扩散板、发光器件以及传感器模块制造技术

扩散板具备具有多个单透镜的透镜阵列，单透镜满足包含圆锥常数的非球面透镜的式(1)、规定单透镜的曲率半径r以及间距D的比率r/D与圆锥常数k的关系的式(3)，且与单透镜的光轴平行入射的光线不照到单透镜的缘部。行入射的光线不照到单透镜的缘部。行入射的光线不照到单透镜的缘部。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】扩散板、发光器件以及传感器模块


[0001]本公开涉及扩散板、发光器件以及传感器模块。

技术介绍

[0002]以前，有通过透镜阵列将入射光扩散的扩散板(例如参考JP特开2017
‑
026662号公报)。

技术实现思路

[0003]用于解决课题的手段
[0004]本公开的扩散板的一方式中，具备具有多个单透镜的透镜阵列，
[0005]所述单透镜满足后述的式(1)、式(2)、式(3)。
[0006]本公开的扩散板另一个方式中，具备具有多个单透镜的透镜阵列，
[0007]所述单透镜满足后述的式(1)、式(3)，且与所述单透镜的光轴平行入射的光线不照到该单透镜的缘部。
[0008]本公开的发光器件具备：
[0009]发光元件；和
[0010]位于所述发光元件所出射的光的路径上的上述的扩散板。
[0011]本公开的传感器模块具备：
[0012]上述的发光器件；和
[0013]能接受所述发光器件所出射的光的受光器件。
附图说明
[0014]图1A是表示本公开的实施方式所涉及的扩散板的截面图。
[0015]图1B是表示本公开的实施方式所涉及的扩散板的俯视图。
[0016]图2是实施方式所涉及的扩散板的光路图。
[0017]图3是表示划分不需要的反射的产生和非产生的单透镜的参数的边界值的图表。
[0018]图4是表示运用于实施方式的单透镜的参数值的一例的图表。
[0019]图5是表示实施方式的扩散板的配光的一例的角度分布图表。
[0020]图6是表示实施方式的扩散板的配光的一例的照度分布图表。
[0021]图7是说明实施方式所涉及的扩散板的制造方法的一例的图。
[0022]图8是表示本公开的实施方式所涉及的发光器件以及传感器模块的图。
具体实施方式
[0023]以下参考附图来详细说明本公开的实施方式。
[0024]图1A是表示本公开的实施方式所涉及的扩散板的截面图。图1B是表示实施方式所涉及的扩散板的俯视图。图1A表示图1B的A
‑
A线处的截面。图2表示实施方式所涉及的扩散
板的光路图。在图1A、图1B以及图2中，X
‑
Y方向表示沿着透明基板2的基板面的方向(相互正交的2方向)，Z方向表示与基板面垂直的方向。Z方向相当于光的入射方向。
[0025]如图1A所示那样，本实施方式所涉及的扩散板1具备：玻璃基板等的透明基板2；和位于透明基板2的基板面上的透镜阵列3。透镜阵列3从Z方向观察具有在X
‑
Y的二维方向上排列的多个单透镜10。在图1A以及图1B中，示出多个单透镜10以相同间距D在行方向m1以及列方向m2的矩阵状地排列的示例。多个单透镜10将各凸面朝向光的入射侧而排列。多个单透镜10的光轴O1也可以相互平行。多个单透镜10的凸面形状的轮廓连续至与相邻的单透镜10的边界。
[0026]<单透镜的凸面形状>
[0027]单透镜10是非球面透镜，满足式(1)、式(2)、式(3)。
[0028][数学式1][0029][0030][0031][0032]其中，z是矢高，h是距光轴O1的距离，r是曲率半径，k是圆锥常数，D是间距，n是折射率。
[0033]式(1)表征光轴O1的位置处的曲率半径为r且为非球面的透镜面。通过使圆锥常数k变化而从光轴O1离开的位置的矢高发生变化，曲面的形状接近于椭圆面、抛物面或双曲面。在圆锥常数k为
‑
1以上时，透镜面成为椭圆。由于若圆锥常数k变得比
‑
0.88大，就变得难以维持透镜阵列3中所含的单透镜10的透镜形状，因此，圆锥常数k实质采用
