复合透镜镜片和投影屏.pdf

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摘要
申请专利号:

CN01818506.1

申请日:

2001.10.12

公开号:

CN1613033A

公开日:

2005.05.04

当前法律状态:

终止

有效性:

无权

法律详情:

专利权的终止(未缴年费专利权终止)授权公告日:2008.4.2|||授权|||实质审查的生效|||公开

IPC分类号:

G03B21/62

主分类号:

G03B21/62

申请人:

大日本印刷株式会社;

发明人:

高桥克则

地址:

日本国东京都

优先权:

2000.11.06 JP 337705/2000

专利代理机构:

中科专利商标代理有限责任公司

代理人:

戎志敏

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内容摘要

复合透镜镜片放置在菲涅耳镜片的光-发射表面侧,光-入射表面侧和光-发射表面侧分别使用不同塑料材料。对于光-发射表面侧材料,Ta(oC)代表玻璃转换点;Am(1/oC)代表在温度等于或高于Ta的线性膨胀系数;As(1/oC)代表在温度等于或低于Ta的线性膨胀系数,而对于光-入射表面侧的材料,Tb(oC)代表玻璃转换点;Bm(1/oC)代表在温度等于或高于Tb的线性膨胀系数;Bs(1/oC)代表在温度等于或低于Tb的线性膨胀系数;Tx(oC)代表等于或高于Ta和Tb的预先确定的温度。在此假设下,选择光-发射表面侧和光-入射表面侧材料使得以下关系成立:(Tx-Ta)Am+(Ta-25)As>(Tx-Tb)Bm+(Tb-25)Bs。

权利要求书

1.  一种复合透镜镜片,所述镜片放置在菲涅耳镜片的光—发射表面侧,光—入射表面侧和光—发射表面侧分别使用不同的塑料材料,其特征在于:对于光—发射表面侧的材料,Ta(℃)代表玻璃转换点;Am(1/℃)代表在等于或高于Ta温度的线性膨胀系数;As(1/℃)代表在等于或低于Ta温度的线性膨胀系数,对于光—入射表面侧的材料,Tb(℃)代表玻璃转换点;Bm(1/℃)代表在等于或高于Tb温度的线性膨胀系数;Bs(1/℃)代表在等于或低于Tb温度的线性膨胀系数;代表预先确定的温度的Tx(℃)等于或高于Ta和Tb,选择光—发射表面侧和光—入射表面侧材料使得下述关系成立:
(Tx-Ta)Am+(Ta-25)As>(Tx-Tb)Bm+(Tb-25)Bs

2.
  根据权利要求1所述的复合透镜镜片,其特征在于:Tx是对温度(Ta+Tb)/2加上预先确定的温度值获得的温度。

3.
  根据权利要求2所述的复合透镜镜片,其特征在于:Tx是对温度(Ta+Tb)/2加上5到85℃获得的温度。

4.
  根据权利要求1到3之一所述的复合透镜镜片,其特征在于:Tx是温度150℃。

5.
  一种复合透镜镜片,所述镜片放置在菲涅耳镜片的光—发射表面侧,光—入射表面侧和光—发射表面侧分别使用不同塑料材料,其特征在于:对于光—发射表面侧的材料,Ta(℃)代表玻璃转换点;Am(1/℃)代表在温度等于或高于Ta的线性膨胀系数;As(1/℃)代表在温度等于或低于Ta的线性膨胀系数,而对于光—入射表面侧的材料,Tb(℃)代表玻璃转换点;Bm(1/℃)代表在温度等于或高于Tb的线性膨胀系数;Bs(1/℃)代表在温度等于或低于Tb的线性膨胀系数,选择光—发射表面侧和光—入射表面侧材料使得以下关系成立:
(Tb-Ta)Am+(Ta-25)As>(Tb-25)Bs

6.
  一种复合透镜镜片,所述镜片放置在菲涅耳镜片的光—发射表面侧,光—入射表面侧和光—发射表面侧分别使用不同塑料材料,其特征在于:Ta(℃)代表光—发射表面侧材料的玻璃转换点;Tb(℃)代表光—入射表面侧材料的玻璃转换点,选择光—发射表面侧和光—入射表面侧材料使得以下关系成立:
Ta<Tb

