專(zhuān)利名稱(chēng)：具有透明窗口的安全單據(jù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種安全單據(jù)，特別是鈔票或身份證，它具有第一光學(xué)單元并且具有透明窗口，在透明窗口中排列著第二光學(xué)單元，其中第一和第二光學(xué)單元都排列在該安全單據(jù)的載體上且相互間隔開(kāi)，使得第一和第二光學(xué)單元能夠彼此重疊。
EP0930979B1揭示了一種自檢查式鈔票，它包括柔性塑料載體。柔性塑料載體包括透明材料并且具有帶云花紋的護(hù)套，其中留有清晰的透明表面作為窗口。
在該窗口中設(shè)置放大透鏡，作為驗(yàn)證裝置。在鈔票上還設(shè)置了縮微印刷品區(qū)域，該區(qū)域呈現(xiàn)小字符、細(xì)線或細(xì)絲圖案?，F(xiàn)在，為了檢查或檢測(cè)該鈔票，將其折疊，由此使透明窗口和縮微印刷品區(qū)域重疊?，F(xiàn)在，放大透鏡可以用于使觀看者能夠看到縮微印刷品并由此驗(yàn)證該鈔票。
或者，EP0930979B1提出在透明區(qū)窗口中排列變形透鏡、濾光片或偏振片。
現(xiàn)在，本發(fā)明的目的是提供一種改進(jìn)的安全單據(jù)。
該目的是通過(guò)這樣一種安全單據(jù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，它具有第一透明窗口和第二透明窗口域，在第一透明窗口中有第一透明光學(xué)單元，在第二透明窗口中有第二光學(xué)單元，其中第一透明窗口和第二透明窗口排列在安全單據(jù)的載體上且相互分隔開(kāi)，使得第一和第二光學(xué)單元可以相互重疊，并且其中第一光學(xué)單元具有第一透光性微透鏡域，而第二光學(xué)單元具有第二透光性微透鏡域，其中當(dāng)?shù)诙⑼哥R域與第一微透鏡域重疊時(shí)，產(chǎn)生第一光學(xué)效果。
當(dāng)?shù)谝晃⑼哥R域和第二微透鏡域顯著重疊時(shí)，產(chǎn)生了顯著的容易記憶的光學(xué)效果，這些光學(xué)效果只可能借助于其它技術(shù)在非常困難的情況下進(jìn)行模仿，此外還非常依賴(lài)于相互重疊的第一和第二微透鏡域之間的間距。根據(jù)第一和第二微透鏡域重疊時(shí)所出現(xiàn)的第一光學(xué)效果的那些屬性，當(dāng)這些微透鏡域排列在安全單據(jù)的透明窗口中時(shí)，用戶(hù)可以通過(guò)清晰且顯著的安全特征來(lái)檢查安全單據(jù)的真實(shí)性。據(jù)此，本發(fā)明可以提供很容易檢查且很難仿制的安全單據(jù)。
在所附的權(quán)利要求書(shū)中，闡明了本發(fā)明的有利配置。
根據(jù)本發(fā)明的較佳實(shí)施例，第一微透鏡域中各微透鏡的透鏡間距以及第二微透鏡域中各微透鏡的透鏡間距是如此選擇的，使得相互重疊的微透鏡域所分離出的光線的各單根光束在一個(gè)共同的像素處相遇。在這一方面，微透鏡的透鏡間距意味著在各自的微透鏡域或陣列中各微透鏡之間的橫向間距。這使得，兩個(gè)微透鏡域的重疊產(chǎn)生一個(gè)整體圖像，因此，整個(gè)系統(tǒng)大約像單個(gè)的宏觀透鏡那樣運(yùn)轉(zhuǎn)，然而，其屬性與常規(guī)宏觀透鏡顯著不同。此類(lèi)系統(tǒng)可以產(chǎn)生真實(shí)和虛擬的圖像、單個(gè)以及多個(gè)圖像。
所以當(dāng)?shù)谝缓偷诙⑼哥R域重疊時(shí)，會(huì)產(chǎn)生相似效果的宏觀透鏡，兩個(gè)微透鏡域中各微透鏡的透鏡間距最好如此選擇，使得第一和第二微透鏡域中相互關(guān)聯(lián)的那些透鏡從虛擬宏觀透鏡的光軸起的位移變化是恒定的。根據(jù)本發(fā)明的較佳實(shí)施例，這是根據(jù)具有恒定透鏡間距的周期性光柵由各微透鏡都彼此間隔開(kāi)的兩個(gè)微透鏡域來(lái)實(shí)現(xiàn)的，并且在這種情況下，第一微透鏡域中各微透鏡的透鏡間距不同于第二微透鏡域中各微透鏡的透鏡間距。此類(lèi)微透鏡域可以特別容易地產(chǎn)生。較佳地，第一微透鏡域中各微透鏡的透鏡間距是第二微透鏡域中各微透鏡的透鏡間距的整倍數(shù)。
為了能夠通過(guò)微透鏡域的重疊來(lái)實(shí)現(xiàn)具有高分辨水平的完整圖像，有利的是，微透鏡的直徑被選擇成小于人眼的分辨率，這樣，第一和第二微透鏡域中各微透鏡的透鏡間距最好被選擇成小于300微米。此外，為此目的，與圖像和物距相比，微透鏡的焦距被選擇得很小。
第一微透鏡域有可能由多個(gè)正焦距的微透鏡構(gòu)成，而第二微透鏡域有可能由多個(gè)正焦距的微透鏡構(gòu)成，它們以開(kāi)普勒(Kepler)望遠(yuǎn)鏡的方式在多個(gè)分離的光束的成像過(guò)程中協(xié)同工作。當(dāng)微透鏡域具有這樣的配置時(shí)，有可能實(shí)現(xiàn)與宏觀透鏡系統(tǒng)相似的光學(xué)效果，但具有與常規(guī)透鏡系統(tǒng)顯著不同的屬性。因此，有可能實(shí)現(xiàn)特別顯著且容易記住的光學(xué)效果。
