JPH0463361B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は凹凸部を有するレンズ，プリズム等の
立体形状体，シート体又は板状体への遮光膜形成
方法に関する。

従来、透明な（無色透明に限らないし、またフ
レネルミラー等完全不透明の場合も同様である）
ガラス、プラスチツク等のシート体、又は板状体
に陰陽の膜をつけ、光の通過する部分と光の通過
しない部分を形成する方法は種々のものが知られ
ているが、微細な間隔で形成するには、IC等の
回路を構成する場合に用いられているフオトエツ
チング手段が有用である。

しかし、この手段によると、精密なフオトマス
クを複数用いて、その位置合せを精度良く行なわ
なければならない。

かかる手法を用いて、ガラス、プラスチツク等
で形成されている凹凸部を有する複眼レンズ、複
数プリズム，フレネルレンズ，立体写真などを作
製するためのレンテイキユラー板（かまぼこレン
ズ）等の立体形状体，シート体又は板状体に陰陽
の膜を微細な間隔で形成しようとすることはやつ
かいで、またかなり大きい熱膨張係数をにらみな
がら、温度管理等をも含めて、大がかりな作業と
なり量産に適さないばかりか、形成される製品も
非常に高価になる欠点がある。

一般に、上記複眼レンズ，複数プリズム，フレ
ネルレンズ，レンテイキユラー板等の立体形状
体，シート体又は板状体（以下、これらを総称し
て、単にフレネル体と記す）、例えば第１図乃至
第６図に示すフレネル体１−１，…，１−６に遮
光等の為に、その一部に遮光及びグレア防止の目
的でつや消しで黒色等の着色処理を施こしたいこ
とがある。つや消しとしたのは、着色層の表面が
正反射しないで、乱反射してほしいからで、実際
は着色層の裏面、すなわち着色層のフレネル体と
の接触面も梨地等になつていることが必要であ
る。第１図のフレネル体１−１は凸レンズ２と同
様な機能を具備するように円板状に形成したもの
で、第２図のフレネル体１−２は凹レンズ３と同
様な機能を具備するように円板状に形成したもの
で、かかるフレネル体１−１，１−２は縦断面三
角波状の凹凸が細かなピツチで多数同心状に形成
されている。第３図のフレネル体１−３はかまぼ
こ状の凸レンズ４と同様な機能を具備するように
縦断面三角波状の凹凸を細かなピツチで多数直線
状に形成された板状のもので、第４図のフレネル
体１−４はかまぼこ状の凹レンズ５と同機能を具
備するように縦断面三角波状の凹凸を細かなピツ
チで多数直線状に形成された板状のものとなつて
いる。第５図のフレネル体１−５は、三角プリズ
ム６と同機能を具備するように一方向に傾斜する
縦断面三角波状の凹凸を細かなピツチで多数直線
状に形成された板状のものになつている。第６図
のフレネル体１−６は、第１図のフレネル体１−
１と同様に同心状に凹凸を具備しているが、該凹
凸は均一な高さのものに形成されている。これら
のフレネル体１−１，…，１−６は、コンプレツ
シヨン、インジエクシヨン、キヤステイング等の
製造工程で、微細な凹凸を有するように容易に形
成されるもので、材質としては、ガラスよりも安
価なプラスチツクを採用すると良い。上記したよ
うなフレネル体１−１，…，１−６は、本来、光
が通過してほしい部分（傾斜面）７以外のよけい
な部分（垂直面）８を具備しており、この垂直面
８がグレア，二重像，拡散効果等でコントラスト
ダウンとなつたり、また見た眼に白つ茶けて、ク
リア性にとぼしい感じを与えるなど諸悪の根源に
なつている。そこで、従来においては、上記垂直
面８のつやがなければということで、特殊な手法
で、上記垂直面８にのみ梨地処理した例がある。
かかる梨地処理によれば、かなりのグレア対策に
なるとしているが、黒色処理する方法がなく、完
全な解決に至つていないのが現状である。

