KR20020060764A - Fresnel Lens, Screen, Image Display Device, Lens Mold Manufacturing Method, and Lens Manufacturing Method - Google Patents

Fresnel Lens, Screen, Image Display Device, Lens Mold Manufacturing Method, and Lens Manufacturing Method Download PDF

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다니구찌 이찌로오, 기타오카 다카시
미쓰비시덴키 가부시키가이샤
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Abstract

입사각(a)의 입사광선(li1)을 2회의 굴절에 의해 출사각(f)의 출사광선(l01)으로서 출사시키는 굴절형 프리즘부(3A)와, 입사각(a)의 입사광선(li2)을 굴절, 전반사 및 굴절에 의해 출사광선(l01)과 평행한 출사광선(lo2)으로서 출사시키는 전반사형 프리즘부(4A)를 함께 가지는 하이브리드형 프리즘부를 가지는 피치를 구비한다.The refracting prism portion 3A which emits the incident light li1 of the incident angle a as the output light l01 of the exit angle f by two refractions, and the incident light li2 of the incident angle a And a pitch having a hybrid prism portion having a total reflection type prism portion 4A which is emitted as an output ray lo2 parallel to the emission light l01 by refraction, total reflection and refraction.

Description

프레넬 렌즈, 스크린, 화상표시장치, 렌즈 성형틀 제조방법 및 렌즈 제조방법{Fresnel Lens, Screen, Image Display Device, Lens Mold Manufacturing Method, and Lens Manufacturing Method}Fresnel lens, screen, image display device, lens molding frame manufacturing method and lens manufacturing method {Fresnel Lens, Screen, Image Display Device, Lens Mold Manufacturing Method, and Lens Manufacturing Method}

배면 투영형의 프로젝션 TV로 대표되는 화상표시장치에는, 화상 광원으로부터 발한 화상광이 투영되는 스크린이 설치된다. 일반적으로, 이 화상표시장치의 스크린은, 화상광을 산란시켜서 화상을 형성하는 광 확산판으로서의 렌티큘러와, 화상광원으로부터의 화상광을 굴절시켜서 렌티큘러로 거의 평행하게 출사되는 프레넬 렌즈를 조합시켜서 구성된다.An image display apparatus represented by a rear projection type projection TV is provided with a screen on which image light emitted from an image light source is projected. Generally, the screen of this image display apparatus is comprised by combining the lenticular as a light-diffusion plate which scatters an image light, and forms an image, and the Fresnel lens which refracts the image light from an image light source, and is emitted in substantially parallel to a lenticular. do.

도1은 종래의 프레넬 렌즈의 개관을 도시하는 도이다.1 is a view showing an overview of a conventional Fresnel lens.

도1에 있어서, 101은 경사에서 본 프레넬 렌즈, 102는 프레넬 렌즈(101)의 단면형상, 103는 프레넬 렌즈(101)의 광축, 104는 프레넬 렌즈(101)의 피치마다 성형된 프리즘부이다.In Fig. 1, 101 is a Fresnel lens viewed from an inclination, 102 is a cross-sectional shape of the Fresnel lens 101, 103 is an optical axis of the Fresnel lens 101, 104 is formed for each pitch of the Fresnel lens 101 Prism part.

프레넬 렌즈(101)는, 광축(103)을 중심으로 해서 회전성형된 금형(렌즈 성형틀)에 합성 수지를 부어 넣고, 합성 수지가 경화된 후에 금형(렌즈 성형틀)을 떼어내면 완성된다. 완성된 프레넬 렌즈(101)의 일면에는, 광축(103)을 중심으로 해서 동심원상의 고리띠가 복수개 성형되어 있다. 단면형상(102)을 보면 알 수 있는 바와 같이, 이 동심원상의 고리띠는 복수의 프리즘부(104)이다.The Fresnel lens 101 is completed by pouring a synthetic resin into a mold (lens mold) that has been rotationally molded about the optical axis 103 and removing the mold (lens mold) after the synthetic resin is cured. On one surface of the completed Fresnel lens 101, a plurality of concentric annular bands are formed around the optical axis 103. As can be seen from the cross-sectional shape 102, the concentric annular bands are a plurality of prism portions 104.

즉, 프레넬 렌즈(101)에서는, 단면형상(102)의 톱니형의 프리즘부(104)가 피치 주기로 각각 성형되어 있다. 실제의 프레넬 렌즈(101)의 1피치 폭은 0.1mm정도이며, 프레넬 렌즈(101)를 통해 투영되는 화상의 최소화소와 비교해도 미소한 크기이다.That is, in the Fresnel lens 101, the sawtooth prism part 104 of the cross-sectional shape 102 is shape | molded by pitch period, respectively. One pitch width of the actual Fresnel lens 101 is about 0.1 mm, and it is a minute size compared with the minimum size of the image projected through the Fresnel lens 101.

프레넬 렌즈(101)는 전체로 1매의 볼록 렌즈로서 작용하고, 프리즘부(104)를 얇게 구성할 수 있기 때문에, 프레넬 렌즈(101)의 입출사광의 입사점과 출사점의 거리를 거의 필요로 하지 않고, 광선의 방향을 변화시킬 수 있다.Since the Fresnel lens 101 acts as a single convex lens as a whole, and the prism portion 104 can be made thin, the distance between the incidence point and the exit point of the incoming and outgoing light of the Fresnel lens 101 is almost It is not necessary to change the direction of the light beam.

그런데, 화상표시장치에서는, 스크린의 프레넬 렌즈(101)에 대해서 될 수 있는 한 비스듬히 화상광을 투영하는 것이 자주 행하여진다. 이것은 화상표시장치의 안 깊이를 짧게 하기 위해서이며, 이것에 의해 화상표시장치를 박형화 할 수 있다.By the way, in the image display apparatus, it is often performed to project the image light as obliquely as possible to the Fresnel lens 101 of the screen. This is to shorten the depth of the image display apparatus, whereby the image display apparatus can be thinned.

도2는 종래의 프레넬 렌즈를 스크린에 적용한 화상표시장치의 구성을 도시하는 도이다. 화살표는 광선을 나타내고 있다.Fig. 2 is a diagram showing the configuration of an image display device in which a conventional Fresnel lens is applied to a screen. Arrows indicate rays.

도2에 있어서 111은 빛을 발하는 발광체(조명광원수단), 112는 발광체(111)를 초점에 구비하는 포물면 거울(조명광원수단), 113은 포물면 거울(112)이 반사한 빛을 집광하는 집광렌즈(집광광학수단), 114는 액정 등의 라이트 밸브(광변조수단)이다. 라이트 밸브(114)는, 집광렌즈(113)가 집광한 빛을 표시내용에 따라서 공간적으로 강도 변조한다.In FIG. 2, 111 is a light emitter (illumination means) that emits light, 112 is a parabolic mirror (illumination light source means) having the light emitter 111 in focus, and 113 is a condensing light which focuses the light reflected by the parabolic mirror 112 A lens (condensing optical means) and 114 are light valves (light modulating means) such as liquid crystal. The light valve 114 spatially modulates the light condensed by the condenser lens 113 in accordance with the display contents.

115는 라이트 밸브(114)가 강도 변조한 빛을 결상 시키는 투영광학렌즈(투영광학수단), 116은 투영광학렌즈(115)가 결상한 빛을 배면에서 수광하여 화상을 표시하는 배면 투영형의 스크린이다. 스크린(116)은, 넓어진 광선을 거의 평행광으로 한 뒤에 결상시켜서 화상을 표시하고, 넓은 범위로 빛을 확산시켜서 시야범위를 넓히는 작용을 한다.115 is a projection optical lens (projection optical means) for imaging the light modulated light modulated light, 116 is a rear projection screen for receiving the image formed by the projection optical lens 115 from the back to display an image to be. The screen 116 forms an image after forming the broadened light beam into substantially parallel light, displays an image, and spreads the light in a wide range to widen the field of view.

스크린(116)에 있어서, 117이 상술한 프레넬 렌즈이며, 118은 렌티큘러이다.In the screen 116, 117 is the Fresnel lens described above, and 118 is a lenticular.

프레넬 렌즈(117)는, 투영광학렌즈(115)로부터의 빛을 입사면(117A)으로 수광하고, 각 피치마다의 프리즘부(117B)를 통해 소정의 출사각으로 광선을 출사한다. 즉, 프레넬 렌즈(117)는, 투영광학렌즈(115)로 넓어진 빛을 거의 평행화하기 위해 이용하고 있다. 렌티큘러(158)는, 프레넬 렌즈(117)로부터의 출사광을 결상 시킨 뒤에 확산한다.The Fresnel lens 117 receives the light from the projection optical lens 115 to the incident surface 117A, and emits light at a predetermined exit angle through the prism portion 117B for each pitch. In other words, the Fresnel lens 117 is used to substantially parallelize the light widened by the projection optical lens 115. The lenticular 158 diffuses after imaging the light emitted from the Fresnel lens 117.

119는 광축이다. 광축(119)은 포물면 거울(112), 집광렌즈(113), 라이트 밸브(114), 투영광학렌즈(115), 프레넬 렌즈(117) 및 렌티큘러(118)에 의해 공유되어 있고, 프레넬 렌즈(117)의 입사면(117A)과 직교하고 있다.119 is the optical axis. The optical axis 119 is shared by the parabolic mirror 112, the condenser lens 113, the light valve 114, the projection optical lens 115, the Fresnel lens 117 and the lenticular 118, and the Fresnel lens It is orthogonal to the incident surface 117A of 117.

다음에 동작에 대해서 설명한다.Next, the operation will be described.

포물면 거울(112)의 초점에 설치된 발광체(111)는 대부분 점광원으로 간주할 수 있기 때문에, 발광체(111)가 발한 빛은 포물면 거울(112)에 반사되어 대체로 평행광으로서 집광렌즈(113)로 향한다. 집광렌즈(113)가 라이트 밸브(114)로 평행광을 집광하면, 라이트 밸브(114)는 표시내용에 따라서 빛을 공간적으로 강도 변조한다.Since the light emitter 111 provided at the focal point of the parabolic mirror 112 can be regarded mostly as a point light source, the light emitted from the light emitter 111 is reflected by the parabolic mirror 112 to be generally parallel to the condensing lens 113. Headed. When the condenser lens 113 collects parallel light by the light valve 114, the light valve 114 spatially modulates light in accordance with the display contents.

강도 변조된 빛은, 투영광학렌즈(115)에 의해 스크린(116)에 광각으로 배면투영되어 결상된다. 투영광에 포함되는 각 광선과 광축(119)이 이루는 각은 투영각이다. 도2에 도시하는 바와 같이, 프레넬 렌즈(117)의 각 피치에 대한 투영각은 각각 다르지만, 투영광학렌즈(115)나 스크린(116)의 크기로 보면 피치 길이는 미소한 길이이기 때문에, 동일 피치로 입사하는 복수의 광선은 대체로 평행광으로 간주할 수 있다.The intensity modulated light is projected by the projection optical lens 115 to the screen 116 at a wide angle and imaged. The angle formed by each light ray and the optical axis 119 included in the projection light is a projection angle. As shown in Fig. 2, although the projection angles of the pitches of the Fresnel lens 117 are different from each other, the pitch lengths are minute lengths in view of the size of the projection optical lens 115 or the screen 116. A plurality of light rays incident on the pitch can be generally regarded as parallel light.

입사면(117A)의 법선(m11)과 각 입사광선이 이루는 각은 입사각이다. 2개의 평행선(광축(119), 법선(m11))에 교차하는 직선(각 광선)이 만들어 내는 착각의 관계에서 입사각과 투영각은 동일하기 때문에, 광축(119)에 가까운 광선일수록 입사각이 작고, 광축(119)으로부터 멀어진 광선일수록 입사각이 크다. 특히, 스크린(116)의 최단 피치로 향하는 광선은 최대 입사각으로 입사한다.The angle formed by the normal line m11 of the incident surface 117A and each incident light beam is an incident angle. Since the angle of incidence and the angle of projection are the same in the relationship of illusion produced by straight lines (angles of light) intersecting two parallel lines (optical axis 119 and normal line m11), the angle of incidence becomes smaller as the light beam closer to the optical axis 119 The light incident from the optical axis 119 is larger. In particular, light rays directed to the shortest pitch of screen 116 are incident at the maximum angle of incidence.

이 최대 입사각, 즉 투영광학렌즈(115)의 최대 투영각과, 투영광학렌즈(115)로부터 스크린(116)까지의 투영거리에 따라 스크린(116)의 크기가 결정된다. 반대로, 스크린(116)의 크기가 규정되어 있는 경우에는, 최대 투영각을 크게 할수록 투영거리를 짧게 할 수 있다. 따라서, 광축(119) 방향의 거리를 짧게 한 광학계 시스템을 구성할 수 있고, 화상표시장치를 박형화할 수 있다.The size of the screen 116 is determined according to this maximum incident angle, that is, the maximum projection angle of the projection optical lens 115 and the projection distance from the projection optical lens 115 to the screen 116. In contrast, when the size of the screen 116 is defined, the larger the maximum projection angle, the shorter the projection distance. Therefore, an optical system with a shorter distance in the direction of the optical axis 119 can be configured, and the image display device can be made thinner.

프레넬 렌즈(117)는, 입사면(117A)에 의해 각각의 입사각으로 수광한 광선을 각 피치의 프리즘부(117B)를 통해 렌티큘러(118)에 소정 출사각으로 출사한다. 이출사각은 프레넬 렌즈(117)의 광축(119)에 평행한 직선과 출사 광선이 이루는 각이며, 통상은 0°에서 몇 도의 미소각도이다. 즉, 프레넬 렌즈(117)의 출사광선과 광축(119)의 관계는 거의 평행이 된다(도2에서는 출사각 0°). 물론, 프레넬 렌즈(117)의 빛의 투과율(입사광 파워 대 출사광 파워비)은 높은 쪽이 좋고, 투과율이 높을수록 밝은 화상을 표시할 수 있다.The Fresnel lens 117 emits a light beam received at the incident angle by the incident surface 117A at a predetermined exit angle to the lenticular 118 through the prism portion 117B of each pitch. The exit angle is an angle formed by a straight line parallel to the optical axis 119 of the Fresnel lens 117 and the outgoing light beam, and is usually a small angle of several degrees at 0 °. In other words, the relationship between the outgoing light beam of the Fresnel lens 117 and the optical axis 119 becomes substantially parallel (outgoing angle 0 ° in FIG. 2). Of course, the higher the light transmittance (incident light power to the emitted light power ratio) of the Fresnel lens 117, the better. The higher the transmittance, the brighter the image can be displayed.

렌티큘러(118)는 프레넬 렌즈(117)의 각 프리즘부(117B)로부터 빛을 수광하고, 투영광학렌즈(115)에 의해 라이트 밸브(114)상의 표시내용을 결상시킨 뒤에, 이용자의 방향(도2의 스크린(116)의 우측)으로 빛을 확산한다. 화상표시장치의 이용자는 결상점으로부터의 확산광을 화상으로서 시인한다. 렌티큘러(118)에 의해 빛이 확산되어 있기 때문에, 어느 정도의 시야범위에서 필요한 밝기를 가진 화상을 이용자는 시인할 수 있다.The lenticular 118 receives light from each prism portion 117B of the Fresnel lens 117, and forms the display contents on the light valve 114 by the projection optical lens 115, and then the user's direction (Fig. Diffuses light to the right side of screen 116 of FIG. 2. The user of the image display apparatus visually recognizes the diffused light from the imaging point as an image. Since light is diffused by the lenticular 118, the user can visually recognize an image having a required brightness in a certain field of view.

이상과 같이, 투영광학렌즈(115)의 최대 투영각이 클수록, 바꿔 말하면, 프레넬렌즈(117)에의 최대 입사각이 클수록, 투영거리를 짧게 한 박형의 화상표시장치를 이용자에게 제공할 수 있다.As described above, the larger the maximum projection angle of the projection optical lens 115, in other words, the larger the maximum incident angle to the Fresnel lens 117, the thinner the image display apparatus with the shorter projection distance can be provided to the user.

스크린(116)의 크기가 사양 등으로부터 결정되어 있는 경우, 투영광학렌즈(115)나 다른 광학적 구성에 의해 큰 최대 투영각을 실현하더라도, 최대 투영각의 광선을 프레넬 렌즈(117)가 수광할 수 없으면, 투영거리를 짧게 할 수 없다. 결론으로서, 프레넬 렌즈(117)의 설계에서는, 될 수 있는 한 큰 입사각의 입사광을 고투과율로 출사할 수 있도록 하는 것이 포인트의 하나이다.If the size of the screen 116 is determined from the specification or the like, the Fresnel lens 117 may receive the light of the maximum projection angle even if a large maximum projection angle is realized by the projection optical lens 115 or another optical configuration. If it cannot, the projection distance cannot be shortened. In conclusion, in the design of the Fresnel lens 117, one of the points is to make it possible to emit incident light of as large an incident angle as possible with a high transmittance.

다음에 종래의 프레넬 렌즈의 각종 원리에 대해서 기술한다.Next, various principles of the conventional Fresnel lens will be described.

도3A, 도3B는 종래의 프레넬 렌즈의 복수 피치에 있어서의 단면형상을 확대한 도이며, 도3A는 입사각이 작은 경우, 도3B는 입사각이 큰 경우를 도시하고 있다. 화살표는 광선을 나타내고 있다.3A and 3B are enlarged cross-sectional shapes in a plurality of pitches of a conventional Fresnel lens, and FIG. 3A shows a case where the incident angle is small, and FIG. 3B shows a case where the incident angle is large. Arrows indicate rays.

도3A, 도3B에 있어서, 121은 프레넬 렌즈, 121A는 프레넬 렌즈(121)의 피치마다 성형된 굴절형 프리즘부이다.In FIGS. 3A and 3B, 121 is a Fresnel lens, and 121A is a refractive prism portion formed for each pitch of the Fresnel lens 121.

121B는 굴절형 프리즘부(121A)의 입사면이며, 평면형상으로 성형되어 프레넬 렌즈(121)의 도시하지 않은 광축과 직교하고 있다. 121C는 굴절형 프리즘부(121A)의 출사면, 121Z는 입사면(121B) 및 출사면(121C)과 함께 굴절형 프리즘부(121A)를 성형하는 무효면이다. 여기에서는 빛의 입출사에 무효면(121Z)은 관계하지 않는다.121B is an incidence surface of the refractive prism portion 121A, formed into a planar shape, and is orthogonal to the optical axis (not shown) of the Fresnel lens 121. 121C is an exit surface of the refractive prism portion 121A, and 121Z is an ineffective surface for forming the refractive prism portion 121A together with the entrance surface 121B and the exit surface 121C. In this case, the invalid surface 121Z is not related to the light entering and exiting.

또, li는 입사면(121B)에의 입사광선, lr는 입사면(121B)에서의 반사광선, lt는 입사면(121B)에서 굴절되어 굴절형 프리즘부(121A) 내부를 투과하는 투과광선, lo는 출사면(121C)에서 굴절되어 공기중으로 출사되는 출사광선이다. m12, m13은 각각 입사면(121B), 출사면(121C)의 법선이다.In addition, li is incident light on the incident surface 121B, lr is reflected light at the incident surface 121B, lt is transmitted light that is refracted at the incident surface 121B and passes through the inside of the refractive prism portion 121A, lo Is the outgoing ray refracted by the exit surface 121C and emitted into the air. m12 and m13 are normal lines of the entrance face 121B and the exit face 121C, respectively.

다음에 동작에 대해서 설명한다.Next, the operation will be described.

도3A에 있어서, 굴절률 1의 공기중에서 굴절률(n)(n>1)의 프레넬 렌즈(121)로 법선(m12)과 실입사각(a)을 이루어 입사광선(li)이 도달하면, 입사광선(li)은 굴절각(χ)의 투과광선(lt) 및 반사각(a)의 반사광선(lr)으로 입사면(12iB)에서 분리된다. 반사광선(lr)은 프레넬 렌즈(121)의 손실이 된다.In FIG. 3A, when the incident ray li reaches the normal line m12 with the normal line m12 with the Fresnel lens 121 having the refractive index n (n> 1) in the air of the refractive index 1, the incident light li reaches is separated from the incident surface 12iB by the transmitted light lt of the refraction angle χ and the reflected light lr of the reflection angle a. The reflected light lr is a loss of the Fresnel lens 121.

입사면(121B)에서 굴절하여 굴절형 프리즘부(121A)를 투과하는 투과광선(lt)은, 법선(m13)과 각도(ψ)를 이루어 출사면(121C)에 도달한다. 투과광선(lt)의 일부는 반사광선(도시하지 않음)이 되고, 나머지는 출사면(121C)으로부터 출사각(f)의 출사광선(lo)으로서 출사한다.The transmitted light lt refracted by the incident surface 121B and passing through the refractive prism portion 121A reaches the emission surface 121C at an angle ψ with the normal line m13. A part of transmitted light lt becomes a reflected light (not shown), and the remainder exits as exit light lo of the exit angle f from exit surface 121C.

이상과 같이 해서, 프레넬 렌즈(121)는, 입사각(a)의 입사광선(li)을 출사각(f)의 방향으로 절곡하고 있다. 평면형상의 입사면(121B)에 의해 빛을 수광하기 때문에, 높은 수광효율을 실현할 수 있는 점에 프레넬 렌즈(121)의 특장이 있다.As described above, the Fresnel lens 121 is bending the incident light li of the incident angle a in the direction of the exit angle f. Since light is received by the planar entrance face 121B, the Fresnel lens 121 has a feature in that high light receiving efficiency can be realized.

입사각이 작아지면 입사면의 투과율은 증가해서 반사율이 감소하고, 반대로 입사각이 커지면 입사면의 투과율은 감소해서 반사율이 증가하는 것이 광학이론으로 잘 알려져 있다. 따라서, 도3B와 같이 입사각(a)이 커지면, 투과광선(lt)의 비율이 감소하는 동시에 반사광선(lr)의 비율이 증가하고, 프레넬 렌즈(121)의 투과율은 감소해 버린다.It is well known in optical theory that as the incident angle decreases, the transmittance of the incident surface increases to decrease the reflectance. On the contrary, as the incident angle increases, the transmittance of the incident surface decreases to increase the reflectance. Therefore, as shown in FIG. 3B, when the incident angle a becomes large, the ratio of the transmitted light lt decreases and the ratio of the reflected light lr increases, and the transmittance of the Fresnel lens 121 decreases.

즉, 프레넬 렌즈(121)의 투과율에는 입사각 의존성이 있어, 입사각(a)이 커질수록 투과율이 감소해 버린다. 또한, 크기가 규정되어 있는 스크린에 적용할 경우에는, 화상표시장치의 박형화를 최대 입사각의 한계에서 제약해 버리게 된다.That is, the transmittance of the Fresnel lens 121 has an incident angle dependence, and as the incident angle a increases, the transmittance decreases. In addition, when applied to a screen whose size is defined, the thinning of the image display apparatus is restricted at the limit of the maximum incident angle.

굴절형 프리즘부를 구비한 프레넬 렌즈에는, 다음에 도시하는 바와 같이, 도3A, 도3B의 굴절형 프리즘부(121A)의 입사측과 출사측을 교체한 구성도 있다.The Fresnel lens provided with the refractive prism portion also has a configuration in which the incidence side and the exit side of the refractive prism portion 121A in FIGS. 3A and 3B are replaced as shown below.

도4A, 도4B는 종래의 프레넬 렌즈의 복수 피치에 있어서의 단면형상을 확대한 도이며, 도4A는 입사각이 작은 경우, 도4B는 입사각이 큰 경우를 도시하고 있다. 화살표는 광선을 나타내고 있다.4A and 4B are enlarged cross-sectional shapes in a plurality of pitches of a conventional Fresnel lens. FIG. 4A shows a case where the incident angle is small, and FIG. 4B shows a case where the incident angle is large. Arrows indicate rays.

도4A, 도4B에 있어서, 131은 프레넬 렌즈, 131A는 프레넬 렌즈(131)의 피치마다 성형된 굴절형 프리즘부이다.4A and 4B, 131 is a Fresnel lens, and 131A is a refractive prism portion formed for each pitch of the Fresnel lens 131.

131B는 굴절형 프리즘부(131A)의 입사면, 131C는 굴절형 프리즘부(131A)의 출사면, 131Z는 입사면(131B) 및 출사면(131C)과 함께 굴절형 프리즘부(131A)를 성형하는 무효면이다. 출사면(131C)은 평면형상으로 성형되어 프레넬 렌즈(131)의 도시하지 않은 광축과 직교하고 있다. 무효면(131Z)은 빛을 수광하지만 출사면(131C)로부터의 빛의 출사에 관계하지 않는다.131B is the incidence surface of the refractive prism portion 131A, 131C is the emission surface of the refractive prism portion 131A, and 131Z forms the refractive prism portion 131A together with the entrance surface 131B and the emission surface 131C. Is invalid. The exit surface 131C is shaped into a plane shape and is orthogonal to the optical axis (not shown) of the Fresnel lens 131. The invalid surface 131Z receives light but is not related to the emission of light from the emission surface 131C.

또, li는 입사면(131B)에의 입사광선, lr는 입사면(131B)에서의 반사광선, lt는 입사면(131B)에서 굴절되어 굴절형 프리즘부(131A) 내부를 투과하는 투과광선, lo는 출사면(131C)에서 굴절되어 공기중으로 출사되는 출사광선, le는 무효면(131Z)에서 수광되는 무효광선이다. m14, m15는 각각 출사면(131C), 입사면(131B)의 법선이다.In addition, li is incident light on the incident surface 131B, lr is reflected light on the incident surface 131B, lt is transmitted light which is refracted at the incident surface 131B and passes through the inside of the refractive prism portion 131A, lo Is an outgoing ray refracted by the exit surface 131C and emitted into the air, and le is an invalid ray received at the invalid surface 131Z. m14 and m15 are normals of the emission surface 131C and the incident surface 131B, respectively.

다음에 동작에 대해서 설명한다.Next, the operation will be described.

도4A에 있어서, 굴절률 1의 공기중에서 굴절률(n)(n>1)의 프레넬 렌즈(131)에 법선(m14)과 입사각(a)을 이루어 입사광선(li)이 도달하면, 입사광선(li)은 법선(m15)과 실입사각(b)을 이루어 입사면(131B)으로 입사되고, 굴절각(χ)의 투과광선(lt) 및 반사각(b)의 반사광선(lr)으로 분리된다. 반사광선(lr)은 프레넬 렌즈(131)의 손실이 된다.In FIG. 4A, when the incident light li reaches the incidence angle a with the normal line m14 to the Fresnel lens 131 having the refractive index n (n> 1) in the air of the refractive index 1, the incident light ( li is incident to the incidence plane 131B by forming an actual incident angle b with the normal line m15, and is separated into a transmission ray lt having a refractive angle χ and a reflection ray lr having a reflection angle b. The reflected light lr is a loss of the Fresnel lens 131.

입사면(131B)에서 굴절되어 굴절형 프리즘부(131A)를 투과하는 투과광선(lt)은, 법선(m14)과 각도(ψ)를 이루어 출사면(131C)에 도달한다. 투과광선(lt)의 일부는 반사광선(도시하지 않음)이 되고, 나머지는 출사면(131C)으로부터 출사각(f)의 출사광선(lo)으로서 출사한다.The transmitted light lt refracted by the incident surface 131B and passing through the refractive prism portion 131A reaches the emission surface 131C at an angle ψ with the normal m14. A part of transmitted light lt becomes a reflected light (not shown), and the remainder is radiated | emitted as the exit light lo of the exit angle f from the exit surface 131C.

또, 무효면(131Z)에서 수광된 무효광선(le)은, 출사각(f)과 다른 각도로 출사면(131C)으로부터 출사되기 때문에, 프레넬 렌즈(131)의 손실이 된다.In addition, since the invalid light le received at the invalid surface 131Z is emitted from the emission surface 131C at an angle different from the emission angle f, the Fresnel lens 131 is lost.

이상과 같이 해서, 프레넬 렌즈(131)는, 입사각(a)의 입사광선(li)을 출사각(f)의 방향으로 절곡하고 있다. 평면 형상의 출사면(131C)을 구비하고 있기 때문에, 스크린에 적용할 경우, 출사면(131C)에 렌티큘러를 일체 성형할 수 있는 점에 프레넬 렌즈(131)의 특장이 있다.As described above, the Fresnel lens 131 is bending the incident light li at the incident angle a in the direction of the exit angle f. Since the plane-shaped exit surface 131C is provided, the Fresnel lens 131 has a feature in that the lenticular can be integrally formed on the exit surface 131C when applied to the screen.

그러나, 프레넬 렌즈(121)와 같은 이유에 의해, 도4B와 같이, 입사각(a)이 커지면 입사면(131B)에 있어서의 반사광선(lr)의 비율이 증가해 버리고, 동시에, 무효면(131Z)에서 수광되는 무효광선의 영역(도4A, 도4B의 사선부분)이 커져버린다. 결과로서, 손실이 커지고, 프레넬 렌즈(131)의 투과율은 감소해 버리게 된다.However, for the same reason as the Fresnel lens 121, as shown in Fig. 4B, when the incident angle a becomes large, the ratio of the reflected light lr on the incident surface 131B increases, and at the same time the ineffective surface ( The area of the inactive light received at 131Z (the oblique portion in Figs. 4A and 4B) becomes large. As a result, the loss becomes large and the transmittance of the Fresnel lens 131 decreases.

따라서, 프레넬 렌즈(121)와 같이, 프레넬 렌즈(131)의 투과율에는 입사각 의존성이 있어, 입사각이 커질수록 투과율이 감소해 버린다.Therefore, like the Fresnel lens 121, the transmittance of the Fresnel lens 131 has an angle of incidence, and the transmittance decreases as the angle of incidence increases.

이상과 같이, 굴절형 프리즘부를 구비한 프레넬 렌즈는 입사각이 커지면 투과율이 저하해 버린다. 또, 크기가 규정된 스크린에 적용할 경우에는, 화상표시장치의 박형화를 제약하는 요인이 된다.As described above, in the Fresnel lens having the refractive prism portion, the transmittance decreases as the incident angle increases. In addition, when applied to a screen whose size is prescribed, it becomes a factor of limiting the thinning of the image display apparatus.

굴절형 프리즘부를 구비한 프레넬 렌즈의 이상의 단점을 해소하고, 큰 입사각에 대해서 고투과율을 실현한 종래의 프레넬 렌즈에 대해서 다음에 설명한다.A conventional Fresnel lens that solves the above disadvantages of the Fresnel lens having a refractive prism portion and realizes a high transmittance for a large angle of incidence will be described next.

도5A, 도5B는 종래의 프레넬 렌즈의 복수 피치에 있어서의 단면형상을 확대한 도이며, 도5A는 입사각이 큰 경우, 도5B는 입사각이 작은 경우이다. 화살표는 광선을 나타내고 있다.5A and 5B are enlarged cross-sectional shapes in a plurality of pitches of a conventional Fresnel lens. FIG. 5A is a case where the incident angle is large, and FIG. 5B is a case where the incident angle is small. Arrows indicate rays.

도5A, 도5B에 있어서, 141은 프레넬 렌즈, 141A는 프레넬 렌즈(141)의 피치마다 성형된 전반사형 프리즘부이다.5A and 5B, 141 is a Fresnel lens, and 141A is a total reflection prism portion formed for each pitch of the Fresnel lens 141. As shown in FIG.

141B는 전반사형 프리즘부(141A)의 입사면, 141C는 전반사형 프리즘부(141A)의 전반사면, 141D는 입사면(141B) 및 전반사면(145C)과 함께 전반사형 프리즘부(141A)를 성형하는 출사면이다. 출사면(141D)은 평면형상으로 성형되어 프레넬 렌즈(141)의 도시하지 않은 광축과 직교하고 있다. 전반사면(141C)에서는, 고굴절률 매질로부터 저굴절률 매질로 입사하는 빛이 임계각보다 큰 입사각으로 전반사하는 현상을 이용하고 있다.141B is the incident surface of the total reflection type prism portion 141A, 141C is the total reflection surface of the total reflection type prism portion 141A, and 141D forms the total reflection type prism portion 141A together with the incident surface 141B and the total reflection surface 145C. It is an exit surface. The exit surface 141D is shaped into a plane shape and is orthogonal to the optical axis (not shown) of the Fresnel lens 141. In the total reflection surface 141C, a phenomenon in which light incident from the high refractive index medium to the low refractive index medium is totally reflected at an incident angle larger than the critical angle is used.

또, li는 입사면(141B)에의 입사광선, lt1은 입사면(141B)에서 굴절되어 전반사면(141C)으로 투과하는 투과광선, lt2는 전반사면(141C)에서 전반사하여 출사면(141C)으로 투과하는 투과광선, lo는 출사면(141D)에서 굴절되어 공기중으로 출사되는 출사광선, le는 입사면(141B)에서 수광되는 무효광선이다. m16, m17, m18은 각각 출사면(141D), 입사면(141B), 전반사면(141C)의 법선이다.Li is incident light on the incident surface 141B, lt1 is transmitted light refracted by the incident surface 141B and transmitted to the total reflection surface 141C, and lt2 is totally reflected at the total reflection surface 141C to the emission surface 141C. The transmitted light, lo, which is transmitted, is an outgoing light that is refracted by the exit surface 141D and is emitted into the air, and le is an invalid light received by the entrance surface 141B. m16, m17, and m18 are normals of the emission surface 141D, the incident surface 141B, and the total reflection surface 141C, respectively.

다음에 동작에 대해서 설명한다.Next, the operation will be described.

도5A에 있어서, 굴절률 1의 공기중에서 굴절률(n)(n>1)의 프레넬 렌즈(141)에 법선(m16)과 입사각(a)을 이루어 입사광선(li)이 도달하면, 입사광선(li)은 법선(m17)과 실입사각(b)을 이루어 입사면(141B)으로 입사되고, 굴절각(χ)의 투과광선(lt1) 및 반사광선(도시하지 않음)으로 분리된다. 입사면(141B)의 반사광선은프레넬 렌즈(141)의 손실이 된다.In FIG. 5A, when the incident light li reaches the incidence angle a with the normal line m16 to the Fresnel lens 141 having the refractive index n (n> 1) in the air of the refractive index 1, the incident light ( The li is made into the normal incident angle b with the normal line m17 and is incident on the incident surface 141B, and is separated into the transmitted light lt1 and the reflected light (not shown) having the refractive angle χ. The reflected light of the incident surface 141B becomes a loss of the Fresnel lens 141.

입사면(141B)에서 굴절되어 전반사형 프리즘부(141A)를 투과하는 투과광선(lt1)은, 법선(m18)이 이루는 각이 임계각보다 큰 각도로 전반사면(141C)에 도달하고, 전반사면(141C)에서 전반사해서 투과광선(lt2)이 된다. 전반사 현상을 이용해서 광로를 절곡하고 있기 때문에 전반사면(141C)으로부터 출사되는 광선은 존재하지 않고, 전반사면(141C)에 있어서의 손실은 거의 없다.The transmitted light lt1 refracted by the incident surface 141B and passing through the total reflection type prism portion 141A reaches the total reflection surface 141C at an angle at which the angle formed by the normal line m18 is larger than the critical angle, and the total reflection surface ( It totally reflects at 141C and becomes the transmitted light lt2. Since the optical path is bent using the total reflection phenomenon, there is no light emitted from the total reflection surface 141C, and there is almost no loss in the total reflection surface 141C.

전반사면(141C)에서 전반사된 투과광선(lt2)은 법선(m16)과 각도(ψ)(도5A에서는 0°)를 이루어 출사면(141D)으로 도달한다. 투과광선(lt2)의 일부는 반사광선(도시하지 않음)이 되고, 나머지는 출사면(141D)으로부터 출사각(f)(도5A에서는 0°)의 출사광선(lo)으로서 출사한다.The transmitted light lt2 totally reflected at the total reflection surface 141C reaches the exit surface 141D at an angle ψ (0 ° in FIG. 5A) with the normal line m16. A part of the transmitted light lt2 becomes a reflected light (not shown), and the remainder is emitted as an outgoing light lo of the exit angle f (0 ° in FIG. 5A) from the exit surface 141D.

굴절형 프리즘부(121A, 131A)를 각각 구비한 프레넬 렌즈(121, 131)는 굴절현상에 의해 광로를 절곡하기 때문에, 광로를 크게 절곡하기 위해서는 큰 실입사각(a, b)으로 입사광선(li)을 수광할 필요가 있다. 이 때문에, 입사면(121B, 131B)에 있어서의 반사광선(lr)의 비율이 증가하고, 투과율 감소의 요인이 되고 있다.Since the Fresnel lenses 121 and 131 each having the refractive prism portions 121A and 131A bend the optical path due to the refraction phenomenon, in order to bend the optical path largely, the incident light (a and b) has a large incident angle (a, b). li) needs to be received. For this reason, the ratio of the reflected light lr in the incidence surfaces 121B and 131B increases, which causes a decrease in transmittance.

이에 대해서, 전반사형 프리즘부(141A)를 구비한 프레넬 렌즈(141)는, 광로의 절곡을 전반사현상에 의해 행하고 있기 때문에 굴절현상에 의한 광로 절곡의 정도를 적게 할 수 있다. 따라서, 입사면(141B)에 대해서 작은 실입사각(b)으로 입사광선(li)을 입사할 수 있고, 반사율의 증가를 억제해서 고투과율을 달성하고 있다.On the other hand, the Fresnel lens 141 provided with the total reflection type prism portion 141A reduces the degree of optical path bending due to refraction since the optical path bending is performed by total reflection. Therefore, incident light li can be made incident on the incident surface 141B at a small actual incident angle b, and the increase in reflectance is suppressed to achieve high transmittance.

이상과 같이, 전반사형 프리즘부(141A)를 구비한 프레넬 렌즈(141)는, 프레넬 렌즈(121, 131)와는 달리, 큰 입사각에 대해서 고투과율을 실현할 수 있는 점에 특장이 있다.As described above, the Fresnel lens 141 provided with the total reflection type prism portion 141A has a feature in that a high transmittance can be realized for a large incident angle, unlike the Fresnel lenses 121 and 131.

그렇지만, 프레넬 렌즈(141)는, 도5B와 같이 입사각(a)이 작아지면, 입사면(141B)에서 수광된 입사광선(li)이 감소해서 전반사면(141C)에서 전반사되는 투과광선(lt2)의 비율이 감소하고, 무효광선(le)(도5B의 사선부분)이 발생한다.However, in the Fresnel lens 141, when the incident angle a becomes smaller as shown in Fig. 5B, the incident light li received at the incident surface 141B decreases and the transmitted light lt2 is totally reflected at the total reflection surface 141C. ) Ratio decreases, and an inactive ray le (the hatched portion in Fig. 5B) is generated.

무효광선(le)은 전반사형 프리즘부(141A) 내부를 투과하더라도 전반사면(141C)에서 전반사되지 않는 광선이기 때문에, 프레넬 렌즈(141)의 손실이 된다. 즉, 프레넬 렌즈(141)의 투과율에도 입사각 의존성이 있어, 큰 입사각(a)에 대응하는 것은 가능하지만, 작은 입사각(a)의 경우에 투과율이 감소해 버린다.The ineffective light le is a light beam that does not totally reflect on the total reflection surface 141C even though it passes through the inside of the total reflection type prism portion 141A, resulting in a loss of the Fresnel lens 141. That is, the transmittance of the Fresnel lens 141 also depends on the angle of incidence, and although it is possible to correspond to the large incident angle a, the transmittance decreases in the case of the small incident angle a.

종래의 프레넬 렌즈는 이상과 같이 구성되어 있기 때문에, 투과율의 입사각 의존성이 크다고 하는 과제가 있었다.Since the Fresnel lens of the related art is configured as described above, there is a problem that the incident angle dependence of the transmittance is large.

즉, 최대 투영각 이상으로 비스듬히 투영된 화상광의 일부에 대해서는, 종래의 프레넬 렌즈에서는 원하는 방향으로 편향시킬 수 없고, 투과율이 낮았다.That is, part of the image light projected obliquely above the maximum projection angle could not be deflected in the desired direction in the conventional Fresnel lens, and the transmittance was low.

여기에서, 종래의 프레넬 렌즈에 대해서 또 한번 간단히 설명한다.Here, the conventional Fresnel lens will be briefly described again.

도6은 종래의 프레넬 렌즈로 화상광이 비스듬히 투영된 경우를 도시하는 도이며, 종래의 프레넬 렌즈의 부분 단면도를 나타내고 있다.Fig. 6 is a diagram showing a case where image light is projected obliquely with a conventional Fresnel lens, and shows a partial sectional view of a conventional Fresnel lens.

도6에 있어서, 100은 굴절형 프리즘부를 각 피치에 구비한 종래의 프레넬 렌즈, 100a는 프레넬 렌즈(l00)의 입광측에 있는 입사면, 100b는 프레넬 렌즈(100)의 입광측에 있는 무효면, 100c는 프레넬 렌즈(100)의 출광측에 있는 출사면, R1in은입사면(100a)으로 입사되는 광속, R2in은 무효면(100b)으로 입사되는 광속이다.In Fig. 6, 100 is a conventional Fresnel lens having a refractive prism portion at each pitch, 100a is an incident surface on the light incident side of Fresnel lens 100, and 100b is a light incident side of Fresnel lens 100. If the invalid surface, 100c is the output surface on the light exit side of the Fresnel lens 100, R1in is the light beam incident on the incident surface 100a, R2in is the light beam incident on the invalid surface 100b.

도6의 프레넬 렌즈(100)는, 입사면(100a)으로 입사되는 경사에서의 광속(R1in)을 편향하고, 출사면(100c)으로부터 광속(R1out)으로서 출사되는 미소한굴절형 프리즘부를 단위 프리즘부로서 구비하고 있다.The Fresnel lens 100 of FIG. 6 unites the minute refractive index prism portion which deflects the light beam R1in at the inclination incident on the incident surface 100a and is emitted as the light beam R1out from the exit surface 100c. It is provided as a prism part.

그러나, 입사면(100a)이외의 무효면(100b)으로 입사되는 광속(R2in)은, 원하는 방향으로 출사되지 않고서 미광이 되어버려, 이 광속(R2in)을 유효하게 이용할 수 없고, 투과율이 낮았다.However, the light beam R2in incident on the ineffective plane 100b other than the incident surface 100a became stray light without being emitted in a desired direction, so that the light beam R2in could not be effectively used, and the transmittance was low.

전반사를 이용해서 빛을 편향시키는 전반사형 프리즘부를 구비한 프레넬 렌즈는, 이러한 과제를 해결하는 수단으로서 제안된 것이다.A Fresnel lens having a total reflection type prism portion for deflecting light by using total reflection is proposed as a means for solving such a problem.

예를 들면 일본국 특허 공개 소61-52601호 공보에는, 굴절형 프리즘부와 전반사형 프리즘부를 교대로 배치한 프레넬 렌즈가 제안되어 있다. 또, 일본국 특허 공개 소62-19837호 공보에는, 1개의 단위 프리즘부 안에 굴절을 이용하는 부분과 전반사를 이용하는 부분을 설치한 프레넬 렌즈가 제안되어 있다.For example, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 61-52601 proposes a Fresnel lens having alternately arranged a refractive prism portion and a total reflection prism portion. Also, Japanese Patent Laid-Open No. 62-19837 proposes a Fresnel lens in which a portion using refraction and a portion using total reflection are provided in one unit prism portion.

그렇지만, 일본국 특허 공개 소65-52601호 공보에 기재되어 있는 프레넬 렌즈에서는, 굴절형 프리즘부가 유효하게 기능하지 않는 영역에도 굴절형 프리즘부가 존재하고, 또 반대로 전반사형 프리즘부가 유효하게 기능하지 않는 영역에도 전반사형 프리즘부가 존재하고 있다. 따라서, 원하는 방향으로 출광되지 않는 빛이 여전히 많다고 하는 과제가 있다.However, in the Fresnel lens disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 65-52601, the refractive prism portion also exists in the region where the refractive prism portion does not function effectively, and conversely, the total reflection prism portion does not function effectively. The total reflection prism part also exists in the area | region. Therefore, there is a problem that there is still a lot of light that is not emitted in a desired direction.

한편, 일본국 특허 공개 소62-19837호 공보에 기재되어 있는 프레넬 렌즈는 그 단면형상이 다각형 형상이며, 프레넬 렌즈를 성형하기 위한 렌즈 성형틀을 제조할 때에 특수한 형상의 바이트 등이 필요하게 되어버려, 렌즈 성형틀의 제조가 곤란해져 버린다. 나아가서는 프레넬 렌즈 자체의 제조도 용이하게 행할 수 없게 된다.On the other hand, the Fresnel lens disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 62-19837 has a polygonal cross-sectional shape, and requires a specially shaped bite or the like when manufacturing a lens mold for molding Fresnel lenses. It becomes difficult, and manufacture of a lens shaping | molding die becomes difficult. Furthermore, manufacturing of the Fresnel lens itself cannot be performed easily.

또, 종래의 프레넬 렌즈는, 배면 투영형의 스크린에 적용했을 경우에, 스크린 화상의 밝기에 얼룩이 생겨버린다고 하는 과제가 있다.In addition, the conventional Fresnel lens has a problem that when applied to a screen of the rear projection type, unevenness occurs in the brightness of the screen image.

