安全裝置制造方法
【專利摘要】提供了一種光學(xué)安全裝置(10；700)，包括：透明的或半透明的基底(15；705)，在基底(15；705)的第一面(16；706)中或上的至少一個(gè)第一重復(fù)元件陣列(20；720)，在基底的第二面上的至少一個(gè)第二重復(fù)元件陣列(30；730)。第二重復(fù)元件陣列(20；720)基本上與第一元件陣列(30；730)對(duì)準(zhǔn)，從而當(dāng)從第一面觀察裝置時(shí)第一圖像(130；725)是可見(jiàn)的，而當(dāng)從第二面觀察裝置時(shí)第二圖像(200；735)是可見(jiàn)的。在基底的至少一面上的重復(fù)圖像元件(30；720，730)的亮度或顏色等級(jí)可以被區(qū)域調(diào)制以產(chǎn)生灰度或有色圖像。在一個(gè)實(shí)施例中，在基底的第一面中或上的第一重復(fù)元件陣列是陣列聚焦元件(20)，以及在基底的第二面中或上的第二重復(fù)元件陣列是具有基本上彼此相同形狀的圖像元件陣列(30)，以使得當(dāng)從第一面觀察裝置時(shí)，包括至少一個(gè)放大版本的圖像元件形狀的放大的圖像是可見(jiàn)的，而當(dāng)從第二面觀察裝置時(shí)，灰度或有色圖像是可見(jiàn)的。在另一實(shí)施例中，第一和第二重復(fù)元件陣列兩者是分別形成第一圖像和第二圖像(725；735)的部分或完全不透明圖像元件(720；730)。
【專利說(shuō)明】安全裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于安全文件中的光學(xué)安全裝置及其制造方法。
[0002]定義
[0003]安全文件
[0004]如在本文中所使用地，術(shù)語(yǔ)安全文件包括所有類(lèi)型的有價(jià)證券和代幣，以及身份證明文件，其包括但不限于下述:諸如紙幣和硬幣的貨幣項(xiàng)、信用卡、支票、護(hù)照、身份證，有價(jià)證券和股份證明、駕駛員執(zhí)照、契據(jù)、諸如機(jī)票和火車(chē)票的旅行文件、門(mén)卡和門(mén)票、出生、死亡和結(jié)婚證明以及學(xué)業(yè)成績(jī)單。
[0005]透明窗口和半窗口
[0006]如在本文中所使用地，術(shù)語(yǔ)窗口是指安全文件中與在其上應(yīng)用印刷術(shù)的基本上不透明的區(qū)域相比而言透明或半透的明區(qū)。窗口可以是完全透明的以便能夠使得光的透射基本上不受影響，或窗口可以是能夠使得光透射但不能夠使得通過(guò)該窗口區(qū)清楚地看見(jiàn)物體的部分透明或部分半透明的。
[0007]通過(guò)在形成窗口區(qū)的區(qū)域中省去至少一個(gè)不透明層，窗口區(qū)可以形成在聚合物安全文件中，該聚合物安全文件具有至少一個(gè)透明聚合物材料層和施加至透明聚合物基底的至少一面的一個(gè)或更多個(gè)不透明層。如果不透明層被施加至透明基底的兩面，則通過(guò)在窗口區(qū)中省去透明基底的兩面上的不透明層可以形成完全透明窗口。
[0008]部分透明的或半透明區(qū)(在下文中稱為“半窗口”)可以通過(guò)僅省去窗口區(qū)中的安全文件的一面上的不透明層以使得“半窗口 ”不是完全透明的，而是在能夠使得通過(guò)半窗口無(wú)法清楚地觀察到物體的情況下能夠使得一些光穿過(guò)，而被形成在兩面均具有不透明層的聚合物安全文件中。
[0009]替選地，通過(guò)采用被插入到切口中的透明塑料材料的插入物或者采用在紙或透明塑料基底中的凹部形成透明窗口區(qū)或半透明的半窗口區(qū)，從而可以由諸如紙或纖維塑料的基本上不透明的材料形成基底。
[0010]不透明層
[0011]一個(gè)或更多個(gè)不透明層可以施加至透明基底以增加安全文件的不透明度。不透明層是LT〈U的層，其中，Ltl是入射到文件上的光的量，而Lt是透過(guò)文件的光的量。不透明層可以包括各種不透明涂層中的任何一種或多種不透明涂層。例如，不透明涂層可以包括分散在熱激活交聯(lián)聚合物材料的粘合劑或載體內(nèi)的顏料，諸如二氧化鈦。替選地，透明塑料材料的基底可以?shī)A在紙或其部分地或基本上不透明的材料的不透明層之間，對(duì)于該不透明層可以隨后印刷或采用其他方式施加標(biāo)記。
[0012]焦點(diǎn)大小或焦點(diǎn)寬度H
[0013]如在文中所使用地，術(shù)語(yǔ)焦點(diǎn)大小(或焦點(diǎn)寬度)是指通過(guò)透鏡所折射的光線以特定視角與物平面相交處的點(diǎn)的幾何分布的尺寸，通常指有效直徑或有效寬度。可以根據(jù)理論計(jì)算、光線尋跡模擬、或根據(jù)實(shí)際測(cè)量推斷出焦點(diǎn)大小。
[0014]焦距f[0015]在本說(shuō)明書(shū)中，當(dāng)關(guān)于透鏡陣列中的微透鏡而使用時(shí)，焦距意味著從微透鏡的頂點(diǎn)到當(dāng)準(zhǔn)直輻射從陣列的透鏡側(cè)入射時(shí)通過(guò)定位最大功率密度分布所給定的焦點(diǎn)的位置的距離(參見(jiàn) T.Miyashita，“Standardization for microlenses and microlensarrays” (2007) Japanese Journal of Applied Physics 46,第 539I 頁(yè))。
[0016]測(cè)量厚度t
[0017]測(cè)量厚度是從透明的或半透明的材料的一面上的小透鏡的頂點(diǎn)到在其上設(shè)置有基本上與物平面重合的圖像元件的半透明材料的相對(duì)面上的表面的距離。
[0018]透鏡頻率和間距
[0019]透鏡陣列的透鏡頻率是在橫穿透鏡陣列表面的給定距離中的小透鏡的數(shù)量。間距是從一個(gè)小透鏡的頂點(diǎn)到相鄰的小透鏡的頂點(diǎn)的距離。在均勻的透鏡陣列中，間距與透鏡頻率具有反比關(guān)系。
[0020]透鏡寬度W
[0021 ] 在微透鏡陣列中的小透鏡的寬度是從小透鏡的一個(gè)邊緣到小透鏡的相對(duì)邊緣的距離。在具有半球 形或半圓柱形小透鏡的透鏡陣列中，寬度等于小透鏡的直徑。
[0022]曲率半徑R
[0023]小透鏡的曲率半徑是從透鏡的表面上的點(diǎn)到透鏡表面的法線與垂直延伸通過(guò)小透鏡的頂點(diǎn)的線(透鏡光軸)相交處的點(diǎn)的距離。
[0024]垂度(sag)高度s
[0025]小透鏡的垂度高度或表面垂度s是從頂點(diǎn)到與從小透鏡的邊緣垂直延伸通過(guò)軸線的最短線交叉的軸線上的點(diǎn)的距離。
[0026]折射率η
[0027]介質(zhì)的折射率η是真空中的光速與介質(zhì)中的光速的比值。根據(jù)斯涅爾(Snell)定律，透鏡的折射率η確定到達(dá)透鏡表面的光射線被折射的量:
[0028]n^Sin( a ) =n*Sin(0)
[0029]其中，α是在透鏡表面處入射點(diǎn)處的入射光線與法線之間的角度，Θ是在入射點(diǎn)處的折射光線與法線之間的角度，以及H1是空氣的折射率(作為近似H1可以取I)。
[0030]二次曲線常數(shù)P
[0031]二次曲線常數(shù)P是描述二次曲線部的量并且用于幾何光學(xué)以指定球(P = I)、橢圓(0〈Ρ〈1，或Ρ>1)、拋物線(P = 0)以及雙曲線(Ρ〈0)透鏡。一些參考文獻(xiàn)使用字母K來(lái)表示的二次曲線常數(shù)。K與P之間的關(guān)系為K = Ρ-1。
[0032]葉片間角
[0033]透鏡的葉片間角是由透鏡所形成的整個(gè)視角。
[0034]阿貝數(shù)
[0035]透明的或半透明的材料的阿貝數(shù)是材料的色散(折射率隨波長(zhǎng)的變化)的測(cè)度。對(duì)于透鏡的合適的阿貝數(shù)的選擇可以有助于最小化色差。
【背景技術(shù)】
[0036]本發(fā)明尋求提供一種安全裝置，該安全裝置具有吸引人的外觀，可以經(jīng)濟(jì)地制造，同時(shí)還提供增強(qiáng)的防偽造性。[0037]為了產(chǎn)生光學(xué)可變效果，已知的是采用布置成聚焦到相同縮微圖像的相應(yīng)陣列上的微透鏡的陣列。可以借由微透鏡與縮微圖像的輕微的配準(zhǔn)不良獲得特別驚人的效果，從而產(chǎn)生一系列的莫爾(moir6)條紋。莫爾條紋表現(xiàn)為放大版本的縮微圖像的形式。被稱為“莫爾放大”的這種效應(yīng)已經(jīng)由Hutley等人(Pure and Applied 0ptics3,第133-142頁(yè)，1994)和 Amidror ( “The Theory of the Moire Phenomenon”，Kluwer, Dordrecht, 2000)先前地進(jìn)行了描述。
