CN1083939A - 一种产生光谱图象的方法 - Google Patents

Abstract

本说明书公开了一种产生光谱图象，特别是全息 图的方法。该方法包括将一可压花纹材料覆盖到一 衍射光栅上，并将压力施加到处于某一图象形状中的 可压花纹材料上。因此，将衍射光栅压印到处在该图 象形状的可压花纹的材料上。

Description

本发明涉及一种产生光谱图象的方法。

以前，光谱图是由“原版”产生的。“原版”本身是通过将光敏乳胶涂到玻璃板上，对乳胶进行蚀刻以形成衍射光栅并将图象照相复制到乳胶上而产生的。然后，可通过各种方法对“原版”进行复制。但是，最普通的一种方法是将光谱图象转印到一薄镍板上，该镍板然后可被卷绕在一印刷滚筒上并用来将光谱图象压印到一种可压花纹的材料上。带有光谱图象的薄镍板通常是将其上面复印有光谱图象的衍射光栅作为阴极插入镍电镀槽中来制造的。在光谱图象表面上形成了镍的薄膜之后将其拉下来，则从衍射光栅上分开的薄板就带有光谱图象。

本发明的目的在于提供一种廉价的制造光谱图象的方法。

因此，本发明提供了一种产生光谱图象的方法，该方法包括将一衍射光栅和一片可压花纹的材料重迭起来，然后对该可压花纹的材料的薄板施加压力以呈现出图象，由此而在可压花纹材料上产生了光谱图象。

专门名词衍射光栅在这里是用来限定任何高分辨率表面刻蚀体，例如全息图，数字化信息和电子束蚀刻物的。

可以使用一球端触点绘图装置对该可压花纹材料施加压力。绘图装置可以由机械方法控制，也可由人工掌握。要制作的图象可以首先借助一有绘图部件的计算机系统制作出来。

可压花纹材料最好是一片喷涂金属的热塑树脂。

也可以借助印压或热印压工艺使图象压印到可压花纹材料上。在这样的一种工艺中，要复印的图象压印在一冲模上，然后将冲模压印到可压花纹材料上，同时该压花材料覆盖着一衍射光栅。

由本发明方法产生的原版复制品可以通过熟知的技术进行复制。

“原版”本身可以采取任何已知的式样、图案和制作技术，可以单独应用也可以和一个或多个不同的光谱图案结合起来应用。这种技术的复合应用的例子是采用有三维效果的标准全息图并将图象从三维原版压印到一镀金属的材料上，然后，用新的压纹工艺、设计，将新的图案绘制并压印到所要求的区域上。这种“原版”可由任一种通用技术来制造。

这里应该指出，当图象要转印到材料上时并不需要采用镀金属材料，镀金属只是使最终的艺术品具有可视性的一种方法。

为了制造方便，和易于对最终结果的控制，在最初制备阶段采用的最好衍射光栅是一种二维衍射光栅。虽然二维交叉划线图案可能是最好的，但是也可以采用由前面提到的技术之一进行适当“蚀刻”或“刻制制版”产生的任何衍射光栅。按二维交义刻线，我们指的是一种衍射光栅，它由沿某一方向“蚀刻”到一种适当材料上，然后再与第一图案成直角“蚀刻”的许多平行线组成。虽然，这给出理想的结果而且当制作新的原作品时对于色彩取向会给出预定的正确的角度，但是“原版”可以有与第一部分成任何角度的蚀刻线，而且也可能“蚀刻”出多于一组的线。这些线并不要求总是平行的，而且也并不需要覆盖整个光栅。例如，这些线可以蚀刻成同心的。在记录光信息的原版上，该角度也将确定最佳的视场角，而色彩取向也将随着“拍摄”角度而改变。

