CN105700165B - 3d光栅对位贴合装置及方法 - Google Patents
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Abstract
3D光栅对位贴合装置及方法,属于3D显示技术领域,本发明为解决现有光栅贴合技术对位精度低、效率低、人工成本高、材料成本高的问题。本发明方案:2D液晶屏的LCM模组侧吸附在亚克力真空吸附平台上,2D液晶屏的焦距玻璃基板侧涂布光学胶,并面向下方;亚克力真空吸附平台的正下方设置有承托光栅网版,承托光栅网版中间的网上承托透镜光栅;光源透过待对位贴合件输出2D液晶屏和透镜光栅的对位图像,该对位图像被采集处理单元接收并显示,根据要达到的既定对位关系调整承托光栅网版位置;在对位关系确定的情况下,利用贴合机构从承托光栅网版下方隔着网将2D液晶屏和透镜光栅贴合在一起,贴合轨迹从中点向左右两侧贴合。
Description
技术领域
本发明属于3D显示技术领域。
背景技术
裸眼3D的发展,摆脱了传统分时、分色、分光等需要借助辅助设备才能观看到3D效果的束缚,提高了观看的自由度、舒适度及拓宽了运用领域而受到广泛关注。
裸眼3D显示可以分为柱透镜光栅和狭缝光栅两种主流技术。柱透镜光栅技术原理:现有技术一般是由周期性排列的柱状凸透镜阵列和2D显示器精密耦合而成。如图1所示,其结构由柱透镜光栅膜6、焦距玻璃基板5、第一玻璃基板1、第二玻璃基板2、背光7以及夹在第一基板1和第二基板2之间的液晶层3组成,同时在第一玻璃基板1和第二玻璃基板2上贴有偏光片4,周期性排列的柱透镜光栅膜采用外贴的方式贴在焦距玻璃基板5上。其中柱透镜光栅利用光折射原理进行分光,使观看者的左右眼观看到不同的视差图像,从而产生立体效果。
狭缝光栅技术可以分为固定式狭缝光栅和液晶狭缝光栅。如图2所示为前置式狭缝光栅,其结构为在第一玻璃基板1上的偏光板4上外贴由透光、不透光的细条周期性排列的狭缝光栅8。其中,前置式狭缝光栅利用光遮挡原理进行分光,使奇偶列子像素分别显示左、右视差图像。如图3所示为液晶狭缝光栅,其结构是在液晶显示面板上再增加一TN盒,该液晶光阀蚀刻有狭缝设计的ITO图案,用于驱动液晶成视差屏障达到屏障光栅的效果。图示的黑色光栅即为ITO电极条。
一般地,固定式狭缝光栅和柱透镜光栅作为裸眼3D实现的主要光学器件,技术发展比较成熟。无论是狭缝光栅还是柱透镜光栅在贴合过程中精度要求高,特别是光栅膜与透明基板贴合过程中,贴合的质量直接影响到3D显示产品的3D显示性能和效果。
目前,由于设备的限制,现有的光栅贴合仅依靠传统的一些简易设备如冷裱机、热裱机及覆膜机等,这种设备只能完成简单的贴合动作,存在较多的问题:(1)对位精度低,完全依靠人眼来判断贴合位置,以及通过手动来调节位置,使得贴合精度无法得到保证;(2)贴合不良得不到完全控制,如贴合气泡、内污等不良得不到有效控制,对于大尺寸的光栅膜来说,容易造成材料的浪费、成本高及返工难度大;(3)整个过程完全依赖人工,对人工的技能熟练程度依赖性强,人力投入大且成本增加。
发明内容
本发明目的是为了解决现有光栅贴合技术对位精度低、效率低、人工成本高、材料成本高的问题,提供了一种3D光栅对位贴合装置及方法。
本发明所述3D光栅对位贴合装置,包括亚克力真空吸附平台、承托光栅网版、贴合机构和采集处理单元;
待对位贴合件包括2D液晶屏和透镜光栅两部分,2D液晶屏由LCM模组和焦距玻璃基板贴合在一起构成,2D液晶屏的LCM模组侧吸附在亚克力真空吸附平台上,2D液晶屏的焦距玻璃基板侧涂布光学胶;2D液晶屏的焦距玻璃基板侧面向下方;
