一種蜂窩狀微凸光柵及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及三維立體圖像制作技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種蜂窩狀微凸光柵及其制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有光柵按特殊透鏡形式分為平面透鏡光柵、柱面透鏡光柵和球面透鏡光柵三種，它們按各自特定規(guī)則排列制成的光柵材料稱(chēng)為狹縫光柵、柱鏡光柵和球面光柵(或圓點(diǎn)光柵)。其中，狹縫光柵由于光柵種類(lèi)單一，且需要額外光源輔助才能產(chǎn)生效果等原因，不適合大批量用于立體印刷；而柱鏡光柵效果豐富，不需要額外光源即可產(chǎn)生效果，且適于大批量印刷制作。所以，目前，立體圖案制作一般采用柱鏡光柵，但柱鏡光柵的觀看方向極其嚴(yán)格，只有一個(gè)垂直方向，應(yīng)對(duì)人們閱讀隨意性有著不可克服的缺陷。而球面光柵(圓點(diǎn)光柵)，可以全方位觀察立體影像，也是可見(jiàn)光下自然全息立體展示的技術(shù)核心，是今后光柵技術(shù)發(fā)展的方向。
[0003]圓點(diǎn)光柵是由若干個(gè)圓點(diǎn)整齊排列組成的特殊光柵。每一個(gè)圓點(diǎn)都是一個(gè)微型的放大鏡。跟常用的柱鏡光柵不同，柱鏡光柵是豎條紋。圓點(diǎn)光柵是一個(gè)個(gè)分離的獨(dú)立的圓點(diǎn)。用圓點(diǎn)光柵制作的立體圖上下左右前后都有立體感，可以讓人的視覺(jué)在全方位看到立體圖像。
[0004]但圓點(diǎn)光柵也存在一些缺點(diǎn)，例如圓點(diǎn)直徑通常為0.3mm以上，生產(chǎn)制造加工精度以及印刷精度(dpi分辨率)較低，產(chǎn)品質(zhì)量存在瑕疵，且圓點(diǎn)的形狀為正圓形陣列(如圖1所示)，這種陣列形狀的光柵有立體盲角。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種蜂窩狀微凸光柵。
[0006]該蜂窩狀微凸光柵，具有由正六邊形微透鏡360°連續(xù)排列的微透鏡陣列層，所述正六邊形微透鏡的凸起面為球形曲面。微凸光柵厚度可以根據(jù)微凸的設(shè)計(jì)大小尺寸焦距確定材基的厚度，正面是微凸，底面是平面。基材可以選擇現(xiàn)有技術(shù)中常用的例如PC、PET、PTU、PVC等與光柵配合使用的材料。
[0007]作為優(yōu)選，上述蜂窩狀微凸光柵中，所述微透鏡陣列層的表面涂布有UV光固化層。
[0008]作為優(yōu)選，上述蜂窩狀微凸光柵中，所述正六邊形微透鏡的六邊形底面直徑為
0.008mmo
[0009]作為優(yōu)選，上述蜂窩狀微凸光柵中，光柵分辨率為4800dpi。該微凸光柵米用聚鏡放大鏡原理，光柵弦長(zhǎng)球面高度為聚焦焦距弧面，光柵分辨率最佳為4800dpi。
[0010]本發(fā)明還提供了一種以上所述的蜂窩狀微凸光柵的制備方法，包括以下步驟:
(I)模具CAD圖設(shè)計(jì):以直徑20 μπι的正六邊形進(jìn)行陣列，陣列角度為60°，形成蜂窩狀微凸光柵的模具CAD圖檔； (2)按照設(shè)計(jì)好的CAD圖檔，用25400dpi分辨率精度輸出光繪菲林或鉻版；
(3)用光繪菲林曬版，進(jìn)行光刻蝕刻母版，過(guò)程依次包括沉積、光刻和蝕刻；
(4)用蝕刻好的蜂窩狀圓點(diǎn)母版進(jìn)行UV轉(zhuǎn)印至光柵基材上，制成蜂窩狀微凸光柵。
[0011]本發(fā)明還提供了一種360°全景立體圖，是由以上所述的蜂窩狀微凸光柵制備而成。
[0012]本發(fā)明還提供了上述360°全景立體圖的制備方法，包括以下步驟:
(1)以分辨率為線寬5微米的線寬進(jìn)行3D全景圖設(shè)計(jì)；
(2)設(shè)計(jì)稿完成后，用矢量文件按照25400dpi的分辨率輸出，線寬為5微米的加密3D圖案鉻版；
(3)調(diào)配彩色光刻膠，以C.M.Y.K.4色調(diào)配出需要的色彩；
(4)將調(diào)配好的彩色光刻膠涂布在權(quán)利要求1~4任一所述的蜂窩狀微凸光柵反面；
(5)涂布好彩色光刻膠的蜂窩狀微凸光柵進(jìn)行120°C烤箱烘烤20分鐘；
(6)待自然冷卻至常溫，將鉻版放在光柵上用平行光曝光15秒，用2(wt)%碳酸鈉噴射顯影；
(7)彩色光刻膠通過(guò)平行光顯影后，得到正、負(fù)膠的特性，得到所述360°全景立體圖。
[0013]本發(fā)明還提供以上任一所述的蜂窩狀微凸光柵在制作光學(xué)防偽原件中的應(yīng)用。
