CN105301678A - 柱状透镜片、显示装置及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种柱状透镜片、以及包括该柱状透镜片的显示装置及电子设备，所述柱状透镜片能够同时实现由提高粘合精度带来的可视性提高、以及由透镜加工过程中的形状稳定化带来的低成本化。该柱状透镜片包括：多个柱面透镜，所述多个柱面透镜沿相互平行的方向延伸；以及对准标记，所述对准标记具有所述多个柱面透镜中的两个柱面透镜、设置在所述两个柱面透镜之间的平坦部、以及设置在所述平坦部上并在所述两个柱面透镜之间延伸的结构。

Description

柱状透镜片、显示装置及电子设备

相关申请的交叉引用

本申请要求2014年7月16日提交的申请号为2014-145589的日本专利申请的优先权，该日本专利申请的全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及在能够从多个视点显示不同的图像的显示装置中使用的柱状透镜片、包括该柱状透镜片的显示装置、以及包括该显示装置的电子设备。具体地，本发明涉及柱状透镜片的对准标记。

背景技术

使用诸如基于玻璃基板并具有多个像素的液晶面板、有机电致发光(EL)面板、等离子显示面板(PDP)等的显示面板以及柱状透镜片的立体显示装置已经被提出。为了在使用柱状透镜片的立体显示装置中获得高立体显示特性，当将柱状透镜片粘合到显示面板时，需要以高精度将显示面板的像素与柱状透镜片的透镜对准。为了以高精度将显示面板与柱状透镜片对准，需要在至少两个区域上设置对准标记，而在各对准标记的附近没有与对准标记相似的标记，并且需要对准标记的更高的可视性。

在日本专利申请特开2008－070760号公报(以下，称作专利文献1)中，如图1所示，柱状透镜片100包括柱面透镜101和平行于柱面透镜101的延伸方向导入的非周期性平坦部102，非周期性平坦部102设为用作对于X轴方向的对准标记。在此，图1的右侧的X箭头和Y箭头分别示出X轴方向和Y轴方向。图2是示出柱状透镜片100的对准标记的放大的主视图。图2的点阴影区域表示表面形成为曲面的部分。

当以高精度将显示面板与柱状透镜片对准时，通常，通过电荷耦合器件(CCD)摄像机来观察柱状透镜片100的对准标记。具体地，当通过落射光观察对准标记时，由于非周期性平坦部102和柱面透镜101的亮度差或色差足以使非周期性平坦部102和柱面透镜101被识别，因此能够通过简单的图像识别装置在短时间内高精度地识别非周期性平坦部102和柱面透镜101之间的边界。其原因是在平坦部上大量的落射光朝向CCD摄像机反射，但与平坦部相比，在曲面上朝向CCD摄像机反射的落射光减少。

另外，当观察非周期性平坦部102、以及非周期性平坦部102的表面与柱面透镜101的表面之间的交线时，使用透射光和落射光，通过CCD摄像机能够很容易聚焦于非周期性平坦部102和柱面透镜101之间的交线。

日本专利申请特开2011－232446号公报(以下，称作专利文献2)公开了三种关于对准标记的方法，下面将分别称作方法A、方法B和方法C。

在专利文献2的方法A中，如图3所示，向包括Y方向柱面透镜103的柱状透镜片100a导入具有与Y方向柱面透镜103的延伸方向垂直的延伸方向的X方向柱面透镜104，并将X方向柱面透镜104用作对准标记。与Y方向柱面透镜103相比，X方向柱面透镜104具有较小的间距和较小的透镜高度。图3的点阴影区域表示表面形成为曲面的部分。图4是示出柱状透镜片100a的对准标记的放大的立体图。图5是示出柱状透镜片100a的沿图3所示的线A－A’所截取的剖视图。

在专利文献2的方法B中，如图6所示，向包括Y方向柱面透镜103的柱状透镜片100b导入具有与Y方向柱面透镜103的延伸方向垂直的延伸方向的X方向平坦部105，并将X方向平坦部105用作对准标记。图6的点阴影区域表示表面形成为曲面的部分。图7是示出柱状透镜片100b的对准标记的放大的立体图。图8是示出柱状透镜片100b的沿图6所示的线B－B’截取的剖视图。

在专利文献2的方法C中，如图9所示，向包括Y方向柱面透镜103的柱状透镜片100c导入具有与Y方向柱面透镜103的延伸方向垂直的延伸方向的X方向柱面透镜104。另外，向该柱状透镜片100c导入具有与Y方向柱面透镜103的延伸方向平行的延伸方向的Y方向柱面透镜103a。与Y方向柱面透镜103相比，X方向柱面透镜104和Y方向柱面透镜103a分别具有较小的间距和较小的透镜高度。将X方向柱面透镜104和Y方向柱面透镜103a用作对准标记。图9的点阴影区域表示表面形成为曲面的部分。图10是示出柱状透镜片100c的X方向柱面透镜104和Y方向柱面透镜103a相互交叉的区域的放大的立体图。

在日本专利申请特开2009－115920号公报(以下，称作专利文献3)公开的方法中，如图11所示，向包括Y方向柱面透镜103的柱状透镜片100d导入平坦部106。与专利文献1不同，该平坦部106仅局部地形成，并设为用作对准标记。图11的点阴影区域表示表面形成为曲面的部分。图12是示出柱状透镜片100d的对准标记的放大的立体图。

在各专利文献1至3中，使用显示面板的对准标记以及导入到柱状透镜片的对准标记进行对准。

在专利文献1和专利文献2中，在立体显示装置中使用具有优异的性价比的树脂制成的柱状透镜片。然而，在由树脂制成的柱状透镜片中，当显示装置的温度上升时，树脂和玻璃的热膨胀系数彼此相差10倍或更多。因此，玻璃基板上的显示像素和柱状透镜片的透镜之间的间距或者位置关系偏离设计值，由此引起立体显示失败的问题。因此，已经考虑在玻璃基板的一个面上制备紫外线固化树脂的具有图案的柱状透镜片。由于使用玻璃基板的柱状透镜片的热膨胀被抑制到与玻璃基板相等的程度，因此所考虑的柱状透镜片成为应对上述问题的有效的对策手段。

