專利名稱：復(fù)合透鏡鏡片和投影屏的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及適用于與菲涅耳鏡片組合的復(fù)合透鏡鏡片和裝備此透鏡鏡片的投影屏。
背景技術(shù)：
如圖4說明，在投影屏的光-入射表面?zhèn)群凸?發(fā)射表面?zhèn)确謩e放置菲涅耳鏡片F(xiàn)和透鏡鏡片L。菲涅耳透鏡鏡片有用UV樹脂在其上形成菲涅耳透鏡的基片。為了阻止雜散光的產(chǎn)生(重影)，它的厚度做得薄如0.2到3.0mm。
另一方面，透鏡鏡片的厚度近似0.6到1mm并且用擠壓成形技術(shù)在上面形成透鏡鏡頭。
使用相對小厚度鏡片的屏幕通常大小為40到80英寸。因此，在透鏡鏡片和菲涅耳鏡片之間很可能出現(xiàn)分離、起皺或波動。為了阻止此現(xiàn)象，提出了下面的措施。即，使透鏡鏡片形成對光-入射表面?zhèn)?菲涅耳鏡片側(cè))(見圖5(a))是凸形的結(jié)構(gòu)。它與菲涅耳鏡片側(cè)結(jié)合在一起使之產(chǎn)生互相粘合(見圖5(b))。日本專利申請公開No.2000-235230公開了在透鏡鏡片的光-入射表面?zhèn)扔酶呶鼭竦谋┧針渲瑢崿F(xiàn)上述方法的結(jié)構(gòu)。
然而，濕度依賴于投影屏使用的環(huán)境。因此，在實施此應(yīng)用前，有解決上述問題的需求。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種在制造階段解決上述問題的透鏡鏡片和裝備此透鏡鏡片的投影屏。
透明的塑料材料如丙烯酸樹脂，PET樹脂，聚苯乙烯樹脂，或聚丙烯樹脂或此類必需有每一材料特定的玻璃狀轉(zhuǎn)換點溫度(高于此溫度時使材料開始液化的溫度)。由注意到這樣的事實而完成了本發(fā)明，玻璃轉(zhuǎn)換點溫度作為邊界，線性膨脹系數(shù)在比此溫度高一點或低一點的溫度下顯著變化。
下面，解釋本發(fā)明。
本發(fā)明的第一方面，復(fù)合透鏡鏡片放置在菲涅耳鏡片的光-發(fā)射表面?zhèn)?，?入射表面?zhèn)群凸?發(fā)射表面?zhèn)确謩e使用不同的塑料材料，假設(shè)，關(guān)于光-發(fā)射表面?zhèn)鹊牟牧?，Ta(℃)代表玻璃轉(zhuǎn)換點；Am(1/℃)代表在等于或高于Ta溫度時的線性膨脹系數(shù)；As(1/oC)代表在等于或低于Ta溫度時的線性膨脹系數(shù)，而，關(guān)于光-入射表面?zhèn)炔牧?，Tb(℃)代表玻璃轉(zhuǎn)換點；Bm(1/℃)代表在等于或高于Tb溫度時的線性膨脹系數(shù)；Bs(1/℃)代表在等于或低于Tb溫度時的線性膨脹系數(shù)；也假設(shè)Tx(℃)代表等于或高于Tb和Tb各自的預(yù)先確定的溫度，選擇光-發(fā)射表面?zhèn)群驮诠?入射表面?zhèn)鹊牟牧鲜瓜旅娴年P(guān)系成立。
(Tx-Ta)Am+(Ta-25)As＞(Tx-Tb)Bm+(Tb-25)Bs這里，關(guān)于光-發(fā)射表面?zhèn)炔牧系木€性膨脹系數(shù)Am，光發(fā)射表面?zhèn)鹊腁S以及關(guān)于線性膨脹系數(shù)Bm，光入射表面測材料的Bs，對于將解釋有溫度依賴的各自線性膨脹系數(shù)。即，相應(yīng)的溫度范圍等分為10點(不包括兩端的點)。溫度依賴的線性膨脹系數(shù)值使用在此10等分點溫度各自線性膨脹系數(shù)值的算術(shù)平均值。
