DE102004044459A1

DE102004044459A1 - Sicherheitsdokument mit transparenten Fenstern

Info

Publication number: DE102004044459A1
Application number: DE102004044459A
Authority: DE
Inventors: Andreas Dr. Schilling; Wayne Robert Dr. Tompkin
Original assignee: OVD Kinegram AG
Current assignee: OVD Kinegram AG
Priority date: 2004-09-15
Filing date: 2004-09-15
Publication date: 2006-03-30
Anticipated expiration: 2024-09-16
Also published as: TWI383340B; RU2007114066A; TW200614099A; JP4939419B2; US20080106091A1; RU2376642C2; JP2008513817A; DE102004044459B4; CN101019154B; EP1797539A1; ES2551689T3; EP1797539B1; WO2006029745A1; US7931305B2; CA2580288A1; CN101019154A; CA2580288C

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Sicherheitsdokument (1) mit einem transparenten Fenster (12), in dem ein erstes optisches Element (15) angeordnet ist, und mit einem zweiten transparenten Fenster (13), in dem ein zweites optisches Element angeordnet ist. Das erste transparente Fenster (12) und das zweite transparente Fenster (13) sind derart voneinander beabstandet auf einem Träger (11) des Sicherheitsdokuments (1) angeordnet, dass das erste und das zweite optische Element (15, 16) in Überdeckung miteinander gebracht werden können. Das erste optische Element (15) weist ein erstes transmissives Mikrolinsen-Feld und das zweite optische Element (16) ein zweites transmissives Mikrolinsen-Feld auf, wobei sich bei Überdeckung des zweiten mit dem ersten Mikrolinsen-Feld ein erster optischer Effekt zeigt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Sicherheitsdokument, insbesondere eine Banknote oder einen Ausweis, mit einem ersten optischen Element und mit einem transparenten Fenster, in dem ein zweites optisches Element angeordnet ist, wobei das erste und das zweite optische Element derart voneinander beabstandet auf einem Träger des Sicherheitsdokuments angeordnet sind, dass das erste und das zweite optische Element in Überdeckung miteinander gebracht werden können.

So ist aus EP 0 930 979 B1 eine sich selbst überprüfende Banknote bekannt, die aus einem flexiblen Plastikträger besteht. Der flexible Plastikträger besteht aus einem transparenten Material und ist mit einer getrübten Ummantelung versehen, die eine klare transparente Fläche als Fenster frei lässt.

In dem Fenster ist eine Vergrösserungslinse als Verifizierungsmittel angeordnet. Weiter ist auf der Banknote ein Mikrodruck-Bereich vorgesehen, der ein kleines Zeichen, eine feine Linie oder ein filigranes Muster zeigt. Zur Prüfung oder Inspektion der Banknote wird nun die Banknote gefaltet und so das transparente Fenster und der Mikrodruck-Bereich in Überdeckung gebracht. Die Vergrösserungslinse kann nun dazu verwendet werden, den Mikrodruck dem Betrachter sichtbar zu machen und so die Banknote zu verifizieren.

Alternativ wird in EP 0 930 979 B1 vorgeschlagen, in dem transparenten Fenster eine Zerrlinse, einen optischen Filter oder ein Polarisations-Filter anzuordnen.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Sicherheitsdokument anzugeben.

Diese Aufgabe wird von einem Sicherheitsdokument gelöst, das mit einem ersten transparenten Fenster, in dem ein erstes optisches Element angeordnet ist, und mit einem zweiten transparenten Fenster, in dem ein zweites optisches Element angeordnet ist, versehen ist, bei dem das erste transparente Fenster und das zweite transparente Fenster derart voneinander beabstandet auf einem Träger des Sicherheitsdokuments angeordnet sind, dass das erste und das zweite optische Element in Überdeckung miteinander gebracht werden können und bei dem das erste optische Element ein erstes transmissives Mikrolinsen-Feld und das zweite optische Element ein zweites transmissives Mikrolinsen-Feld aufweist, wobei sich bei Überdeckung des zweiten mit dem ersten Mikrolinsen-Feld ein erster optischer Effekt zeigt.

Bei Überdeckung des ersten mit dem zweiten Mikrolinsen-Feld zeigen sich markante, einprägsame und mittels anderer Technologien nur sehr schwer nachahmbare optische Effekte, die im Weiteren auch stark abhängig von der Beabstandung zwischen den sich überdeckenden ersten und zweiten Mikrolinsen-Feldern sind. Aufgrund dieser Eigenschaften des sich bei Überdeckung des ersten und zweiten Mikrolinsen-Feldes zeigenden ersten optischen Effektes ergibt sich bei Anordnung der Mikrolinsen-Felder in den transparenten Fenstern eines Sicherheitsdokuments für den Benutzer die Möglichkeit, die Echtheit des Sicherheitsdokuments mittels eindeutig und markanter Sicherheitsmerkmale zu überprüfen. Dadurch wird es mittels der Erfindung ermöglicht, leicht überprüfbare und nur schwer nachahmbare Sicherheitsdokumente herzustellen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen bezeichnet.

Gemäss eines bevorzugten Ausführungsbeispieles der Erfindung ist der Linsenabstand der Mikrolinsen des ersten Mikrolinsen-Feldes und der Linsenabstand der Mikrolinsen des zweiten Mikrolinsen-Feldes derart gewählt, dass sich die einzelnen Lichtbündel des durch die sich überlagernden Mikrolinsen-Felder aufgesplitteten Lichtstrahls in einem gemeinsamen Bildpunkt treffen. Unter Linsenabstand der Mikrolinsen wird hierbei die laterale Beabstandung der Mikrolinsen des jeweiligen Mikrolinsen-Feldes verstanden. Dadurch wird erreicht, dass durch die Überlagung der beiden Mikrolinsen-Felder ein integrales Bild erzeugt wird und sich somit das Gesamtsystem in etwa wie eine einzelne makroskopische Linse verhält, deren Eigenschaften sich allerdings deutlich von denen einer konventionellen makroskopischen Linse unterscheiden. Mit einem derartigen System können sowohl reale als auch virtuelle Bilder erzeugt werden, Einzelbilder aber auch Vielfachbilder.

Damit sich bei Überlagerung des ersten und des zweiten Mikrolinsen-Feldes ein einer makroskopischen Linse ähnlicher Effekt ergibt, wird der Linsenabstand der Mikrolinsen der beiden Mikrolinsen-Felder vorzugsweise so gewählt, dass die Änderung des Versatzes der zueinander zugeordneten Linsen des ersten und zweiten Mikrolinsen-Feldes ausgehend von der optischen Achse der virtuellen makroskopischen Linse konstant ist. Dies wird gemäss eines bevorzugten Ausführungsbeispieles der Erfindung durch zwei Mikrolinsen-Felder erreicht, bei denen die Mikrolinsen jeweils gemäss eines periodischen Rasters mit einem konstanten Linsenabstand voneinander beabstandet sind und sich hierbei der Linsenabstand der Mikrolinsen des ersten Mikrolinsen-Feldes von dem Linsenabstand der Mikrolinsen des zweiten Mikrolinsen-Feldes unterscheidet. Derartige Mikrolinsen-Felder lassen sich besonders einfach fertigen. Bevorzugt ist hierbei der Linsenabstand der Mikrolinsen des ersten Mikrolinsen-Feldes ein ganzzahliges Vielfaches des Linsenabstandes der Mikrolinsen des zweiten Mikrolinsen-Feldes.

