DE4441337A1

DE4441337A1 - Application of pattern onto steel plate by laser process

Info

Publication number: DE4441337A1
Application number: DE4441337A
Authority: DE
Inventors: Thomas Elm; Rudolf Lasch
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-11-08
Filing date: 1994-11-08
Publication date: 1996-05-09

Abstract

In a procedure for applying a pattern onto a high-quality steel plate (23) using a laser source (30), a picture region (24) of the plate is divided into raster elements and to each element a corresponding raster element of an original photographic copy is assigned. The laser source irradiates the plate and generates engraved units inside the elements by removing material to form recesses. The brightness density of a raster element is determined by the arrangement of the engraved units inside the raster element. The bandwidth of the brightness density of the original copy is matched to the realisable bandwidth of the brightness density on the plate using a linear graduation curve.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbringen eines Musters auf eine Platte, insbesondere eine Edelstahlplatte, durch Bestrahlung mit einer LASER-Quelle gemäß dem Ober begriff des Anspruchs 1. The invention relates to a method for applying a Patterns on a plate, especially a stainless steel plate, by irradiation with a LASER source according to the Ober Concept of claim 1.

In BRUNNER W., JUNGE K. Lasertechnik, 4. Aufl., Hüthig-Verlag wird ein Verfahren zum Beschriften von Festkörperoberflächen beschrieben, bei dem der Werkstoff an der Oberfläche durch eine LASER-Quelle verdampft oder geschmolzen wird. Durch die damit verbundene Materialabtragung entstehen an der Oberfläche Gravurelemente in Form von Vertiefungen, deren Flanken bei einer Beleuchtung Schatten auf den Boden der Vertiefung werfen.In BRUNNER W., JUNGE K. Lasertechnik, 4th edition, Hüthig-Verlag is a method for labeling solid surfaces described in which the material on the surface by a LASER source is vaporized or melted. Through the associated material removal occurs at the Surface engraving elements in the form of depressions, the Flanks with lighting shadows on the floor of the Throw deepening.

Die Gravurelemente weisen also einen anderen Helligkeitswert auf, als die nicht mit Gravurelementen bedeckte Fläche. Durch eine Anordnung der Gravurelemente in einem Punktraster lassen sich auf diese Weise nahezu beliebige Muster auf Oberflächen von Festkörpern aufbringen.The engraving elements therefore have a different brightness value than the area not covered with engraving elements. By leave an arrangement of the engraving elements in a grid of dots almost any pattern on surfaces of solids.

Dieses Verfahren hat jedoch verschiedene Nachteile.However, this method has several disadvantages.

Ein Nachteil des bekannten Verfahrens ist darin zu sehen, daß das auf der Oberfläche wahrnehmbare Bild von der Art der Beleuchtung abhängt.A disadvantage of the known method is that the image of the kind of Lighting depends.

Bei einer Beleuchtung der bemusterten Oberfläche durch diffuses Licht treten in den Vertiefungen der Gravurelemente keine Schlagschatten auf, d. h. der Kontrast zwischen der normalen Oberfläche und der Oberfläche im Bereich der Ver tiefung ist relativ gering.When the patterned surface is illuminated diffuse light occurs in the recesses of the engraving elements no drop shadows, d. H. the contrast between the normal surface and the surface in the area of ver deepening is relatively small.

Erfolgt die Beleuchtung dagegen aus einer Vorzugsrichtung in einem geringen Winkel zur Oberfläche, so werfen die Flanken der Vertiefungen relativ harte Schlagschatten auf den Boden der Vertiefung, so daß der Kontrast zwischen der normalen Oberfläche und der Oberfläche im Bereich eines Gravurelements relativ hoch ist.However, if the lighting is from a preferred direction in the flanks throw at a small angle to the surface the depressions have relatively hard drop shadows on the floor the depression so that the contrast between the normal Surface and the surface in the area of an engraving element is relatively high.

Darüberhinaus ist bei einer schräg einfallenden Beleuchtung der Schatten eines Gravurelements gegenüber dem Mittelpunkt des Gravurelements etwas verschoben, so daß das wahrnehmbare Bild etwas versetzt erscheint. In addition, there is an obliquely incident lighting the shadow of an engraving element opposite the center of the engraving element shifted slightly so that the perceptible Image appears slightly offset.

Bei einer Bildung eines Musters durch eine Punktrasterung lassen sich - wie allgemein bekannt - unterschiedliche Helligkeitswerte dadurch erreichen, daß das Verhältnis der durch Punkte bedeckten Fläche zu der nicht durch Punkte bedeckten Fläche variiert wird.When a pattern is formed using a grid of points can be - as is generally known - different Achieve brightness values in that the ratio of the area covered by points to the area not covered by points covered area is varied.

Bei dem bekannten Verfahren entspricht dies einer Variation der Verteilungsdichte und der Größe der Gravurelemente.In the known method, this corresponds to a variation the distribution density and the size of the engraving elements.

Der Helligkeitswert einer aus Gravurelementen bestehenden Punktrasterung ist jedoch nicht nur von der Verteilungsdichte und der Größe der Gravurelemente abhängig, sondern auch von der Tiefe und der Form der Gravurelemente.The brightness value of an engraving element Dot screening, however, is not just about the distribution density and the size of the engraving elements, but also on the depth and shape of the engraving elements.

So nimmt beispielsweise der Helligkeitswert einer Punkt rasterung mit Gravurelementen mit zunehmender Verteilungs dichte der Gravurelemente zunächst ab, da vermehrt Schatten auftreten. Wird die Verteilungsdichte jedoch so weit gesteigert, daß sich die Gravurelemente überlappen, so steigt der Helligkeitswert wieder an. Dies liegt daran, daß die Schatten von den Flanken der Vertiefungen geworfen werden und bei sich überlappenden Gravurelementen im Überlappungsbereich keine Flanken mehr vorhanden sind.For example, the brightness value of a point screening with engraving elements with increasing distribution seal the engraving elements first, because there is more shadow occur. However, the distribution density becomes so wide increased that the engraving elements overlap, so increases the brightness value on again. This is because the Shadows are cast from the flanks of the wells and with overlapping engraving elements in the overlap area there are no more edges.

Darüberhinaus weisen die Gravurelemente durch die Schatten bildung nur eine Grautönung und keine wirkliche Schwärzung auf, wie es beispielsweise bei Zeitungsdruckverfahren der Fall ist.In addition, the engraving elements point through the shadows education just a shade of gray and no real blackening on how, for example, in newspaper printing processes Case is.

Die Helligkeitswerte eines mit dem bekannten Verfahren auf gebrachten Musters weichen deshalb in der Regel von den entsprechenden Helligkeitswerten der Vorlage ab.The brightness values are based on a known method Therefore, the patterns brought up generally deviate from the corresponding brightness values of the template.

Es ist deshalb insbesondere die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zu schaffen, mit dem eine Vorlage, insbesondere eine fotografische Vorlage, mittels einer LASER-Quelle als Muster auf die Oberfläche einer Platte aufgebracht werden kann, wobei die Bildeigenschaften des Musters und der Vorlage möglichst genau übereinstimmen. Darüberhinaus soll es das erfindungsgemäße Verfahren ermöglichen, die Auswirkungen einer bevorzugten Beleuchtungsrichtung auf die Schatten bildung und damit auch auf die Bildeigenschaften des auf zubringenden Musters zu berücksichtigen.It is therefore the object of the invention, in particular To create procedures using a template, in particular a photographic template, using a LASER source as Patterns are applied to the surface of a plate can, the image properties of the pattern and the template match as closely as possible. In addition, it should The inventive method enable the effects a preferred direction of illumination on the shadows education and thus also on the image properties of the pattern to be taken into account.

Die Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Maßnahmen gelöst.The task is carried out in the characterizing part of the Claim 1 specified measures solved.

Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, daß auf eine Platte durch Bestrahlung mit einer LASER-Quelle Gravur elemente in Form von Vertiefungen aufgebracht werden, deren Form und/oder Verteilungsdichte und/oder Tiefe so vorgegeben wird, daß ein auf diese Weise aufgebrachtes Muster im wesentlichen die gleichen Kontrastwerte aufweist wie eine Vorlage.The invention includes the technical teaching that a Engraving plate by irradiation with a LASER source elements are applied in the form of depressions, the Shape and / or distribution density and / or depth so specified is that a pattern applied in this way in has essentially the same contrast values as one Template.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß die Bandbreite des Helligkeitswerts der Vorlage in der Regel von der auf der Platte erreichbaren Bandbreite des Helligkeitswerts abweicht.The invention is based on the knowledge that the bandwidth the brightness value of the template usually from that on the Achievable range of the brightness value deviates.

So weist beispielsweise eine fotografische Vorlage eine relativ große Bandbreite des Helligkeitswerts auf, da sowohl schwarze als auch weiße Flächen hier relativ gut darstellbar sind. Die auf einer Metallplatte durch Aufbringen von Gravurelementen erreichbare Bandbreite des Helligkeitswerts ist jedoch in der Regel wesentlich geringer, da die Gravurelemente als Helligkeitswert keine ideale Schwarz tönung, sondern nur eine Grautönung liefern können.For example, a photographic template has one relatively large bandwidth of the brightness value because both black and white areas can be represented relatively well here are. The on a metal plate by applying Engraving elements achievable range of the brightness value is, however, usually much lower because the Engraving elements as brightness values not an ideal black tint, but can only provide a gray tint.

