CN113878976B - 一种低成本全息防伪光学设计制作方法及其制版装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低成本全息防伪光学设计制作方法及其制版装置，S1，导入N张图像；S2，生成N组光栅通道；S3，每组光栅通道分成多个间隔的条块；S4，每组光栅通道的多个条块内，填充多根条块线条；S5，设置条块宽度，及条块间距；S6，将N张图像内容分配到N组光栅通道上；S7，分配后N张图像的内容，对应生成N组跳跃区域，每组跳跃区域内填充多根跳跃线条；S8，设置光栅通道的条块线条的条块线角度、条块线间距、条块线粗细；S9，设置跳跃区域的跳跃线条的跳跃线角度、跳跃线间距、跳跃线粗细；S10，生成矢量线条文件；S11，将矢量线条文件导入至激光雕刻机中；S12，将待雕刻的钢板，放入工作台中；S13，用高清相机拍摄钢板上的套准标记。

Description

一种低成本全息防伪光学设计制作方法及其制版装置

技术领域

本发明涉及全息防伪产品技术领域，具体涉及一种低成本全息防伪光学设计制作方法及其制版装置。

背景技术

现有的全息防伪制版过程，比如申请号：CN201611114731.4的发明专利《一种全息金属模压母版的制作方法》，公开了其全息防伪制版制作方法如下：

S1：制作菲林片

根据所要制作母版的图案，设计并制作相对应尺寸的菲林片，菲林片包括定位菲林和曝光菲林，定位菲林上设置有多个对位区域；

S2：制作单元版的透明PET母版

在透明PET膜上先使用导电性UV拼版胶涂布一层并UV固化，得到导电性处理层二，再将单元版的图案结构使用导电性UV拼版胶复制到透明PET膜的导电性处理层二上，得到透明PET母版的图案面，再使用UV灯强化曝光该图案面，得到单元版的透明PET母版；

S3：制作母版单元

将曝光菲林贴合在透明PET母版非图案面，且曝光菲林透光区域与透明PET母版的图案区域对齐，再用胶带将曝光菲林与透明PET母版粘贴在一起，得到母版单元；

S4：制作塑料基膜的导电性处理层

在塑料基膜上使用导电性UV拼版胶(为一种或至少二种的组合：纳米导电粒子ATO、ITO、氧化锌、二氧化硅、银粉)涂布一涂层并UV固化，得到带导电性处理层一的塑料基膜；

S5：对位

在拼版平台上，依次放置对位菲林、导电性处理层一朝上的塑料基膜，并使用胶带将塑料基膜与对位菲林固定；再将步骤三得到的母版单元以图案面朝下的方式贴合在导电性处理层一上，母版单元的透光区域与对位菲林的一个对位区域对准；

S6：拼版操作

在透明PET母版下面滴加适量的导电性UV拼版胶，用小胶辊将导电性UV拼版胶均匀地挤压填充于透明PET母版与塑料基膜上的导电性处理层一之间，再使用UV光源从曝光菲林上方照射，使UV拼版胶固化，再将透明PET母版与导电性处理层一分离，使透明PET母版上的图案复制到导电性处理层一上，然后用无纺布蘸无水酒精清洗掉未固化的UV拼版胶，完成一个图案的拼接操作；

S7：重复S5，且须将母版单元的透光区域对准对位菲林的下一个对位区域，再重复S6，完成第二个图案的拼接操作；如此反复，完成全部拼版，得到PET膜版；

S8：清洗PET膜版

用碱性洗涤剂清洗冲洗PET膜版表面，清除胶层表面的的油污和杂质；

S9：电铸

将清洗过的PET膜版放入电铸槽中开始电铸金属版，完成电铸后，将电铸金属层与PET膜版分离，即得到全息金属模压母版。

由此可见，现有的全息防伪制版过程，存在以下缺陷：

(1)工序多，工艺复杂，加工时间长，工作效率低，对人员综合素质要求高；

(2)能源消耗大，成本高；

(3)加工过程中的用料，会造成环境污染。

针对上述所有的不足，我们发明了一种低成本全息防伪光学设计制作方法及其制版装置。

发明内容

为解决现有的全息防伪制版过程，存在工序多，工艺复杂，加工时间长，工作效率低，对人员综合素质要求高，能源消耗大，成本高，加工过程中的用料，会造成环境污染的问题。本发明提供了以下技术方案：