根據(jù)本發(fā)明，已經(jīng)以液體形式擠壓的光-發(fā)射表面?zhèn)炔牧虾凸?入射表面?zhèn)炔牧?，在從溫度Tx到常溫(25℃)的時間段中完成冷卻，在溫度Tx從參考體積減少(收縮)相應(yīng)數(shù)量范圍分別表示如下。
3((Tx-Ta)Am+(Ta-25)As)3((Tx-Tb)Bm+(Tb-25)Bs)這里，系數(shù)3加在每一體積項最前的原因如下。即，以邊長為“1”的立方體作參考并當(dāng)其線性膨脹系數(shù)為X。假設(shè)溫度升高1℃，立方體的體積改變?yōu)?1+X)3＝1+3X+3X2+X3。然而，因為線性膨脹系數(shù)大大小于“1”，“3X2+X3“項是可忽略的量級。因此，體積的變化(體積膨脹系數(shù))相對于溫度1℃的變化為3X。其值近似等于線性膨脹系數(shù)的3倍。
因此，選擇光-發(fā)射表面?zhèn)炔牧虾凸?入射表面?zhèn)炔牧鲜沟孟旅娴牡仁匠闪?，使得在冷卻期間內(nèi)光-發(fā)射表面?zhèn)炔牧舷鄬τ诠?入射表面?zhèn)炔牧嫌休^大的收縮量。
(Tx-Ta)Am+(Ta-25)As＞(Tx-Tb)Bm+(Tb-25)Bs因此，使得復(fù)合透鏡鏡片的整個結(jié)構(gòu)對光-入射表面?zhèn)韧蛊稹?br> 本發(fā)明的第二方面，上述Tx是(Ta+Tb)/2加上預(yù)先確定的溫度獲得的溫度。預(yù)先確定的溫度可能是5到85℃。此外，Tx可能是150oC。
在這方面，Tx可設(shè)置為稍高于兩種材料各自實際轉(zhuǎn)換點溫度的溫度。因此，即使各材料的線性膨脹系數(shù)有高的溫度依賴，這些線性膨脹系數(shù)幾乎不受此依賴性的影響。在從溫度Tx到25℃的時間段中完成冷卻，使得光-發(fā)射表面?zhèn)炔牧舷鄬τ诠?入射表面?zhèn)炔牧嫌休^大的收縮量。因此，使得復(fù)合透鏡鏡片的整個結(jié)構(gòu)對光-入射表面?zhèn)韧蛊稹?br> 本發(fā)明的第三方面，提供在上面顯示特性的復(fù)合透鏡鏡片解決以上目標(biāo)，選擇其光-發(fā)射表面?zhèn)群凸?入射表面?zhèn)炔牧咸匦允瓜旅娴年P(guān)系成立。
(Tb-Ta)Am+(Ta-25)As＞(Tb-25)Bs如果提供這樣的復(fù)合透鏡鏡片，在液態(tài)擠壓成形的光-發(fā)射表面?zhèn)炔牧虾凸?入射表面?zhèn)炔牧希趶臏囟萒b到常溫(25℃)的時間段中完成冷卻，在溫度Tb從參考體積減少(收縮)相應(yīng)數(shù)量范圍分別如下表示。
3((Tb-Ta)Am+(Ta-25)As)和3(Tb--25)Bs因此，選擇光-發(fā)射表面?zhèn)炔牧虾凸?入射表面?zhèn)炔牧鲜瓜旅娴年P(guān)系成立，(Tb-Ta)Am+(Ta-25)As＞(Tb-25)Bs使得光-發(fā)射表面?zhèn)炔牧舷鄬τ诠?入射表面?zhèn)炔牧嫌休^大的收縮量。因此，使得復(fù)合透鏡鏡片的整個結(jié)構(gòu)對光-入射表面?zhèn)韧蛊稹?br> 本發(fā)明的第四方面，提供在上面顯示特性的復(fù)合透鏡鏡片解決以上目標(biāo)，選擇其光-發(fā)射表面?zhèn)群凸?入射表面?zhèn)炔牧咸匦允瓜旅娴年P(guān)系成立。
