[發明專利]光學可變圖像的制作方法及其照排系統

有效

• 申請號: 01134127.0
• 申請日: 2001-10-29
• 公開（公告）號: CN1350211A
• 公開（公告）日: 2002-05-22
• 發明（設計）人: 陳林森;解劍峰;沈雁;吳建宏;胡祖元;陸志偉;胡元;汪振華;顧華儉
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: G03H1/04
• 分類號: G03H1/04;G03H1/18;G06T15/00
• 代理公司: 蘇州創元專利事務所有限公司
• 代理人: 陶海鋒

???????????????????????技術領域

本發明涉及一種光學可變圖像的制作方法及其照排系統，具體涉及一種用干涉型光學頭作為激光直寫頭，用激光干涉條紋點作為激光直寫點制作光學可變圖像的方法及其裝置。

??????????????????????????背景技術

光學可變圖像由不同空頻、光柵取向的單元光柵組成，對于浮雕型圖像，通過模壓鍍鋁，使之成為反射再現全息圖，人眼可直接把圖像對著光源觀察反射的衍射光，由于單元光柵的取向和空頻有著無窮多的組合，使得光學可變圖像具有色彩變化、動態效果和三維感等多光變效果的光學特征，既難以復制偽造，又易于用人眼直接觀察，可以應用于證券、卡證的防偽，激光防偽包裝材料的生產和檢測中。目前制作光學可變圖像的方式主要有兩種，一是在全息干版上記錄由光干涉形成二維或三維圖像的全息攝影，這種方法主要是通過手工來完成，對制作具有高精度的、具有動態效果的光學可變圖像非常困難；另一種是激光直寫，由計算機控制精細激光束在樣品臺上的移動，直接在光刻膠表面曝光，刻出連續浮雕結構，這種單光束直寫方式，對電子控制和機械的精度要求很高，如果設計一個10毫米×10毫米的光柵，光束的聚焦點的直徑為1微米，設運行速度為10毫米/秒，光刻500線/毫米的光柵需要至少80分鐘，對于更小光柵常數和面積更大的光學可變圖像(如用于激光防偽包裝材料的光學可變圖像)，單激光直寫顯然是不合適的。在美國專利5291317中公開了一種制作全息衍射光柵圖案的方法，其入射光經衍射光柵后，利用光闌阻擋0級光和高次衍射光，將正負一級光會聚在感光材料上，形成全息衍射光柵圖案，由于衍射光柵的光強大部分集中在0級光上，因此，其光源的能量利用率極低，要求光源的功率較大，并延長曝光時間，同時，采用該方法無法在光路中插入圖像輸入器件，難以形成可變形狀的圖像編碼效果，實用效果較差。因此，提供一種能用計算機控制的制作速度快、光利用率高、成本較低的光學可變圖像制作方法，必將大大推動光學可變圖像的應用，特別是在防偽包裝等大面積光學可變圖像制作方面的應用。

?????????????????????????發明內容

本發明目的是提供一種速度快、能高效率地制作大面積光學可變圖像的制作方法及利用此方法實現制作的照排系統。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案是：一種光學可變圖像的制作方法，包括以下步驟，

(1)由一光源經光學成像系統將光闌成像到全息光學元件上，產生一對衍射光束；

(2)將所述衍射光束會聚在記錄材料上，產生一個干涉條紋點；

(3)移動記錄材料的位置；

(4)記錄下一個干涉條紋點；

(5)重復步驟(3)和(4)，直至完成光學可變圖像的制作。

上述技術方案中，所述的“全息光學元件”是一種體積全息光學元件，它能將入射光的光強集中在正、負一級衍射光上，零級光的能量比正、負一級光小，也可以將入射光集中在正一級和零級光上，或者正負一級光具有發散或會聚作用。

上述技術方案中，在步驟(3)中，可以同時轉動全息光學元件或者改變全息光學元件的位置。

上述技術方案中，所述光闌可以是形狀光闌，其形狀可以是幾何圖形或文字。

上述技術方案中，所述的記錄材料可以是感光材料，此時，可采用一般激光光源或線譜線光源；所述的記錄材料也可以是塑料或金屬材料，則應采用高功率密度的激光光源。

利用上述制作方法生成光學可變圖像的照排系統，包括由光源、衍射前成像系統、全息光學元件、衍射后成像系統組成的光路系統、放置記錄材料的工作臺以及包括計算機的控制部分，所述全息光學元件設置在轉臺上，所述工作臺可以沿X軸和Y軸運動，所述記錄材料位于衍射后成像系統的焦面上。

上述技術方案中，在所述光源和衍射前成像系統之間設有光電開關，所述全息光學元件的轉臺可以轉動及沿Z軸方向運動。各運動部件如光電開關、工作臺、轉臺等均可以由計算機通過控制機構控制其運動。

上述技術方案中，在所述的衍射前成像系統前設有光闌，該光闌可以是形狀光闌，其中所述的形狀可以是幾何圖形(如圓形、方形等)或文字(如字母、數字等)。