透镜、透射屏及用于制造该透镜的方法技术

本发明专利技术公开了一种透镜，该透镜具有多个凸起部和凹部，包括芯层，具有小于并类似于该透镜的横截面形状的横截面形状；以及表层，该表层覆盖芯层，具有小于所述芯层的储存弹性模量的储存弹性模量，该透镜还可以包括用于将芯层固定在其表面上的基片，该基片呈片状并由透光材料制成。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种。更具体地，本专利技术涉及一种具有多个凸起部和凹部的透镜、具有该透镜的透射屏、及用于制造该透镜的方法。
技术介绍
伴随具有多个凸起部和凹部的透镜如菲涅耳透镜和蝇眼透镜存在一个问题，即，当透镜与另外一个元件接触时，凸起部的尖端部分容易破碎。为了解决这个问题，提高了形成透镜的树脂的硬度，而这又产生了另一个问题，就是当透镜的形状稳定性提高后凸起部的尖端部分很容易受到损伤。因此，存在一种通过决定树脂的特性而能够同时获得形状稳定性和抗划伤性的方法(例如，参见日本专利申请公开第2003-84101号)。然而，通过上述传统技术的方法，很难满足透镜的形状稳定性和高标准的抗划伤性。
技术实现思路
为了克服伴随传统技术的上述缺点，根据本专利技术的第一个方面，具有多个凸起部和凹部的透镜包括芯层，该芯层具有小于和类似于透镜的横截面形状；以及表层，该表层覆盖芯层，具有比该芯层更小的储存弹性模量。这时，可以获得具有高形状稳定性和高的抗划伤性的透镜。透镜还可以包括基片，该基片呈片状并且是由透光材料构成，用于将芯层固定在其表面上。这时，在组装和运输过程中可以控制(支撑)多个凸起部和凹部。根据该透镜，表层的厚度沿垂直于透镜底面的方向可以是基本均匀的，这样可以基本上均匀地保护透镜的整个表面。根据该透镜，表层的厚度沿垂直于透镜底面的方向在越接近透镜的顶点处可以越厚。这样，可以优先地保护易于与另一元件接触的透镜的尖端部分。根据该透镜，芯层和表层的横截面形状可以是楔形的，并且芯层的楔形横截面的顶角可以比表层的楔形横截面的顶角大。这时，可以增强透镜的形状稳定性，这是因为芯层占据的透镜的面积在越接近透镜的底面处变得越大。透镜可以包括多个微透镜单元的微透镜阵列。由于单个微透镜单元的尺寸是非常小的，因此若微透镜单元被破坏，则微透镜单元的透镜功能很容易被严重损坏。因此，透镜的上述构造在微透镜阵列的情况下是尤为有效的。透镜可以是包括设置在平面上的多个微透镜单元的蝇眼透镜。就蝇眼透镜而言，每个微透镜单元折射入射到蝇眼透镜上的像素光。因此，若微透镜单元被破坏，则不可能适当地折射入射到蝇眼透镜上的光。这样，透镜的上述结构在蝇眼透镜的情况下是尤为有效的。根据该透镜，芯层的高度大于透镜的总高度的一半。这时，可以提高透镜的形状稳定性，同时防止透镜被损坏。根据本专利技术的第二个方面，透光屏包括透镜，该透镜具有多个凸起部和凹部；以及光学部件，用来面对透镜上的多个凸起部和凹部，其中，透镜包括芯层，具有小于和类似于透镜的横截面形状的横截面形状；以及表层，该表层覆盖芯层，具有比芯层的储存弹性模量小的储存弹性模量，并且光学元件的储存弹性模量比表层的储存弹性模量大。这时，由于表层的缓冲作用而可以获得抗其它光学部件划伤的高抗划伤性。根据本专利技术的第三个方面，一种用于制造其中形成有多个凸起部和凹部的透镜的方法，包括以下步骤树脂层形成步骤，基本上均匀地在片状透光基片上形成预定厚度的未固化透明树脂；填充步骤，通过压下该透镜的模具上的未固化透明树脂层，将该透明树脂填充到该模具中；固化步骤，固化填充到该模具中的该透明树脂；以及脱膜步骤，将固化树脂从该模具中脱膜。根据上述制造方法，通过控制在基片上形成的透明树脂的厚度，可以将用于形成透镜足够的且需要的量的透明树脂压入模具。因此，在模压过程中透明树脂不会从模具中流出，并且不要求从模具中除去过量树脂的传统除去方法。用于制造该透镜的方法还包括减压步骤，在该填充步骤之前减小模具的环境压力。这时，可以将透明树脂完全地填充在模具中，且在模压过程中不产生气泡。根据用于制造透镜的上述方法，在树脂层形成步骤中，在基片上基本均匀地形成具有预定厚度的未固化的紫外线可固化树脂；以及，在固化步骤中，填充到模具中的紫外线可固化树脂通过向其中照射紫外线而被固化。