Ta＜Tb本發(fā)明的第-到第三各方面，選擇光-發(fā)射表面?zhèn)群凸?入射表面?zhèn)炔牧咸匦允瓜旅娴年P(guān)系成立。
Ta＜Tb如果提供這樣的復(fù)合透鏡鏡片，在冷卻過程中，光-入射表面?zhèn)炔牧鲜紫裙袒?，然后?發(fā)射表面?zhèn)炔牧瞎袒⑹湛s牽動光入射表面?zhèn)炔牧铣蛩Ｒ虼?，使得?fù)合透鏡鏡片的整個結(jié)構(gòu)對光-入射表面?zhèn)韧蛊稹?br> 此外，以上解釋的復(fù)合透鏡鏡片可在菲涅耳鏡片的光發(fā)射側(cè)防治，因此兩者互相粘合。這樣作后，有可能提供這樣的投影屏，阻止復(fù)合透鏡鏡片和菲涅耳鏡片之間產(chǎn)生的任何分離或阻止透鏡鏡片表面產(chǎn)生的任何起皺或波動。


從下面要解釋的實例中本發(fā)明上述的性能和優(yōu)點會更清晰。
圖1是說明復(fù)合透鏡鏡片和菲涅耳鏡片部分橫截面的視圖；圖2是說明溫度和材料La和材料Lb各自的體積的關(guān)系視圖；圖3是說明溫度和材料La和材料Lb各自的體積的關(guān)系視圖；圖4是說明投影屏的視圖；圖5(a)和5(b)是各自說明復(fù)合透鏡之一相對于菲涅耳鏡片放置的視圖。
具體實施例方式
此后根據(jù)在圖例中說明的實例解釋本發(fā)明。圖1是說明復(fù)合透鏡鏡片L和菲涅耳鏡片F(xiàn)的部分橫截面圖。在投影屏中，菲涅耳鏡片F(xiàn)和復(fù)合透鏡鏡片L分別放置在光-入射表面?zhèn)菼和光-發(fā)射表面?zhèn)萇。菲涅耳鏡片F(xiàn)有丙烯酸基片F(xiàn)b和用氨基甲酸乙酯丙烯酸UV樹脂系統(tǒng)在上面形成菲涅耳透鏡層Fu。
復(fù)合透鏡鏡片L、光-發(fā)射表面材料La和光-入射表面材料Lb用成形沖模塑造，因此在鏡片的每一表面形成復(fù)合透鏡預(yù)先確定的結(jié)構(gòu)。作為光-發(fā)射表面材料La和光-入射表面材料Lb，根據(jù)它們的使用目的選擇透明塑料材料。通常，因為透明塑料材料有玻璃轉(zhuǎn)換點，光-發(fā)射表面材料La和光-入射表面材料Lb有玻璃轉(zhuǎn)換點Ta和Tb。一般，這些透明塑料材料各自的玻璃轉(zhuǎn)換點范圍在80到120℃。
在擠壓塑造時，這些材料各自加熱到，例如250℃，并在液態(tài)擠壓成形。其后，用上和下兩個各具有已形成透鏡形狀的母模表面的卷曲器卷曲，冷卻。因此，在各表面形成透鏡預(yù)先確定的結(jié)構(gòu)。卷曲的表面溫度維持在近似70℃到100℃。然后經(jīng)過卷曲部分的材料在空氣中淬火到常溫。
圖2是說明溫度與材料La和材料Lb各自從溫度Tx冷卻到常溫(25℃)時的體積的關(guān)系視圖。這里，材料La和材料Lb在溫度Tx的體積(圖2的A點)用作為參考，圖2說明在冷卻過程中材料La(圖2中的雙點劃線)和材料Lb(圖2中的單點劃線)體積的變化。
溫度Tx是稍高于各自光-發(fā)射表面材料La和光-入射表面材料Lb的玻璃轉(zhuǎn)換點Ta和Tb的溫度。假設(shè)Tx是溫度(Ta+Tb)/2加5到85℃獲得的，最好由加25到85℃獲得此溫度，或更好加45到65℃獲得此溫度。例如，Ta為90℃Tb為100℃的情況，假設(shè)Tx近似溫度為150℃。
