JPH085804A - フレネルレンズの製造方法および該製造方法によって得られたフレネルレンズを用いた投射型テレビ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 フレネルレンズの非レンズ部からの不要光線
を防止したフレネルレンズの製造方法を提供する。 【構成】 上型と下型９に分離可能な金型において、該
金型におけるレンズ形状が不連続化したフレネルレンズ
の非レンズ形状部９ｂとレンズ形状部９ａで構成される
立ち上がり突起部を上型と下型９のプレス方向軸に対し
オーバハング状に形成し、かつ前記突起部先端９ｃに凹
凸を構成した成形金型を用い、予め材料のガラス転移温
度領域に加熱したシート状材料１０を前記した上型と下
型９の間に介在させ、加熱した前記金型に圧力を加えプ
レスして、得られたフレネルレンズの非レンズ部に凹凸
溝を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の利用分野】本発明は、投射型テレビの透過型ス
クリーンに用いて好適なフレネルレンズの製造方法に関
する。さらに、本発明は該製造方法によって得られたフ
レネルレンズを用いた投射型テレビに関する。

【０００２】

【発明の背景】投射型テレビ等のスクリーンの透過率を
上げるために、例えば特開昭５７−６１５３０号公報に
示されるように、フレネルレンズのレンズ面に反射防止
機構を有する微細な凹凸を形成する方法が提案されてい
る。

【０００３】この提案された方法によれば、微細凹凸の
集光作用によって、レンズ面での反射光が少なくなりレ
ンズの透過率が向上し明るい画面が得られる。

【０００４】しかし、フレネルレンズにはレンズ面を形
成しない非レンズ部があり、該非レンズ部からの入光に
よる散乱光が、スクリーンの鮮明度に影響を与えてい
た。前記発明においては上記散乱光については考慮され
ておらず、光学性能上若干の問題点が残されていた。

【０００５】

【発明の目的】本発明の目的は、フレネルレンズの非レ
ンズ部からの不要光線を防止したフレネルレンズを製造
する方法を提供することにある。更に本発明は、この製
造方法によって得られたフレネルレンズを用いた投射型
テレビを提供することを目的とする。

【０００６】

【発明の概要】上記目的を達成するために、本発明は、
上型と下型に分離可能な製造用金型におけるレンズ形状
が不連続化したフレネルレンズの非レンズ形状部とレン
ズ形状部で形成される立ち上がり突起部を上型と下型の
プレス方向軸に対しオーバハング状に構成するとともに
該突起部先端に凹凸を構成した金型を用い、予め材料の
ガラス転移温度領域に加熱したシート状材料を前記した
上型と下型の間に介在させ、加熱した前記金型に圧力を
加えプレスして、得られたフレネルレンズの非レンズ部
に凹凸溝を形成するようにしたことを特徴としている。

【０００７】

【発明の実施例】以下、本発明の実施例を図１〜図５を
用いて説明する。

【０００８】図２は、本発明の投射型テレビの概要を示
す断面図である。ケース内に、受像管２と、レンズ３
と、ミラー４、５と、スクリーン６が内蔵されている。
以上の構成においてレンズ３の中心から出た光Ｌ₁は、
ミラー４、５を経てスクリーン６に到達する。一方レン
ズ３の外周より出た光Ｌ₂も同様にスクリーン６に到達
する。このような種々の角度を持つ光Ｌで、スクリーン
６上に画像を写し出すことになる。

【０００９】今、代表的な投射型テレビのスクリーン構
成を用いて、入射光の状態を更に詳細に説明する。図３
は、一般的に広く用いられている透過型スクリーンの概
要構成を示す斜視図である。透過型スクリーン６は、レ
ンチキュラレンズ７と、フレネルレンズ８で構成され
る。図２に示したスクリーン６への入射光Ｌは、フレネ
ルレンズ８によって一定の方向を持つ光Ｌｏに屈折し、
レンチキュラーレンズ７によって水平光線Ｌａ，Ｌｂに
拡散され水平指向性が与えられる。これによって、見る
人の水平方向位置がどの場所にあっても、一様の明るさ
と鮮明さを有する画像が得られる。

【００１０】図４は、フレネルレンズ８のみを取り上げ
て前記入射光がどのように光線を描くかを表したもので
ある。図４は、フレネルレンズ８の要部断面図である。
フレネルレンズ８はレンズ形状となっているレンズ部８
ａと、非レンズ形状となっている非レンズ部８ｃとから
構成され、この形状は略同心円状に形成されている。フ
レネルレンズ８に入光する光Ｌは、レンズ形状となって
いるレンズ面８ａでは、所定の屈折角を持って略平行光
線Ｌｏとなる。一方、非レンズ形状となっている非レン
ズ部８ｂから入光した光Ｌは、そのまま通過するか、若
干の屈折角をもってＬｃとなってフレネルレンズを通過
する。該非レンズ部８ｂからの屈折光Ｌｃは、規則的に
屈折した光線Ｌｏと異なる光線となり、フレネルレンズ
の目的である平行光線に集束させることができない。こ
の場合、投射型テレビのスクリーンでは、像がぼけたり
画像全体が白っぽくなったりして、鮮明な画像が得られ
ない。そこで、本発明は、該非レンズ部８ｂに、凹凸溝
を形成して入射光を拡散させ、良好な画面を得ることが
できるフレネルレンズを製造する方法を提供するもので
ある。

