CN106526731A - 玻璃光栅的制作方法、装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种玻璃光栅的制作方法、装置及系统，涉及显示技术领域。所述玻璃光栅的制作方法包括：获取玻璃光栅的预设光栅结构以及从所述玻璃光栅的第一表面至与所述第一表面相对的第二表面之间的多个层面的预设层面结构；根据每个层面的预设层面结构，控制飞秒激光设备从第一表面向第二表面对玻璃基材进行每个层面的切割，直至形成与所述预设光栅结构对应的光栅结构；控制抛光设备对所述光栅结构进行抛光处理，形成玻璃光栅。该方法简单易实现，通过飞秒激光设备进行多个层面切割来形成光栅结构的方法来实现不用模具制造玻璃光栅。

Description

玻璃光栅的制作方法、装置及系统

技术领域

本发明涉及显示技术领域，具体而言，涉及一种玻璃光栅的制作方法、装置及系统。

背景技术

在立体显示技术中，尤其是裸眼立体显示技术中，柱镜光栅的使用越来越广泛，目前柱镜光栅的生产工艺日趋成熟和多样。

目前的柱镜光栅的制作方法主要有三种：利用UV固化胶在玻璃表面成型制备玻璃柱镜光栅、利用玻璃压延工艺制备玻璃柱镜光栅以及利用塑料辊压成型制备柱镜光栅，这些制作玻璃柱镜光栅的方法都需要用模具来实现。但是现在由于很多模具加工设备还依赖于进口，在产品试样阶段想要调整设计光栅结构就得重新设计光栅模具，非常麻烦，同时使用模具制作的柱镜光栅良品率低。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种玻璃光栅的制作方法、装置及系统，通过用激光飞秒激光设备来进行多个层面切割从而形成光栅结构的方法来实现不用模具制造玻璃光栅，以改善上述问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种玻璃光栅的制作方法，所述方法包括：获取玻璃光栅的预设光栅结构以及从所述玻璃光栅的第一表面至与所述第一表面相对的第二表面之间的多个层面的预设层面结构；根据每个层面的预设层面结构，控制飞秒激光设备从第一表面向第二表面对玻璃基材进行每个层面的切割，直至形成与所述预设光栅结构对应的光栅结构；控制抛光设备对所述光栅结构进行抛光处理，形成玻璃光栅。

一种玻璃光栅的制作装置，所述装置包括：结构获取模块、飞秒激光控制模块以及抛光控制模块。其中：所述结构获取模块用于获取玻璃光栅的预设光栅结构以及从所述玻璃光栅的第一表面至与所述第一表面相对的第二表面之间的多个层面的预设层面结构；所述飞秒激光控制模块用于根据每个层面的预设层面结构，控制飞秒激光设备从第一表面向第二表面对玻璃基材进行每个层面的切割，直至形成与所述预设光栅结构对应的光栅结构；所述抛光控制模块用于控制抛光设备对所述光栅结构进行抛光处理，形成玻璃光栅。

一种玻璃光栅的制作系统，所述系统包括：控制终端、飞秒激光设备以及抛光设备。其中：所述控制终端用于控制所述飞秒激光设备以及所述抛光设备；所述控制终端还用于获取玻璃光栅的预设光栅结构以及从所述玻璃光栅的第一表面至与所述第一表面相对的第二表面之间的多个层面的预设层面结构；所述飞秒激光设备用于从第一表面向第二表面对玻璃基材进行每个层面的切割，直至形成与所述预设光栅结构对应的光栅结构；所述抛光设备用于对所述光栅结构进行抛光处理，形成玻璃光栅。

本发明实施例提供的玻璃光栅的制作方法、装置及系统，根据获取的预设层面结构对玻璃基材进行多个层面的对应切割，直至形成与预设光栅结构对应的光栅结构，再对形成的光栅结构进行抛光处理，最终形成玻璃光栅，从而实现不需要模具来制作玻璃光栅的方法。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1示出了本发明实施例提供的控制终端的结构示意图；

图2示出了本发明第一实施例提供的玻璃光栅的制作方法的一种流程图；

图3示出了本发明第二实施例提供的玻璃光栅的制作装置的一种功能模块图；

图4示出了本发明第三实施例提供的玻璃光栅的制作系统的一种结构框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1所示，是本申请实施例提供的控制终端100的方框示意图。所述控制终端100包括玻璃光栅的制作装置200、存储器101、存储控制器102、处理器103、外设接口104及其他。