本発明は上記技術背景を基になされたもので、
凹凸部を微細な間隔で連続して有する立体形状
体，シート体，板状体等のフレネル体の上記凹凸
部を有効に利用し、該凹凸部を有する面に、平行
性，集光性又は拡散性等を有する光の照射する方
向を定めるだけで、フオトマスクも、温度管理
も、所謂従来必要としていた精密工程を一切廃し
て、上記凹凸部を有する面の目的とする部分に黒
色等の着色膜を施こすことで上記凹凸部に微細な
間隔で陰陽部を極めて容易に形成できるようにし
て、形成される製品を安価に量産できるようにす
ることを目的としてなされたものである。本発明
は、特に従来において、フレネル体の平行面に略
垂直な面に遮光等の目的で黒色等の着色処理をす
ることがやつかいであつたのを極めて容易に黒色
等の着色処理できるようにし、安価で有用なフレ
ネル体で形成したグレア対策を施こした表面反射
の視野外除去板（あるいはシート）、該視野外除
去板を利用した有用なデイスプレイ面等の製品を
実用化するのに適したものを得ることができるよ
うにするためになされたものである。

かかる本発明の目的は、特許請求の範囲に記載
の技術的構成によつて達成される。

以下、従来の技術的思想と照らし合わせて、図
面を参照しつつ本発明の実施例を説明する。

上記フレネル体１−１，…，１−６（尚、軟質
シート等のシート体や板状体を立体形状体になら
したフレネル体であつても良い）に、陰陽をつけ
るために黒色（黒色が望ましいのは遮光のために
有用なためで、使用光のスペクトルを通しにくい
ような着色であつても良い）等の着色処理膜を形
成するには、次のような方法によれば良い。

第７図を参照して、９は表面に波状に凹凸を有
するフレネル体で、９ａは凸部、９ｂは凹部であ
る。上記フレネル体９の表面全体（あるいは、黒
色等の着色膜を形成すべき表面部分）に、感光剤
を塗布して感光膜１０を形成する。感光剤には、
ポジタイプのものとネガタイプのものがあり、ポ
ジタイプのものは、光（例えば、紫外線）が当つ
た部分が現像液等の化学薬液によつて洗い落とさ
れることで除去され、光の当らなかつた部分が残
るタイプのもので、ネガタイプのものは、その逆
で光の当つた部分の感光膜が残り、光の当らなか
つた部分の感光膜が除去されるもので、いずれの
形式の感光剤を用いても良い。この例では、ポジ
タイプの感光剤を用いることとする。しかる後
に、第８図に示すように、黒色等の着色膜（以下
黒色膜とする）を形成したい部分１０ａが陰とな
り、黒色膜を施こしたくない部分１０ｂが陽とな
るように、フレネル体９の凹凸部９ｂ，９ａを利
用して光（例えば、紫外線）１１を平行性，集光
性又は拡散性を幾何光学的に設計して、フレネル
体９の表面の感光膜１０に陰陽となるように照射
する。第８図において、黒くなつている部分１０
ａが光１１の当つていない部分で、白くなつてい
る部分１０ｂが感光された部分である。第８図に
示すように、感光膜１０を残したい部分１０ａと
感光膜１０を取り去りたい部分１０ｂとを陰陽に
なるように光１１を当て、後に適宜な化学薬液に
よつて洗う等して、光１１の当つた部分１０ｂの
感光膜１０を除去することで、光１１の当つた部
分１０ａに黒色膜を容易に形成できる。

尚、上記場合において、光１１の方向性に限界
があり、例えば第９図に示すように、白色の部分
１０ｂのほかに斜線で示す部分１０ｃの感光膜１
０をも除去したい場合には、該斜線で示す部分１
０ｃの感光膜１０にも光１２が当るように適宜位
置に配設した照射装置で、上記斜線部分１０ｃに
光１２を当て、その後洗う等することで、斜線部
分１０ｃの感光膜１０を除去できる。

上記例においては、フレネル体９の全面に平行
光等の光１１，１２を当てることで、所定箇所に
黒色の感光膜１０を形成したが、第１０図に示す
ように、光１３をフレネル体１−５の一部に、例
えば平行光となるようにフレネル体１−５の全面
に照射するか、部分的に照射して照射装置と、フ
レネル体１−５を相対的に矢印Ａ方向に移動する
ことで、フレネル体１−５の平面１４と垂直な面
８に黒色の感光膜１０ａによる黒壁を形成しても
良い。

