一种柱透镜结构与柱透镜成型装置及立体显示器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种柱透镜结构与柱透镜成型装置及立体显示器，该柱透镜结构呈折线轨迹延伸，包括上顶部分与下底部分，上顶部分包括上顶面，上顶面为平滑的曲面结构；下底部分包括两个侧面，侧面水平方向的横截面的边线为折线形状，所述上顶面的两底边分别与两个侧面的上顶边重合。由该柱透镜结构排列组成的柱透镜阵列膜与液晶显示器配合使用时，可有效减少平行排列的子像素与柱透镜之间的干涉现象，明显的减轻摩尔干涉条纹，保证显示器的分辨率，提高观看效果，结构简单，便于成型，且有效的提高了成型效率，节约大量人力，降低了生产成本。
【专利说明】一种柱透镜结构与柱透镜成型装置及立体显示器
【技术领域】
[0001]本实用新型属于立体显示设备【技术领域】，具体涉及一种柱透镜结构与柱透镜成型装置及立体显示器。
【背景技术】
[0002]裸眼3D原理:依据聚光及折射原理改变光行进方向，观赏者左、右眼在影像光线集中的设定区域分别看到不同画面，达到立体视觉感受。
[0003]摩尔纹现象:摩尔纹现象是一种视觉现象，在有一定间隔的物体上发生的干涉条纹。从数学上讲，两个频率接近的等幅正弦波叠加，合成信号的幅度将按照两个频率之差变化。当柱透镜与子像素之间平行排列时，两种周期性结构就会产生摩尔纹，严重影响观赏效果。
[0004]现有裸眼3D液晶显示器一般为普通2D液晶显示器结合柱状透镜光学膜或板，或是普通2D液晶显示器结合狭缝光栅膜或板而制成，其功能是可通过准确的光学设计，将液晶面板上指定的两个或多个像素分别投射到不同的观察者所在空间区域内，所说的指定的两个或多个像素加载着具有视差的图像，观察者在观看区域内双眼接收到不同的图像，这些图像具有视差，因而可在大脑中合成一幅立体影像。但是通常情况下，柱透镜为直条状，并且柱透镜之间紧密排列且与子像素结构平行设置，平行排列的子像素与柱透镜之间会产生很明显的干涉条纹，并且由于子像素之间存在黑色条纹，观察者会明显看到摩尔条纹的现象。现有技术仍为普通直条状透镜结构，虽然可以倾斜放置来减弱摩尔纹现象，但同时会降低显示器分辨率，影响观看。
[0005]因此，鉴于以上问题，有必要提出一种新型的结构简单、便于成型的柱透镜结构，以提高生产效率，且使得由该柱透镜结构排列组成的柱透镜阵列膜与液晶显示器配合使用可明显的减轻摩尔干涉条纹，保证显示器的分辨率，提高观看效果。
实用新型内容
[0006]有鉴于此，本实用新型提供了一种结构简单、便于成型的柱透镜结构与柱透镜成型装置及立体显示器，以提高生产效率，而且使得由该柱透镜结构排列组成的柱透镜阵列膜与液晶显示器配合使用可明显的减轻摩尔干涉条纹，保证显示器的分辨率，提高观看效果。
[0007]根据本实用新型的目的提出的一种柱透镜结构，所述柱透镜结构呈折线轨迹延伸，所述柱透镜结构包括上顶部分与下底部分，所述上顶部分包括上顶面，所述上顶面为平滑的曲面结构；所述下底部分包括两个侧面，所述侧面水平方向的横截面的边线为折线形状，所述上顶面的两底边分别与两个侧面的上顶边重合。
[0008]优选的，所述侧面水平方向的横截面的边线呈正弦折线形状。
[0009]优选的，所述上顶部分垂直于所述柱透镜结构延伸方向的横截面的边线由圆弧与弦长组成。[0010]优选的，两所述侧面相互平行，所述侧面上任意一点的投影都位于侧面的下底边上。
[0011]优选的，所述正弦折线的振幅为A，柱透镜结构排列方向上每个子像素之间的暗区宽度为山其中0.01d≤2A≤1.5d。
[0012]优选的，所述正弦折线的周期为T，垂直于柱透镜结构排列方向上单个像素的长度为P，垂直于柱透镜结构排列方向上显示器中单列像素的总长度为Y，其中2P≤T≤Y/5。
[0013]一种柱透镜成型装置，包括基材、涂布于所述基材上的UV胶，用于在UV胶上压制成型的模具轮，所述模具轮的圆周上设置有至少一圈凹槽，所述凹槽与所述的柱透镜结构的外形与轨迹相同。
[0014]一种立体显示器，包括柱透镜阵列膜与液晶显示器，所述柱透镜阵列膜由所述的柱透镜结构排列组成。
[0015]与现有技术相比，本实用新型公开的柱透镜结构与柱透镜成型装置及立体显示器的优点是:该柱透镜结构的两侧面水平方向的横截面的边线为折线形状，上顶面的两底边分别与两个侧面的上顶边重合，柱透镜结构按折线轨迹扭曲延伸，则该柱透镜结构的条纹为折线形状，由该柱透镜结构排列组成的柱透镜阵列膜与液晶显示器配合使用时，可有效减少平行排列的子像素与柱透镜之间的干涉现象，明显的减轻摩尔干涉条纹，保证显示器的分辨率，提高观看效果，且该柱透镜结构简单，便于成型，有效的提高了成型效率，节约大量人力，降低了生产成本。 【专利附图】
