專利名稱：描繪僅通過偏振濾光片可見的二維色彩圖像的多層膜以及用于制造該膜的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種描繪僅通過偏振濾光片可見的二維色彩圖像的多層膜以及一種用于制造該膜的方法。具體而言，本發(fā)明涉及用于廣告或演示目的且具有諸如允許僅通過諸如舉例而言偏光太陽眼鏡鏡片之類的偏振濾光片來查看圖像之類的光學性質(zhì)的設備的領域。
背景技術：
在此領域中，在帶有偏光鏡片的眼鏡的銷售中用于演示目的的且包括多層結(jié)構的標簽和卡片是已知的，該多層結(jié)構包括帶有承載應用于其的圖像的透明薄片的偏振層。由于承載圖像的薄片之后的偏振層，該圖像僅通過帶有偏光鏡片的眼鏡可見。這些解決方案具有允許僅以黑白或灰度梯度來查看圖像的缺點。還應當注意，被稱為“polage (波拉格)”的藝術形式由美國藝術家Austine Wood Comarow用來創(chuàng)建色彩圖像。根據(jù)polage技術，以馬賽克樣式切割和布置纖維素片以形成放置在透明表面上的層。用偏振光來照射馬賽克的后表面。在馬賽克的正表面的前面旋轉(zhuǎn)偏光鏡。所獲得的效果在于隨時間根據(jù)偏光鏡相對于偏振光的方向的旋轉(zhuǎn)角度而變的色彩圖像。polage技術利用纖維素的光學性質(zhì)，該纖維素是一種光學活性材料。光學活性材料是在由偏振光射線穿過時旋轉(zhuǎn)光線的偏振方向的材料。旋轉(zhuǎn)的類型取決于由射線穿過的特定材料的本質(zhì)和厚度。此光學性質(zhì)也被稱為雙折射。然而，polage是一種用于創(chuàng)建隨時間變化的圖像的技術，而不涉及重現(xiàn)僅通過偏光鏡可見的(用于廣告目的或促銷性質(zhì)的)圖像的創(chuàng)建設備。不僅如此，polage是一種極復雜的技術，因為纖維素片的大小決定了所獲得的圖像的分辨率圖像所要求的分辨率越高，則必須將纖維素片切割得越小。這還顯著限制了可為圖像獲得的分辨率以及可產(chǎn)生的色調(diào)的種類。因此，被開發(fā)為一種藝術形式的polage不便于且不適用于針對工業(yè)應用的適應性調(diào)整。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種描繪僅通過偏振濾光片可見的二維色彩圖像的多層膜以及一種用于制造該膜的方法，該多層膜及其制造方法克服了現(xiàn)有技術的上述缺點。具體而言，本發(fā)明的目的在于提供一種描繪僅通過偏振濾光片可見的二維色彩圖像的膜，該膜具有特別簡單的構造并且同時描繪高分辨率圖像。本發(fā)明的目的還在于提供顯示具有特別高水平的分辨率和色階的圖像的這種膜。所述膜是描繪僅通過偏振濾光片可見的色彩二維圖像的膜，該膜具有放置于偏振層上并被配置成當通過偏振濾光片見到與偏振層相對的表面時在該表面上形成所述圖像的光學活性層。本發(fā)明的目的還在于提供一種以特別有效的方式制造這種描繪高分辨率圖像的膜的方法，以使得該方法可在工業(yè)層面使用。本發(fā)明的另一目的在于提供一種特別易于自動實現(xiàn)的用于制造這種膜的方法。本發(fā)明的目的還在于提供一種用于制造這種膜的方法，該方法允許生產(chǎn)具有特別高水平的分辨率和色階的圖像。所述方法是用于制造描繪僅通過偏振濾光片可見的色彩二維圖像的多層膜的方法，包括以下步驟-制備偏振層；-制備光學活性層；-在偏振層上放置光學活性層，該光學活性層被配置成當通過偏振濾光片見到與偏振層相對的表面時在該表面上形成所述圖像。本發(fā)明的另一目的在于提出一種用于在工業(yè)層面制造這種膜的裝置。