CN101687414B - 用于安全元件的连续材料的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种制造用于安全元件的连续材料的方法，其中该安全元件具有微型光学莫尔放大结构，该微型光学莫尔放大结构表现出由多个微图案元件构成的图案栅格和用于微图案元件的莫尔放大观察的由多个微聚焦元件构成的聚焦元件栅格，该方法包括：a)设置由第一一维或二维点阵形式的微图案元件的至少局部周期性结构构成的图案栅格，b)设置由第二一维或二维点阵形式的多个微聚焦元件的至少局部周期性结构构成的聚焦元件栅格，c)在连续材料上指定图案栅格和/或聚焦元件栅格的模式重复，d)检测图案栅格的点阵和/或聚焦元件栅格的点阵是否在指定的模式重复中周期性地重复，如果不是这样的情况，则确定扭曲第一和/或第二点阵的线性变换，从而其在指定的模式重复中周期性地重复，以及e)用被确定的线性变换扭曲的图案栅格或者被确定的线性变换扭曲的聚焦元件栅格代替图案栅格或聚焦元件栅格。

Description

用于安全元件的连续材料的制造方法

技术领域

本发明涉及一种用于安全元件的连续材料，该安全元件具有微型光学莫尔放大结构(micro-optical moirémagnification)，本发明还涉及一种用于制造这样的连续材料的方法。 

背景技术

为了保护，诸如有价或识别文件的数据载体以及例如带有标记的物品的其他有价物品，通常设置有允许数据载体的真实性被检验的安全元件，并且该安全元件同时作为相对于未被授权的复制品的保护。例如，可以通过以下形式来开发安全元件，即嵌入钞票中的安全线、用于钞票的具有孔的覆盖箔片、被应用的安全条或者在制造后被应用到有价文件上的自支撑的转移元件 

在此，具有在不同角度向观察者传递不同图像印象的光学可变元件的安全元件扮演特殊的角色，因为即使利用最高质量的彩色复印机也不能对其进行复制。为此，可以对安全元件配置光学衍射的有效的微结构或纳米结构形式的安全特征，例如传统的压花全息图或其他类似全息图的衍射模式，例如出版物EP0 330 33A1和EP0 064 067A1中所述。 

还已知利用透镜系统作为安全特征。例如，在出版物EP0 238 043A2中描述了一种由透明材料构成的安全线，其表面上压印有由多个平行圆柱形透镜构成的光栅。在此，选择安全线的厚度从而使其基本上对应于圆柱形透镜的焦距。在相对的表面上，以完全对准的方式应用印刷图像，并且考虑圆柱形透镜的光学特性来设计该印刷图像。由于圆柱形透镜的聚焦效应以及印刷图像在焦平面中的位置，取决于观察角度，可以看见印刷图像的不同的子区域。通过这种方式，通过适当地设计印刷图像，可以引入只在特定观察角度可见的信息条。通过适当地开发印刷图像，还可以制造“移动的”图片。但是，当围绕与圆 柱形透镜平行的轴转动文件时，图案只能近似连续地从安全线上的一个位置移动到另一个位置。 

有时，所谓的莫尔放大结构也被用作安全特征。这种莫尔放大结构的基本操作原理记载在文章″The moirémagnifier，″M.C.Hutley，R.Hunt，R.F.Stevens and P.Savander，Pure Appl.Opt.3(1994)，pp.133-142中。简而言之，根据该文章，莫尔放大是指当通过具有近似相同的栅格尺寸的透镜栅格来观察由相同的图像对象构成的栅格时出现的现象。对于每一对类似的栅格，莫尔模式导致在此情况中的每个莫尔条表现为图像栅格的重复元素的放大和/或旋转图像的形式。 

在制造中，这种莫尔放大结构通常是连续的安全元件膜，其首先被制造为成卷材料，其中，当使用传统制造方法时，总会出现断裂点，尤其是安全元件的外观中的间隙或失准。这些断裂点的产生是由于用于制造中使用的压花模的预制品通常被制造为安装在压印或压花圆柱体上的平板。在两个侧面上相邻的图像模式通常在接缝处不匹配，从而导致与印刷或压花之后制成的安全元件的外观中所出现的类似的图案干扰。 

发明内容

基于以上原因，本发明的目的是避免背景技术的缺点，其专门提供了一种用于制造具有微型光学莫尔放大结构的安全元件的方法，所述放大结构具有不存在干扰的图案图像(motif image)，本发明还涉及相应的连续材料。 

该目的通过一种制造用于具有主权利要求的特征的安全元件的连续材料的方法而实现。在并列的权利要求中限定了用于安全元件的连续材料、安全元件的制造方法、用于制造压印或压花圆柱体(impressionor embossing cylinders)的方法、以及相应地制造的压印或压花圆柱体。本发明的开发是从属权利要求的主题。 

本发明涉及一种制造用于安全元件的连续材料的方法，该安全元件具有微型光学莫尔放大结构，该微型光学莫尔放大结构表现出由多个微图案元件构成的图案栅格(motif grid)和用于微图案元件的莫尔放大观察的由多个微聚焦元件构成的聚焦元件栅格(focusing element grid)，该方法包括： 

a)设置由第一一维或二维点阵(lattice)形式的微图案元件的至少局部周期性结构构成的图案栅格， 

b)设置由第二一维或二维点阵(lattice)形式的多个微聚焦元件的至少局部周期性结构构成的聚焦元件栅格， 

c)在连续材料上指定图案栅格和/或聚焦元件栅格的模式重复(pattern repeat)， 

d)检测图案栅格的点阵和/或聚焦元件栅格的点阵是否在指定的模式重复中周期性地重复出现，如果不是这样的情况，则确定扭曲(distort)第一和/或第二点阵的线性变换，从而其在指定的模式重复中周期性地重复出现，以及 

e)为了继续制造连续材料，用被确定的线性变换扭曲的图案栅格或者被确定的线性变换扭曲的聚焦元件栅格代替图案栅格或聚焦元件栅格。 

根据本发明的扭曲(distortion)可以只影响图案栅格、只影响聚焦元件栅格或者影响两种栅格。根据指定的栅格，图案栅格和聚焦元件栅格还可以要求不同的扭曲，如下具体所述。 

根据该方法，优选地，在步骤c)中指定沿连续材料的连续纵向方向的模式重复q。纵向模式重复q特别地由用于制造图案栅格和/或聚焦元件栅格的压花或压印圆柱体的圆周来确定。 

根据有利的方法，在步骤d)中，在由纵向模式重复给出的矢量 $\left(\begin{array}{c}0\\ q\end{array}\right)$ 的端点Q附近选择第一和/或第二点阵的点阵点P(lattice point)，线性变换V被确定为将P映射到Q。有利地，由于点阵点靠近端点Q，在每种情况下，所选择的点阵点P沿点阵矢量或两个点阵矢量与Q的距离小于10个点阵周期，优选地小于5个点阵周期，特别优选地小于2个点阵周期，以及非常优选地小于1个点阵周期。特别地，最靠近端点Q的点阵点可以被选为点阵点P。 

利用以下关系式可以方便地计算线性变换V： 

$V=\left(\begin{array}{cc}{b}_x& 0\\ b_y& q\end{array}\right)\·{\left(\begin{array}{cc}{a}_x& p_x\\ a_y& p_y\end{array}\right)}^{-1}$

其中 $\left(\begin{array}{c}{p}_x\\ p_y\end{array}\right)$ 和 $\left(\begin{array}{c}0\\ q\end{array}\right)$ 表示点阵点P和端点Q的坐标矢量，并且 $\stackrel{\→}{b}=\left(\begin{array}{c}{b}_x\\ b_y\end{array}\right)$ 和 $\stackrel{\→}{a}=\left(\begin{array}{c}{a}_x\\ a_y\end{array}\right)$ 是任意矢量。在此，为了获得较小扭曲的点阵，矢量 

