專利名稱：描繪裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于證券紙、有價文件等的描繪裝置，尤其涉及電子顯示設備或其它用于描繪一個或多個平面目標圖像的其它數(shù)據(jù)載體。

背景技術：
出于保護的目的，數(shù)據(jù)載體例如有價或證明文件，或其它貴重物品如名牌物品，經(jīng)常具有允許數(shù)據(jù)載體的真實性得到驗證的安全元件，并同時防止未經(jīng)許可而對其進行仿制。本發(fā)明所稱的數(shù)據(jù)載體具體包括鈔票、股票、債券、證件、憑證、支票、貴重的門票或其它會受到仿制的紙張，例如護照以及其它身份證件、信用卡、健康卡以及產品保護元件(例如，標簽、密封部件、封裝等)。在下文中，“數(shù)據(jù)載體”包括了所有上述的物品、文件和產品保護裝置。
可例如以嵌入到鈔票中的安全線、用于保護封裝的開口條、應用安全條、用于具有通孔的鈔票的封面箔、或自支持傳遞元件(例如，制造完成后應用到貴重文件上的片或標簽)的形式實現(xiàn)。
在本文中，具有光學可變元件的安全元件扮演了重要的角色(其中，光學可變元件在不同視角為人們傳遞了不同的圖像影像)，因為即便是使用高質的彩色復印機也無法復制這些安全元件。為此，可以為安全元件設置的安全裝置可以是光學衍射有效的微米或納米級圖案，例如，設置傳統(tǒng)的浮雕全息圖或其它類似于全息的衍射圖案，例如在公開文本EP0330733A1和EP0064 067 A1中描述的那樣。
在公開文本US5712731A中，使用摩爾放大裝置作為安全裝置。在該文本中的安全設備具有規(guī)則設置的基本一致的、大小為250μm印制微型圖，以及基本一致的球面微透鏡的規(guī)則二維設置。在這里，微透鏡設置與微型圖設置基本具有相同的分割線(division)。如果通過微透鏡設置觀看微型圖設置，則在這兩個裝置基本對準的區(qū)域，為觀看著生成微型圖的一個或多個放大版本。
在論文“The moirémagnifier(摩爾放大器)″M.C.Hutley，R.Hunt，R.F.Stevens and P.Savander，Pure Appl.Opt.3(1994)，pp.133-142”中描述了摩爾放大裝置的基本操作原理。簡言之，根據(jù)該論文，摩爾放大指通過具有大約相同格柵尺寸的透鏡格柵觀看由一致的圖像目標形成的格柵時發(fā)生的一種現(xiàn)象。由于具有各對相似的格柵，摩爾圖案在這種情況下顯示為圖像格柵的重復元件的放大的(如果適用的話)旋轉的圖像。


發(fā)明內容
基于此，本發(fā)明的目標是避免背景技術中提到的不利因素，以及尤其是描述一種在觀看的圖形圖像設計中提供更大自由度的描繪裝置。
該目標通過具有獨立權利要求的特征的描繪裝置來解決。用于制造這種描繪裝置的方法、具有這種描繪裝置的安全紙張和數(shù)據(jù)載體在并列的獨立權利要求書中進行限定。本發(fā)明的進一步拓展在從屬權利要求中進行限定。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，一種普通的描繪裝置，所描繪裝置具有光柵圖像裝置，用于描繪通過圖像函數(shù)f(x，y)給定的平面目標圖像，所述描繪裝置包括 一種用于證券紙、有價文件、電子顯示設備或其他數(shù)據(jù)載體的描繪裝置，所描繪裝置具有光柵圖像裝置，用于描繪通過圖像函數(shù)f(x，y)給定的平面目標圖像，所述描繪裝置包括 -圖形圖像，被分割成多個單元，在每個單元中設置有所述目標圖像的圖像區(qū)域； -由多個觀看元件構成的觀看格柵，當借助所述觀看格柵觀看所述圖形圖像時，所述觀看格柵用于重構所述目標圖像； -所述圖形圖像通過其被分割成多個單元的子部分具有以下的圖像函數(shù)m(x，y) 其中，和 -其中，觀看格柵的個體單元通過柵元矢量和來規(guī)定，這些矢量組合成矩陣 -矩陣規(guī)定所描述的目標圖像的期望的放大等級和運動行為； -矢量(c1(x，y)，c2(x，y))，其中0≤c1(x，y)，c2(x，y)＜1，表示在所述圖形圖像的單元中，所述觀看元件的相對中心位置； -矢量(d1(x，y)，d2(x，y))，其中0≤d1(x，y)，d2(x，y)＜1，表示在圖形圖像中所述單元邊界的依賴于位置的位移；以及 -g(x，y)為用于調整所述目標圖像的可視性的掩膜函數(shù)。
在說明書的上下文中，數(shù)量和矢量盡可能地使用小寫字母，而矩陣盡可能地使用大些字母。出于清楚的目的，箭頭符號用于標記矢量。
根據(jù)本發(fā)明的描繪裝置包括光柵圖像裝置，其中圖形圖像(目標圖像)顯示為漂浮的、單個而并不一定成組地位于圖像面之間。在傾斜由層疊的圖形圖像和觀看格柵形成的安全元素時，目標圖像以放大等級和運動矩陣A規(guī)定的方向移動。圖形圖像并沒有被重復攝制，并且也沒有通過曝光格柵曝光，而是在數(shù)學上以模算法構建的，其中能夠產生多個不同的放大等級和運動效果，這將在下面進行詳細描述。
在上面描述的公知的摩爾放大器中，要被描繪的圖像由以柵格形式周期排列的、獨個圖形構成。通過透鏡看到的圖形圖像構成了要描繪的圖像的縮小版本，分配到獨個圖形的區(qū)域對應于約最大的一個透鏡單元。由于缺少透鏡單元，僅僅考慮相對簡單的圖形作為獨個圖形圖像。與此相反，在本文中描述的“模映射”中的目標圖像通常為獨個圖像，其不一定需要包括周期地重復的獨個圖形的柵格。目標圖像可以構成復雜的高分辨率獨個圖像。
在下文中，在實施方式中使用組件名稱“摩爾”，其中，涉及摩爾效應。在使用組件名稱“模”時，并不一定涉及摩爾效應。組件名稱“映射”表示任意的映射，而組件名稱“放大器”表示不是任意的放大，而是涉及放大等級。
下面描述的所有變體都能夠在任意低或高對稱的柵格裝置、或圓柱形透鏡裝置中，實現(xiàn)為具有二維透鏡格柵。所有的裝置還可以從如在公開文獻WO 2007/076952A2中描述的曲面計算出，該公開文獻的內容通過引用并入本文。
在優(yōu)選的實施方式中，所述觀看格柵的所述觀看元件被周期或局部周期地設置，在局部周期地設置時，局部周期參數(shù)僅相對于周期長度緩慢改變。在這里，所述局部周期長度位于3μm-50μm之間，優(yōu)選地為5μm-30μm之間，特別優(yōu)選地約在10μm-20μm之間。此外，如果之前在與周期長度(例如大于20，50或100)相比相對大的部分上保持恒定或基本恒定的情況下，所述局部周期參數(shù)在所述周期長度中可突然改變。
所述觀看元件可由非柱形微透鏡或凹微反射部件形成，尤其可由圓形或多邊形基本區(qū)域的微透鏡或凹面微反射部件形成；或者還可由這樣的長柱形透鏡或凹微反射部件形成，其縱長方向的尺寸大于250μm，優(yōu)選地大于300μm，特別優(yōu)選地大于500μm，尤其優(yōu)選地大于1mm。在本發(fā)明另一優(yōu)選的變體中，所述觀看元件由圓形孔、切孔、具有反射部件的圓形或切孔、球面透鏡、菲涅耳(Fresnel)透鏡、GRIN(Gradient Refractive Index)透鏡、波帶片、全息透鏡、凹反射部件、菲涅耳反射部件、區(qū)反射部件或其他具有聚焦或掩膜效果的部件形成。
在優(yōu)選的實施方式中，所述圖像函數(shù)的支集大于所述觀看格柵的獨個單元W。在這里，函數(shù)的支集以普通的方式表示該函數(shù)不等于零的集合。
在有利的實施方式中，所描繪出的目標圖像不具有周期性，換言之，為獨個圖形的描繪。在其他實施方式中，如果其他目標圖像具有由2x2的矩陣P規(guī)定的周期性，所述周期性的獨個單元并不等于(A-I)W。
在本發(fā)明的一個有利變體中，所述圖形圖像的觀看格柵固定地聯(lián)接在一起形成具有層疊、空間分開的觀看格柵和圖形圖像的安全元件。所述圖形和所述觀看格柵有利地被設置在光學間隔層的相對的表面上。所述安全元件為安全線、開口條、安全帶、安全條、用于證劵紙張、貴重物品等的補片或標簽。所述安全元件的總厚度小于50μm，優(yōu)選地小于30μm，特別優(yōu)選地小于20μm.。
根據(jù)本發(fā)明的另一個有利變體，所述觀看格柵和所述圖形圖像被設置在數(shù)據(jù)載體的不同位置，從而使得所述觀看格柵和所述圖形圖像可重疊用于自驗證，并形成重疊狀態(tài)的安全元件。所述觀看格柵和所述圖形圖像尤其可通過彎曲、皺折、皺折或折疊數(shù)據(jù)載體而重疊。
根據(jù)本發(fā)明的另一個有利變體，所述圖形圖像可通過電子顯示設備顯示，用于觀看顯示的所述圖形圖像的觀看格柵與所述電子顯示設備固聯(lián)。和固聯(lián)到電子顯示設備的情形相反，所述觀看格柵作為用于觀看顯示的所述圖形圖像的單獨的觀看格柵被安裝到所述電子顯示設備中或設置到所述電子顯示設備之前。
在該說明書的上下文中，固聯(lián)在一起的觀看格柵和圖形圖像形成了作為永久安全元件的安全元件；通過在光學上分割的觀看格柵和相關的圖形圖像的重疊形成了臨時存在的安全元素。在下文中，關于運動行為的描述或安全元素的光學影像指的是固聯(lián)的永久安全元件和通過重疊形成的臨時安全元件。
在本發(fā)明的一個有利變體中，所述放大等級和運動矩陣A為 從而使得，在水平地繞垂直軸線傾斜所述安全元件后，所述描繪出的目標圖像以速度v1和相對于x軸線成φ1角度地移動，而在垂直地繞水平軸線傾斜后，所述目標圖像以速度v2并相對于x軸線成φ2角度移動。在這里，φ1不等于0°和180°，和/或φ2不等于90°和-90°，和/或v1不等于v2。
在本發(fā)明的一個有利變體中，在傾斜所述安全元件后，所述目標圖像總是以相同的方向移動，而不管傾斜的方向如何。
在本發(fā)明的一個有利變體中，在所述放大等級和運動矩陣A中，a11＝z1/e以及a22＝z2/e，其中，e表示觀看格柵距離所述圖形圖像的有效距離，從而使得眼睛偏離x方向觀看時，所述目標圖像可視的高度或深度為z1，當該裝置旋轉90°后，當眼睛偏離y方向觀看時，所述目標圖像可視的高度或深度為z2。在考慮觀看格柵與圖形圖像之間的距離e時，考慮透鏡格柵和圖形格柵之間的媒介的衍射數(shù)據(jù)和透鏡數(shù)據(jù)。
