CN101019154B

CN101019154B - 具有透明窗口的安全单据

Info

Publication number: CN101019154B
Application number: CN2005800305776A
Authority: CN
Inventors: A·希林; W·R·汤普金
Original assignee: OVD Kinegram AG
Current assignee: OVD Kinegram AG
Priority date: 2004-09-15
Filing date: 2005-09-07
Publication date: 2010-07-28
Anticipated expiration: 2025-09-07
Also published as: US20080106091A1; EP1797539B1; JP4939419B2; WO2006029745A1; CA2580288C; RU2007114066A; EP1797539A1; US7931305B2; JP2008513817A; DE102004044459A1; RU2376642C2; TWI383340B; DE102004044459B4; CA2580288A1; CN101019154A; TW200614099A; ES2551689T3

Abstract

本发明涉及一种安全单据(1)，它具有其中放置了第一光学单元(15)的透明窗口(12)以及其中放置了第二光学单元的第二透明窗口(13)。第一透明窗口(12)和第二透明窗口(13)以相互间隔开的方式设置在安全单据(1)的载体(11)上，由此使第一和第二光学单元(15、16)能够重叠。第一光学单元(15)具有第一透光性微透镜域，而第二光学单元(16)具有第二透光性微透镜域，当第二微透镜域被第一微透镜域覆盖时会产生第一光学效果。

Description

具有透明窗口的安全单据

本发明涉及一种安全单据，特别是钞票或身份证，它具有第一光学单元并且具有透明窗口，在透明窗口中排列着第二光学单元，其中第一和第二光学单元都排列在该安全单据的载体上且相互间隔开，使得第一和第二光学单元能够彼此重叠。

EP0930979B1揭示了一种自检查式钞票，它包括柔性塑料载体。柔性塑料载体包括透明材料并且具有带云花纹的护套，其中留有清晰的透明表面作为窗口。

在该窗口中设置放大透镜，作为验证装置。在钞票上还设置了缩微印刷品区域，该区域呈现小字符、细线或细丝图案。现在，为了检查或检测该钞票，将其折叠，由此使透明窗口和缩微印刷品区域重叠。现在，放大透镜可以用于使观看者能够看到缩微印刷品并由此验证该钞票。

或者，EP0930979B1提出在透明区窗口中排列变形透镜、滤光片或偏振片。

现在，本发明的目的是提供一种改进的安全单据。

该目的是通过这样一种安全单据来实现的，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学单元，在第二透明窗口中有第二光学单元，其中第一透明窗口和第二透明窗口排列在安全单据的载体上且相互分隔开，使得第一和第二光学单元可以相互重叠，并且其中第一光学单元具有第一透光性微透镜域，而第二光学单元具有第二透光性微透镜域，其中当第二微透镜域与第一微透镜域重叠时，产生第一光学效果。

当第一微透镜域和第二微透镜域显著重叠时，产生了显著的容易记忆的光学效果，这些光学效果只可能借助于其它技术在非常困难的情况下进行模仿，此外还非常依赖于相互重叠的第一和第二微透镜域之间的间距。根据第一和第二微透镜域重叠时所出现的第一光学效果的那些属性，当这些微透镜域排列在安全单据的透明窗口中时，用户可以通过清晰且显著的安全特征来检查安全单据的真实性。据此，本发明可以提供很容易检查且很难仿制的安全单据。

在所附的权利要求书中，阐明了本发明的有利配置。

根据本发明的较佳实施例，第一微透镜域中各微透镜的透镜间距以及第二微透镜域中各微透镜的透镜间距是如此选择的，使得相互重叠的微透镜域所分离出的光线的各单根光束在一个共同的像素处相遇。在这一方面，微透镜的透镜间距意味着在各自的微透镜域或阵列中各微透镜之间的横向间距。这使得，两个微透镜域的重叠产生一个整体图像，因此，整个系统大约像单个的宏观透镜那样运转，然而，其属性与常规宏观透镜显著不同。此类系统可以产生真实和虚拟的图像、单个以及多个图像。

所以当第一和第二微透镜域重叠时，会产生相似效果的宏观透镜，两个微透镜域中各微透镜的透镜间距最好如此选择，使得第一和第二微透镜域中相互关联的那些透镜从虚拟宏观透镜的光轴起的位移变化是恒定的。根据本发明的较佳实施例，这是根据具有恒定透镜间距的周期性光栅由各微透镜都彼此间隔开的两个微透镜域来实现的，并且在这种情况下，第一微透镜域中各微透镜的透镜间距不同于第二微透镜域中各微透镜的透镜间距。此类微透镜域可以特别容易地产生。较佳地，第一微透镜域中各微透镜的透镜间距是第二微透镜域中各微透镜的透镜间距的整倍数。

