【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本公開涉及光學(xué)顯示設(shè)備，具體地涉及一種光擴(kuò)散器、像源裝置及投影裝置。
技術(shù)介紹
1、顯示裝置的類型多種多樣，以抬頭顯示器(hud，head?up?display)為例，抬頭顯示器通過將像源發(fā)出的光線投射到成像窗上，利用成像窗反射到人眼以成像，實(shí)現(xiàn)用戶無需低頭就可以直接看到畫面的效果，從而可以提高用戶體驗(yàn)。抬頭顯示器主要由像源裝置和反射式成像窗構(gòu)成，其中，像源裝置包括光擴(kuò)散片，以對光線進(jìn)行勻化?，F(xiàn)有技術(shù)中的光擴(kuò)散片通常采用周期性微透鏡陣列，其雖能滿足高衍射效率、體積小、集成化的優(yōu)點(diǎn)，但是在對光束進(jìn)行勻化時(shí)會(huì)出現(xiàn)干涉條紋，影響輸出光斑的勻化效果。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本公開實(shí)施例的目的在于提供一種光擴(kuò)散器、像源裝置及投影裝置，實(shí)現(xiàn)了較好的勻光效果。
2、為了解決上述技術(shù)問題，本公開的實(shí)施例采用了如下技術(shù)方案：提供了一種光擴(kuò)散器，包括光學(xué)襯底和設(shè)置在所述光學(xué)襯底上的微透鏡陣列，所述微透鏡陣列包括多個(gè)微透鏡，多個(gè)所述微透鏡中的至少兩個(gè)所述微透鏡的結(jié)構(gòu)參數(shù)不同，所述結(jié)構(gòu)參數(shù)包括所述微透鏡口徑、焦距、焦比和光軸與中心線的夾角中的至少一個(gè)，其中，所述焦比為所述微透鏡的口徑與所述微透鏡的焦距之比，且不同的結(jié)構(gòu)參數(shù)呈隨機(jī)變化。
3、在一個(gè)示例性實(shí)施例中，微透鏡的口徑的隨機(jī)變化范圍大于等于-30um且小于等于30um；和/或微透鏡的口徑相對于微透鏡的基礎(chǔ)口徑的變化量大于等于-30％且小于等于30％。
4、在一個(gè)示例性實(shí)施例中，微透鏡的口徑在第一方向和第二方向上的隨機(jī)變
5、在一個(gè)示例性實(shí)施例中，多個(gè)微透鏡中的至少兩個(gè)微透鏡的口徑不同且微透鏡的口徑呈隨機(jī)變化，微透鏡的口徑的隨機(jī)變化量滿足線性關(guān)系。
6、在一個(gè)示例性實(shí)施例中，多個(gè)微透鏡中的至少兩個(gè)微透鏡的口徑不同且微透鏡的口徑隨機(jī)變化，各微透鏡的焦比相同且為一固定值，各微透鏡的光軸與中心線的夾角均為0°。
7、在一個(gè)示例性實(shí)施例中，多個(gè)微透鏡中的至少兩個(gè)微透鏡的焦距不同且微透鏡的焦距隨機(jī)變化，各微透鏡的口徑相同且為一固定值，各微透鏡的光軸與中心線的夾角均為0°；或者，多個(gè)微透鏡中的至少兩個(gè)微透鏡的焦比不同且焦比隨機(jī)變化，各微透鏡的口徑相同且為一固定值，各微透鏡的光軸與中心線的夾角均為0°。
8、在一個(gè)示例性實(shí)施例中，多個(gè)微透鏡中的至少兩個(gè)微透鏡的焦距不同且微透鏡的焦距呈隨機(jī)變化，微透鏡的焦距變化范圍滿足：±30％。
9、在一個(gè)示例性實(shí)施例中，多個(gè)微透鏡中的至少兩個(gè)微透鏡的焦比不同且焦比呈隨機(jī)變化，焦比的變化量滿足：±30％。
10、在一個(gè)示例性實(shí)施例中，多個(gè)微透鏡中的至少兩個(gè)微透鏡的光軸與中心線的夾角不同且光軸與中心線的夾角呈隨機(jī)變化，各微透鏡的口徑、焦距和焦比均相同且為固定值。
11、在一個(gè)示例性實(shí)施例中，微透鏡的光軸與中心線的夾角取值的變化范圍大于等于1°且小于等于10°。
12、在一個(gè)示例性實(shí)施例中，各微透鏡的形狀均為矩形；和/或各微透鏡為凸透鏡、凹透鏡、凸透鏡和凹透鏡的組合中的一種。
13、在一個(gè)示例性實(shí)施例中，微透鏡陣列中的多個(gè)微透鏡包括無間隔排列和間隔排列中的一種或多種，間隔排列的多個(gè)微透鏡中的相鄰兩個(gè)微透鏡之間的間距小于等于10微米。
14、本公開實(shí)施例還提供一種像源裝置，包括背光單元、lcd屏和上述的光擴(kuò)散器，光擴(kuò)散器位于lcd屏與背光單元之間。
15、在一個(gè)示例性實(shí)施例中，光擴(kuò)散器為一個(gè)或多個(gè)，當(dāng)光擴(kuò)散器為多個(gè)時(shí)，多個(gè)光擴(kuò)散器包括第一擴(kuò)散器和第二擴(kuò)散器，第一擴(kuò)散器位于第二擴(kuò)散器遠(yuǎn)離lcd屏的一側(cè)，第一擴(kuò)散器的擴(kuò)散角度大于第二擴(kuò)散器的擴(kuò)散角度。