Es wird deshalb die Bandbreite des Helligkeitswerts der Vorlage an die Bandbreite des auf der Platte erreichbaren Helligkeitswerts durch eine Graduationskurve angepaßt. Hierzu ordnet die Graduationskurve jedem in der Vorlage auftretenden Helligkeitswert genau einen auf die Platte auf zubringenden Helligkeitswert zu. Therefore the bandwidth of the brightness value of the Submission to the range of what can be achieved on the plate Brightness value adjusted by a graduation curve. For this arranges the graduation curve for everyone appearing in the template Brightness value exactly one to be put on the plate Brightness value too.

Das erfindungsgemäße Verfahren sieht eine in Rasterelemente aufgeteilte Vorlage vor, wobei für jedes Rasterelement jeweils der Helligkeitswert bestimmt wird.The method according to the invention sees one in raster elements divided template, with each grid element the brightness value is determined in each case.

Die Oberfläche der Platte wird in einem Bildbereich, in dem das Muster aufgebracht werden soll, ebenfalls in Raster elemente aufgeteilt, wobei jedem Rasterelement des Bild bereichs jeweils ein Rasterelement der Vorlage eindeutig zugeordnet wird.The surface of the plate is in an image area in which the pattern is to be applied, also in a grid elements divided, each grid element of the image area a grid element of the template clearly is assigned.

Durch eine LASER-Quelle werden nun in dem Bildbereich der Platte Gravurelemente aufgebracht. Durch die Bestrahlung der LASER-Quelle wird Material von der Platte abgetragen, so daß kraterförmige Vertiefungen mit mehr oder weniger steilen Flanken entstehen. Die Flanken dieser Vertiefungen werfen Schatten auf deren Boden und auf jeweils gegenüberliegende Flanken. Der Helligkeitswert der Platte ist deshalb am Ort eines Gravurelements geringer als auf der nicht mit Gravurelementen bedeckten Oberfläche.Using a LASER source, the Plate engraved elements applied. By irradiating the LASER source material is removed from the plate so that crater-shaped depressions with more or less steep Flanks arise. Throw the flanks of these depressions Shadows on the floor and on opposite Flanks. The brightness value of the plate is therefore in place of an engraving element less than that on the not Engraving elements covered surface.

Das Muster wird dadurch aufgebracht, daß die Verteilungs dichte und/oder die Tiefe und/oder die Form der Vertiefungen innerhalb des Bildbereichs von Rasterelement zu Rasterelement variiert wird. Der Helligkeitswert der einzelnen Raster elemente wird also jeweils durch die Anordnung der Gravurelemente innerhalb der Rasterelemente bestimmt. Der Helligkeitswert ist dabei innerhalb eines Rasterelements jeweils konstant.The pattern is applied in that the distribution density and / or depth and / or shape of the depressions within the image area from raster element to raster element is varied. The brightness value of each grid elements is therefore in each case by the arrangement of the Engraving elements determined within the grid elements. Of the The brightness value is within a grid element always constant.

Die Erfindung löst nun zwei Teilaufgaben.The invention now solves two subtasks.

Zum einen wird die Bandbreite des Helligkeitswerts der Vorlage an die auf der Platte erreichbare Bandbreite des Helligkeitsgrads angepaßt. Es wird deshalb für jedes Rasterelement der Vorlage der Helligkeitswert durch eine Graduationskurve in den Helligkeitswert des entsprechenden Rasterelements auf der Platte umgerechnet. Die Graduations kurve ist im wesentlichen linear. Hierdurch wird eine gleichmäßige Übertragung der Vorlage auf die Platte ohne selektive Dämpfung oder Verstärkung bestimmter Hellig keitswerte erreicht.Firstly, the bandwidth of the brightness value of the Submission to the bandwidth of the Adjusted brightness level. It will therefore be for everyone Raster element of the template of the brightness value by a Graduation curve in the brightness value of the corresponding Raster elements converted on the plate. The graduation curve is essentially linear. This will create a even transfer of the original to the plate without selective attenuation or amplification of certain brightness reached values.

Zum anderen werden die zur Erreichung des sich aus der Graduationskurve ergebenden Helligkeitswerts erforderlichen Steuergrößen der LASER-Quelle bereitgestellt.On the other hand, those to achieve the result of the Graduation curve resulting brightness value required Control variables of the LASER source provided.

Zur Veränderung des Helligkeitswerts eines Rasterelements auf der Platte ist es notwendig, die Verteilungsdichte, die Form, die Größe oder zumindest die Tiefe der Gravurelemente in diesem Rasterelement variieren zu können.To change the brightness value of a raster element the plate it is necessary to determine the distribution density, the shape, the size or at least the depth of the engraving elements in to be able to vary this grid element.

So ist es beispielsweise zur Erzeugung eines minimalen Helligkeitswerts notwendig, die Tiefe und die Verteilungs dichte der Gravurelemente zu maximieren.For example, it is used to generate a minimal Brightness value necessary, the depth and distribution maximize the density of the engraving elements.

Zur Beeinflussung der Anordnung und der Form der Gravurelemente sieht die Erfindung zunächst vier Möglich keiten vor, die allein oder in Kombination genutzt werden können.To influence the arrangement and shape of the The invention initially sees four possible engraving elements that are used alone or in combination can.

Eine Möglichkeit sieht die Variation der Bestrahlungsstärke vor. Durch eine Erhöhung der Bestrahlungsstärke nimmt die Tiefe und die flächenmäßige Ausdehnung der Gravurelemente zu, da mehr Material verdampft wird.One possibility is the variation of the irradiance in front. By increasing the irradiance, the Depth and the areal extension of the engraving elements, because more material is evaporated.

Eine andere Möglichkeit sieht die Variation der Bestrahlungs dauer vor, wodurch ebenfalls die Ausdehnung der Gravur elemente verändert wird.Another possibility is the variation of the radiation duration before, which also expands the engraving elements is changed.

Eine weitere Möglichkeit sieht die Variation der Verteilungs dichte der Gravurelemente vor. Mit zunehmender Verteilungs dichte der Gravurelemente in einem Rasterelement nimmt der Helligkeitswert des Rasterelements ab, da die abgeschatteten Flächen größer werden.Another possibility is the variation of the distribution density of the engraving elements. With increasing distribution the density of the engraving elements in a grid element takes Brightness value of the raster element, since the shadowed Areas become larger.

Die vierte Möglichkeit besteht in der Veränderung des Öffnungswinkels des Laserstrahls. Durch eine Vergrößerung des Öffnungswinkels des Laserstrahls wird eine größere Fläche von dem Laserstrahl bedeckt. Dadurch wird einerseits die Ausdehnung der Gravurelemente vergrößert, andererseits sinkt die Leistungsdichte der Bestrahlung, da sich die Leistung der LASER-Quelle auf eine größere Fläche verteilt.The fourth possibility is to change the Beam angle of the laser beam. By enlarging the Opening angle of the laser beam becomes a larger area of covered by the laser beam. On the one hand, this means that Expansion of the engraving elements increases, on the other hand decreases the power density of the radiation, since the power of the LASER source spread over a larger area.

Die Änderung des Öffnungswinkels des Strahls der LASER-Quelle läßt sich beispielsweise durch ein vor der LASER-Quelle angeordnetes Linsensystem mit variabler Brennweite erreichen.The change in the opening angle of the beam from the LASER source can be, for example, by a in front of the LASER source achieve arranged lens system with variable focal length.

In einer Variante der Erfindung von eigener schutzwürdiger Bedeutung wird die Graduationskurve durch Versuche bestimmt. Hierbei wird die Oberfläche einer Referenzplatte in Abschnitte eingeteilt. Auf die Platte werden mit einer LASER-Quelle abschnittsweise Gravurelemente aufgebracht. Die Steuergrößen der LASER-Quelle, also die Bestrahlungsstärke, die Bestrahlungsdauer, der Öffnungswinkel des Strahls der LASER-Quelle sowie die Verteilungsdichte der Gravurelemente sind dabei innerhalb der einzelnen Abschnitte jeweils einheitlich. Bei unterschiedlichen Abschnitten ist jedoch mindestens eine der Steuergrößen unterschiedlich.In a variant of the invention of its own worthy of protection Meaning the graduation curve is determined by experiments. The surface of a reference plate is in Sections divided. Be on the plate with a LASER source Sectional engraving elements applied. The Control variables of the LASER source, i.e. the irradiance, the radiation duration, the opening angle of the beam LASER source and the distribution density of the engraving elements are within each section uniformly. However, with different sections at least one of the control variables is different.

Da die Steuergrößen der LASER-Quelle bei verschiedenen Abschnitten unterschiedlich sind, weisen die Abschnitte der Referenzplatte auch unterschiedliche Helligkeitswerte auf.Since the control variables of the LASER source at different Sections are different, the sections of the Reference plate also have different brightness values.