즉, 굴절형 프리즘부를 구비한 프레넬 렌즈를 스크린에 적용하면, 큰 투영각에 대응할 수 없기 때문에, 스크린의 주연부의 밝기가 저하해 버리고, 또 화상표시장치의 박형화를 제약해 버린다.In other words, when a Fresnel lens having a refractive prism portion is applied to the screen, it cannot cope with a large projection angle, so that the brightness of the peripheral portion of the screen is lowered and the thickness of the image display device is restricted.

또, 전반사형 프리즘부를 구비한 프레넬 렌즈를 스크린에 적용하면, 작은 투영각에 대응할 수 없기 때문에, 스크린 화상의 광축 근방의 밝기가 저하해 버린다.In addition, when a Fresnel lens having a total reflection type prism portion is applied to the screen, it is impossible to cope with a small projection angle, so that the brightness near the optical axis of the screen image is reduced.

본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것이며, 투과율의 입사각 의존성을 경감시킨 프레넬 렌즈를 구성하는 것을 목적으로 한다.This invention is made | formed in order to solve the above subjects, and an object of this invention is to comprise the Fresnel lens which reduced the incident angle dependence of the transmittance | permeability.

또 본 발명은, 화상 밝기의 얼룩을 억제하고, 작은 투영각으로부터 큰 투영각까지 대응할 수 있는 스크린과, 이 스크린을 적용한 화상표시장치를 구성하는 것을 목적으로 한다.Moreover, an object of this invention is to comprise the screen which can suppress unevenness of image brightness, and can respond from a small projection angle to a large projection angle, and the image display apparatus which applied this screen.

또한 본 발명은, 상기의 프레넬 렌즈의 렌즈 성형틀을 제조하기 위한 렌즈 성형틀 제조방법과, 이 렌즈 성형틀 제조방법을 이용한 렌즈 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Moreover, an object of this invention is to provide the lens shaping | molding die manufacturing method for manufacturing the lens shaping | molding die of said Fresnel lens, and the lens manufacturing method using this lens shaping | molding die manufacturing method.

본 발명은, 빛의 입출사점간 거리를 거의 필요로 하지 않고, 볼록 렌즈와 동등한 작용을 하는 프레넬 렌즈에 관한 것이다. 또 본 발명은, 프레넬 렌즈를 적용한 배면 투영형의 스크린과, 이 스크린을 적용한 화상표시장치에 관한 것이고, 또한 렌즈 성형틀 제조방법 및 렌즈 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a Fresnel lens which has almost the same effect as a convex lens, requiring little distance between the entrance and exit points of light. The present invention also relates to a rear projection screen to which a Fresnel lens is applied, an image display device to which the screen is applied, and a method for manufacturing a lens molding frame and a method for manufacturing a lens.

도1은 종래의 프레넬 렌즈의 개관을 도시하는 도이다.1 is a view showing an overview of a conventional Fresnel lens.

도2는 종래의 프레넬 렌즈를 스크린에 적용한 화상표시장치의 구성을 도시하는 도이다.Fig. 2 is a diagram showing the configuration of an image display device in which a conventional Fresnel lens is applied to a screen.

도3A 및 도3B는 종래의 프레넬 렌즈의 복수 피치에 있어서의 단면형상을 확대한 도이다.3A and 3B are enlarged cross-sectional views of a plurality of pitches of a conventional Fresnel lens.

도4A 및 도4B는 종래의 프레넬 렌즈의 복수 피치에 있어서의 단면형상을 확대한 도이다.4A and 4B are enlarged cross-sectional views of a plurality of pitches of a conventional Fresnel lens.

도5A 및 도5B는 종래의 프레넬 렌즈의 복수 피치에 있어서의 단면형상을 확대한 도이다.5A and 5B are enlarged cross-sectional shapes of a plurality of pitches of a conventional Fresnel lens.

도6은 종래의 프레넬 렌즈로 화상광이 비스듬히 투영된 경우를 도시하는 도이다.Fig. 6 is a diagram showing a case where image light is projected obliquely with a conventional Fresnel lens.

도7은 본 발명의 실시 형태 1에 따른 프레넬 렌즈의 1피치에 있어서의 단면형상을 확대한 도이다.Fig. 7 is an enlarged view of the cross-sectional shape in one pitch of the Fresnel lens according to the first embodiment of the present invention.

도8은 굴절형 프리즘부, 전반사형 프리즘부 및 하이브리드형 프리즘부의 입사각에 대한 투과율의 변화 모양을 도시하는 도이다.Fig. 8 is a diagram showing the variation of the transmittance with respect to the incident angle of the refractive prism portion, the total reflection prism portion, and the hybrid prism portion.

도9는 실시 형태 1에서 나타낸 프레넬 렌즈의 무효광선을 설명하기 위한 도이다.FIG. 9 is a diagram for explaining the inactive light of the Fresnel lens shown in Embodiment 1. FIG.

도10은 본 발명의 실시 형태 2에 따른 프레넬 렌즈의 1피치에 있어서의 단면형상을 확대한 도이다.Fig. 10 is an enlarged view of the cross-sectional shape in one pitch of the Fresnel lens according to the second embodiment of the present invention.

도11은 실시 형태 1에서 나타낸 하이브리드형 프리즘부의 투과율과, 종래의 기술에서 나타낸 굴절형 프리즘부의 투과율을 비교하는 도이다.Fig. 11 is a diagram comparing the transmittance of the hybrid prism portion shown in the first embodiment with that of the refractive prism portion shown in the prior art.

도12는 본 발명의 실시 형태 3에 따른 프레넬 렌즈의 복수 피치에 있어서의 단면형상을 확대한 도이다.Fig. 12 is an enlarged view of a cross-sectional shape in a plurality of pitches of a Fresnel lens according to Embodiment 3 of the present invention.

도13은 본 발명의 실시 형태 3에 따른 프레넬 렌즈의 복수피치에 있어서의 단면형상을 확대한 도이다.Fig. 13 is an enlarged view of the cross-sectional shape in the plural pitches of the Fresnel lens according to the third embodiment of the present invention.

도14는 본 발명의 실시 형태 3에 따른 프레넬 렌즈의 복수 피치에 있어서의 단면형상을 확대한 도이다.Fig. 14 is an enlarged view of a cross-sectional shape in a plurality of pitches of a Fresnel lens according to Embodiment 3 of the present invention.

도15는 선단인각(β)을 각각 45°, 40°, 35°로 했을 경우의 하이브리드형 프리즘부의 투과율을 도시하는 도이다.Fig. 15 is a diagram showing the transmittances of the hybrid prism portion when the tip angle? Is 45 degrees, 40 degrees, and 35 degrees, respectively.

도16은 출사각(f)을 각각 0°, 3°, 5°로 했을 경우의 하이브리드형 프리즘부의 투과율을 도시하는 도이다.Fig. 16 is a diagram showing the transmittance of the hybrid prism portion when the emission angle f is set to 0 °, 3 ° and 5 °, respectively.

도17은 프레넬 렌즈를 스크린에 적용한 화상표시장치의 구성을 도시하는 도이다.Fig. 17 is a diagram showing the configuration of an image display device in which a Fresnel lens is applied to a screen.

도18은 출사 광선의 출사각을 최적화하는 수법을 설명하기 위한 도이다.18 is a diagram for explaining a method of optimizing the emission angle of the emission light beam.

도19는 출사 광선의 출사각을 최적화하는 수법을 설명하기 위한 도이다.19 is a diagram for explaining a method of optimizing the emission angle of the emission light beam.

도20은 본 발명의 실시 형태 5에 따른 배면 투영형의 화상표시장치의 전체구성을 도시하는 도이다.20 is a diagram showing the overall configuration of a rear projection type image display device according to a fifth embodiment of the present invention.

도21은 도20의 화상표시장치를 측면에서 본 경우의 도이다.21 is a view of the image display device of FIG. 20 seen from the side.

도22는 프레넬 렌즈(51)의 단면형상을 도시한 도이다.22 is a diagram showing the cross-sectional shape of the Fresnel lens 51. FIG.

도23A 내지 도23C는 전반사형 프리즘부(U1)와 굴절형 프리즘부(U2)를 설명하기 위한 도이다.23A to 23C are diagrams for explaining the total reflection prism portion U1 and the refractive prism portion U2.

도24A 내지 도24C는 프레넬 렌즈(51)를 제조할 때에 이용하는 렌즈 성형틀의 특징을 각각 설명하기 위한 도이다.24A to 24C are views for explaining the characteristics of the lens shaping mold used when manufacturing the Fresnel lens 51, respectively.

도25A 내지 도25C는 프레넬 렌즈(51)를 제조할 때에 이용하는 렌즈 성형틀의 특징을 각각 설명하기 위한 도이다.25A to 25C are views for explaining the characteristics of the lens shaping mold used when manufacturing the Fresnel lens 51, respectively.

도26은 본 발명의 실시 형태 5에 따른 렌즈 성형틀 제조방법을 도시하는 플로우 챠트이다.Fig. 26 is a flow chart showing a lens forming frame manufacturing method according to the fifth embodiment of the present invention.

도27A 내지 도27D는 바이트(B)에 의한 렌즈 성형틀(C)의 절삭의 진행상황을 도시하는 도이다.27A to 27D are diagrams showing the progress of cutting of the lens forming mold C by the bite B. FIG.

도28A 내지 도28D는 바이트(B)에 의한 렌즈 성형틀(C)의 절삭의 진행상황을 도시하는 도이다.28A to 28D are diagrams showing the progress of cutting the lens shaping mold C by the bite B. FIG.

도29는 프레넬 렌즈(51)에 있어서의 프레넬 중심으로부터의 반경과 전반사형 프리즘부(U1) 및 굴절형 프리즘부(U2)가 차지하는 비율을 도시하는 도이다.FIG. 29 shows the ratio from the center of the Fresnel in the Fresnel lens 51 to the ratio of the total reflection type prism portion U1 and the refractive type prism portion U2.

도30은 종래 기술에 따른 프레넬 렌즈(110)의 구성을 도시하는 도이다.30 is a diagram showing the configuration of a Fresnel lens 110 according to the prior art.

도31은 도30의 프레넬 렌즈(110)에 있어서의 전반사형 프리즘부의 렌즈 비율을 선도(L5)로 도시한 도이다.FIG. 31 is a diagram showing the lens ratio of the total reflection prism portion in the Fresnel lens 110 in FIG. 30 by a line L5.

도32는 본 실시 형태 5의 프레넬 렌즈(51) 및 종래 기술에 따른 프레넬렌즈(110)의 투과율을 각각 도시하는 도이다.32 is a diagram showing the transmittances of the Fresnel lens 51 of the fifth embodiment and the Fresnel lens 110 according to the prior art, respectively.

도33A 내지 도33F는 렌즈 성형틀의 제조공정에서 발생하는 변형을 설명하기 위한 도이다.33A to 33F are views for explaining the deformation occurring in the manufacturing process of the lens mold.

도34는 본 발명의 실시 형태 6에 따른 렌즈 성형틀 제조방법을 도시하는 플로우 챠트이다.Fig. 34 is a flow chart showing a lens forming mold manufacturing method according to Embodiment 6 of the present invention.

도35A 내지 도35F는 도34의 렌즈 성형틀 제조방법에 따라서 절삭되어 가는 렌즈 성형틀의 상태를 도시하는 도이다.35A to 35F are views showing the state of the lens shaping mold to be cut according to the lens shaping mold manufacturing method of FIG.

도36은 더미 프리즘부를 구비하고 있지 않은 프레넬 렌즈의 구성 및 동작을 설명하기 위한 도이다.Fig. 36 is a view for explaining the construction and operation of a Fresnel lens without a dummy prism portion.

도37은 더미 프리즘부를 구비한 프레넬 렌즈의 구성 및 동작을 설명하기 위한 도이다.37 is a diagram for explaining the configuration and operation of a Fresnel lens including a dummy prism portion.

도38A 및 도38B는 도36의 (a)의 프레넬 렌즈와 도37의 (a)의 프레넬 렌즈의 차이를 설명하기 위한 도이다.38A and 38B are diagrams for explaining the difference between the Fresnel lens of Fig. 36A and the Fresnel lens of Fig. 37A.

도39는 본 발명의 실시 형태 7에 따른 프레넬 렌즈의 단면형상을 도시하는 도이다.FIG. 39 shows a cross-sectional shape of a Fresnel lens according to the seventh embodiment of the present invention. FIG.

도40은 본 발명의 실시 형태 7에 따른 프레넬 렌즈의 단면형상을 도시하는 도이다.40 is a diagram showing a cross-sectional shape of a Fresnel lens according to the seventh embodiment of the present invention.

도41A 및 도41B는 미광 흡수판에 있어서의 광 투과층과 광 흡수층의 적층구조의 예를 도시하는 도이다.41A and 41B are diagrams showing an example of a laminated structure of a light transmitting layer and a light absorbing layer in a stray light absorbing plate.

도42는 본 발명의 실시 형태 7에 따른 프레넬 렌즈의 단면형상을 도시하는도이다.Fig. 42 is a diagram showing a cross-sectional shape of a Fresnel lens according to the seventh embodiment of the present invention.

본 발명에 따른 프레넬 렌즈는, 소정 입사각의 제1입사광선을 제1굴절현상및 제2굴절현상에 의해 소정 출사각의 제1출사광선으로서 출사시키는 굴절형 프리즘부와, 소정 입사각의 제2입사광선을 제3굴절현상, 전반사현상 및 제4굴절현상에 의해 제1출사광선과 평행한 제2출사광선으로서 출사시키는 전반사형 프리즘부를 함께 가지는 하이브리드형 프리즘부를 가지는 피치를 구비하도록 한 것이다.A Fresnel lens according to the present invention includes a refractive prism portion for emitting first incident light having a predetermined angle of incidence as a first output ray having a predetermined emission angle by a first refractive phenomenon and a second refractive phenomenon, and a second of a predetermined incident angle. A pitch having a hybrid prism portion having a total reflection type prism portion which emits incident light as a second output light parallel to the first output light by the third refractive phenomenon, the total reflection phenomenon and the fourth refractive phenomenon is provided.

이것에 의해, 입사각 의존성을 경감시킨 고투과율의 프레넬 렌즈를 구성할 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.Thereby, the effect of being able to comprise the high transmittance Fresnel lens which reduced the incident angle dependence can be acquired.

본 발명에 따른 프레넬 렌즈는, 적어도 2개 이상의 복수 피치에 하이브리드형 프리즘부를 가지고, 하이브리드형 프리즘부에 대한 굴절형 프리즘부의 비율이 각 피치마다 다르도록 한 것이다.The Fresnel lens according to the present invention has a hybrid prism portion in at least two or more pitches, and the ratio of the refractive prism portion to the hybrid prism portion is different for each pitch.

이것에 의해, 투과율을 개선할 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.Thereby, the effect that a transmittance | permeability can be improved can be acquired.

본 발명에 따른 프레넬 렌즈는, 소정의 입사각으로 입사되는 제1입사광선을 제1굴절현상에 의해 제1투과광선으로 하는 제1입사면과, 제1투과광선을 제2굴절현상에 의해 소정 출사각의 제1출사광선으로 하는 평면형상의 출사면과, 제1입사면 및 인접 피치와 접하는 무효면으로 이루어지는 단면형상을 가지는 굴절형 프리즘부와, 소정의 입사각으로 입사되는 제2입사광선을 제3굴절현상에 의해 제2투과광선으로 하는 제2입사면과, 제2투과광선을 전반사현상에 의해 제1투과광선과 평행한 제3투과광선으로 하는 전반사면과, 굴절형 프리즘부의 출사면으로 이루어지는 단면형상을 가지고, 제3투과광선을 출사면에서의 제4굴절현상에 의해 소정 출사각의 제2출사광선으로 하는 전반사형 프리즘부로 구성되고, 제3투과광선이 되지 않는 일부의 제2입사광선을 제1입사광선으로서 수광하도록 전반사형 프리즘부에 굴절형 프리즘부를 일체화한 하이브리드형 프리즘부를 가지는 피치를 구비하도록 한 것이다.The Fresnel lens according to the present invention includes a first incidence plane in which a first incident light incident at a predetermined angle of incidence is a first transmission light by a first refractive phenomenon, and a first incidence light is predetermined by a second refractive phenomenon. A refractive prism portion having a cross-sectional shape consisting of a planar exit face made of the first exit beam of the exit angle, an inclined plane in contact with the first entrance plane and the adjacent pitch, and a second incident ray incident at a predetermined incident angle; A second incidence plane serving as the second transmission ray by the three refraction phenomenon, a total reflection plane in which the second transmission ray is the third transmission ray parallel to the first transmission ray by the total reflection phenomenon, and an exit plane of the refractive prism portion. A part of the second incident light that has a cross-sectional shape and is composed of a total reflection prism portion having the third transmitted light as a second exit light having a predetermined exit angle by the fourth refractive phenomenon at the exit surface, and which does not become the third transmitted light; To 1 will be provided with a pitch having a hybrid type prism integrated with the refraction type prism portion to the total reflection type prism portion to the light receiving section as the incident beam.

이것에 의해, 입사각 의존성을 경감시킨 고투과율의 프레넬 렌즈를 구성할 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.Thereby, the effect of being able to comprise the high transmittance Fresnel lens which reduced the incident angle dependence can be acquired.

본 발명에 따른 프레넬 렌즈는, 인접 피치에 구비된 하이브리드형 프리즘부의 무효면으로 입사되는 무효광선의 방향에서 봐서, 무효면을 차단하는 단면형상으로 제2입사면을 성형하고, 제2입사면의 단면형상을 보상하는 제2입사면 보상형상으로 전반사면을 성형하도록 한 것이다.The Fresnel lens according to the present invention forms a second incident surface in a cross-sectional shape for blocking the invalid surface in the direction of the invalid light incident on the invalid surface of the hybrid prism portion provided in the adjacent pitch, and the second incident surface. The total reflection surface is formed into a second incidence plane compensation shape that compensates for the cross-sectional shape of.

이것에 의해, 무효영역을 감소시켜서 프레넬 렌즈의 수광효율을 증가시킬 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.As a result, the effect that the light receiving efficiency of the Fresnel lens can be increased by reducing the invalid region can be obtained.

본 발명에 따른 프레넬 렌즈는, 하이브리드형 프리즘부의 투과율과 굴절형 프리즘부의 투과율을 동일하게 하는 특성 변화각을 기초로 정해지는 소입사각 영역의 각 피치에는, 굴절형 프리즘부를 각각 구비하도록 한 것이다.In the Fresnel lens according to the present invention, the refractive prism portion is provided at each pitch of the small square area determined based on the characteristic change angle that makes the transmittance of the hybrid prism portion equal to the transmittance of the refractive prism portion.

이것에 의해, 소입사각 영역에 있어서의 투과율 특성을 개선할 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.Thereby, the effect that the transmittance | permeability characteristic in a quenching square area | region can be improved can be acquired.

본 발명에 따른 프레넬 렌즈는, 하이브리드형 프리즘부의 투과율과 굴절형 프리즘부의 투과율을 동일하게 하는 특성 변화각을 기초로 정해지는 소입사각 영역의 각 피치에는, 굴절형 프리즘부를 각각 구비하도록 한 것이다.In the Fresnel lens according to the present invention, the refractive prism portion is provided at each pitch of the small square area determined based on the characteristic change angle that makes the transmittance of the hybrid prism portion equal to the transmittance of the refractive prism portion.

이것에 의해, 소입사각 영역에 있어서의 투과율 특성을 개선할 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.Thereby, the effect that the transmittance | permeability characteristic in a quenching square area | region can be improved can be acquired.

본 발명에 따른 프레넬 렌즈는, 특성 변화각 근방의 특성 변화영역의 각 피치에 있어서, 입사각의 감소에 따라, 하이브리드형 프리즘부에 대한 굴절형 프리즘부의 혼재비율이 증가하도록 한 것이다.The Fresnel lens according to the present invention is such that the mixing ratio of the refractive prism portion to the hybrid prism portion increases as the incident angle decreases at each pitch in the characteristic change region near the characteristic change angle.

이것에 의해, 소입사각 영역에 있어서의 투과율 특성을 개선하고, 특성 변화각 근방에 있어서의 투과율 변화를 원활하게 할 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.Thereby, the effect that the transmittance | permeability characteristic in a quenching angle area | region can be improved and the transmittance | permeability change in the vicinity of a characteristic change angle can be acquired smoothly.

본 발명에 따른 프레넬 렌즈는, 특성 변화각 근방의 특성 변화영역의 각 피치에 있어서, 입사각의 감소에 따라, 하이브리드형 프리즘부에 대한 굴절형 프리즘부의 혼재비율을 증가하도록 한 것이다.The Fresnel lens according to the present invention is such that the mixing ratio of the refractive prism portion to the hybrid prism portion is increased as the incident angle decreases at each pitch in the characteristic change region near the characteristic change angle.

이것에 의해, 소입사각 영역에 있어서의 투과율 특성을 개선하고, 특성 변화각 근방에 있어서의 투과율 변화를 원활하게 할 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.Thereby, the effect that the transmittance | permeability characteristic in a quenching angle area | region can be improved and the transmittance | permeability change in the vicinity of a characteristic change angle can be acquired smoothly.

본 발명에 따른 프레넬 렌즈는, 특성 변화각 근방의 특성 변화영역의 각 피치에 있어서, 입사각의 감소에 따라, 제2입사면의 면적이 미감하고, 제1입사면의 면적이 미증하는 매개 프리즘부를 구비하도록 한 것이다.In the Fresnel lens according to the present invention, in each pitch of the characteristic change region near the characteristic change angle, the area of the second incidence surface is insignificant and the area of the first incidence surface is insignificant as the incident angle decreases. It is to provide a part.

이것에 의해, 소입사각 영역에 있어서의 투과율 특성을 개선하고, 특성 변화각에 있어서의 투과율 변화를 원활하게 할 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.Thereby, the effect that the transmittance | permeability characteristic in a quenching angle area | region is improved and the transmittance | permeability change in a characteristic change angle can be made smooth can be acquired.

본 발명에 따른 프레넬 렌즈는, 특성 변화각 근방의 특성 변화영역의 각 피치에 있어서, 입사각의 감소에 따라, 제2입사면의 면적이 미감하고, 제1입사면의 면적이 미증하는 매개 프리즘부를 구비하도록 한 것이다.In the Fresnel lens according to the present invention, in each pitch of the characteristic change region near the characteristic change angle, the area of the second incidence surface is insignificant and the area of the first incidence surface is insignificant as the incident angle decreases. It is to provide a part.

이것에 의해, 소입사각 영역에 있어서의 투과율 특성을 개선하고, 특성 변화각에 있어서의 투과율 변화를 원활하게 할 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.Thereby, the effect that the transmittance | permeability characteristic in a quenching angle area | region is improved and the transmittance | permeability change in a characteristic change angle can be made smooth can be acquired.

본 발명에 따른 프레넬 렌즈는, 제2입사면과 출사면이 이루는 각을 둔각으로 하지 않는 범위에서, 제2입사면과 전반사면이 이루는 선단인각을 최예각도로 하도록 한 것이다.The Fresnel lens according to the present invention is such that the tip angle formed by the second incidence surface and the total reflection surface is at the sharpest angle in a range in which the angle between the second incidence surface and the exit surface is not obtuse.

이것에 의해, 투과율을 더욱 개선할 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.Thereby, the effect that a transmittance | permeability can be improved further can be acquired.

본 발명에 따른 프레넬 렌즈는, 최예각도의 선단인각에 대한 투과율과, 최예각도 이외의 선단인각에 대한 투과율이 동일해지는 입사각보다 작은 입사각 영역에서는, 선단인각을 최예각도보다 크게 하도록 한 것이다.In the Fresnel lens according to the present invention, in the incidence angle area smaller than the incidence angle at which the transmittance for the tip angle of the sharpest angle and the transmittance for the tip angle other than the sharp angle is equal, the tip angle is made larger than the sharp angle. It is.

이것에 의해, 전입사각에 대해서 고투과율을 실현할 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.Thereby, the effect that high transmittance | permeability can be implement | achieved with respect to an incidence angle is obtained.

본 발명에 따른 프레넬 렌즈는, 하이브리드형 프리즘부의 투과율이 감소하는 입사각의 각 피치에서는, 소정 출사각을 0°보다 크게 하도록 한 것이다.The Fresnel lens according to the present invention is such that the predetermined exit angle is made larger than 0 ° at each pitch of the incident angle at which the transmittance of the hybrid prism portion decreases.

이것에 의해, 투과율을 더욱 개선할 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.Thereby, the effect that a transmittance | permeability can be improved further can be acquired.

본 발명에 따른 프레넬 렌즈는, 직사각형 형상으로 잘라내어진 프레넬 렌즈의 4변 중에서 광축에 가장 가까운 1변과만 교차하는 경계 고리띠의 렌즈 외주측에서는 출사각을 평행하게 설정하고, 경계 고리띠의 광축측에서는 평행하게 설정된 출사각보다도 출사각을 크게 설정하도록 한 것이다.In the Fresnel lens according to the present invention, in the lens outer peripheral side of the boundary ring band that intersects only one side closest to the optical axis among the four sides of the Fresnel lens cut out in a rectangular shape, the emission angle is set in parallel, and On the optical axis side, the exit angle is set larger than the exit angle set in parallel.

이것에 의해, 멀티 구성한 화상표시장치의 스크린에 적용했을 때에는, 스크린내에서의 휘도 균일성을 개선할 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.Thereby, when it is applied to the screen of the image display apparatus which comprised multiple structures, the effect that brightness uniformity in a screen can be improved can be acquired.

본 발명에 따른 프레넬 렌즈는, 빛을 흡수하는 박막의 광 흡수층을 굴절형프리즘부가 무효면에 구비하도록 한 것이다.The Fresnel lens according to the present invention is such that the refractive prism portion is provided on the ineffective surface of the thin film for absorbing light.

이것에 의해, 무효면에서 수광하여 프레넬 렌즈 내부에서 미광이 되는 무효광선을 흡수할 수 있게 되고, 스크린 상에 발생하는 고스트를 경감시킬 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.This makes it possible to absorb ineffective light that is received on the ineffective surface and becomes stray light inside the Fresnel lens, and the effect of reducing ghosts generated on the screen can be obtained.

본 발명에 따른 프레넬 렌즈는, 빛을 투과하는 복수의 광 투과층과, 광 투과층간을 프레넬 렌즈의 광축과 거의 평행하게 적층되고, 빛을 흡수하는 복수의 광 흡수층으로 구성된 미광 흡수판을 출사면에 구비하도록 한 것이다.The Fresnel lens according to the present invention comprises a stray light absorbing plate composed of a plurality of light transmitting layers for transmitting light, and a plurality of light absorbing layers which are stacked between the light transmitting layers substantially in parallel with the optical axis of the Fresnel lens. It is provided on the exit surface.

이것에 의해, 프레넬 렌즈 내부에서 발생한 미광을 흡수할 수 있게 되고, 스크린 상에 발생하는 고스트를 경감시킬 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.This makes it possible to absorb stray light generated inside the Fresnel lens and to reduce the ghost generated on the screen.

본 발명에 따른 프레넬 렌즈는, 프레넬 렌즈의 출사면에 미광 흡수판이 일체 성형되도록 한 것이다.In the Fresnel lens according to the present invention, the stray light absorbing plate is integrally formed on the exit surface of the Fresnel lens.

이것에 의해, 적은 부품 가지수로 고스트를 경감시킬 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.Thereby, the effect that a ghost can be reduced with a small number of parts can be acquired.

본 발명에 따른 프레넬 렌즈는, 프레넬 렌즈의 광축을 중심으로 해서 동심원상으로 광 투과층 및 광 흡수층이 적층되도록 한 것이다.The Fresnel lens according to the present invention is such that the light transmitting layer and the light absorbing layer are laminated concentrically about the optical axis of the Fresnel lens.

이것에 의해, 고스트의 경감효율을 최량으로 할 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.Thereby, the effect that the reduction efficiency of ghost can be made the best can be acquired.

본 발명에 따른 프레넬 렌즈는, 광 투과층 및 광 흡수층이 한 방향에 대해서 거의 평행하게 적층되도록 한 것이다.The Fresnel lens according to the present invention is such that the light transmitting layer and the light absorbing layer are laminated substantially parallel to one direction.

이것에 의해, 미광 흡수판의 제조가 용이해져, 제조 비용을 삭감할 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.Thereby, manufacture of a stray light absorption board becomes easy, and the effect that a manufacturing cost can be reduced can be acquired.

본 발명에 따른 프레넬 렌즈는, 빛을 흡수하는 광 흡수판을 출사면에 구비하도록 한 것이다.The Fresnel lens according to the present invention has a light absorbing plate for absorbing light on the emission surface.

이것에 의해, 간단한 구성으로 미광을 흡수할 수 있게 되고, 스크린 상에 발생하는 고스트를 경감시킬 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.As a result, the stray light can be absorbed with a simple configuration, and the effect of reducing the ghost generated on the screen can be obtained.

본 발명에 따른 프레넬 렌즈는, 하이브리드형 프리즘부가 피치 마진을 그 피치 사이에 각각 가지고 형성되도록 한 것이다.The Fresnel lens according to the present invention is such that the hybrid prism portion is formed with a pitch margin between the pitches, respectively.

이것에 의해, 전반사면을 설계대로의 형상으로 할 수 있고, 프레넬 렌즈의 광학성능을 보증할 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.Thereby, the effect that the total reflection surface can be made into the shape as designed and the optical performance of a Fresnel lens can be ensured.

본 발명에 따른 프레넬 렌즈는, 수광에 관여하지 않는 높이를 광축방향으로 가지는 더미 프리즘부를 적어도 일부의 피치군에 연속해서 구비하도록 한 것이다.The Fresnel lens which concerns on this invention is provided so that the dummy prism part which has a height which does not participate in light reception in an optical axis direction may be continuously provided in at least one pitch group.

이것에 의해, 프리즘부 형상의 변화에 의해 생기는 제조오차의 급격한 삭감·발생을 억제하고, 투과율 등의 광학성능의 급격한 변화를 완화시킬 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.Thereby, the effect that the abrupt reduction | decrease and generation | occurrence | production of the manufacturing error resulting from the change of the shape of a prism part can be suppressed, and the sudden change of optical performance, such as transmittance | permeability, can be alleviated.

본 발명에 따른 스크린은, 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 기재된 프레넬 렌즈와, 프레넬 렌즈로부터 표시내용이 부가된 출사광을 수광하고, 출사광을 결상해서 확산시키는 결상확산수단을 구비하도록 한 것이다.The screen according to the present invention comprises an image diffusing means for receiving the Fresnel lens according to any one of claims 1 to 22 and the outgoing light to which the display content is added from the Fresnel lens, and for forming the outgoing light to diffuse. It is to be provided.

이것에 의해, 화상 밝기의 얼룩을 억제하고, 작은 투영각으로부터 큰 투영각까지 대응할 수 있는 스크린을 구성할 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.Thereby, the effect that the unevenness of image brightness can be suppressed and the screen which can respond from a small projection angle to a large projection angle can be comprised can be acquired.

본 발명에 따른 스크린은, 프레넬 렌즈의 출사면에 결상확산수단을 일체 성형하도록 한 것이다.The screen according to the present invention is such that the image forming means is integrally formed on the exit surface of the Fresnel lens.

이것에 의해, 부품 가지수를 줄인 스크린을 구성할 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.Thereby, the effect that the screen which reduced the number of parts can be comprised can be acquired.

본 발명에 따른 화상표시장치는, 제23항 또는 제24항 기재의 스크린과, 대체로 평행한 빛을 출사하는 조명광원수단과, 조명광원수단으로부터의 빛을 집광하는 집광광학수단과, 집광광학수단이 집광한 빛을 표시내용에 따라서 공간적으로 강도 변조하는 광변조수단과, 광변조수단으로 변조된 빛을 스크린으로 투영하는 투영광학수단을 구비하도록 한 것이다.An image display apparatus according to the present invention includes a screen according to claim 23 or 24, illumination light source means for emitting substantially parallel light, condensing optical means for condensing light from the illumination light source means, and condensing optical means Light modulation means for spatially intensity modulating the collected light according to the display content, and projection optical means for projecting the light modulated by the light modulation means on the screen.

이것에 의해, 화상의 밝기를 향상시킨 화상표시장치를 구성할 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.Thereby, the effect that an image display apparatus which improved the brightness of an image can be comprised can be acquired.

본 발명에 따른 프레넬 렌즈는, 전반사면에서 전반사되지 않는 빛이 입사하는 제2입사면의 일부에 부단위 프리즘부를 전반사형 프리즘부가 구비하는 동시에, 입사한 빛을 굴절시켜서 원하는 방향으로 편향시키는 제1입사면을 구비한 굴절형 프리즘부를 부단위 프리즘부로 하도록 한 것이다.The Fresnel lens according to the present invention comprises a subsidiary prism portion on a part of the second incident surface where light that is not totally reflected on the total reflection surface is provided with a total reflection type prism portion, and at the same time refracts incident light to deflect in a desired direction. The refracting prism portion having one incident surface is used as a subunit prism portion.

이것에 의해, 전반사형 프리즘부가 유효하게 기능하지 않는 빛에 대해서, 부단위 프리즘부가 기능하게 되고, 프레넬 렌즈의 투과율을 향상시킬 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.Thereby, the subunit prism part functions with respect to the light in which the total reflection type prism part does not function effectively, and the effect that the transmittance | permeability of a Fresnel lens can be improved can be acquired.

본 발명에 따른 프레넬 렌즈는, 부단위 프리즘부의 제1입사면을 연장한 면은, 전반사형 프리즘부의 범위내에 있어서, 전반사면보다도 출광측에 있도록 한 것이다.In the Fresnel lens according to the present invention, the surface on which the first incident surface of the subunit prism portion extends is within the total reflection type prism portion, and is located on the light exit side rather than the total reflection surface.

이것에 의해, 용이하게 제조하는 것이 가능한 프레넬 렌즈를 구성할 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.Thereby, the effect that the Fresnel lens which can be manufactured easily can be comprised.

본 발명에 따른 프레넬 렌즈는, 제2입사면에 차지하는 부단위 프리즘부의 비율이 변화되도록 한 것이다.In the Fresnel lens according to the present invention, the ratio of the subunit prism portion occupying the second incident surface is changed.

이것에 의해, 광속의 입사각도에 따라서 최적의 단위 프리즘부의 형상을 형성할 수 있고, 투과율이 높은 프레넬 렌즈를 구성할 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.Thereby, the effect that an optimal unit prism part shape can be formed according to the incident angle of a light beam, and the effect that a Fresnel lens with high transmittance | permeability can be comprised can be acquired.

본 발명에 따른 프레넬 렌즈는, 제2입사면에 차지하는 부단위 프리즘부의 비율이 변화되도록 한 것이다.In the Fresnel lens according to the present invention, the ratio of the subunit prism portion occupying the second incident surface is changed.

이것에 의해, 광속의 입사각도에 따라서 최적의 단위 프리즘부의 형상을 형성할 수 있고, 투과율이 높은 프레넬 렌즈를 구성할 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.Thereby, the effect that an optimal unit prism part shape can be formed according to the incident angle of a light beam, and the effect that a Fresnel lens with high transmittance | permeability can be comprised can be acquired.

본 발명에 따른 프레넬 렌즈는, 프레넬 주연측에 인접한 무효면으로 입사되는 빛을 수광하는 부단위 프리즘부를 제1입사면에 굴절형 프리즘부가 구비하고, 빛을 수광하는 제2입사면과, 제2입사면에서 수광한 빛을 전반사해서 원하는 방향으로 편향시키는 전반사면을 구비한 전반사형 프리즘부를 부단위 프리즘부로 하도록 한 것이다.The Fresnel lens according to the present invention includes a sub-prism portion for receiving light incident on an ineffective surface adjacent to the fresnel peripheral side, the second incidence surface having a refractive prism portion on the first incidence surface, and receiving light; The total reflection type prism portion having a total reflection surface that totally reflects the light received from the second entrance surface and deflects in a desired direction is used as a subunit prism portion.

이것에 의해, 굴절형 프리즘부가 유효하게 기능하지 않는 빛에 대해서, 부단위 프리즘부가 기능하게 되고, 프레넬 렌즈의 투과율을 향상시킬 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.Thereby, the subunit prism part functions with respect to the light in which the refractive prism part does not function effectively, and the effect that the transmittance of a Fresnel lens can be improved can be acquired.

본 발명에 따른 프레넬 렌즈는, 부단위 프리즘부의 제2입사면을 연장한 면은, 굴절형 프리즘부의 범위내에 있어서, 무효면보다도 출광측에 있도록 한 것이다.In the Fresnel lens according to the present invention, the surface on which the second incident surface of the subunit prism portion extends is within the range of the refractive prism portion, and is located on the light exit side rather than the ineffective surface.

이것에 의해, 용이하게 제조하는 것이 가능한 프레넬 렌즈를 구성할 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.Thereby, the effect that the Fresnel lens which can be manufactured easily can be comprised.

본 발명에 따른 프레넬 렌즈는, 제1입사면에 차지하는 부단위 프리즘부의 비율이 변화되도록 한 것이다.In the Fresnel lens according to the present invention, the ratio of the subunit prism portion occupying the first incident surface is changed.

이것에 의해, 광속의 입사각도에 따라서 최적의 단위 프리즘부의 형상을 형성할 수 있고, 투과율이 높은 프레넬 렌즈를 구성할 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.Thereby, the effect that an optimal unit prism part shape can be formed according to the incident angle of a light beam, and the effect that a Fresnel lens with high transmittance | permeability can be comprised can be acquired.

본 발명에 따른 프레넬 렌즈는, 제1입사면에 차지하는 부단위 프리즘부의 비율이 변화되도록 한 것이다.In the Fresnel lens according to the present invention, the ratio of the subunit prism portion occupying the first incident surface is changed.

이것에 의해, 광속의 입사각도에 따라서 최적의 단위 프리즘부의 형상을 형성할 수 있고, 투과율이 높은 프레넬 렌즈를 구성할 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.Thereby, the effect that an optimal unit prism part shape can be formed according to the incident angle of a light beam, and the effect that a Fresnel lens with high transmittance | permeability can be comprised can be acquired.

본 발명에 따른 프레넬 렌즈는, 제26항 기재의 프레넬 렌즈와 동일형태의 제1의 범위와, 제30항 기재의 프레넬 렌즈와 동일형태의 제2의 범위를 구비하도록 한 것이다.The Fresnel lens according to the present invention has a first range of the same form as the Fresnel lens of claim 26 and a second range of the same form as the Fresnel lens of claim 30.

이것에 의해, 광속의 입사각도에 따라서 최적의 단위 프리즘부의 형상을 제1의 범위 또는 제2의 범위에서 선택해서 형성할 수 있고, 투과율이 높은 프레넬 렌즈를 구성할 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.This makes it possible to select and form the optimum unit prism portion in the first range or the second range in accordance with the incident angle of the light beam, thereby providing an effect that a Fresnel lens having a high transmittance can be formed. have.

본 발명에 따른 프레넬 렌즈는, 제26항 기재의 프레넬 렌즈와 동일형태의 제1의 범위와, 제31항 기재의 프레넬 렌즈와 동일형태의 제2의 범위를 구비하도록 한 것이다.The Fresnel lens according to the present invention has a first range of the same form as the Fresnel lens of claim 26 and a second range of the same form as the Fresnel lens of claim 31.

이것에 의해, 광속의 입사각도에 따라서 최적의 단위 프리즘부의 형상을 제1의 범위 또는 제2의 범위에서 선택해서 형성할 수 있고, 투과율이 높은 프레넬 렌즈를 구성할 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.This makes it possible to select and form the optimum unit prism portion in the first range or the second range in accordance with the incident angle of the light beam, thereby providing an effect that a Fresnel lens having a high transmittance can be formed. have.

본 발명에 따른 프레넬 렌즈는, 제26항 기재의 프레넬 렌즈와 동일형태의 제1의 범위와, 제32항 기재의 프레넬 렌즈와 동일형태의 제2의 범위를 구비하도록 한 것이다.The Fresnel lens according to the present invention has a first range of the same form as the Fresnel lens of claim 26 and a second range of the same form as the Fresnel lens of claim 32.

이것에 의해, 광속의 입사각도에 따라서 최적의 단위 프리즘부의 형상을 제1의 범위 또는 제2의 범위에서 선택해서 형성할 수 있고, 투과율이 높은 프레넬 렌즈를 구성할 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.This makes it possible to select and form the optimum unit prism portion in the first range or the second range in accordance with the incident angle of the light beam, thereby providing an effect that a Fresnel lens having a high transmittance can be formed. have.

본 발명에 따른 프레넬 렌즈는, 제26항 기재의 프레넬 렌즈와 동일형태의 제1의 범위와, 제33항 기재의 프레넬 렌즈와 동일형태의 제2의 범위를 구비하도록 한 것이다.The Fresnel lens according to the present invention has the first range of the same form as the Fresnel lens of claim 26 and the second range of the same form as the Fresnel lens of claim 33.

이것에 의해, 광속의 입사각도에 따라서 최적의 프리즘부의 형상을 제1의 범위 또는 제2의 범위에서 선택해서 형성할 수 있고, 투과율이 높은 프레넬 렌즈를 구성할 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.As a result, the optimum prism portion can be selected and formed in the first range or the second range according to the incident angle of the light beam, and the effect that a Fresnel lens with high transmittance can be obtained can be obtained. .

본 발명에 따른 프레넬 렌즈는, 제27항 기재의 프레넬 렌즈와 동일형태의제1의 범위와, 제30항 기재의 프레넬 렌즈와 동일형태의 제2의 범위를 구비하도록 한 것이다.The Fresnel lens according to the present invention has a first range of the same form as the Fresnel lens of claim 27 and a second range of the same form as the Fresnel lens of claim 30.

이것에 의해, 광속의 입사각도에 따라서 최적의 단위 프리즘부의 형상을 제1의 범위 또는 제2의 범위에서 선택해서 형성할 수 있고, 투과율이 높은 프레넬 렌즈를 구성할 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.This makes it possible to select and form the optimum unit prism portion in the first range or the second range in accordance with the incident angle of the light beam, thereby providing an effect that a Fresnel lens having a high transmittance can be formed. have.

본 발명에 따른 프레넬 렌즈는, 제27항 기재의 프레넬 렌즈와 동일형태의 제1의 범위와, 제31항 기재의 프레넬 렌즈와 동일형태의 제2의 범위를 구비하도록 한 것이다.The Fresnel lens according to the present invention has a first range of the same form as the Fresnel lens of claim 27 and a second range of the same form as the Fresnel lens of claim 31.

이것에 의해, 광속의 입사각도에 따라서 최적의 단위 프리즘부의 형상을 제1의 범위 또는 제2의 범위에서 선택해서 형성할 수 있고, 투과율이 높은 프레넬 렌즈를 구성할 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.This makes it possible to select and form the optimum unit prism portion in the first range or the second range in accordance with the incident angle of the light beam, thereby providing an effect that a Fresnel lens having a high transmittance can be formed. have.

본 발명에 따른 프레넬 렌즈는, 제27항 기재의 프레넬 렌즈와 동일형태의 제1의 범위와, 제32항 기재의 프레넬 렌즈와 동일형태의 제2의 범위를 구비하도록 한 것이다.The Fresnel lens according to the present invention has the first range of the same form as the Fresnel lens of claim 27 and the second range of the same form as the Fresnel lens of claim 32.

이것에 의해, 광속의 입사각도에 따라서 최적의 단위 프리즘부의 형상을 제1의 범위 또는 제2의 범위에서 선택해서 형성할 수 있고, 투과율이 높은 프레넬 렌즈를 구성할 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.This makes it possible to select and form the optimum unit prism portion in the first range or the second range in accordance with the incident angle of the light beam, thereby providing an effect that a Fresnel lens having a high transmittance can be formed. have.

본 발명에 따른 프레넬 렌즈는, 제27항 기재의 프레넬 렌즈와 동일형태의 제1의 범위와, 제33항 기재의 프레넬 렌즈와 동일형태의 제2의 범위를 구비하도록 한 것이다.The Fresnel lens according to the present invention has a first range of the same form as the Fresnel lens of claim 27 and a second range of the same form as the Fresnel lens of claim 33.

이것에 의해, 광속의 입사각도에 따라서 최적의 단위 프리즘부의 형상을 제1의 범위 또는 제2의 범위에서 선택해서 형성할 수 있고, 투과율이 높은 프레넬 렌즈를 구성할 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.This makes it possible to select and form the optimum unit prism portion in the first range or the second range in accordance with the incident angle of the light beam, thereby providing an effect that a Fresnel lens having a high transmittance can be formed. have.

본 발명에 따른 프레넬 렌즈는, 제28항 기재의 프레넬 렌즈와 동일형태의 제1의 범위와, 제30항 기재의 프레넬 렌즈와 동일형태의 제2의 범위를 구비하도록 한 것이다.The Fresnel lens according to the present invention has the first range of the same form as the Fresnel lens of claim 28 and the second range of the same form as the Fresnel lens of claim 30.

이것에 의해, 광속의 입사각도에 따라서 최적의 단위 프리즘부의 형상을 제1의 범위 또는 제2의 범위에서 선택해서 형성할 수 있고, 투과율이 높은 프레넬 렌즈를 구성할 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.This makes it possible to select and form the optimum unit prism portion in the first range or the second range in accordance with the incident angle of the light beam, thereby providing an effect that a Fresnel lens having a high transmittance can be formed. have.

본 발명에 따른 프레넬 렌즈는, 제28항 기재의 프레넬 렌즈와 동일형태의 제1의 범위와, 제31항 기재의 프레넬 렌즈와 동일형태의 제2의 범위를 구비하도록 한 것이다.The Fresnel lens according to the present invention has a first range of the same form as the Fresnel lens of claim 28 and a second range of the same form as the Fresnel lens of claim 31.

