安全元件，安全系统及所用的制造方法

专利名称：安全元件，安全系统及所用的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种安全元件，一种安全系统及所用的制造方法。
背景技术：
需要保护的物体经常配备一安全元件或安全系统，该安全元件或安全系统实现该物体的授权检查，同时作为免受未经授权复制的保护措施。所述需要保护的物体例如为防伪纸，身份证明以及有价值的文件(举例而言如， 钞票、芯片卡、护照、身份证、徽章卡、股票、债券、契约、凭证、支票、门票、信用卡、医疗卡等等)以及产品认证元件，举例而言如标签、印章、包裹。因此，所述安全元件，例如可用于盖在被保护物体的开口，以使安全元件从被保护的物体的正面及背面均为可见。为了达到这个目的，安全元件可分别在其两侧具有数个并排放置的微透镜作为分别聚焦到一共同的微观结构平面的查看元件，从而如具有不同放大倍数及不同动态行为的相同的微观结构物体从其两侧可感知。与仅能从一侧观察并由此仅在一侧具有微透镜的安全元件相比，不利地造成所述安全元件具有非常大的总厚度。

发明内容
在这些前提下，本发明的目的是提供用于防伪纸，有价值的文件或类似物的安全元件，可在该安全元件的两侧上成像一微观结构物体，并同时与到目前为止已知的在两侧上成像微观结构物体的安全元件相比具有更薄的厚度。根据本发明，本发明的目的可通过一种用于防伪纸、有价值的文件或类似物的安全元件来达成，该安全元件具有载体，该载体具有上侧及下侧，且包含数个反射第一微观成像元件，呈第一图案平坦地排列，以及第二微观成像元件，呈第二图案平坦地排列；第一微观结构物体，包含数个第一微观结构，以第一微观结构图案排列，从而适于第一图案， 其中该第一图案是第一微观结构物体凭借第一微观成像元件以放大的方式在上侧的前方成像；以及第二微观结构物体，包含数个第二微观结构，以第二微观结构图案排列，从而适于第二图案，其中该第二图案是第二微观结构物体凭借第二微观成像元件以放大的方式在下侧的前方成像。通过使用反射第一微观成像元件，可减少所述安全元件的总厚度，因为反射微观成像元件的焦距明显小于可与其相比较的微透镜的焦距。第一及第二微观成像元件可位于相对于微观结构物体的相同侧。尤其是，第一及第二微观成像元件可以位于相同的平面。这导致了安全元件厚度的降低，并简化了制造。当制造微观成像元件必须使用压印步骤时，可以同时对第一及第二微观成像元件执行上述步
马聚ο所述微观结构也可位于相同的平面，这再次使得安全元件的厚度降低。第一及第二微观成像元件最好配置为聚焦成像元件。所述微观成像元件可如此配置并排列，以使焦点位于相同的平面，这便于两个微观结构物体的制造，因为它们只在一个平面中制造。尤其是，第一微观成像元件可配置为微凹面镜。这同样适用于第二微观成像元件， 其也可选择配置为微透镜。至少其中之一的微凹面镜的弧形镜面与至少其中之一的微透镜的至少一弧形边界面最好是弯曲的球形。然而，也可为非球面曲率。在本发明的安全元件中，第一微观成像元件的至少其中之一也可作为第二微观成像元件。这可例如通过一半透明的镜面涂层来实现。通过对第一微观成像元件分别在某些区域中真空镀膜也能实现相似的效果。所述第一微观成像元件如以低于眼睛解析能力尺寸的网格形式被真空镀膜。在镜面涂层区域中，成像元件作为反射第一成像元件，而在通过真空镀膜的透明区域中，成像元件作为第二成像元件。通过真空镀膜的透明区域因此可配置为，例如，针孔光圈(当反射第一成像元件被配置为圆柱形凹面镜时，例如，配置为狭缝光圈)。所述光圈最好作为非焦距微观成像元件。将在下文中结合实施例进行描述的一波纹放大排列方式的情况中，光圈的网格与反射第一成像元件的网格不需要匹配。也将会在下文结合实施例进行描述的一模数放大排列方式的情况中，网格单元已经由反射第一成像元件的网格或光圈的网格定义，从而至少光圈的网格的周期或反射第一成像元件的网格的周期进而被同样定义。在结合通过真空镀膜的透明区域的所述实施例中，微观结构物体两者最好均通过相同的结构来实现。此外，可部分地以真空镀膜的方式真空镀膜一个或数个第一微观成像元件，藉以各个微观成像元件的真空镀膜的区域作为反射元件，而镜面涂层的区域分别作为凹面镜。在安全元件中，第一及/或第二微观成像元件可以嵌入载体中。这提供了一个非常紧凑的安全元件。微观结构物体可包括不同的结构或相同的结构。微观结构物体及微观成像元件可如此设计成为当从上侧及下侧观看时，相同或不同的主题图案具有相同或不同的动态行为或放大行为的结果。尤其是，微观成像元件可如此设计成为当从载体的一侧观看时，相同的主题图案似乎位于载体的后面，当从另一侧观看时，其似乎位于载体的前面，从而大大地加强了主题图案的三维效果。为了制造微观成像元件及微观结构，可以使用已知的微观结构法，举例而言如，压印方法。因此，例如，使用从半导体加工(光刻、电子束光刻、激光蚀刻等等)中已知的方法， 光阻材料中合适的结构可以被曝光，有可能被精制、成型，并被用于加工压印的工具。