-
-
VERFAHREN ZUR AUF RASTERUNG VON HIx HAbBTöNB 1 LDMOT IVEN
-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von aufgerasterten
Bildmotiven, bei dem die Grauwerte eines Halbtonbildmotivs durch Veränderung einer
Rastergrundstruktur wiedergegeben werden.
-
Insbesondere bei der Herstellung von Wertpapieren, Sicherheitsdrucken,
Ausweiskarten und dergleichen ist die Verwendung von Sicherheitslinienmustern, wie
z. B. Guillochen, seit langem bekannt, um Nachahmungen oder Verfälchungen derartiger
Auf zeichnungsträger zu verhindern. Zu schützendes Bildmotiv und Sicherheitslinienmuster
werden dabei als separate Elemente benutzt. In der CH-PS 477 066 ist beispielsweise
eine Ausweiskarte beschrieben, bei der mittels eines Guillochenüberdrucks ein in
der Ausweiskarte vorgesehenes Lichtbild des Karteninhabers vor Manipulationen gesichert
wird.
-
Die Herstellung von Sicherheitsdrucken nach diesem Verfahren ist relativ
einfach und billig durchzuführen, da das Sicherheitsmuster ohne irgendwelche Zusatzmaßnahmen
großflächig über das Bildmotiv gedruckt wird. Als nachteilig erweist sich jedoch,
daß in den Bereichen, in denen Bildmotiv und Sicherheitslinien übereinander gedruckt
sind, Farbmischungen entstehen, die die farbliche Kontinuität der Linie stören.
-
Bei einfarbiger Ausführung von Bildmotiv und Linienmuster sowie bei
sehr dunklen Bildmotiven sind im Bereich des Bildmotivs die Sicherheitslinien entweder
überhaupt nicht oder nur sehr schlecht zu erkennen. Derartige Sicherungstechniken
werden deshalb nur für qualitativ einfache Sicherheitsdrucke verwendet.
-
Zur Verrrici«unu dci:artiger Nachteile ist es insbesondere beim Banknotendruck
üblich, Bildmotive in Aussparungen oder Fenster des Guillochen-Untergrunddruckes
einzusetzen. Die Bildmotive sind dabei in der Regel in hochwertigem Stahltiefdruck
ausgeführt, der in sich trotz Fehlen des Guillochenmusters im Bildmotiv einen hohen
Fälschungsschutz bietet. Nachteilig ist es allerdings, daß der Flächenanteil des
Bildmotivs die für den Untergrunddruck verwendbare Fläche reduziert und daß dadurch
der durch Guillochenuntergrundmuster mögliche Fälschungs- und Verfälschungsschutz
bei größer werdenden Bildmotiven sehr wesentlich reduziert wird. Die Einhaltung
von vorhandenen Sicherheitsrichtlinien (Börsenrichtlinien), in denen unter anderem
ein prozentualer Mindestflächenanteil für den Guillochen-Untergrund gefordert ist,
läßt die Verwendung ganzflächiger Bildmotive für an diese Richtlinien gebundene
Wertdrucke nicht zu.
-
Unter Umgehung einiger Nachteile des erstgenannten Verfahrens, bei
dem das Bildmotiv mit dem Sicherheitsmuster überdruckt ist, wurde für die Herstellung
von Ausweiskarten ein weiteres Verfahren bekannt, mit dem Fotografien selbst in
schwarzen Bereichen des Fotos durch klar erkennbare Guillochenlinien absicherbar
sind (siehe DE-AS 29 07 dz9).
-
Zur besseren Erkennbarkeit des Sicherheitsmusters wurde dabei vorgeschlagen,
den Fotobereich bereits vor der Belichtung mit einem Sicherheitsmuster zu versehen,
so daß nach der Belichtung die belichteten Bereiche des Bildmotivs durch ein unbelichtetes
Sicherheitsmuster unterbrochen und damit die Linien des Guillochenmusters unverändert
gut erkennbar sind.
-
Trotz der eindeutigen Vorteile dieses Verfahrens erweist es sich als
nachteilig, daß diese Technik nur im Zusammenhang mit fotografisch aufgebrachten
Bildmotiven möglich ist. Die Ausnutzung der Vorteile bei anderen Aufzeichnungsträgern
ohne fototechnische Maßnahmen ist nicht möglich.
-
Gemäß einem neuartigen Verfahren wurde bereits vorgeschlagen, Sicherheitslinienmuster
in Bildmotive auf Wertpapieren bzw. Aufzeichnungsträgern zu integrieren.
-
Dabei wird das aufgedruckte Bildmotiv von einem ebenfalls aufgedruckten
Linienmuster überlagert, wobei das Bildmotiv durch eine an das Linienmuster angepaßte
Negativkontur unterbrochen und das Linienmuster kongruent eingedruckt wird. Je nach
Ausführungsform können die Linien der Negativkontur genauso breit wie die Linien
des Linienmusters sein oder aber auch breiter, so daß die Sicherheitslinien jeweils
zu beiden Seiten einen geringen Abstand zum Bildmotiv aufweisen und damit das Bildmotiv
ohne Berührung als freie Linien durchlaufen.
-
Dieses Verfahren zeichnet sich dadurch aus, daß es bei der Herstellung
der Aufzeichnungsträger ohne fotografische Techniken auskommt und insbesondere für
die Herstellung von Wertdrucken neue Möglichkeiten eröffnet, da nun selbst einfachste
Bildmotive völlig unabhängig von der Bildgröße, d. h. also auch groß- oder ganzflächig,
sicherheitstechnisch hochwertig und den Börsenrichtlinien entsprechend ausgeführt
werden können. Bei Anwendung der im Wertpapierdruck üblichen Drucktechniken lassen
sich die Sicherheitslinien und Negativkonturen sehr fein ausführen, so daß man bei
Ausnutzung der farbtechnischen Möglichkeiten Wertpapiere erhält, deren Nachahmung
oder
eprution sehr erschwert bzw. mit einfachen Hilfsrrlitteln
unrnöylich ist Während die obengenannten Verfahren zur H<erstellung von Auf zeichnungsträgern
Bildmotiv und Sicherheitslinienmuster letzten Endes als separate Elemente verwenden,
sind auch Verfahren bekannt, bei denen die Bildinformation durch in der Linienbreite
variierende Sicherheitslinien erzeugt wird. Diese Verfahren beruhen auf der in der
Druck- und Reprotechnik bekannten Verwendung von Glasgravur- bzw. Distanz- und Kontaktrastern
zur Aufrasterung einer Bildinformation. Handels- und gebrauchsüblich sind verschiedene
Rasterformen, wie z. B. Punkt-, Kreuz-, Linien oder Kornraster, wobei kennzeichnend
für die Rasterformen ist, daß sie aus einfachen, regelmäßigen geometrischen Strukturen
(Punkt-, Kreuz-, Linienraster) oder aus statistisch gleichverteilten unregelmäßigen
Strukturen (Kornraster) bestehen. Die Variation derartiger Rasterformen ist durch
die Herstellungsmöglichkeiten beschränkt.
-
Ausgangsbasis bei der Herstellung der heute weitverbreiteten Kontaktraster
sind die Distanz- oder Glasgravurraster.
-
Die Herstellung von Glasgravurrastern ist aufwendig und kostenintensiv,
was der Herstellungsweg deutlich macht. Ausgangspunkt sind zwei absolut planparallele
Glasplatten, die mit einer flußsäurefesten Schicht überzogen werden und in die anschließend
mit dem Diamantschaber einer Linienmaschine die Linienweite in die ätzfeste Schicht
eingeritzt wird. Nachdem die Linien mit Flußsäure tiefgeätzt worden sind, wird die
flußsäurefeste Schicht entfernt und die vertieften
Linien werden
mit schwarzer Farbe eingefärbt. Der Kreuzlinieneffekt#des Rasters entsteht dann
dadurch, daß die beiden Linienrasterplatten Gravur auf Gravur in einem Winkel von
900 miteinander verkittet werden.
-
Da aufgrund des Ätzens der Linien leicht eine Abweichung vom beabsichtigten
Linienverhältnis eintreten kann, sind die Arbeitsergebnisse mit verschiedenen Rastern
gleicher Rasterweite mitunter oft recht unterschiedlich, insbesondere läßt sich
die Linienbreite bei der Herstellung von Linienrastern nur innerhalb bestimmter
Toleranzen steuern. Weiter ist aufgrund der Herstellungsweise auch ersichtlich,
daß keine komplizierten Rasterstrukturen, wie z. B. sich mehrfach kreuzende und
ineinander verschlungene Linien oder andere komplizierte unregelmäßige Rasterstrukturen,
herstellbar sind. Möglich sind nur im wesentlichen parallele, in eine Richtung verlaufende,
auf einer Glasplatte sich nicht kreuzende Linienscharen.
-
Ausgehend von einem Glasgravurraster werden Kontaktraster hergestellt,
indem man feinstkörnige Halbtonemulsionen in einer bestimmten Distanz hinter einem
Glasgravurraster belichtet und anschließend entwickelt.
-
Von einem Glasgravurraster lassen sich unbeschränkt hohe Stückzahlen
von Kontaktrastern herstellen, wodurch die durch den teuren und aufwendigen Herstellungsprozeß
des Glasgravurrasters entstehenden Kosten für den Anwender erheblich reduziert werden
können. Für die möglichen Rasterstrukturen bei auf diese Weise hergestellten Kontaktrastern
gelten wegen des als Ausgangsraster verwendeten Glasgravurrasters dieselben Einschränkungen
und Grenzen wie für die Glasgravurraster.
-
Die Aufrasterung eines Ualbtonbildmotivs mit einem Kontaktraster,
der einen kontinuierlichen Gradationsverlauf aufweist, geschieht dadurch, daß man
ein Strichmaterial mit einem nahezu digitalen Gradationsverlauf durch das Negativ
bzw. Positiv des Halbtonmotivs und den Kontaktraster belichtet, wobei Halbtonnegativ
bzw. -positiv und Kontaktraster in direktem Kontakt auf dem Strichmaterial aufliegen.
Im Strichmaterial bildet sich dann durch die Belichtung je nach der vom Halbtonnegativ
bzw. -positiv durchgelassenen Lichtmenge die verwendete Rasterstruktur ab, welche
die Bildinformation durch sich verdickende bzw. verjüngende Rasterstrukturen wiedergibt.
-
Das gleiche Ergebnis, Dedoch mit größerem arbeitstechnischen Aufwand,
erzielt man, wenn man das Bildmotiv direkt mit einem Glasgravurraster aufrastert.
-
Dazu wird das Strichmaterial durch das Halbtonnegativ bzw. -positiv
des Bildmotivs, eine geeignet zu wählende Blende und den Glasgravurraster belichtet,
wobei die Abstände zwischen Strichmaterial und Raster und zwischen Raster und Blende
genau aufeinander abgestimmt werden müssen.
-
Bei beiden Rastertypen erreicht man eine stufenlose Wiedergabe von
Halbtönen.
-
Ein anderes Verfahren zur Herstellung eines bestimmten Kontaktrasters,
das nicht auf Glasgravurrastern beruht und hei dem der Kontaktraster eine stufenförmige
Gradation aufweist, ist in der DE-PS 166 722 beschrieben worden. Dabei wird von
einem Schwarzweißraster, der aus hellen und dunklen gradlinigen Streifen besteht,
eine fotografische Reproduktion in der Form hergestellt, daß während der Belichtung
das Objektiv
der Kamera senkrecht zur Linienrichtung ein- oder
mehrmals in so geringem Maße verschoben wird, daß die neuen Rasterbilder nur um
einen Teil der Linienbreite gegen das erste verrückt erscheinen. Es entstehen so
Streifen von abgestufter Deckung. Die so fabrizierten Raster liefern als Kontaktraster
eine gestufte Wiedergabe von Halbtönen. Nachteilig bei diesem Verfahren ist allerdings
neben dem mechanisch sehr aufwendigen Herstellverfahren, daß sich nur gerade parallele
Linien sinnvoll in Stufenraster umsetzen lassen.
