光場打印3D圖形機(jī)理與系統(tǒng)研究.pdf

1、近年來假冒偽劣商品日益猖獗，以二維圖形或文字為標(biāo)識(shí)的防偽技術(shù)已不能滿足名優(yōu)產(chǎn)品的防偽安全需求。三維圖形以其所含信息量大、視覺沖擊力強(qiáng)、難以被復(fù)制等優(yōu)點(diǎn)而備受業(yè)界的關(guān)注，其中基于微透鏡陣列的光場集成三維成像技術(shù)脫穎而出，所再現(xiàn)的三維圖像具有完整的視差、連續(xù)的視點(diǎn)、無需任何觀察眼鏡和特殊光照等諸多優(yōu)點(diǎn)。本文即以光場成像為技術(shù)背景，探索了一種在微透鏡膜材上以光場打印的方式記錄和再現(xiàn)三維圖形的技術(shù),所制備的微透鏡薄膜材料具有再現(xiàn)浮動(dòng)或下沉的三維

2、圖像，在證卡、車牌、鈔票、商標(biāo)等安全領(lǐng)域具有廣闊的防偽應(yīng)用前景。本文對其技術(shù)機(jī)理進(jìn)行理論分析和實(shí)驗(yàn)研究。本論文的主要研究內(nèi)容和成果如下：
　　(1)從理論上系統(tǒng)研究了光場打印三維圖形的機(jī)理和系統(tǒng)。三維圖形的采樣像素以會(huì)聚點(diǎn)光場模擬產(chǎn)生，點(diǎn)光場不同角度的擴(kuò)散光線能夠被微透鏡材料中的光敏介質(zhì)所記錄，通過機(jī)電平臺(tái)的移動(dòng)改變所獲得的會(huì)聚點(diǎn)的空間位置輸出并記錄三維圖形的全部位置信息。根據(jù)光線可逆原理，在環(huán)境光照射下可從反射或透射光看到該三維

3、圖形的再現(xiàn)像。
　　（2）提出的在材料上打印多視角圖的實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)證了光場打印技術(shù)原理的正確性與可行性。采用顯微鏡對材料上所記錄的微圖形陣列進(jìn)行觀察，測量顯示微圖形的分辨率在4000dpi以上，驗(yàn)證了光場打印技術(shù)制備的防偽材料具有很高的安全特性。
　　(3)提出了多種點(diǎn)光場獲取打印方案，根據(jù)設(shè)計(jì)的方案制備了一套光場打印工程實(shí)驗(yàn)樣機(jī)，利用該樣機(jī)分別在逆向反光膜和自制的微透鏡陣列材料上打印了一種周期性三維螺旋線圖案。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，