为了能够通过微透镜域的重叠来实现具有高分辨水平的完整图像，有利的是，微透镜的直径被选择成小于人眼的分辨率，这样，第一和第二微透镜域中各微透镜的透镜间距最好被选择成小于300微米。此外，为此目的，与图像和物距相比，微透镜的焦距被选择得很小。

第一微透镜域有可能由多个正焦距的微透镜构成，而第二微透镜域有可能由多个正焦距的微透镜构成，它们以开普勒(Kepler)望远镜的方式在多个分离的光束的成像过程中协同工作。当微透镜域具有这样的配置时，有可能实现与宏观透镜系统相似的光学效果，但具有与常规透镜系统显著不同的属性。因此，有可能实现特别显著且容易记住的光学效果。

此外，第一微透镜域有可能由多个正焦距的微透镜构成，而第二微透镜域有可能由多个负焦距的微透镜构成，它们以Gallileo望远镜的方式协同工作。在这种情况下，当第一和第二微透镜域彼此重叠时，有可能实现与宏观透镜相似的效果，但与常规宏观透镜系统不相同。

根据本发明的另一个较佳实施例，两个微透镜域不是均匀的并且具有局部不同的参数，比如透镜间距、透镜的直径、或透镜的焦距。根据横向位移，可以产生各种微透镜组合和各种光学功能，由此新颖且容易记住的更多的安全特征可以被集成到该安全单据中。

较佳地，第一和/或第二微透镜域的一个或多个参数根据(普通的)光栅而周期性地变化。此外，微透镜域的各种参数还可以以预定的方式实际上连续地变化。

因此，例如，具有两个或更多区域的微透镜域有可能将信息项至少引入到微透镜域中，这些区域包括关于微透镜的不同透镜间距和/或关于微透镜的不同焦距。当各微透镜域重叠时，所产生的成像函数在第一和第二区域中有所不同，由此使观看者能够看到被编码到微透镜域的各种参数变化中的信息。

此外，信息项有可能以波纹图案的方式被编码到一个或多个微透镜域中，其中这些信息项被微透镜的透镜间距相对于周期性的基本光栅的相移隐藏起来了，并且当第一和第二微透镜域重叠时，有可能使那些信息项可以被看到。

通过上述措施将附加的信息项编码到第一和第二微透镜域中，便可以进一步改进安全单据的防伪性。

根据本发明的另一个较佳实施例，安全单元具有不透明的第三光学单元，其中当第一和/或第二微透镜域与第三光学单元重叠时，会产生一种或多种其它的光学效果。除了两个微透镜域重叠所产生的主要的安全特征以外，通过使微透镜域与反射光学可变单元重叠或与高分辨印刷物重叠，便可以产生附加的安全特征，在这种情况下，微透镜域可以充当波纹分析器。

根据本发明的另一个较佳实施例，第一和/或第二光学单元分别包括两个微透镜子域，它们在第一和第二光学单元中分别排列成一个子域在另一个之上。这两个微透镜子域例如排列在膜的相反两侧上，并且因此构成一个膜上对置的两个微透镜表面。因此，例如，第一光学单元的一个表面被一个微透镜子域的几何形状决定，而第一光学单元上与所述表面相反的那个表面被另一个微透镜子域的几何形状所决定。如果现在一个光学单元的微透镜子域的几何形状压制了第二光学单元的微透镜子域的几何形状，则第一和第二光学单元重叠时所产生的光学效果依赖于第一和第二光学单元的定向，即依赖于安全单据是否按一个方向或其它方向折叠或弯曲以使透明窗口彼此重叠。微透镜域以这样一种方式排列在安全单据的透明窗口中，即两个微透镜域中各透镜之间的间距随折叠或弯曲方向而改变，便可以实现相似的效果。

较佳地，第一和/或第二光学单元具有复制漆层，其中定形了一种凹凸结构，该凹凸结构用于分别形成第一和第二微透镜域。另外，已发现下列做法是有利的：借助于附加的光学分离层对凹凸结构进行封装，和/或借助于UV复制对凹凸结构进行定形。

