專利名稱：制造帶有集成放大鏡的皮夾卡的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的背景技術(shù)1.相關(guān)應(yīng)用本申請是同為待審查的1996.11.27申請的08/758640號美國專利申請的部分繼續(xù)，而該申請是1996.1.3申請的08/582601號美國專利申請(現(xiàn)在的5608203號美國專利)的部分繼續(xù)，而該申請是1994.5.27申請的08/250801號美國專利申請的部分繼續(xù)，而該申請是1994.1.16申請的08/197218號美國專利申請(現(xiàn)在的5434405號美國專利)的部分繼續(xù)，而該申請是1992.2.12申請的07/834490號美國專利申請(現(xiàn)在的5412199號美國專利)的部分繼續(xù)。
2.本發(fā)明的領(lǐng)域本發(fā)明涉及袋放大鏡，更具體地說，涉及帶有集成放大鏡的例如信用卡的皮夾卡(wallet card)。
3.在先技術(shù)很長時間以來已有閱讀用的透鏡和可有助于人們閱讀書籍、文獻(xiàn)等的放大鏡，而不使用閱讀用讀數(shù)放大器。當(dāng)人們在活動過程中遇到小的印記，使得人們不便或難于停下來帶上閱讀用讀數(shù)放大器時特別有用的。
例如，在1964.7，14授予Anthony的3140833號美國專利所表示的書籍標(biāo)記，可以整體附加在書籍例如電話目錄或字典上，其中書籍標(biāo)記末尾提供有用于容納塑料放大鏡的密封袋。放大鏡可以在所需頁上上下移動以便將書籍中的文章文字放大。這就使用戶能閱讀文章而不必首先戴上讀數(shù)放大器。
例如在1968.11.5授予的3409347號美國專利所表示的袋裝放大鏡包含一適于在用戶的胸部或臀部袋中或在錢包或皮夾中攜帶的袋裝盒。透鏡由具有很大強(qiáng)度的透明塑料片狀材料形成，并在其上表面模壓成形菲涅爾透鏡外形。透鏡部件以可滑動方式退回袋內(nèi)或伸出袋外。在用戶在不便或不希望停下來帶上閱讀用讀數(shù)放大器的場合時，袋裝放大鏡可以易于使用，放大小的印記之類。
專用目的的放大鏡結(jié)構(gòu)的其它實(shí)例例如是在1977.8.30授予S.Orentreich等人、名稱為“包含集成透鏡結(jié)構(gòu)的化妝品容器”的4,044,889號美國專利，以及在1983.7.19授予D.Adrian、名稱為“攜帶微膠片和相關(guān)閱讀用透鏡的卡及其形成方法”的4,393,610號美國專利所表示的。
隨著信用卡和其它交易卡的不斷擴(kuò)大使用，對讓卡用戶能夠在使用地點(diǎn)核對交易的需求不斷增加。這就意味著，用戶在簽字票據(jù)(invoice)以代表其認(rèn)可之前必須能夠讀卡票據(jù)以確定信息的準(zhǔn)確性。由于在票據(jù)上的大多數(shù)信息致密地或者以沉積(set)碳或者以無碳形式印制，不僅控制印制的尺寸而且與基本格式紙相比的對比度通常是低的。這就使得該形式特別是對于通常需要戴閱讀用讀數(shù)放大器的人來說難于閱讀。此外，當(dāng)使用交易卡時，經(jīng)常在觀察卡票據(jù)之前要花時間戴上讀數(shù)放大器會帶來不便。雖然在先技術(shù)的袋裝放大鏡可以用于這些目的，但這些器件的使用需要另外的動作，不會比使用讀數(shù)放大器有很大的改進(jìn)。因此，在銷售點(diǎn)很多信用卡用戶圖省事不花時間和努力準(zhǔn)確地核對交易，對信息的準(zhǔn)確性只有依靠售貨員。結(jié)合放大鏡的交易卡已經(jīng)在1990.4.24公開的公開號為2-56680日本實(shí)用新型申請中提出。然而，這一參考文獻(xiàn)并未公開有效制造這種卡的方法。
因此，仍然需要一種實(shí)用的高效低成本制造帶有集成放大鏡的財務(wù)交易卡的方法。
本發(fā)明概述因此，本發(fā)明的目的和特征是提供一種帶有集成放大鏡的財務(wù)交易卡，其使得用戶能在銷售點(diǎn)迅速核對財務(wù)交易，而不必用戶首先戴上讀數(shù)放大器之類。
本發(fā)明的另一個目的和特征是擴(kuò)大使用信用卡，其通過使得通常難于閱讀小的印記的用戶能迅速核對信用卡交易，而無需定位放大鏡或戴上讀數(shù)放大器另外的動作。
本發(fā)明的再一個目的和特征是提供一種帶有集成放大鏡的信用卡，其適于放大通常用在信用卡交易形式的受限制空間內(nèi)的小的印記。
本發(fā)明的再一個目的和特征是提供一種在財務(wù)交易卡中的集成透鏡，其中的透鏡不影響為完成銷售點(diǎn)交易在卡上要求的機(jī)器可讀的信息。