和 的模和方向有利地略微不同，或者甚至相同。根据一种简单的特殊情况，利用以下关系式来计算线性变换V： 

$V=\left(\begin{array}{cc}1& 0\\ 0& q\end{array}\right)\·{\left(\begin{array}{cc}1& p_x\\ 0& p_y\end{array}\right)}^{-1}=\left(\begin{array}{cc}1& -p_x/p_y\\ 0& q/p_y\end{array}\right)$

还可能出现的是最接近的点阵点P和模式重复端点Q重合，换言之，p_x＝0以及p_y＝q。在这种情况下，变换矩阵V是单位矩阵，从而不需要进行调节变换。 

此外，还可能出现这样的情况，即最接近的点阵点P和模式重复端点Q在y方向(模式重复方向)上连续设置，因此p_x＝0以及p_y≠q。在这种情况下，不调节莫尔放大数据，而是调节模式重复长度，如下所述。 

在步骤c)中，除了指定纵向模式重复，还可以指定连续材料的沿横向的模式重复b。可以特别地指定，在该方法的后续步骤中，连续材料被切割成平行的纵向条，横向模式重复b由这些纵向条的宽度给出。然后，简单地，在步骤d)中， 

-在由纵向模式重复给出的矢量 $\left(\begin{array}{c}0\\ q\end{array}\right)$ 的端点Q附近选择第一和/或第二点阵的点阵点P， 

-在由横向模式重复给出的矢量 $\left(\begin{array}{c}b\\ 0\end{array}\right)$ 的端点B附近选择第一和/或第二点阵的点阵点A， 

-线性变换V被确定为将P映射到Q以及将A映射到B。 

由于点阵点靠近端点Q和B，优选地，在每种情况下，所选择的点阵点P和A沿点阵矢量或两个点阵矢量与Q和B的距离小于10个点阵周期，优选地小于5个点阵周期，特别优选地小于2个点阵周期，以及非常优选地小于1个点阵周期。特别地，最靠近端点Q的点阵点可以被选为点阵点P，最靠近端点B的点阵点可以被选为点阵点A。 

有利地利用以下关系式计算线性变换V： 

$V=\left(\begin{array}{cc}b& 0\\ 0& q\end{array}\right)\·{\left(\begin{array}{cc}{a}_x& p_x\\ a_y& p_y\end{array}\right)}^{-1}$

其中 $\left(\begin{array}{c}{p}_x\\ p_y\end{array}\right)$ 和 $\left(\begin{array}{c}0\\ q\end{array}\right)$ 表示点阵点P和端点Q的坐标矢量， $\left(\begin{array}{c}{a}_x\\ a_y\end{array}\right)$ 和 $\left(\begin{array}{c}b\\ 0\end{array}\right)$ 表示点阵点A和端点B的坐标矢量。 

对于纵向模式重复而言额外地或者可选地，可以指定横向模式重复b。此外，不指定纵向方向或横向方向上的模式重复，可以考虑指定一个或两个任意方向上的理想的模式重复。与所述方法类似，可以确定用于扭曲第一和/或第二点阵的所需要的线性变换。 

如下具体所述，第一和第二点阵均可以是一维平移点阵，例如用圆柱形透镜作为微聚焦元件，用在一个方向中任意延伸的图案作为微图案元件，或者也可以使用二维Bravais点阵。 

在此，根据该制造方法的优选开发，提供 

-定义在观察时可见的并具有一个或多个莫尔图像元件的理想图像，被放大的莫尔图像元件的结构被选择为二维Bravais点阵的形式，在Bravais点阵中，点阵单元由矢量 

和 

给出， 

-步骤b)中的聚焦元件栅格被设置为二维Bravais点阵形式的微聚焦元件的结构，其中二维Bravais点阵的点阵单元由矢量 

和 给出，以及 

-在步骤a)中，利用以下关系式来计算具有微图案元件的图案栅格： 

$\stackrel{\↔}{U}=\stackrel{\↔}{W}\·{(\stackrel{\↔}{T}+\stackrel{\↔}{W})}^{-1}\·\stackrel{\↔}{T}$

$\stackrel{\→}{r}=\stackrel{\↔}{W}\·{(\stackrel{\↔}{T}+\stackrel{\↔}{W})}^{-1}\·\stackrel{\→}{R}+{\stackrel{\→}{r}}_0$

其中 $\stackrel{\→}{R}=\left(\begin{array}{c}X\\ Y\end{array}\right)$ 表示理想图像的图像点， $\stackrel{\→}{r}=\left(\begin{array}{c}x\\ y\end{array}\right)$ 表示图案栅格的图像点，  ${\stackrel{\→}{r}}_0=\left(\begin{array}{c}{x}_0\\ y_0\end{array}\right)$ 表示微聚焦元件的结构和微图案元件的结构之间的位移，矩阵 

和 

由 $\stackrel{\↔}{T}=\left(\begin{array}{cc}{t}_{11}& t_{12}\\ t_{21}& t_{22}\end{array}\right),$ $\stackrel{\↔}{W}=\left(\begin{array}{cc}{w}_{11}& w_{12}\\ w_{21}& w_{22}\end{array}\right)$ 和 $\stackrel{\↔}{U}=\left(\begin{array}{cc}{u}_{11}& u_{12}\\ u_{21}& u_{22}\end{array}\right)$ 给出，其中t_1i，t_2i，u_1i，u_2i和w_1i，w_2i表示点阵单元矢量 

和 

的分量，其中i＝1，2。 

此外，根据该制造方法的类似优选开发，提供 

-定义在观察时可见的并具有一个或多个莫尔图像元件的理想图像， 

-步骤b)中的聚焦元件栅格被设置为二维Bravais点阵形式的微聚焦元件的结构，其中二维Bravais点阵的点阵单元由矢量 

和 

给出， 

-定义当横向倾斜以及前后倾斜莫尔放大结构时可见图像的理想运动，该理想运动被指定为变换矩阵 

的矩阵元素的形式，以及 

在步骤a)中，利用以下关系式来计算具有微图案元件的图案栅格： 

$\stackrel{\↔}{U}=(\stackrel{\↔}{I}-{\stackrel{\↔}{A}}^{-1})\·\stackrel{\↔}{W}$

以及 

$\stackrel{\→}{r}={\stackrel{\↔}{A}}^{-1}\·\stackrel{\→}{R}+{\stackrel{\→}{r}}_0,$

其中 $\stackrel{\→}{R}=\left(\begin{array}{c}X\\ Y\end{array}\right)$ 表示理想图像的图像点， $\stackrel{\→}{r}=\left(\begin{array}{c}x\\ y\end{array}\right)$ 表示图案图像的图像点，  ${\stackrel{\→}{r}}_0=\left(\begin{array}{c}{x}_0\\ y_0\end{array}\right)$ 表示微聚焦元件的结构和微图案元件的结构之间的位移，矩阵 

和 

由矩阵 $\stackrel{\↔}{A}=\left(\begin{array}{cc}{a}_{11}& a_{12}\\ a_{21}& a_{22}\end{array}\right),$ $\stackrel{\↔}{W}=\left(\begin{array}{cc}{w}_{11}& w_{12}\\ w_{21}& w_{22}\end{array}\right)$ 和 $\stackrel{\↔}{U}=\left(\begin{array}{cc}{u}_{11}& u_{12}\\ u_{21}& u_{22}\end{array}\right)$ 给出，其中u_1i，u_2i和w_1i，w_2i表示点阵单元矢量 

和 的分量，其中i＝1，2。 

在两种所述的变化例中，矢量 

和 

以及矢量 和 

可以独立于位置被调制，局部周期参数 和 

根据周期长度缓慢变化。 

图案栅格和聚焦元件栅格可以方便地设置在光学间隔层的相对表面。间隔层可以包括例如塑料箔片和/或涂料层(lacquer layer)。 

根据该方法的有利实施例，步骤e)包括在压印或压花圆柱体上设置扭曲的聚焦元件栅格。特别地，在步骤e)中，可以在平板上设置扭曲的聚焦元件栅格，并且平板或板的平面铸件可以被安装到压印或压花圆柱体上，从而可以将具有接缝的圆柱体制造为具有圆柱体圆周q。可选地，在步骤e)中，可以通过材料烧蚀工艺，特别是通过激光烧蚀，在具有圆柱体圆周q的被涂敷的圆柱体上设置扭曲的聚焦元件栅格。 

