CN109031479B - 光学薄膜 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光学薄膜，其包括含有相对的第一侧和第二侧的本体、设置于所述本体的第一侧的光学透镜结构及设置于所述本体的第二侧的图文结构；所述图文结构和所述光学透镜结构相适配形成具有单方向被放大的影像。所述影像仅在一个方向被放大，如此光学透镜结构只需按照一个方向排列即可，图文结构和光学透镜结构不需要各个方向的复杂的匹配关系，工艺简单。

Description

光学薄膜

技术领域

本发明涉及光学成像的技术领域，更具体地讲，本发明涉及一种光学薄膜。

背景技术

微透镜阵列成像技术是利用微透镜阵列的特殊成像效果来实现微图文的放大。微透镜阵列成像技术是古典理论和当代技术结合的范例，是一种超脱传统光变图像、特别有创意的技术。从光学原理来说是几何光学中透镜成像定律，而它的成功应用却依赖于当代的微电子制版和先进的生产技术。

目前，利用微透镜阵列成像技术所制成的光学成像薄膜一般包括透明基层、在透明基层的上表面设置的周期性微透镜阵列、在透明基层的下表面设置的对应的周期性微图案阵列。其中，微图案阵列位于微透镜阵列的焦平面或其附近，微图案阵列与微透镜阵列排列相同，通过微透镜阵列来实现微图案阵列的莫尔放大作用。然而，由于要求微透镜阵列与微图文阵列需要严格的结构匹配关系，工艺太过复杂。

鉴于此，本发明通过改善光学薄膜以解决所存在的技术问题。

发明内容

基于此，有必要提供一种光学薄膜以解决上述的技术问题。

本发明的一个技术方案是：

一种光学薄膜，其包括含有相对的第一侧和第二侧的本体、设置于所述本体的第一侧的光学透镜结构及设置于所述本体的第二侧的图文结构；所述图文结构和所述光学透镜结构相适配形成具有单方向被放大的影像。

在其中一个实施例中，所述图文结构通过所述光学透镜结构成像，且仅在含同一个方向所辐射的区域内所述图文结构通过所述光学透镜结构具有被放大的影像。

在其中一个实施例中，所述图文结构和所述光学透镜结构相适配，并在定义的正交坐标仅在不包含两个端点的0至180度之间内的图文结构的成像被放大。

在其中一个实施例中，所述图文结构和所述光学透镜结构相适配形成至少部分被放大的影像。

在其中一个实施例中，所述部分光学透镜结构对部分所述图文结构具有相同的聚焦作用而形成无放大的影像，所述部分光学透镜结构对部分所述图文结构具有变化的聚焦作用而形成被放大的影像。

在其中一个实施例中，所述图文结构包括排布的复数子图文，复数所述子图文中存在灰度变化。

在其中一个实施例中，单个所述子图文存在灰度变化，和/或，复数所述子图文之间存在灰度变化。

在其中一个实施例中，所述子图文包括复数像素点。

在其中一个实施例中，各个所述子图文的像素点的位置和大小不完全相同。

在其中一个实施例中，至少存在两个所述子图文的像素点的位置互补设置。

在其中一个实施例中，所述本体具有复数凹槽，所述凹槽内填充有填充物，所述填充物形成所述像素点，同一子图文中或不同子图文间的复数所述像素点之间的凹槽深度存在不同。

在其中一个实施例中，所述光学透镜结构为沿第一方向延伸且沿垂直于所述第一方向的第二方向排列的复数柱面镜，所述图文结构的至少部分结构沿与所述第一方向相交的方向延伸。

在其中一个实施例中，所述图文结构沿与第一方向平行的方向延伸,并沿第二方向排布。

在其中一个实施例中，所述复数柱面镜沿第二方向间隔排列或无间隔紧密排列，所述复数柱面镜沿第一方向连续延伸。

在其中一个实施例中，所述图文结构包括沿所述第一方向延伸的第一纹理和与所述第一纹理交叉的第二纹理，所述第一纹理与所述光学透镜结构相适配形成不被放大的影像，所述第二纹理与所述光学透镜结构相适配形成被放大影像。