所述存储器101、存储控制器102、处理器103、外设接口104各元件相互之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件相互之间可通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。所述玻璃光栅的制作装置200包括至少一个可以软件或固件(firmware)的形式存储于所述存储器101中或固化在所述控制终端100的操作系统(operating system，OS)中的软件功能模块。所述处理器103用于执行存储器101中存储的可执行模块，例如所述玻璃光栅的制作装置200包括的软件功能模块或计算机程序。

其中，存储器101可以是，但不限于，随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，只读存储器(Read Only Memory，ROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-OnlyMemory，PROM)，可擦除只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，EPROM)，电可擦除只读存储器(Electric Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)等。其中，存储器101用于存储程序，所述处理器103在接收到执行指令后，执行所述程序，前述本发明实施例任一实施例揭示的流过程定义的控制终端100所执行的方法可以应用于处理器103中，或者由处理器103实现。

处理器103可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。上述的处理器103可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器103也可以是任何常规的处理器等。

所述外设接口104将各种输入/输出装置耦合至处理器103以及存储器101。在一些实施例中，外设接口104，处理器103以及存储控制器102可以在单个芯片中实现。在其他一些实例中，他们可以分别由独立的芯片实现。

可以理解的，图1所示的结构仅为示意，控制终端100还可以包括比图1中所示更多或更少的组件，或者具有与图1所示不同的配置。图1中所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。

第一实施例

本发明第一实施例提供了一种玻璃光栅的制作方法，通过用激光飞秒激光设备来进行多个层面切割从而形成光栅结构的方法来实现不用模具制造玻璃光栅。请参见图2，该方法包括：

步骤S110：获取玻璃光栅的预设光栅结构以及从所述玻璃光栅的第一表面至与所述第一表面相对的第二表面之间的多个层面的预设层面结构。

第一表面与第二表面为玻璃光栅的彼此相对的两个表面，第一表面与第二表面相互平行。可以理解的，在第一表面与第二表面之间，包括平行于第一表面与第二表面的多个层面。具体的，所述获取玻璃光栅的预设光栅结构以及从所述玻璃光栅的第一表面至与所述第一表面相对的第二表面之间的多个层面的预设层面结构包括：

获取玻璃光栅的模型并生成预设光栅结构；将所述玻璃光栅的模型分为从玻璃光栅的第一表面向第二表面的多个层面的二维模型；根据所述多个层面的二维模型，形成所述多个层面的每个层面对应的预设层面结构。

在本发明实施例中，获取玻璃光栅的预设光栅结构可以是根据玻璃光栅的三维模型生成玻璃光栅的预设光栅结构。玻璃光栅的三维模型可以是利用CAD软件生成的模型。当然，生成光栅结构的三维模型的软件在本实施例中并不作为限制，也可以是其它软件。

然后，将获取的玻璃光栅的三维模型进行多次切分，每次切分的切面平行于第一表面以及第二表面，从而所述玻璃光栅的三维模型被分为从玻璃光栅的第一表面向第二表面的多个层面的二维模型。根据所述多个层面的二维模型再生成出所述多个层面的每个层面对应的预设层面结构。

根据玻璃光栅从第一表面向第二表面的多个层面的二维模型生成的多个层面的预设层面结构中，每个预设层面结构与多个层面的二维模型的每个层面一一对应，互为对应的层面的预设层面结构与二维模型具有相同的轮廓结构信息。

步骤S120：根据每个层面的预设层面结构，控制飞秒激光设备从第一表面向第二表面对玻璃基材进行每个层面的切割，直至形成与所述预设光栅结构对应的光栅结构。

玻璃是作为一种透明的电介质，玻璃价电子的电离能是比较高的，一般在单个近红外光子的作用下难以电离，因此，通常情况下，玻璃对近红外光“透明”。但在飞秒激光非常高的峰值强度作用下，玻璃的多光子吸收截面提高，可以通过非线性方式吸收激光能量，发生电离，释放大量自由电子，从而将大部分激光能量沉积到玻璃的局部区域内，并引起物理、化学结构的改变。

当飞秒激光的光强超过玻璃的烧蚀阈值时，在焦点处的材料就会被去除。这是由于在飞秒激光作用下玻璃发生了光致电离和雪崩电离，其中光致电离为雪崩电离提供种子电子。依据激光频率和强度的不同，光致电离又可分为隧道电离和多光子电离，具体情况可根据Keldysh系数(克尔德什系数)确定。经过光致电离和雪崩电离，焦点处产生大量自由电子，迅速在玻璃与空气的界面处形成高温高密度的等离子气体，空气一侧由于压力较小，等离子体向外膨胀，将焦点处的玻璃从表面喷射除去。等离子体喷射的同时也带走了大量的能量，这就避免了加工时出现裂纹。