[0038]透明的或半透明材料作為用于安全裝置或安全文件的基底的用途使得這種基底適合作為用于上述類(lèi)型裝置的載體。例如，可以將縮微圖像施加至基底的一面，以及將微透鏡施加至基底的相對(duì)面，從而使其充當(dāng)光學(xué)間隔件，例如在US5，712，731中所描述地。
[0039]生產(chǎn)展示莫爾放大效應(yīng)的安全裝置或安全文件的替選方式是設(shè)置微透鏡陣列形式的單獨(dú)的屏幕。該屏幕可以是獨(dú)立的元件，或可以結(jié)合為安全裝置或安全文件的一部分并且與縮微圖像對(duì)準(zhǔn)，通過(guò)對(duì)文件進(jìn)行折疊使其位于文件上的其他位置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0040]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種光學(xué)安全裝置，包括:
[0041]透明的或半透明的基底，
[0042]在基底的第一面中或第一面上的至少一個(gè)第一重復(fù)元件陣列，
[0043]在基底的第二面上的至少一個(gè)第二重復(fù)元件陣列，
[0044]其中，至少一個(gè)第二重復(fù)元件陣列基本上與至少一個(gè)第一元件陣列對(duì)準(zhǔn)，
[0045]以及其中，當(dāng)從第一面觀察裝置時(shí)，第一圖像是可見(jiàn)的，而當(dāng)從第二面觀察裝置時(shí)，第二圖像是可見(jiàn)的。
[0046]優(yōu)選地，在基底的至少一個(gè)面上的重復(fù)元件是根據(jù)輸入灰度或有色圖像的對(duì)應(yīng)區(qū)域的亮度或顏色等級(jí)被區(qū)域調(diào)制的。
[0047]在一個(gè)實(shí)施例中，在基底的至少一個(gè)面上的重復(fù)元件可以是幅度調(diào)制的。在另一實(shí)施例中，在基底的至少一個(gè)面上的重復(fù)元件的粗度或表面積可以被調(diào)制。
[0048]第一圖像和第二圖像中的至少之一可以是光學(xué)可變的。在一個(gè)實(shí)施例中，第一圖像可以是光學(xué)可變圖像以及第二圖像可以是光學(xué)不可變圖像。
[0049]在另一實(shí)施例中，第一圖像和第二圖像兩者都是光學(xué)不可變圖像。
[0050]光學(xué)安全裝置可以包括在基底的至少一個(gè)面上或至少一個(gè)面中的兩個(gè)或更多個(gè)重復(fù)元件陣列。
[0051]在基底的至少一個(gè)面上的重復(fù)元件可以是壓印元件。在一個(gè)實(shí)施例中，在基底的至少一個(gè)面上的壓印元件形成重復(fù)圖像元件。在這種情況下，每個(gè)壓印圖像元件具有深度，以及深度優(yōu)選地是被區(qū)域調(diào)制的。
[0052]在基底的至少一個(gè)面上的重復(fù)元件可以是印刷圖像元件。在另一實(shí)施例中，在基底的兩面上的重復(fù)元件是印刷圖像元件。
[0053]在基底的至少一個(gè)面上的重復(fù)元件可以是形成圖像元件的衍射或子波長(zhǎng)結(jié)構(gòu)。衍射或子波長(zhǎng)結(jié)構(gòu)可以被非衍射背景所包圍。
[0054]在另一實(shí)施例中，在基底的至少一個(gè)面上的重復(fù)元件是被包括衍射或子波長(zhǎng)光柵結(jié)構(gòu)的背景區(qū)所包圍的非衍射圖像元件，以及在基底的該面上的圖像的背景區(qū)域展現(xiàn)出有色光學(xué)可變效應(yīng)。
[0055]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，在基底的第一面中或第一面上的至少一個(gè)第一重復(fù)元件陣列是聚焦元件陣列，以及在基底的第二面中或第二面上的至少一個(gè)第二重復(fù)元件陣列是具有基本上彼此相同的形狀的圖像元件陣列，其中，至少一第二陣列的圖像元件是根據(jù)輸入灰度或有色圖像的對(duì)應(yīng)區(qū)域的亮度或顏色等級(jí)被區(qū)域調(diào)制的，使得當(dāng)從第一面觀察裝置時(shí)，包括至少一個(gè)放大版本的圖像元件形狀的放大的圖像是可見(jiàn)的，而當(dāng)從第二面觀察裝置時(shí)，灰度或有色圖像是可見(jiàn)的。
[0056]根據(jù)第二方面，本發(fā)明提供了一種光學(xué)安全裝置，包括:
[0057]透明的或半透明的基底，
[0058]在基底的第一面中或第一面上的聚焦元件陣列，以及
[0059]具有基本上彼此相同的形狀以及被布置在基底的第二面中或第二面上的至少一個(gè)重復(fù)圖像元件陣列，
[0060]其中，重復(fù)圖像元件陣列基本上與聚焦元件陣列對(duì)準(zhǔn)，
[0061]以及其中，圖像元件是根據(jù)輸入灰度或有色圖像的對(duì)應(yīng)區(qū)域的亮度或顏色等級(jí)被區(qū)域調(diào)制的，
[0062]使得當(dāng)從第一面觀察裝置時(shí)，包括至少一個(gè)放大版本的圖像元件形狀的放大的圖像是可見(jiàn)的，而當(dāng)從第二面觀察裝置時(shí)，灰度或有色圖像是可見(jiàn)的。
[0063]優(yōu)選地，圖像元件是幅度調(diào)制的。在本發(fā)明優(yōu)選的形式中，通過(guò)改變圖像元件的線的粗度或表面積來(lái)執(zhí)行幅度調(diào)制。
[0064]替選地，圖像元件可以是頻率調(diào)制的。例如，重復(fù)圖像元件可以與聚焦元件陣列具有基本上相同的整體周期，但是在一些區(qū)域中可以省去重復(fù)圖像元件以當(dāng)觀察設(shè)備的第二面時(shí)產(chǎn)生亮度的變化。這可以導(dǎo)致放大的圖像質(zhì)量輕微的下降但是提高了用于觀察灰度或有色圖像的對(duì)比度。
[0065]因此當(dāng)從第一面觀察裝置時(shí)，由安全裝置產(chǎn)生的效應(yīng)包括莫爾放大效應(yīng)，同時(shí)當(dāng)從相對(duì)面觀察裝置時(shí)，裝置(對(duì)于透明區(qū)出乎意料地)產(chǎn)生完全不同的光學(xué)效應(yīng)諸如光學(xué)不可變圖像(例如，肖像)。相對(duì)于已知的安全裝置，在裝置的同一區(qū)域內(nèi)的兩個(gè)不同類(lèi)型的光學(xué)效應(yīng)的這種組合提供了更容易識(shí)別的安全特征以及增強(qiáng)的安全性。
[0066]因?yàn)榭梢允褂迷谘b置的單個(gè)表面中并且應(yīng)用到單個(gè)制造步驟中(例如，通過(guò)壓印)的圖像元件陣列來(lái)產(chǎn)生兩種不同的效應(yīng)，所以該裝置還增加了制造的容易度。
[0067]在一個(gè)特定的優(yōu)選的實(shí)施例中，放大的圖像是光學(xué)可變圖像以及灰度或有色圖像是光學(xué)不可變圖像。
[0068]可以通過(guò)衍射和非衍射元件的相互作用產(chǎn)生單色宏觀尺度圖像。在利用多個(gè)或擴(kuò)散光源照明的條件下，在反射中圖像顯示為輸入圖像的負(fù)(對(duì)比度反轉(zhuǎn))表示，以及在透射中圖像顯示為輸入圖像的正表示。通常在這種照明條件下的純衍射裝置將產(chǎn)生低衍射效率的非常淺淡的圖像，在某些情況下圖像太淺淡而根本不可識(shí)別。
[0069]光學(xué)安全裝置可以包括兩個(gè)或更多個(gè)重復(fù)圖像元件陣列。因此，例如，當(dāng)從第一面觀察裝置的第一區(qū)域時(shí)，一個(gè)放大的圖像會(huì)是可見(jiàn)的，同時(shí)當(dāng)從第一面觀察裝置的第二區(qū)域時(shí)，第二個(gè)不同的放大的圖像是可見(jiàn)的。當(dāng)從第二面觀察裝置時(shí)，色調(diào)的灰度或有色圖像是可見(jiàn)的。因此附加另一重復(fù)元件陣列增加了裝置所產(chǎn)生的可見(jiàn)效應(yīng)的復(fù)雜性，還增大了偽造的難度。
[0070]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，位于裝置的第二面處的物平面中的聚焦元件的焦點(diǎn)寬度約與圖像元件的寬度相同或在圖像元件的寬度的20%內(nèi)。這允許使用具有給定基底厚度的更大的圖像元件，同時(shí)提供了期望的放大圖像效果。
[0071]優(yōu)選地，通過(guò)聚焦元件陣列與圖像元件陣列之間的間距差和/或旋轉(zhuǎn)偏差來(lái)控制放大的圖像中的圖像元件的放大率。
