光场改进组合及其应用系统技术方案

一种光场改进组合，其包括：　　　　至少一个微型透镜及至少一层可以承载微型透镜的承载层片组，其特征为，该微型透镜可以采用模具作出，且该微型透镜具备所需的物理及光学特性，该微型透镜被附着在承载层片组上调整入射光线的各特性及光轴方向，以形成适当的光场。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种光场改进组合及其应用系统，特别是一种应用于液晶显像器、背投影显像器或类似装置的水平或垂直的光场的组合结构，该组合结构由材料、物理与光学等相关特性组成的微型透镜组，其中的组合可以用来调整光程路径以改进显像器的系统效果。
技术介绍
今天的社会上，不论是静态或是动态的显像，都对人们的生活起着重大影响。低耗能的便携式电子产品和显像元件的电子产品，几乎已经是生活中的必需品。液晶显像器是这些显像器中所采用的主要技术之一。液晶显像器为一种本身不发光的被动式元件，通常需要外部的光源来照射驱动。在许多应用这种显像器的系统中，电池往往是唯一的能源供应源，因此一个设计良好的液晶显像器必须仔细探讨如何提高光源使用效率。在许多液晶显像器的应用中，需采用更多的结构组合及不同的材料以提高的显像效果，故仍是有待改善的。在最近几年的中，另外一种显像技术也有了快速的进步，它就是投影显像技术。目前按照所采用的成像元件的不同而有不同的投影显像技术发展。近来发展较多的是采用美国德州仪器公司的数字微型反射镜元件，或是采用其它公司所发展的液晶元件而开发的投影显像器。但是不论采用哪一种元件，这些投影显示器都需要透过某些显像介质来将影像显示给观赏者。这些显像介质往往对观赏者所看到的影像品质影响甚大，因为它通常是最后“接触”到影像的光学元件。一般来说，这多是使用一片屏幕来达成。依照使用者的环境及所采用的投影技术，通常可将该屏幕分成”前投式”或是”背投式”两种型态。请参看图12所示，其揭示了一种先前传统的技术应用案例，即是利用一种片状的高分子材料作出透镜来调整光程路径。但由于应用不同所需的情况不一，因此适用的投影显像器也有所不同。就家用娱乐系统而言，观赏者乃是在显像器前的位置，故影像会呈现水平分布而非垂直分布。但是在一般的大型视听场所，例如在一间设备中央控制室，观赏者往往会需要更大的影像水平及垂直分布。一般而言，一个投影屏幕需要具备有高分辨率、高对比度、高能量增益及大显像视角，但是这些要求往往不容易同时达到。例如，屏幕的能量增益通常必须有所折衷来达到更大的显像可视角，因此针对不同的应用而对屏幕的诸多特性来折衷调配是不可避免的。所以针对不同的投影显像器应用领域，改善屏幕的整体光学效果是必须追求的目标，其亦可以参考美国专利编号4,666,248、5,040,883、5,467,417、5,563,738、5,917,664及6,317,263等等所列出的传统液晶显像器及投影显像器的结构。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种光场改进组合及其应用系统，特别是提供一种易于制造并可以根据所需的输出光场而构成的微型透镜组及其制品，该制品包括有液晶显像器或背投影显像器或类似装置。本专利技术还包括微型透镜及承载层片组，该微型透镜具有至少一个所需的组成材料、物理与光学特性的微型透镜阵列，该承载层片组是用作承载微型透镜组的承载层片。应用本专利技术的微型透镜组的制品，可以修改水平或/及垂直的光程路径及对应的光场，本专利技术亦可再组合其它适当的光学透镜，例如平凸透镜、双凸透镜、菲涅尔透镜(fresnel lens)、变形透镜(anamorphoticlens)等等，以进行修改水平或/及垂直的光程路径及对应的光场。微型透镜本身的表面可以具有光散射的作用，或是在它的构成材料中含有不具特定指向性的散光材料，例如散光颗粒物或其它形式的散光体。