特別地，還可以將放大等級和運動矩陣A設置為 從而使得， -當眼睛偏離x方向觀看時，所述目標圖像可視的高度或深度為z1，當沿著觀察方向水平傾斜或水平改變該裝置后，所述目標圖像以相對于x軸線成φ1角度地移動； -當該裝置旋轉90°后，當眼睛偏離y方向觀看時，所述目標圖像可視的高度或深度為z2；在沿著觀看方向垂直傾斜或垂直改變該裝置后，所述目標圖像以相對于x軸線成φ2角度地移動。
在有利的實施方式中，所述放大等級和運動矩陣A位置獨立。在這種情況下，其規(guī)定了線性圖像從而使得圖形圖像的多個單元中的每一個包括目標圖像的線性成像區(qū)域。然而，特別地，在剛剛描述過的變體中放大等級z1，z2和運動方向φ1，φ2中的一個或多個位置獨立，換言之，用z1(x，y)，z2(x，y)，φ1(x，y)或φ2(x，y)表示。在在這種情況下，放大等級和運動矩陣A時位置獨立的。
在有利的一個事實方式中，所述觀看格柵是間隙格柵、柱形透鏡格柵或柱形凹面反射部件格柵，其獨個單元通過以下公式給定 其中d為間隙或柱面軸線距離，此時，所述放大等級和運動矩陣A通過以下公式給定 其中，φ1為預先選擇的運動方向。
為將要在透鏡格柵W之后設置的、印制的或浮雕圖像形成的圖案可以僅使用縫孔組或柱形透鏡組觀看，而且還可以使用圓形孔組或透鏡組觀看，其中d2和β將為任意的。
在任意方向γ的、并具有軸線距離d的柱形透鏡軸線中，透鏡格柵為合適的矩陣為A，其中，在方向γ沒有放大等級或扭曲 為將要在透鏡格柵W之后設置的印制的或浮雕圖像形成的圖案可以僅使用具有軸線方向γ的縫孔組或柱形透鏡組觀看，而且還可以使用圓孔或透鏡組來觀看，其中則d2和β為任意的。
此外，在有利的實施方式中，在所述圖形圖像中的單元邊界為位置獨立的位置，從而使得在圖像函數(shù)m(x，y)中的所述矢量(d1(x，y)，d2(x，y))為常量。作為一種選擇，在所述圖形圖像中的單元邊界為位置不獨立的位置。特別地，所述圖形圖像包括兩個或多個子區(qū)域，所述子區(qū)域在各種恒定的情況下具有不同的單元格柵。
位置上依賴的矢量(d1(x，y)，d2(x，y))還可用來限定圖形圖像的單元的輪廓形狀。例如，除了平行四邊形的單元，具有其它一致形狀的單元也可以用來相互匹配，從而使得圖形圖像的區(qū)域被無縫地填充(圖形圖像的區(qū)域)。通過選擇位置依賴的矢量(d1(x，y)，d2(x，y))可能將單元形狀限定為期望的形狀。以這種方式，設計者尤其影響圖形突然出現(xiàn)的觀看角度。
還可以將圖形圖像分割為多個不同的區(qū)域，在所述同一區(qū)域中單元具有一致的形狀，而在不同的區(qū)域單元形狀不同。在傾斜安全元件后，這使得圖形分配到不同區(qū)域的部分以不同的傾斜角度突然出現(xiàn)。如果具有不同單元的區(qū)域足夠大，以使得肉眼看見，則以這種方式，在安全元件中可以容納附加的可見信息段。相反，如果區(qū)域是微小的，換言之，僅可以通過放大輔助裝置看到，則可以用作高層安全特征的附加隱藏的信息段容納在安全元件中。
此外，位置上依賴的矢量(d1(x，y)，d2(x，y))還可用來形成形狀相互不同的單元。這樣，有可能形成例如通過顯微鏡檢測的整個單獨的安全元素。
在多種情況下，圖像函數(shù)m(x，y)中的掩膜函數(shù)g有利地等于1。在其它有利的設計中，掩膜函數(shù)g在子區(qū)域尤其是在圖形圖像的單元的邊緣區(qū)域中的等于0，并限制目標圖像可見的固定角度。除了角度的限制，作為圖像場的限制，掩膜函數(shù)還可以限定在其中目標圖像不可見的區(qū)域。在這種情況下，g＝0的區(qū)域可延伸過多個單元。例如，在實施例16中描述的具有相互鄰近的圖像的實施方式可以通過宏觀掩模函數(shù)來描述。通常，用于限定圖像場的掩模函數(shù)為
在有利的實施方式中，在所述圖形圖像的單元內，所述觀看元件的相對中心位置是位置獨立的，換言之，矢量(c1(x，y)，c2(x，y))為常量。然而，在一些設計中，所述觀看元件的相對中心位置在位置上相互依賴，這將在下面進行詳細描述。
在本發(fā)明的第一個方面，描繪裝置的光柵圖像裝置總是描繪出獨個目標圖像。在第二方面，本發(fā)明包括這樣一種設計，其能夠同時或交替地繪制出多個目標圖像。這種繪制裝置包括光柵圖像裝置，用于描繪通過圖像函數(shù)fi(x，y)，i＝1，2，...n，其中n≥1給定的平面目標圖像，所述描繪裝置包括 -圖形圖像，被分割成多個單元，在每個單元中設置有所述目標圖像的圖像區(qū)域； -由多個觀看元件構成的觀看格柵，當借助所述觀看格柵觀看所述圖形圖像時，所述觀看格柵用于重構所述目標圖像； -所述圖形圖像通過其被分割成多個單元的子部分具有以下的圖像函數(shù)m(x，y)＝F(h1，h2，...hn)，其描述函數(shù)為 其中和 其中F(h1，h2，...hn)為指示在n個描述函數(shù)hi(x，y)上的操作主函數(shù)； -觀看格柵的個體單元通過柵元矢量和所述柵元矢量組合成矩陣 -矩陣為目標圖像fi規(guī)定期望的放大等級和運動行為； -矢量(ci1(x，y)，ci2(x，y))，其中0≤ci1(x，y)，ci2(x，y)＜1表示在各種情況下，所述觀看元件在所述圖形圖像的單元中的相對中心位置； -矢量(di1(x，y)，di2(x，y))，其中0≤di1(x，y)，di2(x，y)＜1中的每一個表示在圖形圖像中所述單元邊界的依賴于位置的位移； -gi(x，y)為調整所述目標圖像的可視性的掩膜函數(shù)fi。
用于本發(fā)明第一個方面的、獨個目標圖像f(x，y)的所有解釋都可以用于本發(fā)明第二方面的更普遍的光柵圖像裝置的目標圖像fi(x，y)。特別地，本發(fā)明第二方面的描述函數(shù)hi(x，y)中的至少一個或全部可以被設計為本發(fā)明第一個方面的圖像函數(shù)m(x，y)。
光柵圖像裝置有利地描繪交互圖像、移動圖像或圖像變形。在這里，所述掩膜函數(shù)gi限定了目標圖像fi的可視性的、條狀或類似于方格圖案交替特征。在傾斜后，可以沿著特定的方向處理圖像序列，在這種情況下，可以方便地使用條狀的掩膜函數(shù)，換言之，在單個單元中的條區(qū)域，對于各個i，掩膜函數(shù)不等于零。在更普遍的情況下，掩膜函數(shù)還可以被選擇以使得圖像序列被處理為通過彎曲的、蜿蜒的、螺旋的傾斜運動。
在多種情形下，將主函數(shù)F構成了求和函數(shù)是適當?shù)?，從而使? 然而，在交替的圖像(傾斜圖像)或其它移動的圖像中，理想地，在各種情況下，只有一個目標圖像是可見的。本發(fā)明還包括這樣一種設計，其中兩個或多個目標圖像fi是同時可視的。在這里，主函數(shù)F有利地構成了求和函數(shù)、求最大值函數(shù)、OR函數(shù)、XOR函數(shù)或其它邏輯函數(shù)。
在一個有利的發(fā)展中，n個目標對象fj(x，y)，j＝1，...n被規(guī)定為每一個具有外觀深度zj，其中zj＞zj-1；以及作為主函數(shù)F，選擇修改的求最小值函數(shù)，當在位置(x，y)描述函數(shù)hj不等于0時，通過選擇的求最小值函數(shù)選擇最小的j。
此外，在本發(fā)明的第二方面中，描繪裝置的所述圖形圖像和觀看格柵固定地聯(lián)接在一起形成永久的安全元件、或者圖形圖像和觀看格柵通過重疊設置在數(shù)據(jù)載體的不同位置形成臨時的安全元件。在本發(fā)明的第一方面關于永久或臨時安全元件的描述可以同樣的方式適用到本發(fā)明的第二方面。
所述圖形圖像具體以印制層或浮雕層的形式呈現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明的有利拓展，在第一和第二方面，安全元件具有不透明的覆蓋層在一些區(qū)域覆蓋光柵圖像裝置。這樣，在覆蓋的區(qū)域，不存在模放大效應，這樣可以將光學可見效應和傳統(tǒng)的信息段或其它效應組合起來。這種層具有圖案、字符或編碼的形式，和/或具有圖案、字符或編碼形式的間隙形式。
如果圖形圖像和觀看格柵被設置在光學間隔層的相對的表面上，光學間隔層可以例如包括塑料箔和/或漆層。
永久的安全元件自身構成了安全線、開口條、安全帶、安全條、用于證券紙張、貴重物品等的補片或標簽。在有利的實施方式中，安全元件可以跨越數(shù)據(jù)載體的透明或未覆蓋區(qū)域。在這里，不同的外形可以在數(shù)據(jù)載體的不同側實現(xiàn)。此外，還可使用雙側的設計，其中觀看格柵被設置在圖形圖像的兩側。
此外，如本發(fā)明第一方面所述，所述圖形圖像可有利地通過電子顯示設備顯示。在這里，為了觀看顯示的所述圖形圖像，觀看格柵可與所述電子顯示設備固聯(lián)、或者可以是安裝到所述電子顯示設備中或設置到所述電子顯示設備之前的單獨觀看格柵。
根據(jù)本發(fā)明的光柵圖像裝置可以與其它的安全元素組合，例如與所有實施方式的變種中的金屬化或未金屬化的衍射圖案和全息圖案組合，或與金屬化或未金屬化的子波長圖案、子波長柵格、在傾斜后顯示色移的透明或不透明的層系統(tǒng)組合、與衍射光學元素、衍射反射元素(例如棱鏡光束成形器)、具有特別調整電傳導的安全元素、具有磁碼的并入基底組合，以及與具有磷光、螢光或冷光效應的基底組合、基于液晶的安全元素組合、與不光滑圖案、微鏡和具有盲效應的元素或鋸齒圖案組合?？山M合根據(jù)本發(fā)明的光柵圖像裝置的其它安全元件在公開文獻WO 2005/052650A2的第71-73中進行了公開，其全部內容通過引用并入本文。
在本發(fā)明兩個方面，圖形圖像的單個單元的圖像內容可以根據(jù)圖像函數(shù)m(x，y)的確定而交換。
本發(fā)明還包括用于制造根據(jù)本發(fā)明第一方面的繪制裝置的方法，其中，從由圖像函數(shù)f(x，y)給定的平面目標圖像計算出圖形圖像，所述圖形圖像被分割成多個單元，在每個單元中設置有所述目標圖像的圖像區(qū)域；所述圖形圖像通過其被分割成多個單元的子部分具有以下的圖像函數(shù)m(x，y) 其中以及 從而使得當借助所述觀看格柵觀看所述圖形圖像時，所述觀看格柵用于重構所述目標圖像。在用于m(x，y)的公式中的變量在下面將進行詳細的描述。公式中的變量在上面已經(jīng)做了詳細的定義或解釋。
