CN112505938A

CN112505938A - 立体成像膜

Info

Publication number: CN112505938A
Application number: CN201910792524.1A
Authority: CN
Inventors: 郑伟伟; 余江; 申溯
Original assignee: Shine Optoelectronics Kunshan Co Ltd
Current assignee: Shine Optoelectronics Kunshan Co Ltd
Priority date: 2019-08-26
Filing date: 2019-08-26
Publication date: 2021-03-16
Anticipated expiration: 2039-08-26
Also published as: US12259567B2; CN112505938B; US20220283444A1; WO2021036428A1

Abstract

本申请提供一种立体成像膜，涉及光学薄膜技术领域。立体成像膜包括聚焦层，其包括至少一个聚焦单元，所述聚焦单元包括多个微纳结构；图文层，其包括同层的至少两个图文单元，所述图文单元包括多个微图文，所述至少两个图文单元的微图文具有不同的排布；其中，一个所述聚焦单元与所述至少两个图文单元对应设置，且所述至少两个图文单元通过所述聚焦单元形成具有不同像高的图文影像。本申请解决了悬浮影像立体感差的技术问题。

Description

立体成像膜

【技术领域】

本申请涉及光学薄膜技术领域，尤其涉及一种立体成像膜。

【背景技术】

现阶段的莫尔成像薄膜，其莫尔成像的视觉效果一般表现为单一上浮或下沉。这种单层的悬浮或者下沉logo立体感差，而且形成的图案也比较单一。

由于传统的莫尔图像的显示效果过于单一，呈现的是悬浮或下沉的影像。就微纳米光刻技术不断发展的情况，这种简单枯草的视觉效果很容易让人产生审美疲劳，并且在仿制上难度也并不大。

【发明内容】

有鉴于此，本申请实施例提供了一种图文层及立体成像膜，以解决悬浮影像立体感差的技术问题。

本申请的技术方案是：

一种立体成像膜，包括：

聚焦层，其包括至少一个聚焦单元，所述聚焦单元包括多个微纳结构；

图文层，其包括同层的至少两个图文单元，所述图文单元包括多个微图文，所述至少两个图文单元的微图文具有不同的排布；

其中，一个所述聚焦单元与所述至少两个图文单元对应设置，且所述至少两个图文单元通过所述聚焦单元形成具有不同像高的图文影像。

在一种可能的设计中，在一个所述聚焦单元内，所述微纳结构呈周期排布，与其对应设置的至少两个所述图文单元的微图文也呈周期排布，且所述周期均不同。

在一种可能的设计中，所述图文影像的像高为h；h＞0，所述图文影像上浮；h＜0，所述图文影像下沉。

在一种可能的设计中，在一个所述聚焦单元内，所述微纳结构随机排布，与其对应设置的至少两个所述图文单元的微图文也随机排布。

在一种可能的设计中，至少两个所述图文单元的微图文的位置坐标分别依据所述聚焦单元的微纳结构的位置坐标经过不同变换获得，所述变换包括坐标缩放变换和/或坐标旋转变换。

在一种可能的设计中，一个所述微纳结构与至少两个微图文对应设置。

在一种可能的设计中，与同一个所述微纳结构对应设置的所述至少两个微图文间隔设置或具有重叠部分或具有共有部分。

在一种可能的设计中，在一个所述聚焦单元中，同一个所述图文单元的所述微图文颜色、形状、大小、类型相同；或，不同所述图文单元包括的所述微图文的颜色、形状、类型、大小中至少存在一种不同。

在一种可能的设计中，所述立体成像膜还包括基材层和反射层，所述图文层形成于所述基材层的一侧，所述聚焦层形成于所述基材层的另一侧，所述反射层设置于所述聚焦层的远离所述图文层的一侧。

在一种可能的设计中，所述立体成像膜所述图文层包括沟槽及填充于所述沟槽内的填充物，属于不同所述图文单元的相邻微图文具有交叉点，所述交叉点位于同一沟槽内。

本申请提供的技术方案可以达到以下有益效果：

本申请提供的立体成像膜的聚焦层分布有一个或多个聚焦单元，聚焦单元包括多个微纳结构；图文层包括至少两个图文单元，图文单元包括多个微图文；其中，一个所述聚焦单元与同一所述图文层的至少两个图文单元对应设置，且每一个所述图文单元均通过所述聚焦单元分别形成图文影像，进而形成具有放大效果的影像，因此与现有技术相比，本申请形成的影像立体感强。并且，至少两个图文单元位于同一图文层，工艺简单，成像清晰，还能减少立体成像膜的厚度。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。

