CN209928150U - 成像薄膜 - Google Patents

Abstract

本实用新型揭示一种成像薄膜，其包括微结构层和图案层；微结构层包括复数聚焦单元，所述聚焦单元包括排列设置的复数微结构；图案层包括复数图文单元，所述图文单元包括排列设置的复数微图文；其中，所述微结构层和图案层层叠设置且所述图案层位于所述微结构层的焦平面附近；其中，所述聚焦单元与所述图文单元相适配，所述复数微结构与所述复数微图文一一对应设置，且所述微结构的中心垂直对应所述微图文的点设定为对应点，则同一排或同一列中，对应点不等分设置，形成放大倍率存在不同的放大图像，且图像不会畸变。

Description

成像薄膜

技术领域

本实用新型涉及光学薄膜技术领域，尤其涉及一种成像薄膜。

背景技术

各种3D成像技术在信息、显示、医疗、军事、防伪、装饰等领域受到越来越多的关注。利用微透镜技术实现三维成像，具有非常的潜力和前景。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。

3D成像技术常见的为周期型莫尔成像，其设计原理为：透镜层的微透镜周期性设置，其周期为Tr；图案层的微图文也周期性设置，其周期为Tb；Tr与Tb满足一定比例条件，例如r＝Tb/Tr，则显示的莫尔图像相对于微图文的放大倍率为M＝1/(1-r)；当r＞1时，莫尔图像上浮，当r＜1时，莫尔图像下沉。根据放大倍率公示可得，莫尔图像的放大倍率取决于透镜层和图案层的周期比，周期比r越接近1，放大倍率越大，并趋向于无穷大。另外，周期比r也决定了莫尔图像的上浮(或下沉)的高度(或深度)；以r＜1为例，r越接近1，莫尔图像的下沉深度越深。

根据上述介绍，莫尔图像的放大倍率取决于透镜层和图案层的周期比。然而，莫尔放大并非传统的透镜放大，如果透镜层的微透镜周期Tr或者图案层的微图文周期Tb变化设置，显示的莫尔图像则会产生畸变。所以，上述周期型的理论并不能解释变周期的莫尔图像。

实用新型内容

基于此，有必要提供一种成像薄膜以解决上述的技术问题。

本实用新型成像薄膜的一个技术方案是：

一种成像薄膜，其包括：

微结构层，其包括复数聚焦单元，所述聚焦单元包括排列设置的复数微结构；

图案层，其包括复数图文单元，所述图文单元包括排列设置的复数微图文；

其中，所述微结构层和图案层层叠设置且所述图案层位于所述微结构层的焦平面附近；

其中，所述聚焦单元与所述图文单元相适配，所述复数微结构与所述复数微图文一一对应设置，且所述微结构的中心垂直对应所述微图文的点设定为对应点，则同一排或同一列中，对应点不等分设置，形成放大倍率存在不同的放大图像。

其中一个实施例中，相邻两个所述微结构的距离定义为Dr，相邻两个所述微图文的距离定位为Db；其中，Dr为定值，Db为变量；或者，Dr为变量，Db为定值；或者，Dr为变量，Db为变量，且对应位置处，Dr≠Db。

其中一个实施例中，同一排内，Dr为定值，Db逐渐变大、逐渐变小、线变大后变小、先变小后变大或大小间隔变化。

其中一个实施例中，同一排内，Dr为定值，Db为变量，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。

其中一个实施例中，同一排内，Db为定值，Db为变量，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。

其中一个实施例中，一个或多个所述放大图像分布于一个非平面上，或一个倾斜面上。

其中一个实施例中，所述一个或多个图像分布于一个球形面上。

其中一个实施例中，其中一个所述放大图像分布于一个倾斜面上且部分上浮部分下沉；或者多个所述放大图像分布于一个倾斜面上且部分上浮部分下沉。

其中一个实施例中，所述图文单元内至少两个所述微图文与水平方向存在夹角a、b，且夹角a不等于夹角b。

其中一个实施例中，所述图文单元的同一排内，沿排布方向各微图文逐渐偏转，且相邻两微图文的偏转角度的差值不大于0.5°

其中一个实施例中，复数所述放大图像沿正六边形或圆形分布；其中位于中心位置的所述放大图像最大，沿西周扩散的图像逐渐变小，或者位于中心位置的所述放大图像最小，沿四周扩散的所述放大图像逐渐变大。