此外，一種用于制造根據(jù)本發(fā)明第二方面的描繪裝置的方法，其中，從由給定圖像函數(shù)fi(x，y)，i＝1，2，...n，其中n≥1，給定的多個平面目標圖像計算出圖形圖像，所述圖形圖像被分割成多個單元，在每個單元中設置有所述目標圖像的圖像區(qū)域；所述圖形圖像通過其被分割成多個單元的子部分具有以下的圖像函數(shù)m(x，y) m(x，y)＝F(h1，h2，...hn)，其描述函數(shù)為 其中，以及從而使得通過觀看格柵觀看圖形圖像時重構目標圖像。在這里，m(x，y)中的變量的定義或更多的詳細解釋可參見上面的解釋。
在本發(fā)明的范圍內，圖形圖像和觀看元件的大小通常約為5到50μm，從而使得模放大裝置對安全元件厚度的影響保持較小。制造上述小透鏡陣列和上述圖像的方法例如在公開文獻DE102005028162A1中進行了描述，該文獻的內容通過引用并入本文。
在這里，典型的方法如下為了制造微型圖案(微透鏡、微圖像元件)，可以使用微半導體構圖技術，例如影印石版術或電子束平板印刷術。特別適合的方法包括借助聚焦的激光在光阻材料中曝光圖案。之后，利用開發(fā)工具曝光具有二元或多元復雜三維截面輪廓的圖案。作為替代的方法，可以使用激光消融技術。
利用上述方式獲得的原始對象還可以進一步在浮雕模中處理，借助于浮雕模，例如通過UV漆浮雕術，熱塑性浮雕術、或在文獻WO2008/00350A1中描述的凹雕技術復制圖案。最后提到的技術是凹雕技術結合了印制和浮雕技術的優(yōu)點。這種凹雕技術方法和其有益效果的細節(jié)在文獻WO 2008/00350A1中做了詳細的描述，該文獻的內容通過引用并入本文。
不同實施方式的變體陣列適用于最后的產品對利用金屬蒸發(fā)的圖案進行壓紋，對金屬納米圖案上色，壓紋經(jīng)過上色的UV漆，根據(jù)文獻WO2008/00350A1凹雕印制。對壓紋圖案上色并在隨后淬火壓紋后的箔。或者還可以使用在德國專利申請102007062089.8中描述的用于選擇性地傳遞印制基底到壓紋圖案的凸起或凹陷的方法。作為一種選擇，還可以利用聚焦的激光束將圖形圖像直接寫入到光敏層。微透鏡陣列還可以同樣通過激光消融或灰度平板印刷術來制造。作為一種選擇，可出現(xiàn)二元曝光，可首先制造透鏡形狀，隨后通過對光刻膠進行塑化(熱回流)。從原對象(如微圖案陣列)可制造壓紋模，借助于壓紋模例如通過壓紋UV漆或熱塑壓紋可制造大量的產品。
如果將模放大器原理或模映射原理應用到裝飾物品(例如，賀卡、作為墻面裝飾的圖片、窗簾、桌布、鑰匙圈等)、或產品的裝飾中，則引入的圖像和透鏡的大小約為50-1,000μm。在這里，還可以使用傳統(tǒng)的印制方法彩印圖形圖像。傳統(tǒng)的印制方法例如是膠印、凹板印刷、凸版印刷、絲網(wǎng)印刷、或數(shù)字印刷方法，例如因耶特(inkjet)印刷或激光印刷。
還可將根據(jù)本發(fā)明的模放大器原理或模映射原理應用到通常在電子顯示設備中顯示的三維出版計算機和電視圖像。在這種情況下，要引入的圖像的大小和要附著的透鏡陣列中的透鏡的尺寸約為50-500μm。屏幕分辨率應該至少為一階的放大率或更好，從而在該應用中需要高分辨率的屏幕。
最后，本發(fā)明還包括一種用于制造例如鈔票、支票、身份證、證件等的安全或貴重文件的、具有上述的繪制裝置的安全紙。本發(fā)明還包括一種數(shù)據(jù)載體，尤其是具有商標的物品、貴重文件、裝飾物品等，該數(shù)據(jù)載體具有上述的繪制裝置的繪制裝置。在這里，繪制裝置的觀看格柵和/或圖形圖像可以連續(xù)設置在數(shù)據(jù)載體的子區(qū)域或窗口區(qū)域。
本發(fā)明還涉及一種電子顯示裝置，所述電子顯示裝置具有尤其是計算機或電視屏幕的電子顯示設備、控制設備和上述的各種繪制裝置。在這里，所述控制設備被設計和調整為在所述電子顯示設備上顯示所述繪制裝置的圖形圖像。在這里，用于觀看顯示的圖形圖像的觀看格柵與電子顯示設備固聯(lián)，或者單獨的觀看格柵被安裝到用于觀看顯示的圖形圖像的電子顯示設備中或設置到所述電子顯示設備之前。



本發(fā)明其它的示例性實施方式和有益效果將參照附圖在下面進行描述。為清楚起見，在附圖中給出了刻度和比例。
其中 圖1示意性地示出了具有嵌入的安全線和附著的傳遞元件的鈔票。
圖2示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的安全元件的層結構的截面圖。
圖3示意性地示出了模放大裝置以解釋根據(jù)本發(fā)明的裝置的操作原理。
圖4示意性地示出了本發(fā)明的示例實施方式，其中，圖4(a)為特定的目標圖形圖像″P″；圖4(b)為設置用于觀看的透鏡格柵的一段格柵圖案，以及圖4(c)為與圖形圖像關聯(lián)的計算出的圖像函數(shù)。
圖5示出了本發(fā)明的另一個示例性的實施方式，其中，圖5(a)為特定的目標圖形圖像″P″；以及圖5(b)為與圖形圖像關聯(lián)的計算出的圖像函數(shù)。
圖6和圖5一樣示出了本發(fā)明的另一個實施方式。
圖7示出了在一些區(qū)域具有一致的柵格的示例性實施方式。
圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的傾斜的圖像，其中，在圖8(a)和8(b)中示出了特定的目標圖形圖像″P″，在圖8(c)中示出了與圖形圖像關聯(lián)的計算出的圖像函數(shù)。
圖9和圖10和圖5一樣分別示出了本發(fā)明的另一個實施方式。

具體實施例方式 下面將以安全元件為鈔票為例對本發(fā)明進行描述。為此，圖1示意性地示出了設置有根據(jù)本發(fā)明示例性的實施方式的兩個安全元件12和16。第一安全元件形成了位于鈔票10的表面的特定窗口區(qū)域14的安全線12，并且在它們之間嵌入到鈔票10的內部。通過任意形狀的附著的傳遞元件16形成第二安全元件。第二安全元件16還可以設計成設置在窗口區(qū)域的封面箔形式、或鈔票的通孔形式。該安全元件還可以設計為用于俯視或通視、或二者的結合。此外，還可以使用透鏡格柵設置在圖形圖像兩側的雙側設計。
安全元件12和傳遞元件16還可包括根據(jù)本發(fā)明示例性的實施方式的模放大裝置。用于上述裝置的操作原理和創(chuàng)造性的制造方法將基于傳遞元件16在下面進行詳細描述。
為此，圖2為示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的安全元件的層結構的截面圖，其中僅示出了層結構的需要解釋功能原理的部分。傳遞元件16包括具有透明塑料箔形式的基底20，在示例性的實施方式中包括約為20μm厚的聚乙烯對苯二酸(PET)箔。
在基底箔20的頂部設置透鏡22的格柵形狀排列，從而在基底箔的表面形成具有預對稱的、二維布拉菲(Bravais)柵格。布拉菲柵格例如可為對稱的六邊形的格柵。然而，其它更通用的對稱形狀，例如平行四邊形格柵也是允許的。
相鄰微透鏡22的間隔優(yōu)選地盡可能小，從而確保盡可能高的區(qū)域覆蓋，因而具有高對比度的描繪。優(yōu)選地，球面或非球面設計的微透鏡22具有5μm-50μm的直徑，尤其具有僅在10μm-35μm的直徑，因此肉眼是看不到的。應該理解，在其它的設計中，可以使用較大或較小的尺寸。例如，模放大裝置中的微透鏡可以出于裝飾的目的而具有50μm-5mm之間的直徑，而在模放大裝置中僅可以借助放大器或顯微鏡來解碼，此外，其尺寸還可以小于5μm。
在載體箔20的底部設置有包括圖形圖像的圖形層26，并被分割為多個具有圖形圖像元素的單元24。
基底箔20的視覺厚度和微透鏡22的焦距相互合作以使得圖形層26大約位于透鏡的焦距之外?；撞?0因此形成了光學分割層，從而確保透鏡33和具有圖形圖像的圖形層26的期望的、恒定的分隔。
為了解釋根據(jù)本發(fā)明的模放大裝置的操作原理，圖3示意性地示出了模放大裝置30(在圖中并未示出刻度)。裝置30具有圖形面32和透鏡面34。圖形面32中具有在單元中設置的、圖形圖像元素的圖形圖像，透鏡面34中設置有微透鏡格柵。模放大裝置30產生圖像面36，觀看者38觀察到的目標圖像在圖像面36中出現(xiàn)。
非常概括地，要被繪制的目標圖像(對象)通過圖像函數(shù)f(x，y，z)規(guī)定，其中z軸正交于跨過x軸和y軸的圖形面32和透鏡面34。如果e表示焦距(通常，在有效距離e中考慮了透鏡格柵和圖形格柵之間媒介的衍射系數(shù)、和透鏡數(shù)據(jù))，則放大系數(shù)v或1/v表示深度為z的對象和投影面(x，y，e)中的圖像之間成像比例。如果用雙眼看對象位于光柵圖像裝置之下，則v為正數(shù)；如果用雙眼看對象位于光柵圖像裝置之前，則v為負數(shù)。
在本申請中，僅考慮平面目標圖像，換言之，考慮具有由圖像函數(shù)f(x，y，z＝常量)的目標圖像，其中圖像函數(shù)f(x，y，z＝常量)還可以用僅有變量x和y的函數(shù)表示。使用具有恒定z坐標的上述平面目標圖像具有的有益效果在于，上述目標圖像的立體圖在立體上不會扭曲，而是僅僅有些皺縮。當觀看時，平面目標圖像位于的深度由關系式z＝ve給定。換言之，該深度為放大系數(shù)和焦距的函數(shù)。即使恒定坐標z在下文中沒有更多明確地提及，對于給定的焦距也必須考慮外觀深度依賴于微圖形元素的放大。
圖像函數(shù)f(x，y)可表示目標圖像(灰度圖像)的亮度分配、顏色分配(彩色圖像)、二進制分配(素描)或其它屬性，例如透明度、反射率、密度等；換言之，通常，圖像函數(shù)f(x，y)不僅表示灰度，還可以表示空間坐標x和y的矢量值函數(shù)。
透鏡面34中的微透鏡裝置通過二維的布拉菲格柵來規(guī)定，其中的個體單元通過矢量w1和w2(具有元素w11，w21和w12，w22)規(guī)定。在簡潔的符號中，個體單元還可以下面的透鏡格柵的矩陣W形式規(guī)定 在下文中，透鏡格柵矩陣W還經(jīng)常簡稱為矩陣或透鏡格柵。根據(jù)針孔照相機原理，在透鏡面34中，例如還可使用圓孔替代透鏡22。所有其它類型的透鏡和成像系統(tǒng)，例如球面透鏡、柱形透鏡、圓形孔、切孔、具有反射部件的圓形孔或切孔、菲涅耳透鏡、GRIN(Gradient Refractive Index)透鏡、波帶片(衍射透鏡)、全息透鏡、凹反射部件、菲涅耳反射部件、區(qū)反射部件或其他具有聚焦或掩膜效果的部件可被用作觀看格柵的觀看元件。
原則上，除了具有聚焦效果的元素外，具有掩模效應的其它部件(圓形孔、切孔、圓形孔或切孔后面的反射面)也可用作觀看格柵的觀看元件。