[0014]本發(fā)明的微凸光柵在彩色曝光顯影中精度達(dá)到納米級(jí)，防偽標(biāo)簽被復(fù)制難度極高，微凸全息數(shù)字信息設(shè)計(jì)可以是加密文檔，通過(guò)彩色光刻膠顯影達(dá)到微凸全息數(shù)字加密標(biāo)簽，用于制作光學(xué)防偽原件非常實(shí)用。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
1、本發(fā)明的蜂窩狀微凸光柵根據(jù)物理光學(xué)45° /60°陣列微凸立體顯像原理(由N單位個(gè)微凸陣列作用于對(duì)應(yīng)的數(shù)碼坐標(biāo)圖形，進(jìn)行點(diǎn)陣微凸放大形成360°立體圖像)為研發(fā)依據(jù)，采用蜂窩狀微凸，達(dá)到了微凸3D立體成像無(wú)死角盲點(diǎn)的效果。微凸光柵的材料透光率95%以上，從而使后期立體成像清晰度大大提升。
[0016]表面涂布有UV光固化層，使材料的表面硬度達(dá)到了 2H以上，耐高溫(模內(nèi)注塑)，防刮傷，而PC、PET、PTU、PVC等與光柵配合使用的基材物理性能不會(huì)改變，韌性、拉伸性能等依然等保持良好狀態(tài)，可廣泛應(yīng)用于大量的工業(yè)產(chǎn)品的imd塑料制品模內(nèi)注塑。
[0017]2、本發(fā)明蜂窩狀微凸光柵的制備方法，設(shè)計(jì)文件為54000dpi高分辨率的光刻CAD文件，然后制造出納米級(jí)的光罩(鉻版)，進(jìn)行感光蝕刻電鑄模具，通用性很強(qiáng)，可以在任意材料上生產(chǎn)出高分辨率的微凸光柵(1200目以上)以及直紋光柵(2001pi以上)生產(chǎn)節(jié)能顯著，光柵材料采用光刻模具進(jìn)行涂布線生產(chǎn)，耗電能源消耗只有拉板機(jī)制造光柵材料能耗30%不到。淘汰了落后的機(jī)床機(jī)械加工的低精度和昂貴加工成本，精度高，時(shí)效快。
[0018]采用納米級(jí)光刻蝕刻制造模具達(dá)到納米微凸，從而達(dá)到了真正意義上的材料高防偽的等級(jí)。蜂窩微凸圓直徑為0.008_，微凸陣列的精度提高了 37.5倍(與現(xiàn)有非蜂窩狀普通微凸光柵比較)。
[0019]采用光固化涂布技術(shù)，可多樣化的進(jìn)行生產(chǎn)，淘汰了傳統(tǒng)工藝中3D材料的單一性(傳統(tǒng)的光柵生產(chǎn)工藝是拉板機(jī)，一種機(jī)器只能生產(chǎn)一種固定光柵數(shù)據(jù)的材料)。
[0020]3、本發(fā)明的360°全景立體圖采用彩色光刻膠顯影立體成像，取代了傳統(tǒng)的油墨印刷，實(shí)現(xiàn)了超高分辨率不能印刷的瓶頸，綠色環(huán)保的光刻膠替代了化學(xué)溶劑有污染的印刷油墨。因光刻膠顯影無(wú)需消耗電力資源，從而達(dá)到了環(huán)保節(jié)能的效果。
【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1是現(xiàn)有圓點(diǎn)光柵平面陣列結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是現(xiàn)有圓點(diǎn)光柵平面陣列結(jié)構(gòu)立體盲點(diǎn)死角示意圖；
圖3是本發(fā)明蜂窩狀微凸光柵平面陣列結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4是本發(fā)明蜂窩狀微凸光柵縱向剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步解釋和說(shuō)明，以使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠更好地理解本發(fā)明并予以實(shí)施，實(shí)施例不作為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0023]實(shí)施例1
1、蜂窩狀微凸光柵材料制造
(O (模具CAD圖設(shè)計(jì))以制造精度為0.02_ (20 μπι)蜂窩形狀圓點(diǎn)進(jìn)行陣列，陣列角度為60°最佳，形成360°全景3D材料模具CAD圖檔。
[0024](2)按照設(shè)計(jì)好的CAD圖檔，用25400dpi分辨率精度輸出光繪菲林，要求更高的可以出線寬5微米的鉻版。
[0025](3)用光繪菲林曬版，進(jìn)行光刻蝕刻母版。(沉積-光刻-蝕刻)
(4)用蝕刻好的蜂窩狀圓點(diǎn)母版進(jìn)行UV轉(zhuǎn)印(pk)。
[0026](5) 360°全景3D蝕刻模板可以在PUC、PET、TU、PU等透明材基上轉(zhuǎn)印(uv/pk)出360°全景光柵材料。
[0027]2、360°全景立體圖設(shè)計(jì)制作
