CN109562635B - 防伪元件和用于制造防伪元件的方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于制造具有倾斜图像的防伪元件(12)的方法，所述方法包括以下步骤：提供基底(14)，所述基底具有含有激光辐射敏感的颜料的区域；在基底(14)上构造多个微型结构(26)，其中，微型结构(26)分别构造为，使得所述微型结构将入射到基底(14)的正面上的辐射聚焦到所述区域中；并且使一组(28)平行的激光束以相对于基底(14)的第一角入射到微型结构(26)上，其中，这组(28)激光束中的各个单独的激光束布置为，使得产生第一倾斜图像(18)的结构，所述第一倾斜图像能够以和第一角(et)相关的观察角从正面被识别出；其中，激光辐射敏感的颜料通过用特定的激光辐射照射而变色；并且其中，第一倾斜图像(18)显示出由所述变色形成的颜色效应。

Description

防伪元件和用于制造防伪元件的方法及设备

本发明涉及一种用于制造具有倾斜图像的防伪元件的方法以及一种具有倾斜图像的防伪元件。

为了在用于有价文件如钞票的防伪元件中提供倾斜图像，已知各不相同的变型方案。在此，倾斜图像对于观察者通常只从预设的观察角范围可见并且从其它的观察角不可见。

DE 102014016009 A1描述了一种用于制造具有一个或多个倾斜图像的防伪元件的方法。在金属化层上施加微型透镜。所述金属化层通过微型透镜被去除，因此处于金属化层下方的基底只能够以预设的观察角被识别出，所述观察角相应于激光烧蚀的角。

德国实用新型DE8529297U1披露了一种带有透镜结构和激光敏感层的证件卡，其可选地能够变色。为了产生带有三个子图像的倾斜图像，一束脉冲激光束穿过透镜，并对每个透镜分三次照射。

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种用于制造防伪元件的方法、防伪元件和相应的制造设备，从而特别简单地得到用于防伪元件的倾斜图像。

该技术问题通过独立权利要求的技术方案解决。从属权利要求描述了本发明的优选设计方案。

用于制造具有倾斜图像的防伪元件的方法在此包括以下步骤：提供基底，所述基底具有含有能被激光辐射改变的物质的区域；在基底上构造多个微型结构，其中，微型结构分别构造为，使得所述微型结构将入射到基底的正面上的辐射聚焦到所述区域中；并且使一组平行的激光束以相对于基底的第一角入射到所述微型结构上(或照射所述微型结构)，从而产生第一倾斜图像的结构，所述第一倾斜图像能够以和第一角相关的观察角范围从正面被识别出，其中，所述物质具有激光辐射敏感的颜料，所述颜料通过用特定的激光辐射照射而变色，并且其中，第一倾斜图像显示出由所述变色形成的颜色效应。

防伪元件包括基底和多个微型结构，所述微型结构构造在基底上并且将入射到基底的正面上的辐射聚焦到一个区域中。所述区域具有激光辐射敏感的颜料。所述区域在多个被染色的区段中这样被染色并且微型结构分别构造为，使得微型结构以预设的观察角范围将入射到正面的辐射聚焦到被染色的区段上，从而使第一倾斜图像能够在预设的观察角范围内透过微型结构被识别出。

在此，在用于制造防伪特征的方法方面描述的优选扩展设计、优点和变型方案类似地适用于防伪元件。

防伪元件可以按照所述方法制造。防伪元件可以设置用于载体、如有价文件，也就是例如施加在载体上或者集成在载体内。防伪元件同样可以在载体、如钞票或者需要提供安全保障的物品上制造。载体相应地包括防伪元件。任何应该被保护以防伪造的物品均可以设计为载体。

本发明的优选的优点在于，微型结构既可以用于在基底上施加第一倾斜图像也可以用于观察第一倾斜图像。由于第一倾斜图像通过透过微型结构照射基底产生并且微型结构将入射的辐射聚焦到基底上，所以通过激光束组在基底中引起的变色小于激光束组中的各个单独的激光束的延伸尺寸。为了产生第一倾斜图像的颜色效应，基底只局部地染色。第一倾斜图像具有空隙地构造在基底中，因此第一倾斜图像只能够以特定的第一观察角范围从正面被识别出。第一观察角范围可以在第一角周围的±3°、±7°、±15°或者±30°的角范围内延伸。基底中的、部分也称为颜色改变区段的变色在基底上形成倾斜图像结构。使用激光辐射敏感的颜料使得第一倾斜图像的制造特别简单，因为借助这种颜料的局部染色比在金属层去除的情况下产生更少的耗费。尤其在此处描述的方法中不需要施加金属层并且在相应的部位再次将金属层去除。因此，防伪元件的制造需要比在DE 102014016009 A1中描述的用于制造倾斜图像的方法更少的方法步骤。此外，通过已知的局部去除金属层只能产生单色的倾斜图像。因此另一优点在于此处可以制造亮度级图像或者真色图像。

