JPH04242703A - フレネルレンズ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はフレネルレンズに関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のフレネルレンズとしては、例えば
、図９と図１１に示すものがある。図９に示すフレネル
レンズＬ６　は、プラスチック製のフレネルレンズ本体
３１の非球面３２に反射層３３を設け、前記非球面３２
の反対側の面にハードコーティング層３４を設けた構造
のものである。

【０００３】このフレネルレンズＬ６　は、次の手順で
作られる。まず、図１０のように、下型であるフレネル
レンズ型３５にプラスチックの板材Ｐ１　（厚さ０．７
ｍｍ）を入れ、加熱して軟らかくする。軟らかくなった
ところで上型３７を降下させて上記板材Ｐ１　を加圧成
形する。 冷却後、得られた成形体、すなわちフレネルレンズ本体
３１をフレネル型から取り出し、その非球面３２にアル
ミニウム等のスパッタリング処理を施して反射層３３を
設ける。最後に、非球面３２の反射側の面にハードコー
ティング層３４を設ける。

【０００４】一方、図１１に示すフレネルレンズＬ７　
は、プラスチック板３８の一方の面に光硬化樹脂よりな
るフレネルレンズ本体３９を一体に設け、この非球面４
０に反射層４１を、前記プラスチック板３８の他方の面
にハードコーティング層４２をそれぞれ設けた構造のも
のである。

【０００５】このフレネルレンズＬ７　の製造手順は次
のとおりである。まず、図１２に示すように、前記フレ
ネルレンズ本体３９の非球面４０の転写面４３を有する
フレネル型４４の前記転写面４３に、光硬化樹脂Ｐ２　
を塗布し、その上にプラスチック板３８を載せる。そし
て、光硬化樹脂Ｐ２　に紫外線を照射してこれを硬化さ
せる。 硬化後、得られたプラスチック板３８と一体の成形体、
すなわちフレネルレンズ本体３９をフレネル型４４から
取り出し、その非球面４０にアルミニウム等のスパッタ
リング処理を施して反射層４１を設ける。最後に、プラ
スチック板３８の上にハードコーティング層４２を設け
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来のフレ
ネルレンズＬ６　，Ｌ７　には、次のような問題があっ
た。

【０００７】（１）フレネルレンズＬ６　におけるプラ
スチックの板Ｐ１　を成形してなるフレネルレンズ本体
３１も、フレネルレンズＬ７　におけるプラスチック板
３８も、文字通り樹脂で造られているので、そのままで
は、それら３１，３８の表面を資料台として使用できな
い。 軟らかくして（鉛筆硬度で１Ｈぐらい）傷が付き易いか
らである。そこで、両フレネルレンズＬ６　，Ｌ７　で
は、上述のように、ハードコーティング層３４，４２を
設けて上記表面を保護するようにしている。しかし、こ
のことは、フレネルレンズＬ６　，Ｌ７　の製造にハー
ドコーティング処理工程が不可欠であることを意味し、
その分、製造コストが高くなっている。また、折角のハ
ードコーティング層３４も鉛筆硬度で５Ｈ程度で、なお
充分とはいえない。

【０００８】（２）フレネルレンズＬ６　，Ｌ７　は、
上述のように、いずれも樹脂でできていて、その性質上
、屈折率が低いので、投影機に使用した場合、投影像に
ゴースト（二重像）を生ずる。

【０００９】（３）フレネルレンズＬ６　の製造過程に
おいて、フレネルレンズ本体３１に真空層の中でスパッ
タリング処理を施したあと、またフレネルレンズＬ７　
の製造過程において、プラスチック板３８と一体のフレ
ネルレンズ本体３９に真空槽の中でスパッタリング処理
を施したあと、これを大気中に取り出すと、スパッタリ
ング処理を施した非球面３２，４０（反射層３３，４１
）側は、これに拘束されて伸びないが、この反対の面側
は伸びて、カーリングする。これは、真空槽の中で含水
率がほぼ零になっていた上記フレネルレンズ本体３１と
プラスチック板３８およびこれと一体のフレネルレンズ
３９が吸湿して膨張するためである。その結果、両レン
ズＬ６　，Ｌ７　を投影機に使用した場合、投影像にゆ
がみが生ずる。

