WO2023190052A1

WO2023190052A1 - 光学シートの製造方法および光学シートの製造装置

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Publication number: WO2023190052A1
Application number: PCT/JP2023/011561
Authority: WO
Inventors: 武彦中山
Original assignee: 富士フイルム株式会社
Priority date: 2022-03-29
Filing date: 2023-03-23
Publication date: 2023-10-05

Abstract

同心円状のパターンを有する光学シートを形成した光学シート母材からの光学シートの切り抜きを、高精度に、低コストかつ簡便に行うことができる光学シートの製造方法および製造装置の提供を課題とする。光学シートの同心円状のパターンの中心を検出して、この中心の検出結果に応じて、光学シート母材における光学シートの切り抜き位置を決定することにより、課題を解決する。

Description

光学シートの製造方法および光学シートの製造装置

　本発明は、同心円状のパターンを有する光学シートが形成された光学シート母材から光学シートを切り出す光学シートの製造方法、および、この光学シートの製造方法を実施する光学シートの製造装置に関する。

　光学シートすなわち光学フィルムなどのシート状の光学素子の製造において、複数の光学シートが形成された光学シート母材から、個々の光学シートを切り抜くことが行われている。以下の説明では、『光学シート母材』を、単に『母材』ともいう。
　この光学シートの製造では、高精度に母材から光学シートを切り抜く必要がある。そのために、母材に個々の光学シートに対応する基準マークを設け、この基準マークを検出することで、母材における光学シートの切り抜き位置を決定している。

　例えば、特許文献１には、母材から偏光板を切り抜く偏光板の製造において、長尺方向および幅方向に所定の間隔で配置された非偏光部を有する長尺状偏光板（母材）を、所定の長尺方向送りピッチごとに幅方向の一方から他方に向けて、順次裁断することを含み、長尺状偏光板を裁断する前に、長尺状偏光板が停止した状態で、非偏光部の位置を検知し、非偏光部の検査を行い、長尺状偏光板を裁断する際に、検知された非偏光部の位置を基準として位置決めを行った後に長尺状偏光板を裁断し、ひとつの非偏光部を有する枚葉偏光板を１枚ずつ得る、偏光板の製造方法が記載されている。
　すなわち、この製造方法では、偏光板を複数形成した母材に基準マークとして非偏光部を設け、非偏光部を用いて偏光板の切り抜き位置を決定している。

特許第６６９５６７０号公報

　基準マークとしては、マジックなどの筆記用具による着色、印刷による着色、パンチング、彫刻刃による打ち抜き、ならびに、プロッターおよびウォータ―ジェットなどを用いる穴開け等が知られている。
　また、特許文献１では、化学的な溶解による非偏光化によって、基準マークを形成している。このような光学的特性な違いによる基準マークの形成方法としては、レーザーアブレーションを利用する方法も知られている。

　すなわち、従来の母材からの切り抜きを行う光学シートの製造においては、基準マークの形成工程が必須であり、従って基準マークの形成装置が必要となる。また、光学シートを精度よく切り抜くためには、母材となるシートに基準マークを高い位置精度で形成する必要があり、手間がかかる。
　そのため、従来の光学シートの製造方法では、基準マークを形成するために、高いコストがかかる。しかも、基準マークに対する光学シートの位置精度も高くする必要があり、この点でもコストおよび手間がかかる。

　また、基準マークは、製品品質を考慮して光学シートの形成部の以外に設ける場合もある。この場合、母材には、光学シートを形成するための面積に加え、基準マークを形成するための面積が必要となる。
　その結果、母材の単位面積当たりの製品の取り数が少なくなる。

　加えて、母材から光学シートを切り抜く従来の製造方法では、母材における基準マークの検出と、母材からの光学シートの切り抜きとを、別の装置で行う。

　すなわち、母材における光学シートの切り抜き位置を決定するためには、１つの光学シートに対して、通常、２つ以上の基準マークが形成される。
　そのため、高精度に基準マークの位置を検出するためには、基準マークを検出するために２つのセンサーが必要になる。また、高精度に基準マークの位置を検出するためには、２つのセンサーの位置関係も重要である。
　ここで、母材からの光学シートの切り抜きは、例えば、抜型を用いる打ち抜きによって行われる。このような母材からの光学シートの切り抜きは、衝撃を伴う。そのため、打ち抜きと、基準マークの検出とを同じ装置で行うと、衝撃によって２つのセンサーの位置関係に誤差が生じる可能性がある。

　この点を考慮して、従来の母材から光学シートを切り抜く製造方法では、母材における基準マークの検出と、光学シートの切り抜きとを、別の装置で行っている。
　そのため、装置コストが高くなり、また、光学シートの製造にも手間が掛かる。さらに、基準マークの検出すなわち母材における光学シートの切り抜き位置の決定と、母材からの光学シートの切り抜きとを、別の装置で行うことが、光学シートの切り抜き位置の誤差の原因ともなっている。

　すなわち、複数の光学シートを形成した母材から、個々の光学シートを切り抜く従来の製造方法は、イニシャルコストおよびランニングコストが高く、しかも、製造に手間が掛かる。