亚克力真空吸附平台的正下方设置有承托光栅网版,承托光栅网版中间的网上承托透镜光栅;
亚克力真空吸附平台发出的光束透过待对位贴合件输出2D液晶屏和透镜光栅的对位图像,该对位图像被采集处理单元接收并显示,根据要达到的既定对位关系调整承托光栅网版位置,进而调整2D液晶屏和透镜光栅的对位关系;
在2D液晶屏和透镜光栅的对位关系确定的情况下,利用贴合机构从承托光栅网版下方隔着网将2D液晶屏和透镜光栅贴合在一起,贴合轨迹从中点向左右两侧贴合。
3D光栅对位贴合方法包括以下步骤:
步骤一、将2D液晶屏置于亚克力真空吸附平台上方的光学板组件上表面,抽真空,在焦距玻璃基板表面涂布光学胶,再将亚克力真空吸附平台翻转180°,使焦距玻璃基板涂布光学胶面朝下;
步骤二、发光二极管的光线进入光学腔,在光学腔中向上传播的光线被位于顶部的反射板、微型光学反射粒子反射向下,光线从透明亚克力材质的反射板传递至扩散板,被均匀化、雾化之后的光线从扩散板均匀地投射到一号棱镜板和二号棱镜板中,作为光源向下发射,
步骤三、步骤二所述光源发出的光束透过待对位贴合件输出2D液晶屏和透镜光栅的对位图像,该对位图像被CCD镜头采集,发送至电脑终端主机,并在显示器上显示,根据要达到的既定的对位关系调整四个调节杆,来调整承托光栅网版的XY坐标位置,进而改变2D液晶屏和透镜光栅的对位关系,直至2D液晶屏和透镜光栅的对位关系达到既定对位关系;
步骤四、滚轮先沿X轴方向传动至3D光栅承载区正下方的中间位置,再向上沿Y轴方向传动,滚轮通过气动压阀来控制贴合间隙且滚轮与3D光栅承载区接触点为网框中间位置点,以保证透镜光栅中间位置最先接触到涂有光学胶的焦距玻璃基板上;贴合轨迹为从中间往两边贴合;
步骤五、贴合后产品翻转180°后再固化,完成3D光栅对位贴合。
本发明的优点:通过透光性良好的亚克力材质背光板提供LCM模组所需的背光及采用低目数的网版来承载3D光栅膜并通过CCD镜头对图像进行拾取传输至终端,再通过终端合成软件来微调网版偏移位置,最后通过滚轮贴合来完成,该装置不受LCM模组尺寸大小的限制,易于实现,更加符合生产要求,自动化程度较高,贴合的精度高、效率高及产品的良率高,直接节省材料、人工成本。
附图说明
图1是现有柱透镜光栅的结构示意图;
图2是现有前置式狭缝光栅的结构示意图;
图3是现有液晶狭缝光栅的结构示意图;
图4是本发明所述3D光栅对位贴合装置的结构示意图;
图5是图4的A-A剖视图;
图6是图4的B-B剖视图;
图7是网版结构示意图;
图8是图4中C处放大图;
图9是滚轮贴合动作原理图。
具体实施方式
具体实施方式一:下面结合图4至图9说明本实施方式,本实施方式所述3D光栅对位贴合装置,包括亚克力真空吸附平台1、承托光栅网版2、贴合机构3和采集处理单元4;
待对位贴合件5包括2D液晶屏和透镜光栅111两部分,2D液晶屏由LCM模组109和焦距玻璃基板110贴合在一起构成,2D液晶屏的LCM模组109侧吸附在亚克力真空吸附平台1上,2D液晶屏的焦距玻璃基板110侧涂布光学胶;2D液晶屏的焦距玻璃基板110侧面向下方;
亚克力真空吸附平台1的正下方设置有承托光栅网版2,承托光栅网版2中间的网上承托透镜光栅111;
亚克力真空吸附平台1发出的光束透过待对位贴合件5输出2D液晶屏和透镜光栅111的对位图像,该对位图像被采集处理单元4接收并显示,根据要达到的既定对位关系调整承托光栅网版2位置,进而调整2D液晶屏和透镜光栅111的对位关系;
