CN104309272A - 立体浮雕防伪图案母版的制作方法 - Google Patents

Abstract

一种立体浮雕防伪图案母版的制作方法，依次包括下述步骤：（1）立体浮雕防伪图案源文件的设计，依次包括：（1－1）对平面图案进行浮雕处理，得到浮雕图案；（1－2）对浮雕图案进行多次选区建立，将浮雕图案拆分为多个选区；（1－3）对各选区填充线条，得到立体浮雕防伪图案源文件；（2）将步骤（1）得到的立体浮雕防伪图案源文件导入激光打标机的控制系统；（3）将版材铺在激光打标机的工作台上并将版材定位，然后启动激光打标机对版材进行光刻，在版材的一面上形成与立体浮雕防伪图案源文件中的线条相对应的条纹，得到立体浮雕防伪图案母版。本发明制作过程简单，投入低成本的设备即可实现立体浮雕防伪图案母版的直接加工制作。

Description

立体浮雕防伪图案母版的制作方法

技术领域

本发明涉及制版技术领域，具体涉及一种立体浮雕防伪图案母版的制作方法。

背景技术

目前立体浮雕防伪图案母版的制备方法有以下两种：（1）直接光刻法，该方法需要在玻璃板上涂布感光胶、干燥、曝光、显影等工序，且只适用于浅条纹浮雕图案；（2）UV拼版法，该方法需要经过涂布感光胶、干燥、曝光、显影等工序，而且当浮雕图案具有深条纹时，必须分别制作深条纹版单元和浅条纹版单元，然后通过UV拼版的方式将深条纹版单元和浅条纹版单元组合在一起，形成立体浮雕防伪图案母版。

上述两种用于制作立体浮雕防伪图案母版的方法都需要经过涂布感光胶、干燥、曝光、显影等工序，属于间接制版，所需的设备昂贵，技术要求苛刻，制作周期长，难以满足企业的需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种立体浮雕防伪图案母版的制作方法，这种方法无需传统制版技术中的涂布感光胶、干燥、曝光、显影等工序，其制作过程简单，投入低成本的设备即可实现立体浮雕防伪图案母版的直接加工制作。采用的技术方案如下：

一种立体浮雕防伪图案母版的制作方法，其特征在于依次包括下述步骤：

（1）立体浮雕防伪图案源文件的设计，依次包括：

（1－1）对平面图案进行浮雕处理，得到具有浮雕视觉效果的浮雕图案；

（1－2）对浮雕图案进行多次选区建立，将浮雕图案拆分为多个选区；

（1－3）对各选区填充线条，得到立体浮雕防伪图案源文件；

（2）将步骤（1）得到的立体浮雕防伪图案源文件导入激光打标机的控制系统；

（3）将版材铺在激光打标机的工作台上并将版材定位，然后启动激光打标机对版材进行光刻，在版材的一面上形成与立体浮雕防伪图案源文件中的线条相对应的条纹，得到立体浮雕防伪图案母版。

上述步骤（1－1）中，得到的浮雕图案各部分具有不同的灰度，不同的灰度使得浮雕图案各部分具有不同的明暗程度，明暗程度的变化使图案产生犹如雕刻般的凹凸效果，即浮雕视觉效果。

上述步骤（1－2）中，选区建立的依据是灰度，浮雕图案中灰度相同或者处在同一灰度区间的各个区域构成一个选区。这样，按不同的灰度或灰度区间，可将浮雕图案划分成多个选区，各选区的灰度或灰度区间互不相同。进行选区建立时，一般按灰度渐变（自低至高或自高至低）依次建立各选区。

