CN107614281A

CN107614281A - 组合微透镜光学装置

Info

Publication number: CN107614281A
Application number: CN201680029105.7A
Authority: CN
Inventors: 加里·费尔利斯·鲍尔
Original assignee: CCL Security Pty Ltd
Current assignee: CCL Security Pty Ltd
Priority date: 2015-05-21
Filing date: 2016-05-20
Publication date: 2018-01-19
Also published as: AU2016265045A1; SE542624C2; RU2017144820A3; GB2553968B; WO2016183635A1; SE1751545A1; DE112016001903T5; BR112017024666A2; US20180149775A1; AU2016265045B2; GB2553968A; MX2017014794A; US11016224B2; GB201716711D0; RU2017144820A

Abstract

一种光学装置，优选地是用于安全证件的安全装置，其包括：具有第一侧和第二侧的衬底、位于所述第一侧上的微透镜布置、以及微图像布置，使得所述微图像是可观看的或可以使其是透过所述微透镜可观看的，其中所述微透镜布置包括第一微透镜和第二微透镜，并且其中所述微图像布置包括第一微图像和第二微图像，其中所述第一微透镜和所述第一微图像被配置用于提供第一视觉效果，并且其中所述第二微透镜和所述第二微图像被配置用于提供第二视觉效果，并且其中相对于所述衬底，所述第一微透镜具有与所述第二微透镜不同的高度。

Description

组合微透镜光学装置

技术领域

本发明大体涉及产生光学可变视觉效果的光学装置的领域，所述光学装置诸如用于证件的安全装置。

背景技术

已知基于微透镜的光学装置提供增加的防伪作用。此类装置通常形成在需要保护以免遭到伪造的证件(例如纸币)上或贴附到所述证件。微透镜装置的一般操作原理是：微透镜阵列(其可以是一维阵列或二维阵列)被配置用于观看印刷图案，所述印刷图案通常是微图像(即，小图像)的阵列。微透镜聚焦到微图像上以提供视觉效果，所述视觉效果通常是光学可变效果。

特别地，已知利用此类微透镜布置的两种效果。第一种是整体图像效果，其中对于每个微透镜有一个微图像，并且随着视角改变，微图像的不同部分变得透过透镜可见。这种布置允许呈现三维图像和/或动画。第二种是所谓的莫尔放大器，其中相邻微透镜之间的间距与相邻微图像之间的间距略有不同，且/或两个阵列相对于彼此略有旋转。效果是，微图像的放大版本透过透镜可见，其看起来将随着视角改变而移动和/或旋转和/或改变尺寸。通常，整体图像的微图像会改变，而莫尔图像的微图像是相同的，尽管对这些布置的变化是本领域已知的。

通常，情况不是以下这样的：相同微透镜在提供两种不同视觉效果方面是最佳的，并且此类光学装置的设计者将根据需要确定要使用的最佳微透镜。

发明内容

本发明人已经意识到，通过将两种不同的微透镜装置组合成一种来获得防伪的益处。为了改进复合装置的视觉效果，应将不同的微透镜配置合并到同一微透镜阵列中，每个配置针对与其相关联的装置类型来定制。

因此，根据本发明的一个方面，提供了一种光学装置，优选地是用于安全证件的安全装置，其包括：具有第一侧和第二侧的衬底、位于所述第一侧上的微透镜布置、以及微图像布置，使得所述微图像是可观看的或可以使其是透过所述微透镜可观看的，其中所述微透镜布置包括第一微透镜和第二微透镜，并且其中所述微图像布置包括第一微图像和第二微图像，其中所述第一微透镜和所述第一微图像被配置用于提供第一视觉效果，并且其中所述第二微透镜和所述第二微图像被配置用于提供第二视觉效果，并且其中相对于所述衬底，所述第一微透镜具有与所述第二微透镜不同的高度。

通常，通过具有不同的最佳微透镜高度来区分第一视觉效果和第二视觉效果。优选地，还由于以下各项中的至少一项的最佳选择来区分第一视觉效果和第二视觉效果：凹陷；基底面积；基底形状；F数；和焦距。在这种情况下，第一微透镜和第二微透镜可以对应地包括以下各项中的至少一项的不同值：凹陷；基底面积；基底形状；F数；和焦距。

任选地，所述微图像布置位于与所述微透镜布置相反的第二侧上，使得所述微透镜和所述微图像处于固定关系。可选地，所述微图像布置可以位于第一侧或第二侧上，使得必须使所述微透镜和所述微图像处于重叠布置，以便透过所述微透镜观看所述微图像。

在一个实施方案中，所述第一微透镜和所述第二微透镜位于公共微透镜网格的网格位置上。在另一个实施方案中，所述第一微图像和所述第二微图像位于公共微图像网格的网格位置上。任选地，至少在这种情况下，所述第一微图像和所述第二微图像是相同的。

根据本发明的第二方面，提供了一种光学装置，优选地是用于安全证件的安全装置的其包括：具有第一侧和第二侧的衬底、位于所述第一侧上的微透镜布置、以及微图像布置，所述微图像以非重叠关系位于所述衬底的第一侧或第二侧上或者位于与所述微图像不同的衬底上，其中所述微透镜布置包括第一微透镜和第二微透镜，并且其中所述微图像布置包括相同的第一微图像和第二微图像，其中所述第一微透镜和所述第一微图像被配置用于提供第一视觉效果，并且其中所述第二微透镜和所述第二微图像被配置用于提供第二视觉效果，并且使得所述光学装置被配置成：当使所述微图像布置和所述微透镜布置处于重叠配置时，提供所述第一视觉效果和所述第二视觉效果。

优选地，相对于所述衬底，所述第一微透镜具有与所述第二微透镜不同的高度，且/或包括以下各项中的至少一项的不同值：凹陷；基底面积；基底形状；F数；和/或焦距。

在任一方面的实施方案中，所述第一视觉效果是莫尔放大器视觉效果，并且所述第二视觉效果是整体图像视觉效果。任选地，所述第一微透镜和所述第二微透镜中的一个被配置用于对其相关联微图像的对焦观看，并且所述第一微透镜和所述第二微透镜中的另一个被配置用于其关联微图像的失焦观看。被配置用于失焦观看的微透镜可以被配置来提供对比度切换视觉效果。优选地，所述第一微图像和所述第二微图像位于基本相同的平面上。例如，可以使用公共印刷元件在同一印刷步骤中形成所述第一微图像和所述第二微图像。

在任一方面中，所述第一微透镜网格和所述第二微透镜网格两者、和/或所述第一微图像网格和所述第二微图像网格两者可以是正方形网格或矩形网格。可选地，所述第一微透镜网格和所述第二微透镜网格、和/或所述第一微图像网格和所述第二微图像网格选自五个二维布拉菲格子中的一个。另外，任选地，所述第一微图像和所述第二微图像根据对应的第一微图像掩模和第二微图像掩模的位置来定位。所述第一微透镜和所述第二微透镜可以根据对应的第一微透镜掩模和第二微透镜掩模的位置来定位，优选地其中每个第一微透镜仅在整个第一微透镜位于对应的第一微透镜掩模内的情况下存在。可选地，其中每个第二微透镜可以仅在整个第二微透镜位于对应的第二微透镜掩模内的情况下存在。

通常，根据任一方面，所述微透镜由压花并固化的可固化油墨、优选地是可辐射固化油墨形成。

任选地，所述光学装置还包括用于引导用户的对准装置，诸如以便实现所述微透镜布置与所述微图像布置之间的正确、或基本正确的相对角度对准。

根据本发明的又一个方面，提供了一种证件，优选地是安全证件并且更优选地是纸币，其具有根据前两个方面中的任一个的光学装置。

任选地，所述证件具有基本上透明的证件衬底，所述证件衬底的一部分对应于所述光学装置的衬底。可选地，所述证件可以具有基本上不透明的证件衬底，所述光学装置贴附到所述证件衬底的表面上且/或位于所述证件衬底的切口区内。

根据本发明的再一方面，提供了一种制造前两个方面的光学装置的方法，其包括以下步骤：将可辐射固化油墨施加到透明衬底的第一侧；对所述可辐射固化油墨进行压花和固化，由此形成所述微透镜布置；以及将所述微图像布置印刷到所述第一侧或所述第二侧上。

优选地，所述微透镜布置与所述微图像布置对齐，而所述微图像位于所述衬底的与所述微透镜相反的所述第二侧上。

通常，同时或至少基本上同时执行对所述微透镜布置进行压花的步骤以及印刷所述微图像的步骤。另外优选地，在同一印刷步骤中印刷所述第一微图像和所述第二微图像。

任选地，所述衬底对应于较大证件衬底的区。

安全证件或令牌

如本文所使用的，术语安全证件和令牌包括所有类型的有价值的证件和令牌以及身份证件，包括但不限于以下各项：货币物品(诸如纸币和硬币)，信用卡，支票，护照，身份证，安全和股份证书，驾照，地契，旅行证件(诸如飞机票和火车票)，入场卡和入场券，出生、死亡和结婚证书，以及成绩单。

本发明特别地但并非仅仅适用于由施加有一个或多个印刷层的衬底形成的安全证件或令牌(诸如纸币)或身份证件(诸如身份证或护照)。本文所描述的衍射光栅和光学可变装置也可能适用于其他产品，诸如包装。

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大量旨在保护安全证件或令牌免遭伪造、复制、更改或篡改的安全装置、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证件的衬底中或其上、或者设置在施加到基底衬底的一个或多个层中或其上，并且可以采取多种形式，诸如嵌入在安全证件的层中的安全线；安全油墨，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、水致变色或压致变色油墨；印刷和压花特征，包括浮雕结构；干涉层；液晶装置；透镜和双凸透镜结构；光学可变装置(OVD)，诸如包括衍射光栅、全息图和衍射光学元件(DOE)的衍射装置。

衬底

如本文所使用的，术语衬底是指形成安全证件或令牌的基底材料。基底材料可以是：纸或其他纤维材料(诸如纤维素)；塑料或聚合材料，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)、双轴取向聚丙烯(BOPP)；或两种或更多种材料的复合材料，诸如纸和至少一种塑料材料的层压体、或两种或更多种聚合材料的层压体。

透明的窗口和半窗口

如本文所使用的，术语窗口是指安全证件中与基本不透明区相比的透明或半透明区域，向所述基本不透明区施加了印刷。窗口可以是完全透明的，因此其允许光透射基本上不受影响，或者窗口可以是部分地透明或半透明的，从而部分地允许光透射但不允许透过窗口区域清楚地看到物体。

通过在形成窗口区域的区中省略至少一个遮光层，可以在聚合物安全证件中形成窗口区域，所述聚合物安全证件具有至少一个透明聚合材料层以及施加到透明聚合物衬底的至少一侧的一个或多个遮光层。如果将遮光层施加到透明衬底的两侧，则可以通过在窗口区域中省略透明衬底的两侧上的遮光层来形成完全透明窗口。

通过在窗口区域中省略安全证件的仅一侧上的遮光层，可以在两侧上具有遮光层的聚合物安全证件中形成部分透明或半透明的区域(以下称为“半窗口”)，因此“半窗口”不是完全透明的，但允许一些光穿过而不允许透过半窗口清楚地看到物体。

可选地，有可能衬底是由基本上不透明的材料(诸如纸或纤维材料)形成的，而透明塑料材料插入件被插入到纸或纤维衬底中的切口或凹槽中，以形成透明窗口或半透明的半窗口区域。

遮光层

可以将一个或多个遮光层施加到透明衬底以增加安全证件的不透明度。遮光层使得L_T<L₀，其中L₀是入射在证件上的光的量，并且L_T是通过证件透射的光的量。遮光层可以包括各种遮光涂层中的任何一种或多种。例如，遮光涂层可以包括分散在热活化的可交联聚合材料的粘合剂或载体内的颜料(诸如二氧化钛)。可选地，透明塑料材料衬底可以夹在纸或其他部分地或基本上不透明的材料的遮光层之间，随后可向所述遮光层印刷或以其他方式施加标记。

折射率n

介质的折射率n是真空中光速与介质中光速的比率。根据斯涅尔定理，透镜的折射率n决定了到达透镜表面的光线将被折射的量：

n₁*Sin(α)＝n*Sin(θ)，

其中α是位于透镜表面处的入射点处的入射光线与法线之间的角度，θ是在入射点处的折射光线与法线之间的角度，并且n₁是空气的折射率(作为近似值，n₁可以取为1)。

可压花的可辐射固化油墨

本文使用的术语可压花的可辐射固化油墨是指任何油墨、漆或其他涂层，其可以在印刷过程中施加到衬底，并且其可以在软的时候被压花以形成浮雕结构并通过辐射加以固化以固定压花浮雕结构。固化过程在可辐射固化油墨被压花之前未发生，但是固化过程有可能在压花之后或与压花步骤基本上同时发生。可辐射固化油墨优选地可通过紫外线(UV)辐射来固化。可选地，可辐射固化油墨可以通过其他形式的辐射(诸如电子束或X射线)来固化。

可辐射固化油墨优选地是由透明树脂材料形成的透明或半透明油墨。这种透明或半透明油墨特别适合于印刷透光的安全元件，诸如次波长光栅、透射衍射光栅和透镜结构。

在一个特别优选的实施方案中，透明或半透明油墨优选地包括丙烯酸基可UV固化的透明可压花漆或涂层。

这类可UV固化的漆可以从各个制造商获得，包括Kingfisher InkLimited的紫外线型产品UVF-203或类似产品。可选地，可辐射固化的可压花涂层可以基于其他化合物，例如硝化纤维。

本文所使用的可辐射固化油墨和漆已被发现特别适合于压花微结构，所述微结构包括衍射结构(诸如衍射光栅和全息图)以及微透镜和透镜阵列。然而，它们也可以压花有较大浮雕结构(诸如非衍射光学可变装置)。

油墨优选地基本上同时被压花并通过紫外线(UV)辐射加以固化。在特别优选的实施方案中，可辐射固化油墨在凹版印刷过程中基本上同时被施加并压花。

优选地，为了适合于凹版印刷，可辐射固化油墨具有一定粘度，所述粘度基本上落在约20厘泊至约175厘泊的范围内、更优选地是约30厘泊至约150厘泊的范围内。可以通过测量从2号蔡恩杯(Zahn Cup#2)排出漆所用的时间来确定粘度。在20秒内排出的样品的具有30厘泊的粘度，并且在63秒内排出的样品具有150厘泊的粘度。

对于一些聚合物衬底，可能有必要在施加可辐射固化油墨之前向衬底施加中间层，以改进由油墨形成的压花结构与衬底的粘合。中间层优选地包含底漆层，并且更优选地，底漆层包括聚乙烯亚胺。底漆层还可以包括交联剂，例如多官能异氰酸酯。适合于在本发明中使用的其他底漆的实例包括：羟基封端聚合物；羟基封端聚酯基共聚物；交联或未交联的羟基化丙烯酸酯；聚氨酯；以及UV固化阴离子或阳离子丙烯酸酯。合适的交联剂的实例包括：异氰酸酯；聚氮丙啶；锆络合物；乙酰丙酮铝；三聚氰胺；以及碳化二亚胺。

金属纳米颗粒油墨

如本文所使用的，术语金属纳米颗粒油墨是指具有平均尺寸小于1微米的金属颗粒的油墨。

附图说明

现在将参考附图来描述本发明的实施方案。应理解，实施方案仅通过说明的方式给出，并且本发明不受此说明的限制。在附图中：

图1a至图1c示出根据不同实施方案的合并了光学装置的证件；

图2示出具有微透镜的布置的光学装置，所述微透镜具有不同高度；

图3示出两组微图像，一组适合用作莫尔放大器并且另一组用于提供整体图像；

图4a和图4b示出微透镜的两种不同布置；

图4c示出适当定位在第一微透镜和第二微透镜下方的微图像；

图5a示出位于公共微图像网格上的两个微图像网格；

图5b和图5c示出具有不同间距的两个微透镜网格；

图5d示出根据实施方案的第一微透镜和第二微透镜的定位；

图6a和图6b示出自我验证布置；

图6c和图6d示出验证布置；

图7示出用于在验证布置中使用的两个示例性微图像网格；以及

图8示出覆盖微透镜的保护层。

具体实施方式

图1a至图1c各自示出根据本发明的实施方案的具有光学装置4的证件2。光学装置4包括透明(或至少基本上透明)的衬底8。证件2也包括衬底(在本文中是证件衬底9)。在图1a的实施方案中，两个衬底8、9是相同的，即，光学装置4和证件2共享同一衬底8、9。在图1b的实施方案中，证件衬底9与光学装置4的衬底8不同。

在每种情况下，证件2包括第一遮光层7a和第二遮光层7b。遮光层7a、7b用于在其中存在层7a、7b的区中减小或消除证件2的透明度。在图1a和图1b所示的实施方案中，两个遮光层7a、7b都不存在于光学装置4的区域中，由此致使光学装置4位于证件2的窗口区内。在图1c的实施方案中，装置位于半窗口区中，其中第二遮光层7b如图所示完全覆盖光学装置4，但是在光学装置4的区中不存在第一遮光层7a。

证件2也可能是固有不透明(或基本不透明)的，例如在证件衬底9是纸或纸复合材料的情况下。在这种情况下，未必需要单独的遮光层7a、7b。在这种情况下，光学装置4仍然可以位于证件2的窗口区中，这可以使用已知方法来实现，所述方法诸如：将光学装置4形成为箔、并且将箔施加到不透明证件衬底9的切口区域。在其他情况下，通常将光学装置4例如通过热冲压贴附到证件衬底9。

光学装置4通常提供安全功能，即，光学装置4用于降低证件2对伪造的敏感性。当用于这个目的时，光学装置4可被称为“安全装置”或“安全令牌”。需要防伪造的保护的证件2通常被称为“安全证件”。

图1a至图1c还示出另外的安全特征6(图1a中的6a、图1b中的6b、图1c中的6c)，其与光学装置4组合可以帮助降低证件2对伪造的敏感性。在图1a中，另外的安全特征6a在证件2的窗口区中实现，而在图1b中，另外的安全特征6b在证件2的不透明(即，非窗口)区中实现。图1c示出在证件2的半窗口区内实现的另外的安全特征6c。所示出的布置仅是实例，并且证件2通常可以包括各自在证件2的窗口、半窗口或不透明区中实现的一个或多个安全特征6。示例性的另外的安全特征6包括：光学可变装置，诸如衍射光学元件、基于微透镜的特征、全息图等；水印图像；小号字体；等。

参考图2，示出根据实施方案的光学装置4。光学装置4包括微透镜层10，所述微透镜层10包括微透镜16，所述微透镜16可以通过利用可辐射固化油墨的压花过程由衬底8的第一侧14a形成，诸如在申请人的PCT公布WO 2008/031170中公开的那样。微透镜层10包括：具有第一高度的第一微透镜16a，以及具有与第一高度不同的第二高度的第二微透镜16b。

微图像层12位于衬底8的与微透镜层10相反的第二侧14b上。微图像层12包括微图像18的布置，其包括第一微图像18a和第二微图像18b。通常，第一微图像18a和第二微图像18b位于衬底的第二侧14b的表面上，并且因此位于同一平面上。可以通过油墨印刷、压花、激光雕刻或任何其他合适的成像图像形成过程将微图像层12形成到第二侧14b上。第一微图像18a可以在外观上与第二微图像18b相同或不同。

参考图3，第一微图像18a和第二微图像18b各自根据周期性微图像网格20(分别是第一微图像网格20a和第二微图像网格20b)来布置。为了图3的目的，第一微图像18a与第二微图像18b不同。微图像网格20a、20b通常具有相同类型，例如，都是如图所示的矩形网格。通常，微图像网格20可以具有任何合适的重复类型，例如五个布拉菲格子中的一个。

第一微透镜16a和第一微图像18a被配置用于提供第一视觉效果，而第二微透镜16b和第二微图像18b被配置用于提供第二视觉效果。通常，根据实施方案，第一视觉效果和第二视觉效果的区别在于：第一微透镜16a和第二微透镜16b具有不同的最佳高度以用于产生相应的视觉效果。

在所描述的特定实施方案中，第一视觉效果是莫尔放大器视觉效果，并且第二种视觉效果是整体图像视觉效果。第一微透镜16a被优化以用于至少通过选择相关联的第一高度来提供莫尔放大器视觉效果。类似地，第二微透镜16b被优化以用于至少通过选择不同于第一高度的相关联的第二高度来提供整体图像视觉效果。

与高度一起或代替高度的其他参数在第一微透镜16a与第二微透镜16b之间可以是不同的，以便根据其预期目来优化每个布置。此类参数包括：凹陷；基底面积；基底形状；F数；和/或焦距。在第一微透镜16a和第二微透镜16b的基底面积不同的情况下，可能有必要在一些或所有的相邻微透镜16之间包括间隙。

通常，整体图像可以提供相对复杂的光学可变效果(以及相对简单的效果)。如本文所使用的“对比度切换”是相对简单的光学可变效果，其可以被认为是整体图像的特殊情况。对比度切换随着视角改变从一种颜色变成另一种颜色，并且因此利用相同的微图像。为了便于说明，所示的第二微图像18b适合于产生对比度切换，但是应理解，这些第二微图像18b反而可以根据更一般的整体图像来配置。

已设想到，第一微透镜16a和第二微透镜16b中的一个将利用被配置成与相应微图像18a、18b的位置一致的焦距来实现(“对焦”配置)，而第一微透镜16a和第二微透镜16b中的另一个利用被配置成与相应微图像18a、18b的位置不一致的焦距来实现(“失焦”配置)。在WO 2010/099571 A1中描述了这种“失焦”配置。这在实现上述对比度切换实施方案时特别适用。

根据实施方案，如图4a至图4c所示，第一微透镜16a和第二微透镜16b根据公共微透镜网格22来布置。在图4a的实现方式中，第一微透镜16a和第二微透镜16b布置成交替的行。在图4b的实现方式中，第一微透镜16a和第二微透镜6b在两个方向上(即从左到右和从上到下)交替布置。应理解，可以采用多种不同的布置，例如，类似的微透镜16可以分组布置(例如，四组)。在图中，如图中所指示的，微透镜16a、16b的类型由表示微透镜16a、16b的圆圈内和圆圈周围的阴影来指示。

图4a和图4b中的正方形轮廓与每个微图像16相关联并且表示掩模24。这些正方形轮廓的目的是定义应在第二侧14b上印刷第一微图像18a和第二微图像18b的位置，并且因此它们在第一微图像网格20a和第二微图像网格20b的设计中是有用的。这确保每个微图像18是透过正确类型的微透镜16可观看的(即，如图4c所示的，每个第一微图像18a是透过第一微透镜16a可观看的，并且每个第二微图像18b是透过第二微透镜16b可观看的)。尽管掩模24在图中被示出为其间有间隙，但是这不是所要求的，并且它们反而可以与相邻掩模24接触。另外，不要求微透镜16的基底与掩模24的侧面接触。通常，要求掩模完全包含其相关联的微透镜16。应注意，掩模24实际上没有印刷到第二侧14b上，并且仅表示确定用于印刷的最终图案的常规技术。

参考图4c示出掩模24的效果；第一微图像18a仅印刷在与第一微透镜16a相关联的掩模24内，并且第二微图像18b仅印刷在与第二微透镜16b相关联的掩模24内。为了清楚起见，未示出来自图4a和图4b的掩模24的阴影。

在图5a至图5d中示出另一个实施方案。这里，第一微图像18a和第二微图像18b根据公共微图像网格26(参见图5a)来布置。第一视觉效果和第二视觉效果的区别在于：它们需要不同的微透镜间距，并且任选地根据不同微透镜高度和/或一个或多个其他微透镜参数加以优化。在所描述的特定实施方案中，第一视觉效果是莫尔放大器视觉效果，并且第二种视觉效果是整体图像视觉效果。为了允许整体图像视觉效果和莫尔放大器视觉效果两者，必要的是第一微透镜16a和第二微透镜16b不位于上述公共微透镜网格22上，并且反而分别位于第一微透镜网格22a(参见图5b)和第二微透镜网格22b(参见图5c)的网格位置上。

“间距”在本文中用于描述微透镜16布置的周期。例如，间距可以对应于布置内的相邻微透镜16之间的中心到中心距离。通常，相邻微透镜16之间的间距将包括微透镜16的直径以及在相邻微透镜16之间设置的任何间隙。

第一微透镜网格22a和第二微透镜网格22b通过网格间距和网格对准中的一项或两项来区分。在没有进一步考虑的情况下，将微透镜16放置在相关网格位置上可导致微透镜16彼此重叠。为了考虑到这一点，利用微透镜掩模28a、28b。在一个实现方式(未示出)中，将微透镜16简单地放置在其相关联的微透镜掩模28a、28b下方的所需位置，这可以导致部分地形成微透镜16。

然而，在图5d所示的实现方式中，微透镜掩模28a、28b被配置来确保并非部分地形成微透镜16。为了实现这一点，至少要求第一微透镜掩模28a的面积大于与第一微透镜16a相关联的面积，通常每个第一微透镜掩模28a的尺寸至少是相邻第一微透镜16a之间的间距的尺寸的两倍(在图5d中，第一微透镜掩模28a的尺寸恰好是第一微透镜16a的间距的两倍)。代替简单地在相关联的第一微透镜掩模28a内形成每个第一微透镜16a(这可能导致部分透镜形成)，仅形成完全存在于相关联的第一微透镜掩模28a内的第一微透镜16a。这将导致第一侧14a上的第一微透镜16a的较低密度。

在图5d中，第二微透镜掩模28b被示出为具有是相邻第二微透镜16b之间的间距的整数倍的尺寸(在这种情况下倍数为2)。这不一定是必需的，并且更一般地，第二微透镜掩模28b应具有是相邻第二微透镜16b之间的间距的至少两倍大的尺寸。在这种更一般的情况下，相同的规则适用于第二微透镜16b；即，仅形成完整的第二微透镜16b。有可能第一微透镜掩模28a具有是相邻第一微透镜16a之间的间距的整数倍的尺寸。在一个特定实施方案中，第一微透镜掩模28a和第二微透镜掩模28b的尺寸被选择为其相应的微透镜16a、16b之间的间距的整数倍。

根据一个实现方式，第二微透镜掩模28b的尺寸与第一微透镜掩模28a的尺寸相等(例如，如图5d所示)。未示出的另一个实现方式对于第一微透镜掩模28a和第二微透镜掩模28b具有不同的掩模尺寸。当第二微透镜掩模28b的尺寸不等于第二微透镜16b的直径的整数倍时，通常期望以与关于第一微透镜16a所述的方式类似的方式仅形成完整的第二微透镜16b。

图6a至图6c所示的另一个实施方案可以被认为是图5a至图5c的实施方案的变型。在这个实施方案中，微图像18并非印刷成与微透镜16直接相对。反而，微图像18位于证件2上的其他位置处，或者可选地，微图像18和微透镜16位于不同的衬底上(微透镜16和微图像18中的一个存在于证件2上)。为了观看光学效果，必须使微图像18进入一个位置，在这个位置中微图像18是透过微透镜16可观看的。当微透镜16和微图像18位于同一证件2上时，这可以被称为“自我验证布置”。

图6a的实现方式示出在证件2的与微透镜16的不同区域中印刷到第一侧14a上的微图像18。图5a还示出证件2被折叠，以便观看视觉效果，即，使得微图像18是透过微透镜16a可观看的。图6b的实现方式示出形成到第一侧14a上的微透镜16、以及在证件2的与微透镜16不同的区域中印刷到第二侧14b上的微图像18。图6b还示出证件2被折叠，以便观看视觉效果，即，使得微图像18是透过微透镜16a可观看的。图6a和图6b示出自我验证布置。显然，在图6a的情况下必须基于证件衬底9的厚度、或者在图6b的情况下必须基于证件衬底9的厚度的两倍来选择微透镜16的焦距。

另一方面，图6c和图6d示出证件2和单独的验证元件32(图6c中的32a、图6d中的32b)。在图6c中，微透镜16是作为验证元件32a的特征来定位的，所述验证元件32a包括透明验证衬底34a。如图所示，为了观看视觉效果，验证元件32a被配置成使得位于证件2上的微图像18是透过验证元件32a的微透镜16可观看的。图6d示出替代解决方案，其中作为验证元件32b的特征来定位的是微图像18。在这种情况下，根据需要，验证衬底34b可以是透明的、半透明的或不透明的。如图所示，为了观看视觉效果，验证元件32a被布置成使得验证元件32b的微图像18是透过位于证件2上的微透镜16可观看的。

图6a至图6d的实施方案不能依赖于所印刷的微图像18与所形成的微透镜16之间的对齐，以便确保第一微图像18a被定位以用于透过第一微透镜16a观看并且第二微图像18b被定位以用于透过第二微透镜16b观看。

为了允许观看两种不同的视觉效果，第一微图像18a和第二微图像18b是相同的并且位于公共微图像网格20上。因此，应选择适合用于产生第一视觉效果和第二视觉效果的微图像18。例如，可以选择适合用于产生莫尔放大器视觉效果和整体图像视觉效果的微图像18。例如，可以使用基本几何形状，诸如矩形、圆形、椭圆形、三角形等。还设想到，可以使用符号(诸如货币符号)，尽管利用最少的精致细节来设计这些符号可能是有益的。通常，整体成像效果将是对比度切换视觉效果，因为每个微图像18是相同的。本质上，当视角改变时，每个第二微透镜16b将观看微图像18上的同一点。图7示出微图像18(第一微图像18a和第二微图像18b相同)的两个示例性阵列。

第一微透镜16a和第二微透镜16b以与关于图5a至图5c的实施方案所述的方式类似的方式来布置。第一微透镜16a与第二微透镜16b之间的布置上的差异是微透镜16之间的相对间距和/或微透镜16的对准。第二微透镜16b的间距与第一微图像18a和第二微图像18b的间距相同，这是对整体成像/对比度切换布置的要求。当与第一微图像18a和第二微图像18相比时，第一微透镜16a具有不同的间距和/或对准，这是对莫尔放大器的要求。在每种情况下，不管微透镜16和微图像18的相对定位如何，都将存在视觉效果，只要对准是正确的或至少接近正确的即可。当相对定位改变时，改变的是对于特定视角的视觉效果外观。

在一些实现方式中，提供引导件以在微透镜16和微图像18被放在一起时，实现微透镜16与微图像18的一致的相对角度对准，使得微图像18是透过微透镜16可观看的。所述引导件可能只是证件2上的标记、或物理特征(诸如压花导轨)，用户在观看光学效果之前利用所述标记来对准微透镜16和微图像18。

如图7所示，可以通过将保护层30施加到微透镜16上来提供进一步的防伪。保护层30的折射率应与微透镜16的折射率基本上不同，优选地是低于微透镜16的折射率。此外，如图所示，保护层30的面向外的表面轮廓应与微透镜16的面向外的表面轮廓基本上不同。特别地，已设想到，面向外的表面轮廓是平坦的、或基本上平坦的。

特别地，保护层30在隐藏微透镜16的表面轮廓方面特别有用，这使得再现微透镜16基本上更加困难，特别是通过使识别微透镜16的定位以及第一微透镜16a和第二微透镜16b的相对高度更难。

在不脱离本发明的范围的情况下，可以并入另外的修改和改进。例如，已设想到，对于第一微透镜16a和第二微透镜16b，可以利用圆柱形透镜来代替球面(或非球面)透镜。基本原理与已经描述的基本原理相同。即，微透镜16或微图像18中的任一个位于公共网格上，而另一个被布置成使得第一微透镜16a和第一微图像18a被配置来提供莫尔放大器效果，并且第二微透镜16b和第二微图像18b被配置来提供整体图像效果。如前文所述的益处可以通过形成具有至少不同高度以及其他参数的可能变化的第一微透镜16a和第二微透镜16b来获得。另一个变体对于微图像18a和/或18b利用多种颜色(超过两种)。

还应注意，使用掩模来确定微透镜16和/或微图像18的位置仅是一种用于识别微透镜16和/或微图像18的所需布局的有用技术。还设想了其他技术，例如，使用被适当配置来正确定位微透镜16和/或微图像18的任何确定性算法。

Claims

1.一种光学装置，优选地是用于安全证件的安全装置，其包括：具有第一侧和第二侧的衬底、位于所述第一侧上的微透镜布置、以及微图像布置，使得所述微图像是可观看的或可以使其是透过所述微透镜可观看的，

其中所述微透镜布置包括第一微透镜和第二微透镜，并且其中所述微图像布置包括第一微图像和第二微图像，

其中所述第一微透镜和所述第一微图像被配置用于提供第一视觉效果，并且其中所述第二微透镜和所述第二微图像被配置用于提供第二视觉效果，并且

其中相对于所述衬底，所述第一微透镜具有与所述第二微透镜不同的高度。

2.如权利要求1所述的光学装置，其中所述微图像布置位于与所述微透镜布置相反的所述第二侧上，使得所述微透镜和所述微图像处于固定关系。

3.如权利要求1所述的光学装置，其中所述微图像布置位于所述第一侧或所述第二侧上，使得必须使所述微透镜和所述微图像处于重叠布置，以便透过所述微透镜来观看所述微图像。

4.如权利要求1所述的光学装置，其中所述第一微透镜和所述第二微透镜位于公共微透镜网格的网格位置上。

5.如权利要求1所述的光学装置，其中所述第一微图像和所述第二微图像位于公共微图像网格的网格位置上。

6.如权利要求5所述的光学装置，其中所述第一微图像和所述第二微图像是相同的。

7.一种光学装置，优选地是用于安全证件的安全装置，其包括：具有第一侧和第二侧的衬底、位于所述第一侧上的微透镜布置、以及微图像布置，所述微图像以非重叠关系位于所述衬底的第一侧或第二侧上或者位于与所述微图像不同的衬底上，

其中所述微透镜布置包括第一微透镜和第二微透镜，并且其中所述微图像布置包括相同的第一微图像和第二微图像，

使得所述光学装置被配置成：当使所述微图像布置和所述微透镜布置处于重叠配置时，提供所述第一视觉效果和所述第二视觉效果。

8.如权利要求7所述的光学装置，其中相对于所述衬底，所述第一微透镜具有与所述第二微透镜不同的高度。

9.如权利要求1或权利要求7所述的光学装置，其中所述第一微透镜和所述第二微透镜中的一个被配置用于对其相关联的微图像的对焦观看，并且所述第一微透镜和所述第二微透镜中的另一个被配置用于对其关联的微图像的失焦观看。

10.如权利要求1或权利要求7所述的光学装置，其中所述第一视觉效果是莫尔放大器视觉效果，并且所述第二视觉效果是整体图像视觉效果，优选地是对比度切换视觉效果。

11.如权利要求1或权利要求7所述的光学装置，其中所述第一微透镜和所述第二微透镜包括以下各项中的至少一项的不同值：凹陷；基底面积；基底形状；F数；和/或焦距。

12.如权利要求1或权利要求7所述的光学装置，其中所述第一微透镜网格和所述第二微透镜网格两者、和/或所述第一微图像网格和所述第二微图像网格两者是正方形网格或矩形网格。

13.如权利要求1或权利要求7所述的光学装置，其中所述第一微图像和所述第二微图像根据对应的第一微图像掩模和第二微图像掩模的位置来定位。

14.如权利要求1或权利要求7所述的光学装置，其中所述第一微透镜和所述第二微透镜根据对应的第一微透镜掩模和第二微透镜掩模的位置来定位。

15.如权利要求14所述的光学装置，其中每个第一微透镜仅在所述整个第一微透镜位于对应的第一微透镜掩模内的情况下存在，且/或其中每个第二微透镜仅在所述整个第二微透镜位于对应的第二微透镜掩模内的情况下存在。

16.如权利要求1或权利要求7所述的光学装置，其中所述微透镜由压花并固化的可固化油墨、优选地是可辐射固化油墨形成。

17.如权利要求1或权利要求7所述的光学装置，其中所述第一微图像和所述第二微图像位于基本相同的平面上。

18.如权利要求3或权利要求7所述的光学装置，其还包括用于引导用户的对准装置，诸如以便实现所述微透镜布置与所述微图像布置之间的正确、或基本正确的相对角度对准。

19.一种证件，优选地是安全证件并且更优选地是纸币，其具有如权利要求1或权利要求7所述的光学装置。

20.如权利要求19所述的证件，所述证件具有基本上透明的证件衬底，所述证件衬底的一部分对应于所述光学装置的衬底。

21.如权利要求19所述的证件，所述证件具有基本上不透明的证件衬底，所述光学装置贴附到所述证件衬底的表面上或位于所述证件衬底的切口区内。

22.一种制造如权利要求1或权利要求7所述的光学装置的方法，其包括以下步骤：

将可辐射固化油墨施加到透明衬底的第一侧；

对所述可辐射固化油墨进行压花和固化，由此形成所述微透镜布置；以及

将所述微图像布置印刷到所述第一侧或所述第二侧上。

23.如权利要求22所述的方法，其中所述微透镜布置与所述微图像布置对齐，而所述微图像位于所述衬底的与所述微透镜相反的所述第二侧上。

24.如权利要求22所述的方法，其中同时或至少基本上同时执行对所述微透镜布置进行压花的所述步骤以及印刷所述微图像的所述步骤。

25.如权利要求22所述的方法，其中所述衬底对应于较大证件衬底的区。

26.如权利要求22所述的方法，其中在所述同一印刷步骤中印刷所述第一微图像和所述第二微图像。