Die Helligkeitswerte der verschiedenen Abschnitte der Referenzplatte sollen hierbei die gesamte auf der Referenzplatte erreichbare Bandbreite des Helligkeitswerts umfassen. Der Helligkeitswert eines Abschnitts nimmt dabei mit der Tiefe und der Verteilungsdichte der Gravurelemente ab. Durch Veränderung dieser Größen läßt sich so nahezu die gesamte Bandbreite des Helligkeitswerts abdecken.The brightness values of the different sections of the The entire reference plate should be on the Reference plate achievable bandwidth of the brightness value include. The brightness value of a section increases with the depth and distribution density of the engraving elements from. By changing these sizes, almost cover the entire bandwidth of the brightness value.

Es wird nun sowohl der maximale als auch der minimale auf der Referenzplatte auftretende Helligkeitswert bestimmt. It will now be both the maximum and the minimum on the Reference plate occurring brightness value determined.

Durch eine große Zahl von Abschnitten mit jeweils unter schiedlichen Steuergrößen der LASER-Quelle weisen die auf der Referenzplatte auftretenden Helligkeitswerte eine feine Abstufung auf und decken im wesentlichen die gesamte erreich bare Bandbreite des Helligkeitswerts ab. Der maximale Hellig keitswert der Referenzplatte stimmt deshalb relativ gut mit dem maximal erreichbaren Helligkeitswert überein. Dasselbe gilt für den minimalen Helligkeitswert der Referenzplatte.Through a large number of sections, each under different control variables of the LASER source indicate that on the Reference values occurring brightness values a fine Gradation on and cover essentially the entire achievement range of the brightness value. The maximum brightness The value of the reference plate therefore agrees relatively well the maximum achievable brightness value. The same thing applies to the minimum brightness value of the reference plate.

Die Graduationskurve ordnet nun dem maximal in der Vorlage auftretenden Helligkeitswert den maximal auf der Platte erreichbaren Helligkeitswert zu. Entsprechend wird dem minimalen Helligkeitswert der Vorlage auch der minimal auf der Platte erreichbare Helligkeitswert zugeordnet. Diese beiden Punkte dienen als Stützstellen der Graduationskurve. Zwischen diesen beiden Stützstellen verläuft die Graduationskurve linear.The graduation curve now orders the maximum in the template occurring brightness value the maximum on the plate achievable brightness value. Accordingly, the minimum brightness value of the template also the minimum on achievable brightness value assigned to the plate. These both points serve as support points for the graduation curve. The runs between these two support points Graduation curve linear.

In einer anderen Variante der Erfindung von eigener schutzwürdiger Bedeutung werden die zur Erreichung eines bestimmten Helligkeitswerts auf der Platte erforderlichen Steuergrößen der LASER-Quelle bestimmt.In another variant of the invention of its own of importance to be protected to achieve a certain brightness value required on the plate Control variables of the LASER source are determined.

Hierbei wird ebenfalls eine Referenzplatte in Abschnitte aufgeteilt. Auf die Referenzplatte werden durch Bestrahlung mit einer LASER-Quelle Gravurelemente aufgebracht. Innerhalb eines Abschnitts sind die Steuergrößen der LASER-Quelle jeweils einheitlich. Die Aufbringung der Gravurelemente erfolgt jedoch in unterschiedlichen Abschnitten jeweils mit unterschiedlichen Steuergrößen der LASER-Quelle. Die einzelnen Abschnitte weisen deshalb unterschiedliche Hellig keitswerte auf.A reference plate is also divided into sections divided up. Be on the reference plate by irradiation engraved elements applied with a LASER source. Within of a section are the control variables of the LASER source always uniform. The application of the engraving elements is done in different sections with different control variables of the LASER source. The individual sections therefore have different levels of brightness values.

Es wird nun für jeden Abschnitt jeweils der Helligkeitswert gemessen und dem bei der Bestrahlung dieses Abschnitts verwendeten Satz der Steuergrößen der LASER-Quelle zugewiesen. The brightness value is now shown for each section measured and that with the irradiation of this section used set of the control variables of the LASER source assigned.

Ist nun ein bestimmter Helligkeitswert auf die Platte aufzubringen, so wird der Satz von Steuergrößen verwendet, dessen zugehöriger Helligkeitswert dem gewünschten Hellig keitswert am nächsten kommt.Now there is a certain brightness value on the plate the set of control variables is used whose associated brightness value corresponds to the desired brightness value comes closest.

Entscheidend hierbei ist, daß die Referenzplatte die gleichen Materialeigenschaften aufweist wie die Platte, auf die das Muster aufzubringen ist. Darüberhinaus müssen bei der Messung der Helligkeitswerte der Referenzplatte die gleichen Beleuchtungsverhältnisse herrschen wie später bei der Platte auf die das Muster aufgebracht werden soll.It is crucial that the reference plate is the same Has material properties like the plate on which the Pattern is to be applied. In addition, when measuring the brightness values of the reference plate are the same The lighting conditions are the same as later for the plate to which the pattern is to be applied.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die LASER-Quelle während der Abgabe eine Strahls in seiner räumlichen Lage relativ zu der Platte fixiert. Hierdurch werden im wesentlichen kreisförmige Gravurelemente erzeugt, da der Auftreffpunkt des Strahls der LASER-Quelle auf die Platte während der Bestrahlung nicht verschoben wird. Da die so erzeugten Gravurelemente wegen ihrer Kreisform keine Richtungsorientierung auf der Platte aufweisen, wird auf diese Weise die Entstehung einer Vorzugsrichtung des Musters verhindert. Der optische Eindruck, der durch das Muster erzeugt wird, ist deshalb unabhängig von der Richtung, aus der die Platte beleuchtet wird.In a preferred embodiment of the invention LASER source while delivering a beam in its spatial position fixed relative to the plate. Hereby essentially circular engraving elements are created, since the point of impact of the beam from the LASER source onto the The plate is not moved during the irradiation. Since the because of their circular shape, engraving elements did not produce any Having directional orientation on the plate is on this way the emergence of a preferred direction of the pattern prevented. The visual impression made by the pattern is therefore independent of the direction which illuminates the plate.

In einer anderen Variante der Erfindung von eigener schutz würdiger Bedeutung wird der Auftreffpunkt des Strahls der LASER-Quelle auf die Platte während der Abgabe eines Strahls verschoben. Dies kann beispielsweise durch Führen oder Schwenken der LASER-Quelle oder durch Ablenken des Strahls der LASER-Quelle mittels eines Ablenkspiegels geschehen.In another variant of the invention of its own protection the point of impact of the beam of the LASER source on the plate while emitting a beam postponed. This can be done by guiding or Swiveling the LASER source or by deflecting the beam the LASER source by means of a deflecting mirror.

Hierdurch ist es möglich, langgestreckte Gravurelemente zu erzeugen und damit dem Muster auf der Platte eine Vor zugsrichtung zu geben. Das Muster kann auf diese Weise vorteilhaft an eine bevorzugte Beleuchtungsrichtung angepaßt werden. So ist bei langgestreckten, rinnenförmigen Gravur elementen die größte Schattenwirkung und damit der geringste Helligkeitswert zu erwarten, wenn die Beleuchtung im wesentlichen rechtwinklig zu der Erstreckungsrichtung der Gravurelemente erfolgt.This makes it possible to add elongated engraving elements generate and thus a pattern on the plate to give direction. The pattern can be done this way advantageously adapted to a preferred direction of illumination will. This is the case with elongated, gutter-shaped engraving elements have the greatest shadow effect and therefore the lowest Brightness value to be expected if the lighting in the substantially perpendicular to the direction of extension of the Engraving elements are made.

Auf diese Weise lassen sich beispielsweise zwei verschiedene Muster auf eine Platte aufbringen, die aus langgestreckten Gravurelementen bestehen, die auf der Platte rechtwinklig zueinander liegen. Erfolgt die Beleuchtung parallel zu der Erstreckungsrichtung der Gravurelemente des ersten Musters, so ist nur das zweite Muster zu sehen. Erfolgt die Beleuchtung hingegen rechtwinklig zu der Erstreckungsrichtung der Gravurelemente des ersten Musters, so ist das zweite Muster annähernd unsichtbar und nur das erste Muster ist wahrnehmbar.In this way, for example, two different ones can be used Apply patterns to a plate made from elongated Engraving elements exist that are rectangular on the plate lie to each other. If the lighting is parallel to the Direction of extension of the engraving elements of the first pattern, so only the second pattern can be seen. Does that happen Lighting, however, is perpendicular to the direction of extension of the engraving elements of the first pattern, so is the second Pattern is almost invisible and only the first pattern is noticeable.

Bei dieser Variante der Erfindung ist die Sichtbarkeit eines Musters also von der Richtung der Beleuchtung abhängig.In this variant of the invention, the visibility is one Pattern depends on the direction of the lighting.

Eine andere Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens mit eigener schutzwürdiger Bedeutung sieht vor, mehrere Muster auf die Platte aufzubringen, die jeweils nur aus bestimmten Sichtwinkel- und Sichtrichtungsbereichen sichtbar sind.Another variant of the method according to the invention own meaning worthy of protection provides for several patterns to apply to the plate, each only from certain Viewing angle and viewing direction areas are visible.