按照本发明的方法的步骤不需要以说明的顺序执行。例如，可以首先在基底上构造多个微型结构并且接着将激光辐射敏感的颜料置入基底中或者施加在基底上。

防伪元件可以是用于验证真实性的(数据)载体，例如防伪线、标签、传输元件或者防伪印刷品。基底可以设计为任何薄面状的、适用于承载多个微型结构的元件。例如，基底可以是纸、尤其是棉纸，或者是由聚乙烯(PE)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚丙烯(PP)或者聚酰胺(PA)。纸可以在0＜x＜100重量百分比的范围内包含份额x的人造聚合物材料。薄膜可以单轴或者双轴地延伸。薄膜的延伸主要使得其获得偏振的特性，所述特性可以作为其它的真实性特征被使用。为了充分利用这些特性所需的辅助器件、如偏振滤波器，对于本领域技术人员是已知的。此外，基底可以是纸薄膜复合物或者薄膜复合物，其中基底和多个微型结构嵌入两个薄膜层之间。

基底可以是透明的、半透明的或者不透明的。不透明按照本申请理解为这样的材料，其最多透过可见光的5％、尤其是最多2％。透明或者半透明按照本申请理解为，材料透过可见光的至少50％、尤其在70％、优选90％与100％之间。透明的和半透明的材料的区别在于，透过透明的材料能够识别出图像，即图像信息在透过透明材料之后保持不变，这在半透明的材料中不会发生，即图像信息通过半透明材料由于散射而丢失。

激光辐射敏感的颜料可选地可以作为层施加在基底上或者作为层设置在基底中。激光辐射敏感的颜料在其被特定的激光辐射照射时变色。特定的激光辐射的特性可以涉及激光辐射的波长、激光辐射的强度或者激光辐射的偏振。因此，通过局部地施加特定的激光辐射，基底的颜色局部地改变，由此形成色差并且因此形成颜色效应。通过改变特定的激光辐射的强度、激光辐射在特定位置上的注量或者停留时长，可以影响变色程度，因此能够调节基底变色中的层次。

平行的激光束优选地尤其在注量和/或照射时长方面被单独地控制。平行的激光束组的各个单独的平行激光束的布置产生了基底变色的位置结构化。平行的激光束组例如可以通过激光器阵列、例如二极管激光棒或者二极管激光堆的阵列产生。激光器优选布置为并列的排。进一步优选地，激光器以两个或者多个并列布置的排存在。这种二极管激光器阵列的各个单独的激光器可以单独地开启或者关闭或者单独地在待发出的辐射强度方面被控制。例如，这种二极管激光器阵列具有200dpi至500dpi的分辨率。通过选择性地开启或者关闭二极管激光器阵列的单独激光器，可以调节平行的激光束组的布置并且可以因此产生不同的倾斜图像。优选一个二极管激光器分别产生平行的激光束组的一个激光束。平行的激光束组的入射方向的第一角可以通过激光源的空间布置或者通过借助镜子使激光辐射转向进行调节。第一角例如相对于基底的法线进行测量。

多个微型结构将入射的辐射聚焦到基底上。各个单独的微型结构可以构造为微型透镜或者微型凹面镜。微型结构可以构造为横截面垂直于法线的圆形的、椭圆形的或者卵形的结构或者构造为用于聚焦激光辐射的线形元件。相应地，在使用线形的微型结构时，基底具有线形的变色，并且在使用圆形、卵形或者椭圆形的微型结构时具有格栅状的变色。

微型结构的数量可选地大于激光束的数量，因此(单独的二极管激光器的)一个激光束到达多个微型结构。激光束组的各个单独的激光束具有比微型结构更大的延伸尺寸。这具有的优点是，各个单独的激光束不必准确地向相应的微型结构定向，而是由于比微型结构的直径更大的单独激光束的延伸尺寸，总是有一个激光束完全地照亮至少一个微型结构。以此方式能够确保每个激光束都在基底上造成变色。

并列布置的激光束在组中的数量优选这样选择，从而能够在至少一个尺寸、如宽度或者长度上同时产生(或者预设)倾斜图像的结构。在理想情况下，足够的激光束面状地这样设置，使得整个倾斜图像结构可以由所述激光束组产生(或者预设)。倾斜图像也可以在部分图像中产生。尤其可以使用一排并列布置的激光束，其延伸越过倾斜图像的尺寸(如倾斜图像的宽度或者长度)，以便依次地在部分图像中以相应不同的尺寸(长度或者宽度)产生倾斜图像。特别优选地，在激光束组中使用两排平行的激光束，其中，这两排(以总体上更密的激光束布置)彼此错移半个激光束宽度地布置。

微型透镜可以施加在薄膜上或者与薄膜一体式地构造；薄膜可以为了在基底上构造微型结构而施加在基底上。微型透镜可以由透明的材料、例如聚乙烯(PE)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚丙烯(PP)或者聚酰胺(PA)制造。

设有激光辐射敏感的颜料的区域可以在整个基底上延伸或者只是基底的部分区域。所述区域尤其可以具有与第一倾斜图像的轮廓一致的轮廓。也就是设有激光辐射敏感的颜料的区域大致与待施加的倾斜图像的延伸尺寸一致。

为了制造例如由色阶或者灰度构成的倾斜图像，可选地规定，激光束组的激光束具有特定的激光辐射，其中，局部不同地调节每单位面积的照射时长和/或特定的激光辐射的注量。倾斜图像的颜色优选局部不同地改变，也就是包含颜色效应。注量可以通过改变激光束组的各个单独激光束的强度或者通过激光束组的各个单独激光束的不同聚焦改变。照射时长可以通过以下方式改变，即激光束组的各个单独激光束不同时长地打开。通过改变上述照射参数，使每单位体积有更大或者更小份额的激光辐射敏感颜料活化，由此可以产生不同强度的变色。例如，注量越大，变色越强烈。以此方式可以将变色程度分级。

