CN107614278A - 具有隐藏描述的光学装置 - Google Patents

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Abstract

一种光学装置，优选地用于安全文件的安全装置，包括：透明或半透明基底，其具有第一侧和第二侧；第一描述层，其位于所述基底的所述第一侧上，限定第一描述；以及包括第一光学可变油墨的第一掩模层和至少部分地与所述第一描述层重叠地放置的包括光学可变油墨的第二掩模层，其中，所述第一描述层至少基本上不透明且在反射观察时相对于第一和第二掩模层的外观具有低对比度，使得所述第一描述能被识别并且在透射观察时比在反射观察时基本上更可见，以及其制造方法。

Description

具有隐藏描述的光学装置
技术领域
本发明涉及诸如安全装置等光学装置，例如，设在诸如钞票的安全文件。具体地，本发明涉及在文件的区域，具体是窗口区域中，提供水印视觉效果。
背景技术
光学装置通常用于证明文件的真实性。当以这种方式使用时，这种光学装置有时称为安全装置，并且将包含光学装置的文件称为安全文件。需要这些装置以防止伪造安全文件，并且在显示安全装置的情况下，应该能够在文件上方便且快速地识别。
水印是当在透射观察时看起来比周围基底更亮或更暗的可识别图像或图案。这个名称源自于在纸上创建图像的方法。水印已广泛用于安全印刷特别是钞票多年。因此，被广大公众认可为真实性的标志。水印也出现在塑质货币上，例如，澳大利亚的所有塑质纸币上都具有在透射时可见的盾形纹章。虽然这些塑质钞票中存在的水印不是使用给出的“水印”名称的过程来制造的，但确实提供了普通公众认为是水印的关键要素，即，图像在透射时是可见的，在反射时是不可见的。
先前已经提出了包括具有由透明塑料材料的一部分形成的透明区域或“窗口”的片状基底的安全文件。形成在安全文件中的窗口特别适合于包含安全装置(例如，浮雕图像)或光学可变装置(例如，衍射光栅或全息图)。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一种光学装置，优选地用于安全文件的安全装置，包括：透明或半透明基底，其具有第一侧和第二侧；第一描述层，其位于所述基底的所述第一侧上，限定第一描述；以及第一掩模层，其包括第一光学可变油墨，至少部分地与所述第一描述层重叠地放置，其中，所述第一描述层至少基本上不透明且在反射观察时相对于第一掩模层的外观具有低对比度，使得所述第一描述能被识别并且在透射观察时比在反射观察时基本上更可见。
在一个实施例中，第一掩模层位于基底的第一侧上。在另一实施例中，第一掩模层位于基底的第二侧上。第一掩模层可以与第一描述层完全重叠。
通常，所述第一描述由印刷油墨限定，或者使用激光蚀刻或激光标记应用。
可选地，光学装置包括第二描述层，其位于所述第一侧或所述第二侧上且限定第二描述，其中，所述第一掩模层至少部分地与所述第二描述层重叠，其中，所述第二描述至少基本上不透明且在反射观察时相对于所述第一掩模层的外观具有高对比度，使得当在反射和透射观察时，所述第二描述是基本上可见的。在此处，所述第一描述和所述第二描述可以彼此互补。优选地，所述第二描述层位于所述第一侧上，并且所述第一描述层在所述第二描述层之前应用于所述基底。或者，所述第二描述层可以位于所述第一侧上，并且所述第二描述层可以在所述第一描述层之前应用于所述基底。通常，所述第二描述由印刷油墨限定，或者使用激光蚀刻或激光标记应用。
可选地，光学装置包括第二描述层，其包括第二光学可变油墨，位于第一侧或第二侧，至少部分地与所述第一描述层重叠，其中，所述第一描述层位于所述第一掩模层和所述第二掩模层之间，其中，所述第一描述层在反射观察时相对于所述第二掩模层的外观具有低对比度，使得在通过第一或第二掩模层观察时，所述第一描述能被识别并且在透射观察时比在反射观察时基本上更可见。所述第一光学可变油墨可以与所述第二光学可变油墨相同。所述第一光学可变油墨可以与所述第二光学可变油墨不同。优选地，所述第二掩模层与所述第一描述层完全重叠。
