CN1701278A - 菲涅尔透镜片和具备该菲涅尔透镜片的背投屏幕 - Google Patents

菲涅尔透镜片和具备该菲涅尔透镜片的背投屏幕 Download PDF

Info

Publication number
CN1701278A
CN1701278A CNA2004800012107A CN200480001210A CN1701278A CN 1701278 A CN1701278 A CN 1701278A CN A2004800012107 A CNA2004800012107 A CN A2004800012107A CN 200480001210 A CN200480001210 A CN 200480001210A CN 1701278 A CN1701278 A CN 1701278A
Authority
CN
China
Prior art keywords
lens
fresnel lens
fresnel
surfaceness
face
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CNA2004800012107A
Other languages
English (en)
Inventor
石川裕之
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dai Nippon Printing Co Ltd
Original Assignee
Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dai Nippon Printing Co Ltd filed Critical Dai Nippon Printing Co Ltd
Publication of CN1701278A publication Critical patent/CN1701278A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/02—Simple or compound lenses with non-spherical faces
    • G02B3/08—Simple or compound lenses with non-spherical faces with discontinuous faces, e.g. Fresnel lens
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/04—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements made of organic materials, e.g. plastics
    • G02B1/041—Lenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/0006—Arrays
    • G02B3/0037—Arrays characterized by the distribution or form of lenses
    • G02B3/005—Arrays characterized by the distribution or form of lenses arranged along a single direction only, e.g. lenticular sheets
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/02—Diffusing elements; Afocal elements
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/54—Accessories
    • G03B21/56—Projection screens
    • G03B21/60—Projection screens characterised by the nature of the surface
    • G03B21/62—Translucent screens

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Overhead Projectors And Projection Screens (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
  • Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)
  • Projection Apparatus (AREA)

Abstract

本发明提供没有明显的彩虹光(rainbow)、光谱热带(hotband)、叠纹(moiré)、彩色斑块(color corn)并在保持亮度一致和不降低影像鲜明性方面具有良好平衡，以使观看者能够舒适地观看优质影像的菲涅尔透镜片和具备该菲涅尔透镜片的背投屏幕。一种在一侧的透镜片表面(出射面7)中具有由菲涅尔透镜面2和非透镜面3构成的菲涅尔透镜元件组4的菲涅尔透镜片1，菲涅尔透镜元件组4的菲涅尔透镜面2、菲涅尔透镜元件组4的非透镜面3、以及没有形成菲涅尔透镜元件组4的一侧的透镜片表面12中至少一个面的表面粗糙度随着远离菲涅尔透镜片1的中心部位而连续或逐步变得粗糙。这时，菲涅尔透镜片1的中心部位的表面粗糙度与外围部位的表面粗糙度的差值最好是大于等于0.1μm而小于等于5.0μm。