Hierdurch ist es beispielsweise möglich, daß eine Person, die senkrecht auf die Oberfläche der Platte sieht, ein anderes Muster wahrnimmt, als eine Person, die in einem spitzen Winkel auf die Oberfläche der Platte sieht.This makes it possible, for example, that a person who looks perpendicular to the surface of the plate, another Pattern perceives as a person who is in a pointed Angle looks at the surface of the plate.

Dieser Effekt wird dadurch erreicht, daß mehrere Muster in der oben beschriebenen Weise aufgebracht werden, wobei die LASER-Quelle für jedes Muster jeweils aus einer anderen Richtung und in einem anderen Winkel zur Oberfläche auf die Platte einstrahlt.This effect is achieved by having several patterns in be applied in the manner described above, the LASER source for each pattern from a different one Direction and at a different angle to the surface on the Plate radiates.

Bei diesem Effekt nimmt ein Betrachter ein Muster dann wahr, wenn er im wesentlichen aus der gleichen Richtung und im wesentlichen unter dem gleichen Winkel auf die Platte sieht, in dem der Strahl der LASER-Quelle bei der Aufbringung des Musters gerichtet war, da er dann sozusagen in die Löcher hineinsieht. Die anderen Muster sind für den Betrachter weniger gut sichtbar oder im Idealfall völlig unsichtbar. Die Gravurelemente haben also eine Richtwirkung.With this effect, a viewer perceives a pattern if he's essentially from the same direction and im looks at the plate essentially at the same angle, in which the beam of the LASER source when the Pattern was directed, as it was in the holes, so to speak looks into it. The other patterns are for the viewer less visible or ideally completely invisible. The Engraving elements therefore have a directional effect.

Eine Weiterbildung des Verfahrens mit eigener schutzwürdiger Bedeutung sieht vor, daß die Platte an der Oberfläche rinnenförmige, im wesentlichen parallelverlaufende Vertiefungen aufweist, die sich über den gesamten Bildbereich der Platte erstrecken.A further development of the procedure with its own worthy of protection Meaning provides that the plate is on the surface trough-shaped, essentially parallel depressions which extends over the entire image area extend the plate.

Die Vertiefungen weisen Flanken auf, die in zwei entgegen gesetzte Richtungen abfallen. Auf die in der einen Richtung abfallenden Flanken wird nun ein erstes Muster und auf die in der anderen Richtung abfallenden Flanken ein zweites Muster aufgebracht.The depressions have flanks that oppose two set directions fall off. In one direction falling edges is now a first pattern and on the in flanks falling in the other direction a second pattern upset.

In Abhängigkeit von der Sichtrichtung sieht ein Betrachter nur die ihm jeweils zugewandten Flanken und dementsprechend auch nur das auf diese Flanken aufgebrachte Muster. Das andere Muster ist jeweils verdeckt.Depending on the viewing direction, a viewer sees only the flanks facing him and accordingly even just the pattern applied to these flanks. The other patterns are hidden.

Durch die rinnenförmigen Vertiefungen wird also die Richtwirkung der Gravurelemente noch verstärkt.Through the trough-shaped depressions Directional effect of the engraving elements reinforced.

Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt.Other advantageous developments of the invention are in the Sub-claims marked or are below along with the description of the preferred embodiment of the Invention illustrated with reference to the figures.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 einen möglichen Ablauf des erfindungsgemäßen Ver fahrens in Form eines Flußdiagramms, Fig. 1 shows a possible sequence of the driving Ver invention in flow chart form,

Fig. 2 ein durch das erfindungsgemäße Verfahren auf gebrachtes Muster, Fig. 2 is a by the inventive method to accommodated pattern,

Fig. 3 verschiedene Gravurelemente in Querschnittsdar stellung und die zugehörige Verteilung des Helligkeitswerts. Fig. 3 different engraving elements in cross-sectional representation and the associated distribution of the brightness value.

Fig. 4 ein durch schräge Bestrahlung aufgebrachtes Gravur element und die zugehörige Verteilung des Helligkeitswerts. Fig. 4 is an engraved element applied by oblique radiation and the associated distribution of the brightness value.

Fig. 5 eine Vorrichtung zur Verwendung in dem erfindungs gemäßen Verfahren, Fig. 5 shows a device for use in the fiction, modern methods

Fig. 6 mehrere durch das erfindungsgemäße Verfahren auf gebrachte Gravurelemente, Fig. 6, several, by the inventive process to have placed engraving elements

Fig. 7 eine in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendete Graduationskurve. Fig. 7 is a Graduationskurve used in the inventive method.

Fig. 1 zeigt einen möglichen Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens in Form eines Flußdiagramms. Fig. 1 shows a possible sequence of the process according to the invention in the form of a flowchart.

Die auf der linken Seite dargestellten Verfahrensschritte 1 bis 5 dienen der Kalibrierung der Anordnung, während durch die auf der rechten Seite dargestellten Verfahrensschritte 6 bis 9 die eigentliche Aufbringung eines Musters auf eine Platte erfolgt.The process steps 1 shown on the left to 5 are used to calibrate the arrangement while through the process steps 6 shown on the right to 9 the actual application of a pattern to one Plate is done.

Im folgenden werden zunächst die zur Kalibrierung erfor derlicher Verfahrensschritte erläutert.In the following, the ones required for calibration are first required other procedural steps explained.

Die Aufgabe der Kalibrierung besteht zum einen darin, die Graduationskurve zu bestimmen, die eine optimale Anpassung der Vorlage an die Platte und deren Beleuchtungsverhältnisse ermöglicht. Zum anderen sollen die zur Erreichung der sich aus der Graduationskurve ergebenden Helligkeitswerte erforderlichen Steuergrößen der LASER-Quelle bestimmt werden.On the one hand, the task of calibration is to: Graduation curve to determine the optimal adjustment the template on the plate and its lighting conditions enables. On the other hand, they are intended to achieve the brightness values resulting from the graduation curve required control variables of the LASER source can be determined.

In einem ersten Schritt 1 werden auf eine in Abschnitte aufgeteilte Referenzplatte durch Bestrahlung mit einer LASER-Quelle Gravurelemente aufgebracht. Die Steuergrößen der LASER-Quelle sind dabei innerhalb der Abschnitte jeweils einheitlich, variieren jedoch von Abschnitt zu Abschnitt. Die einzelnen Abschnitte weisen deshalb unterschiedliche Hellig keitswerte auf. Durch eine große Anzahl von Abschnitten mit jeweils unterschiedlichen Steuergrößen der LASER-Quelle weisen die Abschnitte eine große Bandbreite des Hellig keitswerts mit einer relativ feinen Abstufung auf.In a first step 1, one is divided into sections divided reference plate by irradiation with a LASER source Engraving elements applied. The tax parameters of LASER source are within the sections uniform, but vary from section to section. The individual sections therefore have different levels of brightness values. By using a large number of sections different control variables of the LASER source the sections show a wide range of Hellig value with a relatively fine gradation.

In einem zweiten Schritt 2 wird für jeden Abschnitt der Referenzplatte der Helligkeitswert bestimmt. Jedem Satz der Steuergrößen der LASER-Quelle ist dadurch ein Helligkeitswert zugeordnet.In a second step 2, the for each section Reference plate determines the brightness value. Every sentence of Control variables of the LASER source are therefore a brightness value assigned.

Die gemessenen Helligkeitswerte werden in einem dritten Schritt 3 einer Matrix zugewiesen, wobei jedem Element der Matrix genau ein Abschnitt der Referenzplatte zugeordnet ist.The measured brightness values are in a third Step 3 assigned to a matrix, with each element of the Matrix is assigned exactly one section of the reference plate.

In einem vierten Schritt 5 wird eine Tabelle definiert, die jedem gewünschten Helligkeitswert einen Satz der Steuergrößen der LASER-Quelle zuweist. Durch die in dem dritten Schritt bestimmten Helligkeitswerte sind in der Tabelle Intervalle definiert. Die gemessenen Helligkeitswerte bilden jeweils die Grenzwerte der Intervalle. Jedem Intervall ist dabei der zu dem höheren Grenzwert gehörige Satz der Steuergrößen zugeordnet.In a fourth step 5, a table is defined that a set of the control variables for each desired brightness value assigns to the LASER source. By in the third step certain brightness values are in the table intervals Are defined. The measured brightness values form the Interval limits. Every interval is closed the set of control variables belonging to the higher limit assigned.

Je nach der Zugehörigkeit eines gewünschten Helligkeitswerts zu einem der Intervalle der Tabelle wird diesem Helligkeitswert der entsprechende Satz der Steuergrößen der LASER-Quelle zugeordnet.Depending on the affiliation of a desired brightness value it becomes one of the intervals in the table Brightness value the corresponding set of the control variables of the LASER source assigned.