이것에 의해, 광속의 입사각도에 따라서 최적의 단위 프리즘부의 형상을 제1의 범위 또는 제2의 범위에서 선택해서 형성할 수 있고, 투과율이 높은 프레넬 렌즈를 구성할 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.This makes it possible to select and form the optimum unit prism portion in the first range or the second range in accordance with the incident angle of the light beam, thereby providing an effect that a Fresnel lens having a high transmittance can be formed. have.

본 발명에 따른 프레넬 렌즈는, 제28항 기재의 프레넬 렌즈와 동일형태의 제1의 범위와, 제32항 기재의 프레넬 렌즈와 동일형태의 제2의 범위를 구비하도록 한 것이다.The Fresnel lens according to the present invention has the first range of the same form as the Fresnel lens of claim 28 and the second range of the same form as the Fresnel lens of claim 32.

이것에 의해, 광속의 입사각도에 따라서 최적의 단위 프리즘부의 형상을 제1의 범위 또는 제2의 범위에서 선택해서 형성할 수 있고, 투과율이 높은 프레넬 렌즈를 구성할 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.This makes it possible to select and form the optimum unit prism portion in the first range or the second range in accordance with the incident angle of the light beam, thereby providing an effect that a Fresnel lens having a high transmittance can be formed. have.

본 발명에 따른 프레넬 렌즈는, 제28항 기재의 프레넬 렌즈와 동일형태의 제1의 범위와, 제33항 기재의 프레넬 렌즈와 동일형태의 제2의 범위를 구비하도록 한 것이다.The Fresnel lens according to the present invention has the first range of the same form as the Fresnel lens of claim 28 and the second range of the same form as the Fresnel lens of claim 33.

이것에 의해, 광속의 입사각도에 따라서 최적의 단위 프리즘부의 형상을 제1의 범위 또는 제2의 범위에서 선택해서 형성할 수 있고, 투과율이 높은 프레넬 렌즈를 구성할 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.This makes it possible to select and form the optimum unit prism portion in the first range or the second range in accordance with the incident angle of the light beam, thereby providing an effect that a Fresnel lens having a high transmittance can be formed. have.

본 발명에 따른 프레넬 렌즈는, 제29항 기재의 프레넬 렌즈와 동일형태의 제1의 범위와, 제30항 기재의 프레넬 렌즈와 동일형태의 제2의 범위를 구비하도록 한 것이다.The Fresnel lens according to the present invention is provided with the first range of the same form as the Fresnel lens of claim 29 and the second range of the same form as the Fresnel lens of claim 30.

이것에 의해, 광속의 입사각도에 따라서 최적의 단위 프리즘부의 형상을 제1의 범위 또는 제2의 범위에서 선택해서 형성할 수 있고, 투과율이 높은 프레넬 렌즈를 구성할 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.This makes it possible to select and form the optimum unit prism portion in the first range or the second range in accordance with the incident angle of the light beam, thereby providing an effect that a Fresnel lens having a high transmittance can be formed. have.

본 발명에 따른 프레넬 렌즈는, 제29항 기재의 프레넬 렌즈와 동일형태의 제1의 범위와, 제31항 기재의 프레넬 렌즈와 동일형태의 제2의 범위를 구비하도록 한 것이다.The Fresnel lens according to the present invention has the first range of the same form as the Fresnel lens of claim 29 and the second range of the same form as the Fresnel lens of claim 31.

이것에 의해, 광속의 입사각도에 따라서 최적의 단위 프리즘부의 형상을 제1의 범위 또는 제2의 범위에서 선택해서 형성할 수 있고, 투과율이 높은 프레넬 렌즈를 구성할 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.This makes it possible to select and form the optimum unit prism portion in the first range or the second range in accordance with the incident angle of the light beam, thereby providing an effect that a Fresnel lens having a high transmittance can be formed. have.

본 발명에 따른 프레넬 렌즈는, 제29항 기재의 프레넬 렌즈와 동일형태의제1의 범위와, 제32항 기재의 프레넬 렌즈와 동일형태의 제2의 범위를 구비하도록 한 것이다.The Fresnel lens according to the present invention has the first range of the same form as the Fresnel lens of claim 29 and the second range of the same form as the Fresnel lens of claim 32.

이것에 의해, 광속의 입사각도에 따라서 최적의 단위 프리즘부의 형상을 제1의 범위 또는 제2의 범위에서 선택해서 형성할 수 있고, 투과율이 높은 프레넬 렌즈를 구성할 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.This makes it possible to select and form the optimum unit prism portion in the first range or the second range in accordance with the incident angle of the light beam, thereby providing an effect that a Fresnel lens having a high transmittance can be formed. have.

본 발명에 따른 프레넬 렌즈는, 제29항 기재의 프레넬 렌즈와 동일형태의 제1의 범위와, 제33항 기재의 프레넬 렌즈와 동일형태의 제2의 범위를 구비하도록 한 것이다.The Fresnel lens according to the present invention has the first range of the same form as the Fresnel lens of claim 29 and the second range of the same form as the Fresnel lens of claim 33.

이것에 의해, 광속의 입사각도에 따라서 최적의 단위 프리즘부의 형상을 제1의 범위 또는 제2의 범위에서 선택해서 형성할 수 있고, 투과율이 높은 프레넬 렌즈를 구성할 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.This makes it possible to select and form the optimal unit prism portion in the first range or the second range in accordance with the incident angle of the light beam, thereby providing an effect of forming a Fresnel lens having a high transmittance. have.

본 발명에 따른 프레넬 렌즈는, 제1의 범위에 있어서의 제2입사면에 차지하는 부단위 프리즘부의 비율은, 제1의 범위와 제2의 범위의 경계에 가까울수록 많고, 경계에서 멀어질수록 적어지고, 제2의 범위에 있어서의 제1입사면에 차지하는 부단위 프리즘부의 비율은, 경계에 가까울수록 많고, 경계에서 멀어질수록 적어지도록 한 것이다.In the Fresnel lens according to the present invention, the proportion of the subunit prism portion occupying the second incidence plane in the first range is higher as the ratio is closer to the boundary between the first range and the second range, and the further away from the boundary. The proportion of the subunit prism portion occupied by the first incident surface in the second range decreases as the number approaches the boundary and decreases as the distance from the boundary increases.

이것에 의해, 부단위 프리즘부가 유효하게 기능하는 경계근방일수록 부단위 프리즘부의 비율이 많아지고, 투과율이 높은 프레넬 렌즈를 구성할 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.Thereby, the ratio of the subunit prism part increases so that the subunit prism part functions effectively, and the effect that a Fresnel lens with high transmittance | permeability can be comprised can be acquired.

본 발명에 따른 프레넬 렌즈는, 제1의 범위에 있어서의 제2입사면에 차지하는 부단위 프리즘부의 비율은, 제1의 범위와 제2의 범위의 경계에 가까울수록 많고, 경계에서 멀어질수록 적어지고, 제2의 범위에 있어서의 제1입사면에 차지하는 부단위 프리즘부의 비율은, 경계에 가까울수록 많고, 경계에서 멀어질수록 적어지도록 한 것이다.In the Fresnel lens according to the present invention, the proportion of the subunit prism portion occupying the second incidence plane in the first range is higher as the ratio is closer to the boundary between the first range and the second range, and the further away from the boundary. The proportion of the subunit prism portion occupied by the first incident surface in the second range decreases as the number approaches the boundary and decreases as the distance from the boundary increases.

이것에 의해, 부단위 프리즘부가 유효하게 기능하는 경계근방일수록 부단위 프리즘부의 비율이 많아지고, 투과율이 높은 프레넬 렌즈를 구성할 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.Thereby, the ratio of the subunit prism part increases so that the subunit prism part functions effectively, and the effect that a Fresnel lens with high transmittance | permeability can be comprised can be acquired.

본 발명에 따른 프레넬 렌즈는, 제1의 범위에 있어서의 제2입사면에 차지하는 부단위 프리즘부의 비율은, 제1의 범위와 제2의 범위의 경계에 가까울수록 많고, 경계에서 멀어질수록 적어지고, 제2의 범위에 있어서의 제1입사면에 차지하는 부단위 프리즘부의 비율은, 경계에 가까울수록 많고, 경계에서 멀어질수록 적어지도록 한 것이다.In the Fresnel lens according to the present invention, the proportion of the subunit prism portion occupying the second incidence plane in the first range is higher as the ratio is closer to the boundary between the first range and the second range, and the further away from the boundary. The proportion of the subunit prism portion occupied by the first incident surface in the second range decreases as the number approaches the boundary and decreases as the distance from the boundary increases.

이것에 의해, 부단위 프리즘부가 유효하게 기능하는 경계근방일수록 부단위 프리즘부의 비율이 많아지고, 투과율이 높은 프레넬 렌즈를 구성할 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.Thereby, the ratio of the subunit prism part increases so that the subunit prism part functions effectively, and the effect that a Fresnel lens with high transmittance | permeability can be comprised can be acquired.

본 발명에 따른 프레넬 렌즈는, 제1의 범위에 있어서의 제2입사면에 차지하는 부단위 프리즘부의 비율은, 제1의 범위와 제2의 범위의 경계에 가까울수록 많고, 경계에서 멀어질수록 적어지고, 제2의 범위에 있어서의 제1입사면에 차지하는 부단위 프리즘부의 비율은, 경계에 가까울수록 많고, 경계에서 멀어질수록 적어지도록 한 것이다.In the Fresnel lens according to the present invention, the proportion of the subunit prism portion occupying the second incidence plane in the first range is higher as the ratio is closer to the boundary between the first range and the second range, and the further away from the boundary. The proportion of the subunit prism portion occupied by the first incident surface in the second range decreases as the number approaches the boundary and decreases as the distance from the boundary increases.

이것에 의해, 부단위 프리즘부가 유효하게 기능하는 경계근방일수록 부단위 프리즘부의 비율이 많아지고, 투과율이 높은 프레넬 렌즈를 구성할 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.Thereby, the ratio of the subunit prism part increases so that the subunit prism part functions effectively, and the effect that a Fresnel lens with high transmittance | permeability can be comprised can be acquired.

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이것에 의해, 부단위 프리즘부가 유효하게 기능하는 경계근방일수록 부단위 프리즘부의 비율이 많아지고, 투과율이 높은 프레넬 렌즈를 구성할 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.Thereby, the ratio of the subunit prism part increases so that the subunit prism part functions effectively, and the effect that a Fresnel lens with high transmittance | permeability can be comprised can be acquired.

본 발명에 따른 프레넬 렌즈는, 제1의 범위에 있어서의 제2입사면에 차지하는 부단위 프리즘부의 비율은, 제1의 범위와 제2의 범위의 경계에 가까울수록 많고, 경계에서 멀어질수록 적어지고, 제2의 범위에 있어서의 제1입사면에 차지하는 부단위 프리즘부의 비율은, 경계에 가까울수록 많고, 경계에서 멀어질수록 적어지도록 한 것이다.In the Fresnel lens according to the present invention, the proportion of the subunit prism portion occupying the second incidence plane in the first range is higher as the ratio is closer to the boundary between the first range and the second range, and the further away from the boundary. The proportion of the subunit prism portion occupied by the first incident surface in the second range decreases as the number approaches the boundary and decreases as the distance from the boundary increases.

이것에 의해, 부단위 프리즘부가 유효하게 기능하는 경계근방일수록 부단위 프리즘부의 비율이 많아지고, 투과율이 높은 프레넬 렌즈를 구성할 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.Thereby, the ratio of the subunit prism part increases so that the subunit prism part functions effectively, and the effect that a Fresnel lens with high transmittance | permeability can be comprised can be acquired.

본 발명에 따른 프레넬 렌즈는, 입광측의 면에 설치된 프레넬 렌즈의 출광측의 면에, 프레넬 렌즈와 다른 제2의 프레넬 렌즈를 설치하도록 한 것이다.The Fresnel lens according to the present invention is such that a second Fresnel lens different from the Fresnel lens is provided on the light exiting side of the Fresnel lens provided on the light incidence side.

이것에 의해, 입광측의 프레넬 렌즈와 출광측의 프레넬 렌즈가 상승해서 작용하게 되고, 투과율을 더욱 향상시킨 프레넬 렌즈를 구성할 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.Thereby, the effect that the Fresnel lens of the light incident side and the Fresnel lens of the light exit side raise and act | operate, and can comprise the Fresnel lens which further improved the transmittance | permeability can be acquired.

본 발명에 따른 프레넬 렌즈는, 입광측의 면에 설치된 프레넬 렌즈의 출광측의 면에, 프레넬 렌즈와 다른 제2의 프레넬 렌즈를 설치하도록 한 것이다.The Fresnel lens according to the present invention is such that a second Fresnel lens different from the Fresnel lens is provided on the light exiting side of the Fresnel lens provided on the light incidence side.

이것에 의해, 입광측의 프레넬 렌즈와 출광측의 프레넬 렌즈가 상승해서 작용하게 되고, 투과율을 더욱 향상시킨 프레넬 렌즈를 구성할 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.Thereby, the effect that the Fresnel lens of the light incident side and the Fresnel lens of the light exit side raise and act | operate, and can comprise the Fresnel lens which further improved the transmittance | permeability can be acquired.

본 발명에 따른 스크린은, 제26항 내지 제65항 중 어느 한 항에 기재된 프레넬 렌즈와, 프레넬 렌즈의 출광측의 면에 형성되어, 프레넬 렌즈로부터 출광된 빛을 확산시키는 광 확산수단으로 구성되도록 한 것이다.The screen according to the present invention is formed on the surface of the Fresnel lens according to any one of claims 26 to 65 and the light exit side of the Fresnel lens, and the light diffusing means for diffusing the light emitted from the Fresnel lens. It is intended to consist of.

이것에 의해, 부품 가지수를 줄이고, 화상 밝기의 얼룩을 억제하고, 작은 투영각으로부터 큰 투영각까지 대응가능한 스크린을 구성할 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.Thereby, the effect that the number of parts can be reduced, the image brightness can be suppressed, and the screen which can respond from a small projection angle to a large projection angle can be comprised.

본 발명에 따른 스크린은, 제66항 또는 제67항 기재의 프레넬 렌즈와, 프레넬 렌즈의 출광측에 구비되어, 프레넬 렌즈로부터 출광된 빛을 확산시키는 광 확산수단으로 구성되도록 한 것이다.A screen according to the present invention is provided with a Fresnel lens according to claim 66 or 67, and a light diffusing means provided on the light exit side of the Fresnel lens to diffuse light emitted from the Fresnel lens.

이것에 의해, 화상 밝기의 얼룩을 억제하고, 작은 투영각으로부터 큰 투영각까지 대응가능한 스크린을 구성할 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.Thereby, the effect that the unevenness of image brightness can be suppressed and the screen which can respond from a small projection angle to a large projection angle can be comprised can be acquired.

본 발명에 따른 화상표시장치는, 제68항 기재의 스크린과, 화상광을 발하는 화상광원과, 화상광원으로부터 발한 화상광을 스크린으로 투영하는 투영광학수단을 구비하도록 한 것이다.An image display apparatus according to the present invention is provided with the screen according to claim 68, an image light source for emitting image light, and projection optical means for projecting the image light emitted from the image light source onto the screen.

이것에 의해, 화상의 밝기를 향상시킨 화상표시장치를 구성할 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.Thereby, the effect that an image display apparatus which improved the brightness of an image can be comprised can be acquired.

본 발명에 따른 화상표시장치는, 제69항 기재의 스크린과, 화상광을 발하는 화상광원과, 화상광원으로부터 발한 화상광을 스크린으로 투영하는 투영광학수단을 구비하도록 한 것이다.An image display apparatus according to the present invention is provided with the screen according to claim 69, an image light source for emitting image light, and projection optical means for projecting the image light emitted from the image light source onto the screen.

이것에 의해, 화상의 밝기를 향상시킨 화상표시장치를 구성할 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.Thereby, the effect that an image display apparatus which improved the brightness of an image can be comprised can be acquired.

본 발명에 따른 렌즈 성형틀 제조방법은, 굴절형 프리즘부의 반전형상을 절삭대상 피치에 대해서 바이트로 절삭하는 주단위 프리즘부 절삭스텝과, 전반사형 프리즘부의 반전형상을 절삭대상 피치에 대해서 바이트로 절삭하는 동시에, 전반사형 프리즘부의 반전형상에 있어서의 전반사면을 연장한 면이, 절삭대상 피치와, 절삭대상 피치보다도 프레넬 중심측의 인접 피치가 이루는 곡선을 통과 또는 곡선보다도 출광측이 되도록 하는 부단위 프리즘부 절삭 스텝을 소정의 피치수만큼 반복하도록 한 것이다.In the method for manufacturing a lens forming frame according to the present invention, a main unit prism part cutting step of cutting the inverted shape of the refractive prism part into a bite with respect to the cutting target pitch, and the inverted shape of the total reflection type prism part with a bite with respect to the cutting target pitch At the same time, the part which extends the total reflection surface in the inverted shape of the total reflection type prism part passes the curve which the pitch of a cutting object and the adjacent pitch of the Fresnel center side rather than the cutting object pitch is made to pass or outgo more than a curve. The unit prism portion cutting step is repeated by a predetermined number of pitches.

이것에 의해, 통상의 절삭공구를 이용해서 렌즈 성형틀의 제조를 용이하게 하는 것이 가능하게 되고, 또, 렌즈 성형틀의 제조정밀도를 향상시킬 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.Thereby, it becomes possible to make manufacture of a lens shaping | molding die easy using a normal cutting tool, and the effect that the manufacturing precision of a lens shaping | molding die can be improved can be acquired.

본 발명에 따른 렌즈 성형틀 제조방법은, 전반사형 프리즘부의 반전형상을 절삭대상 피치에 대해서 바이트로 절삭하는 주단위 프리즘부 절삭 스텝과, 굴절형 프리즘부의 반전형상을 절삭대상 피치에 대해서 바이트로 절삭하는 동시에, 굴절형 프리즘부의 반전형상에 있어서의 제1입사면을 연장한 면이, 절삭대상 피치와, 절삭대상 피치보다도 프레넬 주연측의 인접 피치가 이루는 곡선을 통과 또는 곡선보다도 출광측이 되도록 하는 부단위 프리즘부 절삭스텝을 소정의 피치수만큼 반복하도록 한 것이다.In the method for manufacturing a lens forming frame according to the present invention, the main unit prism part cutting step of cutting the inverted shape of the total reflection type prism part into a bite with respect to the cutting target pitch, and the inverted shape of the refractive prism part is cut into the bite with respect to the cutting target pitch. At the same time, the surface extending the first incidence surface in the inverted shape of the refracting prism portion passes through the curve formed by the pitch of the cutting target and the adjacent pitch on the peripheral side of the Fresnel rather than the cutting target pitch or becomes the light exiting side than the curve. The subunit prism part cutting step is repeated by a predetermined number of pitches.

이것에 의해, 통상의 절삭공구를 이용해서 렌즈 성형틀의 제조를 용이하게 행하는 것이 가능하게 되고, 또, 렌즈 성형틀의 제조정밀도를 향상시킬 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.As a result, it is possible to easily manufacture the lens forming mold using a normal cutting tool, and the effect of improving the manufacturing precision of the lens forming mold can be obtained.

본 발명에 따른 렌즈 성형틀 제조방법은, 프레넬 중심측에서 프레넬 주연측에의 절삭진행방향으로, 전반사형 프리즘부, 굴절형 프리즘부의 순으로 피치마다 절삭을 행할 경우에는, 피치마다 피치 마진을 설정하는 피치 마진 설정 스텝을 부단위 프리즘부 절삭 스텝 전에 구비하는 동시에, 부단위 프리즘부 절삭스텝에서는, 피치 마진 분만큼 절삭진행방향으로 절삭개시위치를 옮겨서 굴절형 프리즘부를 피치마다 각각 절삭하도록 한 것이다.According to the method for manufacturing a lens forming frame according to the present invention, when cutting is performed for every pitch in the cutting progress direction from the Fresnel center side to the Fresnel peripheral side, in order of total reflection type prism portion, refractive type prism portion, pitch margin for every pitch A pitch margin setting step for setting the step is provided before the subunit prism portion cutting step, and in the subunit prism portion cutting step, the cutting start position is shifted in the cutting direction by the pitch margin, so that the refractive prism portion is cut for each pitch. will be.

이것에 의해, 굴절형 프리즘부를 절삭할 때에, 피치마다의 각 전반사형 프리즘 사이의 곡선 선단부에 발생하는 렌즈 성형틀의 변형을 막을 수 있게 되어, 렌즈 성형틀을 설계대로의 형상으로 할 수 있고, 또 렌즈 성형틀로 제조한 프레넬 렌즈의 광학성능을 보증할 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.As a result, when cutting the refractive prism portion, it is possible to prevent the deformation of the lens forming mold occurring at the curved tip portion between each total reflection prisms for each pitch, so that the lens forming mold can be shaped as designed. Moreover, the effect that the optical performance of the Fresnel lens manufactured with the lens shaping | molding die can be ensured can be acquired.

본 발명에 따른 렌즈 성형틀 제조방법은, 프레넬 주연측에서 프레넬 중심측에의 절삭진행방향으로, 굴절형 프리즘부, 전반사형 프리즘부의 순으로 피치마다 절삭을 행할 경우에는, 피치마다 피치 마진을 설정하는 피치 마진 설정 스텝을 부단위 프리즘부 절삭 스텝 전에 구비하는 동시에, 상기 부단위 프리즘부 절삭 스텝에서는, 피치 마진 분만큼 절삭진행방향으로 절삭개시위치를 옮겨서 전반사형 프리즘부를 피치마다 각각 절삭하도록 한 것이다.In the method for manufacturing a lens forming frame according to the present invention, when cutting is performed for every pitch in the order of the cutting progression from the peripheral side of the Fresnel to the center of the Fresnel, the pitch margin is pitch for every pitch. And a pitch margin setting step for setting the? Before the subunit prism portion cutting step, and in the subunit prism portion cutting step, the cutting start position is shifted in the cutting direction by the pitch margin, and the total reflection prism portion is cut for each pitch. It is.

이것에 의해, 전반사형 프리즘부를 절삭할 때에, 피치마다의 각 굴절형 프리즘 사이의 곡선 선단부에 발생하는 렌즈 성형틀의 변형을 막을 수 있게 되어, 렌즈 성형틀을 설계대로의 형상으로 할 수 있고, 또 렌즈 성형틀로 제조한 프레넬 렌즈의 광학성능을 보증할 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.As a result, when cutting the total reflection type prism portion, it is possible to prevent the deformation of the lens forming mold occurring at the curved tip portion between each of the refractive prisms for each pitch, so that the lens forming frame can be shaped as designed. Moreover, the effect that the optical performance of the Fresnel lens manufactured with the lens shaping | molding die can be ensured can be acquired.

본 발명에 따른 렌즈 성형틀 제조방법은, 수광에 관여하지 않는 높이를 광축방향으로 가지는 더미 프리즘부의 반전형상을 적어도 일부의 피치군에 연속해서 절삭하도록 한 것이다.In the method for manufacturing a lens mold according to the present invention, the inverted shape of the dummy prism portion having the height not involved in light reception in the optical axis direction is continuously cut to at least part of the pitch group.

이것에 의해, 프리즘부 형상의 변화에 의해 생기는 제조오차의 급격한 삭감·발생을 억제하고, 투과율 등의 광학성능의 급격한 변화를 완화시킬 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.Thereby, the effect that the abrupt reduction | decrease and generation | occurrence | production of the manufacturing error resulting from the change of the shape of a prism part can be suppressed, and the sudden change of optical performance, such as transmittance | permeability, can be alleviated.

본 발명에 따른 렌즈 제조방법은, 제72항 내지 제76항 중 어느 한 항에 기재된 렌즈 성형틀 제조방법에 의해 제조된 렌즈 성형틀에 수지를 부어 넣고, 수지가 경화되면, 경화된 수지로부터 렌즈 성형틀을 떼어내서 렌즈를 형성하도록 한 것이다.In the lens manufacturing method according to the present invention, when a resin is poured into a lens forming mold manufactured by the lens forming mold manufacturing method according to any one of claims 72 to 76, and the resin is cured, the lens is formed from the cured resin. The mold was removed to form a lens.

이것에 의해, 고정밀도의 프레넬 렌즈를 용이하게 제조할 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.Thereby, the effect that a high precision Fresnel lens can be manufactured easily is acquired.

이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명하기 위해서, 본 발명을 실시하기 위한 최량의 형태에 대해서 첨부한 도면을 따라 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, in order to demonstrate this invention in detail, the best form for implementing this invention is demonstrated according to attached drawing.

실시 형태 1.Embodiment 1.

도7은 본 발명의 실시 형태 1에 따른 프레넬 렌즈의 1피치에 있어서의 단면형상을 확대한 도이다. 화살표는 광선을 나타내고 있다. 여기서, 단면 형상이란, 프레넬 렌즈의 광축을 포함하는 면에 따라 프레넬 렌즈를 절단했을 경우의 프리즘부의 절단면의 형상을 의미하고 있다.Fig. 7 is an enlarged view of the cross-sectional shape in one pitch of the Fresnel lens according to the first embodiment of the present invention. Arrows indicate rays. Here, the cross-sectional shape means the shape of the cut surface of the prism portion when the Fresnel lens is cut along the surface including the optical axis of the Fresnel lens.

도7에 있어서, 1은 본 실시 형태 1의 프레넬 렌즈, 2는 프레넬 렌즈(1)의 피치마다 성형된 하이브리드형 프리즘부, 3A는 굴절형 프리즘부, 4A는 전반사형 프리즘부, 5는 하이브리드형 프리즘부(2)의 출사면이다. 출사면(5)은 평면형상으로 성형되어 프레넬 렌즈(1)의 도시하지 않은 광축과 직교하고 있다. 굴절형 프리즘부(3A)와 전반사형 프리즘부(4A)는, 출사면(5)을 공유하여 하이브리드형 프리즘부(2)를 구성하고 있다.In Fig. 7, 1 is a Fresnel lens according to the first embodiment, 2 is a hybrid prism portion molded for each pitch of the Fresnel lens 1, 3A is a refractive prism portion, 4A is a total reflection prism portion, 5 is It is the exit surface of the hybrid prism part 2. The exit surface 5 is shaped in a planar shape and orthogonal to the optical axis (not shown) of the Fresnel lens 1. The refractive prism portion 3A and the total reflection type prism portion 4A share the emission surface 5 to form the hybrid prism portion 2.

굴절형 프리즘부(3A)에 있어서, 3B는 굴절형 프리즘부(3A)의 입사면(제1입사면), 3Z는 입사면(3B) 및 출사면(5)과 함께 굴절형 프리즘부(3A)를 성형하는 무효면이다. 무효면(3Z)은 빛을 수광하지만 출사면(5)으로부터의 빛의 출사에 관계하지 않는다.In the refractive prism portion 3A, 3B is the incident surface (first incidence surface) of the refractive prism portion 3A, and 3Z is the refractive prism portion 3A together with the incident surface 3B and the exit surface 5. ) Is an invalid surface for molding. The invalid surface 3Z receives light but does not relate to the emission of light from the emission surface 5.

전반사형 프리즘부(4A)에 있어서, 4B는 전반사형 프리즘부(4A)의 입사면(제2입사면), 4C는 입사면(4B) 및 출사면(5)과 함께 전반사형 프리즘부(4A)를 성형하는 전반사면이다. 전반사면(4C)에서는, 고굴절률 매질로부터 저굴절률 매질로 입사하는 빛이 임계각보다 큰 입사각으로 전반사되는 현상을 이용하고 있다. 또, 입사면(4B)에 의해 차단되어 공기중으로부터의 빛은 전반사면(4C)으로 입사되지 않는다.In the total reflection type prism portion 4A, 4B is the total reflection type prism portion 4A together with the incident surface (second incidence surface) of the total reflection type prism portion 4A, and 4C is the entrance surface 4B and the exit surface 5. ) Is a total reflection surface. In the total reflection surface 4C, a phenomenon in which light incident from the high refractive index medium to the low refractive index medium is totally reflected at an incident angle larger than the critical angle is used. In addition, light is blocked by the incident surface 4B and light from the air does not enter the total reflection surface 4C.

li1은 공기중에서 입사면(3B)으로 입사되는 입사광선(제1입사광선), lt1은 입사광선(li1)의 입사면(3B)에서의 굴절(제1굴절현상)에 의해 출사면(5)으로 투과하는 투과광선(제1투과광선), lo1은 투과광선(lt1)의 출사면(5)에서의 굴절(제2굴절현상)에 의해 공기중으로 출사되는 출사광선(제1출사광선)이다.li1 is incident light (first incident light) incident on the incident surface 3B in the air, and lt1 is the emission surface 5 due to refraction (first refractive phenomenon) at the incident surface 3B of the incident light li1. The transmitted light (first transmitted light) and lo1 transmitted by the light beams are the outgoing light rays (first outgoing light rays) emitted into the air by the refraction (second refractive phenomenon) at the emission surface 5 of the transmitted light lt1.

li2는 공기중에서 입사면(4B)으로 입사되는 입사광선(제2입사광선), 1t2는 입사광선(li2)의 입사면(4B)에서의 굴절(제3굴절현상)에 의해 전반사면(4C)으로 투과하는 투과광선(제2투과광선), lt3은 투과광선(lt2)의 전반사면(4C)에서의 전반사(전반사현상)에 의해 출사면(5)으로 투과하는 투과광선(제3투과광선), lo2는 투과광선(lt3)의 출사면(5)에서의 굴절(제4굴절현상)에 의해 공기중으로 출사되는 출사광선(제2출사광선)이다.li2 is incident light (second incident light) incident on the incident surface 4B in the air, and 1t2 is total reflection surface 4C due to refraction (third refractive phenomenon) at the incident surface 4B of the incident light li2. Transmitted light (second transmitted light) and lt3 transmitted through the light beam transmitted through the exit surface 5 by total reflection (total reflection phenomenon) at the total reflection surface 4C of the transmitted light lt2 (third transmitted light) and lo2 are the outgoing rays (second outgoing rays) emitted into the air by the refraction (fourth refractive phenomenon) on the outgoing surface 5 of the transmitted light lt3.

또, m1은 입사면(3B)의 법선, m2는 입사면(4B)의 법선, m3은 전반사면(4C)의 법선, m4는 출사면(5)의 법선이다.M1 is a normal of the incident surface 3B, m2 is a normal of the incident surface 4B, m3 is a normal of the total reflection surface 4C, and m4 is a normal of the exit surface 5.

다음에 동작에 대해서 설명한다.Next, the operation will be described.

도7에 있어서, 굴절률 1의 공기중에서 굴절률(n)(n>1)의 프레넬 렌즈(1)로 입사광선(li1, li2)이 입사각(a)으로 각각 도달하면, 입사광선(li1)은 굴절형 프리즘부(3A)의 입사면(3B)에 의해, 입사광선(li2)은 전반사형 프리즘부(4A)의 입사면(4B)에 의해 각각 수광된다.In Fig. 7, when the incident rays li1 and li2 reach the incidence angle a, respectively, in the air of the refractive index 1 with the Fresnel lens 1 having the refractive index n (n> 1), the incident ray li1 is By the incident surface 3B of the refractive prism portion 3A, the incident light li2 is received by the incident surface 4B of the total reflection prism portion 4A, respectively.

우선, 입사면(3B)에서 수광된 입사광선(li1)에 대해서 생각한다.First, the incident light li1 received at the incident surface 3B is considered.

입사광선(li1)은 법선(m1)과 실입사각(b1)을 이루어 입사면(3B)으로 입사되고, 법선(m1)과 굴절각(χ1)을 이루는 투과광선(lt1) 및 반사광선(도시하지 않음)으로 분리된다. 입사면(3B)의 반사광선은 프레넬 렌즈(1)의 손실이 된다.The incident light li1 is incident to the incidence plane 3B by forming an actual incident angle b1 with the normal line m1, and is a transmission ray lt1 and a reflected ray (not shown) which forms a refractive angle χ1 with the normal line m1. Separated by). The reflected light of the incident surface 3B becomes a loss of the Fresnel lens 1.

입사면(3B)에서 굴절되어 굴절형 프리즘부(3A)를 투과하는 투과광선(lt1)은, 법선(m4)과 각도(ψ)를 이루어 출사면(5)에 도달한다. 투과 광선(lt1)의 일부는 반사광선(도시하지 않음)이 되고, 나머지는 출사면(5)으로부터 출사각(f)의 출사광선(lo1)으로서 출사한다.The transmitted light lt1 refracted by the incident surface 3B and passing through the refractive prism portion 3A reaches the emission surface 5 at an angle ψ with the normal m4. A part of the transmitted light lt1 becomes a reflected light (not shown), and the rest is emitted as the outgoing light lo1 of the exit angle f from the exit surface 5.

한편, 입사면(4B)에서 수광된 입사광선(li2)은, 법선(m2)과 실입사각(b2)을 이루어 입사면(4B)으로 입사되고, 법선(m2)과 굴절각(χ2)를 이루는 투과광선(lt2) 및 반사광선(도시하지 않음)으로 분리된다. 입사면(4B)의 반사광선은 프레넬 렌즈(1)의 손실이 된다.On the other hand, the incident light li2 received at the incident surface 4B forms an actual incident angle b2 with the normal line m2 and is incident on the incident surface 4B, and transmits to form the normal line m2 with the refractive angle χ2. Light rays lt2 and reflected light rays (not shown) are separated. The reflected light of the incident surface 4B becomes a loss of the Fresnel lens 1.

입사면(4B)에서 굴절되어 전반사형 프리즘부(4A)를 투과하는 투과광선(lt2)은, 법선(m3)과의 이루는 각이 임계각보다 큰 각도 90°-d로 전반사면(4C)으로 도달하고, 전반사면(4C)에서 전반사하여 투과광선(lt3)이 된다. 이 때에, 투과 광선(lt3)과 투과광선(lt1)이 평행의 관계가 되도록 전반사면(4C)은 설계되어 있다. 전반사의 현상을 이용해서 광로를 절곡하고 있기 때문에 전반사면(4C)으로부터 출사되는 광선은 존재하지 않고, 전반사면(4C)에 있어서의 손실은 거의 없다.The transmitted light lt2 refracted by the incident surface 4B and transmitted through the total reflection type prism portion 4A reaches the total reflection surface 4C at an angle of 90 ° -d larger than the critical angle formed by the normal line m3. Then, the light is totally reflected by the total reflection surface 4C to become the transmitted light lt3. At this time, the total reflection surface 4C is designed so that the transmitted light lt3 and the transmitted light lt1 have a parallel relationship. Since the optical path is bent using the phenomenon of total reflection, there is no light beam emitted from the total reflection surface 4C, and there is almost no loss in the total reflection surface 4C.

전반사면(4C)에서 전반사된 투과광선(lt3)은 법선(m4)과 각도(ψ)를 이루어 입사면(5)에 도달한다. 투과광선(lt3)의 일부는 반사광선(도시하지 않음)이 되고, 나머지는 출사면(5)으로부터 출사각(f)의 출사광선(1o2)으로서 출사된다. 투과 광선(lt1, lt3)이 평행하기 때문에, 출사광선(lo1, lo2)도 평행하게 출사된다.The transmitted light lt3 totally reflected by the total reflection surface 4C reaches the incident surface 5 at an angle ψ with the normal m4. A part of transmitted light lt3 becomes a reflected light (not shown), and the remainder is radiate | emitted from the output surface 5 as the exit light 1o2 of the exit angle f. Since the transmitted light rays lt1 and lt3 are parallel, the outgoing light rays lo1 and lo2 are also emitted in parallel.

이상과 같이, 프레넬 렌즈(1)는, 굴절형 프리즘부(3A)와 전반사형 프리즘부(4A)를 조합한 하이브리드형 프리즘부(2)를 구비한 구성이 되어 있다. 즉, 도5B에서 설명한 무효광선(le)(사선부분)을 입사면(3B)에 의해 수광시키도록, 굴절형 프리즘부(3A)를 전반사형 프리즘부(4A)에 성형한 하이브리드형 프리즘부(2)를 프레넬 렌즈(1)의 복수피치에 구비하도록 하고 있다. 무효광선(le)은 이를테면, 전반사면(4C)에 의해 전반사되지 않기 때문에 투과 광선(lt3)이 되지 않는 입사면(4B)에의 입사광선(li2)의 일부이며, 전반사형 프리즘부의 손실이 되어버리는 무효광선(le)을 굴절형 프리즘부(3A)에 의해 수광시키고 있다.As described above, the Fresnel lens 1 is configured to include the hybrid prism portion 2 in which the refractive prism portion 3A and the total reflection prism portion 4A are combined. That is, the hybrid prism portion in which the refractive prism portion 3A is formed on the total reflection prism portion 4A so that the inactive light le (the diagonal portion) described in Fig. 5B is received by the incident surface 3B ( 2) is provided in a plurality of pitches of the Fresnel lens (1). The reactive light le is a part of the incident light li2 on the incident surface 4B which does not become a transmission light lt3 because it is not totally reflected by the total reflection surface 4C, for example, and the total reflection type prism portion is lost. The inactive light le is received by the refractive prism portion 3A.

평면형상의 출사면(5)에 대해서 입사각(a)과 출사각(f)이 정해지면, 출사면(5)과 입사면(3B)이 이루는 각(γ)은 굴절의 법칙에 따라서 정해지고, 또, 입사각(a), 출사각(f)에 더해서 전반사면(4C)과 입사면(4B)이 이루는 선단인각(β)이 정해지면, 출사면(5)과 전반사면(4C)이 이루는 각(a)은 굴절의 법칙·전반사의 법칙에 따라서 결정된다. 선단인각(β)은, 하이브리드형 프리즘부(2)가 고투과율을 실현하도록 입사각에 대해서 최적치로 한다. 또한, 출사면(5)과 무효면(3Z)이 이루는 각은, 프레넬 렌즈(1) 제조 시에 금형(렌즈 성형틀)의 발취를 할 수 있는 각도(도7에서는 90°)로 한다.When the incident angle a and the exit angle f are determined with respect to the plane-shaped exit surface 5, the angle γ formed between the exit surface 5 and the entrance surface 3B is determined according to the law of refraction, and In addition to the incidence angle (a) and the outgoing angle (f), when the tip inclination angle β formed by the total reflection surface 4C and the incidence surface 4B is determined, the angle formed by the emission surface 5 and the total reflection surface 4C is determined. (a) is determined according to the law of refraction and the law of total reflection. The leading angle beta is made optimal with respect to the incident angle so that the hybrid prism portion 2 realizes high transmittance. The angle formed between the exit surface 5 and the ineffective surface 3Z is an angle (90 ° in FIG. 7) at which the mold (lens forming frame) can be taken out when the Fresnel lens 1 is manufactured.

작은 입사각(a)의 경우에 고투과율을 나타내는 굴절형 프리즘부(3A)와, 큰 입사각(a)의 경우에 고투과율을 나타내는 전반사형 프리즘부(4A)를 조합한 하이브리드형 프리즘부(2)에 의해 프레넬 렌즈(1)를 구성하고 있기 때문에, 광범위한 입사각(a)에 대해서 양호한 투과율을 가질 수 있도록 되어 있다.Hybrid prism portion 2 in which a refractive prism portion 3A exhibiting high transmittance in the case of small incident angle a is combined with a total reflection prism portion 4A exhibiting high transmittance in the case of large incident angle a. Since the Fresnel lens 1 is constituted by this, it is possible to have a good transmittance for a wide range of incident angles a.

본 실시 형태 1의 효과를 구체적으로 이해하기 위해서, 도7을 기초로 해서 투과율의 해석을 한다.In order to understand the effect of this Embodiment 1 concretely, the transmittance | permeability is analyzed based on FIG.

굴절형 프리즘부(3A)의 투과율(TX), 전반사형 프리즘부(4A)의 투과율(TY)을 구하면, 각각 (1), (2)식과 같이 된다.When the transmittance | permeability TX of the refractive prism part 3A and the transmittance | permeability TY of the total reflection type prism part 4A are calculated | required, it becomes as (1) and (2) formula, respectively.

<굴절형 프리즘부(3A)의 투과율(TX)><Transmittance TX of Refractive Prism 3A>

[수학식 1][Equation 1]

TX=[tan(α-d)/{tan(α-d)-tan(α+β)}]×{1-tan(γ)×tan(a)}×[1-{(n-1)/(n+1)}2]×[1-0.5×(PX2+QX2)]TX = [tan (α-d) / {tan (α-d) -tan (α + β)}] × {1-tan (γ) × tan (a)} × [1-{(n-1) / (n + 1)} 2 ] × [1-0.5 × (PX 2 + QX 2 )]

단,only,

PX=tan[a+γ-sin-1{(1/n)×sin(a+γ)}]÷tan[a+γ+sin-1{(1/n)×sin(a+γ)}]PX = tan [a + γ-sin -1 {(1 / n) × sin (a + γ)}] ÷ tan [a + γ + sin -1 {(1 / n) × sin (a + γ)} ]

QX=sin[a+γ-sin-1{(1/n)×sin(a+γ)}]÷sin[a+γ+sin-1{(1/n)×sin(a+γ)}]이다.QX = sin [a + γ-sin −1 {(1 / n) × sin (a + γ)}] ÷ sin [a + γ + sin −1 {(1 / n) × sin (a + γ)} ]to be.

<전반사형 프리즘부(4A)의 투과율(TY)><Transmittance (TY) of the total reflection type prism portion 4A>

[수학식 2][Equation 2]

TY= [tan(α)/{tan(α) -tan(α+β)} -tan(α-d)/ {tan(α-d) -tan(α+β)}]×{1-tan(α+β)×tan(a)}×[1-{(n-1)/(n+1)}2]×[1-0.5×(PY2+QY2)]TY = [tan (α) / {tan (α) -tan (α + β)} -tan (α-d) / {tan (α-d) -tan (α + β)}] × {1-tan (α + β) × tan (a)} × [1-{(n-1) / (n + 1)} 2 ] × [1-0.5 × (PY 2 + QY 2 )]

단,only,

PY=tan[b-sin-1{(1/n)×sin(b)}]÷tan[b+sin-1{(1/n)×sin(b)}]PY = tan [b-sin -1 {(1 / n) × sin (b)}] ÷ tan [b + sin -1 {(1 / n) × sin (b)}]

QY=sin[b-sin-1{(1/n)×sin(b)}]÷sin[b+sin-1{(1/n)×sin(b)}]QY = sin [b-sin -1 {(1 / n) × sin (b)}] ÷ sin [b + sin -1 {(1 / n) × sin (b)}]

이다.to be.

하이브리드형 프리즘부(2)의 투과율(Tall)은, 투과율(TX)과 투과율(TY)의 합으로서 구해지고,(3)식과 같이 된다.The transmittance (Tall) of the hybrid prism portion (2) is obtained as the sum of the transmittance (TX) and the transmittance (TY), and is expressed by the formula (3).

<하이브리드형 프리즘부(2)의 투과율(Tall)><Transmittance (Tall) of the hybrid prism portion 2>

[수학식 3][Equation 3]

Tall=TX+TYTall = TX + TY

(1) 내지 (3)식을 기초로 하여, 입사각(a)에 대한 각 투과율(TX, TY, Tall)의 변화의 모습을 도8에 도시한다. 계산조건은, 출사각(f)=0°, 선단인각(β)=45°, 굴절률(n)=1.5로 하고 있다.Based on the formulas (1) to (3), Fig. 8 shows the state of change of the transmittances TX, TY and Tall with respect to the incident angle a. The calculation conditions are set to the exit angle f = 0 degrees, the tip angle angle beta = 45 degrees, and the refractive index n = 1.5.

도8에서는, 가로축은 입사각(a)을 도 단위로, 세로축은 투과율을 백분률 단위로 각각 나타내고 있다. 또, 굴절형 프리즘부(3A)의 투과율(TX)을 파선으로, 전반사형 프리즘부(4A)의 투과율(TY)을 1점 파선으로, 하이브리드형 프리즘부(2)의 투과율(Tall)을 실선으로 나타내고 있다.In Fig. 8, the horizontal axis represents the incident angle a in degrees, and the vertical axis represents the transmittance in percent. In addition, the transmittance | permeability TX of the refractive prism part 3A is broken line, the transmittance | permeability TY of the total reflection type prism part 4A is broken by 1 point, and the transmittance Tall of the hybrid prism part 2 is solid line. It is indicated by.

도8에 있어서, 입사각(a)이 대략 40°이상인 영역에서는, 전반사형 프리즘부(4A)의 투과율(TY)은 90% 이상의 높은 값을 나타내고 있다. 또,입사각(a)이 40°에서 작아져 가면 투과율(TY)은 급격하게 감소하고, 전반사형 프리즘부(4A)의 입사각 의존성을 나타내고 있는 것을 이해할 수 있다.In FIG. 8, in the area where the incident angle a is approximately 40 degrees or more, the transmittance TY of the total reflection type prism portion 4A shows a high value of 90% or more. It is to be understood that when the incident angle a becomes smaller at 40 °, the transmittance TY decreases rapidly, indicating the incident angle dependence of the total reflection type prism portion 4A.

한편, 이 투과율(TY)의 특성에 반해서, 굴절형 프리즘부(3A)의 투과율(TX)은 입사각(a)이 작아질수록 증가하는 특성을 나타내고 있고, 굴절형 프리즘부(3A)의 입사각 의존성이 나타나 있다.On the other hand, in contrast to the characteristic of the transmittance TY, the transmittance TX of the refractive prism portion 3A increases as the incident angle a becomes smaller, and the incident angle dependency of the refractive prism portion 3A is increased. Is shown.

