DE112016001683T5

DE112016001683T5 - Geformte Mikrolinsen

Info

Publication number: DE112016001683T5
Application number: DE112016001683.2T
Authority: DE
Inventors: Gary Fairless Power
Original assignee: CCL Security Pty Ltd
Current assignee: CCL Security Pty Ltd
Priority date: 2015-05-15
Filing date: 2016-05-13
Publication date: 2018-01-04
Also published as: AU2016265033A1; GB201716515D0; CL2017002895A1; RU2017143818A; WO2016183623A1; CN107614280A; US20180134063A1; CA2984648A1; BR112017024088A2; KR20180008539A; MX2017014388A; PL423494A1; GB2558039A; SE1751541A1

Abstract

Eine optische Vorrichtung, bevorzugt eine Sicherheitsvorrichtung für ein Dokument, die eine Anordnung von Mikrolinsen und eine Anordnung von Mikrobildern umfasst, wobei die Anordnung der Mikrobilder bei Betrachtung durch die Anordnung von Mikrolinsen für das Bereitstellen eines optisch variablen Effekts konfiguriert ist, und wobei die Anordnung der Mikrolinsen unabhängig vom optisch variablen Effekt ein erkennbares Bild definiert.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft im Allgemeinen optische Vorrichtungen, insbesondere optische Vorrichtungen, die dafür geeignet sind, verstärkte Sicherheit zu gewährleisten, wenn sie auf Dokumenten bereitgestellt werden.
Allgemeiner Stand der Technik
Aus vielen Gründen ist es oftmals nötig, Sicherheit gegen das Fälschen von Dokumenten zu gewährleisten. Es ist üblich, auf dem Dokument ein Merkmal einzuarbeiten, das für einen optisch variablen Effekt sorgt, das heißt, einen Effekt, bei dem sich die Optik des Merkmals mit dem Verändern der Betrachtungsbedingungen verändert. Ein gängiges Beispiel ist das Anbringen eines holografischen Merkmals auf bestimmten Dokumenten wie zum Beispiel Kreditkarten, wobei sich die Optik mit dem Betrachtungswinkel und dem Beleuchtungswinkel verändert.
Ein Fälscher kann nicht einfach Standardkopiergeräte zum Erstellen von gefälschten Versionen der Dokumente mit optisch variablen Effekten verwenden, da die Kopiergeräte die variable Komponente des Effekts nicht genau reproduzieren kann. Wenn einer Person ein gefälschtes Dokument präsentiert wird, kann sie es aufgrund der fehlenden Variabilität sofort als illegitim erkennen.
Auf einigen Dokumenten wie zum Beispiel Reisepässen, Banknoten, Kreditkarten, EC-Karten usw. werden Anordnungen von kleinen Linsen bereitgestellt, die üblicherweise als Mikrolinsen bezeichnet werden. Die Anordnungen werden typischerweise in einer rechteckigen oder quadratischen Anordnung bereitgestellt, da diese mithilfe von bestehenden bekannten Techniken in einem großen Maßstab einfach zu reproduzieren sind. Das Verwenden der rechteckigen oder quadratischen Form kann jedoch eine einfachere illegale Reproduktion des optischen Effekts ermöglichen.
Kurzdarstellung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft die Erkenntnis, dass das Bereitstellen der Mikrolinsen in einer Anordnung, die selbst ein erkennbares Bild darstellt, zusätzliche Sicherheit bereitstellen kann, da es für einen Fälscher schwieriger ist, das erkennbare Bild genau zu reproduzieren. Auf diese Weise produzieren die Mikrolinsen aufgrund der bekannten Anordnungen mit den gedruckten Elementen (wie zum Beispiel Anordnungen von Mikrobildern) nicht nur einen Sicherheitseffekt, sondern sie stellen dadurch einen zusätzlichen Sicherheitseffekt bereit, dass sie als Pixel des erkennbaren Bildes fungieren.
Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem die Erkenntnis, dass ein erkennbares Bild zusätzliche Sicherheit bereitstellt, da der Gelegenheitskonsumierende möglicherweise von der ungewöhnlichen Anordnung fasziniert ist.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine optische Vorrichtung bereitgestellt, die eine Anordnung von Mikrolinsen und eine Anordnung von Mikrobildern umfasst, wobei die Anordnung der Mikrobilder bei Betrachtung durch die Anordnung von Mikrolinsen für das Bereitstellen eines optisch variablen Effekts konfiguriert ist, und wobei die Anordnung der Mikrolinsen durch die Anwesenheit oder Abwesenheit der Mikrolinsen in einem regelmäßigen Raster unabhängig vom optisch variablen Effekt ein erkennbares Bild definiert.
Methoden nach dem Stand der Technik zum Formen von Mikrolinsen auf einem Substrat mithilfe von Prägeverfahren prägen entweder das gesamte Substrat (das kann vor allem auf optische Vorrichtungen anwendbar sein, die als eine Folie umgesetzt werden) oder einen Streifen, der von der einen Seite des Substrats zu seiner gegenüberliegenden Seite verläuft (das kann vor allem auf optische Vorrichtungen anwendbar sein, die direkt auf das Substrat eines Dokuments geformt werden). In beiden Fällen erstrecken sich die Mikrolinsen von mindestens einer Seite eines Substrats zu einer anderen. Das „erkennbare Bild” ist stattdessen bevorzugt durch eine Anordnung von Mikrolinsen definiert, die sich innerhalb den Grenzen des Substrats befinden; die Mikrolinsen werden nicht an den tatsächlichen Grenzen des Substrats geformt. Bevorzugt ist das „erkennbare Bild” eines, das so ausgewählt wird, dass es als ein Bild erkannt werden kann; das heißt, dass ein Benutzer, der die Anordnung der Mikrolinsen betrachtet, versteht, dass ein Bild definiert wurde.