一种低成本全息防伪光学设计制作方法，按照以下步骤进行：

步骤1，导入N张图像；

步骤2，生成N组光栅通道；

步骤3，每组光栅通道分成多个相互平行间隔的条块；

步骤4，每组光栅通道的多个条块内，填充相同方向的多根条块线条；

步骤5，设置条块宽度，及条块间距；

步骤6，将N张图像内容分配到N组光栅通道上；

步骤7，分配后N张图像的内容，对应生成N组跳跃区域，每组跳跃区域内填充相同方向的多根跳跃线条；

步骤8，设置光栅通道的条块线条的条块线角度、条块线间距、条块线粗细；

步骤9，设置跳跃区域的跳跃线条的跳跃线角度、跳跃线间距、跳跃线粗细；

步骤10，生成具有光学微结构的矢量线条文件；

步骤11，将矢量线条文件导出，导入至激光雕刻机中；

步骤12，将待雕刻的钢板，放入工作台中；

步骤13，用高清相机拍摄钢板上的套准标记；

步骤14，将套准标记转换成激光振镜雕刻坐标，实现X、Y方向套准质量控制；

步骤15，工作台上的测距器测量钢板与激光振镜之间距离，实现Z方向焦距质量控制；

步骤16，激光雕刻机对钢板进行雕刻制版，得到纳米烫金版；

步骤17，用纳米烫金版烫印电化铝，制作出光学全息防伪效果的印品。

进一步地，所述N≥2。

进一步地，所述图像包括文字或字母或图案中的任一种或几种组合。

进一步地，所述条块为矩形或者曲形。

进一步地，所述条块线角度与所述跳跃线角度不相等。

进一步地，所述N组光栅通道的条块顺次排列于一起，构成完整图像的背景。

进一步地，不同组的所述光栅通道的条块线角度不相等。

进一步地，不同组的所述跳跃区域的跳跃线角度不相等。

一种低成本全息防伪光学制版装置，用于实现上述一种低成本全息防伪光学设计制作方法，包括激光雕刻机，设于激光雕刻机下方的工作台，与工作台配套设置的X方向移动机构、Y方向移动机构、Z方向移动机构，设于工作台台架上的高清相机、测距器，位于高清相机、测距器捕捉范围内的、放置于工作台台上的钢板，设置于工作台台上的工作站，工作站分别与X方向移动机构、Y方向移动机构、Z方向移动机构、激光雕刻机、高清相机、测距器电连接。还包括烫印装置。所述烫印装置包括烫印机，与烫印机配套的烫印台，安装于烫印机上的纳米烫金版，纳米烫金版作用于烫印台上的待烫印的电化铝后，得到光学全息防伪效果的印品；所述工作站与显示屏、键盘、鼠标电连接。

相对于现有技术，本发明具有如下优点：

(1)本发明彻底改变了现有的纳米激光制作烫金版制作方法，即依靠人为思想和经验，采用adobe illustrator软件等手画，而且由于线条非常精细，导致人工绘画劳动力大，adobe illustrator软件手画经常导致系统卡崩，且人为因素导致实现全息图像多角度切换，在高精度和高密度上，有大量脑力和体力付出，人工很难完成。本方案采用了一种全新的低成本全息防伪光学设计方法，通过开发3D光线跳跃实现多角度切换，让烫金版达到全息图像多角度效果，实现多角度切换有着重要的使用和经济价值。

(2)本方案解决了烫金版与激光套准的不精准的图像问题，现有的套准做法，要么是人眼结合放大镜移动烫金版，要么是在设备激光器上方添加红外线预览，但是在调节过程中，人为移动烫金版时，又二次产生了偏差。

