JP2019101412A

JP2019101412A - Lens film formation method and fresnel lens

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Publication number: JP2019101412A
Application number: JP2018183081A
Authority: JP
Inventors: 敬行阿部; Takayuki Abe
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2017-12-06
Filing date: 2018-09-28
Publication date: 2019-06-24

Abstract

To provide a Fresnel lens in which an optical absorber formed in a plurality of grooves formed on a lens surface is prevented from spreading and a method for manufacturing the same.SOLUTION: A Fresnel lens is used which includes a Fresnel lens main body, a groove formed on a lens surface of the Fresnel lens main body and having a bottom surface and an inclined surface, and an optical absorber formed over the inclined surface and the bottom surface and which has a contact angle to the bottom surface at the end portion of the optical absorber larger than 70 degrees. A lens film formation method is used which includes the steps of coating inclined portions of a plurality of grooves formed on the lens surface with ink, fixing the ink and removing unnecessary parts of the ink by laser.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

本発明は、レンズの膜形成方法とフレネルレンズに関するものである。 The present invention relates to a lens film forming method and a Fresnel lens.

映像等の光源を拡大させて表示させるための光学系部材としてフレネルレンズが用いられる。フレネルレンズは、図１（ａ）の斜視図に示すように、フレネルレンズ１０１のレンズ面１０２に複数個の平行直線状の溝１０３が形成されている。図１（ａ）のレンズ面１０２のＡ部分を拡大した断面図を図１（ｂ）に示す。この断面図に示すようにフレネルレンズ１０１のレンズ面１０２の溝１０３は垂直ではなく、若干の傾斜をもった側壁を形成している。 A Fresnel lens is used as an optical system member for enlarging and displaying a light source such as an image. In the Fresnel lens, as shown in the perspective view of FIG. 1A, a plurality of parallel linear grooves 103 are formed on the lens surface 102 of the Fresnel lens 101. A cross-sectional view in which a portion A of the lens surface 102 of FIG. 1 (a) is enlarged is shown in FIG. 1 (b). As shown in this cross-sectional view, the grooves 103 of the lens surface 102 of the Fresnel lens 101 are not vertical, and form side walls with a slight inclination.

従来、フレネルレンズ１０１において投射光を照射したとき光学特性の悪化を招く場があった。投射光をフレネルレンズ１０１のレンズ面１０２に入射させた時、投射光がフレネルレンズ１０１のレンズ面１０２に形成された溝１０３の側壁で反射し、この反射光がフレネルレンズ１０１内で散乱光となり光学特性の悪化を引き起こすためである。 Conventionally, when projecting light is irradiated in the Fresnel lens 101, there has been a case where the optical characteristics deteriorate. When the projected light is made incident on the lens surface 102 of the Fresnel lens 101, the projected light is reflected by the side wall of the groove 103 formed on the lens surface 102 of the Fresnel lens 101, and this reflected light becomes scattered light in the Fresnel lens 101. This is to cause deterioration of the optical properties.

そこで、特許文献１においては、溝１０３の側壁での散乱光を抑えるため、図１（ｃ）に示すフレネルレンズ１０１の断面図のようにフレネルレンズ１０１のレンズ面１０２に形成された溝１０３の側壁に光吸収体１０４を塗布することが提案されている。 Therefore, in Patent Document 1, in order to suppress the scattered light on the side wall of the groove 103, the groove 103 formed on the lens surface 102 of the Fresnel lens 101 as shown in the cross-sectional view of the Fresnel lens 101 shown in FIG. It is proposed to apply the light absorber 104 to the side wall.

フレネルレンズ１０１のレンズ面１０２に形成された溝１０３の側壁へ光吸収体１０４を形成する方法としては、例えば特許文献２に示すように、光吸収体１０４を形成したフィルムお貼り合せて形成する方法がある。 As a method of forming the light absorber 104 on the side wall of the groove 103 formed in the lens surface 102 of the Fresnel lens 101, for example, as shown in Patent Document 2, a film having the light absorber 104 formed is formed by bonding There is a way.

しかしながら、光吸収体１０４を形成したフィルムを貼り合せで形成する場合、位置あわせなどが必要なため、ある程度、溝１０３の形状が大きいレンズにかぎられてしまう。 However, in the case where the film having the light absorber 104 formed thereon is formed by bonding, alignment and the like are required, and therefore, the shape of the groove 103 is limited to a certain extent to the lens having a large shape.

また、フレネルレンズ１０１の設計ごとに光吸収体１０４を形成したフィルムを製作する必要があるため、任意の形状の溝１０３に対応するのにコストと時間がかかる。 In addition, since it is necessary to manufacture a film in which the light absorber 104 is formed for each design of the Fresnel lens 101, it takes cost and time to correspond to the groove 103 of an arbitrary shape.

フレネルレンズ１０１の小型化や特性向上のためには、微細な任意の形状の溝１０３を多数形成する必要があり、溝１０３の側壁に光を遮蔽する光吸収体１０４を形成する方法が求められている。 In order to miniaturize the Fresnel lens 101 and to improve its characteristics, it is necessary to form a large number of fine grooves of any shape, and a method of forming the light absorber 104 for shielding light on the side wall of the groove 103 is required. ing.