本發(fā)明涉及一種結(jié)合集成放大鏡的皮夾卡例如信用卡之類。使用本發(fā)明的卡自動地將放大鏡在用戶的支配下安放，因此，例如用戶可以迅速地核對在銷售點(diǎn)的財務(wù)交易，而無需定位放大鏡或花時間和努力戴上讀數(shù)放大器。按照一說明性的實(shí)例，當(dāng)在用戶通常不戴讀數(shù)放大器的場合的活動過程中進(jìn)行信用卡交易時本發(fā)明是特別有用的。例如，在體育活動或者其它類型的活動過程中，在人們通常不會遇到閱讀材料的場合，可能希望進(jìn)行信用卡交易以便支付設(shè)備租金或使用費(fèi)之類。通過利用本發(fā)明的信用卡，用戶通過將結(jié)合在信用卡中的放大鏡根據(jù)交易形式安放在印制材料上，能夠迅速閱讀和核對在銷售點(diǎn)的財務(wù)交易。因此，用于該交易的卡印記被放大，不再為了核對交易將袋裝放大鏡定位或需要或時間和努力戴上讀數(shù)放大器。
按照本發(fā)明的優(yōu)選形式，將一通常的卡坯料細(xì)分為多個區(qū)域，特別是數(shù)據(jù)區(qū)和非數(shù)據(jù)區(qū)。數(shù)據(jù)區(qū)適合于如按照ISO標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定接收和攜帶可用機(jī)器閱讀的信息。卡上信息可以條的形式攜帶，例如包含可以磁方式編碼的信息的磁條、凸紋壓印的字母數(shù)字文字，用于按信用卡交易格式生成印記、條形碼或其變型標(biāo)記，以及電子數(shù)據(jù)、智能卡IC的觸點(diǎn)區(qū)域或無觸點(diǎn)的智能卡的不可入?yún)^(qū)域，或者用于所謂的組合卡的智能卡觸點(diǎn)區(qū)域和無觸點(diǎn)的智能卡的不可入?yún)^(qū)域的組合。非數(shù)據(jù)區(qū)通常無可用機(jī)器閱讀的任何信息，雖然這一區(qū)域經(jīng)常包含一些識別標(biāo)志、標(biāo)識和與發(fā)行機(jī)構(gòu)相關(guān)的其它信息。按照本發(fā)明的一種優(yōu)選形式，非數(shù)據(jù)區(qū)的一部分包含一攜帶在卡中并構(gòu)成其一部分的集成放大鏡。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)厚度與卡基底厚度相對應(yīng)的基本上剛性的透明塑料材料可以結(jié)合在基底中提供的窗口中。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例中，透明塑料在其的一個表面上包含用于限定一放大鏡的菲涅爾透鏡外形。通過將透鏡置于非數(shù)據(jù)區(qū)，透鏡不會影響所需的機(jī)器交易，以便為主要目的使用卡。
在本發(fā)明的更具體的實(shí)施例中，透鏡通常是長方形地放置與一般附著在卡的背面的磁條平行。在這一實(shí)施例中，數(shù)據(jù)區(qū)不變，像通常結(jié)合在卡上一樣。
本發(fā)明的第二實(shí)施例結(jié)合具有更大可用區(qū)域的透鏡。然而，這一特定的實(shí)施例需改變數(shù)據(jù)區(qū)。取決于發(fā)行機(jī)構(gòu)，根據(jù)卡上數(shù)據(jù)區(qū)位置和格式的靈活性，一個實(shí)施例可能更希望覆蓋另一個實(shí)施例。
在一個典型的皮夾卡中，基底由基本上半剛性的塑料材料構(gòu)成，在其一側(cè)或者兩側(cè)印制加工，并在其頂面和底面兩者上層疊一薄的材料。該卡可以包含在其頂面上的一些識別標(biāo)志、標(biāo)識和與發(fā)行機(jī)構(gòu)相關(guān)的其它信息，以及在底面上的磁條、簽名條以及各種項(xiàng)目和條件。在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，可以在層疊操作之前將透鏡置于卡中，因此，該層疊覆蓋材料可以用于蓋住透鏡的邊緣并有助于約束在卡中。透鏡可以利用或不利用卡的層疊材料以超聲方式熔接，粘接方式固定或其它方式安裝在卡基底的窗口中，以有助于裝配和將卡安裝在卡中。
在另一個實(shí)施例中，透鏡與卡基底集成。在這一個實(shí)施例中，卡基底由透明材料例如非晶體塑料構(gòu)成。模壓的卡基底可以用帶印記的材料蓋住、層疊。在此之后，將菲涅爾透鏡外形模壓在坯料中的選擇區(qū)域的表面上以限定放大鏡。也可以在層疊之后添加一全息圖。
在特別優(yōu)選的實(shí)施例中，本發(fā)明的卡包含基本上不可折疊的但仍可彎曲的半剛性基底。該半剛性基底包含一放大鏡。該卡還包含一個用于攜帶可用機(jī)器閱讀的信息的例如為磁帶條的條，以及可以選擇的其它特征例如簽名條或全息圖補(bǔ)片(patch)。
