具有窗口的数据载体的制作方法
专利名称：具有窗口的数据载体的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种数据载体，尤其是有价或安全文件，该数据载体包括从所述数据载体的底部延伸到所述数据载体的顶部的窗口，并具有薄片元件，该薄片元件具有安全元件，该安全元件覆盖所述数据载体的顶部的窗口，所述数据载体的一部分位于所述窗口上方，所述数据载体一部分靠近所述窗口。
背景技术：
出于保护的目的，安全或有价文件，比如钞票、身份证及其类似物上通常配置有安全元件，该安全元件使得所述文件的真实性可以被检验，同时防止其被未经许可的复制。这里，透明安全特征，比如钞票中的透明窗口越来越引人注意。这里，为了制作窗口，这样一种箔被应用于钞票以封闭钞票中预形成的通孔，该箔的一面设有粘接层。这里，所述箔在所述钞票上的应用所述钞票上受制于不可避免的对准公差，使得与通孔特别配合的箔的安全元件不能完全与所述通孔对齐。在设计所述安全元件时必须考虑所述对准公差，这限制了设计创造的自由。
发明内容
为此，本发明的目的在于提供一种上述类型的数据载体，特别是便于具有这样的设计的安全元件，该设计与所述窗口高度对准，这样可以将吸引人的视觉外观和高防伪性能相结合。该目的通过具有独立权利要求中的特征的数据载体来实现。制造这种数据载体的方法在相应的权利要求中限定。本发明的新构想是从属权利要求的主题。根据本发明，在一般的数据载体中，所述安全元件位于所述窗口上方的部分具有辐射改性区域，所述辐射改性区域与所述窗口对准且所述辐射改性区域中的所述安全元件的视觉外观可以在电磁辐射的作用下改变。这里，本发明以这样的想法为基础，该想法是允许待应用的所述箔元件的所述安全元件与数据载体的所述窗口之间有对准公差，但是为了通过辐射作用，特别是激光照射修改修改区域中的所述安全元件的视觉外观，所述改性区域与所述窗口对准。观看时，所述箔元件和所述窗口之间的对准差异很大程度上或完全地变得不再重要，反而所述窗口和所述改性区域的完全对准主导了观看者的视觉印象。由于窗口和改性区域相互精确对齐，两个所述元件的视觉外观和/或信息内容也可互相配合或关联。例如，窗口和改性区域可描绘相同的图案或可各自仅描绘图案部分，这些图案部分相互补充以形成一个完整图案。这种视觉的或内容相关的相互配合一方面增加了保护的注意力和识别价值，另一方面提高了防伪性能，这是因为内容上相互关联的窗口和改性区域这种安全特征的制造，比两个内容上独立或不关联的安全特征的制造，构成了更高的技术壁垒。所述数据的窗口可以由通孔形成，所述通孔从所述数据载体的底面延伸到所述数据载体的顶面。所述窗口也可由所述数据载体的透明区域形成，所述透明区域是可透视的， 如塑质钞票的未印刷区域。在多层数据载体中，窗口也可由复合钞票的第一数据载体层的透明区域、第二数据载体层(如纸层)的通孔和不完全透明的油墨吸收层的组合形成。在本发明的有利变形中，所述安全元件具有金属层，该金属层在辐射修改区域内去金属化。此处，去金属化可理解为金属层的烧熔或变为透明。所述金属层可完全去金属化，换句话说，完全移除或完全变透明，或者，它可以仅仅是部分去金属化以产生仍然是半透明(特别是透明度为20% 80%)的改性区域。如下文的详细说明，在所述通孔的区域中，所述金属层也可仅在某些区域去金属化，以使所述通孔的区域内的辐射改性区域产生一个子图案，所述子图案与所述通孔完全对准。所述安全元件尤其包括金属化的衍射图案、金属化的闪耀衍射图案、金属化的不光滑图案或具有色移效应的薄膜元件，该薄膜元件通常由金属反射层、介质间隔层和吸收层组成。另外，也可考虑其它具有金属化结构的安全元件，如金属化的凹面微反射镜。在本发明的有利变形中，所述安全元件一分部区域和第二分部区域，该第一分部区域和第二分部区域与电磁辐射进行不同地交互。第一分部区域和第二分部区域部分位于所述窗口上方且部分靠近所述窗口。这里，不同的交互在于不同的程度或不同的交互类型。例如，交互的不同程度可以在金属化的安全元件中导致仅第一分部区域去金属化，或者在辐射着色或辐射脱色安全元件中引起仅第一分部区域的颜色变化或还引起所述第一分部区域产生强烈的颜色变化。在不同程度的交互中，两个分部区域基本上以相同的方式反应，但是一个分部区域的反应程度大于另一个的，另一个反应较弱或者根本不反应。相比之下，对于不同类型的交互作用，两个分部区域都在辐射作用下发生反应，但是以不同的方式。例如，辐射着色安全元件的无色区域可以在第一分部区域变为红色，而在第二分部区域变为蓝色。同样，通过这种方式，可以在所述改性区域中获得不同的视觉外观。在一个有利的实施例中，所述辐射改性区域仅包括第一分部区域，而不包括第二分部区域，使得所述第二分部区域在所述窗口上方和靠近所述窗口处显示相同的视觉外观。在一个优选实施例中，为了获得不同的交互程度，两个分部区域中的至少一个具有干涉图案，尤其是以光栅图案形式呈现的浮雕图案，该光栅图案由光栅常数和光栅刻线方向确定。第二分部区域可以不包括浮雕图案或以由第二光栅常数和第二光栅刻线方向确定的光栅图案形式呈现的浮雕图案。第二分部区域的所述第二光栅常数和/或所述第二光栅刻线方向与第一分部区域的第一光栅常数或第一光栅刻线方向不同。第二分部区域的所述光栅图案也可以具有与第一分部区域的光栅图案相同的光栅常数和光栅刻线方向，但是相对于第一光栅图案以一定角度倾斜，例如，这些光栅图案设置在锯齿结构的各侧边。借助于光栅图案而发生材料烧蚀，这显示了增强的吸收性能。增强的光吸收性能可由金属的共振激发(表面等离激元或空腔共振)来解释。为此，光栅常数被选择在用于辐射改性的激光的波长的数量级上。光栅处的共振光吸收很大程度上还取决于面形横截面、 光栅材料以及周边材料。因此，所述面形与使用的激光波长相适应，以获得高的吸收性能。 例如，在横向上具有不同沟槽深度的光栅在横向上展示了不同的吸收性能。在优选地实施例中，第一分部区域包括具有尽可能高的吸收性能的光栅图案，而第二分部区域不具有光栅图案。由于相协调的波长、入射角和偏振，入射激光辐射导致光栅区域去金属化。特别地，所述光栅刻线的第二方向可以基本上与所述第一方向垂直，以获得所述分部区域与线性偏振电磁辐射的不同的交互作用。在一个优选实施例中，所述两个分部区域具有这样的光栅图案，该光栅图案的光栅常数为750 -1，050nm，优选为约900nm，且该光栅图案具有不同光栅刻线方向。对于填充有光栅图案的两个分部区域产生不同的交互作用的其它可能主要是在所述第一分部区域和所述第二分部区域使用具有不同光栅面形的光栅图案。在本发明特别优选的变形中，所述两个分部区域与偏振激光辐射不同程度的交互，这是因为很容易获得交互程度上的明显差别。在本发明的一个新构思中，两个分部区域由嵌套的子区域构成。所述子区域尤其可以包括平行条，优选条宽为10 μ m 50 μ m的平行条。在具有不同的交互分部区域的另一个实施例中，所述第一分部区域包括表面扩大浮雕图案，优选地为具有相交正弦表面形貌的表面扩大浮雕图案。例如，表面形貌的高度可以为200 400nm，优选为300nm，并且在X和Y方向上的光栅常数分别为200 400纳米， 优选为约300nm。在公开号为W02006/079489A1的专利文献中说明了关于用辐射照射选择性的移除两个或多个分部区域中的一个分部区域的更多的细节，该专利文献所揭露的内容通过引用的方式加入本专利的说明书中。在一个产生不同交互作用的分部区域的另一种可能中，所述第一和第二分部区域由浮雕图案的凸起和凹陷构成。特别是，-支撑物上设置有具有凸起和凹陷的浮雕图案，所述凸起和凹陷形成具有不同的第一和第二水平高度的第一和第二区域，所述浮雕图案的第二区域为期望的图案的形式，-所述浮雕图案与所述第一和第二区域连续地被金属化，以及
-用辐射照射所述金属化的浮雕图案，以通过辐射作用选择性的移除浮雕图案的第二区域中的金属层。所述辐射照射可以用激光辐射产生。这里，金属化后，填充浮雕图案的凹陷部分的激光束吸收覆盖层和/或激光束反射覆盖层优选地被应用于所述金属化的浮雕图案。在选择覆盖层时，最重要的是在凹陷区域中传递极少的激光辐射。因此，激光束反射覆盖层可以显示与激光束吸收覆盖层相同的效果或比激光束吸收覆盖层更好的效果。填充后，将所述覆盖层从金属化的浮雕图案的凸起区域移除，特别是刮除或擦除。这里，技术上不可避免地，覆盖层的薄调色膜(thin toning film)会残留在金属化浮雕图案的凸起区域。这种覆盖层包括激光束吸收颜料或染料、或者激光束反射颜料或染料，这样，该覆盖层又可用作油墨层以产生从底部可见的设计。基于具有凸起和凹陷的金属化浮雕图案的切割方法的更多的详细内容及其变形记载在专利申请PCT/EP2009/00882中，所述专利所揭露的内容以引用的方式包含在本专利的说明书中。本发明特别有利地可以用在微光学描绘装置中，比如微光学波纹放大装置、微光学波纹型放大装置和更普通的模放大装置，它们特别在国际专利申请W02009/005^A1和 W02006/087138A1中描述，这些专利申请所揭露的内容通过引入结合在本说明书中。所有这些微光学放大装置包括具有微型图案的图形图像，当用合适的相配合的观看网格观看时，它们可以重现特定的目标图像。如上述公开文献和申请文件中详细描述的，可以产生许多视觉上吸引人的放大和移动效果，从而导致生产的安全元件具有高识别价值和高防伪性能。例如，所述图形图像和所述观看网格的光栅参数可以彼此配合，以使当所述描绘装置倾斜时，产生正交视差 (orthoparallactic)移动效果，第一图案垂直于倾斜方向移动而不是平行于倾斜方向移动，如同可以直观地预料到的一样。这里，在本发明的一个变形中，所述安全元件包括微型图案，该微型图案的线宽为约1 μ m 10 μ m，其视觉外观在所述辐射改性区域被改变。这里，所述微型图案有利地至少在所述辐射改性区域内或至少在所述辐射改性区域外形成一个图形图像，该图形图像被细分为多个单元，每个单元设有特定目标图像的成像区域。这里，所述成像区域的横向尺寸优选为约5 μ m 50 μ m，特另U是10 μ m 35 μ m。此外，由多个观看网格元件构成的观看网格优选地被用来在借助所述观看网格观看所述图形图像时，重现所述特定的目标图像，所述观看网格元件的横向尺寸优选为约 5 μ m ~ 50 μ m,特另U是 10 μ m 35 μ m。所述辐射改性区域中的改变在于例如金属层的去金属化，这使图形图像的所述微型图案变得可见。在另一变形中，所述微型图案是彩色的，所述微型图案的颜色在所述辐射改性区域中被改变。这里，通过所述辐射作用，第一颜色可以变为第二颜色。两种颜色中的一个颜色还可以是透明的，特别是，第一颜色可以在辐射作用下脱色进而变得透明，或者透明区域可以通过辐射作用着色进而变成彩色的。在有利的实施例中，所述辐射改性区域内外的微型图案各自描绘了不同的图形， 特别是不同的图案、字符或代码。不同的图案、字符或代码之间的变化与所述窗口的切割边缘完全对准。为此，所述微型图案有利地设于一个两层漆系统中，所述两层漆系统包括两个基本上具有相同的折射率的重叠的漆层。这里，下层漆层中浮雕有第二图形图像，设于所述下层漆层上的上层漆层中浮雕有第一图形图像。所述辐射改性区域中，所述上层漆层被去除， 以使所述辐射改性区域内的所述下层漆层的第二图形和所述辐射改性区域外的所述上层漆层的第一图形是视觉上可辨识的。在本发明的一个变形中，-所述安全元件包括区域性地布置在观看元件图案中的多个反光的第一微图形元件和区域性地布置在所述观看元件图案中的可透过的第二微图形元件，-所述第二微图形元件位于所述辐射改性区域内部，而所述第一微图形元件位于所述辐射改性区域外部，-所述安全元件还包括微型图案对象，该微型图案对象包括布置在微结构图案中的多个微型图案，所述微结构图案与所述观看元件图案相配合，以使通过所述第一微图形元件，所述微型图案对象在所述顶部前面放大成像，以及-位于所述安全元件外部的物体平面，所述物体平面被分配给所述第二微图形元件，以使用第二微图形元件从所述底部观看时，所述微型图案对象的微型图案是不可辨识的，但是为了验证，具有多个微型图案的另一微型图案对象可位于所述物体平面区域内，使得借助所述第二微图形元件，所述另一微型图案对象在所述底部前面放大成像。
这里，特别地，所述第一微图形元件为凹面微反射镜和/或所述第二微图形元件是微透镜。这种微透镜和凹面微反射镜的组合的更多详细资料和优点可以参见德国专利申请DE10200902^12. 5，其内容通过引用包含在本说明书中。根据本发明，所述窗口的形状不受任何限制。在所有实施例中，它可以特别地为图案或字符或代码的形式。如果所述窗口由通孔构成，或者如果所述窗口包括通孔，那么还可以特别有利地使用网孔(screened openings)，如德国专利申请DE1020090114M. 6所描述的，该专利文献的内容通过引用结合到本申请中。如果所述通孔由线网格构成，该线网格由多个平行的切割线组成，那么上述对准效果更加显得特别明显，这是因为从支撑物到所述通孔有大量转变。在本说明书中，通常以通孔为例，但是从这些例子中可以看出，该通孔可以包括多个部分，也可以作为一组通孔。可选地，除了所述窗口，所述辐射改性区域也可以是图案、字符或者代码的形式。 所述辐射改性区域和窗口的图案、字符或代码优选为是相同的或相关的，例如相互补充以形成一个完整的图案。在一个优选的构想中，所述箔元件用激光可烧蚀的粘接层应用在所述数据载体的顶部，所述激光可烧蚀的粘接层从所述窗口区域中去除。这样，可以在所述窗口中获得特别清楚的视觉外观。本发明还提供了一种用于制造数据载体的方法，所述方法包括a)提供数据载体基底和具有安全元件的箔元件，所述数据载体包括从所述数据载体基底的底面延伸到顶面的窗口；b)用所述箔元件在所述数据载体基底的顶面上以这样的方式覆盖所述窗口，所述安全元件部分位于所述窗口上、部分靠近所述窗口 ；以及c)从所述数据载体基底的底面，用电磁辐射通过所述窗口照射所述安全元件，以改变所述安全元件在辐射改性区域中的视觉外观，所述辐射改性区域位于所述窗口上。这里，在步骤C)中，优选用激光辐射，尤其是紫外光辐射、可见光辐射或者波长达 1. 5 μ m的近红外光辐射照射所述安全元件。在步骤b)中，所述箔元件通过激光可烧蚀的粘接剂，施加在所述数据载体的顶面，在步骤c)中，所述窗口区域中的粘接剂通过激光照射去除。如果所述窗口由通孔形成，或者所述窗口包括一个通孔，那么在步骤a)中，优选采用冲压或者用切割激光进行激光切割，将所述通孔形成在所述数据载体基底或者包含所述通孔的所述数据载体层中，优选采用波长为约10. 6 μ m的激光。在制造所述通孔的过程中，所述数据载体基底或所述数据载体层的底部上的所述通孔的边缘或周围区域可以被着色或改变，以通过对准效果，在所述数据载体或数据载体层的两侧形成通孔。为此，优选地，-所述数据载体基底或者所述数据载体层至少在将要产生通孔的周围设置有激光可变标记物质；-所述通孔在激光辐射作用下形成在所述数据载体基底或者所述数据载体层中；-在所述激光辐射的作用下，所述通孔周围的所述激光可变标记物质被改变。这里，所述标记物质可以不仅仅在与所述通孔直接相邻的通孔边缘区域改变，所述激光改性区域还可以与所述通孔呈一定的小间距。优选地，当在所述数据载体基底中制作所述通孔时，所述激光可变标记物质本身通过切割激光束改性。这样一个事实被用来突出优点，所述切割激光束的形状的外部区域中的激光能量足以改变所述标记物质(与激光切割工序同时进行)，该标记物质布置在待切割的通孔的边缘区域或在所述通孔的邻近区域。这样，可以自动保证通孔和激光可变的边缘区域或邻近区域的完全对准。可选地或附加地，在同一操作中，一方面，通过激光模组，所述通孔可以在较高的激光能量下形成在所述支撑物种，另一方面，所述通孔附近的所述激光可变标记物质可以在较低的激光能量下被改变。因为两个步骤在同一操作中执行，所以可以实现通孔和激光改性的邻近区域的高度精确对准(偏差小于0. 4mm，尤其小于0. 2mm，或者甚至小于0. Imm)。这种方法的更多详细资料和优点可以参见公开号为W02009/003587A1的专利文献，其内容通过引用被结合到本说明书中。所述数据载体尤其是有价文件，比如钞票，特别是纸质钞票、塑质钞票或箔复合钞票、或者身份证比如信用卡、银行卡、现金卡、授权卡、个人身份证或护照个人页。
