CN117331156A - 微透镜阵列扩散板、制备方法及显示设备 - Google Patents

Abstract

微透镜阵列扩散板、制备方法及显示设备。本申请提供了一种微透镜阵列扩散板，微透镜阵列扩散板包括：基板；以及微透镜阵列，设置在基板上，微透镜阵列包括多个微透镜单元，每个微透镜单元包括相邻设置的凸面柱透镜和凹面柱透镜，其中，凸面柱透镜的凸表面与凹面柱透镜的凹表面平滑相连，并且凸面柱透镜的凸表面的表面轮廓与凹面柱透镜的凹表面的表面轮廓相似。

Description

微透镜阵列扩散板、制备方法及显示设备

技术领域

本申请涉及光学器件领域，尤其涉及一种微透镜阵列扩散板、制备方法及显示设备。

背景技术

近年来，由于光学系统对光束质量的要求不断提升，需要对光源发出的光束进行整形，扩散板(Diffuser)作为光学整形器件的一种，可以对光学系统的入射光或者出射的光进行调制，使其在所需视场角下形成均匀的光场或者呈特定分布的光场，因此扩散板可应用在抬头显示、投影系统、激光雷达、LED照明、液晶显示以及3D立体显示等领域。

基于对入射光的扩散原理的不同，扩散片可分为掺杂粒子型和表面微结构型两类。掺杂粒子型扩散片因其透过率低，出射光场光强分布不可控，已经较少应用。表面微结构型扩散片可分为毛玻璃型、全息型和微透镜阵列型。基于微透镜阵列结构的扩散片具有光透过率高，通过调整微透镜阵列的形状和排布可以改变扩散角度，光场的空间和能量分布等优点获得了广泛的应用。

微透镜阵列(MLA)扩散板是通过其表面的微透镜单元使光线经过时发生不同方向的折射和反射，实现对光束的扩散，并且可以通过调节微透镜阵列中微透镜单元的形状或者排布方式，扩散板可以实现不同的透光率和均匀度。对于应用于激光雷达上的扩散板，需要实现对一个维度方向上的光场扩展，常规的激光雷达的扩散板需要大角度扩散，一般情况下视场角FOV>80°，因此，微透镜单元面型间的斜率大，相邻的微透镜单元之间会有V型尖角，在压印的过程中，容易导致胶水残留或者压印模具磨损，影响微透镜单元的面型和微透镜阵列的结构，进一步影响通过微透镜阵列扩散板的光束整形效果。因此，如何在降低扩散板压印难度的同时兼具扩散板对光束的整形效果是当下亟待解决的问题。

发明内容

本申请提供了一种可至少部分解决现有技术中存在的上述问题的微透镜阵列扩散板、制备方法及显示设备。

根据本申请的一个方面，提供一种微透镜阵列扩散板，所述微透镜阵列扩散板可包括：基板；以及微透镜阵列，设置在所述基板上，所述微透镜阵列包括多个微透镜单元，每个所述微透镜单元包括相邻设置的凸面柱透镜和凹面柱透镜，其中，所述凸面柱透镜的凸表面与所述凹面柱透镜的凹表面平滑相连，并且所述凸面柱透镜的凸表面的表面轮廓与所述凹面柱透镜的凹表面的表面轮廓相似。

在本申请一个实施方式中，所述凸面柱透镜的底面宽度与所述凹面柱透镜的底面宽度之比的范围可为0.2～5。

在本申请一个实施方式中，所述凸面柱透镜的底面宽度与所述凹面柱透镜的底面宽度之和可大于20μm。

在本申请一个实施方式中，所述凸面柱透镜的凸表面与所述凹面柱透镜的凹表面的面型可包括圆柱面、多项式面型和非圆柱面的至少之一。

在本申请一个实施方式中，所述凸面柱透镜的高度H₁可满足：H₁＝h₁+△h₁，其中，h₁为所述凸面柱透镜的初始高度，△h₁为所述凸面柱透镜的优化高度，其中h₁≤50μm；或者所述凹面柱透镜的高度H₂可满足：H₂＝h₂+△h₂，其中，h₂为所述凹面柱透镜的初始高度，△h₂为所述凹面柱透镜的优化高度，其中h₁≤50μm。

