CN1063136C - 一种带有光学可变元件的数据载体 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种数据载体，特别是指钞票，有价证券，识别卡或类似物，其表面上具有安全元件(2)。该数据载体在其至少部分区域上具有含至少一种可信性特征物的背景层(3)，在该背景层上设置有光学可变元件，光学可变元件至少部分地，但不完全地覆盖在背景层之上。

Description

一种带有光学可变元件的数据载体
本发明涉及一种数据载体，特别是指其上设置有安全元件的钞票，有价证券，识别卡及类似物。
为实现对数据载体，特别是对具有安全性要求的各种证券的保护，通常是给这些证券加上附带的安全元件。一方面为这些数据载体带来可信性，另一方面，也防止对所述数据载体的未经授权的复制。同一些用单独印刷或其他生产工艺制做出的安全元件一样，光学可变元件最近也已经特别广泛地应用于这些数据载体上。
为了检测具有反射全息形式安全元件的证券的可信性，所述反射全息形式的安全元件由一凸凹的漆层和一个反射金属层构成，例如在专利文献WO94/11203中所述的那样，提出了在用于在证券上粘光学安全元件的粘接层中使用荧光物质的方法。为了检测所述证券可信性，该荧光物质可与光学安全特征物一道转移至所述证券上。但是，只有当所述安全元件的金属层上有缺口时，可以通过缺口看到荧光物质，荧光物质才是可见的。另外，在专利文献WO94/11203中提到证券材料可以是透明设计的，这样带有荧光物质的粘接层可以从光学安全元件的另一侧看到。
从专利文献WO94/11203中所知，荧光粘接层的缺点在于：它只可用在满足与粘接相关的特殊边界条件的证券上或光学安全元件上。要么证券材料是透明的，要么所用的光学安全元件至少在部分面积上可看到下面的荧光粘接层。而且，该光学安全元件可以被取下并粘到伪造的证券上而不被察觉，这是因为在安全元件被取下后，还有一部分荧光粘接层粘在安全元件之上，所以尽管强度低，其粘连量很小，但仍具有本质正确的可信性信息。当对可靠性元件进行快速检测时，通常仅对其本质特征进行评价，例如荧光物质的存在或其波长，所以所述安全信息强度的缺乏并不能做为决定证券可信度的决策依据。
本发明要解决的问题在于提出一种带安全元件的证券，其中放置于证券上的安全元件可以得到有效的保护，而证券和安全元件无需满足任何特殊要求。
该问题由独立权利要求所述的特征解决，从属权利要求的目的在于对问题的解决进一步发展。
根据本发明，安全元件由证券材料在设置安全元件的区域进行过的特殊预处理进行保护。这种方式在证券和安全元件之间建立起一种关系，这种关系可以防伪，或者至少使得伪造的证券很容易被发现。所述预处理的一个最简单实施例包括：采用一个背景层，其上带有可见的和/或可用机器检测的特征物质，安全元件在背景层上这样设置，即背景层至少部分地不为安全元件所覆盖并可以随意地由外部所及，无需对安全元件层结构采用特殊的措施或采用特殊证券材料，就可以在背景层未经覆盖的区域上无任何阻碍地检测到这种物质。
而且，因为特征物质不仅仅局限于所述安全元件及其所述层结构，所以它可以提供有关证券材料可信度的信息。例如，如果发光物质掺杂在背景层内，就可以很容易地认定包含复制的证券材料和一安全元件的伪造品，这是因为荧光材料无法通过彩色复印机复制，或至少不如原件那样真实。这样，不仅使证券得到更好的保护，免于被伪造，而且可以对其原装性加以检测以提高其安全性。
通过所发明的将经过预处理的证券材料与以重叠方式设置于证券材料预处理区的安全元件并用的方法，对所述安全性元件进行机器检测变得很便捷，通过带有可进行机检的特征物的背景层，可以很容易地确定安全性元件应当设置的位置。如果所述特征物被所述安全元件所遮盖，则可以从所述特征物的表面延展处确定出所述安全元件是否完全不存在或者是受到了严重损坏。
