一種淺紋菲涅耳透鏡的制版設(shè)備及制版方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種淺紋菲涅耳透鏡的制版設(shè)備，包括控制電腦、固定平臺、X?Y移動平臺、高能量密度雕刻機(jī)、旋轉(zhuǎn)平臺、X?Y移動平臺控制器、旋轉(zhuǎn)平臺控制器和波形產(chǎn)生電路；高能量密度雕刻機(jī)活動設(shè)置在X?Y移動平臺的X軸上，X軸及X軸上的高能量密度雕刻機(jī)架設(shè)在X?Y移動平臺的Y軸上，X?Y移動平臺架設(shè)在固定平臺上，旋轉(zhuǎn)平臺設(shè)置在固定平臺上，X?Y移動平臺連接X?Y移動平臺控制器的輸出端，高能量密度發(fā)生器控制端連接波形產(chǎn)生電路輸出端，旋轉(zhuǎn)平臺電連接旋轉(zhuǎn)平臺控制器輸出端，X?Y移動平臺控制器輸入端、旋轉(zhuǎn)平臺控制器輸入端、波形產(chǎn)生電路輸入端分別與控制電腦連接。本發(fā)明的制版設(shè)備可以制作超薄超小的菲涅爾透鏡。
【專利說明】
一種淺紋菲涅耳透鏡的制版設(shè)備及制版方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及制版設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種淺紋菲涅耳透鏡的制版設(shè)備及制版方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)行的菲涅爾透鏡都是透過機(jī)械切割或者是澆鑄來制作，透鏡的外緣最深同心圓的切割紋路最淺都在5微米以上，且必須是一個一個制作，無法低成本大量復(fù)制，且透鏡的整體厚度無法降低，透鏡的最小直徑也無法降低，本發(fā)明是以高解析度的連續(xù)高能光束或電子束來切割紋路，可以透過大幅度提高紋路密度以及任意改變每圈紋路的反射角度，使最深紋路降低到3微米以內(nèi)，因此得以利用模壓技術(shù)做大量而低成本的復(fù)制，也可以制作微型透鏡以及微透鏡陣列用于防偽以及光學(xué)以及電子產(chǎn)業(yè)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]基于現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明在提供了一種淺紋菲涅耳透鏡的制版設(shè)備同時，還提供了該設(shè)備的制版方法，該制版設(shè)備和制版方法可以制作超薄超小的菲涅爾透鏡。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為:
一種淺紋菲涅耳透鏡的制版設(shè)備，包括控制電腦、固定平臺、X-Y移動平臺、高能量密度雕刻機(jī)、旋轉(zhuǎn)平臺、χ-γ移動平臺控制器、旋轉(zhuǎn)平臺控制器和波形產(chǎn)生電路;所述高能量密度雕刻機(jī)活動設(shè)置在X-Y移動平臺的X軸上，所述X軸及X軸上的高能量密度雕刻機(jī)架設(shè)在所述X-Y移動平臺的Y軸上，所述X-Y移動平臺架設(shè)在所述固定平臺上，所述旋轉(zhuǎn)平臺設(shè)置在所述固定平臺上，所述X-Y移動平臺連接X-Y移動平臺控制器的輸出端，所述高能量密度雕刻機(jī)含有高能量密度發(fā)生器，所述高能量密度發(fā)生器控制端連接波形產(chǎn)生電路輸出端，所述旋轉(zhuǎn)平臺電連接所述旋轉(zhuǎn)平臺控制器輸出端，所述X-Y移動平臺控制器輸入端、所述旋轉(zhuǎn)平臺控制器輸入端、所述波形產(chǎn)生電路輸入端分別與所述控制電腦連接。
