CN102565888B - 微透镜及柱状透镜兼用的透镜板 - Google Patents

微透镜及柱状透镜兼用的透镜板 Download PDF

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Abstract

本发明涉及微透镜及柱状透镜兼用透镜板，其不仅利用金刚石工具制作微透镜，从表面隐藏透镜，而且同时获得柱状透镜和微透镜的立体效果。根据本发明的微透镜及柱状透镜兼用的透镜板，其特征在于，包括：第一柱状透镜层，由半圆柱形凸透镜平行排列而成；折射调整粘接层，形成于第一柱状透镜层的下方；第二柱状透镜层，形成于折射调整粘接层的下方并由半圆柱形凸透镜平行排列而成；焦点距离层，形成于第二柱状透镜层的下方；及立体层，形成于焦点距离层的下方。

Description

微透镜及柱状透镜兼用的透镜板
技术领域
本发明涉及透镜板，尤其涉及微透镜及柱状透镜兼用的透镜板。
背景技术
透镜板应用于各种领域。最具代表性的应用范围有液晶显示器用透镜板、立体影像显示器用透镜板、面光源装置用透镜板、背光源部件用透镜板、用于三维观测的透镜板等。
图1为现有技术的用于三维观测的微透镜板结构示意图。
如图1所示，现有技术的用于三维观测的微透镜板100包括：透镜阵列层110，其中，凸透镜以阵列形式排列；焦点距离层120，设置于透镜阵列层110的下方并根据透镜的曲率半径调整适当的焦点距离；立体层130，设置于焦点距离层110的下方并根据一定的立体图案形成立体图像。
微透镜板通过视错觉现象使观测人感受到深度，而其深度的差异由立体图案的大小和密度决定。例如，在以45度以每英寸200个构成的凸透镜中，若使立体图案的数量小于200个，则观测者将感到突出的立体感，而若大于200个，则将感到凹陷的立体感。
一般而言，用于三维观测的微透镜板100，通过平版印刷、激光蚀刻等方法制作模具之后，生产透镜的形状。在此，利用平版印刷的模具制作，虽然能加工高质量的微透镜，但透镜大小受限制，价格高，而利用激光蚀刻的模具制作，虽然可以较低廉的价格制作大型滚压模具，但会降低模具质量，且很难按设计图纸制作模具。
图2为现有技术的柱状透镜板结构示意图。
如图2所示，现有技术的柱状透镜板200包括：透镜阵列层210，由多个半圆柱形的凸透镜平行排列而成；焦点距离层220，设置于透镜阵列层210的下方并根据透镜的曲率半径调整适当的焦点距离；立体层230，设置于焦点距离层210的下方并形成立体图像。
一般而言，柱状透镜200可利用金刚石工具制作高质量的模具且可赋予自由的立体感，但立体感观测方向受限制，且会引起眩晕。另外，不能形成可在微透镜中实现的利用云纹的稳定的立体图案。
下面，对利用蚀刻法制作模具之后生产的现有技术的微透镜中所存在的问题总结如下：
第一、利用化学蚀刻的微透镜很难按设计图纸形成曲率半径；
第二、根据化学蚀刻的特点，随模具压纹的深度，透镜板的透明度将下降；
第三、根据化学蚀刻的特点，在重新生产同样的透镜时，因蚀刻液的状态、外部温度及操作者的状态等原因，很难制作出均匀的微透镜模具；
第四、单纯的图案可实现稳定的立体效果，但一般图像的立体效果受到限制。
另外，对利用金刚石工具制作模具之后生产的现有技术的柱状透镜中所存在的问题总结如下：
第一、在立体图像的实现方面，虽然能实现自由的立体感，但只在非上下方向的左右方向感受到立体感；
第二、因图像的跳动现象，有可能引起眩晕；
第三、无法实现利用云纹法的各种图案的立体现象。
韩国注册实用新型公报中公开的放射型凸透镜立体印刷板(注册号20-0311905)和立体印刷板(注册号20-0444099)利用包括多色2D图像的云纹表现立体印刷图案图像，采用现有技术的微透镜。
另外，韩国专利公开公报所公开的利用光束差的印刷用平面透镜板(申请号10-2006-0138521)涉及在透镜表面涂布不同折射率的固体树脂以隐藏透镜的平面立体板，选择性地采用现有技术的微透镜或柱状透镜。