所述目的由根據(jù)本發(fā)明的、具有所附權利要求中描述的特征的膜實現(xiàn)，該膜的特征尤其在于，光學活性層包括并排地布置在所述表面中的多個區(qū)域以形成圖像的相應部分，每個區(qū)域被機械地加應力到預定的強度，以使得圖像的相應部分在通過偏振濾光片見到時具有預定顏色。根據(jù)本發(fā)明的方法的特征在于，對光學活性層的制備包括以下步驟-制備塑性材料薄片；-處理該薄片的多個區(qū)域以向每個區(qū)域施加預定強度的機械應力，所述區(qū)域并排地布置在所述表面中以形成圖像的相應部分，以使得圖像的相應部分在通過偏振濾光片見到時具有預定顏色。附圖簡述根據(jù)以下結(jié)合附圖所進行的對本發(fā)明的優(yōu)選但非限制性實施例的詳細描述，本發(fā)明的這些以及其他特征將會顯而易見，其中

圖1解說了根據(jù)本發(fā)明制造的膜；圖2是圖1的膜的截面圖；圖3解說了根據(jù)本發(fā)明用于制造圖1的膜的裝置。本發(fā)明較佳實施例的詳細描述各附圖中的標記1表示根據(jù)本發(fā)明的膜。膜1是描繪僅通過偏振濾光片可見的色彩二維圖像的多層膜。膜1包括光學活性層2，即該光學活性層是當被偏振光射線穿過時旋轉(zhuǎn)射出該層的光射線的偏振方向的層。膜1還包括(已知類型的)偏振層3。光學活性層2放置于偏振層3之上。具體而言，光學活性層2的后表面與偏振層 3接觸。光學活性層2被配置成在與偏振層相對的前表面上形成期望的圖像。當通過偏振濾波器見到光學活性層2的前表面時在該表面上顯示所述圖像。
光學活性層2被配置成取決于層2的區(qū)域而具有不同的光學性質(zhì)。以此方式，穿過光學活性層2的光射線取決于其穿過的光學活性層2的區(qū)域而遭遇到各個偏振的方向的旋轉(zhuǎn)。以肉眼不能看到這樣的各個光射線的偏振的方向中的旋轉(zhuǎn)，因此該圖像是不可見的 (即，經(jīng)加密的)。相反，當偏振濾波片置于觀察者的眼睛與光學活性層2之間時，對于穿過偏振濾光片2的射線，僅使那些偏振方向與濾光片的偏振方向相同的射線透射，而其他的射線被濾光片阻止。這使得可看到圖像。

因此，偏振濾光片形成用于解密在光學活性層2的前表面上以經(jīng)加密形式創(chuàng)建的圖像的裝置。因此，光學活性層2被配置成當通過偏振濾光片見到其與偏振層3相對的前表面時在該表面上形成圖像。具體而言，光學活性層2包括相對于偏振層3的表面并排(即，在光學活性層2 (與偏振層3相對)的前表面上并排)放置的多個區(qū)域4，從而形成圖像的相應部分。表述“并排區(qū)域4”的含義應被解釋。光學活性層2具有(形成該層的前表面的)擴展表面和厚度，厚度被理解為垂直于該擴展表面的層尺寸。區(qū)域4在置于該層的擴展表面上的意義上被并排放置。因此，每個區(qū)域4沿著擴展表面相對于彼此隔開，而所有區(qū)域4具有基本上相同的厚度，等于層2的厚度。還應當注意，本發(fā)明不需要任何類型的用于“并排放置”層2的諸部分以形成區(qū)域4 的動作。區(qū)域4是藉由對層2的選擇性處理所形成的，該層2是連續(xù)層、單個塊。層2不是以任何方式由(通過“并排放置”而)彼此連接的馬賽克部分構成的。根據(jù)本發(fā)明，對每個區(qū)域4施加機械應力到預定的強度，以使得圖像的相應部分通過偏振濾光片見到時具有預定顏色。對塑性材料薄片施加的機械應力給予該塑性材料薄片雙折射光學性質(zhì)。關于此點應當注意，包括加有機械應力的塑性材料薄片的光學活性材料的(雙折射)光學性質(zhì)會根據(jù)機械應力的值(或程度)而變。因此，根據(jù)本發(fā)明，光學活性層2具有在其中機械應力有不同值的多個區(qū)域4。