CN1155855C - 生产平面透镜的方法 - Google Patents

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Abstract

一种生产平面透镜的方法，其中包括精确地、简单地形成一个吸光层，该吸光层用以改善含有二维布置的微小玻璃球的透射屏幕的对比度。在保持在透明粘接剂层内的玻璃球上形成一个由调色剂构成的吸光层，直至其达到足以覆盖玻璃球的厚度。从透明基板侧用平行光线对吸光层进行照射，以便利用由玻璃球会聚的光线的能量只将吸光层的处在各个玻璃球的光射出部分范围内的那部分融化并除去。通过适当地选择吸光层的材料，能够利用因会聚的光线的能量所引起的燃烧、升华或消融在吸光层上形成小孔。此外，只在各个玻璃球的光射出部分范围内具有各个孔的吸光层可以用光敏材料形成。

Description

生产平面透镜的方法
技术领域
本发明涉及一种生产平面透镜的方法，具体地说，生产适宜于背投式投影仪的屏幕使用的平面透镜的方法。
背景技术
近几年，作为高清晰度电视或影剧院用的大屏幕显示器，采用液晶灯泡或CRT的背投式投影仪得到了积极的发展。
图30示出了一种现有的背投式投影仪的示意图。
参见图30，示出了一种箱型投影仪，其中，由一反射镜102将从一图像投影单元101投射的图像光L反射，以将图像光引导至一透射屏幕105。透射屏幕105由一通常与一个竖直伸延的双凸透镜104相结合的菲涅耳透镜103组成。入射到透射屏幕105的背面的图像光L通过菲涅耳透镜103实际上被变成与轴向平行，并且，图像光L的平行射线通过双凸透镜104时主要在水平方向上散射。
如图31A和31B所示，双凸透镜104的背面(光射出面)具有一些竖直延伸的凸条104a，在这些凸条上设有黑色条104b，以便吸收外部光线，从而改善屏幕的对比度。例如，将丙烯酸树脂挤压模制成包括凸条104a在内的双凸透镜104的形状，然后，仅将凸条104a用黑色颜料印成黑色，以形成黑色条104b。
如图31B所示，每一个黑色条104b的宽度“w”通常设定为双凸透镜104的凸条104a的一个排列节距“p”的0.3-0.4倍。
采用了上述双凸透镜的透射屏幕的一个缺点在于，它使光线在水平方向上能在一宽的范围内散射，导致在水平方向上有一个宽的视角；然而，它使光线在竖直方向上仅在一窄的范围内散射，导致竖直方向上视角狭窄。为了解决这一缺点，已知有这样一种结构，即竖直伸延的双凸透镜与水平伸延的双凸透镜相结合。然而，这种结构存在的问题是，零部件数量的增加提高了零部件的成本和生产成本，屏幕的双凸透镜叠放层数的增加加大了屏幕的厚度，并且，双凸透镜层之间的多重反射的影响变大。
采用了双凸透镜的透射屏幕还具有另外一个缺点。如上所述，为了提供改善对比度所需的黑色条，供印刷黑色颜料用的凸条必须形成在双凸透镜的光射出侧，在这种情况下，各个凸条的宽度就必须设定为这样一个值，即不影响射出光的光线。因此，由黑色条组成的外部光吸收单元的面积比率通常设定为约30-40％，所以，对比度的改善效果比较差。
为了克服上述缺陷，已经对采用具有二维地布置的微小透明球的、代替上述双凸透镜的平面透镜的透射屏幕给予了关注(例如，披露于美国专利No.2,378,252和3,552,822以及日本实用新型登记号No.2513508中的透射屏幕)。已经对这种采用平面透镜的透射屏幕进行了研究，以便实际应用于高清晰度大屏幕显示器。
下面将参照图32-34描述上述的采用平面透镜的透射屏幕的结构，这种结构已由本申请人披露于日本公开特许公报平9-100590号(申请日1997年4月17日)。
图32示出了一种开放式的背投式投影仪的主要结构，其中，从一图像投影单元21投射出的图像光L的光线通过由菲涅耳透镜22和平面透镜23组成的透射屏幕10而向前散射。如图中所示，平面透镜23是这样构造的，即把微小透明球2按紧密填充的阵列二维地布置。因此，仅仅一层微小透明球便使图像光L的光线在水平和竖直两个方向上都能在一个宽的范围内散射。
图33示出了一种箱式的背投式投影仪，其中，从一布置在壳体25内的图像投影单元21投射出的图像光L先由一反射镜24反射，然后通过具有菲涅耳透镜22和由微小透明球2组成的平面透镜23的透射屏幕10向前散射。
图34示出了上述平面透镜23的结构的一个例子。