In einem zusätzlichen Schritt 5 wird sowohl der maximale als auch der minimale auf der Referenzplatte auftretende Hellig keitswert bestimmt. Durch die große Zahl von Abschnitten mit jeweils unterschiedlichen Steuergrößen der LASER-Quelle stimmt der maximal auftretende Helligkeitswert relativ gut mit dem maximal auf der Referenzplatte erreichbaren Helligkeitswert überein. Dasselbe gilt für den minimalen Helligkeitswert. In diesem Schritt wird also die maximal auf der Referenzplatte erreichbare Bandbreite des Hellig keitswerts bestimmt. Dies ist notwendig zur Bestimmung der Graduationskurve.In an additional step 5, both the maximum and also the minimum brightness occurring on the reference plate value determined. Due to the large number of sections different control variables of the LASER source the maximum brightness value is relatively good with the maximum achievable on the reference plate Brightness value. The same applies to the minimum Brightness value. In this step, the maximum is set to reachable range of the reference plate of the Hellig determined value. This is necessary to determine the Graduation curve.

Im folgenden werden die zur Aufbringung des Musters erforderlichen Verfahrensschritte beschrieben.The following are the ones for applying the pattern necessary process steps described.

In einem ersten Schritt 6 wird eine Vorlage digitalisiert. Dies geschieht hierbei durch Einscannen der Vorlage mit einer Kamera. Die Vorlage wird dabei in Rasterelemente aufgeteilt und für jedes Rasterelement der Helligkeitswert gemessen.In a first step 6, a template is digitized. This is done by scanning the template with a Camera. The template is divided into grid elements and measured the brightness value for each raster element.

In einem zweiten Schritt 7 wird die Vorlage in eine Matrix übertragen, wobei jedem Rasterelement der Vorlage genau ein Element der Matrix zugeordnet wird. Jedes Element der Matrix enthält als Information den Helligkeitswert des zugehörigen Rasterelements der Vorlage. Die Matrix stellt also digitalisiertes Abbild der Vorlage dar.In a second step 7, the template is made into a matrix transferred, each grid element of the template exactly one Element of the matrix is assigned. Every element of the matrix contains the brightness value of the associated as information Raster elements of the template. So the matrix represents digitized image of the template.

In einem dritten Schritt 8 wird sowohl der maximale als auch der minimale in der Vorlage auftretende Helligkeitswert bestimmt. Hierdurch ist die Bandbreite des Helligkeitswerts in der Vorlage gegeben.In a third step 8, both the maximum and the minimum brightness value occurring in the template certainly. This is the bandwidth of the brightness value given in the template.

Im vierten Schritt 9 wird die Graduationskurve bestimmt. Durch die Graduationskurve wird jedem in der Vorlage auftretenden Helligkeitswert genau ein auf die Platte aufzubringender Helligkeitswert zugeordnet. Es wird dabei die Bandbreite der in der Vorlage auftretenden Helligkeitswert an die Bandbreite der auf der Platte realisierbaren Helligkeitswerte angepaßt.In the fourth step 9, the graduation curve is determined. Through the graduation curve everyone is in the template occurring brightness value exactly one on the plate assigned brightness value to be assigned. It will be the Bandwidth of the brightness value occurring in the template the range of the realizable on the disk Adjusted brightness values.

Dem maximalen Helligkeitswert der Vorlage wird durch die Graduationskurve auch der maximal auf der Platte erreichbare Helligkeitswert zugewiesen. Entsprechend wird dem minimalen Helligkeitswert der Vorlage auch der minimal auf der Platte erreichbare Helligkeitswert zugeordnet. Diese beiden Punkte dienen als Stützstellen der Graduationskurve. Zwischen diesen Stützstellen verläuft die Graduationskurve linear. The maximum brightness value of the template is determined by the Graduation curve also the maximum achievable on the plate Brightness value assigned. Accordingly, the minimum Brightness value of the original also the minimum on the plate achievable brightness value assigned. These two points serve as support points for the graduation curve. Between these The graduation curve is linear at points.

Hierdurch wird zum einen die gesamte auf der Platte erreichbare Bandbreite des Helligkeitswerts ausgenutzt, zum anderen erfolgt die Übertragung der Vorlage auf die Platte gleichmäßig ohne selektive Verstärkung oder Dämpfung bestimmter Helligkeitswerte.This will, on the one hand, the entire on the plate achievable bandwidth of the brightness value used to others transfer the template to the plate evenly with no selective gain or attenuation certain brightness values.

Es wird nun für jedes Rasterelement der Vorlage, also für jedes Element der Matrix durch die Graduationskurve der auf die Platte aufzubringende Helligkeitswert bestimmt.It is now used for each raster element of the template, i.e. for each element of the matrix through the graduation curve on the the brightness value to be applied determines the plate.

Durch die während des Kalibrierungsvorgangs erzeugte Zuordnungstabelle ist jedem auf die Platte aufzubringenden Helligkeitswert genau ein Satz der Steuergrößen der LASER-Quelle zugeordnet.By the generated during the calibration process Allocation table must be put on the plate for everyone Brightness value is exactly one set of the control variables of the LASER source assigned.

Im fünften Schritt 10 werden durch die LASER-Quelle auf die Platte durch Bestrahlung Gravurelemente aufgebracht. Die Platte ist dabei in einem Bildbereich, in dem das Muster aufgebracht werden soll, in Rasterelemente aufgeteilt, wobei jedem Rasterelement des Bildbereichs genau ein Rasterelement der Vorlage zugeordnet ist. Die Steuergrößen der LASER-Quelle in den Rasterelementen des Bildbereichs ergeben sich dabei jeweils aus der Zuordnungstabelle entsprechend dem sich aus der Graduationskurve ergebenden gewünschten Helligkeitswert.In the fifth step 10, the LASER source points to the Plate applied by irradiation engraving elements. The Plate is in an image area in which the pattern to be applied, divided into grid elements, whereby exactly one raster element for each raster element of the image area is assigned to the template. The control variables of the LASER source result in the raster elements of the image area each from the assignment table according to the the desired brightness value resulting from the graduation curve.

Es wird also zunächst für jedes Rasterelement der Vorlage der Helligkeitswert bestimmt. Anschließend wird hieraus durch die Graduationskurve der auf die Platte auf zubringende Hellig keitswert bestimmt. Dann wird aus der Tabelle der zugehörige Satz der Steuergrößen der LASER-Quelle entnommen und das Muster durch Bestrahlung auf die Platte aufgebracht.So it is first for each raster element of the template Brightness value determined. Subsequently, the Graduation curve of the Hellig to be applied to the plate value determined. Then the corresponding table becomes Set of control variables from the LASER source and that Pattern applied to the plate by irradiation.

Fig. 2 zeigt ein durch das erfindungsgemäße Verfahren auf gebrachtes Muster in Form des Buchstabens "R". Fig. 2 shows a pattern brought by the inventive method in the form of the letter "R".

Ein Bildbereich 12 der Platte ist in 64 Rasterelemente aufgeteilt, die in acht Zeilen und acht Spalten angeordnet sind, wobei die einzelnen Rasterelemente jeweils quadratisch sind.An image area 12 of the plate is divided into 64 raster elements, which are arranged in eight rows and eight columns, the individual raster elements each being square.

In jedem Rasterelement des Bildbereichs 12 sind durch eine LASER-Quelle Gravurelemente 13 aufgebracht, die im wesentlichen zylindrische Löcher von konstanter Tiefe sind. Der Helligkeitswert der einzelnen Rasterelemente ist dabei jeweils ausschließlich durch die Verteilungsdichte der Gravurelemente 13 innerhalb der Rasterelemente bestimmt. Die Größe und die Form der Gravurelemente 13 ist in dem gesamten Bildbereich 12 in allen Rasterelementen gleich.Engraving elements 13 , which are essentially cylindrical holes of constant depth, are applied to each raster element of the image area 12 by a LASER source. The brightness value of the individual raster elements is determined exclusively by the distribution density of the engraving elements 13 within the raster elements. The size and the shape of the engraving elements 13 are the same in all raster elements in the entire image area 12 .

Das Muster weist zwei verschiedene Helligkeitswerte auf, durch deren Verteilung auf die einzelnen Rasterelemente des Bildbereichs die Form des Buchstabens "R" gebildet wird. So sind beispielsweise in dem Rasterelement 14 in der achten Zeile und dritten Spalte 25 Gravurelemente 13 aufgebracht, während in dem Rasterelement 11 in der achten Zeile und achten Spalte kein Gravurelement aufgebracht ist.The pattern has two different brightness values, the distribution of which over the individual raster elements of the image area forms the shape of the letter “R”. For example, 25 engraving elements 13 are applied in the raster element 14 in the eighth row and third column, while no engraving element is applied in the raster element 11 in the eighth row and eighth column.

Fig. 3 zeigt zwei Gravurelemente unterschiedlicher Tiefe in Querschnittsdarstellung und zum Vergleich die zugehörige Ver teilung des Helligkeitswertes. Fig. 3 shows two engraving elements of different depths in cross-sectional representation and for comparison the associated distribution of the brightness value.

Die beiden Gravurelemente 15′′, 16′′ sind in der Oberfläche 17 einer Platte angeordnet und haben die Form eines zylindrischen Lochs, wobei die Symmetrieachse des Lochs rechtwinklig zu der Oberfläche 17 der Platte verläuft.The two engraving elements 15 '', 16 '' are arranged in the surface 17 of a plate and have the shape of a cylindrical hole, the axis of symmetry of the hole being perpendicular to the surface 17 of the plate.

