CN104216131A - 带对位标靶的3d柱镜膜 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种带对位标靶的3D柱镜膜，包括：上胶合层，为透明的双面胶；上柱镜层，为透明的上柱镜；下柱镜层，为透明的下柱镜；下基材层，为透明的底材；下胶合层，为透明的双面胶；以及若干个对位标靶，设置在下基材层或者下柱镜层的适当位置，具有二维图形结构，且具有光学轮廓强化的特征。对于与显示器屏幕、触控面板间组装贴合的工序，提供可双面贴合的功效，另外，对于组装对位用的光学摄像系统，则可提供高度清晰、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

带对位标靶的3D柱镜膜

技术领域

本发明涉及3D柱镜膜领域，更具体地，涉及一种带对位标靶的3D柱镜膜。

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(3D LenticularFilm)，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20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(CylindricalLens)12a、与透明基材13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13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。

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 8,503,079B2、US 8,531,666。上述该US 8,503,079B2，说明了串扰产生的原因；而US 8,531,666B2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。

另外，对于装置有触控面板的智能手机(Smart Phone)、平板电脑(Tablet)等手持设备(Portable Device)，当导入裸视3D影像显示应用时，如图3所示，该3D柱镜膜12，需装置于该显示器11屏幕、与该触控面板21之间，方能维持原有触控所需的灵敏度。然而，该柱状透镜12a所具有圆形曲面的顶端22a，与该具平面结构特征的触控面板直接接触，易造成Wet-Out现象(吸附现象)，导致外观上的缺失；另外，因具有柱镜间的空隙22b，也易招致湿气的入侵与累积，亦成为产品的严重缺陷。因此，因表面结构的差异，使得该柱状透镜12a、与该触控面板21之间，无法实施全面贴合的工序，终至产生上述Wet-Out现象与湿气问题。

发明内容

本发明旨在提供一种带对位标靶的3D柱镜膜，以解决现有技术中的3D柱镜膜对位精度差、成像质量差的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种带对位标靶的3D柱镜膜，包括：上胶合层，为透明的双面胶；上柱镜层，为透明的上柱镜；下柱镜层，为透明的下柱镜；下基材层，为透明的底材；下胶合层，为透明的双面胶；以及若干个对位标靶，设置在下基材层或者下柱镜层的适当位置，具有二维图形结构，且具有光学轮廓强化的特征。

进一步地，上胶合层设置在上柱镜层的平面上。

进一步地，上柱镜包括若干个柱状透镜，若干个柱状透镜是通过卷对卷涂布或平面涂布紫外线固化工序制成的，将可紫外线固化的光学树脂涂布于下柱镜上，且填平下柱镜上所设置的若干个柱状透镜的结构面，以构成若干个柱状透镜，柱状透镜具有光学折射率n2，其中，每个柱状透镜为平凹透镜。

进一步地，下柱镜包括若干个柱状透镜，若干个柱状透镜是通过膜具压印成型或卷对卷紫外线固化工序制成的，将可紫外线固化的光学树脂成型并设置在下基材上，若干个柱状透镜，柱状透镜具有光学折射率n1，其中，每个柱状透镜为平凸透镜。

进一步地，光学折射率n1与光学折射率n2满足：n1>n2。

进一步地，透明的底材选自PET、APET、PC、PMMA或玻璃材料。

进一步地，下胶合层设置在下柱镜层的平面上。

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。

进一步地，若干个对位标靶，当设置于下柱镜层上时，是设置于某单个柱镜的表面上或相邻柱镜间的表面上。

进一步地，上柱镜包括若干个柱状透镜，若干个柱状透镜是通过卷对卷涂布或平面涂布紫外线固化工序制成的，将可紫外线固化的光学树脂涂布于下柱镜上，且填平下柱镜上所设置的若干个柱状透镜的结构面，以构成若干个柱状透镜，柱状透镜具有光学折射率n2，其中，每个柱状透镜为平凸透镜。

进一步地，下柱镜包括若干个柱状透镜，若干个柱状透镜是通过膜具压印成型或卷对卷紫外线固化工序制成的，将可紫外线固化的光学树脂，成型并设置在下基材上，若干个柱状透镜，柱状透镜具有光学折射率n1，其中，每个柱状透镜为平凹透镜。

