CN205693709U - 悬浮成像按键结构及装置与手机按键 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种悬浮成像按键结构及装置与手机按键。所述悬浮成像按键结构包括按键体以及设于按键体表面和/或内部的悬浮成像光学薄膜；该悬浮成像光学薄膜包括：具有第一、第二表面的透明薄膜层，该第一、第二表面相背对；设置于第一表面的聚焦结构，该聚焦结构包括复数个微透镜；以及，设置于第二表面的图文结构，所述图文结构包括复数个图文单元；所述微透镜与所述图文单元相适配，从而使该悬浮成像光学薄膜在被从所述图文结构一侧或所述聚焦结构一侧观察时能形成悬浮于该悬浮成像光学薄膜的悬浮影像，所述悬浮影像为单通道图案或多通道图案。本实用新型的悬浮成像按键结构可为用户提供新颖、独特的3D视觉体验，具有更佳美观、指示效果。

Description

悬浮成像按键结构及装置与手机按键

技术领域

本实用新型属于光学薄膜技术领域，具体涉及一种基于悬浮成像光学薄膜的悬浮成像按键结构及装置。

背景技术

目前在各类机械、电子设备中，通常需要各类按键利于人机互动。以手机为例，其操作界面上往往需要设置一个或多个真实或虚拟的按键，以便用户能向手机输入指令。传统手机多采用机械式按键，其基材多为透明塑料，而按键上的数字、字母等多是通过在基材上喷涂彩漆后镭雕形成。而目前普遍流行的智能手机多采用触摸式虚拟按键。前述的这些机械式或触摸式虚拟按键在使用时，通常只能显示平面图形或文字，普遍存在表现力弱，无立体感等缺陷，用户体验度差。

发明内容

本实用新型的主要目的在于提供一种悬浮成像按键结构及装置，以克服现有技术中的不足。

为实现前述发明目的，本实用新型采用的技术方案包括：

本实用新型实施例提供了一种悬浮成像按键结构，其包括按键体以及设置于所述按键体表面和/或所述按键体内的悬浮成像光学薄膜；所述悬浮成像光学薄膜包括：

具有第一表面和第二表面的透明薄膜层，所述第一表面与第二表面相背对，

设置于所述第一表面的聚焦结构，所述聚焦结构包括复数个微透镜，

以及，设置于所述第二表面的图文结构，所述图文结构包括图文单元；

所述微透镜与所述图文单元相适配，从而使所述悬浮成像光学薄膜在被从所述图文结构一侧或者从所述聚焦结构一侧观察时能形成悬浮于所述悬浮成像光学薄膜的悬浮影像，所述悬浮成像光学薄膜形成的悬浮影像为单通道图案或多通道图案。

其中，在一些实施方案中，所述悬浮影像可以是唯一的一个。而在另一些实施方案中，所述悬浮影像也可以是多个。

在一些实施方案中，所述悬浮成像光学薄膜设置在至少一光源所发射光线的行进路线 上。

在一些实施方案中，所述悬浮成像光学薄膜设置于所述按键体表面，且所述悬浮成像光学薄膜上还设置有透明保护结构。

在一些实施方案中，所述按键体包括有透明结构部，所述悬浮成像光学薄膜设置于所述按键体的透明结构中。

在一些实施方案中，所述透明结构包括一透明表层和一中间层，所述透明表层和中间层之间设有透明粘接层，所述悬浮成像光学薄膜设置于所述透明表层与透明粘接层之间和/或所述透明粘接层与中间层之间。

在一些实施方案中，所述透明表层包括透明盖板，所述透明盖板包括盖板玻璃，所述中间层包括PET薄膜。

在一些实施方案中，所述按键体包括机械式按键体或触摸式按键体。

在一些实施方案中，所述透明薄膜层包括具有所述第一表面的第一聚合物和具有所述第二表面的第二聚合物，所述第一表面与所述第二表面相背对，同时所述第一聚合物与所述第二聚合物之间的相邻部位形成有融合部分，使所述第一聚合物与第二聚合物形成一体结构。

在一些实施方案中，所述透明薄膜层包括具有相背对的所述第一表面和所述第二表面的一种聚合物，所述第一表面形成有所述聚焦结构，所述第二表面形成有所述图文结构。

较为优选的，所述第一聚合物和所述第二聚合物之间的折射率之差小于0.5。

在一些实施方案中，所述的复数个微透镜呈随机或非周期排布，从而使所述悬浮成像光学薄膜在被从所述图文结构一侧或者从微透镜一侧观察时有且只有能形成一个悬浮于所述悬浮成像光学薄膜的悬浮影像。

在一些实施方案中，所述的复数个微透镜均为微反射透镜，所述的复数个微反射透镜于所述第一表面组成一微反射透镜阵列层，同时，复数个所述的图文单元于所述第二表面组成一图文单元阵列层。

在一些实施方案中，所述的复数个微透镜呈不对称排布，使所述悬浮成像光学薄膜在被自所述图文结构一侧观察时有且只有能形成一个悬浮于所述悬浮成像光学薄膜的悬浮影像。

在一些实施方案中，所述微反射透镜包括微透镜和反射结构，所述反射结构设置于所述微透镜背向所述图文结构的表面。

在一些实施方案中，所述反射层包括单层介质层、多层介质层、金属反射层中的至少一种，或金属反射层与介质层组成的多层结构，但不限于此。

较为优选的，所述反射结构的厚度为0.02～5微米。

在一些实施方案中，所述微反射透镜选自折射反射元件，所述折射反射元件包括柱面反 射镜、球面反射镜或非球面反射镜中的一种或几种的组合。

在一些实施方案中，所述悬浮成像光学薄膜形成的所述悬浮影像由放大的复数个所述的图文单元组成。

在一些实施方案中，所述图文单元的位置坐标由对应的所述微透镜的位置坐标经过坐标缩放变换或坐标旋转变换获得。这些实施方案对应于所述悬浮影像有且只有一个的情形。

在一些实施方案中，所述悬浮成像光学薄膜的厚度在所述微透镜曲率半径的二分之一至三倍之间。

较为优选的，所述悬浮成像光学薄膜的总厚度小于5000微米。

较为优选的，所述图文单元与所述微透镜的焦平面的距离小于或等于所述聚焦微透镜焦距的20％。

较为优选的，所述微透镜的直径大于20微米且小于1000微米；和/或，所述微透镜的焦距为10微米至2000微米。

较为优选的，所述微透镜所占的总面积为所述第一表面总面积的60％以上。

在一些实施方案中，所述第一表面除去所述聚焦结构的部分和/或所述第二表面除去所述图文单元阵列层的部分还设置有全息防伪单元、菲涅耳浮雕结构单元、光变单元、亚波长微结构单元、动感光变单元、印刷图案、介质层、金属层、涂覆有油墨、荧光、磁性、磷性、选择吸收或是具有微纳结构中的一种或几种的组合。

在一些实施方案中，所述图文结构的外部设置有保护层。

在一些实施方案中，当围绕平行于所述第一表面和第二表面的轴转动所述悬浮成像光学薄膜时，所述悬浮成像光学薄膜不会出现其它悬浮影像。

在一些实施方案中，所述第二表面形成有容纳结构，所述容纳结构容纳有所述图文结构。

在一些实施方案中，所述容纳结构内填入有填充物以形成所述图文结构，所述填充物均与所述透明薄膜层对光的折射率不同。

在一些实施方案中，所述容纳结构呈凹槽形状。

在一些实施方案中，所述聚焦结构的顶部与所述容纳结构的顶部之间的距离为2～150微米。

在一些实施方案中，所述图文结构包括微印刷图案、填充颜料、染料的表面微浮雕微图案、线条结构微图案、印刷图案中的一种或几种的组合，但不限于此。

在一些实施方案中，所述图文结构包括依次叠加的N层图文，所述N层图文与所述微透镜相适配而形成N层立体悬浮影像，N为大于1的正整数。

较为优选的，每层所述的图文与所述聚焦结构的焦平面的距离在所述聚焦结构的焦距的 0.7倍-1.3倍之间。

在一些实施方案中，所述聚焦结构上覆盖有平坦层，并且所述平坦层还完全填充所述复数个微透镜之间的间隙，所述平坦层相背对于所述聚焦结构的一侧表面为平潭面，同时所述平坦层的折射率不同于所述聚焦结构的折射率。