(I)以分辨率為線寬5微米的線寬進(jìn)行3D全景圖設(shè)計(jì)。
[0028](2)設(shè)計(jì)稿完成后，用矢量文件按照25400dpi的分辨率輸出，線寬為5微米的加密3D圖案鉻版。
[0029](3)調(diào)配彩色光刻膠，以C.M.Y.K.4色調(diào)配出任意色彩。
[0030](4)將彩色光刻膠涂布在制作好的360°蜂窩狀圓點(diǎn)光柵反面。
[0031 ] (5)涂布好彩色光刻膠材料進(jìn)行120。烤箱烘烤20分鐘。
[0032](6)待自然冷卻至常溫，將鉻版放在光柵上用平行光曝光15秒，用2 (wt) %碳酸鈉噴射顯影。
[0033](7)彩色光刻膠通過(guò)平行光顯影后，得到正、負(fù)膠的特性，一張彩色360°全景3D高清3D圖就制造成型了。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種蜂窩狀微凸光柵，其特征在于，具有由正六邊形微透鏡360°連續(xù)排列的微透鏡陣列層，所述正六邊形微透鏡的凸起面為球形曲面。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蜂窩狀微凸光柵，其特征在于，所述微透鏡陣列層的表面涂布有UV光固化層。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的蜂窩狀微凸光柵，其特征在于，所述正六邊形微透鏡的六邊形底面直徑為0.008mm。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的蜂窩狀微凸光柵，其特征在于，光柵分辨率為4800dpi。5.權(quán)利要求1~4任一所述的蜂窩狀微凸光柵的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)模具CAD圖設(shè)計(jì):以直徑20μπι的正六邊形進(jìn)行陣列，陣列角度為60°，形成蜂窩狀微凸光柵的模具CAD圖檔； (2)按照設(shè)計(jì)好的CAD圖檔，用25400dpi分辨率精度輸出光繪菲林或鉻版； (3)用光繪菲林曬版，進(jìn)行光刻蝕刻母版，過(guò)程依次包括沉積、光刻和蝕刻； (4)用蝕刻好的蜂窩狀圓點(diǎn)母版進(jìn)行UV轉(zhuǎn)印至光柵基材上，制成蜂窩狀微凸光柵。6.一種360°全景立體圖，其特征在于，由權(quán)利要求1~4任一所述的蜂窩狀微凸光柵制備而成。7.權(quán)利要求6所述的360°全景立體圖的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)以分辨率為線寬5微米的線寬進(jìn)行3D全景圖設(shè)計(jì)； (2)設(shè)計(jì)稿完成后，用矢量文件按照25400dpi的分辨率輸出，線寬為5微米的加密3D圖案鉻版； (3)調(diào)配彩色光刻膠，以C.M.Y.K.4色調(diào)配出需要的色彩； (4)將調(diào)配好的彩色光刻膠涂布在權(quán)利要求1~4任一所述的蜂窩狀微凸光柵反面； (5)涂布好彩色光刻膠的蜂窩狀微凸光柵進(jìn)行120°C烤箱烘烤20分鐘； (6)待自然冷卻至常溫，將鉻版放在光柵上用平行光曝光15秒，用2(wt)%碳酸鈉噴射顯影； (7)彩色光刻膠通過(guò)平行光顯影后，得到正、負(fù)膠的特性，得到所述360°全景立體圖。8.權(quán)利要求1~4任一所述的蜂窩狀微凸光柵在制作光學(xué)防偽原件中的應(yīng)用。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種蜂窩狀微凸光柵及其制備方法和應(yīng)用，該光柵具有由正六邊形微透鏡360°連續(xù)排列的微透鏡陣列層，所述正六邊形微透鏡的凸起面為球形曲面。采用蜂窩狀微凸，達(dá)到了微凸3D立體成像無(wú)死角盲點(diǎn)的效果。微凸光柵的材料透光率95%以上，從而使后期立體成像清晰度大大提升。表面涂布有UV光固化層，使材料的表面硬度達(dá)到了2H以上，而PC、PET、PTU、PVC等與光柵配合使用的基材物理性能不會(huì)改變，韌性、拉伸性能等依然保持良好狀態(tài)，可廣泛應(yīng)用于大量工業(yè)產(chǎn)品的imd塑料制品模內(nèi)注塑，制作光學(xué)防偽元件。
【IPC分類(lèi)】G02B5/18, G03F7/20, G02B27/22
【公開(kāi)號(hào)】CN105005106
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510287881
【發(fā)明人】陳昭紅, 李長(zhǎng)洲
【申請(qǐng)人】陳昭紅, 李長(zhǎng)洲
【公開(kāi)日】2015年10月28日
【申請(qǐng)日】2015年6月1日