另外，还公开有其他各种立体透镜板，其以负角或正角的细微蚀刻纹理图案替代印刷立体以实现立体，但这些都采用现有技术的上、下、左、右的放射型微透镜。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术之不足而提供一种微透镜及柱状透镜兼用的透镜板，其不仅利用金刚石工具制作微透镜，从表面隐藏透镜，而且同时获得柱状透镜和微透镜的立体效果。
为达到上述目的，根据本发明的一个实施方式，提供了一种微透镜及柱状透镜兼用的透镜板，其特征在于，包括：第一柱状透镜层，由半圆柱形凸透镜平行排列而成；折射调整粘接层，形成于第一柱状透镜层的下方；第二柱状透镜层，形成于折射调整粘接层的下方并由半圆柱形凸透镜平行排列而成；焦点距离层，形成于第二柱状透镜层的下方；及立体层，形成于焦点距离层的下方；而排列于第一柱状透镜层的半圆柱形凸透镜的母线和排列于第二柱状透镜层的半圆柱形凸透镜的母线相互交叉。
优选地，排列于第一柱状透镜层的半圆柱形凸透镜的曲面向下，而排列于第二柱状透镜层的半圆柱形凸透镜的曲面向上。
另外，还包括如下各层中的至少一层，即形成于第一柱状透镜层上部的第一树脂涂层；形成于第一柱状透镜层和折射调整粘接层之间的第二树脂涂层；及形成于折射调整粘接层和第二柱状透镜层之间的第三树脂涂层。
本发明不仅利用金刚石工具制作微透镜，且使凸透镜曲面以相互不同的角度相对，从而可制作出从表面隐藏透镜的高品位的立体板。
另外，本发明可按透镜设计图纸制作透镜，从而可获得高清晰度的立体感。
另外，本发明可同时获得柱状透镜和微透镜的立体效果，即可同时获得从任意方向观测的立体感和以帧为单位的影像分割图像的立体感。
附图说明
图1为现有技术的用于三维观测的微透镜板结构示意图；
图2为现有技术的柱状透镜板结构示意图；
图3为根据本发明一个实施方式的微透镜及柱状透镜兼用的透镜板的各层分解示意图；
图4为根据本发明另一实施方式的微透镜及柱状透镜兼用的透镜板的各层分解示意图。
具体实施方式
下面，结合附图对本发明具体实施例进行详细说明。
图3为根据本发明一个实施方式的微透镜及柱状透镜兼用的透镜板的各层分解示意图。
如图3所示，根据本发明一个实施方式的微透镜及柱状透镜兼用的透镜板300包括：第一柱状透镜层310，由半圆柱形凸透镜311平行排列而成；折射调整粘接层320，形成于第一柱状透镜层的下方；第二柱状透镜层330，形成于折射调整粘接层320的下方并由半圆柱形凸透镜331平行排列而成；焦点距离层340，形成于第二柱状透镜层330的下方并根据透镜的曲率半径调整适当的焦点距离；及立体层350，形成于焦点距离层340的下方并形成立体图像。
此时，排列于第一柱状透镜层的半圆柱形凸透镜311的母线和排列于第二柱状透镜层的半圆柱形凸透镜331的母线相互交叉。优选地，相互交叉的角度为90度或45度。
在本发明的一个实施例中，第一和第二柱状透镜层相互相对。即，排列于第一柱状透镜层的半圆柱形凸透镜311的曲面向下，而排列于第二柱状透镜层的半圆柱形凸透镜331的曲面向上。本发明的一个实施例通过上述结构制作出从表面隐藏透镜的高品位的立体板。
另外，第一柱状透镜层不在其下方设置焦点距离层，而只包括半圆柱形的凸透镜，从而使其厚度变得最薄。另外，优选地，第一柱状透镜层的凸透镜和第二柱状透镜层的凸透镜具备相同的曲率半径、相同的折射率及相同的透镜间距。
形成于第二柱状透镜层下方的焦点距离层340，具备考虑第一柱状透镜层的折射率及曲率半径、折射调整粘接层的折射率和第二柱状透镜层的折射率及曲率半径计算而成的物性。
图4为本发明另一实施方式的、微透镜及柱状透镜兼用的透镜板的各层分解示意图。
如图4所示，根据本发明另一实施方式的微透镜及柱状透镜兼用的透镜板400，在如图3所示的透镜板中，还包括如下各层中的至少一层：形成于第一柱状透镜层上方的第一树脂涂层410；形成于第一柱状透镜层和折射调整粘接层之间的第二树脂涂层420；及形成于折射调整粘接层和第二柱状透镜层之间的第三树脂涂层430。
