CN1218916A - 制作屏幕的方法和实现该方法的设备 - Google Patents

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Abstract

一种能够很容易地进行屏幕制作和减少制作时间的屏幕制作方法,它同时能改善帧面图象的分辨率。一种用于有效地实现所提供的屏幕制作方法的设备。该屏幕制作方法包括的步骤为将照相排版树脂涂层到要形成所需帧面图象的屏幕上,使用紫外线激光束固化与该帧面图象相对应的一部分照相排版树脂,清洁屏幕,以及再固化该照相排版树脂。该设备包括一个涂层了照相排版树脂的屏幕,一个紫外线激光束生成器,一个A/O调制器,以及一个光束传送和聚焦器。

Description

制作屏幕的方法和实现该方法的设备
本发明涉及一种制作屏幕的方法和实现该方法的设备，尤其涉及一种能够很容易地进行屏幕制作和减少制作时间的屏幕制作方法，同时能达到改善帧面图象的分辨率。本发明还涉及一种用于有效地实现该屏幕制作方法的设备。
通过向网栅局部提供染料的方法，网栅可以印制成所需的帧面图象。这样的印制是通过一种旋转屏幕印制方法或平板印制方法所实现。按照旋转屏幕印制方法，帧面图象是以连续方式在网栅上形成。按照平板印制方法，帧面图象是以间断方式在网栅上形成。两种印制方法都使用了一个形成有所需帧面图象的多孔屏幕。在这个多孔屏幕中，一部分未提供有染料的孔被树脂所阻塞，而一部分提供有染料的孔仍维持其原样。因此，染料是有选择地通过该屏幕的开孔提供给网栅。在用于连续印制的旋转屏幕印制方法中，通常使用一个由薄金属片构成的圆柱型鼓。用于形成这类旋转屏幕鼓的方法包括使用照相排版胶片的光阻材料法和使用二氧化碳激光束的方法。
参看附图1，图中显示了使用上述旋转屏幕鼓成象方法制作屏幕的过程。在附图1中，A部分显示按照二氧化碳激光束的方法制作屏幕的过程，而B部分显示按照光阻材料法制作屏幕的过程。使用二氧化碳激光束的屏幕制作方法与使用照相排版胶片的屏幕制作方法相比各有其利弊。这种利弊如以下的表1所示。
                  表1
使用二氧化碳激光束的屏幕制作方法与使用照相
       排版胶片的屏幕制作方法相比的利弊
优点1．消除了胶片制作过程2．减少了屏幕制作时间缺点1．增加了屏幕制作***的安装费用2．降低了分辨率
在使用光阻材料法的屏幕制作方法中，使用了照相排版胶片制作过程，包括光学转移利用计算机辅助设计(CAD)在一个胶片上形成的帧面图象以及洗印该成象胶片的步骤。但是，这种方法是很成问题的，因为它要使用昂贵的胶片和昂贵的胶片制作机器，要花费很多时间用于照相排版胶片的制作。
另一方面，由于屏幕的帧面图象是使用二氧化碳激光束形成的，在使用照相排版胶片的屏幕制作方法中不要求使用胶片制作过程，所以，使用二氧化碳激光束的屏幕制作方法有其优点。但是，这种方法也存在安装费用增加以及最终得到的帧面图象的分辨率降低的缺点。这一点将作详细描述。
在使用二氧化碳激光束的情况下，减小由所使用的凸透镜形成的焦点的尺寸是很困难的。例如，即使当使用了具有2.5英寸短焦距的凸透镜时，也很难获得100微米或更小尺寸的焦点。使用这种短焦距的透镜导致短深度的焦点。由于这个短深度的焦点，焦点的位置可能很容易发生变换，即使在旋转屏幕的旋转期间发生了微小的变化。在这种情况下，焦点尺寸将发生显著的变化。出于这一理由，要使用一个称为“振动衰减仪”的复合装置来将屏幕的表面固定在聚焦位置处。然而，这种振动衰减仪比较昂贵，使用也不方便。
正是考虑到传统的屏幕制作方法中存在上述问题，本发明才得以出台。本发明的目的在于，提供一种屏幕制作方法，它能很容易地制作出具有展示高分辨率的帧面图象的屏幕，而不需要使用任何引起安装费用增加的胶片制作过程。
本发明的另一个目的在于，提供一种有效实现上述屏幕制作方法的设备，该设备成本低廉，便于使用，不仅可以用于旋转屏幕的制作，而且可以用于使用过的屏幕的再生。
