用于LED的微透镜阵列的光学性能研究_田大垒
微透镜阵列及包括微透镜阵列的光学系统[发明专利]
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专利名称：微透镜阵列及包括微透镜阵列的光学系统
专利类型：发明专利
发明人：关大介,藤村佳代子,冈野正登,西尾幸畅,桑垣内智仁申请号：CN201580027904.6
申请日：20150526
公开号：CN106461815A
公开日：
20170222
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明提供以减少包括由单一的微透镜的孔径的衍射导致的分布在内的光的强度分布的不均匀的方式，使排列或形状分散的微透镜阵列。
本发明的微透镜阵列是由配置在xy平面上的N个微透镜构成的微透镜阵列。
各个微透镜的透镜顶点投影到xy平面的投影点配置于规定的方向的栅格间隔在以M为正的整数时D/M(毫米)的xy平面上的基准栅格结构的栅格点的附近，以微透镜的边界线作为透镜的边，微透镜的相对的两个边的间隔大致等于D，从透镜顶点投影到xy平面的投影点至边投影到xy 平面的投影线为止的距离是：D/2+ε，并且，在将各个微透镜的材料的折射率设为n，将中心附近的该规定的方向的曲率半径设为R(毫米)，将焦距设为f(毫米)时，满足：
申请人：纳卢克斯株式会社
地址：日本大阪府
国籍：JP
代理机构：北京三友知识产权代理有限公司
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微透镜阵列的设计、制作及与CCD的集成技术
微透镜阵列的设计、制作及与CCD的集成技术一、本文概述随着光学技术的不断发展，微透镜阵列作为一种重要的光学元件，其在光学成像、光电子器件、光通信等领域的应用越来越广泛。
微透镜阵列的设计、制作及与CCD（电荷耦合器件）的集成技术，是提升微透镜阵列性能、拓展其应用范围的关键环节。
本文旨在全面介绍微透镜阵列的基本概念、设计原理、制作方法，以及其与CCD的集成技术，为相关领域的研究人员和技术人员提供有益的参考。
本文将介绍微透镜阵列的基本概念和特点，阐述其在不同领域的应用价值。
然后，详细阐述微透镜阵列的设计原理，包括透镜形状、尺寸、间距等参数的确定，以及优化设计方法。
接着，介绍微透镜阵列的制作技术，包括模具制作、材料选择、加工工艺等，以及制作过程中可能遇到的问题和解决方法。
本文将重点探讨微透镜阵列与CCD的集成技术。
首先介绍CCD的基本原理和特性，然后详细阐述微透镜阵列与CCD的耦合技术，包括耦合方式的选择、耦合效率的提高等。
还将介绍集成后系统的性能测试和优化方法，以及集成技术在不同领域的应用实例。
通过本文的阐述，读者可以全面了解微透镜阵列的设计、制作及与CCD的集成技术，为相关领域的研究和应用提供有益的借鉴和指导。
二、微透镜阵列的设计微透镜阵列的设计是制造高质量成像系统的关键步骤。
微透镜阵列的设计涉及多个方面，包括透镜形状、尺寸、焦距、填充因子以及阵列的整体布局。
透镜的形状是设计的核心。
常见的微透镜形状有球面、非球面和柱面。
选择合适的形状可以优化成像质量和系统性能。
例如，非球面透镜能够减少像差，提高成像的清晰度。
透镜的尺寸和焦距决定了成像系统的放大倍数和视场。
设计过程中，需要根据实际应用场景确定合适的尺寸和焦距。
例如，在需要高分辨率成像的应用中，可能需要更小的透镜尺寸和更短的焦距。
填充因子也是设计中的重要参数。
填充因子指的是透镜占据其单元格的比例。
较高的填充因子可以提高成像系统的光利用率，但也会增加制造的难度。
基于微透镜阵列实现全真立体显示技术的研究
基于微透镜阵列实现全真立体显示技术的研究【摘要】本文提出采用微透镜阵列的光学器件实现各方向全真的立体显示技术，介绍了阵列图像的获取方法，并提出一种由狭缝光栅和柱镜光栅膜复合的显示屏结构方案，实验结果证明该方案是可行的。