用于压印至热塑性塑料箔或压印至涂层有辐射固化漆箔内的已知方法尤其适合制造大表面。所述载体最好具有连续涂敷并选择性构造的数层，及/或由数个部分组合而成。安全元件尤其可配置为一安全线程、撕裂线程、安全带、安全条、补丁或配置为应用于一防伪纸、有价值的文件或类似物的标签。尤其是，安全元件可以跨越透明区域或凹处，以使第一微观结构物体从安全元件的一侧是可见的，以及第二微观结构物体从其另一侧是可见的。“防伪纸”一词在这里尤其被理解为尚未循环的有价值的文件的前身，其除了具有本发明的安全元件之外，例如，也进一步具有授权特征(举例而言如，在体积内提供萤光物质)。有价值的文件在这里一方面被理解为从防伪纸中产生的文件。另一方面，为了使有价值的文件具有不能复制的认证特征，有价值的文件也可以为提供了本发明安全特征的其它文件及物体，藉以使其可检查授权并同时防止不必要的复制品。微观成像元件的尺寸以及微观结构的尺寸最好选为低于人眼的解析能力。尤其是，尺寸可以在Iym至50μπι或者3μπι至50μπι的范围内。第一及第二图案以及第一及第二微观结构图案可被配置为一六角形网格或也可配置为一多边形网格，举例而言如，一矩形或平行四边形网格。本发明进一步提供一种用于防伪纸、有价值的文件或类似物的安全系统，其特征在于，该安全系统具有第一载体，该第一载体具有上侧及下侧，且包含数个反射第一微观成像元件，以第一图案平坦地排列，所述元件具有与其相关的第一物体平面区域，以及第二微观成像元件，以第二图案平坦地排列，所述元件具有与其相关的第二物体平面区域；第一微观结构物体，包含数个以第一微观结构图案排列的第一微观结构；第二微观结构物体，包含数个以第二微观结构图案排列的第二微观结构；以及第二载体，其中，两个微观结构物体中的其中之一连接至第二载体，两个微观结构物体的其中之另一连接至第一或第二载体， 第一微观结构图案如此适于第一图案，其中该第一图案是当第一微观结构物体位于第一物体平面区域时，第一微观结构物体凭借第一微观成像元件以放大的方式在第一载体的上侧的前方成像，以及第二微观结构图案如此适于第二图案，其中该第二图案是当第二微观结构物体位于第二物体平面区域时，第二微观结构物体凭借第二微观成像元件以放大的方式在第一载体的下侧的前方成像。由于反射第一微观成像元件，第一载体的厚度可以保持很小。第一及第二微观成像元件以及第一及第二微观结构物体可以如同本发明安全元件的相同方式开发。在安全系统中，第一载体可以如同安全元件的相同方式配置，例如，配置为一安全线程、撕裂线程、安全带、安全条、补丁或应用于一防伪纸、有价值的文件或类似物的标签。 这同样适用于第二载体[sic]。尤其是，第一及第二载体可应用于相同的防伪纸、有价值的文件或类似物。因此，它们可应用于，例如彼此分离的银行钞票，藉以通过银行钞票的弯曲， 折痕或折迭，影响第一或第二物体平面区域中第一或第二微观结构图案的所需排列方式， 以便以放大的方式成像第一或第二微观结构物体。再者，本发明提供一种用于防伪纸、有价值的文件或类似物的安全元件的制造方法，其特征在于，该制造方法包括制造载体，该载体具有上侧及下侧，且包含数个反射第一微观成像元件，以第一图案平坦地排列，以及第二微观成像元件，以第二图案平坦地排列； 制造具有数个第一微观结构的一第一微观结构物体，以第一微观结构图案排列，从而适于第一图案，其中该第一图案是第一微观结构物体凭借第一微观成像元件以放大的方式在上侧的前方成像；以及制造具有数个第二微观结构的第二微观结构物体，以第二微观结构图案排列，从而适于第二图案，其中该第二图案是第二微观结构物体凭借第二微观成像元件以放大的方式在下侧的前方成像。本发明的制造方法可以如此开发，从而制造安全元件的所述最佳配置结构和实施例。
再者，本发明提供一种防伪纸、有价值文件或类似物用安全系统的制造方法，该制造方法包括制造第一载体，该第一载体具有上侧及下侧，且包含数个反射第一微观成像元件，以第一图案平坦地排列，所述元件具有与其相关的第一物体平面区域，以及第二微观成像元件，以第二图案平坦地排列，所述元件具有与其相关的第二物体平面区域；制造第一微观结构物体，包含数个第一微观结构，以第一微观结构图案排列；制造第二微观结构物体， 包含数个第二微观结构，以第二微观结构图案排列，两个微观结构物体的其中之一连接至第二载体，而两个微观结构物体的其中之另一连接至第一载体或第二载体，其中，第一微观结构图案如此适于第一图案，其中该第一图案是当第一微观结构物体位于第一物体平面区域时，第一微观结构物体凭借第一微观成像元件以放大的方式在第一载体的上侧的前方成像，以及第二微观结构图案如此适于第二图案，其中该第二图案是当第二微观结构物体位于第二物体平面区域时，第二微观结构物体凭借第二微观成像元件以放大的方式在第一载体的下侧的前方成像。本发明的制造方法可以如此开发，从而制造安全系统的所述最佳配置结构和实施例。此外，本发明提供具有本发明(或其变型的其中之一)安全元件或具有本发明安全系统的载体至少其中之一的一种有价值的文件以及一种防伪纸。显然，在不超过本发明的范围的前提下，上述提到的特征以及后面将要解释的特征不仅适用于所述的结合，而且也适用于其它结合，或者适用于单独使用的状态。