此外，第一微透鏡域有可能由多個(gè)正焦距的微透鏡構(gòu)成，而第二微透鏡域有可能由多個(gè)負(fù)焦距的微透鏡構(gòu)成，它們以Gallileo望遠(yuǎn)鏡的方式協(xié)同工作。在這種情況下，當(dāng)?shù)谝缓偷诙⑼哥R域彼此重疊時(shí)，有可能實(shí)現(xiàn)與宏觀透鏡相似的效果，但與常規(guī)宏觀透鏡系統(tǒng)不相同。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)較佳實(shí)施例，兩個(gè)微透鏡域不是均勻的并且具有局部不同的參數(shù)，比如透鏡間距、透鏡的直徑、或透鏡的焦距。根據(jù)橫向位移，可以產(chǎn)生各種微透鏡組合和各種光學(xué)功能，由此新穎且容易記住的更多的安全特征可以被集成到該安全單據(jù)中。
較佳地，第一和/或第二微透鏡域的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)根據(jù)(普通的)光柵而周期性地變化。此外，微透鏡域的各種參數(shù)還可以以預(yù)定的方式實(shí)際上連續(xù)地變化。
因此，例如，具有兩個(gè)或更多區(qū)域的微透鏡域有可能將信息項(xiàng)至少引入到微透鏡域中，這些區(qū)域包括關(guān)于微透鏡的不同透鏡間距和/或關(guān)于微透鏡的不同焦距。當(dāng)各微透鏡域重疊時(shí)，所產(chǎn)生的成像函數(shù)在第一和第二區(qū)域中有所不同，由此使觀看者能夠看到被編碼到微透鏡域的各種參數(shù)變化中的信息。
此外，信息項(xiàng)有可能以波紋圖案的方式被編碼到一個(gè)或多個(gè)微透鏡域中，其中這些信息項(xiàng)被微透鏡的透鏡間距相對(duì)于周期性的基本光柵的相移隱藏起來(lái)了，并且當(dāng)?shù)谝缓偷诙⑼哥R域重疊時(shí)，有可能使那些信息項(xiàng)可以被看到。
通過(guò)上述措施將附加的信息項(xiàng)編碼到第一和第二微透鏡域中，便可以進(jìn)一步改進(jìn)安全單據(jù)的防偽性。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)較佳實(shí)施例，安全單元具有不透明的第三光學(xué)單元，其中當(dāng)?shù)谝缓?或第二微透鏡域與第三光學(xué)單元重疊時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一種或多種其它的光學(xué)效果。除了兩個(gè)微透鏡域重疊所產(chǎn)生的主要的安全特征以外，通過(guò)使微透鏡域與反射光學(xué)可變單元重疊或與高分辨印刷物重疊，便可以產(chǎn)生附加的安全特征，在這種情況下，微透鏡域可以充當(dāng)波紋分析器。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)較佳實(shí)施例，第一和/或第二光學(xué)單元分別包括兩個(gè)微透鏡子域，它們?cè)诘谝缓偷诙鈱W(xué)單元中分別排列成一個(gè)子域在另一個(gè)之上。這兩個(gè)微透鏡子域例如排列在膜的相反兩側(cè)上，并且因此構(gòu)成一個(gè)膜上對(duì)置的兩個(gè)微透鏡表面。因此，例如，第一光學(xué)單元的一個(gè)表面被一個(gè)微透鏡子域的幾何形狀決定，而第一光學(xué)單元上與所述表面相反的那個(gè)表面被另一個(gè)微透鏡子域的幾何形狀所決定。如果現(xiàn)在一個(gè)光學(xué)單元的微透鏡子域的幾何形狀壓制了第二光學(xué)單元的微透鏡子域的幾何形狀，則第一和第二光學(xué)單元重疊時(shí)所產(chǎn)生的光學(xué)效果依賴(lài)于第一和第二光學(xué)單元的定向，即依賴(lài)于安全單據(jù)是否按一個(gè)方向或其它方向折疊或彎曲以使透明窗口彼此重疊。微透鏡域以這樣一種方式排列在安全單據(jù)的透明窗口中，即兩個(gè)微透鏡域中各透鏡之間的間距隨折疊或彎曲方向而改變，便可以實(shí)現(xiàn)相似的效果。
較佳地，第一和/或第二光學(xué)單元具有復(fù)制漆層，其中定形了一種凹凸結(jié)構(gòu)，該凹凸結(jié)構(gòu)用于分別形成第一和第二微透鏡域。另外，已發(fā)現(xiàn)下列做法是有利的借助于附加的光學(xué)分離層對(duì)凹凸結(jié)構(gòu)進(jìn)行封裝，和/或借助于UV復(fù)制對(duì)凹凸結(jié)構(gòu)進(jìn)行定形。
在這種情況下，第一和/或第二微透鏡域的微透鏡最好由這樣一種凹凸結(jié)構(gòu)構(gòu)成，該凹凸結(jié)構(gòu)具有光衍射效果并且通過(guò)光衍射手段產(chǎn)生微透鏡域的效果。這種“衍射透鏡”可以由其分布深度小于可見(jiàn)光波長(zhǎng)的衍射雙態(tài)凹凸結(jié)構(gòu)構(gòu)成(雙態(tài)、薄衍射透鏡)，可以由其分布深度小于可見(jiàn)光波長(zhǎng)的連續(xù)衍射凹凸分布構(gòu)成(具有連續(xù)分布的薄衍射透鏡)，還可以由其分布深度大于可見(jiàn)光波長(zhǎng)的衍射連續(xù)凹凸分布構(gòu)成(具有連續(xù)凹凸分布的厚衍射透鏡)。然而，微透鏡域還可以被定形到復(fù)制漆層中且其形式為起折射作用的宏觀結(jié)構(gòu)，它具有連續(xù)穩(wěn)定的表面分布且沒(méi)有突然的變化。在這種情況下，宏觀結(jié)構(gòu)的分布深度是比可見(jiàn)光波長(zhǎng)大的倍數(shù)。
較佳地，第一和/或第二光學(xué)單元由轉(zhuǎn)移膜的轉(zhuǎn)移層構(gòu)成。這也可能滿(mǎn)足各種要求，比如微透鏡域的質(zhì)量以及關(guān)于間距、平整性等的公差。
下文參照附圖借助大量的實(shí)施例來(lái)舉例描述本發(fā)明，其中