7.
  根据权利要求1到5任一个的复合透镜镜片,其特征在于:选择光—发射表面侧和光—入射表面侧材料使得以下关系成立:
Ta<Tb

8.
  一种装备有根据权利1到7任一个的复合透镜镜片的投影屏。

说明书

复合透镜镜片和投影屏
技术领域
本发明涉及适用于与菲涅耳镜片组合的复合透镜镜片和装备此透镜镜片的投影屏。
背景技术
如图4说明,在投影屏的光-入射表面侧和光-发射表面侧分别放置菲涅耳镜片F和透镜镜片L。菲涅耳透镜镜片有用UV树脂在其上形成菲涅耳透镜的基片。为了阻止杂散光的产生(重影),它的厚度做得薄如0.2到3.0mm。
另一方面,透镜镜片的厚度近似0.6到1mm并且用挤压成形技术在上面形成透镜镜头。
使用相对小厚度镜片的屏幕通常大小为40到80英寸。因此,在透镜镜片和菲涅耳镜片之间很可能出现分离、起皱或波动。为了阻止此现象,提出了下面的措施。即,使透镜镜片形成对光-入射表面侧(菲涅耳镜片侧)(见图5(a))是凸形的结构。它与菲涅耳镜片侧结合在一起使之产生互相粘合(见图5(b))。日本专利申请公开No.2000-235230公开了在透镜镜片的光-入射表面侧用高吸湿的丙烯酸树脂实现上述方法的结构。
然而,湿度依赖于投影屏使用的环境。因此,在实施此应用前,有解决上述问题的需求。
发明内容
因此,本发明的目的是提供一种在制造阶段解决上述问题的透镜镜片和装备此透镜镜片的投影屏。
透明的塑料材料如丙烯酸树脂,PET树脂,聚苯乙烯树脂,或聚丙烯树脂或此类必需有每一材料特定的玻璃状转换点温度(高于此温度时使材料开始液化的温度)。由注意到这样的事实而完成了本发明,玻璃转换点温度作为边界,线性膨胀系数在比此温度高一点或低一点的温度下显著变化。
下面,解释本发明。
本发明的第一方面,复合透镜镜片放置在菲涅耳镜片的光-发射表面侧,光-入射表面侧和光-发射表面侧分别使用不同的塑料材料,假设,关于光-发射表面侧的材料,Ta(℃)代表玻璃转换点;Am(1/℃)代表在等于或高于Ta温度时的线性膨胀系数;As(1/oC)代表在等于或低于Ta温度时的线性膨胀系数,而,关于光-入射表面侧材料,Tb(℃)代表玻璃转换点;Bm(1/℃)代表在等于或高于Tb温度时的线性膨胀系数;Bs(1/℃)代表在等于或低于Tb温度时的线性膨胀系数;也假设Tx(℃)代表等于或高于Tb和Tb各自的预先确定的温度,选择光-发射表面侧和在光-入射表面侧的材料使下面的关系成立。
(Tx-Ta)Am+(Ta-25)As>(Tx-Tb)Bm+(Tb-25)Bs
这里,关于光-发射表面侧材料的线性膨胀系数Am,光发射表面侧的AS以及关于线性膨胀系数Bm,光入射表面测材料的Bs,对于将解释有温度依赖的各自线性膨胀系数。即,相应的温度范围等分为10点(不包括两端的点)。温度依赖的线性膨胀系数值使用在此10等分点温度各自线性膨胀系数值的算术平均值。
根据本发明,已经以液体形式挤压的光-发射表面侧材料和光-入射表面侧材料,在从温度Tx到常温(25℃)的时间段中完成冷却,在温度Tx从参考体积减少(收缩)相应数量范围分别表示如下。
3((Tx-Ta)Am+(Ta-25)As)
3((Tx-Tb)Bm+(Tb-25)Bs)
这里,系数3加在每一体积项最前的原因如下。即,以边长为“1”的立方体作参考并当其线性膨胀系数为X。假设温度升高1℃,立方体的体积改变为(1+X)3=1+3X+3X2+X3。然而,因为线性膨胀系数大大小于“1”,“3X2+X3“项是可忽略的量级。因此,体积的变化(体积膨胀系数)相对于温度1℃的变化为3X。其值近似等于线性膨胀系数的3倍。
因此,选择光-发射表面侧材料和光-入射表面侧材料使得下面的等式成立,使得在冷却期间内光-发射表面侧材料相对于光-入射表面侧材料有较大的收缩量。
(Tx-Ta)Am+(Ta-25)As>(Tx-Tb)Bm+(Tb-25)Bs
因此,使得复合透镜镜片的整个结构对光-入射表面侧凸起。
本发明的第二方面,上述Tx是(Ta+Tb)/2加上预先确定的温度获得的温度。预先确定的温度可能是5到85℃。此外,Tx可能是150oC。
在这方面,Tx可设置为稍高于两种材料各自实际转换点温度的温度。因此,即使各材料的线性膨胀系数有高的温度依赖,这些线性膨胀系数几乎不受此依赖性的影响。在从温度Tx到25℃的时间段中完成冷却,使得光-发射表面侧材料相对于光-入射表面侧材料有较大的收缩量。因此,使得复合透镜镜片的整个结构对光-入射表面侧凸起。
