菲涅耳透镜片、其制造方法及成形模具和其透射型屏幕技术

本发明专利技术提供采用成形模具制造时可容易地脱离该成形模具、而且在使用时难以产生杂散光的菲涅耳透镜片等。在菲涅耳透镜片（１）的入射光面侧上形成的各棱镜（２）的断面形成为大致三角形，各棱镜（２）具有使入射的投射光Ｓ折射的折射面（３），以及使该折射面（３）折射的光的至少一部分向观察者一侧全反射的全反射面（４）。各棱镜（２）以如下方式构成：由棱镜（２Ａ）和与该棱镜（２Ａ）的全反射面侧相邻的棱镜（２Ｂ）所形成的谷部（５）（一棱镜（２Ｂ）的折射面（３）和与该棱镜（２Ｂ）折射面（３）侧相邻的另一棱镜（２Ａ）的全反射面（４）形成的谷部（５））从棱镜（２Ｂ）侧向棱镜（２Ａ）侧弯曲。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及背面投射型电视机中所用的菲涅耳透镜片，特别涉及一种适于对从背面侧配置的投射装置(光源)斜向投射的投射光进行聚光、向观察者一侧大体以大致平行光射出的菲涅耳透镜片，菲涅耳透镜片的制造方法，该制造方法所用的成形模具和具有菲涅耳透镜片的透射型屏幕。
技术介绍
作为现有的一种大画面电视机，已知的有下述背面投射型电视机，其从透射型屏幕背面侧配置的投射装置对该透射型屏幕投射作为影像光的投射光，向观察者呈现影像。这种背面投射型电视机将投射装置投射的投射光进行扩大投影，因此需要在一定程度上确保投射装置和透射型屏幕之间的距离，因此存在长度方向的空间容易变大的问题。因此如图17所示，在现有技术中还提出了一种这样的背面投射型电视机，即在透射型屏幕21’背面侧的斜下方配置投射装置30，从该投射装置30向斜上方对透射型屏幕21’投射投射光S，以使长度方向空间变小。还有，作为如图17所示背面投射型电视机中所用的透射型屏幕21’，最好采用具有可对从背面侧斜向投射的投射光进行聚光的全反射型菲涅耳透镜的屏幕(参照特开昭61-208041号公报)。在此所称的全反射型菲涅耳透镜具有多个棱镜，各棱镜的第1面(折射面)使投射光折射后，第2面(全反射面)进行全反射，向观察者的一侧射出投射光。具有这种全反射菲涅耳透镜的透射型屏幕通过对投射光进行全反射，对投射光的光路进行调整，因此即使对透射型屏幕从斜方向以大入射角入射投射光时，也可以实现高透射率。可是，具有这种全反射菲涅耳透镜的菲涅耳透镜片如上所述是从斜方向投射投射光的，因此投射光向菲涅耳透镜片的入射角一般约为35～75°。在此作为菲涅耳透镜片的成形材料，通常使用折射率约为1.45～1.65的树脂材料。此时菲涅耳透镜片各棱镜的前端角α约为30～40°、折射面角γ约为78～90°、全反射面角β约为65～50°(α+β+γ＝180°)(参照图18)。在这种菲涅耳透镜片中，由相邻2个棱镜形成的谷部角度δ基本上与各棱镜的前端角α相同，因此在成形菲涅耳透镜片用的成形模具D中，由相邻成形沟C形成的峰部的前端角ω也与各棱镜的前端角α相等，约相当于30～40°的锐角(参照图18)。因此，成形模具D峰部的前端容易弯曲，例如如图19所示，成形模具D峰部的前端大多变成向反光源侧弯曲的状态，产生以下的问题。另外，在本说明书中，所称的“成形模具的光源侧”指的是在菲涅耳透镜片成形用的成形模具内，用于成形使用时位于靠近光源一侧的菲涅耳透镜片部分的一侧，所称的“成形模具的反光源侧”指的是用于成形使用时位于远离光源一侧的菲涅耳透镜片部分的一侧。更具体地所称的“成形模具的光源侧”指的是单独地看该成形模具所成形的菲涅耳透镜片的各棱镜时，对各棱镜折射面进行成形的一侧，所称的“成形模具的反光源侧”指的是对各棱镜全反射面进行成形的一侧。在图19中，成形模具的成形沟C中位于图下侧的面Ca用于成形棱镜折射面，位于图上侧的面Cb用于成形棱镜全反射面，因此图下侧成为成形模具D的光源侧，图上侧成为成形模具D的反光源侧。以下对采用图19所示成形模具D成形菲涅耳透镜片时存在的问题进行说明。(1)制造菲涅耳透镜片时存在的问题即，采用图19所示的成形模具D成形菲涅耳透镜片时，向成形模具D中填充树脂、使其硬化后，作为成形体的菲涅耳透镜片11从成形模具D脱模时，成形模具D峰部的前端成为陷入菲涅耳透镜片11中的形状，难以进行脱模(参照图20A)。而且若要在该状态下勉强地脱离成形模具D，菲涅耳透镜片11还有时产生破损。(2)使用菲涅耳透镜片时存在的问题由于用图19所示成形模具D成形的菲涅耳透镜片11复制了成形模具D峰部的弯曲形状，因此如图20B所示，位于基部11a的入射光面侧的多个棱镜12中的相邻2个棱镜12形成的谷部15呈弯曲形状。于是，从斜方向上向如此形成的棱镜12间谷部15呈弯曲状的菲涅耳透镜片11投射投射光S时，由各棱镜12的全反射面14全反射的光的一部分被弯曲的谷部15(位于弯曲谷部15的折射面13)再一次反射，从而产生杂散光Y。而这样形成的杂散光Y被出射面11b反射后，通过基部11a返回到入射光面侧，并再一次被各棱镜12的折射面13和全反射面14折射或反射，从与出射面11b正规出射位置不同的位置处延迟射出，因此成为引起双重影像等故障的原因。