这时，可以将用于形成透镜的足够而需要量的紫外线可固化树脂压入模具中，从而使模具结构简单，温度可容易地控制。因此，提高了透镜的生产率。用于制造透镜的方法还可以包括在树脂层形成步骤和填充步骤之间的软树脂层形成步骤，在该步骤中，在未固化透明树脂的上表面基本均匀地形成预定厚度的未固化透明软树脂层，该软树脂层具有在固化状态下比透明树脂更小的弹性存储模量。这时，可以简便地制造包括表面由软树脂覆盖的透明树脂的透镜。根据用于制造透镜的方法，在软树脂层形成步骤中，可以形成比透明树脂更薄的软树脂。这时，由于透镜的主要部分是由比软树脂更硬的硬透明树脂(在下文中将它称为硬透明树脂)构成，因此可以制造高形状稳定性的透镜。用于制造透镜的方法还包括在软树脂层形成步骤之前的提供未固化透明树脂和未固化透明软树脂的步骤，使得未固化透明软树脂的损失刚性模量比未固化透明树脂更大。这时，在模压中根据模具凹部的形状在形成硬透明树脂30的过程中，通过来自模具的剪切力难以改变透明软树脂层40的厚度。因此，形成具有基本均匀的厚度的透明软树脂层。用于制造透镜的方法还可以包括在软树脂层形成步骤之前的预先提供未固化透明树脂和未固化透明软树脂的步骤，使得未固化透明软树脂的损失刚性模量比未固化透明树脂更小。这时，在模压中根据模具凹部的形状在硬透明树脂的形成过程中，通过来自模具的剪切力可容易地改变透明软树脂层的厚度。结果，越靠近尖端部分透明软树脂厚度就变得越厚，并且可以制造尤其在尖端部分具有高抗划伤性的透镜。
技术实现思路
这部分无需描述本专利技术的全部必要特性。本专利技术还可以是上述特征的从属组合。本专利技术的上述的其它特征和优点通过结合附图对具体实施例进行的以下描述而变得显而易见。附图说明图1示出了透射屏500结构的实施例。图2示出了菲涅耳透镜片100的层结构的放大横截面典型示意图。图3示出了蝇眼透镜片200的层结构的放大横截面典型示意图。图4示出了菲涅耳透镜片100的层结构的另一实施例的放大横截面视图。图5示出了制造菲涅耳透镜片100的第一步骤。图6示出了制造菲涅耳透镜片100的第二步骤。图7示出了制造菲涅耳透镜片100的第三步骤。图8示出了制造菲涅耳透镜片100的第四步骤。图9示出了制造菲涅耳透镜片100的第五步骤。具体实施例方式下面将根据优选实施来说明本专利技术，这些优选实施例的目的并不是用来限定本专利技术的范围，而只是举例说明本专利技术。实施例中所描述的本专利技术的所有特征及其组合并不一定是本专利技术所必需的。图1示出了透射屏500结构的实施例。透射屏500具有多个光透射元件，它们相互基本平行并且相互靠近或邻接。多个光透射元件例如是用于折射光的菲涅耳透镜片100和另一光学元件400。根据透射屏500的使用，光学元件400可以是柱面镜、蝇眼透镜片、漫射体、偏光器、延迟器等中的一种。菲涅耳透镜片100是本专利技术透镜的一实施例，包括菲涅耳透镜层10，具有多个用于折射光的凸起部和凹部；以及基片50，该基片呈片状并由透光材料构成。基片50通过固定直接具有多个凸起部和凹部的菲涅耳透镜层10而使得菲涅耳透镜层10更容易操作。菲涅耳透镜片100进行了组装，以便菲涅耳透镜层10面向光学元件400。本文使用的单词“片状”仅仅指的是基片50的形状。基片50可以是挠性膜或挠性片。为了漫射光，基片50可以具有略微粗糙或者磨光的表面。可供选择的是，为了漫射光，基片50可以含有散光剂。图2示出了菲涅耳透镜片100的层结构的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种透镜，具有多个凸起部和凹部，所述透镜包括：芯层，具有小于并类似于所述透镜的横截面形状的横截面形状；以及表层，所述表层覆盖所述芯层，具有小于所述芯层的储存弹性模量的储存弹性模量。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：渡部贤一，下间裕之，今井新一，
申请(专利权)人：株式会社有泽制作所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]