Um ein integrales Bild hoher Auflösung durch Überdeckung der Mikrolinsen-Felder erzielen zu können, ist es hierbei vorteilhaft, den Durchmesser der Mikrolinsen kleiner als das Auflösungsvermögen des menschlichen Auges zu wählen, so dass der Linsenabstand der Mikrolinsen der ersten und zweiten Mikrolinsen-Felder bevorzugt kleiner als 300 μm zu wählen ist. Weiter ist hierzu die Brennweite der Mikrolinsen klein im Vergleich zur Bild- und Gegenstandsweite zu wählen.

Es ist hierbei möglich, das erste Mikrolinsen-Feld aus einer Vielzahl von Mikrolinsen mit positiver Brennweite und das zweite Mikrolinsen-Feld aus einer Vielzahl von Mikrolinsen mit positiver Brennweite aufzubauen, die nach Art eines Kepler-Teleskops bei der Abbildung der Vielzahl von aufgesplitteten Lichtbündeln zusammenwirken. Bei einer derartigen Ausgestaltung der Mikrolinsen-Felder lässt sich ein einem makroskopischen Linsensystem ähnlicher optischer Effekt erzielen, der jedoch Eigenschaften zeigt, welche sich deutlich von denen eines konventionellen Linsensystems unterscheidet. Es lassen sich so besonders auffällige und damit einprägsame optische Effekte erzielen.

Weiter ist es auch möglich, das erste Mikrolinsen-Feld aus einer Vielzahl von Mikrolinsen mit positiver Brennweite und das zweite Mikrolinsen-Feld aus einer Vielzahl von Mikrolinsen mit negativer Brennweite aufzubauen, die nach Art eines Gallileo-Teleskops zusammenwirken. Auch hierbei lassen sich bei Überlagerung der ersten und zweiten Mikrolinsen-Felder Effekte erzielen, die denen einer makroskopischen Linse ähnlich sind, sich von einem konventionellen makroskopischen Linsensystem jedoch unterscheiden.

Gemäss eines weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung sind die beiden Mikrolinsen-Felder nicht homogen und verfügen lokal über unterschiedliche Parameter wie Linsenabstand, Durchmesser der Linsen oder Brennweite der Linsen. Durch eine laterale Verschiebung können so verschiedene Mikrolinsen-Kombinationen und somit verschiedene optische Funktionen erzeugt werden, wodurch neuartige und einprägsame weitere Sicherheitsmerkmale in das Sicherheitsdokument integriert werden können.

Bevorzugt ändern sich hier ein oder mehrere Parameter des ersten und/oder des zweiten Mikrolinsen-Feldes periodisch gemäss eines (gemeinsamen) Rasters. Des weiteren können Parameter der Mikrolinsen-Felder auch in vorgegebener Weise quasi kontinuierlich variieren.

So ist es beispielsweise möglich, Informationen zumindest in einem Mikrolinsen-Feld einzubringen, indem das Mikrolinsen-Feld zwei oder mehr Bereiche mit unterschiedlichem Linsenabstand der Mikrolinsen und/oder mit unterschiedlicher Brennweite der Mikrolinsen aufweist. Bei Überdeckung der Mikrolinsen-Felder unterscheidet sich die sich ergebende Abbildungs-Funktion in ersten und zweiten Bereichen, wodurch die in die Änderung der Parameter der Mikrolinsen-Felder codierte Information dem Betrachter sichtbar gemacht wird.

Weiter ist es auch möglich, durch Phasenverschiebung des Linsenabstandes von Mikrolinsen gegenüber einem periodischen Grundraster versteckte Informationen in ein oder mehrere Mikrolinsen-Felder nach Art eines Moiré-Musters zu codieren und diese Informationen bei Überlagerung der ersten und zweiten Mikrolinsen-Felder sichtbar zu machen.

Durch die oben beschriebenen Massnahmen zur Codierung zusätzlicher Informationen in das erste und zweite Mikrolinsen-Feld lässt sich die Fälschungssicherheit des Sicherheitsdokuments weiter verbessern.

Gemäss eines weiteren bevorzugten Ausführungsbeispieles der Erfindung weist das Sicherheitselement ein opakes drittes optisches Element auf, wobei sich bei Überdeckung des ersten und/oder des zweiten Mikrolinsen-Feldes mit dem dritten optischen Element ein oder mehrere weitere optische Effekte zeigen. Zusätzlich zu dem primären, durch die Überdeckung der beiden Mikrolinsen-Felder generierten Sicherheitsmerkmal können so zusätzliche Sicherheitsmerkmale durch die Überdeckung der Mikrolinsen-Felder z.B. mit einem reflektiven optisch variablen Element oder mit einem hochauflösenden Druck generiert werden, wobei das Mikrolinsen-Feld beispielsweise als Moiré-Analysator dienen kann.

Gemäss eines weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung besteht das erste und/oder das zweite optische Element jeweils aus zwei Teil-Mikrolinsen-Feldern, die übereinander in dem ersten bzw. zweiten optischen Element angeordnet sind. Die zwei Teil-Mikrolinsen-Felder sind so beispielsweise auf gegenüberliegenden Seiten einer Folie angeordnet und bilden so übereinanderliegende Mikrolinsen-Flächen einer Folie. So wird beispielsweise die eine Oberfläche des ersten optischen Elements von der Geometrie des einen Teil-Mikrolinsen-Feldes und die dieser Oberfläche gegenüberliegende Oberfläche des ersten optischen Elements von der Geometrie des anderen Teil-Mikrolinsen-Feldes bestimmt. Löscht nun die Geometrie eines Teil-Mikrolinsen-Feldes des einen optischen Elements die Geometrie eines Teil-Mikrolinsen-Feldes des zweiten optischen Elements aus, so ist der bei der Überlagerung des ersten und zweiten optischen Elements generierte optische Effekt abhängig von der Orientierung des ersten und zweiten optischen Elements, d.h. abhängig davon, ob das Sicherheitsdokument in die eine oder in die andere Richtung gefaltet oder gebogen wird, um die transparenten Fenster in die Überdeckung zu bringen.

Ein ähnlicher Effekt lässt sich auch dadurch erzielen, dass die Mikrolinsen-Felder derart in den transparenten Fenstern des Sicherheitsdokuments angeordnet sind, dass sich der Abstand zwischen den Linsen der beiden Mikrolinsen-Felder abhängig von der Faltung bzw. Biegerichtung ändert.

Bevorzugt weist das erste und/oder das zweite optische Element eine Replizierlackschicht auf, in die eine Reliefstruktur abgeformt ist, die das erste bzw. das zweite Mikrolinsen-Feld bildet. Weiter hat sich hier eine Kapselung der Reliefstruktur mittels einer zusätzlichen optischen Trennschicht und/oder eine Abformung der Reliefstruktur mittels UV-Replikation als vorteilhaft erwiesen.

