一种基于微光学结构的动态显示技术制造技术

本发明专利技术公开了一种基于微光学结构的动态显示技术，其特征在于：通过采用周期结构的显示微元件与周期结构的被显示图像相匹配使用，可以实现被显示图像单元的大倍率放大；同时，在不同的视角下，它利用微元件对图形不同的区域进行信息读取，当视角发生变化是可获得动态显示的光学效果。该技术可广泛应用商标、显示、防伪等方面，具有廉价、美观、轻便的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及基于微光学结构的动态显示技术，采用微光学结构实现微缩图形的放大、显不。
技术介绍
近年来，防伪、显示技术发展迅速，主要是以激光全息图为主，但这种技术已经半公开，防伪功能受到挑战。此外还有诸如水印防伪等技术也已经发展了很长时间，基本原理及实现方法也已经基本被大众所了解。迫切需要发展新的防伪技术。为此人们提出了基于光学原理的放大显示防伪方法，这种方法的原理是在正常照明条件下，人眼的极限分辨力为1分，在明视距离250mm条件下，人眼的极限分辨力为 0. 072mm。一般来说为使眼睛不疲劳，人眼的视角在4分左右，即可以分辨距离为0. 3mm左右的两个点。在一般情况下，10 X 10个点刻组成简单图案，其大小约在4mmX 4mm左右，其它细小的物体必须采用放大镜或显微镜进行放大才能看清其细微结构。对于小于该尺度的图案必须采用显微镜等辅助工具，这个观察带来很大不便。在申请号为03123580. 8的专利中，专利技术人提出了利用微透镜对微缩图像进行放大成像的显示防伪方法，有效地避免了上述问题；然而，上述专利要求被显示图形的单元要与微透镜单元口径相一致，以达到利用微透镜对微图形进行放大的目的；本专利技术提出另外一种基于莫尔条纹的全新原理的微图形放大显示技术；不仅克服了上述专利中的问题，同时通过调整被显示图形与显示微元件的参数及相对位置还可以实现对放大倍率的调控。本专利技术通过对显示微元件类型、被显示图形的颜色进行选择和调制， 可获得各种彩色的显示效果。本专利技术的技术解决方案通过以下步骤完成一种基于微光学结构的动态显示技术，其特征在于包括以下步骤1、它主要由被显示图像和显示微元件两部分组成；显示微元件平行放置于对被显示图像上方，实现对被显示图像的显示。2、显示微元件可以为连续面形微透镜阵列、多台阶结构衍射型微透镜阵列、连续面形微柱透镜阵列、多台阶结构衍射型微柱透镜阵列。3、组成显示微元件的微透镜或微柱镜可以具有相同的焦距，也可以具有不同的焦距。4、被显示图像为周期结构，并由微缩图案单元阵列组成；被显示图像单元结构参数、显示微元件单元结构参数以及显示放大倍率之间存在如下关系 L =_a—__1] ^a2 +b2 -2abCos(0)a为显示微元件周期，b为被显示图像周期，θ为被显示图像与显示微元件之间的夹角，L为显示放大倍率；5、被显示图像的子单元可以在同一平面，形成平面被显示图像；也可以不再同一3平面，形成立体被显示图像。被显示图像可以透明也可以不透明。6、被显示微图像与显示微元件之间的间距h与显示微元件焦距F关系如下F/2 ^ h ^ 2F7、被显示图像单元子孔径及显示微元件的单元子孔径可以为三角形、四边形、六边形及圆形等各种不同的形貌。8、被显示图像单元内的图案可以采用打印和印刷的方式完成，也可以采用光子晶体或衍射微纳结构来形成需要的图案。本专利技术的原理是利用显示微元件对被显示图形进行采样，当人眼视角发生变化时，显示微元件将“提取”被显示图形不同区域的颜色信息，其它区域的信息随之被“过滤”， 被提取信息经过人眼后，在视网膜进行成像。