[发明专利]光学可变图像的制作方法及其照排系统

说明书

                       技术领域

本发明涉及一种光学可变图像的制作方法及其照排系统，具体涉及一种用干涉型光学头作为激光直写头，用激光干涉条纹点作为激光直写点制作光学可变图像的方法及其装置。

                          背景技术

光学可变图像由不同空频、光栅取向的单元光栅组成，对于浮雕型图像，通过模压镀铝，使之成为反射再现全息图，人眼可直接把图像对着光源观察反射的衍射光，由于单元光栅的取向和空频有着无穷多的组合，使得光学可变图像具有色彩变化、动态效果和三维感等多光变效果的光学特征，既难以复制伪造，又易于用人眼直接观察，可以应用于证券、卡证的防伪，激光防伪包装材料的生产和检测中。目前制作光学可变图像的方式主要有两种，一是在全息干版上记录由光干涉形成二维或三维图像的全息摄影，这种方法主要是通过手工来完成，对制作具有高精度的、具有动态效果的光学可变图像非常困难；另一种是激光直写，由计算机控制精细激光束在样品台上的移动，直接在光刻胶表面曝光，刻出连续浮雕结构，这种单光束直写方式，对电子控制和机械的精度要求很高，如果设计一个10毫米×10毫米的光栅，光束的聚焦点的直径为1微米，设运行速度为10毫米/秒，光刻500线/毫米的光栅需要至少80分钟，对于更小光栅常数和面积更大的光学可变图像(如用于激光防伪包装材料的光学可变图像)，单激光直写显然是不合适的。在美国专利5291317中公开了一种制作全息衍射光栅图案的方法，其入射光经衍射光栅后，利用光阑阻挡0级光和高次衍射光，将正负一级光会聚在感光材料上，形成全息衍射光栅图案，由于衍射光栅的光强大部分集中在0级光上，因此，其光源的能量利用率极低，要求光源的功率较大，并延长曝光时间，同时，采用该方法无法在光路中插入图像输入器件，难以形成可变形状的图像编码效果，实用效果较差。因此，提供一种能用计算机控制的制作速度快、光利用率高、成本较低的光学可变图像制作方法，必将大大推动光学可变图像的应用，特别是在防伪包装等大面积光学可变图像制作方面的应用。

                         发明内容

本发明目的是提供一种速度快、能高效率地制作大面积光学可变图像的制作方法及利用此方法实现制作的照排系统。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种光学可变图像的制作方法，包括以下步骤，

(1)由一光源经光学成像系统将光阑成像到全息光学元件上，产生一对衍射光束；

(2)将所述衍射光束会聚在记录材料上，产生一个干涉条纹点；

(3)移动记录材料的位置；

(4)记录下一个干涉条纹点；

(5)重复步骤(3)和(4)，直至完成光学可变图像的制作。

上述技术方案中，所述的“全息光学元件”是一种体积全息光学元件，它能将入射光的光强集中在正、负一级衍射光上，零级光的能量比正、负一级光小，也可以将入射光集中在正一级和零级光上，或者正负一级光具有发散或会聚作用。

上述技术方案中，在步骤(3)中，可以同时转动全息光学元件或者改变全息光学元件的位置。

上述技术方案中，所述光阑可以是形状光阑，其形状可以是几何图形或文字。

上述技术方案中，所述的记录材料可以是感光材料，此时，可采用一般激光光源或线谱线光源；所述的记录材料也可以是塑料或金属材料，则应采用高功率密度的激光光源。

利用上述制作方法生成光学可变图像的照排系统，包括由光源、衍射前成像系统、全息光学元件、衍射后成像系统组成的光路系统、放置记录材料的工作台以及包括计算机的控制部分，所述全息光学元件设置在转台上，所述工作台可以沿X轴和Y轴运动，所述记录材料位于衍射后成像系统的焦面上。

上述技术方案中，在所述光源和衍射前成像系统之间设有光电开关，所述全息光学元件的转台可以转动及沿Z轴方向运动。各运动部件如光电开关、工作台、转台等均可以由计算机通过控制机构控制其运动。

上述技术方案中，在所述的衍射前成像系统前设有光阑，该光阑可以是形状光阑，其中所述的形状可以是几何图形(如圆形、方形等)或文字(如字母、数字等)。