JPH06347613A - フィルムレンズ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 液晶表示装置のバックライト等の面光源用と
して、所望の角度内に高輝度で均一な光拡散効果のある
フィルムレンズを提供するとともに、そのフィルムレン
ズを簡単な工程で精度良く製造する方法を提供する。 【構成】 成形する帯状フィルムの両側面の辺に対し
て、９０°−σ／２°の角度で線形レンズ群を形成する
成形型を用い、透明な長方形帯状フィルムの表面に線形
レンズ群を形成し、次いで前記と同じ成形型を用い、該
長方形帯状フィルムの表裏を反転させて、その裏面に同
様の線形レンズ群を形成することにより、成形された表
裏の線形レンズ群の稜線方向が互いにσ°となるフィル
ムレンンズの製造方法。及び該製造方法で得られるフィ
ルムレンズ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、フィルムレンズおよび
その製造方法に関するものであり、液晶表示装置バック
ライト用、電飾看板用、調光窓用、交通標識用などに有
用なものである。

【０００２】

【従来の技術】図４（Ｂ）のような、液晶表示装置のバ
ックライト用の面光源として透光性平板を導光体とした
エッジライト方式のものが知られている。このような面
光源の導光板表面上に、突起面を上にして重ね、レンズ
の光集束作用を利用して、その拡散放射光を所望の角度
範囲内に均一等方的に拡散させることができる（実開平
４−１０７２０１号）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の技術で
は、導光体の光放出面上にレンズシートを積層し、その
レンズ形状に三角プリズム型の単位レンズ部を多数平行
に配列したレンチキュラーレンズを用いた場合には、光
放出面の平行線群の垂直方向であって法線方向を中心と
して３０°〜６０°の角度内に放出される光エネルギー
比率が高くなるが、平行線群と同方向の輝度は散逸した
ままである。この点を改良すべく、特許第９９９７４号
に開示される、２枚の柱状レンズシートを、その長さ方
向が直角となるように重ね合わせて、四方に均一な透過
光を得る試み、を応用することが考えられるが、２枚の
レンズシート間の空隙やレンズシートの平滑平面と導光
板表面との密着により、光エネルギーが損失し、輝度が
不均一となる欠点があった。さらに、レンズ平行線群と
液晶表示装置の画素列とのモアレ縞、レンズ平行線群と
液晶表示装置バックライトの反射性網点とのモアレ縞が
生じ易い欠点があった。

【０００４】そこで、本発明は、所望の角度内に高輝度
で均一な光拡散効果があるフィルムレンズ、そのフィル
ムレンズを所望の寸法で歩留り良く裁断できる連続した
フィルムレンズ、及びそのフィルムレンズを簡単な工程
で精度良く製造する方法を提供することを目的としてい
る。さらに、本発明は、液晶表示装置のバックライト用
として、所望の角度内に高輝度で均一な光拡散効果があ
るとともに、レンズ平行線群と液晶表示装置の画素列と
のモアレ縞、レンズ平行線群と液晶表示装置バックライ
トの反射性網点とのモアレ縞を解消するフィルムレン
ズ、そのフィルムレンズを所望の寸法で歩留り良く裁断
できる連続したフィルムレンズ、及びそのフィルムレン
ズを簡単な工程で精度良く製造する方法を提供すること
を目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、

【請求項１】 凸レンズ又は凹レンズからなる単位レン
ズをその稜線が互いに平行になる様に多数配列した線形
レンズ群が表裏両面に形成されてなり、表面の線形レン
ズ群の稜線方向と裏面の線形レンズ群の稜線方向とが、
角度σ°（０°＜σ＜１８０°）で交叉する事を特徴と
する透明なフィルムレンズ。

【請求項２】 該フィルムレンズの形状が長方形の帯状
形状を呈し、該フィルムレンズの表面及び裏面の線形レ
ンズ群の稜線方向と帯状フィルムの両側面の辺とのなす
角度が各々９０°−σ／２°となる様に形成されてなる
事を特徴とする請求項１記載のフィルムレンズ。

【請求項３】 先ず、透明な長方形帯状フィルムの表面
に第１の成形型を用いて線形レンズ群を形成し、次いで
該長方形帯状フィルムの裏面に第２の成形型を用いて線
形レンズ群を形成し、斯くして透明な長方形帯状フィル
ムの表裏両面に線形レンズ群を有し、表面の線形レンズ
群の稜線方向と裏面の線形レンズ群の稜線方向とが互い
にσ°となる様なレンズフィルムを得る製造方法に於い
て、第１の成形型として、表面に、凸レンズ又は凹レン
ズからなる単位レンズをその稜線が互いに平行になる様
に多数配列した線形レンズ群であって、帯状フィルムの
両側面の辺とのなす角度が９０°−σ／２°となる様に
形成されてなる線形レンズ群の逆凹凸が形成された成形
型を用い、第２の成形型として、表面に、凸レンズ又は
凹レンズからなる単位レンズをその稜線が互いに平行に
なる様に多数配列した線形レンズ群であって、帯状フィ
ルムの両側面の辺とのなす角度が９０°−σ／２°であ
って、尚且つ第１の成形型の稜線方向と第２の成形型の
稜線方向とのなす角がσとなる様に形成されてなる線形
レンズ群の逆凹凸が形成された成形型を用いる、事を特
徴とするフィルムレンズの製造方法。

【請求項４】 先ず、透明な長方形帯状フィルムの表面
に成形型を用いて線形レンズ群を形成し、次いで該長方
形帯状フィルムの表裏を反転させたものを該同一の成形
型に適用することにより、該長方形帯状フィルムの裏面
に線形レンズ群を形成し、斯くして透明な長方形帯状フ
ィルムの表裏両面に線形レンズ群を有し、表面の線形レ
ンズ群の稜線方向と裏面の線形レンズ群の稜線方向とが
互いにσ°となる様なレンズフィルムを得る製造方法に
於いて、該成形型として、表面に、凸レンズ又は凹レン
ズからなる単位レンズをその稜線が互いに平行になる様
に多数配列した線形レンズ群であって、帯状フィルムの
両側面の辺とのなす角度が９０°−σ／２°となる様に
形成されてなる線形レンズ群の逆凹凸が形成された成形
型を用いる事を特徴とするフィルムレンズの製造方法。

【請求項５】 ２つの成形型を、その型凹凸の形成面側
が相互に向き合う様に対向させ、該２つの成形型の間に
透明な長方形帯状フィルムを挾んで、該長方形帯状フィ
ルムの表裏両面に線形レンズ群を有し、表面の線形レン
ズ群の稜線方向と裏面の線形レンズ群の稜線方向とが互
いにσ°となる様なレンズフィルムを得る製造方法に於
いて、該成形型として、表面に、凸レンズ又は凹レンズ
からなる単位レンズをその稜線が互いに平行になる様に
多数配列した線形レンズ群であって、帯状フィルムの両
側面の辺とのなす角度が９０°−σ／２°となる様に形
成されてなる線形レンズ群の逆凹凸が形成された成形型
を２つ用意し、両成形型の稜線方向が互いに角σ°とな
る様に対向させて用いる事を特徴とするフィルムレンズ
の製造方法。

【請求項６】 請求項３〜請求項５記載のフィルムレン
ズの製造方法に於いて成形方法として、円筒表面に、凸
レンズ又は凹レンズからなる単位レンズをその稜線が互
いに平行になる様に多数配列した線形レンズ群であっ
て、帯状フィルムの両側面の辺とのなす角度が９０°−
σ／２°となる様に形成されてなる線形レンズ群の逆凹
凸が形成されたロール型を用意し、該ロール型を軸芯の
周りに回転させ、該ロール型の凹部内のみ又は凹部内と
凸部上との両方に電離放射線硬化樹脂液を充填した後、
ロール型の周速度に同期する速度で走行する長方形帯状
の透明フィルムを該樹脂液を介して該ロール型に沿わせ
て接触させ、次いで透明フィルム側又はロール型内部か
ら電離放射線を照射して電離放射線硬化樹脂液を硬化さ
せ、而る後透明フィルムと、その上に接着された線形レ
ンズ群形状が賦型された電離放射線硬化樹脂の硬化物と
を該ロール型から離型する事により、該透明フィルム上
に線形レンズ群を形成する、成形方法を用いる事を特徴
とするフィルムレンズの製造方法。とからなるものであ
る。