[0072]在一個(gè)實(shí)施例中，圖像元件是壓印圖像元件,但是圖像元件還可以是印刷圖像元件。因?yàn)椴捎脡河√幚砜蛇_(dá)到較高的分辨率，當(dāng)從第一面觀察裝置時(shí)，導(dǎo)致較清晰的放大圖像，所以壓印圖像元件是特別優(yōu)選的。在將幅度調(diào)制應(yīng)用到圖像元件的一個(gè)方法中，每個(gè)壓印圖像元件具有深度，以及該深度是被區(qū)域調(diào)制的。
[0073]假定對(duì)于待容納在聚焦元件下的圖像元件來(lái)說(shuō)如果印刷的分辨率足夠高，則還可以使用印刷技術(shù)。
[0074]在一個(gè)特定的優(yōu)選實(shí)施例中，圖像元件包括被非衍射背景區(qū)所包圍的衍射或子波長(zhǎng)光柵元件，其中，放大的圖像展現(xiàn)出有色光學(xué)可變效應(yīng)。替選地，圖像元件可以是被包括衍射或子波長(zhǎng)光柵元件的背景區(qū)所包圍的非衍射圖像元件，其中，放大的圖像的背景區(qū)域展現(xiàn)出有色光學(xué)可變效應(yīng)。
[0075]“子波長(zhǎng)”或零級(jí)光柵元件是僅在給定波長(zhǎng)的光的照明的零極衍射下產(chǎn)生光的零級(jí)衍射的表面浮雕或掩埋的微觀結(jié)構(gòu)。通常，這種零級(jí)結(jié)構(gòu)的周期小于期望的入射光波長(zhǎng)。為此，零級(jí)衍射光柵有時(shí)也稱為子波長(zhǎng)光柵。
[0076]衍射或子波長(zhǎng)圖像元件(或在衍射背景上的非衍射圖像元件)的使用有利地提供了在鏡面反射和漫射兩者或低亮度條件下產(chǎn)生顯著的視覺(jué)效果的裝置。
[0077]聚焦元件可以是折射微透鏡。替選地，聚焦元件可以是菲涅爾(Fresnel)透鏡、衍射區(qū)板或光子篩。例如，如在US7，368，744所描述地，例示性的光子篩是在其中一系列孔沿著菲涅耳區(qū)板的菲涅爾區(qū)被偽隨機(jī)地分布。
[0078]在本發(fā)明的第一方面的另一優(yōu)選的實(shí)施例中，在第一面中或第一面上的至少一個(gè)第一重復(fù)元件陣列是形成第一圖像的圖像元件，以及在第二面中或第二面上的至少一個(gè)第二陣列是形成第二圖像的圖像元件，第一重復(fù)元件陣列和第二重復(fù)元件陣列中的至少之一的圖像元件是至少部分不透明的，從而當(dāng)從第一面的反射中觀察裝置時(shí)，第一圖像是可見(jiàn)的，而當(dāng)從第二面的反射中觀察裝置時(shí)，第二圖像是可見(jiàn)的。
[0079]根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了一種光學(xué)安全裝置，包括:
[0080]透明的或半透明的基底，
[0081]在基底的第一面中或第一面上的形成第一圖像的至少一個(gè)第一重復(fù)圖像元件陣列，
[0082]在基底的第二面上的形成第二圖像的至少一個(gè)第二重復(fù)圖像元件陣列，
[0083]其中，至少一個(gè)第二重復(fù)圖像元件陣列基本上與至少一個(gè)第一重復(fù)圖像元件陣列對(duì)準(zhǔn)，以及
[0084]至少一個(gè)第一重復(fù)圖像元件陣列和/或至少一個(gè)第二重復(fù)圖像元件陣列是至少部分不透明的，
[0085]從而當(dāng)從第一面的反射中觀察裝置時(shí)，第一圖像是可見(jiàn)的，而當(dāng)從第二面的反射中觀察裝置時(shí)，第二圖像是可見(jiàn)的。
[0086]優(yōu)選地，第一圖像元件陣列和第二圖像元件陣列兩者的圖像元件都是至少部分不透明的。陣列中的至少之一的圖像元件可以是完全不透明的。在一個(gè)實(shí)施例中，陣列中的至少之一的圖像元件是部分不透明和部分透明的，以使得第一圖像和第二圖像組合以形成第三圖像，當(dāng)在透射中觀察安全裝置時(shí)，第三圖像是可見(jiàn)的。
[0087]第一陣列和第二陣列中的至少之一的圖像元件可以是根據(jù)輸入有色圖像的對(duì)應(yīng)區(qū)域的顏色或亮度等級(jí)被區(qū)域調(diào)制的有色圖像元件。
[0088]替選地，或另外，第一陣列和第二陣列中的至少之一的圖像元件可以是根據(jù)輸入灰度圖像的對(duì)應(yīng)區(qū)域的亮度等級(jí)被區(qū)域調(diào)制的灰度圖像元件。
[0089]在基底的至少一面上的圖像元件可以是印刷圖像元件。在基底的兩面上的圖像元件可以是印刷圖像元件。替選地，在基底的至少一面上的圖像元件可以是壓印圖像元件。在其他實(shí)施例中，在基底的至少一面上的圖像元件可以是衍射結(jié)構(gòu)或子波長(zhǎng)結(jié)構(gòu)。
[0090]在又一實(shí)施例中，在基底的至少一面上的重復(fù)圖像元件是被包括衍射或子波長(zhǎng)光柵結(jié)構(gòu)的背景區(qū)所包圍的非衍射圖像元件，其中，當(dāng)從該面觀察裝置時(shí)可見(jiàn)的圖像的背景區(qū)域展現(xiàn)出有色光學(xué)可變效應(yīng)。
[0091 ] 在本發(fā)明的第四實(shí)施例中，提供了 一種制造安全裝置的方法，包括下述步驟:
[0092]在透明的或半透明的基底的第一面中或第一面上形成至少一個(gè)第一重復(fù)元件陣列；以及
[0093]在基底的第二面中或第二面上形成至少一個(gè)第二重復(fù)元件陣列，
[0094]其中，至少一個(gè)第二重復(fù)元件陣列基本上與至少一個(gè)第一重復(fù)元件陣列對(duì)準(zhǔn)，
[0095]使得當(dāng)從第一面觀察裝置時(shí)，第一圖像是可見(jiàn)的，而當(dāng)從第二面觀察裝置時(shí)，第二圖像是可見(jiàn)的。
[0096]優(yōu)選地，該方法包括根據(jù)輸入灰度或有色圖像的亮度或顏色等級(jí)對(duì)基底的至少一面上的重復(fù)元件進(jìn)行區(qū)域調(diào)制的步驟。
[0097]該方法優(yōu)選地包括在基底的至少一面上印刷重復(fù)元件以形成重復(fù)圖像元件的步驟。在一個(gè)實(shí)施例中，該方法包括在基底的兩面上印刷重復(fù)元件以形成重復(fù)圖像元件的步驟?？梢允褂酶鞣N印刷方法以印刷重復(fù)圖像元件，包括膠版印刷、柔性版印刷、凹版印刷和滾筒式印刷。Simultan印刷是特別優(yōu)選的印刷方法，該方法可以用于在基底的相對(duì)的面上同時(shí)形成重復(fù)圖像元件。
[0098]該方法可以包括在基底的至少一面上形成重復(fù)元件作為衍射圖像元件的步驟。
[0099]該方法可以包括在基底的至少一面上壓印重復(fù)元件的步驟。
[0100]在特別優(yōu)選的方法中，形成至少一個(gè)第一重復(fù)元件陣列的步驟以及形成至少一個(gè)第二圖像元件陣列的步驟是基本上同時(shí)執(zhí)行的。
[0101]在第五方面，本發(fā)明提供了一種制造安全裝置的方法，包括下述步驟:
[0102]在透明的或半透明的基底的第一面中或第一面上形成聚焦元件陣列；以及
[0103]形成具有基本上彼此相同的形狀的并且布置在基底的第二面中或第二面上的至少一重復(fù)圖像元件陣列，
[0104]其中，重復(fù)圖像元件陣列基本上與聚焦元件陣列對(duì)準(zhǔn)，
[0105]以及其中，圖像元件是根據(jù)輸入灰度或有色圖像的對(duì)應(yīng)區(qū)域的亮度等級(jí)被區(qū)域調(diào)制的，
[0106]使得當(dāng)從第一面觀察裝置時(shí)，至少一放大版本的圖像元件形狀是可見(jiàn)的，而當(dāng)從第二面觀察裝置時(shí)，灰度或有色圖像是可見(jiàn)的。
[0107]該方法還可以包括將可壓印輻射固化油墨施加至第一面和/或第二面的步驟。
[0108]優(yōu)選地，該方法還包括通過(guò)壓印將聚焦元件形成在第一面中的可壓印輻射固化油墨中的步驟。該方法還可以包括通過(guò)壓印將圖像元件形成在第二面中的可壓印輻射固化油墨中的步驟。
[0109]可壓印輻射固化油墨
[0110]文中所使用的術(shù)語(yǔ)可壓印輻射固化油墨是指任何油墨、涂料或其他涂層，其可以在印刷過(guò)程中施加至基底上以及當(dāng)其軟化時(shí)可以被壓印以形成浮雕結(jié)構(gòu)并且通過(guò)輻射固化以固定可壓印的浮雕結(jié)構(gòu)。在可壓印輻射固化油墨被壓印之前不發(fā)生固化過(guò)程，但是可以在壓印之后或與壓印步驟基本上同時(shí)發(fā)生固化過(guò)程。優(yōu)選地通過(guò)紫外(UV)輻射來(lái)對(duì)輻射固化油墨進(jìn)行固化。替選地，輻射固化油墨可以通過(guò)其他形式的輻射諸如電子束或X射線來(lái)固化。