下文将结合附图描述本发明的更多的优选实施例和优点，为了更加清楚，图中省略了比例和数量的描绘。不同的示范实施例并不限于以具体描述的形式使用，还可以与另一个结合使用。图中图1为本发明一个实施例的钞票的示意图；图2为图1中的钞票沿线II-II的截面图；图3(a)到3(c)中显示了通孔和全息图之间可见的基于内容的相互配合的制造顺序以及一个例子；图4(a)为本发明的安全纸的截面图，图4(b)和4(c)分别为所述安全纸的全息图或通孔区域的顶部或底部的俯视图；图5(a)_5(d)显示了本发明的安全纸的制造过程中的中间步骤，其中，图5 (a)为将要被应用的安全元件的俯视图，图5(b)为在应用所述安全元件之前的安全纸的俯视图， 图5(c)和5(d)分别为完成后的安全纸的俯视图和截面图；图6(a)和图6(b)显示了本发明的另一安全纸的制造过程的中间步骤；图7为本发明的一个实施例的安全纸的俯视图；图8为本发明的另一实施例的安全纸的底部视图；图9为本发明的一个实施例的微光学描绘装置的截面图；图10显示了具有微图形元件的波纹放大装置，所述微图形元件在所述通孔内外具有不同的色彩印象；图11(a)和图11(b)分别为本发明的微光学描绘装置的截面图和俯视图，被描绘的图形图像在所述通孔的切割边缘发生变化；图12和图13显示了本发明的两个实施例，这两个实施例基于微透镜和凹面微反射镜的组合形成。
具体实施例方式下面以钞票为例对本发明进行说明。为此，图1和图2分别显示了钞票10的俯视图和截面图，该钞票10的钞票纸12配置有通孔14形式的窗口，该通孔14从所述钞票纸12 的底部16延伸到顶部18。在所述钞票纸12的顶部18上，所述通孔14被箔条20覆盖。虽然下文中，以钞票中的通孔为例来对本发明进行说明，但本发明并不局限于这种实施例。数据载体的所述窗口也可以由所述数据载体的可透视的透明区域形成，比如聚合物钞票的透明窗口。在多层数据载体中，窗口还可以由第一数据载体层的透明区域和第二数据载体层(例如，复合钞票中的纸层和不完全透明的油墨吸收层)的通孔的组合构成。图1和2中的箔条20包括金属化的全息图22形式的安全元件，该全息图22部分位于所述通孔14上，部分靠近所述通孔14。为此，所述全息图22典型地具有比所述通孔 14大的面积，所述箔条20以这样的方式涂覆在所述钞票纸12上，所述全息图22完全覆盖所述通孔14并且与所述通孔14相邻的区域重叠，如图1和图2所示。在该实施例中，所述全息图22位于所述通孔14上的部分形成激光改性区域M，在激光改性区域M中，所述全息图22的视觉外观通过激光辐射作用改性，并且根据本发明， 该激光改性区域M与通孔14完全套准。这可以将全息图22、M所示的图形与所述通孔14的形状或轮廓对齐且没有套准变化，从而创建所述通孔14和所述全息形22、M之间的可视的或基于内容的相互配合，见下文中参照特定实施例的描述。这样，由于通孔14和激光改性区域M这两个元件的完全对齐为潜在的伪造者制造了很大的障碍，所以所述全息图22、24的关注和认识价值及其防伪性都有所提高。下面结合图3中的各俯视图来描述通孔和全息图之间可视的基于内容的相互配合的制造顺序和第一个例子。参见图3(a)，本发明的安全纸的制造过程中，首先，在箔条30上设置金属化的全息图(例如真彩色全息图32)，其包括但不限于具有山脉34和天空36的如图中的示意性描绘的图案。另外，通过激光切割，在所述安全纸40中形成由多个部分组成的通孔42，通孔42将具有同心光线的太阳描绘为图案，如图3(b)所示。还可以不采用激光切割而采用冲压在所述安全纸中形成较简单的形状。所述具有全息图32的箔条30现在被应用在所述安全纸40的顶部47，使得所述通孔42位于所述全息图32的天空36所在的区域。然后，采用激光辐射(比如1. 064 μ m的脉冲钕雅克Nd: YAG镭射辐射)通过所述通孔42从所述安全纸40的底面照射所述箔元件 30，这样，在所述通孔42上方区域中的所述全息图32的金属层被去金属化。然后，所述全息图的去金属化区域形成激光改性区域38，其中的全息图32的视觉外观被改变，如图3(c)所示。因为在对所述全息图32去金属化时，所述通孔42作为掩膜， 所以所述激光改性区域38与所述通孔42的切割边缘完全对准。在将所述箔元件30应用到所述安全纸40上时不可避免的对准公差 (registration tolerance)未被观察者察觉地被所述全息图32的天空36图案部分所占据，但是它们不会影响所述通孔42和所述激光改性区域38的对准公差。这样，所述激光改性区域38和所述通孔42可以在设计上相互配合，而不考虑对准公差。在图3中的实施例中，所述激光改性区域38在视觉上和内容上与所述通孔42相配合，因为两个区域无偏差的描绘了相同的图案(带光线的太阳)。在本发明的上下文中，当然也可以产生其它复杂的配合，如下文中详细描述。在一个新构想中，预计所述激光改性区域38的周围配置有染料或特征物质，以按要求改变所述激光改性区域38的视觉印象。例如，所述全息图32的激光改性区域38的周围区域可以配置有光学可变层，比如色移液晶层。在应用到所述安全纸上且对区域38去金属化后，所述通孔42变得透光，而当所述安全纸40被置于深色背景时，所述液晶层的光学可变效应非常突出。这里，想要的液晶层的色彩印象可以通过液晶材料的选择和光学可变层的厚度来设置。图4显示了图3中的实施例的另一新构思，其中，通过套准效果，所述通孔42不仅在所述安全纸40的一侧面形成，而是在所述安全纸40的两侧面形成。这里，图4(a)显示了所述安全纸40的截面，图4(b)和图4(c)分别显示所述安全纸40顶面和底面的全息图或通孑L区域。为了生产两侧面都具有对准效果的安全纸，在切割通孔42之前，在所述安全纸40 将要产生的通孔的周围区域44内设置激光可改变的标记物质，该物质可以在10.6μπι的 CO2激光的作用下变化颜色，比如从透明变为红色，但是不会在1. 064μm或者532nm的激光辐射下被改变。如果现在采用从(X)2切割激光在所述安全纸40中从底面46切割所述通孔42，那么由于所述激光束的高斯光束形状，所述标记物质从透明变为红色所需的阈能甚至超过所述通孔42的边缘区域48。这样，在所述安全纸40底面产生具有红色边界48的通孔42。为了完成底面46的设计50，所述安全纸40可以采用低激光能量的(X)2激光辐射随意作用，该激光能量仅超过颜色转变所需的能量界限，而不超过切割所需的能量界限，这样，可以在底面46上形成另外的彩色区域52。因为所述通孔42的切割、所述边缘区域48 的着色和所述非切割区域52的着色是在同一工序或同一操作中采用同样的切割激光束处理，所以彩色区域48、52、和通孔42彼此完全对准，如图4(c)所示。关于本构思可用的激光可变标记物质的更多详细资料以及关于边界或者所述通孔的周围区域的着色的更多的变形可以参见公开号为W02009/003587A1专利文献，其内容通过引用被结合成为本说明书的一部分。在图3(a)中的箔元件30应用到图4(a)中的所述安全纸40上且在所述激光改性区域38中对全息图进行去金属化后，所述安全纸40的顶部形成图4(b)所示的视觉外观， 该视觉外观与图3(c)中的外观一致。底部46的设计50在去金属化时不会改变，因为区域 44中的标记物质不会对用来去金属化的Nd: YAG镭射作出反应，或者能量、更准确地说是照射量(单位面积的能量)不足以引起反应。后者尤其适合在采用热反应染料时应用。总而言之，完成的安全纸从上看和从下看分别显示图4(b)和图4(c)所示的视觉外观，所述通孔42通过套准效果在两侧被结合为一幅完整的图画(带太阳的风景和带轮辐的轮子)。在进一步描述的实施例中，所述安全元件的辐射改性区域可以覆盖所述通孔的整个区域。然而，所述辐射改性区域还可以仅设置在所述通孔的分部区域中，进而形成所述通孔的区域内部的子图案。为了产生这种与所述通孔完全对准且具有子图案的辐射改性区域，可以采用以下步骤。
在图5所示的实施例中，首先，箔元件60配置有安全元件62，所述安全元件62具有第一和第二分部区域64、66，它们不同程度地与用来改性的电磁辐射交互。为此，所述分部区域64、66可以示例性地用金属化的光栅图案来填充，该光栅图案的光栅刻线被设置为相互旋转90°，如图5(a)通过分部区域64、66不同的交叉影线(crosshatchings)所示。 这里，所述分部区域64、66的形状形成期望的图形，例如图5(a)所示的字母串“PL”。然后，所述箔元件60被应用到具有通孔72 (见图5(b))的安全纸70上，并采用 NdiYAG镭射的线性偏振激光辐射，从所述安全纸70的底部通过所述通孔72照射箔元件 60。如果所述激光辐射的偏振面的方向合适，被所述分部区域64吸收的激光辐射明显高于所述分部区域66吸收的激光辐射，这样，所述激光辐射的能量或功率足以对所述分部区域64去金属化，而在较弱吸收的区域66中不产生去金属化。这样，在所述通孔72的区域中，只有所述分部区域64被有选择性地去金属化。因为在局部去金属化时，所述通孔72充当了掩膜，所以所述安全元件62中由所述去金属化区域形成的激光改性区域74与所述通孔72的切割边缘完全对准。没有被所述激光辐射去金属化的所述区域66无偏差地从所述通孔72的外部延续到所述通孔72的区域内部，如图5(c)的俯视图和图5(d)的截面图所示。在优选实施例中，通过横向明显不同的光栅，可以获得所述分部区域64、66的不同的配合，一个分部区域具有较高的吸收，而不会被去金属化的另一区域具有较低的吸收。 这与图5所示的实施例相同。当表面等离激元(SPs)在一个光栅分部区域中被激发，而另一分部区域不允许这种共振激发时，可以在这些分部区域之间实现特别高的吸收对比。优选采用具有预定波长和入射角的线性偏振激光辐射作为光束源。SI^可以导致对入射的TM 模偏振光(E矢量与所述光栅线垂直)的完全吸收。相比之下，对于高导电的金属光栅，TE 模的偏振光(E矢量与所述光栅线平行)很难吸收。这样，通过具有不同方向(相差90° ) 的分部区域的光栅，可以获得大于10、在红外线范围内甚至大于100的吸收对比。贵金属 Au、Ag、Pt以及Al、Cr和Ni尤其适合用于金属化。例如，在入射辐射的波长为l，064nm、入射角为1°且TM模偏振作为槽深的情况下，对于金属Au、Al、Ag和Cu，周期为1 μ m、槽宽为0. 6 μ m的矩形反射光栅显示出明显的吸收最大值，例如，在槽深为约IlOnm处，Ag和Cu几乎可以获得100%的最大吸收。因为所述Sb在所述波长谱中的位置不仅取决于光栅周期，还取决于所述光栅面形和光学常数，所以当所述光栅的这些参数变化时，也可以在分部区域中获得吸收差异。另外，通过对光栅面形的合适的设计可以实现对TE模偏振光较高吸收而对TM模偏振光较低吸收。这里，所述TE模偏振光的吸收是基于共振作用的，该共振作用在深光栅图案(槽深大于二分之一周期)中尤其明显。分部区域64、66的不同配合还可以通过其它方式实现，例如，通过不同的表面扩大浮雕图案。在这种情况中，基于这样的事实选择，当金属层气相淀积在不同粗糙度的浮雕图案上时，金属层越薄，产生的浮雕越粗糙。此外，在较粗糙的图形化中，入射激光辐射通常更多地被反射，进而对金属层放出更多的能量，这样，总的来说，较粗糙的浮雕图案可以用较低激光能量进行去金属化。这里的关键是纵横比。纵横比越大，可以获得的去金属化效果越好。