第一至第三树脂涂层410、420、430改进柱状透镜层的功能。例如，若柱状透镜层310、330由A-PET(A-Polyethylene Terephthalate)树脂制作而成，则虽然具有高透明性、高折射率、尺寸稳定性及低价的优点，但在适印性方面存在问题，而若由G-PET(G-PolyethyleneTerephthalate)树脂制作而成，则虽然具有高透明性、好粘接性、适印性、高折射率及尺寸稳定性等优点，但也存在价格过高的缺点。即，各种树脂都具有优点和缺点。
因此，根据本发明的一个实施例，在用A-PET(A-PolyethyleneTerephthalate)树脂制作柱状透镜层310、330的同时，用G-PET(G-Polyethylene Terephthalate)树脂细致地涂布第一至第三树脂涂层410、420、430。结果，可同时具有A-PET的高透明性、高折射率、尺寸稳定性及低价的优点和G-PET的好粘接性及适印性的优点。这样的树脂组合仅为其中一例，本发明不受上述举例组合的限制。
另外，优选地，将第一柱状透镜层310的凸透镜和第二柱状透镜层330的凸透镜设计为非球面形状。
这是因为，具备一般截面的立体透镜板将具有随曲率半径变化的视角，若此视角大于45，则归为变化透镜，而若小于45度，则归为立体透镜。
但是，若用低折射率的涂层剂对透镜表面进行处理，则将具有非单一折射率的双重折射率，从而降低视角的范围。
因此，在本发明实施例中，将透镜加工成具有极高视角的非球面形状之后，利用透明的固体树脂粘接剂使第一柱状透镜层310和第二柱状透镜层320形成一体，因此，即使以折射率公式计算出的视角变小，也能获得稳定的立体感。
另外，透明固体树脂制成的折射调整粘接层320的折射率，小于第一至第二柱状透明层310、320的折射率。例如，若第一至第二柱状透镜层310、330的PET(Polyethylene Terephthalate)具有1.575的折射率，而折射调整粘接层320的透明固体树脂具有1.575的折射率，则透镜板将成为非立体透镜板的一般透明板。另外，透明固体树脂折射调整粘接层320的折射率越低，制作出的透镜板的厚度越薄。
上述实施例仅用以说明本发明而非限制，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明进行修改、变形或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种微透镜及柱状透镜兼用的透镜板，其特征在于，包括：
第一柱状透镜层，由半圆柱形凸透镜平行排列而成；
折射调整粘接层，形成于所述第一柱状透镜层的下方；
第二柱状透镜层，形成于所述折射调整粘接层的下方并由半圆柱形凸透镜平行排列而成；
焦点距离层，形成于所述第二柱状透镜层的下方；及立体层，形成于所述焦点距离层的下方；
其中，排列于所述第一柱状透镜层的半圆柱形凸透镜的母线和排列于所述第二柱状透镜层的半圆柱形凸透镜的母线相互成45度交叉设置；
该排列于所述第一柱状透镜层的半圆柱形凸透镜的曲面向下，而排列于所述第二柱状透镜层的半圆柱形凸透镜的曲面向上；
所述折射调整粘接层的折射率小于所述第一和第二柱状透镜层的折射率。
2.根据权利要求1所述的微透镜及柱状透镜兼用透镜板，其特征在于：还包括如下各层中的至少一层：
形成于所述第一柱状透镜层的上部的第一树脂涂层；
形成于所述第一柱状透镜层和所述折射调整粘接层之间的第二树脂涂层；及形成于所述折射调整粘接层和所述第二柱状透镜层之间的第三树脂涂层。
3.根据权利要求1或2所述的微透镜及柱状透镜兼用透镜板，其特征在于：排列于所述第一柱状透镜层的半圆柱形凸透镜的母线和排列于所述第二柱状透镜层的半圆柱形凸透镜的母线以90度相互交叉设置。
4.根据权利要求1或2所述的微透镜及柱状透镜兼用透镜板，其特征在于：所述第一柱状透镜层的凸透镜和所述第二柱状透镜层的凸透镜具备相同的曲率半径、折射率及透镜间距。
5.根据权利要求1或2所述的微透镜及柱状透镜兼用透镜板，其特征在于：所述第一柱状透镜层的凸透镜和所述第二柱状透镜层的凸透镜具备非球面形状。
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