[0111]輻射固化油墨優(yōu)選的為由透明樹(shù)脂材料形成的透明的或半透明的油墨。這種透明的或半透明的油墨特別適用于印刷透光安全元件諸如子波長(zhǎng)光柵、透射衍射光柵和透鏡結(jié)構(gòu)。
[0112]在一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施例中，透明的或半透明的油墨優(yōu)選的包括丙烯酸基UV固化透明可壓印涂料或涂層。
[0113]可以從不同的制造商獲得這種UV固化涂料，包括Kingfisher油墨有限公司，產(chǎn)品紫外線類(lèi)型UVF-203或類(lèi)似。替選地，輻射固化的可壓印涂層可以基于其他化合物，例如硝化纖維。
[0114]已經(jīng)發(fā)現(xiàn)文中所使用的輻射固化油墨和涂料特別適用于包括諸如衍射光柵和全息圖的衍射結(jié)構(gòu)的壓印微觀結(jié)構(gòu)，以及微透鏡和透鏡陣列。然而，它們也可以被壓印出更大的浮雕結(jié)構(gòu)，諸如非衍射光學(xué)可變器件。
[0115]優(yōu)選地在基本上相同的時(shí)間對(duì)油墨進(jìn)行壓印并且通過(guò)紫外線(UV)輻射進(jìn)行固化。在特別優(yōu)選的實(shí)施例中，在凹版印刷過(guò)程中在基本上相同的時(shí)間施加和壓印輻射固化油墨。
[0116]優(yōu)選地，為了適用于凹版印刷，輻射固化油墨的粘度基本上落在從約20厘泊至約175厘泊的范圍中，以及更優(yōu)選地在從約30厘泊至約150厘泊的范圍中?？梢酝ㄟ^(guò)測(cè)量從Zahn杯#2排出涂料的時(shí)間來(lái)確定粘度。用20秒排出的樣品的粘度為30厘泊，以及用63秒排出的樣品的粘度為150厘泊。
[0117]對(duì)于一些聚合物基底，需要在施加輻射固化油墨之前對(duì)基底施加中間層以提高由油墨形成的壓印結(jié)構(gòu)對(duì)基底的粘著力。中間層優(yōu)選地包括底漆層，以及更優(yōu)選地底漆層包括聚乙烯亞胺。底漆層還可以包括交聯(lián)劑，例如多功能異氰酸酯。適用于本發(fā)明的其他底漆的示例包括:羥基終止聚合物；羥基終止聚酯基共聚物；交聯(lián)或未交聯(lián)的羥基化丙烯酸酯；聚氨酯；以及UV固化陰離子或陽(yáng)離子丙烯酸酯。適當(dāng)?shù)慕宦?lián)劑的示例包括:異氰酸酯?’聚氮丙啶；含鋯化合物；乙酰丙酮鋁；三聚氰胺；以及碳化二亞胺。
[0118]對(duì)于不同的基底和壓印油墨結(jié)構(gòu)，底漆的類(lèi)型可以不同。優(yōu)選地，選擇基本上不影響壓印油墨結(jié)構(gòu)的光學(xué)特性的底漆。
[0119]優(yōu)選地，順序地執(zhí)行形成聚焦元件陣列的步驟和形成圖像元件陣列的步驟。然而，在一些實(shí)施例中，例如當(dāng)通過(guò)壓印來(lái)施加聚焦元件和圖像元件時(shí)，可以同時(shí)執(zhí)行這些步驟。
[0120]方法還可以包括對(duì)可壓印的輻射固化油墨進(jìn)行固化的步驟。優(yōu)選地，這個(gè)步驟基本上與壓印步驟同時(shí)執(zhí)行。
[0121]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，圖像元件包括被非衍射背景區(qū)所包圍的衍射或子波長(zhǎng)光柵元件。替選地，圖像元件可以是被包括衍射或子波長(zhǎng)光柵元件的背景區(qū)所包圍的非衍射圖像元件。
[0122]可以通過(guò)將圖像元件形狀印刷或壓印至衍射或子波長(zhǎng)光柵元件的背景上作為非衍射結(jié)構(gòu)來(lái)形成圖像元件。替選地，可以通過(guò)將衍射或子波長(zhǎng)光柵元件壓印在非衍射背景上以形成圖像元件。
[0123]在另一方面，提供了一種包括根據(jù)本發(fā)明第一、第二或第三方面的安全裝置，或根據(jù)本發(fā)明第四或第五方面所制造的安全裝置的安全文件。該安全裝置可以形成在或應(yīng)用于安全文件的窗口中。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0124]將參照附圖來(lái)描述本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施例，在附圖中:
[0125]圖1是根據(jù)本發(fā)明的安全裝置的一個(gè)實(shí)施例的截面圖；
[0126]圖2示出了作為安全文件的一部分的圖1的安全裝置；
[0127]圖3示出了與根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的安全裝置一起使用的一系列圖像元件；
[0128]圖4示出了通過(guò)聚焦元件的陣列所觀察的圖3的圖像元件；
[0129]圖5和圖6示出了圖3和圖4的實(shí)施例的變型；
[0130]圖7示出了圖像元件印刷在其中的安全裝置的另一實(shí)施例；
[0131]圖8示出了從聚焦元件陣列相對(duì)側(cè)觀察圖3的安全裝置的觀察者所看到的光學(xué)不可變圖像；以及
[0132]圖9示出了適用于制造根據(jù)上述實(shí)施例的安全裝置或安全文件的設(shè)備的實(shí)施例；
[0133]圖10示出了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的安全裝置的示意性截面圖；
[0134]圖11是在文件窗口中具有圖10的安全裝置的安全文件的示意性截面圖；
[0135]圖12示出了當(dāng)從第一面的反射中觀察時(shí)具有第一圖像可見(jiàn)的圖11的安全文件；
[0136]圖13示出了當(dāng)從第二面的反射中觀察時(shí)具有第二圖像可見(jiàn)的圖11的安全文件；
[0137]圖14示出了圖12的安全文件的安全裝置和窗口區(qū)的放大視圖；
[0138]圖15示出了圖13的安全文件的安全裝置和窗口區(qū)的放大視圖；以及
[0139]圖16示出了具有當(dāng)在透射中觀察時(shí)可見(jiàn)的第三圖像的圖12和圖15的安全文件的修改實(shí)施例。
【具體實(shí)施方式】
[0140]在圖1中示出了具有透明的或半透明的基底15的安全裝置10的部分截面，該基底15具有第一面16和第二面17。聚焦元件的陣列以部分球形微透鏡20的形式形成在第一面16上，以及對(duì)應(yīng)的重復(fù)圖像元件30的陣列形成在第二面17上。[0141]聚焦元件20可以直接形成在基底15的第一面16的表面中，但是優(yōu)選的形成在例如通過(guò)凹版印刷而施加至第一面16的可壓印輻射固化油墨中。
[0142]圖像元件30可以是例如通過(guò)柔性版印刷施加至第二面17的表面的印刷圖像元件。然而，優(yōu)選地，圖像元件是通過(guò)將可壓印輻射固化油墨施加至第二面17上、將浮雕結(jié)構(gòu)陣列壓印至可壓印輻射固化油墨中以及使油墨固化而形成的壓印圖像元件。
[0143]圖2是包括安全裝置10的安全文件100的部分截面。安全文件包括具有第一面106和第二面107的透明的或半透明的基底105。不透明油墨108、不透明油墨109的層分別施加至除了安全裝置10所處的窗口區(qū)域以外的第一面106和第二面107。優(yōu)選地，在窗口區(qū)域中形成安全裝置10之前施加不透明油墨108、109，以更易于使安全裝置10與窗口區(qū)域?qū)?zhǔn)。
[0144]現(xiàn)在參照?qǐng)D3、圖4和圖8，示出了安全裝置10的更多細(xì)節(jié)。通過(guò)創(chuàng)建抖動(dòng)化或半色調(diào)化版本的輸入圖像200生成施加至裝置10的第二面17的圖像元件30的陣列。在圖8所示的示例中，單色位圖200的每個(gè)像素映射至三個(gè)亮度等級(jí)中的一個(gè)，每個(gè)亮度等級(jí)對(duì)應(yīng)于如右側(cè)的圖像元件陣列210的區(qū)域211、212、213的放大視圖所示的圖像元件的特定的線的粗度(幅度調(diào)制)。在替選的實(shí)施例中，可以根據(jù)輸入圖像200的亮度等級(jí)來(lái)調(diào)制(頻率調(diào)制)在基底第二面17上的圖像元件30的空間分布，但是幅度調(diào)制是優(yōu)選的。
[0145]每個(gè)圖像區(qū)域211、212、213包括像素25，像素25是具有與交疊部分球形透鏡20的尺寸對(duì)應(yīng)的尺寸的正方形區(qū)域。像素25 —般將會(huì)為45平方微米到65平方微米的量級(jí)，然而應(yīng)注意，可以選擇更大或更小的尺寸以適合特定的應(yīng)用。還將意識(shí)到，像素不一定是正方形的，但是在許多應(yīng)用中為了方便起見(jiàn)選擇正方形像素。