所述分部区域64、66进而还可以被拓展为具有粗糙浮雕图案(分部区域64)和精细浮雕图案(分部区域66)，以便于仅选择分部区域64进行去金属化。关于仅对两个或多个分部区域中的一个进行选择性去除的详细资料可以参见公开号为W02006/079489A1专利文献，该文献的内容通过引用结合为本说明书的一部分。在所述安全元件中形成在不同程度上相互配合的分部区域还可能基于金属化的浮雕图案(embossing pattern)的使用，该金属化浮雕图案具有系统地形成的凸起和凹陷。 对此，图6显示了这样一个实施例，其中，箔元件90通过热熔粘接剂84施加在安全元件80 上，该安全元件80具有通孔82。所述箔元件90包括支撑箔92，该支撑箔92的一侧设有UV 固化的浮雕漆层94。具有凸起96和凹陷98浮雕图案浮雕在所述浮雕漆层94中。这里，凸起和凹陷是相对于所述支撑箔92的表面而言，这样，图6 (a)中这些朝下的部件构成凸起，因为从所述支撑箔92的表面看来，它们高于所述凹陷98。在该示例性实施例中，凸起96还具有微浮雕图案，该微浮雕图案为预定的全息图形式。具有凸起96和凹陷98的整个浮雕图案配置有金属层100，例如铝层，对于具有所述凸起96的所述微浮雕图案，该金属层100也形成全息图金属层。所述金属化的浮雕图案上还连续涂覆有激光束吸收和/或激光束反射漆102，其填充在所述浮雕图案的凹陷98内。在一个实例中，所述漆102可以为具有高热稳定性的UV 漆，其中分布有红外吸收体，该红外吸收体在近红外处具有吸收最大值。在该应用后，使用的漆被从所述浮雕图案表面刮去、磨掉或擦掉，技术上不可避免的通常会有薄调色膜残留在所述浮雕图案的凸起96上。总的来说，这样产生了如图6(a)所示的带漆102的金属化浮雕图案，漆102完全填充该浮雕图案的凹陷98，并在所述凸起96上呈现为薄调色膜。在将箔元件90施加到所述安全纸80上后，从所述安全纸80的底面用激光辐射 (例如Nd: YAG镭射辐射)通过通孔82照射所述箔元件90，如图6 (a)中的箭头所示。通过激光辐射86作用于涂有漆的金属层100上，凸起区域96被去金属化，而凹陷区域98中的金属层保留。特别地，由于漆102中的激光吸收和/或激光束反射添加剂，到达所述凹陷98中的金属层100中的激光能量不足以引起去金属化。相比之下，仅被薄调色膜覆盖的所述凸起96上的金属层，收到高能量输入而被去金属化。这里，所述薄调色膜可以促进所述去金属化，因为它的吸收性能通常大于所述金属层100本身的吸收性能。总的来说，通过激光照射，可以制成图6(b)所示的安全文件110，其中，位于所述通孔82上方的区域中的被去金属化的凸起96构成激光改性区域112，该激光改性区域112 具有被改变的视觉外观，该视觉外观与所述通孔82的切割边缘完全对准。由凹陷98形成的区域从所述通孔外部无偏差地延续到所述通孔82的区域内。因此，原则上，所述安全文件110的外观与图5(c)所示相同。例如，凹陷98可以形成字母串“PL”，进而与图5(c)中的分部区域66相对应，而在所述凸起96的微图形中，可以形成与图5(c)中的分部区域64 对应的背景全息图。金属化的浮雕图案(具有凸起和凹陷)的形成方法的更多细节和变形可以参见国际申请PCT/EP2009/00882，该专利文献的内容通过引用被结合为本说明书的一部分。图5和6中的实施例允许有多种变型和修改，这些变型和修改可以产生自上述文献TO2006/079489A1和PCT/EP2009/00882。例如，与图6不同，非去金属化的凹陷中也可以具有微浮雕图案，或者仅所述凹陷而不是所述凸起配置有微浮雕图案。浮雕漆中的图案在没有金属层的情况下通常是可以辨识的。然而，如果图6中的漆102具有和浮雕漆94相似的折射指数，那么所述图案也可以被拓展为不可辨识的。在更多的变型中，所述金属区域中没有图案。对此，例如，可以选择公开号为 W02006/079489的专利文献中描述的所述图案(图幻，这样它们很难用肉眼看见，或者用来去金属化的凸起和凹陷(图6)不配置有其它图案。这两种情况中，在去金属化之后，实际上可以产生图7所示的安全元件120的视觉外观，其中，所述通孔1 外部的不同配合的分部区域122、1M对于肉眼来说外观是相同的。分部区域122、IM允许视觉上区分的仅在所述通孔1 内部，其中的第一分部区域122通过激光辐射改性，形成辐射改性区域128，该辐射改性区域1 具有改变的视觉外观。为了说明，如图7所示，在所述通孔外部的区域125 中，用肉眼不能区分的一些分部区域122、124用虚线画出。在图6所示的实施例中，还可以使用印刷油墨作为吸收激光辐射并防止去金属化的层。如图8所示的本发明的安全纸的底面视图中，在所述底面上可以看见辐射改性区域 112形式的彩色图案130，该彩色图案130与所述去金属化区域和所述通孔82准确对准。这里，对于层结构，可以考虑这样的实施例，金属层位于所述箔上方而所述箔位于所述印刷油墨上方，或者所述金属层位于所述箔和所述印刷油墨之间，或者所述金属层位于所述印刷油墨上方而所述印刷油墨位于所述箔上方。这三种实施例的视觉外观均与图8 所示外观相同。如果选择图6中的激光吸收漆来着色，且在所述漆中设有图案，那么可以产生与所述全息图或不光滑图案对准的双色的相反图形。这里，如果选择这样一种变型，其中的漆保护所述金属层不收所述激光辐射影响，那么在从顶面观看时，会产生图5(c)所示的视觉印象，从底面观看时，会产生如图8所示的视觉印象。可选地，还可以选择这样的变型，其中，去金属层由漆102支撑，如申请号为PCT/ EP2009/00882中详细描述。这里，使用的漆优选涂覆地更加薄，这样容易设置透明外观。若使用非透明漆，将使得所述通孔没有透明效果。参见图5和6描述的特征还可以彼此组合。与周围区域相对比的另外的设计元件可以在所述通孔中呈现和/或消失。本发明可以使用在微光学描绘装置中具有特定优势的实施例，该微光学描绘装置特别地被研制为波纹放大装置、微光学波纹型放大装置或者模放大装置。这些描绘装置的基本原理在公开号为W02009/000528A1的专利文献中作出了解释，该文献的内容被结合在本说明书中。在图9所示实施例中，箔元件140通过热熔粘接剂164应用到安全纸160上，该安全纸160具有通孔162。所述箔元件140包括支撑箔142，该支撑箔142的顶面设有类似网格的微透镜144装置，其在所述支撑箔的表面形成一个二维的预选的对称光栅。球状的或非球状设计的微透镜144的直径优选为5 μ m 50 μ m，特别优选为10 μ m 35 μ m。在所述支撑箔142的底面设置有图形层146，该图形层146包括具有微图形元件 148的图形图像，该图形层146被划分为多个单元。所述光栅单元的布置同样形成二维的预选对称光栅。所述图形图像的光栅单元的光栅周期和直径与所述微透镜144在同一数量级，优选为5 μ m 50 μ m，特别优选为10 μ m 35 μ m，以使所述微图形元件148和所述微透镜144 一样，是肉眼不可辨识的。在波纹放大装置中，所述光栅单元的光栅在对称和/或光栅参数的大小方面，与所述微透镜144的光栅略有不同，在观看所述图形图像时，根据偏差的类型和大小，形成所述微图形元件148的波纹放大图像。更为普遍的是模放大装置，在模放大装置中，图形图像不需要由具有周期性重复的独立图形的光栅构成。所述模放大装置的基本原理和更多的细节可以参见上述公开文件W02009/0005^A1。在图9所示实施例中，所述图形层146包括浮雕漆层150，该浮雕漆层包括凸起 152和凹陷154，首先用金属层156连续涂覆在该浮雕漆层150上，基本上如图6描述。在图9的实施例中，微图形元件148由所述浮雕漆层150中的凹陷154准确形成。如图6所示，所述金属化的浮雕图案150、156涂覆有激光束吸收漆158，该激光束吸收漆填充在所述凹陷巧4中，并在所述凸起152上形成薄调色膜。然后所述箔元件140被施加到所述安全纸160上，随后从底面用激光辐射通过所述通孔162照射所述箔元件140。 这样，在所述通孔162上方区域的所述凸起152被去金属化，而所述金属层156在所述凹陷 154中被保留。在所述通孔162外部，所述金属层在所述凸起152上和所述凹陷154中完全无变化。观看时，在完成的安全纸中，波纹放大微图形元件148(凹陷154)只可以在所述去金属化的凸起152作为背景的情况下，在所述通孔162内部看到，而他们在所述通孔162外部是看不到的，因为在所述金属化的凹陷巧4和金属化的凸起152之间缺乏对比。总的来说，对于图9所示的实施例，可以产生图7所示的视觉外观，然而，当所述安全纸被倾斜时，作为波纹放大微图形元件148的星星IM根据被选择的放大效果而转移，例如相对于所述倾斜方向正交变位。因为所述通孔162充当了所述凸起152去金属化时的掩膜，所以在每种情况中，在所述通孔162的切割边缘处均会发生从星星IM到均勻呈现的金属层的外观变化，与所述安全纸是否倾斜无关。如果所述浮雕漆层150在所述凸起上另外配置有微浮雕图案，那么还可以产生具有放大效果的与图5(c)相同的外观。所述字母“PL”由于所述放大效果而转移，所述去金属层在所述通孔的边界处准确呈现。在所述通孔162内部，可以在所述去金属化的凸起的背景下分辨出所述波纹放大微图形元件(凹陷)，而在所述通孔162外部，在所述凸起的微浮雕图案的背景下，他们也是可以辨识的，该凸起的微浮雕图案形成背景全息图。如果图9中的激光吸收漆层被选择用来着色，那么结合图5和6描述过的实施例还可以在所述微光学描绘装置中实现。如果所述支撑箔的背面层压有透镜，那么该也可以产生具有微光学放大效果的背面。所述去金属化区域还可以超过所述微型图案布置，这样，在所述通孔的区域中可以创建一个相反的图案，该相反的图案由去金属区域形成，该去金属区域以所述图案形状布置在所述金属层内部。所述图案形状的去金属化区域可以被设计为几何图案或阿拉伯字符串的形式。图10显示了另一实施例的波纹放大装置170，该波纹放大装置170部分结构与图 9中的所述微光学放大装置相同，相同标号表示的元件相互对应。当图10中的所述波纹放大装置170被观看，波纹放大微图形元件174、176在所述通孔162内外都可以辨识，但是他们的颜色印象互不相同。
在该实施例中，所述放大装置的图形图像由彩色的图形层172构成，该图形层172 具有微图形元件174，所述图形层172的颜色在激光辐射的作用下发生改变。为此，所述图形层172可以包括，例如具有不同特性(尤其是他们的表面颜色)的激光可变颜料，该激光可变颜料是本领域技术人员可以获得的，在激光作用、阈能和所需激光波长的条件下发生颜色变化。在具有所述图形层172的箔元件被应用到所述安全纸160上后，所述微图形元件 174最开始具有相同的初始颜色。由于从所述安全纸160底面通过所述通孔162的激光照射，所以在所述通孔162的区域内的图形层172中引起完全对准的颜色变化，这样，那里的所述微图形元件176的颜色发生了变化。在观看所述放大装置170时，可以看见所述通孔外部的具有第一颜色的所述波纹放大微图形元件174和所述通孔内部的具有第二颜色的波纹放大微图形元件176的组合。除了第一颜色到第二颜色的变化，所述颜色变化还可以包括透明图形层到彩色图形层的变化或者彩色图形层的脱色。在第二种情况中，可以产生仅在所述通孔中可见并与所述通孔完全对准的彩色放大效应，而在最后一种情况中，可以产生仅在所述通孔外部可见且恰好在所述通孔的切割边缘处结束的放大效果。对于漆的变色或脱色而言，激光辐射的使用并不是必须的，也可以通过UV或顶曝光产生颜色变化。对于这些变型中的不能通过日光脱色的漆，所述箔142和/或所述微透镜144的漆优选配有合适的UV或顶吸收体。图11显示了本发明的另一实施例，其中，所述微光学描绘装置180在所述安全纸 160的通孔162的切割边缘准确显示出被描绘的图形图像的变化。在所述通孔162外部，可以看见第一图形图像，该第一图形图像包括数字串“50” 形式的第一波纹放大微图形元件182，如图11(b)中的俯视图所示。因此，所述第一微图形元件182占据了所述通孔162的信息，该信息同样地也是数字串“50”的形式。在所述通孔162内部，可以看见第二图形图像，该第二图形图像包括欧元符号“€’’ 形式的第二波纹放大微图形元件184。于是，所述第一和第二微图形元件182、184或者所述通孔162和所述第二微图形元件184相互补充，以形成所述钞票的面额“"50€"”。所述第
一和第二图形图像之间的变化在所述通孔162的切割边缘完全对准地产生。为了产生所述图像变化的完全对准，使用了箔元件190，如图11(a)所示，其中，支撑箔196的底面设置有两层漆系统，该两层漆系统具有两个重叠的具有相同折射率的漆层 192、194。这里，所述第一微图形元件182在上层漆层192中(从所述支撑箔196 —侧看) 显示为浮雕图案，所述第二微图形元件184在下层漆层194中(从所述支撑箔196—侧看) 显示为浮雕图案。所述支撑箔196的两侧设有由微透镜144构成的网格，该网格与所述微图形元件182、184的网格相配合，如上所述。在所述通孔162的区域中，在用激光从所述安全纸160的底面通过所述通孔162 照射所述箔元件190时，所述漆系统的上层漆层192被完全对准地融化。因此，当通过所述微透镜144看所述通孔162的周围时，只能看见所述通孔内部的‘'€’’符号形式的第二微图形元件184(见图11(b))，该第二微图形元件184显示在所述下层漆层194中。在所述通孔162外部，两个漆层192、194直接重叠在另一个上。因为她们具有相同的折射率，所以从所述浮雕图案184中透过的光在所述漆层192、194的交界处不受影响， 这样，所述第二微图形元件184在所述通孔162外部不可辨识。只有显示为数字串“50”的形式的第一微图形元件182是可以辨识的，这是由于所述上层漆层192和邻接层198(例如热封闭涂层)的交界处的折射率不同。如果所述层198被染色，那么所述通孔162外部的第一图形元件182呈彩色，而所述通孔162内部的第二图形元件184是透明的。这里，所述上层漆层192被设计为足够薄，以确保第一和第二微图形元件182、184 基本上位于所述微透镜144的焦平面内，并在观看时显得清晰。在图11 (a)中，为了简化描述，所述第一微型图案元件182和所述第二微型图案元件184被画成是重叠的，但实际上，它们通常并不是直接叠加在另一个上的。在本发明的其它实施例中，设置在箔元件上的所述安全元件基于微透镜和凹的微反射镜的组合而形成，从而形成从上下两侧都可以看到的微光学描绘装置。参见图12，应用到钞票上的这种安全元件201包括支撑物203，该支撑物203的的顶面204设有浮雕的微型图案205，底面207上分两部分设有多个凹面微反射镜208和多个微透镜209。所述凹面微反射镜208和所述微透镜209位于与图12中所示平面垂直的平面内，并位于具有固定的几何形状的网格内，例如六边形网格，进而区域性地布置在观看元件图案中。这里，所述支撑物203包括PET箔210，其上设有第一层211，该第一层211由辐射线固化漆构成且具有微型图案205。由辐射固化漆构成的第二层212设置在所述PET箔210 的底面，所述第二次212中浮雕有所述凹面微反射镜208的相反形状和所述微透镜209的形状。形成微型图案对象或者微图形Ml的所述微型图案205同样地位于与图12所示的平面垂直的平面中，且位于具有固定的几何形状的网格中，这里同样以六边形网格为例，进而平面地布置在一个微结构图案中，所述微结构图案这样与所述观看元件图案相配合，且两个图案相互对准，这样，当从顶面观看所述安全元件201(箭头Pl的方向)时，所述微型图案205与所述凹面微反射镜208 —起形成模放大装置或波纹放大装置，如上文中的公开号为W02009/000528A1和W02006/087138A1的专利文献中详细描述的。这里，本发明的微型图案对象Ml与专利文献W02009/000528A1中教导的所述图形图像相同。对于观看者而言，朝顶部的观看方向(箭头Pl的方向)，所述微型图案对象Ml是可辨识的，被放大为安全特征(相当于W02009/000528A1中的目标图像)。为了制作所述凹面微反射镜208，所述第二层212的背对所述PET箔210的侧面上在区域A中设有反光涂层213，尤其是金属层，以使所述凹面微反射镜208形成为背面反射器。