СПОСОБ ПЕЧАТИ ОПТИЧЕСКИХ ЛИНЗ НА ПОДЛОЖКЕ ДЛЯ СОЗДАНИЯ СТЕРЕОЭФФЕКТА Российский патент 2018 года по МПК B42D15/00 

Изобретение относится к способам печати оптических линз и может использоваться в изготовлении рекламы, мебельном производстве. Предназначено для изготовления изображений со стереоэффектом.

Из уровня техники известен лентикулярный пластик для печати стерео-, вариоизображений [http://poligraftorg.ru/raznoe/lentikulyarnyj-plastik.php]. Лентикулярный пластик предназначен для печати стерео-, вариоизображений. Одна из сторон пластика состоит из полос выпуклых цилиндрических линз. По оборотной глянцевой стороне пластика осуществляется печать специально подготовленного изображения.

Недостатками известного пластика является: дороговизна, сложность позиционирования печати относительно линз (необходимо соблюсти как угол, так и положение изображения относительно линзы до десятых долей миллиметра), ограниченный угол обзора изображения со стереоэффектом, покрытие всей поверхности материала линзами. Кроме того, необходимо корректировать шаг линзы (линиатура линзы разная от партии к партии).

Из уровня техники также известна карта пластиковая с зональным стерео/варио (RU 145714 U, B42D 15/00, 27.09.2014), содержащая скрепленные друг с другом в пакет верхний слой, подложку, выполненные из прозрачного материала, и нижний слой, а также лентикулярные линзы и печатные изображения, предназначенные для формирования стерео/вариоизображений, отличающаяся тем, что на лицевую сторону верхнего слоя нанесен прозрачный термостойкий материал, на котором сформированы лентикулярные линзы, на карте дополнительно размещено простое изображение, причем простое изображение и стерео/варио изображение разнесены по разным зонам, для чего первое из них помещено на лицевой стороне подложки, а второе - на ее оборотной стороне, при этом параметры лентикулярных линз и толщина подложки подобраны таким образом, что фокус лентикулярных линз находится на стерео/вариоизображении, помещенном на оборотную сторону подложки, а простое изображение, нанесенное на лицевую сторону подложки, находится в расфокусе лентикулярных линз.

Технология печати лентикулярных линз по данному решению не позволяет вести печать линзы на любом прозрачном ровном материале (например, на стекле, плексигласовом стекле, акриле), который значительно дешевле готовой лентикулярной линзы. Кроме того, невозможно наносить лентикулярные линзы на весь предназначенный для печати материал, так и на отдельные участки. При формировании линз и изображений используются разные принтеры, шаг линиатуры у которых не совпадает и обеспечить его совпадение очень сложно. При позиционировании печати угол линзы не совпадает с углом изображения, сформированного специальным способом, и помимо угла нужно до десятых долей миллиметра спозиционировать печать относительно линз. При вращении готового изображения в вертикальной плоскости стереоэффект (глубина, четкость) пропадает.

Наиболее близким аналогом является микроскопическая система формирования визуальных изображений (RU 127208 U, G02B 27/10, B42D 15/10, 20.04.2013), состоящая из размещенного на плоской подложке плоского дифракционного оптического элемента, отличающаяся тем, что указанный оптический элемент состоит из элементарных областей R_ij размером до 50 мкм, i=1, 2, …N; j=1, 2, …N, где N - число разбиений оптического элемента на элементарные области по осям координат, причем часть площади каждой из элементарных областей R_ij занимают оптические элементы с фазовой функцией, равной константе, либо фрагменты внеосевых линз Френеля с параболоидной фазовой функцией и/или фрагменты плоских внеосевых линз Френеля с седлообразной фазовой функцией, сформированные в виде микрорельефа, обеспечивающего заданную диаграмму направленности рассеянного света, реализующую синтез изображений, состоящих из отдельных точек, с визуальным эффектом смещения сформированных изображений при наклонах подложки относительно наблюдателя менее , а другую часть площади каждой из элементарных областей R_ij занимает область Q_ij, внутри которой сформированы дифракционные решетки разной ориентации с периодами менее 0,7 мкм в виде микрорельефа, обеспечивающего заданную диаграмму направленности рассеянного света, реализующую синтез 2D изображения, видимого наблюдателю на всем дифракционном оптическом элементе при наклонах подложки более чем на 40°. Формирование микрорельефа заявленной микрооптической системой представляет собой сложную технологию, в которой оптический элемент разбит на элементарные области размером менее 50 микрон, где находятся не только фрагменты внеосевых линз Френеля, но и фрагменты дифракционных решеток.