鑒于此，本發(fā)明包括兩個實施例，一個實施例關于用來制造光學活性層2的材料的類型，一個實施例關于用來制造光學活性層2的方法。根據(jù)第一實施例，光學活性層2包括朝預定方向預加有機械應力的塑性材料薄片。光學活性層2較佳地由PET-G制成。(市場上可買到的)PET-G是使用擠壓(或輥壓)工藝來制造的，該工藝使得PET-G光學活性。根據(jù)第二實施例，光學活性層2包括最初不加有機械應力且隨后在各個區(qū)域4中選擇性地加有機械應力的塑性材料薄片，即取決于區(qū)域4，光學活性層2經(jīng)受不同強度(即， 值)的機械應力(當然一些區(qū)域4未被施加任何應力)。因此，本發(fā)明包括選擇性從預加應力的塑性材料薄片移除機械應力，或者選擇性地向未受應力的塑性材料薄片添加機械應力，以創(chuàng)建其表面上具有各種光學性質(zhì)(具有取決于區(qū)域4的不同值)的光學活性層2，從而形成期望的色彩圖像。應當注意，光學活性材料(尤其是光學活性材料的薄片或?qū)?)形成光學活動的優(yōu)選方向，該光學活動被設計成根據(jù)光學活動的優(yōu)選方向來旋轉(zhuǎn)穿過該光學活性材料的經(jīng)偏振的光射線的方向達預定角度。根據(jù)本發(fā)明，所述預定角度取決于區(qū)域4中的每個區(qū)域的機械應力值，因此所述預定角度隨區(qū)域而變。制造膜的塑性材料(例如PET)可具有各種剛度。制造膜的塑性材料可以特別柔性(例如，光學活性層2的厚度大約Imm)，或者可以相當硬(例如，光學活性層2的厚度大于5mm)。在后一種情況中，膜包括剛性板。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，區(qū)域4中的至少一個區(qū)域(優(yōu)選所有區(qū)域4)進而包括該區(qū)域被劃分成的多個較小部分(所述部分并排地布置在由區(qū)域4形成的表面中)。區(qū)域4的所述部分具有對應于兩個或更多個參考值的機械應力水平，且以毗鄰部分具有不同機械應力水平的方式并排地放置在由區(qū)域4形成的表面中。以此方式，在離膜的預定距離處，對應于該區(qū)域的圖像部分被感知成具有與相對于參考值而言居中的機械應力水平值對應的顏色。應當觀察到，所述技術可用來產(chǎn)生與由印象派畫家使用的色彩效果類似的色彩效 ^ ο膜1還包括應用于與光學活性元件2相對的偏振層3的后表面的、用于對透明支架(例如，玻璃片)應用膜1的粘合層，該膜因此構成透明體。粘合層5優(yōu)選地是(靜電充電的)靜電材料薄片，該靜電材料薄片被設計成使膜1粘合到玻璃片的表面。作為粘合層的替換，取決于膜應用，可向偏振層3的后表面應用反射屏或發(fā)光器。本發(fā)明還提供了一種包括(如以上所描述地制造的)膜1的卷筒，其中光學活性層2被配置成沿著膜1的延伸方向形成多個并排的圖像，膜1圍繞垂直于所述延伸方向的軸卷繞以形成該卷筒。有利地，這允許制造大量的易于傳輸和存儲的膜以用于透明體的大規(guī)模生產(chǎn)。本發(fā)明還提供了一種用于制造描繪僅通過偏振濾光片可見的色彩二維圖像(或多個圖像)的多層膜1的方法。該方法包括以下步驟-制備偏振層3;-制備光學活性層2；-在偏振層3上放置光學活性層2，該光學活性層2被配置成當通過偏振濾光片見到與該偏振層相對的前表面時在該表面上形成所述圖像。根據(jù)本發(fā)明，對光學活性層2的制備包括以下步驟-制備塑性材料薄片；-處理該薄片的多個區(qū)域4以向每個區(qū)域4施加預定強度的機械應力。區(qū)域4并排地布置在前表面中以形成圖像的相應部分，以使得圖像的每個部分在通過偏振濾光片見到時具有與施加到光學活性層2的相應區(qū)域4的機械應力值相關的預定顏色。