Es sind jeweils ein idealisiertes Gravurelement 15′, 16′ mit senkrechten Flanken und ein realistisches kraterförmiges Gravurelement 15′′, 16′′ mit abgeflachten Flanken dargestellt.There are shown an idealized engraving element 15 ', 16 ' with vertical flanks and a realistic crater-shaped engraving element 15 '', 16 '' with flattened flanks.

Beide Gravurelemente werden diffus beleuchtet, d. h. die Beleuchtung hat keine Vorzugsrichtung.Both engraving elements are illuminated diffusely, i. H. the Lighting has no preferred direction.

In dem unten abgebildeten Diagramm ist der Verlauf 18, 19 des Helligkeitswerts E für die beiden Gravurelemente 15′′, 16′′ entlang einer durch das Zentrum der beiden Gravurelemente 15′′, 16′′ verlaufenden Gerade dargestellt.The diagram below shows the course 18 , 19 of the brightness value E for the two engraving elements 15 '', 16 '' along a straight line running through the center of the two engraving elements 15 '', 16 ''.

Das oben abgebildete Gravurelement 15′′ weist eine relativ geringe Tiefe auf. Die Kurve 18 des Helligkeitswerts E zeigt entsprechend in dem Diagramm nur einen geringen Abfall am Ort des Gravurelements 15′′.The engraving element 15 'shown above has a relatively small depth. The curve 18 of the brightness value E shows accordingly in the diagram only a small drop at the location of the engraving element 15 ''.

Das darunter abgebildete Gravurelement 16′′ hat eine größere Tiefe. Entsprechend zeigt die Kurve 19 einen größeren Abfall des Helligkeitswerts E am Ort des Gravurelements 16′′.The engraving element 16 'shown below has a greater depth. Correspondingly, curve 19 shows a larger drop in the brightness value E at the location of the engraving element 16 ''.

Der Helligkeitswert eines Gravurelements nimmt also mit wachsender Tiefe des Gravurelements ab.The brightness value of an engraving element also takes with it increasing depth of the engraving element.

Fig. 4 zeigt zwei durch das erfindungsgemäße Verfahren in unterschiedlichen Winkeln auf eine Platte aufgebrachte Gravurelemente 20.1, 20.2 sowie die zugehörige Verteilung des Helligkeitswerts E. Fig. 4 shows two by the inventive method at different angles on a plate applied engraving elements 20.1, 20.2 and the associated distribution of the brightness value E.

Die Beleuchtung der Gravurelemente 20.1, 20.2 ist hierbei diffus, d. h. es existiert keine Vorzugsrichtung der Beleuchtung.The illumination of the engraving elements 20.1 , 20.2 is diffuse, ie there is no preferred direction of illumination.

Beide Gravurelemente 20,1, 20.2 weisen mit ihrer Tiefen erstreckung einen Winkel von ca. 45° zur Oberfläche 17 der Platte auf. Zur Aufbringung derartiger Gravurelemente wird die LASER-Quelle so angeordnet, daß der Strahl der LASER-Quelle gegenüber der Oberfläche 17 der Platte einen Winkel von ca. 45° aufweist. Die Tiefe der Gravurelemente 20.1, 20.2 hängt von der Bestrahlungsdauer ab und ist hier wesentlich größer als der Durchmesser.The depth of both engraving elements 20 , 1 , 20.2 has an angle of approximately 45 ° to surface 17 of the plate. To apply such engraving elements, the LASER source is arranged in such a way that the beam of the LASER source has an angle of approximately 45 ° with respect to the surface 17 of the plate. The depth of the engraving elements 20.1 , 20.2 depends on the irradiation time and is much larger than the diameter here.

Die Gravurelemente 20.1, 20.2 stellen also jeweils ein im wesentlichen zylindrisches Loch in der Oberfläche 17 der Platte dar, wobei die Symmetrieachse des Lochs gegen die Oberfläche 17 der Platte um ca. 45° geneigt ist. The engraving elements 20.1 , 20.2 each represent an essentially cylindrical hole in the surface 17 of the plate, the axis of symmetry of the hole being inclined by approximately 45 ° relative to the surface 17 of the plate.

Der Unterschied der beiden Gravurelemente 20.1, 20.2 besteht im wesentlichen darin, daß diese mit ihrer Tiefenerstreckung in entgegengesetzte Richtungen auf der Platte weisen.The difference between the two engraving elements 20.1 , 20.2 essentially consists in the fact that they point with their depth in opposite directions on the plate.

Der Helligkeitswert E der Platte in der Nähe eines Gravur elements ist deshalb abhängig von dem Sichtwinkel und der Sichtrichtung, aus der ein Betrachter das Gravurelement sieht.The brightness value E of the plate near an engraving elements is therefore dependent on the viewing angle and the Direction of view from which a viewer sees the engraving element sees.

In dem unten dargestellten Diagramm ist der Verlauf des Helligkeitswerts E für zwei verschiedene Sichtrichtungen des Betrachters dargestellt.In the diagram below, the course of the Brightness value E for two different viewing directions of the Viewer.

Der Winkel, unter dem der Betrachter auf die Platte sieht beträgt dabei in beiden Fällen 45°.The angle at which the viewer looks at the plate is 45 ° in both cases.

Die Kurve 21 zeigt den Verlauf des Helligkeitswerts E entlang einer durch die Zentren der beiden Gravurelemente 20.1, 20.2 verlaufenden Gerade für einen Betrachter, der aus der gleichen Richtung auf die Oberfläche 17 der Platte sieht, aus der die LASER-Quelle das Gravurelement 20.1 aufgebracht hat. Der Betrachter sieht also bei dem Gravurelement 20.1 "in das Loch hinein". Der Helligkeitswert E der Platte nimmt am Ort des Gravurelements 20.1 in diesem Fall sehr stark ab, da nur wenig Licht den Boden des Lochs erreicht und dieser deshalb dunkel erscheint. Der Kontrast ist also bei dieser Sicht richtung für das Gravurelement 20.1 sehr hoch.Curve 21 shows the course of the brightness value E along a straight line running through the centers of the two engraving elements 20.1 , 20.2 for an observer who looks at the surface 17 of the plate from the same direction from which the LASER source applied the engraving element 20.1 . The viewer therefore sees "into the hole" with the engraving element 20.1 . The brightness value E of the plate decreases very strongly at the location of the engraving element 20.1 in this case, since only a little light reaches the bottom of the hole and this therefore appears dark. The contrast is therefore very high in this viewing direction for the engraving element 20.1 .

Am Ort des Gravurelements 20.2 hingegen nimmt der Hellig keitswert E nur unmerklich ab, da der Betrachter hier nicht in das Loch hinein sieht. Vielmehr sieht der Betrachter die Flanken des Gravurelements 20.2, die relativ gut beleuchtet werden und deshalb einen relativ hohen Helligkeitswert E aufweisen.At the location of the engraving element 20.2, however, the brightness value E decreases only imperceptibly, since the viewer does not look into the hole here. Rather, the viewer sees the flanks of the engraving element 20.2 , which are illuminated relatively well and therefore have a relatively high brightness value E.

Die gestrichelt dargestellte Kurve 22 zeigt ebenfalls den Verlauf des Helligkeitswerts E entlang einer durch die Zentren der beiden Gravurelemente 20.1, 20.2 verlaufenden Gerade. Der Unterschied zu der Kurve 21 besteht darin, daß der Betrachter in diesem Fall aus derselben Richtung und unter demselben Winkel auf die Oberfläche 17 der Platte sieht, aus dem die LASER-Quelle das Gravurelement 20.2 aufgebracht hat. Der Betrachter sieht also in diesem Fall bei dem Gravurelement 20.2 "in das Loch hinein".The curve 22 shown in dashed lines also shows the course of the brightness value E along a straight line running through the centers of the two engraving elements 20.1 , 20.2 . The difference from curve 21 is that in this case the viewer looks at the surface 17 of the plate from the same direction and at the same angle from which the LASER source applied the engraving element 20.2 . In this case, the viewer sees "into the hole" with the engraving element 20.2 .

Am Ort des Gravurelements 20.1 tritt deshalb nur ein unmerklicher Abfall des Helligkeitswerts E auf, während der Helligkeitswert E am Ort des Gravurelements 20.2 relativ stark abfällt.Therefore, only an imperceptible drop in the brightness value E occurs at the location of the engraving element 20.1 , while the brightness value E drops relatively strongly at the location of the engraving element 20.2 .

Der Helligkeitswert eines Gravurelements ist also stark abhängig von dem Sichtwinkel und der Sichtrichtung. Nur in einem bestimmten eng begrenzten Winkel- und Richtungsbereich ist der Kontrast des Gravurelements hoch. Auf diese Weise wird eine Richtwirkung erreicht. Es lassen sich auf diese Weise mehrere Muster auf eine Platte aufbringen, die jeweils nur aus bestimmten Sichtwinkeln bzw. Sichtrichtungen erkennbar sind.The brightness value of an engraving element is therefore strong depending on the viewing angle and the viewing direction. Only in a certain narrow range of angles and directions the contrast of the engraving element is high. In this way a directivity is achieved. It can be based on this Apply several patterns to a plate, each only from certain viewing angles or viewing directions are recognizable.