平面透镜23是这样构造的，即把许多微小透明球2比如玻璃球以各个微小透明球2的直径的约50％埋入一透明粘接剂层5内的方式保持在该透明粘接剂层5上，该透明粘接剂层5形成在一块位于光射入侧的透明基板4上。按照把微由碳调色剂构成一个吸光层(有色层)3，该光吸收层3把微小透明球2的各个相邻球之间的空隙填充，并且，各个微小透明球2的顶部和其周围在光射出侧从吸光层3露出。在位于光射出侧的微小透明球2上经一透明粘接剂层6粘接一块透明基板1，以防止微小透明球2和吸光层3暴露于外部。
如图34所示，已经通过菲涅耳透镜(未示出)入射到平面透镜23上的射入光Lin的光线穿过位于光射入侧的透明基板4和透明粘接剂层5，并通过各个微小透明球2会聚起来；会聚光线穿过各个微小透明球2的在光射出侧的顶部和其周围，而且还穿过位于光射出侧的透明粘接剂层6和透明基板1，作为射出光Lout的散射光线从平面透镜23射出。另一方面，已通过透明基板1入射到平面透镜23的外部光Lex的光线几乎全部被吸光层3吸收，因此，减弱了因外部光Lex的光线的反射而造成的对比度的降低。
此时，在平面透镜23上，在光射出侧的吸光层3的面积比率能够设定为约80％或者更高，因此，因外部光Lex的反射而造成的对比度的降低能够大大地减弱。于是，能够获得一种具有高的对比度的、外部光的影响较小的屏幕。
这种平面透镜23是按，例如，下面的方法生产的。
在位于光射入侧的透明基板4上形成透明粘接剂层5并将大量的微小透明球2散布在该透明粘接剂层5上。把这些微小透明球2向下压，以使各个微小透明球2的直径的大约一半埋入透明粘接剂层5。将粉状的吸光材料比如碳调色剂散布在微小透明球的表面上，并通过，例如，压辊碾压粉状吸光材料，以便填充微小透明球2的各个相邻球之间的空隙，形成一个吸光层3。然后，将在光射出侧的微小透明球2的顶部和它们的周围存留的那部分吸光材料扫掉，以形成微小透明球2的光射出部分。此后，经一透明粘接剂层6把一透明基板1叠加在光射出侧。
然而，上述生产方法有一个缺点。由于在微小透明球2的直径和埋入深度方面可能存在轻微的不可避免的偏差，因此，难以精确地除去在微小透明球2的光射出侧的那部分吸光材料。结果，采用了现有技术的平面透镜23的透射屏幕10的亮度和对比度的不均匀性比较大。
现有技术方法的另一个缺点是，需要大量的劳力和工作时间来除掉吸光材料。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够简单地、精确地除去处于各个微小透明球的光射出部分范围内的那部分吸光材料的生产平面透镜的方法。
为了实现上述目的，根据本发明的第一个方面，提供一种生产平面透镜的方法，包括的步骤是：在一透明基板上形成一透明粘接剂层；将许多微小透明球提供到该透明粘接剂层上并将这些微小透明球埋入透明粘接剂层达到微小透明球平均直径的30％或30％以上范围的深度；形成一个吸光层，一直到足以填满所说的多个微小透明球的从透明粘接剂层露出的那些部分的各个相邻部分之间的空隙并进一步覆盖这些微小透明球的厚度；以及，从透明基板侧照射平行光线，利用微小透明球会聚的光线能量将吸光层的处在各个微小透明球的光射出部分的范围内的部分融化，使融化了的部分粘附在一调色剂吸附片上将吸光层的融化部分除去。
上述方法还可进一步包括在除去一部分吸光层的步骤之后通过一个第二透明粘接剂层把第二透明基板叠加在吸光层上的步骤。
上述除去一部分吸光层的步骤可包括的步骤有：通过由微小透明球会聚的光线的能量所引起的燃烧、升华或者消融(ablation)而将吸光层的处在各个微小透明球的光射出部分的范围内的那部分除去。
在上述方法中，吸光层可由含有碳黑和硝化纤维的树脂组合物制成。
根据本发明的第二个方面，提供一种生产平面透镜的方法，其包括的步骤是：在一透明基板上形成第一透明粘接剂层；将许多微小透明球提供到该第一透明粘接剂层上并将这些微小透明球埋入第一透明粘接剂层达一特定的深度；形成一个第二透明粘接剂层，该第二透明粘接剂层的厚度足以填满所说的多个微小透明球的从第一透明粘接剂层露出的那些部分的各个相邻部分之间的空隙并进一步覆盖这些微小透明球，该第二透明粘接剂层当暴光时失去其粘性；从透明基板侧照射平行的光线，以使第二透明粘接剂层的处在各个微小透明球的光射出部分的范围内的那一部分暴露于由微小透明球会聚的光线；以及，在第二透明粘接剂层的未暴光部分形成一吸光层。
在上述的方法中，可把紫外线用作使第二透明粘接剂层的一部分暴光的光线。
上述方法可进一步包括的步骤是：在形成吸光层的步骤之后，利用第三透明粘接剂层把第二透明基板叠加到吸光层上。