另一个值得考虑的事实是，“原版”可以由一复制品、一个复制品的复制品等制造出来。

这种“原版”在许多产业的许多领域中有许多的应用。

第一种这样的应用是用于产生带有光谱幻象的独特图案。创造这种独特图案的方法是将衍射光栅放在一个坚硬的表面上，然后将一片材料，例如镀金属膜的塑料（可以有多种变化，如前面说明的，材料不一定要镀金属），使其镀金属面朝下放在衍射光栅上（金属面朝上也行，而且，也可不镀金属膜）。

然后，将一竖硬的器械或刀具按压到表面上并进行移动以刻划出图案来。锤击技术是将图案压印到所用材料上的另一种技术。将图案绘制到材料表面上，对于将图案进行转印来说，采用不锋利的器械也可压印出光学信息来。例如，圆珠笔或绘图铅笔都是可以采用的工具，而这些东西是很容易从很多地方得到的。聚四氟乙烯的尖状物也可以作为一种替代品。接触点基本上是圆的，以便在与压印工具的圆球表面成正切时产生最好的效果。要小心不要刮平或破坏表面，以免在后面的复制阶段产生问题。

艺术家将作品“绘制”在所用的材料上，并且在其下面具有合适的衍射光栅或其它光学信息等，事实上是在冷加工情况下压印出来的。刀具也可以被加热。这样，“原版”的精密信息就被转印到“原版”与刀具尖端相接触的区域处的金属箔的表面上。

为了产生较深的刻线就需要横过被压印的材料表面来回地移动刀具。用刀具对所用材料的表面进行轻轻地抽打还可以产生其它的效果来。

金属箔可相对于正交取向的衍射光栅转动到一定角度，从而得到一种所需的颜色，各种颜色实际上可标定于整个光谱带上。这些角度可以在提供给用户的说明书上加以规定，以便使一个对本技术领域不太熟悉的人可以创造出很多变化的光谱图象、色彩和效果来。通过这种技术的应用，可以将一幅由连续色调色彩构成的图画复制成光谱颜色，因此，在某一特定角度时，就可得到与原作相同的外观和颜色。

因此，每一个这样手工压印出来的光谱图象就都可变成一幅原作品。

至今，在市场上流行的一般全息像产品，作为批量生产的产品由于受到显微压印用的滚筒的周边的限制，而还没有一种将任意图案的光谱图象制成大尺寸的方法。而本发明的方法，可提供大尺寸的光谱图象的产品。

也可以通过热冲压由一标准的热冲压原版来制造出压印“原版”。这样做的方法是为了获得所需的热冲压板，例如带有信号单位的并然后将之用来对覆盖在衍射光栅上的合适材料进行热冲压的。一旦冲压槽被制造出来，就可能制造出用于最终光谱图象成批生产用的“原版”。为了降低每张作品的费用，可以制出多个初始制品并摆设出来以便在一个版面上形成多个相同的图象。

本发明方法的其它优点在于它是一种新的、便宜的产生原作品光谱图案的方法，由这种方法可以制作出“原版”。这种方法，仅仅在促销和包装材料以及商业广告领域中就有许多优点。

本方法可以进一步得到改进，例如，可以由其它方法将图象压制出来，诸如将一台绘图用计算机和一设计师用绘图仪、绘图机、缩放仪、刻花轮或点阵打印机等结合起来，或是用其它的图象产生方法等。用任一种工具来创作图象，这里说的只是一些例子而不是制作这些初始制品和“新原版”的唯一方法。这些设备可以装上一钝的、有圆球形端头的、球状或滚筒刀具以代替墨水笔。绘图仪被编程以按程序指令执行完成绘图工作。

自动可编程的绘图机可加快初始制品的制作。现在，可以将图画或图象形成不在一单色调的网板上并直接形成到一种合适材料的表面上。可以对点阵打印机的锤击机构进行调整以便有合适的压力以压印出图象。在这种情况下，衍射光栅可以环绕一滚筒定位，或可以设计成这样一种机器，使锤击机构越过一平面衍射光栅，或是使衍射光栅和要压纹的材料在击锤的下面被传送过去。没有必要将衍射光栅和所用材料固定在一起，因为可能需要使光栅转动以得到各种不同要求的色彩。