-
Die Verwendung von Linienrastern bei der Herstellung von Wertpapieren
ist schon aus der DE-PS 368 134 bekannt. Dabei wird die Bildwirkung ganz oder teilweise
durch parallele oder nahezu parallele, unter Benutzung eines Glasgravurrasters hergestellte,
gerade oder krumme Linien hervorgebracht, die sich mit zunehmender Tonung des Bildes
kontinuierlich verbreitern und in den dunkelsten Partien zusammenschließen. Von
der auf diese Weise umgesetzten Halbtonvorlage werden mit den üblichen fotomechanischen
Verfahren Druckplatten hergestellt.
-
Nachteilig bei diesem Verfahren ist, daß es den mit der Herstellung
von Glasgravurrastern verbundenen Grenzen und Einschränkungen unterworfen ist. So
lassen sich z. B. nur einfache Rasterstrukturen aus parallelen oder nahezu parallelen
Linien herstellen, die sich in den dunkelsten Bereichen zusammenschließen und verklumpen
können. Komplizierte Rasterstrukturen, wie sich mehrfach kreuzende, ineinander verschlungene
Linienmuster oder etwa die sicherungstechnisch hochwertigen Guillochen oder unregelmäßige,
beliebig komplizierte Strukturen, lassen sich auf diese Weise nicht herstellen.
Auch die Verwendung von Kontaktrastern
ru diesen Tatbestand nicht
ändern, da deren Herstellung ebenfalls auf Glasgravurrastern beruht. Der sicherungstechnische
Wert bei Verwendung paralleler oder nahezu paralleler Linien wäre wegen der trotz
allem noch bestehenden Fälschungs- und Verfälschungsmöglichkeiten als nicht besonders
hoch zu veranschlagen.
-
Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Herstellung
eines aufgerasterten Bildmotivs zu schaffen, welches nicht den mit der Herstellung
klassischer Kontaktraster verbundenen Grenzen unterworfen ist.
-
Die Lösung dieser Aufgabe beruht auf dem Grundgedanken, nicht wie
in der bekannten Rastertechnik den gesamten Grauwertbereich des aufzurasternden
Halbtonbildmotivs in einem Schritt mit einem klassisch hergestellten Kontaktrasters
aufzurastern - wobei die Zuordnung von jeweiligem, lokal vorliegendem Grauwert des
Halbtonbildmotivs zu lokaler Strukturstärke des Rasters nicht beeinflußbar ist und
die Form der Raster den herstellungstechnischen Grenzen unterworfen ist -, sondern
den Grauwertumfang des aufzurasternden Halbtonbildmotivs in Bereiche einzuteilen,
deren Grenzen beliebig definierbar sind, sämtlichen oder ausgewählten dieser Grauwertbereiche
eine bestimmte, jedoch frei definierbare Struktur stärke eine der Form nach beliebigen
Rasterstruktur zuzuordnen und die Anteile des Halbtonbildmotivs, welche einen Grauwert
aus einem dieser Bereiche aufweisen, lokal in die diesem Grauwertbereich zugeordnete
Rasterstrukturstärke umzusetzen.
-
In einer Weiterbildung der Erfindung wird der Grau-
wertumfang
des Halbtonbildmotivs nicht in Bereiche aufgeteilt, sondern es wird jedem Grauwert
eine bestimmte Rasterstrukturstärke zugeordnet.
-
Zur Terminologie sei angemerkt, daß der Begriff "Grauwert" als äquivalent
zu den in der Foto- und Reprotechnik gebräuchlichen Begriffen wie "Gradation", "Schwärzung",
"Dichte" ("Grauwert" = log (Opazität)) anzusehen ist und in diesem Zusammenhang
auch stellvertretend für diese Begriffe benutzt wird, da das erfinderische Verfahren
nicht auf Schwarzweiß-Motive begrenzt ist und analog auch auf farbige Bildmotive
übertragen werden kann.
-
Die Lösung der Aufgabe der Erfindung wurde durch verschiedene fototechnische
Verfahren erzielt, die jedoch auch in eine technisierte Variante unter Verwendung
eines Scanners, einer EDV-Anlage und eines EDV-gesteuerten Lasers umgesetzt werden
können. Die Grundzüge der Erfindung werden im folgenden zuerst anhand der fototechnischen
Verfahren erläutert.
-
Beim ersten fototechnischen Verfahren, im folgenden ~Einzelstufen-Tonwert-Verfahren"
genannt, werden von dem aufzurasternden Halbtonbildmotiv Tonwertauszüge hergestellt,
von denen jeder die Anteile des Halbtonbildmotivs wiedergibt, welche Grauwerte aus
einem durch die Belichtungszeit auf der Grauwertskala genau einstellbaren Grauwertbereich
wiedergeben.
-
Von einer Rastergrundstruktur, welche eine beliebige Form haben kann
- z. B. ein kompliziertes Linienmuster aus sich kreuzenden und verschlingenden Linien,
Buchstabenfolgen, Zahlen oder auch Strichrepros von reich strukturierten Landschaftsmotiven
und nicht
zuletzt klassische Rasterformenw -, werden Strichrepros
wachsender Strukturstärke, d. h. schrittweise aufgeweitete Rasterstrukturen, hergestellt,
entweder auf grafischem Weg oder durch Auflegen eines Negativfilms der Grundrasterstruktur
auf ein Strichmaterial und gezieltes Uberstrahlen, wobei für jeden Uberstrahlungsvorgang
ein neues Strichmaterial verwendet wird und die Belichtungszeit entsprechend der
gewünschten Aufweitung der Rasterstruktur erhöht wird.
-
Die Anzahl der derartig hergestellten aufgeweiteten Rasterstrukturen
entspricht der Anzahl der zuvor erstellten Tonwertauszüge des Halbtonbildmotivs
und damit der Anzahl der umzusetzenden Grauwertbereiche. Der weitere Umsetzungsprozeß
des Halbtonbildmotivs in ein aufgerastertes Bildmotiv geschieht derart, daß ein
Negativfilm der Rasterstruktur mit der größten Strukturstärke, d. h. der größten
Aufweitung gegenüber der Grundrasterstruktur, zusammen mit einem Negativfilm des
Tonwertauszugs des Halbtonbildmotivs der geringsten Struktur stärke - der Tonwertauszug
mit der geringsten Strukturstärke gibt die Anteile des Halbtonbildmotivs wieder,
welche die dunkelsten Grauwerte aufweisen, wobei die Grenze dieses Grauwertbereichs
durch die Belichtungszeit bei der Herstellung der Tonwertauszüge festgelegt wurde
- in Kontaktanordnang auf ein unbelichtetes Strichmaterial gelegt werden, diese
Anordnung solange belichtet wird, bis in den Bereichen des. Strichmaterials, wo
die Anordnung aus Negativfilm der Rastetruktur größter. Strukturstärke und Negativfilm
des Tonwertauszugs geringster Strukturstärke vollkommen lichtdurchlässig ist, eine
vollständige Schwärzung erfolgt ist, so daß der durch den Tonwertauszug bestimmte
Grauwertbereich des Halbtonbildmotivs, d. h. hier die dunkelsten Grauwerte, in dem
belichteten
Strichmaterial durch das Raster mit der größten Strukturstärke wiedergegeben wird.
-
Mit den folgenden Rasterstrukturen abnehmender Strukturstärke und
den Tonwertauszügen wachsender Strukturstärke und jeweils einem neuen Strichmaterial
wird analog verfahren.
-
Als Ergebnis erhält man dann ein vollständig aufgerastertes Halbtonbildmotiv,
wobei die unterschiedlichen Grauwerte des Halbtonbildmotivs in aufgerasterter Form
auf den verschiedenen Strichmaterialien vorliegen. Diese Strichmaterialien können
entweder zur vollständigen Bildinformation zusammenkopiert und zur Herstellung einer
Druckplatte verwendet werden, oder es wird jedes Strichmaterial zur Herstellung
einer separaten Druckplatte verwendet, so daß jeder Grauwertbereich des Halbtonbildmotivs
in aufgerasterter Form separat gedruckt werden kann. Natürlich ist es auch möglich,
nur bestimmte Strichmaterialien zusammenzukopieren, damit eine Druckplatte herzustellen
und die restlichen Strichmaterialien zur Herstellung separater Druckplatten zu verwenden.
Verwendet man ein Sicherheitslinienmuster aus Guillochen als Grundrasterstruktur,
ist es besonders sinnvoll, diese Grundrasterstruktur zusätzlich in eines dieser
Strichmaterialien oder in das vollständig aufgerasterte Halbtonbildmotiv einzukopieren
oder von diesem eine separate Druckplatte herzustellen, so daß im aufgerasterten
oder gedruckten Bildmotiv der Linienverlauf des Guillochmusters in allen Bildpartien
ohne Unterbrechung sichtbar und verfolgbar ist.
-
Besondere Effekte lassen sich dadurch erzielen, wenn man die auf verschiedenen
Druckplatten vorliegenden
aufgerasterten Grauwertbereiche des Halbtonbildmotivs
in verschiedenen Farben druckt, so daß verschiedene Grauwertbereiche nicht nur durch
unterschiedliche Rasterstärken, sondern auch durch unterschiedliche Farben wiedergegeben
werden. Der Querschnitt durch eine derartige gedruckte Rasterlinie weist dann einen
stufenpyramidenartigen, aus verschiedenen Farbschichten bestehenden Verlauf auf,
wobei die Anzahl der Stufen proportional zur Breite der Rasterlinie und damit zum
Grauwert des Halbtonbildmotivs in diesem Bereich ist. Die Verwendung metallischer,
metamerer, thermo- oder fotochromer Farben bietet mit diesem Verfahren völlig neue
Möglichkeiten für die Erhöhung der Fälschungs- oder Verfälschungssicherheit von
Wertpapieren oder Banknoten.
-
Ein weiterer Vorteil dieses Verfahrens ist es, daß sich damit jede
beliebige Struktur als Rastergrundstruktur verwenden läßt, so daß damit die früheren,
mit der Herstellung klassischer Raster wie Punkt-, Linien-, Kreuz- oder Kornraster
verbundenen Grenzen bedeutungslos werden. Als Rastergrundstruktur lassen sich z.
B. verwenden: parallele, nahezu parallele, spiralförmige, sternförmige, sich kreuzende
oder verschlingende Liniensysteme mit zickzackartigem, wellen-, bogen-, kreisförmigem
oder geradem Verlauf; Guillochen, z. B. auch zentrische Guillochen; Worte, Zahlen,
Schriftzeichen; geometrische Strukturen wie Kreise, Ellipsen, Dreiecke, andere Vielecke;
klassische Rasterstrukturen wie Punkt-, Linien-, Kreuzrb oder Kornraster; Strukturelemente
eines zweiten Bildmotivs, z. B. das Strichrepro eines reichstrukturierten Landschaftsmotivs;
ein aufgerastertes Bildmotiv.