現(xiàn)在，參考圖2，考慮從溫度Tx冷卻到常溫時光-入射表面?zhèn)炔牧螸b體積的變化。這里假設(shè)Bm代表在溫度高于相應(yīng)于光-入射表面材料Lb的玻璃轉(zhuǎn)換點Tb的線性膨脹系數(shù)。也假設(shè)Bs代表在溫度低于Tb的線性膨脹系數(shù)。從溫度Tx到Tb的時間段光-入射表面材料Lb的體積收縮范圍相應(yīng)于圖2的長度AB。假設(shè)在1代表在溫度Tx的參考體積的情況下，收縮量近似相當(dāng)于如下表達式的數(shù)值。
3(Tx-Tb)Bm隨后，從溫度Tb到常溫(25℃)的時間段內(nèi)光-入射表面材料Lb的體積收縮范圍相應(yīng)于圖2的長度BD，假設(shè)在1代表在溫度Tx的參考體積的情況下，收縮量近似相當(dāng)于如下表達式的數(shù)值。
3(Tb-25)Bs因此，光-入射表面材料Lb從溫度Tx冷卻到常溫(25℃)時，體積收縮范圍相應(yīng)于圖2的長度AD，在假設(shè)1代表在溫度Tx的參考體積的情況下，收縮量近似相當(dāng)于如下表達式的數(shù)值。
3(Tx-Tb)Bm+3(Tb-25)Bs相似的，光-發(fā)射表面材料La從溫度Tx冷卻到常溫(25℃)時，體積收縮范圍相應(yīng)于圖2的長度AE，在假設(shè)1代表在溫度Tx的參考體積的情況下，收縮量近似相當(dāng)于如下表達式的數(shù)值。
3(Tx-Ta)Am+3(Ta-25)As現(xiàn)在考慮光-發(fā)射表面材料La和光-入射表面材料Lb各自從溫度Tx冷卻到常溫時的收縮量。假設(shè)前面La的收縮量超過后來Lb的收縮量。透鏡鏡片凸向相對光-入射表面?zhèn)?。因此，獲得本發(fā)明的目標(biāo)。表達式是根據(jù)各自材料的玻璃轉(zhuǎn)換點和在相應(yīng)于比玻璃轉(zhuǎn)換點高一點或低一點的溫度下的線性膨脹系數(shù)時，得到以下的結(jié)論。
(Tx-Ta)Am+(Ta-25)As＞(Tx-Tb)Bm+(Tb-25)Bs圖3是說明溫度和體積的關(guān)系視圖，其中圖2中的溫度Tx與光-入射表面?zhèn)炔牧螸b的玻璃轉(zhuǎn)換點Tb一致。這里，材料La和Lb的在溫度Tb的體積(圖3的點B1)用作為參考，圖3說明材料La(雙點劃線所指的)和材料Lb(單點劃線所指的)在從溫度Tb冷卻過程體積的變化。
這里，參考圖3，考慮光-入射表面材料Lb從溫度Tb冷卻到常溫(25℃)時體積的變化。這里還是假設(shè)Bs代表在低于光-入射表面?zhèn)炔牧螸b的玻璃轉(zhuǎn)換點Tb的溫度下的線性膨脹系數(shù)。在從溫度Tb到常溫的時間段內(nèi)光-入射表面材料Lb的體積收縮范圍相應(yīng)于圖3的長度B1D，在假設(shè)1代表在溫度Tb的參考體積的情況下，收縮量近似相當(dāng)于如下表達式的數(shù)值。
3(Tb-25)Bs另一方面，光-發(fā)射表面材料La從溫度Tb冷卻到常溫(25℃)時，體積收縮范圍相應(yīng)于圖3的長度B1E，在假設(shè)1代表在溫度Tb的參考體積的情況下，收縮量近似相當(dāng)于如下表達式的數(shù)值。
