一種有關(guān)激光刻蝕的矢量全息幾何曲線的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及電數(shù)字數(shù)據(jù)處理【技術(shù)領(lǐng)域】，具體是一種有關(guān)激光刻蝕的矢量全息幾何曲線的制作方法，根據(jù)設(shè)計原理基于貝塞爾曲線函數(shù)，經(jīng)過多次迭代運算并將其轉(zhuǎn)換為特殊格式的文件，利用全息制版系統(tǒng)，通過激光刻蝕技術(shù)將其實現(xiàn)。本發(fā)明同現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)點在于本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于全息防偽領(lǐng)域。首先通過軟件設(shè)計出所需的矢量曲線，然后把曲線解析為特定格式的文件，并導入全息制版系統(tǒng)，通過激光刻蝕技術(shù)將其實現(xiàn)。該方法制作的矢量全息曲線具有極高的分辨率，線條邊緣光滑無“鋸齒”現(xiàn)象，并能夠?qū)崿F(xiàn)象元隨曲線變化而相應(yīng)偏轉(zhuǎn)，以及線條顏色的變化。同時可以大大縮短了制版周期，宏觀效果明顯，防偽等級高。
【專利說明】一種有關(guān)激光刻蝕的矢量全息幾何曲線的制作方法
[【技術(shù)領(lǐng)域】]
[0001]本發(fā)明涉及電數(shù)字數(shù)據(jù)處理【技術(shù)領(lǐng)域】，具體是一種有關(guān)激光刻蝕的矢量全息幾何曲線的制作方法。
[【背景技術(shù)】]
[0002]激光全息作為防偽領(lǐng)域重要的技術(shù)之一，現(xiàn)已普遍應(yīng)用于各種卡證，商品的防偽包裝上面。其最大的特點就是外觀效果明顯，易于識別。然而隨著時間推移，以前的全息防偽技術(shù)必然會被越來越多的人掌握，導致防偽功能減弱。目前我們國內(nèi)主要的防偽技術(shù)仍然以點陣全息制版技術(shù)為主，另外還發(fā)展起了一些基于空間光調(diào)制器的激光直寫技術(shù)等。這些技術(shù)在制作全息曲線時都存在一定的優(yōu)缺點。點陣全息制版技術(shù)的優(yōu)點是制版速度快，制版面積大，但由于象元尺寸的限制，分辨率通常只有2500DPI左右，通過該技術(shù)制作出來的線條邊緣有明顯的“鋸齒”現(xiàn)象，如圖1所示。而激光直寫技術(shù)具有很高的分辨率，可以達到20000DPI以上。但是局限于空間光調(diào)制器的刷新頻率等因素，該技術(shù)系統(tǒng)的曝光速度難以提高，因此制版周期很長，制版面積小。
[
【發(fā)明內(nèi)容】
]
[0003]本發(fā)明的目的就是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中矢量全息曲線制作容易產(chǎn)生鋸齒及刷新頻率、曝光速度不足等缺陷，提供一種制版速度快，制版面積大，而且分辨率也大大提高的一種有關(guān)激光刻蝕的矢量全息幾何曲線的制作方法，包括計算機及制圖服務(wù)工具，其特征在于包括下列步驟:a.首先通過作圖軟件設(shè)計所需要的任意形狀的幾何曲線，并在幾何曲線上添加若干個控制點，完后以矢量圖形的格式存儲；b.將上述矢量圖形解析為便于全息制版系統(tǒng)的讀取的文件格式；c.解析時根據(jù)制作需要設(shè)置矢量線條顏色或全息幾何線條顏色、象元轉(zhuǎn)動角度和象元點距參數(shù)；d.最后通過全息制版系統(tǒng)，采用激光刻蝕工藝將其實現(xiàn)。
[0004]所述的象元轉(zhuǎn)動角度和象元點距獲取方法如下:
[0005]任何一條曲線看成是有無數(shù)段小直線段構(gòu)成，每個小線段均有起點位置和終點位置信息，根據(jù)信息確定線段的斜率和法線，依據(jù)法線的矢量方向可確定光孔的角度方向，假設(shè)一條線段的起點Pl和終點P2坐標分別為(xl，yl); (x2，y2)，線段的斜率為Kl = (y2_yl)/ (x2-xl)，過p2點垂直于過pl，p2點的所連直線的斜率k2由二條垂直相交直線斜率乘積為一I,可得到 kl*k2 =— I 得到 k2=_l/kl ；
