Title:
Verfahren zum Herstellen eines Lichtlenkpaneels, Lichtlenkpaneel, optische Abbildungsvorrichtung und Schwebebilderzeugungssystem
Kind Code:
T5


Abstract:

Ein Ziel der Erfindung ist es, die Herstellungskosten einer Lichtlenkpaneels durch Reduzieren eines Klebstoffs zu reduzieren, der zur Herstellung des Lichtlenkpaneels verwendet wird. Ein Verfahren zum Herstellen eines Lichtlenkpaneels 10, bei dem eine Vielzahl von streifenförmigen Reflexionsflächen mit einem konstanten Abstand in einer Richtung senkrecht zu einer Dickenrichtung des Lichtlenkpaneels 10 ausgebildet ist, umfasst einen Stapelschritt des unmittelbaren Zusammenstapelns einer Vielzahl von länglichen plattenförmigen Glasstücken 15, wodurch ein Glasstapel 11 angefertigt wird, der eine plattenförmige Gestalt aufweist und in dem die Vielzahl der Glasstücke 15 in einer Richtung senkrecht zur Dickenrichtung des Glasstapels 11 aufgereiht ist, sowie einen Integrationsschritt des Integrierens der Vielzahl der Glasstücke 15




Inventors:
Nakano, Atsushi (Osaka, Kishiwada-shi, JP)
Ishii, Kazuhisa (Osaka, Kishiwada-shi, JP)
Nakamoto, Kenjiro (Osaka, Kishiwada-shi, JP)
Sawachika, Ko (Osaka, Kishiwada-shi, JP)
Application Number:
DE112016002119T
Publication Date:
02/15/2018
Filing Date:
09/05/2016
Assignee:
Matsunami Glass Ind., Ltd. (Osaka, Kishiwada-shi, JP)
International Classes:



Attorney, Agent or Firm:
Horn Kleimann Waitzhofer Patentanwälte PartG mbB, 80339, München, DE
Claims:
1. Verfahren zum Herstellen eines Lichtlenkpaneels, in welchem mit konstantem Abstand in einer zur Dickenrichtung des Lichtlenkpaneels senkrechten Richtung eine Vielzahl streifenförmiger Reflexionsflächen gebildet ist, aufweisend:
einen Stapelschritt des unmittelbaren Zusammenstapelns einer Vielzahl länglicher plattenförmiger Glasstücke, um einen Glasstapel von plattenförmiger Gestalt anzufertigen, in welchem die Vielzahl der Glasstücke in einer zur Dickenrichtung des Glasstapels senkrechten Richtung aufgereiht ist; und
einen Integrierschritt des Integrierens der Vielzahl der Glasstücke im Glasstapel.

2. Verfahren zum Herstellen eines Lichtlenkpaneels nach Anspruch 1, wobei der Integrierschritt beinhaltet:
Auftragen eines durchsichtigen Klebstoffs auf mindestens eines von einer Fläche des Glasstapels und einer Fläche einer durchsichtigen Abdeckplatte;
Stapeln der Abdeckplatte auf eine Seite des Glasstapels, so dass der Klebstoff zwischen dem Glasstapel und der Abdeckplatte eingeschlossen wird; und
Ausbilden einer Klebeschicht, indem der Klebstoff zwischen dem Glasstapel und der Abdeckplatte ausgehärtet wird.

3. Verfahren zum Herstellen eines Lichtlenkpaneels nach Anspruch 2, ferner aufweisend:
einen Schneideschritt des Schneidens einer durchsichtigen Glasplatte, um die durchsichtige Glasplatte in die Vielzahl der Glasstücke zur Verwendung im Stapelschritt zu teilen,
wobei ein Polieren von Seitenflächen an den langen Seiten der Glasstücke nicht erfolgt.

4. Lichtlenkpaneel, in welchem mit konstantem Abstand in einer zur Dickenrichtung des Lichtlenkpaneels senkrechten Richtung eine Vielzahl streifenförmiger Reflexionsflächen gebildet ist, aufweisend:
einen Glasstapel von plattenförmiger Gestalt, welcher eine Vielzahl länglicher plattenförmiger Glasstücke umfasst, die in einer Richtung senkrecht zur Dickenrichtung des Glasstapels unmittelbar zusammengestapelt sind; und
einen Befestigungsabschnitt, welcher die Vielzahl der Glasstücke des Glasstapels integriert,
wobei bei jedem der Glasstücke eine der Hauptflächen, welche einander in der Dickenrichtung des Glasstücks gegenüberliegen, als streifenförmige Reflexionsfläche fungiert.

5. Lichtlenkpaneel nach Anspruch 4, wobei der Befestigungsabschnitt aufweist:
eine Klebeschicht, welche mit einer Seite des Glasstapels in Kontakt steht und aus einem gehärteten durchsichtigen Klebstoff besteht; sowie
eine durchsichtige Abdeckplatte, welche mit einer vom Glasstapel abgewandten Seite der Klebeschicht derart verklebt ist, dass die Abdeckplatte die eine Seite des Glasstapels bedeckt.

6. Lichtlenkpaneel nach Anspruch 5, wobei auf Seitenflächen der Glasstücke des Glasstapels als Spuren davon, dass die Glasstücke geschnitten wurden, Unebenheiten verblieben sind.

7. Optische Abbildungsvorrichtung, aufweisend:
zwei Lichtlenkpaneele jeweils nach einem der Ansprüche 4 bis 6,
wobei die zwei Lichtlenkpaneele über eine zweite Klebeschicht derart miteinander verbunden sind, dass die streifenförmigen Reflexionsflächen der Lichtlenkpaneele im wesentlichen senkrecht zueinander verlaufen und die Glasstapel der Lichtlenkpaneele einander zugewandt sind.

8. Schwebebilderzeugungssystem, umfassend:
die optische Abbildungsvorrichtung gemäß Anspruch 7; sowie
eine Wiedergabevorrichtung, welche hinter der optischen Abbildungsvorrichtung angeordnet ist und ein Bild in einer Anzeige basierend auf elektronischen Daten anzeigt,
wobei ein Schwebebild erzeugt wird, indem das Bild in der Anzeige im freien Raum vor der optischen Abbildungsvorrichtung abgebildet wird.