在这种情况下，第一和/或第二微透镜域的微透镜最好由这样一种凹凸结构构成，该凹凸结构具有光衍射效果并且通过光衍射手段产生微透镜域的效果。这种“衍射透镜”可以由其分布深度小于可见光波长的衍射双态凹凸结构构成(双态、薄衍射透镜)，可以由其分布深度小于可见光波长的连续衍射凹凸分布构成(具有连续分布的薄衍射透镜)，还可以由其分布深度大于可见光波长的衍射连续凹凸分布构成(具有连续凹凸分布的厚衍射透镜)。然而，微透镜域还可以被定形到复制漆层中且其形式为起折射作用的宏观结构，它具有连续稳定的表面分布且没有突然的变化。在这种情况下，宏观结构的分布深度是比可见光波长大的倍数。

较佳地，第一和/或第二光学单元由转移膜的转移层构成。这也可能满足各种要求，比如微透镜域的质量以及关于间距、平整性等的公差。

下文参照附图借助大量的实施例来举例描述本发明，其中：

图1示出了根据本发明的安全单据的图，

图2示出了当折叠图1所示安全单据以便使透明窗口重叠时该安全单据的非真实比例的截面图，

图3a示出了图1所示安全单据的两个相互重叠的微透镜域的示意图，

图3b示出了一草图，以说明微透镜域像图3a所示那样重叠时会出现的光学效果，

图3c示出了图3a所示的微透镜域的平面图，

图4示出了图1所示安全单据的部分截面图，

图5示出了根据本发明的另一个安全单据的示意图，

图6示出了根据本发明的另一个安全单据的示意图，

图7a-7c用图表示出了根据本发明的另一个安全单据在各种观看情况下的图。

图1示出了带有数值的单据1，例如钞票或支票。然而，带数值的单据1也可能表示一种识别证件，例如身份证或护照。

安全单据1包括柔性载体11，它具有透明窗口12和13。载体11最好是纸质材料的载体，其上有印刷物，并且其中设置了其它安全特征，比如水印或安全线。然后，例如，通过冲压或借助激光，在纸质载体上引入窗口形状的小孔，由此提供了如图1所示的透明窗口12和13。然后，通过具有透光性微透镜域或阵列的光学单元，使透明窗口12和13再次闭合。相应地，第一透光性微透镜域15排列在透明窗口12的区域中，第二透光性微透镜域16排列在透明窗口13的区域中。

然而，载体11也可以是塑料膜，或者是由一个或多个纸层或塑料层构成的层叠体。因此，也可能已经使用透明的或部分透明的材料作为载体11的材料，并且不需要通过冲压或切割以部分地除去该载体来产生透明窗口12和13。如果载体11包括透明塑料膜，且在透明窗口12和13的区域中不设置云状花纹，则就是上述情况。此外，在纸张生成过程中也可能已经产生透明窗口12和13，并且带有透明微透镜域15和16的光学单元也可能以安全线的方式被嵌入载体11中。

此外，例如对于护照这种情况，载体11也可能包括两页，它们通过粘合或缝合而连接起来。

如图1所示，条状贴片14被加到载体11上，它覆盖在透明窗口13的区域上。透明微透镜域或阵列16被嵌入贴片14中。贴片14最好是转移膜的转移层，例如热冲压膜，它在压力和热的作用下通过粘合层连接到载体11。如图1所示，除了排列在透明窗口13的区域中的透光性微透镜域16以外，贴片14还可以具有一个或多个其它的光学单元，例如如图1所示的另一光学单元17。例如，光学单元17是衍射光栅、全息图、Kinegram

、部分金属化、HRI层(HRI＝高折射率)、干涉层系统、交联的液晶层、或用特效颜料实现的印记。

此外，透明窗口12也可能不被嵌入载体11上图1所示的位置，而被嵌入载体11上条状贴片14的区域中，所以条状贴片覆盖了透明窗口12和13。因此，微透镜域15和16被嵌入一个共同的膜单元中，由此带数值的单据1的生产过程得到相当地改进。

安全单据1还可以具有其它安全特征，这些安全特征例如可以通过转移膜来施加，并且通过弯曲、折叠或翻转载体11便可以与透明窗口12和13重叠。图1举例示出了另一个光学单元18，它最好是反射的光学可变的单元或安全印记。

如图2所示，为了验证安全单据1，例如通过折叠载体11从而使载体11的透明窗口12和13重叠，这样，微透镜域15和16便重叠了。然后，检查当透过排列成一上一下的两个微透镜域15和16而观看时所产生的光学效果。例如，观看方向2上所设置的物体、任何图形表示或特殊的验证图案都通过透光性微透镜域15和16进行观看。另外，通过进一步折叠安全单据1并且通过透明的微透镜域15和16进行观看，便有可能使安全单据1的光学单元置于观看方向上。