[0006]依據(jù)步驟a繼而確定曲線上任何一點的法線，通過一個單軸電機根據(jù)曝光點法線的矢量方向旋轉(zhuǎn)，配合曝光系統(tǒng)和定位系統(tǒng)，可以得到基于矢量曲線路徑的象元可變角度的曲線。
[0007]基于矢量曲線路徑的象元可變角度的曲線轉(zhuǎn)換成可進行曝光控制的光刻文件；
[0008]所述的光刻文件包括象元轉(zhuǎn)動角度和象元點距參數(shù)。
[0009]所述的矢量全息幾何曲線的制作方法根據(jù)設(shè)計原理基于貝塞爾曲線函數(shù)，經(jīng)過多次迭代運算并將其轉(zhuǎn)換為特殊格式的文件，利用全息制版系統(tǒng)，通過激光刻蝕技術(shù)將其實現(xiàn)。
[0010]所述的任意形狀的幾何曲線分為直線段，圓和樣條曲線；所述的象元的形狀為正方形或圓形或字體或圖形；所述的幾何曲線的位置和形狀由起始點坐標、控制點，以及該處線段的斜率控制。
[0011]所述的若干個控制點的密度，間距在0.1?1.0mm之間，相鄰兩點之間間距并非固
定一致。
[0012]所述的矢量圖形解析后被分解成無數(shù)的小的直線段。
[0013]所述的矢量線條顏色由曲線自身的顏色值控制，其顏色變化范圍為0?254，對應(yīng)全息制版的觀察角度范圍為0?90°。
[0014]所述的象元點距的尺寸大于或等于全息制版系統(tǒng)中實際象元的尺寸。
[0015]所述的象元轉(zhuǎn)動角度同樣由曲線自身顏色值控制，其顏色變化范圍為0?254，對應(yīng)全息制版的象元轉(zhuǎn)動角度范圍為-90°?90°。
[0016]所述的全息制版系統(tǒng)的平臺運行方式為X-Y軸沿矢量線條方向同時運行，而非掃描式運行。
[0017]本發(fā)明同現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)點在于本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于全息防偽領(lǐng)域。首先通過軟件設(shè)計出所需的矢量曲線，然后把曲線解析為特定格式的文件，并導入全息制版系統(tǒng)，通過激光刻蝕技術(shù)將其實現(xiàn)。該方法制作的矢量全息曲線具有極高的分辨率，線條邊緣光滑無“鋸齒”現(xiàn)象，并能夠?qū)崿F(xiàn)象元隨曲線變化而相應(yīng)偏轉(zhuǎn)，以及線條顏色的變化。同時可以大大縮短了制版周期，宏觀效果明顯，防偽等級高。
[【專利附圖】

【附圖說明】]
[0018]圖1是采用現(xiàn)有技術(shù)方法制作出的容易產(chǎn)生鋸齒的圖形示意圖；
[0019]圖2是采用本發(fā)明方法繪制出的矢量全息曲線示意圖；
[0020]圖3是本發(fā)明中貝塞爾曲線函數(shù)的示意圖；
[0021]圖4是采用本發(fā)明方法通過多次迭代運算并將其轉(zhuǎn)換成特殊格式的文件，利用全息制版系統(tǒng)，通過激光刻蝕技術(shù)實現(xiàn)的實施例示意圖；
[0022]圖5是本發(fā)明實施例中在畫好的曲線上添加合適密度的控制點示意圖；
[0023]圖6是本發(fā)明實施例中矢量線條顏色由曲線自身的顏色值控制示意圖；
[0024]圖7是本發(fā)明實施例中象元的形狀示意圖；
[0025]指定圖2為本發(fā)明的摘要附圖。
[【具體實施方式】]
[0026]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明，這種裝置的結(jié)構(gòu)和原理對本專業(yè)的人來說是非常清楚的。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0027]本發(fā)明所提出的一種矢量全息曲線的制作方法主要應(yīng)用在全息防偽和產(chǎn)品包裝等領(lǐng)域。其設(shè)計原理基于貝塞爾曲線函數(shù)，如圖3所示，通過多次迭代運算并將其轉(zhuǎn)換成特殊格式的文件，利用全息制版系統(tǒng)，通過激光刻蝕技術(shù)將其實現(xiàn)，如圖4所示。