Description

菲涅尔透镜片和具备该菲涅尔透镜片的背投屏幕
技术领域
本发明涉及一种具有棱形菲涅尔透镜元件组的菲涅尔透镜片和具备该菲涅尔透镜片的背投屏幕。
背景技术
背投型投影电视机中使用了具备在观看侧形成有菲涅尔透镜透镜面的菲涅尔透镜片的透射型屏幕。
图10是表示现有的菲涅尔透镜片的一个实例的剖视图。如图10所示，现有的菲涅尔透镜片101的结构是，在观看侧的透镜片表面(sheet面)(图10中是出射面107)呈圆环状形成了多个由菲涅尔透镜面102和非透镜面103构成的棱形菲涅尔透镜元件104。
当作为影像放映机的光源(未图示)发出的入射光105入射到这样的菲涅尔透镜片101时，该入射光105穿过菲涅尔透镜片101的入射面106和出射面107，作为影像光108出射到观看侧。
这时，穿过菲涅尔透镜片101的入射面106的光线的一部分被出射面107反射后，如图10所示，有时候会变成闪耀光线之类的偏离光110。此外，这种散射光110不限于图10所示的形式，也可能是如图9所示的形式。
假定如图9和图10所示那样，菲涅尔透镜片101内产生的偏离光110从菲涅尔透镜元件104的非透镜面103或非透镜面103和菲涅尔透镜面102之间的脊部109出射到观看侧。此外，特别是当从其上方观察具备这种菲涅尔透镜片101的背投屏幕时，在背投屏幕的下侧部分会看到虹状多余光111。这种多余光111被称为“彩虹光(rainbow)”，特别多发于菲涅尔透镜角度变大的菲涅尔透镜片101的周边部分。此外，在图9中，符号111(点线)表示有彩虹光发生，符号111(实线)表示有彩色斑块(color cone)发生。
为了解决这样的问题，现已提出的有：例如，在菲涅尔透镜元件的非透镜面上形成光漫射层(粗面)的方法(例如，参照专利文献1(实开昭63-187139号公报))、规定在菲涅尔透镜元件的非透镜面上形成的粗面的粗糙度的方法(例如，参照专利文献2(特开平4-127101号公报))、使位于菲涅尔透镜片的中心部以外的菲涅尔透镜元件的非透镜面粗糙化的方法(例如，参照专利文献3(特开平8-36103号公报))、使菲涅尔透镜片的入射面一侧和出射面一侧之一或双方同样粗糙化的方法(例如，参照专利文献4(特开平5-127257号公报))。借助于这样的方法，如上所述的偏离光110被漫射从而降低多余光111的出射，彩虹光变得不再醒目。
不过，在如上所述的背投屏幕中，为了使观看者能够舒适地观看影像，除了将如上所述的彩虹光之类的多余光变得不醒目之外，还要求：(1)亮度均匀(以下称为“亮度一致”)、(2)光谱热带(hotband)、叠纹(moiré)、彩色斑块等不明显、(3)影像鲜明等，要求背投屏幕能够均衡地调整这些方面。
但是，上述专利文献1～4所述菲涅尔透镜片虽然在降低偏离光而使彩虹光不明显方面具有一定效果，但对于亮度一致(亮度均匀性)的改善还不够充分。另外，专利文献4所述的菲涅尔透镜片由于其菲涅尔透镜面和入射面与非透镜面一样粗糙化，所以有可能造成影像鲜明性降低。
发明内容
本发明考虑了这些情况，目的在于提供没有明显的彩虹光、光谱热带、叠纹、彩色斑块并在保持亮度一致和不降低影像鲜明性方面具有良好平衡，以使观看者能够舒适地观看优质影像的菲涅尔透镜片和具备该菲涅尔透镜片的背投屏幕。
为达到上述目的，本发明的菲涅尔透镜片的特征在于，在一侧透镜片表面上具备由菲涅尔透镜面和非透镜面构成的菲涅尔透镜元件组的菲涅尔透镜片中，菲涅尔透镜元件组的菲涅尔透镜面、菲涅尔透镜元件组的非透镜面、以及没有形成菲涅尔透镜元件组的一侧的透镜片表面中至少一个面的表面粗糙度随着远离菲涅尔透镜片的中心部位而连续或逐步变得粗糙。
根据本发明，由于构成菲涅尔透镜片的任何一个以上的面的表面粗糙度从中心部位向外围部位逐渐变粗糙，所以越是在表面粗糙度变大的外围部位，越能有效地使偏离光漫射。其结果是，能够抑制主要出现在外围部位的彩虹光、彩色斑块等多余光的发生。另外，能够降低菲涅尔透镜片和双凸透镜片之间，或者菲涅尔透镜元件组和在菲涅尔透镜元件组的背面形成的具有向垂直方向漫射的性能的透镜所产生的叠纹。进一步，由于菲涅尔透镜片的中心部位比外围部位的表面粗糙度小，所以也具有能够确保组装了菲涅尔透镜片的背投屏幕中心部位的鲜明性的效果。
此外，在本发明的菲涅尔透镜片中，当假定距离菲涅尔透镜片的中心部位为x(mm)时，表面粗糙度的变化量(dRa(x)/dx)最好是使表面粗糙度(Ra(x)(μm))在任何位置都能满足0＜dRa(x)/dx＜1.0。
由此，能够改变影像的鲜明性而不会使观看者感到不适，并能够保持亮度一致。
另外，本发明的菲涅尔透镜片中，菲涅尔透镜片的中心部位的表面粗糙度和外围部位的表面粗糙度的差值(ΔRa)最好是大于等于0.1μm小于等于5.0μm。
由此，能够抑制主要出现在外围部位的彩虹光、彩色斑块等多余光和叠纹的发生，能够在保持组装了菲涅尔透镜片的背投屏幕的亮度一致的范围内确保背投屏幕中心部位的鲜明性。
进一步，本发明的菲涅尔透镜片中，上述表面粗糙度变化的具体形式最好是下述之一：(1)表面粗糙度随着从菲涅尔透镜片的中心部位沿放射方向远离而连续或逐步变粗糙的形式；(2)表面粗糙度随着从菲涅尔透镜片的中心部位沿垂直方向远离而连续或逐步变粗糙的形式；(3)表面粗糙度随着从菲涅尔透镜片的中心部位沿水平方向远离而连续或逐步变粗糙的形式。
依照此种方式，通过确定表面粗糙度的变化方向，能够有效地改善多余光所引起的各种现象。具体地，例如上述形式(1)特别适用于改善彩虹光、光谱热带、彩色斑块、叠纹，上述形式(2)特别适用于改善光谱热带、彩虹光、彩色斑块、叠纹，上述形式(3)特别适用于改善彩虹光、彩色斑块、叠纹。