이러한 2개의 상이한 입사각 의존성을 가지는 굴절형 프리즘부(3A), 전반사형 프리즘부(4A)로 하이브리드형 프리즘부(2)가 구성되어 있기 때문에, 도8의 투과율(Tall)이 도시하는 바와 같이, 입사각 40°이상의 영역에서는 90% 이상의 값을 나타내고, 입사각 40°이하의 영역에 있어서도, 전반사형 프리즘부(4A)의 투과율의 감소를 굴절형 프리즘부(3A)가 보상하기 때문에, 입사각 0°내지 90°의 전영역에 걸쳐서, 적어도 60% 정도의 전반사율(Tall)을 실현할 수 있다.Since the hybrid prism portion 2 is composed of the refractive prism portion 3A and the total reflection prism portion 4A having these two different angles of incidence, the transmittance Tall of FIG. 8 shows, In the region of incidence angle of 40 ° or more, the value is 90% or more, and even in the region of incidence angle of 40 ° or less, since the refractive prism portion 3A compensates for the decrease in the transmittance of the total reflection prism portion 4A, the incidence angle is 0 ° or less. It is possible to realize a total reflectance of at least about 60% over the entire area of 90 degrees.

이상과 같이, 본 실시 형태 1에 따르면, 입사각(a)의 입사광선(li2)을 실입사각(b2)으로 수광하고, 투과광선(lt2)으로서 굴절시키는 입사면(4A)과, 투과광선(lt2)을 임계각보다 큰 각도로 수광하여 투과광선(lt3)으로서 전반사하는 전반사면(4C)과, 투과광선(lt3)을 굴절시켜서 출사각(f)의 출사광선(lo2)을 출사하는 출사면(5)으로 이루어지는 단면형상의 전반사형 프리즘부(4A)와, 전반사형 프리즘부(4A)의 출사면(5)과, 전반사형 프리즘부(4A)의 무효광선의 일부를 소정의 실입사각(b1)의 입사광선(li1)으로서 수광하고, 투과광선(lt3)과 평행한 투과광선(lt1)으로서 굴절시키는 입사면(3B)과, 출사면(5) 및 입사면(3B)과 교차하는 무효면(3Z)으로 이루어지는 단면형상의 굴절형 프리즘부(3A)를 구비한 하이브리드형프리즘부(2)를 가지는 피치를 구비하도록 했기 때문에, 입사각 의존성을 경감시킨 고투과율의 프레넬 렌즈(1)를 구성할 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.As described above, according to the first embodiment, the incident surface 4A for receiving the incident light li2 at the incident angle a at the actual incident angle b2 and refracting it as the transmitted light lt2, and the transmitted light lt2. ), The total reflection surface 4C totally reflecting as the transmitted light lt3 by receiving the light at an angle greater than the critical angle, and the emission surface 5 emitting the output light lo2 of the exit angle f by refracting the transmitted light lt3. 4A of cross-sectional total reflection type | molds, the exit surface 5 of the total reflection type prism part 4A, and a part of the invalid light ray of the total reflection type prism part 4A are predetermined predetermined angle b1. An incidence surface 3B that receives light as incident light li1 of light and refracts as transmitted light lt1 parallel to the transmitted light lt3, and an ineffective surface that intersects the exit surface 5 and the incidence surface 3B ( Since the pitch of the hybrid prism portion 2 having the cross-sectional refractive prism portion 3A of 3Z) is provided, the incident angle Effect can be obtained that it is possible to configure the Fresnel lens 1 of the high transmittance which reduce the dependencies.

또한, 본 실시 형태 1에서 나타낸 하이브리드형 프리즘부(2)를 프레넬 렌즈의 전피치에 구비하도록 할 필요는 없고, 종래의 굴절형 프리즘부(131A)나 전반사형 프리즘부(141A)와 병용하도록 해도 좋다. 예를 들면, 프레넬 렌즈의 전피치를 입사각의 크기에 따라서 3개의 피치군으로 나누고, 제1피치군에 굴절형 프리즘부(131A), 제2피치군에 하이브리드형 프리즘부(2), 제3피치군에 전반사형 프리즘부(141A)를 각각 성형하도록 해도 좋다. 이와 같이, 하이브리드형 프리즘부(2)와 다른 종래의 프리즘부를 병용한 프레넬 렌즈를 구성함으로써, 입사각에 따라 최적의 프리즘부를 선택할 수 있고, 고투과율의 프레넬 렌즈의 입사각 의존성을 더욱 경감시킬 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있고, 전면에 걸쳐 밝은 화면을 가지는 화상표시장치를 제공할 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.In addition, it is not necessary to equip the front pitch of the Fresnel lens with the hybrid prism portion 2 shown in the first embodiment, but to be used in combination with the conventional refractive prism portion 131A or the total reflection prism portion 141A. You may also For example, the entire pitch of the Fresnel lens is divided into three pitch groups according to the size of the incident angle, and the refractive prism portion 131A is arranged in the first pitch group, and the hybrid prism portion 2 is formed in the second pitch group. The total reflection type prism portions 141A may be formed in each of the three pitch groups. As such, by constructing a Fresnel lens using the hybrid prism portion 2 and another conventional prism portion, an optimal prism portion can be selected according to the incident angle, and the incident angle dependency of the high transmittance Fresnel lens can be further reduced. The effect of the present invention can be obtained, and the effect of providing an image display device having a bright screen over the entire surface can be obtained.

실시 형태 2.Embodiment 2.

실시 형태 1에서 나타낸 프레넬 렌즈(1)에서는, 무효면(3Z)에서 수광되는 무효광선이 존재한다. 무효광선은 출사면(5)으로부터 출사각(f)으로 출사되지 않기 때문에, 프레넬 렌즈(1)의 손실이 되어버린다. 본 실시 형태 2에서는, 이 무효광선을 감소시키는 수법에 대해서 설명한다.In the Fresnel lens 1 shown in Embodiment 1, there exists the ineffective light received by the ineffective surface 3Z. Since the invalid light is not emitted from the exit surface 5 at the exit angle f, the Fresnel lens 1 is lost. In the second embodiment, a method of reducing this ineffective light will be described.

도9는 실시 형태 1에서 나타낸 프레넬 렌즈(1)의 무효광선을 설명하기 위한 도이다. 화살표는 광선을 나타내고 있다. 도7과 동일 또는 상당하는 구성에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 있다.FIG. 9 is a diagram for explaining the inactive light of the Fresnel lens 1 shown in Embodiment 1. FIG. Arrows indicate rays. The same or corresponding components as in Fig. 7 are denoted by the same reference numerals.

도9에 있어서, lie는 무효면(3Z)이나 인접피치의 무효면(3Z-1)에 의해 수광되는 무효광선, 사선을 그은 영역(E1)은 무효광선(lie)의 광속이 통과하는 무효영역, lte는 무효면(3Z)에서 굴절되어 프레넬 렌즈(1)를 투과하는 무효광선(lie)의 투과광선, loe는 출사면(5)에서 굴절되어 출사각(f1)(≠f)으로 공기중으로 출사되는 투과광선(lte)의 출사광선이다.In Fig. 9, lie is an invalid light received by the invalid surface 3Z or an invalid surface 3Z-1 of the adjacent pitch, and an area E1 with an oblique line is an invalid region through which the luminous flux of the invalid light lie passes. , lte is the transmitted light of the ineffective light (lie) that is refracted at the ineffective surface (3Z) and passes through the Fresnel lens (1), loe is refracted at the emission surface (5) and air at the emission angle (f1) (≠ f) It is the outgoing light of the transmitted light lte emitted in the middle.

도9를 보면 알 수 있는 바와 같이, 무효광선(lie)은 무효면(3Z)에서 굴절되어 투과광선(lte)이 되고, 출사면(5)에서 굴절되어 출사각(f1)의 출사광선(loe)이 된다. 즉, 무효영역(E1)을 통과해서 무효면(3Z)에서 수광되는 무효광선(lie)은, 출사각(f)으로 출사되지 않기 때문에, 프레넬 렌즈(1)의 손실이 되어버린다.As can be seen from Fig. 9, the ineffective light lie is refracted at the ineffective surface 3Z to be transmitted light lte, and is refracted at the emission surface 5 to emit light loe at the exit angle f1. ) That is, the invalid light lie received through the invalid area E1 at the invalid surface 3Z is not emitted at the exit angle f, resulting in loss of the Fresnel lens 1.

그래서, 본 실시 형태 2에서는, 다음의 도10에 도시하는 단면형상을 피치마다 가지는 프레넬 렌즈에 의해 무효광선을 감소시키고 있다.Therefore, in the second embodiment, the infra-red rays are reduced by the Fresnel lens having the cross-sectional shape shown in FIG. 10 for each pitch.

도10은 본 발명의 실시 형태 2에 따른 프레넬 렌즈의 1피치에 있어서의 단면형상을 확대한 도이다. 화살표는 광선을 나타내고 있다. 도7, 도9와 동일 또는 상당하는 구성에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 있다.Fig. 10 is an enlarged view of the cross-sectional shape in one pitch of the Fresnel lens according to the second embodiment of the present invention. Arrows indicate rays. The same or corresponding components as those in Figs. 7 and 9 are denoted by the same reference numerals.

도10에 있어서, 6은 본 실시 형태 2의 프레넬 렌즈, 7은 프레넬 렌즈(6)의 하이브리드형 프리즘부이며, 실시 형태 1의 하이브리드형 프리즘부(2)와 마찬가지로, 굴절형 프리즘부(3A)를 구비하고 있다.In Fig. 10, 6 is a Fresnel lens of the second embodiment, 7 is a hybrid prism portion of the Fresnel lens 6, and like the hybrid prism portion 2 of the first embodiment, the refractive prism portion ( 3A) is provided.

8A는 굴절형 프리즘부(3A)와 함께 하이브리드형 프리즘부(7)를 성형하는 전반사형 프리즘부, 8B는 전반사형 프리즘부(8A)의 입사면(제2입사면), 8C는 전반사형 프리즘부(8A)의 전반사면, 9는 하이브리드형 프리즘부(7)의 평면형상의 출사면, 3Z-1은 전반사형 프리즘부(8A) 측의 인접피치에 성형된 굴절형 프리즘부의 무효면, 8B-2는 굴절형 프리즘부(3A) 측의 인접피치에 성형된 전반사형 프리즘부의 입사면이다. 또, E2는 무효광선(lie)의 광속이 통과하는 무효영역, E3은 무효영역(E1)에서 무효영역(E2)을 제거한 유효영역(즉, E1=E2+E3의 관계가 성립한다)이다.8A is a total reflection prism portion for forming the hybrid prism portion 7 together with the refractive prism portion 3A, 8B is an incident surface (second incidence surface) of the total reflection prism portion 8A, and 8C is a total reflection prism The total reflection surface of the portion 8A, 9 is a planar exit surface of the hybrid prism portion 7, 3Z-1 is an invalid surface of the refractive prism portion formed in the adjacent pitch on the side of the total reflection prism portion 8A, 8B- 2 is an incidence surface of the total reflection prism portion formed in the adjacent pitch on the side of the refractive prism portion 3A. E2 is an invalid region through which the luminous flux of the inactive light lie passes, and E3 is an effective region in which the invalid region E2 is removed from the invalid region E1 (that is, a relationship of E1 = E2 + E3 is established).

입사면(8B)은, 무효광선(lie)의 방향에서 봐서 인접 피치의 무효면(3Z-1)의 일부를 차단하는 단면형상으로 성형되어 있다. 따라서, 도9의 무효영역(E1)을 통과하는 무효광선(lie) 중 유효영역(E3)을 통과하는 광선은 무효면(3Z-1)으로 수광되지 않고, 입사면(8B)에 의해 입사광선(li2)으로서 수광된다. 이 결과, 무효 영역(E1)이 무효영역(E2)으로 감소하고 있는 것을 제l0도로부터 이해할 수 있다.The incidence surface 8B is shaped into a cross-sectional shape which cuts off a part of the ineffective surface 3Z-1 of the adjacent pitch as viewed in the direction of the ineffective light lie. Therefore, the light rays passing through the effective area E3 among the invalid rays lie passing through the invalid area E1 in FIG. 9 are not received by the invalid surface 3Z-1, and the incident light beams are incident by the incident surface 8B. It is received as (li2). As a result, it can be understood from FIG. 10 that the invalid area E1 is decreasing to the invalid area E2.

인접피치의 무효면(3Z-1)으로 향하는 무효광선(lie)을 차단하기 위해서 입사면(8B)의 단면형상을 곡선상으로 하고 있기 때문에, 입사면(8B)에 있어서의 굴절각은 입사광선(li2)의 광로마다 각각 다르다. 그래서, 전반사면(8C)은, 이 다른 굴절각의 투과광선(lt2)을 모두 전반사해서 투과광선(lt3)으로 하고, 또한 굴절형 프리즘부(3A)의 입사면(3B)에서 굴절된 투과광선(lt1)과 투과광선(lt3)을 평행하게 하는 곡선상의 단면형상(제2입사면 보상형상)으로 성형되어 있다.Since the cross-sectional shape of the incident surface 8B is curved to block the invalid light lie toward the invalid surface 3Z-1 of the adjacent pitch, the refractive angle at the incident surface 8B is determined by the incident light ( Each light path in li2) is different. Therefore, the total reflection surface 8C totally reflects all the transmission rays lt2 of the different refractive angles to be the transmission rays lt3, and the transmission rays refracted by the incident surface 3B of the refractive prism portion 3A ( It is formed into a curved cross-sectional shape (second incidence plane compensation shape) in which lt1 and transmitted light lt3 are parallel to each other.

다음에 동작에 대해서 설명한다.Next, the operation will be described.

굴절형 프리즘부(3A)를 통과하는 광선에 대해서는 실시 형태 1과 동일한 동작이므로 설명을 생략한다.Since the light ray passing through the refractive prism portion 3A is the same operation as that in the first embodiment, description thereof is omitted.

입사면(8B)에서 굴절된 투과광선(lt2)은, 전반사면(8C)에서 전반사되어 투과광선(lt3)으로서 출사면(9)으로 향한다. 전반사면(8C)의 형상은, 투과광선(lt2)을 전반사한 투과광선(lt3)이 입사면(3B)으로부터의 투과광선(lt1)과 평행이 되도록 설계되어 있기 때문에, 투과광선(lt1)과 마찬가지로, 투과광선(lt3)은 출사면(9)에서 굴절되어 출사각(f)의 출사광선(lo2)으로서 출사된다.The transmitted light lt2 refracted at the incident surface 8B is totally reflected at the total reflection surface 8C and directed to the output surface 9 as the transmitted light lt3. Since the shape of the total reflection surface 8C is designed so that the transmission light lt3 totally reflecting the transmission light lt2 is parallel to the transmission light lt1 from the incident surface 3B, the transmission light lt1 Similarly, transmitted light lt3 is refracted at exit surface 9 and exits as exit light lo2 of exit angle f.

이와 같이, 전반사형 프리즘부(8A) 측의 인접피치의 무효면(3Z-1)으로 수광될 예정인 무효광선(lie)의 일부(유효영역(E3))를, 입사면(8B)에 의해 입사광선(li2)으로서 수광하고 있기 때문에, 무효영역(E1)을 무효영역(E2)으로 감소시켜, 하이브리드형 프리즘부(7)의 수광효율을 증가시킬 수 있다.In this manner, a part of the invalid light lie (effective area E3), which is to be received by the invalid surface 3Z-1 of the adjacent pitch on the total reflection type prism portion 8A side, is incident by the incident surface 8B. Since light is received as the light beam li2, the invalid region E1 can be reduced to the invalid region E2, so that the light receiving efficiency of the hybrid prism portion 7 can be increased.

하이브리드형 프리즘부(7)의 무효면(3Z)은, 굴절형 프리즘부(3A) 측의 인접피치의 입사면(8B-2)에 의해 무효광선의 방향에서 봐서 차단되어 있다. 도시하지 않은 다른 피치에 있어서도 마찬가지이고, 무효영역(Ei)이 전체적으로 감소해서 프레넬 렌즈(6) 전체의 수광효율을 향상시킬 수 있다.The ineffective surface 3Z of the hybrid prism portion 7 is blocked by the incidence surface 8B-2 of the adjacent pitch on the refractive prism portion 3A side in the direction of the ineffective ray. The same applies to other pitches not shown, and the invalid region Ei is reduced as a whole, so that the light receiving efficiency of the entire Fresnel lens 6 can be improved.

이상과 같이, 본 실시 형태 2에 따르면, 전반사형 프리즘부(8A) 측의 인접 피치의 무효면(3Z-1)을 무효광선(lie)의 방향에서 봐서 차단하는 입사면(8B)과, 입사면(8B)에서 굴절된 모든 투과광선(lt2)을 전반사해서 투과광선(lt1)과 평행한 투과광선(1t3)으로 하는 전반사면(8C)을 전반사형 프리즘부(8A)에 구비하도록 했기 때문에, 무효영역(E1)을 감소시켜서 프레넬 렌즈(6)의 수광효율을 증가시킬 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.As described above, according to the second embodiment, the incidence surface 8B for blocking the invalid surface 3Z-1 of the adjacent pitch on the side of the total reflection type prism portion 8A in the direction of the inactive light lie and incident Since the total reflection surface 8C which totally reflects all the transmitted light lt2 refracted by the surface 8B and becomes the transmitted light 1t3 parallel to the transmitted light lt1, the total reflection type prism part 8A was provided, The effect that the light receiving efficiency of the Fresnel lens 6 can be increased by reducing the invalid region E1 can be obtained.

또한, 프레넬 렌즈(6)는 경화된 합성 수지로부터 금형(렌즈 성형틀)을 발취하여 완성되기 때문에, 전반사형 프리즘부(8A)의 단면형상은 금형의 발취를 할 수있게 한다.In addition, since the Fresnel lens 6 is completed by extracting a mold (lens mold) from the cured synthetic resin, the cross-sectional shape of the total reflection type prism portion 8A enables the extraction of the mold.

또, 본 실시 형태 2는, 하이브리드형 프리즘부를 구비한 프레넬 렌즈에 한정되는 것이 아니라, 종래의 전반사형 프리즘부를 구비한 프레넬 렌즈에 적용하는 것도 가능하다.In addition, the second embodiment is not limited to the Fresnel lens provided with the hybrid prism portion, but can also be applied to the Fresnel lens provided with the conventional total reflection prism portion.

실시 형태 3.Embodiment 3.

실시 형태 1에서는, 굴절형 프리즘부(3A)와 전반사형 프리즘부(4A)를 구비한 하이브리드형 프리즘부(2)를 프레넬 렌즈(1)에 성형하고, 도8의 투과율을 실현했지만, 고입사각 영역과 비교하면 소입사각 영역에서의 특성은 약간 낮은 것이었다.In the first embodiment, the hybrid prism portion 2 including the refractive prism portion 3A and the total reflection prism portion 4A is formed on the Fresnel lens 1, and the transmittance of FIG. Compared to the rectangular area, the characteristics in the hardened square area were slightly lower.

본 실시 형태 3에서는, 소입사각 영역의 투과율을 개선하는 수법에 대해서 설명한다.In the third embodiment, a method of improving the transmittance of the small square area will be described.

도11은 실시 형태 1에서 나타낸 하이브리드형 프리즘부(2)의 투과율과, 종래의 기술에서 나타낸 굴절형 프리즘부(131A)의 투과율을 비교하는 도이다.FIG. 11 is a diagram comparing the transmittance of the hybrid prism portion 2 shown in the first embodiment with that of the refractive prism portion 131A shown in the prior art.

도8과 마찬가지로, 도11의 가로축, 세로축은 각각 입사각(a) [단위:도], 투과율 [단위:백분률]이다. 하이브리드형 프리즘부(2)의 투과율은 실선으로, 굴절형 프리즘부(131A)의 투과율은 1점 파선으로 각각 나타내고 있다.As in Fig. 8, the horizontal and vertical axes in Fig. 11 are the incident angle a [unit: degree] and the transmittance [unit: percentage], respectively. The transmittance of the hybrid prism portion 2 is indicated by a solid line, and the transmittance of the refractive prism portion 131A is indicated by a dashed line.

제4도에서 설명한 프레넬 렌즈(131)는, 소입사각 영역에 있어서 양호한 투과율을 가지고 있기 때문에, 도11로부터도 알 수 있는 바와 같이, 하이브리드형 프리즘부(2)의 투과율과 비교해서, 굴절형 프리즘부(131A)의 투과율은 특성 변화각(a0)보다 낮은 입사각 영역에서 높은 투과율을 나타내고 있다. 특성 변화각(a0)은 하이브리드형 프리즘부, 굴절형 프리즘부 쌍방의 투과율이 일치한 점에서의 입사각이다.Since the Fresnel lens 131 described in FIG. 4 has a good transmittance in the small square region, as can be seen from FIG. 11, the refractive type of the Fresnel lens 131 is refractive type compared with the transmittance of the hybrid prism portion 2 The transmittance of the prism portion 131A has a high transmittance in the incident angle region lower than the characteristic change angle a0. The characteristic change angle a0 is an incident angle at the point where the transmittances of both the hybrid prism portion and the refractive prism portion coincide.

그래서, 본 실시 형태 3에서는, 하이브리드형 프리즘부(2)를 구비한 프레넬 렌즈(1)에 굴절형 프리즘부(131A)를 이하에 도시하는 바와 같이 적용하고, 소입사각 영역에서의 투과율을 개선한다.Therefore, in the third embodiment, the refractive prism portion 131A is applied to the Fresnel lens 1 having the hybrid prism portion 2 as shown below to improve the transmittance in the small-square area. do.

도12는 본 발명의 실시 형태 3에 따른 프레넬 렌즈의 복수 피치에 있어서의 단면형상을 확대한 도이다. 화살표는 광선을 나타내고 있다.Fig. 12 is an enlarged view of a cross-sectional shape in a plurality of pitches of a Fresnel lens according to Embodiment 3 of the present invention. Arrows indicate rays.

도12에 있어서, 10은 실시 형태 3의 프레넬 렌즈, 11A, 11B는 실시 형태 1에서 나타낸 프레넬 렌즈(1)의 하이브리드형 프리즘부, 12A, 12B는 종래의 기술에서 나타낸 프레넬 렌즈(131)의 굴절형 프리즘부, 13은 프레넬 렌즈(10)의 평면형상의 출사면, m5는 출사면(13)의 법선이다.In Fig. 12, 10 is a Fresnel lens of Embodiment 3, 11A, 11B are hybrid prism portions of Fresnel lens 1 shown in Embodiment 1, and 12A, 12B are Fresnel lens 131 shown in the prior art. Is a planar exit face of the Fresnel lens 10, and m5 is a normal line of the exit face 13.

li3 내지 li6은 제 각기 각 프리즘부(11A, 11B, 12A, 12B)에의 입사광선이며, 법선(m5)과 입사각(a1 내지 a4)을 각각 이루고 있다.li3 to li6 are incident light beams to the prism portions 11A, 11B, 12A, and 12B, respectively, and form a normal line m5 and the incident angles a1 to a4, respectively.

특성 변화각(a0)도 포함한 각 입사각의 대소관계는 a1>a2≥a0>a 3>a4(또는 a1>a2>a0≥a3>a4)이다. 따라서, 프리즘부(11A)의 상방향(도12의 상방)에 프레넬 렌즈(10)의 최단부가 있고, 프리즘부(12B)의 하방향(도12의 하방)에 프레넬 렌즈(10)의 광축이 존재한다.The magnitude relationship of each incident angle including the characteristic change angle a0 is a1> a2≥a0> a 3> a4 (or a1> a2> a0≥a3> a4). Therefore, the shortest part of the Fresnel lens 10 exists in the upper direction (upper FIG. 12) of the prism part 11A, and the Fresnel lens 10 in the lower direction (downward in FIG. 12) of the prism part 12B. There is an optical axis.

프레넬 렌즈(10)의 최단부에서 하이브리드형 프리즘부(11B)까지의 각 피치에는 하이브리드형 프리즘부가 각각 성형되어 있고, 굴절형 프리즘부(12A)로부터 프레넬 렌즈(10)의 광축까지의 각 피치에는 굴절형 프리즘부가 각각 성형되어 있다.Each pitch from the shortest end of the Fresnel lens 10 to the hybrid prism portion 11B is formed with a hybrid prism portion, and the angles from the refractive prism portion 12A to the optical axis of the Fresnel lens 10 are respectively formed. Refractive prismatic portions are formed in the pitch, respectively.

즉, 도12의 프레넬 렌즈(10)에서는, 입사각a≥a0(또는 a>a0)이 되는 피치에는 하이브리드형 프리즘부(11A, 11B)를 적용하고, a0>입사각a(또는 a0≥a)이 되는 피치에는 굴절형 프리즘부(12A, 12B)를 적용하고 있다.That is, in the Fresnel lens 10 of Fig. 12, the hybrid prism portions 11A and 11B are applied to the pitch at which the incident angle a≥a0 (or a> a0), and a0> incidence angle a (or a0≥a). Refractive prismatic portions 12A and 12B are applied to the resulting pitch.

특성 변화각(a0)을 프리즘부의 단면형상의 변화점으로 하고, 특성 변화각(a0)보다도 작은(또는 이하의) 소입사각 영역의 각 피치에서는 굴절형 프리즘부(11A, 11B)를, 특성 변화각(a0)보다도 큰(또는 이상의) 대입사각 영역의 각 피치에서는 하이브리드형 프리즘부(12A, 12B)를 구비하도록 하고 있기 때문에, 프레넬 렌즈(10)의 투과율은 특성 변화각(a0)보다도 낮은 입사각 영역에서 도11의 프레넬 렌즈(131)의 특성에, 특성 변화각(a0)보다도 낮은 입사각 영역에서 도11의 프레넬 렌즈(1)의 특성이 되고, 실시 형태 1의 프레넬 렌즈(1)보다도 소입사각 영역의 투과율을 높게 할 수 있다.The characteristic change angle a0 is used as the point of change of the cross-sectional shape of the prism portion, and the refractive prism portions 11A and 11B are changed at each pitch of the small-incidence square region smaller than (or less than) the characteristic change angle a0. At each pitch of the large-incidence angle region larger than (or greater than) the angle a0, the hybrid prism portions 12A and 12B are provided, so that the transmittance of the Fresnel lens 10 is lower than the characteristic change angle a0. The characteristic of the Fresnel lens 131 of FIG. 11 in the incident angle region becomes the characteristic of the Fresnel lens 1 of FIG. 11 in the incident angle region lower than the characteristic change angle a0, and the Fresnel lens 1 of Embodiment 1 ), The transmittance in the quenched rectangular region can be made higher.

또, 특성 변화각(a0) 근방의 투과율 변화를 원활하게 하기 위해서, 다음과 같이 해도 좋다.In addition, in order to smooth the change of the transmittance near the characteristic change angle a0, you may carry out as follows.

도13은 본 발명의 실시 형태 3에 따른 프레넬 렌즈의 복수 피치에 있어서의 단면형상을 확대한 도이다. 화살표는 광선을 나타내고 있다.Fig. 13 is an enlarged view of the cross-sectional shape at a plurality of pitches of the Fresnel lens according to the third embodiment of the present invention. Arrows indicate rays.

도13에 있어서, 14는 실시 형태 3의 프레넬 렌즈, 15C 내지 15H는 각각 실시 형태1에서 나타낸 프레넬 렌즈(1)의 하이브리드형 프리즘부, 16C 내지 16F는 종래의 기술에서 나타낸 프레넬 렌즈(131)의 굴절형 프리즘부, 17은 프레넬 렌즈(14)의 평면형상의 출사면, m6은 출사면(17)의 법선이다.In Fig. 13, 14 is a Fresnel lens of Embodiment 3, 15C to 15H are hybrid prism portions of Fresnel lens 1 shown in Embodiment 1, respectively, and 16C to 16F are Fresnel lens shown in the prior art. The refracting prism portion 131 of 17 is a planar exit face of the Fresnel lens 14, and m6 is a normal line of the exit face 17.

1i7 내지 li16은 제 각기 각 프리즘부(15C, 15D, 15E, 16C, 15F, 15G, 16D,15H, 16E, 16F)에의 입사광선이며, 법선(m6)과 입사각(a5 내지 a14)을 각각 이루고 있다.1i7 to li16 are incident rays of the prism portions 15C, 15D, 15E, 16C, 15F, 15G, 16D, 15H, 16E, and 16F, respectively, and form normal lines m6 and incident angles a5 to a14, respectively. .

각 입사각의 대소관계는, a5>a6>…a13>a14이다. 따라서, 하이브리드형 프리즘부(15C)의 상방향(도13의 상방)에 프레넬 렌즈(14)의 최단부가 있고, 굴절형 프리즘부(16F)의 하방향(도13의 하방)에 프레넬 렌즈(14)의 광축이 존재한다.The magnitude relationship of each incident angle is a5> a6>. a13> a14. Therefore, the shortest part of the Fresnel lens 14 exists in the upper direction (upward in FIG. 13) of the hybrid prism part 15C, and the Fresnel lens in the lower direction (downward in FIG. 13) of the refractive prism part 16F. There is an optical axis of (14).

프레넬 렌즈(14)의 최단부에서 하이브리드형 프리즘부(15C)까지의 각 피치에는 하이브리드형 프리즘부가 각각 성형되고 있고, 굴절형 프리즘부(16F)로부터 프레넬 렌즈(14)의 광축까지의 각 피치에는 굴절형 프리즘부가 각각 성형되어 있다.Hybrid prism portions are respectively formed at the pitches from the shortest end of the Fresnel lens 14 to the hybrid prism portion 15C, and the angles from the refractive prism portion 16F to the optical axis of the Fresnel lens 14 are respectively formed. Refractive prismatic portions are formed in the pitch, respectively.

도13의 프레넬 렌즈(14)에서는, 특성 변화각(a0) 근방의 입사각(특성 변화영역)에 상당하는 각 피치에 있어서, 입사각의 감소와 함께, 하이브리드형 프리즘부에 대한 굴절형 프리즘부의 개수의 비율(혼재비율)을 단계적으로 증가시키도록 하고 있다.In the Fresnel lens 14 of Fig. 13, at each pitch corresponding to the incident angle (characteristic change region) near the characteristic change angle a0, the number of refracting prism portions with respect to the hybrid prism portion is reduced together with the decrease of the incident angle. Increasing the ratio of (mixing ratio) to

예를 들면 입사각(a10)과 입사각(a11)의 사이에 특성 변화각(a0)이 있는 것으로 한다. 이 때, 도13과 같이, 프리즘부(15C 내지 15E) 및 프리즘부(16C)까지는 3:1의 혼재비율, 프리즘부(15F 내지 15G) 및 프리즘부(16D)까지는 2:1의 혼재비율, 프리즘부(15H) 및 프리즘부(16E)까지는 1:1의 혼재비율로 특성 변화각(a0) 근방의 입사각의 프리즘부를 성형하고 있다.For example, it is assumed that there is a characteristic change angle a0 between the incident angle a10 and the incident angle a11. At this time, as shown in Fig. 13, the mixing ratio of the prism portions 15C to 15E and the prism portions 16C is 3: 1, the mixing ratio of the mixture to the prism portions 15F to 15G and the prism portions 16D is 2: 1, The prism portion 15H and the prism portion 16E are formed at a mixing ratio of 1: 1 to form a prism portion having an incident angle near the characteristic change angle a0.

이와 같이, 특성 변화각(a0) 근방의 입사각에 상당하는 특성 변화영역의 각 피치에서는, 하이브리드형 프리즘부(15C 내지 15H)와 굴절형 프리즘부(16C 내지 16F)를 단계적으로 혼재시키고, 하이브리드형 프리즘부에 대한 굴절형 프리즘부의혼재비율을 입사각의 감소와 함께 서서히 증가하도록 하고 있기 때문에, 도12의 프레넬 렌즈(10)와 비교하면, 도13의 프레넬 렌즈(14)는 특성 변화각(a0) 근방의 투과율 변화를 원활하게 할 수 있다.In this manner, at each pitch of the characteristic change region corresponding to the incident angle near the characteristic change angle a0, the hybrid prism portions 15C to 15H and the refractive prism portions 16C to 16F are mixed stepwise, and the hybrid type is used. Since the mixing ratio of the refractive prism portion to the prism portion is gradually increased with decreasing the incident angle, the Fresnel lens 14 of FIG. 13 has a characteristic change angle ( a0) It is possible to smoothly change the transmittance in the vicinity.

물론, 각 입사각의 대소관계에 대한 특성 변화각(a0)의 할당이나, 특성 변화영역의 피치수, 혼재비율 등은 프레넬 렌즈(14)의 사양에 따라서 정하도록 하면 된다.Of course, the assignment of the characteristic change angle a0 to the magnitude of each incident angle, the number of pitches of the characteristic change region, the mixing ratio, etc. may be determined according to the specifications of the Fresnel lens 14.

또한, 특성 변화각(a0) 근방의 투과율 변화를 다음과 같이 해서 원활하게 할 수도 있다.Moreover, the transmittance | permeability change of the characteristic change angle a0 vicinity can also be made smooth as follows.

도14는 본 발명의 실시 형태 3에 따른 프레넬 렌즈의 복수 피치에 있어서의 단면형상을 확대한 도이다. 화살표는 광선을 나타내고 있다.Fig. 14 is an enlarged view of a cross-sectional shape in a plurality of pitches of a Fresnel lens according to Embodiment 3 of the present invention. Arrows indicate rays.

도14에 있어서, 18은 실시 형태 3의 프레넬 렌즈, 19A는 프레넬 렌즈(18)의 하이브리드형 프리즘부, 19B 내지 19D는 프레넬 렌즈(18)의 하이브리드형 프리즘부(매개 프리즘부), 19E는 굴절형 프리즘부, 19A-1 내지 19D-1은 하이브리드형 프리즘부(19A 내지 19D)를 구성하는 전반사형 프리즘부의 입사면, 19A-2 내지 19D-2는 하이브리드형 프리즘부(19A 내지 19D)를 구성하는 굴절형 프리즘부의 입사면, 19E-2는 굴절형 프리즘부(19E)의 입사면, 20은 프레넬 렌즈(18)의 평면형상의 출사면, m7은 출사면(20)의 법선이다.In Fig. 14, 18 is a Fresnel lens of Embodiment 3, 19A is a hybrid prism portion of Fresnel lens 18, 19B to 19D is a hybrid prism portion (mediated prism portion) of Fresnel lens 18, 19E is a refractive prism portion, 19A-1 to 19D-1 is an incident surface of the total reflection prism portion constituting the hybrid prism portions 19A to 19D, and 19A-2 to 19D-2 are hybrid prism portions 19A to 19D. ) Is the incidence surface of the refractive prism portion constituting the ss, 19E-2 is the incidence surface of the refractive prism portion 19E, 20 is the plane exit surface of the Fresnel lens 18, and m7 is the normal of the emission surface 20. .

li17 내지 li21은 제 각기 각 하이브리드형 프리즘부(19A 내지 19D), 굴절형 프리즘부(19E)에의 입사광선이며, 법선(m7)과 입사각(a15 내지 a19)을 각각 이루고 있다.li17 to li21 are incident light rays on the hybrid prism portions 19A to 19D and the refractive prism portion 19E, respectively, and form a normal line m7 and incident angles a15 to a19, respectively.

21B 내지 21D는 입사각(a16 내지 a18)에 각각 대응한 실시 형태 1의 하이브리드형 프리즘부이며, 전반사면(21B-i 내지 21D-1, 입사면 21B-2 내지 21D-2)을 각각 구비하고 있다. 본 실시 형태 3의 하이브리드 프리즘부(19B 내지19D)와 대조하기 위해서, 1점 파선으로 도시하고 있다.21B to 21D are the hybrid prism portions of the first embodiment corresponding to the incident angles a16 to a18, respectively, and have total reflection surfaces 21B-i to 21D-1 and incident surfaces 21B-2 to 21D-2, respectively. . In order to contrast with the hybrid prism parts 19B-19D of this Embodiment 3, it shows with the dashed-dotted line.

각 입사각의 대소관계는, a15>a16>a17>a18>a19이다. 따라서, 하이브리드형 프리즘부(19A)의 상방향(도14의 상방)에 프레넬 렌즈(18)의 최단부가 있고, 굴절형 프리즘부(19E)의 하방향(도14의 하방)에 프레넬 렌즈(18)의 광축이 존재한다.The magnitude relationship of each incidence angle is a15> a16> a17> a18> a19. Therefore, the shortest portion of the Fresnel lens 18 is in the upper direction (above in FIG. 14) of the hybrid prism portion 19A, and the Fresnel lens is in the lower direction (down in FIG. 14) of the refractive prism portion 19E. There is an optical axis of (18).

프레넬 렌즈(18)의 최단부에서 하이브리드형 프리즘부(19A)까지의 각 피치에는 실시 형태 1의 하이브리드형 프리즘부가 각각 성형되어 있고, 굴절형 프리즘부(19E)로부터 프레넬 렌즈(18)의 광축까지의 각 피치에는 종래의 굴절형 프리즘부가 각각 성형되어 있다.In each pitch from the shortest end of the Fresnel lens 18 to the hybrid prism portion 19A, the hybrid prism portion of the first embodiment is molded, and the refractive prism portion 19E is used to In each pitch up to the optical axis, a conventional refractive prism portion is formed.

도14의 프레넬 렌즈(18)에서는, 특성 변화각(a0) 근방의 입사각(특성 변화영역)에 상당하는 각 피치에 있어서, 입사각에 대해서 소정의 각도를 유지한 채 입사면(19B-1 내지 19D-1)의 면적을 미감하도록 하고 있고, 또한 입사광에 대해서 소정의 각도를 유지한 채 입사면(19B-2 내지 19D-2)의 면적을 미증하도록 하고 있다.In the Fresnel lens 18 of Fig. 14, at each pitch corresponding to the incident angle (characteristic change region) near the characteristic change angle a0, the incident surfaces 19B-1 to 1 are maintained while maintaining a predetermined angle with respect to the incident angle. The area of 19D-1) is reduced, and the area of the incident surfaces 19B-2 to 19D-2 is not maintained while maintaining a predetermined angle with respect to the incident light.

즉, 도14에 있어서, 면적의 대소관계는, 입사면(19B-1)>입사면(19C-1)>입사면(19D-1), 입사면(19B-2)<입사면(19C-2)<입사면(19D-2)가 되어 있고, a16 내지 a18과 입사각이 감소함에 따라, 전반사형 프리즘부의 입사면 면적은 입사면(19B-1), 입사면(19C-1), 입사면(19D-1)로 미감하고, 굴절형 프리즘부의 입사면 면적은 입사면(19B-2), 입사면(19C-2), 입사면(19D-2)으로 미증하고 있다.In other words, in Fig. 14, the area relation is represented by the incident surface 19B-1> incident surface 19C-1> incident surface 19D-1 and the incident surface 19B-2 <incident surface 19C-. 2) <incident surface 19D-2, and as a16-a18 and incident angle decrease, the incident surface area of the total reflection prism part is incident surface 19B-1, incident surface 19C-1, and incident surface It is insensitive to (19D-1), and the incident surface area of the refractive prism portion is not known as the incident surface 19B-2, the incident surface 19C-2, and the incident surface 19D-2.

즉, 특성 변화각(a0)이 a16에서 a18의 사이로 하면(a16 내지 a18에 상당하는 3피치가 특성 변화영역의 피치), 입사각이 a16에서 a18로 감소함에 따라, 입사면 (19B-1 내지 19D-1)의 면적을 미감하고, 입사면(19B-2 내지 19D-2)의 면적을 미증시키도록 하고 있다.That is, when the characteristic change angle a0 is between a16 and a18 (three pitches corresponding to a16 to a18 is the pitch of the characteristic change region), and as the incident angle decreases from a16 to a18, the incident surfaces 19B-1 to 19D The area of -1) is insignificant, and the area of the incident surfaces 19B-2 to 19D-2 is not increased.

이와 같이 함으로써, 하이브리드형 프리즘부(19A)는, 하이브리드형 프리즘부(19B 내지 19D)를 통해 굴절형 프리즘부(19E)로 단계적으로 변화되기 때문에, 특성 변화각(a0) 근방의 투과율 변화를 원활하게 할 수 있다.In this manner, the hybrid prism portion 19A is gradually changed into the refractive prism portion 19E through the hybrid prism portions 19B to 19D, thereby smoothly changing the transmittance near the characteristic change angle a0. It can be done.

이 때에, 입사광선(li18 내지 li20)에 대한 입사면(19B-1 내지 19D-1) 및 입사면(19B-2 내지 19D-2)의 소정의 각도는, 프레넬 렌즈(18)의 사양에 따라서 정하도록 해도 좋다.At this time, the predetermined angles of the incident surfaces 19B-1 to 19D-1 and the incident surfaces 19B-2 to 19D-2 with respect to the incident rays li18 to li20 are determined by the specifications of the Fresnel lens 18. Therefore, you may decide.

또, 예를 들면, 입사면(19B-1 내지 19D-1)은 하이브리드형 프리즘부(21B 내지 21D)의 입사면(21B-2 내지 21B-D)과 각각 평행으로 해서 미감시키고(도14의 흰색 화살표), 입사면(19B-2 내지 19D-2)은 하이브리드형 프리즘부(21B 내지 21D)의 굴절형 프리즘부의 입사면을 그대로 이용해서 면적을 미증시키도록 해도 좋다.For example, the incidence surfaces 19B-1 to 19D-1 are attenuated in parallel with the incidence surfaces 21B-2 to 21B-D of the hybrid prism portions 21B to 21D, respectively (Fig. 14). (White arrow) and the incident surfaces 19B-2 to 19D-2 may use the incident surface of the refractive prism portion of the hybrid prism portions 21B to 21D as they are so as to increase the area.

또한, 여기에서는, 3개의 하이브리드형 프리즘부(19B 내지 19D)를 매개 프리즘부로서 이용해서 설명했지만, 매개 프리즘부의 개수(즉 특성 변화영역의 피치수)는 특별히 한정되지 않는다.In addition, although three hybrid prism parts 19B-19D were demonstrated here as an intermediate prism part, the number of intermediate prism parts (namely, the pitch number of a characteristic change area) is not specifically limited.

더욱이, 입사면(19B-1 내지 19D-1), 입사면(19B-2 내지 19D-2)의 면적 미증량·면적 미감량은 특별히 한정되지 않고, 특성이 좋아지도록 정하면 된다.Furthermore, the area unincreased and the area unincreased of the incident surfaces 19B-1 to 19D-1 and the incident surfaces 19B-2 to 19D-2 are not particularly limited, and may be determined so as to improve the characteristics.

이상과 같이, 본 실시 형태 3에 따르면, 특성 변화각(a0)을 경계로 하여, 특성 변화각(a0)보다 큰(또는 이상의) 입사각에 상당하는 각 피치에서는 하이브리드형 프리즘부를, 특성 변화각(a0)보다 작은(또는 이하의) 입사각에 상당하는 각 피치에서는 굴절형 프리즘을 각각 성형하도록 했기 때문에, 입사각 영역에 있어서의 투과율을 개선할 수 있는다고 하는 효과를 얻을 수 있다.As described above, according to the third embodiment, the hybrid type prism portion is formed at each pitch corresponding to an incident angle greater than (or more than) the characteristic change angle a0 with the characteristic change angle a0 as a boundary. Since the refractive prisms are formed at each pitch corresponding to an angle of incidence smaller than (a0) or less, the transmittance in the incident angle region can be improved.

또한, 본 실시 형태 3에 따르면, 특성 변화각(a0) 근방의 특성 변화영역의 각 피치에 있어서, 하이브리드형 프리즘부(15C 내지 15H)에 대한 굴절형 프리즘부(16C 내지 16F)의 혼재비율을 입사각의 감소에 따라서 증가하도록 했기 때문에, 소입사각 영역에 있어서의 투과율을 개선하고, 특성 변화각(a0) 근방의 투과율 변화를 원활하게 할 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.Further, according to the third embodiment, the mixing ratio of the refractive prism portions 16C to 16F with respect to the hybrid prism portions 15C to 15H in each pitch of the characteristic change region near the characteristic change angle a0 is determined. Since it is made to increase with decreasing incidence angle, the effect that the transmittance | permeability in a quenching angle area | region is improved and the transmittance | permeability change of the characteristic change angle a0 vicinity can be made smooth is obtained.

또, 본 실시 형태 3에 따르면, 특성 변화각(a0) 근방의 특성 변화영역의 각 피치에 있어서, 입사각의 감소와 함께, 입사면(19B-1 내지 19D-1)의 면적을 미감시키고, 입사면(19B-2 내지 19D-2)의 면적을 미증시킨 하이브리드형 프리즘부(19B 내지 19D)를 구비하도록 했기 때문에, 소입사각 영역에 있어서의 투과율을 개선하고, 특성 변화각(a0) 근방의 투과율 변화를 원활하게 할 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.In addition, according to the third embodiment, in each pitch of the characteristic change region in the vicinity of the characteristic change angle a0, the area of the incident surfaces 19B-1 to 19D-1 is reduced with the decrease of the incident angle. Since the hybrid prism portions 19B to 19D without increasing the area of the surfaces 19B-2 to 19D-2 were provided, the transmittance in the quenched square region was improved, and the transmittance near the characteristic change angle a0. The effect that a change can be made smoothly is acquired.