當使用凹反射器陣列時，使用根據(jù)本發(fā)明的其它反射觀看格柵，在位于圖形圖像之后的反射器陣列處，觀看者的視線穿透(在該實施例中是部分穿透)能透射的圖形圖像，并能夠將獨個的小反射器看做是要繪制的圖像的亮點或黑點。在這里，圖形圖像通常被精細地構圖并使其僅成為模糊的圖案(fog)。在沒有具體提及時，不僅對于透鏡格柵而且對于反射器格柵，都使用用于規(guī)定要繪制的圖像和圖形圖像之間的關系的公式。應該理解，當使用根據(jù)本發(fā)明的凹反射器時，反射器的焦距替代了透鏡焦距。
根據(jù)本發(fā)明，如果使用反射器陣列替代透鏡陣列，圖2中的觀看方向應該是從下往上，并且圖3中，反射器陣列中的面32和34可交換。本發(fā)明還基于代表所有根據(jù)本發(fā)明使用的其它觀看格柵的透鏡格柵進行描述， 根據(jù)本發(fā)明，當通過設置在透鏡面34透鏡格柵W觀看時，在圖像面36中產生期望目標圖像f(x，y)的圖形面32中的圖形圖像通過圖像函數(shù)m(x，y)來描述，該圖像函數(shù)m(x，y)由(E1)給定 其中以及 在公式(E1)和(E2)中，矩陣描述繪制的目標圖像在橫向或垂直地傾斜時的期望放大等級和運動行為。
I是2x2單位矩陣，矢量(c1(x，y)，c2(x，y))，其中0≤c1(x，y)，c2(x，y)＜1，表示在所述圖形圖像的單元內觀看元件的相對中心位置，矢量(d1(x，y)，d2(x，y))，其中0≤d1(x，y)，d2(x，y)＜1，表示圖形圖像的邊界單元是依賴于位置移動的，以及g(x，y)為調整目標圖像的可視性的掩膜函數(shù)。
在下文中將使用示例性的較為復雜的實施方式詳細解釋公式(E1)和(E2)的細節(jié)和范圍。
首先，公式(E2)的模操作(模放大裝置的名稱)將被簡化。矢量s和可逆的2x2矩陣W，作為通常的分等級的模操作，表示將用矩陣W描述的格柵的基本孔(格柵W內中矢量s的“相”)降低到矢量S。
形式上，表達式“s mod W”可被定義為 以及qi＝ni+pi具有整數(shù)ni∈Z和0≤pi＜1(i＝1，2)，或換言之，令ni＝floor(qi)和pi＝qi mod 1，那么，s＝Wq＝(n1w1+n2w2)+(p1w1+p2w2)，其中，(n1w1+n2w2)為格柵WZ2上的點，(s mod W＝p1w1+p2w2)位于格柵的基本孔并表示格柵W的相s。
然而，在本說明書中提及的摩爾放大器中，在陣列中設置的皺縮的獨個圖形必須完全設置在圖形圖像中，這對于本發(fā)明的模放大裝置并不一定要求如此。即便是在優(yōu)選的設計中，的支集未設置在單元W中，換言之，該支集大到其總是切斷單元邊界，目標圖像也仍然是完全可視的。
實施例1 最簡單的實施例描述了純粹的放大系數(shù)v，即，當傾斜模放大裝置時沒有特殊的運動效應。則放大等級和運動矩陣A為 此外，使圖形圖像中的單元邊界在位置上獨立，即，((d1(x，y)，d2(x，y))≡0)，并使得掩模函數(shù)g為單位函數(shù)(g≡1)。上述的公式(E1)和(E2)簡化為 如果透鏡22位于單元中心，則c1＝c2＝0.5。
對于圖4中示出的實施方式，令透鏡格柵W的格柵矢量w1＝(2.0mm，0mm)和w2＝(0.54mm，2.03mm)。目標圖像的漂移深度z＝20e，從而使得放大結果為v＝z/e＝20。
出于描述的目的，圖4(a)顯示了目標圖像40的特殊的目標圖像″P″，圖4(b)示出了透鏡格柵W的一段格柵圖案42，以及圖4(c)示出了通過公式(E3)計算的圖形圖像44的圖像功能函數(shù)m(x，y)，該圖像功能函數(shù)m(x，y)使得在適當縮放后，當用透鏡格柵W觀看時可以準確地重構圖4(a)中的目標圖像。
如能夠從圖4(c)中清楚地看出的那樣，根據(jù)本發(fā)明的“模映射”方法的本質特征包括圖形圖像44被細分為與透鏡格柵W的單元對應的多個單元。目標圖像40的成像子區(qū)域位于這些單元中。當借助于合適的顯微鏡陣列，例如透鏡格柵W，觀看圖形圖像44時，為觀看重構期望的目標圖像40。
如果觀看角度改變從而使得透鏡焦距超出單元邊界，則在空間上可以看出圖形跳變(jump)。圖形跳變并不一定帶來負面影響，相反，其為例如清楚地區(qū)別印刷圖像而形成光學可變效應，并從而在驗證中發(fā)揮作用。
還可以使用不同的亮度在不同的方向放大圖形圖像。在x和y軸的不同放大系數(shù)為vx，vy的情況下，放大等級和運動矩陣為 如果眼睛在x軸為臨近的(其通過合適地旋轉例如鈔票上的安全元件或對安全元件做相應的標準定位，而能夠容易地獲得)，則其僅僅在x軸上進行放大vx＝z/e，而在y方向不做放大，換言之vy＝1，因為對于三維版本而言，只有x方向的行為才是決定性的。在這種情況下， 如果透鏡的一個方向位于y方向，則可以任意地選擇透鏡陣列在該方向的格柵常數(shù)。因此，可以例如以柱形透鏡的方式，在一個方向任意地設計透鏡格柵。在下文中，圖7包括用于通過柱形透鏡觀看圖形圖像的更加通用的示例性實施方式。
實施例2 通過合適選擇放大等級和運動矩陣A，可以使得當觀看方向改變時、或以任意規(guī)定的方向傾斜模放大裝置時，目標圖像移動。
對于通用的線性運動， 出于簡化的目的，如在實施例1中的那樣，令D≡0以及g≡1，則公式(E1)和(E2)簡化為 如果用關系式(E4)確定規(guī)定目標圖像f(x，y)的圖形圖像函數(shù)，則當通過透鏡格柵W觀看圖形圖像時，可以通過矩陣A描述的運動行為重建目標圖像f(x，y)。
如果繞垂直軸水平地傾斜模放大裝置，則目標圖像在矢量(a11，a21)的方向(換言之，以方向φ1)以速度v1移動。如果繞水平軸垂直地傾斜模放大裝置，則目標圖像在矢量(a12，a22)的方向(換言之，以方向φ2)以速度v2移動。
在這里，特別優(yōu)選地，φ1不等于0°和180°，和/或φ2不等于90°和-90°，和/或v1不等于v2。
如果φ1＝90°，

如果

φ2＝180°，如果

φ2＝0°或如果

φ2＝180°，則會產生準確的視差運動。
當觀看方向改變或用單眼觀看時，靜態(tài)目標或目標部分相對于彼此移動的速度是它們在空間上深度的測量。當用雙眼觀看時，空間深度通過眼分割(eye separation)方向上的運動行為來給定。如果眼睛在x方向鄰近，則深度視覺Depth perception＝e·a11＝e·v1·cosφ1。
如果眼睛相對于x軸的角度為ψ，則深度視覺 Depth perception＝e·(a11·cos2ψ+(a12+a21)·cosψsinψ+a22·sin2ψ). 根據(jù)眼睛分割的方向或傾斜方向，深度映像可以不同。根據(jù)公式(E4)應用的圖形圖像因此形成繪制的對象在其中能夠以不尋常方式移動的深度映像。
出于描述的目的，圖5(a)中的示例性實施方式顯示了字符“P”為期望的目標圖像50，當通過透鏡格柵W觀看時，字符“P”浮于圖像面之前。當以水平方向傾斜時，該圖像還可以沿著直線運動，即，沿著與x軸成的φ1＝32°的方向運動。相反，當以垂直方向傾斜時，可以使得對象沿著與x軸成的φ2＝-43°的方向以更大的速度運動 在圖4(b)中示出的透鏡格柵被用作透鏡格柵W。如果z＝-19cos(32°)e＝-16.1e作為漂浮深度，則借助于公式(E4)，獲得如圖5(b)所示的圖形圖像。
實施例3 在圖6(a)中示出的另一個示例性的實施方式中，字母P作為目標圖像60。當通過透鏡格柵W觀看時，字符“P”浮于圖像面之后。該示例性的實施方式示出了特殊有趣的運動行為，即目標圖像總是在同一方向運動，而不管傾斜方向如何。
在這種情況下，相關的放大等級和運動矩陣A是不可逆的，從而使得上述行為不能夠用在下文中細述的特殊摩爾放大器、或以摩爾映射的方式制造。
如果實施例1(圖4(b))中的透鏡格柵W再次被選為透鏡格柵

作為放大等級和運動矩陣，以及z＝20cos(30°)·e＝17.3·e作為漂浮深度，則當用公式(E4)計算時，當通過透鏡格柵W觀看時，在圖6(b)中示出的圖形圖像62在傾斜時以深度z漂浮，并沿著相對于x軸成30°的角度做直線移動，而不管傾斜方向如何。由于預選擇的參數(shù)v1＝20和v2＝30，當以垂直方向繞水平傾斜軸傾斜時，目標圖像移動的速度比以水平方向傾斜時要快。
實施例4 在實施例4中，基于實施例2中的公式(E4)，當正常觀看時，換言之利用以x軸的兩眼間隔觀看時，目標圖像f(x，y)以深度z1(z1為正)可視，或者在所述裝置上顯示為以深度z1(z1為負)漂浮。
當裝置被旋轉90°觀看時(以y軸的兩眼間隔觀看時)，目標圖像f(x，y)以深度z2(z2為正)可視，或者在所述裝置上顯示為以高度z2(z2為負)漂浮。
如果e再次表示透鏡格柵要被創(chuàng)建的圖形圖像的有效距離，則a11＝z1/e(a21為任意的)以及a22＝z2/e(a12為任意的)被選擇用于獲得期望的效果。
實施例5 在實施例4中，基于實施例2中的公式(E4)，當正常觀看時，換言之利用以x軸的兩眼間隔觀看時，目標圖像f(x，y)以深度z1(z1為正)可視，或者在所述裝置上顯示為以深度z1(z1為負)漂浮。在水平傾斜裝置后以觀看方向水平改變裝置后，目標圖像以方向φ1移動。
當裝置被旋轉90°觀看時(以y軸的兩眼間隔觀看時)，目標圖像f(x，y)以深度z2(z2為正)可視，或者在所述裝置上顯示為以高度z2(z2為負)漂浮。在垂直傾斜裝置后以觀看方向垂直改變裝置后，目標圖像以相對于x軸成方向φ2移動。
為了獲得該效果，選擇 e再次表示透鏡格柵要被創(chuàng)建的圖形圖像的有效距離。
實施例6 對實施例5進行擴展，目標圖像點的期望深度和/或運動行為還可以是依賴于位置的，換言之，在最普遍的情況下，給定依賴于位置的變量 z1(x，y)，z2(x，y)，φ1(x，y)，和φ2(x，y)。
還可通過公式(E4)描述這種情況，雖然具有依賴于位置的放大等級和運動矩陣A 實施例7 在另一個示例性的實施方式中，不僅在通過標準的圓形/透鏡格柵觀看時而且在通過間隙格柵或柱形透鏡格柵觀看時，可以看到目標圖像f(x，y)，特別是非周期重復的單個圖像能夠被規(guī)定為目標圖像。
這種情況還可以通過公式(E4)來描述，其中，要創(chuàng)建的圖形圖像并未以相對于目標圖像的間隙/柱面方向轉換，具體的矩陣A需要被識別如下 如果柱面軸線方向位于y軸并且柱面軸線距離為d，則間隙或柱形透鏡格柵被規(guī)定為 則合適的矩陣A(其中在y方向沒有放大或扭曲)為 在這里，在關系式(A-I)W中，矩陣(A-I)僅在第一行W操作，從而使得W可以表示無限長的柱面。
