一種高精度柱透鏡光柵的節(jié)距調(diào)節(jié)方法
【專利摘要】一種高精度柱透鏡光柵的節(jié)距調(diào)節(jié)方法，屬于光學領(lǐng)域，本發(fā)明目的是利用現(xiàn)有成熟的制造設備的模具來制作其它節(jié)距的柱透鏡光柵，進而降低模具制作成本。本發(fā)明方案：柱透鏡光柵采用卷對卷設備進行制作，卷對卷設備中的鏡面金屬輥的外圓表面貼合光柵凹模具，光柵凹模具節(jié)距為P1，光柵凹模具和鏡面金屬輥的初始貼合角度為0°，采用卷對卷設備生產(chǎn)出目標節(jié)距為P的柱透鏡光柵的方法為：將節(jié)距為P1的光柵凹模具進行裁剪，并調(diào)整光柵凹模具與鏡面金屬輥的貼合角度θ，然后將光柵凹模具貼合在鏡面金屬輥的外表面，貼合角度θ按公式獲取。
【專利說明】一種高精度柱透鏡光柵的節(jié)距調(diào)節(jié)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種利用現(xiàn)有節(jié)距的光柵模具生產(chǎn)其它節(jié)距的柱透鏡光柵技術(shù)，屬于 光學領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002] 電視經(jīng)歷了從黑白到彩色、彩色到高清的顯示發(fā)展歷程，真三維顯示是人們一直 追求的理想目標，3D顯示被公認為下一代顯示技術(shù)。3D顯示又分為戴3D眼鏡的和不用戴 3D眼鏡的兩種顯示方式。而不用佩戴任何輔助設備（大部分指佩戴3D眼鏡）的顯示技術(shù) 稱為裸眼3D顯示技術(shù)，此技術(shù)是未來顯示方面發(fā)展的主流方向。而實現(xiàn)裸眼3D顯示的方 式又分為很多種，目前普遍采用狹縫光柵和柱透鏡光柵作為裸眼3D實現(xiàn)的主要光學器件， 其實現(xiàn)原理為將柱透鏡光柵或狹縫光柵置于電視機面板前面適當位置結(jié)合適當?shù)?D圖像 混合，人們就可以欣賞到身臨奇境、畫面逼真的3D效果，如圖1所示，圖中包括凸透鏡光柵 101、PET基材102、0CA光學膠103、玻璃基板104和顯示面板105。
[0003] 但是圖2中顯示的狹縫光柵是利用光遮擋原理進行分光，將一條條通光和不通光 的細條周期排列即形成狹縫光柵，圖2(a)給出狹縫光柵107的結(jié)構(gòu)，利用該結(jié)構(gòu)器件在23 寸以上產(chǎn)品應用時光透過率僅26 %左右，如圖2 (b)所示，畫面比較暗，對眼睛健康不利以 及要想提高顯示亮度即提高背光亮度，這樣會損耗很多電資源，能耗高。而圖3所示的柱 透鏡光柵利用光折射原理進行分光，將一條條微小柱狀的透鏡單體沿著徑向排列即形成柱 透鏡光柵陣列，簡稱柱鏡光柵，柱透鏡光柵101結(jié)構(gòu)如圖3 (a)所示，其對光通過率基本無影 響，如圖3 (b)所示，因此柱透鏡光柵是目前實現(xiàn)自由立體裸眼顯示技術(shù)使用最多的光學器 件。
[0004]目前柱透鏡光柵器件在實際應用上還存在諸多問題：由于柱狀透鏡通過透鏡鏡片 來分配顯示設備像素到多個視點，柱透鏡的作用是折射指定像素的顯示信息到特定位置， 如圖1所示。因此，在不同視點的觀眾在設計的最佳觀看距離處可以觀看清晰的立體影像， 并可以實現(xiàn)連續(xù)的運動視差，如果柱透鏡光柵節(jié)距的設計值與實際加工值存在偏差，將嚴 重影響人們觀察立體的感受，圖4、圖5分別為加工值與設計值存在偏差時的立體成像光路 圖。圖4中的虛線代表實際加工的凸柱透鏡光柵L1，其節(jié)距為P1 ;實線代表理論設計的凸 柱透鏡光柵L，其節(jié)距為P，兩個光柵節(jié)距差值A(chǔ)P=P-P1，al，bl為節(jié)距偏小時兩鏡頭光學 路徑，可以看到立體圖像的觀看位置hl，其遠離最佳設計觀看距離，與屏幕較近，此問題出 現(xiàn)會導致觀看者長時間近處觀看視疲勞或眩暈，a，b兩點為最佳設計觀看距離h。同理圖5 為加工值比設計值偏大的光路示意圖。