根据本发明的第三个方面，提供一种生产平面透镜的方法，其包括的步骤是：在一透明基板上形成一透明粘接剂层；将许多微小透明球提供到该透明粘接剂层上并将这些微小透明球埋入透明粘接剂层达一特定的深度；形成一个吸光层，该吸光层的厚度足以填满所说的多个微小透明球的从透明粘接剂层露出的那些部分的各个相邻部分之间的空隙并进一步覆盖这些微小透明球，该吸光层当暴光时能够溶解在特定的溶剂里；从透明基板侧照射平行的光线，以使吸光层的处在各个微小透明球的光射出部分的范围内的那一部分暴露于由微小透明球会聚的光线；以及，通过用溶剂溶解吸光层的暴了光的部分而将它们除去。
在上述的方法中，可把紫外线用作使一部分吸光层暴光的光线。
上述方法可进一步包括的步骤是：在除去吸光层的暴了光的部分的步骤之后，利用第二透明粘接剂层把第二透明基板粘接到吸光层上。
如上所述，根据本发明，在包含有许多个微小透明球的平面透镜的生产当中，允许光线沿着与平面透镜的实际光路大致相同的光路穿过微小透明球，因此，有选择地仅仅使处于各个微小透明球的光射出部分范围内的那一部分吸光层暴光，以便将之除去，从而仅在各个微小透明球的光射出部分的范围内形成一个吸光层的孔。
因此，即便微小透明球的直径方面存在些微的偏差，仍能够精确地、简单地仅在微小透明球的光射出部分的范围内形成吸光层的孔。结果是，如此按照本发明的方法生产的平面透镜得到所制造的一种优质的透射屏幕，其亮度和对比度的不均匀性很小。
与通过清扫把在微小透明球的光射出部分范围内的那部分吸光层除去的方法相比，本发明的生产方法大大地减少了劳力和缩短了工时。
附图说明
图1A和1B分别是表示根据本发明第一实施例的生产平面透镜的方法的示意性剖视图和平面图；
图2是表示根据本发明第一实施例生产的平面透镜的光线轨迹模拟结果的代表性视图；
图3A-3C是按照生产步骤的顺序表示根据本发明第一实施例的生产平面透镜的方法的示意图；
图4A-4D是从图3A一3C接续下来的、按照生产步骤的顺序表示根据本发明第一实施例的生产平面透镜的方法的示意图；
图5A-5C是从图4A-4D接续下来的、按照生产步骤的顺序表示根据本发明第一实施例的生产平面透镜的方法的示意图；
图6A-6C是从图5A-5C接续下来的、按照生产步骤的顺序表示根据本发明第一实施例的生产平面透镜的方法的示意图；
图7A和7B是按照生产步骤的顺序表示根据本发明第二实施例的生产平面透镜的方法的示意图；
图8A-8D是按照生产步骤的顺序表示根据本发明第三实施例的生产平面透镜的方法的示意图；
图9A-9C是按照生产步骤的顺序表示根据本发明第四实施例的生产平面透镜的方法的示意图；
图10-15是表示按照本发明的方法生产的平面透镜的几个例子的示意性剖视图；
图16-19是表示采用了按照本发明的方法生产的平面透镜的背投式投影仪屏幕的几个例子的示意性剖视图；
图20-25是表示按照本发明的方法生产的平面透镜的几个例子的示意性剖视图；
图26-29是表示采用了按照本发明的方法生产的平面透镜的背投式投影仪屏幕的几个例子的示意性剖视图；
图30是表示现有技术的背投式投影仪的示意图；
图31A和31B分别是表示用于现有技术的背投式投影仪的双凸透镜的构造的示意图和剖视图；
图32是表示采用了由微小透明球组成的平面透镜的开放式背投式投影仪的示意图；
图33是表示采用了由微小透明球组成的平面透镜的箱式背投式投影仪的示意图；
图34是表示由微小透明球组成的平面透镜结构的示意性剖视图。
具体实施方式
以下将参照附图描述本发明的优选实施例。
在下面的实施例中，与图32-34所示的那些零件对应的零件用与图32-34的相同的参考数字表示。
[实施例1]
下面将参照图3A-3C、图4A-4D、图5A-5C和图6A-6C描述根据本发明第一实施例的生产平面透镜的方法。
在图3A所示的步骤，在位于光射入侧的一块透明基板4上形成一个透明粘接剂层5。例如，将一带有保护膜5a的紫外线(UV)固化型丙烯酸类树脂片5粘附在由丙烯酸类树脂譬如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)制成的透明基板4上。参考数字4a表示一个用以保护透明基板4的背面的保护膜。
基板4和粘接剂层5都不必透明到使大多数的特定光线都通过的程度，因此，本说明书中的术语“透明”是指包括所谓的半透明在内的广义上的透明。