进一步地，光学折射率n1与光学折射率n2满足：n1<n2。

本发明中的柱镜膜包括：上胶合层，为透明的双面胶；上柱镜层，为透明的上柱镜；下柱镜层，为透明的下柱镜；下基材层，为透明的底材；下胶合层，为透明的双面胶；以及若干个对位标靶，设置在下基材层或者下柱镜层的适当位置，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。另外，亦提出一种具有双平面结构特征的3D柱镜膜，可满足双面个别对显示器屏幕、与该触控面板，实施全面贴合的工序，达到解决Wet-Out现象与湿气问题。本发明对于与显示器屏幕、触控面板间组装贴合的工序，提供可双面贴合的功效，另外，对于组装对位用的光学摄像系统，则可提供高度清晰、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。

3D柱镜膜包含上述该柱状透镜(以下简称柱镜)、与该透明基材，整体而言，该3D柱镜膜是由透明材料所构成。如何在透明材料上，设置可高度辨识的对位标靶，即成为本发明所欲提出的技术内涵。另外，如何在柱镜曲面结构上，再添加装置平面光学结构，亦是本发明所欲达成的技术目标。

为了提高光学摄像系统对于对位标靶的辨识率，本发明所揭露的对位标靶，具有(1)设置在非柱镜区或柱镜区、(2)二维图形结构、(3)光学轮廓强化(Optical Edge Enhancement)等三种特征，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。

另外，为了达到柱镜双面接可实施面贴合的工序，本发明所揭露的具双平面结构特征的3D柱镜膜，是于柱镜圆曲面上，通过添加光学透明材料，以填平所有柱镜空隙的方法，可提供平面结构，达到全面贴合的目的。

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所示，为公知显示器屏幕、3D柱镜膜与触控面板构成结构的示意图；

图4至图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，为具有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；

图15至图16，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(对位标靶在非柱镜区)。

如图4～图6所示，为本发明实施例构成的示意图。本发明一种带对位标靶的3D柱镜膜30，依装置次序，包括：上胶合层31、上柱镜层32、下柱镜层33、下基材层34、下胶合层35与若干个对位标靶36。其中，该上胶合层31为透明的双面胶，设置在该上柱镜层32的平面32a上；该上柱镜层32具有若干个平凹透镜，以构成平面32a、与凹透镜结构面32b，具有光学折射率n2；该下柱镜层33设置在该下基材层34的上平面34a上，具有若干个平凸透镜，以构成平面33a、与凸透镜结构面33b，具有光学折射率n1；该下基材层34为透明基材，具有适当的厚度与上平面34a、下平面34b结构，其材料的构成，是选自PET、APET、PC、PMMA、玻璃等材料；该若干个对位标靶36，设置在该下基材层34上平面34a上适当位置，且该位置上不具有柱镜结构，因此，该若干个对位标靶36具有设置于非柱镜区的特征。另外，该若干个对位标靶36，具有二维图形结构、与光学轮廓强化的特征；该下胶合层35为透明的双面胶，设置在该下基材层34的下平面34b上。

如前所述，该下柱镜层33的若干个平凸透镜，是通过模具压印成型或卷对卷紫外线固化工序，将可紫外线固化的光学树脂，成型并设置在该下基材34的上平面34a上。另外，该上柱镜层32的若干个平凹透镜，通过卷对卷涂布或平面涂布的作业，将可紫外线固化的光学树脂，涂布于该下柱镜上，且填平该若干个平凸透镜的结构面，以构成若干个平凹透镜。所述该平凸透镜与该平凹透镜，个别具有光学折射率n1、n2，并具有n1>n2的关系，因此，该上、下柱镜所构成的光学结构，仍保有柱镜的光学特性，因此，可提供3D影像显示的功效。