为便于后续操作，以明显区别各个不同的选区，优选步骤（1－2）中，完成选区建立后，还对各选区分别填充颜色。通常，不同选区填充不同的颜色。

上述步骤（1－3）中，同一个选区所填充的线条延伸方向一致；不同选区所填充的线条延伸方向不同。通常，同一个选区所填充的线条疏密一致；更优选所有选区所填充的线条疏密一致。选区中所填充的线条，用于控制步骤（3）光刻形成的条纹的位置、延伸方向及长度，这样，经步骤（3）光刻后，在版材的一面上所形成的条纹的位置、延伸方向及长度均与相应的线条相对应。上述线条的延伸方向是指线条的长度方向。线条通常为直线，相应的条纹为直线形的条状。

上述步骤（1－3）中，不同选区所填充的线条延伸方向可按下述方式确定：以灰度或灰度区间最低的选区（即最明的选区）为基准选区，该基准选区所填充的线条的延伸方向为基准方向，其它选区所填充的线条的延伸方向与该基准方向之间有一个夹角；并且，选区与基准选区之间灰度或灰度区间的差异越大（即选区越暗），则该选区所填充的线条的延伸方向与该基准方向之间的夹角越大。也就是说，各选区按灰度或灰度区间自低至高的顺序，其所填充的线条的延伸方向与该基准方向之间的夹角逐渐增大。

上述步骤（1）立体浮雕防伪图案源文件的设计可采用图像处理软件 (如Photoshop、方正画苑、Corerdraw、IIlustrator等)实现。

优选步骤（2）中，将立体浮雕防伪图案源文件导入激光打标机的控制系统后，激光打标机将立体浮雕防伪图案源文件出一份菲林，菲林上有至少两个定位十字标；步骤（3）将版材铺设并定位后，将菲林铺在版材上，使设置在激光打标机的工作台上方的两个激光定位器发出的十字标与菲林上相应两个定位十字标重合。若两个激光定位器发出的十字标与菲林上相应的两个定位十字标重合，则表示菲林和版材处于所需位置。通过激光定位器与源文件菲林相结合的定位方式，角度定位误差可达到±0.1°以内。

步骤（3）中，激光打标机根据立体浮雕防伪图案源文件中线条的位置、延伸方向及长度对版材进行光刻并形成相应的条纹，所形成的条纹的位置、延伸方向及长度与线条的位置、延伸方向及长度相对应。这样，将立体浮雕防伪图案源文件复制到版材上，这些条纹共同构成立体浮雕防伪图案。优选版材为金属版体。

上述条纹通常为形成在版材（如金属版体）一面上的条形凹槽，条形凹槽的内壁构成反射面。一种具体方案中，上述条形凹槽的横截面形状呈V形，所形成的条纹具有两个反射面。

采用该立体浮雕防伪图案母版对承印物进行模压、烫印或压纹，或者采用该立体浮雕防伪图案母版经电铸获得模压工作版后，利用模压工作版对承印物进行模压、烫印或压纹，可在承印物上形成立体浮雕防伪图案，立体浮雕防伪图案上的条纹与立体浮雕防伪图案母版上的条纹对应。当一束平行光投射到立体浮雕防伪图案上时，由于立体浮雕防伪图案的各组条纹延伸方向不一，其反射面的朝向不一，因此反射光的方向各不相同，这样，当眼睛进行观察时，有些位置上条纹的反射光能够完全入射眼睛，有些位置上条纹的反射光只有或多或少的一部分入射眼睛，这样，眼睛所看到的立体浮雕防伪图案各部分具有不同的明暗程度，明暗程度的变化使图案具有凹凸效果，即浮雕视觉效果。

此外，条纹的疏密、深浅、粗细等也会对反射光的强弱产生影响，从而对浮雕视觉效果产生影响。例如，条纹越密，则反光时看起来越亮，图案越精致，图案立体感越强；条纹越深，则反光能力越强，图案看起来越清晰；条纹越细，则反光能力越强，图案看起来越清晰。条纹的疏密在步骤（1－3）填充线条时确定；条纹的深浅、粗细在步骤（3）激光打标机对版材进行光刻时，通过控制激光打标机的工作参数实现。

