一種柱透鏡結(jié)構(gòu)與柱透鏡成型裝置及立體顯示器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種柱透鏡結(jié)構(gòu)與柱透鏡成型裝置及立體顯示器，該柱透鏡結(jié)構(gòu)呈折線軌跡延伸，包括上頂部分與下底部分，上頂部分包括上頂面，上頂面為平滑的曲面結(jié)構(gòu)；下底部分包括兩個側(cè)面，側(cè)面水平方向的橫截面的邊線為折線形狀，所述上頂面的兩底邊分別與兩個側(cè)面的上頂邊重合。由該柱透鏡結(jié)構(gòu)排列組成的柱透鏡陣列膜與液晶顯示器配合使用時，可有效減少平行排列的子像素與柱透鏡之間的干涉現(xiàn)象，明顯的減輕摩爾干涉條紋，保證顯示器的分辨率，提高觀看效果，結(jié)構(gòu)簡單，便于成型，且有效的提高了成型效率，節(jié)約大量人力，降低了生產(chǎn)成本。
【專利說明】一種柱透鏡結(jié)構(gòu)與柱透鏡成型裝置及立體顯示器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于立體顯示設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種柱透鏡結(jié)構(gòu)與柱透鏡成型裝置及立體顯示器。
【背景技術(shù)】
[0002]裸眼3D原理:依據(jù)聚光及折射原理改變光行進(jìn)方向，觀賞者左、右眼在影像光線集中的設(shè)定區(qū)域分別看到不同畫面，達(dá)到立體視覺感受。
[0003]摩爾紋現(xiàn)象:摩爾紋現(xiàn)象是一種視覺現(xiàn)象，在有一定間隔的物體上發(fā)生的干涉條紋。從數(shù)學(xué)上講，兩個頻率接近的等幅正弦波疊加，合成信號的幅度將按照兩個頻率之差變化。當(dāng)柱透鏡與子像素之間平行排列時，兩種周期性結(jié)構(gòu)就會產(chǎn)生摩爾紋，嚴(yán)重影響觀賞效果。
[0004]現(xiàn)有裸眼3D液晶顯示器一般為普通2D液晶顯示器結(jié)合柱狀透鏡光學(xué)膜或板，或是普通2D液晶顯示器結(jié)合狹縫光柵膜或板而制成，其功能是可通過準(zhǔn)確的光學(xué)設(shè)計，將液晶面板上指定的兩個或多個像素分別投射到不同的觀察者所在空間區(qū)域內(nèi)，所說的指定的兩個或多個像素加載著具有視差的圖像，觀察者在觀看區(qū)域內(nèi)雙眼接收到不同的圖像，這些圖像具有視差，因而可在大腦中合成一幅立體影像。但是通常情況下，柱透鏡為直條狀，并且柱透鏡之間緊密排列且與子像素結(jié)構(gòu)平行設(shè)置，平行排列的子像素與柱透鏡之間會產(chǎn)生很明顯的干涉條紋，并且由于子像素之間存在黑色條紋，觀察者會明顯看到摩爾條紋的現(xiàn)象。現(xiàn)有技術(shù)仍為普通直條狀透鏡結(jié)構(gòu)，雖然可以傾斜放置來減弱摩爾紋現(xiàn)象，但同時會降低顯示器分辨率，影響觀看。
[0005]因此，鑒于以上問題，有必要提出一種新型的結(jié)構(gòu)簡單、便于成型的柱透鏡結(jié)構(gòu)，以提高生產(chǎn)效率，且使得由該柱透鏡結(jié)構(gòu)排列組成的柱透鏡陣列膜與液晶顯示器配合使用可明顯的減輕摩爾干涉條紋，保證顯示器的分辨率，提高觀看效果。
實用新型內(nèi)容
[0006]有鑒于此，本實用新型提供了一種結(jié)構(gòu)簡單、便于成型的柱透鏡結(jié)構(gòu)與柱透鏡成型裝置及立體顯示器，以提高生產(chǎn)效率，而且使得由該柱透鏡結(jié)構(gòu)排列組成的柱透鏡陣列膜與液晶顯示器配合使用可明顯的減輕摩爾干涉條紋，保證顯示器的分辨率，提高觀看效果。
[0007]根據(jù)本實用新型的目的提出的一種柱透鏡結(jié)構(gòu)，所述柱透鏡結(jié)構(gòu)呈折線軌跡延伸，所述柱透鏡結(jié)構(gòu)包括上頂部分與下底部分，所述上頂部分包括上頂面，所述上頂面為平滑的曲面結(jié)構(gòu)；所述下底部分包括兩個側(cè)面，所述側(cè)面水平方向的橫截面的邊線為折線形狀，所述上頂面的兩底邊分別與兩個側(cè)面的上頂邊重合。
[0008]優(yōu)選的，所述側(cè)面水平方向的橫截面的邊線呈正弦折線形狀。
