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 影像显示方法与技术（Auto-Stereoscopic Displaying Method and Technology) -般是通过单独使用视差光栅元件（Parallax Barrier Component)或者柱状 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 Combined3D Image)提供一视景分离光学的作用，达到显示一裸视3D影像（Glasses_Free3D 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。亦即，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102132216中首次提出一超立体三次元影像 显不设备（Super Auto_stereoscopic3D Image Displaying Device) 〇
[0004] 如图I所示为超立体三次元影像显示设备的结构示意图。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。对于上述视景分离元 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轴系设定于水平方向、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、电浆、有机发光二极管（OLED)、发光二极管 (LED)等现有显示器屏幕所构成，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），其水平宽度分别为巨、B，并具有单元结构宽度PB，该巨、B、 PB之间，具有下式关系：
[0009] Ρκ ^ B+B ⑴
[0010] β = (.η-\)β (2)
[0011] 其中，η为视景数。
[0012] 该视差光栅结构62以一安装距离LB装置于该显示器屏幕元件50前，用于对该多 视景合成影像进行视景分离光学作用，以显示3D影像。
[0013] 另外，对于该视差光栅结构62的制作可通过光蚀刻、凸版转印、凹版转印等精密 制程，将该些遮光元件62a与该些透光元件62b复制于该透明基材61的一面上。另外，亦 可在该透明基材61的一面上，先涂布一层非透光的薄膜（无图示），再利用对位技术与一具 精密定位的雷射雕刻机具（无图示），对于该非透光薄膜，且对应于该多个透光元件62b所 存在处，挖空该处的该非透光薄膜，以完成该多个透光元件62b的制作，即可完成该视差光 栅结构62的制作。
[0014] 之后，再对该些遮光元件62a与该些透光元件62b覆盖一层透明的保护膜63，如二 氧化硅（Si02)薄膜，以防止该些遮光元件62a与该些透光元件62b的脱落与隔绝环境的影 响，如湿度。
[0015] 该透镜元件70由多个柱状形透镜71所构成，其中，单个柱状形透镜71可由垂直 条状或倾斜条状结构（如图4~5所示）所构成，其具有一透镜表面72、其焦距为f、其单 元结构宽度为PL。另外，该透镜表面72可由圆形曲面或非圆形曲面所构成。该焦距f与单 元结构宽度PL，令其具有下式（3)~（4)中的关系，以达到等效视景分离作用。
[0016] f ~LB (3)
[0017] PL = PB (4)
[0018] 其中，LB为安装距离，亦即该视差光栅元件60、该透镜元件70与显示器屏幕元件 50之间的距离。事实上，对于如图1所示元件堆栈的结构，该透镜元件70因具有些许厚度， 于实际的光学设计上，该些柱状形透镜的焦距f略大于该视差光栅结构的安装距离LB。
[0019] 另外，对于上述该些遮光元件62a与该些透光元件62b，其作用除了提供等效视景 分离作用外，亦具有光圈的效果。亦即，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62a与该些透光元件62b的水平宽度§、B，例如：
[0020] f)B = B +丑=.B +豆 (5)
[0021] 并令
[0022] B，>B、且互'<5 (6)
[0023] 其中，I'、B'为改变后该些遮光元件62a与该些透光元件62b的水平宽度，即可达 到提高该视差光栅元件60亮度的目的。另外，亦可通过以下条件：
[0024] 8，〈8、且亙'〉互 (7)
[0025] 达到降低该透镜元件70所产生鬼影的现象。
[0026] 另外，该透镜元件70的制作可通过卷对卷（Roll-to-Roll)滚印制程或热压印制 程，以制作出一单独的元件，再通过对位贴合制程装置于该视差光栅元件60上；或者通过 对位技术与热压印制程再将该透镜元件70直接制作于该视差光栅元件60的透明保护膜63 上。
[0027] 如上所述，该视差光栅元件60与一透镜元件70的制作，为通过不同的制程，以分 别制作出单独的元件后，再通过对位贴合的制程以完成一超立体景分离元件的制作。对于 上述分别且不连续的制程，因不具有生产的一贯性，无法满足高精度、高效率、低成本量产 的需求。
【发明内容】
[0028] 针对上述缺失，本发明提供了一种超立体视景分离元件，主要利用卷对卷的生产 方式（Roll-to-Roll Manufacturing Process)，通过凸版