微折射圖像的制作方法

專利名稱：微折射圖像的制作方法
技術領域：
本發明涉及微折射圖像、其制作方法和真實性證書。
背景技術：
微折射圖像由設置在基質上的周期性線圖和覆蓋該線圖的透鏡結構組 成，該透鏡結構由平行于透鏡圖的線的柱狀透鏡組成。根據通過透鏡結構 觀看周期性線圖的觀察角度不同，在線圖的每個周期中可見到不同的線， 這些線共同形成被感覺到的圖像。通過線圖的形狀可以實現多種光學效果， 通過這些光學效果使觀察者在不同的觀察角度下感覺到不同的圖像內容。 取決于觀察角度的效果可以是顏色改變、形狀改變或者顏色改變與形狀改 變的結合。
傳統的折射圖像可以作為真實性證書或有價證券中使用的安全性特 征。然而它們不是特別地具有防偽安全性的，因為它們具有相對地粗糙的 結構。對于折射圖像的光學效果，要求使得透鏡結構嚴格與線圖的周期全 等地被設置，或者至少被設置為平行于線圖周期并且具有在線圖周期上方 的恒定的偏移。在現有技術中，通過擠壓透明塑料或通過機械變形來制作
透鏡結構。按照這樣的制作方法可以制作其中線寬可不小于數個1/10 mm 的透鏡結構。相應地，位于下方的線圖是粗糙的。

發明內容
通過本發明完成了這樣的微折射圖像，該微折射圖像由于其線圖的高 精細度使得偽造幾乎是不可能的。
根據本發明的微折射圖像由基質、在該基質上印刷的周期性線圖和覆 蓋了線圖的周期性透鏡結構組成，該透鏡結構由與線圖的透鏡平行的柱狀 透鏡組成。柱狀透鏡的周期與線圖的周期一致。透鏡優選地(但并不必須) 與線圖的線對齊地定向。線由基本印刷點或圖像點(像素)的軌跡組成。
5在一個周期中，基本印刷點的軌跡的數量例如在大約4和16之間。柱狀透 鏡的頂點高度在線圖周期的周期寬度的一半至大約周期寬度的范圍內。通 過例如使用在(例如用于印刷鈔票的)安全性印刷中的先進的膠版印刷方
法可實現大約4 pm的印刷精度。將基本印刷點優選地選擇為僅略微大于可 獲得的印刷精度。切合實際的是，基本印刷點是近似正方形的形狀，其邊 長為4jim至8pm，特別是6)im或更大。在用于線圖的形狀可能性的最小 要求中，每個周期兩條線是充分的。每條線應由至少兩個基本印刷點軌跡 組成，因此對應于大約40 pm的周期寬度。在與之相應的透鏡結構中，單 獨的柱狀透鏡的頂點高度優選地略微大于周期寬度的一半。此類的精細透 鏡結構可以通過使用凹版印刷方法印刷透明物質或通過使用雕刻凹版壓制 透明物質來產生。
在對于折射圖像的形狀可能性具有高要求的條件下，周期性線圖包含 最大數量的線，該最大數量通過用于制作透鏡結構的凹版方法的可能性確 定。為了好的折射效果，具有半圓形或拋物線形橫截面的柱狀透鏡必須平 方地或超平方地定尺寸(即其頂點高度至少等于周期寬度的一半)。通過凹 版技術可以產生凸起高度直至大約100pm的結構。因此，在考慮到相鄰的 透鏡之間的最小間距條件下并且根據透鏡的不同橫截面形狀，得到了直至 大約220iim的線圖周期寬度。在帶有每周期七條線的線圖中，可以得到很 多種形狀的可能性，其中每條線由印刷點的兩個軌跡組成。在同樣的周期
軌跡組成的十四條線。
本發明因此組合了兩種印刷技術，其中每種印刷技術使用到其可能性 的極限 一方面對廉價的膠版印刷充分利用了其印刷精度，而另一方面對 于同樣廉價的凹版方法，僅由于如下原因才可以使用由于由它可產生的對 于完成相應的透鏡結構凸起高度有限的凹版方法，即，因為按照所描述的 高精度膠版印刷所產生的線圖具有非常精細的結構并且因此具有相應的小 的周期寬度。
