CN101291817B - 微折射图像 - Google Patents

Abstract

在基质上印刷周期性线图，线图被由与线图的透镜平行的柱状透镜组成的周期性透镜结构所覆盖。透镜结构的周期与线图的周期一致。透镜优选地与线图的线对齐地定向。线由基本印刷点或图像点(像素)的轨迹组成。在一个周期内基本印刷点轨迹的数量至少为4并且至多为16。柱状透镜的顶点高度至少为周期宽度的一半并且至多为线图宽度。使用例如用于安全性印刷(例如用于印刷钞票)的先进的胶版印刷方法可以获得大约4μm的印刷精度。基本印刷点优选地被选择为略微大于可获得的印刷精度。此类的精细透镜结构可以通过使用凹版印刷方法印刷透明物质或通过使用雕刻凹版压制透明物质而产生。这样地产生的微折射图像特别地适用于真实性证书。

Description

微折射图像

技术领域

本发明涉及微折射图像、其制作方法和真实性证书。

背景技术

微折射图像由设置在基质上的周期性线图和覆盖该线图的透镜结构组成，该透镜结构由平行于透镜图的线的柱状透镜组成。根据通过透镜结构观看周期性线图的观察角度不同，在线图的每个周期中可见到不同的线，这些线共同形成被感觉到的图像。通过线图的形状可以实现多种光学效果，通过这些光学效果使观察者在不同的观察角度下感觉到不同的图像内容。取决于观察角度的效果可以是颜色改变、形状改变或者颜色改变与形状改变的结合。

传统的折射图像可以作为真实性证书或有价证券中使用的安全性特征。然而它们不是特别地具有防伪安全性的，因为它们具有相对地粗糙的结构。对于折射图像的光学效果，要求使得透镜结构严格与线图的周期全等地被设置，或者至少被设置为平行于线图周期并且具有在线图周期上方的恒定的偏移。在现有技术中，通过挤压透明塑料或通过机械变形来制作透镜结构。按照这样的制作方法可以制作其中线宽可不小于数个1/10mm的透镜结构。相应地，位于下方的线图是粗糙的。

发明内容

通过本发明完成了这样的微折射图像，该微折射图像由于其线图的高精细度使得伪造几乎是不可能的。

根据本发明的微折射图像由基质、在该基质上印刷的周期性线图和覆盖了线图的周期性透镜结构组成，该透镜结构由与线图的透镜平行的柱状透镜组成。柱状透镜的周期与线图的周期一致。透镜优选地(但并不必须)与线图的线对齐地定向。线由基本印刷点或图像点(像素)的轨迹组成。在一个周期中，基本印刷点的轨迹的数量例如在大约4和16之间。柱状透镜的顶点高度在线图周期的周期宽度的一半至大约周期宽度的范围内。通过例如使用在(例如用于印刷钞票的)安全性印刷中的先进的胶版印刷方法可实现大约4μm的印刷精度。将基本印刷点优选地选择为仅略微大于可获得的印刷精度。切合实际的是，基本印刷点是近似正方形的形状，其边长为4μm至8μm，特别是6μm或更大。在用于线图的形状可能性的最小要求中，每个周期两条线是充分的。每条线应由至少两个基本印刷点轨迹组成，因此对应于大约40μm的周期宽度。在与之相应的透镜结构中，单独的柱状透镜的顶点高度优选地略微大于周期宽度的一半。此类的精细透镜结构可以通过使用凹版印刷方法印刷透明物质或通过使用雕刻凹版压制透明物质来产生。

在对于折射图像的形状可能性具有高要求的条件下，周期性线图包含最大数量的线，该最大数量通过用于制作透镜结构的凹版方法的可能性确定。为了好的折射效果，具有半圆形或抛物线形横截面的柱状透镜必须平方地或超平方地定尺寸(即其顶点高度至少等于周期宽度的一半)。通过凹版技术可以产生凸起高度直至大约100μm的结构。因此，在考虑到相邻的透镜之间的最小间距条件下并且根据透镜的不同横截面形状，得到了直至大约220μm的线图周期宽度。在带有每周期七条线的线图中，可以得到很多种形状的可能性，其中每条线由印刷点的两个轨迹组成。在同样的周期宽度条件下，也可以实现分别由七个轨迹组成的两条线或者分别仅由一个轨迹组成的十四条线。

本发明因此组合了两种印刷技术，其中每种印刷技术使用到其可能性的极限：一方面对廉价的胶版印刷充分利用了其印刷精度，而另一方面对于同样廉价的凹版方法，仅由于如下原因才可以使用由于由它可产生的对于完成相应的透镜结构凸起高度有限的凹版方法，即，因为按照所描述的高精度胶版印刷所产生的线图具有非常精细的结构并且因此具有相应的小的周期宽度。