このようにフレネル体に露光する方法には、
色々な方法があるので、その一例を以下に取り上
げてみる。

第１１図は、第１図のフレネル体１−１や第６
図のフレネル体１−６に適する露光（光処理）法
例を示すので、矢印Ｂ方向にフレネル体１−１，
又は１−６を回転するように支持し、発光素子１
５をフレネル体１−１，又は１−６の上部に配
し、発光素子１５の点灯光１６がフレネル体１−
１，又は１−６の一部分にのみ当るように遮光体
１７を設けている。従つて、フレネル体１−１，
又は１−６を回転させることで、発光素子１５の
点灯光１６を当該フレネル体１−１，又は１−６
の全面に（黒色の感光膜１０ａを残したい部分を
除く）当てることができる。

第１２図は、第２図のフレネル体１−２に適す
る露光法例を示すもので、フレネル体１−２の中
心部上部に発光素子１５を配し、該発光素子１５
の点灯光１６をフレネル体１−２の適宜部分を除
く全面に照射している。このようにすると、フレ
ネル体１−２の外周方向に至るに従つて点灯光１
６が傾くことになるので、フレネル体１−２の垂
直面８には光が当らないので、この面８に黒色感
光膜を形成できる。

第１３図は第３図に示すフレネル体１−３に適
する露光法例を示すもので、フレネル体１−３は
傾斜面７が中心を境い目にして傾きが異なつてい
るので、フレネル体１−３の中心に垂直に遮光体
１７を設け、上記発光素子１５のような点光源を
形成するものと異なり棒状の螢光灯のような横長
光１９を発する発光素子１８−１，１８−２をそ
れぞれフレネル体１−３の両端に配設している。
このようにすることで、フレネル体１−３の傾射
面７は感光膜を除去して透明に出来、垂直面８に
のみ遮光する黒色感光膜を形成できる。

第１４図は第４図に示すフレネル体１−４に適
する露光例を示すもので、第１４図に示したと同
様な横長光１９を発する発光素子１８をフレネル
体１−４の中心部に該フレネル体１−４と平行に
配設している。このようにしてもフレネル体１−
３と傾斜面７の傾斜方向が逆なので、垂直面８に
黒色感光膜を形成できる。

第１５図は、第５図に示すフレネル体１−５に
適する露光例を示するもので、上記第１０図で示
した黒色感光膜１０ａを形成するための具体化例
である。フレネル体１−５の一部分にのみ光１９
が当たるように、すなわち、フレネル体１−５の
他の部分には、光１９が当たらないように、フレ
ネル体１−５に垂直に２枚の遮光体１７−１と１
７−２を適宜間隔あけて配設し、該遮光体１７−
１と１７−２との中間上部に発光素子１８を配設
し、遮光体１７−１と１７−２間のフレネル体１
−５面に横長光１９を照射し、フレネル体１−５
を矢印Ａ方向に順次移動させることで、上記垂直
面８に黒色感光膜１０ａを形成できるようにした
ものである。

また上記例においては、フレネル体１−１，
…，１−６，９として板状のものを示したが、フ
レネル体として、主に板状のものの場合を中心に
説明したが、フレネル体は軟質状のシート体であ
つても良いことは言うまでもない。この理由はシ
ート体である場合にはその後に、若干厚みがあつ
て剛質板となる板状のフレネル体、あるいは、立
体形状体に形成できること、及び黒色感光膜の露
光処理が平面状では、適宜な陰陽が形成しにくい
場合があるためである。

かかるシート状のフレネル体２１に露光する方
法例を第１６図を用いて説明する。

円筒状のドラム２２を、矢印Ｃ方向に回転自在
に支持し、この回転ドラム２２にシート状フレネ
ル体２１を係合させ、図示しないモータを用いて
回転ドラム２２を矢印Ｃ方向に回転させることで
矢印Ｄ方向に移送する。該矢印Ｄ方向に発光素子
２３の点灯光２４が集点光となるようにレンズ２
５を介してフレネル体２１に照射することで、フ
レネル体２１の適宜部分に点灯光２４を照射して
上記フレネル体２１に黒色感光膜を形成してい
る。