技术实现思路
本专利技术者为解决上述问题进行了专心的研究，结果发现可控制成形模具峰部的弯曲度，而且通过这种控制，制造出显示特定形状的成形模具，如果采用该成形模具可制造出对解决上述问题有效的菲涅耳透镜片。本专利技术是基于这种发现而作出的，本专利技术的目的是提供在采用成形模具制造时、可从该成形模具容易地进行脱模、而且使用时难以产生杂散光的菲涅耳透镜片、菲涅耳透镜片的制造方法、该制造方法所用的成形模具和具有菲涅耳透镜片的透射型屏幕。作为本专利技术的第1解决方案，提供一种使从投射装置斜向投射的影像光聚光、并使其作为大体平行光向观察者一侧射出的菲涅耳透镜片，其特征为，该透镜片具有片状基部以及在所述基部的入射光面侧上形成的多个棱镜，这些棱镜分别具有使投射光折射的折射面以及使该折射面折射的光的至少一部分被全反射到观察者一侧的全反射面，由所述多个棱镜中一个棱镜的折射面和与该一个棱镜的折射面侧相邻的另一棱镜的全反射面所形成的谷部的结构是，从所述的一个棱镜侧向所述的另一棱镜侧弯曲。另外，在上述本专利技术的第1解决方案中，在与所述各棱镜的棱角线垂直的断面上，由所述弯曲形成的所述各谷部的顶点移动量优选为所述各棱镜节距的20％以下(更优选为15％以下)。另外，在上述本专利技术的第1解决方案中，在与所述各棱镜的棱角线垂直的断面上，所述各谷部的折射面和全反射面的弯曲部分的长度优选为各全长的40％以下(更优选为30％以下)。作为本专利技术的第2解决方案，提供一种菲涅耳透镜片的制造方法，用于制造下述菲涅耳透镜片，该透镜片的入射光面侧上形成有多个棱镜，这些棱镜具有使投射光折射的折射面以及使该折射面折射的光的至少一部分全反射到观察者一侧的全反射面，该制造方法的特征是，包含制造用于成形菲涅耳透镜片的成形模具的步骤，向制造出的所述成形模具中填充树脂、使其硬化的步骤，和使填充的树脂从所述成形模具脱模的步骤，在制造所述成形模具的步骤中，从与菲涅耳透镜片使用时靠近光源侧的棱镜相对应的成形沟，向与远离所述光源侧的棱镜相对应的成形沟依次切削作为成形模具原材料坯料的模具材料。作为本专利技术的第3解决方案，提供一种菲涅耳透镜片的制造方法，其用于制造下述菲涅耳透镜片，该透镜片在入射光面侧上形成有多个棱镜，这些棱镜具有使投射光折射的折射面以及使该折射面折射的光的至少一部分全反射到观察者一侧的全反射面，该制造方法的特征是，包含制造作为成形菲涅耳透镜片用成形模具原版的母成形模具的步骤，采用制造出的所述母成形模具复制成形模具的步骤，向复制的所述成形模具中填充树脂、使其硬化的步骤，和使填充的树脂从所述成形模具脱模的步骤，在制造所述母成形模具的步骤中，从与菲涅耳透镜片使用时靠近光源侧的棱镜相对应的成形沟，向与远离所述光源侧的棱镜相对应的成形沟依次切削作为母成形模具原材料坯料的模具材料。作为本专利技术的第4解决方案，提供一种用于成形菲涅耳透镜片的成形模具，该透镜片在入射光面侧上形成有多个棱镜，这些棱镜本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种菲涅耳透镜片，该透镜片使从投射装置斜向投射的影像光聚光并且使其向观察者一侧以大体平行光射出，其特征为，具有片状基部，以及多个棱镜，该棱镜是在所述基部的入射光面侧上形成的多个棱镜，这些棱镜分别具有使投射光折射的折射面，以及 使该折射面折射的光的至少一部分向观察者一侧全反射的全反射面，由所述多个棱镜中一个棱镜的折射面和与该一个棱镜的折射面侧相邻的另一棱镜的全反射面形成的谷部以从所述的一个棱镜侧向所述的另一棱镜侧弯曲的方式构成。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：关口博，吉田由树，
申请(专利权)人：大日本印刷株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]