專利名稱：菲涅耳透鏡片、其制造方法及成形模具和其透射型屏幕的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及背面投射型電視機(jī)中所用的菲涅耳透鏡片，特別涉及一種適于對從背面?zhèn)扰渲玫耐渡溲b置(光源)斜向投射的投射光進(jìn)行聚光、向觀察者一側(cè)大體以大致平行光射出的菲涅耳透鏡片，菲涅耳透鏡片的制造方法，該制造方法所用的成形模具和具有菲涅耳透鏡片的透射型屏幕。
背景技術(shù)：
作為現(xiàn)有的一種大畫面電視機(jī)，已知的有下述背面投射型電視機(jī)，其從透射型屏幕背面?zhèn)扰渲玫耐渡溲b置對該透射型屏幕投射作為影像光的投射光，向觀察者呈現(xiàn)影像。
這種背面投射型電視機(jī)將投射裝置投射的投射光進(jìn)行擴(kuò)大投影，因此需要在一定程度上確保投射裝置和透射型屏幕之間的距離，因此存在長度方向的空間容易變大的問題。
因此如圖17所示，在現(xiàn)有技術(shù)中還提出了一種這樣的背面投射型電視機(jī)，即在透射型屏幕21’背面?zhèn)鹊男毕路脚渲猛渡溲b置30，從該投射裝置30向斜上方對透射型屏幕21’投射投射光S，以使長度方向空間變小。
還有，作為如圖17所示背面投射型電視機(jī)中所用的透射型屏幕21’，最好采用具有可對從背面?zhèn)刃毕蛲渡涞耐渡涔膺M(jìn)行聚光的全反射型菲涅耳透鏡的屏幕(參照特開昭61-208041號(hào)公報(bào))。在此所稱的全反射型菲涅耳透鏡具有多個(gè)棱鏡，各棱鏡的第1面(折射面)使投射光折射后，第2面(全反射面)進(jìn)行全反射，向觀察者的一側(cè)射出投射光。
具有這種全反射菲涅耳透鏡的透射型屏幕通過對投射光進(jìn)行全反射，對投射光的光路進(jìn)行調(diào)整，因此即使對透射型屏幕從斜方向以大入射角入射投射光時(shí)，也可以實(shí)現(xiàn)高透射率。
可是，具有這種全反射菲涅耳透鏡的菲涅耳透鏡片如上所述是從斜方向投射投射光的，因此投射光向菲涅耳透鏡片的入射角一般約為35～75°。在此作為菲涅耳透鏡片的成形材料，通常使用折射率約為1.45～1.65的樹脂材料。此時(shí)菲涅耳透鏡片各棱鏡的前端角α約為30～40°、折射面角γ約為78～90°、全反射面角β約為65～50°(α+β+γ＝180°)(參照圖18)。
在這種菲涅耳透鏡片中，由相鄰2個(gè)棱鏡形成的谷部角度δ基本上與各棱鏡的前端角α相同，因此在成形菲涅耳透鏡片用的成形模具D中，由相鄰成形溝C形成的峰部的前端角ω也與各棱鏡的前端角α相等，約相當(dāng)于30～40°的銳角(參照圖18)。因此，成形模具D峰部的前端容易彎曲，例如如圖19所示，成形模具D峰部的前端大多變成向反光源側(cè)彎曲的狀態(tài)，產(chǎn)生以下的問題。
另外，在本說明書中，所稱的“成形模具的光源側(cè)”指的是在菲涅耳透鏡片成形用的成形模具內(nèi)，用于成形使用時(shí)位于靠近光源一側(cè)的菲涅耳透鏡片部分的一側(cè)，所稱的“成形模具的反光源側(cè)”指的是用于成形使用時(shí)位于遠(yuǎn)離光源一側(cè)的菲涅耳透鏡片部分的一側(cè)。更具體地所稱的“成形模具的光源側(cè)”指的是單獨(dú)地看該成形模具所成形的菲涅耳透鏡片的各棱鏡時(shí)，對各棱鏡折射面進(jìn)行成形的一側(cè)，所稱的“成形模具的反光源側(cè)”指的是對各棱鏡全反射面進(jìn)行成形的一側(cè)。在圖19中，成形模具的成形溝C中位于圖下側(cè)的面Ca用于成形棱鏡折射面，位于圖上側(cè)的面Cb用于成形棱鏡全反射面，因此圖下側(cè)成為成形模具D的光源側(cè)，圖上側(cè)成為成形模具D的反光源側(cè)。
以下對采用圖19所示成形模具D成形菲涅耳透鏡片時(shí)存在的問題進(jìn)行說明。
(1)制造菲涅耳透鏡片時(shí)存在的問題即，采用圖19所示的成形模具D成形菲涅耳透鏡片時(shí)，向成形模具D中填充樹脂、使其硬化后，作為成形體的菲涅耳透鏡片11從成形模具D脫模時(shí)，成形模具D峰部的前端成為陷入菲涅耳透鏡片11中的形狀，難以進(jìn)行脫模(參照圖20A)。而且若要在該狀態(tài)下勉強(qiáng)地脫離成形模具D，菲涅耳透鏡片11還有時(shí)產(chǎn)生破損。
(2)使用菲涅耳透鏡片時(shí)存在的問題由于用圖19所示成形模具D成形的菲涅耳透鏡片11復(fù)制了成形模具D峰部的彎曲形狀，因此如圖20B所示，位于基部11a的入射光面?zhèn)鹊亩鄠€(gè)棱鏡12中的相鄰2個(gè)棱鏡12形成的谷部15呈彎曲形狀。于是，從斜方向上向如此形成的棱鏡12間谷部15呈彎曲狀的菲涅耳透鏡片11投射投射光S時(shí)，由各棱鏡12的全反射面14全反射的光的一部分被彎曲的谷部15(位于彎曲谷部15的折射面13)再一次反射，從而產(chǎn)生雜散光Y。而這樣形成的雜散光Y被出射面11b反射后，通過基部11a返回到入射光面?zhèn)?，并再一次被各棱鏡12的折射面13和全反射面14折射或反射，從與出射面11b正規(guī)出射位置不同的位置處延遲射出，因此成為引起雙重影像等故障的原因。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明者為解決上述問題進(jìn)行了專心的研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)可控制成形模具峰部的彎曲度，而且通過這種控制，制造出顯示特定形狀的成形模具，如果采用該成形模具可制造出對解決上述問題有效的菲涅耳透鏡片。
本發(fā)明是基于這種發(fā)現(xiàn)而作出的，本發(fā)明的目的是提供在采用成形模具制造時(shí)、可從該成形模具容易地進(jìn)行脫模、而且使用時(shí)難以產(chǎn)生雜散光的菲涅耳透鏡片、菲涅耳透鏡片的制造方法、該制造方法所用的成形模具和具有菲涅耳透鏡片的透射型屏幕。
