RO127143B1 - Procedeu de mixare selectivă a imaginilor holografice - Google Patents

Description

Invenția se referă la un procedeu pentru mixarea selectivă a imaginilor holografice în procesul de realizare a matrițelor pentru imprimarea în reliefa hologramelor.

Domeniul tehnic la care se referă invenția este realizarea imaginilor holografice prin impri mare în relief (emboss-are). Prin imagine holografică în sensul invenției se înțelege o imagine constituită dintr-o multitudine de elemente de microrelief realizate pe o suprafață plană solidă, elemente care produc fenomene de difracție, difuzie și interferență a luminii albe incidente, fenomene datorită cărora ochiul observatorului percepe efecte optice variate, cum sunt: schimbări de culoare în funcție de unghiul de privire, irizații, senzația de relief și schimbare a pozițiilor relative ale elementelor imaginii etc. în plus, imaginile holografice pot conține microtexte purtătoare de informație, sau pot să conțină înregistrări ale unorfranje de interferență ce reproduc o imagine atunci când sunt iluminate cu lumină monocromatică.

Conform procedeelor cunoscute, realizarea imaginilor holografice prin imprimare în relief implică cel puțin:

- o etapă inițială de realizare a originalului imaginii, printr-un procedeu tehnic specific, și cu o instalație adecvată (de exemplu, prin expunerea unui fotopolimer cu laser, radiații ultraviolete (UV) ori fascicul de electroni), original pe a cărui suprafață este astfel fotogravat un microrelief ce conține toate elementele imaginii holografice; exemple: US 4402571, US 5059499;

- o etapă finală de obținere a unei matrițe metalice (uzual prin depunere electrochimică de nichel), care constă într-o folie metalică pe suprafața căreia este copiat microrelieful imaginii holografice originale. Matrița este folosită apoi pentru imprimarea imaginii finale (de exemplu, pe folie termoplastică); exemple: US 3758649, US 4125760.

între aceste etape - inițială și finală - există și etape intermediare, în care microrelieful de pe suportul original este transferat pe alte suporturi, etape necesare din considerente tehnologice (păstrarea nealterată a originalului, inversarea reliefului pozitiv-negativ, mixarea mai multor originale, multiplicarea unei imagini mici pe o suprafață mare, necesară unui randament ridicat pe mașina de imprimare ș.a.). în fiecare dintre aceste etape intermediare se confecționează câte o nouă matriță holografică, ce constă într-un suport metalic, termoplastic sau de altă natură, pe a cărui suprafață este recopiat microrelieful imaginii holografice. Ca suport pentru imagine se cunoaște folosirea unui material care se întărește sub acțiunea radiațiilor UV (numit generic lac UV și utilizat curent în industria tipografică, pentru acoperirea cu un strat lucios a unor zone tipărite); de exemplu: US 6225369. Lacul UV în stare lichidă, aflat în contact cu suprafața unei matrițe metalice, este expus controlat la radiații UV. Are loc întărirea lacului (de exemplu, prin polimerizare), astfel că acesta devine solid, și pe suprafața lui rămâne imprimat microrelieful imaginii holografice de pe matriță, de exemplu: US 4758296.

Invenția de față constituie o astfel de etapă intermediară în tehnica realizării hologramelor, și folosește lacul UV ca suport pentru realizarea unei matrițe holografice pe suprafața căreia pot fi mixate selectiv două sau mai multe imagini holografice.

Principalul dezavantajai tuturor soluțiilor cunoscute de copiere constă în imposibilitatea mixării (amestecării) într-o imagine unică a două sau mai multe imagini (integral sau parțial).

Problema tehnică pe care o rezolvă invenția constă în posibilitatea mixării într-o imagine unică a două sau mai multe imagini holografice diferite, în întregime ori numai a unor elemente selectate dintre ele.

Procedeul pentru mixarea selectivă a imaginilor holografice, conform invenției, rezolvă problema tehnică menționată prin faptul că:

- folosește două sau mai multe matrițe metalice și expuneri selective cu radiații UV, pe anumite zone ale imaginii finale, pentru a imprima elemente selectate din fiecare imagine componentă, și a le mixa prin juxtapunere pe un singur suport;

RO 127143 Β1

- realizează transferul controlat al microreliefului de pe unele zone selectate ale matri- 1 țelor pe un strat de material care se întărește sub acțiunea radiațiilor UV (lac UV). Astfel, procedeul pentru mixarea selectivă a imaginilor holografice în procesul de realizare a matrițelor 3 pentru imprimarea în relief hologramelor constă în următoarele etape: pe suprafața activă a două sau mai multe matrițe holografice inițiale cu imagini diferite se aplică un strat uniform 5 de lac UV, matrițele se aduc succesiv în contact cu stratul de lac UV aflat pe o folie de poliester transparent, se poziționează un cap de expunere, ce cuprinde un DMD controlat de un 7 calculator, deasupra unei zone de expunere, are loc expunerea la fasciculele UV, pentru copierea selectivă a microreliefului unor pixeli, care astfel se întăresc și copiază pe suprafață 9 microrelieful matrițelor, stratul de lac întărit constituind o nouă matriță holografică.