【附图说明】

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本申请所提供的立体成像膜的第一种结构(包括基材层)的结构示意图；

图2为本申请所提供的立体成像膜的第二种结构(不包括基材层)的结构示意图；

图3为本申请所提供的立体成像膜的第三种结构(包括反射层)的结构示意图；

图4为本申请所提供的立体成像膜的第四种结构(包括保护层)的结构示意图；

图5为本申请所提供的立体成像膜成像后的结构示意图；

图6为本申请所提供的立体成像膜的图文层的一种结构示意图；

图7为本申请所提供的立体成像膜的图文层的另一种结构示意图。

附图标记：

10-基材层；

20-聚焦层；

201-微纳结构；

30-图文层；

301-微图文；

40-反射层；

50-第一保护层；

60-第二保护层。

【具体实施方式】

为了更好的理解本申请的技术方案，下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。

应当明确，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

需要注意的是，本申请实施例所描述的“上”、“下”、“左”、“右”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本申请实施例的限定。此外，在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件连接在另一个元件“上”或者“下”时，其不仅能够直接连接在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”或者“下”。

参考附图1-7，其中，图1为本申请所提供的立体成像膜的第一种结构(包括基材层)的结构示意图；图2为本申请所提供的立体成像膜的第二种结构(不包括基材层)的结构示意图；图3为本申请所提供的立体成像膜的第三种结构(包括反射层)的结构示意图；图4为本申请所提供的立体成像膜的第四种结构(包括保护层)的结构示意图；图5为本申请所提供的立体成像膜成像后的结构示意图；图6为本申请所提供的立体成像膜的图文层的一种结构示意图；图7为本申请所提供的立体成像膜的图文层的另一种结构示意图。

在一种具体实施例中，本申请提供一种立体成像膜，包括：聚焦层20，其包括至少一个聚焦单元，聚焦单元包括多个微纳结构201；图文层30，其包括同层的至少两个图文单元，图文单元包括多个微图文301，至少两个图文单元的微图文301具有不同的排布，且微图文301相互间隔；其中，一个聚焦单元与至少两个图文单元对应设置，且至少两个图文单元通过聚焦单元形成具有不同像高的图文影像。其中，在该立体成像膜中，每个图文单元各微图文301与微纳结构201一一对应，即各微纳结构201与对应的微图文301相适配，根据莫尔成像原理，形成具有放大效果的影像，且该影像为虚像。因此，每个图文单元的各微图文301的分布规律与微纳结构201的分布规律相同。

需要说明的是，各微纳结构201与对应的微图文301相互作用，能够形成具有放大效果的图文影像。

需要说明的是，一个微纳结构201与至少两个微图文301对应设置。例如，一个聚焦单元与两个图文单元对应设置时，一个微纳结构201就与两个微图文301对应设置。

还需要说明的是，与同一个微纳结构201对应设置的至少两个微图文301间隔设置或具有重叠部分或具有共有部分。不同图文单元的微图文301在对应于一个微纳结构201时，可以是间隔设置，也可以存在部分重叠，也可以存在共有部分。例如一个微图文为“H”，另一个微图文为“B”，则“H”和“B”之间可以具有间隙，也可以“H”的右边一竖与“B”的左边一竖重叠在一起或者共用一竖。

还需要说明的是，微纳结构201可设置为凸起结构，凸起结构包括柱面反射镜、球面反射镜或非球面反射镜中的一种或几种。优选的，微纳结构201为微透镜或菲涅尔透镜。

在本申请实施例中，立体悬浮图案的立体效果的主要影响因素为r，并通过控制不同的参数，在同层结构呈现的莫尔图像，表现为多层的莫尔图案，其中莫尔图案可上浮也可下沉。目标图文的上浮高度或下浮深度通过如下公式计算：

需要注意的是，k为常数，与薄膜厚度和基材的折射率有关。r为比例因子，比例因子r越接近1，悬浮或下沉高度(深度)越高(深)，莫尔放大倍率越大。其中，h>0表示莫尔图案上浮高度，h<0代表莫尔图案下沉深度；放大倍率m大于0为正向莫尔放大，放大倍率m小于0为倒立莫尔放大。