作為本發(fā)明的第1解決方案，提供一種使從投射裝置斜向投射的影像光聚光、并使其作為大體平行光向觀察者一側(cè)射出的菲涅耳透鏡片，其特征為，該透鏡片具有片狀基部以及在所述基部的入射光面?zhèn)壬闲纬傻亩鄠€(gè)棱鏡，這些棱鏡分別具有使投射光折射的折射面以及使該折射面折射的光的至少一部分被全反射到觀察者一側(cè)的全反射面，由所述多個(gè)棱鏡中一個(gè)棱鏡的折射面和與該一個(gè)棱鏡的折射面?zhèn)认噜彽牧硪焕忡R的全反射面所形成的谷部的結(jié)構(gòu)是，從所述的一個(gè)棱鏡側(cè)向所述的另一棱鏡側(cè)彎曲。
另外，在上述本發(fā)明的第1解決方案中，在與所述各棱鏡的棱角線垂直的斷面上，由所述彎曲形成的所述各谷部的頂點(diǎn)移動(dòng)量優(yōu)選為所述各棱鏡節(jié)距的20％以下(更優(yōu)選為15％以下)。
另外，在上述本發(fā)明的第1解決方案中，在與所述各棱鏡的棱角線垂直的斷面上，所述各谷部的折射面和全反射面的彎曲部分的長度優(yōu)選為各全長的40％以下(更優(yōu)選為30％以下)。
作為本發(fā)明的第2解決方案，提供一種菲涅耳透鏡片的制造方法，用于制造下述菲涅耳透鏡片，該透鏡片的入射光面?zhèn)壬闲纬捎卸鄠€(gè)棱鏡，這些棱鏡具有使投射光折射的折射面以及使該折射面折射的光的至少一部分全反射到觀察者一側(cè)的全反射面，該制造方法的特征是，包含制造用于成形菲涅耳透鏡片的成形模具的步驟，向制造出的所述成形模具中填充樹脂、使其硬化的步驟，和使填充的樹脂從所述成形模具脫模的步驟，在制造所述成形模具的步驟中，從與菲涅耳透鏡片使用時(shí)靠近光源側(cè)的棱鏡相對應(yīng)的成形溝，向與遠(yuǎn)離所述光源側(cè)的棱鏡相對應(yīng)的成形溝依次切削作為成形模具原材料坯料的模具材料。
作為本發(fā)明的第3解決方案，提供一種菲涅耳透鏡片的制造方法，其用于制造下述菲涅耳透鏡片，該透鏡片在入射光面?zhèn)壬闲纬捎卸鄠€(gè)棱鏡，這些棱鏡具有使投射光折射的折射面以及使該折射面折射的光的至少一部分全反射到觀察者一側(cè)的全反射面，該制造方法的特征是，包含制造作為成形菲涅耳透鏡片用成形模具原版的母成形模具的步驟，采用制造出的所述母成形模具復(fù)制成形模具的步驟，向復(fù)制的所述成形模具中填充樹脂、使其硬化的步驟，和使填充的樹脂從所述成形模具脫模的步驟，在制造所述母成形模具的步驟中，從與菲涅耳透鏡片使用時(shí)靠近光源側(cè)的棱鏡相對應(yīng)的成形溝，向與遠(yuǎn)離所述光源側(cè)的棱鏡相對應(yīng)的成形溝依次切削作為母成形模具原材料坯料的模具材料。
作為本發(fā)明的第4解決方案，提供一種用于成形菲涅耳透鏡片的成形模具，該透鏡片在入射光面?zhèn)壬闲纬捎卸鄠€(gè)棱鏡，這些棱鏡具有使投射光折射的折射面以及使該折射面折射的光的至少一部分全反射到觀察者一側(cè)的全反射面，該模具的特征為，其是通過從與菲涅耳透鏡片使用時(shí)靠近光源側(cè)的棱鏡相對應(yīng)的成形溝、向與遠(yuǎn)離所述光源側(cè)的棱鏡相對應(yīng)的成形溝依次切削作為成形模具原材料坯料的模具材料而制造的，相鄰成形溝之間形成的峰部從與菲涅耳透鏡片使用時(shí)遠(yuǎn)離光源側(cè)的棱鏡相對應(yīng)的成形溝側(cè)向與靠近所述光源側(cè)的棱鏡相對應(yīng)的成形溝側(cè)彎曲。
作為本發(fā)明的第5解決方案，提供一種作為成形菲涅耳透鏡片用成形模具原版的母成形模具，該透鏡片在入射光面?zhèn)壬闲纬捎卸鄠€(gè)棱鏡，這些棱鏡具有使投射光折射的折射面以及使該折射面折射的光的至少一部分全反射到觀察者一側(cè)的全反射面，母成形模具的特征為，其是通過從與菲涅耳透鏡片使用時(shí)靠近光源側(cè)的棱鏡相對應(yīng)的成形溝、向與遠(yuǎn)離所述光源側(cè)的棱鏡相對應(yīng)的成形溝依次切削作為母成形模具原材料坯料的模具材料而制造的，相鄰成形溝之間形成的峰部從與菲涅耳透鏡片使用時(shí)遠(yuǎn)離光源側(cè)的棱鏡相對應(yīng)的成形溝側(cè)向與靠近所述光源側(cè)的棱鏡相對應(yīng)的成形溝側(cè)彎曲。
作為本發(fā)明的第6解決方案，提供一種透射型屏幕，其特征為，該屏幕具有上述本發(fā)明第1解決方案的菲涅耳透鏡片和配置在所述菲涅耳透鏡片觀察者一側(cè)上的光擴(kuò)散片(雙凸透鏡狀的透鏡片等)。
根據(jù)本發(fā)明的第1解決方案，由于多個(gè)棱鏡中一個(gè)棱鏡的折射面和與該一個(gè)棱鏡的折射面?zhèn)认噜彽牧硪焕忡R的全反射面形成的谷部是以從所述一個(gè)棱鏡側(cè)向所述另一棱鏡側(cè)彎曲的方式構(gòu)成的，因此采用成形模具成形的成形體(菲涅耳透鏡片)從該成形模具脫模時(shí)，成形模具的峰部不陷入菲涅耳透鏡片中，因此可容易地進(jìn)行脫模。而且，由于棱鏡之間的谷部以從所述一個(gè)棱鏡側(cè)向所述另一棱鏡側(cè)，即向著覆蓋各棱鏡全反射面的一部分的方向彎曲的方式構(gòu)成，因此可避免在棱鏡之間的谷部向相反的方向(即，覆蓋折射面的方向)彎曲時(shí)產(chǎn)生的問題(即，在入射角大的區(qū)域，被棱鏡全反射面全反射的光的一部分與彎曲的谷部干涉)，可減少雜散光的產(chǎn)生。
此外，根據(jù)本發(fā)明的第1解決方案，通過使彎曲所形成的各谷部的頂點(diǎn)在與各棱鏡的棱線垂直的斷面上的移動(dòng)量為各棱鏡節(jié)距的20％以下(更優(yōu)選為15％以下)，可使入射角小的區(qū)域產(chǎn)生的投射光與彎曲谷部之間的干涉變少，可進(jìn)一步減少雜散光的產(chǎn)生。
另外，根據(jù)本發(fā)明的第1解決方案，通過使各谷部的折射面和全反射面的彎曲部分在與各棱鏡的棱線垂直的斷面上的長度為各全長的40％以下(更優(yōu)選為30％以下)，可減少由各棱鏡的折射面和全反射面向與正規(guī)出射光方向不同的方向折射或反射的光，并可進(jìn)一步減少雜散光的產(chǎn)生。