近年、微細なパターンを低コストかつ簡易的に形成する方法として、インクジェットによる塗布方法が広く用いられている。このインクジェットによる塗布方法は、インクジェット装置の塗布ヘッドに備えられた複数のノズルから、所定の位置に対して微少量のインクを吐出させて塗布を行う方法である。このインクジェット法によりフレネルレンズのレンズ面１０２の溝傾斜部に対して光吸収体１０４を含むインクを吐出させることで、フレネルレンズの任意の位置に形成された微細な溝の側壁に対して、光吸収体１０４を形成することが可能である。 In recent years, an inkjet coating method has been widely used as a method for easily forming a fine pattern at low cost. The application method using the ink jet is a method of performing application by discharging a minute amount of ink to a predetermined position from a plurality of nozzles provided in the application head of the ink jet apparatus. By discharging the ink containing the light absorber 104 to the groove slope portion of the lens surface 102 of the Fresnel lens by this inkjet method, light is generated to the side wall of the fine groove formed at an arbitrary position of the Fresnel lens. It is possible to form an absorber 104.

しかしながら、一般的にインクジェットにより吐出させるインクは垂直方向のためインクジェットにより塗布させる対象物は平面形状である。よって、フレネルレンズ１０１の溝１０３の側壁にインクを塗布するのは困難である。 However, in general, since the ink ejected by the ink jet is in the vertical direction, the object to be applied by the ink jet has a planar shape. Therefore, it is difficult to apply the ink to the side wall of the groove 103 of the Fresnel lens 101.

そこで、インクジェットにより被対象物の側壁に対してインクを塗布する方法として、例えば特許文献３に示すような方法が提案されている。図２（ａ）の側面図は、特許文献３におけるインクジェットによる塗布方法を示している。
図２（ａ）では、搬送ベルト１０５上に設置した被対象物１０６である短冊状の絶縁物が設置されている。インクジェットの塗布ヘッド１０７を斜め上方に設置する。被対象物１０６の側面を狙って斜めから、側面電極用ペーストを、塗布ヘッド１０７から吐出する。短冊状の被対象物１０６の側面に、側面電極用ペースト１０８が塗布される。
図２（ｂ）は、被対象物１０６である短冊状の絶縁物に側面電極用ペースト１０８を塗布した後の状態を示した斜視図である。搬送ベルト上の短冊状の絶縁物を搬送させながら側面電極用ペースト１０８を斜めから吐出させることで、短冊状の被対象物１０６の側壁全面に側面電極用ペースト１０８を塗布することができる。 Therefore, as a method of applying the ink to the side wall of the object by inkjet, a method as shown in Patent Document 3, for example, has been proposed. The side view of FIG. 2A shows the coating method by the ink jet in Patent Document 3.
In FIG. 2A, a strip-shaped insulator, which is the object 106 installed on the transport belt 105, is installed. An inkjet application head 107 is installed obliquely upward. The paste for the side electrode is discharged from the coating head 107 obliquely from the side of the object 106. The side electrode paste 108 is applied to the side surface of the strip-like object 106.
FIG. 2B is a perspective view showing a state after the paste 108 for the side electrode is applied to the strip-like insulator which is the object 106. The side electrode paste 108 can be applied to the entire sidewall of the strip-like object 106 by discharging the side electrode paste 108 obliquely while transporting the strip-like insulator on the transport belt.

特許文献３に示された方法でフレネルレンズ１０１の溝１０３の側壁に塗布する場合の塗布方法を図３（ａ）に示す。フレネルレンズ１１０を搬送用のジグ１１１に設置する。そして、インクジェットの塗布ヘッド１１２を搬送用のジグ１１１の斜め上方に設置する。 A coating method in the case of applying on the side wall of the groove 103 of the Fresnel lens 101 by the method shown in Patent Document 3 is shown in FIG. The Fresnel lens 110 is placed on a jig 111 for conveyance. Then, the inkjet application head 112 is installed obliquely above the conveying jig 111.

この構成により、フレネルレンズ１０１を固定させたジグを移動させながら、光吸収体１０４を含むインク１１３を塗布ヘッド１１２から斜めに吐出させる。 With this configuration, the ink 113 including the light absorber 104 is discharged obliquely from the application head 112 while moving the jig with the Fresnel lens 101 fixed.

図３（ｂ）の断面図は、光吸収体１０４を含むインク１１３をフレネルレンズ１１０の溝１０３の側壁１１４に対して吐出したときの図である。光吸収体１０４を含むインク１１３をフレネルレンズ１１０の溝１０３の側壁１１４を狙ってインク１１３を吐出させる。このことで側壁１１４に光吸収体１０４を着弾させる。フレネルレンズ１１０の溝１０３の側壁１１４に光吸収体１０４を含むインク１１３を着弾させた後、乾燥や硬化等を行い、溝の側壁１１４に光吸収体１０４を形成する。 The cross-sectional view of FIG. 3B is a view when the ink 113 including the light absorber 104 is discharged to the side wall 114 of the groove 103 of the Fresnel lens 110. The ink 113 containing the light absorber 104 is aimed at the side wall 114 of the groove 103 of the Fresnel lens 110 to eject the ink 113. This causes the light absorber 104 to land on the side wall 114. After the ink 113 including the light absorber 104 is landed on the side wall 114 of the groove 103 of the Fresnel lens 110, the ink 113 is dried and cured to form the light absorber 104 on the side wall 114 of the groove.