在一些实施方案中，所述悬浮成像光学薄膜还包含背景色区域，所述背景色区域的颜色不同于周围环境或者与周围环境一致。

本实用新型的实施例还提供了一种手机按键，其具有前述的任一种悬浮成像按键结构。

在一些实施方案中，所述按键为HOME键。

在一些实施方案中，所述手机包括具有显示屏的正面、与所述正面相背对的背面，以及连接所述正面和背面的侧面，所述按键位于所述正面和/或背面和/或侧面。

进一步的，所述正面包括覆盖显示屏的触摸屏，所述按键设置于所述显示屏外的触摸屏上。

本实用新型的实施例还提供了具有所述悬浮成像按键结构的装置。所述装置可以是任何具有按键的机械装置、电子装置等，特别是便携式智能产品或家电产品。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果至少在于：

(1)该悬浮成像按键结构通过在按键体上和/或按键体中结合悬浮成像光学薄膜，可使按键体更为美观，亦更利于给予用户明确直观的指示。

(2)优选的，该悬浮成像按键结构的悬浮成像光学薄膜中，利用随机或非周期排布的微透镜，通过将位于所述悬浮成像光学薄膜第一表面的微透镜与位于第二表面的图文单元相关联，在观察区域内形成一个悬浮的、仅且有一个放大的图文影像，而非传统的周期排布的多个放大微图文影像。当左右或者前后倾斜该成像薄膜时，不会有其它的第二个放大图文的影像进入观察区域，因而是更加引人注目的独特的视觉体验，并且在正面垂直情况下就可以清晰观测。

(3)该悬浮成像按键结构的悬浮成像光学薄膜中，所含微透镜的焦距更短，理论上膜厚可以减少至透射式的六分之一，因而可以采用口径较大的微透镜，不但有效降低了薄膜厚度，而且工艺容差大，克服了透射式器件的图案设计局限。

(4)该悬浮成像按键结构的悬浮成像光学薄膜中需要对位于透明薄膜层第一表面和第二表面的微透镜和图文单元进行绝对对准，因而对于对位工艺等方面有更严格的误差要求，仿造成本和技术难度大大增加，从而使也具有一定的光学防伪功能。

(5)该悬浮成像按键结构中，采用了反射式随机莫尔放大图像的安全元件，其效果不受环境光影响，其表面光滑平整，可以承受汗渍、油污等的污染，并可以在其两面涂布黏胶， 不易脱落，适应性和耐候性更好。

(6)该悬浮成像按键结构的悬浮成像光学薄膜中微透镜可以为例如透镜的反射镜，从而具有更佳的集光能力和立体感。

(7)该悬浮成像按键结构的悬浮成像光学薄膜中省去了基材层，因此厚度小，且机械性能良好，利于应用，例如在烫印时可以易于切断。

(8)该悬浮成像按键结构的悬浮成像光学薄膜与背光结构配合，可产生更炫视觉效果。

附图说明

图1为本实用新型实施例中一种悬浮成像按键结构的示意图；

图2a-图2b为本实用新型实施例中一种包含悬浮成像光学薄膜的按键体的结构示意图；

图3为本实用新型实施例中一种悬浮成像按键结构与光源配合形成背光结构的示意图；

图4a为本实用新型实施例中一种具有叠加的多层图文的悬浮成像光学薄膜的结构示意图；

图4b为本实用新型实施例中一种具有平坦层的悬浮成像光学薄膜的结构示意图；

图4c为本实用新型实施例中一种具有背景色的悬浮成像光学薄膜的结构示意图；

图5a-图5b为本实用新型实施例中一种具有悬浮成像按键的手机的示意图；

图6是本实用新型实施例提供的一种未形成图文结构的悬浮成像光学薄膜的结构示意图；

图7是本实用新型实施例提供的一种形成图文结构的悬浮成像光学薄膜的结构示意图；

图8是本实用新型实施例提供的另一种悬浮成像光学薄膜的结构示意图；

图9是本实用新型实施例提供的另一种悬浮成像光学薄膜的结构示意图；

图10a为本实用新型一种悬浮成像光学薄膜中微透镜一种结构示意图；

图10b为本实用新型一种悬浮成像光学薄膜中微透镜另一种结构示意图；

图11a为本实用新型对应图10a中微透镜的一种图文结构的示意图；

图11b为本实用新型对应图10b中微透镜的另一种图文结构的示意图；

图12是本实用新型实施例提供的另一种未形成图文结构的悬浮成像光学薄膜的结构示意图；

图13是本实用新型实施例提供的另一种形成图文结构的悬浮成像光学薄膜的结构示意图；

图14是本实用新型实施例提供的另一种未形成图文结构的悬浮成像光学薄膜(设有反射结构)的结构示意图；

图15是本实用新型实施例提供的另一种形成图文结构的悬浮成像光学薄膜(设有反射结构)的结构示意图；

图16是本实用新型实施例提供的另一种未形成图文结构的悬浮成像光学薄膜(设有反射结构)的结构示意图；

图17是本实用新型实施例提供的另一种形成图文结构的悬浮成像光学薄膜(设有反射结构)的结构示意图；

图18为本实用新型一种悬浮成像光学薄膜的视觉效果结构示意图；

图19为本实用新型一种悬浮成像光学薄膜实现原理结构示意图；

图20a为本实用新型一种悬浮成像光学薄膜一种结构示意图；

图20b为本实用新型一种悬浮成像光学薄膜另一种结构示意图；

图20c为本实用新型一种悬浮成像光学薄膜又一种结构示意图；

图21a为本实用新型一种悬浮成像光学薄膜中微反射透镜一种结构示意图；

图21b为本实用新型一种悬浮成像光学薄膜中微反射透镜另一种结构示意图；

图22a为本实用新型对应图20a中微反射透镜的一种图文结构的示意图；

图22b为本实用新型对应图20b中微反射透镜的另一种图文结构的示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施方式。但是，本实用新型可以通过许多不同的形式来实现，并不限于下面所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本实用新型的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1所示，本实用新型实施例提供了一种悬浮成像按键结构，其包括按键体2以及设置于所述按键体表面的悬浮成像光学薄膜。所述的“设置于”可以多种方式实现，例如： 所述悬浮成像光学薄膜可一体形成于所述按键体表面；或者，所述悬浮成像光学薄膜可通过透明粘接材料粘附于所述按键体表面；或者，所述悬浮成像光学薄膜还可通过业界已知的其它合适方式附着于所述按键体表面，此处不再详细描述。

其中，所述悬浮成像光学薄膜100包括：

具有第一表面和第二表面的透明薄膜层，所述第一表面与第二表面相背对，

设置于所述第一表面的聚焦结构，所述聚焦结构包括复数个微透镜101，

以及，设置于所述第二表面的图文结构102，所述图文结构包括复数个图文单元；

所述微透镜与所述图文单元相适配，从而使所述悬浮成像光学薄膜在被从所述图文结构一侧或者从所述聚焦结构一侧观察时能形成悬浮于所述悬浮成像光学薄膜的悬浮影像103，所述悬浮成像光学薄膜形成的悬浮影像为单通道图案或多通道图案。

在该实施例中，所述按键体可以选自机械式按键体或触摸式按键体。

在该实施例中，所述悬浮成像光学薄膜上优选设置有透明保护结构，以对所述悬浮成像光学薄膜的结构进行保护。

本实用新型实施例提供的悬浮成像按键结构中，所述悬浮成像光学薄膜亦可设置于所述按键体内部。例如，所述悬浮成像光学薄膜可设置于所述按键体的透明结构部中。

请参阅图2a-图2b所示，一较为典型的按键体的透明结构部可包含一透明表层3和一中间层5，所述透明表层和中间层之间可设有透明粘接层4，所述悬浮成像光学薄膜100可设置于所述透明表层与透明粘接层之间和/或所述透明粘接层与中间层之间。例如，当所述按键体为触摸式按键体时，所述透明表层可以为透明的盖板玻璃，所述中间层可以为透明的PET薄膜。如此，可以无需设置额外的保护结构对所述悬浮成像光学薄膜进行保护。

作为较为优选的方案，本实用新型实施例提供的悬浮成像按键结构中，所述悬浮成像光学薄膜设置在至少一光源所发射光线的行进路线上，亦即还可将所述悬浮成像光学薄膜于光源配合。例如，可以将所述悬浮成像光学薄膜设置于光源的出光面相应位置处而形成背光结构，如此可使所形成悬浮影像更为醒目、美观。请参阅图3所示，其中所述的光源6可以是与按键体2配合的外设光源。或者，所述按键体本身也可以是光源，在这种情形下，所述悬浮成像光学薄膜可一体形成于所述按键体表面，亦可通过贴附等方式设置于所述按键体表面。

本实用新型实施例提供的悬浮成像按键结构中，所述悬浮成像光学薄膜可包含依次叠加的N层图文组成的所述图文结构，所述N层图文与所述微透镜相适配而形成N层立体悬浮影像，N为大于1的正整数。例如，请参阅图4a所示，悬浮成像光学薄膜100可包含沿竖直方向分布的多层图文1021、1022、1023组成的图文结构102。每层所述图文的颜色可以相同也可以不同。较为优选的，每层所述的图文与所述聚焦结构的焦平面的距离在所述聚焦结构的焦距的0.7倍-1.3倍之间，在此数值范围内，每层所述的图文都能形成悬浮影像，最终形成悬浮的多层次的影像。