半剛性基底可以是一由多層構(gòu)成的疊層，或者可以是單層。放大鏡可以通過直接在半剛性疊層的表面或者在該單層的表面上模壓菲涅爾透鏡外形而構(gòu)成。將菲涅爾透鏡外形模壓在疊層或者在該單層中的透明區(qū)域中，并與透明區(qū)域一起形成放大鏡。
還提供如上所述的皮夾卡的制造方法。這樣一種方法包含的步驟有提供一透明的基本上不可折疊的半剛性基底；在基底中形成一中空內(nèi)腔；利用可輻射或加熱固化的液態(tài)樹脂部分填充該內(nèi)腔；利用模具在樹脂的表面上壓印透鏡外形；以足夠強(qiáng)度輻射或加熱處理暴露的樹脂以固化該樹脂。
根據(jù)本發(fā)明的皮夾卡的另一種制造方法包含的步驟有制造一具有透明窗口區(qū)域的卡坯料；將一透鏡成形模具加熱到足以軟化該卡坯料的第一溫度；將透鏡成形模具壓印到卡坯料的窗口區(qū)域；將透鏡成形模具冷卻到第二溫度，在該溫度下卡坯料基本上不軟化；以及取下透鏡成形模具以在卡坯料的表面上留下透鏡外形。這一操作流程的實(shí)現(xiàn)可以通過提供聲源以及更便利的熱源進(jìn)行加熱以軟化該卡坯料以壓印透鏡外形。
根據(jù)如下的詳細(xì)介紹，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明的其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更明顯。然而，應(yīng)理解，在描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例時，該詳細(xì)介紹和一些具體的實(shí)例是為了說明而不是為了限定提供的。在不脫離本發(fā)明的構(gòu)思的前提下在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以進(jìn)行變化和改進(jìn)，以及本發(fā)明包含所有這些改進(jìn)。
附圖的簡要說明參照附圖可以更易于理解本發(fā)明，其中

圖1表示根據(jù)本發(fā)明的結(jié)合放大鏡的皮夾卡的頂側(cè)；圖2表示圖1中所示的皮夾卡的底側(cè)；圖3表示根據(jù)本發(fā)明的結(jié)合放大鏡的皮夾卡的另一實(shí)施例的頂側(cè)；圖4表示圖3中所示的皮夾卡的底側(cè)；圖5是沿圖3中斷面線5-5所取的皮夾卡和透鏡的組合體的斷面圖；圖6表示具有集成放大鏡的皮夾卡坯料的頂側(cè)；圖7是沿圖6中斷面線7-7所取的皮夾卡坯料的斷面圖；圖8表示具有水平延伸的集成放大鏡和全息圖補(bǔ)片的皮夾卡的頂側(cè)；圖9表示具有豎直延伸的集成放大鏡和全息圖補(bǔ)片的皮夾卡的頂側(cè)；圖10是皮夾卡的斷面圖，該皮夾卡包含3個具有對齊的透明區(qū)域的材料層，其中菲涅爾透鏡形成在皮夾卡的頂層構(gòu)成一集成放大鏡；圖11-12是皮夾卡的斷面圖，該皮夾卡包含2個具有對齊的透明區(qū)域的材料層，其中菲涅爾透鏡形成在皮夾卡的頂層構(gòu)成一集成放大鏡；圖13-16表示制造本發(fā)明的放大鏡的方法；圖17-19表示制造本發(fā)明的放大鏡的另一種方法。
所有的附圖中相同的元件用相同的標(biāo)號表示。
本發(fā)明的詳細(xì)介紹在如下的介紹中，為了解釋而不是限定，敘述一些具體的細(xì)節(jié)以便透徹地理解本發(fā)明。然而，對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，很明顯，撇開這些具體的細(xì)節(jié)不論，本發(fā)明可以實(shí)用于其它實(shí)施方式。在另外一些實(shí)例中，略去了一些公知的方法和裝置的詳細(xì)介紹，以避免由于不必要的細(xì)節(jié)妨礙介紹理解本發(fā)明。
圖1中表示典型的皮夾卡10。皮夾卡10的尺寸和總體布局已是標(biāo)準(zhǔn)化的，類似的卡廣泛地用于各種交易和其它目的。撇開信用卡不論，類似的卡用作借貸卡、ATM存取卡，司機(jī)執(zhí)照、識別卡、圖書卡等。這些卡通常攜帶在皮夾中，這里總稱為“皮夾卡”。
卡10正像一般卡一樣包含可用機(jī)器閱讀的凸紋壓印(emboss)文字12，用于使信用卡能在銷售交易點(diǎn)印記。如在圖2中所示，大多數(shù)信用卡現(xiàn)在包含用于攜帶可用機(jī)器閱讀的信息的條14，例如為包含可以磁方式編碼的可用計算機(jī)終端閱讀的信息磁條材料，該計算機(jī)終端在很多銷售點(diǎn)終端使用。在卡背面還包含簽名條16，它們通常適合于接收由卡的用戶用手書寫的簽名。該卡還包含一或多維的條形碼以及觸點(diǎn)式、無觸點(diǎn)式智能卡或者卡-電子信息存儲器組合體。