特開平４−１６３５３９号公報JP-A-4-163539 特昭５８−１８６７３２号公報Japanese Patent Publication No. 58-186732 特開２００８−２６３０９４号公報JP 2008-263094 A

図４（ａ）は、特許文献３の方法でフレネルレンズ１０１の溝１０３の側壁１１４に光吸収体１０４を形成した時の断面図を示す。この断面図に示すようにインクジェットで光吸収体１０４を含むインク１１３を側壁１１４に着弾させた後、インク１１３は、側壁１１４を伝わり側壁１１４の下底面の方に流動する。その後、底面からさらにインク１１３が広がっていく。このために、光吸収体１０４は側壁１１４の幅だけでなくその底面に対して大きな距離まで濡れ広がっていく。 FIG. 4A shows a cross-sectional view when the light absorber 104 is formed on the side wall 114 of the groove 103 of the Fresnel lens 101 by the method of Patent Document 3. FIG. After the ink 113 including the light absorber 104 is landed on the side wall 114 by ink jet as shown in this cross-sectional view, the ink 113 travels along the side wall 114 and flows toward the bottom surface of the side wall 114. Thereafter, the ink 113 further spreads from the bottom surface. For this reason, the light absorber 104 wets and spreads not only to the width of the side wall 114 but also to a large distance from the bottom surface thereof.

図４（ｂ）は、フレネルレンズ１０１の溝１０３の側壁１１４に光吸収体１０４を形成した時の上面図を示す。この上面図に示すように、光吸収体１０４はフレネルレンズ１０１の側壁１１４の幅１１５だけでなく、側壁１１４の下底面に広い幅１１６で光吸収体１０４が形成されてしまう。このとき投射光をフレネルレンズ１０１に入射させた時、フレネルレンズ１０１の側壁１１４の下底面に広く形成された光吸収体１０４で光が吸収されるために影となりレンズの光学特性を大幅に低減させてしまう。 FIG. 4B shows a top view when the light absorber 104 is formed on the side wall 114 of the groove 103 of the Fresnel lens 101. As shown in the top view, the light absorber 104 is formed not only with the width 115 of the side wall 114 of the Fresnel lens 101 but also with a wide width 116 on the bottom surface of the side wall 114. At this time, when the projection light is made to enter the Fresnel lens 101, the light is absorbed by the light absorber 104 formed widely on the lower bottom surface of the side wall 114 of the Fresnel lens 101, and it becomes a shadow and the optical characteristics of the lens are greatly reduced. I will do it.

本発明は、上記課題を解決するもので、複数の溝に形成される光吸収体の広がりを抑えたレンズの膜形成方法とフレネルレンズを提供することである。 The present invention solves the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a lens film forming method and a Fresnel lens in which the spread of light absorbers formed in a plurality of grooves is suppressed.

上記課題を解決するため、フレネルレンズ本体と、上記フレネルレンズ本体のレンズ面に形成され、底面と傾斜面とを有する溝と、上記傾斜面と上記底面に渡って形成された光吸収体と、を含み上記光吸収体の端部の上記底面との接触角が、７０度より大きいフレネルレンズを用いる。 In order to solve the above problems, a Fresnel lens body, a groove formed on the lens surface of the Fresnel lens body, and a groove having a bottom surface and an inclined surface, and a light absorber formed across the inclined surface and the bottom surface The contact angle of the end of the light absorber with the bottom surface is greater than 70 degrees.

また、フレネルレンズ本体と、上記フレネルレンズ本体のレンズ面に形成され、底面と傾斜面とを有する溝と、上記傾斜面と上記底面に渡って形成された光吸収体と、を含み、上記光吸収体の端部に、厚みが他の部分より薄い層があるフレネルレンズを用いる。 The light also includes a Fresnel lens body, a groove formed on the lens surface of the Fresnel lens body and having a bottom surface and an inclined surface, and a light absorber formed across the inclined surface and the bottom surface. At the end of the absorber, use a Fresnel lens with a layer thinner than the other part.

また、フレネルレンズ本体と、上記フレネルレンズ本体のレンズ面に形成され、底面と傾斜面とを有する溝と、上記傾斜面と上記底面に渡って形成された光吸収体と、を含み、上記光吸収体の端部は波形状であるフレネルレンズを用いる。 The light also includes a Fresnel lens body, a groove formed on the lens surface of the Fresnel lens body and having a bottom surface and an inclined surface, and a light absorber formed across the inclined surface and the bottom surface. The end of the absorber uses a fresnel lens that is corrugated.

さらに、レンズ面に形成された複数の溝の傾斜部をインクにて被覆塗布する工程と、上記インクを定着させる工程と、上記インクの不要部をレーザにて除去する工程と、を含むレンズの膜形成方法を用いる。 Furthermore, a step of coating and coating the inclined portions of the plurality of grooves formed on the lens surface with the ink, a step of fixing the ink, and a step of removing the unnecessary portion of the ink with a laser The film formation method is used.

