一种反射式成像薄膜制造技术

本发明专利技术涉及一种反射式成像薄膜，包括：透明间隔层，透明间隔层包括第一表面及相背设置的第二表面；微聚焦元件阵列层，微聚焦元件阵列层设在在第一表面，微聚焦元件阵列层至少包括三个微聚焦单元；反射层，反射层覆盖在微聚焦元件阵列层的外表面，微聚焦元件阵列层与反射层构成反射式微聚焦层；微图文层，其设置在第二表面，微图文层至少包括三个微图文单元，每个微图文单元的皆不同，微图文层由虚拟立体图像整体的部分裁切经过反射式微聚焦层的投影成像获得；其中，通过透明间隔层可以观测到具有连续视差及遮挡关系的立体图像。其通过反射式微聚焦层与微图文层共同作用，提供了全视场、密集视点的真立体图像。密集视点的真立体图像。密集视点的真立体图像。

【技术实现步骤摘要】
一种反射式成像薄膜


[0001]本专利技术涉及光学防伪
，尤其是指一种反射式成像薄膜。

技术介绍

[0002]近年来，我国市场上假冒伪劣商品泛滥，如食品，各种名牌酒，饮料，卷烟，药品，保健品，化妆品，洗涤用品，服装，鞋类，胶卷，医疗器械，钢材，水泥，化工原料，化肥，农药，种子，汽车零部件，电视机等等；从社会公共安全领域看，还有大量伪造的钞票，邮票，各种有价证券，居民身份证，户口簿，毕业证书，公章等。假冒伪劣商品涉及的种类之多，分布范围之广，造成的后果之严重实在是令人触目惊心。尤其是，伪造的钞票、邮票等各种有价证券对社会的危害最为严重。因此，研究防止产品被伪造，利用科学技术手段来保护优质名牌产品，杜绝假冒伪劣商品对这些商品造成的危害就显得尤为重要。
[0003]通常的大众防伪技术主要有印刷、水印、激光全息和变色油墨等，印刷和水印容易通过数字照相、扫描、复印等复制和仿造。近年来，人们研究出了多种不同类型的变色油墨，如温变型、光变型和荧光型等等，变色油墨一定要与其它技术相结合才能实现防伪功能。激光全息技术室依据全息成像原理及色彩斑斓的闪光、动态和立体效果引起了人们的普遍关注，曾被公认为最先进，最经济的技术，但是随着全息在票证、商标、包装等领域的广泛应用，许多厂家都已经具备了生产全息产品的能力，从而使激光全息防伪技术陷入了危机。因此，人们迫切需要寻找满足技术高、成本低、易于识别的新一代大众防伪技术。
[0004]1994年，M.C.Hutley等人提出来一种可应用于防伪标识的莫尔放大技术。莫尔放大技术涉及一种现象，从具有大致相同周期维度的微透镜阵列观察由相同微图形组成的阵列时将出现这种现象，即以微图形的放大或者旋转形式出现。莫尔放大技术基本原理在 M.C.Hutley,R.Hunt,R.F.Stevens,andP.Savander,PureAppl.Opt.3(1994), pp.133
‑
142中有所描述。而后，Drinkwater等人在美国专利US5712731A中率先提出将半球形微透镜阵列与微图像阵列相结合的安全器件。
[0005]然而，由于该种技术采用的微图像阵列中的各个微图像均完全相同，因此微图像只记录了某一方向上的目标场景形貌及光强，通过该安全薄膜显示出的图像将呈现在同一个平面内，突显于安全薄膜前或凹陷与安全薄膜内，并随观察视角变动，所成图像发生连续平移跳变。由于微图像完全相同，而且显示出的图像虽然可突显薄膜外或凹陷薄膜内，但依然分布于同一平面，这无疑导致该种安全薄膜存在被复制的隐患，而且给识别造成一定的困难。中国专利技术专利CN103236222B公开了一种基于集成成像原理并具有动态立体效果的防伪安全薄膜，包括微透镜阵列层和单元图像阵列层，单元图像阵列层包括多个存储有目标场景不同视角图像信息的单元图像，微透镜阵列层包括与所述单元图像一一对应设置并用于对所述单元图像成像的微透镜，但其微图文位利用光学成像器材对目标物体拍摄成像生成，且由于采用透射模式，其仍然存在随视角跳变的缺陷。

