扩散板及扩散板的制造方法技术

本发明专利技术提供一种能够以简易的结构改善透过光或反射光的亮度不均并且设计及制造容易的扩散板及扩散板的制造方法。本发明专利技术的扩散板是在主面上排列有多个微透镜的扩散板，其特征在于，向多个微透镜与主面之间插入相位差生成部，多个微透镜具有两种以上的透镜形状，以使两种以上的透镜形状的数量比成为特定的值的方式，分别决定两种以上的透镜形状的微透镜的个数，对应于多个微透镜的底面的中心所排列在主面上的各坐标，分别选择透镜形状的种类，扩散光强度成为大致一定的角度范围处于所希望的角度范围的+10％至‑10％的范围内。

Diffusion plate and method for manufacturing diffusion plate

The invention provides a method for manufacturing a diffusion plate and a diffusion plate that can improve brightness uniformity of light or reflected light by simple structure, and easy to design and manufacture. The diffusion plate of the invention is arranged on the main surface in a plurality of micro lens diffusion plate, which is characterized in that a plurality of microlenses and between the main surface into the generation phase difference, a plurality of micro lens having a lens shape more than two, so that the number of lens shape two more than a specific the value of the way, the number of micro lens determines the lens shape more than two respectively, corresponding to a plurality of micro lenses arranged the center of the bottom surface of the coordinates in the principal plane, respectively select the types of lens shape, diffusion light intensity become range of roughly a range of angles in the desired angle range +10% to in 10%.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】扩散板及扩散板的制造方法
本专利技术涉及扩散板及扩散板的制造方法。
技术介绍
作为平视显示器或激光投影机等的屏幕，使用的是利用了微透镜阵列的扩散板。在使用了微透镜阵列的情况下，与使用半透明板、毛玻璃等的扩散板的情况相比，具有能够抑制激光的斑点噪声的优点。专利文献1记载了一种具有扩散板的图像形成装置，该扩散板使用了以激光为光源并投影由多个像素的排列形成的影像的激光投影机和排列有多个微透镜的微透镜阵列。在使用了微透镜阵列的情况下，能够使入射了的光适当地扩散，并且能够自由地设计所需要的扩散角。在专利文献2及3以及非专利文献1中记载了使用2个微透镜阵列的屏幕。在仅使用1个微透镜阵列的情况下，容易产生亮度不均、颜色不均。在专利文献2及3以及非专利文献1中记载了通过使用2个微透镜阵列，能够抑制这样的亮度不均的发生的情况。在专利文献4中记载了如下的方法：在微透镜设置具有垂直的侧面的活塞形状(加高部)，或者使对于微细构造的形状或位置进行定义的参数的至少一个按照预先确定的概率密度函数而随机分布，由此来改善由于以微细构造的周期性为起因的衍射点而产生的亮度不均、颜色不均。