CN106249426A - 柱状透镜光栅结构与包括其的显示装置 - Google Patents

柱状透镜光栅结构与包括其的显示装置 Download PDF

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陆国华
王忆松
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Abstract

本申请提供一种柱状透镜光栅结构与包括其的显示装置。该柱状透镜光栅结构包括透镜层，透镜层包括依次排列的多个柱状透镜，多个柱状透镜的焦距形成焦距集合，焦距集合中包括至少两个不同的数值，且当焦距集合包括两个不同数值时，与至少一个柱状透镜相邻的两个柱状透镜的焦距不同。该柱状透镜光栅结构的透镜层中包括不同焦距的透镜，当光源透过不同的透镜后产生非相干光波源，使得采用包括该柱状透镜膜的显示装置在3D显示时，不会产生规则的莫尔条纹，而是非规则分布的莫尔条纹，观看者不容易发现，也不会产生明显的观赏不适感。

Description

柱状透镜光栅结构与包括其的显示装置
技术领域
本申请涉及3D显示领域，具体而言，涉及一种柱状透镜光栅结构与包括其的显示装置。
背景技术
伴随着显示技术的革新，显示技术正在从平面向立体过渡，立体显示尤其是裸眼3D立体技术已经成为显示领域的新发展趋势，越来越多的显示产品开始整合裸眼3D显示。裸眼3D显示的基本原理是利用遮挡、折射等引导部分光线的方法，使双眼看到两幅具有视差信息的画面，从而产生立体视觉的效果。一般裸眼3D膜选用柱状透镜光栅达到立体显示，利用柱状透镜的分光作用将以特定方式处理的具有视差信息的两幅图案分别投射到人的左眼与右眼，分别在左眼与右眼视网膜上形成图像，再经过大脑系统处理获取视差信息而形成立体视觉。
现有技术中，如图1所示，柱状透镜光栅中的柱状透镜20'均是相同焦距的，即采用完全相同的柱状透镜20'规则地排列在基材层1'上。使用包括该种柱状透镜光栅结构的3D显示装置实现3D显示时，由于光能量分别从相同焦距的柱状透镜出射后产生相同频率的光波，这些相干光波源之间会发生干涉，最终形成规则的莫尔条纹。观看者很容易就可以看到该规则的莫尔条纹，进而影响3D显示效果，并且，该规则的莫尔条纹还会使观赏者产生头晕等不适感。
发明内容
本申请的主要目的在于提供一种柱状透镜光栅结构与包括其的显示装置，以解决现有技术中的柱状透镜光栅结构容易产生规则的莫尔条纹的问题。
为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种柱状透镜光栅结构，该柱状透镜光栅结构包括透镜层，上述透镜层包括依次排列的多个柱状透镜，上述多个柱状透镜的焦距形成焦距集合，上述焦距集合中包括至少两个不同的数值，且当上述焦距集合包括两个不同数值时，与至少一个上述柱状透镜相邻的两个上述柱状透镜的焦距不同。
进一步地，各上述柱状透镜的焦距在0.1～1mm之间。
进一步地，各上述柱状透镜的焦距在0.2～0.5mm之间。
进一步地，上述柱状透镜的排列方向为第一方向，各上述柱状透镜在上述第一方向的最大宽度为P，且0<P<500μm。
进一步地，上述透镜层为UV树脂层。
进一步地，上述柱状透镜光栅结构还包括：基材层，上述透镜层设置在上述基材层的表面上，且上述透镜层的与上述基材层接触的表面为平面。
进一步地，上述基材层为PET层、APET层、PC层、PMMA层或玻璃层。
进一步地，上述基材层与上述透镜层的总厚度在20～100μm之间。
进一步地，上述柱状透镜光栅结构还包括：填充层，设置在上述透镜层的远离上述基材层的表面上。
根据本申请的另一方面，提供了一种显示装置，该显示装置包括柱状透镜光栅结构，上述柱状透镜光栅结构上述的柱状透镜光栅结构。
应用本申请的技术方案，透镜层中包括不同焦距的透镜，当光源透过不同的透镜后产生非相干光波源，使得采用包括该柱状透镜膜的显示装置在3D显示时，不会产生规则的莫尔条纹，而是非规则分布的莫尔条纹，观看者不容易发现，也不会产生明显的观赏不适感。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1示出了现有技术中的一种柱状透镜膜的结构示意图；
图2示出了本申请的一种典型的实施方式提供的柱状透镜膜的结构示意图；
图3示出了本申请的一种实施例提供的柱状透镜膜的结构示意图；以及
图4示出了图3的柱状透镜膜的剖面示意图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
1'、基材层；20'、柱状透镜；1、基材层；2、透镜层；20、柱状透镜。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