该方法的步骤e)有利地包括在可压花的涂料层上压花扭曲的聚焦元件栅格，特别是在设置在光学间隔层前的热塑性涂料或UV涂料层上压花。 

根据该方法的另一个有利实施例，步骤e)包括在压印或压花圆柱 体上设置扭曲的图案栅格。特别地，在步骤e)中，可以在平板上设置扭曲的图案栅格，并且平板或板的平面铸件可以被安装到压印或压花圆柱体上，从而可以将具有接缝的圆柱体制造为具有圆柱体圆周q。可选地，在步骤e)中，可以通过材料烧蚀工艺，特别是通过激光烧蚀，在具有圆柱体圆周q的被涂敷的圆柱体上设置扭曲的图案栅格。 

该方法的步骤e)有利地包括在可压花的涂料层上压花扭曲的图案栅格，特别是在设置在光学间隔层背面的热塑性涂料或UV涂料层上压花。在另一个方法变化例中，步骤e)包括在基片层上压印扭曲的图案栅格，特别是在光学间隔层的背面上压印扭曲的图案栅格。 

根据一种可选的制造用于安全元件的连续材料的方法，该安全元件具有微型光学莫尔放大结构，该微型光学莫尔放大结构表现出由多个微图案元件构成的图案栅格和用于微图案元件的莫尔放大观察的由多个微聚焦元件构成的聚焦元件栅格，该方法包括： 

a)设置由第一一维或二维点阵形式的微图案元件的至少局部周期性结构构成的图案栅格， 

b)设置由第二一维或二维点阵形式的多个微聚焦元件的至少局部周期性结构构成的聚焦元件栅格， 

c)在连续材料上指定图案栅格和/或聚焦元件栅格的模式重复， 

d)检测图案栅格的点阵和/或聚焦元件栅格的点阵是否在指定的模式重复中周期性地重复出现，如果不是这样的情况，则改变用于图案栅格和/或聚焦元件栅格的模式重复长度，从而第一和/或第二点阵在变化的模式重复中周期性地重复出现，以及 

e)为了继续制造连续材料，用变化的模式重复代替指定的模式重复。 

此外，根据该方法的变化例，在步骤c)中指定沿连续材料的连续纵向方向的模式重复q和/或沿连续材料的横向方向的模式重复b。 

本发明还涉及一种用于安全纸件、有价文件等的安全元件的连续材料，其特别可以通过上述方法制造，并表现出在10米或更长的长度上没有图案干扰、特别是没有接缝、间隙或失准的微型光学莫尔放大结构。该微型光学莫尔放大结构优选地被设置为在100米或更长的长度上、1000米或更长的长度上、甚至10000米或更长的长度上没有图 案干扰。 

该微型光学莫尔放大结构有利地设置在连续材料上，其没有图案干扰，具有指定的模式重复，特别是沿着连续材料的连续纵向具有模式重复q和/或沿着连续材料的横向具有模式重复b。本发明还涉及一种用于安全纸件、有价文件等的安全元件的连续材料，其可以通过上述方法制造，并包括如下所述的微型光学莫尔放大结构： 

-表现出由第一一维或二维点阵形式的微图案元件的至少局部周期性结构构成的图案栅格， 

-表现出由第二一维或二维点阵形式的多个微聚焦元件的至少局部周期性结构构成的聚焦元件栅格，其中微聚焦元件用于微图案元件的莫尔放大观察， 

-图案栅格和聚焦元件栅格无间隙地、不失准地、以及具有指定的模式重复地设置于连续材料上。 

特别地，第一和第二点阵可以是一维平移点阵(translation lattice)或二维Bravais点阵。在此优选地，图案栅格和聚焦元件栅格无间隙地、不失准地、以及具有指定的模式重复地设置于10米或更长、优选地100米或更长、特别优选地1000米或更长的连续材料上。 

优选地，连续材料的图案栅格和聚焦元件栅格沿着连续材料的连续纵向设置有模式重复q和/或沿着连续材料的横向设置有模式重复b。 

本发明还包括一种制造用于安全纸件、有价文件等的安全元件的方法，其中所述类型的连续材料被制造并切割为安全元件的理想形状。在此，连续材料特别被切割为宽度相等并具有微型光学莫尔放大结构的相同结构的纵向条。本发明还包括通过所述类型的连续材料制造的、特别是通过所述方法制造的用于安全纸件、有价文件等的安全元件。 

根据另一方面，本发明包括一种制造压印或压花圆柱体的方法，该压印或压花圆柱体用于在所述类型的连续材料的制造方法中制造聚焦元件栅格，其中 

-指定由一维或二维点阵形式的多个微聚焦元件的至少局部周期性结构构成的聚焦元件栅格以及完成的压印或压花圆柱体的圆周q， 

-通过线性变换方式扭曲聚焦元件栅格的点阵，从而其在指定的圆周q的模式重复中周期性地重复，以及 

-在压印或压花圆柱体上设置扭曲的聚焦元件栅格。 

在此，优选地，在平板上设置扭曲的聚焦元件栅格，并且平板或板的平面铸件被安装到压印或压花圆柱体上，从而可以将具有接缝的圆柱体制造为具有圆柱体圆周q。根据类似的有利的可选方法，通过材料烧蚀工艺，特别是通过激光烧蚀，在具有圆柱体圆周q的被涂敷的圆柱体上设置扭曲的聚焦元件栅格。特别地，第一和第二点阵可以是一维平移点阵或二维Bravais点阵。 

根据另一方面，本发明包括一种制造压印或压花圆柱体的方法，该压印或压花圆柱体用于在所述类型的连续材料的制造方法中制造图案栅格，其中 

-指定由一维或二维Bravais点阵形式的多个微图案元件的至少局部周期性结构构成的图案栅格以及完成的压印或压花圆柱体的圆周q， 

-通过线性变换扭曲图案栅格的点阵，从而其在指定的圆周q的模式重复中周期性地重复，以及 

-在压印或压花圆柱体上设置扭曲的图案栅格。 

在此，在平板上有利地设置扭曲的图案栅格，并且平板或板的平面铸件被安装到压印或压花圆柱体上，从而可以将具有接缝的圆柱体制造为具有圆柱体圆周q。根据类似的有利的可选方法，通过材料烧蚀工艺，特别是通过激光烧蚀，在具有圆柱体圆周q的被涂敷的圆柱体上设置扭曲的图案栅格。特别地，第一和第二点阵可以是一维平移点阵或二维Bravais点阵。 

此外，本发明包括制造可以通过所述方法制造的聚焦元件栅格或图案栅格的压印或压花圆柱体。 

在所有的变化例中，莫尔放大结构可以表现为聚焦元件栅格，特别是透镜栅格，还可以表现为不同的栅格，例如孔栅格或凹反射镜(concave reflectors)栅格。在所有这些情况中，都可以有利地使用根据本发明的方法，特别是如果圆柱形模具用于压花或压印。 

附图说明

下面将参考附图描述本发明的其他示例性实施例和优点。为了表述更清楚，在附图中并非按照尺寸和比例绘图。其中： 

图1是具有嵌入的安全线和附着的转移元件(transfer element)的钞票的示意图， 

图2示意性地显示根据本发明的安全线的层结构的剖视图， 

图3(a)和(b)显示具有莫尔放大结构的安全元件的外观中呈现的断裂点，其出现在根据背景技术的制造方法中， 

图4显示了图案栅格，其微图案元件由位于对称性不足的Bravais点阵的点阵位置上的字母“F”形成， 

图5示意性地显示当观察莫尔放大结构时用于限定所出现的变量的关系， 

图6显示具有单位单元侧面矢量 

和 

的二维Bravais点阵形式的图案栅格，以及为制造图案栅格提供的压印圆柱体的绘制圆周q， 

图7显示与图6相同的具有绘制圆周q以及带宽b的图案栅格，从中切割压花的连续材料， 

图8显示具有平移矢量 

以及指定的纵向模式重复q的一维平移点阵形式的图案栅格，以及 

图9显示与图8相同的所绘制的具有纵向模式重复q以及横向模式重复b的图案栅格。 

具体实施方式

现在将利用以钞票为例的安全元件来解释本发明。为此，图1显示了设置有根据本发明的示例性实施例的两个安全元件12和16的钞票10的示意图。第一安全元件构成出现在钞票10的表面上的特定窗口区14的安全线12，其被嵌入钞票10内部的区域之间。第二安全元件由任意形状的附着的转移元件16形成。安全元件16还可以被开发为设置在窗口区上覆盖箔片或者钞票中的通孔的形式。 