在专利文献1的柱状透镜片100中，使用落射光通过CCD摄像机观察对准标记，能够如图2所示简单地识别非周期性平坦部102和柱面透镜101之间的边界，并以高精度进行X方向上的对准。然而，虽然专利文献1的方法在X方向上有效，但由于没有作为Y方向的基准的标记，因此不能进行Y方向上的对准。因此，特别是当将柱状透镜片100粘合到具有窄框架的显示面板上时，柱状透镜片100有可能从显示面板相对于Y方向突出，这成为与产量降低有关的因素。

图13是示出专利文献2的方法A的柱状透镜片100a的对准标记的放大的主视图。图13的点阴影区域表示表面形成为曲面的部分。在专利文献2的方法A的柱状透镜片100a中，Y方向柱面透镜103和X方向柱面透镜104的表面是曲面。因此，即使当使用落射光通过CCD摄像机观察柱状透镜片100a的对准标记时，如图13所示，Y方向柱面透镜103和X方向柱面透镜104被观察为处于彼此相同的亮度和颜色，因此，难以通过简单的图像识别装置在短时间内高精度地识别Y方向柱面透镜103和X方向柱面透镜104之间的边界。而且，与使用透射光和落射光聚焦于平坦部和曲面之间的交线的情况相比，难以通过CCD摄像机聚焦于曲面之间的交线(例如，与相邻的Y方向柱面透镜103的交线)。即，在平坦部和曲面之间的交线的情况下，平坦部和交线出现在彼此相同的焦点位置上，从而能够使用其双方聚焦于此。另一方面，在曲面之间的交线的情况下，需要仅使用交线进行聚焦。另外，由于Y方向柱面透镜103和X方向柱面透镜104之间的很多边界与其附近的边界具有彼此相同的形状(在其附近具有相似边界的边界被三角形包围)，因此难以确定观察到的边界所属的边界的位置。因此，专利文献2的方法A不足以作为对准标记。

图14是示出专利文献2的方法B的柱状透镜片100b的对准标记的放大的主视图。图14的点阴影区域表示表面形成为曲面的部分。在专利文献2的方法B的柱状透镜片100b中，当使用落射光通过CCD摄像机观察对准标记时，如图14所示，可通过简单的图像识别装置在短时间内以高精度识别Y方向柱面透镜103和X方向平坦部105之间的边界。然而，由于Y方向柱面透镜103和X方向平坦部105之间的很多边界与其附近的边界具有彼此相同的形状(其附近具有相似边界的边界被三角形包围，类似于图13)，因此难以确定观察到的边界所属的边界的位置。因此，专利文献2的方法B也不足以作为对准标记。

图15是示出专利文献2的方法C的柱状透镜片100c的对准标记的放大的主视图。图15的点阴影区域表示表面形成为曲面的部分。在专利文献2的方法C的柱状透镜片100c中，如图15所示，由于Y方向柱面透镜103、103a与X方向柱面透镜104之间的边界中存在有在其附近没有相似边界的边界(在图15中被圆包围的部分)，因此能够确定所观察到的边界所属的边界的位置。然而，由于Y方向柱面透镜103、103a以及X方向柱面透镜104的表面是曲面，因此难以通过简单的图像识别装置在短时间内识别边界。另外，与聚焦于平坦部和曲面之间的交线的情况相比，难以使用透射光和落射光聚焦于曲面之间的交线。因此，专利文献2的方法C也不足以作为对准标记。

图16是示出专利文献3的柱状透镜片100d的对准标记的放大的主视图。图16的点阴影区域表示表面形成为曲面的部分。利用专利文献3的柱状透镜片100d，如图16所示，由于存在有Y方向柱面透镜103和平坦部106之间的具有彼此不同形状的边界(在图16中被圆包围的部分)，因此能够确定所观察到的边界所属的边界的位置。另外，当使用落射光通过CCD摄像机观察对准标记时，如图16所示，难以通过简单的图像识别装置在短时间内以高精度识别Y方向柱面透镜103和平坦部106之间的边界。然而，通常难以将Y方向柱面透镜103和平坦部106之间在Y方向上的边界加工成从柱面透镜向平坦部急剧变化的形状，如专利文献3的柱状透镜片100d。其理由将在下面说明。

通常，当以低成本制作柱状透镜片时，使用将模具的形状转印到树脂上的方法。为了制作柱状透镜片100d，需要具有使柱状透镜片100d颠倒后的形状的模具。

图17和图18示出了制备专利文献3的柱状透镜片100d所需的模具的立体图。图17是示出具有理想的形状但难以低成本加工的模具的立体图，图18是示出能够低成本加工但具有实践的形状(也称作非理想的形状)的模具的立体图。在此，图17的模具与图12相对应。图19是示出图18的模具的制造过程的沿线C－C’截取的剖视图，图19的点阴影区域表示表面形成为曲面的部分。

如图19所示，为了在模具上形成规定的透镜图案，利用在X方向上剖面形状形成为U形的刀头(切削具)107，在模具中切削出凹状的柱面透镜形成部103b。为了保护刀头107，需要相对于加工面以平缓的角度上下移动刀头107，而不允许在对柱面透镜形成部103b的切削开始和结束时从模具垂直地上下移动刀头。因此，如图18所示，Y方向柱面透镜形成部103b和平坦部形成部106b之间在Y方向上的边界从柱面透镜向平坦部逐渐变化。在图17和图18中，为了突出这种变化，由斜线阴影表示侧壁面。另外，平坦部形成部106b与可在移除刀头107的过程中形成的曲面之间的交线形成为曲线(即，平坦部形成部106b的外形不形成为矩形)。

将参照图19描述形成该曲线的过程，图19是示出加工过程中的模具108的沿图18的线C－C’截取的剖视图。图19示出利用刀头107在模具108中对Y方向柱面透镜形成部103b的切削开始的状态，并且是示出将刀头107插入模具108直至Y方向柱面透镜形成部103b的加工位置的过程的视图。图19所示的Y方向柱面透镜形成部103b表示加工前，虚线表示待加工的刀头107的切削刃的轨迹。如图19所示，为了保护刀头107，使刀头107逐渐下降的同时使刀头107沿加工方向移动，并且将刀头107以平缓的角度插入到模具108中。当刀头107对模具108的切削结束时，以与插入时相反的步骤执行操作。利用切削的开始和结束，由于刀头107的上下移动而产生的加工区域形成为如图18所示的曲线。另外，由于在刀头107的上升和下降过程中模具加工的精度可能降低，因此通过该工序所制作的如图18所示的曲线的形状变得不稳定。