為了得到彩色折射效果，在線圖的周期內的線具有不同的顏色。同時 膠印(Simultan-Offsetdmck)適合于印刷高尺寸精度的不同顏色的線。
如果追求在觀察角度的小改變時圖像內容突變的光學效果，則使用帶 有棱柱橫截面形狀的柱狀透鏡。如果使線圖和透鏡結構具有全等的平面區域，在該平面區域中線或透 鏡的延伸方向與至少其他平面區域內的線或透鏡的延伸方向不同，則實現 了新型的光學折射圖像效果。
用于制作微折射圖像的方法也是本發明的內容。根據本發明的方法， 通過精確膠印在基質上印刷了周期性線圖。然后，在線圖上方通過凹版印 刷透明物質或通過使用雕刻凹版壓制透明物質設置透鏡結構。通過將同時 膠印(其關于印刷精度的可能性被完全利用)與凹版技術的結合以便在線 圖上設置透鏡結構，可實現廉價地制作極復雜的并且高分辨率的微折射圖 像，該微折射圖像帶有多種光學效果。
為了實現良好的光學效果，要求透鏡結構的柱狀透鏡進一步全等地位 于線圖的周期上方，或者至少在折射圖像的整個延伸上方具有恒定的偏置。 雖然為設置線圖并且產生透鏡結構使用了不同的印刷方法，但可以實現達 到線結構和透鏡結構之間的要求的尺寸穩定性。為此，特別地為制作用于 精確膠印的印板和制作雕刻凹版使用相同的尺寸基準。在兩種情況中使用 了激光技術。為制作用于膠版印刷的印板使用了激光曝光方法。為制作雕 刻凹版直接在印板表面上使用了帶有蝕刻的激光方法，特別是通過蒸發。
在有利的實施方式中，基質由透明材料組成。透鏡結構被布置在基質 的一個面上并且線結構布置在基質的相背的面上。線圖與透鏡結構之間的 通過基質的厚度確定的間距有利于可實現的光學效果。
帶有至少一個安全性元件的真實性證書也是本發明的內容，該安全性 元件被設置在基質上并具有周期性線結構，并且真實性證書帶有覆蓋了安 全性元件的由平行的柱狀透鏡組成的周期性透鏡結構。透鏡結構的周期分 別與線結構的周期一致，并且透鏡根據安全性元件的周期性線結構定向。 另外，柱狀透鏡在安全性元件上方的頂點高度優選地至少為周期寬度的一 半，并且優選地最多為周期的寬度。根據本發明的真實性證書是如此復雜 的，使得偽造是幾乎不可能的。在沒有技術上的幫助的條件下可以在視覺 上容易識別可能的偽造。
在真實性證書的優選實施方式中，在同一個基質上布置兩個安全元件。 兩個安全元件在過渡區通過重疊連接，從而制作了視覺上可識別的兩個安 全元件的結合。結合例如可以使得在觀察角度改變時，彩色突出的條等從 一個安全性元件連續地通過過渡區轉變到另一個安全性元件內。安全性元件可以是所描述的折射圖像，但也可以是其他類型的安全性元件，例如全
息圖、分色圖或Kinigramme。安全性元件的一個可以通過產品提供者確定 而另 一個通過發布真實性證書的i^證機構確定。
真實性證書的另 一個有利的實施方式在于，真實性證書由多層構成， 其中一層構造有相對于待保護的產品的附著特征(Hafteigenschaften)，并且
的真實性證書具有印章的功能。


本發明的另外的優點和特點從如下的對優選實施方式的描述中參考附 圖得到。附圖中
圖1示出了在不同的觀察角度下的微折射圖像的變化的透視圖示；
圖2示出了微折射圖像的俯視圖2a示出了圖2的微折射圖像的放大細節視圖3示出了對應于周期寬度相對大的周期性線圖的平行柱狀透鏡的透 鏡結構的放大的截面視圖4示出了對應于周期寬度相對小的周期性線圖的平行柱狀透鏡的透 鏡結構的放大的截面視圖5a至圖5g示出了不同橫截面形狀的平行柱狀透鏡的透鏡結構的放 大的截面浮見圖6a至圖6e示出了帶有平行的柱狀透鏡的透鏡結構的不同構造的俯