【請求項７】線形レンズ群として、独立した突起状の単
位レンズを２次元斜交座標軸又は２次元直交座標軸方向
に配列してなる突起レンズ群を用い、該表面突起レンズ
群の配列軸と裏面の突起レンズ群の配列軸とが角度σ°
（０°＜σ＜１８０°）で交叉する事を特徴とする請求
項１〜２記載の透明なフィルムレンズ。

【請求項８】線形レンズ群として、独立した突起状の単
位レンズを２次元斜交座標軸又は２次元直交座標軸方向
に配列してなる突起レンズ群を用い、該表面突起レンズ
群の配列軸と裏面の突起レンズ群の配列軸とが角度σ°
（０°＜σ＜１８０°）で交叉する事を特徴とする請求
項３〜６記載のフィルムレンズの製造方法。

【０００６】本発明のフィルムレンズ１は、例えば図８
（Ａ）〜（Ｄ）のように柱状体の単位レンズ１１をその
稜線方向ｘ１（又はｘ２）を平行にして隣接して配列さ
せてなる柱状レンズ群（広義のレンチキュラーレン
ズ）、又は図８（Ｅ）〜（Ｆ）のように球、楕円体（図
８（Ｅ））、３角錐、４角錐（図８（Ｆ））６角錐等の
多角錐、３角錐台、４角錐台、６角錐台等の多角錐台等
の独立した突起形状を、直線軸にそって配列した突起レ
ンズ群（広義の蠅の目レンズ）が使用される。ここで柱
状レンズ群の場合、表面レンズの稜線ｘ１と裏面稜線ｘ
２とのなす角度をσに設定する。又突起レンズ群の場
合、表裏レンズ群同志の交叉角度σは該配列軸同志の角
度として定義する。又レンズ群と長方形帯状フィルムと
の交叉角度σ／２は、該配列軸と長方形帯状フィルムの
側面の辺とのなす角度とし定義される。此処で単位レン
ズ１１の断面形状としては円又は楕円（図８（Ａ））、
正弦波、カージオイド、ランキンの卵型、サイクロイ
ド、又はインボリュート曲線等の連続で滑らかな曲線、
或いは三角形（図８（Ｂ））、４角形、又は６角形（図
８（Ｃ））等の多角形の一部分又は全体を用いる。

【０００７】これら単位レンズは、図８（Ａ）〜（Ｃ）
のような凸レンズでも図８（Ｄ）のような凹レンズでも
良い。これらの中でも、好ましいのは設計、製造の容易
さ、集光、光の拡散特性（半値角内輝度の等方性、法線
方向の輝度）等の点から円柱又は楕円柱である。以下楕
円柱レンチキュラーレンズの好ましい態様について幾つ
か例示する。

【０００８】一般に面光源の法線方向が長軸となっ楕
円が輝度が高く好ましい。特に直下型（図５）の面光源
や照明広告板で殆どフィルムレンズに垂直な平行光束が
入射する場合は、球面収差のないレンズに設計すると、
所定の拡散角内に均一な拡散光を分布させる事が出来る
ので好ましい。楕円柱レンチキュラーレンズの場合、楕
円の式を、 Ｘ² ／ａ² ＋Ｙ² ／ｂ² ＝１ 式（１） 但しａは短軸長、ｂは長軸長で、ａ＜ｂ、偏平率ｅを、 ｅ² ＝（ｂ² −ａ² ）／ｂ² 式（２） とし、該レンチキュラーレンズの構成材料の屈折率をｎ
とした時、幾何光学的に球面収差がなくなる条件は、 ｎ＝１／ｅ 式（３） となるから、式（２）、式（３）より、球面収差が除去
出来る条件は、 長軸／短軸＝２ｂ／２ａ＝ｂ／ａ＝ｎ／（ｎ² −１）^1/2 式（４） となる。屈折率ｎ＝１．５の場合式（４）の条件はｂ／
ａ＝１．３４となる。

【０００９】図４のようなエッジライト型面光源の場
合、の直下型の場合とは異なり、フィルムレンズに入
射する光はフィルムレンズの法線方向を中心として法線
から＋−６０〜＋−８０度程度に分布した光（垂直入射
光＋斜入射光）となる。よってフィルムレンズはこれら
の光束を法線を中心として±３０〜±６０程度の拡散角
に集束する必要がある。又フィルムレンズの法線から＋
−６０度以上斜めに入射する光はむしろ導光板側へフィ
ードバックし再利用した方が光エネルギーの利用効率が
良くなり好ましい。以上の条件を満たすレンズ形状とし
ては、理由は不明であるが、実験の結果前記楕円柱レン
チキュラーレンズに於いて、 長軸／短軸＝ｂ／ａ＝１．５５〜１．９５ 式（５） の場合が最も良好に上記要求を満たす事が判った。

【００１０】又図１０に示すように楕円の、長軸短軸比
ｂ／ａ（或いは偏平率ｅ）に加えて、切り込み量Ｄによ
っても拡散角α、透過光の角度分布Ｉ（θ、φ）が決ま
る。今フィルムレンズに入射光が垂直入射するとし、主
切断面の楕円の偏平率ｅ（或いは、長軸／短軸比ｂ／
ａ）が固定されたとした場合を考える。図１０（Ａ）の
ように、切込み量Ｄが小さく単位レンズ１１の両端点Ｐ
ｅ、Ｐｅが、フィルムレンズへの垂直入射光に対する入
射角が臨界角Θｃに達する点Ｐｃ、Ｐｃを含まない（図
１０で言うと、Ｐｃより上の部分のみからなる）レンズ
の場合は、入射光Ｌｉｎは総て、レンズ内面で全反射す
ること無く焦点ｆに集束する光線Ｌｃｏｎｖになる為、
透過光の角度分布Ｉ（θ）（但しθは主切断面方向の角
度）は図１０（Ｃ）のように、−α＜θ＜＋α に限定
された単峰曲線となる。開口幅Ｔが大きくなるに従い、
拡散角αは大きくあり、又ピークは少し低くなる。

【００１１】一方図１０（Ｂ）のように、切込み量Ｄが
大きく単位レンズ１１の両端点Ｐｅ、Ｐｅが、該臨界角
Θｃに達する点Ｐｃ、Ｐｃを含まない（図１０で言う
と、Ｐｃが単位レンズの中に取り込まれる）の場合は、
点Ｐｃ、Ｐｃより内部に入射した光線Ｌｉｎは（Ａ）と
同様、透過屈折し焦点ｆに集束する光線Ｌｃｏｎｖにな
る。しかし、点Ｐｃ、Ｐｃより外部に入射した光線はレ
ンズ／空気界面への入射角Θが、Θ＞Θｃとなる為全反
射によりレンズの反対面からＬｄｉｖとして空気中へ透
過していく。此のＬｄｉｖは図からもわかるように拡散
角＋−αから逸脱した光であり、−α＜θ＜＋α 以外
にも光が分布する。透過光の角度分布Ｉ（θ）は図１０
（Ｄ）のように、双峰又は三峰曲線となる。この両端の
峰がＬｄｉｖに相当するサイドローブである。よって好
ましい面光源様のレンズとしては図１０（Ａ）の様に臨
界点Ｐｃの少し内側迄を使用するのが、適度に広い拡散
角とサイドローブ光の防止、拡散角内の透過光の均一性
の点で好ましい。

【００１２】此の条件を以下具体的に示す。図１１のよ
うに、主切断面の楕円を、 Ｘ² ／ａ² ＋Ｙ² ／ｂ² ＝１ 式（１） 但しａは短軸長、ｂは長軸長で、ａ＜ｂと置く。楕円式
（１）の点（ｘ、ｙ）に於ける法線の傾き角をΦ、接線
の傾き角をΩとする（Φ，Ωは、Ｘ軸から測る）。この
うちΩは解析学（解析幾何学）に従って計算すると、 Ω＝−ｔａｎ^-1（ｂ² ｘ／ａ² ｙ） 式（６） 仍って、フィルムレンズに垂直入射する光線Ｌｉｎが
『レンズ／空気』界面にレンズ内から入射する場合の入
射角は図１１から判るように、 Θ＝π／２−Φ＝Ω＝−ｔａｎ^-1（ｂ² ｘ／ａ² ｙ） 式（７） （絶対）屈折率ｎの物体から、（絶対）屈折率１の空気
（又は真空）中に入射する光の全反射臨界角Θｃは、 Θｃ＝ｓｉｎ^-1（−１／ｎ） 式（８） である。

