CN103529555B - 能够实现360度观看裸眼3d图像的制品及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种能够实现360度观看裸眼3D图像的制品，包括光栅片材，所述光栅片材包括上微透镜阵列层和下微透镜阵列层，该上、下微透镜阵列层是光栅片材的两个表面，通过挤出生产与光栅片材一次成型；所述下微透镜阵列层排列方向与上微透镜阵列层排列方向的夹角为0～5度，所述下微透镜阵列层透镜之间的间距与上微透镜阵列层透镜之间的间距相同或呈倍数关系，所述下微透镜阵列层上的透镜与上微透镜阵列层上的透镜一一对应，所述下微透镜阵列层的透镜大小与上微透镜阵列层透镜大小的比例介于1/2～1之间。本发明提供的制品3D成像效果好，制造工艺和后期制作都非常的简单，适合批量化生产。

Description

能够实现360度观看裸眼3D图像的制品及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种能够实现360度观看裸眼3D图像的制品及其制造方法，属于裸眼3D立体成像技术领域。

背景技术

3D产品已经越来越受市场的青睐，随着3D电影、电视的火热，也带动具有深度立体感的产品市场需求。通过柱状光栅生产3D光栅画、光栅包装产品已经有多年的历史和广阔的市场，但由于柱状光栅产品只能在一个方向即沿光栅方向看到立体效果，使得其推广受到一定的影响。

通过圆点光栅实现立体效果已经有多年的历史，市面上也不乏这样的产品，但由于受到生产技术、后期图像处理、印刷或者打印等工艺方面的限制，使得其生产精度较低、图像较粗糙，很难得到客户和市场的认可。3M中国公司的实用新型专利201220083340.1公开了一种安全薄膜，采用玻璃微珠结构制作微透镜防伪薄膜基材，通过激光能量制作图像，透光薄膜基材观看浮动图像，形成3D效果。但是该技术的生产工艺复杂，不具备大批量生产和推广能力，主要应用在防伪标示等小产品上，且远看效果不明显。

随着机械加工精度的提高，高精度圆点光栅模具的加工成为可能，采用金刚石在镀镍合金辊轮表面加工圆点，实现圆点的物理结构，物理结构成型可满足高精度要求，同时物理结构方式也解决了现有印刷、打印等方式精度不够的问题，通过采用双模具挤出生产双面圆点光栅实现360度观看裸眼3D图像效果，解决了光学结构设计、模具加工精度、成型时上面两层结构匹配等专业技术问题。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种光栅产品及其制造方法，其生产效率快、生产工艺简单，主要应用于包装产品一次压制成型，能够实现360度观看裸眼3D图像，从而能有效的解决上述现有技术中存在的问题。

本发明目的通过下述技术方案来实现：一种能够实现360度观看裸眼3D图像的制品，包括光栅片材，所述光栅片材包括上微透镜阵列层和下微透镜阵列层，该上、下微透镜阵列层是光栅片材的两个表面，通过挤出生产与光栅片材一次成型；所述下微透镜阵列层排列方向与上微透镜阵列层排列方向的夹角为0～5度，所述下微透镜阵列层透镜之间的间距与上微透镜阵列层透镜之间的间距相同或呈倍数关系，所述下微透镜阵列层上的透镜与上微透镜阵列层上的透镜一一对应，所述下微透镜阵列层的透镜大小与上微透镜阵列层透镜大小的比例介于1/2～1之间。

作为一种优选方式，所述上、下微透镜阵列层是由半圆球、三角或多角形球顶或者半圆球部分球顶按照一定角度方向整齐排列而成。

作为进一步优选方式，所述一定角度是指30°、45°或60°。

作为一种优选方式，所述下微透镜阵列层为图案、文字或符号中的一种或者多种之间的相互组合组成的连续阵列层。

作为一种优选方式，所述光栅片材为PET透明塑料、PC透明塑料、PP透明塑料、PMMA透明塑料或者PVC透明塑料中的一种或者多种组合。

所述的制品的制造方法，包括以下工艺步骤：

首先要制作滚轮模具，采用刀具雕刻、压花、蚀刻等工艺生产微透镜阵列层辊轮模具，该辊轮模具将用于以下的工艺中。

第一步，采用透明的光栅片材作为原料；

第二步，首先，采用大型集中干燥机或小型除湿干燥机对上述原料进行干燥；然后，采用单螺杆流延机挤出聚酯层，该聚酯层的两个微透镜阵列表面通过挤出流延辊轮模具一次压制而成；透过塑胶制品表面即可实现360度观看裸眼3D图像；