[0005]所述的X-Y移動平臺包括放置基材的基材放置平臺、支撐于基材放置平臺上的支撐架，所述基材放置平臺兩側(cè)設(shè)有一對相互平行的滑槽;所述支撐架包括兩個相互平行的垂直于基材放置平臺臺面的豎板和連接兩個豎板的平行于所述基材放置平臺的橫板，所述橫板方向?yàn)樗鯴-Y移動平臺的X軸方向，所述豎板為所述X-Y移動平臺的Y軸方向，所述兩個豎板配合所述滑槽移動，所述高能量密度雕刻機(jī)活動的設(shè)置在所述橫板上，所述支撐架與所述X-Y坐標(biāo)檔控制器連接。
[0006]所述高能量密度雕刻機(jī)為光刻機(jī)。
[0007]所述的光刻機(jī)包括光刻機(jī)基座、安裝在光刻機(jī)基座下方沿與基材放置平臺臺面平行的平面旋轉(zhuǎn)的光刻頭及從光刻頭發(fā)出的激光，所述光刻頭發(fā)出的激光的方向垂直于所述基材放置平臺的臺面，所述光刻機(jī)基座與X-Y坐標(biāo)檔控制器連接，所述光刻頭通過所述光刻機(jī)基座與所述角度檔控制器連接，所述深度檔控制器控制從所述光刻頭發(fā)出的激光的功率。
[0008]所述的光刻機(jī)含有紅色激光自動對焦系統(tǒng)。
[0009]所述的淺紋菲涅耳透鏡的制版設(shè)備的制版方法包括以下幾個步驟:
步驟1:制作透鏡灰階圖案；
步驟2:利用控制電腦讀取灰階圖的每一個同心圓灰階，設(shè)計(jì)對應(yīng)的波形產(chǎn)生電路，將高能光束的輸出功率設(shè)置為根據(jù)波形產(chǎn)生電路的控制而輸出不同功率的激光；
步驟3:電腦計(jì)算每一圓圈的圓周，換算成為旋轉(zhuǎn)平臺的步進(jìn)數(shù)目，控制器驅(qū)動旋轉(zhuǎn)平臺以曝光感光片材需要的速度作等速旋轉(zhuǎn)，圓周所需步數(shù)完成后，X-Y移動平臺上的光刻機(jī)往外移動相對應(yīng)灰階圓圈的寬度，重復(fù)這個動作直到步驟I中所設(shè)計(jì)的灰階圖像完成。
[0010]所述步驟3中的感光片材是與使用激光器波長匹配的光阻劑涂布玻璃。
[0011 ]本發(fā)明的有益效果為:使用本發(fā)明的制版設(shè)備和制版方法可以制作超薄超小的菲涅爾透鏡，可以用于數(shù)碼相機(jī)傳感器的微透鏡陣列，微透鏡3D圖文防偽，包裝印刷產(chǎn)業(yè)的直觀防偽等。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明具體實(shí)施例的淺紋菲涅耳透鏡的制版設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明具體實(shí)施例的凸透鏡灰階示意圖；
圖3為本發(fā)明具體實(shí)施例的漣漪透鏡灰階示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，
一種淺紋菲涅耳透鏡的制版設(shè)備，包括控制電腦、固定平臺、X-Y移動平臺、高能量密度雕刻機(jī)、旋轉(zhuǎn)平臺、X-Y移動平臺控制器、旋轉(zhuǎn)平臺控制器和波形產(chǎn)生電路;高能量密度雕刻機(jī)活動設(shè)置在X-Y移動平臺的X軸上，X軸及X軸上的高能量密度雕刻機(jī)架設(shè)在X-Y移動平臺的Y軸上，X-Y移動平臺架設(shè)在固定平臺上，旋轉(zhuǎn)平臺設(shè)置在固定平臺上，X-Y移動平臺連接X-Y移動平臺控制器的輸出端，高能量密度雕刻機(jī)含有高能量密度發(fā)生器，高能量密度發(fā)生器控制端連接波形產(chǎn)生電路輸出端，旋轉(zhuǎn)平臺電連接旋轉(zhuǎn)平臺控制器輸出端，X-Y移動平臺控制器輸入端、旋轉(zhuǎn)平臺控制器輸入端、波形產(chǎn)生電路輸入端分別與控制電腦連接。