同时，采用不同焦距的微元件单元及非平面的被显示图形单元可以形成立体的图像。本专利技术与现有技术相比具有以下优点1、显示微元件与被显示图像阵列的组合方式多样，可产生多样化的显示效果；2、通过调控显示微元件及被显示图像的结构参数及组合方式，可获得预期的不同放大倍率的显示效果；3、不要求显示微元件单元与被显示图像单元子孔径和间距完全一致，无对准要求；因此，实现非常容易，成本低，易于产业化。4、通过对显示微元件焦距、被显示图像高度进行调制可获得立体显示效果。5、美观、实用、携带方便，可制作成薄片式结构，具有良好市场前景。附图说明图1是本专利技术结构示意图；图2是本专利技术实施例1制作的被显示图像示意图；图3是本专利技术实施例1制作的显示微元件示意图；图4是本专利技术的放大显示原理图；h为被显示图像与显示微元件之间的间距，a为显示微元件周期，b为被显示图像周期；图5是本专利技术实施例1显示结果示意图；图6是本专利技术实施例2制作的被显示图像示意图；图7是本专利技术实施例2制作的显示微元件示意图；图8是本专利技术实施例2显示结果示意图；图9为采用不等焦距微元件及不等高度周期图像实现立体成像，图中序号含义1为显示微元件，2为被显示图像，3为5°视角显示光线走向示意效果(见图4中虚线)，4为10°视角显示光线走向示意效果(见图4中实线)，5为不等焦距微透镜阵列，6为子单元具有不同高度的被显示图像。P1，P2分别为不同高度的被显示图像子单元，P3，P4分别为Pl，P2点经微透镜成的像点。具体实施例方式实施例1，以对周期b = 200 μ m的被显示图形放大2倍，被显示图像与显示微元件之间的夹角θ =0°为例，首先，选取微透镜阵列作为显示微元件，并由公式权利要求1.它主要由被显示图像和显示微元件两部分组成；显示微元件平行放置于对被显示图像上方，实现对被显示图像的显示。2.显示微元件可以为连续面形微透镜阵列、多台阶结构衍射型微透镜阵列、连续面形微柱透镜阵列、多台阶结构衍射型微柱透镜阵列。3.组成显示微元件的微透镜单元或微柱镜单元可以具有相同的焦距，也可以具有不同的焦距。4.被显示图像为周期结构，并由微缩图案单元阵列组成；被显示图像及显示微元件单元结构参数、以及显示放大倍率间满足5.被显示图像的子单元可以在同一平面，形成平面被显示图像；也可以不再同一平面，形成立体被显示图像。被显示图像可以透明也可以不透明。6.被显示微图像与显示微元件之间的间距H与显示微元件焦距F关系如下F/2 彡 H 彡 2F。7.被显示图像单元子孔径及显示微元件的单元子孔径可以为三角形、四边形、六边形及圆形等各种不同的形貌。8.被显示图像单元内的图案可以采用打印和印刷的方式完成，也可以采用光子晶体或衍射微纳结构来形成需要的图案，显示微元件制作工艺包括微喷绘、微压印、微光刻以及其它形式形成的微元件。全文摘要本专利技术公开了一种基于微光学结构的动态显示技术，其特征在于通过采用周期结构的显示微元件与周期结构的被显示图像相匹配使用，可以实现被显示图像单元的大倍率放大；同时，在不同的视角下，它利用微元件对图形不同的区域进行信息读取，当视角发生变化是可获得动态显示的光学效果。该技术可广泛应用商标、显示、防伪等方面，具有廉价、美观、轻便的优点。文档编号G02B3/00GK102466884SQ20101053454公开日2012年5月23日 申请日期2010年11月8日 优先权日2010年11月8日专利技术者赵建平 申请人:赵建平本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵建平，
申请(专利权)人：赵建平，
类型：发明
国别省市：