虽然在上述例子中透明基板4由丙烯酸类树脂譬如PMMA制成，但是，它也可以由刚性玻璃基板或刚性塑料基板或柔性塑料基板构成。除上述丙烯酸类树脂之外的塑料材料的特定例子包括聚碳酸酯树脂、聚烯烃树脂、氯乙烯树脂、聚苯乙烯树脂、聚乙烯树脂、环氧树脂、多芳基化合物树脂、聚醚砜树脂、硅氧烷树脂和聚对苯二甲酸乙酯树脂。
要求透明粘接剂层5能许可大量的微小透明球埋入其内并且还要求其稳定地固定和保持埋入其内的球。因此，透明粘接剂层5最好由UV固化型丙烯酸类树脂制成，该丙烯酸类树脂应当在树脂光固化之前具有足够的柔软性，以便微小透明球易于埋入，并且，它还应当在树脂光固化之后具有足够的硬度，以便可靠地固定并保持埋进树脂内的球。但是，层5也可以由从其它类型的丙烯酸类树脂、聚碳酸酯树脂、聚烯烃树脂、氯乙烯树脂、聚苯乙烯树脂、聚乙烯树脂、环氧树脂、多芳基化合物树脂、聚醚砜树脂、硅氧烷树脂和聚对苯二甲酸乙酯树脂当中选择的材料制成。
然后，在图3B所示的步骤，在用消除电荷的吹风41中和静电电荷以及吸走尘埃的同时将保护膜5a从透明粘接剂层5上剥掉。
在图3C所示的步骤，将大量的微小透明球2、一般是玻璃球从一漏斗42供应到透明粘接剂层5上。
除了上述的玻璃之外，微小透明球2还可以由塑料材料譬如丙烯酸类树脂或聚苯乙烯树脂制成。
每一个微小透明球的折射率设定为这样一个值，即至少大于在光入射侧与微小透明球2相接触的透明粘接剂层5的折射率，例如，为1.4或1.4以上。
每一个微小透明球2的直径“d”设定在50-100μm的范围。如果直径“d”过大，则微小透明球2的相邻球之间的各个空隙会变得过大。这样可能降低用具有这些微小透明球2的平面透镜生产的背投式投影仪的屏幕的分辨率。
微小透明球2直径方面的误差设定在占这些球的平均直径的10％或10％以下的范围。如果误差过大，则可能难以均匀地排列这些微小透明球2。
生产过程继续进行到图4A所示的步骤，此时，通过用一刮刀39挤压而使堆放的微小透明球2的高度相等。
在图4B所示的步骤，用一个由硅橡胶制成的压辊31将微小透明球2向下压，以便将处在最下层的微小透明球埋进透明粘接剂层5。
每个埋进透明粘接剂层5的微小透明球2的埋进深度设定在占微小透明球2的平均直径的30％或30％以上的范围，最好是约50％。通过这样布置，可由透明粘接剂层5稳定地固定并保持每一个微小透明球2，并且，入射到每一个微小透明球2的光线的量增加，而光量的增加，例如，可导致采用了包含有微小透明球2的平面透镜的背投式投影仪的屏幕的亮度提高。
在图4C所示的步骤，利用一个抽吸装置43将没有埋进透明粘接剂层5且没有被透明粘接剂层5保持的不必要的微小透明球2吸走并除去。
然后，在图4D所示的步骤，用一摄像机44对微小透明球2的充满状态进行检查，此后，通过紫外线照射45使得由紫外线固化型树脂制成的透明粘接剂层5固化，以便将每个微小透明球2固定在透明粘接剂层5上。
生产过程继续进行到图5A所示的步骤，此时，形成一个由与电子照相术等所用的相同的黑色调色剂构成的吸光层3，其厚度足以充满微小透明球2的各个相邻球之间的空隙并进一步实际上完全覆盖微小透明球2。然后，将平行光线(或与平行光线相当的光线)61沿箭头所示的方向，也就是说，自透明基板4这一侧，从一卤素灯、氙电子闪光灯或者激光器发射到吸光层3上。
此时，如图1A中放大了比例所示的，平行的光线61被各个微小透明球2的透镜作用会聚，并且，在微小透明球2的光射出侧，光线61实际上只在吸光层3的处在微小透明球2的光射出部分的范围内的一个特定部分3b聚焦。因此，只有吸光层3的3b部分被聚焦的光线的能量局部加热并熔融。
然后，在图5B所示的步骤，在光线61照射之后立即或者在照射过程中便将一调色剂吸附片62、比如纸片用压辊63压贴到吸光层3上。在图5C所示的步骤，将调色剂吸附片62剥离，因此，只有吸光层3的熔融了的部分3b被调色剂吸附片62吸附并除去。此外，也可以在调色剂吸附片62已经预先压在吸光层3上的状态下照射所说的平行光线61。
按此方式，如图1B的平面图所示，能够获得一个吸光层3，其中，只在微小透明球2的光射出部分的范围内形成孔3a。此外，字母“s”代表孔3a的直径。
下面参照图2描述在一个微小透明球2和其周围的光线轨迹模拟结果。
例如，假定已经穿过了空气和折射率n＝1.5的透明粘接剂层5的平行光线61入射到一个由直径d＝50μm且折光率n＝1.9的玻璃球构成的微小透明球2上。需要指出的是，在这里，实际上处于透明粘接剂层5和空气之间的透明基板4被忽略，这是因为透明基板4通常是用折射率与透明粘接剂层5的折射率几乎相等的材料制造的。