以上のように、本発明のインクジェット印刷方法は往路と復路でＵＶ照射量など条件を変えることなく、かつ人目で色目の違和感をあたえることなく光硬化型インクを用いて往復印刷を実現できるため、タクトと品位を両立できるインクジェット印刷方法である。 As described above, since the inkjet printing method of the present invention can realize reciprocating printing using the photocurable ink without changing conditions such as the UV irradiation amount in the forward pass and the return pass, and without giving a sense of incongruity to the eye. It is an inkjet printing method that can achieve both tact and quality.

（ａ）従来のフレネルレンズの斜視図、（ｂ）フレネルレンズの溝部の拡大断面図、（ｃ）フレネルレンズの溝部に光吸収体を形成したときの断面図(A) A perspective view of a conventional Fresnel lens, (b) an enlarged sectional view of a groove of the Fresnel lens, (c) a sectional view when a light absorber is formed in the groove of the Fresnel lens （ａ）従来のインクジェット法による断面への塗布方式を示す断面図、（ｂ）従来のインクジェット法で矩形ワークの側壁に塗布したときの斜視図(A) A sectional view showing a coating method to a cross section by the conventional inkjet method, (b) A perspective view when applied to the side wall of a rectangular work by the conventional inkjet method （ａ）従来のインクジェット法で溝部への光吸収体の形成方法を示した断面図、（ｂ）従来のインクジェット法で溝部への光吸収体の形成方法を示した断面図(A) A sectional view showing a method of forming a light absorber in a groove by a conventional inkjet method, (b) A sectional view showing a method of forming a light absorber in a groove by a conventional inkjet method （ａ）従来のインクジェット法により溝部へ光吸収体を形成したときの断面図、（ｂ）従来のインクジェット法により溝部へ光吸収体を形成したときの上面図(A) A cross-sectional view when a light absorber is formed in a groove by a conventional ink jet method, (b) a top view when a light absorber is formed in a groove by a conventional ink jet method （ａ）本実施の形態のフレネルレンズの斜視図、（ｂ）本実施の形態のフレネルレンズの溝部に光吸収体を形成したときの断面図、（ｃ）本実施の形態のフレネルレンズの光吸収体をレーザ除去したときの断面図(A) A perspective view of the Fresnel lens of the present embodiment, (b) a cross-sectional view when a light absorber is formed in the groove of the Fresnel lens of the present embodiment, (c) light of the Fresnel lens of the present embodiment Cross section when laser is removed from absorber （ａ）従来のフレネルレンズへインクを塗布した直後の断面図、（ｂ）本実施の形態のフレネルレンズの光吸収体をレーザ除去したときの断面図、（ｃ）本実施の形態のフレネルレンズの光吸収体をレーザ除去したときの断面図(A) A cross-sectional view immediately after applying ink to a conventional Fresnel lens, (b) a cross-sectional view when the light absorber of the Fresnel lens of the present embodiment is removed by laser, (c) Fresnel lens of the present embodiment Section of laser light of the light absorber （ａ）従来のフレネルレンズへインクを塗布した斜視図、（ｂ）本実施の形態のフレネルレンズの光吸収体をレーザ除去したときの斜視図(A) A perspective view in which ink is applied to a conventional Fresnel lens, (b) a perspective view when the light absorber of the Fresnel lens of the present embodiment is removed by laser （ａ）〜（ｄ）実施の形態のインク曲線の例を平面図(A) to (d) plan view of an example of the ink curve according to the embodiment

〈フレネルレンズの構造〉
実施の形態のフレネルレンズを図５（ａ）の斜視図に示す。フレネルレンズ１のレンズ面２に複数個の平行直線状の溝３が形成されている。図５（ｂ）、および図５（Ｃ）はレンズ面２のＡ部分を拡大した断面図である。なお、溝３はこの場合Ｖ字状であるが、形状はＶ字に限定されない。また、Ｖ字の両平面の内、一方が水平、または、垂直でもよい。 <Structure of Fresnel lens>
The Fresnel lens of the embodiment is shown in the perspective view of FIG. 5 (a). A plurality of parallel linear grooves 3 are formed on the lens surface 2 of the Fresnel lens 1. 5 (b) and 5 (C) are enlarged sectional views of a portion A of the lens surface 2. FIG. Although the groove 3 is V-shaped in this case, the shape is not limited to the V-shape. Also, one of both planes of the V may be horizontal or vertical.

フレネルレンズ１を形成する基材や厚みは特に限定されるものではないが、光学特性的に着色や濁りのない透明材料が好ましい。また、必要に応じてレンズの表面に反射防止膜を形成しても良い。 Although the base material and thickness which form the Fresnel lens 1 are not specifically limited, The transparent material which does not have coloring and turbidity in an optical characteristic is preferable. In addition, an antireflective film may be formed on the surface of the lens as necessary.

フレネルレンズ１の溝３の形成方法については、基材を切削加工する方法、樹脂材料の射出成型、加熱による転写方法など特に限定されないが、光学特性を確保するために設計値通りの溝３を形成できることが必要である。このとき溝３の加工によるバリや汚れ等を残さないことが必要である。 The method of forming the groove 3 of the Fresnel lens 1 is not particularly limited, such as a method of cutting the base material, injection molding of a resin material, a transfer method by heating, etc. However, in order to ensure optical characteristics It needs to be able to be formed. At this time, it is necessary to leave no burrs or dirt due to the processing of the groove 3.