在2D液晶屏和透镜光栅111的对位关系确定的情况下,利用贴合机构3从承托光栅网版2下方隔着网将2D液晶屏和透镜光栅111贴合在一起,贴合轨迹从中点向左右两侧贴合。
LCM模组(LCD Module)即LCD显示模组、液晶模块,是指将液晶显示器件,连接件,控制与驱动等***电路,PCB电路板,背光源,结构件等装配在一起的组件。
亚克力真空吸附平台1包括反射板101、两个条形凸透镜103、两个发光二极管104、两个光源反射罩105和光学板组件板;光学板组件从内向外依次设置扩散板106、一号棱镜板107和二号棱镜板108,光学板组件上均匀设置多个真空吸附孔201;
反射板101和光学板组件上下平行设置,与左右对称设置的两个光源反射罩105共同构成封闭光学腔,腔体内容纳多个微型光学反射粒子102;
光源反射罩105的开口处设置凸透镜103,光源反射罩105和凸透镜103之间设置发光二极管104。
凸透镜103的横截面为半圆形,该半圆在朝向光学腔的一面为圆弧,朝向发光二极管104的一面为平面,凸透镜103通过粘着剂固定在反射板101下部面和扩散板106上部面之间。
承托光栅网版2包括调节杆112、网边框113、非承载区301和3D光栅承载区302,网边框113的框间区域分为外边缘的非承载区301和中间区域的3D光栅承载区302,3D光栅承载区302用于承托透镜光栅111;3D光栅承载区302采用白色尼龙丝网编织构成;
网边框113的X轴两对边设置两个调节杆112,Y轴两对边设置两个调节杆,用于调整承托光栅网版2的XY坐标位置。
承托光栅网版2通过前后、左右调节杆112来调节;3D光栅承载区302采用低目数的尼龙丝网且承载透镜光栅111的为白色区域,非承载区201不透光。一般地,所述的透光性良好的白色区域比3D膜尺寸大。
贴合机构3包括X轴传动装置114、Y轴驱动装置115和滚轮116;
滚轮116由X轴传动装置114驱动调整其在承托光栅网版2下方X轴坐标位置;滚轮116由Y轴驱动装置115驱动调整其在承托光栅网版2下方Y轴坐标位置,滚轮116的轴向为Y轴,滚轮116的滚动方向沿X轴。
采集处理单元4包括CCD镜头117、电脑终端主机118和显示器119;CCD镜头117采集2D液晶屏和透镜光栅111的对位图像,并发送给电脑终端主机118,该图像在显示器119上显示,以此作为调整承托光栅网版2位置的依据。
CCD镜头117拾取点亮背光及LCM模组109后透过透镜光栅111的影像,并通过数据传输至电脑终端主机118,电脑终端主机118通过图像合成软件,显示出红绿图案且红绿分界线即为光栅角度线120,该分界线与电脑制作的固定光栅角度θ标准分界线进行自动匹配,匹配过程中通过调节杆112来实现,对位好后通过气缸压合网边框113,以防止移位。
完成以上步骤后,滚轮116先沿X轴方向传动至3D光栅承载区302正下方的中间位置,再向上沿Y轴方向传动,滚轮116通过气动压阀来控制贴合间隙且滚轮116与3D光栅承载区302接触点为网框中间位置点,以保证透镜光栅111中间位置最先接触到涂有光学胶的焦距玻璃基板110上;贴合轨迹为从中间往两边贴合。
具体实施方式二:下面结合图4至图9说明本实施方式,本实施方式所述3D光栅对位贴合方法,本方法是根据权利要求5所述3D光栅对位贴合装置实现的,其特征在于,该方法包括以下步骤:
步骤一、将2D液晶屏置于亚克力真空吸附平台1上方的光学板组件上表面,抽真空,在焦距玻璃基板110表面涂布光学胶,再将亚克力真空吸附平台1翻转180°,使焦距玻璃基板110涂布光学胶面朝下;