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的安全單據(jù)的圖，圖2示出了當(dāng)折疊圖1所示安全單據(jù)以便使透明窗口重疊時(shí)該安全單據(jù)的非真實(shí)比例的截面圖，圖3a示出了圖1所示安全單據(jù)的兩個(gè)相互重疊的微透鏡域的示意圖，圖3b示出了一草圖，以說(shuō)明微透鏡域像圖3a所示那樣重疊時(shí)會(huì)出現(xiàn)的光學(xué)效果，圖3c示出了圖3a所示的微透鏡域的平面圖，圖4示出了圖1所示安全單據(jù)的部分截面圖，圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)安全單據(jù)的示意圖，
圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)安全單據(jù)的示意圖，圖7a-7c用圖表示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)安全單據(jù)在各種觀看情況下的圖。
圖1示出了帶有數(shù)值的單據(jù)1，例如鈔票或支票。然而，帶數(shù)值的單據(jù)1也可能表示一種識(shí)別證件，例如身份證或護(hù)照。
安全單據(jù)1包括柔性載體11，它具有透明窗口12和13。載體11最好是紙質(zhì)材料的載體，其上有印刷物，并且其中設(shè)置了其它安全特征，比如水印或安全線。然后，例如，通過(guò)沖壓或借助激光，在紙質(zhì)載體上引入窗口形狀的小孔，由此提供了如圖1所示的透明窗口12和13。然后，通過(guò)具有透光性微透鏡域或陣列的光學(xué)單元，使透明窗口12和13再次閉合。相應(yīng)地，第一透光性微透鏡域15排列在透明窗口12的區(qū)域中，第二透光性微透鏡域16排列在透明窗口13的區(qū)域中。
然而，載體11也可以是塑料膜，或者是由一個(gè)或多個(gè)紙層或塑料層構(gòu)成的層疊體。因此，也可能已經(jīng)使用透明的或部分透明的材料作為載體11的材料，并且不需要通過(guò)沖壓或切割以部分地除去該載體來(lái)產(chǎn)生透明窗口12和13。如果載體11包括透明塑料膜，且在透明窗口12和13的區(qū)域中不設(shè)置云狀花紋，則就是上述情況。此外，在紙張生成過(guò)程中也可能已經(jīng)產(chǎn)生透明窗口12和13，并且?guī)в型该魑⑼哥R域15和16的光學(xué)單元也可能以安全線的方式被嵌入載體11中。
此外，例如對(duì)于護(hù)照這種情況，載體11也可能包括兩頁(yè)，它們通過(guò)粘合或縫合而連接起來(lái)。
如圖1所示，條狀貼片14被加到載體11上，它覆蓋在透明窗口13的區(qū)域上。透明微透鏡域或陣列16被嵌入貼片14中。貼片14最好是轉(zhuǎn)移膜的轉(zhuǎn)移層，例如熱沖壓膜，它在壓力和熱的作用下通過(guò)粘合層連接到載體11。如圖1所示，除了排列在透明窗口13的區(qū)域中的透光性微透鏡域16以外，貼片14還可以具有一個(gè)或多個(gè)其它的光學(xué)單元，例如如圖1所示的另一光學(xué)單元17。例如，光學(xué)單元17是衍射光柵、全息圖、Kinegram、部分金屬化、HRI層(HRI＝高折射率)、干涉層系統(tǒng)、交聯(lián)的液晶層、或用特效顏料實(shí)現(xiàn)的印記。
此外，透明窗口12也可能不被嵌入載體11上圖1所示的位置，而被嵌入載體11上條狀貼片14的區(qū)域中，所以條狀貼片覆蓋了透明窗口12和13。因此，微透鏡域15和16被嵌入一個(gè)共同的膜單元中，由此帶數(shù)值的單據(jù)1的生產(chǎn)過(guò)程得到相當(dāng)?shù)馗倪M(jìn)。
安全單據(jù)1還可以具有其它安全特征，這些安全特征例如可以通過(guò)轉(zhuǎn)移膜來(lái)施加，并且通過(guò)彎曲、折疊或翻轉(zhuǎn)載體11便可以與透明窗口12和13重疊。圖1舉例示出了另一個(gè)光學(xué)單元18，它最好是反射的光學(xué)可變的單元或安全印記。
如圖2所示，為了驗(yàn)證安全單據(jù)1，例如通過(guò)折疊載體11從而使載體11的透明窗口12和13重疊，這樣，微透鏡域15和16便重疊了。然后，檢查當(dāng)透過(guò)排列成一上一下的兩個(gè)微透鏡域15和16而觀看時(shí)所產(chǎn)生的光學(xué)效果。例如，觀看方向2上所設(shè)置的物體、任何圖形表示或特殊的驗(yàn)證圖案都通過(guò)透光性微透鏡域15和16進(jìn)行觀看。另外，通過(guò)進(jìn)一步折疊安全單據(jù)1并且通過(guò)透明的微透鏡域15和16進(jìn)行觀看，便有可能使安全單據(jù)1的光學(xué)單元置于觀看方向上。
現(xiàn)在將參照?qǐng)D3a和3b描述透過(guò)透光性微透鏡域15和16觀看物體時(shí)所產(chǎn)生的光學(xué)效果。
圖3a示出了在圖2所示觀看情況下微透鏡域15和16的一部分，兩者排列成相對(duì)間距為d。