另外，在Y方向柱面透镜形成部103b和平坦部形成部106b之间的在Y方向上的边界急剧变化的形状的情况下，诸如图17所示的理想的模具，需要根据形状更换刀头、在更换期间以高精度维持刀头、以及应对刀头的高负荷，因此难以低成本加工模具。

图20是示出利用基于专利文献3的图18的能够低成本加工的具有实践形状的模具所制作的柱状透镜片的立体图。图21是示出图20的柱状透镜片的主视图。图20的斜线阴影区域表示与模具的侧壁面相对应的部分，图21的点阴影区域表示表面形成为曲面的部分。如图21所示，存在有Y方向柱面透镜103和平坦部106a之间的具有彼此不同形状的边界，但是，由于曲线109因刀头的上升和下降过程中的加工而具有不稳定的形状(如上所述)，因此存在不能通过简单的图像识别装置在短时间内以高精度识别存在于它们之间的边界的情况。因此，专利文献3也不足以作为对准标记。

另外，专利文献2的图4中的Y方向柱面透镜103和X方向柱面透镜104之间的交叉部、图7中的Y方向柱面透镜103和X方向平坦部105之间的交叉部、图10中的Y方向柱面透镜103和X方向柱面透镜104之间的交叉部、以及Y方向柱面透镜103a和X方向柱面透镜104之间的交叉部也难以通过模具以低成本被加工，如类似于专利文献3。

在专利文献1至3所示的传统的方法中，难以低成本地以高精度将柱状透镜片与显示面板对准并相互粘合。

另外，在玻璃基板的一个面上制备的具有紫外线固化树脂的图案的柱状透镜片中，由于将硬的柱状透镜片粘合到硬的显示面板，因此与将柔软的树脂制成的柱状透镜片粘合到硬的显示面板的情况相比，需要能够允许在短时间内以高精度识别的对准标记。

更具体而言，当将柔软的树脂制成的柱状透镜片粘合到硬的显示面板时，将显示面板固定在台上，并将柱状透镜片的对准标记与显示面板的对准标记对准，同时将柱状透镜片弯曲并从其一侧逐渐粘合到显示面板。由此，即使在大气中，也能够在不产生气泡的情况下将柱状透镜片粘合到显示面板。

另一方面，当将硬的柱状透镜片粘合到硬的显示面板时，由于不能将柱状透镜片像由树脂制成的柱状透镜片那样弯曲，因此，除了将显示面板固定到台以外，还将柱状透镜片固定到不同的台。接下来，为了测量台上的显示面板的位置和柱状透镜片的位置，测量对准标记的位置。然后，通过使用对准标记，通过在真空中以高精度对准柱状透镜片和显示面板而将对准柱状透镜片和显示面板相互粘合。在这种情况下，由于除X方向以外还需要在Y方向上将对准标记对准，因此柱状透镜片需要能够允许通过简单的图像识别装置在短时间内以高精度识别其在X方向和Y方向上的位置的对准标记。

发明内容

鉴于上述的情形，本发明的主要目的是提供能够同时实现由粘合精度的提高带来的可见性的提高、以及由透镜加工过程中的形状稳定化带来的低成本的柱状透镜片，以及包括该柱状透镜片的显示装置及电子设备。

更具体而言，本发明的另一目的是提供除X方向上的高精度的对准以外，还能够以高精度在Y方向上对准的柱状透镜片。本发明的另一目的是提供能够允许通过简单的图像识别装置在短时间内以高精度识别对准标记的柱状透镜片。另外，本发明的另一目的是提供能够简单地确定所观察到的对准标记所在的位置的柱状透镜片。另外，本发明的另一目的是提供使用能够以低成本加工的具有实践形状的模具能够制作的柱状透镜片。另外，本发明的另一目的是提供即使光学部件由玻璃基板制成时也能够通过与显示面板的对准而粘合到显示面板的柱状透镜片。

根据本发明的一个方面，提供一种柱状透镜片，包括：多个柱面透镜，所述多个柱面透镜沿相互平行的方向延伸；以及对准标记，所述对准标记具有所述多个柱面透镜中的两个柱面透镜、设置在所述两个柱面透镜之间的平坦部、以及设置在所述平坦部上并在所述两个柱面透镜之间延伸的结构。

根据本发明，由于存在由延伸方向相互平行的两个柱面透镜、设置在所述两个柱面透镜之间的平坦部、以及在平坦部上的所述两个柱面透镜之间延伸的结构形成的、具有相互不同形状的边界，因此可以确定所观察到的边界所属的边界的位置。另外，所述两个柱面透镜的表面是曲面，连接所述两个柱面透镜的结构的至少与平坦部接触的面也是曲面或斜面。因此，平坦部具有足以能够识别与两个柱面透镜和结构接触的面的亮度差或颜色差，从而能够通过简单的图像识别装置在短时间内高精度地识别平坦部和两个柱面透镜之间的边界。

在根据本发明的柱状透镜片中，所述结构可以是柱面透镜、六面体、以及棱镜中的任一者。

根据本发明，能够以低成本很容易地加工用于制备柱状透镜片的模具中的对准标记。

在根据本发明的柱状透镜片中，所述结构可与平坦部在两条直线上相交，并且所述两条直线可相互平行。

所述结构与平坦部在两条直线上相交、并且两条直线相互平行的构型特征意味着：在用于制备柱状透镜片的模具的制作步骤中，平坦部上的区域的结构在没有刀头的上升和下降的情况下被加工。简单地说，诸如专利文献2的方法C的曲线的加工形状不稳定，而本发明的结构的形状稳定。

在根据本发明的柱状透镜片中，所述平坦部可沿柱面透镜的延伸方向延伸。在根据本发明的柱状透镜片中，所述平坦部可仅存在于所述结构的附近。

根据本发明，在柱面透镜的延伸方向上存在平坦部，另外，该平坦部形成本发明的对准标记。根据本发明，平坦部仅存在于结构的附近，另外，该平坦部形成本发明的对准标记。由于仅在需要对准标记的区域上形成平坦部，且其它区域可形成为柱面透镜，因此具有扩大柱面透镜区域的效果。