視圖7示出了帶有兩個安全性元件和一個將它們結合的過渡區域的真實 性-i正書的俯^L圖8示出了帶有預先打孔或預先沖壓的輪廓線的真實性證書的俯視圖； 圖9a和圖9b示出了用于表示替代實施方式及其制作的示意性截面視圖。
具體實施例方式
在圖1中圖示了在確定的觀察角度下的微折射圖像的透視圖示的放大 的截面。在圖1中同一個微折射圖像的截面在旋轉了大約90。的觀察角時用10b圖示在一旁。其中，在圖1中示出了當觀察角度從圖10a中示出的情況 改變到10b示出的情況時向觀察者提供的微折射圖像的三個不同的外觀形 狀12a、 12b和12c。以12a標識的外觀形狀是字母"S"和數字'T，的組合。以 12c標識的外觀形狀是字母"H"與數字"l"的組合。位于其間的外觀形狀12b 是外觀形狀12a和12c之間的過渡狀態，其中過渡是流暢的。
這種類型的折射圖像在原理上是公知的。它由在基質上設置的周期性 線圖和覆蓋了周期性線圖的透鏡結構組成，該透鏡結構由與線圖的線平行 的柱狀透鏡組成，柱狀透鏡的寬度對應于線圖的周期寬度。
如從圖2中示出的示例的孩i折射圖像的垂直俯視圖可見，并且更詳細 地從圖2a中的細節視圖中可見，該微折射圖像由多個平行的長度不同的線 段組成，其中在線圖的每個周期內，線可以具有不同的顏色，例如在帶有 三種顏色的線圖中具有紅色、綠色和藍色。
本發明的特殊性在于極精細的線圖和透鏡結構。根據本發明，為實現 這樣的高分辨率微折射圖像，使用了兩種已知的印刷方法，不過每種方法 被使用到其可能性極限。線圖使用膠版印刷在基質上印刷為帶有大約4 pm 的切合實際的印刷精度。如果在每個周期內每條線應具有不同的顏色，則 使用同時膠印。此外，以凹版印刷由透明物質印刷了透鏡結構。
為實現所力求的折射效果，柱狀透鏡在線圖上方的頂點高度必須大約 對應于線圖的周期寬度的一半，或優選地例如更大。但以凹版印刷實現的 結構高度是有限的。因此，線圖的最大可能周期寬度由凹版印刷的可能性 確定，而線圖的精細度由膠版印刷的可能性限制。在下文中根據圖3和圖4 詳細地解釋該事實。其中以"BP，，標識了基本圖像點，它作為理想的正方形 具有略微大于可實現的大約4 )im的印刷精度的邊長，例如邊長為略大于6
在圖3和圖4中以第一虛線14示意性地圖示了以凹版印刷可實現的結 構的邊界。該結構的結構高度例如為12個圖像點BP,并且結構寬度為例 如14個圖像點BP。通過第二虛線16示意性地圖示了以膠版印刷可實現的
圖像。不過，在圖4中的出發點是，線圖的每個周期包含三條線，并且每 條線具有兩個圖像點BP的寬度。如果接受每周期僅帶有兩條線的線圖，則 邊界線16減小到僅四個圖像點BP。由于柱狀透鏡的超平方的橫截面形狀的需要(即頂點高度大于半個結構寬度)，在圖3中還導致在十二個圖像點
BP的最大結構高度時的十四個圖像點的結構寬度。然而如果也接受柱狀透 鏡的平方的橫截面形狀，則相應的線圖結構寬度為十六圖像點BP而非十四 圖像點BP。
當然，這些值以可利用的印刷技術為前提。通過增加的膠版印刷的可 能性，線圖還可以更精細并且透鏡結構還可以更高。
在圖3中顯示了在線圖上方的透鏡結構的橫截面，該橫截面包括十四 個平行并相鄰的印刷軌跡，印刷軌跡寬度為每個具有一個印刷點BP。如果 線圖的每條線由兩個這樣的印刷軌跡組成，則線圖的每個周期包含可以具 有不同顏色的七條線。作為替代，線圖的每條線例如包括僅兩條如下的線 其分別由七個寬度為一個BP的印刷軌跡組成，或也包括任意的印刷軌跡的 組合。
