TWI607245B - Lenticular lens - Google Patents

Description

雙凸透鏡片

本發明關於一種雙凸透鏡片，其根據觀看的角度，所觀察到的影像有所不同，因此能夠立體地呈現影像、或變化地呈現影像，利用對該雙凸透鏡片賦予適度的模糊效果，使立體影像的立體感接近自然，並且使影像的變化自然地進行轉變。

通常，雙凸透鏡片的構成是將複數個不同的影像分割成長條狀的帶狀影像，將各個帶狀影像依次鄰接地排列，並且在其上方積層雙凸透鏡。並且，利用(隔著)該雙凸透鏡來觀察影像，藉此使影像能夠立體地、或變化地呈現。

(專利文獻1~3)

又，迄今為止，如專利文獻4、5所示，致力於進行以下研究：藉由提高影像和凹凸透鏡的精度，來提高影像的清晰度，使立體影像的立體感和影像的切換等更清晰。

[先前技術文獻] (專利文獻)

專利文獻1：日本登錄實用新型第3016876號公報

專利文獻2：日本特開2000-298319號公報

專利文獻3：日本登錄實用新型第3058277號公報

專利文獻4：日本特開平11-84550號公報

專利文獻5：日本特開2008-77711號公報

以往的雙凸透鏡片存在以下問題：由於所觀察到的影像的不自然的立體感或階段性的變化、以及影像過度的清晰度，而令使用者的眼睛較容易疲勞。

一般認為雙凸透鏡片的影像呈現不自然、或令使用者的眼睛疲勞的原因，大致分為以下2個主要因素。

一般認為第一個主要因素在於以下方面：雙凸透鏡片的立体影像的立体性與影像的階段性的變化，是由複數個不同的平面所構成的不連續的影像製作而成。在自然界中，人所識別的影像是具有立體感、遠近感且連續的影像。相對於此，雙凸透鏡片的立體影像是由複數個不同的平面的影像製作而成，因此人眼看到的是不自然的影像。又，尤其是根據觀看的角度而使複數個影像階段地變化的影像，由於原本就是不連續的影像，因此更加重了不自然的變化。

一般認為第二個主要因素在於，雙凸透鏡片的影像存在過於清晰呈現的傾向。例如在40Lpi的雙凸透鏡的情況下，1根半圓柱狀的透鏡寬度為約0.6mm，而且以小於前述的透鏡寬度將原來的影像細分化。因此，在雙凸透鏡片中，要求使用高精度且清晰度優異的雙凸透鏡和影像，其結果為：例如即使存在於遠處的物體亦清晰地呈現等，在實際的自然 界中不可能存在的影像的清晰度反而使影像顯得不自然。

作為對於如上所述的主要因素的解決對策，一般認為下述方法較為有效：貼合具有使雙凸透鏡片的影像適度地模糊之效果的片材狀物，藉此使影像的立體感變得具有自然感，並且，使影像的階段性的變化更加自然。此時，雖然有存在由於影像的清晰度的降低而導致不良影響之虞，但是由於雙凸透鏡片的影像的清晰度通常較高，因此即使影像中的圖案等的輪廓變得模糊，以至於朦朧的程度，亦可識別雙凸透鏡片的影像。

但是，存在以下問題：當模糊的程度過大時，雙凸透鏡片的影像將失去立體感，無法依照當初的設計來呈現影像的變化；而當模糊的程度過小時，無法獲得模糊的效果，而以不自然的狀態呈現影像。

又，雙凸透鏡亦存在以下問題：由於被配置於雙凸透鏡片的最表面，因此容易損傷，且由於手感粗糙而欠缺高質感。

本發明提供一種雙凸透鏡片，其可以解決如上述問題所示的立體影像、影像的階段性的變化的不自然性、片材表面容易損傷、及粗糙的手感。

本發明人針對能夠使雙凸透鏡片的立體影像的立體感變得自然，並且使雙凸透鏡片的影像的變化呈現自然轉變的雙凸透鏡片改良，而反復努力研究，結果發現以下事項：將具有特定的範圍的空隙率和光學特性的片材積層在雙凸透 鏡上，藉此對雙凸透鏡片的影像賦予一定程度的模糊(或者朦朧或渾濁)效果最為有效。藉此而完成本發明。

