CN105892236A - 微结构立体浮雕图文制版装置及制版方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种微结构立体浮雕图文制版装置,包括电脑、X‑Y移动平台、高能量密度雕刻机、X‑Y坐标档控制器、角度档控制器和深度档控制器；所述电脑存有灰阶图档的X‑Y坐标档信息、深度档信息及角度档信息，且所述X‑Y坐标档信息、深度档信息及角度档信息的后缀名不同；所述电脑分别连接所述X‑Y坐标档控制器、所述角度档控制器和所述深度档控制器，并且根据所存储的不同后缀名的图档对应选择不同的控制器进行控制操作，所述高能量密度雕刻机设置在X‑Y移动平台的X轴上，所述X轴及X轴上的高能量密度雕刻机架设在X‑Y移动平台的Y轴上。本发明的装置和方法可以制作出超精细超薄的透镜模板。

Description

微结构立体浮雕图文制版装置及制版方法

技术领域

本发明涉及制版设备技术领域，具体涉及微结构立体浮雕图文制版装置及制版方法。

背景技术

现行的菲涅耳透镜模版都是透过钻石刀具在金属圆柱面上切割，使用的刀具成本高，而且解析度受到刀具制作的限制，无法做到非常小，非常薄的透镜， 且因为是旋转机构，只能制作圆形透镜，无法做成其它形状的透镜。

发明内容

基于现有技术的不足，本发明在提供了一种微结构立体浮雕图文制版装置的同时，还提供了该制版装置的制版方法，该装置和方法可以制作出超精细超薄的透镜模板。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种微结构立体浮雕图文制版装置,其特征在于:包括电脑、X-Y移动平台、高能量密度雕刻机、X-Y坐标档控制器、角度档控制器和深度档控制器；所述电脑存有灰阶图档的X-Y坐标档信息、深度档信息及角度档信息，且所述X-Y坐标档信息、深度档信息及角度档信息的后缀名不同；所述电脑分别连接所述X-Y坐标档控制器、所述角度档控制器和所述深度档控制器，并且根据所存储的不同后缀名的图档对应选择不同的控制器进行控制操作，所述高能量密度雕刻机设置在X-Y移动平台的X轴上，所述X轴及X轴上的高能量密度雕刻机架设在X-Y移动平台的Y轴上。

所述的X-Y移动平台包括放置基材的基材放置平台、支撑于基材放置平台上的支撑架，所述基材放置平台两侧设有一对相互平行的滑槽；所述支撑架包括两个相互平行的垂直于基材放置平台台面的竖板和连接两个竖板的平行于所述基材放置平台的横板，所述横板方向为所述X-Y移动平台的X轴方向，所述竖板为所述X-Y移动平台的Y轴方向，所述两个竖板配合所述滑槽移动，所述高能量密度雕刻机活动的设置在所述横板上，所述支撑架与所述X-Y坐标档控制器连接。

所述高能量密度雕刻机为光刻机。

所述的光刻机包括光刻机基座、安装在光刻机基座下方沿与基材放置平台台面平行的平面旋转的光刻头及从光刻头发出的激光，所述光刻头发出的激光的方向垂直于所述基材放置平台的台面，所述光刻机基座与X-Y坐标档控制器连接，所述光刻头通过所述光刻机基座与所述角度档控制器连接，所述深度档控制器控制从所述光刻头发出的激光的功率。

所述的高能量密度雕刻机为电子束雕刻机。

所述基材为感光材料。

微结构立体浮雕图文制版装置的制版方法包括以下步骤：

步骤1：利用电脑将影像转换为灰阶图档;

步骤2：将灰阶图档分别以坐标档信息、角度档信息和深度档信息的不同的后缀名分开存档，所述坐标档信息用作支撑架和高能量密度雕刻模块的坐标位置移动信息，所述角度档信息用作高能量密度雕刻头的旋转信息，所述深度档信息是灰阶图的深浅与高能量密度雕刻模块的功率的关系信息；

步骤3：电脑读取各个不同后缀名的控制档并通过对应控制器控制高能量密度雕刻机对基材雕刻；

步骤4：制作出的雕刻版，经由显影成为雕刻木母版，再经由复制技术复制成为量产母版和量产版。

所述的电脑控制高能量密度雕刻机对基板雕刻的方法为：

当电脑读取坐标档信息时，则控制支撑架和高能量密度雕刻机按照读取的坐标位置信息移动；

当电脑读取深度档信息时，则控制高能量密度雕刻机输出不同功率的密度流，以便使被刻基材形成不同深度的平行三角锯齿波形；

当电脑读取角度档信息时，则控制雕刻头的旋转角度以使被刻基材上锯齿纹路的平滑连续；

所述的灰阶图档的深浅与雕刻头输出的高能量密度流的功率的关系信息按照以下方式设置：

灰阶图的每个灰阶代表一个不同的高能量密度雕刻机输出的高能量密度流的功率位阶，灰阶0代表没有输出，灰阶1代表功率输出比率1/255，灰阶2代表2/255，以此类推到输出最大功率为1。