또한, 본 실시 형태 3을 실시 형태 2에 적용하도록 해도 좋다.In addition, the third embodiment may be applied to the second embodiment.

실시 형태 4Embodiment 4

본 실시 형태 4에서는, 실시 형태 1에서 기술한 하이브리드형 프리즘부(2)의 선단인각(β) 및 출사각(f)의 최적치에 대해서 기술한다.In the fourth embodiment, the optimum values of the tip inclination angle β and the emission angle f of the hybrid prism portion 2 described in the first embodiment will be described.

우선, 입사면(4B)과 전반사면(4C)이 이루는 선단인각(β)의 최적치에 대해서 기술한다.First, the optimum value of the tip inclination angle β formed by the incident surface 4B and the total reflection surface 4C will be described.

도15는 선단인각(β)을 각각 45°(실선), 40°(2점 파선), 35°(파선)으로 한 경우의 하이브리드형 프리즘부(2)의 투과율(Tall)을 도시하는 도이다.Fig. 15 is a diagram showing the transmittances (Tall) of the hybrid prism portion 2 when the tip angle? Is set to 45 ° (solid line), 40 ° (two dashed line), and 35 ° (dashed line), respectively. to be.

β=45°(도8의 경우)와 비교하면, a=약 40°이상의 대입사각 영역에서는, β=40°, 35° 어느 경우나 투과율은 동등(90% 이상)한 특성을 나타내고 있다.Compared to β = 45 ° (in the case of FIG. 8), the transmittance was equal (90% or more) in both β = 40 ° and 35 ° in a large incidence angle region of a = about 40 ° or more.

그러나, β=45°의 경우에는 a=약 40°이하에서 투과율이 감소하게 된다. 한편, β=45°의 경우와 비교하여, β=40°의 투과율(Tall)은 a=약 35°의 소입사각 영역까지 90% 이상의 고투과율을 나타내고 있는 것을 도15로부터 알 수 있다. 또한, β=35°의 경우에는 이 경향이 더욱 현저해지고, 고투과율 영역은 a=약 30°까지 넓어져 있다.However, in the case of β = 45 °, the transmittance decreases below a = about 40 °. On the other hand, it can be seen from Fig. 15 that the transmittance Tall of β = 40 ° shows a high transmittance of 90% or more up to the quenched square region of a = about 35 ° as compared with the case of β = 45 °. In the case of β = 35 °, this tendency becomes more remarkable, and the high transmittance region is widened to a = about 30 °.

즉, a=약 40°이하의 소입사각 영역에서는, 선단인각(β)의 값을 될 수 있는 한 작은 각도로 함으로써, 투과율(Tall)의 입사각 의존성을 경감시키고, 광범위한 입사각에 대해서 고투과율을 실현할 수 있다.That is, in the quenching angle region where a = about 40 ° or less, by setting the value of the leading angle beta as small as possible, the incident angle dependence of the transmittance Tall is reduced, and the high transmittance for a wide range of incidence angles is reduced. It can be realized.

또한, 도15에 있어서, 선단인각(β)의 값을 40°나 35°로 하면, a=약 15°이하의 영역에서 60%이하의 투과율이 되어버리지만, 이 a=약 15°이하의 영역에 상당하는 피치의 하이브리드형 프리즘부(2)에서는, 선단인각(β)을 예를 들면 45°로 크게 하면, 투과율의 저하를 보상할 수 있다.In Fig. 15, when the value of the tip angle beta is 40 ° or 35 °, a transmittance of 60% or less is achieved in a region of a = about 15 ° or less, but a = about 15 ° or less In the hybrid-type prism portion 2 having a pitch corresponding to the area of, the decrease in transmittance can be compensated for by increasing the tip angle?

즉, 입사각(a)=약 15°에 있어서, 40°일 때의 선단인각(β)의 투과율과, 45°의 선단인각(β)의 투과율이 동일해지고, 입사각(a)=약 15°이상과 입사각(a)=약15°이하의 영역에서 양자의 투과율의 고저관계가 역전되어 있기 때문에, a=15° 내지 90°의 영역에서는 β=40°, a=0° 내지 15°의 영역에서는 β=45°로 함으로써, a=15°내지 90°에서 β=40°의 특성(도15의 2점 파선)과, a=0° 내지 15°에서 β=45°의 특성(도15의 실선)을 조합한 투과율을 실현할 수 있다.That is, at the incident angle (a) = about 15 °, the transmittance of the tip inclination angle β at 40 ° and the transmittance of the tip inclination angle β at 45 ° are the same, and the incidence angle (a) is about 15 degrees. Since the high and low relations of both transmittances are reversed in the region of more than ° and the angle of incidence (a) = approximately 15 ° or less, the range of β = 40 ° and a = 0 ° to 15 ° in the range of a = 15 ° to 90 °. In the region, by setting β = 45 °, characteristics of β = 40 ° at a = 15 ° to 90 ° (two dashed lines in Fig. 15) and characteristics of β = 45 ° at a = 0 ° to 15 ° (Fig. 15) Can be realized by combining the solid line.

또, 실시 형태 3에서 기술한 수법을 이용해서 투과율의 저하를 보상하도록 해도 좋다. 이 경우에는, 굴절형 프리즘부의 특성(도15의 1점 파선)과 예를 들면 β=40°의 하이브리드형 프리즘부의 특성을 조합한 투과율이 된다.In addition, the decrease in transmittance may be compensated for using the method described in the third embodiment. In this case, the transmittance is obtained by combining the characteristics of the refractive prism portion (broken line in Fig. 15) with the characteristics of the hybrid prism portion having, for example, β = 40 °.

이와 같이, 실시 형태 1의 프레넬 렌즈(1)를 설계할 때에는, 하이브리드형 프리즘부(2)의 선단인각(β)을 입사각의 값에 따라서 될 수 있는 한 예각으로 하는 것이 바람직하다. 단, 선단인각(β)을 너무 작게 하면, 입사각(a)의 값이 큰 경우에 도7의 입사면(4B)과 출사면(5)이 이루는 각이 둔각이 되고, 프레넬 렌즈(1) 제조시에 금형(렌즈 성형틀)의 발취가 불가능한 형상이 되어버리기 때문에, 이 점에 유의해서, 선단인각(β)을 입사각(a)의 값에 따라서 최적치로 설정한다.Thus, when designing the Fresnel lens 1 of Embodiment 1, it is preferable to make the tip angle angle (beta) of the hybrid-type prism part 2 as acute angle as much as possible according to the value of an incident angle. However, if the tip inclination angle β is made too small, the angle formed by the incident surface 4B and the exit surface 5 of FIG. 7 becomes obtuse when the value of the incident angle a is large, and the Fresnel lens 1 Since the mold (lens forming die) cannot be extracted at the time of manufacture, in consideration of this point, the leading edge angle β is set to an optimum value in accordance with the value of the incident angle a.

바꿔 말하면, 하이브리드형 프리즘부(2)의 선단인각(β)을 프레넬 렌즈(1)의 제조성을 손상시키지 않는 범위에서 될 수 있는 한 예각(최예각도)으로 설정함으로써, 투과율을 더욱 개선할 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다. 또, 최예각도의 선단인각(β)의 투과율보다도 최예각도 이외의 선단인각(β)의 투과율 쪽이 커지는 입사각 영역에서는, 최예각도보다도 선단인각(β)을 크게 함으로써, 입사각 전영역에 걸쳐서 고투과율을 실현할 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.In other words, the transmittance is further improved by setting the leading angle beta of the hybrid prism portion 2 at an acute angle (minimum angle) as far as possible without impairing the manufacturability of the Fresnel lens 1. The effect that it can do is obtained. Further, in the incident angle region in which the transmittance of the tip angle β other than the sharpest angle is larger than the transmittance of the tip angle α of the sharpest angle β, the tip angle of incidence β is made larger than the sharpest angle, thereby increasing the total angle of incidence angle. The effect that high transmittance | permeability can be achieved can be acquired.

그 다음에, 출사광선의 출사각(f)의 최적치에 대해서 기술한다.Next, the optimum value of the emission angle f of the emission light is described.

도16은 출사각(f)을 각각 0°(실선), 3°(2점 파선), 5°(파선)로 했을 경우의 하이브리드형 프리즘부(2)의 투과율(Tall)을 도시하는 도이다.Fig. 16 is a diagram showing the transmittances (Tall) of the hybrid prism portion 2 when the emission angle f is set to 0 ° (solid line), 3 ° (two dashed line), and 5 ° (dashed line), respectively. .

도16으로부터, a=약 40°이상의 대입사각 영역에서는, f=0°, 3°, 5°의 어느 경우나 투과율은 동등(90% 이상)한 특성을 나타내고 있다. 또, a=약 40°이하의 소입사각 영역에서는, f=0°보다도 f=3°의 경우에, 또한 f=3°보다도 f=5°의 경우에 투과율(Tall)이 개선되어 있다.From Fig. 16, the transmittance is equivalent (90% or more) in all cases of f = 0 °, 3 °, and 5 ° in a large incidence angle region of a = about 40 ° or more. In the quenched square region of a = about 40 ° or less, the transmittance Tall is improved when f = 3 ° than f = 0 ° and when f = 5 ° than f = 3 °.

따라서, 출사각(f)에 관해서는, a=약 40°이하의 소입사각 영역에서 출사각(f)을 크게 함으로써 투과율(Tall)을 개선할 수 있다.Therefore, with respect to the exit angle f, the transmittance Tall can be improved by increasing the exit angle f in the quenching angle region where a = about 40 degrees or less.

소입사각 영역에서 출사각(f)을 크게 하면, 다음에 도시하는 바와 같은 효과도 얻을 수 있다.Increasing the emission angle f in the small-incidence square region also provides the following effects.

도17의 (a) 및 (b)는 프레넬 렌즈(1)를 스크린에 적용한 화상표시장치의 구성을 도시하는 도이며, 도17의 (a)는 측면에서 본 구성도, 도17의 (b)는 화상표시장치의 정면도이다. 화살표는 광선을 나타내고 있다.17A and 17B are views showing the configuration of an image display apparatus in which a Fresnel lens 1 is applied to a screen, and FIG. 17A is a configuration view seen from the side, and FIG. Is a front view of the image display apparatus. Arrows indicate rays.

도17의 (a)에 있어서, 31은 빛을 발하는 발광체(조명광원수단), 32는 발광체(31)를 초점에 구비하는 포물면 거울(조명광원수단), 33은 포물면 거울(32)이 반사한 빛을 집광하는 집광렌즈(집광광학수단), 34는 액정 등의 라이트 밸브(광변조수단)이다. 라이트 밸브(34)는, 집광 렌즈(33)가 집광한 빛을 공간적으로 강도 변조한다.In Fig. 17A, 31 denotes a light emitter (illumination light source) that emits light, 32 a parabolic mirror (illumination light source means) having the light emitter 31 in focus, and 33 is a reflection of the parabolic mirror 32. A condenser lens (condensing optical means) for condensing light, and 34 are light valves (light modulating means) such as liquid crystal. The light valve 34 spatially modulates the light condensed by the condenser lens 33 spatially.

35는 라이트 밸브(34)가 강도 변조한 빛을 결상시키는 투영광학렌즈(투영광학수단), 36은 투영광학렌즈(35)가 결상한 빛을 배면에서 수광하여 화상을 표시하는 배면 투영형의 스크린이다. 스크린(36)은, 넓어진 광선을 거의 평행광으로 한 뒤에 결상시켜서 화상을 표시하고, 넓은 범위에 빛을 확산시켜 시야범위를 넓히는 작용을 한다.35 is a projection optical lens (projection optical means) for imaging the light modulated light by the light valve 34, 36 is a rear projection screen for receiving the image formed by the projection optical lens 35 from the back to display an image. to be. The screen 36 displays an image by forming an enlarged light beam into a substantially parallel light and then forming an image, and spreading the light in a wide range to widen the field of view.

스크린(36)에 있어서, 37이 각 실시 형태에서 나타낸 프레넬 렌즈이며, 38은 렌티큘러이다.In the screen 36, 37 is a Fresnel lens shown in each embodiment, and 38 is a lenticular.

프레넬 렌즈(37)는, 투영광학렌즈(36)로부터의 빛을 각 실시 형태에서 설명한 동작으로 수광하고, 각 피치마다의 하이브리드형 프리즘부를 통해 소정 출사각으로 광선을 출사한다. 즉, 프레넬 렌즈(37)는, 투영광학렌즈(35)로 넓어진 빛을 거의 평행화하기 위해서 이용하고 있다. 렌티큘러(38)는, 프레넬 렌즈(37)로부터의 출사광을 결상시킨 뒤에 확산한다.The Fresnel lens 37 receives the light from the projection optical lens 36 by the operation described in each embodiment, and emits light at a predetermined emission angle through the hybrid prism portion for each pitch. In other words, the Fresnel lens 37 is used to substantially parallelize the light widened by the projection optical lens 35. The lenticular 38 diffuses after forming outgoing light from the Fresnel lens 37.

39, 40은 각각 광축이다. 광축(39)은, 포물면 거울(32), 집광렌즈(33), 라이트 밸브(34)에 의해 공유되어 있다. 광축(40)은, 투영광학렌즈(35), 프레넬 렌즈(37), 및 렌티큘러(38)에 의해 공유되어 있고, 프레넬 렌즈(37)의 출사면과 직교하고 있다.39 and 40 are optical axes, respectively. The optical axis 39 is shared by the parabolic mirror 32, the condenser lens 33, and the light valve 34. The optical axis 40 is shared by the projection optical lens 35, the Fresnel lens 37, and the lenticular 38, and is orthogonal to the exit surface of the Fresnel lens 37.

광축(39)과 광축(40)은 서로 교차하지 않고, 라이트 밸브(34)에 의존한 최적설정각을 이루는 독립의 관계에 있다. 즉, 광축(39)을 공유하는 포물면 거울(32),집광렌즈(33), 라이트 밸브(34)는 광축(40)에 대해서 편심 배치되어 있다.The optical axis 39 and the optical axis 40 do not intersect with each other, but have an independent relationship to achieve an optimum setting angle depending on the light valve 34. That is, the parabolic mirror 32, the condenser lens 33, and the light valve 34 which share the optical axis 39 are eccentrically arranged with respect to the optical axis 40. FIG.

도17의 (a)와 같이 광학계 시스템이 구성된 화상표시장치는, 도17의 (b)에 도시하는 바와 같은 정면도가 된다. 도17의 (a)와 동일부호는 동일한 구성요소이다.The image display device in which the optical system is configured as shown in FIG. 17A has a front view as shown in FIG. 17B. The same reference numerals as in Fig. 17A denote the same components.

도17의 (b)에 있어서, 41은 화상표시장치 본체, 42는 프레넬 렌즈(37)에 설치된 하이브리드형 프리즘부의 고리띠이며, 스크린(36)에 대한 고리띠(42)의 관계를 표현하기 위해서 도시하고 있다. 43은 화상표시장치(41)의 받침부이며, 포물면 거울(32), 집광렌즈(33), 라이트 밸브(34) 등이 수납되어 있다.In Fig. 17 (b), 41 is an image display apparatus main body, 42 is an annular band of a hybrid prism portion provided in the Fresnel lens 37, and expresses the relation of the annular band 42 with respect to the screen 36. To show. Reference numeral 43 denotes a support portion of the image display device 41, and contains a parabolic mirror 32, a condenser lens 33, a light valve 34, and the like.

편심 배치된 라이트 밸브(34)로부터 스크린(36)으로 빛을 투영하는 것 이외에는 도2의 화상표시장치와 동일한 동작이며, 프레넬 렌즈(37)의 동작도 상술되어 있기 때문에, 설명을 생략한다.Except for projecting light from the eccentrically arranged light valve 34 to the screen 36, the operation is the same as that of the image display device of FIG. 2, and the operation of the Fresnel lens 37 is also described above, and thus description thereof is omitted.

이렇게 구성된 화상표시장치를 짝수대만큼 준비하고, 다음의 제18도에 도시하는 바와 같이 멀티 구성으로 이용되는 경우가 종종 있다.An even number of image display apparatuses configured in this way is prepared and often used in a multi configuration as shown in FIG.

도18의 (a) 내지 (c)는 출사 광선의 출사각을 최적화하는 수법을 설명하기 위한 도이며, 2대의 화상표시장치를 멀티 구성하고 있다. 도17의 (b)는 출사각을 최적화한 프레넬 렌즈의 단면도, 도18의 (b)는 도17의 (b)의 프레넬 렌즈를 구비한 스크린의 정면도, 도18의 (c)는 도18의 (b)의 화상표시장치를 멀티 구성했을 경우의 이용자와의 관계를 도시하는 도이다.18 (a) to 18 (c) are diagrams for explaining a method of optimizing the exit angle of the outgoing light rays, and constitute two multi-image display apparatuses. Figure 17 (b) is a cross-sectional view of the Fresnel lens with optimized exit angle, Figure 18 (b) is a front view of the screen with the Fresnel lens of Figure 17 (b), Figure 18 (c) Fig. 18B shows a relationship with the user when the image display device of Fig. 18B is multi-configured.

도18의 (a) 내지 (c)에 있어서, 36A, 36B는 스크린, 37A, 37B는 프레넬 렌즈, 38A, 38B는 렌티큘러, 40A, 40B는 각각 프레넬 렌즈(37A, 37B)의 광축, 41A, 41B는 모두 도17의 (a) 및 (b)의 화상표시장치, 42A, 42B는 각각 프레넬 렌즈(37A, 37B)의 고리띠, 43A, 43B는 각각 화상표시장치(41A, 41B)의 받침부이다. 고리띠(42A, 42B)는 각각, 직사각형 형상으로 잘라내어진 프레넬 렌즈(37A, 37B)의 4변에서, 광축(40A, 40B)에 가장 가까운 1변과만 교차하는(광축(40A, 40B)에서 봐서)고리띠(경계 고리띠)이다(1변에 광축이 포함되지 않아도 좋다). 고리띠(42A, 42B)는, 스크린(36A, 36B)의 시야특성이나 투과율 등으로부터 정해진다.In Figs. 18A to 18C, 36A and 36B are screens, 37A and 37B are Fresnel lenses, 38A and 38B are lenticulars, 40A and 40B are optical axes of Fresnel lenses 37A and 37B, respectively. And 41B are all the image display apparatuses of FIGS. 17A and 17B, 42A and 42B are ring bands of Fresnel lenses 37A and 37B, and 43A and 43B are respectively the image display apparatuses 41A and 41B. It is a supporting part. The annular bands 42A and 42B intersect only one side closest to the optical axes 40A and 40B at four sides of the Fresnel lenses 37A and 37B cut out in a rectangular shape, respectively (optical axis 40A and 40B). It is a ring (boundary ring) (it does not need to include an optical axis on one side). The annular bands 42A and 42B are determined from the viewing characteristics, the transmittance and the like of the screens 36A and 36B.

도18의 (a) 내지 (c)에서 도시한 화상표시장치는, 한 쪽의 화상표시장치(41A)의 위아래를 역전시켜서 받침부(43A)를 상측으로 하고, 받침부(43B)를 하측으로 한 화상표시장치(41B)의 스크린(36B) 상부와 화상표시장치(41A)의 스크린(36A) 상부를 합친 멀티 구성으로 되어 있다. 이렇게 해서, 1개의 화상을 분할해서 화상표시장치(41A, 41B)에 각각 제공하고, 2개의 스크린(36A, 36B)에 의해 1개의 일체화상으로서 표시하기 때문에, 보다 큰 화상을 표시할 수 있게 되어 있다.In the image display apparatus shown in Figs. 18A to 18C, the support portion 43A is turned upward, and the support portion 43B is turned downward by reversing the top and bottom of one image display apparatus 41A. The upper portion of the screen 36B of the image display device 41B and the upper portion of the screen 36A of the image display device 41A are formed in a multi configuration. In this way, since one image is divided and provided to the image display devices 41A and 41B, respectively, and displayed as one integrated image by the two screens 36A and 36B, a larger image can be displayed. have.

44는 화상표시장치(41A, 41B)의 이용자, 45는 이용자(44)의 시야각이다. 또, lo3A 내지 lo7A, 1o3B 내지 1o7B는 각각 프레넬 렌즈(37A, 37B)의 각 피치로부터 출사되는 출사광선이다. 광축(40A)에 가까운 순서대로 출사광선(lo3A 내지 lo7A)이 되어 있고, 광축(40B)에 가까운 순서대로 출사광선(lo3B 내지 lo7B)이 되어 있다. 광축(40A, 40B)에 가까운 출사광선, 즉 고리띠(42A, 42B)의 내측(광축40A, 40B측)의 출사광선일수록 큰 출사각이 되도록 설정되어 있다.44 denotes a user of the image display devices 41A and 41B, and 45 denotes a viewing angle of the user 44. Further, lo3A to lo7A and 1o3B to 1o7B are the emitted light beams emitted from the respective pitches of the Fresnel lenses 37A and 37B, respectively. The outgoing rays lo3A to lo7A are arranged in an order close to the optical axis 40A, and the outgoing rays lo3B to lo7B are arranged in an order close to the optical axis 40B. The output light closer to the optical axes 40A and 40B, that is, the light emitted from the inner side (the optical axes 40A and 40B side) of the annular bands 42A and 42B, is set to have a larger emission angle.

도18의 (c)에 도시하는 바와 같이, 멀티 구성한 2대의 화상표시장치(41A, 41B)의 일체 화상을 이용자(44)는 시야각(45)으로 시인한다. 이 때에, 통상의 프레넬 렌즈를 이용한 화상표시장치이면, 프레넬 렌즈의 출사광선은 모두 광축에 대해서 평행 똑같아진다. 한편, 렌티큘러(38A, 38B)는 시야특성을 가지고 있고, 각 출사광선의 주광선방향이 가장 밝고, 주광선에 대해서 경사져서 볼수록 어두워진다. 따라서, 시야각이 커지는 받침부(43A, 43B) 근방에서는, 스크린에 대해서 법선방향으로 출사되는 주광선을 시야각에 따라 경사 방향에서 보기 때문에, 밝기가 감소해버리는 것이 보통이다.As shown in Fig. 18C, the user 44 visually recognizes the integrated image of the two image display apparatuses 41A and 41B that are multi-configured at the viewing angle 45. At this time, in the image display apparatus using a normal Fresnel lens, all the outgoing rays of the Fresnel lens become parallel to the optical axis. On the other hand, the lenticulars 38A and 38B have a viewing characteristic, and the direction of the chief ray of each outgoing ray is the brightest, and becomes darker as it is inclined with respect to the chief ray. Therefore, in the vicinity of the supporting portions 43A and 43B where the viewing angle becomes large, since the chief ray emitted in the normal direction with respect to the screen is viewed in the oblique direction along the viewing angle, the brightness usually decreases.

그렇지만, 본 실시 형태 4의 프레넬 렌즈(37A, 37B)에서는, 광축(40A, 40B)에 가까운 피치, 즉 입사각이 작은 피치로부터의 출사광선(최대 출사각은 출사 광선(lo3A, lo3B))일수록 출사각을 크게 설정하고 있다. 즉, 사용자(44)의 방향으로출사광의 주광선이 향하기 때문에, 렌티큘러(38A, 38B)의 시야특성에 따른 감쇠작용을 경감시킬 수 있다. 또, 이것은 상대적으로 받침부(43A, 43B) 근방의 투과율을 보상하는 동시에, 각 출사광선(lo3A 내지 lo7A, lo3B 내지 lo7B)이 시야각(45)내를 향하도록 출사각을 최적화시킬 수 있다.However, in the Fresnel lenses 37A and 37B of the fourth embodiment, the light emitted from the pitch close to the optical axes 40A and 40B, that is, the pitch of which the incident angle is small (the maximum exit angle is the exit light lo3A and lo3B) is obtained. The exit angle is set large. That is, since the chief ray of the outgoing light is directed in the direction of the user 44, the attenuation action according to the viewing characteristics of the lenticulars 38A and 38B can be reduced. In addition, this relatively compensates for the transmittance in the vicinity of the supporting portions 43A and 43B, and at the same time, it is possible to optimize the exit angle so that each of the outgoing rays lo3A to lo7A and lo3B to lo7B faces the viewing angle 45.

이와 같이, 프레넬 렌즈(37A, 37B)는 멀티 구성의 화상표시장치에 적용할 때에도, 이용자에 대해서 밝은 화상을 제공할 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.In this manner, the Fresnel lenses 37A and 37B can obtain an effect that a bright image can be provided to the user even when applied to an image display apparatus having a multi-configuration.

또, 도19에 도시하는 바와 같이, 4대의 화상표시장치(41A, 41B, 41C, 41D)를 조합시켜서 멀티 구성의 화상표시장치로서 이용할 경우, 각 화상표시장치(41A, 41B, 41C, 41D)가 고리띠(42A, 42B, 42C, 42D)보다 내측(광축(40A, 40B, 40C, 40D)측)에서는 출사각(f)을 크게 설정한다. 즉 도18의 (a) 내지 (c)와 마찬가지로, 이용자(44A)의 방향으로 각 출사광의 주광선을 향하게 하는 동시에, 고리띠(42A, 42B, 42C, 42D)의 외측(스크린(36A, 36B, 36C, 36D)을 구성하는 프레넬 렌즈의 렌즈 외주측)에서는, 광축(40A, 40B, 40C, 40D)에 대해서 평행이 되도록 출사광선을 설정한다. 도18의 (a) 내지 (c)의 경우와 마찬가지로, 고리띠(42A, 42B, 42C,42D)는 각각, 스크린(36A, 36B, 36C, 36D)을 구성하는 프레넬 렌즈의 직사각형 형상의 4변에서, 광축(40A, 40B, 40C, 40D)에 가장 가까운 1변과만 교차하는 고리띠(경계 고리띠)이며, 스크린의 시야특성이나 투과율 등으로부터 정할 수 있다.As shown in Fig. 19, when the four image display devices 41A, 41B, 41C, and 41D are combined and used as an image display device having a multi configuration, each image display device 41A, 41B, 41C, 41D is used. The emission angle f is set larger on the inner side (the optical axes 40A, 40B, 40C, 40D side) than the annular bands 42A, 42B, 42C, 42D. That is, as shown in Figs. 18A to 18C, the main beams of the emitted light are directed in the direction of the user 44A, and the outside of the annular bands 42A, 42B, 42C, 42D (screens 36A, 36B, On the lens outer peripheral side of the Fresnel lens constituting 36C, 36D), the outgoing rays are set to be parallel to the optical axes 40A, 40B, 40C, 40D. As in the case of Figs. 18A to 18C, the annular bands 42A, 42B, 42C, and 42D each have four rectangular shapes of Fresnel lenses constituting the screens 36A, 36B, 36C, and 36D, respectively. It is a ring band (boundary band band) which crosses only one side closest to the optical axis 40A, 40B, 40C, 40D on a side, and can be determined from the visual field characteristic of a screen, transmittance | permeability, etc.

멀티 구성한 각 화상표시장치(41A, 41B, 41C, 41D)의 스크린(36A, 36B, 36C, 36D)사이의 경계부근에서는, 출사광의 주광선은 평행이 되도록 설정할 필요가 있다. 주광선을 평행하게 하고 있으면, 이용자(44B)와 같이 스크린을 경사에서 본 경우라도, 경계부근의 경사에서 시야각을 가지고 보는 것에 따른 렌티큘러의 시야특성에 의한 감쇠율이, 경계를 사이에 두고 양측의 스크린에서 모두 동일해지기 때문에, 스크린 경계에서의 휘도의 편차를 일으키기 않고, 경사에서 보아도 균일한 화상을 얻을 수 있다. 게다가, 고리띠(42A, 42B, 42C, 42D)보다 내측에서 출사각(f)을 크게 설정하고 있기 때문에, 어두워지는 고리띠(42A, 42B, 42C, 42D)의 내측의 휘도개선이 가능해지고, 스크린내에서의 휘도 균일성을 개선할 수 있다.In the vicinity of the boundary between the screens 36A, 36B, 36C, and 36D of each of the image display apparatuses 41A, 41B, 41C, and 41D, which are configured in a multiplicity, it is necessary to set the main rays of the emitted light to be parallel. When the chief rays are in parallel, even if the screen is viewed from an inclination like the user 44B, the attenuation rate due to the lenticular field of view characteristic according to the viewing angle at the inclination of the boundary near the boundary between the screens on both sides across the boundary is shown. Since they all become the same, a uniform image can be obtained even when viewed at an inclination without causing variation in luminance at the screen boundary. In addition, since the exit angle f is set larger inside the annular bands 42A, 42B, 42C, and 42D, the luminance improvement inside the darkened annular bands 42A, 42B, 42C, and 42D becomes possible. Luminance uniformity in the screen can be improved.

이상 보아 온 바와 같이, 스크린에 맞춰서 직사각형 형상으로 잘라내어진 프레넬 렌즈의 4변에서, 프레넬 렌즈의 광축에 가장 가까운 1변과만 교차하는 경계 고리띠의 광축측 피치에서는 출사 광선을 평행하게 설정하고, 경계 고리띠의 렌즈 외주측 피치에서는 출사 광선의 출사각을 크게 설정함으로써, 멀티 구성의 화상표시장치의 스크린에 프레넬 렌즈를 적용했을 때의 스크린내에서의 휘도 균일성을 개선할 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.As shown above, the outgoing light is set in parallel at the optical axis side pitch of the boundary ring band that intersects only one side closest to the optical axis of the Fresnel lens at four sides of the Fresnel lens cut out in a rectangular shape to fit the screen. In addition, by setting the exit angle of the outgoing light large at the lens outer peripheral side pitch of the boundary ring band, the luminance uniformity in the screen when the Fresnel lens is applied to the screen of the image display device of the multi configuration can be improved. You can get the effect.

또한, 도17의 (a) 및 (b), 도18의 (a) 내지 (c), 도19에 의해서도 명백한 바와 같이, 이상의 각 실시 형태에서 설명한 프레넬 렌즈와, 빛을 결상해서 확산시키는 렌티큘러 등의 광결상 확산수단을 이용해서 스크린를 구성하도록 해도 좋고, 넓은 화각의 투영광을 입사각에 지나치게 의존하지 않고서 고투과율로 수광할 수 있기 때문에, 미리 정해진 안 깊이 사양하에서 보다 대화면의 화상을 고휘도로 표시할 수 있는 스크린을 구성할 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.Also, as is clear from FIGS. 17A and 17B, 18A to 18C, and 19, the Fresnel lens described in each of the above-described embodiments, and a lenticular to image and diffuse light The screen may be formed by using optical image diffusing means such as a light source. Since the projection light of a wide field of view can be received at a high transmittance without being excessively dependent on the angle of incidence, a large screen image is displayed at a higher brightness under a predetermined depth specification. The effect of being able to construct a screen that can be done can be obtained.

또, 이상의 각 실시 형태에서 설명한 프레넬 렌즈를 스크린에 적용할 경우에는, 프레넬 렌즈의 출사면에 렌티큘러를 일체 성형해도 좋다. 이렇게 함으로써, 부품 가지수를 줄인 스크린을 구성할 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.When the Fresnel lens described in each of the above embodiments is applied to the screen, the lenticular may be integrally formed on the exit surface of the Fresnel lens. By doing in this way, the effect that the screen which reduced the number of parts can be comprised can be acquired.

실시 형태 5.Embodiment 5.

도20은 본 발명의 실시 형태 5에 의한 배면 투영형의 화상표시장치의 전체구성을 도시하는 도이다.20 is a diagram showing the overall configuration of a rear projection type image display device according to a fifth embodiment of the present invention.

도20의 화상표시장치는, 프레넬 렌즈(51)와 확산판(52)을 가지는 스크린(53) 및 화상광원(54)을 구비하고, 화상광원(54)으로부터 투영된 화상광을 스크린(53)에 표시하는 장치이다. 스크린(53)은, 아스펙트비가 4:3이며, 사이즈가 50인치인 스크린이다.The image display device of FIG. 20 includes a screen 53 having a Fresnel lens 51 and a diffusion plate 52 and an image light source 54, and displays the image light projected from the image light source 54. ) Is a device to display. The screen 53 is a screen having an aspect ratio of 4: 3 and a size of 50 inches.

도21은 도20의 화상표시장치를 측면에서 본 경우의 도이다.21 is a view of the image display device of FIG. 20 seen from the side.

스크린(53)은, 화상광원(54)과의 수평방향의 거리가 450mm, 스크린(53)의 하단과 화상광원(54)의 수직방향의 거리가 200mm가 되도록 배치되어 있다.The screen 53 is arranged such that the horizontal distance with the image light source 54 is 450 mm, and the distance between the lower end of the screen 53 and the vertical direction of the image light source 54 is 200 mm.

확산판(52)은, 렌티큘러 렌즈 등을 가지고, 화상광을 소정의 범위로 확산시키는 역활을 담당하는 광 확산수단이다.The diffusion plate 52 has a lenticular lens or the like, and is a light diffusion means that serves to diffuse the image light in a predetermined range.

프레넬 렌즈(51)는, 미소한 단위 프리즘부를 나란히 배치한 렌즈이며, 동심원상으로 단위 프리즘부를 배치한 서큘러 타이프의 프레넬 렌즈이다. 프레넬 렌즈(51)의 동심원의 중심에서 연장시킨 수선상에 화상광원(54)이 배치되어 있고, 프레넬 렌즈(51)로서 사용하는 것은 프레넬 렌즈(51)의 중심에서 벗어난 부분이다(도20 참조).The Fresnel lens 51 is a lens in which minute unit prism portions are arranged side by side, and are circular type Fresnel lenses in which unit prism portions are arranged concentrically. The image light source 54 is disposed on the waterline extending from the center of the concentric circle of the Fresnel lens 51, and the use as the Fresnel lens 51 is a part deviated from the center of the Fresnel lens 51 (Fig. 20).

도22는 프레넬 렌즈(51)의 단면형상을 도시한 도이다.22 is a diagram showing the cross-sectional shape of the Fresnel lens 51. FIG.

프레넬 중심측에서 프레넬 주연측을 향해, 프레넬 렌즈(51)는 그 단면형상에 따라 영역(A1, A2, A3)의 3개 영역으로 나눌 수 있다.From the Fresnel center side toward the Fresnel circumferential side, the Fresnel lens 51 can be divided into three regions of the regions A1, A2, and A3 according to their cross-sectional shape.

우선 기본적인 형태로서, 영역(A2)에 대해서 설명한다.First, the area | region A2 is demonstrated as a basic form.

영역(A2)에 있어서의 단위 프리즘부(하이브리드형 프리즘부)는, 입사면(제2입사면)(51A) 및 전반사면(51B)을 가지고, 정각이 40°인 전반사형 프리즘부(U1)와, 입사면(제 1입사면)(51C) 및 무효면(51D)을 가지는 굴절형 프리즘부(U2)를 구비하고 있다. 이 단위 프리즘부란, 인접하는 단위 프리즘부의 무효면(51D)과 전반사면(51B)의 교선인 곡선(T)으로부터 옆의 곡선(T)까지의 사이를 나타내고 있고, 단위 프리즘부의 피치(P)=0.1mm가 되어 있다. 또한, 이 피치(P)=0.1mm는, 다른 영역(A2, A3)의 단위 프리즘부도 같은 값이 되어 있다.The unit prism portion (hybrid prism portion) in the area A2 has an incident surface (second incidence surface) 51A and a total reflection surface 51B, and the total reflection type prism portion U1 having a right angle of 40 °. And a refractive prism portion U2 having an incidence surface (first incidence surface) 51C and an ineffective surface 51D. This unit prism part shows between the curve T which is the intersection of the invalid surface 51D of the adjacent unit prism part, and the total reflection surface 51B, and the curve T of the side, and the pitch P of the unit prism part = It is 0.1mm. In addition, this pitch P = 0.1 mm has the same value of the unit prism part of other area | region A2 and A3.

도23A 내지 도23C는 전반사형 프리즘부(U1)와 굴절형 프리즘부(U2)를 설명하기 위한 도이다.23A to 23C are diagrams for explaining the total reflection prism portion U1 and the refractive prism portion U2.

도23A는, 굴절형 프리즘부(U2)와 동등한 형상의 단위 프리즘부만이 형성된 프레넬 렌즈(굴절형 프리즘부를 구비한 종래의 프레넬 렌즈)를 도시하고 있다. 이미 설명한 바와 같이, 입사면(51C)에 투영되는 광속(Rlin)은, 입사면(51C)에 의해 굴절시켜서 원하는 방향으로 출광한다. 그러나, 무효면(51D)에 투영되는 광속(R2in)은, 무효면(51D)에 의해 반사 또는 굴절되어, 미광이 되어버린다.Fig. 23A shows a Fresnel lens (a conventional Fresnel lens having a refractive prism portion) in which only a unit prism portion having a shape equivalent to that of the refractive prism portion U2 is formed. As described above, the light beam Rlin projected onto the incident surface 51C is refracted by the incident surface 51C and is emitted in a desired direction. However, the light beam R2in projected on the ineffective surface 51D is reflected or refracted by the ineffective surface 51D and becomes stray light.

도23B는, 전반사형 프리즘부(U1)와 동등한 형상의 단위 프리즘부만이 형성된 프레넬 렌즈(전반사형 프리즘부를 구비한 종래의 프레넬 렌즈)를 도시하고 있다. 이미 설명한 바와 같이, 입사면(51A)에 투영되는 광속 중에서 광속(R3in)은, 전반사면(51B)에 의해 전반사되어 원하는 방향으로 출광된다. 그러나, 나머지 광속(R4in)은, 전반사면(51B)에 도달할 수 없고, 미광이 되어버린다.Fig. 23B shows a Fresnel lens (a conventional Fresnel lens having a total reflection prism portion) in which only a unit prism portion having a shape equivalent to that of the total reflection prism portion U1 is formed. As described above, the light beam R3in is totally reflected by the total reflection surface 51B and is emitted in the desired direction among the light beams projected on the incident surface 51A. However, the remaining light beam R4in cannot reach the total reflection surface 51B and becomes stray light.

도23C는, 본 실시 형태 5에 있어서의 프레넬 렌즈(51)를 도시하고 있다. 프레넬 렌즈(51)에서는, 전반사형 프리즘부(U1) 및 굴절형 프리즘부(U2)만으로 형성된 도23A 및 도23B에 도시한 프레넬 렌즈가 원하는 방향(본 실시 형태 5의 경우, 프레넬 렌즈(51)에 거의 수직인 방향)으로 출광할 수 없는 광속의 일부를, 원하는 방향으로 출광할 수 있도록, 전반사형 프리즘부(U1) 및 굴절형 프리즘부(U2)를 조합한 형상을 단위 프리즘부로 하고 있다.Fig. 23C shows a Fresnel lens 51 in the fifth embodiment. In the Fresnel lens 51, the Fresnel lens shown in Figs. 23A and 23B formed only of the total reflection type prism portion U1 and the refractive type prism portion U2 has a desired direction (in the case of the fifth embodiment, the Fresnel lens The shape which combined the total reflection type prism part U1 and the refractive type prism part U2 so that a part of the light beam which cannot be emitted in the direction which is substantially perpendicular to (51) in a desired direction may be used as a unit prism part. Doing.

구체적으로는, 전반사형 프리즘부(U1)에 있어서 전반사면(51B)에 도달하지 않는 광속(R4in)이 투영되는 부분에 굴절형 프리즘부(U2)가 배치되어 있다. 따라서, 프레넬 렌즈(51)는, 광속(R4in)의 일부를 굴절시켜서 원하는 방향으로 편향해서 출광하도록 되어 있다.Specifically, the refracting prism portion U2 is disposed at the portion where the light beam R4in that does not reach the total reflection surface 51B is projected on the total reflection type prism portion U1. Therefore, the Fresnel lens 51 deflects a part of the light beam R4in and deflects the light in the desired direction.

이 배치는, 다른 견지에서 보면, 굴절형 프리즘부(U2)에 있어서 무효면(51D)에 투영되는 광속(R2in)의 광로상에, 프레넬 중심측의 인접피치의 전반사형 프리즘부(U1)가 배치되어 있다고도 볼 수 있다. 따라서, 프레넬 렌즈(51)는, 광속(R2in)의 일부를 전반사해서 원하는 방향으로 편향해서 출광하도록 되어 있다. 다시 말해, 전반사형 프리즘부(U1) 및 굴절형 프리즘부(U2) 각각의 단점을 보충할 수 있는 위치에 각각이 배치되어 있다.In other respects, the arrangement is a total reflection type prism portion U1 of the adjacent pitch on the Fresnel center side on the optical path of the light beam R2in projected on the ineffective surface 51D in the refractive prism portion U2. It can also be seen that is arranged. Therefore, the Fresnel lens 51 totally reflects a part of the light beam R2in and deflects the light in the desired direction. In other words, each is disposed at a position that can compensate for the disadvantages of each of the total reflection type prism portion U1 and the refractive type prism portion U2.

또, 도22의 영역(A2)의 1피치에 있어서, 입사면(51C)을 연장한 면이 주연측의 곡선(T)을 통과하고, 입사면(51A)을 연장한 면이 프레넬 중심측의 곡선(T)을 통과하도록, 전반사형 프리즘부(U1) 및 굴절형 프리즘부(U2)가 배치되어 있다. 이렇게 배치되어 있는 이유는, 프레넬 렌즈(51)의 제조방법에 기인하고 있다. 다음에 프레넬 렌즈(51)의 제조방법에 관해서 설명한다.In addition, in one pitch of the area A2 in Fig. 22, the surface extending the incident surface 51C passes through the curve T on the peripheral side, and the surface extending the incident surface 51A is the Fresnel center side. The total reflection prism portion U1 and the refractive prism portion U2 are disposed so as to pass through the curve T of. The reason for this arrangement is attributable to the manufacturing method of the Fresnel lens 51. Next, the manufacturing method of the Fresnel lens 51 is demonstrated.

프레넬 렌즈(51)는 수지성형에 의해 제조된다. 따라서, 그 반전형상을 형성한 렌즈 성형틀을 제조할 필요가 있다.Fresnel lens 51 is manufactured by resin molding. Therefore, it is necessary to manufacture the lens shaping | molding die which formed the inverted shape.

도24A 내지 도24C 및 도25A 내지 도25C는 프레넬 렌즈(51)를 제조할 때에 이용하는 렌즈 성형틀의 특징을 각각 설명하기 위한 도이다. 도24A 내지 도24C는 전반사형 프리즘부(U1)에 대응하는 부분을 절삭하는 경우를 도시하고, 도25A 내지 도25C는 굴절형 프리즘부(U2)에 대응하는 부분을 절삭하는 경우를 도시하고 있다.24A to 24C and 25A to 25C are views for explaining the characteristics of the lens shaping mold used when manufacturing the Fresnel lens 51, respectively. 24A to 24C show a case of cutting a portion corresponding to the total reflection prism portion U1, and FIGS. 25A to 25C show a case of cutting a portion corresponding to the refractive prism portion U2. .

도24A 내지 도24C, 도25A 내지 도25C에 있어서, 부호(C)는 렌즈 성형틀, 부호(B)는 예를 들면 다이아몬드 바이트 등의 렌즈 성형틀(C)을 절삭하기 위한 바이트이다.In FIGS. 24A to 24C and 25A to 25C, reference numeral C denotes a lens molding frame, and reference numeral B denotes a byte for cutting the lens molding frame C such as a diamond bite.

렌즈 성형틀(C)은, 바이트(B)에 의해 절삭가공을 해서 제작하지만, 화상광이 통과하는 면(입사면(51A), 전반사면(51B), 입사면(51C))에 대응하는 렌즈 성형틀의면은, 절삭시의 줄이나 얼룩 등이 생기지 않도록, 바이트(B)(또는 칩)의 선단(코너)이 아니라, 절단날(사면부분)로 절삭할 필요가 있다. 또, 프레넬 렌즈의 피치는 1mm전후(프레넬 렌즈(51)에서는 0.1mm)인 것에 대해서, 바이트(B)의 칩은 2 내지 3mm의 크기가 있다.The lens forming frame C is produced by cutting by the bite B, but the lens corresponding to the surface (incident surface 51A, total reflection surface 51B, incident surface 51C) through which image light passes. It is necessary to cut the surface of the mold not with the cutting edge (slope portion), but with the tip (corner) of the bite B (or chip) so that no string, unevenness or the like during cutting occurs. The pitch of the Fresnel lens is about 1 mm (0.1 mm in the Fresnel lens 51), whereas the chip of the bite B has a size of 2 to 3 mm.

따라서, 이하의 절삭조건(A), (B)을 만족시키지 않으면, 단위 프리즘부의 형상에 대응한 렌즈 성형틀을 절삭할 수 없다.Therefore, if the following cutting conditions (A) and (B) are not satisfied, the lens forming mold corresponding to the shape of the unit prism portion cannot be cut.

절삭조건(A)Cutting condition (A)

입사면(51C)을 연장한 면은, 곡선(T)을 통과(도25B) 또는 곡선(T)보다도 출광측을 통과한다(도25C).The surface extending the incidence surface 51C passes through the curve T (FIG. 25B) or the light exit side than the curve T (FIG. 25C).

절삭조건(B)Cutting condition (B)

입사면(51A)을 연장한 면은, 곡선(T)을 통과(도24B) 또는 곡선(T)보다도 출광측을 통과한다(도24C).The surface on which the incident surface 51A extends passes through the curve T (FIG. 24B) or the light exit side rather than the curve T (FIG. 24C).