再者，在以往的雙凸透鏡片中，致力於提高影像的清晰度、或使影像的切換更清晰，但尚無藉由降低影像和凹凸透鏡的精度、或積層不透明的片材，積極地降低雙凸透鏡片的影像的清晰度之技術思想，且與此相關的技術開發幾乎尚未著手。

根據本發明，藉由在以往的雙凸透鏡片上積層纖維片材，可觀察到影像的圖案等如同存在於空氣的晃動之中，因此影像的立體感接近於自然。又，與此同時，由於影像的輪廓模糊，故影像的變化並不明顯，因此影像的變化呈現自然轉變。如此一來，根據本發明，提供一種對人眼較柔和的雙凸透鏡片。又，其表面改善為不易損傷且平滑的表面狀態。

1‧‧‧雙凸透鏡片

2‧‧‧影像片材

3‧‧‧印刷面

4‧‧‧雙凸透鏡

41‧‧‧凹凸透鏡面

5‧‧‧纖維片材

第1圖是本發明的雙凸透鏡片的剖面圖。

亦即，本發明的雙凸透鏡片，為了解決上述問題，使以往的雙凸透鏡片的影像的清晰度與纖維片材所造成的模糊兩者平衡。

具體而言，積層於雙凸透鏡上的纖維片材所要求的特性是空隙率與光學特性，較佳為：空隙率在20%以上且80%以下；光學特性，其霧度值H在1以上且95以下，全光線透射率Tt在60%以上，而且平行光線透射率Tp為10%。更佳 為：空隙率在30%以上且65%以下，霧度值H在15以上且90以下，全光線透射率Tt在85%以上，而且平行光線透射率Tp在40%以上。

本發明所述之纖維片材，是指由纖維素所組成的和紙、加工紙等，或由有機合成高分子纖維所組成的紙狀的纖維片材。該有機合成高分子材料是由以下高分子材料所組成：聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚乙酸乙烯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、氟樹脂、聚(甲基)丙烯酸酯、聚(甲基)丙烯醯胺、聚(甲基)丙烯腈、酚醛樹脂、聚醯亞胺、聚醯胺、聚氨酯、及聚酯等。

本發明所述之空隙率，是利用顯微鏡在投射光下自正面對樣品進行攝影，用攝影總面積(A)減去被纖維覆蓋的面積(B)，除以攝影總面積(A)，並以百分率來表示該數值。

空隙率=(A-B)/A×100

此處，霧度值H是依照日本JIS-K7136，表示相對於在對試驗片照射光線時的全透射光，漫透射光所佔的比例(渾濁度)，利用依照日本JIS-K7136的霧度計(商品名稱：NDH-2000、日本電色工業株式會社(NIPPON DENSHOKU INDUSTRIES Co.,LTD.)製造)，以後述的漫透射率(diffuse transmittance)Td相對於全光線透射率Tt之比(Td/Tt)的形式進行測定。

因此，可謂霧度值H越小，透明度就越優異，但本發明需要一定以上的渾濁度以接近自然的感覺，較佳為需要15以上的霧度值H。但是，若霧度值H大於95則漫射變大， 雙凸透鏡片的立體影像和動態影像等的變化的識別變得困難。

全光線透射率Tt(依照日本JIS-K7361-1)，表示相對於在對試驗片照射光線時的全入射光，全透射光所佔的比例，全透射光包含漫透射光與平行透射光。

因此，可謂全光線透射率Tt越大，亮度和透明度就越優異，本發明的全光線透射率Tt若較佳為80%以上，即使在雙凸透鏡片的模糊影像中，亦可較容易地目視確認影像的圖案或其輪廓，並且能夠掌握雙凸透鏡片的立體影像和動態影像等的變化。相反地，若全光線透射率Tt未達60%，雙凸透鏡片的立體影像和動態影像等的變化的掌握變得較困難。

平行光線透射率Tp(依照日本JIS-K7361-1)，表示相對於在對試驗片照射光線時的全入射光，沿入射光的行進方向直線前進的平行透射光所佔的比例，以全光線透射率Tt與漫透射率Td之差的形式來表示。