フレネルレンズ１の溝３の構造は図５（ｂ）、および図５（ｃ）に示すように、垂直に溝３が形成されているのではなく、若干の傾斜角を有しており、フレネルレンズ１０１の光学特性を持たせている。 As shown in FIGS. 5 (b) and 5 (c), the groove 3 of the Fresnel lens 1 does not have the grooves 3 formed vertically, but has a slight inclination angle, The optical characteristics of the lens 101 are given.

フレネルレンズ１０１は所定の光を透過させる際、溝３の傾斜部４、または底面および頂部の角部において回折光を発生させる。そのため、この回折光を抑制するために、光の遮光性を有したインク６で傾斜部４を被覆する。インク６で溝３の傾斜部４を被覆したものを図５（ｂ）で示す。 When transmitting the predetermined light, the Fresnel lens 101 generates diffracted light at the slope 4 of the groove 3 or the bottom and top corners. Therefore, in order to suppress this diffracted light, the inclined portion 4 is covered with the ink 6 having a light shielding property. What covered the inclination part 4 of the groove | channel 3 with the ink 6 is shown by FIG.5 (b).

〈フレネルレンズの被膜方法〉
この実施の形態では、インク６による膜形成工程と、その後、レーザにより不要部を除去する工程とを含む。
＜インク＞
インク６としては、光学的な吸収率が高い黒色が好ましい。しかし、回折光を抑制できることが目的であり、インクの色はいずれでもよい。
また、フレネルレンズ１０１の材料は、樹脂材料である。インク６は、この樹脂材料に浸透、吸収されることがほとんど無いものを使用する。
よって、インク６は、紫外線硬化型インク、または揮発性溶剤を含む溶剤型インクが好ましい。インク６の広がりをおさえるためである。 <Method of coating Fresnel lens>
In this embodiment, a film forming step by the ink 6 and a step of removing an unnecessary portion by a laser thereafter are included.
<Ink>
The ink 6 is preferably black having a high optical absorptivity. However, the purpose is to suppress diffracted light, and any color of ink may be used.
The material of the Fresnel lens 101 is a resin material. The ink 6 is used which hardly penetrates and is absorbed by the resin material.
Therefore, the ink 6 is preferably a UV curable ink or a solvent type ink containing a volatile solvent. This is to control the spread of the ink 6.

尚、紫外線硬化型インクは、紫外線硬化型樹脂に、カーボン粒子などの黒色等の色素顔料を含むインクである。フレネルレンズ１にインク６を塗布後、インク６を紫外線により硬化、定着させる。紫外線硬化型樹脂は、その硬化する波長が、３５０〜４５０ｎｍの領域にピークを有すものが使用されるのが好ましい。 The ultraviolet-curable ink is an ink containing an ultraviolet-curable resin and a pigment such as black particles such as carbon particles. After the ink 6 is applied to the Fresnel lens 1, the ink 6 is cured and fixed by ultraviolet light. As the ultraviolet curable resin, it is preferable to use a resin having a peak for curing in the range of 350 to 450 nm.

尚、溶剤型インクは揮発性の溶剤、例えばアルコールなどに色素染料が混合しているインクである。揮発性インク溶剤を用いることで、インク６を傾斜部４へ被覆後に溶剤成分を揮発させることで定着させることでも実施可能である。 The solvent type ink is an ink in which a pigment dye is mixed with a volatile solvent such as alcohol. By using a volatile ink solvent, it is possible to fix the ink 6 by covering the ink 6 on the inclined portion 4 by volatilizing the solvent component.

＜レーザ加工＞
インク６の傾斜部４の被膜方法については、上記に示す通り多様な方法で実施可能である。しかし、被覆するインク６の幅については、塗布工法の精度、およびインク６とフレネルレンズ１材料との表面状態の差などにより、インク６の広がるため、制御が困難である。このため、インク６の幅は広がる。 <Laser processing>
The method of coating the inclined portion 4 of the ink 6 can be implemented by various methods as described above. However, the width of the ink 6 to be coated is difficult to control because the ink 6 spreads due to the accuracy of the coating method and the difference in the surface state between the ink 6 and the material of the Fresnel lens 1. For this reason, the width of the ink 6 widens.

インク６の線幅は、光学の特性から、５０μｍ以下に加工する必要がある。このため、図５（ｃ）に示すように、レーザ５によって、余分なインク６の部分を除去する。傾斜部４上の不要となるインク６にレーザ５を照射し、除去し、インク７の状態に加工する。 The line width of the ink 6 needs to be processed to 50 μm or less in view of optical characteristics. For this reason, as shown in FIG. 5C, the laser 5 removes the excess ink 6. The unnecessary ink 6 on the inclined portion 4 is irradiated with the laser 5 to be removed, and processed into the state of the ink 7.

