一种反射镜曲率辅助式扩散片的指向性背光显示装置，包含：光源模块、反射式窄角扩散片、凹面反射镜、背光式显示面板。光源模块用以投射光线。反射式窄角扩散片具有凹面或平面作为一反射面，该反射面上具有多个微曲面镜组成的阵列。该光线经由该反射式窄角扩散片与该凹面反射镜的反射扩散成为一均光指向性光束。背光式显示面板用以显示一图像，该均光指向性光束穿透该背光式显示面板之后成为一指向性图像光束，并投射到一投射区域。这样的设置可以使用低凹面曲率的反射式窄角扩散片，就能达到高指向性图像投射。高指向性图像投射。高指向性图像投射。
【技术实现步骤摘要】
反射镜曲率辅助式扩散片的指向性背光显示装置
[0001]本专利技术关于一种反射镜曲率辅助式扩散片的指向性背光显示装置，使用低曲率或平面反射式窄角扩散片，搭配高曲率凹面反射镜辅助所缺少的凹面曲率，就能达到高指向性图像投射，可以降低扩散片的制作难度，提高良率，减少成本。
技术介绍
[0002]如图1所示，US20180252915A1为申请人的申请案，反射式窄角扩散片2的功能是用来将投影机41所投影的图像以窄角度反射扩散到观赏者的眼中，提高光线利用率，增加观看图像的亮度。
[0003]其中，图像的每一个画素透过一反射式窄角扩散片的反射与扩散之后，都能均匀扩散到观赏者的眼盒区域。前述投影机41可以是LCD投影机、DLP投影机或雷射投影机。
[0004]如图2所示，该反射式窄角扩散片2可以是平面或曲面，该反射式窄角扩散片2具有多个微曲面镜200以方形排列或六角蜂巢排列而组成的阵列(亦即，图7A所示的反射式窄角扩散片20)，每一个微曲面镜200的尺寸在2.5um～0.25mm之间。
[0005]其中，每一微曲面镜200可以有相同或不同的曲率与角度。
[0006]该等微曲面镜200的数量可以视解析度与光路设计需求而订制。
[0007]如图3A所示，平面反射镜的表面平整光滑，入射光的入射角等于反射光的反射角，所以光束的扩散角不变，没有扩散的效果，观赏角度受限制。
[0008]为了要让各个角度的观赏者都能看到投影布幕的平面，故需要宽广散射表面将投射在平面的光线朝四面八方扩散，如图3B所示，但同时也让图像亮度大幅降低。
[0009]如图3C所示，反射式窄角扩散片的微曲面镜能将入射光朝向一预定方向以预定且较窄的一扩散角θ2扩散，因此能在预定方向与扩散角θ2范围内大幅提升观看图像的亮度。其中，该微曲面镜的反射面可以是凹面或凸面。
[0010]如图4A所示的光源，是将光源11经过聚光后成为指向性光源，容易发生亮度不均匀的现象，例如中央亮度较高，周围亮度较低。为改善此问题，申请人的另一专利技术是将光源11投射到反射式窄角扩散片上，如图4B所示，微曲面镜阵列所反射的光线能朝向一预定方向与较窄的扩散角扩散，产生亮度均匀的指向性光源。
[0011]如图5A、图5B所示的反射式窄角扩散片为双曲凹面，也就是在X轴剖面与Y轴剖面都呈现曲线的凹面。
[0012]根据凹面曲率的大小，可以区分为完全没有曲率的平面，如图6D，有低曲率的微凹面，如图6B与图6C，以及具有高曲率的凹面，如图6A。
[0013]前述反射式窄角扩散片可以使用刚性材料(例如金属材料、陶瓷材料或硬性高分子材料)以模具成型方式制造，但成本较高。
[0014]如图7A所示，另一种扩散片的制作方法是先以弹性材料(例如橡胶、弹性高分子材料)制作出具有微曲面镜200阵列的平面结构，镀上反射膜以形成平面反射式窄角扩散片20，再以刚性材料制作一片双曲凹面基板S1，将弹性的平面反射式窄角扩散片20贴合在双
曲凹面基板S1上，就能成为具有双曲凹面的反射式窄角扩散片21。
[0015]贴合之前，因为平面反射式窄角扩散片20与双曲凹面基板S1之间存在空气，即使在基板上配置多个抽气孔，贴合时仍然容易残留空气，贴合之后的残留气泡无法排除，影响反射面的平整度，且每一微面镜的形变量也较难控制，影响光学图像的品质，降低良率；一旦基板S1的凹面的曲率越大，制程难度就越高，问题也越严重。虽然可以在高真空环境中来进行贴合制程，将平面反射式窄角扩散片20预先固定于凸面治具T1上，如图8A所示，解决残留气泡的问题，但此制法的制造成本高且设备昂贵。
技术实现思路
[0016]本专利技术提供一种低曲率反射式窄角扩散片，搭配一高曲率凹面反射镜作为辅助元件，取代双曲凹面的反射式窄角扩散片，并产生指向性光源。这样能降低扩散片的制作难度，提高良率，减少成本。
[0017]如图4C所示，前述指向性光源可作为背光式显示面板的背光源，将背光式显示面板的图像投射扩散到一设定的眼盒区域，使通过背光式显示面板上每一画素的光线都能扩散到整个眼盒区域。