[0146]圖像區(qū)域211與輸入圖像200的最亮區(qū)域的一部分對(duì)應(yīng)，并且同樣地包括產(chǎn)生最大量的反射光或透射光的壓印圖像元件30，即具有最大的線的粗度。圖像區(qū)域212位于圖像200的次最亮部分內(nèi)，并且因此與圖像元件30相比，圖像區(qū)域212的圖像元件31的線的粗度略微減小。類(lèi)似地，位于輸入圖像200的最黑區(qū)域內(nèi)的圖像區(qū)域213具有其線的粗度最小的圖像元件32。
[0147]圖像元件30、31、32都具有基本上相同的形狀，并且僅其線的粗度不同?？梢詫⒕€的粗度調(diào)制到用于施加圖像元件的過(guò)程的分辨率所允許的程度。對(duì)于柔性版印刷，最小分辨率為約7微米。對(duì)于壓印過(guò)程，最小分辨率由用于創(chuàng)建壓印模板(master)的電子束或其他過(guò)程的分辨率所限制，并且可以是納米量級(jí)的。因?yàn)閴河∵^(guò)程允許線的粗度之間的更精細(xì)的分級(jí)，并且因而允許更精細(xì)的亮度等級(jí)，從而在不同顏色或亮度區(qū)域之間產(chǎn)生平滑過(guò)渡的效果，所以壓印過(guò)程是優(yōu)選的。
[0148]在當(dāng)兩個(gè)陣列的間距略微不同或旋轉(zhuǎn)地未對(duì)準(zhǔn)時(shí)，透鏡20的陣列和圖像元件30、圖像元件31、圖像元件32的陣列可以產(chǎn)生莫爾放大的圖像。對(duì)于周期a的透鏡陣列和周期b的圖像元件陣列的放大率由a2/A給出，其中，Δ = a-b是間距差。如果透鏡陣列和圖像陣列的周期a相同，但是其軸線彼此成Θ角度，那么放大率為約1/(1-COS0)。
[0149]圖3中的像素25的3X3方格包括三個(gè)圖像元件30、31和32。每個(gè)圖像元件30、31或32是分別由包括壓印的表面浮雕結(jié)構(gòu)的區(qū)域35、36或37所包圍的壓印或印刷的非衍射元件。在背景區(qū)35、背景區(qū)36和背景區(qū)37中的表面浮雕結(jié)構(gòu)彼此可以具有相同的參數(shù)(壓印的深度、空間頻率、曲率、方位角)，或如果需要，則表面浮雕參數(shù)可以變化。[0150]還將意識(shí)到，可以通過(guò)像素25的未壓印的區(qū)域來(lái)形成圖像元件30至圖像元件32，也就是說(shuō)，除了具有圖像元件30、31或32的形狀的邊界的區(qū)域以外，整個(gè)像素25被壓印。
[0151]表面浮雕結(jié)構(gòu)可以是衍射的以產(chǎn)生其隨觀察角度改變的色彩鮮艷的背景區(qū)。替選地，表面浮雕結(jié)構(gòu)可以是在所有觀察角度均具有特定顏色的子波長(zhǎng)(零級(jí))光柵。有利地，子波長(zhǎng)結(jié)構(gòu)通常還產(chǎn)生強(qiáng)烈的極化效應(yīng)，并且因而改變(例如)像素之間的浮雕結(jié)構(gòu)的方位角可以導(dǎo)致在偏光濾鏡下可以觀察的進(jìn)一步的認(rèn)證特征。
[0152]由圖1、圖3、圖4和圖8的裝置10所產(chǎn)生的光學(xué)效應(yīng)如下所示。
[0153]當(dāng)從基底15的第一面16觀察裝置10時(shí)，由于由透鏡20產(chǎn)生的莫爾放大效應(yīng)，看到至少一個(gè)放大的并且旋轉(zhuǎn)的版本130的單個(gè)圖像元件30、圖像元件31、圖像元件32。盡管圖像元件30、圖像元件31、圖像元件32不完全相同，但是可以使其線的粗度相差足夠小的程度，使得通過(guò)由透鏡20采樣的單個(gè)圖像元件所產(chǎn)生的集體效應(yīng)是單個(gè)采樣圖像的“平均”。圖像還可以表現(xiàn)為浮在裝置10的平面之上或之下，和/或隨著由觀察者使得裝置10向后傾斜和向前傾斜或左右傾斜，圖像展現(xiàn)出顯示正視差(orthoparallactic)運(yùn)動(dòng)。如果使用衍射背景區(qū)35、衍射背景區(qū)36和衍射背景區(qū)37，則放大的圖像130還可以具有明亮的顏色以及光學(xué)可變背景。
[0154]當(dāng)從基底15的第二面17觀察裝置10時(shí)，單個(gè)圖像元件30、31、32未被放大，并且其尺寸太小而不能由肉眼感知到，(優(yōu)選的為150微米或更小的量級(jí)，更優(yōu)選地小于70微米，以至于在20厘米的觀看距離感知不到)，共同產(chǎn)生單色或有色圖像200的效果。
[0155]因此，當(dāng)從透明的或半透明的基底15的第一面16觀察時(shí)，裝置10反直覺(jué)地產(chǎn)生光學(xué)可變的、放大的浮動(dòng)或運(yùn)動(dòng)的圖像，而當(dāng)從透明的或半透明的基底15的第二面17觀察時(shí)，裝置10產(chǎn)生光學(xué)不可變的、色調(diào)的單色或全色的圖像。
[0156]圖5和圖6示出了其中像素25內(nèi)的壓印圖像元件40、41和42被非衍射區(qū)域45所包圍的替選實(shí)施例。圖像元件40、41和42的粗度不同，并且在本實(shí)施例中，還包括衍射或子波長(zhǎng)表面浮雕結(jié)構(gòu)。表面浮雕結(jié)構(gòu)可以在每個(gè)圖像元件中具有相同的參數(shù)(壓印的深度、空間頻率、曲率、方位角)，或參數(shù)可以從像素到像素或在圖像元件的不同粗度之間變化。當(dāng)通過(guò)透鏡20觀察時(shí)，圖5和圖6的實(shí)施例根據(jù)被采樣的單個(gè)圖像元件的顏色產(chǎn)生至少一個(gè)放大的并且旋轉(zhuǎn)的版本140的單個(gè)圖像元件40、41、42，其也是有色的。對(duì)于圖3和4，當(dāng)從透明的或半透明的基底15的第二面17觀察時(shí)，圖5和圖6中的裝置展現(xiàn)出如圖8所示的光學(xué)不可變、色調(diào)單色或全色圖像。
[0157]圖7示出了通過(guò)柔性版印刷產(chǎn)生的裝置的又一實(shí)施例的一部分，其中，像素25的3X3方格包括由柔版印刷點(diǎn)60組成并且分別被衍射背景區(qū)域55、56、57所包圍的圖像元件50、51、52。圖像元件50、51、52的形狀基本上相同(字母“A”的形狀)，但是組成其的柔版印刷點(diǎn)的數(shù)量不同。
[0158]對(duì)于圖3和圖5的實(shí)施例，當(dāng)從透明的或半透明的基底15的第二面17觀察時(shí)，裝置展現(xiàn)出如圖8所示的光學(xué)不可變、色調(diào)單色或全色圖像。
[0159]現(xiàn)在參照?qǐng)D9，示出了用于制造包括上述類(lèi)型裝置的安全文件的設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例。
[0160]圖9中示意性地示出的印刷和壓印設(shè)備500包括供給單元502,該供給單元502用于給包括不透明化站(station) 504、第一印刷站506、壓印站510、第二印刷站606、第二壓印站610以及第三印刷站514的各個(gè)印刷和壓印站供給片狀基底501。
[0161]基底501優(yōu)選地由諸如雙軸向聚丙烯(BOPP)的基本上透明的或半透明的聚合物材料構(gòu)成，并且可以從在供給單元502處的材料輥503連續(xù)地供給至不透明化站504。不透明化站504包括用于將至少一個(gè)不透明層施加至基底501的至少一面的不透明化裝置。不透明化裝置優(yōu)選地為印刷單元的形式，例如一個(gè)或更多個(gè)凹版印刷滾筒505以用于將一個(gè)或更多個(gè)不透明油墨涂層施加至基底的一面或兩面。然而，不透明化站504有可能可以包括層壓?jiǎn)卧问降牟煌该骰b置以用于將諸如紙或其他纖維材料的至少部分不透明材料的一個(gè)或更多個(gè)片狀層施加至透明基底的至少一面。
[0162]優(yōu)選地，在不透明化站504處的不透明化裝置505布置為在至少一個(gè)區(qū)域中省去基底一面或兩面上的至少一個(gè)不透明層以形成窗區(qū)或半窗區(qū)。
[0163]第一印刷站506包括用于將可壓印福射固化油墨施加至基底501的印刷裝置507、508。印刷裝置可以包括至少一個(gè)印刷滾筒507，例如凹版印刷滾筒，以及在印刷滾筒507與在基底的相對(duì)面上的對(duì)應(yīng)的滾筒或輥508之間進(jìn)給的乳白的透明基底。
[0164]布置印刷裝置507、印刷裝置508以將輻射固化油墨施加至要在壓印站510處在其上壓印透鏡20的基底501的第一面16。透鏡可以應(yīng)用到通過(guò)省去在不透明化站504處所施加的不透明油墨的區(qū)域而形成的窗口區(qū)中。
