CN104181698B - 对位标靶及具有其的3d柱镜膜、光学膜和显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种对位标靶及具有其的3D柱镜膜、光学膜和显示装置,对位标靶设置在光学膜的适当位置,对位标靶具有二维图形结构,且具有光学轮廓强化的特征。对于组装对位用的光学摄像系统,可提供高度清晰、且具高对比度的对位标靶影像,大幅提高3D柱镜膜与显示器屏幕间组装对位的精度,达到提供最佳3D影像质量的目的。
Description
技术领域
本发明涉及3D柱镜膜技术领域,更具体地,涉及一种对位标靶及具有其的3D柱镜膜、光学膜和显示装置。
背景技术
如图1所示,为公知柱镜型3D影像显示设备的示意图。对于公知柱镜型3D影像显示设备(Lenticular Based 3D Image Displaying Device)10,一般是使用3D柱镜膜12(3DLenticular Film),并将其安装在显示器11屏幕的前面,以构成公知裸视3D影像显示设备。因此,观赏者13可于适当的观赏位置,无须通过眼镜的佩戴,即可观赏到3D影像。
如图2所示,为该3D柱镜膜结构的示意图。该3D柱镜膜12,由若干个柱状透镜(Cylindrical Lens)12a、与透明基材12b所构成。该若干个柱状透镜12a,可通过模具压印成型或卷对卷紫外线固化工序制作出,并设置在该透明基材12b上,其中,每个柱状透镜12a,具有圆形曲面半径r、与单元结构宽度PL。
如图3所示,为超立体视3D柱镜膜结构的示意图。该超立体视3D柱镜膜(SuperAuto-Stereoscopic Lenticular Film)12,依装配的次序,由若干个柱状透镜12a、透明基材12b、与狭缝光栅元件12c所构成。该若干个柱状透镜12a、与该透明基材12b的构成与制作,如前述。另外,该狭缝光栅元件12c,由若干个单元狭缝光栅元件12d所构成,其中,每个单元狭缝光栅元件12d具有单元结构宽度PB,且由一个光遮蔽元件12e与一个透光元件12f所构成,其中,该每个光遮蔽元件12e、与每个透光元件12f,分别具有水平宽度B。另外,该狭缝光栅元件12c,可通过网版印刷或卷对卷凸版印刷工序制作出,设置在该透明基材12b另一面上。
如图4所示,为另一种超立体视3D柱镜膜结构的示意图。该3D柱镜膜12与图3所示的3D柱镜膜,具有相同的构成与制作工序,唯一不同处,只在于装配的次序,依次由若干个柱状透镜12a、狭缝光栅元件12c、与透明基材12b所构成。上述三种3D柱镜膜结构,请详阅中国台湾专利申请案号:102144889、102144895。
一般,该3D柱镜膜12与该显示器11屏幕间的组装精度,会高度影响最终3D影像的质量,如串扰(Cross-talk)、视中心点位置(Center of Viewing Position)。关于3D影像质量的优劣与两者间组装对位精度的关系,请详阅US专利申请案号:US 8,503,079 B2、US 8,531,666。上述该US 8,503,079 B2,说明了串扰产生的原因;而US 8,531,666 B2则阐述了视中心点位置偏移发生的机制。虽然,上述该两US专利所讨论的对象,只局限于视差光栅(Parallax Barrier,或称为狭缝光栅),但由于视差光栅与3D柱镜(Lenticular),具有等效的3D光学作用,其所揭露的基本原理与方法,亦适用于3D柱镜的领域。另外,对于通过光学摄像系统与高精度机械传动系统完成高精度自动组装对位的技术为成熟且被广泛应用于光学自动检测产业的工艺,因此,不再赘述。
发明内容
本发明旨在提供一种对位标靶及具有其的3D柱镜膜、光学膜和显示装置,以解决现有技术中的3D柱镜膜与显示器屏幕间组装对位的精度低、影像显示效果差的问题。
为解决上述技术问题,根据本发明的一个方面,提供了一种用于光学膜的对位标靶,对位标靶设置在光学膜的适当位置,对位标靶具有二维图形结构,且具有光学轮廓强化的特征。
进一步地,二维图形结构选自方形结构、四方环结构、圆形结构、圆环结构、十字结构或反十字结构。
进一步地,光学轮廓强化,对于入射光来说,是具有二维图形结构的对位标靶的表面上,通过雾化或咬花表面处理,产生高度光散射的作用。