为了产生所希望的色彩，最好使夹持衍射光栅的平台可以移动到平行于所用材料的水平面上的不同位置，并可转动不同的弧度。移动台的好处在于可利用较小的易于保持扁平的原版，且损坏时也方便替换，这一优点得到证实。观察图象的角度决定着由眼睛所看到的颜色，因此，为了产生逼真的图象，要求使最终的图象，对于用来产生原作品的特殊衍射光栅说来，应处在最佳的角度上被观察到。

由于使衍射光栅移动，因此可能在工作平台上进给一连续卷绕着的合适的可压花纹材料以产生一尺寸大小无限的图象。对于整个被使用的衍射光栅说来，为了延长衍射光栅的使用寿命，这样做也是可取的。对本申请说来使衍射光栅平直是合乎要求的，虽然这并不重要。

对于成批的图象产品，诸如孩子们用的教育玩具，或是新颖的产品可以通过公开在国际专利申请NO    PCT/AU    92/00277中所说明的注塑方法来得到，但是本发明的方法是便宜的。

因此，这里所描述的方法，对于将光谱图象和其它光学信息注塑到塑料制品上以及批量生产的光谱图象等的显微（热）压花纹和冷压花纹（如现在说明的）说来，也是一种不贵的制作图象的方法。

这样产生的图象，也可以利用许多已知方法以各种方式来转印初始制品的复制品。因此，对于复制到其它表面的那个初始制品的成批复制产品说来，该初始制品就成为“原版”。

形成的包含“原版”压纹图案的初始制品可以批量生产制造，以供艺术家们创造更多和变化的光谱象艺术形式而售出或作为成套的工艺品售出。然后，还可将可压印花纹的材料转印到各种表面，诸如用于T衬衫等的织物上，玻璃，或其它塑料制品，包括热固化或紫外固化树脂等表面上，但不限于这些材料。

这种新的制作光谱初始制品的方法的第二个也是最重要的方面在于，在制作一种新的初始光谱的图象方面，找到了一种制作初始光谱图象的“原版”的很便宜的方法。

目前，全息图（或其它光学）信息是储存在，例如材料的薄片中，因此可能容易被毁坏。因此，希望将这些信息转印到一个更加坚固耐用的表面上，而为了方便起见，可以用前面说明的电镀技术转移到一块镍板上。其它材料也可以用来贮存信息。

形成的“新原版”实际上是“生长”在一镀槽中的，而由这个“新原版”就可以产生许多“原版”来。由于事实上的图象转印过程不是百分之百有效的，因此，在转印过程中将出现一个损坏百分比的问题。

对于某些应用说来，直接从转印过程中正在使用的材料复制图象是可能的。例如，如果一个图象形成在，诸如一聚酯片上，那么该聚酯片就可用来直接复制到其它合适的材料上。

制造一个“原版”的这些方法都比生产光敏玻璃板便宜，而形成光敏玻璃板是制造“原版”的通常的或流行的方法。

采用各种现有技术生产一个初始制品的费用有很大的不同，但是，作为说明应指出，这种方法需要既通过传统的素描、写生、彩绘等技术，又要通过计算机作图来制作原图，但不包括如以前所述的计算机控制的压制花纹方法。后面的压制花纹方法需要昂贵的色彩分离技术，这也是早先的光敏曝光所需要的。所有费用预计要达12，000.00美元左右。而采用本发明的方法，就可以简单地制作一初始制品，即如前面所说的，在一表面上绘制图案（这在印压工艺中是不成问题的），再覆盖上一个带有储存光学信息的衍射光栅，从而制造出一种适合于复制目的的初始制品来。