本发明的第三方面,提供在上面显示特性的复合透镜镜片解决以上目标,选择其光-发射表面侧和光-入射表面侧材料特性使下面地关系成立。
(Tb-Ta)Am+(Ta-25)As>(Tb-25)Bs
如果提供这样的复合透镜镜片,在液态挤压成形的光-发射表面侧材料和光-入射表面侧材料,在从温度Tb到常温(25℃)的时间段中完成冷却,在温度Tb从参考体积减少(收缩)相应数量范围分别如下表示。
3((Tb-Ta)Am+(Ta-25)As)和
3(Tb--25)Bs
因此,选择光-发射表面侧材料和光-入射表面侧材料使下面的关系成立,
(Tb-Ta)Am+(Ta-25)As>(Tb-25)Bs
使得光-发射表面侧材料相对于光-入射表面侧材料有较大的收缩量。因此,使得复合透镜镜片的整个结构对光-入射表面侧凸起。
本发明的第四方面,提供在上面显示特性的复合透镜镜片解决以上目标,选择其光-发射表面侧和光-入射表面侧材料特性使下面的关系成立。
Ta<Tb
本发明的第-到第三各方面,选择光-发射表面侧和光-入射表面侧材料特性使下面的关系成立。
Ta<Tb
如果提供这样的复合透镜镜片,在冷却过程中,光-入射表面侧材料首先固化,然后光-发射表面侧材料固化并收缩牵动光入射表面侧材料朝向它。因此,使得复合透镜镜片的整个结构对光-入射表面侧凸起。
此外,以上解释的复合透镜镜片可在菲涅耳镜片的光发射侧防治,因此两者互相粘合。这样作后,有可能提供这样的投影屏,阻止复合透镜镜片和菲涅耳镜片之间产生的任何分离或阻止透镜镜片表面产生的任何起皱或波动。
附图说明
从下面要解释的实例中本发明上述的性能和优点会更清晰。
图1是说明复合透镜镜片和菲涅耳镜片部分横截面的视图;
图2是说明温度和材料La和材料Lb各自的体积的关系视图;
图3是说明温度和材料La和材料Lb各自的体积的关系视图;
图4是说明投影屏的视图;
图5(a)和5(b)是各自说明复合透镜之一相对于菲涅耳镜片放置的视图。
具体实施方式
此后根据在图例中说明的实例解释本发明。图1是说明复合透镜镜片L和菲涅耳镜片F的部分横截面图。在投影屏中,菲涅耳镜片F和复合透镜镜片L分别放置在光-入射表面侧I和光-发射表面侧O。菲涅耳镜片F有丙烯酸基片Fb和用氨基甲酸乙酯丙烯酸UV树脂系统在上面形成菲涅耳透镜层Fu。
复合透镜镜片L、光-发射表面材料La和光-入射表面材料Lb用成形冲模塑造,因此在镜片的每一表面形成复合透镜预先确定的结构。作为光-发射表面材料La和光-入射表面材料Lb,根据它们的使用目的选择透明塑料材料。通常,因为透明塑料材料有玻璃转换点,光-发射表面材料La和光-入射表面材料Lb有玻璃转换点Ta和Tb。一般,这些透明塑料材料各自的玻璃转换点范围在80到120℃。
在挤压塑造时,这些材料各自加热到,例如250℃,并在液态挤压成形。其后,用上和下两个各具有已形成透镜形状的母模表面的卷曲器卷曲,冷却。因此,在各表面形成透镜预先确定的结构。卷曲的表面温度维持在近似70℃到100℃。然后经过卷曲部分的材料在空气中淬火到常温。
图2是说明温度与材料La和材料Lb各自从温度Tx冷却到常温(25℃)时的体积的关系视图。这里,材料La和材料Lb在温度Tx的体积(图2的A点)用作为参考,图2说明在冷却过程中材料La(图2中的双点划线)和材料Lb(图2中的单点划线)体积的变化。
温度Tx是稍高于各自光-发射表面材料La和光-入射表面材料Lb的玻璃转换点Ta和Tb的温度。假设Tx是温度(Ta+Tb)/2加5到85℃获得的,最好由加25到85℃获得此温度,或更好加45到65℃获得此温度。例如,Ta为90℃Tb为100℃的情况,假设Tx近似温度为150℃。
现在,参考图2,考虑从温度Tx冷却到常温时光-入射表面侧材料Lb体积的变化。这里假设Bm代表在温度高于相应于光-入射表面材料Lb的玻璃转换点Tb的线性膨胀系数。也假设Bs代表在温度低于Tb的线性膨胀系数。从温度Tx到Tb的时间段光-入射表面材料Lb的体积收缩范围相应于图2的长度AB。假设在1代表在温度Tx的参考体积的情况下,收缩量近似相当于如下表达式的数值。
3(Tx-Tb)Bm
