一种超立体视景分离元件的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及3D影像显示技术领域，具体而言，涉及一种超立体视景分离元件。
【背景技术】
[0002] 现有裸视3D影像显示的方法与技术（Auto-Stereoscopic Displaying Method and Technology) 一般是通过单独使用视差光栅元件（Parallax Barrier Component)或 者是柱状透镜数组（Cylindrical Lens Array Component,以下简称透镜元件）结构所 构成的景分离装置（View Separation Device),对于一多视景3D合成影像（Multi-View Combined 3D Image)提供一视景分离光学的作用，达到显示一裸视3D影像（Glasses-Free 3D Image)的目的。其中，通过该视差光栅元件所呈现的3D影像一般具有低鬼影（Ghost Image)、低亮度的特征；而通过透镜元件所呈现的3D影像则具有高鬼影、高亮度的特征。亦 艮P，对于3D影像的呈现，该两种现有的装置均无法同时满足低鬼影与高亮度的需求。
[0003] 针对上述问题，中国台湾专利申请案号102132216中首次提出一超立体三次元影 像显不设备（Super Auto-stereoscopic 3D Image Displaying Device) 〇
[0004] 如图I所示为超立体三次元影像显示设备构成的示意图。该超立体三次元影像 显示设备40依安装次序主要由一显示器屏幕元件50、一视差光栅元件60与一透镜元件 70所构成。所谓超立体三次元影像的显示是指使用由具有等效视景分离作用的视差光栅 元件与透镜元件所构成的视景分离元件，以达到显示三次元影的目的。对于上述视景分离 兀件的构成，以下通称为超立体景分离兀件（Super Auto-stereoscopic View Separation Component)。另外，为清楚标示各元件装置的方向与说明，图上所示的坐标系XYZ为对于面 对该超立体三次元影像显示设备40的观赏者而言，令该X轴设定于水平方向、Y轴设定于 垂直方向、Z轴则以垂直于该装置40的影像显示面而设定，且该坐标系XYZ遵守右手定则 (Right-Hand Rule)。
[0005] 其中，该显示器屏幕元件50可由液晶、等离子体、有机发光二极管（OLED)、发光二 极管（LED)等现有的显示器屏幕所构成，且该屏幕所具有颜色次画素的排列可由已知的垂 直条状、马赛克、三角状与Pentile等排列所构成，用以显示一由η个视景影像所构成的一 多视景3D合成影像（无图标），其中，η 3 2。
[0006] 虽然，上述该专利未提及场色序法液晶显示器（Field-Sequential-Color LCD,简 称FSC-IXD)的应用，该显示器屏幕元件50亦可由一 FSC-IXD所构成。该FSC-IXD(无图 示）为一种不使用彩色滤光片的液晶显示器，通过红、绿、蓝背光源交替的照明，以连续交 替显示红、绿、蓝影像画面的方式，于不同时间点在视网膜上依序呈现红、绿、蓝影像画面， 再通过视觉暂留现象，以呈现全彩的影像。
[0007] 该视差光栅元件60由一透明基材61、一视差光栅结构62与一透明保护膜63所构 成。其中，该透明基材61由一平板状结构的透明玻璃或压克力（PMMA)所构成，该平板状结 构则具有高度的面平整度。
[0008] 该视差光栅结构62装置于该透明基材61的一面上，由多个遮光兀件62a与多个 透光元件62b所构成。该些遮光元件62a与该些透光元件62b可具有垂直条状或倾斜条状 结构特征（如图2~3所示），且其水平宽度分别为百、B，并具有单元结构宽度PB，该巨、B、 PB之间，具有下式关系：
【主权项】
1. 一种超立体视景分离元件，其特征在于，依次由一透镜元件、一软性透明基材与一视 差光栅元件所构成，用来显示一多视景3D合成影像，上述该透镜元件由多个呈垂直条状设 置的柱状形透镜所构成，其中，该单个柱状形透镜具有一透镜表面，该单个柱状形透镜的透 镜光学折射率为nL、该单个柱状形透镜的透镜焦距为fL、该单个柱状形透镜的单元结构宽 度为PL，该透镜表面由圆形曲面或非圆形对称曲面所构成；该软性透明基材的光学折射率 为nS，该软性透明基材与该透镜光学折射率为nL的该单个柱状形透镜构成一光学焦距为 f'的超立体视景分离元件；该视差光栅元件由多个遮光元件与多个透光元件所构成，其 中，该单个遮光元件与该单个透光元件分别具有一水平宽度分别为g、B的垂直条状结构， 并由水平宽度分别为百、B的垂直条状结构构成一单元结构宽度PB。
2. 如权利要求1所述的超立体视景分离元件，其中该透镜元件与视差光栅元件具有等 效视景分离作用，并具有以下关系：
f~LB; PL=PB； 其中，巨为遮光元件的水平宽度、B为透光元件的水平宽度、PB为视差光栅元件单元结 构宽度、n为视景数，且n3 2、f为柱状形透镜的焦距、PL为柱状形透镜单元结构宽度、LB 为视差光栅元件安装距离。
3. 如权利要求1所述的超立体视景分离元件，其中该软性透明基材材料为聚对苯二甲 酸乙二酯、聚碳酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯。
