本發(fā)明專利技術(shù)涉及集成成像3D顯示技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于集成成像3D顯示的組合微透鏡陣列及其制作方法。提供一種用于集成成像3D顯示的組合微透鏡陣列，其特征在于：包括一基板；一小孔光柵，設(shè)置于所述基板的一表面，所述小孔光柵是一帶有鏤空小孔陣列的不透明金屬或光刻膠；以及一微透鏡陣列，設(shè)置于所述基板含有所述小孔光柵的一面，所述微透鏡陣列由與所述小孔光柵的小孔陣列一一對應(yīng)的透鏡單元組成，且所述透鏡單元位于所述對應(yīng)的小孔陣列中。本發(fā)明專利技術(shù)制作方法簡單、成本低廉，并且有效解決了單一微透鏡陣列帶來的圖像串?dāng)_嚴(yán)重和分辨率降低的問題，同時也解決了單一小孔陣列帶來的顯示亮度降低的問題，易于實現(xiàn)高性能集成成像3D顯示。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及集成成像3D顯示
，尤其涉及一種用于集成成像3D顯示的組 合微透鏡陣列及其制作方法。
技術(shù)介紹
集成成像(Integral Imaging, II)作為一種自由立體顯示技術(shù),是一種全真三維 光學(xué)成像的新方法。集成成像3D顯示技術(shù)采用微透鏡陣列或小孔光柵來實現(xiàn)三維目標(biāo)立 體特征信息記錄和立體圖像重構(gòu)。與其他立體顯示技術(shù)相比，該技術(shù)具有不需要輔助設(shè)備 和相干光源；能夠提供全視差、連續(xù)視點、全彩色的真三維實時立體圖像；能夠有效克服傳 統(tǒng)多視點自由立體顯示出現(xiàn)的輻輳與焦點調(diào)節(jié)范圍導(dǎo)致的視覺疲勞現(xiàn)象；能與現(xiàn)有高清晰 度電視制式有很好的兼容性等優(yōu)點，已成為3D顯示領(lǐng)域中的重要研究課題。其中，微透鏡陣列或小孔光柵是集成成像3D顯示系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分，其結(jié)構(gòu)優(yōu) 化設(shè)計和制作工藝的研究對高性能集成成像3D顯示技術(shù)有重要作用。單一微透鏡陣列實 現(xiàn)的3D顯示裝置，顯示亮度高，但單一微透鏡陣列中透鏡與透鏡之間的間隙同樣能透光， 因此增大圖像干擾以及微單元圖像之間的串?dāng)_，降低顯示的分辨率。而單一小孔光柵不會 造成圖像串?dāng)_，但由于小孔必須遠小于微單元圖像的尺寸，才能保證顯示圖像清晰，這樣勢 必造成顯示亮度降低。針對單一微透鏡陣列和單一小孔光柵存在的上述不足，本專利技術(shù)結(jié)合小孔光柵和微 透鏡陣列的優(yōu)勢，提出一種新用于集成成像3D顯示的組合微透鏡陣列及其制作方法。
技術(shù)實現(xiàn)思路
有鑒于此，本專利技術(shù)的目的是提供一種用于集成成像3D顯示的組合微透鏡陣列及 其制作方法。本專利技術(shù)提供一種用于集成成像3D顯示的組合微透鏡陣列，其特征在于，包括 一基板；一小孔光柵，設(shè)置于所述基板的一表面，所述小孔光柵是一帶有鏤空小孔陣列的不透 明金屬或光刻膠；以及一微透鏡陣列，設(shè)置于所述基板含有所述小孔光柵的一面，所述微透鏡陣列由與所述 小孔光柵的小孔陣列一一對應(yīng)的透鏡單元組成，且所述透鏡單元位于所述對應(yīng)的小孔陣列 中。在本專利技術(shù)一實施例中，所述基板是透明玻璃、透明有機材料或透明聚合物材料。在本專利技術(shù)一實施例中，所述小孔陣列小孔與微透鏡陣列透鏡單元的形狀一致、大 小相等，且中心一一對齊；其中微透鏡陣列用于集成成像3D顯示中微單元圖像獲取和重 構(gòu)，小孔陣列的不透光部分用于降低或消除單一微透鏡陣列由于微透鏡單元之間間隙透過 光線的干擾以及微透鏡單元之間造成的串?dāng)_。在本專利技術(shù)一實施例中，所述小孔陣列小孔與微透鏡陣列透鏡單元的形狀為圓形或正多邊形。本專利技術(shù)還提供一種用于集成成像3D顯示的組合微透鏡陣列的制作方法，采用的 第一種制作方法具體方案為提供一種用于集成成像3D顯示的組合微透鏡陣列的制作方 法，其特征在于，包含以下步驟511:提供一基板并米用光刻、刻蝕或絲網(wǎng)印刷在其一表面制作一小孔光柵；512:在所述基板設(shè)置有所述小孔光柵的一面均勻涂覆一層透明負光刻膠；513:采用背曝光方式，從所述基板未設(shè)置所述小孔光柵的一面進行曝光并顯影；所述 光刻膠被所述小孔光柵阻擋的部分將被顯影液去除，留下未被所述小孔光柵阻擋的光刻膠 柱狀圖案陣列；514:采用光刻膠熱熔法使所述光刻膠柱狀圖案陣列熔化變形，形成光刻膠微透鏡陣 列，從而得到所述的組合微透鏡陣列。