其中一个实施例中，还包括透明基层，所述透明基层包括相对设置的第一侧面和第二侧面，所述微结构层设置于所述第一侧面，所述图案层设置于所述第二侧面。

其中一个实施例中，还包括反射层、有色打底层和增透层，所述反射层设置于所述微结构层和有色打底层之间，所述图案层位于所述微结构层和增透层之间。

本实用新型的有益效果：微结构的中心垂直对应微图文的点设定为对应点，则同一排或同一列中，对应点不等分设置，形成放大倍率存在不同的放大图像，且图像不会畸变。

附图说明

图1为本实用新型成像薄膜的一种截面示意图；

图2为本实用新型成像薄膜的微结构的一种平面分布示意图；

图3为本实用新型成像薄膜的微图文且与图2微结构相适应的一种平面分布示意图；

图4为本实用新型成像薄膜与图2和图3相关的形成的一种图像的平面分布示意图；

图5为本实用新型成像薄膜形成的另一种图像的平面分布示意图；

图6为本实用新型成像薄膜形成的另一种图像的平面分布示意图；

图7为本实用新型成像薄膜的微结构的另一种平面分布示意图；

图8为本实用新型成像薄膜的微图文且与图7微结构相适应的另一种平面分布示意图；

图9为本实用新型成像薄膜与图7和图8相关的形成的一种图像的平面分布示意图；

图10为本实用新型成像薄膜的另一种截面示意图；

图11为本实用新型成像薄膜的另一种截面示意图；

图12为本实用新型成像薄膜的另一种截面示意图；

图13为本实用新型成像薄膜的另一种截面示意图；

图14为本实用新型成像薄膜的另一种截面示意图；

图15为本实用新型成像薄膜的另一种截面示意图。

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。

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。

本实用新型揭示一种成像薄膜，其包括微纳结构层和图案层。微纳结构层包括复数聚焦单元，聚焦单元包括排列设置的复数微结构；图案层包括复数图文单元，图文单元包括排列设置的复数微图文；其中，微结构层和图案层层叠设置且图案层位于微结构层的焦平面附近；其中，聚焦单元与图文单元相适配，复数微结构与复数微图文一一对应设置，且微结构的中心垂直对应微图文的点设定为对应点，则同一排或同一列中，对应点不等分设置，形成放大倍率存在不同的放大图像，从而能形成预设的图像，且图像不会畸变。

相邻两个所述微结构的距离定义为Dr，相邻两个所述微图文的距离定位为Db；其中，Dr为定值，Db为变量；或者，Dr为变量，Db为定值；或者，Dr为变量，Db为变量，且对应位置处，Dr≠Db。

聚焦单元内的复数微结构阵列设置，Dr为定值；图文单元内的复数微图文排布设置，同一排内的复数微图文的各Db变化设置。比如，同一排内的复数微图文在排布方向上，Db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；可呈现预定效果的图像，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，复数微结构逐渐从复数微图文中采样，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。

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。

成像薄膜形成一个或多个图像，一个或多个图像分布于一个非平面上或一个倾斜面上。如果将微结构层和图案层水平设置，则形成的影像即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，一个或多个图像分布于一个球形面上，比如为一个凹半球，也可以为一个凸半球，一个或多个图像沿着球面设置，则能进一步加强图像的立体效果。

根据设于效果，多个图像存在不同的大小和不同的高度。比如，多个图像分布于一个凸半球面上，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。

一个实施方式中，图文单元内的复数微图文排布设置，至少两个微图文与水平方向存在夹角a、b，且夹角a不等于夹角b。也即，微图文之间存在偏转。比如，同一排内，沿排布方向各微图文逐渐偏转，且相邻两微图文的偏转角度的差值不大于0.5°，则形成的图像出现偏转，比如位于一排上的图像逐渐偏转，且偏转角度逐渐加大。

成像薄膜形成大小不同的复数图像。一个实施例中，复数图像沿正六边形或圆形分布；其中位于中心位置的图像最大，沿西周扩散的图像逐渐变小，或者位于中心位置的图像最小，沿四周扩散的图像逐渐变大；另一个实施例中，复数图像倾斜分布于一倾斜面，进一步的，复数图像部分上浮，部分下沉。

成像薄膜还可以包括有色打底层，图案层设置于有色打底层和微结构层之间。设置有色打底层后，成像薄膜在底色上显示影像图像，可使影像图像更为清晰。有色打底层也可以是适应于适用环境，比如应用于某产品包装，则有色打底层的颜色与包装颜色一致，方便适用于各种环境。