(3)本方案很好地解决烫金版与激光振镜的焦点匹配的问题，确保雕刻的图案清晰。由于烫金版制作需要切料成小块，精磨6个面，研磨和抛光，这些加工都积累了烫金版厚度的误差，导致烫金版与激光振镜的距离是非固定的，出现雕刻烫金版不合格。现有的做法是每一块烫金版制作时都需要用游标卡尺测量烫金版厚度，然后根据烫金版厚度，人工计算需要调节工作台高度，每一块都需要调节，太费用工，而且会有二次的人工操作误差，导致烫金版质量不合格。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种低成本全息防伪光学设计制作方法的步骤图；

图2为本发明一种低成本全息防伪光学制版装置的方框图；

图3为本发明的第一光栅通道图；

图4为图3中的H区放大图；

图5为本发明的第二光栅通道图；

图6为图5中的J区放大图；

图7为本发明的第一张图像示意图；

图8为本发明的第二张图像示意图；

图9为本发明的第一光栅通道、第一张图像、第一跳跃区域的结构图；

图10为图9中的K区放大图；

图11为本发明的第二光栅通道、第二张图像、第二跳跃区域的结构图；

图12为图11中的L区放大图；

图13为本发明的全息防伪光学设计效果示意图。

附图标记说明如下：

10-第一光栅通道，20-第二光栅通道，30-第一跳跃区域，40-第二跳跃区域，50-激光雕刻机，60-工作站，61-显示屏，62-键盘，63-鼠标，70-工作台，71-X方向移动机构，72-Y方向移动机构，73-Z方向移动机构，74-高清相机，75-测距器，80-钢板，81-纳米烫金版，90-烫印机，91-烫印台，100-电化铝，101-第一条块，102-第一条块线条，103-第一条块宽度，104-第一条块间距，105-第一条块线角度，106-第一条块线间距，201-第二条块，202-第二条块线条，203-第二条块宽度，204-第二条块间距，205-第二条块线角度，206-第二条块线间距，301-第一跳跃线条，302-第一跳跃线角度，303-第一跳跃线间距，401-第二跳跃线条，402-第二跳跃线角度，403-第二跳跃线间距。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

如图1至图13所示，本发明提供了一种低成本全息防伪光学设计制作方法，按照以下步骤进行：

S1，导入N张图像；(比如有2张图像，第一张图像为AB，第二张图像为D)(说明：图像包括文字或字母或图案中的任一种或几种组合。)

S2，生成N组光栅通道；(比如有2组光栅通道，第一光栅通道10，第二栅通道20)

S3，每组光栅通道分成多个相互平行间隔的条块；(比如第一光栅通道10有多个相互平行间隔的第一条块101，第二光栅通道20有多个相互平行间隔的第二条块201)(说明：条块为矩形或者曲形，本说明书中没有对曲形进行举例，其原理与矩形相似。)

S4，每组光栅通道的多个条块内，填充相同方向的多根条块线条；(比如第一条块101内填充相同方向的多根第一条块线条102，第二条块201内填充相同方向的多根第二条块线条202)

S5，设置条块宽度，及条块间距；(比如第一条块宽度103，第一条块间距104，第二条块宽度203，第二条块间距204，)

S6，将N张图像内容分配到N组光栅通道上；

S7，分配后N张图像的内容，对应生成N组跳跃区域，每组跳跃区域内填充相同方向的多根跳跃线条；(比如第一跳跃区域30多根第一跳跃线条301，第二跳跃区域40多根第二跳跃线条401)

S8，设置光栅通道的条块线条的条块线角度、条块线间距、条块线粗细；(比如第一光栅通道10的第一条块线条102的第一条块线角度105、第一条块线间距106、第一条块线粗细，第二光栅通道20的第二条块线条202的第二条块线角度205、第二条块线间距206、第二条块线粗细)