【００１０】この発明は、このような従来の問題点を解
決するためになされたもので、製造コストが安く、資料
台としても充分な硬度を有するとともに、投影像にゴー
ストやゆがみを生ずるおそれのないフレネルレンズを提
供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】（１）この発明が提供す
る第１のフレネルレンズは、ガラス板と、その片面に光
硬化樹脂で一体成形したフレネルレンズ本体と、その非
球面に金属のスパッタリング処理によって形成した反射
層とより構成したものである。

【００１２】（２）この発明が提供する第２のフレネル
レンズは、ガラス板と、その片面に熱硬化樹脂で一体成
形したフレネルレンズ本体と、その非球面に金属のスパ
ッタリング処理によって形成した反射層とより構成した
ものである。

【００１３】（３）この発明が提供する第３のフレネル
レンズは、非球面に金属スパッタリング処理によって反
射層を形成した樹脂製のフレネルレンズ本体と、このフ
レネルレンズ本体に反射層側から貼り付けたガラス板と
より構成したものである。

【００１４】（４）この発明が提供する第４のフレネル
レンズは、樹脂製のフレネルレンズ本体と、このフレネ
ルレンズ本体に非球面またはその背面側から貼り付けた
ガラス板とより構成したものである。

【００１５】（５）この発明が提供する第５のフレネル
レンズは、アルミニウム板と、その片面に樹脂で一体成
形したフレネルレンズ本体と、その非球面に金属のスパ
ッタリング処理によって形成した反射層と、フレネルレ
ンズ本体に反射層側から貼り付けたガラス板とより構成
したものである。

【００１６】

【作用】（１）上記第１〜第５のフレネルレンズは、そ
のガラス板をそのまま資料台として使用することができ
るので、従来行っていたハードコーティング処理が不要
になる。したがって、その分フレネルレンズの製造工数
が減る。また、ガラス板は、その硬度が従来のハードコ
ーティング層のそれより充分に大きいので、資料台とし
て長期間使用しても傷が付くおそれはない。

【００１７】（２）上記第１〜第５のフレネルレンズは
、そのガラス板の屈折率が樹脂のそれより高いので、投
影機に使用した場合、投影像にゴースト（二重像）は殆
ど生じない。

【００１８】（３）第１，第２および第５のフレネルレ
ンズにおけるフレネルレンズ本体は、真空槽において、
その非球面にスパッタリング処理をしたあと、同真空槽
から大気中に取り出すと、樹脂でできているから、吸湿
して膨張する。しかし、その膨張は第１，第２のフレネ
ルレンズの場合は、ガラス板に、第５のフレネルレンズ
の場合は、アルミニウム板に拘束されるので、フレネル
レンズ本体にカーリングは生じない。このため、上記第
１，第２および第５のフレネルレンズを投影機に使用し
た場合、投影像にゆがみが生じない。

【００１９】第３のフレネルレンズにおけるフレネルレ
ンズ本体も、真空槽において、非球面にスパッタリング
処理したあと、大気中に取り出すと、樹脂でできている
から吸湿して膨張する。しかし、その膨張によるフレネ
ルレンズ本体のカーリングは、貼り付けたガラス板に拘
束され、かつ矯正される。また、第３のフレネルレンズ
は反射式のものであり、光はフレネルレンズ本体部分を
通らないので、フレネルレンズ本体のカーリングは、こ
の部分の厚さを充分に大きくすることで防止できる。し
たがって、第３のフレネルレンズを投影機に使用した場
合も、投影機にゆがみが生じない。

【００２０】第４のフレネルレンズにおけるフレネルレ
ンズ本体は、スパッタリング処理を施さないので、同処
理後の吸湿による膨張の問題はないが、樹脂でできてい
るから吸湿、乾燥による変形はある程度避けられない。 しかし、この変形は貼り付けたガラス板によって、矯正
されるので、投影機に使用しても投影像にゆがみが生ず
るおそれはない。

【００２１】

【実施例】（実施例１）図１は第１のフレネルレンズの
実施例を示したものである。この実施例のフレネルレン
ズＬ１　は、同図に示すように、ガラス板１の片面に光
硬化樹脂で一体成形されたフレネルレンズ本体２の非球
面３に、アルミニウムのスパッタルング処理によって成
形した反射層４を設けた構造のものである。

