[发明专利]实现动态空间成像的结构及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种结构及方法，尤其是一种实现动态空间成像的结构及方法，属于空间签注成像的技术领域。

背景技术

通过微透镜阵列成像技术可以实现上浮或下沉等特殊视觉效果的三维动态文字或图形成像。根据实现方法可以分成两种类型：第一种类型是首先制作两层材料，上面一层由一定口径及焦距的微透镜阵列组成，微透镜阵列的排布可以是正交或蜂窝等排布；下面一层制作一定周期微文字或图形，周期与微透镜阵列排布周期呈一定规律，或相同或微缩或放大。两层薄膜材料精密定位附合，微透镜阵列通过对文字或图形层进行莫尔条纹放大及微透镜成像作用，产生一个动态三维的放大成像。如果观察者改变观察的视角，微透镜阵列取样成像位置发生微细差别，如此便出现了三维动态视觉效果。这种方法Drinkwater等在美国专利（No.5,712,731）、R.A.Steenblik等在美国专利(No.2005/0180020A1)和美国专利（No.2008/0037131A1）、以及相应在中国专利ZL201010180251.4中均有详细阐述。

上述成像方法的难点在于微透镜阵列及微文字的制作精度都非常高，并且两层材料的定位精度要求也非常高。另外，这种方法需要事先做好文字或图形层与微透镜阵列层附合，所以上述成像方法不能实现个性化的动态三维空间成像签注。

第二种类型由1908年G·李普曼提出，该方法是在激光记录材料上首先附上一层微透镜阵列，然后由投影成像系统在微透镜阵列上方一段距离产生一个影像，该影像通过微透镜阵列收集成像在各个微透镜下焦面的记录材料上。该记录的信息通过微透镜阵列再现在空间形成一个物象。由于微透镜对两眼的观察视角有微细的差别，这样观察者便会出现浮点或下沉的效果。如果观察者不断改变方位，微透镜对两眼的观察视角将发生连续的细微变化，最终形成动态三维空间成像的特殊视觉效果。所述方法不存在对位要求，工艺要求简单，但是所述方法需要事先做好一个掩膜或物体模型，用作在微透镜阵列上方的投影影像，所以该方法不宜材料的个性化签注。

为了实现个性化三维动态空间成像签注，3M公司的Douglas Dunn等在（Personalized，Three-Dimensional Floating Images for ID Documents）文章中及后续的（Three-Dimensional Floating 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，最终在形成三维动态空间成像的特殊视觉效果。为了使聚焦光点与微透镜阵列之间的相对位置移动的高速化，普通的低数字孔径激光束受振镜摆动控制，并在激光束中设置了一块微透镜阵列微结构产生扩束的激光束，该扩束的激光束由两块对称透镜汇聚聚焦，最终实现了材料的个性化快速签注。

但上述个性化三维动态空间成像签注的结构复杂，难以满足工业化签注的使用要求。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种实现动态空间成像的结构及方法，其光路简洁可靠，能满足个性化签注的要求，签注速度快，适应范围广，安全可靠。

按照本发明提供的技术方案，所述实现动态空间成像的结构，包括透镜阵列激光记录体；所述透镜阵列激光记录体的正上方设有用于接收签注激光束并将所述签注激光束扩散的光扩散片，所述光扩散片与透镜阵列激光记录体间设有用于分光的光栅，签注激光束通过光扩散片扩散并通过光栅分光后在透镜阵列激光记录体内得到若干所需的记录点，透镜阵列激光记录体通过所述记录点再现得到对应的动态空间成像。

所述透镜阵列激光记录体包括能量型激光记录材料层及位于所述能量型激光记录材料层上的透镜阵列层。

所述透镜阵列层包括微透镜阵列或柱面透镜阵列。

所述微透镜阵列在能量型激光记录材料层上的排布为正交排布、蜂窝状排布、或位置随机排布；微透镜阵列内的微透镜形成呈圆形或椭圆形。所述光栅包括正交光栅。

所述光扩散片位于透镜阵列激光记录体上方3～10mm。所述光扩散片上设有用于产生签注激光束的二维振镜系统，所述二维振镜系统包括振镜及F-θ镜，所述F-θ镜位于振镜与光扩散片之间。

一种实现动态空间成像的方法，所述实现动态空间成像的方法包括如下步骤：