擴散板及擴散板的制造方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)提供一種能夠以簡易的結(jié)構(gòu)改善透過光或反射光的亮度不均并且設計及制造容易的擴散板及擴散板的制造方法。本發(fā)明專利技術(shù)的擴散板是在主面上排列有多個微透鏡的擴散板，其特征在于，向多個微透鏡與主面之間插入相位差生成部，多個微透鏡具有兩種以上的透鏡形狀，以使兩種以上的透鏡形狀的數(shù)量比成為特定的值的方式，分別決定兩種以上的透鏡形狀的微透鏡的個數(shù)，對應于多個微透鏡的底面的中心所排列在主面上的各坐標，分別選擇透鏡形狀的種類，擴散光強度成為大致一定的角度范圍處于所希望的角度范圍的+10％至?10％的范圍內(nèi)。

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%.

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】擴散板及擴散板的制造方法
本專利技術(shù)涉及擴散板及擴散板的制造方法。
技術(shù)介紹
作為平視顯示器或激光投影機等的屏幕，使用的是利用了微透鏡陣列的擴散板。在使用了微透鏡陣列的情況下，與使用半透明板、毛玻璃等的擴散板的情況相比，具有能夠抑制激光的斑點噪聲的優(yōu)點。專利文獻1記載了一種具有擴散板的圖像形成裝置，該擴散板使用了以激光為光源并投影由多個像素的排列形成的影像的激光投影機和排列有多個微透鏡的微透鏡陣列。在使用了微透鏡陣列的情況下，能夠使入射了的光適當?shù)財U散，并且能夠自由地設計所需要的擴散角。在專利文獻2及3以及非專利文獻1中記載了使用2個微透鏡陣列的屏幕。在僅使用1個微透鏡陣列的情況下，容易產(chǎn)生亮度不均、顏色不均。在專利文獻2及3以及非專利文獻1中記載了通過使用2個微透鏡陣列，能夠抑制這樣的亮度不均的發(fā)生的情況。在專利文獻4中記載了如下的方法：在微透鏡設置具有垂直的側(cè)面的活塞形狀(加高部)，或者使對于微細構(gòu)造的形狀或位置進行定義的參數(shù)的至少一個按照預先確定的概率密度函數(shù)而隨機分布，由此來改善由于以微細構(gòu)造的周期性為起因的衍射點而產(chǎn)生的亮度不均、顏色不均。專利文獻4中記載了如下的光學設計方法：(a)對于形成在基板表面上的微透鏡等的微細構(gòu)造的形狀進行定義，(b)指定所選擇的微細構(gòu)造的排列位置，(c)計算擴散光的強度分布，(d)反復進行(a)～(c)的工序直至得到所希望的擴散光強度分布為止。此外，專利文獻4記載了如下的方法：使對于微細構(gòu)造的形狀或位置進行定義的參數(shù)的至少一個按照預先確定的概率密度函數(shù)而隨機分布，由此來改善因微細構(gòu)造的周期性而產(chǎn)生的衍射點引起的亮度不均。另外，專利文獻5記載了如下的裝置：將透鏡形狀的至少一部分不相同而開口數(shù)相同的啁啾(chirped)的各種微透鏡隨機地排列，或者按照透鏡的大小順序在基準面上依次排列，由此實現(xiàn)放射光的均質(zhì)化。在先技術(shù)文獻專利文獻專利文獻1：日本特開2010-145745號公報專利文獻2：日本特開2012-226300號公報專利文獻3：日本特表2007-523369號公報專利文獻4：日本特表2004-505306號公報專利文獻5：美國專利第07839573號公報非專利文獻非專利文獻1：H.UreyandK.D.Powell,“用于全色顯示器的基于微透鏡陣列的出射光瞳擴瞳器”(“Microlens-array-basedexit-pupilexpanderforfull-colordisplays”),APPLIEDOPTICSVol.44,No.23,p.4930-4936
技術(shù)實現(xiàn)思路