微透鏡域15包括多個(gè)微透鏡21，如圖3c所示，微透鏡21以相互并列的方式排列著。微透鏡域16包括多個(gè)微透鏡22。如果觀看彼此相關(guān)聯(lián)的兩個(gè)透鏡21和22，它們與微透鏡域15和16所構(gòu)成的系統(tǒng)的概念上的光軸間隔了間距r，則它們平行的光軸具有偏移Δr。假設(shè)兩個(gè)微透鏡域的間距對(duì)應(yīng)于微透鏡21和22的焦距和，則入射角為α的平行光束被聚焦到離透鏡21的軸間隔有f1α的那一點(diǎn)，其中f1是透鏡21的焦距。根據(jù)透鏡21和22之間的位移Δr，光束接下來(lái)以角度β穿過(guò)透鏡22，其中β=f1α-Δf2]]>并且f2是透鏡22的焦距。如果現(xiàn)在考慮這樣的情況，光源離微透鏡域15的距離為u，透鏡21占據(jù)徑向位置r，則在離微透鏡22的間距為x處，光束的橫向位置y是r-βx，由此根據(jù)上面的方程并且用α＝r/u來(lái)替代角度α，得到下面的結(jié)果=r-xf2[ruf1-Δr]=r[1-xf1uf2]+xΔrf2]]>所以，被微透鏡域15和16分離的所有局部的光線在穿過(guò)微透鏡域15和16之后，都被聚焦到相同的點(diǎn)上，y有必要獨(dú)立于r。假設(shè)物距是無(wú)窮大，像距對(duì)應(yīng)于焦距，由此下式應(yīng)用于兩個(gè)微透鏡域15和16的圖3a所示的排列方式的焦距FF=f2∂Δr/∂r]]>這意味著如果導(dǎo)數(shù)Δr/r恒定，則微透鏡域15和16所構(gòu)成的成像系統(tǒng)的焦距F是恒定的，例如如果微透鏡域15和16的微透鏡以恒定的不同的透鏡間距而彼此間隔開(kāi)，則就是上述情況。例如，在圖3a所示示例中就是上述情況，微透鏡21和22分別以恒定的透鏡間距p1和p2彼此間隔開(kāi)，并且如圖3c所示，它們是根據(jù)周期性光柵而彼此相對(duì)定向的。
如果該條件滿(mǎn)足，則產(chǎn)生完整的圖像，并且圖3a所示系統(tǒng)的成像函數(shù)大約對(duì)應(yīng)于由兩個(gè)宏觀透鏡21和22構(gòu)成的常規(guī)透鏡系統(tǒng)的成像函數(shù)。
如果進(jìn)一步觀看該特定情況，其中微透鏡域15的微透鏡以恒定的透鏡間距p1彼此間隔開(kāi)，而微透鏡域16的透鏡以恒定的透鏡間距p2彼此間隔開(kāi)，則基于圖3b所示場(chǎng)景得到的關(guān)系如下圖3b示出了微透鏡域15和16，光軸上的一點(diǎn)與微透鏡域16的距離為g，被第一微透鏡域成像為一組點(diǎn)，這組點(diǎn)與該微透鏡域的距離為s1且包括橫向間距yn。那些點(diǎn)與微透鏡域16的距離為s2，并且被成像到光軸上距離為b的一點(diǎn)。
為使圖3b所示情況發(fā)生，下面的條件必須滿(mǎn)足
np1g-s1g=np2b-s2b]]>如果微透鏡域15和16的系統(tǒng)被視為一種薄透鏡系統(tǒng)，則對(duì)于系統(tǒng)的焦距而言，當(dāng)光線從微透鏡域15那一側(cè)入射時(shí)，焦距是F=f2p1(p2-p1)]]>并且當(dāng)光線從微透鏡域16那一側(cè)入射時(shí)，焦距是F'=f1p2(p1-p2)]]>這樣，當(dāng)光線從微透鏡域15那一側(cè)入射時(shí)，成像函數(shù)可以表達(dá)成1F=f1f21(f1+g)+p2p11(b-f2)]]>與正常的透鏡相比，當(dāng)將正焦距的微透鏡用于微透鏡域15和16時(shí)(開(kāi)普勒(Kepler)望遠(yuǎn)鏡)，微透鏡域15和16所產(chǎn)生的成像功能包括與“常規(guī)”透鏡系統(tǒng)有關(guān)的如下具體細(xì)節(jié)與從微透鏡域16那一側(cè)觀看物體相比，從微透鏡域15那一側(cè)觀看物體時(shí)，呈現(xiàn)出不同的圖像。根據(jù)各觀察方向，所牽涉的焦距符號(hào)會(huì)改變。另外，對(duì)于負(fù)焦距，當(dāng)物距s滿(mǎn)足|s|＜F f1/f2時(shí)，有實(shí)像。對(duì)于正焦距，像距總是小于焦距。另外，產(chǎn)生了直立的像。
當(dāng)微透鏡域15的微透鏡具有正焦距而微透鏡域16的微透鏡具有負(fù)焦距時(shí)(Gallileo望遠(yuǎn)鏡)，與常規(guī)透鏡的成像函數(shù)有關(guān)的差異如下當(dāng)系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)時(shí)，系統(tǒng)的焦距符號(hào)并不改變，就像常規(guī)透鏡那樣。然而，焦距依賴(lài)于觀看方向。系統(tǒng)就像一個(gè)常規(guī)的透鏡那樣運(yùn)轉(zhuǎn)，其中物體處于折射率為f1/f2的介質(zhì)中。
上述用于微透鏡域15和16的微透鏡域滿(mǎn)足上述條件且在協(xié)作時(shí)產(chǎn)生與常規(guī)透鏡相似的光學(xué)功能，替代這種微透鏡域的使用，也可能使用不滿(mǎn)足上述條件的微透鏡域。因此，例如，一個(gè)或兩個(gè)微透鏡域的微透鏡的透鏡間距有可能按區(qū)域方式連續(xù)地變化，使得產(chǎn)生吸引人的且令人難忘的畸變效果。等價(jià)地，微透鏡域的微透鏡的焦距有可能至少在微透鏡域的一個(gè)區(qū)域中連續(xù)地變化，由此同樣可以產(chǎn)生此類(lèi)畸變效果。如果在微透鏡域15和16中微透鏡的折射率、微透鏡的有效焦距或微透鏡的間距至少以區(qū)域方式變化，則當(dāng)兩個(gè)微透鏡域15和16彼此相對(duì)地橫向移動(dòng)時(shí)，所得的成像函數(shù)會(huì)變化，這可以用作另一種安全特征來(lái)驗(yàn)證安全單據(jù)1。
