基于微透镜阵列的3D微图文的制作方法技术

一种基于微透镜阵列的3D微图文的制作方法，包括下述步骤：（1）制造微透镜阵列光学膜，微透镜阵列光学膜上的微透镜阵列为基于正六角形孔径、蜂窝排布的微透镜阵列；（2）根据微透镜阵列的周期，并结合moir

【技术实现步骤摘要】
基于微透镜阵列的3D微图文的制作方法


[0001]本专利技术涉及印刷
，具体涉及一种基于微透镜阵列的3D微图文的制作方法。

技术介绍

[0002]基于微透镜阵列的裸眼3D印刷技术，无需借助眼镜、头盔等任何助视设备或观察技巧，即可实现360
°
全角度范围内的裸眼3D显示效果，能够显著提高产品的信息显示水平、趣味性和防伪性能，增加产品的视觉冲击力和感官体验，大大提升产品的附加值，在包装、印刷、出版、防伪、装饰、显示等领域具有十分重要的工程化应用价值。
[0003]基于微透镜阵列的裸眼3D显示效果是微透镜阵列和微图文阵列之间moir
é
光学效应和人眼双目视差综合作用的结果。1994年，英国学者M.Hutley等首次提出了moir
é
放大器（moir
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magnifier）的概念，指出moir
é
放大器是周期性的微透镜阵列和微图文阵列相互叠合而成的一类光学可变装置，并初步研究了moir
é
放大器的基本性质。微透镜阵列和微图文阵列相互叠合会产生moir
é
光学效应，基于微透镜阵列的moir
é
光学效应是多个微透镜对微图文集成成像的结果。微透镜阵列对微图文阵列的moir
é
成像具有两大重要特征：moir
é
放大特征和moir
é
深度特征。所以当微透镜阵列与微图文阵列相互叠合时，在人眼的分辨率极限下，基于双目视差原理，观察者就可以裸眼直接看到具有一定放大倍率及一定景深的moir
é
条纹图案。
[0004]基于微透镜阵列的moir
é
条纹图案的显示效果，与微透镜阵列和微图文阵列的周期、空间排布方式及叠合角度等密切相关。根据相关文献调研，基于微透镜阵列的裸眼3D印刷技术缺少必要的moir
é
条纹分析方法，具体表现为：仅关注moir
é
条纹图案的周期放大特征，将moir
é
条纹图案的周期公式极度简化为T=(T1T2)/｜T1‑
T2｜（其中，T、T1、T2分别为moir
é
条纹图案阵列周期、微透镜阵列周期和微图文阵列周期），忽略了moir
é
条纹图案的空间方向特征和单元放大特征。因此，在将其应用于基于微透镜阵列的3D微图文设计和印刷时，其裸眼3D显示效果欠佳。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种基于微透镜阵列的3D微图文的制作方法，其微透镜阵列采用基于正六角形孔径、蜂窝排布的微透镜阵列，通过对正六角形孔径、蜂窝排布的微透镜阵列的moir
é
条纹的分析，并将其应用于基于微透镜阵列的3D微图文设计和印刷过程中，从而提升基于正六角形孔径、蜂窝排布的微透镜阵列的裸眼3D显示效果。采用的技术方案如下：一种基于微透镜阵列的3D微图文的制作方法，其特征在于包括下述步骤：（1）制造微透镜阵列光学膜，微透镜阵列光学膜上的微透镜阵列为基于正六角形孔径、蜂窝排布的微透镜阵列；（2）根据微透镜阵列的周期，并结合moir
é
条纹图案显示效果的要求，进行微图文
阵列的设计，再根据所设计的微图文阵列制作印刷版；（3）利用印刷版在微透镜阵列光学膜上印刷微图文阵列。
[0006]优选上述步骤（2）中，moir
é
条纹图案显示效果的要求包括moir
é
条纹图案的周期、方向角、周期放大率和单元放大率。
[0007]优选上述微图文阵列为蜂窝排布、圆形单元的微图文阵列。
[0008]上述步骤（1）中，制造微透镜阵列光学膜的过程包括以下四个阶段：（1
‑
1）压印模具和承印基材前处理阶段；（1
‑
2）涂布上胶阶段；（1
‑
3）压印、固化和脱模阶段；（1
‑
4）光学膜后处理阶段。
[0009]上述涂布上胶阶段以及压印、固化和脱模阶段为制造微透镜阵列光学膜的主体阶段。上述压印模具和承印基材前处理阶段和光学膜后处理阶段属辅助阶段。
[0010]上述压印模具和承印基材前处理阶段主要进行以下操作：压印模具表面的清洗，承印基材的张力调节，承印基材的表面除尘除静电。
[0011]上述光学膜后处理阶段主要进行以下操作：对微透镜阵列光学膜进行除静电、收卷、分切飞边。
[0012]优选步骤（1）中，基于纳米压印工艺制造微透镜阵列光学膜，其过程为：在涂布上胶阶段，在承印基材的一面上涂布UV光刻胶；在压印、固化和脱模阶段，通过挤压使承印基材涂布有UV光刻胶的一面与压印模具表面紧密贴合，UV光刻胶流入压印模具表面的微结构凹槽中，残余光刻胶排出微结构凹槽；再通过紫外光照射使微结构凹槽中的UV光刻胶固化在承印基材表面上（紫外光源可采用UV
‑
LED光源），然后使承印基材与压印模具脱离，成型的微透镜阵列附着在承印基材的表面上，从而形成微透镜阵列光学膜。
[0013]更优选步骤（1）中，以PET膜为承印基材，通过微结构光学成膜机，采用卷对卷的UV
‑
LED紫外固化型纳米压印工艺制备微透镜阵列光学膜；微结构光学成膜机包括承印基材输送机构、三辊涂胶机构、UV
‑