在本发明实施例中，在获取玻璃光栅的预设光栅结构以及从所述玻璃光栅的第一表面至第二表面之间的多个层面的预设层面结构后，根据每个层面的预设层面结构，控制飞秒激光设备从第一表面向第二表面对玻璃基材进行每个层面的切割。

具体的，根据每个层面的预设层面结构，控制飞秒激光设备对当前层面进行切割，从而形成当前层面的预设结构对应的结构。飞秒激光设备在进行切割的时候，当前层面上的多余部分的玻璃将被飞秒激光去除掉，从而当前层面上只剩下与预设结构对应的部分。于是当前层面上形成的结构的轮廓信息与当前层面对应的预设结构的轮廓信息一致。然后根据下一层面的预设层面结构，控制激光飞秒设备下一层面的切割。从第一表面向第二表面对玻璃基材进行每个层面的切割，直至形成与所述预设光栅结构对应的光栅结构。

步骤S130：控制抛光设备对所述光栅结构进行抛光处理，形成玻璃光栅。

在进行控制激光飞秒设备对多个层面进行切割后形成的光栅结构，由于不是一次成型形成的光栅结构，而是采用多次切割成型的光栅结构，所以所述形成的光栅结构从第一表面向第二表面方向上的表面结构有些部分为不平滑的结构。光栅结构表面的不平滑结构会影响光学性能，因此所述形成的光栅结构需要进行抛光处理。控制抛光设备对所述形成的光栅结构进行抛光处理，使光栅结构的从第一表面向第二表面的方向上的表面为平滑状态，从而形成玻璃光栅。

进一步的，在本实施例的在步骤S120之前还可以包括：

控制基材铺设设备在底板上铺设玻璃基材。具体可以是控制基材铺设设备将玻璃基材铺设在底板上，铺设好的玻璃基材应该保持水平。

对应的，在形成玻璃光栅后，还需要将玻璃光栅从底板上剥离下来，于是，在步骤S130之后还包括：控制剥离设备将所述玻璃光栅从底板表面剥离，以完成玻璃光栅的制作。

第二实施例

本发明第二实施例提供了一种玻璃光栅的制作装置200，如图3所示。所述玻璃光栅的制作装置200包括：结构获取模块210、飞秒激光控制模块220以及抛光控制模块230。其中：所述结构获取模块210用于获取玻璃光栅的预设光栅结构以及从所述玻璃光栅的第一表面至与所述第一表面相对的第二表面之间的多个层面的预设层面结构；所述飞秒激光控制模块220用于根据每个层面的预设层面结构，控制飞秒激光设备从第一表面向第二表面对玻璃基材进行每个层面的切割，直至形成与所述预设光栅结构对应的光栅结构；所述抛光控制模块230用于控制抛光设备对所述光栅结构进行抛光处理，形成玻璃光栅。

所述结果获取模块210包括模型获取单元、分层单元以及预设结构生成单元。其中：所述模型获取单元用于获取玻璃光栅的模型并生成预设光栅结构；所述分层单元用于将所述玻璃光栅的模型分为从玻璃光栅的第一表面向第二表面的多个层面的二维模型；所述预设结构生成单元用于根据所述多个层面的二维模型，形成所述多个层面的每个层面对应的预设层面结构。

所述玻璃光栅的制作装置200还包括：基材铺设控制模块，所述基材铺设控制模块用于控制基材铺设设备在底板上铺设玻璃基材。

所述玻璃光栅的制作装置200还包括：剥离控制模块，所述剥离控制模块用于控制剥离设备将所述玻璃光栅从底板表面剥离。

第三实施例

本发明第三实施例提供了一种玻璃光栅的制作系统300，如图4所示。所述玻璃光栅的制作系统300包括：控制终端100、飞秒激光设备310以及抛光设备320。其中：所述控制终端100用于控制所述飞秒激光设备310以及所述抛光设备320；所述控制终端100还用于获取玻璃光栅的预设光栅结构以及从所述玻璃光栅的第一表面至与所述第一表面相对的第二表面之间的多个层面的预设层面结构；所述飞秒激光设备310用于从第一表面向第二表面对玻璃基材进行每个层面的切割，直至形成与所述预设光栅结构对应的光栅结构；所述抛光设备320用于对所述光栅结构进行抛光处理，形成玻璃光栅。