‑
0.88以下的值。
[0034]另外，所谓单透镜10满足式(1)，并不限定于单透镜10的凸面形状以严密的水平遵循式(1)，在相对于单透镜10的大小包含标准的公差程度的差异的情况下，也设为满足式(1)。
[0035]如图2所示那样，式(2)表征入射到单透镜10的平行光(与光轴O1平行的光)在折射后不会照到夹着光轴O1为相反侧的单透镜10的缘部E1这样的条件。若与图2的单透镜10相比纵向尺寸更大且光的折射量变大，则折射的光照到缘部E1，产生不需要的反射，扰乱扩散光的辐射模式。式(2)表征减少该不需要的反射这样的条件(以下也称作“反射的减少条件”)。
[0036]式(3)表征将单透镜10的纵横比(＝最大纵向尺寸Hmax/Wmax、参考图1A)设为1以上的条件。通过纵横比为1以上，能扩大入射光与透镜面的法线所成的角度较大的区域，能实现扩散光的广角的特性。因此，式(3)表征使扩散光为广角的条件(以下也称作“广角特性
条件”)。
[0037]通过满足式(1)以及式(3)的条件、和式(1)以及式(2)的条件，能实现扩散光的广角的特性，并且减少产生不需要的反射。即，能实现扩散光的广角的特性，且减少扩散光的辐射模式被扰乱。
[0038]<反射的减少条件>
[0039]接着，通过说明式(2)的导出例来示出式(2)符合反射的减少条件这一情况。图3是表示划分不需要的反射的产生和非产生的单透镜的参数的边界值的图表。
[0040]图3的图表是根据仿真求取单透镜10的缘部E1与经由夹着光轴O1为缘部E1的相反侧的透镜面而入射的光束的端的距离L(图2)成为零的单透镜10的参数值的图表。具体地，对折射率n和圆锥常数k适用一定值，在仿真中求取上述的距离L成为零的比率r/D(透镜面的曲率半径r与间距D的比率)，将该比率r/D设为上述一定值的折射率n以及圆锥常数k时的反射的减少条件的边界值。然后，通过对多个折射率n和多个圆锥常数k分别进行这样的计算，来得到图3的图表。因此，例如，若是n＝1.5、k＝
‑
1.0的单透镜10，则若比率r/D比n＝1.5、k＝
‑
1.0的标绘点所示的比率的值(＝0.12)小，就会产生不需要的反射。另一方面，若比率r/D比上述标绘点所示的比率的值(＝0.12)大，就会减少不需要的反射。
[0041]在上述仿真中，不是将曲率半径r和间距D作为独立的参数，而是将比率r/D作为1个参数进行处置是出于如下的理由。即，式(1)所表征的透镜面在圆锥常数k一定且曲率半径r与间距D的比率r/D一定时，成为相似的曲面。因而，若折射率n相同，则仅由于在入射到1个透镜的光束的直径以及出射的扩散光的光量中产生差异，不会在将入射光扩散的角度以及配光等的特性中产生。因此，若使光入射到具有任意的曲率半径r、任意的间距D、任意的圆锥常数k、任意的折射率n的单透镜10，透射光照到透镜的缘部E1，在不改变相互的比率地改变间距D和曲率半径r的情况下，透射光也同样地照到单透镜10的缘部E1。反之，在透射光未照到缘部E1的情况下，在不本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种扩散板，具备具有多个单透镜的透镜阵列，所述单透镜满足式(1)、式(2)、式(3)，[数学式1][数学式1][数学式1]其中，z是矢高，h是距所述单透镜的光轴的距离，r是曲率半径，k是圆锥常数，D是间距，n是折射率。2.一种扩散板，具备具有多个单透镜的透镜阵列，所述单透镜满足式(1)、式(3)，且与所述单透镜的光轴平行入射的光线不照到该单透镜的缘部，[数学式2][数学式2]其中，z是矢高，h是距所述单透镜的光轴的距离，r是曲率半径，k是圆锥常数，D是间距。3.根据权利要求1或2所述的扩散板，其中，k≥
‑
0.96。...

【专利技术属性】
技术研发人员：山崎将，
申请(专利权)人：京瓷株式会社，
类型：发明
国别省市：