具体的，比例因子r通过如下公式计算：

r＝Tb/Tr

其中，Tb为微图文301周期，Tr为微纳结构201的周期，r≠1。

在本申请实施例中，在一个聚焦单元内，微纳结构201呈周期排布，与其对应设置的至少两个图文单元的微图文301也呈周期排布，且周期均不同。图文单元的周期不同，r值不同，则形成的图文影像的h不同，则各图文影像位于不同高度，视觉上清晰可辨，更具立体感。

需要说明的是，至少两个图文单元通过同一个聚焦单元形成的图文影像具有不同的像高(即上浮高度或下沉深度)。

在本申请实施例中，在一个聚焦单元内，微纳结构201随机排布，与其对应设置的至少两个图文单元的微图文301也随机排布。其中，至少两个图文单元的微图文301的位置坐标分别依据聚焦单元的微纳结构201的位置坐标经过不同变换获得，变换包括坐标缩放变换和/或坐标旋转变换。即在一个聚焦单元内，微纳结构201随机排布，聚焦单元上有且只有一个不动点，至少两个图文单元的微图文301绕不动点随机分布，至少两个图文单元通过聚焦单元形成至少两个不同高度的图像。同时，该图文单元的各微图文301随机排布，即相邻微图文301之间的距离相同或不同。

具体的，随机分布的微图文301和微纳结构201能够形成唯一悬浮的影像。

具体的，比例因子r通过如下公式计算：

r＝Db/Dr

其中，图文层30和聚焦层20上均存在中心点，Db为图文层30的位置坐标到图文层30中心点的距离，Dr为聚焦层20的位置坐标与聚焦层20中心点的距离。

需要说明的是，该立体成像膜中，微图文301的分布规律由微纳结构201的分布规律决定。

另一方面，在一个聚焦单元中，同一个图文单元的微图文301颜色、形状、大小、类型相同；或，不同图文单元包括的微图文301的颜色、形状、类型、大小中至少存在一种不同。

通常情况下，该聚焦层20中，微纳结构201通过在聚合物层中压出半球形的凸起形成，且各微纳结构201的直径相同。

通常情况下，该聚焦层20中，各微纳结构201的形状和大小相同，均为球形的凸起，其直径具体可为20μm～1000μm之间。

在本申请实施例中，立体成像膜图文层30包括沟槽及填充于沟槽内的填充物，属于不同图文单元的相邻微图文301具有交叉点，交叉点位于同一沟槽内，在该交叉点处，相邻微图文301具有共有部分。

需要说明的是，图文层30中，微图文301还包括印刷图案、浮雕图案、线条图案中的一种或多种。

该图文层30成型时，具体可在聚合物层上打印形成上述微图文301，也可通过模具在聚合物层中压出对应的微图文301。

同时，该微图文301还可包括填充颜料，从而使得形成的放大的目标图文具有特定的颜色。

在本申请实施例中，微纳结构201与微图文301一一对应，且微图文301位于对应微纳结构201的焦平面及附近，此时，微纳结构201对微图文301的成像效果较好。其中，对于透镜(微纳结构201)来说，其焦平面定义为：过焦点且垂直于系统主光轴的平面为焦平面。

该立体成像膜的总厚度在微纳结构201曲率半径的二分之一至微纳结构201曲率半径的三倍之间，且为了使微纳结构201的适用性更好，该微纳结构201的有效直径为(20μm，1000μm)，或者有效直径为(20μm，500μm)，又或者有效直径为(55μm，200μm)，再或者有小直径为(300μm，450μm)；为了使成像的效果更好，微纳结构201的焦距为(10μm，2000μm)，或者焦距为(20μm，100μm)，又或者焦距为(200μm，450μm)，再或者焦距为(550μm，900μm)，再或者焦距为(1050μm，1500μm)；为了使立体成像膜的应用领域更广，该立体成像膜的总厚度小于5000μm，例如，该立体成像膜的厚度为(20μm，200μm)，用于高端领域及需要超薄设计的领域，或者，该立体成像膜的厚度为(300μm，500μm)，用于一般体积较小的产品并对厚度要求不高的领域，又或者，该立体成像膜的厚度为(600μm，1000μm)，甚至更厚，如1200μm、1300μm、1500μm、2000μm、2500μm、3500μm或者4500μm等。