安全线12和转移元件16均可以包括根据本发明的示例性实施例的莫尔放大结构。以下基于安全线12更详细地描述这种结构的操作原理及其创造性制造方法。 

图2示意性地显示安全线12的层结构的剖视图，其只绘制了解释功能性原理所需要的层结构部分。安全线12包括透明塑料膜形式的基片20，在示例性实施例中，是大约20μm厚的聚对苯二甲酸乙二醇酯 (PET)膜。基片膜20的顶部设置有微透镜22的栅格形状的结构，其在基片膜的表面上形成具有预选对称性的二维Bravais点阵。Bravais点阵例如可以表现出六边形点阵对称性，但是由于较高的伪造安全性、较低的对称性，因此优选地使用更常用的形状，特别是平行四边形点阵的对称性。 

优选地，相邻微透镜22的间隔被选择得尽可能小，以保证尽可能高的表面覆盖率以及高对比度的表示。优选地，球状或非球面设计的微透镜22的直径在5μm至50μm之间，特别地，直径仅在10μm至35μm之间，从而不能用肉眼识别。可以理解，在其他设计中，也可以使用更大或更小的尺寸。例如，为了装饰的目的，莫尔放大器模式中的微透镜可以表现出50μm至5mm之间的直径，而在不经过装饰的只具有放大器或显微镜的莫尔放大器模式中，可以使用5μm以下的尺寸。 

在基片膜20的底部，设置图案层26，图案层26包括相同的微图案元件28的相似的栅格形结构。微图案元件28的结构也形成具有预选对称性的二维Bravais点阵，例如为了说明而假设也是平行四边形点阵。如图2所示，根据本发明，通过微图案元件28相对于微透镜22的偏移，微图案元件28的Bravais点阵在对称性和/或其点阵参数的尺寸方面与微透镜22的Bravais点阵略微不同，以产生所需的莫尔放大效应。在此，微图案元件28的点阵周期和直径与微透镜22的阵周期和直径在相同的数量级，因此优选地在5μm至50μm的范围内，特别在10μm至35μm的范围内，从而即使用肉眼也不能察觉到微图案元件28。在具有上述更大或更小的微透镜的设计中，当然，微图案元件也被相应地设计得更大或更小。 

基片膜20的光学厚度和微透镜22的焦距彼此协调(coordinatedwith each other)，从而微图案元件28大约以透镜焦距的距离被分离。因此，基片膜20形成保证所需的微透镜22的恒定间隔和微图案元件28的恒定间隔的光学间隔层。 

由于略微不同的点阵参数，当从上方观察微透镜22时，每次观察者可看见稍微不同的微图案元件28的子区域，从而在整体上，多个微透镜22产生微图案元件28的放大的图像。在此，所产生的莫尔放大取决于所采用的Bravais点阵的点阵参数之间的相对差异。例如，如果 两个六边形点阵的光栅周期相差1％，则产生100×莫尔放大。关于微图案元件和微透镜的结构的操作原理和优点的更详细描述，可以参考类似的待审德国专利申请10 2005 062 132.5和国际申请PCT/EP2006/012374，其公开内容通过引用包含在此。 

在具有这种莫尔放大结构的安全元件的制造中，通常，连续的安全元件膜首先被制造为卷材料，其中，在已知的制造方法中，在外观32中总是出现断裂点30，如图3(a)所示。产生外观中的这些断裂点的原因是制造中使用的用于压花模的预制品通常被制造为平板，平板安装在压印或压花圆柱体34上，如图3(b)示意性地显示。在接缝36处，相邻的图案栅格38、38’和/或相关的透镜栅格通常不匹配，在压印或压花之后，在制成的安全元件的外观中引起间隙或失准形式的图案干扰。 

即使通过完全为圆柱体形式的平板不采用间接路线来制造莫尔放大结构所需的设计，复杂模式的透镜栅格和图案栅格也通常不能无断裂地匹配，换言之，不能在指定的圆柱体外套上无间隙以及无失准地匹配。 

为了解释根据本发明的方法，首先参考图4和5定义并简要描述所需的变量。关于更精确的描述，可以额外参考已经引用的德国专利申请10 2005 062 132.5和国际申请PCT/EP2006/012374，其公开内容通过引用包含在此。 

根据本发明，微图案元件28和微透镜22均代表栅格形式，在本说明书的范围内，栅格应被理解为透镜或图案元件的二维周期性的或至少是局部周期性的结构。周期性栅格通常可以被描述为具有恒定的点阵参数的Bravais点阵。在局部周期性结构中，周期参数可以根据位置变化，虽然只是关于周期长度缓慢变化，从而总是可以以足够的精度通过具有恒定的点阵参数的Bravais点阵来描述微栅格。因此，在下文中，为了说明的简便，总是假设微元件具有周期性结构。 

图4和5示意性地显示了莫尔放大结构50，其不是按比例绘制，该莫尔放大结构50具有图案平面52，在图案平面52中设置有在图4中被更详细地显示的图案栅格40，还具有透镜平面54，微透镜栅格位于透镜平面54中。莫尔放大结构50产生莫尔图像平面56，在莫尔图 像平面56上显示被观察者58观察到的放大图像。 

图案栅格40包括多个字母“F”形的微图案元件42，微图案元件42设置在低对称性(low-symmetry)的Bravais点阵44的点阵位置。图4中显示的平行四边形点阵的单位单元可以由矢量 

和 

表示(具有分量u₁₁，u₂₁和u₁₂，u₂₂)。在简略符号中，还可以通过图案栅格矩阵 

以矩阵形式指定单位单元： 

$\stackrel{\↔}{U}=({\stackrel{\→}{u}}_1,{\stackrel{\→}{u}}_2)=\left(\begin{array}{cc}{u}_{11}& u_{12}\\ u_{21}& u_{22}\end{array}\right)$

同样，透镜平面54中的微透镜结构被表述为二维Bravais点阵，其点阵单元由矢量 

和 

确定(具有分量w₁₁，w₂₁和w₁₂，w₂₂)。莫尔图像平面56由矢量 和 

描述(具有分量t₁₁，t₂₁和t₁₂，t₂₂)。 

$\stackrel{\→}{r}=\left(\begin{array}{c}x\\ y\end{array}\right)$ 表示图案平面52中的一般点， $\stackrel{\→}{R}=\left(\begin{array}{c}X\\ Y\end{array}\right)$ 表示莫尔图像平面56中的一般点。这些变量足够描述莫尔放大结构的垂直观察(垂直方向60)。为了还考虑非垂直观察方向，例如方向62，允许透镜平面54与图案平面52之间的额外的位移，该位移由图案平面52中的位移矢量 ${\stackrel{\→}{r}}_0=\left(\begin{array}{c}{x}_0\\ y_0\end{array}\right)$ 指定。与图案栅格矩阵类似，矩阵 $\stackrel{\↔}{W}=\left(\begin{array}{cc}{w}_{11}& w_{12}\\ w_{21}& w_{22}\end{array}\right)$ 和  $\stackrel{\↔}{T}=\left(\begin{array}{cc}{t}_{11}& t_{12}\\ t_{21}& t_{22}\end{array}\right)$ 用于简化透镜栅格和图案栅格的表述。 