本实用新型实施例提供的悬浮成像按键结构中，请参阅图4b，所述悬浮成像光学薄膜可包含覆盖于所述聚焦结构上的平坦层7，同时所述平坦层填充所述复数个微透镜之间的间隙，所述平坦层相背对于所述聚焦结构的一侧表面为平坦面，并且所述平坦层的折射率不同于所述聚焦结构的折射率。也即所述平坦层的折射率可以大于或小于所述聚焦结构的折射率。藉由所述的平坦层，不仅可以对所述聚焦结构形成有效保护，而且还可进一步优化成像效果。

又及，本实用新型实施例提供的悬浮成像按键结构中，悬浮成像光学薄膜还可包含背景色区域，所述背景色区域的颜色不同于周围环境或者与周围环境一致。例如，请参阅图4c所示，悬浮成像光学薄膜100可设置背景色8，该背景色可以为与旁边环境色为一体的颜色，也可以为辅助指示按键位置的其他颜色和图案。

以前述的这些实施例在手机上的应用为例。前述的任一种悬浮成像按键结构均可应用于手机的按键上。所述手机可以包括具有显示屏的正面、与所述正面相背对的背面，以及连接所述正面和背面的侧面，所述按键可位于所述正面、背面、侧面中的任意一者、两者或三者上。进一步的，所述正面包括覆盖显示屏的触摸屏，所述按键设置于所述显示屏外的触摸屏上。更为典型的，所述的悬浮成像按键结构可应用于现有手机的机械按键(例如机械式数字键、拨号键、开关键、HOME键等)上，或者，也可以应用于现有手机的触摸式按键(例如触摸式菜单键、主页键、返回键、HOME键等)上，即，可以在触摸式按键的位置处设置由所述悬浮成像光学薄膜形成的悬浮标志，其中于所述按键的位置处可以有肉眼可视的真实图文，也可以没有，但是会有一个悬浮在按键位置上面的悬浮影像(例如LOGO)，其指示性强，美观且能给人带来新奇、别致的用户体验。例如，典型的实施例可参阅图5a-图5b所示的手机，该手机为触屏手机，在其屏幕下部的、HOME键所在位置处设有悬浮成像光学薄膜，藉由该悬浮光学成像薄膜，可以在该位置形成悬浮立体影像(例如图中示出的，悬浮于上方的“SOE”字样)，如此可给予客户更为准确直观的操作引导和更好的视觉体验。需说明的是，在图5a-图5b中，设于悬浮影像下方的“SOE”字样是与悬浮影像并无关联，其亦可以不在手机上设置或设置在手机上的其它位置。优选的，还可以在所述按键的位置处设置光源而形成背光结构，如此可使悬浮影像更为美观醒目。

显然的，本实用新型的悬浮成像按键结构可以在各类机械装置、电子装置的按键上应用，例如电器、家电、便携式智能产品或家电产品上的各种按键上，并可产生优异的美观、指示效果，提升用户体验性。

适用于本实用新型实施例的悬浮成像按键结构的悬浮成像光学薄膜可以有多种类型，如下将予以列举说明。

请参阅图6和图7所示，本实用新型实施例提供的一种悬浮成像光学薄膜20可以包括含有相背对设置的第一表面(图中上表面)和第二表面(图中下表面)的一种聚合物。在所述第一表面上形成有聚焦结构201；在所述第二表面上形成有容纳结构202，容纳结构202容纳有通过聚焦结构201成像的图文结构203，所述图文结构包括若干图文单元。

形成所述悬浮成像光学薄膜的聚合物可以为单个聚合物，也可以为由多个不会发生反应的单个聚合物混合成的混合聚合物。所述聚合物的透光率可以大于70％，即所述聚合物为透明颜色或者在视觉上显示透明。所述聚合物可以为热固化树脂和/或光固化树脂，例如UV胶。所述聚焦结构201和容纳结构202可以分别位于由该种聚合物构成的一层聚合物层中相背对的第一表面和第二表面，此时该聚合物层中的聚合物可以均匀分布，也可以不均匀分布(此处指聚合层中的密度分布)。由于聚焦结构201和容纳结构202形成于同一聚合物层，因此在聚焦结构201和容纳结构202之间没有分界面，即聚焦结构201和容纳结构202成一体结构。

在一些实施方式中，所述聚焦结构201可以包括若干呈不对称排布的微透镜。微透镜在所述第一表面呈不对称的排布。需要值得注意的是，在本文中出现的不对称是指多个微透镜在所述第一表面所呈的平面不具有镜像对称轴或中心对称轴等，从而使得多个微透镜不呈镜像对称或中心对称排布。

所述聚焦结构201中可以含有微透镜阵列，所述微透镜阵列可以含有一个或多个微透镜。所述多个微透镜之间可以不存在间隙，以便于减小所述悬浮成像光学薄膜的整体体积。所述多个微透镜之间也可以存在间隙(参照图8所示)，以便于在切割所述悬浮成像光学薄膜时可以保证所切割微透镜的完整性，从而可以保证微透镜的后续成像效果。

所述容纳结构202可以含有一个或多个沟槽，或者可以含有一个或多个微沟槽(即微米级别的沟槽)。所述(微)沟槽用于填入填充物，以形成图文结构203。

所述图文结构203中含有填充物填入后形成的图案。所述填充物可以为与所述聚合物对光存在折射率差异的材料，包括着色材料、染色材料、金属材料或导电材料等，例如油墨。需要说明的是，所述填充物的颜色可以与所述聚合物的颜色有所不同，以便于人们在观察图文结构的成像时，可以明显的分辨出图文结构中的图案。图文结构包括微印刷图案、填充颜料、染料的表面微浮雕微图案、线条结构微图案、印刷图案中的一种或几种组合。

所述容纳结构202(或图文结构203)可以与聚焦结构201匹配设置，具体的可以包括容纳结构202(或图文结构203)与聚焦结构201的所在位置相匹配，例如图文结构203中的微图案与聚焦结构201中的微透镜正对设置，以提高聚合物材料的利用率。所述容纳结构202(或图文结构203)与聚焦结构201匹配设置也可以包括聚焦结构201中的微透镜与容纳结构中的微沟槽(或图文结构203中的微图案)一一对应设置，这有利于在切割成像薄膜时，可以保证所切割成的每个成像薄膜单元中至少含有一个完整的微透镜以及微沟槽(或微图案)。

所述图文结构203可以位于聚焦结构201的焦平面附近，其可以通过聚焦结构201进行成像，在聚焦结构201中与图文结构203相对的一侧可以观察到图文结构203的放大图像。具体的，可以是图文结构203中的每个微图案位于聚焦结构201中对应的焦平面附近，每个微图案均可以通过对应的微透镜进行成像，在每个微透镜的另一侧可以观察到对应微图案的放大图像。所述焦平面可以表示过微透镜的焦点(包括前焦点或后焦点)且垂直于微透镜阵列主光轴的平面。

所述聚焦结构201的顶部与容纳结构202(或图文结构203)的顶部之间的距离可以为2～150微米。例如，请参照图9所示，在另一个实施方式中，在聚焦结构501和图文结构503之间的距离很小时，可以理解为图文结构503嵌设在聚焦结构501中。聚焦结构和图文结构之间的距离越小，则悬浮成像光学薄膜的厚度越薄，这不仅可以节约成本，在烫印时更易于切断。

继续参照图6所示，所述微透镜与图文单元相适配，从而使所述悬浮成像光学薄膜在被从微透镜一侧观察时有能形成悬浮于所述悬浮成像光学薄膜的悬浮影像。

优选地，所述影像或放大影像有且仅为一个，所述放大的影像为单通道图案或多通道图案。这里需要说明“有且仅有一个”并不是传统所说的一个图标或者图文，例如多通道图案；所述影像一定是有原像单元，可以理解是原像单元经过光学器件作用形成影像，这里的原像单元是一个完整的图文或者说能表达一个完整意思的图文，所以这里的“有且仅有一个”是根据原像单元来定义，所成的影像只为一个原像单元，即这里的“有且仅有一个”不能根据连通域来判断影像的个数。

所述相适配为第二表面中的图文结构203的位置坐标可以由经过第一表面中对应的微透镜的位置坐标经过变换获得，所述的变换包括坐标缩放变换或坐标旋转变换，或者它们的组合。