　本発明の目的は、このような従来技術の問題点を解決することにあり、同心円状のパターンを有する光学シートを形成した光学シート母材から、光学シートを切り抜く光学シートの製造において、低コストかつ簡便、さらに高精度に、母材からの光学シートの切り抜きを行うことができる光学シートの製造方法、および、この光学シートの製造方法を行う光学シートの製造装置を提供することにある。

　上述の目的を達成するために、本発明は、以下の構成を有する。
　［１］　同心円状のパターンを有する光学シートが形成された光学シート母材から、光学シートを切り抜くに際し、
　光学シートの同心円状のパターンの中心を検出して、この同心円状のパターンの中心の検出結果に応じて、光学シート母材における光学シートの切り抜き位置を決定する、光学シートの製造方法。
　［２］　光学シート母材からの反射光を用いて、光学シートの同心円状のパターンの中心を検出する、［１］に記載の光学シートの製造方法。
　［３］　光学シートの同心円状のパターンの中心の検出を、直線偏光を照射して得られた画像を用いて行う、［１］または［２］に記載の光学シートの製造方法。
　［４］　光学シートの切り抜きを、中心に貫通孔を有する抜型で行うものであり、
　抜型の貫通孔を介して、抜型の刃先とは逆側から、光学シートの同心円状のパターンの中心の検出を行い、
　検出した光学シートの同心円状のパターンの中心と、抜型の中心とを一致させる位置合わせを行うことにより、抜型による光学シート母材における光学シートの切り抜き位置を決定する、［１］～［３］のいずれかに記載の光学シートの製造方法。
　［５］　貫通孔が、光学シート母材に向かって、漸次、縮径するテーパー状である、［４］に記載の光学シートの製造方法。
　［６］　光学シートの同心円状のパターンの中心の検出を、撮像装置によって撮像した画像を画像解析することで行う、［４］または［５］に記載の光学シートの製造方法。
　［７］　撮像装置の光軸と貫通孔の中心とが一致している、［６］に記載の光学シートの製造方法。
　［８］　光学シートの同心円状のパターンは、同心円状の液晶配向パターンである、［１］～［７］のいずれかに記載の光学シートの製造方法。
　［９］　光学シートの同心円状のパターンの中心の検出を行った後、その場で、光学シート母材と、光学シート母材から光学シートを切り抜く切り抜き手段との位置合わせを行い、その後、切り抜き手段によって光学シート母材からの光学シートの切り抜きを行う、［１］～［８］のいずれかに記載の光学シートの製造方法。
　［１０］　同心円状のパターンを有する光学シートを形成した光学シート母材から、光学シートを切り抜く、光学シートの製造装置であって、
　光学シート母材を載置するテーブルと、
　光学シート母材から光学シートを切り抜く、中心に貫通孔を有する抜型と、
　抜型の貫通孔を介して、テーブルに載置された光学シート母材を撮像する撮像装置と、
　撮像装置が撮像した画像を画像解析することにより、光学シートの同心円状のパターンの中心を検出する解析手段と、
　解析手段による、光学シートの同心円状のパターンの中心の検出結果に応じて、抜型の中心と、光学シートの同心円状のパターンの中心とが一致するように、テーブルと抜型との位置関係を調節する調節手段と、を有する、光学シートの製造装置。

　本発明によれば、同心円状のパターンを有する光学シートを形成した光学シート母材からの光学シートの切り抜きを、低コスト、簡便、かつ、高精度に行うことができる。

図１は、本発明の光学シートの製造方法の一例を行う、本発明の光学シートの製造装置の一例と概念的に示す図である。図２は、本発明に用いられる抜型の一例の概略断面図である。図３は、本発明に用いられる撮像装置の一例の構成を概念的に示す図である。図４は、液晶レンズの一例を概念的に示す図である。図５は、液晶レンズを撮像した写真を画像処理した図である。

　以下に、添付の図面に示す好適実施形態に基づいて、本発明の光学シートの製造方法および光学シートの製造装置を詳細に説明する。

　以下に説明する図は、本発明を説明するための例示的なものであり、以下に示す図に本発明が制限されるものではない。
　また、以下に示す図は、いずれも、本発明を説明するための概念的な図であり、各部材の大きさ、形状、および、位置関係等は、実際のものとは異なる。
　なお、以下において数値範囲を示す「～」とは両側に記載された数値を含む。例えば、εが数値α～数値βとは、εの範囲は数値αと数値βを含む範囲であり、数学記号で示せばα≦ε≦βである。

　図１に、本発明の光学シートの製造方法の一例を実施する、本発明の光学シートの製造装置の一例を概念的に示す。
　本発明の光学シートの製造装置は、同心円状のパターンを有する光学シートが形成された光学シート母材Ｗから、個々の光学シートを切り抜くものである。なお、光学シート母材Ｗに形成される光学シートは、１つでも、複数でもよい。以下の説明では、『光学シート母材Ｗ』を単に『母材Ｗ』ともいう。
　図示例の光学シートの製造装置１０は、基台１２と、抜型支持台１４と、抜型１６と、テーブル支持台２４と、載置テーブル２６と、移動機構２８と、撮像装置３０と、画像解析装置３２とを有する。以下の説明では、『光学シートの製造装置』単に『製造装置』ともいう。