[0165]壓印站510包括優(yōu)選地為印版滾筒511和壓印滾筒512形式的壓印裝置。壓印裝置511、512包括布置為當(dāng)基底穿過(guò)印版滾筒511與壓印滾筒512之間的壓印線時(shí)對(duì)基底的不同區(qū)進(jìn)行壓印的壓印部分。
[0166]壓印站510還可以包括輻射固化裝置513，該輻射固化裝置513用于基本上與對(duì)油墨進(jìn)行壓印同時(shí)或幾乎緊接在對(duì)油墨進(jìn)行壓印之后，對(duì)可壓印輻射固化油墨進(jìn)行固化，以形成透鏡20。替選地，可以設(shè)置單獨(dú)的固化站。輻射固化裝置優(yōu)選地包括用于對(duì)UV固化油墨進(jìn)行固化的紫外(UV)固化單元，但是可以使用其他類(lèi)型的固化單元，例如對(duì)于X射線或EB輻射固化油墨可以使用X射線或電子束(EB)固化單元。
[0167]第二印刷站606包括用于將可壓印輻射固化油墨施加至基底501的第二面17的印刷裝置607、608。印刷裝置可以包括至少一個(gè)印刷滾筒607，例如凹版印刷滾筒，以及在印刷滾筒607與在基底501的相對(duì)面16上的對(duì)應(yīng)的滾筒或輥608之間進(jìn)給的乳白的透明基底。印刷裝置607、608布置為在與透鏡20直接相對(duì)并且對(duì)準(zhǔn)的區(qū)域中將輻射固化油墨施加至基底501的第二面17。如果透鏡20應(yīng)用到窗口區(qū)域，則輻射固化油墨施加至在基底501的相對(duì)面上的窗口區(qū)域。
[0168]壓印站610包括優(yōu)選地為印版滾筒611和壓印滾筒612形式的壓印裝置。印版滾筒611攜帶有圖像元件30至32和/或圖像元件40至42的結(jié)構(gòu)，并且如果使用壓印背景區(qū)35至37、45或壓印背景區(qū)55至57，則印版滾筒611還攜帶有那些背景區(qū)的結(jié)構(gòu)。在基底501穿過(guò)壓印站610之后，基底501在其第一表面16上攜帶有透鏡結(jié)構(gòu)20的陣列，以及與陣列透鏡20基本上對(duì)準(zhǔn)的圖像元件30至32或圖像元件40至42的相應(yīng)的陣列。
[0169]壓印站610還可以包括輻射固化裝置613，該輻射固化裝置613用于基本上與對(duì)油墨進(jìn)行壓印同時(shí)或幾乎緊接在對(duì)油墨進(jìn)行壓印之后，對(duì)可壓印輻射固化油墨進(jìn)行固化，以形成固化壓印圖像元件30至32或固化壓印圖像元件40至42。
[0170]還將意識(shí)到，如果要使用印刷圖像元件50至52，則第二印刷站606和第二壓印站610可以替換為印刷站，例如柔性版印刷站。
[0171]第三印刷站514包括用于將印刷特征施加至基底的印刷裝置。印刷裝置優(yōu)選地包括諸如凹版、膠版或凹版滾筒的印刷滾筒516，以及可以用于將各種各樣的印刷特征施加至基底。例如，在第二印刷站514處的印刷滾筒516可以用于施加印刷的安全特征，使其與壓印安全元件對(duì)準(zhǔn)、相鄰或包圍壓印安全元件。
[0172]在設(shè)備的操作中，從供給單元502通過(guò)不透明化站504供給透明基底501，在不透明化站504中，至少一個(gè)不透明層被施加至基底501的至少一面。然后，至少部分不透明的基底501被進(jìn)給通過(guò)第一印刷站506,在第一印刷站506中，可壓印福射固化油墨被施加至待壓印的區(qū)(例如，窗口區(qū))以形成透鏡20。
[0173]然后，基底501被進(jìn)給通過(guò)壓印站510，在壓印站510中，對(duì)先前施加的油墨區(qū)進(jìn)行壓印以在基底501的第一面16上形成微透鏡20。然后，優(yōu)選地在壓印站510處通過(guò)輻射對(duì)輻射固化油墨進(jìn)行固化以固定壓印透鏡20。
[0174]基底501按順序進(jìn)給通過(guò)第二印刷站606和第二壓印站610以在基底501的第二面17上形成基本上與壓印透鏡20對(duì)準(zhǔn)的壓印圖像元件30至32或壓印圖像元件40至42。
[0175]設(shè)備500還可以包括用于將更多的印刷或壓印特征施加至基底501的更多的印刷站或壓印站(未示出)。
[0176]也可以使不透明化站位于壓印站510之后，并且這個(gè)不透明化站除了在壓印透鏡20和壓印圖像元件30至32或壓印圖像元件40至42的區(qū)域以外將至少一個(gè)不透明層施加至基底501的至少一面以形成窗口。
[0177]在一些實(shí)施例中，還有可以在基底的兩面同時(shí)壓印，使得透鏡20和圖像元件30至32或圖像元件40至42同時(shí)基本上對(duì)準(zhǔn)形成在基底的相對(duì)面上。
[0178]圖10至圖16示出了根據(jù)本發(fā)明當(dāng)從裝置的相對(duì)面的反射中以及透射中觀察時(shí)產(chǎn)生不同圖像的安全裝置和安全文件的又一實(shí)施例。
[0179]在圖10中示出了具有透明的或半透明的基底705的安全裝置700的部分截面，透明的或半透明的基底705具有第一面706和第二面707。為圖像元件720形式的重復(fù)元件的第一陣列712形成在第一面706上，以及為圖像元件730形式的重復(fù)元件的第二陣列713形成在第二面707上，基本上與第一陣列713的圖像元件730對(duì)準(zhǔn)。
[0180]第一陣列712和第二陣列713的圖像元件720、730優(yōu)選地形成為細(xì)線或點(diǎn)，并且在點(diǎn)之間具有允許光透射通過(guò)透明的或半透明的基底的間隔721、722。在使用線的情況下，線可以是直的、彎曲的、波狀或采用其他形狀。當(dāng)使用點(diǎn)時(shí)，點(diǎn)優(yōu)選地是圓的，但是也可以采用其他規(guī)則或不規(guī)則的形狀。在每種情況下，第二陣列713的圖像元件730優(yōu)選地與第一陣列712的圖像元件720的形狀基本上相同，以及基本上對(duì)準(zhǔn)。
[0181]第一陣列712和第二陣列713的圖像元件720、730是有色的或灰度圖像元件，其根據(jù)輸入有色或灰度圖像的相應(yīng)區(qū)域的顏色或亮度等級(jí)被區(qū)域調(diào)制。
[0182]圖11是包括安全裝置700的安全文件800的部分截面。安全文件包括具有第一面806和第二面807的透明的或半透明的基底805。不透明油墨808、809的層分別施加至除了安全裝置700所處的窗口區(qū)域810以外的第一面806和第二面807。優(yōu)選地，在窗口710中形成安全裝置700之前施加不透明油墨808、809，以更易于將安全裝置700與窗口對(duì)準(zhǔn)。[0183]圖12和13示出了當(dāng)分別從第一面806和第二面807的反射中觀察時(shí)的安全文件800。圖14和圖15分別示出了圖12和圖13中所示的安全文件的窗口區(qū)域810和安全裝置700的放大的視圖。
[0184]圖像元件720、730是至少部分不透明的。因此，當(dāng)沿基本上垂直于基底平面的方向從第一面806的反射中觀察安全裝置700時(shí)，僅第一陣列712的圖像元件720是可見(jiàn)的，因此如圖12和圖14所示由圖像元件720形成的第一有色或灰度圖像725是可見(jiàn)的。同樣地，當(dāng)沿基本上垂直于基底平面的方向從第二面807的反射中觀察安全裝置700時(shí)，僅第一陣列713的圖像元件730是可見(jiàn)的，因此如圖13和圖15所示由圖像元件730形成的第一有色或灰度圖像735是可見(jiàn)的。
[0185]僅作為示例，圖12和圖14示出了為四角星形形狀的簡(jiǎn)單的黑白圖像725?？梢酝ㄟ^(guò)形成星形形狀的不透明的黑色圖像元件以及形成星形的背景的不透明的白色圖像元件來(lái)形成這樣的圖像。圖13和圖15示出了通過(guò)將不透明的灰線或點(diǎn)形成星形形狀以及將不透明的白色線或點(diǎn)形成星形的背景而形成的為八角星形狀的簡(jiǎn)單的灰色圖像735。然而，可以根據(jù)輸入灰度圖像的相應(yīng)區(qū)域的亮度等級(jí)通過(guò)更復(fù)雜的灰度圖像元件的亮度等級(jí)的區(qū)域調(diào)制來(lái)形成更復(fù)雜的灰度圖像。
[0186]也可以根據(jù)輸入有色圖像的相應(yīng)區(qū)域的顏色或亮度等級(jí)通過(guò)使用具有有色線或點(diǎn)的顏色或亮度等級(jí)的區(qū)域調(diào)制的有色圖像元件形成有色或多色圖像。