【００１３】今フィルムレンズ内に垂直入射した光線Ｌ
ｉｎが『レンズ／空気』界面に於いて全反射する臨界条
件は（但し、Ωの負号は無視する）、 Θ＝Θｃ 式（９） であり、式（７）、式（８）を式（９）に代入すること
により、 ｘ／ｙ＝（ａ² ／ｂ² ）＋ｔａｎ〔ｓｉｎ^-1（１／ｎ）〕 ＝（ａ² ／ｂ² ）η 式（１０） となる。但し此処で、η＝ｔａｎ〔ｓｉｎ^-1（１／
ｎ）〕と置いた。或いは、式（１０）を更に変形して、 ｘ⁺ ＝＋ａ² η／（ｂ² ＋ａ² η² ）^1/2 式（１１−１） ｘ^- ＝−ａ² η／（ｂ² ＋ａ² η² ）^1/2 式（１１−２） ｙ＝ｂ² ／（ｂ² ＋ａ² η² ）^1/2 式（１２） を得る。（ｘがｘ⁺ 、ｘ^- の２つ存在するのは、図１０
（Ｂ）で臨界点Ｐｃが左右２箇所あることに対応す
る。）

【００１４】以上の式（１０）、或いは式（１１−１）
〜式（１２）を満たす点でＬｉｎは臨界角となる。そし
て図１０（Ｂ）からもわかるように、 ｘ^- ＜ｘ＜ｘ⁺ 式（１３） の範囲の光線Ｌｉｎは全反射無しでレンズを透過、屈折
し焦点ｆに収束する光線Ｌｃｏｎｖになる。レンズ設計
上式（１３）を満たす様に設計する。一方レンズ両端点
のｘ座標をｘ^pEとした時、 −ｘ^pE≦ｘ≦ｘ^- 式（１４−１） 及び、 ｘ⁺ ≦ｘ≦＋ｘ^pE 式（１４−２） の範囲の光線Ｌｉｎは『レンズ／空気』界面で全反射
し、焦点ｆに収束しない光線Ｌｄｉｖになる。

【００１５】本発明のフィルムレンズ１は、表面と裏面
との両方に前記の柱状又は突起状レンズ群が形成されて
いるが、表のレンズ群の稜線又は配列軸ｘ１と裏面のレ
ンズ群の稜線又は配列軸ｘ２とを角度σで交叉させる。
此処で、 ０°＜σ＜１８０° 式（１５） である。又本発明では、長方形の帯状形状フィルムの両
側の辺と該レンズ群の稜線又は配列軸ｘ１、ｘ２のなす
角度は図２（Ｂ）のように定義する。即ち、１点Ａで互
いに交叉する表面の軸ｘ１と裏面の軸ｘ２とが側面の辺
とそれぞれ点Ｂ、点Ｃで交わる時、これら３点の作る三
角形ＡＢＣを考え、軸ｘ１、軸ｘ２と側面の辺との交わ
る角度のうち、該三角形ＡＢＣの内角となるものを選ん
で、それぞれ、軸ｘ１と辺とのなす角度、軸ｘ２と辺と
のなす角度と定義する。軸ｘ１と辺とのなす角度∠Ｂと
軸ｘ２と辺とのなす角度∠Ｃとは、一般には異なる場合
もあり得るが、後述の様に、製造上両者が等しい方が容
易である。此の場合軸Ｘ１、Ｘ２と側面の辺とのなす角
度は、 ∠Ｂ＝∠Ｃ＝π／２−σ／２＝９０°−σ／２ 式（１６） である。

【００１６】表裏のレンズ群を此の様に交叉させる理由
としては、表面のレンズ群の光学特性と裏面のレンズ群
の光学特性とを組み合わせて、補正、調整して、フィル
ムレンズ全体として所望の光学特性を得る為である。場
合によっては、交叉角度σに加えて、表と裏のレンズの
形状、屈折率等を換えたり、各単位レンズの形状を場所
によって変化させる等の工夫を併用しても良い。光学特
性の補正としては例えば、 レンズの球面収差、コマ収差、非點収差、彎曲収差、
歪曲収差の５収差の削除、矯正。 色収差の削除。 レンズ群の光拡散の角度特性（拡散角、透過率の角度
分布Ｉ（θ、φ）、サイドローブ光の抑制等。θ、φは
球座標の方位角）の補正。 液晶表示素子、照明広告板の印刷絵柄の網点等とのモ
ワレ縞発生防止。 エッジライト型面光源の導光板裏面の光拡散反射パタ
ーンの不可視化。 等である。これらの中でも、特に表裏レンズ群の交叉角
σによって補正する事が容易で且つ効果も大きく、実用
状良く用いられるのは、、、である。以下これら
について詳述する。

【００１７】まずについてであるが、例えば図１
（Ａ）のような円又は楕円柱レンチキュラーレンズの場
合、１枚のレンズ群に入射した光は、稜線と直交する断
面（主切断面）方向にのみ拡散する。此の拡散は図一
（Ｂ）にもあるように、一旦焦線Ｆに集束し、而る後そ
のまま発散することによるものである。その為もっぱら
所定の拡散角αH 内に拡散光を有する角度特性を持つ。
しかし、稜線方向には拡散しない。表面のレンズ群と裏
面のレンズ群とを角σで交叉させて重ねることにより、
主切断面以外の方向にも光を拡散することが出来る。更
に表面のレンズ群と裏面のレンズ群とで、交叉角を変え
たり、単位レンズの焦点距離、切り込み量、周期等のパ
ラメータを変えることにより稜線方向と主切断面方向と
で独立に拡散角αを設定出来る。例えばフィルムレンズ
平面内にＸ軸、Ｙ軸、法線方向にＺ軸をとった場合、Ｘ
軸方向のα_X 、Ｉ_X （θ、φ）と、Ｙ軸方向のα_Y 、Ｉ
_Y （θ、φ）とを独立に設定出来る。又ＸＹ平面内の任
意方向、Ｙ＝ａＸ方向、Ｙ＝ｂＸに光を拡散させる事が
出来る。此の場合、Ｙ＝ａＸ方向とＹ＝ｂＸとのなす角
度γは、 γ＝ｃｏｓ^-1〔（１＋ａｂ）／（（１＋ａ² ）^1/2 （１＋ｂ² ）^1/2 ）〕 式（１７） である。一方各単位レンズ１１の光を拡散させる方向
は、単位レンズの主切断面方向即ち稜線方向と直交する
から、結局式（１７）のγは、表裏レンズの交叉角σに
等しい。即ち、 σ＝ｃｏｓ^-1〔（１＋ａｂ）／（（１＋ａ² ）^1/2 （１＋ｂ² ）^1/2 ）〕 式（１８−１） とし、且つレンズ群の稜線又は配列軸方向を、Ｙ＝ｃ
Ｘ、Ｙ＝ｄＸとした時Ｙ＝ａＸとＹ＝ｃＸとのなす角
度、Ｙ＝ｂＸとＹ＝ｄＸとのなす角度はともに９０°で
あるから、直交する２直線の傾きの積が−１になること
より、 ｃ＝−１／ａ 式（１８−２） ｄ＝−１／ｂ 式（１８−３） とすれば、所望の方向に光を拡散させるレンズ群を設計
することが出来る。

【００１８】１例として、通常のテレビジョン受信機や
ＯＡ機器の画面の背面光源の光拡散用途の場合は、主に
利用者は画面の左右方向に分布し、状況によって視線を
上下させる事が多い。よって、拡散光は互いに直行する
２方向（例えば水平方向及び鉛直方向）のみに拡散すれ
ば足りる事が多い為、該交叉角σ＝９０度に設計すると
良好である。拡散角αの見積もりとしては、例えば図９
のように球面収差を除去した、ｂ／ａ＝ｎ／（ｎ² −
１）^1/2 の楕円を主切断面とする楕円柱レンチキュラー
レンズの場合、焦点距離をｆ、単位レンズの開口幅（＝
周期）をＴとした時、拡散角αは概略、 α＝２ｔａｎ^-1（Ｔ／２ｆ） 式（１９） と見積もられる。

