CN101160208B - 三维塑料片材 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种三维塑料片材，该三维塑料片材形成有一系列水平地和垂直地设置在表面上的多个半球凸透镜，从而不管塑料片材的位置或方向，在每个位置均可生动地观察到三维图像，同时将由于不同色点的干涉而导致莫尔图像的生成降到最小。三维塑料片材包括：凸透镜层，由透明的合成树脂制成，具有一系列形成在其顶表面上相同的半球凸透镜；透明板，设置在凸透镜层的底表面，由厚度与每个凸透镜的焦距相对应的合成树脂板制成；非焦距印刷层，通过胶版印刷设置在透明板的顶表面上，用于在该顶表面上提供真实的图像屏幕；焦距印刷层，通过胶版印刷设置在透明板的底表面上，用于通过由计算机图像程序计算和图像分割的四色点印刷在底表面上提供三维屏幕。
Description
技术领域
本发明涉及一种能够通过胶版印刷大批量制造的三维塑料片材，更具体地说，本发明涉及一种三维塑料片材，该三维塑料片材具有一系列形成在顶表面上相同的半球凸透镜，这样，不管所述塑料片材的位置或方向，在每个位置均可以生动地观察到三维图像，同时将由于不同色点的干涉而导致莫尔图像(moire pattern)的生成降到最小。
背景技术
通常，三维塑料片材由具有一系列形成在该片材顶表面上的半圆柱透镜的柱镜光栅屏幕(lenticular screen)制成，每个半圆柱透镜具有约0.5mm的节距(pitch)。如果进行三维影印，由左眼和右眼观察到的物体的图像都印刷到一片柱镜光栅屏幕上，从而获得三维图像，当通过双眼进行观察该三维图像时，所述物体看上去好像浮在空间中或进入到空间中。
在该情况下，柱镜光栅屏幕具有许多连续地布置在该塑料片材顶表面上的半圆柱透镜，该柱镜光栅屏幕仅在相对于每个透镜长度方向的左侧和右侧提供有三维效果，但在上侧和下侧不能提供任何三维效果，因而，具有该三维图像的观察角度受到限制的缺陷。
另一方面，传统的三维塑料片材由如下方法制成：对通过上面形成有一系列透镜的透镜层观察到的印刷表面进行辨识，从而观察所设计的三维图像，其中，所述印刷表面通过普通胶版印刷进行加工，以大批量生产。此时，产生的问题是，由于通过所述透镜层观察会有透镜浮雕效果，因此传统的塑料片材不具有高分辨率，因而，所述印刷屏幕不会生动而清晰。
而且，在普通胶版印刷屏幕上，构成印刷屏幕的许多点折射在透镜层上，从而所述许多点的干涉会导致莫尔图像或昏乱视觉的产生，因而，不能提供更加生动的三维屏幕。
因而，对于通过胶版印刷加工的传统三维塑料片材，三维图像的简单图案应通过单色印刷进行显示，从而难以通过四主色印刷或透镜技术中的特殊效果(例如，双向变换、运动和形态效果)显示三维效果。
当然，在某些情况下，已经提供了使用如法国M.G.李普曼于1908年提出的IP(全景摄影术)技术的三维方法，但是，由于需要加工技术具有较高的精度以及摄影技术具有较高的分辨率，因而，上述方法在使用中并不实用。
发明内容
因此，考虑到现有技术中存在的上述问题而提出本发明。本发明的一个目的是提供一种三维塑料片材，该三维塑料片材形成有一系列凸透镜，所述一系列凸透镜的表面上水平和垂直地布置有许多半球凸透镜，因而，不管所述塑料片材的位置或方向，在每个位置都可以生动地观察三维图像，所述三维塑料片材采用传统技术之一的全景摄影三维方法，该方法进行传统摄影方法的反向追踪(reverse tracking)，以将拍摄的图像重新设立为计算机图形屏幕，而且所述三维塑料片材通过数字输出而应用于胶版印刷，同时在全景摄影技术和透镜技术中实现特殊效果，从而使通常在胶版印刷中产生的莫尔图像极大地最小化，以提供更为生动的三维图像，因而可以大批量地生产。