在本申请一个实施方式中，所述凸面柱透镜的高度H₁与所述凹面柱透镜的高度H₂满足：0.2≤|H₁/H₂|≤5。

在本申请一个实施方式中，所述优化高度的最大值和最小值之差m可满足：m≥λ/(n-1)，其中，λ为经过所述微透镜单元的光的波长，n为所述微透镜单元的的折射率。

在本申请一个实施方式中，在所述凸面柱透镜的凸表面的轮廓与所述凹面柱透镜的凹表面的轮廓的连接处，所述凸面柱透镜的凸表面的斜率与所述凹面柱透镜的凹表面的斜率可相等。

本申请另一方面还提供了一种微透镜阵列扩散板的制备方法，所述方法可包括：设置基板；以及在所述基板上设置微透镜阵列，其中，所述微透镜阵列包括多个微透镜单元，每个所述微透镜单元包括相邻设置的凸面柱透镜和凹面柱透镜，所述凸面柱透镜的凸表面与所述凹面柱透镜的凹表面平滑相连，并且所述凸面柱透镜的凸表面的表面轮廓与所述凹面柱透镜的凹表面的表面轮廓相似。

在本申请一个实施方式中，所述方法还可包括：对所述凸面柱透镜的高度和所述凹面柱透镜的高度进行优化处理，使优化后的所述凸面柱透镜的高度和优化后的所述凹面柱透镜的高度成比例，其中，优化后的所述凸面柱透镜的高度与优化后的所述凹面柱透镜的高度的比值范围是0.2～5。

在本申请一个实施方式中，对所述凸面柱透镜的高度和所述凹面柱透镜的高度进行优化处理可包括：在所述凸面柱透镜的初始高度上增加凸面柱透镜的优化高度，以确定优化后的所述凸面柱透镜的高度；以及根据优化后的所述凸面柱透镜的高度与优化后的所述凹面柱透镜的高度的比值，确定所述优化后的所述凹面柱透镜的高度。

在本申请一个实施方式中，对所述凸面柱透镜的高度和所述凹面柱透镜的高度进行优化处理可包括：在所述凹面柱透镜的初始高度上增加凹面柱透镜的优化高度，以确定优化后的所述凹面柱透镜的高度；以及根据优化后的所述凸面柱透镜的高度与优化后的所述凹面柱透镜的高度的比值，确定所述优化后的所述凸面柱透镜的高度。

在本申请一个实施方式中，所述优化高度的最大值和最小值之差m满足：m≥λ/(n-1)，其中，λ为经过所述微透镜单元的光的波长，n为所述微透镜单元的的折射率。

本申请另一方面还提供了一种显示设备，所述显示设备可包括：上述任一项实施方式所述微透镜阵列扩散板；以及光源，设置于所述微透镜阵列扩散板的一侧，用于向所述微透镜阵列扩散板发出待扩散光束。

根据本申请实施方式的微透镜阵列扩散板，通过将微透镜阵列扩散板中的微透镜单元设置为相邻凸面柱透镜和凹面柱透镜，并且将相邻的凸面柱透镜和凹面柱透镜进行平滑拼接，可以去除相邻的凸面柱透镜和凹面柱透镜之间的夹角，减小微透镜阵列扩散板压印过程中的压印误差，降低压印难度。并且凸面柱透镜的凸表面的表面轮廓与凹面柱透镜的凹表面的表面轮廓相似，有利于凸面柱透镜的凸表面的表面和凹面柱透镜的凹表面对于光束的扩散效果相同，降低微透镜阵列扩散板对光效的影响。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显。其中：