【关键词】微透镜阵列; 柱镜光栅; 狭缝光栅; 全真的立体Research on a technology of realizing integral 3D visionAbstract: This article presents a model to realize integral 3d vision based on microlens array optical instruments. It introduces the method of acquiring array pictures and proposes a plan of displaying panel structure, combined by a lenticular and parallax barrier. The results show that this model is practical and feasible.Key words: microlens array； lenticular；parallax barrier；integral 3D目前，光栅立体成像技术都采用柱镜状光栅或狭缝光栅对水平视差立体抽样图进行角度选择，配合人的双眼视差融合作用形成立体显示；因光栅纵向排列，可实现图像在水平方向立体显示效果，但纵向不具有立体效果。
本文提出采用矩阵排列微透镜原理的光学器件实现具有各方向真实的空间立体显示的方案，并应用在LCD显示模组上，实验结果证明全真立体显示方案是可行的。
1 全真立体图像获取及合成微透镜阵列原理的立体显示技术最早由法国物理学家加布里埃尔·李普曼在1908年首先提出，他宣称使用微小凸透镜阵列可有效的记录全真图像，又称集成式图像［1］，这种图像具有类似全息摄影的立体显示效果。
基于微纳米压印的微透镜阵列光学膜制造研究
基于微纳米压印的微透镜阵列光学膜制造研究汤树海;陈琳轶;陈广学【期刊名称】《包装工程》【年(卷),期】2024(45)1【摘要】目的实现裸眼3D显示效果的承印基材是微透镜阵列光学膜,本文旨在研究制造微透镜阵列光学膜的方法及在制造过程中的影响因素。
方法采用卷对卷的UV-LED光固化微纳米压印工艺,通过定制化的微纳米压印模具,规模化制造正六角形孔径、蜂窝排布的微透镜阵列光学膜。
结果文中所用的PET膜表面粗糙度均方差约为0.083μm,可见光波段的透光率为90%~93%,具有良好的表面平整度和较高的透光率,有利于微透镜阵列的成型制造和光学膜优良光学性能的呈现;UV-LED紫外压印光刻胶具有较低的黏度(250 Pa·s,25℃)、良好的界面性能(接触角为93°)和较小的固化体积收缩率(3.5%),有利于光刻胶对模具凹槽的填充及微透镜阵列的成型和脱模。
对于微纳米压印制造过程,要选择合适的压印力,既要确保光刻胶能够充分地填充模具凹槽,又要避免微透镜阵列的结构受挤压变形而导致损坏模具。
当压印速度控制在5~7 m/min时,微透镜阵列的复型精度较高且成型质量较为稳定,不会出现气泡缺陷和拉断缺陷。
结论卷对卷的UV-LED光固化微纳米压印工艺是一种制造微透镜阵列光学膜行之有效的方法。
【总页数】10页(P101-110)【作者】汤树海;陈琳轶;陈广学【作者单位】广东壮丽彩印股份有限公司;深圳职业技术大学传播工程学院;华南理工大学轻工科学与工程学院【正文语种】中文【中图分类】TB34【相关文献】1.异形微透镜阵列热压印制造方法研究2.基于非接触式热压印技术的微透镜阵列制作3.高填充因子微透镜阵列热压印过程的应力变化研究4.创新SU-8微压印与电拉伸技术与微透镜阵列之开发5.高填充因子微透镜阵列热压印保真度研究因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