现在将参照图3a和3b描述透过透光性微透镜域15和16观看物体时所产生的光学效果。

图3a示出了在图2所示观看情况下微透镜域15和16的一部分，两者排列成相对间距为d。

微透镜域15包括多个微透镜21，如图3c所示，微透镜21以相互并列的方式排列着。微透镜域16包括多个微透镜22。如果观看彼此相关联的两个透镜21和22，它们与微透镜域15和16所构成的系统的概念上的光轴间隔了间距r，则它们平行的光轴具有偏移Δ_r。假设两个微透镜域的间距对应于微透镜21和22的焦距和，则入射角为α的平行光束被聚焦到离透镜21的轴间隔有f_1α的那一点，其中f₁是透镜21的焦距。根据透镜21和22之间的位移Δ_r，光束接下来以角度β穿过透镜22，其中

β = \frac{f_{1 α} - Δ}{f_{2}}

并且f₂是透镜22的焦距。如果现在考虑这样的情况，光源离微透镜域15的距离为u，透镜21占据径向位置r，则在离微透镜22的间距为x处，光束的横向位置y是r-βx，由此根据上面的方程并且用α＝r/u来替代角度α，得到下面的结果：

= r - \frac{x}{f_{2}} [\frac{r}{u} f_{1} - Δ_{r}] = r [1 - \frac{{xf}_{1}}{{uf}_{2}}] + \frac{x Δ_{r}}{f_{2}}

所以，被微透镜域15和16分离的所有局部的光线在穿过微透镜域15和16之后，都被聚焦到相同的点上，y有必要独立于r。假设物距是无穷大，像距对应于焦距，由此下式应用于两个微透镜域15和16的图3a所示的排列方式的焦距F：

F = \frac{f_{2}}{&PartialD; Δ_{r} / &PartialD; r}

这意味着如果导数

Δ_r/r恒定，则微透镜域15和16所构成的成像系统的焦距F是恒定的，例如如果微透镜域15和16的微透镜以恒定的不同的透镜间距而彼此间隔开，则就是上述情况。例如，在图3a所示示例中就是上述情况，微透镜21和22分别以恒定的透镜间距p₁和p₂彼此间隔开，并且如图3c所示，它们是根据周期性光栅而彼此相对定向的。

如果该条件满足，则产生完整的图像，并且图3a所示系统的成像函数大约对应于由两个宏观透镜21和22构成的常规透镜系统的成像函数。

如果进一步观看该特定情况，其中微透镜域15的微透镜以恒定的透镜间距p₁彼此间隔开，而微透镜域16的透镜以恒定的透镜间距p₂彼此间隔开，则基于图3b所示场景得到的关系如下：

图3b示出了微透镜域15和16，光轴上的一点与微透镜域16的距离为g，被第一微透镜域成像为一组点，这组点与该微透镜域的距离为s₁且包括横向间距y_n。那些点与微透镜域16的距离为s₂，并且被成像到光轴上距离为b的一点。

为使图3b所示情况发生，下面的条件必须满足：

{np}_{1} \frac{g - s_{1}}{g} = {np}_{2} \frac{b - s_{2}}{b}

如果微透镜域15和16的系统被视为一种薄透镜系统，则对于系统的焦距而言，当光线从微透镜域15那一侧入射时，焦距是：

F = f_{2} \frac{p_{1}}{(p_{2} - p_{1})}

并且当光线从微透镜域16那一侧入射时，焦距是：

F' = f_{1} \frac{p_{2}}{(p_{1} - p_{2})}

这样，当光线从微透镜域15那一侧入射时，成像函数可以表达成：

\frac{1}{F} = \frac{f_{1}}{f_{2}} \frac{1}{(f_{1} + g)} + \frac{p_{2}}{p_{1}} \frac{1}{(b - f_{2})}

与正常的透镜相比，当将正焦距的微透镜用于微透镜域15和16时(开普勒(Kepler)望远镜)，微透镜域15和16所产生的成像功能包括与“常规”透镜系统有关的如下具体细节：

与从微透镜域16那一侧观看物体相比，从微透镜域15那一侧观看物体时，呈现出不同的图像。根据各观察方向，所牵涉的焦距符号会改变。另外，对于负焦距，当物距s满足|s|＜F f₁/f₂时，有实像。对于正焦距，像距总是小于焦距。另外，产生了直立的像。