【００２２】その構造手順は次のとおりである。 （１）まず、図２に示すように、最終的に得られるフレ
ネルレンズＬ１　の非球面３の転写面５を有するフレネ
ル型６の前記転写面５に、光硬化樹脂７を塗布する。塗
布厚は、この実施例では、１８０μであるが、１６０〜
２００μの範囲が実用範囲である。

【００２３】（２）塗布した光硬化樹脂７の上に、図２
のような、ガラス板１を載せる。この実施例では、厚さ
０．７ｍｍのものを使用したが、０．５〜１．０ｍｍの
範囲が実用範囲である。

【００２４】（３）光硬化樹脂７に紫外線を照射して硬
化させ、ガラス板１と一体のフレネルレンズ本体２を成
形する。

【００２５】（４）ガラス板１と一体のフレネルレンズ
本体２をフレネル型６から取り出し、その非球面３にア
ルミニウムのスパッタリング処理を施して反射層４を形
成する。

【００２６】次に、上記構成に基づく作用を説明する。 （１）上記フレネルレンズＬ１　のガラス板１は、その
まま投影機の資料台として使用することができるので、
従来不可欠であったハードコーティング処理が不要にな
る。このため、それだけフレネルレンズＬ１　の製造工
数が減る。また、上記ガラス板１の硬度は、従来のハー
ドコーティング層のそれより大きいので、資料台として
長時間使用しても、傷が付くおそれはない。

【００２７】（２）上記フレネルレンズＬ１　は、これ
を構成するガラス板１の屈折率が従来のフレネルレンズ
の素材である樹脂のそれより高いので、投影機に使用し
た場合、投影像にゴースト（二重像）は殆ど生じない。

【００２８】（３）ガラス板１に一体成形されたフレネ
ルレンズ本体２は、真空槽において、その非球面３にス
パッタリング処理をしたあと、同真空槽から大気中に取
り出すと、光硬化樹脂でできているから、吸湿して膨張
する。しかし、その膨張は硬いガラス板１に拘束され、
フレネルレンズ本体２にカーリンは生じない。このため
、上記フレネルレンズＬ１　を投影機に使用した場合、
投影像にゆがみが生ずるようなことはない。

【００２９】（実施例２）図３は第２のフレネルレンズ
の実施例を示す。この実施例のフレネルレンズＬ２　は
、同図に示すように、ガラス板１の片面に熱硬化樹脂で
一体成形されたフレネルレンズ本体８の非球面９に、ア
ルミニウムのスパッタリング処理によって形成した反射
層４を設けた構造のものである。

【００３０】このレンズＬ２　の製造手順は、実施例１
との比較で言えば、次の点が異なる。すなわち、実施例
１では、光硬化樹脂を使用し、これを紫外線で硬化させ
るが、実施例２においては、熱硬化樹脂を使用し、これ
を熱で硬化させる。この他は実施例１と同じで、同様に
説明することができる。作用効果も実施例１のそれと本
質的に異なるところはない。

【００３１】（実施例３）図４は第３のフレネルレンズ
の実施例を示す。この実施例のフレネルレンズＬ３　は
、同図に示すように、非球面１０にアルミニウムのスパ
ッタリング処理によって反射層１１を形成した熱硬化樹
脂製のフレネルレンズ本体１２と、このフレネルレンズ
本体１２に反射層１１の上から貼り付けたガラス板１３
とより構成されている。

【００３２】その製造手順は次のとおりである。 （１）まず、図５に示すように、最終的に得られるフレ
ネルレンズＬ３　の非球面１０の転写面４を有するフレ
ネル型１５に熱硬化樹脂板１６（厚さ１．０ｍｍ）を入
れ、加熱して軟らかくする。

【００３３】（２）軟化したところで、上型１７を降下
させて上記樹脂板１６を加圧成形する。

【００３４】（３）冷却後、得られた成形体、すなわち
フレネルレンズ本体１２をフレネル型１５から取り出し
、その非球面１０にアルミニウムのスパッタリング処理
を施して反射層１１を設ける。

【００３５】（４）最後に、フレネルレンズ本体１２に
ガラス板１３を反射層１１の上から貼り付ける。このと
き、ガラス板１３はフレネルレンズ本体１２の周面に貼
り付けられる。