根據(jù)本發(fā)明的第2解決方案，由于在制造成形菲涅耳透鏡片用的成形模具步驟中，從與菲涅耳透鏡片使用時(shí)靠近光源側(cè)的棱鏡相對應(yīng)的成形溝，向與遠(yuǎn)離所述光源側(cè)的棱鏡相對應(yīng)的成形溝依次切削作為成形模具原材料坯料的模具材料，因此樹脂(菲涅耳透鏡片的成形體)可容易地從成形模具脫模，可有效率地制造菲涅耳透鏡片。而且，由該制造方法可獲得較少產(chǎn)生雜散光的菲涅耳透鏡片。
根據(jù)本發(fā)明的第3解決方案，由于制造母成形模具的步驟包含制造作為成形菲涅耳透鏡片用成形模具原版的母成形模具步驟，以及采用所制造的所述母成形模具復(fù)制成形模具的步驟，其中從與菲涅耳透鏡片使用時(shí)靠近光源側(cè)的棱鏡相對應(yīng)的成形溝，向與遠(yuǎn)離所述光源側(cè)的棱鏡相對應(yīng)的成形溝依次切削作為母成形模具原材料坯料的模具材料，因此樹脂(菲涅耳透鏡片的成形體)可容易地從成形模具脫模，可有效率地制造菲涅耳透鏡片。而且，由該制造方法可獲得較少產(chǎn)生雜散光的菲涅耳透鏡片。另外，由于可不必切削地由母成形模具制造多個(gè)成形模具，因此可進(jìn)一步容易地制造菲涅耳透鏡片。
根據(jù)本發(fā)明的第4解決方案，由于成形菲涅耳透鏡片用成形模具是從與菲涅耳透鏡片使用時(shí)靠近光源側(cè)的棱鏡相對應(yīng)的成形溝、向與遠(yuǎn)離所述光源側(cè)的棱鏡相對應(yīng)的成形溝依次切削作為成形模具原材料坯料的模具材料制造而成的，因此相鄰成形溝之間形成的峰部從與菲涅耳透鏡片使用時(shí)遠(yuǎn)離光源側(cè)的棱鏡相對應(yīng)的成形溝側(cè)，向與靠近所述光源側(cè)的棱鏡相對應(yīng)的成形溝側(cè)彎曲。因此，根據(jù)如此制造出的成形模具可成形出作為上述本發(fā)明第1解決方案的菲涅耳透鏡片。由此，在菲涅耳透鏡片成形體脫離該成形模具時(shí)，可容易地脫模，而且若由該成形模具進(jìn)行成形，可獲得較少產(chǎn)生雜散光的菲涅耳透鏡片。
根據(jù)本發(fā)明的第5解決方案，由于作為成形菲涅耳透鏡片用的成形模具原版的母成形模具是通過從與菲涅耳透鏡片使用時(shí)靠近光源側(cè)的棱鏡相對應(yīng)的成形溝、向與遠(yuǎn)離所述光源側(cè)的棱鏡相對應(yīng)的成形溝依次切削作為母成形模具原材料坯料的模具材料制造出來的，因此相鄰成形溝之間形成的峰部從與菲涅耳透鏡片使用時(shí)遠(yuǎn)離光源側(cè)的棱鏡相對應(yīng)的成形溝側(cè)，向與靠近所述光源側(cè)的棱鏡相對應(yīng)的成形溝側(cè)彎曲。因此，根據(jù)用這種方式制造出的母成形模具復(fù)制的成形模具，可成形出作為上述本發(fā)明第1解決方案的菲涅耳透鏡片。由此，通過采用該母成形模具復(fù)制成形模具，可不必切削地制造多個(gè)成形模具，而且在采用該成形模具成形菲涅耳透鏡片時(shí)，與上述本發(fā)明第4解決方案一樣，菲涅耳透鏡片成形體可容易地脫離該成形模具，而且若由該成形模具進(jìn)行成形，可獲得較少產(chǎn)生雜散光的菲涅耳透鏡片。
根據(jù)本發(fā)明第6解決方案，可有效地減少菲涅耳透鏡片中雜散光的產(chǎn)生，因此可有效地防止由雜散光引起的雙重影像等，可呈現(xiàn)出良好的影像。


圖1為表示本發(fā)明一實(shí)施形式的菲涅耳透鏡片整體結(jié)構(gòu)的斜視圖。
圖2為圖1所示菲涅耳透鏡片厚度方向的截面圖。
圖3是用于說明圖1和圖2所示菲涅耳透鏡片各棱鏡之間谷部彎曲量的圖。
圖4是用于說明圖1和圖2所示菲涅耳透鏡片各棱鏡之間谷部彎曲范圍的圖。
圖5是用于說明在比較例的菲涅耳透鏡片中投射光入射角大的部分投射光的光路的圖。
圖6是用于說明在比較例的菲涅耳透鏡片中投射光入射角小的部分投射光的光路的圖。
圖7是用于說明在圖1和圖2所示菲涅耳透鏡片中投射光入射角大的部分投射光的光路的圖。
圖8是用于說明在圖1和圖2所示的菲涅耳透鏡片中投射光入射角小的部分投射光的光路的圖。
圖9A是表示圖1和圖2所示的菲涅耳透鏡片各棱鏡之間谷部的移動(dòng)率(谷部頂點(diǎn)的移動(dòng)量W相對于棱鏡節(jié)距的比例)和雜散光Y發(fā)生率之間的關(guān)系的圖。
圖9B是表示圖1和圖2所示的菲涅耳透鏡片各棱鏡之間谷部的彎曲率(彎曲部分的長度M相對于折射面或全反射面全長的比例)和雜散光Y發(fā)生率之間的關(guān)系的圖。
圖10為本發(fā)明其它實(shí)施形式的菲涅耳透鏡片整體結(jié)構(gòu)的斜視圖。
圖11是用于說明本發(fā)明一實(shí)施形式的菲涅耳透鏡片成形用成形模具的切削程序的圖。
圖12是用于說明根據(jù)圖11所示切削程序制造出的成形模具的特征(優(yōu)點(diǎn))的圖。
圖13是用于說明比較例的成形模具的特征(缺點(diǎn))的圖。
圖14是用于說明本發(fā)明一實(shí)施形式的菲涅耳透鏡片成形用成形模具的另一切削程序的圖。
圖15是用于說明本發(fā)明一實(shí)施形式的菲涅耳透鏡片的制造方法的步驟圖。
圖16是表示具有本發(fā)明一實(shí)施形式的菲涅耳透鏡片的透射型屏幕整體結(jié)構(gòu)的斜視圖。
圖17是表示現(xiàn)有透射型屏幕及其投射裝置(對透射型屏幕斜向投射影像光的投射裝置)的圖。
圖18是說明菲涅耳透鏡片成形用成形模具和由該模具成形的菲涅耳透鏡片的關(guān)系的圖。
圖19是用于說明現(xiàn)有的菲涅耳透鏡片成形用成形模具的圖。
圖20A是用于說明采用圖19所示成形模具成形菲涅耳透鏡片時(shí)存在的問題的圖。
圖20B是用于說明使用采用圖19所示成形模具成形的菲涅耳透鏡片時(shí)存在的問題的圖。
具體實(shí)施形式以下參照附圖對本發(fā)明的實(shí)施形式進(jìn)行說明。
圖1到圖16是用于說明本發(fā)明一實(shí)施形式以及比較例等的圖。以下按照(1)菲涅耳透鏡片的結(jié)構(gòu)、(2)菲涅耳透鏡片的制造方法和(3)具有菲涅耳透鏡片的透射型屏幕的順序進(jìn)行說明。