当微透镜域15的微透镜具有正焦距而微透镜域16的微透镜具有负焦距时(Gallileo望远镜)，与常规透镜的成像函数有关的差异如下：

当系统旋转时，系统的焦距符号并不改变，就像常规透镜那样。然而，焦距依赖于观看方向。系统就像一个常规的透镜那样运转，其中物体处于折射率为f₁/f₂的介质中。

上述用于微透镜域15和16的微透镜域满足上述条件且在协作时产生与常规透镜相似的光学功能，替代这种微透镜域的使用，也可能使用不满足上述条件的微透镜域。因此，例如，一个或两个微透镜域的微透镜的透镜间距有可能按区域方式连续地变化，使得产生吸引人的且令人难忘的畸变效果。等价地，微透镜域的微透镜的焦距有可能至少在微透镜域的一个区域中连续地变化，由此同样可以产生此类畸变效果。如果在微透镜域15和16中微透镜的折射率、微透镜的有效焦距或微透镜的间距至少以区域方式变化，则当两个微透镜域15和16彼此相对地横向移动时，所得的成像函数会变化，这可以用作另一种安全特征来验证安全单据1。

另外，也有可能提供微透镜域15和16的多个区域，其中微透镜的焦距和微透镜间距无可否认地恒定，但在相邻的区域中却不同。如果这两个微透镜域15和16中只有一个是这种配置，则它提供的成像函数对应于多个不同的相互并列的常规透镜。在这种情况下，关于单个子区域而应用的光学成像功能是由上述关系定义的。如果微透镜域15和16都具有这种配置，则当这两个微透镜域15和16相对横向移动时，光学成像函数会改变，这可以用作另一种验证安全单据的安全特征。

微透镜域15和16的透镜间距最好是如此选择的，使得通过分离入射光线而产生的部分光线具有比人眼分辨率要低的直径。较佳地，微透镜域15和16的间距相应地介于250微米和25微米的范围中。这确保由微透镜域15和16所产生的整体图像具有良好的分辨率。如果对微透镜域15和16所产生的成像函数的光学质量要求很低，则也有可能增大微透镜域15和16的微透镜的透镜间距。

现在参照图3c和4描述透明窗口12的区域中排列着的光学单元的详细结构，该结构带有微透镜域15。

图4示出了载体11，它包括厚度大约100微米的纸质材料，并且在透明窗口12的区域中具有通过冲压或切割操作而产生的小孔。较佳地，通过被热和压力激活的膜单元20的粘合层，在热和压力之下将膜单元20加到载体11的纸质材料上。在光学单元20的区域中，通过所加的压力，同时产生图4所示的凹陷。

膜单元20包括载体膜22、接合层23、复制漆层24、光学分离层25和粘合层26。

载体膜22包括层厚为10-200微米的PET或BOPP膜。载体膜22的功能是提供在载体11的小孔上跨接所必需的稳定性。接合层23具有0.2-2微米的厚度，并且通过印刷过程被加到载体膜22上。复制漆层24包括热塑性或交联聚合物，其中在热和压力的作用下借助于复制工具复制了凹凸结构27，或者通过UV复制过程复制了凹凸结构27。光学分离层25包括一种材料，其折射率与复制漆层24显著不同。较佳地，在这种情况下，光学分离层25包括HRI或LRI层(HRI＝高折射率，LRI＝低折射率)，所以复制漆层24和光学分离层25之间的折射率差异特别高。另外，通过用纳米颗粒对复制漆层的聚合物进行掺杂，或者通过将具有高折射率的聚合物(例如光聚合物)用于复制漆层24，便有可能使复制漆层24具有尽可能高的折射率。光学分离层尽可能厚也是有利的。这样，有可能减小凹凸结构27的凹凸深度，当微透镜域1的微透镜采用宏观结构所定义的折射透镜的形式来产生时，这特别有利。

然而，微透镜域15也有可能不被实现成以该方式封装的结构，由此省却了光学分离层25。此外，在凹凸结构27的区域中有可能消除粘合层26，使得凹凸结构27直接与空气接触。

凹凸结构27是这样一种凹凸结构，它通过相互并列设置的多个宏观透镜实现了微透镜域15，形如图3c所示。然而，凹凸结构27也有可能是一种衍射凹凸结构，该结构通过光衍射手段产生由凸或凹微透镜构成的微透镜域的效果。

