扩散板、制造方法及投影系统技术方案

本申请提供了一种扩散板、制造方法及投影系统。扩散板包括基底，具有第一平面；以及微透镜阵列，设置于基底，并包括沿第一平面设置的多个微透镜；其中，每个微透镜的光轴与第一平面的法线方向形成的倾斜角根据微透镜在微透镜阵列中的位置而设置，每个倾斜角相互不同。本申请提供的扩散板、制造方法以及投影系统可以提高扩散后的光场强度均匀度。以提高扩散后的光场强度均匀度。以提高扩散后的光场强度均匀度。

【技术实现步骤摘要】
扩散板、制造方法及投影系统


[0001]本申请涉及光学领域，更具体地，涉及扩散板、制造方法及投影系统。

技术介绍

[0002]光学扩散板是使入射光光强在空间一定范围内均匀分布的光学器件，在激光雷达，抬头显示(HUD)、辅助驾驶等系统中广泛应用。基于对入射光的扩散原理不同，主要分为掺杂粒子型和微结构型两类。相比于传统的掺杂粒子型扩散板，微结构型扩散板在扩散角大小、光场强度均匀度以及清晰度等方面具有良好可控性。
[0003]在一些HUD系统中，图像生成单元(PGU)先将图像投影到扩散板(Diffuser)上，随后再将图像投影到挡风玻璃上。随着HUD技术的发展，对HUD系统投影图像的分辨率和清晰度提出了更高的要求。因此，对相关的配套器件诸如扩散板的性能也提出了更高的要求。
[0004]基于微机电系统(MEMS)的PGU通常是点扫描式成像。现有的微透镜型扩散板，对该种入射光进行扩散后光场强度均匀度较小，从而影响投影图像的质量。