　基台１２は、抜型支持台１４およびテーブル支持台２４を支持するものである。抜型支持台１４は、４本のポスト１８によって支持されている。
　基台１２の内部には、抜型支持台１４すなわちポスト１８を昇降するための昇降機構が内蔵される。

　抜型支持台１４は、抜型１６を支持する矩形の板体である。
　抜型１６は、母材Ｗから光学シートを打ち抜くことにより、母材Ｗから光学シートを切り抜くもので、公知の抜型が利用可能である。
　図示例において、抜型１６は、一例として、母材Ｗから光学シートを矩形に打ち抜く。本発明において、矩形には正方形も含む。なお、本発明は、母材Ｗからの光学シートの切り抜き形状は、矩形に制限はされない。すなわち、本発明では、母材Ｗから、例えば光学シートを円形に打ち抜く等、母材Ｗからの光学シートの切り抜き形状には制限がない。

　図２に、抜型１６を断面図で概念的に示す。
　図２示すように、抜型１６は、本体４０と、母材Ｗから光学シートを打ち抜く刃先４２とを有する。
　図示例において、抜型１６は、本体４０と刃先４２とを一体的に削り出して作製した、いわゆる彫刻刃と呼ばれるものである。
　本発明において、抜型はこれに制限はされず、ベニヤ板を本体として刃先を埋め込んで固定した抜型、および、ステンレス等の金属製の本体に刃先を埋め込んで固定した抜型等の公知の各種の抜型が利用可能である。しかしながら、吸湿等による寸法変化の抑制、耐久性、寸法精度、刃先および貫通孔などの位置精度、および、抜型の刃にかかるせん断応力に対する強度等を考慮すると、金属製の本体に刃先を埋め込んで固定した抜型が好ましい。中でも、図示例のような彫刻刃がより好ましい。

　本体４０には、取付孔４０ａが設けられる。抜型１６は、この取付孔４０ａを用いて、例えばボルトによって抜型支持台１４の所定位置に取り付けられる。
　なお、抜型支持台１４への抜型１６の取り付け方法は、この方法に制限はされず、公知の取り付け方法が、各種、利用可能である。

　抜型１６は、好ましい態様として、刃先４２の中心に、貫通孔４６を有する。貫通孔４６は、円筒状の貫通孔で、大径部４６ａおよび刃先４２側の小径部４６ｂを有する。大径部４６ａおよび小径部４６ｂは、中心を一致する円筒状である。
　また、小径部４６ｂは、好ましい態様として、刃先４２側に向かって、漸次縮径するテーパー状の形状を有する。
　さらに、好ましい態様として、抜型１６は、刃先４２の中心と、貫通孔４６の中心とが一致している。
　なお、刃先４２の中心とは、通常、抜型１６の中心である。刃先４２の中心と抜型１６の中心とが一致していない場合には、貫通孔４６は、刃先４２の中心に形成する。

　さらに、抜型支持台１４も、抜型１６の貫通孔４６の大径部４６ａに連通する、大径部４６ａと同径の円筒状の貫通孔１４ａを有する。

　後述するが、撮像装置３０は、この貫通孔４６を介して母材Ｗに形成された同心円状のパターンを有する光学シートを撮影する。また、製造装置１０では、撮像した画像を画像解析することにより、光学シートの同心円状のパターンの中心を検出する。
　以下の説明では、『同心円状のパターン』を単に『同心円』ともいう。
　ここで、図示例のように、貫通孔４６の小径部４６ｂを、刃先４２側に向かって漸次縮径するテーパー状とすることにより、撮像装置３０による撮像範囲、すなわち、同心円の中心を検出するための観察範囲を絞り込むことができる。また、撮像範囲を絞り込むことで、光学シートの同心円の中心と、貫通孔４６（小径部４６ｂ）すなわち刃先４２の中心との位置関係を、より光学シートに近い位置で検出することが可能になる。その結果、光学シートの同心円の中心の検出を、より高精度に行うことができる。

　なお、小径部４６ｂすなわち貫通孔４６におけるテーパーの縮径の程度には、制限はなく、刃先４２による打抜きの面積、貫通孔４６のサイズ、光学シートの同心円の中心部における明暗線の間隔等に応じて、適宜設定すればよい。

　ここで、光学シートの同心円の中心を検出するためには、小径部４６ｂの刃先４２側の開口は、ある程度の面積は必要である。その半面、小径部４６ｂの刃先４２側の開口の面積が大きすぎると、抜型１６の強度が低下する。
　この点を考慮すると、貫通孔４６の小径部４６ｂの刃先４２側の開口の面積は、刃先４２による打抜き面積の０．０５～１０％が好ましく、０．５～２．５％がより好ましい。