本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：（1）无需传统的涂布光刻胶、干燥、曝光、显影等工序，直接在版材（如金属版体）上制作出立体浮雕防伪图案，大大简化了制版工序，节约材料成本及各工序制作成本，制版费用降低，且提高效率；（2）投入低成本的设备（激光打标机）即可实现立体浮雕防伪图案母版的直接加工制作，设备成本降低；（3）通过文件设计可实现高反光率条纹（条纹周期小，一般为0.01－0.076毫米）的制作。简而言之，本发明制作过程简单，投入低成本的设备即可实现立体浮雕防伪图案母版的直接加工制作。

附图说明

图1是本发明优选实施例中平面图案的示意图；

图2是本发明优选实施例步骤（1－1）中对图1的平面图案进行浮雕处理后得到的浮雕图案的示意图；

图3是图2的浮雕图案经步骤（1－2）多次选区建立后的示意图；

图4是步骤（1－3）得到的立体浮雕防伪图案源文件的示意图；

图5是图4中A部分的放大图；

图6是本发明优选实施例所用的激光打标机的结构示意图（俯视）；

图7是图6中吸附平台的结构示意图；

图8是图6中版材定位机构的立体图；

图9是第一X方向滑块、第二X方向滑块与X方向导向滑杆配合，第一Y方向滑块、第二Y方向滑块与Y方向导向滑杆配合的示意图。

具体实施方式

本实施例中立体浮雕防伪图案母版的制作方法依次包括下述步骤：

（1）立体浮雕防伪图案源文件的设计，依次包括：

（1－1）对平面图案1（参见图1）进行浮雕处理，得到具有浮雕视觉效果的浮雕图案2；

参考图2，本步骤（1－1）中，得到的浮雕图案2各部分具有不同的灰度，不同的灰度使得浮雕图案2各部分具有不同的明暗程度，明暗程度的变化使图案产生犹如雕刻般的凹凸效果，即浮雕视觉效果；

（1－2）对浮雕图案2进行多次选区建立，将浮雕图案2拆分为多个选区3（参见图3）；

本步骤（1－2）中，选区建立的依据是灰度，浮雕图案2中灰度相同或者处在同一灰度区间的各个区域构成一个选区3；按不同的灰度或灰度区间，将浮雕图案2划分成多个选区3，各选区3的灰度或灰度区间互不相同；

进行选区建立时，可按灰度渐变（自低至高或自高至低）依次建立各选区3；

本步骤（1－2）中，完成选区建立后，还对各选区3分别填充颜色，不同选区填充不同的颜色，以明显区别各个不同的选区3，便于后续填充线条的操作；

（1－3）对各选区3填充线条4，得到立体浮雕防伪图案源文件5（参见图4和图5）；

本步骤（1－3）中，同一个选区3所填充的线条4延伸方向一致（线条4的延伸方向是指线条4的长度方向，本实施例中线条4为直线）；不同选区3所填充的线条4延伸方向不同；所有选区3所填充的线条4疏密一致；图5示出五个选区3－1、3－2、3－3、3－4和3－5的局部，以及其中填充的线条4－1、4－2、4－3、4－4和4－5；

本步骤（1－3）中，不同选区3所填充的线条4的延伸方向可按下述方式确定：以灰度或灰度区间最低的选区3（即最明的选区）为基准选区，该基准选区所填充的线条4的延伸方向为基准方向，其它选区3所填充的线条4的延伸方向与该基准方向之间有一个夹角；并且，选区与基准选区之间灰度或灰度区间的差异越大（即选区越暗），则该选区3所填充的线条4的延伸方向与该基准方向之间的夹角越大；

（2）将步骤（1）得到的立体浮雕防伪图案源文件5导入激光打标机6的控制系统；

（3）将版材（如金属版体）铺在激光打标机6的工作台上并将版材定位，然后启动激光打标机6对版材进行光刻，在版材的一面上形成与立体浮雕防伪图案源文件5中的线条4相对应的条纹（条纹为直线形的条状），得到立体浮雕防伪图案母版。