根据本发明，为实现本发明的上述目的，提供了一种三维塑料片材，该三维塑料片材包括：凸透镜层，该凸透镜层由透明的合成树脂制成，并具有一系列形成在其顶表面上的相同的半球凸透镜；透明板，该透明板设置在所述凸透镜层的底表面，并由厚度与每个凸透镜的焦距相对应的合成树脂板制成；非焦距印刷层，该非焦距印刷层通过胶版印刷的方式设置在所述透明板的顶表面上，用于在该顶表面上提供真实的图像屏幕；焦距印刷层，该焦距印刷层通过胶版印刷的方式设置在所述透明板的底表面上，用于通过由计算机图像程序进行计算和图像分割的四色点印刷在所述底表面上提供三维屏幕，其中，所述凸透镜层与在顶表面和底表面设置有所述非焦距印刷层和焦距印刷层的所述透明板结合。
如上所述，根据本发明的三维塑料片材，当通过凸透镜层10观察塑料片材1时，印刷在普通印刷表面上的产品图案或物体图案，看上去好像在具有许多印刷在特殊印刷表面上的图案的背景上浮在空间中或进入空间中，从而具有较高质量的三维效果，而且，由于凸透镜具有相同的半球形状，因而不管三维塑料片材1的位置或方向，在任何位置都可以生动地看到三维图像。
另外，形成在所述透明板20顶表面和底表面上的印刷层31和32通过胶版印刷进行加工，从而能够大批量地生产本发明的塑料片材1。所述焦距印刷层32还通过由计算机图像程序进行计算和图像分割的四色点印刷的方式进行加工处理，如通过改进已有的全景摄影技术制成。由于四色(C、M、Y、K)点提供具有彼此不同的最佳倾度的较高的分辨率，因而能够极大地抑制莫尔图像或昏乱视觉的产生，从而提供具有较高分辨率的更好的三维效果。这能充分满足现代消费者购买独特性和多种设计的消费需求，因而，可以极大地提高本发明的塑料片材的适应性。
附图说明
图1是表示根据本发明第一实施方式的三维塑料片材的透视图；
图2是表示根据本发明第一实施方式的三维塑料片材的分解透视图；
图3是表示根据本发明第一实施方式的三维塑料片材的截面图；
图4是表示根据本发明第一实施方式的三维塑料片材的局部放大截面图；
图5是表示根据本发明第二实施方式的三维塑料片材的分解透视图；
图6是表示根据本发明第二实施方式的三维塑料片材的局部放大截面图；
图7是表示在焦距印刷层上特殊效果印刷表面的图像通过计算机图像程序进行分割的视图；
图8是表示图7的一部分的放大视图，其中，通过胶版印刷放大了点的结构；
图9是表示凸透镜以45°的倾斜角设置在本发明所采用的凸透镜层上的平面图；
图10是表示凸透镜以60°的倾斜角设置在本发明所采用的凸透镜层上的平面图；
图11是表示通过胶版印刷加工的四色点的倾斜角度的示意图；
图12是表示根据本发明的第三实施方式的三维塑料片材的截面图；和
图13是表示根据本发明第三实施方式的三维塑料片材的下侧的透视图。
具体实施方式
下面的附图表示本发明的结构的最佳实施例。首先，每个部件的参考数字在解释其他附图中指示为相同的数字。
如图1至图4所示，凸透镜层10设置在三维塑料片材1的最上层。
凸透镜层10由透明的合成树脂通过使一系列相同的半球凸透镜11垂直和水平地形成在该凸透镜层10的顶表面上的方法模塑而成。
如图9所示，凸透镜层10的凸透镜11通过使经过凸透镜11中心的虚构线具有90°的交叉角的方式而以45°的倾斜角设置。
有时，如图10所示，凸透镜11通过使经过凸透镜11中心的虚构线具有60°的交叉角的方式而以60°的倾斜角设置。
透明板20由透明的合成树脂制成，设置在凸透镜层10的底表面上，在该情况下，透明板20的厚度与每个凸透镜11的焦距相对应。
非焦距印刷层31通过胶版印刷设置在透明板20的顶表面上，用以在该顶表面上提供真实的图像屏幕。
非焦距印刷层31具有普通印刷表面，该普通印刷表面为位于焦距印刷层32的特殊效果印刷表面上的一部分，以如下文所述地提供三维屏幕。所述普通印刷表面显示有物体图像、产品图像、各种图案等。
此时，焦距印刷层32的特殊效果印刷表面用于显示从该印刷表面的顶部至底部以及从其左侧至右侧连续形成的图案的三维效果或特殊效果。