根据第一个方面，本发明提供了一种制作屏幕的方法，包括的步骤为：将照相排版树脂涂层到要形成所需帧面图象的屏幕上；利用紫外线激光束固化相应于该帧面图象的一部分照相排版树脂；清洁屏幕；和再固化该照相排版树脂。
最好是，用于固化涂层在屏幕上的照相排版树脂的紫外线激光束可以是氩离子激光束或氦镉激光束。
屏幕可以是一个用以在网栅上以连续方式构成帧面图象的旋转屏幕或者是一个用以在网栅上以间断方式构成帧面图象的平板屏幕。
屏幕用过之后，可以通过使用二氧化碳激光束溶烧涂层在该屏幕上的热固化树脂来再生。
根据另一个方面，本发明提供了一种制作屏幕的设备，它包括：一个涂层了照相排版树脂的屏幕，用以形成所需帧面图象；一个紫外线激光束生成器，用于生成紫外线激光束以便将照相排版树脂固化在该屏幕上；一个A/O调制器，用于为该紫外线激光束屏蔽或开放路径；以及一个光束传送和聚焦器，用于向该屏幕传送紫外线激光束，并将所传送的紫外线激光束聚焦到该屏幕上。
该屏幕制作设备不包括任何用来将屏幕的表面固定在聚焦位置处的振动衰减装置，因为所使用的紫外线激光束在具有大深度焦点时具有较小的焦点尺寸。虽然该屏幕制作设备不包括任何振动衰减装置，但它能够得到具有高分辨率的帧面图象。
屏幕可以是一个用以在网栅上以连续方式构成帧面图象的旋转屏幕。要制作这样的旋转屏幕，该屏幕制作设备还包括一个二氧化碳激光束生成器。在这种情况下，紫外线激光束和二氧化碳激光束顺序施加到该光束传送和聚焦器，从而既获得形成帧面图象功能，又得到了屏幕再生功能。
该屏幕制作设备还包括一定数量的激光束引导镜，分布在该二氧化碳激光束生成器的下游，用以引导该激光束通向所需方向。
该屏幕制作设备还包括一个用以在网栅上以间断方式构成帧面图象的平板屏幕。在这种情况下，该屏幕制作设备还包括一个以连续方式布置在该A/O调制器下游的光束开关盒。该光束开关盒反射从该A/O调制器射出的激光束。该屏幕制作设备还包括一个镜面控制器，用以控制激光束引导镜，使反射光束辐射到该平板屏幕上。通过这种配置，可以有选择地将激光束辐射到旋转屏幕或平板屏幕上。
如果需要将激光束辐射到旋转屏幕以便在网栅上以连续方式构成帧面图象，则控制该激光束，使其通过该光束开关盒。
如果根据本发明使用二氧化碳激光束替代紫外线激光束，就可解决使用二氧化碳激光束情况下所带来的问题。这是因为紫外线激光束具有较小的焦点尺寸，故而能以微细点的形状聚焦。而且紫外线激光束几乎不会受到在屏幕高速旋转期间所产生的振动的影响。
在以下结合附图对实施例的描述中，本发明的其他目的和方面将变得更为明显。附图中：
图1是图示制作旋转屏幕的传统方法的流程图，其中A部分显示了使用二氧化碳激光束的屏幕制作方法，而B部分显示了使用光阻材料法的屏幕制作方法；
图2是示意图，显示了当使用氩离子激光束(主要是指波长为351纳米)时，所确立的波长、焦距、焦点直径和焦点深度之间的关系；
图3是流程图，显示了根据本发明使用紫外线激光束的屏幕制作方法的顺序步骤；
图4是示意图，显示了根据本发明的方法用于制作屏幕的设备；和
图5显示了图4的设备中包括的光束传送和聚焦器。
根据本发明，提供了一种屏幕制作方法，它使用紫外线激光束用以当在照相排版树脂上成象时，固化涂层在屏幕上的照相排版树脂。图2显示当氩离子激光束(主要指波长为351纳米)用作该紫外线激光束以固化涂层在屏幕上的照相排版树脂时，所确立的波长、焦距、焦点直径和焦点深度之间的关系。在图2中，参考字符“L”代表一个聚焦透镜，“λ”代表所使用的激光束的波长，“F”代表所形成焦距，“b”代表焦点深度，“ω1”代表光束直径，“ω2”代表焦点直径。“ω2”和“b”由以下等式表达：
ω2=8λF/πω1
b=(8λ/π)(F/ω1)2
有关二氧化碳激光束和离子激光束的相应数据由下表2所示：
                     表2
     二氧化碳激光束和离子激光束之间的比较