Die Mikrolinsen des ersten und/oder zweiten Mikrolinsen-Feldes werden hierbei vorzugsweise von einer beugungsoptisch wirksamen Reliefstruktur gebildet, die beugungsoptisch den Effekt eines Mikrolinsen-Feldes erzeugt. Derartige „diffraktive Linsen" können von einer diftraktiven binären Reliefstruktur gebildet werden, deren Profiltiefe kleiner als die Wellenlänge des sichtbaren Lichtes ist (binäre, dünne diffraktive Linse), von einem kontinuierlichen diffraktiven Reliefprofil mit einer Profiltiefe kleiner als die Wellenlänge des sichtbaren Lichtes gebildet werden (dünne diftraktive Linse mit kontinuierlichem Profil) und von einem diffraktiven kontinuierlichen Reliefprofil mit einer Profiltiefe größer als die Wellenlänge des sichtbaren Lichtes (dicke diftraktive Linse mit kontinuierlichem Reliefprofil) gebildet werden. Es ist jedoch auch möglich, das Mikrolinsen-Feld als refraktiv wirkende Makrostruktur in der Replizierlackschicht abzuformen, die ein kontinuierliches, stetiges Oberflächenprofil ohne Sprungstellen besitzt. Die Profiltiefe dieser Makrostruktur ist hierbei um ein Vielfaches größer als die Wellenlänge des sichtbaren Lichtes.

