特許 7535018 空中像結像装置の製造方法及び空中像結像装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-08-06

(45)【発行日】2024-08-15

(54)【発明の名称】空中像結像装置の製造方法及び空中像結像装置

(51)【国際特許分類】

   G02B 30/56 20200101AFI20240807BHJP

   B29D 11/00 20060101ALI20240807BHJP

   G02B 5/00 20060101ALI20240807BHJP

   G02B 5/02 20060101ALI20240807BHJP

   G02B 5/08 20060101ALI20240807BHJP

【ＦＩ】

G02B30/56

B29D11/00

G02B5/00 Z

G02B5/02 B

G02B5/08 A

G02B5/08 C

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2021121748

(22)【出願日】2021-07-26

(65)【公開番号】P2023017457

(43)【公開日】2023-02-07

【審査請求日】2023-10-10

(73)【特許権者】

【識別番号】598033848

【氏名又は名称】株式会社アスカネット

(74)【代理人】

【識別番号】100120086

【弁理士】

【氏名又は名称】▲高▼津 一也

(74)【代理人】

【識別番号】100090697

【弁理士】

【氏名又は名称】中前 富士男

(74)【代理人】

【識別番号】100176142

【弁理士】

【氏名又は名称】清井 洋平

(72)【発明者】

【氏名】大坪 誠

【審査官】河村 麻梨子

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１９／０２１４９７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１９－１３３１１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０７４０２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／００４５９７２（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０２Ｂ ５／００－５／１３６、３０／５６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

平行配置された入光面と出光面とを有する平板状に形成され、前記入光面に直角に形成され所定間隔で平行配置される複数の第１の光反射面と、前記出光面に直角に形成され所定間隔で平行配置される複数の第２の光反射面とを有し、前記第１の光反射面と前記第２の光反射面が、平面視して直交配置され、前記入光面から入射し、前記第１、第２の光反射面で１回ずつ全反射して、前記出光面から出射する光を結像させて空中像を表示する空中像結像装置の製造方法であって、
透明樹脂が成型されることにより、一面側に、（ａ）一方の側面を垂直面とし他方の側面を傾斜面として一面側に拡開する断面三角形又は断面台形の複数の第１の直線溝が所定間隔で平行配置され、（ｂ）隣り合う前記第１の直線溝の間に、一面側に第１の帯状平面部を有する断面台形の第１の凸条が形成され、他面側に、（ｃ）一方の側面を垂直面とし他方の側面を傾斜面として他面側に拡開する断面三角形又は断面台形の複数の第２の直線溝が所定間隔で平行配置され、（ｄ）隣り合う前記第２の直線溝の間に、他面側に第２の帯状平面部を有する断面台形の第２の凸条が形成され、前記各第１の直線溝の前記垂直面と、前記各第２の直線溝の前記垂直面が、平面視して直交配置された板状の成型体が形成される第１工程と、
前記成型体の一面側及び他面側にそれぞれ非透光性及び光吸収性若しくは光拡散性を有するカバー材が覆設され、該各カバー材は、透光性を有する基材と、該基材の一面側に積層され初期状態で非透光性及び光吸収性若しくは光拡散性を有する接着層とを備えた二層構造であり、該各カバー材の前記各第１の帯状平面部と重なる領域及び前記各第２の帯状平面部と重なる領域が加圧され、前記各接着層の前記各第１の帯状平面部と重なる領域及び前記各第２の帯状平面部と重なる領域が、該各第１の帯状平面部及び該各第２の帯状平面部と接合され透明化して第１、第２の透光部が形成されることにより、前記各接着層の前記各第１の直線溝と重なる領域及び前記各第２の直線溝と重なる領域にそれぞれ第１、第２の光遮蔽部が形成される第２工程とを有し、
前記各第１の直線溝の前記垂直面を前記第１の光反射面とし、前記各第２の直線溝の前記垂直面を前記第２の光反射面とする空中像結像装置が製造されることを特徴とする空中像結像装置の製造方法。