图1为说明本发明中具有安全元件1的银行钞票的平面图；图2为说明图1中沿线A-A截面部分的放大部分；图3为说明根据图2中本发明安全元件的进一步实施例的截面图；图4为说明用于解释自检验图1的银行钞票的侧视图；图5为说明根据图2中本发明安全元件的进一步实施例的截面图；图6为说明根据图2中本发明安全元件的进一步实施例的截面图；图7为说明根据图2中本发明安全元件的进一步实施例的截面图；图8为说明图7中从方向P2观看微透镜9’左侧区域的安全元件的放大平面图；图9为说明根据图8中图7安全元件的改进实施例的放大平面图；图10为说明根据图8中图7安全元件的进一步改进实施例的放大平面图；图11为说明根据图2中本发明安全元件进一步实施例的截面图；图12为说明根据图2中本发明安全元件进一步实施例的截面图；图13为说明本发明安全元件的两侧实施例的截面图；以及图14为说明本发明安全元件的进一步两侧实施例的截面图。
具体实施例方式在如图1所示的实施例中，本发明的安全元件1如此与银行钞票2结合，使得安全元件1从图1所示的银行钞票2的前面及从银行钞票2的背面均是可见的。如图2描述的截面部分所示，其显示沿图1截线A-A的安全元件1 一部分的放大形式。安全元件1包括载体3，该载体3在其上侧4压印第一及第二微观结构5，6 ；以及在其下侧7的某些部分压印数个微凹面镜8及数个微透镜9。图2的截面图以及本发明安全元件1的进一步实施例的所有进一步的截面图是为了更好地描述，而不是表示真正的比例。此外，为了使相应的安全元件1的结构能够更加清楚地描述，阴影有时被省略。微凹面镜8在固定的几何网格中(这里例如，六角形网格)排列在垂直于图2的绘图平面的一平面，因此，呈第一图案平坦地排列。构成第一微观结构物体或图像Ml的第一微观结构5在固定的几何网格中(这里例如，六角形网格)同样排列在垂直于图2的绘图平面的一平面，因此呈第一微观结构图案平坦地排列，藉以第一微观结构图案如此适于第一图案，并且第一微观结构图案与第一图案彼此相对，以致于从上侧(箭头Pl方向)观看安全元件1时，第一微观结构5与微凹面镜8—起构成模数放大方案。这种模数放大方案的基本原理描述在例如WO 2009/000528A1 中，所述文件的所有内容也包含于此，从而本发明的第一微观结构物体Ml相当于根据WO 2009/000528A1例如技术方案的主题图案成像。因此，在从上侧方向(箭头Pl方向)观看时，观看者感知第一微观结构物体Ml以放大的形式作为第一安全特征(根据WO 2009/000528A1作为“所需的图像”)。第一微观结构物体Ml可包括例如字母P。当然，第一微观结构5的第一微观结构图案与微凹面镜8的第一图案也可相互协调，以提出波纹放大方案。例如在WO 2006/087138A1中描述波纹放大方案的基本原理，所述文件的所有内容也包含于此。此外，微透镜9在固定的几何网格中(例如，六角形网格或平行四边形网格)排列在垂直于图2的绘图平面的一平面，从而呈第二图案平坦地排列。构成第二微观结构物体或图像M2的第二微观结构6在固定的几何网格中(这里例如，六角形网格或平行四边形网格)同样排列在垂直于图2的绘图平面的一平面，从而呈第二微观结构图案平坦地排列。第二微观结构图案与第二图案彼此相互适应，并且彼此相对，以致于当从下侧7 (即，箭头P2 的方向)观看安全元件1时，再次提出模数或波纹放大方案。观看者可因此感知第二微观结构物体M2作为第二安全特征(例如，作为字母L)，藉以安全元件1最好配置为两个不同的安全特征。当然，两个安全特征也可能相同。在图2所示的结构中，载体3包括PET箔10，该PET箔10被涂敷有具有第一及第二微观结构5，6的辐射固化漆(例如，UV漆)的第一层11。微观结构5，6可以用已知的方法制造，例如，通过压印UV漆11，随后印刷以及刮掉油墨。作为进一步着色的方法，可使用某种油墨转移方法或者微凹印技术，例如描述在PCT/EP2008/010739或W02008/000350中， 在这个方面，上述文件所揭露的内容均包含在本申请的范围内。在PET箔10的下侧，形成辐射固化漆(例如，UV漆)的第二层12，其中，微凹面镜 8的负片形式及微透镜9的形式被压印。为了制造微凹面镜8，背向PET箔10的第二层12 的一侧被涂上一层镜面涂层13(例如，金属化)。微凹面镜8因此配置为回面镜。每一个微凹面镜8的镜面涂层13的内侧，或者微凹面镜8的压印形状，这里具有曲率半径为38 μ m以及高度hi大约为3 μ m的一球冠形状。这里，第二层12的最大厚度 (从微凹面镜8的顶点至PET箔10)达到5 μ m, PET箔10具有12 μ m的厚度，并且包括微观结构5，6的层11的高度h2达到2μπι。由于微凹面镜8的曲率半径达到38 μ m，微凹面镜8具有19 μ m的焦距。