进而，本发明的菲涅尔透镜片也可以在没有形成菲涅尔透镜元件组的一侧的透镜片表面上形成使入射光沿垂直方向漫射的透镜形状。
此外，本发明的背投屏幕的特征在于，其具备上述的本发明的菲涅尔透镜片和使穿过该菲涅尔透镜片的光线漫射的双凸透镜片。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施方式的菲涅尔透镜片的剖视图。
图2是表示图1所示的菲涅尔透镜片的变形例的透视图。
图3是表示本发明的一个实施方式的菲涅尔透镜片中表面粗糙度的变化形式的一个实例(表面粗糙度呈放射状变化的形式)的平面图。
图4是表示本发明的一个实施方式的菲涅尔透镜片中表面粗糙度的变化形式的另一个实例(表面粗糙度沿垂直方向变化的形式)的平面图。
图5是表示本发明的一个实施方式的菲涅尔透镜片中表面粗糙度的变化形式的另一个实例(表面粗糙度沿水平方向变化的形式)的平面图。
图6A～图6F是用来说明本发明的一个实施方式的菲涅尔透镜片中表面粗糙度连续或逐步变化的形式(表面粗糙度从中心部位向外围部位变化的形式)的图。
图7是用来说明用于调整本发明的一个实施方式的菲涅尔透镜片中表面粗糙度的方法的一个实例的工序图。
图8是表示具备本发明的一个实施方式的菲涅尔透镜片的背投屏幕的一个实例的透视图。
图9是表示菲涅尔透镜片内偏离光的光路的一个实例的图。
图10是表示现有的菲涅尔透镜片的一个实例的剖视图。
具体实施方式
下面参照附图说明本发明的一个实施方式的菲涅尔透镜片和具备该菲涅尔透镜片的背投屏幕。
图1是表示本发明的一个实施方式的菲涅尔透镜片的剖视图。如图1所示，本实施方式的菲涅尔透镜片1在一侧的透镜片表面(出射面7)上具有由菲涅尔透镜面2和非透镜面3构成的菲涅尔透镜元件组4。此外，当作为影像放映机的光源(未图示)发出的入射光5入射到这样的菲涅尔透镜片1时，该入射光5穿过菲涅尔透镜片1的入射面6和出射面7，作为影像光8出射到观看侧。此外，在图1所示的菲涅尔透镜片1中，菲涅尔透镜元件组4的菲涅尔透镜面2、菲涅尔透镜元件组4的非透镜面3、以及没有形成菲涅尔透镜元件组4的一侧的透镜片表面12中至少一个面的表面粗糙度随着远离菲涅尔透镜片1的中心部位而连续或逐步变得粗糙。
此外，在图1所示的菲涅尔透镜片1中，没有形成菲涅尔透镜元件组4的一侧的透镜片表面12是平坦面，如图2所示，没有形成菲涅尔透镜元件组4的一侧的透镜片表面12上也可以使入射光5沿垂直方向漫射的透镜形状。
这里，本说明书中所谓的菲涅尔透镜片1的“中心部位”定义为菲涅尔透镜片1的中心点或包含该中心点在内的一定区域，该中心点或一定区域的表面粗糙度与包含外围部位的各部分的表面粗糙度形成对比。这里的一定区域并不特别限定，是考虑整体的亮度一致性而规定的，但是，通常包含距离中心点100mm左右的距离。另外，菲涅尔透镜片1的“外围部位”是指菲涅尔透镜片1的周围(四边)附近的部分，是表面粗糙度连续或逐步变化状态下的外围部分。
此外，本实施方式中，表面粗糙度随着从菲涅尔透镜片1的中心部位远离而连续或逐步变粗糙，但这里所说的“连续”是表示如图6A、图6B和图6C所示，不存在表面粗糙度统一的区域而直线式(与“线性地”同义，本说明书中也用作包含曲线的概念)变化的形式。另外，所谓“逐步”是表示如图6D和图6E所示，存在一个个表面粗糙度统一的多个区域，这些区域的表面粗糙度逐步地变大的形式。这时，如图6F所示，可以将表面粗糙度连续变化的形式与逐步变化的形式组合在同一透镜片表面上。另外，也可以是在形成有由菲涅尔透镜面2和非透镜面3构成的菲涅尔透镜元件组4的透镜片表面(出射面7)上使表面粗糙度连续变化，而在没有形成菲涅尔透镜元件组4的一侧的透镜片表面12上使表面粗糙度逐步变化。另外，也可以相反。不过，当假定距离菲涅尔透镜片1的中心部位为x(mm)时，位于x(mm)处的菲涅尔透镜元件组4的菲涅尔透镜面2、菲涅尔透镜元件组4的非透镜面3、以及没有形成菲涅尔透镜元件组4的一侧的透镜片表面12中至少一个面的表面粗糙度Ra(x)(μm)的变化量(dRa(x)/dx)最好是0＜dRa(x)/dx＜1.0。其理由是，如果使表面粗糙度急剧增加，就会导致影像鲜明性的差异明显，给观看者带来不快感。
进一步，在本实施方式中，既可以沿放射方向形成菲涅尔透镜片1的表面粗糙度的连续或逐步的变化(参照图3)，也可以沿垂直方向形成(参照图4)，或可以沿水平方向形成(参照图5)。
这里所说的“沿放射方向形成表面粗糙度的连续或逐步的变化”方式是指，离开中心部的距离(半径)相等的位置的表面粗糙度相同或大致相同，随着该半径的增大，表面粗糙度连续或逐步地变粗糙。另外，所谓的“沿垂直方向(在平面视图上的上下方向，下同)形成表面粗糙度的连续或逐步的变化”方式是指，在水平方向(在平面视图上的左右方向，下同)的表面粗糙度相同或大致相同，随着沿垂直方向远离中心部位，表面粗糙度连续或逐步地变粗糙。进一步，所谓的“沿水平方向形成表面粗糙度的连续或逐步的变化”方式是指，在垂直方向的表面粗糙度相同或大致相同，随着沿水平方向远离中心部位，表面粗糙度连续或逐步地变粗糙。
进一步，本实施方式的优选方式是，菲涅尔透镜片1的中心部位表面粗糙度(Ra1)与外围部位表面粗糙度(Ra2)的差(ΔRa)最好是大于等于0.1μm小于等于5.0μm。当中心部位表面粗糙度与外围部位表面粗糙度的差在上述范围之内时，既能够抑制主要出现在外围部位的彩虹光、彩色斑块等多余光和叠纹的发生，又能够保持屏幕整体的亮度一致。进一步，也能够确保屏幕中心部位的鲜明性。
