[發明專利]懸浮成像光學薄膜

有效

• 申請號: 202110620588.0
• 申請日: 2015-07-08
• 公開（公告）號: CN113311595B
• 公開（公告）日: 2023-05-02
• 發明（設計）人: 張健
• 申請（專利權）人: 昇印光電（昆山）股份有限公司
• 主分類號: G02B30/27
• 分類號: G02B30/27;G02B30/56;G02B3/00
• 代理公司: 北京布瑞知識產權代理有限公司 11505
• 代理人: 秦衛中

本公開提供了一種懸浮成像光學薄膜，該懸浮成像光學薄膜包括：聚合物，包括相背對的第一表面和第二表面；微透鏡結構，形成在所述第一表面上且包括若干微聚焦單元；容納結構，形成在所述第二表面且容納有若干圖文結構，所述圖文結構通過所述微透鏡結構成像，且所述微透鏡結構和所述容納結構成一體結構；其中，所述微聚焦單元與所述圖文結構相適配，從而使所述懸浮成像光學薄膜在被自所述圖文結構一側或者從微聚焦單元一側觀察時，呈現有且只有一個懸浮于所述懸浮成像光學薄膜的懸浮影像。在觀察區域內形成一個懸浮的、僅且有一個放大的圖文結構影像。

技術領域

本發明涉及懸浮成像光學薄膜技術領域，尤其涉及一種懸浮成像光學薄膜。

背景技術

各種三維成像技術在信息、顯示、醫療、軍事等領域受到越來越多的關注。利用微透鏡技術實現三維成像，具有非常的潛力和前景。它是由G.Lippman于1908年提出的集成攝影術發展而來。一組具有三維場景不同透視關系的二維單元圖像被一個透鏡陣列和圖像采集記錄，無需特殊的觀察眼鏡和照明，就可以在顯示微透鏡陣列的前方直接觀察到原始場景的三維圖像。隨著微透鏡陣列制造工藝的發展和高分辨率印刷和圖像傳感器的普及，集成成像技術吸引了越來越多的關注，集成成像和顯示技術的各項性能，比如景深，視角和分辨率等，也得到了較大的提升。

近年來，在集成成像懸浮成像光學薄膜開發方面，有兩類引人注目的進展：第一類是個性化三維動態空間成像簽注，如美國3M公司的Douglas?Dunn等在(Personalized,Three-Dimensional?Floating?Images?for?ID?Documents)文章中及后續的(Three-Dimensional?Floating?Images?as?Overt?Security?Features.SPIE-IST/Vol.607560750G-10)文章中提出使用大數值孔徑的透鏡(NA0.3)使激光束匯聚在微透鏡陣列前或后表面，該匯聚點通過微透鏡陣列收集記錄在微透鏡陣列下的激光記錄材料上，改變激光束聚焦點與微透鏡陣列之間的相對位置形成圖形，最終形成三維動態空間成像的特殊視覺效果，從微透鏡陣列側觀察樣品。該方法需要利用微透鏡成像，對襯底材料燒蝕，因此分辨率較低。第二類是基于莫爾成像技術，它利用微透鏡陣列的聚焦作用將微圖案高效率地放大,實現具有一定景深并呈現奇特動態效果的圖案，美國專利文獻US7333268B2、中國專利文獻201080035671.1公開了一種應用于鈔票等有價證券開窗安全線的微透鏡陣列安全元件，它的基本結構為:在透明基層的上表面設置周期型微透鏡陣列，在透明基層的下表面設置對應的周期型微圖案陣列，微圖案陣列位于微透鏡陣列的焦平面或其附近，微圖案陣列與微透鏡陣列排列大致相同，通過微透鏡陣列對微圖案陣列的莫爾放大成像；由透射聚焦單元組成的光學成像薄膜，其厚度一般大于微透鏡曲率半徑的三倍。因此，為了減少薄膜厚度，必須采用小口徑的微透鏡單元。例如，鈔票紙安全線厚度必須小于50微米，因此微透鏡單元的直徑也必須小于50微米。較小的微透鏡單元限制了微圖案的尺寸，限制了微圖案的設計空間。

為了克服上述局限，中國專利文獻CN104118236A、CN201310229569.0、CN201410327932.7提出了一種微聚焦元件陣列光學防偽元件及有價物品。它們采用周期型微聚焦元件陣列，它能將薄膜厚度減少至微聚焦元件的曲率半徑以下，仍然獲得了周期型的放大的圖文結構。當左右或者前后傾斜該成像薄膜時，會有其它的多個放大圖文結構的影像進入觀察區域。中國專利文獻ZL201010180251.4提出了一種光學防偽元件及使用該防偽元件的產品。它基于透射式工作模式，透射式微透鏡陣列層內的各透射式微透鏡的中心坐標在微透鏡陣列層內隨機分布，微透鏡陣列層內的微透鏡與微圖文層內的微圖文一一對應設置。該專利中提及的結構有三項缺陷：一、由于采用的是透射式微透鏡陣列，微聚焦單元層、透明間隔層和圖文結構層的總厚度將大于微聚焦元件的口徑；二是沒有限定位于基材第一表面的微透鏡陣列與微圖文陣列的位置坐標關系，從科學原理上講,在很多情況下，這一結構將不會產生莫爾圖像。三是元件使用時，人們從微透鏡單元層一側觀察到放大的微圖文影像，當表面微透鏡陣列被水等透明外物覆蓋時，聚焦微透鏡將不再發揮作用，在實際使用中有很大的不便。