由于所述结构，第一微观结构5与微凹面镜8之间间隔19 μ m，从而与微凹面镜8的焦点位于相同的平面，从而影响了用于制造第一安全特征的第一微观结构5所需的放大成像。微凹面镜8 的焦点位于的平面区域也可被指定为第一物体平面区域，并且在这里属于形成第一微观结构5上侧4的部分。微透镜9的凸侧14同样具有球冠形状，藉以这里曲率半径达到大约6. 3 μ m，然而， 使得微透镜9的焦距同样为19 μ m，从而可能为第二安全特征所需的成像。微透镜9的焦点位于的上侧4的部分也可被指定为第二物体平面区域。凸侧的球冠的高度再次达到3 μ m。 微凹面镜8的高度与微透镜9的高度因此在这里相同。当然高度也可不同。应该指出的是，在此及下文中仅通过实施例的方式理解规定的尺寸值。其它值最终取决于如使用的材料，图案尺寸。这也同样适用于这里所描述的所有其它实施例。如图2所示的射线轨迹，微凹面镜8通过载体3的上侧4造成第一微观结构5的放大成像，并且因此在上侧4的前方，从而观看者在箭头Pl的方向观看安全元件1时，可通过波纹或模数放大而感知第一微观结构物体Ml为第一安全特征。凭借微透镜9，通过载体3的下侧7影响了第二微观结构6的放大成像，并且因此在下侧7的前方，如射线轨迹所示，从而观看者在箭头P2的方向观看安全元件1时，可通过波纹或模数放大而感知第二微观结构物体M2为第二安全特征。本发明的安全元件1因而提供观看者不同的光学安全特征或信息，取决于观看者在载体3的上侧4观看还是在载体3的下侧7观看。由于第一及第二微观结构5，6位于第一平面，而微凹面镜8及微透镜9位于第二平面，因此可提供非常紧凑的安全元件1一较小的总厚度。当微透镜9及微凹面镜8位于相同的平面时，微透镜9与微凹面镜8之间的相位可以定向的方式调整。当从观看方向Pl可见的信息被定义为与从观看方向P2可识别的信息相关时，这是有用的。图3所示为本发明安全元件1第二实施例的截面图，藉以在这里以及随后的所有实施例中，相同的元件被指定为相同的附图标记，对其描述参考上述的符号。图3中的安全元件1与图2中安全元件1的不同之处在于微透镜9的凸侧14的曲率半径。曲率半径在这里与微凹面镜8 一样大，因此达到38 μ m,这导致焦距大约为115 μ m。 如图3所示的示意图中，微透镜9的焦点及第二物体平面区域因此不再位于安全元件1内， 而是位于虚线所描绘平面E的外部。微透镜9在这种情况下可以使用如自检验，通过在与安全元件1分离的一位置放置银行钞票包含的第三微观结构物体或图像15 (图1)，在平面E中安全元件1的载体3上侧4的前方，通过例如，银行钞票1的弯曲，折痕或折迭(图4)，以便于微观结构物体15之后凭借微透镜9以放大的形式通过下侧7成像。第三微观结构物体15可以有，例如，以相同的方式如第二微观结构6，第三微观结构以网格的形式排列(图未示)，从而第三微观结构物体15凭借微透镜9以放大的形式成像做为第三安全特征(例如，做为数字100，其相当于银行钞票的值)。因此，当根据图4观看弯曲或折迭的银行钞票2的下侧时(根据箭头P2的方向观看)，观看者可感知第三安全特征。第三微观结构物体15与上侧4之间的距离是这样的，由观看者根据经验自动地调整微透镜9的焦距，从而在平面E中可定位第三微观结构物体15。当然，为了凭借微透镜9通过下侧7造成放大成像，也可在平面E中安全元件1上侧4的前方排列更多银行钞票的第三微观结构图像15 (图未示)，从而可以进行银行钞票1 的相互检验。更多的银行钞票的第三微观结构图像15在这种情况下与安全元件1 一同形成安全系统。由于第二微观结构6不能由微透镜9清楚地表示(它们距离微透镜9的焦点太远)，当然，在图3的实施例中第二微观结构6也可被省略。因此，第二微观结构仅由虚线描
fe ο或者，到目前为止也可能在实施例中详尽地解释以部分透明的方式涂层凸侧14， 从而当观看方向为箭头Pl的方向时，部分透明的涂层的凸侧14因此可作为微凹面镜，如果第二微观结构6形成，则以放大的形式在前侧4的前方成像。在图5所示的截面部分，显示具有与图3实施例相同几何尺寸的安全元件1的进一步实施例。然而，在图5的实施例中，整个下侧7被半透明地镜面涂层，以使形成的微观成像元件16分别作为微凹面镜及微透镜。微观成像元件16的多重态因此作为反射(从载体3的上侧4观看)及折射(也是从载体3的下侧7观看)两者。因此，第一微观结构5 可以延伸到上侧4的更大面积。由于第一微观结构5与作为折射微观成像元件16的焦点充分地分离，因此第一微观结构5不妨碍折射成像。连续的线条所示的射线轨迹表示反射效果，而虚线的射线轨迹表示折射效果。此外，这再次显示了微观成像元件的焦点所在平面E中具有折射效果。当然，并不是所有的微观成像元件16都需要半透明地镜面涂层。某些微观成像元件16可能一点也不涂抹镜面涂层，使得它们作为精密的微透镜9，而镜面涂层某些微观成像元件16，这样它们仅做为微凹面镜8。