　上述のように、抜型支持台１４は、抜型１６を支持する、矩形の板体である。
　抜型支持台１４は、角部近傍に設けられる４本のポスト１８によって、基台１２に支持されている。上述のように、基台１２には、ポスト１８の昇降機構が内蔵されている。
　すなわち、製造装置１０においては、ポスト１８を降下することで、抜型支持台１４すなわち抜型１６を降下して、刃先４２によって母材Ｗから光学シートを切り抜く。
　本発明において、ポスト１８の昇降機構には、制限はなく、油圧を利用する昇降機構、機械的（メカニカル）な昇降機構、ならびに、ロッド型摺動ガイド、レール型摺動ガイドおよび機械的なトグル機構等と合せて、モータおよび油圧等で駆動する昇降機構など、公知のものが、各種、利用可能である。

　基台１２の上面には、テーブル支持台２４が固定されており、テーブル支持台２４には、載置テーブル２６が支持される。また、テーブル支持台２４には、移動機構２８が設けられる。
　テーブル支持台２４は、載置テーブル２６を移動自在に支持する台である。

　載置テーブル２６は、光学シートを切り抜かれる母材Ｗを載置するもので、例えば、ステンレス等の金属板で形成される。
　載置テーブル２６は、抜型１６の貫通孔４６に対応する位置において、移動自在にテーブル支持台２４に支持される。

　載置テーブル２６は、好ましい態様として、母材Ｗを固定して不要に移動することを防止すると共に、母材Ｗのカールおよび伸縮等の変形を抑制するための母材Ｗの固定手段を有する。
　載置テーブル２６に母材Ｗを固定する方法には、制限はなく、吸着（吸引）による方法、磁力を用いる方法、および、治具を用いる方法等の公知の方法が利用可能である。中でも、吸着による母材Ｗの固定は、好適に例示される。

　テーブル支持台２４には、載置テーブル２６の位置を調節するための移動機構２８が設けられる。
　移動機構２８は、載置テーブル２６を、直交するｘ方向およびｙ方向に移動することにより、載置テーブル２６の位置を調節するものである。
　後に詳述するが、製造装置１０においては、後述する撮像装置３０による母材Ｗの撮像画像から、母材Ｗに形成された光学シートの同心円の中心を検出する。その後、移動機構２８によって、載置テーブル２６の位置を調節して、光学シートの同心円の中心と、抜型１６すなわち刃先４２の中心とを一致させた後に、抜型１６によって、母材Ｗから光学シートを切り抜く。

　移動機構２８には、制限はなく、ロッド型の摺動ガイドおよび／またはレール型の摺動ガイドと併せたボールねじ送り機構など、ｘ－ｙステージ等で用いられている公知の機構が、各種、利用可能である。
　また、移動機構２８による載置テーブル２６の移動は、手動で行っても、自動で行ってもよい。図示例の製造装置１０においては、好ましい態様として、画像解析装置３２からの指示に応じて、移動機構２８が自動的に載置テーブル２６を移動して、光学シートの同心円の中心と、抜型１６すなわち刃先４２の中心との位置合わせを行う。

　抜型支持台１４の図中上方には、撮像装置３０が設けられる。
　撮像装置３０は、撮像装置支持部４８に支持されている。撮像装置支持部４８は、好ましくは、基台１２とは連結せず、独立支持させる。撮像装置支持部４８を基台１２に対して独立支持することにより、切り抜き時の衝撃が伝播することに起因する、撮像装置３０固定の機械的なずれ、および、ＣＣＤセンサー等の電子機材への悪影響などを抑制することができる。

　撮像装置３０は、ＣＣＤセンサー等の公知の撮像素子を用いた撮像装置である。
　製造装置１０において、撮像装置３０は、抜型支持台１４の貫通孔１４ａおよび抜型１６の貫通孔４６を介して、刃先４２とは逆側から載置テーブル２６に支持された母材Ｗを撮像する。
　撮像装置３０は、好ましい態様として、光軸を抜型１６すなわち刃先４２の中心と一致する。上述のように、抜型１６の貫通孔４６の中心は、好ましい態様として、抜型１６すなわち刃先４２の中心と一致している。
　すなわち、製造装置１０においては、より好ましい態様として、光軸を抜型１６の中心と、抜型１６の貫通孔４６の中心と、撮像装置３０の中心とが一致している。従って、後述する位置合わせでは、撮像装置３０が撮像した画像の光軸と、検出した光学シートの同心円の中心とを一致させることで、抜型１６の中心と、光学シートの同心円の中心とを一致することができる。

　なお、本発明は、光学シートの撮像を、抜型１６の貫通孔４６を介して行うのに制限はされない。例えば、抜型支持台１４の下面に撮像装置を設け、この撮像装置によって光学シートの撮像を行ってもよい。
　しかしながら、本発明は、図示例のように、抜型１６の中心に貫通孔４６を設け、この貫通孔４６を介して、光学シートの撮像を行うのが好ましい。これにより、光学シートの撮像を、真上すなわち法線方向から、同心円の中心と光軸とを略一致して行うことができ、画像解析による同心円の中心の検出を、より正確に行うことが可能となる。なお、法線方向とは、シート状物（板状物、層、フィルム）の面方向と直交する方向である。

