[发明专利]扩散板及投射式图像显示装置

权利要求书

1.一种扩散板，在投射光学系统中使用，所述扩散板的特征在于，具备：

投射侧主面，供投射光投射；

出射侧主面，使出射光射出；及

微细结构体，使所述投射侧主面及所述出射侧主面中的至少一方具有透镜功能，

所述投射光的数值孔径NA超过0且为0.140以下，

所述微细结构体具备多个具有微透镜状的形状的微透镜形状部，

所述微透镜形状部处的所述投射光的光轴与所述投射侧主面的法线交叉而成的入射角度θi处于0度~50度的范围内，

所述微透镜形状部的多个中的至少一个以所述微透镜形状部处的所述出射光的光轴与所述投射侧主面的法线交叉而成的出射角度θo使所述出射光射出，

出射角度θo与所述入射角度θi不同，

所述出射光在所述扩散板的扩散角度的范围内具有均匀的亮度，

所述微透镜形状部的与微透镜基准面垂直的截面中的所述微透镜形状部的截面形状绕所述投射光的光轴具有非对称的截面形状，

所述投射光的光轴与所述出射光的光轴交叉而成的角度之差的绝对值在0~40度变化。

2.根据权利要求1所述的扩散板，其特征在于，

在相对于扩散角度的测定亮度分布中，

将相当于所述出射光的光轴的位置的扩散角度设为光轴扩散角度θa时，

从所述扩散角度的范围的最小角度θmin至所述光轴扩散角度θa的测定亮度的累计值To为扩散角度的整个范围内的测定亮度的累计值Ta的50%，

扩散角度θs下的亮度Ls、所述扩散角度θb下的亮度Lb都相当于所述出射光的光轴下的光轴亮度Lo的70%，

所述扩散角度θs比所述光轴扩散角度θa小，所述扩散角度θb比所述光轴扩散角度θa大时，

从自所述扩散角度θs至所述光轴扩散角度θa的各亮度减去Lo*0.7而得到的亮度的累计值Ts与从所述光轴扩散角度θa至所述扩散角度θb的亮度的累计值Tb之比即均匀性评价指标Ts/Tb满足D Ts/Tb 1/D ，

均匀性评价指标Ts/Tb的容许范围的下限值D满足D=0.63*exp(0.45*((90-(θs+θb))/90)^2)。

3.根据权利要求1所述的扩散板，其特征在于，

所述微透镜形状部的底面形状为长方形，

所述微透镜形状部周期性地排列成格子状。

4.根据权利要求3所述的扩散板，其特征在于，

所述微透镜形状部的从最深部至最顶部的高度H1满足0H1≤75μm。

5.一种投射式图像显示装置，其中，具备：

权利要求1~4中任一项所述的扩散板；及

向所述扩散板投射所述投射光的投射装置。

6.一种扩散板的设计方法，设计扩散板的光扩散图案，所述扩散板具备供投射光投射的投射侧主面和使出射光射出的出射侧主面，其中，所述扩散板的设计方法包括：

基准微透镜设计工序，以在假定了垂直地使光投射到所述扩散板的所述投射侧主面时具有所述扩散板的光扩散特性的方式，准备基准微透镜；及

倾斜对应透镜设计工序，用于基于所述扩散板的所述投射侧主面的各位置处的所述投射光的光轴的倾斜、所述扩散板的所述出射侧主面的各位置处的所述出射光的光轴的倾斜、所述出射光的配光特性，使所述基准微透镜的形状对应于所述投射光的光轴的倾斜和所述出射光的光轴的倾斜，

在所述倾斜对应透镜设计工序中，

透镜设计参数包含使透镜的中心位置偏离的中心位置偏离量，

所述投射光的光轴与所述投射侧主面的法线交叉而成的入射角度θi处于0度~50度的范围内，

所述投射光的光轴与所述出射光的光轴交叉而成的角度之差的绝对值在0~40度变化。

7.根据权利要求6所述的扩散板的设计方法，其特征在于，

在所述倾斜对应透镜设计工序中，所述透镜设计参数还包含透镜的倾斜量。