另外，也有可能提供微透鏡域15和16的多個(gè)區(qū)域，其中微透鏡的焦距和微透鏡間距無(wú)可否認(rèn)地恒定，但在相鄰的區(qū)域中卻不同。如果這兩個(gè)微透鏡域15和16中只有一個(gè)是這種配置，則它提供的成像函數(shù)對(duì)應(yīng)于多個(gè)不同的相互并列的常規(guī)透鏡。在這種情況下，關(guān)于單個(gè)子區(qū)域而應(yīng)用的光學(xué)成像功能是由上述關(guān)系定義的。如果微透鏡域15和16都具有這種配置，則當(dāng)這兩個(gè)微透鏡域15和16相對(duì)橫向移動(dòng)時(shí)，光學(xué)成像函數(shù)會(huì)改變，這可以用作另一種驗(yàn)證安全單據(jù)的安全特征。
微透鏡域15和16的透鏡間距最好是如此選擇的，使得通過(guò)分離入射光線而產(chǎn)生的部分光線具有比人眼分辨率要低的直徑。較佳地，微透鏡域15和16的間距相應(yīng)地介于250微米和25微米的范圍中。這確保由微透鏡域15和16所產(chǎn)生的整體圖像具有良好的分辨率。如果對(duì)微透鏡域15和16所產(chǎn)生的成像函數(shù)的光學(xué)質(zhì)量要求很低，則也有可能增大微透鏡域15和16的微透鏡的透鏡間距。
現(xiàn)在參照?qǐng)D3c和4描述透明窗口12的區(qū)域中排列著的光學(xué)單元的詳細(xì)結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)帶有微透鏡域15。
圖4示出了載體11，它包括厚度大約100微米的紙質(zhì)材料，并且在透明窗口12的區(qū)域中具有通過(guò)沖壓或切割操作而產(chǎn)生的小孔。較佳地，通過(guò)被熱和壓力激活的膜單元20的粘合層，在熱和壓力之下將膜單元20加到載體11的紙質(zhì)材料上。在光學(xué)單元20的區(qū)域中，通過(guò)所加的壓力，同時(shí)產(chǎn)生圖4所示的凹陷。
膜單元20包括載體膜22、接合層23、復(fù)制漆層24、光學(xué)分離層25和粘合層26。
載體膜22包括層厚為10-200微米的PET或BOPP膜。載體膜22的功能是提供在載體11的小孔上跨接所必需的穩(wěn)定性。接合層23具有0.2-2微米的厚度，并且通過(guò)印刷過(guò)程被加到載體膜22上。復(fù)制漆層24包括熱塑性或交聯(lián)聚合物，其中在熱和壓力的作用下借助于復(fù)制工具復(fù)制了凹凸結(jié)構(gòu)27，或者通過(guò)UV復(fù)制過(guò)程復(fù)制了凹凸結(jié)構(gòu)27。光學(xué)分離層25包括一種材料，其折射率與復(fù)制漆層24顯著不同。較佳地，在這種情況下，光學(xué)分離層25包括HRI或LRI層(HRI＝高折射率，LRI＝低折射率)，所以復(fù)制漆層24和光學(xué)分離層25之間的折射率差異特別高。另外，通過(guò)用納米顆粒對(duì)復(fù)制漆層的聚合物進(jìn)行摻雜，或者通過(guò)將具有高折射率的聚合物(例如光聚合物)用于復(fù)制漆層24，便有可能使復(fù)制漆層24具有盡可能高的折射率。光學(xué)分離層盡可能厚也是有利的。這樣，有可能減小凹凸結(jié)構(gòu)27的凹凸深度，當(dāng)微透鏡域1的微透鏡采用宏觀結(jié)構(gòu)所定義的折射透鏡的形式來(lái)產(chǎn)生時(shí)，這特別有利。
然而，微透鏡域15也有可能不被實(shí)現(xiàn)成以該方式封裝的結(jié)構(gòu)，由此省卻了光學(xué)分離層25。此外，在凹凸結(jié)構(gòu)27的區(qū)域中有可能消除粘合層26，使得凹凸結(jié)構(gòu)27直接與空氣接觸。
凹凸結(jié)構(gòu)27是這樣一種凹凸結(jié)構(gòu)，它通過(guò)相互并列設(shè)置的多個(gè)宏觀透鏡實(shí)現(xiàn)了微透鏡域15，形如圖3c所示。然而，凹凸結(jié)構(gòu)27也有可能是一種衍射凹凸結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)通過(guò)光衍射手段產(chǎn)生由凸或凹微透鏡構(gòu)成的微透鏡域的效果。
在這種情況下，通過(guò)衍射凹凸結(jié)構(gòu)，可以產(chǎn)生凸或凹透鏡的效果，這種衍射凹凸結(jié)構(gòu)在表面區(qū)域上連續(xù)地改變其光柵頻率和光柵常數(shù)。作為示例，有可能通過(guò)光衍射手段產(chǎn)生凸透鏡的效果，其中從透鏡中心處的拋物面中心部分起，提供了多個(gè)凹槽，這些凹槽按與該中心部分有關(guān)的環(huán)形配置排列著，并且其光柵頻率從中心部分起連續(xù)地增大。用相反的結(jié)構(gòu)，通過(guò)光衍射手段，便可以產(chǎn)生凹透鏡的效果。為了通過(guò)光衍射手段產(chǎn)生微透鏡域的效果，該微透鏡域具有多個(gè)相互并列排列著的微透鏡，多個(gè)此類(lèi)的凹凸結(jié)構(gòu)相互并列以類(lèi)似棋盤(pán)的方式排列著。此外，那些凹凸結(jié)構(gòu)還有可能以并列方式排列成六角形。此外，關(guān)于這種“衍射透鏡”的配置，將注意力投到“Micro-optics”一書(shū)的章節(jié)...(HansPeter Herzig，Taylor和Francis出版社，倫敦，1997年)。
使用此類(lèi)“衍射”微透鏡域具有如下優(yōu)點(diǎn)，凹凸結(jié)構(gòu)27的凹凸深度可以減小，這是產(chǎn)生微透鏡域所必需的，當(dāng)微透鏡域15中各微透鏡具有更大的透鏡間距且焦距很短時(shí)，上述這一點(diǎn)特別有利。
圖4所示結(jié)構(gòu)和光學(xué)單元20的排列方式具有如下優(yōu)點(diǎn)用于產(chǎn)生微透鏡域的表面結(jié)構(gòu)基本上都被保護(hù)起來(lái)，免受損壞或操縱操作。