请参阅图10a以及图10b，其中，微透镜在所在聚合物的第一表面内排布无对称轴。图11a为呈随机排布的情况，图10b为正方形点阵依照函数

ξ_i＝-x_oi-arg sinh(y_oi)，η_i＝y_oi-arg sinh(x_oi)变换，以点阵坐标作为微透镜中心，得到非周期排列的情况；微聚焦反射阵列所在区域面积与总面积之比称为占空比。占空比越高，得到的放大图形对比度越高。优选的，微透镜的所占的总面积在所在的第一表面总面积的60％以上。

请参阅图11a以及11b，图11a为图10a中随机排布的点阵坐标经过放大变换

ξ_i＝0.99x_oi,η_i＝0.99y_oi

得到的图文结构排列，其中，x_oj以及y_oj为微透镜位置坐标，图文结构在所在的聚合物第二表面内排布无对称轴，呈随机排布。附图11a、附图11b中依照函数

ξ_i＝-x_oi-arg sinh(y_oi)η_i＝y_oi-arg sinh(x_oi)

排布的微透镜点阵坐标经过逆时针旋转2°(也可以为其他值)时得到的图文结构排列，其中，x_oj以及y_oj为微透镜位置坐标，图文结构在所在的聚合物第二表面内排布无对称轴，呈非周期分布。

在本实施方式中，变换函数存在一个且只有一个变换不动点，保证了只呈现唯一的一个放大的图文结构影像。即在上述的缩放、旋转变换中，聚合物第一表面与第二表面存在一个且只有一个变换不动点对(基于不动点得到的第一表面坐标值、基于不动点得到的第二表面坐标值)，点211和点215(如图10a和图11a)、点213和点217(如图10b和图11b)。在实际的使用中，所使用的坐标变换包括，但不限于坐标缩放变换和坐标旋转变换，或者它们的组合。所述微透镜在其所在平面具有与所述函数的不动点对应的第一定位点，所述图文结构所在平面具有基于所述不动点与所述第一定位点对应的第二定位点，所述图文结构基于所述第一定位点和所述第二定位点与所述微透镜相一一对应。当然的，所述图文结构的位置坐标与所述微透镜的位置坐标的变换函数也可以为其他有且只有一个不动点的函数。由于微透镜在聚合物的表面呈不对称排，因而确保了所述图文结构的位置坐标与所述微透镜的位置坐标呈一一对应关系，从而保证该悬浮成像光学薄膜只能呈现一个图案，且该图案不会出现多个。虽然该图案在薄膜转动过程中，会产生一定的偏转和大小变换，但是由于不会产生重叠或其他图案，因而仍然保证该图案的清晰度。

为了使图文结构与微透镜达到更好的成像效果，例如，所述图文结构与所述微透镜的焦平面的距离小于或等于所述微透镜焦距的20％。所述悬浮成像光学薄膜的总厚度在微透镜曲率半径的二分之一至微透镜三倍的曲率半径之间。为了使微透镜适用性更好，例如，所述微透镜的有效直径大于20微米且小于1000微米，或者有效直径为20μm～500μm，再或者有效直径为55μm～200μm，再或者300μm～450μm，为了一些领域的特殊需求，有效直径为550μm～900μm。为了使成像的效果更优，例如，所述微透镜的焦距为10微米至2000微米，或者焦距为20μm～100μm，再或者焦距为200μm～450μm，再或者焦距为550μm～900μm，再或者焦距为1050μm～1500μm。为了使成像薄膜能够使用在更多的领域，例如，所述悬浮成像光学薄膜的总厚度小于5000微米，例如该薄膜由于比较高端或者说超薄设计的，那么该薄膜可以采用无基底或者薄基底结构，此时悬浮成像光学薄膜的总厚度20μm～200μm，用于一般体积比较小的产品时并对厚度要求不高，此时悬浮成像光学薄膜的总厚度300μm～500μm，当该薄膜用于大型的装饰品时，聚合物就可以是玻璃或者厚的膜，此时悬浮成像光学薄膜的总厚度600μm～1000μm，甚至更厚例如1200μm、1300μm、1500μm、2000μm、2500μm、3500μm或者4500μm。

通过上述描述可以看出，本实用新型实施例所提供的悬浮成像光学薄膜可以为一层薄膜结构，聚焦结构和容纳结构形成于同一聚合物层(即成一体结构)中，并且没有基材层，这实现了减小悬浮成像光学薄膜厚度的目的。此外，该悬浮成像光学薄膜没有基材层，因此其机械性能良好，这使得该悬浮成像光学薄膜在烫印时可以易于切断。

本实用新型实施例中的悬浮成像光学薄膜厚度薄，其厚度可以达到几十微米以下，甚至可以达到几微米，而且易于切断，因此该悬浮成像光学薄膜容易转印。

在另一实施例中，图文结构的表面可以设有保护结构。所述保护对结构用于对图文结构进行保，以防止图文结构中的(微)图案变形，影响成像效果。保护结构可以包括UV胶、OCA胶等其他一些不会产生化学反应的透明或者视觉透明的聚合物。

通过上述描述可以看出，本实用新型实施例所提供的悬浮成像光学薄膜可以为一层薄膜结构，聚焦结构和容纳结构形成于同一聚合物层(即成一体结构)中，并且没有基材层，这实现了减小悬浮成像光学薄膜厚度的目的。此外，该悬浮成像光学薄膜没有基材层，因此其机械性能良好，这使得该悬浮成像光学薄膜在烫印时可以易于切断。

本实用新型实施例中的悬浮成像光学薄膜厚度薄，其厚度可以达到几十微米以下，甚至可以达到几微米，而且易于切断，因此该悬浮成像光学薄膜容易转印。

本实用新型实施例还提供了另一种悬浮成像光学薄膜60，结合图12和图13所示。悬浮成像光学薄膜60可以包括具有第一表面的第一聚合物和具有第二表面的第二聚合物，所述第一表面和所述第二表面相背对；所述第一表面形成有聚焦结构601；所述第二表面形成有容纳结构602，其用于形成通过聚焦结构601成像的图文结构603。

所述第一聚合物和所述第二聚合物均可以为单一聚合物，也均可以为由多个不会发生反应的单个聚合物构成的混合聚合物。所述第一聚合物和所述第二聚合物的透光率均可以大于70％，即所述第一聚合物和所述第二聚合物为透明颜色或者在视觉上显示透明。所述第一聚合物和所述第二聚合物均可以为树脂材料，包括热固化树脂和/或光固化树脂，例如UV胶。所述第一聚合物与所述第二聚合物之间的折射率之差可以小于0.5，以保证不影响人们观察成像薄膜中图像的效果。

所述第一聚合物和所述第二聚合物之间的相邻部位形成有融合部分。所述相邻部位可以是在利用模具挤压所述第一聚合物和所述第二聚合物形成微透镜初步结构和容纳初步结构时，所述第一聚合物和所述第二聚合物之间的接触部位。所述融合部分可以是所述第一聚合物和所述第二聚合物按照预设比例融合形成的区域。所述预设比例可以是N:M，其中N和M分别为聚焦结构601和容纳结构602的相邻部位交接处第一聚合物和第二聚合物的含量，其取值均可以为0～100％，但不包括0和100％。需要说明的是，聚焦结构601中第一聚合物的含量为100％；容纳结构602中第二聚合物的含量为100％。因此，聚焦结构601和容纳结构202可以视为一体结构，在聚焦结构和容纳结构之间不会存在分界面，或者悬浮成像光学薄膜的截面上不存在明显的层与层的分界线或者所呈现的分界线为规则整齐的分界线。在本实用新型中，一体结构指可以通过固化等其他加工手段成为一体式构造或一体化结构等。

本实用新型实施例所提供了的一种悬浮成像光学薄膜60与图6中所示的悬浮成像光学薄膜20的区别在于，悬浮成像光学薄膜60由两种聚合物构成，而悬浮成像光学薄膜20由一种聚合物构成。对悬浮成像光学薄膜60的描述可以参考对上述实施例中对悬浮成像光学薄膜20的描述，在此不再赘叙。

结合图14和图15所示，本实用新型实施例还提供了另一种悬浮成像光学薄膜80，其可以包括含有相背对设置的第一表面和第二表面的一种聚合物。在所述第一表面上形成有聚焦结构801；聚焦结构801包括聚焦部(即微透镜)和设置在聚焦部的表面上的反射结构804；在所述第二表面上形成有容纳结构802，容纳结构802用于形成通过聚焦结构801成像的图文结构803。

所述反射结构804可以为透明材质、不透明材质或者半透明材质。反射结构804的厚度可以为0.02～5微米。所述反射结构804可以为单层介质层、多层介质层、金属反射层或者由金属反射层与介质层组成的多层结构。所述焦单元包括柱面反射镜、球面反射镜或非球面反射镜等。