图1为相关实施方式的微透镜阵列扩散板的剖面示意图；

图2为根据本申请示例性实施方式的微透镜阵列扩散板剖面的示意图；

图3为根据本申请示例性实施方式的微透镜阵列扩散板的俯视图的示意图；

图4为根据本申请示例性实施方式的微透镜单元的初始高度分布的示意图；

图5为根据本申请示例性实施方式的微透镜单元的优化高度分布的示意；

图6为根据本申请示例性实施方式的微透镜单元的最终高度分布的示意图；

图7是根据本申请示例性实施方式的微透镜阵列扩散板的制备方法的流程图；以及

图8为根据本申请示例性实施方式的显示设备的示意性框图。

具体实施方式

为了更好地理解本申请，将参考附图对本申请的各个方面做出更详细的说明。应理解，这些详细说明只是对本申请的示例性实施方式的描述，而非以任何方式限制本申请的范围。在说明书全文中，相同的附图标号指代相同的元件。表述“和/或”包括相关联的所列项目中的一个或多个的任何和全部组合。

在附图中，为了便于说明，已稍微调整了元素的大小、尺寸和形状。附图仅为示例而并非严格按比例绘制。如在本文中使用的，用语“大致”、“大约”以及类似的用语用作表近似的用语，而不用作表程度的用语，并且旨在说明将由本领域普通技术人员认识到的、测量值或计算值中的固有偏差。另外，在本申请中，各步骤处理描述的先后顺序并不必然表示这些处理在实际操作中出现的顺序，除非有明确其它限定或者能够从上下文推导出的除外。

还应理解的是，诸如“包括”、“包括有”、“具有”、“包含”和/或“包含有”等表述在本说明书中是开放性而非封闭性的表述，其表示存在所陈述的特征、元件和/或部件，但不排除一个或多个其它特征、元件、部件和/或它们的组合的存在。此外，当诸如“...中的至少一个”的表述出现在所列特征的列表之后时，其修饰整列特征，而非仅仅修饰列表中的单独元件。此外，当描述本申请的实施方式时，使用“可”表示“本申请的一个或多个实施方式”。并且，用语“示例性的”旨在指代示例或举例说明。

除非另外限定，否则本文中使用的所有措辞(包括工程术语和科技术语)均具有与本申请所属领域普通技术人员的通常理解相同的含义。还应理解的是，除非本申请中有明确的说明，否则在常用词典中定义的词语应被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义一致的含义，而不应以理想化或过于形式化的意义解释。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本申请。

在光束的传播过程中，随着光束扩散角的增加，其照度将越来越小。在光束形成的光场中，靠近光轴的光场部分的照度较大，而远离光轴的光场部分照度较小，在整个光场内照度分布不均匀，因此需要使用扩散板来对光束进行调制，从而在所需视场角内形成照度均匀的光场。微透镜阵列扩散板可以通过其表面上的微透镜阵列实现对光束的调制。具体地，来自光源的光在经过微透镜阵列扩散板时，将在微透镜阵列扩散板的微透镜阵列处进行多次反射和折射，从而实现光束扩散的调制效果。经微透镜阵列扩散板调制的光束可以在较大视场角内形成均匀的光场。也即，微透镜阵列扩散板可以实现扩大光束发散角的效果，并可以使光束形成均匀的光场。当需要使用微透镜阵列扩散板对光束进行大角度扩散时，需要微透镜阵列扩散板上的微透镜单元具有较大斜率的表面，如此，相邻的微透镜单元之间会形成V型尖角。

相关技术所使用的微透镜阵列扩散板的剖面示意图如图1所示。微透镜阵列扩散板包括基板10和微透镜阵列20，微透镜阵列20设置在基板10的一侧，其中，微透镜阵列20可包括周期性排列的多个微透镜单元21。示例性的，微透镜单元21为凸面柱透镜，在相邻的微透镜单元21的凸表面的连接处，也即微透镜单元21的凸表面的边缘处，微透镜单元21的凸表面的表面斜率较大，导致相邻的微透镜单元21之间会形成V型尖角。形成在相邻的微透镜单元21之间的V型尖角的角度可以例如是θ，由于角度θ较小，在压印微透镜阵列扩散板的过程中，容易导致胶水残留在V型尖角内。另外，V型尖角也容易导致压印模具磨损，影响微透镜单元的面型和微透镜阵列的结构，进一步影响使用微透镜阵列扩散板对光束进行整形所能实现的光束整形效果。

