JPH04127101A - Fresnel lens - Google Patents
Fresnel lensInfo
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Landscapes
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、フレネルレンズに係り、特に不要光線を無く
し鮮明な画像を得る為のフレネルレンズ及びその製造方
法に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a Fresnel lens, and particularly to a Fresnel lens for eliminating unnecessary light rays and obtaining a clear image, and a method for manufacturing the same.
従来のフレネルレンズ図面を用いて説明する。 This will be explained using drawings of a conventional Fresnel lens.
第２図は、従来のフレネルレンズを示す部分断面図であ
る。この図に示されるように、フレネルレンズ本体１の
表面にレンズ面２ａと、該レンズ面と相対する非レンズ
面３ａとから構成される断面が山形形状のプリズムが複
数個形成されている。FIG. 2 is a partial sectional view showing a conventional Fresnel lens. As shown in this figure, a plurality of prisms each having a chevron-shaped cross section are formed on the surface of the Fresnel lens body 1, each consisting of a lens surface 2a and a non-lens surface 3a facing the lens surface.
レンズ面２ａと基準面のなす角θ（以下プリズム角と言
う）は、中心に向かっていくに従い、連続的に角度が小
さく（又は大きくなっており、レンズ面２ａのみを全数
連続すると、１つの凸レンズ（または凹レンズ）を形成
するものである。以下本説明では凸レンズについて説明
する。該フレネルレンズの成形法は、一般的にフレネル
レンズの転写断面形状を有する金型を制作し、透明プラ
スチックシートを軟化点温度以上に加熱して金型ではさ
み圧縮成形するか、透明プラスチックと金型の間に紫外
線硬化樹脂を流し込み紫外線を照射することにより固化
させ金型の形状を転写させ複数枚のフレネルレンズを１
枚の金型より複製するものである。The angle θ between the lens surface 2a and the reference surface (hereinafter referred to as the prism angle) becomes smaller (or larger) continuously as it goes toward the center. A convex lens (or a concave lens) is formed.Hereinafter, the convex lens will be explained in this explanation.The molding method for the Fresnel lens generally involves creating a mold having a transferred cross-sectional shape of a Fresnel lens, and then inserting a transparent plastic sheet into the mold. Either by heating it above the softening point temperature and compressing it between molds, or by pouring an ultraviolet curing resin between the transparent plastic and the mold and irradiating it with ultraviolet light, it solidifies and transfers the shape of the mold to make multiple Fresnel lenses. 1
Reproduction is made using a single mold.
ここで、第３図にフレネルレンズへの入射光と出射光の
光線を示す、Ａ点から出射された光ａはフレネルレンズ
１により屈折し点Ｂに向かう出射光すとなる。ここで第
３図のイ部の詳細を第４図に示す、今１つのプリズムＣ
ＤＨについて光線追跡をしてみる。第３図のＡ点から出
射された光（フレネルレンズ１としては入射光）は通常
フレネルレンズ１の面ＦＧで屈折し、レンズ面ＨＥでさ
らに屈折され、出射光Ｊ（正常光）となる、光は屈折率
の異なる物質への入射時、屈折率差及び入射角による反
射を伴う。上記光線において、レンズ面ＣＥで１部反射
される。レンズ面ＫＥで反射された光を追跡すると、面
ＬＭで再度反射され、非レンズ面Ｐｏより出射され、さ
らにＯＱで反射し正常光とは全く違う方向に異常光Ｒと
して出射されることになる。同様にして異常光Ｓも説明
される。この他にも複雑な反射を繰り返し、異常光が出
射される。この異常光は１強い光では数％にもなり画質
の低下の原因となっていることが知られている。そこで
この対策として、非レンズ面３に拡散層を形成し、表面
を粗面化することが提案されている。この粗面化の方法
には、光拡散性インキ、または塗料のコーティング、ま
たはフレネルレンズ金型の対応する部分をサンドブラス
ト、エツチング等により粗面化し、レプリカをとる方法
が提案されている。また別な方法としては非レンズ面３
に非透明膜を形成することも提案されている。Here, FIG. 3 shows the rays of light entering and exiting the Fresnel lens. Light a emitted from point A is refracted by the Fresnel lens 1 and is emitted toward point B. Here, the details of part A in Fig. 3 are shown in Fig. 4, which is another prism C.