在此的变色可以是单色的变色，即例如亮度和/或颜色饱和度的改变。作为备选或补充，变色可以包含颜色更换，也就是例如色值的改变。

尤其作为灰度图像、色阶图像或者真色图像，倾斜图像包含颜色的分级式(或者逐渐的)改变，所述颜色优选是彩色。

如以下根据不同的变型方案详细阐述的那样，第一倾斜图像的产生可以包括激光束的至少两个入射步骤。平行激光束的组的入射是两个步骤之一，但不是必须是所述步骤中的第一步骤。针对至少两个入射步骤，激光辐射的波长可以不同。同样地，所述至少两个步骤可以从防伪元件的不同侧面进行。所述至少两个步骤可以为了不同的目的进行：物质的变色、为了接下来变色而使物质活化、为了防止变色而使物质去活化。

按照本发明的方法也可以在其颜色分多层级改变的激光辐射敏感颜料中使用。由此，由EP 2528742B1中已知一种激光敏感的物质，其通过多层级的、在此是三层级的过程染色。本领域技术人员也已知两层级的系统，因此在一种扩展设计中优选的是，激光辐射敏感的颜料的颜色能够在至少包括两层级的修改过程中改变，其中，在两个层级中均有激光辐射入射并且所述层级在激光辐射的波长方面不同。例如，用于两个层级的激光辐射可以通过激光器阵列产生，所述激光器阵列针对每个激光束具有两种不同的激光二极管，因此激光束组的每个激光束可以包括两个波长。因此，通过相应地接通激光器阵列的激光二极管可以产生多色的图像。

由于在激光辐射敏感的颜料中通过偶然入射到防伪元件上的辐射、例如可见光或者UV辐射而发生变色，防伪元件可能被不期望地染色，为了避免防伪元件被不期望地染色，在扩展设计中优选的是，两个层级之一使得物质活化，并且两个层级中的另一层级使得物质变色。为此例如可以使用在EP2528742B1中描述的颜料。为了在第一层级中活化颜料，可以使用近红外区域或者处于红外区域中的波长，例如具有1.064μm的Nd:YAG激光器。第二层级的变色可以通过具有紫外波长范围内的激光辐射、例如通过受激准分子激光器产生。在此可行的是，借助活化既确定变色的结构也确定变色的强度，方式为如前所述地改变用于活化激光辐射敏感的颜料的激光束的注量和/或照射时长；因此使更大或者更小份额的激光辐射敏感的颜料活化。在这种情况下则可以在用于物质变色的第二层级中通过在所述区域上均匀的激光辐射进行照射，因为变色的程度通过活化的改变确定。

在一种变型方案中，在用于活化激光辐射敏感的颜料的第一层级中，激光束的照射时长和注量保持恒定。颜色效应的改变通过以下方式产生，即不同地调节第二层级的激光束的注量和/或照射时长，以便产生局部的色差。

因为用于第一层级和第二层级的激光辐射具有不同的波长，所以用于活化和变色的微型结构的焦距不同，因此第一层级的激光束和第二层级的激光束通过微型结构的导引可能导致纵向色差。为了避免纵向色差，在一种扩展设计中优选的是，在激光束组的第一层级中作用使得物质按照结构活化并且在用于使物质变色的第二层级中使进一步的激光辐射入射到基底的背面。因此，颜料的活化和颜料的激励从不同侧面进行。因为用于第二层级的激光辐射不导引通过微型结构，所以能够在聚焦时避免干扰的色差。

在激光辐射的上述至少两个入射步骤的每一个中可以进行以下分步骤a至d之一：a)物质的第一次变色，b)物质的第二次变色，c)物质的活化或者d)物质的去活化。激光辐射敏感的颜料可以部分地在多个照射步骤(或者层级)中变色。对于这种颜料还已知的是，颜料必须在其能够借助激光辐射变色之前首先通过照射(或者其它方式)活化。对于活化的颜料，特定波长的激光辐射触发变色。未活化的颜料不会通过特定波长的激光辐射变色。去活化通常是不可逆的，可以在最后进行或者备选地使用，以便预设倾斜图像的结构。技术上优选的流程例如可以包括以下顺序的分步骤：

-变色并且最后去活化(a、d)，

-从正面变色并且从正面或者背面进行第二次变色，可选地最后从正面或者背面进行去活化(a、b、d)，

-在背面活化，接着在正面(第一次)变色，可选地进行第二次变色，可选地最后进行去活化(c、a、(b、d))，或者

-在正面活化以预设倾斜图像的结构，并且在背面进行用于变色的全面照射，可选地最后进行去活化(c、a、d)，或者

-在正面去活化，以便预设倾斜图像的阴性结构，在背面全面地活化物质并且在之后(在正面或者背面)进行用于变色的照射，可选地最后进行去活化(d、c、a)。

只要没有明确规定，则之前的活化或者第二次变色分别可以附加地进行。激光束组尤其可以作用使得倾斜图像结构之外的物质去活化，因此在用于使物质变色的第二入射步骤中，使激光辐射入射(在正面或者背面并且必要时在活化之后)。