本发明的有益效果为：可以制作出超精细超薄的透镜模板， 供防伪、包装和微结构透镜阵列生产之用，降低成品成本，以及提供更容易的大量复制制作用途。

附图说明

图1为本发明具体实施例的制版装置的部分结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步说明，

一种微结构立体浮雕图文制版装置,包括电脑、X-Y移动平台、高能量密度雕刻机、X-Y坐标档控制器、角度档控制器和深度档控制器；电脑存有灰阶图档的X-Y坐标档信息、深度档信息及角度档信息，且X-Y坐标档信息、深度档信息及角度档信息的后缀名不同；电脑分别连接X-Y坐标档控制器、角度档控制器和深度档控制器，并且根据所存储的不同后缀名的图档对应选择不同的控制器进行控制操作，高能量密度雕刻机设置在X-Y移动平台的X轴上，X轴及X轴上的高能量密度雕刻机架设在X-Y移动平台的Y轴上。

如图1所示，X-Y移动平台包括放置基材的基材放置平台1，基材放置平台1下面含有四个竖直的支架11，基材放置平台1和支架11的组合从外观上看像是一台桌子，X-Y移动平台还包括支撑于基材放置平台1上的支撑架2，基材放置平台1两侧设有一对相互平行的滑槽12，支撑架2包括两个相互平行的垂直于基材放置平台台面的竖板21和连接两个竖板21的平行于基材放置平台1的横板22，横板22方向为X-Y移动平台的X轴方向，竖板21为X-Y移动平台的Y轴方向，两个竖板21配合所述滑槽12移动，高能量密度雕刻机3活动的设置在横板22上，支撑架2与所述X-Y坐标档控制器电连接。

高能量密度雕刻机3为光刻机。光刻机包括光刻机基座31、安装在光刻机基座31下方沿与基材放置平台1台面平行的平面旋转的光刻头32及从光刻头32发出的激光，光刻头32发出的激光的方向垂直于基材放置平台1的台面，光刻机基座31与X-Y坐标档控制器连接，光刻头32通过光刻机基座31与角度档控制器连接，深度档控制器控制从光刻头发出的激光的功率。高能量密度雕刻机也可为电子束雕刻机，但不限于光束或电子束，能实现在被刻基材上雕刻功能的密度流，都包括在本发明的保护范围内。

本实施例的被刻基材为感光片材，可以是光阻玻璃，UV涂布片材或是其它对高能光束感光的材料，但不限于感光片材，也可以是塑料或其它材质，只要提高高能光束的功率，就可以在一些硬质材料上进行破坏性的雕刻。

微结构立体浮雕图文制版装置的制版方法包括以下步骤：

步骤1：利用高能量密度雕刻机3的电脑制作电脑图档，将影像转换成灰阶图档，影像可以是灰阶或彩色图片，转换成的灰阶图档包括了图形的坐标档信息、角度档信息和深度档信息，坐标档信息作为支撑架和高能量密度雕刻机的坐标位置移动信息，角度档信息用作高能量密度雕刻头32的旋转信息，深度档信息是灰阶图的深浅与高能量密度雕刻机3的功率的关系信息，转换成的灰阶图档本身具备了坐标信息，可以作为基材放置平台1平面移动信号及高能量密度雕刻头32的旋转讯号，使每一个灰阶闭路以中心形成连续的平行锯齿纹路，模拟出类似菲涅耳透镜的锯齿结构，只是图形不限于圆形，可以是各种长宽比的椭圆型或是类似心型，水滴型等等图形；

步骤2：将灰阶图档分别以坐标档信息、角度档信息和深度档信息的不同的后缀名分开存档，所述坐标档信息用作支撑架和高能量密度雕刻模块的坐标位置移动信息，所述角度档信息用作高能量密度雕刻头的旋转信息，所述深度档信息是灰阶图的深浅与高能量密度雕刻模块的功率的关系信息；

步骤3：电脑读取各个不同后缀名的控制档并通过对应控制器控制高能量密度雕刻机对基材雕刻，当电脑读取坐标档信息时，则控制支撑架和高能量密度雕刻机按照读取的坐标位置信息移动，当电脑读取深度档信息时，则控制高能量密度雕刻机输出不同功率的密度流，以便使被刻基材形成不同深度的平行三角锯齿波形，当电脑读取角度档信息时，则控制雕刻头的旋转角度以使被刻基材上锯齿纹路的平滑连续；