Fig. 5 zeigt eine Vorrichtung zum Aufbringen von Gravur elementen zur Verwendung in dem erfindungsgemäßen Verfahren. Fig. 5 shows an apparatus for applying engraving elements for use in the method according to the invention.

Die Vorrichtung weist einen aus Metall bestehenden quadratischen Rahmen 26 auf, bei dem zwei gegenüberliegende Seiten als Laufschienen 28, 29 ausgebildet sind.The device has a square frame 26 made of metal, in which two opposite sides are designed as running rails 28 , 29 .

Weiterhin weist die Vorrichtung einen zweiten, ebenfalls aus Metall bestehenden rechteckigen Rahmen 27 auf. Die Länge dieses zweiten Rahmens 27 ist etwas geringer als der Abstand der beiden Laufschienen 28, 29. An seinen kürzeren Seiten weist der zweite Rahmen 27 jeweils zwei Laufrollen 33 auf, auf denen dieser auf den Laufschienen 28, 29 des Rahmens 26 läuft. Die längeren Seiten des zweiten Rahmens 27 sind an der Oberseite ebenfalls als Laufschienen 31, 32 ausgebildet. Furthermore, the device has a second rectangular frame 27 , also made of metal. The length of this second frame 27 is slightly less than the distance between the two rails 28 , 29 . On its shorter sides, the second frame 27 has two rollers 33 , on which it runs on the rails 28 , 29 of the frame 26 . The longer sides of the second frame 27 are also formed on the top as rails 31 , 32 .

In dem zweiten Rahmen 27 ist eine LASER-Quelle 30 so angeordnet, daß seitlich an dem Gehäuse der LASER-Quelle 30 angebrachte Laufrollen 34 in die Laufschienen 31, 32 des zweiten Rahmens 27 eingreifen.A LASER source 30 is arranged in the second frame 27 in such a way that rollers 34 attached laterally to the housing of the LASER source 30 engage in the running rails 31 , 32 of the second frame 27 .

Die LASER-Quelle 30 ist also in dem Rahmen 26 in zwei zueinander rechtwinkligen Richtungen stufenlos positionierbar.The LASER source 30 can thus be steplessly positioned in the frame 26 in two mutually perpendicular directions.

Die Vorrichtung ist so über einer Platte 23 angeordnet, daß der Strahl 25 der LASER-Quelle 30 senkrecht auf der Oberfläche der Platte 23 steht. Durch eine Verschiebung der LASER-Quelle 30 in dem Rahmen 26 kann also der gesamte Bildbereich 24 der Platte 23 von der LASER-Quelle 30 erfaßt werden.The device is arranged above a plate 23 such that the beam 25 of the LASER source 30 is perpendicular to the surface of the plate 23 . By shifting the LASER source 30 in the frame 26 , the entire image area 24 of the plate 23 can be captured by the LASER source 30 .

Es ist deshalb mit dieser Vorrichtung und dem erfindungs gemäßen Verfahren möglich, nahezu beliebige Muster auf die Platte 23 in deren Bildbereich 24 aufzubringen.It is therefore possible with this device and the method according to the invention to apply almost any pattern to the plate 23 in its image area 24 .

Fig. 6 zeigt mehrere durch das erfindungsgemäße Verfahren auf eine Platte 37 aufgebrachte Gravurelemente 35. Fig. 6 shows a plurality of the inventive method in a plate 37 applied engraving elements 35.

Die Oberfläche der Platte 37 weist rinnenförmige Vertiefungen 36 auf, die sich im wesentlichen über die gesamte Platte 37 erstrecken und im wesentlichen parallel verlaufen. Der Abstand der Vertiefungen 36 beträgt ungefähr 5 mm und die Tiefe ungefähr 4 mm. Durch diese relativ geringe Ausdehnung und wegen der Gleichmäßigkeit der Anordnung treten die Vertiefungen 36 bereits bei Sehentfernungen von wenigen Metern aufgrund des begrenzten Auflösungsvermögens des menschlichen Auges nicht mehr in Erscheinung.The surface of the plate 37 has groove-shaped depressions 36 which extend essentially over the entire plate 37 and run essentially parallel. The distance between the recesses 36 is approximately 5 mm and the depth is approximately 4 mm. Due to this relatively small expansion and because of the uniformity of the arrangement, the depressions 36 no longer appear even at visual distances of a few meters due to the limited resolution of the human eye.

Die Flanken der Vertiefungen 36 weisen einen Winkel von ca. 30° zur Senkrechten auf. Hierdurch wird erreicht, daß ein relativ großer Sichtwinkelbereich existiert, aus dem nur die in einer Richtung abfallenden Flanken sichtbar sind. The flanks of the depressions 36 have an angle of approximately 30 ° to the vertical. This ensures that there is a relatively large viewing angle range from which only the flanks falling in one direction are visible.

Welche Flanken sichtbar sind, hängt also bei dieser Aus führungsform der Erfindung von dem Sichtwinkel ab, unter dem ein Betrachter auf die Platte 37 sieht.Which flanks are visible thus depends on the form of the invention from the viewing angle from which a viewer looks at the plate 37 .

Auf die Flanken der Vertiefungen 36 sind durch Bestrahlung mit einer LASER-Quelle Gravurelemente 35 aufgebracht. Die Bestrahlungsrichtung und der Bestrahlungswinkel sind dabei jeweils so gewählt, daß der Strahl der LASER-Quelle bei der Aufbringung eines Gravurelements 35 jeweils senkrecht auf der Oberfläche der Flanke steht. Die Gravurelemente 35 sind also im wesentlichen zylindrische Löcher, die mit ihrer Tiefenerstreckung einen rechten Winkel zur Oberfläche der jeweiligen Flanke einschließen.Engraving elements 35 are applied to the flanks of the depressions 36 by irradiation with a LASER source. The direction of irradiation and the angle of irradiation are each selected so that the beam from the LASER source is perpendicular to the surface of the flank when a gravure element 35 is applied. The engraving elements 35 are therefore essentially cylindrical holes which, with their depth extent, enclose a right angle to the surface of the respective flank.

Die auf die Platte 37 aufgebrachten Gravurelemente 35 haben also zwei verschiedene Vorzugsrichtungen, die den Flächen normalen der Oberflächen der Flanken entsprechen.The engraving elements 35 applied to the plate 37 thus have two different preferred directions, which correspond to the surfaces normal to the surfaces of the flanks.

Sieht ein Betrachter auf die Platte 37, so ist der optische Eindruck abhängig von der Sichtrichtung und dem Sichtwinkel. Erfolgt die Betrachtung parallel zu der Erstreckungsrichtung der rinnenförmigen Vertiefungen 36, so sind die Gravur elemente 35 unabhängig von ihrer Vorzugsrichtung gleicher maßen gut sichtbar.If an observer looks at the plate 37 , the visual impression depends on the viewing direction and the viewing angle. If the observation is made parallel to the direction of extension of the trough-shaped depressions 36 , the engraving elements 35 are equally well visible regardless of their preferred direction.

Sieht der Betrachter hingegen rechtwinklig zu der Er streckungsrichtung der rinnenförmigen Vertiefungen 36 auf die Platte 37, so hängt der optische Eindruck von dem Sichtwinkel ab, unter dem der Betrachter auf die Platte 37 sieht.If, however, the viewer sees at right angles to the direction of extension of the trough-shaped depressions 36 on the plate 37 , the visual impression depends on the viewing angle from which the viewer looks at the plate 37 .

Ist der Sichtwinkel hierbei relativ flach, so sieht der Betrachter bloß die ihm zugewandten Flanken und dem entsprechend auch bloß die auf diese Flanken aufgebrachten Gravurelemente 35.If the viewing angle is relatively flat here, the viewer sees only the flanks facing him and, accordingly, only the engraving elements 35 applied to these flanks.

Ist der Sichtwinkel jedoch relativ steil, so nimmt der Betrachter die Gravurelemente 35 beiderlei Vorzugsrichtungen wahr. Da in diesem Fall jedoch der Sichtwinkel ein anderer ist, als der Bestrahlungswinkel, unter dem die Gravurelemente 35 auf die Platte 37 aufgebracht wurden, nimmt der wahrnehmbare Helligkeitswert am Ort der Gravurelemente 35 nur relativ geringfügig ab. Der Kontrast ist - wie in Fig. 4 dargestellt - am höchsten, wenn der Betrachter "in das Loch hineinsieht".However, if the viewing angle is relatively steep, the viewer perceives the engraving elements 35 in both preferred directions. However, since in this case the viewing angle is different from the irradiation angle at which the engraving elements 35 were applied to the plate 37 , the perceptible brightness value at the location of the engraving elements 35 only decreases relatively slightly. The contrast - as shown in FIG. 4 - is greatest when the viewer "looks into the hole".