專利技術(shù)要解決的課題專利文獻4及5記載的設計方法需要反復計算，因此在計算結(jié)果收斂為所希望的結(jié)果之前需要多次計算，存在作業(yè)負荷大這樣的問題。此外，在所設計的微透鏡形狀與所制造的擴散板的微透鏡形狀之間產(chǎn)生誤差，存在無法完全得到所希望的光學特性這樣的問題。尤其是通過使用了激光束的光刻法來形成微透鏡形狀時，如果所設計的微透鏡的間距變窄，則激光束直徑的影響相對增大，因此誤差進一步增大的可能性高。因此，用于制造接近于設計形狀的形狀的擴散板的作業(yè)負荷變大。而且，如果向多個微透鏡的曲率及排列位置等多個參數(shù)賦予隨機分布，則在使用了擴散板作為屏幕的情況下，容易產(chǎn)生斑點，因此存在畫質(zhì)惡化這樣的問題。此外，在專利文獻5中，將不是同一形狀的多個種類的微透鏡隨機或按照微透鏡的大小順序排列。在排列有間距或透鏡高度等形狀相差較大的微透鏡的擴散板中，關于微透鏡間的連接部的形狀，難以高精度地按照設計值進行制造。本專利技術(shù)為了解決上述的問題而作出，其目的在于提供一種以簡易的結(jié)構(gòu)能夠改善透過光或反射光的亮度不均，并且設計及制造容易的擴散板及擴散板的制造方法。用于解決課題的方案本專利技術(shù)的擴散板在主面上排列有多個微透鏡，其特征在于，向所述多個微透鏡與所述主面之間插入相位差生成部，所述多個微透鏡具有兩種以上的透鏡形狀，以使所述兩種以上的透鏡形狀的數(shù)量比成為特定的值的方式分別決定所述兩種以上的透鏡形狀的微透鏡的個數(shù)，對應于所述多個微透鏡的底面的中心所排列在所述主面上的各坐標，分別選擇所述透鏡形狀的種類，在將所述擴散板中的所希望的角度范圍內(nèi)的擴散光強度的加法運算平均設為1時的、所述所希望的角度范圍內(nèi)的擴散光強度的相對強度的標準偏差為9.00×10-2以下，在所述擴散板的某一方向的擴散光強度的角度分布中，在將沿著光入射光方向的方向設為擴散角度0度、將角度分布測定方向的一方向設為正、將其相反方向設為負時，相對于所述所希望的角度范圍的擴散光強度的加法運算平均而成為90％的相對強度的擴散角度中，絕對值在正側(cè)成為最大的擴散角度與絕對值在負側(cè)成為最大的擴散角度之差設為擴散光強度成為大致一定的角度范圍時，所述擴散光強度成為大致一定的角度范圍處于所述所希望的角度范圍的+10％至-10％的范圍內(nèi)。在本專利技術(shù)中，優(yōu)選的是，由所述相位差生成部產(chǎn)生的相位差的最大值大于所使用的光的波長的0.2倍。在本專利技術(shù)中，優(yōu)選的是，所述所希望的角度范圍AngA為0°≤AngA≤40°。在本專利技術(shù)中，優(yōu)選的是，所述相位差生成部的從所述主面起的高度按照以所述多個微透鏡的排列的坐標為獨立變量的代數(shù)函數(shù)、初等函數(shù)、或者它們的合成函數(shù)而變化。在本專利技術(shù)中，優(yōu)選的是，所述相位差生成部的從所述主面起的高度隨機地設定。在本專利技術(shù)中，優(yōu)選的是，所述微透鏡的種類按照以所述微透鏡的排列的坐標為獨立變量的代數(shù)函數(shù)、初等函數(shù)、或者它們的合成函數(shù)來選擇。在本專利技術(shù)中，優(yōu)選的是，所述微透鏡的種類相對于所述微透鏡的排列的坐標而隨機選擇。本專利技術(shù)的擴散板的制造方法是在主面上排列有多個微透鏡的擴散板的制造方法，包括如下工序：設計多個種類微透鏡組的工序，該微透鏡組是在所述主面上排列有具有可得到接近所希望的角度范圍的擴散光強度的角度分布的一種透鏡形狀的所述多個微透鏡，并向所述多個微透鏡與所述主面之間插入有相位差生成部而形成的微透鏡組；將具有與所述多個種類的各自的微透鏡組對應的形狀的樣品模具制造所述多個種類的工序；使用所述樣品模具向樹脂轉(zhuǎn)印一種所述微透鏡組的形狀，將具有一種所述微透鏡組的擴散圖案的樣品擴散板制造所述多個種類的工序；進行所述多個種類的樣品擴散板的各自的光學特性的評價的工序；基于所述多個種類的樣品擴散板的各自的評價結(jié)果，設計將所述多個種類的微透鏡組組合而成的微透鏡陣列的工序；制造具有與所述微透鏡陣列對應的形狀的擴散圖案模具的工序；及使用所述擴散圖案模具向樹脂轉(zhuǎn)印所述擴散圖案的工序。