4. 如权利要求1所述的超立体视景分离元件，在该软性透明基材的两面上，依次实施 一紫外光硬化转印加工与一凸版转印加工，将该透镜元件与该视差光栅元件同时设置于该 软性透明基材的两面上。
5. 如权利要求4所述的超立体视景分离元件，其中该紫外光硬化转印加工为利用一透 镜加工滚轮、多个传输用滚轮、一涂布元件、一液态紫外线树酯、一紫外线光源产生元件与 一紫外光所构成的加工机械与材料，首先，通过该涂布元件先将该液态紫外线树酯涂布于 该软性透明基材薄膜的一面上，以构成一液态紫外线树酯薄膜，该液态紫外线树酯薄膜再 经该透镜加工滚轮的压印与该紫外光的曝光固化后，在该软性透明基材薄膜的该一面上装 置该透镜元件，其中，该紫外光由该紫外线光源产生元件提供。
6. 如权利要求4所述的超立体视景分离元件，其中该凸版转印加工为利用一光栅加工 滚轮、一印墨滚轮、一黑色印墨、一传输用滚轮的加工机械与材料，通过该印墨滚轮先将该 黑色印墨涂布于该光栅加工滚轮，再经该光栅加工滚轮转印，将该视差光栅元件装置于该 软性透明基材薄膜的另一面上。
7. 如权利要求4所述的超立体视景分离元件，其中该凸版转印加工为利用一光栅加工 滚轮、一印墨滚轮、一紫外线黑色印墨、一传输用滚轮、紫外线光源产生元件与一紫外光所 构成的加工机械与材料，通过该印墨滚轮，先将该紫外线黑色印墨涂布于该光栅加工滚轮， 再经该光栅加工滚轮的转印与该紫外光的曝光固化后，将该视差光栅元件装置于该软性透 明基材薄膜的另一面上，其中，该紫外光由该紫外线光源产生元件提供。
8.如权利要求5所述的超立体视景分离元件，其中该透镜加工滚轮由多个透镜柱状透 镜的凹槽结构所构成，其中，该单个透镜柱状透镜凹槽的宽度为PL，其凹槽表面经过适当的 脱模处理，以使固化后的紫外线树酯可顺利脱离该凹槽，另外，该凹槽结构为通过该透镜加 工滚轮对该液态紫外线树酯薄膜的压印，于该凹槽结构中充填该液态紫外线树酯，该液态 紫外线树酯经该紫外光照射固化后于该软性透明基材上形成该透镜元件。
9.如权利要求6所述的超立体视景分离元件，其中该光栅加工滚轮由多个可印制遮光 元件的遮光元件用凸版结构所构成，其中，该单个遮光元件用凸版结构的宽度为巨，其吸附 该黑色印墨，并将该印墨转印至该软性透明基材薄膜上，以形成该些遮光元件，另外，该相 邻凸版结构间的透光元件用凹陷结构的宽度为B，其无法吸附该黑色印墨而形成该些透光 元件。
10.如权利要求7所述的超立体视景分离元件，其中该光栅加工滚轮由多个可印制遮 光元件的遮光元件用凸版结构所构成，其中，该单个遮光元件凸版结构的宽度为B，其吸附 该紫外线黑色印墨，并将该紫外线黑色印墨转印至该软性透明基材薄膜上，以形成该些遮 光元件，另外，该相邻凸版结构间的透光元件用凹陷结构的宽度为B，其无法吸附该紫外线 黑色印墨而形成该些透光元件。
11.如权利要求8或9所述的超立体视景分离元件，其中对于该透镜加工滚轮与该光栅 加工滚轮的组装，需实施旋转轴心平行度的对位与结构中心点的对位，其中，该旋转轴心指 该透镜加工滚轮与该光栅加工滚轮的旋转轴心，该结构中心点指该透镜柱状透镜凹槽的中 心点与该透光元件用凹陷结构的中心点。
12. 如权利要求8或10所述的超立体视景分离元件，其中对于该透镜加工滚轮与该光 栅加工滚轮的组装，需实施旋转轴心平行度的对位与结构中心点的对位，其中，该旋转轴心 指该透镜加工滚轮与该光栅加工滚轮的旋转轴心，该结构中心点指该透镜柱状透镜凹槽的 中心点与该透光元件用凹陷结构的中心点。
13.如权利要求2所述的超立体视景分离元件，其中，对于该视差光栅元件的结构宽 度，在保持该单元结构宽度PB不变的条件下，通过改变该些遮光元件与该些透光元件的水 平宽度§、B提高该视差光栅元件的亮度，其水平宽度改变条件如下式表示： 其中，g、B'
分别为改变后该遮光元件与该透光元件的水平宽度。
14.如权利要求2所述的超立体视景分离元件，其中，对于该视差光栅元件的结构宽 度，在保持该单元结构宽度PB不变的条件下，通过改变该些遮光元件与该些透光元件的水 平宽度§、B降低该透镜元件的鬼影，其水平宽度改变条件如下式表示： 。
? 并令 Br 〈B、且豆>及； 其中，g、B'分别为改变后该遮光元件与该透光元件的水平宽度。
15.如权利要求1所述的超立体视景分离元件，其中，该超立体视景分离元件的光学焦 距f'与该透镜焦距fL、该透镜光学折射率nL、该软性透明基材光学折射率nS之间具有以 下关系： 当nS=nL时，fr =f； 当nS>nL时，f'>f; 当nS〈nL时，f'<f?
【专利摘要】本发明涉及一种超立体视景分离元件，依次由一透镜元件、一软性透明基材与一视差光栅元件所构成，主要利用卷对卷的生产方式，通过紫外光硬化转印加工与凸版转印加工，可将透镜元件与视差光栅元件同时装置于一软性透明基材的两面上，达到大量生产超立体视景分离元件的目的。
【IPC分类】G02B27-22
【公开号】CN104698589
【申请号】CN201410333490
【发明人】林明彦, 李侃儒, 张钧胜
【申请人】张家港康得新光电材料有限公司
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2014年7月14日