为了得到彩色折射效果，在线图的周期内的线具有不同的颜色。同时胶印(Simultan-Offsetdruck)适合于印刷高尺寸精度的不同颜色的线。

如果追求在观察角度的小改变时图像内容突变的光学效果，则使用带有棱柱横截面形状的柱状透镜。

如果使线图和透镜结构具有全等的平面区域，在该平面区域中线或透镜的延伸方向与至少其他平面区域内的线或透镜的延伸方向不同，则实现了新型的光学折射图像效果。

用于制作微折射图像的方法也是本发明的内容。根据本发明的方法，通过精确胶印在基质上印刷了周期性线图。然后，在线图上方通过凹版印刷透明物质或通过使用雕刻凹版压制透明物质设置透镜结构。通过将同时胶印(其关于印刷精度的可能性被完全利用)与凹版技术的结合以便在线图上设置透镜结构，可实现廉价地制作极复杂的并且高分辨率的微折射图像，该微折射图像带有多种光学效果。

为了实现良好的光学效果，要求透镜结构的柱状透镜进一步全等地位于线图的周期上方，或者至少在折射图像的整个延伸上方具有恒定的偏置。虽然为设置线图并且产生透镜结构使用了不同的印刷方法，但可以实现达到线结构和透镜结构之间的要求的尺寸稳定性。为此，特别地为制作用于精确胶印的印板和制作雕刻凹版使用相同的尺寸基准。在两种情况中使用了激光技术。为制作用于胶版印刷的印板使用了激光曝光方法。为制作雕刻凹版直接在印板表面上使用了带有蚀刻的激光方法，特别是通过蒸发。

在有利的实施方式中，基质由透明材料组成。透镜结构被布置在基质的一个面上并且线结构布置在基质的相背的面上。线图与透镜结构之间的通过基质的厚度确定的间距有利于可实现的光学效果。

带有至少一个安全性元件的真实性证书也是本发明的内容，该安全性元件被设置在基质上并具有周期性线结构，并且真实性证书带有覆盖了安全性元件的由平行的柱状透镜组成的周期性透镜结构。透镜结构的周期分别与线结构的周期一致，并且透镜根据安全性元件的周期性线结构定向。另外，柱状透镜在安全性元件上方的顶点高度优选地至少为周期宽度的一半，并且优选地最多为周期的宽度。根据本发明的真实性证书是如此复杂的，使得伪造是几乎不可能的。在没有技术上的帮助的条件下可以在视觉上容易识别可能的伪造。

在真实性证书的优选实施方式中，在同一个基质上布置两个安全元件。两个安全元件在过渡区通过重叠连接，从而制作了视觉上可识别的两个安全元件的结合。结合例如可以使得在观察角度改变时，彩色突出的条等从一个安全性元件连续地通过过渡区转变到另一个安全性元件内。安全性元件可以是所描述的折射图像，但也可以是其他类型的安全性元件，例如全息图、分色图或Kinigramme。安全性元件的一个可以通过产品提供者确定而另一个通过发布真实性证书的认证机构确定。

真实性证书的另一个有利的实施方式在于，真实性证书由多层构成，其中一层构造有相对于待保护的产品的附着特征(Hafteigenschaften)，并且至少另一个其去除将破坏证书的层沿额定轮廓预先打孔或预先冲压。这样的真实性证书具有印章的功能。

附图说明

本发明的另外的优点和特点从如下的对优选实施方式的描述中参考附图得到。附图中：

图1示出了在不同的观察角度下的微折射图像的变化的透视图示；

图2示出了微折射图像的俯视图；

图2a示出了图2的微折射图像的放大细节视图；

图3示出了对应于周期宽度相对大的周期性线图的平行柱状透镜的透镜结构的放大的截面视图；

图4示出了对应于周期宽度相对小的周期性线图的平行柱状透镜的透镜结构的放大的截面视图；

图5a至图5g示出了不同横截面形状的平行柱状透镜的透镜结构的放大的截面视图；

图6a至图6e示出了带有平行的柱状透镜的透镜结构的不同构造的俯视图；

图7示出了带有两个安全性元件和一个将它们结合的过渡区域的真实性证书的俯视图；

图8示出了带有预先打孔或预先冲压的轮廓线的真实性证书的俯视图；

图9a和图9b示出了用于表示替代实施方式及其制作的示意性截面视图。

具体实施方式

在图1中图示了在确定的观察角度下的微折射图像的透视图示的放大的截面。在图1中同一个微折射图像的截面在旋转了大约90°的观察角时用10b图示在一旁。其中，在图1中示出了当观察角度从图10a中示出的情况改变到10b示出的情况时向观察者提供的微折射图像的三个不同的外观形状12a、12b和12c。以12a标识的外观形状是字母“S”和数字“1”的组合。以12c标识的外观形状是字母“H”与数字“1”的组合。位于其间的外观形状12b是外观形状12a和12c之间的过渡状态，其中过渡是流畅的。