尚、上記例においては、発光素子を固定側と
し、フレネル体を移動側とした例を示したが、フ
レネル体を固定子とし、発光素子を移動素子とす
ると、更に都合良い。この場合、望ましくは、マ
イクロコンピユータを用いて、発光素子の点灯位
置及び点灯時間を制御して、フレネル体を順次所
定方向に移動させると良い。また、上記コンビユ
ータにより、点灯光を平行光、集光々，拡散光等
適宜光制御すると、本発明によつて得ようとする
最も望ましいフレネル体が極めて容易に得られる
ものである。

尚、フレネル体に感光剤を塗布等して、感光膜
を形成する方法、該感光膜の光の当つた部分又は
光の当らなかつた部分のいずれか一方を除去する
方法は、写真機のフイルムで採用されているのと
原理的に同じで公知の方法であるので、そのため
の説明は省略する。また上記フイルム体の凹凸部
は、図においては図面の都合上大きく描いている
が、実際には凹凸部は非常に微細に形成され、ま
たそのようにすることが望ましい。

以上のように、フレネル体の影をつけたい部分
にのみ、つや消し作用をも有する黒色感光膜を形
成することは、フレネル体の本来の性能を飛躍的
に向上するだけでなく、この部分が遮光の機能を
持つて、いわゆる“黒壁”を形成するので垂直成
分の光（フレネル体と垂直な面の光）又は垂直成
分の光だけでなくある角度範囲内の光を遮断する
ので、グレア対策を有する効果がある。特に、
OHPの場合には、上記のように着色膜を形成す
ることは主に光源の光がユーザの眼にグレアとし
て入らない効果があり、また後記する透明シート
等の表面反射の視野外除去板に遮光膜を着色する
と、例えばCRT（ブラウン管）に外光が入らなく
てよい遮光効果があり、また着色表面（裏面も同
様）がつや消しになつていることはデイスプレイ
（CRT等）の像が二重写しにならない（鏡面にな
らない）効果があるものである。

かかる効果は、本願発明者が特願昭55−36036
号（特開昭56−133701号）で開示した表面反射の
視野外除去板（あるいはシート）に於いては、
“害が転じて福になる”というような工合に、表
面反射の視野除去効果に加えて、“ブラインド効
果”を発揮するという典型的な複合効果を生み出
すに至つている。

上記した表面反射の視野外除去板は、CRTの
デイスプレイ等多くの装置に利用して有用なもの
であるため、この視野外除去板について以下に説
明しておく。

表面反射をなくすことを目的としてなされたも
のとしては、従来から第１７図に示す自動車のメ
ータ２６のようなものがある。これは表示板２７
の前面に、透明板２８を傾設したものである。こ
のようにすると、光２９が透明板２８によつて、
不都合な表面反射とならないような視野外に導か
れるので、表示板２７の表示が容易に確認でき
る。しかし、これでは、透明板２８が大きな空間
を占める不都合がある。透明板２８を表示板２７
の表面に傾設すると同様な作用を行なわせる方法
としては、表示板２７の表面に三角プリズムを設
ける方法が考えられるが、この場合でも、表示板
２７の表面に大きな空間を占める不都合があるほ
か、三角プリズムを通して表示板２７を見た場
合、三角プリズムにより像全体が平行移動するた
め、平行移動した表示板２７をながめることにな
り不都合を生ずる。また三角プリズムを用いると
色分散現像を生じる欠点もある。表面反射を防ぐ
方法としては、表示板２７を透明板２８を平行に
設け、表示板２７の表面に微細な凹凸を有するよ
うに塗料を塗装する方法が考えられる。しかし、
この方法によつても透明板２８に生じた表面反射
を十分に消すことができず、また上記凹凸がラン
ダムに形成されるため必ずある部分において表面
反射（光る部分）が生ずる。

また別の方法としては、透明板２８をスリ硝子
状にし、これを表示板２７に密接させることで表
面反射を防ぐ案が考えられる。しかし、この場合
も、上記凹凸を形成した場合と同様の欠点がある
し、透明板２８をスリ硝子状にしたことで、表示
板２７の表示が見えにくくなる欠点がある。また
透明板２８と表示板２７との間に空隙を設けなけ
ればならないようなものにあつては、全く表示板
２７が見えなくなる欠点がある。