[0014]如圖1所示，X-Y移動平臺包括固定平臺1、支撐于固定平臺I上的支撐架2，固定平臺I兩側(cè)設(shè)有一對相互平行的滑槽12;支撐架12包括兩個相互平行的垂直于固定平臺I臺面的豎板21和連接兩個豎板21的平行于固定平臺的橫板22，橫板22方向?yàn)閄-Y移動平臺的X軸方向，豎板21為X-Y移動平臺的Y軸方向，兩個豎板21配合滑槽12移動，高能量密度雕刻機(jī)3活動的設(shè)置在橫板上，支撐架2與X-Y坐標(biāo)檔控制器連接，旋轉(zhuǎn)平臺4設(shè)置在固定平臺I上。
[0015]高能量密度雕刻機(jī)3為光刻機(jī)。
[0016]光刻機(jī)包括光刻機(jī)基座31、安裝在光刻機(jī)基座31下方沿與固定平臺I臺面平行的平面旋轉(zhuǎn)的光刻頭32及從光刻頭發(fā)出的激光，光刻頭32發(fā)出的激光的方向垂直于固定平臺I的臺面，光刻機(jī)基座31與X-Y坐標(biāo)檔控制器連接，光刻頭通過光刻機(jī)基座與角度檔控制器連接，深度檔控制器控制從光刻頭發(fā)出的激光的功率。
[0017]制版設(shè)備的制版方法包括以下幾個步驟:
步驟1:基材處理，依據(jù)需要的直徑制作透鏡灰階圖案，可以是凸透鏡，凹透鏡或是凹凸結(jié)合的漣漪狀透鏡，如圖2所示，為凸透鏡，如果圖1中的灰階反向，那么就是凹透鏡，圖3所示為漣漪透鏡，漣漪透鏡的最中心是凸透鏡。
[0018]步驟2:制作透鏡灰階圖案，步驟I中透鏡灰階圖案的每一圈不同灰階代表一個不同角度但相同深度的鋸齒狀，灰階低的，越白的，代表光線折射之后是曲面凸出的效果，似凸透鏡，如果把圖2和圖3中的黑白灰階反向代表一個凹下的效果，代表凹透鏡，黑白灰階反向就是中心灰度高逐步往外灰度低，漣漪效果就是在一個圓內(nèi)包含幾個灰階度，可以形成凹凸混合的漣漪狀立體圖像。
[0019]步驟3:利用控制電腦讀取灰階圖的每一個同心圓灰階，依據(jù)灰階定義的角度，設(shè)計(jì)對應(yīng)的波形產(chǎn)生電路，將高能光束的輸出功率設(shè)置為根據(jù)波形產(chǎn)生電路的控制而輸出不同功率的激光，
步驟4:電腦計(jì)算每一圓圈的圓周，換算成為旋轉(zhuǎn)平臺的步進(jìn)數(shù)目，控制器驅(qū)動旋轉(zhuǎn)平臺以曝光感光片材需要的速度作等速旋轉(zhuǎn)，圓周所需步數(shù)完成后，X-Y移動平臺上的光刻機(jī)往外移動相對應(yīng)灰階園圈的寬度，重復(fù)這個動作直到步驟2中所設(shè)計(jì)的灰階圖像完成，感光片材可以是與使用激光器波長匹配的光阻劑涂布玻璃，或是與電子束反應(yīng)的涂層材料，如果使用高能切割光束，則可以直接使用塑料片進(jìn)行切割，但這種切割的切面不夠平整，會影響到透鏡的效果和透光度，為了解決感光片材涂布的不均勻以及旋轉(zhuǎn)平臺旋轉(zhuǎn)的上下微小晃動造成光束焦點(diǎn)的偏移，光刻頭使用紅色激光自動對焦系統(tǒng)，透過架設(shè)在光刻頭組件的紅激光照射感光片材表面的反射和接收位置的感應(yīng)，驅(qū)動線圈做光刻頭上下自動位置調(diào)整，保持光束焦距的固定。
