一種微光學成像系統的制作方法
【技術領域】
[0001 ]本實用新型設及光學薄膜技術領域，尤其設及一種微光學成像系統。
【背景技術】
[0002] =維成像與顯示技術受到越來越多的關注。基于微透鏡陣列實現=維成像，憑借 具有完整的視差、連續的視點、無需任何觀察眼鏡和特殊光照等優點，具有非常的潛力和前 景，逐漸發展成為最具潛力和前景的自動立體顯示技術。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。
[0003] 近年來，在集成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 S維動態空間成像簽注，如美國3M公司的Douglas Dunn等在（Personal ized ,!"Iiree-Dimensional Floating Images for ID Documents)文章中及后續的（Three-Dimensional Floating Images as 0ve;rt Se州rity F'eatures.SPIE-IS&T/Vol.GOTSGOTSOG-lO)文章中 提出使用大數值孔徑的透鏡(NA〉0.3)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=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文高效率地放大，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=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。
[0004] 為了克服上述局限，中國專利文獻CN1041 18236A、CN20 13 10229569.0、 CN201410327932.7提出了一種微透射聚焦元件陣列光學防偽元件及有價物品。它們采用周 期型微透射聚焦元件陣列，它能將薄膜厚度減少至微透射聚焦元件的曲率半徑W下，仍然 獲得了周期型的放大的微圖文單元。當左右或者前后傾斜該成像薄膜時，會有其它的多個 放大微圖文單元的影像進入觀察區域。中國專利文獻化201010180251.4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 射式微透鏡的中屯、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兩項缺陷:一、由于采用的是透射式微透 鏡陣列，微聚焦單元層、透明間隔單元和微圖文單元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，運一結構將不會產生莫爾圖像。
[000引在實現本實用新型的過程中，實用新型人發現現有技術中至少存在如下問題：
[0006] 現有技術中的成像薄膜里的微透鏡陣列和微圖案陣列周期排布，因而可W呈現多 個影像，而在很多情形下，人們希望針對不同的應用場景均可W獲得具有立體懸浮效果、唯 一的影像。因此，需要提出一種新的技術方案，W提供更獨特的3D視覺效果，不受觀察視角 的影響，將更能吸引人們的眼球，使人們獲得一種視覺的震撼效果，并且便于觀測，增強器 件的耐候性十分有必要。 【實用新型內容】
[0007] 本申請實施例的目的是提供一種微光學成像系統，W實現針對各種不同應用場景 均可W提供具有唯一的懸浮影像的成像薄膜的目的。
[0008] 本申請實施例提供了一種微光學成像系統，包括:微光學成像薄膜和控制裝置；
[0009] 所述微光學成像薄膜包括：
[0010] 透明間隔單元，所述透明間隔單元具有第一表面W及相背對設置的第二表面；
[0011] 至少兩個呈不對稱排布的微透射聚焦單元，所述微透射聚焦單元設置于所述透明 間隔單元的第一表面；
[0012] 至少兩個微圖文單元，所述微圖文單元設置于所述透明間隔單元的第二表面，所 述微圖文單元包括具有接通和/或斷開狀態的點陣；
[0013] 所述微光學成像薄膜通過所有處于接通狀態并達到預設亮度的點陣在所述微透 射聚焦單元中遠離所述微圖文單元的一側形成有且僅有一個懸浮影像；
[0014] 所述控制裝置用于控制所述點陣的接通、斷開和/或顯示亮度。
[0015] 在一實施例中，所述微圖文單元的位置坐標能由所述微透射聚焦單元的位置坐標 經過預設變換來獲得，所述預設變換包括坐標縮放變換和/或坐標旋轉變換。
[0016] 在一實施例中，所述微透射聚焦單元與所述透明間隔單元成一體結構。
[0017] 在一實施例中，所述微透射聚焦單元在所述透明間隔單元的第一表面上所占區域 面積為所述第一表面總面積的60% W上。
[0018] 在一實施例中，所述點陣包括像素點、單個發光源或多個發光源。
[0019] 在一實施例中，所述至少兩個微圖文單元之間具有共同點陣。
[0020] 在一實施例中，所述微圖文單元位于含有像素的顯示裝置內，所述顯示裝置設置 在所述透明間隔單元的第二表面上。
[0021 ]在一實施例中，所述微圖文單元為單通道圖案或多通道圖案。
[0022] 在一實施例中，所述微圖文單元與所述微透射聚焦單元的焦平面之間的距離小于 或等于所述微透射聚焦單元焦距的20%。
[0023] 在一實施例中，所述微透射聚焦單元的有效直徑為20微米到1000微米。
[0024] 在一實施例中，所述微透射聚焦單元的焦距為10微米至5000微米。
[0025] 在一實施例中，所述透明間隔單元、所述微透射聚焦單元和所述微圖文單元的總 厚度在所述微透射聚焦單元曲率半徑的二倍至所述微透射聚焦單元曲率半徑的十六倍之 間。
[0026] 在一實施例中，所述微光學成像薄膜的總厚度小于5000微米。
[0027] 與現有技術相比，本實用新型具有W下有益效果：
[0028] 本申請實施例通過將微光學成像薄膜中的微透射聚焦單元設置為非對稱排布，將 微圖文單元設置為包括處于接通或斷開狀態的點陣，并且微圖文單元的位置坐標能由微透 射聚焦單元的位置坐標經過預設變換來獲得，在觀察區域內形成唯一的一個懸浮影像，而 非傳統的周期排布的多個放大微圖文影像，并且接通不同的點陣，可W形成不同的影像，運 實現了針對各種不同應用場景提供具有唯一的懸浮影像的成像薄膜的目的。
【附圖說明】
[0029] 為了更清楚地說明本申請實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現 有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 申請中記載的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提 下，還可W根據運些附圖獲得其他的附圖。
[0030] 圖Ia為本實用新型一種微光學成像薄膜一種結構示意圖；
[0031 ]圖化為本實用新型一種微光學成像薄膜另一種結構示意圖；
[0032] 圖Ic為本實用新型一種微光學成像薄膜另一種結構示意圖；
[0033] 圖2a為本實用新型一種微光學成像薄膜中微透射聚焦單元一種結構示意圖；
[0034] 圖化為本實用新型一種微光學成像薄膜中微透射聚焦單元另一種結構示意圖；
[0035] 圖3a為本實用新型對應圖2a中微透射聚焦單元的一種微圖文單元結構示意圖；
[0036] 圖3b為本實用新型對應圖化中微透射聚焦單元的另一種微圖文單元結構示意圖；
[0037] 圖4為本實用新型一種微光學成像薄膜的視覺效果結構示意圖；
[0038] 圖5為本實用新型一種微光學成像薄膜實現原理結構示意圖；
[0039] 圖6為本實用新型一種微光學成像薄膜成像效果結構示意圖。
【具體實施方式】
[0040] 為了便于理解本實用新型，下面將參照相關附圖對本實用新型進行更全面的描 述。附圖中給出了本實用新型的較佳實施方式。但是，本實用新型可W通過許多不同的形式 來實現，并不限于下面所描述的實施方式。相反地，提供運些實施方式的目的是使對本實用 新型的公開內容理解的更加透徹全面。
[0041 ]需要說明的是，當元件被稱為"設置于"另一個元件，它可W直接在另一個元件上 或