JPH02220001A - 改良型デュアル溝フレネルレンズ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ｌ１上立且ユ１１ 本発明は全体的にはオーバーヘッドプロジェクタ−に係
り、特にその様なプロジェクタ−のための集光レンズに
関する。

従来技術 集光レンズや、コンセントレータとして用いるための従
来型のフレネルレンズおよび視野レンズは、普通は単一
要素の形状になっており、１つの側にはプリズム状の円
形の溝が設けられ、他の側は平且面になり１いる。例え
ば、オーバーヘッドプロジェクタ−のようにｆナンバー
が小さくて・高い光伝達が要求される場合にはこのタイ
プのレンズ２枚が一緒にして用いられ、それ等が外周部
に・おいて密着される。これらのレンズは普通は結像面
あるいはプロジェクタ−の台に近接して位置するので、
円形の溝構造の中心がある公差の範囲内で一致していな
ければ、投影像にモアレ干渉パタ−ンが現れることがあ
る。

日本国特許用５７−１０９６１８には、両側に同一の溝
構造を有した単一要素のフレネルレンズが記載されてい
る。その特許においては、２つのまったく同じのダイが
同一の溝構造からｌｌ１ｌｌされ、ガイドボストを用い
て非常に正確に接着、整列される。レンズは前記ダイの
間に熱可塑性樹脂を注入し、その後で熱と圧力を加える
ことによって形成される。

本　　が解　しようとする その様なデュアル要素レンズは単に１枚のレンズ材料し
か必要としないので、従来型の２枚レンズを上回る経澗
的艮所を有している。残念なことに、溝付き表面の中心
を精密な公差々整列させなければならないという要求に
よって、実用可能なデュアル要素レンズの価格が増加し
、そのためにその長所が幾分薄れてくる。

レンズの各々の側におけるｆｉｌ要素を極めて正確に中
心整列さけるという必要性を無くしたり、あるいは軽減
させることにより、実用可能なデュアル要素のレンズの
製造費を下げることが望ましい。

を　　するための 本発明は、従来型の圧縮成型技術を用いて、同一でない
溝構造物から、単一要素のデュアル溝フレネルレンズを
輪作するものである。溝の角度は光の伝達を最大にする
ように設計され、モアレパターンを無くすために中心を
正確に整列させる必要性を軽減させるために、各々の表
面の溝周期が慎重に調節される。

本発明は光伝達の大きい、Ｊ°ナンバーの低い、単一要
素のデュアル溝フレネルレンズからなっている。対向す
る溝構造は大きな光伝達を得るように設計され、２つの
表面の間の溝周期比率は、たとえ２つの打出しダイがレ
ンズ成型中に正確に中心整列されていなくとも、モアレ
ｆＰＪパターンの発生を最小にするように選択されてい
る。

特に本発明は、１枚の１ノンズ材料が各々の主表面上に
溝付きのフレネル要素を有している改良型デュアル溝フ
レネルレンズにおいて、前記レンズの１つの主表面上の
フレネル要素の溝周期は、前記レンズの他の主表面上の
フレネル要素の溝周期の少なくとも４倍であって、前記
的の主表面上の前記フレネル要素の溝周期の集積倍数で
はなく、これによってモアレ縞が減少することを特徴と
する改良型デュアル溝フレネルレンズである。

本発明の好ましい実施例においては、前記１つの主表面
上の前記フレネル要素の前記溝周期は前記的の主表面上
の前記フレネル要素の溝周期の約４．７４倍である。

本発明について添付図面を参照しながらより詳細に説明
するが、幾つかの図においては同一部品に刺して同一の
番号が付されている。

第１図は全体的に１０で示された本発明によるデュアル
調フレネルレンズを示している。「デュアル溝フレネル
レンズ」という言葉は、レンズ１０が１枚のシート材料
から成型されており、円形のフレネル要素１２と１４が
シートの各々の主たる表面の中へ成型されているという
ことを指している。従来のデュアル溝レンズにおいては
、円形のフレネル要素の中心部１６と１８とが精ＩＰｉ
な公差で整列されて、モアレ干渉を無くしたりあるいは
減少させることが重要である。この整列は、特に２つの
表面の溝の周期が同一あるいは近似している場合に重要
である。

