removed. Thereby, as shown in FIG. 13, the fixed block 12 to which the plurality of base materials 2 are fixed is formed.
  • the length in the direction perpendicular to the reflecting surface 4 of the fixing block 12 (the length in the stacking direction LM) is formed to be about 378 mm. Further, the incident surface 18 of the optical element 1 and the exit surface 19 of the optical element 1 are formed on surfaces that intersect the reflecting surface 4.
  • the spacer 15 that secures the gap G between the adjacent base materials 2 is disposed, the film thickness of the adhesive 3 between the base materials 2 can be made uniform while maintaining the parallelism of the reflecting surfaces 4.
  • the adhesive 3 By the adhering step of filling the adhesive 3 by suction, the adhesive 3 can be filled in the gap G between the base materials 2 without generating voids. Moreover, the process of apply
  • the gap G on the seal surface 11a is sealed with the seal member 30, leakage of the adhesive 3 from the gap G onto the seal surface 11a can be prevented. Therefore, contamination of the seal surface 11a by the adhesive 3 can be prevented, and the number of manufacturing steps of the optical element 1 and the reflective aerial imaging element 10 can be prevented, and the yield can be improved. Moreover, since the inflow of air from the gap G on the seal surface 11a can be prevented in the fixing step, the adhesive 3 can be reliably filled in the gap G.
  • the viscosity of the liquid adhesive 3 is preferably 1000 mPa ⁇ s or less, and more preferably 200 mPa ⁇ s or less. Thereby, the adhesive 3 can be smoothly filled into the gap G.
  • the degree of vacuum in the gap G by the vacuum pump is preferably 0.05 MPa or less, and more preferably 0.01 MPa or less. As a result, the gap 3 can be filled with the adhesive 3 more smoothly.
  • the gap G When the gap G is increased, the film thickness of the adhesive 3 of the optical element 1 is increased, so that the image of the aerial image FI becomes rough. For this reason, it is desirable that the gap G be 50 ⁇ m or less. On the other hand, when the gap G is reduced, the aerial image FI can be favorably imaged, but filling of the liquid adhesive 3 becomes difficult. For this reason, it is desirable that the gap G be 10 ⁇ m or more.
  • the liquid adhesive 3 in the storage tank 40 may be cooled to delay the curing of the adhesive 3. Thereby, hardening in the middle of filling to the clearance gap G of the adhesive agent 3 can be prevented reliably.
  • the fixing block 12 is cut along a plurality of cutting lines C1 (see FIG. 13) using, for example, a wire saw (not shown).
  • the cutting line C1 is formed in a direction perpendicular to the reflecting surface 4.
  • the fixing block 12 is cut at a predetermined period (for example, 1.8 mm) along the direction perpendicular to the reflecting surface 4, and a plurality of materials 1 'of the optical element 1 (see FIG. 4) are formed.
  • the fixing block 12 may be cut using a slicer or the like.
  • both surfaces of the material 1 'of the optical element 1 are polished to a predetermined thickness (for example, 1.2 mm) by a lapping device. Thereafter, both surfaces of the material 1 ′ of the optical element 1 are mirror-finished by a polishing apparatus. Thereby, the optical element 1 shown in FIG. 4 is obtained.
  • the optical element 1 after the cutting process is not chipped or cracked due to the void portion. Further, it is possible to prevent the reflection surface 4 from being corroded or peeled off from the base material 2 due to the penetration of the polishing liquid or the like used in the polishing process.
  • the two optical elements 1 are stacked and assembled so that the extending directions of the reflecting surfaces 4 of the two adjacent optical elements 1 are orthogonal to each other. At this time, the two optical elements 1 are bonded using the adhesive 3. Thereby, the two optical elements 1 are arranged in parallel in the thickness direction (Y direction). Note that the two optical elements 1 may be bonded using an adhesive made of a material different from the adhesive 3.
  • the reinforcing plate 5 is bonded to one end surface of the optical elements 1 in the juxtaposed direction with an adhesive.
  • an adhesive made of the same material as the adhesive 3 is used. Note that an adhesive made of a material different from the adhesive 3 may be used.
  • the reflective aerial imaging element 10 shown in FIG. 1 is manufactured.
  • the reinforcing plates 5 may be joined to both end faces of the two optical elements 1 in the juxtaposed direction. Thereby, the strength of the reflective aerial imaging element 10 can be further improved. Further, the reinforcing plate attaching step may be omitted.
  • the illumination light L of the light source 20 that has entered the adhesive 3 between the base materials 2 of the optical element 1 at an incident angle of 45 °, for example, is reflected from the reflecting surface 4 and then emitted from the adhesive 3.
  • the light incident on the adhesive 3 is greatly attenuated and emitted, it hardly contributes to the image formation of the aerial image FI. Therefore, even if the spacer 15 is arranged on the adhesive 3 between the base materials 2 of the optical element 1, there is no big trouble.
  • two surfaces perpendicular to the reflecting surface 4 and the seal surface 11a of the laminate 11 are arranged vertically so that the lower end surface 11c is immersed in the liquid adhesive 3 and air is sucked from the upper end surface 11d side.
  • the adhesive 3 is filled in the gap G between the base materials 2.
  • the fixed block 12 to which the some base material 2 was fixed by the hardening of the adhesive agent 3 is formed.
  • the adhesive agent 3 can be filled in the gap G between the adjacent base materials 2 without generating voids.
  • coating the adhesive agent 3 to each base material 2 and the process of spreading the adhesive agent 3 between the adjacent base materials 2 can be omitted.
  • the manufacturing steps of the optical element 1 and the reflective aerial imaging element 10 can be reduced, and the yield of the optical element 1 and the reflective aerial imaging element 10 can be improved. Furthermore, since the film thickness of the adhesive 3 between the adjacent base materials 2 can be made uniform, the reflecting surfaces 4 can be easily made parallel to each other, and deterioration in image quality of the aerial image FI can be suppressed. .
  • the space between the outer peripheral surface of the laminate 11 and the suction nozzle 50 is sealed. Thereby, the adhesive 3 can be smoothly filled in the gap G.
  • the substrate 2 is formed in a plate shape, and includes a cutting step of cutting the fixing block 12 in a direction perpendicular to the reflecting surface 4 at a predetermined cycle. Thereby, the optical element 1 can be easily mass-produced.