图2为根据本申请示例性实施方式的微透镜阵列扩散板剖面的示意图，图3为根据本申请示例性实施方式的微透镜阵列扩散板的俯视图的示意图。如图2和图3所示，微透镜阵列扩散板100包括基板10和微透镜阵列20，微透镜阵列20设置在基板10的一侧，其中，微透镜阵列20可包括周期性排列的多个微透镜单元21。示例性的，每个微透镜单元21包括相邻设置的凸面柱透镜和凹面柱透镜，凸面柱透镜的凸表面与凹面柱透镜的凹表面平滑相连，并且凸面柱透镜的凸表面的表面轮廓与凹面柱透镜的凹表面的表面轮廓相似，即将凸面柱透镜的凸表面通过放大或缩小，并且经过旋转可以得到凹面柱透镜的凹表面。

光源发出的光束经过微透镜阵列20中的微透镜单元21之后，可以被扩散到一个维度角度上的多个方向，因此可以实现扩大光束的发散角的效果。具体地，靠近微透镜单元21光轴的光线可以直接透过微透镜单元21，一部分光线经过折射之后，可扩大光束的发散角。在本申请示例性的实施方式中，每个微透镜单元中的凸面柱透镜和凹面柱透镜可以将光源发出的光经过多次折射，扩大光源发出的光束的发散角，实现更大视场角下的均匀光场。另一方面，每一个微透镜单元的体积较小，可以将同一光源发出的光分成与微透镜单元中凸面镜和凹面镜相对应的多个子光源，因此可以使光线分布更加均匀。

在本申请示例性的实施方式中，通过将微透镜阵列扩散板中的微透镜单元设置为相邻凸面柱透镜和凹面柱透镜，并且将相邻的凸面柱透镜和凹面柱透镜进行平滑拼接，可以减小微透镜阵列扩散板压印过程中的压印误差，降低压印难度。进一步的，凸面柱透镜的凸表面的表面轮廓与凹面柱透镜的凹表面的表面轮廓相似，有利于凸面柱透镜的凸表面的表面和凹面柱透镜的凹表面对于光束的扩散效果相同，降低微透镜阵列扩散板对光效的影响。

在本申请示例性的实施方式中，如图2所示，在每个微透镜单元21中，凸面柱透镜的底面宽度L1与凹面柱透镜的底面宽度L2之和可大于20μm，且凸面柱透镜的底面宽度L1与凹面柱透镜的底面宽度L2之比的范围可以为0.2～5，示例性的，凸面柱透镜的底面宽度L1为20μm，凹面柱透镜的底面宽度L2为4μm。通过限制微透镜单元中凸面柱透镜的底面宽度L1与凹面柱透镜的底面宽度L2的和以及比值大小，可以进一步控制凸面柱透镜和凹面柱透镜的大小，减小微透镜阵列扩散板整体的衍射效应，使光束通过微透镜阵列扩散板后照度均匀。本申请对凸面柱透镜的底面宽度与凹面柱透镜的底面宽度的和以及比值大小的限制为示例性说明，本申请不限于此。

在本申请示例性的实施方式中，每个微透镜单元相邻设置凸面柱透镜的凸表面与凹面柱透镜的凹表面平滑连接，并且在其连接处，凸面柱透镜的凸表面的斜率与凹面柱透镜的凹表面的斜率可相等，进一步保证凸面柱透镜的凸表面与凹面柱透镜的凹表面平滑过渡和降低微透镜阵列扩散板的加工难度。在本申请示例性的实施方式中，微透镜单元中的凸面柱透镜的凸表面与凹面柱透镜的凹表面的面型包括圆柱面、多项式面型和非圆柱面的至少之一。