【００３６】次に上記構成に基づく作用を説明する。 （１）上記フレネルレンズＬ３　のガラス板１３は、そ
のまま投影機の資料台として使用することかできるので
、従来不可欠であったハードコーティング処理が不要に
なる。このため、それだけフレネルレンズＬ３　の製造
工数が減る。また、上記ガラス板１３の硬度は、従来の
ハードコーティング層のそれより大きいので、資料台と
して長時間使用しても、傷が付くおそれはない。

【００３７】（２）上記フレネルレンズＬ３　は、これ
を構成するガラス板１３の屈折率が従来のフレネルレン
ズの素材である樹脂のそれより高いので、投影機に使用
した場合、投影像にゴースト（二重像）は殆ど生じない
。

【００３８】（３）フレネルレンズ本体１２は、真空層
において、非球面１０にスパッタリング処理したあと、
大気中に取り出すと、熱硬化樹脂でできているから、吸
湿して膨張する。しかし、その膨張によるフレネルレン
ズ本体１２のカーリングは貼り付けたガラスに拘束され
、かつ矯正される。

【００３９】また、フレネルレンズＬ３　は反射式のレ
ンズであり、光はレンズ本体１２部分は通らないので、
同本体１２のカーリングは、この部分を充分に厚くする
ことで防止される。このため、上記フレネルレンズＬ３
　を投影機に使用した場合、投影像にゆがみが生ずるお
それはない。

【００４０】（実施例４）図６は第４のフレネルレンズ
の実施例を示す。この実施例のフレネルレンズＬ４　は
、光透過式のもので、同図に示すように、熱硬化樹脂製
のフレネルレンズ本体１８と、このフレネルレンズ本体
１８に非球面１９側から貼り付けたガラス板２０とより
構成されている。

【００４１】フレネルレンズＬ４　の製造手順は、実施
例３との比較で言えば、次の点が異なる。すなわち、実
施例３では、フレネルレンズ本体１２に反射層１１を設
けたが、実施例４においては、これを設けないで、ガラ
ス板２０をフレネルレンズ本体１８に直接貼り付ける。 その他は実施例３と同じで、同様に説明できる。

【００４２】実施例４におけるフレネルレンズ本体１８
は、スパッタリング処理を施さないので、実施例１〜３
におけるようなスパッタリング処理後の吸湿による膨張
の問題は生じない。とはいえ、フレネルレンズ本体１８
は、樹脂でできているので、吸湿、乾燥による変形はあ
る程度避けられない。しかし、この実施例では、上記変
形は貼り付けたガラス板２０によって矯正される。この
他の作用効果は実施例１，２の場合と本質的に同じであ
る。

【００４３】なお、上記ガラス板２０は、フレネルレン
ズ本体１８の背面、すなわち非球面１９の反対側の面に
貼り付けてもよい。

【００４４】（実施例５）図７は第５のフレネルレンズ
の実施例を示したものである。この実施例のフレネルレ
ンズＬ５　は、同図に示すように、アルミニウム板２１
の片面に熱硬化樹脂で一体成形されたフレネルレンズ本
体２２の非球面２３に、アルミニウムのスパッタリング
処理によって形成した反射層２４を設け、かつ前記フレ
ネルレンズ本体２２に反射層側からガラス板２５を貼り
付けた構造のものである。

【００４５】その製造手順は次のとおりである。 （１）まず、図８に示すように、下型２６にアルミニウ
ム板２１をセットし、その上に熱硬化樹脂板２７（厚さ
１．０ｍｍ）を入れ、加熱して軟らかくする。

【００４６】（２）軟化したところで、フレネルレンズ
Ｌ５　の非球面２３の転写面２８を有するフレネル型（
上型）２９を降下させて上記樹脂板２７を加圧成形する
。

【００４７】（３）冷却後、得られた成形体、すなわち
フレネルレンズ本体２２をフレネル型２９から取り出し
、その非球面２３にアルミニウムのスパッタリング処理
を施して反射層２４を設ける。

【００４８】（４）最後に、フレネルレンズ本体２２に
ガラス板２５を反射層２４の上から貼り付ける。このと
き、ガラス板２５はフレネルレンズ本体２３の周面に貼
り付けられる。