[0009]優(yōu)選的，所述上頂部分垂直于所述柱透鏡結(jié)構(gòu)延伸方向的橫截面的邊線由圓弧與弦長組成。[0010]優(yōu)選的，兩所述側(cè)面相互平行，所述側(cè)面上任意一點的投影都位于側(cè)面的下底邊上。
[0011]優(yōu)選的，所述正弦折線的振幅為A，柱透鏡結(jié)構(gòu)排列方向上每個子像素之間的暗區(qū)寬度為山其中0.01d≤2A≤1.5d。
[0012]優(yōu)選的，所述正弦折線的周期為T，垂直于柱透鏡結(jié)構(gòu)排列方向上單個像素的長度為P，垂直于柱透鏡結(jié)構(gòu)排列方向上顯示器中單列像素的總長度為Y，其中2P≤T≤Y/5。
[0013]一種柱透鏡成型裝置，包括基材、涂布于所述基材上的UV膠，用于在UV膠上壓制成型的模具輪，所述模具輪的圓周上設(shè)置有至少一圈凹槽，所述凹槽與所述的柱透鏡結(jié)構(gòu)的外形與軌跡相同。
[0014]一種立體顯示器，包括柱透鏡陣列膜與液晶顯示器，所述柱透鏡陣列膜由所述的柱透鏡結(jié)構(gòu)排列組成。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型公開的柱透鏡結(jié)構(gòu)與柱透鏡成型裝置及立體顯示器的優(yōu)點是:該柱透鏡結(jié)構(gòu)的兩側(cè)面水平方向的橫截面的邊線為折線形狀，上頂面的兩底邊分別與兩個側(cè)面的上頂邊重合，柱透鏡結(jié)構(gòu)按折線軌跡扭曲延伸，則該柱透鏡結(jié)構(gòu)的條紋為折線形狀，由該柱透鏡結(jié)構(gòu)排列組成的柱透鏡陣列膜與液晶顯示器配合使用時，可有效減少平行排列的子像素與柱透鏡之間的干涉現(xiàn)象，明顯的減輕摩爾干涉條紋，保證顯示器的分辨率，提高觀看效果，且該柱透鏡結(jié)構(gòu)簡單，便于成型，有效的提高了成型效率，節(jié)約大量人力，降低了生產(chǎn)成本。 【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0017]圖1為本實用新型公開的一種柱透鏡結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2為上頂部分的截面圖。
[0019]圖3為上頂部分的俯視圖。
[0020]圖4為上頂部分的側(cè)視圖。
[0021]圖5為柱透鏡陣列膜的俯視圖。
[0022]圖6為柱透鏡陣列膜的側(cè)視圖。
[0023]圖7為本實用新型公開的一種柱透鏡成型裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖8為本實用新型公開的一種立體顯示器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖9為立體顯示器A處局部放大示意圖。
[0026]圖10為傳統(tǒng)技術(shù)的條紋干涉圖。
[0027]圖11為本實用新型的條紋干涉圖。
[0028]圖12為本實用新型的條紋干涉B處局部放大圖。
[0029]圖中的數(shù)字或字母所代表的相應(yīng)部件的名稱:
[0030]1、上頂部分11、上頂面
[0031]2、下底部分21、側(cè)面[0032]31、基材32、UV膠33、模具輪34、凹槽35、UV燈
[0033]41、柱透鏡陣列膜42、液晶顯示器
【具體實施方式】
[0034]通常情況下，柱透鏡為直條狀，并且柱透鏡之間緊密排列且與子像素結(jié)構(gòu)平行設(shè)置，平行排列的子像素與柱透鏡之間會產(chǎn)生很明顯的干涉條紋，并且由于子像素之間存在黑色條紋，觀察者會明顯看到摩爾條紋的現(xiàn)象?，F(xiàn)有技術(shù)仍為普通直條狀透鏡結(jié)構(gòu)，雖然可以傾斜放置來減弱摩爾紋現(xiàn)象，但同時會降低顯示器的分辨率，影響觀看。
[0035]本實用新型針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供了一種結(jié)構(gòu)簡單、便于成型的柱透鏡結(jié)構(gòu)與柱透鏡成型裝置及立體顯示器，以提高生產(chǎn)效率，而且使得由該柱透鏡結(jié)構(gòu)排列組成的柱透鏡陣列膜與液晶顯示器配合使用可明顯的減輕摩爾干涉條紋，保證顯示器的分辨率，提聞觀看效果。