-
Ebenfalls vorteilhaft ist es, daß die Umsetzung
Grauwert
der Halbtonvorlage in eine bestimmte Raster- -strukturstärke gezielt steuerbar ist,
sowohl was Anzahl und Umfang der umzusetzenden Grauwertbereiche betrifft, wie auch
die jedem Grauwertbereich zugeordnete Rasterstrukturstärke. Je nach Anzahl der in
Lage und Umfang auf der Grauwertskala beliebig definierbaren umzusetzenden Grauwertbereiche
des Halbtonbildmotivs läßt sich eine stufenförmige bis kontinuierliche Grauwertwiedergabe
durch eine stufenförmige bis kontinuierliche Aufweitung der Rastergrundstruktur
erzielen.
-
In diesem Zusammenhang bietet es sich auch an, sich die Vorteile der
Vergrößerungstechnik zunutze zu machen.
-
Wenn es z. B. um die Wiedergabe extrem feiner Bildmotive geht oder
sehr feine Rasterstrukturen als Rastergrundstruktur verwendet werden, ist es vorteilhaft,
zur Erzielung einer sehr differenzierten Grauwertwiedergabe sämtliche Verfahrensschritte
mit vergrößerten Negativen bzw. Positiven durchzuführen und erst am Schluß die gerasterte
Druckvorlage auf das gewünschte Maß zu verkleinern. Soll z. B. etwa der Grauwertverlauf
der Vorlage in 50 Stufen wiedergegeben werden, so werden von der Grundrasterstruktur,
die aus sehr feinen Guillochen oder anderen feinen Strukturen bestehen kann, 50
schrittweise aufgeweitete Rasterstrukturen in vergrößertem Maßstab hergestellt.
-
Vergrößert man das aufzurasternde Bildmotiv bzw. die Tonwertauszüge
(in diesem Fall ebenfalls 50) entsprechend und führt dann sämtliche Verfahrensschritte
mit diesen vergrößerten Strukturen durch, so werden damit Ungenauigkeiten in der
Wiederaabe, die bei so großer Stufenzahl beim Arbeiten in Normalgröße auftreten
können, auf Paßschwierigkeiten zurückzuführen sind oder mit der endlichen Korngröße
des Fotomaterials und statistischen Schwankungen an den Randzonen der Strukturen
zusammenhängen, umgangen oder auf ein
Mindestn:aß reduziert. Auch
der Vorteil bei der ISerstellung der Rasterstrukturen ist dabei nicht außer acht
zu lassen, da sich gröbere Strukturen mit geringerem Aufwand herstellen und am Schluß
besser verkleinern lassen als sehr feine Strukturen, die gleich in Originalgröße
produziert werden.
-
Beim Arbeiten mit sehr wenig Stufen, z. B. drei, ist es andererseits
zur Verbesserung der optischen Qualität der Druckvorlage günstig, sämtliche Verfahrensschritte
mit stark verkleinerten Rasterstrukturen durchzuführen.
-
Dabei nutzt man die endliche Korngröße des Fotomaterials und den nicht
ganz stufenförmigen Gradationsverlauf des Strichmaterials aus, um den ansonsten
scharfen Sprung zwischen zwei Graustufen in der gerasterten Druckvorlage etwas abzuschwächen
und kontinuierlicher zu gestalten. Arbeitet man nämlich bei sämtlichen Verfahrensschritten
in stark verkleinertem Maßstab und vergrößert erst anschließend die gerasterte Druckvorlage
auf die gewünschte Größe, so erhält man aufgrund des gerade erwähnten Effektes fast
kontinuierliche Übergänge zwischen den verschiedenen; die unterschiedlichen Grauwerte
des aufzurasternden Halbtonbildmotivs wiedergebenden Rasterstrukturstärken.
-
Ein etwas anderes Verfahren zur Verbesserung der optischen Qualität
der Druckvorlage, das sich für jede Stufenzahl eignet und zusätzlich zu den gerade
gesc'eilderten Verfahren angewendet werden kann, besteht darin, das schon zusammenkopierte
aufgerasterte Bildmotiv, jedoch noch ohne die zusätzlich einkopierte Rastergrundstruktur,
in einer Reprokamera mit einer gewissen Unschärfe auf Strichmaterial zu reproduzieren.
-
Die Unschärfe wird dabei so eingestellt, daß die
stufenförmigen
Übergänge im aufgerasterten Bildmotiv abgeschwächt und kontinuierlicher gestaltet
werden.
-
In dieses unscharf reproduzierte aufgerasterte Bildmotiv wird dann
die scharf gezeichnete Rastergrundstruktur einkopiert.
-
Eine andere fototechnische Version des erfinderischen Verfahrens,
das im folgenden sogenannte "Einzelstufen-Halbton-Verfahren", umgeht die Herstellung
von Tonwertauszügen aus dem aufzurasternden Halbtonbildmotiv und verwendet statt
dessen ein Negativ des Halbtonbildmotivs. Die Verfahrensschritte bei diesem Verfahren
verlaufen zum "Einzelstufen-Halbton-Verfahren" völlig analog, nur daß in diesem
Fall bei den einzelnen Belichtungsvorgängen Tonwertauszug - Rasterstruktur - Strichmaterial
die verschiedenen Tonwertauszüge durch das Halbtonnegativ des aufzurasternden Bildmotivs
ersetzt werden, wobei hier der in die jeweilige Rasterstrukturstärke umzusetzende
Grauwertbereich des Halbtonbildmotivs durch die Belichtungszeit eingestellt wird.
-
Eine weitere fototechnische Version ist das im folgenden sogenannte
~Kontaktraster-Halbton-Verfahren", bei dem zuerst ein Kontaktraster hergestellt
und anschließend wie in der klassischen Rastertechnik das Halbtonbildmotiv aufgerastert
wird. Der erfinderische Kern bei diesem Verfahren liegt in der Herstellung des Kontaktrasters,
da hier die Herstellung von Glasgravurrastern und die damit verbundenen herstellungstechnischen
Grenzen umgangen werden. Bei diesen Verfahren werden Negativfilme der schrittweise
aufgeweiteten Rasterstrukturen der Reihe nach in Kontaktanordnung auf ein unbelichtetes
Halbtonmaterial gelegt und eine bestimmte Zeitspanne lang belichtet, so daß
nacil
Beendigung sämtlicher Belichtungsvorgänge mit den schrittweise aufgeweiteten Rasterstrukturen
jedes Rasterelement der Grundrasterstruktur mit einem durch die einzelnen Belichtungszeiten
definierten und genau einstellbaren Grauwert bzw. Schwärzungsverlauf abgebildet
wird. Verwendet man beispielsweise ein Sicherheitslinienmuster aus Guillochen als
Rastergrundstruktur, so weist der Querschnitt durch ein Rasterelement, das heißt
eine Linie, einen je nach Anzahl der aufgeweiteten Rasterstrukturen stufenförmigen
bis kontinuierlichen Grauwert- bzw. Schwärzungsverlauf auf. Die Form dieser Schwärzungskurve
kann durch Variation der Belichtungszeiten und Anzahl der aufgeweiteten Rasterstrukturen
sowie durch den Grad der Aufweitung bei deren Herstellung gezielt und beliebig gesteuert
werden, was bei der klassischen Kontaktrasterherstellung nicht möglich ist. In diesem
so hergestellten Positivkontaktraster können Halbtonpositive wie in der klassischen
Rastertechnik aufgerastert werden (Herstellung von Negativkontaktrastern analog
durch Ersetzen von Positiven durch Negative u. umgekehrt).
-
Mit diesem Verfahren läßt sich jede beliebige Struktur in einem Kontaktraster
abbilden, der zur Aufrasterung eines Bildmotivs dienen kann. Vorteilhaft bei diesem
Verfahren ist insbesondere die beliebige Steuerbarkeit des Grauwert- bzw. Schwärzungsverlaufs
im Kontaktraster sowie die völlige Freiheit in der Wahl der Rastergrundstruktur.
Die Grauwertwiedergabe bei der Aufrasterung eines Bildmotivs kann durch die Steuerung
des Schwärzungsverlaufs im Kontaktraster'< beliebig eingestellt werden, bestimmte
Grauwerte können unterdrückt, verschoben oder auch hervorgehoben werden (diese Steuerung
der Grauwertwiedergabe ist natürlich auch mit den Einzelstufenverfahren möglich).
Ein weiterer Vorteil dieses Verfahrens ist
dessen Wirtschaftlichkeit
- ganz im Gegensatz zur Herstellung von Glasgravurrastern, welche nur bei anschließender
Anfertigung einer großen Anzahl von Kontaktrastern lohnend sind. Außerdem eignen
sich beide Verfahren, das Einzelstufen- wie das Kontaktrasterverfahren, besonders
für den Wertpapierdruck, da hierfür zwar die Benutzung von Originalguillochen vorgeschrieben
ist, die# Mehrfachverwendung derselben Guillochenstruktur jedoch untersagt ist.
-
Ein wesentlicher Vorteil, insbesondere des Einzelstufenverfahrens,
liegt darin, daß damit immer nur eine einzige Originaldruckvorlage geschaffen wird,
da die eine identische Reproduktion ermöglichende Anfertigung eines Kontaktrasters
umgangen wird und ein Nachvollziehen des Verfahrens sozusagen nur mit Kenntnis des
genauen "Rezepts" (einzelne Belichtungszeiten, Strukturstärken der Strichrepros
etc.) erfolgen kann. An dieser Stelle sei angemerkt, daß bei allen fototechnischen
Varianten die Belichtungsreihenfolge beim Aufrasterungsprozeß beliebig ist und nur
der besseren Verständlichkeit wegen bei der Darstellung eine bestimmte Reihenfolge
gewählt wurde. Außerdem ist bei allen Varianten das Arbeiten mit Positiv- dem mit
Negativfilmen äquivalent, so daß sämtliche Verfahren mit Positiv- oder Negativfilmen
durchgeführt werden können. Mögliche Wechsel zwischen der Positiv- bzw. Negativarbeitsweise
werden nicht explizit erwähnt, da sie für den Fachmann selbstverständlich sind.
-
Der Kern des erfindungsgemäßen Verfahrens - oben wurden die fototechnischen
Varianten erläutert -läßt sich jedoch auch in eine "technisierte" Variante
umsetzen,
wenn man sich'die EDV-, Computergrafik-, Laser- und Scannertechnik zunutze macht.
-
Die wesentlichen Grundzüge einer solchen "technisierten" Variante
werden im folgenden kurz skizziert, wobei man zwischen zwei etwas verschiedenen
technisierten Verfahren unterscheiden muß: ein sogenanntes "EDV-Einzelstufen-Verfahren"
und ein "EDV-Kontaktraster-Verfahren".
-
Zwischen fototechnischen und "technisierten" Varianten gibt es verschiedene
Sprung- bzw. Uberwechselmöglichkeiten, so daß man an verschiedenen Stellen die Verfahren
kombinieren kann. Diese Schnittstellen werden im folgenden nicht besonders erwähnt,
da sie aus dem Verfahrensablauf für den Durchschnittsfachmann klar ersichtlich sind.
-
Die wichtigsten technischen Geräte für die ~technisierten" Verfahren
bestehen aus einer EDV-Anlage und einem grafikfähigen Terminal, einer mit der EDV-Anlage
verbundenen Scanningeinrichtung und einem durch die EDV-Anlage gesteuerten Laserstrahlschreiber.
-
Der erste Schritt der technisierten Verfahren besteht in der Erzeugung
einer Rastergrundstruktur. Diese kann entweder mit den Hilfsmitteln der Computergrafik
oder über geeignete mathematische Programme erzeugt werden, wobei die Form und Lage
der Rasterelemente gespeichert werden, oder es wird eine geeignete, auf grafischem
oder fototechnischem Wege erstellte Vorlage gescannt und die Form und Lage der Rasterelemente
ebenfalls gespeichert.