Недостатком также является то, что требуется изготавливать оригинал микрооптической системы. Для изготовления оригинала используют электронно-лучевую литографию или оптические технологии формирования микрорельефа высокого разрешения. Запись оригиналов микрооптической системы, включающей фрагменты решеток с диапазоном периодов 0,3-0,7 микрон, можно осуществить только с помощью электронно-лучевой литографии. Эта технология мало распространена, стоимость электронно-лучевых литографов составляет несколько миллионов евро. Электронно-лучевая технология синтеза оригиналов наукоемка. Все это сужает возможности широкого применения технологии прототипа для массовой печати.

Технология печати по данному решению не позволяет вести печать линзы на любом прозрачном ровном материале (например, на стекле, плексигласовом стекле, акриле), который значительно дешевле линзы, тиражированной вышеописанной технологией печати. Кроме того, невозможно наносить линзы как на весь предназначенный для печати материал, так и на отдельные участки. При формировании линз и изображений используются разные технологии, шаг линиатуры у которых не совпадает и обеспечить его совпадение очень сложно. При позиционировании печати угол линзы не совпадает с углом изображения, сформированного специальным способом, и помимо угла нужно до десятых долей миллиметра спозиционировать печать относительно линз.

Задачей, решаемой заявленным изобретением, является создание устранение недостатков, присущих известным решениям.

Технический результат заявленного изобретения заключается в возможности печати линзы на любом прозрачном ровном материале (например, на стекле, плексигласовом стекле, акриле), который значительно дешевле готовой лентикулярной линзы или технологии тиснения фрагментов внеосевых линз Френеля. Также можно нанести массив линз как на весь предназначенный для печати материал, так и на отдельные участки, таким образом выделив их стереоэффектом. Достоинством также является то, что шаг линиатуры у линз и изображения всегда будет совпадать. При вращении готового изображения в вертикальной плоскости стереоэффект (глубина, четкость) не пропадает. Также удается придать изображению объем, добиться стереоэффекта более простым и экономически эффективным способом, чем при прямой печати на лентикулярном пластике.

Технический результат заявленного изобретения достигается за счет того, что заявлен способ печати оптических линз на подложке, характеризующийся микроскопической печатью визуальных изображений, состоящих из размещенного на плоской подложке дифракционного оптического элемента, которые выполняют из элементарных круглых областей, под подложкой располагают изображение или текст, отличающийся тем, что подложку выполняют прозрачной и имеющей ровную поверхность, с помощью струйного УФ-принтера и прозрачных УФ-чернил (лака) печатают на подложке круглые линзы, причем как линзы, так и изображение под нее печатают на одном и том же принтере, линзы печатают не менее чем в три слоя, где каждый следующий слой линз наносят после высыхания предыдущего, а количеством нанесенных слоев и изменением диаметра линзы формируют степень искривления линзы, а изменением выбора чернил при нанесении каждого слоя формируют заданный стереоэффект.

При печати линз линзы выстраивают в виде правильных треугольников, располагая центры окружности каждой линзы по углам треугольников.

При нанесении линз печать изображения осуществляют в зеркальном отражении, затем выполняют запечатывание непрозрачных областей белым цветом. Далее переворачивают материал по линии зеркаливания изображения и печатают основные слои массива линз. Первый верхний глянцевый слой печатают прозрачными чернилами без сушки УФ-лампой, а каждый последующий слой чернил наносят на линзу и сушат УФ-лампой.

Краткое описание чертежей

На Фиг. 1 показан вид отпечатанной линзы (сверху) и структурная схема линзы (снизу).

На Фиг. 2 показан пример стереоэффекта, реализуемый согласно изобретению (а, б, в - виды с разных ракурсов).