Invenția va fi prezentată în continuare, în legătură și cu fig. 1...3, care prezintă un 11 exemplu de mixare selectivă a imaginilor holografice realizată conform invenției:

- fig. 1, exemplu de mixare selectivă a imaginilor holografice; 13

- fig. 2, folosirea unei alte matrițe metalice, cu o imagine holografică diferită;

- fig. 3, noua matriță holografică, cu imaginea în care sunt mixate elemente din imagi- 15 nile matrițelor folosite în procesul de mixare.

Figurile reprezintă doar un exemplu, și invenția nu se limitează la aceste figuri, diferitele 17 elemente putând să varieze ca aspect, formă sau amplasare. Schițele nu sunt executate la scară. Elementele constitutive, notate cu cifre în figură, vor fi descrise în cele ce urmează. 19 Procedeul pentru mixare selectivă a imaginilor holografice este o combinație de procedee cunoscute, și anume: 21

- utilizarea unui cap de expunere DMD (Digital Micromirror Device) controlat de un calculator, pentru expunerea selectivă la UV a unor pixeli de imagine; dispozitivul DMD este 23 cunoscut în tehnică și folosit frecvent pentru afișarea imaginilor sau comanda fluxurilor de lumină - de exemplu, US 6348907, US 7203398; 25

- utilizarea unui lac UV care se întărește sub acțiunea radiațiilor ultraviolete, pentru obținerea de replici ale microreliefului hologramelor. 27

Procedeul constă în expuneri succesive ale diferitelor zone ale hologramei, folosind un cap de expunere cu ultraviolete DMD, controlat de calculator, și matrițe metalice diferite. 29 Imaginile componente pot proveni de la originale realizate prin tehnici identice sau diferite (clasice, e-beam, dot matrix ș.a.), deci prin procedeul conform invenției se pot cumula 31 într-o singură imagine efecte optice care nu pot fi realizate printr-o singură tehnică.

Pentru aplicarea procedeului conform invenției se folosesc următoarele dispozitive 33 și materiale:

- cap de expunere care conține o sursă de UV, un dispozitiv DMD și sistemul optic 35 adecvat pentru a permite expunerea controlată la UV a unor pixeli cu dimensiuni de ordinul zecilor de micrometri (de exemplu, 1024 x 768 pixeli a câte 16,9 x 16,9 pm pentru o instalație 37 industrială de tip UV Seter), cu timpi de expunere reglabili în domeniul 1...30 s;

- calculator prevăzut cu un soft adecvat pentru controlul deplasării pe două direcții 39 perpendiculare a capului DMD, selectării pixelilor care se expun, și timpului de expunere;

- folie de poliester transparent la UV, cu grosimea de ordinul zecimilor de mm; 41 lac sensibil la UV (fotopolimer), ce poate fi aplicat într-un strat cu grosimea de 10...15 pm;

- matrițe metalice sub formă de folii metalice având imprimate pe una dintre suprafețe 43 imagini holografice în relief.

Procedeul conform invenției, exemplificat și în fig. 1...3, constă în următorii pași 45 succesivi:

(a) pe suprafața activă a unei matrițe metalice 1 se aplică un strat uniform de lac UV 47 2, fără a permite formarea incluziunilor de aer;

RO 127143 Β1 (b) se aplică o folie de poliester transparent 3 în contact cu stratul de lac, de asemenea, fără incluziuni de aer;

(c) capul de expunere cu DMD 4 controlat de calculatorul 5 se poziționează deasupra unei prime zone de expunere;

(d) se face expunerea la fasciculele UV 6 trimise de capul de expunere în locurile stabilite de softul calculatorului, cu scopul de a copia selectiv microrelieful anumitor pixeli 7 din zona pe care s-a făcut poziționarea la pasul precedent; expunerea este efectuată simultan pentru toți pixelii din zonă, și se face prin grosimea foliei 3. în locurile expuse lacul UV se întărește, aderă la folie, și pe suprafața sa este copiat microrelieful matriței 1. Timpul de expunere necesar unei bune întăriri a lacului UV se stabilește experimental pentru materialele și dispozitivele folosite;

(e) se repetă alternativ pașii c și d până la epuizarea tuturor zonelor ce trebuie expuse de pe matriță. în acest scop capul de expunere este deplasat controlat într-un plan paralel cu suprafața matriței, după două direcții perpendiculare între ele. în fig. 2 și 3 s-au exemplificat câteva asemenea zone, notate cu 8;

(f) se desprinde matrița de pe suprafața lacului și se îndepărtează lacul neîntărit (neexpus) cu un solvent adecvat. Lacul întărit rămâne fixat pe folia de poliester, iar pe suprafața sa rămâne copiat microrelieful de pe matrița metalică.

