JP2000280257A - フレネルレンズシートの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 マルチ映像システム等に用いられる大型のフ
レネルレンズシートを安価に製造する。 【解決手段】 （１）凸型あるいは凹型のフレネルレン
ズの形状が彫刻された第１の母型（ａ）を転写複製する
ことによりフレネルレンズの凹凸形状とは逆型の凹凸を
持つ複数枚の単位フレネルレンズシートを成形し
（ｂ）、該単位フレネルレンズシートを複数並べて一体
化することにより第２の母型を形成し（ｃ）、該第２の
母型を用いて２段階の転写複製をすることによりフレネ
ルレンズの凹凸形状とは逆型の凹凸を持つ第３の母型を
形成し（ｄ）、該第３の母型を用いて大型のフレネルレ
ンズシートを成形する（ｅ）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はマルチ映像システム
等に用いられるフレネルレンズシートの製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、公共の広場における多人数での視
聴や放送等に用いられる大型映像表示装置が求められる
ようになった。透過型スクリーンを用いた背面投射型映
像装置は、７０インチ以上の大画面をもつ大型映像の表
示が比較的容易に実現できるものとして注目されてい
る。しかし、１００インチ以上の画面をもつ背面投射型
映像となると、投射距離が長くなり、装置の奥行きが大
きくなり過ぎるという不都合が生じる。また、このよう
な大型の透過型スクリーンを製造しようとすると、製造
に必要な金型を加工することが困難となり、透過型スク
リーンの製造コストの上昇を招くという課題が生じる。

【０００３】そこで、比較的サイズが小さいボックス型
の投射装置を縦横に複数台配列して1つの大画面映像を
得るマルチ映像システムが開発されている（例えば、特
開平５−２７３６４９号公報参照）。このマルチ映像シ
ステムの概略構成図を図３に示す。このマルチ映像シス
テムはボックス型投射装置２が積み重ねられて構成され
ており、各ボックス型投射装置の枠（積み重ねて固定す
るための支持部材）が映像の中に格子状の映像欠像部と
して存在してしまい、大型映像に特有の迫力や臨場感が
損なわれるという課題がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】かかる課題を解決する
ため、図４に概略図を示すように、複数枚のシート部材
が接着されることにより大型化されたレンチキュラーレ
ンズシート３およびフレネルレンズシート４によって透
過型スクリーンを構成し、各投射装置５ａ，５ｂ…から
投射される映像が重なり合わないように、レンチキュラ
ーレンズシートあるいはフレネルレンズシートの入射側
に遮光部材が設けられたマルチ映像システムが知られて
いる（例えば、特開平６−１０２５８２号公報、特開平
６−２９４９９８号公報等を参照）。図４に示すマルチ
映像システムによれば映像欠像部を細くすることができ
大変有効であるが、各レンズシートの接着作業が必要で
あり、量産性に劣り、また接着作業がコスト上昇を招く
という課題があった。この課題を解決するものとして、
フレネルレンズ用の金型を複数枚彫刻し、この金型を複
数枚連結させ、大型のフレネルレンズシートを一括して
成形することにより、接着工程を必要とすることなくマ
ルチ映像システム用のフレネルレンズシートを製造しよ
うとする製造方法が知られている（特開平６−１９４５
０４号公報参照）。しかし、この方法では複数枚のフレ
ネルレンズ用金型を彫刻する必要があり、金型の製造に
長い時間と高い費用とを要するため、フレネルレンズシ
ートのコストの上昇を招いていた。

【０００５】本発明は、上記の課題を解決するためにな
されたものであり、マルチ映像システム等に用いられる
大型のフレネルレンズシートを安価に製造することが可
能なフレネルレンズシートの製造方法を提供することを
目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決する本
発明のフレネルレンズシートの製造方法は、（１）凸型
あるいは凹型のフレネルレンズの形状が彫刻された第１
の母型を転写複製することによりフレネルレンズの凹凸
形状とは逆型の凹凸を持つ複数枚の単位フレネルレンズ
シートを成形し、該単位フレネルレンズシートを複数並
べて一体化することにより第２の母型を形成し、該第２
の母型を用いて２段階の転写複製をすることによりフレ
ネルレンズの凹凸形状とは逆型の凹凸を持つ第３の母型
を形成し、該第３の母型を用いて大型のフレネルレンズ
シートを成形する、あるいは（２）凹型あるいは凸型
で、フレネルレンズの凹凸形状とは逆型の凹凸が彫刻さ
れた第１の母型を転写複製することによりフレネルレン
ズの凹凸形状と同型の凹凸を持つ複数枚の単位フレネル
レンズシートを成形し、該単位フレネルレンズシートを
複数並べて一体化することにより第２の母型を形成し、
該第２の母型を用いて１段階の転写複製をすることによ
りフレネルレンズの凹凸形状とは逆型の凹凸形状を持つ
第３の母型を形成し、該第３の母型を用いて大型のフレ
ネルレンズシートを成形することを特徴とする。