본 실시 형태 5에 있어서의 프레넬 렌즈(51)는, 정각이 40°인 바이트(B)(칩)을 사용하고, 전반사형 프리즘부(U1) 및 굴절형 프리즘부(U2)에 대응하는 부분의 절삭을 하고 있다.The Fresnel lens 51 according to the fifth embodiment is a portion corresponding to the total reflection prism portion U1 and the refractive prism portion U2 using a bite B (chip) having a right angle of 40 °. Is cutting.

<렌즈 성형틀의 제조><Manufacture of Lens Molding Mold>

도26은 본 발명의 실시 형태 5에 따른 렌즈 성형틀 제조방법을 도시하는 플로우 챠트이다. 또 도27A 내지 도27D 및 도28A 내지 도28D는 바이트(B)에 의한 렌즈 성형틀(C)의 절삭의 진행상황을 도시하는 도이며, 도27A 내지 도27D는 굴절형 프리즘부(U2)를 주단위 프리즘부로 간주한 경우, 도28A 내지 도28D는 전반사형 프리즘부(U1)를 주단위 프리즘부로 간주한 경우이다.Fig. 26 is a flow chart showing a lens forming frame manufacturing method according to the fifth embodiment of the present invention. 27A to 27D and 28A to 28D are views showing the progress of cutting of the lens forming mold C by the bite B, and FIGS. 27A to 27D are views of the refractive prism portion U2. 28A to 28D show the total reflection prism U1 as the main prism.

도26에 있어서, 스텝(ST1)(절삭개시 피치번호 설정스텝)에서 피치번호n=1이 설정된다. 스텝(ST1)으로부터 스텝(ST2)(주단위 프리즘부 절삭스텝)으로 이행하면, 우선 제1피치(절삭대상 피치)(P1)에 있어서의 주단위 프리즘부의 절삭작업이 바이트(B)에 의해 행하여진다. 이 때의 작업상황은, 도27A 또는 도28A로 도시되도록 되어 있고, 렌즈 성형틀(C)에 대해서 바이트(B)가 주단위 프리즘부의 절삭을 행한다.In Fig. 26, the pitch number n = 1 is set in step ST1 (the cutting start pitch number setting step). When the process shifts from step ST1 to step ST2 (main unit prism part cutting step), first, the cutting operation of the main unit prism part in the first pitch (cutting target pitch) P1 is performed by the bite B. Lose. The working situation at this time is shown in FIG. 27A or 28A, and the bite B cuts the main unit prism portion with respect to the lens shaping mold C. As shown in FIG.

스텝(ST2)에서 제1피치(P1)의 주단위 프리즘부의 절삭이 완료되면, 계속해서 스텝(ST3)(부단위 프리즘부 절삭스텝)으로 이행하고, 제1피치(절삭대상 피치)(P1)의 부단위 프리즘부의 절삭작업이 개시된다. 도25A 내지 도25C나 도26A 내지 도26C에서 기술한 바와 같이, 바이트(B)에 의해 렌즈 성형틀(C)에 부단위 프리즘부를 절삭할 때에는, 절삭 조건(A), 절삭 조건(B)을 만족시키도록 해서 행한다. 이 때의 작업상황은 도27B, 도28B로 도시되게 되어 있다.When the cutting of the main unit prism portion of the first pitch P1 is completed in step ST2, the flow advances to step ST3 (sub-unit prism portion cutting step), and the first pitch (pitch to be cut) P1. The cutting operation of the subunit prism portion of is started. As described with reference to Figs. 25A to 25C and 26A to 26C, when cutting the sub-prism portion into the lens forming mold C by the bite B, the cutting condition A and the cutting condition B are changed. Do so to satisfy. The working situation at this time is shown in Figs. 27B and 28B.

예를 들면 도27B에 도시하는 바와 같이, 주단위 프리즘부로서 굴절형 프리즘부가 절삭된 제1피치(P1)에 대해서 전반사형 프리즘부를 절삭할 때에는, 절삭조건(B)에 따라, 제1피치(P1)의 프레넬 중심측에 있는 곡선(T1)을 전반사면(51A)의 연장면(SA1)이 통과하거나, 또는 프레넬 중심측의 곡선(T1)보다도 입사면(51A)의 연장면(SA1)이 출사측이 되도록 절삭된다.For example, as shown in Fig. 27B, when the total reflection prism portion is cut from the first pitch P1 in which the refractive prism portion is cut as the main unit prism portion, the first pitch ( The extended surface SA1 of the total reflection surface 51A passes through the curve T1 on the Fresnel center side of P1, or the extended surface SA1 of the incident surface 51A than the curve T1 on the Fresnel center side. ) Is cut to the exit side.

마찬가지로, 도28B의 경우, 주단위 프리즘부로서 전반사형 프리즘부가 절삭된 제1피치(P1)에 대해서 굴절형 프리즘부를 절삭할 때에는, 절삭조건(A)에 따라,제1피치(P1)의 프레넬 주연측에 있는 곡선(T0)을 입사면(51C)의 연장면(SC1)이 통과하거나, 또는 프레넬 주연측의 곡선(T0)보다도 입사면(51C)의 연장면(SC1)이 출사측이 되도록 절삭된다.Similarly, in Fig. 28B, when cutting the refractive prism portion with respect to the first pitch P1 in which the total reflection type prism portion is cut as the main unit prism portion, the prep of the first pitch P1 is changed according to the cutting condition (A). The extension surface SC1 of the incidence surface 51C passes through the curve T0 on the nel periphery side, or the extension surface SC1 of the incidence surface 51C extends on the emission side than the curve T0 on the fresnel peripheral side. To be cut.

스텝(ST2), 스텝(ST3)의 제1피치(P1)에 대한 절삭작업이 완료되면 스텝(ST4)(피치번호 추이스텝)으로 이행하고, 피치번호n의 값이 인크리먼트되어 n=2가 된다. 다음의 스텝(ST5)(절삭완료 판정스텝)에서는, 렌즈 성형틀(C)의 총 피치수Nmax와 피치번호n의 비교가 행하여지고, n≤Nmax의 경우, 즉 절삭하는 피치가 아직 잔존하고 있는 경우에는(스텝(ST5)에서 N0), 스텝(ST2)으로 되돌아가서 제2피치(절삭대상 피치)(P2)에 있어서의 주단위 프리즘부의 절삭작업(도27C, 도28C)이 행하여진다.When the cutting operation for the first pitch P1 of steps ST2 and ST3 is completed, the process shifts to step ST4 (pitch number transition step), where the value of the pitch number n is incremented and n = 2. Becomes In the next step ST5 (cutting determination step), the total pitch number Nmax of the lens forming mold C and the pitch number n are compared, and in the case of n ≦ Nmax, that is, the pitch to be cut still remains. In this case (N0 at step ST5), the process returns to step ST2, and the cutting operation (Figs. 27C, 28C) of the main unit prism portion in the second pitch (pitch of the cutting target) P2 is performed.

계속해서 스텝(ST3)에서는, 제2피치(절삭대상 피치)(P2)에 있어서의 부단위 프리즘부의 절삭작업(도27D, 도28D)이 행하여진다. 물론, 제1피치(P1)의 경우와 마찬가지로, 절삭조건(A) 또는 절삭조건(B)을 만족시키도록, 제2피치(P2)에 대한 절삭작업이 스텝(ST3)에서 행하여진다.Subsequently, at step ST3, the cutting operation (Figs. 27D and 28D) of the subunit prism portion in the second pitch (cutting target pitch) P2 is performed. Of course, similarly to the case of the first pitch P1, the cutting operation on the second pitch P2 is performed in step ST3 so as to satisfy the cutting condition A or the cutting condition B. FIG.

예를 들면 도27D의 경우, 주단위 프리즘부로서 굴절형 프리즘부가 절삭된 제2피치(P2)에 대해서 전반사형 프리즘부를 절삭할 때에는, 절삭조건(B)에 따라서, 제2피치(P2)의 프레넬 중심측에 있는 곡선(T2)을 전반사면(51A)의 연장면(SA2)이 통과하거나, 또는 프레넬 중심측의 곡선(T2)보다도 입사면(51A)의 연장면(SA1)이 출사측이 되도록 절삭된다.For example, in FIG. 27D, when cutting the total reflection type prism portion with respect to the second pitch P2 in which the refractive prism portion is cut as the main prism portion, the second pitch P2 is determined according to the cutting condition (B). The extended surface SA2 of the total reflection surface 51A passes through the curve T2 on the Fresnel center side, or the extended surface SA1 of the incident surface 51A exits from the curve T2 on the Fresnel center side. It is cut to the side.

도28B의 경우도 역시 마찬가지로, 주단위 프리즘부로서 전반사형 프리즘부가절삭된 제2피치(P2)에 대해서 굴절형 프리즘부를 절삭할 때에는, 절삭조건(A)에 따라, 제2피치(P2)의 프레넬 주연측에 있는 곡선(T1)을 입사면(51C)의 연장면(SC2)이 통과하거나, 또는 프레넬 주연측의 곡선(T1)보다도 입사면(51C)의 연장면(SC2)이 출사측이 되도록 절삭된다.The same applies to the case of Fig. 28B as well, when cutting the refractive prism portion with respect to the second pitch P2 in which the total reflection prism portion is cut as the main prism portion, according to the cutting condition A. The extension surface SC2 of the incidence surface 51C passes through the curve T1 on the Fresnel circumferential side, or the extension surface SC2 of the incidence surface 51C exits than the curve T1 on the Fresnel circumference side. It is cut to the side.

이후, 스텝(ST4)에 있어서 피치번호가 1씩 인크리먼트되어 n=3으로부터 n=Nmax까지의 절삭작업을 반복되어, n=Nmax+1이 된 시점에서 스텝(ST5)에 의해 프레넬 렌즈(51)의 절삭작업이 완료되고, 렌즈 성형틀(C)의 제조가 완료된다. 이와 같이, 본 실시 형태 5에서는, 통상의 절삭공구를 이용해서 렌즈 성형틀의 제조를 용이하게 행하는 것이 가능하다. 또, 주단위 프리즘부·부단위 프리즘부의 절삭을 1피치마다 순차 진행해 가기 때문에, 렌즈 성형틀(C)의 제조정밀도를 향상시킬 수 있고, 나아가서는 프레넬 렌즈(51)를 고정밀도로 제조하고, 설계대로의 광학성능을 제공할 수 있다.Thereafter, in step ST4, the pitch number is incremented by one, and the cutting operation is repeated from n = 3 to n = Nmax, and the Fresnel lens is performed by step ST5 at the time when n = Nmax + 1. Cutting of 51 is completed, and manufacture of lens shaping | molding die C is completed. Thus, in Embodiment 5, manufacture of a lens shaping | molding die can be performed easily using a normal cutting tool. In addition, since the cutting of the main prism portion and the sub-prism portion is progressed sequentially by one pitch, the manufacturing precision of the lens forming mold C can be improved, and further, the Fresnel lens 51 is manufactured with high precision, It can provide optical performance as designed.

또한, 도27A 내지 도27D나 도28A 내지 도28D에서는, 프레넬 중심측에서 프레넬 주연측으로 절삭작업의 진행방향을 진행시키고 있지만, 이 절삭작업의 진행방향은 특별히 한정되는 것이 아니라, 프레넬 주연측에서 프레넬 중심측으로 반대로 진행시켜도 좋다.Incidentally, in Figs. 27A to 27D and 28A to 28D, the advancing direction of the cutting operation is moved from the Fresnel center side to the Fresnel peripheral side, but the advancing direction of the cutting operation is not particularly limited, and the Fresnel peripheral edge is not particularly limited. It may be reversed from the side to the Fresnel center side.

이렇게 해서 제조한 렌즈 성형틀(C)에 수지를 부어 넣어서 경화시키고, 경화된 수지에서 렌즈 성형틀(C)을 떼어내면 프레넬 렌즈(51)가 완성된다. 이 프레넬 렌즈(51)는, 50인치라고 하는 대형의 렌즈 시트이며, 또한 경사 방향에서 화상광이 투영되기 때문에, 입사위치에 따라 화상광의 입사각도의 차이가 커진다. 전반사형프리즘부(U1)는, 입사각이 큰 경우에 원하는 방향으로 출광하는 광속이 많아지고, 반대로 굴절형 프리즘부(U2)는, 입사각이 작은 경우에 원하는 방향으로 출광하는 광속이 많아진다. 따라서, 입사각이 큰 입사위치에는 전반사형 프리즘부(U1)가, 입사각이 작은 입사위치에는 굴절형 프리즘부(U2)가 각각 적합하다.The resin molding mold C is poured into the lens molding mold C thus prepared, and the fresnel lens 51 is completed by removing the lens molding mold C from the cured resin. The Fresnel lens 51 is a large lens sheet of 50 inches, and since the image light is projected in the inclined direction, the difference in the incident angle of the image light increases depending on the incident position. When the total reflection type prism portion U1 has a large incident angle, the luminous flux emitted in a desired direction increases. On the contrary, the refractive type prism portion U2 increases the luminous flux that emits a desired direction when the incident angle is small. Therefore, the total reflection prism portion U1 is suitable for the position of incidence with a large incident angle, and the refractive prism portion U2 is suitable for the position of incidence with a small incident angle.

그래서, 도22에 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태 5에 있어서의 프레넬 렌즈(51)의 화상광원(54)에 가까운 측이 되는 영역(A1)(프레넬 중심측)에서는, 굴절형 프리즘부(U2)를 주단위 프리즘부, 전반사형 프리즘부(U1)를 부단위 프리즘부로 하여, 굴절형 프리즘부(U2)가 차지하는 비율보다도, 전반사형 프리즘부(U1)가 차지하는 비율을 적게 하고 있다.Thus, as shown in Fig. 22, in the region A1 (the Fresnel center side) which is the side closer to the image light source 54 of the Fresnel lens 51 in the fifth embodiment, the refractive prism portion With U2 as the main unit prism portion and total reflection type prism portion U1 as the subunit prism portion, the ratio occupied by the total reflection type prism portion U1 is smaller than the ratio occupied by the refractive type prism portion U2.

한편, 화상광원(54)으로부터 먼 측이 되는 영역(A3)(프레넬 주연측)에서는, 전반사형 프리즘부(U1)를 주단위 프리즘부, 굴절형 프리즘부(U2)를 부단위 프리즘부로 하고, 전반사형 프리즘부(U1)가 차지하는 비율보다도, 굴절형 프리즘부(U2)가 차지하는 비율을 적게 하고 있다.On the other hand, in the area A3 (the Fresnel peripheral side) which is far from the image light source 54, the total reflection prism portion U1 is the main unit prism portion and the refracting prism portion U2 is the subunit prism portion. The ratio occupied by the refractive prism portion U2 is smaller than the proportion occupied by the total reflection prism portion U1.

여기에서, 전반사형 프리즘부(U1) 및 굴절형 프리즘부(U2)가 차지하는 비율을 변화시키기 위해서는, 렌즈 성형틀(C)을 절삭하는 바이트(B)의 베기 깊이를 위치에 따라 변화시키고, 전반사형 프리즘부(U1) 및 굴절형 프리즘부(U2)의 높이가 바뀌도록 해서 행했다.Here, in order to change the ratio which the total reflection type prism part U1 and the refractive type prism part U2 occupy, the cutting depth of the bite B which cuts the lens shaping | molding die C is changed according to position, The heights of the sand-shaped prism portion U1 and the refractive prism portion U2 were changed.

도29는 프레넬 렌즈(51)에 있어서의 프레넬 중심으로부터의 반경과 전반사형 프리즘부(U1) 및 굴절형 프리즘부(U2)가 차지하는 비율을 도시하는 도이다. 도29에는, 전반사형 프리즘부(U1)만이 형성되어 있는 경우의 투과율을 도시하는선도(L1)와, 굴절형 프리즘부(U2)만이 형성되어 있는 경우의 투과율을 도시하는 선도(L2)도 아울러 도시하고 있다. 또한, 이 투과율의 측정는, 본 실시 형태 5에 있어서의 배면 투영형의 화상표시장치와 동일한 배치로 하고, 백색광원을 사용해서 행하고 있다. 도29에 있어서, 가로축은 반경(단위mm), 좌측 세로축은 투과율(단위%), 우축 세로축은 렌즈 비율이다.FIG. 29 shows the ratio from the center of the Fresnel in the Fresnel lens 51 to the ratio of the total reflection type prism portion U1 and the refractive type prism portion U2. 29 also shows a line L1 showing the transmittance when only the total reflection type prism portion U1 is formed, and a line L2 showing the transmittance when only the refractive type prism portion U2 is formed. It is shown. In addition, the measurement of this transmittance | permeability is made into the same arrangement | positioning as the image display apparatus of the rear projection type in Embodiment 5, and is performed using a white light source. In Fig. 29, the horizontal axis represents radius (unit mm), the left vertical axis represents transmittance (unit%), and the right axis vertical axis represents lens ratio.

도29에서는 선도(L1)와 선도(L2)가 반경 250mm의 위치에서 교차하고 있고, 이 반경 250mm를 경계로 하여, 반경 250mm이하의 영역에서는 전반사형 프리즘부(U1)보다 굴절형 프리즘부(U2)의 효과가 높고(L1<L2), 반경 250mm이상의 영역에서는, 반대로 전반사형 프리즘부(U1)의 효과가 높은 것을 알 수 있다. 프레넬 렌즈(51)에서는, 이 반경 250mm를 목표로 하여, 전반사형 프리즘부(U1) 및 굴절형 프리즘부(U2)가 차지하는 비율을 변화시키고 있다.In Fig. 29, the line L1 and the line L2 intersect at a position of 250 mm in radius, and the refractive prism portion U2 is more than the total reflection prism portion U1 in the area of 250 mm or less with the radius 250 mm as a boundary. It can be seen that the effect of the total reflection type prism portion U1 is high on the contrary, in the region having a high (L1 <L2) radius of 250 mm or more. In the Fresnel lens 51, the ratio which the total reflection type prism part U1 and the refractive type prism part U2 occupies is aimed at this radius of 250 mm.

도29에 있어서, 전반사형 프리즘부(U1) 또는 굴절형 프리즘부(U2)가 차지하는 비율은, 영역(A2)에 있어서의 전반사형 프리즘부(U1) 또는 굴절형 프리즘부(U2)의 높이를 1로 하고, 이것에 대한 비를 렌즈 비율로서 나타냈다. 도29에는, 전반사형 프리즘부(U1)의 렌즈 비율을 선도(L3)에 도시하고, 굴절형 프리즘부(U2)의 렌즈 비율을 선도(L4)에 도시하고 있다. 또한, 실제로는 반경 200 내지 1078mm의 범위를 프레넬 렌즈(51)로서 사용하지만, 도29에서는, 각 선도의 차이가 명확하게 나타나는 반경 100 내지 500mm의 범위를 나타내고 있다.In Fig. 29, the ratio occupied by the total reflection type prism portion U1 or the refractive type prism portion U2 represents the height of the total reflection type prism portion U1 or the refractive type prism portion U2 in the area A2. It was set to 1 and the ratio with respect to this was shown as a lens ratio. In FIG. 29, the lens ratio of the total reflection prism portion U1 is shown in the diagram L3, and the lens ratio of the refractive prism portion U2 is shown in the curve L4. In addition, although the range of the radius 200-1078mm is actually used as the Fresnel lens 51, in FIG. 29, the range of the radius 100-500mm which shows the difference of each line clearly is shown.

도29를 보면 알 수 있는 바와 같이, 전반사형 프리즘부(U1)는, 반경 200mm이하의 부분에는 존재하지 않고, 반경 200mm에서 차지하는 비율이 늘어나기 시작하고, 반경 250mm에 있어서 렌즈 비율이 1(영역(A2)에 있어서의 비율과 동일)에 까지 이르고, 반경 250mm이상에 있어서는, 렌즈 비율 1을 유지한 채이다.As can be seen from Fig. 29, the total reflection type prism portion U1 does not exist in the portion below the radius of 200 mm, and the ratio occupies at the radius of 200 mm begins to increase, and the lens ratio is 1 (area at 250 mm). The same as the ratio in (A2)) and the lens ratio 1 is maintained at a radius of 250 mm or more.

한편, 굴절형 프리즘부(U2)는, 반경 300mm이하에서는 렌즈 비율이 1(영역(A2)에 있어서의 비율과 동일)이며, 반경 300mm이상에서는 서서히 렌즈 비율이 작아지고 있다.On the other hand, the refraction-type prism portion U2 has a lens ratio of 1 (the same as the ratio in the area A2) when the radius is 300 mm or less, and gradually decreases the lens ratio when the radius is 300 mm or more.

프레넬 렌즈(51)는, 이와 같이 전반사형 프리즘부(U1) 및 굴절형 프리즘부(U2)가 차지하는 비율을 변화시키고 있기 때문에, 반경 250mm까지가 영역(A1)의 형상이 되고, 반경 250 내지 300mm가 영역(A2)의 형상, 반경 300mm이상이 영역(A3)의 형상이 되어 있다.Since the Fresnel lens 51 changes the ratio which the total reflection type prism part U1 and the refractive type prism part U2 occupy in this way, up to 250 mm radius becomes the shape of area | region A1, and the radius 250- 300 mm is a shape of the area A2, and a radius of 300 mm or more is a shape of the area A3.

또한, 굴절형 프리즘부(U2)를 반경 250mm이상에서 서서히 렌즈 비율이 작아지도록 하고, 영역(A2)을 생략해도 좋지만, 본 실시 형태 5에서는, 변화를 원활하게 하고, 표시되는 화상의 휘도차이를 적게 하기 위해서, 영역(A2)을 설치하고 있다.In addition, although the lens ratio may be gradually reduced in the refractive prism portion U2 at a radius of 250 mm or more, the area A2 may be omitted, but in the fifth embodiment, the change is smooth and the luminance difference of the displayed image is reduced. In order to reduce, the area | region A2 is provided.

<투과율의 비교><Comparison of transmittances>

본 실시 형태 5에 따른 프레넬 렌즈(51)를 제작하고, 종래의 것에 비해서 투과율이 향상되어 있는 것을 확인했다.The Fresnel lens 51 which concerns on this Embodiment 5 was produced, and it confirmed that the transmittance | permeability improved compared with the conventional thing.

여기에서, 일본국 특허 공개 소61-52601호 공보에 기재되어 있는 수법에 따라, 도6의 종래기술에 따른 프레넬 렌즈(110)와, 본 실시 형태 5의 프레넬 렌즈(51)를 비교할 수 있도록, 형상이외의 사양을 동일하게 해서 양자를 제작했다.Here, according to the method described in Japanese Patent Laid-Open No. 61-52601, the Fresnel lens 110 according to the prior art of Fig. 6 and the Fresnel lens 51 of the fifth embodiment can be compared. Both were produced so that the specification other than shape might be the same.

도30은 종래 기술에 따른 프레넬 렌즈(110)의 구성을 도시하는 도이다. 전반사형 프리즘부 및 굴절형 프리즘부의 기본형상을 프레넬 렌즈(51)와 동형상으로 하고, 피치(P)도 0.1mm로서 동일하게 했다.30 is a diagram showing the configuration of a Fresnel lens 110 according to the prior art. The basic shape of the total reflection type prism portion and the refraction type prism portion was the same shape as the Fresnel lens 51, and the pitch P was also the same as 0.1 mm.

도31은 도30의 프레넬 렌즈(110)에 있어서의 전반사형 프리즘부의 렌즈 비율을 선도(L5)로 도시한 도이다. 이 프레넬 렌즈(110)는, 전반사형 프리즘부(U1)와 굴절형 프리즘부(U2)가 독립해서 존재하고 있는 형태이며, 전반사형 프리즘부(U1)와 굴절형 프리즘부(U2)의 렌즈 비율은 도31 우측의 그래프 난외에 도시하도록 되어 있다. 또한, 도31 중의 선도(L1, L2)는, 도29와 동일한 것이다.FIG. 31 is a diagram showing the lens ratio of the total reflection prism portion in the Fresnel lens 110 in FIG. 30 by a line L5. The Fresnel lens 110 is a form in which the total reflection type prism portion U1 and the refractive type prism portion U2 exist independently, and are the lenses of the total reflection type prism portion U1 and the refractive type prism portion U2. The ratio is shown outside the graph egg on the right side of FIG. In addition, the lines L1 and L2 in FIG. 31 are the same as those in FIG.

도32는 본 실시 형태 5의 프레넬 렌즈(51) 및 종래 기술에 따른 프레넬 렌즈(110)의 투과율을 각각 도시하는 도이다. 도32에서는, 프레넬 렌즈(51)의 투과율을 선도(L6)로 도시하고, 프레넬 렌즈(110)의 투과율을 선도(L7)로 도시했다. 또한, 도29 및 도31과 마찬가지로, 선도(L1, L2)도 아울러 도시했다. 선도(L6)는, L1, L2 및 L7의 어느 것과 비교하더라도, 거의 모든 영역에서 투과율이 높아져 있고, 본 실시 형태 5에 따른 프레넬 렌즈(51)의 투과율이 높은 것을 확인할 수 있었다.32 is a diagram showing the transmittances of the Fresnel lens 51 of the fifth embodiment and the Fresnel lens 110 according to the prior art, respectively. In FIG. 32, the transmittance of the Fresnel lens 51 is shown by the line L6, and the transmittance of the Fresnel lens 110 is shown by the line L7. 29 and 31, diagrams L1 and L2 are also shown. Compared with any of L1, L2, and L7, the line L6 showed a high transmittance in almost all regions, and it was confirmed that the transmittance of the Fresnel lens 51 according to the fifth embodiment was high.

이상과 같이, 본 실시 형태 5에 따르면, 전반사형 프리즘부(U1) 및 굴절형 프리즘부(U2)가 차지하는 비율을 변화시켜서, 이것들을 하나의 단위 프리즘부로서 조합시켰기 때문에, 각각의 단점을 보충할 수 있고, 전체의 투과율이 높은 프레넬 렌즈(51)를 얻을 수 있다.As described above, according to the fifth embodiment, the proportions occupied by the total reflection type prism portion U1 and the refractive type prism portion U2 are changed, and these are combined as one unit prism portion. It is possible to obtain a Fresnel lens 51 having a high overall transmittance.

또한, 본 실시 형태 5에 따르면, 1개의 바이트(B)를 사용해서 렌즈 성형틀(C)의 절삭을 행할 수 있기 때문에, 프레넬 렌즈의 제조도 간단하게 할 수있다.In addition, according to the fifth embodiment, since the lens forming mold C can be cut using one bite B, the production of the Fresnel lens can be simplified.

따라서, 이 프레넬 렌즈(51)를 사용하는 스크린(53)도 전체의 투과율이 높아지고, 배면 투영형 프로젝션 표시장치의 표시를 보다 밝게 할 수 있는 동시에, 저가격으로 할 수 있다.Therefore, the screen 53 using the Fresnel lens 51 also has a high transmittance, which makes it possible to make the display of the rear projection type projection display device brighter and at a lower cost.

이상의 설명에 한정되지 않고, 본 실시 형태 5는 여러 가지의 변형이나 변경이 가능하다.Not limited to the above description, the fifth embodiment can be variously modified or changed.

<변형형태 1><Modification 1>

이상의 설명에서는, 프레넬 렌즈(51)는 3종류의 영역(A1, A2, A3)을 구비하고 있는 예를 나타냈으나, 본 실시 형태 5는 이것에 한하지 않고, 이들 조합을 적절히 변경해도 좋다. 예를 들면, 영역(A1) 및 영역(A2)만이어도 좋고, 영역(A1, A2, A3)중 어느 하나의 영역이어도 좋다.In the above description, although the Fresnel lens 51 has shown the example provided with three types of area | region A1, A2, and A3, this Embodiment 5 is not limited to this, You may change these combination suitably. . For example, only area | region A1 and area | region A2 may be sufficient, and any area | region of area | region A1, A2, A3 may be sufficient.

<변형형태 2><Modification 2>

이상의 설명에서는, 프레넬 렌즈(51)의 출광측의 면은 평탄한 예를 나타냈지만, 본 실시 형태 5는 이것에 한하지 않고, 다른 프레넬 렌즈 형상을 추가해도 좋고, 미세 요철 등의 확산수단을 설치해도 좋다.In the above description, although the surface on the light exit side of the Fresnel lens 51 has shown the flat example, this Embodiment 5 is not limited to this, You may add another Fresnel lens shape, and diffusion means, such as a fine unevenness | corrugation, may be used. You may install it.

<변형형태 3><Modification 3>

이상의 설명에서는, 화상광원(54)이 화상광을 직접 프레넬 렌즈(51)에 투영하는 예를 나타냈지만, 본 실시 형태 5는 이것에 한하지 않고, 예를 들면, 화상광원(54)으로부터의 화상광을 반사나 굴절 등 시켜서 광로를 변경하고 나서, 프레넬 렌즈(51)에 투영하는 미러나 프리즘 등의 광학수단을 설치해도 좋다.In the above description, the image light source 54 shows an example in which the image light is directly projected on the Fresnel lens 51. However, the fifth embodiment is not limited to this, for example, from the image light source 54. After changing the optical path by reflecting or refracting the image light, optical means such as a mirror or a prism projected on the Fresnel lens 51 may be provided.

실시 형태 6.Embodiment 6.

실시 형태 5에서 나타낸 렌즈 성형틀 제조방법에 의해 렌즈 성형틀을 제조하면, 금속의 전성에 의해 렌즈 성형틀에 변형이 발생해 버린다. 당연히, 렌즈 성형틀의 변형은 프레넬 렌즈의 광학면의 변형이 되고, 그 광학성능을 열화시키는 요인으로 이어진다.When the lens shaping mold is manufactured by the lens shaping mold manufacturing method shown in the fifth embodiment, deformation occurs in the lens shaping mold due to the malleability of the metal. Naturally, the deformation of the lens shaping mold becomes the deformation of the optical surface of the Fresnel lens, leading to the deterioration of its optical performance.

본 실시 형태 6에서는, 렌즈 성형틀의 변형의 발생에 대해서 우선 설명하고, 이 변형의 발생을 회피하여 프레넬 렌즈의 광학성능을 보증할 수 있는 렌즈 성형틀 제조방법에 대해서 기술한다. 또한, 실시 형태 3에서 설명한 특성 변화각 근방의 매개 프리즘부(또는 실시 형태 5에서 설명한 렌즈 비율을 변화시키는 수법)을 이용한 프레넬 렌즈에 있어서, 렌즈 성형틀의 변형이 영향을 주어도 양호한 광학성능을 실현할 수 있는 렌즈 성형틀 제조방법에 대해서도 언급한다.In the sixth embodiment, the occurrence of deformation of the lens forming mold will be described first, and the lens forming mold manufacturing method capable of ensuring the optical performance of the Fresnel lens by avoiding the occurrence of the deformation will be described. In addition, in the Fresnel lens using the intermediate prism portion (or the method of changing the lens ratio described in the fifth embodiment) near the characteristic change angle described in the third embodiment, even if the deformation of the lens forming frame affects the optical performance, Reference is also made to a method of manufacturing a lens forming mold that can be realized.

도33A 내지 도33F는 렌즈 성형틀의 제조공정에서 발생하는 변형을 설명하기 위한 도이며, 실시 형태 5에서 설명한 렌즈 성형틀 제조방법에 근거하고 있다. 제28도와 동일부호는 상당하는 구성이다. 도33A 내지 도33F에서는, 프레넬 중심에서 프레넬 주연으로 각 피치마다 절삭작업이 진행되고, 주단위 프리즘부로서의 전반사형 프리즘부의 성형틀(반전형상)을 절삭한 후에, 부단위 프리즘부로서의 굴절형 프리즘부의 성형틀(반전형상)을 절삭하는 공정이다.33A to 33F are views for explaining the deformation occurring in the manufacturing process of the lens shaping mold, and are based on the method for manufacturing the lens shaping mold described in the fifth embodiment. The same reference numerals as those in FIG. 28 have a corresponding configuration. 33A to 33F, the cutting operation progresses for each pitch from the center of the Fresnel to the Fresnel circumference, and after cutting the forming frame (inverted shape) of the total reflection type prism portion as the main unit prism portion, the refraction as the subunit prism portion is shown. It is a process of cutting the shaping | molding die (inverted shape) of a mold prism part.

우선 처음에, 제1피치(P1)의 전반사형 프리즘부 성형틀을 렌즈 성형틀(C)에 대해서 바이트(B)로 절삭하고(도33A), 계속해서, 제1피치(P1)의 굴절형 프리즘부를렌즈 성형틀(C)에 바이트(B)로 절삭한다(도33B). 이것에 의해, 제1피치(P1)에 있어서의 하이브리드형 프리즘부 성형틀의 절삭이 완료된다. 이 때의 절삭조건은 실시 형태 5에서 기술한 대로다.First, the total reflection type prism portion forming die of the first pitch P1 is cut into the bite B with respect to the lens forming die C (FIG. 33A), and then the refractive type of the first pitch P1 is continued. The prism portion is cut into the lens forming mold C with a bite B (Fig. 33B). Thereby, the cutting of the hybrid prism portion forming die in the first pitch P1 is completed. The cutting conditions at this time are as described in the fifth embodiment.

다음에 제2피치(P2)의 절삭작업으로 이행한다. 제2피치(P2)의 전반사형 프리즘부 성형틀을 렌즈 성형틀(C)에 절삭한 상태는 도33C와 같이 되고, 이 때, 제1피치(P1)의 전반사형 프리즘부 성형틀의 전반사면과, 제2피치(P2)의 전반사형 프리즘부 성형틀의 입사면의 사이에 예리한 곡선(T1)의 선단부가 생긴다.Next, the process shifts to the cutting operation of the second pitch P2. The state in which the total reflection type prism portion forming mold of the second pitch P2 is cut into the lens forming mold C is as shown in Fig. 33C. At this time, the total reflection surface of the total reflection type prism portion forming mold of the first pitch P1 is shown. And a sharp end portion of the sharp curve T1 occurs between the incident surface of the total reflection type prism portion forming frame of the second pitch P2.

그리고 도33D에 도시하는 바와 같이, 이 곡선(T1) 선단부에 대해서 바이트(B)를 누르고, 제2피치(P2)의 굴절형 프리즘부 성형틀의 절삭을 행한다. 본 실시 형태 6의 첫머리에서 기술한 렌즈 성형틀(C)의 변형은, 이 제2피치(P2)의 굴절형 프리즘부 성형틀을 절삭할 때에 생기는 것이다.As shown in Fig. 33D, the bite B is pressed against the tip of the curve T1, and the refracting prism portion forming mold of the second pitch P2 is cut. The deformation | transformation of the lens shaping | molding die C described at the head of this Embodiment 6 arises when cutting the refractive prism part shaping | molding die of this 2nd pitch P2.

즉, 곡선(T1) 선단부의 폭은 그 정점일수록 좁아지고 있기 때문에, 이것에 따라서 그 강도도 약해지고 있다. 따라서, 도33E에 도시하는 바와 같이 예리한 곡선(T) 선단부에 대해서 바이트(B)를 누르면, 제2피치(P2)로부터 제1피치(P1)의 방향으로 생기는 압박력이 곡선(T1) 선단부의 정점에 가까운 부분일수록 더욱 크게 작용하게 되고, 금속의 전성에 의해, 도33E의 점선원(NG)내에서 렌즈 성형틀(C)의 변형이 발생하게 된다.That is, since the width | variety of the front-end | tip part of curve T1 becomes narrower at the vertex, the intensity | strength is also weakened accordingly. Accordingly, when the bite B is pressed against the sharp curve T end as shown in Fig. 33E, the pressing force generated in the direction of the first pitch P1 from the second pitch P2 is the apex of the tip of the curve T1. The closer to is, the larger the function becomes, and the malleability of the metal causes deformation of the lens shaping mold C in the dotted circle NG of Fig. 33E.

도33F는 도33E의 점선원(NG)의 내부를 확대한 도이다.33F is an enlarged view of the inside of the dotted line NG in FIG. 33E.

도33F에서는, 곡선(T1) 선단부의 정점일수록 바이트(B)에 의해 제2피치(P2)로부터 제1 피치(P)1의 방향으로 밀려들어가 있고, 제1피치(P1)의 전반사면의 절삭형상으로 변형이 생겨 있다. 예를 들면, 설계대로의 전반사면의 절삭형상을 2점 파선(Real)으로 나타내면, 렌즈 성형틀(C)의 변형은 1점 파선의 곡선(곡면)(Err)으로 표시된다.In Fig. 33F, the peak of the tip of the curve T1 is pushed in the direction of the first pitch P1 from the second pitch P2 by the bite B, and the cutting of the total reflection surface of the first pitch P1 is performed. Deformation occurs in shape. For example, when the cutting shape of the total reflection surface according to the design is represented by a two-point broken line Real, the deformation of the lens forming mold C is represented by a curved line (curved surface) Err of the one-point broken line.

이하, 도시하지 않은 제3피치(P3)이후에 있어서도 동일한 절삭작업이 반복되기 때문에, 제n+1피치(Pn+1)(n은 자연수)의 굴절형 프리즘부를 절삭할 때에, 절삭필의 제n피치(Pn)와 절삭중의 제n+1피치(Pn+1)의 사이의 곡선(Tn)의 선단부에 변형이 발생해 버린다. 이렇게 제조된 렌즈 성형틀(C)에 따른 프레넬 렌즈는, 변형이 생긴 정도만큼 전반사면의 형상이 변형해서 그 광학성능이 열화되고, 예를 들면 광 손실의 증가나, 변형의 정도가 각 피치에서 무작위로 발생했을 경우에는, 출사광 강도의 부자연스러운 불연속성으로 연결되어 버리게 된다.Hereinafter, since the same cutting operation is repeated even after the third pitch P3 (not shown), when the refractive prism portion of the n + 1 pitch Pn + 1 (n is a natural number) is cut, Deformation occurs at the leading end of the curve Tn between the n pitch Pn and the n + 1th pitch Pn + 1 during cutting. The Fresnel lens according to the lens forming frame (C) manufactured as described above deforms the shape of the total reflection surface as much as the degree of deformation, and the optical performance thereof is deteriorated. If it occurs randomly at, it leads to an unnatural discontinuity in the emitted light intensity.

이상의 렌즈 성형틀(C)에 있어서의 변형의 발생을 근거로 하여, 실시 형태 5의 렌즈 성형틀 제조방법을 개량하면 다음과 같이 된다.On the basis of the occurrence of deformation in the lens forming mold C, the manufacturing method of the lens forming mold of the fifth embodiment is improved as follows.

도34는 본 발명의 실시 형태 6에 따른 렌즈 성형틀 제조방법을 도시하는 플로우 챠트이며, 실시 형태 5의 도26과 동일부호는 상당하는 스텝을 나타내고 있다. 또, 도35A 내지 도35F는 도34의 렌즈 성형틀 제조방법에 따라서 절삭 되어 가는 렌즈 성형틀(C)의 상태를 도시하는 도이며, 제28도나 도33A 내지 도33F에 대응하는 구성에 대해서는 동일부호를 붙이고 있다. 도33A 내지 도33F와 마찬가지로, 도35A 내지 도35F에서는, 전반사형 프리즘부 성형틀, 굴절형 프리즘부 성형틀의 순번으로 프레넬 중심에서 프레넬 주연으로 절삭작업이 진행되어 간다.FIG. 34 is a flowchart showing a method for manufacturing a lens molding frame according to Embodiment 6 of the present invention, wherein the same reference numerals as those in FIG. 26 of Embodiment 5 indicate corresponding steps. 35A to 35F are diagrams showing the state of the lens shaping mold C being cut in accordance with the lens shaping mold manufacturing method of FIG. 34, and the same configuration as those in FIG. 28 and FIGS. 33A to 33F. I add a sign. 33A to 33F, in FIGS. 35A to 35F, the cutting operation proceeds from the center of the Fresnel to the Fresnel circumference in the order of the total reflection type prism portion forming mold and the refractive type prism portion forming mold.

도34에 있어서, 실시 형태 5와 마찬가지로, 스텝(ST1)에서 피치번호n=1을 설정하고, 스텝(ST2)(주단위 프리즘부 절삭스텝)에서 제1피치(P1)의 전반사형 프리즘부 성형틀을 바이트(B)로 절삭한다(도35A).34, the pitch number n = 1 is set in step ST1, and the total reflection type prism part shaping of the first pitch P1 is made in step ST2 (primary prism part cutting step). The mold is cut into bites B (FIG. 35A).

그리고, 스텝(ST2)의 다음에 스텝(ST6)(피치마진 설정스텝)을 설정하고 있는 점이 본 실시 형태 6의 특징이다. 이 스텝(ST6)에서는, 제1피치(P1)에 있어서의 피치 마진(△P1)을 설정한다. 여기에서, 절삭작업 중의 제n+1피치(Pn+1)에 있어서의 피치 마진(△Pn+1)은, 제n+1피치(Pn+1)의 굴절형 프리즘부 성형틀(부단위 프리즘부)을 절삭할 때에 바이트(B)의 정점이 렌즈 성형틀(C)에 최초로 접하는 부분으로부터, 절삭필의 인접 제n피치(Pn)의 경계까지의 절삭진행방향상의 거리이다.The feature of the sixth embodiment is that step ST6 (pitch margin setting step) is set after step ST2. In this step ST6, the pitch margin DELTA P1 in the first pitch P1 is set. Here, the pitch margin ΔPn + 1 in the n + 1th pitch Pn + 1 during the cutting operation is the refracting prism portion forming mold (subunit prism) of the n + 1th pitch Pn + 1. Is a distance in the cutting progress direction from the portion where the vertex of the bite B first contacts the lens shaping mold C to the boundary between the adjacent nth pitches Pn of the cut.

이 피치 마진(△P1)이 스텝(ST6)에서 설정되면 스텝(ST7)(부단위 프리즘부 절삭스텝)으로 이행하고, 절삭조건(A) 또는 절삭조건(B)과, 피치 마진(△P1)(≥0)에 따라, 제1피치(P1)의 굴절형 프리즘부 성형틀을 절삭한다. 이 스텝(ST7) 시의 절삭작업상태는 도35B와 같이 되어 있다. 도33B와 비교하면 알 수 있는 바와 같이, 프레넬 중심에서 프레넬 주연의 방향으로 피치 마진(△P1) 분만큼 굴절형 프리즘부 성형틀을 옮겨서 절삭하고 있다.If the pitch margin DELTA P1 is set at step ST6, the process proceeds to step ST7 (subunit prism part cutting step), and the cutting condition A or the cutting condition B and the pitch margin DELTA P1 are set. According to (? 0), the refracting prism portion forming die of the first pitch P1 is cut. The cutting operation state at this step ST7 is as shown in Fig. 35B. As can be seen in comparison with Fig. 33B, the refracting prism portion forming mold is moved and cut from the center of the Fresnel by the pitch margin? P1 in the direction of the Fresnel circumference.

스텝(ST4)에서 피치번호n=2가 되고, 스텝(ST5)로부터 스텝(ST2)으로 이행하면, 제2피치(P2)의 절삭작업으로 옮겨져서, 스텝(ST2)의 전반사형 프리즘부 성형틀의 절삭을 행한다. 이 때의 상태는 도35C와 같고, 도33C와 마찬가지로 제1피치(P1)와 제2피치(P2)의 사이에 예리한 곡선(T1) 선단부가 이 때에 생긴다.When the pitch number n is 2 in step ST4, and the process moves from step ST5 to step ST2, it moves to the cutting operation of the second pitch P2, and forms the total reflection type prism part of step ST2. Cutting is performed. The state at this time is the same as in Fig. 35C, and similarly to Fig. 33C, a sharp curve T1 tip is formed between the first pitch P1 and the second pitch P2.

스텝(ST6)에서는 제2피치(P2)의 피치 마진(△P2)(≥0)을 설정하고(도35D), 스텝(ST7)에서는 피치 마진(△P2)에 따라서 굴절형 프리즘부 성형틀의 절삭을 행한다(도35E). 스텝(ST6)의 피치 마진을 설정하는 이유가 명백해지는 것은 이 때이다.In step ST6, the pitch margin DELTA P2 (≥ 0) of the second pitch P2 is set (FIG. 35D), and in step ST7, the refractive prism part forming mold is formed in accordance with the pitch margin DELTA P2. Cutting is performed (Fig. 35E). It is at this time that the reason for setting the pitch margin of step ST6 becomes clear.

즉, 도35D, 도35E에서 알 수 있는 바와 같이, 프레넬 중심에서 프레넬 주연으로 미소폭의 피치 마진(△P2)만큼 절삭개시위치를 옮겨서 제2피치(P2)의 굴절형 프리즘부 성형틀을 절삭하기 때문에, 도35E 점선원(OK)내(확대도를 도35F에 도시한다)의 곡선(T1) 선단부의 강도도 그만큼 강해지고, 도33D, 도33E와 같이 제2피치(P2)로부터 제1피치(P1)의 방향으로 바이트(B)의 압박력이 작용하더라도, 이 압박력에 대항할 만큼의 강도를 곡선(T1) 선단부에 갖게 할 수 있다.That is, as can be seen in Figs. 35D and 35E, the refraction-type prism part forming frame of the second pitch P2 is shifted from the center of the Fresnel to the peripheral edge of the Fresnel by a small pitch pitch? P2. The strength of the tip of the curve T1 in the dotted line OK in Fig. 35E (shown in Fig. 35F) in Fig. 35E is also stronger, and from the second pitch P2 as shown in Figs. 33D and 33E. Even if the pressing force of the bite B acts in the direction of the first pitch P1, the strength enough to oppose the pressing force can be provided at the tip of the curve T1.