在根据本发明的柱状透镜片中，可在同一平坦部上设有一个对准标记。

根据本发明，即使在同一平坦部上仅设有一个对准标记时，也能够以高精度进行对准。

在根据本发明的柱状透镜片中，所述柱面透镜的延伸方向可相对于形成所述柱状透镜片的外形的边倾斜。

将延伸方向倾斜的柱面透镜称作斜柱面透镜。本发明也可应用于斜柱面透镜的柱状透镜片上的对准标记。

在根据本发明的柱状透镜片中，所述柱面透镜可具有形成为平面的下表面和形成为凸面的上表面，所述结构具有以所述下表面为基准比所述柱面透镜的高度低的高度。

根据本发明，当在同一平坦部上设有两个对准标记时，即使为了防止刮伤或污染而将保护膜粘合到柱状透镜片表面，也能够在结构和保护膜之间保持间隙。因此，即使在将保护膜粘合到柱状透镜片的同时减小环境压力时，空气也能够经由泄漏路径逸出，并且由于滞留于其中的空气的压力，因此能够防止保护膜剥离。

在根据本发明的柱状透镜片中，在所述柱状透镜片上可设有两个或更多个对准标记。

根据本发明，通过使用设置在柱状透镜片上的两个或更多个对准标记，能够以高精度将X方向和Y方向对准。

在根据本发明的柱状透镜片中，所述柱面透镜可设置在玻璃基板上。

根据本发明，由于能够应对硬的透镜与硬的显示面板的高精度对准，因此可将本发明用于具有在玻璃基板的一个面上制作的树脂的图案的柱状透镜片。

根据本发明的另一方面，提供一种显示装置，其包括：显示面板；以及根据本发明的柱状透镜片，所述柱状透镜贴附到显示面板。根据本发明的显示装置可还包括贴附到所述柱状透镜片的上表面的保护膜。

根据本发明的另一方面，提供一种电子设备，其包括根据本发明的显示装置。

本发明的柱状透镜片上的对准标记可通过简单的图像识别装置在短时间内以高精度识别。因此，当将柱状透镜片粘合到显示面板时，通过使用设置在柱状透镜片上的两个或更多个对准标记，能够在短时间内以高精度对准X方向、Y方向、以及θ旋转，从而提高生产率。

另外，由于本发明的对准标记可在不提高成本的情况下稳定地被加工，因此以高精度高速地在对准过程中读取对准标记。

另外，根据本发明，由于仅在需要对准标记的区域上形成平坦部，且其它区域是透镜，因此可在显示区域上设定的区域不会大幅减小。特别地，在斜透镜的柱状透镜片中该效果非常大，并且也可以将本发明用于斜透镜的柱状透镜片。

另外，根据本发明，由于即使当通过减小结构的高度来粘合保护膜时也形成有泄漏路径，因此甚至在减小的压力下保护膜也不隆起或剥离。因此，由于在将保护膜粘合到柱状透镜片下进行将柱状透镜片粘合到显示面板的工序，因此能够防止透镜在该工序中被刮伤或玷污，从而提供生产率。

另外，由于本发明还可应用于具有在玻璃基板的一个面上制备的树脂的图案的柱状透镜片，因此能够提供对温度几乎没有依赖性使得即使在显示装置的温度上升时也能够进行立体显示的立体显示装置。

