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JPH0875906A - フレネルレンズ - Google Patents

フレネルレンズ

Info

Publication number
JPH0875906A
JPH0875906A JP23406094A JP23406094A JPH0875906A JP H0875906 A JPH0875906 A JP H0875906A JP 23406094 A JP23406094 A JP 23406094A JP 23406094 A JP23406094 A JP 23406094A JP H0875906 A JPH0875906 A JP H0875906A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lens
angle
incident
emitted
light
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP23406094A
Other languages
English (en)
Inventor
Makoto Sato
佐藤  誠
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Casio Computer Co Ltd
Original Assignee
Casio Computer Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Casio Computer Co Ltd filed Critical Casio Computer Co Ltd
Priority to JP23406094A priority Critical patent/JPH0875906A/ja
Publication of JPH0875906A publication Critical patent/JPH0875906A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Landscapes

  • Overhead Projectors And Projection Screens (AREA)
  • Lenses (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 迷光が少なく、光の損失を防ぎ、全体を明る
くすることのできるフレネルレンズを提供する。 【構成】 入射面が平面1に形成され、出射面にレンズ
面4および非レンズ面5を有するプリズムレンズ部2が
形成された平凸の正のパワーをもつフレネルレンズにお
いて、プリズムレンズ部2の非レンズ面5の傾斜角を、
レンズ内部に入射した主光線の向きと、レンズ外部に出
射された主光線の向きとのなす角の範囲内に設定した。
したがって、非レンズ面5に対するレンズ内部に入射し
た光線とのなす角θ1と、レンズ外部に出射した光線と
のなす角θ2との余裕が生じ、このため光軸上から少し
ずれた点からの光線が非レンズ面5に到達しても、ほぼ
光軸に沿って射出することができ、非レンズ面5による
迷光を少なくすることができ、これにより光の損失を防
ぎ、全体を明るくすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明はフレネルレンズに関す
る。
【0002】
【従来の技術】フレネルレンズとは、レンズの厚みを減
らすために、レンズ部を複数個の輪帯状レンズ部に分割
したレンズのことである。このフレネルレンズには、図
2に示すように、入射面が平面1に形成され、出射面に
複数個の輪帯状レンズ部(以下、プリズムレンズ部2と
いう)が形成された平凸で正のパワーをもち、主光線が
光軸3上の一点から平面の入射面に入射し、プリズムレ
ンズ部2側の出射面から光軸3に対して平行な光線とし
て出射するようにしたものがある。このようなフレネル
レンズのプリズムレンズ部2は、屈折に関与する傾斜面
であるレンズ面4と、屈折にほとんど関与しない急峻な
段差面である非レンズ面5とからなっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このようなフレネルレ
ンズのプリズムレンズ部2は、その一部を拡大してみる
と、例えば図3または図4に示すような構造になってい
る。すなわち、図3に示されたプリズムレンズ部2は、
その段差面である非レンズ面5の傾斜角が、レンズ外部
に出射した主光線と平行に形成されている。このような
プリズムレンズ部2では、光軸3上の一点から入射面に
入射した主光線は、同図に実線で示すように、すべてプ
リズムレンズ部2から光軸3に平行な光線として出射さ
れる。例えば、プリズムレンズ部2の非レンズ面5の基
端部(同図では左端部)5aに到達した入射光線aは、
その先端部(同図では右端部)5bから光軸3に平行な
光線として出射される。しかし、光軸3上から少しずれ
た点(例えば図2のB点)からの入射光線b、cは、同
図に2点鎖線で示すように、光軸3に平行な光線として
出射されずに迷光として出射されることになる。特に、
非レンズ面5の基端部の下側付近に到達した入射光線b
は、プリズムレンズ部2のレンズ面4から出射した後、
隣接するプリズムレンズ部2の非レンズ面5から再度入
射し、そのレンズ面4から光軸3の方向と全く異なる方
向に迷光として出射されることになる。
【0004】また、図4に示されたプリズムレンズ部2
は、その段差面である非レンズ面5の傾斜角が、レンズ
内部に入射した主光線と平行に形成されている。このよ
うなプリズムレンズ部2では、光軸3上の一点からの光
線は、同図に実線で示すように、すべてプリズムレンズ
部2から光軸3に平行な光線として出射される。例え
ば、プリズムレンズ部2の非レンズ面5の基端部5aに
到達した入射光線aは、その基端部5aおよび先端部5
bからそれぞれ光軸3に平行な光線として出射される。
しかし、光軸3上から少しずれた点(例えば図2のA
点)からの入射光線b、cは、同図に2点鎖線で示すよ
うに、光軸3に平行な光線として出射されずに迷光とし