步骤二、发光二极管104的光线进入光学腔,在光学腔中向上传播的光线被位于顶部的反射板101、微型光学反射粒子102反射向下,光线从透明亚克力材质的反射板101传递至扩散板106,被均匀化、雾化之后的光线从扩散板106均匀地投射到一号棱镜板107和二号棱镜板108中,作为光源向下发射,
步骤三、步骤二所述光源发出的光束透过待对位贴合件5输出2D液晶屏和透镜光栅111的对位图像,该对位图像被CCD镜头117采集,发送至电脑终端主机118,并在显示器119上显示,根据要达到的既定的对位关系调整四个调节杆112,来调整承托光栅网版2的XY坐标位置,进而改变2D液晶屏和透镜光栅111的对位关系,直至2D液晶屏和透镜光栅111的对位关系达到既定对位关系;
步骤四、滚轮116先沿X轴方向传动至3D光栅承载区302正下方的中间位置,再向上沿Y轴方向传动,滚轮116通过气动压阀来控制贴合间隙且滚轮116与3D光栅承载区302接触点为网框中间位置点,以保证透镜光栅111中间位置最先接触到涂有光学胶的焦距玻璃基板110上;贴合轨迹为从中间往两边贴合。
步骤五、贴合后产品翻转180°后再固化,完成3D光栅对位贴合。
Claims (4)
1. 3D光栅对位贴合装置,其特征在于,包括亚克力真空吸附平台(1)、承托光栅网版(2)、贴合机构(3)和采集处理单元(4);
待对位贴合件(5)包括2D液晶屏和透镜光栅(111)两部分,2D液晶屏由LCM模组(109)和焦距玻璃基板(110)贴合在一起构成,2D液晶屏的LCM模组(109)侧吸附在亚克力真空吸附平台(1)上,2D液晶屏的焦距玻璃基板(110)侧涂布光学胶;2D液晶屏的焦距玻璃基板(110)侧面向下方;
亚克力真空吸附平台(1)的正下方设置有承托光栅网版(2),承托光栅网版(2)中间的网上承托透镜光栅(111);
亚克力真空吸附平台(1)发出的光束透过待对位贴合件(5)输出2D液晶屏和透镜光栅(111)的对位图像,该对位图像被采集处理单元(4)接收并显示,根据要达到的既定对位关系调整承托光栅网版(2)位置,进而调整2D液晶屏和透镜光栅(111)的对位关系;
承托光栅网版(2)包括调节杆(112)、网边框(113)、非承载区(301)和3D光栅承载区(302),网边框(113)的框间区域分为外边缘的非承载区(301)和中间区域的3D光栅承载区(302),3D光栅承载区(302)用于承托透镜光栅(111);3D光栅承载区(302)采用白色尼龙丝网编织构成;
网边框(113)的X轴两对边设置两个调节杆(112),Y轴两对边设置两个调节杆,用于调整承托光栅网版(2)的XY坐标位置;
在2D液晶屏和透镜光栅(111)的对位关系确定的情况下,利用贴合机构(3)从承托光栅网版(2)下方隔着网将2D液晶屏和透镜光栅(111)贴合在一起,贴合轨迹从中点向左右两侧贴合;
贴合机构(3)包括X轴传动装置(114)、Y轴驱动装置(115)和滚轮(116);
滚轮(116)由X轴传动装置(114)驱动调整其在承托光栅网版(2)下方X轴坐标位置;滚轮(116)由Y轴驱动装置(115)驱动调整其在承托光栅网版(2)下方Y轴坐标位置,滚轮(116)的轴向为Y轴,滚轮(116)的滚动方向沿X轴。
2.根据权利要求1所述3D光栅对位贴合装置,其特征在于,亚克力真空吸附平台(1)包括反射板(101)、两个条形凸透镜(103)、两个发光二极管(104)、两个光源反射罩(105)和光学板组件板;光学板组件从内向外依次设置扩散板(106)、一号棱镜板(107)和二号棱镜板(108),光学板组件上均匀设置多个真空吸附孔(201);