【００１９】次にの場合の設計であるが、表示素子の
画素とのモアレ縞防止の為には、１つの態様として、画
素の配列軸とレンズ群の稜線方向又は配列軸方向ｘ１、
ｘ２との交叉角μを、 １５°＜μ＜７５° 式（２０） する方法がある。もう１つの態様としては、フィルムレ
ンズ１の単位レンズ１１の周期Ｔを表示素子の画素の周
期の１／３以下にすると良い。

【００２０】又の設計であるが、エッジライト型面光
源の導光板裏面の光拡散反射パターンの不可視化の為に
は、図６の様にレンズ群の稜線方向又は配列軸方向ｘ
１、ｘと光拡散反射パターンの配列方向Ｘ、Ｙとの交叉
角νとを、 ν＝ｓｉｎ^-1（２／５^1/2 ）＝６３．４° 式（２１−１） 又は ν＝ｓｉｎ^-1（１／５^1/2 ）＝２６．６° 式（２１−２） に設定すると良い。式（２１−１）と式（２１−２）と
の違いは、図６（Ｃ）に示す様に、角度νを測る基準を
がその配列軸Ｘ、Ｙのいずれにおくかの違いであり、実
質的には同一である。又上記角度は最適値であるが、こ
の前後の角度であれば、ほぼ良好な結果を与える。大
体、式（２１）の最適値±１０°ぐらいであれば実用状
問題ない。

【００２１】特に本発明のフィルムレンズ１を図４のよ
うなエッジライト型面光源に用いる場合には、そのレン
ズ形状は以上述べた所望の光学特性を満たすようにする
のに加えて、導光板２とフィルムレンズ１との間に、図
１４のように光の波長λ以上の空隙ΔＸ（ΔＸ≧λ）を
少なくとも部分的に設けることが望ましい。これは該面
光源は全面均一な輝度と、法線方向を中心とした所望の
角度範囲内のみに集束された出力光との両方の要求を満
たす必要があるが、その為には図１２のように表面２１
が平滑鏡面である導光板２の内部から光源光Ｌ１のうち
『導光板表面２１／空気層』界面の臨界角Θｃ未満の比
較的法線芳香に近い光線のみ透過光として取り出し、臨
界角Θｃ以上の斜め光は全反射によってＬ1Rのように光
源から離れた遠方に先送りし、其処の光拡散反射層（パ
ターン）で一部を法線方向近傍の光に変換し出力光とし
て利用する、と云うような光の有効配分が必要とな為で
ある。

【００２２】ところで、斯かる全反射をより詳細に分析
してみると（これは電磁場のＭａｘｗｅｌｌ方程式の境
界値問題を解くことによって得られる）、導光板の界面
２１に臨界角Θｃ以上で入射する光Ｌ１の電磁場の一部
Ｌ１ｖは一部界面の向こう側（空気又は真空）にトンネ
ル効果で浸透している。このＬ１ｖは振幅が距離の指数
関数で減衰し、大体光の波長λ程度の距離で殆ど０とな
り、再び導光板２の側に押し返されて、全反射光Ｌ１ｒ
に合流する。仍って最終的には入射光のエネルギーは１
００％反射される。

【００２３】ところが、図１３の様に導光板表面２１上
に裏面が平滑（凹凸深さが光の波長未満）なレンズフィ
ルム１を重ねると、導光板表面２１とレンズフィルム１
との距離ΔＸは光の波長未満（ΔＸ＜λ）となるためト
ンネル効果で滲出した電磁場Ｌ１ｖは０とはならないう
ちにフィルムレンズ１に侵入する（勿論此処では全反射
は起きない）。すると光が伝播できる媒質がある為、電
磁場Ｌ１ｖは再び進行波Ｌ１ｔとなる。即ち光は透過し
全反射は起きなくなる。従って、此の場合は光源５から
界面２１に入射した光は（臨界角以上であっても）全反
射は起きず、かなりの量透過しレンズを通して出力され
る。仍って導光板の出力光は光源近傍（大体導光板の光
進行方向の長さの２０％位）は極めて高輝度であるが、
それを過ぎると急激に輝度は減衰し暗くなってしまう。

【００２４】一方、本発明のように導光板表面２１上に
裏面が光の波長以上の深さの凹凸を有するフィルムレン
ズ１を積層すると、図１４のように導光板２とフィルム
レンズ１との間は、必ず、光の波長λ以上の間隙ΔＸが
できる（ΔＸ＞λ）Ｑ 仍って、界面２１に入射する光線Ｌ１のうち空隙部分７
に入射した光線は臨界角未満の拡散光を除き大部分は全
反射で導光板の別の場所に先送りされて其処で有効利用
され、導光板２とフィルムレンズ１とが光の波長以下の
間隙で密着している分に入射する光は全反射することな
く大部分が透過光として出力される。又フィルムレンズ
１と導光板表面２１との間に光等方拡散性（艶消）透明
フィルム８を挿入し、該透明フィルム８の裏面又は裏面
と表面に光の波長以上の凹凸を形成することも出来る。
この様にしても、導光板表面２１と光等方拡散性透明フ
ィルム８との界面に於いて、前記と同様の効果が気体で
きる。

【００２５】此の様な、空隙部の面積率は概略以下のよ
うに求められる。即ち、フィルムレンズの裏面が仮に全
面、光の波長以下の凹凸の平滑鏡面だとすると、全入力
光量ＥINは導光板のうち光源近傍の光伝播方向の長さＺ
の２０％の面積（導光板の幅Ｗは一定とすると長さと面
積は比例する）０．２ＺＷから出力されてしまう。フィ
ルムレンズ１の裏面に光波長以上の凹凸部分を設けるこ
とにより、前記の機構でＥINの一部が全反射して導光板
の残り０．８ＺＷ面積に分配され、その結果ＥINは全面
積ＺＷに均等に分布する。と云うことは光源近傍の面積
０．２ＺＷに入射する光量ＥINのうちの80％を全反射で
先送りすれば良い事になる。ところで界面21の或る部分
に入射した光量のうち全反射する比率は、概略のとこ
ろ、全表面積のうちの空隙部の占める面積に比例すると
考えられるから、結局面光源全面の輝度の均一分布と光
源の光離農の有効利用の為には、その上に積層するフィ
ルムレンズの裏面のレンズ群は、光の波長以上の深さ
（或いは突起の高さ）を有する部分の面積ＳGAP とレン
ズフィルム１の全面積Ｓとの比、 ＳGAP ／Ｓ＝０．８ 式（２２） 乃至はその前後の値になるよう設計すれば良い。但し此
処で言う面積とは凹凸表面の表面積ではなく、該フィル
ムレンズに平行な平面に投影した射影面積のことであ
る。又この空隙の深さ（高さ）は、例えばＪＩＳ−Ｂ−
０６０１の１０点平均粗さＲｚ等により測定する。

【００２６】本発明の製造方法で得られた帯状フィルム
状となったフィルムレンズ１から用途に応じた所望の寸
法の毎葉フィルムレンズ１３を切り出す。本発明では第
７図（Ａ）のように、１枚の帯状フィルムレンズ１を所
望の形状寸法に１回切断するだけで完了する。その差異
表裏のレンズ群の稜線方向を位置合わせする必要もな
い。よって極めて簡単に、且つ高精度で表裏レンズの稜
線方向が所望の交叉角σで交叉した両面毎葉フィルムレ
ンズ１３を得る。これに対して、第７図（Ｂ）のよう
に、従来広く製造仕様されている表面にのみレンズ群を
形成したフィルムを２枚背中合わせに貼り合わせる事に
よっても本発明の請求項１〜２記載のフィルムレンズを
毎葉化したものを製造することはできるが、図から明白
なように此の場合は、表面用フィルムレンズと裏面用フ
ィルムレンズとの２枚の毎葉レンズを切出す必要があ
り、しかも表面用と裏面用とでは、レンズの稜線に対す
る切断方向を変えなければならない。さらに切り出した
表面用と裏面用の毎葉フィルムレンズを表裏の稜線方向
の交叉角が所望の値になるような向きに合わせた上で、
接着積層する工程が必要であり、煩雑で、且つ交叉角度
σに誤差を生じ易い。