  • the sealing member 30 is provided on two surfaces parallel to the direction in which the spacer 15 of the laminate 11 extends. Thereby, the adhesive agent 3 can be smoothly and reliably filled into the gap G in the fixing step.
  • the spacer 15 made of a wire-like member is arranged so as to extend in the vertical direction in the fixing process. Accordingly, the adhesive 3 sucked from the lower end surface 11c of the laminated block 11 toward the upper end surface 11d is not blocked by the spacer 15, and the gap 3 can be reliably filled with the adhesive 3.
  • the spacer 15 may be formed in a granular shape.
  • the spacer 15 may be formed of a film-like member or a tape-like member made of resin. That is, it is only necessary that the spacer 15 can form the gap G that can be filled with the adhesive 3 between the adjacent base materials 2 in the fixing step.
  • the spacer 15 made of a wire-like member is arranged so as to be substantially parallel to the lateral direction of the plate-like substrate 2 in the laminating step, but is arranged so as to be substantially parallel to the longitudinal direction. May be.
  • the vertical direction of the laminate 11 is parallel to the longitudinal direction of the plate-like substrate 2 in the fixing step.
  • FIG. 14 is a side cross-sectional view of the laminate for explaining the adhering step of the second embodiment.
  • the same reference numerals are given to the same parts as those in the first embodiment shown in FIGS.
  • This embodiment is different from the first embodiment in that the extending member 60 is provided on the laminate 11 in the fixing step. Other parts are the same as those in the first embodiment.
  • annular extending members 60 are provided on the peripheral surfaces of the upper and lower ends of the laminate 11.
  • the extending member 60 is formed of an acrylic resin having a thickness of 5 mm.
  • the extending member 60 is arranged to extend upward or downward from the upper and lower surfaces of the laminated body 11, and is in close contact with the laminated body 11 via the adhesive 70.
  • the suction nozzle 50 is fitted to the laminated body 11 via the extending member 60, and the packing 50 a is arranged between the outer peripheral surface of the extending member 60 and the suction nozzle 50. Thereby, the space between the outer peripheral surface of the laminate 11 and the suction nozzle 50 is sealed via the extending member 60 and the adhesive 70.
  • the suction of air by the vacuum pump is continued until the adhesive 3 is cured.
  • the adhesive 3 accumulates on the upper end surface 11 d of the laminate 11 by the upper extending member 60.
  • the extending member 60 is removed and the adhesive 3 attached to the upper end surface 11d and the lower end surface 11c is removed. Thereby, contamination by the adhesives 3 on surfaces other than the upper end surface 11d and the lower end surface 11c of the laminated body 11 can be prevented.
  • an annular extending member 60 is provided on the peripheral surface of the upper and lower end portions of the laminated body 11 via an adhesive 70 and extending upward or downward from the upper and lower surfaces of the laminated body 11. Yes.
  • contamination by the adhesives 3 on surfaces other than the upper end surface 11d and the lower end surface 11c of the laminated body 11 can be prevented. Therefore, the number of manufacturing steps for the optical element 1 and the reflective aerial imaging element 10 can be further reduced, and the yield can be further improved.
  • FIG. 15 is a perspective view of a square-shaped base material 2 used in the manufacturing process of the reflective aerial imaging element 10 of the third embodiment.
  • the same reference numerals are given to the same parts as those in the first embodiment shown in FIGS.
  • the configuration of the base material 2 used in the laminating process is different from that of the first embodiment, and the cutting process is omitted from the first embodiment.
  • Other parts are the same as those in the first embodiment.
  • the reflective surfaces 4 are formed on a pair of opposing surfaces of the square-shaped transparent base material 2 having a rectangular cross section.
  • the reflective surface 4 may be formed only on one surface of the substrate 2.
  • the base materials 2 are arranged in one direction through a spacer 15 made of a wire-like member disposed on the reflecting surface 4 of the square-shaped base material 2.
  • a material 1 ′ of the optical element 1 including the fixing block 12 is formed by a fixing process after a sealing process. After the fixing process, the process proceeds to the polishing process. Note that the steps after the polishing step are the same as those in the first embodiment.
  • the same effect as that of the first embodiment can be obtained. Further, since a plurality of transparent base materials 2 having a rectangular cross section in which the reflecting surfaces 4 are formed on a pair of opposing surfaces are used, the cutting step of the first embodiment can be omitted.
  • the unsealed lower end surface 11c of the laminate 11 is immersed in the liquid adhesive 3 in the storage tank 40, and the unsealed upper end surface 11d side of the laminate 11 is stored.
  • the filling direction of the adhesive 3 is not limited to the direction from the bottom to the top.
  • the storage tank 40 is disposed above the upper end surface 11d of the laminate 11, the upper end surface 11d is immersed in the liquid adhesive 3, and the air in the gap G is sucked from the lower end surface 11c side.
  • the filling direction of the adhesive 3 may be a direction from top to bottom.
  • an opening is provided at the bottom of the storage tank 40, and the upper end of the laminate 11 is inserted into the opening to seal the outer peripheral surface of the laminate 11 and the periphery of the opening. Leakage of the adhesive 3 from the peripheral edge can be prevented.
  • the two unsealed end faces of the laminate 11 may be arranged in the lateral direction (arranged so as to be aligned in the horizontal direction), and the adhesive 3 may be filled in the lateral direction (horizontal direction).
  • the extending member 60 when the extending member 60 is closely attached to the peripheral surfaces of both ends of the laminated body 11 in the filling direction of the adhesive 11 via the pressure-sensitive adhesive 70, the extending member 60 extends from the both ends in directions away from each other. Good.