当微观成像元件作为位于低于眼睛解析能力的反射或折射表面区域时，可获得与全表面半透明镜面涂层的情况相类似的效果。图6显示了本发明安全元件1的实施例，其中安全元件1被插入箔复合银行钞票 2中。这里，载体3的上侧4通过层压黏合剂的第一黏着层17连接至银行钞票2的背面箔 18。载体3的下侧7通过层压黏合剂的第二黏着层19连接至银行钞票2的正面箔20，藉以层压黏合剂仅涂敷在微凹面镜8的区域，而不是涂敷在微透镜9的区域。然而，如此不会不利地改变微透镜9的光学成像性质。当然，可能给整个下侧7以及在微透镜9的区域提供层压黏合剂，以使安全元件1 与正面箔20结合在一起。为此，仅仅有必要使用具有相对于透镜材料的合适折射率差的层压黏合剂，以使微透镜在银行钞票2的安全元件的插入状态中仍具有合适的焦距。在图6所示的实施例中，微透镜9的焦距被定义，以致于它仅仅在背面箔18的另一自由侧。在这种情况下，自检验或相互检验很容易进行，因为第三微观结构物体15仅需要直接地放置于背面箔18的自由侧。在到目前为止所描述的实施例中，微凹面镜8以及微透镜9分别位于相同的平面， 因此，可能仅进行一压印步骤，以制造微凹面镜8及微透镜9。然而，也可能在不同的平面形成微凹面镜8以及微透镜9，如图7所示的截面部分。层10至12的结构与图3中的实施例相同，藉以在图7中，微凹面镜8的镜面涂层一侧用连续的线条表示，不被镜面涂层(以及在图3的实施例中凸透镜侧14)的层12的压印部分用虚线表示。对层12而言，凭借层压黏合剂21使第二 PET箔22与在其上形成的UV漆层23结合在一起，微透镜9的凸侧14被压印在UV漆层23。凸侧14具有曲率半径为18 μ m的球冠形状。从各自的球冠顶点到第二 PET箔22的距离达到10 μ m。第二 PET箔22的厚度达到 23 μ m,从第二 PET箔22到微凹面镜8顶点的层压黏着层21的厚度达到2 μ m。由于微透镜9凸侧14的曲率半径为18 μ m,微透镜9具有54 μ m的焦距，其在这里相当于凸侧14的顶点与第二微观结构6之间的距离。图7所示的安全元件1具有特性在反射成像元件8的区域中也具有折射成像元件，这里为微透镜9’。因为在微凹面镜8的不透明涂层的情况下，微透镜9’与微观结构5 在光学上彼此分离，微透镜9’在安全元件1的这个区域中不能成像第一微观结构5，因此也可省略。或者，在这些区域中可以使用其它压印结构，举例而言如，全息结构或亚光结构。图7所示的实施例可以修饰，从而微凹面镜8为部分透射地镜面涂层。此外，用虚线表示的部分为根据图7在到目前为止描述的实施例中不被镜面涂层的部分，其同样是部分透射地镜面涂层。在这种情况下，两个微观结构物体Ml及M2构成相同的微观结构物体。具有这样的配置，部分透明的微凹面镜8产生在上侧的观看方向(箭头Pl的方向)，使微观结构物体Ml ( = M2)以放大的形式显示给观看者的效果。在根据箭头P2的观看方向，微透镜9，9’产生使微观结构物体Ml( = M2)以放大形式显示给观看者的效果。微凹面镜8的微观结构5，6的网格与微透镜9，9’的网格通常不同，并且可以用如在TO 2007/076952A2中所述的方法来计算。尤其是，从而当从上侧4观看时，可以使微观结构物体Ml ( = M2)似乎位于载体的后方，而当从下侧7观看时，其似乎位于载体的前方。 或者，这种效果可以反转，以便于当从上侧4观看时，微观结构物体Ml ( = M2)似乎位于载体3的前方，当从下侧7观看时，其位于载体3的后方。这明显地加强了主题图案(微观结构物体)的三维效果。在修饰中，微观结构物体Ml ( = M2)可以排列在两个部分透射的微凹面镜(外露或内嵌)阵列之间。微凹面镜阵列与微观结构物体之间的距离可适当地选择，微观结构元件的网格与两个微凹面镜阵列的网格通常彼此不同，并可以根据如WO 2007/076952A2来计算，这样可以使所需的放大图像得到两个微凹面镜阵列中的每一个。上述实施例进一步有趣的变换，其中，对于微凹面镜8而言，图7中的虚线部分不被镜面涂层，在于其使用微凹面镜8之上的微透镜9’作为成像元件。为此，微透镜9’的曲率半径可适于与微凹面镜8之间的距离，即与相邻区域中微透镜9与微观结构6之间的距离相比较，其是减少的，以确保足够清晰的成像。然后，观看者观看所需的图像为放大的图像，并从方向P2选择地成像表示图7所示的安全元件右手边区域中的微观结构6。然而，在左手边区域，当适当地选择微透镜9’与微凹面镜8的网格时，他看到微凹面镜8放大的形式，如图8所示。为了更加清楚地说明微凹面镜8排列的平行四边形网格，微凹面镜的中心被附加地分别绘制了黑点。在这种微凹面镜阵列的描述中，对某些银行钞票来说，由于平行四边形的排列方式以及微凹面镜8的圆形轮廓，通常出现没有个别的特性。个别的特性可以制造，例如，通过具有特殊形状的微凹面镜8的轮廓制造，没有明显地削弱关于微观结构5的微凹面镜排列方式的成像特性。如图9所示，在图8中的相同形式，微凹面镜阵列具有不同尺寸的微凹面镜8。在图10中，可以看到一微凹面镜阵列，其包括具有非圆形轮廓的相同微凹面镜8。 