(1)菲涅耳透鏡片的結(jié)構(gòu)首先根據(jù)圖1對本實(shí)施形式的菲涅耳透鏡片的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。
如圖1所示，本實(shí)施形式的菲涅耳透鏡片1使從投射裝置(光源30)斜向投射出的投射光(影像光)S聚光，并使其作為幾乎平行的光向觀察者一側(cè)射出，該透鏡片1具有在片狀基部1a的入射光面?zhèn)刃纬傻?、呈圓弧狀延伸的多個(gè)棱鏡2。在此，各棱鏡2在以點(diǎn)P為中心的同心圓上排列，該點(diǎn)P位于菲涅耳透鏡片1的延長面上。此外，各棱鏡2的排列間隔(節(jié)距)以觀察者不能識(shí)別出棱鏡2的方式，設(shè)定在1.0mm以下，優(yōu)選為0.1mm左右。
圖2為圖1所示菲涅耳透鏡片1的厚度方向的截面圖。如圖2所示，所形成的各棱鏡2的截面大體呈三角形，其具有對從菲涅耳透鏡片1的入射光面?zhèn)热肷涞耐渡涔釹進(jìn)行折射的折射面3，以及將折射面3折射的光的至少一部分向觀察者一側(cè)進(jìn)行全反射的全反射面4。
在此，向菲涅耳透鏡片1入射的投射光S的入射角在菲涅耳透鏡片1的各位置處是不同的，因此需要根據(jù)各位置處投射光S的入射角改變各棱鏡2的形狀。此時(shí)，可以固定各棱鏡2的前端角α而改變?nèi)瓷涿娼铅潞驼凵涿娼铅?，或者也可以對前端角α、全反射面角β和折射面角γ都進(jìn)行改變。
另外，各棱鏡2如此構(gòu)成，即，由棱鏡2A和與該棱鏡2A的全反射面4側(cè)相鄰的位置處的棱鏡2B形成的谷部5(一棱鏡2B的折射面3和與該棱鏡2B的折射面3側(cè)相鄰的另一棱鏡2A的全反射面4形成的谷部5)從棱鏡2B側(cè)向棱鏡2A側(cè)彎曲。
在此，如上所述在谷部5向棱鏡2A的方向彎曲形成各棱鏡2時(shí)，優(yōu)選以這樣的方式形成各棱鏡2，即，使得在與各棱鏡2的棱線垂直的截面上，由彎曲產(chǎn)生的谷部5的頂點(diǎn)5T的移動(dòng)量W為各棱鏡2的節(jié)距P的20％以下(優(yōu)選15％以下)(參照圖3)。
另外，如上所述在各谷部5向棱鏡2A的方向彎曲形成各棱鏡2時(shí)，優(yōu)選以這樣的方式形成各棱鏡2，即，使得在與各棱鏡2的棱線垂直的截面上，各谷部5的折射面3和全反射面4彎曲的部分(彎曲部分)的長度M3、M4為各全長L3、L4的40％以下(優(yōu)選30％以下)(參照圖4)。
以下對具有如上所述結(jié)構(gòu)的菲涅耳透鏡片1的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行說明。
首先，為了進(jìn)行比較，采用圖5和圖6對谷部向與本發(fā)明實(shí)施形式的菲涅耳透鏡片1彎曲方向相反的方向彎曲的菲涅耳透鏡片11的投射光的光路進(jìn)行說明。在此，圖5是表示在菲涅耳透鏡片11中投射光入射角大(例如為50°)的部分投射光的光路的圖。而圖6是表示在菲涅耳透鏡片11中投射光入射角小(例如為45°)的部分投射光的光路的圖。
如圖5所示，在菲涅耳透鏡片11中投射光入射角大的部分中，向各棱鏡2折射面3的中央部和前端部中分別入射的投射光S2和S3都被折射面3折射后，被全反射面4全反射，從出光面11b作為正規(guī)的光X射出。但是，向各棱鏡2的折射面3的尖端側(cè)入射的投射光S1被折射面3折射后，被全反射面4全反射，并進(jìn)一步被位于彎曲的谷部5處的折射面3沿著斜方向反射，變成雜散光Y。
另一方面，如圖6所示，在菲涅耳透鏡片11中投射光入射角小的部分中，向各棱鏡2折射面3的尖端部和中央部分別入射的投射光S1和S2都被折射面3折射后，被全反射面4全反射，從出光面11b作為正規(guī)的光X射出。但是，向各棱鏡2的折射面3的前端部入射的投射光S3被折射面3折射后，不到達(dá)全反射面4，而變成雜散光Y。
由此，在谷部向與本實(shí)施形式的菲涅耳透鏡片彎曲方向相反的方向彎曲的菲涅耳透鏡片11中，在投射光入射角小的部分以及大的部分中都產(chǎn)生雜散光Y。
以下，采用圖7和圖8對本實(shí)施形式的菲涅耳透鏡片1的投射光的光路進(jìn)行說明。在此，圖7是表示菲涅耳透鏡片1中投射光入射角大(例如為50°)的部分投射光光路的圖。圖8是表示菲涅耳透鏡片1中投射光入射角小(例如為45°)的部分投射光光路的圖。
如圖7所示，在菲涅耳透鏡片1中投射光入射角大的部分中，向各棱鏡2折射面3的尖端部、中央部和前端部分別入射的投射光S1、S2和S3都被折射面3折射后，被全反射面4全反射，從出光面1b作為正規(guī)的光X射出。
另一方面，如圖8所示，在菲涅耳透鏡片1中投射光入射角小的部分中，向各棱鏡2折射面3的尖端部和中央部分別入射的投射光S1和S2都被折射面3折射后，被全反射面4全反射，從出光面1b作為正規(guī)的光X射出。對此，向各棱鏡2的折射面3的前端部入射的投射光S3被折射面3折射后，到達(dá)全反射面4。此時(shí)，由于投射光S3到達(dá)位置處的全反射面4是彎曲的，因此投射光S3沿著向光源側(cè)(圖8的下側(cè))傾斜的方向被全反射，對應(yīng)于該傾斜角度變成正規(guī)的光X’或雜散光Y。
在此，如上所述，由于各谷部5頂點(diǎn)5T的移動(dòng)量W為各棱鏡2節(jié)距P的20％以下(優(yōu)選為15％以下)，因此可將投射光S3被全反射面4全反射后在谷部5被干涉所產(chǎn)生的雜散光Y抑制在最小限度。
例如，圖9A顯示了投射光S的入射角為45°的棱鏡2中的移動(dòng)率(移動(dòng)量W相對于棱鏡2節(jié)距P的比例)和雜散光Y發(fā)生率之間的關(guān)系。根據(jù)圖9A，當(dāng)移動(dòng)率超過20％時(shí)，雜散光Y的發(fā)生率在9％(約10％)以上，在后述透射型屏幕中采用菲涅耳透鏡片1時(shí)，使得雙重影像鮮明，從而影像會(huì)極端變差。但如果使移動(dòng)率在20％以下，可將雙重影像抑制在不影響影像觀察的程度內(nèi)。而且，如果使移動(dòng)率在15％以下，則可使雜散光Y的發(fā)生率為5％以下，可將雙重影像抑制在幾乎不在意的程度內(nèi)。