在这种情况下，通过衍射凹凸结构，可以产生凸或凹透镜的效果，这种衍射凹凸结构在表面区域上连续地改变其光栅频率和光栅常数。作为示例，有可能通过光衍射手段产生凸透镜的效果，其中从透镜中心处的抛物面中心部分起，提供了多个凹槽，这些凹槽按与该中心部分有关的环形配置排列着，并且其光栅频率从中心部分起连续地增大。用相反的结构，通过光衍射手段，便可以产生凹透镜的效果。为了通过光衍射手段产生微透镜域的效果，该微透镜域具有多个相互并列排列着的微透镜，多个此类的凹凸结构相互并列以类似棋盘的方式排列着。此外，那些凹凸结构还有可能以并列方式排列成六角形。此外，关于这种“衍射透镜”的配置，将注意力投到“Micro-optics”一书的章节...(HansPeter Herzig，Taylor和Francis出版社，伦敦，1997年)。

使用此类“衍射”微透镜域具有如下优点，凹凸结构27的凹凸深度可以减小，这是产生微透镜域所必需的，当微透镜域15中各微透镜具有更大的透镜间距且焦距很短时，上述这一点特别有利。

图4所示结构和光学单元20的排列方式具有如下优点：用于产生微透镜域的表面结构基本上都被保护起来，免受损坏或操纵操作。

现在参照图5描述本发明的其它实施例。

图5示出了安全单据3的观看情况的示意图，其中安全单据3的透明窗口中所排列的两个微透镜域31和32处于重叠的关系中，以检查该安全单据3。微透镜域31具有区域33，其中各微透镜根据周期性的光栅排列着，焦距为正。另外，在区域33中实现微透镜域31的光学单元具有这样一种配置，即微透镜域与安全单据3的底面间距为d₁。

微透镜域32具有区域34，在区域34中，多个具有正焦距的微透镜是根据第一光栅而排列的，并且微透镜域32还具有围绕着上述区域34的区域35，在区域35中，多个具有负焦距的微透镜是根据第二周期性光栅而排列的。在用于实现微透镜域32的光学单元的配置中，从安全单据3的底面到区域34的各微透镜的间距为d₂。

如图5所示，其中实现了微透镜域31和32的光学单元在这种情况下包括热塑性膜体，例如，层厚度为10-50微米的PET或BOPP膜，借助复制工具通过热和压力在该膜中嵌入用于产生微透镜域31和32的表面结构。在某些情况下，也用其它的层来涂敷该膜体，例如光学分离层或保护性漆层，然后，在透明光学窗口的区域中将该膜体加到安全单据3的载体上。然而，图5的光学单元也有可能构造得像图4的光学单元20。

如果现在折叠安全单据3并且使微透镜域31和32重叠，则在微透镜域31和32的区域33和区域34重叠的区域中产生第一光学成像功能，在微透镜域31和32的区域33和35重叠的区域中产生第二光学成像功能。在这种情况下，第一光学成像功能具有上述特性(开普勒(Kepler)望远镜)，这些特性依赖于区域33和34的各微透镜的焦距并且还依赖于区域33和34的微透镜的间距，而第二光学成像功能是由区域33和35的微透镜的焦距以及区域33和35中各微透镜的间距来决定的，第二光学成像功能具有很不相同的属性(Gallileo望远镜)。在这种情况下，间距d₁和d₂最好如此选择，使得当安全单据3的底面彼此直接接触时，间距d₁和d₂的和对应于区域33和34中微透镜的焦距的和，而间距d₁对应于区域33和35中微透镜的焦距的和。作为示例，在区域33、34和35中，间距d₁和d₂以及微透镜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表示区域33中微透镜的焦距，f34表示区域34中微透镜的焦距，f35表示区域35中微透镜的焦距。

另外，相互重叠的微透镜域31和32所产生的成像功能还由用于覆盖它们的透明窗口的间距来决定，其中光学窗口彼此之间的间距变化所导致的光学成像功能的变化可以用作另一种显著的光学安全特征。在这一方面，间距d₁和d₂的上述选择确保了，当光学单元彼此直接接触时，便产生了清晰定义的且相互匹配的第一和第二成像功能。

在这种情况下，区域34最好形成一种以图案形式定形的图案区域，例如图形表示或文本，所以具有不同成像功能的区域包含附加的编码信息。具有不同成像功能且采用图案形式的各区域的并置是无法通过常规透镜系统来模仿的，所以本发明可以产生很容易记住且用其它技术很难模仿的光学效果。

此外，如上所述，也有可能不仅微透镜域31具有两个区域，在这两个区域中微透镜的间距和/或焦距不相同。微透镜域31也有可能具有这样的配置。在这种情况下，以区域方式出现的光学成像功能还取决于微透镜域31和32彼此相对的横向位置，所以当微透镜域31和32彼此相对横向移动时，根据各自的横向位置，可以看到被编码到成像功能中的不同的信息项。