这种类型的折射图像在原理上是公知的。它由在基质上设置的周期性线图和覆盖了周期性线图的透镜结构组成，该透镜结构由与线图的线平行的柱状透镜组成，柱状透镜的宽度对应于线图的周期宽度。

如从图2中示出的示例的微折射图像的垂直俯视图可见，并且更详细地从图2a中的细节视图中可见，该微折射图像由多个平行的长度不同的线段组成，其中在线图的每个周期内，线可以具有不同的颜色，例如在带有三种颜色的线图中具有红色、绿色和蓝色。

本发明的特殊性在于极精细的线图和透镜结构。根据本发明，为实现这样的高分辨率微折射图像，使用了两种已知的印刷方法，不过每种方法被使用到其可能性极限。线图使用胶版印刷在基质上印刷为带有大约4μm的切合实际的印刷精度。如果在每个周期内每条线应具有不同的颜色，则使用同时胶印。此外，以凹版印刷由透明物质印刷了透镜结构。

为实现所力求的折射效果，柱状透镜在线图上方的顶点高度必须大约对应于线图的周期宽度的一半，或优选地例如更大。但以凹版印刷实现的结构高度是有限的。因此，线图的最大可能周期宽度由凹版印刷的可能性确定，而线图的精细度由胶版印刷的可能性限制。在下文中根据图3和图4详细地解释该事实。其中以“BP”标识了基本图像点，它作为理想的正方形具有略微大于可实现的大约4μm的印刷精度的边长，例如边长为略大于6μm。

在图3和图4中以第一虚线14示意性地图示了以凹版印刷可实现的结构的边界。该结构的结构高度例如为12个图像点BP，并且结构宽度为例如14个图像点BP。通过第二虚线16示意性地图示了以胶版印刷可实现的线图的边界。在该边界线内可优化地实施根据本发明的方法以制作微折射图像。不过，在图4中的出发点是，线图的每个周期包含三条线，并且每条线具有两个图像点BP的宽度。如果接受每周期仅带有两条线的线图，则边界线16减小到仅四个图像点BP。由于柱状透镜的超平方的横截面形状的需要(即顶点高度大于半个结构宽度)，在图3中还导致在十二个图像点BP的最大结构高度时的十四个图像点的结构宽度。然而如果也接受柱状透镜的平方的横截面形状，则相应的线图结构宽度为十六图像点BP而非十四图像点BP。

当然，这些值以可利用的印刷技术为前提。通过增加的胶版印刷的可能性，线图还可以更精细并且透镜结构还可以更高。

在图3中显示了在线图上方的透镜结构的横截面，该横截面包括十四个平行并相邻的印刷轨迹，印刷轨迹宽度为每个具有一个印刷点BP。如果线图的每条线由两个这样的印刷轨迹组成，则线图的每个周期包含可以具有不同颜色的七条线。作为替代，线图的每条线例如包括仅两条如下的线：其分别由七个宽度为一个BP的印刷轨迹组成，或也包括任意的印刷轨迹的组合。

在图3中还示出了柱状透镜的不同的可能的横截面形状。为了实现最优的折射效果，横截面形状应是“超平方的”，即，顶点高度大于周期宽度的一半。不过，因为就结构高度而言凹版印刷的可能性是有限的，所以大约为周期宽度的5/8的顶点高度(对应于8.75个图像点)的折衷被视作是特别地有利的。该横截面形状在图3中以实线示出。在图3中以虚线示出了不很理想的横截面形状。透镜结构的周期宽度由透镜的宽度和相邻的透镜之间的小的间距形成。这点由于如下两个原因是有利的：一方面这样在雕刻凹版中避免了可能切入基质的锋利的棱；另一方面在凹版印刷中有利于刮擦过程，以此刮擦过程将透明物质在其涂敷到雕板上之后刮擦去凸出的面。相邻的透镜之间的间距仅为大约一个图像点或仅少量图像点。