通过这一方式，可以确定带有全息安全元件的钞票是否仍适于流通，如果所述背景层包含有例如荧光物质，且其激发与幅射被位于全息层结构内的金属层所阻挡，则当部分金属层和安全元件层结构缺损时，所述荧光表面的延展就会扩大。所述荧光幅射也会穿透金属层中的裂口，因此产生在安全元件区的荧光也是所述安全元件的状态，以及其光学效应的一种度量。这一特点可为钞票的流通适合程度确定一个决策准则。
如果证券材料是具有高粗糙度的纸张，例如钞票纸，则所述安全元件下方最好全部是背景层，所述背景层的表面延展至少在一个方向上大于设置于其上的光学可变元件。这不仅为证券提供了额外的保护以防止被伪造，而且同时避免了因证券表面粗糙度而造成的对安全元件光学影像的损害。如专利文献EP 0440045A2所述。由证券材料表面质量而产生的负面效应可以通过在某些区域进行机械光整或设置一光滑的背景层的方式加以避免。
根据本发明的又一实施例，所述背景层可以设置在已经位于证券之上的一个或多个层面，例如基层，之上。而且它还可以包含含有不同特征物质的不同区域，这些区域也可以彼此重叠，且如果使用了多种不同的发光物质的话，则所述互相重叠区域上会具有混和荧光物质。所述背景层可以刮上(doctored on)，用喷嘴喷上或使用任何印刷工艺印上。
加入的所述特征物最好是发光颜料，其优点是无法被复印机复制或复制后无法像原件那样真实，因此是一种防止用彩色复印机伪造证券的有效方法。同时，可以用标准检测器很容易地对发光颜料进行检测以证实证券的可信性。如果发光颜料发出的光波长位于可见光谱区，则其可以用做为一视觉可辨的可信度特征。可以用一适当的激发源通过照射来快速，方便地检测该特征。
但是，也可以为背景层提供其他的可信性特征，具体而言，可以采用金属颜料，弱粉色(Weak pastel tones)或是使基层颜色与纸张颜色略有区别的颜料。此外还可以使用磁性，电导性，放射性物质或位于可见光谱区或不可见光谱区的吸收剂以及干涉层颜料或液晶颜料。
下面将结合附图对本发明实施例和优点进行解释，为简要起见，附图未使用实际比例。
图1所示为本发明的数据载体。
图2所示为本发明的数据载体在所述光学可变元件的区域的细节放大图。
图3所示为本发明的数据载体的又一实施例在光学可变元件设置区域的局部放大图。
图4所示为本发明的数据载体在光学可变元件设置区域的细节图。
图5所示为本发明的数据载体的又一实施例在光学可变元件设置区域的细节放大图。
图6所示为本发明的数据载体的又一实施例在光学可变元件设置区域上的一个横截面图。
图1所示为一个钞票1形式的数据载体，在整个钞票宽度上设置有光学可变带2。所述数据载体的材料可以是纸，天然纤维与/或人工纤维或是塑料薄片。在本例中，光学可变带2设置在钞票上一个在本例中由背景层3形成的表面区域上。该背景层3位于整个光学可变元件下面。因为背景层3包含一层漆，该漆中混有的发光物质无法通过复制技术转移到复制件上来，因此复制件上没有这种物质，所以该区域的特征无法用复印机来实现。当例如利用可识别有关的发光物质的紫外线灯或可信性检测传感器对钞票的可信性进行检查时，尽管有人企图对光学可变元件2进行复制或将真的安全元件2移到复制的钞票上来，但有关发光物质的缺少还是很容易就可被发现的。
除了添加可以发出可见光或不可见光的发光物质外，还可以在背景层中添加其他的物质，以防止用复印机对钞票进行复制，这些物质包括例如使用可进行红外发射或红外吸收的颜料，此外还可以使用磁性或导体物质，特别是还可以使用热色或光色物质以及可对基层进行放射性标识的物质。
尽管所述背景层可以以各种已为人熟知的方法进行设置，但使用网屏印刷(screen printing)，橡皮板印刷，铜板照相印刷法更好，使用这种办法，首先可以可精确地得到所需求的背景层3的外形，此外还可以将所述背景层印成具有其他光学效应的形式。