【請求項2】

請求項１記載の空中像結像装置の製造方法において、前記接着層は、硬化剤が封入されたマイクロカプセルが主剤の中に分散した状態で形成され、前記第２工程で加圧された領域の前記マイクロカプセルが割れ、前記主剤と前記硬化剤が反応して硬化が進行することにより、前記加圧された領域のみが透明化することを特徴とする空中像結像装置の製造方法。

【請求項3】

平行配置された入光面と出光面とを有する平板状に形成され、前記入光面に直角に形成され所定間隔で平行配置される複数の第１の光反射面と、前記出光面に直角に形成され所定間隔で平行配置される複数の第２の光反射面とを有し、前記第１の光反射面と前記第２の光反射面が、平面視して直交配置され、前記入光面から入射し、前記第１、第２の光反射面で１回ずつ全反射して、前記出光面から出射する光を結像させて空中像を表示する空中像結像装置であって、
透明樹脂で成型され、一面側に、一方の側面を垂直面とし他方の側面を傾斜面として一面側に拡開し、所定間隔で平行配置される断面三角形又は断面台形の複数の第１の直線溝と、隣り合う前記第１の直線溝の間に形成され、一面側に第１の帯状平面部を有する断面台形の第１の凸条とを有し、他面側に、一方の側面を垂直面とし他方の側面を傾斜面として他面側に拡開し、所定間隔で平行配置される断面三角形又は断面台形の複数の第２の直線溝と、隣り合う前記第２の直線溝の間に形成され、他面側に第２の帯状平面部を有する断面台形の第２の凸条とを有する成型体と、該成型体の一面側及び他面側にそれぞれ覆設されたカバー材とを備え、該各カバー材は、透光性を有する基材と、該基材の一面側に積層された接着層とを備えた二層構造であり、該各接着層のうち、前記各第１の帯状平面部と重なる領域及び前記各第２の帯状平面部と重なる領域は透光性を有し、第１、第２の透光部を構成し、前記各第１の直線溝と重なる領域及び前記各第２の直線溝と重なる領域は非透光性及び光吸収性若しくは光拡散性を有し、第１、第２の光遮蔽部を構成することを特徴とする空中像結像装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、それぞれが例えば所定間隔で平行配置される複数の帯状の第１、第２の光反射面（全反射面）が、平面視して直交配置される空中像結像装置の製造方法及び空中像結像装置に関する。

【背景技術】

【0002】

物体表面（対象物）から発せられる光（散乱光）を用いて、空中にその物体の立体像（空中像＝実像）を結像させるものとして、例えば、特許文献１に記載の立体像結像装置（光学結像装置）が知られている。この結像装置は、２枚の透明平板の内部に、この透明平板の一方の面に垂直に多数かつ帯状の金属反射面からなる光反射面を一定のピッチで並べて形成した第１、第２の光制御パネルを有し、この第１、第２の光制御パネルのそれぞれの光反射面が直交するように、第１、第２の光制御パネルの一面側を向い合わせて密着させたものである。
しかし、特許文献１の光制御パネルの製造に際しては、金属反射面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やガラス板を、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り出し面が形成されるように切り出す必要があり、作業性や製造効率が悪かった。
そこで、特許文献２では、透明板材の表側に、傾斜面と垂直面とを有する断面三角形の溝、及び隣り合う溝によって形成される断面三角形の凸条がそれぞれ平行配置された成型母材をプレス成型等で製造し、各溝の垂直面のみに選択的に鏡面を形成して、第１、第２の光制御パネルを製造する方法が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】国際公開第２００９／１３１１２８号