レーザ５は、フレネルレンズ１の透明材料にダメージを与えずにインク６のみを除去するため、グリーンレーザ（波長５００〜５５０ｎｍ）を用いる。これにより、レーザ５の照射位置が、インク６が存在しない領域に照射された場合でも、フレネルレンズ１はレーザ５によるダメージを受けることがほとんどない。 The laser 5 uses a green laser (wavelength 500 to 550 nm) in order to remove only the ink 6 without damaging the transparent material of the Fresnel lens 1. Thereby, even when the irradiation position of the laser 5 is irradiated to the area where the ink 6 does not exist, the Fresnel lens 1 is hardly damaged by the laser 5.

尚、レーザ５の照射直径はレンズの絞り、例えばＦΘレンズなどでφ２０〜５０μｍ程度に絞る。傾斜部４のインク６の除去量に合わせて、絞ったレーザ５を照射することで、インクを除去する。 Incidentally, the irradiation diameter of the laser 5 is narrowed to about φ20 to 50 μm by the aperture of a lens, for example, an FΘ lens. The ink is removed by irradiating the narrowed laser 5 in accordance with the amount of removal of the ink 6 in the inclined portion 4.

尚、除去するインク６を除去するためのレーザ５の積算照射時間は除去するインク量に合わせて調整する。しかし、除去するインク６量が多く、インク６周辺のフレネルレンズ１材料へのダメージが発生する場合は、照射時間、照射停止時間の間隔を調整し、レーザ５をパルス照射することで、フレネルレンズ１にはダメージを与えず、インク６のみをレーザ５で除去することが可能である。 The integrated irradiation time of the laser 5 for removing the ink 6 to be removed is adjusted in accordance with the amount of ink to be removed. However, when the amount of ink 6 to be removed is large and damage to the material of the Fresnel lens 1 around the ink 6 occurs, the interval between the irradiation time and the irradiation stop time is adjusted and the laser 5 is pulse-irradiated. It is possible to remove only the ink 6 with the laser 5 without damaging 1.

尚、レーザ５の照射位置と、溝３とのアライメント方法については、フレネルレンズ１のレンズ有効領域外となる外側に十字のアライメントマークを設けることで、位置調整可能である。アライメントマークの形状については、十字マークに限らず、丸形状などレーザ装置側の照射位置とフレネルレンズの相対位置関係とがカメラなどの認識方法により把握できる方法であれば実施可能である。 The alignment method of the irradiation position of the laser 5 and the groove 3 can be adjusted by providing a cross alignment mark outside the lens effective area of the Fresnel lens 1. The shape of the alignment mark is not limited to the cross mark, but may be implemented by any method such as a circular shape that can be used to recognize the relative positional relationship between the irradiation position on the laser device side and the Fresnel lens by a recognition method such as a camera.

＜レーザ加工詳細＞
レーザ５により加工されたインク７の詳細の断面形状について図６（ａ）〜図６（ｃ）で示す。 <Laser processing details>
About the cross-sectional shape of the detail of the ink 7 processed by the laser 5, it shows by FIG. 6 (a)-FIG.6 (c).

インク２３が溝３の傾斜部２１に塗布された場合を、図６（ａ）に示す。傾斜部２１に塗布されたインク２３は、その端部は、表面張力により、少し盛り上がっている。端部の底面２２に対する接触角２４は、７０°以下である。 The case where the ink 23 is applied to the inclined portion 21 of the groove 3 is shown in FIG. The end of the ink 23 applied to the inclined portion 21 is slightly raised due to surface tension. The contact angle 24 to the bottom 22 of the end is 70 ° or less.

これに、レーザ５で底面２２に存在する不要なインク２３を除去する。その結果、図６（ｂ）に示すようにインク端部の接触角２５は、７０°より大きくなる。好ましくは、接触角２５が８０°以上の破断面となる。 Then, the unnecessary ink 23 present on the bottom surface 22 is removed by the laser 5. As a result, as shown in FIG. 6B, the contact angle 25 at the end of the ink is larger than 70 °. Preferably, the contact angle 25 is a fractured surface of 80 ° or more.

図６（ａ）では、インク２３の端部は、表面張力で保持されているが、インク２３の最端部は、徐々に膜厚が薄くなっている。そのため、投射光が遮光できる部分とできない部分が段階的に発生し、コントラストがよくない。 In FIG. 6A, the end of the ink 23 is held by surface tension, but the film thickness of the end of the ink 23 gradually decreases. Therefore, a portion where the projected light can be blocked and a portion where the projected light can not be generated occur stepwise, and the contrast is not good.

一方、図６（ｂ）では、インク２３の端部の接触角２４は、８０°以上である。このため、インク２３の膜厚が段階的に薄くなる箇所はなく、インク２３の端部で、投射光をコントラストよく遮光できる効果もある。 On the other hand, in FIG. 6B, the contact angle 24 of the end of the ink 23 is 80 ° or more. For this reason, there is no location where the film thickness of the ink 23 becomes thinner stepwise, and there is also an effect that the projected light can be shielded at a good contrast at the end of the ink 23.