在聚焦结构801表面设有反射结构804，这使得在实际应用中可以将悬浮成像光学薄膜的图文结构所在侧与实际应用产品相贴合，从图文结构所在侧观察图文结构的成像，这可以避免从微透镜所在侧观察图文结构的成像而因聚焦结构所在侧凹凸不平所带来的影响用户体验效果的问题，因而有利于提高用户的体验感受。

结合图16和图17所示，悬浮成像光学薄膜100可以包括具有第一表面的第一聚合物和具有第二表面的第二聚合物，所述第一表面和所述第二表面相背对；所述第一表面形成有聚焦结构1001；聚焦结构1001包括聚焦部(即微透镜)和设置在聚焦部相背对容纳结构的表面的反射结构1004；所述第二表面形成有容纳结构1002，其用于形成通过聚焦结构1001成 像的图文结构1003。

在另一个实施例中，请参阅图18，本实用新型中一种悬浮成像光学薄膜的视觉效果示意图。如本实用新型实施例一所描述的悬浮成像光学薄膜，可以将原本隐藏于微图形层的图文单元(微图文)44放大至肉眼可直接分辨。观察者从聚合物第二表面一侧进行观察，将看到唯一的一个悬浮于观察者与聚合物第二表面之间的放大的影像45。无论当该成像薄膜沿水平轴41转动，或者沿垂直轴42转动时，不会有其它的第二个放大图文结构的影像进入观察区域。另外，由于起作用的微透镜43位于聚合物第一表面，可以使用保护材料将其密封。当聚合物第一表面被水等透明物质覆盖时，将不影响本实用新型悬浮成像光学薄膜的成像效果。

本实用新型提出的结构实现悬浮3D放大图像的原理如图19所示。设微透镜曲率半径R，焦距f，图文结构悬浮影像高度di。则根据附图19中的几何关系：

其中x_MLA表示微透镜的坐标值，x_MPA表示图文结构的坐标值；

得悬浮影像高度：

$d_i=\frac{f-R}{1-\frac{x_{MPA}}{x_{MLA}}}+R.$

当时，将获得放大的悬浮图文结构影像。在本实用新型中，对微透镜的位置坐标进行域缩变换，或者是旋转变换，将会获得具有动态立体悬浮效果的微图文影像。

在另一个实施方式中，所述聚合物的第一表面的剩余部分或所述聚合物的第二表面的剩余部分设置有全息防伪单元、菲涅耳浮雕结构单元、光变单元、亚波长微结构单元、动感光变单元或印刷图案，或者是介质层、金属层，或者涂覆有油墨、荧光、磁性、磷性、选择吸收或是具有微纳结构。

适用于本实用新型悬浮成像按键结构的一种悬浮成像光学薄膜的制备方法可以包括：

S1：获取常温常压下呈胶体状态的聚合物。

所述聚合物可以是一种聚合物，也可以是两种聚合物。每一种聚合物均可以是单个聚合物，例如可固化树脂或UV胶等，也可以为多个彼此之间不会发生反应的聚合物的混合聚合物。

可以利用现有技术中的方法来获取所述聚合物，在此不再赘叙。

S2：使用具有微透镜样式的第一模具对所述聚合物的第一侧进行挤压，以及使用具有预设容纳结构样式的第二模具对所述聚合物的第二侧进行挤压，形成成一体结构的微透镜初步结构和容纳初步结构；其中，所述第一侧和所述第二侧相背对。

在获取所述聚合物后，使用具有微透镜样式的第一模具对所述聚合物的第一侧进行挤压，形成微透镜初步结构，以及使用具有预设容纳结构样式的第二模具对所述聚合物的第二侧进行挤压，形成容纳初步结构。所述微透镜初步结构和所述容纳初步结构在挤压的过程中形成一体结构。所述聚焦结构可以为含有一个或多个微透镜的微透镜阵列。所述容纳初步结构可以含有一个或多个微沟槽。

所述使用具有微透镜样式的第一模具对所述聚合物的第一侧进行挤压，形成微透镜初步结构，以及使用具有预设容纳结构样式的第二模具对所述聚合物的第二侧进行挤压，形成容纳初步结构可以是同时使用具有微透镜样式的第一模具和具有预设容纳结构样式的第二模具对所述聚合物的第一侧和第二侧挤压，形成微透镜初步结构和容纳初步结构；也可以是首先使用具有微透镜样式的第一模具，对所述聚合物的第一侧挤压形成微透镜初步结构，然后在第一预设时间间隔内，使用具有预设容纳结构样式的第二模具，对所述聚合物的第二侧进行挤压形成容纳初步结构；还可以是首先使用具有预设容纳结构样式的第二模具，对所述聚合物的第二侧进行挤压形成容纳初步结构，然后在第一预设时间间隔内，使用具有微透镜样式的第一模具，对所述聚合物的第一侧挤压形成微透镜初步结构。所述第一预设时间间隔，可以根据实际操作情况来设定。

在所述聚合物为一种聚合物时，可以利用所述第一模具和所述第二模具同时挤压所述一种聚合物的第一侧和第二侧，也可以是在第一预设时间间隔内挤压所述一种聚合物的第一侧和第二侧，形成微透镜初步结构和容纳初步结构；在所述聚合物为两种聚合物时，例如第一聚合物和第二聚合物，可以利用所述第一模具挤压所述第一聚合物的第一侧，同时或在第一预设时间间隔内，利用所述第二模具挤压第二聚合物的第二侧，在挤压的过程中所述第一聚合物和所述第二聚合物之间的相邻部位相接触形成融合部分，并形成所述微透镜初步结构和所述容纳初步结构。

S3：对所述微透镜初步结构和所述容纳初步结构进行固化，分别形成聚焦结构和容纳结构，得到所述悬浮成像光学薄膜。

在形成所述微透镜初步结构和所述容纳初步结构后，可以对所述微透镜初步结构和所述容纳初步结构进行固化，分别形成聚焦结构和容纳结构。所述对所述微透镜初步结构和所述容纳初步结构进行固化可以包括同时对所述微透镜初步结构和所述容纳初步结构进行固化；也可以是首先对所述微透镜初步结构进行固化，然后在所述微透镜初步结构未完全固化时， 对所述容纳初步结构进行固化；还可以是首先对所述容纳初步结构进行固化，然后在所述容纳初步结构未完全固化时，对所述微透镜初步结构进行固化。

对所述微透镜初步结构和所述容纳初步结构进行固化可以是直接对所述微透镜初步结构和所述容纳初步结构进行热固化或光固化；也可以是通过对所述第一模具和/或所述第二模具使用照射源或热源，来实现对所述微透镜初步结构和所述容纳初步结构的固化。例如，在所述聚合物为UV胶，使用紫外光照射，将所述微透镜初步结构和所述容纳初步结构固化形成聚焦结构和容纳结构。

上述各实施例中，所述第一模具与所述聚合物的粘附力大于第二模具与所述聚合物的粘附力，以便于在分离第二模具时，不至于使所述聚合物与第一模具分离，从而避免后续对在沟槽结构内填充材料产生影响。

通过上述步骤可以看出，本实用新型实施例所提供的悬浮成像光学薄膜的制备方法中聚焦结构以及容纳结构可以一次成型并且同时固化，也不需要制备基材层，从而可以降低悬浮成像光学薄膜的厚度。此外，该方法工艺简单，节约材料，降低了成本，适合产业化生产。

在另一实施例中，适用于本实用新型悬浮成像按键结构的悬浮成像光学薄膜的制作方法还可以包括：

S4：在所述容纳结构中填入填充物，形成图文结构，所述填充物与所述聚合物的折射率不同。

在得到所述悬浮成像光学薄膜后，可以在所述容纳结构中填入填充物，可以对填充物进行烘干或烧结等固化措施，形成图文结构。填充物可以与所述聚合物的折射率不同，其颜色也可以与所述聚合物的颜色不同，以便于观察。

在另一实施例中，为了可以在图文结构一侧观察到图案成像以便于提高用户的体验效果，所述制备方法还可以包括：

S5：在所述聚焦结构的表面形成反射结构。

在形成所述聚焦结构后，可以采用喷涂、喷墨打印、悬涂、蒸镀、磁控溅射、电镀等方法来在所述聚焦结构的表面形成反射结构。

在另一实施例中，为了使所制备的薄膜便于使用，所述制备方法还可以包括：

S6：将所述悬浮成像光学薄膜切割成预设尺寸的薄膜单元。

所述薄膜单元中可以至少含有完整的一个微透镜和一个沟槽或图案。

需要说明的是，该步骤与步骤S4之间的执行顺序并没有限制。

下面结合实际制备方法来来对上述步骤进行进一步的说明。

在具体制备薄膜的过程中，可以利用压合装置对所述聚合物相背对的两侧进行挤压。所 述压合装置可以包括平行且具有预设间隔距离的第一辊和第二辊；所述第一辊的外周面上具有所述第一模具，所述第二辊的外周面上具有所述第二模具。所述第一辊和所述第二辊可以是相对竖直放置，也可以是相对水平放置。所述第一辊和所述第二辊可以相正对放置，也可以相斜对放置。所述第一模具和所述第二模具可以分别套设在所述第一辊和所述第二辊上，也可以是分别刻在所述第一辊和所述第二辊上。