Das „erkennbare Bild” kann ein Bild sein, das nicht eine einfache geometrische Form darstellt. In einer Umsetzung kann die „einfache geometrische Form” ein Quadrat oder ein Rechteck sein. In einer weiteren Umsetzung wird die „einfache geometrische Form” aus Formen ausgewählt, die eine kleine Anzahl an Seiten mit geraden Kanten haben, zum Beispiel weniger als 10, bevorzugt weniger als 5 und noch mehr bevorzugt 3 oder 4 Seiten.
Optional entspricht das „erkennbare Bild” einem Symbol (oder Symbolen), das eine Information trägt, wie zum Beispiel ein Währungssymbol, eine nationale Kennung usw.
Typischerweise stellt die optische Vorrichtung eine Sicherheitsvorrichtung dar, die ein Merkmal ist, das auf ein Dokument aufgetragen oder geformt ist, um die Schwierigkeit zu erhöhen, passable Fälschungen des Dokuments zu erzeugen.
In einer Ausführungsform ist der optisch variable Effekt ein Moiré-Effekt. In einer weiteren Ausführungsform ist der optisch variable Effekt ein Kontrastwechseleffekt.
Typischerweise wird das erkennbare Bild durch die Anwesenheit von Mikrolinsen definiert.
Bevorzugt wird ein komplettes Gitter an Mikrolinsenpositionen bestimmt, und Mikrolinsen werden selektiv an Gitterstellen des kompletten Gitters platziert, wodurch das erkennbare Bild erzeugt wird.
Optional erstreckt sich die Anordnung der Mikrobilder über einen größeren Bereich als die Anordnung der Mikrolinsen.
In einer Ausführungsform befindet sich die Anordnung der Mikrolinsen fest gegenüber der Anordnung der Mikrobilder, bevorzugt auf den gegenüberliegenden Seiten eines zumindest hauptsächlich transparenten Substrats. In einer alternativen Ausführungsform befindet sich die Anordnung der Mikrolinsen separat zur Anordnung der Mikrobilder, so dass die Anordnungen in eine überlagernde Beziehung gebracht werden müssen, damit man den optisch variablen Effekt betrachten kann, wobei sich die Anordnungen bevorzugt in verschiedenen Bereichen eines Substrats befinden.
Optional sind die Mikrolinsen sphärische oder asphärische Mikrolinsen, oder die Mikrolinsen sind zylindrische Mikrolinsen. Eine weitere Option ist die Verwendung von zylindrischen Mikrolinsen, die selektiv fehlen, und dadurch das erkennbare Bild definieren.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Dokument, bevorzugt ein Sicherheitsdokument und noch mehr bevorzugt eine Banknote, bereitgestellt, das die optische Vorrichtung des ersten Aspekts beinhaltet.
In einer Ausführungsform befindet sich die Anordnung der Mikrolinsen fest gegenüber der Anordnung der Mikrobilder innerhalb eines Fenster- oder Halbfensterbereichs des Dokuments. In einer weiteren Ausführungsform befindet sich die Anordnung der Mikrolinsen in einem Fensterbereich des Dokuments, und die Anordnung der Mikrobilder befindet sich separat zur Anordnung der Mikrolinsen, so dass das Dokument manipuliert werden muss, zum Beispiel durch Falten und/oder Verdrehen, um die Anordnung der Mikrobilder und die Anordnung der Mikrolinsen in eine überlagernde Beziehung zu bringen, um den optisch variablen Effekt zu betrachten. Typischerweise erstreckt sich die Anordnung der Mikrobilder in diesem Fall über einen größeren Oberflächenbereich des Dokuments als die Anordnung der Mikrolinsen.
Sicherheitsdokument oder Wertmarke
Wie hierin verwendet, umfasst der Begriff Sicherheitsdokumente und Wertmarken alle Arten von Dokumenten und Wertmarken von Wert und Identifikationsdokumente, einschließlich, jedoch nicht ausschließlich, folgende: Währungsartikel, wie etwa Banknoten und Münzen, Kreditkarten, Schecks, Reisepässe, Personalausweise, Wertpapiere und Anteilsscheine, Führerscheine, Besitzurkunden, Reisedokumente wie etwa Flugtickets und Zugfahrkarten, Eintrittskarten und Tickets, Geburts-, Sterbe- und Heiratsurkunden sowie akademische Niederschriften.
Die Erfindung kann insbesondere, aber nicht ausschließlich, angewendet werden für Sicherheitsdokumente oder Wertmarken wie etwa Banknoten oder Ausweisdokumente wie etwa Personalausweise oder Reisepässe, die aus einem Substrat gebildet sind, auf dem eine oder mehrere Druckschichten aufgebracht sind. Die hierin beschriebenen Beugungsgitter und optisch variablen Vorrichtungen können auch für andere Produkte, wie etwa Verpackungen, angewendet werden.