而且，如上所述，由于各谷部5的折射面3和全反射面4彎曲的部分(彎曲部分)的長度M3，M4為各全長L3，L4的40％以下(優(yōu)選為30％以下)，因此可將因投射光S3到達(dá)處的全反射面4彎曲而產(chǎn)生的雜散光Y抑制在最小的限度內(nèi)。
例如圖9B表示投射光S的入射角為45°的棱鏡2中的彎曲率(彎曲部分的長度M相對于折射面3或全反射面4全長L的比例)和雜散光Y發(fā)生率之間的關(guān)系。如圖9B所示，當(dāng)彎曲率超過40％時(shí)，雜散光Y的發(fā)生率在9％(約10％)以上，在后述透射型屏幕中采用菲涅耳透鏡片1時(shí)，使得雙重影像鮮明，從而影像會(huì)極端變差。但如果使彎曲率在40％以下，可將雙重影像抑制在不影響影像觀察的程度內(nèi)。而且，如果使彎曲率在30％以下，則可使雜散光Y的發(fā)生率為5％以下，可將雙重影像抑制在幾乎不在意的程度內(nèi)。
由此，在本發(fā)明實(shí)施形式的菲涅耳透鏡片1中，在投射光S入射角大的部分不產(chǎn)生雜散光Y。此外，在投射光S入射角小的部分中盡管產(chǎn)生雜散光Y，但是可將其限制在最小程度。
根據(jù)以上說明的本實(shí)施形式的菲涅耳透鏡片1，與谷部向與其彎曲方向相反的方向彎曲的菲涅耳透鏡片11相比，可明顯地降低雜散光Y的發(fā)生。
以上對在片狀基部1a的入光面?zhèn)刃纬啥鄠€(gè)呈圓弧狀延伸的棱鏡2的菲涅耳透鏡片1進(jìn)行了說明，但本發(fā)明也可適于如圖10所示，在片狀基部1a’的入光面?zhèn)刃纬啥鄠€(gè)呈直線狀延伸的棱鏡2’的即線形菲涅耳透鏡片1’。在該情況下，其可以起到與菲涅耳透鏡片1一樣的作用。
(2)菲涅耳透鏡片的制造方法以下對菲涅耳透鏡片1的制造方法進(jìn)行說明。
(A)成形模具的制造方法首先對菲涅耳透鏡片1成形時(shí)所用的成形模具D的制造方法進(jìn)行說明。
在此，首先以制造具有多個(gè)棱鏡2的菲涅耳透鏡片1時(shí)所用的成形模具D為例進(jìn)行說明，其中棱鏡2是在固定尖端角α的狀態(tài)下，通過改變?nèi)瓷涿娼铅潞驼凵涿娼铅眯纬傻摹?br> 成形模具D是通過將作為其原材料坯料的模具材料M切削成與菲涅耳透鏡片1的棱鏡2相對應(yīng)的形狀進(jìn)行制造的。作為模具材料M，可使用鋼材等難以變形的材料，但是在使用難以變形的材料時(shí)，用如后述的刀具B切削時(shí)刀具B容易破損，在刀具B破損的情況下，需要重新從頭開始切削，生產(chǎn)率會(huì)顯著下降，因此優(yōu)選使用鋁、銅、鎳等的切削性好的材料。
模具材料M的切削是例如通過在端面車床上安裝板狀的模具材料M、使其旋轉(zhuǎn)，將刀具B壓碰在模具材料M上實(shí)施的。此時(shí)，刀具B的尖端角τ和棱鏡2的尖端角α為同一角度。
而且，在本實(shí)施形式的成形模具D中，用刀具B對模具材料M進(jìn)行切削時(shí)，從與菲涅耳透鏡片1使用時(shí)靠近光源30側(cè)的棱鏡2相對應(yīng)的成形溝C向與遠(yuǎn)離光源30側(cè)棱鏡相對應(yīng)的成形溝順次切削。采用圖11對此時(shí)模具材料M的切削程序進(jìn)行說明。
首先，為切削與菲涅耳透鏡片1使用時(shí)靠近光源30側(cè)的棱鏡2相對應(yīng)的成形溝C1，將刀具B配置在模具材料M與該棱鏡2相對應(yīng)的位置處(圖11(A))。
此時(shí)，刀具B配置成其切削面顯示出該棱鏡2的全反射面角β和折射面角γ。此后，刀具B以保持上述配置角度的狀態(tài)壓入到模具材料M中，對模具材料M進(jìn)行切削(圖11(B))。
在刀具B的切削寬度H與棱鏡2的寬度相等時(shí)，停止壓入刀具B(圖11(C))，從模具材料M拔出刀具B(圖11(D))。
此后，當(dāng)按照這種方式完成與靠近光源30側(cè)的棱鏡2相對應(yīng)的成形溝C1的切削操作后，對與該棱鏡2遠(yuǎn)離光源30側(cè)相鄰的棱鏡2對應(yīng)的成形溝C2進(jìn)行切削(圖11(E))。
由此，從與靠近光源30側(cè)的棱鏡2對應(yīng)的成形溝C向與遠(yuǎn)離光源30側(cè)的棱鏡2對應(yīng)的成形溝C依次切削，制造模具材料D。
以下對采用以上方式制造出的成形模具D的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行說明。
即，在該情況下如圖12(A)所示，在切削出靠近光源30側(cè)的棱鏡2所對應(yīng)的成形溝C1后，在切削比其更遠(yuǎn)離光源30側(cè)的棱鏡2所對應(yīng)的成形溝C2時(shí)，通過刀具B向與該切削面垂直的方向(圖中所示A的方向)施加推壓力。于是，通過該推壓力，該成形模具D相鄰的成形溝C1，C2之間形成的峰部Q向光源30側(cè)彎曲(圖12(B))。在用鋁等切削性良好的材料作為上述模具材料M時(shí)，這些材料容易變形、容易發(fā)生彎曲。因此，如圖12(C)所示，成形模具D的各峰部Q向光源30側(cè)(從使用菲涅耳透鏡片1時(shí)遠(yuǎn)離光源30側(cè)的棱鏡2所對應(yīng)的成形溝C2向靠近光源30側(cè)的棱鏡2所對應(yīng)的成形溝C1側(cè)的方向)彎曲。
由此在采用各峰部Q向光源30側(cè)彎曲形成的成形模具D來成形菲涅耳透鏡片1時(shí)，可如后所述容易地使作為成形體的菲涅耳透鏡片1脫離成形模具D。另外，采用成形模具D制造的菲涅耳透鏡片1可如上所述減少雜散光Y的產(chǎn)生。
在此，為進(jìn)行比較，圖13中示出了采用與上述切削程序相反的順序切削模具材料M時(shí)的情況。