【附图说明】
[0016]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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。
[0017]图1为本实用新型公开的一种柱透镜结构的结构示意图。
[0018]图2为上顶部分的截面图。
[0019]图3为上顶部分的俯视图。
[0020]图4为上顶部分的侧视图。
[0021]图5为柱透镜阵列膜的俯视图。
[0022]图6为柱透镜阵列膜的侧视图。
[0023]图7为本实用新型公开的一种柱透镜成型装置的结构示意图。
[0024]图8为本实用新型公开的一种立体显示器的结构示意图。
[0025]图9为立体显示器A处局部放大示意图。
[0026]图10为传统技术的条纹干涉图。
[0027]图11为本实用新型的条纹干涉图。
[0028]图12为本实用新型的条纹干涉B处局部放大图。
[0029]图中的数字或字母所代表的相应部件的名称:
[0030]1、上顶部分11、上顶面
[0031]2、下底部分21、侧面[0032]31、基材32、UV胶33、模具轮34、凹槽35、UV灯
[0033]41、柱透镜阵列膜42、液晶显示器
【具体实施方式】
[0034]通常情况下，柱透镜为直条状，并且柱透镜之间紧密排列且与子像素结构平行设置，平行排列的子像素与柱透镜之间会产生很明显的干涉条纹，并且由于子像素之间存在黑色条纹，观察者会明显看到摩尔条纹的现象。现有技术仍为普通直条状透镜结构，虽然可以倾斜放置来减弱摩尔纹现象，但同时会降低显示器的分辨率，影响观看。
[0035]本实用新型针对现有技术中的不足，提供了一种结构简单、便于成型的柱透镜结构与柱透镜成型装置及立体显示器，以提高生产效率，而且使得由该柱透镜结构排列组成的柱透镜阵列膜与液晶显示器配合使用可明显的减轻摩尔干涉条纹，保证显示器的分辨率，提闻观看效果。
[0036]下面将通过【具体实施方式】对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0037]实施例1
[0038]请一并参见图1至图6，图1为本实用新型公开的一种柱透镜结构的结构示意图。图2为上顶部分的截面图。图3为上顶部分的俯视图。图4为上顶部分的侧视图。图5为柱透镜阵列膜的俯视图。图6为柱透镜阵列膜的侧视图。如图所示，一种柱透镜结构，该柱透镜结构呈折线轨迹延伸，柱透镜结构包括上顶部分I与下底部分2，上顶部分I包括上顶面11，上顶面11为平滑的曲面结构，上顶面为弧形面，上顶部分I垂直于柱透镜延伸方向的横截面的边线由圆弧与弦长组成。
[0039]下底部分2包括两个侧面21，侧面21水平方向的横截面的边线为折线形状，上顶面的两底边分别与两个侧面的上顶边重合。两侧面相互平行，且侧面上任意一点的投影都位于侧面的下底边上。
[0040]侧面水平方向的横截面的边线呈正弦折线形状。两侧面还可为不规则的变化曲面，但为了加工方便通常把两侧面加工成规则的正弦或余弦折线弯曲变化型，具体结构形状根据使用需要而定，在此不做限制。
[0041]正弦折线的振幅为A，柱透镜结构排列方向上每个子像素之间暗区宽度为d，其中0.01d ^ 2A ^ 1.5d。正弦折线的周期为T，垂直于柱透镜结构排列方向上单个像素的长度为P，垂直于柱透镜结构排列方向上显示器中单列像素的总长度为Y，其中2P≤T≤Y/5。该实施例中正弦折线的振幅A为200 ii m，周期T为1400 u m。
[0042]如图7所示，一种柱透镜成型装置，包括基材31、涂布于基材31上的UV胶32，用于在UV胶32上压制成型的模具轮33，模具轮33的圆周上设置有至少一圈凹槽34，凹槽34与柱透镜结构外形与轨迹相同。
[0043]该柱透镜结构的成型方法如下:
[0044]S1:首先用超精密模具加工装置制作模具轮33，用刀头为圆弧形的钻石刀按预定方向与深度雕刻模具轮，钻石刀在行进的同时进行周期性左右震动，经雕刻后的模具轮表面有大量等距折线弯曲型凹面柱微结构，这些微结构与所需要制作的柱状透镜结构互补。由于加工参数十分精密且数量庞大，钻石刀加工的维数越多所需要的机器越精密并且时间更长消耗更大，所以从经济效率角度来考虑通常钻石刀雕刻模具轮时不改变其切割深度，只改变钻石刀的切割路线，所以成型后的单个柱状透镜结构的弦长保持不变。