Sicherheitsvorrichtung oder Merkmal
Wie hierin verwendet, umfasst der Begriff Sicherheitsvorrichtung oder Merkmal beliebige einer großen Anzahl von Sicherheitsvorrichtungen, Elementen oder Merkmalen, die das Sicherheitsdokument oder die Wertmarke vor Fälschen, Kopieren, Verändern oder Verfälschen schützen sollen. Sicherheitsvorrichtungen oder -merkmale können in oder auf dem Substrat des Sicherheitsdokuments oder in oder auf einer oder mehreren Schichten bereitgestellt werden, die auf das Basissubstrat aufgebracht werden, und sie können eine große Vielfalt an Formen annehmen, wie etwa Sicherheitsfäden, die in Schichten des Sicherheitsdokuments eingebettet sind; Sicherheitstinten, wie etwa fluoreszierende, lumineszierende und phosphoreszierende Tinten, metallische Tinten, schillernde Tinten, photochrome, thermochrome, hydrochrome oder piezochrome Tinten; gedruckte und geprägte Merkmale, darunter Reliefstrukturen; Interferenzschichten; Flüssigkristallvorrichtungen; Linsen und Lentikularstrukturen; optisch variable Vorrichtungen (OVD) wie etwa diffraktive Vorrichtungen, darunter Diffraktionsgitter, Hologramme und diffraktive optische Elemente (DOE).
Substrat
Wie hierin verwendet, bezieht sich der Begriff Substrat auf das Basismaterial, aus dem das Sicherheitsdokument oder die Wertmarke gebildet ist. Das Ausgangsmaterial kann Papier oder ein anderes Fasermaterial sein wie etwa Cellulose; ein Kunststoff oder ein Polymermaterial, darunter unter anderem Polypropylen (PP), Polyethylen (PE), Polycarbonat (PC), Polyvinylchlorid (PVC), Polyethylenterephthalat (PET), biaxial orientiertes Polypropylen (BOPP); oder ein Verbundmaterial aus zwei oder mehr Materialien, wie etwa ein Laminat aus Papier und mindestens einem Kunststoffmaterial oder aus zwei oder mehr Polymermaterialien.
Transparente Fenster und Halbfenster
Wie hierin verwendet, bezieht sich der Begriff Fenster auf einen transparenten oder durchscheinenden Bereich in dem Sicherheitsdokument im Gegensatz zu dem im Wesentlichen opaken Bereich, auf dem der Druck aufgebracht ist. Das Fenster kann komplett transparent sein, so dass es die Übertragung von Licht im Wesentlichen unbeeinflusst ermöglicht, oder es kann teilweise transparent oder durchscheinend sein und die Übertragung von Licht teilweise ermöglichen, aber ohne, dass man die Objekte deutlich durch den Fensterbereich sehen kann.
Ein Fensterbereich kann in einem polymeren Sicherheitsdokument gebildet werden, das zumindest eine Schicht eines transparenten polymeren Materials und eine oder mehrere trübende Schichten hat, die zumindest auf einer Seite eines transparenten polymeren Substrats aufgetragen sind, indem man zumindest eine trübende Schicht im Bereich, der den Fensterbereich bildet, weglässt. Falls auf beiden Seiten eines transparenten Substrats trübende Schichten aufgebracht sind, kann ein komplett transparentes Fenster gebildet werden, indem man die trübenden Schichten auf beiden Seiten des transparenten Substrats in dem Fensterbereich weglässt.
Ein teilweise transparenter oder durchscheinender Bereich, nachfolgend als ein „Halbfenster” bezeichnet, kann in einem polymeren Sicherheitsdokument, das auf beiden Seiten trübende Schichten hat, gebildet werden, indem man die trübenden Schichten nur auf einer Seite des Sicherheitsdokuments in dem Fensterbereich weglässt, so dass das „Halbfenster” nicht komplett transparent ist, sondern dass etwas Licht durchkommen kann, ohne dass Objekte deutlich durch das Halbfenster betrachtet werden können.
Alternativ ist es möglich, die Substrate aus einem im Wesentlichen opaken Material zu bilden, wie zum Beispiel Papier oder fasriges Material, mit einem Einschub aus transparentem Kunststoffmaterial, der in einen Ausschnitt oder eine Aussparung in dem Papier oder fasrigen Substrat eingeschoben wird, um ein transparentes Fenster oder einen durchscheinenden Halbfensterbereich zu bilden.
Trübende Schichten
Eine oder mehrere trübende Schichten können auf ein transparentes Substrat aufgebracht werden, um die Lichtundurchlässigkeit des Sicherheitsdokuments zu erhöhen. Eine deckende Schicht ist so, dass L_T < L₀, wobei L₀ die Lichtmenge ist, die auf das Dokument einfällt, und L_T die Lichtmenge ist, die durch das Dokument übertragen wird. Eine trübende Schicht kann eine oder mehrere von einer Vielzahl von trübenden Beschichtungen umfassen. Zum Beispiel können die trübenden Beschichtungen ein Pigment, wie etwa Titandioxid, umfassen, das innerhalb eines Bindemittels oder eines Trägers aus wärmeaktiviertem, quervernetztem, polymerem Material verteilt ist. Alternativ könnte ein Substrat aus transparentem Kunststoffmaterial zwischen trübenden Schichten aus Papier oder anderem, teilweise oder im Wesentlichen opakem Material eingelegt sein, auf das anschließend Markierungen aufgedruckt oder auf andere Weise aufgebracht werden können.
Diffraktive optische Elemente (DOEs)
Wie hierin verwendet, bezieht sich der Begriff diffraktives optisches Element auf ein numerisches diffraktives optisches Element (DOE). Numerische diffraktive optische Elemente (DOEs) basieren auf der Abbildung komplexer Daten, die im Fernfeld (oder auf der Rekonstruktionsebene) ein zweidimensionales Intensitätsmuster rekonstruieren. Wenn daher im Wesentlichen kollimiertes Licht, beispielsweise von einer Punktlichtquelle oder einem Laser, auf das DOE trifft, wird ein Interferenzmuster gebildet, das ein projiziertes Bild auf der Rekonstruktionsebene produziert, das sichtbar ist, wenn eine geeignete Ansichtsoberfläche auf der Rekonstruktionsebene angeordnet ist, oder wenn das DOE in der Übertragung auf der Rekonstruktionsebene betrachtet wird. Die Transformation zwischen den beiden Ebenen kann durch eine schnelle Fourier-Transformation (FFT) angenähert werden. Daher müssen komplexe Daten einschließlich Amplitude und Phaseninformationen physisch in der Mikrostruktur des DOE verschlüsselt werden. Diese DOE-Daten können berechnet werden, indem man eine inverse FFT-Transformation der gewünschten Rekonstruktion (d. h. des gewünschten Intensitätsmusters in dem Fernfeld) durchführt.