【０００７】ここで言う大型のフレネルレンズシートと
は、単位フレネルレンズシートに対して大型であるとい
う意味であって、本願の各発明により製造されるフレネ
ルレンズシートの大きさは特段限定されず、マルチ映像
システム用途でない一般向け用途の、例えば４０インチ
程度の大きさのフレネルレンズシートも含まれる。得ら
れたフレネルレンズシートは、水平方向に光を拡散させ
るレンチキュラーレンズシートと組み合わされて、マル
チ映像システム用のスクリーンなどに用いられる。ここ
で用いられる上記レンチキュラーレンズシートは、一体
成形された１枚のシートであっても、複数枚のシートが
端面で接着されて構成されたものであっても良い。複数
枚のシートが端面で接着されたレンチキュラーレンズシ
ートを使用する場合には、レンチキュラーレンズシート
の接着部と本発明により製造されたフレネルレンズシー
トにおける各単位フレネルレンズシートの接合部との位
置を合わせることが好ましい。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明のフレネルレンズシートの
製造方法において、第１の母型から単位フレネルレンズ
シートを製造する方法として、プレス成形法あるいは紫
外線硬化法（以下、「２Ｐ法」と記す。）を用いること
ができる。単位フレネルレンズシートから第２の母型を
形成する際には、単位フレネルレンズシートを切断した
後、端面を突き合わせて固定し（接着しても良い）、単
位フレネルレンズシートの裏面に補強板を積層すれば良
い。単位フレネルレンズシート間の隙間は０．１ｍｍ以
下であることが好ましく、また隣接する単位フレネルレ
ンズシート間の段差は５０μｍ以下であることが好まし
い。第２の母型から第３の母型を製造する方法として、
例えば真空注型法あるいは電鋳法を用いることができ
る。フレネルレンズシートは、第３の母型を用いてプレ
ス成形法、２Ｐ法等により成形される。２Ｐ法には、ア
クリル樹脂、スチレン樹脂、ポリカーボネイト樹脂等の
プラスチック基材が用いられる。

【０００９】

【実施例】以下、実施例により本発明を詳細に説明す
る。厚さが約１５ｍｍであり、４００ｍｍ角の大きさを
持つ、面仕上げされた真鋳板に同心円状のフレネルレン
ズの凸型形状を彫刻することによって、第１の母型（フ
レネルレンズ用金型）を作製する（図１（ａ））。この
第１の母型を用いたプレス成形法によって、例えば、厚
さが３ｍｍであり、３８０ｍｍ角の大きさを有するアク
リル樹脂製の凹型の単位フレネルレンズシートを４枚成
形する（図１（ｂ））。得られた単位フレネルレンズシ
ートを、フェルト、不織布等の保護シートに挟み込んで
レンズ面を保護した上で厚さが５ｍｍのアルミニュウム
製平板に挟み込む。このアルミニュウム製平板を例えば
８０℃で約１０時間加熱することにより、単位フレネル
レンズシートの反りをなくすことができる。単位フレネ
ルレンズシートの反りをなくすことにより、単位フレネ
ルレンズシートの一体化（積層、接着）の際に単位フレ
ネルレンズシート間に段差が生じることを防止すること
ができる。

【００１０】次に、上記４枚の単位フレネルレンズシー
トを、例えば外形寸法が１３インチサイズになるように
外周を切断する。接合後の単位フレネルレンズシート間
の隙間が０．１ｍｍ以下になるようにするためには切断
面の精度が重要であり、外形切断にはＮＣ切削機を用い
ることが好ましい。切断された単位フレネルレンズシー
ト４枚を、例えば２×２列（サイズ５３０ｍｍ×４００
ｍｍ）になるように一体化する（図１（ｃ））。一体化
の方法としては、単位フレネルレンズシートを突き合わ
せて補強板（例えば、厚さが３ｍｍであり、サイズが６
００ｍｍ×４６０ｍｍのアクリル樹脂板）に積層する方
法、単位フレネルレンズシートの切断面同士で接着する
方法が挙げられる。単位フレネルレンズシート間の段差
を防止するためには、平面仕上げを行った定盤（例え
ば、いわゆるバキュームテーブル）上で補強板との積層
作業あるいは切断面の接着作業をすることが好ましい。
単位フレネルレンズシートの裏面に補強板を積層する際
には、単位フレネルレンズシートのレンズ面をバキュー
ムテーブル面と接するように並べ、周囲から押し付ける
ことにより、単位フレネルレンズシート同士を突き合わ
せた上でバキューム固定し、この単位フレネルレンズシ
ートの裏面の全面に、例えばアクリル系重合接着剤（粘
度３０００〜５０００ｃＰ）を塗布し、ガラス棒によっ
て均一に伸ばした後、補強板を積層し、例えば圧力が
０．０５ｋｇ/ｃｍ²相当になるように重りを補強板の全
面に均一に載せたまま接着剤を硬化させれば良い。単位
フレネルレンズシートの端面同士を接着する際には、例
えば、突き合わせ部分に単位フレネルレンズシートの裏
面から、塩素系溶剤（例えば、ジクロロエタン、クロロ
ホルム等）を流し込めば良い。