【００４９】次に上記構成に基づく作用を説明する。 （１）上記フレネルレンズＬ５　のガラス板２５は、そ
のまま投影機の資料台として使用することができるので
、従来不可欠であったハードコーティング処理が不要に
なる。このため、それだけフレネルレンズＬ５　の製造
工数が減る。また、上記ガラス板２５の硬度は、従来の
ハードコーイング層のそれより大きいので、資料台とし
て長時間使用しても、傷か付くおそれはない。

【００５０】（２）上記フレネルレンズＬ５　は、これ
を構成するガラス板２５の屈折率が従来のフレネルレン
ズの素材である樹脂のそれより高いので、投影機に使用
した場合、投影像にゴースト（二重像）は殆ど生じない
。

【００５１】（３）アルミニウム板２１に一体成形され
たフレネルレンズ本体２２は、真空槽において、その非
球面２３にスパッタリング処理をしたあと、同真空槽か
ら大気中に取り出すと、熱硬化樹脂でできているから、
吸湿して膨張する。しかし、その膨張は硬いアルミニウ
ム板２１に拘束され、さらにガラス板２５によっても拘
束されるから、フレネルレンズ本体２３にカーリングは
生じない。このため、上記フレネルレンズＬ５　を投影
機に使用した場合、投影像にゆがみが生ずるようなこと
はない。

【００５２】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば
、ガラス板またはアルミニウム板の片面に光（熱）硬化
樹脂製のフレネルレンズ本体を一体成形した構造とした
ので、また、ガラス板とフレネルレンズ本体を一体に貼
り付けた構造としたので、製造コストが安く、資料台と
しても充分な硬度を有するとともに、投影像にゴースト
（二重像）やゆがみを生ずるおそれのないフレネルレン
ズを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　第１のフレネルレンズの実施例の断面図

【
図２】　　図１のフレネルレンズの製造方法を説明する
ための断面図

【図３】　　第２のフレネルレンズの実施例の断面図

【
図４】　　第３のフレネルレンズの実施例の断面図

【図
５】　　図４のフレネルレンズの製造方法を説明するた
めの断面図

【図６】　　第４のフレネルレンズの実施例の断面図

【
図７】　　第５のフレネルレンズの実施例の断面図

【図
８】　　図７のフレネルレンズの製造方法を説明するた
めの断面図

【図９】　　従来のフレネルレンズの断面図

【図１０】
　　図９のフレネルレンズの製造方法を説明するための
断面図

【図１１】　　従来例の他のフレネルレンズの断面図

【
図１２】　　図１１のフレネルレンズの製造方法を説明
するための断面図

【符号の説明】

Ｌ１　，Ｌ２　，Ｌ３　，Ｌ４　，Ｌ５　　　　　フレ
ネルレンズ１，１３，２０，２５　　　　ガラス板２，
８，１２，１８，２２　　　　フレネルレンズ本体３，
９，１０，１９，２３　　　　非球面４，１１，２４　
　　　反射層 ５，１４，２８　　　　転写面 ６，１５，２９　　　　フレネル型 ７　　　　光硬化樹脂 ２７　　　　熱硬化樹脂板

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ガラス板と、その片面に光硬化樹脂で
   一体成形したフレネルレンズ本体と、その非球面に金属
   のスパッタリング処理によって形成した反射層とよりな
   るフレネルレンズ。
2. 【請求項２】　　ガラス板と、その片面に熱硬化樹脂で
   一体成形したフレネルレンズ本体と、その非球面に金属
   のスパッタリング処理によって形成した反射層とよりな
   るフレネルレンズ。
3. 【請求項３】　　非球面に金属スパッタリング処理によ
   って反射層を形成した樹脂製のフレネルレンズ本体と、
   このフレネルレンズ本体に反射層側から貼り付けたガラ
   ス板とよりなるフレネルレンズ。
4. 【請求項４】　　樹脂製のフレネルレンズ本体と、この
   フレネルレンズ本体に非球面またはその背面側から貼り
   付けたガラス板とよりなるフレネルレンズ。
5. 【請求項５】　　アルミニウム板と、その片面に樹脂で
   一体成形したフレネルレンズ本体と、その非球面に金属
   のスパッタリング処理によって形成した反射層と、フレ
   ネルレンズ本体に反射層側から貼り付けたガラス板とよ
   りなるフレネルレンズ。