本发明的上述和其它的目的和特征通过下面参照附图的详细描述将变得更明显。

附图说明

图1是示出专利文献1的柱状透镜片的立体图；

图2是示出专利文献1的柱状透镜片上的对准标记的放大的主视图；

图3是示出专利文献2的方法A中的柱状透镜片的主视图；

图4是示出专利文献2的方法A中的柱状透镜片的对准标记的放大的立体图；

图5是示出专利文献2的方法A中的柱状透镜片的沿图3所示的线A－A’截取的剖视图；

图6是示出专利文献2的方法B中的柱状透镜片的主视图；

图7是示出专利文献2的方法B中的柱状透镜片的对准标记的放大的立体图；

图8是示出专利文献2的方法B中的柱状透镜片的沿图6所示的线B－B’截取的剖视图；

图9是示出专利文献2的方法C中的柱状透镜片的主视图；

图10是示出专利文献2的方法C中的柱状透镜片的对准标记的放大的立体图；

图11是示出专利文献3的柱状透镜片的主视图；

图12是示出专利文献3的柱状透镜片上的对准标记的放大的立体图；

图13是示出专利文献2的方法A中的柱状透镜片的对准标记的放大的主视图；

图14是示出专利文献2的方法B中的柱状透镜片的对准标记的放大的主视图；

图15是示出专利文献2的方法C中的柱状透镜片的对准标记的放大的主视图；

图16是示出专利文献3的柱状透镜片上的对准标记的放大的主视图；

图17是示出用于制备专利文献3的柱状透镜片的模具(具有理想的形状但难以低成本加工的模具)的立体图；

图18是示出用于制备专利文献3的柱状透镜片的模具(能够低成本加工的具有实践形状的模具)的立体图；

图19是示出沿图18的线C－C’截取的模具的加工过程的剖视图；

图20是示出基于专利文献3使用图18的能够低成本加工的具有实践形状的模具制作的柱状透镜片的立体图；

图21是示出图20的柱状透镜片的主视图；

图22是示出第一实施方式的柱状透镜片的主视图；

图23A是示出第一实施方式的柱状透镜片上的对准标记的放大的主视图；

图23B是示出第一实施方式的柱状透镜片上的对准标记的放大的立体图；

图24A是示出第一实施方式的另一柱状透镜片的主视图；

图24B是示出第一实施方式的另一柱状透镜片的主视图；

图24C是示出第一实施方式的另一柱状透镜片的主视图；

图24D是示出第一实施方式的另一柱状透镜片的主视图；

图25A是示出制备第一实施方式的柱状透镜片所需的模具的制造方法的立体图；

图25B是示出制备第一实施方式的柱状透镜片所需的模具的制造方法的立体图；

图26是示出图25B的模具的沿线D－D’截取的剖视图；

图27A是示出第一实施方式的柱状透镜片的结构的立体图；

图27B是示出第一实施方式的柱状透镜片的结构的立体图；

图27C是示出第一实施方式的柱状透镜片的结构的立体图；

图28是示出第一实施方式的另一柱状透镜片的对准标记的放大的立体图；

图29是示出柱状透镜片和显示面板的另一对准方法的立体图；

图30是示出第二实施方式的柱状透镜片的主视图；

图31是将可在显示区域中设定的区域添加到图30的示出柱状透镜片的主视图中的视图；

图32是示出第二实施方式的斜透镜的柱状透镜片的主视图；

图33A是将可在显示区域中设定的区域添加到示出斜柱状透镜片的主视图中的视图；

图33B是将可在显示区域中设定的区域添加到示出斜柱状透镜片的主视图中的视图；

图34是示出使用应用了第一实施方式的构型的斜柱面透镜的柱状透镜片的主视图；

图35A是示出制备第二实施方式的柱状透镜片所需的模具的制造方法的立体图；

图35B是示出制备第二实施方式的柱状透镜片所需的模具的制造方法的立体图；

图36是示出第三实施方式的柱状透镜片的主视图；

图37是示出第三实施方式的柱状透镜片的沿图36所示的线D－D’截取的剖视图；

图38是示出第三实施方式的柱状透镜片上的对准标记的放大的主视图；

图39是示出将保护膜粘合到柱状透镜片上之后的、第三实施方式的柱状透镜片的沿图38所示的线E－E’截取的剖视图；

图40是示出在结构的高度和Y方向柱面透镜的高度彼此大致相同时的对准标记的放大图；

图41是示出将保护膜粘合到柱状透镜片上之后的对准标记的、沿图40中所示的线F－F’截取的剖视图；

图42是示出第四实施方式的立体显示装置的剖视图；

图43是示出第四实施方式的另一立体显示装置的剖视图；

图44A是示出可应用第四实施方式的立体显示装置的电子设备的第一示例的立体图；

图44B是示出可应用第四实施方式的立体显示装置的电子设备的第二示例的立体图；以及

图44C是示出可应用第四实施方式的立体显示装置的电子设备的第三示例的立体图。

具体实施方式

以下，将参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。

[第一实施方式]

首先，将参照附图详细说明本发明的第一实施方式。图22是示出第一实施方式的柱状透镜片8的主视图。另外，图23A和图23B示出第一实施方式的柱状透镜片8的对准标记，其中，图23A是放大的主视图，图23B是放大的立体图。图22和图23A的点阴影区域表示表面形成为曲面的部分。

在第一实施方式中，如图22所示，具有在Y方向上大致相互平行的多个Y方向柱面透镜1的柱状透镜片8具有对准标记29a～29d，对准标记29a～29d包括：所述多个Y方向柱面透镜中的两个Y方向柱面透镜1；配置在所述两个Y方向柱面透镜1之间的平坦部2；以及设置在平坦部2上并在所述两个Y方向柱面透镜1之间延伸(即，连接所述两个Y方向柱面透镜1)的结构3。在图22、图23A和图23B中，结构3是在X方向上大致相互平行的X方向柱面透镜。

如图23B所示，在第一实施方式中，Y方向柱面透镜1和结构3的表面是曲面。因此，当使用落射光通过CCD摄像机观察柱状透镜片8的对准标记时，Y方向柱面透镜1和结构3被观察为处于彼此相同的亮度和颜色，但平坦部2被观察为处于足以被识别的亮度和颜色。因此，能够通过简单的图像识别装置在短时间内高精度地识别Y方向柱面透镜1和平坦部2之间的边界以及结构3和平坦部2之间的边界。例如，本发明人进行的实验的结果，当Y方向柱面透镜1和结构3具有RGB值100、100和93时，平坦部2具有RGB值152、153和145。在此，各RGB值的范围为0至255。在使用透射光和落射光的CCD摄像机观察时，由于平坦部、以及平坦部和曲面之间的交线出现在相同的聚焦位置上并且可使用这两者进行聚焦，因此容易进行聚焦。另外，在使用透射光和落射光的CCD摄像机观察中，Y方向柱面透镜1和平坦部2之间的边界以及结构3和平坦部2之间的边界在其附近没有具有彼此相同形状的边界(相似边界)，因此通过简单的图像识别装置仅仅能够在短时间内高精度地识别成为目标的边界区域。

另外，当能够识别图22中的柱状透镜片8的四角处的对准标记29a至29d中的两个或更多个、优选地三个或更多个对准标记的坐标时，能够实现高精度的对准。

首先，将描述使用两个对准标记的例子。例如，如图24A所示，能够通过对准标记29a、29b的坐标实现高精度的X方向上的对准和高精度的Y方向上的对准。同样地，能够实现使用在X方向上间隔设置的对准标记29c、29d的高精度的对准。而且，在X方向和Y方向上间隔设置的对准标记29a、29d的组合(参照图24B)、或者对准标记29b、29c的组合也能够实现高精度的对准。另外，在对准中不使用的对准标记的制作可以省略，如图24A和图24B所示。

当根据设计值制作柱状透镜片8的尺寸时，在Y方向上间隔设置的对准标记29a和对准标记29c的组合(参照图24C)、或者对准标记29b和对准标记29d的组合也能够实现高精度的对准。然而，由于没有用于修正X方向上的未对准的手段，因此当柱状透镜片8的X方向上的尺寸与设计值相比收缩或扩大时，偏离的幅度根据位置而相互不同。例如，当在对准标记29a的位置上无偏离地对准X方向上的位置时，随着在X方向上与对准标记29a的位置分离，偏离可能增大。另一方面，在对准标记29a和对准标记29b的组合(参照图24A)中，即使当柱状透镜片8的X方向上的尺寸与设计值相比收缩或扩大时，也能够进行对准，使得对准标记29a的X方向上的未对准和对准标记29b的X方向上的未对准最小化。

在使用四个对准标记29a、29b、29c、29d的例子(图22)中，即使当柱状透镜片8的尺寸不仅在X方向上而且还在Y方向上收缩和扩大时，也能够进行对准，使得四个对准标记的位置处的X方向和Y方向上的未对准最小化。因此，当使用四个对准标记时，无论柱状透镜片的尺寸精度如何，都能够以高精度进行对准。在使用三个对准标记进行对准的情况下，与使用四个对准标记的情况相比，对准精度可能下降，但能够以比使用两个对准标记的情况更高的精度进行对准。