專利技術(shù)效果根據(jù)本專利技術(shù)，可提供一種能夠以簡易的結(jié)構(gòu)改善透過光或反射光的亮度不均并且設計及制造容易的擴散板及擴散板的制造方法。附圖說明圖1是表示通過第一實施方式的擴散板的制造工序設計的微透鏡組(凸透鏡)的剖面輪廓的例子的圖。圖2是表示通過第一實施方式的擴散板的制造工序設計的微透鏡組(凹透鏡)的剖面輪廓的例子的圖。圖3是表示本專利技術(shù)的微透鏡組的剖面輪廓的例子的圖。圖4是表示擴散板的凸透鏡的剖面輪廓測定結(jié)果的例子的圖(曲率半徑42μm、間距13μm、ΔH＝1.5μm的情況)。圖5是表示所希望的角度范圍的定義的圖。圖6是表示擴散光強度成為大致一定的角度范圍的定義的圖。圖7是表示僅排列有多個微透鏡A的樣品擴散板的X軸方向上的擴散光強度的角度分布的實測值(比較本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種擴散板，所述擴散板在主面上排列有多個微透鏡，所述擴散板的特征在于，向所述多個微透鏡與所述主面之間插入相位差生成部，所述多個微透鏡具有兩種以上的透鏡形狀，以使所述兩種以上的透鏡形狀的數(shù)量比成為特定的值的方式分別決定所述兩種以上的透鏡形狀的微透鏡的個數(shù)，對應于所述多個微透鏡的底面的中心所排列在所述主面上的各坐標，分別選擇所述透鏡形狀的種類，在將所述擴散板中的所希望的角度范圍內(nèi)的擴散光強度的加法運算平均設為1時的、所述所希望的角度范圍內(nèi)的擴散光強度的相對強度的標準偏差為9.00×10

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】2014.09.30 JP 2014-2016071.一種擴散板，所述擴散板在主面上排列有多個微透鏡，所述擴散板的特征在于，向所述多個微透鏡與所述主面之間插入相位差生成部，所述多個微透鏡具有兩種以上的透鏡形狀，以使所述兩種以上的透鏡形狀的數(shù)量比成為特定的值的方式分別決定所述兩種以上的透鏡形狀的微透鏡的個數(shù)，對應于所述多個微透鏡的底面的中心所排列在所述主面上的各坐標，分別選擇所述透鏡形狀的種類，在將所述擴散板中的所希望的角度范圍內(nèi)的擴散光強度的加法運算平均設為1時的、所述所希望的角度范圍內(nèi)的擴散光強度的相對強度的標準偏差為9.00×10-2以下，在所述擴散板的某一方向的擴散光強度的角度分布中，在將沿著光入射光方向的方向設為擴散角度0度、將角度分布測定方向的一方向設為正、將其相反方向設為負時，相對于所述所希望的角度范圍的擴散光強度的加法運算平均而成為90％的相對強度的擴散角度中，絕對值在正側(cè)成為最大的擴散角度與絕對值在負側(cè)成為最大的擴散角度之差設為擴散光強度成為大致一定的角度范圍時，所述擴散光強度成為大致一定的角度范圍處于所述所希望的角度范圍的+10％至-10％的范圍內(nèi)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擴散板，其特征在于，由所述相位差生成部產(chǎn)生的相位差的最大值大于所使用的光的波長的0.2倍。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的擴散板，其特征在于，所述所希望的角度范圍AngA為0°≤AngA≤40°。4.根據(jù)權(quán)利要求1～3中任一項所述的擴散板，其特征在...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：內(nèi)田厚，平井政至，唐井賢，
申請(專利權(quán))人：株式會社可樂麗，
類型：發(fā)明
國別省市：日本,JP