技术领域
[0001] 本
发明涉及一种光学可变区域图案(areal pattern)和一种具有这种光学可变区域图案的有价文件。
背景技术
[0002] 要保护的对象通常具有光学可变区域图案，其允许验证对象的真实性，同时充当对未授权复制的防护。
[0003] 根据射线光学系统(微反射镜或微棱镜)表现的衍射凸纹图案(全息图)和凸纹图案是已知的。
[0004] 经由衍射，衍射凸纹图案产生
颜色，全部色谱通常在倾斜时行进过，或者经由颜色混合，例如对于匹配图案，产生白色印记。
[0005] 根据射线光学系统表现的凸纹图案本身最初产生无色表示。通过提供额外颜色涂层(例如色移涂层)，可以产生颜色或还产生颜色变化。其中，这种涂层通常在微反射镜的某一观察
角或掠射角下提供仅一种颜色或者由涂层限定的设定颜色变化。
发明内容
[0006] 由此，本发明之目的是提供一种光学可变区域图案，利用该光学可变区域图案，可以实现不同的光学效应。
[0007] 根据本发明，该目的通过光学可变区域图案来实现，该光学可变区域图案包括反射层和在反射层上发展的微反射镜装置，微反射镜装置包括多个半透明微反射镜，微反射镜相对于反射层倾斜，使得通过
镜面反射，入射至微反射镜装置上的光在半透明微反射镜上部分地在第一方向上反射，部分地在与第一方向不同的第二方向上反射，其中，光穿过半透射微反射镜，照在反射层上，并在反射层上反射，之后，又穿过半透明微反射镜。
[0008] 如此，根据本发明的光学可变区域图案提供了在不同方向上反射的两个反射光束，利用这两个反射光束，可实现颜色效应和/或移动效应。
[0009] 在根据本发明的光学可变区域图案中，透明或半透明层可发展在反射层上，透明或半透明层的背离反射层的一侧在预定部位中
图案化，以发展出微反射镜。特别地，半反射涂层可发展在预定部位中。半反射涂层还可称为增反涂层。
[0010] 图案和/或半反涂层可尤其发展成呈现(基本上)根据射线光学系统表现的凸纹图案(没有衍射图案)，其使入射光在第一方向上反射。
[0011] 本发明含义内的增反涂层特别是增加反射系数例如仅从约20％至约50％的涂层，比如半透明层。增反涂层可以是例如气相沉积的金属涂层。特别地，
铝、金、
银、
铜、钯、铬、镍和/或钨和它们的
合金可用作涂层材料。或者，增反涂层可由具有高折射率的材料的涂层形成。半反射涂层和/或反射层可按图案、符号或代码形式呈现，和/或包括图案、符号或代码形式的间隙。
[0012] 半反射涂层可以是发展为例如
薄膜系统或薄膜干涉涂层的色移层。这可例如经由具有合适厚度(厚度优选地设定成通过在上界面和下界面反射的光束的干涉产生期望颜色)的高折射率层、层序列金属层-介质层-金属层或者由至少三个介质层构成的层序列(
中间层的折射率低于两个其它层的折射率)实现。色移层还可发展为干涉
滤波器、薄的半透明金属层，薄的半透明金属层经由等离子共振效应、
纳米粒子等具有选择的透射率。色移层还可尤其实现为
液晶层、衍射凸纹图案或亚
波长光栅。
[0013] 实现入射光在第一方向上的反射的微反射镜或微反射镜的半反射表面优选地发展为平坦的。当然，半反射表面的平坦发展不必以精确的数学意义理解，因为实际上，由于制造工艺，通常不可能制造出完美平坦的区域部分。因此，平坦发展优选地理解为在制造技术意义上迄今为止可能平坦的程度。或者，可将微反射镜的半反射表面发展为弯曲的(例如，凹的、凸的或波状的)。然而，微反射镜的半反射表面的
曲率优选地较小。
[0014] 半透明层可例如发展为着色层或墨层。如此，可以影响或设定在第二方向上反射的光的颜色。