また、インク除去時の熱ダメージを極小化するために、図６（ｃ）の丸箇所に示すように厚みが他の部分より薄いインク２６を残すのが好ましい。厚み１μｍ程度の薄膜で残すことにより、底面２２へのレーザ５によるダメージを無くし、かつ、人の目に認識され難くすることでも実施可能である。 Further, in order to minimize the thermal damage at the time of ink removal, it is preferable to leave the ink 26 thinner than the other portions as shown by the round parts in FIG. 6C. By leaving a thin film with a thickness of about 1 μm, it is possible to eliminate damage to the bottom surface 22 by the laser 5 and to make it hard to be recognized by human eyes.

また、上記同様に、図６（ｃ）のインク２３の最端部の膜厚は、段階的に薄くなる箇所はなく、投射光の遮光できる部分と透過させる部分（１μｍ程度の薄いインク２６の部分）を制御可能である。 Further, similarly to the above, the film thickness of the end of the ink 23 in FIG. 6C does not have a portion where the thickness gradually decreases, and a portion where the projected light can be blocked and a portion which transmits (the approximately 1 μm thin ink 26 Part) can be controlled.

なお、薄いインク２６の厚みは、１μｍでなくとも、５μｍ以下ならよい。少なくとも、０．１μｍ以上、５μｍ以下がよい。
＜インク７の詳細の正面形状＞
レーザ５により成形されたインク７の詳細の正面形状について図７（ａ）、図７（ｂ）で説明する。インク３３を傾斜部３１に塗布しただけであると、図７（ａ）に示すように、底面３２におけるインク３４は、表面張力によりランダムな曲線を描くことになる。底面３２に広がるインク３４は制御が困難であり、幅５０μｍ以上となる場合がある。 The thickness of the thin ink 26 may be 5 μm or less, not 1 μm. At least 0.1 μm or more and 5 μm or less is preferable.
<Front shape of ink 7 details>
The detailed front shape of the ink 7 formed by the laser 5 will be described with reference to FIGS. 7 (a) and 7 (b). If the ink 33 is only applied to the inclined portion 31, as shown in FIG. 7A, the ink 34 on the bottom surface 32 draws a random curve due to surface tension. The ink 34 spreading on the bottom surface 32 is difficult to control and may have a width of 50 μm or more.

そのため、図７（ｂ）に示すようにレーザ５により、底面３２にはみ出た不要なインクを除去する。このことで、規則的な周期を有すインク曲線３５を形成することが可能である。好ましくは、１つ以上の変曲点を有す線、または点の集合体からなる曲線がよい。このようにする理由は以下である。インクで遮光された部分とインクがなく透過される部分ではわずかに回折光が発生することがある。このため、遮光部と透過部との境界線が、一定距離の直線状の境界線や、単調な境界線であると、人目で回折光と認識されやすい。そのため、単調でない境界線、つまり、規則的な周期を有すインク曲線３５とする。たとえば、インク曲線３５に変曲点や不連続点を設ける。
図８（ａ）〜図８（ｄ）に、規則的な周期を有すインク曲線３５の例を平面図で示す。図８（ａ）では、周期性のある曲線である。図８（ｂ）では、周期性のある折れ線である。図８（ｃ）では、周期性のある曲線の一部に欠け３６、または、突起３７がある。図８（ｄ）では、直線状の凹凸である。いずれも、単調でない。 Therefore, as shown in FIG. 7B, the laser 5 removes unnecessary ink that has run over the bottom surface 32. This makes it possible to form an ink curve 35 with a regular period. Preferably, a line having one or more inflection points or a curve consisting of a collection of points is preferable. The reason for doing this is as follows. Diffracted light may be generated slightly in the part shielded by the ink and the part transmitted without the ink. For this reason, when the boundary between the light shielding portion and the transmission portion is a linear boundary having a constant distance or a monotonous boundary, it is easily recognized as diffracted light by the human eye. Therefore, the ink curve 35 has a boundary line that is not monotonous, that is, a regular cycle. For example, the ink curve 35 is provided with inflection points and discontinuities.
FIGS. 8A to 8D are plan views showing examples of the ink curve 35 having a regular cycle. In FIG. 8A, the curve is periodic. In FIG. 8 (b), it is a broken line with periodicity. In FIG. 8C, a part of the periodic curve has a notch 36 or a protrusion 37. In FIG. 8 (d), it is a linear unevenness. Neither is monotonous.

尚、レーザ５を照射しながら所定の軌跡で移動させることにより、直線形状や自由な曲線を形成することが可能である。
＜効果＞
本発明のフレネルレンズの製造方法は、塗布したインクをフレネルレンズにダメージなく除去することができるため、５０μｍ以下の線幅で垂直に近い形状の側壁と一部の底面のみにインクを塗布することができる。 In addition, it is possible to form a linear shape or a free curve by moving along a predetermined locus while irradiating the laser 5.
<Effect>
In the method of manufacturing a Fresnel lens according to the present invention, since the applied ink can be removed without damage to the Fresnel lens, the ink is applied only to the side wall and a part of the bottom surface having a line width of 50 μm or less and a shape close to vertical. Can.

本発明のフレネルレンズの製造方法は、３次元構造を有するデバイスへの側壁へ機能膜形成や立体形状のデザイン加飾など、広く利用されることができる。 The method of manufacturing a Fresnel lens according to the present invention can be widely used, such as forming a functional film on a side wall of a device having a three-dimensional structure or decorating a three-dimensional design.