在圖3中還示出了柱狀透鏡的不同的可能的橫截面形狀。為了實現最 優的折射效果，橫截面形狀應是"超平方的"，即，頂點高度大于周期寬度的 一半。不過，因為就結構高度而言凹版印刷的可能性是有限的，所以大約 為周期寬度的5/8的頂點高度(對應于8.75個圖像點)的折衷被視作是特 別地有利的。該橫截面形狀在圖3中以實線示出。在圖3中以虛線示出了 不很理想的橫截面形狀。透鏡結構的周期寬度由透鏡的寬度和相鄰的透鏡 之間的小的間距形成。這點由于如下兩個原因是有利的 一方面這樣在雕 刻凹版中避免了可能切入基質的鋒利的棱；另 一 方面在凹版印刷中有利于 刮擦過程，以此刮擦過程將透明物質在其涂敷到雕板上之后刮擦去凸出的 面。相鄰的透鏡之間的間距僅為大約一個圖像點或僅少量圖像點。
在圖3中設定的十四個圖像點的線圖周期寬度和柱狀透鏡的最優的橫 截面形狀中，完全充分利用了精確膠版印刷的可能性并且幾乎完全充分利 用了凹版印刷的可能性。
在圖4中假設，在微折射圖像中線圖僅具有三條線，每條線具有兩個 圖像點的寬度。在這種情況下，在線14中凹版印刷的邊界未被充分利用， 雖然在線16中膠版印刷的邊界被充分利用。如同在圖3中，在圖4中理想 的橫截面形狀以實線示出。以虛線示出了不很理想的^f黃截面形狀。
圖5示出了柱狀透鏡的橫截面形狀，利用其可以產生特殊的光學效果。 在圖5a)中圖示了相對地平的棱柱橫截面形狀，特別是梯形橫截面形狀。在圖5b)中圖示了帶有較高的頂點高度的相同的梯形形狀。在圖5c)中示 出的梯形形狀帶有更高頂點高度。利用此類的透鏡結構可實現在觀察角度 僅小的改變時圖像內容的突變，其中頂點高度越高效果越明顯地可感覺到。
在圖5d)中示出了交替的橫截面形狀在拋物線形狀的透鏡后每個跟 隨了不對稱的橫截面形狀，該不對稱的橫截面形狀由拋物線分支(Parabel-ziigen)組成，然后又跟隨了拋物線形狀的透鏡，等等。利用此類透鏡結構 可實現的效果很復雜。
圖5e)示出的透鏡具有三角形橫截面形狀。三角形可以具有相同的邊
如所圖示。
圖5f)示出了帶有多邊形橫截面形狀的柱狀透鏡，多邊形可以具有相 同的邊或不具有相同的邊，如所圖示。
圖5g)示出了帶有在棱柱和拋物線形狀之間的混合的橫截面形狀的柱 狀透鏡。
一般地講，柱狀透鏡的橫截面形狀越復雜則可產生的光學效果越多樣。 在圖6中示出的透鏡結構可實現更多樣和更復雜的光學效果。在圖6a) 中在由直線形成的外部平面區域22內放置了由平行的圓圈線形成的圓形平 面區域20。在圖6b)中具有兩個相鄰的平面區域24、 26，它們帶有相互旋 轉了 90。的線圖。在圖6c)中，在外部平面區域22內具有由直線形成的正 方形區域28，該區域28由直線形成但直線旋轉了 90°。在圖6d)中，在平 面區域30內的線具有交替的方向，線是波狀的或鋸齒狀的。在圖6e)中， 在由直線形成的外部區域32內布置了不規則形狀的區域34，區域34由旋 轉了 90。的直線形成。通過將折射圖像繞不同的軸線轉動或將觀察角度在不 同的平面內改變，使用此類的必須符合位于下方的線圖的透鏡結構出現了 不同的光學效果。