　本発明において、母材Ｗに形成された光学シートの同心円の中心の検出を行うための光には、制限はなく、各種の光が利用可能である。また、母材Ｗに形成された光学シートの同心円の中心の検出を行うための光は、偏光でも無偏光でもよい。ここで、本発明においては、母材Ｗに形成された光学シートの同心円の中心の検出を、直線偏光を照射して行うのが好ましい。
　製造装置１０において、撮像装置３０は、好ましい態様として、直線偏光を母材Ｗに照射して、母材Ｗを撮像する。すなわち、製造装置１０は、好ましい態様として、撮像光として直線偏光を用いて、母材Ｗを撮像する。
　これにより、撮像装置３０が撮像した母材Ｗの画像における、光学シートの同心円、具体的には、明暗線による光学シートの同心円を、より鮮明にできる。その結果、光学シートの同心円の中心の検出精度を、より高精度にできる。

　図３に、撮像装置３０の構成を概念的に示す。
　図３に示すように、撮像装置３０は、ＣＣＤセンサー等の撮像素子５０と、光源５２と、ハーフミラー５４と、直線偏光板５６とを有する。
　光源５２は、白色光を出射する。光源５２が出射した光は、ハーフミラー５４によって母材Ｗに向けて反射され、次いで、直線偏光板５６を透過して、直線偏光が母材Ｗに照射される。
　撮像素子５０は、母材Ｗに照射された直線偏光を撮像光として、ハーフミラー５４を介して母材Ｗを撮像する。すなわち、図示例において、撮像素子５０は、母材Ｗの移動および載置テーブル２６の取り外し等が不要な好ましい態様として、母材Ｗによって反射された反射光を撮像する。しかしながら、本発明は、これに制限はされず、母材Ｗの透過光を撮像してもよい。

　母材Ｗに照射する直線偏光の偏光方向には、制限はない。従って、母材Ｗに照射する直線偏光は、Ｓ偏光でもＰ偏光でもよい。

　画像解析装置３２は、撮像装置３０が撮像した母材Ｗの画像から、母材Ｗに形成された同心円状のパターンを有する光学シートの内の１つの光学シートの同心円の中心を検出する。また、画像解析装置３２は、同心円の中心の検出結果に応じて、移動機構２８に、載置テーブル２６の移動支持を出す。
　このような画像解析装置３２は、汎用のコンピューターと、汎用のソフトウェアとを用いて構成すればよい。また、画像解析装置３２は、必要に応じて、撮像装置３０が撮像した画像等を表示するためのディスプレイを有してもよい。
　画像解析装置３２に関しては、後に詳述する。

　上述のように、本発明は、同心円状のパターンを有する光学シートを、１つ、または、複数形成された母材Ｗ（光学シート母材Ｗ）から、光学シートを切り抜くものである。
　同心円状のパターン（光学パターン）を有する光学シートとしては、液晶レンズ（液晶回折レンズ）が例示される。

　図４に、液晶レンズの一例を概念的に示す。
　図４に示す液晶レンズ６０は、例えば、基板と、基板の一面に形成された配向膜と、配向膜の表面に形成された液晶層（光学異方性層）と、を有するものである。図４は、液晶層の表面を示すものである。

　液晶レンズ６０（液晶層）は、液晶化合物６２に由来する光学軸の向きが、一方向に向かって連続的に回転しながら変化している液晶配向パターンを、内側から外側に向かう放射状に有する。
　すなわち、液晶レンズ６０の液晶配向パターンは、図４に示すように、液晶化合物６２に由来する光学軸の向きが連続的に回転しながら変化する一方向を、内側から外側に向かう同心円状に有する、同心円状の液晶配向パターンである。言い換えれば、液晶レンズ６０における同心円状のパターンとは、液晶化合物に由来する光学軸の向きが、面内の一方向に沿って連続的に回転しながら変化する液晶配向パターンを、内側から外側に向かう同心円状に有する、同心円状の液晶配向パターンである。
　なお、液晶レンズ６０において、液晶化合物６２は固定されている。

　液晶化合物６２に由来する光学軸とは、液晶化合物６２において屈折率が最も高くなる軸であり、いわゆる遅相軸である。
　図４においては、液晶化合物６２として、棒状液晶化合物を例示している。従って、液晶化合物６２に由来する光学軸の向きは、液晶化合物６２の棒形状の長軸方向に沿っている。