正如背景技术所介绍的，现有技术中的柱状透镜膜容易产生规则的莫尔条纹问题，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种柱状透镜光栅结构与包括其的显示装置。
本申请的一种典型的实施方式中，提供了一种柱状透镜光栅结构，如图2至图4所示，该柱状透镜光栅结构包括透镜层2，透镜层2包括依次排列的多个柱状透镜20，上述多个柱状透镜20的焦距形成焦距集合，上述焦距集合中包括至少两个不同的数值，且当上述焦距集合包括两个不同数值时，与一个上述柱状透镜20相邻的两个上述柱状透镜20的焦距值不同，图4示出的透镜层中，焦距集合中包括f1、f2与f3。
上述的柱状透镜光栅结构中的透镜层包括不同焦距的透镜，当光源透过不同的透镜后产生非相干光波源，使得采用包括该柱状透镜膜的显示装置在3D显示时，不会产生规则的莫尔条纹，而是非规则分布的莫尔条纹，观看者不容易发现，也不会产生明显的观赏不适感。
为了进一步使得显示装置产生非规则莫尔条纹，本申请的一种实施例中，各上述柱状透镜的焦距在0.1～1mm之间。多个柱状透镜的焦距是这个范围中的任何一个值，本领域技术人员可以根据实际情况选择具有合适焦距的柱状透镜。
本申请的另一种实施例中，各上述柱状透镜的焦距在0.2～0.5mm之间。将各上述透镜的焦距设置在这个范围内，不仅能够避免规则的摩尔条纹现象的产生，还能够进一步保证用户有舒适的观赏感。
为了获得较好的3D效果，本申请的再一种实施例中，如图4所示，上述柱状透镜20的排列方向为第一方向，各上述柱状透镜20在上述第一方向的最大宽度为P，且0<P<500μm。本领域技术人员可以根据实际情况选择合适的最大宽度值。
本申请的又一种实施例中，上述透镜层为UV树脂层。但是透镜层并不限于UV树脂层，本领域技术人员可以根据实际情况选择合适的材料层作为透镜层。
为了保护透镜层，避免其受到损伤，如图3与图4所示，本申请优选上述柱状透镜光栅结构还包括基材层1，且透镜层2设置在上述基材层1的表面上，且上述透镜层2的与上述基材层1接触的表面为平面。
本申请中的基材层可以是现有技术中任何可以实现的材料层，本领域技术人员可以根据实际情况选择合适材料层作为基材层。
一种实施例中，上述基材层为PET层、APET层、PC层、PMMA层或玻璃层。
为了进一步保证柱状透镜光栅结构具有适宜的观赏距离，并且，有利于产品的轻薄化发展，本申请优选上述基材层与上述透镜层的总厚度在20～100μm之间。
本申请的另一种实施例中，上述柱状透镜光栅结构还包括填充层，填充层设置在上述透镜层的远离上述基材层的表面上。填充层的设置能够避免透镜层的非平面表面容易被污染且难以清理的问题，能够进一步保证了该柱状透镜光栅结构能够在较长的时间内具有较好的性能。
本申请的另一种典型的实施方式中，提供了一种显示装置，该显示装置包括柱状透镜光栅结构，该柱状透镜光栅结构为上述的柱状透镜光栅结构。
该显示装置由于具有上述的柱状透镜光栅结构，其的3D显示效果较好，不会使得观看者有明显的观赏不适感。
为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本申请的技术方案，以下将结合具体的实施例与对比例来说明本申请的技术方案。
实施例1
柱状透镜光栅结构包括基材层与设置在上述基材层表面的透镜层，其中，基材层为PET层，厚度为10μm，透镜层为UV树脂层，其折射率为1.45，厚度为10μm，透镜层与基材层的厚度之和为20μm。透镜层由焦距不同的多个柱状透镜依次排列形成，其中，焦距为0.5mm的柱状透镜的个数占总透镜个数的50％，焦距为1mm的柱状透镜的个数占总透镜个数的50％，且有一个柱状透镜相邻的两个柱状透镜的焦距值不同，且各柱状透镜的在第一方向上的最大宽大P为10μm。
实施例2
与实施例1的区别在于，该柱状透镜膜的基材层为APET层，厚度为90μm，透镜层的厚度为10μm，透镜层与基材层的厚度之和为100μm。透镜层中，焦距为0.1mm的柱状透镜占总透镜个数的10％，焦距为0.2mm的柱状透镜个数占总透镜个数的30％，焦距为0.3mm的柱状透镜个数占总透镜个数的30％，焦距为0.5mm的柱状透镜个数占总透镜个数的30％，且各柱状透镜的在第一方向上的最大宽大P为480μm。
实施例3
与实施例1的区别在于，该柱状透镜膜的基材层为PC层，厚度为50μm，透镜层的厚度为10μm，透镜层与基材层的厚度之和为60μm。透镜层中，焦距为0.2mm的柱状透镜个数占总透镜个数的20％，焦距为0.3mm的柱状透镜个数占总透镜个数的30％，焦距为0.4mm的柱状透镜个数占总透镜个数的30％，焦距为0.5mm的柱状透镜个数占总透镜个数的20％，且各柱状透镜的在第一方向上的最大宽大P为300μm。