在y軸具有柱面軸線的、要創(chuàng)建的圖形圖像可以獲得 其中，還有可能使得的支集沒有適合于單元W，并且該支集的大小能夠使得要創(chuàng)建的圖案在單元中不完全連續(xù)地顯示。以這種方式形成的圖案允許使用間隙孔陣列或柱形透鏡陣列觀看，而且允許使用圓孔陣列或透鏡陣列觀看，其中d2和β為任意的。
實施例8 實施例8用于示出這樣一種情況，其中圖形圖像的單元中的圖形圖像元素僅在位移上不同。在這種情況下，還可以用摩爾放大裝置來描述模放大裝置。
在上述情形下，可以使用一致的圖形圖像元素來構建圖形圖像，這些圖像元素被設置在具有個體單元的格柵陣列中。在后投射并觀看時，不是單個的對象可見，而是整個具有個體單元的對象陣列可見。用具有個體單元的透鏡陣列可以看到視覺效果，其中放大系數(shù)為v＝z/e。
在考慮特殊情形時，通過必須選擇以使得能夠適合于單元T＝(v-1)·W的對象f(x，y)形成目標對象。那么，應用周期地創(chuàng)建的圖形圖像 U＝(1-1/v)·W(E5) 并且，對于周期地顯示的、以高度z漂浮的目標圖像，上述圖像為T＝(v-1)·W。
如果想要示出的不僅僅是瞬間的對象，換言之，當觀看方向改變時該對象任意地移送，則任意的成像矩陣A被用來替代放大矢量v，其中A除了包括放大矢量外，還包括旋轉和剪切映射。那么，如在公開文本W(wǎng)O2007/076952A2(該文本通過引入并入本文)中公開的那樣 獲得具有單位單元和放大等級和運動矩陣的透鏡矩陣。目標圖像f(x，y)被選定為使得其能夠適合在單元T＝(A-I)·W中。接著應用周期地創(chuàng)建的圖形圖像， U＝(I-A-1)·W(E6) 對于周期地出現(xiàn)的目標圖像，則 T＝(A-I)·W＝A·U。
由于公式(E5)僅對放大起作用，因此將其分配到摩爾放大器。在公式(E6)中，通用的映射A替換放大矩陣，從而使得在這里引入的原理在本說明書的上下文中被稱為“摩爾映射”。
實施例9 在實施例1-8中，矢量(d1(x，y)，d2(x，y))＝0，并且在整個區(qū)域單元邊界時均勻分布的。然而，在一些實施方式中，依賴于位置在圖形面中移動單元格柵((d1(x，y)，d2(x，y))≠0)是有利的，這是因為以這種方式改變視覺方向后有可能獲得特殊的光學效果。令g≡1，則公式(E1)和(E2)如下 其中，0≤d1(x，y)，d2(x，y)＜1。如從公式(E7)可以證明的那樣，通過使得d1和/或d2不等于0而使得僅有單元邊界在移位，而圖形元素的格柵和相位沒有改變。
圖7示出了在一些區(qū)域具有一致的單元格柵的示例性實施方式。在這里，在圖7(a)中示出的字母″LOUIS″作為目標圖像70被分解到目標圖像區(qū)域71-A，72-A，73-A，74-A和75-A，其中在各種情況下單元格柵式一致的。在區(qū)域邊界，在相鄰區(qū)域的單元格柵之間會發(fā)生相位的突然改變。
圖7(b)示意性地示出了在圖形圖像中的五個子區(qū)域71-B，72-B，73-B，74-B和75-B中單元格柵是如何相互移位的。簡言之，各個格柵由單個格柵的輪廓來表示。
如果透鏡格柵被改變從而使得透鏡的中心點準確地位于單元73-B的中心，則當垂直觀看時，聚焦所有子區(qū)域71-B-75-B的中心區(qū)域，這樣觀看著看到整個字符″LOUIS″。如果向右傾斜安全元件，則透鏡焦距橫過圖形圖像的區(qū)域71-B中的單元邊界，區(qū)域71-A中的字母″L″離開其在″LOUIS″中的位置，并且依賴于映射的類型而跳躍到其它位置。
如果向左傾斜安全元件，則透鏡焦距橫過圖形圖像的區(qū)域74-B中的單元邊界，并且圖形在目標圖像中跳動，其中，區(qū)域74-A中的字母″I″離開其在″LOUIS″中的位置，并且當在垂直方向傾斜安全元件時，區(qū)域72-B和75-B中的字母″O″和″S″將顯示類似的行為。
另一種可能性是使用依賴于位置的單元邊界構成共享區(qū)域之外的所有透鏡單元的隨機移位。只要從固定的角度范圍(在該區(qū)域，共同位于該單元的區(qū)域被探測到)觀看安全元件，則相應的目標圖像是可視的。如果通過任意的方向傾斜安全元件而使得該區(qū)域位于左邊，則通過單位單元產生的圖像點以隨機的方式重疊，從而使得示出的目標圖像消失，并由混合的顏色取代。
實施例10 對于一些應用，能夠預期當觀看圖形圖像時的角度限制，即，示出的目標圖像不應該在所有的方向都是可視的，或者應該僅在小的圖像角度范圍是可察覺的。
上述限制尤其在組合下面描述的替換圖像時是有利的，這是因為從一個圖形切換到其他圖形通常不會由眼睛同時察覺到。這樣，在切換期間會看到不期望的雙重圖像(即，相鄰圖像圖形的疊影)。然而，如果個體圖像的邊界由合適的寬度邊緣來確定的話，則可以抑制上述不期望的視覺疊影。
此外，已經(jīng)明顯的是，當從上間接觀看透鏡陣列時會大大降低成像質量。當垂直地觀看裝置時可以觀察到輪廓鮮明的圖像，在這種情況下，當增加傾斜角度時，圖像變得較為不清晰并呈現(xiàn)為模糊。出于這種原因，角度限制對于個體目標圖像的繪制來說是有利的，如果其辨別出透鏡之間的面積區(qū)域，所述面積區(qū)域僅在相對高的傾斜角度可由透鏡探測到。以這種方式，在目標圖像變得模糊之前，當傾斜時目標圖像消失。
還可以通過公式(E1)中的掩模函數(shù)g≠1獲得角度限制。上述掩模函數(shù)的簡單例子為
其中，0＜＝kij＜1。以這種方式，僅使用柵元(w11，w21)，(w12，w22)中的一段，即，第一柵格矢量方向的區(qū)域k11·(w11，w21)到k12·(w11，w21)，以及第二柵格矢量方向的區(qū)域k21·(w12，w22)到k22·(w12，w22)。作為兩個邊緣區(qū)域的和，掩藏的條寬度為(k11+(1-k12))·(w11，w21)或(k21+(1-k22))·(w12，w22)。
應該理解，函數(shù)g(x，y)通常能夠任意規(guī)定單元中覆蓋或未覆蓋區(qū)域的分布。除了角度限制，掩模函數(shù)還可以用來限制圖像場，即，在一些區(qū)域將目標圖像覆蓋。在這種情況下，掩模函數(shù)為
當使用掩模函數(shù)g≠1時，在圖形圖像中依賴于位置的單元邊界的情況下，可以從公式(E1)和(E2)獲得圖像函數(shù)m(x，y) 實施例11 如在實施例8中詳細解釋的那樣，當在使用摩爾效應的設計中，要示出的對象必然以周期陣列裝置的形式重復出現(xiàn)，在使用根據(jù)本發(fā)明的模放大器和更通用的模映射的情形下，要示出的對象被顯示為個體圖像。在本發(fā)明優(yōu)選的實施方式中，目標圖像不是周期的。
然而，如果對象的重復是期望的，那么可以在要示出的對象中設置對象的周期性，這在一方面是因為目標圖像被規(guī)定為具有多個周期性設置的對象。作為一種選擇，目標和其周期性能夠被規(guī)定一次，而且在用于計算圖形圖像時考慮該周期性。
在后面的方式中，對象f(x，y)被規(guī)定為具有用于規(guī)定期望周期的2x2矩陣P規(guī)定的單位單元。為了說明周期設置，在適當?shù)姆绞街兄灰獙⑻鎿Q為“”就足夠了。例如，公式(E4)將變?yōu)橐韵滦问? 其中， 在周期設計的情形下，周期P優(yōu)選被選擇為使得單位單元P≠(A-I)W。
實施例11的結尾 在上述解釋中，模放大裝置通常在觀看時描繪個體目標圖像。然而，本發(fā)明還包括這樣一種設計，在其中模放大裝置同時或交替地示出多個目標圖像。在同時示出的情況下，能夠以不同的漂浮高度或深度來顯示目標圖像。對于交替示出的目標圖像，在傾斜所述裝置后它們尤其能夠相互轉換。不同的目標圖像可以相互獨立或相互在內容上關聯(lián)，并例如示出運動序列。
在下面的描述中，首先給出了用于示出多個目標圖像的模放大裝置的通用公式，出于描述的目的，還詳細描述了具體的示例性實施方式。
在通常情況下，模放大裝置用于示出n個目標圖像s(n≥1)，其中每個圖像通過公式fi(x，y)(i＝1，2，...n)給定?？梢詾槊總€目標圖像規(guī)定自放大等級和運動矩陣Ai和自掩模函數(shù)gi，從而使得為每個目標圖像給定描述函數(shù)hi(x，y)，這類似于通過(M1)給定個體圖像的公式(E1)和(E2) 和 通過函數(shù)F描述用于計算圖形圖像的圖像函數(shù)的n個描述函數(shù)hi m(x，y)＝F(h1，h2，...hn)。(M3) F的主函數(shù)可由其形成求和公式，從而使得 在下文中，尤其是在實施例14中還給出可能的主函數(shù)F的其它實施例。
實施例12 簡單地傾斜圖像(其中，只要適當?shù)貎A斜安全元件時，目標圖像f1(x，y)和f2(x，y)交替)用作具有多個目標圖像的第一實施例的設計。在該實施例中通過掩模函數(shù)g1和g2定義能夠在兩個目標圖像之間發(fā)生交替的觀看視角。為了防止兩個圖像同時可見(即便是僅用一只眼睛觀看時)函數(shù)g1和g2的支集被選擇為沒有交集。
求和函數(shù)被選擇為主函數(shù)F。以這種方式，獲得下面的公式用于圖形圖像的圖像函數(shù)的公式(M5) 對于兩個目標圖像類似于棋盤式的交替，可以根據(jù)例如下面的公式定義函數(shù)g1和g2。在該實施例中，圖形圖像中的圖像區(qū)域之間的邊界被選擇為0.5，從而使得屬于兩個圖像f1和f2的同一區(qū)域具有相同的大小。當然，上述邊界在通常情況下還可以被任意選擇。邊界的位置用于確定從中可以看到兩個目標圖像的立體角范圍。


除了棋盤式，目標圖像還可以以條的形式交替，例如通過使用下面的掩模函數(shù)作為公式(M6)

在這種情況下，如果沿著由矢量(w11，w21)指示的方向傾斜安全元件，則圖像信息交替出現(xiàn)，而相反，如果沿著由矢量(w12，w22)指示的方向傾斜安全元件，則不會出現(xiàn)交替的圖像。在這里，邊界被選擇為0.5，即，圖形圖像的區(qū)域被分割為交替地包括兩個目標圖像的信息內容、并具有同樣寬度的條。
如果條邊界準確地位于透鏡中心點下方或透鏡邊界的下方，則平均地分配從中可以看到兩個圖像的立體角度范圍從垂直俯視圖開始并從半球的右半部分觀看，則兩個目標圖像中的第一個是可以看到的，而從半球的左半部分觀看，可以首先看到兩個目標圖像中的另一個。通常，當然可以任意地設置位于條之間的邊界。