Description:
TECHNISCHES GEBIET

Die vorliegende Erfindung bezieht sich u. a. auf ein Herstellungsverfahren für ein Lichtlenkpaneel zur Verwendung in einer Vorrichtung, die ein in der Luft schwebendes Bild erzeugt.

TECHNISCHER HINTERGRUND

Lichtlenkpaneele, in denen mit konstanter Teilung (Pitch) in einer Richtung senkrecht zur Dickenrichtung des Lichtlenkpaneels eine Vielzahl von streifenförmigen Reflexionsflächen ausgebildet ist, sind herkömmlicherweise als optische Elemente zum Erzeugen eines Bildes in der Luft bekannt. Durch Verwenden zweier solcher Lichtlenkpaneele und Übereinanderlegen der beiden Lichtlenkpaneele derart, dass ihre streifenförmigen Reflexionsflächen im wesentlichen orthogonal zueinander stehen, lässt sich eine optische Abbildungsvorrichtung aufbauen, die ein in der Luft schwebendes Bild erzeugt.

Ein Verfahren zum Herstellen eines Lichtlenkpaneels ist z. B. in Patentdokument 1 offenbart. Bei diesem Herstellungsverfahren werden Klarsichtplatten (Glas, durchsichtiger Kunststoff usw.) und Spiegelfolien (auf die ein UV-härtbarer Klebstoff aufgebracht wird) abwechselnd übereinandergelegt, um einen Block zu bilden, und dann das Lichtlenkpaneel mit konstanter Dicke entlang einer Ebene, welche die Klarsichtplatten kreuzt, aus dem Block geschnitten. Die Klarsichtplatten und Spiegelfolien sind durch den UV-härtbaren Klebstoff miteinander verbunden.

DOKUMENTE AUS DEM STAND DER TECHNIKPATENTDOKUMENTE

  • Patentdokument 1: WO 2014/073650 A1

ABRISS DER ERFINDUNGAUFGABE, WELCHE DIE ERFINDUNG ZU LÖSEN SUCHT

Bei dem herkömmlichen Lichtlenkpaneel sind also, zwischen benachbarten Glasstücken einer Vielzahl zusammengestapelter Glasstücke, Klebeschichten (aus dem UV-härtbaren Klebstoff gebildet) vorgesehen. Da im Lichtlenkpaneel zahlreiche Klebeschichten vorgesehen sind, erfordert die Herstellung eines Lichtlenkpaneels viel Klebstoff, so dass es schwierig ist, eine Lichtlenkplatte zu geringen Kosten herzustellen.

Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die vorangehenden Umstände gemacht und setzt sich zum Ziel, die Herstellungskosten eines Lichtlenkpaneels zu reduzieren, indem der zur Herstellung des Lichtlenkpaneels benutzte Klebstoff reduziert wird.

MITTEL ZUM LÖSEN DER AUFGABE

Um die oben beschriebenen Probleme anzugehen, umfasst ein der vorliegenden Erfindung gemäßes Verfahren zum Herstellen eines Lichtlenkpaneels, in welchem mit konstantem Abstand in einer zur Dickenrichtung des Lichtlenkpaneels senkrechten Richtung eine Vielzahl streifenförmiger Reflexionsflächen gebildet ist, einen Stapelschritt des unmittelbaren Zusammenstapelns einer Vielzahl länglicher plattenförmiger Glasstücke, um einen Glasstapel von plattenförmiger Gestalt anzufertigen, in welchem die Vielzahl der Glasstücke in einer zur Dickenrichtung des Glasstapels senkrechten Richtung aufgereiht ist, und einen Integrierschritt des Integrierens (Zusammenfügens) der Vielzahl der Glasstücke im Glasstapel.

Gemäß einer Weiterbildung beinhaltet der Integrierschritt dieses Herstellungsverfahrens: Auftragen eines durchsichtigen Klebstoffs auf mindestens eines von einer Fläche des Glasstapels und einer Fläche einer durchsichtigen Abdeckplatte, Stapeln der Abdeckplatte auf eine Seite des Glasstapels, so dass der Klebstoff zwischen dem Glasstapel und der Abdeckplatte eingeschlossen wird, und Ausbilden einer Klebeschicht, indem veranlasst wird, dass der Klebstoff zwischen dem Glasstapel und der Abdeckplatte aushärtet.

Darüber hinaus kann dieses Herstellungsverfahren ferner einen Schneideschritt des Schneidens einer durchsichtigen Glasplatte umfassen, um die durchsichtige Glasplatte in mehrere Glasstücke zur Verwendung im Stapelschritt zu zerteilen, wobei ein Polieren von Seitenflächen an den langen Seiten der Glasstücke nicht erfolgt. In diesem Fall verbleiben Unebenheiten an den Seitenflächen jedes Glasstücks des Glasstapels als Spuren, die während des Schneidens gebildet werden.

Ferner ist ein Lichtlenkpaneel gemäß der vorliegenden Erfindung ein solches, in welchem mit konstantem Abstand in einer zur Dickenrichtung des Lichtlenkpaneels senkrechten Richtung eine Vielzahl streifenförmiger Reflexionsflächen gebildet ist, aufweisend einen Glasstapel von plattenförmiger Gestalt, welcher eine Vielzahl von länglichen plattenförmigen Glasstücken umfasst, die in einer Richtung senkrecht zur Dickenrichtung des Glasstapels unmittelbar zusammengestapelt ist, und einen Befestigungsabschnitt, welcher die Vielzahl von Glasstücken des Glasstapels integriert, wobei bei jedem der Glasstücke eine der Hauptflächen, welche einander in der Dickenrichtung des Glasstücks gegenüberliegen, als streifenförmige Reflexionsfläche fungiert.

Bei diesem Lichtlenkpaneel kann der Befestigungsabschnitt eine Klebeschicht, die mit einer Seite des Glasstapels in Kontakt steht und die aus einem gehärteten durchsichtigen Klebstoff besteht, sowie eine durchsichtige Abdeckplatte aufweisen, die mit einer vom Glasstapel abgewandten Seite der Klebeschicht derart verklebt ist, dass die Abdeckplatte die eine Seite des Glasstapels bedeckt.