这里，表面粗糙度的差小于0.1μm时，能确保中心部位的影像鲜明性，但不能充分抑制彩虹光、彩色斑块等多余光的发生。另一方面，表面粗糙度的差超过5.0μm时，有可能出现亮度一致性的降低，影响图像的鲜明性。
此外，本说明书所说的“表面粗糙度”遵循JISB0601-1994，在距离中心部位x(mm)的相等位置处在10个位置上测定将测定长定为0.1mm时的中心线平均粗度(Ra)，并对其平均值进行评价。在这样的表面粗糙度测定中可以使用一般的表面粗糙度测定装置。
在如图3所示沿放射方向形成表面粗糙度的连续或逐步的变化时，能够有效地解决彩虹光、光谱热带、彩色斑块、叠纹等问题。另外，在如图4所示沿垂直方向形成表面粗糙度的连续或逐步的变化时，能够有效地解决光谱热带、彩虹光、彩色斑块、叠纹等问题。进一步，在如图5所示沿水平方向形成表面粗糙度的连续或逐步的变化时，能够有效地解决彩虹光、彩色斑块、叠纹等问题。
这种表面粗糙度的连续或逐步的变化最好是在菲涅尔透镜片1中的菲涅尔透镜元件组4的菲涅尔透镜面2、菲涅尔透镜元件组4的非透镜面3、以及没有形成菲涅尔透镜元件组4的一侧的透镜片表面12中的至少一个面上形成。尤其适合在菲涅尔透镜元件组4的非透镜面3、没有形成菲涅尔透镜元件组4的一侧的透镜片表面12上形成。其理由是，第1，在没有形成菲涅尔透镜元件组4的一侧的透镜片表面12上偏离光10的反射机会很多。另外，第2，在菲涅尔透镜元件组4的非透镜面3使偏离光10发散，由此能够有效降低出射到观察者一侧的多余光11。
此外，在现有的菲涅尔透镜片101中，如图9和图10所示，从影像放映机的光源(未图示)入射到菲涅尔透镜片101的入射面106的入射光105的一部分经菲涅尔透镜面102反射成为偏离光110，进而，该偏离光110经入射面106再次反射，从透镜面102或非透镜面103出射，成为多余光111。对此，在本实施方式的菲涅尔透镜片1中，如图1所示，由于在菲涅尔透镜元件组4的菲涅尔透镜面2、菲涅尔透镜元件组4的非透镜面3、以及没有形成菲涅尔透镜元件组4的一侧的透镜片表面12(入射面6)之中的某一个以上的面从中心部位向外围部位逐渐变粗糙，使偏离光10漫射，由此减少了从菲涅尔透镜元件4的非透镜面3或非透镜面3和菲涅尔透镜面2之间的脊部9出射到观看侧的多余光11，能够非常有效地降低彩虹光、彩色斑块等的发生。尤其是，在本实施方式中，由于连续或逐步地逐渐粗糙化，所以菲涅尔透镜片1的中心部位没有影像模糊或影像鲜明性损失，具有能够维持搭载了菲涅尔透镜片1的背投屏幕整体的亮度一致性的效果。
其次，说明菲涅尔透镜片1的各个面(菲涅尔透镜元件组4的菲涅尔透镜面2、菲涅尔透镜元件组4的非透镜面3、或者没有形成菲涅尔透镜元件组4的一侧的透镜片表面12)的表面粗糙度的调整方法。
菲涅尔透镜片1的各个面通过①在成形时对菲涅尔透镜片1的表面进行无光泽加工、或者②对用来成形菲涅尔透镜的金属模具的表面进行无光泽加工、或者③对用来成形菲涅尔透镜的原坯(菲涅尔透镜基材)的表面进行无光泽加工、或者④对用来成形菲涅尔透镜的原坯进行成形的金属模具进行无光泽加工，从而能够调整为期望的表面粗糙度。
在上述①的方法(在成形时对菲涅尔透镜片1的表面进行无光泽加工的方法)中，如图7所示，例如，在成形菲涅尔透镜片1时，金属模具21的表面上散布颗粒22等(参照图7(a)(b))，在散布了颗粒22等的金属模具21上使UV树脂23流动(参照图7(c))，在该UV树脂23上放置原坯25之后，照射紫外线(UV)24使UV树脂23固化(参照图7(d))，将固化处理后的菲涅尔透镜片1从金属模具21分离(参照图7(e))，由此完成对菲涅尔透镜片1的表面的无光泽加工。此外，散布在金属模具21的表面上的颗粒22等添加物可以是玻璃珠、苯乙烯珠等。
在利用上述方法①形成的菲涅尔透镜片1中，可以在菲涅尔透镜元件组4的菲涅尔透镜面2和非透镜面3上连续地保持颗粒22等的浓度梯度，因此，能够使这些面的表面粗糙度连续地变化。此外，在该方法中，控制颗粒的颗粒直径和散布量即可使菲涅尔透镜片1的中心部位的表面粗糙度与外围部位的表面粗糙度的差限定在上述范围内，具体地，最好是在各个部位改变颗粒的散布量。这里，在各个部位改变颗粒的散布量的具体散布方法可以是，根据散布部位改变用来散布颗粒的喷雾器的开关数。
此外，上述①的方法中，表面粗糙度的连续或逐步的变化可以很容易地应用到随着从中心部位沿放射方向远离而变粗糙的形式、随着从中心部位沿垂直方向远离而变粗糙的形式、随着从中心部位沿水平方向远离而变粗糙的形式之中的任意一种。
上述②的方法(对用来成形菲涅尔透镜的金属模具的表面进行无光泽加工的方法)可以是，(i)在对菲涅尔透镜元件的形状进行切削加工之后的金属模具的加工面上实施喷射(blast)加工的方法、(ii)调整制造金属模具时的电解铸造条件的方法等。利用这些方法，能够从形成菲涅尔透镜片1的中心部位的金属模具的表面朝向形成外围部位的金属模具的表面连续或逐步地改变成形金属模具的加工面的表面粗糙度。其结果是，利用这种金属模具成形的菲涅尔透镜片的表面上，转移了该金属模具的表面粗糙度，因此，能够使菲涅尔透镜片的表面粗糙度从中心部位朝向外围部位连续或逐步地改变。
这里，用来使金属模具表面粗糙度连续或逐步地改变的具体的喷射加工方法可以是，从用来成形菲涅尔透镜的金属模具的外围部位开始喷射处理，随着趋近中心部位而减弱喷嘴的压力。此外，喷射加工所使用的颗粒(弹丸)最好是通常使用的相对于金属的玻璃珠等。