图2所示为有关这方面的一个实例，该图仅示出了有关本发明数据载体1的一部分细节，光学可变元件2覆盖在覆有背景层3的数据载体1的一个区域上，覆盖在数据载体每一表面单元上的背景层材料的量在向其远离光学可变元件2的边界4的方向上递减，以逐渐消失的图案的形式构成，这可以通过网屏印刷很简单地与以实现，渐变的方式可以设计成点渐变，线渐变，或花样渐变方式，其中每单元表面的图案点数向边缘方向明显地减少。所述背景层覆盖可以以连续或阶进方式递减。另一种方式是：保持背景层材料量在整个区域的恒定，而仅仅变化所述特征物质的密集程度。
图3所示为本发明数据载体的又一实施例的光学可变元件区域经放大后的细节，光学可变元件2又是一个全息图像带，其上带有至少从一个视角看去为衍射浮雕式结构的全息信息7。在本实例中，信息7包含字母“GD”。在图4所示的实施例中，全息图像带设置于具有渐变边缘结构的背景3上。但是背景层印刷成在全息图像光带以外的背景层上也具有全息图像光带上的信息7形式。
信息6的尺寸和设计可以自由选定，在如图所示的例子中，字母“GD”以较小的格式重复，但字母的布置和形式是随机的，可以视具体需要而定。字母6可以用凸法或凹法与背景层3设置在一起。在凹法中，在字母6所在的区域上，背景层3被去除，这样，背景层3的具体物理特性在此处无法被识别。背景层的颜色最好不要与数据载体表面的颜色有太大的差异。如果在背景层3上混有发光物质，荧光物质的存在仅当在激发光源下对背景层3进行观察时，才会因字母6所在区域缺少发光材料而被注意到，所以字母6在发光背景下很容易识别。
对于用凸法来表示的字母6来说，可以在背景层上再印上一层，这一印刷层可以包含与背景的颜色不同的另一种发光物质，但是也可以在印刷中结合使用如上所述的其他方法，例如磁性物质，适当的颜料或添加剂等等。字母6也可以用透明墨水印刷并至少部分地盖在下面的荧光物质上。这样，专家可以获得各种可能的组合方式对用于设置光学可变材料的背景层进行设计并也出于安全目的在其上面做进一步印刷。也可以用不同的方式进行字母6的凸法表达。可以想到，可在任何所希望形状的区域中，例如矩阵形，去除背景层，同时字母6在该空白区域中用与周围背景层3相同的或不同的材料进行表达。
图3所示的实施例的一个具体的优点是，该技术可以在数据载体1和设置于其上的光学可变元件2之间提供一种信息上的对应，由此允许对光学可变元件2与数据载体1一道进行识别。
为此目的，例如可以使光学可变元件2上的信息7与设置在数据载体1上任意位置的相应信息5相对应。就钞票而言，特别有益的应用实例是与钞票的价值相对应的面值，发行机构或是其他的图案。另外还可以通过在证券背景层3和安全元件上的其他地方重复印制信息5，例如面值(对安全元件而言是信息6，7)的方式来设置三重形式的信息。
根据本发明实施例的又一变形，可以在光学可变元件金属层上设置的可以从各个视角看到的可见信息与背景层3中设置的背景层3上的附加信息6之间建立对应关系。设置在金属层上的信息7可以利用例如非金属化(demetalizing)方式制造。所述信息在非金属化区域以缝隙的方式或金属性字符的方式表达。该信息在背景层3上得以重复。
此外，还可以使用数据载体上相关的信息6，7或信息6，5，以便其互相补充以构成完整的信息。在后一实施例中，可以包含位于安全元件2的信息7.为此，安全元件2上的信息可以对位于金属层，背景层或证券上的一种或多种信息或所有信息进行重复或补充。在这些实施例中，安全元件2和背景层3间的一致性或是背景层3中的信息6与数据载体上的信息5的一致性方面应满足很高的要求，这种要求对于伪造者而言实际上是不可能满足的。
信息6可以附加设置在背景层3上或是在背景层3用抠去法设置，以便可以用机器对该信息进行读取，而且可选地使该信息与光学可变元件2相对应。信息6可以不是如图3所示的字母GD，而是以二进制码或是以其他机器可读的字符形式设置。例如，位于光学可变元件上的钞票面值可以设为用机器可读的信息6。也可以用上述的所有可行办法设置附带信息，当然也可以使用磁码方式，该磁码可以是例如可见的或不可见的条形码。
