扩散板制造技术

本申请提供了一种扩散板，包括，基底；以及多个微透镜，多个微透镜设置在基底的上表面的上方，并且每一个微透镜均包括：朝向上表面的底面和与底面相对的镜面，多个微透镜包括：在基底上沿第一方向排列的第一微透镜阵列；以及在基底上沿第一方向或第二方向排列的第二微透镜阵列，其中，第一方向垂直于第二方向；其中，第二微透镜阵列中的各个微透镜的镜面的面型和第一微透镜阵列中各个微透镜的镜面的面型不同；第一微透镜阵列的扩散光场的强度与第二微透镜阵列的扩散光场的强度的差异不大于1％；以及第一微透镜阵列的扩散光场的扩散角与第二微透镜阵列的扩散光场的扩散角的差异不大于0.6°。

Diffusion plate

【技术实现步骤摘要】
扩散板
本申请涉及光学元件领域，更具体的，涉及一种扩散板。
技术介绍
抬头显示系统(HeadUpDisplay，HUD)、投影仪等设备使用越来越广泛，这些设备的屏幕通常包括扩散板。传统的扩散板可以是毛玻璃等种类的扩散板，而微透镜阵列型扩散板是新的发展方向。在微透镜阵列型扩散板的设计、制造过程中，微透镜的形态相比毛玻璃可控，可较准确的实现设计的扩散效果。随着HUD市场的发展，使用者对HUD产品的分辨率以及清晰度提出了越来越高的要求，从而对配套的部件的要求也越来越高。例如图像生成单元(PGU)的分辨率以及清晰度不断提高。高分辨率PGU解决方案不断被提出、改进，例如数字光处理(DigitalLightProcessing，DLP)型的PGU方案，微机电系统(Micro-Electro-MechanicalSystem，MEMS)型的PGU方案等。这些方案愈来愈成熟和完善，且应用越来越广。而对HUD产品配套的其他部件(例如扩散板)的要求也越来越高。期望一种较容易制备的扩散板。
技术实现思路
本申请的实施例提供了一种扩散板，包括：基底；以及多个微透镜，多个微透镜设置在基底的上表面的上方，并且每一个微透镜均包括：朝向上表面的底面和与底面相对的镜面，多个微透镜包括：在基底上沿第一方向排列的第一微透镜阵列；以及在基底上沿第一方向或第二方向排列的第二微透镜阵列，其中，第一方向垂直于第二方向；其中，第二微透镜阵列中的各个微透镜的镜面的面型和第一微透镜阵列中各个微透镜的镜面的面型不同；第一微透镜阵列的扩散光场的强度与第二微透镜阵列的扩散光场的强度的差异不大于1％；以及第一微透镜阵列的扩散光场的扩散角与第二微透镜阵列的扩散光场的扩散角的差异不大于0.6°。在一个实施方式中，多个微透镜还包括：在基底上形成的多个第三微透镜阵列和第四微透镜阵列；其中，第一微透镜阵列、第二微透镜阵列、第三微透镜阵列和第四微透镜阵列中的微透镜的镜面的面型相互不同；以及其中，第一微透镜阵列、第二微透镜阵列、第三微透镜阵列和第四微透镜阵列中任意两个的扩散光场的强度的差异不大于1％，且任意两个的扩散光场的扩散角的差异不大于0.6°。在一个实施方式中，多个微透镜中的每个具有垂直于上表面的中心轴，并且具有经过中心轴沿第一方向获取的横截面、以及经过中心轴沿与第一方向垂直的第二方向获取的纵截面；多个微透镜中的每个的扩散光场在横截面内的发散角的值可在36.4°～37.0°以内，以及多个微透镜中的每个的扩散光场在纵截面内的发散角的值可在20.3°～20.9°以内。在一个实施方式中，微透镜在横截面内垂直于中心轴的方向上的尺寸在40μm～80μm以内；微透镜在纵截面内垂直于中心轴的方向上的尺寸在20μm～50μm以内。在一个实施方式中，在平行于上表面的方向上，多个微透镜中的每个在纵截面内的尺寸是其在横截面内的尺寸的50％至60％。在一个实施方式中，多个微透镜中的每个的底面与基底的上表面的距离是预设范围内的随机值，以及在多个微透镜中的每个的底面和基底的上表面之间还设置有间隔柱。在一个实施方式中，随机值是基于Rand函数在预设范围内得到的。在一个实施方式中，预设范围是0μm～10μm。在一个实施方式中，多个微透镜中的至少一个的镜面的面型在中心轴处的曲率系数是0.033μm-1，圆锥系数是-1.68，并且在横截面内沿第一方向上的尺寸是40μm，在纵截面内沿第二方向上的尺寸是22μm。在一个实施方式中，多个微透镜中的至少一个的镜面的面型在中心轴处的曲率系数是0.026μm-1，圆锥系数是-1.68；并且在横截面内沿第一方向上的尺寸是50μm，镜面在纵截面内沿第二方向上的尺寸是28μm。在一个实施方式中，多个微透镜中的至少一个的镜面的面型在中心轴处的曲率系数是0.019μm-1，圆锥系数是-1.68；并且在横截面内沿第一方向上的尺寸是70μm，镜面在纵截面内沿第二方向上的尺寸是40μm。在一个实施方式中，多个微透镜中的至少一个的镜面的面型在中心轴处的曲率系数是0.016μm-1，圆锥系数是-1.68；并且在横截面内沿第一方向上的尺寸是80μm，镜面在纵截面内沿第二方向上的尺寸是46μm。本申请的实施例提供的扩散板，其任意一个微透镜的镜面具有在横截面内和纵截面内相同的曲线，即两个曲线具有相同的线型，并且两个曲线的在中心轴的近轴区域内的线段完全相同。另外，由于每个镜面在横截面内的曲线与其在纵截面内的曲线相同，因此加工制造难度较低。此外，可以通过调整微透镜在平行于上表面的方向上的长度，来改变扩散光场的性能，使得易于制备不同性能的扩散板。而且，制造出的扩散板可具有较好的消散斑效果，且整个扩散板的扩散光场可在具有消散斑作用的同时，其也具有极好的均匀性。附图说明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：图1示出了根据本申请实施例的扩散板在纵截面内的示意性剖面图；图2示出了根据本申请实施例的扩散板在横截面内的示意性剖面图；图3示出了根据本申请对比例1的散斑效果图；图4示出了根据本申请实施例1的第一微透镜阵列的扩散光场图；图5示出了根据本申请实施例1的第二微透镜阵列的扩散光场图；图6示出了根据本申请实施例1的第三微透镜阵列的扩散光场图；图7示出了根据本申请实施例1的第四微透镜阵列的扩散光场图；图8示出了根据本申请实施例1的散斑效果图；图9示出了根据本申请实施例2的散斑效果图；图10示出了根据本申请实施例2的扩散光场图；图11示出了根据本申请实施例3的散斑效果图；图12示出了根据本申请实施例4的散斑效果图；图13示出了根据本申请实施例4的扩散光场图。具体实施方式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。在说明书全文中，相同的附图标号指代相同的元件。表述“和/或”包括相关联的所列项目中的一个或多个的任何和全部组合。应注意，在本说明书中，第一、第二、第三等的表述仅用于将一个特征与另一个特征区分开来，而不表示对特征的任何限制。因此，在不背离本申请的教导的情况下，下文中讨论的第一镜面也可被称作第二镜面。反之亦然。在附图中，为了便于说明，已稍微调整了部件的厚度、尺寸和形状。附图仅为示例而并非严格按比例绘制。例如，第一镜面的宽度和第一镜面的高度并非按照实际生产中的比例。如在本文中使用的，用语“大致”、“大约”以及类似的用语用作表近似的用语，而不用作表程度的用语，并且旨在说明将由本领域普通技术人员认识到的、测量值或计算值中的固有偏差。还应理解的是，用语“包括”、“包括有”、“具有”、“包含”和/或“包含有”，当在本说明书中使用时表示存在所陈述的特征、元件和/或部件，但不排本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种扩散板，包括：/n基底；以及/n多个微透镜，所述多个微透镜设置在所述基底的上表面的上方，并且每一个所述微透镜均包括：朝向所述上表面的底面和与所述底面相对的镜面，所述多个微透镜包括：/n在所述基底上沿第一方向排列的第一微透镜阵列；以及/n在所述基底上沿第一方向或第二方向排列的第二微透镜阵列，其中，所述第一方向垂直于第二方向；/n其中，所述第二微透镜阵列中的各个微透镜的镜面的面型和所述第一微透镜阵列中各个微透镜的镜面的面型不同；/n所述第一微透镜阵列的扩散光场的强度与所述第二微透镜阵列的扩散光场的强度的差异不大于1％；以及/n所述第一微透镜阵列的扩散光场的扩散角与所述第二微透镜阵列的扩散光场的扩散角的差异不大于0.6°。/n