专利文献4中记载了如下的光学设计方法：(a)对于形成在基板表面上的微透镜等的微细构造的形状进行定义，(b)指定所选择的微细构造的排列位置，(c)计算扩散光的强度分布，(d)反复进行(a)～(c)的工序直至得到所希望的扩散光强度分布为止。此外，专利文献4记载了如下的方法：使对于微细构造的形状或位置进行定义的参数的至少一个按照预先确定的概率密度函数而随机分布，由此来改善因微细构造的周期性而产生的衍射点引起的亮度不均。另外，专利文献5记载了如下的装置：将透镜形状的至少一部分不相同而开口数相同的啁啾(chirped)的各种微透镜随机地排列，或者按照透镜的大小顺序在基准面上依次排列，由此实现放射光的均质化。在先技术文献专利文献专利文献1：日本特开2010-145745号公报专利文献2：日本特开2012-226300号公报专利文献3：日本特表2007-523369号公报专利文献4：日本特表2004-505306号公报专利文献5：美国专利第07839573号公报非专利文献非专利文献1：H.UreyandK.D.Powell,“用于全色显示器的基于微透镜阵列的出射光瞳扩瞳器”(“Microlens-array-basedexit-pupilexpanderforfull-colordisplays”),APPLIEDOPTICSVol.44,No.23,p.4930-4936
技术实现思路
专利技术要解决的课题专利文献4及5记载的设计方法需要反复计算，因此在计算结果收敛为所希望的结果之前需要多次计算，存在作业负荷大这样的问题。此外，在所设计的微透镜形状与所制造的扩散板的微透镜形状之间产生误差，存在无法完全得到所希望的光学特性这样的问题。尤其是通过使用了激光束的光刻法来形成微透镜形状时，如果所设计的微透镜的间距变窄，则激光束直径的影响相对增大，因此误差进一步增大的可能性高。因此，用于制造接近于设计形状的形状的扩散板的作业负荷变大。而且，如果向多个微透镜的曲率及排列位置等多个参数赋予随机分布，则在使用了扩散板作为屏幕的情况下，容易产生斑点，因此存在画质恶化这样的问题。此外，在专利文献5中，将不是同一形状的多个种类的微透镜随机或按照微透镜的大小顺序排列。在排列有间距或透镜高度等形状相差较大的微透镜的扩散板中，关于微透镜间的连接部的形状，难以高精度地按照设计值进行制造。本专利技术为了解决上述的问题而作出，其目的在于提供一种以简易的结构能够改善透过光或反射光的亮度不均，并且设计及制造容易的扩散板及扩散板的制造方法。用于解决课题的方案本专利技术的扩散板在主面上排列有多个微透镜，其特征在于，向所述多个微透镜与所述主面之间插入相位差生成部，所述多个微透镜具有两种以上的透镜形状，以使所述两种以上的透镜形状的数量比成为特定的值的方式分别决定所述两种以上的透镜形状的微透镜的个数，对应于所述多个微透镜的底面的中心所排列在所述主面上的各坐标，分别选择所述透镜形状的种类，在将所述扩散板中的所希望的角度范围内的扩散光强度的加法运算平均设为1时的、所述所希望的角度范围内的扩散光强度的相对强度的标准偏差为9.00×10-2以下，在所述扩散板的某一方向的扩散光强度的角度分布中，在将沿着光入射光方向的方向设为扩散角度0度、将角度分布测定方向的一方向设为正、将其相反方向设为负时，相对于所述所希望的角度范围的扩散光强度的加法运算平均而成为90％的相对强度的扩散角度中，绝对值在正侧成为最大的扩散角度与绝对值在负侧成为最大的扩散角度之差设为扩散光强度成为大致一定的角度范围时，所述扩散光强度成为大致一定的角度范围处于所述所希望的角度范围的+10％至-10％的范围内。在本专利技术中，优选的是，由所述相位差生成部产生的相位差的最大值大于所使用的光的波长的0.2倍。在本专利技术中，优选的是，所述所希望的角度范围AngA为0°≤AngA≤40°。在本专利技术中，优选的是，所述相位差生成部的从所述主面起的高度按照以所述多个微透镜的排列的坐标为独立变量的代数函数、初等函数、或者它们的合成函数而变化。在本专利技术中，优选的是，所述相位差生成部的从所述主面起的高度随机地设定。在本专利技术中，优选的是，所述微透镜的种类按照以所述微透镜的排列的坐标为独立变量的代数函数、初等函数、或者它们的合成函数来选择。