3(Tb-Ta)Am+3(Tb-25)As這里也是，結(jié)合圖2以相同的方式考慮，考慮光-發(fā)射表面材料La和光-入射表面材料Lb從溫度Tb冷卻到常溫時的收縮量。表達的條件為，光-發(fā)射表面材料La的收縮量大于光-入射表面?zhèn)炔牧螸ba的收縮量時；因此透鏡鏡片凸向光-入射表面?zhèn)龋磉_式根據(jù)各材料的玻璃轉(zhuǎn)換點和相應(yīng)于比玻璃轉(zhuǎn)換點高一點或低一點的溫度下的線性膨脹系數(shù)時，此情況得到以下的結(jié)論。
(Tb-Ta)Am+(Ta-25)As＞(Tb-25)Bs此外，本發(fā)明中，相伴或獨立于上述條件，也足以實現(xiàn)即使選擇光-發(fā)射表面?zhèn)群凸?入射表面?zhèn)炔牧鲜沟肨a＜Tb的關(guān)系成立的目的。
如果這樣作，在冷卻過程中，光-入射表面?zhèn)炔牧鲜紫裙袒浜蠊?發(fā)射表面?zhèn)炔牧瞎袒⑶沂湛s牽動光-入射表面?zhèn)炔牧铣蛩?。因此，使得?fù)合透鏡鏡片的整個結(jié)構(gòu)對光-入射表面?zhèn)韧蛊稹?br> 本發(fā)明不限于上述的實例。通過閱讀權(quán)利要求和整個說明書，在不偏離主題內(nèi)容或技術(shù)概念的情況下，本發(fā)明可適當(dāng)?shù)母淖兓蛐薷摹０创烁淖兓蛐薷?，?fù)合透鏡鏡片和由此產(chǎn)生的投影屏也包括在本發(fā)明的技術(shù)范圍。
如上所描述的，如果選擇光-發(fā)射表面?zhèn)群凸?入射表面?zhèn)炔牧鲜沟迷诓ＡмD(zhuǎn)換點和在此溫度前后的線性膨脹系數(shù)有預(yù)先確定的關(guān)系，獲得對光-入射側(cè)凸起的復(fù)合透鏡鏡片的結(jié)構(gòu)是可能的。結(jié)論是，這樣獲得的復(fù)合透鏡鏡片可做得與菲涅耳鏡片粘合。結(jié)果，可能阻止屏的組成部分分離或阻止屏的起皺或波動。
權(quán)利要求
1.一種復(fù)合透鏡鏡片，所述鏡片放置在菲涅耳鏡片的光—發(fā)射表面?zhèn)?，光—入射表面?zhèn)群凸狻l(fā)射表面?zhèn)确謩e使用不同的塑料材料，其特征在于對于光—發(fā)射表面?zhèn)鹊牟牧希琓a(℃)代表玻璃轉(zhuǎn)換點；Am(1/℃)代表在等于或高于Ta溫度的線性膨脹系數(shù)；As(1/℃)代表在等于或低于Ta溫度的線性膨脹系數(shù)，對于光—入射表面?zhèn)鹊牟牧?，Tb(℃)代表玻璃轉(zhuǎn)換點；Bm(1/℃)代表在等于或高于Tb溫度的線性膨脹系數(shù)；Bs(1/℃)代表在等于或低于Tb溫度的線性膨脹系數(shù)；代表預(yù)先確定的溫度的Tx(℃)等于或高于Ta和Tb，選擇光—發(fā)射表面?zhèn)群凸狻肷浔砻鎮(zhèn)炔牧鲜沟孟率鲫P(guān)系成立(Tx-Ta)Am+(Ta-25)As＞(Tx-Tb)Bm+(Tb-25)Bs
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合透鏡鏡片，其特征在于Tx是對溫度(Ta+Tb)/2加上預(yù)先確定的溫度值獲得的溫度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的復(fù)合透鏡鏡片，其特征在于Tx是對溫度(Ta+Tb)/2加上5到85℃獲得的溫度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1到3之一所述的復(fù)合透鏡鏡片，其特征在于Tx是溫度150℃。
