[发明专利]一种基于微聚焦元件的光学成像薄膜

说明书

本发明公开了一种基于微聚焦元件的光学成像薄膜，包括：微图文层，所述微图文层包括阵列排布的微图文单元；微聚焦元件层，其位于所述微图文层的一侧，所述微聚焦元件层包括阵列排布的微聚焦单元；屈光功能层，其位于所述微聚焦元件阵列远离所述微图文层的一侧，所述屈光功能层是具有正屈光度或负屈光度；通过所述屈光功能面能够观察到所述微图文单元的放大的立体成像效果。成像具有立体感和动态感，且结构不易被复制，在立体显示、防伪等领域具有显著的应用效果。

技术领域

本发明涉及光学成像技术领域，具体涉及一种基于微聚焦元件的光学成像薄膜。

背景技术

自上世纪80年代起，光学技术的发展使得信息的传输、存储、显示和处理发生了根本性的变化。微光学技术及器件是发展最快的领域之一。微聚焦元件阵列，作为一种较新的阵列光学元件，具有结构小、重量轻的优点，且每个单元都有独立的光轴和光线追击方式，可以起到扩散、整形、均匀、聚焦、成像等作用，目前已广泛应用于成像和照明领域。

1994年，文献首次报道了微聚焦莫尔成像效应。在任何光环境下，不需要辅助工具，在大视角范围就能观察到具有3D效果和动感的图像。莫尔图像成为莫尔效应和光学成像领域内非常特别的研究方向。微聚焦元件阵列防伪技术利用微聚焦元件阵列作为采样工具对微图文阵列进行采样(即莫尔成像系统)，可实现多种多样的视觉效果。中国专利申请号为CN201120397444.8的专利公开了一种3D成像薄膜，该3D成像薄膜包括透明间隔层，在透明间隔层的两侧分别设置有呈不对称排布的微反射聚焦单元阵列和表面微图文单元阵列层。中国专利申请号为CN101970243A的专利公开了实现多帧图像的接合微图文的设计方法。但是，这一类的微聚焦莫尔成像薄膜的视觉效果局限性非常明显，主要表现在：1)虽然能够呈现立体效果，但是其仅具有上浮或者下沉的单一的立体效果，不能实现真实的三维立体感，影响了观看效果；2)微结构位于膜片两侧，容易被拷贝复制，导致其防伪功能下降。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于微聚焦元件的光学成像薄膜，其三维成像效果好，立体和动态感好，防伪性能优异。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于基于微聚焦元件的光学成像薄膜，包括：

微图文层，所述微图文层包括阵列排布的若干微图文单元；

微聚焦元件层，其位于所述微图文层的一侧，所述微聚焦元件层包括阵列排布的若干微聚焦单元；

透明间隔层，其位于所述微图文层与微聚焦元件层之间；

屈光功能层，其位于所述微聚焦元件层远离所述微图文层的一侧，所述屈光功能层具有正屈光度或负屈光度；

透明介质层，位于所述屈光功能层与微聚焦元件层之间；

通过所述屈光功能层能够观察到所述微图文单元的动态立体成像效果。

作为优选的，所述屈光功能层为球透镜、菲涅尔透镜、柱透镜或非球面透镜。

作为优选的，所述透明间隔层、屈光功能层和透明介质层的总厚度小于屈光功能层焦距的绝对值。

作为优选的，所述微聚焦元件层的周期T_L与所述微图文层的周期T_p满足其中，n为正整数。

作为优选的，所述微聚焦元件阵列所在层平面上的排布方式为随机或规则排布的一种，或者多种组合。

作为优选的，所述微聚焦元件阵列的排布方式为柱透镜阵列、球透镜阵列以及菲涅尔透镜阵列中一种或者多种组合。

作为优选的，所述微聚焦元件层的焦平面与所述微图文层的距离小于所述微聚焦元件层焦距的50％，即所述微聚焦元件层的焦距为f，所述微聚焦元件层的焦平面与所述微图文层的距离为h，其中，h<50％*f。