-
Die schrittweise aufgeweiteten Rasterstrukturen können
entweder
mittels der EDV-Anlage aus der Pçastergrundstruktur erzeugt, separat abgespeichert
und optisch dargestellt werden, oder es werden fotografisch erstellte aufgeweitete
Rasterstrukturen gescannt und gleichfalls separat abgespeichert.
-
Die EDV-technisch erzeugten aufgeweiteten Rasterstrukturen können
auch über einen EDV-gesteuerten Laserstrahlschreiber auf ein Strichmaterial umgesetzt
werden, indem der Laser mit den Informationen über Lage und Form der Rasterelemente
der betreffenden Rasterstruktur gesteuert ein Strichmaterial belichtet.
-
Beim "EDV-Einzelstufen-Verfahren" werden vom aufzurasternden Halbtonbildmotiv
elektronische Tonwertauszüge erstellt, in denen der gesamte Grauwertumfang der Halbtonvorlage
nach Lage und Umfang in beliebig definierbare Grauwertbereiche aufgeteilt wird und
die Halbtonvorlage für jeden Grauwertbereich separat derart gescannt wird, so daß
die Anteile des Halbtonbildmotivs, welche einen Grauwert aus dem betreffenden Grauwertbereich
aufweisen, nach Lage und Form gespeichert werden. Mittels der EDV-Anlage ordnet
man jedem Grauwertbereich eine aufgeweitete Rasterstruktur zu, überlagert die gespeicherten
Informationen über die Anteile des Halbtonbildmotivs aus dem betreffenden Grauwertbereich
und die Informationen über die zugeordnete Rasterstruktur, in die dieser Grauwertbereich
umgesetzt werden soll, derart, daß für jeden Punkt, an dem Rasterstruktur- und Bildmotivanteil
vorliegt, eine resultierende Information abgespeichert wird. Diese resultierende
Information gibt die in die betreffende Rasterstruktur umgesetzten Anteile des Bildmotivs
aus dem ausgewählten
Grauwertbereich wieder und kann optisch auf
dem Bildschirm angezeigt oder über den EDV-gesteuerten Laser auf ein Strichmaterial
übertragen werden. Dieses Verfahren wird für jeden Gauwertbereich und für jede diesem
zugeordnete Raster struktur analog durchgeführt. Die bei diesen "elektronischen"
Aufrasterungsprozessen entstehenden, für jeden Grauwertbereich separat gespeicherten,
resultierenden Informationen können auch überlagert, gespeichert und optisch auf
dem Bildschirm dargestellt werden, so daß man einen Eindruck über das insgesamt
aufgerasterte Bildmotiv erhält. Über den mit diesen Informationen gesteuerten Laser
kann das vollständig aufgerasterte Bildmotiv auch auf ein einziges Strichmaterial
übertragen werden. Natürlich ist es auch möglich, mit Hilfe des EDV-gesteuerten
Lasers das aufgerasterte Bildmotiv direkt entweder auf eine Druckplatte oder die
einzeln aufgerasterten Grauwertbereiche auf verschiedene Druckplatten zu übertragen.
-
Beim "EDV-Kontaktraster-Verfahren" wird zuerst ein sogenanntes "elektronisches
Kontaktraster" erzeugt.
-
Dies geschieht z. B. dadurch, daß jeder der, wie oben beschrieben
hergestellten, aufgeweiteten Rasterstrukturen ein Grauwert zugeordnet wird, diese
Grauwertinformation der Information über Lage und Form der Rasterelemente der betreffenden
Rasterstruktur zugefügt wird, sämtliche Informationen über die aufgeweiteten Raster
strukturen mit den zugeordneten Grauwerten derart überlagert werden, daß eine result#r#nde
Information gebildet wird, die jedem Punkt der Rasterstruktur einen bestimmten Grauwert
zuordnet.
-
Damit erhält man ein "elektronisches Kontaktraster, welches einen
durch die Form der Grundrasterstruktur, durch die Anzahl der aufgeweiteten Rasterstrukturen
und
durch die diesen zugeordneten Grauwerte definierten, genau einstellbaren Grauwertverlauf
aufweist.
-
Eine weitere Variante bei der Erzeugung eines "elektronischen Kontaktrasters"
besteht darin, sich eine Grundrasterstruktur wie oben beschrieben zu erzeugen und
für ein charakteristisches Rasterelement einen Grauwertverlauf mittels der Computergrafik
zu definieren, indem z. B. der Grauwert als Funktion der Lagekoordinaten (x, y)
eines charakteristischen Rasterelements der Grundrasterstruktur definiert und optisch
dargestellt wird. überträgt man diese Information auf die gesamte Grundstruktur,
so erhält man ebenfalls ein "elektronisches Kontaktraster".
-
Mit diesen Informationen kann wieder ein Laser gesteuert werden, der
auf ein unbelichtetes Halbtonmaterial die Rasterstruktur und den definierten Grauwertverlauf
belichtet. Dieses als Halbtonmaterial vorliegende Kontaktraster kann dann wie in
der klassischen Rastertechnik verwendet werden.
-
Weiter ist auch eine direkte Aufrasterung eines Halbtonbildmotivs
möglich, wobei die Herstellung eines fotografischen Kontaktrasters umgangen wird.
Wird z. B. die aufzurasternde Halbtonvorlage derart gescannt, daß für jeden Punkt
des Halbtonbildmotivs der dort vorliegende C<auwert gespeichert wird, und überlagert
man diese Information mit dem gespeicherten "elektronischen Kontaktraster" derart,
daß für jeden Punkt der Halbtonvorlage und des elektronichen Kontaktrasters die
Grauwerte addiert werden, wobei eine resultierende Information abgespeichert wird,
wenn
eine bestimmte, empirisch zu ermittelnde Grauwertschwelle
bei dieser Addition überschritten wird, so erhält man über diese resultierende Information
ein vollständig-aufgerastertes Bildmotiv, welches optisch angezeigt und mittels
eines Laserstrahlschreibers auf ein Strichmaterial oder direkt auf eine Druckplatte
übertragen werden kann.
-
Zu den "technisierten" Verfahren ist abschließend zu sagen, daß sie
aufgrund der Verwendung einer grafikfähigen EDV-Anlage und eines Scanners#äußerst
variabel bei der Erzeugung von Rasterstrukturen und Grauwertverläufen sind, eine
sofortige Umsetzung eines Halbtonbildmotivs in eine beliebige Rasterstruktur und
die optische Darstellung dieser Aufrasterung auf dem Bildschirm ermöglichen, was
bei der Erprobung neuer Rasterformen von nicht zu unterschätzendem Wert ist, da
sich unter anderem auch der Zeitaufwand gegenüber den klassischen Verfahren erheblich
reduziert. Im folgenden wird anhand der nachstehend aufgeführten Fig.
-
die Erfindung näher erläutert.
-
Fig 1 schematische Darstellung des Verfahrensablaufs beim ~Einzelstufen-Tonwert-Verfahren"
Fig. 2 Rastergrundstruktur-Positiv (schematisch) Fig. 3 Rastergrundstruktur-Negativ
(schematisch) Fig. 4a erste aufgeweitete Rasterstruktur-Positiv Fig. 4b zweite aufgeweitete
Rasterstruktur-Positiv Fig. 5a erste aufgeweitete Rasterstruktur-Negativ
Fig.
5b zweite aufgeweitete Rasterstruktur-Negativ Fig. 6 aufzurasterndes Halbtonbildmotiv
Fig. 7a erster Tonwertauszug-Negativ Fig. 7b zweiter Tonwertauszug-Negativ Fig.
8a erstes Rasterergebnis-Positiv Fig. 8b zweites Rasterergebnis-Positiv Fig. 9 aufgerastertes
Bildmotiv Fig. 10 Rasterstrukturstärke als Funktion des Grauwerts der Halbtonvorlage
Fig. 11 Belichtungsanordnung "Einzelstufen-Halbton-Verfahren Fig. 12 aufzurasterndes
Bildmotiv Fig. 13 aufgeweitete Rasterstrukturen-Positiv Fig. 14 Tonwertauszüge Fig.
15 Rasterergebnisse, Einzelstufen Fig. 16 aufgerastertes Bildmotiv Fig. 17 Rastergrundstruktur-Guillochen
Fig. 18 aufgerastertes Bildmotiv Fig. 19 charakteristische Linienkreuzungen-Guillochen
Fig
20 ~Kontaktraster-Halbton-Verfahren" Fig. 21 Belichtungsanordnung bei Kontaktrasterherstellung
Fig. 22 Grauwertverlauf im Stufenkontaktraster Fig. 23 stufenförmige Approximation
eines kontinuierlichen Grauwertverlaufs im Kontaktraster Fig. 24 Grauwertverlauf
im Kontaktraster nach unscharfer Belichtung Fig. 1 zeigt einen schematisierten Ablaufplan
des "Einzelstufen-Tonwert-Verfahrens" bzw. "EDV-Einzelstufen-Verfahrens", wobei
die Einzelschritte anhand der nachfolgenden Fig. 2 bis 9 näher erläutert werden.
-
Zum besseren Verständnis dieser Verfahren wird in den Fig. 2 bis 9
mit stark schematisierten Darstellungen gearbeitet und es werden nur die zum Verständnis
wesentlichen Schritte dargestellt. Weiter unten wird anhand der Fig. 12 bis 18 das
Verfahren mit realistischeren Rasterstrukturen noch einmal kurz dargestellt; um
einen kleinen Eindruck der Anwendungsmöglichkeiten zu geben.
-
Weiter sei noch angemerkt, daß zuerst immer die fototechnische Verfahrensversion
erklärt und anschließend kurz die "technisierte" Variante skizziert wird, die vom
Verfahrensablauf zur fototechnischen Version im wesentlichen analog verläuft. Mögliche
Schnittstellen, d. h. Überwechselmöglichkeiten von der fototechnischen zur "technisierten"
Variante, werden in der Regel nur kurz angedeutet bzw. nicht explizit erwähnt, da
diese Schnittstellen im Prinzip zwischen allen Verfahrens-
schritten
liegen können und somit offensichtlich sind.
-
Der linke Zweig des Verfahrensablaufplans in Fig. 1 zeigt die Erzeugung
von aufgeweiteten Rasterstrukturen aus einer Rastergrundstruktur bzw. Original rasterstruktur.
Von einem Positiv 1 der Rastergrundstruktur - Fig. 2 zeigt ein Positiv 1 einer solchen
stark schematisierten Rastergrundstruktur, die durch sieben Streifen 2 einer definierten
Strukturstärke symbolisiert wird, wobei die Streifen 2 völlig deckend ist - wird
ein Negativfilm 3 (Fig. 3) hergestellt.
-
Von diesem Negativ 3 werden aufgeweitete Rasterstrukturen 5, 7 als
Strichrepros hergestellt (in diesem Fall zwei), indem man das Negativ 3 auf ein
unbelichtetes Strichmaterial legt und durch gezielte Steuerung der Belichtung, d.
h. gezieltes überstrahlen, eine Aufweitung der Streifen erzielt.
-
Fig. 4a zeigt das beim ersten Überstrahlungsvorgang entstehende Positiv
5 mit breiter werdenden Streifen 6, d. h. mit einer gegenüber der Rastergrundstruktur
angewachsenen Strukturstärke.
-
Fig. 4b zeigt das beim zweiten Überstrahlungsvorgang entstehende Positiv
7 mit noch stärker aufgeweiteten Streifen 8. Der Grad der Aufweitung ist durch die
Belichtungszeit gezielt steuerbar.
-
Der nächste Verfahrensschritt in Fig. 1 besteht darin, von diesen
als Positivfilm 5, 7 vorliegenden Strichrepros wachsender Strukturstärke Negative
9, 11 herzustellen, welche in Fig. 5a und 5b dargestellt sind.