DOEs werden manchmal als computergenerierte Hologramme bezeichnet, aber sie unterscheiden sich von anderen Hologrammarten, wie etwa Regenbogenhologrammen, Fresnel-Hologrammen und Volumenreflexionshologrammen.
Brechungsindex n
Der Brechungsindex eines Mediums n ist das Verhältnis der Lichtgeschwindigkeit im Vakuum zur Lichtgeschwindigkeit im Medium. Der Brechungsindex n einer Linse bestimmt die Menge, in der Lichtstrahlen, die die Linsenoberfläche erreichen, gebrochen werden, gemäß Snelliusschem Brechungsgesetz: n₁·Sin(α) = n·Sin(θ),
Wobei α der Winkel zwischen dem einfallenden Strahl und dem normalen Strahl am Punkt des Einfalls an der Linsenoberfläche ist, θ der Winkel zwischen dem gebrochenen Strahl und dem normalen Strahl am Punkt des Einfalls ist, und n₁ der Brechungsindex der Luft ist (als ein Näherungswert kann für n₁ ein Wert von 1 genommen werden).
Prägbare strahlenhärtende Druckfarbe
Der hierin verwendete Begriff prägbare strahlenhärtende Druckfarbe bezieht sich auf jede Druckfarbe, Lackfarbe oder andere Beschichtung, die in einem Druckverfahren auf das Substrat aufgetragen werden kann, und die im weichen Zustand geprägt werden kann, um eine Reliefstruktur zu bilden, und durch Strahlung ausgehärtet wird, um die geprägte Reliefstruktur zu fixieren. Der Aushärtevorgang findet erst statt, wenn die strahlenhärtende Druckfarbe geprägt wurde, aber es ist auch möglich, dass der Aushärtevorgang entweder nach dem Prägen oder im Wesentlichen zur selben Zeit wie der Prägeschritt stattfindet. Die strahlenhärtende Druckfarbe ist bevorzugt durch ultraviolette (UV) Strahlung aushärtbar. Alternativ kann die strahlenhärtende Druckfarbe durch andere Formen der Strahlung ausgehärtet werden, wie etwa Elektronenstrahlen oder Röntgenstrahlen.
Die strahlenhärtende Druckfarbe ist bevorzugt eine transparente oder durchscheinende Druckfarbe, die aus einem klaren Harzmaterial gebildet ist. Eine derartige transparente oder durchscheinende Druckfarbe ist insbesondere für das Drucken von lichtdurchlässigen Sicherheitselementen geeignet, wie etwa Sub-Wellenlängengitter, lichtdurchlässige Beugungsgitter und Linsenstrukturen.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst die transparente oder durchscheinende Tinte bevorzugt einen UV-härtbaren klaren prägefähigen Lack auf Acrylbasis oder eine derartige Beschichtung.
Derartige UV-härtbare Lackfarben können von verschiedenen Herstellern bezogen werden, einschließlich Kingfisher Ink Limited, Produkt Typ ultraviolett UVF-203 oder ähnliches. Alternativ können die strahlenhärtenden, prägbaren Beschichtungen auf anderen Verbindungen, wie etwa Nitrozellulose, basieren.
Die hierin verwendeten strahlenhärtenden Druckfarben und Lackfarben haben sich als besonders geeignet herausgestellt für das Prägen von Mikrostrukturen, einschließlich diffraktiven Strukturen, wie etwa Beugungsgitter und Hologramme, und Mikrolinsen und Linsenarrays. Sie können jedoch auch mit größeren Reliefstrukturen geprägt werden, wie etwa nicht-diffraktive, optisch variable Vorrichtungen.
Die Druckfarbe wird bevorzugt geprägt und im Wesentlichen zur selben Zeit durch ultraviolette (UV) Strahlung ausgehärtet. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird die strahlenhärtende Druckfarbe aufgetragen und im Wesentlichen zur selben Zeit in einem Tiefdruckverfahren geprägt.
Um für das Tiefdruckverfahren geeignet zu sein, hat die strahlenhärtende Druckfarbe bevorzugt eine Viskosität, die im Wesentlichen in den Bereich von etwa 20 bis etwa 175 Centipoise und noch mehr bevorzugt von etwa 30 bis etwa 150 Centipoise fällt. Die Viskosität kann bestimmt werden durch Messen der Zeit, die zum Auslaufen der Lackfarbe aus einem Zahn-Becher Nr.#2 benötigt wird. Ein Muster, das 20 Sekunden zum Auslaufen benötigt, hat eine Viskosität von 30 Centipoise, und ein Muster, das 63 Sekunden zum Auslaufen benötigt, hat eine Viskosität von 150 Centipoise.