　液晶レンズ６０では、液晶化合物６２の光学軸の向きは、液晶レンズ６０の中心から外側に向かう多数の方向、例えば、矢印Ａ₁で示す方向、矢印Ａ₂で示す方向、矢印Ａ₃で示す方向、矢印Ａ₄で示す方向…に沿って、連続的に回転しながら変化している。
　従って、液晶レンズ６０において、液晶化合物６２の光学軸の回転方向は、全ての方向（一方向）で同じ方向である。図示例では、矢印Ａ₁で示す方向、矢印Ａ₂で示す方向、矢印Ａ₃で示す方向、および、矢印Ａ₄で示す方向の全ての方向で、液晶化合物６２の光学軸の回転方向は、反時計回りである。
　すなわち、矢印Ａ₁と矢印Ａ₄とを１本の直線と見なすと、この直線上では、液晶レンズ６０の中心で、液晶化合物６２の光学軸の回転方向が逆転する。一例として、矢印Ａ₁と矢印Ａ₄とが成す直線が、図中右方向（矢印Ａ₁方向）に向かうとする。この場合には、液晶化合物６２の光学軸は、最初は、液晶レンズ６０の外方向から中心に向かって時計回りに回転し、液晶レンズ６０の中心で回転方向が逆転し、その後は、液晶レンズ６０の中心から外方向に向かって反時計回りに回転する。

　この液晶配向パターンにおいて、液晶化合物６２の光学軸の向きが連続的に回転しながら変化する一方向における、液晶化合物に由来する光学軸の向きが１８０°回転する長さを１周期Λとする。液晶レンズ６０では、周期Λが短い程、レンズとしての屈折率（回折角度）が大きくなる。
　また、液晶レンズ６０は、１周期Λの長さが内側から外側に向かって短くなる。液晶レンズ６０は、これにより、入射光を集光する。

　このような液晶レンズ６０は、主に円偏光に対して屈折（回折）を発現するものであり、一方向に向かう液晶化合物６２の光学軸の回転方向と、円偏光の旋回方向とに応じて、屈折方向が異なる。
　すなわち、液晶レンズ６０は、右円偏光を集光して、左円偏光を拡散する。あるいは、液晶レンズ６０は、右円偏光を拡散して、左円偏光を集光する。

　図４に示すように、液晶レンズ６０における同心円状の液晶配向パターンでは、同心円を構成する各円において、同じ円上に存在する液晶化合物６２（光学軸）は、向きすなわち配向方向が等しい。
　液晶レンズ６０をＣＣＤセンサー等を用いる撮像装置によって撮像すると、この液晶化合物６２の配向方向に応じて、同心円状の明暗線が観察される。好ましくは、上手したように、直線偏光を照射して撮像すると、同心円状の明暗線が明確になる。

　図５に、液晶レンズ６０を撮像した画像の一例を示す。
　なお、この撮像は、撮像素子としてＳＴＣ－ＭＢＳ５００Ｕ３Ｖ（オムロンセンテック社製）を、テレセントリックレンズとしてＶＳ－ＴＣＨ１－１１０ＣＯ（ＶＳテクノロジー社製）を、直線偏光板としてＰＬ－２７－ＮＬ（ＣＣＳ社製）を、光源としてＯＰＳ－Ｓ２０Ｗ（オプテックス・エフエー社製）を、バンドパスフィルターとしてＳＶ－Ｇ５３３－２７０（ＶＳテクノロジー社製）を、それぞれ用いて、図３に示す撮像装置３０に準じて撮像したものである。

　なお、本発明において、同心円状の光学シートは、液晶レンズに制限はされない。
　すなわち、本発明は、液晶レンズ以外にも、フレネルレンズ等の公知の各種の光学シート（シート状の光学素子）の製造に利用可能である。

　以下、製造装置１０の作用を説明することにより、本発明の光学シートの製造方法および光学シートの製造装置に関して、より詳細に説明する。

　まず、光学シートを形成した母材Ｗ（光学シート母材Ｗ）を、１つの光学シートの同心円状のパターンの中心が抜型１６（刃先４２）の中心と一致するように、載置テーブル２６に載置する。好ましくは、その後、吸着等の手段によって載置テーブル２６に母材Ｗを固定する。

　次いで、撮像装置３０において、光源５２を点灯して、光学シートに直線偏光を照射する。さらに、撮像装置３０が、光学シートの画像を撮像する。上述のように、撮像は、抜型支持台１４の貫通孔１４ａおよび抜型１６の中心に設けられた貫通孔４６を介して行われる。
　これにより、上述のように、光学シートの同心円状のパターンに応じた、図５に示すような同心円状の明暗線の画像が撮像される。

　撮像装置３０が撮像した光学シートの同心円状のパターンの画像（画像データ）は、画像解析装置３２に送られる。
　画像解析装置３２は、供給された光学シートの同心円状のパターンの画像を画像解析して、光学シートの同心円状の中心を検出する。なお、同心円の中心とは、光学シートの同心円状のパターンの中心であるのは、上述のとおりである。
　画像解析装置３２における、同心円状のパターンを撮像した画像からの、同心円の中心の検出は、汎用の画像処理ソフトウェアを用いて行うことができる。例えば、パターンマッチングの機能を有し、円形の認識して円の中心を割り出す画像解析を行う画像処理ソフトウェアを用いればよい。このような画像処理ソフトウェアとしては、一例として、ＫＥＹＥＮＣＥ社製のＣＶ－ＸシリーズおよびＸＧ－Ｘシリーズ等が例示され、特にＸＧ－Ｘシリーズは好適に例示される。