同前面所提到的，将光学可变元件用转移技术以横跨证券二端的光学元件带形式进行设置的方法一样，也可以将光学可变元件设置成所谓单一元件的形式。这样的元件可以设置在数据载体表面上的任何位置，而不与数据载体的二边相连。对于光学可变元件的形状没有限制，具体而言，这些光学可变元件可以用基本几何结构，例如，圆、矩形、多边形或其组合而构成。背景层的形状最好是与安全元件的形状相一致。图4中示出了一个例子，其中在数据载体内具有所期望特性的一个区域3上，该区域被局部放大，设置有一个光学可变元件8，根据光学可变元件8的形状和内容，位于其下面的区域可以根据具体需要采用适当形状和尺寸。
所述光学可变元件也可以直接制做在所述证券上，在采用全息技术的情况下，可以通过带有漆料涂层的具有凸凹图案的轧辊同所述证券材料相接触，并在接触中使漆料固化在证券材料上的方法来实现。也可以使该漆料带有一金属层。但金属层也可以制于具有凸凹图案的轧辊上，并与漆料层一同转移到证券材料上(如专利文献EP 0563992A2)。光学可变元件下面区域的边缘可以采用与光学可变元件边缘相同的形状，或是根据具体需要采用不同的设计，而且，元件2或8的边缘的还应设计成具有难以模仿的效果，为此，所述边缘可以设计成仅部分地盖住局域3的齿牙9或图案10的形状，如图5所示。
图6所示为本发明的又一实施例，其背景层3由11，12，13几个区域构成，区域11，12和13具有不同的物理特性。在不同的区域11，12，13上可以具有不同的荧光物质，这样当例如受到红外区域光激发时，区域13发出荧光，而区域11会发出绿色磷光。当停止激发后，区域11上发出的绿光还可以保持一段时间，而区域13上发出的荧光则在激发停止后消失。
中间区域12可以含有另外的发光物质或是另外一种特征物，这种特征物仅当安全性元件因破坏而具有一定程度的磨损时才会被探测到。在合理情况下，区域12也可以不带有任何特征物。不同的区域11，12，13可以类似地至少部分相互重叠以产生混和效应。
也可以在背景层3下设置其他层，例如，可以设置一个不漆有任何特征物，用于使证券材料表面更光滑的底层，并且仅在一小部分区域上漆上背景层，以使所述安全性元件叠于其上，但不完全将其覆盖。
在上述实例中，在所述安全元件下面设置的所述背景层也不是必须的，安全元件可以自由放在证券材料上的至少一个位置上。
与使用全息图一样，还可以使用所有其他的从至少二个不同视角看去可以产生不同光学影像的光学可变元件，使用光学可变墨水，光学可变薄膜，活动图(cinegrams)，像素图，立体图和其他全息图的变形以及体积全息图，iriodine牌珠光油墨或paliochromes牌反光颜料以及有或不带有凸起结构的金属膜或其他金属涂层，也可以相仿地作为光学可变元件使用具有光学可变效应的底层上的凸起，但以上这些均落入本发明的范畴之内。也可以采用印金油墨或聚合液晶墨水，这也在本发明的范围之内。
此外，也可以在本发明的数据载体上使用其他的安全元件，例如非光学可变的安全元件，以本发明的方法对其进行保护。
虽然从对有关数据载体例如证券的保护出发对本发明进行了说明，但本发明的光学可变元件也同样可以对产品，特别是具有高价值的产品进行保护。本发明的安全元件可以设置于例如商品标签，光盘或其他可用本发明安全元件检测其原装性的商品中，这样的产品也可被认为是本发明意义上的数据载体。

Claims (24)

1．一种表面设置有安全元件(2，8)的数据载体(1)，具体而言是指钞票，有价证券，识别卡等类似物，其特征在于：在所述数据载体(1)的至少一部分区域上设置有带至少一种可信性特征的背景层(3)，且所述安全元件(2，8)部分地与该背景层(3)重叠，背景层(3)形成的在至少一个方向上不为所述安全元件完全覆盖。