Vorzugsweise wird das erste und/oder das zweite optische Element von der Übertragungslage einer Transferfolie gebildet. Hierdurch ist es möglich, die Anforderungen an die Qualität der Mikrolinsen-Felder sowie die Toleranzen bezüglich Abständen, Planheit usw. zu erfüllen.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von mehreren Ausführungsbeispielen unter Zuhilfenahme der beiliegenden Zeichnungen beispielhaft erläutert.
1 zeigt eine Darstellung eines erfindungsgemässen Sicherheitsdokuments.
2 zeigt eine schematisierte, nicht massstabsgetreue Schnitt-Darstellung des Sicherheitsdokuments nach 1 in einer Betrachtungssituation, in der das Sicherheitsdokument zur Überdeckung der transparenten Fenster gefaltet ist.
3a zeigt eine schematische Darstellung zweier sich überdeckender Mikrolinsen-Felder des Sicherheitsdokuments nach 1.
3b zeigt eine Skizze zur Verdeutlichung der bei der Überdeckung der Mikrolinsen-Felder nach 3a auftretenden optischen Effekte.
3c zeigt eine schematisierte Draufsicht auf ein Mikrolinsen-Feld nach 3a.
4 zeigt eine Schnitt-Darstellung eines Ausschnitts des Sicherheitsdokuments nach 1.
5 zeigt eine schematische Darstellung eines weiteren erfindungsgemässen Sicherheitsdokuments.
6 zeigt eine schematische Darstellung eines weiteren erfindungsgemässen Sicherheitsdokuments.
7a bis 7c zeigen schematisch die Darstellung eines weiteren erfindungsgemässen Sicherheitsdokuments in verschiedenen Betrachtungssituationen.
1 zeigt ein Wertdokument 1, beispielsweise eine Banknote oder einen Scheck. Es ist aber auch möglich, dass das Wertdokument 1 ein Identifikations-Dokument, beispielsweise einen Ausweis, darstellt.
Das Sicherheitsdokument 1 besteht aus einem flexiblen Träger 11 mit transparenten Fenstern 12 und 13. Bei dem Träger 11 handelt es sich vorzugsweise um einen Träger aus Papiermaterial, der mit einem Aufdruck versehen ist und in den weitere Sicherheitsmerkmale, beispielsweise Wasserzeichen oder Sicherheitsfäden, eingebracht sind. In diesem Papierträger werden sodann beispielsweise durch Stanzen oder mittels eines Lasers fensterförmige Durchbrechungen eingebracht, so dass die in 1 gezeigten transparenten Fenster 12 und 13 entstehen. Die transparenten Fenster 12 und 13 werden sodann durch optische Elemente wieder verschlossen, die ein transmissives Mikrolinsen-Feld aufweisen. Damit ist im Bereich des transparenten Fensters 12 ein erstes transmissives Mikrolinsen-Feld 15 und im Bereich des transparenten Fensters 13 ein zweites transmissives Mikrolinsen-Feld 16 angeordnet.
Es ist jedoch auch möglich, dass es sich bei dem Träger 11 um eine Kunststofffolie oder um eine aus ein oder mehreren Papier- und Kunststoff-Schichten bestehendes Laminat handelt. So ist es auch möglich, dass als Material für den Träger 11 bereits ein transparentes oder teil-transparentes Material verwendet wird und der Träger somit zur Generierung der transparenten Fenster 12 und 13 nicht partiell durch Stanzen oder Schneiden entfernt zu werden braucht. Dies ist beispielsweise der Fall, falls der Träger 11 aus einer transparenten Kunststofffolie besteht, die im Bereich der transparenten Fenster 12 und 13 nicht mit einer Trübungsschicht versehen ist. Weiter ist es auch möglich, die transparenten Fenster 12 und 13 bereits bei der Papierherstellung zu erzeugen und die optischen Elemente mit den transparenten Mikrolinsen-Feldern 15 und 16 nach Art eines Sicherheitsfadens in den Träger 11 einzubringen.
Weiter ist es auch möglich, daß der Träger 11 – beispielsweise im Fall eines Reisepasses – aus zwei miteinander durch Heftung oder Klebung verbundenen Seiten besteht.
Wie in 1 dargestellt, ist weiter ein streifenförmiger Patch 14 auf dem Träger 11 appliziert, der den Bereich des transparenten Fensters 13 abdeckt. Das transparente Mikrolinsen-Feld 16 ist in den Patch 14 eingebracht. Bei dem Patch 14 handelt es sich vorzugsweise um die Übertragungslage einer Transferfolie, beispielsweise einer Heissprägefolie, die unter Einwirkung von Druck und Hitze mittels einer Haftschicht mit dem Träger 11 verbunden ist. Wie in 1 gezeigt, kann der Patch 14 neben dem transmissiven Mikrolinsen-Feld 16, das im Bereich des transparenten Fensters 13 angeordnet ist, noch ein oder mehrere weitere optische Elemente aufweisen, beispielsweise das in 1 gezeigte weitere optische Element 17. Bei dem optischen Element 17 handelt es sich beispielsweise um ein Beugungsgitter, ein Hologramm, ein Kinegram^®, eine partielle Metallisierung, eine HRI-Schicht (HRI = High Refraction Index), ein Interferenzschichtsystem, eine vernetzte Flüssigkristallschicht oder einem mit Effektpigment ausgeführten Ausdruck.
Weiter ist es auch möglich, daß das transparente Fenster 12 nicht auf der in 1 dargestellten Position in den Träger 11 eingebracht ist, sondern ebenfalls im Bereich des streifenförmigen Patches 14 in den Träger 11 eingearbeitet ist und der streifenförmige Patch so beide transparenten Fenster 12 und 13 abdeckt. Beide Mikrolinsen-Felder 15 und 16 können so in ein gemeinsames Folienelement eingebracht sein, wodurch sich die Produktion des Wertdokumentes 1 erheblich vergünstigt.
Das Sicherheitsdokument 1 kann noch weitere, beispielsweise mittels einer Transferfolie aufgebrachte Sicherheitsmerkmale aufweisen, die durch Biegen, Falten oder Verdrehen des Trägers 11 in Überdeckung mit den transparenten Fenstern 12 und 13 gebracht werden können. So zeigt 1 beispielhaft ein weiteres optisches Element 18, bei dem es sich vorzugsweise um ein reflektives, optisch variables Element oder um einen Sicherheitsaufdruck handelt.
Zur Verifizierung des Sicherheitsdokuments 1 werden die transparenten Fenster 12 und 13 des Trägers 11 beispielsweise durch Faltung des Trägers 11 in die Überdeckung gebracht, so dass sich die Mikrolinsen-Felder 15 und 16, wie in 2 gezeigt, überdecken. Sodann wird der sich bei Betrachtung durch die beiden übereinander angeordneten Mikrolinsen-Felder 15 und 16 ergebende optische Effekt überprüft. So wird beispielsweise ein in Betrachtungsrichtung 2 liegender Gegenstand, eine beliebige zeichnerische Darstellung oder ein spezielles Verifikationsmuster durch die transmissiven Mikrolinsen-Felder 15 und 16 betrachtet. Weiter ist es auch möglich, dass durch weitere Faltung des Sicherheitsdokuments 1 ein optisches Element des Sicherheitsdokuments 1 in Betrachtungsrichtung plaziert wird und durch die transparenten Mikrolinsen-Felder 15 und 16 betrachtet wird.
Die sich bei der Betrachtung eines Gegenstandes durch die transmissiven Mikrolinsen-Felder 15 und 16 ergebenden optischen Effekte werden nun anhand der Figuren 3a und 3b erläutert.
3a zeigt einen Ausschnitt der Mikrolinsen-Felder 15 und 16, die in einem Abstand d voneinander beabstandet gemäss der Betrachtungssituation nach 2 zueinander angeordnet sind.
Das Mikrolinsen-Feld 15 besteht aus einer Vielzahl von Mikrolinsen 21, die – wie in 3c angedeutet – nebeneinander angeordnet sind. Das Mikrolinsen-Feld 16 besteht aus einer Vielzahl von Mikrolinsen 22. Werden nun zwei zueinander zugeordnete Linsen 21 und 22, die in einem Abstand r von einer gedachten optischen Achse des von den Mikrolinsen-Feldern 15, 16 gebildeten Systems beabstandet sind, betrachtet, so besitzen deren parallele optische Achsen eine Abweichung Δ_r. Unter der Annahme, dass der Abstand der beiden Mikrolinsen-Felder der Summe der Brennweiten der Mikrolinsen 21 und 22 entspricht, werden die unter einem Winkel α einfallenden parallelen Lichtstrahlen auf einen Punkt fokusiert, der f_1α von der Achse der Linse 21 entfernt ist, wobei f₁ die Brennweite der Linse 21 ist. Aufgrund des Versatzes Δ_r zwischen den Linsen 21 und 22 tritt das Lichtbündel sodann in einem Winkel β durch die Linse 22 wobei