在识别对准标记的坐标时，可针对每一个对准标记，确立图23A中被圆包围的四个边界之中的至少一个边界的坐标。另外，当使用两个对准标记进行对准时，可使用如图24D所示的设置在平坦部2的Y方向上的中央的对准标记29e和对准标记29f，而不使用四角上的对准标记。

通过使用第一实施方式的柱状透镜片8上的对准标记，在将柱状透镜片固定在台上的方法中，柱状透镜片能够通过以高精度对准而被粘合到显示面板。特别地，当使用落射光通过CCD摄像机观察对准标记时，即使在对台使用不锈钢等不透明的材料时，也与使用透射光的CCD摄像机观察不同，不需要在台中制作照明用的孔，使得能够容易观察对准标记。另一方面，当使用透射光观察时，如果柱状透镜片的尺寸改变，则需要对准在台中形成的照明用的孔，并且也可能存在需要更换台的情况。在这种情况下，由于安装精度至关重要，所以台的更换耗费时间，这成为生产率下降的因素。然而，当使用落射光通过CCD摄像机观察对准标记时，不会发生这种问题。

第一实施方式的柱状透镜片8例如可通过将图25A和图25B所示的模具27的形状转印在树脂上来制造。将使用图25A和图25B对模具27的制造方法进行说明。如图25A所示，留下平坦部形成部2a，在模具27中形成柱面透镜形成部1a。接下来，如图25B所示，从一个柱面透镜形成部1a贯穿平坦部形成部2a到另一柱面透镜形成部1a，形成结构形成部3a，上述两个柱面透镜形成部1a之间夹着平坦部形成部2a而相互面对。另外，在图25B中，为了使加工形状清楚，对柱面透镜形成部1a的切削部分添加斜线阴影。

图26示出图25B的沿线D－D’截取的剖视图。如图26所示，平坦部形成部2a的区域可在没有刀头25的上升和下降过程的情况下被加工，从而使加工的形状稳定化。伴随着可能引起加工形状不稳定的刀头25的上升和下降过程的加工、即刀头25的上下运动在柱面透镜形成部1a的区域内进行，使得Y方向柱面透镜1和平坦部2之间的边界以及结构3和平坦部2之间的边界的形状不受影响。即，由于制作第一实施方式的柱状透镜片所需的模具不需要特殊的加工，因此模具27的制造成本与不制作结构3的情况相比没有大幅变化。此外，图26中示出了刀头25的切削刃的轨迹26。

另外，在平坦部形成部2a的区域中进行加工的同时不使刀头25上升和下降，由此结构3与平坦部2以两条直线相交，并且这两条直线相互平行。

作为结构3，除如图27A所示的柱面透镜3c以外，也可以使用如图27B所示的六面体3d、如图27C所示的棱镜3e等。在六面体3d的情况中，与平坦部2接触的侧面形成为具有锥度的斜面。棱镜3e的表面形成为斜面。因此，当使用落射光通过CCD摄像机观察时，由于平坦部2和结构3的斜面具有足以相互识别的不同的亮度和颜色，因此能够通过简单的图像识别装置在短时间内高精度地识别Y方向柱面透镜1和平坦部2之间的边界以及结构3和平坦部2之间的边界。

在本发明的第一实施方式中，为了简化说明，例示出包括Y方向柱面透镜1的柱状透镜片8，但也可以采用包括X方向柱面透镜的柱状透镜片。在这种情况下，结构3可以是沿Y方向延伸的柱面透镜、六面体、棱镜等。

另外，如图24所示，第一实施方式的柱状透镜片8形成为Y方向柱面透镜1、结构3和透镜片由彼此相同的材料制成的一体型，但是如图28所示，可通过在诸如玻璃基板12的基板上设置由树脂13制成的Y方向柱面透镜1以及结构3来形成柱状透镜片8a。

将对图28中所示的柱状透镜片8a的制造方法进行描述。首先，在玻璃基板12上涂覆适量的树脂13。然后，将预先加工的模具27的形状转印到所涂覆的树脂13。当使用紫外线固化树脂时，通过紫外线照射来使树脂13固化。之后，移除模具27，并将固化的树脂切割成预定的尺寸来完成柱状透镜片8a。

另外，如图29所示，通过CCD摄像机同时观察第一实施方式的柱状透镜片8a上的对准标记的形状和显示面板9上的对准标记9a的形状，来以高精度对准柱状透镜片8a上的对准标记的形状和显示面板9上的对准标记9a的形状，使得柱状透镜片8a能够被粘合到显示面板9。在图29中，作为一例，描述在图28的玻璃基板12上利用树脂13制作柱面透镜的柱状透镜片8a，但其可应用于图24所示的一体型的柱状透镜片8。

[第二实施方式]

在第一实施方式中，如图22所示，在与平坦部2的Y方向柱面透镜1的延伸方向平行的方向上仅存在形成对准标记的结构3。第二实施方式与第一实施方式的不同之处在于，如图30所示，在与平坦部2的Y方向柱面透镜1的延伸方向平行的方向上存在形成对准标记的结构3和Y方向柱面透镜1，换言之，平坦部2仅存在于结构3的附近。除该不同点以外，第二实施方式能够获得与第一实施方式相同的效果。

在第二实施方式中，与第一实施方式类似，制作柱状透镜片的四角上的对准标记中的两个或更多个、优选三个或更多个对准标记，由此能够实现高精度的对准。图30示出在柱状透镜片8b的四角处制作对准标记的例子。

图30示出对准标记29a和对准标记29c设置在彼此相邻的Y方向柱面透镜1的延伸方向上的例子，但对准标记29a和对准标记29c也可设置在进一步彼此分离的Y方向柱面透镜1的延伸方向上。在这些情况下，在相同的平坦部2的延伸部上设置一个对准标记。可替选地，对准标记29a和对准标记29c也可设置在相同的Y方向柱面透镜1的延伸方向上。在所有的情况中，通过将对准标记的实际坐标与对准标记的设计坐标比较，都能够实现高精度的对准。通过第二实施方式的构型，能够减小无助于立体图像显示的平坦部2，因此，与第一实施方式相比，如图31所示，能够扩展可在显示区域中设定的区域4a。

