裸眼3D光栅模具的制作方法与流程

本发明涉及一种模具制造方法，具体涉及一种裸眼3D光栅模具的制作方法。

背景技术：

目前普遍的光栅材料在模具制作都是采用竖状环形条纹模具宽度大都在1.5米以下，但现在游戏用的液晶显示设备大都为横屏即横向宽度总是大于纵向宽度，由于1.5米以下的模具一般只能生产应用在55寸及以下显示设备上，因此应用到55寸以上的设备模具的宽幅就不够了，只能采用拼接技术，但是拼接成本高，安装难，且光栅线条的精度不高。

技术实现要素：

本发明要解决的问题是提供一种横向雕刻的，能够直接应用到大屏显示设备上，且能保证光栅线条高精度，低成本，易安装的裸眼3D光栅模具的制作方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

设计一种裸眼3D光栅模具的制作方法，包括如下步骤；

（1） 确定光栅参数

根据市场及产品需求设计光栅模具的栅距a、以及光栅模具上雕刻的光栅条数n；

其中，栅距为模具表面横向光栅线条之间的距离；

（2） 确定模具辊半径，制作模具辊

模具辊为圆柱型，根据步骤（1）中的栅距a和光栅条数n，以光栅模具上相邻两条光栅对应的两条模具半径形成的夹角为α，栅距中心到圆心的长度为b，栅距中心到光栅模具表面的距离为c，光栅模具半径为r，则有c=r-b，α=360°/n，

,

当c ≤0.005mm时，光栅模具半径r符合要求，而光栅模具半径即为模具辊半径；然后根据计算出的模具辊半径r，制作相应的模具辊；

（3） 安装齿轮

在步骤（2）所得的模具辊的一端固定安装一个齿轮，齿轮转动方向与模具辊滚动方向一致且同步，所述齿轮的齿数等于模具辊上需要雕刻的光栅条数n；

（4） 雕刻光栅线条

将步骤（3）中装有齿轮的模具辊安装到雕刻设备上，所述齿轮通过传送装置与缓步电机传动连接；雕刻设备的雕刻装置在模具辊表面平行于所述模具辊中轴线方向横向雕刻，雕刻完一条光栅后，缓步电机带动齿轮转动一齿后暂停，雕刻装置开始雕刻下一条光栅，雕刻完成后齿轮再转动一齿，如此重复动作，当齿轮转动一周后，模具辊完成雕刻，然后从模具辊上取下齿轮，将模具悬空放置，光栅模具即制作完成。

优选的，在步骤(1)中，栅距a的设计为经由以下方法确定：

先通过以下公式来确定栅距a的基数，然后再根据光栅上表面到液晶屏上表面的厚度及中间介质的折射率对栅距a的基数进行微调得到栅距a：

栅距a的基数=液晶屏的物理点距的三分之一×Z，

其中Z为整数，且3≤Z≤8。

优选的，所述模具辊为镀铜钢辊。

优选的，在所述步骤（3）中，齿轮通过固定销固定于模具辊一端。

优选的，在所述步骤（4）中，所述雕刻设备为数控雕铣机。

优选的，在所述步骤（4）雕刻光栅线条的过程中，所述模具辊的表面光洁度为▽10。

优选的，在所述步骤（4）雕刻光栅线条的过程中，光栅栅距的误差控制在±0.001毫米内。

优选的，在所述步骤（4）中，雕刻装置包括雕刻刀头，雕刻刀头的定制过程为：先根据光栅栅距、聚焦厚度、光栅基材折射率计算刀头弧度对应的半径，然后根据刀头弧度和雕刻时的入刀量定制雕刻刀头。为保证雕刻的精度，雕刻刀头为进口刀头。

本发明的有益技术效果在于：

1.提供一种横刻条纹光栅模具的制作方法，解决现有光栅模具不能生产大屏显示设备的难题，在等同模具宽度的情况下，横向雕刻生产的光栅的应用尺寸比传统的雕刻方式应用尺寸高50%。