上述步骤（1）立体浮雕防伪图案源文件的设计可采用图像处理软件 (如Photoshop、方正画苑、Corerdraw、IIlustrator等)实现。例如：

步骤（1－1）中，用Photoshop制图软件打开平面图案1原文件，然后选择“图层样式”菜单中的“斜面和浮雕”操作，设置浮雕参数（如深度、像素大小等）后即可获得浮雕图案2。

步骤（1－2）中，选择Photoshop制图软件中的“魔棒工具”，并设定“容差”的数值；然后移动魔棒至浮雕图案2中的目标点，并点击魔棒选取区域，所选取的区域即为一个选区3（上述选区3以目标点的灰度为基准，通过设定 “容差” 数值，选取在相应灰度范围内与目标点接近的各个区域，这些区域构成一个选区3）；在点击魔棒选取区域后，在该区域填充颜色（不同选区填充不同的颜色）。重复多次进行上述操作，直至完成所有选区建立。

步骤（1－3）中，将步骤（1－2）得到的Photoshop文件导入Coreldraw软件，拆分选区后，分别对各选区3填充线条4，再组合各选区3，得到立体浮雕防伪图案源文件5。

如图6所示，本实施例所用的激光打标机包括激光电源、激光器61、聚焦系统62、工作台63、辅助支撑平台64和版材定位机构65；辅助支撑平台64设于工作台63外侧，辅助支撑平台64的上表面和工作台63的上表面平整、光滑，辅助支撑平台64的上表面与工作台63的上表面平齐并且相接续，辅助支撑平台64和工作台63组成扩展工作台；工作台63上设有吸附平台66；版材定位机构65设于扩展工作台上。参考图7，吸附平台66上设有多个抽气孔67，各抽气孔67上端开口于吸附平台66上表面，各抽气孔67下端均连通至一抽真空装置。

参考图8，进一步，版材定位机构65包括版材限位方框651、X方向定位机构和Y方向定位机构；X方向定位机构包括两个相互平行的X方向导向滑杆652，X方向导向滑杆652两端均与扩展工作台固定连接（本实施例中X方向导向滑杆52两端均与辅助支撑平台64固定连接），每个X方向导向滑杆652上设有可沿X方向导向滑杆652滑动的第一X方向滑块653和第二X方向滑块654，两第一X方向滑块653位置相对应，两第二X方向滑块654位置相对应；Y方向定位机构包括两个相互平行的Y方向导向滑杆655，Y方向导向滑杆655与X方向导向滑杆652相互垂直，一Y方向导向滑杆655两端分别与两第一X方向滑块653连接，另一Y方向导向滑杆655两端分别与两第二X方向滑块654连接；每个Y方向导向滑杆655上设有可沿Y方向导向滑杆655滑动的第一Y方向滑块656和第二Y方向滑块657，两第一Y方向滑块656和两第二Y方向滑块657均与版材限位方框651连接，版材限位方框651处于吸附平台66上方。

参考图9，更进一步，第一X方向滑块653上设有第一X方向导向孔6531，X方向导向滑杆652处于第一X方向导向孔6531中，第一X方向滑块653上还设有与第一X方向导向孔6531连通的螺孔6532，该螺孔6532中安装有螺钉6533；第二X方向滑块654上设有第二X方向导向孔6541，X方向导向滑杆652处于第二X方向导向孔6541中，第二X方向滑块654上还设有与第二X方向导向孔6541连通的的螺孔6542，该螺孔6542中安装有螺钉6543；第一Y方向滑块656上设有第一Y方向导向孔6561，Y方向导向滑杆655处于第一Y方向导向孔6562中，第一Y方向滑块656上还设有与第一Y方向导向孔6561连通的螺孔6562，该螺孔6562中安装有螺钉6563；第二Y方向滑块657上设有第二Y方向导向孔6571，Y方向导向滑杆655处于第二Y方向导向孔6571中，第二Y方向滑块657上还设有与第二Y方向导向孔6571连通的的螺孔6572，该螺孔6572中安装有螺钉6573。