Ferner weist eine optische Abbildungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zwei der oben beschriebenen Lichtlenkpaneele auf, wobei die zwei Lichtlenkpaneele über eine zweite Klebeschicht derart miteinander verklebt sind, dass die streifenförmigen Reflexionsflächen der Lichtlenkpaneele im wesentlichen senkrecht zueinander verlaufen und die Glasstapel der Lichtlenkpaneele einander zugewandt sind.

Ferner umfasst ein Schwebebilderzeugungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung die vorstehend beschriebene optische Abbildungsvorrichtung sowie eine Wiedergabevorrichtung, die hinter der optischen Abbildungsvorrichtung angeordnet ist und ein Bild in einer Anzeige basierend auf elektronischen Daten anzeigt, wobei das Bild in der Anzeige im freien Raum (in der Luft) vor der optischen Abbildungsvorrichtung abgebildet wird, um ein Schwebebild zu erzeugen.

WIRKUNGEN DER ERFINDUNG

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird, indem eine Vielzahl von länglichen plattenförmigen Glasstücken zusammengestapelt wird, ein plattenförmiger Glasstapel angefertigt. Im Gegensatz zum herkömmlichen Verfahren erfolgt kein Herausschneiden von Lichtlenkpaneelen mit konstanter Dicke aus einem Stapel einer Vielzahl von durchsichtigen Platten (einem Block mit zwischen Klarsichtplatten eingefügten Spiegelfolien). Statt dessen bildet die zusammengestapelte Vielzahl von Glasstücken einen Glasstapel, der ein Bestandteil des Lichtlenkpaneels ist. Außerdem wird im Gegensatz zum herkömmlichen Verfahren die Vielzahl von Glasstücken im Stapelschritt unmittelbar zusammengestapelt. Zwischen benachbarten Glasstücken wird im Stapelschritt kein Klebstoff bereitgestellt. Dementsprechend kann in den Zwischenräumen zwischen benachbarten Glasstücken 15, wo herkömmlicherweise eine große Menge an Klebstoff verwendet wurde, Klebstoff reduziert werden, was eine Senkung der Herstellungskosten des Lichtlenkpaneels ermöglicht.

Als Glasstücke – das sollte beachtet werden – können durchsichtige Glasstücke verwendet werden, die beidseitig keinen metallischen Reflexionsfilm (Spiegel) aufweisen. Hier entstehen, wenn die Vielzahl von Glasstücken unmittelbar zusammengestapelt wird, winzige Lücken zwischen benachbarten Glasstücken. Deshalb wird in dem Glasstapel Licht, das schräg durch die Seitenflächen der Glasstücke einfällt, aufgrund des zwischen den Glasstücken und der Luft in den winzigen Spalten bestehenden Brechungsindexunterschieds an den Hauptflächen (den einander in der Dickenrichtung der Glasstücke gegenüberliegenden Flächen) der Glasstücke reflektiert. Auch wenn die Glasstücke beidseitig nicht mit einem metallischer Reflexionsfilm versehen werden, wird Licht für die Erzeugung eines Schwebebildes angemessen reflektiert, und das Lichtlenkpaneel funktioniert ordnungsgemäß. Da unter diesen Umständen eine Vielzahl von metallischen Reflexionsschichten (Spiegelfolien), wie sie herkömmlicherweise verwendet wurden, nicht länger notwendig ist, lassen sich die Herstellungskosten des Lichtlenkpaneels noch weiter senken.

Darüber hinaus wird gemäß der vorliegenden Erfindung aus der Vielzahl von Glasstücken im Gegensatz zum herkömmlichen Verfahren kein Block angefertigt, aus dem mehrere Lichtlenkpaneele herausgeschnitten würden, sondern ein Glasstapel zur Verwendung für ein einzelnes Lichtlenkpaneel angefertigt. Der Glasstapel ist, verglichen mit dem Block, leichtgewichtig. Während es auf herkömmliche Weise wegen für das Blockgewicht geltender Beschränkungen schwierig war, die Abmessungen eines Lichtlenkpaneels zu vergrößern, werden die Beschränkungen des Gewichts gemäß der vorliegenden Erfindung gemildert, was eine Vergrößerung der Abmessungen des Lichtlenkpaneels ermöglicht.

Ferner lässt sich die Vielzahl von Glasstücken des Glasstapels dadurch integrieren, dass die Glasstücke mittels einer Klebeschicht an einer einzigen Abdeckplatte befestigt werden. Dabei kommt die Klebeschicht in innigen Kontakt mit der Abdeckplatte sowie einer Seitenfläche jedes Glasstücks. Dies ermöglicht auch dann, wenn kein Polieren der Seitenflächen (Schnittflächen) der Glasstücke erfolgt, den Seitenflächenabschnitt jedes Glasstücks des Glasstapels durchsichtig zu machen. Dementsprechend kann auf ein Polieren der Seitenflächen der Glasstücke verzichtet werden, so dass die Herstellungskosten des Lichtlenkpaneels noch weiter gesenkt werden können.

KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN

1 zeigt eine Seitenansicht einer optischen Abbildungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform.

2 zeigt ein Diagramm, um die Erzeugung eines in der Luft schwebenden Bilds mittels der optischen Abbildungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform zu veranschaulichen.

3 zeigt Diagramme, um ein Herstellungsverfahren für ein Lichtlenkpaneel zu veranschaulichen.

4 zeigt Diagramme, um Verfahren zur Herstellung des Lichtlenkpaneels und einer optischen Abbildungsvorrichtung zu veranschaulichen.

5 zeigt ein Diagramm, um ein Herstellungsverfahren für ein Lichtlenkpaneel gemäß einem Abwandlungsbeispiel zu veranschaulichen.

AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG

Im Folgenden wird, unter Bezugnahme auf 1 bis 4, eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung detailliert beschrieben.