關于對光學活性層2的制備，該方法包括兩個實施例。根據(jù)第一實施例，經(jīng)受處理的薄片是已以預定方向加有機械應力的塑性材料薄片。處理步驟包括根據(jù)薄片的每個區(qū)域4的(因此形成光學活性層2的相應區(qū)域4的)預定量來傳遞熱能。鑒于此，該方法優(yōu)選地還包括用于將同膜期望的光學性質(zhì)對應的薄片機械應力強度值與要向薄片傳送的熱能的相應值相關聯(lián)的初步校準步驟。該校準優(yōu)選是基于灰度來執(zhí)行的。要在膜上描繪的(色彩)圖像可操作地轉(zhuǎn)換成灰度。在處理步驟期間，根據(jù)在校準步驟期間設置的值，圖像的白色部分不經(jīng)受加熱(最小，即所傳送的零熱能)，而圖像的黑色部分經(jīng)受最大加熱(所傳送的最大熱能)。應當注意，在處理步驟期間給予材料的光學性質(zhì)取決于由該材料(即，層2的區(qū)域 4)積累的應力量。所積累的應力量取決于以下因素-所傳送的熱功率；_對區(qū)域4的處理的歷時(即，對區(qū)域4應用熱功率的時段)；-薄片(S卩，光學活性層2)的厚度。熱功率是用來(在反饋中)檢查處理步驟的參數(shù)。關于薄片的厚度，由申請人進行的深入研究和實驗允許對以下優(yōu)選的值范圍的標識。光學活性層2的厚度值優(yōu)選大于900-3500微米。較優(yōu)選地，厚度值為至少1800 微米。更優(yōu)選地，厚度值為至少3000微米(即，大致3毫米)。已發(fā)現(xiàn)，在相當小的厚度值情況下，受處理影響的材料部分由于局部加熱而變形。 這防止了均勻的加熱并因此防止了向材料均勻地指派光學性質(zhì)(即，在區(qū)域4或其受影響的部分中均勻地減小光學活性層2的機械應力值)。根據(jù)第二實施例，該薄片是(最初不受機械應力的)塑性材料薄片。在這種情形中，處理步驟包括薄片表面上具有針對每個區(qū)域的預定的力的機械動作(例如使用刮擦或其他機械動作，例如包括對諸材料部分的移除)以向每個區(qū)域施加預定強度的機械應力。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，制備光學活性層2，以使其形成沿著膜的延伸方向并排放置的多個圖像。有利地，這允許生產(chǎn)很長的膜。鑒于此，在連續(xù)過程中有沿著垂直于膜的延伸方向的切割平面來切割膜1以獲得膜1的多個片段的步驟。作為切割步驟的替換，該方法包括圍繞垂直于所述延伸方向的軸來對膜1 進行卷繞以形成卷盤(可在任何需要之時從該卷盤獲得與期望圖像對應的膜的片段)的步驟。因此，根據(jù)本發(fā)明的方法尤其適用于膜1的工業(yè)層面生產(chǎn)(以片段或卷盤的形式)。以上所描述的方法是完全自動且連續(xù)的。本發(fā)明還提供了一種用于制造膜1的裝置6 卩，用于制造描繪僅通過偏振濾光片可見的色彩二維圖像的多層膜的裝置。裝置6包括_給料器(未示出，例如包括已知類型的傳送帶)，用于將塑性材料薄片送料到處理站(取決于實施例，該塑性材料薄片可預加有應力，即是光學活性的，或者未受應力)；
_用于選擇性地向薄片2的(并排地布置在表面中以形成圖像的相應部分的)多個區(qū)域4施加預定強度的機械應力以使得圖像的相應區(qū)域4在通過偏振濾光片見到時具有預定顏色的裝置；-用于將偏振層3放置在粘合站中的裝置(所述裝置未被示出，例如包括已知類型的傳送帶或移動輥子)；_粘合器(未示出，例如包括結(jié)合用于諸層的移動輥子工作的粘合液體分配器)， 其被配置成用于將光學活性層2應用到粘合站中的偏振層3上。根據(jù)光學活性層2的第一實施例，用于選擇性地向薄片的區(qū)域4中的每個區(qū)域 (或薄片的諸子部分)施加預定強度的機械應力的裝置包括加熱器7，該加熱器7被配置成根據(jù)每個區(qū)域4的預定量來向薄片的諸部分傳遞熱能。