在该示例性实施例中，每个凹面微反射镜208的所述反光涂层213的内侧或所述凹面微反射镜208的浮雕形状为球冠的形状，该球冠的曲率半径为38 μ m,高度约为3 μ m。所述第二层212、所述PET箔210和所述第一层211的层厚度被选择为使得所述微型图案205 与所述凹面微反射镜208间隔仅19 μ m,进而位于所述凹面微反射镜208焦平面内，这样，所述微型图案205的预定放大图像被作用，产生安全特征。在所述安全元件201的区域B中，所述金属层213通过去金属化去除，以使所述浮雕的形状形成微透镜209，而不是凹面微反射镜。这里，所述微透镜209的凸面214的曲率半径与所述凹面微反射镜208的曲率半径相同，在该示例性实施例中，为38 μ m,这导致所述微透镜209的焦距约为115 μ m。于是，所述微透镜209的焦距所在0的平面E位于所述安全元件201的外部，使得从所述安全元件201的底面207观看时(箭头P2的方向)，所述微型图案205在区域B中不可见。所述微透镜209不是为了描绘所述微型图案205，而是为了验证另一钞票或者自我验证具有所述安全元件201的钞票。为了自我验证，通过弯曲、皱折或者折叠所述钞票将另一微型图案对象(图未示)设于所述安全元件201的支撑物203的顶面204的前方的平面E中，这样，从朝底面207的观看方向，另一微型图案对象被所述微透镜209放大成像，该另一微型图案对象包含在所述钞票的这样一个位置，该位置与所述安全元件201侧向分隔开。为了验证另一钞票，所述另一钞票的另一微型图案的图像设置在所述安全元件 201的顶面204前方的平面E内，借助所述微透镜209，形成通过所述底面207的放大的图像，从而可以实现对其它钞票的验证。根据本发明，所述金属层213的去金属化发生在将所述安全元件201应用到具有通孔安全纸上并用辐射从所述安全元件201的底面207通过所述安全纸的通孔照射所述金属层213之后，如上文所述。这样，可以确保所述微反射镜208到所述微透镜209的转变 (图12中的区域A和B的边界)在所述通孔的切割边缘完全对准。所述凹面微反射镜208和所述微透镜209还可以在不同的平面，如图13的剖面图所示。所述层210-212的结构与图12所示的结构相同，所述凹面微反射镜208的镜像侧设有连续的金属层213，该金属层在图13中用实线(区域A)画出。在区域B中，所述金属层 213通过辐射照射部分去除，以制成半透明的凹面微反射镜208’，图13中用虚线画出。这里，所述金属层特别地与一个子图案重叠并在分部区域对应所述子图案完全去除，该子图案例如为点或线网格，从而大体上产生半透明的金属层。第二 PET箔222通过层压粘接剂221固定在所述层212上，该第二 PET箔222上设有UV漆层223，所述微透镜209的凸面214在所述UV漆层223中被浮雕。所述凸面214 为球冠的形状，该球冠的曲率半径为18 μ m。由于所述微透镜209的凸面214的曲率半径为 18μπι，所以所述微透镜209的焦距为M μ m，对于选择的层厚度来说，该焦距刚好等于所述凸面214的最高点和所述微图形205之间的间距。同样地，在该实施例中，所述金属层213的去金属化在将所述安全元件201应用到具有通孔的安全纸并用辐射从所述安全元件201的底面通过所述安全纸的通孔和所述第二 PET箔222照射所述金属层213之后进行。这样，产生从完全金属化的微反射镜208到半透明的凹面微反射镜208’的转变，该转变与所述通孔的切割边缘完全对准。所述通孔外部(区域A)，观看者从上方(观看方向Pl)通过所述反光的完全金属化的微镜208可以看见所述微型图案205。在所述通孔内部(区域B)，所述微型图案205 可以从上下两侧看到，具体地，一次由半透明的凹面微反射镜208’的反射(观看方向P1)、 一次透过所述微透镜209和所述半透明的凹面微反射镜208’ (观看方向P2)。微透镜和凹面微反射镜的组合的更多的细节和优点可以参见德国专利申请 DE102009022612. 5，该专利申请的内容通过弓丨用被结合为本说明书的一部分。如果所示箔元件通过热熔粘接剂或其它粘接剂应用到所述安全纸上，那么由于对准公差，所述热熔粘接剂84可能会稍微突出到所述通孔82的区域中，如图6所示。这将使得所述通孔的边缘区域的外观稍微模糊。因此，在所有实施例中，所述粘接剂可以是激光可烧蚀的，这样，它可以连续涂覆，在改性时，通过所述通孔82的区域中的激光去除。所述粘接剂层同样地与所述通孔的切割边缘完全对齐，如图11(a)所示的热熔粘接剂层198。为此，所述粘接剂优选带有合适的激光辐射吸收体。如示例性实施例中描述和显示的，也可以用多层的层系统来代替简单的金属化。 如果合适地选择激光参数，各层可以在所述通孔的区域内从这种层系统中去除。例如，在具有色移效应的薄膜元件中，该薄膜元件通常包括反射层、介质间隔层和吸收层，只有所述反射层或者只有所述吸收层可以由激光照射去除。当然，上述变型不仅可以用于安全纸，还可以用于其它具有通孔的数据载体，比如塑质钞票或者箔复合钞票。这里，只有一个箔需要通过激光处理，那么第二个箔对于激光必须是透明的或者在激光处理步骤中还没有涂覆第二个箔。标号列表10钞票12钞票纸14通孔16底面18顶面20箔条22全息图M激光改性区域 30箔条32真彩色全息图34山脉36天空38激光改性区域40安全纸42通孔44周围区域46底面48边缘区域50设计52彩色区域60箔元件62安全元件64、66分部区域 70安全纸72通孔74激光改性区域80安全纸82通孔90箔元件92支撑箔94浮雕漆层96凸起98凹陷100金属层102激光束吸收漆110安全文件112激光改性区域120 安全元件122、1M分部区域125所述通孔的外部区域1 通孔1 辐射改性区域130 彩色图案140箔元件142支撑箔144微透镜146图形层148微图形元件150浮雕漆层 152凸起巧4凹陷156金属层158激光束吸收漆160安全纸162线性偏振层164热熔粘接剂170波纹放大装置172图形层174、176微图形元件180微光学描绘装置182、184 微图形元件190箔元件192、194漆层196支撑箔198邻接层201安全元件203支撑物 204顶面205微型图案207底面208面微反射镜208，半透明的凹面微反射镜209微透镜210PET箔211辐射固化漆212辐射固化漆213金属层214所述微透镜的凸面221层压粘接剂222PET箔223UV漆层
权利要求
1.一种数据载体，特别是有价或安全文件，包括-窗口，所述窗口从所述数据载体的底部延伸到所述数据载体的顶部；-具有安全元件的箔元件，所述安全元件在所述数据载体的顶部上覆盖所述窗口，所述安全元件一部分位于所述窗口上、一部分靠近所述窗口 ；其特征在于，-所述安全元件的位于所述窗口上方的部分具有辐射改性区域，所述辐射改性区域与所述窗口对准，且在所述辐射改性区域中，所述安全元件的视觉外观在电磁辐射的作用下改变。
2.根据权利要求1所述的数据载体，其特征在于，所述安全元件具有金属层，在所述辐射改性区域中的所述金属层被去金属化。
3.根据权利要求2所述的数据载体，其特征在于，所述安全元件包括金属化的衍射图案、金属化的闪耀衍射图案、金属化的不光滑图案或具有色移效应的薄膜元件。
4.根据权利要求1-3所述的数据载体，其特征在于，所述安全元件具有第一和第二分部区域，所述第一和第二分部区域与电磁辐射有差异地交互，所述第一和第二分部区域部分位于所述窗口上方、部分靠近所述窗口。
5.根据权利要求4所述的数据载体，其特征在于，所述辐射改性区域仅包括第一分部区域，而不包括第二分部区域，以使所述第二分部区域在所述窗口上方和靠近所述窗口处显示相同的视觉外观。
6.根据权利要求4或5所述的数据载体，其特征在于，所述两个子区域中的至少一个具有干涉图案，优选为光栅图案形式的浮雕图案，所述光栅图案由光栅常数和光栅刻线的方向确定。
7.根据权利要求4-6至少一项所述的数据载体，其特征在于，所述两个分部区域的至少一个具有表面扩大浮雕图案。
8.根据权利要求4或5所述的数据载体，其特征在于，所述第一和第二分部区域由浮雕图案的凸起和凹陷构成。
9.根据权利要求8所述的数据载体，其特征在于，所述凹陷中填充有辐射反射和/或辐射吸收覆盖层。
10.根据权利要求1-9至少一项所述的数据载体，其特征在于，所述安全元件包括线宽为约1 μ m 10 μ m的微型图案，在所述辐射改性区域中，所述微型图案的视觉外观被改变。
11.根据权利要求10所述的数据载体，其特征在于，所述微型图案至少在所述辐射改性区域形成图形图像，所述图形图像被细分为多个单元，每个单元中设有特定目标图像的成像区域，所述成像区域的横向尺寸优选为约5 μ m 50 μ m，特别是10 μ m 35 μ m。
12.根据权利要求10或11所述的数据载体，其特征在于，由多个观看网格元件组成的观看网格被用来在借助所述观看网格观看所述图形图像时，重现特定的目标图像，所述观看网格元件的横向尺寸优选为约5μπι 50μπι，特别是ΙΟμπι 35μπι。
13.根据权利要求10-12至少一项所述的数据载体，其特征在于，所述辐射改性区域中的所述微型图案的颜色被改变。
14.根据权利要求10-13至少一项所述的数据载体，其特征在于，所述辐射改性区域内外的所述微型图案分别描绘了不同的图形，特别是不同的图案、字符或代码。
15.根据权利要求10-14至少一项所述的数据载体，其特征在于，所述微型图案设于两层漆系统中，所述两层漆系统包括两个基本上具有相同的折射率的重叠的漆层，下层漆层中浮雕有第二图形图像，设于所述下层漆层上的上层漆层中浮雕有第一图形图像，所述辐射改性区域中的所述上层漆层被去除，以使所述辐射改性区域内的所述下层漆层的第二图形和所述辐射改性区域外的所述上层漆层的第一图形是视觉上可辨识的。
16.根据权利要求1-9至少一项所述的数据载体，其特征在于，-所述安全元件包括区域性地布置在观看元件图案中的多个反光的第一微图形元件和区域性地布置在所述观看元件图案中的可透过的第二微图形元件，-所述第一微图形元件位于所述辐射改性区域内部，而所述第二微图形元件位于所述辐射改性区域外部，-所述安全元件还包括微型图案对象，该微型图案对象包括布置在微结构图案中的多个微型图案，所述微结构图案与所述观看元件图案相配合，以使通过所述第一微图形元件， 所述微型图案对象在所述顶部前面放大成像，以及-位于所述安全元件外部的物体平面，所述物体平面被分配给所述第二微图形元件，以使用第二微图形元件从所述底部观看时，所述微型图案对象的微型图案是不可辨识的，但是为了验证，具有多个微型图案的另一微型图案对象可位于所述物体平面区域内，使得借助所述第二微图形元件，所述另一微型图案对象在所述底部前面放大成像。
17.根据权利要求16所述的数据载体，其特征在于，所述第一微图形元件为凹面微反射镜和/或所述第二微图形元件为微透镜。
18.根据权利要求1-17至少一项所述的数据载体，其特征在于，所述窗口为图案、字符或代码形式。
19.根据权利要求1-18至少一项所述的数据载体，其特征在于，所述窗口由通孔构成， 所述通孔从所述数据载体的底部延伸到所述数据载体的顶部。
20.根据权利要求1-18至少一项所述的数据载体，其特征在于，所述窗口由所述数据载体的透明区域构成，该透明区域从所述数据载体的底部延伸到所述数据载体的顶部。
21.根据权利要求1-18至少一项所述的数据载体，其特征在于，所述数据载体是多层的且所述窗口包括至少一个数据载体层中的通孔。
22.根据权利要求19或21所述的数据载体，其特征在于，所述通孔由线网格构成，该线网格由多条平行的切割线组成。
23.根据权利要求1-22至少一项所述的数据载体，其特征在于，所述辐射改性区域为图案、字符或代码的形式。
24.根据权利要求1-23至少一项所述的数据载体，其特征在于，所述箔元件通过激光可烧蚀的粘接层应用到所述数据载体的顶面上，且所述激光可熔化的粘接剂在所述窗口的区域中被去除。
25.一种数据载体的制造方法，所述方法包括a)提供数据载体基底和具有安全元件的箔元件，所述数据载体包括从所述数据载体基底的底面延伸到顶面的窗口；b)用所述箔元件在所述数据载体基底的顶面上以这样的方式覆盖所述窗口，所述安全元件部分位于所述窗口上、部分靠近所述窗口 ；以及C)从所述数据载体基底的底面，用电磁辐射通过所述窗口照射所述安全元件，以改变所述安全元件在辐射改性区域中的视觉外观，所述辐射改性区域位于所述窗口上。
26.根据权利要求25所述的方法，其特征在于，在步骤c)中，用激光辐射，尤其是紫外光辐射、可见光辐射或者波长达1. 5 μ m的近红外光辐射照射所述安全元件。
27.根据权利要求25或沈所述的方法，其特征在于，在步骤b)中，所述箔元件通过激光可烧蚀的粘接剂，施加在所述数据载体的顶面，在步骤c)中，所述窗口区域中的激光可熔化的粘接剂被去除。
28.根据权利要求25-27至少一项所述的方法，其特征在于，所述窗口由通孔形成，或者所述数据载体是多层的且所述窗口包括在至少一个数据载体层中的通孔，在步骤a)中， 通过冲压或者用切割激光进行激光切割，将所述通孔形成在所述数据载体基底中或者包含所述通孔的所述数据载体层中，优选采用波长为约10. 6 μ m的激光。
29.根据权利要求观所述的方法，其特征在于，-所述数据载体基底或者所述数据载体层至少在将要产生通孔的周围设置有激光可变标记物质；-所述通孔在激光辐射作用下形成在所述数据载体基底或者所述数据载体层中；-在所述激光辐射的作用下，所述通孔周围的所述激光可变标记物质被改变。
全文摘要
本发明涉及一种数据载体，特别是有价或安全文件，包括从所述数据载体的底面(16)延伸到顶面(18)的窗口(14)和具有安全元件(22)的箔元件(20)，该安全元件在所述数据载体的顶面(18)上覆盖所述窗口(14)，所述安全元件(22)的一部分位于所述窗口(14)上，所述安全元件(22)的一部分靠近所述窗口(14)。这里，根据本发明，所述安全元件(22)的位于所述窗口(14)上的部分具有辐射改性区域(24)，该辐射改性区域与所述窗口(14)对准且其中的所述安全元件(22)的外观在所述电磁辐射作用下被改变。
文档编号B42D15/00GK102574413SQ201080044585
公开日2012年7月11日 申请日期2010年9月20日 优先权日2009年10月2日
发明者安德烈·格雷加雷克, 曼弗雷德·海姆, 汉斯·洛赫比勒, 温弗里德·霍夫米勒, 米夏埃尔·拉姆, 马里乌斯·迪希特尔 申请人:德国捷德有限公司