微透镜阵列的设计、制作及与CCD的集成技术
微透镜阵列设计
3、光路调整：优化光路，提高微透镜阵列的聚焦精度和光能利用率，以达到 最佳成像效果。
微透镜阵列设计
在设计中，可以使用光学仿真软件，如Zemax、Code V等，对设计进行模拟 和优化。
CCD集成技术
CCD集成技术
CCD（电荷耦合器件）是一种常用的图像传感器，可以将光线转化为电子信号。 与微透镜阵列结合使用，可以大幅提高图像采集的分辨率和灵敏度。
应用实例
4、提高成像速度：采用并行处理的原理，可以将原来需要多次扫描才能完成 的成像过程缩短到一次扫描就能完成，从而提高成像速度。
应用实例
5、增加景深：通过调节微透镜阵列的排布密度和焦距，可以在保证分辨率的 同时增加景深范围。
应用实例
6、增强灵敏度：通过优化微透镜的材料、形状和排布方式等参数，可以提高 光收集效率并进而增强灵敏度。例如在病理学研究中，这可以帮助医生更准确地 识别细胞病变。
微透镜阵列的设计、制作及与 CCD的集成技术
01 引言
目录
02 微透镜阵列设计
03 CCD集成技术
04 微透镜阵列制作
05 应用实例
引言
引言
微透镜阵列是一种由微小透镜组成的阵列，具有优异的光学性能和紧凑的结 构，在图像处理、生物医学、光电子学等领域具有广泛的应用前景。本次演示将 详细介绍微透镜阵列的设计、制作及与CCD集成技术的应用，以期为相关领域的 研究人员提供参考。
微透镜阵列设计
微透镜阵列设计
微透镜阵列的设计主要涉及微透镜材料的选取、阵列结构的优化和光路调整 等方面。在设计过程中，需要考虑以下几点：
微透镜阵列设计
1、材料选择：根据应用需求，选择具有优异光学性能和稳定物理性质的微透 镜材料，如硅、玻璃等。
一种基于光学空间技术的微透镜阵列LED光源结构[实用新型专利]
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专利名称：一种基于光学空间技术的微透镜阵列LED光源结构专利类型：实用新型专利
发明人：庄玩东
申请号：CN201720360709.1
申请日：20170407
公开号：CN206861305U
公开日：
20180109
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型涉及一种基于光学空间技术的微透镜阵列LED光源结构，包括菲涅尔透镜、凸透镜、微透镜阵列、铝基板、LED光源和散热器。
本实用新型的有益效果是：该基于光学空间技术的微透镜阵列LED光源结构，使用简单，使用时将该基于光学空间技术的微透镜阵列LED光源结构接通电源，LED光源发射出光线，光线经由微透镜阵列的聚集会集中向凸透镜，光线再次经凸透镜聚集后发射向菲涅尔透镜，菲涅尔透镜将光线均匀的向四周发散，使照射范围的外圈和内圈的亮度基本一直，也使光照强度变得更高，散热器能降低设备内部的温度，提升了使用寿命，而且该基于光学空间技术的微透镜阵列LED光源结构，提高了光照亮度，也提升了光照范围，工作时稳定性强，适合推广使用。
申请人：深圳市灿晶电子科技有限公司
地址：518000 广东省深圳市宝安区福永街道和平福园一路智鹏工业园第2栋第四层
国籍：CN
代理机构：北京国坤专利代理事务所(普通合伙)
代理人：黄耀钧
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无缝微透镜阵列LED匀光膜研究
无缝微透镜阵列LED匀光膜研究摘要：本文研究不同孔径无缝微透镜阵列膜LED光线扩散的影响，分析了不同厚度和直径的三角形、四边形和六边形微透镜阵列膜的扩散效果。
设计了一种复合曲面微透镜阵列，利用光线追迹方法对其进行模拟，分析微透镜阵列对LED光源发出光线扩散性能的影响。