該薄片是已以預定方向加有機械應力的塑性材料薄片。加熱器7優(yōu)選地包括激光發(fā)射器8。該激光發(fā)射機連接至能夠沿表面移動的滑塊的一個末端，以使得激光發(fā)射器8能夠被放置在光學活性層2的任何區(qū)域4之上。作為激光發(fā)射器8的替換，可以使用連接至熱空氣源的噴嘴。根據(jù)光學活性層2的第二實施例，用于選擇性地向薄片的區(qū)域4中的每個區(qū)域 (或薄片的諸子部分)施加預定強度的機械應力的裝置包括刮擦器(在附圖中未示出，例如包括連接至自動化的手臂的末端的鈍器)，該刮擦器被配置成根據(jù)每個區(qū)域4的預定量來向薄片的諸部分傳遞機械能。根據(jù)本發(fā)明的膜具有許多應用，具體而言包括以下指出的那些應用。第一應用是透明體，S卩，膜在透明支架(例如玻璃片)上的應用。另一應用是玻璃櫥，其是使用根據(jù)本發(fā)明的膜制造的并承載經(jīng)加密的圖像和文字。另一應用是鏡子，其包括根據(jù)本發(fā)明制造的膜，該膜被應用到框上或者在任何情況下耦合到鏡子，以使得人帶上具有偏光鏡片的眼鏡往鏡子里看時可看到膜上的圖像和文字，從而認識到如果他/她不戴該眼鏡將看不見這些圖像和文字。另一應用是具有根據(jù)本發(fā)明的膜的燈，該膜被貼到燈罩上，以使得來自燈的光可穿過該燈罩。以此方式，當燈被打開時，膜中的經(jīng)加密圖像被加亮，從而造成很愉悅的效果而不對燈的照明效果造成限制。另一應用是剛性支架，其具有置于應用于該支架的膜后面的光源，以用于形成畫面或廣告海報或經(jīng)照明的標志。本發(fā)明提供以下優(yōu)點。膜1承載僅通過偏振濾光片可見的經(jīng)加密色彩圖像，該濾光片包括例如具有偏光透鏡的鏡片。因此，膜1特別適用于上述應用，特別是用于銷售這種眼鏡的廣告目的。其構造特別簡單，膜1允許大規(guī)模使用。盡管膜1的結(jié)構很簡單，但是由于具有極小尺寸(例如，其各邊僅為幾微米長的正方形)和預定的機械應力值的區(qū)域4的創(chuàng)建，膜1允許由該膜形成的經(jīng)加密圖像的特定質(zhì)量和分辨率。用于制造膜的該方法簡單且有效，并且是完全自動化的。因此，其可在工業(yè)層面在連續(xù)過程中使用。這允許以特別低的生產(chǎn)成本來生產(chǎn)(在膜的光學性質(zhì)和圖像的分辨率方面)高質(zhì)量的膜和高分辨率。 這些成本主要是由于選擇性地調(diào)整光學活性層2的表面的基本部分上的機械應力水平的創(chuàng)造性方法而被降低的。
權利要求
1.一種描繪僅通過偏振濾光片可見的色彩二維圖像的膜(1)，所述膜(1)具有放置于偏振層( 上并被配置成當通過所述偏振濾光片見到與所述偏振層( 相對的表面時在所述表面上形成所述圖像的光學活性層0)，所述膜的特征在于，所述光學活性層包括并排地布置在所述表面中的多個區(qū)域以形成所述圖像的相應部分，每個區(qū)域(4)被施加機械應力達到預定強度，以使得所述圖像的所述相應部分在通過所述偏振濾光片見到時具有預定顏色。
2.如權利要求1所述的膜，其特征在于，所述光學活性層(2)包括以預定方向加有機械應力的塑性材料薄片。
3.如權利要求1或2所述的膜，其特征在于，所述區(qū)域中的至少一個區(qū)域包括多個部分，所述多個部分具有對應于兩個或更多個參考值的機械應力水平并且以毗鄰部分具有不同機械應力水平的方式并排地布置在由所述區(qū)域(4)形成的表面中，以使得在離所述膜(1)的預定距離處，與所述區(qū)域(4)對應的所述圖像部分被感知成具有與相對于所述參考值而言居中的機械應力水平對應的顏色。