　画像解析装置３２は、次いで、光学シートの同心円の中心と、抜型１６（刃先４２）の中心とを一致させるための、載置テーブル２６の移動方向および移動量を算出する。
　上述のように、製造装置１０においては、抜型１６の中心に貫通孔４６を有し、この貫通孔４６を介して、撮像装置３０によって光学シートの同心円状のパターンを撮像する。抜型１６の中心と貫通孔４６の中心との位置関係は、当然、既知であり、画像解析装置３２は、この情報を認識している。
　画像解析装置３２は、この抜型１６の中心と貫通孔４６の中心との位置関係を用いて、抜型１６の中心と、光学シートの同心円の中心とを一致させるための載置テーブル２６の移動方向および移動量（移動距離）を算出する。

　ここで、図示例の製造装置１０は、好ましい態様として、抜型１６の中心と貫通孔４６の中心とが一致している。そのため、画像解析装置３２は、貫通孔４６の中心と、検出した光学シートの同心円の中心とを一致するように、載置テーブル２６の移動方向および移動量を算出すれば良い。従って、この構成によれば、抜型１６の中心と、光学シートの同心円の中心とを一致させるための載置テーブル２６の移動方向および移動量の算出を、より簡便かつ高精度に行うことができる。
　加えて、図示例の製造装置１０においては、より好ましい態様として、撮像装置３０の光軸と貫通孔４６の中心とが一致している。そのため、画像解析装置３２は、撮像装置の光軸すなわち通常は画像の中心と、検出した光学シートの同心円の中心とを一致するように、載置テーブル２６の移動方向および移動量を算出すればよい。従って、この構成によれば、抜型１６の中心と、光学シートの同心円の中心とを一致させるための載置テーブル２６の移動方向および移動量の算出を、さらに簡便かつ高精度に行うことができる。

　画像解析装置３２は、光学シートの同心円状のパターンの中心と、抜型１６すなわち刃先４２の中心とを一致させる、載置テーブル２６の移動方向および移動量を算出したら、これに応じて、載置テーブル２６を移動するように、移動機構２８に指示を出す。
　移動機構２８は、これに応じて、載置テーブル２６をＸ方向および／またはＹ方向に移動して、光学シートの同心円状のパターンの中心と、抜型１６の中心とを一致させる。これにより、抜型１６による、母材Ｗにおける光学シートの切り抜き位置が決定する。

　なお、本発明において、光学シートの同心円状のパターンの中心と、抜型１６すなわち刃先４２の中心とを一致させる位置合わせは、このように移動機構２８が自動で行うのに制限はされず、手動で行ってもよいのは、上述のとおりである。
　例えば、画像解析装置３２が光学シートの同心円の中心を検出したら、撮像装置３０によって撮像した画像（動画）、および、検出した光学シートの同心円の中心の位置を、画像解析装置３２が有するディスプレイに表示する。好ましくは、ディスプレイに、抜型１６の中心位置も表示する。次いで、オペレーターが、この画像を観察しつつ、移動機構２８を手動で操作して載置テーブル２６を移動して、光学シートの同心円の中心と、抜型１６の中心とを一致させる。

　光学シートの同心円の中心と、抜型１６中心とが一致したら、基台１２が内蔵する昇降機構を駆動して、抜型支持台１４すなわち抜型１６を降下して、母材Ｗから光学シートを切り抜く。

　以上の説明から明らかなように、本発明は、同心円状のパターンを有する光学シートを形成した母材Ｗから、個々の光学シートを切り抜く際に、光学シートの同心円状の中心を基準マークとして用いる。
　そのため、本発明によれば、従来の製造方法では必須であった、高い精度を要求される基準マークの形成工程および形成装置を不要にできる。
　しかも、基準マークが不要であるので、母材Ｗにおける基準マークのスペースも不要である。そのため、本発明によれば、母材Ｗの単位面積当たりの光学シートの形成数も多くでき、１枚の母材Ｗからの光学シートすなわち製品の取り数を多くできる。

　また、上述のように、従来の基準マークを用いる光学シートの製造方法では、１つの光学シートに対して２以上の基準マークが必要である。そのため、従来の製造方法では、１つの光学シートに対して形成した基準マークの数に応じたセンサーを用いて、基準マークを検出している。その結果、従来の製造方法では、基準マークの検出と、母材からの光学シートの切り抜きとを、別の装置で行う必要があり、母材からの光学シートの切り抜きに手間がかかり、かつ、誤差の原因ともなっている。
　これに対して、本発明では、光学シートの同心円の中心を検出するので、複数の検出手段による基準マークの検出を、不要にできる。そのため、本発明によれば、光学シートの同心円状の中心の検出と、母材からの光学シートの切り抜きとを、１台の装置で連続的に行うことができ、作業性を向上し、かつ、光学シートの切り抜き精度を向上できる。

