一种彩色立体莫尔成像光学装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了彩色立体成像光学装置，包括微图文层，所述微图文层包括阵列排布的透明微图文单元，所述透明微图文单元与透明微图文单元之间设置有不透明背景层；背光模组，其位于微图文层的一侧，所述背光模组为微图文层提供均匀的光照；微聚焦层，其位于微图文层的另一侧，所述微聚焦层包括阵列排布的微聚焦单元，所述微聚焦层与所述微图文层之间设置有间隔层；通过所述微聚焦层能够裸眼观测到立体的、彩色的、放大的微图文图像。其能够形成彩色立体图像，裸眼可看，宽视场，立体感逼真，在立体成像和显示领域具有应用前景。

A Color Stereo Moire Imaging Optical Device

The invention discloses a color stereo imaging optical device, including a micro-text layer, which comprises a transparent micro-text unit arranged in an array, and an opaque background layer is arranged between the transparent micro-text unit and the transparent micro-text unit; a backlight module, which is located on one side of the micro-text layer, provides uniform light for the micro-text layer, and its position; On the other side of the micro-text layer, the micro-focus layer comprises a micro-focus unit arranged in an array, and a spacer layer is arranged between the micro-focus layer and the micro-text layer, through which stereoscopic, colorful and enlarged micro-text images can be observed with naked eyes. It can form color stereo images, which can be seen with naked eyes, wide field of view and realistic stereo sense. It has a broad application prospect in the field of stereo imaging and display.

