[发明专利]用于水平平面中的视觉增强的具有转向膜和透镜状扩散器的光控膜

权利要求书

1.一种光学系统，包括：

(a)转向膜，所述转向膜包括：

第一大致平滑的表面，其中所述第一大致平滑的表面限定垂直于所述第一大致平滑的表面而延伸的显示轴线；和

第一结构化表面，所述第一结构化表面包括多个第一微结构，所述多个第一微结构限定多个第一大致平行的凹槽，

其中所述转向膜输出在第一平面中大致准直的光；以及

(b)透镜状扩散器，所述透镜状扩散器包括：

第二大致平滑的表面，所述第二大致平滑的表面大致垂直于所述显示轴线；和

第二结构化表面，所述第二结构化表面包括多个第二微结构，所述多个第二微结构限定多个第二大致平行的凹槽，所述多个第二大致平行的凹槽沿着大致垂直于所述显示轴线的平面延伸，

其中包括多个第二微结构的所述第二结构化表面包括由大致平坦的台面区域隔开的多个透镜状棱镜，所述透镜状棱镜具有修圆的末端和两个侧面，所述两个侧面包括通过多项式混合节段连接的线性基部节段和线性末端节段；

其中每个透镜状棱镜的横截面在从所述第二大致平滑的表面至顶点的方向上沿着大致平行于所述显示轴线的平面延伸，

其中所述透镜状扩散器光学耦合到所述转向膜，并且其中所述透镜状扩散器朝向大致垂直于所述第一平面的第二平面反射和折射在所述第一平面中大致准直的光，

其中所述多个第一大致平行的凹槽大致垂直于所述多个第二大致平行的凹槽，并且

其中所述第一大致平滑的表面与所述第二结构化表面相邻。

2.根据权利要求1所述的光学系统，其中所述透镜状扩散器包括具有第一折射率的第一材料和具有第二折射率的第二材料，其中所述第一材料形成所述多个透镜状棱镜，并且所述第二材料与所述第一材料相邻，并且其中所述第一折射率大于所述第二折射率。

3.根据权利要求2所述的光学系统，其中所述第一折射率和所述第二折射率之间的差值为0.1至0.3。

4.根据权利要求1所述的光学系统，其中所述透镜状棱镜具有10微米至200微米的节距。

5.根据权利要求4所述的光学系统，其中所述透镜状棱镜具有14微米至80微米的节距。

6.根据权利要求1所述的光学系统，其中所述透镜状棱镜具有75度至85度的基部角。

7.根据权利要求6所述的光学系统，其中所述透镜状棱镜具有77度至82度的基部角。

8.根据权利要求1所述的光学系统，其中所述透镜状棱镜具有0.5微米至5微米的末端半径。

9.根据权利要求1所述的光学系统，其中所述透镜状棱镜具有65度至80度的末端角。

10.根据权利要求9所述的光学系统，其中所述透镜状棱镜具有69度至77度的末端角。

11.根据权利要求1所述的光学系统，其中所述透镜状棱镜具有0.01至0.05的末端尺寸比例。

12.根据权利要求1所述的光学系统，其中所述透镜状棱镜具有0.03至0.15的末端线性比例。

13.根据权利要求1所述的光学系统，其中所述透镜状棱镜具有0至0.1的基部线性比例。

14.根据权利要求1所述的光学系统，其中所述第二结构化表面具有0.7至0.95的填充率。

15.根据权利要求14所述的光学系统，其中所述第二结构化表面具有0.75至0.9的填充率。

16.根据权利要求1所述的光学系统，其中所述多项式混合节段是3阶、5阶或7阶多项式的混合节段。