随后,从温度Tb到常温(25℃)的时间段内光-入射表面材料Lb的体积收缩范围相应于图2的长度BD,假设在1代表在温度Tx的参考体积的情况下,收缩量近似相当于如下表达式的数值。
3(Tb-25)Bs
因此,光-入射表面材料Lb从温度Tx冷却到常温(25℃)时,体积收缩范围相应于图2的长度AD,在假设1代表在温度Tx的参考体积的情况下,收缩量近似相当于如下表达式的数值。
3(Tx-Tb)Bm+3(Tb-25)Bs
相似的,光-发射表面材料La从温度Tx冷却到常温(25℃)时,体积收缩范围相应于图2的长度AE,在假设1代表在温度Tx的参考体积的情况下,收缩量近似相当于如下表达式的数值。
3(Tx-Ta)Am+3(Ta-25)As
现在考虑光-发射表面材料La和光-入射表面材料Lb各自从温度Tx冷却到常温时的收缩量。假设前面La的收缩量超过后来Lb的收缩量。透镜镜片凸向相对光-入射表面侧。因此,获得本发明的目标。表达式是根据各自材料的玻璃转换点和在相应于比玻璃转换点高一点或低一点的温度下的线性膨胀系数时,得到以下的结论。
(Tx-Ta)Am+(Ta-25)As>(Tx-Tb)Bm+(Tb-25)Bs
图3是说明温度和体积的关系视图,其中图2中的温度Tx与光-入射表面侧材料Lb的玻璃转换点Tb一致。这里,材料La和Lb的在温度Tb的体积(图3的点B1)用作为参考,图3说明材料La(双点划线所指的)和材料Lb(单点划线所指的)在从温度Tb冷却过程体积的变化。
这里,参考图3,考虑光-入射表面材料Lb从温度Tb冷却到常温(25℃)时体积的变化。这里还是假设Bs代表在低于光-入射表面侧材料Lb的玻璃转换点Tb的温度下的线性膨胀系数。在从温度Tb到常温的时间段内光-入射表面材料Lb的体积收缩范围相应于图3的长度B1D,在假设1代表在温度Tb的参考体积的情况下,收缩量近似相当于如下表达式的数值。
3(Tb-25)Bs
另一方面,光-发射表面材料La从温度Tb冷却到常温(25℃)时,体积收缩范围相应于图3的长度B1E,在假设1代表在温度Tb的参考体积的情况下,收缩量近似相当于如下表达式的数值。
3(Tb-Ta)Am+3(Tb-25)As
这里也是,结合图2以相同的方式考虑,考虑光-发射表面材料La和光-入射表面材料Lb从温度Tb冷却到常温时的收缩量。表达的条件为,光-发射表面材料La的收缩量大于光-入射表面侧材料Lba的收缩量时;因此透镜镜片凸向光-入射表面侧,表达式根据各材料的玻璃转换点和相应于比玻璃转换点高一点或低一点的温度下的线性膨胀系数时,此情况得到以下的结论。
(Tb-Ta)Am+(Ta-25)As>(Tb-25)Bs
此外,本发明中,相伴或独立于上述条件,也足以实现即使选择光-发射表面侧和光-入射表面侧材料使得Ta<Tb的关系成立的目的。
如果这样作,在冷却过程中,光-入射表面侧材料首先固化其后光-发射表面侧材料固化并且收缩牵动光-入射表面侧材料朝向它。因此,使得复合透镜镜片的整个结构对光-入射表面侧凸起。
本发明不限于上述的实例。通过阅读权利要求和整个说明书,在不偏离主题内容或技术概念的情况下,本发明可适当的改变或修改。按此改变或修改,复合透镜镜片和由此产生的投影屏也包括在本发明的技术范围。
如上所描述的,如果选择光-发射表面侧和光-入射表面侧材料使得在玻璃转换点和在此温度前后的线性膨胀系数有预先确定的关系,获得对光-入射侧凸起的复合透镜镜片的结构是可能的。结论是,这样获得的复合透镜镜片可做得与菲涅耳镜片粘合。结果,可能阻止屏的组成部分分离或阻止屏的起皱或波动。

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复合透镜镜片放置在菲涅耳镜片的光发射表面侧,光入射表面侧和光发射表面侧分别使用不同塑料材料。对于光发射表面侧材料,Ta(oC)代表玻璃转换点;Am(1/oC)代表在温度等于或高于Ta的线性膨胀系数;As(1/oC)代表在温度等于或低于Ta的线性膨胀系数,而对于光入射表面侧的材料,Tb(oC)代表玻璃转换点;Bm(1/oC)代表在温度等于或高于Tb的线性膨胀系数;Bs(1/oC)代表在温度等于或低于。

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