-
Der rechte Zweig in Fig. 1 zeigt die Aufbereitung des aufzurasternuen
Halbtonbildmotivs 1 3.
-
In Fig. 6 ist ein Positiv 13 des aufzurasternden Bildmotivs dargestellt,
ein Kreisring mit zwei unterschiedlichen Graustufen 14 und 15, stellvertretend für
einen beliebigen, kontinuierlichen Grauwertverlauf des aufzurasternden Halbtonbildmotivs.
-
Von diesem Positiv 13 des Halbtonbildmotivs (Fig. 1) wird ein Negativfilm
17 hergestellt, von dem dann als Positivfilm 18, 19 vorliegende Tonwertauszüge erstellt
werden, indem das Halbtonnegativ 17 für jeden Tonwertauszug auf ein neues unbelichtetes
Strichmaterial gelegt und eine bestimmte Zeitspanne belichtet wird.
-
Die Dauer der Belichtung richtet sich danach, welcher Grauwert aus
dem Halbtonbildmotiv "ausgezogen" werden soll. In diesem Beispiel wird für den ersten
Tonwertauszug die Belichtungszeit so gewählt, daß der schwarze Kreisring 15 aus
Fig. 6 "ausgezogen" wird, der Tonwertauszug mit der geringsten Strukturstärke also
gerade den dunkelsten Bereich des Halbtonbildmotivs wiedergibt.
-
Alle Grauwerte des Bildmotivs, beginnend bei weiß bis zu einem bestimmten,
geeignet zu wählenden Grauwert werden insgesamt zu weiß aufintegriert und die restlichen
Grauwerte zu schwarz, wobei hier (beim ersten Tonwertauszug) der Übergang so gewählt
wurde, daß er genau zwischen den Grauwerten der Kreisringe 15 und 14 (Fig. 6) liegt.
-
Für den zweiten Tonwertauszug wird die Belichtungszeit derart erhöht,
daß zusätzlich zum Kreisring 15 (Fig. 1) auch noch der nächste Grauwertbereich,
die Kreisringe14,
ausgezogen werden, insgesamt also ein größerer
Grauwertumfang des Halbtonbildmotivs durch diesen zweiten Tonwertauszug wiedergegeben
wird.
-
Von diesen als Positivfilm 18, 19 (Fig. 1) vorliegenden Tonwertauszügen
werden Negativfilme 20, 22 (Fig.1) hergestellt, die in Fig. 7a und 7b dargestellt
sind.
-
Fig. 7a zeigt das Negativ des ersten Tonwertauszugs mit der schmalsten
Strukturstärke, d. h. den im Halbtonmotiv dunkelsten "ausgezogenen" Bereich, hier
der Ring 21, der dem Ring 15 in Fig. 6 entspricht.
-
Fig. 7b zeigt das Negativ 22 des zweiten Tonwertauszugs größerer bzw.
zunehmender Strukturstärke 23, d. h. den durch die Belichtungszeit bestimmten größeren,
ausgezogenen Grauwertbereich, der in diesem Fall aus den Ringen 14, 15 aus Fig.
6 besteht.
-
Mit den bisherigen Verfahrensschritten ist bereits festgelegt, welche
Grauwerte bzw. Grauwertbereiche des Halbtonbildmotivs in welche aufgeweitete Strukturstärke
der Rastergrundstruktur umgesetzt werden sollen. Der eigentliche Umsetzungsprozeß
ist unten in Fig. 1 bei der Vereinigung des linken mit dem rechten Verfahrenszweig
dargestellt. Das als Negativfilm vorliegende Strichrepro 9 mit der schmalsten Struktur
stärke wird zusammen mit dem als Negativfilm vorliegenden Tonwertauszug 22 mit der
größten Strukturstärke in Kontaktanordnung auf ein unbelichtetes Strichmaterial
24 gelegt. Diese Anordnung wird solange belichtet, bis in den Bereichen des Strichmaterials,
wo die Anordnung vollkommen lichtdurchlässig ist, eine vollständige Schwärzung erfolgt
ist, so daß der durch den Tonwertauszug 22 bestimmte
Grauwerthereich
des Halbtonbildmotivs (der Ring 23 in Fig. 7b) durch das Raster mit der schmalsten
Strukturstärke wiedergegeben wird.
-
Das Ergebnis dieses Belichtungsvorgangs ist in Fig. 8a dargestellt.
Das dort gezeigte Positiv 27 des oben belichteten Strichmaterials 24 gibt die aufgeweitete
Rasterstruktur 28 in den Bereichen wieder, wo der Tonwertauszug 22 das Licht vollständig
durchläßt, d. h. im Bereich des Ringes 23 auf Fig. 7b.
-
Mit dem zweiten Tonwertauszug 20 (Fig. 7a) mit der geringeren Strukturstärke
und dem diesem zugeordneten Strichrepro 11 (Fig. 5b) geringerer Strukturstärke und
einem neuen, unbelichteten Strichmaterial wird analog verfahren.
-
Das Ergebnis dieses zweiten Belichtungsvorgangs ist in Fig. 8b dargestellt.
Anschließend können die beiden belichteten und entwickelten Strichmaterialien zur
vollen aufgerasterten Bildinformation zusammenkopiert werden.
-
Fig. 9 zeigt das vollständig aufgerasterte Bildmotiv als Positiv 33,
wobei noch zusätzlich die Rastergrundstruktur bzw. Originalrasterstruktur 2 (aus
Fig 2) einkopiert wurde. Der dunkelste Grauwertbereich aus dem aufzurasternden Halbtonbildmptiv
13 aus Fig. 6 wird lokal durch die am stärksten aufgeweitete Rasterstruktur 34 wiedergegeben,
die helleren Bereiche durch die Rasterstruktur mit der geringeren Strukturstärke
32.
-
Das Einkopieren der Grundrasterstruktur 2 ist besonders vorteilhaft
bei der Verwendung von Guillochen als Grundrasterstruktur, da dabei der Linienverlauf
in allen Bildpartien ununterbrochen verfolgbar ist,
was beim Wertpapierdruck
als wichtiges Sicherheitsmerkmal gilt.
-
Die aufgerasterten Anteile (Fig. 8a und 8b) des Bildmotivs können
zur Herstellung von Druckplatten 25 (Fig. 1) verwendet werden, wobei entweder für
jeden Anteil (Fig. 8a bzw. 8b) eine separate Druckplatte erstellt wird (z. B. mittels
der bekannten kontaktkopiertechnischen Verfahren), so daß die einzeln aufgerasterten
Grauwertbereiche des Halbtonbildmotivs auf verschiedenen Druckplatten vorliegen
und getrennt verdruckt werden (evtl. wird vorher noch in einen der Anteile die Grundrasterstruktur
einkopiert oder für diese eine zweite, zusätzliche Druckplatte erstellt), oder es
wird das insgesamt aufgerasterte Bildmotiv aus Fig. 9 auf eine einzelne Druckplatte
übertragen und mit bekannten, in der Wertpapierdrucktechnik üblichen Verfahren wie
Simultanaruck etc.
-
insgesamt verdruckt. Außerdem können aus der Wertdrucktechnik bekannte,
über Farbverlaufstechniken und dergleichen erzielbare optische Effekte verwendet
werden sowie auch Farben, die reprotechnisch nicht oder nur sehr schwer zu trennen
sind.
-
Arbeitet man mit mehreren Druckplatten, welche die verschiedenen Grauwertbereiche
wiedergeben, so lassen sich damit besondere farbliche, aber auch sicherungstechnisch
interessante Effekte erzielen, wenn die einzelnen Druckplatten verschiedene Farben
tragen, die passergenåt übereinander gedruckt werden, so daß sich im fertig gedruckten
Aufzeichnungsträger 26 (Fig. 1) je nach Strukturstärke der Rasterstruktur ein stufenpyramidenartiger
Linienquerschnitt ergibt, der aus verschiedenen Farbschichten besteht. Die Verwendung
metallischer, metamerer, thermo- oder foto-
chromer Farben für
eine oder mehrere dieser Farbschichten bildet ein besonders wertvolles Sicherheitsmerkmal,
da dieses in die Bildstruktur gezielt eingebracht wird und sozusagen einen Teil
der Bildinformation darstellt.
-
Die hier erwähnten drucktechnischen Möglichkeiten gelten auch für
sämtliche im folgenden geschilderten Verfahren, und es wird daher nicht mehr besonders
auf sie eingegangen.
-
Anhand von Fig. 10 wird die Umsetzung des kontinuierlichen Grauwertverlaufs
einer Halbtonvorlage in eine stufenweise aufgeweitete Rasterstruktur näher erläutert.
Und zwar ist das Diagramm so zu interpretieren, daß die auf der Achse G aufgetragene
kontinuierliche Grauwertskala in bestimmte Strukturstärken B der Rasterstruktur
umgesetzt wird, d. h. das Diagramm zeigt die Strukturstärke B als Funktion des Grauwerts
G der Halbtonvorlage. Sämtliche Grauwerte von 0 bis zum Wert a werden durch die
einkopierte Originalrasterstrukturbreite d wiedergegeben, die Werte von a bis b
durch die Breite e und die Werte von b bis c durch die Breite f. Geht man von einem
Halbtonnegativ des Bildmotivs mit kontinuierlichem Grauwertverlauf aus, so können
z. B. am Punkt a geringe statistische Schwankungen im Lichteinfall zu unregelmäßigen,
nicht kontrollierbaren Schwankungen zwischen den beiden Rasterbreiten e und d führen,
was die Qualität des optischen Eindrucks des aufgerasterten Bildmotivs beeinträchtigen
kann. Mit den Tonwertauszügen ist man nun in der Lage, die Grenzen, bis zu denen
die Grauwerte der Vorlage zu schwarz auf integriert werden, so einzustellen, daß
man sich genau unterhalb des Sprungbereichs von Rasterbreite d zu e befindet und
diese
Schwankungserscheinungen irrelevant werden.
-
Natürlich ist es bei diesen Verfahren auch möglich, jede beliebige
Einstellung der Grenzen zu wählen und damit die Grauwertwiedergabe durch eineçbestimmte
Strukturstärke bzw. Aufweitung der Rastergrundstruktur exakt zu steuern. Man kann
auch mit beliebig vielen, im Rahmen der technischen Möglichkeiten herstellbaren
Rasterstufen arbeiten und einen quasikontinuierlichen bis kontinuierlichen Verlauf
erreichen. Der besondere Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, daß man frei wählbare
unabhängige Parameter hat, die sich bei jedem Verfahrensschritt exakt und jederzeit
kontrollierbar aufeinander abstimmen lassen.
-
Bevor auf das dem "Einzelstufen-Tonwert-Verfahren" entsprechende "EDV-Einzelstufen-Verfahren"
näher eingegangen wird, seien zuerst noch weitere fototechnische Varianten des Einzelstufenverfahrens
kurz dargestellt. Anstatt, wie oben erläutert, die Belichtungsvorgänge mit den Paaren:
Strichrepro des Rasters - zugeordneter Tonwertauszug auf jeweils ein neues Strichmaterial
24 vorzunehmen, ist es auch möglich, sämtliche Belichtungsvorgänge auf dasselbe
Strichmaterial 24 durchzuführen, so daß das Zusammenkopieren der einzelnen aufgerasterten
Anteile umgangen wird.
-
Außerdem ist auch die Reihenfolge der Belichtungsvorgänge beliebig,
was für sämtliche fototechnischen Verfahren gilt.