しかしながら、実際には、モアレ干渉を無くするのに必
要な中心整列を維持するためには、従来型の圧縮成型操
作において２つのダイを整ダＪさせることは困難である
。しかしながら、２つの要素の悶の溝周期の比率を＠御
することによって、中心が整列されていなくともモアレ
干渉パターンを無視できる程度にまで減少させることが
できることがわかっている。特に、このことは１つの溝
表面の溝周期がもう１つの溝周期の少なくとも４倍であ
って、その集積倍数でない場合に生じることが発見され
ている。このｍ周期の関係は、各々の表面に対して一定
の、あるいは可変的な溝幅を用いることによって満足さ
れる。

嬰 オーバーヘッドプロジェクタ−に用いられるデコアル溝
フレネルレンズ１０に関して、特別な設計例が与えられ
ている。各々の表面上のフレネル要素１２．１４の溝角
は次の式によって簡単に記述され、これは一般的な非球
面のたるみ式から得られる。

ＹＣ （Ｋ＋１）Ｃ３Ｙ３ ここで： Ｙ−レンズ中心から溝中心までの距離 α−レンズ表面に対する個々の溝の角度Ｃ−頂点部の曲
率 に−円錐定数 ｄ、ｅ、ｆ、Ｑ−非球面変形定数 オーバーヘッドプロジェクタ−に用いるためのデュアル
溝フレネルレンズ１０は、実効的な焦点距離が１８２．
５ｇ、レンズ口径が３５０ｍである。各々の表面の溝周
期は普通は１ｍあたり２本ないし８本の溝となっており
、フレネルレンズの材料はしばしば光学的なアクリル樹
脂である。モアレ干渉パターンを最小にするために２つ
の溝表面のフレネル要素１２と１４との間の溝周期の比
率は、１つの表面の周期が他の表面のそれの少なくとも
４倍で、その集積倍数ではないように維持する必要があ
る。実際には、約４．７４の溝周期比率が効果的である
。もし、各々の表面が再変的な溝幅を有している場合に
は、この比率は上面と下面の各々のｔＲの対に関して維
持しなければならない。

表面１２に関する溝のパラメータは、 Ｃ＝０．００５２１６８２ａｌｌ−’ に＝−１，８’７３８５ ｄ−−２，８７Ｅ−９ ｅ＝２．５９Ｅ−１４ ｆ−−１，５３Ｅ−１９ ａ−４，４０Ｅ−２５ である。

表面１４に関する溝のパラメータは、 Ｃ−０，００５９８３１９ｍｍ＋−１ に−−１，３４４７８８ ｄ−・−４，５６ヒー９ ｅ−３，４７Ｅ−１４ ｆ−−２，１８Ｅ−１９ ａ−８，４０Ｅ−２５ である。

レンズの材料は、黄色光線に対する屈折率、ｎｄが１．
４９１である光学的アクリル樹脂である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるデュアル溝フレネルレンズの断面
図である。 図において １０・・・・・・フレネルレンズ １２．１４・・・・・・フレネル要素 １６゜ １８・・・・・・主表面 である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）１枚のレンズ材料が各々の主表面上に溝付きのフ
   レネル要素を有している改良型デュアル溝フレネルレン
   ズにおいて、前記レンズの１つの主表面上のフレネル要
   素の溝周期は、前記レンズの他の主表面上のフレネル要
   素の溝周期の少なくとも４倍であつて、前記他の主表面
   上の前記フレネル要素の溝周期の集積倍数ではなく、こ
   れによってモアレ縞が減少することを特徴とする改良型
   デュアル溝フレネルレンズ。
2. （２）特許請求の範囲第１項に記載の装置において、前
   記１つの主表面上の前記フレネル要素の前記溝周期が前
   記他の主表面上の前記フレネル要素の溝周期の約４．７
   ４倍である改良型デュアル溝フレネルレンズ。
3. （３）特許請求の範囲第１項に記載の装置において、前
   記レンズの各々の主表面上のフレネル要素の溝幅は可変
   的である改良型デュアル溝フレネルレンズ。