【００１１】図１を用いて凹凸溝の形成方法すなわち本
発明のフレネルレンズを得るための製造方法について説
明する。図１は、非レンズ部に凹凸溝を有するフレネル
レンズを製造する方法を示す要部断面図である。フレネ
ルレンズの製造に使用する金型は、図示を省略した上型
と下型９からなり、上型と下型９の間にレンズ材料１０
が配置される。図４に示したフレネルレンズ製品に対応
し、金型の表面はレンズ形状部９ａと非レンズ形状部９
ｂとで構成される。非レンズ形状部９ｂは金型のプレス
方向（矢印で示す）と角度θで交わっており、その先端
９ｃはオーバハングしている。この形状は略同心円状に
形成されている。

【００１２】以上の構成からなる金型を用いて、軟化温
度領域に加熱したレンズ材料１０を形成する。該軟化温
度領域は、レンズ材料１０に塑性領域と流動領域の介在
する温度であり、例えばその材料のガラス転移温度付近
が好適である。次に、適宜加熱された金型の下型９と図
示を省略した上型との間にレンズ材料１０を介在した状
態で、前記金型を矢印の方向に加圧付加すれば、レンズ
材料１０は金型９の先端部９ｃに塑性変形と流動変形の
両方を受けながら変形し、最終的に金型のレンズ形状９
ａに密着し、レンズ形状部９ａに接した部分にのみ、レ
ンズ材料の温度と金型温度によって滑らかなレンズ面が
形成される。

【００１３】一方、先端部９ｃによって塑性変形成形さ
れる非レンズ部は、金型のオーバハング効果により、金
型先端部９ｃの形状によって一意的にフレネルレンズ８
の非レンズ部８ｂの形状が決まるため、レンズ材料と金
型は該非レンズ９ｂでは密着せず、空気層が介在する形
となる。

【００１４】金型の先端９ｃに凹凸をもたせることによ
って、成形されたフレネルレンズ８の非レンズ部８ｂの
形状は、金型先端９ｃの凹凸形状に対応した凹凸形状が
図１の矢印方向に連続して形成されるため、凹凸の溝が
形成されることになる。

【００１５】本発明の他の製造方法について説明する。
金型の非レンズ形状部９ｂに凹凸溝を形成し、前記実施
例と同様にレンズ材料１０を加熱して金型９によって図
１の矢印方向に加圧する。この際、前記金型の凹凸溝の
形状をフレネルレンズの非レンズ部に密着転写させる。
すなわち、金型の凹凸溝がレンズ材料に密着転写され
て、フレネルレンズの非レンズ部には凹凸溝が形成され
る。この製造方法に於いては、加圧中にレンズ面と同様
に非レンズ部も金型と密着転写されることによりフレネ
ルレンズの非レンズ部に凹凸溝を形成することができる
ため。金型には図１に示したオーバハングは特に必要と
しない。成形温度領域は、材料の塑性領域だけでなく流
動領域でも良い。

【００１６】以上、本発明の製造方法について説明した
が、前者の実施例では、加圧成形後の離型が問題となる
傾向にある。金型先端部のオーバハングのためにアンダ
ーカットになり易い。図５は、本発明の製造方法に用い
る金型の一例を示す断面図であるが、本金型９はいくつ
かのブロックから構成されており、離型に際してはまず
Ａブロックを矢印の如く後退させ、順次Ｂブロック、Ｃ
ブロック、Ｄブロックと後退させて、金型を製品から離
型する。各ブロックの後退方向は、オーバハング角θと
同一方向であるため、製品に何等離型力を加えることな
く離型することができる。以上説明したように、本発明
は簡単にして極めて容易に凹凸溝を形成することがで
き、その効果は顕著である。

【００１７】

【発明の効果】本発明によれば、金型に施した凹凸形状
に対応した凹凸溝を、フレネルレンズの非レンズ部にレ
ンズ面成形と同時に容易に形成できるため、非レンズ部
に入光する光は拡散され、投射型テレビ用スクリーンに
適用した場合には、ボケや画面の白っぽさ（コントラス
トの低下）が低減された鮮明な画像が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による製造方法を示す要部断面図。

【図２】投射型テレビの概要断面図。

【図３】透過型スクリーンの概要斜視図。

【図４】フレネルレンズの光線屈折を示す要部断面図。

【図５】本発明の製造に用いる金型の断面図。

【符号の説明】

１…ケース ２…受像管 ３…レンズ ４、５…ミラー ６…スクリーン ７…レンチキュラレンズ ８…フレネルレンズ ９…金型 １０…レンズ材料

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 谷津田 則夫 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所家電研究所内 (72)発明者 和田 清 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所家電研究所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】上型と下型に分離可能な金型であって、該
   金型におけるレンズ形状が不連続化したフレネルレンズ
   の非レンズ形状部とレンズ形状部で構成される立ち上が
   り突起部を上型と下型のプレス方向軸に対しオーバハン
   グ状に形成し、かつ前記突起部先端に凹凸を構成した成
   形金型を用い、予め材料のガラス転移温度領域に加熱し
   たシート状材料を前記した上型と下型の間に介在させ、
   加熱した前記金型に圧力を加えプレスして、得られたフ
   レネルレンズの非レンズ部に凹凸溝を形成することを特
   徴とするフレネルレンズの製造方法。
2. 【請求項２】予め凹凸溝を設けた非レンズ部を有するフ
   レネルレンズ成形金型を用いて、フレネルレンズの非レ
   ンズ部に、凹凸溝を形成することを特徴とするフレネル
   レンズの製造方法。
3. 【請求項３】非フレネルレンズ部に凹凸溝を設けたフレ
   ネルレンズとレンチキュラレンズとを組み合わせて構成
   したスクリーンを備えたことを特徴とする投射型テレ
   ビ。