16、在一個(gè)示例性實(shí)施例中，第二擴(kuò)散器用于接收第一擴(kuò)散器輸出的光斑，且第二擴(kuò)散器與第一擴(kuò)散器之間的距離滿足第二擴(kuò)散器接收第一擴(kuò)散器輸出的亮度均勻性大于80％的光斑。
17、在一個(gè)示例性實(shí)施例中，靠近lcd屏的光擴(kuò)散器的微透鏡的口徑小于lcd屏中的各像素的尺寸。
18、本公開實(shí)施例還提供一種投影裝置，包括投影單元和上述的光擴(kuò)散器，光擴(kuò)散器位于投影單元的出光側(cè)。
19、在一個(gè)示例性實(shí)施例中，光擴(kuò)散器的微透鏡的口徑小于投影單元出射的投影圖像的各像素的尺寸。
20、本公開實(shí)施例提供的光擴(kuò)散器、像源裝置及投影裝置，通過設(shè)置多個(gè)微透鏡中的至少兩個(gè)微透鏡的結(jié)構(gòu)參數(shù)不同，結(jié)構(gòu)參數(shù)包括微透鏡口徑、焦距、焦比和光軸與中心線的夾角中的至少一個(gè)，且不同的結(jié)構(gòu)參數(shù)呈隨機(jī)變化，這樣使得本申請的光擴(kuò)散器能夠?qū)θ肷涔馐M(jìn)行勻光，避免周期性的光擴(kuò)散器存在的干涉條紋、亮度不均勻的問題，有利于增加光擴(kuò)散器的勻化效果。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種光擴(kuò)散器，其特征在于，包括光學(xué)襯底和設(shè)置在所述光學(xué)襯底上的微透鏡陣列，所述微透鏡陣列包括多個(gè)微透鏡，多個(gè)所述微透鏡中的至少兩個(gè)所述微透鏡的結(jié)構(gòu)參數(shù)不同，所述結(jié)構(gòu)參數(shù)包括所述微透鏡口徑、焦距、焦比和光軸與中心線的夾角中的至少一個(gè)，其中，所述焦比為所述微透鏡的口徑與所述微透鏡的焦距之比，且不同的結(jié)構(gòu)參數(shù)呈隨機(jī)變化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光擴(kuò)散器，其特征在于，
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光擴(kuò)散器，其特征在于，
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的光擴(kuò)散器，其特征在于，多個(gè)所述微透鏡中的至少兩個(gè)所述微透鏡的口徑不同且所述微透鏡的口徑呈隨機(jī)變化，所述微透鏡的口徑的隨機(jī)變化量滿足線性關(guān)系。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的光擴(kuò)散器，其特征在于，多個(gè)所述微透鏡中的至少兩個(gè)所述微透鏡的口徑不同且所述微透鏡的口徑隨機(jī)變化，各所述微透鏡的焦比相同且為一固定值，各所述微透鏡的光軸與中心線的夾角均為0°。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的光擴(kuò)散器，其特征在于，多個(gè)所述微透鏡中的至少兩個(gè)所述微透鏡的焦距不同且所述微透鏡的焦距隨機(jī)
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光擴(kuò)散器，其特征在于，多個(gè)所述微透鏡中的至少兩個(gè)所述微透鏡的焦距不同且所述微透鏡的焦距呈隨機(jī)變化，
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光擴(kuò)散器，其特征在于，多個(gè)所述微透鏡中的至少兩個(gè)所述微透鏡的焦比不同且所述焦比呈隨機(jī)變化，
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光擴(kuò)散器，其特征在于，多個(gè)所述微透鏡中的至少兩個(gè)所述微透鏡的光軸與中心線的夾角不同且所述光軸與中心線的夾角呈隨機(jī)變化，
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的光擴(kuò)散器，其特征在于，
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光擴(kuò)散器，其特征在于，各所述微透鏡的形狀均為矩形；和/或各所述微透鏡為凸透鏡、凹透鏡、凸透鏡和凹透鏡的組合中的一種。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光擴(kuò)散器，其特征在于，所述微透鏡陣列中的多個(gè)所述微透鏡包括無間隔排列和間隔排列中的一種或多種，間隔排列的多個(gè)所述微透鏡中的相鄰兩個(gè)所述微透鏡之間的間距小于等于10微米。
