微透鏡及柱狀透鏡兼用的透鏡板的製作方法
2023-06-01 22:45:46 1
專利名稱：微透鏡及柱狀透鏡兼用的透鏡板的製作方法
技術領域：
本發明涉及透鏡板，尤其涉及微透鏡及柱狀透鏡兼用的透鏡板。
背景技術：
透鏡板應用於各種領域。最具代表性的應用範圍有液晶顯示器用透鏡板、立體影像顯示器用透鏡板、面光源裝置用透鏡板、背光源部件用透鏡板、用於三維觀測的透鏡板寸。圖1為現有技術的用於三維觀測的微透鏡板結構示意圖。如圖1所示，現有技術的用於三維觀測的微透鏡板100包括透鏡陣列層110，其中，凸透鏡以陣列形式排列；焦點距離層120，設置於透鏡陣列層110的下方並根據透鏡的曲率半徑調整適當的焦點距離；立體層130，設置於焦點距離層110的下方並根據一定的立體圖案形成立體圖像。微透鏡板通過視錯覺現象使觀測人感受到深度，而其深度的差異由立體圖案的大小和密度決定。例如，在以45度以每英寸200個構成的凸透鏡中，若使立體圖案的數量小於200個，則觀測者將感到突出的立體感，而若大於200個，則將感到凹陷的立體感。一般而言，用於三維觀測的微透鏡板100，通過平版印刷、雷射蝕刻等方法製作模具之後，生產透鏡的形狀。在此，利用平版印刷的模具製作，雖然能加工高質量的微透鏡，但透鏡大小受限制，價格高，而利用雷射蝕刻的模具製作，雖然可以較低廉的價格製作大型滾壓模具，但會降低模具質量，且很難按設計圖紙製作模具。圖2為現有技術的柱狀透鏡板結構示意圖。如圖2所示，現有技術的柱狀透鏡板200包括透鏡陣列層210，由多個半圓柱形的凸透鏡平行排列而成；焦點距離層220，設置於透鏡陣列層210的下方並根據透鏡的曲率半徑調整適當的焦點距離；立體層230，設置於焦點距離層210的下方並形成立體圖像。一般而言，柱狀透鏡200可利用金剛石工具製作高質量的模具且可賦予自由的立體感，但立體感觀測方向受限制，且會引起眩暈。另外，不能形成可在微透鏡中實現的利用雲紋的穩定的立體圖案。下面，對利用蝕刻法製作模具之後生產的現有技術的微透鏡中所存在的問題總結如下第一、利用化學蝕刻的微透鏡很難按設計圖紙形成曲率半徑；第二、根據化學蝕刻的特點，隨模具壓紋的深度，透鏡板的透明度將下降；第三、根據化學蝕刻的特點，在重新生產同樣的透鏡時，因蝕刻液的狀態、外部溫度及操作者的狀態等原因，很難製作出均勻的微透鏡模具；第四、單純的圖案可實現穩定的立體效果，但一般圖像的立體效果受到限制。另外，對利用金剛石工具製作模具之後生產的現有技術的柱狀透鏡中所存在的問題總結如下第一、在立體圖像的實現方面，雖然能實現自由的立體感，但只在非上下方向的左右方向感受到立體感；第二、因圖像的跳動現象，有可能引起眩暈；第三、無法實現利用雲紋法的各種圖案的立體現象。韓國註冊實用新型公報中公開的放射型凸透鏡立體印刷板(註冊號20-0311905) 和立體印刷板(註冊號20-0444099)利用包括多色2D圖像的雲紋表現立體印刷圖案圖像， 採用現有技術的微透鏡。另外，韓國專利公開公報所公開的利用光束差的印刷用平面透鏡板(申請號 10-2006-0138521)涉及在透鏡表面塗布不同折射率的固體樹脂以隱藏透鏡的平面立體板， 選擇性地採用現有技術的微透鏡或柱狀透鏡。另外，還公開有其他各種立體透鏡板，其以負角或正角的細微蝕刻紋理圖案替代印刷立體以實現立體，但這些都採用現有技術的上、下、左、右的放射型微透鏡。
發明內容
本發明的目的在於克服現有技術之不足而提供一種微透鏡及柱狀透鏡兼用的透鏡板，其不僅利用金剛石工具製作微透鏡，從表面隱藏透鏡，而且同時獲得柱狀透鏡和微透鏡的立體效果。為達到上述目的，根據本發明的一個實施方式，提供了一種微透鏡及柱狀透鏡兼用的透鏡板，其特徵在於，包括第一柱狀透鏡層，由半圓柱形凸透鏡平行排列而成；折射調整粘接層，形成於第一柱狀透鏡層的下方；第二柱狀透鏡層，形成於折射調整粘接層的下方並由半圓柱形凸透鏡平行排列而成；焦點距離層，形成於第二柱狀透鏡層的下方；及立體層，形成於焦點距離層的下方；而排列於第一柱狀透鏡層的半圓柱形凸透鏡的母線和排列於第二柱狀透鏡層的半圓柱形凸透鏡的母線相互交叉。