2.比拼接屏幕成本低，安装易，且光栅线条的精度高，中间也没有拼接痕迹的干扰，屏幕的显示效果更好。

3.通过公式计算出模具辊半径R的精确数值，可以保证在模具表面雕刻的线条为整数倍，使得生产出来的光栅线条之间的距离成一致性无限循环，从而不会因光栅线条之间距离存在不一致而导致裸眼3D成像出现问题。

4.对C值范围的设置，可以有效的控制C值不会过大，从而避免由于光栅刻线之间的弧度高度不一致，造成生产的光栅在聚焦厚度上各部分存在偏差，使裸眼3D效果的清晰度不高的情况出现。

5.齿轮的齿数与在模具辊上雕刻的光栅条数n一致，保证了横刻接缝的精确性，避免出现雕刻一周后由于公差照成的接缝可以明显看到的情况。

附图说明

图1为本发明中安装齿轮后的模具辊的结构示意图：

图2为图1的A-A面的示意图；

其中，1为模具辊，2为齿轮。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明；

实施例1：一种裸眼3D光栅模具的制作方法，制作50寸4K屏上的光栅模具的制作方法，包括如下步骤；

（1）确定光栅参数

根据市场及产品需求设定光栅模具的栅距a、以及光栅模具上雕刻的光栅条数n；

其中，栅距为模具表面横向光栅线条之间的距离，栅距a的设计为，通过公式：

栅距a的基数=液晶屏的物理点距的三分之一×5，

计算栅距a的基数，然后根据光栅上表面到液晶屏上表面的厚度及中间介质的折射率对栅距a的基数进行微调得到栅距a的取值为0.465mm；光栅条数n为1500条。

（2）确定模具辊半径，制作模具辊

如图1和图2所示，模具辊1为圆柱型，为镀铜钢辊，根据步骤（1）中的栅距a为0.465mm和光栅条数n为1500条，以光栅模具上相邻两条光栅对应的两条模具半径形成的夹角为α，栅距中心到圆心的长度为b，栅距中心到光栅模具表面的距离为c，光栅模具半径为r，有c=r-b，

α=360°/n=360°/1500=0.24°

因为c ≤0.005mm，因此光栅模具半径r符合要求，制作出半径r为111.010457mm的模具辊1。

（3）安装齿轮

在步骤（2）中半径r为111.010457mm的模具辊1的一端通过固定销固定安装一个齿轮2，如图1所示，齿轮2转动方向与模具辊1滚动方向一致且同步，齿轮2齿数为1500个。

（4）雕刻光栅线条

先根据光栅的栅距、聚焦厚度、光栅基材折射率计算雕刻刀头的弧度对应的半径，然后根据刀头弧度对应的半径和雕刻时的入刀量定制进口的雕刻刀头；然后将定制好的刀头安装在雕刻设备的雕刻装置上，雕刻设备为数控雕铣机，再将安装有齿轮2的模具辊1固定安装在数控雕铣机上，雕刻刀头在模具辊1表面平行于模具辊1中轴线方向进行横向雕刻；齿轮2通过传送装置传动连接有缓步电机；雕刻时，雕刻刀头雕刻完一条光栅后，缓步电机带动齿轮2转动一齿暂停，雕刻刀头再次开始雕刻结构，雕刻完成一条光栅后，传送装置再次带动齿轮2继续转动一齿，以此类推，当齿轮2转动一周后模具辊1完成雕刻，雕刻完成后取下齿轮2，将模具悬空放置，光栅模具制成。其中雕刻的光栅模具的表面光洁度达到▽10，光栅栅距的误差为正负0.001毫米。

上面结合附图和实施例对本发明作了详细的说明，但是，所属技术领域的技术人员能够理解，在不脱离本发明宗旨的前提下，还可以对上述实施例中的各个具体参数进行变更，形成多个具体的实施例，均为本发明的常见变化范围，在此不再一一详述。