[0018]本专利技术还提供一种反射镜曲率辅助式扩散片的指向性背光显示装置，包含：
[0019]一光源模块，投射一光线；
[0020]一反射式窄角扩散片，沿着垂直的两个轴向形成双曲且低曲率的一微凹面作为反射面，该反射面上具有多个微曲面镜组成的阵列；
[0021]一凹面反射镜，沿着垂直的两个轴向形成双曲的一凹面，该凹面的二个轴向对应于该反射式窄角扩散片微凹面的二个轴向，该凹面反射镜辅助该反射式窄角扩散片的微凹面所不足的曲率，使该光线经由该反射式窄角扩散片与该凹面反射镜的反射扩散成为一均光指向性光束；
[0022]一背光式显示面板，显示一图像，该均光指向性光束穿透该背光式显示面板之后成为一指向性图像光束，该指向性图像光束投射到一投射区域(即一观赏者的一眼盒范围)。
[0023]该凹面反射镜放置于该光源模块与该反射式窄角扩散片的光路之间，该凹面反射镜的双曲的凹面将该光线进行第一次汇聚后，再反射至该反射式窄角扩散片，让该反射式窄角扩散片双曲的微凹面进行第二次汇聚，并将每一点的光线以窄角度扩散，让反射扩散后的均光指向性光束在穿透该背光式显示面板之后，都能具备高指向性而投射到该投射区域内。
[0024]或者，该凹面反射镜也可以放置于该反射式窄角扩散片与该背光式显示面板之间，让该反射式窄角扩散片的双曲的微凹面将该光线进行第一次汇聚后，并将每一点的光线以窄角度扩散，再反射至该凹面反射镜，让该凹面反射镜双曲的凹面进行第二次汇聚，让反射扩散后的均光指向性光束在穿透该背光式显示面板之后，都能具备高指向性而投射到该投射区域内。
[0025]该反射式窄角扩散片的微凹面沿着两个轴向的曲率，皆小于该凹面反射镜的凹面沿着两个轴向的曲率。
[0026]该反射式窄角扩散片的微凹面沿着其中一个轴向的曲率是小于该凹面反射镜的
凹面在对应轴向的曲率，该反射式窄角扩散片的微凹面沿着另一个轴向的曲率是大于该凹面反射镜的凹面在对应轴向的曲率。
[0027]本专利技术还提供一种反射镜曲率辅助式扩散片的指向性背光显示装置，包含：
[0028]一光源模块，投射一光线；
[0029]一反射式窄角扩散片，沿着单一轴向形成单曲的一凹面作为反射面，该反射面上具有多个微曲面镜组成的阵列；
[0030]一凹面反射镜，沿着单一轴向形成的单曲的一凹面，该凹面的轴向垂直对应于该反射式窄角扩散片凹面的轴向，该凹面反射镜辅助该反射式窄角扩散片的凹面上缺少轴向的曲率，使该光线经由该反射式窄角扩散片与该单曲凹面反射镜的反射扩散成为一均光指向性光束；
[0031]一背光式显示面板，显示一图像，该均光指向性光束穿透该背光式显示面板之后成为一指向性图像光束，该指向性图像光束投射到一投射区域(即一观赏者的一眼盒范围)。
[0032]该凹面反射镜放置于该光源模块与该反射式窄角扩散片的光路之本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种反射镜曲率辅助式扩散片的指向性背光显示装置，其特征在于，包含：一光源模块，投射一光线；一反射式窄角扩散片，具有一凹面或一平面作为一反射面，该反射面上具多个微曲面镜组成的阵列；一凹面反射镜，具有一凹面作为一反射面，该凹面辅助该反射式窄角扩散片所不足的凹面曲率，使该光线经由该反射式窄角扩散片与该凹面反射镜的反射扩散成为一均光指向性光束；以及一背光式显示面板，显示一图像，该均光指向性光束穿透该背光式显示面板之后成为一指向性图像光束，并投射到一投射区域。2.根据权利要求1所述的反射镜曲率辅助式扩散片的指向性背光显示装置，其特征在于，该反射式窄角扩散片的该反射面是沿着互相垂直的两个轴向呈现该凹面，该凹面反射镜的该反射面是沿着互相垂直的两个轴向呈现该凹面，该凹面反射镜的该两个轴向对应于该反射式窄角扩散片的该两个轴向。3.根据权利要求1所述的反射镜曲率辅助式扩散片的指向性背光显示装置，其特征在于，该反射式窄角扩散片的该反射面是沿着一单一轴向呈现该凹面，该凹面反射镜的该反射面是沿着另一单一轴向呈现该凹面，该凹面反射镜的该单一轴向垂直对应于该反射式窄角扩散片的该单一轴向。4.根据权利要求1所述的反射镜曲率辅助式扩散片的指向性背光显示装置，其特征在于，该反射式...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈锡勳，
申请(专利权)人：怡利电子工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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