在本專利技術(shù)一實施例中，所述小孔光柵是一帶有鏤空小孔陣列的不透明金屬或光刻 膠；所述微透鏡陣列由與所述小孔光柵的小孔陣列一一對應(yīng)的透鏡單元組成。本專利技術(shù)采用的第二種制作方法具體方案為提供一種用于集成成像3D顯示的組 合微透鏡陣列的制作方法，其特征在于，包含以下步驟521:提供兩片基板并采用光刻、刻蝕或絲網(wǎng)印刷分別在其一表面制作一小孔光柵；522:取所述步驟S21中制備的其中一片基板并在其設(shè)置有所述小孔光柵的一面均勻 涂覆一層透明負光刻膠；523:采用背曝光方式，從所述步驟S22中制備的含小孔光柵的基板未設(shè)置有小孔光柵 的一面進行曝光并顯影，所述光刻膠被所述小孔光柵阻擋的部分將被顯影液去除，留下未 被所述小孔光柵阻擋的光刻膠柱狀圖案陣列；524:取所述步驟S23中制備的含光刻膠柱狀圖案陣列的基板，采用光刻膠熱熔法使所 述光刻膠柱狀圖案陣列熔化變形，形成光刻膠微透鏡陣列；525:取所述步驟S24中制備的含光刻膠微透鏡陣列的基板，并使用硅橡膠制作所述光 刻膠微透鏡陣列的娃橡膠負模板；526:利用所述硅橡膠負模板，采用熱壓印或紫外壓印在所述步驟S21中制備的另一片 設(shè)置有小孔光柵的基板上制作一透明有機材料微透鏡陣列，從而得到所述的組合微透鏡陣 列。在本專利技術(shù)一實施例中，所述小孔光柵是一帶有鏤空小孔陣列的不透明金屬或光刻 膠；所述微透鏡陣列由與所述小孔光柵的小孔陣列一一對應(yīng)的透鏡單元組成。在本專利技術(shù)一實施例中，所述步驟S25的具體步驟為5251:按所述硅橡膠所需比例制備單體和交聯(lián)劑的混合物；5252:將所述含光刻膠微透鏡陣列的基板放置于一容器中，倒入所述混合物并靜置；5253:待所述混合物起泡全部消除后將該容器放入烘箱，待所述混合物完全固化后取出；5254:將所述混合物與所述含光刻膠微透鏡陣列的基板分離，并切割所述混合物形成 所述的硅橡膠負模板。在本專利技術(shù)一實施例中，所述步驟S26的具體步驟為S261 :將所述硅橡膠負模板放置于密封容器中進行抽真空，使其具有負壓；S262 :在所述步驟S21中制備的另一片設(shè)置有小孔光柵的基板含有所述小孔光柵的一 面均勻涂覆一層透明有機材料；S263:把所述具有負壓的硅橡膠負模板放置于所述透明有機材料上并使其中心與所述 小孔光柵的小孔中心一一對齊，并且使所述硅橡膠負模板與所述小孔光柵相接觸；S264:由于所述硅橡膠負模板具有負壓，所述透明有機材料在負壓力和毛細力的共同 作用下將形成與所述硅橡膠負模板相對應(yīng)的透明有機材料微透鏡陣列；5265:采用冷卻固化或紫外固化的方式使所述透明有機材料微透鏡陣列固化；5266:將所述硅橡膠負模板與所述透明有機材料微透鏡陣列分離。本專利技術(shù)的顯著優(yōu)點在于把微透鏡陣列和小孔光柵有機結(jié)合起來，使得微透鏡陣 列和小孔光柵優(yōu)勢互補，有效解決了單一微透鏡陣列帶來的圖像串?dāng)_嚴(yán)重和分辨率降低的 問題以及由單一小孔光柵帶來的顯示亮度降低的問題，易于實現(xiàn)高性能集成成像3D顯示。 并且，本專利技術(shù)提供的組合微透鏡陣列制作方法簡單、成本低廉。附圖說明圖1為本專利技術(shù)一種用于集成成像3D顯示的組合微透鏡陣列的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2a_2d為采用本專利技術(shù)第一種制作方法的制作流程剖面示意圖。圖3為采用本專利技術(shù)第二種制作方法制作的硅橡膠負模板剖面示意圖。圖4為采用本專利技術(shù)第二種制作方法在所述步驟S21中制備的另一片基板含有小孔 光柵的一面均勻涂覆一層透明有機材料206剖面示意圖。圖5為采用本專利技術(shù)第二種制作方法利用硅橡膠負模板制作透明有機材料微透鏡 陣列剖面示意圖。圖6為采用本專利技術(shù)第二種制作方法制作的用于集成成像3D顯示的組合微透鏡陣 列剖面示意圖。