在本申请示例性的实施方式中，所有微透镜单元中的凸面柱透镜的凸表面的面型相同，所有微透镜单元中的凹面柱透镜的凹表面的面型相同，凸面柱透镜的凸表面与凹面柱透镜的凹表面平滑相连，并且凸面柱透镜的凸表面的面型与凹面柱透镜的凹表面的面型相同。

示例性的，凸面柱透镜的凸表面与凹面柱透镜的凹表面的面型为圆柱面，圆柱面满足：其中，z为圆柱面的沿光轴方向在高度为x的位置时，距圆柱面顶点的距离矢高，R为圆柱面的半径。

示例性的，凸面柱透镜的凸表面与凹面柱透镜的凹表面的面型为多项式面型，多项式面型可满足：其中，z为多项式面型沿光轴方向在高度为x的位置时，距多项式面型顶点的距离矢高，a_i为多项式面型的相应项系数，n为多项式的项数。

示例性的，凸面柱透镜的凸表面与凹面柱透镜的凹表面的面型为非圆柱面，非圆柱面的面型可满足：

其中，z为非圆柱面沿光轴方向在高度为x的位置时，距非圆柱面顶点的距离矢高，c_x为非圆柱面的曲率，k_x为非圆柱面的圆锥系数。

在本申请示例性的实施方式中，所有微透镜单元中的凸面柱透镜的凸表面可以包含多种面型，凹面柱透镜的凹表面也可以包含多种面型，凸面柱透镜的凸表面与凹面柱透镜的凹表面平滑相连，并且凸面柱透镜的凸表面的面型与凹面柱透镜的凹表面的面型相同。示例性地，凸面柱透镜的凸表面或者凹表面的面型可以包括圆柱面、多项式面型和非圆柱面之间的任意两种，也可以都包括。在微透镜阵列中，微透镜单元中的凸面柱透镜的凸表面的面型可以随机选择，凹面柱透镜的凹表面的面型与凸面柱透镜的凸表面的面型相同。通过增加微透镜单元中的凸面柱透镜凸表面的面型和凹面柱透镜凹表面的面型的种类，可以进一步降低微透镜阵列扩散板的衍射效应，提高光场的均匀性。本申请虽然以所有微透镜单元中的凸面柱透镜的凸表面和凹面柱透镜的凹表面为同一种面型为例进行说明，但是本领域技术人员可知，本申请的微透镜阵列还可以包含两种及以上的面型，微透镜单元中的凸面柱透镜的凸表面和凹面柱透镜的凹表面的面型也可以不同，本申请不限于此。

在本申请示例性的实施方式中，还可以进一步对微透镜阵列扩散板进行优化处理。图4为根据本申请示例性实施方式的微透镜单元的初始高度分布的示意图，图5为根据本申请示例性实施方式的微透镜单元的优化高度分布的示意，图6为根据本申请示例性实施方式的微透镜单元的最终高度分布的示意图。以凸面柱透镜和凹面柱透镜的底面所在的平面为基准面，靠近基板的方向的高度定义为负值，远离基板的方向的高度定义为正值，其中，正负只代表其高度的方向。如图4所示，微透镜阵列包含多个周期性排列的微透镜单元，每个微透镜单元中的凸面柱透镜的初始高度h₁分布相同，且初始高度h₁≤50μm，每个微透镜单元中的凹面柱透镜的初始高度h₂分布相同，且初始高度h₂≤50μm其中，凸面柱透镜的初始高度是指凸面柱透镜的基准面到其表面的距离，凹面柱透镜的初始高度是指凹面柱透镜的基准面到其表面的距离。