进一步的激光辐射例如可以通过二极管激光器阵列产生，所述二极管激光器阵列产生激光束组，并且其辐射借助镜子被转向到背面。在另一实施形式中，为了产生进一步的激光辐射可以使用其它的二极管激光器或者二极管激光器阵列。进一步的激光辐射可以是唯一的激光束，借助其照射设置有激光辐射敏感的颜料的整个区域或者区域的一部分。可选地，所述进一步的激光辐射在设置有激光辐射敏感的颜料的区域上是均匀的。这种变型方案尤其可以在借助激光束组在第一层级中调节强度变化时使用。

用于尤其按照在此描述的方法制造具有第一倾斜图像的防伪元件的设备包括用于布置防伪元件的布置区域，在所述布置区域的基底上施加多个微型结构，所述微型结构将入射到防伪元件的正面上的辐射聚焦到基底上，所述基底配设有激光辐射敏感的颜料。第一组能够被独立控制的激光单元分别产生激光束并且并列地布置，从而沿第一方向形成在布置区域中指向防伪元件的正面的第一组平行的激光束。控制单元至少控制第一组激光单元，以便通过照射所述布置区域中的防伪元件而产生第一倾斜图像。

所述设备在此还包括

第二组能够被独立控制的激光单元，所述激光单元分别产生激光束并且并列地布置，从而沿第二方向形成与第一组激光束同时指向防伪元件的正面的第二组平行的激光束，和/或

第二激光源，所述第二激光源能够设计为一组能被独立控制的激光单元，其激光辐射指向防伪元件的背面。

为了产生多色的倾斜图像，在一种扩展设计中规定，激光辐射敏感的颜料还具有第三层级，其实现物质的进一步变色。第三层级通过附加的激光辐射活化，所述附加的激光辐射可选地通过微型结构入射到基底的正面。附加的激光辐射例如可以具有近红外区域或者处于红外区域中的波长。可选地，用于第三层级的激光辐射与第一层级的激光辐射的波长范围重叠或者相同，因此由于激光辐射的波长的差别引起的焦点移动较小。因此，用于第一层级的激光辐射和用于第三层级的激光辐射优选可以透过微型结构施加。

用于第三层级的进一步激光辐射可以作为均匀的激光辐射施加。在另一变型方案中，激光二极管阵列可以针对每个激光束产生两种不同的波长，方式为例如将两个激光二极管这样耦合，使得它们发出一个激光束。在此也可以通过以下方式引起第三层级中的变色的变化，即在第一层级中改变注量和/或照射时长并且使第三辐射均匀地入射，或者第一层级的激光束是均匀的并且在第三层级的激光辐射时与倾斜图像相应地改变注量和/或照射时长。

为了当在第一观察角范围内改变观察角时产生颜色不断改变的第一倾斜图像，在一种扩展设计中规定，这样调节用于第三和/或第二层级的注量和/或照射时长，使得针对基底上的每个微型结构都产生逐渐的变色。尤其当微型结构使入射的激光辐射强烈聚焦时，基于光学的规律性形成入射辐射的高斯形强度分布。如果现在针对第三和/或第二层级这样选择激光束的注量和/或照射时长，从而根据在基底上的高斯分布在第三层级引起变色，则颜色针对每个微型结构都按照高斯形分布变化。在颜色上改变的区段(并不是如迄今描述的那样具有统一的颜色，而是)具有逐渐的变色。这通过以下方式实现，即注量和/或照射时长取决于高斯分布地高于或者低于用于变色的阈值。由此产生视觉印象，其中当观察角与入射的用于第三和/或第二层级的激光辐射的第一角相同或者几乎相同时，通过第三和/或第二颜色层级可见的变色在第一图像中可识别。如果从这个观察角向一个或者其它方向略微倾斜，则针对每个微型结构看到了基底上的变色的边缘区域，其中针对第三和/或第二层级的变色不起作用或者作用不强并且因此产生其它的颜色。

激光辐射的这种或者类似的第二或者第三入射步骤也可以为了倾斜图像的更好可见性而进行。进一步的尤其是染色的激光入射步骤可以借助略微改变波长(例如+-5(或者10)nm)和/或略微改变入射角(例如+-0.5(1或者2)度)导致变色区段的宽度提高。变色区段的提高的宽度使得倾斜图像能够被看见的角范围增大。

在另一变型方案中，激光束内的强度分布也可以改变，以便产生上述效应。这作为可选方案尤其在以下情况下是有利的，即由于聚焦引起的焦点内的强度变化较小。这种与观察角有关的变色尤其在显示标志、字母或者符号的倾斜图像中是期望的。第一倾斜图像与观察角有关的颜色变化可以呈现防伪元件的防伪特征。

为了进一步提高防伪元件的防伪安全性，在一种扩展设计中规定，产生第二倾斜图像，方式为使一簇平行的激光束以相对于基底的第二角入射到基底的正面。

第二倾斜图像可以可选地与第一倾斜图像相同，因此能够以两个观察角识别出相同的倾斜图像。在观察角改变时，倾斜图像在第一观察角范围中是可见的，随即不可见并且在第二观察角范围中又同样可见。这例如可以通过以下方式实现，即所述平行激光束组和所述平行激光束簇由相同的激光二极管阵列产生并且借助分光器或者镜子以不同的角偏转至基底。此外可行的是，以两个不同的角相同地激活激光二极管阵列，从而产生两个相同的倾斜图像。第二倾斜图像以相应于第二角的第二观察角范围从正面可见。类似地可以产生第三倾斜图像或者其它倾斜图像。在优选的设计方案中，第二(第三或者其它的)倾斜图像通过第二(第三或者其它的)激光二极管阵列产生。