采用本发明方法时，费用约为25.00美元，因此大大地节省了造价。

代替成卷产生压纹材料方法的是一种只接受单块薄片的手工或马达开动的热滚筒加工方法。在这种方法中，将一片要压纹的材料叠在衍射光栅上，并同时在压力下通过热滚筒滚压。

本发明有很多超过旧工艺的优点，但主要的一个是节省费用。商务用卡流行用批量生产的光谱热压印材料压制花纹。采用本发明方法，免除了热印压程序而用前述方法之一产生一新的全息图。也可以粘贴到产品的背面上。

这种方法扩大了制作光谱图象的现行技术范围，只要该技术可能结合到这样一种广泛变化的技术中就行。任何图象都可用于这种方法中，包括通用信息单位、电文、风景、肖像、花草、虫鱼、幻景等等。因此，制造这种产品将是便宜的，由于制作一个初始制品的前期费用比传统的方法低得多。因此，这种方法将会找到许多应用领域，例如原本就极其花费的纪念品制作工业中。

在印刷工业中，采用这种新的方法，将光谱图象的显微压纹和商业印刷方法结合起来制作出大型“原版”也是可能的。

这种方法的应用有许多超过现行方法的优点，并且促进了以较低价格制造包装产品、封套、提袋、箱盒、盒盖，等等。

在一种已经进行过热压纹的材料上再进行冷压纹也是可能的。可以通过冷压纹方法来产生新的原版，但也可通过手握器具加热以扩大应用范围。

制作初始制品的新方法也可以制作出在一单片的上面的动画图象的产品。本方法利用色彩取向方法，如所说明的，当该片移动时，使图象显现和消失，并且使第二个图象重新出现在该片的上下面或整个面的不同位置上。

如果需要有背景，那么背景可以由新方法或老的压纹方法批量生产，而且前景是在其它已压过纹的图案上压制出来的。第二次压印是与第一次不同温度的情况下进行的，从而两个图案可以同时看到。因此，本方法可以在同一片材上进行热和冷的压纹制作。

一个图象盖在另一个上的双重压纹为制作新的、独特的原版创造了更为广阔的范围。

当采用相同“背景”时，则可造成“前景”图象的边移动边呈现。这实际上是当改变该片材的朝向时颜色出现与消失造成的“前景”图象移动的幻觉。

这种制造“新原版”的价格因素使得动画全息系列片的制造成为可能。“新原版”一旦制造出来就可以用本方法对它们进行成批生产，但也可以用所说明的其它方法之一对它们进行生产。

这种方法的另一优点在于，由计算机或其它机械装置来控制压纹制作，可以以低的费用，按要求对原作进行放大或缩小。而这在按照各个图象要求艺术品具有真实的大小的情况下用通常的蚀刻技术中是不可能的。使用新的方法而且如果采用计算机成象以及一数字系统，则光谱图象的有限复制就有可能很容易地制作出来。通过手工使用本发明的冷压纹方法，艺术家就可以对每一复制品进行签名和编号。

Claims (7)

1、一种产生光谱图象的方法，其特征在于该方法包括将一片可压花纹的材料覆盖到一衍射光栅上，并对该片可压花纹材料施加压力以在其上显现出图象来，而由此在该可压花纹材料上产生一光谱图象。

2、按照权利要求1的方法，其特征在于该衍射光栅是一全息光栅。

3、按照权利要求1的方法，其特征在于压力是通过一球状端头的画图装置施加到可压花纹材料上的。

4、按照权利要求1的方法，其特征在于图象是计算机产生的并由计算机控制的画图装置画到可压花纹的材料上。

5、按照权利要求1的方法，其特征在于，其中可压花纹的材料片是一涂镀金属膜的热塑树脂片。

6、按照权利要求1的方法，其特征在于该方法还包括将图象形成在一可加热的印模上，对印模加热并将它压印到可压花纹材料上的步骤。

7、按照权利要求1的方法，其特征在于，其中的衍射光栅是由按某一第一方向蚀刻到一种合适材料中的平行线和按与第一方向正交的第二方向蚀刻到该材料中的平行线组成的。