进一步地,光学轮廓强化,对于入射光来说,是具有二维图形结构的对位标靶的表面上,通过全反射微结构表面处理,产生高度光反射的作用。
进一步地,全反射微结构选自三角状或锥状的细微结构。
根据本发明的另一个方面,提供了一种带对位标靶的3D柱镜膜,包括:柱镜区,选自3D柱镜或超立体视3D柱镜;非柱镜区,为透明基材;以及若干个对位标靶,设置在非柱镜区或者柱镜区的适当位置,对位标靶具有二维图形结构,且具有光学轮廓强化的特征。
进一步地,3D柱镜,自上到下包括:若干个柱状透镜、透明基材,若干个柱状透镜,通过模具压印成型或卷对卷紫外线固化工序制作出,并设置在透明基材上。
进一步地,超立体视3D柱镜,自上到下包括:若干个柱状透镜、透明基材、狭缝光栅元件,其中,若干个柱状透镜,通过模具压印成型或卷对卷紫外线固化工序制作出,并设置在透明基材上,另外,狭缝光栅元件包括若干个单元狭缝光栅元件,其中,每个单元狭缝光栅元件包括一个光遮蔽元件和一个透光元件,狭缝光栅元件通过网版印刷或卷对卷凸版印刷工序制作出,并设置在透明基材另一面上。
进一步地,超立体视3D柱镜,自上到下包括:若干个柱状透镜、狭缝光栅元件、透明基材,其中,若干个柱状透镜,通过模具压印成型或卷对卷紫外线固化工序制作出,并设置在透明基材上,另外,狭缝光栅元件包括若干个单元狭缝光栅元件,其中,每个单元狭缝光栅元件包括一个光遮蔽元件和一个透光元件,狭缝光栅元件,通过网版印刷或卷对卷凸版印刷工序制作出,设置在透明基材同一面上。
进一步地,透明基材选自PET、APET、PC、PMMA或玻璃材料。
进一步地,二维图形结构选自方形结构、四方环结构、圆形结构、圆环结构、十字结构或反十字结构。
进一步地,光学轮廓强化,对于入射光来说,是具有二维图形结构的对位标靶的表面上,通过雾化或咬花表面处理,产生高度光散射的作用。
进一步地,光学轮廓强化,对于入射光来说,是具有二维图形结构的对位标靶的表面上,通过全反射微结构表面处理,产生高度光反射的作用。
进一步地,全反射微结构选自三角状或锥状的细微结构。
根据本发明的另一个方面,提供了一种光学膜,光学膜上设置若干个对位标靶,对位标靶设置在光学膜的适当位置,对位标靶具有二维图形结构,且具有光学轮廓强化的特征。
根据本发明的另一个方面,提供了一种显示装置,显示装置包括若干层上述的光学膜。
本发明中的对位标靶设置在光学膜的适当位置,对位标靶具有二维图形结构,且具有光学轮廓强化的特征。本发明只针对3D柱镜膜,提出一种对位标靶(Alignment Mark)的结构,以符合组装对位精度的需求,达到提供最佳3D影像质量的目的。本发明中的对位标靶能够提高光学摄像系统对于对位标靶的辨识率,对于光学摄像系统,可提供高度清晰、且具高对比度的对位标靶影像,大幅提高组装对位的精度,达到提供最佳3D影像质量的目的。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1所示,为公知柱镜型3D影像显示设备的示意图;
图2所示,为公知3D柱镜膜结构的示意图;
图3和图4所示,为公知超立体视3D柱镜膜结构的示意图;
图5和图6所示,为本发明实施例1构成的带对位标靶的3D柱镜膜的结构示意图;
图7至图12所示,为具二维图形结构特征对位标靶结构的示意图;
图13所示,为具光散射特征对位标靶的示意图;
图14所示,为具光反射特征对位标靶的示意图;以及
图15至图18,为本发明实施例2构成的带对位标靶的3D柱镜膜的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明,但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
实施例1.带对位标靶的3D柱镜膜(对位标靶在非功能区)
如图5至图6所示,为本发明实施例构成的示意图。本发明提供了一种带对位标靶的3D柱镜膜,是在3D柱镜膜12上,设置有柱镜区14、非柱镜区15与若干个对位标靶16。其中,该柱镜区14,选自3D柱镜或超立体视3D柱镜;该非柱镜区15为透明基材,该透明基材选自PET、APET、PC、PMMA或玻璃等材料;该若干个对位标靶16,设置在该非柱镜区15上的适当位置,即设置在该透明基材上,具有二维图形结构、与光学轮廓强化的特征。