磁條14和凸紋壓印文字12與簽名條16一起識別在上的數(shù)據(jù)區(qū)。對于財務(wù)交易卡這一數(shù)據(jù)區(qū)通常按ISO標(biāo)準(zhǔn)控制，努力使卡標(biāo)準(zhǔn)化，從而可以由多個機(jī)構(gòu)根據(jù)在銷售點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化的終端發(fā)行各種卡。例如，磁條14像其磁條14的寬度一樣，其相對于卡的頂部邊緣的位置是標(biāo)準(zhǔn)化的，以便使得利用在銷售點(diǎn)的一般磁讀卡器易于讀出可以磁方式編碼的信息。同樣，控制凸紋壓印文字12的字型、尺寸和位置以便當(dāng)進(jìn)行銷售點(diǎn)交易時保證根據(jù)典型的信用卡標(biāo)記由卡中可用機(jī)器閱讀標(biāo)記的信息。只有簽名條16的位置是可以改變的，不會影響用機(jī)器閱讀該卡。
今天，很多卡還包含例如以20標(biāo)注的識別標(biāo)志例如標(biāo)識之類，用于識別發(fā)行機(jī)構(gòu)。遞增的卡號碼也包含該包含發(fā)行機(jī)構(gòu)標(biāo)志的全息圖補(bǔ)片22。全息圖補(bǔ)片22通常位于在包含凸紋壓印文字12的數(shù)據(jù)區(qū)部分或其附近。在圖1和圖2所示了的本發(fā)明的實(shí)施例中，放大鏡24位于在形成在卡10的基底11的窗口25中，這樣就不會影響磁條14和凸紋壓印文字12的相互關(guān)系。放大鏡24是一長方形透鏡，平行于磁條14安裝在磁條14和凸紋壓印文字12之間的空間中。這一空間通常尺寸足以適于容納透鏡24。由于其需要凸紋壓印文字12與磁條14充分隔開，以保證卡的凸紋壓印無論如何不會改變磁條14的功能度。
在本發(fā)明的該實(shí)施例中，透鏡元件24包含一基本上剛性的透明塑料元件，其剛性與信用卡基底的剛性接近相同。如在圖1和圖2所示，信用卡基底11包含窗口25，該具有頂邊緣30、底邊緣31及側(cè)邊緣32、33。透鏡元件24適于置入在窗口25中，透鏡元件24具有與窗口邊緣30-33共同的外邊緣。于是該透鏡可按本領(lǐng)域的技術(shù)人員公知的方式通過超聲熔接或粘接固定到信用卡基底11上。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，透鏡24的厚度與信用卡基底11的厚度相對應(yīng)。以保證透鏡在信用卡中的存在不會以任何方式影響包含在凸紋壓印文字12或磁條14中可用機(jī)器閱讀的信息。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)菲涅爾型外形透鏡對于這種類型的應(yīng)用是特別有用的。這樣一種透鏡是由同心的菲涅爾外形透鏡36構(gòu)成的。
在圖3和4中表示本發(fā)明的另一實(shí)施例。透鏡元件124基本上為方式斷面，利用一包含如按標(biāo)號60所示的同心結(jié)構(gòu)的菲涅爾透鏡，安裝在基底11的互補(bǔ)窗口125中。本發(fā)明的這一特定結(jié)構(gòu)當(dāng)可能改變數(shù)據(jù)區(qū)的形狀和凸紋壓印文字12的方位時是有用的。隨著終端編碼器越來越廣泛地得到認(rèn)可，以及磁編碼條14(圖4)越來越普遍用作可用機(jī)器閱讀的信息源時，凸紋壓印文字的重要性越來越減小。這將使得能改變在卡上的凸紋壓印文字12的方位，而不會影響在銷售點(diǎn)用機(jī)器讀卡。這將使得能定制凸紋壓印透鏡元件124，以改變需求和品味，而不會影響用機(jī)器讀卡。
如圖5中所示，典型的卡基底11是一種層疊的復(fù)合材料，包含按標(biāo)號48所示的硅芯層材料，在其頂面上有一薄塑料疊層50以及在該底面上層疊一相似的薄塑料疊層52。這里術(shù)語“薄”是指塑料疊層50和52相對芯層材料48的厚度而言。如果需要，芯層材料48和塑料疊層50、52可以具有相當(dāng)?shù)暮穸?。疊層50和52通常按4種顏色格式印制，使得能為卡設(shè)置識別發(fā)行機(jī)構(gòu)的有吸引力的標(biāo)識和定制的顏色組合。疊層材料50和52還可以攜帶磁編碼條14、簽名條16和全息圖補(bǔ)片22。如圖5中所示，菲涅爾透鏡元件124位于在卡的窗口125中，可以通過超聲熔接、粘接劑或其它方式沿窗口的按標(biāo)號60所示的側(cè)邊緣固定在其中。在使用疊層卡的情況下，疊層材料50和52可以蓋住窗口的邊緣62、64，透鏡元件124可以包含用于保持透鏡就位的周邊凸緣或邊框58。當(dāng)然，透鏡還可以具有矩形截面，利用超聲熔接、粘接劑或其它方式固定到基底48上，使用或者不使用疊層50和52。