在所述第一辊和所述第二辊相对竖直放置时，往这两个辊之间注入所述聚合物，在重力和与辊之间摩擦力的作用下，所述聚合物竖直通过这两个辊，形成所述微透镜初步结构和所述容纳初步结构。然后，可以在形成所述微透镜初步结构和所述容纳初步结构的过程中或之后，同时对这两个辊进行加热，或者对其中的一个辊加热，固化形成聚焦结构和容纳结构。需要说明的是，这两个辊之间的预设间隔距离可以按照聚焦结构和容纳结构之间的预设厚度来进行调节，以保证在所述第一表面和所述第二表面位于不同聚合物中时，在这两聚合物在辊滚动挤压的过程中形成融合部分，这样在固化形成的聚焦结构和图文结构之间不存在分界面。

此外，所述压合装置还可以含有切割工具，在得到含有聚焦结构和容纳结构的悬浮成像光学薄膜后，对所述悬浮成像光学薄膜进行切割，以便于后续使用。

在所述第一辊和所述第二辊相对水平放置时，可以施加推力使所述聚合物水平通过这两个辊，形成微透镜初步结构和容纳初步结构，对这两个辊进行加热，使所形成的微透镜初步结构和所述容纳初步结构同固化，分别形成聚焦结构和容纳结构。这种方式的具体执行过程可以参考第一辊和第二辊竖直放置的具体执行过程，在此不再赘叙。

在藉由前述方法完成所述悬浮成像光学薄膜的制作后，继而还可将这些悬浮成像光学薄膜设置于相应按键体表面或内部，从而形成所需的悬浮成像按键结构。

本实用新型实施例提供的又一种悬浮成像光学薄膜可以包括：透明薄膜层，所述透明薄膜层具有相对的两个表面；设置于所述透明薄膜层一个表面的微反射透镜阵列层，所述微反射透镜阵列层包括复数个呈不规则排布的微反射透镜；设置于所述透明薄膜层相对所述微反射透镜阵列层的另一个表面的图文单元阵列层，所述图文单元阵列层包括复数个图文结构；所述微反射透镜阵列层与所述图文单元阵列层相适配，从而使所述悬浮成像光学薄膜在被自所述图文结构一侧观察时有且只有能形成一个悬浮于所述透明薄膜层的悬浮影像，所述悬浮成像光学薄膜形成的悬浮影像为单通道图案或多通道图案。

请参阅图20a，一种悬浮成像光学薄膜，包括：透明薄膜层10，所述透明薄膜层10包括第一表面(位于图中透明薄膜层10的下表面)以及相对设置的第二表面(位于图中透明薄膜层10的上表面)；复数个微反射透镜，所述微反射透镜设置于所述透明薄膜层10第一 表面。微反射透镜在透明薄膜层第一表面呈不对称的排布，形成微反射透镜阵列层11。需要值得注意的是，在本文中出现的不对称是指多个微反射透镜在所述透明薄膜层10第一表面所呈的平面不具有镜像对称轴或中心对称轴等，从而使得多个微反射透镜不呈镜像对称或中心对称排布。所述微反射透镜阵列层11还包括微透镜13和反射层14，其中反射层14设置于所述微透镜13的下表面。复数个图文结构12，所述图文结构12设置于所述透明薄膜层10第二表面形成图文单元阵列层。从透明薄膜层10第一表面侧观察，所述成像薄膜形成悬浮于透明薄膜层10第一表面与观察者位置之间的、悬浮的、放大的影像，且所述放大影像有且仅有一个，由图文结构通过微反射透镜阵列层放大所组成。当围绕所述悬浮成像光学薄膜的横向轴或纵向轴转动，或者左右或前后倾斜该成像薄膜时，不会有其它的第二个放大图文结构的影像进入观察区域，其原理亦可参阅图18。

请再参阅图20a，透明薄膜层10其实为一基底，所述基底可以PET、PVC或者PMMA等树脂层，其中图文结构12嵌设在透明薄膜层10中，也可以在透明薄膜层10表面设有可固化树脂，图文结构12嵌设在可固化树脂中，当然，图文结构12还可以通过粘合层粘接于所述透明薄膜层10表面。所述微反射透镜阵列层11形成于透明薄膜层10表面，或通过粘合层粘接于透明薄膜层10表面。

请参阅图20b，另一种结构的悬浮成像光学薄膜，包括：透明薄膜层20’，所述透明薄膜层20’包括第一表面以及相对设置的第二表面；复数个微反射透镜，所述微反射透镜设置于所述透明薄膜层20’第一表面；微反射透镜在透明薄膜层第一表面呈无对称轴的排布，形成微反射透镜阵列层21，所述微反射透镜阵列层21包括微透镜23以及反射层24，其中反射层24设置于所述微透镜23表面；复数个图文结构22，所述图文结构22设置于所述透明薄膜层20’第二表面形成图文单元阵列层；从透明薄膜层20’第一表面侧观察，所述成像薄膜形成悬浮于透明薄膜层20’第一表面与观察者位置之间的、悬浮的、放大的影像，且所述放大影像有且仅有一个，由图文结构通过微反射透镜阵列层放大所组成；当围绕所述悬浮成像光学薄膜的横向轴或纵向轴转动，或者左右或前后倾斜该成像薄膜时，不会有其它的第二个放大图文结构的影像进入观察区域，其原理同样可参阅图18。

请再参阅图20b，微透镜23、透明薄膜层20’以及图文结构22为一整体，即所述微透镜23以及图文结构22、透明薄膜层20’通过一次固化而成。由于没有基底，这样的悬浮成像光学薄膜与图1的相比更薄。其中图文结构22嵌设在透明薄膜层20’中，此时透明薄膜层20’为可固化树脂，所述微透镜23以及图文结构22直接通过模具在可固化树脂表面成型、固化以及填充来制成。所述图文结构22可以是在透明薄膜层20’第二表面形成沟槽式图案，也可以是在沟槽中在填充存在折射率差的树脂、染色材料、着色材料或者金属一种或者多种 组合。

请参阅图20c，又一种结构的悬浮成像光学薄膜，包括：透明薄膜层30，所述透明薄膜层30包括第一表面(图中透明薄膜层30的上表面)以及相对设置的第二表面(图中透明薄膜层30的下表面)。复数个微反射透镜，所述微反射透镜设置于所述透明薄膜层30的第一表面；微反射透镜在透明薄膜层30第一表面呈不对称排布，形成微反射透镜阵列层31。所述微反射透镜阵列层31包括微透镜33以及反射层34，其中反射层34设置于所述微透镜33的上表面。复数个图文结构32，所述图文结构32设置于所述透明薄膜层30第二表面形成图文单元阵列层。从透明薄膜层30第二表面侧观察，所述成像薄膜形成悬浮于透明薄膜层30第二表面与观察者位置之间的、悬浮的、放大的影像，且所述放大影像有且仅有一个，由图文结构通过微反射透镜阵列层放大所组成。当围绕所述悬浮成像光学薄膜的横向轴或纵向轴转动，或者左右或前后倾斜该成像薄膜时，不会有其它的第二个放大图文结构的影像进入观察区域，其原理亦可参阅图18。请再参阅图20c，微透镜33、透明薄膜层30以及图文结构32为一整体，即所述微透镜33以及图文结构32都是直接在透明薄膜层30上形成的，这样的悬浮成像光学薄膜与图19的相比更薄，因为没有基底，其中图文结构32凸设在透明薄膜层30表面，此时透明薄膜层30为可固化树脂，首先在可固化树脂一表面形成微透镜33，然后固化成型，所述图文结构32可以喷墨打印、丝网印刷、光刻、或者浮雕等方式形成于透明薄膜层30第二表面；其中形成图文结构32的材料为具有折射率差的树脂、染色材料、着色材料或者金属一种或者多种组合。该种结构的悬浮成像光学薄膜第二表面还设有保护层35，所述保护层35也可以是粘结层，这样可以很好的保护图文结构32，此时，这种薄膜的厚度大于图19中的薄膜厚度。图20a以及图20b的所述图文结构一面均可设有保护层，且所述保护层同样可以具有粘接的特征。图20a、20b以及图20c，这里不仅仅图文结构这一面可以设有保护层，微反射透镜一侧同样可以设有保护层，其中，所述保护层同样可以具有粘接的特征。保护层可以包括UV胶、OCA胶等其他一些不会产生化学反应的透明或者视觉透明的聚合物。