【００２７】レンズ形状を形成する方法としては、例え
ば、 公知の熱プレス法（特開昭５６−１５７３１０号公報
記載）；熱可塑性樹脂フィルムを加熱軟化させ、所望の
レンズ群形状と同一形状で逆凹凸の凹凸を刻設したエン
ボス版で加圧し、れンズ群形状を賦型し、冷却して形状
を固定する。 熱プレス後紫外線硬化で固定する方法（特開昭６１−
１５６２７３号公報記載）；電離放射線硬化性の熱可塑
性樹脂フィルムにロールエンボス版によってエンボス加
工したのちに、電離放射線（紫外線、電子線等）を照射
してそのフィルムを硬化させ、形状を完全に固定させる
方法。 電離放射線硬化性樹脂液を用いた輪転キャスティング
成形法（米国特許第４６７６８５０号、米国特許第３６
８９３４６号、特開平３−２２３８８３号等に記載）；
レンズ群形状と同形状逆凹凸の凹凸を刻設したロール型
（ロール凹版）上に電離放射線硬化性樹脂液を塗布し凹
部に充填後、樹脂液を介してロール型上に透明基材フィ
ルムを被覆密着したまま電離放射線（紫外線、電子線
等）を照射し硬化させ、それに接着した基材フィルムと
をロール型から離型し、ロール型のレンズ群形状を硬化
樹脂層に賦形する方法。 等を用いる。

【００２８】これらの方法を用いて、本発明のフィルム
レンズを製造する場合、以下の３通りの方法に類別出来
る。 Ｉ〔表面、裏面別々に成型する方法〕 Ｉ−ａ〔表裏別々の型を使用、表裏２工程で賦形〕 先ず、透明な長方形帯状フィルムを用意し、成形型とし
て第１の成形型と第２の成形型とを用意する。第１、第
２の成形型は、いずれも所望のレンズ群の凹凸と同一形
状で逆凹凸の形状が表面に刻設しておく。第１の成形型
と第２の成形型とでは、刻設してあるレンズ形状凹凸の
稜線方向又は突起群の配列方向を互いに角σで交叉する
様に配置する。且つ長方形帯状フィルムの両側面の辺に
対応する方向と該稜線方向又は突起群の配列方向とは、
９０°−σ／２°になる様配置する。続いて、前記の
熱プレス法、又は熱プレス後紫外線硬化で固定する方
法、又は電離放射線硬化性樹脂液を用いた輪転キャス
ティング成形法によりレンズ群形状を賦形するが、帯状
フィルムの表裏は反転させずにその儘の表裏で給紙、走
行させつつ、先ず表面に第１の成形型を用いて表面のレ
ンズ群形状を賦型する、次いで第２の成形型を用いて裏
面に裏面のレンズ群形状を賦型する。

【００２９】Ｉ−ｂ〔表裏とも同一の型を使用、２工程
で賦形〕 先ず、透明な長方形帯状フィルムを用意し、１つの成形
型のみ用意する。該成形型は、いずれも所望のレンズ群
の凹凸と同一形状で逆凹凸の形状が表面に刻設してお
く。刻設してあるレンズ形状凹凸の稜線方向又は突起群
の配列方向が長方形帯状フィルムの両側面の辺に対応す
る方向と該稜線方向又は突起群の配列方向とが、９０°
−σ／２°になる様配置する。続いて、前記の熱プレ
ス法、又は熱プレス後紫外線硬化で固定する方法、又
は電離放射線硬化性樹脂液を用いた輪転キャスティン
グ成形法によりレンズ群形状を賦形するが、先ず該帯状
フィルムの表面に該成形型を用いてレンズ群形状を賦形
し、これを表面レンズ群とする。次いで該フィルムを表
裏反転させた上で該同一の成形型を用いて該フィルムの
裏面にレンズ群を賦形し、裏面のレンズ群とする。

【００３０】ＩＩ〔表裏別々の型を使用、表裏同時に賦
形〕 先ず、透明な長方形帯状フィルムを用意し、成形型とし
て第１の成形型と第２の成形型とを用意する。第１、第
２の成形型は、いずれも所望のレンズ群の凹凸と同一形
状で逆凹凸の形状が表面に刻設しておく。第１の成形型
と第２の成形型とでは、刻設してあるレンズ形状凹凸の
稜線方向又は突起群の配列方向を互いに角σで交叉する
様に配置する。且つ長方形帯状フィルムの両側面の辺に
対応する方向と該稜線方向又は突起群の配列方向とは、
９０°−σ／２°になる様配置する。続いて、前記の
熱プレス法、又は熱プレス後紫外線硬化で固定する方
法、又は電離放射線硬化性樹脂液を用いた輪転キャス
ティング成形法によりレンズ群形状を賦形するが、帯状
フィルムの表裏は反転させずにその儘の表裏で給紙、走
行させつつ、第１の成形型と第２の成形型とを回転軸が
平行であって互いに逆方向（フィルムを一方向に送るよ
うに）対向させ、両型の間に帯状フィルムを通し、表裏
同時にレンズ群形状を賦形する。

【００３１】該ロール凹版のの作製方法としては、例え
ば、金属等のロール上に旋盤を用いて加工したり、
数値制御された切削加工機により、金属等の原型を加工
した後、原型自体を焼入れ加工させたり、または、原型
から電鋳法により凹凸形状を別の金属にさらに型取りし
たものをミルとして用い、公知のミル加工法により金属
ロール状の版材に凹凸形状を加工する方法、版の法線
方向の断面形状が単純な場合には、公知の光腐食法を用
いることもできる。

【００３２】透光性基材に要求される透光性は、各用途
の使用に支障のない程度に、拡散光を最低限透過するよ
うに選定する必要があり、無色透明が一番望ましいが、
用途によっては着色透明又は艶消半透明であってもよ
い。尚、帯状フィルムを巻取の状態で供給し、成形後再
び巻き取って使用する場合には、巻き取ることができ、
又龜裂や割れ等の生じない程度の可撓性、柔軟性を有す
るような材料及び厚みを選定する必要がある。

【００３３】面光源の光の分布状態を評価するには、拡
散角が有効である。拡散角としては例えば半値角αH が
用いられる。これは、透過光輝度( 又は強度) が光放出
面の法線からの角度αの減少関数Ｉ（α）とした時に、
Ｉ (αH)＝Ｉ（α) ２となる角度αH として定義され
る。

【００３４】半値角αH は、用途にもよるが、一般的に
は、水平方向、垂直方向とも１０°≦αH ≦６０°程度
が好ましい。より好ましくは、４０°≦αH ≦６０°程
度である。

【００３５】次に、光の透過率（または反射率）および
その角度依存性は、フィルムレンズの場所によって変動
がなく均一である必要がある。

【００３６】

【発明の効果】本発明の請求項１及び請求項２のフィル
ムレンズは両面に凸部または凹部からなるレンズの平行
線群が形成され、各平行線群は互いに、角度σ°（０°
＜σ＜１８０°）で交差する方向に形成されているた
め、所望の角度範囲内に均一な輝度を得ることができ
る。而も、表面レンズ群と裏面レンズ群の交叉角度σに
よってフィルムレンズ面内の各種方向の拡散角α、透過
光の強度（輝度）の角度分布Ｉ（θ、φ）を任意に設計
出来る。例えばフィルムレンズ平面内にＸ軸、Ｙ軸、法
線方向にＺ軸をとった場合、Ｘ軸方向のα_X 、Ｉ
_X （θ、φ）と、Ｙ軸方向のα_Y 、Ｉ_Y （θ、φ）とを
独立に設定出来る。又ＸＹ平面内の任意方向、Ｙ＝ａＸ
方向、Ｙ＝ｂＸに光を拡散させる事が出来る。

【００３７】又、本発明のフィルムレンズは裏面に凸部
または凹部からなるレンズの平行線群が形成されている
ため、エッジライト型光源の導光板の平滑平面上に置い
た場合に、フィルムレンズと導光板との間に光の波長以
上の空隙が形成することが出来る。そのため導光板表面
２１での光全反射光量と透過光量との適切な配分がなさ
れ、導光板表面輝度の均一な面分布と高輝度、高効率な
発光を実現出来る。

【００３８】レンズ群の稜線方向又は配列方向と液晶表
示装置の画素列とのモアレ縞、レンズ平行線群と液晶表
示装置バックライトの光拡散反射性網点とのモアレ縞が
生じない。

