СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПАРАЛЛАКС-ПАНОРАМОГРАММЫ И ВАРИОИЗОБРАЖЕНИЯ
METHOD OF OBTAINING PARALLAX PANORAMAGRAM AND VARIO-IMAGE

Изобретение относится к области полиграфии и может быть использовано, в частности, в плоской, высокой, глубокой и цифровой рулонной печати для изготовления печатной продукции с эффектами объема, анимации.
Известен способ получения параллакс-панорамограммы, в котором используют оптический растр. Задняя поверхность оптического растра совпадает с фокальной плоскостью линз растра и со светочувствительным слоем фотоматериала. Пространственное разделение и регистрацию изображений, формирующих параллакс-панорамограмму, осуществляют на задней поверхности оптического растра путем проекционной печати через оптический растр каждого изображения параллакс-панорамограммы из своего центра проекции, в котором впоследствии будут находиться глаза наблюдателя, рассматривающего стереоскопическое изображение (Н.А.Валюс. Стереоскопия. М.: Издательство Академии Наук СССР, 1962 г.). В данном техническом решении предлагается проекционная фотографическая печать изображений, формирующих параллакс-панорамограмму. Это обстоятельство ограничивает промышленное производство параллакс-панорамограммы в связи с высокой стоимостью и низкой производительностью фотографического процесса. Кроме того, проецирование изображений через оптический растр вызывает дополнительные искажения регистрируемых фотоизображений, что в конечном итоге влияет на качество параллакс-панорамограммы.
С предлагаемым решением этот способ совпадает по фактам применения оптического растра, задняя поверхность которого совпадает с фокальной плоскостью линз растра, создания изображений на задней поверхности оптического растра, формирующих параллакс-панорамограмму, и использования вышеуказанного оптического растра в пространственном разделении изображений на задней поверхности оптического растра путем формирования излучения из заданного центра наблюдения и прохождения этого излучения через оптический растр.
Известен также способ получения параллакс-панорамограммы и вариоизображения, заключающийся в том, что используют оптический растр, у которого задняя поверхность совпадает с фокальной плоскостью линз растра, изготавливают цветоделенные фотоформы и печатные формы изображения, представляющего собой комбинацию пространственно разделенных изображений, формирующих параллакс-панорамограмму или вариоизображение, проводят оценку качества параллакс-панорамограммы или вариоизображения путем совмещения фотоформ и оптического растра на этапе предпечатной подготовки, позиционируют печатные формы в печатающем устройство по результатам предпечатной подготовки и осуществляют полиграфическую печать на задней поверхности растра (US 5967032, опубл. 19.10.99). Достоинством этого способа является возможность ролевой печати и соответственно промышленного производства параллакс-панорамограммы и вариоизображения на пленочных оптических растрах.
К недостаткам данного способа относятся: повышенные требования к разрешающей способности печати; снижение качества продукции при отклонении шага следования элементов растра, связанное, например, с неточностью его изготовления, деформацией растра в процессе печати; необходимость точного позиционирования печатных изображений относительно оптических элементов растра при печати. Эти недостатки обусловлены тем, что изображения, формирующие параллакс-панорамограмму или вариоизображение, печатают одновременно в виде комбинации пространственно разделенных изображений, рассчитанной и полученной на этапе предпечатной подготовки.
С предлагаемым решением этот способ совпадает по следующим существенным признакам: применение оптического растра, задняя поверхность которого совпадает с фокальной плоскостью линз растра; изготовление печатных форм; полиграфическая печать на задней поверхности оптического растра изображений, формирующих параллакс-панорамограмму или вариоизображение.
По совокупности существенных признаков последний способ наиболее близок к предлагаемому способу и выбран в качестве прототипа.
Сущность изобретения
Предлагаемый способ получения параллакс-панорамограммы и вариоизображения заключается в том, что используют оптический растр, у которого задняя поверхность совпадает с фокальной плоскостью линз растра. Пространственное разделение изображений, входящих в группу изображений, формирующих параллакс-панорамограмму или вариоизображение, осуществляют путем поочередной абляции участков задней поверхности оптического растра, на которых поочередно печатают изображения, входящие в группу изображений, формирующих параллакс-панорамограмму или вариоизображение.