另外，调整电解铸造条件使金属模具表面粗糙度连续或逐步地改变的方法可以是，在无光泽电镀时从金属模具的外围部位朝向中心部位设置遮蔽板使电镀液对流。利用这种方法，在菲涅尔透镜片1中，外围部位电镀比中心部位多，因此，在金属模具表面上形成的微细结晶颗粒随着趋向外围部位而变大变粗，成为无光泽电镀，能够连续地改变表面粗糙度。此外，利用电解铸造来制造金属模具的方法适合于使菲涅尔透镜片1的表面粗糙度连续地变化的场合。
在利用上述②的方法形成的菲涅尔透镜片1中，适合于在由金属模具成形的菲涅尔透镜元件组4一侧的面(即菲涅尔透镜面2和非透镜面3)上产生期望的表面粗糙度的场合。此外，在该方法中，在喷射加工的情况下控制喷头的压力即可使菲涅尔透镜片1的中心部位的表面粗糙度与外围部位的表面粗糙度的差限定在上述范围内，具体地，喷嘴压力最好是1～5kgf/cm2。另一方面，在调整电解铸造条件的情况下，可以通过改变电镀液的对流条件或在电极之间设置适当的遮蔽板来调整。
另外，关于没有形成菲涅尔透镜元件组4的一侧的透镜片表面12，当利用金属模具成形时，由于形成了平坦面(参照图1)或使入射光沿垂直方向漫射的透镜形状(参照图2)，因此能够利用上述同样方法控制表面粗糙度。其结果是，在菲涅尔透镜元件组4的菲涅尔透镜面2、菲涅尔透镜元件组4的非透镜面3、以及没有形成菲涅尔透镜元件组4的一侧的透镜片表面12上都能够使表面粗糙度连续或逐步地变化。
此外，上述②的方法中，表面粗糙度的连续或逐步的变化可以很容易地应用到随着从中心部位沿放射方向远离而变粗糙的形式、随着从中心部位沿垂直方向远离而变粗糙的形式、随着从中心部位沿水平方向远离而变粗糙的形式之中的任意一种。此外，该方法是将金属模具表面的形状转移到透镜片表面上的方法，因此，尤其适合于大批量生产。
在上述③的方法中，使用UV树脂在原坯上成形菲涅尔透镜时，对与该原坯的菲涅尔透镜成形面相对一侧的面(即没有形成菲涅尔透镜元件组4的一侧的透镜片表面12)进行无光泽处理，由此获得与上述同样的效果。无光泽处理的方法可以是与上述①的方法同样的方法。
在上述④的方法中，可以在用来对成形菲涅尔透镜的原坯进行成形的金属模具上利用与上述②的方法同样的方法形成无光泽处理表面，其结果是，在原坯上也能够转移无光泽处理表面。此外，该方法尤其适合于大批量生产原坯的场合。
此外，在上述③的方法和上述④的方法中，无光泽处理面可以是原坯的菲涅尔透镜成形面一侧、或与原坯的菲涅尔透镜成形面相反的一侧的面(即，没有形成菲涅尔透镜元件组的一侧的面)之中任意一个，但是，如果采用与原坯的菲涅尔透镜成形面相反的一侧的面，便于制造。
此外，本实施方式的菲涅尔透镜片1可以用于图8所示的背投屏幕30之中。这里，在图8所示的背投屏幕30中，与菲涅尔透镜片1一起也装配了用来使穿过菲涅尔透镜片1的光线漫射的双凸透镜片31。此外，在这种背投屏幕30中，双凸透镜片31是用来扩大视野角度的。这里，菲涅尔透镜片1不限于如上所述的双凸透镜片31，可以将用来保护背投屏幕30的保护板或具有设计性的前面板等各种板组合起来使用。此外，双凸透镜片的结构和种类或前面板的结构和种类等并无特别限定，可以将以往使用的各种结构和种类组合起来。其结果是，能够提供没有明显的彩虹光、光谱热带、叠纹、彩色斑块、保持亮度一致和不降低影像鲜明性的背投屏幕。即，能够提供使观看者从宽大的角度舒适地观看影像的、具有良好平衡性的背投屏幕。
实施例
下面说明本发明的具体的实施例和比较例。此外，在以下实施例和比较例中，测量表面粗糙度时使用了KEYENCE公司生产的VK-8510。另外，此时的深度方向的分辨能力采用0.01μm。
[实施例1]
在用作金属模具的黄铜板上切削间距为0.112mm的菲涅尔透镜形状后，使用遮蔽板在其表面上实施无光泽Ni电镀。金属模具的透镜面和非透镜面上形成无数柱状的Ni电镀颗粒，其粗度随着靠近金属模具的外围部位而变大。使用依照此种方式所得的金属模具涂布UV树脂形成了菲涅尔透镜片。所制成的菲涅尔透镜片宽1084mm、高821m，透镜面的表面粗糙度和非透镜面的表面粗糙度随着从中心部位(表面粗糙度Ra：约0.05μm)朝向外围部位(表面粗糙度Ra：约0.45μm)呈放射状远离而变粗，菲涅尔透镜片的中心部位的表面粗糙度和外围部位的表面粗糙度之差(ΔRa)经测定得知为0.4μm。另外，各部分的表面粗糙度的变化量(dRa(x)/dx)为0.0001＜dRa(x)/dx＜0.002。
[实施例2]
将用来成形菲涅尔透镜片的原坯挤压成形。此时，与入射面一侧对应的金属模具滚筒上采用镜面辊在表面实施铜电镀后，实施喷射处理。喷射处理是在2kgf/cm2的喷射压力下从外围部位向滚轴喷射玻璃珠，随着趋近中心部位逐渐降低喷出压力，在中心部位达到0.5kgf/cm2。在从中心部位趋近外围部位时逐渐升高喷出压力，在外围部位达到2kgf/cm2。与利用依照此种方式制成的金属模具所成形的原坯的无光泽处理面相反的一侧上利用UV树脂成形菲涅尔透镜。在裁断时，无光泽处理的变化方向成为菲涅尔透镜的高度方向(垂直方向)。所制成的菲涅尔透镜片是没有形成菲涅尔透镜元件组的一侧的透镜片表面采用表面粗糙度随着从中心部位沿垂直方向远离而连续变化的形式的透镜片表面，宽1084mm、高821mm，表面粗糙度在中心部位是0.4μm，在垂直方向的外围部位是3.2μm，ΔRa是2.8μm。另外，垂直方向的各部分的表面粗糙度的变化量(dRa(x)/dx)为0.12＜dRa(x)/dx＜0.70。
[实施例3]