另外，在第二实施方式中，如图32所示，本发明也可应用于包括延伸方向从Y轴方向倾斜的斜柱面透镜28的柱状透镜片8c。在这种情况下，在与平坦部2的斜柱面透镜28的延伸方向平行的方向上存在形成对准标记的结构3和斜柱面透镜28。即，除对准标记所需的平坦部2以外，通过设为斜柱面透镜28，如图33A所示，可扩展可在显示区域中设定的区域4b。

如图32所示，斜柱面透镜28的延伸方向相对于形成柱状透镜片8c的外形的边倾斜。在此，倾斜状态意味着透镜不平行或垂直于所述边。在图32中，柱面透镜的延伸方向相对于形成外形的四条边倾斜，并且对准标记29g和对准标记29i(对准标记29h和对准标记29j)设置在彼此分离的斜柱面透镜28的延伸方向上，使得对准标记29g和对准标记29i(对准标记29h和对准标记29j)可设置在柱状透镜片8c的角部。图34示出使用应用第一实施方式的结构的斜柱面透镜28的柱状透镜片。在该情况下，四个对准标记29m、29n、29o和29p中的对准标记29n和对准标记29o设置在不是柱状透镜片的角部的位置，从而由4c表示的区域成为可在显示区域中设定的区域，该区域比第二实施方式的图33A所示的区域4b小得多。

第二实施方式的柱状透镜片例如可通过将图35A和图35B中所示的模具27a的形状转印到树脂来制造。将使用图35A和图35B对模具27a的制造方法进行描述。如图35A所示，留下平坦部形成部2a，在模具27a中形成柱面透镜形成部1a。在该情况下，通过使刀头相对于透镜的延伸方向从下降状态(切削状态)变化到上升状态(非切削状态)，可形成平坦部形成部2a。此点与第一实施方式的图25A的情况有很大的差异。

另外，在平坦部形成部2a的形成中，由于考虑刀头负载的加工而使刀头逐渐上升(拔出)，因此，如图35A所示，产生拔出轨迹14(图35A中的斜线阴影部分)。模具还通过在使刀头逐渐下降的同时开始切削柱面透镜形成部1a而被加工，因此可形成具有与拔出轨迹相似的形状的轨迹。

接下来，在图35B中，与图25B类似，通过使刀头保持下降状态从一个柱面透镜形成部1a贯穿平坦部形成部2a到另一柱面透镜形成部1a，来形成结构形成部3a，上述两个柱面透镜形成部1a之间夹着平坦部形成部2a而相互面对。此外，在图35B中，为了使加工的形状清楚，对柱面透镜形成部1a的切削部分添加斜线阴影。另外，结构3可使用在Y方向上延伸的柱面透镜、六面体、棱镜等。当刀头的拔出轨迹14和对准标记相互间隔一定距离时，可通过简单的图像识别装置在短时间内高精度地识别出Y方向柱面透镜1和平坦部2之间的边界以及结构3和平坦部2之间的边界。

图33B示出第二实施方式的另一斜柱面透镜。如图33B所示，除对准标记29k和对准标记29l所需的平坦部2以外，可以将平坦部2的在其延伸方向上的两侧设为斜柱面透镜28。另外，与图30所示的Y方向柱面透镜1的情况类似，除对准标记所需的平坦部2以外，可将平坦部2的在其延伸方向上的两侧设为Y方向柱面透镜1。

[第三实施方式]

下面将描述的第三实施方式可应用于第一实施方式和第二实施方式，但具体地，将对应用于第一实施方式的、具有明显效果的情况进行描述。在第三实施方式中，将结构3描述成X方向柱面透镜的例子，但也可对其应用六面体、棱镜等。

在图23B中，结构3的高度通过将平坦部2(或柱面透镜的平坦的下表面)设定为基准面来定义。类似地，Y方向柱面透镜1的高度也通过将平坦部2(或柱面透镜的平坦的下表面)作为基准面来定义。在第一实施方式中，如图23B所示，结构3的高度和Y方向柱面透镜1的高度大致彼此相同，但在第三实施方式中，结构3的高度被配置为低于Y方向柱面透镜1的高度。除该差异以外，第三实施方式使用与第一实施方式和第二实施方式相同的结构。

图36是示出第三实施方式的柱状透镜片8d的主视图。图37是沿图36的线D－D’截取的剖视图。第三实施方式的结构适合于在将保护膜粘合到柱状透镜片8d的透镜面侧的同时、在减小的压力下进行粘合柱状透镜片和显示面板的工序的情况，将在下面对其详细描述。此外，该保护膜用于防止对透镜的损伤、或者杂质的附着。

图38是示出第三实施方式的对准标记的放大的主视图。除示出图36的主视图以外，图38还示出了保护膜与透镜的接触部5。当将保护膜被粘合到柱状透镜片的透镜表面时，保护膜的粘结剂被牢固地附着到Y方向柱面透镜1的高的区域。另一方面，通过将结构3b的高度设为使保护膜的粘结剂不能牢固地附着于其上的高度，保护膜和结构3b不直接相互接触。图39是将保护膜6粘合到柱状透镜片8d之后的、沿图38的线E－E’截取的剖视图。结构3b未被牢固地附着到保护膜6的粘结剂10，从而可在结构3b上形成泄漏路径7。该泄漏路径7在将柱状透镜片与显示面板在减小的压力下粘合的工序中有利地起作用。

将通过与结构的高度和Y方向柱面透镜的高度大致彼此相同的情况比较来描述结构和Y方向柱面透镜。图40是示出在结构3的高度与Y方向柱面透镜1的高度大致彼此相同时的对准标记的放大的主视图。当将保护膜6粘合到柱状透镜片的显示面时，结构3也牢固地附着于保护膜6的粘结剂10。图41是将保护膜6粘合到柱状透镜片之后的、图40的沿线F－F’所截取的剖视图。在该状态下，当使柱状透镜片处于减小的压力环境下时，被Y方向柱面透镜1、结构3、保护膜6和平坦部2封闭的空间中的空气的相对压力变得比外部空气高。因此，该区域的保护膜6隆起，由于气体的流入所产生的影响而难以看到对准标记，或者将保护膜6剥离。另一方面，在第三实施方式中，由于如图39所示设有泄漏路径7，因此不具有封闭的空间，从而即使在减小的压力下也不会发生保护膜6隆起或者剥离等的问题。