第三步，采用辊式收卷或者直接裁切；

第四步，经整平机整平切片；

第五步，经第三步直接裁切或经第四步切片后，得到微透镜塑胶制品，在其表面进行烫金、丝印或者图案处理。从而应用于包装、防伪标贴、装饰等多种行业或领域。

与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明提供的制品采用透明塑料直接挤出工艺生产，并通过透镜之间的精确对应实现在塑胶制品的裸眼3D图像效果，3D成像效果好，且本发明提出的制品结构、制造工艺和后期制作都非常的简单，适合批量化生产。

附图说明

图1是本发明实施例1制品的结构示意图；

图2是图1中的正面结构示意图；

图3是图1中的背面结构示意图。

图4是是本发明实施例2制品的结构示意图；

图5是图4中的正面结构示意图；

图6是图4中的背面结构示意图。

图7是本发明实施例3制品的结构示意图；

图8是图7中的正面结构示意图；

图9是图7中的背面结构示意图。

图10是本发明实施例4制品的结构示意图；

图11是图10中的背面结构示意图。

图12是本发明实施例5制品的结构示意图；

图13是图12中的背面结构示意图。

其中：1-光栅片材，2-上微透镜阵列层，3-下微透镜阵列层。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了相互排斥的特质和/或步骤以外，均可以以任何方式组合，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换，即，除非特别叙述，每个特征之一系列等效或类似特征中的一个实施例而已。

一种能够实现360度观看裸眼3D图像的制品，包括光栅片材，所述光栅片材包括上微透镜阵列层和下微透镜阵列层，该上、下微透镜阵列层是光栅片材的两个表面，通过挤出生产与光栅片材一次成型；所述下微透镜阵列层排列方向与上微透镜阵列层排列方向的夹角为0～5度，所述下微透镜阵列层透镜之间的间距与上微透镜阵列层透镜之间的间距相同或呈倍数关系，所述下微透镜阵列层上的透镜与上微透镜阵列层上的透镜一一对应，所述下微透镜阵列层的透镜大小与上微透镜阵列层透镜大小的比例介于1/2～1之间。

其中：所述光栅片材为PET透明塑料、PC透明塑料、PP透明塑料、PMMA透明塑料或者PVC透明塑料中的一种或者多种组合。

所述上、下微透镜阵列层是由半圆球、三角或多角形球顶或者半圆球部分球顶按照30°、45°或60°或者其他角度方向整齐排列而成。

所述下微透镜阵列层为图案、文字或符号中的一种或者多种之间的相互组合组成的连续阵列层。

所述制品的制造方法包括以下工艺步骤：

第一步，采用透明的光栅片材作为原料；

第二步，首先，采用大型集中干燥机或小型除湿干燥机对上述原料进行干燥；然后，采用单螺杆流延机挤出聚酯层，该聚酯层的两个微透镜阵列表面通过挤出流延辊轮模具一次压制而成；

第三步，采用辊式收卷或者直接裁切；

第四步，经整平机整平切片；

第五步，经第三步直接裁切或经第四步切片后，得到微透镜塑胶制品，在其表面进行烫金、丝印或者图案处理。

实施例1：

如图1、图2、图3所示，该能够实现360度观看裸眼3D图像的制品，包括光栅片材1，所述光栅片材1包括位于其正面的上微透镜阵列层2和位于其背面的下微透镜阵列层3，该上、下微透镜阵列层是光栅片材的两个表面，通过挤出生产与光栅片材一次成型。其具体制造过程如下：

首先，准备两根相同且周长一致的辊胚，分别用于制作制品的两个表面微结构阵列层。辊坯经过刀具雕刻、压花、蚀刻等工艺生产微透镜阵列层辊轮模具，即辊轮A和辊轮B。该微透镜的形状为半圆球形。辊轮A用于加工光栅制品的上微透镜阵列层，该阵列层沿60度角方向整齐排列，沿60度角方向圆球顶点之间的间距为250μm，半圆球的大小为250μm，沿0度角方向圆球顶点之间的间距为250μm，圆球沟槽底部与顶点之间垂直距离为125μm。辊轮B用于加工光栅制品的下微透镜阵列层，该阵列层沿60度角方向整齐排列，沿60度角方向圆球顶点之间的间距为250μm，半圆球的大小为200μm，沿0度角方向圆球顶点之间的间距为250μm，圆球沟槽底部与顶点之间垂直距离为50μm。辊轮A与辊轮B的圆球排列方式完全相同，圆球数量完全相同。

其次，将辊轮A安装在挤出流延设备的中辊位置，用于生产光栅制品的上表面透镜阵列层；将辊轮B安装在挤出流延设备的前辊位置，用于生产光栅制品的下表面透镜阵列层。挤出流延生产时，将光栅辊轮沿轴线方向进行调节，使得两根光栅辊轮侧边处于同一垂直面上，两根辊轮表面的透镜阵列层呈现一一对应关系，使得挤出流延生产的光栅制品具有360度观看裸眼3D效果。该3D效果的图像是由一个个圆点呈现出深度视觉感受，并与上下两层透镜阵列的排列方式完全相同，形状为圆形。

上述实施例1是60度排列的其中一种实施方式，球形的大小、球形之间的距离都是可以变化的，这个变化也是本专利保护范围之内。

实施例2：

如图4、图5、图6所示，该能够实现360度观看裸眼3D图像的制品，包括光栅片材1，所述光栅片材1包括位于其正面的上微透镜阵列层2和位于其背面的下微透镜阵列层3，该上、下微透镜阵列层是光栅片材的两个表面，通过挤出生产与光栅片材一次成型。其具体制造过程如下：

首先，准备两根相同且周长一致的辊胚，分别用于制作制品的两个表面微结构阵列层。，辊坯经过刀具雕刻、压花、蚀刻等工艺生产微透镜阵列层辊轮模具，即辊轮A和辊轮B。该微透镜的形状为半圆球形。辊轮A用于加工光栅制品的上微透镜阵列层，该阵列层沿45度角方向整齐排列，沿45度角方向圆球顶点之间的间距为180μm，半圆球的大小为180μm，沿0度角方向圆球顶点之间的间距为254.5μm，圆球沟槽底部与顶点之间垂直距离为90μm。辊轮B用于加工光栅制品的下微透镜阵列层，该阵列层沿45度角方向整齐排列，沿45度角方向圆球顶点之间的间距为180μm，半圆球的大小为100μm，沿0度角方向圆球顶点之间的间距为254.5μm，圆球沟槽底部与顶点之间垂直距离为25μm。辊轮A与辊轮B的圆球排列方式完全相同，圆球数量完全相同。

其次，将辊轮A安装在挤出流延设备的中辊位置，用于生产光栅制品的上表面透镜阵列层；将辊轮B安装在挤出流延设备的前辊位置，用于生产光栅制品的下表面透镜阵列层。挤出流延生产时，将光栅辊轮沿轴线方向进行调节，使得两根光栅辊轮侧边处于同一垂直面上，两根辊轮表面的透镜阵列层呈现一一对应关系，使得挤出流延生产的光栅制品具有360度观看裸眼3D效果。该3D效果的图像是由一个个圆点呈现出深度视觉感受，并与上下两层透镜阵列的排列方式完全相同，形状为圆形。

上述实施例2是45度排列的其中一种实施方式，球形的大小、球形之间的距离都是可以变化的，这个变化也是本专利保护范围之内。

实施例3：

如图7、图8、图9所示，该能够实现360度观看裸眼3D图像的制品，包括光栅片材1，所述光栅片材1包括位于其正面的上微透镜阵列层2和位于其背面的下微透镜阵列层3，该上、下微透镜阵列层是光栅片材的两个表面，通过挤出生产与光栅片材一次成型。其具体制造过程如下：

首先，准备两根相同且周长一致的辊胚，分别用于制作制品的两个表面微结构阵列层。，辊坯经过刀具雕刻、压花、蚀刻等工艺生产微透镜阵列层辊轮模具，即辊轮A和辊轮B。该微透镜的形状为六棱圆球形。辊轮A用于加工光栅制品的上微透镜阵列层，该阵列层沿60度角方向整齐排列，沿60度角方向六棱圆球顶点之间的间距为288μm，六棱圆球的大小（两对应棱柱之间距离）为288μm，沿0度角方向六棱圆球顶点之间的间距为288μm，六棱圆球沟槽底部与顶点之间垂直距离为144μm。辊轮B用于加工光栅制品的下微透镜阵列层，该阵列层沿60度角方向整齐排列，沿60度角方向六棱圆球顶点之间的间距为288μm，六棱圆球的大小（两对应棱柱之间距离）为288μm，沿0度角方向六棱圆球顶点之间的间距为288μm，六棱圆球沟槽底部与顶点之间垂直距离为50μm。辊轮A与辊轮B的圆球排列方式完全相同，六棱圆球数量完全相同。

其次，将辊轮A安装在挤出流延设备的中辊位置，用于生产光栅制品的上表面透镜阵列层；将辊轮B安装在挤出流延设备的前辊位置，用于生产光栅制品的下表面透镜阵列层。挤出流延生产时，将光栅辊轮沿轴线方向进行调节，使得两根光栅辊轮侧边处于同一垂直面上，两根辊轮表面的透镜阵列层呈现一一对应关系，使得挤出流延生产的光栅制品具有360度观看裸眼3D效果。该3D效果的图像是由一个个六棱形呈现出深度视觉感受，并与上下两层透镜阵列的排列方式完全相同，形状为六棱形。

上述实施例3是六棱圆球60度排列的其中一种实施方式，可以沿45度排列，六棱圆球的大小、六棱圆球之间的距离都是可以变化的，也可以是其他棱球形，如4棱或者8棱等，这个变化也是本专利保护范围之内。

实施例4：

如图10、图11所示，该能够实现360度观看裸眼3D图像的制品，包括光栅片材1，所述光栅片材1包括位于其正面的上微透镜阵列层2和位于其背面的下微透镜阵列层3，该上、下微透镜阵列层是光栅片材的两个表面，通过挤出生产与光栅片材一次成型。

其中：下微透镜阵列层为文字，沿60度角方向排列，其实施方式与实施例3类同，在此不做累述。

实施例5：

如图12、图13所示，该能够实现360度观看裸眼3D图像的制品，包括光栅片材1，所述光栅片材1包括位于其正面的上微透镜阵列层2和位于其背面的下微透镜阵列层3，该上、下微透镜阵列层是光栅片材的两个表面，通过挤出生产与光栅片材一次成型。

其中：下微透镜阵列层为星形图案，沿60度角方向排列，其实施方式与实施例3类同，在此不做累述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种能够实现360度观看裸眼3D图像的制品，包括光栅片材，其特征在于：所述光栅片材包括上微透镜阵列层和下微透镜阵列层，该上、下微透镜阵列层是光栅片材的两个表面，通过挤出生产与光栅片材一次成型；所述下微透镜阵列层排列方向与上微透镜阵列层排列方向的夹角为0～5度，所述下微透镜阵列层透镜之间的间距与上微透镜阵列层透镜之间的间距相同或呈倍数关系，所述下微透镜阵列层上的透镜与上微透镜阵列层上的透镜一一对应，所述下微透镜阵列层的透镜大小与上微透镜阵列层透镜大小的比例介于1/2～1之间，所述上、下微透镜阵列层是由半圆球、三角或多角形球顶或者半圆球部分球顶按照一定角度方向整齐排列而成。

2.如权利要求1所述的能够实现360度观看裸眼3D图像的制品，其特征在于：所述一定角度是指30°、45°或60°。

3.如权利要求1所述的能够实现360度观看裸眼3D图像的制品，其特征在于：所述下微透镜阵列层为图案、文字或符号中的一种或者多种之间的相互组合组成的连续阵列层。

4.如权利要求1所述的能够实现360度观看裸眼3D图像的制品，其特征在于：所述光栅片材为PET透明塑料、PC透明塑料、PP透明塑料、PMMA透明塑料或者PVC透明塑料中的一种或者多种组合。

5.如权利要求1-4中任一所述的制品的制造方法，其特征在于：包括以下工艺步骤：

第一步，采用透明的光栅片材作为原料；

第二步，首先，采用大型集中干燥机或小型除湿干燥机对上述原料进行干燥；然后，采用单螺杆流延机挤出聚酯层，该聚酯层的两个微透镜阵列表面通过挤出流延辊轮模具一次压制而成；

第三步，采用辊式收卷或者直接裁切；

第四步，经整平机整平切片；

第五步，经第三步直接裁切或经第四步切片后，得到微透镜塑胶制品，在其表面进行烫金、丝印或者图案处理。