技术实现思路

[0005]本申请提供了一种可至少部分解决现有技术中存在的上述问题的扩散板、制造方法及投影系统。
[0006]本申请的一个方面提供了一种扩散板。该扩散板包括：基底，具有第一平面；以及微透镜阵列，设置于基底，并包括沿第一平面设置的多个微透镜；其中，每个微透镜的光轴与第一平面的法线方向形成的倾斜角根据微透镜在微透镜阵列中的位置而设置，每个倾斜角相互不同。
[0007]在一个实施方式中，微透镜可用于扩散入射至微透镜的入射光，其中，入射光与第一平面的法线方向形成入射角，并且倾斜角与对应的入射角正相关。
[0008]在一个实施方式中，对应于每个微透镜，倾斜角的角度值与所述入射角的角度值之比可为常量。
[0009]在一个实施方式中，常量可具有
±
10％的误差范围。
[0010]在一个实施方式中，多个微透镜的光轴可都朝向第一平面的一个基准点倾斜。
[0011]在一个实施方式中，微透镜阵列中的多个微透镜的排布方式可包括：矩形排布、正多边形排布和不规则排布。
[0012]在一个实施方式中，微透镜阵列中相邻的微透镜可彼此连接。
[0013]在一个实施方式中，多个微透镜的面型可相同。
[0014]在一个实施方式中，各个微透镜的面型可包括球面、非球面或者自由曲面。
[0015]本申请的另一个方面提供了一种扩散板的制造方法。该扩散板包括基底以及在基底上形成的微透镜阵列，微透镜阵列包括沿基底的第一平面设置的多个微透镜，该方法包括：根据微透镜位于微透镜阵列中的位置，设定每个微透镜的倾斜角，其中，倾斜角由微透镜的光轴与第一平面的法线方向限定，并且每个倾斜角相互不同。
[0016]在一个实施方式中，设定每个微透镜的倾斜角的步骤可包括：设定微透镜的面型；使来自外部的试验光以非零的试验入射角入射至微透镜阵列中的微透镜，其中，试验光和第一平面的法线方向形成试验入射角；设定微透镜的对应于试验入射角的试验倾斜角，以使试验光经微透镜扩散后的光场强度均匀度大于阈值；计算试验倾斜角与试验入射角的比值；以及使入射光入射至微透镜阵列中的微透镜，并根据比值与入射光和第一平面的法线方向形成的入射角，设定每个所述微透镜的倾斜角。
[0017]在一个实施方式中，阈值可为90％。
[0018]在一个实施方式中，设定微透镜的对应于试验入射角的试验倾斜角的步骤包括：通过九点计算法获取光场强度均匀度。
[0019]在一个实施方式中，倾斜角的角度值与入射角的角度值的比值可具有
±
10％的误差范围。
[0020]在一个实施方式中，该方法还包括：按照矩形排布、正多边形排布和不规则排布中的至少一种排布方式在基底形成包括多个微透镜的微透镜阵列。
[0021]在一个实施方式中，该方法还包括：按照相邻的微透镜彼此连接的方式，在基底形成微透镜阵列。
[0022]本申请的另一个方面还提供给了一种投影系统。该投影系统包括：至少一个图像生成单元，用于发出携带有图像信息的光；至少一个如上述实施方式所描述的扩散板，每个微透镜阵列用于将对应的一个图像生成单元发出的携带有图像信息的光进行扩散；以及投影模块，用于投射扩散后的光。
[0023]在一个实施方式中，微透镜阵列位于基底的朝向携带有图像信息的光的一侧。
[0024]在一个实施方式中，图像生成单元包括：光源；以及微机电系统，用于提供图像信息，并使光源发出的光携带有图像信息。
[0025]在一个实施方式中，携带有图像信息的光是点扫描光束；微透镜用于扩散入射至微透镜的点扫描光束。
[0026]根据本申请所提供的扩散板、制造方法以及投影系统，经过处于不同位置而倾斜角不同的各个微透镜扩散后，可以提高具有不同入射角的入射光的扩散光场的均匀性，实现消散斑的作用。并且使经由扩散板扩散后的不同位置处的扩散光的发散角相同。此外，当该扩散板应用于投影系统时，可以提高投影图像的画面均匀性。
附图说明
[0027]通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
[0028]图1是根据本申请实施方式的扩散板的结构示意图；
[0029]图2是根据本申请实施方式的微透镜的透视图；
[0030]图3是根据本申请实施方式的微透镜阵列的灰度示意图；
[0031]图4是根据本申请实施方式的微透镜的侧视图；
[0032]图5是根据本申请实施方式的扩散板的光路示意图；
[0033]图6是根据本申请实施方式的倾斜角为0
°
时的微透镜接收以0
°
入射角入射的扩散光场；
[0034]图7是根据本申请实施方式的倾斜角为0
°
时的微透镜接收以10
°
入射角入射的扩散光场；
[0035]图8至图10是根据本申请实施方式的具有相应的倾斜角的微透镜接收以0
°
、5.5
°
以及11
°
的入射角入射的扩散光场；
[0036]图11是根据本申请实施方式的设定每个微透镜的倾斜角的步骤流程图；以及
[0037]图12是根据本申请实施方式的投影系统的示意图。
具体实施方式
[0038]为了更好地理解本申请，将参考附图对本申请的各个方面做出更详细的说明。应理解，这些详细说明只是对本申请的示例性实施方式的描述，而非以任何方式限制本申请的范围。
[0039]本文使用的术语是为了描述特定示例性实施方式的目的，并且不意在进行限制。当在本说明书中使用时，术语“包含”、“包含有”、“包括”和/或“包括有”表示存在所述特征、整体、元件、部件和/或它们的组合，但是并不排除一个或多个其它特征、整体、元件、部件和/或它们的组合的存在性。
[0040]本文参考示例性实施方式的示意图来进行描述。本文公开的示例性实施方式不应本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种扩散板，其特征在于，包括：基底，具有第一平面；以及微透镜阵列，设置于所述基底，并包括沿所述第一平面设置的多个微透镜；其中，每个所述微透镜的光轴与所述第一平面的法线方向形成的倾斜角根据所述微透镜在所述微透镜阵列中的位置而设置，每个所述倾斜角相互不同。2.根据权利要求1所述的扩散板，其特征在于，所述微透镜用于扩散入射至所述微透镜的入射光，其中，所述入射光与所述第一平面的法线方向形成入射角，并且所述倾斜角与对应的所述入射角正相关。3.根据权利要求2所述的扩散板，其特征在于，对应于每个所述微透镜，所述倾斜角的角度值与所述入射角的角度值之比为常量。4.根据权利要求3所述的扩散板，其特征在于，所述常量具有
±
10％的误差范围。5.根据权利要求1所述的扩散板，其特征在于，所述多个微透镜的光轴都朝向所述第一平面的一个基准点倾斜。6.一种扩散板的制造方法，所述扩散板包括基底以及在所述基底上形成的微透镜阵列，所述微透镜阵列包括沿所述基底的第一平面设置的多个微透镜，其特征在于，所述方法包括：根据所述微透镜位于所述微透镜阵列中的位置，设定每个所述微透镜的倾斜角，其中，所述倾斜角由所述微透镜的光轴与所述第一平面的法线方向限定，并且每个所述倾斜角相互不同...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴尚亮，陈俊逸，柴诚哲，谢前森，
申请(专利权)人：宁波舜宇车载光学技术有限公司，
类型：发明
国别省市：