1. Lichtlenkpaneel

Ein Lichtlenkpaneel 10 ist ein optisches Element, in dem mit einer konstanten Teilung in einer senkrecht zur Dickenrichtung des Lichtlenkpaneels 10 verlaufenden Richtung eine Vielzahl von streifenförmigen Reflexionsflächen ausgebildet ist. Wie in 1 gezeigt ist, umfasst das Lichtlenkpaneel 10 einen Glasstapel 11, eine Klebeschicht 12 (erste Klebeschicht) und eine Abdeckplatte 13. Der Glasstapel 11 wird durch Stapeln einer Vielzahl von Glasstücken 15 in seitlicher Richtung erhalten. Die Klebeschicht 12 und die Abdeckplatte 13 sind in dieser Reihenfolge auf den Glasstapel 11 gestapelt. Die Klebeschicht 12 und die Abdeckplatte 13 entsprechen einem Befestigungsabschnitt zur Integration der Vielzahl von Glasstücken 15 des Glasstapels 11. Die Vielzahl von Glasstücken 15 ist dadurch integriert, dass diese aneinander befestigt sind.

Der Glasstapel 11 wird durch Zusammenstapeln der Vielzahl von (z. B. 100 oder mehr) länglichen rechteckplattenförmigen Glasstücken 15 (Glasstäben) erhalten. Die Vielzahl von Glasstücken 15 hat die gleichen Abmessungen (die gleiche Form und die gleiche Größe) und ist ohne Versatz zusammengestapelt. Die Form des Glasstapels 11 (siehe 3(d) ist die einer rechteckigen Platte (eines flachen Quaders). In dem Glasstapel 11 ist die Vielzahl von Glasstücken 15 in einer zur Dickenrichtung des Glasstapels 11 senkrechten Richtung unmittelbar zusammengestapelt. Die einander benachbarten Glasstücke 15 treffen unmittelbar zusammen, ohne dass irgendein anderes Element, wie z. B. ein Klebstoff, dazwischen angeordnet wäre. Ein Paar von Hauptflächen des Glasstapels 11 (Vorder- und Rückfläche, die einander in der Dickenrichtung gegenüberliegen) ist dadurch, dass seitliche Flächen (die Seitenflächen an den langen Seiten) der Vielzahl von Glasstücken 15 sich bündig aneinanderreihen, im Großen und Ganzen eben ausgebildet.

Zum Beispiel weisen die Glasstücke 15 jeweils Abmessungen von 1,5 mm an den kurzen Seiten (Breite), 300 mm an den langen Seiten (Länge) und 0,5 mm Dicke auf. In dem Glasstapel 11 sind beispielsweise 600 Glasstücke 15 zusammengestapelt. Der Glasstapel 11 ist ein Quader mit einer quadratischen Form von ca. 300 mm × ca. 300 mm in der Draufsicht und einer Dicke von 1,5 mm. Es sei angemerkt, dass die Abmessungen der Glasstücke 15 und des Glasstapels 11 nicht auf die in diesem Absatz beschriebenen Abmessungen beschränkt sind.

Die Klebeschicht 12 ist eine dünne, durchsichtige Schicht, die mit einer der Hauptflächen des Glasstapels 11 in Kontakt ist. Die Klebeschicht 12 besteht aus einem Klebstoff, der auf diese Hauptfläche des Glasstapels 11 aufgebracht und ausgehärtet ist. Die Klebeschicht 12 fixiert die Glasstücke 15 des Glasstapels 11 an der Abdeckplatte 13. Die Klebeschicht 12 bedeckt diese Hauptfläche des Glasstapels 11 im wesentlichen vollflächig.

Die Abdeckplatte 13 ist ein dünne, durchsichtige Glasplatte mit rechteckiger Form. Zum Beispiel hat die Abdeckplatte 13 eine Dicke, die ungefähr gleich der Dicke der Glasstücke 15 ist und die kleiner als die des Glasstapels 11 ist. In der Draufsicht hat, zum Beispiel, die Abdeckplatte 13 im wesentlichen dieselbe Größe wie die Hauptfläche des Glasstapels 11 und ist mit der vom Glasstapel 11 abgewandten Seite der Klebeschicht 12 dergestalt verklebt, dass sie die Hauptfläche vollständig überdeckt. Jeweils benachbarte der Kanten der Abdeckplatte 13 und der Seiten der Hauptfläche des Glasstapels 11 sind im wesentlichen parallel.

Bei den Seitenflächen der Glasstücke 15, welche die Hauptflächen (Vorder- und Rückfläche) des Glasstapels 11 bilden, handelt es sich hier um in einem weiter unten beschriebenen Schneideschritt geschnittene Schnittflächen, die nicht poliert sind. Als Spuren des Schneidens sind auf den Seitenflächen der Glasstücke 15 Unebenheiten verblieben. Indem die Klebeschicht 12 in engem Kontakt mit der Abdeckplatte 13 und den Seitenflächen der Glasstücke 15 steht, kann jedoch der Seitenflächenabschnitt der Glasstücke 15 im Glasstapel 11 durchsichtig gemacht werden. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann auf Polieren einer der Seitenflächen jedes Glasstücks 15 verzichtet werden.

Ferner entstehen, wenn die Vielzahl von Glasstücken 15 unmittelbar zusammengestapelt wird, winzige Spalte zwischen den einander benachbarten Glasstücken 15. Somit wird in dem Glasstapel 11 Licht, das schräg durch die Seitenflächen der Glasstücke 15 einfällt, aufgrund der Brechungsindexdifferenz, die zwischen den Glasstücken 15 und der Luft in den winzigen Spalten besteht, an den Hauptflächen (Oberflächen, die einander in der Dickenrichtung der Glasstücke gegenüberliegen) der Glasstücke 15 totalreflektiert. Das heißt, im Lichtlenkpaneel 10 wird Licht, das schräg durch eine Hauptfläche des Glasstapels 11 einfällt, von den Hauptflächen der Glasstücke 15, die als streifenförmige Reflexionsflächen fungieren, totalreflektiert.