現(xiàn)在參照?qǐng)D5描述本發(fā)明的其它實(shí)施例。
圖5示出了安全單據(jù)3的觀看情況的示意圖，其中安全單據(jù)3的透明窗口中所排列的兩個(gè)微透鏡域31和32處于重疊的關(guān)系中，以檢查該安全單據(jù)3。微透鏡域31具有區(qū)域33，其中各微透鏡根據(jù)周期性的光柵排列著，焦距為正。另外，在區(qū)域33中實(shí)現(xiàn)微透鏡域31的光學(xué)單元具有這樣一種配置，即微透鏡域與安全單據(jù)3的底面間距為d1。
微透鏡域32具有區(qū)域34，在區(qū)域34中，多個(gè)具有正焦距的微透鏡是根據(jù)第一光柵而排列的，并且微透鏡域32還具有圍繞著上述區(qū)域34的區(qū)域35，在區(qū)域35中，多個(gè)具有負(fù)焦距的微透鏡是根據(jù)第二周期性光柵而排列的。在用于實(shí)現(xiàn)微透鏡域32的光學(xué)單元的配置中，從安全單據(jù)3的底面到區(qū)域34的各微透鏡的間距為d2。
如圖5所示，其中實(shí)現(xiàn)了微透鏡域31和32的光學(xué)單元在這種情況下包括熱塑性膜體，例如，層厚度為10-50微米的PET或BOPP膜，借助復(fù)制工具通過(guò)熱和壓力在該膜中嵌入用于產(chǎn)生微透鏡域31和32的表面結(jié)構(gòu)。在某些情況下，也用其它的層來(lái)涂敷該膜體，例如光學(xué)分離層或保護(hù)性漆層，然后，在透明光學(xué)窗口的區(qū)域中將該膜體加到安全單據(jù)3的載體上。然而，圖5的光學(xué)單元也有可能構(gòu)造得像圖4的光學(xué)單元20。
如果現(xiàn)在折疊安全單據(jù)3并且使微透鏡域31和32重疊，則在微透鏡域31和32的區(qū)域33和區(qū)域34重疊的區(qū)域中產(chǎn)生第一光學(xué)成像功能，在微透鏡域31和32的區(qū)域33和35重疊的區(qū)域中產(chǎn)生第二光學(xué)成像功能。在這種情況下，第一光學(xué)成像功能具有上述特性(開(kāi)普勒(Kepler)望遠(yuǎn)鏡)，這些特性依賴(lài)于區(qū)域33和34的各微透鏡的焦距并且還依賴(lài)于區(qū)域33和34的微透鏡的間距，而第二光學(xué)成像功能是由區(qū)域33和35的微透鏡的焦距以及區(qū)域33和35中各微透鏡的間距來(lái)決定的，第二光學(xué)成像功能具有很不相同的屬性(Gallileo望遠(yuǎn)鏡)。在這種情況下，間距d1和d2最好如此選擇，使得當(dāng)安全單據(jù)3的底面彼此直接接觸時(shí)，間距d1和d2的和對(duì)應(yīng)于區(qū)域33和34中微透鏡的焦距的和，而間距d1對(duì)應(yīng)于區(qū)域33和35中微透鏡的焦距的和。作為示例，在區(qū)域33、34和35中，間距d1和d2以及微透鏡的焦距可以采用下面的值d1＝d2＝1毫米，f33＝0.125毫米，f34＝0.075毫米，f35＝-0.025毫米，其中f33表示區(qū)域33中微透鏡的焦距，f34表示區(qū)域34中微透鏡的焦距，f35表示區(qū)域35中微透鏡的焦距。
另外，相互重疊的微透鏡域31和32所產(chǎn)生的成像功能還由用于覆蓋它們的透明窗口的間距來(lái)決定，其中光學(xué)窗口彼此之間的間距變化所導(dǎo)致的光學(xué)成像功能的變化可以用作另一種顯著的光學(xué)安全特征。在這一方面，間距d1和d2的上述選擇確保了，當(dāng)光學(xué)單元彼此直接接觸時(shí)，便產(chǎn)生了清晰定義的且相互匹配的第一和第二成像功能。
在這種情況下，區(qū)域34最好形成一種以圖案形式定形的圖案區(qū)域，例如圖形表示或文本，所以具有不同成像功能的區(qū)域包含附加的編碼信息。具有不同成像功能且采用圖案形式的各區(qū)域的并置是無(wú)法通過(guò)常規(guī)透鏡系統(tǒng)來(lái)模仿的，所以本發(fā)明可以產(chǎn)生很容易記住且用其它技術(shù)很難模仿的光學(xué)效果。
此外，如上所述，也有可能不僅微透鏡域31具有兩個(gè)區(qū)域，在這兩個(gè)區(qū)域中微透鏡的間距和/或焦距不相同。微透鏡域31也有可能具有這樣的配置。在這種情況下，以區(qū)域方式出現(xiàn)的光學(xué)成像功能還取決于微透鏡域31和32彼此相對(duì)的橫向位置，所以當(dāng)微透鏡域31和32彼此相對(duì)橫向移動(dòng)時(shí)，根據(jù)各自的橫向位置，可以看到被編碼到成像功能中的不同的信息項(xiàng)。
圖6示出了安全單據(jù)4的觀看情況，其中安全單據(jù)4的透明光學(xué)窗口中排列著的兩個(gè)微透鏡域41和42保持重疊的關(guān)系，以便于驗(yàn)證該安全單據(jù)。在這種情況下，微透鏡域41在區(qū)域46中具有多個(gè)焦距恒定的微透鏡，它們按周期性光柵定向。微透鏡域42具有區(qū)域48和47，其中微透鏡的焦距和微透鏡的透鏡間距不相同。當(dāng)微透鏡域41和42重疊時(shí)，這種排列方式產(chǎn)生了已參照?qǐng)D5描述過(guò)的光學(xué)效果。另外，如圖6所示，安全單據(jù)4還具有光學(xué)單元45和44，它們被加到安全單據(jù)4的載體上。
