JP6109879B2 - 光制御パネルの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、空中に立体像を形成する光学結像装置に使用する光制御パネルの製造方法に関する。

物体表面から発する光（散乱光）を用いて立体像を形成する光学結像装置として、特許文献１には、透明平板の内部に、透明平板の一方側の面に垂直に多数かつ帯状の平面光反射部を並べて形成した第１及び第２の光制御パネルを用い、第１及び第２の光制御パネルのそれぞれの一面側を、平面光反射部を直交させて向かい合わせ、第１の光制御パネルの平面光反射部に物体（又は光源）からの光を入射させ、この平面光反射部で反射した反射光を第２の光制御パネルの平面光反射部で再度反射させ、物体の像を光学結像装置の反対側に結像させる技術が記載されている。

また、特許文献１には、金属の一例であるアルミニウム又は銀等の蒸着層（又はめっき層）からなる金属反射面（従って、両面反射板となる）が、一面側に形成された一定厚みの板状の透明合成樹脂板（例えば、アクリル樹脂板）又はガラス板を、金属反射面が一方側に配置されるように多数枚積層して積層体を作製し、この積層体から各金属反射面に対して垂直な切出し面が形成されるように切出すことにより光制御パネルを作製することが開示されている。
また、特許文献２においても、複数の平面ミラーを積層し、縦方向に切断して光制御パネルを製造することが記載され、平面ミラーは、アクリル、ガラス等の表面に錫、銀、アルミ等の金属膜を蒸着等の方法によって形成して製造することが記載されている。

ＷＯ２００９／１３１１２８号公報 特開２０１１−８１３００号公報

しかしながら、透明合成樹脂板又はガラス板等の表面に金属反射面を蒸着して製造することは、特別な蒸着装置を必要とし、時間もかかるので安価に大量生産できないという問題があった。更に金属反射面が形成されたシートは最終的には多数枚を積層する必要があり、接着剤を用いた積層作業が必要であった。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、製造が容易な光学結像装置に使用する光制御パネルの製造方法を提供することを目的とする。

前記目的に沿う本発明に係る光学結像装置に使用する光制御パネルの製造方法は、それぞれ透明平板の内部に帯状の平面光反射部を一定のピッチで並べて形成した第１、第２の光制御パネルを、前記第１の光制御パネルの平面光反射部と、前記第２の光制御パネルの平面光反射部とが交差するようにして対向配置した光学結像装置の前記第１、第２の光制御パネルの製造方法であって、
金属蒸着によって形成された金属反射面を片側に有するロール巻きされたプラスチック製のミラーシートを解いて平面状とし、ガラス又は透明プラスチックからなる透明シートと、平面状とした前記ミラーシートとを透明な接着剤を介して交互に重ねて積層したブロック体を形成する第１工程と、
前記ブロック体を前記透明シート及び前記ミラーシートに交差する面で一定厚みに切り出して前記第１又は第２の光制御パネルを形成する第２工程とを有する。

本発明に係る光制御パネルの製造方法において、前記透明な接着剤はＵＶ硬化型の接着剤とすることも可能で、この場合、前記ＵＶ硬化型の接着剤は前記透明シートの板厚に直交する方向から照射された紫外線によって硬化することができる。

また、前記接着剤には熱硬化型の接着剤が使用され、誘導加熱、誘電加熱（マイクロ波）、又は炉温加熱によって前記接着剤の硬化を行ってもよい。

本発明に係る光制御パネルの製造方法において、前記ミラーシートは、前記透明シートの片面又は両面に予め貼り付けられ、該ミラーシートが貼り付けられたミラー付き透明シートを積層するものであってもよい。

そして、本発明に係る光制御パネルの製造方法において、前記透明シートの厚みは３００〜１０００μｍ、前記ミラーシートの厚みは３０〜１００μｍの範囲にあるのが好ましい。

本発明に係る光制御パネルの製造方法は、各透明シートの間に配置される鏡面が、蒸着ではなく独立したミラーシートを用いて製造されているので、製造工程が極めて簡略化し、安価に光制御パネルを製造でき、これによって、より安価に立体像を形成する光学結像装置を提供できる。

特に、透明シートとミラーシートを接合する接着剤として、ＵＶ硬化型の接着剤を使用した場合は、ブロック体の側方から紫外線を照射して接着剤を硬化できる。
また、熱硬化型の接着剤を用いた場合も、誘導加熱、マイクロ波、又は炉温加熱で容易に加熱硬化ができる。