技术领域：
本发明涉及一种数据载体，尤其是有价或安全文件，该数据载体包括从所述数据载体的底部延伸到所述数据载体的顶部的窗口，并具有薄片元件，该薄片元件具有安全元件，该安全元件覆盖所述数据载体的顶部的窗口，所述数据载体的一部分位于所述窗口上方，所述数据载体一部分靠近所述窗口。
背景技术：
出于保护的目的，安全或有价文件，比如钞票、身份证及其类似物上通常配置有安全元件，该安全元件使得所述文件的真实性可以被检验，同时防止其被未经许可的复制。这里，透明安全特征，比如钞票中的透明窗口越来越引人注意。这里，为了制作窗口，这样一种箔被应用于钞票以封闭钞票中预形成的通孔，该箔的一面设有粘接层。这里，所述箔在所述钞票上的应用所述钞票上受制于不可避免的对准公差，使得与通孔特别配合的箔的安全元件不能完全与所述通孔对齐。在设计所述安全元件时必须考虑所述对准公差，这限制了设计创造的自由。
发明内容
为此，本发明的目的在于提供一种上述类型的数据载体，特别是便于具有这样的设计的安全元件，该设计与所述窗口高度对准，这样可以将吸引人的视觉外观和高防伪性能相结合。该目的通过具有独立权利要求中的特征的数据载体来实现。制造这种数据载体的方法在相应的权利要求中限定。本发明的新构想是从属权利要求的主题。根据本发明，在一般的数据载体中，所述安全元件位于所述窗口上方的部分具有辐射改性区域，所述辐射改性区域与所述窗口对准且所述辐射改性区域中的所述安全元件的视觉外观可以在电磁辐射的作用下改变。这里，本发明以这样的想法为基础，该想法是允许待应用的所述箔元件的所述安全元件与数据载体的所述窗口之间有对准公差，但是为了通过辐射作用，特别是激光照射修改修改区域中的所述安全元件的视觉外观，所述改性区域与所述窗口对准。观看时，所述箔元件和所述窗口之间的对准差异很大程度上或完全地变得不再重要，反而所述窗口和所述改性区域的完全对准主导了观看者的视觉印象。由于窗口和改性区域相互精确对齐，两个所述元件的视觉外观和/或信息内容也可互相配合或关联。例如，窗口和改性区域可描绘相同的图案或可各自仅描绘图案部分，这些图案部分相互补充以形成一个完整图案。这种视觉的或内容相关的相互配合一方面增加了保护的注意力和识别价值，另一方面提高了防伪性能，这是因为内容上相互关联的窗口和改性区域这种安全特征的制造，比两个内容上独立或不关联的安全特征的制造，构成了更高的技术壁垒。所述数据的窗口可以由通孔形成，所述通孔从所述数据载体的底面延伸到所述数据载体的顶面。所述窗口也可由所述数据载体的透明区域形成，所述透明区域是可透视的， 如塑质钞票的未印刷区域。在多层数据载体中，窗口也可由复合钞票的第一数据载体层的透明区域、第二数据载体层(如纸层)的通孔和不完全透明的油墨吸收层的组合形成。在本发明的有利变形中，所述安全元件具有金属层，该金属层在辐射修改区域内去金属化。此处，去金属化可理解为金属层的烧熔或变为透明。所述金属层可完全去金属化，换句话说，完全移除或完全变透明，或者，它可以仅仅是部分去金属化以产生仍然是半透明(特别是透明度为20% 80%)的改性区域。如下文的详细说明，在所述通孔的区域中，所述金属层也可仅在某些区域去金属化，以使所述通孔的区域内的辐射改性区域产生一个子图案，所述子图案与所述通孔完全对准。所述安全元件尤其包括金属化的衍射图案、金属化的闪耀衍射图案、金属化的不光滑图案或具有色移效应的薄膜元件，该薄膜元件通常由金属反射层、介质间隔层和吸收层组成。另外，也可考虑其它具有金属化结构的安全元件，如金属化的凹面微反射镜。在本发明的有利变形中，所述安全元件一分部区域和第二分部区域，该第一分部区域和第二分部区域与电磁辐射进行不同地交互。第一分部区域和第二分部区域部分位于所述窗口上方且部分靠近所述窗口。这里，不同的交互在于不同的程度或不同的交互类型。例如，交互的不同程度可以在金属化的安全元件中导致仅第一分部区域去金属化，或者在辐射着色或辐射脱色安全元件中引起仅第一分部区域的颜色变化或还引起所述第一分部区域产生强烈的颜色变化。在不同程度的交互中，两个分部区域基本上以相同的方式反应，但是一个分部区域的反应程度大于另一个的，另一个反应较弱或者根本不反应。相比之下，对于不同类型的交互作用，两个分部区域都在辐射作用下发生反应，但是以不同的方式。例如，辐射着色安全元件的无色区域可以在第一分部区域变为红色，而在第二分部区域变为蓝色。同样，通过这种方式，可以在所述改性区域中获得不同的视觉外观。在一个有利的实施例中，所述辐射改性区域仅包括第一分部区域，而不包括第二分部区域，使得所述第二分部区域在所述窗口上方和靠近所述窗口处显示相同的视觉外观。在一个优选实施例中，为了获得不同的交互程度，两个分部区域中的至少一个具有干涉图案，尤其是以光栅图案形式呈现的浮雕图案，该光栅图案由光栅常数和光栅刻线方向确定。第二分部区域可以不包括浮雕图案或以由第二光栅常数和第二光栅刻线方向确定的光栅图案形式呈现的浮雕图案。第二分部区域的所述第二光栅常数和/或所述第二光栅刻线方向与第一分部区域的第一光栅常数或第一光栅刻线方向不同。第二分部区域的所述光栅图案也可以具有与第一分部区域的光栅图案相同的光栅常数和光栅刻线方向，但是相对于第一光栅图案以一定角度倾斜，例如，这些光栅图案设置在锯齿结构的各侧边。借助于光栅图案而发生材料烧蚀，这显示了增强的吸收性能。增强的光吸收性能可由金属的共振激发(表面等离激元或空腔共振)来解释。为此，光栅常数被选择在用于辐射改性的激光的波长的数量级上。光栅处的共振光吸收很大程度上还取决于面形横截面、 光栅材料以及周边材料。因此，所述面形与使用的激光波长相适应，以获得高的吸收性能。 例如，在横向上具有不同沟槽深度的光栅在横向上展示了不同的吸收性能。在优选地实施例中，第一分部区域包括具有尽可能高的吸收性能的光栅图案，而第二分部区域不具有光栅图案。由于相协调的波长、入射角和偏振，入射激光辐射导致光栅区域去金属化。特别地，所述光栅刻线的第二方向可以基本上与所述第一方向垂直，以获得所述分部区域与线性偏振电磁辐射的不同的交互作用。在一个优选实施例中，所述两个分部区域具有这样的光栅图案，该光栅图案的光栅常数为750 -1，050nm，优选为约900nm，且该光栅图案具有不同光栅刻线方向。对于填充有光栅图案的两个分部区域产生不同的交互作用的其它可能主要是在所述第一分部区域和所述第二分部区域使用具有不同光栅面形的光栅图案。在本发明特别优选的变形中，所述两个分部区域与偏振激光辐射不同程度的交互，这是因为很容易获得交互程度上的明显差别。在本发明的一个新构思中，两个分部区域由嵌套的子区域构成。所述子区域尤其可以包括平行条，优选条宽为10 μ m 50 μ m的平行条。在具有不同的交互分部区域的另一个实施例中，所述第一分部区域包括表面扩大浮雕图案，优选地为具有相交正弦表面形貌的表面扩大浮雕图案。例如，表面形貌的高度可以为200 400nm，优选为300nm，并且在X和Y方向上的光栅常数分别为200 400纳米， 优选为约300nm。在公开号为W02006/079489A1的专利文献中说明了关于用辐射照射选择性的移除两个或多个分部区域中的一个分部区域的更多的细节，该专利文献所揭露的内容通过引用的方式加入本专利的说明书中。在一个产生不同交互作用的分部区域的另一种可能中，所述第一和第二分部区域由浮雕图案的凸起和凹陷构成。特别是，-支撑物上设置有具有凸起和凹陷的浮雕图案，所述凸起和凹陷形成具有不同的第一和第二水平高度的第一和第二区域，所述浮雕图案的第二区域为期望的图案的形式，-所述浮雕图案与所述第一和第二区域连续地被金属化，以及
-用辐射照射所述金属化的浮雕图案，以通过辐射作用选择性的移除浮雕图案的第二区域中的金属层。所述辐射照射可以用激光辐射产生。这里，金属化后，填充浮雕图案的凹陷部分的激光束吸收覆盖层和/或激光束反射覆盖层优选地被应用于所述金属化的浮雕图案。在选择覆盖层时，最重要的是在凹陷区域中传递极少的激光辐射。因此，激光束反射覆盖层可以显示与激光束吸收覆盖层相同的效果或比激光束吸收覆盖层更好的效果。填充后，将所述覆盖层从金属化的浮雕图案的凸起区域移除，特别是刮除或擦除。这里，技术上不可避免地，覆盖层的薄调色膜(thin toning film)会残留在金属化浮雕图案的凸起区域。这种覆盖层包括激光束吸收颜料或染料、或者激光束反射颜料或染料，这样，该覆盖层又可用作油墨层以产生从底部可见的设计。基于具有凸起和凹陷的金属化浮雕图案的切割方法的更多的详细内容及其变形记载在专利申请PCT/EP2009/00882中，所述专利所揭露的内容以引用的方式包含在本专利的说明书中。本发明特别有利地可以用在微光学描绘装置中，比如微光学波纹放大装置、微光学波纹型放大装置和更普通的模放大装置，它们特别在国际专利申请W02009/005^A1和 W02006/087138A1中描述，这些专利申请所揭露的内容通过引入结合在本说明书中。所有这些微光学放大装置包括具有微型图案的图形图像，当用合适的相配合的观看网格观看时，它们可以重现特定的目标图像。如上述公开文献和申请文件中详细描述的，可以产生许多视觉上吸引人的放大和移动效果，从而导致生产的安全元件具有高识别价值和高防伪性能。例如，所述图形图像和所述观看网格的光栅参数可以彼此配合，以使当所述描绘装置倾斜时，产生正交视差 (orthoparallactic)移动效果，第一图案垂直于倾斜方向移动而不是平行于倾斜方向移动，如同可以直观地预料到的一样。这里，在本发明的一个变形中，所述安全元件包括微型图案，该微型图案的线宽为约1 μ m 10 μ m，其视觉外观在所述辐射改性区域被改变。这里，所述微型图案有利地至少在所述辐射改性区域内或至少在所述辐射改性区域外形成一个图形图像，该图形图像被细分为多个单元，每个单元设有特定目标图像的成像区域。这里，所述成像区域的横向尺寸优选为约5 μ m 50 μ m，特另U是10 μ m 35 μ m。此外，由多个观看网格元件构成的观看网格优选地被用来在借助所述观看网格观看所述图形图像时，重现所述特定的目标图像，所述观看网格元件的横向尺寸优选为约 5 μ m ~ 50 μ m,特另U是 10 μ m 35 μ m。所述辐射改性区域中的改变在于例如金属层的去金属化，这使图形图像的所述微型图案变得可见。在另一变形中，所述微型图案是彩色的，所述微型图案的颜色在所述辐射改性区域中被改变。这里，通过所述辐射作用，第一颜色可以变为第二颜色。两种颜色中的一个颜色还可以是透明的，特别是，第一颜色可以在辐射作用下脱色进而变得透明，或者透明区域可以通过辐射作用着色进而变成彩色的。在有利的实施例中，所述辐射改性区域内外的微型图案各自描绘了不同的图形， 特别是不同的图案、字符或代码。不同的图案、字符或代码之间的变化与所述窗口的切割边缘完全对准。为此，所述微型图案有利地设于一个两层漆系统中，所述两层漆系统包括两个基本上具有相同的折射率的重叠的漆层。这里，下层漆层中浮雕有第二图形图像，设于所述下层漆层上的上层漆层中浮雕有第一图形图像。所述辐射改性区域中，所述上层漆层被去除， 以使所述辐射改性区域内的所述下层漆层的第二图形和所述辐射改性区域外的所述上层漆层的第一图形是视觉上可辨识的。在本发明的一个变形中，-所述安全元件包括区域性地布置在观看元件图案中的多个反光的第一微图形元件和区域性地布置在所述观看元件图案中的可透过的第二微图形元件，-所述第二微图形元件位于所述辐射改性区域内部，而所述第一微图形元件位于所述辐射改性区域外部，-所述安全元件还包括微型图案对象，该微型图案对象包括布置在微结构图案中的多个微型图案，所述微结构图案与所述观看元件图案相配合，以使通过所述第一微图形元件，所述微型图案对象在所述顶部前面放大成像，以及-位于所述安全元件外部的物体平面，所述物体平面被分配给所述第二微图形元件，以使用第二微图形元件从所述底部观看时，所述微型图案对象的微型图案是不可辨识的，但是为了验证，具有多个微型图案的另一微型图案对象可位于所述物体平面区域内，使得借助所述第二微图形元件，所述另一微型图案对象在所述底部前面放大成像。
这里，特别地，所述第一微图形元件为凹面微反射镜和/或所述第二微图形元件是微透镜。这种微透镜和凹面微反射镜的组合的更多详细资料和优点可以参见德国专利申请DE10200902^12. 5，其内容通过引用包含在本说明书中。根据本发明，所述窗口的形状不受任何限制。在所有实施例中，它可以特别地为图案或字符或代码的形式。如果所述窗口由通孔构成，或者如果所述窗口包括通孔，那么还可以特别有利地使用网孔(screened openings)，如德国专利申请DE1020090114M. 6所描述的，该专利文献的内容通过引用结合到本申请中。如果所述通孔由线网格构成，该线网格由多个平行的切割线组成，那么上述对准效果更加显得特别明显，这是因为从支撑物到所述通孔有大量转变。在本说明书中，通常以通孔为例，但是从这些例子中可以看出，该通孔可以包括多个部分，也可以作为一组通孔。可选地，除了所述窗口，所述辐射改性区域也可以是图案、字符或者代码的形式。 所述辐射改性区域和窗口的图案、字符或代码优选为是相同的或相关的，例如相互补充以形成一个完整的图案。在一个优选的构想中，所述箔元件用激光可烧蚀的粘接层应用在所述数据载体的顶部，所述激光可烧蚀的粘接层从所述窗口区域中去除。这样，可以在所述窗口中获得特别清楚的视觉外观。本发明还提供了一种用于制造数据载体的方法，所述方法包括a)提供数据载体基底和具有安全元件的箔元件，所述数据载体包括从所述数据载体基底的底面延伸到顶面的窗口；b)用所述箔元件在所述数据载体基底的顶面上以这样的方式覆盖所述窗口，所述安全元件部分位于所述窗口上、部分靠近所述窗口 ；以及c)从所述数据载体基底的底面，用电磁辐射通过所述窗口照射所述安全元件，以改变所述安全元件在辐射改性区域中的视觉外观，所述辐射改性区域位于所述窗口上。这里，在步骤C)中，优选用激光辐射，尤其是紫外光辐射、可见光辐射或者波长达 1. 5 μ m的近红外光辐射照射所述安全元件。在步骤b)中，所述箔元件通过激光可烧蚀的粘接剂，施加在所述数据载体的顶面，在步骤c)中，所述窗口区域中的粘接剂通过激光照射去除。如果所述窗口由通孔形成，或者所述窗口包括一个通孔，那么在步骤a)中，优选采用冲压或者用切割激光进行激光切割，将所述通孔形成在所述数据载体基底或者包含所述通孔的所述数据载体层中，优选采用波长为约10. 6 μ m的激光。在制造所述通孔的过程中，所述数据载体基底或所述数据载体层的底部上的所述通孔的边缘或周围区域可以被着色或改变，以通过对准效果，在所述数据载体或数据载体层的两侧形成通孔。为此，优选地，-所述数据载体基底或者所述数据载体层至少在将要产生通孔的周围设置有激光可变标记物质；-所述通孔在激光辐射作用下形成在所述数据载体基底或者所述数据载体层中；-在所述激光辐射的作用下，所述通孔周围的所述激光可变标记物质被改变。这里，所述标记物质可以不仅仅在与所述通孔直接相邻的通孔边缘区域改变，所述激光改性区域还可以与所述通孔呈一定的小间距。优选地，当在所述数据载体基底中制作所述通孔时，所述激光可变标记物质本身通过切割激光束改性。这样一个事实被用来突出优点，所述切割激光束的形状的外部区域中的激光能量足以改变所述标记物质(与激光切割工序同时进行)，该标记物质布置在待切割的通孔的边缘区域或在所述通孔的邻近区域。这样，可以自动保证通孔和激光可变的边缘区域或邻近区域的完全对准。可选地或附加地，在同一操作中，一方面，通过激光模组，所述通孔可以在较高的激光能量下形成在所述支撑物种，另一方面，所述通孔附近的所述激光可变标记物质可以在较低的激光能量下被改变。因为两个步骤在同一操作中执行，所以可以实现通孔和激光改性的邻近区域的高度精确对准(偏差小于0. 4mm，尤其小于0. 2mm，或者甚至小于0. Imm)。这种方法的更多详细资料和优点可以参见公开号为W02009/003587A1的专利文献，其内容通过引用被结合到本说明书中。所述数据载体尤其是有价文件，比如钞票，特别是纸质钞票、塑质钞票或箔复合钞票、或者身份证比如信用卡、银行卡、现金卡、授权卡、个人身份证或护照个人页。