在图3中设定的十四个图像点的线图周期宽度和柱状透镜的最优的横截面形状中，完全充分利用了精确胶版印刷的可能性并且几乎完全充分利用了凹版印刷的可能性。

在图4中假设，在微折射图像中线图仅具有三条线，每条线具有两个图像点的宽度。在这种情况下，在线14中凹版印刷的边界未被充分利用，虽然在线16中胶版印刷的边界被充分利用。如同在图3中，在图4中理想的横截面形状以实线示出。以虚线示出了不很理想的横截面形状。

图5示出了柱状透镜的横截面形状，利用其可以产生特殊的光学效果。在图5a)中图示了相对地平的棱柱横截面形状，特别是梯形横截面形状。在图5b)中图示了带有较高的顶点高度的相同的梯形形状。在图5c)中示出的梯形形状带有更高顶点高度。利用此类的透镜结构可实现在观察角度仅小的改变时图像内容的突变，其中顶点高度越高效果越明显地可感觉到。

在图5d)中示出了交替的横截面形状：在抛物线形状的透镜后每个跟随了不对称的横截面形状，该不对称的横截面形状由抛物线分支(Parabel-zügen)组成，然后又跟随了抛物线形状的透镜，等等。利用此类透镜结构可实现的效果很复杂。

图5e)示出的透镜具有三角形横截面形状。三角形可以具有相同的边或不具有相同的边，或者也可以交替地具有相同的边和不具有相同的边，如所图示。

图5f)示出了带有多边形横截面形状的柱状透镜，多边形可以具有相同的边或不具有相同的边，如所图示。

图5g)示出了带有在棱柱和抛物线形状之间的混合的横截面形状的柱状透镜。

一般地讲，柱状透镜的横截面形状越复杂则可产生的光学效果越多样。

在图6中示出的透镜结构可实现更多样和更复杂的光学效果。在图6a)中在由直线形成的外部平面区域22内放置了由平行的圆圈线形成的圆形平面区域20。在图6b)中具有两个相邻的平面区域24、26，它们带有相互旋转了90°的线图。在图6c)中，在外部平面区域22内具有由直线形成的正方形区域28，该区域28由直线形成但直线旋转了90°。在图6d)中，在平面区域30内的线具有交替的方向，线是波状的或锯齿状的。在图6e)中，在由直线形成的外部区域32内布置了不规则形状的区域34，区域34由旋转了90°的直线形成。通过将折射图像绕不同的轴线转动或将观察角度在不同的平面内改变，使用此类的必须符合位于下方的线图的透镜结构出现了不同的光学效果。

在图7所示出的真实性证书中，在基质40上以相互间的间距布置了两个平面的安全性元件42和44。象征性地，安全性元件42以符号“A1”图示，而安全性元件44以符号“A3”图示。两个安全性元件42、44通过过渡区46、48不可解地相互结合。不可解的相互结合在此被理解为安全性元件42、44之间的交替作用，它通过重叠效果由过渡区促成。安全性元件42、44中的至少一个优选地是以上所描述类型的微折射图像。另一个安全性元件具有这样的周期性结构：该周期性结构符合微折射图像的透镜结构并且由透镜结构同时以微折射图像的线图覆盖。这样，不可解的结合可以具有光学效果，例如：亮条，闪烁点，发光的照亮像素等等，该光学效果在观察角度改变时从一个安全性元件通过过渡区转移到另一个安全性元件内。一个安全性元件通过中心认证机构确定，而另一个安全性元件可通过任意的第三方确定(例如通过产品制作商或产品分销商)。这样，一个安全性元件是统一的，而另一个安全性元件是可变的。

在图7中所示出的真实性证书可以作为真实性印章使用，该真实性印章设置在产品上或包装上。这样的真实性印章在图8中图示。基质40在背侧涂有胶。安全性元件和其间的过渡区作为分离的层粘贴在基质上。为在去除真实性印章时保证对真实性印章的受控的破坏，在纵向方向上沿希望的轮廓线施加延伸的打孔或冲压线。通过轮廓线也可以实现使得在从产品或包装去除真实性印章时，印章的至少部分保持完好。

在图9a和图9b中示出的实施方式中使用由透明材料形成的基质100。在基质100的一个面上设置了线图102。在与之相背的面上以丝网印刷方法设置可成形的透明物质104。然后，使用雕刻凹版106压制透明物质104并且使之变形为透镜结构。透镜结构也可以替代地设置在与线结构相同的面上。在图9b中示出的其中两个结构布置在相互相背的面上的构造中，优点是通过空间间距促进了可实现的光学效果。