图9及图10两个实施例中的网格与图8所示的标准配置的网格相匹配。这种方法更多的优点一除了个别的信息包含在微凹面镜8的外形中一在于所示的微凹面镜阵列完全地填充安全元件相应区域的表面。因此，从观看方向Pi识别的所需的图像，由微凹面镜8与微观结构5之间的相互作用产生，尤其强烈地出现。然而，也可能在弧形的表面区域构成的微凹面镜8之间留下平坦的表面区域，尽管这降低了光输出。关于图9及图10的两个实施例，应该注意的是，等高线不位于统一的高度水平，正如标准配置的循环地限制微凹面镜的情况(图8)。通常产生一结构复杂的“山林”效果。 在根据图9中具有尺寸不等的微凹面镜8的实施例中，此外，不同的配置可能显示其本身。 如果微凹面镜8的最高点位于相同的高度，并且所有的微凹面镜8具有相同的，例如球形， 弯曲，垂直跳跃可出现在不同尺寸的相邻微凹面镜8之间的过渡点。为了避免这种跳跃，较小的微凹面镜8的最高点可以交替地提高到位于接近微观结构5的一更高的水平。这又需要适于较小的微凹面镜8的曲率，因为较小的曲率半径比大的微凹面镜8更有必要，由于之后降低焦距的这个原因。此外，用这种方式不仅可以形成微凹面镜阵列，也可形成微透镜阵列，或者相当普遍的，具有聚焦效应的成像元件的其它排列方式，举例而言如，菲涅尔透镜。因为成像元件的外形轮廓通常对视觉外观无影响，因此个别成像元件的排列方式的设计通常可以仅使用一辅助装置(例如显微镜)来检测。这里，图7至图10所讨论的结构在这点上构成了一个例外，因为使成像元件的一种排列方式(这里为微凹面镜8)与成像元件的另一种排列方式 (这里为微透镜9)是可见的。在参考图7的进一步特别的实施例中，微凹面镜8的区域作为具有定义的宏观轮廓的表面元件不是可见的，即，用裸眼，而是具有低于眼睛解析能力的尺寸。此外，微观结构 5，6可以一致。这种安全元件在如从以网格形式真空镀膜的微凹面镜排列方式(例如，以网格形式去金属化)中产生，正如图3中被与整个表面之上的一微透镜网格结合在一起(去金属化可以产生效果，例如，用激光照射，在金属化之前用水溶性清洗油墨印刷并且在金属化后清洗，或者用光阻剂在金属化层上印刷随后蚀刻)。当从方向Pl观看这种安全元件时，在入射光方向人们凭借微凹面镜看到放大的结构5波纹或模数。在与光源相反的方向传送时，根据使用的网格，安全元件的表面出现半透明。当使用的网格在某些区域变化时，由于亮度差异可以在传送过程中产生可感知的图像，而不能在平面视图中看到。从方向P2，在与光源的相反方向传送时，人们在微透镜的帮助下看到放大的微观结构5波纹或模数，而在平面视图中主要可以出现放大的微凹面镜阵列。安全元件可能的延伸通过结合一附加的元件获得，例如，一印刷的图像，在微凹面镜8与微透镜9之间。所述的元件被有利地设计，以致于不会，或者不会大幅地削弱微透镜的功能。图11显示图7至图10实施例的修饰，其中修饰仅使用PET箔10。在涂敷镜面涂层13之后，涂敷(例如，印刷)适当厚度的第二压印漆层24，随后压印及UV固化。
图11所示的实施例可以修饰，从而PET箔10的排列不是位于微凹面镜8与微观结构5，6之间，而是位于微凹面镜8与微透镜9之间。此外，可能分别实现图7至图11所示的结构，通过三层的微观结构5，6，微凹面镜 8以及微透镜9接连着相互压印而产生。图12所示为安全元件1的实施例，其中，在载体3的两侧形成有微凹面镜8，8’，其被压印在UV漆层12及25，并具有镜面涂层13，13’。如图12所示，上侧4及下侧7被提供有互补的微凹面镜8，8’。这里，为了不影响微凹面镜8，8’的成像，没有微凹面镜8，8’形成的上侧4的区域26及下侧7的区域27是光滑的或者是不弯曲的。在图未示的修改中，区域26及区域27也可以为如此结构，以致于与微凹面镜8，8’ 产生的所需的微观结构5，6的图像一同出现折射效果。在图未示的进一步的变换中，微观结构5，6不是位于具有微观成像元件的平面之间的一公共平面，而是位于提供有微观成像元件的构成各自的相反的平面。在这种方式下， 微观结构5可以与微观成像元件8，同时压印，并且微观结构6可以与微观成像元件8同时压印。除了这一优势之外，安全元件1的总厚度可以进一步减少。此外，具有这种结构的微观结构5与微观结构6可以具有不同的颜色。进一步的可能，如图13所示的修改中，即上侧4及下侧7完全地提供有微凹面镜 8，8’。在这种情况下，微凹面镜8，8’最好被半透明地涂层，以致于可能出现如图13所示的射线轨迹。因为微观结构构成了第一及第二微观结构物体Ml，M2，这里它们被指定为附图标记5，。在图12及图13所示的实施例中，微凹面镜8，8’如此配置，以使焦点与微观结构 5，6形成的平面一致。图14显示了安全元件1的进一步实施例，其中，仅使用微凹面镜8，8’。然而，在本实施例中，微凹面镜8，8’排列在内部以及相关的微观结构5，6的外部，以使微凹面镜8，8’