  • the present invention can be used for a reflective aerial imaging element that forms a real image of a projection object in the air and an optical element used for the reflective aerial imaging element.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
  • Mounting And Adjusting Of Optical Elements (AREA)

Abstract

　製造工数を削減できるとともに歩留まりを向上できる光学素子の製造方法を提供することを目的とする。厚み方向に平行な反射面４を所定周期で配した光透過性の光学素子１の製造方法において、少なくとも一の面に反射面４を形成した透明な基材２を反射面４上に配したスペーサー１５を介して積み重ねて積層体１１を形成する積層工程と、積層体１１の反射面４に垂直な対向する二面から成る一対のシール面１１ａ上でスペーサー１５により基材２間に形成される隙間Ｇをシール部材３０によりシールするシール工程と、積層体１１の反射面４及びシール面１１ａに垂直な二面の一方面を液状の接着剤３に浸漬するとともに他方面側から空気を吸引して隙間Ｇに接着剤３を充填し、接着剤３の硬化により複数の基材２が固着された固着ブロック１２を形成する固着工程と、を備えた。

Description

光学素子の製造方法及び反射型空中結像素子の製造方法
　本発明は、被投影物の実像を空中に結像させる反射型空中結像素子の製造方法及び反射型空中結像素子に用いられる光学素子の製造方法に関する。
　従来の反射型空中結像素子は特許文献１、２に開示されている。この反射型空中結像素子は２枚の平板状の光学素子を上下に重ねて形成され、光学素子は透明な複数の基材を接着剤を介して接着して形成される。基材は接着剤との境界面上にアルミニウム等を蒸着して反射面が形成される。反射面は光学素子の厚み方向に平行に形成され、厚み方向に垂直な方向に所定周期で配されている。２枚の光学素子を反射面が互いに直交するように接着して反射型空中結像素子が形成される。
　上記構成の反射型空中結像素子において、下方の光学素子よりも下方に配置された被投影物に向けて光が照射される。被投影物で反射した光の一部は下方の光学素子に下面の入射面から入射し、反射面で反射した後に上方の光学素子に入射する。上方の光学素子の反射面で反射した光は反射型空中結像素子の上面の出射面から出射し、反射型空中結像素子に対して被投影物と面対象の位置の空中で被投影物の実像が結像される。これにより、被投影物の映像が空中に浮かんだ状態で表示される。すなわち、被投影物の空中映像が表示される。
　上記構成の光学素子の製造工程は、反射面形成工程、固着工程及び切断工程を備えている。反射面形成工程では、板状の透明な基材の一の面にアルミニウムの蒸着により反射面を形成する。固着工程では反射面の中央部上に接着剤を適量塗布した板状の透明な基材を反射面に垂直な方向に積み重ねて積層体を形成する。そして、接着剤が硬化することにより固着ブロックが形成される。切断工程では固着ブロックを反射面に垂直な方向に所定周期で切断する。これにより、光学素子が形成される。
特開２０１２－１５０５０２号公報（第４頁、第５頁、第５図） 特開２０１１－１７５２９７号公報（第６頁、第４図、第５図）
　しかしながら、上記特許文献１、２の光学素子の製造方法によると、接着材を塗布した板状の基材を積み重ねるため、積層体の基材間に接着剤が行き渡らずボイド（空洞）が発生するおそれがある。積層体の基材間にボイドが発生すると、切断工程時にボイド部分で欠けや割れが生じる。このため、光学素子の歩留まりが低下する問題があった。また、塗布した接着剤を隣接する基材間に均一に広げる工程が必要であり、光学素子の製造工数が大きくなる問題があった。さらに、接着剤が隣接する基材間に均一に広がらない場合は、積層される基材の反射面が互いに平行にならず、空中映像の画質が低下する問題もあった。
　本発明は、製造工数を削減できるとともに歩留まりを向上でき、空中映像の画質の低下を抑制できる光学素子の製造方法及び反射型空中結像素子の製造方法を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するために本発明は、厚み方向に平行な反射面を所定周期で平行に配した光透過性の光学素子の製造方法において、
　少なくとも一の面に前記反射面を形成した透明な基材を前記反射面上に配したスペーサーを介して積み重ねて積層体を形成する積層工程と、
　前記積層体の前記反射面に垂直な対向する二面から成る一対のシール面上で前記スペーサーにより前記基材間に形成される隙間をシール部材によりシールするシール工程と、
　前記積層体の前記反射面及び前記シール面に垂直な二面の一方面を液状の接着剤に浸漬するとともに他方面側から空気を吸引して前記隙間に前記接着剤を充填し、前記接着剤の硬化により複数の前記基材が固着された固着ブロックを形成する固着工程と、
　を備えることを特徴としている。
　また本発明は、上記構成の光学素子の製造方法において、前記固着工程において、前記積層体の前記他方面に被嵌される吸込ノズルを有し、前記積層体の外周面と前記吸込ノズルとの間を密封すると好ましい。
　また本発明は、上記構成の光学素子の製造方法において、前記基板が板状に形成され、前記固着ブロックを前記反射面に垂直な方向に所定周期で切断する切断工程を備えると好ましい。
　また本発明は、上記構成の光学素子の製造方法において、前記基板が断面矩形の角材状に形成されると好ましい。
　また本発明は、上記構成の光学素子の製造方法において、前記スペーサーをワイヤー状部材により形成し、前記シール工程において、前記積層体の前記ワイヤー状部材が延びる方向に平行な二面に前記シール部材を設けると好ましい。
　また本発明は、上記構成の光学素子の製造方法において、前記スペーサーを粒状に形成すると好ましい。
　また本発明は、上記構成の光学素子の製造方法において、前記固着工程において、前記積層体の前記接着剤の充填方向の両端部の周面上に粘着剤を介して密着するとともに前記両端部からそれぞれ互いに離れる方向に延びて配される環状の延設部材を設けると好ましい。
　また本発明は、厚み方向に平行な反射面を所定周期で平行に配した光透過性の光学素子を厚み方向に複数並設し、隣接する一対の前記光学素子の前記反射面が直交する反射型空中結像素子の製造方法において、
　少なくとも一の面に前記反射面を形成した透明な基材を前記反射面上に配したスペーサーを介して積み重ねて積層体を形成する積層工程と、