即，在該情況下，如圖13(A)所示，在切削出遠(yuǎn)離光源30側(cè)的棱鏡2所對應(yīng)的成形溝C2后，在切削比其更靠近光源30側(cè)的棱鏡2所對應(yīng)的成形溝C1時(shí)，通過刀具B向與該切削面垂直的方向(圖中所示A’的方向)施加推壓力。于是，通過該推壓力，該成形模具D相鄰的成形溝C1，C2之間形成的峰部Q’向背離光源30側(cè)的方向彎曲(圖13(B))。因此，成形模具D’的各峰部Q’如圖13(C)所示，向背離光源30側(cè)的方向彎曲。
由此在采用各峰部Q’向背離光源30側(cè)的方向彎曲形成的成形模具D’以成形菲涅耳透鏡片11時(shí)，如上述相關(guān)技術(shù)段落所說明的那樣，作為成形體的菲涅耳透鏡片11難以脫離成形模具D’。另外，制造出的菲涅耳透鏡片11較多地產(chǎn)生雜散光Y。
以上對制造具有多個(gè)棱鏡2的菲涅耳透鏡片1中所用的成形模具D進(jìn)行了說明，其中棱鏡2是通過固定尖端角α，改變?nèi)瓷涿娼铅潞驼凵涿娼铅眯纬傻摹５潜景l(fā)明也可適于另一種制造具有多個(gè)棱鏡2的菲涅耳透鏡片1中所用的成形模具D，其中棱鏡2是通過改變尖端角α，全反射面角β和折射面角γ形成的。
此時(shí)，如圖14所示，可通過采用具有比棱鏡2的尖端角α更小尖端角的刀具B，按照對與棱鏡2折射面3對應(yīng)的部分進(jìn)行切削(圖14(A))、與棱鏡2全反射面4對應(yīng)的部分進(jìn)行切削(圖14(B))的順序?qū)嵤?。此時(shí)，在對靠近光源30的棱鏡2所對應(yīng)的成形溝C1進(jìn)行切削后，在切削比其更遠(yuǎn)離光源30的棱鏡2所對應(yīng)的成形溝C2時(shí)，通過刀具B向與該切削面垂直的方向(圖中所示A的方向)施加推壓力。于是，通過該壓力可制造出各峰部Q向光源30側(cè)彎曲的成形模具D(圖14(C))。
另外，以上對形成有多個(gè)棱鏡2的菲涅耳透鏡片1成形用的成形模具D進(jìn)行了說明，其中棱鏡在片狀基部1a的入光面?zhèn)壬铣蕡A弧狀延伸。但如圖10所示，本發(fā)明也適于形成有多個(gè)棱鏡2’的線性菲涅耳透鏡片1’成形用的成形模具D，其中棱鏡是在片狀基部1a’的入光面?zhèn)壬铣手本€狀延伸的。
此時(shí)，例如將板狀模具材料M卷繞在支承輥上，將卷繞在該支承輥上的板狀模具材料M安裝在車床上，使其旋轉(zhuǎn)，用刀具B切削與各棱鏡2’對應(yīng)的成形溝C，由此制作菲涅耳透鏡片1’成形用的成形模具D。此時(shí)成形模具D的切削程序，除了上述方面以外，其余與菲涅耳透鏡片1成形用的成形模具D一樣，可獲得與上述情況一樣的效果。
(B)菲涅耳透鏡片的制造方法以下用圖15，以采用紫外線硬化型樹脂制造菲涅耳透鏡片1的情況為例，對菲涅耳透鏡片1的制造方法進(jìn)行說明。
首先，根據(jù)上述方法制造菲涅耳透鏡片1成形用的成形模具D(步驟S1成形模具制造步驟)。在此，具體的成形模具D的制造方法如上所述，因此省略其詳細(xì)說明。
然后，向步驟S1中制造出的成形模具D填充紫外線硬化型樹脂(步驟S2填充樹脂的步驟)。即，采用輥涂法或凹版印刷法、分散法、模涂法等，向步驟S1制造出的成形模具D填充紫外線硬化型樹脂。
然后，向步驟S2中成形模具D中填充的紫外線硬化型樹脂上層壓基板(步驟S3基板層壓步驟)。即在步驟S2中成形模具D中填充的紫外線硬化型樹脂上，層壓由可透射紫外線的材料形成的基板，進(jìn)而用加壓輥加壓，使紫外線硬化型樹脂和基板緊密粘結(jié)。
然后，使步驟S3中層壓有基板的紫外線硬化型樹脂硬化(步驟S4樹脂硬化步驟)。即，透射基板對成形模具D中呈填充狀態(tài)的紫外線硬化型樹脂照射紫外線，使該紫外線硬化型樹脂硬化。
最后，步驟4中在成形模具D內(nèi)硬化了的紫外線硬化型樹脂從成形模具D中脫模(步驟S5脫模步驟)。在此，步驟4的已硬化的紫外線硬化型樹脂，即作為成形體的菲涅耳透鏡片1從成形模具D脫模。此時(shí)，成形模具D的峰部Q如上所述向光源30側(cè)彎曲，因此樹脂(作為成形體的菲涅耳透鏡片1)可容易地從成形模具D脫模。
即，由于菲涅耳透鏡片1的折射面角γ比全反射面角β更大，因此作為成形體的菲涅耳透鏡片1從成形模具D脫模時(shí)，透鏡片1慢慢地脫離棱鏡2的全反射面4側(cè)(背離光源30的一側(cè))，此時(shí)由于成形模具D的峰部Q向光源30側(cè)彎曲，因此峰部Q的尖端不會(huì)掛住作為成形體的菲涅耳透鏡片1，可平滑地進(jìn)行脫模。
另外，作為菲涅耳透鏡片1的制造方法，不限于上述采用紫外線硬化型樹脂的紫外線硬化型樹脂法，也可以采用丙烯酸樹脂或苯乙烯樹脂、聚碳酸酯樹脂、環(huán)氧樹脂等的光透射型樹脂原材料、通過①向形成與菲涅耳透鏡片1對應(yīng)形狀的成形模具D中填充熔融狀態(tài)的光透射型樹脂原材料，使其硬化，此后進(jìn)行脫模的方法(澆鑄法)、②向成形模具D中填充加熱了的光透射型樹脂原材料，加壓成形后、進(jìn)行脫模的方法(熱壓法)等制造。在采用這些制造方法時(shí)，作為成形體的菲涅耳透鏡片1也可以容易地脫離成形模具D，在該方面與上述紫外線硬化型樹脂法的情況一樣。
(3)具有菲涅耳透鏡片的透射型屏幕以下采用圖16，對具有以上所述的菲涅耳透鏡片1的透射型屏幕進(jìn)行說明。
如圖16所示，本實(shí)施形式的透射型屏幕21具有菲涅耳透鏡片1、配置在菲涅耳透鏡片1出射光面?zhèn)?觀察者側(cè))的雙凸透鏡狀透鏡片(光擴(kuò)散片)22。在此，雙凸透鏡狀透鏡片22在入射光面?zhèn)妊卮怪钡姆较蛐纬芍本€狀延伸的半圓形透鏡23，在這些半圓形透鏡23的表面上形成有光吸收層24，在半圓形透鏡23的內(nèi)部進(jìn)一步分散有擴(kuò)散劑25。
由這種結(jié)構(gòu)形成的透射型屏幕21，對從設(shè)置在其入射光面?zhèn)认路降耐队把b置30投射的投射光(影像光)S進(jìn)行投影，將其呈現(xiàn)給觀察者。此時(shí)，如上所述，本實(shí)施形式的菲涅耳透鏡片1不產(chǎn)生雜散光或者即使產(chǎn)生雜散光，其量也較小，因此在透射型屏幕21上映出的影像整體明亮而且均一，而且也不會(huì)產(chǎn)生雙重影像等的影像變差現(xiàn)象。