また表面反射を防ぐ方法としては、透明板２８
に反射防止膜をコーテイングする方法がある。カ
メラやメガネのレンズに採用されているものであ
るが、表面反射を十分に防ぐことができないばか
りか高価になるもので、表面反射を十分に防ぐた
めに、反射防止膜を多層にすれば、膜層間で光が
干渉をおこす欠点がある。

更にまた、第１８図、第１９図に示すように、
小さな透明板２８や三角状楔プリズム２９を表示
板２７の表面に多数連続配設する案も考えられる
が、このようにすることは製作上やつかいで量産
に適さない。

上記背景を基になされたのが、第２０図及び第
２１図に一例として示す表面反射の視野外除去板
３０である。この表面反射の視野外除去板３０
は、人の視認するための物体の表面又は該表面か
ら離れた位置に配設された物体の表面に外部光が
照射されることで生ずる表面反射光を視野外に導
くように傾斜面３１を幾何光学的に設計された多
数の連続した楔部３２で表面を形成したフレネル
体となつている。フレネル体からなる表面反射の
視野外除去板３０は、プレスによる以外、製造工
程で当該除去板３０が形成される方法等、従来公
知の適宜な手段を採用して容易に形成できるもの
である。尚、この表面反射の視野外除去板３０
は、使用される装置によつて、それに適するよう
に傾射面３１の角度を決定されると、また楔部３
２の形状、高さ及び角度は一様でなくて良いし、
両面に楔部３２を形成して良いものである。また
楔部３２は直線状に形成したもの以外に、同心状
に形成したものであつても良い。

かかる表面反射の視野外除去板３０は、自動車
や測定器等のメータ、テレビ等の画面、額縁、シ
ヨーウインドケース等のケース、アルバム、写
真、ポスター等の印刷物、窓ガラス等多くの分野
に適用されることで有用なものである。

かかる表面反射の視野外除去板を、例えば、
CRT等のデイスプレイ面に応用した場合には、
上記構成の視野外除去板３０では、十分な目的を
達成することができず、本発明の助けを借りなけ
れば、十分な効果を発揮することができない。

例えば、CRT等のデイスプレイを例にすると、
このデイスプレイ面が、すつきりと見やすくなる
ためには、最低でも、二つの重要な条件が必要で
ある。

その条件１は、デイスプレイ面の表面反射が眼
に入らないことで、その条件２は、デイスプレイ
面によけいな光が入つて、コントラストをさげな
いことである。

上記条件１については、上記表面反射の視野外
除去板３０で有用な効果を呈している。しかし、
同時に、上記除去板３０の垂直面２０（第２０図
及び第２１図参照）が、グレア，二重像，拡散現
象と色々の悪い現象を伴うことがある。そして、
この現象は、第２１図を参照して楔部３２の傾斜
面３１の角度Θが急になるほど大きくなる欠点が
ある。これに反し、楔部３２の傾斜面３１の角度
Θが急になるほど、表面反射の視野外除去の効果
が著しいものになるため、従来において、難題と
なつていた。

上記した条件２については、デイスプレイ面
が、むやみに照射されて、散乱光等でコントラス
トの低下を防ぐ意味で、特にCRTの場合は、螢
光体全体が発光して、大きくコントラストダウン
になるという特殊条件があるため重要である。

すなわち、第２２図及び第２３図で示すよう
に、目的とする以外の方向からの光の照射がない
ように、平面と直角な垂直面２０に黒色感光膜３
３を形成してブラインド機能を有するフレネル体
に形成された表面反射の視野外除去板３０′，３
４とすることが望ましい。

このような遮光効果をねらつたものとしては、
第２４図に示すようなブラインド効果を出したブ
ラインド板３５がある。このブラインド板３５
は、適宜な間隔で平行に黒色簿膜３６を有するよ
うに透明なプラスチツク３７でかためた板状のも
のとなつている。このブラインド板３５は、遮光
効果が著しいが、製法上、一般には積層固化した
ものをスライス研摩しているので量産性がなく、
非常に高価で、一般の使用には適さない。また、
このブラインド板３５は、上記した条件１の表面
反射対策が全くなされていないので、CRTのデ
イスプレイ面に適用した場合には、致命的となる
欠点がある。