下文将结合附图描述本发明的更多的优选实施例和优点，为了更加清楚，图中省略了比例和数量的描绘。不同的示范实施例并不限于以具体描述的形式使用，还可以与另一个结合使用。图中图1为本发明一个实施例的钞票的示意图；图2为图1中的钞票沿线II-II的截面图；图3(a)到3(c)中显示了通孔和全息图之间可见的基于内容的相互配合的制造顺序以及一个例子；图4(a)为本发明的安全纸的截面图，图4(b)和4(c)分别为所述安全纸的全息图或通孔区域的顶部或底部的俯视图；图5(a)_5(d)显示了本发明的安全纸的制造过程中的中间步骤，其中，图5 (a)为将要被应用的安全元件的俯视图，图5(b)为在应用所述安全元件之前的安全纸的俯视图， 图5(c)和5(d)分别为完成后的安全纸的俯视图和截面图；图6(a)和图6(b)显示了本发明的另一安全纸的制造过程的中间步骤；图7为本发明的一个实施例的安全纸的俯视图；图8为本发明的另一实施例的安全纸的底部视图；图9为本发明的一个实施例的微光学描绘装置的截面图；图10显示了具有微图形元件的波纹放大装置，所述微图形元件在所述通孔内外具有不同的色彩印象；图11(a)和图11(b)分别为本发明的微光学描绘装置的截面图和俯视图，被描绘的图形图像在所述通孔的切割边缘发生变化；图12和图13显示了本发明的两个实施例，这两个实施例基于微透镜和凹面微反射镜的组合形成。
具体实施例方式下面以钞票为例对本发明进行说明。为此，图1和图2分别显示了钞票10的俯视图和截面图，该钞票10的钞票纸12配置有通孔14形式的窗口，该通孔14从所述钞票纸12 的底部16延伸到顶部18。在所述钞票纸12的顶部18上，所述通孔14被箔条20覆盖。虽然下文中，以钞票中的通孔为例来对本发明进行说明，但本发明并不局限于这种实施例。数据载体的所述窗口也可以由所述数据载体的可透视的透明区域形成，比如聚合物钞票的透明窗口。在多层数据载体中，窗口还可以由第一数据载体层的透明区域和第二数据载体层(例如，复合钞票中的纸层和不完全透明的油墨吸收层)的通孔的组合构成。图1和2中的箔条20包括金属化的全息图22形式的安全元件，该全息图22部分位于所述通孔14上，部分靠近所述通孔14。为此，所述全息图22典型地具有比所述通孔 14大的面积，所述箔条20以这样的方式涂覆在所述钞票纸12上，所述全息图22完全覆盖所述通孔14并且与所述通孔14相邻的区域重叠，如图1和图2所示。在该实施例中，所述全息图22位于所述通孔14上的部分形成激光改性区域M，在激光改性区域M中，所述全息图22的视觉外观通过激光辐射作用改性，并且根据本发明， 该激光改性区域M与通孔14完全套准。这可以将全息图22、M所示的图形与所述通孔14的形状或轮廓对齐且没有套准变化，从而创建所述通孔14和所述全息形22、M之间的可视的或基于内容的相互配合，见下文中参照特定实施例的描述。这样，由于通孔14和激光改性区域M这两个元件的完全对齐为潜在的伪造者制造了很大的障碍，所以所述全息图22、24的关注和认识价值及其防伪性都有所提高。下面结合图3中的各俯视图来描述通孔和全息图之间可视的基于内容的相互配合的制造顺序和第一个例子。参见图3(a)，本发明的安全纸的制造过程中，首先，在箔条30上设置金属化的全息图(例如真彩色全息图32)，其包括但不限于具有山脉34和天空36的如图中的示意性描绘的图案。另外，通过激光切割，在所述安全纸40中形成由多个部分组成的通孔42，通孔42将具有同心光线的太阳描绘为图案，如图3(b)所示。还可以不采用激光切割而采用冲压在所述安全纸中形成较简单的形状。所述具有全息图32的箔条30现在被应用在所述安全纸40的顶部47，使得所述通孔42位于所述全息图32的天空36所在的区域。然后，采用激光辐射(比如1. 064 μ m的脉冲钕雅克Nd: YAG镭射辐射)通过所述通孔42从所述安全纸40的底面照射所述箔元件 30，这样，在所述通孔42上方区域中的所述全息图32的金属层被去金属化。然后，所述全息图的去金属化区域形成激光改性区域38，其中的全息图32的视觉外观被改变，如图3(c)所示。因为在对所述全息图32去金属化时，所述通孔42作为掩膜， 所以所述激光改性区域38与所述通孔42的切割边缘完全对准。在将所述箔元件30应用到所述安全纸40上时不可避免的对准公差 (registration tolerance)未被观察者察觉地被所述全息图32的天空36图案部分所占据，但是它们不会影响所述通孔42和所述激光改性区域38的对准公差。这样，所述激光改性区域38和所述通孔42可以在设计上相互配合，而不考虑对准公差。在图3中的实施例中，所述激光改性区域38在视觉上和内容上与所述通孔42相配合，因为两个区域无偏差的描绘了相同的图案(带光线的太阳)。在本发明的上下文中，当然也可以产生其它复杂的配合，如下文中详细描述。在一个新构想中，预计所述激光改性区域38的周围配置有染料或特征物质，以按要求改变所述激光改性区域38的视觉印象。例如，所述全息图32的激光改性区域38的周围区域可以配置有光学可变层，比如色移液晶层。在应用到所述安全纸上且对区域38去金属化后，所述通孔42变得透光，而当所述安全纸40被置于深色背景时，所述液晶层的光学可变效应非常突出。这里，想要的液晶层的色彩印象可以通过液晶材料的选择和光学可变层的厚度来设置。图4显示了图3中的实施例的另一新构思，其中，通过套准效果，所述通孔42不仅在所述安全纸40的一侧面形成，而是在所述安全纸40的两侧面形成。这里，图4(a)显示了所述安全纸40的截面，图4(b)和图4(c)分别显示所述安全纸40顶面和底面的全息图或通孑L区域。为了生产两侧面都具有对准效果的安全纸，在切割通孔42之前，在所述安全纸40 将要产生的通孔的周围区域44内设置激光可改变的标记物质，该物质可以在10.6μπι的 CO2激光的作用下变化颜色，比如从透明变为红色，但是不会在1. 064μm或者532nm的激光辐射下被改变。如果现在采用从(X)2切割激光在所述安全纸40中从底面46切割所述通孔42，那么由于所述激光束的高斯光束形状，所述标记物质从透明变为红色所需的阈能甚至超过所述通孔42的边缘区域48。这样，在所述安全纸40底面产生具有红色边界48的通孔42。为了完成底面46的设计50，所述安全纸40可以采用低激光能量的(X)2激光辐射随意作用，该激光能量仅超过颜色转变所需的能量界限，而不超过切割所需的能量界限，这样，可以在底面46上形成另外的彩色区域52。因为所述通孔42的切割、所述边缘区域48 的着色和所述非切割区域52的着色是在同一工序或同一操作中采用同样的切割激光束处理，所以彩色区域48、52、和通孔42彼此完全对准，如图4(c)所示。关于本构思可用的激光可变标记物质的更多详细资料以及关于边界或者所述通孔的周围区域的着色的更多的变形可以参见公开号为W02009/003587A1专利文献，其内容通过引用被结合成为本说明书的一部分。在图3(a)中的箔元件30应用到图4(a)中的所述安全纸40上且在所述激光改性区域38中对全息图进行去金属化后，所述安全纸40的顶部形成图4(b)所示的视觉外观， 该视觉外观与图3(c)中的外观一致。底部46的设计50在去金属化时不会改变，因为区域 44中的标记物质不会对用来去金属化的Nd: YAG镭射作出反应，或者能量、更准确地说是照射量(单位面积的能量)不足以引起反应。后者尤其适合在采用热反应染料时应用。总而言之，完成的安全纸从上看和从下看分别显示图4(b)和图4(c)所示的视觉外观，所述通孔42通过套准效果在两侧被结合为一幅完整的图画(带太阳的风景和带轮辐的轮子)。在进一步描述的实施例中，所述安全元件的辐射改性区域可以覆盖所述通孔的整个区域。然而，所述辐射改性区域还可以仅设置在所述通孔的分部区域中，进而形成所述通孔的区域内部的子图案。为了产生这种与所述通孔完全对准且具有子图案的辐射改性区域，可以采用以下步骤。
在图5所示的实施例中，首先，箔元件60配置有安全元件62，所述安全元件62具有第一和第二分部区域64、66，它们不同程度地与用来改性的电磁辐射交互。为此，所述分部区域64、66可以示例性地用金属化的光栅图案来填充，该光栅图案的光栅刻线被设置为相互旋转90°，如图5(a)通过分部区域64、66不同的交叉影线(crosshatchings)所示。 这里，所述分部区域64、66的形状形成期望的图形，例如图5(a)所示的字母串“PL”。然后，所述箔元件60被应用到具有通孔72 (见图5(b))的安全纸70上，并采用 NdiYAG镭射的线性偏振激光辐射，从所述安全纸70的底部通过所述通孔72照射箔元件 60。如果所述激光辐射的偏振面的方向合适，被所述分部区域64吸收的激光辐射明显高于所述分部区域66吸收的激光辐射，这样，所述激光辐射的能量或功率足以对所述分部区域64去金属化，而在较弱吸收的区域66中不产生去金属化。这样，在所述通孔72的区域中，只有所述分部区域64被有选择性地去金属化。因为在局部去金属化时，所述通孔72充当了掩膜，所以所述安全元件62中由所述去金属化区域形成的激光改性区域74与所述通孔72的切割边缘完全对准。没有被所述激光辐射去金属化的所述区域66无偏差地从所述通孔72的外部延续到所述通孔72的区域内部，如图5(c)的俯视图和图5(d)的截面图所示。在优选实施例中，通过横向明显不同的光栅，可以获得所述分部区域64、66的不同的配合，一个分部区域具有较高的吸收，而不会被去金属化的另一区域具有较低的吸收。 这与图5所示的实施例相同。当表面等离激元(SPs)在一个光栅分部区域中被激发，而另一分部区域不允许这种共振激发时，可以在这些分部区域之间实现特别高的吸收对比。优选采用具有预定波长和入射角的线性偏振激光辐射作为光束源。SI^可以导致对入射的TM 模偏振光(E矢量与所述光栅线垂直)的完全吸收。相比之下，对于高导电的金属光栅，TE 模的偏振光(E矢量与所述光栅线平行)很难吸收。这样，通过具有不同方向(相差90° ) 的分部区域的光栅，可以获得大于10、在红外线范围内甚至大于100的吸收对比。贵金属 Au、Ag、Pt以及Al、Cr和Ni尤其适合用于金属化。例如，在入射辐射的波长为l，064nm、入射角为1°且TM模偏振作为槽深的情况下，对于金属Au、Al、Ag和Cu，周期为1 μ m、槽宽为0. 6 μ m的矩形反射光栅显示出明显的吸收最大值，例如，在槽深为约IlOnm处，Ag和Cu几乎可以获得100%的最大吸收。因为所述Sb在所述波长谱中的位置不仅取决于光栅周期，还取决于所述光栅面形和光学常数，所以当所述光栅的这些参数变化时，也可以在分部区域中获得吸收差异。另外，通过对光栅面形的合适的设计可以实现对TE模偏振光较高吸收而对TM模偏振光较低吸收。这里，所述TE模偏振光的吸收是基于共振作用的，该共振作用在深光栅图案(槽深大于二分之一周期)中尤其明显。分部区域64、66的不同配合还可以通过其它方式实现，例如，通过不同的表面扩大浮雕图案。在这种情况中，基于这样的事实选择，当金属层气相淀积在不同粗糙度的浮雕图案上时，金属层越薄，产生的浮雕越粗糙。此外，在较粗糙的图形化中，入射激光辐射通常更多地被反射，进而对金属层放出更多的能量，这样，总的来说，较粗糙的浮雕图案可以用较低激光能量进行去金属化。这里的关键是纵横比。纵横比越大，可以获得的去金属化效果越好。