因此，可以在焦距印刷层32的特殊效果印刷表面(具有非三维效果，三维效果、运动效果、变换效果等类似效果)和非焦距印刷层31的普通印刷表面之间辨识出深度分辨力的区别和特殊效果的视觉区别。
焦距印刷层32通过胶版印刷设置在透明板20的底表面上，用以通过由计算机图像程序进行计算和图像分割的四色点印刷提供三维屏幕，从而可以通过凸透镜层10看到三维屏幕。
如图7和图8所示，焦距印刷层32通过具有与凸透镜11相同的间隔和布置的四色点印刷而形成，这通过计算机图像程序中的图像分割而制成。图像分割以同时对左侧和右侧透镜屏幕以及上侧和下侧透镜屏幕进行图像分割的方式而进行，从而提供印刷屏幕。
凸透镜层10通过层压或粘合剂结合在透明板20上，且印刷层31和32设置在透明板上。
在三维塑料片材1的上述结构中，根据本发明，非焦距印刷层31的普通印刷表面与焦距印刷层32的特殊效果印刷表面之间的图像看上去为更生动的印刷屏幕，其中，在该印刷屏幕上不会出现引起昏乱视觉的莫尔图像。此外，非焦距印刷层31的普通印刷表面和焦距印刷层32的特殊效果印刷表面在二者之间提供了深度分辨力或特殊效果的区别，从而实现特殊图像的较高质量。
另一方面，焦距印刷层32的屏幕的范围包括显示三维效果、特殊效果或普通背景效果，以及使用真实的图像、图形、图案等。而且，在三维塑料片材1上经常产生的莫尔图像和粗糙的印刷状态会从焦距印刷层32的屏幕上清除。
然而，如果焦距印刷层32通过普通胶版印刷制成，则难以具有生动的胶版印刷屏幕。这是因为三维片材通过穿过凸透镜11传播的光的折射并通过人类的双眼像差而形成三维效果。也就是说，构成凸透镜层10的凸透镜11用来折射通过胶版印刷的方式印刷在焦距印刷层32上的许多点，这导致在印刷层上产生昏乱的视觉。
因此，如图11所示，所述印刷点的角度的设置与半球凸透镜11的设置角度有很大的区别，从而各个印刷点彼此具有区别较大的角度，这优选地使莫尔图像的产生得到充分的抑制。
焦距印刷层32的主色印刷由C(青色)、M(品红色)、Y(黄色)和K(黑色)的四种主要色调形成，构成胶版印刷的印刷点应具有较高的分辨率(lpi)。
也就是说，由表1可知，所述点的角度可以根据所述凸透镜11的布置的密度而变化。例如，如果凸透镜11的密度为80lpi(其含义为在1英寸的面积内垂直和水平地交叉的线的数量)，如果相对于水平线的倾斜角为45°，而且如果所述点的密度为400lpi，则难以产生莫尔图像或昏乱视觉的所述点的角度约为19.5°、27.5°、62.5°和70.5°。由于穿越所述点的凸透镜11的角度为90°，因而这些角度约相同于109.5°、117.5°、152.5°和160.5
由于以175lpi的分辨率进行普通胶版印刷，随着分辨率变高，即lpi(每英寸行数)达到200、300和400，本发明的三维塑料片材1具有更好的效果。
如表1所示，根据分辨率的程度，能够使莫尔图像的产生最小化的胶版印刷的角度是变化的，而且四色(C、M、Y、K)点以彼此具有不同角度的方式选择各个分辨率程度下所列的角度中的任何一个，从而确定各自的倾斜度。
【表1】
此外，设置在透明板20顶表面上的非焦距印刷层31形成普通印刷表面，而且由于通过四色胶版印刷加工的所述普通印刷表面位于凸透镜层10的非焦距内，因而，凸透镜的折射和失真得以最小化，从而提供具有物体图像或图形的更为生动的屏幕，莫尔图像和粗糙的印刷状态在该屏幕上消失，因而保护凸透镜层10的功能效果。
由于焦距印刷层32的特殊效果印刷表面和非焦距印刷层31的普通印刷表面设置在透明板20的顶表面和底表面上，因而可以通过凸透镜层10看到的效果得以不同地显示。也就是说，印刷在普通印刷表面上的产品图像或物体图像，看上去好像在具有印刷在特殊印刷表面上的许多图形的背景上浮在空间中或进入空间中，从而向本发明的三维塑料片材提供高质量的三维效果。