根据本发明的另一方面，提供了一种制造光学装置的方法，包括以下步骤：将至少基本不透明的第一描述应用到透明或半透明基底的第一侧；并且将第一光学可变油墨应用到所述基底的所述第一侧或第二侧，以至少部分地与所述第一描述重叠，其中，在透射和反射观察时，所述第一掩模层具有不同的外观，并且其中，选择所述第一描述，以在反射中相对于所述第一掩模层的外观具有低对比度，使得与反射相比，在透射观察时，第一描述是能被识别的，并且基本上更可见。
优选地，所述第一描述由油墨限定，并且应用第一描述的步骤包括印刷步骤，例如，凹版印刷、凹雕印刷、丝网印刷等，或者使用激光蚀刻或激光标记应用所述第一描述。
可选地，所述方法还包括将第二描述应用于所述基底的第一侧或第二侧的步骤，其中，所述第二描述在颜色外观上与所述第一描述不同，使得所述第二描述在反射和透射观察时基本上可见。
可选地，所述方法包括以下步骤：将第二光学可变油墨应用到所述基底的第一侧或第二侧上，使得所述第一描述位于所述第一掩模层与所述第二掩模层之间，选择所述第二光学可变油墨，使得当反射观察时，所述第一描述层相对于所述第二光学可变油墨的外观具有低对比度，使得在通过第一或第二光学可变油墨观察时，所述第一描述能被识别并且在透射观察时比在反射观察时基本上更可见。
根据本发明的又一方面，提供了一种文件，优选为诸如钞票的安全文件，包括第一方面的光学装置或根据上述第二方面制造的光学装置。通常，光学装置位于文件的透明窗口内。
描述和图像
本文使用术语“描述”和“图像”来描述观察者(例如，典型的人类用户)可以观察的光学装置的表面上的油墨的设置。这些术语用在同义词中，不应该被解释为表示概念上的差异。
描述和图像可以包括以下：符号；字符；数字；肖像；码；加密的和/或加扰的视觉信息；图案；几何形状；缩微图像；等。
可见度
本文使用术语“可见”和“不可见”来区分光学装置的不同视觉外观。应该理解的是，这些术语不应该被完全解释，而是在相对意义上在本文中使用这些术语。可见的“图像”或“描述”对于观察者(例如，典型的人类用户)来说是相对容易识别的，而不可见的“图像”或“描述”难以比较，或者观察者(例如典型的人类用户)不可能识别。识别光学装置的描述或图像的能力可以随着环境照明条件而变化，例如，在一些照明条件下可能不可识别不可见的图像，并且仅在其他环境照明条件下更难以识别。
安全文件或令牌
如本文所使用的，术语安全文件和令牌包括所有类型的文件和有价值的令牌以及标识文件，包括但不限于以下：诸如钞票和硬币等货币项目、信用卡、支票、护照、身份卡、证券和股票、驾驶执照、所有权契据、诸如航空公司和火车票、入场卡和门票等旅行证件、出生、死亡和结婚证书以及学业成绩单。
本发明尤其但不排他地适用于安全文件或令牌(例如，钞票)或身份证件(例如，身份证或护照)，由应用有一层或多层打印的基底形成。本文描述的衍射光栅和光学可变装置也可以用于其他产品，例如，封装。
安全装置或特征
如本文所使用的，术语安全装置或特征包括旨在保护安全文件或令牌免于伪造、复制、变更或篡改的大量安全装置、元件或特征中的任何一个。安全装置或特征可以设置在安全文件的基底之中或之上，或者设置在应用于基础基底的一层或多层之中或之上，并且可以采取各种各样的形式，例如，嵌入在安全文件的层中的安全线；诸如荧光、发光和磷光油墨、金属油墨、虹彩油墨、光致变色、热致变色、水变色或压致变色油墨等安全油墨；印刷和浮雕特征，包括浮雕结构；干扰层；液晶装置；透镜和透镜结构；光学可变装置(OVD)，例如，包括衍射光栅、全息图和衍射光学元件(DOE)的衍射装置。
基底