　前記積層体の前記反射面に垂直な対向する二面から成る一対のシール面上で前記スペーサーにより前記基材間に形成される隙間をシール部材によりシールするシール工程と、
　前記積層体の前記反射面及び前記シール面に垂直な二面の一方面を液状の接着剤に浸漬するとともに他方面側から空気を吸引して前記隙間に前記接着剤を充填し、前記接着剤の硬化により複数の前記基材が固着された固着ブロックを形成する固着工程と、
　を備えることを特徴としている。
　本発明によると、基材の反射面上に配したスぺーサーを介して基材を積み重ねて形成された積層体の反射面及びシール面に垂直な二面の一方面を液状の接着剤に浸漬するとともに他方面側から空気を吸引して基材間の隙間に接着剤を充填する。そして、接着剤の硬化により複数の基材が固着された固着ブロックを形成する。これにより、ボイド（空洞）を生じさせることなく基材間の隙間に接着剤を充填することができる。また、各基材に接着剤を逐一塗布する工程及び基材間に接着剤を広げる工程を省くことができる。したがって、光学素子及び反射型空中結像素子の製造工数を削減できるとともに光学素子及び反射型空中結像素子の歩留まりを向上させることができる。さらに、隣接する基材間の接着剤の膜厚を均一にすることができるため、反射面同士を容易に平行にすることができ、空中映像の画質低下を抑制することができる。
本発明の第１実施形態の反射型空中結像素子を備えた空中映像表示装置を示す斜視図 図１の要部を拡大した斜視図 本発明の第１実施形態の反射型空中結像素子を示す平面図 本発明の第１実施形態の反射型空中結像素子に用いる光学素子を示す斜視図 本発明の第１実施形態の反射型空中結像素子の光学素子の基材の接着剤との境界部分を拡大した側面図 本発明の第１実施形態の反射型空中結像素子の製造工程を示す図 本発明の第１実施形態の反射型空中結像素子の製造工程の反射面形成工程における板状の基材を示す斜視図 本発明の第１実施形態の反射型空中結像素子の製造工程の積層工程における板状の基材を示す斜視図 本発明の第１実施形態の反射型空中結像素子の製造工程の積層工程における積層体を示す上面図 本発明の第１実施形態の反射型空中結像素子の製造工程のシール工程における積層体を示す上面図 本発明の第１実施形態の反射型空中結像素子の製造工程のシール工程における積層体を示す側面図 本発明の第１実施形態の反射型空中結像素子の製造工程における固着工程を説明するための積層体の側面断面図 本発明の第１実施形態の反射型空中結像素子の製造工程における固着工程で形成される固着ブロックを示す斜視図 本発明の第２実施形態の反射型空中結像素子の製造工程における固着工程を説明するための積層体の側面断面図 本発明の第３実施形態の反射型空中結像素子の製造工程で使用される角材状の基材を示す斜視図
　＜第１実施形態＞
　以下に本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は第１実施形態の反射型空中結像素子を備えた空中映像表示装置の斜視図を示している。図２は図１の要部を拡大した斜視図を示している。図３は反射型空中結像素子の平面図を示している。Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向はそれぞれ反射型空中結像素子１０の幅方向、厚み方向及び奥行方向を示している。また、図２において矢印Ｐは光路を示している。
　空中映像表示装置１００は光源２０及び反射型空中結像素子１０を有する。反射型空中結像素子１０は２枚の平板状の光学素子１を厚み方向（Ｙ方向）に並設して形成される。光学素子１の平面形状は一辺の長さが約３５０ｍｍの略正方形に形成される。光学素子１は光透過性材料により形成され、厚み方向（Ｙ方向）に平行な反射面４が所定周期Ｔ（例えば、０．５ｍｍ）で平行に配される。
　光源２０は下方の光学素子１側（図１において、補強板５よりも下方）に配される。光源２０は例えばＬＥＤから成り、白色の照明光Ｌを出射する。光源２０は被投影物ＯＢの反射光が約４５°の入射角で入射面１８に入射するように被投影物ＯＢに対して照明光Ｌを出射する。なお、ＣＣＦＬ（Cold Cathode Fluorescent Lamp）により光源２０を形成してもよい。
　図４は光学素子１の斜視図を示している。光学素子１は両面に反射面４を形成した透明な複数の基材２を反射面４上に配した接着剤３（図５参照）により接着して形成される。基材２はガラスやアクリル樹脂等の透明な樹脂により形成される。接着剤３は例えばエポキシ樹脂やアクリル樹脂等から成る主剤と例えばポリアミド樹脂等から成る硬化剤とを混合した二液混合型の接着剤から成る。
　反射面４は基材２上に例えばアルミニウムや銀等のスパッタや蒸着を行って形成される。
　図５は隣接する基材２の接着部分の拡大図を示している。隣接する基材２間には線径が４０μｍのステンレスのワイヤー状部材から成るスペーサー１５が配されている。これにより、複数の反射面４を互いに平行に維持して各接着剤３の膜厚を揃えることができる。その結果、各反射面４の平行度を良好に確保することができる。
　反射型空中結像素子１０は下方の光学素子１の反射面４が延びる方向と上方の光学素子１の反射面４が延びる方向とが互いに直交するように２枚の光学素子１を厚み方向（Ｙ方向）に重ねて形成される。下方の光学素子１の下面は光が入射する入射面１８（図１、図２参照）から成るとともに、上方の光学素子１の上面は光が出射する出射面１９（図１、図２参照）から成る。
　光学素子１の並設方向（Ｙ方向）の一端面（図１において下端面）には光学素子１を覆う透明な補強板５（図１参照）が設けられる。補強板５は基材２と同じ材質のガラス等により形成される。補強板５により反射型空中結像素子１０の強度を向上させることができる。なお、補強板５を光学素子１の並設方向の両端面（図１において上端面及び下端面）に設けてもよい。また、反射型空中結像素子１０から補強板５を省いてもよい。
　上記構成の空中映像表示装置１００において、下方の光学素子１側（図１において、補強板５よりも下方）に２次元画像の被投影物ＯＢ（図１、図２参照）を配置し、光源２０を点灯する。光源２０から出射された照明光Ｌは被投影物ＯＢで反射し、矢印Ｐ（図２参照）で示すように、反射した光の一部は下方の光学素子１に下面の入射面１８から入射し、下方の光学素子１の反射面４で反射した後に上方の光学素子１に入射する。
　上方の光学素子１の反射面４で反射した光は反射型空中結像素子１０の上面の出射面１９から上方へ出射され、反射型空中結像素子１０に対して被投影物ＯＢと面対象の位置の空中で被投影物ＯＢの実像（空中映像ＦＩ）が結像される。これにより、被投影物ＯＢの空中映像ＦＩが空中に浮かんだ状態で表示される。
　この時、図３に示すように、入射面１８に平行な面に投影して使用者の視線方向ＥＬに対して光学素子１の反射面４が４５゜傾斜すると、空中映像ＦＩの視認性を最良にできる。