            λ(μm)  F(mm)  ω1(mm) ω2(μm) b(μm)二氧化碳激光束   10.6    63.5     15        114     483
             0.351   63.5     2         28      901氩离子激光束     0.351   127      2         56      3,605
             0.351   254      2         112     14,423在使用氩离子激光束的情况下，要得到112μm的焦点直径，应使用具有254mm长焦距的聚焦透镜。另一方面，在使用二氧化碳激光束的情况下，可以使用具有63.5mm短焦距的聚焦透镜以得到112μm的焦点直径。在使用二氧化碳激光束的情况下，可以得到438μm的焦点深度。在使用氩离子激光束的情况下，可以得到14,324μm的焦点深度，大约为使用二氧化碳激光束的情况下得到的焦点深度的30倍。这些结果意味着，当使用氩离子激光束时，可以构成具有高分辨率的帧面图象，而且不会受到在屏幕高速旋转期间所产生的振动的影响。
图3是流程图，显示了根据本发明使用紫外线激光束的屏幕制作方法的顺序步骤。本发明的方法既可用于旋转屏幕，也可用于平板屏幕。根据本发明的方法，照相排版树脂被涂层到屏幕上。该涂层照相排版树脂，通过使用紫外线激光束，有选择地固化与根据如CAD设计的所需帧面图象相应的部分。然后对该屏幕进行清洁步骤，以去除该照相排版树脂的已固化部分。在这个屏幕中，一部分未提供有染料的孔被树脂所阻塞，而一部分提供有染料的孔仍维持其原样。根据所使用的树脂的种类，未固化的树脂部分也可以去除。完成清洁步骤之后，留在屏幕上的树脂被再固化。由此，屏幕的制作便得以完成。利用制作好的屏幕，便可在网栅上构成所需的帧面图象。当屏幕不再需要使用时，利用二氧化碳激光束熔烧其上的树脂。从而使该屏幕再生，以备将来使用。
图4显示了根据本发明的方法用于制作屏幕的设备。图5显示了图4的设备中包括的光束传送和聚焦器。
现在详细描述根据本发明的屏幕制作设备的结构和操作。
在图4中，A部分是一个该屏幕制作设备所包含的旋转刻印装置，用以制作旋转屏幕，而B部分显示了一个该屏幕制作设备所包含的平板屏幕制作装置，用以制作平板屏幕。
首先详细描述图4的A部分显示的该旋转刻印装置的操作。从氩离子激光束生成器7生成的激光束，尤其是紫外线激光束，经由一个A/O调制器6通过一个光束开关盒5。从该光束开关盒5射出的激光束进入一个旋转刻印旋转器3。在该旋转刻印旋转器3中，该光束通过一个光束传送和聚焦器4，从而聚焦到布置在该旋转刻印旋转器3中的一个旋转屏幕12的表面。该旋转屏幕12，涂层有照相排版树脂，它以大约1,200rpm的高速旋转。要在该旋转屏幕12的表面上构成所需的帧面图象，根据CAD数据通过一个控制器11控制该A/O调制器6在图4中，CAD数据由标号“10”表示。控制器11将该CAD数据10与该旋转屏幕12的旋转部分工作连接，并根据该旋转屏幕12的旋转位置控制该A/O调制器6打开或屏蔽激光束的路径。相应地，有选择地固化涂层在该屏幕表面上的照相排版树脂，以构成所需的帧面图象。在固化该照相排版树脂之后，对屏幕进行清洁步骤和再固化步骤。由此，旋转屏幕的制作便得以完成。
如果有必要去除涂层在该旋转屏幕表面上的树脂，以再生屏幕，则使用二氧化碳激光束1。二氧化碳激光束1被布置在该旋转刻印装置中的一定数量的激光束引导镜2所反射。该反射光束再经由该光束传送和聚焦器4传送到该屏幕的表面。然后该光束聚焦到该屏幕的表面，从而借助于光束能量去除该涂层树脂。由此，该屏幕得以再生，供将来使用。
为了生成该二氧化碳激光束，本发明的屏幕制作设备包括一个二氧化碳激光束生成器。当紫外线激光束和二氧化碳激光束顺序施加到该光束传送和聚焦器时，既可得到构成帧面图象功能，也可得到屏幕再生功能。