優選地，排列於第一柱狀透鏡層的半圓柱形凸透鏡的曲面向下，而排列於第二柱狀透鏡層的半圓柱形凸透鏡的曲面向上。另外，還包括如下各層中的至少一層，即形成於第一柱狀透鏡層上部的第一樹脂塗層；形成於第一柱狀透鏡層和折射調整粘接層之間的第二樹脂塗層；及形成於折射調整粘接層和第二柱狀透鏡層之間的第三樹脂塗層。本發明不僅利用金剛石工具製作微透鏡，且使凸透鏡曲面以相互不同的角度相對，從而可製作出從表面隱藏透鏡的高品位的立體板。另外，本發明可按透鏡設計圖紙製作透鏡，從而可獲得高清晰度的立體感。另外，本發明可同時獲得柱狀透鏡和微透鏡的立體效果，即可同時獲得從任意方向觀測的立體感和以幀為單位的影像分割圖像的立體感。
圖1為現有技術的用於三維觀測的微透鏡板結構示意圖；圖2為現有技術的柱狀透鏡板結構示意圖；圖3為根據本發明一個實施方式的微透鏡及柱狀透鏡兼用的透鏡板的各層分解示意圖；圖4為根據本發明另一實施方式的微透鏡及柱狀透鏡兼用的透鏡板的各層分解示意圖。
具體實施例方式下面，結合附圖對本發明具體實施例進行詳細說明。圖3為根據本發明一個實施方式的微透鏡及柱狀透鏡兼用的透鏡板的各層分解示意圖。如圖3所示，根據本發明一個實施方式的微透鏡及柱狀透鏡兼用的透鏡板300包括第一柱狀透鏡層310，由半圓柱形凸透鏡311平行排列而成；折射調整粘接層320，形成於第一柱狀透鏡層的下方；第二柱狀透鏡層330，形成於折射調整粘接層320的下方並由半圓柱形凸透鏡331平行排列而成；焦點距離層340，形成於第二柱狀透鏡層330的下方並根據透鏡的曲率半徑調整適當的焦點距離；及立體層350，形成於焦點距離層340的下方並形成立體圖像。此時，排列於第一柱狀透鏡層的半圓柱形凸透鏡311的母線和排列於第二柱狀透鏡層的半圓柱形凸透鏡331的母線相互交叉。優選地，相互交叉的角度為90度或45度。在本發明的一個實施例中，第一和第二柱狀透鏡層相互相對。即，排列於第一柱狀透鏡層的半圓柱形凸透鏡311的曲面向下，而排列於第二柱狀透鏡層的半圓柱形凸透鏡 331的曲面向上。本發明的一個實施例通過上述結構製作出從表面隱藏透鏡的高品位的立體板。另外，第一柱狀透鏡層不在其下方設置焦點距離層，而只包括半圓柱形的凸透鏡， 從而使其厚度變得最薄。另外，優選地，第一柱狀透鏡層的凸透鏡和第二柱狀透鏡層的凸透鏡具備相同的曲率半徑、相同的折射率及相同的透鏡間距。形成於第二柱狀透鏡層下方的焦點距離層340，具備考慮第一柱狀透鏡層的折射率及曲率半徑、折射調整粘接層的折射率和第二柱狀透鏡層的折射率及曲率半徑計算而成的物性。圖4為本發明另一實施方式的、微透鏡及柱狀透鏡兼用的透鏡板的各層分解示意圖。 如圖4所示，根據本發明另一實施方式的微透鏡及柱狀透鏡兼用的透鏡板400，在如圖3所示的透鏡板中，還包括如下各層中的至少一層形成於第一柱狀透鏡層上方的第一樹脂塗層410 ；形成於第一柱狀透鏡層和折射調整粘接層之間的第二樹脂塗層420 ；及形成於折射調整粘接層和第二柱狀透鏡層之間的第三樹脂塗層430。第一至第三樹脂塗層410、420、430改進柱狀透鏡層的功能。例如，若柱狀透鏡層 310,330 由 A-PET (Α-Polyethylene Terephthalate)樹脂製作而成，則雖然具有高透明性、高折射率、尺寸穩定性及低價的優點，但在適印性方面存在問題，而若由 G-PET (G-Polyethylene Terephthalate)樹脂製作而成，則雖然具有高透明性、好粘接性、 適印性、高折射率及尺寸穩定性等優點，但也存在價格過高的缺點。即，各種樹脂都具有優點和缺點。因此，根據本發明的一個實施例，在用A-PET (Α-Polyethylene Terephthalate)樹脂製作柱狀透鏡層310、330的同時，用G-PET(G-Polyethylene Terephthalate)樹脂細緻地塗布第一至第三樹脂塗層410、420、430。結果，可同時具有A-PET的高透明性、高折射率、尺寸穩定性及低價的優點和G-PET的好粘接性及適印性的優點。