具體實施方式為使本專利技術(shù)的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下將通過具體實施例和相 關(guān)附圖，對本專利技術(shù)作進一步詳細說明。本專利技術(shù)提供一種用于集成成像3D顯示的組合微透鏡陣列，其特征在于，包括 一基板；一小孔光柵，設(shè)置于所述基板的一表面，所述小孔光柵是一帶有鏤空小孔陣列的不透 明金屬或光刻膠；以及一微透鏡陣列，設(shè)置于所述基板含有所述小孔光柵的一面，所述微透鏡陣列由與所述 小孔光柵的小孔陣列一一對本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種用于集成成像3D顯示的組合微透鏡陣列，其特征在于，包括：一基板；一小孔光柵，設(shè)置于所述基板的一表面，所述小孔光柵是一帶有鏤空小孔陣列的不透明金屬或光刻膠；以及一微透鏡陣列，設(shè)置于所述基板含有所述小孔光柵的一面，所述微透鏡陣列由與所述小孔光柵的小孔陣列一一對應(yīng)的透鏡單元組成，且所述透鏡單元位于所述對應(yīng)的小孔陣列中。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種用于集成成像3D顯示的組合微透鏡陣列，其特征在于，包括一基板；一小孔光柵，設(shè)置于所述基板的一表面，所述小孔光柵是一帶有鏤空小孔陣列的不透明金屬或光刻膠；以及一微透鏡陣列，設(shè)置于所述基板含有所述小孔光柵的一面，所述微透鏡陣列由與所述小孔光柵的小孔陣列一一對應(yīng)的透鏡單元組成，且所述透鏡單元位于所述對應(yīng)的小孔陣列中。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于集成成像3D顯示的組合微透鏡陣列，其特征在于所述基板是透明玻璃、透明有機材料或透明聚合物材料。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于集成成像3D顯示的組合微透鏡陣列，其特征在于所述小孔陣列小孔與微透鏡陣列透鏡單元的形狀一致、大小相等，且中心一一對齊；其中微透鏡陣列用于集成成像3D顯示中微單元圖像獲取和重構(gòu)，小孔陣列的不透光部分用于降低或消除單一微透鏡陣列由于微透鏡單元之間間隙透過光線的干擾以及微透鏡單元之間造成的圖像串?dāng)_。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于集成成像3D顯示的組合微透鏡陣列，其特征在于所述小孔陣列小孔與微透鏡陣列透鏡單元的形狀為圓形或正多邊形。5.一種用于集成成像3D顯示的組合微透鏡陣列的制作方法，其特征在于，包含以下步驟511:提供一基板并米用光刻、刻蝕或絲網(wǎng)印刷在其一表面制作一小孔光柵；512:在所述基板設(shè)置有所述小孔光柵的一面均勻涂覆一層透明負光刻膠；513:采用背曝光方式，從所述基板未設(shè)置所述小孔光柵的一面進行曝光并顯影；所述光刻膠被所述小孔光柵阻擋的部分將被顯影液去除，留下未被所述小孔光柵阻擋的光刻膠柱狀圖案陣列；514:采用光刻膠熱熔法使所述光刻膠柱狀圖案陣列熔化變形，形成光刻膠微透鏡陣列，從而得到所述的組合微透鏡陣列。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于集成成像3D顯示的組合微透鏡陣列的制作方法，其特征在于所述小孔光柵是一帶有鏤空小孔陣列的不透明金屬或光刻膠；所述微透鏡陣列由與所述小孔光柵的小孔陣列一一對應(yīng)的透鏡單元組成。7.一種用于集成成像3D顯示的組合微透鏡陣列的制作方法，其特征在于，包含以下步驟521:提供兩片基板并采用光刻、刻蝕或絲網(wǎng)印刷分別在其一表面制作一小孔光柵；522:取所述步驟S21中制備的其中一片基板并在其設(shè)置有所述小孔光柵的一面均勻涂覆一層透明負光刻膠；523:采用背曝光方式，從所述步驟S22中制...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：周雄圖，張永愛，郭太良，姚劍敏，林志賢，胡海龍，葉蕓，李福山，胡利勤，曾祥耀，
申請(專利權(quán))人：福州大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
還沒有人留言評論。發(fā)表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。