Let's do ray tracing for DH. Light emitted from point A in FIG. 3 (incident light for the Fresnel lens 1) is normally refracted at the surface FG of the Fresnel lens 1, further refracted at the lens surface HE, and becomes output light J (normal light). When light is incident on substances with different refractive indexes, it is reflected due to the difference in refractive index and the angle of incidence. A portion of the light beam is reflected by the lens surface CE. If we trace the light reflected on the lens surface KE, it will be reflected again on the surface LM, emitted from the non-lens surface Po, and further reflected on OQ, and emitted as abnormal light R in a direction completely different from that of normal light. . The extraordinary light S will be explained in the same way. In addition to this, abnormal light is emitted by repeating complicated reflections. It is known that this abnormal light increases to several percent when the intensity is 1, causing a reduction in image quality. As a countermeasure against this problem, it has been proposed to form a diffusion layer on the non-lens surface 3 and roughen the surface. Proposed methods for roughening the surface include coating with light-diffusing ink or paint, or roughening the corresponding portion of the Fresnel lens mold by sandblasting, etching, etc., and creating a replica. Another method is to use the non-lens surface 3.
It has also been proposed to form a non-transparent film.
この種の対策方法の関連するものとしては例えば、実用
新案呂願公開昭６３−１８７１３９、公開実用昭５８−
１８２０１、特許出願公開昭６１−１３０９０３等が挙
げられる。Related examples of this type of countermeasure method include, for example, Utility Model Application Publication No. 187139 (1987);
18201, Patent Application Publication No. 130903/1986, etc.
上記従来技術は、非レンズ面の粗面化にあたり下記の問
題点があった。The above conventional technology has the following problems in roughening the non-lens surface.
（１）非レンズ面を粗面化することにより、金型からの
離型時、アンダーカット部が生じ、離型が困難となる。(1) By roughening the non-lens surface, an undercut portion occurs when the lens is released from the mold, making it difficult to release the lens from the mold.
（２）粗面化する程度について配慮されておらず、光を
散乱する効果が少ない。(2) No consideration is given to the degree of surface roughening, and the light scattering effect is small.
（３）プロジェクションテレビ用のフレネルレンズのよ
うにプリズムのピッチが０．１閣程度と非常に細かなも
のについては、レンズ面のマスキングが必要となり生産
の面で配慮がされておらず、量産の面で問題があった。(3) For very fine prism pitches such as Fresnel lenses for projection televisions, which have a prism pitch of about 0.1 mm, masking of the lens surface is required, and no consideration is given to production, making mass production difficult. There was a problem with the surface.
本発明では、成形特離型がし易く、且つ光の散乱効果の
充分な粗面形状を得ることを目的としており、さらに生
産性に富む加工方法を提供することを目的とする。The present invention aims to obtain a rough surface shape that is easy to perform special molding and has a sufficient light scattering effect, and further aims to provide a processing method with high productivity.
上記目的を達成するために、断面が山形形状を呈した複
数個の同心円状のプリズムから構成されるフレネルレン
ズにおいて、非プリズム面の表面粗さを実験結果から１
μｍＲ＠Ｈ以上とし、散乱効果を高めたものである。さ
らに微小凹凸の形状を、各々すべての凸部斜面の角度と
フレネルレンズ平面とのなす角度が９０°を越えないよ
うにし、アンダーカットをなくし離型を容易にしたもの
である。また該微小凹凸をフレネルレンズ全体につけ不
要光の散乱効果をフレネルレンズ全体にもたせたもので
ある。さらに該非レンズ面の微小凹凸を得るために非レ
ンズの金型に対する部分の切削方法において、バイトを
切り込み方向と半径方向で同時制御し、金型切削時に微
小凹凸を形成し、金型製作の生産性を上げるようにした
ものである。In order to achieve the above objective, in a Fresnel lens composed of multiple concentric prisms with chevron-shaped cross sections, the surface roughness of the non-prism surface was determined from experimental results.
It has a value of μmR@H or more, which enhances the scattering effect. Furthermore, the shape of the minute irregularities is such that the angle between the slope of each convex portion and the Fresnel lens plane does not exceed 90°, thereby eliminating undercuts and facilitating mold release. Furthermore, the minute irregularities are applied to the entire Fresnel lens to provide the entire Fresnel lens with an effect of scattering unnecessary light. Furthermore, in order to obtain minute irregularities on the non-lens surface, in the method of cutting the part of the non-lens mold, the cutting tool is simultaneously controlled in the cutting direction and the radial direction, and the minute irregularities are formed during mold cutting, thereby producing the mold. It is designed to improve sex.
またさらに該バイトの非レンズ面を切削する部分に微小
凹凸をつけ切削することにより上記目的のｔＭｔｌＪＸ
凹凸をさらに生産性良く形成させるようにしたものであ
る。In addition, by cutting the non-lens surface of the cutting tool with minute irregularities and cutting, the above-mentioned objective tMtlJX
This allows unevenness to be formed with higher productivity.
光の散乱は、その表面粗さが１μｍＲｍａｘ以上で急に
大きくなることが実験から求められた。It has been determined from experiments that light scattering suddenly increases when the surface roughness is 1 μmRmax or more.
したがって、断面が山形形状を呈した複数個の同心円状
のプリズムから構成されるフレネルレンズにおいて非レ
ンズ面の面粗さを１μｍＲ＋ｍａｘ以上とすることによ
り不要光線を散乱する効果が大きい。さらに微小凹凸の
形状を、各々すべての凸部斜面の角度とフレネルレンズ
平面とのなす角度が９０′を越えないようにしたので、
アンダーカットがなくなり離型が容易になる。Therefore, in a Fresnel lens composed of a plurality of concentric prisms each having a chevron-shaped cross section, setting the surface roughness of the non-lens surface to 1 μmR+max or more provides a great effect of scattering unnecessary light rays. Furthermore, the shape of the minute irregularities was such that the angle between the slope of each convex part and the Fresnel lens plane did not exceed 90'.
Undercuts are eliminated and mold release becomes easier.
また該非レンズ面の微小凹凸を形成するために、非レン
ズ面の金型を切削する際、バイトを切り込み方向と半径
方向の同時制御し形成することにより後工程で微小凹凸
をつける必要もなく生産性良く微小凹凸をつけることが
できる。さらに、微小凹凸を形成したバイトを使用する
ことによりさらに効率よく微小凹凸をつけることができ
、目的の不要光線を散乱させ、鮮明な画像を得ることが
できる。In addition, in order to form minute irregularities on the non-lens surface, when cutting the mold on the non-lens surface, the cutting tool is controlled simultaneously in the cutting direction and the radial direction, thereby eliminating the need to create minute irregularities in the post-process. It is possible to form minute irregularities with good performance. Furthermore, by using a cutting tool on which minute irregularities have been formed, minute irregularities can be formed even more efficiently, unnecessary light rays of interest can be scattered, and a clear image can be obtained.
以下、本発明の実施例を背面投射形プロジェクションテ
レビのスクリーンとして使用するフレネルレンズを成形
する場合を例として第１図及び第５図〜第１１図により
説明する。第５図は背面投射形プロジェクシミンテレビ
１０１の構造の１例を示す説明図である。図において画
像投影装置１０２ａ 、 １０２ｂ 、 １０３ｃから
出た赤緑青の投影光は、それぞれミラー１０３によって
反射され、その反射光は透過形投影スクリーン４上で色
合成され、該スクリーンの反対側から観察される。この
透過形投影スクリーン４は、一般にフレネルレンズ４ａ
とレンチキュラーレンズシート４ｂとから構成されてい
る。第６図はこのフレネルレンズ４ａの詳細を示したも
ので、同図（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。こ
の大きさは、背面授射形プロジェクションテレビ１０１
の大きさによるが、４６インチ形で約９５０ｍｍ Ｘ
７５０脂麿、厚さ約３ｍｍのものである。構成は、製造
法法によって異なるが、紫外線硬化性樹脂を用いたもの
では、基体薄板５と紫外線硬化性樹脂からなるプリズム
部６とを一体に重合接着してなるものである。このプリ
ズム部６は、高さｈが外周部で約６ｏ°、中心部でｏ″
である。Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 5 to 11, taking as an example the case of molding a Fresnel lens used as a screen for a rear projection television. FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of the structure of the rear projection type projectimin television 101. In the figure, red, green, and blue projection lights emitted from image projectors 102a, 102b, and 103c are each reflected by a mirror 103, and the reflected lights are color-combined on a transmissive projection screen 4 and observed from the opposite side of the screen. Ru. This transmission type projection screen 4 generally has a Fresnel lens 4a.
and a lenticular lens sheet 4b. FIG. 6 shows details of this Fresnel lens 4a, with FIG. 6(a) being a front view and FIG. 6(b) being a side view. This size is the rear projection type projection TV 101.
Depending on the size, it is approximately 950mm for a 46 inch type
750 Fatimaro, about 3mm thick. The structure differs depending on the manufacturing method, but in the case of using an ultraviolet curable resin, the thin base plate 5 and the prism part 6 made of an ultraviolet curable resin are polymerized and bonded together. This prism portion 6 has a height h of approximately 6o° at the outer periphery and o'' at the center.
It is.
次に、このフレネルレンズを成形する成形装置の概要を
第７図を用いて説明する。この成形装置７は、紫外線を
透過する基体薄板５と、キャビテイ面９を所定の形状（
この場合はフレネルレンズ面と反対の形状）に彫刻して
なるフレネル金型入れ駒１０の該キャビテイ面９とによ
って形成されるキャビティ１１内へ、前記フレネル金型
入れ駒１ｏを装着している下型１２に設けられたゲート
１３から紫外線硬化性樹脂を充填し、この樹脂に対し基
板薄板５側から紫外線を照射して該樹脂を硬化させるこ
とにより、この硬化したプリズム部と前記基体薄板５と
が一体となって所望の成形品を成形するものである。そ
の後この成形品を前記下型１２に装着したエジェクタピ
ン１４によって離型しフレネルレンズを得るものである
。Next, the outline of a molding apparatus for molding this Fresnel lens will be explained using FIG. 7. This molding device 7 has a thin base plate 5 that transmits ultraviolet rays and a cavity surface 9 in a predetermined shape (
In this case, the Fresnel mold inserting piece 1o is installed into a cavity 11 formed by the cavity surface 9 of the Fresnel mold inserting piece 10, which is carved into a shape opposite to that of the Fresnel lens surface. An ultraviolet curable resin is filled through a gate 13 provided in the mold 12, and the resin is cured by irradiating ultraviolet rays from the side of the thin substrate 5, so that the cured prism portion and the thin substrate 5 are cured. Together, the desired molded product is formed. Thereafter, this molded product is released from the mold using an ejector pin 14 attached to the lower mold 12 to obtain a Fresnel lens.
従来技術の項で記したように出射光の不要光を低減する
１つの方法として、プリズム部の非レンズ面を荒らし非
レンズ面を通過する光を散乱させる方法がある。そこで
、表面粗さと光の散乱の関係を表面粗さと出射光量及び
光線透過率で実験した。実験は透明アクリル板の片面を
サンドペーパ等にて表面を荒らし、光の透過した光量及
び光線透過率を測定したものである。第９図にその結果
を示す。図かられかるように１表面粗さ約１μｍＲｍａ
ｘを境に最大出射光量、光線透過率とも急に低下してい
ることがわかる。つまり光の散乱が大きくなっている。As described in the prior art section, one method for reducing unnecessary light in the emitted light is to roughen the non-lens surface of the prism portion and scatter the light passing through the non-lens surface. Therefore, we conducted an experiment to examine the relationship between surface roughness and light scattering using surface roughness, output light amount, and light transmittance. In the experiment, one side of a transparent acrylic plate was roughened with sandpaper, etc., and the amount of light transmitted and the light transmittance were measured. Figure 9 shows the results. As shown in the figure, the surface roughness is approximately 1μmRma
It can be seen that both the maximum output light amount and the light transmittance suddenly decrease after x. In other words, the scattering of light increases.
逆に言えば表面粗さが１μｍＲｍａｘ以下では光の散乱
の効果が少ないことがわかる。従って、非レンズ面の表
面粗さは１μｍＲｍａｘ以上がよいことがわかる。Conversely, it can be seen that when the surface roughness is 1 μmRmax or less, the light scattering effect is small. Therefore, it can be seen that the surface roughness of the non-lens surface is preferably 1 μmRmax or more.
以上述べた本実施例のフレネルレンズを第１図に示す。The Fresnel lens of this embodiment described above is shown in FIG.
第１図（、）は、本実施例のフレネルレンズ全体を示す
見取りず、同図（ｂ）は、同フレネルレンズの部分断面
の拡大図である。図において、１はフレネルレンズ、２
はプリズム部のレンズ面、３は回部の逃げ面、θは同プ
リズム角、αは同逃げ角、βは凸部斜面の角度とフレネ
ルレンズ平面とのなす角度を示す。本フレネルレンズは
、プリズム部逃げ面３に面粗さ１μｍＲｍａｘ以上の微
小凹凸を、凸部斜面の角度とフレネルレンズ平面とのな
す角βを９０°以下にし、中心から外周までつけた例で
ある。本実施例のフレネルレンズを得るためのフレネル
金型入れ駒の切削方法を第８図を用いて説明する。第８
図は、フレネルレンズ金型入れ駒の切削加工方法を示す
部分断面図である６フレネルレンズ金型入れ駒１ｏは１
回転テーブル１５の上面に真空吸引などの手法を用いて
保持回転される。切削工具１６の切刃１６ａをプリズム
角θの角度となるような姿勢に位置決めし、工具切り込
み原点工より矢印ａのように点線で示した位置まで切り
込みを行い、レンズ面２を切削する。FIG. 1(,) shows the entire Fresnel lens of this example, not shown, and FIG. 1(b) is an enlarged partial cross-sectional view of the Fresnel lens. In the figure, 1 is a Fresnel lens, 2
is the lens surface of the prism portion, 3 is the relief surface of the convoluted portion, θ is the prism angle, α is the relief angle, and β is the angle between the slope of the convex portion and the Fresnel lens plane. This Fresnel lens is an example in which minute irregularities with a surface roughness of 1 μmRmax or more are formed on the flank surface 3 of the prism part, and the angle β between the slope of the convex part and the Fresnel lens plane is 90 degrees or less, from the center to the outer periphery. . A method of cutting a Fresnel mold insert to obtain the Fresnel lens of this example will be explained with reference to FIG. 8th
The figure is a partial cross-sectional view showing a cutting method for a Fresnel lens mold insert. 6 Fresnel lens mold inserts 1o are 1
It is held and rotated on the upper surface of the rotary table 15 using a technique such as vacuum suction. The cutting edge 16a of the cutting tool 16 is positioned so as to form the prism angle θ, and the lens surface 2 is cut by cutting from the tool cutting origin to the position indicated by the dotted line as indicated by the arrow a.
その後、矢印すのように工具切り込み原点■まで上昇し
て停止し、矢印Ｃのように切れ刃先端を中心として回転
させ、レンズ面２に相対した非レンズ面３の角度αと切
削工具】６の切れ刃１６ｂが一致し、且つ非レンズ面の
角度αの上方より内側（−点鎖線で示した位Ｗ）に位置
決めを行う。この状態で工具切り込み原点工より矢印ｄ
のように切り込み方向と回転半径方向を同時制御し、切
り込みを行う。その後再度工具切り込み原点工まで上昇
した後、矢印ｆのように次のプリズム位置まで１ピッチ
分切削工具が移動される。ここで非レンズ面の表面粗さ
は、矢印ｄの方向に切り込みを行うとき、切り込み速度
と回転テーブル１５の回転数の関係で決まる。本実施例
で行った非レンズ面切削方法例を第１０図で説明する。After that, the tool moves up to the cutting origin ■ as shown by the arrow C and stops, and rotates around the tip of the cutting edge as shown by the arrow C. The angle α of the non-lens surface 3 relative to the lens surface 2 and the cutting tool] The cutting edges 16b of the lenses coincide with each other, and the positioning is performed inside the position above the angle α of the non-lens surface (the position W indicated by the - dotted chain line). In this state, arrow d from the tool cutting origin
Cutting is performed by simultaneously controlling the cutting direction and rotation radius direction as shown in the figure below. After that, the cutting tool rises again to the cutting origin, and then moves by one pitch to the next prism position as indicated by arrow f. Here, the surface roughness of the non-lens surface is determined by the relationship between the cutting speed and the rotational speed of the rotary table 15 when making the cut in the direction of the arrow d. An example of the non-lens surface cutting method performed in this example will be explained with reference to FIG.
本実施例では切削工具１６に、頂角４０８先端半径５μ
ｍのダイヤモンドバイトを使用した。第１０図は、フレ
ネルレンズｌの中心から半径約３５０１付近（プリズム
角θ＝４５゜逃げ角α＝３°）を示す模式図である。切
削工具１６の非レンズ面切削切れ刃１６ｂを逃げ角αよ
り小さく（但しＯを越える角度）設定しく実施例では０
．５°）フレネル金型入れ駒１０を回転させなからｄ方
向に切り込む。切り込み量は、フレネル金型入れ駒１０
の１回転あたり、切り込み方向にＰｌ（約０．３＋＋＋
ｍ）、回転方向にＰ２（約１．２．ｕ＋ａ）である。In this embodiment, the cutting tool 16 has an apex angle of 408 and a tip radius of 5μ.
A diamond bit of 1.0 m was used. FIG. 10 is a schematic diagram showing a radius around 3501 from the center of the Fresnel lens l (prism angle θ=45°, relief angle α=3°). The non-lens surface cutting edge 16b of the cutting tool 16 is set to be smaller than the clearance angle α (however, the angle exceeds O), and in the embodiment, it is 0.
．． 5°) Cut in the d direction without rotating the Fresnel mold insertion piece 10. The depth of cut is Fresnel mold insertion piece 10
Pl (approximately 0.3 +++
m), and P2 (approximately 1.2.u+a) in the rotational direction.
この切削条件で切削すると約４回転で非レンズ面３の加
工が終了する。またこの時の面粗さは、約１．２μｍＲ
ｍａスであった。なおこの面粗さは切削工具１６の切り
込み方向と回転半径方向の速度を変えることにより自由
にコントロールできる。こうして、中心から最外周部ま
でアンダーカット部のない非レンズ面の荒れたフレネル
金型入れ駒を得ることができる。When cutting under these cutting conditions, processing of the non-lens surface 3 is completed in about 4 rotations. Also, the surface roughness at this time is approximately 1.2 μmR
It was great. Note that this surface roughness can be freely controlled by changing the speed of the cutting tool 16 in the cutting direction and the rotation radius direction. In this way, it is possible to obtain a Fresnel molding piece with a rough non-lens surface and no undercut portion from the center to the outermost periphery.
更に本発明に係る他の実施例を以下に示す。Furthermore, other embodiments according to the present invention will be shown below.
あらかじめ切削工具の切れ刃の非レンズ面３にあたる部
分に微小凹凸を設けた切削工具１６１で切削した例を第
１１図に示す。この実施例では、非レンズ面３の逃げ角
αを合わせておけば、切削方向は回転方向に制御する必
要はなく、逃げ面３形状も中心から外周部まで均一な面
粗さを得ることができる。FIG. 11 shows an example in which cutting was performed using a cutting tool 161 in which a portion of the cutting edge of the cutting tool corresponding to the non-lens surface 3 was provided with minute irregularities in advance. In this example, if the relief angle α of the non-lens surface 3 is matched, there is no need to control the cutting direction in the rotational direction, and the shape of the relief surface 3 can have a uniform surface roughness from the center to the outer periphery. can.
本発明によれば、フレネルレンズから出射される画質を
そこなう不要光を散乱させる効果があるので、全視野領
域で良好な画質を得ることができる。また、散乱させる
ための微小凹凸が、アンプ・−カットになっていないた
め、成形時、容易に離型できる。さらに微小凹凸の形成
は、別工程で行うのではなく、金型切削時に同時に形成
できるので、生産性もよい。According to the present invention, since there is an effect of scattering unnecessary light emitted from the Fresnel lens that impairs the image quality, it is possible to obtain good image quality in the entire visual field. Furthermore, since the minute irregularities for scattering are not amplifier-cut, they can be easily released from the mold during molding. Furthermore, since the formation of minute irregularities can be performed simultaneously during mold cutting, rather than being performed in a separate process, productivity is also good.
第１図（ａ）は本発明に係るフレネルレンズの全体を示
す斜視図、第１図（ｂ）はフレネルレンズの部分断面を
示す拡大図、第２図は従来のフレネルレンズを示す部分
断面図、第３図はフレネルレンズへの入射光と出射光を
示す断面図、第４図は第３図に示したフレネルレンズの
部分拡大図、第５図は背面投射形プロジェクションテレ
ビの構造を示す外観図、第６図はフレネルレンズの詳細
を示す正面図及び断面図、第７図はフレネルレンズ成形
装置の断面図、第８図はフレネル金型入駒の切削方法を
示す側面図、第９図は表面粗さと光線透過率の関係を示
す図、第１Ｏ図はフレネルレンズ金型入駒の切削方法を
示す側面図、第１１図は他の実施例に係るフレネルレン
ズ金型入駒の切削方法を示す側面図である。
１・・・フレネルレンズ、２・・レンズ面、３・・・非
レンズ面、３・・背面投射形プロジェクションテレビ、
４ａ・・・フレネルレンズ、１６・・・切削工具、１６
１・・・微小凹凸を設けた切削工具。FIG. 1(a) is a perspective view showing the entire Fresnel lens according to the present invention, FIG. 1(b) is an enlarged view showing a partial cross section of the Fresnel lens, and FIG. 2 is a partial cross sectional view showing a conventional Fresnel lens. , Fig. 3 is a cross-sectional view showing the incident light and emitted light to the Fresnel lens, Fig. 4 is a partially enlarged view of the Fresnel lens shown in Fig. 3, and Fig. 5 is an external view showing the structure of the rear projection type projection television. Figure 6 is a front view and sectional view showing the details of the Fresnel lens, Figure 7 is a sectional view of the Fresnel lens molding device, Figure 8 is a side view showing the cutting method of the Fresnel mold insert, and Figure 9 is A diagram showing the relationship between surface roughness and light transmittance, Fig. 1O is a side view showing a cutting method for a Fresnel lens mold insert, and Fig. 11 is a side view showing a cutting method for a Fresnel lens mold insert according to another embodiment. It is a diagram. 1...Fresnel lens, 2...lens surface, 3...non-lens surface, 3...rear projection type projection television,
4a... Fresnel lens, 16... Cutting tool, 16
1... Cutting tool with minute irregularities.
Claims (1)
ムから構成されるフレネルレンズにおいて、各プリズム
部のレンズ面でない面（非レンズ面）に、１μｍＲｍａ
ｘ以上の面粗さを持つ微小凹凸形状を有することを特徴
としたフレネルレンズ。 ２、断面が山形形状を呈した複数個の同心円状のプリズ
ムから構成されるフレネルレンズにおいて、各プリズム
部のレンズ面でない面（非レンズ面）の微小凹凸形状は
、各々すべての凸部傾斜の角度とフレネルレンズ平面と
のなす角度が９０゜を越えないことを特徴とする請求項
１記載のフレネルレンズ。 ３、断面が山形形状を呈した複数個の同心円状のプリズ
ムから構成されるフレネルレンズの成形用金型において
、中心から外周まですべてのプリズム部の非レンズ面に
微小凹凸形状を有することを特徴とした請求項１記載の
フレネルレンズ。 ４、断面が山形形状を呈した複数個の同心円状のプリズ
ムから構成されるフレネルレンズ成形用金型において、
各プリズム部の非レンズ面の表面粗さが、１μｍＲｍａ
ｘ以上であることを特徴とするフレネルレンズ成形用金
型。 ５、断面が山形形状を呈した複数個の同心円状のプリズ
ムから構成されるフレネルレンズの成形用金型において
、各プリズム部のレンズ面でない面（非レンズ面）の微
小凹凸形状は、各々すべての凹部傾斜の角度とフレネル
レンズ平面とのなす角度が９０゜を越えないことを特徴
とする請求項４記載のフレネルレンズ成形用金型。 ６、断面が山形形状を呈した複数個の同心円状のプリズ
ムから構成されるフレネルレンズ成形用金型において、
中心から外周まですべてのプリズム部の非レンズ面に微
小凹凸形状を有することを特徴とした請求項４記載のフ
レネルレンズ金型。 ７、フレネルレンズの最小頂角（非レンズ面とレンズ面
のなす角）より小さい頂角をもつ切削工具を用い、非レ
ンズ面のなす角度と切削工具の非レンズ面形成切れ刃の
角度を一致させ且つ切削工具切れ刃先端の移動軌跡をフ
レネルレンズ平面と非レンズ面のなす角度より小さくな
るような２軸同時制御を行い非レンズ面を形成すること
を特徴とするフレネルレンズ成形用金型の切削方法。 ８、切れ刃の片面に粗さ１μｍＲｍａｘ以上の微小凹凸
を設けた切削工具を用い、フレネルレンズの非レンズ面
及びレンズ面を同時に形成することを特徴とするフレネ
ルレンズ成形用金型の切削方法。 ９、断面が山形形状を呈した複数個の同心円状のプリズ
ムから構成され、各プリズム部の非レンズ面に微小凹凸
形状を有するフレネルレンズの成形用金型を加工するた
めの切削工具において、切れ刃の片面に粗さ１μｍＲｍ
ａｘ以上の微小凹凸を設けたことを特徴とするフレネル
レンズ成形用菊型の切削工具。 １０、請求項１に記載のフレネルレンズを使用した画像
表示装置。[Claims] 1. In a Fresnel lens composed of a plurality of concentric prisms each having a chevron-shaped cross section, a 1 μm Rma is applied to the non-lens surface of each prism portion.