2. Optische Abbildungsvorrichtung und Schwebebilderzeugungssystem

Wie in 1 gezeigt ist, umfasst die optische Abbildungsvorrichtung 20 zwei Lichtlenkpaneele 10. Es sei darauf hingewiesen, dass im Folgenden bei der Erläuterung der optischen Abbildungsvorrichtung 20 zur Unterscheidung zwischen den beiden Lichtlenkpaneelen 10 als Bezugszeichen für die Lichtlenkpaneele 10 und ihre Bestandteile solche Bezugszeichen verwendet werden, bei denen die Zahl mit einem „a“ oder „b“ versehen ist.

In der optischen Abbildungsvorrichtung 20 sind die beiden Glasstapel 11a, 11b mit einer Klebeschicht 16 (zweite Klebeschicht) so miteinander verbunden, dass die streifenförmigen Reflexionsflächen der beiden Lichtlenkpaneele 10a, 10b im wesentlichen orthogonal zueinander und die Glasstapel 11a, 11b einander zugewandt sind. In den Lichtlenkpaneelen 10a, 10b steht die Klebeschicht 16 in engem Kontakt mit einer der Seitenflächen jedes Glasstücks 15a, 15b der Glasstapel 11a, 11b. Dies ermöglicht, unpolierte Seitenflächenabschnitte durchsichtig zu machen. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann auch auf das Polieren der anderen Seitenfläche der Glasstücke 15 verzichtet werden. Es sei angemerkt, dass in der Draufsicht der Winkel, den die streifenförmigen Reflexionsflächen des Lichtlenkpaneels 10a mit den streifenförmigen Reflexionsflächen des Lichtlenkpaneels 10b bilden, z. B. 90° ± 2° betragen kann.

Als nächstes wird ein Schwebebilderzeugungssystem 25 beschrieben. Wie in 2 gezeigt ist, umfasst das Schwebebilderzeugungssystem 25 die optische Abbildungsvorrichtung 20 und eine Wiedergabevorrichtung 26, die hinter der optischen Abbildungsvorrichtung 20 angeordnet ist. Die Wiedergabevorrichtung 26 umfasst eine Anzeige 27, die ein Bild für ein Schwebebild basierend auf elektronischen Daten anzeigt. Die Anzeige 27 ist in der Lage, Standbilder oder bewegte Bilder anzuzeigen. In 2 befindet sich die Anzeige 27 unterhalb der optischen Abbildungsvorrichtung 20 und ist der optischen Abbildungsvorrichtung 20 zugewandt.

Die Lichtstrahlen A, B von einem Punkt X der Anzeige 27 werden der Reihe nach spiegelnd an Punkten P der streifenförmigen Reflexionsflächen des Lichtlenkpaneels 10a und Punkten Q der streifenförmigen Reflexionsflächen des Lichtlenkpaneels 10b reflektiert. Nach ihrer spiegelnden Reflexion an den Punkten Q konvergieren die Lichtstrahlen A, B an einem Punkt X′ über der optischen Abbildungsvorrichtung 20. Ebenso werden die Lichtstrahlen C, D von einem Punkt Y der Anzeige 27 der Reihe nach spiegelnd an Punkten R der streifenförmigen Reflexionsflächen des Lichtlenkpaneels 10a und Punkten S der streifenförmigen Reflexionsflächen des Lichtlenkpaneels 10b reflektiert. Nach ihrer spiegelnden Reflexion an den Punkten S konvergieren die Lichtstrahlen C, D an einem Punkt Y′ über der optischen Abbildungsvorrichtung 20. Dies ermöglicht, im freien Raum vor der optischen Abbildungsvorrichtung 20 das Bild auf der Anzeige 27 entstehen zu lassen, um so ein Schwebebild zu erzeugen.

Man kann übrigens das „Schwebebild“ auch als ein „Bild in der Luft“ bezeichnen. In Übereinstimmung mit dem Bild auf der Anzeige 27 kann das Schwebebilderzeugungssystem 25 ein zweidimensionales Bild in der Luft oder ein dreidimensionales Bild (stereoskopisches Bild) in der Luft erzeugen. Als zweidimensionales Schwebebild kann das Schwebebilderzeugungssystem 25 z. B. einen in der Luft schwebenden Berührungsbildschirm erzeugen, als dreidimensionales Schwebebild z. B. ein Maskottchen.

3. Verfahren zum Herstellen eines Lichtlenkpaneels

Ein Verfahren zum Herstellen des Lichtlenkpaneels 10 umfasst einen Schneideschritt, einen Waschschritt, einen Stapelschritt und einen Integrierschritt. Das Verfahren zum Herstellen des Lichtlenkpaneels 10 soll nun unter Verwendung von 3 und 4 beschrieben werden. Man beachte, dass in 3 alle Ansichten von (a) bis (d) perspektivisch sind. In 4 sind (a) und (c) Perspektivansichten, während (b) eine Seitenansicht ist.

In dem Schneideschritt wird zunächst, als Materialplatte, eine durchsichtige Glasplatte 30 (z. B. ein Natronkalkglassubstrat) mit rechteckiger Plattenform auf einer ebenen Montagefläche angeordnet. Über der durchsichtigen Glasplatte 30 gibt es eine Schneideeinrichtung 40 (z. B. einen Laserschneider). Die benutzte Schneideeinrichtung 40 ist in der Lage, die durchsichtige Glasplatte 30 mit hoher Geschwindigkeit (z. B. 1 m/s auf geradlinigen Abschnitten) vollständig zu durchschneiden. Im Folgenden wird, wie in 3(a) gezeigt, eine Richtung parallel zu einem der beiden Paare gegenüberliegender Seiten der durchsichtigen Glasplatte 30 als „erste Richtung“ bezeichnet, während eine Richtung parallel zu dem anderen Paar als „zweite Richtung“ bezeichnet wird.