【文献】国際公開第２０１８／１３８９４０号

【文献】国際公開第２０１８／１３８９３２号

【文献】特開２０２１－８１４５１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献２のように、各溝の垂直面のみに選択的に鏡面を形成することは簡単ではなく、傾斜面に沿った方向から傾斜面が影になるようにして、垂直面に向けてスパッタリング、金属蒸着、金属微小粒子の吹き付け、又はイオンビームの照射を行っても、溝の傾斜面及び底部（角部）の微小平面部、さらには凸条の頂部（角部）の微小平面部にも鏡面となる金属反射膜（金属被膜）が形成されることがある。そして、対象物から発せられて結像装置に入射する光の一部が、溝の垂直面以外に形成された金属反射膜で反射されると、結像に寄与する光の量が減少し、空中像が暗く、不鮮明になるという問題があった。また、観察者が空中像を観察する際に、結像装置の出光面側から結像装置に入射した光（太陽光、室内照明光等）の一部が、溝の垂直面以外に形成された金属反射膜で散乱又は反射することにより、空中像が白っぽくなり、鮮明性及び視認性が低下するという問題があった。これに対し、特許文献３では、溝の垂直面及び傾斜面に金属被膜を形成した後、傾斜面にレーザー光を照射して傾斜面に形成された金属被膜を除去することが提案されている。また、特許文献４では、凸条の頂部の微小平面部に付着した不要金属（金属被膜）を、剥離処理、研磨処理、又は溶解処理によって除去することが提案されている。

【0005】

しかし、特許文献３では、除去することを前提として傾斜面に金属被膜を形成しており、材料の無駄が多く、製造工程も煩雑で製造コストが増大し、量産性に欠けるという課題があった。また、特許文献４では、微小平面部の面積が小さいため、不要金属の除去作業に手間が掛かる割に、空中像の鮮明化における改善効果が少なく、却ってコストアップに繋がるという課題があった。また、特許文献２～４のように、断面三角形の溝の垂直面を利用して光反射面（鏡面）を形成する場合、溝を残したままでは、溝の内部（空間部）に存在する空気の屈折率と、光制御パネルの基材となる透明樹脂の屈折率との違いから、溝の内部の空気と透明樹脂との界面（＝境目、主に溝の傾斜面）で、光の散乱、光の屈折及び分光が発生し、空中像の結像が妨げられる。そのため、特許文献２～４では、溝の垂直面に光反射面を形成した後に、光制御パネルの基材となる透明樹脂の屈折率と同等の屈折率を有する透明樹脂を溝の内部に充填する必要があり、製造工程が増加し、量産性が低下するという課題があった。

【0006】

本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、光の全反射を利用することにより、金属反射面（鏡面）を作成する必要がなく、製造工程が簡素で、量産性に優れると共に、空中像の結像に関与しない不要な光が遮蔽されることにより、製造コストが安価でありながら、鮮明な空中像を得ることが可能な空中像結像装置の製造方法及び空中像結像装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

前記目的に沿う第１の発明に係る空中像結像装置の製造方法は、平行配置された入光面と出光面とを有する平板状に形成され、前記入光面に直角に形成され所定間隔で平行配置される複数の第１の光反射面と、前記出光面に直角に形成され所定間隔で平行配置される複数の第２の光反射面とを有し、前記第１の光反射面と前記第２の光反射面が、平面視して直交配置され、前記入光面から入射し、前記第１、第２の光反射面で１回ずつ全反射して、前記出光面から出射する光を結像させて空中像を表示する空中像結像装置の製造方法であって、
透明樹脂が成型されることにより、一面側に、（ａ）一方の側面を垂直面とし他方の側面を傾斜面として一面側に拡開する断面三角形又は断面台形の複数の第１の直線溝が所定間隔で平行配置され、（ｂ）隣り合う前記第１の直線溝の間に、一面側に第１の帯状平面部を有する断面台形の第１の凸条が形成され、他面側に、（ｃ）一方の側面を垂直面とし他方の側面を傾斜面として他面側に拡開する断面三角形又は断面台形の複数の第２の直線溝が所定間隔で平行配置され、（ｄ）隣り合う前記第２の直線溝の間に、他面側に第２の帯状平面部を有する断面台形の第２の凸条が形成され、前記各第１の直線溝の前記垂直面と、前記各第２の直線溝の前記垂直面が、平面視して直交配置された板状の成型体が形成される第１工程と、
前記成型体の一面側及び他面側にそれぞれ非透光性及び光吸収性若しくは光拡散性を有するカバー材が覆設され、該各カバー材の前記各第１の帯状平面部と重なる領域及び前記各第２の帯状平面部と重なる領域が加圧されて前記各第１、第２の帯状平面部と接合され透明化して第１、第２の透光部が形成されることにより、該各カバー材の前記各第１の直線溝と重なる領域及び前記各第２の直線溝と重なる領域にそれぞれ第１、第２の光遮蔽部が形成される第２工程とを有し、
前記各第１の直線溝の前記垂直面を前記第１の光反射面とし、前記各第２の直線溝の前記垂直面を前記第２の光反射面とする空中像結像装置が製造される。