此外，第二(或者每个其它的)倾斜图像可以与第一倾斜图像不同。第二、第三或者每个其它的倾斜图像能够以与第一倾斜图像类似的方式产生。尤其可以类似地应用关于第一倾斜图像阐述的考虑、优选的扩展设计和优点。特别是与逐渐的变色相关地，可以这样调节第二倾斜图像，使得随着观察角越来越大，首先第一倾斜图像以第一颜色、随即以第二颜色、接着第二倾斜图像以第一颜色并且随即第二倾斜图像以第二颜色可见。第二倾斜图像也可以通过与用于产生平行激光束组的二极管激光器阵列不同的二极管激光器阵列生成。

为了进一步提高制造防伪元件的速度，可以可选地同时产生第一倾斜图像和第二倾斜图像。因此在一种扩展设计中优选的是，激光辐射组和激光束簇同时入射。为此可以使用之前描述的用于产生第一倾斜图像和第二倾斜图像的方法。因为激光辐射敏感的颜料的变色大多不产生热量或者只产生较少的热量，所以第一倾斜图像和第二倾斜图像可以同时产生，而不会在基底上造成热损坏。这在如DE 102014016009 A1描述的用于产生倾斜图像的去金属化中是不可行的，因为在去金属化时通常产生巨大热量，因此同时去除金属化层以产生第一和第二倾斜图像是不可行的。

防伪元件的防伪安全性可以通过以下方式进一步提高，即将普通的图像与倾斜图像组合为整体结构。为此在一种扩展设计中规定，微型结构只遮盖所述含有能被激光辐射改变的物质的区域的一部分，其中，所述平行的激光束组入射到整个含有能被激光辐射改变的物质的区域上。普通图像能够从正面与第一倾斜图像并列地被识别出并且以相对于第一和/或第二观察角范围更大的观察角范围可见。针对普通图像的观察角可选地比第一和/或第二观察角范围大50％、100％、200％或者500％。

过渡为普通图像的倾斜图像必要时还可以通过其它方式进行调整。字样(Aufdruck)尤其可以借助百叶窗效应(例如通过施加具有定向的薄片的薄膜)变成具有相邻的普通部分图像的、部分倾斜的图像。因此在此优选的是，在普通图像中显示不同的、作为对倾斜图像的补充或者与倾斜图像相关的图案(可区分的部分图像)。百叶窗薄膜几乎不能以所要求的匹配精度施加在具有这种可区分的部分图像的字样上。因此特别优选地、如已经阐述的那样，在此借助微型结构产生第二(第三或者其它的)倾斜图像。因此，不同倾斜图像的区段处于各个单独的微型结构下方。对于观察者来说，倾斜图像(至少重叠地)处于相同位置。通过伪造者可用的借助百叶窗效应的技术不能为观察者在相同位置产生第二倾斜图像。

微型结构例如可以施加在载体薄膜上或者构造在载体薄膜中，其中，载体薄膜布置在含有能被激光辐射改变的物质的区域的部分上。载体薄膜可以是条形的。如果现在激光束组入射到具有激光辐射敏感的物质的区域上，则在布置有微型结构的区段中形成倾斜图像，并且在没有布置微型结构的区段中形成可以从多个观察角看见的普通图像。因为倾斜图像和普通图像通过相同的平行激光束组产生，所以它们彼此完美地匹配。所述区域的设有倾斜图像的区段可以附加地通过平行激光束簇照射，以产生第二倾斜图像。

为了避免倾斜图像与基底分离并且由此避免伪造者破坏和/或防伪元件上的不期望损坏，在一种扩展设计中优选的是，激光辐射敏感的颜料分布在基底的体积上。例如，激光辐射敏感的颜料可以在制造基底时与其初级产物混合。如果例如将纸用于基底，则可以当在造纸机的槽中进行流浆(Stoffauflauf)时加入激光辐射敏感的颜料。此外可行的是，将激光辐射敏感的颜料添加到液体中、例如浸渍纸的胶料中。在这两种情况下，激光辐射敏感的颜料与纸固定连接，因此倾斜图像不能有针对性地或者无意地与基底分离。

基底可以如已经阐述的那样包括多个部分区域，所述部分区域包括能被激光辐射改变的物质。微型结构处于第一部分区域中，并且在不具有微型结构的第二部分区域中可以产生普通图像。基底的部分区域可以包括不同的或者相同的基底材料。例如，基底可以在第一部分区域中包括塑料薄膜并且在第二部分区域中包括纸质基底。在两个部分区域中可以彼此无关地在基底材料中包含能被激光辐射改变的物质或者作为涂层设置。相同的能被激光辐射改变的物质可以在不同的时间点置入所述部分区域中。特别优选的是，第一部分区域是独立的防伪特征的一部分，如线、条或者类似结构，其嵌入载体基底、尤其是纸中。嵌入的防伪特征优选例如作为起伏线(Pendelfaden)只在部分面积中形成载体的表面。