　また、被投影物ＯＢが例えば商品等に関する情報であれば、空中映像ＦＩにより商品等の広告宣伝を行うことができる。また、医療現場や工事現場等で使用される機器のタッチパネル等を空中映像ＦＩとして表示してもよい。これにより、機器の汚染等を防止することができる。また、反射型空中結像素子１０をゲーム機等に搭載してもよい。
　なお、被投影物ＯＢは２次元画像に限定されず、立体物でもよい。また、被投影物ＯＢは液晶パネル等の表示装置に表示された画像でもよい。この時、光源２０を省いて表示装置に内蔵された光源を用いることができる。
　図６は反射型空中結像素子１０の製造工程を示す図である。反射型空中結像素子１０の製造工程は反射面形成工程、積層工程、シール工程、固着工程、切断工程、研磨工程、組立工程及び補強板取付工程を備えている。
　反射面形成工程では図７に示すように、平面形状が矩形のガラスから成る板状の基材２の両面にアルミニウムや銀等のスパッタや蒸着等によって反射面４を形成する。本実施形態では反射面４は厚みが１００ｎｍのアルミニウムにより形成される。なお、板状の基材２の片面にのみ反射面４を形成してもよい。
　板状の基材２の製造方法に特に限定はないが、例えばフュージョン法を用いることができる。フュージョン法は、上面を開口して断面形状が下端を絞るハート形状の樋に溶けたガラスを入れ、樋の上面から溢れ出たガラスが下方へ流れ出て樋の下方で一体になる方法である。これにより、ガラス面は空気以外には非接触で表面張力のみによって形成されるため、平滑な面を得ることができる。
　本実施形態では板状の基材２の短手方向の長さ、長手方向の長さ及び厚みはそれぞれ２００ｍｍ、３５０ｍｍ及び０．５ｍｍになっている。板状の基材２の厚みは０．５ｍｍ以下であると好ましい。これにより、良好な空中映像ＦＩを得ることができる。なお、ガラスに替えて、例えばアクリル樹脂等の透明な樹脂により板状の基材２を形成してもよい。
　積層工程では、図８に示すように、板状の基材２の反射面４上に線径が４０μｍのステンレスのワイヤー状部材から成るスペーサー１５を互いに略平行になるように複数配置する。本実施形態ではスペーサー１５を２０ｍｍ間隔で互いに略平行になるように配置している。そして、図９に示すように、複数（本実施形態では７００枚）の板状の基材２をスペーサー１５を介して反射面４に垂直な方向に積み重ねて挟持部材（不図示）により挟持する。これにより、スペーサー１５によって隣接する板状の基材２間に約４０μｍの隙間Ｇが形成された積層体１１が形成される。
　シール工程では、図１０の上面図及び図１１の側面図に示すように、積層体１１の反射面４に垂直な四面のうちスペーサー１５が延びる方向に平行な対向する二面から成る一対のシール面１１ａ上に粘着剤を有したシール部材３０を貼着する。これにより、シール面１１ａ上で隙間Ｇがシール部材３０により封止される。
　図１２は固着工程を説明するための積層体１１の側面断面図を示している。図１２において白抜き矢印は吸引する空気の流れを示している。固着工程では、積層体１１の反射面４及びシール面１１ａ（図１０、図１１参照）に垂直な二面を上下に配置して下端面１１ｃを貯留槽４０内の液状の接着剤３に浸漬する。本実施形態では、硬化時間が約１時間で粘度が２００ｍＰａ・ｓのエポキシ系の接着剤３を用いている。この時、スペーサー１５は上下方向に延びるように配置される。
　そして、積層体１１の上端面１１ｄに吸込ノズル５０を被嵌し、積層体１１の外周面と吸込ノズル５０との間をパッキン５０ａにより密封する。その後に、真空ポンプ（不図示）により積層体１１の上端面１１ｄ側から空気を吸引する。これにより、約３０分間で接着剤３が上端面１１ｄに到達する。そして、接着剤３が硬化するまで真空ポンプによる空気の吸引を継続する。この時、上端面１１ｄは接着剤３で覆われた状態になる。これにより、隙間Ｇに接着剤３を確実に充填することができる。接着剤３が硬化すると、下端面１１ｃ、上端面１１ｄ及び上下の端部の周面に付着した接着剤３が取り除かれる。これにより、図１３に示すように複数の基材２が固着された固着ブロック１２が形成される。
　固着ブロック１２の反射面４に垂直な方向の長さ（積層方向ＬＭの長さ）は約３７８ｍｍに形成される。また、光学素子１の入射面１８及び光学素子１の出射面１９は反射面４に交差する面に形成される。
　この時、隣接する基材２間に隙間Ｇを確保するスペーサー１５が配されるため、各反射面４の平行を維持しながら基材２間の接着剤３の膜厚を揃えることができる。
　吸引により接着剤３を充填する固着工程により、ボイドを発生させることなく基材２間の隙間Ｇに接着剤３を充填することができる。また、各基材２に接着剤３を逐一塗布する工程及び塗布した接着剤３を広げるための積層体１１を加圧する工程を省くことができる。したがって、光学素子１及び反射型空中結像素子１０の製造工数を削減できるとともに光学素子１及び反射型空中結像素子１０の歩留まりを向上させることができる。
　また、シール面１１ａ上の隙間Ｇをシール部材３０でシールするため、隙間Ｇからシール面１１ａ上への接着剤３の漏出を防止できる。したがって、接着剤３によるシール面１１ａの汚染を防止し、光学素子１及び反射型空中結像素子１０の製造工数の増大を防ぎ歩留りを向上させることができる。また、固着工程において、シール面１１ａ上の隙間Ｇからの空気の流入を防止できるため、接着剤３を隙間Ｇに確実に充填することができる。
　なお、液状の接着剤３の粘度は１０００ｍＰａ・ｓ以下であると好ましく、２００ｍＰａ・ｓ以下であるとより好ましい。これにより、隙間Ｇに円滑に接着剤３を充填することができる。
　また、固着工程において、真空ポンプによる隙間Ｇ内の真空度が０．０５ＭＰａ以下であると好ましく、０．０１ＭＰａ以下であるとより好ましい。これにより、隙間Ｇに接着剤３を一層円滑に充填することができる。
　隙間Ｇが大きくなると、光学素子１の接着剤３の膜厚が大きくなるため、空中映像ＦＩの像が粗くなる。このため、隙間Ｇを５０μｍ以下にすると望ましい。一方、隙間Ｇを小さくすると、空中映像ＦＩを良好に結像させることができるが、液状の接着剤３の充填が困難になる。このため、隙間Ｇを１０μｍ以上にすると望ましい。
　なお、固着工程において、貯留槽４０内の液状の接着剤３を冷却して接着剤３の硬化を遅延させてもよい。これにより、接着剤３の隙間Ｇへの充填途中での硬化を確実に防止できる。
　切断工程では、固着ブロック１２を複数の切断線Ｃ１（図１３参照）に沿って例えばワイヤーソー（不図示）を用いて切断する。切断線Ｃ１は反射面４に対して垂直な方向に形成される。これにより、固着ブロック１２は反射面４に垂直な方向に沿って所定周期（例えば１．８ｍｍ）で切断され、光学素子１（図４参照）の素材１’が複数形成される。なお、ワイヤーソーに替えて、スライサー等を用いて固着ブロック１２を切断してもよい。