und f₂ die Brennweite der Linse 22 ist. Wird nun der Fall betrachtet, dass die Quelle eines Lichtstrahls einer Entfernung u von dem Mikrolinsen-Feld 15 besitzt und die Linse 21 die radiale Position r besitzt, so ist die laterale Position y des Lichtbündels bei einem Abstand x von der Mikrolinse 22 r – β x, wodurch sich aus obiger Gleichung und durch Ersetzen des Winkels a durch a = r/u ergibt:
Damit alle der durch das Mikrolinsen-Feld 15 und 16 aufgesplitteten Teilstrahlen nach Durchlaufen der Mikrolinsen-Felder 15 und 16 auf denselben Punkt fokusiert werden, ist es notwendig, dass y unabhängig von r ist. Unter der Annahme, dass die Gegenstandsweite unendlich ist und die Bildweite der Brennweite entspricht, ergibt sich so für die Brennweite F der in 3a gezeigten Anordnung der beiden Mikrolinsen-Felder 15 und 16:
Dies bedeutet, dass die Brennweite F des von den Mikrolinsen-Feldern 15 und 16 gebildeten Abbildungssystems konstant ist, falls die Ableitung ∂Δ_r/∂r konstant ist, was beispielsweise der Fall ist, wenn die Mikrolinsen der Mikrolinsen-Felder 15 und 16 mit einem konstanten, sich unterscheidenden Linsenabstand voneinander beabstandet sind. Dies ist beispielsweise in dem in 3a gezeigten Beispiel der Fall, wo die Mikrolinsen 21 und 22 jeweils mit einem konstanten Linsenabstand p₁ und p₂ voneinander beabstandet sind und, wie in 3c gezeigt, gemäss eines periodischen Rasters zueinander ausgerichtet sind.
Falls diese Bedingung erfüllt ist, wird ein integrales Bild erzeugt und die Abbildungs-Funktion des in 3a gezeigten Systems entspricht in etwa der eines konventionellen Linsensystems bestehend aus zwei makroskopischen Linsen.
Wird nun dieser Spezialfall, bei dem die Mikrolinsen des Mikrolinsen-Feldes 15 mit dem konstanten Linsenabstand p₁ voneineinander beabstandet sind und die Linsen des Mikrolinsen-Feldes 16 mit dem konstanten Linsenabstand p₂ voneinander beabstandet sind, weiter betrachtet, so ergeben sich basierend auf dem in 3b dargestellten Szenario folgende Zusammenhänge:
3b zeigt die Mikrolinsen-Felder 15 und 16, einen in einer Distanz g von dem Mikrolinsen-Feld 16 beabstandeten Punkt auf der optischen Achse, der von dem ersten Mikrolinsen-Feld auf einen Satz von Punkten abgebildet wird, die von dem Mikrolinsen-Feld eine Distanz s₁ entfernt sind und einen lateralen Abstand y_n besitzen. Diese Punkte sind von dem Mikrolinsen-Feld 16 eine Distanz s₂ entfernt und werden in einer Distanz b auf einen Punkt auf der optischen Achse abgebildet.
Damit die in 3b gezeigte Situation eintritt, muss die Bedingung
erfüllt sein. Wird das System der Mikrolinsen-Felder 15 und 16 als System dünner Linsen betrachtet, so ergibt sich für die Brennweite des Systems bei Lichteinfall von Seiten des Mikrolinsen-Feldes 15 eine Brennweite
und bei einem Lichteinfall von Seiten des Mikrolinsen-Feldes 16 eine Brennweite
Damit kann die Abbildungs-Funktion bei Lichteinfall von Seiten des Mikrolinsen-Feldes 15 wie folgt beschrieben werden:
Im Gegensatz zu einer normalen Linse besitzt die von den Mikrolinsen-Feldern 15 und 16 generierte Abbildungsfunktion somit im Falle der Verwendung von Mikrolinsen positiver Brennweite für die Mikrolinsen-Felder 15 und 16 (Kepler-Teleskop) gegenüber einem „konventionellen" Linsensystem folgende Besonderheiten:
Bei der Betrachtung eines Gegenstandes von Seiten des Mikrolinsen-Feldes 15 zeigt sich ein anderes Bild als bei der Betrachtung des Gegenstandes von Seiten des Mikrolinsen-Feldes 16. Je nach Betrachtungsrichtung ändert sich das Vorzeichen der Brennweite. Weiter ergibt sich bei negativer Brennweite ein reelles Bild für Gegenstandsweiten s mit |s| < F f₁/f₂. Die Bildweite ist bei einer positiven Brennweite immer kleiner als die Brennweite. Weiter wird ein aufrechtes Bild generiert.
Für den Fall, dass die Mikrolinsen des Mikrolinsen-Feldes 15 eine positive Brennweite und die Mikrolinsen des Mikrolinsen-Feldes 16 eine negative Brennweite aufweisen (Gallileo-Teleskop) ergeben sich gegenüber der Abbildungsfunktion einer konventionellen Linse folgende Unterschiede:
Das Vorzeichen der Brennweite des Systems ändert sich – wie bei einer konventionellen Linse – nicht, wenn das System gedreht wird. Die Brennweite hängt jedoch trotzdem von der Betrachtungsrichtung ab. Das System verhält sich wie eine konventionelle Linse, bei der sich das Objekt in einem Medium mit einem Brechungsindex f₁/f₂ befindet.
Anstelle der Verwendung von Mikrolinsen-Feldern für die Mikrolinsen-Felder 15 und 16, die die oben beschriebenen Bedingungen erfüllen und somit bei ihrem Zusammenwirken eine einer konventionellen Linse ähnliche optische Funktion generieren, ist es auch möglich, Mikrolinsen-Felder zu verwenden, die die oben aufgezeigten Bedingungen nicht erfüllen. So ist es beispielsweise möglich, dass sich der Linsenabstand der Mikrolinsen eines oder beider Mikrolinsen-Felder bereichsweise kontinuierlich ändert, so dass interessante und eindrucksvolle Zerr-Effekte entstehen. Ebenso ist es möglich, dass die Brennweite der Mikrolinsen eines Mikrolinsen-Feldes zumindest in einem Bereich des Mikrolinsen-Feldes kontinuierlich verändert wird, wodurch sich ebenso derartige Zerr-Effekte erzielen lassen. Wird der Brechungsindex der Mikrolinse und damit die effektive Brennweite der Mikrolinse oder die Beabstandung der Mikrolinsen in beiden Mikrolinsen-Felder 15 und 16 zumindest bereichsweise verändert, so verändert sich die sich ergebende Abbildungs-Funktion bei lateraler Verschiebung der beiden Mikrolinsen-Felder 15 und 16 zueinander, was als weiteres Sicherheitsmerkmal bei der Verifizierung des Sicherheitsdokuments 1 dienen kann.
Weiter ist es auch möglich, Bereiche in den Mikrolinsen-Feldern 15 und 16 vorzusehen, in denen die Brennweite der Mikrolinsen und die Beabstandung der Mikrolinsen zwar konstant, jedoch unterschiedlich von benachbarten Bereichen ist. Wird nur eines der beiden Mikrolinsen-Felder 15 und 16 derart ausgestaltet, so ergibt sich eine Abbildungs-Funktion, die der mehrerer nebeneinander angeordneter unterschiedlicher konventioneller Linsen entspricht. Die in den einzelnen Teilbereichen geltende optische Abbildungs-Funktion wird hierbei durch die oben beschriebenen Zusammenhänge definiert. Werden beide Mikrolinsen-Felder 15 und 16 derart ausgestaltet, so verändert sich die optische Abbildungs-Funktion bei lateraler Verschiebung der beiden Mikrolinsen-Felder 15 und 16 gegeneinander, was als weiteres Sicherheitsmerkmal zur Verifizierung des Sicherheitsdokuments genutzt werden kann.
Der Linsenabstand der Mikrolinsen-Felder 15 und 16 ist vorzugsweise so gewählt, dass die durch die Aufsplittung des einfallenden Lichtstrahles generierten Teilstrahlen einen Durchmesser besitzen, der unterhalb des Auflösungsvermögens des menschlichen Auges liegt. Vorzugsweise liegt der Abstand der Mikrolinsen-Felder 15 und 16 demnach in einem Bereich zwischen 250 μm und 25 μm. Hierdurch wird sichergestellt, dass das durch die Mikrolinsen-Felder 15 und 16 generierte integrale Bild über eine gute Auflösung verfügt. Werden geringe Anforderungen an die optische Qualität der durch die Mikrolinsen-Felder 15 und 16 generierte Abbildungs-Funktion gestellt, so ist es auch möglich, den Linsenabstand der Mikrolinsen der Mikrolinsen-Felder 15 und 16 zu erhöhen.
Der detaillierte Aufbau des im Bereich des transparenten Fensters 12 angeordneten optischen Elements mit dem Mikrolinsen-Feld 15 wird nun anhand der Figuren 3c und 4 erläutert.
4 zeigt den Träger 11, der aus einem Papiermaterial einer Dicke von etwa 100 μm besteht und der im Bereich des transparenten Fensters 12 eine mittels eines Stanz- oder Schneidvorganges erzeugte Durchbrechung aufweist. Ein Folienelement 20 wird vorzugsweise unter Hitze und Druck auf dem Papiermaterial des Trägers 11 appliziert, indem durch Hitze und Druck eine Haftschicht des Folienelements 20 aktiviert wird. Durch den ausgeübten Druck wird gleichzeitig im Bereich des optischen Elements 20 die in 4 gezeigte Vertiefung geschaffen.