На чертежах: 1 - прозрачная подложка, 2 - изображение, напечатанное под подложкой, 3 - нижний слой линзы, 4, 5, 6, 7 - верхние слои линзы, 8 - линза в целом, 9 - просматривающаяся через прозрачную подложку картинка изображения, 10 - увеличенное линзами микроизображение.

Осуществление изобретения

Способ печати оптических линз реализуется посредством микроскопической печати визуальных изображений, состоящих из размещенного на плоской подложке 1 (см. Фиг. 1) дифракционного оптического элемента. Эти элементы выполняют из элементарных круглых областей. Под подложкой 1 располагают изображение 2 и/или микротекст, и/или микроизображение (на Фиг. 2 микроизображение - 10, показано с увеличением линзами в том виде, как доступен наблюдателю), с которыми планируется достичь желаемых стереоэффектов.

С помощью струйного УФ-принтера и прозрачных УФ-чернил (лака) печатают круглые линзы 8 на прозрачном ровном материале. Сами линзы 8 и изображение 2 под подложку 1 печатают на одном принтере. Это действие позволяет добиться того, что шаг линиатуры у них (изображения 2 и линз 8) всегда будет совпадать.

Линзы печатают не менее чем в три слоя, где каждый следующий слой линз 4, 5, 6, 7 наносят после высыхания предыдущего, а количеством нанесенных слоев и изменением диаметра линзы формируют степень искривления линзы. Три слоя линзы - минимально возможное количество, при котором формируется кривизна. Связано это с тем, что первый слой 3, а также верхние слои 4 и 5 формируют слишком слабо изогнутую линзу, фокус которой уходит за толщину подложки и изображение снизу подложки размывается. Только третий слой 6 и последующие 7, 8 способны сформировать близкий фокус, изображение от которого более-менее четкое. Изменением выбора чернил при нанесении каждого слоя формируют заданный стереоэффект. Каждый вид УФ-чернил (лака) имеет свой коэффициент преломления. Желаемый стереоэффект может быть достигнут выполнением определенного чередования чернил с разным коэффициентом преломления.

Например (см. Фиг. 2), можно добиться того, что визуально будет просматриваться некая картинка 9 изображения 2 снизу подложки 1, которая будет неподвижной относительно более мелких объектов увеличенного микроизображения 10 или микротекста, выводимых линзами на поверхность подложки. При движении относительно данной картинки 9 изображения 2, например, при прохождении человека мимо вывески с таким изображением, микроизображение 10 или микротекст для подвижного наблюдателя будет также динамическим, но смещаться с большей скоростью, чем смещается картинка самой подложки. На фоне этого более быстрого смещения увеличенного микроизображения 10 или микротекста наблюдатель видит стереоэффект подвижной картинки 9, в примере на Фиг. 3 это автомобиль. Наглядно видно, что микроизображение 10 в положении Фиг. 3(а) имеет иное пространственное положение на подложке 2 относительно картинки 9, нежели микроизображение 10 в положениях Фиг. 3(б, в).

В примере Фиг. 3 изделие на подложке сформировано так, что изображение 2 находится снизу подложки и поверх него линзы не нанесены, а верхняя часть подложки имеет линзы 8 и микроизображения 10 под подложкой.

При печати линз важно, чтобы линзы 8 выстраивались в виде правильных треугольников (см. Фиг. 1 (вид сверху)), располагая центры окружности каждой линзы по углам треугольников. Связано это с тем, что для формирования стереоэффекта на подложке необходимо, чтобы между всеми соседними линзами 8 было одинаковое расстояние. Добиться этого иной конфигурацией линз можно, но при этом количество линз на подложке одной площади будет существенно больше, что приводит к большему расходу чернил и удорожанию производства подложек с такими стереоизображениями. Кроме того, при изменении конфигурации с равносторонних треугольников, к примеру, на ромбы или пятигранники, необходимо существенно сближать линзы друг к другу, что чревато риском сливания чернил при нанесении слоев и искажением изображений при выводе микротекста или микроизображений.