Предлагаемый способ отличается от прототипа тем, что пространственное разделение изображений осуществляют путем последовательной печати каждого изображения, входящего в группу изображений, формирующих параллакс-панорамограмму и вариоизображение, и путем абляции соответствующих участков задней поверхности растра перед печатью каждого изображения.
Такое отличие позволяет исключить зависимость между максимальным количеством изображений, из которых формируется параллакс-панорамограмма или вариоизображение, и разрешающей способностью того или иного вида печати, поскольку в данном техническом решении эта связь обусловлена разрешающей способностью процесса абляции.
В развитие способа предлагается способ, в котором абляцию задней поверхности оптического растра осуществляют путем воздействия лазерного луча, прошедшего через оптический растр, при этом сканирование поверхности проводят дефлекцией луча лазера и перемещением оптического растра. Реализация этого решения повышает качество параллакс-панорамограммы и вариоизображения за счет улучшения совмещения отпечатанных изображений со структурой растра. Например, не влияет на качество параллакс-панорамограммы и вариоизображения отклонение шага следования оптических элементов растра, которое неизбежно возникает как на этапе изготовления растра, так и в процессе печати за счет деформации растра, особенно при использовании тонкопленочных растров. Кроме этого нет необходимости в процессе печати поддерживать точное совмещение отпечатков со структурой растра, поскольку необходимое совмещение обеспечивается процессом абляции.
В развитие способа предлагается предварительное нанесение маскирующего покрытия на заднюю поверхность оптического растра. Такое решение дает возможность выбором материала, непосредственно взаимодействующего с излучением, подобрать оптимальный режим абляции (испарения). В развитие этого решения предлагается способ, по которому защитное маскирующее покрытие наносят вакуумным напылением. Вакуумное напыление обеспечивает равномерное нанесение маскирующего покрытия небольшой толщины и, соответственно, высокое качество абляции.
В развитии способа предлагается способ, в котором маскирующее покрытие выполняют из материала с антиадгезионными свойствами по отношению к печатным краскам или на маскирующее покрытие наносят антиадгезионный слой. При осуществлении данного способа участки поверхности, не подвергнутые абляции, будут оставаться свободными от краски. В противном случае ухудшается качество абляции за счет увеличения толщины испаряемого слоя, начиная со второго отпечатка.
Сущность предлагаемого способа иллюстрируется на фиг.1, 2, 3.
Перечень фигур и их краткое описание
На фиг.1 приведена принципиальная схема рулонной печатной машины с устройством лазерной абляции задней поверхности растровой пленки. Лазерное излучение 2 оптической системой 3 направляется на растровую пленку 1. Оптические элементы растра фокусируют излучение 2 на задней поверхности растровой пленки 1. Далее пленка поступает в устройство 4, где осуществляется печать изображений. Печать очередного изображения из состава изображений, формирующих параллакс-панорамограмму или вариоизображение, проводят после переустановки рулона на подающую позицию и перенастройки оптической системы 3. Изменение настройки оптической системы 3 определяется углом наблюдения напечатанного изображения в параллакс-панорамограмме или вариоизображении.
На фиг.2 изображено поперечное сечение растровой пленки и ход лучей лазера, поясняющие абляцию, где: 5 и 5' - положения источника лазерного излучения, определяемые углом наблюдения отдельного изображения из состава изображений, формирующих параллакс-панорамограмму или вариоизображение, 6 - оптический растр, 7 - маскирующее покрытие, 8 - красочный слой.
На фиг.3 приведена оптическая схема, поясняющая принцип формирования лазерного излучения на поверхности растра, где 9 - лазер; 10 - дефлектор; 11 - зеркало; 12, 13 - цилиндрические объективы; 6 - растр. Дефлектор 10 служит для сканирования лазерным пятном в пределах зоны одного оптического элемента растра и тем самым обеспечивает возможность оперативного управления размерами зоны абляции. От положения цилиндрического объектива 12 зависят координаты зоны абляции в поперечном сечении растра (см. фиг.2). Цилиндрический объектив 13 фокусирует излучение на растре 6, обеспечивая минимальную площадь лазерного пятна и, соответственно, максимальную плотность мощности излучения.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения
Рассмотрим пример, подтверждающий возможность реализации изобретения, в котором формирование лазерного излучения на поверхности растра осуществляется оптической системой, схема которой приведена на фиг.3. Выбор данной оптической схемы обеспечивает реализацию необходимых требований:
- возможность элементов растра одновременно фокусировать излучение, имеющее минимальный разброс плотности мощности в каждом лазерном пятне на задней поверхности растра;
- получение максимальной плотности мощности в зонах абляции;
- возможность оперативного управления размерами зоны абляции (например, с помощью дефлектора).