5.一種復(fù)合透鏡鏡片，所述鏡片放置在菲涅耳鏡片的光—發(fā)射表面?zhèn)?，光—入射表面?zhèn)群凸狻l(fā)射表面?zhèn)确謩e使用不同塑料材料，其特征在于對于光—發(fā)射表面?zhèn)鹊牟牧?，Ta(℃)代表玻璃轉(zhuǎn)換點；Am(1/℃)代表在溫度等于或高于Ta的線性膨脹系數(shù)；As(1/℃)代表在溫度等于或低于Ta的線性膨脹系數(shù)，而對于光—入射表面?zhèn)鹊牟牧?，Tb(℃)代表玻璃轉(zhuǎn)換點；Bm(1/℃)代表在溫度等于或高于Tb的線性膨脹系數(shù)；Bs(1/℃)代表在溫度等于或低于Tb的線性膨脹系數(shù)，選擇光—發(fā)射表面?zhèn)群凸狻肷浔砻鎮(zhèn)炔牧鲜沟靡韵玛P(guān)系成立(Tb-Ta)Am+(Ta-25)As＞(Tb-25)Bs
6.一種復(fù)合透鏡鏡片，所述鏡片放置在菲涅耳鏡片的光—發(fā)射表面?zhèn)?，光—入射表面?zhèn)群凸狻l(fā)射表面?zhèn)确謩e使用不同塑料材料，其特征在于Ta(℃)代表光—發(fā)射表面?zhèn)炔牧系牟ＡмD(zhuǎn)換點；Tb(℃)代表光—入射表面?zhèn)炔牧系牟ＡмD(zhuǎn)換點，選擇光—發(fā)射表面?zhèn)群凸狻肷浔砻鎮(zhèn)炔牧鲜沟靡韵玛P(guān)系成立Ta＜Tb
7.根據(jù)權(quán)利要求1到5任一個的復(fù)合透鏡鏡片，其特征在于選擇光—發(fā)射表面?zhèn)群凸狻肷浔砻鎮(zhèn)炔牧鲜沟靡韵玛P(guān)系成立Ta＜Tb
8.一種裝備有根據(jù)權(quán)利1到7任一個的復(fù)合透鏡鏡片的投影屏。
全文摘要
復(fù)合透鏡鏡片放置在菲涅耳鏡片的光－發(fā)射表面?zhèn)龋猓肷浔砻鎮(zhèn)群凸猓l(fā)射表面?zhèn)确謩e使用不同塑料材料。對于光－發(fā)射表面?zhèn)炔牧希琓a(oC)代表玻璃轉(zhuǎn)換點；Am(1/oC)代表在溫度等于或高于Ta的線性膨脹系數(shù)；As(1/oC)代表在溫度等于或低于Ta的線性膨脹系數(shù)，而對于光－入射表面?zhèn)鹊牟牧希琓b(oC)代表玻璃轉(zhuǎn)換點；Bm(1/oC)代表在溫度等于或高于Tb的線性膨脹系數(shù)；Bs(1/oC)代表在溫度等于或低于Tb的線性膨脹系數(shù)；Tx(oC)代表等于或高于Ta和Tb的預(yù)先確定的溫度。在此假設(shè)下，選擇光－發(fā)射表面?zhèn)群凸猓肷浔砻鎮(zhèn)炔牧鲜沟靡韵玛P(guān)系成立(Tx－Ta)Am+(Ta－25)As＞(Tx－Tb)Bm+(Tb－25)Bs。
文檔編號G03B21/60GK1613033SQ0181850
公開日2005年5月4日 申請日期2001年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月6日
發(fā)明者高橋克則 申請人:大日本印刷株式會社