Bei einigen polymeren Substraten kann es nötig sein, vor dem Auftragen der strahlenhärtenden Druckfarbe eine Zwischenschicht auf das Substrat aufzutragen, um die Haftung der durch die Druckfarbe gebildeten geprägten Struktur auf dem Substrat zu verbessern. Die Zwischenschicht umfasst bevorzugt eine Grundierschicht, und noch bevorzugter umfasst die Grundierschicht ein Polyethylenimin. Die Grundierschicht kann auch einen Vernetzer umfassen, zum Beispiel ein multifunktionales Isocyanat. Beispiele für andere Grundierungen, die zur Verwendung im Rahmen der Erfindung geeignet sind, umfassen:
hydroxylterminierte Polymere; hydroxylterminierte Copolymere auf Polyesterbasis; vernetzte oder unvernetzte hydroxylierte Acrylate; Polyurethane; und UV-härtende anionische oder kationische Acrylate. Beispiele geeigneter Vernetzer umfassen: Isocyanate; Polyaziridine; Zirkoniumkomplexe; Aluminiumacetylaceton; Melamine; und Carbodiimide.
Tinte aus metallischen Nanopartikeln
Im hier verwendeten Sinne bezieht sich der Ausdruck Tinte aus metallischen Nanopartikeln auf eine Tinte mit metallischen Partikeln mit einer durchschnittlichen Größe von weniger als ein Mikrometer.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Ausführungsformen der Erfindung werden nun mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es versteht sich, dass die Ausführungsformen lediglich der Veranschaulichung dienen und die Erfindung nicht durch diese Veranschaulichung beschränkt ist. In den Zeichnungen gilt:
1a zeigt ein Dokument wie zum Beispiel ein Sicherheitsdokument mit einer optischen Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform;
1b bis 1d zeigen unterschiedliche Ausführungsformen eines Dokuments, die eine optische Vorrichtung umfassen;
2a zeigt eine Seitenansicht einer optischen Vorrichtung und 2b zeigt eine Draufsicht derselben Vorrichtung;
3a zeigt ein komplettes Gitter und 3b zeigt Mikrolinsen, die selektiv auf Positionen innerhalb des gesamten Gitters aufgebracht sind;
4a zeigt Mikrolinsen, die selektiv auf Positionen innerhalb des gesamten Gitters aufgebracht und von einer Anordnung an Mikrolinsen überlagert sind, die so konfiguriert ist, dass ein Moiré-Effekt erzeugt wird;
4b und 4c zeigen unterschiedliche Umsetzungen der Anordnung von Mikrobildern und der Anordnung von Mikrolinsen von 4a;
5 zeigt eine Umsetzung mit einer Anordnung von Mikrobildern und die Anordnung von Mikrolinsen, die separat positioniert sind;
6a und 6b zeigen eine Kontrastwechselausführungsform;
7 zeigt eine Schutzschicht, die auf die Anordnung der Mikrolinsen aufgebracht ist;
8 zeigt eine alternative Ausführungsform, die zylindrische Linsen verwendet;
9a zeigt eine Folie nach dem Stand der Technik, die Mikrolinsen umfasst; und
9b zeigt ein Dokument nach dem Stand der Technik, das Mikrobilder umfasst.
BESCHREIBUNG VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
In 1a wird ein Dokument 2 gezeigt, das eine optische Vorrichtung 4 umfasst. Typischerweise ist die optische Vorrichtung 4 eine Sicherheitsvorrichtung und das Dokument 2 ein Sicherheitsdokument, die optische Vorrichtung 4 bereitgestellt, um dabei zu helfen, vom Fälschen des Dokuments 2 abzuschrecken oder es zu vermeiden. Das Dokument 2 umfasst ein transparentes oder durchscheinendes Substrat 8. Die optische Vorrichtung 4 kann auch ein Substrat 8 umfassen, das dasselbe Substrat 8 wie das Dokument 2 oder ein separates Substrat 8 sein kann.
Eine mögliche Anordnung der optischen Vorrichtung 4 und des Dokuments 2 ist in 1b gezeigt. Die ersten und zweiten trübenden Schichten 7a, 7b befinden sich auf gegenüberliegenden Oberflächen des Substrats 8. Die optische Vorrichtung 4 befindet sich in einem Vollfensterbereich 5a des Dokuments 2, wo sowohl die ersten als auch die zweiten trübenden Schichten 7a, 7b im Bereich der optischen Vorrichtung 4 fehlen. Obwohl die trübenden Schichten 7a, 7b angrenzend an die optische Vorrichtung 4 dargestellt werden, ist dies nicht erforderlich. Zum Beispiel kann zwischen der Kante der optischen Vorrichtung 4 und der Kante der trübenden Bereiche 7a, 7b ein Spalt sein.
Eine weitere mögliche Anordnung der optischen Vorrichtung 4 und des Dokuments 2 ist in 1c gezeigt. Wie gezeigt befinden sich die ersten und zweiten trübenden Schichten 7a, 7b auf gegenüberliegenden Oberflächen des Substrats 8. In dieser Anordnung befindet sich die optische Vorrichtung 4 in einem Halbfensterbereich 5b des Dokuments 2, wo im Bereich der optischen Vorrichtung 4 die erste trübende Schicht 7a fehlt und wo die zweite trübende Schicht 7b vorhanden ist. Ähnlich wie in der Anordnung von 1c ist dies nicht erforderlich, obwohl die trübende Schicht 7a angrenzend an die optische Vorrichtung 4 dargestellt wird. In Ausführungsformen umfasst die zweite trübende Schicht 7b gedruckte Merkmale, die sich gegenüber befinden, und die durch die optische Vorrichtung 4 sichtbar sind.
Zwei weitere mögliche Anordnungen der optischen Vorrichtung 4 und des Dokuments 2 sind in den 1d und 1e gezeigt. Die optische Vorrichtung 4 ist in erste und zweite Komponenten 4a, 4b geteilt. Die erste Komponente 4a befindet sich in einer Position auf dem Substrat 8 und die zweite Komponente 4a befindet sich in einer weiteren Position auf dem Substrat 8. In 1d befinden sich die Komponenten 4a, 4b einander fest überlagernd, wobei sie durch das Substrat 8 getrennt sind. In 1e befinden sich die Komponenten 4a, 4b nicht einander gegenüber, so dass das Dokument 2 manipuliert werden muss, zum Beispiel durch Falten und/oder Verdrehen, um die Komponenten 4a, 4b in eine sich überlagernde Anordnung zu bringen.