将用来成形菲涅尔透镜片的原坯挤压成形。此时，与入射面一侧对应的金属模具滚筒上采用镜面辊在表面实施铜电镀后，实施喷射处理。喷射处理是在2kgf/cm2的喷射压力下从外围部位向滚筒喷射玻璃珠，随着趋近中心部位逐渐降低喷射压力，在中心部位降至0.5kgf/cm2。在从中心部位趋近外围部位时逐渐升高喷出压力，在外围部位达到2kgf/cm2。与利用依照此种方式制成的金属模具所成形的原坯的电镀处理面相反的一侧上利用UV树脂成形菲涅尔透镜。在裁断时，无光泽处理的变化方向成为菲涅尔透镜的宽度方向(水平方向)。所制成的菲涅尔透镜片是没有形成菲涅尔透镜元件组的一侧的透镜片表面采用表面粗糙度随着从中心部位沿水平方向远离而连续变化的形式的透镜片表面，宽1084mm、高821mm，表面粗糙度在中心部位是0.4μm，在水平方向的外围部位是2.6μm，ΔRa是2.2μm。另外，水平方向的各部分的表面粗糙度的变化量(dRa(x)/dx)为0.12＜dRa(x)/dx＜0.70。
[实施例4]
将用来成形菲涅尔透镜片的原坯挤压成形。此时，与入射面一侧对应的金属模具滚筒上以0.1mm间距形成具有垂直漫射性的透镜，在表面实施铜电镀后，实施喷射处理。喷射处理是在2kgf/cm2的喷射压力下从外围部位向滚筒喷射玻璃珠，随着趋近中心部位逐渐降低喷射压力，在中心部位降至0.5kgf/cm2。在从中心部位趋近外围部位时逐渐升高喷出压力，在外围部位达到2kgf/cm2。与利用依照此种方式制成的金属模具所成形的原坯的透镜成形面相反的一侧上利用UV树脂成形菲涅尔透镜。所制成的菲涅尔透镜片是没有形成菲涅尔透镜元件组的一侧的透镜片表面采用表面粗糙度随着从中心部位沿垂直方向远离而连续变化的形式的透镜片表面，宽1084mm、高821mm，表面粗糙度在中心部位是0.3μm，在外围部位是3μm，ΔRa是2.7μm。另外，垂直方向的各部分的表面粗糙度的变化量(dRa(x)/dx)为0.01＜dRa(x)/dx＜0.90。
[比较例1]
在用作金属模具的黄铜板上切削间距为0.112mm的菲涅尔透镜形状后，在其表面上实施光泽Ni电镀。使用依照此种方式所得的金属模具涂布UV树脂形成了菲涅尔透镜片。所制成的菲涅尔透镜片宽1084mm、高821mm，透镜面和非透镜面成为同样平滑的表面(表面粗糙度Ra：约0.1μm)，随着从中心部位朝向外围部位呈放射状远离表面粗糙度(Ra)基本不变，中心部位的表面粗糙度和外围部位的表面粗糙度之差(ΔRa)经测定得知为0.05μm。另外，各部分的表面粗糙度的变化量(dRa(x)/dx)为dRa(x)/dx 0。
[比较例2]
在用作金属模具的黄铜板上切削间距为0.112mm的菲涅尔透镜形状后，在其表面实施铜电镀后，实施喷射处理。喷射处理是在4kgf/cm2的喷射压力下喷射玻璃珠的条件下进行的。使用依照此种方式所得的金属模具涂布UV树脂形成了菲涅尔透镜片。所制成的菲涅尔透镜片的透镜面和非透镜面成为同样粗糙的表面(表面粗糙度Ra：约3μm)，即使从中心部位朝向外围部位呈放射状远离，表面粗糙度也基本不变，中心部位的表面粗糙度和外围部位的表面粗糙度之差(ΔRa)经测定得知为0.05μm。另外，各部分的表面粗糙度的变化量(dRa(x)/dx)为dRa(x)/dx 0。
[比较例3]
在用作金属模具的黄铜板上切削间距为0.112mm的菲涅尔透镜形状后，在其表面上实施同样的喷射处理。喷射处理是遮蔽黄铜板的从中心开始直径10cm的范围，并且在4kgf/cm2的喷射压力下喷射玻璃珠的条件下进行的。使用依照此种方式所得的金属模具涂布UV树脂形成了菲涅尔透镜片。所制成的菲涅尔透镜片的被遮蔽区域的透镜面和非透镜面成为同样光滑的表面(表面粗糙度Ra：约0.05μm)，未被遮蔽的部分的表面是粗糙表面(表面粗糙度Ra：约4.05μm)。此外，菲涅尔透镜片的中心部位的表面粗糙度与外围部位的表面粗糙度之差(ΔRa)经测定得知为4.0μm。另外，各部分的表面粗糙度的变化量(dRa(x)/dx)为0.01＜dRa(x)/dx＜3.3。
[比较例4]
在用作金属模具的黄铜板上切削间距为0.112mm的菲涅尔透镜形状后，在其表面上实施同样的喷射处理。喷射处理是在4kgf/cm2的喷射压力下喷射玻璃珠的条件下，从外围部位开始喷射加工，逐渐减弱喷射压力。中心部位的喷射压力采用0.1kgf/cm2。使用依照此种方式所得的金属模具涂布UV树脂成形了菲涅尔透镜片。所制成的菲涅尔透镜片的中心部位的透镜面和非透镜面成为光滑的表面(表面粗糙度Ra：约0.10μm)，外围部位是粗糙表面(表面粗糙度Ra：约5.35μm)。此外，菲涅尔透镜片的中心部位的表面粗糙度与外围部位的表面粗糙度之差(ΔRa)经测定得知为5.25μm。另外，各部分的表面粗糙度的变化量(dRa(x)/dx)为0.01＜dRa(x)/dx＜2.0。
[评价结果]
将实施例1～4的菲涅尔透镜片和比较例1～4的菲涅尔透镜片与间距为0.52mm的双凸透镜组合为背投屏幕，设置到背投显示装置中进行比较发现，使用了实施例1～4的菲涅尔透镜片的背投屏幕减少了彩虹光、叠纹、光谱热带并改善了影像的亮度一致性。
[表1]
彩虹光   彩色斑块   光谱热带 叠纹   中心变虚   亮度一致性
  实施例1   ○   ○   ○   ○   ◎   良好
  实施例2   ○   ○   ○   △   ○   良好
  实施例3   ○   ○   △   ◎   ○   良好
  实施例4   ○   ○   ◎   △   ○   良好
  比较例1   ×   ×   ×   ×   ◎   产品端部暗
  比较例2   ○   ○   ×   ○   ×   产品端部暗
比较例3 ◎ ○ × ◎ ◎   中心部位和产品端部差别明显
比较例4 ◎ ◎ ○ ○ ◎   能注意到产品端部的图象变虚，产品端部暗
评价：◎：有效○：有一定效果、△：没有影响、×：无效