如本文所使用的，术语基底是指形成安全文件或令牌的基础材料。基底可以是纸或其他纤维材料，例如，纤维素；包括但不限于聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚碳酸酯(PC)、聚氯乙烯(PVC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的塑料或聚合物材料；或两种或更多种材料(例如，纸和至少一种塑料材料的层压板)或两种或更多种聚合材料的复合材料。
透明的窗口和半窗
如本文所使用的，术语“窗口”是指与应用印刷的基本不透明的区域相比，安全文件中的透明或半透明区域。窗口可以是完全透明的，从而使得光线的透射基本上不受影响，或者可以部分透明或半透明，部分地允许透射光线，但不允许通过窗口区域清楚地看到物体。
可以在聚合物安全文件中形成窗口区域，其具有至少一层透明聚合物材料和应用到透明聚合物基底的至少一侧上的一个或多个不透明层，在形成窗口区域的区域中省略至少一个不透明层区域。如果将不透明层应用到透明基底的两侧，则可以形成完全透明的窗口，在窗口区域中省略透明基底的两侧上的不透明层。
在下文中称为“半窗”的部分透明或半透明区域可以形成在聚合物安全文件中，所述聚合物安全文件在两侧上具有不透明层，仅在窗口区域中的安全文件的一侧上省略不透明层，使得“半窗”不是完全透明的，而是允许一些光通过，而不允许通过半窗清楚地看到物体。
或者，基底可以由基本上不透明的材料(例如，纸或纤维材料)形成，其中，透明塑料材料的插入物被插入到纸或纤维基底中的切口或凹部中，以形成透明的窗口或半透明的半窗区域。
不透明的层
一个或多个不透明层可以应用于透明基底，以增加安全文件的不透明度。不透明层促使LT<L0，其中，L0是入射到文件上的光量，LT是透过文件的光量。不透明层可以包括各种不透明涂层中的任何一种或多种。例如，不透明涂层可以包括分散在热活化的可交联聚合物材料的粘合剂或载体内的颜料，例如，二氧化钛。或者，可以将透明塑料材料的基底夹在纸张的不透明层或其他部分或基本上不透明的材料之间，随后可以印刷或以其他方式应用标记。
附图说明
为了使本发明更容易理解，现在将参考附图仅通过示例描述本发明的各种实施例，其中：
图1a示出了具有位于文件的半窗区域中的光学装置的文件；
图1b示出了具有位于文件的窗口区域中的光学装置的文件；
图2示出了根据一个实施例的光学装置的外观；
图3示出了用于观察光学装置的不同观察状态；
图4a示出根据一个实施例的光学装置的层设置；
图4b示出了图4a的光学装置在不同观察状态下的外观；
图4c和4d示出了图4a的替代层设置；
图5a示出了根据一个实施例的光学装置的层设置；
图5b示出了图5a的光学装置在不同观察状态下的外观；
图6a示出了根据一个实施例的光学装置的层设置；
图6b示出了图6a的光学装置在不同观察状态下的外观；以及
图6c示出了图6a的替代层设置。
具体实施方式
为了本文公开的目的，附图中提到的一般特征用数字标记。在需要区分一般特征的特定示例的情况下，特定示例标有一般特征的编号和唯一的字母后缀。通过省略后缀和包括后缀的一个或多个特定示例，可以参考一般特征。例如，图1a和1b示出了不透明层7，具体地，第一不透明层7a和第二不透明层7b。附图中的虚线表示对于观察光学装置的用户不一定可见或能被识别的边界。
图1a和1b示出文件2，在这种情况下并且在本文被称为安全文件2(例如，钞票)，包括光学装置4和可选的进一步安全特征6。安全文件2包括基底8。
在参照附图描述的实施例中，光学装置4直接形成在安全文件2的基底8上。然而，可以设想的是，在其他实施例中，光学装置4形成在一个或多个单独的基底上，然后，通过诸如热冲压等公知程序应用到安全文件2的基底8上。通常，光学装置4的目的是为安全文件2提供安全特征，使得光学装置4充当用于提供用于确定安全文件2的真实性的手段的“安全装置”。然而，可以理解的是，光学装置4可以提供非安全功能(全部或与安全功能组合)，例如，装饰功能。