A Fresnel lens characterized by having a micro-asperity shape with a surface roughness of x or more. 2. In a Fresnel lens composed of a plurality of concentric prisms each having a chevron-shaped cross section, the minute unevenness of the non-lens surface (non-lens surface) of each prism part is the same as the slope of all the convex parts. 2. The Fresnel lens of claim 1, wherein the angle between the angle and the Fresnel lens plane does not exceed 90°. 3. A mold for molding a Fresnel lens consisting of a plurality of concentric prisms each having a chevron-shaped cross section, characterized by having minute irregularities on the non-lens surfaces of all prism parts from the center to the outer periphery. The Fresnel lens according to claim 1. 4. In a mold for molding a Fresnel lens consisting of a plurality of concentric prisms with a chevron-shaped cross section,
The surface roughness of the non-lens surface of each prism part is 1μmRma
A mold for molding a Fresnel lens, which is characterized by having a diameter of x or more. 5. In a mold for molding a Fresnel lens, which is composed of a plurality of concentric prisms with chevron-shaped cross sections, the minute irregularities on the non-lens surface (non-lens surface) of each prism part are all 5. The mold for molding a Fresnel lens according to claim 4, wherein the angle between the inclination angle of the concave portion and the Fresnel lens plane does not exceed 90°. 6. In a mold for molding a Fresnel lens consisting of a plurality of concentric prisms with a chevron-shaped cross section,
5. The Fresnel lens mold according to claim 4, wherein the non-lens surfaces of all the prism parts from the center to the outer periphery have minute irregularities. 7. Use a cutting tool with a smaller apex angle than the minimum apex angle of the Fresnel lens (the angle between the non-lens surface and the lens surface), and match the angle formed by the non-lens surface with the angle of the cutting edge that forms the non-lens surface of the cutting tool. A mold for molding a Fresnel lens, characterized in that a non-lens surface is formed by simultaneous two-axis control such that the movement locus of the tip of the cutting tool cutting edge is smaller than the angle formed between the Fresnel lens plane and the non-lens surface. Cutting method. 8. A method for cutting a mold for molding a Fresnel lens, characterized in that the non-lens surface and the lens surface of a Fresnel lens are simultaneously formed using a cutting tool having minute irregularities with a roughness of 1 μmRmax or more on one side of the cutting edge. 9. In a cutting tool for machining a mold for forming a Fresnel lens, which is composed of a plurality of concentric prisms each having a chevron-shaped cross section and has minute irregularities on the non-lens surface of each prism part. Roughness of 1μmRm on one side of the blade
A chrysanthemum-shaped cutting tool for molding a Fresnel lens, characterized by having minute irregularities larger than ax. 10. An image display device using the Fresnel lens according to claim 1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2247092A JP2901727B2 (en) | 1990-09-19 | 1990-09-19 | Fresnel lens |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP2247092A JP2901727B2 (en) | 1990-09-19 | 1990-09-19 | Fresnel lens |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04127101A true JPH04127101A (en) | 1992-04-28 |
| JP2901727B2 JP2901727B2 (en) | 1999-06-07 |
Family
ID=17158313
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2901727B2 (en) |
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| JP2901727B2 (en) | 1999-06-07 |
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