這樣的樹脂組合僅為其中一例，本發明不受上述舉例組合的限制。另外，優選地，將第一柱狀透鏡層310的凸透鏡和第二柱狀透鏡層330的凸透鏡設計為非球面形狀。這是因為，具備一般截面的立體透鏡板將具有隨曲率半徑變化的視角，若此視角大於45，則歸為變化透鏡，而若小於45度，則歸為立體透鏡。但是，若用低折射率的塗層劑對透鏡表面進行處理，則將具有非單一折射率的雙重折射率，從而降低視角的範圍。因此，在本發明實施例中，將透鏡加工成具有極高視角的非球面形狀之後，利用透明的固體樹脂粘接劑使第一柱狀透鏡層310和第二柱狀透鏡層320形成一體，因此，即使以折射率公式計算出的視角變小，也能獲得穩定的立體感。另外，透明固體樹脂製成的折射調整粘接層320的折射率，小於第一至第二柱狀透明層310、320的折射率。例如，若第一至第二柱狀透鏡層310、330的PET (Polyethylene Terephthalate)具有1. 575的折射率，而折射調整粘接層320的透明固體樹脂具有1. 575 的折射率，則透鏡板將成為非立體透鏡板的一般透明板。另外，透明固體樹脂折射調整粘接層320的折射率越低，製作出的透鏡板的厚度越薄。上述實施例僅用以說明本發明而非限制，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明進行修改、變形或者等同替換，而不脫離本發明的精神和範圍，其均應涵蓋在本發明的權利要求範圍當中。
權利要求
1.一種微透鏡及柱狀透鏡兼用的透鏡板，其特徵在於，包括 第一柱狀透鏡層，由半圓柱形凸透鏡平行排列而成；折射調整粘接層，形成於所述第一柱狀透鏡層的下方；第二柱狀透鏡層，形成於所述折射調整粘接層的下方並由半圓柱形凸透鏡平行排列而成；焦點距離層，形成於所述第二柱狀透鏡層的下方；及立體層，形成於所述焦點距離層的下方；其中，排列於所述第一柱狀透鏡層的半圓柱形凸透鏡的母線和排列於所述第二柱狀透鏡層的半圓柱形凸透鏡的母線相互交叉。
2.根據權利要求1所述的微透鏡及柱狀透鏡兼用透鏡板，其特徵在於排列於所述第一柱狀透鏡層的半圓柱形凸透鏡的曲面向下，而排列於所述第二柱狀透鏡層的半圓柱形凸透鏡的曲面向上。
3.根據權利要求2所述的微透鏡及柱狀透鏡兼用透鏡板，其特徵在於 還包括如下各層中的至少一層形成於所述第一柱狀透鏡層的上部的第一樹脂塗層；形成於所述第一柱狀透鏡層和所述折射調整粘接層之間的第二樹脂塗層；及形成於所述折射調整粘接層和所述第二柱狀透鏡層之間的第三樹脂塗層。
4.根據權利要求1或2所述的微透鏡及柱狀透鏡兼用透鏡板，其特徵在於 排列於所述第一柱狀透鏡層的半圓柱形凸透鏡的母線和排列於所述第二柱狀透鏡層的半圓柱形凸透鏡的母線以90度或45度相互交叉。
5.根據權利要求1或2所述的微透鏡及柱狀透鏡兼用透鏡板，其特徵在於所述第一柱狀透鏡層的凸透鏡和所述第二柱狀透鏡層的凸透鏡具備相同的曲率半徑、 折射率及透鏡間距。
6.根據權利要求1或2所述的微透鏡及柱狀透鏡兼用透鏡板，其特徵在於 所述第一柱狀透鏡層的凸透鏡和所述第二柱狀透鏡層的凸透鏡具備非球面形狀。
7.根據權利要求1或2所述的微透鏡及柱狀透鏡兼用透鏡板，其特徵在於 所述折射調整粘接層的折射率小於所述第一和第二柱狀透鏡層的折射率。
全文摘要
本發明涉及微透鏡及柱狀透鏡兼用透鏡板，其不僅利用金剛石工具製作微透鏡，從表面隱藏透鏡，而且同時獲得柱狀透鏡和微透鏡的立體效果。根據本發明的微透鏡及柱狀透鏡兼用的透鏡板，其特徵在於，包括第一柱狀透鏡層，由半圓柱形凸透鏡平行排列而成；折射調整粘接層，形成於第一柱狀透鏡層的下方；第二柱狀透鏡層，形成於折射調整粘接層的下方並由半圓柱形凸透鏡平行排列而成；焦點距離層，形成於第二柱狀透鏡層的下方；及立體層，形成於焦點距離層的下方。
文檔編號B32B27/36GK102565888SQ201010623869
公開日2012年7月11日 申請日期2010年12月31日 優先權日2010年12月13日
發明者徐定植 申請人:徐定植