莫尔图像点阵来自于微图案元件结构和微透镜结构的点阵矢量： 

$\stackrel{\↔}{T}=\stackrel{\↔}{W}\·{(\stackrel{\↔}{W}-\stackrel{\↔}{U})}^{-1}\·\stackrel{\↔}{U}$

可以借助于以下关系式通过图像平面52的图像点确定莫尔图像平面56中的图像点： 

$\stackrel{\→}{R}=\stackrel{\↔}{W}\·{(\stackrel{\↔}{W}-\stackrel{\↔}{U})}^{-1}\·(\stackrel{\→}{r}-{\stackrel{\→}{r}}_0)$

相反，微图案元件结构的点阵矢量来自于透镜栅格和所需的莫尔图像点阵，即 

$\stackrel{\↔}{U}=\stackrel{\↔}{W}\·{(\stackrel{\↔}{T}+\stackrel{\↔}{W})}^{-1}\·\stackrel{\↔}{T}$

以及 

$\stackrel{\→}{r}=\stackrel{\↔}{W}\·{(\stackrel{\↔}{T}+\stackrel{\↔}{W})}^{-1}\·\stackrel{\→}{R}+{\stackrel{\→}{r}}_0.$

如果变换矩阵 $\stackrel{\↔}{A}=\stackrel{\↔}{W}\·{(\stackrel{\↔}{W}-\stackrel{\↔}{U})}^{-1}$ 被定义为图像平面52中的点和莫尔图像平面56中的点的坐标变换，则 

$\stackrel{\→}{R}=\stackrel{\↔}{A}\·(\stackrel{\→}{r}-{\stackrel{\→}{r}}_0)$ 以及 $\stackrel{\→}{r}={\stackrel{\↔}{A}}^{-1}\·\stackrel{\→}{R}+{\stackrel{\→}{r}}_0$

那么，在每种情况下，通过四个矩阵 

中的两个，可以计算四个矩阵中的另外两个。特别地， 

$\stackrel{\↔}{T}=\stackrel{\↔}{A}\·\stackrel{\↔}{U}=\stackrel{\↔}{W}\·{(\stackrel{\↔}{W}-\stackrel{\↔}{U})}^{-1}\·\stackrel{\↔}{U}=(\stackrel{\↔}{A}-\stackrel{\↔}{I})\·\stackrel{\↔}{W}---\left(M1\right)$

$\stackrel{\↔}{U}=\stackrel{\↔}{W}\·{(\stackrel{\↔}{T}+\stackrel{\↔}{W})}^{-1}\·\stackrel{\↔}{T}={\stackrel{\↔}{A}}^{-1}\·\stackrel{\↔}{T}=(\stackrel{\↔}{I}-{\stackrel{\↔}{A}}^{-1})\·\stackrel{\↔}{W}---\left(M2\right)$

$\stackrel{\↔}{W}=\stackrel{\↔}{U}\·{(\stackrel{\↔}{T}-\stackrel{\↔}{U})}^{-1}\·\stackrel{\↔}{T}={(\stackrel{\↔}{A}-\stackrel{\↔}{I})}^{-1}\·\stackrel{\↔}{T}={(\stackrel{\↔}{A}-\stackrel{\↔}{I})}^{-1}\·\stackrel{\↔}{A}\·\stackrel{\↔}{U}---\left(M3\right)$

$\stackrel{\↔}{A}=\stackrel{\↔}{W}\·{(\stackrel{\↔}{W}-\stackrel{\↔}{U})}^{-1}=(\stackrel{\↔}{T}+\stackrel{\↔}{W})\·{\stackrel{\↔}{W}}^{-1}=\stackrel{\↔}{T}\·{\stackrel{\↔}{U})}^{-1}---\left(M4\right)$

变换矩阵 

还描述了当莫尔形成结构50运动时莫尔图像的运动，其来自于图案平面52相对于透镜平面54的位移。可以将变换矩阵 

的列理解为矢量，即 

$\stackrel{\↔}{A}=\left(\begin{array}{cc}{a}_{11}& a_{12}\\ a_{21}& a_{22}\end{array}\right),$ ${\stackrel{\→}{a}}_1=\left(\begin{array}{c}{a}_{11}\\ a_{21}\end{array}\right),$ ${\stackrel{\→}{a}}_2=\left(\begin{array}{c}{a}_{12}\\ a_{22}\end{array}\right)$

现在可以看出，矢量 指定了当构成图案和透镜栅格的结构横向倾斜时，莫尔图像移动的方向，矢量 

指定了当构成图案和透镜栅格的结构前后倾斜时，莫尔图像移动的方向。 

对于指定的 

移动方向如下确定：当横向倾斜图案平面时，莫尔图像相对于水平运动角度γ₁，其中： 

$\tan {\mathrm{\γ}}_1=\frac{a_{21}}{a_{11}}$

类似地，当前后倾斜时，莫尔图像相对于水平运动角度γ₂，其中： 

$\tan {\mathrm{\γ}}_2=\frac{a_{22}}{a_{12}}$

根据本发明，特别地，由(M1)至(M4)给出的变换现在进一步被线性变换补充，该线性变换表示所选择的图案栅格以及透镜栅格的Bravais点阵的扭曲，从而图案栅格和/或透镜栅格在指定的模式重复中周期性地重复出现。现在将基于一些具体实例更详细地解释该创造性方法。 

例1： 

参考图6，其中显示了具有二维Bravais点阵形式的图案栅格的图案图像70，Bravais点阵具有单位单元侧面矢量 

和 

图中还显示了用于制造图案栅格的压印或压花圆柱体的圆周q。现在，一方面，为了在圆柱体上无断裂地设置确定的图案图像，同时尽可能小地改变所确 定的图案栅格，根据本发明，采用以下方法： 

用 

来包含所确定的图案栅格的所有的点阵点，其中m和n是整数。当整数M和N满足以下条件时，图案图像70可以被无中断地应用到具有圆周q的圆柱体上： 

$M\·{\stackrel{\→}{u}}_1+N\·{\stackrel{\→}{u}}_2=\left(\begin{array}{c}0\\ q\end{array}\right)---\left(1\right)$

其中，在下文中，不失一般性，选择圆周方向为笛卡尔坐标系中的y方向。由圆柱体的圆周定义的矢量 $\left(\begin{array}{c}0\\ q\end{array}\right)$ 的端点Q也显示在图6中。根据例如图案的尺寸、放大率、运动等计算的图案点阵，或者相应计算的透镜栅格，通常不满足条件(1)。 

根据本发明，因此图案栅格70的Bravais点阵被线性变换略微扭曲，从而扭曲的Bravais点阵满足条件(1)。然后，扭曲的点阵以纵向模式重复q周期性重复出现，从而被无间隙以及无失准地设置在具有圆周q的相关压印或压花圆柱体上。 

为了确定适当的变换，在端点Q附近选择未扭曲的Bravais点阵的点阵点 $P=\left(\begin{array}{c}{p}_x\\ p_y\end{array}\right).$ 为此，为了获得尽可能小的扭曲，可以选择最接近端点Q的点阵点P，例如图6所示。点阵点P的具体选择例如可以通过计算机来执行，在比圆柱体的展开面(unwind of the cylinder)略大(至少一些点阵单元在圆周和宽度上略大)的区域中确定所有点阵点的坐标，从这些点阵点中，确定与Q距离最小的一个。 

可以容易地看出，线性变换 

$\stackrel{\↔}{V}=\left(\begin{array}{cc}1& 0\\ 0& q\end{array}\right)\·{\left(\begin{array}{cc}1& p_x\\ 0& p_y\end{array}\right)}^{-1}=\left(\begin{array}{cc}1& -p_x/p_y\\ 0& q/p_y\end{array}\right)---\left(2a\right)$

将点阵点P映射到端点Q，从而获得所需的扭曲。对于图案图像的新的、略微扭曲的Bravais点阵，使用以下关系式来表示图案栅格点阵： 

${\stackrel{\↔}{U}}^{\′}=\stackrel{\↔}{V}\·\stackrel{\↔}{U}---\left(3\right)$

相应地，图案平面52的一般点 $\stackrel{\→}{r}=\left(\begin{array}{c}x\\ y\end{array}\right)$ 的新的坐标 ${\stackrel{\→}{r}}^{\′}=\left(\begin{array}{c}{x}^{\′}\\ y^{\′}\end{array}\right)$ 可以通过以下表达式来计算： 