При нанесении линз печать изображения может быть осуществлена в таком порядке. Сначала печатают линзы в зеркальном отражении, затем выполняют запечатывание непрозрачных областей белым цветом. Далее переворачивают материал по линии зеркаливания изображения и печатают основные слои массива линз. Первый верхний глянцевый слой может быть напечатан, например, прозрачными чернилами без потребности сушки УФ-лампой, а каждый последующий слой чернил наносят на линзу и сушат УФ-лампой, поскольку нельзя позволить чернилам растекаться на подложку и поэтому требуется обеспечить быстрое высыхание.

Заявленное решение печати круглой линзы с помощью струйного УФ-принтера и прозрачных УФ-чернил (лака) в отличие от готовой лентикулярной линзы повышает эффективность и экономическую целесообразность производства стереоизображений и имеет ряд преимуществ:

- Возможность печати линзы на любом прозрачном ровном материале (например, на стекле, плексигласовом стекле, акриле), который значительно дешевле готовой лентикулярной линзы.

- Можно нанести массив линз как на весь предназначенный для печати материал, так и на отдельные участки, таким образом выделив их стереоэффектом.

- Как линза, так и изображение под нее печатаются на одном и том же принтере. Следовательно, шаг линиатуры у них всегда будет совпадать.

- При позиционировании печати угол линзы должен совпадать с углом изображения, сформированного специальным способом, в отличие от печати по лентикулярному пластику, при которой помимо угла нужно до десятых долей миллиметра спозиционировать печать относительно линз.

- При вращении готового изображения в вертикальной плоскости стереоэффект (глубина, четкость) не пропадает.

Кроме того, с помощью данного решения можно придать изображению объем, добиться стереоэффекта более простым и экономически эффективным способом, чем при прямой печати на лентикулярном пластике.

Изобретение относится к способам печати оптических линз и может использоваться в изготовлении рекламы, мебельном производстве. Предназначено для изготовления изображений со стереоэффектом. Способ печати оптических линз на подложке, характеризующийся микроскопической печатью визуальных изображений, состоящих из размещенного на плоской подложке дифракционного оптического элемента, которые выполняют из элементарных круглых областей, под подложкой располагают изображение или текст, при этом подложку выполняют прозрачной и имеющей ровную поверхность, с помощью струйного УФ-принтера и прозрачных УФ-чернил (лака) печатают на подложке круглые линзы, причем как линзы, так и изображение под нее печатают на одном и том же принтере. Линзы печатают не менее чем в три слоя, где каждый следующий слой линз наносят после высыхания предыдущего, а количеством нанесенных слоев и изменением диаметра линзы формируют степень искривления линзы, а изменением выбора чернил при нанесении каждого слоя формируют заданный стереоэффект. Технический результат заявленного изобретения заключается в возможности печати линзы на любом прозрачном ровном материале, который значительно дешевле готовой лентикулярной линзы или технологии тиснения фрагментов внеосевых линз Френеля. Также удается придать изображению объем, добиться стереоэффекта более простым и экономически эффективным способом, чем при прямой печати на лентикулярном пластике. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ печати оптических линз на подложке, характеризующийся микроскопической печатью визуальных изображений, состоящих из размещенного на плоской подложке дифракционного оптического элемента, которые выполняют из элементарных круглых областей, под подложкой располагают изображение или текст, отличающийся тем, что подложку выполняют прозрачной и имеющей ровную поверхность, с помощью струйного УФ-принтера и прозрачных УФ-чернил (лака) печатают на подложке круглые линзы, причем как линзы, так и изображение под нее печатают на одном и том же принтере, линзы печатают не менее чем в три слоя, где каждый следующий слой линз наносят после высыхания предыдущего, а количеством нанесенных слоев и изменением диаметра линзы формируют степень искривления линзы, а изменением выбора чернил при нанесении каждого слоя формируют заданный стереоэффект.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при печати линз линзы выстраивают в виде правильных треугольников, располагая центры окружности каждой линзы по углам треугольников.

3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что при нанесении линз печать изображения осуществляют в зеркальном отражении, затем выполняют запечатывание непрозрачных областей белым цветом, далее переворачивают материал по линии зеркаливания изображения и печатают основные слои массива линз, причем первый верхний глянцевый слой печатают прозрачными чернилами без сушки УФ-лампой, а каждый последующий слой чернил наносят на линзу и сушат УФ-лампой.