在其中一个实施例中，所述本体在第二侧设置有N层图文层，N为大于等于1，每层图文层设置有通过所述光学透镜结构成像的图文元件。

在其中一个实施例中，所述N层图文层的图文元件和所述图文结构至少具有两种颜色。

在其中一个实施例中，所述光学透镜结构为沿第一方向排成行后沿垂直于所述第一方向的第二方向按列排布的复数微透镜，并且至少有相邻的两行微透镜在所述第二方向上为错位排布，所述图文结构至少部分结构与错位排布的所述光学透镜结构相适配。

在其中一个实施例中，所述图文结构沿所述第一方向延伸，并沿第二方向排布。

本发明的有益效果：图文结构和光学透镜结构相适配形成具有单方向被放大的影像。所述影像仅在一个方向被放大，如此光学透镜结构只需按照一个方向排列即可，图文结构和光学透镜结构不需要各个方向的复杂的匹配关系，工艺简单。

附图说明

图1为本发明光学薄膜成像过程的结构示意图；

图2为图1另一角度的结构示意图；

图3为本发明光学薄膜图文结构和光学透镜结构的位置关系示意图；

图4为沿图3中A-A线的剖面示意图；

图5为本发明光学薄膜成像过程的另一种结构示意图；

图6为图5中图文结构和光学透镜结构的位置关系示意图；

图7为沿图6中B-B线的剖面示意图；

图8为本发明光学薄膜的图文结构的平面示意图；

图9为本发明光学薄膜的图文结构的另一种平面示意图；

图10为本发明光学薄膜的图文结构的另一种平面示意图；

图11为本发明光学薄膜形成具有单方向被放大的影像的效果示意图；

图12为本发明光学薄膜的图文结构的截面示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以通过许多不同的形式来实现，并不限于下面所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明揭示一种光学薄膜，其包括含有相对的第一侧和第二侧的本体、设置于本体的第一侧的光学透镜结构及设置于本体的第二侧的图文结构。图文结构和光学透镜结构相适配形成具有单方向被放大的影像。所述一个影像仅在一个方向被放大，如此光学透镜结构只需按照一个方向排列即可，不需要各个方向的复杂的匹配关系，工艺简单。也能实现影像在一个方向被放大，而大多数的图像其实只需要在一个方向被放大即可，在主要的视角上被放大，能满足大多数图像的视觉要求，同时又不失光学美感，且制作工艺简单，成本降低，市场化效果更好。而被放大的同时会在放大方向上具有浮动或移动的光学效果。本发明的光学薄膜可应用于物品的外观装饰，比如手机、平板电脑等电子产品的外壳或者家用电器的面板，或者化妆品的包装等，可以将LOGO等图文在主要视觉角度单方向被放大，增加美观效果。另外，还可应用于防伪领域，满足大部分防伪需求，且具有很好的防伪效果。

从另一角度，图文结构通过光学透镜结构成像，且仅在含同一方向(即单方向)所辐射的区域内图文结构通过光学透镜形成被放大的影像。比如，定义东南西北四个方向，那么在含同一方向是指，比如全部含南的方向，可以为正南方，也可以为东南、西南等方向，排除了正东和正西的方向。在此方向内，图文结构在投影面内与光学透镜结构具有交叉，或者说，从视觉上，多个光学透镜结构相切作用于图文结构，形成多个不同的聚焦点于图文结构，从而使图文结构不仅能成像，且能成被放大的影像。而在正东或者正西，从投影的角度看，光学透镜结构不相切于图文结构而只具有成像作用。

再一角度看，图文结构和光学透镜结构相适配，并在定义的正交坐标仅在不包含两个端点的0至180度之间内的图文结构的成像被放大。同理，定义的正交坐标如同上述的东南西北方向，在此区域内，光学透镜结构相切作用于图文结构，可形成被放大的影像。在0和180度上，只具有成像作用而不具有放大作用。

部分光学透镜结构对部分图文结构具有相同的聚焦作用或无聚焦作用而形成无放大作用的影像，部分光学透镜结构对部分图文结构具有变化的聚焦作用而形成被放大的影像。所以，图文结构和光学透镜结构相适配可形成部分不具有放大作用的影像，以及，图文结构和光学透镜结构相适配可形成至少部分被放大的影像。

优选的，图文结构包括排布的复数子图文，复数子图文中存在灰度变化。该变化包括单个子图文存在灰度变化，和/或，复数子图文之间存在灰度变化。比如，单个子图文的部分区域的颜色深或部分区域的颜色浅，或者，相邻子图文的颜色深浅不一致，等等。子图文的灰度变化，比如颜色深浅不一致，或者局部地方缺失颜色，可使子图文的整体灰度降低，可淡化或消除图文结构的可视颜色，也即视觉上看不见或基本看不见图文结构本身的颜色。从而只显示影像的颜色，使影像更加清晰。

优选的，子图文包括复数像素点。各个子图文的像素点的位置和大小不完全相同。比如，其中一个子图文的像素点的间隙大于另一个子图文的像素的间隙。

优选的，至少存在两个子图文的像素点的位置互补设置。比如，有两个子图文，每个子图文被划分成10个区域，其中一个子图文在单数区域上设置像素点，而另一个子图文在双数区域上设置像素点。通过该两个子图文成像的影像颜色仍然均匀，且淡化了单个子图文的颜色，从而使影像效果更加出色。

优选的，本体具有复数凹槽，凹槽内填充有填充物，填充物形成像素点，同一子图文中或不同子图文间的复数像素点之间的凹槽深度存在不同。则像素点的高度不同，颜色显示灰度就不同。

为进一步描述本发明的光学薄膜，以下请参图1至图7，参照附图将对本发明作进一步的说明。

请参图1至图4，本发明的一种光学薄膜100，其包括含有相对的第一侧11和第二侧12的本体1、设置于本体1的第一侧11的光学透镜结构2及设置于本体1的第二侧12的图文结构3。光学透镜结构2为沿第一方向X延伸且沿垂直于第一方向X的第二方向Y排列的复数柱面镜21。

请参图1和图2，为方便表达本发明的内容，将光学薄膜100的图文结构3、光学透镜结构2和形成的影像的结构示意图分开表达。为清楚表达本发明光学薄膜的内容，举例如下，图文结构3包括沿第二方向排列的复数子图文，子图文呈被压短的“L”型。子图文包括沿第一方向X延伸的第一横部31，和沿第二方向Y延伸的第一竖部32。在投影位置上，第一横部31与一个或多个柱面镜21相对应，具有相同的延伸方向，而第一竖部32在投影位置上与一个或多个柱面镜21相交。图文结构3经过复数柱面镜21的聚焦作用形成了一个未被压缩的正常影像“L”。为方便描述，该影像“L”包括横向设置的第二横部S1和竖向设置的第二竖部S2。图文结构3与后来成像的相比，第一横部31与第二横部S1具有基本相同的长度，而第二竖部S2与单个甚至所有第一竖部32长了很多，具有放大作用。从而使该影像只在单方向被放大。

请参图3，在投影关系上，第一横部31对应于两个柱面镜21，第一横部31与柱面镜21的平行设置，也即第一横部31与柱面镜21的边缘没有相交即第一横部31不与柱面镜21相切。所以，形成的影像第二横部S1不被放大。相反，第一竖部32与一个或多个柱面镜21的相交即多个柱面镜21相切于第一竖部32，如此，第一竖部32被多个柱面镜21聚焦，形成的影像第二竖部S2便被放大。如此，原本图文结构3被压缩的“L”经过复数柱面镜21的作用后形成了未被压缩正常的“L”。且在第二方向移动光学薄膜时，第二竖部S2会随着移动而恍动，具有很强的观赏性。在一般的主要的视觉方向具有放大和移动的影像，能带来很强的观赏效果。而在成型工艺上只需要成型排列设置的柱面镜，工艺简单，成本低。

以上，光学薄膜的图文结构的至少部分结构沿与第一方向X的方向延伸，图文结构的至少部分结构沿与第一方向平行的方向延伸。图文结构包括沿第一方向X延伸的第一纹理(如上述第一横部31)和与第一纹理交叉的第二纹理(如上述第一竖部32)，第一纹理与光学透镜结构相适配形成不具放大作用的影像，第二纹理与光学透镜结构相适配形成被放大的影像。以此，形成了具有单方向被放大的影像。

请参图4，光学透镜结构2通过在本体1的第一侧11压印固化而成。复数柱面镜21沿第二方向Y间隔排列或无间隔紧密排列。复数柱面镜21沿第一方向X连续延伸或断续延伸。如图4所示，柱面镜21的截面为弓形，也可以为矩形、梯形、凹形或不规则形等形状。图文结构3通过在本体1上压印成凹槽后填充形成，也可以是在本体1上通过打印等方式形成。光学薄膜100还设置有覆盖于所述图文结构3的支撑层4，该支撑层4具有支撑整个光学薄膜100的作用，可以选用柔性的材料，比如PET、PC、PMMA等柔性材料，也可以为硬质的材料，比如玻璃等。其他实施方式中，还可以在光学透镜结构2上镀上一层镀膜层，以增加光学效果。

其他方式中，光学薄膜的本体在第二侧上设置有N层图文层，N为大于等于1，每层图文层设置有通过光学透镜结构成像的图文元件。优选的，N层图文层的图文元件和图文结构至少具有两种颜色。如此，光学薄膜可形成两种及以上颜色的影像，每层图文层均可单独与光学透镜结构相适配形成影像，优选的，均可形成单方向被放大的影像，如此，形成的影像不仅颜色漂亮，光学效果显著，且吸引人。

请参图5至图7，揭示了本发明的另一种实施方式光学薄膜200。与前述中的实施方式的光学薄膜100相比，区别在于本实施方式中的光学薄膜200采用的光学透镜结构为复数微透镜。详细地，光学薄膜200包括含有相对的第一侧61和第二侧62的本体6、设置于本体6的第一侧61的光学透镜结构7及设置于本体6的第二侧62的图文结构8。同样的，图文结构8和光学透镜结构7相适配形成单方向被放大的影像。为便于比较说明，本实施方式采用相同的图文结构，能形成相同的单方向被放大的影像。光学薄膜200的光学透镜结构7为沿第一方向X排成行后沿垂直于第一方向X的第二方向Y按列排布的复数微透镜71，并且至少有相邻的两行微透镜71在所述第二方向Y上为错位排布。图文结构8至少部分结构与错位排布的光学透镜结构7相适配。图文结构的至少部分结构沿第一方向X延伸，这部分图文结构8的宽度小于微透镜的宽度且在投影面上重叠于微透镜71。在第一方向X上，微透镜71对图文结构8具有相同聚焦作用而形成不具放大作用的影像。而在第二方向Y上，微透镜错位排布，微透镜71对图文结构8具有变化的聚焦作用而形成被放大的影像。复数微透镜71规则排列，工艺简单，成本降低。

请参图8至图10，举例说明图文结构。

请参图8，图文结构3包括排布的复数子图文34，子图文34包括复数像素点341，相邻两个子图文34的像素点341的位置互补设置。具体的，图8中，子图文34被划分成了8个区域，每个子图文34只有其中间隔的4个区域设置像素点341，另4个区域为间隙。而相邻的子图文34中，对应间隙位置设置像素点341，对应像素点341位置为间隙。从而相邻的两个子图文34的像素点互补设置。能降低和均衡图文结构3的灰度值。

请参图9，图文结构3包括排布的复数子图文35，子图文35包括复数像素点351。每个子图文35分层设置，每层设置多个区域并间隔设置有像素点351。相邻层的像素点351互补设置。相邻的子图文35也互补设置。

请参图10，图文结构3包括排布的复数子图文36，子图文36包括复数像素点361。子图文36包括多个区域，大小和形状随机，并随机设置像素点361。进一步的，没有完全相同的子图文36，像素点361被随机设置。

请参图11，装饰薄膜100通过如图8至图11举例的图文结构3形成的具有单向被放大的影像，能形成完整的、正常的“L”，且影像各部分的灰度值均衡。

请参图12，图文结构3包括排布的复数子图文37，子图文37包括复数像素点371。本体1具有复数凹槽，凹槽内填充有填充物，填充物形成像素点，同一子图文37中的复数像素点之间的凹槽深度存在不同，使得填充物的厚度不同，像素点的高度不同，从而显示的灰度值有差异。其他实施例中，不同子图文之间的复数像素点之间的凹槽深度存在不同。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，上面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在上面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于上面描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受上面公开的具体实施例的限制。并且，以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (19)

1.一种光学薄膜，其特征在于，其包括含有相对的第一侧和第二侧的本体、设置于所述本体的第一侧的光学透镜结构及设置于所述本体的第二侧的图文结构；所述图文结构和所述光学透镜结构相适配形成具有单方向被放大的影像；所述图文结构和光学透镜结构相适配形成部分不具有放大作用的影像，以及，所述图文结构和光学透镜结构相适配形成至少部分被放大的影像。

2.根据权利要求1所述的光学薄膜，其特征在于，所述图文结构通过所述光学透镜结构成像，且仅在含同一个方向所辐射的区域内所述图文结构通过所述光学透镜结构具有被放大的影像。

3.根据权利要求1所述的光学薄膜，其特征在于，所述图文结构和所述光学透镜结构相适配，并在定义的正交坐标仅在不包含两个端点的0至180度之间内的图文结构的成像被放大。

4.根据权利要求1所述的光学薄膜，其特征在于，所述图文结构和所述光学透镜结构相适配形成至少部分被放大的影像。

5.根据权利要求1所述的光学薄膜，其特征在于，所述部分光学透镜结构对部分所述图文结构具有相同的聚焦作用而形成无放大的影像，所述部分光学透镜结构对部分所述图文结构具有变化的聚焦作用而形成被放大的影像。

6.根据权利要求1所述的光学薄膜，其特征在于，所述图文结构包括排布的复数子图文，复数所述子图文中存在灰度变化。

7.根据权利要求6所述的光学薄膜，其特征在于，单个所述子图文存在灰度变化，和/或，复数所述子图文之间存在灰度变化。

8.根据权利要求6所述的光学薄膜，其特征在于，所述子图文包括复数像素点。

9.根据权利要求8所述的光学薄膜，其特征在于，各个所述子图文的像素点的位置和大小不完全相同。

10.根据权利要求8所述的光学薄膜，其特征在于，至少存在两个所述子图文的像素点的位置互补设置。

11.根据权利要求8所述的光学薄膜，其特征在于，所述本体具有复数凹槽，所述凹槽内填充有填充物，所述填充物形成所述像素点，同一子图文中或不同子图文间的复数所述像素点之间的凹槽深度存在不同。

12.根据权利要求1至11项中任一项所述的光学薄膜，其特征在于，所述光学透镜结构为沿第一方向延伸且沿垂直于所述第一方向的第二方向排列的复数柱面镜，所述图文结构的至少部分结构沿与所述第一方向相交的方向延伸。

13.根据权利要求12所述的光学薄膜，其特征在于，所述图文结构沿与第一方向平行的方向延伸,并沿第二方向排布。

14.根据权利要求12所述的光学薄膜，其特征在于，所述复数柱面镜沿第二方向间隔排列或无间隔紧密排列，所述复数柱面镜沿第一方向连续延伸。

15.根据权利要求12所述的光学薄膜，其特征在于，所述图文结构包括沿所述第一方向延伸的第一纹理和与所述第一纹理交叉的第二纹理，所述第一纹理与所述光学透镜结构相适配形成不被放大的影像，所述第二纹理与所述光学透镜结构相适配形成被放大影像。

16.根据权利要求1至11项中任一项所述的光学薄膜，其特征在于，所述本体在第二侧设置有N层图文层，N为大于等于1，每层图文层设置有通过所述光学透镜结构成像的图文元件。

17.根据权利要求16所述的光学薄膜，其特征在于，所述N层图文层的图文元件和所述图文结构至少具有两种颜色。

18.根据权利要求1至11项中任一项所述的光学薄膜，其特征在于，所述光学透镜结构为沿第一方向排成行后沿垂直于所述第一方向的第二方向按列排布的复数微透镜，并且至少有相邻的两行微透镜在所述第二方向上为错位排布，所述图文结构至少部分结构与错位排布的所述光学透镜结构相适配。

19.根据权利要求18所述的光学薄膜，其特征在于，所述图文结构沿所述第一方向延伸，并沿第二方向排布。

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