１フレネルレンズ
２レンズ面
３溝
４傾斜部
５レーザ
６インク
７インク
２１傾斜部
２２底面
２３インク
２４接触角
２５接触角
２６インク
３１傾斜部
３２底面
３３インク
３４インク
３５インク曲線
３６欠け
３７突起
５０幅
５８特昭
１０１フレネルレンズ
１０２レンズ面
１０３溝
１０４光吸収体
１０５搬送ベルト
１０６被対象物
１０７塗布ヘッド
１０８側面電極用ペースト
１１０フレネルレンズ
１１１ジグ
１１２塗布ヘッド
１１３インク
１１４側壁
１１５幅
１１６幅
Reference Signs List 1 Fresnel lens 2 lens surface 3 groove 4 inclined portion 5 laser 6 ink 7 ink 21 inclined portion 22 bottom surface 23 ink 24 contact angle 25 contact angle 26 ink 31 inclined portion 32 bottom surface 33 ink 34 ink 35 ink curve 36 chip 37 width 50 width 58 Patent Document 101 Fresnel Lens 102 Lens Surface 103 Groove 104 Light Absorber 105 Transport Belt 106 Object 107 Application Head 108 Paste for Side Electrode 110 Fresnel Lens 111 Jig 112 Application Head 113 Ink 114 Side Wall 115 Width 116 Width

Claims

フレネルレンズ本体と、
前記フレネルレンズ本体のレンズ面に形成され、底面と傾斜面とを有する溝と、
前記傾斜面と前記底面に渡って形成された光吸収体と、を含み
前記光吸収体の端部の前記底面との接触角が、７０度より大きいフレネルレンズ。 Fresnel lens body,
A groove formed on the lens surface of the Fresnel lens body and having a bottom surface and an inclined surface;
A Fresnel lens comprising: a light absorber formed across the inclined surface and the bottom; and a contact angle between the end of the light absorber and the bottom being greater than 70 degrees.

フレネルレンズ本体と、
前記フレネルレンズ本体のレンズ面に形成され、底面と傾斜面とを有する溝と、
前記傾斜面と前記底面に渡って形成された光吸収体と、を含み
前記光吸収体の端部に、厚みが他の部分より薄い層があるフレネルレンズ。 Fresnel lens body,
A groove formed on the lens surface of the Fresnel lens body and having a bottom surface and an inclined surface;
A Fresnel lens comprising: a light absorber formed across the inclined surface and the bottom surface; and a layer having a thickness smaller than that of the other portion at an end of the light absorber.

前記薄い層の厚みは、５μｍ以下である請求項２記載のフレネルレンズ。 The Fresnel lens according to claim 2, wherein a thickness of the thin layer is 5 μm or less.

フレネルレンズ本体と、
前記フレネルレンズ本体のレンズ面に形成され、底面と傾斜面とを有する溝と、
前記傾斜面と前記底面に渡って形成された光吸収体と、を含み
前記光吸収体の端部は１つ以上の変曲点を有す線、または点の集合体からなる曲線であるフレネルレンズ。 Fresnel lens body,
A groove formed on the lens surface of the Fresnel lens body and having a bottom surface and an inclined surface;
A fresnel comprising a line having one or more inflection points, or a curve consisting of a group of points, including the inclined surface and the light absorber formed across the bottom surface. lens.

レンズ面に形成された複数の溝の傾斜部をインクにて被覆塗布する工程と、
前記インクを定着させる工程と、
前記インクの不要部をレーザにて除去する工程と、を含むレンズの膜形成方法。 Coating the inclined portions of the plurality of grooves formed on the lens surface with ink;
Fixing the ink;
And removing the unnecessary portion of the ink with a laser.

前記レーザにて除去する工程では、前記不要部の一部を残す請求項５記載のレンズの膜形成方法。 The film forming method of a lens according to claim 5, wherein a part of the unnecessary portion is left in the step of removing by the laser.

前記レーザにて除去する工程では、前記インクの端部の接触角が７０度より大きくする請求項５または６記載のレンズの膜形成方法。 The film forming method of a lens according to claim 5 or 6, wherein the contact angle of the end portion of the ink is made larger than 70 degrees in the laser removing step.

前記レーザは、グリーンレーザである請求項５〜７のいずれか１項に記載のレンズの膜形成方法。 The method for forming a film of a lens according to any one of claims 5 to 7, wherein the laser is a green laser.

前記インクは、紫外線硬化型インクであり、粒子径１０ｎｍ〜１μｍの顔料成分が含まれている請求項５〜８のいずれか１項に記載のレンズの膜形成方法。 The method for forming a film of a lens according to any one of claims 5 to 8, wherein the ink is an ultraviolet curable ink and contains a pigment component having a particle diameter of 10 nm to 1 μm.

前記顔料成分はカーボン粒子を含む請求項９記載のレンズの膜形成方法。 The film forming method of a lens according to claim 9, wherein the pigment component contains carbon particles.

前記インクは、揮発性の染料型の溶剤インクである請求項５〜８のいずれか１項に記載のレンズの膜形成方法。 The film forming method of a lens according to any one of claims 5 to 8, wherein the ink is a volatile dye type solvent ink.