请再一次参阅图20a、20b以及20c，微反射透镜在透明薄膜层第一表面上呈随机或者非周期性排布；所述微反射透镜、透明间隔和图文结构的总厚度在微反射透镜曲率半径的二分之一至微反射透镜三倍的曲率半径之间。所述反射层14、24以及34为单层介质层、多层介质层、金属反射层或者由金属反射层与介质层组成的多层结构，且所述反射层的厚度为20nm～5μm。在微反射透镜阵列层表面设有反射层14、24以及34，这使得在实际应用中可以将悬浮成像光学薄膜的图文结构所在侧与实际应用产品相贴合，从图文结构所在侧观察图文结构的成像，这可以避免从微反射透镜阵列层所在侧观察图文结构的成像而因微反射透镜阵 列层所在侧凹凸不平所带来的影响用户体验效果的问题，因而有利于提高用户的体验感受。

请再一次参阅图20a、20b、20c以及图18，所述图文结构还可以是由微印刷图案、填充颜料或染料的表面微浮雕微图案、线条结构微图案或印刷图案、填充颜料或染料的表面微浮雕微图案以及线条结构微图案中至少两者的组合构成；其中，所述图文单元阵列层通过所述微反射透镜阵列层放大成像后形成影像，所述影像或放大影像有且仅为一个，所述放大的影像为单通道图案或多通道图案。这里需要说明“有且仅有一个”并不是传统所说的一个图标或者图文，例如多通道图案；所述影像一定是有原像单元，可以理解是原像单元经过光学器件作用形成影像，这里的原像单元是一个完整的图文或者说能表达一个完整意思的图文，所以这里的“有且仅有一个”是根据原像单元来定义，所成的影像只为一个原像单元，即这里的“有且仅有一个”不能根据连通域来判断影像的个数。

在其中一实施例中，所述图文结构位置坐标与微反射透镜相适配，所述相适配为第二表面中的图文结构的位置坐标由经过第一表面中的微反射透镜的位置坐标经过变换获得，所述的变换包括坐标缩放变换或坐标旋转变换，或者它们的组合。

请参阅图21a以及图21b，其中，微反射透镜在所在的透明薄膜层第一表面内排布无对称轴。图20a为呈随机排布的情况，图21b为正方形点阵依照函数

ξ_i＝-x_oi-arg sinh(y_oi)，η_i＝y_oi-arg sinh(x_oi)变换，以点阵坐标作为微反射透镜中心，得到非周期排列的情况；微聚焦反射阵列所在区域面积与总面积之比称为占空比。占空比越高，得到的放大图形对比度越高。优选的，微反射透镜的所占的总面积在所在的第一表面总面积的60％以上。

请参阅图22a以及22b，图22a为图21a中随机排布的点阵坐标经过放大变换

ξ_i＝0.99x_oi,η_i＝0.99y_oi

得到的图文结构排列，其中，x_oj以及y_oj为微聚焦反射单元位置坐标，图文结构在所在的透明薄膜层第二表面内排布无对称轴，呈随机排布。附图22b、附图21b中依照函数

ξ_i＝-x_oi-arg sinh(y_oi)η_i＝y_oi-arg sinh(x_oi)

排布的微反射透镜点阵坐标经过逆时针旋转2°(也可以为其他值)时得到的图文结构排列，其中，x_oj以及y_oj为微聚焦反射单元位置坐标，图文结构在所在的透明薄膜层第二表面内排布无对称轴，呈非周期分布。

在本实施方式中，变换函数存在一个且只有一个变换不动点，保证了只呈现唯一的一个放大的图文结构影像。即在上述的缩放、旋转变换中，透明薄膜层第一表面与第二表面存在一个且只有一个变换不动点对(基于不动点得到的第一表面坐标值、基于不动点得到的第二表面坐标值)，点221和点225(如图21a和图22a)、点223和点227(如图21b和图22b)。 在实际的使用中，所使用的坐标变换包括，但不限于坐标缩放变换和坐标旋转变换，或者它们的组合。所述微反射透镜在其所在平面具有与所述函数的不动点对应的第一定位点，所述图文结构所在平面具有基于所述不动点与所述第一定位点对应的第二定位点，所述图文结构基于所述第一定位点和所述第二定位点与所述微反射透镜相一一对应。当然的，所述图文结构的位置坐标与所述微反射透镜的位置坐标的变换函数也可以为其他有且只有一个不动点的函数。由于微反射透镜在透明薄膜层的表面呈不对称排，因而确保了所述图文结构的位置坐标与所述微反射透镜的位置坐标呈一一对应关系，从而保证该悬浮成像光学薄膜只能呈现一个图案，且该图案不会出现多个。虽然该图案在薄膜转动过程中，会产生一定的偏转和大小变换，但是由于不会产生重叠或其他图案，因而仍然保证该图案的清晰度。

为了使图文结构与微反射透镜达到更好的成像效果，例如，所述图文结构与所述微反射透镜的焦平面的距离小于或等于所述聚焦微反射透镜焦距的20％。为了使微反射透镜适用性更好，例如，所述微反射透镜的有效直径大于20微米且小于1000微米，或者有效直径为20μm～500μm，再或者有效直径为55μm～200μm，再或者300μm～450μm，为了一些领域的特殊需求，有效直径为550μm～900μm。为了使成像的效果更优，例如，所述微反射透镜的焦距为10微米至2000微米，或者焦距为20μm～100μm，再或者焦距为200μm～450μm，再或者焦距为550μm～900μm，再或者焦距为1050μm～1500μm。为了使成像薄膜能够使用在更多的领域，例如，所述悬浮成像光学薄膜的总厚度小于5000微米，例如该薄膜由于比较高端或者说超薄设计的，那么该薄膜可以采用无基底或者薄基底结构，此时悬浮成像光学薄膜的总厚度20μm～200μm，用于一般体积比较小的产品时并对厚度要求不高，此时悬浮成像光学薄膜的总厚度300μm～500μm，当该薄膜用于大型的装饰品时，透明薄膜层就可以是玻璃或者厚的膜，此时悬浮成像光学薄膜的总厚度600μm～1000μm，甚至更厚例如1200μm、1300μm、1500μm、2000μm、2500μm、3500μm或者4500μm。

又如，所述微反射聚焦元件单元为折射反射单元，所述折射反射单元为柱面反射镜、球面反射镜或非球面反射镜。

又如，所述透明薄膜层的第一表面的剩余部分或所述透明基层的第二表面的剩余部分设置有全息防伪单元、菲涅耳浮雕结构单元、光变单元、亚波长微结构单元、动感光变单元或印刷图案，或者是介质层、金属层，或者涂覆有油墨、荧光、磁性、磷性、选择吸收或是具有微纳结构。

请再次参阅图20a，一种悬浮成像光学薄膜有三层结构：透明薄膜层10、二维微反射透镜阵列层(或者微反射透镜阵列)11和图文结构层(图文结构)12。二维微反射透镜阵列层11上有微透镜13和微反射单元(或者反射层)14。

所述透明薄膜层10的厚度在10微米至5000微米，优选的，透明薄膜层层厚度小于1000微米。透明薄膜层材料可以为PC、PVC、PET、PMMA、紫外敏感固化胶、玻璃或BOPP等，优选的，选为PET和紫外敏感固化胶。

所述微透镜13和微反射单元14将从透明薄膜层第二表面侧的入射光经反射聚焦于图文结构层12。微透镜13可以是折射反射单元或者衍射反射单元。当采用折射反射单元时，如一维柱面、二维球面或者非球面反射镜，其焦距约为其曲率半径的二分之一，口径尺寸10至1000微米，优选的，口径尺寸在25至500微米。微聚焦透镜数值孔径0.1～4.0，优选的，微聚焦透镜数值孔径小于2.0。

所述微透镜13的材料可以是PC、PVC、PET、PMMA、紫外敏感胶、玻璃或BOPP等，优选的，选为紫外敏感固化胶。微反射单元14材料为单层介质层、多层介质层、金属反射层或者由金属反射层与介质层组成的多层结构。

所述图文结构层12由微印刷图案、填充颜料或染料的表面微浮雕微图案、线条结构微图案或印刷图案、填充颜料或染料的表面微浮雕微图案以及线条结构微图案中至少两者的组合构成。