另一方面，如图5和图6所示，在凸透镜层10上部分地形成有基本平的观察窗12，且所述非焦距印刷层31以仅设置在所述观察窗12之下的方式部分地形成在焦距印刷层32上。
当然，非焦距印刷层31可以设置在透明板20的顶表面上。然而，在优选情况下，当非焦距印刷层31形成在焦距印刷层32的一部分上时，可以进一步提高印刷效率。
观察窗12可以通过向一部分凸透镜层10上涂覆透明树脂并使涂覆的透明树脂硬化而制成，在某些情况下，观察窗12可以通过对平的模塑件进行加压和加热而制成。根据本发明的优选实施方式，可以适当地在本发明的主旨和范围内选择用于制造观察窗12的方法。
如上所述，在凸透镜层10上形成平的观察窗12具有如下优点，与将精致的文字或图形设置在非焦距印刷层31的普通印刷表面上相比，它可以更为生动地看到印刷屏幕，可以达到较高的印刷分辨率，而且所述塑料片材看上去类似透明材料。
即使非焦距印刷层31的普通印刷表面具有较高的分辨率，所述观察窗12的形成防止所述非焦距印刷层31的分辨率由于凸透镜11经由光的折射的干涉而下降，还进一步克服所述普通印刷表面的分辨率仅在凸透镜层10上的凸透镜11的密度内进行确定的问题。
另一方面，如图12和图13所示，取代焦距印刷层32，在透明板20的底表面上形成有一系列浮雕图案33。在各个浮雕图案33之间形成有多个凹槽33a，所述凹槽33a可以设置在各个凸透镜11的焦点位置。
在该情况下，能够以如下方式获得较好而生动的三维效果：所述普通印刷表面上的产品或物品图像，在形成三维突出浮雕图案33的背景屏幕上，看上去好像浮在空间中，或进入该空间中。
浮雕图案33通过在透明板20的底表面上涂覆透明树脂并使该涂覆的透明树脂硬化而制成，在某些情况中，所述浮雕图案33可以通过将由一系列凹槽制成的模塑件靠在透明板20的底表面上进行加压和加热而制成。根据本发明的优选实施方式，可以在本发明的主旨和范围内适当地选择用于制造浮雕图案33的方法。
虽然参考特定表示的实施方式对本发明进行了描述，但本发明不由该实施方式限定，而是由附属的权利要求限定，因而，应明白的是，如本领域普通技术人员容易理解的，在不脱离本发明的实质和范围的前提下，可以进行其他修改和变化。这种修改和变化落入仅由附属权利要求及其等同物所限定的权利要求的范围中。
Claims (4)
1.一种三维塑料片材，该三维塑料片材包括：
凸透镜层，该凸透镜层由透明的合成树脂制成，并具有一系列形成在其顶表面上的相同的半球凸透镜；
透明板，该透明板设置在所述凸透镜层的底表面，并由厚度与每个凸透镜的焦距相对应的合成树脂板制成；
非焦距印刷层，该非焦距印刷层通过胶版印刷的方式设置在所述透明板的顶表面上，用于在该顶表面上提供真实的图像屏幕；
焦距印刷层，该焦距印刷层通过胶版印刷的方式设置在所述透明板的底表面上，用于通过由计算机图像程序进行计算和图像分割的四色点印刷的方式在所述底表面上提供三维屏幕，
其中所述凸透镜层与在顶表面和底表面设置有所述非焦距印刷层和焦距印刷层的所述透明板结合。
2.根据权利要求1所述的三维塑料片材，其中在所述凸透镜层上部分地形成有基本平的观察窗，在所述透明板的顶表面上并不存在非焦距印刷层，非焦距印刷层仅仅设置在所述透明板的底表面的观察窗之下的位置处，并部分地形成在所述焦距印刷层上。
3.根据权利要求1所述的三维塑料片材，其中取代所述焦距印刷层，在所述透明板的底表面上形成有一系列浮雕图案，形成在各个浮雕图案之间的多个凹槽设置在所述各个凸透镜的焦点位置。
4.根据权利要求1所述的三维塑料片材，其中根据设置在所述凸透镜层上的凸透镜的密度，通过胶版印刷的方式加工的四色点的倾斜角度设置为彼此互不相同，用于使在印刷屏幕上的莫尔图像或昏乱视觉的产生最小化。
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