以下根据附图阐述本发明的其它实施例以及优点，在显示所述附图时没有按照尺度和比例呈现，以提高描述性。在附图中：

图1a-1c示出以不同的观察角观察有价文件的俯视图；

图2示出有价文件的另一实施形式的俯视图；

图3示出沿着图1a的线I-I的剖视图；

图4示出有价文件的另一实施形式的剖视图；

图5示出有价文件的另一实施形式的剖视图；并且

图6示出用于说明用于有价文件的制造方法的剖视图。

在图1和图2中示出有价文件10的不同实施形式的局部。有价文件10例如可以是钞票并且包括防伪元件12。在防伪元件12的基底14上，在俯视图中可以看出普通图像16。普通图像16在图1和图2中显示为三角形或者显示为四角形的局部，但可以呈现任何图案，例如人、动物、物品或者标志的轮廓。普通图像16可以从较大的观察角范围、例如相对于法线呈0°至70°或者80°地在有价文件10的俯视图中识别出，如图1b和1c所示。

如果以第一观察角范围观察有价文件10、尤其是防伪元件12，如图1b所示，则除了普通图像16以外还可以看出第一倾斜图像18。第一观察角范围明显小于普通图像16的观察角范围。例如，第一观察角范围可以是第一角α的±3°、±7°、±15°或者±30°。第一倾斜图像18在图1b中显示为四角形，其与普通图像16互补为一个整体图像，其中，普通图像16与第一倾斜图像18彼此完美地匹配。

如果以第二观察角范围观察有价文件10、尤其是防伪元件12，如图1c所示，则除了普通图像16以外还可以看出第二倾斜图像20，其同样像第一倾斜图像18那样与普通图像16完美地匹配。第二观察角范围可以是第二角β的±3°、±7°、±15°或者±30°。第一倾斜图像18和/或第二倾斜图像20除了所示的四角形以外还可以具有任何形状并且尤其呈现人、物品或者动物。例如，整体图像可以是徽章，并且倾斜图像18、20是徽章的能以相应的观察角识别出的部分。第一倾斜图像18和/或第二倾斜图像20可以如图2所示地由不连续的区段组成，它们可选地与普通图像16互补为整体图像。倾斜图像的区段例如可以构造在有价文件中的起伏线的分别可见的部分中。

有价文件10或者防伪元件12的结构、制造方法和作用方式根据图3至图6中的剖视图阐述。有价文件按照更广的意义也可以被视为防伪元件。

图3所示的防伪元件12的实施形式除了基底14之外还具有：色层22，其中包含激光辐射敏感的颜料；可选的载体层24；和多个微型结构26。基底14在所示的实施形式中由纸、尤其是棉纸制造。此外，基底14也可以由薄膜制造。色层22是基底14的一部分，其中分布有激光辐射敏感的颜料。然而也可行的是，色层22是单独地施加在基底14上的层。激光辐射敏感的颜料是根据入射辐射的注量和照射时长变色的颜料。

在基底14或者色层22上施加载体层24，微型结构26构造在载体层上。载体层24由透明的薄膜、例如由聚乙烯(PE)或者聚丙烯(PP)构成。微型结构26设计为可选圆形的微型透镜并且在所示实施形式中与载体层24一体式地制造。然而也可行的是，多个微型结构26单独地制造并且施加在载体层24上。微型结构26同样由透明的材料、例如聚乙烯(PE)或者聚丙烯(PP)制造。微型结构26处于基底14的设置有激光辐射敏感的颜料的区域上方的平面中。

此外，在图2中所示的倾斜图像18的部分区段可通过不同的设计方案实现。在一种变型方案中，微型结构26只处于部分区段中，针对每个部分区段，按照图3在基底14上施加具有微型结构26的薄膜元件24。在只以图2为例描述的未显示的优选变型方案中，载体层24上的微型结构26嵌入基底14中。尤其如果微型结构处于防伪线上，则微型结构可以可选地如图2中那样作为起伏线嵌入基底中。在图3中，部分区域24、26是集成在基底14中的元件，其中，不具有微型结构的部分区域的色层22在必要时可以布置在与微型结构相同的平面中。一般来说，基底可以包括由不同的基底材料构成的部分区域，它们可以可选地在不同的时间点、必要时在色层中配设激光辐射活性的颜料。

有价文件10或者防伪元件12的制造在一种实施形式中如下进行：首先在普通图像16和之后的第一倾斜图像18的区域中将激光辐射敏感的颜料置入基底14中，例如通过用包含激光辐射敏感的颜料的液体、如胶料浸渍基底14。以此方式提供了具有延伸尺寸的色层22，其相应于之后的普通图像16和第一倾斜图像18。在第一倾斜图像18和第二倾斜图像20的区域中施加载体层24，其上布置有多个微型结构26。接着以相对于基底14法线的第一角α使一组28激光束入射。激光束组28的各个单独的激光束的延伸尺寸大于微型结构26的直径，因此激光束组28的一个激光束到达多个微型结构26。激光束组28的各个单独的激光束具有这样的布局和强度，使得由此通过以下方式形成普通图像16和第一倾斜图像18，即在色层22中，在激光束组28到达色层22的位置上出现变色。在图1和图2所示的实施形式中，激光束组28的各个单独的激光束具有相同的强度和相同的曝光时长，因此普通图像16和第一倾斜图像18呈现为均匀的面。然而，因为激光束组28的激光束彼此间隔，所以在色层22中没有形成连续的变色。尤其由于通过微型结构26对激光束组28的激光束进行聚焦，在色层22中形成具有宽度b的被染色的区段30。色层22中的没有被染色的区段32处于所述被染色的区段30之间，在区段32中没有引起变色。