步骤4：制作出的雕刻版，经由显影成为雕刻木母版，再经由复制技术复制成为量产母版和量产版，复制技术是但不限于电镀技术和UV复制技术。

本实施例的灰阶图的深浅与高能量密度雕刻模块3输出的密度流的功率的关系信息按照以下方式设置：

灰阶图的每个灰阶代表一个不同的高能量密度雕刻模块3输出功率位阶，灰阶0代表没有输出，灰阶1代表功率输出比率1/255，灰阶2代表2/255，以此类推到输出最大功率为1。

灰阶图的深浅与高能量密度雕刻模块3输出的密度流的功率的关系信息的设置也不限于上述方式，功率的步进或位阶的设置也可以增大或减小。

需要说明的是，以上所述只是本发明的较佳实施例而已，本发明并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本发明的技术效果，都应属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种微结构立体浮雕图文制版装置,其特征在于:包括电脑、X-Y移动平台、高能量密度雕刻机、X-Y坐标档控制器、角度档控制器和深度档控制器；所述电脑存有灰阶图档的X-Y坐标档信息、深度档信息及角度档信息，且所述X-Y坐标档信息、深度档信息及角度档信息的后缀名不同；所述电脑分别连接所述X-Y坐标档控制器、所述角度档控制器和所述深度档控制器，并且根据所存储的不同后缀名的图档对应选择不同的控制器进行控制操作，所述高能量密度雕刻机设置在X-Y移动平台的X轴上，所述X轴及X轴上的高能量密度雕刻机架设在X-Y移动平台的Y轴上。

2.如权利要求1所述的微结构立体浮雕图文制版装置，其特征在于：所述的X-Y移动平台包括放置基材的基材放置平台、支撑于基材放置平台上的支撑架，所述基材放置平台两侧设有一对相互平行的滑槽；所述支撑架包括两个相互平行的垂直于基材放置平台台面的竖板和连接两个竖板的平行于所述基材放置平台的横板，所述横板方向为所述X-Y移动平台的X轴方向，所述竖板为所述X-Y移动平台的Y轴方向，所述两个竖板配合所述滑槽移动，所述高能量密度雕刻机活动的设置在所述横板上，所述支撑架与所述X-Y坐标档控制器连接。

3.如权利2所述的微结构立体浮雕图文制版装置，其特征在于：所述高能量密度雕刻机为光刻机。

4.如权利要求3所述的微结构立体浮雕图文制版装置，其特征在于：所述的光刻机包括光刻机基座、安装在光刻机基座下方沿与基材放置平台台面平行的平面旋转的光刻头及从光刻头发出的激光，所述光刻头发出的激光的方向垂直于所述基材放置平台的台面，所述光刻机基座与X-Y坐标档控制器连接，所述光刻头通过所述光刻机基座与所述角度档控制器连接，所述深度档控制器控制从所述光刻头发出的激光的功率。

5.如权利要求2所述的微结构立体浮雕图文制版装置，其特征在于：所述的高能量密度雕刻机为电子束雕刻机。

6.如权利要求2所述的微结构立体浮雕图文制版装置，其特征在于：所述基材为感光材料。

7.如权利要求1-6任一项所述的微结构立体浮雕图文制版装置的制版方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：

步骤1：利用电脑将影像转换为灰阶图档;

步骤2：将灰阶图档分别以坐标档信息、角度档信息和深度档信息的不同的后缀名分开存档，所述坐标档信息用作支撑架和高能量密度雕刻模块的坐标位置移动信息，所述角度档信息用作高能量密度雕刻头的旋转信息，所述深度档信息是灰阶图的深浅与高能量密度雕刻模块的功率的关系信息；

步骤3：电脑读取各个不同后缀名的控制档并通过对应控制器控制高能量密度雕刻机对基材雕刻；

步骤4：制作出的雕刻版，经由显影成为雕刻木母版，再经由复制技术复制成为量产母版和量产版。

8.如权利要求7所述的制版方法，其特征在于：所述的电脑控制高能量密度雕刻机对基板雕刻的方法为：

当电脑读取坐标档信息时，则控制支撑架和高能量密度雕刻机按照读取的坐标位置信息移动；

当电脑读取深度档信息时，则控制高能量密度雕刻机输出不同功率的密度流，以便使被刻基材形成不同深度的平行三角锯齿波形；

当电脑读取角度档信息时，则控制雕刻头的旋转角度以使被刻基材上锯齿纹路的平滑连续。

9.如权利要求8所述的制版方法，其特征在于：所述的灰阶图档的深浅与雕刻头输出的高能量密度流的功率的关系信息按照以下方式设置：

灰阶图的每个灰阶代表一个不同的高能量密度雕刻机输出的高能量密度流的功率位阶，灰阶0代表没有输出，灰阶1代表功率输出比率1/255，灰阶2代表2/255，以此类推到输出最大功率为1。