應(yīng)理解，透鏡按各種方式可以結(jié)合在卡中，包含成為卡基底中的一集成整體元件。集成整體式透鏡可以用很多方法形成，例如通過模壓或澆注透明材料到半剛性基底的窗口中，或者通過模壓半剛性基底的透明區(qū)域。圖6表示本發(fā)明的這樣一種替換實(shí)施例，其中的透鏡是與卡基底集成的?？ɑ?8包含一種基本上透明的材料。最好，該材料是非晶體塑料材料，例如聚氯乙烯(PVC)、聚碳酸酯、聚酯或其它類似材料。透鏡24例如通過模壓所需菲涅爾外形的透鏡在卡基底的表面上，形成在卡基底中。凸紋壓印文字(未表示)可以同時形成在基底中，或者可以形成在將菲涅爾外形透鏡36模壓卡基底的表面上之前或之后。疊層50和52可以任選方式施加到卡基底48的頂面和底面上。上述的模壓、凸紋壓印和層疊步驟執(zhí)行的次序是常規(guī)設(shè)計選擇的內(nèi)容。在一優(yōu)選實(shí)施例中，下面更詳細(xì)地介紹在卡坯料已經(jīng)層疊后熱模壓菲涅爾外形透鏡36的情況。
正如前述各實(shí)施例那樣，磁條、簽名條和全息圖補(bǔ)片等也可以按常規(guī)方式添加。例如，如在圖8中所示，卡10的實(shí)施例包含沿卡基底11部分地水平延伸的透鏡24?？?0還包含全息圖補(bǔ)片22。如果需要，可以省去疊層50和52，可以將磁條、簽名條和全息圖補(bǔ)片直接施加在基底48上。
如在圖9中所示另一個實(shí)施例包含模壓在卡基底11一側(cè)上的豎直取向的透鏡24，全息圖補(bǔ)片22配置在卡基底11的反側(cè)附近。當(dāng)然，這一實(shí)施例還可以通過將一單獨(dú)的透鏡24按照與圖1中所示實(shí)施例類似的方式安裝在卡基底11中制造。
在圖10中表示再一個實(shí)施例。卡芯層48以及頂面疊層50和底面疊層52，包含基本上透明塑料材料，例如如上所述的非晶體塑料?？ㄐ緦?8可以包含如圖所示的單層，或者可以包含多層(拼合芯層)。頂面疊層50和底面疊層52層疊在芯層48上，形成圍繞芯層的頂層和底層。因此，該結(jié)構(gòu)形成一半剛性和基本上不可折疊的基底。透鏡24(未表示)基本上通過將所需的菲涅爾外形透鏡模壓在頂層50或底52構(gòu)成。根據(jù)芯層48以及頂層50和底層52的厚度，可以將菲涅爾外形透鏡模壓到芯層48以及頂層50或底52中。
最好卡芯層48以及頂面疊層50和底面疊層52包含相同的基本上透明塑料材料。頂面疊層50和底面疊層52最好例如通過印加工在除去窗口區(qū)域74和76以外基本上其所有外表面(區(qū)域70和72)上是帶顏色的。除了窗口區(qū)域80外，芯層48可保持透明、或可在其側(cè)面(芯層48的一個側(cè)面的區(qū)域78)上基本涂覆彩色。芯層48的邊緣可以任選方式帶顏色。當(dāng)形成疊層結(jié)構(gòu)時將窗口區(qū)域74、76和80的位置對齊。因此與菲涅爾外形透鏡36一起，對齊的窗口區(qū)域74、76和80構(gòu)成放大鏡24。
應(yīng)選擇由透明材料形成的芯層48以及頂塑料材料層50或底塑料材料層52，以便與適當(dāng)需要的菲涅爾外形透鏡36一起顯示折射特性，制造具有所需放大倍數(shù)的放大鏡24。對本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，選擇適宜的塑料材料以及設(shè)計適當(dāng)菲涅爾外形透鏡是常規(guī)設(shè)計選擇的內(nèi)容。
如前所述，除了磁條和可任選的簽名條之外，卡10可以包含凸紋壓印文字(未表示)。如果需要，也可以包含全息圖補(bǔ)片、其它所需的圖形特征例如符號、邊印標(biāo)記(logo)、繪畫圖像等。磁條、簽名條和/或全息圖補(bǔ)片可以在卡的任何一側(cè)。即，可以將這些特征配置在卡中與模壓菲涅爾外形透鏡36的同一側(cè)，或者在反側(cè)，按需要組合。在本發(fā)明的實(shí)施例中各種條和補(bǔ)片的方位是常規(guī)設(shè)計選擇的內(nèi)容。
然而，在上述實(shí)施例中最好在已經(jīng)形成菲涅爾外形透鏡36之后不執(zhí)行層疊步驟，或者至少在卡10的包含菲涅爾外形透鏡36的整個表面范圍內(nèi)無層疊步驟。這是因?yàn)檫@些接連的層疊步驟可能填充或變平菲涅爾外形透鏡36，因此使放大鏡不能用。
可以將菲涅爾外形透鏡36按照所需的取向例如水平、豎直等方向模壓在頂塑料層50或底塑料層52中，以及可以為任何所需的形狀，例如矩形、方形、三角形、圓形、橢圓形、橢球形、星形、鉆石形等，與先前介紹的相似。
通過考慮例如制造能力、制造難易以及成本等因素、可以由這里所介紹的實(shí)施例中選擇一特定的實(shí)施例。
在圖11中表示再一個實(shí)施例。這里卡芯層48起“頂”層的作用，而底面塑料疊層50包含“底”層。芯層48和底面塑料疊層50還包含基本上透明塑料材料。底面塑料疊層50層疊芯層48上，形成頂層和底層。這兩層一起形成半剛性基本上不可折疊的疊層結(jié)構(gòu)。通過將菲涅爾外形透鏡36模壓在芯層48的頂面上，使透鏡24(未表示)基本上形成在芯層48上。另外，可以將透鏡外形模壓在疊層50的底面上。