光學(xué)單元45最好是形如波紋圖案的印記。在這種情況下，波紋圖案以這樣一種方式適用于微透鏡域41，即微透鏡域41的區(qū)域46可以充當(dāng)波紋分析器，由此當(dāng)光學(xué)單元45與微透鏡域41重疊時(shí)，被編碼到光學(xué)單元45的波紋圖案中的波紋圖像出現(xiàn)了。在這種情況下，微透鏡域41的微透鏡形成了波紋放大器，并且對(duì)編碼的(重復(fù)性的、小的)信息項(xiàng)進(jìn)行波紋放大，由此可以看到隱藏的(例如，相位編碼的)信息項(xiàng)。
此外，光學(xué)單元45也有可能是形如波紋分析器的印記，而微透鏡域41有可能形成波紋圖案，隱藏的(例如，相位編碼的)波紋圖像被編碼到該波紋圖案中。
在這一方面，術(shù)語(yǔ)波紋圖案被用于指一種由重復(fù)性結(jié)構(gòu)形成的圖案，當(dāng)這種圖案與另一種由重復(fù)性結(jié)構(gòu)形成且充當(dāng)波紋分析器的圖案重疊或透過(guò)該圖案觀看時(shí)，會(huì)呈現(xiàn)出一種新圖案，即隱藏在波紋圖案中的波紋圖像。在最簡(jiǎn)單的情況下，波紋效果起因于兩個(gè)線光柵的重疊，其中一個(gè)線光柵是按區(qū)域相位移動(dòng)的，以產(chǎn)生波紋圖像。除了線性線光柵以外，線光柵的線條有可能具有彎曲的區(qū)域，例如，排列成波形或環(huán)形。此外，也有可能使用構(gòu)建于兩個(gè)或更多個(gè)線光柵之上的波紋圖案，這些線光柵彼此相對(duì)翻轉(zhuǎn)或者它們重疊。此類(lèi)線光柵中波紋圖像的解碼還通過(guò)該線光柵的區(qū)域方式的相位移動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中兩個(gè)或更多個(gè)不同的波紋圖像可以被編碼到此類(lèi)波紋圖案中。此外，有可能使用基于所謂的“Scrambled Indica”技術(shù)或基于孔圖案(圓形、卵形或有角的各種配置的孔)的波紋圖案和波紋分析器。
光學(xué)單元44是反射式光學(xué)單元，例如，形如波紋圖案的局部金屬化物或局部金屬化的衍射結(jié)構(gòu)。在這種情況下，光學(xué)單元44還可以具有反射式微透鏡域或陣列，當(dāng)這些反射式微透鏡與區(qū)域46中排列著的微透鏡域重疊時(shí)，通過(guò)反射呈現(xiàn)出吸引人的光學(xué)效果。
圖7a-7c示出了安全單據(jù)5的各種觀看情況。在圖7a所示的觀看情況中，安全單據(jù)5被折疊，所以透明窗口與安全單據(jù)5的微透鏡域51和52重疊。如圖7b所示，在另一個(gè)方向上折疊安全單據(jù)5，使得在圖7c所示的觀看情況中，像圖7a所示那樣彼此接觸的已不再是微透鏡域51和52的底面，而是微透鏡域51和52的頂面彼此接觸。
如圖7a到7c所示，微透鏡域51和52分別具有厚度為d1和d2的透鏡體并且兩面都進(jìn)行結(jié)構(gòu)化，所以根據(jù)參照?qǐng)D3a-3c所描述的關(guān)系，微透鏡域51的光學(xué)功能從兩個(gè)重疊的微透鏡子域53和54的協(xié)作中產(chǎn)生。在相應(yīng)的方式中，微透鏡域52由兩個(gè)相互并列排列的微透鏡子域55和56構(gòu)成。如圖7a-7c所示，微透鏡域51和52的透鏡體被封裝起來(lái)，并且由此在兩側(cè)被光學(xué)分離層或保護(hù)層所覆蓋。
在這種情況下，如圖7a所示，微透鏡子域54和55包括相反的幾何結(jié)構(gòu)，所以微透鏡子域54和55所產(chǎn)生的光學(xué)成像功能彼此相消。在圖7a所示的觀看情況下，相應(yīng)地，一種光學(xué)成像功能作為一種光學(xué)效果產(chǎn)生了，它是從微透鏡子域53和56的重疊(即那些微透鏡域的透鏡間距和焦距)中產(chǎn)生的。這不是圖7c的觀看情況中的情形，所以該觀看情形不包括與常規(guī)透鏡相似的效果的產(chǎn)生。
權(quán)利要求
1.一種安全單據(jù)(1，3，4，5)，特別是鈔票或身份證，包括其中排列著第一光學(xué)單元(15)的第一透明窗口(12)以及其中排列著第二光學(xué)單元(16)的第二透明窗口(13)，其中第一透明窗口(12)和第二透明窗口(13)以相互間隔開(kāi)的關(guān)系排列在所述安全單據(jù)的載體(11)上并且使得所述第一和第二光學(xué)單元(15，16)能夠彼此重疊，其特征在于，第一光學(xué)單元(15)具有第一透光性微透鏡域(15，31，41，51)，而第二光學(xué)單元(16)具有第二透光性微透鏡域(16，32，42，52)，其中當(dāng)所述第二微透鏡域與所述第一微透鏡域重疊時(shí)產(chǎn)生了第一光學(xué)效果。
2.如權(quán)利要求1所述的安全單據(jù)，其特征在于，所述第一和第二透光性微透鏡域(15，16，31，32，41，42，51，52)是由微透鏡(21)的透鏡間距(P1，P2)和微透鏡(21)的焦距等參數(shù)定義的。
3.如權(quán)利要求2所述的安全單據(jù)，其特征在于，第一微透鏡域(15)中各微透鏡的光軸相互平行且根據(jù)第一周期性光柵以恒定的透鏡間距(P1)相互間隔開(kāi)，而第二微透鏡域(16)中各微透鏡的光軸相互平行且根據(jù)第二周期性光柵以恒定的透鏡間距(P2)相互間隔開(kāi)。
4.如權(quán)利要求2或3所述的安全單據(jù)，其特征在于，所述第一微透鏡域中各微透鏡的透鏡間距(P1)不同于所述第二微透鏡域中各微透鏡的透鏡間距(P2)。
5.如權(quán)利要求4所述的安全單據(jù)，其特征在于，所述第一微透鏡域中各微透鏡的透鏡間距是所述第二微透鏡域中各微透鏡的透鏡間距的整倍數(shù)。