所述分部区域64、66进而还可以被拓展为具有粗糙浮雕图案(分部区域64)和精细浮雕图案(分部区域66)，以便于仅选择分部区域64进行去金属化。关于仅对两个或多个分部区域中的一个进行选择性去除的详细资料可以参见公开号为W02006/079489A1专利文献，该文献的内容通过引用结合为本说明书的一部分。在所述安全元件中形成在不同程度上相互配合的分部区域还可能基于金属化的浮雕图案(embossing pattern)的使用，该金属化浮雕图案具有系统地形成的凸起和凹陷。 对此，图6显示了这样一个实施例，其中，箔元件90通过热熔粘接剂84施加在安全元件80 上，该安全元件80具有通孔82。所述箔元件90包括支撑箔92，该支撑箔92的一侧设有UV 固化的浮雕漆层94。具有凸起96和凹陷98浮雕图案浮雕在所述浮雕漆层94中。这里，凸起和凹陷是相对于所述支撑箔92的表面而言，这样，图6 (a)中这些朝下的部件构成凸起，因为从所述支撑箔92的表面看来，它们高于所述凹陷98。在该示例性实施例中，凸起96还具有微浮雕图案，该微浮雕图案为预定的全息图形式。具有凸起96和凹陷98的整个浮雕图案配置有金属层100，例如铝层，对于具有所述凸起96的所述微浮雕图案，该金属层100也形成全息图金属层。所述金属化的浮雕图案上还连续涂覆有激光束吸收和/或激光束反射漆102，其填充在所述浮雕图案的凹陷98内。在一个实例中，所述漆102可以为具有高热稳定性的UV 漆，其中分布有红外吸收体，该红外吸收体在近红外处具有吸收最大值。在该应用后，使用的漆被从所述浮雕图案表面刮去、磨掉或擦掉，技术上不可避免的通常会有薄调色膜残留在所述浮雕图案的凸起96上。总的来说，这样产生了如图6(a)所示的带漆102的金属化浮雕图案，漆102完全填充该浮雕图案的凹陷98，并在所述凸起96上呈现为薄调色膜。在将箔元件90施加到所述安全纸80上后，从所述安全纸80的底面用激光辐射 (例如Nd: YAG镭射辐射)通过通孔82照射所述箔元件90，如图6 (a)中的箭头所示。通过激光辐射86作用于涂有漆的金属层100上，凸起区域96被去金属化，而凹陷区域98中的金属层保留。特别地，由于漆102中的激光吸收和/或激光束反射添加剂，到达所述凹陷98中的金属层100中的激光能量不足以引起去金属化。相比之下，仅被薄调色膜覆盖的所述凸起96上的金属层，收到高能量输入而被去金属化。这里，所述薄调色膜可以促进所述去金属化，因为它的吸收性能通常大于所述金属层100本身的吸收性能。总的来说，通过激光照射，可以制成图6(b)所示的安全文件110，其中，位于所述通孔82上方的区域中的被去金属化的凸起96构成激光改性区域112，该激光改性区域112 具有被改变的视觉外观，该视觉外观与所述通孔82的切割边缘完全对准。由凹陷98形成的区域从所述通孔外部无偏差地延续到所述通孔82的区域内。因此，原则上，所述安全文件110的外观与图5(c)所示相同。例如，凹陷98可以形成字母串“PL”，进而与图5(c)中的分部区域66相对应，而在所述凸起96的微图形中，可以形成与图5(c)中的分部区域64 对应的背景全息图。金属化的浮雕图案(具有凸起和凹陷)的形成方法的更多细节和变形可以参见国际申请PCT/EP2009/00882，该专利文献的内容通过引用被结合为本说明书的一部分。图5和6中的实施例允许有多种变型和修改，这些变型和修改可以产生自上述文献TO2006/079489A1和PCT/EP2009/00882。例如，与图6不同，非去金属化的凹陷中也可以具有微浮雕图案，或者仅所述凹陷而不是所述凸起配置有微浮雕图案。浮雕漆中的图案在没有金属层的情况下通常是可以辨识的。然而，如果图6中的漆102具有和浮雕漆94相似的折射指数，那么所述图案也可以被拓展为不可辨识的。在更多的变型中，所述金属区域中没有图案。对此，例如，可以选择公开号为 W02006/079489的专利文献中描述的所述图案(图幻，这样它们很难用肉眼看见，或者用来去金属化的凸起和凹陷(图6)不配置有其它图案。这两种情况中，在去金属化之后，实际上可以产生图7所示的安全元件120的视觉外观，其中，所述通孔1 外部的不同配合的分部区域122、1M对于肉眼来说外观是相同的。分部区域122、IM允许视觉上区分的仅在所述通孔1 内部，其中的第一分部区域122通过激光辐射改性，形成辐射改性区域128，该辐射改性区域1 具有改变的视觉外观。为了说明，如图7所示，在所述通孔外部的区域125 中，用肉眼不能区分的一些分部区域122、124用虚线画出。在图6所示的实施例中，还可以使用印刷油墨作为吸收激光辐射并防止去金属化的层。如图8所示的本发明的安全纸的底面视图中，在所述底面上可以看见辐射改性区域 112形式的彩色图案130，该彩色图案130与所述去金属化区域和所述通孔82准确对准。这里，对于层结构，可以考虑这样的实施例，金属层位于所述箔上方而所述箔位于所述印刷油墨上方，或者所述金属层位于所述箔和所述印刷油墨之间，或者所述金属层位于所述印刷油墨上方而所述印刷油墨位于所述箔上方。这三种实施例的视觉外观均与图8 所示外观相同。如果选择图6中的激光吸收漆来着色，且在所述漆中设有图案，那么可以产生与所述全息图或不光滑图案对准的双色的相反图形。这里，如果选择这样一种变型，其中的漆保护所述金属层不收所述激光辐射影响，那么在从顶面观看时，会产生图5(c)所示的视觉印象，从底面观看时，会产生如图8所示的视觉印象。可选地，还可以选择这样的变型，其中，去金属层由漆102支撑，如申请号为PCT/ EP2009/00882中详细描述。这里，使用的漆优选涂覆地更加薄，这样容易设置透明外观。若使用非透明漆，将使得所述通孔没有透明效果。参见图5和6描述的特征还可以彼此组合。与周围区域相对比的另外的设计元件可以在所述通孔中呈现和/或消失。本发明可以使用在微光学描绘装置中具有特定优势的实施例，该微光学描绘装置特别地被研制为波纹放大装置、微光学波纹型放大装置或者模放大装置。这些描绘装置的基本原理在公开号为W02009/000528A1的专利文献中作出了解释，该文献的内容被结合在本说明书中。在图9所示实施例中，箔元件140通过热熔粘接剂164应用到安全纸160上，该安全纸160具有通孔162。所述箔元件140包括支撑箔142，该支撑箔142的顶面设有类似网格的微透镜144装置，其在所述支撑箔的表面形成一个二维的预选的对称光栅。球状的或非球状设计的微透镜144的直径优选为5 μ m 50 μ m，特别优选为10 μ m 35 μ m。在所述支撑箔142的底面设置有图形层146，该图形层146包括具有微图形元件 148的图形图像，该图形层146被划分为多个单元。所述光栅单元的布置同样形成二维的预选对称光栅。所述图形图像的光栅单元的光栅周期和直径与所述微透镜144在同一数量级，优选为5 μ m 50 μ m，特别优选为10 μ m 35 μ m，以使所述微图形元件148和所述微透镜144 一样，是肉眼不可辨识的。在波纹放大装置中，所述光栅单元的光栅在对称和/或光栅参数的大小方面，与所述微透镜144的光栅略有不同，在观看所述图形图像时，根据偏差的类型和大小，形成所述微图形元件148的波纹放大图像。更为普遍的是模放大装置，在模放大装置中，图形图像不需要由具有周期性重复的独立图形的光栅构成。所述模放大装置的基本原理和更多的细节可以参见上述公开文件W02009/0005^A1。在图9所示实施例中，所述图形层146包括浮雕漆层150，该浮雕漆层包括凸起 152和凹陷154，首先用金属层156连续涂覆在该浮雕漆层150上，基本上如图6描述。在图9的实施例中，微图形元件148由所述浮雕漆层150中的凹陷154准确形成。如图6所示，所述金属化的浮雕图案150、156涂覆有激光束吸收漆158，该激光束吸收漆填充在所述凹陷巧4中，并在所述凸起152上形成薄调色膜。然后所述箔元件140被施加到所述安全纸160上，随后从底面用激光辐射通过所述通孔162照射所述箔元件140。 这样，在所述通孔162上方区域的所述凸起152被去金属化，而所述金属层156在所述凹陷 154中被保留。在所述通孔162外部，所述金属层在所述凸起152上和所述凹陷154中完全无变化。观看时，在完成的安全纸中，波纹放大微图形元件148(凹陷154)只可以在所述去金属化的凸起152作为背景的情况下，在所述通孔162内部看到，而他们在所述通孔162外部是看不到的，因为在所述金属化的凹陷巧4和金属化的凸起152之间缺乏对比。总的来说，对于图9所示的实施例，可以产生图7所示的视觉外观，然而，当所述安全纸被倾斜时，作为波纹放大微图形元件148的星星IM根据被选择的放大效果而转移，例如相对于所述倾斜方向正交变位。因为所述通孔162充当了所述凸起152去金属化时的掩膜，所以在每种情况中，在所述通孔162的切割边缘处均会发生从星星IM到均勻呈现的金属层的外观变化，与所述安全纸是否倾斜无关。如果所述浮雕漆层150在所述凸起上另外配置有微浮雕图案，那么还可以产生具有放大效果的与图5(c)相同的外观。所述字母“PL”由于所述放大效果而转移，所述去金属层在所述通孔的边界处准确呈现。在所述通孔162内部，可以在所述去金属化的凸起的背景下分辨出所述波纹放大微图形元件(凹陷)，而在所述通孔162外部，在所述凸起的微浮雕图案的背景下，他们也是可以辨识的，该凸起的微浮雕图案形成背景全息图。如果图9中的激光吸收漆层被选择用来着色，那么结合图5和6描述过的实施例还可以在所述微光学描绘装置中实现。如果所述支撑箔的背面层压有透镜，那么该也可以产生具有微光学放大效果的背面。所述去金属化区域还可以超过所述微型图案布置，这样，在所述通孔的区域中可以创建一个相反的图案，该相反的图案由去金属区域形成，该去金属区域以所述图案形状布置在所述金属层内部。所述图案形状的去金属化区域可以被设计为几何图案或阿拉伯字符串的形式。图10显示了另一实施例的波纹放大装置170，该波纹放大装置170部分结构与图 9中的所述微光学放大装置相同，相同标号表示的元件相互对应。当图10中的所述波纹放大装置170被观看，波纹放大微图形元件174、176在所述通孔162内外都可以辨识，但是他们的颜色印象互不相同。
在该实施例中，所述放大装置的图形图像由彩色的图形层172构成，该图形层172 具有微图形元件174，所述图形层172的颜色在激光辐射的作用下发生改变。为此，所述图形层172可以包括，例如具有不同特性(尤其是他们的表面颜色)的激光可变颜料，该激光可变颜料是本领域技术人员可以获得的，在激光作用、阈能和所需激光波长的条件下发生颜色变化。在具有所述图形层172的箔元件被应用到所述安全纸160上后，所述微图形元件 174最开始具有相同的初始颜色。由于从所述安全纸160底面通过所述通孔162的激光照射，所以在所述通孔162的区域内的图形层172中引起完全对准的颜色变化，这样，那里的所述微图形元件176的颜色发生了变化。在观看所述放大装置170时，可以看见所述通孔外部的具有第一颜色的所述波纹放大微图形元件174和所述通孔内部的具有第二颜色的波纹放大微图形元件176的组合。除了第一颜色到第二颜色的变化，所述颜色变化还可以包括透明图形层到彩色图形层的变化或者彩色图形层的脱色。在第二种情况中，可以产生仅在所述通孔中可见并与所述通孔完全对准的彩色放大效应，而在最后一种情况中，可以产生仅在所述通孔外部可见且恰好在所述通孔的切割边缘处结束的放大效果。对于漆的变色或脱色而言，激光辐射的使用并不是必须的，也可以通过UV或顶曝光产生颜色变化。对于这些变型中的不能通过日光脱色的漆，所述箔142和/或所述微透镜144的漆优选配有合适的UV或顶吸收体。图11显示了本发明的另一实施例，其中，所述微光学描绘装置180在所述安全纸 160的通孔162的切割边缘准确显示出被描绘的图形图像的变化。在所述通孔162外部，可以看见第一图形图像，该第一图形图像包括数字串“50” 形式的第一波纹放大微图形元件182，如图11(b)中的俯视图所示。因此，所述第一微图形元件182占据了所述通孔162的信息，该信息同样地也是数字串“50”的形式。在所述通孔162内部，可以看见第二图形图像，该第二图形图像包括欧元符号“€’’ 形式的第二波纹放大微图形元件184。于是，所述第一和第二微图形元件182、184或者所述通孔162和所述第二微图形元件184相互补充，以形成所述钞票的面额“"50€"”。所述第
一和第二图形图像之间的变化在所述通孔162的切割边缘完全对准地产生。为了产生所述图像变化的完全对准，使用了箔元件190，如图11(a)所示，其中，支撑箔196的底面设置有两层漆系统，该两层漆系统具有两个重叠的具有相同折射率的漆层 192、194。这里，所述第一微图形元件182在上层漆层192中(从所述支撑箔196 —侧看) 显示为浮雕图案，所述第二微图形元件184在下层漆层194中(从所述支撑箔196—侧看) 显示为浮雕图案。所述支撑箔196的两侧设有由微透镜144构成的网格，该网格与所述微图形元件182、184的网格相配合，如上所述。在所述通孔162的区域中，在用激光从所述安全纸160的底面通过所述通孔162 照射所述箔元件190时，所述漆系统的上层漆层192被完全对准地融化。因此，当通过所述微透镜144看所述通孔162的周围时，只能看见所述通孔内部的‘'€’’符号形式的第二微图形元件184(见图11(b))，该第二微图形元件184显示在所述下层漆层194中。在所述通孔162外部，两个漆层192、194直接重叠在另一个上。因为她们具有相同的折射率，所以从所述浮雕图案184中透过的光在所述漆层192、194的交界处不受影响， 这样，所述第二微图形元件184在所述通孔162外部不可辨识。只有显示为数字串“50”的形式的第一微图形元件182是可以辨识的，这是由于所述上层漆层192和邻接层198(例如热封闭涂层)的交界处的折射率不同。如果所述层198被染色，那么所述通孔162外部的第一图形元件182呈彩色，而所述通孔162内部的第二图形元件184是透明的。这里，所述上层漆层192被设计为足够薄，以确保第一和第二微图形元件182、184 基本上位于所述微透镜144的焦平面内，并在观看时显得清晰。在图11 (a)中，为了简化描述，所述第一微型图案元件182和所述第二微型图案元件184被画成是重叠的，但实际上，它们通常并不是直接叠加在另一个上的。在本发明的其它实施例中，设置在箔元件上的所述安全元件基于微透镜和凹的微反射镜的组合而形成，从而形成从上下两侧都可以看到的微光学描绘装置。参见图12，应用到钞票上的这种安全元件201包括支撑物203，该支撑物203的的顶面204设有浮雕的微型图案205，底面207上分两部分设有多个凹面微反射镜208和多个微透镜209。所述凹面微反射镜208和所述微透镜209位于与图12中所示平面垂直的平面内，并位于具有固定的几何形状的网格内，例如六边形网格，进而区域性地布置在观看元件图案中。这里，所述支撑物203包括PET箔210，其上设有第一层211，该第一层211由辐射线固化漆构成且具有微型图案205。由辐射固化漆构成的第二层212设置在所述PET箔210 的底面，所述第二次212中浮雕有所述凹面微反射镜208的相反形状和所述微透镜209的形状。形成微型图案对象或者微图形Ml的所述微型图案205同样地位于与图12所示的平面垂直的平面中，且位于具有固定的几何形状的网格中，这里同样以六边形网格为例，进而平面地布置在一个微结构图案中，所述微结构图案这样与所述观看元件图案相配合，且两个图案相互对准，这样，当从顶面观看所述安全元件201(箭头Pl的方向)时，所述微型图案205与所述凹面微反射镜208 —起形成模放大装置或波纹放大装置，如上文中的公开号为W02009/000528A1和W02006/087138A1的专利文献中详细描述的。这里，本发明的微型图案对象Ml与专利文献W02009/000528A1中教导的所述图形图像相同。对于观看者而言，朝顶部的观看方向(箭头Pl的方向)，所述微型图案对象Ml是可辨识的，被放大为安全特征(相当于W02009/000528A1中的目标图像)。为了制作所述凹面微反射镜208，所述第二层212的背对所述PET箔210的侧面上在区域A中设有反光涂层213，尤其是金属层，以使所述凹面微反射镜208形成为背面反射器。