Das Folienelement 20 besteht aus einem Trägerfilm 22, einer Haftvermittlerschicht 23, einer Replizierlackschicht 24, einer optischen Trennschicht 25 und einer Kleberschicht 26.
Der Trägerfilm 22 besteht aus einer PET- oder BOPP-Folie einer Schichtdicke von 10 bis 200 μm. Die Funktion des Trägerfilms 22 besteht darin, für die notwendige Stabilität zur Überbrückung der Durchbrechung des Trägers 11 zu sorgen. Die Haftvermittlerschicht 23 hat eine Stärke von 0,2 bis 2 μm und wird auf den Trägerfilm 22 mittels eines Druckverfahrens aufgebracht. Die Replizierlackschicht 24 besteht aus einem thermoplastischen oder vernetzten Polymer, in das mittels eines Replizierwerkzeugs unter Einwirkung von Hitze und Druck oder durch UV-Replikation eine Reliefstruktur 27 repliziert ist. Die optische Trennschicht 25 besteht aus einem Material, dessen Brechungsindex sich deutlich von dem Brechungsindex der Replizierlackschicht 24 unterscheidet. Vorzugsweise besteht die optische Trennschicht 25 hierbei aus einer HRI- oder LRI-Schicht (HRI = High Refraction Index, LRI = Low Refraction Index), so dass der Brechungsindex-Unterschied zwischen Replizierlackschicht 24 und der optischen Trennschicht 25 besonders hoch ist. Weiter ist es möglich, einen möglichst hohen Brechungsindex der Replizierlackschicht 24 zu erzielen, indem die Polymere der Replizierlachschicht mit Nanopartikeln dotiert werden oder indem ein Polymer mit hohem Brechungsindex, beispielsweise ein Fotopolymer, für die Replizierlackschicht 24 verwendet wird. Weiter ist es vorteilhaft, die optische Trennschicht möglichst dick auszugestalten. Hierdurch ist es möglich, die Relieftiefe der Reliefstruktur 27 zu reduzieren, was insbesondere dann von Vorteil ist, falls die Mikrolinsen des Mikrolinsen-Feldes 1 als refraktive, durch eine makroskopische Struktur definierte Linsen gefertigt sind.
Es ist jedoch auch möglich, das Mikrolinsen-Feld 15 nicht in einem derart gekapselten Aufbau auszuführen, und so auf die optische Trennschicht 25 zu verzichten. Weiter ist es auch möglich, dass die Kleberschicht 26 im Bereich der Reliefstruktur 27 entfällt, so dass die Reliefstruktur 27 direkt in Kontakt mit der Luft tritt.
Bei der Reliefstruktur 27 handelt es sich um eine Reliefstruktur, die das Mikrolinsen-Feld 15 mittels einer Vielzahl nebeneinander liegender makroskopischer Linsen in der in 3c angedeuteten Form implementiert. Es ist jedoch auch möglich, dass die Reliefstruktur 27 eine diffraktive Reliefstruktur ist, die beugungsoptisch den Effekt eines aus konvexen oder konkaven Mikrolinsen bestehenden Mikrolinsen-Feldes erzeugt.
Der Effekt einer konvexen oder konkaven Linse kann hierbei durch eine diffraktive Reliefstruktur generiert werden, die sich hinsichtlich ihrer Gitterfrequenzen und ggf. weitere Gitterkonstanten über einen Flächenbereich kontinuierlich verändert. Beispielsweise kann beugungsoptisch der Effekt einer konvexen Linse erzeugt werden, in der ausgehend von einem parabolidförmigen Zentralabschnitt im Zentrum der Linse eine Vielzahl von zu diesem Zentralabschnitt ringförmig angeordneten Furchten vorgesehen ist, deren Gitterfrequenz sich ausgehend vom Zentralabschnitt kontinuierlich erhöht. Der Effekt einer konkaven Linse kann beugungsoptische durch eine inverse Struktur erzeugt werden. Um beugungsoptisch den Effekt eines Mikrolinsen-Feldes mit einer Vielzahl von nebeneinander angeordneten Mikrolinsen zu erzeugen, werden eine Vielzahl derartiger Reliefstrukturen schachbrettartig nebeneinander angeordnet. Weiter ist es auch möglich, daß diese Reliefstruktur hexagonal nebeneinander angeordnet sind. Im weiteren wird in Bezug auf die Ausgestaltung derartiger „diffraktiver Linsen" auf das Kapitel ... des Buches „Micro-optics", Hans Peter Herzig, Taylor and Francis-Verlag, London, 1997 verwiesen.
Die Verwendung eines derartigen „diffraktiven" Mikrolinsen-Feldes hat den Vorteil, dass die zur Erzeugung des Mikrolinsen-Feldes notwendige Relieftiefe der Reliefstruktur 27 verringert werden kann, was insbesondere bei grösserem Linsenabstand der Mikrolinsen des Mikrolinsen-Feldes 15 speziell bei kurzen Brennweiten von Vorteil ist.
Der in 4 gezeigte Aufbau und die Anordnung des optischen Elements 20 hat den Vorteil, dass die das Mikrolinsen-Feld generierende Oberflächenstruktur vor Beschädigungen oder Manipulationen weitestgehend geschützt ist.
Anhand von 5 werden nun weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung verdeutlicht.
5 zeigt eine schematische Darstellung einer Betrachtungs-Situation eines Sicherheitsdokuments 3, bei welchem zwei in transparenten Fenstern des Sicherheitsdokuments 3 angeordnete Mikrolinsen-Felder 31 und 32 zur Überprüfung des Sicherheitsdokuments 3 in Überdeckung gehalten werden. Das Mikrolinsen-Feld 31 weist einen Bereich 33 mit gemäss eines periodischen Rasters angeordneten Mikrolinsen mit einer positiven Brennweite auf. Weiter ist das optische Element, das das Mikrolinsen-Feld 31 implementiert, im Bereich 33 so ausgestaltet, dass das Mikrolinsen-Feld von der Unterseite des Sicherheitsdokuments 3 einen Abstand d₁ besitzt.
Das Mikrolinsen-Feld 32 weist einen Bereich 34 auf, in dem eine Vielzahl von Mikrolinsen mit einer positiven Brennweite gemäss eines ersten Rasters angeordnet sind und weist weiter einen diesen Bereich umgebenden Bereich 35 auf, in dem eine Vielzahl von Mikrolinsen mit negativer Brennweite gemäss eines zweiten periodischen Rasters angeordnet sind. Durch die Ausgestaltung des das Mikrolinsen-Feld 32 implementierten optischen Elements sind hier die Mikrolinsen des Bereiches 34 von der Unterseite des Sicherheitsdokuments 3 mit einem Abstand d₂ beabstandet.
Das optische Element, in dem die Mikrolinsen-Felder 31 und 32 implementiert sind, besteht hierbei aus einem thermoplastischen Folienkörper, beispielsweise einer PET- oder BOPP-Folie einer Schichtdicke von 10 bis 50 μm, in den die die Mikrolinsen-Felder 31 und 32 generierende Oberflächenstrukturen wie in 5 dargestellt mittels eines Replizierwerkzeuges durch Hitze und Druck eingebracht sind. Dieser Folienkörper wird sodann unter Umständen noch mit weiteren Schichten, beispielsweise mit einer optischen Trennschicht oder einer Schutzlackschicht, beschichtet und sodann im Bereich des transparenten optischen Fensters auf den Träger des Sicherheitsdokuments 3 appliziert. Es ist jedoch auch möglich, dass die optischen Elemente nach 5 wie das optische Elemente 20 nach 4 aufgebaut sind.
Wird nun das Sicherheitsdokument 3 gefaltet und die Mikrolinsen-Felder 31 und 32 in Überdeckung gebracht, so wird in dem Bereich, in dem sich der Bereich 33 und der Bereich 34 der Mikrolinsen-Felder 31 bzw. 32 überdecken, eine erste optische Abbildungs-Funktion generiert und in dem Bereich, in dem sich die Bereiche 33 und 35 des Mikrolinsen-Feldes 31 bzw. 32 überdecken, eine zweite optische Abbildungs-Funktion generiert. Die erste optische Abbildungs-Funktion besitzt hierbei abhängig von den Brennweiten der Mikrolinsen des Bereiches 33 und 34 sowie von der Beabstandung der Mikrolinsen der Bereiche 33 und 34 die oben diskutierten Eigenschaften (Kepler-Teleskop), wohingegen die zweite optische Abbildungs-Funktion, die von den Brennweiten der Mikrolinsen der Bereiche 33 und 35 sowie der Beabstandung der Mikrolinsen in den Bereichen 33 und 35 bestimmt wird, davon stark unterschiedliche Eigenschaften (Gallileo-Teleskop) aufweist. Die Abstände d₁ und d₂ werden hierbei vorzugsweise so gewählt, dass bei direktem Aufeinanderliegen der Unterseiten des Sicherheitsdokuments 3 die Summe der Abstände d₁ und d₂ der Summe der Brennweiten der Mikrolinsen im Bereich 33 und 34 entspricht und der Abstand d₁ der Summe der Brennweiten der Mikrolinsen in den Bereichen 33 und 35 entspricht. Beispielsweise können hierfür die Abstände d₁ und d₂ und für die Brennweiten der Mikrolinsen in den Bereichen 33, 34 und 35 folgende Werte gewählt werden: d₁ = d₂ = 1 mm, f33 = 0,125 mm, f34 = 0,075 mm, f35 = –0,025 mm, wobei f33 die Brennweite der Mikrolinsen im Bereich 33, f34 die Brennweite der Mikrolinsen im Bereich 34 und f35 die Brennweite der Mikrolinsen im Bereich 35 bezeichnet.