图6示出了安全单据4的观看情况，其中安全单据4的透明光学窗口中排列着的两个微透镜域41和42保持重叠的关系，以便于验证该安全单据。在这种情况下，微透镜域41在区域46中具有多个焦距恒定的微透镜，它们按周期性光栅定向。微透镜域42具有区域48和47，其中微透镜的焦距和微透镜的透镜间距不相同。当微透镜域41和42重叠时，这种排列方式产生了已参照图5描述过的光学效果。另外，如图6所示，安全单据4还具有光学单元45和44，它们被加到安全单据4的载体上。

光学单元45最好是形如波纹图案的印记。在这种情况下，波纹图案以这样一种方式适用于微透镜域41，即微透镜域41的区域46可以充当波纹分析器，由此当光学单元45与微透镜域41重叠时，被编码到光学单元45的波纹图案中的波纹图像出现了。在这种情况下，微透镜域41的微透镜形成了波纹放大器，并且对编码的(重复性的、小的)信息项进行波纹放大，由此可以看到隐藏的(例如，相位编码的)信息项。

此外，光学单元45也有可能是形如波纹分析器的印记，而微透镜域41有可能形成波纹图案，隐藏的(例如，相位编码的)波纹图像被编码到该波纹图案中。

在这一方面，术语波纹图案被用于指一种由重复性结构形成的图案，当这种图案与另一种由重复性结构形成且充当波纹分析器的图案重叠或透过该图案观看时，会呈现出一种新图案，即隐藏在波纹图案中的波纹图像。在最简单的情况下，波纹效果起因于两个线光栅的重叠，其中一个线光栅是按区域相位移动的，以产生波纹图像。除了线性线光栅以外，线光栅的线条有可能具有弯曲的区域，例如，排列成波形或环形。此外，也有可能使用构建于两个或更多个线光栅之上的波纹图案，这些线光栅彼此相对翻转或者它们重叠。此类线光栅中波纹图像的解码还通过该线光栅的区域方式的相位移动来实现，其中两个或更多个不同的波纹图像可以被编码到此类波纹图案中。此外，有可能使用基于所谓的“Scrambled Indica”技术或基于孔图案(圆形、卵形或有角的各种配置的孔)的波纹图案和波纹分析器。

光学单元44是反射式光学单元，例如，形如波纹图案的局部金属化物或局部金属化的衍射结构。在这种情况下，光学单元44还可以具有反射式微透镜域或阵列，当这些反射式微透镜与区域46中排列着的微透镜域重叠时，通过反射呈现出吸引人的光学效果。

图7a-7c示出了安全单据5的各种观看情况。在图7a所示的观看情况中，安全单据5被折叠，所以透明窗口与安全单据5的微透镜域51和52重叠。如图7b所示，在另一个方向上折叠安全单据5，使得在图7c所示的观看情况中，像图7a所示那样彼此接触的已不再是微透镜域51和52的底面，而是微透镜域51和52的顶面彼此接触。

如图7a到7c所示，微透镜域51和52分别具有厚度为d₁和d₂的透镜体并且两面都进行结构化，所以根据参照图3a-3c所描述的关系，微透镜域51的光学功能从两个重叠的微透镜子域53和54的协作中产生。在相应的方式中，微透镜域52由两个相互并列排列的微透镜子域55和56构成。如图7a-7c所示，微透镜域51和52的透镜体被封装起来，并且由此在两侧被光学分离层或保护层所覆盖。

在这种情况下，如图7a所示，微透镜子域54和55包括相反的几何结构，所以微透镜子域54和55所产生的光学成像功能彼此相消。在图7a所示的观看情况下，相应地，一种光学成像功能作为一种光学效果产生了，它是从微透镜子域53和56的重叠(即那些微透镜域的透镜间距和焦距)中产生的。这不是图7c的观看情况中的情形，所以该观看情形不包括与常规透镜相似的效果的产生。

Claims

1.一种安全单据(1，3，4，5)，包括其中排列着第一光学单元(15)的第一透明窗口(12)以及其中排列着第二光学单元(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)以相互间隔开的关系排列在所述安全单据的载体(11)上并且使得所述第一和第二光学单元(15，16)能够彼此重叠，

