[发明专利]具有三维外观的印刷器件

说明书

技术领域

本发明一般地涉及用作保护钞票和价值文件或制品的安全元件的器件的领域，更具体地说，本发明涉及器件和生成可用作安全元件的印刷器件的方法，当通过适当的光学观察设备观察时，该印刷器件具有三维外观，所述观察设备例如为带有作为圆极化滤光器的透镜的眼镜。印刷器件被形成为具有对象的立体图像，该对象由单独构造块构成。

背景技术

由立体投影对形成的图像所构成的对象的三维表示在本领域是公知的。在US5457554和5364557中，S.M.Faris公开了用于生成由包括胆甾型液晶材料的墨层制成的三维图像的方法，所述墨层分别反射右旋（RHLC墨层）或左旋（LHLC墨层）圆极化光。为了产生三维图像，具有不同原色的LC墨层在彼此上印刷。

在US7041233中，M Kuntz等人描述了一种通过手性液晶（也称为胆甾型液晶）材料形成的2个非立体图像产生三维效果的方法。液晶层通过热处理对准并且优选地以密封形式使用。该技术产生的三维效果可以从诸如至少5米的长距离看出。形成不同颜色的区域要求在LC固化工艺期间使用掩模（例如，实例1）。

使用诸如丝网、挠性凹板（flexogravure）或转轮凹版之类印刷技术对可用作安全元件的器件进行工业印刷必须遵循上面公开的三维效果产生技术尚未解决的某些限制。例如，通过这些印刷技术，需要2个印刷单元印刷一对立体投影的左旋液晶（LHLC）和右旋液晶（RHLC）墨层；这两个印刷单元可以印刷在特定观察角度上具有相同颜色的LC墨层，或者这两个印刷单元可以印刷在同一观察角度上具有不同颜色的一对LC墨层，从而导致3-D图像的附加色。可用于印刷器件的印刷单元数量一般限于2个单元或4个单元；因此，可用于通过LC墨印刷器件的颜色数量非常狭窄。

3D感知依赖于许多同时由人脑解释的参数。对于真实对象或真实场景，人脑基本上使用双眼差异提取对象的3D感知和场景的焦点深度信息；双眼差异是指左眼和右眼看到的对象网膜视像位置。对于印刷图像，3D形状的最相关线索是纹理梯度、暗度或阴影；对于包括多个对象的场景，一个对象被另一对象遮蔽（即，一个对象位于另一对象前面，因此隐藏了底层对象）是场景的空间设置和对象3D形状的附加重要线索。

当仅有极为有限数量的单色墨层（例如，一个或两个单色墨层）可用时，由于诸如阴影之类的3D线索的减少或消失，体积感知（volume perception）逐渐消失；在包括多个使用单色墨层印刷的对象的场景中，一个对象被另一对象遮蔽阻碍观察者具有不同对象的相对距离的线索。

此效果在本发明的图1至4中进行举例。图1示出非细分对象的一对单色立体投影，该对象是由相互分开印刷的单色层形成的立方体。图2示出图1中的所述单色立体投影对，所述投影对在部分叠加的位置上印刷。即使使用LHLC和RHLC墨层印刷图1或图2，以及使用适当的圆极化滤光器观察，立方体的体积或3D形状也无法识别，因此对象缺乏人脑可从中推断出立方体三维形式的线索。

图3和图4示出当使用单色层（图4）替代用于形成对象的阴影细微差别（图3）时，3D效果的消失。尽管在图3中，人头的细节很明显，并且人脑能够理解作为人头三维图像的对象，但是对于图4中的图像而言，情况不可能如此。在图4中，仅有人头的轮廓是可感知的。观察者的大脑无法将图4解释为人头的三维图像。

可用作安全元件的器件的工业印刷工艺所施加的特定限制使得不能通过上述现有技术中的任一种来产生三维效果。

因此，仍然需要一种方法来以数量非常有限的反射圆极化光的墨层（LC墨层）印刷具有三维外观的器件。

所公开的技术未提及有关仅使用两个反射具有相反极化方向光的单色LC墨层，或者使用数量非常有限的反射具有相反极化方向光的单色LC墨层对来生成可用作安全元件的具有三维外观的器件（3D器件）。本发明的任务是提供此类方法和器件。

发明内容