-
Eine weitere fototechnische Variante ist das "Einzelstufen-Halbton-Verfahren",
das prinzipiell genauso wie das ~Einzelstufen-Tonwert-Verfahren" verläuft. Abweichend
von diesem werden jedoch vom aufzurasternden Bildmotiv keine Tonwertauszüge erstellt,
sondern es
wird anstelle der Tonwertauszüge 18, 19 bzw. 20, 22
(Fig. 1) mit dem Negativfilm 17 des Halbtonbildmotivs gearbeitet. Der aus diesem
Halbtonbildmotiv in die diesem jeweils zugeordnete Strukturstärke umzusetzende Grauwertbereich
wird beim Belichtungsvorgang mit den stufenweise aufgeweiteten Rasterstrukturen
9, 11 durch die Belichtungszeit festgelegt.
-
Dunkle Grauwerte des aufzurasternden Halbtonpositivs werden durch
kurze, helle Grauwerte durch längere Belichtungszeiten in die jedem Bereich zugeordnete,
aufgeweitete Rasterstruktur umgesetzt. Im obigem Beispiel wird also das Strichrepro
9 (Fig. 5a) der geringsten Strukturstärke zusammen mit dem Halbtonnegativ 17 des
aufzurasternden Bildmotivs in Kontaktanordnung auf ein unbelichtetes Strichmaterial
24 gelegt und so lange belichtet, bis die dunklen Grauwerte des Halbtonpositivs
durch die Rasterstrukturstärke des Strichrepros 9 wiedergegeben werden, wobei durch
die Belichtungsdauer die Grenze dieses Grauwertbereichs gezielt festgelegt werden
kann. Mit dem folgenden Strichrepro 11 (Fig. 5b) wachsender Strukturstärke und demselben
Halbtonnegativ 17 wird analog verfahren, nur daß die Belichtungszeit entsprechend
dem umzusetzenden Grauwertbereich vergrößert wird.
-
Fig. 11 zeigt die schematische Belichtungsanordnung beim ~1Einzelstufen-Halbton-Verfahren",
wobei in dem hier dargestellten Beispiel sämtliche Belichtungsvorgänge auf ein einziges
Strichmaterial erfolgen und die Belichtungszeiten in diesem Fall etwas anders gewählt
werden müssen als beim "Einzelstufen-Halbton-Verfahren", bei dem für jede aufgeweitete
Rasterstruktur ein neues Strichmaterial verwendet wird. Das Halbtonnegativ 17 des
aufzurasternden Bildmotivs mit seinen unterschiedlichen, die Bildinformation wieder-
gebenden
Grauwerten in der Fotoemulsionsschicht 43, wird in Kontakt mit einem als Negativfilm
11 vorliegenden Strichrepro der aufgeweiteten Rastergrundstruktur, das im Bereich
der Rasterstruktur 12 vollkommen lichtdurchlässig ist, auf ein Strichmaterial 24
gelegt und mit parallelem Licht 44 eine genau definierte Zeitspanne lang belichtet.
Dieser Belichtungsvorgang des Strichmaterials wird mit jeder aufgeweiteten Rasterstruktur
wiederholt. Im Bereich der Rasterfenster 12 wird je nach Lichteinfall das Strichmaterial
geschwärzt. In diesem Fall ist z. B. der Belichtungsvorgang mit der zweiten aufgeweiteten
Rasterstruktur aus Fig. 5b dargestellt. Im Bereich 39 fällt so viel Licht durch
das Rasterfenster 12,um eine vollständige Schwärzung zu bewirken, während im Bereich
40 die Lichtmenge gerade ausreicht, aufgrund der kumulativen Wirkung des Lichteinfalls
in der fotoempfindlichen Schicht des Strichmaterials den schon im ersten Belichtungsvorgang
mit der schmalsten Rasterstrukturstärke zwar belichteten, aber dort noch nicht vollständig
geschwärzten Bereich, die fast digitale Gradationsschwelle des Strichmaterials überschreiten
zu lassen und eine Schwärzung zu bewirken.
-
Dabei erstreckt sich die Schwärzung über den von beiden Rastern freigelassenen
Bereich, d. h. also hier nur über die Rasterweite des schmalsten Rasters; der vom
zweiten Raster darüberhinaus freigelassene Bereich wird hier noch nicht geschwärzt,
da die Gesamtlichtmenge dazu noch nicht ausgereicht hat. Würde man noch mit weiteres,
aufgeweiteten Rasterstrukturen arbeiten, so würde dieser Belichtungsvorgang mit
jeder aufgeweiteten Rasterstruktur analog durchgeführt, wobei die jeweiligen Belichtungszeiten
sich genau einstellen lassen, um die erwünschte Halbtonumsetzung des Bildmotivs
in schmaler oder breiter werdende Rasterstrukturen
zu erzielen.
-
Die Ilerstellung von Druckplatten und der Druck des Aufzeichnungsträgers
verläuft analog zum "Einzelstufen-Tonwert-Verfahren". Für das "EDV-Einzelstufen-Verfahren"
gilt prinzipiell der gleiche Verfahrensablauf wie in Fig. 1 dargestellt. Des besseren
Verständnisses wegen und zur Hervorhebung der möglichen Schnittstellen zwischen
fototechnischen und "technisierten" Verfahren wird der Ablauf dieses Verfahrens
in die Abschnitte 1. Erzeugung der Rastergrundstruktur 2. Erzeugung der aufgeweiteten
Rasterstrukturen 3. Erzeugung# der "Tonwertauszüge" 4. Aufrasterungsprozeß aufgeteilt.
Hinter jeden der Abschnitte 1. bis 4.
-
kann praktisch zum fototechnischen Verfahren ~übergewechselt" bzw.
vom fototechnischen Verfahren in das "technisierte" Verfahren gesprungen werden.
-
Die technischen Apparaturen für die "technisierten" Verfahren bestehen
aus einer EDV-Anlage mit einem grafikfähigen Terminal, einer mit der EDV-Anlage
verbundenen Scanning-Einrichtung und einem durch die EDV-Anlage gesteuerten Laserstrahlschreiber.
-
1. Abschnitt: Erzeugung der Rastergrundstruktur Die Rastergrundstruktur
kann mittels computergrafischer Techniken (~Light-Pen", etc.) oder durch spezielle
mathematische Programme erzeugt werden (z. B. wenn
eine Rasterstruktur
aus mathamatisch darstellbaren yjinienstrukturen oder anderen geometrischen Strukturen
wie Kreisen, Dreiecken etc. aufgebaut wird).
-
Diese Rasterstruktur wird separat gespeichert, so daß Form und Lage
jedes Rasterelements eindeutig bestimmt sind (z. B. indem jedem Punkt der Rastergrundstruktur
eine Information zugeordnet wird, die Auskunft darüber gibt, ob an diesem Punkt
Rasterstruktur vorliegt oder nicht).
-
An dieser Stelle ist bereits ein Übergang zum fototechnischen Verfahren
möglich, indem mit den über die Form der Rasterstruktur gespeicherten Informationen
der Laserstrahlschreiber gesteuert wird, der die Rastergrundstruktur auf ein Strichmaterial
belichtet.
-
Die Rastergrundstruktur kann aber auch auf fototechnischem oder grafischem
Weg erzeugt, dann über die mit der EDV-Anlage verbundene Scanning-Einrichtung nach
Lage und Form der Rasterelemente gescannt und die dabei gewonnenen Informationen
über die Rastergrundstruktur gespeichert ~werden.
-
2. Erzeugung der aufgeweiteten Rasterstrukturen: Die aufgeweiteten
Raster strukturen können über die EDV-Anlage aus der gespeicherten Rastergrundstruktur
erzeugt werden, indem für jede aufgeweitete Rasterstruktur ein "Aufweitungsfaktor"
definiert wird, die Rasterelemente um diesem Faktor aufgeweitet werden und die Form
jeder aufgeweiteten Rasterstruktur separat gespeichert wird (Schnittstelle zum fototechnischen
Verfahren durch Übertraqen der aufgeweiteten Rasterstrukturen auf Strichmaterial
mittels des EDV-gesteuerten Lasers). Natürlich können auch fotografisch oder grafisch
erstellte aufgeweitete
Rasterstrukturen gescannt und deren Forminformationen
separat gespeichert werden.
-
3. "Tonwertauszüge": Die "Tonwertauszüge" werden gleichfalls über
die Scanning-Einrichtung gewonnen, indem über die EDV Grauwertbereiche definiert
werden, das Halbtonmotiv für jeden dieser Grauwertbereiche gescannt wird und die
Anteile des Halbtonbildmotivs, welche einen Grauwert aus einem dieser Bereiche aufweisen,
für jeden Grauwertbereich separat gespeichert werden und gewissermaßen in Form "elektronischer
Tonwertauszüge vorliegen (Alternative: Scanning von fotografischen Tonwertauszügen
und separate Speicherung dieser Informationen). Der Vorteil der technisierten Variante
bei den "elektronischen Tonwertauszügen" liegt darin, daß problemlos und schnell
beliebige Grauwertbereiche definiert und ausgezogen werden können.
-
4. Aufrasterungsprozeß Der eigentliche Aufrasterungsprozeß geschieht
derart, daß über die EDV jedem oder nur ausgewählten Grauwertbereichen eine bestimmte,
aufgeweitete Rasterstruktur zugeordnet wird, der "elektronische Tonwertauszug",
welcher die betreffenden Grauwertanteile des Halbtonmotivs wiedergibt, der zugeordneten
aufgeweiteten Rasterstruktur derart überlagert wird, daß die gespeicherte Information
über Tonwertauszug und zugeordneter Rasterstruktur punktweise miteinander verglichen
wird und dann, wenn an einem Punkt Tonwertanteil und Rasteranteil vorliegen, eine
resultierende Information gebildet und gespeichert wird, die aussagt, daß an diesem
Punkt ein aufgerasterter Bildanteil vorliegt. Dieses Verfahren wird für jedes Paar:
Grauwertbereich - zugeordneter Tonwertauszug durchgeführt
und die
Informationen werden für jedes Paar separat gespeichert, so daß als Ergebnis die
einzelnen, durch die zugeordnete Rasterstruktur wiedergegebenen Grauwertbereiche
des Halbtonbildmotivs in aufgerasterter Form separat gespeichert vorliegen und z.
B. auch optisch auf dem Bildschirm dargestellt werden können.
-
Weiter können die einzelnen aufgerasterten, einen der ausgewählten
Grauwertbereiche des Halbtonbildmotivs wiedergebenden Anteile über den EDV-gesteuerten
Laser auf verschiedene oder ein einziges Strichmaterial oder auch direkt auf verschiedene
oder eine einzige Druckplatte übertragen werden. Es ist natürlich auch möglich,
die einzelnen aufgerasterten Anteile in der EDV zum vollständig aufgerasterten Bildmotiv
zu überlagern, das fertig aufgerasterte Bildmotiv optisch anzuzeigen, zusätzlich
die Rasterstruktur zu überlagern und über den EDV-gesteuerten Laser beliebige Überlagerungen
der einzelnen, aufgerasterten Anteile auf eine oder mehrere Druckplatten (oder auch
Strichmaterialien) zu übertragen.
-
Die Variationsmöglichkeiten sind bei diesem Verfahren praktisch unbegrenzt,
da aufgrund der Schnelligkeit der EDV Rasterstrukturen, Grauwertbereiche, Aufweitungen,
Überlagerungen von aufgerasterten Anteilen an fast jeder Stelle des Verfahrens geändert
und die Ergebisse direkt angezeigt werden können, so daß man die Auswirkung geringer
Veränderungen von beliebigen Paramet~rn auf das Endergebnis des Aufrasterungsprozesses
sofort beobachten kann.