成像包括还可以包括增透层，微结构层设置于增透层和图案层之间。增透层覆摄于微结构层上，可增加微结构的透过率，从而形成的影像图像更为清晰。

成像薄膜还可以包括反射层和有色打底层，反射层设置于微结构层和有色打底层之间。进一步的，成像薄膜还可以包括，图案层位于微结构层和增透层之间。

成像薄膜还包括透明基层，透明基层包括相对设置的第一侧面和第二侧面，微结构层设置于第一侧面，图案层设置于第二侧面。透明基层比如PET层、PC层、玻璃层等透明材质。比如，在透明基层的第一侧面涂布UV胶，压印固化后形成微结构层，在透明基层的第二侧面涂布UV胶，压印固化后形成凹槽，在凹槽内填充材料后形成图案层。

以下，请参图示，举例描述成像薄膜。

请参图1至图4，一种成像薄膜，其包括微结构层11和图案层21且图案层21位于微结构层11的焦平面附近。微结构层11包括复数聚焦单元，图案层21包括复数图文单元。复数聚焦单元正六边形阵列排布，复数图文单元与聚焦单元对应设置。聚焦单元包括分布设置的复数微结构111，复数微结构111为阵列设置的复数微透镜，复数微透镜正六边形阵列设置，相邻两个微结构111的距离定义为Dr(请参图1和图2)。图文单元包括分布设置的复数微图文211，复数微图文211与复数微结构111相应设置，复数微图文211正六边形阵列排布，排成圈且由内向外逐渐排布，相邻圈的微图文间距定义为Dbn，n为≥1的自然数，Db1＜Db2＜Db3…＜Dbn(请参图1和图3)。对应设置的图文单元与聚焦单元相适配，微结构111和微图文211一一对应设置，且微结构的中心垂直Z对应微图文的点设定为对应点X，则同一排中，对应点X不等分设置，形成放大倍率存在不同的放大图像。

图文放大倍率定义为M，则满足以下公式：

Mn＝Dr/(Dr-Dbn)

Dr＞Db，Db逐渐变大，M逐渐变大，呈现的单个图像为中间小四周大，成像薄膜具有复数聚焦单元和复数图文单元，能呈现复数图像(请参图4)，复数图像均为下沉式图像，且按整六边形排布，位于中间的图像最小，从中间向四周扩散逐渐变大，中间的图像下沉深度最小，从中间向四周下沉深度逐渐变大。微图文的排布中存在变化，通过Dr和Db能准确反映微结构111和微图文的211的位置，得到预设的图像，且图像存在预设的变化但不会畸变。

请参图5，Dr＜Db，Db逐渐变小，M逐渐变小，呈现的单个图像为中间大四周小，成像薄膜具有复数聚焦单元和复数图文单元，能呈现复数图像，复数图像均为悬浮图像，且按整六边形排布，位于中间的图像最大，从中间向四周扩散逐渐变小，中间的图像悬浮高度最小，从中间向四周悬浮高度逐渐变大。微图文的排布中存在变化，通过Dr和Db能准确反映微结构112和微图文212的位置，得到预设的图像，且图像存在预设的变化但不会畸变。

请参图6，微图文在横向各排中，从上到下，微图文与水平面具有不同的角度，各排角度逐渐增加，从而形成逐渐偏转的图像。

请参图7、图8和图9所示，复数微结构114为等间距Dr排列设置的复数直线柱透镜，复数微图文214与复数微结构114对应设置，复数微图文214排成一排且相邻之间的间距为Dbn，n为＞1的自然数，Db1＞Db2＞Db3…＞Dbn，Db逐渐变小，Mn逐渐变小，呈现的图像的宽度逐渐变小(请参图9)。

请参图10，成像薄膜还可包括透明基层31，透明基层31包括相对设置的第一侧面311和第二侧面312，微结构层15设置于第一侧面311，图案层25设置于第二侧面312。透明基层31可以为PET、PVC或者PMMA等树脂层。可以通过在第一侧面311设置UV胶，压印固化后形成微纳结构151，微纳结构151和UV胶层形成所述微结构层15。也可以通过激光打印等方式直接形成在第一侧面311形成微结构层15，也可以通过粘合剂将微结构层15粘结于第一侧面311上。可以通过在第二侧面312设置UV胶，压印出凹槽并填充材料形成微图文251。也可以通过激光打印等方式直接形成在第二侧面312上，也可以通过粘合剂将图案层25粘结于第二侧面312上。

请参图11，成像薄膜还可包括有色打底层41。有色打底层41位于图案层25远离第二侧面312的一侧。有色打底层41为打印或印刷的颜料层，比如为丝印的油墨层。有色打底层41的颜色可作为成像薄膜的打底色或背景色等。