6.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的安全單據(jù)，其特征在于，所述第一和第二微透鏡域中各微透鏡的透鏡間距都小于300微米。
7.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的安全單據(jù)，其特征在于，所述第一微透鏡域(15，31，41，51)具有多個(gè)正焦距的微透鏡，并且所述第二微透鏡域(16，32，42，52)具有多個(gè)正焦距的微透鏡。
8.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的安全單據(jù)，其特征在于，所述第一微透鏡域(15，31，41，51)具有多個(gè)正焦距的微透鏡，并且所述第二微透鏡域(16，32，42，52)具有多個(gè)負(fù)焦距的微透鏡。
9.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的安全單據(jù)，其特征在于，所述第一和第二微透鏡域中各微透鏡的焦距是如此選擇的，使得所述第一和第二微透鏡域的各微透鏡在當(dāng)所述第一和第二透明窗口重疊時(shí)根據(jù)其焦距之和而彼此間隔開(kāi)。
10.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的安全單據(jù)，其特征在于，所述第一和/或第二微透鏡域具有兩個(gè)或更多區(qū)域，在這些區(qū)域中各微透鏡的透鏡間距不同。
11.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的安全單據(jù)，其特征在于，所述第一和/或第二微透鏡域(32，42)具有兩個(gè)或更多區(qū)域，在這些區(qū)域中各微透鏡的焦距不同。
12.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的安全單據(jù)，其特征在于，所述第一和/或第二微透鏡域具有一個(gè)或更多區(qū)域，在這些區(qū)域中所述微透鏡的透鏡間距相對(duì)于周期性的底部光柵而相移。
13.如權(quán)利要求2所述的安全單據(jù)，其特征在于，所述第一和/或第二微透鏡域具有一個(gè)所述微透鏡的透鏡間距穩(wěn)定變化的區(qū)域。
14.如權(quán)利要求1或13所述的安全單據(jù)，其特征在于，所述第一和/或第二微透鏡域具有一個(gè)所述微透鏡的透鏡間距穩(wěn)定變化的區(qū)域。
15.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的安全單據(jù)，其特征在于，所述安全單據(jù)(4)具有不透明的第三光學(xué)單元(45，44)，其中當(dāng)所述第一或第二光學(xué)單元與所述第三光學(xué)單元重疊時(shí)產(chǎn)生了第二光學(xué)效果。
16.如權(quán)利要求15所述的安全單據(jù)，其特征在于，所述第三光學(xué)單元(45)具有隱藏的波紋圖案。
17.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的安全單據(jù)，其特征在于，所述第一和/或第二光學(xué)單元具有復(fù)制漆層(24)，被定形到所述復(fù)制漆層中的是一種凹凸結(jié)構(gòu)(27)，所述凹凸結(jié)構(gòu)(27)用于分別形成所述第一或第二微透鏡域。
18.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的安全單據(jù)，其特征在于，所述第一和/或第二微透鏡域的各微透鏡都是由一種凹凸結(jié)構(gòu)(27)構(gòu)成的，所述凹凸結(jié)構(gòu)(27)具有光衍射效果并且通過(guò)光衍射手段產(chǎn)生微透鏡域的效果，其結(jié)構(gòu)深度最多10微米。
19.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的安全單據(jù)，其特征在于，所述第一和/或第二光學(xué)單元(15，16)包括轉(zhuǎn)移膜的轉(zhuǎn)移層(20)，特別是熱沖壓膜。
20.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的安全單據(jù)，其特征在于，所述安全單據(jù)的載體(11)包括其中嵌入透明窗口(12，13)的紙質(zhì)材料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種安全單據(jù)(1)，它具有其中放置了第一光學(xué)單元(15)的透明窗口(12)以及其中放置了第二光學(xué)單元的第二透明窗口(13)。第一透明窗口(12)和第二透明窗口(13)以相互間隔開(kāi)的方式設(shè)置在安全單據(jù)(1)的載體(11)上，由此使第一和第二光學(xué)單元(15、16)能夠重疊。第一光學(xué)單元(15)具有第一透光性微透鏡域，而第二光學(xué)單元(16)具有第二透光性微透鏡域，當(dāng)?shù)诙⑼哥R域被第一微透鏡域覆蓋時(shí)會(huì)產(chǎn)生第一光學(xué)效果。
文檔編號(hào)B42D15/00GK101019154SQ200580030577
公開(kāi)日2007年8月15日 申請(qǐng)日期2005年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月15日
發(fā)明者A·希林, W·R·湯普金 申請(qǐng)人:Ovd基尼格拉姆股份公司