因此，平行光線透射率Tp越大，可謂清晰度和透明度就越優異，但由於本發明的目的在於實現影像的清晰度與朦朧之程度的平衡，並且賦予一定的模糊效果，因此平行光線透射率Tp若較佳為40%以上，影像中的圖案和其輪廓雖然朦朧，但能夠充分識別雙凸透鏡片的立體影像和動態影像等的變化，影像整體為對人眼較柔和。另一方面，若平行光線透射率Tp未達10%，則目視確認影像的圖案或其輪廓變得較困難。

漫透射率Td(依照日本JIS-K7136-1)，表示相對 於在對試驗片照射光線時的全入射光，漫射的漫透射光所佔的比例。因此，可謂漫透射率Td越小，則清晰度和透明度就越優異，但由於漫透射率Td亦存在為上述之全光線透射率Tt與平行光線透射率Tp之差的關係，因此在本發明中，藉由特定全光線透射率Tt和平行光線透射率Tp，間接地特定漫透射率Td，來決定纖維片材所要求的所有的光學特性。

本發明的雙凸透鏡片，尤其較佳為使用和紙或加工紙來作為纖維片材。由於和紙或加工紙是由許多的纖維複雜地相互交織而構成，因此若將和紙或加工紙特定為所需的空隙率、和光學特性亦即霧度值H、全光線透射率Tt、及平行光線透射率Tp，則必然能選定一種對本發明有用的纖維片材，作為該纖維片材使用的和紙或加工紙的纖維直徑、纖維的定向及密度等得以被適當地調整。

又，當使用和紙或加工紙來作為纖維片材時，雙凸透鏡片的影像通過纖維的間隙而到達至人眼。因此，即使在雙凸透鏡片上積層由和紙或加工紙所組成的纖維片材，本發明的雙凸透鏡片的雙凸透鏡的折射率亦不會變化，可以將立體影像和動態影像等的變化按照當初的設計顯示出來。

進一步，由於和紙或加工紙的手感是由許多纖維製造而成而較為光滑，因此作為提高質感的片材材料亦較佳。而且，由於和紙或加工紙為許多的纖維複雜且牢固地相互交織而成，因此亦可作為一種用以保護雙凸透鏡的表面且加強雙凸透鏡片自身之片材材料，而發揮作用。

又，相較於樹脂製造的雙凸透鏡或其他塑膠製造的 片材，和紙或加工紙不易帶靜電且較容易作筆記，因此應用和紙或加工紙，亦有提高雙凸透鏡片的防靜電功能和筆記特性等之效果。

在本發明中，從提高物理強度和目視確認性的觀點而言，纖維片材較佳為與雙凸透鏡密接。密接方法並無特別限定，但可沿凹凸透鏡面進行壓接等物理地密接，亦可使用樹脂製造的黏合材料或黏結劑進行化學性密接，或亦可藉由輕微熱壓進行熱熔接。再者，若將樹脂埋入透鏡的凹凸面，則影像變得不清晰，而阻礙纖維片材的效果。

[實施例]

1.試驗方法

關於作為積層於雙凸透鏡上的纖維片材所使用的片材材料的空隙率，使用影像處理進行測定；關於霧度值H、全光線透射率Tt、漫透射率Td、及平行光線透射率Tp的光學特性，使用霧度計進行測定。

繼而，將測定了光學特性的片材材料，如第1圖所示地積層於同一雙凸透鏡片的雙凸透鏡上，利用目視來評價其目視確認性。

2.影像處理

在投射光、透鏡倍率50倍的條件下，利用顯微鏡對具有第1圖的構成的雙凸透鏡片進行影像攝影，對所攝影的影像進行二值化，然後測定空隙率。再者，當透鏡的倍率過低時，由於焦深變深，使雙凸透鏡的凹凸面為止均在焦點上，而無法獲得目標影像，因此，需要選擇適當的透鏡倍率。

3.光學特性的測定方法

纖維片材的霧度值H是使用依照日本JIS-K7136的日本電色工業株式會社製造的霧度計(商品名稱：NDH-2000)來測定。全光線透射率Tt、漫透射率Td、及平行光線透射率Tp是使用依照日本JIS-K7361-1的日本電色工業株式會社製造的霧度計(商品名稱：NDH-2000)來測定。