全息制版系統(tǒng)是利用全息學原理制作全息圖母版的技術(shù)，含彩虹全息技術(shù)、光信息處理及光學變換技術(shù)、色彩控制及多通道技術(shù)、計算全息技術(shù)及脈沖全息技術(shù)等。全息圖像制版采用先進的計算機制圖系統(tǒng)、像素全息制作系統(tǒng)，可以制作各種2D、2D/3D、真彩色、3D立體全息及數(shù)碼像素制版，并可融合多種加密手段技術(shù)，為廣大激光鐳射圖像印刷企業(yè)制作各種高質(zhì)量的母版，全息圖像圖像清晰、色彩絢麗，普通制版是傳統(tǒng)的鐳射制版技術(shù)，把成像光刻成普通版，包括1D、2D、2D/3D真彩色，3D立體全息制版。本發(fā)明的方法步驟為，先是通過作圖軟件畫出所需要的任意形狀的幾何曲線，包括直線段、圓和樣條曲線等類型，并在畫好的曲線上添加合適密度的控制點，如圖5所示，完后以矢量圖形的格式存儲。將上述矢量線條解析為特定格式的文件，便于全息制版系統(tǒng)的讀取。解析時根據(jù)制作需要設(shè)置矢量線條顏色或全息幾何線條顏色、象元轉(zhuǎn)動角度、和點距等參數(shù)。最后通過全息制版系統(tǒng)，采用激光刻蝕工藝將其實現(xiàn)。激光刻蝕技術(shù)是利用強激光作為熱源對物體加熱，使物體快速升溫，從而對其加工的技術(shù)，主要應(yīng)用于發(fā)生氣化等物理過程。激光刻蝕技術(shù)具有非接觸、無污染和可實現(xiàn)微米線度精細加工的特點。其基本原理是將高光束質(zhì)量的小功率激光束聚焦成極小光斑，在焦點處形成很高的功率密度，使材料在瞬間汽化蒸發(fā)，形成孔、縫、槽。象元是反映影像特征的重要標志。象元是同時具有空間特征和波譜特征的數(shù)據(jù)元，其幾何意義是其數(shù)據(jù)值確定所代表的地面面積；物理意義是其波譜變量代表該象元內(nèi)在某一特定波段中波譜響應(yīng)的強度。即同一象元內(nèi)的地物，只有一個共同灰度值。象元大小決定了數(shù)字影像的影像分辨率和信息量，象元小，影像分辨率高，信息量大；反之，影像分辨率低，信息量小。本發(fā)明中幾何曲線的位置和形狀由起始點坐標、控制點，以及該處線段的斜率等參數(shù)控制?？刂泣c的密度，在此一般間距在0.1?1.0mm之間，相鄰兩點之間間距并非固定一致。矢量圖形解析后實際被分解成無數(shù)的小的直線段。矢量線條顏色由曲線自身的顏色值控制，如圖6所示，其顏色變化范圍為0?254，對應(yīng)全息制版的觀察角度范圍為0?90°。象元點距的尺寸通常大于或等于全息制版系統(tǒng)中實際象元的尺寸，其具體情況根據(jù)設(shè)計要求進行設(shè)置。象元的形狀并不局限于正方形或者圓形等，可以是任何形狀，包括各種字體和圖形等，如圖7所示。象元轉(zhuǎn)動角度同樣由曲線自身顏色值控制，其顏色變化范圍為0?254，對應(yīng)全息制版的象元轉(zhuǎn)動角度范圍為-90°?90°。全息制版系統(tǒng)的平臺運行方式為X-Y軸沿矢量線條方向同時運行，而非掃描式運行。
[0028]按照上述步驟，具體實施如下:
[0029]首先通過矢量作圖軟件，設(shè)計出所需要的幾何曲線，包括直線段和任意形狀的樣條曲線。然后對其添加控制點，控制點的密度要適中，通常約每0.1?1.0_的距離需要添加一個控制點，如此可以保持曲線的準確性。但控制點之間的距離并非需要一致，必須依據(jù)線條各處的曲率變化而定。
[0030]為方便機器讀取，將上述曲線解析成特殊格式的文件。解析前需要設(shè)置矢量全息線條顏色、象元轉(zhuǎn)動角度和象元點距等參數(shù)。其中線條的顏色和象元轉(zhuǎn)動的角度都是由文件中線條自身的顏色值控制。而象元點距的大小根據(jù)設(shè)計要求，一般大于或等于全息制版系統(tǒng)中實際的象元尺寸。
[0031 ] 解析后的文件中的信息包括幾何曲線的類型、起始點坐標、控制點坐標、控制點數(shù)量、曲線長度、控制點最大間距和最小間距、以及角度最大變化和最小變化等參數(shù)。
[0032]把上述文件導入全息制版系統(tǒng)并運行該文件，利用全息制版系統(tǒng)，通過激光刻蝕技術(shù)，即可完成矢量全息曲線的制作?？涛g過程中全息制版系統(tǒng)平臺的X軸和Y軸沿曲線路徑同時運行，因而可以獲得更高精度的圖像。
