CN112505940B - 一种立体成像光学薄膜 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种立体成像光学薄膜，其包括聚焦层和图文层，聚焦层包括至少一个聚焦单元，所述聚焦单元包括复数微结构，所述复数微结构周期排列，相邻两个所述微结构的距离定义为Dr；图文层包括至少一个图文单元，所述图文单元包括复数微图文，至少部分或全部微图文显示为预设图文的部分图案，所述复数微图文周期排列，相邻两个所述预设图文的距离定义为Db；在一个所述聚焦单元中，至少存在一个所述图文单元的所述微图文和所述微结构对应设置，对应的Dr与Db的比值为r，r为变量且r≠1，所述微结构对所述微图文形成具有立体效果的唯一放大图像，具有较好的装饰效果和防伪效果。

Description

一种立体成像光学薄膜

技术领域

本发明涉及光学薄膜技术领域，尤其涉及一种立体成像光学薄膜。

背景技术

3D成像技术受到越来越多的关注，已成功应用于信息、显示、医疗、军事、防伪、装饰等领域。基于微透镜实现的成像技术凭借完整的视差、连续的视点以及无需任何观察眼镜和特殊光照等优点，具有极大的潜力和发展前景，逐渐发展成为最具潜力和前景的自动显示技术，成像通常采用莫尔成像技术，形成光学成像膜。随着微透镜阵列制造工艺的发展和高分辨率印刷和图像传感器的普及，3D成像技术吸引了越来越多的关注，3D成像的各项性能，比如景深，视角等，也得到了较大的提升。

然而，现有的3D成像技术形成的悬浮图像因相对于基材具有一定的高度而被认为具有立体感，但其实悬浮图像本身仍然为平面图形，造成3D成像技术的立体感欠佳。

发明内容

基于此，有必要提供一种立体成像光学薄膜以解决上述的技术问题。

本发明的技术方案：

一种立体成像光学薄膜，其包括：

聚焦层，其包括至少一个聚焦单元，所述聚焦单元包括复数微结构，所述复数微结构周期排列，相邻两个所述微结构的距离定义为Dr；

图文层，其包括至少一个图文单元，所述图文单元包括复数微图文，至少部分或全部微图文显示为预设图文的部分图案，所述复数微图文周期排列，相邻两个所述预设图文的距离定义为Db；

在一个所述聚焦单元中，至少存在一个所述图文单元的所述微图文和所述微结构对应设置，对应的Dr与Db的比值为r，r为变量且r≠1，所述微结构对所述微图文形成具有立体效果的唯一放大图像。

在其中一实施例中，在所述图文单元中，至少存在两个所述微图文的图案不相同。

在其中一实施例中，所述图文单元设置一个中心点，所述复数微图文的大小沿着中心点向外渐变扩散。

在其中一实施例中，多个所述图文单元位于同一层或不同层，且多个所述图文单元位于一个所述聚焦单元的成像范围内。

在其中一实施例中，所述微图文分布形状包括呈正多边形、圆形或不规则多边形。

在其中一实施例中，所述图文单元内，所述微图文按照预设线路分布设置，同一线路内所述预设图文的Db变化设置，r相对应变化；

或，所述聚焦单元内，所述微结构按预定线路分布设置，同一线路内所述微结构的Dr变化设置，r相对应变化；

或，所述图文单元内，所述微图文按照预设线路分布设置，同一线路内所述微图文的预设图文的Db变化设置，相对应的所述聚焦单元内，所述微结构按预定线路分布设置，同一线路内所述微结构的Dr变化设置，r相对应变化。

在其中一实施例中，所述r逐渐变大、逐渐变小、先变大后变小、先变小后变大或大小间隔变化。

在其中一实施例中，所述立体成像光学薄膜形成一个或多个立体图像，单个所述立体图像呈现于一个非平面，多个所述立体图像分布于非平面或平面上。

在其中一实施例中，所述多个立体图像部分上浮部分下沉，或全部上浮，或全部下沉。

在其中一实施例中，所述一个立体图像中部分图像上浮部分图像下沉，或全部上浮，或全部下沉。

在其中一实施例中，所述上浮和/或下沉的高度不完全相同。

在其中一实施例中，单个所述聚焦单元对应两个所述图文单元，两个所述图文单元各自形成一个上浮或下沉的半球体，且两个所述图文单元形成一个完整球体。

在其中一实施例中，所述立体成像光学薄膜还包括有色层，所述有色层设于所述图文层远离所述聚焦层的一侧。

在其中一实施例中，所述立体成像光学薄膜还包括有色层和反射层，所述反射层设于所述有色层和所述聚焦层之间。

在其中一实施例中，所述立体成像光学薄膜还包括承载层，所述承载层包括相对设置的第一侧和第二侧，所述聚焦层设于所述第一侧，所述图文层设于所述第二侧。

本发明的有益效果：在一个聚焦单元中，至少存在一个图文单元的微图文和微结构对应设置，相邻两个微结构的距离定义为Dr，相邻两个预设图文的距离定义为Db；对应的Dr与Db的比值为r，r为变量且r≠1，至少部分或全部微图文显示为预设图文的部分图案，微结构对微图文形成具有立体效果的唯一放大图像，具有较好的装饰效果和防伪效果。

附图说明

图1为本发明一种立体成像光学薄膜的截面图；

图2为本发明一种立体成像光学薄膜的一个图文单元中复数微图文分布图；

图3为本发明一种立体成像光学薄膜的一个图文单元中复数微图文另一种分布图；

图4为本发明一种立体成像光学薄膜的另一种截面图；

图5为本发明一种立体成像光学薄膜的另一种截面图；

图6为本发明一种立体成像光学薄膜的另一种截面图；

图7为本发明一种立体成像光学薄膜的另一种截面图。

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。

本发明提供一种立体成像光学薄膜，其包括聚焦层和图文层，聚焦层包括至少一个聚焦单元，聚焦单元包括复数微结构，复数微结构周期排列，相邻两个微结构的距离定义为Dr；图文层包括至少一个图文单元，多个图文单元位于同一层或不同层，所述图文单元包括复数微图文，至少部分或全部微图文显示为预设图文的部分图案，微图文具有一个预设图文且仅显示预设图文的部分图案，复数微图文周期排列，相邻两个预设图文之间的距离定义为Db。在一个聚焦单元中，存在至少一个图文单元的微图文与微结构对应设置，对应的Dr与Db的比值为r，r为变量且r≠1，不断微调r值，结合微结构对微图文形成具有立体效果的唯一放大的图像，具有较好的装饰效果同时难以仿制，使得应用于防伪领域效果更好。

预设图文为立体成像光学薄膜形成的图像对应的平面图文，每个微图文显示为该平面图文的部分图案，最后呈现非平面的立体的图像。比如，预设图文为平面网格，每个微图文均设置显示为该平面网格的部分网格图案，通过微图文和聚焦单元对应设置，可形成球状的立体图像。

在图文单元内，至少存在两个所述微图文不相同，且图文单元设有一个中心点，沿着中心点向外扩散，微图文的大小呈现渐变，离中心点越远，微图文越小。同时，微图文的形状也发生改变，离中心点越远，微图文占预设图文的形状比例越小，微图文呈现为预设图文逐渐变小的部分图案。

在图文单元内，复数微图文按照预设方式分布设置，且复数微图文之间保留部分各不相同；保留的复数微图文的分布形状为正多边形、圆形或其他不规则多边形。根据r的逐渐变化，不断微调，复数微透镜对复数微图文形成的图像的高度不同且形成图像的大小也不同。

图文单元内，复数微图文按照预设线路分布设置，同一线路内复数微图文的预设图文的Db变化设置，r相对应变化；同理，聚焦单元内，所述复数微结构按预定线路分布设置，同一线路内所述复数微结构的Dr变化设置，r相对应变化，或，图文单元内，微图文按照预设线路分布设置，同一线路内微图文的预设图文的Db变化设置，在相对应的聚焦单元内，微结构按预定线路分布设置，同一线路内微结构的Dr变化设置，r相应发生变化。所述r逐渐变大、逐渐变小、先变大后变小、先变小后变大或大小间隔变化，呈现的图像具有不同的效果，比如分布在弧面上的图像或倾斜面上的图像等。

聚焦单元内的复数微结构排布设置，图文单元内的复数微图文排布设置；同一排内，复数微结构逐渐对应复数微图文，当Db变化时，对应图像的放大倍率相应变化。也即，形成的图像并不是图文按照一个放大倍率后影像，该图像存在变化，比如左边大右边小、上边大下边小，左上角高右下角低、中间拱起四周低下。

聚焦单元内的复数微结构阵列设置，同一排内的各Dr为变化设置；图文单元内的复数微图文排布设置，Db为定值。同理，Dr变化时，图像的放大倍率对应变化，亦可形成变化的图像。

聚焦单元内的复数微结构阵列设置，同一排内的各Dr为变化设置；图文单元内的复数微图文排布设置，同一排内的各Db亦变化设置；且Dr的变化不同于和Db的变化。比如，Dr的变化速率小于Db的变化速率。

以，Db变化设置，Dr为定值为例，则满足以下公式：

M＝Dr/|Dr-Db|；

其中，M为放大倍率，Db变化，M对应变化。

Dr＞Db时，形成下沉式影像，M越大，下沉深度越大。

Dr＜Db时，形成悬浮式影像，M越大，悬浮高度越大。

以，Dr变化设置，Db为定值为例，则满足以下公式：

M＝Db/|Dr-Db|；

其中，M为放大倍率，Dr变化，M对应变化。

针对单个图像，放大倍率可以为渐变设置，可以部分上浮部分下沉。

针对多个图像，可以具有相同的变化趋势和大小，也可以部分或全部具有不同的变化趋势和大小；从而得到预设的图像。

立体成像光学薄膜形成一个或多个立体图像，单个立体图像呈现为一个非平面上，多个立体图像分布于非平面上。如果将微结构层和图文层水平设置，则形成的立体图像不会完全分布于一个水平面上，可以为一个弧面、曲面、球面、倾斜面上等。

例如，一个图像分布于一个立体半球面上，进一步体现图像的立体效果。

根据预设效果，一个立体图像存在不同的大小和不同的高度。比如，一个立体图像的边缘部分分布于一个立体球边缘上，位于球顶的图像悬浮高度更高，放大比例最大，并沿着球面向下，图像逐步变小高度逐渐变低。

若要形成一个完整的球，在一个聚焦单元内需要两个图文单元，两个图文单元均在所述一个聚焦单元的成像范围内，其中一个图文单元通过聚焦单元形成上浮半球体像，另一个图文单元通过聚焦单元形成下沉的半球体，从而合成一个完整的球体。不论是上浮半球体或下沉半球体，其中r一直发生变化，M也不断变化。

立体成像光学薄膜包括若干聚焦单元，从而形成大小不同或相同的多个立体图像。一个实施例中，多个立体图像可呈现部分上浮部分下浮，或全部上浮且上浮的高度不同，或全部下沉且下沉的高度不同。

立体成像光学薄膜还可以包括有色层，有色层设于图文层远离聚焦层的一侧。设置有色层后，立体成像光学薄膜在底色上显示立体图像，可使立体图像更为清晰。有色层也可以是适应于适用环境，比如应用于某产品包装，则有色层的颜色与包装颜色一致，方便适用于各种环境。

立体成像光学薄膜还包括反射层，聚焦层设置于反射层和图文层之间。反射层覆设于聚焦层上，可增加微结构的透过率，从而形成的影像图像更为清晰。

立体成像光学薄膜还可以包括反射层和有色层，反射层设置于聚焦层和有色层之间。进一步的，立体成像光学薄膜还可以包括图文层位于聚焦层和反射层之间。

立体成像光学薄膜还包括承载层，承载层包括相对设置的第一侧和第二侧，聚焦层设置于第一侧，图文层设置于第二侧。承载层比如PET层、PC层、玻璃层等透明材质。比如，在承载层的第一侧涂布UV胶，压印固化后形成聚焦层，在承载层的第二侧涂布UV胶，压印固化后形成凹槽，在凹槽内填充材料后形成图文层。

以下，请参图示，举例描述一种立体成像光学薄膜。

请参阅图1，一种立体成像光学薄膜100，其包括聚焦层10和图文层20，聚焦层10包括聚焦单元，聚焦单元包括复数微结构101，复数微结构101周期排列；图文层包括图文单元，图文单元包括复数微图文201，微图文201设置为预设图文的部分图案；复数微结构101与复数微图文201对应设置，相邻两个微结构101之间的距离定义为Dr，相邻两个预设图文之间的距离定义为Dbn，n为≥1的自然数，Db1＜Db2＜Db3…＜Dbn，r为Dr和Dbn之间的比值，r为变化设置，从而微透镜101对微图文201形成的图像呈现不同大小和不同高度。

请参阅图2和图3，在一个图文单元中，复数微图文201的分布方式可呈现正六边形或矩形分布，各个微图文201为预设图文“A”的部分图案，从而一个图文单元中复数微图文201之间保留的部分不完全相同，此时微透镜101对微图文201形成一个完整的图像。进一步参阅图2，图文层的微图文201呈正六边形周期分布，图文单元具有一个中心点，复数个微图文201沿着中心点向外扩散时，微图文201的形状和大小呈现渐变。如图2或图3所示，微图文201离中心点越远，其呈现的部分图案占预设图文的比例越少且微图文201的越小。

进一步请参阅图4，复数微结构111与复数微图文211对应设置，相邻两个微结构111之间的距离定义为Drn，n为≥1的自然数，Dr1＜Dr2＜Dr3…＜Drn，r为Drn和Db之间的比值，复数微图文211等间距排布，相邻两个微图文211的预设图文之间的距离定义为Db，r为变化设置，从而微透镜111对微图文211形成的图像呈现不同大小和不同高度，若r为变化设置，还可能是Dr和Db都为变化设置。需要说明的是，图4中，立体光学成像薄膜还包括承载层30，承载层30包括相对设置的第一侧和第二侧，聚焦层11设于第一侧，图文层12设于第二侧。

请参阅图5，立体光学成像薄膜还包括有色层40，有色层40设于图文层22远离聚焦层12的一侧。有色层40为打印或印刷的颜料层，比如为丝印的油墨层。有色层40的颜色可作为立体成像光学薄膜的打底色或背景色等。

请参阅图6，立体成像光学薄膜包括反射层50和有色层41，有色层41设于图文层23远离承载层32的一侧，反射层40覆设于聚焦层13表面，可起到加强立体图像的效果，是立体图像更加清晰。

请参阅图7，立体成像光学薄膜包括逐渐层叠的图文层24、承载层33、聚焦层14、反射层51、有色层42。反射层51材质为氟化镁、二氧化钛、二氧化硅等，或者为铝、银、铜或者它们的合金等金属。有色层42覆设于反射层51，从图文层26可观察到下沉和/或悬浮的影像。

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 (13)

1.一种立体成像光学薄膜，其特征在于，其包括：

聚焦层，其包括至少一个聚焦单元，所述聚焦单元包括复数微结构，所述复数微结构周期排列，相邻两个所述微结构的距离定义为Dr；

图文层，其包括至少一个图文单元，所述图文单元包括复数微图文，至少部分或全部微图文显示为预设图文的部分图案，所述复数微图文周期排列，相邻两个所述预设图文的距离定义为Db；在所述图文单元中，至少存在两个所述微图文的图案不相同；

其中，在一个所述聚焦单元中，至少存在一个所述图文单元的所述微图文和所述微结构对应设置，对应的Dr与Db的比值为r，r为变量且r≠1，所述微结构对所述微图文形成具有立体效果的唯一放大图像；所述图文单元内，所述微图文按照预设线路分布设置，同一线路内所述预设图文的Db变化设置，r相对应变化；或，所述聚焦单元内，所述微结构按预定线路分布设置，同一线路内所述微结构的Dr变化设置，r相对应变化；或，所述图文单元内，所述微图文按照预设线路分布设置，同一线路内所述微图文的预设图文的Db变化设置，相对应的所述聚焦单元内，所述微结构按预定线路分布设置，同一线路内所述微结构的Dr变化设置，r相对应变化；

所述预设图文为立体成像光学薄膜形成的图像对应的平面图文，所述图像呈现为非平面的立体的图像。

2.根据权利要求1所述的一种立体成像光学薄膜，其特征在于，所述图文单元设置一个中心点，所述复数微图文的大小沿着中心点向外渐变扩散。

3.根据权利要求1所述的一种立体成像光学薄膜，其特征在于，多个所述图文单元位于同一层或不同层，且多个所述图文单元位于一个所述聚焦单元的成像范围内。

4.根据权利要求1所述的一种立体成像光学薄膜，其特征在于，所述微图文分布形状包括呈正多边形、圆形或不规则多边形。

5.根据权利要求1所述的一种立体成像光学薄膜，其特征在于，所述r逐渐变大、逐渐变小、先变大后变小、先变小后变大或大小间隔变化。

6.根据权利要求1所述的一种立体成像光学薄膜，其特征在于，所述立体成像光学薄膜形成一个或多个立体图像，单个所述立体图像呈现于一个非平面，多个所述立体图像分布于非平面或平面上。

7.根据权利要求6所述的一种立体成像光学薄膜，其特征在于，所述多个立体图像部分上浮部分下沉，或全部上浮，或全部下沉。

8.根据权利要求7所述的一种立体成像光学薄膜，其特征在于，所述一个立体图像中部分图像上浮部分图像下沉，或全部上浮，或全部下沉。

9.根据权利要求7或8所述的一种立体成像光学薄膜，其特征在于，所述上浮和/或下沉的高度不完全相同。

10.根据权利要求1所述的一种立体成像光学薄膜，其特征在于，单个所述聚焦单元对应两个所述图文单元，两个所述图文单元各自形成一个上浮或下沉的半球体，且两个所述图文单元形成一个完整球体。

11.根据权利要求1所述的一种立体成像光学薄膜，其特征在于，所述立体成像光学薄膜还包括有色层，所述有色层设于所述图文层远离所述聚焦层的一侧。

12.根据权利要求1所述的一种立体成像光学薄膜，其特征在于，所述立体成像光学薄膜还包括有色层和反射层，所述反射层设于所述有色层和所述聚焦层之间。

13.根据权利要求11至12中任一项所述的一种立体成像光学薄膜，其特征在于，所述立体成像光学薄膜还包括承载层，所述承载层包括相对设置的第一侧和第二侧，所述聚焦层设于所述第一侧，所述图文层设于所述第二侧。

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