$\left(\begin{array}{c}{x}^{\′}\\ y^{\′}\end{array}\right)=\stackrel{\↔}{V}\·\left(\begin{array}{c}x\\ y\end{array}\right)=\left(\begin{array}{c}x-y\·p_x/p_y\\ y\·q/p_y\end{array}\right)---\left(4\right)$

通过这种方式，获得图案图像，其具有Bravais点阵形式的图案栅格，Bravais点阵具有单位单元侧面矢量 

和 

以及由关系式(2a)、(3)和(4)确定的图像点 其无间隙以及无失准地设置在确定的压印或压花圆柱体上。 

可以基于压花圆柱体和点阵单元的典型尺寸来估计执行的点阵扭曲的效果。点阵单元尺寸通常在20μm的数量级，适当的压花圆柱体的圆周大约为20cm或更大。因此，对于一个点阵单元尺寸上的扭曲，根据圆柱体的圆周，获得1∶10000的点阵的相对变化。因此，所获得的莫尔图像的特性，例如放大率和运动角度，只在千分之一的范围内变化，因此观察者感觉不到。此外，点阵点P和端点Q之间的上述较大的距离也可以获得很好的可以接受的在百分之几的范围内的点阵的相对变化。 

例2： 

与例1类似，例2假设指定的图案图像由二维Bravais点阵形式的图案栅格构成，其中该Bravais点阵具有单位单元侧面矢量 

和 

此外还确定用于制造图案栅格的压印或压花圆柱体的圆周q。 

但是，对于点阵变换，不采用公式(2a)定义的线性变换，而是采用更一般的线性变换： 

$\stackrel{\↔}{V}=\left(\begin{array}{cc}{b}_x& 0\\ b_y& q\end{array}\right)\·{\left(\begin{array}{cc}{a}_x& p_x\\ a_y& p_y\end{array}\right)}^{-1}---\left(2b\right)$

其具有任意矢量 $\stackrel{\→}{b}=\left(\begin{array}{c}{b}_x\\ b_y\end{array}\right)$ 和 $\stackrel{\→}{a}=\left(\begin{array}{c}{a}_x\\ a_y\end{array}\right),$ 其同样将点P映射到端点Q。 

在此，当矢量 

和 

相差尽可能小或者甚至相同时，未变换的点阵与变换的点阵相差得尽可能小。 

为了说明，挑选了一些特例： 

2.1如果选择 

和 

的尺寸相等且均与圆柱体的圆周方向正交，即  $\stackrel{\→}{a}=\stackrel{\→}{b}=\left(\begin{array}{c}b\\ 0\end{array}\right),$ 则变换(2b)被简化为上述变换(2a)。 

2.2如果选择 $\stackrel{\→}{b}=\stackrel{\→}{a}={\stackrel{\→}{u}}_1,$ 则在变换中，保留点阵矢量 

只有点阵 矢量 

被略微变化，从而扭曲的点阵被设置在圆柱体上。 

2.3如果选择 $\stackrel{\→}{b}=\stackrel{\→}{a}={\stackrel{\→}{u}}_2,$ 则在变换中，保留点阵矢量 

只有点阵矢量 

被略微变化，从而扭曲的点阵被设置在圆柱体上。 

例3： 

参考图7，在例3中，与例1中相同，图案图像80具有二维Bravais点阵形式的图案栅格，其中Bravais点阵具有单位单元侧面矢量 

和 

还指定用于制造图案栅格的压印或压花圆柱体的圆周q。此外，在下述方法步骤中，压花的连续材料被切割为宽度b的条，莫尔模式将横向相同地位于所有条上。 

因此，在此例中，图案图像80的扭曲的Bravais点阵将通过纵向模式重复q在y方向上周期性重复，并通过横向模式重复b在x方向上周期性重复。 

为了确定适当的变换，根据本发明，在端点Q附近选择未扭曲的Bravais点阵的点阵点 $P=\left(\begin{array}{c}{p}_x\\ p_y\end{array}\right).$ 此外，在由理想的横向模式重复给出的矢量 $\left(\begin{array}{c}b\\ 0\end{array}\right)$ 的端点B附近选择点阵点 $A=\left(\begin{array}{c}{a}_x\\ a_y\end{array}\right).$

作为线性变换，然后采用以下变换： 

$\stackrel{\↔}{V}=\left(\begin{array}{cc}b& 0\\ 0& q\end{array}\right)\·{\left(\begin{array}{cc}{a}_x& p_x\\ a_y& p_y\end{array}\right)}^{-1}---\left(2c\right)$

可以容易地看出，以上变换表示一般变换(2b)在 $\stackrel{\→}{b}=\left(\begin{array}{c}b\\ 0\end{array}\right)$ 时的特例。该变换 

将点阵点P映射到端点Q，并将点阵点A映射到端点B。由于P和A均在端点Q和B的附近选择，所产生的点阵的扭曲很小。 

根据设计，通过关系式(2c)和(3)变换的图案点阵和通过关系式(2c)和(4)变换的图案图像以周期b在x方向上重复，并以周期q在y方向上重复。因此，图案图像无间隙并无失准地被设置在指定的压印或压花圆柱体上，制造之后，可以被切割为宽度b的相同的条。 

例4： 

例4描述了一种制造完整的莫尔放大结构的优选方法： 

首先，任意确定用于透镜栅格的点阵结构 $\stackrel{\↔}{W}=({\stackrel{\→}{w}}_1,{\stackrel{\→}{w}}_2)=\left(\begin{array}{cc}{w}_{11}& w_{12}\\ w_{21}& w_{22}\end{array}\right).$ 在该点阵结构与为制造透镜栅格而提供的圆柱体的圆周不匹配的情况下，如参考例1或例2所述，其被变换到匹配的结构。 

此外，对于莫尔模式，如上所述，确定可以通过运动矩阵 

来表述的放大和运动情况。通过透镜栅格点阵 

和运动矩阵 

可以借助于关系式(M2)确定图案栅格点阵 

$\stackrel{\↔}{U}=\stackrel{\↔}{W}-{\stackrel{\↔}{A}}^{-1}\·\stackrel{\↔}{W}---\left(5\right).$

所产生的莫尔模式出现在具有点阵结构 

的图像平面中，其中点阵结构 

被如下给出： 

$\stackrel{\↔}{T}=\stackrel{\↔}{A}\·\stackrel{\↔}{U}---\left(6\right).$

根据关系式(5)计算的设置在图案栅格点阵中的图案图像通常不是无间隙地设置在独立确定的圆柱体直径上，从而被该圆柱体压花的膜材料在图案图像以及因此在莫尔图像中表现出圆柱体圆周频率中的干扰。 

根据本发明，如例1或例2所述，因此用变换的图案栅格点阵  ${\stackrel{\↔}{U}}^{\′}=\stackrel{\↔}{V}\·\stackrel{\↔}{U}$ 来代替图案栅格点阵 

通过这种方式，获得新的运动矩阵 

在该创造性的方法中，由该运动矩阵 

描述的新的放大和运动行为只略微偏离由原始的运动矩阵 

描述的理想的放大和运动行为。 

具体而言，描述变换点阵的放大和运动行为的新的运动矩阵 

被如下给出： 

${\stackrel{\↔}{A}}^{\′}=\stackrel{\↔}{V}\·\stackrel{\↔}{A}\·{\stackrel{\↔}{V}}^{-1}---\left(7\right)$

所获得的变换莫尔模式出现在具有点阵结构 

的图像平面中，其中点阵结构 

被如下给出： 

${\stackrel{\↔}{T}}^{\′}={\stackrel{\↔}{A}}^{\′}\·{\stackrel{\↔}{U}}^{\′}=\stackrel{\↔}{V}\·\stackrel{\↔}{T}---\left(8\right).$