【００１１】次に、上記第２の母型から真空注型法等に
より第３の母型を作製する（図１（ｄ））。例えば、平
面仕上げを行った定盤（例えば、厚さが１５ｍｍの真鍮
板）上に両面テープを用いて第２の母型を固定し、その
周囲にシリコンゴム製の流れ防止枠を取り付ける。この
枠内に流し込むシリコンゴムは、室温で反応硬化する付
加反応形のものが好ましい。真空減圧下で脱泡した未硬
化の液状シリコンゴムは上記の枠内に流し込ませ、硬化
させた後に離型されて凸型のシリコンゴム型が作製され
る。真空減圧下でシリコンゴム型に主剤と硬化剤とが攪
拌混合されたエポキシ樹脂を注入し、加熱オーブンに入
れて重合硬化させることにより凹型のエポキシ樹脂型
（第３の母型）を得る。ここで、第３の母型の材料とし
ては、上記エポキシ樹脂の他に、ウレタン系注型樹脂、
ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、塩化ビニル樹脂等で
モノマー化されているものを用いることができる。第３
の母型から図２に示すような凸型の大型フレネルレンズ
シートが作製される（図１（ｅ））。

【００１２】第３の母型は、第２の母型を用いた電鋳法
により作製することもできる。電鋳法を利用する場合
は、凹型のレンズ形状を持つ第１の母型を彫刻し（図１
（ｆ））、第１の母型を用いたプレス成形法あるいは２
Ｐ法により複数枚の凸型の単位フレネルレンズシートを
成形する（図１（ｇ））。この単位フレネルレンズシー
トを複数枚一体化して第２の母型を構成し（図１
（ｈ））、これを用いた電鋳法により、凹型のレンズ形
状を持つ第３の母型を作製する（図１（ｉ））。なお、
本実施例では、凸面レンズを持つフレネルレンズシート
の製造工程について説明したが、製造されるフレネルレ
ンズシートは、凹面レンズを持つものであっても良い。

【００１３】

【発明の効果】本発明によれば、フレネルレンズ用金型
（第１の母型）の彫刻は１枚で足り、金型の製造に長い
時間と高い費用とを必要とすることがないため、マルチ
映像システム等に用いられる大型のフレネルレンズシー
トを安価に効率的に製造することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるフレネルレンズシートの製造工程
のフロー図である。

【図２】本発明により製造されるフレネルレンズシート
の概略図である。

【図３】従来のマルチ映像システムの一例の概略図であ
る。

【図４】従来のマルチ映像システムの他の例の概略図で
ある。

【符号の説明】

１，４…フレネルレンズシート ３…レンチキュラーレンズシート

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 凸型あるいは凹型のフレネルレンズの形
   状が彫刻された第１の母型を転写複製することによりフ
   レネルレンズの凹凸形状とは逆型の凹凸を持つ複数枚の
   単位フレネルレンズシートを成形し、該単位フレネルレ
   ンズシートを複数並べて一体化することにより第２の母
   型を形成し、該第２の母型を用いて２段階の転写複製を
   することによりフレネルレンズの凹凸形状とは逆型の凹
   凸を持つ第３の母型を形成し、該第３の母型を用いて大
   型のフレネルレンズシートを成形することを特徴とする
   フレネルレンズシートの製造方法。
2. 【請求項２】 凹型あるいは凸型で、フレネルレンズの
   凹凸形状とは逆型の凹凸が彫刻された第１の母型を転写
   複製することによりフレネルレンズの凹凸形状と同型の
   凹凸を持つ複数枚の単位フレネルレンズシートを成形
   し、該単位フレネルレンズシートを複数並べて一体化す
   ることにより第２の母型を形成し、該第２の母型を用い
   て１段階の転写複製をすることによりフレネルレンズの
   凹凸形状とは逆型の凹凸形状を持つ第３の母型を形成
   し、該第３の母型を用いて大型のフレネルレンズシート
   を成形することを特徴とするフレネルレンズシートの製
   造方法。