不论是何种型态，均可将最强的光线方向调整为约平行于承载层片的主平面的垂直光轴或是某个角度(相对于承载层片的主平面的垂直光轴)。承载层片包含以下特性材料的组合，如反射材料、高透明材料、吸光材料、不透明材料、光敏感材料、散光材料、金属材料、金属或其它材质的网状材料、棱镜材料、光滞材料、光极化材料及/或其它任何适用的功能性材料，以提供额外的光学特性调整范围。同时承载层片也可以做成不同尺寸与厚度的膜状、片状、板状或是任何适用的型态。在承载层片上亦可以做出透明孔洞的组合排列，或是在不透明的塑料或是金属材料上作出透明孔洞的组合排列，或是采用以金属或高分子塑料的材料编织成网状的型态，使得光线通过这些孔洞时，不会受到任何影响。当然，这些承载层片也可以相互组合或附着在其它的支撑材料上，以便获得更强的结构强度。目前许多不同的微型加工技术已经被广泛应用于形成微小型电器、机械及光学元件及该元件的组合结构。许多新式的元件，例如微型电动机及齿轮组均可采用这些加工技术制作，而且已经相当普及。这些技术的一个有名的应用元件就是美国德州仪器公司的微型反射镜元件，这种元件目前被应用于投影显像器中。当然微型透镜已经可以应用不同的加工技术作出，例如雷射切削、光微影术、化学蚀刻、电铸及电化学等等加工技术已经可以应用在微型透镜的模具制作。一旦模具制作完成，高分子或共轭高分子材料，例如有丁基甲基丙烯酸酯聚合物(butyl methacrylate polymer)、甲基甲基丙烯酸酯(methly methacrylate)、氢氧乙基甲基丙烯酸酯(hydroxyethylmethacrylate)、聚苯乙烯(polystyrene)、聚碳酸酯(polycarbonate)、聚烯烃酯(polyolefin)、聚苯乙烯(styrene)、硅酮凝胶(siliconehydrogel)、硅氧烷(siloxane)等等或是任何其它适用的材料组合物，经由与光聚合起始材料或其它任何适用的聚合起始剂混合后，再加上适当的脱模剂或/及其它适当的添加剂(例如，抗静电、抗刮伤等)之后，利用精密印刷、注入、喷印(inkjet)系统，或是其它适当的方法，将适当的材料量放入模具中。在上述材料的混合过程中，也可以加添适当的散光材料。一旦适当的微型透镜材料加入模具后，适当的固化程序就可以开始进行，按照所选的不同材料，可以得到不同固化后的高分子材料的折射率，同时也可以应用不同的材料特性(例如表面张力及亲合力)，重复上列的步骤来作出所需要的各种微型透镜及不同的光学特性。在应用本专利技术的光场改进组合时，该微型透镜组就可以用来达到原始的设计目的，本专利技术的微型透镜组亦可再组合其它适当的光学透镜，例如平凸透镜、双凸透镜、菲涅尔透镜(fresnel lens)、变形透镜(anamorphotic lens)等等，其中的一种组合可以用来调整光程路径以改进显像器的系统效果。本专利技术的承载层片可以由下列的不同材料制成，如光反射材料、透明材料、光吸收材料、不透明材料、金属材料、光敏感材料、光极化材料或是其它的光学材料或其它适用的功能材料或该材料的组合，并透过适当的贴合材料或是黏合方式来与上述的微型透镜结合。这些功能材料可以是具备散光，或极化，或抗眩光，或是具有这些特性的材料组合。应用精密射出、机械冲床或是雷射加工，或是其它任何适当的方式都可以在承载层片上作出精确大小的孔洞。在承载层片上亦可作出定位标记或孔洞，以便能精确地与微型透镜结合。在承载层片应用上述任何适当的方式做成之后，也可以将适当的黏着材料预先涂布在承载层片上。承载层片可以在单面或双面上涂布数层的高分子材料、共轭高分子材料、无机材料或其它任何适当的材料，以使其具有低反射、抗反射或/及抗刮伤的特性，也可以按照应用的条件与需要的不同，在这样的材料上形成与微型透镜位置相互搭配的孔洞。本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄冰倩，
申请(专利权)人：黄冰倩，
类型：发明
国别省市：