请参图12，成像薄膜还可包括增强层51。增强层51设置于微结构层15远离第一侧面311的一侧。增强层51的材质可以为氟化镁、氧化钛、硫化铅、硒化铅等。增强层51可减小反射，增加透射，从而使得成像更像清晰。

请参图13，成像薄膜包括逐渐层叠的图案层26、透明基层32、微结构层16、反射层61、有色打底层42。反射层61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。有色打底层42覆设于反射层61，从图案层26可观察到下沉和/或悬浮的影像。

请参图14，成像薄膜还可包括设置于图案层26远离透明基层32一侧的增透层42，从而使得影像更为清晰。

请参图15，成像薄膜包括逐渐层叠的图案层27、透明基层33和微结构层17。图案层27包括复数排列设置的微图文271，复数微图文271等间距排布，相邻两个微图文271的距离为Db。微结构层17包括复数排列设置的微结构171，同一排内的微结构变间距排布，相邻两个微结构171的距离逐渐为Dr1、Dr2、Dr3、…、Drn(n为≥1的自然数)，其中Dr1＜Dr2＜Dr3…＜Drn。

图文放大倍率定义为M，则满足以下公式：

Mn＝Db/(Db-Drn)

通过控制Dr和Db可得到下沉和/或悬浮的图像，且图像可得到预设的变化形式和放大倍率，通过Dr和Db能准确反映微结构171和微图文271的位置，得到预设的图像，且图像存在预设的变化但不会畸变。

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 (13)

1.一种成像薄膜，其特征在于，其包括：

微结构层，其包括复数聚焦单元，所述聚焦单元包括排列设置的复数微结构；

图案层，其包括复数图文单元，所述图文单元包括排列设置的复数微图文；

其中，所述微结构层和图案层层叠设置且所述图案层位于所述微结构层的焦平面附近；

其中，所述聚焦单元与所述图文单元相适配，所述复数微结构与所述复数微图文一一对应设置，且所述微结构的中心垂直对应所述微图文的点设定为对应点，则同一排或同一列中，对应点不等分设置，形成放大倍率存在不同的放大图像。

2.根据权利要求1所述的成像薄膜，其特征在于，相邻两个所述微结构的距离定义为Dr，相邻两个所述微图文的距离定位为Db；其中，Dr为定值，Db为变量；或者，Dr为变量，Db为定值；或者，Dr为变量，Db为变量，且对应位置处，Dr≠Db。

3.根据权利要求2所述的成像薄膜，其特征在于，同一排内，Dr为定值，Db逐渐变大、逐渐变小、线变大后变小、先变小后变大或大小间隔变化。

4.根据权利要求2所述的成像薄膜，其特征在于，同一排内，Dr为定值，Db为变量，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。

5.根据权利要求2所述的成像薄膜，其特征在于，同一排内，Db为定值，Db为变量，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。

6.根据权利要求1至5项中任一项所述的成像薄膜，其特征在于，一个或多个所述放大图像分布于一个非平面上，或一个倾斜面上。

7.根据权利要求6所述的成像薄膜，其特征在于，所述一个或多个图像分布于一个球形面上。

8.根据权利要求6所述的成像薄膜，其特征在于，其中一个所述放大图像分布于一个倾斜面上且部分上浮部分下沉；或者多个所述放大图像分布于一个倾斜面上且部分上浮部分下沉。

9.根据权利要求1所述的成像薄膜，其特征在于，所述图文单元内至少两个所述微图文与水平方向存在夹角a、b，且夹角a不等于夹角b。

10.根据权利要求9所述的成像薄膜，其特征在于，所述图文单元的同一排内，沿排布方向各微图文逐渐偏转，且相邻两微图文的偏转角度的差值不大于0.5°。

11.根据权利要求1所述的成像薄膜，其特征在于，复数所述放大图像沿正六边形或圆形分布；其中位于中心位置的所述放大图像最大，沿西周扩散的图像逐渐变小，或者位于中心位置的所述放大图像最小，沿四周扩散的所述放大图像逐渐变大。

12.根据权利要求1所述的成像薄膜，其特征在于，还包括透明基层，所述透明基层包括相对设置的第一侧面和第二侧面，所述微结构层设置于所述第一侧面，所述图案层设置于所述第二侧面。

13.根据权利要求12所述的成像薄膜，其特征在于，还包括反射层、有色打底层和增透层，所述反射层设置于所述微结构层和有色打底层之间，所述图案层位于所述微结构层和增透层之间。

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