[0020]需要說明的是，以上所述只是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施方式，只要其以相同的手段達(dá)到本發(fā)明的技術(shù)效果，都應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種淺紋菲涅耳透鏡的制版設(shè)備，其特征在于:包括控制電腦、固定平臺、X-Y移動平臺、高能量密度雕刻機(jī)、旋轉(zhuǎn)平臺、X-Y移動平臺控制器、旋轉(zhuǎn)平臺控制器和波形產(chǎn)生電路；所述高能量密度雕刻機(jī)活動設(shè)置在X-Y移動平臺的X軸上，所述X軸及X軸上的高能量密度雕刻機(jī)架設(shè)在所述X-Y移動平臺的Y軸上，所述X-Y移動平臺架設(shè)在所述固定平臺上，所述旋轉(zhuǎn)平臺設(shè)置在所述固定平臺上，所述X-Y移動平臺連接X-Y移動平臺控制器的輸出端，所述高能量密度雕刻機(jī)含有高能量密度發(fā)生器，所述高能量密度發(fā)生器控制端連接波形產(chǎn)生電路輸出端，所述旋轉(zhuǎn)平臺電連接所述旋轉(zhuǎn)平臺控制器輸出端，所述X-Y移動平臺控制器輸入端、所述旋轉(zhuǎn)平臺控制器輸入端、所述波形產(chǎn)生電路輸入端分別與所述控制電腦連接。2.如權(quán)利要求1所述的淺紋菲涅耳透鏡的制版設(shè)備，其特征在于:所述的X-Y移動平臺包括放置基材的基材放置平臺、支撐于基材放置平臺上的支撐架，所述基材放置平臺兩側(cè)設(shè)有一對相互平行的滑槽;所述支撐架包括兩個相互平行的垂直于基材放置平臺臺面的豎板和連接兩個豎板的平行于所述基材放置平臺的橫板，所述橫板方向?yàn)樗鯴-Y移動平臺的X軸方向，所述豎板為所述X-Y移動平臺的Y軸方向，所述兩個豎板配合所述滑槽移動，所述高能量密度雕刻機(jī)活動的設(shè)置在所述橫板上，所述支撐架與所述X-Y坐標(biāo)檔控制器連接。3.如權(quán)利要求1所述的淺紋菲涅耳透鏡的制版設(shè)備，其特征在于:所述高能量密度雕刻機(jī)為光刻機(jī)。4.如權(quán)利要求3所述的淺紋菲涅耳透鏡的制版設(shè)備，其特征在于:所述的光刻機(jī)包括光刻機(jī)基座、安裝在光刻機(jī)基座下方沿與基材放置平臺臺面平行的平面旋轉(zhuǎn)的光刻頭及從光刻頭發(fā)出的激光，所述光刻頭發(fā)出的激光的方向垂直于所述基材放置平臺的臺面，所述光刻機(jī)基座與X-Y坐標(biāo)檔控制器連接，所述光刻頭通過所述光刻機(jī)基座與所述角度檔控制器連接，所述深度檔控制器控制從所述光刻頭發(fā)出的激光的功率。5.如權(quán)利要求3所述的淺紋菲涅耳透鏡的制版設(shè)備，其特征在于:所述的光刻機(jī)含有紅色激光自動對焦系統(tǒng)。6.如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的淺紋菲涅耳透鏡的制版設(shè)備的制版方法，其特征在于所述方法包括以下幾個步驟: 步驟1:制作透鏡灰階圖案； 步驟2:利用控制電腦讀取灰階圖的每一個同心圓灰階，設(shè)計(jì)對應(yīng)的波形產(chǎn)生電路，將高能光束的輸出功率設(shè)置為根據(jù)波形產(chǎn)生電路的控制而輸出不同功率的激光； 步驟3:電腦計(jì)算每一圓圈的圓周，換算成為旋轉(zhuǎn)平臺的步進(jìn)數(shù)目，控制器驅(qū)動旋轉(zhuǎn)平臺以曝光感光片材需要的速度作等速旋轉(zhuǎn)，圓周所需步數(shù)完成后，X-Y移動平臺上的光刻機(jī)往外移動相對應(yīng)灰階圓圈的寬度，重復(fù)這個動作直到步驟I中所設(shè)計(jì)的灰階圖像完成。7.如權(quán)利要求6所述的淺紋菲涅耳透鏡制版設(shè)備的制版方法，其特征在于:所述步驟3中的感光片材是與使用激光器波長匹配的光阻劑涂布玻璃。
【文檔編號】G03F7/00GK105892235SQ201610284731
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年4月29日
【發(fā)明人】江明聰
【申請人】珠海市瑞明科技有限公司, 江明聰