Im Schneideschritt wird in einem Zustand, in dem die durchsichtige Glasplatte 30 auf der Montageoberfläche fixiert ist, unter Bewegen der Schneideeinrichtung 40 in der ersten Richtung, wie in 3(a) gezeigt, die durchsichtige Glasplatte 30 von Rand zu Rand mittels der Schneideeinrichtung 40 durchtrennt. Anschließend wird die Position der Schneideeinrichtung 40 in der zweiten Richtung um eine vorbestimmte eingestellte Entfernung (entsprechend der Breite der Glasstücke 15) verschoben, die durchsichtige Glasplatte 30 von Rand zu Rand in der ersten Richtung durchtrennt und die Position der Schneideeinrichtung 40 erneut in der zweiten Richtung um die eingestellte Entfernung verschoben. Bezüglich der Schneideeinrichtung 40 wiederholen sich abwechselnd das „Schneiden in der ersten Richtung“ und das „Verschieben in der zweiten Richtung“. Während die Schneideeinrichtung 40 zurückläuft, bewegt sie sich allmählich in die zweite Richtung. Das Durchtrennen der durchsichtigen Glasplatte 30 mittels der Schneideeinrichtung 40 wird in vorbestimmten Abständen in der zweiten Richtung durchgeführt. Folglich wird, wie in 3(b) gezeigt ist, die durchsichtige Glasplatte 30 in eine Vielzahl von Glasstücken 15 gleicher Breite zerschnitten. Mehrere durchsichtige Glasplatten 30 werden verwendet, um ein einzelne Lichtlenkpaneel 10 herzustellen.

Angemerkt sei, dass es auch möglich ist, nach einem Durchschneiden in der ersten Richtung statt der Schneideinrichtung 40 die durchsichtige Glasplatte 30 um die eingestellte Entfernung in der zweiten Richtung (nach links in 3(a)) zu bewegen. Im Anschluss an diese Bewegung wird ein Durchschneiden in der ersten Richtung durchgeführt. Alternativ lassen sich auch mehrere Schneideeinrichtungen 40 verwenden, die mit konstantem Abstand in der zweiten Richtung aufgereiht sind. Dies ermöglicht, während die Schneideinrichtungen 40 gemeinsam bewegt werden, an mehreren Orten gleichzeitig zu schneiden.

Anschließend wird der Waschschritt zum Wegwaschen von Glaspulver durchgeführt, das durch das Schneiden entstanden ist. Im Waschschritt wird die Oberfläche jedes im Schneideschritt erhaltenen Glasstücks 15 gewaschen, um das an dem Glasstück 15 anhaftende Glaspulver zu entfernen. Nach dem Waschen werden die Glasstücke 15 wärmegetrocknet.

Anschließend wird der Stapelschritt durchgeführt, indem durch unmittelbares Zusammenstapeln einer Vielzahl der länglichen plattenförmigen Glasstücke 15 ein Glasstapel 11 angefertigt wird. In dem Stapelschritt werden, wie in 3(c) gezeigt, die Glasstücke 15 aufrecht angeordnet, so dass die Vorder- und Rückseiten der ursprünglichen durchsichtigen Glasplatte 30 zu Schichtflächen werden und Seitenflächen (Schnittflächen) der Glasstücke 15 eine obere und eine untere Oberfläche bilden. Dann wird durch Zusammenstapeln der Glasstücke 15, wobei die Enden der Glasstücke 15 in deren Längsrichtung ausgerichtet sind, ein rechteckplattenförmiger Glasstapel 11 (siehe 3(d)) angefertigt. Das letzte Glasstück 15 wird in Richtung des Inneren des Glasstapels 11 gedrückt.

Zum Beispiel kann ein Formteil 41 mit mindestens zwei Wandflächen 41a und 41b verwendet werden, die orthogonal zueinander sind. In diesem Fall werden die Glasstücke 15 einzeln zu der Wandfläche 41a hin bewegt, während eine Endfläche der Glasstücke 15 in Kontakt mit der Wandfläche 41b gehalten wird, um auf diese Weise die Glasstücke 15 eines nach dem anderen zusammenzustapeln. Das letzte Glasstück 15 wird mittels einer Pressvorrichtung gegen die Wandfläche 41a gepresst.

Als Mittel zum Aufstellen der Vielzahl von Glasstücken 15 kann hier eine provisorische Ablage mit feiner Riffelung verwendet werden. In diesem Fall wird die Vielzahl von Glasstücken 15 auf der provisorischen Ablage derart angeordnet, dass sie einander überlappen, und die schräg liegende Vielzahl von Glasstücken 15 durch Drücken in seitlicher Richtung aufgerichtet.

Alternativ kann ein Roboterarm verwendet werden. In diesem Fall nimmt der Roboterarm ein Glasstück 15 auf der Montageoberfläche durch Saugen auf, dreht dann das aufgenommene Glasstück 15 um 90º und placiert das Glasstück 15 aufrecht auf einer flachen Oberfläche.

Nachfolgend wird der Integrierschritt zum Integrieren (Zusammenfügen) der Vielzahl von Glasstücken 15 des Glasstapels 11 durchgeführt. In dem Integrierschritt wird zuerst ein Schritt des Aufbringens eines durch Ultraviolettstrahlung aushärtbaren durchsichtigen Klebstoffs (nachfolgend als „UV-Klebstoff“ bezeichnet) auf im wesentlichen die gesamte obere Oberfläche des Glasstapels 11, der auf einer flachen Oberfläche placiert ist, durchgeführt. Als nächstes wird ein Schritt des Darüberlegens der Abdeckplatte 13 über die obere Oberfläche des Glasstapels 11 derart durchgeführt, dass der aufgetragene UV-Klebstoff zwischen dem Glasstapel 11 und der durchsichtigen Abdeckplatte 13 eingefügt ist (siehe 4(a)). Die Abdeckplatte 13 ist so über die obere Oberfläche des Glasstapels 11 gelegt, dass sie diese ganzflächig bedeckt, und wird leicht gegen den Glasstapel 11 gedrückt. Es sei angemerkt, dass der UV-Klebstoff auch auf die untere Oberfläche der Abdeckplatte 13 aufgetragen werden kann.

Dann wird ein Schritt des Ausbildens der Klebeschicht 12 durch Aushärten des Klebstoffs zwischen dem Glasstapel 11 und der Abdeckplatte 13 durchgeführt. In diesem Schritt werden, wie in 4(b) gezeigt, von einem oberhalb der Abdeckplatte 13 befindlichen Strahler 42 Ultraviolettstrahlen in Richtung der Abdeckplatte 13 abgestrahlt. Die Ultraviolettstrahlen treten durch die Abdeckplatte 13 hindurch und erreichen den UV-Klebstoff. Hierdurch härtet der UV-Klebstoff aus und die Klebeschicht 12 bildet sich. Jedes einzelne Glasstück 15 wird an der Abdeckplatte 13 befestigt, und somit die Vielzahl von Glasstücken 15 integriert. Es sei angemerkt, dass auch ein anderer Klebstoff (z. B. ein wärmehärtender Klebstoff) als der UV-Klebstoff verwendet werden kann, um die Klebeschicht 12 zu bilden.