前述实施例中悬浮成像光学薄膜的视觉效果示意图可参阅图18，而其实现悬浮3D放大图像的原理可参阅图19。此处不再赘述。

适用于制作本实用新型悬浮成像按键结构所需悬浮成像光学成像薄膜的一种制作方法可以包括下列步骤：

(1)基材层一侧涂敷紫外固化胶或者热敏材料，作为微反射阵列层；

(2)具有与待压微反射结构相反的模版压印微反射阵列层，同时通过辐照使紫外固化胶固化，或者通过冷却使热敏材料固化，得到微透镜阵列层。所述的压印模版材料可以由镍(Ni)、镍钴(NiCo)合金、镍铁(NiFe)合金、镍碳化硅(NiSiC)等组成。压印方式可以是平对平、卷对平或者卷对卷方式；

(3)在微反射阵列层形成微反射层，如单层介质层、多层介质层、金属反射层或者由金属反射层与介质层组成的多层结构。介质材料为氟化镁、二氧化钛、二氧化硅、金属氧化物和介质氧化物等，金属材料为铝、银、铜或者它们的合金；

(4)在基材层另一侧涂敷紫外固化胶或者热敏材料，作为微纳结构层；

(5)将具有与待压微纳结构层相反的模版压印微纳结构层，同时通过辐照使紫外固化胶固化，或者通过冷却使热敏材料固化，得到微透镜阵列层。所述的压印模版材料可以由镍(Ni)、镍钴(NiCo)合金、镍铁(NiFe)合金、镍碳化硅(NiSiC)等组成。压印方式可以是平对平、卷对平或者卷对卷方式。微纳结构层还可以通过印刷方式，利用油墨、荧光、磁性、磷性、选择 吸收材料形成可被人眼观察的放大图案。

同样的，在藉由前述方法完成所述悬浮成像光学薄膜的制作后，继而还可将这些悬浮成像光学薄膜设置于相应按键体表面或内部，从而形成所需的悬浮成像按键结构。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，上面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在上面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于上面描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受上面公开的具体实施例的限制。并且，以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出复数个变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (29)

1.一种悬浮成像按键结构，其特征在于包括按键体以及设置于所述按键体表面和/或所述按键体内的悬浮成像光学薄膜；所述悬浮成像光学薄膜包括：

具有第一表面和第二表面的透明薄膜层，所述第一表面与第二表面相背对，

设置于所述第一表面的聚焦结构，所述聚焦结构包括复数个微透镜，

以及，设置于所述第二表面的图文结构，所述图文结构包括复数个图文单元；

所述微透镜与所述图文单元相适配，从而使所述悬浮成像光学薄膜在被从所述图文结构一侧或者从所述聚焦结构一侧观察时能形成悬浮于所述悬浮成像光学薄膜的悬浮影像，所述悬浮成像光学薄膜形成的悬浮影像为单通道图案或多通道图案。

2.根据权利要求1所述的悬浮成像按键结构，其特征在于：所述悬浮成像光学薄膜设置在至少一光源所发射光线的行进路线上。

3.根据权利要求1所述的悬浮成像按键结构，其特征在于：所述悬浮成像光学薄膜设置于所述按键体表面，且所述悬浮成像光学薄膜上还设置有透明保护结构。

4.根据权利要求1所述的悬浮成像按键结构，其特征在于：所述按键体包括透明结构，所述悬浮成像光学薄膜设置于所述按键体的透明结构中。

5.根据权利要求4所述的悬浮成像按键结构，其特征在于：所述透明结构包括一透明表层和一中间层，所述透明表层和中间层之间设有透明粘接层，所述悬浮成像光学薄膜设置于所述透明表层与透明粘接层之间和/或所述透明粘接层与中间层之间。

6.根据权利要求1所述的悬浮成像按键结构，其特征在于：所述按键体包括机械式按键体或触摸式按键体。

7.根据权利要求1所述的悬浮成像按键结构，其特征在于：

所述透明薄膜层包括具有所述第一表面的第一聚合物和具有所述第二表面的第二聚合物，所述第一表面与所述第二表面相背对，同时所述第一聚合物与所述第二聚合物之间的相邻部位形成有融合部分，使所述第一聚合物与第二聚合物形成一体结构；

或者，所述透明薄膜层包括具有相背对的所述第一表面和所述第二表面的一种聚合物，所述第一表面形成有所述聚焦结构，所述第二表面形成有所述图文结构。

8.根据权利要求1所述的悬浮成像按键结构，其特征在于：所述的复数个微透镜呈随机或非周期排布，所述悬浮成像光学薄膜在被从所述图文结构一侧或者从所述聚焦结构一侧观察时有且只有一个悬浮于所述悬浮成像光学薄膜的悬浮影像。

9.根据权利要求1所述的悬浮成像按键结构，其特征在于：所述的复数个微透镜均为微反射透镜，所述的复数个微反射透镜于所述第一表面组成一微反射透镜阵列层，复数个所述的图文单元于所述第二表面组成一图文单元阵列层。

10.根据权利要求9所述的悬浮成像按键结构，其特征在于：所述的复数个微透镜呈不对称排布，所述悬浮成像光学薄膜在被自所述图文结构一侧观察时有且只有一个悬浮于所述悬浮成像光学薄膜的悬浮影像。

11.根据权利要求10所述的悬浮成像按键结构，其特征在于：所述悬浮成像光学薄膜形成的所述悬浮影像由放大的复数个所述图文单元组成，所述图文单元的位置坐标由对应的所述微透镜的位置坐标经过坐标缩放变换或坐标旋转变换获得。

12.根据权利要求1-10中任一项所述的悬浮成像按键结构，其特征在于：所述悬浮成像光学薄膜的厚度在所述微透镜曲率半径的二分之一至三倍之间。

13.根据权利要求1-10中任一项所述的悬浮成像按键结构，其特征在于：所述图文单元与所述微透镜的焦平面的距离小于或等于所述微透镜焦距的20％。

14.根据权利要求1-10中任一项所述的悬浮成像按键结构，其特征在于：所述微透镜的直径大于20微米且小于1000微米；和/或，所述微透镜的焦距为10微米至2000微米。

15.根据权利要求1-10中任一项所述的悬浮成像按键结构，其特征在于：所述微透镜所占的总面积为所述第一表面总面积的60％以上。

16.根据权利要求1-10中任一项所述的悬浮成像按键结构，其特征在于：所述第一表面除去所述聚焦结构的部分和/或所述第二表面除去所述图文结构的部分还设置有全息防伪单元、菲涅耳浮雕结构单元、光变单元、亚波长微结构单元、动感光变单元、印刷图案、介质层、金属层、涂覆有油墨、荧光、磁性、磷性、选择吸收或是具有微纳结构中的一种或几种的组合。

17.根据权利要求1所述的悬浮成像按键结构，其特征在于：所述第二表面形成有容纳结构，所述容纳结构内填入有填充物以形成所述图文结构，所述填充物均与所述透明薄膜层对光的折射率不同。

18.根据权利要求17所述的悬浮成像按键结构，其特征在于：所述聚焦结构的顶部与所述容纳结构的顶部之间的距离为2～150微米。

19.根据权利要求1-10、17-18中任一项所述的悬浮成像按键结构，其特征在于：所述图文结构包括微印刷图案、填充颜料、染料的表面微浮雕微图案、线条结构微图案、印刷图案中的一种或几种的组合。

20.根据权利要求1-10、17-18中任一项所述的悬浮成像按键结构，其特征在于：所述图文结构包括依次叠加的N层图文，所述N层图文与所述微透镜相适配而形成N层立体悬浮影像，N为大于1的正整数。

21.根据权利要求20所述的悬浮成像按键结构，其特征在于：每层所述的图文与所述聚焦结构的焦平面的距离在所述聚焦结构的焦距的0.7倍-1.3倍之间。

22.根据权利要求1所述的悬浮成像按键结构，其特征在于：所述聚焦结构上覆盖有平坦层，并且所述平坦层填充所述复数个微透镜之间的间隙，所述平坦层相背对于所述聚焦结构的一侧表面为平坦面，所述平坦层的折射率不同于所述聚焦结构的折射率。

23.根据权利要求1所述的悬浮成像按键结构，其特征在于：所述悬浮成像光学薄膜还包含背景色区域，所述背景色区域的颜色不同于周围环境或者与周围环境一致。

24.一种手机按键，其特征在于具有权利要求1-23中任一项所述的悬浮成像按键结构。

25.根据权利要求24所述的手机按键，其特征在于：所述按键为HOME键。

26.根据权利要求24所述的手机按键，其特征在于：所述手机包括具有显示屏的正面、与所述正面相背对的背面，以及连接所述正面和背面的侧面，所述按键位于所述正面和/或背面和/或侧面。

27.根据权利要求26所述的手机按键，其特征在于：所述正面包括覆盖显示屏的触摸屏，所述按键设置于所述显示屏外的触摸屏上。

28.具有权利要求1-23中任一项所述悬浮成像按键结构的装置。

29.根据权利要求28所述的装置，其特征在于：所述装置为便携式智能产品或家电产品。