当具有相当于微小透明球2的直径d＝50μm的光通量的平行光线61作为有效光线入射到微小透明球2上时，该光线61在微小透明球2的对侧(即光射出侧)会聚在孔3a的直径“s”(≈20μm)的范围内，并散射。直径“s”≈20μm对应于一厚度“t”≈2μm，该厚度以微小透明球2的在光射出侧的顶部为基准。
此时，在微小透明球2的光射入侧的光通量和在微小透明球2的光射出侧的光通量之间的面积比率变为(d＝50)2∶(s＝20)2＝25∶4，也就是说，约为6.1。因此，假定A[J/m2]是进入微小透明球2的平行光线61的每单位面积的能量，那么，能量强度约为射入侧的6倍、亦即6AJ/m2的光线61从微小透明球2射出。即使光射入侧的有效光线的光通量的直径是40μm，而光射出侧的有效光线的光通量的直径是20μm，也将有能量强度为射入侧的4倍、亦即4AJ/m2的光线从微小透明球2射出。
结果是，通过选择吸光层3的材料以及设定平行光线61的照射能量和照射时间，以使吸光层3在能量强度为AJ/m2时一点也不融化，但在能量强度为4A-6AJ/m2时融化，则能够只将吸光层3的处在微小透明球2的光射出部分的范围内的那部分融化，而对吸光层3的其它部分一点也不产生影响。
即便微小透明球2的直径和埋入深渡方面存在些微的误差，上述形成吸光层3的方法也能够精确地、简单地在微小透明球2的实际射出部分的范围内形成孔3a。因此，按照本发明的方法生产的平面透镜的应用，能获得一种亮度和对比度的不均匀性较小的优良的透射屏幕。
生产过程继续进行到图6A所示的步骤，此时，用一摄像机(未示出)对吸光层3的成型状态进行检查，将保护膜6a从在光射出侧的透明基板1上形成的透明粘接剂层6上剥掉，并将透明基板1叠放到吸光层3上。参考数字1a表示设在透明基板1的背面的保护膜。
光射出侧的透明基板1和透明粘接剂层6可以用与在光射入侧的透明基板4和透明粘接剂层5的材料分别相同的材料制造。例如，透明基板1可以用上述的丙烯酸类树脂片制成，而透明粘接剂层6可以用上述的UV固化型丙烯酸类树脂制成。
在图6B所示的步骤，利用压辊37碾压透明基板1，以便借助于透明粘接剂层6将其粘接在微小透明球2和形成在透明基板4上的吸光层3上。
然后，在图6C所示的步骤，利用紫外线51使透明粘接剂层6固化，以增加透明粘接剂层6的粘接强度。
需要指出的是，如果光射入侧的透明粘接剂层5是由在其UV固化之前就能够充分地固定和保持微小透明球的材料制成的话，那么，透明粘接剂层5的最终UV固化可以和透明粘接剂层6的UV固化在图6C所示的这一步一起进行。
然后，将保护膜1a和4a剥掉，于是，制得一平面透镜。
在如此生产的平面透镜中，设在吸光层3的处于微小透明球2的光射出部分的范围内的那些部分的各个孔3a制成有一深度的孔，如图1A和1B所示。
[实施例2]
图7A和7B示出了根据本发明第二实施例的生产平面透镜的方法。
在第二实施例中，是通过重复第一实施例的图3A-图4D所示的步骤而将微小透明球2埋进并固定在透明粘接剂层5的，并且，如图7A所示，形成一个吸光层3，其厚度足以实际上完全覆盖微小透明球2。
然后，在图7B所示的步骤，从透明基板4这侧照射平行光线(或与之相当的光的射线)64，通过燃烧、升华或消融而除去吸光层3的在各个微小透明球的光射出部分的范围内的那一部分，从而形成一孔3a，所说的燃烧、升华或消融是由于通过微小透明球2会聚在吸光层3的上述部分的光线的能量造成的。
在主要通过燃烧而形成孔3a的情况下，通过涂覆的办法形成一个主要含有碳(碳黑)和硝化纤维的黑色树脂层作为吸光层3，并用由激元激光器、半导体激光器或类似装置产生的平行光线(或与之相当的光线)64照射该黑色树脂层。此时，由于上述硝化纤维的燃烧极其迅速地发生，因此，一点也不留下燃烧残渣。在使用其它燃烧助剂的情况下，如果留下燃烧残渣，可通过清扫或类似措施将其除去。
在主要通过升华而形成孔3a的情况下，通过压实-填充或涂覆的办法形成一个由可升华的调色剂或可升华的油墨构成的吸光层3，并用由氙电子闪光灯产生的平行光线(或与之相当的光线)64对吸光层3进行照射。此时，希望通过使升华了的调色剂或油墨吸附在与吸光层3相对布置的一印刷纸片或类似物品上而将其可靠地除去。
消融是通过突然的体积膨胀而使溶化了的液体以粒子的形式极迅消散的一种现象。这种现象可以与上述燃烧或升华同时发生。此外，上述燃烧和升华也可能同时发生。