従つて、CRTのデイスプレイ面に適するのは、
上記した条件１の「表面反射対策」及び条件２の
「ブラインド効果対策」が施こされている、第２
２図、第２３図で示した表面反射の視野外除去板
３０，３４である。第２２図で示す黒色感光膜３
３を形成した表面反射の視野外除去板３０は、こ
の黒色感光膜３３を形成する前、即ち、第２０図
で示す状態にあつては、プリズム角Θを大きくす
ることに難があつたが、第２２図で示すように黒
色感光膜３３を形成する場合には、逆にプリズム
角Θを大きくするほど、より効果を発揮するもの
となる。この場合、第２３図で示す表面反射の視
野外除去板３４のように、両面をフレネル形状に
し、しかも上記したように黒色感光膜３３を形成
したものを用いると、より効果的である。すなわ
ち、総計的に黒色感光膜３３の面積が広いほど効
果的であることがわかる。

尚、上記例においては、黒色感光膜を一層形成
した場合のみ説明したが、設計仕様によつては遮
光度合を変える必要があり、同様な黒色感光膜形
成処理を数回行ない黒色感光膜を数層に積層形成
しても良いことは言うまでもない。

上記から明らかなように、本発明の膜形成方法
によると、フレネル体成形加工→感光膜形成→感
光処理→洗い落とし、といつた工程は、どれも量
産性に適したもので、製造コストに量産効果を期
待できるものである。また本発明によつて得られ
るフレネル体は、プリズム角を大きく形成できる
ので、表面反射の視野外除去効果が著しく、また
遮光効果が著しくなるので、その適用分野が著し
く増加する効果がある。また、本発明の方法で
は、凹凸面の全面にわたつて感光膜を施した後凹
凸面の斜め側方から感光膜に光を当てるのみで、
凹凸がいかに微細なものであつても、凸部の一側
または他側に、従来のパターンマスクを介する露
光では到底得ることができない微細な位置ずれの
ない被膜を形成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第６図は、本発明を適用せんとする
一例としてのフレネル体の説明図、第７図乃至第
９図は本発明の膜処理方法の説明図、第１０図乃
至第１６図は感光法の説明図、第１７図乃至第１
９図は従来の表面反射を防ぐ方法の説明図、第２
０図は表面反射の視野外除去板の斜視図、第２１
図は第２０図の縦断面図、第２２図及び第２３図
は本発明を適用して形成した一例としての表面反
射の視野外除去板の説明図、第２４図は従来のブ
ラインド板の説明図である。 １−１，…，１−６……フレネル体、２……凸
レンズ、３……凹レンズ、４……凸レンズ、５…
…凹レンズ、６……三角プリズム、７……傾斜
面、８……垂直面、９……フレネル体、９ａ……
凸部、９ｂ……凹部、１０……感光膜、１０ａ…
…黒色膜を形成したい部分、１０ｂ……黒色膜を
施こしたくない部分、１１，１２，１３……光、
１４……平面、１５……発光素子、１６……点灯
光、１７……遮光体、１８−１，１８−２……発
光素子、１９……横長光、２０……垂直面、２１
……シート状フレネル体、２２……回転ドラム、
２３……発光素子、２４……点灯光、２５……レ
ンズ、２６……メータ、２７，２７……表示板、
２８……透明板、２９……三角状楔プリズム、３
０，３３０′……表面反射の視野外除去板、３１
……傾斜面、３２……楔部、３３……黒色感光
膜、３４……表面反射の視野外除去板、３５……
ブラインド板、３６……黒色簿膜、３７……透明
プラスチツク。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 凹凸部を有するレンズ、プリズム等の立体形
   状体、シート体または板状体の部分的に膜を施こ
   したい面の全面に光不透過性の感光剤を塗つて感
   光膜を作り、感光膜により覆われた凹凸部を有す
   る前記面に、凹凸部に対して斜め側方から光を当
   て、感光膜を残したい部分と感光膜を除去したい
   部分とを上記凹凸部を利用して、当てられた光に
   対して陰陽となるようにし、次いで洗浄等の手段
   によつて光の当つた部分または光の当らない部分
   のいずれかの部分の膜を残す膜処理を行なつて、
   部分的に膜層を形成するようにしたことを特徴と
   する遮光膜形成方法。