互不影响。根据图14的安全元件1可以如以下方式制造。图3的结构被使用两次，藉以每一个结构各自的整个下侧被镜面涂层。然后，这两个结构被与层压黏合剂28结合在一起，如图14所示。本发明的安全元件也可配置为安全线程29，如图1所示。安全线程29被如此与银行钞票2合并，以致于从银行钞票2的前面及从银行钞票2的背面可以看到其至少在某个部分。到目前为止所述的实施例中，微凹面镜8及微透镜9如此排列，以使它们分别位于两个相邻区域的一个区域中。也可能出现其它类型的排列方式。因此，可以提供有数个具有微凹面镜8的区域以及数个具有微透镜9的区域，例如，其交替地并排排列。具有微凹面镜8以及微透镜9的区域不需要直接地彼此相邻，考虑在它们平坦排列方式的平面示意图中，但是也可以彼此互相分离。在描述的实施例中，微凹面镜8，8’以及微透镜9被分别地描述。显然，微凹面镜 8,8'被描述为表示反射地起微观成像元件的作用，以及微透镜9表示折射地起成像元件的作用。此外，可能使用衍射元件作为反射地及/或折射地起到微观成像元件的作用，如果它们实现了所需的成像性质(以相同的或相似的方式作为微凹面镜8，8’或微透镜9)。
微观成像元件可以通过非圆柱形的微透镜或微凹面镜而形成，尤其是通过具有一圆形或多边形的有界限的基面的微透镜或微凹面镜，或者也通过延长圆柱形的透镜或圆柱形的微凹面镜，使其纵向延伸达到超过250 μ m,最好超过300 μ m,尤其是最好超过500 μ m 以及尤其是超过1mm。此外，可使用作为微观成像元件针孔光圈、狭缝光圈、配备镜面的针孔光圈或狭缝光圈、非球面透镜、菲涅尔透镜、GRIN(梯度折射率)透镜、波带板、全息透镜、凹面镜、菲涅尔镜、波带镜或具有聚焦或阻挡效应的其它元件。微凹面镜8，8’的镜面涂层13可以通过如一涂敷的金属层(例如，气相淀积)来实现。通常使用如50nm厚度的铝层。当然，也可能使用其它金属，举例而言如，银、铜、铬、 铁等，或其合金。也可交替地使用金属高折射率涂层，例如，MgF2, ZnS或Ti02。如果选择了适当的厚度，反射效应又可以通过干涉效应而额外地增加。对于ZnS而言，相应的层厚度在例如大约60nm。例如，交替地高折射率层及低折射率层的薄膜系统也可如此应用，以使层序起反射器的作用。这种层系统也可被用于测量一确定的波长。在个别的微凹面镜8，8’上可以在整个表面进行镜面涂层。然而，也可能仅在某些区域或以网格形式进行涂层，以使微凹面镜8，8’是半透明的。同时，涂层的厚度也可如此选择，以使半透明的镜面涂层目前代替为整个镜面涂层。半透明的镜面涂层在这里被理解为，尤其是一镜面涂层，其中超过至少一个微凹面镜的平均透射位于10%至90%的范围内。镜面涂层可进一步被实现为一变色涂层，其具有例如吸收体，电介质及反射器的层系统。所述层系统的变色一侧可以面对，或背对微观结构5，6。在前者的情况下，由层系统产生的颜色可适于微观结构5的颜色。此外，当涂敷例如吸收体，电介质，反射器，电介质与吸收体的层序时，可能在层系统的两侧引起变色效应。所述的变色层系统也可涂敷于整个表面之上或仅涂敷在某些区域中。在描述的实施例中，如果镜面涂层13被曝光，最好用保护漆或箔覆盖镜面涂层 13，以保护其免受有害环境的影响。这同样适用于微透镜，藉以之后其必须确保相对于透镜材料的涂层的折射率差目前是与透镜的曲率一同选择，以获得所需的焦距。如果微观结构被曝光，也可提供保护层(例如，保护漆或箔)。为了保护安全元件免受未经授权复制，这也是主要值得建议的。安全元件1也可具有更多的安全特征，举例而言如全息图，明文或其它已知的安全特征，其描述在例如WO 2009/000528A1的说明书第18页中。
权利要求
1.一种用于防伪纸、有价值的文件或类似物的安全元件，其特征在于，该安全元件具有载体(3)，该载体(3)具有上侧(4)及下侧(7)，且包括数个反射的第一微观成像元件 (8)，呈第一图案平坦地排列，以及第二微观成像元件(9)，呈第二图案平坦地排列，第一微观结构物体(Ml)，包含数个第一微观结构(5)，以第一微观结构图案排列，从而适于第一图案，其中该第一图案是第一微观结构物体(Ml)凭借第一微观成像元件(8)以放大的方式在上侧(4)的前方成像，以及第二微观结构物体(M2)，包含数个第二微观结构(6)，以第二微观结构图案排列，从而适于第二图案，其中该第二图案是第二微观结构物体(M2)凭借第二微观成像元件(9)以放大的方式在下侧(7)的前方成像。
2.如权利要求1所述的安全元件，其特征在于，第一及第二微观结构物体(Ml，M2)均连接至载体(3)。
3.如权利要求1或2所述的安全元件，其特征在于，第一及第二微观成像元件(8，9)位于相对于微观结构物体(M1，M2)的相同侧。
4.如权利要求1或2所述的安全元件，其特征在于，第一及第二微观成像元件(8，9)位于相对于微观结构物体(M1，M2)的不同侧。
5.如上述权利要求中任意一项所述的安全元件，其特征在于，第一及第二微观成像元件(8,9)位于相同的平面。
6.如上述权利要求中任意一项所述的安全元件，其特征在于，第一及第二微观结构 (5,6)位于相同的平面。