て出射されることになる。特に、非レンズ面5に到達す
る入射光線bは、非レンズ面5で全反射されるため、レ
ンズ面4から光軸3の方向と異なる方向に迷光として出
射されることになる。
【0005】このように、図3および図4のいずれの構
造のフレネルレンズにおいても、プリズムレンズ部2の
非レンズ面5が、レンズ内部に入射した主光線と平行
か、あるいはレンズ外部に出射する主光線と平行に形成
されているため、非レンズ面5に到達した光線が光軸3
の方向と異なる方向に迷光として出射され、光の損失と
なり、全体が暗くなるという問題がある。
【0006】この発明の目的は、迷光が少なく、光の損
失を防ぎ、全体を明るくすることのできるフレネルレン
ズを提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記目的を
達成するため、入射面が平面に形成され、出射面にレン
ズ面および非レンズ面を有するプリズムレンズ部が形成
された平凸の正のパワーをもつフレネルレンズにおい
て、プリズムレンズ部の非レンズ面の傾斜角を、レンズ
内部に入射した主光線の向きと、レンズ外部に出射され
た主光線の向きとのなす角の範囲内に設定したことを特
徴とするものである。この場合、請求項2に記載の如
く、プリズムレンズ部の非レンズ面に対するレンズ内部
に入射した光線のなす角θ1と、レンズ外部に出射した
光線のなす角θ2との比率は、レンズ内部の屈折率を
1、レンズ外部の屈折率をn2、プリズムレンズ部のレ
ンズ面での入射角をi1、プリズムレンズ部のレンズ面
での出射角をi2としたとき、 (1)θ1:θ2=n2・cos i2:n1・cos i1 または (2)θ1:θ2=n2:n1 のいずかの条件を満足していることが望ましい。
【0008】
【作用】この発明によれば、非レンズ面の傾斜角がレン
ズ内部に入射した主光線の向きとレンズ外部に出射され
た主光線の向きとのなす角の範囲内に設定されているか
ら、非レンズ面に対するレンズ内部に入射した光線のな
す角θ1と、レンズ外部に出射した光線のなす角θ2との
余裕が生じ、このため光軸上から少しずれた点からの光
線が非レンズ面に到達しても、ほぼ光軸に沿って射出す
ることができ、非レンズ面による迷光を少なくすること
ができ、これにより光の損失を防ぎ、全体を明るくこと
ができる。
【0009】
【実施例】以下、図1を参照して、この発明のフレネル
レンズの一実施例について説明する。この場合、図2〜
図4に示された従来例と同一部分には同一符号を付し、
その説明は省略する。図1に示されたフレネルレンズの
プリズムレンズ部2は、屈折に関与する傾斜面であるレ
ンズ面4と、屈折にほとんど関与しない急峻な段差面で
ある非レンズ面5とからなっている。この場合、非レン
ズ面5の傾斜角は、レンズ内部に入射した主光線の向き
と、レンズ外部に出射された主光線の向きとのなす角の
範囲内に設定されている。このようなフレネルレンズで
は、光軸3上の一点から入射面に入射した光線a〜dは
プリズムレンズ部2からすべて光軸3に平行な光線とし
て出射され、また光軸3上から少しずれた点から入射面
に入射した光線e〜hはプリズムレンズ部2からすべて
光軸3にほぼ平行な光線として出射されることになる。
これは、非レンズ面5の傾斜角が、レンズ内部に入射し
た主光線の向きと、レンズ外部に出射された主光線の向
きとのなす角の範囲内に設定されているため、非レンズ
面5に対するレンズ内部に入射した光線のなす角θ
1と、レンズ外部に出射した光線のなす角θ2との余裕が
生じるからである。このように、このフレネルレンズで
は、光軸3上の一点からの主光線以外の光線を光軸3と
ほぼ平行な光線として出射させることができるので、光
軸3の方向と異なる方向に迷光として出射することが少
なくなり、光の損失を防ぎ、全体を明るくすることがで
きる。
【0010】このようなフレネルレンズでは、プリズム
レンズ部2の非レンズ面5の傾斜角の最適値は以下のよ
うに設定されていることが望ましい。すなわち、光軸3
から少しずれた点からの光線e〜hのうち、例えば図2
のA点からの光線eに対するレンズ内部でのずれ角Δi
1と、レンズ外部でのずれ角Δi2とを比較すると、 n1・sin i1=n2・sin i2 より、両辺を微分すると、 n1・cos i1・di1=n2・cos i2・di2 となり、di1、di2にΔi1、Δi2を代入すると、 n1・cos i1・Δi1=n2・cos i2・Δi2 となる。よって、ずれ角は、 Δi1:Δi2=n2・cos i2:n1・cos i1 の比率で変化していくことがわかる。よって、非レンズ
面に対するレンズ内部に入射した光線のなす角θ1と、
レンズ外部に出射した光線のなす角θ2との比率は、 θ1:θ2=n2・cos i2:n1・cos i1 …………(1) に設定することが最も最適である。また、i1≪1、i2
≪1のときには、 θ1:θ2=n2:n1 …………(2) とみなすことができる。
【0011】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、非レンズ面の傾斜角をレンズ内部に入射した主光線
の向きとレンズ外部に出射された主光線の向きとのなす
角の範囲内に設定することにより、非レンズ面に対する
レンズ内部に入射した光線のなす角θ1と、レンズ外部
に出射した光線のなす角θ2との余裕が生じ、このため
光軸上から少しずれた点からの光線が非レンズ面に到達
しても、ほぼ光軸に沿って射出することができ、これに
より非レンズ面による迷光を少なくすることができ、光
の損失を防ぎ、全体を明るくすることができ、このため
例えば液晶プロジェクタの透過型スクリーンに用いれ
ば、鮮明な画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明のフレネルレンズの要部拡大断面図。
【図2】フレネルレンズの全体を示す断面図。
【図3】従来のプリズムレンズ部の1例を示す要部拡大
断面図。
【図4】従来のプリズムレンズ部の他の例を示す要部拡
大断面図。
【符号の説明】
1 平面 2 プリズムレンズ部 3 光軸 4 レンズ面 5 非レンズ面

