扩散板制造技术

本发明专利技术提供一种能够抑制透射光或反射光的斑点噪音并改善亮度偏差、颜色偏差的扩散板。本发明专利技术的扩散板包括微透镜阵列，该微透镜阵列中的各微透镜的有效直径相同，该微透镜阵列具有使入射光或反射光产生光路长度差的构造。微透镜阵列构成以有效直径的整数倍周期性地配置而成的基本区构造，所述基本区通过重复排列而构成二维的第2周期构造，第2周期构造具有为所述基本周期构造内的微透镜阵列的周期的N倍的周期，在该基本区构造内，各微透镜被设定为产生基于特定的排列的光路长度差。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】扩散板
本专利技术涉及一种利用了微透镜阵列的扩散板。
技术介绍
以往，提出一种将利用了微透镜阵列的扩散板作为屏幕应用于平视显示器、激光放映仪等的技术。在利用了微透镜阵列的情况下，与利用乳白色半透明板(日文：乳半板)、磨砂玻璃等的扩散板的情况相比，具有能够抑制斑点噪音的优点。例如，在专利文献1中提出一种图像形成装置，其具有扩散板，该扩散板使用激光放映仪以及排列有多个微透镜而成的微透镜阵列，该激光放映仪将激光作为光源，对由排列多个像素而形成的影像进行投影。在利用了微透镜阵列的情况下，能够使入射的光适当地扩散，并且能够自由地设计所需的扩散角。在专利文献2中提出了如下方法：按照预先确定出用于定义微透镜等的细微构造的形状或位置的参数中的至少一个参数的概率密度函数进行随机分布，从而改善由于由细微构造的周期性引起的衍射光所导致的亮度偏差、颜色偏差。在专利文献3和专利文献4中，提出了如下的用于改善亮度偏差、颜色偏差的方法：通过对微透镜阵列赋予具有使透射各个微透镜的光产生光路长度差的功能的第2周期构造，能够在以往的衍射光的间隙产生新的衍射光。现有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：日本特表2004－505306号公报专利文献3：国际公开2016/139769号专利文献4：日本特开2017－122773号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题本申请的专利技术人等发现了以下的问题。<br>在专利文献2中记载了：在利用了通常的微透镜阵列的情况下，会发生由于其周期性而产生的衍射光斑所导致的亮度偏差，但按照预先确定出用于定义透镜的形状或位置的参数中的至少一个参数的概率密度函数进行随机分布，从而改善亮度偏差。然而，在对透镜的形状、位置赋予随机性的情况下，容易使透射透镜阵列的光产生随机的相位差，因此容易产生斑点噪音，存在画质变差这样的问题。另外，还存在如下问题：通过随机分布而就微透镜阵列的整体的平均亮度而言改善了亮度偏差，但在局部残存有未改善的部分。在专利文献3和专利文献4中记载了通过对微透镜阵列赋予具有使透射各个微透镜的光产生光路长度差的功能的第2周期构造，从而改善亮度偏差。然而，在专利文献3和专利文献4中提出的由交错配置、垂直的两轴规定的周期构造中，衍射光的密度只是大至数倍左右，或各衍射光产生亮度差，因此有时无法充分地改善亮度偏差。针对这些以往技术的问题，本专利技术的目的在于，提供一种能够在抑制透射光或反射光的斑点噪音的同时进一步改善亮度偏差、颜色偏差的扩散板。用于解决问题的方案本专利技术提供一种扩散板，其为在光入射面和光出射面中的至少一个面形成有由多个微透镜组成的微透镜阵列的透射型或反射型的扩散板，该扩散板的特征在于，所述多个微透镜的有效直径相同且曲率大致相同，并具有使透射光或反射光产生光路长度差的构造，所述多个微透镜中的各微透镜以基于所述有效直径的间隔进行配置，由此构成二维的基本周期构造，所述多个微透镜构成基本区，该基本区是由具有产生所述光路长度差的构造的N×N(N为2以上的整数)个透镜排列而成的，所述基本区通过重复排列而构成二维的第2周期构造，该第2周期构造具有为所述基本周期构造内的微透镜的周期的N倍的周期，所述基本区是第p行第q列(p和q是满足1≤p且q≤N的整数)的元素被下述式(1)定义的N×N排列C、或者是对所述排列C实施任意的行置换或者列置换而成的N×N排列D，C(p，q)＝(p－1)(q－1)modN(1)按照所述排列C或排列D，相对于第1行第1列的透镜位于第p行第q列的透镜所产生的光路长度差被设定为入射光波长λ的C(p，q)/N倍或者D(p，q)/N倍。另外，优选的是，所述基本区是所述排列C。另外，优选的是，所述多个微透镜构成基本区，该基本区是由具有产生所述光路长度差的构造的N×N(2≤N≤11)个透镜排列而成的。专利技术的效果根据本专利技术，提供一种能够抑制透射光或反射光的斑点噪音并改善亮度偏差、颜色偏差的扩散板。附图说明图1A是表示40μm×40μm周期的微透镜阵列的衍射光模拟结果的图。