Infolge der oben beschriebenen Schritte wird ein Lichtlenkpaneel 10 fertiggestellt. Angemerkt wird, dass bei dem Herstellungsprozess für das Lichtlenkpaneel 10 ein Polieren der Seitenflächen der Glasstücke 15 nicht durchgeführt wird.

Es sollte beachtet werden, dass in Abhängigkeit von der Fließfähigkeit des Klebstoffs, der auf die Hauptfläche des Glasstapels 11 aufgebracht wird, der Klebstoff vor dem Aushärten in die winzigen Spalte zwischen den einander benachbarten Glasstücken 15 fließen kann. Aus diesem Grund kann ein Klebstoff in Gelform oder ein hochviskoser Klebstoff (aus einem Harz mit einem hohen Molekulargewicht) verwendet werden, damit der Klebstoff nicht in die winzigen Spalte fließen kann. Gelingt es, den Klebstoff daran zu hindern, in die winzigen Spalte zu fließen, begegnen sich im Glasstapel 11 die einander benachbarten Glasstücke 15 mit ihrer Gesamtfläche unmittelbar. Doch selbst wenn im Glasstapel 11 auf die Dickenrichtung bezogen auf der Seite der Klebeschicht 12 Klebstoff zwischen benachbarte Glasstücke 15 eingedrungen sein sollte, funktioniert das Lichtlenkpaneel 10 angemessen, solange die Breite der streifenförmigen Reflexionsflächen sichergestellt ist. Wünschenswert wäre in diesem Fall, dass das Eindringen des Klebstoffs auf der Seite der Klebeschicht 12 stoppte, so dass die winzigen Spalte in einem Bereich gebildet werden, der mindestens z. B. die Hälfte der Dicke des Glasstapels 11 beträgt.

Als nächstes wird ein Verfahren zum Herstellen der optischen Abbildungsvorrichtung 20 beschrieben. Dieses Herstellungsverfahren umfasst einen Verbindeschritt des Verbindens der beiden Lichtlenkpaneele 10a, 10b miteinander.

In dem Verbindeschritt werden, wie in 4(c) gezeigt, die beiden Lichtlenkpaneele 10a, 10b mit der Seite ihrer Glasstapel 11 derart einander zugewandt angeordnet, dass die Längsrichtungen der zugehörigen Glasstücke 15a, 15b im wesentlichen orthogonal zueinander verlaufen. In dieser Lage oder unmittelbar vor Herstellung derselben wird im wesentlichen ganzflächig auf die Hauptfläche des Glasstapels 11a, 11b mindestens eines der Lichtlenkpaneele 10a, 10b ein durchsichtiger Klebstoff aufgebracht. Dann werden aus dieser Lage heraus, ohne die Ausrichtung der Lichtlenkpaneele 10a, 10b zu ändern, beide Lichtlenkpaneele 10a, 10b zu einem Stapel zusammengeführt. Durch Aushärten des Klebstoffs bildet sich die Klebeschicht 16, so dass die beiden Lichtlenkpaneele 10 miteinander verbunden werden. Damit ist die in 1 gezeigte optische Abbildungsvorrichtung 20 fertiggestellt. Es sei noch angemerkt, dass in 4(c) auf eine Darstellung der Klebeschichten 12a und 12b verzichtet wurde.

4. Wirkungen der Ausführungsform u. ä.

Im Unterschied zum Stand der Technik wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform im Stapelschritt eine Vielzahl von Glasstücken 15 unmittelbar aufeinander gestapelt. Im Stapelschritt ist zwischen benachbarten Glasstücken 15 kein Klebstoff vorgesehen. Statt dessen ist die Vielzahl von Glasstücken 15 durch die Klebeschicht 12 und die Abdeckplatte 13 integriert, die aufeinanderfolgend auf einer Hauptfläche des Glasstapels 11 gestapelt sind. Dementsprechend kann, obwohl auf der Hauptfläche des Glasstapels 11 ein Klebstoff verwendet wird, zwischen benachbarten Glasstücken 15, wo herkömmlicherweise eine große Menge an Klebstoff verwendet wurde, der Klebstoff reduziert werden, was eine Senkung der Herstellungskosten des Lichtlenkpaneels 10 ermöglicht.

Darüber hinaus werden für die Glasstücke 15 gemäß der vorliegenden Ausführungsform durchsichtige Glasstücke verwendet, die auf keiner Seite einen metallischen Reflexionsfilm (Spiegel) aufweisen. Eine Vielzahl von metallischen Reflexionsschichten (Spiegelfolien oder aufgedampfte Metallfilme), wie sie herkömmlicherweise gebraucht wurden, wird daher nicht gebraucht, so dass die Herstellungskosten des Lichtlenkpaneels 10 noch weiter gesenkt werden können.

Ferner wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform nicht wie herkömmlicherweise ein Block angefertigt, aus dem mehrere Lichtlenkpaneele geschnitten werden, sondern es wird aus einer Vielzahl von Glasstücken 15 ein Glasstapel 11 angefertigt, der für ein einzelnes Lichtlenkpaneel 10 verwendet wird. Verglichen mit dem Block ist der Glasstapel 11 leichtgewichtig. Während Lichtlenkpaneele herkömmlicherweise aufgrund von Beschränkungen des Gewichts des Blocks schwierig zu vergrößern waren, werden daher die Beschränkungen des Gewichts gemäß der vorliegenden Erfindung gemildert, was eine Vergrößerung des Lichtlenkpaneels 10 ermöglicht.

Darüber hinaus kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform auf das Polieren der Seitenflächen der Glasstücke 15 wie oben beschrieben verzichtet werden, wodurch die Herstellungskosten des Lichtlenkpaneels 10 sich noch weiter senken lassen.