在本专利技术中，优选的是，所述微透镜的种类相对于所述微透镜的排列的坐标而随机选择。本专利技术的扩散板的制造方法是在主面上排列有多个微透镜的扩散板的制造方法，包括如下工序：设计多个种类微透镜组的工序，该微透镜组是在所述主面上排列有具有可得到接近所希望的角度范围的扩散光强度的角度分布的一种透镜形状的所述多个微透镜，并向所述多个微透镜与所述主面之间插入有相位差生成部而形成的微透镜组；将具有与所述多个种类的各自的微透镜组对应的形状的样品模具制造所述多个种类的工序；使用所述样品模具向树脂转印一种所述微透镜组的形状，将具有一种所述微透镜组的扩散图案的样品扩散板制造所述多个种类的工序；进行所述多个种类的样品扩散板的各自的光学特性的评价的工序；基于所述多个种类的样品扩散板的各自的评价结果，设计将所述多个种类的微透镜组组合而成的微透镜阵列的工序；制造具有与所述微透镜阵列对应的形状的扩散图案模具的工序；及使用所述扩散图案模具向树脂转印所述扩散图案的工序。专利技术效果根据本专利技术，可提供一种能够以简易的结构改善透过光或反射光的亮度不均并且设计及制造容易的扩散板及扩散板的制造方法。附图说明图1是表示通过第一实施方式的扩散板的制造工序设计的微透镜组(凸透镜)的剖面轮廓的例子的图。图2是表示通过第一实施方式的扩散板的制造工序设计的微透镜组(凹透镜)的剖面轮廓的例子的图。图3是表示本专利技术的微透镜组的剖面轮廓的例子的图。图4是表示扩散板的凸透镜的剖面轮廓测定结果的例子的图(曲率半径42μm、间距13μm、ΔH＝1.5μm的情况)。图5是表示所希望的角度范围的定义的图。图6是表示扩散光强度成为大致一定的角度范围的定义的图。图7是表示仅排列有多个微透镜A的样品扩散板的X轴方向上的扩散光强度的角度分布的实测值(比较本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种扩散板，所述扩散板在主面上排列有多个微透镜，所述扩散板的特征在于，向所述多个微透镜与所述主面之间插入相位差生成部，所述多个微透镜具有两种以上的透镜形状，以使所述两种以上的透镜形状的数量比成为特定的值的方式分别决定所述两种以上的透镜形状的微透镜的个数，对应于所述多个微透镜的底面的中心所排列在所述主面上的各坐标，分别选择所述透镜形状的种类，在将所述扩散板中的所希望的角度范围内的扩散光强度的加法运算平均设为1时的、所述所希望的角度范围内的扩散光强度的相对强度的标准偏差为9.00×10

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.30 JP 2014-2016071.一种扩散板，所述扩散板在主面上排列有多个微透镜，所述扩散板的特征在于，向所述多个微透镜与所述主面之间插入相位差生成部，所述多个微透镜具有两种以上的透镜形状，以使所述两种以上的透镜形状的数量比成为特定的值的方式分别决定所述两种以上的透镜形状的微透镜的个数，对应于所述多个微透镜的底面的中心所排列在所述主面上的各坐标，分别选择所述透镜形状的种类，在将所述扩散板中的所希望的角度范围内的扩散光强度的加法运算平均设为1时的、所述所希望的角度范围内的扩散光强度的相对强度的标准偏差为9.00×10-2以下，在所述扩散板的某一方向的扩散光强度的角度分布中，在将沿着光入射光方向的方向设为扩散角度0度、将角度分布测定方向的一方向设为正、将其相反方向设为负时，相对于所述所希望的角度范围的扩散光强度的加法运算平均而成为90％的相对强度的扩散角度中，绝对值在正侧成为最大的扩散角度与绝对值在负侧成为最大的扩散角度之差设为扩散光强度成为大致一定的角度范围时，所述扩散光强度成为大致一定的角度范围处于所述所希望的角度范围的+10％至-10％的范围内。2.根据权利要求1所述的扩散板，其特征在于，由所述相位差生成部产生的相位差的最大值大于所使用的光的波长的0.2倍。3.根据权利要求1或2所述的扩散板，其特征在于，所述所希望的角度范围AngA为0°≤AngA≤40°。4.根据权利要求1～3中任一项所述的扩散板，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：内田厚，平井政至，唐井贤，
申请(专利权)人：株式会社可乐丽，
类型：发明
国别省市：日本,JP