S9，设置跳跃区域的跳跃线条的跳跃线角度、跳跃线间距、跳跃线粗细；(比如第一跳跃区域30的第一跳跃线条301的第一跳跃线角度302、第一跳跃线间距303、第一跳跃线粗细，第二跳跃区域40的第二跳跃线条401的第二跳跃线角度402、第二跳跃线间距403、第二跳跃线粗细)

S10，生成具有光学微结构的矢量线条文件；

S11，将矢量线条文件导出，导入至激光雕刻机50中；

S12，将待雕刻的钢板80，放入工作台70中；

S13，用高清相机74拍摄钢板80上的套准标记(图中未画出)；(拍摄时通过工作站60控制X方向移动机构71、Y方向移动机构72使得高清相机74能完整地拍摄到钢板80上的套准标记)

S14，将套准标记转换成激光振镜(图中未画出)雕刻坐标，实现X、Y方向套准质量控制；

S15，工作台70上的测距器75测量钢板80与激光振镜之间距离，实现Z方向焦距质量控制；(比如通过工作站60对Z方向移动机构73进行控制)

S16，激光雕刻机50对钢板80进行雕刻制版，得到纳米烫金版81；

S17，用纳米烫金版81烫印电化铝100，制作出光学全息防伪效果的印品。

进一步地，N≥2。条块线角度与跳跃线角度不相等。(比如第一条块线角度105与第一跳跃线角度302不相等，第二条块线角度205与第二跳跃线角度402不相等)

进一步地，N组光栅通道的条块顺次排列于一起，构成完整图像的背景。(比如第一光栅通道10的第一条块101之间的空白区域即为第二光栅通道20的第二条块201的安插区域，同理，第二光栅通道20的第二条块201之间的空白区域即为第一光栅通道10的第一条块101的安插区域。)

进一步地，不同组的光栅通道的条块线角度不相等。(比如第一条块线角度105与第二条块线角度205不相等。)

进一步地，不同组的跳跃区域的跳跃线角度不相等。(比如第一跳跃线角度302与第二跳跃线角度402不相等。)

特别说明：本发明附图中的条块虚线(比如第一条块101、第二条块201)是为了理解本发明而虚设的，实际上不存在，同样附图中的AB虚线(见图9)、D虚线(见图11)也是为了理解本发明而虚设的，实际上不存在。

如图2所示，一种低成本全息防伪光学制版装置，用于实现上述一种低成本全息防伪光学设计制作方法，包括激光雕刻机50，设于激光雕刻机50下方的工作台70，与工作台70配套设置的X方向移动机构71、Y方向移动机构72、Z方向移动机构73，设于工作台70台架上的高清相机74、测距器75，位于高清相机74、测距器75捕捉范围内的、放置于工作台70台上的钢板80，设置于工作台70台上的工作站60，工作站60分别与X方向移动机构71、Y方向移动机构72、Z方向移动机构73、激光雕刻机50、高清相机74、测距器75电连接，还包括烫印装置。烫印装置包括烫印机90，与烫印机90配套的烫印台91，安装于烫印机90上的纳米烫金版81，纳米烫金版81作用于烫印台91上的待烫印的电化铝100后，得到光学全息防伪效果的印品。工作站60与显示屏61、键盘62、鼠标63电连接。

本发明中的工作站60(比如型号为344-A1)、激光雕刻机50(比如型号为Laser100)、高清相机74(比如型号为Cobra2000)、测距器75(比如型号为LJ-X8000 2D/3D)、烫印机90(比如型号为TYMB930)均属于现有技术，具体工作原理在此不进行详述。

相对于现有技术，本发明具有如下优点：

(1)本发明彻底改变了现有的纳米激光制作烫金版制作方法，即依靠人为思想和经验，采用adobe illustrator软件等手画，而且由于线条非常精细，导致人工绘画劳动力大，adobe illustrator软件手画经常导致系统卡崩，且人为因素导致实现全息图像多角度切换，在高精度和高密度上，有大量脑力和体力付出，人工很难完成。本方案采用了一种全新的低成本全息防伪光学设计方法，通过开发3D光线跳跃实现多角度切换，让烫金版达到全息图像多角度效果，实现多角度切换有着重要的使用和经济价值。