技术实现思路

[0006]为此，本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有技术中成像薄膜随观察视角变动，所成图像发生连续平移跳变的技术缺陷。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种反射式成像薄膜，包括：
[0008]透明间隔层，所述透明间隔层包括第一表面及相背设置的第二表面；
[0009]微聚焦元件阵列层，所述微聚焦元件阵列层设在在所述第一表面，所述微聚焦元件阵列层至少包括三个微聚焦单元；
[0010]反射层，所述反射层覆盖在所述微聚焦元件阵列层的外表面，所述微聚焦元件阵列层与所述反射层构成反射式微聚焦层；
[0011]微图文层，其设置在所述第二表面，所述微图文层至少包括三个微图文单元，每个所述微图文单元的皆不同，所述微图文层由虚拟立体图像整体的部分裁切经过反射式微聚焦层的投影成像获得；
[0012]其中，通过所述透明间隔层可以观测到具有连续视差及遮挡关系的立体图像。
[0013]作为优选的，所述微图文层的制备方法如下：
[0014]S1、获取目标虚拟成像的三维视图；
[0015]S2、根据视觉遮挡情况，将人眼所观测的视角处所能够观测到的虚拟成像的三维视图分割，获得离散像点集；
[0016]S3、所述离散像点集从人眼视角方向依次经透明间隔层和反射式微聚焦层，并反射至透明间隔层的第二表面，在透明间隔层的第二表面获得对应的离散物点集，所述离散物点集即组成了该人眼所观测视角所对应的微图文单元；
[0017]S4、遍历人眼的所有观测视角，重复S2
‑
S3，获得微图文阵列层。
[0018]作为优选的，所述S3包括：
[0019]设离散像点集内的预设点x
L
与成像薄膜之间的距离为L，成像薄膜折射率为n，成像薄膜的厚度为l,所述微聚焦单元的曲率半径为R，沿x轴第i个微聚焦元件的坐标x
i，MLA
，预设点x
L
与该微聚焦元件的夹角为α
L
；
[0020]则反射至微图文层光线的离散物点的位置坐标x和角度α
L
满足：
[0021][0022]其中，x轴平行于成像薄膜表面。
[0023]作为优选的，反射式微聚焦层的周期T、成像薄膜厚度D和成像薄膜折射率n的设计包括以下步骤：
[0024]构建成像薄膜不出现跳变串扰的最大视角θ与反射式微聚焦层的周期T、成像薄膜厚度D和成像薄膜折射率n之间的关系式：
[0025][0026]调整T、D和n的参数值，使得成像薄膜不出现跳变串扰的最大视角θ等于90度。
[0027]作为优选的，所述微图文层、透明间隔层和反射式微聚焦层两两之间皆无光学界面。
[0028]作为优选的，所述透明间隔层的厚度小于0.06mm。
[0029]作为优选的，所述微图文单元包括若干点阵，每个所述微聚焦单元下至少覆盖一个点阵或者部分微聚焦单元不覆盖点阵。
[0030]作为优选的，所述反射层为金属铬、金属铝或金属银，所述反射层的膜厚为20nm至100nm。
[0031]作为优选的，所述微图文单元包括凹槽和填充在所述凹槽内的彩色纳米油墨。
[0032]作为优选的，所述微图文层位于反射式微聚焦层最佳成像像距的
±
20％的范围内。
[0033]本专利技术的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
[0034]1、本专利技术微图文包括多个微图文单元，每个微图文单元皆不同，并且，由于微图文单元是由虚拟立体图案整体的部分裁切经过反射式微聚焦层的投影成像获得，无法从单个微图文单元了解完整物像信息，具体复制难度高，无法仿制的特点。
[0035]2、本专利技术公开了一种立体成像薄膜，通过反射式微聚焦层与微图文层共同作用，提供了全视场、密集视点的真立体图像。
[0036]3、本专利技术中的立体视觉效果不受外部环境光影响，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种反射式成像薄膜，其特征在于，包括：透明间隔层，所述透明间隔层包括第一表面及相背设置的第二表面；微聚焦元件阵列层，所述微聚焦元件阵列层设在在所述第一表面，所述微聚焦元件阵列层至少包括三个微聚焦单元；反射层，所述反射层覆盖在所述微聚焦元件阵列层的外表面，所述微聚焦元件阵列层与所述反射层构成反射式微聚焦层；微图文层，其设置在所述第二表面，所述微图文层至少包括三个微图文单元，每个所述微图文单元的皆不同，所述微图文层由虚拟立体图像整体的部分裁切经过反射式微聚焦层的投影成像获得；其中，通过所述透明间隔层可以观测到具有连续视差及遮挡关系的立体图像。2.根据权利要求1所述的反射式成像薄膜，其特征在于，所述微图文层的制备方法如下：S1、获取目标虚拟成像的三维视图；S2、根据视觉遮挡情况，将人眼所观测的视角处所能够观测到的虚拟成像的三维视图分割，获得离散像点集；S3、所述离散像点集从人眼视角方向依次经透明间隔层和反射式微聚焦层，并反射至透明间隔层的第二表面，在透明间隔层的第二表面获得对应的离散物点集，所述离散物点集即组成了该人眼所观测视角所对应的微图文单元；S4、遍历人眼的所有观测视角，重复S2
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S3，获得微图文阵列层。3.根据权利要求1所述的反射式成像薄膜，其特征在于，所述S3包括：设离散像点集内的预设点x
L
与成像薄膜之间的距离为L，成像薄膜折射率为n，成像薄膜的厚度为l,所述微聚焦单元的曲率半径为R，沿x轴第i个微聚焦元件的坐标x
...

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