Claims (8)

1.一种菲涅尔透镜片，其在一侧的透镜片表面中具有由菲涅尔透镜面和非透镜面构成的菲涅尔透镜元件组，其特征在于，
菲涅尔透镜元件组的菲涅尔透镜面、菲涅尔透镜元件组的非透镜面、以及没有形成菲涅尔透镜元件组的一侧的透镜片表面中至少一个面的表面粗糙度随着远离菲涅尔透镜片的中心部位而连续或逐步变得粗糙。
2.如权利要求1所述的菲涅尔透镜片，其特征在于，当距离菲涅尔透镜片的中心部位为x(mm)时，位于x(mm)处的上述菲涅尔透镜面、上述非透镜面、以及没有形成上述菲涅尔透镜元件组的一侧的透镜片表面中至少一个面的表面粗糙度Ra(x)(μm)的变化量(dRa(x)/dx)为0＜dRa(x)/dx＜1.0。
3.如权利要求1或2所述的菲涅尔透镜片，其特征在于，菲涅尔透镜片的中心部位的表面粗糙度和外围部位的表面粗糙度的差值(ΔRa)为大于等于0.1μm而小于等于5.0μm。
4.如权利要求1～3的任意一项所述的菲涅尔透镜片，其特征在于，上述表面粗糙度随着从菲涅尔透镜片的中心部位沿放射方向远离而连续或逐步变粗糙。
5.如权利要求1～3的任意一项所述的菲涅尔透镜片，其特征在于，上述表面粗糙度随着从菲涅尔透镜片的中心部位沿垂直方向远离而连续或逐步变粗糙。
6.如权利要求1～3的任意一项所述的菲涅尔透镜片，其特征在于，上述表面粗糙度随着从菲涅尔透镜片的中心部位沿水平方向远离而连续或逐步变粗糙。
7.如权利要求1～6的任意一项所述的菲涅尔透镜片，其特征在于，在没有形成上述菲涅尔透镜元件组的一侧的透镜片表面上形成使入射光沿垂直方向漫射的透镜形状。
8.一种背投屏幕，其特征在于，具备：如权利要求1～7的任意一项所述的菲涅尔透镜片；以及使穿过上述菲涅尔透镜片的光线漫射的双凸透镜片。
CNA2004800012107A 2003-01-22 2004-01-22 菲涅尔透镜片和具备该菲涅尔透镜片的背投屏幕 Pending CN1701278A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003014012A JP2004264328A (ja) 2003-01-22 2003-01-22 フレネルレンズシートおよび背面投射型スクリーン
JP014012/2003 2003-01-22