反射板(101)和光学板组件上下平行设置,与左右对称设置的两个光源反射罩(105)共同构成封闭光学腔,腔体内容纳多个微型光学反射粒子(102);
光源反射罩(105)的开口处设置凸透镜(103),光源反射罩(105)和凸透镜(103)之间设置发光二极管(104)。
3.根据权利要求2所述3D光栅对位贴合装置,其特征在于,采集处理单元(4)包括CCD镜头(117)、电脑终端主机(118)和显示器(119);CCD镜头(117)采集2D液晶屏和透镜光栅(111)的对位图像,并发送给电脑终端主机(118),该图像在显示器(119)上显示,以此作为调整承托光栅网版(2)位置的依据。
4. 3D光栅对位贴合方法,本方法是根据权利要求3所述3D光栅对位贴合装置实现的,其特征在于,该方法包括以下步骤:
步骤一、将2D液晶屏置于亚克力真空吸附平台(1)上方的光学板组件上表面,抽真空,在焦距玻璃基板(110)表面涂布光学胶,再将亚克力真空吸附平台(1)翻转180°,使焦距玻璃基板(110)涂布光学胶面朝下;
步骤二、发光二极管(104)的光线进入光学腔,在光学腔中向上传播的光线被位于顶部的反射板(101)、微型光学反射粒子(102)反射向下,光线从透明亚克力材质的反射板(101)传递至扩散板(106),被均匀化、雾化之后的光线从扩散板(106)均匀地投射到一号棱镜板(107)和二号棱镜板(108)中,作为光源向下发射,
步骤三、步骤二所述光源发出的光束透过待对位贴合件(5)输出2D液晶屏和透镜光栅(111)的对位图像,该对位图像被CCD镜头(117)采集,发送至电脑终端主机(118),并在显示器(119)上显示,根据要达到的既定的对位关系调整四个调节杆(112),来调整承托光栅网版(2)的XY坐标位置,进而改变2D液晶屏和透镜光栅(111)的对位关系,直至2D液晶屏和透镜光栅(111)的对位关系达到既定对位关系;
步骤四、滚轮(116)先沿X轴方向传动至3D光栅承载区(302)正下方的中间位置,再向上沿Y轴方向传动,滚轮(116)通过气动压阀来控制贴合间隙且滚轮(116)与3D光栅承载区(302)接触点为网框中间位置点,以保证透镜光栅(111)中间位置最先接触到涂有光学胶的焦距玻璃基板(110)上;贴合轨迹为从中间往两边贴合;
步骤五、贴合后产品翻转180°后再固化,完成3D光栅对位贴合。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
CB02 | Change of applicant information |
Address after: 315100 Zhejiang city of Ningbo province Yinzhou District Qiming road 655 Lane 77 Applicant after: Ningbo Regent Polytron Technologies Inc Address before: 315100 Zhejiang city of Ningbo province Yinzhou District Qiming road 655 Lane 77 Applicant before: Ningbo Vision Display Technology Co., Ltd. |
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COR | Change of bibliographic data | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |