安全設(shè)備和制造方法
【專利說(shuō)明】安全設(shè)備和制造方法
[0001] 本發(fā)明涉及安全設(shè)備，例如，用在有價(jià)物品（諸如，鈔票、支票、護(hù)照、標(biāo)識(shí)卡、真品 證書、印花稅票以及其他有價(jià)票證或個(gè)人標(biāo)識(shí))上。還公開了制造這樣的安全設(shè)備的方法。
[0002] 有價(jià)物品且具體地有價(jià)票證(諸如，鈔票、支票、護(hù)照、識(shí)別票證、證書以及執(zhí)照)常 常是偽造者和希望制造其贗品和/或?qū)ζ鋬?nèi)含有的任何數(shù)據(jù)做出改變的人的目標(biāo)。通常這 樣的物件設(shè)置有多個(gè)可視安全設(shè)備，以用于核對(duì)該物件的真實(shí)性。實(shí)施例包括基于一個(gè)或 多個(gè)圖案(諸如，微縮文本、精細(xì)線圖案、潛像、軟百葉窗設(shè)備、透鏡狀設(shè)備、波紋干涉設(shè)備和 波紋放大設(shè)備）的特征，這些特征中的每個(gè)生成一個(gè)安全視覺效果。其他已知的安全設(shè)備包 括全息圖、水印、壓印、穿孔和顏色偏移或冷光/熒光油墨的使用。所有這樣的設(shè)備共同的是 極其難于或不可能使用可用的復(fù)制技術(shù)(諸如，復(fù)?。?fù)制由設(shè)備表現(xiàn)出的視覺效果。也可 以采用表現(xiàn)出非可視效果的安全設(shè)備(諸如，磁性材料）。
[0003] -類安全設(shè)備是產(chǎn)生光學(xué)可變效果的那些安全設(shè)備，意味著在不同的視角下設(shè)備 的外觀不同。這樣的設(shè)備是特別有效的，因?yàn)橹苯訌?fù)制(例如，復(fù)印)將不產(chǎn)生光學(xué)可變效果 且因此可很容易地與真正的設(shè)備區(qū)分開。光學(xué)可變效果可以是基于多種不同的機(jī)制生成 的，所述機(jī)制包括全息圖和其他衍射設(shè)備，以及利用聚焦元件(諸如，透鏡）的設(shè)備，包括波 紋放大器設(shè)備和所謂的透鏡狀設(shè)備。
[0004] 波紋放大器設(shè)備（在 EP-A-1695121、W0-A-94/27254、W0-A-2011/107782以及 TO2011/107783中描述了波紋放大器設(shè)備的實(shí)施例)利用微聚焦元件(諸如，透鏡或反射鏡） 陣列和對(duì)應(yīng)的微縮圖像元件陣列，其中微聚焦元件和微縮圖像元件陣列的節(jié)距和它們的相 對(duì)位置使得微聚焦元件陣列與微縮圖像元件陣列協(xié)作以由于波紋效應(yīng)而生成微縮圖像元 件的放大版本。每個(gè)微縮圖像元件都是最終觀察到的圖像的完整的、微型版本，且聚焦元件 陣列起作用以選擇和放大每個(gè)在下面的微縮圖像元件的一小部分，這些部分由人眼結(jié)合使 得整個(gè)、放大的圖像可視化。此機(jī)制有時(shí)被稱為"合成放大"。
[0005] 另一方面，透鏡狀設(shè)備不涉及合成放大。聚焦元件(通常，圓柱形透鏡)陣列覆在對(duì) 應(yīng)的圖像元件陣列或"切片"上面，圖像元件陣列或"切片"中的每個(gè)僅描繪了待被顯示的圖 像的一部分。來(lái)自兩個(gè)或更多個(gè)不同圖像的圖像切片被交錯(cuò)，且當(dāng)通過(guò)聚焦元件查看時(shí)，在 每個(gè)視角下，僅選定組的圖像切片將被導(dǎo)引朝向查看者。以此方式，將在不同的角度下查看 到不同的復(fù)合圖像。然而，應(yīng)理解，通常沒有放大發(fā)生且觀察到的所產(chǎn)生的圖像將與在下面 的圖像切片被形成到的圖像具有大體上相同的尺寸。在US-A-4892336、W0-A-2011/051669、 W0-A-2011051670、W0-A-2012/027779 以及 US-B-6856462 中描述了透鏡狀設(shè)備的一些實(shí)施 例。
[0006] 透鏡狀設(shè)備具有的優(yōu)點(diǎn)是，在不同的視角下可以顯示不同的圖像，使得動(dòng)畫視覺 效果或其他顯著視覺效果成為可能，這在使用波紋放大器技術(shù)時(shí)是不可能的。盡管如此，不 斷尋找具有不同外觀和效果的新設(shè)備以領(lǐng)先于潛在的偽造者。
[0007] 本發(fā)明提供一種安全設(shè)備，包括：
[0008] 聚焦元件陣列，每個(gè)聚焦元件都適于在至少兩個(gè)正交方向上聚焦光，所述聚焦元 件安排在一個(gè)規(guī)則的二維網(wǎng)格上；以及
[0009] 細(xì)長(zhǎng)圖像元件陣列，所述細(xì)長(zhǎng)圖像元件陣列與所述聚焦元件陣列重疊，所述細(xì)長(zhǎng) 圖像元件陣列被配置成使得，根據(jù)視角，每個(gè)聚焦元件能夠?qū)⒐鈴南鄳?yīng)的一組至少兩個(gè)細(xì) 長(zhǎng)圖像元件中的任何一個(gè)導(dǎo)引至查看者；
[0010] 其中在所述安全設(shè)備的第一區(qū)域中，所述細(xì)長(zhǎng)圖像元件沿著第一方向延伸，并且 在所述安全設(shè)備的第二區(qū)域中，所述細(xì)長(zhǎng)圖像元件沿著不同于所述第一方向的第二方向延 伸。
[0011]本發(fā)明還提供了一種制造安全設(shè)備的方法，該方法包括:提供所述聚焦元件陣列， 且使所述聚焦元件陣列與所述細(xì)長(zhǎng)圖像元件陣列重疊。
[0012] 通過(guò)將組成圖像元件陣列的細(xì)長(zhǎng)圖像元件（"切片"或"條"）安排成在該設(shè)備的兩 個(gè)相應(yīng)的區(qū)域中沿著兩個(gè)不同的方向延伸，可以實(shí)現(xiàn)強(qiáng)烈的視覺沖擊，因?yàn)楫?dāng)使該設(shè)備在 任何一個(gè)方向上傾斜時(shí)，所述兩個(gè)區(qū)域?qū)⒈憩F(xiàn)出彼此不同的效果。具體地，當(dāng)使該設(shè)備繞與 第一方向或第二方向平行的軸傾斜時(shí)，從該設(shè)備中的細(xì)長(zhǎng)圖像元件與那個(gè)方向平行的區(qū)域 將觀察到透鏡狀轉(zhuǎn)變效果，但是從另一個(gè)區(qū)域?qū)⒉粫?huì)觀察到效果或?qū)⒂^察到不同的效果。
[0013] 應(yīng)理解，所公開的安全設(shè)備是如上文描述的透鏡狀設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例，且這樣的 每個(gè)細(xì)長(zhǎng)圖像元件是對(duì)應(yīng)的圖像的一部分(例如，個(gè)體像素，或一組像素或一行像素），不是 對(duì)應(yīng)的圖像的微縮版本(如在波紋放大器類型設(shè)備的情況那樣）。聚焦元件優(yōu)選地不執(zhí)行任 何放大。組成每組的至少兩個(gè)圖像元件中的每個(gè)是對(duì)應(yīng)的圖像的一部分，并且在任何一個(gè) 視角下，第一區(qū)域中的聚焦元件會(huì)全部將光從一個(gè)圖像的多個(gè)元件導(dǎo)引至查看者，使得橫 跨第一區(qū)域所選定的圖像元件組合地將那個(gè)圖像顯示給查看者。同樣，在第二區(qū)域中，全部 聚焦元件會(huì)將光從另一個(gè)圖像的多個(gè)元件導(dǎo)引至查看者，這種組合引起橫跨第二區(qū)域顯示 那個(gè)圖像。每個(gè)圖像可以是一個(gè)圖形，諸如，字母、數(shù)字、肖像等（下文將給出另外的實(shí)施 例），或者可以是塊顏色。
[0014] 先前已經(jīng)使用基于圓柱形透鏡的兩個(gè)相鄰的透鏡狀安全設(shè)備(一個(gè)使透鏡和圖像 條沿著第一方向?qū)?zhǔn)且另一個(gè)使透鏡和圖像條沿著第二不同方向?qū)?zhǔn))實(shí)現(xiàn)通過(guò)本發(fā)明產(chǎn) 生的該種的視覺效果，如W0-A-2011/051669中描述的。然而，這需要形成具有不同取向的兩 個(gè)不同的透鏡陣列，且透鏡陣列和圖像切片之間的配準(zhǔn)至少到以下程度:為每個(gè)相應(yīng)的設(shè) 備提供的那些透鏡陣列和圖像切片對(duì)應(yīng)地對(duì)準(zhǔn)。盡管此高水平的制造難度本身用作偽造的 障礙，但是它還增加了制造成本。需要一種構(gòu)造更簡(jiǎn)單但維持強(qiáng)烈的視覺沖擊的設(shè)備，本發(fā) 明通過(guò)在兩個(gè)正交方向上聚焦光的聚焦元件陣列（例如，球面透鏡)結(jié)合具有區(qū)域方向性的 上述細(xì)長(zhǎng)圖像元件的使用實(shí)現(xiàn)此設(shè)備。因?yàn)樵谠撛O(shè)備的兩個(gè)區(qū)域中聚焦元件陣列可以是相 同的，所以單個(gè)連續(xù)陣列可以被形成(如果需要的話)并且與單獨(dú)限定兩個(gè)(或更多個(gè))區(qū)域 的圖像元件陣列重疊。這樣，還減小或消除了對(duì)聚焦元件陣列和圖像元件陣列之間的配準(zhǔn) 的需要。所有需要的是，在任何一個(gè)視角下，該設(shè)備的第一區(qū)域中的所有聚焦元件從對(duì)應(yīng)于 一個(gè)圖像的所有圖像元件導(dǎo)引光，并且該設(shè)備的第二區(qū)域中的所有聚焦元件從對(duì)應(yīng)于另一 個(gè)(單個(gè)）圖像(該圖像可以與第一區(qū)域中的圖像相同或可以不與第一區(qū)域中的圖像相同） 的所有圖像元件導(dǎo)引光。
[0015] 優(yōu)選地，這是通過(guò)使圖像元件陣列和聚焦元件陣列的（一維)周期性和取向大體上 匹配實(shí)現(xiàn)的，如常規(guī)透鏡狀設(shè)備的情況。替代地，如果期望將聚焦元件陣列安排成與圖像元 件陣列成一傾斜角度，則應(yīng)使細(xì)長(zhǎng)圖像元件進(jìn)一步交錯(cuò)(例如，如W0-A-2014/085290中所公 開的）以實(shí)現(xiàn)相同的結(jié)果。
[0016] "細(xì)長(zhǎng)"意指?jìng)€(gè)體圖像元件在一個(gè)方向上比在另一個(gè)(正交的）方向上長(zhǎng)。這樣，圖 像元件通常可以被稱為圖像"切片"或圖像"條"。在每個(gè)區(qū)域中，圖像元件陣列的周期性可 以位于與細(xì)長(zhǎng)元件的長(zhǎng)方向正交的方向上。通常，每個(gè)圖像元件可以從對(duì)應(yīng)的聚焦元件的 占地面積的一側(cè)延伸至相對(duì)的一側(cè)，其中一個(gè)或多個(gè)圖像元件形成彼此平行放置的相應(yīng)的 組。
[0017] 在第一區(qū)域和第二區(qū)域中安排細(xì)長(zhǎng)元件分別所沿著的第一方向和第二方向優(yōu)選 地是正交的。這是有利的，因?yàn)楫?dāng)使該設(shè)備繞第一方向或第二方向傾斜時(shí)，對(duì)應(yīng)的區(qū)域?qū)@ 示透鏡狀效果同時(shí)從另一個(gè)區(qū)域?qū)⒉粫?huì)觀察到透鏡狀效果。然而，可以使用兩個(gè)方向之間 的其他角度間隔。還可以期望限定不止兩個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域的細(xì)長(zhǎng)圖像元件沿著不同（非平 行)的方向安排，使得(例如）當(dāng)被傾斜時(shí)，一個(gè)區(qū)域可以示出不改變同時(shí)另兩個(gè)區(qū)域示出兩 個(gè)不同的改變。以此方式，通過(guò)圖像元件陣列的適當(dāng)配置而不需要改變聚焦元件陣列就可 以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的安全效果。
[0018]優(yōu)選地，如上文所提及的，橫跨第一區(qū)域和第二區(qū)域且在第一區(qū)域和第二區(qū)域之 間，聚焦元件陣列是連續(xù)的。這進(jìn)一步減小對(duì)聚焦元件陣列和圖像元件陣列之間的配準(zhǔn)的 需要，因?yàn)樵谌我粎^(qū)域中不需要使聚焦元件陣列的一個(gè)特定部分與細(xì)長(zhǎng)圖像元件對(duì)準(zhǔn)。此 外，如果需要的話，可以使用整體(unitary)預(yù)制造的聚焦元件陣列(諸如，一片模制透鏡） 來(lái)形成整個(gè)安全設(shè)備，其中圖像元件被施加至該片(例如）的相對(duì)表面。還優(yōu)選的是，橫跨第 一區(qū)域和第二區(qū)域且在第一區(qū)域和第二區(qū)域之間，細(xì)長(zhǎng)圖像元件陣列是連續(xù)的（除了所需 的方向改變之外）。
[0019] 所述兩個(gè)區(qū)域原則上可以相對(duì)于彼此定位在任何位置處以形成安全設(shè)備，包括例 如在物品（諸如，有價(jià)票證)上的隔開的位置處。然而，在優(yōu)選的實(shí)施方案中，第一區(qū)域和第 二區(qū)域被安排成彼此相鄰且優(yōu)選地彼此鄰接。這使得較容易定位所述區(qū)域，且比較使設(shè)備 傾斜時(shí)它們產(chǎn)生的效果。此外，所述兩個(gè)區(qū)域可以被設(shè)計(jì)成彼此協(xié)作以產(chǎn)生特定視覺效果。
[0020] 在不同傾斜角度下該設(shè)備顯示的圖像的性質(zhì)可以被選擇為適合于期望的視覺效 果。在一個(gè)有利的實(shí)施方式中，細(xì)長(zhǎng)圖像元件陣列被配置成使得，當(dāng)使安全設(shè)備繞與細(xì)長(zhǎng)圖 像元件在相應(yīng)的區(qū)域中延伸所沿著的方向平行的軸傾斜時(shí)，第一區(qū)域或第二區(qū)域或這二者 顯示一系列至少兩個(gè)不同的圖像。所述圖像可以是有關(guān)的或無(wú)關(guān)的。例如，所述圖像可以是 相同物件的不同視圖，以當(dāng)使該設(shè)備傾斜時(shí)給出查看三維物件的印象，或所述圖像可以是 相同物件的不同尺寸的圖像，以給出放大或縮小所述圖像的印象。在另一種情況下，所述圖 像可以被安排成從第一物件的視圖到第二物件的視圖的逐步改變(變形）。
[0021] 不同的圖像還可以是不同的顏色。因此，在一個(gè)實(shí)施方案中，細(xì)長(zhǎng)圖像元件陣列被 配置成使得，當(dāng)使安全設(shè)備繞與細(xì)長(zhǎng)圖像元件在相應(yīng)的區(qū)域中延伸所沿著的方向平行的軸 傾斜時(shí)，第一區(qū)域或第二區(qū)域或這二者顯示一系列至少兩個(gè)不同的顏色。例如，當(dāng)使設(shè)備在 有關(guān)方向上傾斜時(shí)，每個(gè)區(qū)域顯示的圖像可以改變顏色，這取決于區(qū)域被如何安排以及傾 斜方向，可以引起第一區(qū)域顯現(xiàn)改變成一個(gè)顏色，同時(shí)第二區(qū)域顯現(xiàn)改變成不同的顏色。 [0022]優(yōu)選地，在至少一個(gè)查看位置處，第一區(qū)域和第二區(qū)域二者顯示相同的顏色，使得 該第一區(qū)域和該第二區(qū)域具有相同的外觀，并且優(yōu)選地通過(guò)裸眼不能夠?qū)⒃摰谝粎^(qū)域和該 第二區(qū)域彼此區(qū)分開。這例如可以通過(guò)將兩個(gè)區(qū)域安排成在一個(gè)視角下以相同的顏色顯示 相同的圖像并且例如在不同的視角下以不同的顏色顯示相同的圖像實(shí)現(xiàn)。因此，當(dāng)使該設(shè) 備傾斜時(shí)，整個(gè)圖像的一部分(對(duì)應(yīng)于所述區(qū)域中的一個(gè))將顯現(xiàn)改變顏色同時(shí)另一個(gè)區(qū)域 不改變顏色，從而顯露區(qū)域之間的區(qū)別。
[0023] 在一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施例中，第一區(qū)域和第二區(qū)域的相對(duì)安排限定一個(gè)在至少一 個(gè)視角下由于第一區(qū)域的顏色和第二區(qū)域的顏色之間的對(duì)比而在那個(gè)視角下可識(shí)別的圖 像。例如，由圖像元件限定的圖像可以是素色(solid colour)塊，并且一個(gè)區(qū)域和下一個(gè)區(qū) 域之間的邊界線引起設(shè)備上的可辨別信息。在一個(gè)或多個(gè)視角下(在該視角下兩個(gè)區(qū)域的 顏色匹配)此信息可以被隱藏。替代地，該信息可以是在所有視角下可視的，但是當(dāng)使設(shè)備 傾斜時(shí)經(jīng)歷與其周圍的對(duì)比的改變。例如，在一個(gè)視角下，該信息（由第一區(qū)域限定)可以是 白色且其背景（由第二區(qū)域限定)是黑色，然而在另一個(gè)視角下，該信息（由第一區(qū)域限定） 可以是黑色且其背景（由第二區(qū)域限定)是白色。
[0024] 在另一個(gè)有利的實(shí)施方案中，細(xì)長(zhǎng)圖像元件陣列被配置成使得，當(dāng)使安全設(shè)備繞 與細(xì)長(zhǎng)圖像元件在相應(yīng)的區(qū)域中延伸所沿著的方向平行的軸傾斜時(shí)，第一區(qū)域或第二區(qū)域 或這二者顯示移動(dòng)圖像的外觀。在優(yōu)選的實(shí)施例中，每個(gè)區(qū)域中的圖像可以被配置成在彼 此不同（最優(yōu)選地相反）的方向上移動(dòng)。
[0025] -個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施方式是被配置成使得，當(dāng)在至少一個(gè)視角下查看時(shí)，第一區(qū) 域和第二區(qū)域一起將由來(lái)自每個(gè)區(qū)域（即，來(lái)自兩個(gè)區(qū)域)的圖像部分組成的一個(gè)可識(shí)別的 圖像呈現(xiàn)給查看者的裸眼，其中細(xì)長(zhǎng)圖像元件限定相應(yīng)的圖像部分的不同視圖，使得當(dāng)使 安全設(shè)備繞與第一方向或第二方向平行的軸傾斜時(shí)，所述區(qū)域中的一個(gè)區(qū)域的相應(yīng)的圖像 部分顯現(xiàn)側(cè)向移動(dòng)，同時(shí)其他圖像部分保持靜止。這在視覺上特別有效，因?yàn)樵谀承┮暯窍?(優(yōu)選地，當(dāng)在軸上（即，沿著其法線)查看該設(shè)備時(shí))所述兩個(gè)區(qū)域之間的區(qū)別將被隱藏，然 而當(dāng)使該設(shè)備傾斜時(shí)該區(qū)別變得顯而易見。
[0026] 在所有實(shí)施方案中，細(xì)長(zhǎng)圖像元件可以被配置成攜帶任何數(shù)目的圖像(但是每個(gè) 區(qū)域中至少兩個(gè)）。將為每個(gè)圖像提供一個(gè)圖像元件作為每"組"圖像元件的一部分，為陣列 中的每個(gè)聚焦元件提供一組圖像元件。因此，在區(qū)域被配置成顯示例如兩個(gè)圖像(在不同的 視角下）的情況下，將在每個(gè)聚焦元件下面設(shè)置兩個(gè)圖像元件(每個(gè)屬于所述兩個(gè)圖像中的 每個(gè)）。所述兩個(gè)區(qū)域不一定被配置成顯示相同的圖像或甚至相同數(shù)目的不同的圖像，但是 這通常是優(yōu)選的。圖像中的每個(gè)都可以采取任何期望的形式，但是在優(yōu)選的實(shí)施例中，每個(gè) 圖像包括字母、數(shù)字、字符、徽標(biāo)、肖像或圖像中的一個(gè)。多種圖像