7.如上述权利要求中任意一项所述的安全元件，其特征在于，第一微观成像元件(8) 被配置为微凹面镜。
8.如上述权利要求中任意一项所述的安全元件，其特征在于，第二微观成像元件(9) 被配置为微透镜。
9.如上述权利要求中任意一项所述的安全元件，其特征在于，至少一个第一微观成像元件(8)也作为第二微观成像元件。
10.如上述权利要求中任意一项所述的安全元件，其特征在于，第一及/或第二微观成像元件被嵌入载体(3)中。
11.如上述权利要求中任意一项所述的安全元件，其特征在于，第一及/或第二微观成像元件(8，9)为聚焦成像元件。
12.如上述权利要求中任意一项所述的安全元件，其特征在于，第一及第二微观结构物体(M1，M2)为相同的物体。
13.一种用于防伪纸、有价值的文件或类似物的安全系统，其特征在于，该安全系统具有第一载体(3)，该第一载体(3)具有上侧(4)及下侧(7)，且包括数个反射第一微观成像元件(8)，以第一图案平坦地排列，所述元件具有与其相关的第一物体平面区域，以及第二微观成像元件(9)，以第二图案平坦地排列，所述元件具有与其相关的第二物体平面区域，第一微观结构物体(Ml)，包含数个以第一微观结构图案排列的第一微观结构(5)，第二微观结构物体(M2)，包含数个以第二微观结构图案排列的第二微观结构(6)，以及第二载体⑵，其中，两个微观结构物体中的其中之一连接至第二载体(2)，两个微观结构物体的其中之另一连接至第一载体或第二载体(3，2)，第一微观结构图案如此适于第一图案，其中该第一图案是当第一微观结构物体(Ml) 位于第一物体平面区域时，第一微观结构物体(Ml)凭借第一微观成像元件(8)以放大的方式在第一载体(3)的上侧(4)的前方成像，以及第二微观结构图案如此适于第二图案，其中该第二图案是当第二微观结构物体(M2) 位于第二物体平面区域时，第二微观结构物体(M2)凭借第二微观成像元件(9)以放大的方式在第一载体(3)的下侧(7)的前方成像。
14.一种有价值的文件，具有如权利要求1至12中任意一项所述的安全元件或如权利要求13所述的安全系统。
15.一种用于防伪纸、有价值文件或类似物的安全元件的制造方法，其特征在于，该制造方法包括制造一载体，该载体具有上侧及下侧，且包含数个反射第一微观成像元件，以第一图案平坦地排列，以及第二微观成像元件，以第二图案平坦地排列，制造具有数个第一微观结构的第一微观结构物体，以第一微观结构图案排列，从而适于第一图案，其中该第一图案是第一微观结构物体凭借第一微观成像元件以放大的方式在上侧的前方成像，以及制造具有数个第二微观结构的第二微观结构物体，以第二微观结构图案排列，从而适于第二图案，其中该第二图案是第二微观结构物体凭借第二微观成像元件以放大的方式在下侧的前方成像。
16.一种用于防伪纸、有价值的文件或类似物的安全系统的制造方法，其特征在于，该制造方法包括制造第一载体，该第一载体具有上侧及下侧，且包含数个反射第一微观成像元件，以第一图案平坦地排列，所述元件具有与其相关的第一物体平面区域，以及第二微观成像元件，以第二图案平坦地排列，所述元件具有与其相关的第二物体平面区域，制造第一微观结构物体，包含数个以第一微观结构图案排列的第一微观结构， 制造第二微观结构物体，包含数个以第二微观结构图案排列的第二微观结构， 两个微观结构物体的其中之一连接至第二载体，而两个微观结构物体的其中之另一连接至第一载体或第二载体，其中，第一微观结构图案如此适于第一图案，其中该第一图案是当第一微观结构物体位于第一物体平面区域时，第一微观结构物体凭借第一微观成像元件以放大的方式在第一载体的上侧的前方成像，以及第二微观结构图案如此适于第二图案，其中该第二图案是当第二微观结构物体位于第二物体平面区域时，第二微观结构物体凭借第二微观成像元件以放大的方式在第一载体的下侧的前方成像。
全文摘要
本发明涉及一种用于防伪文件、有价值的文件或类似物的安全元件，包括载体(3)，具有上侧(4)及下侧(7)，该载体包含数个反射第一微观成像元件(8)，呈第一图案平坦地排列、以及第二微观成像元件(9)，呈第二图案平坦地排列；第一微观结构物体(M1)，具有数个第一微观结构(5)，以第一微观结构图案排列，适于第一图案，从而通过第一微观成像组件(8)，在上侧(4)的前方产生第一微观结构物体(M1)的放大图像；以及第二微观结构物体(M2)，具有数个第二微观结构(6)，以第二微观结构图案排列，适于第二图案，从而通过第二微观成像元件(9)，在下侧(7)的前方产生第二微观结构物体(M2)的放大图像。
文档编号B42D15/00GK102438838SQ201080022724
公开日2012年5月2日 申请日期2010年5月12日 优先权日2009年5月26日
发明者威蒂克·考尔, 安德雷·葛佳瑞克, 安德雷亚斯·劳奇, 安杰林卡·希根奈尔, 曼弗雷德·海姆, 约瑟夫·辛纳贝克, 麦可·拉姆 申请人:捷德有限公司