【權(quán)利要求】
1.一種有關(guān)激光刻蝕的矢量全息幾何曲線的制作方法，包括計算機及制圖服務(wù)工具，其特征在于包括下列步驟:a.首先通過作圖軟件設(shè)計所需要的任意形狀的幾何曲線，并在幾何曲線上添加若干個控制點，完后以矢量圖形的格式存儲；b.將上述矢量圖形解析為便于全息制版系統(tǒng)的讀取的文件格式；c.解析時根據(jù)制作需要設(shè)置矢量線條顏色或全息幾何線條顏色、象元轉(zhuǎn)動角度和象元點距參數(shù)；d.最后通過全息制版系統(tǒng)，采用激光刻蝕工藝將其實現(xiàn)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種有關(guān)激光刻蝕的矢量全息幾何曲線的制作方法，其特征在于所述的象元轉(zhuǎn)動角度獲取方法如下: a.任何一條曲線看成是有無數(shù)段小直線段構(gòu)成，每個小線段均有起點位置和終點位置信息，根據(jù)信息確定線段的斜率和法線，依據(jù)法線的矢量方向可確定光孔的角度方向，假設(shè)一條線段的起點Pl和終點P2坐標分別為(xl，yl) ； (x2, y2)，線段的斜率為Kl = (y2_yl)/(x2-xl)，過p2點垂直于過pl，p2點的所連直線的斜率k2由二條垂直相交直線斜率乘積為一I,可得到 kl*k2 =— I 得到 k2=_l/kl ； b.依據(jù)步驟a繼而確定曲線上任何一點的法線，根據(jù)法線矢量方向的旋轉(zhuǎn)，得到象元可變角度的曲線。
3.如權(quán)利要求1所述的一種有關(guān)激光刻蝕的矢量全息幾何曲線的制作方法，其特征在于所述的矢量全息幾何曲線的制作方法根據(jù)設(shè)計原理基于貝塞爾曲線函數(shù)，經(jīng)過多次迭代運算并將其轉(zhuǎn)換為便于全息制版系統(tǒng)的讀取的文件格式，利用全息制版系統(tǒng)，通過激光刻蝕技術(shù)將其實現(xiàn)。
4.如權(quán)利要求1所述的一種有關(guān)激光刻蝕的矢量全息幾何曲線的制作方法，其特征在于所述的任意形狀的幾何曲線分為直線段，圓和樣條曲線；所述的象元的形狀為正方形或圓形或字體或圖形；所述的幾何曲線的位置和形狀由起始點坐標、控制點，以及該處線段的斜率控制。`
5.如權(quán)利要求1所述的一種有關(guān)激光刻蝕的矢量全息幾何曲線的制作方法，其特征在于所述的若干個控制點的密度，間距在0.1~1.0mm之間，相鄰兩點之間間距并非固定一致。
6.如權(quán)利要求1所述的一種有關(guān)激光刻蝕的矢量全息幾何曲線的制作方法，其特征在于所述的矢量圖形解析后被分解成無數(shù)的小的直線段。
7.如權(quán)利要求1所述的一種有關(guān)激光刻蝕的矢量全息幾何曲線的制作方法，其特征在于所述的矢量線條顏色由曲線自身的顏色值控制，其顏色變化范圍為0~254，對應(yīng)全息制版的觀察角度范圍為0~90°。
8.如權(quán)利要求1所述的一種有關(guān)激光刻蝕的矢量全息幾何曲線的制作方法，其特征在于所述的象元點距的尺寸大于或等于全息制版系統(tǒng)中實際象元的尺寸。
9.如權(quán)利要求1所述的一種有關(guān)激光刻蝕的矢量全息幾何曲線的制作方法，其特征在于所述的象元轉(zhuǎn)動角度同樣由曲線自身顏色值控制，其顏色變化范圍為0~254，對應(yīng)全息制版的象元轉(zhuǎn)動角度范圍為-90°~90°。
10.如權(quán)利要求1所述的一種有關(guān)激光刻蝕的矢量全息幾何曲線的制作方法，其特征在于所述的全息制版系統(tǒng)的平臺運行方式為X-Y軸沿矢量線條方向同時運行，而非掃描式運行。
【文檔編號】G06F17/50GK103605854SQ201310610610
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年11月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月26日
【發(fā)明者】黃斗興, 滕曉輝, 馬輝, 王志鋼 申請人:上海宏盾防偽材料有限公司