Ein kontrastreiches Bild ist deshalb nur bei einem relativ flachen Sichtwinkel erkennbar.A high-contrast picture is therefore only relative to one flat viewing angle recognizable.

Bei einem relativ flachen Sichtwinkel und einer Sichtrichtung rechtwinklig zu der Erstreckungsrichtung der Vertiefungen 36 sind also nur die auf die dem Betrachter zugewandten Flanken aufgebrachten Gravurelemente 35 wahrnehmbar.With a relatively flat viewing angle and a viewing direction perpendicular to the direction of extension of the depressions 36 , only the engraving elements 35 applied to the flanks facing the viewer are perceptible.

Hierdurch lassen sich zwei verschiedene Muster auf eine Platte 37 aufbringen, die jeweils getrennt in Abhängigkeit vom Sichtwinkel sichtbar sind.As a result, two different patterns can be applied to a plate 37 , each of which is visible separately depending on the viewing angle.

Durch die rinnenförmigen Vertiefungen 36 wird dabei die schon in Fig. 4 dargestellte Richtwirkung der Gravurelemente 35 noch verstärkt.The directional effect of the engraving elements 35 , which is already shown in FIG. 4, is thereby reinforced by the groove-shaped depressions 36 .

Fig. 7 zeigt eine in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendete Graduationskurve in einem Diagramm. Fig. 7 shows a Graduationskurve used in the inventive process in a diagram.

Auf der horizontalen Achse ist der Helligkeitswert E_v der Vorlage und auf der vertikalen Achse der Helligkeitswert E_B des auf die Platte aufzubringenden Musters aufgetragen. Jedem Helligkeitswert E_v der Vorlage wird durch die Graduations kurve genau ein auf die Platte aufzubringender Hellig keitswert E_B zugeordnet. Diese Zuordnung erfolgt getrennt für alle Rasterelemente.The brightness value E _{v of} the original is plotted on the horizontal axis and the brightness value E _B of the pattern to be applied to the plate is plotted on the vertical axis. Exactly one brightness value E _B to be applied to the plate is assigned to each brightness value E _{v of} the template by the graduation curve. This assignment is made separately for all grid elements.

Der Kontrast der Vorlage ist in diesem Beispiel größer als der Kontrast des auf die Platte aufzubringenden Musters. Dies liegt daran, daß sowohl der maximal auf der Platte erreichbare Helligkeitswert E_Bmax als auch der minimal auf der Platte erreichbare Helligkeitswert E_Bmin begrenzt ist.In this example, the contrast of the original is greater than the contrast of the pattern to be applied to the plate. This is because both the maximum brightness value E _Bmax that can be achieved on the plate and the minimum brightness value E _Bmin that can be achieved on the plate are limited.

Den maximal erreichbaren Helligkeitswert E_Bmax weist die Platte dann auf, wenn kein Gravurelement aufgebracht ist und somit auch kein Schatten auftritt.The plate has the maximum achievable brightness value E _Bmax when no engraving element is applied and therefore no shadow occurs.

Der minimal erreichbare Helligkeitswert E_Bmin wird in der Regel durch eine Maximierung der Dichte und der Tiefe der Gravurelemente erreicht.The minimum achievable brightness value E _Bmin is usually achieved by maximizing the density and depth of the engraving elements.

Die Kurve 39 zeigt den Verlauf der Graduationskurve ohne Anpassung.Curve 39 shows the course of the graduation curve without adjustment.

Es treten hierbei relativ große Abweichungen von einem linearen Verlauf auf, d. h. die Helligkeitswerte der Vorlage werden verfälscht auf die Platte übertagen.There are relatively large deviations from one linear course on, d. H. the brightness values of the template are transferred adulterated to the plate.

Die Graduationskurve 38 weist einen linearen Verlauf auf und stellt somit die optimale Anpassung der Vorlage an die Platte dar.The graduation curve 38 has a linear course and thus represents the optimal adaptation of the template to the plate.

So wird durch die Graduationskurve 38 zum einen erreicht, daß der gesamte Bereich der auf der Platte möglichen Helligkeits werte E_B auch tatsächlich ausgenutzt wird. Zum anderen wird durch den linearen Anstieg der Graduationskurve 38 ein gleichmäßiger Anstieg des Helligkeitswerts erreicht, d. h. es werden alle Helligkeitswerte der Vorlage gleichmäßig übertragen, ohne bestimmte Helligkeitswerte selektiv zu dämpfen oder zu verstärken.In this way, the graduation curve 38 on the one hand ensures that the entire range of possible brightness values E _B on the plate is actually used. On the other hand, the linear increase in the graduation curve 38 achieves a uniform increase in the brightness value, ie all brightness values of the original are transmitted uniformly without selectively damping or amplifying certain brightness values.

Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht.The invention is not limited in its execution the preferred embodiments given above. Rather, a number of variants are conceivable, which of the solution shown also fundamentally different makes use of any type.

Claims

1. A method for applying a pattern on a plate ( 23 , 37 ), in particular on a stainless steel plate, by means of a LASER source ( 30 ), in which
an image area ( 12 , 24 ) of the plate ( 23 , 37 ) is divided into raster elements and each raster element of the image area ( 12 , 24 ) is assigned a corresponding raster element of a template, and
the brightness value is determined for each raster element of the template, and
the LASER source ( 30 ) irradiates the plate ( 23 , 37 ) in the image area ( 12 , 24 ) and produces engraving elements ( 13 , 35 ) in the form of depressions within the raster elements by material removal,
each raster element of the image area ( 12 , 24 ) having a brightness value determined by the arrangement of the engraving elements ( 13 , 35 ),
characterized,
that each brightness value occurring in the template is assigned exactly one brightness value to be applied to the plate ( 23 , 37 ) by means of a graduation curve ( 38 ),
that the graduation curve ( 38 ) is essentially linear,
that the shape and / or the depth and / or the distribution density of the engraving elements ( 13 , 35 ) in the raster elements of the image area ( 12 , 24 ) is predetermined such that their brightness value is essentially the same as that of the graduation curve ( 38 ) the brightness value of the corresponding raster element of the template is assigned a brightness value.

2. The method according to claim 1, characterized in that the LASER source ( 30 ) has at least one variable control variable, the control variables the irradiance, the irradiation time, the beam angle ( 25 ) of the LASER source ( 30 ) and the location and the location of the LASER source ( 30 ).

3. The method according to claim 2, characterized in that
that a reference plate is divided into sections,
that the LASER source ( 30 ) irradiates the reference plate to apply engraving elements ( 13 , 35 ),
that the control variables of the LASER source ( 30 ) are uniform within a section,
that at least one of the control variables is different in different sections,
that the brightness value is measured in each section and assigned to the corresponding set of control variables of the LASER source ( 30 ).

4. The method according to claim 2, characterized in
that both the maximum and the minimum brightness value of the original is determined,
that both the maximum and the minimum brightness value of the reference plate is determined,
that the graduation curve ( 38 ) assigns the minimum brightness value of the template to the minimum brightness value of the reference plate and the maximum brightness value of the template to the maximum brightness value of the reference plate.

5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the LASER source ( 30 ) for generating circular engraving elements ( 13 , 35 ) during the delivery of a beam ( 25 ) in its spatial position relative to the plate ( 23 , 37 ) is fixed.

6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the beam ( 25 ) of the LASER source ( 30 ) for generating elongated engraving elements ( 13 , 35 ) each within a raster element of the image area ( 12 , 24 ) on the surface and / or is pivoted.

7. The method according to claim 6, characterized in
that several patterns are applied to the plate ( 23 , 37 ),
that in each pattern the directions of extension of the individual engraving elements ( 13 , 35 ) are essentially parallel,
that the engraving elements ( 13 , 35 ) of different patterns have different directions of extension.

8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the beam ( 25 ) of the LASER source ( 30 ) is substantially perpendicular to the surface of the plate ( 23 , 37 ) in the image area ( 12 , 24 ).

9. The method according to any one of the preceding claims, characterized in
that several patterns are applied to the plate ( 23 , 37 ),
that both the angle between the beam ( 25 ) of the LASER source ( 30 ) and the surface of the plate ( 23 , 37 ) and the direction from which the LASER source ( 30 ) radiates onto the plate ( 23 , 37 ) , is essentially the same for each pattern,
that when applying different patterns, the angle between the beam ( 25 ) of the LASER source ( 30 ) and the upper surface of the plate ( 23 , 37 ) and / or the directions from which the LASER source ( 30 ) on the plate ( 23 , 37 ) shines, are different.

10. The method according to claim 9, characterized in
that the surface of the plate ( 23 , 37 ) has essentially parallel groove-shaped depressions with flanks falling in opposite directions,
that a first pattern is applied to the flanks falling in one direction and a second pattern is applied to the flanks falling in the other direction,
that the beam ( 25 ) of the LASER source ( 30 ) is essentially parallel to the surface normal of the flanks.

11. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that with the LASER source ( 30 ) in a further step a piece containing the image area ( 12 , 24 ) is cut out of the plate ( 23 , 37 ).

12. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the measurement of the Hellig value by a CCD sensor.

13. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the LASER source ( 30 ) has an yttrium aluminum garnet LASER or an excimer LASER.