如先前的實(shí)施例，芯層48和底面塑料疊層50最好包含基本上透明塑料材料。底面塑料疊層50最好通過印加工在其一側(cè)或兩側(cè)除了窗口區(qū)域74以外的基本所有范圍(區(qū)域70)內(nèi)是帶顏色的。當(dāng)兩側(cè)是顏色時，芯層48可以依然是透明的，因此，使在底面塑料疊層50的內(nèi)表面(層疊芯層48的一側(cè))上印制的信息通過透明塑料材料可以閱讀。按另一方式，芯層48也可以在與層疊底層50的一側(cè)(在芯層48外側(cè)的區(qū)域78)相反的、除了窗口區(qū)域80以外的基本所有表面范圍內(nèi)是帶顏色的。當(dāng)形成疊層結(jié)構(gòu)時，區(qū)域74和80的位置對齊。與涅爾外形透鏡36一起，位置對齊的區(qū)域74和80形成放大鏡24。
在圖12中表示前述實(shí)施例的一種變更方案。這里，信用卡芯層48起“底”層的作用，頂塑料疊層52包含該“頂”層。芯層48和頂塑料層疊52又包含基本上透明塑料材料。塑料層疊52層疊在芯層48上，形成頂層和底層。兩層一起構(gòu)成半剛性基本上不可折疊的疊層結(jié)構(gòu)。通過將所需透鏡外形透鏡36模壓在芯層48的頂面上，透鏡24(未表示)基本上形成在頂層52上。另外，可以將透鏡外形模壓在芯層48的底面上。
芯層48和頂塑料疊層52最好包含相同的基本上透明塑料材料。頂塑料層疊52最好通過印加工在其一側(cè)或兩側(cè)除了窗口區(qū)域76以外的基本所有范圍(區(qū)域72)內(nèi)是帶顏色的。當(dāng)兩側(cè)帶顏色時，芯層48可以依然是透明的，因此，使在頂面塑料疊層52的內(nèi)表面(層疊芯層48的一側(cè))上印制的信息通過透明塑料材料可以閱讀。按另一方式，芯層48也可以在與層疊頂層52的一側(cè)(在芯層48外側(cè)的區(qū)域78)相反的、除了窗口區(qū)域80以外的基本所有表面范圍內(nèi)是帶顏色的。當(dāng)形成疊層結(jié)構(gòu)時，區(qū)域76和80的位置對齊。與菲涅爾外形透鏡36一起，位置對齊的區(qū)域76和80形成放大鏡24。
在圖13-16中表示了用于制造根據(jù)本發(fā)明的卡的一種方法。首先參照圖13，提供一個卡坯料或芯層202。芯層材料是透明的，最好是聚氯乙烯(PVC)，雖然也可以采用其它適合材料。中空內(nèi)腔204利用鏤銑機(jī)206或其它適合工具形成在芯層中。內(nèi)腔204的尺寸對應(yīng)于透鏡24(圖1、2、6、8、9)或透鏡124(圖3、4)的預(yù)期尺寸。正如已解釋的，內(nèi)腔204應(yīng)當(dāng)位于在卡中的非數(shù)據(jù)區(qū)。正如下文介紹的，內(nèi)腔204的深度決定于用于制造透鏡的具體材料，但是一般在0.008英寸左右。重要的是，將任何殘留的工具傷痕降到最小，傷痕會使內(nèi)腔204的底面留有結(jié)霜的外觀，因此妨礙通過透鏡觀查的圖像的清晰度和鮮銳度。如果需要，可以將內(nèi)腔204的底面拋光以消除殘留的工具傷痕。
下面參照圖14，內(nèi)腔204用液體樹脂局部填充。結(jié)合這里介紹的方法使用的樹脂的優(yōu)選種類包含可通過輻射固化的樹脂，通過暴露于適合的有源輻射例如紫外光實(shí)現(xiàn)樹脂的固化。一種特別適合于這種使用的樹脂是具有牌號7294和7025的Decochem的適當(dāng)產(chǎn)品。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這種特別適合的材料能產(chǎn)生透鏡模具外形的重復(fù)性、對于PVC卡芯層的良好的粘著力以及對于模具表面的不良粘著力。也可以采用其它適合的可通過輻射固化的樹脂物系或熱固性樹脂系統(tǒng)。
參照圖15，一旦內(nèi)腔204已用足夠數(shù)量的液體樹脂填充，使模具210與樹脂的表面相接觸。按照菲涅爾透鏡外形的負(fù)像對模具210機(jī)加工。使模具210與液體樹脂的表面相接觸，小心操作以防止夾帶空氣和樹脂從內(nèi)腔中擠出。一旦內(nèi)腔204適當(dāng)?shù)鼐臀?，使樹?08適當(dāng)暴露于輻射源，或者加熱足夠的時間，以便固化樹脂。利用優(yōu)選的樹脂系統(tǒng)，約在1-3秒內(nèi)實(shí)現(xiàn)固化。
參照圖16，樹脂固化以后，取下模具210，在固化的樹脂表面上留下菲涅爾外形，因此形成透鏡212。透鏡外形分布在芯層202的上表面之下，因此有助于保護(hù)透鏡，避免在常規(guī)操作的過程中受到損害。
在圖17-19中表示了用于制造根據(jù)本發(fā)明的卡的另一種方法。首先參照圖17，該圖以斷面圖表示在形成放大鏡之前的卡坯料302的結(jié)構(gòu)?？ㄅ髁?02包含幾層的疊層結(jié)構(gòu)。芯層材料304是透明熱塑性材料。適合的材料包含PVC、利用環(huán)己烷二甲醇改性的聚對苯二甲酸乙二酯(PETG)，雖然可以采用其它透明塑料材料。
芯層材料304的頂面和底面如前所述利用絲網(wǎng)印制和/或影印法印制，以便形成卡上圖形。根據(jù)使用的方法和使用的油墨的性質(zhì)，印層306的厚度范圍從小于1密爾到大于5密爾。施加在芯層304上除了窗口區(qū)域308以外的整個卡上的印層通常是不透明或者至少是半透明的。這個區(qū)域必須保持透明，以便隨后形成透鏡。
在已經(jīng)施加印層306之后，芯層304的頂面和底面層疊透亮的薄膜310。薄膜310最好是PVC或其它適合的透亮的塑料薄膜。薄膜310適當(dāng)?shù)亟Y(jié)合在芯層304上。這種結(jié)合可能需要透明的粘接劑，以便粘接在印層306上。
薄膜310通常厚度約為1到3密爾。如果印層306已經(jīng)較厚，則可能希望在印制時在窗口區(qū)域308施加透亮的油墨或透亮的粘接劑。否則，窗口區(qū)域308可以有一種可能沿窗口區(qū)域“懸掛幕布(drape)”的趨勢，在薄膜310和芯層材料304之間在窗口區(qū)域中形成空隙。這種空隙將降低形成在窗口區(qū)域的放大鏡的光學(xué)特性。
卡坯料302可以便利地制造成很大的片。芯層材料304的印層和薄膜310疊層最好按大片制造。然后可以由大片將卡坯料302用沖模切開，以便進(jìn)一步加工。
下面參照圖18，利用模具320和熱模壓法使放大鏡形成在卡坯料302上。在壓印在卡坯料302上之前，將模具320加熱到足以使薄膜310和芯層304塑料材料軟化的溫度，但無需熔化。模具320可以便利的盒式加熱器便利地加熱，雖然超聲波加熱是有吸引力的另一種方法，這是由于其循環(huán)次數(shù)更快。一旦模具已經(jīng)上升到達(dá)該溫度，壓印到卡坯料302，其深度足以完全形成菲涅爾透鏡外形?？梢孕纬梢桓咝У姆糯箸R，外形深度約10密爾。超聲波加熱的情況下，可以同時進(jìn)行加熱和壓印。
重要的是準(zhǔn)確地維持模具，使之平行于卡的表面，使得透鏡外形可以均勻地形成在窗口區(qū)域308。這種均勻性對于維持放大鏡具有所需的光學(xué)特性和防止完工的卡卷曲是必要的。透鏡外形最好形成在卡坯料302的底面上，然而，形成在頂面上可以形成同樣有效的透鏡。
模具320最好具有氣孔322，使得空氣不會滯留在模具和卡的表面之間。任何這樣的空氣會影響透鏡外形準(zhǔn)確的形成，降低透鏡的光學(xué)特性。如果需要，根據(jù)透鏡外形特定的設(shè)計，需要?dú)饪?22和將其定位。
一旦模具320已經(jīng)壓印到卡坯料302中所需的深度，冷卻模具，使得塑料在取下模具之前固化。模具320的冷卻對于放大鏡和透明度是重要的。冷卻模具防止取下模具時塑料流動，因此保證菲涅爾透鏡外形具有情晰的邊緣。這對于得到高質(zhì)量的透鏡是重要的。此外，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在冷卻之前取下模具勢必使塑料結(jié)霧。可以采用適當(dāng)?shù)难b置冷卻模具。實(shí)際上，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)利用壓縮空氣直接吹到模具上可以有效地實(shí)現(xiàn)冷卻。另外模具可以制造帶有用于液體或氣體冷卻的內(nèi)部通道。無論利用什么冷卻模具的裝置，都希望使模具的熱質(zhì)量最小，使得模具的溫度可以迅速地循環(huán)。
利用熱壓印技術(shù)形成放大鏡，重要的是盡可能多地限制從模具散熱。因此，最好淬冷一其上安放卡坯料302的臺極330。這會有助于使完工的卡的變形降到最小。
一旦菲涅爾透鏡外形已經(jīng)形成，可以利用簡單的光電元件測試裝置便利地測試透鏡的光學(xué)質(zhì)量。設(shè)想準(zhǔn)確形成的透鏡的焦距，將光源相對光電元件按照隔開的關(guān)系定位。從光源發(fā)出的光由熱模壓透鏡聚焦在光電元件上。光電元件的輸出與透鏡的聚焦特性成比例并提供透鏡質(zhì)量的全部定量測量結(jié)果。還可以菲涅爾透鏡實(shí)施適當(dāng)?shù)母鼜?fù)雜的自動或人工圖像質(zhì)量測試。
這里介紹的本發(fā)明的各種實(shí)施例利用菲涅爾透鏡作為放大鏡。雖然目前這是易于制造的選優(yōu)類型的透鏡，但本發(fā)明并不局限于此。適合的的放大鏡還可以包含常規(guī)的凸透鏡以及其它光學(xué)器件例如全息圖。使用各種類型的光學(xué)器件作為放大鏡，可以利用先前介紹的各種裝置安裝在卡內(nèi)部或整體集成在卡。放大裝置可以形成在內(nèi)部的濾光片的芯層材料中和/或在施加在芯層材料上的疊層中。