【0008】

ここで、空中像には平面画像（二次元像）及び立体像（三次元像）が含まれ、対象物が、例えばディスプレイ等の画像表示手段に表示された画像であれば、その実像となる平面画像（二次元像）が空中像として結像し、対象物が、各種立体であれば、その実像となる立体像（三次元像）が空中像として結像する（以上、第２の発明において同じ）。

【0009】

第１の発明に係る空中像結像装置の製造方法において、前記各カバー材は、透光性を有する基材と、該基材の一面側に積層され初期状態で非透光性及び光吸収性若しくは光拡散性を有する接着層とを備え、前記第２工程で、前記各カバー材の前記各第１の帯状平面部と重なる領域及び前記各第２の帯状平面部と重なる領域が加圧され、前記各接着層の前記各第１の帯状平面部と重なる領域及び前記各第２の帯状平面部と重なる領域が、該各第１の帯状平面部及び該各第２の帯状平面部と接合され透明化して前記第１、第２の透光部が形成され、前記各接着層の前記各第１の直線溝と重なる領域及び前記各第２の直線溝と重なる領域が、前記第１、第２の光遮蔽部となることが好ましい。

【0010】

前記目的に沿う第２の発明に係る空中像結像装置は、平行配置された入光面と出光面とを有する平板状に形成され、前記入光面に直角に形成され所定間隔で平行配置される複数の第１の光反射面と、前記出光面に直角に形成され所定間隔で平行配置される複数の第２の光反射面とを有し、前記第１の光反射面と前記第２の光反射面が、平面視して直交配置され、前記入光面から入射し、前記第１、第２の光反射面で１回ずつ全反射して、前記出光面から出射する光を結像させて空中像を表示する空中像結像装置であって、
透明樹脂で成型され、一面側に、一方の側面を垂直面とし他方の側面を傾斜面として一面側に拡開し、所定間隔で平行配置される断面三角形又は断面台形の複数の第１の直線溝と、隣り合う前記第１の直線溝の間に形成され、一面側に第１の帯状平面部を有する断面台形の第１の凸条とを有し、他面側に、一方の側面を垂直面とし他方の側面を傾斜面として他面側に拡開し、所定間隔で平行配置される断面三角形又は断面台形の複数の第２の直線溝と、隣り合う前記第２の直線溝の間に形成され、他面側に第２の帯状平面部を有する断面台形の第２の凸条とを有する成型体と、該成型体の一面側及び他面側にそれぞれ覆設されたカバー材とを備え、該各カバー材は、透光性を有する基材と、該基材の一面側に積層された接着層とを備え、該各接着層のうち、前記各第１の帯状平面部と重なる領域及び前記各第２の帯状平面部と重なる領域は透光性を有し、第１、第２の透光部を構成し、前記各第１の直線溝と重なる領域及び前記各第２の直線溝と重なる領域は非透光性及び光吸収性若しくは光拡散性を有し、第１、第２の光遮蔽部を構成する。

【発明の効果】

【0011】

第１の発明に係る空中像結像装置の製造方法では、成型体の各第１、第２の直線溝の垂直面を選択的に光反射材料で覆う必要がなく、極めて簡素な製造工程で、全反射を利用する第１、第２の光反射面を形成することができ、省資源性及び量産性に優れる。