本文描述的实施例还包括应用到基底8的第一和第二不透明层7a、7b。在图1a和图1b中，第一不透明层7a不应用在对应于光学装置4的区域中。在图1a的实施例中，光学装置4被示出为位于安全文件2的半窗区域3中，这是第二不透明层7b覆盖光学装置4的结果。图1b示出了可选实施例，其中，光学装置4位于安全文件2的窗口区域5中，其中，第二不透明层7b也不被应用在对应于光学装置4的区域中。尽管不透明层7a、7b被示为与光学装置邻接4，但是这是没有必要的。例如，在光学装置4的边缘与不透明区域7a、7b中的一个或两个的边缘之间可以存在间隙。此外，可以设想，不透明层7a、7b中的一个或两个可以排除，或者可以被透明(即，非不透明)层替换。
可以设想，不透明层7a、7b中的至少一个可以部分地覆盖光学装置4。在一个实施例中，一个不透明层(例如，第二不透明层7b)部分地覆盖光学装置4，而另一不透明层(根据示例，第一不透明层7a)在光学装置4的区域中完全不存在。这样，光学装置4部分地位于安全文件2的窗口5中，并部分地位于安全文件2的半窗3中。
可选的进一步安全特征6包括衍射光学装置、全息图、基于微透镜的光学可变装置、窗口以及任何其他适当的安全特征，并且可以根据需要和/或期望，位于基底8的窗口或半窗区域内。可选的安全特征6可以位于窗口、半窗或不透明层7a、7b内。此外，一个或多个可选的安全特征6可以与光学装置4位于相同的窗口或半窗区域中。
现在参考图2，通常，当在反射(R)观察时，光学装置4的外观与在透射(T)中观察时的光学装置4的外观不同。如图所示，通常，当在在透射(T)观察光学装置4时，第一描述14是可见的，当在反射(R)观察光学装置4时，这是不可见的。这个第一描述14通常具有相关的颜色。图2还示出了可选的第二描述14b。第二描述14b在反射和透射中是可见的。
参考图3，光学装置4包括第一侧16a和第二侧16b，均与观察方向18a、18b相关联。第一观察方向18a对应于用户直接观察第一侧16a，而第二观察方向18b对应于用户直接观察第二侧16b。此外，观察光学装置4的用户可以从观察方向18a、18b中的一个观察反射(R)或透射(T)。通常，反射(R)对应于定位成照亮光学装置4的与用户正在观察的相同侧16a、16b的光源，而透射(T)对应于定位成照亮光学装置4的与用户正在观察的相反侧16a、16b的光源。
参照图4a、图5a和图6a，光学装置包括第一掩模层12a，其包括光学可变油墨。在一个实施例中，光学可变油墨是如WO2006/133512中所述的变色油墨。这种变色油墨通常包括具有大部分光学可变珠光干涉颜料和少部分透明有机颜料的组合物。干涉颜料和透明有机颜料的颗粒可以与透明粘合剂或树脂混合，以形成适合于在印刷过程中应用给基底的变色油墨组合物。
变色油墨优选由包括约10％至约30％珠光泽干涉颜料(例如，由Kunwei PearlPigment Co.Ltd.生产的干涉颜料)、约0.5％至约10％的有机颜料(例如、酞菁蓝)以及约60％至90％的透明粘合剂或树脂的制剂构成。优选地，珠光干涉颜料具有约5μm(微米)至约200μm(微米)的粒度。
掩模层12由于视角的变化而改变颜色，同时保持反射观察。这不被认为是掩模层12的问题或缺点，并且实际上例如通过对伪造安全文件2提供进一步威慑来提供进一步功能。
参照图4a，光学装置4的实施例包括应用到基底8的第一和第二描述层10a、10b和第一掩模层12a。图4b示出当反射(R)和透射(T)观察时光学装置4的外观。第一描述层12a限定第一描述14a，第二描述层10b限定第二描述14b。
通常，第一描述层10a和第二描述层10b都对应于应用到基底8的印刷油墨。第一和第二描述层10a、10b的相对设置可以对应于应用这些层的顺序。然而，由于第一和第二描述14a、14b由存在和不存在油墨的区域限定，所以第一和第二描述层10a、10b可以是与油墨的散布区域对应的情况。也可以使用用于提供描述14的其他技术，例如，激光标记或激光蚀刻。掩模层12至少部分地与第一和第二描述14a、14b中的每一个重叠。