13.一種像源裝置，其特征在于，包括背光單元、LCD屏和權(quán)利要求1至12中任一項(xiàng)所述的光擴(kuò)散器，所述光擴(kuò)散器位于所述LCD屏與所述背光單元之間。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的像源裝置，其特征在于，所述光擴(kuò)散器為一個(gè)或多個(gè)，當(dāng)所述光擴(kuò)散器為多個(gè)時(shí)，多個(gè)所述光擴(kuò)散器包括第一擴(kuò)散器和第二擴(kuò)散器，所述第一擴(kuò)散器位于所述第二擴(kuò)散器遠(yuǎn)離所述LCD屏的一側(cè)，所述第一擴(kuò)散器的擴(kuò)散角度大于所述第二擴(kuò)散器的擴(kuò)散角度。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的像源裝置，其特征在于，所述第二擴(kuò)散器用于接收所述第一擴(kuò)散器輸出的光斑，且所述第二擴(kuò)散器與所述第一擴(kuò)散器之間的距離滿足所述第二擴(kuò)散器接收所述第一擴(kuò)散器輸出的亮度均勻性大于80％的光斑。
16.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的像源裝置，其特征在于，靠近所述LCD屏的所述光擴(kuò)散器的微透鏡的口徑小于所述LCD屏中的各像素的尺寸。
17.一種投影裝置，其特征在于，包括投影單元和權(quán)利要求1至12中任一項(xiàng)所述的光擴(kuò)散器，所述光擴(kuò)散器位于所述投影單元的出光側(cè)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的投影裝置，其特征在于，所述光擴(kuò)散器的微透鏡的口徑小于所述投影單元出射的投影圖像的各像素的尺寸。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種光擴(kuò)散器，其特征在于，包括光學(xué)襯底和設(shè)置在所述光學(xué)襯底上的微透鏡陣列，所述微透鏡陣列包括多個(gè)微透鏡，多個(gè)所述微透鏡中的至少兩個(gè)所述微透鏡的結(jié)構(gòu)參數(shù)不同，所述結(jié)構(gòu)參數(shù)包括所述微透鏡口徑、焦距、焦比和光軸與中心線的夾角中的至少一個(gè)，其中，所述焦比為所述微透鏡的口徑與所述微透鏡的焦距之比，且不同的結(jié)構(gòu)參數(shù)呈隨機(jī)變化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光擴(kuò)散器，其特征在于，
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光擴(kuò)散器，其特征在于，
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的光擴(kuò)散器，其特征在于，多個(gè)所述微透鏡中的至少兩個(gè)所述微透鏡的口徑不同且所述微透鏡的口徑呈隨機(jī)變化，所述微透鏡的口徑的隨機(jī)變化量滿足線性關(guān)系。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的光擴(kuò)散器，其特征在于，多個(gè)所述微透鏡中的至少兩個(gè)所述微透鏡的口徑不同且所述微透鏡的口徑隨機(jī)變化，各所述微透鏡的焦比相同且為一固定值，各所述微透鏡的光軸與中心線的夾角均為0°。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的光擴(kuò)散器，其特征在于，多個(gè)所述微透鏡中的至少兩個(gè)所述微透鏡的焦距不同且所述微透鏡的焦距隨機(jī)變化，各所述微透鏡的口徑相同且為一固定值，各所述微透鏡的光軸與中心線的夾角均為0°；
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光擴(kuò)散器，其特征在于，多個(gè)所述微透鏡中的至少兩個(gè)所述微透鏡的焦距不同且所述微透鏡的焦距呈隨機(jī)變化，
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光擴(kuò)散器，其特征在于，多個(gè)所述微透鏡中的至少兩個(gè)所述微透鏡的焦比不同且所述焦比呈隨機(jī)變化，
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光擴(kuò)散器，其特征在于，多個(gè)所述微透鏡中的至少兩個(gè)所述微透鏡的光軸與中心線的夾角不同且所述光軸與中心線的夾角呈隨機(jī)變化，...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：薛高磊，吳慧軍，
申請(專利權(quán))人：未來北京黑科技有限公司，
類型：新型
國別省市：
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