光学扩散片制造技术

本实用新型专利技术涉及一种光学扩散片，包括基底(1)以及设置在所述基底(1)上规则分布且紧密排列的微透镜(2)；所述微透镜(2)中添加有散射颗粒(3)。本实用新型专利技术的光学扩散片可以抑制周期排列的微透镜产生的水波纹现象。

【技术实现步骤摘要】
光学扩散片
本技术涉及光学器件领域，尤其涉及一种光学扩散片。
技术介绍
随着三维成像技术、AR和VR技术的发展与普及，扩散片的需求量会越来越大。匀光片结合飞行时间算法能够实时获取环境物体深度信息，精确获取周围环境里物体的三维尺寸和空间信息，可实现人脸识别、手势识别、人体骨架识别、三维测量、环境感知、避障、跟随、三维地图重建等数十项功能，不仅仅能应用手机领域，也可广泛运用于平板、电视、体感游戏、机器人、无人机、VR/AR、智能家居、安防、汽车驾驶辅助等领域，具有广泛的消费级和工业级应用场景。现有的基于微透镜阵列的扩散片显示系统中，通常采用如图6所示的规则排列的微透镜阵列结构，这一阵列结构称为周期微透镜扩散片。由于光线相互干涉，会如图7所示，使得光强分布并不均匀。并且，会出现竖向以及横向的类似水波纹的条纹，可称之为水波纹现象。这些条纹在最终的成像效果图中也依然会存在。因此，水波纹现象影响产品的性能及成像效果。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种可以抑制水波纹现象的光学扩散片。为实现上述目的，本技术提供一种光学扩散片，包括基底以及设置在所述基底上规则分布且紧密排列的微透镜；所述微透镜中添加有散射颗粒。根据本技术的一个方面，所述散射颗粒的特征尺寸小于所述微透镜的尺寸的15％。根据本技术的一个方面，所述微透镜中包含至少一种形状的散射颗粒，其中占比最多的形状与所述光学扩散片组成的光源的光场分布轮廓相同。根据本技术的一个方面，若所述散射颗粒为透明材料，则在相同入射光波长下，其折射率在所述微透镜的折射率的85％至115％之间。根据本技术的一个方面，所述微透镜向着远离所述基底的方向延伸形成弧面。根据本技术的一个方面，所述微透镜的特征尺寸小于150um。根据本技术的一个方面，所述微透镜凸起的高度小于100um。根据本技术的一个方案，微透镜中添加有散射颗粒。这些散射颗粒可以通过折射或绕射改变入射光线的方向，从而抑制水波纹现象。根据本技术的一个方案，散射颗粒的特征尺寸小于微透镜的尺寸的15％。这样较小的散射颗粒既不会破坏扩散片的光强分布，也能够微调出射光强分布，实现抑制水波纹的功能。根据本技术的一个方案，散射颗粒为透明材料时，则在相同入射光波长下，其折射率在微透镜的折射率的85％至115％之间。由此，散射颗粒和微透镜的材料折射率接近，这样能够减小折射率差异引入的反射损耗，也能够因折射率差异从而微调出射光强分布，实现抑制水波纹现象的功能。根据本技术的一个方案，微透镜中可以仅包含一种形状的散射颗粒，也可是多种形状组合的散射颗粒。但占最大比重的散射颗粒形状应与扩散片组成的光源的光场分布轮廓相同。根据本技术的一个方案，每个微透镜的特征尺寸均小于150um，而微透镜相对于基底凸起的高度小于100um，这样能使扩散片的尺寸较小，便于集成和小型化。附图说明图1是示意性表示根据本技术的一种实施方式的光学扩散片的剖视图；图2是图1在A处的放大图；图3是示意性表示根据本技术的一种实施方式的微透镜阵列的立体图；图4是示意性表示根据本技术的一种实施方式的光学扩散片的俯视图；图5是包含了根据本技术的一种实施方式的光学扩散片的光源的光强分布图；图6是现有技术的光学扩散片的俯视图；图7是包含了图6示出的光学扩散片的光源的光强分布图。具体实施方式为了更清楚地说明本技术实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在针对本技术的实施方式进行描述时，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”所表达的方位或位置关系是基于相关附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本技术的限制。