例5： 

在例5中，确定用于例1至4中解释的方法的莫尔形成点阵的计算例。为了简单说明，在每种情况中均假设栅格具有六边形点阵对称性。 

确定具有20μm的边长的六边形点阵为透镜栅格。图案栅格具有相同的边长，但是相对于透镜栅格旋转角度0.573°。莫尔模式以大约100倍的放大率以及近似正交平行(orthoparallactic)运动显现在图像平面 中。 

选择透镜栅格点阵 从而其设置在具有200mm圆周的圆柱体上： 

对于旋转0.573°的图案栅格点阵，对于理想的100倍的放大率以及近似正交平行运动，结果是： 

$\stackrel{\↔}{U}=\left(\begin{array}{cc}0.01741965& 0.01721964\\ 0.00982628& -0.01017271\end{array}\right)$

但是，该图案栅格点阵不能无间隙地设置在具有200mm圆周的圆柱体上，因此根据本发明，其被变换图案栅格点阵 ${\stackrel{\↔}{U}}^{\′}=\stackrel{\↔}{V}\·\stackrel{\↔}{U}$ 代替，其中： 

$V=\left(\begin{array}{cc}1& 0\\ 0& 200\end{array}\right)\·{\left(\begin{array}{cc}1& p_x\\ 0& P_y\end{array}\right)}^{-1}$

其中选择(p_x；p_y)＝(0.00811617；199.99992)，从而 

${\stackrel{\↔}{U}}^{\′}=\left(\begin{array}{cc}0.01741924& 0.01722006\\ 0.00982630& -0.01017271\end{array}\right)$

在此，原始的运动矩阵和变换的运动矩阵如下所示： 

$\stackrel{\↔}{A}=\left(\begin{array}{cc}0.50000& 99.99875\\ -99.99875& 0.50000\end{array}\right)$ 以及 ${\stackrel{\↔}{A}}^{\′}=\left(\begin{array}{cc}0.49796& 99.99874\\ -100.40622& 0.49796\end{array}\right)$

根据设计，在原始图案栅格点阵中，莫尔放大率是100.0倍，变换图案栅格点阵的放大率在水平方向上为100.4倍，在垂直方向上为100.0倍，因此其只是略微变化。通过变换图案栅格点阵，在具有200mm圆周的压印或压花圆柱体上获得无干扰的图案图像，而原始图案栅格点阵产生类似如图3(a)中所示的图案干扰。 

例6： 

例6以例5为基础，此外，在此例中，所制造的连续材料将被切割为宽度为40mm的相同的条。 

首先，与例5中相同，通过透镜栅格点阵、理想的放大率和运动行为来计算未扭曲的图案栅格点阵： 

$\stackrel{\↔}{U}=\left(\begin{array}{cc}0.01741965& 0.01721964\\ 0.00982628& -0.01017271\end{array}\right)$

但是，该图案栅格点阵既不能无间隙地设置在具有200mm圆周的 圆柱体上，也不能以40mm的间隔周期性重复。因此，根据本发明，其被变换图案栅格点阵 ${\stackrel{\↔}{U}}^{\′}=\stackrel{\↔}{V}\·\stackrel{\↔}{U}$ 代替，其中选择： 

$\stackrel{\↔}{V}=\left(\begin{array}{cc}40& 0\\ 0& 200\end{array}\right)\·{\left(\begin{array}{cc}{a}_x& p_x\\ a_y& p_y\end{array}\right)}^{-1}$

其中(p_x；p_y)＝(0.00811617；199.99992)以及(a_x；a_y)＝(39.99495；-0.00994503)，从而 

$U^{,}=\left(\begin{array}{cc}0.01742912& 0.01722982\\ 0.0098363& -0.01015558\end{array}\right)$

在这种情况下，对于变换运动矩阵，结果是： 

${\stackrel{\↔}{A}}^{\′}=\left(\begin{array}{cc}0.485129& 102.55493\\ 100.39976& -0.788365\end{array}\right)$

根据设计，在原始栅格点阵中，莫尔放大率是100.0倍，对于变换图案栅格点阵，放大率在水平方向上为100.4倍，在垂直方向上为102.6倍，因此其只是略微变化。此外，对于变换图案栅格点阵，在具有200mm圆周的压印或压花圆柱体上，无干扰的图案图像产生用于后续加工的相邻、相同的宽度为40mm的条。 

例7： 

如以上所解释的，不仅可以利用二维点阵实现莫尔放大器，还可以利用线性平移模式来实现莫尔放大器，例如利用圆柱形透镜作为微聚焦元件，利用在一个方向中任意延伸的图案作为微图案元件。此外，通过这样的线性平移模式，莫尔放大器数据可以被有利地调节为指定的模式重复，现在参考图8和图9中的图案图像90和95进行解释。 

可以通过平移矢量 

也就是位移距离d和位移方向ψ来表述线性平移模式，如图8所示(还可以参考上述国际申请PCT/EP2006/012374第69页的公式(N1))。图8中的平行线92示意性地表示被平移矢量 

位移的重复设置的图案。此外，绘制具有端点Q的长度为q的矢量，以表示指定的纵向模式重复。 

则如果ψ＝0，可以在模式重复中设置不存在相邻点的平移模式，或者如果存在整数n，从而满足： 

nd/sinψ＝q 

如图8中所示的示例性实施例显示，如果不是这样的情况，通过变量d，ψ或q的微小变化以如下方式来满足该条件。 

如例1中所述，可以确定变换矩阵V，借助于变换矩阵V，可以以最小的变化将图案模式和运动行为调节为模式重复。在图8中，点P被绘制为位于平移模式上，靠近点Q。 

然后，上述公式(2a)描述的以下变换V将点P映射到点Q： 

$V=\left(\begin{array}{cc}1& 0\\ 0& q\end{array}\right)\·{\left(\begin{array}{cc}1& p_x\\ 0& p_y\end{array}\right)}^{-1}=\left(\begin{array}{cc}1& -p_x/p_y\\ 0& q/p_y\end{array}\right)$

然后，作为与指定的模式重复匹配的新的、略微扭曲的图案平移点阵，使用具有以下平移矢量的点阵： 

${\stackrel{\→}{u}}^{\′}=V\·\stackrel{\→}{u}$

在匹配指定的模式重复的图案平面中，相对于不匹配指定的模式重复的原始图案平面中的原始坐标(x，y)略微变化的点的新坐标(x′，y′)如公式(4)所示， 

$\left(\begin{array}{c}{x}^{\′}\\ y^{\′}\end{array}\right)=V\·\begin{array}{}\left(\begin{array}{c}x\\ y\end{array}\right)\end{array}=\left(\begin{array}{c}x-y\·p_x/p_y\\ y\·q/p_y\end{array}\right).$

在匹配指定的模式重复的平移点阵中，描述运动行为的相对于原始运动矩阵A略微变化的新的运动矩阵A′如公式(7)所示： 

A′＝VA V^-1。 

与根据例3的二维Bravais点阵中的调节类似，在线性平移模式中，除了调节纵向模式重复，还可以调节横向模式重复，如图9中的图案图像95所示例性地显示。 

在图9中，纵向模式重复被绘制为具有端点Q的矢量(0，q)，横向模式重复被绘制为具有端点B的矢量(b，0)。此外，靠近Q和B选择平移模式中的具有坐标(p_x，p_y)和(a_x，a_y)的点P和A。 

如例3中所述，通过这些定义，可以确定变换矩阵V，借助于变换矩阵V，可以以最小的变化将图案模式和运动行为调节为两种模式重复，即如公式(2c)所示： 

$V=\left(\begin{array}{cc}b& 0\\ 0& q\end{array}\right)\·{\left(\begin{array}{cc}{a}_x& p_x\\ a_y& p_y\end{array}\right)}^{-1}$