在圖7所示出的真實性證書中，在基質40上以相互間的間距布置了兩 個平面的安全性元件42和44。象征性地，安全性元件42以符號"A1"圖示， 而安全性元件44以符號"A3"圖示。兩個安全性元件42、 44通過過渡區46、 48不可解地相互結合。不可解的相互結合在此纟皮理解為安全性元件42、 44 之間的交替作用，它通過重疊效果由過渡區促成。安全性元件42、 44中的 至少一個優選地是以上所描述類型的微折射圖像。另一個安全性元件具有這樣的周期性結構該周期性結構符合微折射圖像的透鏡結構并且由透鏡 結構同時以微折射圖像的線圖覆蓋。這樣，不可解的結合可以具有光學效
果，例如亮條，閃爍點，發光的照亮像素等等，該光學效果在觀察角度
改變時從一個安全性元件通過過渡區轉移到另一個安全性元件內。 一個安 全性元件通過中心認證機構確定，而另一個安全性元件可通過任意的第三 方確定(例如通過產品制作商或產品分銷商)。這樣， 一個安全性元件是統 一的，而另一個安全性元件是可變的。
在圖7中所示出的真實性證書可以作為真實性印章^f吏用，該真實性印 章設置在產品上或包裝上。這樣的真實性印章在圖8中圖示。基質40在背 側涂有膠。安全性元件和其間的過渡區作為分離的層粘貼在基質上。為在 去除真實性印章時保證對真實性印章的受控的破壞，在縱向方向上沿希望 的輪廓線施加延伸的打孔或沖壓線。通過輪廓線也可以實現使得在從產品 或包裝去除真實性印章時，印章的至少部分保持完好。
在圖9a和圖9b中示出的實施方式中使用由透明材料形成的基質100。 在基質100的一個面上設置了線圖102。在與之相背的面上以絲網印刷方法 設置可成形的透明物質104。然后，使用雕刻凹版106壓制透明物質104并 且使之變形為透鏡結構。透鏡結構也可以替代地設置在與線結構相同的面 上。在圖9b中示出的其中兩個結構布置在相互相背的面上的構造中，優點 是通過空間間距促進了可實現的光學效果。
最后在擴展中也建議將線結構布置在透明基質的兩個面上，其中透鏡 結構設置在線結構的一個上方。在此實施方式中實現了更大的光學效果多 樣性。在該實施方式中，利用同時膠印設置兩個線結構。
1權利要求
1.一種微折射圖像，帶有-基質，-在該基質上設置的周期性線圖，-覆蓋了該線圖的周期性透鏡結構，該透鏡結構由與線圖的線平行的柱狀透鏡組成；其中，-所述柱狀透鏡的周期與所述線圖的周期一致，-線由基本印刷點的軌跡，-在一個周期中基本印刷點的軌跡數至少為四個并且至多為十六個，以及-所述柱狀透鏡的頂點高度處于周期寬度的一半至整個周期寬度之間的范圍內。
2. 根據權利要求1所述的微折射圖像，其中，所述透鏡與所述線圖的 線對齊地定位。
3. 根據權利要求1或2所述的微折射圖像，其中，相鄰的透鏡相互間 隔開。
4. 根據權利要求3所述的微折射圖像，其中，相鄰的透鏡之間的間距 對應于數個基本印刷點的寬度。
5. 根據以上權利要求中任一項所述的微折射圖像，其中，所述線圖被 利用膠版印刷設置。
6. 根據權利要求1至5中任一項所述的微折射圖像，其中 結構包括以凹版印刷設置的透明物質。
7. 根據權利要求1至5中任一項所述的微折射圖像，其中 結構包括通過以雕刻凹版壓制而設置的透明物質。
8. 根據權利要求1至7中任一項所述的微折射圖像，其中 具有半圓形或拋物線形的橫截面形狀。
9. 根據權利要求1至7中任一項所述的微折射圖像，其中 具有棱柱形的橫截面形狀。,所述透鏡 ，所述透鏡 ，所述透鏡 ,所述透鏡
10. 根據權利要求1至7中任一項所述的微折射圖像，其中，所述透鏡具有棱柱形/拋物線形的混合的橫截面形狀。
11. 根據權利要求2至IO的一項所述的微折射圖像，其中，在所述線 圖周期內的線分別具有不同的顏色。
12. 根據權利要求2至11中任一項所述的微折射圖像，其中，在所述 線圖周期內的線為圖示圖像內容具有留出的間距。