4.目視確認性的評價

目視確認性是由10個討論參加者，利用目視對積層有纖維片材的雙凸透鏡片的立體影像和動態影像的變化進行評價。

評價是對積層有各纖維片材的各個雙凸透鏡片，基於表1所示的評價標準，給予1~4分的4個階段的得分，並由該總得分計算出平均得分。根據雙凸透鏡片的平均得分，進行以下評價：4分以上為「◎」，3分以上且未達4分為「○」，2分以上且未達3分為「△」，未達2分為「×」，其中「◎」為在最佳範圍內的片材，「○」為僅次於「◎」在較佳範圍的片材，並且「△」與「×」為不適合作為本發明的纖維片材之範圍內的片材。

5.纖維片材材料

(1)和紙(未使用氯的典具帳紙，日高和紙公司(HIDAKA WASHI CO.,LTD.)製造)

基重(g/m²)...2.0；3.5；5.0；7.3；9.0

(2)薄片紙(20g/m²，竹尾公司(TAKEO CO.,LTD.)製造)

顏色...白色；稻草色；粉紅色；藍色；紅色；黃色；綠色

(3)薄片塗蠟紙(20g/m²，竹尾公司製造)

顏色...白色；稻草色；粉紅色；藍色；紅色；黃色；綠色

(4)其他通用紙

紙種類...白色玻璃紙(竹尾公司製造)；星光透明紙(Classico tracing)(尺寸625×880mm 30kg，TAKEO CO.,LTD.製造)；GL透明紙(尺寸625×880mm或880×625mm 35.5kg，竹尾公司製造)；典具帖紙(荻野公司(Ogino stores Inc.)製造)；典具帖加工用基底紙板(荻野公司製造)；去油紙(荻野公司製造)；複製用優質紙(超經濟多功能用紙，愛速客樂公司(ASKUL Corporation)製造)

(5)樹脂製片材

種類...PVC片材(住友電木公司(SUMITOMO BAKELITE CO.,LTD.)製造，VSS-3701，0.1mm)；PVC片材(華信公司製造，A7，0.5mm)；TAC片材(LOFO製造，TacphanR862SM， 0.04mm)；PET片材(太平公司(Taiheisha.Ltd)製造，PG-700M，0.36mm)

將基重不同的和紙的相關空隙率、光學特性和目視確認性的評價，表示於表2。

如表2所示，當使用和紙作為纖維片材時，不論基重為何，所有種類的和紙均可獲得影像的清晰度與影像的模糊程度高度平衡且優異的目視確認性。但是，若基重變小，則有霧度值H變小、影像的渾濁的程度稍不足的傾向；相反若和紙的基重變大，則有平行光線透射率Tp變小、影像的圖案等的輪廓的目視確認性稍降低的傾向。

將顏色不同的薄片(Palette Color)紙的相關光學特性和目視確認性的評價表示於表3。

如表3所示，當使用如薄片紙般的通常的加工紙作為纖維片材時，不論顏色，所有顏色的薄片紙的平行光線透射率Tp均變小，因此影像中的圖案等的輪廓及立體影像和動態影像均無法目視確認。

將顏色不同的薄片塗蠟紙(對薄片紙進行石蠟處理而成的紙)的相關光學特性和目視確認性的評價表示於表4。

如表4所示，使用薄片塗蠟紙作為纖維片材時，與薄片紙不同，根據顏色，目視確認性的評價有所不同。一般認為其原因在於，藉由對薄片紙進行石蠟處理，而使紙的透明度，尤其是平行光線透射率Tp得以改善，影像的圖案等的輪廓的目視確認性相對於薄片紙而相對提高。但是，當在薄片塗蠟紙中使用像紅色這種顏色較深的顏色時，全光線透射率Tt和平行光線透射率Tp均降低，因此影像中的圖案等的輪廓及立體影像和動態影像均變得幾乎無法目視確認。