总之，在本实施例中，吸光层3的用会聚了的光线照射的部分可通过因燃烧导致的蒸发或升华或因消融导致的消散而除去，因此，对于将吸光层3的一部分除去的主要现象究竟什么是并不重要。
在这里，将对主要通过燃烧形成孔3a的情况下的光线的能量予以研究。
在用激光束对含有约10％重量份的碳黑、约20％重量份的硝化纤维和约70％重量份的树脂成分的黑色片材进了照射的情况下，当能量强度在0-2mJ/m2(该能量大概是仅仅用来使硝化纤维或类似物的热产生)的范围内时，留下的燃烧深度为0μm；从一个接近2mJ/m2的临界值起，随着能量强度的增加，燃烧深度成正比地增大，例如，5mJ/m2时约1μm，10mJ/m2时约3μm，20mJ/m2时约7μm。
考虑到参照图2所描述的事实——在微小透明球2的光射出部分的范围内的小孔3a的直径“s”≈20μm对应的厚度“t”≈2μm，该厚度是以微小透明球2的在光射出侧的顶部为基准的，因此，光线的能量强度A可以设定为这样，即当能量强度为A时燃烧深度为0μm，而当能量强度为6A时燃烧深度变为2μm或更多。为了满足上述条件，光线的能量强度A可以在1.25-2mJ/m2的范围内。
但是，实际上，考虑到微小透明球2上的吸光层3的厚度稍微大于上述值，而且，即使吸光层3的在微小透明球2的相邻球之间的那部分被稍微烧一点，对于实际使用来说没有问题，这是因为吸光层3形成得厚且进一步适应各个微小透明球2的埋入深度和直径方面的误差，因此，可以用能量强度比上述范围内的值稍大的光线照射吸光层3的在各个微小透明球2的光射出部分范围内的那部分，以便可靠地除去该部分。
在如上述那样在吸光层3上形成孔3a之后，重复第一实施例中图6A-6C所示的步骤，以便生产平面透镜。
第二实施例的生产平面透镜的方法也能够精确地、简单地在微小透明球2的实际的光射出部分的范围内形成孔3a。孔3a制成图7B所示那样有一深度的孔。
[实施例3]
图8A-8D示出了根据本发明第三实施例的生产平面透镜的方法。
在第三实施例中，通过重复第一实施例中图3A所示的步骤-图4D所示的步骤而将微小透明球2埋进并固定在透明粘接剂层5内，并且，如图8A所示，形成一透明粘接剂层8，其厚度足以实际上完全覆盖微小透明球2。透明粘接剂层8由当暴露于紫外线下时失去粘性的UV敏感树脂(光聚合物)制成。UV敏感树脂主要含有环氧丙烯酸酯和光聚合反应引发剂，比如适当地混合一敏化剂、热聚合反应引发剂或类似物的α，α-二甲氧基-α-苯基苯乙酮。
然后，在图8B所示的步骤，从透明基板4侧照射平行的紫外光线(或与之相当的光线)65，因此，使透明粘接剂层8的处于各个微小透明球2的光射出部分的范围内的那部分8a暴露于由微小透明球2会聚的光线下，以便使该部分8a失去粘性。此时，由于透明粘接剂层8的除8a部分之外的其余部分一点也没有用紫外线照射(或者它们虽然被紫外线照射了，但紫外线非常弱)，所以，其余部分仍保持粘性。
在图8C所示的步骤，使调色剂粉或油墨片与透明粘接剂层8接触，以便形成一个由调色剂粉或油墨制成的吸光层3。调色剂粉或油墨轻微地粘附在没有了粘性的部分8a上，而比较牢固地粘附在具有粘性的其余部分上。
因此，如图8D所示，通过清扫或类似措施，能够只将粘附在透明粘接剂层8的8a部分上的那部分吸光层3轻易地除去，从而只在粘附在透明粘接剂层8的8a部分上的那部分吸光层3上形成吸光层3的小孔3a，也就是说，只在微小透明球2的光射出部分的范围内形成孔3a。
此后，重复第一实施例中图6A-6C所示的步骤，以生产平面透镜。
第三实施例的生产平面透镜的方法也能够精确地、简单地只在微小透明球2的实际的光射出部分的范围内形成吸光层3的孔3a。孔3a制成图8D所示那样的有一定深度的孔。
[实施例4]
图9A-9C示出了根据本发明第四实施例的生产平面透镜的方法。
在第四实施例中，通过重复第一实施例中图3A所示的步骤-图4D所示的步骤而将微小透明球2埋进并固定在透明粘接剂层5内，并且，如图9A所示，形成一个由着色树脂成分制成的吸光层3，其厚度足以实际上完全覆盖微小透明球2。该着色树脂成分主要由在紫外线下暴光之后能够溶解于特定溶剂的UV敏感性树脂(光聚合物)组成，该树脂通过添加碳(碳黑)而着色。具有代表性的UV敏感性树脂是具有两组分，例如酚醛清漆树脂和o-萘醌二叠氮基磺酸酯(o-naphtoquinonediazido)的正型感光树脂。