13. 根據權利要求2至12中任一項所述的微折射圖像，其中，所述線 圖被在同時膠版印刷中設置在基質的兩側上。
14. 根據權利要求1至13中任一項所述的微折射圖像，其中，所述基 質由透明材料組成，并且所述線圖被布置在該基質的與所述透鏡結構相背 的面上。
15. 根據權利要求1至14中任一項所述的微折射圖像，其中，所述線 圖和透鏡結構具有全等的平面區域，在該平面區域內線或透鏡的縱向方向 與至少另 一個平面區域內的線或透鏡的縱向方向不同。
16. 根據權利要求1至15中任一項所述的微折射圖像，其中，所述基 本印刷點的邊長略微大于可實現的印刷精度，特別是在4 !im和8 pm之間， 尤其是略微大于6 pm。
17. —種用于制作根據前述權利要求所述的微折射圖像的方法，其中， -利用膠版印刷在基質上印刷周期性的線圖，-在所述線圖上方使用雕刻凹版通過印刷或壓制設置在透明物質中的 透鏡結構。
18. 根據權利要求17所述的方法，其中，為了制作用于同時膠版印刷 和制作用于凹版印刷的印板使用相同的尺寸基準。
19. 根據權利要求17或18所述的方法，其中，為了制作用于膠版印刷 的印板使用激光曝光方法。
20. 根據權利要求17、 18或19所述的方法，其中，為了制作雕刻凹版 在印板的表面上直接使用帶有蝕刻的激光方法，特別是通過蒸發。
21. —種真實性證書，帶有至少一個設置在基質上并且具有周期性線結 構的安全性元件，并且帶有覆蓋該安全性元件的由平行的柱狀透鏡組成的 周期性透鏡結構；其中，-所述柱狀透鏡的周期與所述線圖的周期一致，-所述透4竟平行于線結構的線而定向，以及-所述柱狀透鏡的頂點高度處于周期寬度的一半至大約整個周期寬度 的范圍內。
22. 根據權利要求21所述的真實性證書，其中，在相同的基質上布置 至少一個由第三方確定的安全性元件以及一個由中心認證機構確定的安全 性元件，并且所述透鏡結構至少部分地延伸到兩個安全性元件上方。
23. 根據權利要求22所述的真實性證書，其中，所述安全性元件中的 至少一個是根據權利要求1至16中任一項所述的微折射圖像。
24. 根據權利要求22或23所述的真實性證書，其中，所述兩個安全性 元件通過過渡區連接，所述過渡區建立了該兩個安全性元件的^L覺上可證 實的結合。
25. 根據權利要求21至24中任一項所述的真實性證書，包括多個層， 其中 一層構造有相對于待保護的產品的附著特征，而至少另 一個其去除將 破壞證書的層沿額定輪廓預先打孔或預先沖壓。
全文摘要
在基質上印刷周期性線圖，線圖被由與線圖的透鏡平行的柱狀透鏡組成的周期性透鏡結構所覆蓋。透鏡結構的周期與線圖的周期一致。透鏡優選地與線圖的線對齊地定向。線由基本印刷點或圖像點(像素)的軌跡組成。在一個周期內基本印刷點軌跡的數量至少為4并且至多為16。柱狀透鏡的頂點高度至少為周期寬度的一半并且至多為線圖寬度。使用例如用于安全性印刷(例如用于印刷鈔票)的先進的膠版印刷方法可以獲得大約4μm的印刷精度。基本印刷點優選地被選擇為略微大于可獲得的印刷精度。此類的精細透鏡結構可以通過使用凹版印刷方法印刷透明物質或通過使用雕刻凹版壓制透明物質而產生。這樣地產生的微折射圖像特別地適用于真實性證書。
文檔編號B42D15/10GK101291817SQ200680038958
公開日2008年10月22日 申請日期2006年8月14日 優先權日2005年8月18日
發明者喬爾格·津茨邁耶 申請人:喬爾格·津茨邁耶