出于圖示的目的，圖8示出了作為第一目標圖像80的傾斜圖像“P”(圖8(a))，以及作為第二目標圖像82的傾斜圖像“L”(圖8(b))。在這里，從第一觀看方向，僅可以看到字母“P”，而從第二方向，僅可以看到字母“L”。在繞垂直軸傾斜安全元件后出現(xiàn)圖像交替。為此，借助于公式(M5)和(M6)計算圖形圖像的圖像函數(shù)。圖8(c)中示出了獲得的圖形圖像84。
應該理解，使用用于棋盤式或條狀的交替圖像的信息僅作為實施例。通常，位于透鏡下方的區(qū)域能夠被任意地分割為子區(qū)域，并且周期地連續(xù)，從而創(chuàng)建任意的拼花設置。在這里，并不需要用圖像元素來填充圖形圖像的整個區(qū)域未覆蓋的區(qū)域導致從相關的立體視角區(qū)域看不到的圖像，從而可以避免不期望的雙圖像，如上述參照實施例10所述的那樣。
通常，交替圖像的特征在于觀看著可以依賴于視角看到圖像信息。從限定的第一立體角范圍，觀看著看到第一目標圖像，而從第二立體角范圍，觀看著看到另一第二標圖像。
在實踐中，示出的目標圖像的個數(shù)沒有限制，即便是與制造相關的絕對容差能夠導致圖像個數(shù)的實際限制。重要的影響變量是設備用來產生圖像的分辨率，以及用于讀取圖像信息的透鏡質量。在理想的情況下，透鏡掃描圖形面的整個局部區(qū)域(在其下方具有盡可能小的聚焦)。在實踐中，這通常難以獲得，因為透鏡的焦距通常不是完全依賴于方向的。焦距的有限尺寸導致了模糊，只要其通過圖形面中的兩個圖像區(qū)域的邊界線。
另一個限制來自于觀看著的兩個眼睛以稍微不同的視角觀看安全元件，從而使得在從一個圖像切換到另一個圖像時可以看到雙圖像，如上述參照實施例10所述的那樣。已經(jīng)證明，上述描述的各種傾斜圖像或交替圖像在視覺上是非常吸引人的。除了圖像信息，深度和運動效果還可以選擇為在圖像之間完全獨立。例如，一個圖像可以明顯位于紙面的下方，而另一個位于紙面的上方。
實施例13 在實施例12中描述了在其中不同的圖像根據(jù)視角時可視的交替圖像。在交替圖像中的個體圖形完全相互獨立(它們外觀位置和空間運動相互獨立)。相反，在下面描述的模變體(modulo morphing)或模影院(modulocinema)中，不同的圖像在意思上直接關聯(lián)。
在模變體(modulo morphing)的情況下，開始的圖像f1通過限定個數(shù)的中間狀態(tài)fi變?yōu)榱硪粓D像，即，最后的圖像圖像fn。例如，可以將球形(開始圖像)變?yōu)榱⒎叫?最后圖像)、或將人臉(開始圖像)變?yōu)閯游锬?最后圖像)。另一方面，在模影院的情形下，可以優(yōu)選地顯示簡單的模運動序列，例如一個人正在揮舞其手。對應于開始圖像f1的初始位置通過限定個數(shù)的中間狀態(tài)fi變到最后位置，即獲取最后圖像fn的位置。
例如，當沿著由矢量(w11，w21).規(guī)定的方向傾斜時，將連續(xù)顯示目標圖像為此，借助掩模函數(shù)gi.將其細分為具有等寬的條。在這里，wdi＝0其中i＝1...n，上述求和函數(shù)被選擇作為主函數(shù)F。以這種方式，圖形圖像的圖像函數(shù)為
在這里，除了在上述公式中描述的規(guī)則細分外，還可以將細分的條寬度選擇為不規(guī)則的。通過沿著一個方向傾斜(線性傾斜運動)是有利的，但是這不是絕對強制的。相反，變化或移動效果可例如通過彎曲形狀或螺旋形狀的彎曲移動而播放。
實施例14 在實施例12和13中，在各種情況下都將圖像信息容納在圖形圖像中，從而使得在色彩上相互獨立或相互連接在一起的不同目標圖像從不同的視角為可視的。在這里，如果從一定的視角總是能夠覺察到目標，僅單個目標圖像可視，而不是兩個或多個同時可見。
然而，在本發(fā)明的范圍內，多個目標圖像同時可視同樣是可能的，并且能夠獲得具有吸引力的光學效果。例如，已經(jīng)被證明當這些對象同時可視時，便利了觀察在外表深度上不同的對象。
在這里，可完全相互獨立地處理不同的目標圖像fi(x，y)。這同樣適合于各種情況下的圖像內容和繪制出的對象的外表位置，以及它們的空間運動。當借助于繪圖工具呈現(xiàn)圖像內容時，還可以借助于運動矩陣Ai.描述繪制的對象的外表位置以及它們的空間運動。還可以個別地調整個體目標圖像的相對相位，如公式(M1)中的參數(shù)cij所述。相對相位用于控制在那個視角方向可以覺察到圖形。
出于簡潔的目的，如果在各種情況下選擇掩模函數(shù)的單位函數(shù)gi，如果在圖形圖像中的單元邊界并不是依賴于位置移位，以及如果將求和函數(shù)選擇作為主函數(shù)F，則堆積的目標圖像fi可表示為 在個體圖像的疊置中，作為主函數(shù)的求和函數(shù)依賴于圖像函數(shù)f的字符對應于灰度值、色彩值、透明度或密度值的相加。當超過最大范圍時，所獲得的圖像值通常被設置成最大值。然而，還可以選擇除了用于主函數(shù)F的求和函數(shù)的其他函數(shù)。
例如，如果目標圖像是二元編碼的，換言之，如果該圖像為黑白圖像，則還可以選擇OR函數(shù)作為主函數(shù)，其中如果在描述函數(shù)hi中設置至少一個相應的圖像點(x，y)，則在該OR函數(shù)中設置圖像點(x，y)。
在兩個二元目標圖像中每一個，可以執(zhí)行排他函數(shù)或XOR函數(shù)，其中，在排他函數(shù)或XOR函數(shù)中設置圖像點，如果在描述函數(shù)hi中相應的圖像點不一致的話。
在以灰度級形式存儲圖像信息的灰度曝光的情況下，如果最接近于觀看著的圖像信息被其他圖像占有優(yōu)勢，則是有利的。在賦值后，還可以對運動矩陣Ai進行分析。
其他的函數(shù)規(guī)則依賴于要使示出的圖像信號的強度，例如，具有最高函數(shù)值的信號可被選擇為占有支配地位，換言之，選擇最大值的函數(shù)作為主函數(shù)F 其他的可能性包括選擇具有最小函數(shù)值的信號(或如上所述)形成滿足特定點的所有函數(shù)值的和。如果超出界限的最大值，例如激光曝光設備的最大曝光強度，則上述求和的處理可在最大值的位置停止。
實施例15 在具有層疊圖形的設計中，優(yōu)選地，多個目標(目標圖像)被設置成當正常觀看時，換言之沿著x方向利用眼分割(eye separation)方向觀看時，它們以相互位于對方之后的特定方式排列。即，它們部分地相互覆蓋，如果適當?shù)脑?，當觀看方向改變時，它們相互移動到其它圖像的后面。
令n個對象fj(x，y)，j＝1，...n，則它們相互位于的深度為zj，其中zj＞zj-1。Aj-矩陣必須被選擇為上左方的系數(shù)為zj/e。對于圖形圖像 或 最小化函數(shù)被選擇作為主函數(shù)F。如果在位置(x，y)，hj不等于0(對于多個j)，則選擇最小的j。
對于特別重要的情況，可以引用 對于所有觀看方向和所有眼分割方向，在旋轉裝置后，外觀漂浮深度zj保持不變。
在該特殊的情況下，在旋轉裝置后外觀深度改變的大小為系數(shù)k，換言之，改變了眼分割的方向。
在正常觀看(在x-方向的眼分割方向)并在x-方向傾斜裝置后，對象以相對于x軸的角度φ1移動；在以90°旋轉后觀看(在y-方向的眼分割方向)并在y-方向傾斜裝置后，對象以相對于x軸的φ2角度移動。
or 在正常觀看(x-方向＝眼分割方向)并在x-方向傾斜裝置后，對象以相對于x軸的角度φ1移動。還可以用合適的柱形透鏡格柵進行觀看。
實施例16 在該說明書的上下文中討論的所有實施方式還可以相互鄰近地設置或相互嵌套在其中，例如，作為如實施例12中示出的交替的圖像，或例如圖14和15示出的重疊圖像。在這里，圖像部分之間的邊界不需要以直線的方式給出，而是可以任意地設計。特別地，邊界可以被選擇為能夠使得它們示出字符或文字、圖案的輪廓線，或各種形狀、植物、動物或人的輪廓線。
在優(yōu)選的實施方式中，用均勻的透鏡陣列觀看相互臨近或嵌套的圖像部分。此外，不同圖像部分的放大等級和運動矩陣A還可以相互不同，從而例如便利實現(xiàn)各個放大的圖形的特殊運動效果。控制圖像部分之間的相位關系從而使得放大的圖形以定義的間隔相互隔開時有利的。
在圖9中示出了相互臨近、并借助于全息透鏡格柵形成圖像的圖像部分的實施例。目標圖像90包括字“BANK NOTE BANK”，當借助合適的相同的透鏡陣列觀看時，字“NOTE”漂浮在透鏡面的上方，字“BANK”出現(xiàn)在透鏡面的下方。
實施例17 在設計模放大裝置時，放大等級和運動矩陣A非常重要，因為在規(guī)定透鏡格柵(通過矩陣W定義)后，它允許計算具有尺寸的圖形圖像面和設置圖像元素。矩陣A中的第一列(列矢量)為當安全元件繞垂直軸傾斜時放大圖像移動的方向。相應地，第二欄描述繞水平軸傾斜時的行為。
在已經(jīng)描述的各種變體中，矩陣A通常在位置上是獨立的，即，尤其是其四個參數(shù)是位置獨立的。因此，用特定矩陣A計算的所有的區(qū)域例如在深度和運動效果方面本質上是相似的。
然而，在通常情況下，放大等級和運動矩陣A也可以是依賴于位置的，特別地，矩陣A的四個參數(shù)也可以是位置的獨立函數(shù)。如果獲取圖像的列矢量作為方向矢量，則基于公式(E4)，對于個體目標圖像，獲得關系式 以這種方式計算出的圖形圖像，當橫向傾斜時觀看時，目標圖像的移動由矢量場規(guī)定，并且在垂直傾斜時，以其移動由矢量場規(guī)定。
借助于上述依賴于位置的放大等級和運動矩陣A，有可能例如構建這樣的模放大裝置，即，當繞水平軸傾斜時該放大裝置顯示放大圖像的旋轉或非線性運動。繞垂直軸的傾斜行為是獨立的，并能夠用于其它任意的效果。
借助于依賴于位置的放大等級和運動矩陣，放大等級還可以被設置為依賴于位置的。
下面，將描述根據(jù)本發(fā)明的另一方面的有趣設計。盡管放大等級和運動矩陣的兩個列矢量確定在特定地相互獨立的水平和垂直方向的傾斜行為，但是它們在視覺上并不是等同的。其原因在于人面相的特點由于眼睛在x軸上是相鄰的而不是重疊的，包括在放大等級和運動矩陣的第一列中的空間信息可以被立刻觀察到，而隱藏在第二列中的空間信息僅能夠從繞水平軸傾斜的運動行為中觀察到。
為了示出依賴于位置的放大等級和運動矩陣的效果，圖10(a)示出了足球比賽圖作為目標圖像100。當踢球時，手和球抖動。球的運動跟隨踢球的運動。在圖10(b)中示出所計算出的圖形圖像102。