[0036]下面將通過【具體實施方式】對本實用新型的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├绢I(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護(hù)的范圍。
[0037]實施例1
[0038]請一并參見圖1至圖6，圖1為本實用新型公開的一種柱透鏡結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為上頂部分的截面圖。圖3為上頂部分的俯視圖。圖4為上頂部分的側(cè)視圖。圖5為柱透鏡陣列膜的俯視圖。圖6為柱透鏡陣列膜的側(cè)視圖。如圖所示，一種柱透鏡結(jié)構(gòu)，該柱透鏡結(jié)構(gòu)呈折線軌跡延伸，柱透鏡結(jié)構(gòu)包括上頂部分I與下底部分2，上頂部分I包括上頂面11，上頂面11為平滑的曲面結(jié)構(gòu)，上頂面為弧形面，上頂部分I垂直于柱透鏡延伸方向的橫截面的邊線由圓弧與弦長組成。
[0039]下底部分2包括兩個側(cè)面21，側(cè)面21水平方向的橫截面的邊線為折線形狀，上頂面的兩底邊分別與兩個側(cè)面的上頂邊重合。兩側(cè)面相互平行，且側(cè)面上任意一點的投影都位于側(cè)面的下底邊上。
[0040]側(cè)面水平方向的橫截面的邊線呈正弦折線形狀。兩側(cè)面還可為不規(guī)則的變化曲面，但為了加工方便通常把兩側(cè)面加工成規(guī)則的正弦或余弦折線彎曲變化型，具體結(jié)構(gòu)形狀根據(jù)使用需要而定，在此不做限制。
[0041]正弦折線的振幅為A，柱透鏡結(jié)構(gòu)排列方向上每個子像素之間暗區(qū)寬度為d，其中0.01d ^ 2A ^ 1.5d。正弦折線的周期為T，垂直于柱透鏡結(jié)構(gòu)排列方向上單個像素的長度為P，垂直于柱透鏡結(jié)構(gòu)排列方向上顯示器中單列像素的總長度為Y，其中2P≤T≤Y/5。該實施例中正弦折線的振幅A為200 ii m，周期T為1400 u m。
[0042]如圖7所示，一種柱透鏡成型裝置，包括基材31、涂布于基材31上的UV膠32，用于在UV膠32上壓制成型的模具輪33，模具輪33的圓周上設(shè)置有至少一圈凹槽34，凹槽34與柱透鏡結(jié)構(gòu)外形與軌跡相同。
[0043]該柱透鏡結(jié)構(gòu)的成型方法如下:
[0044]S1:首先用超精密模具加工裝置制作模具輪33，用刀頭為圓弧形的鉆石刀按預(yù)定方向與深度雕刻模具輪，鉆石刀在行進(jìn)的同時進(jìn)行周期性左右震動，經(jīng)雕刻后的模具輪表面有大量等距折線彎曲型凹面柱微結(jié)構(gòu)，這些微結(jié)構(gòu)與所需要制作的柱狀透鏡結(jié)構(gòu)互補(bǔ)。由于加工參數(shù)十分精密且數(shù)量龐大，鉆石刀加工的維數(shù)越多所需要的機(jī)器越精密并且時間更長消耗更大，所以從經(jīng)濟(jì)效率角度來考慮通常鉆石刀雕刻模具輪時不改變其切割深度，只改變鉆石刀的切割路線，所以成型后的單個柱狀透鏡結(jié)構(gòu)的弦長保持不變。
[0045]S2:然后把加工好的模具輪放入UV固化成型機(jī)，UV固化成型機(jī)將會在透明基材(例如PET)上涂布上一層均勻的UV膠32。
[0046]S3:通過模具輪33在UV膠32上滾動壓制，同時UV燈35對其進(jìn)行照射，經(jīng)過壓制的UV膠很快變成固態(tài)，此時將固化的UV膠脫模出來，則成為形狀與模具輪上的結(jié)構(gòu)相反的柱透鏡，通過UV固化成型工藝可得到柱透鏡陣列膜。
[0047]用該種方法加工出的新型柱透鏡陣列膜不但起到了減弱摩爾紋的效果，而且經(jīng)濟(jì)，生產(chǎn)效率較高，節(jié)約了人力物力，降低了生產(chǎn)成本。
[0048]如圖8至圖12，一種立體顯示器，包括柱透鏡陣列膜41與液晶顯示器42，柱透鏡陣列膜41由柱透鏡結(jié)構(gòu)排列組成。
[0049]如圖10所示，a為柱透鏡排列條紋，b為子像素排列條紋，由圖10中可以看出傳統(tǒng)柱透鏡陣列膜線條與子像素線條之間發(fā)生了明顯的干涉現(xiàn)象，線條疊加處有明顯黑紋，觀看效果較差。
[0050]如圖12所示，a為柱透鏡排列條紋，b為子像素排列條紋，由圖12中可以看出由于折線型柱透鏡陣列膜的存在，柱透鏡陣列膜線條與子像素線條之間干涉現(xiàn)象對比圖10明顯減弱。