另外，当将保护膜粘合到第二实施方式的柱状透镜片的透镜表面时，由于在相同的平坦部的延长部上仅设有一个对准标记，因此可能不能在其中形成如图40所示的封闭空间。然而，通过将第三实施方式应用于第二实施方式，增加泄漏路径，使得可以在减小的压力环境下更有效地移除透镜表面和保护膜之间的空气，并且能够更容易地实施在减小的压力下粘合柱状透镜片与显示面板的工序。

[第四实施方式]

在第四实施方式中，将根据第一实施方式、第二实施方式和第三实施方式的柱状透镜片与液晶或有机电致发光(EL)或等离子显示面板(PDP)等显示面板组合，来制作立体显示装置。

如图42和图43所示，将柱状透镜片8和柱状透镜片8a通过粘结剂10a粘合到显示面板9。图42是示出将如图24所示的一体型柱状透镜片8粘合到显示面板9的立体显示装置的剖视图。图43是示出将使用玻璃基板12的柱状透镜片8a粘合到显示面板9的立体显示装置的剖视图。粘结剂10a可以是液体粘结剂、或薄膜状粘结剂。在该情况下，柱状透镜片8和柱状透镜片8a的柱面透镜以跨越右眼用像素和左眼用像素的至少两个(两列)像素的方式安装。因此，完成能够显示立体图像的立体显示装置11。即，第四实施方式的立体显示装置11设有第一实施方式的柱状透镜片。此外，包括第二实施方式和第三实施方式的柱状透镜片的立体显示装置能够类似地设置。另外，如在第三实施方式中所描述的那样，可将保护膜贴附到这些柱状透镜片的上表面。

在图42和图43的立体显示装置中，柱状透镜片8、8a与显示面板9的像素之间的距离(称作透镜到像素距离)对于实现立体显示很重要。透镜间距、像素间距、可使立体显示最容易观察的距离(最佳3D观察距离)、视点数等决定透镜到像素距离。视点数是投影在立体显示用的空间中的不同的视点图像的数目。例如，当一个透镜跨越右眼用像素和左眼用像素这两个像素安装时，右眼用和左眼用的各一个视点、即两个视点的图像被投影。而且，例如，当一个透镜跨越四个像素安装时，四个视点的图像被投影，并且可根据像素与透镜之间的关系改变视点数。在同一最佳3D观察距离和同一视点数的情况下，由于像素间距和透镜到像素距离成比例关系，因此，当像素间距减小时，需要减小透镜到像素距离。近年来，显示面板的清晰度已经被提高，并且透镜到像素距离已经倾向于减小。

图44A到图44C是示出可应用第四实施方式的立体显示装置11的电子设备的立体图，其中，图44A示出作为第一示例的个人计算机22，图44B示出作为第二示例的电视机23，图44C示出作为第三示例的弹子机24。

第四实施方式的立体显示装置11不限于此，另外，还可应用于诸如移动电话、智能电话、个人数字助手、游戏机、数字照相机、数字摄像机、车载导航系统、系统监视器、车载监视器等的各种电子设备。当使用根据第一实施方式、第二实施方式或第三实施方式的柱状透镜片时，由于容易将柱状透镜片与显示装置以高精度对准，因此生产率提高。另外，与现有技术相比，能够以低成本提供柱状透镜片。通过上述的第四实施方式，能够以低成本提供具有优秀的视觉特性和显示品质并且能够从多个视点显示不同的图像的电子设备。

此外，应当注意，不意图将本发明限于上述的各实施方式的描述，可在不脱离本发明的精神的情况下适当变更其配置。

本发明可用于柱状透镜片、包括该柱状透镜片的显示装置以及电子设备。

由于本发明可在不脱离其必要特征的精神的情况下以各种形式实施，因此本实施方式仅是示例性的而不是限制性的，由于本发明的范围由所附权利要求而不是其之前的说明书限定，因此意图使落在权利要求范围内及边界的所有变型或其范围内及边界的所有变型的等同物被权利要求涵盖。

Claims (13)

1.一种柱状透镜片，包括：

多个柱面透镜，所述多个柱面透镜沿相互平行的方向延伸；以及

对准标记，所述对准标记具有所述多个柱面透镜中的两个柱面透镜、设置在所述两个柱面透镜之间的平坦部、以及设置在所述平坦部上并在所述两个柱面透镜之间延伸的结构。

2.根据权利要求1所述的柱状透镜片，其中，所述结构是所述柱面透镜、六面体、以及棱镜中的任一者。

3.根据权利要求1所述的柱状透镜片，其中，所述结构与所述平坦部在两条直线上相交，并且所述两条直线相互平行。

4.根据权利要求1所述的柱状透镜片，其中，所述平坦部沿所述柱面透镜的延伸方向延伸。

5.根据权利要求1所述的柱状透镜片，其中，所述平坦部仅存在于所述结构的附近。

6.根据权利要求1所述的柱状透镜片，其中，在同一平坦部上设有一个对准标记。

7.根据权利要求1所述的柱状透镜片，其中，所述柱面透镜的延伸方向相对于形成所述柱状透镜片的外形的边倾斜。

8.根据权利要求1所述的柱状透镜片，其中，所述柱面透镜具有形成为平面的下表面和形成为凸面的上表面，以所述下表面为基准，所述结构具有比所述柱面透镜的高度低的高度。

9.根据权利要求1所述的柱状透镜片，其中，在所述柱状透镜片上设有两个或更多个对准标记。

10.根据权利要求1所述的柱状透镜片，其中，所述柱面透镜设置在玻璃基板上。

11.一种显示装置，包括：

显示面板；以及

根据权利要求1所述的柱状透镜片，所述柱状透镜片贴附到所述显示面板。

12.根据权利要求11所述的显示装置，还包括贴附到所述柱状透镜片的上表面的保护膜。

13.一种电子设备，包括根据权利要求11所述的显示装置。