如果现在从正面以大约等于第一角α的观察角观察防伪元件12，则来自被染色的区段30的辐射进入观察者的眼睛。因此可以识别出第一倾斜图像18。如果从正面以不同于第一角α的观察角观察防伪元件12，则进入观察者的眼睛的辐射来自没有被染色的区段32，因此不能识别出第一倾斜图像18。只有没有被染色的基底14的颜色可见或者激光敏感层的底色可见，所述激光敏感层完全可以具有天然色。因为在普通图像16上方没有布置微型结构26，所以从所有观察角均可以识别出普通图像16。

第二倾斜图像20的产生和作用方式与第一倾斜图像18类似地实现，区别仅在于为产生第二倾斜图像20，使一簇34激光束以不同的第二角β入射，如图5所示。通过所述激光束簇34，将基底14的不同于被染色的区段30的区域染色。激光束簇34的入射可以与激光束组28的入射同时进行或者依次进行。

有价文件10或者防伪元件12的另一实施形式在图4中示出。其除了以下的区别之外与按照图3的有价文件10一致：在图4所示的实施形式中，微型结构26设计为微型凹面镜，其将入射的激光束聚焦到色层22上。在图4所示的实施形式中，色层22与基底14分隔开地设置并且例如可以设计为薄膜，在所述薄膜中混入了激光敏感的颜料。作用方式和制造方式类似于图3所示的有价文件10。色层22的激光敏感的颜料和/或激光辐射这样适配，使得激光敏感的颜料对于未聚焦的辐射无反应，也就是对于未聚焦的辐射是透明的。只有由微型结构聚焦的辐射才产生变色。

图5示出有价文件10的另一实施形式的放大视图。按照图5的实施形式除了以下的区别之外与按照图3的实施形式一致：在按照图5的实施形式中，激光辐射敏感的颜料完全分布在基底14中，因此没有构造单独的色层22。根据基底14的不透明度，被染色的区段30进一步地延伸到基底14中。

图6示出与图3和图5所示的实施形式一致的有价文件10或者防伪元件12的另一实施形式。在此使用这样的激光辐射敏感的颜料，其能够在包括至少两个层级的修改过程中变色。在第一层级中，激光束组28以第一角α透过微型结构26入射。激光辐射的波长例如处于红外区域中，尤其是1.064μm。用于第一层级的激光辐射用于活化激光辐射敏感的颜料。现在为了真正地变色，使具有不同于激光辐射组28的波长的激光辐射入射，所述激光辐射例如具有紫外区域中的波长。因为由于不同的波长，激光辐射透过微型结构26的聚焦改变，所以用于第二层级的激光辐射不从基底14的正面、而是从背面入射。用于第二层级的激光辐射的强度在所示实施形式中在普通图像16和第一倾斜图像18的表面上是均匀的。为了产生不同的色调(灰度)和结构，用于第一层级的激光束组28被相应地修改。基底和/或在背面入射的激光辐射的波长这样选择，使得基底对于激光辐射是足够透明的。

此外可行的是，例如规定第三层级(或者激光辐射的第三入射步骤)，用于在按照图6的实施形式的激光辐射敏感的颜料中产生其它颜色效应。为了在第三层级中产生颜色效应，使用具有与用于第一层级的波长类似的波长的激光辐射。因此，用于第三层级的激光辐射又可以透过微型结构26入射，尤其又是以第一角α入射。

特别优选地，用于(第二或者)第三层级的激光敏感的颜料的照射时长和注量这样选择，使得在(每个)被染色的区段30内的变色是不同的。这例如可以通过以下方式产生，即由于通过微型结构26的聚焦，在色层22或者在基底14中形成高斯状的强度分布。由于这个原因，在被染色的区段30中形成逐渐的变色，其中，在被染色的区段30中间形成(第二或者)第三层级的变色的颜色并且在被染色的区段30的边缘处没有通过这个层级的变色。在图6中，相应地在分别被染色的区段30的边缘处只具有变色的第二层级的颜色。在以略微大于或者小于第一角α的角观察有价文件10时，可以识别出具有第二层级的颜色的第一倾斜图像18。通过朝第一角α改变观察角，颜色逐渐地从第二层级的颜色变为第三层级的颜色。

Claims (20)