参照图4b，第一描述14a是不透明的，或者至少基本上不透明。此外，第一描述14a被选择为在反射(R)观察时与第一掩模层12a具有低对比度。因此，当在反射(R)中视觉检查光学装置4时，第一描述14a难以识别并且因此不可见。另外，在掩模层12的光学可变油墨包括干涉颜料的情况下，在特定视角处，干涉颜料是可见的，这提供了额外的对比度，并且在一些实施例中，在反射中提供了两种不同的模式。第一种模式是当干涉色素不可见并且第一描述14a可以以低对比度观察时，而第二模式是当干涉色素可见并且第一描述14a只能以甚至更低的对比度观察或根本不能观察时。然而，由于第一描述14a是不透明的，当在透射(T)观察时，第一描述14a由于用于阻止光从光学装置4的一侧透射到另一侧而可见。这与在透射(T)中观察时至少相对透明的第一掩模层12a形成对比。在一个实施例中，第一描述14a是白色的。
第二描述14b被选择为使得在反射(R)中观察时与第一掩模层12a的外观充分对比。这可以例如通过选择第二描述14b的颜色来实现，该第二描述14b的颜色在反射(R)观察时与掩模层12a的颜色形成对比。在一个实施例中，第二描述14b是黑色。通过选择在反射中与掩模层12a形成对比的第二描述14b，第一描述14a的视图在反射中进一步模糊化。然而，第一描述14a在透射中仍然是可见的。优选地，第二描述14b是线条图，没有音调变化。此外，第二描述14b优选地占据设置第一描述14a的1％和10％之间的区域。优选地，构成第二描述14b的线条图的线条的宽度在250微米和1000微米之间。
在本实施例的修改中，第一和第二描述层10a、10b和第一掩模层12a位于基底8的相对侧上。图4c和图4d示出两种替代方案。图4c示出了位于基底8的与第二描述层10b和第一掩模层12a相对的一侧上的第一描述层10a。图4d示出了在基底的与第一掩模层12a相反的一侧上的第一和第二描述层10a、10b。
第一描述14a和第二描述14b可以彼此互补，这意味着当组合(即，在透射中)观察时，第一和第二描述14a、14b形成能被识别的完整描述。
图5a示出了图4a的实施例的另一修改。此处，未利用第二描述层14b，因此光学装置4包括第一描述层10a和第一掩模层12a。结果是没有恒定的第二描述14b，作为整体光学效果的一部分，并且在透射(T)而不是反射(R)中，仅仅可见第一描述14a。
参照图6a至图6c，光学装置4的另一实施例包括第一和第二掩模层12a、12b以及限定第一描述14a的位于两个掩模层12a、12b之间的第一描述层10a。如同前述实施例一样，第一描述14a在透射中可见并且在反射中不可见。
图6a和图6b示出了该实施例的两个实现方式。图6a示出了位于基底8的同一侧上的第一掩模层12a和第二掩模层12b以及第一描述层10a。图6b示出了位于基底8的与第一描述层10a相反侧上的第一掩模层12a和第二掩模层12b。
参考图6c，类似于在本文描述的其他实施例，第一描述14a是不透明的。第一描述14a被选择为与第一和第二掩模层12a、12b的反射(R)中的外观具有低对比度。第一掩模层12a和第二掩模层12b可以包括光学可变油墨，并且在这种情况下可以包括相同或不同的光学可变油墨，这取决于光学装置4的期望外观。
在不脱离本发明的范围的情况下，可以包含进一步的修改和改进。例如，第二油墨层10b可以包括多种不同的颜色，每种颜色满足第二油墨层10b的对比度要求，如本文所述。此外，掩模层12可以包括提供潜在更有趣的视觉效果的不同颜色的光学可变油墨的区域。

Claims (16)

1.一种光学装置，优选地为用于安全文件的安全装置，包括：
透明或半透明基底，具有第一侧和第二侧；
第一描述层，位于所述基底的所述第一侧上，限定第一描述；
以及
第一掩模层，包括第一光学可变油墨，至少部分地与所述第一描述层重叠地放置，
第二掩模层，包括位于所述第一侧或所述第二侧上的第二光学可变油墨，至少部分地与所述第一描述层重叠地放置，其中，所述第一描述层位于所述第一掩模层和所述第二掩模层之间，至少基本上不透明且在反射观察时相对于所述第一掩模层和所述第二掩模层的外观具有低对比度，