Будем считать, что маскирующее покрытие получено напылением металла в вакууме. Определим мощность излучения лазера с длиной волны λ=1,06 мкм, необходимую для испарения, например, пленок хрома и алюминия толщиной 0.1 мкм. Лазерная технология обработки тонкопленочных покрытий на диэлектрических подложках широко используется в промышленности. Воспользуемся известной формулой (см. Вейко В.П. Лазерная обработка пленочных элементов. - Л.: Машиностроение, 1986):
,
где q - плотность мощности излучения, необходимая для испарения тонкой пленки;
Т - температура кипения;
С - теплоемкость;
h - толщина покрытия;
р - плотность материала;
А - коэффициент поглощения;
τ - время эффективного воздействия излучения.
1
1
Время эффективного воздействия излучения τ при неработающем дефлекторе можно определить исходя из скорости печати V (скорость движения растровой пленки в печатной машине) и размера лазерного пятна d в направлении движения пленки:
1
1
τ=d/v.
1
1
Размер лазерного пятна d в направлении движения пленки зависит от фокусного расстояний f цилиндрической системы 13 (фиг.3), фокальная плоскость которой совпадает с задней поверхностью цилиндрического растра 6:
1
1
d=γ·f,
где γ - расходимость лазерного излучения;
1
f - фокусное расстояние оптической системы 13.
2
При включенном дефлекторе лазерное пятно осциллирует в поперечном направлении растровой пленки с амплитудой, соответствующей размеру зоны абляции. В этом случае время эффективного воздействия излучения τ снижается относительно времени эффективного воздействия при неработающем дефлекторе:
,
2
где d - размер лазерного пятна в плоскости поперечного сечения растра (фиг.2);
l - ширина зоны абляции.
1
2
Значение d в основном определяется расходимостью лазерного излучения ввиду достаточно большого фокусного расстояния системы 13. Значение d в большей степени зависит от дифракции и от оптических аберраций, поскольку влияние расходимости лазерного излучения незначительно из-за малой величины фокусного расстояния оптических элементов растра (фокусное расстояние оптических элементов растра должно быть равно толщине растра).
-3
-4
2
1
2
Проведем оценку времени эффективного воздействия излучения с работающим дефлектором, используя реальные значения нижеприведенных параметров. Скорость печати на современных рулонных машинах составляет ~180 м/мин, расходимость лазерного излучения γ~10 рад, d~2.5 мкм, l~5 мкм, f~300 мм. Подставляя данные значения в представленные формулы, получим время эффективного воздействия излучения τ~0.5·10 сек.
-6
3
3
-6
3
3
-4
Cr
2
Al
2
2
Оценим плотность мощности излучения q для испарения маскирующих покрытий из хрома и алюминия. Принимая данные для хрома (Т=2642°С; С=460 Дж/кг·К; h=0,1·10 м; ρ=7,1·10 кг/м, А=0,43) и алюминия (Т=2447°С; С=920 Дж/кг·К; h=0,1·10 м; ρ=2,7·10 кг/м, А=0,07) при τ=0.5·10 сек, получим q~40 Вт/мм, q~174 Вт/мм.
Необходимую мощность излучения лазера Р определим выражением:
p=q·S·N,
где S - площадь лазерного пятна в пределах одного элемента растра;
N - количество элементов растра, охватываемых излучением.
1
2
Cr
Al
-3
2
Принимая значение S=d·d~0.75·10 мм, шаг следования растровых элементов ~50 мкм (при толщине растра ~100 мкм) и ширины растровой пленки ~100 мм, при этом N~2000, получим необходимую мощность излучения, которая для маскирующего покрытия из хрома составит P~60 Вт, а для маскирующего покрытия из алюминия P~260 Вт. Такие значения вполне реальны для лазерного излучения, например, при использовании лазеров типа Nd-YAG с диодной или ламповой накачкой.
В зависимости от технических возможностей печать изображений, формирующих параллакс-панорамограмму или вариоизображение, можно осуществить любым из известных методов (офсетная печать, флексография, глубокая печать) на стандартном полиграфическом оборудовании.