Weiter wird die von den sich überdeckenden Mikrolinsen-Feldern 31 und 32 generierte Abbildungs-Funktion noch durch die Beabstandung des sie überdeckenden transparenten Fensters bestimmt, wobei diese Veränderung der optischen Abbildungs-Funktion durch Veränderung der Beabstandung der optischen Fenster voneinander als zusätzliches markantes optisches Sicherheitsmerkmal dient. Durch die oben beschriebene Wahl der Abstände d₁ und d₂ wird hierbei sichergestellt, dass beim unmittelbaren Aufeinanderliegen der optischen Elemente klar definierte und aufeinander abgestimmte erste und zweite Abbildungs-Funktionen generiert werden.
Der Bereich 34 bildet hierbei vorzugsweise einen in Form eines Musters, beispielsweise einer graphischen Darstellung oder eines Schriftzuges, ausgeformten Musterbereich, so dass Bereiche mit unterschiedlichen Abbildungs-Funktionen eine zusätzliche codierte Information erhalten. Ein derartiges Nebeneinanderliegen von musterförmigen Bereichen mit unterschiedlichen Abbildungs-Funktionen ist durch ein konventionelles Linsensystem nicht nachahmbar, so dass durch die Erfindung einprägsame und mit anderen Technologien nur schwer nachahmbare optische Effekte generiert werden können.
Weiter ist es auch möglich, dass – wie oben bereits angedeutet – nicht nur das Mikrolinsen-Feld 31 zwei Bereiche aufweist, in denen sich die Beabstandung und/oder die Brennweite der Mikrolinsen unterscheidet. Es ist auch möglich, dass auch das Mikrolinsen-Feld 31 derart ausgestaltet ist. In diesem Fall hängen die sich bereichsweise ergebenden optischen Abbildungs-Funktionen weiter auch von der lateralen Lage der Mikrolinsen-Felder 31 und 32 zueinander ab, so dass sich die optische Abbildungs-Funktion bei lateraler Verschiebung der Mikrolinsen-Felder 31 und 32 zueinander verändert und so dem Betrachter unterschiedliche, in die Abbildungs-Funktion codierte Informationen je nach lateraler Lage sichtbar gemacht werden.
6 zeigt eine Betrachtungs-Situation eines Sicherheitsdokuments 4, bei der zwei in transparenten optischen Fenstern des Sicherheitsdokuments 4 angeordnete Mikrolinsen-Felder 41 und 42 zur Verifikation des Sicherheitsdokuments in Überdeckung gehalten werden. Das Mikrolinsen-Feld 41 weist hierbei in einem Bereich 46 eine Vielzahl von an einem periodischen Raster ausgerichteten Mikrolinsen konstanter Brennweite auf. Das Mikrolinsen-Feld 42 weist Bereiche 48 und 47 auf, in den sich die Brennweite der Mikrolinsen sowie der Linsenabstand der Mikrolinsen unterscheidet. Hierdurch werden die bereits anhand von 5 geschilderten optischen Effekte bei Überdeckung der Mikrolinsen-Felder 41 und 42 generiert. Zusätzlich weist das Sicherheitsdokument 4 noch weitere optische Elemente 45 und 44 auf, die, wie in 6 dargestellt, auf dem Träger des Sicherheitsdokuments 4 appliziert sind.
Bei dem optischen Element 45 handelt es sich vorzugsweise um einen Aufdruck in Form eines Moiré-Musters. Das Moiré-Muster ist hierbei derart auf das Mikrolinsen-Feld 41 abgestimmt, dass der Bereich 46 des Mikrolinsen-Feldes 41 als Moiré-Analysator fungieren kann und so bei Überdeckung des optischen Elements 45 mit dem Mikrolinsen-Feld 41 sich ein in dem Moiré-Muster des optischen Elements 45 codiertes Moiré-Bild zeigt. Die Mikrolinsen des Mikrolinsen-Feldes 41 bilden hierbei eine Moiré-Magnifier und moiré-vergrößert einer kodierten (repititive kleine) Information, wodurch eine versteckte (z.B. phasenkodierte) Information sichtbar gemacht wird.
Weiter ist es auch möglich, daß es sich bei dem optischen Element 45 um einen Aufdruck in Form eines Moiré-Analysators handelt und das Mikrolinsen-Feld 41 ein Moiré-Muster bildet, in das ein verstecktes (z.B. phasenkodiertes) Moiré-Bild kodiert ist.
Unter einem Moiré-Muster ist hierbei ein aus sich wiederholenden Strukturen gebildetes Muster zu verstehen, das bei Überlagerung mit oder in Betrachtung durch ein weiteres, von sich wiederholenden Strukturen gebildetes Musters, das als Moiré-Analysator wirkt, ein neues Muster, nämlich ein Moiré-Bild zeigt, das in dem Moiré-Muster versteckt ist. Im einfachsten Fall ergibt sich dieser Moiré-Effekt aus der Überlagerung zweier Linienraster, wobei das eine Linienraster bereichsweise zur Erzeugung des Moiré-Bildes phasenverschoben ist. Neben einem linearen Linienraster ist es auch möglich, dass die Linien des Linienrasters gekrümmte Bereiche aufweisen, beispielsweise wellen- oder kreisförmig angeordnet sind. Weiter ist es auch möglich, ein auf zwei oder mehr gegeneinander verdrehte oder sich überlagernde Linienrastern aufgebautes Moiré-Muster zu verwenden. Die Decodierung des Moiré-Bildes in einem derartigen Linienraster erfolgt ebenfalls durch eine bereichsweise Phasenverschiebung des Linienrasters, wobei sich in einem derartigen Moiré-Muster zwei oder mehr verschiedene Moiré-Bilder codieren lassen. Weiter ist auch der Einsatz von Moiré-Mustern und Moiré-Analysatoren möglich, die auf der sog. „Scambled Indica^®"-Technologie oder auf einem Lochmuster (runde, ovale, eckige Löcher diverser Ausgestaltung) basieren.
Bei dem optischen Elemente 44 handelt es sich um ein reflektives optisches Element, beispielsweise um eine in Form eines Moiré-Musters ausgeführte partielle Metallisierung oder um eine partiell metallisierte diffraktive Struktur. Das optische Element 44 kann hierbei auch ein Feld von reflektiven Mikrolinsen aufweisen, welche, wenn sie von dem in dem Bereich 46 angeordneten Mikrolinsen-Feld überdeckt werden, interessante optische Effekte in Reflexion zeigen.
7a bis 7c zeigen verschiedene Betrachtungs-Situationen eines Sicherheitsdokuments 5. In der Betrachtungs-Situation nach 7a ist das Sicherheitsdokument 5 gefaltet, so dass sich transparente Fenster mit Mikrolinsen-Feldern 51 und 52 des Sicherheitsdokuments 5 überdecken. Wie in 7b angedeutet, wird nun das Sicherheitsdokument 5 in die andere Richtung gefaltet, so dass, in der Betrachtungs-Situation nach 7c, nicht die Unterseiten der Mikrolinsen-Felder 51 und 52, wie in 7a gezeigt, aufeinander liegen, sondern nun die Oberseiten der Mikrolinsen-Felder 51 und 52 aufeinander liegen.
Wie in den Figuren 7a bis 7c angedeutet, besitzen die Mikrolinsen-Felder 51 und 52 jeweils einen Linsenkörper einer Dicke d₁ bzw. d₂ und sind beidseitig strukturiert, so dass sich die optische Funktion des Mikrolinsen-Feldes 51 aus dem Zusammenwirken zweier sich überlagernden Teil-Mikrolinsen-Felder 53 und 54 gemäss den in Bezug auf 3a bis 3c erläuterten Zusammenhänge ergibt. Entsprechend wird das Mikrolinsen-Feld 52 von zwei nebeneinander angeordneten Teil-Mikrolinsen-Feldern 55 und 56 gebildet. Wie weiter in 7a bis 7c angedeutet, ist der Linsenkörper der Mikrolinsen-Felder 51 und 52 gekapselt und damit beidseitig mit einer optischen Trennschicht oder einer Schutzschicht beschichtet.
Die Teil-Mikrolinsen-Felder 54 und 55 besitzen hierbei, wie in 7a angedeutet, eine inverse Geometrie, so dass sich die von den Teil-Mikrolinsen-Feldern 54 und 55 generierten optischen Abbildungs-Funktionen auslöschen. Bei der in 7a gezeichneten Betrachtungs-Situation wird demnach eine optische Abbildungs-Funktion als optischer Effekt generiert, der sich aus der Überlagung der Teil-Mikrolinsen-Felder 53 und 56, also aus dem Linsenabstand und der Brennweite dieser Mikrolinsen-Felder, ergibt. Dies ist bei der Betrachtungs-Situation nach 7c nicht der Fall, so dass bei dieser Betrachtungs-Situation nicht ein einer konventionellen Linse ähnlicher Effekt generiert wird.