【００３９】特に、請求項２の長方形帯状フィルムにつ
いては、それを所定の寸法及び形状に切り抜いて毎葉の
両面フィルムレンズを得る場合に、１階の裁断で済み、
しかもその差異に表面レンズの稜線方向と裏面レンズの
稜線方向との交叉角σの調整も不要でありる。仍って、
簡便な加工工程で、しかも高精度の交叉角を有する毎葉
両面フィルムレンズを得ることができる。

【００４０】請求項３の製造方法は、長方形帯状（ウエ
ブ状）のフィルムを連続供給して製造するものであり、
又予め第１の成形型と第２の成形型との刻設凹凸形状、
及び加工機への設定固定さえ正確に行えば、加工中に表
裏レンズの交叉角が狂う事はない。従って表面のレンズ
群の稜線又は配列方向と裏面のレンズ群の稜線又は配列
方向とが、正確にσで交叉したフィルムレンズ群を、所
望の量だけ量産する事が出来る。又製造中に、何回も表
裏レンズの交叉角度を調整する必要もない。その上輪転
連続給紙する事により、高速度、高能率で製造が出来
る。

【００４１】請求項４の製造方法は、同一の成形型１つ
のみ使用、帯状フィルムの方を表裏反転させ、表面、及
び裏面のレンズ群を形成する為、請求項３、請求項５の
方法に比べ、工程は１回余分に要し、又表裏同一形状の
レンズを形成する場合に限定されるが、その反面利点と
して成形型は１つで済む。一般に此の種の成形型は製造
に費用、労力、及び時間がかかる為成形型を１つ節約出
来る利点は大きい。

【００４２】請求項５の製造方法は、表面レンズ群用の
成形型と裏面レンズ群用の成形型とを対向させ、両者の
間に帯状フィルムを挿入供給して表裏レンズ群を製造す
るものである。其の為、請求項３の製造方法に比べて製
造速度、能率は同じで落ちることなく、その上成形型及
び、樹脂液供給機構等周辺機器を１箇所に集中配置出来
る。従って、製造装置のスペースを節約する事が出来
る。加えて、表面レンズ群成形型と裏面レンズ群成形型
とがフィルムを挾んで接触し、且つ同時に表裏成形され
る為、請求項３の製造方法に比べ、表裏レンズ群の交叉
角度σが狂いにくく、σにより高精度を要求される場合
に好適である。

【００４３】

【実施例１】 （レンズの成形工程）図３のような装置を用い、以下の
工程により製造した。 厚さ１００μｍの無色透明な２軸延伸ポリエチレンテ
レフタレートの基材フィルム１０２の巻取りロール１０
１を用意した。 金属円筒表面に楕円柱レンチキュラーレンズ形状の逆
型１０５（同一形状で凹凸が逆）でその平行線群をロー
ル円周に対して６０°の方向に刻設したロール状凹版１
０４を用意し、これを中心軸の回りに回転させつつ、Ｔ
ダイ型ノズル１１１から紫外線硬化型樹脂液１０６を版
面に供給し、レンズの逆型の凹凸表面１０５を充填被覆
した。 次いで前記基材フィルムを巻取りロール１０１からロ
ール状凹版１０５の回転周速度と同期する速度で巻出し
て、押圧ロール１０３で基材フィルム１０２を該ロール
凹版上に、該樹脂液を間に介して積層密着させ、そのま
まの状態で樹脂液を水銀燈１０７で架橋硬化させると同
時に基材フィルムとを接着した。 次いで剥離ロール１０８を用いて走行する基材フィル
ムを、それに接着したレンズ形状１０９の成形された硬
化樹脂と共に剥離し、楕円柱レンチキュラーレンズフィ
ルム２００を得た。該フィルムレンズはそのまま巻き取
った。 更に、上記で得たフィルムレンズ１１０の表裏を反転
させ、上記の図３の装置とロール状凹版をそのまま使用
してそこに通し、該フィルムレンズ１１０の裏面に、上
記と同様の工程でレンズ群を形成した。 斯くして、両面に楕円柱レンチキュラーレンズを有
し、その表面のレンチキュラーレンズの稜線方向と裏面
のレンチキュラーレンズの稜線方向とが交叉角度６０°
で交差する図１或いは図２のようなフィルムレンズ１を
得た。ちなみに；レンズ形状 ；図１の通り、 単位レンズ形状；楕円柱（楕円の長軸はフィルム面に垂
直方向とする。） 長軸長２ｂ＝２３０μｍ 短軸長２ａ＝１２８μｍ ｂ／ａ＝１．８０ レンズ単位の繰り返し周期ｐ＝１００μｍ 切込み量Ｄ＝４３μｍ紫外線硬化樹脂液 ； 多官能ポリエステルアクリレートオリゴマー 光反応開始剤 を主成分とする。以上の様に製造したフィルムレンズを
用いて、図４（Ａ）のようにフィルムレンズ１を構成し
たエッジライト型面光源を得た。導光板 ２； 材料；ポリメチルメタアクリレート重合体樹脂 形状；直方体。 厚み４ｍｍ 表面；中心線平均粗さが全面においてＲ_Z ＝０．１μｍ
未満の平滑性に仕上げた。 裏面；艶消し透明インキで、円形の網点状に印刷し、裏
面にアルミニウムをポリエチレンテレフタレートフィル
ム３に真空蒸した鏡面反射性フィルム４を置いた。網点
はシリカの微粉末をアクリル系樹脂のバインダーに分散
させたモのを用いシルクスクリーン印刷で形成した。網
点の配列は、繰り返し周期５ｍｍで縦・横方向に配列さ
せた。網点の直径は光源に近い所では、０．１ｍｍと
し、光源からの距離に比例して大きくし、光源と反対側
の端部で２ｍｍとした。光源 ５ 線光源として、白色蛍光灯を導光板の一端に配置した。
導光板と反対側には金属性の反射鏡を置いた。以上の構
成の面光源の性能は以下の通り。 半値角＝３６° 法線方向輝度（導光板中央部）＝２０００ｃ／ｍ² 法線方向輝度の光放出面の分布；＋−５％以内。 目視でも輝度のムラ、導光板裏面の網点の像も見えず、
又それに基づくモアレもなく均一。

【００４４】

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）本発明によるフィルムレンズの実施例を
示した図である。（Ｂ）フィルムレンズの単位レンズの
稜線方向及び主切断面方向の光線の挙動を示す。

【図２】（Ａ）本発明による連続したフィルムレンズの
実施例を示した図である。（Ｂ）図２（Ａ）のフィルム
レンズに於ける表面レンズ群の稜線方向ｘ１と裏面レン
ズ群の稜線方向ｘ２との交叉角度σの定義を示す図。

【図３】本発明によるフィルムレンズの製造装置の実施
例を示した図である。特に請求項３に対応する。

【図４】本発明のフィルムレンズを用いた液晶表示装置
の照明装置の実施例を示した図である。所謂エッジライ
ト型の場合。

【図５】本発明のフィルムレンズを用いた液晶表示装置
の照明装置の実施例を示した図である。所謂エッジライ
ト型の場合。

【図６】本発明のフィルムレンズを液晶表示装置の照明
装置に用いた場合のモアレ解消について説明するための
図である。（Ａ）導光板（裏面に光拡散反射パターンあ
り）。（Ｂ）フィルムレンズ。（Ｃ）図６（Ａ）の裏面
の光拡散反射パターンの配列軸Ｘ、Ｙ、及びフィルムレ
ンズの稜線又は配列方向ｘ１、ｘ２との角度関係。

【図７】本発明の連続したフィルムレンズから、液晶表
示装置の照明装置用の毎葉レンズに裁断する工程につい
て説明するための図である。（Ａ）本発明請求項２の長
方形帯状の両面フィルムレンズを用いた場合。（Ｂ）従
来公知の長方形帯状の片面フィルムレンズを用いた場
合。

【図８】本発明のフィルムレンズの形状各種。（Ａ）円
（楕円）柱型レンチキュラーレンズ。凸レンズの場合。
（Ｂ）３角形プリズム型レンチキュラーレンズ。（Ｃ）
５角形プリズム型レンチキュラーレンズ。（Ｄ）円（楕
円）柱型レンチキュラーレンズ。凹レンズの場合。
（Ｅ）球（楕円体）面型蠅の目レンズ。（Ｆ）４角錐型
蠅の目レンズ。