本实施例中，两第一Y方向滑块656及两第二Y方向滑块657与版材限位方框651之间可拆装连接；所用的连接件可为螺钉、螺栓等。当采用的版材的形状和/或大小发生变化时，可更换相应形状及大小的版材限位方框651。

上述激光打标机6还包括两个激光定位器68，激光定位器68设于工作台63上方。

上述激光打标机6还包括数码显微镜69和显示器610，数码显微镜69将图文放大并传输到显示器610进行显示。使用时，可将数码显示器69移动至所需部位（如十字标所在位置），对该部位进行放大。

本激光打标机6是在现有激光打标机（包括激光电源、激光器、聚焦系统和工作台）的基础上改造而成，也就是说在激光打标机的基础上增加辅助支撑平台64、版材定位机构65和吸附平台66等结构，此外，激光打标机6还可设有控制系统和冷却系统，控制系统对整个激光打标机6进行控制和指挥，冷却系统用于激光器的冷却。以上激光电源、激光器61、聚焦系统62、控制系统和冷却系统等结构及其相互之间的连接与现有的激光打标机相同，在此不作进一步描述。

上述激光打标机6的工作原理：步骤（2）中，将立体浮雕防伪图案源文件5导入激光打标机6的控制系统后，激光打标机6将立体浮雕防伪图案源文件5出一份菲林，菲林上有至少两个定位十字标；步骤（3）将版材铺在扩展工作台上并经版材定位机构65将版材定位后，将菲林铺在版材上，然后采用数码显微镜69可观察激光定位器68发出的十字标与菲林上的定位十字标是否重合，数码显微镜69将十字标放大后传输到显示器610进行检查，然后根据需要进行调整；当两个激光定位器68发出的十字标与菲林上相应的两个定位十字标都重合时，表示菲林和版材处于所需位置，此时抽真空装置从抽气孔67下端抽气，吸附平台66将定位好的版材吸附固定，控制系统启动激光电源、激光器61、聚焦系统62等（激光电源为激光器提供动力，使激光器61输出激光；聚焦系统62的作用是将平行的激光束聚焦于一点），对版材进行雕刻。

步骤（3）中，激光打标机6根据立体浮雕防伪图案源文件5中线条4的位置、延伸方向及长度对版材进行光刻并形成相应的条纹，所形成的条纹的位置、延伸方向及长度与线条4的位置、延伸方向及长度相对应，这些条纹共同构成立体浮雕防伪图案。上述条纹为形成在版材（如金属版体）一面上的条形凹槽，条形凹槽的内壁构成反射面；本实施例中，条形凹槽的横截面形状呈V形，所形成的条纹具有两个反射面。

条纹的疏密在步骤（1－3）填充线条4时确定；条纹的深浅、粗细在步骤（3）激光打标机6对版材进行光刻时，通过控制激光打标机6的工作参数实现。

步骤（3）中，版材定位机构65对版材进行定位的过程为：将版材放置在版材限位方框651中之后，通过调节第一X方向滑块653和第二X方向滑块654在X方向导向滑杆652上的位置，以及第一Y方向滑块656和第二Y方向滑块657在Y方向导向滑杆655上的位置，可调节版材限位方框651在X方向、Y方向上的位置，从而将版材限位方框651及版材调节至所需位置，实现对版材限位方框651及版材进行精确定位。调节第一X方向滑块653和第二X方向滑块654至X方向导向滑杆652上所需的位置后，旋转第一X方向滑块653上的螺钉6533和第二X方向滑块654上的螺钉6543并使其顶住X方向导向滑杆652，即可将第一X方向滑块653和第二X方向滑块654固定在X方向导向滑杆652上，从而将版材限位方框651在X方向上的位置固定；调节第一Y方向滑块656和第二Y方向滑块657至Y方向导向滑杆655上所需的位置后，旋转第一Y方向滑块656上的螺钉6563和第二Y方向滑块657上的螺钉6573并使其顶住Y方向导向滑杆655，即可将第一Y方向滑块656和第二Y方向滑块657固定在Y方向导向滑杆655上，从而将版材限位方框651在Y方向上的位置固定。

