[發明專利]擴散板及投射式圖像顯示裝置

有效

• 申請號: 201780061015.0
• 申請日: 2017-10-02
• 公開（公告）號: CN109791232B
• 公開（公告）日: 2022-04-26
• 發明（設計）人: 內田厚;唐井賢
• 申請（專利權）人: 株式會社可樂麗
• 主分類號: G02B5/02
• 分類號: G02B5/02;B60K35/00;G02B3/00;G02B27/01;G03B21/62
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 趙晶;高培培

1.一種擴散板，在投射光學系統中使用，所述擴散板的特征在于，具備：

投射側主面，供投射光投射；

出射側主面，使出射光射出；及

微細結構體，使所述投射側主面及所述出射側主面中的至少一方具有透鏡功能，

所述投射光的數值孔徑NA超過0且為0.140以下，

所述微細結構體具備多個具有微透鏡狀的形狀的微透鏡形狀部，

所述微透鏡形狀部處的所述投射光的光軸與所述投射側主面的法線交叉而成的入射角度θi處于0度~50度的范圍內，

所述微透鏡形狀部的多個中的至少一個以所述微透鏡形狀部處的所述出射光的光軸與所述投射側主面的法線交叉而成的出射角度θo使所述出射光射出，

出射角度θo與所述入射角度θi不同，

所述出射光在所述擴散板的擴散角度的范圍內具有均勻的亮度，

所述微透鏡形狀部的與微透鏡基準面垂直的截面中的所述微透鏡形狀部的截面形狀繞所述投射光的光軸具有非對稱的截面形狀，

所述投射光的光軸與所述出射光的光軸交叉而成的角度之差的絕對值在0~40度變化。

2.根據權利要求1所述的擴散板，其特征在于，

在相對于擴散角度的測定亮度分布中，

將相當于所述出射光的光軸的位置的擴散角度設為光軸擴散角度θa時，

從所述擴散角度的范圍的最小角度θmin至所述光軸擴散角度θa的測定亮度的累計值To為擴散角度的整個范圍內的測定亮度的累計值Ta的50%，

擴散角度θs下的亮度Ls、所述擴散角度θb下的亮度Lb都相當于所述出射光的光軸下的光軸亮度Lo的70%，

所述擴散角度θs比所述光軸擴散角度θa小，所述擴散角度θb比所述光軸擴散角度θa大時，

從自所述擴散角度θs至所述光軸擴散角度θa的各亮度減去Lo*0.7而得到的亮度的累計值Ts與從所述光軸擴散角度θa至所述擴散角度θb的亮度的累計值Tb之比即均勻性評價指標Ts/Tb滿足D Ts/Tb 1/D ，

均勻性評價指標Ts/Tb的容許范圍的下限值D滿足D=0.63*exp(0.45*((90-(θs+θb))/90)^2)。

3.根據權利要求1所述的擴散板，其特征在于，

所述微透鏡形狀部的底面形狀為長方形，

所述微透鏡形狀部周期性地排列成格子狀。

4.根據權利要求3所述的擴散板，其特征在于，

所述微透鏡形狀部的從最深部至最頂部的高度H1滿足0H1≤75μm。

5.一種投射式圖像顯示裝置，其中，具備：

權利要求1~4中任一項所述的擴散板；及

向所述擴散板投射所述投射光的投射裝置。

6.一種擴散板的設計方法，設計擴散板的光擴散圖案，所述擴散板具備供投射光投射的投射側主面和使出射光射出的出射側主面，其中，所述擴散板的設計方法包括：

基準微透鏡設計工序，以在假定了垂直地使光投射到所述擴散板的所述投射側主面時具有所述擴散板的光擴散特性的方式，準備基準微透鏡；及

傾斜對應透鏡設計工序，用于基于所述擴散板的所述投射側主面的各位置處的所述投射光的光軸的傾斜、所述擴散板的所述出射側主面的各位置處的所述出射光的光軸的傾斜、所述出射光的配光特性，使所述基準微透鏡的形狀對應于所述投射光的光軸的傾斜和所述出射光的光軸的傾斜，

在所述傾斜對應透鏡設計工序中，

透鏡設計參數包含使透鏡的中心位置偏離的中心位置偏離量，

所述投射光的光軸與所述投射側主面的法線交叉而成的入射角度θi處于0度~50度的范圍內，

所述投射光的光軸與所述出射光的光軸交叉而成的角度之差的絕對值在0~40度變化。

7.根據權利要求6所述的擴散板的設計方法，其特征在于，

在所述傾斜對應透鏡設計工序中，所述透鏡設計參數還包含透鏡的傾斜量。