[0187]當(dāng)在兩面上使用基本上完全不透明的圖像元件時(shí)，在反射和透射中第一圖像僅從第一面可見(jiàn)，以及在反射和透射中第二圖像僅從第二面可見(jiàn)。在其他實(shí)施例中，諸如如圖16所示，可以通過(guò)使用在部分不透明和部分透明的或半透明的第一面和第二面上中至少之一上的圖像元件以允許光的透射來(lái)形成在透射中是可見(jiàn)的一個(gè)或更多個(gè)附加圖像。例如，如果形成四角星形狀圖像725的第一陣列的圖像元件720是完全不透明的，以及形成八角星735的第二陣列的圖像元件730是部分不透明并且部分透明的，則當(dāng)從第二面的透射中觀察裝置時(shí)，包含四角星725和八角星735的組合的第三圖像740是可見(jiàn)的，如圖16所示。
[0188]第一陣列和第二陣列中的一個(gè)或兩個(gè)的圖像元件720、730可以是例如通過(guò)柔性版印刷或Simultan印刷施加至基底的表面或多個(gè)表面的印刷圖像元件。替選地，第一陣列和第二陣列中的一個(gè)或兩個(gè)的圖像元件720、730可以是壓印圖像元件?？梢酝ㄟ^(guò)將可壓印輻射固化油墨施加至基底、將浮雕結(jié)構(gòu)的陣列壓印至可壓印輻射固化油墨、以及使油墨固化來(lái)形成壓印圖像元件。例如，半透明的有色輻射固化油墨可以用于形成部分透明的壓印圖像元件，因此，在透射中組合圖像從至少一面可見(jiàn)。
[0189]在另一修改中，在基底的至少一面上的圖像元件是衍射圖像元件?？梢酝ㄟ^(guò)衍射圖像元件來(lái)形成光學(xué)可變圖像，而印刷圖像元件通常形成光學(xué)不可變圖像。在一個(gè)實(shí)施例中，第一陣列的圖像元件可以是印刷圖像以形成光學(xué)不可變圖像，以及第二陣列的圖像元件可以是衍射圖像元件以形成光學(xué)可變圖像。
[0190]在另一實(shí)施例中，在基底的至少一面上的圖像元件是被衍射或子波長(zhǎng)光柵結(jié)構(gòu)包圍的非衍射圖像元件，以使得從基底的該面可見(jiàn)的生成圖像的背景區(qū)域展現(xiàn)出有色光學(xué)可變效應(yīng)。
[0191]可以通過(guò)將可壓印輻射固化油墨施加至基底的表面，將所需的衍射或子波長(zhǎng)結(jié)構(gòu)壓印至輻射固化油墨，以及使油墨固化來(lái)形成衍射圖像元件、或衍射或子波長(zhǎng)結(jié)構(gòu)。[0192]用于制造類(lèi)似于參照?qǐng)D9所描述的安全文件的設(shè)備可以用于制造包括壓印或衍射圖像元件或結(jié)構(gòu)的安全文件。當(dāng)在第一陣列和第二陣列上的圖像元件是印刷元件時(shí)，可以使用具有Simultan印刷站的更簡(jiǎn)單的裝置以替代圖9的第一印刷站和第二印刷站以及壓印站 506,510,606 和 610。
【權(quán)利要求】
1.一種光學(xué)安全裝置，包括: 透明的或半透明的基底， 在所述基底的第一面中或第一面上的至少一個(gè)第一重復(fù)元件陣列， 在所述基底的第二面上的至少一個(gè)第二重復(fù)元件陣列， 其中，所述至少一個(gè)第二重復(fù)元件陣列基本上與至少一個(gè)第一元件陣列對(duì)準(zhǔn)， 以及其中，當(dāng)從所述第一面觀察所述裝置時(shí)，第一圖像是可見(jiàn)的，而當(dāng)從所述第二面觀察所述裝置時(shí)，第二圖像是可見(jiàn)的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)安全裝置，其中，在所述基底的至少一面上的重復(fù)元件是根據(jù)輸入灰度或有色圖像的對(duì)應(yīng)區(qū)域的亮度或顏色等級(jí)被區(qū)域調(diào)制的。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光學(xué)安全裝置，其中，在所述基底的至少一面上的所述重復(fù)元件是幅度調(diào)制的。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光學(xué)安全裝置，其中，所述重復(fù)元件的粗度或表面積被調(diào)制。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的光學(xué)安全裝置，其中，所述第一圖像是光學(xué)可變圖像以及所述第二圖像是光學(xué)不可變圖像。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的光學(xué)安全裝置，其中，所述第一圖像和所述第二圖像是光學(xué)不可變圖像。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的光學(xué)安全裝置，包括在所述基底的至少一面中或至少一面上的兩個(gè)或更多個(gè)重復(fù)元件陣列。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的光學(xué)安全裝置，其中，在所述基底的至少一面上的所述重復(fù)元件是壓印圖像元件。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光學(xué)安全裝置，其中，每個(gè)壓印圖像元件具有深度，以及所述深度是被區(qū)域調(diào)制的。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的光學(xué)安全裝置，其中，在所述基底的至少一面上的所述重復(fù)元件是印刷圖像元件。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的光學(xué)安全裝置，其中，在所述基底的至少一面上的所述重復(fù)元件是衍射圖像元件。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的光學(xué)安全裝置，其中，在所述基底的至少一面上的所述重復(fù)元件是被包括衍射或子波長(zhǎng)光柵結(jié)構(gòu)的背景區(qū)所包圍的非衍射圖像元件，以及在所述基底的所述面上的圖像的背景區(qū)域展現(xiàn)出有色光學(xué)可變效應(yīng)。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的光學(xué)安全裝置，其中 在所述基底的第一面中或第一面上的所述至少一個(gè)第一重復(fù)元件陣列是聚焦元件陣列，以及 在所述基底的第二面中或第二面上的所述至少一個(gè)第二重復(fù)元件陣列是基本上具有彼此相同的形狀的圖像元件陣列， 以及其中，至少一個(gè)第二陣列的圖像元件是根據(jù)輸入灰度或有色圖像的對(duì)應(yīng)區(qū)域的亮度等級(jí)被區(qū)域調(diào)制的， 使得當(dāng)從所述第一面觀察所述裝置時(shí)，包括至少一個(gè)放大版本的所述圖像元件形狀的放大的圖像是可見(jiàn)的，而當(dāng)從所述第二面觀察所述裝置時(shí)，所述灰度或有色圖像是可見(jiàn)的。
14.一種光學(xué)安全裝置，包括:透明的或半透明的基底， 在所述基底的第一面中或第一面上的聚焦元件陣列，以及 基本上具有彼此相同的形狀以及被布置在所述基底的第二面中或第二面上的至少一個(gè)重復(fù)圖像元件陣列， 其中，所述重復(fù)圖像元件陣列基本上與所述聚焦元件陣列對(duì)準(zhǔn)， 以及其中，所述圖像元件是根據(jù)輸入灰度或有色圖像的對(duì)應(yīng)區(qū)域的亮度等級(jí)被區(qū)域調(diào)制的， 使得當(dāng)從所述第一面觀察所述裝置時(shí)，包括至少一個(gè)放大版本的所述圖像元件形狀的放大的圖像是可見(jiàn)的，而當(dāng)從所述第二面觀察所述裝置時(shí)，所述灰度或有色圖像是可見(jiàn)的。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的光學(xué)安全裝置，其中，位于所述裝置的第二面處的物平面中的所述聚焦元件的焦點(diǎn)寬度約與所述圖像元件的寬度相同或在所述圖像元件的寬度的20%內(nèi)。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的光學(xué)安全裝置，其中，所述圖像元件是被包括衍射或子波長(zhǎng)光柵結(jié)構(gòu)的背景區(qū)所包圍的非衍射圖像元件，以及所述放大的圖像的背景區(qū)域展現(xiàn)出有色光學(xué)可變效應(yīng)。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的光學(xué)安全裝置，其中，所述圖像元件包括被非衍射背景區(qū)所包圍的衍射或子波長(zhǎng)光柵結(jié)構(gòu)，以及所述放大的圖像展現(xiàn)出有色光學(xué)可變效應(yīng)。