其中由于对位标靶预设在非柱镜区,柱镜区未设置对位标靶,即对位标靶设置在非功能区。
如图7至图12所示,为具二维图形结构特征对位标靶结构的示意图。该对位标靶16所具有的二维图形结构,选自方形结构16a、四方环结构16b、圆形结构16c、圆环结构16d、十字结构16e、与反十字结构16f。其中,该方形结构16a与四方环结构16b具有几何形状互补的关系;圆形结构16c与圆环结构16d具有几何形状互补的关系;十字结构16e与反十字结构16f具有几何形状互补的关系。另外,上述该对位标靶16a、16b、16c、16d、16e、16f几何尺寸的大小,可为数十微米(μm)至数百微米。
通常,使用光学摄像系统做对位标靶的辨识与对位时,对于对位标靶几何形状的设计,必须考虑对应对位标靶的几何形状。所谓对应对位标靶,是指对应于该3D柱镜膜12上所装置对位标靶16的位置,在该显示器11屏幕上的同样位置,须设置对位标靶(无图示)。一般,会将对应对位标靶,设计成为具有几何互补的形状,以利于对位精度的识别。例如,该方形结构16a与该四方环结构16b,可分别设置在该3D柱镜膜12与该显示器11屏幕上同样位置,反之亦可。完成对位后,通过观察上述该两对位标靶堆叠重合的状况,即可判定对位的误差。
另外,对于透明状的3D柱镜膜,由于如前述材料与制程的关系,为了顾及对位标靶装置的精度,必须在3D柱镜膜制作产出时,以同材料与同制程,同时将对位标靶制作产出。不论是模具压印成型或是卷对卷紫外线固化工序,都需通过精密的雕刻机具,在模具上雕刻出柱镜与对位标靶的结构,再通过成型的工序产出3D柱镜膜与对位标靶。因此,对于上述两种制程所产出的对位标靶,若不对该对位标靶的结构做光学轮廓强化的处理,所制作产出的对位标靶,仅为透明的结构,很不利于光学摄像系统的辨识与对位。
所谓光学轮廓强化的处理,是在模具上,对该具二维图形结构的对位标靶的面上,做雾化或咬花表面处理,使所成型产出的对位标靶,对于入射光,具有高度光散射的能力,有助于提高对位标靶影像的对比。另外,亦可做全反射微结构处理,使得所成型产出的对位标靶,对于入射光,具有高度光反射的能力,则更可大幅提升对位标靶影像的对比。
如图13所示,为具光散射特征对位标靶的示意图。该对位标靶16的表面,如前述,经过雾化或咬花表面处理后,对于入射光而言,可让大部分的入射光做散射(Scattering),而让小部分的入射光穿透该对位标靶16。另外,围绕该对位标靶16的透明基材15,对于入射光而言,可让大部分的入射光穿透,而仅让小部分的入射光反射。因此,对于光学摄像系统,该对位标靶16可提供高对比度的影像,从而可解析出清楚且锐利的轮廓17。
如图14所示,为具光反射特征对位标靶的示意图。该对位标靶16的表面,如前述,经全反射微结构处理后,对于入射光而言,可让大部分的入射光做反射(Reflection),而让小部分的入射光穿透该对位标靶16。其中,该全反射微结构,选自三角状或锥状(无图示)的细微结构。另外,围绕该对位标靶16的透明基材15,对于入射光而言,可让大部分的入射光穿透,而仅让小部分的入射光反射。因此,对于光学摄像系统,该对位标靶16可提供高对比度的影像,从而可解析出清楚且锐利的轮廓17。
综上所述,本发明提供了一种带对位标靶的3D柱镜膜,主要揭露具有(1)设置在非柱镜区、(2)二维图形结构、(3)光学轮廓强化等三种特征的对位标靶,对于组装对位用的光学摄像系统,可提供高度清晰、且具高对比度的对位标靶影像,大幅提高3D柱镜膜与显示器屏幕间组装对位的精度,达到提供最佳3D影像质量的目的。
实施例2.带对位标靶的3D柱镜膜(对位标靶在功能区)
如图15至图18所示,为本发明实施例2所示的带对位标靶的3D柱镜膜的结构示意图。该带对位标靶的3D柱镜膜12设置有作为功能区的柱镜区14、作为非功能区的非柱镜区15与若干个对位标靶16。其中对位标靶16设置在柱镜区14的适当位置。
柱镜区14具有若干个柱镜紧密排列形成的阵列,形成3D柱镜或超立体视3D柱镜;该非柱镜区15为透明基材,该透明基材选自PET、APET、PC、PMMA、玻璃等材料;对位标靶16具有二维图形结构、与光学轮廓强化的特征。