　研磨工程では光学素子１の素材１’の両面をラッピング装置により所定の厚さ（例えば、１．２ｍｍ）まで研磨する。その後、ポリッシング装置により光学素子１の素材１’の両面を鏡面仕上げする。これにより、図４に示す光学素子１が得られる。
　固着ブロック１２において隙間Ｇに充填された接着剤３にはボイドが生じないため、切断工程後の光学素子１にはボイド部分に起因する欠けや割れが生じない。また、研磨工程で使用される研磨液等のボイド部分への浸透による反射面４の腐食や基材２からの剥離を防止することができる。
　組立工程では、隣接する２枚の光学素子１の反射面４が延びる方向が互いに直交するように２枚の光学素子１を重ねて組み立てる。この時、接着剤３を用いて２枚の光学素子１を接着する。これにより、２枚の光学素子１は厚み方向（Ｙ方向）に並設される。なお、接着剤３とは異なる材質の接着剤を用いて２枚の光学素子１を接着してもよい。
　補強板取付工程では、光学素子１の並設方向の一端面に補強板５を接着剤で接着する。この時、接着剤３と同じ材質の接着剤を用いる。なお、接着剤３とは異なる材質の接着剤を用いてもよい。以上により、図１に示す反射型空中結像素子１０が製造される。
　なお、補強板取付工程において、２枚の光学素子１の並設方向の両端面に補強板５を接合してもよい。これにより、反射型空中結像素子１０の強度を一層向上させることができる。また、補強板取付工程を省いてもよい。
　なお、光学素子１の基材２間の接着剤３に例えば４５°の入射角で入射した光源２０の照明光Ｌは反射面４で数十回反射した後に接着剤３から出射される。これにより、接着剤３に入射した光は大きく減衰して出射されるため、空中映像ＦＩの結像には殆ど寄与しない。したがって、光学素子１の基材２間の接着剤３にスペーサー１５を配置しても大きな支障はない。
　本実施形態によると、積層体１１の反射面４及びシール面１１ａに垂直な二面を上下に配置して下端面１１ｃを液状の接着剤３に浸漬するとともに上端面１１ｄ側から空気を吸引して基材２間の隙間Ｇに接着剤３を充填する。そして、接着剤３の硬化により複数の基材２が固着された固着ブロック１２を形成する。これにより、ボイドを発生させることなく隣接する基材２間の隙間Ｇに接着剤３を充填することができる。また、各基材２に接着剤３を逐一塗布する工程及び隣接する基材２間に接着剤３を広げる工程を省くことができる。したがって、光学素子１及び反射型空中結像素子１０の製造工数を削減できるとともに光学素子１及び反射型空中結像素子１０の歩留まりを向上させることができる。さらに、隣接する基材２間の接着剤３の膜厚を均一にすることができるため、反射面４同士を容易に平行にすることができ、空中映像ＦＩの画質低下を抑制することができる。
　また、固着工程において、積層体１１の外周面と吸込ノズル５０との間を密封する。これにより、隙間Ｇ内に円滑に接着剤３を充填することができる。
　また、基板２が板状に形成され、固着ブロック１２を反射面４に垂直な方向に所定周期で切断する切断工程を備える。これにより、光学素子１を容易に大量生産することができる。
　また、シール工程において、積層体１１のスペーサー１５が延びる方向に平行な二面にシール部材３０を設けている。これにより、固着工程において、接着剤３を隙間Ｇに円滑かつ確実に充填することができる。
　また、ワイヤー状部材から成るスペーサー１５が固着工程で上下方向に延びるように配置される。これにより、積層ブロック１１の下端面１１ｃから上端面１１ｄに向けて吸引される接着剤３がスペーサー１５により遮られず、隙間Ｇに接着剤３を確実に充填することができる。
　なお、スペーサー１５を粒状に形成してもよい。また、スペーサー１５を樹脂から成るフィルム状部材やテープ状部材により形成してもよい。すなわち、固着工程において、隣接する基材２間に接着剤３を充填できる隙間Ｇをスペーサー１５により形成できればよい。
　なお、本実施形態では積層工程においてワイヤー状部材から成るスペーサー１５を板状の基材２の短手方向に略平行になるように配置しているが、長手方向に略平行になるように配置してもよい。この場合において、固着工程において積層体１１の上下方向は板状の基材２の長手方向と平行になる。
　＜第２実施形態＞
　次に本発明の第２実施形態について説明する。図１４は第２実施形態の固着工程を説明するための積層体の側面断面図を示している。説明の便宜上、図１～図１３に示す第１実施形態と同様の部分には同一の符号を付している。本実施形態では固着工程において積層体１１に延設部材６０を設けた点で第１実施形態とは異なっている。その他の部分は第１実施形態と同様である。
　固着工程において、積層体１１の上下の端部の周面上には環状の延設部材６０が設けられている。本実施形態では厚みが５ｍｍのアクリル樹脂により延設部材６０が形成されている。延設部材６０は積層体１１の上下面からそれぞれ上方または下方に延びて配され、粘着剤７０を介して積層体１１に密着している。そして、積層体１１に延設部材６０を介して吸込ノズル５０を被嵌し、延設部材６０の外周面と吸込ノズル５０との間にパッキン５０ａが配される。これにより、積層体１１の外周面と吸込ノズル５０との間が延設部材６０及び粘着剤７０を介して密封される。
　その後に、接着剤３が硬化するまで真空ポンプによる空気の吸引を継続する。この時、上方の延設部材６０により積層体１１の上端面１１ｄ上には接着剤３が溜まる。接着剤３が硬化した後に、延設部材６０を取り外すとともに上端面１１ｄ及び下端面１１ｃに付着した接着剤３を除去する。これにより、積層体１１の上端面１１ｄ及び下端面１１ｃ以外の面の接着剤３による汚染を防止することができる。
　本実施形態でも第１実施形態と同様の効果を得ることができる。また、積層体１１の上下の端部の周面上に粘着剤７０を介して密着するとともに積層体１１の上下面からそれぞれ上方または下方に延びて配される環状の延設部材６０を設けている。これにより、積層体１１の上端面１１ｄ及び下端面１１ｃ以外の面の接着剤３による汚染を防止することができる。したがって、光学素子１及び反射型空中結像素子１０の製造工数をより削減できるとともに歩留まりを一層向上させることができる。
　＜第３実施形態＞
　次に本発明の第３実施形態について説明する。図１５は第３実施形態の反射型空中結像素子１０の製造工程で使用される角材状の基材２の斜視図を示している。説明の便宜上、図１～図１３に示す第１実施形態と同様の部分には同一の符号を付している。本実施形態では積層工程に使用される基材２の構成が第１実施形態とは異なるとともに、第１実施形態に対して切断工程を省いている。その他の部分は第１実施形態と同様である。