2．如权利要求1所述的数据载体，其特征在于：所述安全元件为光学可变元件，当从至少二个不同的视角观察时，可以看到其具有的不同光学影像。
3．如权利要求1或2所述的数据载体，其特征在于：所述元件(2，3)可在背景层(3)上各处设置。
4．如权利要求1至3中任一条中所述的数据载体(1)，其特征在于：所述背景层(3)包含至少二个具有不同物理特性的区域(11，12，13)。
5．如权利要求4所述的数据载体(1)，其特征在于：所述不同区域以相邻，一个区置于另一区之上，或彼此部分重叠的方式进行设置。
6．如权利要求1至5中至少其中一条所述的数据载体(1)，其特征在于：所述背景层(3)下还有其他层。
7．如权利要求1至6中至少其中一条所述的数据载体，其特征在于：所述背景层(3)包含至少一种可信性特征物，所述可信性特征物可以在荧光性，金属性、磁性、导电性物质或光学可变颜料中进行选择。
8．如权利要求1至7中至少其中一条所述的数据载体，其特征在于：各表面单元中背景层(3)的量随距所述安全性元件(2)的距离加大减少。
9．如权利要求1至8中至少其中一条所述的数据载体，其特征在于，所述可信性特征物在各表面单元的密集度随距所述安全性元件(2)的距离加大减少。
10．如权利要求1至9中至少其中一条所述的数据载体，其特征在于，在所述背景层(3)上设置有可见的与/或机器可阅读的信息(6)。
11．如权利要求10所述的数据载体，其特征在于：所述信息(6)在内容上与位于证券(1)与/或所述安全元件(2)上的一种或多种信息(5，7)相一致。
12．如权利要求10所述的数据载体，其特征在于：背景层(3)上的信息(6)在内容上是对证券(1)与/或安全元件(2)上一种或多种信息(5，7)的补充。
13．如权利要求10至12中至少其中一条所述的数据载体，其特征在于所述信息(6)以编码形式设置在背景层(3)上。
14．一种制作权利要求1或2中所述的数据载体的方法，其特征在于：所述数据载体在其至少部分区域上设置有含至少一种可信性特征物的背景层，而且所述安全元件以部分重叠但不完全覆盖的方式设置在背景层上。
15．如权利要求14所述的方法，其特征在于：所述安全性元件可在背景层区域各处设置。
16．如权利要求14或15所述的方法，其特征在于：所述背景层由至少二个具有不同物理特性的区域组成。
17．如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述的不同区域以一个位于另一个之上或彼此相邻或互相部分重叠的方式设置。
18．如权利要求14至17至少其中一条所述的方法，其特征在于：所述背景层是印制而成或刮制(doctored)而成。
19．如权利要求18所述的方法，其特征在于，背景层采用网屏印刷，橡皮板印刷或铜板照相印刷方法制成。
20．如权利要求14至19中至少其中一条所述的方法，其特征在于：所述安全元件用转移法设置到数据载体上。
21．如权利要求14至19至少其中一条所述的方法，其特征在于：可以通过将数据载体材料与漆料凸起层相接触，并在接触当中将漆层固化到载体材料上的方法，在所述载体材料上制成光学可变元件。
22．如权利要求14至19中至少其中一条所述的方法，其特征在于，所述光学可变元件可以用光学可变墨水印刷而成。
23．如权利要求14至19中至少其中一条所述的方法，其特征在于：所述光学可变元件通过压印所述数据载体而制成。
24．一种表面上放置有安全元件(2，8)，从至少二个不同视角看去，可以具有不同光学影像的防伪纸，其特征在于：在所述防伪纸的至少部分区域上具有带有至少一种可信性特征物的背景层(3)，同时安全性元件(2，8)与该背景层(3)部分重叠，所述背景层(3)至少在一个方向上不为所述安全性元件完全覆盖。
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