其特征在于，

第一光学单元(15)具有第一透光性微透镜域(15，31，41，51)，而第二光学单元(16)具有第二透光性微透镜域(16，32，42，52)，其中所述第一和第二透光性微透镜域中各微透镜的透镜间距小于300微米，并且当所述第二透光性微透镜域与所述第一透光性微透镜域重叠时产生了第一光学效果，所述第一透光性微透镜域具有区域(33，46，53，54)，在该区域中所述第一透光性微透镜域的各微透镜的光轴根据第一周期性光栅以恒定的透镜间距相互平行，而所述第二透光性微透镜域具有区域(35，34，48，47，55，56)，在该区域中所述第二透光性微透镜域的各微透镜的光轴根据第二周期性光栅以恒定的透镜间距相互平行，并且所述第一透光性微透镜域中各透镜的恒定透镜间距不同于所述第二透光性微透镜域中各微透镜的恒定透镜间距。

2.如权利要求1所述的安全单据，其特征在于，所述安全单据是钞票或身份证。

3.如权利要求1所述的安全单据，其特征在于，所述第一和第二透光性微透镜域(15，16，31，32，41，42，51，52)是由微透镜(21)的透镜间距(P1，P2)和微透镜(21)的焦距等参数定义的。

4.如前述任一项权利要求所述的安全单据，其特征在于，所述第一透光性微透镜域中各微透镜的透镜间距是所述第二透光性微透镜域中各微透镜的透镜间距的整倍数。

5.如权利要求1-3中的任一项所述的安全单据，其特征在于，所述第一透光性微透镜域(15，31，41，51)具有多个正焦距的微透镜，并且所述第二透光性微透镜域(16，32，42，52)具有多个正焦距的微透镜。

6.如权利要求1-3中的任一项所述的安全单据，其特征在于，所述第一透光性微透镜域(15，31，41，51)具有多个正焦距的微透镜，并且所述第二透光性微透镜域(16，32，42，52)具有多个负焦距的微透镜。

7.如权利要求1-3中的任一项所述的安全单据，其特征在于，所述第一和第二透光性微透镜域中各微透镜的焦距是如此选择的，使得所述第一和第二透光性微透镜域的各微透镜在当所述第一和第二透明窗口重叠时根据其焦距之和而彼此间隔开。

8.如权利要求1-3中的任一项所述的安全单据，其特征在于，所述第一和/或第二透光性微透镜域具有两个或更多区域，在这些区域中各微透镜的透镜间距不同。

9.如权利要求1-3中的任一项所述的安全单据，其特征在于，所述第一和/或第二透光性微透镜域(32，42)具有两个或更多区域，在这些区域中各微透镜的焦距不同。

10.如利要求1-3中的任一项所述的安全单据，其特征在于，所述第一和/或第二透光性微透镜域具有一个或更多区域，在这些区域中所述微透镜的透镜间距相对于周期性的底部光栅而相移。

11.如权利要求3所述的安全单据，其特征在于，所述第一和/或第二透光性微透镜域具有一个所述微透镜的透镜间距稳定变化的区域。

12.如权利要求1或11所述的安全单据，其特征在于，所述第一和/或第二透光性微透镜域具有一个所述微透镜的透镜间距稳定变化的区域。

13.如权利要求1-3和11中的任一项所述的安全单据，其特征在于，所述安全单据(4)具有不透明的第三光学单元(45，44)，其中当所述第一或第二光学单元与所述第三光学单元重叠时产生了第二光学效果。

14.如权利要求13所述的安全单据，其特征在于，所述第三光学单元(45)具有隐藏的波纹图案。

15.如权利要求1-3、11和14中的任一项所述的安全单据，其特征在于，所述第一和/或第二光学单元具有复制漆层(24)，被定形到所述复制漆层中的是一种凹凸结构(27)，所述凹凸结构(27)用于分别形成所述第一或第二透光性微透镜域。

16.如权利要求1-3、11和14中的任一项所述的安全单据，其特征在于，所述第一和/或第二透光性微透镜域的各微透镜都是由一种凹凸结构(27)构成的，所述凹凸结构(27)具有光衍射效果并且通过光衍射手段产生微透镜域的效果，其结构深度最多是10微米。

17.如权利要求1-3、11和14中的任一项所述的安全单据，其特征在于，所述第一和/或第二光学单元(15，16)包括转移膜的转移层(20)。

18.如权利要求17所述的安全单据，其特征在于，所述转移膜是热冲压膜。

19.如权利要求1-3、11和14中的任一项所述的安全单据，其特征在于，所述安全单据的载体(11)包括其中嵌入透明窗口(12，13)的纸质材料。