使得所述第一描述能被识别并且通过所述第一掩模层或所述第二掩模层在透射观察时比在反射观察时基本上更可见。
2.根据权利要求1所述的光学装置，其中，所述第一描述由印刷油墨限定，或者其中，所述第一描述是使用激光蚀刻或激光标记应用的。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的光学装置，包括第二描述层，
位于所述第一侧或所述第二侧上且限定第二描述，
其中，所述第一掩模层至少部分地与所述第二描述层重叠，
其中，所述第二描述至少基本上不透明且在反射观察时相对于所述第一掩模层的外观具有高对比度，
使得当在反射和透射观察时，所述第二描述是基本上可见的。
4.根据权利要求3所述的光学装置，其中，所述第一描述和所述第二描述彼此互补。
5.根据权利要求3或4所述的光学装置，其中，所述第二描述层位于所述第一侧上，并且其中，所述第一描述层在所述第二描述层之前应用于所述基底。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的光学装置，其中，所述第二描述层位于所述第一侧上，并且其中，所述第二描述层在所述第一描述层之前应用于所述基底。
7.根据权利要求3至6中任一项所述的光学装置，其中，所述第二描述由印刷油墨限定，或者其中，所述第二描述是使用激光蚀刻或激光标记应用的。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的光学可变装置，其中，所述第一掩模层与所述第一描述层完全重叠。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的光学装置，其中，所述第一光学可变油墨与所述第二光学可变油墨相同。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的光学装置，其中，所述第一光学可变油墨与所述第二光学可变油墨不同。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的光学装置，其中，所述第二掩模层与所述第一描述完全重叠。
12.一种制造光学装置的方法，包括以下步骤：
将至少基本不透明的第一描述应用到透明或半透明基底的第一侧；并且
将包括光学可变油墨的第一掩模层应用到所述基底的所述第一侧或第二侧，以至少部分地与所述第一描述重叠，
将包括光学可变油墨的第二掩模层应用到所述基底的所述第一侧或所述第二侧上，以至少部分地与所述第一描述重叠，
使得第一描述层位于所述第一掩模层和所述第二掩模层之间，
其中，在透射和反射观察时，所述第一掩模层具有不同的外观，并且其中，选择所述第一描述，以在反射中相对于所述第一掩模层和所述第二掩模层的外观具有低对比度，
使得与反射相比，在透射观察时，所述第一描述是能被识别的并且基本上更可见。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述第一描述由油墨限定，并且其中，应用所述第一描述的步骤包括印刷步骤，例如，凹版印刷、凹雕印刷、丝网印刷等，或者其中，所述第一描述是使用激光蚀刻或激光标记应用的。
14.根据权利要求12或13所述的方法，还包括将第二描述应用于所述基底的所述第一侧或所述第二侧的步骤，
其中，所述第二描述在颜色外观上与所述第一描述不同，使得所述第二描述在反射和透射观察时基本上可见。
15.一种文件，优选为诸如钞票的安全文件，包括权利要求1至11中任一项所述的光学装置或通过根据权利要求12至14中任一项所述的方法制造的光学装置。
16.根据权利要求15所述的文件，其中，所述光学装置位于所述文件的透明窗口中。
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