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入射面が平面に形成され、出射面にレン
    ズ面および非レンズ面を有するプリズムレンズ部が形成
    された平凸の正のパワーをもつフレネルレンズにおい
    て、 前記プリズムレンズ部の非レンズ面の傾斜角を、レンズ
    内部に入射した主光線の向きと、レンズ外部に出射され
    た主光線の向きとのなす角の範囲内に設定したことを特
    徴とするフレネルレンズ。
  2. 【請求項2】 前記プリズムレンズ部の非レンズ面に対
    する前記レンズ内部に入射した光線のなす角θ1と、前
    記レンズ外部に出射した光線のなす角θ2との比率は、
    前記レンズ内部の屈折率をn1、前記レンズ外部の屈折
    率をn2、前記プリズムレンズ部のレンズ面での入射角
    をi1、前記プリズムレンズ部のレンズ面での出射角を
    2としたとき、 (1)θ1:θ2=n2・cos i2:n1・cos i1 または (2)θ1:θ2=n2:n1 のいずかの条件を満足することを特徴とする請求項1記
    載のフレネルレンズ。
JP23406094A 1994-09-02 1994-09-02 フレネルレンズ Pending JPH0875906A (ja)

Priority Applications (1)

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JP23406094A JPH0875906A (ja) 1994-09-02 1994-09-02 フレネルレンズ

Applications Claiming Priority (1)

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JP23406094A JPH0875906A (ja) 1994-09-02 1994-09-02 フレネルレンズ

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0875906A true JPH0875906A (ja) 1996-03-22

Family

ID=16964965

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP23406094A Pending JPH0875906A (ja) 1994-09-02 1994-09-02 フレネルレンズ

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JP (1) JPH0875906A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013137442A (ja) * 2011-12-28 2013-07-11 Panasonic Corp フレネルレンズ
WO2017125979A1 (ja) * 2016-01-20 2017-07-27 パナソニックIpマネジメント株式会社 ヘッドアップディスプレイ
JPWO2020246509A1 (ja) * 2019-06-07 2020-12-10

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