이후, 스텝(ST5)에서 절삭작업의 완료가 판정될때 까지, 피치 마진(△Pn)을 가지고 각 피치(Pn)의 굴절형 프리즘부가 절삭되어 간다. 이와 같이 도34의 렌즈 성형틀 제조방법에 따르면, 렌즈 성형틀(C)에 변형이 발생하지 않기 때문에, 이 렌즈 성형틀(C)에 의해 제조된 프레넬 렌즈 각 피치의 전반사면을 설계대로의 형상으로 유지할 수 있고, 프레넬 렌즈의 광학성능을 보증할 수 있다.Thereafter, the refractive prism portion of each pitch Pn is cut with the pitch margin ΔPn until the completion of the cutting operation is determined in step ST5. As described above, according to the manufacturing method of the lens forming mold of FIG. 34, since no deformation occurs in the lens forming mold C, the total reflection surface of each pitch of the Fresnel lens manufactured by the lens forming mold C is adjusted according to the design. The shape can be maintained and the optical performance of the Fresnel lens can be guaranteed.

설명을 보충하면, 임의의 제n피치(Pn)에 있어서의 피치 마진(△Pn)은 모두 일정한 미소치로 해도 좋고, 다른 미소치에 설정해도 좋다.To supplement the description, the pitch margin ΔPn in the arbitrary n-th pitch Pn may be a constant minute value or may be set to another minute value.

또, 상기의 각 도에서는, 전반사형 프리즘부, 굴절형 프리즘부를 각각 주단위 프리즘부, 부단위 프리즘부로 하고, 프레넬 중심에서 프레넬 주연으로 절삭하는 경우를 예로 했지만, 본 실시 형태 6은 이것에 한정되지 않고, 굴절형 프리즘부, 전반사형 프리즘부를 각각 주단위 프리즘부, 부단위 프리즘부로 하여, 프레넬 주연으로부터 프레넬 중심으로 절삭하도록 한 경우에도 적용하는 것이 가능하다.In each of the above figures, the total reflection type prism portion and the refractive type prism portion are each made of a main prism portion and a subsidiary prism portion, respectively. It is possible to apply also to the case where the refracting prism portion and the total reflection type prism portion are cut into the Fresnel center from the Fresnel circumference, respectively, as the main prism portion and the sub-prismatic portion.

다음에, 매개 프리즘부(실시 형태 3)를 구비한 프레넬 렌즈에 있어서, 렌즈 성형틀에 더미 프리즘부 성형틀을 제조함으로써, 변형의 영향을 억제하는 수법에 대해서 설명한다.Next, in the Fresnel lens provided with the intermediate prism portion (Embodiment 3), a method of suppressing the influence of deformation by producing a dummy prism portion molding frame in the lens molding frame will be described.

도36의 (a) 및 (b)는 더미 프리즘부를 구비하고 있지 않은 프레넬 렌즈의 구성 및 동작을 설명하기 위한 도이며, 도37의 (a) 및 (b)는 더미 프리즘부를 구비한 프레넬 렌즈의 구성 및 동작을 설명하기 위한 도이다.Figures 36 (a) and (b) are views for explaining the configuration and operation of the Fresnel lens without the dummy prism portion, and Figures 37 (a) and (b) show the Fresnel with dummy prism portion It is a figure for demonstrating the structure and operation | movement of a lens.

도36의 (a), 도37의 (a)에서는, 도36의 (a), 도37의 (a)의 프레넬 렌즈의 단면형상을 각각 확대해서 도시하고 있고, 도36의 (b), 도37의 (b)에서는, 도36의 (a), 도37의 (a)의 전반사형 프리즘부의 높이(Rfl)(실선)와 굴절형 프리즘부의 높이(Rfr)(1점 파선)를 각 피치마다 각각 도시하고 있다. 높이는, 프레넬 렌즈의 광축방향에 대한 프리즘부의 절삭깊이를 말한다. 도36의 (a) 및 (b), 도37의 (a) 및 (b)에서는, 모두 지면 하방이 프레넬 중심, 지면 상방이 프레넬 주연이다.36 (a) and 37 (a) show enlarged cross-sectional shapes of the Fresnel lens of FIGS. 36 (a) and 37 (a), respectively, and FIGS. 36 (b), In Fig. 37B, the height Rfl (solid line) of the total reflection type prism portion in Figs. 36A and 37A and the height Rfr (one dashed line) of the refracting prism portion are each pitch. Each is shown. The height refers to the cutting depth of the prism portion with respect to the optical axis direction of the Fresnel lens. In Figures 36 (a) and (b), and Figures 37 (a) and (b), the bottom of the page is the Fresnel center, and the top of the page is the Fresnel circumference.

도36의 (a) 및 도37의 (a)에 있어서, 70은 프레넬 렌즈, Ph-1, Ph, …, Pi-4 내지 Pi+1, …, Pj-1 내지 Pj+1은 각각 프레넬 렌즈(70)의 각 피치이다.36 (a) and 37 (a), 70 denotes a Fresnel lens, Ph-1, Ph,. , Pi-4 to Pi + 1,... , Pj-1 to Pj + 1 are the respective pitches of the Fresnel lens 70, respectively.

또, 71h-1, 71h, …, 7li-4 내지 7li+1, …, 71j-1 내지 71j+1은 각 피치(Ph-1 내지 Pj+1)에 각각 설치된 전반사형 프리즘부, 72h-1, 72h, …, 72i-4 내지 72i는 각 피치(Ph-1 내지 Pi)에 각각 설치된 굴절형 프리즘부, 73는 프레넬 렌즈(70)의 출사면이다.71h-1, 71h,... , 7li-4 to 7li + 1,... , 71j-1 to 71j + 1 are total reflection prism portions provided at respective pitches Phh-1 to Pj + 1, 72h-1, 72h,... , 72i-4 to 72i are refractive prism portions provided at each pitch Ph-1 to Pi, respectively, 73 is an exit surface of the Fresnel lens 70.

또한, 도37의 (a)에만 있어서, 72i+1, …, 72j-1, 72j는 각 피치(Pi+1, …, Pj-1,Pj)에 각각 설치된 굴절형 프리즘부(더미 프리즘부)이다. 이 굴절형 프리즘부(72i+1 내지 72j)는, 도37의 (b)에 도시하는 바와 같이 전반사형 프리즘부(71i+1 내지 71j)의 높이(Rfl)와 비교해서, 그 높이(Rfr)를 낮게 설정하고 있고(Rfr=0), 입사광의 수광에 관여하지 않고 있다.Incidentally, only in Fig. 37A, 72i + 1,... , 72j-1, 72j are refractive prism portions (dummy prism portions) provided at each pitch Pi + 1, ..., Pj-1, Pj, respectively. The refractive prism portions 72i + 1 to 72j have a height Rfr as compared to the height Rfl of the total reflection type prism portions 71i + 1 to 71j, as shown in Fig. 37B. Is set low (Rfr = 0) and is not involved in the reception of incident light.

도36의 (a), 도37의 (a) 모두, 피치 마진 없이 만들어진 렌즈 성형틀에 의해 프레넬 렌즈(70)를 제조하고 있기 때문에, 굴절형 프리즘부(72h-1 내지 72i)를 절삭함으로써, 전반사형 프리즘부(71h-1 내지 7li-1)의 전반사면에 변형(점선원(NG)내)이 발생되어 있는 것을 알 수 있다(도에서는, 간단히 하기 위해 변형의 형상을 직선적으로 표시하고 있다).36A and 37A, since the Fresnel lens 70 is manufactured by a lens shaping mold made without a pitch margin, by cutting the refractive prism portions 72h-1 to 72i. It can be seen that the deformation (in the dotted line source NG) is generated on the total reflection surface of the total reflection type prism portions 71h-1 to 7li-1 (in the drawing, the shape of the deformation is linearly displayed for simplicity). have).

또한 도37의 (a)의 프레넬 렌즈(70)에서는, 굴절형 프리즘부(72i+1 내지 72j)도 설치하고 있기 때문에, 전반사형 프리즘부(71h-1 내지 7li-1)에 더해서, 전반사형 프리즘부(71i 내지 71j-1)의 전반사면에도 변형(점선원(NG)내)이 발생되어 있다. 이 굴절형 프리즘부(72i+1 내지 72j)는, 각 피치(Pi+1 내지 Pj)에 의식해서 설치하고 있는 것이다. 이 굴절형 프리즘부(72i+1 내지 72j)의 유무에 따라, 도36의 (a)의 프레넬 렌즈(70)와 도37의 (a)의 프레넬 렌즈(70)의 차이가 특징지워진다.In the Fresnel lens 70 of FIG. 37A, since the refractive prism portions 72i + 1 to 72j are also provided, in addition to the total reflection type prism portions 71h-1 to 7li-1, the first half Deformation (in the dotted line source NG) is also generated in the total reflection surfaces of the sand-shaped prism portions 71i to 71j-1. The refractive prism portions 72i + 1 to 72j are provided consciously at each pitch Pi + 1 to Pj. Depending on the presence or absence of the refractive prism portions 72i + 1 to 72j, the difference between the Fresnel lens 70 of FIG. 36A and the Fresnel lens 70 of FIG. 37A is characterized.

도36의 (a)에 있어서, 피치(Pi-4)로부터 프레넬 중심까지의 중심측 피치군에서는, 비교적 작은 입사각으로 광선이 입사하기 때문에, 전반사형 프리즘부(71i-4, 71h, 71h-1, …)와 굴절형 프리즘부(72i-4, 72h, 72h-1, …)를 모두 구비한 하이브리드형 프리즘부를 성형하고 있다. 전반사형 프리즘부(71i-4, 71h, 71h-1, …)와, 굴절형 프리즘부(72i-4, 72h, 72h-1, …)의 중심측 피치군에 있어서의 각 높이(Rfl, Rfr)는 도36의 (b)와 같이 1:1이 되어 있다.In Fig. 36 (a), in the center-side pitch group from the pitch Pi-4 to the center of the Fresnel, since the light is incident at a relatively small angle of incidence, the total reflection type prism portions 71i-4, 71h, 71h- 1,... And a hybrid prism portion including all of the refractive prism portions 72i-4, 72h, 72h-1, ... are formed. Each height Rfl, Rfr in the center side pitch group of the total reflection type prism parts 71i-4, 71h, 71h-1, ..., and the refractive type prism parts 72i-4, 72h, 72h-1, ... ) Is 1: 1 as shown in FIG. 36 (b).

한편, 도36의 (a)의 피치(Pi+1)으로부터 프레넬 주연까지의 주연측 피치군에서는, 비교적 큰 입사각으로 광선이 입사되기 때문에, 큰 입사각에 대해서는 투과율이 열화해서 거의 기능하지 않는 굴절형 프리즘부의 높이(Rfr)를 0으로 하고(도36의 (b)), 전반사형 프리즘부(71i+i, …, 71j-1, 71j, 71j+1, …)만을 성형하고 있다.On the other hand, in the peripheral pitch group from the pitch Pi + 1 to the Fresnel periphery in Fig. 36 (a), since the light is incident at a relatively large incidence angle, the refractive index deteriorates due to deterioration of the large incidence angle and hardly functions. The height Rfr of the mold prism portion is 0 (Fig. 36 (b)), and only the total reflection prism portions 71i + i, ..., 71j-1, 71j, 71j + 1, ... are molded.

그리고, 도36의 (a)의 중심측 피치군으로부터 주연측 피치군으로 이행하는 영역에 존재하는 피치(Pi-3)로부터 피치(Pi)까지의 매개 피치군에서는, 도36의 (b)에 도시하는 바와 같이, 프레넬 중심측에서 프레넬 주연측의 피치가 될수록, 굴절형 프리즘부(72i-3, …, 72i)의 높이(Rfr)만큼을 서서히 감소시킨 하이브리드형 프리즘부(매개 프리즘부)를 성형하고 있다. 이것은, 중심측 피치군으로부터 주연측 피치군으로 이행할 때의 투과율 특성을 원활하게 하는 것이 목적이며, 이 도36의 (a)의 프레넬 렌즈(70)와 같이 매개 피치군을 설치함으로써, 원리적으로는 투과율 특성을 원활하게 할 수 있다.And in the intermediate pitch group from the pitch Pi-3 which exists in the area | region which moves to the peripheral side pitch group from the center pitch group of FIG. 36 (a) to the pitch Pi, it is shown in FIG. 36 (b). As shown in the figure, the hybrid prism portion (mediated prism portion) gradually decreased by the height Rfr of the refractive prism portions 72i-3, ..., 72i as the pitch from the Fresnel center side to the Fresnel peripheral side. ) Is molded. This is for the purpose of smoothing the transmittance characteristic when the transition from the center side pitch group to the peripheral side pitch group is performed. Principle is provided by providing an intermediate pitch group like the Fresnel lens 70 of Fig. 36A. In general, the transmittance characteristic can be smoothed.

그런데, 점선원(NG)내의 변형이 전반사형 프리즘부의 전반사면에 발생해 버리기 때문에, 도36의 (a)에 도시한 프레넬 렌즈(70)에서는, 피치(Pi-1)의 투과율과 피치(Pi)의 투과율의 불연속성이 커져 버리게 된다. 따라서 예를 들면 도36의 (a)의 프레넬 렌즈(70)를 스크린에 적용하면, 스크린상의 화상의 밝기에 부자연스러운 경계가 발생해 버린다.However, since the deformation in the dotted circle NG occurs on the total reflection surface of the total reflection type prism portion, in the Fresnel lens 70 shown in Fig. 36A, the transmittance and pitch of the pitch Pi-1 ( The discontinuity of the transmittance of Pi increases. Therefore, for example, when the Fresnel lens 70 of Fig. 36A is applied to the screen, an unnatural boundary occurs in the brightness of the image on the screen.

한편, 도37의 (a)의 프레넬 렌즈(70)에서는, 전반사형 프리즘부의 전반사면에 점선원(NG)내의 변형이 발생하는 것을 상정하고, 도36의 (a)의 프레넬 렌즈(70)의 구성에 더해서, 상술한 바와 같이 굴절형 프리즘부(72i+i 내지 72j)를 일부러 설치하도록 하고 있다. 이 때문에, 도36의 (a)의 프레넬 렌즈(70)와 달리, 피치 사이에 있어서의 투과율의 불연속성을 해소할 수 있게 되어 있다.On the other hand, in the Fresnel lens 70 of FIG. 37A, it is assumed that the deformation in the dotted circle NG occurs on the total reflection surface of the total reflection type prism portion, and the Fresnel lens 70 of FIG. 36A is shown. In addition to the configuration of the above), as described above, the refractive prism portions 72i + i to 72j are provided on purpose. For this reason, unlike the Fresnel lens 70 of FIG. 36A, the discontinuity of the transmittance | permeability between pitches can be eliminated.

도36의 (a)의 프레넬 렌즈(70)와 도37의 (a)의 프레넬 렌즈(70)의 차이를 좀더 상세하게 설명한다.The difference between the Fresnel lens 70 of FIG. 36A and the Fresnel lens 70 of FIG. 37A will be described in more detail.

도38A, 도38B는 도36의 (a)의 프레넬 렌즈(70)와 도37의 (a)의 프레넬 렌즈(70)의 차이를 설명하기 위한 도이다. 도38A는 도36의 (a)의 프레넬 렌즈(70)를, 도38B는 도37의 (a)의 프레넬 렌즈(70)를, 피치(Pi-1) 내지 피치(Pj)를 각각 확대한 도가 되어 있다. 도36의 (a), 도37의 (b)와 동일부호는 상당하는 구성이다.38A and 38B are views for explaining the difference between the Fresnel lens 70 of FIG. 36A and the Fresnel lens 70 of FIG. 37A. Fig. 38A shows the Fresnel lens 70 of Fig. 36A, Fig. 38B shows the Fresnel lens 70 of Fig. 37A, and enlarges the pitch Pi-1 to the pitch Pj, respectively. There is a limit. 36 (a) and 37 (b), the same reference numerals correspond to the same elements.

도38A의 피치(Pi-1)에 있어서, 프레넬 주연측의 인접 피치(Pi)에 최후의 굴절형 프리즘부(72i)가 설치되어져 있기 때문에, 전반사형 프리즘부(71i-1)의 전반사면(74i-1)에는 점선원(NG)내의 변형이 생겨 있다. 따라서, 전반사형 프리즘부(71i-1)의 입사면(75i-1)으로 수광된 입사광속(76i-1)은, 그 전체가 전반사면(74i-1)에서 전반사되어 출사면(73)으로부터 출사될 수는 없다. 즉, 일부의 광속(77i-1)은 입사면(75i-1)에서 굴절된 후에 점선원(NG)내의 변형에 의해 본래의 전반사방향과는 다른 방향으로 산란되기 때문에, 광 손실이 생긴다.In the pitch Pi-1 of FIG. 38A, since the final refractive prism portion 72i is provided at the adjacent pitch Pi on the Fresnel peripheral side, the total reflection surface of the total reflection type prism portion 71i-1. Deformation in the dotted line circle NG occurs at 74i-1. Therefore, the incident light beam 76i-1 received at the incident surface 75i-1 of the total reflection type prism portion 71i-1 is totally reflected at the total reflection surface 74i-1, and is then emitted from the emission surface 73. You cannot exit. That is, some of the light beams 77i-1 are scattered in a direction different from the original total reflection direction due to deformation in the dotted circle NG after being refracted at the incident surface 75i-1, resulting in light loss.

한편, 도38A의 피치(Pi)에서는, 프레넬 주연측에 인접하는 피치(Pi+1)에 굴절형 프리즘부가 존재하지 않기 때문에, 피치(Pi)의 전반사형 프리즘부(71i)의 전반사면(74i)에는 변형이 생기지 않고 있다. 따라서 이 피치(Pi)에서는, 전반사형 프리즘부(71i)의 입사면(75i)으로 수광된 광속(76i)이 전반사면(74i) 전면에서 전반사해서 출사면(73)으로부터 출사되기 때문에, 피치(Pi-1)와 달리 광 손실이 생기지 않고 있다.On the other hand, in the pitch Pi of Fig. 38A, since the refracting prism portion does not exist in the pitch Pi + 1 adjacent to the Fresnel circumferential side, the total reflection surface of the total reflection type prism portion 71i of the pitch Pi ( 74i) is not deformed. Therefore, in this pitch Pi, since the light beam 76i received by the incident surface 75i of the total reflection type prism part 71i totally reflects on the front surface of the total reflection surface 74i, and exits from the emission surface 73, the pitch ( Unlike Pi-1), no light loss occurs.

이하, 피치(Pi+1, …)에 있어서도, 전반사면(74i+1, …)에 점선원(NG)내의 변형이 생겨 있지 않기 때문에, 변형의 영향에 의한 광 손실이 생긴 피치(Pi-1)와, 광 손실이 없는 피치(Pi)의 사이에서 투과율의 불연속성이 크게 생겨 버리게 된다.Hereinafter, also in the pitch Pi + 1, ..., since the distortion in the dotted line NG does not generate | occur | produce in the total reflection surface 74i + 1, ..., the pitch Pi-1 which the optical loss by the influence of a deformation generate | occur | produced. ) And the discontinuity of the transmittance is large between the pitch Pi without light loss.

이 도38A의 경우에 대해서, 도38B에 도시한 프레넬 렌즈(70)에서는, 전반사면(74i)에 점선원(NG)내의 변형이 생기는 것을 상정하고, 피치(Pi)의 프레넬 주연측에 인접하는 피치(Pi+1)에도 빛의 수광에 관여하지 않는 굴절형 프리즘부(72i+1)를 일부러 설치하고 있다. 이렇게 함으로써, 피치(Pi)에서도, 일부의 광속(77i)은 입사면(75i)에서 굴절된 후에 점선원(NG)내의 변형에 의해 본래의 전반사방향과는 다른 방향으로 산란되는 것에 의해, 피치(Pi-1)와 같이 광 손실을 생기게 하고, 투과율의 불연속성을 해소하고 있다.In the case of FIG. 38A, in the Fresnel lens 70 shown in FIG. 38B, it is assumed that the deformation in the dotted circle NG occurs on the total reflection surface 74i, and the fresnel peripheral side of the pitch Pi is assumed. In the adjacent pitch Pi + 1, a refractive prism portion 72i + 1 that does not participate in light reception is deliberately provided. By doing so, even in the pitch Pi, a part of the light beam 77i is refracted at the incident surface 75i and then scattered in a direction different from the original total reflection direction due to deformation in the dotted circle NG. As in Pi-1), light loss is caused and discontinuity in transmittance is eliminated.

이하, 프레넬 주연측의 각 피치에도 마찬가지로 하여, 수광에 관여하지 않는 굴절형 프리즘부를 굴절형 프리즘부(72j-1, 72j)에 이르기까지 설치해서 투과율의 불연속성을 해소하고 있다. 그리고, 프레넬 렌즈(70)에의 입사광의 입사각이 충분히 커지고, 전반사면의 전면에 걸쳐 전반사하지 않게 된 피치 이후에 있어서, 더미의 굴절형 프리즘부를 완전히 소멸하도록 하고 있다.Hereinafter, similarly to the pitch of the Fresnel periphery, the refractive prism part which does not participate in light reception is provided to the refractive prism parts 72j-1 and 72j, and the discontinuity of transmittance is eliminated. Then, after the pitch at which the incident light of the incident light to the Fresnel lens 70 becomes large enough and does not totally reflect over the entire surface of the total reflection surface, the dummy refracted prism portion is completely extinguished.

도38B의 피치(Pj)가 정확히 이것에 상당하고 있고, 입사광의 입사각이 충분히 커져 있기 때문에, 점선원(NG)의 변형이 생길 예정인 전반사면(74j)의 부분은 빛의 전반사에 사용되지 않게 되어 있고, 인접하는 피치(Pj-1)와의 광 손실의 차이는, 점선원(NG)의 변형의 유무에 관계하지 않게 되어 있다.Since the pitch Pj in Fig. 38B corresponds exactly to this, and the incident angle of the incident light is sufficiently large, the part of the total reflection surface 74j in which deformation of the dotted line NG is to be generated is not used for total reflection of the light. The difference in light loss from the adjacent pitch Pj-1 is irrelevant to the presence or absence of deformation of the dotted line NG.

이와 같이, 전반사형 프리즘부(71j-1, 71j)가 설치되는 주연측 피치군에 이르기 까지, 수광에 관여하지 않는 굴절형 프리즘부(72i+1 내지 72j)를 설치하도록 함으로써, 점선원(NG)의 변형에 기인한 투과율의 불연속성을 모두 해소할 수 있다.Thus, the dotted line circle NG by providing the refractive prism portions 72i + 1 to 72j which do not participate in light reception until the peripheral side pitch group where the total reflection type prism portions 71j-1 and 71j are provided. All of the discontinuities in transmittance due to the deformation of) can be eliminated.

이상과 같이, 본 실시 형태 6에 따르면, 피치 마진(△Pn)을 설정하는 스텝(ST6)을 스텝(ST2)의 다음에 설치하고, 피치 마진(△Pn) 분만큼 절삭진행방향으로 절삭개시위치를 옮겨서 부단위 프리즘부 성형틀을 스텝(ST7)에서 절삭하도록 했기 때문에, 부단위 프리즘부를 절삭할 때에, 피치마다의 각 주단위 프리즘간의 곡선(Tn) 선단부에 발생하는 렌즈 성형틀(C)의 변형을 막을 수 있게 되고, 렌즈 성형틀을 설계대로의 형상으로 할 수 있고, 또 렌즈 성형틀로 제조한 프레넬 렌즈의 광학성능을 보증할 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.As described above, according to the sixth embodiment, the step ST6 for setting the pitch margin DELTA Pn is provided after the step ST2, and the cutting start position is cut in the cutting progress direction by the pitch margin DELTA Pn. Since the sub-prism shaping mold is cut at step ST7, the lens shaping mold C generated at the distal end portion of the curve Tn between the main prisms for each pitch when the sub-prism is cut. Deformation can be prevented, and the lens shaping | molding die can be made into the shape as designed, and the optical performance of the Fresnel lens manufactured with the lens shaping | molding die can be ensured.

또, 본 실시 형태 6에 따르면, 전반사형 프리즘부 및 굴절형 프리즘부로 이루어지는 하이브리드형 프리즘부가 성형된 프레넬 중심측 피치군과, 전반사형 프리즘부만이 성형된 프레넬 주연측 피치군과, 프레넬 중심측 피치군으로부터 상기 프레넬 주연측 피치군으로 피치가 옮겨짐에 따라서, 전반사형 프리즘부의 높이를 일정하게 유지하는 동시에, 굴절형 프리즘부의 높이만을 감소시키는 매개 피치군을 제조할 경우에는, 매개 피치군에 있어서 최소의 높이를 가지고, 수광에 관여하지 않는 굴절형 프리즘부를 더미 프리즘부로 하여 매개 피치군으로부터 프레넬 주연측피치군의 적어도 일부의 피치까지 절삭하도록 했기 때문에, 전반사면의 변형에 기인한 광 손실에 의해 생기는 투과율의 불연속성을 해소할 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.According to the sixth embodiment, the Fresnel center side pitch group in which the hybrid prism part composed of the total reflection type prism part and the refractive prism part is molded, the Fresnel peripheral side pitch group in which only the total reflection type prism part is molded, As the pitch is shifted from the channel center side pitch group to the Fresnel peripheral side pitch group, when producing a medium pitch group that keeps the height of the total reflection type prism portion constant and reduces only the height of the refractive type prism portion, In the pitch group, a refractive prism portion having a minimum height and not involved in light reception was used as a dummy prism portion to cut at least a part of the pitch of the Fresnel peripheral side pitch group, resulting in deformation of the total reflection surface. The effect of eliminating the discontinuity of the transmittance caused by the loss of light can be obtained.

또한, 여기에서는, 매개 피치군으로부터 프레넬 주연측 피치군으로 더미 프리즘부를 절삭하도록 했지만, 본 실시 형태 6은 이것에 한정되는 것이 아니다. 예를 들면, 하이브리드형 프리즘부(매개 프리즘부를 포함한다)에서 굴절형 프리즘부나 전반사형 프리즘부 등으로, 또 반대로 굴절형 프리즘부나 전반사형 프리즘부 등으로부터 하이브리드형 프리즘부(매개 프리즘부를 포함한다)로, 프리즘부의 형상을 피치마다 변화시켜 갈 경우에, 프리즘부의 형상이 변화되어 가는 적어도 일부의 피치군에 걸쳐서 더미 프리즘부를 연속해서 설치함으로써, 프리즘부 형상의 변화에 의해 생기는 제조오차(예를 들면 곡선 선단부의 변형 등)의 급격한 소멸·발생을 억제하고, 투과율 등의 광학성능의 급격한 변화를 완화시킬 수 있다.In addition, although the dummy prism part was cut from the intermediate pitch group to the Fresnel peripheral side pitch group, this Embodiment 6 is not limited to this. For example, a hybrid prism portion (including an individual prism portion), a refractive prism portion, a total reflection prism portion, or the like, and, conversely, a hybrid prism portion (including an individual prism portion) from a refractive prism portion, a total reflection prism portion, or the like. In the case where the shape of the prism portion is changed from pitch to pitch, the manufacturing error caused by the change in the shape of the prism portion is provided by continuously providing the dummy prism portion over at least a part of the pitch group in which the shape of the prism portion is changed. It is possible to suppress the sudden disappearance and generation of the curved tip portion, etc.) and to abruptly change the optical performance such as transmittance.

실시 형태 7.Embodiment 7.

실시 형태 1에서 설명한 바와 같이, 굴절형 프리즘부는 무효면을 구비하고 있고, 이 무효면에서 수광된 입사광속(무효 광선군)은, 프레넬 렌즈 내부에서 미광이 되어 출사면에서 출사되고, 스크린 상에 고스트를 발생시키는 요인이 된다. 또, 입사광의 입사각의 크기에 따라서는, 전반사형 프리즘부로 입사하더라도 전반사면에서 전반사되지 않는 광선(흔히 표현하면, 전반사면을 '헛침' 하는 공진광선)도 존재하고, 이것도 미광이 되어 고스트를 발생시킨다. 본 실시 형태 7에서는,미광을 흡수해서 고스트를 경감시키는 구성을 입사면측이나 출사면측에 행한 프레넬 렌즈에 대해서 설명한다.As described in the first embodiment, the refracting prism portion has an ineffective surface, and the incident light beam (ineffective light group) received at this ineffective surface becomes stray light inside the Fresnel lens, and is emitted from the emission surface, and the image is displayed on the screen. Cause of ghosting. In addition, depending on the size of the incident angle of the incident light, there is also a light beam (commonly referred to as a resonant light that 'wraps' the total reflection surface) even when it enters the total reflection type prism part, which also becomes a ghost and generates ghosts. Let's do it. In the seventh embodiment, a Fresnel lens in which the stray light is absorbed and the ghost is reduced to the incident surface side or the emission surface side will be described.

도39는 본 발명의 실시 형태 7에 따른 프레넬 렌즈의 단면형상을 도시하는 도이며, 무효광선에 기인하는 고스트를 경감시키는 구성을 프레넬 렌즈의 입사측에 설치한 경우이다. 도9와 동일부호는 상당하는 구성이다.Fig. 39 is a diagram showing the cross-sectional shape of the Fresnel lens according to the seventh embodiment of the present invention, in which a configuration is provided on the incidence side of the Fresnel lens to reduce the ghost caused by the ineffective light. The same reference numerals as in Fig. 9 correspond to the corresponding structures.

도39에 있어서, 81은 굴절형 프리즘부(3A)의 무효면(3Z, 3Z-1, …)에 각각 설치된 광 흡수층이다.In Fig. 39, 81 is a light absorbing layer provided on the ineffective surfaces 3Z, 3Z-1, ... of the refractive prism portion 3A, respectively.

광 흡수층(81)은, 각 피치의 무효면(3Z, 3Z-1, …)에 입사하는 무효광선(lie)을 흡수하는 작용을 한다. 무효면(3Z, 3Z-1, …)에 광 흡수층(81)을 설치함으로써, 무효광선에 의한 프레넬 렌즈(1) 내부의 미광의 발생을 막을 수 있게 되고, 스크린 상에 발생하는 고스트를 경감시킬 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.The light absorbing layer 81 acts to absorb the invalid light lie incident on the invalid surfaces 3Z, 3Z-1, ... of each pitch. By providing the light absorbing layer 81 on the ineffective surfaces 3Z, 3Z-1, ..., it is possible to prevent the generation of stray light inside the Fresnel lens 1 due to the ineffective light, thereby reducing ghosts generated on the screen. You can get the effect that you can.

도40은 본 발명의 실시 형태 7에 따른 프레넬 렌즈의 단면형상을 도시하는 도이며, 무효광선이나 공진광선에 의한 미광을 프레넬 렌즈의 출사면측에서 흡수하는 구성을 도시하고 있다. 도9와 동일부호는 상당하는 구성이다.Fig. 40 is a diagram showing the cross-sectional shape of the Fresnel lens according to the seventh embodiment of the present invention, and shows the configuration of absorbing stray light by the ineffective light or the resonant light at the emission surface side of the Fresnel lens. The same reference numerals as in Fig. 9 correspond to the corresponding structures.

도40에 있어서, 82는 프레넬 렌즈(1)의 출사면(5)에 설치된 미광 흡수판이다. 광 흡수판(82)은 프레넬 렌즈(1)의 출사면(5)과 평행한 입사면 및 출사면을 가지는 평행평판이며, 빛을 투과하는 광 투과층(83)과, 빛을 흡수하는 박막의 광 흡수층(84)이, 프레넬 렌즈(1)의 도시하지 않은 광축과 평행이 되도록 교대로 적층되어 있다.In Fig. 40, 82 is a stray light absorbing plate provided on the exit surface 5 of the Fresnel lens 1. The light absorbing plate 82 is a parallel plate having an incidence plane and an outgoing plane parallel to the exit plane 5 of the Fresnel lens 1, a light transmitting layer 83 that transmits light, and a thin film that absorbs light. The light absorbing layers 84 are alternately stacked so as to be parallel to the optical axis (not shown) of the Fresnel lens 1.

도40에 도시하는 바와 같이, 굴절형 프리즘부(3A)의 입사면(3B)이나 전반사형 프리즘부(4A)의 입사면(4B)으로 수광된 광선(b3, b4)의 광로와 비교하면, 무효면(3Z, 3Z-1, …)으로 입사한 프레넬 렌즈(1) 내부의 미광(be1)이나 전반사형 프리즘부(4A)의 입사면(4B)으로 입사해서 전반사면(4C)을 헛친 공진광선의 미광(be2)은, 프레넬 렌즈(1)의 직경 방향을 향해 더욱 크게 진행하기 때문에, 프레넬 렌즈(1)의 출사면(5)으로부터 출사하여 광선(be1', be2')이 되면, 프레넬 렌즈(1)의 광축과 평행하게 적층된 각 광 흡수층(84)에 의해 흡수되게 된다.As shown in Fig. 40, in comparison with the light paths b3 and b4 received by the incident surface 3B of the refractive prism portion 3A and the incident surface 4B of the total reflection prism portion 4A, The stray light be1 inside the Fresnel lens 1 incident on the ineffective surfaces 3Z, 3Z-1, ..., or enters the incidence surface 4B of the total reflection type prism portion 4A, and loses the total reflection surface 4C. Since the stray light be2 of the resonant ray travels larger toward the radial direction of the Fresnel lens 1, the light rays be1 'and be2' are emitted from the exit surface 5 of the Fresnel lens 1. As a result, each of the light absorbing layers 84 stacked in parallel with the optical axis of the Fresnel lens 1 is absorbed.

굴절형 프리즘부(3A)의 입사면(3B)이나 전반사형 프리즘부(4A)의 입사면(4B)으로 수광된 광선(b3, b4)도, 출사면(5)으로부터 출사되여 광선(b3', b4')이 되면 그 일부는 광 흡수층(84)에 의해 흡수되지만, 이들 광선(b3', b4')은 프레넬 렌즈(1)의 광축에 대해서 거의 평행하게 출사되기 때문에, 흡수되는 광량은 지극히 사소하다. 대부분의 광선(b3', b4')은 광 투과층(83)을 투과해서 예를 들면 도시하지 않은 렌티큘러로 진행하여, 큰 문제가 되지는 않는다.The light rays b3 and b4 received by the incident surface 3B of the refractive prism portion 3A and the incident surface 4B of the total reflection prism portion 4A are also emitted from the emission surface 5 to emit light rays b3 '. , b4 ') is partially absorbed by the light absorbing layer 84, but since these light rays b3' and b4 'are emitted almost parallel to the optical axis of the Fresnel lens 1, the amount of light absorbed is Extremely trivial Most of the light rays b3 'and b4' pass through the light transmitting layer 83 and proceed to, for example, a lenticular (not shown), which is not a big problem.

또한, 광 투과층(83)과 광 흡수층(84)의 적층구조는, 도41A와 같이 프레넬 렌즈(1)의 광축을 중심으로 하여 동심원상(방사상)으로 해도 좋고, 도41B와 같이 광 투과층(83)이나 광 흡수층(84)이 지면 좌우방향으로 넓어지도록, 광 투과층(83), 광 흡수층(84)을 지면 상하방향으로 적층해도 좋다. 이 경우, 종횡비 3:4의 스크린에 적용하면, 지면 상하방향이 3, 지면 좌우방향이 4에 해당한다.The laminated structure of the light transmitting layer 83 and the light absorbing layer 84 may be concentric (radial) centering on the optical axis of the Fresnel lens 1 as shown in Fig. 41A, and light transmitting as shown in Fig. 41B. The light transmissive layer 83 and the light absorbing layer 84 may be stacked in the vertical direction of the paper so that the layer 83 and the light absorbing layer 84 are widened in the horizontal direction of the paper. In this case, when applied to a screen having an aspect ratio of 3: 4, the paper vertical direction corresponds to 3 and the paper horizontal direction corresponds to 4.

도41A의 구성을 채용함으로써 미광의 흡수효율을 최선으로 할 수 있고, 도41B의 구성을 채용함으로써 미광 흡수판(82)의 제조가 용이해져, 제조 비용을 경감시킬 수 있게 된다.By adopting the configuration of FIG. 41A, the absorption efficiency of stray light can be optimally achieved. By employing the configuration of FIG. 41B, the stray light absorption plate 82 can be easily manufactured, and manufacturing cost can be reduced.

또, 광 흡수층(84)의 적층간격(광 투과층(83)의 두께)은, 프레넬 렌즈(1)의 피치 간격에 맞춰도 좋고, 프레넬 렌즈(1)의 광축으로부터의 거리에 따라서 변화시켜도 좋고, 사양에 따라서 자유롭게 설계 가능하다. 부가하면, 광 흡수층(84)의 적층구조는, 프레넬 렌즈(1), 도시하지 않은 렌티큘러의 주기구조와의 간섭에 의한 모아레 줄무늬의 발생을 피하게 하는 피치로 설정해야 한다.In addition, the lamination interval (thickness of the light transmitting layer 83) of the light absorbing layer 84 may be matched with the pitch interval of the Fresnel lens 1, and changes according to the distance from the optical axis of the Fresnel lens 1. You may make it possible and can design freely according to a specification. In addition, the laminated structure of the light absorbing layer 84 should be set to a pitch that avoids the generation of moire fringes due to interference with the Fresnel lens 1 and the lenticular periodic structure (not shown).

또한, 광 흡수층(84)을 메워넣는 복수의 슬릿을 도41A나 도41B의 적층 패턴으로 프레넬 렌즈(1)의 출사면(5)측에 작성하고, 이들 슬릿에 광 흡수층(84)을 설치해도 좋다. 이 때, 광 흡수층(84)으로서, 상기 복수의 슬릿내에 광흡수성이 있는 도료를 충전함으로써 형성하는 것이 적당하다. 이와 같이, 프레넬 렌즈(1)의 출사면(5)에 미광 흡수판(82)을 일체 성형함으로써, 부품 가지수를 삭감할 수 있게 된다.In addition, a plurality of slits that fill the light absorbing layer 84 are formed on the emission surface 5 side of the Fresnel lens 1 in the lamination pattern of FIG. 41A or 41B, and the light absorbing layer 84 is provided on these slits. Also good. At this time, it is suitable to form the light absorbing layer 84 by filling a light absorbing paint in the plurality of slits. In this manner, by integrally molding the stray light absorbing plate 82 to the exit surface 5 of the Fresnel lens 1, the number of parts can be reduced.

도42는 본 발명의 실시 형태 7에 따른 프레넬 렌즈의 단면형상을 도시하는 도이며, 무효면에서 수광하여 생긴 미광을 프레넬 렌즈의 출사면측에서 흡수하는 구성을 도시하고 있다. 도9, 도40과 동일부호는 상당하는 구성이다.Fig. 42 is a diagram showing the cross-sectional shape of the Fresnel lens according to the seventh embodiment of the present invention, showing the configuration of absorbing stray light generated by receiving light from the ineffective surface at the emission surface side of the Fresnel lens. 9 and 40, the same reference numerals correspond to the same components.

도42에 있어서, 85는 프레넬 렌즈(1)의 출사면(5)측에 설치된 광 흡수판이며, 프레넬 렌즈(1)의 출사면(5)과 평행한 입사면 및 출사면을 가지는 평행평판이다.In Fig. 42, 85 is a light absorbing plate provided on the exit face 5 side of the Fresnel lens 1, and has a plane of incidence and an exit plane parallel to the exit plane 5 of the Fresnel lens 1; Reputation.

도40에서도 기술한 바와 같이, 미광(be1)이나 미광(be2)은 프레넬 렌즈(1)의 직경방향으로 더욱 크게 진행하기 때문에, 굴절형 프리즘부(3A)의 입사면(3B)이나전반사형 프리즘부(4A)의 입사면(4B)에서 수광하여 출사면(5)으로부터 출사된 광선(b3', b4')의 광로 길이(B3', B4')와 비교하면, 광 흡수판(85)내의 미광(be1', be2')의 광로길이(BE1', BE2')쪽이 커진다. 이 양자의 광로차 분만큼 광 흡수판(85)에 의해 미광(be1', be2')쪽이 크게 흡수되고, 광 흡수판(85)으로부터 출사할 때의 미광(be1', be2')의 강도를 저하시킬 수 있다.As described with reference to Fig. 40, the stray light be1 and the stray light be2 proceed larger in the radial direction of the Fresnel lens 1, so that the incident surface 3B or the total reflection type of the refractive prism portion 3A is formed. The light absorbing plate 85 is compared with the optical path lengths B3 'and B4' of the light beams b3 'and b4' received by the light incident surface 4B of the prism portion 4A and emitted from the light emitting surface 5. The optical path lengths BE1 'and BE2' of the stray light be1 'and be2' in the side become larger. The amount of stray light be1 'and be2' is absorbed by the light absorbing plate 85 largely by the optical path difference of both, and the intensity of stray light be1 'and be2' when exiting from the light absorbing plate 85 is obtained. Can be lowered.

또, 광 흡수판(85)의 내부(출사면)에서 다중 반사되는 미광(be3, be4)은, 다중 반사의 회수에 따라서 그 광로길이가 더욱 길어져서 크게 흡수되기 때문에, 미광(be1', be2')보다도 강도가 저하하여, 전혀 문제가 되지 않는다.In addition, the stray light be3 and be4 that are multiplely reflected inside the light absorbing plate 85 (emission surface) have a longer light path length and are greatly absorbed according to the number of multiple reflections. The strength is lower than that of '), and there is no problem at all.

또한, 광 흡수판(85)의 입사면측에서 반사된 미광(be5, be6)은 프레넬 렌즈(1)의 각 부위에서 (다중)굴절·반사되고 나서 광 흡수판(85)으로 입사하기 때문에, 반사 시에 프레넬 렌즈(1)의 각 부위에서 굴절·반사되서 프레넬 렌즈(1)로부터 출사하는 빛이 굴절·반사의 각 계면에서 받는 손실분만큼 더욱 강도가 저하한다.In addition, since the stray light be5 and be6 reflected from the incident surface side of the light absorbing plate 85 enters the light absorbing plate 85 after being (multiple) refracted and reflected at each part of the Fresnel lens 1, In reflection, the intensity is further reduced by the amount of light that is refracted and reflected at each portion of the Fresnel lens 1 and the light emitted from the Fresnel lens 1 is received at each interface of the refraction and reflection.

이와 같이, 광 흡수판(85)을 이용함으로써, 간단한 구성으로 미광을 흡수할 수 있고, 스크린 상에 발생하는 고스트를 경감시킬 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.Thus, by using the light absorption plate 85, the effect that a stray light can be absorbed with a simple structure and the ghost which generate | occur | produces on a screen can be acquired.

또한, 도39 내지 도42의 고스트를 경감시키는 각 구성을 임의로 조합시켜서 미광을 흡수해도 좋다. 예를 들면, 광 흡수층(81)과 미광 흡수판(82)의 조합이나, 광 흡수층(81)과 광 흡수판(85)의 조합을 프레넬 렌즈(1)에 적용함으로써, 미광을 더 흡수할 수 있게 되고, 스크린 상의 고스트를 경감시킬 수 있다고 하는 효과를얻을 수 있다.Incidentally, the stray light may be absorbed by arbitrarily combining the respective structures for reducing the ghost in FIGS. 39 to 42. FIG. For example, by applying the combination of the light absorbing layer 81 and the stray light absorbing plate 82 or the combination of the light absorbing layer 81 and the light absorbing plate 85 to the Fresnel lens 1, the stray light can be further absorbed. It is possible to achieve the effect of reducing the ghost on the screen.

이상과 같이, 본 실시 형태 7에 따르면, 굴절형 프리즘부(3A)의 무효면(3Z, 3Z-1, …)에 빛을 흡수하는 박막의 광 흡수층(81)을 각각 설치하도록 했기 때문에, 프레넬 렌즈(1) 내부의 미광의 발생을 막을 수 있게 되고, 스크린 상에 발생하는 고스트를 경감시킬 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.As described above, according to the seventh embodiment, the thin film light absorbing layers 81 for absorbing light are provided on the ineffective surfaces 3Z, 3Z-1, ... of the refractive prism portion 3A, respectively. The generation of stray light inside the NEL lens 1 can be prevented, and the effect of reducing the ghost generated on the screen can be obtained.

또, 본 실시 형태 7에 따르면, 프레넬 렌즈(1)의 광축과 거의 평행이 되도록, 복수의 광 투과층(83) 사이에 복수의 광 흡수층(84)을 적층한 미광 흡수판(82)을 출사면(5)에 구비하도록 했기 때문에, 프레넬 렌즈(1) 내부에서 발생한 미광을 흡수할 수 있게 되고, 스크린 상에 발생하는 고스트를 경감시킬 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.Further, according to the seventh embodiment, the stray light absorbing plate 82 in which the plurality of light absorbing layers 84 are laminated between the plurality of light transmitting layers 83 so as to be substantially parallel to the optical axis of the Fresnel lens 1 is provided. Since it is provided in the exit surface 5, the stray light which generate | occur | produced in the Fresnel lens 1 can be absorbed, and the effect which can reduce the ghost which generate | occur | produces on a screen can be acquired.

또한, 본 실시 형태 7에 따르면, 프레넬 렌즈(1)의 출사면(5)에 미광 흡수판(82)을 일체 성형하도록 했기 때문에, 적은 부품 가지수로 미광을 흡수할 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.Further, according to the seventh embodiment, the stray light absorbing plate 82 is integrally formed on the exit surface 5 of the Fresnel lens 1, so that stray light can be absorbed with a small number of parts. Can be.