目前由于对位标靶仅为透明的,光学摄像系统难以辨识与对位。因此,发明人通过深入研究证实,对对位标靶进行光学轮廓强化处理可以很明显的增加辨识与对位的准确度。如同实施例1所述的那样,光学轮廓强化的处理,是在模具上,对该具二维图形结构的对位标靶的面上,做雾化或咬花表面处理,使所成型产生对位标靶。这样对于入射光,对位标靶具有高度光散射的能力,有助于提高对位标靶影像的对比度。另外,亦可做全反射微结构处理,使得所成型产出的对位标靶,对于入射光,具有高度光反射的能力,则更可大幅提升对位标靶影像的对比度。
如图15至图18所示,该对位标靶16的表面,如前述,经过雾化或咬花表面处理后,可让大部分的入射光做散射(Scattering),而让小部分的入射光穿透该对位标靶16。另外,而作为功能区的柱镜区的非对位标靶位置,可让大部分的入射光穿透,而仅让小部分的入射光反射。因此,对于光学摄像系统,该对位标靶16可提供高对比度的影像,从而可解析出清楚且锐利的轮廓。
本实施例中对位标靶16在柱镜区14的位置可以设置在柱镜区某单个柱镜的表面上,也可以设置在柱镜区相邻柱镜的表面上。
本发明还提供了一种光学膜。光学膜上设置若干个对位标靶,对位标靶设置在光学膜的适当位置,对位标靶具有二维图形结构,且具有光学轮廓强化的特征。
本发明还提供了一种种显示装置,显示装置包括若干层上述的光学膜。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种带对位标靶的3D柱镜膜,其特征在于,包括:
柱镜区,选自3D柱镜或超立体视3D柱镜;
非柱镜区,为透明基材;以及
若干个对位标靶,设置在所述非柱镜区或者所述柱镜区的适当位置,所述对位标靶具有二维图形结构,且具有光学轮廓强化的特征,所述光学轮廓强化,对于入射光来说,是具有所述二维图形结构的所述对位标靶的表面上,通过雾化或咬花表面处理,产生高度光散射的作用;经过雾化或咬花表面处理的对位标靶,大部分入射光在所述对位标靶处散射,少部分入射光穿透所述对位标靶。
2.根据权利要求1所述的带对位标靶的3D柱镜膜,其特征在于,所述3D柱镜,自上到下包括:若干个柱状透镜、透明基材,所述若干个柱状透镜,通过模具压印成型或卷对卷紫外线固化工序制作出,并设置在所述透明基材上。
3.根据权利要求1所述的带对位标靶的3D柱镜膜,其特征在于,所述超立体视3D柱镜,自上到下包括:若干个柱状透镜、透明基材、狭缝光栅元件,其中,所述若干个柱状透镜,通过模具压印成型或卷对卷紫外线固化工序制作出,并设置在所述透明基材上,另外,所述狭缝光栅元件包括若干个单元狭缝光栅元件,其中,每个所述单元狭缝光栅元件包括一个光遮蔽元件和一个透光元件,所述狭缝光栅元件通过网版印刷或卷对卷凸版印刷工序制作出,并设置在所述透明基材另一面上。
4.根据权利要求1所述的带对位标靶的3D柱镜膜,其特征在于,所述超立体视3D柱镜,自上到下包括:若干个柱状透镜、狭缝光栅元件、透明基材,其中,所述若干个柱状透镜,通过模具压印成型或卷对卷紫外线固化工序制作出,并设置在所述透明基材上,另外,所述狭缝光栅元件包括若干个单元狭缝光栅元件,其中,每个所述单元狭缝光栅元件包括一个光遮蔽元件和一个透光元件,所述狭缝光栅元件,通过网版印刷或卷对卷凸版印刷工序制作出,设置在所述透明基材同一面上。
5.根据权利要求1所述的带对位标靶的3D柱镜膜,其特征在于,所述透明基材选自PET、APET、PC、PMMA或玻璃材料。
6.根据权利要求1所述的带对位标靶的3D柱镜膜,其特征在于,所述二维图形结构选自方形结构、四方环结构、圆形结构、圆环结构、十字结构或反十字结构。
7.一种光学膜,其特征在于,所述光学膜上设置若干个对位标靶,所述对位标靶设置在所述光学膜的适当位置,所述对位标靶具有二维图形结构,且具有光学轮廓强化的特征,所述光学轮廓强化,对于入射光来说,是具有所述二维图形结构的所述对位标靶的表面上,通过雾化或咬花表面处理,产生高度光散射的作用;经过雾化或咬花表面处理的对位标靶,大部分入射光在所述对位标靶处散射,少部分入射光穿透所述对位标靶。
8.一种显示装置,其特征在于,所述显示装置包括若干层权利要求7所述的光学膜。
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