【0012】

第２の発明に係る空中像結像装置では、観察者が空中像を観察する際に、入光面側から空中像結像装置に入射する光のうち、空中像の結像に関与せず、各第１又は第２の直線溝の内部を通過して出光面側から出射しようとする光の一部が、非透光性を有する第１、第２の光遮蔽部で遮蔽され、外乱光が減少し、空中像の視認性を向上させることができる。また、第１、第２の光遮蔽部が光吸収性若しくは光拡散性を有することにより、観察者が空中像を観察する際に、出光面側から空中像結像装置に入射する太陽光又は室内照明光等の一部が第１、第２の光遮蔽部で遮られても、観察者に向かって反射されることなく、第１、第２の光遮蔽部で吸収又は拡散されるので、空中像の視認性に悪影響を与えることがない。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ本発明の一実施の形態に係る空中像結像装置の製造方法で製造された空中像結像装置を示す正断面図及び側断面図である。

【図2】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ同空中像結像装置の製造方法の第１工程を示す正断面図及び側断面図である。

【図3】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ同空中像結像装置の製造方法の第２工程を示す正断面図及び側断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

本発明の一実施の形態に係る空中像結像装置の製造方法及び空中像結像装置について、図面を参照しながら説明する。
図１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、本発明の一実施の形態に係る空中像結像装置の製造方法で製造された空中像結像装置１０は、平行配置された入光面１１と出光面１２とを有する平板状に形成され、入光面１１に直角に形成され所定間隔で平行配置される複数の第１の光反射面１３と、出光面１２に直角に形成され所定間隔で平行配置される複数の第２の光反射面１４とを有し、第１の光反射面１３と第２の光反射面１４が、平面視して直交配置され、入光面１１から入射し、第１、第２の光反射面１３、１４で１回ずつ全反射して、出光面から出射する光を結像させて空中像を表示するものである。

【0015】

この空中像結像装置１０の製造にあっては、透明樹脂が成型（例えば、インジェクション成型、プレス成型又はロール成型等）されることにより、図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、一面側に、一方の側面を垂直面１６とし他方の側面を傾斜面１７として一面側に拡開する断面台形の複数の第１の直線溝１８ａが所定間隔で平行配置され、隣り合う第１の直線溝１８ａの間に、一面側に第１の帯状平面部１９ａを有する断面台形の第１の凸条２０ａが形成され、他面側に、一方の側面を垂直面１６とし他方の側面を傾斜面１７として他面側に拡開する断面台形の複数の第２の直線溝１８ｂが所定間隔で平行配置され、隣り合う第２の直線溝１８ｂの間に、他面側に第２の帯状平面部１９ｂを有する断面台形の第２の凸条２０ｂが形成され、各第１の直線溝１８ａの垂直面１６と、各第２の直線溝１８ｂの垂直面１６が、平面視して直交配置された板状の成型体２１が形成される。

【0016】

第１、第２の直線溝１８ａ、１８ｂの開口部の幅（台形断面の上底の長さ）をａ、第１、第２の直線溝１８ａ、１８ｂの底面２２の幅（台形断面の下底の長さ）をｂ、第１、第２の直線溝１８ａ、１８ｂの深さ（台形断面の高さ）をｈ、第１、第２の直線溝１８ａ、１８ｂのピッチ（＝凸条のピッチ）をｐとすると、ａはｂの１．５～２倍程度、ｐはａの３～５倍程度、ｈはｐの１～２倍程度であることが好ましい。また、各第１の直線溝１８ａの底面２２と各第２の直線溝１８ｂの底面２２との間隔ｄは２０～３０００μｍ程度である。例えば、ａ＝７０μｍの場合、ｂ＝４０μｍ、ｐ＝２５０～３００μｍ、ｈ＝３００～４００μｍとすれば上記の関係を満たすが、これらに限定されるものではない。なお、第１、第２の直線溝１８ａ、１８ｂの垂直面１６に対する傾斜面１７の傾斜角度（垂直面１７と傾斜面１８とのなす角度）θは、例えば１～１０度程度であるが、成型体２１の脱型性を考慮して、適宜、選択される。
なお、本実施の形態では、第１、第２の直線溝１８ａ、１８ｂを断面台形としたが、底面２２は空中像結像装置１０に必須の構成ではないため、底面２２の寸法が厳密に管理される必要はなく、第１、第２の直線溝が、一方の側面を垂直面とし他方の側面を傾斜面として一面側に拡開する断面三角形に形成されてもよい。