实施例4
与实施例3的区别在于，透镜层中，焦距为0.2mm的柱状透镜个数占总透镜个数的20％，焦距为0.1mm的柱状透镜个数占总透镜个数的30％，焦距为0.4mm的柱状透镜个数占总透镜个数的30％，焦距为0.5mm的柱状透镜个数占总透镜个数的20％。
实施例5
与实施例3的区别在于，透镜层中，焦距为0.2mm的柱状透镜个数占总透镜个数的20％，焦距为3mm的柱状透镜个数占总透镜个数的30％，焦距为0.4mm的柱状透镜个数占总透镜个数的30％，焦距为0.5mm的柱状透镜个数占总透镜个数的20％。
实施例6
与实施例3的区别在于，基材层的厚度为150μm，透镜层的厚度为50μm，透镜层与基材层的厚度之和为200μm。
实施例7
与实施例3的区别在于，P＝600μm。
对比例1
与实施例3的区别在于，透镜层中的所有柱状透镜的焦距都是相同的，均为0.5mm。
将各个实施例与对比例的柱状透镜膜应用到相同的3D显示装置中，以观看者的实际观看感受来判定该柱状透镜膜是否使得3D显示装置容易产生规则的莫尔条纹，并且判定该柱状透镜膜是否使得3D显示装置具有一般的舒适观赏感、较好的舒适观赏感与明显的舒适观赏感。具体的测试结果见表1。
表1
由上述表1中的数据可知，与对比例相比，实施例1至实施例7的柱状透镜膜都不容易产生规则的莫尔条纹现象；与实施例3相比，实施例1由于有50％的柱状透镜的焦距为1nm，使得显示装置具有一般的舒适观赏感；与实施例3相比，实施例2由于有10％的柱状透镜的焦距为0.1nm，使得显示装置具有较好的舒适观赏感；与实施例3相比，实施例4由于有30％的柱状透镜的焦距为0.1nm，使得显示装置具有较好的舒适观赏感；与实施例3相比，实施例5由于有30％的柱状透镜的焦距为3nm，使得显示装置具有一般的舒适观赏感；与实施例3相比，实施例6由于透镜层与基材层的总厚度为200μm，使得显示装置具有一般的舒适观赏感；实施例7与实施例3相比，柱状透镜在第一方向上的最大宽度大于500μm，使得显示装置具有一般的舒适观赏感。
从以上的描述中，可以看出，本申请上述的实施例实现了如下技术效果：
1)、本申请的柱状透镜膜的透镜层中包括不同焦距的透镜，当光源透过不同的透镜后产生非相干光波源，使得采用包括该柱状透镜膜的显示装置在3D显示时，不会产生规则的莫尔条纹，而是非规则分布的莫尔条纹，观看者不容易发现，也不会产生明显的观赏不适感。
2)、本申请的3D显示装置的显示效果较好，不会使得观看者有明显的观赏不适感，也不容易使得观看者看到规则的莫尔条纹。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种柱状透镜光栅结构，其特征在于，所述柱状透镜光栅结构包括：
透镜层(2)，包括依次排列的多个柱状透镜(20)，所述多个柱状透镜(20)的焦距形成焦距集合，所述焦距集合中包括至少两个不同的数值，且当所述焦距集合包括两个不同数值时，与至少一个所述柱状透镜(20)相邻的两个所述柱状透镜(20)的焦距不同。
2.根据权利要求1所述的柱状透镜光栅结构，其特征在于，各所述柱状透镜(20)的焦距在0.1～1mm之间。
3.根据权利要求1所述的柱状透镜光栅结构，其特征在于，各所述柱状透镜(20)的焦距在0.2～0.5mm之间。
4.根据权利要求1所述的柱状透镜光栅结构，其特征在于，所述柱状透镜(20)的排列方向为第一方向，各所述柱状透镜(20)在所述第一方向的最大宽度为P，且0<P<500μm。
5.根据权利要求1所述的柱状透镜光栅结构，其特征在于，所述透镜层(2)为UV树脂层。
6.根据权利要求1所述的柱状透镜光栅结构，其特征在于，所述柱状透镜光栅结构还包括：
基材层(1)，所述透镜层(2)设置在所述基材层(1)的表面上，且所述透镜层(2)的与所述基材层(1)接触的表面为平面。
7.根据权利要求6所述的柱状透镜光栅结构，其特征在于，所述基材层(1)为PET层、APET层、PC层、PMMA层或玻璃层。
8.根据权利要求6所述的柱状透镜光栅结构，其特征在于，所述基材层(1)与所述透镜层(2)的总厚度在20～100μm之间。
9.根据权利要求6所述的柱状透镜光栅结构，其特征在于，其特征在于，所述柱状透镜光栅结构还包括：
填充层，设置在所述透镜层(2)的远离所述基材层(1)的表面上。
10.一种显示装置，包括柱状透镜光栅结构，其特征在于，所述柱状透镜光栅结构为权利要求1至9中任一项所述的柱状透镜光栅结构。
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