Die Anordnungen der 1d und 1e sind besonders geeignet; hier wird die optische Vorrichtung 4 direkt auf das Dokument 2 geformt, und nicht als separates Merkmal geformt und dann als Ganzes aufgebracht wird. Optional muss eine der Komponenten 4a, 4b nicht transparent sein und kann daher von einer trübende Schicht 7a, 7b bedeckt sein.
Trübende, von einem darunter liegenden Substrat 8 getrennte Schichten 7a, 7b sind nicht zwangsläufig erforderlich, wenn das Substrat 8 opak ist (wie zum Beispiel Papiersubstrate).
1b bis 1e umfassen ein weiteres Sicherheitsmerkmal 6, das zum Beispiel ausgewählt werden kann aus: Fenster; diffraktive optische Geräte; Hologramme; optische variable Vorrichtungen, die auf Mikrolinsen beruhen; und alle anderen geeigneten Sicherheitsmerkmale, und das sich je nach Notwendigkeit und/oder Wunsch innerhalb der Fenster- oder Halbfensterbereiche des Substrats 8 befinden kann (1b, zum Beispiel, zeigt das weitere Sicherheitsmerkmal 6, das sich in einem Fensterbereich befindet, und Figur 1c zeigt ein weiteres Sicherheitsmerkmal, das sich in einem Halbfensterbereich befindet). Ähnlich wie die optische Vorrichtung 4 kann das weitere Sicherheitsmerkmal 6 einer Folie entsprechen, die auf eine Oberfläche des Dokuments 2 aufgebracht ist (zum Beispiel wie in 1d dargestellt). Ein weiteres Sicherheitsmerkmal 6 kann sich auch innerhalb desselben Fenster- oder Halbfensterbereichs des Dokuments 2 wie die optische Vorrichtung 4 befinden.
Allgemein gibt es eine Vielzahl von Techniken zum Integrieren der optischen Vorrichtung 4 wie hier beschrieben in ein Dokument 2. Zum Beispiel kann die optische Vorrichtung 4 separat auf das Substrat 8 des Dokuments 2 geformt werden (zum Beispiel als eine Folie), die anschließend auf das Substrat 8 aufgebracht wird. Ein weiteres Beispiel ist das Formieren der optischen Vorrichtung 4 direkt auf das Substrat, zum Beispiel durch Druck- oder Prägeverfahren. Für die Zwecke dieser Offenbarung wird angenommen, dass die optische Vorrichtung 4 direkt auf das Dokument 2 geformt wird und als solches das Substrat 8 des Dokuments 2 als ihr Substrat teilt.
Unter Bezugnahme auf die 2a und 2b wird die optische Vorrichtung 4 gemäß einer Ausführung dargestellt. Die optische Vorrichtung 4 umfasst eine Anordnung sphärischer und asphärischer (nicht dargestellt) Mikrolinsen 10, die durch ein Prägeverfahren unter Verwendung einer strahlungshärtbaren Tinte, wie in der PCT-Veröffentlichungsnummer WO 2008/031170 A1 des Antragstellers offenbart, geformt werden können. 2a zeigt eine Seitenansicht des Substrats 8, und 2b zeigt eine Draufsicht.
Wie in 2b dargestellt definiert das Layout der Mikrolinsen 10 ein erkennbares Bild 12 (in diesem Fall ein großes „A”). Dadurch wird zusätzliche Sicherheit für bestehende Mikrolinsen-Anordnungen bereitgestellt, die einfach nur vierseitige geometrische Formen sind, das heißt quadratisch oder rechteckig.
Die 9a und 9b zeigen Anordnungen der geprägten Mikrolinsen 90 nach dem Stand der Technik auf einem Foliensubstrat 92 (9a) und einem Dokumentsubstrat 94 (9b). Wie zu sehen ist, erstrecken sich die Mikrolinsen 90 nach dem Stand der Technik von zumindest einer Seite 95 des Substrats 92, 94 zur gegenüberliegenden Seite 96. Im Fall des Foliensubstrats 92 erstrecken sich die Mikrolinsen 90 über das gesamte Foliensubstrat 92. In jedem Fall stellt die Anordnung der Mikrolinsen 90 kein erkennbares Bild dar, da sich die Anordnung der Mikrolinsen 90 nicht komplett innerhalb der Kanten des Substrats 92, 94 befindet (und sich nicht bis zu diesen hin erstreckt).
Die Mikrolinsen 10, die das erkennbare Bild 12 definieren, sind selektiv an Positionen geformt, die den Gitterpositionen auf einem Standardgitter 20, wie in den 3a und 3b dargestellt, entsprechen. Das Standardgitter 20 entspricht einer regelmäßigen Anordnung von möglichen Gitterpositionen 22 (jede Gitterposition 22 ist als gestrichelte Kontur einer sphärischen Mikrolinse dargestellt). Das dargestellte Standardgitter 20 ist als rechteckiges Raster dargestellt, es versteht sich jedoch, dass jedes regelmäßige Raster verwendet werden kann (wie zum Beispiel eines der fünf zweidimensionalen Bravais-Gitter). Alternativ entspricht das Standardgitter 20 einem nicht regelmäßigen Gitter, das optional mithilfe irgendeines von mehreren bekannten Mitteln vorbestimmt werden kann, zum Beispiel entsprechend eines regelmäßigen oder periodischen Abstandswechsels. Das erkennbare Bild 12 wird dann durch das selektive Platzieren der Mikrolinsen 10 auf den Gitterpositionen 22 entsprechend dem beabsichtigten Bild erzeugt. Wie in 3b dargestellt, ist das erkennbare Bild 12 ein A”.