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN1701278A true CN1701278A (zh) 2005-11-23

Family

ID=32767379

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNA2004800012107A Pending CN1701278A (zh) 2003-01-22 2004-01-22 菲涅尔透镜片和具备该菲涅尔透镜片的背投屏幕

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20060001963A1 (zh)
JP (1) JP2004264328A (zh)
KR (1) KR100733591B1 (zh)
CN (1) CN1701278A (zh)
DK (1) DK200500632A (zh)
TW (1) TWI261724B (zh)
WO (1) WO2004066025A1 (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101842724B (zh) * 2007-11-02 2012-06-20 住友电气工业株式会社 衍射光学元件及其制造方法
CN111796346A (zh) * 2020-07-31 2020-10-20 苏州诚思数字技术有限公司 一种防重影菲涅尔透镜及其制备方法
CN114879290A (zh) * 2022-05-13 2022-08-09 宁波舜宇奥来技术有限公司 扩散片和抬头显示设备
CN115373209A (zh) * 2021-05-18 2022-11-22 成都菲斯特科技有限公司 一种高对比度的投影屏幕
CN114879290B (zh) * 2022-05-13 2024-09-10 宁波舜宇奥来技术有限公司 扩散片和抬头显示设备

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7196845B2 (en) * 2003-02-18 2007-03-27 Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. Fresnel lens sheet and rear projection screen
JP2006098867A (ja) * 2004-09-30 2006-04-13 Toppan Printing Co Ltd 透過型スクリーン
JP2007001290A (ja) * 2005-05-27 2007-01-11 Nippon Zeon Co Ltd 光学用平板部材及びその製造方法
JP2006350120A (ja) * 2005-06-17 2006-12-28 Victor Co Of Japan Ltd マイクロレンズアレイシート
JP5478296B2 (ja) * 2010-02-24 2014-04-23 オリンパス株式会社 フレネルレンズおよびフレネルレンズ成形型ならびにフレネルレンズの製造方法、フレネルレンズ成形型の製造方法
TW201202837A (en) * 2010-07-09 2012-01-16 Coretronic Corp Projection screen and manufacturing method thereof
CN104823079B (zh) 2012-11-30 2018-02-13 埃西勒国际通用光学公司 菲涅尔透镜及光学器件
JP6842648B2 (ja) * 2016-01-15 2021-03-17 大日本印刷株式会社 光学シート及び光学パネル
JP6483290B2 (ja) * 2016-02-09 2019-03-13 株式会社ソニー・インタラクティブエンタテインメント フレネルレンズ及びフレネルレンズの製造方法
TWI639857B (zh) * 2017-08-04 2018-11-01 雙瑩科技股份有限公司 菲涅爾透鏡及其製造方法
US10473827B1 (en) * 2017-11-17 2019-11-12 Facebook Technologies, Llc Fresnel lens with textured draft surfaces
TWI686661B (zh) * 2018-04-20 2020-03-01 億立材料有限公司 可多角度投影成像之投影幕
TWI741924B (zh) * 2020-12-29 2021-10-01 新唐科技股份有限公司 菲涅耳透鏡之形成方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3718078A (en) * 1970-12-31 1973-02-27 Polaroid Corp Smoothly granulated optical surface and method for making same
US4229085A (en) * 1977-03-10 1980-10-21 Canon Kabushiki Kaisha Film reader
JPH0614218Y2 (ja) * 1987-05-19 1994-04-13 大日本印刷株式会社 レンズシ−ト
JP2832926B2 (ja) * 1992-12-17 1998-12-09 株式会社クラレ 背面投写型スクリーン
JP3359309B2 (ja) * 1998-10-29 2002-12-24 キヤノン株式会社 バイナリ型の回折光学素子の作製方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101842724B (zh) * 2007-11-02 2012-06-20 住友电气工业株式会社 衍射光学元件及其制造方法
CN111796346A (zh) * 2020-07-31 2020-10-20 苏州诚思数字技术有限公司 一种防重影菲涅尔透镜及其制备方法
CN115373209A (zh) * 2021-05-18 2022-11-22 成都菲斯特科技有限公司 一种高对比度的投影屏幕
CN115373209B (zh) * 2021-05-18 2023-07-14 成都菲斯特科技有限公司 一种高对比度的投影屏幕
CN114879290A (zh) * 2022-05-13 2022-08-09 宁波舜宇奥来技术有限公司 扩散片和抬头显示设备
CN114879290B (zh) * 2022-05-13 2024-09-10 宁波舜宇奥来技术有限公司 扩散片和抬头显示设备

Also Published As

Publication number Publication date
WO2004066025A1 (ja) 2004-08-05
TWI261724B (en) 2006-09-11
KR20050084823A (ko) 2005-08-29
TW200424740A (en) 2004-11-16
US20060001963A1 (en) 2006-01-05
DK200500632A (da) 2005-04-29
KR100733591B1 (ko) 2007-06-29
JP2004264328A (ja) 2004-09-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1701278A (zh) 菲涅尔透镜片和具备该菲涅尔透镜片的背投屏幕
US8134781B2 (en) Optical film and manufacturing process thereof
US8851735B2 (en) Uniform reflective light-guide apparatus, and backlight module and LCD device having the same
KR101265312B1 (ko) 마이크로 렌즈 어레이 시트 및 이를 포함하는 백라이트 유닛
CN1892260A (zh) 光学薄板及其制造方法、背光照明单元和显示装置
CN1654979A (zh) 显示光学薄膜
CN1135404C (zh) 凸透镜状镜片及其制造方法
CN101858568B (zh) 导光板、面发光装置、液晶显示装置以及导光板制造方法
CN1678927A (zh) 光控制薄膜
CN101793378B (zh) 液晶显示装置用光学片及使用该光学片的背光单元
CN1499221A (zh) 棱镜片及其制作方法以及采用该棱镜片的液晶显示装置
CN109143428A (zh) 扩散片、背光、液晶显示设备、以及制造扩散片的方法
CN109634045A (zh) 一种变间距抗光幕布及其制备方法
JP2009075266A (ja) 光学シート
CN1442749A (zh) 透射式投影屏及使用该投影屏的透射式投影显示装置
JP2004264328A6 (ja) フレネルレンズシートおよび背面投射型スクリーン
EP3457182B1 (en) Film applied in display screen, display screen, and terminal
CN100538152C (zh) 照明装置及用于该照明装置的光控制构件以及使用这些装置的图像显示装置
CN1627182A (zh) 透射式显示屏
CN1696800A (zh) 直下型用发光面构件及直下型面发光装置
CN1499284A (zh) 菲涅耳透镜片、透过型屏幕和背面投射型显示装置
CN1914460A (zh) 面光源装置用导光体及其制造方法和面光源装置
CN115202144B (zh) 投影屏幕及其制作方法
JP2009058660A (ja) 光学シート
JP2009128645A (ja) 光学シートの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication