CN206804900U - 一种图像结构成像装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种图像结构成像装置，包括：透明间隔层；微透射聚焦单元阵列层，所述微透射聚焦单元阵列层设置于所述透明间隔层的第一表面，所述微透射聚焦单元阵列层包括至少三个呈不对称排布的微透射聚焦单元；图文可变层，所述图文可变层设置于所述透明间隔层的第二表面，所述图文可变层包括至少三个微图文单元，所述微图文单元包括若干点阵；所述微透射聚焦单元下至少可覆盖一个所述点阵，或者其中部分微透镜聚焦单元不覆盖所述的点阵，微图文单元的点阵通过所述微透射聚焦单元形成有且仅有一个悬浮影像。利用本申请提供的微光学成像薄膜可以带来独特的视觉体验，并且在正面垂直情况下就可以在透明间隔层的第一表面所在侧观察到清晰的悬浮影像。

Description

一种图像结构成像装置

优先权信息

本申请请求在2016年10月14日向中国国家知识产权局提交的、专利申请号为201610896061.X的专利申请的优先权和权益，并且通过参照将其全文并入此处。

技术领域

本实用新型涉及光学薄膜技术领域，尤其涉及一种图像结构成像装置。

背景技术

三维成像与显示技术受到越来越多的关注。基于微透镜阵列实现三维成像，凭借具有完整的视差、连续的视点、无需任何观察眼镜和特殊光照等优点，具有非常的潜力和前景，逐渐发展成为最具潜力和前景的自动立体显示技术。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，集成成像技术吸引了越来越多的关注，集成成像和显示技术的各项性能，比如景深，视角和分辨率等，也得到了较大的提升。

近年来，在集成成像光学薄膜开发方面，有两类引人注目的进展：第一类是个性化三维动态空间成像签注，如美国3M公司的Douglas Dunn等在(Personalized,Three-Dimensional Floating Images for ID Documents)文章中及后续的(Three-DimensionalFloating Images as Overt Security Features.SPIE-IS&T/Vol.607560750G-10)文章中提出使用大数值孔径的透镜(NA>0.3)使激光束汇聚在微透镜阵列前或后表面，该汇聚点通过微透镜阵列收集记录在微透镜阵列下的激光记录材料上，改变激光束聚焦点与微透镜阵列之间的相对位置形成图形，最终形成三维动态空间成像的特殊视觉效果，从微透镜阵列侧观察样品。该方法需要利用微透镜成像，对衬底材料烧蚀，因此分辨率较低。第二类是基于莫尔成像技术，它利用微透镜阵列的聚焦作用将微图文高效率地放大,实现具有一定景深并呈现奇特动态效果的图案，美国专利文献US7333268B2、中国专利文献201080035671.1公开了一种应用于钞票等有价证券开窗安全线的微透镜阵列安全元件，它的基本结构为:在透明基层的上表面设置周期型微透镜阵列，在透明基层的下表面设置对应的周期型微图案阵列，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大致相同，通过微透镜阵列对微图案阵列莫尔放大成像；由透射聚焦单元组成的光学成像薄膜，其厚度一般大于微透镜曲率半径的三倍。因此，为了减少薄膜厚度，必须采用小口径的微透镜单元。例如，钞票纸安全线厚度必须小于50微米，因此微透镜单元的直径也必须小于50微米。较小的微透镜单元限制了微图案的尺寸，限制了微图案的设计空间。

为了克服上述局限，中国专利文献CN104118236A、CN201310229569.0、CN201410327932.7提出了一种微透射聚焦元件阵列光学防伪元件及有价物品。它们采用周期型微透射聚焦元件阵列，它能将薄膜厚度减少至微透射聚焦元件的曲率半径以下，仍然获得了周期型的放大的微图文单元。当左右或者前后倾斜该成像薄膜时，会有其它的多个放大微图文单元的影像进入观察区域。中国专利文献ZL201010180251.4提出了一种光学防伪元件及使用该防伪元件的产品。它基于透射式工作模式，透射式微透镜阵列层内的各透射式微透镜的中心坐标在微透镜阵列层内随机分布，微透镜阵列层内的微透镜与微图文层内的微图文一一对应设置。该专利中提及的结构有两项缺陷：一、由于采用的是透射式微透镜阵列，微聚焦单元层、透明间隔层和微图文单元层的总厚度将大于微聚焦元件的口径；二是没有限定位于基材第一表面的微透镜阵列与微图文阵列的位置坐标关系，从科学原理上讲，在很多情况下，这一结构将不会产生莫尔图像。

在实现本实用新型的过程中，实用新型人发现现有技术中至少存在两个问题：

(一)现有技术中的成像薄膜里的微透镜阵列和微图案阵列周期排布，因而可以呈现多个影像，而在很多情形下，人们希望获得具有立体悬浮效果、唯一的影像。

(二)微图案的实现均通过不同的印刷方式实现，颜色单一，且为静态图像，不能呈现实时的变化，达不到显示立体图像的效果。

实用新型内容

本申请实施例的目的是提供一种图像结构成像装置，以实现提供具有唯一的悬浮影像的成像薄膜的目的。

一种图像结构成像装置，其特征在于，包括：

透明间隔层，所述透明间隔层具有第一表面以及相背对设置的第二表面；

微透射聚焦单元阵列层，所述微透射聚焦单元阵列层设置于所述透明间隔层的第一表面，所述微透射聚焦单元阵列层包括至少三个呈不对称排布的微透射聚焦单元；

图文可变层，所述图文可变层设置于所述透明间隔层的第二表面，所述图文可变层包括至少三个微图文单元，所述微图文单元包括若干点阵；

所述微透射聚焦单元下至少可覆盖一个所述点阵，或者其中部分微透镜聚焦单元不覆盖所述的点阵，所有组成微图文单元的点阵通过所述微透射聚焦单元形成有且仅有一个悬浮影像。

在其中一实施例中，所述每个点阵至少包括一个像素点，该像素点可由分别表示红(Red)绿(Green)蓝(Blue)的子像素组成。

在其中一实施例中，所述图文可变层与所述微透射聚焦单元阵列层相关联包括所述微图文单元的位置坐标能由对应的微透射聚焦单元的位置坐标经过预设变换获得。

在其中一实施例中，所述预设变换包括坐标缩放变换和/或坐标旋转变换。

在其中一实施例中，微透射聚焦单元在透明间隔层第一表面上随机或者非周期性排布。

在其中一实施例中，所述放大的影像为单通道图案或多通道图案。

在其中一实施例中，所述图文可变层为液晶显示器，所述微图文单元由若干像素组合形成。

在其中一实施例中，所述微图文单元与所述微透射聚焦单元的焦平面的距离小于或等于所述微透射聚焦单元焦距的20％。

在其中一实施例中，所述微透射聚焦单元的直径大于20微米且小于1000微米。

在其中一实施例中，所述微透射聚焦单元的焦距为10微米至5000微米。

在其中一实施例中，所述微光学成像薄膜的总厚度小于5000微米。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本申请实施例通过将微透射聚焦单元阵列层中的微透射聚焦单元设置为非对称排布，将图文可变层中微图文单元设置为包括至少一个处于接通或断开状态的点阵，所述的点阵包括至少一个或者两个像素点，每个像素点由分别呈现红绿蓝的子像素点组成，这样显示的图像为彩色的图案，并将微透射聚焦单元与位于微图文单元相关联，在观察区域内形成图文可变层的唯一悬浮影像，这样图像显示具有立体感，而非传统的周期排布的多个放大微图文影像，这实现了提供具有唯一悬浮影像的成像薄膜的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1a为本实用新型一种图像结构成像装置一种结构示意图；

图1b为本实用新型一种图像结构成像装置另一种结构示意图；

图1c为本实用新型一种图像结构成像装置另一种结构示意图；

图2a为本实用新型一种图像结构成像装置中微透射聚焦单元一种结构示意图；

图2b为本实用新型一种图像结构成像装置中微透射聚焦单元另一种结构示意图；

图3a为本实用新型对应图2a中微透射聚焦单元的一种微图文单元结构示意图；

图3b为本实用新型对应图2b中微透射聚焦单元的另一种微图文单元结构示意图；

图4为本实用新型一种图像结构成像装置的视觉效果结构示意图；

图5为本实用新型一种图像结构成像装置实现原理结构示意图；

图6为本实用新型一种图像结构成像装置成像效果结构示意图；

图7为本实用新型一种图像结构成像装置微透射聚焦单元对应像素点结构示意图；

图8为本实用新型一种图像结构成像装置中微透射聚焦单元示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施方式。但是，本实用新型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实用新型的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

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实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型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，不是旨在于限制本实用新型。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。

本申请实施例提供了一种图像结构成像装置，其特征在于，包括：

透明间隔层，所述透明间隔层具有第一表面以及相背对设置的第二表面；

微透射聚焦单元阵列层，所述微透射聚焦单元阵列层设置于所述透明间隔层的第一表面，所述微透射聚焦单元阵列层包括至少三个呈不对称排布的微透射聚焦单元；

图文可变层，所述图文可变层设置于所述透明间隔层的第二表面，所述图文可变层包括至少三个微图文单元，所述微图文单元包括若干点阵；

所述微透射聚焦单元下至少可覆盖一个所述点阵，或者其中部分微透镜聚焦单元不覆盖所述的点阵，所有组成微图文单元的点阵通过所述微透射聚焦单元形成有且仅有一个悬浮影像。

需要说明的是，本文中的“有且仅有一个”悬浮影像并不是传统所说的一个图标或者图文，例如多通道图案。所述影像一定是有原像单元，可以理解是原像单元经过光学器件作用形成影像。这里的原像单元是一个完整的图文或者说能表达一个完整意思的图文，例如一个英文字母或多个英文字母构成的公司Logo，所以这里的“有且仅有一个”是根据原像单元来定义，所成的影像只为一个原像单元，即这里的“有且仅有一个”不能根据连通域来判断影像的个数。此外，所述“有且仅有一个”悬浮影像并不是指所述微光学成像薄膜只能形成唯一的一个悬浮影像，而是指对于同一种微图文单元(一种微图文单元是指一个或多个相同的微图文单元)，所有微图文单元中处于接通状态的点阵通过所述微透射聚焦单元可以形成与该种微图文单元对应的唯一的一个悬浮影像。而对于不同种微图文单元(不同种微图文单元可以是指每种微图文单元中处于接通状态的点阵所形成的图文不同)，每种微图文单元所形成的唯一的一个悬浮影像是不同的。

下面结合附图对本申请实施例所提供的微光学成像薄膜进行详细说明。

请参阅图1a所示的一种图像结构成像装置，其包括：透明间隔层10、微透射聚焦单元阵列层11以及图文可变层12。透明间隔层10包括第一表面(为图1a中透明间隔层10的上表面)以及相背对设置的第二表面(为图1a中透明间隔层10的下表面)。微透射聚焦单元阵列层11位于透明间隔层10的第一表面，图文可变层12位于透明间隔层10的第二表面。

所述透明间隔层10可以用于调节微透射聚焦单元阵列层11和图文可变层12之间的距离，即可以用于调节微透射聚焦单元阵列层11的焦距。透明间隔层10可以为一基底，所述基底可以为PET(polyethylene terephthalate,聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PVC(Polyvinyl chloride,聚氯乙烯)或者PMMA(Polymethyl Methacrylate,聚甲基丙烯酸甲酯)等树脂材料。需要说明的是，“透明间隔层”中的“透明”可以是指透明间隔层为透明材质，也可以是指透明间隔层在视觉上透明显示，即其透光率可以在70％以上。

微透射聚焦单元阵列层11用于对图文可变层12进行成像，其设置于所述透明间隔层10的第一表面，其可以包括若干(即至少三个)呈不对称排布的微透射聚焦单元110。所述微透射聚焦单元110可以包括一个或多个微透镜，多个微透镜之间可以有间隙，也可以没有间隙。

微透射聚焦单元110可以形成于透明间隔层10的第一表面，可以理解为微透射聚焦单元阵列层11中微透射聚焦单元110的底端所在表面与透明间隔层10的第一表面直接相接触；微透射聚焦单元110也可以是通过粘合层粘接于透明间隔层10的第一表面，可以理解为微透射聚焦单元阵列层11中微透射聚焦单元110底端所在表面与透明间隔层10的第一表面之间粘合有粘合层。微透射聚焦单元110在透明间隔层10的第一表面呈无对称轴(即呈不对称)的排布，形成微透射聚焦单元阵列层11。需要值得注意的是，在本文中出现的微透射聚焦单元在透明间隔层的第一表面呈无对称轴的排布可以是指多个微透射聚焦单元在透明间隔层10的第一表面不具有镜像对称轴或中心对称轴等，从而使得多个微透射聚焦单元不呈镜像对称或中心对称排布。所述微透射聚焦单元在透明间隔层的第一表面呈无对称轴的排布也可以包括微透射聚焦单元在透明间隔层的第一表面成随机或非周期性排布。

微图文可变层12可以用于形成可以变化的图文或微图文(即微米级别的图形和/或文字)，所述变化可以是指大小变化，也可以是指形状变化，其可以直接黏附于透明间隔层10的第二表面。所述图文可变层12可以为含有像素的显示装置，例如LCM(LiquidCrystal Display Module：液晶显示模块)。所述图文可变层12可以包括若干(即至少两个)微图文单元，所述微图文单元可以包括一个或多个微图文，每个微图文可以由若干点阵组合形成。接通或断开不同的点阵可以形成不同(即可以变化)的图文或微图文。所述(微)图文可以是单通道图案或多通道图案。所述每个点阵可以为若干像素点，至少一个像素点或者至少两个像素点，其中像素点为RGB像素点，但是也不排除非彩色像素点，也可以为单个或多个发光源。其中，像素点可以是从LCM显示屏、OLED(Organic Light-Emitting Diode，有机发光二极管)或者是LED(Light-Emitting Diode，发光二极管)显示屏中获取的，也可以是从带有像素的其他显示装置中获取的。所述单个或多个发光源可以为LED。这里的LED显示屏为使用LED的背光光源。LED可以是单个的二极管，例如一些灯箱显示装置。所以无论是像素点，或者是单个或多个发光源，它们组成的微图文单元都是由离散点组成的。不同离散点的组合可以形成不同的图文。多个微图文单元之间可以具有共同的点阵，例如第一微图文单元包括处于接通状态的第一点阵和处于断开状态的第二点阵，第二微图文单元包括处于接通状态的第二点阵，则第一微图文单元和第二微图文单元具有共同的第二点阵。

所述微图文单元与所述微透射聚焦单元相关联，所述每个微透射聚焦单元至少覆盖一个所述点阵，以使所有点阵通过所述微透射聚焦单元形成有且仅有一个悬浮影像，即以使所述微图文单元通过所述微透射聚焦单元形成唯一的一个悬浮影像。所述相关联可以为微图文单元的位置坐标由位于透明间隔层第一表面的微透射聚焦单元的位置坐标经过预设变换获得，所述预设变换可以包括坐标缩放变换或坐标旋转变换，或者它们的组合，但并不限于上述变换。其中，所述每个点阵可以通过控制像素点的接通或断开来是每个点阵的接通或断开。

如图7所示，所述微透射聚焦单元23下至少可覆盖一个所述点阵，或者其中部分微透镜聚焦单元23不覆盖所述的点阵，以使所有组成微图文单元的点阵通过所述微透射聚焦单元形成有且仅有一个悬浮影像。在其中一实施例中，如图7所示，所述每个点阵至少包括一个像素点，该像素点可由分别表示红(Red)绿(Green)蓝(Blue)的子像素组成；所述微透射聚焦单元23下包括若干由RGB像素点70所组成的点阵,所述点阵组成的微图文单元是可变化的，例如电子设备的电量变化、电子设备的接收通知提示或电子设备的闪烁图像提示；如图8所示，每个所述微透射聚焦单元23下所覆盖的点阵与图7中相似。

例如，可以参阅图2a以及图2b。图2a为微透射聚焦单元呈随机排布的情况，图2b为正方形点阵依照下述预设函数进行变换：

ξ_i＝-x_oi-arg sinh(y_oi)，

η_i＝y_oi-arg sinh(x_oi)；

然后，以点阵坐标作为微透射聚焦单元的中心，得到微透射聚焦单元非周期排列的情况。其中，ξ_i和η_i为微透射聚焦单元变换后的位置坐标；x_oi和y_oi为微透射聚焦单元变换前的位置坐标。微透射聚焦单元阵列层在透明间隔层的第一表面上所在区域面积与透明间隔层第一表面的总面积之比称为占空比。占空比越高，则得到的放大图形的对比度越高。优选的，微透射聚焦单元阵列层中所有微透射聚焦单元所占的总面积为其所在透明间隔层第一表面的总面积的60％以上。

请参阅图3a以及3b。图3a为图2a中随机排布的点阵坐标经过放大变换后所得到的微图文单元排列。所述放大变换为：

α_i＝0.99x_oi

β_i＝0.99y_oi

其中，α_i和β_i为微图文单元变换后的位置坐标；x_oi以及y_oi为微透射聚焦单元的位置坐标，可以视为微图文单元变换前的位置坐标。微图文单元在所在的图文可变层内排布无对称轴，呈随机排布。附图3b为附图2b中依照预设函数

ξ_i＝-x_oi-arg sinh(y_oi)

η_i＝y_oi-arg sinh(x_oi)

排布的微透射聚焦单元的点阵坐标经过逆时针旋转变换(例如旋转2°，但并不限于此值)后所得到的微图文单元排列。其中，x_oi以及y_oi为微透射聚焦单元的位置坐标。微图文单元在所在的微图文可变层内无对称轴，呈非周期分布。在上述的缩放、旋转变换中，透明间隔层的第一表面与微图文可变层可以存在一个且只有一个变换不动点对(即在透明间隔层的表面选择一个点作为不动点，并在图文可变层内选择对应该不动点的点，这两个点构成了不动点对)，例如点201-点205(如图2a和图3a所示)、点203-点207(如图2b和图3b所示)。在实际应用中，所使用的坐标变换可以包括，但不限于坐标缩放变换和坐标旋转变换，或者它们的组合。当然的，所述微图文单元的位置坐标的变换函数(即预设变换)也可以为其他有且只有一个不动点的函数。由于微透射聚焦单元在透明间隔层的第一表面呈不对称排布，并且有且只有一个不动点，此外，微图文单元的位置坐标的变换函数也为有且只有一个不动点的函数，因而可以确定出所述微图文单元变换后所形成的唯一位置坐标，从而保证该微光学成像薄膜只能呈现唯一的一个影像(或称为图案)。虽然该影像在薄膜转动过程中，会产生一定的偏转和大小变换，但是由于不会产生重叠或其他影像，因而仍然保证该影像的清晰度。

对含有像素的显示装置的微图文实现放大的影像可以包括以下关系：

(1)、根据微透射聚焦单元的位置坐标，经过预设变换获得微图文单元的位置坐标，所述的预设变换包括坐标缩放变换或坐标旋转变换，或者它们的组合。

(2)、通过程序确定液晶显示模块(即显示装置)的最中央为坐标原点(0,0)，以上坐标位置为显示装置的物理位置，将上述步骤(1)中经过变化获得微图文单元的位置坐标，根据像素周期a或者大小，按照物理坐标确认像素位置(x/a,y/a)。根据微透射聚焦单元的孔径d和像素周期a确认微透射聚焦单元下对应的像素个数(d/a)，利用这些确认的像素点亮描绘出需要的微图文单元。

在一实施例中，所述透明间隔层的第一表面的剩余部分(指除了微透射聚焦单元以外的部分)或所述透明基层的第二表面的剩余部分(指除了微图文单元以外的部分)设置有全息防伪单元、菲涅耳浮雕结构单元、光变单元、亚波长微结构单元、动感光变单元或印刷图案，或者是介质层、金属层，或者涂覆有油墨、荧光、磁性、磷性、选择吸收或是具有微纳结构的材料。

在一实施例中，透明间隔层的厚度在10微米至5000微米。优选的，透明间隔层的厚度小于1000微米。透明间隔层的材料可以为PC、PVC、PET、PMMA、紫外敏感固化胶、玻璃或BOPP等。优选的，透明间隔层的材料为PET和紫外敏感固化胶。

在一实施例中，微透射聚焦单元可以为折射透射单元或者衍射透射单元。当微透射聚焦单元110为折射透射单元时，如一维柱面透镜、二维球面透镜或者非球面透射镜，折射透射单元的口径尺寸可以为10至1000微米。优选的，所述口径尺寸为25至500微米。微透射聚焦单元可以为微聚焦透镜，其数值孔径可以为0.1微米～4.0微米，优选的，微聚焦透镜的数值孔径小于2.0微米。

微透射聚焦单元的材料可以是PC、PVC、PET、PMMA、紫外敏感胶、玻璃或BOPP等，优选的，为紫外敏感固化胶。

在一实施例中，为了使微图文单元与微透射聚焦单元达到更好的成像效果，所述微图文单元与所述微透射聚焦单元的焦平面的距离可以小于或等于所述微透射聚焦单元焦距的20％。

在一实施例中，所述微图文单元、所述透明间隔层和所述微透射聚焦单元的的总厚度(例如图1中微透射聚焦单元110的顶端到微图文单元120的底端之间的距离)可以在所述微透射聚焦单元曲率半径的二倍至所述微透射聚焦单元曲率半径的十六倍之间，以便于所述微图文单元清晰成像。

在一实施例中，为了使微透射聚焦单元适用性更好，所述微透射聚焦单元的有效直径(即透镜焦点间距)可以为20微米～1000微米。具体的，所述微透射聚焦单元的有效直径可以为20微米～500微米、55微米～200微米或300微米～450微米。例如，为了满足一些领域的特殊需求，所述微透射聚焦单元的有效直径可以为550微米～900微米。

在一实施例中，为了使所述微光学成像薄膜的成像效果更优，所述微透射聚焦单元的焦距可以为10微米至2000微米。具体的，所述微透射聚焦单元的焦距可以为20微米～100微米、200微米～450微米、550微米～900微米或1050微米～1500微米。

在一实施例中，为了使所述微光学成像薄膜能够使用在更多的领域，所述微光学成像薄膜的总厚度可以小于5000微米。例如，该微光学成像薄膜需要比较高端或者超薄设计的，那么该薄膜可以采用无基底或者薄基底结构，此时微光学成像薄膜的总厚度可以为20微米～200微米。在微光学成像薄膜用于一般体积比较小的产品时，这些产品对厚度要求不高，此时微光学成像薄膜的总厚度300可以为微米～500微米。当该微光学成像薄膜用于大型的装饰品时，透明间隔层就可以是玻璃或者玻璃厚度的薄膜，此时微光学成像薄膜的总厚度可以为600微米～1000微米，甚至该微光学成像薄膜可以更厚，例如1200微米、1300微米、1500微米、2000微米、2500微米、3500微米或者4500微米。

本申请实施例还提供了另一种图像结构成像装置，如图1b所示。该微光学成像薄膜包括：透明间隔层20、微透射聚焦单元阵列层21以及图文可变层24。透明间隔层20包括第一表面(为图1b中透明间隔层20的上表面)以及相背对设置的第二表面(为图1b中透明间隔层20的下表面)。微透射聚焦单元阵列层21形成于透明间隔层10的第一表面，图文可变层12位于透明间隔层10的第二表面。

微透射聚焦单元阵列层21包括若干呈无对称轴排布的微透射聚焦单元23。所述微透射聚焦单元23可以在所述透明间隔层20的第一表面直接形成。所述微透射聚焦单元阵列层21与所述透明间隔层10成一体结构，即所述微透射聚焦单元阵列层21与所述透明间隔层10之间不存在分界面，这有利于减小薄膜的厚度。

图文可变层24可以位于透明间隔层10的第二表面，其可以包括若干微图文单元22，所述微图文单元22由若干点阵组合形成。所述图文可变层24可以为含有像素的显示装置，例如LCM。

图1b中所示出的微光学成像薄膜与图1a中所示出的微光学成像薄膜的区别在于，图1b中的微透射聚焦单元23可以在所述透明间隔层20的第一表面直接形成，微透射聚焦单元阵列层21与所述透明间隔层10之间没有分界面。

对图1b中所示出的微光学成像薄膜的具体描述可以参考对图1a中所示出的微光学成像薄膜的描述，在此不再赘叙。

本申请实施例还提供了另一种图像结构成像装置，如图1c所示。该微光学成像薄膜包括：透明间隔层32、微透射聚焦单元阵列层31以及图文可变层33。透明间隔层32包括第一表面(为图1c中透明间隔层32的上表面)以及相背对设置的第二表面(为图1c中透明间隔层32的下表面)。微透射聚焦单元阵列层31位于透明间隔层32的第一表面，图文可变层33位于透明间隔层32的第二表面。

微透射聚焦单元阵列层31包括若干呈无对称轴排布的微透射聚焦单元34。微透射聚焦单元34可以在微透射聚焦单元阵列层的内部形成，其顶端可以位于微透射聚焦单元阵列层31的一表面，但其底端并不与微透射聚焦单元阵列层31中与该表面相对的另一表面相接触。所述微透射聚焦单元阵列层31的另一表面可以与透明间隔层10的第一表面直接相接触，也可以通过粘合层与透明间隔层10的第一表面相接触。

图文可变层33可以位于透明间隔层32的第二表面，其可以包括若干微图文单元35，所述微图文单元35可以由若干点阵组合形成。所述图文可变层33可以为含有像素的显示装置，例如LCM。

图1c中所示出的微光学成像薄膜与图1a中所示出的微光学成像薄膜的区别在于，图1c中的微透射聚焦单元34的底端并不位于微透射聚焦单元阵列层31中与透明间隔层32的第一表面相接触的表面上。

对图1c中所示出的微光学成像薄膜的具体描述可以参考对图1a中所示出的微光学成像薄膜的描述，在此不再赘叙。

图4示出了图1a-1c中的微光学成像薄膜的视觉效果结构示意图。从图4中可以看出，从透明间隔层40的第一表面所在侧观察，所述微光学成像薄膜形成悬浮于透明间隔层40的第一表面与观察者位置之间的、悬浮的、放大的影像45，且所述影像45有且仅有一个，由微图文单元44通过微透射聚焦单元阵列层43放大所组成。当围绕轴41或轴42转动，或者左右或前后倾斜该成像薄膜时，不会有其它的第二个放大微图文单元的影像45进入观察区域。所述观察区域一般可以表示所述第一表面所占区域。所述影像可以为单通道图案或多通道图案。

通过上述描述可以看出，本申请实施例通过将微透射聚焦单元阵列层中的微透射聚焦单元设置为非对称排布，将图文可变层中微图文单元设置为包括至少两个处于接通或断开状态的点阵，并将微透射聚焦单元与位于微图文单元相关联，在观察区域内形成有且仅有一个对应图文可变层的悬浮影像，这实现了提供具有唯一的悬浮影像的成像薄膜的目的。

本实用新型提出的结构实现悬浮放大影像的原理，如图5所示。设微透射聚焦单元曲率半径为R，焦距为f，微图文单元悬浮影像高度为d_i。则根据附图5中的几何关系：

可以得到悬浮影像的高度：

其中x_MLA表示微透射聚焦单元的坐标值，x_MPA表示微图文单元的坐标值。当时，将获得放大的悬浮微图文单元影像。在本实用新型中，对微透射聚焦单元的位置坐标进行缩放变换，或者是旋转变换，将会获得具有动态立体悬浮效果的微图文影像。

如图6所示，为一实例中的一种图像结构成像装置。所述显示装置60上设有微光学成像薄膜61，所述显示装置60可以为LCM，LED，OLED等中的一种，显示装置包含但不限于以上所述。所述显示装置60上可以是部分，或者整个显示装置上都具有所述的微光学成像薄膜特征，如附图6所示。

在一实施例中，为了获得依据上述技术方案的微光学成像薄膜，本实用新型提供一种微光学成像薄膜的制作方法，包括下列步骤：

(1)、基材层一侧涂布光固化胶或者热敏材料，作为微透射聚焦单元阵列层；

(2)、具有与待压聚焦元件结元件层结构相反的模版压印微透射聚焦单元阵列层，同时通过辐照使光固化胶固化，或者通过冷却使热敏材料固化，得到微透射聚焦单元阵列层。所述的压印模板材料可以有镍(Ni)、镍钴(NiCo)合金、镍铁(NiFe)合金等金属，也可以是聚乙烯(PE)、聚碳酸树脂(PC)等有机合成高分子材料等。压印方式可以是平对平，卷对平或者卷对卷方式；

在具体实际应用中，本申请实施例提供的微光学成像薄膜中图文可变层可以为大小为65寸的液晶显示模块，其像素大小为375微米。可以共有25*25个像素组成一个微图文单元，与其相对应的微透射聚焦单元的孔径可以为9500微米。在微透射聚焦单元侧可以观察看到放大后大小为1.87米、悬浮高度为1m的图文。

本申请引用的任何数字值都包括从下限值到上限值之间以一个单位递增的下值和上值的所有值，在任何下值和任何更高值之间存在至少两个单位的间隔即可。举例来说，如果阐述了一个部件的数量或过程变量(例如温度、压力、时间等)的值是从1到90，优选从20到80，更优选从30到70，则目的是为了说明该说明书中也明确地列举了诸如15到85、22到68、43到51、30到32等值。对于小于1的值，适当地认为一个单位是0.0001、0.001、0.01、0.1。这些仅仅是想要明确表达的示例，可以认为在最低值和最高值之间列举的数值的所有可能组合都是以类似方式在该说明书明确地阐述了的。

除非另有说明，所有范围都包括端点以及端点之间的所有数字。与范围一起使用的“大约”或“近似”适合于该范围的两个端点。因而，“大约20到30”旨在覆盖“大约20到大约30”，至少包括指明的端点。

披露的所有文章和参考资料，包括专利申请和出版物，出于各种目的通过援引结合于此。描述组合的术语“基本由…构成”应该包括所确定的元件、成分、部件或步骤以及实质上没有影响该组合的基本新颖特征的其他元件、成分、部件或步骤。使用术语“包含”或“包括”来描述这里的元件、成分、部件或步骤的组合也想到了基本由这些元件、成分、部件或步骤构成的实施方式。这里通过使用术语“可以”，旨在说明“可以”包括的所描述的任何属性都是可选的。

多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地，单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不说为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，上面结合附图对本实用新型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实用新型。但是本实用新型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实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型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实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种图像结构成像装置，其特征在于，包括：

透明间隔层，所述透明间隔层具有第一表面以及相背对设置的第二表面；

微透射聚焦单元阵列层，所述微透射聚焦单元阵列层设置于所述透明间隔层的第一表面，所述微透射聚焦单元阵列层包括至少三个呈不对称排布的微透射聚焦单元；

图文可变层，所述图文可变层设置于所述透明间隔层的第二表面，所述图文可变层包括至少三个微图文单元，所述微图文单元包括若干点阵，所述点阵组成的微图文单元是可变化的；

其中，所述点阵对称排布，部分微透镜聚焦单元不覆盖所述的点阵，所有组成微图文单元的点阵通过所述微透射聚焦单元形成有且仅有一个悬浮影像。

2.根据权利要求1所述的一种图像结构成像装置，其特征在于，所述每个点阵至少包括一个像素点，该像素点可由分别表示红、绿、蓝的子像素组成。

3.根据权利要求1所述的一种图像结构成像装置，其特征在于，所述图文可变层与所述微透射聚焦单元阵列层相关联包括所述微图文单元的位置坐标能由对应的微透射聚焦单元的位置坐标经过预设变换获得。

4.根据权利要求3所述的一种图像结构成像装置，其特征在于，所述预设变换包括坐标缩放变换和/或坐标旋转变换。

5.根据权利要求1所述的一种图像结构成像装置，其特征在于，微透射聚焦单元在透明间隔层第一表面上随机或者非周期性排布。

6.根据权利要求1所述的一种图像结构成像装置，其特征在于，所述悬浮影像为单通道图案或多通道图案。

7.根据权利要求1所述的一种图像结构成像装置，其特征在于，所述图文可变层为液晶显示器，所述微图文单元由若干像素组合形成。

8.根据权利要求1所述的一种图像结构成像装置，其特征在于，所述微图文单元与所述微透射聚焦单元的焦平面的距离小于或等于所述微透射聚焦单元焦距的20％。

9.根据权利要求1所述的一种图像结构成像装置，其特征在于，所述微透射聚焦单元的直径大于20微米且小于1000微米，或者所述微透射聚焦单元的焦距为10微米至5000微米。