另外，透射型屏幕21中，除了使用雙凸透鏡狀透鏡片22以外，還可使用其它任意的雙凸透鏡狀透鏡片。而且還可以采用具有雙凸透鏡狀透鏡片以外的光擴(kuò)散元件的光擴(kuò)散片代替雙凸透鏡狀透鏡片22，在該情況下也可以獲得同樣效果。
其它實(shí)施形式在上述實(shí)施形式中，對通過切削作為成形模具D原材料坯料的模具材料M制造成形模具D、并采用由此制造出的成形模具D成形菲涅耳透鏡片1的情況進(jìn)行了說明，但本發(fā)明不限于該實(shí)施形式，也可以采用切削模具材料制造出的母成形模具進(jìn)行復(fù)制，來制造出成形模具，采用由此制造出的成形模具D成形菲涅耳透鏡片1。
此時(shí)，首先將模具材料切削成與菲涅耳透鏡片1對應(yīng)的形狀，制造出作為菲涅耳透鏡片成形用成形模具原版的母成形模具。此時(shí)，母成形模具的峰部和上述實(shí)施形式中的成形模具D一樣，制造成向光源側(cè)彎曲的形狀。
然后由例如電鑄法等，在母成形模具的表面上由鎳等形成第1形成層。并且將該第1形成層剝離母成形模具，形成母模成形模具。然后由例如電鑄法，在母模成形模具的表面上由鎳等形成第2形成層。并將該第2形成層剝離母模成形模具，根據(jù)需要進(jìn)行貼裱，形成成形模具。
由于這樣制造出的成形模具形成與母成形模具一樣的形狀，所以，制造成與上述實(shí)施形式的成形模具D一樣的、峰部向光源側(cè)彎曲的形狀。
因此，在采用這樣制作出的成形模具成形菲涅耳透鏡片時(shí)，與上述實(shí)施形式一樣，作為成形體的菲涅耳透鏡片可以容易地脫離成形模具D。而且，由這樣制造出的成形模具成形出的菲涅耳透鏡片，與上述實(shí)施形式一樣可減少雜散光。而且，由于采用母成形模具復(fù)制成形模具，因此可容易地制作出多個(gè)成形模具，可容易地制造菲涅耳透鏡片。
另外，通過采用由這樣制作出的成形模具成形出的菲涅耳透鏡片，不用說可得到如圖16所示的透射型屏幕結(jié)構(gòu)，而且在該情況下還可以獲得與上述實(shí)施形式一樣的效果。
實(shí)施例(實(shí)施例)作為實(shí)施例的透射型屏幕，采用以下所述(1)(2)所示的菲涅耳透鏡片和雙凸透鏡狀透鏡片構(gòu)成屏幕尺寸為50英寸的透射型屏幕。而且，在從該透射型屏幕水平方向中央且距離透射型屏幕下端312mm的下端的點(diǎn)沿與透射型屏幕垂直的方向移動(dòng)400mm的位置處配置投射裝置(projector)，以向透射型屏幕投射影像光(投射光)。
(1)菲涅耳透鏡片作為實(shí)施例的菲涅耳透鏡片，準(zhǔn)備在片狀基部的入光面上以0.11mm的節(jié)距形成有具有折射面和全反射面并以圓弧狀延伸的多個(gè)棱鏡的菲涅耳透鏡片。在此，這些多個(gè)棱鏡配置在透射型屏幕水平方向中央且距離透射型屏幕下端312mm的下端的點(diǎn)為中心的同心圓上。因此，半徑最小的棱鏡的半徑為312mm，半徑最大的棱鏡的半徑為1188mm。
此外，在成形這種菲涅耳透鏡片時(shí)，采用以刀具按照如下順序切削模具材料制成的成形模具，即從對應(yīng)于半徑為312mm的棱鏡的成形溝向?qū)?yīng)于半徑為1188mm的棱鏡的成形溝依次切削。因此，成形模具的峰部全部向光源側(cè)彎曲，更詳細(xì)的情況是用刀具鋒利度好的階段切削出的成形溝(與半徑為312～500mm的棱鏡對應(yīng)的成形溝)的峰部稍向光源側(cè)彎曲，此后切削出的成形溝(與半徑為500～1188mm的棱鏡對應(yīng)的成形溝)的峰部緩緩地更大彎曲。而且，由這種成形模具成形的菲涅耳透鏡片通過對應(yīng)于成形模具峰部的彎曲度來彎曲谷部而形成。
由此，由于采用峰部向光源側(cè)彎曲的成形模具成形菲涅耳透鏡片，因此菲涅耳透鏡片可平滑地脫離成形模具。
(3)雙凸透鏡狀透鏡片作為實(shí)施例的雙凸透鏡狀透鏡片，準(zhǔn)備在其入射光面上沿著垂直方向(上下方向)以0.143mm的節(jié)距形成了呈直線狀延伸的半圓形透鏡的菲涅耳透鏡片。在此，使雙凸透鏡狀透鏡片的厚度為1mm，水平擴(kuò)散半角為25°、垂直擴(kuò)散半角為10°，在其內(nèi)部分散擴(kuò)散劑。此外，在半圓形透鏡的表面上形成厚度為20μm的光吸收層。光吸收層的吸收率為40％。
通過組合以上的菲涅耳透鏡片和雙凸透鏡狀透鏡片構(gòu)成透射型屏幕，從上述投射裝置對該透射型屏幕投射影像光，在對透射型屏幕映出的影像進(jìn)行觀察時(shí)，在整個(gè)透射型屏幕上亮度均一，沒有由雜散光所引起的雙重影像等的影像變差現(xiàn)象，可觀察到良好影像。
(比較例)作為比較例的透射型屏幕，采用下述(1)(2)所示的菲涅耳透鏡片和雙凸透鏡狀透鏡片構(gòu)成屏幕尺寸為50英寸的透射型屏幕。在與上述實(shí)施例同樣的位置處配置投射裝置(projector)，從該投射裝置向透射型屏幕投射影像光(投射光)。
(1)菲涅耳透鏡片作為比較例的菲涅耳透鏡片，準(zhǔn)備在片狀基部的入射光面上以0.11mm的節(jié)距形成具有折射面和全反射面并以圓弧狀延伸的多個(gè)棱鏡的菲涅耳透鏡片。在此，這些多個(gè)棱鏡配置在以透射型屏幕水平方向中央且距離透射型屏幕下端312mm的下端的點(diǎn)為中心的同心圓上。因此，半徑最小的棱鏡的半徑為312mm，半徑最大的棱鏡的半徑為1188mm。
此外，在成形這種菲涅耳透鏡片時(shí)，采用的成形模具是用刀具按照與以上實(shí)施例相反的順序切削模具材料制成的，即從對應(yīng)于半徑為1188mm的棱鏡的成形溝向?qū)?yīng)于半徑為312mm的棱鏡的成形溝依次切削。因此，成形模具的峰部全部向背離光源側(cè)的方向彎曲。而且，由這種成形模具成形的菲涅耳透鏡片通過對應(yīng)于成形模具峰部的彎曲度來彎曲谷部而形成。
由此，由于采用峰部向背離光源側(cè)彎曲的成形模具成形菲涅耳透鏡片，因此難以使菲涅耳透鏡片脫離成形模具。而且在脫模時(shí)以及脫模后樹脂產(chǎn)生裂紋，從而菲涅耳透鏡片的一部分棱鏡脫落。而且在脫模后的成形模具上產(chǎn)生彎曲。
(2)雙凸透鏡狀透鏡片采用與上述實(shí)施例一樣的雙凸透鏡狀透鏡片。