[0005] 但隨著顯示器的分辨率提高從1080P(分辨率1920x1080)到4K(分辨率 3840x2160)或8K(分辨率7680x4320)，同樣大小的顯示器面板子像素的間距變的越來越 小，即要求加工其所使用的柱透鏡光柵器件更加精準，對設備的加工精度能力更高，尤其對 于能加工1米長度以上的光柵輥雕刻機的加工要求更嚴格，刀頭的輪廓要求更準確。但即 使能夠滿足以上的要求，以目前的現(xiàn)代加工設備雕刻出的光柵輥的成功率會大大降低，且 價格非常昂貴；從而導致制造成本提高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明目的是利用現(xiàn)有成熟的制造設備的模具來制作其它節(jié)距的柱透鏡光柵，進 而降低模具制作成本，本發(fā)明提供了一種高精度柱透鏡光柵的節(jié)距調(diào)節(jié)方法，是一種可精 確的調(diào)節(jié)光柵節(jié)距的制作方法。
[0007] 本發(fā)明所述一種高精度柱透鏡光柵的節(jié)距調(diào)節(jié)方法有兩個技術(shù)方案。
[0008] 第一個技術(shù)方案：柱透鏡光柵采用卷對卷設備進行制作，卷對卷設備包括PET基 材進入側(cè)抱緊輥、光柵凹模具、鏡面金屬輥和柱透鏡光柵輸出側(cè)抱緊輥，鏡面金屬輥的外圓 表面貼合光柵凹模具，PET基材進入側(cè)抱緊輥和柱透鏡光柵輸出側(cè)抱緊輥鏡像設置在貼合 有光柵凹模具的鏡面金屬輥的兩側(cè)，三個部分的軸線平行，且相鄰兩個部件的圓周相切、轉(zhuǎn) 向相反；
[0009] 光柵凹模具節(jié)距為P1，光柵凹模具和鏡面金屬輥的初始貼合角度為0°，
[0010] 采用卷對卷設備生產(chǎn)出目標節(jié)距為P的柱透鏡光柵的方法為：
[0011] 將節(jié)距為P1的光柵凹模具進行裁剪，并調(diào)整光柵凹模具與鏡面金屬輥的貼合角 度e，然后將光柵凹模具貼合在鏡面金屬輥的外表面，貼合角度9按公式

【權(quán)利要求】
1. 一種高精度柱透鏡光柵的節(jié)距調(diào)節(jié)方法，柱透鏡光柵采用卷對卷設備進行制作，卷 對卷設備包括PET基材進入側(cè)抱緊輥（2)、光柵凹模具（3)、鏡面金屬輥（4)和柱透鏡光柵 輸出側(cè)抱緊輥￠)，鏡面金屬輥（4)的外圓表面貼合光柵凹模具（3)，PET基材進入側(cè)抱緊輥 (2) 和柱透鏡光柵輸出側(cè)抱緊輥（6)鏡像設置在貼合有光柵凹模具（3)的鏡面金屬輥（4) 的兩側(cè)，三個部分的軸線平行，且相鄰兩個部件的圓周相切、轉(zhuǎn)向相反； 光柵凹模具（3)節(jié)距為P1，光柵凹模具（3)和鏡面金屬輥（4)的初始貼合角度為0°， 其特征在于，采用卷對卷設備生產(chǎn)出目標節(jié)距為P的柱透鏡光柵的方法為： 將節(jié)距為Pl的光柵凹模具（3)進行裁剪，并調(diào)整光柵凹模具（3)與鏡面金屬輥（4)的貼合角麼Θ,姨后將光*叫椋縣⑶貼合#鐿而僉屬輥⑷的外表面，貼合角度Θ按公式