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36所具有的二维图形结构，选自方形结构36a、四方环结构36b、圆形结构36c、圆环结构36d、十字结构36e、与反十字结构36f。其中，该方形结构36a与四方环结构36b具有几何形状互补的关系；圆形结构36c与圆环结构36d具有几何形状互补的关系；十字结构36e与反十字结构36f具有几何形状互补的关系。另外，上述该对位标靶36a、36b、36c、36d、36e、36f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36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36a与该四方环结构36b，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36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36。另外，围绕该对位标靶36的透明基材34，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36可提供高对比度的影像，从而可解析出清楚且锐利的轮廓37。

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36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36。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36的透明基材34，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36可提供高对比度的影像，从而可解析出清楚且锐利的轮廓37。

综上所述，本发明一种带对位标靶的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(对位标靶在柱镜区)

如图15至图16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30，具有与实施例同样构成的特征，唯一不同处，是该若干个对位标靶36设置的位置。

如图15所示，本实施例中对位标靶36设置位置，可以设置在下柱镜层33上某单个柱镜的表面上；另外，如图16所示，也可以设置在下柱镜层33上相邻柱镜间的表面上。

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 (15)

1.一种带对位标靶的3D柱镜膜，其特征在于，包括：

上胶合层，为透明的双面胶；

上柱镜层，为透明的上柱镜；

下柱镜层，为透明的下柱镜；

下基材层，为透明的底材；

下胶合层，为透明的双面胶；以及

若干个对位标靶，设置在所述下基材层或者所述下柱镜层的适当位置，具有二维图形结构，且具有光学轮廓强化的特征。

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，所述上胶合层设置在所述上柱镜层的平面上。

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，所述上柱镜包括若干个柱状透镜，所述若干个柱状透镜是通过卷对卷涂布或平面涂布紫外线固化工序制成的，将可紫外线固化的光学树脂涂布于所述下柱镜上，且填平所述下柱镜上所设置的若干个柱状透镜的结构面，以构成所述若干个柱状透镜，所述柱状透镜具有光学折射率n2，其中，每个所述柱状透镜为平凹透镜。

4.根据权利要求3所述的带对位标靶的3D柱镜膜，其特征在于，所述下柱镜包括若干个柱状透镜，所述若干个柱状透镜是通过膜具压印成型或卷对卷紫外线固化工序制成的，将可紫外线固化的光学树脂成型并设置在所述下基材上，所述若干个柱状透镜，所述柱状透镜具有光学折射率n1，其中，每个所述柱状透镜为平凸透镜。

5.根据权利要求4所述的带对位标靶的3D柱镜膜，其特征在于，所述光学折射率n1与所述光学折射率n2满足：n1>n2。

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，所述透明的底材选自PET、APET、PC、PMMA或玻璃材料。

7.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，所述下胶合层设置在所述下柱镜层的平面上。

8.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。

9.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，所述光学轮廓强化对于入射光来说，是所述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。

10.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，所述光学轮廓强化对于入射光来说，是所述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。

11.根据权利要求10所述的带对位标靶的3D柱镜膜，其特征在于，所述全反射微结构选自三角状或锥状的细微结构。

12.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，所述若干个对位标靶，当设置于所述下柱镜层上时，是设置于某单个柱镜的表面上或相邻柱镜间的表面上。

13.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，所述上柱镜包括若干个柱状透镜，所述若干个柱状透镜是通过卷对卷涂布或平面涂布紫外线固化工序制成的，将可紫外线固化的光学树脂涂布于所述下柱镜上，且填平所述下柱镜上所设置的若干个柱状透镜的结构面，以构成所述若干个柱状透镜，所述柱状透镜具有光学折射率n2，其中，每个所述柱状透镜为平凸透镜。

14.根据权利要求13所述的带对位标靶的3D柱镜膜，其特征在于，所述下柱镜包括若干个柱状透镜，所述若干个柱状透镜是通过膜具压印成型或卷对卷紫外线固化工序制成的，将可紫外线固化的光学树脂，成型并设置在所述下基材上，所述若干个柱状透镜，所述柱状透镜具有光学折射率n1，其中，每个所述柱状透镜为平凹透镜。

15.根据权利要求14所述的带对位标靶的3D柱镜膜，其特征在于，所述光学折射率n1与所述光学折射率n2满足：n1<n2。