-
Ein Beispiel, welches die Gestaltungsmöglichkeiten besser herausstellt
als die nur schematischen Skizzen in Fig. 2 bis Fig. 9, ist in den Fig. 13 bis 16
dar-
gestellt. Der besseren Anschaulichkeit halber wird hier mit
Positiven gearbeitet, was natürlich dem Arbeiten mit Negativen äquivalent ist.
-
Fig. 12 zeigt eine Muschel 45 als aufzurasterndes Halntonbildmotiv,
wobei die folgenden Verfahrensschritte anhand des eingezeichneten Ausschnittfensters
46 näher erläutert werden.
-
Als Raster wird der in Fig. 13 dargestellte Schriftuntergrund (hier
etwas vergrößert dargestellt) benutzt, wobei der Streifen 47 die Grundrasterstruktur
bzw. Originalrasterstruktur zeigt und die folgenden Streifen 48, 49, 50, 51 jeweils
stufenweise um eine bestimmte Stärke aufgeweitet sind.
-
Fig. 14 zeigt vier Tonwertauszüge (52, 53, 54, 55) des Halbtonbildmotivs
(Ausschnittfenster 46 aus Fig. 12) mit wachsender Strukturstärke.
-
Der Tonwertauszug mit der größten Strukturstärke 52 aus Fig. 14 wird
in Kontakt mit der aufgeweiteten Rasterstruktur 48 der schmalsten Strukturstärke
(Fig. 13) auf ein Strichmaterial gelegt und solange belichtet, bis das Strichmaterial
im nicht von den Buchstaben oder dem Bildmotiv abgedeckten Bereich vollständig geschwärzt
ist.
-
Das Ergebnis dieses Belichtungsvorgangs ist als Positiv 56 in Fig.
15 dargestellt. Mit den weiteren Tonwertauszügen 53, 54, 55 aus Fig. 14, und zwar
mit abnehmender Strukturstärke, und den Rasterpositiven 49, 50, 51 aus Fig. 13 mit
jeweils wachsender Strukturstärke und einem neuen Strichmaterial wird dann ebenso
verfahren.
-
Die so gewonnenen aufgerasterten Tonwertauszüge 56, 57, 58, 59 sind,
in Fig. 15 dargestellt, wobei jeder aufgerasterte Tonwertauszug die Anteile des
Halbtonbildmotivs, welche Grauwerte aus dem, durch den Tonwertauszug bestimmten
Grauwertbereich aufweisen, lokal durch die dem betreffenden Tonwertauszug zugeordnete
Rasterstrukturstärke wiedergibt. Diese Positive werden zusammenkopiert und anschließend
wird zusätzlich die Grundrasterstruktur 47 auf Fig. 13 einkopiert.
-
Fig. 16 zeigt das so gewonnene Bildmotiv, das als Druckvorlage oder
für andere Zwecke verwendbar ist.
-
Ein weiteres Anwendungsbeispiel des Einzelstufenverfahrens zeigen
die Fig. 17 und 18. Als Rastergrundstruktur dient das in Fig. 17 dargestellte verschlungene
Linienmuster 61. Führt man mit diesem Raster die oben beschriebenen Verfahrensschritte
durch, erhält man das in Fig. 18 dargestellte aufgerasterte Bildmotiv. Die Bildinformation
der Muschel 62 wird hier durch sich verdickende oder verjüngende Linien der Rasterstruktur
erzeugt, die jeweils die entsprechenden Grauwertbereiche der Vorlage wiedergeben.
-
Das bei diesem Beispiel verwendete Linienmuster aus sich verschlingenden
und mehrfach kreuzender Linien (ein Beispiel für ein einfaches Guillochenmuster)
bringt die besonderen Vorteile dieses Verfahrens für den Banknoten- und Wertpapierdruck
erst richtig zur Geltung, da sich in diesem Fall die Wiedergabe einer Bildinformation
durch Verdickungen oder Verdünnungen der Linienstruktur so steuern läßt, das es
sich in den dunkelsten Bereichen und in den engsten Maschen zu keinerlei Verklecksungen
oder Zusammen-
schlüssen der Linien kommt, so daß die Linien des
Guillochenmusters in allen Teilen des Bildmotivs ununterbrochen verfolgbar sind.
-
In Fig. 19a bis c sind einige mögliche Maschenformen dargestellt,
die bei Sicherheitslinienmustern mit Verschlingungen und Mehrfachkreuzungen der
Linien auftreten können.
-
Fig. 19a zeigt eine Masche 63, die von einer einzelnen Linie gebildet
wird, während Fig. 19b eine aus zwei Linien gebildete Masche 64 und Fig. 19c eine
aus vier Linie gebildete Masche 65 zeigt. Die Linienbreite b und Maschenweite a
sind so aufeinander abgestimmt, daß die Linienbreite b immer weniger als die Hälfte
der Maschenweite a beträgt und damit Verklecksungen oder zusammenschließende Linien
in jedem Fall vermieden werden.
-
In Fig. 20 ist ein schematischer Verfahrensablaufplan für das fototechnische
"Kontaktraster-Halbton-Verfahren" abgebildet, wobei auf dieselben schematischen
Figuren (Fig. 1 bis 6, Fig. 9) verwiesen wird wie beim "Einzelstufen-Halbton-Verfahren".
-
Der linke Zweig des Ablaufplans (Fig. 20) zeigt den Herstellungsweg
des Kontaktrasters.Von dem Positiv 1 der Grundrasterstruktur (Fig. 1) wird ein Negativ
3 (Fig. 3) hergestellt. Von diesem werden, wie schon beim Einzelstufenverfahren,
durch gezieltes Uberstrahlen Strichrepros 5, 7 stufenweise (in diesem Fall zwei
Stufen) aufgeweitete Rasterstrukturen als Positivfilm hergestellt Die Anfertisung
des Kontaktrasters geschieht derart, daß das Strichrepro 5 mit der schmalsten Strukturstärke
6 auf ein geeignetes, unbelichtetes Halbtonmaterial gelegt und eine bestimmte
Zeitspanne
lang belichtet wird. Diese Belichtungsanordnung ist in Fig. 21 noch einmal dargestellt.
Das Strichrepro 5 (Fig. 4a) mit der in der Fotoemulsionsschicht 67 fixierten geringsten
Rasterstrukturstärke 6 wird in direktem Kontakt auf ein Halbtonmaterial 68 mit seiner
unbelichteten Fotoemulsionsschicht 70 gelegt und mit parallelem Licht 72 eine genau
definierte Zeitspanne lang belichtet. Während des Belichtungsvorgangs bleibt die
von der Rasterstruktur 6 bedeckte Fläche 69 von der Belichtung ausgespart und es
wird nur die restliche Fläche belichtet, die damit einen bestimmten, durch die Belichtungszeit
genau einstellbaren Grauwert bzw. Schwärzung erhält.
-
Als nächstes wird der analoge Belichtungsvorgang mit dem zweiten Strichrepro
7 (Fig. 20), welches die nächsthöhere Strukturstärke 8 (Fig. 4b) aufweist und demselben,
bereits belichteten Halbtonmaterial 68 (Fig. 21) durchgeführt, wobei auf die paßgenaue
Positionierung von Rasterpositiv 5 und Halbtonmaterial 68 zu achten ist. Dabei erhöht
sich die Schwärzung bzw. der Grauwert in der Fotoemulsionsschicht 70 des Halbtonmaterials
68 in dem durch die zweite, stärker aufgeweitete Rasterstruktur 6 (auch Fig. 4b)
nicht abgedeckten Bereich, so daß insgesamt mit der ersten Belichtung eine zweite
Grau- bzw. Schwärzungsstufe entsteht.
-
In Fig. 22 ist der stufenförmige Grauwert bzw. Schwärzungsverlauf
eines Kontaktrasters dargestellt, wie man ihm mit drei Stufen.', d. h. drei aufgeweiteten
Rasterstrukturen erhalten würde (in dieser Darstellung wurde als erste Stufe das
Positiv der Grundrasterstruktur aus Fig. 2 verwendet). Die Stufenbreite, d. h. Breite
der Schwärzungs- bzw. Grauwertstufen ist jeweils durch die Strukturstärke, d. h.
hier Breite,
der aJerwoildeten aufyeweiteten Rasterstruktur bestimmt
und die Stufenhöhe, d. h. der Sprung im Grauwert- bzw.
-
Schwärzungsverlauf, durch die jeweilige, beliebig wählbare und genau
einstellbare Belichtungszeit.
-
Mit einem derartig hergestellten Kontaktraster 73 (Fig. 20) wird dann
das aufzurasternde Halbtonbildmotiv 13 (Fig. 20), von dem erst noch ein Negativfilm
17 erstellt wurde, in klassicher Weise aufgerastert, indem Negativfilm 17 des Bildmotivs
und Kontaktraster 73 in Kontaktanordnung auf ein unbelichtetes Strichmaterial 24
gelegt und solange belichtet werden, bis die verschiedenen Grauwerte des Halbtonbildmotivs
lokal durch die unterschiedlichen, diesem Grauwert zugeordneten Strukturstärken
der aufgeweiteten Rasterstrukturen wiedergegeben werden.
-
Welcher Grauwertbereich der Halbtonvorlage durch welche Strukturstärke
wiedergegeben wird, hängt von der Stufenzahl und Stufenhöhe im Kontaktraster und
der Belichtungszeit beim Aufrasterungsprozeß ab und läßt sich gezielt steuern. Das
derartig gewonnene aufgerastert Bildmotiv kann dann zur Herstellung von Druckplatten
25 und zum Druck von Aufzeichnungsträgern 26 verwendet werden.
-
Vorteilhaft bei diesem Herstellungsverfahren ist, daß sich jede beliebig
komplizierte Struktur mit einfachen, fototechnischen Methoden in ein Kontaktraster
umsetzen läßt,. Die Halbtonwiedergabe eines mit einem, solchen Kontaktraster aufgerasterten
Bildmotivs durch die den jeweiligen Halbton wiedergebenden, sich verdickenden oder
verjüngenden Strukturelemente der Rastergrundstruktur läßt sich genau einstellen,
d. h. die Anzahl der Stufen läßt sich beliebig - im Rahmen der tech-
nischen
Möglichkeiten - erhöhen, so daß man, falls erwünscht,einen quasikontinuierlichen
bis kontinuierlichen Grauwert bzw. Schwärzungsverlauf erhalten kann.
-
Außerdem läßt sich die Halbtonwiedergabe durch die genaue Einstellung
der Stufenhöhen beliebig verschieben, so daß sich bestimmte Graustufen der Vorlage
bei der Aufrasterung in das gewünschte Verhältnis bringen lassen.
-
Ein technisches Hilfsmittel sowohl für die Einzelstufen-Verfahren
sowie für das Kontaktrasterverfahren bietet beim Arbeiten mit sehr fein strukturierten
Bildmotiven und Rastern die Vergrößerungstechnik.
-
Bei der Aufrasterung eines Bildmotivs tritt die Bildinformation umso
deutlicher und genauer hervor, je enger und feiner die Struktur des Rasters ist.
Je mehr Stufen man verwendet, desto besser und genauer werden die Halbtöne des Bildmotivs
wiedergegeben.
-
Zu diesem Zweck ist es vorteilhaft, bei feinstrukturierten Rastern
und beim Arbeiten mit einer großen Stufenzahl, d. h. mehreren aufgeweiteten Rasterstrukturen,vergrößerte
Rasterpositive bzw. Negative zu verwenden, da sich von einem Raster wie in Fig.
