[发明专利]一种基于可变条纹阵列的随视角隐藏图形的微结构

说明书

本发明公开了一种基于可变条纹阵列的随视角隐藏图形的微结构，其结构主要包括：(1)一层微透镜阵列，其主要参数为其周期大小、焦距大小和透镜矢高，微透镜阵列的排布方式为矩形排布。(2)一层条纹阵列，其图像实际为一列一列宽度有规律变化的直线，线宽的变化规律与最终显示的图形大小与微透镜阵列的周期有关。(3)微结构的载体的选取，选用合适厚度的塑料薄膜作为动态图形的承载物(4)微结构的复合，即将上述微透镜阵列和条纹阵列采用模压或胶合的方式重叠在一起，得到最终的微结构。本发明的视觉效果独特，能达到让设计图形随视角隐藏和浮现的目的，给人一种图形周期性浮现的感觉。

技术领域

本发明涉及微结构动态显示的技术领域，具体涉及一种基于可变条纹阵列的随视角隐藏图形的微结构，该微结构产生的图形具有独特的显示效果，可以看到图形随视角变化闪烁，该结构可用于增加商品吸引力或用于商品防伪领域。

背景技术

九十年代开始，随着微透镜阵列制造技术的进步、数字技术的成熟、许多高分辨率摄像和显示器件的涌现以及计算机图像储存、处理能力的不断增强，微透镜阵列被应用在了如光计算、激光准直、集成成像等多种领域。目前集成成像已成为裸眼3D显示领域的研究热点。日本、美国、韩国以及中国等较多的大学、研究所以及公司都致力于研制基于集成成像技术的3D显示系统。

把两个空间频率稍有不同的光栅重叠在一起，其差频分量形成的条纹叫做莫尔条纹。当这两个光栅存在相对移动时，莫尔条纹也随之移动。市场上已有的一些产品，基于光栅叠加产生的莫尔纹来得到一种动态的图形。另外，国内早已有研究人员给出微透镜阵列对微图形的莫尔条纹放大原理，并在此基础上找到了微透镜阵列结构参数、微图形结构参数与微图形阵列移动速度、移动方向以及放大倍率之间的关系。

当然，微透镜阵列和微图形阵列的制备，都依赖于微纳制造技术的飞速发展。微透镜阵列常常要求具有大数值孔径、大浮雕深度、高填充因子等特点，微图形常常需要精确到亚微米级别，这些条件的实现都是与微纳制造技术的发展分不开的。现有的制备微图形、微透镜的方法主要有离子交换、电子束直写、光刻、刻蚀、复制技术等等。

然而，可视化的立体图形的动态效果主要实现的是平移运动，其可视化效果需要进一步丰富和发展，才能满足产品的需求。本发明的结构虽与之前已有的3D图案结构类似，需要两层微结构的复合，然而其原理却并不靠产生莫尔条纹来获得图形，其图案的设计方式更加简单，并且其达到的渐渐变化的效果也是其他技术所不能产生的，将其用于防伪标签上往往能达到难以模仿的效果。

发明内容

本发明的目的在于提出一种基于可变条纹阵列的随视角隐藏图形的微结构，其采用优化的微结构参数和材料，最终在承载薄膜上得到的动态图形可被清晰观察，并且随着视角的变化，图案会逐渐隐藏和浮现。其相对于现有的光学动态图形，具有鲜明的特点，图案内容可设计范围受限制小，动态效果独特。此结构可用于商品包装和防伪领域。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种基于可变条纹阵列的随视角隐藏图形的微结构，包括：

一层微透镜阵列，根据需要设计其周期大小、焦距大小和透镜矢高，并且将其按照矩形排布；

一层条纹阵列，其图像实际为一列一列宽度有规律变化的直线，线宽的排布规律与设计的微透镜阵列的参数有关；

选用合适厚度的塑料薄膜作为动态图形的承载物；

将上述微透镜阵列和条纹阵列采用模压或胶合的方式重叠在一起，得到最终的微结构。

制备基于可变条纹阵列的随视角隐藏图形的微结构的方法包括如下步骤：

(1)设计图案，将其置于一个刚好能将其包围的矩形中，矩形长度为L；

(2)制备微透镜阵列，其个数由下式子决定：

N为微透镜的个数，D为微透镜阵列的周期；