【技术特征摘要】
1.一种扩散板，包括：
基底；以及
多个微透镜，所述多个微透镜设置在所述基底的上表面的上方，并且每一个所述微透镜均包括：朝向所述上表面的底面和与所述底面相对的镜面，所述多个微透镜包括：
在所述基底上沿第一方向排列的第一微透镜阵列；以及
在所述基底上沿第一方向或第二方向排列的第二微透镜阵列，其中，所述第一方向垂直于第二方向；
其中，所述第二微透镜阵列中的各个微透镜的镜面的面型和所述第一微透镜阵列中各个微透镜的镜面的面型不同；
所述第一微透镜阵列的扩散光场的强度与所述第二微透镜阵列的扩散光场的强度的差异不大于1％；以及
所述第一微透镜阵列的扩散光场的扩散角与所述第二微透镜阵列的扩散光场的扩散角的差异不大于0.6°。


2.根据权利要求1所述的扩散板，其中，所述多个微透镜还包括：
在所述基底上形成的多个第三微透镜阵列和第四微透镜阵列；
其中，所述第一微透镜阵列、所述第二微透镜阵列、所述第三微透镜阵列和所述第四微透镜阵列中的微透镜的镜面的面型相互不同；以及
其中，所述第一微透镜阵列、所述第二微透镜阵列、所述第三微透镜阵列和所述第四微透镜阵列中任意两个的扩散光场的强度的差异不大于1％，且任意两个的扩散光场的扩散角的差异不大于0.6°。


3.根据权利要求1所述的扩散板，其中，所述多个微透镜中的每个具有垂直于所述上表面的中心轴，并且具有经过所述中心轴沿第一方向获取的横截面、以及经过所述中心轴沿与所述第一方向垂直的第二方向获取的纵截面；
所述多个微透镜中的每个的扩散光场在所述横截面内的发散角的值在36.4°～37.0°以内，以及所述多个微透镜中的每个的扩散光场在所述纵截面内的发散角的值在20.3°～...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴尚亮，陈俊逸，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：浙江;33