本発明の一実施例に係る光制御パネルの製造方法の説明図である。 同方法によって製造された光制御パネルを用いた光学結像装置の説明図である。 同方法の処理過程の説明図である。 同方法の処理過程の説明図である。

続いて、添付した図面を参照しながら、本発明を具体化した実施例に係る光制御パネルの製造方法について説明する。まず、図２を参照しながら、本発明の一実施例に係る光制御パネルの製造方法によって製造された光制御パネルを用いた光学結像装置１０について説明する。

図２に示すように、光学結像装置１０は、２枚の透明平板の内部に、透明平板の厚み方向に渡って多数かつ帯状で、金属反射面（例えば、アルミニウム、銀、チタン、錫等）からなる平面光反射部１１、１２を一定のピッチｐ１で並べて形成した第１の光制御パネル１３と第２の光制御パネル１４を用い、第１、第２の光制御パネル１３、１４のそれぞれの一面側を、平面光反射部１１、１２を交差（例えば、直交）させて、向かい合わせて密着させて製造されている。なお、平面光反射部１１、１２は透明平板の表面に対して垂直に配置しているが、傾斜させることもできる。

ここで、平面光反射部１１、１２のピッチｐ１は、それぞれ第１、第２の光制御パネル１３、１４の厚みｔ１、ｔ２の０．１〜３（より好ましくは、０．１〜２、更に好ましくは、０．２〜０．５）倍程度が好ましく、また、第１、第２の光制御パネル１３、１４の厚みｔ１、ｔ２は用途によって異なるが０．５〜１０ｍｍの範囲で、第１、第２の光制御パネル１３、１４には、それぞれ例えば、３００〜２０００枚の平面光反射部１１、１２を有する。これによって第１、第２の光制御パネル１３、１４を平面視して正方形とすると、９０，０００〜４，０００，０００画素の光学結像装置１０を得ることができる。

この光学結像装置１０においては、物体Ｎのａからの光線は、第１の光制御パネル１３の平面光反射部１１のＱ点で正反射し、次に、第２の光制御パネル１４の平面光反射部１２のＱ’点で反射してａ’点に集まる。また、物体Ｎのｂからの光線は、第１の光制御パネル１３の平面光反射部１１のＲ点で反射し、その光は更に第２の光制御パネル１４の平面光反射部１２のＲ’点で反射してｂ’点に集まる。従って、この光学結像装置１０を用いれば、物体Ｎは、光学結像装置１０を中心としてその対称位置に立体像Ｎ’を結像することになる。これらの技術の詳細については、ＷＯ２００９／１３１１２８号公報に記載されている。

次に、図１、図３、図４を参照しながら、この実施例に係る光制御パネルの製造方法について説明する。図３に示すように、製造しようとする光学結像装置１０の大きさに合わせた透明シート１６を必要枚数用意する。透明シート１６の厚みｔ３（例えば、３００〜１０００μｍ）は平面光反射部１１、１２のピッチｐ１を決定する。透明シート１６は好ましくはガラスがよいが、透明なプラスチック（例えば、アクリル樹脂）、セラミック等であってもよい。

そして、厚みｔ４が例えば３０〜１００μｍ程度の銅及び金以外の金属が片面又は両面に蒸着又はめっきされたミラーシート１７を複数枚用意するが、一般にミラーシート１７はロール状に巻かれているので、図３に示すように、ロール状の片面又は両面に例えば、透明なＵＶ硬化樹脂（ＵＶ硬化型の接着剤の一例）が塗布されたミラーシート１７を用意する。そして、透明シート１６とロールから解いて平面状とした所定広さのミラーシート１７とを交互に積層する。従って、ミラーシート１７の片側又は両側には、金属反射面が形成されている。なお、第１、第２の光制御パネル１３、１４の平面光反射部１１、１２のピッチｐ１（距離）は、透明シート１６の厚みｔ３にミラーシート１７の厚みｔ４を加えた値となり、接着剤が厚みを有する場合は、この接着剤の厚みも加える。

これによって、ミラーシート１７が配置された透明シート１６を所定枚数重ねて配置される。なお、ミラーシート１７の片面にしかＵＶ硬化樹脂が塗布されていない場合には、積層時に他の透明シート１６に当接するミラーシート１７の表面にもＵＶ硬化樹脂を塗布する。
これによって、図４に示すように、ミラーシート１７と透明シート１６とを交互に積層して、透明シート１６の端部から（即ち、透明シート１６の積層方向と直交する方向又は交差する方向から）紫外線を照射する。２２、２３は紫外線ランプを示す。
これによって、ＵＶ（紫外線）硬化樹脂が接着剤として機能し、ミラーシート１７と透明シート１６とを交互に重ねたブロック体１９が形成される。