將紙種類不同的和紙和加工紙的相關光學特性和目視確認性的評價表示於表5。

如表5所示，當使用像紙的透明度(空隙度)經改 善的星光紙、透明紙的這種加工紙作為纖維片材時，模糊的程度較強，較難目視確認影像中的圖案等的輪廓，但能夠明確地掌握立體影像和動態影像。又，當使用像典具帖紙此類和紙作為纖維片材時，平行光線透射率Tp尤其提高，因此可獲得圖案等的輪廓的目視確認性較好的影像，並且可獲得影像的清晰度與影像的模糊程度平衡且優異的目視確認性。另一方面，當使用像複製用優質紙此類紙的透明度(空隙度)未被改善的加工紙時，全光線透射率Tt和平行光線透射率Tp均降低，因此影像中的圖案等的輪廓及立體影像和動態影像均變得幾乎無法目視確認。

將樹脂製片材的相關光學特性和目視確認性的評價表示於表6。

如表6所示，當使用樹脂製片材作為纖維片材時，比紙製稍差，但可獲得影像的清晰度與模糊的程度保持平衡的雙凸透鏡片。尤其當纖維片材為較薄規格的PVC片材時，存在霧度值H變小、影像的渾濁程度稍不足的傾向；相反當 纖維片材為較厚規格的PVC片材或TAC片材時，存在平行光線透射率Tp變小、影像的圖案等的輪廓的目視確認性稍降低的傾向。又，當纖維片材為PET片材時，全光線透射率Tt和平行光線透射率Tp均降低，因此影像中的圖案等的輪廓及立體影像和動態影像均變得幾乎無法目視確認。

作為尤其適合本發明的目的之纖維片材，相較於樹脂製的片材，由和紙或加工紙所組成的片材更適合，進而相較於加工紙，和紙更佳且適合。

在樹脂製片材中，可見光均勻地透過該材料的內部，使雙凸透鏡片的折射變化並到達人眼，因此雖可獲得模糊效果，但無法賦予影像自然的感覺。相對於此，在由紙或加工紙所組成的纖維片材中，可見光經由纖維和纖維之間的間隙，不均勻地到達人眼，因此該變化較自然。

又，由和紙或加工紙所組成的片材，相較於樹脂製片材，不易帶靜電且較容易作筆記，因此在提高雙凸透鏡片的防靜電或筆記特性上，亦發揮作用。

進而，由和紙所組成的片材比由加工紙所組成的片材更加合適的原因在於：通常，和紙的纖維比加工紙的纖維長，且其密度較稀，因此使可見光有效地通過的纖維之間的間隙比加工紙大，而有利於使影像的清晰度與模糊的程度平衡。

1‧‧‧雙凸透鏡片

2‧‧‧影像片材

3‧‧‧印刷面

4‧‧‧雙凸透鏡

41‧‧‧凹凸透鏡面

5‧‧‧纖維片材

Claims (7)

1. 一種雙凸透鏡片，其由以下所組成：影像片材，其具有印刷面，該印刷面是將複數個不同的影像分割成平行排列的細長的長條狀的帶狀影像，並將各個帶狀影像依次鄰接排列而成；雙凸透鏡，其被積層於前述影像片材上；及，纖維片材，其被積層於前述雙凸透鏡上。
2. 如請求項1所述之雙凸透鏡片，其中，前述纖維片材的空隙率在20%以上且80%以下。
3. 如請求項2所述之雙凸透鏡片，其中，前述纖維片材的空隙率在30%以上且65%以下。
4. 如請求項1所述之雙凸透鏡片，其中，前述纖維片材的霧度值H在1以上且95以下，全光線透射率Tt在60%以上，平行光線透射率Tp在10%以上。
5. 如請求項4所述之雙凸透鏡片，其中，前述纖維片材的霧度值H在15以上且90以下，全光線透射率Tt在85%以上，平行光線透射率Tp在40%以上。
6. 如請求項1所述之雙凸透鏡片，其中，前述纖維片材與雙凸透鏡片僅於透鏡的凸出部分處黏結，於透鏡的凹陷部分處，為不含有樹脂或纖維等的構造。
7. 如請求項1所述之雙凸透鏡片，其中，前述纖維片材具有和紙或近似於和紙的手感。