然后，在图9B所示的步骤，从透明基板4侧照射平行的紫外线(或与之相当的光线)66，因此，只使吸光层3的在各个微小透明球2的光射出部分的范围内的那部分3c暴露于通过微小透明球2会聚的紫外线下。在此情况下，可在吸光层3形成之前先在微小透明球2的各个相邻球之间的空隙薄薄地形成一个调色剂层，以使吸光层3的处于微小透明球2之间的空隙的那些部分不被紫外线照射。
然后，如图9C所示，让一种溶剂67与吸光层3接触，以便只将吸光层3的暴了光的部分3c洗去，从而在吸光层3上形成孔3a。
此后，重复第一实施例中图6A-6C所示的步骤，从而生产平面透镜。
第四实施例的生产平面透镜的方法也使得能够精确地、简单地只在微小透明球2的实际的光射出部分的范围内形成孔3a。孔3a制成如图9C所示那样有一定深度的孔。
图10-29示出了用本发明方法生产的平面透镜23的各种结构。
图10示出了平面透镜23的一个例子，该平面透镜23具有由在光射入侧的透明基板4和透明粘接剂层5、微小透明球2以及吸光层3构成的最基本的结构。这种平面透镜23能够满足光射出侧的微小透明球2和吸光层3不特别要求加以保护的情况下的应用。
图11示出了一个由图10所示的最基本的结构改进而来的例子，其改进点在于，在光射出侧设置了一个透明粘接剂层6，以保护光射出侧的微小透明球2和吸光层3。
图12示出了一个由图10所示的最基本的结构改进而来的例子，其改进点在于，在光射出侧设置了一个透明基板1，以强制保护光射出侧的微小透明球2和吸光层3。该结构能够应用于吸光层3由具有粘接功能的材料制成的情况下。
图13示出了一个由图10所示的最基本的结构改进而来的例子，其改进点在于，在光射出侧，借助于透明粘接剂层6设置了一个透明基板1。该结构是通过，例如图3A-3C、图44A-4D、图5A-5C和6A-6C所示的步骤生产的。
图14示出了一个由图12所示的结构改进而来的例子，其改进点在于，省去了光射入侧的透明基板4。这种结构可通过用一可剥离的基板代替光射入侧的透明基板4而制备如图12所示的结构并在合适的时候将可剥离的基板剥离来生产。
图15示出了由图13所示的结构改进而来的一个例子，其改进点在于，省去了在光射入侧的透明基板4。
图16示出了一个例子，其中，先生产出图14所示的结构，然后，将菲涅耳透镜22接合在平面透镜23的光射入侧，以获得一种整体型的透射屏幕10。
图17示出了一个例子，其中，先生产出图15所示的结构，然后，将菲涅耳透镜22接合在平面透镜23的光射入侧，以获得一种整体型的透射屏幕10。
图18示出了一个例子，其中，用一可剥离的基板代替透明基板4生产出图10所示的结构，以获得一平面透镜23，将可剥离的基板剥离，然后，将菲涅耳透镜22接合在平面透镜23的光射入测，以获得一种整体型的透射屏幕10。按这种方式，通过把菲涅耳透镜22接合在平面透镜23上，无需任何基板的保障便能够确保平面透镜23的形状稳定性。
图19示出了一个例子，其中，用一可剥离的基板代替透明基板4生产出图11所示的结构，以获得一平面透镜23，将可剥离的基板剥离，然后，将菲涅耳透镜22接合在平面透镜23的光射入侧，以获得一种整体型的透射屏幕10。
图20示出了由图14所示的结构改进而来的一个例子，其改进点在于，在平面透镜23的光射入侧和光射出侧各设有一个由二氧化硅(SiO2)或类似物质制成的反射防护膜7。
图21示出了由图15所示的结构改进而来的一个例子，其改进点在于，在平面透镜23的光射入侧和光射出侧各设有一个反射防护膜7。
图22示出了由图10所示的结构改进而来的一个例子，其改进点在于，在平面透镜23的光射入侧和光射出侧各设有一个反射防护膜7。
图23示出了由图11所示的结构改进而来的一个例子，其改进点在于，在平面透镜23的光射入侧和光射出侧各设有一个反射防护膜7。
图24示出了由图12所示的结构改进而来的一个例子，其改进点在于，在平面透镜23的光射入侧和光射出侧各设有一个反射防护膜7。
图25示出了由图13所示的结构改进而来的一个例子，其改进点在于，在平面透镜23的光射入侧和光射出侧各设有一个反射防护膜7。
图26示出了由图16所示的结构改进而来的一个例子，其改进点在于，在菲涅耳透镜22的光射入侧和平面透镜23的光射出侧各设有一个反射防护膜7。
图27示出了由图17所示的结构改进而来的一个例子，其改进点在于，在菲涅耳透镜22的光射入侧和平面透镜23的光射出侧各设有一个反射防护膜7。
图28示出了由图18所示的结构改进而来的一个例子，其改进点在于，在菲涅耳透镜22的光射入侧和平面透镜23的光射出侧各设有一个反射防护膜7。