　しかも、図示例の製造装置１０では、好ましい態様として、抜型１６の中心に貫通孔４６を設け、刃先４２とは逆側から貫通孔４６を介して、撮像装置３０によって光学シートを撮像する。好ましくは、抜型１６の中心と貫通孔の中心とが一致しており、より好ましくは、さらに撮像装置３０の光軸と貫通孔４６の中心とが一致している。
　すなわち、図示例の製造装置１０では、光学シートの同心円状のパターンを真上から直接的に撮像（観察）して、基準マークとなる光学シートの同心円の中心を検出し、さらに、光学シートと抜型１６との位置合わせを行うことができる。
　その結果、製造装置１０は、より簡便かつ迅速に、さらに高精度に、母材Ｗから光学シートを切り抜くことが可能である。
　加えて、より好ましい態様として、抜型１６に設ける貫通孔４６を、刃先４２に向かって漸次縮径するテーパー状とする。これにより、撮像装置３０による撮像領域を絞り込み、抜型１６と光学シート（母材Ｗ）とを近接した状態で、撮像を行うことができる。そのため、この構成によれば、より高精度かつ簡便に、同心円状のパターンの中心を検出することが可能となる。

　以上のように、本発明によれば、光学シートを形成した母材から、個々の光学シートを切り抜く光学シートの製造において、光学シートの切り抜き制度を向上すると共に、イニシャルコストおよびランニングコストを低減することができ、しかも、光学シートの製造を簡便に行うことができる。

　以上、本発明の光学シートの製造方法および光学シートの製造装置について詳細に説明したが、本発明は上述の実施例に制限はされず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良または変更をしてもよいのはもちろんである。

　液晶レンズ等の光学シートの製造に好適に利用される。

　１０　製造装置
　１２　基台
　１４　抜型支持台
　１６　抜型
　１８　ポスト
　２４　テーブル支持台
　２６　載置テーブル
　２８　移動機構
　３０　撮像装置
　３２　画像解析装置
　４０　本体
　４０ａ　取付孔
　４２　刃先
　４６　貫通孔
　４６ａ　大径部
　４６ｂ　小径部
　４８　撮像装置支持部
　５０　撮像素子
　５２　光源
　５４　ハーフミラー
　５６　直線偏光板
　６０　液晶レンズ
　６２　液晶化合物
　Ｗ　（光学シート）母材

Claims

　同心円状のパターンを有する光学シートが形成された光学シート母材から、前記光学シートを切り抜くに際し、
　前記光学シートの前記同心円状のパターンの中心を検出して、この同心円状のパターンの中心の検出結果に応じて、前記光学シート母材における前記光学シートの切り抜き位置を決定する、光学シートの製造方法。
　前記光学シート母材からの反射光を用いて、前記光学シートの前記同心円状のパターンの中心を検出する、請求項１に記載の光学シートの製造方法。
　前記光学シートの前記同心円状のパターンの中心の検出を、直線偏光を照射して得られた画像を用いて行う、請求項１または２に記載の光学シートの製造方法。
　前記光学シートの切り抜きを、中心に貫通孔を有する抜型で行うものであり、
　前記抜型の前記貫通孔を介して、前記抜型の刃先とは逆側から、前記光学シートの前記同心円状のパターンの中心の検出を行い、
　検出した前記光学シートの前記同心円状のパターンの中心と、前記抜型の中心とを一致させる位置合わせを行うことにより、前記抜型による前記光学シート母材における前記光学シートの切り抜き位置を決定する、請求項１または２に記載の光学シートの製造方法。
　前記貫通孔が、前記光学シート母材に向かって、漸次、縮径するテーパー状である、請求項４に記載の光学シートの製造方法。
　前記光学シートの前記同心円状のパターンの中心の検出を、撮像装置によって撮像した画像を画像解析することで行う、請求項４に記載の光学シートの製造方法。
　前記撮像装置の光軸と前記貫通孔の中心とが一致している、請求項６に記載の光学シートの製造方法。
　前記光学シートの前記同心円状のパターンは、同心円状の液晶配向パターンである、請求項１または２に記載の光学シートの製造方法。
　前記光学シートの前記同心円状のパターンの中心の検出を行った後、その場で、前記光学シート母材と、前記光学シート母材から前記光学シートを切り抜く切り抜き手段との位置合わせを行い、その後、前記切り抜き手段によって前記光学シート母材からの前記光学シートの切り抜きを行う、請求項１または２に記載の光学シートの製造方法。
　同心円状のパターンを有する光学シートを形成した光学シート母材から、前記光学シートを切り抜く、光学シートの製造装置であって、
　前記光学シート母材を載置するテーブルと、
　前記光学シート母材から前記光学シートを切り抜く、中心に貫通孔を有する抜型と、
　前記抜型の前記貫通孔を介して、前記テーブルに載置された前記光学シート母材を撮像する撮像装置と、
　前記撮像装置が撮像した画像を画像解析することにより、前記光学シートの前記同心円状のパターンの中心を検出する解析手段と、
　前記解析手段による、前記光学シートの前記同心円状のパターンの中心の検出結果に応じて、前記抜型の中心と、前記光学シートの前記同心円状のパターンの中心とが一致するように、前記テーブルと前記抜型との位置関係を調節する調節手段と、を有する、光学シートの製造装置。