4.如前述權利要求中任一項所述的膜，其特征在于，所述膜包括向與所述光學活性層 (2)相對的所述偏振層(3)的表面應用的粘合層(5)，以將所述膜(1)應用到支架。
5.一種卷筒，包括根據(jù)前述權利要求中任一項所述的膜，其中所述光學活性層(2)被配置成沿著所述膜(1)的延伸方向形成多個并排的圖像，所述膜(1)圍繞垂直于所述延伸方向的軸卷繞以形成所述卷筒。
6.一種用于制造描繪僅通過偏振濾光片可見的色彩二維圖像的多層膜(1)的方法，包括以下步驟-制備偏振層⑶；-制備光學活性層O)；-在所述偏振層( 上放置所述光學活性層O)，所述光學活性層( 被配置成當通過所述偏振濾光片見到與所述偏振層C3)相對的表面時在所述表面上形成所述圖像，所述方法的特征在于，對所述光學活性層O)的制備包括以下步驟-制備塑性材料薄片；-處理所述薄片的多個區(qū)域(4)以向每個區(qū)域施(4)施加預定強度的機械應力，所述區(qū)域(4)并排地布置在所述表面中以形成所述圖像的相應部分，以使得所述圖像的與每個經(jīng)處理的區(qū)域(4)對應的部分在通過所述偏振濾光片見到時具有預定顏色。
7.如權利要求6所述的方法，其特征在于，所述薄片是以預定方向加有機械應力的塑性材料薄片，并且其中所述處理步驟包括根據(jù)每個區(qū)域的預定量來傳遞熱能。
8.如權利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法還包括用于將同所述膜(1)期望的光學性質(zhì)對應的薄片機械應力強度值與要向所述薄片傳送的熱能的相應值相關聯(lián)的初步校準步驟。
9.如權利要求6所述的方法，其特征在于，所述薄片是塑性材料薄片，并且其中所述處理步驟包括所述薄片的表面上的具有針對每個區(qū)域的預定的力的機械動作，由此向每個區(qū)域施加預定強度的機械應力。
10.一種用于制造描繪僅通過偏振濾光片可見的色彩二維圖像的多層膜(1)的裝置 (6)，包括:-給料器， 用于將塑性材料薄片送料到處理站；-用于選擇性地向所述薄片的并排地布置以形成所述圖像的相應部分的多個區(qū)域(4) 施加預定強度的機械應力由此形成光學活性層(2)的裝置，所述圖像的與所述光學活性層 (2)的區(qū)域(4)對應的部分在通過所述偏振濾光片見到時具有預定顏色； -用于在粘合站中放置偏振層(3)的裝置；-粘合器，用于將所述光學活性層(2)應用到所述粘合站中的所述偏振層(3)。
11.如權利要求10所述的裝置，其特征在于，所述用于選擇性地向所述薄片的所述區(qū)域(4)中的每個區(qū)域施加預定強度的機械應力的裝置包括加熱器(7)，所述加熱器(7)被配置成根據(jù)每個區(qū)域(4)的預定量來向所述薄片的諸部分傳遞熱能，所述薄片是以預定方向加有機械應力的塑性材料薄片。
全文摘要
一種描繪僅通過偏振濾光片可見的色彩二維圖像的膜(1)，所述膜(1)包括放置于偏振層(3)上并被配置成當通過所述偏振濾光片見到與所述偏振層(3)相對的表面時在所述表面上形成所述圖像的光學活性層(2)；所述光學活性層包括并排地布置在所述表面中的多個區(qū)域(4)以形成所述圖像的相應部分，每個區(qū)域(4)被施加機械應力達到預定強度，以使得所述圖像的所述相應部分在通過所述偏振濾光片見到時具有預定顏色。還描述了一種用于制造所述膜(1)的裝置(6)。
文檔編號B42D15/00GK102264546SQ200980152857
公開日2011年11月30日 申請日期2009年12月23日 優(yōu)先權日2008年12月23日
發(fā)明者E·吉羅蒂, E·特歐巴爾多, G·梅拉尼, M·E·布羅恩 申請人:陸遜梯卡有限公司