[0045]S2:然后把加工好的模具轮放入UV固化成型机，UV固化成型机将会在透明基材(例如PET)上涂布上一层均匀的UV胶32。
[0046]S3:通过模具轮33在UV胶32上滚动压制，同时UV灯35对其进行照射，经过压制的UV胶很快变成固态，此时将固化的UV胶脱模出来，则成为形状与模具轮上的结构相反的柱透镜，通过UV固化成型工艺可得到柱透镜阵列膜。
[0047]用该种方法加工出的新型柱透镜阵列膜不但起到了减弱摩尔纹的效果，而且经济，生产效率较高，节约了人力物力，降低了生产成本。
[0048]如图8至图12，一种立体显示器，包括柱透镜阵列膜41与液晶显示器42，柱透镜阵列膜41由柱透镜结构排列组成。
[0049]如图10所示，a为柱透镜排列条纹，b为子像素排列条纹，由图10中可以看出传统柱透镜阵列膜线条与子像素线条之间发生了明显的干涉现象，线条叠加处有明显黑纹，观看效果较差。
[0050]如图12所示，a为柱透镜排列条纹，b为子像素排列条纹，由图12中可以看出由于折线型柱透镜阵列膜的存在，柱透镜阵列膜线条与子像素线条之间干涉现象对比图10明显减弱。
[0051]由上述两附图对比可知，本实用新型公开的柱透镜结构所排列组成的柱透镜阵列膜与液晶显示器配合使用后可有效减少平行排列的子像素与柱透镜之间的干涉现象，明显的减轻摩尔干涉条纹，保证显示器的分辨率，提高观看效果。
[0052]实施例2
[0053]其余与实施例1相同，不同之处在于，该实施例中正弦折线振幅A为250 iim，周期T 为 1300 u m。
[0054]正弦折线的振幅与周期大小根据使用需要而定，在此不做限制。
[0055]本实用新型公开了一种柱透镜结构与柱透镜成型装置及立体显示器，该柱透镜结构的两侧面水平方向的横截面的边线为折线形状，上顶面的两底边分别与两个侧面的上顶边重合，柱透镜结构按折线轨迹扭曲延伸，则该柱透镜结构的条纹为折线形状，由该柱透镜结构排列组成的柱透镜阵列膜与液晶显示器配合使用时，可有效减少平行排列的子像素与柱透镜之间的干涉现象，明显的减轻摩尔干涉条纹，保证显示器的分辨率，提高观看效果，其该柱透镜结构简单，便于成型，有效的提高了成型效率，节约大量人力，降低了生产成本。
[0056]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
【权利要求】
1.一种柱透镜结构，其特征在于，所述柱透镜结构呈折线轨迹延伸，所述柱透镜结构包括上顶部分与下底部分，所述上顶部分包括上顶面，所述上顶面为平滑的曲面结构；所述下底部分包括两个侧面，所述侧面水平方向的横截面的边线为折线形状，所述上顶面的两底边分别与两个侧面的上顶边重合。
2.如权利要求1所述的柱透镜结构，其特征在于，所述侧面水平方向的横截面的边线呈正弦折线形状。
3.如权利要求1所述的柱透镜结构，其特征在于，所述上顶部分垂直于所述柱透镜结构延伸方向的横截面的边线由圆弧与弦长组成。
4.如权利要求1所述的柱透镜结构，其特征在于，两所述侧面相互平行，所述侧面上任意一点的投影都位于侧面的下底边上。
5.如权利要求2所述的柱透镜结构，其特征在于，所述正弦折线的振幅为A，柱透镜结构排列方向上每个子像素之间的暗区宽度为山其中0.01d≤ 2A ≤ 1.5d。
6.如权利要求2所述的柱透镜结构，其特征在于，所述正弦折线的周期为T，垂直于柱透镜结构排列方向上单个像素的长度为P，垂直于柱透镜结构排列方向上显示器中单列像素的总长度为Y，其中2P≤ T≤ Y/5。
7.—种柱透镜成型装置，其特征在于，包括基材、涂布于所述基材上的UV胶，用于在UV胶上压制成型的模具轮，所述模具轮的圆周上设置有至少一圈凹槽，所述凹槽与权利要求1-6任一项所述的柱透镜结构的外形与轨迹相同。
8.一种立体显示器，其特征在于，包括柱透镜阵列膜与液晶显示器，所述柱透镜阵列膜由权利要求1-6任一项所述`的柱透镜结构排列组成。
【文档编号】G02B27/22GK203422487SQ201320522931
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年8月26日 优先权日:2013年8月26日
【发明者】陆国华, 唐超 申请人:张家港康得新光电材料有限公司