このブロック体１９を透明シート１６とミラーシート１７に交差する（例えば、直交する）面で一定厚みにカッター２０で切断する。カッター２０の切断角度θは９０度にしているが、例えば用途によっては他の角度（例えば７０度＜θ＜９０度）とすることもできる。この場合、単にカッター２０がブロック体１９を切断したのみでは、切断面に凹凸を有するので、切断後研磨処理を行って、厚みをｔ１、ｔ２とする。なお、この厚みｔ１、ｔ２は多少の誤差があっても機能上問題はない。また、切断角度を９０度未満とすると画像の拡大、縮小が可能となる。
これによって、第１、第２の光制御パネル１３、１４が製造されるので、第１、第２の光制御パネル１３、１４の平面光反射部１１、１２が交差（例えば、直交）するようにして、第１、第２の光制御パネル１３、１４を接合して光学結像装置１０が完成する。この場合、第１、第２の光制御パネル１３、１４の間に透明板を配置することもできる。

また、前記実施例においては、第１、第２の光制御パネル１３、１４を各平面光反射部１１、１２が平面視して直交するように、第１、第２の光制御パネル１３、１４を接合したが、９０度より小さい角度で交差して光学結像装置を形成することもできる。
以上の場合、実像（立体像）の位置が異なり、場合によっては拡大、縮小される。

前記実施例においては、一枚毎分かれた透明シート１６とミラーシート１７を用いて積層したが、予め透明シート１６の上（片面又は両面）にミラーシート１７を貼着（又は接合）してミラー付き透明シートを用意した後、このミラー付き透明シートを接着剤を使用して積層し、ブロック体を作り、これを所定厚みで厚み方向に切断して第１、第２の光制御パネルを造ることもできる。
また、前記実施例において、ミラーシートのシート材として薄いプラスチック（樹脂）を使用するのがよい。

以上の実施例においては、接着剤としてＵＶ硬化型の接着剤を使用したが、通常の接着剤であってもよいし、熱硬化型の接着剤、ホットメルト等であってもよい。
また、紫外線照射の代わりに，赤外線加熱、遠赤外線加熱、誘導加熱又は誘電加熱、場合によっては炉体内での加熱（炉温加熱）によって硬化する、又は常温硬化する接着剤であっても本発明は適用される。
更に、本発明は以上の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲で、寸法や形状を変える場合、更に新たな構成要素を加える場合も本発明は適用される。

本発明に係る光制御パネルの製造方法によって、立体像を実像として形成できる光制御パネルを安価に大量に製造できる。
この光制御パネルは、テレビ、携帯電話、医療用機器、その他の用途のディスプレイに適用できる。

１０：光学結像装置、１１、１２：平面光反射部、１３：第１の光制御パネル、１４：第２の光制御パネル、１６：透明シート、１７：ミラーシート、１９：ブロック体、２０：カッター、２２、２３：紫外線ランプ

Claims (4)

1. それぞれ透明平板の内部に帯状の平面光反射部を一定のピッチで並べて形成した第１、第２の光制御パネルを、前記第１の光制御パネルの平面光反射部と、前記第２の光制御パネルの平面光反射部とが交差するようにして対向配置した光学結像装置の前記第１、第２の光制御パネルの製造方法であって、
   金属蒸着によって形成された金属反射面を片側に有するロール巻きされたプラスチック製のミラーシートを解いて平面状とし、ガラス又は透明プラスチックからなる透明シートと、平面状とした前記ミラーシートとを透明な接着剤を介して交互に重ねて積層したブロック体を形成する第１工程と、
   前記ブロック体を前記透明シート及び前記ミラーシートに交差する面で一定厚みに切り出して前記第１又は第２の光制御パネルを形成する第２工程とを有することを特徴とする光制御パネルの製造方法。
2. 請求項１記載の光制御パネルの製造方法において、前記透明な接着剤はＵＶ硬化型の接着剤であって、前記ＵＶ硬化型の接着剤は前記透明シートの板厚に直交する方向から照射された紫外線によって硬化することを特徴とする光制御パネルの製造方法。
3. 請求項１記載の光制御パネルの製造方法において、前記接着剤には熱硬化型の接着剤が使用され、誘導加熱、誘電加熱、又は炉温加熱によって前記接着剤の硬化を行うことを特徴とする光制御パネルの製造方法。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の光制御パネルの製造方法において、前記透明シートの厚みは３００〜１０００μｍ、前記ミラーシートの厚みは３０〜１００μｍの範囲にあることを特徴とする光制御パネルの製造方法。

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