17 ohne größere Probleme z. B. 50 Rasternegative bzw. -positive wachsender Strukturstärke
herstellen lassen, wenn man mit zehn-, fünfzehnfacher oder noch stärkerer Vergrößerung
arbeitet. Vergrößert man das aufzurasternde Halbtonbildmotiv, z. B. die Muschel
auf Fig. 12 ebenfalls entsprechend und stellt davon50 Tonwertauszüge wachsender
Strukturstärke her (d. h. Tonwertauszüge, die 50 unterschiedliche Grauwertbereiche
der Halbtonvorlage wiedergeben), erhält man mit denselben Verfahrensschritten wie
in den obigen Verfahren geschildert eine vergrößerte gerasterte Druck-
vorlage,
die anschließend wieder auf das gewünschte Maß verkleinert wird.
-
Benutzt man andererseits sehr wenig Stufen und sollen die Übergänge
in den Rasterstrukturen zwischen zwei Stufen abgeschwächt bzw. etwas weicher gestaltet
werden, arbeitet man vorzugsweise mit stark verkleinerten Bildmotiven und Rasterstrukturen.
Die so entstehende Druckvorlage wird am Ende des Verfahrens wieder auf das gewünschte
Maß vergrößert und zeigt dann in den Übergangsbereichen zwischen den verschiedenen
Strukturstärken des Rasters bzw. Rasterbreiten einen kontinuierlichen Verlauf. Dieser
Effekt läßt sich, wie schon oben erwähnt, durch den Gradationsverlauf des verwendeten
Strichmaterials erklären.
-
Ein anderes Verfahren zur Erzielung einer besseren optischen Aufbereitung
der gerasterten Druckvorlage für den Druck besteht darin, das schon aufgerasterte
Bildmotiv vor dem Einkopieren der Rastergrundstruktur bzw. Originalrasterstruktur
in einer Reprokamera etwas unscharf auf Strichmaterial zu reproduzieren und erst
im Anschluß daran die Grundrasterstruktur einzukopieren.
-
Die etwas unscharfe Reproduktion hat ebenfalls den Effekt, die Rasterstufungen
im aufgerasterten Bildmotiv weicher zu zeichnen. Dieses Verfahren ist auch anwendbar
bei Verwendung eines Kontaktrasters, wenn die schmalste Stufe im Kontaktraster ausgelassen
ist.
-
Abschließend zum fototechnischen "Kontaktraster-Halbton-Verfahren"
sei noch erwähnt, daß sich mit diesem Verfahren neue Wege für die Herstellung klassischer
Kontaktraster wie Punkt-, Linien- oder Kreuzraster eröffnen ohne auf die Glasgravurrasterherstellung
angewiesen zu sein. So lassen sich etwa gebräuchliche
Linienraster
oder andere Rasterstrukturen in großer Zahl und hoher Qualität herStellen, wenn
man ein Mehrstufenkontaktraster, d. h. ein mit mehreren aufgeweiteten Rasterstrukturen
herstelltes Kontaktraster, in vergrößertem Maßstab mit einer sehr großen Stufenzahl
herstellt, dieses Kontaktraster etwas unscharf reproduziert, anschließend auf das
geforderte Ausmaß verkleinert und von diesem Original die gewünschte Anzahl Duplikate
herstellt. Damit hat man also die Möglichkeit, über das Kontaktrasterverfahren eine
beliebig hohe Stückzahl von identischen Rastern, welche einen quasikontinuierlichen
bis kontinuierlichen Grauwert- bzw. Schwärzungsverlauf aufweisen und in diesem genau
einstellbar sind, auf wirtschaftliche Art ohne Umweg über die Herstellung von Glasgravurraster
anzufertigen. Mit diesem Verfahren kann man nicht nur den Gradationsverlauf eines
klassischen Kontaktrasters (siehe Fig. 23) stufenförmig beliebig genau approwimieren
und mit den oben erwähnten technischen Hilfsmitteln fast kontinuierlich gestalten,
es läßt sich sogar jeder beliebige Grauwert bzw. Schwärzungsverlauf im Kontaktraster
erzielen, so z. B. der in Fig. 24 dargestellte, mit dem sich ein Halbtonbildmotiv
in ein Rasterbild mit stark betonten Hell-Dunkel-Kontrast umsetzen läßt.
-
Im folgenden werden noch kurz zwei "technisierte" Varianten des Kontaktrasterverfahrens
skizziert.
-
Nachdem man wie bei den oben dargestellten "technisierten" Einzelstufenverfahren
eine Grundrasterstruktur und aufgeweitete Rasterstrukturen mittels Computergrafik
oder mit Hilfe der Scanningeinrichtung erstellt hat - wobei die Informationen über
Lage und Form der Rasterelemente für jede aufgeweitete Rasterstruktur
separat
gespzeichert sind - wird jeder aufgeweiteten Rasterstruktur ein Grauwert zugeordnet,
der der gespeiclierten Lage- und Forminformation der entsprechenden, aufgeweiteten
Rasterstruktur zugefügt wird Überlagert man diese Informationen, d. h. addiert die
zugeordneten Grauwerte punktweise für jede aufgeweitete Rasterstruktur und speichert
diese resultierende Information ab, so erhält man damit ein "elektronisches Kontaktraster",
d. h. eine Rasterstruktur, deren Form punktweise gespeichert ist, wobei jedem Punkt
ein Grau- bzw. Schwärzungswert zugeordnet ist. Mit dieser Information kann z. B.
-
der Laserstrahlschreiber gesteuert werden, der dieses "elektronische
Kontaktraster" auf ein unbelichtetes Halbtonmaterial belichtet bzw. übertragt, so
daß man ein klassisches fotografisches Kontaktraster erhält.
-
Es ist aber auch eine direkte "elektronische" Aufrasterung möglich,
indem die Halbtonvorlage gescannt, deren Grauwerte punktweise gespeichert und mit
dem gespeicherten "elektronischen" Kontaktraster derart überlagert werden, daß die
Grauwerte des elektronischen Kontaktrasters und der Halbtonvorlage addiert werden
und bei Überschreiten einer definierten, empirisch zu ermittelnden Schwelle für
jeden Punkt eine resultierende Information abgespeichert wird. Diese resultierenden
Informationen (sie sind die "Forminformation" des aufgerasterten Bildmotivs) geben
dann das aufgerasterte Bildmotiv durch unterschiedliche Strukturstärken der Rastergrundstruktur
wieder, welches auf dem Bildschirm angezeigt ~und/oder mittels des Laserstrahlschreibers
direkt auf Druckplatten oder erst auf ein unbelichtetes Strichmaterial übertragen
werden kann.
-
Eine etwas abgewandelte Varaiante zur Erzeugung eines elektronischen
Kontaktrasters" besteht darin, wie oben eine Rastergrundstruktur zu erzeugen, deren
Form gespeichert wird. Aus dieser Rastergrundstruktur greift man ein charakteristisches
Rasterelement heraus und definiert für dieses Rasterelement einen Grauwert bzw.
-
Schwärzungsverlauf (z. B. per Computergrafik, indem für verschiedene
Querschnitte des charakteristischen Rasterelements ein Schwärzungs- bzw. Grauwertverlauf
definiert wird; den man auch perspektivisch auf dem Bildschirm darstellen kann,
so daß sich ein räumliches Bild des Schwärzungs- bzw. Grauwertverlaufs in einem
Rasterelement ergibt). Diese für ein Rasterelement erzeugte Information wird auf
die gesamte Rastergrundstruktur übertragen, so daß man ebenfalls ein "elektronisches
Kontaktraster" erhält, mit dem man wie schon oben dargestellt weiterarbeitet, indem
entweder elektronisch aufgerastert oder ein fotogrfisches Kontaktraster erstellt
wird.
-
Abschließend seien noch einmal die wesentlichen Vorteile des erfinderischen
Verfahrens aufgeführt. Allen Varianten gemeinsam ist, daß sich beliebige Strukturen
als Raster verwenden lassen und daß die Umsetzung von Grauwert der Vorlage in eine
bestimmte Strukturstärke einer Rastergrundstruktur in allen Einzelheiten gezielt
steuerbar ist. Ein Vorteil der Einzelstufenverfahren ist, falls erwünscht, eine
gewisse "Exklusivität" und Einmaligkeit der Rasterstrukturen und der Aufrasterung,
da sich ein derartig aufgerastertes Bildmotiv ohne genaue Kenntnis des Herstellungsrezepts
(d; h. Aufweitungsgrad der Rastergrundstruktur, genauer Verlauf der Rastergrundstruktur,
Zuordnung von aufgeweiteter Raster struktur zu Grauwertbereich der aufzurasternden
Halbtonvorlage etc.) nicht reprodu-
zieren läßt. Neue Möglichkeiten
ergeben sich auch für den Banknoten- und Wertpapierdruck, da sich hier erstmals
ein Bildmotiv durch ein beliebig kompliziertes Sicherheitslinienmuster wiedergeben
läßt. So ist es beispielsweise bei Verwendung zentrischer Guillochen möglich, die
Bildinformation auch mehrfarbig durch den zentralen Bereich des Sicherheitslinienmusters
wiederzugeben und in einfache Guillochenlinien ohne Bildinformation auslaufen zu
lassen. Der Linienverlauf der Guillochen wäre dabei ununterbrochen auch durch das
Bildmotiv zu verfolgen. Durch diese Integration einer Bildinformation in das Sicherheitslinienmuster
werden Fälschungs- und Nachahmungsversuche erheblich erschwert.
-
Eine spezielle drucktechnische und sicherheitstechnisch hochinteressante
Möglichkeit, die sich aus den obigen Verfahren für den Druck von Aufzeichnungsträgern,
insbesondere Wertpapieren ergibt, besteht darin, die unterschiedlichen, aufgerasterten
Grauwertbereiche des Halbtonbildmotivs auf zwei verschiedene Druckplatten zu übertragen
(z. B. auch durch direktes Gravieren der Druckplatten mittels des EDV-gesteuerten
Laserstrahlschreibers oder durch die oben geschilderten Techniken), wobei eine Druckplatte
für den Druck der Vorderseite und die andere Druckplatt:- für den Druck der Rückseite
des Aufzeichnungsträgers verwendet wird. Ein Teil der Bildinformation (eine Überlagerung
von ausgewählten aufgerasterten Grauwertbereichen) befindet sich dann auf der Vorderseite,
der andere Teil der Bildinformation (die restlichen überlagerten und aufgerasterten
Grauwertbereiche) auf der Rückseite des Aufzeichnungsträgers, so daß im Durchlicht
die volle aufgerasterte Bildinformation sichtbar wird. Dazu muß natürlich der für
die Rückseite bestimmte aufgerasterte
Bildanteil in seitenverkehrter
Form auf die Druckplatte übertragen und beim Druck des Aufzeichnungsträgers auf
passergenauen Druck geachtet werden.
-
Ein besonderer Vorteil der fototechnischen Verfahren ist es, daß sie
sich mit relativ einfachen technischen Möglichkeiten realisieren lassen und trotzdem
Ergebnisse liefern, die mit der klassischen Rastertechnik undenkbar sind.
-
Abgesehen von dem großen apparativen Aufwand bei dem "technisierten"
Verfahren sind diese besonders dazu geeignet, neuartige Rasterformen mit beliebigem
Grauwert- bzw. Schwärzungsverlauf zu erproben, wobei sämtliche Parameter sofort
änderbar und die Auswirkungen dieser Veränderung praktisch gleichzeitig optisch
darstellbar sind, so daß sich damit auch exklusive Rasterwünsche erfüllen lassen,
sowohl was die Herstellung von Kontaktrastern wie auch was die direkte elektronische
Aufrasterung, das Herstellen von Druckplatten oder Druckvorlagen betrifft.
-
L eerseite