所述控制终端100还用于获取玻璃光栅的模型并生成预设光栅结构；所述控制终端100还用于将所述玻璃光栅的模型分为从玻璃光栅的第一表面向第二表面的多个层面的二维模型；所述控制终端100还用于根据所述多个层面的二维模型，形成所述多个层面的每个层面对应的预设层面结构。

综上所述，本发明实施例提供的玻璃光栅的制作方法、装置及系统，根据获取的预设层面结构对玻璃基材进行多个层面的对应切割，直至形成与预设光栅结构对应的光栅结构，再对形成的光栅结构进行抛光处理，最后形成玻璃光栅。整个玻璃光栅的制作过程不需要模具，从而克服了现有玻璃光栅制作方法的需要模具而带来不足的缺点。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二、另一等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

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。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种玻璃光栅的制作方法，其特征在于，所述方法包括：

获取玻璃光栅的预设光栅结构以及从所述玻璃光栅的第一表面至与所述第一表面相对的第二表面之间的多个层面的预设层面结构；

根据每个层面的预设层面结构，控制飞秒激光设备从第一表面向第二表面对玻璃基材进行每个层面的切割，直至形成与所述预设光栅结构对应的光栅结构；

控制抛光设备对所述光栅结构进行抛光处理，形成玻璃光栅。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取玻璃光栅的预设光栅结构以及从所述玻璃光栅的第一表面至与所述第一表面相对的第二表面之间的多个层面的预设层面结构包括：

获取玻璃光栅的模型并生成预设光栅结构；

将所述玻璃光栅的模型分为从玻璃光栅的第一表面向第二表面的多个层面的二维模型；

根据所述多个层面的二维模型，形成所述多个层面的每个层面对应的预设层面结构。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制飞秒激光设备根据每个层面的预设结构从玻璃光栅表面向玻璃光栅内部的对玻璃基材进行每个层面的扫描，直至形成与预设光栅结构对应的光栅结构之前，还包括：

控制基材铺设设备在底板上铺设玻璃基材。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述控制抛光设备对所述光栅结构进行抛光处理，形成玻璃光栅之后，还包括：

控制剥离设备将所述玻璃光栅从底板表面剥离。

5.一种玻璃光栅的制作装置，其特征在于，所述装置包括：结构获取模块、飞秒激光控制模块以及抛光控制模块，其中：

所述结构获取模块用于获取玻璃光栅的预设光栅结构以及从所述玻璃光栅的第一表面至与所述第一表面相对的第二表面之间的多个层面的预设层面结构；

所述飞秒激光控制模块用于根据每个层面的预设层面结构，控制飞秒激光设备从第一表面向第二表面对玻璃基材进行每个层面的切割，直至形成与所述预设光栅结构对应的光栅结构；

所述抛光控制模块用于控制抛光设备对所述光栅结构进行抛光处理，形成玻璃光栅。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述结果获取模块包括模型获取单元、分层单元以及预设结构生成单元，其中：

所述模型获取单元用于获取玻璃光栅的模型并生成预设光栅结构；

所述分层单元用于将所述玻璃光栅的模型分为从玻璃光栅的第一表面向第二表面的多个层面的二维模型；

所述预设结构生成单元用于根据所述多个层面的二维模型，形成所述多个层面的每个层面对应的预设层面结构。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括基材铺设控制模块，所述基材铺设控制模块用于控制基材铺设设备在底板上铺设玻璃基材。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：剥离控制模块，所述剥离控制模块用于控制剥离设备将所述玻璃光栅从底板表面剥离。

9.一种剥离光栅的制作系统，其特征在于，所述系统包括：控制终端、飞秒激光设备以及抛光设备，其中：

所述控制终端用于控制所述飞秒激光设备以及所述抛光设备；

所述控制终端还用于获取玻璃光栅的预设光栅结构以及从所述玻璃光栅的第一表面至与所述第一表面相对的第二表面之间的多个层面的预设层面结构；

所述飞秒激光设备用于从第一表面向第二表面对玻璃基材进行每个层面的切割，直至形成与所述预设光栅结构对应的光栅结构；

所述抛光设备用于对所述光栅结构进行抛光处理，形成玻璃光栅。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述控制终端还用于获取玻璃光栅的模型并生成预设光栅结构；

所述控制终端还用于将所述玻璃光栅的模型分为从玻璃光栅的第一表面向第二表面的多个层面的二维模型；

所述控制终端还用于根据所述多个层面的二维模型，形成所述多个层面的每个层面对应的预设层面结构。