由于微透镜阵列扩散板中的微透镜单元周期性排列，因此对于单一波长的入射光存在衍射效应，可能导致通过微透镜阵列扩散板的光照度分布不均匀，因此，本申请对每一个微透镜单元中的凸面柱透镜和凹面柱透镜的高度进行优化。示例性地，可以在每一个凸面柱透镜或者凹面柱透镜增加优化高度，其中，凸面柱透镜的优化高度△h₁或者凹面柱透镜的优化高度△h₂可以是随机连续分布的。

在本申请示例性的实施方式中，结合图4，首先对凸面柱透镜的高度h₁进行优化，在周期性分布的凸面柱透镜对应位置增加随机连续分布的优化高度，凸面柱透镜的优化高度的分布示意图如图5所示，其中，优化高度的最大值和最小值之差m满足：m≥λ/(n-1)，其中，λ为经过微透镜单元的光的波长，n为微透镜单元的的折射率。然后进一步可得到凸面柱透镜的高度H₁的分布，其中，凸面柱透镜的高度H₁满足：H₁＝h₁+△h₁。并且凸面柱透镜的凸表面的表面轮廓与凹面柱透镜的凹表面的表面轮廓相似，可以根据相似的比例进一步得到凹面柱透镜的高度H₂，其中，凸面柱透镜的高度H₁与凹面柱透镜的高度H₂满足：0.2≤|H₁/H₂|≤5，然后可得到如图6所示的微透镜单元的最终高度分布。优选的，凸面柱透镜的优化高度△h₁满足-λ/2(n-1)≤△h₁≤λ/2(n-1)，凹面柱透镜的优化高度△h₂满足-λ/2(n-1)≤△h₂≤λ/2(n-1)，以入射到微透镜阵列扩散板的光线的波长为940nm，微透镜单元的折射率为1.5为例，则优选的凸面柱透镜的优化高度△h₁的范围为-940nm～940nm，优选的凹面柱透镜的优化高度△h₂的范围为-940nm～940nm。

在本申请另一示例性的实施方式中，结合图4，还可以首先对凹面柱透镜的高度h₂进行优化，在周期性分布的凹面柱透镜对应位置增加随机连续分布的优化高度，凹面柱透镜的优化高度的分布示意图如图5所示，其中，优化高度的最大值和最小值之差m满足：m≥λ/(n-1)，其中，λ为经过微透镜单元的光的波长，n为微透镜单元的的折射率。然后进一步可得到凹面柱透镜的高度H₂的分布，其中，凹面柱透镜的高度H₂满足：H₂＝h₂+△h₂。并且凹面柱透镜的凹表面的表面轮廓与凸面柱透镜的凸表面的表面轮廓相似，可以根据相似的比例进一步得到凸面柱透镜的高度H₁，其中，凸面柱透镜的高度H₁与凹面柱透镜的高度H₂满足：0.2≤|H₁/H₂|≤5，然后可得到如图6所示的微透镜单元的最终高度分布。优选的，凸面柱透镜的优化高度△h₁满足-λ/2(n-1)≤△h₁≤λ/2(n-1)，凹面柱透镜的优化高度△h₂满足-λ/2(n-1)≤△h₂≤λ/2(n-1)，以入射到微透镜阵列扩散板的光线的波长为940nm，微透镜单元的折射率为1.5为例，则优选的凸面柱透镜的优化高度△h₁的范围为-940nm～940nm，优选的凹面柱透镜的优化高度△h₂的范围为-940nm～940nm。

根据本申请示例性实施方式，通过对微透镜单元中的凸面柱透镜的初始高度和凹面柱透镜的初始高度进行限定，可以保证每个微透镜单元的尺寸较小，微透镜阵列扩散板可以包含更多数量的微透镜单元，提高扩散光场的均匀性。通过对本申请微透镜阵列扩散板中的凸面柱透镜的高度和凹面柱透镜的高度进行优化处理，可以进一步抑制单波长的光通过微透镜阵列扩散板之后的衍射效应，使其光场分布更均匀，进一步满足多种产品的使用要求。