图1B是表示40μm×40μm周期的微透镜阵列的衍射光模拟结果的图。图2A是表示60μm×60μm周期的微透镜阵列的衍射光实验结果的图。图2B是表示60μm×60μm周期的微透镜阵列的衍射光实验结果的图。图3是表示微透镜阵列的高度的控制方法的图。图4A是表示实施例1的40μm×40μm周期的微透镜阵列的衍射光模拟结果的图。图4B是表示实施例2的40μm×40μm周期的微透镜阵列的衍射光模拟结果的图。图4C是表示实施例3的40μm×40μm周期的微透镜阵列的衍射光模拟结果的图。图4D是表示实施例4的40μm×40μm周期的微透镜阵列的衍射光模拟结果的图。图4E是表示实施例5的40μm×40μm周期的微透镜阵列的衍射光模拟结果的图。图4F是表示实施例6的40μm×40μm周期的微透镜阵列的衍射光模拟结果的图。图4G是表示实施例7的40μm×40μm周期的微透镜阵列的衍射光模拟结果的图。图4H是表示实施例8的40μm×40μm周期的微透镜阵列的衍射光模拟结果的图。图5A是表示比较例1的40μm×40μm周期的微透镜阵列的衍射光模拟结果的图。图5B是表示比较例2的40μm×40μm周期的微透镜阵列的衍射光模拟结果的图。图5C是表示比较例3的40μm×40μm周期的微透镜阵列的衍射光模拟结果的图。图5D是表示比较例4的40μm×40μm周期的微透镜阵列的衍射光模拟结果的图。具体实施方式(微透镜阵列的设计方法)通过用于扩散板的材料的光学物性(特别是折射率)和期望的扩散角度分布来设计作为基准的透镜形状。透镜形状可以是球面也可以是非球面，使用光线跟踪法等以往技术来进行光学设计。另外，在期望扩散特性具有各向异性的情况下不限于此，能够任意地设定透镜的纵横比。(对微透镜设定的光路长度差的原理)在平行光(波长λ)向以周期L配置四边形透镜而成的微透镜阵列入射时，在各透镜中不存在产生光路长度差的构造的情况下，通过公知的衍射光栅作用，从而出射光的亮度分布以正弦间隔λ/L在纵横方向上离散化(称作衍射光)。在入射光不是平行光，而是视直径ω的圆锥状的情况下，在离散化的各方向上成为视直径ω的圆锥状。在ω大于2λ/L值的情况下，离散化状态被实际上消除。但是，在ω小于2λ/L的情况下，作为离散化的残留，在亮度分布中残存正弦间隔λ/L的周期性，这成为明暗的亮度偏差。在图1A中示出透射了40μm×40μm周期的微透镜阵列后的衍射光的模拟结果。如所述那样在各透镜中不存在产生光路长度差的构造的情况下，会产生以正弦间隔λ/L在纵横方向上离散化的衍射光。另外，将实际向60μm×60μm周期的微透镜阵列入射了的激光的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种扩散板，其为在光入射面和光出射面中的至少一个面形成有由多个微透镜组成的微透镜阵列的透射型或反射型的扩散板，该扩散板的特征在于，/n所述多个微透镜的有效直径相同且曲率大致相同，并具有使透射光或反射光产生光路长度差的构造，/n所述多个微透镜中的各微透镜以基于所述有效直径的间隔进行配置，由此构成二维的基本周期构造，/n所述多个微透镜构成基本区，该基本区是由具有产生所述光路长度差的构造的N×N(N为2以上的整数)个透镜排列而成的，/n所述基本区通过重复排列而构成二维的第2周期构造，该第2周期构造具有为所述基本周期构造内的微透镜的周期的N倍的周期，/n所述基本区是第p行第q列(p和q是满足1≤p且q≤N的整数)的元素被下述式(1)定义的N×N排列C、或者是对所述排列C实施任意的行置换或者列置换而成的N×N排列D，/nC(p，q)＝(p－1)(q－1)mod N (1)/n按照所述排列C或排列D，相对于第1行第1列的透镜位于第p行第q列的透镜所产生的光路长度差被设定为入射光波长的C(p，q)/N倍或者D(p，q)/N倍。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180222 JP 2018-0296941.一种扩散板，其为在光入射面和光出射面中的至少一个面形成有由多个微透镜组成的微透镜阵列的透射型或反射型的扩散板，该扩散板的特征在于，
所述多个微透镜的有效直径相同且曲率大致相同，并具有使透射光或反射光产生光路长度差的构造，
所述多个微透镜中的各微透镜以基于所述有效直径的间隔进行配置，由此构成二维的基本周期构造，
所述多个微透镜构成基本区，该基本区是由具有产生所述光路长度差的构造的N×N(N为2以上的整数)个透镜排列而成的，
所述基本区通过重复排列而构成二维的第2周期构造，该第2周期构造具有为所述基本周期构造内的微透镜的周期的N倍的周期，

【专利技术属性】
技术研发人员：池田启辅，内田厚，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