关键词：LED；微透镜阵列；复合曲面；均匀度1 引言微透镜阵列是最重要的微光学元件中的一种，具有多种独特的光学性质。
通过调整微透镜的形状、曲率半径、排布、厚度等参数，微透镜阵列扩散片可对入射光线进行整形、均匀、扩散、聚焦等调制来实现特定的功能。
2 微透镜阵列分类微透镜阵列型扩散片根据其微透镜的面形、尺寸、占空比和厚度等的不同，可以建立不同的微透镜阵列的模型。
微透镜的填充因子和形状是影响光束效率的一个重要的因素。
为了得到最多的光的能量，微透镜阵列中透镜所占区域即占空比，应该尽可能的大。
无缝隙微透镜阵列占空比接近100%，可以实现较高的传输效率。
根据微透镜的孔径形状可以分为三角形微透镜、六边形微透镜、四边形微透镜和双曲率形微透镜等。
3 无缝微透镜阵列分析3.1 厚度对不同孔径形状微透镜阵列影响以单个微透镜曲率的厚度分别为10μm和20μm，孔径分别为60μm，90μm，120μm，在仿真软件中分别建立三角形微透镜、六边形微透镜、四边形微透镜模型，分析其对光效以及扩散角度的影响。
如图1所示。
通过对比分析，四边形孔径微透镜阵列光利用率最高，三角孔径微透镜阵列的扩散角度最大，扩散效果最好。
3.2 一种复合曲面微透镜阵列膜设计通过分析可以发现三种孔径形状的微透镜阵列膜对LED 发出的光线都有一定的扩散作用，但是扩散角度最大只能到130度，远远不能满足消除眩光和匀光的要求。
本论文提出一种新型结构的微透镜阵列膜，该微透镜为四边形孔径，微透镜单元为复合曲面透镜，在Tracepro软件中建立该微透镜阵列的三维模型，如图2所示，与多芯片LED光源一起进行光线追迹，其组合系统的发光强度曲线如图3所示，在发光强度曲线上可以看出，光束在-70度到+70度范围内发光强度比较均匀，说明光束扩散角度在140度范围内。
基于micro-led微透镜阵列的光学设计及应用研究
基于micro-led微透镜阵列的光学设计及应用研究1. 引言1.1 概述本文主要研究基于micro-LED微透镜阵列的光学设计及应用。
随着科技的发展和人们对高质量显示和光通信等领域需求的增加，微LED技术作为一种新的光电子器件逐渐受到关注。
而微透镜阵列作为提高光学系统性能的关键元件之一，在微LED技术中也扮演着重要角色。
1.2 文章结构本文共分为五个部分。
首先，在引言中对研究主题进行了概述，并介绍了文章的结构组成。
其次，在第2部分中，将对微LED技术进行概述，并介绍微透镜阵列的背景知识。
第3部分将探讨光学设计方法的研究，包括光学系统基本理论、基于微透镜阵列的设计原理分析以及常用优化算法的应用。
在第4部分中，将详细探讨基于micro-LED微透镜阵列的光学应用研究，包括显示器件中的设计与模拟研究、光通信中微LED与微透镜结合的应用探索以及生物医学领域中基于微透镜阵列的激光成像技术研究。
最后，在第5部分中，将对研究进行总结，并提出存在的问题和下一步的研究展望。
1.3 目的本文的目的是探索基于micro-LED微透镜阵列的光学设计及应用。
通过对微LED技术、微透镜阵列以及光学设计方法进行深入研究，旨在为相关领域的技术发展提供理论支持和实践指导。
同时，通过具体的案例研究和应用探索，期望能够开拓micro-LED与微透镜结合在显示器件、光通信和生物医学领域等方面的新应用，并为相关产业提供创新思路和技术解决方案。
2. 微LED技术概述:2.1 微LED原理:微LED是一种基于发光二极管(LED)的新型显示技术。
它采用微米级的LED芯片作为显示像素，通过控制电流使其发出所需颜色的光。
微LED具有高亮度、高对比度、高刷新率和低功耗等优点，被认为是下一代显示技术的发展方向。
微LED原理是通过外加电压在特定材料中产生电子-空穴复合效应，从而导致LED芯片发射光线。
当正向电压施加到p端（带阳性杂质）,负向电压施加到n 断（带阴性杂质），会形成一个类似于pn结构的二极管。