[發明專利]一種基于可變條紋陣列的隨視角隱藏圖形的微結構

在審

• 申請號: 201810786999.5
• 申請日: 2018-07-18
• 公開（公告）號: CN108897079A
• 公開（公告）日: 2018-11-27
• 發明（設計）人: 黃鵬;何傳王;董小春;范斌
• 申請（專利權）人: 中國科學院光電技術研究所
• 主分類號: G02B3/00
• 分類號: G02B3/00;G09F3/02;G09F19/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種基于可變條紋陣列的隨視角隱藏圖形的微結構，其結構主要包括：(1)一層微透鏡陣列，其主要參數為其周期大小、焦距大小和透鏡矢高，微透鏡陣列的排布方式為矩形排布。(2)一層條紋陣列，其圖像實際為一列一列寬度有規律變化的直線，線寬的變化規律與最終顯示的圖形大小與微透鏡陣列的周期有關。(3)微結構的載體的選取，選用合適厚度的塑料薄膜作為動態圖形的承載物(4)微結構的復合，即將上述微透鏡陣列和條紋陣列采用模壓或膠合的方式重疊在一起，得到最終的微結構。本發明的視覺效果獨特，能達到讓設計圖形隨視角隱藏和浮現的目的，給人一種圖形周期性浮現的感覺。

技術領域

本發明涉及微結構動態顯示的技術領域，具體涉及一種基于可變條紋陣列的隨視角隱藏圖形的微結構，該微結構產生的圖形具有獨特的顯示效果，可以看到圖形隨視角變化閃爍，該結構可用于增加商品吸引力或用于商品防偽領域。

背景技術

九十年代開始，隨著微透鏡陣列制造技術的進步、數字技術的成熟、許多高分辨率攝像和顯示器件的涌現以及計算機圖像儲存、處理能力的不斷增強，微透鏡陣列被應用在了如光計算、激光準直、集成成像等多種領域。目前集成成像已成為裸眼3D顯示領域的研究熱點。日本、美國、韓國以及中國等較多的大學、研究所以及公司都致力于研制基于集成成像技術的3D顯示系統。

把兩個空間頻率稍有不同的光柵重疊在一起，其差頻分量形成的條紋叫做莫爾條紋。當這兩個光柵存在相對移動時，莫爾條紋也隨之移動。市場上已有的一些產品，基于光柵疊加產生的莫爾紋來得到一種動態的圖形。另外，國內早已有研究人員給出微透鏡陣列對微圖形的莫爾條紋放大原理，并在此基礎上找到了微透鏡陣列結構參數、微圖形結構參數與微圖形陣列移動速度、移動方向以及放大倍率之間的關系。

當然，微透鏡陣列和微圖形陣列的制備，都依賴于微納制造技術的飛速發展。微透鏡陣列常常要求具有大數值孔徑、大浮雕深度、高填充因子等特點，微圖形常常需要精確到亞微米級別，這些條件的實現都是與微納制造技術的發展分不開的。現有的制備微圖形、微透鏡的方法主要有離子交換、電子束直寫、光刻、刻蝕、復制技術等等。

然而，可視化的立體圖形的動態效果主要實現的是平移運動，其可視化效果需要進一步豐富和發展，才能滿足產品的需求。本發明的結構雖與之前已有的3D圖案結構類似，需要兩層微結構的復合，然而其原理卻并不靠產生莫爾條紋來獲得圖形，其圖案的設計方式更加簡單，并且其達到的漸漸變化的效果也是其他技術所不能產生的，將其用于防偽標簽上往往能達到難以模仿的效果。

發明內容

本發明的目的在于提出一種基于可變條紋陣列的隨視角隱藏圖形的微結構，其采用優化的微結構參數和材料，最終在承載薄膜上得到的動態圖形可被清晰觀察，并且隨著視角的變化，圖案會逐漸隱藏和浮現。其相對于現有的光學動態圖形，具有鮮明的特點，圖案內容可設計范圍受限制小，動態效果獨特。此結構可用于商品包裝和防偽領域。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案為：一種基于可變條紋陣列的隨視角隱藏圖形的微結構，包括：

一層微透鏡陣列，根據需要設計其周期大小、焦距大小和透鏡矢高，并且將其按照矩形排布；

一層條紋陣列，其圖像實際為一列一列寬度有規律變化的直線，線寬的排布規律與設計的微透鏡陣列的參數有關；

選用合適厚度的塑料薄膜作為動態圖形的承載物；

將上述微透鏡陣列和條紋陣列采用模壓或膠合的方式重疊在一起，得到最終的微結構。

制備基于可變條紋陣列的隨視角隱藏圖形的微結構的方法包括如下步驟：

(1)設計圖案，將其置于一個剛好能將其包圍的矩形中，矩形長度為L；

(2)制備微透鏡陣列，其個數由下式子決定：

N為微透鏡的個數，D為微透鏡陣列的周期；