在透鏡格柵由下面矩陣給定的情況下 用下面的放大等級和運動矩陣來實現(xiàn)期望的移動序列 應該理解，依賴于位置的放大等級和運動矩陣的效果還可以用于具有多個目標圖像的設計。例如，當橫向傾斜時，模放大裝置可以在多個目標圖像(參見圖12)之間交替，在垂直傾斜時，所述多個目標圖像中的每一個顯示所描述種類的運動效果。
實施例18 不僅放大等級和運動矩陣A可以是依賴于位置的，矢量(c1(x，y)，c2(x，y))還可以是位置的函數(shù)。
在這里，與實施例14相反，矢量(c1(x，y)，c2(x，y))不僅可以從目標圖像到目標圖像地變化，而且可以在一個目標圖像內作為位置的函數(shù)而變化。如上所述，矢量(c1(x，y)，c2(x，y))描述了圖形圖像面中單元相對于透鏡陣列W的位置，能夠相對于設置的基準點而看到透鏡中心的格柵。如果矢量(c1(x，y)，c2(x，y))為位置的函數(shù)，則意味著從矢量(c1(x，y)，c2(x，y))的改變表明它們在圖形圖像面中的單元和透鏡之間的相對位置的改變，這從而導致圖形圖像元件周期中的起伏改變。
例如，可以有利地使用依賴于位置的矢量(c1(x，y)，c2(x，y))，如果使用箔網(wǎng)(在其前面承載具有連續(xù)全息格柵W的透鏡浮雕)的話。如果具有獨立于位置(c1，c2)的模放大裝置浮雕于背面，則以左側的觀察角可以看到其特征，即便是在前側和后側的浮雕沒有準確對準。另一方面，如果在橫斷箔設置方向改變(c1(x，y)，c2(x，y))，則在箔設置方向，可以發(fā)現(xiàn)條狀區(qū)域，這些條狀區(qū)域填充在前側和后側的浮雕之間的期望位置。
此外，(c1(x，y)，c2(x，y))例如還可以在箔設置方向改變，從而可以在箔設置方向的各個條中發(fā)現(xiàn)準確對準的部分。以這種方式，可以防止金屬化的條或安全線在不同的鈔票中看起來不同。
實施例18的結果 最后，描述放大裝置的生成，其中透鏡元件(或普通地為觀看元件)不需要以規(guī)則的格柵形式設置，而是可以在空間上任意地分布并可具有不同的間隔。設計用于使用上述普通的觀看元件觀看的圖形圖像不再以模符號來描述，而是明確地以下面的公式限定
在這里，prXYR3→R2，prXY(x，y，z)＝(x，y)為XY面中的投影。<a，b>表示無向積(scalar product)，其中(x，y，z)(其中eZ＝(0，0，1))的無向積獲得z分量，集符號<A，x>＝{<a，x>|a∈A}為縮寫符號。此外，對于集A使用特征函數(shù)
以及，圓格柵或透鏡格柵W＝{w1，w2，w3，...}由任意的離散子集R3給定。
到格柵點wm＝(xm，ym，zm)的立體映射可以通過pwmR3→R3給定，其中pwm(x，y，z)＝((zm x-xm z)/(zm-z)，(zm y-ym z)/(zm-z)，(zm z)/(zm-z))。投影面的子集M(w)被分配到各個格柵點w∈W。在這里，對于不同的格柵點，假設相關的子集為不相交的集。
令要求模的實數(shù)K通過函數(shù)f＝(f1，f2)R3→R2限定，其中
f2(x，y，z)＝在位置(x，y，z)中K的亮度。
那么上面提到的公式可以被理解為

權利要求
1.一種用于證券紙、有價文件、電子顯示設備或其他數(shù)據(jù)載體的描繪裝置，所述描繪裝置具有光柵圖像裝置，用于描繪通過圖像函數(shù)f(x，y)給定的平面目標圖像，所述描繪裝置包括
-圖形圖像，被分割成多個單元，在每個單元中設置有所述目標圖像的圖像區(qū)域；
-由多個觀看元件構成的觀看格柵，當借助所述觀看格柵觀看所述圖形圖像時，所述觀看格柵用于重構所述目標圖像；
-所述圖形圖像通過其被分割成多個單元的子部分具有以下的圖像函數(shù)m(x，y)
其中，和
-其中，觀看格柵的個體單元通過柵元矢量
和
來規(guī)定，這些矢量組合成矩陣
-矩陣
規(guī)定所描述的目標圖像的期望的放大等級和運動行為；
-矢量(c1(x，y)，c2(x，y))，其中0≤c1(x，y)，c2(x，y)＜1，表示在所述圖形圖像的單元中，所述觀看元件的相對中心位置；
-矢量(d1(x，y)，d2(x，y))，其中0≤d1(x，y)，d2(x，y)＜1，表示在圖形圖像中所述單元邊界的依賴于位置的位移；以及
-g(x，y)為用于調整所述目標圖像的可視性的掩膜函數(shù)。
2.如權利要求1所述的描繪裝置，其特征在于，所述觀看格柵的所述觀看元件被周期或局部周期地設置；在局部周期地設置時，局部周期參數(shù)僅相對于周期長度緩慢改變，或者之前在與周期長度相比相對大的部分上保持恒定或基本恒定的情況下，所述局部周期參數(shù)在所述周期長度中突然改變。
3.如權利要求1或2所述的描繪裝置，其特征在于，所述局部周期長度位于3μm-50μm之間，優(yōu)選地為5μm-30μm之間，特別優(yōu)選地約在10μm-20μm之間。
4.如權利要求1-3中至少一項所述的描繪裝置，其特征在于，所述觀看元件由非柱形微透鏡或凹微反射部件形成，尤其是由圓形或多邊形基本區(qū)域的微透鏡或凹面微反射部件形成。
5.如權利要求1-3中至少一項所述的描繪裝置，其特征在于，所述觀看元件由這樣的長柱形透鏡或凹微反射部件形成，其縱長方向的尺寸大于250μm，優(yōu)選地大于300μm，特別優(yōu)選地大于500μm，尤其優(yōu)選地大于1mm。
6.如權利要求1-3中至少一項所述的描繪裝置，其特征在于，所述觀看元件由圓形孔、切孔、具有反射部件的圓形或切孔、球面透鏡、Fresnel透鏡、GRIN(Gradient Refractive Index)透鏡、波帶片、全息透鏡、凹反射部件、Fresnel反射部件、區(qū)反射部件或其他具有聚焦或掩膜效果的部件。
7.如權利要求1-6中至少一項所述的描繪裝置，其特征在于，所述圖像函數(shù)的支集
大于所述觀看格柵的個體單元W。
8.如權利要求1-7中至少一項所述的描繪裝置，其特征在于，所描繪出的目標圖像不具有周期性。
9.如權利要求1-7中至少一項所述的描繪裝置，其特征在于，所述目標圖像具有由2x2的矩陣P規(guī)定的周期性，所述周期性的個體單元并不等于(A-I)W。
10.如權利要求1-9中至少一項所述的描繪裝置，其特征在于，所述圖形圖像的觀看格柵固定地聯(lián)接在一起形成具有層疊、空間分開的觀看格柵和圖形圖像的安全元件。
11.如權利要求10所述的描繪裝置，其特征在于，所述圖形和所述觀看格柵被設置在光學間隔層的相對的表面上。
12.如權利要求10或11所述的描繪裝置，其特征在于，所述安全元件為安全線、開口條、安全帶、安全條、用于證券紙張、貴重物品等的補片或標簽。
13.如權利要求10-12中至少一項所述的描繪裝置，其特征在于，所述安全元件的總厚度小于50μm，優(yōu)選地小于30μm，特別優(yōu)選地小于20μm.。
14.如權利要求1-9中至少一項所述的描繪裝置，其特征在于，所述觀看格柵和所述圖形圖像被設置在數(shù)據(jù)載體的不同位置，從而使得所述觀看格柵和所述圖形圖像可重疊用于自驗證，并形成重疊狀態(tài)的安全元件。
15.如權利要求14所述的描繪裝置，其特征在于，所述觀看格柵和所述圖形圖像可通過彎曲、皺折、皺折或折疊數(shù)據(jù)載體而重疊。
16.如權利要求1-9中至少一項所述的描繪裝置，其特征在于，所述圖形圖像可通過電子顯示設備顯示，用于觀看顯示的所述圖形圖像的觀看格柵與所述電子顯示設備固聯(lián)。
17.如權利要求1-9中至少一項所述的描繪裝置，其特征在于，所述圖形圖像可通過電子顯示設備顯示，所述觀看格柵作為用于觀看顯示的所述圖形圖像的單獨的觀看格柵被安裝到所述電子顯示設備中或設置到所述電子顯示設備之前。
18.如權利要求10-17中至少一項所述的描繪裝置，其特征在于，所述放大等級和運動矩陣A為
從而使得，在水平地繞垂直軸線傾斜所述安全元件后，所述描繪出的目標圖像以速度v1和相對于x軸線成φ1角度地移動，而在垂直地繞水平軸線傾斜后，所述目標圖像以速度v2和相對于x軸線成φ2角度地移動。
19.如權利要求18所述的描繪裝置，其特征在于，φ1不等于0°和180°，和/或φ2不等于90°和-90°，和/或v1不等于v2。
20.如權利要求18或19所述的描繪裝置，其特征在于，在傾斜所述安全元件后，所述目標圖像總是以相同的方向移動，而不管傾斜的方向如何。
21.如權利要求10-17中至少一項所述的描繪裝置，其特征在于，在所述放大等級和運動矩陣A中，a11＝z1/e以及a22＝z2/e，其中，e表示觀看格柵距離所述圖形圖像的有效距離，從而使得眼睛偏離x方向觀看時，所述目標圖像可視的高度或深度為z1，當該裝置旋轉90°后，當眼睛偏離y方向觀看時，所述目標圖像可視的高度或深度為z2。
22.如權利要求21所述的描繪裝置，其特征在于，在所述放大等級和運動矩陣A中，
a11＝z1/e，a21＝(z1/e)tanφ1
a22＝z2/e，a12＝(z2/e)cotφ2
從而使得，
-當眼睛偏離x方向觀看時，所述目標圖像可視的高度或深度為z1，當沿著觀察方向水平傾斜或水平改變該裝置后，所述目標圖像以相對于x軸線成φ1角度地移動；
-當該裝置旋轉90°后，當眼睛偏離y方向觀看時，所述目標圖像可視的高度或深度為z2；在沿著觀看方向垂直傾斜或垂直改變該裝置后，所述目標圖像以相對于x軸線成φ2角度地移動。
23.如權利要求1-22中至少一項所述的描繪裝置，其特征在于，所述放大等級和運動矩陣A位置獨立。
24.如權利要求21或22所述的描繪裝置，其特征在于，所述放大等級z1，z2運動方向φ1，φ2中的一個或多個在位置上是依賴的。
25.如權利要求10-17中至少一項所述的描繪裝置，其特征在于，所述觀看格柵是間隙格柵、柱形透鏡格柵或柱形凹面反射部件格柵，其個體單元通過以下公式給定
其中，d為間隙或柱面軸線距離，所述間隙或柱面軸線的方向通過角度γ規(guī)定，所述放大等級和運動矩陣A通過以下公式給定
其中，
其中φ1為預先選擇的運動方向。
26.如權利要求1-25中至少一項所述的描繪裝置，其特征在于，在所述圖形圖像中的單元邊界為不能獨立移動的位置，換言之，在圖像函數(shù)m(x，y)中的所述矢量(d1(x，y)，d2(x，y))為常量。
27.如權利要求1-25中至少一項所述的描繪裝置，其特征在于，在所述圖形圖像中的單元邊界為依賴于位置移動的，優(yōu)選地，所述圖形圖像包括兩個或多個子區(qū)域，所述子區(qū)域在各種恒定的情況下具有不同的單元格柵。