【図９】本発明のフィルムレンズの光学特性。半値角α
を説明するための図である。

【図１０】本発明のフィルムレンズの光学特性。楕円柱
型レンチキュラーレンズに於ける、偏平度ｅと切込み量
Ｄによる光拡散特性への影響を説明するための図であ
る。（Ａ）切込み量Ｄが小で、レンズが全反射領域を含
まない場合。（Ｂ）切込み量Ｄが大で、レンズが全反射
領域を含む場合。（Ｃ）レンズが図１０（Ａ）の場合の
透過光量の角度分布Ｉ（θ）。（Ｄ）レンズが図１０
（Ｂ）の場合の透過光量の角度分布Ｉ（θ）。

【図１０】単位レンズ１１の主切断面が縦長の楕円の場
合の、全反射臨界点Ｐｃを説明する図。

【図１１】単位レンズ１１の主切断面が縦長の楕円の場
合に、フィルムレンズ裏面から垂直入射した光線がレン
ズ表面／空気界面に入射する場合の臨界角を説明する図

【図１２】表面が平滑鏡面な導光板の表面に入射する全
反射光の挙動を示す図。

【図１３】表面が平滑鏡面な導光板の表面にフィルムレ
ンズを積層した図。 導光板／フィルムレンズ間の空隙ΔＸ＜光源波長λ

【図１４】表面が平滑鏡面な導光板の表面にフィルムレ
ンズを積層した図。 導光板／フィルムレンズ間の空隙ΔＸ＞光源波長λ

【符号の説明】

１ フィルムレンズ。 １１単位レンズ。 １２フィルムレンズの底面。 １３毎葉化フィルムレンズ ２ 導光板。 ２１導光板表面 ３ 光拡散反射フィルム。 ３１透明フィルム。 ３２光拡散反射パターン（網点の例）。 ４ 鏡面光反射フィルム。 ５ 光源。 ５１線光源。 ５２光反射鏡。 ６ 液晶表示装置 ７ 空隙。 ８ 艶消透明（光等方拡散性）フィルム。 ９ハウジング １０光拡散反射面 １０１巻取りロール １０２基材フィルム １０３押圧ロール １０４ロール状凹版 １０５レンズ形状の逆型 １０６紫外線硬化型樹脂液 １０７水銀灯 １０８剥離ロール １０９レンズ形状 １１０フィルムレンズ １１１Ｔダイ型ノズル １１２給紙送りロール １１３コンペンセータロール １１４排紙送りロール ｆ 単位レンズの焦点。 Ｔ 単位レンズの周期（開口幅）。 Ｄ 単位レンズの切込み量。 ａ 楕円の短軸。 ｂ 楕円の長軸。 ｎ レンズの（絶対）屈折率。 Ｐｃ単位レンズの臨界点（光線Ｌｉｎがレンズ／空気界
面に入射する時、丁度臨界角Θｃに達する点）。 Ｐｅ単位レンズ両端の点。 Ｌｉｎ単位レンズ底面１２に垂直入射する光線。 Ｌｃｏｎｖレンズから射出する光線のうち焦点（線）に
集束するもの。 Ｌｄｉｖレンズから射出する光線のうち焦点（線）に集
束せず、発散する光線サイドローブを形成する。 Ｌ1 導光板内部から導光板表面２１へ入射する光線。 Ｌ1v 導光板表面２１からトンネル効果で外部に滲み出
した電磁場（光線）。 Ｌ1R 導光板表面２１で全反射した光線。 Ｌ1T トンネル効果によって導光板表面２１に、光源光
波長未満の距離で接近したフィルムレンズ内に透過して
行く光線。 ｘ１表面レンズ群の稜線又は突起群の配列方向。 ｘ２裏面レンズ群の稜線又は突起群の配列方向。 σ 表面レンズの稜線又は配列方向ｘ１と裏面レンズの
稜線又は配列方向ｘ２との交叉角度。 Θｃレンズから、空気（又は真空）中に入射する光の全
反射臨界角 Ｉ フィルムレンズ透過光の角度分布。 θ 球座標（３次元極座標）の方位角。 φ 球座標（３次元極座標）の方位角。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成６年４月６日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）本発明によるフィルムレンズの実施例を
示した図である。（Ｂ）フィルムレンズの単位レンズの
稜線方向及び主切断面方向の光線の挙動を示す。

【図２】（Ａ）本発明による連続したフィルムレンズの
実施例を示した図である。（Ｂ）図２（Ａ）のフィルム
レンズに於ける表面レンズ群の稜線方向ｘ１と裏面レン
ズ群の稜線方向ｘ２との交叉角度σの定義を示す図。

【図３】本発明によるフィルムレンズの製造装置の実施
例を示した図である。特に請求項３に対応する。

【図４】本発明のフィルムレンズを用いた液晶表示装置
の照明装置の実施例を示した図である。所謂エッジライ
ト型の場合。

【図５】本発明のフィルムレンズを用いた液晶表示装置
の照明装置の実施例を示した図である。所謂エッジライ
ト型の場合。

【図６】本発明のフィルムレンズを液晶表示装置の照明
装置に用いた場合のモアレ解消について説明するための
図である。（Ａ）導光板（裏面に光拡散反射パターンあ
り）。（Ｂ）フィルムレンズ。（Ｃ）図６（Ａ）の裏面
の光拡散反射バターンの配列軸Ｘ、Ｙ、及びフィルムレ
ンズの稜線又は配列方向ｘ１、ｘ２との角度関係。

【図７】本発明の連続したフィルムレンズから、液晶表
示装置の照明装置用の毎葉レンズに裁断する工程につい
て説明するための図である。（Ａ）本発明請求項２の長
方形帯状の両面フイルムレンズを用いた場合。（Ｂ）従
来公知の長方形帯状の片面フィルムレンズを用いた場
合。

【図８】本発明のフィルムレンズの形状各種。（Ａ）円
（楕円）柱型レンチキュラーレンズ。凸レンズの場合。
（Ｂ）３角形プリズム型レンチキュラーレンズ。（Ｃ）
５角形プリズム型レンチキュラーレンズ。（Ｄ）円（楕
円）柱型レンチキュラーレンズ。凹レンズの場合。
（Ｅ）球（楕円体）面型蝿の目レンズ。（Ｆ）４角錐型
蝿の目レンズ。

【図９】本発明のフィルムレンズの光学特性。半値角α
を説明するための図である。

【図１０】本発明のフィルムレンズの光学特性。楕円柱
型レンチキュラーレンズに於ける、偏平度ｅと切込み量
Ｄによる光拡散特性への影響を説明するための図であ
る。（Ａ）切込み量Ｄが小で、レンズが全反射領域を含
まない場合。（Ｂ）切込み量Ｄが大で、レンズが全反射
領域を含む場合。（Ｃ）レンズが図１０（Ａ）の場合の
透過光量の角度分布Ｉ（θ）。（Ｄ）レンズが図１０
（Ｂ）の場合の透過光量の角度分布Ｉ（θ）。