采用该立体浮雕防伪图案母版对承印物进行模压、烫印或压纹，或者采用该立体浮雕防伪图案母版经电铸获得模压工作版后，利用模压工作版对承印物进行模压、烫印或压纹，可在承印物上形成立体浮雕防伪图案，立体浮雕防伪图案上的条纹与立体浮雕防伪图案母版上的条纹对应。当一束平行光投射到立体浮雕防伪图案上时，由于立体浮雕防伪图案的各组条纹延伸方向不一，其反射面的朝向不一，因此反射光的方向各不相同，这样，当眼睛进行观察时，有些位置上条纹的反射光能够完全入射眼睛，有些位置上条纹的反射光只有或多或少的一部分入射眼睛，这样，眼睛所看到的立体浮雕防伪图案各部分具有不同的明暗程度，明暗程度的变化使图案具有凹凸效果，即浮雕视觉效果。

Claims (10)

1.一种立体浮雕防伪图案母版的制作方法，其特征在于依次包括下述步骤：

（1）立体浮雕防伪图案源文件的设计，依次包括：

（1－1）对平面图案进行浮雕处理，得到具有浮雕视觉效果的浮雕图案；

（1－2）对浮雕图案进行多次选区建立，将浮雕图案拆分为多个选区；

（1－3）对各选区填充线条，得到立体浮雕防伪图案源文件；

（2）将步骤（1）得到的立体浮雕防伪图案源文件导入激光打标机的控制系统；

（3）将版材铺在激光打标机的工作台上并将版材定位，然后启动激光打标机对版材进行光刻，在版材的一面上形成与立体浮雕防伪图案源文件中的线条相对应的条纹，得到立体浮雕防伪图案母版。

2.根据权利要求1所述的立体浮雕防伪图案母版的制作方法，其特征在于：所述步骤（1－2）中，选区建立的依据是灰度，浮雕图案中灰度相同或者处在同一灰度区间的各个区域构成一个选区；按不同的灰度或灰度区间，将浮雕图案划分成多个选区，各选区的灰度或灰度区间互不相同。

3.根据权利要求2所述的立体浮雕防伪图案母版的制作方法，其特征在于：所述步骤（1－2）中，完成选区建立后，还对各选区分别填充颜色，不同选区填充不同的颜色。

4.根据权利要求1所述的立体浮雕防伪图案母版的制作方法，其特征在于：所述步骤（1－3）中，同一个选区所填充的线条延伸方向一致；不同选区所填充的线条延伸方向不同。

5.根据权利要求4所述的立体浮雕防伪图案母版的制作方法，其特征在于：同一个选区所填充的线条疏密一致。

6.根据权利要求5所述的立体浮雕防伪图案母版的制作方法，其特征在于：所有选区所填充的线条疏密一致。

7.根据权利要求1所述的立体浮雕防伪图案母版的制作方法，其特征在于：所述线条为直线。

8.根据权利要求1所述的立体浮雕防伪图案母版的制作方法，其特征在于：所述步骤（1－3）中，不同选区所填充的线条延伸方向按下述方式确定：以灰度或灰度区间最低的选区为基准选区，该基准选区所填充的线条的延伸方向为基准方向，其它选区所填充的线条的延伸方向与该基准方向之间有一个夹角；并且，选区与基准选区之间灰度或灰度区间的差异越大，则该选区所填充的线条的延伸方向与该基准方向之间的夹角越大。

9.根据权利要求1所述的立体浮雕防伪图案母版的制作方法，其特征在于：所述条纹为形成在版材一面上的条形凹槽，条形凹槽的内壁构成反射面。

10.根据权利要求9所述的立体浮雕防伪图案母版的制作方法，其特征在于：所述条形凹槽的横截面形状呈V形，所形成的条纹具有两个反射面。