【0017】

この成型体２１の成型には、比較的融点が高く、透明度の高い熱可塑性樹脂が好適に使用される。具体的には、例えば、ゼオネックス（ＺＥＯＮＥＸ：登録商標、ガラス転移温度Ｔｇ＝１００～１６０℃、屈折率η１＝１．５３５のシクロオレフィンポリマー）が用いられるが、この他に、例えばポリメチルメタルクレート（アクリル系樹脂）、非晶質フッ素樹脂、ＰＭＭＡ、光学用ポリカーボネイト、フルオレン系ポリエステル、ポリエーテルスルホン等の熱可塑性樹脂が使用可能である。なお、この成型体２１に対しては、成型後、アニーリング処理が行われ、残留応力等が除去されることが好ましい（以上、第１工程）。

【0018】

次に、図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、成型体２１の一面側及び他面側にそれぞれカバー材２４が覆設される。カバー材２４は、透光性の基材（例えば透明なＰＥＴ等の合成樹脂製シート）２５の裏面に、初期状態で非透光性及び光吸収性を有する接着層２５ａが形成されることにより、全体として、非透光性及び光吸収性を有するものである。接着層として、初期状態では例えば黒色（不透明）で非透光性及び光吸収性を有しているが、加圧されることにより接着（硬化）が進行すると共に透明化する性質を備えたものが好適に用いられる。例えば、硬化剤が封入されたマイクロカプセルが主剤の中に分散した状態で形成された接着層は、加圧された領域のマイクロカプセルが割れ、主剤と硬化剤が反応して接着（硬化）が進行することにより、加圧された領域のみが透明化する。従って、図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、成型体２１の一面側及び他面側にそれぞれカバー材２４が積層された状態で両面からローラー等で挟まれて加圧されると、図１（Ａ）、（Ｂ）に示したように、各カバー材２４（具体的には、接着層２５ａ）の各第１の帯状平面部１９ａと重なる領域及び各第２の帯状平面部１９ｂと重なる領域が、それぞれ各第１、第２の帯状平面部１９ａ、１９ｂと接合され透明化して第１、第２の透光部２６ａ、２６ｂが形成されることにより、各カバー材２４（具体的には、接着層２５ａ）の各第１の直線溝１８ａと重なる領域及び各第２の直線溝１８ｂと重なる領域がそれぞれ第１、第２の光遮蔽部２７ａ、２７ｂとなる。

【0019】

以上のようにして、各第１の直線溝１８ａの垂直面１６を第１の光反射面１３とし、各第２の直線溝１８ｂの垂直面１６を第２の光反射面１４とする空中像結像装置１０が製造される。なお、カバー材は初期状態で非透光性及び光吸収性又は光拡散性を有し、加圧された領域のみが選択的に透明化する機能を有するものであればよく、その構成は、本実施の形態の構成に限定されることなく、適宜、選択される。例えば、カバー材として、透光性の基材の裏面に、初期状態では例えば白色若しくは乳白色で非透光性及び光拡散性を有する接着層が形成されており、加圧された領域の接着層のみが選択的に透明化するものが用いられてもよい。この場合、表面及び／又は裏面に凹凸が形成され、初期状態では光が拡散されて白色若しくは乳白色に見える接着層が、選択的に加圧され凹凸が潰されて平坦状になることにより透明化して透光部が形成され、加圧されなかった領域は初期状態の非透光性及び光拡散性を維持して光遮蔽部となる（以上、第２工程）。