在该示例性实施例中，每个凹面微反射镜208的所述反光涂层213的内侧或所述凹面微反射镜208的浮雕形状为球冠的形状，该球冠的曲率半径为38 μ m,高度约为3 μ m。所述第二层212、所述PET箔210和所述第一层211的层厚度被选择为使得所述微型图案205 与所述凹面微反射镜208间隔仅19 μ m,进而位于所述凹面微反射镜208焦平面内，这样，所述微型图案205的预定放大图像被作用，产生安全特征。在所述安全元件201的区域B中，所述金属层213通过去金属化去除，以使所述浮雕的形状形成微透镜209，而不是凹面微反射镜。这里，所述微透镜209的凸面214的曲率半径与所述凹面微反射镜208的曲率半径相同，在该示例性实施例中，为38 μ m,这导致所述微透镜209的焦距约为115 μ m。于是，所述微透镜209的焦距所在0的平面E位于所述安全元件201的外部，使得从所述安全元件201的底面207观看时(箭头P2的方向)，所述微型图案205在区域B中不可见。所述微透镜209不是为了描绘所述微型图案205，而是为了验证另一钞票或者自我验证具有所述安全元件201的钞票。为了自我验证，通过弯曲、皱折或者折叠所述钞票将另一微型图案对象(图未示)设于所述安全元件201的支撑物203的顶面204的前方的平面E中，这样，从朝底面207的观看方向，另一微型图案对象被所述微透镜209放大成像，该另一微型图案对象包含在所述钞票的这样一个位置，该位置与所述安全元件201侧向分隔开。为了验证另一钞票，所述另一钞票的另一微型图案的图像设置在所述安全元件 201的顶面204前方的平面E内，借助所述微透镜209，形成通过所述底面207的放大的图像，从而可以实现对其它钞票的验证。根据本发明，所述金属层213的去金属化发生在将所述安全元件201应用到具有通孔安全纸上并用辐射从所述安全元件201的底面207通过所述安全纸的通孔照射所述金属层213之后，如上文所述。这样，可以确保所述微反射镜208到所述微透镜209的转变 (图12中的区域A和B的边界)在所述通孔的切割边缘完全对准。所述凹面微反射镜208和所述微透镜209还可以在不同的平面，如图13的剖面图所示。所述层210-212的结构与图12所示的结构相同，所述凹面微反射镜208的镜像侧设有连续的金属层213，该金属层在图13中用实线(区域A)画出。在区域B中，所述金属层 213通过辐射照射部分去除，以制成半透明的凹面微反射镜208’，图13中用虚线画出。这里，所述金属层特别地与一个子图案重叠并在分部区域对应所述子图案完全去除，该子图案例如为点或线网格，从而大体上产生半透明的金属层。第二 PET箔222通过层压粘接剂221固定在所述层212上，该第二 PET箔222上设有UV漆层223，所述微透镜209的凸面214在所述UV漆层223中被浮雕。所述凸面214 为球冠的形状，该球冠的曲率半径为18 μ m。由于所述微透镜209的凸面214的曲率半径为 18μπι，所以所述微透镜209的焦距为M μ m，对于选择的层厚度来说，该焦距刚好等于所述凸面214的最高点和所述微图形205之间的间距。同样地，在该实施例中，所述金属层213的去金属化在将所述安全元件201应用到具有通孔的安全纸并用辐射从所述安全元件201的底面通过所述安全纸的通孔和所述第二 PET箔222照射所述金属层213之后进行。这样，产生从完全金属化的微反射镜208到半透明的凹面微反射镜208’的转变，该转变与所述通孔的切割边缘完全对准。所述通孔外部(区域A)，观看者从上方(观看方向Pl)通过所述反光的完全金属化的微镜208可以看见所述微型图案205。在所述通孔内部(区域B)，所述微型图案205 可以从上下两侧看到，具体地，一次由半透明的凹面微反射镜208’的反射(观看方向P1)、 一次透过所述微透镜209和所述半透明的凹面微反射镜208’ (观看方向P2)。微透镜和凹面微反射镜的组合的更多的细节和优点可以参见德国专利申请 DE102009022612. 5，该专利申请的内容通过弓丨用被结合为本说明书的一部分。如果所示箔元件通过热熔粘接剂或其它粘接剂应用到所述安全纸上，那么由于对准公差，所述热熔粘接剂84可能会稍微突出到所述通孔82的区域中，如图6所示。这将使得所述通孔的边缘区域的外观稍微模糊。因此，在所有实施例中，所述粘接剂可以是激光可烧蚀的，这样，它可以连续涂覆，在改性时，通过所述通孔82的区域中的激光去除。所述粘接剂层同样地与所述通孔的切割边缘完全对齐，如图11(a)所示的热熔粘接剂层198。为此，所述粘接剂优选带有合适的激光辐射吸收体。如示例性实施例中描述和显示的，也可以用多层的层系统来代替简单的金属化。 如果合适地选择激光参数，各层可以在所述通孔的区域内从这种层系统中去除。例如，在具有色移效应的薄膜元件中，该薄膜元件通常包括反射层、介质间隔层和吸收层，只有所述反射层或者只有所述吸收层可以由激光照射去除。当然，上述变型不仅可以用于安全纸，还可以用于其它具有通孔的数据载体，比如塑质钞票或者箔复合钞票。这里，只有一个箔需要通过激光处理，那么第二个箔对于激光必须是透明的或者在激光处理步骤中还没有涂覆第二个箔。标号列表10钞票12钞票纸14通孔16底面18顶面20箔条22全息图M激光改性区域 30箔条32真彩色全息图34山脉36天空38激光改性区域40安全纸42通孔44周围区域46底面48边缘区域50设计52彩色区域60箔元件62安全元件64、66分部区域 70安全纸72通孔74激光改性区域80安全纸82通孔90箔元件92支撑箔94浮雕漆层96凸起98凹陷100金属层102激光束吸收漆110安全文件112激光改性区域120 安全元件122、1M分部区域125所述通孔的外部区域1 通孔1 辐射改性区域130 彩色图案140箔元件142支撑箔144微透镜146图形层148微图形元件150浮雕漆层 152凸起巧4凹陷156金属层158激光束吸收漆160安全纸162线性偏振层164热熔粘接剂170波纹放大装置172图形层174、176微图形元件180微光学描绘装置182、184 微图形元件190箔元件192、194漆层196支撑箔198邻接层201安全元件203支撑物 204顶面205微型图案207底面208面微反射镜208，半透明的凹面微反射镜209微透镜210PET箔211辐射固化漆212辐射固化漆213金属层214所述微透镜的凸面221层压粘接剂222PET箔223UV漆层
权利要求
1.一种数据载体，特别是有价或安全文件，包括-窗口，所述窗口从所述数据载体的底部延伸到所述数据载体的顶部；-具有安全元件的箔元件，所述安全元件在所述数据载体的顶部上覆盖所述窗口，所述安全元件一部分位于所述窗口上、一部分靠近所述窗口 ；其特征在于，-所述安全元件的位于所述窗口上方的部分具有辐射改性区域，所述辐射改性区域与所述窗口对准，且在所述辐射改性区域中，所述安全元件的视觉外观在电磁辐射的作用下改变。
2.根据权利要求1所述的数据载体，其特征在于，所述安全元件具有金属层，在所述辐射改性区域中的所述金属层被去金属化。
3.根据权利要求2所述的数据载体，其特征在于，所述安全元件包括金属化的衍射图案、金属化的闪耀衍射图案、金属化的不光滑图案或具有色移效应的薄膜元件。
4.根据权利要求1-3所述的数据载体，其特征在于，所述安全元件具有第一和第二分部区域，所述第一和第二分部区域与电磁辐射有差异地交互，所述第一和第二分部区域部分位于所述窗口上方、部分靠近所述窗口。
5.根据权利要求4所述的数据载体，其特征在于，所述辐射改性区域仅包括第一分部区域，而不包括第二分部区域，以使所述第二分部区域在所述窗口上方和靠近所述窗口处显示相同的视觉外观。
6.根据权利要求4或5所述的数据载体，其特征在于，所述两个子区域中的至少一个具有干涉图案，优选为光栅图案形式的浮雕图案，所述光栅图案由光栅常数和光栅刻线的方向确定。
7.根据权利要求4-6至少一项所述的数据载体，其特征在于，所述两个分部区域的至少一个具有表面扩大浮雕图案。
8.根据权利要求4或5所述的数据载体，其特征在于，所述第一和第二分部区域由浮雕图案的凸起和凹陷构成。
9.根据权利要求8所述的数据载体，其特征在于，所述凹陷中填充有辐射反射和/或辐射吸收覆盖层。
10.根据权利要求1-9至少一项所述的数据载体，其特征在于，所述安全元件包括线宽为约1 μ m 10 μ m的微型图案，在所述辐射改性区域中，所述微型图案的视觉外观被改变。
11.根据权利要求10所述的数据载体，其特征在于，所述微型图案至少在所述辐射改性区域形成图形图像，所述图形图像被细分为多个单元，每个单元中设有特定目标图像的成像区域，所述成像区域的横向尺寸优选为约5 μ m 50 μ m，特别是10 μ m 35 μ m。
12.根据权利要求10或11所述的数据载体，其特征在于，由多个观看网格元件组成的观看网格被用来在借助所述观看网格观看所述图形图像时，重现特定的目标图像，所述观看网格元件的横向尺寸优选为约5μπι 50μπι，特别是ΙΟμπι 35μπι。
13.根据权利要求10-12至少一项所述的数据载体，其特征在于，所述辐射改性区域中的所述微型图案的颜色被改变。
14.根据权利要求10-13至少一项所述的数据载体，其特征在于，所述辐射改性区域内外的所述微型图案分别描绘了不同的图形，特别是不同的图案、字符或代码。
15.根据权利要求10-14至少一项所述的数据载体，其特征在于，所述微型图案设于两层漆系统中，所述两层漆系统包括两个基本上具有相同的折射率的重叠的漆层，下层漆层中浮雕有第二图形图像，设于所述下层漆层上的上层漆层中浮雕有第一图形图像，所述辐射改性区域中的所述上层漆层被去除，以使所述辐射改性区域内的所述下层漆层的第二图形和所述辐射改性区域外的所述上层漆层的第一图形是视觉上可辨识的。
16.根据权利要求1-9至少一项所述的数据载体，其特征在于，-所述安全元件包括区域性地布置在观看元件图案中的多个反光的第一微图形元件和区域性地布置在所述观看元件图案中的可透过的第二微图形元件，-所述第一微图形元件位于所述辐射改性区域内部，而所述第二微图形元件位于所述辐射改性区域外部，-所述安全元件还包括微型图案对象，该微型图案对象包括布置在微结构图案中的多个微型图案，所述微结构图案与所述观看元件图案相配合，以使通过所述第一微图形元件， 所述微型图案对象在所述顶部前面放大成像，以及-位于所述安全元件外部的物体平面，所述物体平面被分配给所述第二微图形元件，以使用第二微图形元件从所述底部观看时，所述微型图案对象的微型图案是不可辨识的，但是为了验证，具有多个微型图案的另一微型图案对象可位于所述物体平面区域内，使得借助所述第二微图形元件，所述另一微型图案对象在所述底部前面放大成像。
17.根据权利要求16所述的数据载体，其特征在于，所述第一微图形元件为凹面微反射镜和/或所述第二微图形元件为微透镜。
18.根据权利要求1-17至少一项所述的数据载体，其特征在于，所述窗口为图案、字符或代码形式。
19.根据权利要求1-18至少一项所述的数据载体，其特征在于，所述窗口由通孔构成， 所述通孔从所述数据载体的底部延伸到所述数据载体的顶部。
20.根据权利要求1-18至少一项所述的数据载体，其特征在于，所述窗口由所述数据载体的透明区域构成，该透明区域从所述数据载体的底部延伸到所述数据载体的顶部。
21.根据权利要求1-18至少一项所述的数据载体，其特征在于，所述数据载体是多层的且所述窗口包括至少一个数据载体层中的通孔。
22.根据权利要求19或21所述的数据载体，其特征在于，所述通孔由线网格构成，该线网格由多条平行的切割线组成。
23.根据权利要求1-22至少一项所述的数据载体，其特征在于，所述辐射改性区域为图案、字符或代码的形式。
24.根据权利要求1-23至少一项所述的数据载体，其特征在于，所述箔元件通过激光可烧蚀的粘接层应用到所述数据载体的顶面上，且所述激光可熔化的粘接剂在所述窗口的区域中被去除。
25.一种数据载体的制造方法，所述方法包括a)提供数据载体基底和具有安全元件的箔元件，所述数据载体包括从所述数据载体基底的底面延伸到顶面的窗口；b)用所述箔元件在所述数据载体基底的顶面上以这样的方式覆盖所述窗口，所述安全元件部分位于所述窗口上、部分靠近所述窗口 ；以及C)从所述数据载体基底的底面，用电磁辐射通过所述窗口照射所述安全元件，以改变所述安全元件在辐射改性区域中的视觉外观，所述辐射改性区域位于所述窗口上。
26.根据权利要求25所述的方法，其特征在于，在步骤c)中，用激光辐射，尤其是紫外光辐射、可见光辐射或者波长达1. 5 μ m的近红外光辐射照射所述安全元件。
27.根据权利要求25或沈所述的方法，其特征在于，在步骤b)中，所述箔元件通过激光可烧蚀的粘接剂，施加在所述数据载体的顶面，在步骤c)中，所述窗口区域中的激光可熔化的粘接剂被去除。
28.根据权利要求25-27至少一项所述的方法，其特征在于，所述窗口由通孔形成，或者所述数据载体是多层的且所述窗口包括在至少一个数据载体层中的通孔，在步骤a)中， 通过冲压或者用切割激光进行激光切割，将所述通孔形成在所述数据载体基底中或者包含所述通孔的所述数据载体层中，优选采用波长为约10. 6 μ m的激光。
29.根据权利要求观所述的方法，其特征在于，-所述数据载体基底或者所述数据载体层至少在将要产生通孔的周围设置有激光可变标记物质；-所述通孔在激光辐射作用下形成在所述数据载体基底或者所述数据载体层中；-在所述激光辐射的作用下，所述通孔周围的所述激光可变标记物质被改变。
全文摘要
本发明涉及一种数据载体，特别是有价或安全文件，包括从所述数据载体的底面(16)延伸到顶面(18)的窗口(14)和具有安全元件(22)的箔元件(20)，该安全元件在所述数据载体的顶面(18)上覆盖所述窗口(14)，所述安全元件(22)的一部分位于所述窗口(14)上，所述安全元件(22)的一部分靠近所述窗口(14)。这里，根据本发明，所述安全元件(22)的位于所述窗口(14)上的部分具有辐射改性区域(24)，该辐射改性区域与所述窗口(14)对准且其中的所述安全元件(22)的外观在所述电磁辐射作用下被改变。
文档编号B42D15/00GK102574413SQ201080044585
公开日2012年7月11日 申请日期2010年9月20日 优先权日2009年10月2日
发明者安德烈·格雷加雷克, 曼弗雷德·海姆, 汉斯·洛赫比勒, 温弗里德·霍夫米勒, 米夏埃尔·拉姆, 马里乌斯·迪希特尔 申请人:德国捷德有限公司
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