可以理解，在此描述的用于将图案栅格无缝地设置在模式重复中的方法也适用于将透镜栅格无缝地设置在模式重复中(例如在压花圆柱体上)。 

例8：压印或压花圆柱体具有接缝 

下面，具体描述表现出接缝的透镜栅格圆柱体和图案栅格圆柱体的制造和无缝显示，可以理解背景技术中已知的其他方法也可用于制造圆柱体本身。 

在此例中，压印或压花圆柱体本身表现出接缝，根据本发明，设计莫尔放大结构使其在接缝前后匹配。 

8.1透镜栅格圆柱体： 

可以通过不同的技术制造具有独立的、通常为圆柱形的抗蚀图(resist patterns)的板，其中抗蚀图设置为点阵形状并被称为涂料点。这些涂料点在点阵形结构中被制造，当使用上述关系式(1)至(8)时，点阵形结构产生透镜栅格。 

例如可以通过传统的照相平版印刷，通过平版印刷直写方法，例如激光写入或电子束平版印刷，或者通过两种方法的适当组合，制造这样的板。 

在所谓的“热回流焊工艺”(thermal reflow process)中加热具有涂料点的板，从而抗蚀图流下并形成通常设置在点阵形状中的优选地为小球冠形状的小隆起。用透明材料进行浇铸(cast)，可以通过涂料点的几何形状特别是其直径和涂料层的厚度来确定这些隆起的透镜特性，透镜直径、透镜曲率、焦距等。 

例如借助于激光烧蚀，可以类似地使用具有设置在点阵形状中的独立隆起的板的直写(Direct patterning)。在此，特别通过高能激光辐射，例如通过准分子激光辐射(excimer laser radiation)，加工塑料、陶瓷、或金属表面。 

在通过该方法制造的板上，所谓的抗蚀母板(resist master)，例如0.05至0.2mm的镍层被沉积并从板上提起。从而获得具有与抗蚀母板中的上述隆起对应的凹陷的镍膜，其被称为垫片(shim)。该镍膜适用于作为对透镜栅格进行压花的压花印记(embossing stamp)。 

通过朝外的压花凹陷，镍膜被精确地裁剪并焊接到圆柱形管——外套上。外套可以被设置在压花圆柱体上。根据本发明，由于在通过使用关系式(1)至(8)的压花模式的暴露控制中考虑包括外套的圆柱体圆周，点阵周期在焊缝区域中也是匹配的。 

借助于这种压花圆柱体，计算的透镜栅格被压花到膜的前面的可压花的涂料层中，例如热塑性涂料或UV涂料。 

8.2图案栅格圆柱体： 

透镜栅格圆柱体的制造是类似的，其中具有独立的、自由设计的图案的板被制造，所述图案设置在栅格形状中。 

在此，根据本发明，透镜栅格、图案栅格和圆柱体圆周的关系由公式(1)至(8)给出，从而在焊缝区域中点阵周期也匹配。 

借助于该压花圆柱体，在前面包括相关的透镜栅格的膜的反面，图案栅格被压花在可压花的涂料层中，例如热塑性涂料或UV涂料。为了增强对比度，图案栅格可以被染色，例如在同样未审的德国专利申请10 2006 029 852.7所述，其公开内容通过引用包含于此。 

总之，所获得的莫尔放大结构显示出放大的并运动的图案，并在卷材料中出现的压花接缝中显示出与背景技术相比显著增强的表现。 

两个侧面都被压花有透镜栅格和图案栅格的膜的进一步处理可以以不同的方式出现。例如，图案栅格可以被连续地金属化(metalized)，或者图案栅格可以被间接地蒸镀，然后在部分被金属化的表面上局部应用油墨层，或者可以通过连续应用油墨层以及随后的擦去对压花的图案栅格进行染色，或者可以通过德国专利申请10 2006 029 852.7的上述染色技术对压花的图案栅格进行染色。 

例9：没有接缝的压花或压印圆柱体 

用于压花机或压印机的无缝圆柱体属于背景技术，其例如通过公开WO2005/036216或DE10126264 A1已知。但至今为止，仍然缺少关于“为了满足莫尔放大结构的特殊要求，如何设计这样的圆柱体”的教导。 

在优选的莫尔放大结构中，在膜的一个侧面上应用透镜栅格，在膜的另一个侧面上应用匹配的图案栅格。这里，例如根据背景技术中描述的方法，压花或压印圆柱体显示为被执行了利用关系式(1)至(8)的上述创造性计算的设计。 

例如可以按照如下所述制造这样的圆柱体，可以理解，背景技术中已知的其他方法也可以用于制造圆柱体本身。 

9.1透镜栅格圆柱体： 

在金属、陶瓷或塑料涂层的圆柱体中，通过激光烧蚀，特别是借助于计算机控制的激光通过材料烧蚀，制造出设置在点阵形状中的孔形凹陷，其作为透镜栅格的压花或压印形式。在此，根据本发明，利用关系式(1)至(8)对激光先进控制进行编程，从而在圆柱体上产生无缝的、无干扰的模式。 

9.2图案栅格圆柱体： 

在金属、陶瓷或塑料涂层的圆柱体中，通过激光烧蚀，特别是借助于计算机控制的激光通过材料烧蚀，设置在点阵形状中并作为图案栅格的压花或压印形式的凹陷图案或类似于凸纹的凸起图案被引入凹陷的环境中。在此，根据本发明，利用关系式(1)至(8)对激光先进控制进行编程，从而在圆柱体上产生无缝的、无干扰的模式。 

借助于这些压花圆柱体，在膜的前面和反面，相关的透镜栅格和图案栅格被压花在可压花的涂料层中，例如热塑性涂料或UV涂料。为了增强对比度，可以如例7所述对图案栅格进行染色。 

根据本发明，透镜栅格、图案栅格和圆柱体圆周的关系由公式(1)至(8)给出，从而获得表现出放大的运动图案并且在卷材料中表现出连续周期性的莫尔放大结构。 

应指出，透镜圆柱体和图案圆柱体的圆柱体圆周可以相同或不同，在后一种情况下，借助于关系式(1)至(8)的计算也会给出在具有无间断模式的莫尔放大结构的放大率以及运动行为方面理想的结果。 

两个侧面被压花有透镜栅格和图案栅格的膜的进一步处理可以以例7中描述的方式进行。类似地，所述的透镜栅格和图案栅格圆柱体可用作压印形式。这对于图案栅格圆柱体特别适用。 

通过压花在膜的可压花的涂料层(例如热塑性涂料或UV涂料)中引入透镜栅格时，并且通过传统的印刷方法或者德国专利申请102006029852.7中描述的方法在膜的相对侧面上应用相关的图案栅格，此时获得特别优选的制造方法。 

Claims (4)

1.一种制造用于安全元件的连续材料的方法，其中该安全元件具有微型光学莫尔放大结构，该微型光学莫尔放大结构表现出由多个微图案元件构成的图案栅格和用于微图案元件的莫尔放大观察的由多个微聚焦元件构成的聚焦元件栅格，该方法包括：

a)设置由第一一维或二维点阵形式的微图案元件的至少局部周期性结构构成的图案栅格，

b)设置由第二一维或二维点阵形式的多个微聚焦元件的至少局部周期性结构构成的聚焦元件栅格，

c)在连续材料上指定图案栅格和/或聚焦元件栅格的模式重复，

d)检测图案栅格的点阵和/或聚焦元件栅格的点阵是否在指定的模式重复中周期性地重复，如果不是这样的情况，则确定扭曲第一和/或第二点阵的线性变换，从而其在指定的模式重复中周期性地重复，以及

e)为了连续材料的进一步制造，用被确定的线性变换扭曲的图案栅格或者被确定的线性变换扭曲的聚焦元件栅格代替图案栅格或聚焦元件栅格。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤c)中，指定沿连续材料的连续纵向方向的模式重复q。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述沿连续材料的连续纵向方向的模式重复q由用于制造图案栅格和/或聚焦元件栅格的压花或压印圆柱体的圆周来确定。

4.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，在步骤d)中，在由纵向模式重复给出的矢量 $\left(\begin{array}{c}0\\ q\end{array}\right)$ 的端点Q附近选择第一和/或第二点阵的点阵点P，并且线性变换V被确定为将P映射到Q。

Images