1.一种用于制造具有第一倾斜图像(18)的防伪元件(12)的方法，所述方法包括以下步骤：

-提供基底(14)，所述基底具有含有能被激光辐射改变的物质的区域；

-在基底(14)上构造多个微型结构(26)，其中，微型结构(26)分别构造为，使得所述微型结构将入射到基底(14)的正面上的辐射聚焦到所述区域中；并且

-产生第一倾斜图像(18)的结构，从而使第一倾斜图像(18)能够在第一观察角范围内从正面被识别出，其中，

第一倾斜图像(18)的产生包括同时使一组平行的激光束以相对于基底(14)的第一角(α)入射到微型结构(26)上，

所述物质具有激光辐射敏感的颜料，所述颜料通过用特定的激光辐射照射而变色，并且

第一倾斜图像(18)显示出由所述变色形成的颜色效应。

2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，所述平行的激光束被单独地控制。

3.按权利要求2所述的方法，其特征在于，所述平行的激光束在注量和/或照射时长方面被单独地控制。

4.按权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，所述激光束组(28)的各个单独的激光束具有比微型结构(26)更大的延伸尺寸和/或在所述激光束组(28)中并列地布置有足够的激光束，以便在宽度和/或长度上完全地产生倾斜图像的结构。

5.按权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，第一倾斜图像(18)的产生包括激光束的至少两个入射步骤，其中包括所述激光束组(28)的入射。

6.按权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述至少两个入射步骤的每一个中进行以下分步骤a至d之一：a)物质的第一次变色，b)物质的第二次变色，c)物质的活化或者d)物质的去活化。

7.按权利要求6所述的方法，其特征在于，激光辐射的波长针对所述至少两个入射步骤而不同，其中，第一特定的波长设置用于第一次变色，并且第二特定的波长设置用于第二次变色。

8.按权利要求5所述的方法，其特征在于，至少所述激光束组(28)的入射步骤从正面进行，并且所述至少两个入射步骤中的另一步骤从背面进行。

9.按权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，所述激光束组(28)具有特定的激光辐射并且作用使得物质按照结构变色。

10.按权利要求9所述的方法，其特征在于，在局部不同地调节所述激光束组(28)每单位面积的照射时长和/或特定的激光辐射的注量。

11.按权利要求5所述的方法，其特征在于，

所述激光束组(28)作用使得物质按照结构活化并且在第二入射步骤中，为了使被活化的物质变色，使激光辐射入射到基底(14)的背面和/或

所述激光束组(28)作用使得物质在所述结构之外去活化并且在第二入射步骤中为了使物质变色而使激光辐射入射。

12.按权利要求6所述的方法，其特征在于，在第二入射步骤和/或第三入射步骤中由激光辐射作用使得物质第二次变色，所述激光辐射入射到基底(14)的正面。

13.按权利要求12所述的方法，其特征在于，针对第二次变色这样调节注量和/或照射时长，使得针对基底(14)上的每个微型结构都产生逐渐的变色。

14.按权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，通过使由第二组平行的激光束组成的第二激光束组(34)以相对于基底(14)的第二角(β)入射，产生第二倾斜图像，所述第二倾斜图像以相应于第二角(β)的第二观察角范围从正面可见。

15.按权利要求14所述的方法，其特征在于，所述激光束组(28)和第二激光束组(34)同时入射。

16.按权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，所述微型结构(26)遮盖所述含有能被激光辐射改变的物质的区域的一部分。

17.按权利要求16所述的方法，其特征在于，所述激光束组(28)入射到含有能被激光辐射改变的物质的区域的另一部分，因此从正面除了第一倾斜图像(18)还能够看到普通图像(16)，所述普通图像能够在相对于第一观察角范围更大的观察角范围内被识别出。

18.一种用于按权利要求1至17之一所述的方法制造具有第一倾斜图像(18)的防伪元件(12)的设备，其中，所述设备包括：

-用于布置防伪元件的布置区域，在所述布置区域的基底(14)上施加多个微型结构(26)，所述微型结构将入射到防伪元件(14)的正面上的辐射聚焦到基底上，所述基底配设有激光辐射敏感的颜料；

-第一组能够被独立控制的激光单元，所述激光单元分别产生激光束并且并列地布置，从而沿第一方向形成指向防伪元件(14)的正面的第一组平行的激光束；

-第二组能够被独立控制的激光单元，所述激光单元分别产生激光束并且并列地布置，从而沿第二方向形成与第一组激光束同时指向防伪元件(14)的正面的第二组平行的激光束，和/或

第二激光源，所述第二激光源能够设计为一组能被独立控制的激光单元，其激光辐射指向防伪元件(14)的背面；

和

-控制单元，所述控制单元至少控制第一组激光单元，以便通过照射所述布置区域中的防伪元件而产生第一倾斜图像。

19.一种按权利要求1至17之一所述的方法制造的具有倾斜图像的防伪元件，包括

-基底(14)和

-多个微型结构(26)，所述微型结构构造在基底(14)上并且将入射到基底(14)的正面上的辐射聚焦到一个区域中，

其特征在于，

-所述区域具有激光辐射敏感的颜料并且

-所述区域在多个被染色的区段(30)中这样被染色并且微型结构(26)分别构造为，使得微型结构以预设的第一观察角范围将入射到正面的辐射聚焦到被染色的区段(30)上，从而使第一倾斜图像(18)能够在预设的观察角范围内透过微型结构(26)被识别出。

20.按权利要求19所述的防伪元件，其中，第一倾斜图像(18)处于具有激光辐射敏感的颜料的区域的一部分中，并且能够以相对于第一观察角范围更大的观察角范围被识别出的普通图像(16)处于具有激光辐射敏感的颜料的区域的另一部分中，其中，第一倾斜图像(18)和普通图像(16)借助同时以与观察角相关的第一角入射的一组平行的激光束彼此精确匹配地产生。

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