通過組合以上那樣的菲涅耳透鏡片和雙凸透鏡狀透鏡片構(gòu)成透射型屏幕，從上述投射裝置對該透射型屏幕投射影像光，對透射型屏幕映出的影像進(jìn)行了觀察，在棱鏡脫落的地方產(chǎn)生影像缺陷，而且由雜散光產(chǎn)生雙重影像。
權(quán)利要求
1.一種菲涅耳透鏡片，該透鏡片使從投射裝置斜向投射的影像光聚光并且使其向觀察者一側(cè)以大體平行光射出，其特征為，具有片狀基部，以及多個(gè)棱鏡，該棱鏡是在所述基部的入射光面?zhèn)壬闲纬傻亩鄠€(gè)棱鏡，這些棱鏡分別具有使投射光折射的折射面，以及使該折射面折射的光的至少一部分向觀察者一側(cè)全反射的全反射面，由所述多個(gè)棱鏡中一個(gè)棱鏡的折射面和與該一個(gè)棱鏡的折射面?zhèn)认噜彽牧硪焕忡R的全反射面形成的谷部以從所述的一個(gè)棱鏡側(cè)向所述的另一棱鏡側(cè)彎曲的方式構(gòu)成。
2.如權(quán)利要求1所述的菲涅耳透鏡片，其特征為，由所述彎曲形成的所述各谷部的頂點(diǎn)在與所述各棱鏡的棱角線垂直的斷面上的移動(dòng)量為所述各棱鏡節(jié)距的20％以下。
3.如權(quán)利要求1所述的菲涅耳透鏡片，其特征為，由所述彎曲形成的所述各谷部的頂點(diǎn)在與所述各棱鏡的棱角線垂直的斷面上的移動(dòng)量為所述各棱鏡節(jié)距的15％以下。
4.如權(quán)利要求1所述的菲涅耳透鏡片，其特征為，所述各谷部的折射面和全反射面的彎曲部分在與所述各棱鏡的棱角線垂直的斷面上的長度為各全長的40％以下。
5.如權(quán)利要求1所述的菲涅耳透鏡片，其特征為，所述各谷部的折射面和全反射面的彎曲部分在與所述各棱鏡的棱角線垂直的斷面上的長度為各全長的30％以下。
6.一種菲涅耳透鏡片的制造方法，用于制造下述菲涅耳透鏡片，該透鏡片在入射光面?zhèn)壬闲纬捎卸鄠€(gè)棱鏡，這些棱鏡具有使投射光折射的折射面，以及使該折射面折射的光的至少一部分向觀察者一側(cè)全反射的全反射面，該制造方法的特征是，包含制造用于成形菲涅耳透鏡片的成形模具的步驟，向制造出的所述成形模具中填充樹脂、并使其硬化的步驟，和將填充的樹脂從所述成形模具脫模的步驟，在制造所述成形模具的步驟中，從與菲涅耳透鏡片使用時(shí)靠近光源側(cè)的棱鏡相對應(yīng)的成形溝，向與遠(yuǎn)離所述光源側(cè)的棱鏡相對應(yīng)的成形溝依次切削作為成形模具原材料坯料的模具材料。
7.一種菲涅耳透鏡片的制造方法，用于制造下述菲涅耳透鏡片，該透鏡片在入射光面?zhèn)壬闲纬捎卸鄠€(gè)棱鏡，這些棱鏡具有使投射光折射的折射面，以及使該折射面折射的光的至少一部分向觀察者一側(cè)全反射的全反射面，該制造方法的特征是，包含制造作為菲涅耳透鏡片成形用成形模具原版的母成形模具的步驟，采用制造出的所述母成形模具復(fù)制成形模具的步驟，向復(fù)制的所述成形模具中填充樹脂、并使其硬化的步驟，和將填充的樹脂從所述成形模具脫模的步驟，在制造所述母成形模具的步驟中，從與菲涅耳透鏡片使用時(shí)靠近光源側(cè)的棱鏡相對應(yīng)的成形溝，向與遠(yuǎn)離所述光源側(cè)的棱鏡相對應(yīng)的成形溝依次切削作為母成形模具原材料坯料的模具材料。
8.一種用于成形菲涅耳透鏡片的成形模具，該菲涅耳透鏡片在入射光面?zhèn)壬闲纬捎卸鄠€(gè)棱鏡，這些棱鏡具有使投射光折射的折射面，以及使該折射面折射的光的至少一部分向觀察者一側(cè)全反射的全反射面，該模具的特征為，其通過從與菲涅耳透鏡片使用時(shí)靠近光源側(cè)的棱鏡相對應(yīng)的成形溝、向與遠(yuǎn)離所述光源側(cè)的棱鏡相對應(yīng)的成形溝依次切削作為成形模具原材料坯料的模具材料進(jìn)行制造，相鄰成形溝之間形成的峰部從與菲涅耳透鏡片使用時(shí)遠(yuǎn)離光源側(cè)的棱鏡相對應(yīng)的成形溝側(cè)，向與靠近所述光源側(cè)的棱鏡相對應(yīng)的成形溝側(cè)彎曲。
9.一種作為菲涅耳透鏡片成形用成形模具原版的母成形模具，該菲涅耳透鏡片在入射光面?zhèn)壬闲纬捎卸鄠€(gè)棱鏡，這些棱鏡具有使投射光折射的折射面，以及使該折射面折射的光的至少一部分向觀察者一側(cè)全反射的全反射面，該母成形模具的特征為，其通過從與菲涅耳透鏡片使用時(shí)靠近光源側(cè)的棱鏡相對應(yīng)的成形溝、向與遠(yuǎn)離所述光源側(cè)的棱鏡相對應(yīng)的成形溝依次切削作為母成形模具原材料坯料的模具材料進(jìn)行制造，相鄰成形溝之間形成的峰部，從與菲涅耳透鏡片使用時(shí)遠(yuǎn)離光源側(cè)的棱鏡相對應(yīng)的成形溝側(cè)，向與靠近所述光源側(cè)的棱鏡相對應(yīng)的成形溝側(cè)彎曲。
10.一種透射型屏幕，其特征為，該屏幕具有權(quán)利要求1所述的菲涅耳透鏡片和配置在所述菲涅耳透鏡片的觀察者側(cè)的光擴(kuò)散片。
全文摘要
本發(fā)明提供采用成形模具制造時(shí)可容易地脫離該成形模具、而且在使用時(shí)難以產(chǎn)生雜散光的菲涅耳透鏡片等。在菲涅耳透鏡片(1)的入射光面?zhèn)壬闲纬傻母骼忡R(2)的斷面形成為大致三角形，各棱鏡(2)具有使入射的投射光S折射的折射面(3)，以及使該折射面(3)折射的光的至少一部分向觀察者一側(cè)全反射的全反射面(4)。各棱鏡(2)以如下方式構(gòu)成由棱鏡(2A)和與該棱鏡(2A)的全反射面?zhèn)认噜彽睦忡R(2B)所形成的谷部(5)(一棱鏡(2B)的折射面(3)和與該棱鏡(2B)折射面(3)側(cè)相鄰的另一棱鏡(2A)的全反射面(4)形成的谷部(5))從棱鏡(2B)側(cè)向棱鏡(2A)側(cè)彎曲。
文檔編號(hào)B29C39/02GK1540367SQ20041000782
公開日2004年10月27日 申請日期2004年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月7日
發(fā)明者關(guān)口博, 吉田由樹, 樹 申請人:大日本印刷株式會(huì)社