　本実施形態の反射面形成工程では、断面矩形の角材状の透明な基材２の対向する一対の面に反射面４を形成する。なお、基材２の一の面にのみ反射面４を形成してもよい。積層工程では、角材状の基材２の反射面４上に配したワイヤー状部材から成るスペーサー１５を介して基材２を一方向に並設する。その後、シール工程を経て固着工程により固着ブロック１２から成る光学素子１の素材１’が形成される。固着工程の後に研磨工程に移行する。なお、研磨工程以降は第１実施形態と同様である。
　本実施形態によると、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。また、対向する一対の面に反射面４を形成した断面矩形の角材状の透明な複数の基材２を用いるため、第１実施形態の切断工程を省くことができる。
　以上説明した第１～第３実施形態では、積層体１１のシールされていない下端面１１ｃを貯留槽４０内の液状の接着剤３に浸漬し、積層体１１のシールされていない上端面１１ｄ側から真空ポンプにより隙間Ｇ内の空気を吸引しているが、接着剤３の充填方向は下から上への方向に限られない。
　例えば、固着工程において、積層体１１の上端面１１ｄの上方に貯留槽４０を配置し、上端面１１ｄを液状の接着剤３に浸漬し、下端面１１ｃ側から隙間Ｇ内の空気を吸引してもよい。すなわち、接着剤３の充填方向を上から下への方向にしてもよい。この場合、貯留槽４０の底部に開口部を設け、積層体１１の上端部を該開口部に挿入することにより積層体１１の外周面と該開口部の周縁とを密封して該開口部の周縁からの接着剤３の漏出を防止することができる。また、積層体１１のシールされていない２つの端面を横方向に配置し（水平方向に並ぶように配置し）、横方向（水平方向）に接着剤３を充填してもよい。この場合、延設部材６０は積層体１１の接着剤３の充填方向の両端部の周面上に粘着剤７０を介して密着するとともに該両端部からそれぞれ互いに離れる方向に延びて配されるとよい。
　本発明は、空中に被投影物の実像を結像させる反射型空中結像素子及び反射型空中結像素子に用いられる光学素子に利用することができる。
　　　１　　光学素子
　　　２　　基材
　　　３　　接着剤
　　　４　　反射面
　　　５　　補強板
　　１０　　反射型空中結像素子
　　１１　　積層体
　　１１ａ　シール面
　　１２　　固着ブロック
　　１５　　スペーサー
　　１８　　入射面
　　１９　　出射面
　　２０　　光源
　　３０　　シール部材
　　４０　　貯留槽
　　５０　　吸込ノズル
　　６０　　延設部材
　　７０　　粘着剤
　１００　　空中映像表示装置
　　Ｇ　　　隙間
　　ＯＢ　　被投影物
　　ＦＩ　　空中映像
　　Ｃ１　　切断線
　　　Ｌ　　照明光
　　ＬＭ　　積層方向

Claims (8)

  1. 　厚み方向に平行な反射面を所定周期で平行に配した光透過性の光学素子の製造方法において、
    　少なくとも一の面に前記反射面を形成した透明な基材を前記反射面上に配したスペーサーを介して積み重ねて積層体を形成する積層工程と、
    　前記積層体の前記反射面に垂直な対向する二面から成る一対のシール面上で前記スペーサーにより前記基材間に形成される隙間をシール部材によりシールするシール工程と、
    　前記積層体の前記反射面及び前記シール面に垂直な二面の一方面を液状の接着剤に浸漬するとともに他方面側から空気を吸引して前記隙間に前記接着剤を充填し、前記接着剤の硬化により複数の前記基材が固着された固着ブロックを形成する固着工程と、
    　を備えたことを特徴とする光学素子の製造方法。
  2. 　前記固着工程において、前記積層体の前記他方面に被嵌される吸込ノズルを有し、前記積層体の外周面と前記吸込ノズルとの間を密封することを特徴とする請求項１に記載の光学素子の製造方法。
  3. 　前記基板が板状に形成され、前記固着ブロックを前記反射面に垂直な方向に所定周期で切断する切断工程を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光学素子の製造方法。
  4. 　前記基板が断面矩形の角材状に形成されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光学素子の製造方法。
  5. 　前記スペーサーをワイヤー状部材により形成し、前記シール工程において、前記積層体の前記ワイヤー状部材が延びる方向に平行な二面に前記シール部材を設けたことを特徴とする請求項１～請求項４のいずれかに記載の光学素子の製造方法。
  6. 　前記スペーサーを粒状に形成したことを特徴とする請求項１～請求項４のいずれかに記載の光学素子の製造方法。
  7. 　前記固着工程において、前記積層体の前記接着剤の充填方向の両端部の周面上に粘着剤を介して密着するとともに前記両端部からそれぞれ互いに離れる方向に延びて配される環状の延設部材を設けたことを特徴とする請求項１～請求項６のいずれかに記載の光学素子の製造方法。
  8. 　厚み方向に平行な反射面を所定周期で平行に配した光透過性の光学素子を厚み方向に複数並設し、隣接する一対の前記光学素子の前記反射面が直交する反射型空中結像素子の製造方法において、
    　少なくとも一の面に前記反射面を形成した透明な基材を前記反射面上に配したスペーサーを介して積み重ねて積層体を形成する積層工程と、
    　前記積層体の前記反射面に垂直な対向する二面から成る一対のシール面上で前記スペーサーにより前記基材間に形成される隙間をシール部材によりシールするシール工程と、
    　前記積層体の前記反射面及び前記シール面に垂直な二面の一方面を液状の接着剤に浸漬するとともに他方面側から空気を吸引して前記隙間に前記接着剤を充填し、前記接着剤の硬化により複数の前記基材が固着された固着ブロックを形成する固着工程と、
    　を備えることを特徴とする反射型空中結像素子の製造方法。
PCT/JP2016/063449 2015-05-25 2016-04-28 光学素子の製造方法及び反射型空中結像素子の製造方法 WO2016190052A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017520585A JP6356911B2 (ja) 2015-05-25 2016-04-28 光学素子の製造方法及び反射型空中結像素子の製造方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015-105666 2015-05-25
JP2015105666 2015-05-25

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2016190052A1 true WO2016190052A1 (ja) 2016-12-01

Family

ID=57393899