【図１１】単位レンズ１１の主切断面が縦長の楕円の場
合に、フィルムレンズ裏面から垂直入射した光線がレン
ズ表面／空気界面に入射する場合の臨界角を説明する
図。

【図１２】表面が平滑鏡面な導光板の表面に入射する全
反射光の挙動を示す図。

【図１３】表面が平滑鏡面な導光板の表面にフィルムレ
ンズを積層した図。 導光板／フィルムレンズ間の空隙ΔＸ＜光源波長λ

【図１４】表面が平滑鏡面な導光板の表面にフィルムレ
ンズを積層した図。 導光板／フィルムレンズ間の空隙ΔＸ＞光源波長λ

【符号の説明】 １ フィルムレンズ １１ 単位レンズ １２ フィルムレンズの底面 １３ 毎葉化フィルムレンズ ２ 導光板 ２１ 導光板表面 ３ 光拡散反射フィルム ３１ 透明フィルム ３２ 光拡散反射パターン（網点の例） ４ 鏡面光反射フィルム ５ 光源 ５１ 線光源 ５２ 光反射鏡 ６ 液晶表示装置 ７ 空隙 ８ 艷消透明（光等方拡散性）フィルム ９ ハウジング １０ 光拡散反射面 １０１ 巻取りロール １０２ 基材フィルム １０３ 押圧ロール １０４ ロール状凹版 １０５ レンズ形状の逆型 １０６ 紫外線硬化型樹脂液 １０７ 水銀灯 １０８ 剥離ロール １０９ レンズ形状 １１０ フィルムレンズ １１１ Ｔダイ型ノズル １１２ 給紙送りロール １１３ コンペンセータロール １１４ 排紙送りロール ｆ 単位レンズの焦点 Ｔ 単位レンズの周期（開口幅） Ｄ 単位レンズの切込み量 ａ 楕円の短軸 ｂ 楕円の長軸 ｎ レンズの（絶対）屈折率 Ｐｃ 単位レンズの臨界点（光線Ｌｉｎがレンズ／空気
界面に入射する時、丁度臨界角Θｃに達する点） Ｐｅ 単位レンズ両端の点 Ｌｉｎ 単位レンズ底面１２に垂直入射する光線 Ｌｃｏｎｖ レンズから射出する光線のうち焦点（線）
に集束するもの Ｌｄｉｖ レンズから射出する光線のうち焦点（線）に
集束せず、発散する光線サイドローブを形成する Ｌ１ 導光板内部から導光板表面２１へ入射する光線 Ｌ１ｖ 導光板表面２１からトンネル効果で外部に滲み
出した電磁場（光線） Ｌ１Ｒ 導光板表面２１で全反射した光線 Ｌ１Ｔ トンネル効果によって導光板表面２１に、光源
光波長未満の距離で接近したフィルムレンズ内に透過し
て行く光線 ｘ１ 表面レンズ群の稜線又は突起群の配列方向 ｘ２ 裏面レンズ群の稜線又は突起群の配列方向 σ 表面レンズの稜線又は配列方向ｘ１と裏面レンズの
稜線又は配列方向ｘ２との交叉角度 Θｃ レンズから、空気（又は真空）中に入射する光の
全反射臨界角 Ｉ フィルムレンズ透過光の角度分布 θ 球座標（３次元極座標）の方位角 φ 球座標（３次元極座標）の方位角

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 凸レンズ又は凹レンズからなる単位レン
   ズをその稜線が互いに平行になる様に多数配列した線形
   レンズ群が表裏両面に形成されてなり、表面の線形レン
   ズ群の稜線方向と裏面の線形レンズ群の稜線方向とが、
   角度σ°（０°＜σ＜１８０°）で交叉する事を特徴と
   する透明なフィルムレンズ。
2. 【請求項２】 該フィルムレンズの形状が長方形の帯状
   形状を呈し、該フィルムレンズの表面及び裏面の線形レ
   ンズ群の稜線方向と帯状フィルムの両側面の辺とのなす
   角度が各々９０°−σ／２°となる様に形成されてなる
   事を特徴とする請求項１記載のフィルムレンズ。
3. 【請求項３】 先ず、透明な長方形帯状フィルムの表面
   に第１の成形型を用いて線形レンズ群を形成し、次いで
   該長方形帯状フィルムの裏面に第２の成形型を用いて線
   形レンズ群を形成し、斯くして透明な長方形帯状フィル
   ムの表裏両面に線形レンズ群を有し、表面の線形レンズ
   群の稜線方向と裏面の線形レンズ群の稜線方向とが互い
   にσ°となる様なレンズフィルムを得る製造方法に於い
   て、 第１の成形型として、表面に、凸レンズ又は凹レンズか
   らなる単位レンズをその稜線が互いに平行になる様に多
   数配列した線形レンズ群であって、帯状フィルムの両側
   面の辺とのなす角度が９０°−σ／２°となる様に形成
   されてなる線形レンズ群の逆凹凸が形成された成形型を
   用い、 第２の成形型として、表面に、凸レンズ又は凹レンズか
   らなる単位レンズをその稜線が互いに平行になる様に多
   数配列した線形レンズ群であって、帯状フィルムの両側
   面の辺とのなす角度が９０°−σ／２°であって、尚且
   つ第１の成形型の稜線方向と第２の成形型の稜線方向と
   のなす角がσとなる様に形成されてなる線形レンズ群の
   逆凹凸が形成された成形型を用いる、事を特徴とするフ
   ィルムレンズの製造方法。
4. 【請求項４】 先ず、透明な長方形帯状フィルムの表面
   に成形型を用いて線形レンズ群を形成し、次いで該長方
   形帯状フィルムの表裏を反転させたものを該同一の成形
   型に適用することにより、該長方形帯状フィルムの裏面
   に線形レンズ群を形成し、斯くして透明な長方形帯状フ
   ィルムの表裏両面に線形レンズ群を有し、表面の線形レ
   ンズ群の稜線方向と裏面の線形レンズ群の稜線方向とが
   互いにσ°となる様なレンズフィルムを得る製造方法に
   於いて、 該成形型として、表面に、凸レンズ又は凹レンズからな
   る単位レンズをその稜線が互いに平行になる様に多数配
   列した線形レンズ群であって、帯状フィルムの両側面の
   辺とのなす角度が９０°−σ／２°となる様に形成され
   てなる線形レンズ群の逆凹凸が形成された成形型を用い
   る事を特徴とするフィルムレンズの製造方法。
5. 【請求項５】 ２つの成形型を、その型凹凸の形成面側
   が相互に向き合う様に対向させ、該２つの成形型の間に
   透明な長方形帯状フィルムを挾んで、該長方形帯状フィ
   ルムの表裏両面に線形レンズ群を有し、表面の線形レン
   ズ群の稜線方向と裏面の線形レンズ群の稜線方向とが互
   いにσ°となる様なレンズフィルムを得る製造方法に於
   いて、 該成形型として、表面に、凸レンズ又は凹レンズからな
   る単位レンズをその稜線が互いに平行になる様に多数配
   列した線形レンズ群であって、帯状フィルムの両側面の
   辺とのなす角度が９０°−σ／２°となる様に形成され
   てなる線形レンズ群の逆凹凸が形成された成形型を２つ
   用意し、両成形型の稜線方向が互いに角σ°となる様に
   対向させて用いる事を特徴とするフィルムレンズの製造
   方法。
6. 【請求項６】 請求項３〜請求項５記載のフィルムレン
   ズの製造方法に於いて成形方法として、円筒表面に、凸
   レンズ又は凹レンズからなる単位レンズをその稜線が互
   いに平行になる様に多数配列した線形レンズ群であっ
   て、帯状フィルムの両側面の辺とのなす角度が９０°−
   σ／２°となる様に形成されてなる線形レンズ群の逆凹
   凸が形成されたロール型を用意し、該ロール型を軸芯の
   周りに回転させ、該ロール型の凹部内のみ又は凹部内と
   凸部上との両方に電離放射線硬化樹脂液を充填した後、
   ロール型の周速度に同期する速度で走行する長方形帯状
   の透明フィルムを該樹脂液を介して該ロール型に沿わせ
   て接触させ、次いで透明フィルム側又はロール型内部か
   ら電離放射線を照射して電離放射線硬化樹脂液を硬化さ
   せ、而る後透明フィルムと、その上に接着された線形レ
   ンズ群形状が賦型された電離放射線硬化樹脂の硬化物と
   を該ロール型から離型する事により、該透明フィルム上
   に線形レンズ群を形成する、成形方法を用いる事を特徴
   とするフィルムレンズの製造方法。
7. 【請求項７】線形レンズ群として、独立した突起状の単
   位レンズを２次元斜交座標軸又は２次元直交座標軸方向
   に配列してなる突起レンズ群を用い、該表面突起レンズ
   群の配列軸と裏面の突起レンズ群の配列軸とが角度σ°
   （０°＜σ＜１８０°）で交叉する事を特徴とする請求
   項１〜２記載の透明なフィルムレンズ。
8. 【請求項８】線形レンズ群として、独立した突起状の単
   位レンズを２次元斜交座標軸又は２次元直交座標軸方向
   に配列してなる突起レンズ群を用い、該表面突起レンズ
   群の配列軸と裏面の突起レンズ群の配列軸とが角度σ°
   （０°＜σ＜１８０°）で交叉する事を特徴とする請求
   項３〜６記載のフィルムレンズの製造方法。