Typischerweise wird für das Formen der Anordnung der Mikrolinsen 10 durch Prägen eine Unterlegkomponente hergestellt. Für die Herstellung der Unterlegkomponente kann die E-Strahl-Lithografie (Elektronenstrahllithografie) besonders nützlich sein, da sie die präzise Steuerung der Formierung und Platzierung der Mikrolinsen 10 ermöglicht. Alternativ kann eine geeignete Prägeoberfläche mit den erforderlichen negativen Reliefstrukturen eingraviert werden. Zum Beispiel kann ein Diamantgriffel zum Eingravieren direkt auf einen Metallzylinder, der für die lineare Anwendung in einem Tiefdruckverfahren geeignet ist, verwendet werden.
Unter Bezugnahme auf die Ausführungsform von 4a werden die Mikrolinsen 10 verwendet, um einen Moiré-Effekt bereitzustellen. Ein Moiré-Effekt wird erzeugt, wenn sich die Mikrolinsen 10 überlagern und auf einem Gitter aus Mikrobildern 14 bündeln. Der Abstand der Mikrobilder ist annähernd aber nicht gleich dem Abstand der Mikrolinsenpositionen 22 und/oder das Gitter der Mikrobilder 14 und das Standardgitter 20 sind aufgrund von Rotation gegenseitig verschoben (nicht dargestellt). Das Standardgitter 20 und das Gitter der Mikrobilder 14 sind vom gleichen Rastertyp. Allgemeine Moiré-Verfahren und -Muster mit regelmäßigen quadratischen und rechteckigen Anwendungen sind im Fach hinreichend bekannt.
Da Mikrolinsen 10 selektiv auf dem Standardgitter 20 positioniert sind, erscheint der Moiré-Effekt „begrenzt” innerhalb der Kontur des erkennbaren Bildes 12. Dadurch wird im Vergleich zu Moiré-Anordnungen nach dem Stand der Technik ein verstärkter visueller Effekt bereitgestellt, da der durch Moiré verstärkte Effekt mit dem erkennbaren Bild 12 kombiniert wird.
4b zeigt eine Umsetzung der Ausführungsform von 4a, in der die Mikrobilder des Gitters aus Mikrobildern 14 in ihrer Gesamtheit gedruckt sind. Die Mikrobilder, die in Bereichen ohne entsprechende Mikrolinsen 10 gedruckt sind, sind daher möglicherweise für einen Benutzer sichtbar, wobei sie eine interessante Juxtaposition zwischen den sich bewegenden vergrößerten Moiré-Bildern und den Mikrobildern bereitstellen.
4c zeigt eine weitere Umsetzung, in der Mikrobilder nur in Positionen gedruckt werden, die den Positionen der Mikrolinsen 10 entsprechen. Diese Umsetzung ist möglicherweise noch schwieriger zu fälschen, da hierfür eine genaue Erfassung zwischen den gedruckten Mikrobildern und den Mikrolinsen 10 erforderlich ist.
5 zeigt eine weitere Ausführungsform, die manchmal als versteckte oder verdeckte Anordnung bezeichnet wird, in der Mikrolinsen 10 und Mikrobilder nicht fest zueinander positioniert sind. Damit ein Benutzer den Moiré-Vergrößerungseffekt beobachten kann, müssen die Mikrolinsen 10 in eine Position gebracht werden, in der sie die Mikrobilder überlagern. Ein Benutzer ist dann in der Lage, die Mikrolinsen 10 und Mikrobilder in Bezug aufeinander zu bewegen (entweder eine relative Querbewegung oder eine relative Rotationsbewegung oder beides) und/oder die beiden Lagen zu kippen und so eine relative Bewegung und/oder Rotation und/oder Erweiterung des vergrößerten Moiré-Bildes zu bewirken. Trotz der Bewegung des vergrößerten Moiré-Bildes ist es immer noch innerhalb der Grenze des erkennbaren Bildes eingeschränkt. Wenn sich die Mikrolinsen 10 und die Mikrobilder in verschiedenen Teilen desselben Dokuments 2 befinden (wie in 1e dargestellt), kann eine Sicherheitsanordnung mit „Selbstkontrolle” erzeugt werden.
In einer Umsetzung dieser Ausführungsform erstreckt sich die Anordnung der Mikrobilder über einen größeren Oberflächenbereich als die Mikrolinsen 10, so dass es für den Benutzer nicht erforderlich ist, die beiden Schichten exakt auszurichten. Wenn der Benutzer die kombinierten Schichten kippt und/oder die Schichten in Bezug aufeinander bewegt, ist ein Moiré-Effekt zu sehen.