在一种可能的设计中，如图1所示，除图文层30和聚焦层20外，该立体成像膜还包括基材层10，图文层30形成于基材层10的一侧，聚焦层20形成于基材层10的另一侧。该基材层10为高分子材料，可以为PET、PVC或者PMMA等树脂层。

在另一种可能的设计中，如图2所示，该图文层30与聚焦层20成型时，在聚焦层20一侧压出多个微纳结构201，同时，在图文层的一侧压印多个微图文301。由于图文层30与聚焦层20之间不存在基材等结构，从而能够减小该立体成像膜的厚度，且该立体成像膜机械性能很差，使得该立体成像膜在烫印时容易被切断。

在另一种可能的设计中，如图3所示，立体成像膜包括反射层40，反射层40设置于聚焦层20的外侧，反射层40的设置能够提高反射效果。

其中，反射层40包括单层介质层、多层介质层、金属反射层40中的至少一种，或金属反射层40与介质层组成的多层结构。

在另一种可能的设计中，如图4所示，沿立体成像膜的厚度方向，该立体成像膜还可包括保护层，该保护层设置于图文层30外侧，和/或，该保护层设置于聚焦层20外侧。

具体地，该保护层可包括第一保护层50和/或第二保护层60，且该第一保护层50和第二保护层60均为透明材质。

其中，第一保护层50设置于图文层30的外侧，和/或，第二保护层60设置于聚焦层20的外侧，该第一保护层50用于对图文层30提供保护，从而防止微图文301变形，该第二保护层60能够对聚焦层20提供保护，从而防止微纳结构201损坏，提高该立体成像膜的寿命。

在一种可能的设计中，如图5-图6所示，图文层30包括两个图文单元，其中一个图文单元包括多个微图文“A”，另一个图文单元包括多个微图文“B”，“A”与“B”重叠在一起，且一个微纳结构201分别对应一个“A”和一个“B”。微纳结构201与对应的“A”和“B”相互作用，形成具有放大效果和不同像高的图文影像。

在一种可能的设计中，如图7所示，图文层30包括四个图文单元，四个图文单元包括四种微图文，且四种微图文分别为直径不同的圆形结构，直径不同的圆形结构重叠在一起，且一个微纳结构201四个直径不同的微图文。微纳结构201与对应的直径不同的微图文相互作用，形成具有放大效果和不同像高的图文影像。

以上仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims

1.一种立体成像膜，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的立体成像膜，其特征在于，在一个所述聚焦单元内，所述微纳结构呈周期排布，与其对应设置的至少两个所述图文单元的微图文也呈周期排布，且所述周期均不同。

3.根据权利要求1所述的立体成像膜，其特征在于，所述图文影像的像高为h；h＞0，所述图文影像上浮；h＜0，所述图文影像下沉。

4.根据权利要求1所述的立体成像膜，其特征在于，在一个所述聚焦单元内，所述微纳结构随机排布，与其对应设置的至少两个所述图文单元的微图文也随机排布。

5.根据权利要求4所述的立体成像膜，其特征在于，至少两个所述图文单元的微图文的位置坐标分别依据所述聚焦单元的微纳结构的位置坐标经过不同变换获得，所述变换包括坐标缩放变换和/或坐标旋转变换。

6.根据权利要求1所述的立体成像膜，其特征在于，一个所述微纳结构与至少两个微图文对应设置。

7.根据权利要求6所述的立体成像膜，其特征在于，与同一个所述微纳结构对应设置的所述至少两个微图文间隔设置或具有重叠部分或具有共有部分。

8.根据权利要求1所述的立体成像膜，其特征在于，在一个所述聚焦单元中，同一个所述图文单元的所述微图文颜色、形状、大小、类型相同；或，不同所述图文单元包括的所述微图文的颜色、形状、类型、大小中至少存在一种不同。

9.根据权利要求1所述的立体成像膜，其特征在于，所述立体成像膜还包括基材层和反射层，所述图文层形成于所述基材层的一侧，所述聚焦层形成于所述基材层的另一侧，所述反射层设置于所述聚焦层的远离所述图文层的一侧。

10.根据权利要求1所述的立体成像膜，其特征在于，所述立体成像膜所述图文层包括沟槽及填充于所述沟槽内的填充物，属于不同所述图文单元的相邻微图文具有交叉点，所述交叉点位于同一沟槽内。