【0020】

以上の工程により、図１（Ａ）、（Ｂ）に示したように、透明樹脂で成型され、一面側に、一方の側面を垂直面１６とし他方の側面を傾斜面１７として一面側に拡開し、所定間隔で平行配置される断面台形の複数の第１の直線溝１８ａと、隣り合う第１の直線溝１８ａの間に形成され、一面側に第１の帯状平面部１９ａを有する断面台形の第１の凸条２０ａとを有し、他面側に、一方の側面を垂直面１６とし他方の側面を傾斜面１７として他面側に拡開し、所定間隔で平行配置される断面台形の複数の第２の直線溝１８ｂと、隣り合う第２の直線溝１８ｂの間に形成され、他面側に第２の帯状平面部１９ｂを有する断面台形の第２の凸条２０ｂとを有する成型体２１と、成型体２１の一面側及び他面側にそれぞれ覆設されたカバー材２４とを備え、各カバー材２４は、透光性を有する基材２５と、基材２５の一面側に積層された接着層２５ａとを備え、各接着層２５ａのうち、各第１の帯状平面部１９ａと重なる領域及び各第２の帯状平面部１９ｂと重なる領域は透光性を有し、第１、第２の透光部２６ａ、２６ｂを構成し、各第１の直線溝１８ａと重なる領域及び各第２の直線溝１８ｂと重なる領域は非透光性及び光吸収性若しくは光拡散性を有し、第１、第２の光遮蔽部２７ａ、２７ｂを構成する空中像結像装置１０が得られる。

【0021】

この空中像結像装置１０の動作について説明すると、図１（Ａ）、（Ｂ）において、図示しない対象物から発せられる光のうち、光Ｌ１は、入光面１１（ここでは、成型体２１の一面側（下側）の表面）上のＰ１から空中像結像装置１０の内部（成型体２１）に入射し、第１の光反射面１３上のＰ２で反射して、成型体２１の内部を進み、第２の光反射面１４上のＰ３で反射して、出光面１２（ここでは、成型体２１の他面側（上側）の表面）上のＰ４から空中に出て行く。
このようにして、対象物から発せられ、空中像結像装置１０の第１の光反射面１３及び第２の光反射面１４で１回ずつ全反射する無数の光が空中で結像することにより、空中像結像装置１０を挟んで対象物と対称となる位置に、対象物の実像となる空中像（図示せず）が得られる。このとき、全反射の条件を満たさず、第１の光反射面１３及び／又は第２の光反射面１４を通過した光は、空中像の結像には関与しない。

【0022】

なお、光Ｌ１は、入光面１１のＰ１及び出光面１２のＰ４で屈折しているが、入光面１１及び出光面１２となるカバー材２４の基材２５は均質であり、空中像の結像に関与する全ての光が、入射位置及び出射位置によらず、光Ｌ１と同様に、入光面１１及び出光面１２において一定（同一）の角度で屈折するため、これらの屈折が結像に影響を与えることはない。また、各カバー材２４の基材２５及び接着層２５ａの透光部２６ａの屈折率が成型体２１の屈折率と異なる場合、厳密には、各カバー材２４の基材２５と接着層２５ａの透光部２６ａとの界面及び各カバー材２４の接着層２５ａの透光部２６ａと成型体２１との界面でも屈折が起こるが、これらも光の通過位置によらず一定（同一）の角度で発生するため、結像に影響を与えることはない。従って、各カバー材２４の基材２５及び接着層２５ａの透光部２６ａの屈折率は成型体２１の屈折率と同等でも異なっていてもよい。

【0023】

以上、実施の形態を参照して本発明を説明したが、本発明は何ら上記の実施の形態の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も本発明に含まれる。

【符号の説明】

【0024】

１０：空中像結像装置、１１：入光面、１２：出光面、１３：第１の光反射面、１４：第２の光反射面、１６：垂直面、１７：傾斜面、１８ａ、１８ｂ：第１、第２の直線溝、１９ａ、１９ｂ：第１、第２の帯状平面部、２０ａ、２０ｂ：第１、第２の凸条、２１：成型体、２２：底面、２４：カバー材、２５：基材、２５ａ：接着層、２６ａ、２６ｂ：第１、第２の透光部、２７ａ、２７ｂ：第１、第２の光遮蔽部

【図1】

【図2】

【図3】