28.如權利要求1-27中至少一項所述的描繪裝置，其特征在于，所述掩膜函數(shù)g等于1。
29.如權利要求1-27中至少一項所述的描繪裝置，其特征在于，在所述圖形圖像的單元的各個子區(qū)域、尤其是邊緣區(qū)域，所述掩膜函數(shù)g等于0；以這種方式限定了觀看目標圖像時的一個角度限制，或限定在其中所述目標圖像變得不可見的圖像場限制。
30.如權利要求1-29中至少一項所述的描繪裝置，其特征在于，在所述圖形圖像的單元內，所述觀看元件的相對中心位置是位置獨立的，換言之，矢量(c1(x，y)，c2(x，y))為常量。
31.如權利要求1-29中至少一項所述的描繪裝置，其特征在于，在所述圖形圖像的單元內，所述觀看元件的相對中心位置是依賴于位置的。
32.一種用于證券紙、有價文件、電子顯示設備或其他數(shù)據(jù)載體的描繪裝置，所述描繪裝置具有光柵圖像裝置，用于描繪通過圖像函數(shù)fi(x，y)，i＝1，2，...n，其中n≥1給定的平面目標圖像，其中，所述描繪裝置包括
-圖形圖像，被分割成多個單元，在每個單元中設置有所述目標圖像的圖像區(qū)域；
-由多個觀看元件構成的觀看格柵，當借助所述觀看格柵觀看所述圖形圖像時，所述觀看格柵用于重構所述目標圖像；
-所述圖形圖像通過其被分割成多個單元的子部分具有以下的圖像函數(shù)m(x，y)＝F(h1，h2，...hn)，其描述函數(shù)為
其中和
-其中F(h1，h2，...hn)為指示在n個描述函數(shù)hi(x，y)上的操作的主函數(shù)，
-觀看格柵的個體單元通過柵元矢量
和
所述柵元矢量組合成矩陣
-矩陣
為目標圖像fi規(guī)定期望的放大等級和運動行為；
-矢量(ci1(x，y)，ci2(x，y))，其中0≤ci1(x，y)，ci2(x，y)＜1表示在各種情況下，所述觀看元件在所述圖形圖像的單元中的相對中心位置；
-矢量(di1(x，y)，di2(x，y))，其中0≤di1(x，y)，di2(x，y)＜1中的每一個表示在圖形圖像中所述單元邊界的依賴于位置的位移；
-gi(x，y)為調整所述目標圖像的可視性的掩膜函數(shù)fi。
33.如權利要求32所述的描繪裝置，其特征在于，所述描述函數(shù)hi(x，y)中的至少一個被設計為如權利要求1-31所述的圖像函數(shù)m(x，y)。
34.如權利要求32或33所述的描繪裝置，其特征在于，所述光柵圖像裝置描述交互圖像、移動圖像或圖像變形。
35.如權利要求32-34中至少一項所述的描繪裝置，其特征在于，所述掩膜函數(shù)限定了目標圖像fi的可視性的、條狀或類似于方格圖案交替特征。
36.如權利要求32-35中至少一項所述的描繪裝置，其特征在于，所述主函數(shù)F構成了求和函數(shù)。
37.如權利要求32-36中至少一項所述的描繪裝置，其特征在于，兩個或多目標函數(shù)是同時可視的。
38.如權利要求37所述的描繪裝置，其特征在于，所述主函數(shù)F構成了求和函數(shù)、求最大值函數(shù)、OR函數(shù)、XOR函數(shù)或其它邏輯函數(shù)。
39.如權利要求37或38所述的描繪裝置，其特征在于，n個目標對象fi(x，y)，j＝1，...n被規(guī)定為每一個具有外觀深度zj，其中zj＞zj-1；以及
作為主函數(shù)F，選擇修改的求最小值函數(shù)，當在位置(x，y)描述函數(shù)hj不等于0時，通過選擇的求最小值函數(shù)選擇最小的j。
40.如權利要求32到39中至少一項所述的描繪裝置，其特征在于，所述圖形圖像的觀看格柵固定地聯(lián)接在一起形成具有層疊、空間分開的觀看格柵和圖形圖像的安全元件。
41.如權利要求40所述的描繪裝置，其特征在于，所述圖形和所述觀看格柵被設置在光學間隔層的相對的表面上。
42.如權利要求40或41所述的描繪裝置，其特征在于，所述安全元件為安全線、開口條、安全帶、安全條、用于證券紙張、貴重物品等的補片或標簽。
43.如權利要求40-42中至少一項所述的描繪裝置，其特征在于，所述安全元件的總厚度小于50μm，優(yōu)選地小于30μm，特別優(yōu)選地小于20μm。
44.如權利要求32-39中至少一項所述的描繪裝置，其特征在于，所述觀看格柵和所述圖形圖像被設置在數(shù)據(jù)載體的不同位置，從而使得所述觀看格柵和所述圖形圖像可重疊用于自驗證，并形成重疊狀態(tài)的安全元件。
45.如權利要求44所述的描繪裝置，其特征在于，所述觀看格柵和所述圖形圖像可通過彎曲、皺折、皺折或折疊數(shù)據(jù)載體而重疊。
46.如權利要求32-39中至少一項所述的描繪裝置，其特征在于，所述圖形圖像可通過電子顯示設備顯示，用于觀看顯示的所述圖形圖像的觀看格柵與所述電子顯示設備固聯(lián)。
47.如權利要求32-39中至少一項所述的描繪裝置，其特征在于，所述圖形圖像可通過電子顯示設備顯示，所述觀看格柵作為用于觀看顯示的所述圖形圖像的單獨的觀看格柵被安裝到所述電子顯示設備中或設置到所述電子顯示設備之前。
48.如權利要求1-15中至少一項所述的描繪裝置，其特征在于，所述圖形圖像以印制層或浮雕層的形式呈現(xiàn)。
49.如權利要求1-48中至少一項所述的描繪裝置，其特征在于，所述圖形圖像的各個單元的圖像內容根據(jù)圖像函數(shù)m(x，y)的定義而相互交換。
50.一種用于制造根據(jù)權利要求1-31至少之一、48或49所述的描繪裝置的方法，其中，從由圖像函數(shù)f(x，y)給定的平面目標圖像計算出圖形圖像，所述圖形圖像被分割成多個單元，在每個單元中設置有所述目標圖像的圖像區(qū)域；
-所述圖形圖像通過其被分割成多個單元的子部分具有以下的圖像函數(shù)m(x，y)
其中和
從而使得當借助所述觀看格柵觀看所述圖形圖像時，所述觀看格柵用于重構所述目標圖像；
-其中，觀看格柵的個體單元通過柵元矢量
和
規(guī)定，所述柵元矢量形成矩陣
-矩陣
規(guī)定所描述的目標圖像的期望的放大等級和運動行為；
-矢量(c1(x，y)，c2(x，y))，其中0≤c1(x，y)，c2(x，y)＜1表示在所述圖形圖像的單元中，所述觀看元件的相對中心位置；
-矢量(d1(x，y)，d2(x，y))，其中0≤d1(x，y)，d2(x，y)＜1表示在圖形圖像中所述單元邊界的依賴于位置的位移；以及
-g(x，y)為用于調整所述目標圖像的可視性的掩膜函數(shù)。
51.一種用于制造根據(jù)權利要求32-349至少之一所述的描繪裝置的方法，其中，從由圖像函數(shù)fi(x，y)，i＝1，2，...n，其中n≥1，給定的多個平面目標圖像計算出圖形圖像，所述圖形圖像被分割成多個單元，在每個單元中設置有所述目標圖像的圖像區(qū)域；
-所述圖形圖像通過其被分割成多個單元的子部分具有以下的圖像函數(shù)m(x，y)＝F(h1，h2，...hn)，其描述函數(shù)為
其中以及
從而使得當借助所述觀看格柵觀看所述圖形圖像時，所述觀看格柵用于重構所述目標圖像；
-其中F(h1，h2，...hn)為表示n個描述函數(shù)hi(x，y)操作的主函數(shù)；
-觀看格柵的個體單元通過柵元矢量
和
規(guī)定，這些矢量構成了矩陣
矩陣
中的每一個規(guī)定目標圖像fi的期望的放大等級和運動行為；
-矢量(ci1(x，y)，ci2(x，y))，其中0≤ci1(x，y)，ci2(x，y)＜1，表示在各種情況下，在所述圖形圖像的單元i中，所述觀看元件的相對中心位置
-每個矢量(di1(x，y)，di2(x，y))，其中0≤di1(x，y)，di2(x，y)＜1，表示在圖形圖像中所述單元邊界的依賴于位置的位移；以及
-gi(x，y)為用于調整所述目標圖像fi.的可視性的掩膜函數(shù)。
52.如權利要求51或52所述的方法，其特征在于，所述圖形圖像的觀看格柵固定地聯(lián)接在一起形成具有層疊、空間分開的觀看格柵和圖形圖像的安全元件。
53.如權利要求50到51中至少之一所述的方法，其特征在于，所述觀看格柵和所述圖形圖像被設置在數(shù)據(jù)載體的不同位置，從而使得所述觀看格柵和所述圖形圖像可重疊用于自驗證，并形成重疊狀態(tài)的安全元件。
54.一種用于制造例如鈔票、支票、身份證、證件等的安全或貴重文件的安全紙，其具有如權利要求1-49中至少之一所述的繪制裝置。
55.一種數(shù)據(jù)載體，尤其是具有商標的物品、貴重文件、裝飾物品等，其具有如權利要求1-49中至少之一所述的繪制裝置。
56.如權利要求55所述的數(shù)據(jù)載體，其特征在于，所述繪制裝置的觀看格柵和/或圖形圖像設置在所述數(shù)據(jù)載體的窗口區(qū)域。
57.一種電子顯示裝置，所述電子顯示裝置具有尤其是計算機或電視屏幕的電子顯示設備、控制設備和如權利要求1-49中至少之一所述的繪制裝置，所述控制設備被設計并調整為在所述電子顯示設備上顯示所述繪制裝置的圖形圖像。
58.如權利要求57所述的電子顯示裝置，其特征在于，用于觀看顯示的所述圖形圖像的觀看格柵與所述電子顯示設備固聯(lián)。
59.如權利要求57所述的電子顯示裝置，其特征在于，所述觀看格柵為單獨的觀看格柵，并被安裝到所述電子顯示設備中或設置到所述電子顯示設備之前。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于證券紙、有價文件、電子顯示設備或其他數(shù)據(jù)載體的描繪裝置，所述描繪裝置具有光柵圖像裝置，用于描繪通過圖像函數(shù)f(x，y)給定的平面目標圖像，所述描繪裝置包括—圖形圖像，被分割成多個單元(24)，在每個單元中設置有所述目標圖像的圖像區(qū)域；—由多個觀看元件構成的觀看格柵(22)，當借助所述觀看格柵觀看所述圖形圖像時，所述觀看格柵(22)用于重構所述目標圖像；—所述圖形圖像通過其被分割成多個單元的子部分具有以下的圖像函(圖像函數(shù)見上)。
文檔編號B42D15/10GK101687428SQ200880021872
公開日2010年3月31日 申請日期2008年6月25日 優(yōu)先權日2007年6月25日
發(fā)明者威蒂克·考爾, 米夏埃爾·拉姆, 沃爾夫岡·勞舍爾 申請人:德國捷德有限公司