獲取； 其中：ΛP為目標柱透鏡光柵節(jié)距與光柵凹模具（3)節(jié)距的差值，ΛP=P-Pl; Rl為鏡面金屬輥（4)的半徑； dl為制作光柵凹模具（3)的PET基材A厚度； H為光柵凹模具（3)拱高； 利用改變貼合角度的卷對卷設備生產(chǎn)出的柱透鏡光柵的節(jié)距為P。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種高精度柱透鏡光柵的節(jié)距調(diào)節(jié)方法，其特征在于，該方法 還包括：檢測改變貼合角度Θ后的卷對卷設備生產(chǎn)出的柱透鏡光柵的真實節(jié)距； 若檢測到的直實節(jié)距與目標節(jié)距P不相符，則以0. 0Γ為步長上下調(diào)節(jié)光柵凹模具 (3) 與鏡面金屬輥（4)的貼合角度Θ，直至節(jié)距誤差率低于1%。為止。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種高精度柱透鏡光柵的節(jié)距調(diào)節(jié)方法，其特征在于，卷對卷 設備還包括PET基材B進材卷輥（1)、點膠機（5)、柱透鏡光柵輸出卷輥（7)、光線準直光學 系統(tǒng)（8)、大功率光固化燈（9)和大功率光固化燈精密反射罩（10) ;PET基材B進材卷輥（1) 用于向PET基材進入側(cè)抱緊輥（2)提供PET基材B，制作出的柱透鏡光柵經(jīng)柱透鏡光柵輸出 側(cè)抱緊輥（6)后，由柱透鏡光柵輸出卷輥（7)輸出；在鏡面金屬輥（4)的正下方從上至下依 次設置有光線準直光學系統(tǒng)（8)、大功率光固化燈（9)和大功率光固化燈精密反射罩（10)。
4. 一種高精度柱透鏡光柵的節(jié)距調(diào)節(jié)方法，柱透鏡光柵采用凹版曲面固化成型設備進 行制作，凹版曲面固化成型設備包括光線準直光學系統(tǒng)（8)、大功率光固化燈（9)、大功率 光固化燈精密反射罩（10)、曲面板（11)和內(nèi)彎光柵凹模具（12);曲面板（11)的正上方從 下至上依次設置有光線準直光學系統(tǒng)（8)、大功率光固化燈（9)、大功率光固化燈精密反射 罩（10)，曲面板（11)的內(nèi)圓表面和大功率光固化燈精密反射罩（10)的內(nèi)圓表面相面對，曲 面板（11)的內(nèi)表面上貼合有內(nèi)彎光柵凹模具（12); 內(nèi)彎光柵凹模具（12)節(jié)距為P2,內(nèi)彎光柵凹模具（12)和曲面板（11)的初始貼合角度 為〇。， 其特征在于，采用凹版曲面固化成型設備生產(chǎn)出目標節(jié)距為P的柱透鏡光柵的方法 為： 將節(jié)距為P2的內(nèi)彎光柵凹模具（12)進行裁剪，并調(diào)整內(nèi)彎光柵凹模具（3)與曲面板 (11)的貼合角度Θ，然后將內(nèi)彎光柵凹模具（12)貼合在曲面板（11)的內(nèi)圓表面，貼合角 度Θ按公式
獲??； 其中：ΛΡ'為目標柱透鏡光柵節(jié)距與內(nèi)彎光柵凹模具（12)節(jié)距的差值，ΛΡ' =P-P2 ； R2為曲面板（11)的半徑； d2為制作內(nèi)彎光柵凹模具（12)的PET基材A厚度； H2為內(nèi)彎光柵凹模具（12)拱高； 利用改變貼合角度的凹版曲面固化成型設備生產(chǎn)出的柱透鏡光柵的節(jié)距為P。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種高精度柱透鏡光柵的節(jié)距調(diào)節(jié)方法，其特征在于，該方法 還包括：檢測改變貼合角度Θ后的凹版曲面固化成型設備生產(chǎn)出的柱透鏡光柵的真實節(jié) 距； 若檢測到的直實節(jié)距與目標節(jié)距P不相符，則以0.or為步長上下調(diào)節(jié)內(nèi)彎光柵凹模 具（12)與曲面板（11)的貼合角度Θ，直至節(jié)距誤差率低于1%。為止。
【文檔編號】B29D11/00GK104441712SQ201410815615
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月23日
【發(fā)明者】魏厚偉, 顧開宇 申請人:寧波維真顯示科技有限公司