【技术实现步骤摘要】
一种彩色立体莫尔成像光学装置
本专利技术涉及立体成像
，具体涉及一种彩色立体莫尔成像光学装置。
技术介绍
三维成像是显示技术的终极目标。国家、企业和研究机构不断投入大量财力物力进行研究。近年来，得益于海量的研发投入与光电技术的进步，各种三维成像技术蓬勃发展，为人们带来了前所未有的视觉体验。体视镜显示技术是可以实现裸眼观看3D影像的显示设备。该技术中，一般都需要有控光结构实现对二维的显示器发出的光线方向进行控制，形成空间视点，达到左右眼分别接受不同视差图的目的，再经大脑融合即可形成立体感。传统的用于自由立体显示技术采用柱透镜阵列光栅。柱透镜阵列光栅利用透镜的成像将不同像素的位置信息转化为不同视点光强的方向信息。2D显示器需要放置在柱透镜阵列光栅的焦平面上。通过一排垂直排列的柱透镜阵列控制2D显示器中左右图像光线的射向，在空间中形成视点排布。使右眼图像聚焦于观看者右眼，左眼图像聚焦于观看者左眼，从而让观看者在不同角度看到不同的影像，产生立体影像。体视镜技术只能提供双目视差，无法提供运动视差等其它立体信息，所以长时间观看这种立体图像会引起严重的视觉疲劳、头晕恶心等不良反应。另外，有5％－10％的人群无法通过观察这种立体图像获得正确的三维感知。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。但是，这一类的莫尔成像薄膜的视觉效果局限性非常明显，主要表现在：1)颜色单一，只能展示一种颜色效果；2)成像对比度和亮度不高，且无法调节；3)受环境光影响，形成多个莫尔放大图像，影响了观看效果。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种彩色立体莫尔成像光学装置，其能够形成彩色立体图像，裸眼可看，宽视场，立体感逼真，在立体成像和显示领域具有应用前景。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了彩色立体莫尔成像光学装置，包括：微图文层，所述微图文层包括阵列排布的透明微图文单元，所述透明微图文单元与透明微图文单元之间设置有不透明背景层；背光模组，其位于微图文层的一侧，所述背光模组为微图文层提供均匀的光照；微聚焦层，其位于微图文层的另一侧，所述微聚焦层包括阵列排布的微聚焦单元，所述微聚焦层与所述微图文层之间设置有间隔层；通过所述微聚焦层能够裸眼观测到立体的、彩色的、放大的微图文图像。作为优选的，所述微聚焦单元为折射型结构、衍射型结构或折射-衍射组合结构。作为优选的，所述微聚焦单元为菲涅尔透镜。作为优选的，所述微聚焦单元的口径范围为0.03mm至5.0mm。作为优选的，所述微图文层位于微聚焦单元的焦距±20％的范围内，即所述微聚焦单元的焦距为f，所述微聚焦单元位于微图文层一侧的焦点为A，所述微图文层位于A±20％*f内。作为优选的，所述透明微图文单元的光学透光率大于60％，所述不透明背景层的光学透过率不高于5％。作为优选的，所述背光模组为直下式照明方式，所述背光模组包括光源和均光片，所述均光片位于光源和微图文层之间。作为优选的，所述背光模组为侧入式照明方式，所述背光模组包括光源、反光片、导光片和均光片，所述反光片、导光片和均光片依次紧贴设置，所述均光片位于导光片与微图文层之间，所述光源位于导光片的侧面。作为优选的，所述光源由一组或多组发光二极管组成，所述发光二极管依据时序混色彩色显示。本专利技术还公开了一种彩色立体成像系统，包括上述的彩色立体成像光学装置。本专利技术的有益效果：1、本专利技术公开了一种彩色立体光学成像装置，通过微聚焦层、微图文层和背光模组共同作用，提供了一种高亮度、高对比度的立体成像光学装置。2、本专利技术中的立体视觉效果不受外部环境光影响、无需佩戴眼镜、裸眼可视，具有宽视场、立体感逼真且不会有眩晕感等优点。3、本专利技术可以通过调节背光模组的光照模式，展示变换的多种颜色效果，同时可以调节亮度和对比度。4、本专利技术的应用范围广泛，在立体成像、显示等领域有应用价值，例如可用于广告牌、防伪或者产品标志展示。附图说明图1为本专利技术中彩色成像光学装置结构示意图一；图2为本专利技术中选用的一种菲涅尔透镜阵列的结构示意图；图3为本专利技术的另一种菲涅尔透镜阵列的结构示意图；图4为本专利技术中一种微图文层及其成像示意图；图5为本专利技术中光源的照明方式结构示意图；图6为本专利技术中彩色成像光学装置结构示意图二。图中标号说明：10、微聚焦层；20、间隔层；30、微图文层；301、透明微图文单元；302、不透明背景层；31、微图文放大图像；40、均光片；41、导光片；42、反光片；50、光源；51、时序控制系统。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本专利技术并能予以实施，但所举实施例不作为对本专利技术的限定。参照图1-图6所示，本专利技术公开了一种彩色立体莫尔成像光学装置，包括微图文层30、背光模组和微聚焦层10。微图文层30包括阵列排布的透明微图文单元301，透明微图文单元301与透明微图文单元301之间设置有不透明背景层302。背光模组位于微图文层30的一侧，背光模组为微图文层30提供均匀的光照。微聚焦层10位于微图文层30的另一侧，微聚焦层10包括阵列排布的微聚焦单元。微聚焦层10与微图文层30之间设置有间隔层20。间隔层20提供了微聚焦层10和微图文层30之间的距离。微图文层位于微聚焦单元的焦距±20％的范围内，即微聚焦单元的焦距为f，微聚焦单元位于微图文层30一侧的焦点为A，微图文层30位于A±20％*f内。其中，透明微图文单元301的光学透光率大于60％，不透明背景层302的光学透过率不高于5％。微聚焦层10的排布方式为正方排列、蜂窝排列、随机排布，或者为其它规则或不规则的排列中的一种或者多种组合。而微聚焦单元间的周期性或局部周期或非周期性的特征间距为30微米至5000微米，优选的为50微米至1000微米。微聚焦单元间的间距可以为50微米，微聚焦单元间的间距也可以为1000微米。人裸眼通过微聚焦层10能够裸眼能够观测到立体的、彩色的、放大的微图文图像。在本实施例中，微聚焦层10作为取样合成层，提供高的光学效率、光学放大率和立体视差效果。微图文层30提供了要展示的图像，为了提供更丰富的图像效果，组成阵列的透明微图文单元可以相同，或者存在几何形状上的变换关系，如旋转、缩放或其它形式的渐变。如图1所示，为本专利技术中彩色成像光学装置结构示意图一。其中，背光模组为侧入式照明方式，背光模组包括光源50、反光片42、导光片41和均光片40，反光片42、导光片41和均光片40依次紧贴设置，均光片40位于导光片41与微图文层30之间，光源50位于导光片41的侧面。光源50为立体成像提供均匀的照明光源50。侧入式照明方式的设计使得该装置的整体结构较薄。反光片42为楔形结构，楔形结构有利于光从光源50侧导入中央区域，形成均匀的照明效果。微聚焦单元为折射型结构、衍射型结构或折射-衍射组合结构。微聚焦单元可选用菲涅尔透镜。本专利技术中，微聚焦单元可以选用平凸结构的普通微透镜阵列，平凸微透镜的透镜高度可能有十几微米。本专利技术中微聚焦单元也可选用菲涅尔透镜。菲涅尔透镜结构薄，只有几微米的高度，制造比较容易。如图2所示，为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种彩色立体成像光学装置，其特征在于，包括：微图文层，所述微图文层包括阵列排布的透明微图文单元，所述透明微图文单元与透明微图文单元之间设置有不透明背景层；背光模组，其位于微图文层的一侧，所述背光模组为微图文层提供均匀的光照；微聚焦层，其位于微图文层的另一侧，所述微聚焦层包括阵列排布的微聚焦单元，所述微聚焦层与所述微图文层之间设置有间隔层；通过所述微聚焦层能够裸眼观测到立体的、彩色的、放大的微图文图像。

【技术特征摘要】
1.一种彩色立体成像光学装置，其特征在于，包括：微图文层，所述微图文层包括阵列排布的透明微图文单元，所述透明微图文单元与透明微图文单元之间设置有不透明背景层；背光模组，其位于微图文层的一侧，所述背光模组为微图文层提供均匀的光照；微聚焦层，其位于微图文层的另一侧，所述微聚焦层包括阵列排布的微聚焦单元，所述微聚焦层与所述微图文层之间设置有间隔层；通过所述微聚焦层能够裸眼观测到立体的、彩色的、放大的微图文图像。2.如权利要求1所述的彩色立体成像光学装置，其特征在于，所述微聚焦单元为折射型结构、衍射型结构或折射-衍射组合结构。3.如权利要求1所述的彩色立体成像光学装置，其特征在于，所述微聚焦单元为菲涅尔透镜。4.如权利要求1所述的彩色立体成像光学装置，其特征在于，所述微聚焦单元的口径范围为0.03mm至5.0mm。5.如权利要求1所述的彩色立体成像光学装置，其特征在于，所述微图文层位于微聚焦单元的焦距±20％的范围内，即所述微聚焦单元...

【专利技术属性】
技术研发人员：申溯，郑伟伟，周云，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32