一种微光学成像系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种微光学成像系统，包括微光学成像薄膜和控制装置。所述微光学成像薄膜包括：透明间隔单元，其具有第一表面以及相背对设置的第二表面；至少两个呈不对称排布的微透射聚焦单元，所述微透射聚焦单元设置于所述透明间隔单元的第一表面；至少两个微图文单元，所述微图文单元设置于所述透明间隔单元的第二表面，所述微图文单元包括具有接通和/或断开状态的点阵；所述微图文单元的位置坐标能由所述微透射聚焦单元的位置坐标经过预设变换来获得。所述控制装置用于控制所述点阵的接通、断开和/或显示亮度。利用本申请实施例提供的微光学成像薄膜可以针对不同的应用场景形成不同的悬浮影像。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及光学薄膜
，尤其涉及一种微光学成像系统。
技术介绍
三维成像与显示技术受到越来越多的关注。基于微透镜阵列实现三维成像，凭借具有完整的视差、连续的视点、无需任何观察眼镜和特殊光照等优点，具有非常的潜力和前景，逐渐发展成为最具潜力和前景的自动立体显示技术。随着微透镜阵列制造工艺的发展和高分辨率印刷和图像传感器的普及，集成成像技术吸引了越来越多的关注，集成成像和显示技术的各项性能，比如景深，视角和分辨率等，也得到了较大的提升。近年来，在集成成像光学薄膜开发方面，有两类引人注目的进展：第一类是个性化三维动态空间成像签注，如美国3M公司的DouglasDunn等在(Personalized,Three-DimensionalFloatingImagesforIDDocuments)文章中及后续的(Three-DimensionalFloatingImagesasOvertSecurityFeatures.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，最终形成三维动态空间成像的特殊视觉效果，从微透镜阵列侧观察样品。该方法需要利用微透镜成像，对衬底材料烧蚀，因此分辨率较低。第二类是基于莫尔成像技术，它利用微透镜阵列的聚焦作用将微图文高效率地放大,实现具有一定景深并呈现奇特动态效果的图案，美国专利文献US7333268B2、中国专利文献201080035671.1公开了一种应用于钞票等有价证券开窗安全线的微透镜阵列安全元件，它的基本结构为:在透明基层的上表面设置周期型微透镜阵列，在透明基层的下表面设置对应的周期型微图案阵列，微图案阵列位于微透镜阵列的焦平面或其附近，微图案阵列与微透镜阵列排列大致相同，通过微透镜阵列对微图案阵列莫尔放大成像；由透射聚焦单元组成的光学成像薄膜，其厚度一般大于微透镜曲率半径的三倍。因此，为了减少薄膜厚度，必须采用小口径的微透镜单元。例如，钞票纸安全线厚度必须小于50微米，因此微透镜单元的直径也必须小于50微米。较小的微透镜单元限制了微图案的尺寸，限制了微图案的设计空间。为了克服上述局限，中国专利文献CN104118236A、CN201310229569.0、CN201410327932.7提出了一种微透射聚焦元件阵列光学防伪元件及有价物品。它们采用周期型微透射聚焦元件阵列，它能将薄膜厚度减少至微透射聚焦元件的曲率半径以下，仍然获得了周期型的放大的微图文单元。当左右或者前后倾斜该成像薄膜时，会有其它的多个放大微图文单元的影像进入观察区域。中国专利文献ZL201010180251.4提出了一种光学防伪元件及使用该防伪元件的产品。它基于透射式工作模式，透射式微透镜阵列层内的各透射式微透镜的中心坐标在微透镜阵列层内随机分布，微透镜阵列层内的微透镜与微图文层内的微图文一一对应设置。该专利中提及的结构有两项缺陷：一、由于采用的是透射式微透镜阵列，微聚焦单元层、透明间隔单元和微图文单元层的总厚度将大于微聚焦元件的口径；二是没有限定位于基材第一表面的微透镜阵列与微图文阵列的位置坐标关系，从科学原理上讲，在很多情况下，这一结构将不会产生莫尔图像。在实现本技术的过程中，技术人发现现有技术中至少存在如下问题：现有技术中的成像薄膜里的微透镜阵列和微图案阵列周期排布，因而可以呈现多个影像，而在很多情形下，人们希望针对不同的应用场景均可以获得具有立体悬浮效果、唯一的影像。因此，需要提出一种新的技术方案，以提供更独特的3D视觉效果，不受观察视角的影响，将更能吸引人们的眼球，使人们获得一种视觉的震撼效果，并且便于观测，增强器件的耐候性十分有必要。
技术实现思路