本申请另一方面还提供了一种微透镜阵列扩散板的制备方法，图7是根据本申请示例性实施方式的微透镜阵列扩散板的制备方法的流程图。如图7所示，微透镜阵列扩散板的制备方法1000可包括以下步骤：

步骤S1100：设置基板；以及

步骤S1200：在基板的一侧设置微透镜阵列，其中，微透镜阵列包括多个微透镜单元，每个微透镜单元包括相邻设置的凸面柱透镜和凹面柱透镜，凸面柱透镜的凸表面与凹面柱透镜的凹表面平滑相连，并且凸面柱透镜的凸表面的表面轮廓与凹面柱透镜的凹表面的表面轮廓相似。

示例性地，如图2和图3所示，微透镜阵列扩散板100包括基板10和微透镜阵列20，微透镜阵列20设置在基板10的一侧，其中，微透镜阵列20可包括周期性排列的多个微透镜单元21。示例性的，每个微透镜单元21包括相邻设置的凸面柱透镜和凹面柱透镜，凸面柱透镜的凸表面与凹面柱透镜的凹表面平滑相连，并且凸面柱透镜的凸表面的表面轮廓与凹面柱透镜的凹表面的表面轮廓相似，即将凸面柱透镜的凸表面通过放大或缩小，并且经过旋转可以得到凹面柱透镜的凹表面。

在本申请示例性的实施方式中，通过将微透镜阵列扩散板中的微透镜单元设置为相邻凸面柱透镜和凹面柱透镜，并且将相邻的凸面柱透镜和凹面柱透镜进行平滑拼接，可以减小微透镜阵列扩散板压印过程中的压印误差，降低压印难度。进一步的，凸面柱透镜的凸表面的表面轮廓与凹面柱透镜的凹表面的表面轮廓相似，有利于凸面柱透镜的凸表面的表面和凹面柱透镜的凹表面对于光束的扩散效果相同，降低微透镜阵列扩散板对光效的影响。在本申请示例性的实施方式中，微透镜阵列扩散板的制备方法1000还可包括：对凸面柱透镜的高度和凹面柱透镜的高度进行优化处理，使优化后的凸面柱透镜的高度和优化后的凹面柱透镜的高度成比例，其中，优化后的凸面柱透镜的高度与优化后的凹面柱透镜的高度的比值范围是0.2～5。在本申请示例性的实施方式中，对凸面柱透镜的高度和凹面柱透镜的高度进行优化处理可包括：在凸面柱透镜的初始高度上增加凸面柱透镜的优化高度，以确定优化后的凸面柱透镜的高度；以及根据优化后的凸面柱透镜的高度与优化后的凹面柱透镜的高度的比值，确定优化后的所述凹面柱透镜的高度。在本申请示例性的实施方式中，对所述凸面柱透镜的高度和所述凹面柱透镜的高度进行优化处理可包括：在凹面柱透镜的初始高度上增加凹面柱透镜的优化高度，以确定优化后的凹面柱透镜的高度；以及根据优化后的凸面柱透镜的高度与优化后的凹面柱透镜的高度的比值，确定优化后的凸面柱透镜的高度。在本申请示例性的实施方式中，优化高度的最大值和最小值之差m满足：m≥λ/(n-1)，其中，λ为经过所述微透镜单元的光的波长，n为所述微透镜单元的的折射率。微透镜阵列扩散板相关的内容已在上文中进行详细说明，在此不做过多赘述。

通过对本申请微透镜阵列扩散板中的凸面柱透镜的高度和凹面柱透镜的高度进行优化处理，可以进一步抑制单波长的光通过微透镜阵列扩散板之后的衍射效应，使其光场分布更均匀，进一步满足多种产品的使用要求。

本申请另一方面还提供了一种显示设备。图8是根据本申请示例性实施方式的显示设备的示意性框图。如图8所示，显示设备200可至少包括光源210和微透镜阵列扩散板100，其中，光源210将携带光源信息的图像光发射至微透镜阵列扩散板100，微透镜阵列扩散板100接收图像光后对其进行调制，并投射出均匀的光场。微透镜阵列扩散板100可包括基板和微透镜阵列，光源210发射的图像光可以从微透镜阵列进入基板，之后从基板投射出。