또, 본 실시 형태 7에 따르면, 프레넬 렌즈(1)의 광축을 중심으로 해서 동심원상(방사상)으로 광 투과층(83)과 광 흡수층(84)을 적층하도록 했기 때문에, 미광의 흡수효율을 최량으로 할 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.Further, according to the seventh embodiment, the light transmitting layer 83 and the light absorbing layer 84 are laminated concentrically (radially) around the optical axis of the Fresnel lens 1, so that the absorption efficiency of stray light is improved. The effect to be able to do it best is obtained.

또한, 본 실시 형태 7에 따르면, 광 투과층(83)과 광 흡수층(84)을 한 방향에 대해서 평행하게 적층하도록 했기 때문에, 미광 흡수판(82)의 제조가 용이해지고, 제조 비용을 삭감할 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.In addition, according to the seventh embodiment, since the light transmitting layer 83 and the light absorbing layer 84 are laminated in one direction in parallel, the production of the stray light absorbing plate 82 becomes easy and the manufacturing cost can be reduced. You can get the effect that you can.

또, 본 실시 형태 7에 따르면, 프레넬 렌즈(1)의 출사면(5)에 광 흡수판(85)를 설치하도록 했기 때문에, 간단한 구성으로 미광을 흡수할 수 있게 되고, 스크린 상에 발생하는 고스트를 경감시킬 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.In addition, according to the seventh embodiment, since the light absorbing plate 85 is provided on the emission surface 5 of the Fresnel lens 1, stray light can be absorbed with a simple configuration, The effect of being able to reduce ghost can be obtained.

이상과 같이, 본 발명에 따른 프레넬 렌즈는, 스크린에 대해서 배면으로부터 화상광을 투영하는 배면 투영형 프로젝션 시스템에 적합하다.As mentioned above, the Fresnel lens which concerns on this invention is suitable for the back projection type projection system which projects image light from a back surface with respect to a screen.

Claims (77)

소정 입사각의 제1입사광선을 제1굴절현상 및 제2굴절현상에 의해 소정 출사각의 제1출사광선으로서 출사시키는 굴절형 프리즘부와,A refractive prism portion for emitting the first incident light having a predetermined incident angle as the first emitted light having a predetermined exit angle by a first refractive phenomenon and a second refractive phenomenon; 상기 소정 입사각의 제2입사광선을 제3굴절현상, 전반사현상 및 제4굴절현상에 의해 상기 제1출사광선과 평행한 제2출사광선으로서 출사시키는 전반사형 프리즘부를 함께 가지는 하이브리드형 프리즘부를 가지는 피치를 구비하는 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈.Pitch having a hybrid prism portion having a total reflection type prism portion for emitting the second incident light having the predetermined incident angle as a second output light parallel to the first output light by a third refractive phenomenon, a total reflection phenomenon and a fourth refractive phenomenon Fresnel lens characterized in that it comprises a. 제1항에 있어서, 적어도 2개 이상의 복수 피치에 하이브리드형 프리즘부를 가지고, 상기 하이브리드형 프리즘부에 대한 굴절형 프리즘부의 비율이 각 피치마다 다른 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈.2. A Fresnel lens according to claim 1, wherein a hybrid prism portion is present at at least two or more pitches, and a ratio of the refractive prism portion to the hybrid prism portion is different for each pitch. 각 피치에 각각 구비된 각 프리즘부를 통해 소정 입사각의 입사광선을 소정 출사각의 출사광선으로서 출사시키는 프레넬 렌즈에 있어서,In a Fresnel lens for emitting the incident light of a predetermined incident angle through each prism portion provided in each pitch as an output light of a predetermined exit angle, 소정의 입사각으로 입사되는 제1입사광선을 제1굴절현상에 의해 제1투과광선으로 하는 제1입사면과,A first incident surface which makes the first incident light incident at a predetermined angle of incidence the first transmitted light by the first refractive phenomenon, 상기 제1투과광선을 제2굴절현상에 의해 소정 출사각의 제1출사광선으로 하는 평면형상의 출사면과,A plane-shaped exit surface in which the first transmitted beam is a first exit beam having a predetermined exit angle by a second refractive phenomenon; 상기 제1입사면 및 인접피치와 접하는 무효면으로 이루어지는 단면형상을 가지는 굴절형 프리즘부와,A refractive prism portion having a cross-sectional shape consisting of the first incident surface and an ineffective surface in contact with an adjacent pitch; 상기 소정의 입사각으로 입사되는 제2입사광선을 제3굴절현상에 의해 제2투과광선으로 하는 제2입사면과,A second incident surface which makes the second incident light incident at the predetermined incident angle a second transmitted light by a third refractive phenomenon, 상기 제2투과광선을 전반사현상에 의해 상기 제1투과광선과 평행한 제3투과광선으로 하는 전반사면과,A total reflection surface comprising the second transmission beam as a third transmission beam parallel to the first transmission beam by total reflection; 상기 굴절형 프리즘부의 상기 출사면으로 이루어지는 단면형상을 가지고,It has a cross-sectional shape consisting of the exit surface of the refractive prism portion, 상기 제3투과광선을 상기 출사면에서의 제4굴절현상에 의해 상기 소정 출사각의 제2출사광선으로 하는 전반사형 프리즘부로 구성되고,And a total reflection type prism portion which uses the third transmitted light as the second output light having the predetermined exit angle by the fourth refractive phenomenon at the exit surface, 상기 제3투과광선이 되지 않는 일부의 제2입사광선을 상기 제1입사광선으로서 수광하도록 상기 전반사형 프리즘부에 상기 굴절형 프리즘부를 일체화한 하이브리드형 프리즘부를 가지는 피치를 구비하는 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈.And a pitch having a hybrid prism portion in which the refracting prism portion is integrated with the total reflection prism portion so as to receive a portion of the second incident ray which does not become the third transmitted ray as the first incident ray. Nell lens. 제3항에 있어서, 제2입사면은, 인접 피치에 구비된 하이브리드형 프리즘부의 무효면으로 입사되는 무효광선의 방향에서 봐서, 상기 무효면을 차단하는 단면형상으로 성형하고,The second incidence surface is formed into a cross-sectional shape that cuts off the invalid surface, as viewed from the direction of the invalid light incident on the invalid surface of the hybrid prism portion provided at the adjacent pitch, 전반사면은, 상기 제2입사면의 상기 단면형상을 보상하는 제2입사면 보상형상으로 성형하는 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈.The total reflection surface is formed into a second incidence plane compensation shape that compensates for the cross-sectional shape of the second incidence plane. 제3항에 있어서, 하이브리드형 프리즘부의 투과율과 굴절형 프리즘부의 투과율을 동일하게 하는 특성 변화각을 기초로 정해지는 소입사각 영역의 각 피치에는,상기 굴절형 프리즘부를 각각 구비하는 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈.The pitch according to claim 3, wherein each of the pitches of the small rectangular region defined on the basis of the characteristic change angle which makes the transmittance of the hybrid prism portion equal to the transmittance of the refractive prism portion is the same. Nell lens. 제4항에 있어서, 하이브리드형 프리즘부의 투과율과 굴절형 프리즘부의 투과율을 동일하게 하는 특성 변화각을 기초로 정해지는 소입사각 영역의 각 피치에는, 상기 굴절형 프리즘부를 각각 구비하는 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈.The pitch of each of the small rectangular region defined on the basis of the characteristic change angle which makes the transmittance of the hybrid prism portion equal to the transmittance of the refractive prism portion is provided with each of the refractive prism portions. Nell lens. 제5항에 있어서, 특성 변화각 근방의 특성 변화영역의 각 피치에 있어서, 입사각의 감소에 따라, 하이브리드형 프리즘부에 대한 굴절형 프리즘부의 혼재비율이 증가하는 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈.6. The Fresnel lens according to claim 5, wherein in each pitch of the characteristic change region near the characteristic change angle, the mixing ratio of the refractive prism portion to the hybrid prism portion increases as the incident angle decreases. 제6항에 있어서, 특성 변화각 근방의 특성 변화영역의 각 피치에 있어서, 입사각의 감소에 따라, 하이브리드형 프리즘부에 대한 굴절형 프리즘부의 혼재비율이 증가하는 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈.7. The Fresnel lens according to claim 6, wherein the mixing ratio of the refractive prism portion to the hybrid prism portion increases with decreasing angle of incidence in each pitch of the characteristic change region near the characteristic change angle. 제5항에 있어서, 특성 변화각 근방의 특성 변화영역의 각 피치에 있어서, 입사각의 감소에 따라, 제2입사면의 면적이 미감하고, 제1입사면의 면적이 미증하는 매개 프리즘부를 구비하는 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈.6. The median prism portion according to claim 5, wherein in each pitch of the characteristic change region near the characteristic change angle, the area of the second incidence surface is insignificant and the area of the first incidence surface is insignificant according to the decrease in the incident angle. Fresnel lens, characterized in that. 제6항에 있어서, 특성 변화각 근방의 특성 변화영역의 각 피치에 있어서, 입사각의 감소에 따라, 제2입사면의 면적이 미감하고, 제1입사면의 면적이 미증하는매개 프리즘부를 구비하는 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈.7. The method according to claim 6, wherein in each pitch of the characteristic change region near the characteristic change angle, an area of the second incidence surface is insignificant and an area of the first incidence surface is insignificant in accordance with the decrease in the incident angle. Fresnel lens, characterized in that. 제3항에 있어서, 제2입사면과 출사면이 이루는 각을 둔각으로 하지 않는 범위에서, 상기 제2입사면과 전반사면이 이루는 선단인각을 최예각도로 하는 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈.4. The Fresnel lens according to claim 3, wherein the tip angle formed by the second incidence surface and the total reflection surface is set at the sharpest angle in a range in which the angle between the second incidence surface and the emission surface is not obtuse. 제11항에 있어서, 최예각도의 선단인각에 대한 투과율과, 상기 최예각도 이외의 선단인각에 대한 투과율이 동일해지는 입사각보다 작은 입사각 영역에서는, 상기 선단인각을 상기 최예각도보다 크게 하는 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈.12. The angle of incidence angle of claim 11, wherein the tip angle is larger than the angle of incidence in a region where the transmittance with respect to the tip angle at the sharpest angle and the transmittance for the tip angle other than the sharp angle is equal to each other. Fresnel lens, characterized in that. 제3항에 있어서, 하이브리드형 프리즘부의 투과율이 감소하는 입사각의 각 피치에서는, 소정 출사각을 0°보다 크게 하는 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈.The Fresnel lens according to claim 3, wherein the predetermined exit angle is made larger than 0 degrees at each pitch of the incident angle at which the transmittance of the hybrid prism portion decreases. 제3항에 있어서, 직사각형 형상으로 잘라내어진 프레넬 렌즈의 4변 중에서 광축에 가장 가까운 1변과만 교차하는 경계 고리띠의 렌즈 외주측에서는 출사각을 평행하게 설정하고, 상기 경계 고리띠의 광축측에서는 상기 평행하게 설정된 출사각보다도 출사각을 크게 설정하는 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈.The lens outer peripheral side of the boundary ring band that intersects only one side closest to the optical axis among the four sides of the Fresnel lens cut out in a rectangular shape, and the emission angle is set in parallel, and on the optical axis side of the boundary ring band. A Fresnel lens, characterized in that the exit angle is set larger than the exit angle set in parallel. 제3항에 있어서, 굴절형 프리즘부는,The method of claim 3, wherein the refractive prism portion, 빛을 흡수하는 박막의 광 흡수층을 무효면에 구비하는 것을 특징으로 하는프레넬 렌즈.A Fresnel lens comprising a light absorbing layer of a thin film absorbing light on an ineffective surface. 제3항에 있어서, 빛을 투과하는 복수의 광 투과층과, 상기 광 투과층간을 프레넬 렌즈의 광축과 거의 평행하게 적층되고, 빛을 흡수하는 복수의 광 흡수층으로 구성된 미광 흡수판을 출사면에 구비하는 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈.4. The light emitting surface of claim 3, wherein a light absorbing plate comprising a plurality of light transmitting layers for transmitting light and a plurality of light absorbing layers for stacking the light transmitting layers substantially parallel to the optical axis of the Fresnel lens and absorbing light Fresnel lens characterized in that provided in. 제16항에 있어서, 미광 흡수판은,The method of claim 16, wherein the stray light absorbing plate, 프레넬 렌즈의 출사면에 일체 성형되는 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈.A Fresnel lens, characterized in that integrally molded on the exit surface of the Fresnel lens. 제16항에 있어서, 광 투과층 및 광 흡수층은,The method of claim 16, wherein the light transmitting layer and the light absorbing layer, 프레넬 렌즈의 광축을 중심으로 해서 동심원상으로 적층되는 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈.A Fresnel lens, characterized in that it is laminated concentrically around the optical axis of the Fresnel lens. 제16항에 있어서, 광 투과층 및 광 흡수층은,The method of claim 16, wherein the light transmitting layer and the light absorbing layer, 한 방향에 대해서 거의 평행하게 적층되는 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈.A Fresnel lens, characterized in that laminated substantially parallel to one direction. 제3항에 있어서, 빛을 흡수하는 광 흡수판을 출사면에 구비하는 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈.4. A Fresnel lens according to claim 3, wherein a light absorbing plate for absorbing light is provided on the exit surface. 제3항에 있어서, 하이브리드형 프리즘부는, 피치 마진을 그 피치 사이에 각각 가지고 형성되는 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈.The Fresnel lens according to claim 3, wherein the hybrid prism portion is formed with a pitch margin between the pitches, respectively. 제3항에 있어서, 수광에 관여하지 않는 높이를 광축방향으로 가지는 더미 프리즘부를 적어도 일부의 피치군에 연속해서 구비하는 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈.4. The Fresnel lens according to claim 3, wherein a dummy prism portion having a height not involved in light reception in the optical axis direction is provided continuously in at least part of the pitch group. 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 기재된 프레넬 렌즈와, 상기 프레넬 렌즈로부터 표시내용이 부가된 출사광을 수광하고, 상기 출사광을 결상해서 확산시키는 결상확산수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 스크린.23. A fresnel lens according to any one of claims 1 to 22, and an image forming diffusion means for receiving an outgoing light to which display content is added from the fresnel lens, and for forming and diffusing the outgoing light. Screen made. 제23항에 있어서, 결상확산수단은, 프레넬 렌즈의 출사면에 일체 성형하는 것을 특징으로 하는 스크린.The screen according to claim 23, wherein the image forming diffusion means is integrally formed on the exit surface of the Fresnel lens. 제23항 또는 제24항에 기재된 스크린과,The screen according to claim 23 or 24, 대체로 평행한 빛을 출사하는 조명광원수단과,Lighting source means for emitting substantially parallel light, 상기 조명광원수단으로부터의 빛을 집광하는 집광광학수단과,Condensing optical means for condensing light from said illumination light source means; 상기 집광광학수단이 집광한 빛을 표시내용에 따라서 공간적으로 강도 변조하는 광변조수단과,Light modulating means for spatially modulating the intensity of the light collected by the condensing optical means in accordance with a display content; 상기 광변조수단으로 변조된 빛을 상기 스크린으로 투영하는 투영광학수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 화상표시장치.And projection optical means for projecting the light modulated by the optical modulation means onto the screen. 빛이 입사하는 제2입사면과, 상기 제2입사면으로 입사한 빛의 일부를 전반사해서 원하는 방향으로 편향시키는 전반사면을 가지는 전반사형 프리즘부를 입광측에 복수개 나란히 배치한 프레넬 렌즈에 있어서,In a Fresnel lens having a plurality of total reflection type prism portion having a second incident surface to which light is incident and a total reflection surface which totally reflects a part of the light incident on the second incident surface and deflects the light in a desired direction, 상기 전반사형 프리즘부는, 상기 전반사면에서 전반사되지 않는 빛이 입사하는 상기 제2입사면의 일부에 부단위 프리즘부를 구비하는 동시에,The total reflection type prism portion includes a subunit prism portion on a part of the second incident surface to which light which is not totally reflected on the total reflection surface is incident. 상기 부단위 프리즘부는, 입사한 빛을 굴절시켜서 상기 원하는 방향으로 편향시키는 제1입사면을 구비한 굴절형 프리즘부로 하는 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈.And said subunit prism portion is a refracting prism portion having a first incident surface for refracting incident light and deflecting in the desired direction. 제26항에 있어서, 부단위 프리즘부의 제1입사면을 연장한 면은, 전반사형 프리즘부의 범위내에 있어서, 전반사면보다도 출광측에 있는 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈.27. The Fresnel lens according to claim 26, wherein the surface on which the first incident surface of the subunit prism portion extends is in the outgoing side than the total reflection surface in the range of the total reflection type prism portion. 제26항에 있어서, 제2입사면에 차지하는 부단위 프리즘부의 비율이 변화하는 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈.27. The Fresnel lens according to claim 26, wherein the ratio of the subunit prism portion occupying the second incident surface is varied. 제27항에 있어서, 제2입사면에 차지하는 부단위 프리즘부의 비율이 변화하는 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈.The Fresnel lens according to claim 27, wherein the ratio of the subunit prism portion occupying the second incident surface is varied. 입사한 빛을 굴절시켜서 원하는 방향으로 편향시키는 제1입사면과, 상기 제1입사면 이외의 무효면을 가지는 굴절형 프리즘부를 입광측에 복수개 나란히 배치한 프레넬 렌즈에 있어서,In a Fresnel lens, a first incidence surface that refracts incident light and is deflected in a desired direction, and a plurality of refracting prism portions having an invalid surface other than the first incidence surface are arranged side by side on the light incident side, 상기 굴절형 프리즘부는, 프레넬 주연측에 인접한 상기 무효면으로 입사되는 빛을 수광하는 부단위 프리즘부를 상기 제1입사면에 구비하고,The refracting prism portion includes a subunit prism portion on the first incidence surface for receiving light incident on the ineffective surface adjacent to a fresnel peripheral side, 상기 부단위 프리즘부는, 빛을 수광하는 제2입사면과, 상기 제2입사면에서 수광한 빛을 전반사해서 원하는 방향으로 편향시키는 전반사면을 구비한 전반사형 프리즘부로 하는 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈.The sub-unit prism portion is a Fresnel lens, characterized in that a total reflection type prism portion having a second incident surface for receiving light and a total reflection surface for totally reflecting the light received at the second incident surface and deflected in a desired direction. . 제30항에 있어서, 부단위 프리즘부의 제2입사면을 연장한 면은, 굴절형 프리즘부의 범위내에 있어서, 무효면보다도 출광측에 있는 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈.31. The Fresnel lens according to claim 30, wherein the surface on which the second incident surface of the subunit prism portion extends is in the outgoing side than the ineffective surface within the range of the refractive prism portion. 제30항에 있어서, 제1입사면에 차지하는 부단위 프리즘부의 비율이 변화하는 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈.31. The Fresnel lens according to claim 30, wherein the ratio of the subunit prism portion occupying the first incident surface is varied. 제31항에 있어서, 제1입사면에 차지하는 부단위 프리즘부의 비율이 변화하는 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈.32. The Fresnel lens according to claim 31, wherein the ratio of the subunit prism portion occupying the first incident surface is varied. 제26항 기재의 프레넬 렌즈와 동일형태의 제1의 범위와,A first range of the same type as the Fresnel lens according to claim 26; 제30항 기재의 프레넬 렌즈와 동일형태의 제2의 범위를 구비하는 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈.A Fresnel lens comprising a second range of the same type as the Fresnel lens according to claim 30. 제26항 기재의 프레넬 렌즈와 동일형태의 제1의 범위와,A first range of the same type as the Fresnel lens according to claim 26; 제31항 기재의 프레넬 렌즈와 동일형태의 제2의 범위를 구비하는 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈.A Fresnel lens comprising a second range of the same type as the Fresnel lens according to claim 31. 제26항 기재의 프레넬 렌즈와 동일형태의 제1의 범위와,A first range of the same type as the Fresnel lens according to claim 26; 제32항 기재의 프레넬 렌즈와 동일형태의 제2의 범위를 구비하는 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈.A Fresnel lens comprising a second range of the same type as the Fresnel lens according to claim 32. 제26항 기재의 프레넬 렌즈와 동일형태의 제1의 범위와,A first range of the same type as the Fresnel lens according to claim 26; 제33항 기재의 프레넬 렌즈와 동일형태의 제2의 범위를 구비하는 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈.A Fresnel lens comprising a second range of the same type as the Fresnel lens according to claim 33. 제27항 기재의 프레넬 렌즈와 동일형태의 제1의 범위와,A first range of the same type as the Fresnel lens according to claim 27, 제30항 기재의 프레넬 렌즈와 동일형태의 제2의 범위를 구비하는 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈.A Fresnel lens comprising a second range of the same type as the Fresnel lens according to claim 30. 제27항 기재의 프레넬 렌즈와 동일형태의 제1의 범위와,A first range of the same type as the Fresnel lens according to claim 27, 제31항 기재의 프레넬 렌즈와 동일형태의 제2의 범위를 구비하는 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈.A Fresnel lens comprising a second range of the same type as the Fresnel lens according to claim 31. 제27항 기재의 프레넬 렌즈와 동일형태의 제1의 범위와,A first range of the same type as the Fresnel lens according to claim 27, 제32항 기재의 프레넬 렌즈와 동일형태의 제2의 범위를 구비하는 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈.A Fresnel lens comprising a second range of the same type as the Fresnel lens according to claim 32. 제27항 기재의 프레넬 렌즈와 동일형태의 제1의 범위와,A first range of the same type as the Fresnel lens according to claim 27, 제33항 기재의 프레넬 렌즈와 동일형태의 제2의 범위를 구비하는 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈.A Fresnel lens comprising a second range of the same type as the Fresnel lens according to claim 33. 제28항 기재의 프레넬 렌즈와 동일형태의 제1의 범위와,A first range of the same type as the Fresnel lens according to claim 28, 제30항 기재의 프레넬 렌즈와 동일형태의 제2의 범위를 구비하는 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈.A Fresnel lens comprising a second range of the same type as the Fresnel lens according to claim 30. 제28항 기재의 프레넬 렌즈와 동일형태의 제1의 범위와,A first range of the same type as the Fresnel lens according to claim 28, 제31항 기재의 프레넬 렌즈와 동일형태의 제2의 범위를 구비하는 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈.A Fresnel lens comprising a second range of the same type as the Fresnel lens according to claim 31. 제28항 기재의 프레넬 렌즈와 동일형태의 제1의 범위와,A first range of the same type as the Fresnel lens according to claim 28, 제32항 기재의 프레넬 렌즈와 동일형태의 제2의 범위를 구비하는 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈.A Fresnel lens comprising a second range of the same type as the Fresnel lens according to claim 32. 제28항 기재의 프레넬 렌즈와 동일형태의 제1의 범위와,A first range of the same type as the Fresnel lens according to claim 28, 제33항 기재의 프레넬 렌즈와 동일형태의 제2의 범위를 구비하는 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈.A Fresnel lens comprising a second range of the same type as the Fresnel lens according to claim 33. 제29항 기재의 프레넬 렌즈와 동일형태의 제1의 범위와,A first range of the same type as the Fresnel lens according to claim 29, 제30항 기재의 프레넬 렌즈와 동일형태의 제2의 범위를 구비하는 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈.A Fresnel lens comprising a second range of the same type as the Fresnel lens according to claim 30. 제29항 기재의 프레넬 렌즈와 동일형태의 제1의 범위와,A first range of the same type as the Fresnel lens according to claim 29, 제31항 기재의 프레넬 렌즈와 동일형태의 제2의 범위를 구비하는 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈.A Fresnel lens comprising a second range of the same type as the Fresnel lens according to claim 31. 제29항 기재의 프레넬 렌즈와 동일형태의 제1의 범위와,A first range of the same type as the Fresnel lens according to claim 29, 제32항 기재의 프레넬 렌즈와 동일형태의 제2의 범위를 구비하는 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈.A Fresnel lens comprising a second range of the same type as the Fresnel lens according to claim 32. 제29항 기재의 프레넬 렌즈와 동일형태의 제1의 범위와,A first range of the same type as the Fresnel lens according to claim 29, 제33항 기재의 프레넬 렌즈와 동일형태의 제2의 범위를 구비하는 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈.A Fresnel lens comprising a second range of the same type as the Fresnel lens according to claim 33. 제34항에 있어서, 제1의 범위에 있어서의 제2입사면에 차지하는 부단위 프리즘부의 비율은, 상기 제1의 범위와 제2의 범위의 경계에 가까울수록 많고, 상기 경계에서 멀어질수록 적어지고,The ratio of the subunit prism portion to the second incidence surface in the first range is larger as the ratio is closer to the boundary between the first range and the second range, and the smaller the distance is from the boundary. under, 상기 제2의 범위에 있어서의 제1입사면에 차지하는 상기 부단위 프리즘부의 비율은, 상기 경계에 가까울수록 많고, 상기 경계에서 멀어질수록 적어지는 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈.The ratio of the said subunit prism part to the 1st incidence surface in a said 2nd range is so large that it is closer to the said boundary, and it becomes smaller as it moves away from the said boundary. 제35항에 있어서, 제1의 범위에 있어서의 제2입사면에 차지하는 부단위 프리즘부의 비율은, 상기 제1의 범위와 제2의 범위의 경계에 가까울수록 많고, 상기 경계에서 멀어질수록 적어지고,The ratio of the subunit prism portion to the second incidence surface in the first range is higher as the ratio is closer to the boundary between the first range and the second range, and the smaller the distance is from the boundary. under, 상기 제2의 범위에 있어서의 제1입사면에 차지하는 상기 부단위 프리즘부의 비율은, 상기 경계에 가까울수록 많고, 상기 경계에서 멀어질수록 적어지는 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈.The ratio of the said subunit prism part to the 1st incidence surface in a said 2nd range is so large that it is closer to the said boundary, and it becomes smaller as it moves away from the said boundary. 제36항에 있어서, 제1의 범위에 있어서의 제2입사면에 차지하는 부단위 프리즘부의 비율은, 상기 제1의 범위와 제2의 범위의 경계에 가까울수록 많고, 상기 경계에서 멀어질수록 적어지고,The ratio of the subunit prism portion to the second incidence surface in the first range is higher as the ratio is closer to the boundary between the first range and the second range, and the smaller the distance is from the boundary. under, 상기 제2의 범위에 있어서의 제1입사면에 차지하는 상기 부단위 프리즘부의 비율은, 상기 경계에 가까울수록 많고, 상기 경계에서 멀어질수록 적어지는 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈.The ratio of the said subunit prism part to the 1st incidence surface in a said 2nd range is so large that it is closer to the said boundary, and it becomes smaller as it moves away from the said boundary. 제37항에 있어서, 제1의 범위에 있어서의 제2입사면에 차지하는 부단위 프리즘부의 비율은, 상기 제1의 범위와 제2의 범위의 경계에 가까울수록 많고, 상기 경계에서 멀어질수록 적어지고,38. The ratio of the subunit prism portion to the second incidence surface in the first range is higher as the ratio is closer to the boundary between the first range and the second range, and the smaller the distance is from the boundary. under, 상기 제2의 범위에 있어서의 제1입사면에 차지하는 상기 부단위 프리즘부의 비율은, 상기 경계에 가까울수록 많고, 상기 경계에서 멀어질수록 적어지는 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈.The ratio of the said subunit prism part to the 1st incidence surface in a said 2nd range is so large that it is closer to the said boundary, and it becomes smaller as it moves away from the said boundary. 제38항에 있어서, 제1의 범위에 있어서의 제2입사면에 차지하는 부단위 프리즘부의 비율은, 상기 제1의 범위와 제2의 범위의 경계에 가까울수록 많고, 상기 경계에서 멀어질수록 적어지고,The ratio of the subunit prism portion to the second incidence surface in the first range is higher as the ratio is closer to the boundary between the first range and the second range, and the smaller the distance is from the boundary. under, 상기 제2의 범위에 있어서의 제1입사면에 차지하는 상기 부단위 프리즘부의 비율은, 상기 경계에 가까울수록 많고, 상기 경계에서 멀어질수록 적어지는 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈.The ratio of the said subunit prism part to the 1st incidence surface in a said 2nd range is so large that it is closer to the said boundary, and it becomes smaller as it moves away from the said boundary. 제39항에 있어서, 제1의 범위에 있어서의 제2입사면에 차지하는 부단위 프리즘부의 비율은, 상기 제1의 범위와 제2의 범위의 경계에 가까울수록 많고, 상기 경계에서 멀어질수록 적어지고,40. The ratio of the subunit prism portion to the second incidence surface in the first range is greater as the boundary is closer to the boundary between the first range and the second range, and the smaller the distance is from the boundary. under, 상기 제2의 범위에 있어서의 제1입사면에 차지하는 상기 부단위 프리즘부의 비율은, 상기 경계에 가까울수록 많고, 상기 경계에서 멀어질수록 적어지는 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈.The ratio of the said subunit prism part to the 1st incidence surface in a said 2nd range is so large that it is closer to the said boundary, and it becomes smaller as it moves away from the said boundary. 제40항에 있어서, 제1의 범위에 있어서의 제2입사면에 차지하는 부단위 프리즘부의 비율은, 상기 제1의 범위와 제2의 범위의 경계에 가까울수록 많고, 상기 경계에서 멀어질수록 적어지고,41. The ratio of the subunit prism portion to the second incidence surface in the first range is greater as the ratio is closer to the boundary between the first range and the second range, and the smaller the distance is from the boundary. under, 상기 제2의 범위에 있어서의 제1입사면에 차지하는 상기 부단위 프리즘부의 비율은, 상기 경계에 가까울수록 많고, 상기 경계에서 멀어질수록 적어지는 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈.The ratio of the said subunit prism part to the 1st incidence surface in a said 2nd range is so large that it is closer to the said boundary, and it becomes smaller as it moves away from the said boundary. 제41항에 있어서, 제1의 범위에 있어서의 제2입사면에 차지하는 부단위 프리즘부의 비율은, 상기 제1의 범위와 제2의 범위의 경계에 가까울수록 많고, 상기 경계에서 멀어질수록 적어지고,The ratio of the subunit prism portion to the second incidence plane in the first range is higher as the ratio is closer to the boundary between the first range and the second range, and the smaller the distance is from the boundary. under, 상기 제2의 범위에 있어서의 제1입사면에 차지하는 상기 부단위 프리즘부의비율은, 상기 경계에 가까울수록 많고, 상기 경계에서 멀어질수록 적어지는 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈.The ratio of the said subunit prism part to the 1st incidence surface in a said 2nd range is so large that it is closer to the said boundary, and it becomes smaller as it moves away from the said boundary. 제42항에 있어서, 제1의 범위에 있어서의 제2입사면에 차지하는 부단위 프리즘부의 비율은, 상기 제1의 범위와 제2의 범위의 경계에 가까울수록 많고, 상기 경계에서 멀어질수록 적어지고,43. The ratio of the subunit prism portion to the second incidence surface in the first range is greater as the ratio is closer to the boundary between the first range and the second range, and the smaller the distance is from the boundary. under, 상기 제2의 범위에 있어서의 제1입사면에 차지하는 상기 부단위 프리즘부의 비율은, 상기 경계에 가까울수록 많고, 상기 경계에서 멀어질수록 적어지는 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈.The ratio of the said subunit prism part to the 1st incidence surface in a said 2nd range is so large that it is closer to the said boundary, and it becomes smaller as it moves away from the said boundary. 제43항에 있어서, 제1의 범위에 있어서의 제2입사면에 차지하는 부단위 프리즘부의 비율은, 상기 제1의 범위와 제2의 범위의 경계에 가까울수록 많고, 상기 경계에서 멀어질수록 적어지고,The ratio of the subunit prism portion to the second incidence surface in the first range is higher as the ratio is closer to the boundary between the first range and the second range, and the smaller the distance is from the boundary. under, 상기 제2의 범위에 있어서의 제1입사면에 차지하는 상기 부단위 프리즘부의 비율은, 상기 경계에 가까울수록 많고, 상기 경계에서 멀어질수록 적어지는 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈.The ratio of the said subunit prism part to the 1st incidence surface in a said 2nd range is so large that it is closer to the said boundary, and it becomes smaller as it moves away from the said boundary. 제44항에 있어서, 제1의 범위에 있어서의 제2입사면에 차지하는 부단위 프리즘부의 비율은, 상기 제1의 범위와 제2의 범위의 경계에 가까울수록 많고, 상기 경계에서 멀어질수록 적어지고,45. The ratio of the subunit prism portion to the second incidence surface in the first range is higher as the ratio is closer to the boundary between the first range and the second range, and the smaller the distance is from the boundary. under, 상기 제2의 범위에 있어서의 제1입사면에 차지하는 상기 부단위 프리즘부의 비율은, 상기 경계에 가까울수록 많고, 상기 경계에서 멀어질수록 적어지는 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈.The ratio of the said subunit prism part to the 1st incidence surface in a said 2nd range is so large that it is closer to the said boundary, and it becomes smaller as it moves away from the said boundary. 제45항에 있어서, 제1의 범위에 있어서의 제2입사면에 차지하는 부단위 프리즘부의 비율은, 상기 제1의 범위와 제2의 범위의 경계에 가까울수록 많고, 상기 경계에서 멀어질수록 적어지고,The ratio of the subunit prism portion to the second incidence surface in the first range is larger as the ratio is closer to the boundary between the first range and the second range, and the smaller the distance is from the boundary. under, 상기 제2의 범위에 있어서의 제1입사면에 차지하는 상기 부단위 프리즘부의 비율은, 상기 경계에 가까울수록 많고, 상기 경계에서 멀어질수록 적어지는 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈.The ratio of the said subunit prism part to the 1st incidence surface in a said 2nd range is so large that it is closer to the said boundary, and it becomes smaller as it moves away from the said boundary. 제46항에 있어서, 제1의 범위에 있어서의 제2입사면에 차지하는 부단위 프리즘부의 비율은, 상기 제1의 범위와 제2의 범위의 경계에 가까울수록 많고, 상기 경계에서 멀어질수록 적어지고,The ratio of the subunit prism portion to the second incidence surface in the first range is higher as the ratio is closer to the boundary between the first range and the second range, and the smaller the distance is from the boundary. under, 상기 제2의 범위에 있어서의 제1입사면에 차지하는 상기 부단위 프리즘부의 비율은, 상기 경계에 가까울수록 많고, 상기 경계에서 멀어질수록 적어지는 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈.The ratio of the said subunit prism part to the 1st incidence surface in a said 2nd range is so large that it is closer to the said boundary, and it becomes smaller as it moves away from the said boundary. 제47항에 있어서, 제1의 범위에 있어서의 제2입사면에 차지하는 부단위 프리즘부의 비율은, 상기 제1의 범위와 제2의 범위의 경계에 가까울수록 많고, 상기 경계에서 멀어질수록 적어지고,The ratio of the subunit prism portion occupying the second incidence plane in the first range is greater as it is closer to the boundary between the first range and the second range, and less as it is farther from the boundary. under, 상기 제2의 범위에 있어서의 제1입사면에 차지하는 상기 부단위 프리즘부의 비율은, 상기 경계에 가까울수록 많고, 상기 경계에서 멀어질수록 적어지는 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈.The ratio of the said subunit prism part to the 1st incidence surface in a said 2nd range is so large that it is closer to the said boundary, and it becomes smaller as it moves away from the said boundary. 제48항에 있어서, 제1의 범위에 있어서의 제2입사면에 차지하는 부단위 프리즘부의 비율은, 상기 제1의 범위와 제2의 범위의 경계에 가까울수록 많고, 상기 경계에서 멀어질수록 적어지고,The ratio of the subunit prism portion to the second incidence surface in the first range is higher as the ratio is closer to the boundary between the first range and the second range, and the smaller the distance is from the boundary. under, 상기 제2의 범위에 있어서의 제1입사면에 차지하는 상기 부단위 프리즘부의 비율은, 상기 경계에 가까울수록 많고, 상기 경계에서 멀어질수록 적어지는 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈.The ratio of the said subunit prism part to the 1st incidence surface in a said 2nd range is so large that it is closer to the said boundary, and it becomes smaller as it moves away from the said boundary. 제49항에 있어서, 제1의 범위에 있어서의 제2입사면에 차지하는 부단위 프리즘부의 비율은, 상기 제1의 범위와 제2의 범위의 경계에 가까울수록 많고, 상기 경계에서 멀어질수록 적어지고,The ratio of the subunit prism portion to the second incidence surface in the first range is higher as the ratio is closer to the boundary between the first range and the second range, and the smaller the distance is from the boundary. under, 상기 제2의 범위에 있어서의 제1입사면에 차지하는 상기 부단위 프리즘부의 비율은, 상기 경계에 가까울수록 많고, 상기 경계에서 멀어질수록 적어지는 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈.The ratio of the said subunit prism part to the 1st incidence surface in a said 2nd range is so large that it is closer to the said boundary, and it becomes smaller as it moves away from the said boundary. 제26항에 있어서, 입광측의 면에 설치된 프레넬 렌즈의 출광측의 면에, 상기 프레넬 렌즈와 다른 제2의 프레넬 렌즈를 설치하는 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈.27. The Fresnel lens according to claim 26, wherein a second Fresnel lens different from the Fresnel lens is provided on the outgoing side of the Fresnel lens provided on the incidence side. 제30항에 있어서, 입광측의 면에 설치된 프레넬 렌즈의 출광측의 면에, 상기프레넬 렌즈와 다른 제2의 프레넬 렌즈를 설치하는 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈.32. The Fresnel lens according to claim 30, wherein a second Fresnel lens different from the Fresnel lens is provided on the light exiting side of the Fresnel lens provided on the light incidence side. 제26항 내지 제65항 중 어느 한 항에 기재된 프레넬 렌즈와,The fresnel lens according to any one of claims 26 to 65, 상기 프레넬 렌즈의 출광측의 면에 형성되고, 상기 프레넬 렌즈로부터 출광된 빛을 확산시키는 광 확산수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 스크린.And a light diffusing means formed on a surface of the Fresnel lens on the light exit side and diffusing light emitted from the Fresnel lens. 제66항 또는 제67항 기재의 프레넬 렌즈와,A fresnel lens according to claim 66 or 67; 상기 프레넬 렌즈의 출광측에 구비되어, 상기 프레넬 렌즈로부터 출광된 빛을 확산시키는 광 확산수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 스크린.And a light diffusing means provided at the light exit side of the Fresnel lens to diffuse the light emitted from the Fresnel lens. 제68항 기재의 스크린과,The screen of claim 68, 화상광을 발하는 화상광원과,An image light source emitting image light, 상기 화상광원으로부터 발한 상기 화상광을 상기 스크린으로 투영하는 투영광학수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 화상표시장치.And projection optical means for projecting the image light emitted from the image light source onto the screen. 제69항 기재의 스크린과,The screen of claim 69, 화상광을 발하는 화상광원과,An image light source emitting image light, 상기 화상광원으로부터 발한 상기 화상광을 상기 스크린으로 투영하는 투영광학수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 화상표시장치.And projection optical means for projecting the image light emitted from the image light source onto the screen. 프레넬 렌즈의 피치마다 형성되는 굴절형 프리즘부 및 전반사형 프리즘부의 반전형상을 렌즈 성형틀에 대해서 바이트로 절삭하는 렌즈 성형틀 제조방법에 있어서,In the method of manufacturing a lens shaping mold for cutting the inverted shape of the refractive prism portion and the total reflection prism portion formed for each pitch of the Fresnel lens with a bite with respect to the lens shaping mold, 상기 굴절형 프리즘부의 반전형상을 상기 절삭대상 피치에 대해서 상기 바이트로 절삭하는 주단위 프리즘부 절삭 스텝과,A main prism portion cutting step of cutting the inverted shape of the refractive prism portion with the bite with respect to the cutting target pitch; 상기 전반사형 프리즘부의 전반형상을 상기 절삭대상 피치에 대해서 상기 바이트로 절삭하는 동시에,While cutting the overall shape of the total reflection prism portion with the bite with respect to the cutting target pitch, 상기 전반사형 프리즘부의 반전형상에 있어서의 전반사면을 연장한 면이, 상기 절삭대상 피치와, 상기 절삭대상 피치보다도 상기 프레넬 중심측의 인접 피치가 이루는 곡선을 통과 또는 상기 곡선보다도 출광측이 되도록 하는 부단위 프리즘부 절삭스텝을 소정의 피치수만큼 반복하는 것을 특징으로 하는 렌즈 성형틀 제조방법.The surface extending the total reflection surface in the inverted shape of the total reflection type prism portion passes through a curve formed between the cutting target pitch and the adjacent pitch closer to the Fresnel center than the cutting target pitch or is the light exiting side than the curve. A method of manufacturing a lens shaping die, characterized by repeating a subunit prism portion cutting step by a predetermined number of pitches. 프레넬 렌즈의 피치마다 형성되는 굴절형 프리즘부 및 전반사형 프리즘부의 반전형상을 렌즈 성형틀에 대해서 바이트로 절삭하는 렌즈 성형틀 제조방법에 있어서,In the method of manufacturing a lens shaping mold for cutting the inverted shape of the refractive prism portion and the total reflection prism portion formed for each pitch of the Fresnel lens with a bite with respect to the lens shaping mold, 상기 전반사형 프리즘부의 반전형상을 상기 절삭대상 피치에 대해서 상기 바이트로 절삭하는 주단위 프리즘부 절삭 스텝과,A main prism portion cutting step of cutting the inverted shape of the total reflection prism portion with the bite with respect to the cutting target pitch; 상기 굴절형 프리즘부의 반전형상을 상기 절삭대상 피치에 대해서 상기 바이트로 절삭하는 동시에,While cutting the inverted shape of the refractive prism portion with the bite with respect to the cutting target pitch, 상기 굴절형 프리즘부의 반전형상에 있어서의 제1입사면을 연장한 면이, 상기 절삭 대상 피치와, 상기 절삭 대상피치보다도 상기 프레넬 주연측의 인접 피치가 이루는 곡선을 통과 또는 상기 곡선보다도 출광측이 되도록 하는 부단위 프리즘부 절삭 스텝을 소정의 피치수만큼 반복하는 것을 특징으로 하는 렌즈 성형틀 제조방법.A surface extending the first incidence surface in the inverted shape of the refractive prism portion passes a curve formed between the cutting target pitch and the adjacent pitch of the Fresnel circumferential side rather than the cutting target pitch or is outgoing from the curve A method of manufacturing a lens shaping mold, characterized by repeating a subunit prism portion cutting step to be a predetermined number of pitches. 제72항에 있어서, 프레넬 중심측에서 프레넬 주연측으로의 절삭진행방향으로, 전반사형 프리즘부, 굴절형 프리즘부의 순으로 피치마다 절삭을 행할 경우에는,73. The cutting tool according to claim 72, wherein in the cutting progress direction from the Fresnel center side to the Fresnel circumferential side, the cutting is performed for every pitch in the order of total reflection type prism portion and refractive type prism portion. 상기 피치마다 피치 마진을 설정하는 피치 마진 설정스텝을 부단위 프리즘부 절삭 스텝 전에 구비하는 동시에,A pitch margin setting step for setting a pitch margin for each pitch is provided before the subunit prism portion cutting step, 상기 부단위 프리즘부 절삭 스텝에서는, 상기 피치 마진 분만큼 상기 절삭진행방향으로 절삭개시위치를 옮겨서 상기 굴절형 프리즘부를 상기 피치마다 각각 절삭하는 것을 특징으로 하는 렌즈 성형틀 제조방법.And in the sub-unit prism portion cutting step, the cutting start position is moved in the cutting progress direction by the pitch margin, and the refractive prism portions are cut for each of the pitches. 제73항에 있어서, 프레넬 주연측에서 프레넬 중심측으로의 절삭진행방향으로, 굴절형 프리즘부, 전반사형 프리즘부의 순으로 피치마다 절삭을 행하는 경우에는,74. The method according to claim 73, wherein in the cutting progress direction from the fresnel peripheral side to the fresnel center side, the cutting is performed for each pitch in the order of the refractive prism portion and the total reflection prism portion. 상기 피치마다 피치 마진을 설정하는 피치 마진 설정스텝을 부단위 프리즘부절삭 스텝 전에 구비하는 동시에,A pitch margin setting step for setting a pitch margin for each pitch is provided before the sub-prism subcutting step, 상기 부단위 프리즘부 절삭스텝에서는, 상기 피치 마진 분만큼 상기 절삭진행방향으로 절삭개시위치를 옮겨서 상기 전반사형 프리즘부를 상기 피치마다 각각 절삭하는 것을 특징으로 하는 렌즈 성형틀 제조방법.The subunit prism portion cutting step, wherein the total reflection-type prism portion is cut for each pitch by shifting the cutting start position in the cutting progress direction by the pitch margin. 제73항에 있어서, 수광에 관여하지 않는 높이를 광축방향으로 가지는 더미 프리즘부의 반전형상을 적어도 일부의 피치군에 연속해서 절삭하는 것을 특징으로 하는 렌즈 성형틀 제조방법.74. The method of manufacturing a lens shaping mold according to claim 73, wherein an inverted shape of the dummy prism portion having a height not involved in light reception in the optical axis direction is continuously cut at least in part of the pitch group. 제72항 내지 제76항 중 어느 한 항에 기재된 렌즈 성형틀 제조방법에 의해 제조된 렌즈 성형틀에 수지를 부어 넣고, 상기 수지가 경화되면, 상기 경화된 수지에서 상기 렌즈 성형틀을 떼어내서 렌즈를 형성하는 것을 특징으로 하는 렌즈 제조방법.77. A resin is poured into a lens forming mold prepared by the method for manufacturing a lens forming mold according to any one of claims 72 to 76, and when the resin is cured, the lens forming mold is removed from the cured resin. Lens manufacturing method characterized in that to form.
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