图29示出了由图19所示的结构改进而来的一个例子，其改进点在于，在菲涅耳透镜22的光射入侧和平面透镜23的光射出侧各设有一个反射防护膜7。
上述的各种平面透镜23特别适用于图32或图33所示的背投式投影仪的透射屏幕10。
在上述实施例中，微小透明球2是布置在一个平面内的；但是，它们也可以沿着一个稍微弯曲的透明基板而布置在一个曲面内。
虽然用特定的术语对本发明的优选实施例进行了说明，但这些说明仅仅是为例证之目的，应当理解的是，在不脱离以下权利要求的精神或范围的情况下，可以做出各种改型和变化。

Claims (12)

1.一种生产平面透镜的方法，包括的步骤是：
在一透明基板上形成一透明粘接剂层；
将许多微小透明球提供到该透明粘接剂层上并将这些微小透明球埋入透明粘接剂层达到微小透明球平均直径的30％或30％以上范围的深度；
形成一个吸光层，一直到该吸光层厚度足以填满所说的多个微小透明球的从透明粘接剂层露出的那些部分的各个相邻部分之间的空隙并进一步覆盖这些微小透明球；以及
从透明基板侧照射平行光线，利用微小透明球会聚的光线能量将吸光层的处在各个微小透明球的光射出部分的范围内的部分融化，使融化了的部分粘附在一调色剂吸附片上将吸光层的融化部分除去。
2.根据权利要求1所述的生产平面透镜的方法，其特征是，该方法进一步包括的步骤是：
在上述的除去一部分吸光层的步骤之后，通过一个第二透明粘接剂层把第二透明基板叠加在吸光层上。
3.根据权利要求1所述的生产平面透镜的方法，其特征是，所说的除去一部分吸光层的步骤包括的步骤是：
利用穿过该微小透明球被会聚的光线的能量所引起的燃烧而将吸光层的处在各个微小透明球的光射出部分的范围内的那部分除去。
4.根据权利要求1所述的生产平面透镜的方法，其特征是，所说的除去一部分吸光层的步骤包括的步骤是：
利用穿过该微小透明球被会聚的光线的能量所引起的升华而将吸光层的处在各个微小透明球的光射出部分的范围内的那部分除去。
5.根据权利要求1所述的生产平面透镜的方法，其特征是，所说的除去一部分吸光层的步骤包括的步骤是：
利用穿过该微小透明球被会聚的光线的能量所引起的消融而将吸光层的处在各个微小透明球的光射出部分的范围内的那部分除去。
6.根据权利要求1所述的生产平面透镜的方法，其特征是，所说的吸光层由含有碳黑和硝化纤维的树脂成分制成。
7.一种生产平面透镜的方法，包括的步骤是：
在一透明基板上形成第一透明粘接剂层；
将许多微小透明球提供到该第一透明粘接剂层上并将这些微小透明球埋入第一透明粘接剂层达到所述微小透明球直径一半程度的深度；
形成一个第二透明粘接剂层，一直到该第二透明粘接剂层的厚度足以填满所说的多个微小透明球的从第一透明粘接剂层露出的那些部分的各个相邻部分之间的空隙并进一步覆盖这些微小透明球，该第二透明粘接剂层当暴光时失去其粘性；
从透明基板侧照射平行的光线，以使第二透明粘接剂层的处在各个微小透明球的光射出部分的范围内的那一部分暴露于由微小透明球会聚的光线；以及
在第二透明粘接剂层的未暴光部分形成一吸光层。
8.根据权利要求7所述的生产平面透镜的方法，其特征是，把紫外线用作使第二透明粘接剂层的一部分暴光的光线。
9.根据权利要求7所述的生产平面透镜的方法，其特征是，该方法进一步包括的步骤是：
在形成所述的吸光层的步骤之后，经一个第三透明粘接剂层把一个第二透明基板叠加到该吸光层上。
10.一种生产平面透镜的方法，包括的步骤是：
在一透明基板上形成一透明粘接剂层；
将许多微小透明球提供到该透明粘接剂层上并将这些微小透明球埋入透明粘接剂层达到所述微小透明球直径一半程度的深度；
形成一个吸光层，一直到该吸光层厚度足以填满所说的多个微小透明球的从透明粘接剂层露出的那些部分的各个相邻部分之间的空隙并进一步覆盖这些微小透明球，该吸光层当暴光时能够溶解在特定的溶剂里；
从透明基板侧照射平行的光线，以使吸光层的处在各个微小透明球的光射出部分的范围内的那一部分暴露于由微小透明球会聚的光线；以及
通过用所说的溶剂溶解吸光层的暴了光的部分而将它们除去。
11.根据权利要求10所述的生产平面透镜的方法，其特征是，把紫外线用作使该吸光层的一部分暴光的光线。
12.根据权利要求10所述的生产平面透镜的方法，其特征是，该方法进一步包括的步骤是：
在除去该吸光层的暴了光的部分的步骤之后，经一个第二透明粘接剂层把一个第二透明基板粘接到该吸光层上。
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