在本申请示例性的实施方式中，本申请的显示设备200中的光源210可包括激光光源，也可以是其他光源例如LED光源。激光光源将携带信息的图像光发射至微透镜阵列扩散板100，微透镜阵列扩散板100接收图像光后对其进行调制，并投射出均匀的光场。本申请提供的显示设备可以抑制图像的散斑，并可形成扩散均匀的矩形衍射图像。

由于在上文中描述微透镜阵列扩散板100时涉及的内容和结构可完全或部分地适用于在这里描述的显示设备，因此与其相关或相似的内容不再赘述。

如上所述的具体实施方式，对本申请的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明。应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式，并不用于限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种微透镜阵列扩散板，其特征在于，包括：

基板；以及

微透镜阵列，设置在所述基板上，所述微透镜阵列包括多个微透镜单元，每个所述微透镜单元包括相邻设置的凸面柱透镜和凹面柱透镜，其中，所述凸面柱透镜的凸表面与所述凹面柱透镜的凹表面平滑相连，并且所述凸面柱透镜的凸表面的表面轮廓与所述凹面柱透镜的凹表面的表面轮廓相似。

2.根据权利要求1所述的微透镜阵列扩散板，其中，所述凸面柱透镜的底面宽度与所述凹面柱透镜的底面宽度之比的范围为0.2～5。

3.根据权利要求1所述的微透镜阵列扩散板，其中，所述凸面柱透镜的底面宽度与所述凹面柱透镜的底面宽度之和大于20μm。

4.根据权利要求1所述的微透镜阵列扩散板，其中，所述凸面柱透镜的凸表面与所述凹面柱透镜的凹表面的面型包括圆柱面、多项式面型和非圆柱面的至少之一。

5.根据权利要求1所述的微透镜阵列扩散板，其中，

所述凸面柱透镜的高度H₁满足：H₁＝h₁+△h₁，其中，h₁为所述凸面柱透镜的初始高度，△h₁为所述凸面柱透镜的优化高度，其中h₁≤50μm；或者

所述凹面柱透镜的高度H₂满足：H₂＝h₂+△h₂，其中，h₂为所述凹面柱透镜的初始高度，△h₂为所述凹面柱透镜的优化高度，其中h₂≤50μm。

6.根据权利要求5所述的微透镜阵列扩散板，其中，所述凸面柱透镜的高度H₁与所述凹面柱透镜的高度H₂满足：0.2≤|H₁/H₂|≤5。

7.根据权利要求5所述的微透镜阵列扩散板，其中，所述优化高度的最大值和最小值之差m满足：m≥λ/(n-1)，其中，λ为经过所述微透镜单元的光的波长，n为所述微透镜单元的的折射率。

8.根据权利要求1所述的微透镜阵列扩散板，其中，在所述凸面柱透镜的凸表面的轮廓与所述凹面柱透镜的凹表面的的轮廓的连接处，所述凸面柱透镜的凸表面的斜率与所述凹面柱透镜的凹表面的斜率相等。

9.一种微透镜阵列扩散板的制备方法，其特征在于，包括：

设置基板；以及

在所述基板上设置微透镜阵列，其中，所述微透镜阵列包括多个微透镜单元，每个所述微透镜单元包括相邻设置的凸面柱透镜和凹面柱透镜，所述凸面柱透镜的凸表面与所述凹面柱透镜的凹表面平滑相连，并且所述凸面柱透镜的凸表面的表面轮廓与所述凹面柱透镜的凹表面的表面轮廓相似。

10.显示设备，其特征在于，包括：

如权利要求1至8任一项的所述微透镜阵列扩散板；以及

光源，设置于所述微透镜阵列扩散板的一侧，用于向所述微透镜阵列扩散板发出待扩散光束。