6a und 6b zeigen eine Ausführungsform, die sich eines Kontrastwechseleffekts bedient. Diese Ausführungsform verwendet denselben Abstand zwischen den Mikrobildern wie das Standardgitter 20. Gemäß der dargestellten Umsetzung ist jedes Mikrobild 14 so konfiguriert, dass ungefähr die Hälfte der mit dem Mikrobild 14 assoziierten Fläche mit einer ersten Farbe (z. B. Schwarz) gefärbt ist, und die andere Hälfte mit einer zweiten Farbe (z. B. Weiß) gefärbt ist. Für eine alternative Umsetzung, die nicht dargestellt ist, ist es nicht erforderlich, dass jedes Mikrobild 14 zur Hälfte aus einer Farbe und zur Hälfte aus einer anderen zusammengesetzt ist, und die stattdessen andere Farboptionen erlaubt. Diese Ausführungsform kann besonders geeignet sein für Anordnungen, in denen die Mikrolinsen 10 und Mikrobilder 14 separat positioniert sind, so dass sie, wie zuvor in Bezugnahme auf 5 beschrieben, zusammengebracht werden müssen; in diesem Fall sind die Mikrobilder 14 über einen größeren Bereich gedruckt als der Bereich, der von den Mikrolinsen 10 bedeckt ist, wie in 6b dargestellt. Es versteht sich, dass eine der Farben keine gedruckte Tinte oder eine transparente Tinte darstellen kann, so dass die Farbe die Farbe des darunter liegenden Substrats 8 (oder die Farbe der trübenden Schicht 7a, 7b) darstellt.
Es kann eine Schutzschicht 24 auf die nach Außen zeigende Oberfläche der Mikrolinsen 10 aufgebracht werden, wie in 7 dargestellt. Die Schutzschicht 24 kann einen zusätzlichen Vorteil des „Abflachens” der nach Außen zeigenden Oberfläche bereitstellen, so dass die Mikrolinsen 10 taktil nicht von den Nicht-Mikrolinsenbereichen 10 der Oberfläche zu unterscheiden sind.
Es ist vorgesehen, dass andere Mikrolinsen 10 verwendet werden können; so wird zum Beispiel, wie in den 8a und 8b dargestellt, eine Anordnung von zylindrischen Mikrolinsen 10 gezeigt, die so konfiguriert sind, dass sie ein erkennbares Bild (ein Stern in 8a, ein „A” in 8b) bereitstellen. In der in 8a dargestellten Umsetzung sind die zylindrischen Mikrolinsen 10 in einer regelmäßigen Anordnung mit abgeflachten oder entfernten Bereichen eingesetzt, wobei sie das erkennbare Bild definieren. In der Umsetzung von 8b sind die zylindrischen Mikrolinsen 10 mit einer festen Länge geformt, und die Mikrolinsen 10 sind selektiv auf Positionen innerhalb eines Standardgitters 20 gemäß den beschriebenen Ausführungsformen mithilfe von sphärischen Mikrolinsen 10 geformt.
Es können Modifikationen und Verbesserungen integriert werden, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen. Zum Beispiel können die hier beschriebenen refraktiven Mikrolinsen durch diffraktive und/oder Fresnel-Linsen ersetzt werden.

Claims

Eine optische Vorrichtung, bevorzugt eine Sicherheitsvorrichtung für ein Dokument, die eine Anordnung von Mikrolinsen und eine Anordnung von Mikrobildern umfasst, wobei die Anordnung der Mikrobilder bei Betrachtung durch die Anordnung von Mikrolinsen für das Bereitstellen eines optisch variablen Effekts konfiguriert ist, und wobei die Anordnung der Mikrolinsen durch die Anwesenheit oder Abwesenheit der Mikrolinsen in einem regelmäßigen Gitter unabhängig vom optisch variablen Effekt ein erkennbares Bild definiert.
Optische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der optisch variable Effekt ein Moiré-Effekt ist oder wobei der optisch variable Effekt ein Kontrastwechseleffekt ist.
Optische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das erkennbare Bild durch die Anwesenheit der Mikrolinsen definiert wird.
Optische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei ein komplettes Gitter an Mikrolinsenpositionen bestimmt wird, und Mikrolinsen selektiv an Gitterstellen des kompletten Gitters platziert werden, wodurch das erkennbare Bild erzeugt wird.
Optische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei sich die Anordnung der Mikrobilder über einen größeren Bereich als die Anordnung der Mikrolinsen erstreckt.
Optische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei sich die Anordnung der Mikrolinsen fest gegenüber der Anordnung der Mikrobilder befindet, bevorzugt auf den gegenüberliegenden Seiten eines zumindest hauptsächlich transparenten Substrats.
Optische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei sich die Anordnung der Mikrolinsen separat zur Anordnung der Mikrobilder befindet, so dass die Anordnungen in eine überlagernde Beziehung gebracht werden müssen, damit man den optisch variablen Effekt betrachten kann, wobei sich die Anordnungen bevorzugt in verschiedenen Bereichen eines Substrats befinden.
Optische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Mikrolinsen sphärische oder asphärische Mikrolinsen sind oder wobei die Mikrolinsen zylindrische Mikrolinsen sind.
Optische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Mikrolinsen selektiv fehlende zylindrische Mikrolinsen sind, die dadurch das erkennbare Bild definieren.
Dokument, bevorzugt ein Sicherheitsdokument und noch mehr bevorzugt eine Banknote, das die optische Vorrichtung von Anspruch 1 umfasst.
Dokument nach Anspruch 10, wobei sich die Anordnung der Mikrolinsen fest gegenüber der Anordnung der Mikrobilder innerhalb eines Fenster- oder Halbfensterbereichs des Dokuments befindet.
Dokument nach Anspruch 10, wobei sich die Anordnung der Mikrolinsen in einem Fensterbereich des Dokuments befindet, und sich die Anordnung der Mikrobilder separat zur Anordnung der Mikrolinsen befindet, so dass das Dokument manipuliert werden muss, zum Beispiel durch Falten und/oder Verdrehen, um die Anordnung der Mikrobilder und die Anordnung der Mikrolinsen in eine überlagernde Beziehung zu bringen, um den optisch variablen Effekt zu betrachten.
Dokument nach Anspruch 12, wobei sich die Anordnung der Mikrobilder in diesem Fall über einen größeren Oberflächenbereich des Dokuments als die Anordnung der Mikrolinsen erstreckt.