下面结合附图和具体实施方式对本技术作详细地描述，实施方式不能在此一一赘述，但本技术的实施方式并不因此限定于以下实施方式。图1是示意性表示根据本技术的一种实施方式的光学扩散片的剖视图；图2是图1在A处的放大图。结合图1和图2，本技术的光学扩散片包括基底1和微透镜2。微透镜2中含有均匀分布的散射颗粒3。本技术的微透镜2可由压印方式制造，也可采用喷涂沉积的方式。利用压印方式时的母板由激光直写制造，从而可以压印出与设计面型尺寸相符合的微透镜2。基底1起到承载微透镜2的作用，基底1和微透镜2可以直接结合，即在基底1上直接喷涂成型或将微透镜2的材料置于基底1上然后进行压印。当然基底1和微透镜2也可通过注塑成型。散射颗粒3可通过光镊操控加入到微透镜2中，也可以在喷涂沉积的过程中，喷涂一层微透镜2的材料，再喷涂一层散射颗粒3，这样使得每层散射颗粒3的量均能得到较好的控制。当然，利用压印法制备微透镜2时，可直接将微透镜2的材料与散射颗粒3混合，然后置于基底1上进行压印，这样的方式使散射颗粒3的分布更加均匀。以上述方式制备出的扩散片加工难度低，整体厚度较薄，便于集成在便携式设备上。图3是示意性表示根据本技术的一种实施方式的微透镜阵列的立体图；图4是示意性表示根据本技术的一种实施方式的光学扩散片的俯视图。结合图3和图4可知，本技术的微透镜2的排布方式与图6示出的现有技术相同，也为规则且紧密的周期微透镜阵列。结合图1和图3，微透镜2以基底1为基础，向着远离基底1的方向延伸，使得微透镜2的形状为外表面为弧面的凸起。微透镜2向着基底1的投影可以为矩形、圆形或五边形等，而如图4所示的实施方式中，每个微透镜2向着基底1的投影均为矩形(即俯视视角下为矩形)，因此在本实施方式中，微透镜2的特征尺寸指矩形的边长，该矩形中无论长边还是短边的边长均小于150um，而微透镜2相对于基底1凸起的高度小于100um，这样能使扩散片的尺寸较小，便于集成和小型化。特征尺寸对应于不同的形状，例如等边三角形的特征尺寸为边长，而圆形的特征尺寸为半径。当然微透镜2的形状及尺寸设计应能实现实际设计所需的光强分布。在如图3和图4所示的实施方式中，微透镜2俯视视角下形成的矩形尺寸为25.84um*21.86um，而微透镜2凸起的高度为35.06um。结合图1至图4，本技术的散射颗粒3的形状可以为矩形立方体、棱锥、球体或不规则形状的立方体。不同形状的散射颗粒3具有不同的散射特性，球体具有各项同性的散射特性，而例如矩形或正方形的散射具有与形状特性对应的对称性，不规则形状的散射颗粒3则具有不规则的散射特性。可根据调节光场的需要来选择具有特定散射特本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光学扩散片，包括基底(1)以及设置在所述基底(1)上规则分布且紧密排列的微透镜(2)；其特征在于，所述微透镜(2)中添加有散射颗粒(3)。/n

【技术特征摘要】
1.一种光学扩散片，包括基底(1)以及设置在所述基底(1)上规则分布且紧密排列的微透镜(2)；其特征在于，所述微透镜(2)中添加有散射颗粒(3)。


2.根据权利要求1所述的光学扩散片，其特征在于，所述散射颗粒(3)的特征尺寸小于所述微透镜(2)的尺寸的15％。


3.根据权利要求2所述的光学扩散片，其特征在于，所述微透镜(2)中包含至少一种形状的散射颗粒(3)，其中占比最多的形状与所述光学扩散片组成的光源的光场分布轮廓相同。


4.根据权利要求1-3中...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏明贵，
申请(专利权)人：宁波舜宇奥来技术有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33