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2016/063449 WO2016190052A1 (ja) 2015-05-25 2016-04-28 光学素子の製造方法及び反射型空中結像素子の製造方法

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP6356911B2 (ja)
WO (1) WO2016190052A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110058334A (zh) * 2019-04-25 2019-07-26 像航（上海）科技有限公司 光学成像元件及其制造方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57104909A (en) * 1980-12-22 1982-06-30 Fuji Photo Film Co Ltd Production of light guide sheet
JP2006187994A (ja) * 2005-01-07 2006-07-20 Konica Minolta Photo Imaging Inc 光学レンズの接合方法
WO2013179405A1 (ja) * 2012-05-30 2013-12-05 パイオニア株式会社 反射型面対称結像素子の製造方法、反射型面対称結像素子、前記反射型面対称結像素子を備えた空間映像表示装置
WO2014129454A1 (ja) * 2013-02-19 2014-08-28 日本電気硝子株式会社 ガラス積層体、光学結像部材、ガラス積層体の製造方法及び光学結像部材の製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57104909A (en) * 1980-12-22 1982-06-30 Fuji Photo Film Co Ltd Production of light guide sheet
JP2006187994A (ja) * 2005-01-07 2006-07-20 Konica Minolta Photo Imaging Inc 光学レンズの接合方法
WO2013179405A1 (ja) * 2012-05-30 2013-12-05 パイオニア株式会社 反射型面対称結像素子の製造方法、反射型面対称結像素子、前記反射型面対称結像素子を備えた空間映像表示装置
WO2014129454A1 (ja) * 2013-02-19 2014-08-28 日本電気硝子株式会社 ガラス積層体、光学結像部材、ガラス積層体の製造方法及び光学結像部材の製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110058334A (zh) * 2019-04-25 2019-07-26 像航（上海）科技有限公司 光学成像元件及其制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2016190052A1 (ja) 2018-03-22
JP6356911B2 (ja) 2018-07-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5822876B2 (ja) 表示装置及びその組立方法
US7268840B2 (en) Display device employing light control member and display device manufacturing method
US10288793B2 (en) Backlight module, method of manufacturing the same and display device
CN104423103B (zh) 显示装置
KR102044392B1 (ko) 표시패널 및 이를 구비하는 표시장치
JP6399017B2 (ja) 発光装置
JP6574910B2 (ja) 反射型空中結像素子
KR101599610B1 (ko) 표시장치 및 그 제조 방법
KR20140089014A (ko) 표시 장치 및 그 제조 방법
US8647727B1 (en) Optical assembly with adhesive layers configured for diffusion
TWI747302B (zh) 發光模組及其製造方法
JP2013004802A (ja) Ｌｅｄ発光装置とその製造方法
JP6852822B2 (ja) 発光モジュール及びその製造方法
KR102598451B1 (ko) 몰드 프레임, 이를 포함하는 표시 장치 및 표시 장치의 조립 방법
JP2008209510A (ja) 画像表示装置及びその製造方法
US10488690B2 (en) Display device and assembling method thereof
JP2016180785A (ja) 反射型空中結像素子及びその製造方法
JP6356911B2 (ja) 光学素子の製造方法及び反射型空中結像素子の製造方法
US20210033906A1 (en) Adhesion structure for a curved protection cover
JP6201083B2 (ja) 光学素子の製造方法及び反射型空中結像素子の製造方法
US20170115445A1 (en) Light guide film and manufacturing method thereof, light guide plate and manufacturing and recycling methods thereof
WO2016132984A1 (ja) 光学素子、それを用いた反射型空中結像素子及びこれらの製造方法
JP2017097013A (ja) 光学素子の製造方法、反射型空中結像素子の製造方法及び接着剤充填装置
JP6700106B2 (ja) 光学素子の製造方法及び反射型空中結像素子の製造方法
WO2018105446A1 (ja) 光学素子、反射型空中結像素子及びこれらの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16799760

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2017520585

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 16799760

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1