(2)本方案解决了烫金版与激光套准的不精准的图像问题，现有的套准做法，要么是人眼结合放大镜移动烫金版，要么是在设备激光器上方添加红外线预览，但是在调节过程中，人为移动烫金版时，又二次产生了偏差。

(3)本方案很好地解决烫金版与激光振镜的焦点匹配的问题，确保雕刻的图案清晰。由于烫金版制作需要切料成小块，精磨6个面，研磨和抛光，这些加工都积累了烫金版厚度的误差，导致烫金版与激光振镜的距离是非固定的，出现雕刻烫金版不合格。现有的做法是每一块烫金版制作时都需要用游标卡尺测量烫金版厚度，然后根据烫金版厚度，人工计算需要调节工作台高度，每一块都需要调节，太费用工，而且会有二次的人工操作误差，导致烫金版质量不合格。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种低成本全息防伪光学设计制作方法，其特征在于,按照以下步骤进行：

步骤1，导入N张图像；

步骤2，生成N组光栅通道；

步骤3，每组光栅通道分成多个相互平行间隔的条块；

步骤4，每组光栅通道的多个条块内，填充相同方向的多根条块线条；

步骤5，设置条块宽度，及条块间距；

步骤6，将N张图像内容分配到N组光栅通道上；

步骤7，分配后N张图像的内容，对应生成N组跳跃区域，每组跳跃区域内填充相同方向的多根跳跃线条；

步骤8，设置光栅通道的条块线条的条块线角度、条块线间距、条块线粗细；

步骤9，设置跳跃区域的跳跃线条的跳跃线角度、跳跃线间距、跳跃线粗细；

步骤10，生成具有光学微结构的矢量线条文件；

步骤11，将矢量线条文件导出，导入至激光雕刻机中；

步骤12，将待雕刻的钢板，放入工作台中；

步骤13，用高清相机拍摄钢板上的套准标记；

步骤14，将套准标记转换成激光振镜雕刻坐标，实现X、Y方向套准质量控制；

步骤15，工作台上的测距器测量钢板与激光振镜之间距离，实现Z方向焦距质量控制；

步骤16，激光雕刻机对钢板进行雕刻制版，得到纳米烫金版；

步骤17，用纳米烫金版烫印电化铝，制作出光学全息防伪效果的印品；

所述N≥2，所述条块线角度与所述跳跃线角度不相等，不同组的所述光栅通道的条块线角度不相等，不同组的所述跳跃区域的跳跃线角度不相等。

2.根据权利要求1所述的一种低成本全息防伪光学设计制作方法，其特征在于:所述图像包括文字或字母或图案中的任一种或几种组合。

3.根据权利要求1所述的一种低成本全息防伪光学设计制作方法，其特征在于:所述条块为矩形或者曲形。

4.根据权利要求1所述的一种低成本全息防伪光学设计制作方法，其特征在于:所述N组光栅通道的条块顺次排列于一起，构成完整图像的背景。

5.一种低成本全息防伪光学制版装置，用于实现权利要求1至4中任一项所述一种低成本全息防伪光学设计制作方法，其特征在于:包括激光雕刻机，设于激光雕刻机下方的工作台，与工作台配套设置的X方向移动机构、Y方向移动机构、Z方向移动机构，设于工作台台架上的高清相机、测距器，位于高清相机、测距器捕捉范围内的、放置于工作台台上的钢板，设置于工作台台上的工作站，工作站分别与X方向移动机构、Y方向移动机构、Z方向移动机构、激光雕刻机、高清相机、测距器电连接；还包括烫印装置。

6.根据权利要求5所述的一种低成本全息防伪光学制版装置，其特征在于:所述烫印装置包括烫印机，与烫印机配套的烫印台，安装于烫印机上的纳米烫金版，纳米烫金版作用于烫印台上的待烫印的电化铝后，得到光学全息防伪效果的印品；所述工作站与显示屏、键盘、鼠标电连接。

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