5. Abwandlungsbeispiele

Gemäß der vorstehenden Ausführungsform hat die optische Abbildungsvorrichtung 20 in der Draufsicht eine rechteckige Form. Die optische Abbildungsvorrichtung 20 kann jedoch auch trapezförmig sein, wie dies bei einer in WO 2013/145983 offenbarten optischen Abbildungsvorrichtung der Fall ist, oder kann andere polygonale Formen aufweisen.

Als die Glasstücke 15 werden gemäß der vorstehenden Ausführungsform durchsichtige Glasstücke verwendet, die beidseitig ohne einen metallischen Reflexionsfilm sind. Es können jedoch auch Glasstücke mit einem metallischen Reflexionsfilm auf einer Seite verwendet werden. In diesem Fall wird vor dem Schneideschritt auf einer Seite der durchsichtigen Glasplatte 30 durch Aufdampfen von Metall oder dergleichen ein metallischer Reflexionsfilm gebildet, und im Schneideschritt die durchsichtige Glasplatte 30 mit dem darauf gebildeten metallischen Reflexionsfilm in eine Vielzahl von Glasstücken 15 zerschnitten. Im Stapelschritt wird dann eine Vielzahl von Glasstücken 15 dergestalt unmittelbar zusammengestapelt, dass die metallischen Reflexionsfilme darauf der gleichen Seite zugewandt sind. Es sei angemerkt, dass Glasstücke 15, die beidseitig mit einem metallischen Reflexionsfilm versehen sind, ebenfalls verwendet werden können.

Obgleich gemäß der vorstehenden Ausführungsform kein Polieren der Seitenflächen der Glasstücke 15 durchgeführt wird, ist es doch auch möglich, die Seitenflächen an den langen Seiten jedes Glasstücks 15 zu polieren. In diesem Fall kann eine Konfiguration gewählt werden, bei der die Klebeschicht 12 und die Abdeckplatte 13 nicht vorgesehen, sondern die Vielzahl von Glasstücken 15 unter Verwendung einer anderen Einrichtung integriert ist. Zum Beispiel kann ein Befestigungsabschnitt, der die Vielzahl von Glasstücken 15a des Lichtlenkpaneels 10a integriert, durch die Klebeschicht 16 und das mit dem Lichtlenkpaneel 10a verbundene Lichtlenkpaneel 10b gegeben sein. Oder die Vielzahl von Glasstücken 15 kann dadurch integriert werden, dass mindesten eine der Seitenflächen des Glasstapels 11, wo sich die Vielzahl von Glasstücken 15 aneinanderreiht, mittels Klebstoffs mit einer Platte verbunden wird.

Ferner können in der vorstehenden Ausführungsform die streifenförmigen Reflexionsflächen auch relativ zu einer Ebene geneigt sein, die parallel zur Dickenrichtung des Lichtlenkpaneels 10 verläuft, wie im Fall einer in der WO 2014/024677 A1 offenbarten optischen Abbildungsvorrichtung. Zusammengestapelt sind in diesem Fall Glasstücke 15, die in der Querschnittsansicht eine Parallelogrammform aufweisen.

Außerdem kann in der vorstehenden Ausführungsform jedes Lichtlenkpaneel 10 eine Mehrzahl von Glasstapeln 11 beinhalten, die übereinandergestapelt sind, wie im Fall einer in der JP 5646110 B2 offenbarten optischen Abbildungsvorrichtung. Die Positionen der streifenförmigen Reflexionsflächen der Mehrzahl von Glasstapeln 11 sind gegeneinander in der Richtung verschoben, in der die Glasstücke 15 aufgereiht sind.

Wenngleich bei der vorstehenden Ausführungsform der Stapelschritt nach dem Schneideschritt durchgeführt wird, ist es auch möglich, den Schneideschritt nach dem Stapelschritt durchzuführen. Konkret wird bei einem Verfahren zum Herstellen des Lichtlenkpaneels 10 gemäß einem Abwandlungsbeispiel durch Ausführen des Stapelschritts ein quaderförmiger Stapel 31 (siehe 5) angefertigt, in dem eine Vielzahl von durchsichtigen Glasplatten 30 unmittelbar zusammengestapelt sind. Als nächstes wird ein Klebeschritt durchgeführt, in dem Klebstoff auf eine Hauptfläche des Stapels 31 aufgetragen, anschließend die Abdeckplatte 13 darauf placiert und der Klebstoff ausgehärtet wird, um die Klebeschicht 12 zu bilden und die Vielzahl von durchsichtigen Glasplatten 30 mit einer Seitenfläche an die Abdeckplatte 13 zu kleben. Mit der Vielzahl von durchsichtigen Glasplatten 30 im gebundenen Zustand wird als nächstes der Schneideschritt durchgeführt. In dem Schneideschritt wird die Vielzahl von durchsichtigen Glasplatten 30 in der Stapelrichtung an einer in 5 gezeigten Schneideposition geschnitten. Damit ist ein Lichtlenkpaneel 10 angefertigt worden. Weiterhin werden dadurch, dass mit dem verbleibenden Stapel 31 der Klebeschritt und der Schneideschritt abwechselnd durchgeführt werden, mehrere Lichtlenkpaneele 10 angefertigt. Es sei angemerkt, dass der Klebeschritt auch nach dem Schneideschritt durchgeführt werden kann. Ein mittels des in diesem Absatz beschriebenen Herstellungsverfahrens hergestelltes Lichtlenkpaneel ist auch ein Lichtlenkpaneel 10 gemäß der vorliegenden Erfindung.

GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT

Die vorliegende Erfindung ist auf ein Verfahren zum Herstellen eines Lichtlenkpaneels zur Verwendung in einer optischen Abbildungsvorrichtung, die ein in der Luft schwebendes Bild erzeugt, und dergleichen anwendbar.

Bezugszeichenliste

10
Lichtlenkpaneel
11
Glasstapel
12
Klebeschicht
13
Abdeckplatte
15
Glasstück
20
optische Abbildungsvorrichtung
25
Schwebebilderzeugungssystem
30
durchsichtige Glasplatte
40
Schneideeinrichtung