Claims

Sicherheitsdokument (1, 3, 4, 5), insbesondere Banknote oder Ausweis, mit einem ersten transparenten Fenster (12), in dem ein erstes optisches Element (15) angeordnet ist, und mit einem zweiten transparenten Fenster (13), in dem ein zweites optisches Element (16) angeordnet ist, wobei das erste transparente Fenster (12) und das zweite transparente Fenster (13) derart voneinander beabstandet auf einem Träger (11) des Sicherheitsdokuments angeordnet sind, dass das erste und das zweite optische Element (15, 16) in Überdeckung miteinander gebracht werden können, dadurch gekennzeichnet, dass das erste optische Element (15) ein erstes transmissives Mikrolinsen-Feld (15, 31, 41, 51) und das zweite optische Element (16) ein zweites transmissives Mikrolinsen-Feld (16, 32, 42, 52) aufweist, wobei sich bei Überdeckung des zweiten mit dem ersten Mikrolinsen-Feld ein erster optischer Effekt zeigt.
Sicherheitsdokument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite transmissive Mikrolinsen-Feld (15, 16, 31, 32, 41, 42, 51, 52) durch Parameter Linsenabstand (P1, P2) der Mikrolinsen (21) und Brennweite der Mikrolinsen (21) definiert sind.
Sicherheitsdokument nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die optischen Achsen der Mikrolinsen des ersten Mikrolinsen-Feldes (15) gemäss eines ersten periodischen Rasters mit einem konstanten Linsenabstand (P1) parallel zueinander beabstandet sind und die optischen Achsen der Mikrolinsen des zweiten Mikrolinsen-Feldes (16) gemäss eines zweiten periodischen Rasters mit einem konstanten Linsenabstand (P2) parallel zueinander beabstandet sind.
Sicherheitsdokument nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Linsenabstand (P1) der Mikrolinsen des ersten Mikrolinsen-Feldes sich von dem Linsenabstand (P2) der Mikrolinsen des zweiten Mikrolinsen-Feldes unterscheidet.
Sicherheitsdokument nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Linsenabstand der Mikrolinsen des ersten Mikrolinsen-Feldes ein ganzzahliges Vielfaches des Linsenabstandes der Mikrolinsen des zweiten Mikrolinsen-Feldes ist.
Sicherheitsdokument nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Linsenabstand der Mikrolinsen der ersten und zweiten Mikrolinsen-Felder kleiner als 300 μm ist.
Sicherheitsdokument nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Mikrolinsen-Feld (15, 31, 41, 51) eine Vielzahl von Mikrolinsen mit positiver Brennweite und das zweite Mikrolinsen-Feld (16, 32, 42, 52) eine Vielzahl von Mikrolinsen mit positiver Brennweite aufweist.
Sicherheitsdokument nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Mikrolinsen-Feld (15, 31, 41, 51) eine Vielzahl von Mikrolinsen mit positiver Brennweite und das zweite Mikrolinsen-Feld (16, 32, 42, 52) eine Vielzahl von Mikrolinsen mit negativer Brennweite aufweist.
Sicherheitsdokument nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennweite der Mikrolinsen der ersten und zweiten Mikrolinsen-Felder derart gewählt sind, dass die Mikrolinsen der ersten und zweiten Mikrolinsen-Felder bei Übereinanderliegen der ersten und zweiten transparenten Fenster gemäss der Summe ihrer Brennweiten voneinander beabstandet sind.
Sicherheitsdokument nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und/oder das zweite Mikrolinsen-Feld zwei oder mehr Bereiche mit unterschiedlichem Linsenabstand der Mikrolinsen aufweist.
Sicherheitsdokument nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und/oder das zweite Mikrolinsen-Feld (32, 42) zwei oder mehr Bereiche mit unterschiedlicher Brennweite der Mikrolinsen aufweist.
Sicherheitsdokument nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und/oder das zweite Mikrolinsen-Feld ein oder mehrere Bereiche aufweist, in denen der Linsenabstand der Mikrolinsen gegenüber einem periodischen Grundraster phasenverschoben ist.
Sicherheitsdokument nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und/oder das zweite Mikrolinsen-Feld einen Bereich aufweist, in dem sich der Linsenabstand der Mikrolinsen stetig ändert.
Sicherheitsdokument nach Anspruch 1 oder Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und/oder das zweite Mikrolinsen-Feld einen Bereich aufweist, in dem sich die Brennweite der Mikrolinsen stetig ändert.
Sicherheitsdokument nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitsdokument (4) ein opakes drittes optisches Element (45, 44) aufweist, wobei sich bei Überdeckung des ersten oder des zweiten mit dem dritten optischen Element ein zweiter optischer Effekt zeigt.
Sicherheitsdokument nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das dritte optische Element (45) ein verstecktes Moiré-Muster aufweist.
Sicherheitsdokument nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und/oder das zweite optische Element eine Replizierlackschicht (24) aufweist, in die eine Reliefstruktur abgeformt ist (27), die das erste bzw. das zweite Mikrolinsen-Feld bildet.
Sicherheitsdokument nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrolinsen des ersten und/oder des zweiten Mikrolinsen-Feldes von einer beugungsoptisch wirksamen Reliefstruktur (27) gebildet sind, die beugungsoptisch den Effekt eines Mikrolinsen-Feldes erzeugt und deren Strukturtiefe höchstens 10 μm beträgt.
Sicherheitsdokument nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und/oder das zweite optische Element (15, 16) aus der Übertragungslage (20) einer Transferfolie, insbesondere einer Heissprägefolie, besteht.
Sicherheitsdokument nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (11) des Sicherheitsdokuments aus einem Papiermaterial besteht, in das die transparenten Fenster (12, 13) eingebracht sind.