18.根據(jù)權(quán)利要求13至17中任一項(xiàng)所述的光學(xué)安全裝置，其中，所述聚焦元件是折射微透鏡。
19.根據(jù)權(quán)利要求13至17中任一項(xiàng)所述的光學(xué)安全裝置，其中，所述聚焦元件是菲涅爾透鏡、衍射區(qū)板或光子篩。
20.根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一項(xiàng)所述的光學(xué)安全裝置，其中，在所述第一面中或所述第一面上的至少一個(gè)第一重復(fù)元件陣列是形成第一圖像的圖像元件，在所述第二面中或所述第二面上的至少一個(gè)第二陣列是形成第二圖像的圖像元件，所述第一重復(fù)元件陣列和所述第二重復(fù)元件陣列中的至少之一的所述圖像元件是至少部分不透明的，從而當(dāng)從所述第一面的反射中觀察所述裝置時(shí)，所述第一圖像是可見(jiàn)的，而當(dāng)從所述第二面的反射中觀察所述裝置時(shí)，所述第二圖像是可見(jiàn)的。
21.一種光學(xué)安全裝置，包括: 透明的或半透明的基底， 在所述基底的第一面中或第一面上的形成第一圖像的至少一個(gè)第一重復(fù)圖像元件陣列， 在所述基底的第二面上的形成第二圖像的至少一個(gè)第二重復(fù)圖像元件陣列， 其中，所述至少一個(gè)第二重復(fù)圖像元件陣列基本上與所述至少一個(gè)第一重復(fù)圖像元件陣列對(duì)準(zhǔn)，以及 所述至少一個(gè)第一重復(fù)圖像元件陣列和/或所述至少一個(gè)第二重復(fù)圖像元件陣列是至少部分不透明的， 從而當(dāng)從所述第一面的反射中觀察所述裝置時(shí)，所述第一圖像是可見(jiàn)的，而當(dāng)從所述第二面的反射中觀察所述裝置時(shí)，所述第二圖像是可見(jiàn)的。
22.根據(jù)權(quán)利要求20或21所述的光學(xué)安全裝置，其中，第一陣列和第二陣列中的至少之一的圖像元件是完全不透明的。
23.根據(jù)權(quán)利要求20至22中任一項(xiàng)所述的光學(xué)安全裝置，其中，第一重復(fù)陣列和第二重復(fù)陣列中的至少之一的圖像元件是部分不透明的和部分透明的，使得所述第一圖像和所述第二圖像組合以形成第三圖像，當(dāng)在透射中觀察所述安全裝置時(shí)，所述第三圖像是可見(jiàn)的。
24.根據(jù)權(quán)利要求20至23中任一項(xiàng)所述的光學(xué)安全裝置，其中，第一陣列和第二陣列中的至少之一的圖像元件是根據(jù)輸入有色圖像的對(duì)應(yīng)區(qū)域的顏色或亮度等級(jí)被區(qū)域調(diào)制的有色圖像兀件。
25.根據(jù)權(quán)利要求20至24中任一項(xiàng)所述的光學(xué)安全裝置，其中，第一陣列和第二陣列中的至少之一的圖像元件是根據(jù)輸入灰度圖像的對(duì)應(yīng)區(qū)域的亮度等級(jí)被區(qū)域調(diào)制的灰度圖像元件。
26.根據(jù)權(quán)利要求20至25中任一項(xiàng)所述的光學(xué)安全裝置，其中，在所述基底的至少一面上的所述圖 像元件是印刷圖像元件。
27.根據(jù)權(quán)利要求20至26中任一項(xiàng)所述的光學(xué)安全裝置，其中，在所述基底的至少一面上的所述圖像元件是壓印圖像元件。
28.根據(jù)權(quán)利要求20至27中任一項(xiàng)所述的光學(xué)安全裝置，其中，在所述基底的至少一面上的所述圖像元件是衍射結(jié)構(gòu)或子波長(zhǎng)結(jié)構(gòu)。
29.根據(jù)權(quán)利要求20至27中任一項(xiàng)所述的光學(xué)安全裝置，其中，在所述基底的至少一面上的所述重復(fù)圖像元件是被包括衍射或子波長(zhǎng)光柵結(jié)構(gòu)的背景區(qū)所包圍的非衍射圖像元件，其中，當(dāng)從所述面觀察所述裝置時(shí)可見(jiàn)的圖像的背景區(qū)域展現(xiàn)出有色光學(xué)可變效應(yīng)。
30.一種制造安全裝置的方法，包括下述步驟: 在透明的或半透明的基底的第一面中或第一面上形成至少一個(gè)第一重復(fù)元件陣列；以及 在所述基底的第二面中或第二面上形成至少一個(gè)第二重復(fù)元件陣列， 其中，所述至少一個(gè)第二重復(fù)元件陣列基本上與所述至少一個(gè)第一重復(fù)元件陣列對(duì)準(zhǔn)， 使得當(dāng)從所述第一面觀察所述裝置時(shí)，第一圖像是可見(jiàn)的，而當(dāng)從所述第二面觀察所述裝置時(shí)，第二圖像是可見(jiàn)的。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，包括根據(jù)輸入灰度或有色圖像的亮度或顏色等級(jí)對(duì)所述基底的至少一面上的所述重復(fù)元件進(jìn)行區(qū)域調(diào)制的步驟。
32.根據(jù)權(quán)利要求30或31所述的方法，包括在所述基底的至少一面上印刷所述重復(fù)元件以形成重復(fù)圖像元件的步驟。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，包括在所述基底的兩面上印刷所述重復(fù)元件以形成重復(fù)圖像元件的步驟。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，其中，使用Simultan印刷以形成所述重復(fù)圖像元件。
35.根據(jù)權(quán)利要求30至32中任一項(xiàng)所述的方法，包括在所述基底的至少一面上形成所述重復(fù)元件作為衍射圖像元件的步驟。
36.根據(jù)權(quán)利要求30至32或35中任一項(xiàng)所述的方法，包括在所述基底的至少一面上壓印所述重復(fù)元件的步驟。
37.根據(jù)權(quán)利要求30至35中任一項(xiàng)所述的方法，其中，形成所述至少一個(gè)第一重復(fù)元件陣列的步驟以及形成至少一個(gè)第二圖像元件陣列的步驟是基本上同時(shí)執(zhí)行的。
38.一種制造安全裝置的方法，包括下述步驟: 在透明的或半透明的基底的第一面中或第一面上形成聚焦元件陣列；以及 在所述基底的第二面中或第二面上形成基本上彼此具有相同的形狀的至少一個(gè)重復(fù)圖像元件陣列， 其中，所述重復(fù)圖像元件陣列基本上與所述聚焦元件陣列對(duì)準(zhǔn)， 以及其中，所述圖像元件是根據(jù)輸入灰度或有色圖像的對(duì)應(yīng)區(qū)域的亮度或顏色等級(jí)被區(qū)域調(diào)制的， 使得當(dāng)從所述第一面觀察所述裝置時(shí)，包括至少一個(gè)放大版本的所述圖像元件形狀的放大的圖像是可見(jiàn)的，而當(dāng)從所述第二面觀察所述裝置時(shí)，所述灰度或有色圖像是可見(jiàn)的。
39.根據(jù)權(quán)利要求38所述的方法，還包括將可壓印輻射固化油墨施加至所述第一面和/或所述第二面的步驟。
40.根據(jù)權(quán)利要求39所述的方法，還包括將所述聚焦元件壓印至在所述第一面上的可壓印輻射固化油墨中的步驟。
41.根據(jù)權(quán)利要求39或40所述的方法，還包括將所述圖像元件壓印至在所述第二面上的所述可壓印輻射固化油墨中的步驟。
42.根據(jù)權(quán)利要求39至41中任一項(xiàng)所述的方法，還包括對(duì)所述可壓印固化油墨進(jìn)行固化的步驟。
43.根據(jù)權(quán)利要求42所述的方法，其中，所述固化步驟基本上與所述壓印步驟同時(shí)執(zhí)行。
44.一種包括根據(jù)權(quán)利要求1至29中任一項(xiàng)所述的安全裝置或根據(jù)權(quán)利要求30至43中任一項(xiàng)所制造的安全裝置的安全文件。
45.根據(jù)權(quán)利要求44所述的安全文件，其中，所述安全裝置形成在所述安全文件的窗口中，或所述安全裝置應(yīng)用至所述安全文件的窗口。
46.根據(jù)權(quán)利要求45所述的安全文件，具有透明的或半透明的基底，以及其中，所述窗口通過(guò)在除了所述窗口的區(qū)域以外的所述基底的至少一面上施加至少一個(gè)不透明層而形成。
【文檔編號(hào)】G06K9/78GK104011742SQ201280063039
【公開(kāi)日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2012年10月17日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月19日
【發(fā)明者】加里·費(fèi)爾利斯·鮑爾 申請(qǐng)人:伊諾維亞安全有限公司