[0051]由上述兩附圖對比可知，本實用新型公開的柱透鏡結(jié)構(gòu)所排列組成的柱透鏡陣列膜與液晶顯示器配合使用后可有效減少平行排列的子像素與柱透鏡之間的干涉現(xiàn)象，明顯的減輕摩爾干涉條紋，保證顯示器的分辨率，提高觀看效果。
[0052]實施例2
[0053]其余與實施例1相同，不同之處在于，該實施例中正弦折線振幅A為250 iim，周期T 為 1300 u m。
[0054]正弦折線的振幅與周期大小根據(jù)使用需要而定，在此不做限制。
[0055]本實用新型公開了一種柱透鏡結(jié)構(gòu)與柱透鏡成型裝置及立體顯示器，該柱透鏡結(jié)構(gòu)的兩側(cè)面水平方向的橫截面的邊線為折線形狀，上頂面的兩底邊分別與兩個側(cè)面的上頂邊重合，柱透鏡結(jié)構(gòu)按折線軌跡扭曲延伸，則該柱透鏡結(jié)構(gòu)的條紋為折線形狀，由該柱透鏡結(jié)構(gòu)排列組成的柱透鏡陣列膜與液晶顯示器配合使用時，可有效減少平行排列的子像素與柱透鏡之間的干涉現(xiàn)象，明顯的減輕摩爾干涉條紋，保證顯示器的分辨率，提高觀看效果，其該柱透鏡結(jié)構(gòu)簡單，便于成型，有效的提高了成型效率，節(jié)約大量人力，降低了生產(chǎn)成本。
[0056]對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本實用新型將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種柱透鏡結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述柱透鏡結(jié)構(gòu)呈折線軌跡延伸，所述柱透鏡結(jié)構(gòu)包括上頂部分與下底部分，所述上頂部分包括上頂面，所述上頂面為平滑的曲面結(jié)構(gòu)；所述下底部分包括兩個側(cè)面，所述側(cè)面水平方向的橫截面的邊線為折線形狀，所述上頂面的兩底邊分別與兩個側(cè)面的上頂邊重合。
2.如權(quán)利要求1所述的柱透鏡結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述側(cè)面水平方向的橫截面的邊線呈正弦折線形狀。
3.如權(quán)利要求1所述的柱透鏡結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述上頂部分垂直于所述柱透鏡結(jié)構(gòu)延伸方向的橫截面的邊線由圓弧與弦長組成。
4.如權(quán)利要求1所述的柱透鏡結(jié)構(gòu)，其特征在于，兩所述側(cè)面相互平行，所述側(cè)面上任意一點的投影都位于側(cè)面的下底邊上。
5.如權(quán)利要求2所述的柱透鏡結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述正弦折線的振幅為A，柱透鏡結(jié)構(gòu)排列方向上每個子像素之間的暗區(qū)寬度為山其中0.01d≤ 2A ≤ 1.5d。
6.如權(quán)利要求2所述的柱透鏡結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述正弦折線的周期為T，垂直于柱透鏡結(jié)構(gòu)排列方向上單個像素的長度為P，垂直于柱透鏡結(jié)構(gòu)排列方向上顯示器中單列像素的總長度為Y，其中2P≤ T≤ Y/5。
7.—種柱透鏡成型裝置，其特征在于，包括基材、涂布于所述基材上的UV膠，用于在UV膠上壓制成型的模具輪，所述模具輪的圓周上設(shè)置有至少一圈凹槽，所述凹槽與權(quán)利要求1-6任一項所述的柱透鏡結(jié)構(gòu)的外形與軌跡相同。
8.一種立體顯示器，其特征在于，包括柱透鏡陣列膜與液晶顯示器，所述柱透鏡陣列膜由權(quán)利要求1-6任一項所述`的柱透鏡結(jié)構(gòu)排列組成。
【文檔編號】G02B27/22GK203422487SQ201320522931
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年8月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月26日
【發(fā)明者】陸國華, 唐超 申請人:張家港康得新光電材料有限公司