LED光源和压印机构，压印机构沿承印基材的输送方向处在三辊涂胶机构的后方，承印基材输送机构包括放卷机构和收卷机构；三辊涂胶机构包括胶槽、供胶辊、涂布辊和背压辊，胶槽中储存有UV光刻胶，供胶辊部分浸没在胶槽中的UV光刻胶中，涂布辊与供胶辊贴合，背压辊与涂布辊贴合；由放卷机构送出的承印基材从背压辊与涂布辊之间穿过，进行涂胶时，供胶辊转动并从胶槽中带出UV光刻胶，然后将UV光刻胶转移至涂布辊的表面上，涂布辊再将UV光刻胶转移至承印基材贴近涂布辊的一面上，在承印基材上形成一层UV光刻胶；压印机构包括压印辊、前压辊和后压辊，压印辊的外圆周面上设有所述压印模具，前压辊和后压辊均与压印辊压合，后压辊沿承印基材的输送方向处在前压辊的后方；UV
‑
LED光源设于压印辊外侧，并且处在前压辊与后压辊之间；涂布有UV光刻胶的承印基材到达压印机构时，承印基材自前压辊与压印辊之间穿过，再自后压辊与压印辊之间穿过；承印基材自前压辊与压印辊之间穿过时，通过前压辊的挤压使得承印基材涂布有UV光刻胶的一面与压印模具表面紧密贴合，UV光刻胶流入压印模具表面的微结构凹槽中，残余光刻胶排出微结构凹槽；再通过UV
‑
LED光源发出的紫外光照射使微结构凹槽中的UV光刻胶固化在承印基材表面上；承印基材自后压辊与压印辊之间穿过后与压印模具脱离（通常，承印基材经过后压辊与压印模具的压合处后，在后压辊上有包角，在后压辊的导引下脱离压印辊的外圆周面），成型的微透镜阵列附着在承印基材的表面上，形成的微透镜阵列光学膜由收卷机构
收卷。
[0014]基本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于微透镜阵列的3D微图文的制作方法，其特征在于包括下述步骤：（1）制造微透镜阵列光学膜，微透镜阵列光学膜上的微透镜阵列为基于正六角形孔径、蜂窝排布的微透镜阵列；（2）根据微透镜阵列的周期，并结合moir
é
条纹图案显示效果的要求，进行微图文阵列的设计，再根据所设计的微图文阵列制作印刷版；（3）利用印刷版在微透镜阵列光学膜上印刷微图文阵列。2.根据权利要求1所述的基于微透镜阵列的3D微图文的制作方法，其特征是：步骤（2）中，moir
é
条纹图案显示效果的要求包括moir
é
条纹图案的周期、方向角、周期放大率和单元放大率。3.根据权利要求1或2所述的基于微透镜阵列的3D微图文的制作方法，其特征是：所述微图文阵列为蜂窝排布、圆形单元的微图文阵列。4.根据权利要求2所述的基于微透镜阵列的3D微图文的制作方法，其特征是：根据步骤（1）所制造的微透镜阵列光学膜上的微透镜阵列的周期d1，以及所要求的moir
é
条纹图案的周期S、方向角φ、周期放大率M
period
、单元放大率M
unit
，结合下式(4)、(5)、(9)、(10)、(14)、(15)、(19)、(20)、(22)、(23)、(27)、(31)、(35)、(39) 、(43)、(47) 和(48)，从而求得微图文阵列的设计参数，微图文阵列的设计参数包括微图文阵列周期d2、微图文阵列单元的面积A
unit
以及微透镜阵列与微图文阵列之间的叠合角度θ；然后根据求得的微图文阵列周期d2、微图文阵列单元的面积A
unit
以及微透镜阵列与微图文阵列之间的叠合角度θ，设计周期性的微图文阵列文件；设计周期性的微图文阵列文件；设计周期性的微图文阵列文件；设计周期性的微图文阵列文件；设计周期性的微图文阵列文件；
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(22)(22)(22)(22)(22)(22)(22)(22)。5.根据权利要求1所述的基于微透镜阵列的3D微图文的制作方法，其特征是：步骤（1）中，制造微透镜阵列光学膜的过程包括以下四个阶段：（1
‑
1）压印模具和承印基材前处理阶段；（1
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2）涂布上胶阶段；（1
‑
3）压印、固化和脱模阶段；（1
‑
4）光学膜后处理阶段；在涂布上胶阶段，在承印基材的一面上涂布UV光刻胶；在压印、固化和脱模阶段，通过挤压使承印基材涂布有UV光刻胶的一面与压印模具表面紧密贴合，UV光刻胶流入压印模具表面的微结构凹槽中，残余光刻胶排出微结构凹槽；再通过紫外光照射使微结构凹槽中的UV光刻胶固化在承印基材表面上，然后使承印基材与压印模具脱离，成型的微透镜阵列附着在承印基材的表面上，从而形成微透镜阵列光学膜。6.根据权利要求5所述的基于微透镜阵列的3D微图文的制作方法，其特征是：步骤（1）
中，以PET膜为承印基材，通过微结构光学成膜机，采用卷对卷的UV
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LED紫外固化型纳米压印工艺制备微透镜阵列光学膜；微结构光学成膜机包括承印基材输送机构、三辊涂胶机构、UV
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LED光源和压印机构，压印机构沿承印基材的输送方向处在三辊涂胶机构的后方，承印基材输送机构...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤树海，陈琳轶，陈广学，李振华，朱琦，
申请(专利权)人：广东壮丽彩印股份有限公司，
类型：发明
国别省市：