Se repetă întreg ciclul (a)-(f) descris mai sus, folosind de data aceasta o a doua matriță metalică 9, cu o imagine holografică diferită, așa cum este exemplificat în fig. 2. în capul de expunere vor fi acționate prin softul calculatorului alte microoglinzi care vor trimite alte fascicule 11 de radiații UV, alte zone 12 de lac UV vor fi expuse și întărite. în acest fel, elementele selectate din imaginea de pe matrița a doua se adaugă la elementele selectate din imaginea de pe prima matriță.

în final se obține o nouă matriță holografică (fig. 3), având o imagine în care sunt mixate elemente din imaginile matrițelor folosite în procesul de mixare conform invenției. Pe folia suport de poliester transparent 3 s-a realizat stratul de lac întărit prin expunere la UV 2. Imaginea finală cuprinde atât elemente 7 din imaginea de pe prima matriță utilizată, cât și de pe a doua matriță 12, dar pot exista și zone fără imagine 13.

Se poate continua în mod analog cu alte matrițe, fiecare având imagini holografice diferite.

Matrițele metalice pot avea dimensiuni mai mici decât imaginea finală de pe folie, situație în care poziția lor față de folie trebuie refăcută la fiecare utilizare. Ca un caz particular, se poate folosi o singură matriță metalică, care se poziționează în zona de expunere la fiecare ciclu de expunere, și astfel se poate face o multiplicare a imaginii de pe o matriță mică pe o folie cu dimensiuni mari.

în fig. 1...3 s-au utilizat următoarele simplificări (reduceri la cazuri particulare), cu scopul de a permite înțelegerea mai ușoară a procedeului, și a putea observa detaliile:

- s-a exagerat dimensiunea pixelilor 7,12,13 în raport cu dimensiunea imaginii totale și cea a zonelor expuse 8;

- s-au reprezentat numai trei tipuri de pixeli - desenați cu negru 7, gri 8 și alb 13 - deși numărul de tipuri și modul de diferențiere al acestora prin efectele optice pe care le produc poate fi mult mai mare;

- microrelieful celor două matrițe 1 și 9 care se copiază selectiv pe stratul 2 a fost redus la forme simple (adâncituri cu profil pătrat și dreptunghiular), deși forma lor poate fi foarte diversă.

RO 127143 Β1

Avantajul procedeului conform invenției constă în posibilitatea de realizare a unei 1 matrițe holografice în a cărei imagine sunt combinate două sau mai multe imagini componente, sau numai elemente selectate din ele. 3 în plus, procedeul de mixare conform invenției mărește considerabil nivelul de asigurare împotriva contrafacerilor hologramelor. Originalele hologramelor mixate pot fi executate 5 de producători independenți, fără ca fiecare dintre aceștia să poată confecționa în mod ilicit holograma mixată. 7

Imaginile componente pot fi realizate prin tehnici diferite; de exemplu, se pot mixa imagini holografice realizate digital cu imagini holografice realizate analogic la nivel de pixel, 9 o astfel de hologramă mixtă fiind mult mai dificil de imitat decât componentele sale.

Claims (2)

1 Revendicare

3 Procedeu pentru mixarea selectivă a imaginilor holografice în procesul de realizare a matrițelor pentru imprimarea în relief a hologramelor, caracterizat prin aceea că pesupra5 fața activă a două sau mai multe matrițe (1) holografice inițiale, cu imagini diferite, se aplică un strat uniform de lac (2) UV, matrițele se aduc succesiv în contact cu stratul de lac UV aflat

Ί pe o folie (3) de poliester transparent, se poziționează un cap de expunere ce cuprinde un DMD (4) controlat de un calculator (5), deasupra unei zone de expunere, are loc expunerea

9 la fasciculele UV, pentru copierea selectivă a microreliefului unor pixeli (7), care astfel se întăresc și copiază pe suprafață microrelieful matrițelor, stratul de lac întărit constituind o 11 nouă matriță holografică.