最后在扩展中也建议将线结构布置在透明基质的两个面上，其中透镜结构设置在线结构的一个上方。在此实施方式中实现了更大的光学效果多样性。在该实施方式中，利用同时胶印设置两个线结构。

Claims (25)

1.一种微折射图像，带有

-基质，

-在该基质上设置的周期性线图，

-覆盖了该线图的周期性透镜结构，该透镜结构由与线图的线平行的柱状透镜组成；

其中，

-所述柱状透镜的周期与所述线图的周期一致，

-线由基本胶版印刷点的轨迹组成，印刷点在形状上为边长在4μm到8μm之间的正方形，

-在一个周期中基本印刷点的轨迹数至少为四个并且至多为十六个，以及

-所述柱状透镜的顶点高度处于周期宽度的一半至整个周期宽度之间的范围内以及

-柱状透镜以凹版印刷用透明物质制成。

2.根据权利要求1所述的微折射图像，其中，所述透镜与所述线图的线对齐地定位。

3.根据权利要求1或2所述的微折射图像，其中，相邻的透镜相互间隔开。

4.根据权利要求3所述的微折射图像，其中，相邻的透镜之间的间距对应于一个或多个基本印刷点的宽度。

5.根据权利要求1所述的微折射图像，其中，所述透镜具有半圆形或抛物线形的横截面形状。

6.根据权利要求1所述的微折射图像，其中，所述透镜具有棱柱形的横截面形状。

7.根据权利要求1所述的微折射图像，其中，所述透镜具有棱柱形/抛物线形的混合的横截面形状。

8.根据权利要求2所述的微折射图像，其中，在所述线图周期内的线分别具有不同的颜色。

9.根据权利要求2所述的微折射图像，其中，在所述线图周期内的线为图示图像内容具有留出的间距。

10.根据权利要求2所述的微折射图像，其中，所述线图被在双侧胶版印刷中设置在基质的两侧上。

11.根据权利要求1所述的微折射图像，其中，所述基质由透明材料组成，并且所述线图被布置在该基质的与所述透镜结构相背的面上。

12.根据权利要求1所述的微折射图像，其中，所述线图和透镜结构具有全等的平面区域，在该平面区域内线或透镜的纵向方向与至少另一个平面区域内的线或透镜的纵向方向不同。

13.根据权利要求1所述的微折射图像，其中，所述基本印刷点的边长大于可实现的印刷精度。

14.根据权利要求1所述的微折射图像，其中，所述基本印刷点的边长在4μm和8μm之间。

15.根据权利要求1所述的微折射图像，其中，所述基本印刷点的边长大于6μm。

16.一种用于制作根据前述权利要求任一项所述的微折射图像的方法，其中，

-利用胶版印刷在基质上印刷周期性的线图，

-在所述线图上方使用雕刻凹版通过印刷或压制设置在透明物质中的透镜结构。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，为了制作用于双侧胶版印刷和制作用于凹版印刷的印板使用相同的尺寸基准。

18.根据权利要求16或17所述的方法，其中，为了制作用于胶版印刷的印板使用激光曝光方法。

19.根据权利要求16或17所述的方法，其中，为了制作雕刻凹版在印板的表面上直接使用带有蚀刻的激光方法。

20.根据权利要求16或17所述的方法，其中，为了制作雕刻凹版在印板的表面上直接使用带有通过蒸发进行的蚀刻的激光方法。

21.一种真实性证书，带有至少一个设置在基质上并且具有周期性线结构的安全性元件，并且带有覆盖该安全性元件的由平行的柱状透镜组成的周期性透镜结构；其中，

-所述柱状透镜的周期与所述线图的周期一致，

-所述透镜平行于线结构的线而定向，以及

-所述柱状透镜的顶点高度处于周期宽度的一半至整个周期宽度的范围内。

22.根据权利要求21所述的真实性证书，其中，在相同的基质上布置至少一个由第三方确定的安全性元件以及一个由中心认证机构确定的安全性元件，并且所述透镜结构至少部分地延伸到两个安全性元件上方。

23.根据权利要求22所述的真实性证书，其中，所述安全性元件中的至少一个是根据权利要求1至13中任一项所述的微折射图像。

24.根据权利要求22或23所述的真实性证书，其中，所述两个安全性元件通过过渡区连接，所述过渡区建立了该两个安全性元件的视觉上可证实的结合。

25.根据权利要求21所述的真实性证书，包括多个层，其中一层构造有相对于待保护的产品的附着特征，而至少另一个被去除就将破坏证书的层沿额定轮廓预先打孔或预先冲压。

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