本申请实施例的目的是提供一种微光学成像系统，以实现针对各种不同应用场景均可以提供具有唯一的悬浮影像的成像薄膜的目的。本申请实施例提供了一种微光学成像系统，包括：微光学成像薄膜和控制装置；所述微光学成像薄膜包括：透明间隔单元，所述透明间隔单元具有第一表面以及相背对设置的第二表面；至少两个呈不对称排布的微透射聚焦单元，所述微透射聚焦单元设置于所述透明间隔单元的第一表面；至少两个微图文单元，所述微图文单元设置于所述透明间隔单元的第二表面，所述微图文单元包括具有接通和/或断开状态的点阵；所述微光学成像薄膜通过所有处于接通状态并达到预设亮度的点阵在所述微透射聚焦单元中远离所述微图文单元的一侧形成有且仅有一个悬浮影像；所述控制装置用于控制所述点阵的接通、断开和/或显示亮度。在一实施例中，所述微图文单元的位置坐标能由所述微透射聚焦单元的位置坐标经过预设变换来获得，所述预设变换包括坐标缩放变换和/或坐标旋转变换。在一实施例中，所述微透射聚焦单元与所述透明间隔单元成一体结构。在一实施例中，所述微透射聚焦单元在所述透明间隔单元的第一表面上所占区域面积为所述第一表面总面积的60％以上。在一实施例中，所述点阵包括像素点、单个发光源或多个发光源。在一实施例中，所述至少两个微图文单元之间具有共同点阵。在一实施例中，所述微图文单元位于含有像素的显示装置内，所述显示装置设置在所述透明间隔单元的第二表面上。在一实施例中，所述微图文单元为单通道图案或多通道图案。在一实施例中，所述微图文单元与所述微透射聚焦单元的焦平面之间的距离小于或等于所述微透射聚焦单元焦距的20％。在一实施例中，所述微透射聚焦单元的有效直径为20微米到1000微米。在一实施例中，所述微透射聚焦单元的焦距为10微米至5000微米。在一实施例中，所述透明间隔单元、所述微透射聚焦单元和所述微图文单元的总厚度在所述微透射聚焦单元曲率半径的二倍至所述微透射聚焦单元曲率半径的十六倍之间。在一实施例中，所述微光学成像薄膜的总厚度小于5000微米。与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：本申请实施例通过将微光学成像薄膜中的微透射聚焦单元设置为非对称排布，将微图文单元设置为包括处于接通或断开状态的点阵，并且微图文单元的位置坐标能由微透射聚焦单元的位置坐标经过预设变换来获得，在观察区域内形成唯一的一个悬浮影像，而非传统的周期排布的多个放大微图文影像，并且接通不同的点阵，可以形成不同的影像，这实现了针对各种不同应用场景提供具有唯一的悬浮影像的成像薄膜的目的。附图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微光学成像系统，其特征在于，包括：微光学成像薄膜和控制装置；所述微光学成像薄膜包括：透明间隔单元，所述透明间隔单元具有第一表面以及相背对设置的第二表面；至少两个呈不对称排布的微透射聚焦单元，所述微透射聚焦单元设置于所述透明间隔单元的第一表面；至少两个微图文单元，所述微图文单元设置于所述透明间隔单元的第二表面，所述微图文单元包括具有接通和/或断开状态的点阵；所述微光学成像薄膜通过所有处于接通状态的点阵在所述微透射聚焦单元中远离所述微图文单元的一侧形成有且仅有一个悬浮影像；所述控制装置用于控制所述点阵的接通、断开和/或显示亮度。

【技术特征摘要】
2015.07.08 CN 20151039766891.一种微光学成像系统，其特征在于，包括：微光学成像薄膜和控制装置；
所述微光学成像薄膜包括：
透明间隔单元，所述透明间隔单元具有第一表面以及相背对设置的第二表面；
至少两个呈不对称排布的微透射聚焦单元，所述微透射聚焦单元设置于所述透明间隔
单元的第一表面；
至少两个微图文单元，所述微图文单元设置于所述透明间隔单元的第二表面，所述微
图文单元包括具有接通和/或断开状态的点阵；
所述微光学成像薄膜通过所有处于接通状态的点阵在所述微透射聚焦单元中远离所
述微图文单元的一侧形成有且仅有一个悬浮影像；
所述控制装置用于控制所述点阵的接通、断开和/或显示亮度。
2.根据权利要求1所述的微光学成像系统，其特征在于，所述微透射聚焦单元与所述透
明间隔单元成一体结构。
3.根据权利要求1所述的微光学成像系统，其特征在于，所述微透射聚焦单元在所述透
明间隔单元的第一表面上所占区域面积为所述第一表面总面积的60％以上。
4.根据权利要求1所述的微光学成像系统，其特征在于，所述点阵包括像素点、单个发
光源或多个发光源。
5.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张健，
申请(专利权)人：昇印光电昆山股份有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32