现在详细描述图4中B部分所示的平板屏幕制作装置。可以将氩离子激光束生成器7有选择地用于该旋转刻印装置和平板屏幕制作装置。对于平板屏幕制作装置，从该氩离子激光束生成器7生成的激光束，在通过该A/O调制器6后，被布置在该光束开关盒5中的一面镜子以90度反射，从而进入一个镜面控制器8。此后，该激光束被镜面控制器8辐射到一个平板屏幕9。在这种情况下，按照CAD数据10控制该A/O调制器6和镜面控制器8，使该激光束以可控制的方式辐射到该平板屏幕9，从而有选择地固化涂层在该平板屏幕9上的照相排版树脂。在固化该照相排版树脂之后，对该屏幕进行清洁过程和再固化过程。由此，该平板屏幕的制作便得以完成。
根据本发明，将紫外线激光束有选择地用于该旋转刻印装置和平板屏幕制作装置。由此提高了激光束的使用率，最大限度地发挥了该激光束的效率。
特别地，由于紫外线激光束展示出较小的焦点尺寸和较小的焦点深度，在有关旋转屏幕的旋转期间所产生的振动问题的意义上讲，本发明具有优点。换句话说，可以构成具有高分辨率的帧面图象，而无须使用任何附加的振动衰减装置用于将旋转屏幕表面固定在聚焦位置处。
从上述可见，本发明提供了一种不要求任何包含增加安装成本的胶片制作过程的屏幕制作方法，从而能够很容易地制作屏幕，并减少为提高所得到的帧面图象的分辨率而花费的制作时间。本发明完全消除了使用二氧化碳激光束的传统方法中所具有的缺点。
虽然为了描述的目的，只披露了本发明的优选实施例，但对现有技术领域中的普通技术人员而言，各种改动、增加和减少都是可能的，但都不脱离权利要求书所述的发明的范围和精神。

Claims (13)

1．一种制作屏幕的方法，它包括下述步骤：
将照相排版树脂涂层到要形成所需帧面图象的屏幕上；
利用紫外线激光束固化相应于所述帧面图象的一部分照相排版树脂；
清洁屏幕；和
再固化所述照相排版树脂。
2．根据权利要求1的方法，其特征在于，紫外线激光束是氩离子激光束或氦镉激光束。
3．根据权利要求1或2的方法，其特征在于，屏幕是一个用以在网栅上以连续方式构成帧面图象的旋转屏幕或者是一个用以在网栅上以间断方式构成帧面图象的平板屏幕。
4．根据权利要求1或2的方法，其特征在于，屏幕可以在用过之后，通过使用二氧化碳激光束溶烧涂层在所述屏幕上的热固性树脂来再生。
5．一种制作屏幕的设备，它包括：
一个涂层了照相排版树脂的屏幕，用以形成所需帧面图象；
一个紫外线激光束生成器，用于生成紫外线激光束以便将照相排版树脂固化在所述屏幕上；
一个A/O调制器，用于为所述紫外线激光束屏蔽或开放路径；和
一个光束传送和聚焦器，用于向所述屏幕传送紫外线激光束，并将所传送的紫外线激光束聚焦到所述屏幕上。
6．根据权利要求5的设备，其特征在于，紫外线激光束是氩离子激光束或氦镉激光束。
7．根据权利要求5或6的设备，其特征在于，所述屏幕制作设备不包括任何用来将屏幕的表面固定在聚焦位置处的振动衰减装置。
8．根据权利要求5的设备，其特征在于，屏幕是一个用以在网栅上以连续方式构成帧面图象的旋转屏幕。
9．根据权利要求5或8的设备，其特征在于，它还包括一个二氧化碳激光束生成器，使所述紫外线激光束和从所述二氧化碳激光束生成器生成的二氧化碳激光束顺序施加到所述光束传送和聚焦器，从而既获得形成帧面图象功能，又得到屏幕再生功能。
10．根据权利要求9的设备，其特征在于，它还包括一定数量的激光束引导镜，分布在所述二氧化碳激光束生成器的下游。
11．根据权利要求5或6的设备，其特征在于，它还包括一个用以在网栅上以间断方式构成帧面图象的平板屏幕。
12．根据权利要求11的设备，其特征在于，它还包括
一个以连续方式布置在所述A/O调制器下游的光束开关盒，用以反射从所述A/O调制器射出的激光束；和
一个镜面控制器，用以控制激光束引导镜，使反射光束辐射到所述平板屏幕上。
13．根据权利要求12的设备，其特征在于，所述屏幕是一个旋转屏幕用以在网栅上以连续方式构成帧面图象，并且控制所述激光束，使其通过所述光束开关盒。
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