應(yīng)承認(rèn)上述的本發(fā)明可以在不脫離公開的構(gòu)思或基本特征的前提下，按其它具體形式體現(xiàn)。因此，應(yīng)認(rèn)識本發(fā)明不局限于前述的細(xì)節(jié)，而是由所提出的權(quán)利要求來限定。
權(quán)利要求
1.一種制造具有集成放大鏡的卡的方法，包含的步驟有制造一具有透明窗口區(qū)域的卡坯料；將一透鏡成形模具加熱到第一溫度；將透鏡成形模具壓印到卡坯料的窗口區(qū)域；將透鏡成形模具冷卻到第二溫度；以及從卡坯料上取下透鏡成形模具。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中制造卡坯料的步驟包含將多個透明塑料層疊層。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中多個透明塑料層中的至少一層在窗口區(qū)域以外的其它區(qū)域印有不透明的標(biāo)記。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中的加熱和壓印步驟基本上同時執(zhí)行。
5.一種制造具有集成放大鏡的卡的方法，包含的步驟有由透明塑料片狀材料制造卡坯料；對卡坯料的頂面和底面的至少其中之一印加工，在每個印加工表面留有一透明窗口區(qū)域；在卡坯料的每個印加工表面上施加一透明薄膜；將一透鏡成形模具加熱到第一溫度；將透鏡成形模具壓印到窗口區(qū)域的透明薄膜中；將透鏡成形模具冷卻到第二溫度；以及從透明薄膜中取下透鏡成形模具。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中的第一溫度充分高足以軟化透明薄膜，但低于透明薄膜的熔化溫度。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中的第二溫度低于透明薄膜的軟化溫度。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中的透明片狀材料是熱塑性的。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中的透明片狀材料是由PVC、PETG和聚碳酸酯構(gòu)成的組合中選擇的。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中利用絲網(wǎng)印制法執(zhí)行印制加工的步驟。
11.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中利用影印法執(zhí)行印制加工的步驟。
12.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中印制加工的步驟包含利用透明油墨對窗口區(qū)域印制加工。
13.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中還包含在窗口區(qū)域中的卡坯料上施加透明粘接劑的步驟。
14.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中透鏡成形模具壓印深度透入卡坯料。
15.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中透鏡成形模具壓印深度約10密爾。
16.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中的透明薄膜是熱塑性的。
17.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中的透明薄膜是PVC。
18.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中基本上同時執(zhí)行加熱和壓印步驟。
全文摘要
一種適合于在由外部讀取存儲信息時使用的皮夾卡(10),包含一透明的基本上不可折疊的半剛性基底(202)。該半剛性基底包含一放大鏡。該放大鏡的形成是通過將一透鏡成形模具(210)加熱到足以軟化基底材料的溫度,然后在從基底材料中取下模具之前冷卻該模具而實(shí)現(xiàn)的。
文檔編號B42D15/10GK1307713SQ99807855
公開日2001年8月8日 申請日期1999年4月23日 優(yōu)先權(quán)日1998年4月24日
發(fā)明者艾倫·芬克爾斯坦, D·喬伊斯, L·馬耶爾, R·馬耶爾, M·尼科爾森 申請人:艾倫·芬克爾斯坦