[0015] 透明或半透明层可以是漆层，尤其是压印漆层。
[0016] 另外，透明或半透明层的图案可通过压印形成。
[0017] 而且，半透明墨层可布置在反射层和透明或半透明层之间。可以利用半透明墨层影响或设定在第二方向上反射的光的颜色。
[0018] 透明或半透明层和/或半反射涂层在可见
频谱的至少一部分中可具有至少1.6、优选至少1.8的折射率。
[0019] 另外，微反射镜可嵌入在可见频谱的至少一部分中具有偏离透明或半透明层和/或半反射涂层的折射率至少0.1、优选至少0.2、特别优选至少0.4的折射率的介质中。所述嵌入层可以是光学可变区域图案的一部分。然而，其还可以是相邻介质(例如空气)。
[0020] 在光学可变区域图案的情况下，反射层和微反射镜装置可发展成在第一和第二方向上反射的光具有不同颜色。
[0021] 另外，半透明微反射镜可形成锯齿状轮廓。微反射镜的布置可以规则或不规则。
[0022] 特别地，反射层的面向半透明微反射镜的一侧和/或反射层的背离微反射镜的一侧发展为平坦的。
[0023] 在根据本发明的光学可变区域图案的情况下，多个微反射镜可布置成在布置方向上彼此邻近，它们在布置方向上的尺寸可以处于从2μm至3mm，优选地从3μm至100μm，特别优选地从5μm至30μm的范围内。
[0024] 光学可变区域图案可发展为对于平行于区域图案的宏观表面法线入射的光，反射光的第一和第二方向位于宏观表面法线的不同侧。然而，反射光的第一和第二方向还可位于宏观表面法线的相同侧。
[0025] 半反射涂层可包括一个或多个(尤其高折射率)介质层、半透明金属层、由
半导体材料构成的层和/或液晶层。
[0026] 另外，可经由亚波长图案、尤其为亚波长光栅在反射层处和/或微反射镜表面处实现颜色产生。
[0027] 反射层可包括一个或多个金属层、薄膜色移层(尤其具有结构吸收体/介质/反射体或结构吸收体/介质/反射体/介质/吸收体)、一个或多个(尤其高折射率)介质层和/或液晶层。
[0028] 作为用于半反射涂层和反射层的介质材料，可使
用例如ZnS、SiO2、TiO2、MgF2。
[0029] 根据本发明的光学可变区域图案可发展为例如当区域图案倾斜时，利用在第一方向上反射的光束(或者在第二方向上反射的光束)实现十分不同的移动效应。如此，可实现US7,517,578B2中提及的“滚动条(rolling bar)”效应。根据本发明，那么由于在第二方向上(或者在第一方向上)反射的光束，同样导致可具有相同或相反移动方向和相同或不同移动速度的(对应)移动效应。另外，当光学可变区域图案倾斜时，可实现其它移动效应，比如所谓翻转、行进(run)或抽动效应。在此，所述移动有利地在相同方向或相反方向上发生。
[0030] 另外，根据本发明(包括其发展例)的光学可变区域图案可用作防伪元件，尤其用作
防伪纸、有价文件等的防伪元件。
[0031] 防伪元件可尤其发展为应用于防伪纸、有价文件等的安全线、开口条、防伪带、防伪条、
补丁、箔元件或者标签。特别地，防伪元件可横跨透明部位或者间隙。另外，在
聚合物或混合钞票中，防伪元件可嵌入在箔片下。
[0032] 在此，术语防伪纸尤其理解为有价文件的未流通的前体，除了根据本发明的防伪元件，前体还可包括例如其它真实性特征(比如设置在体积中的
荧光物质)。在此，一方面，有价文件理解为由防伪纸制成的文件。另一方面，有价文件还可以是具有根据本发明的防伪元件的其它文件和物体，使得有价文件包括不可复制的真实性特征，使得真实性验证成为可能，同时防止非期望的复制。
[0033] 另外，提供了具有创造性光学可变区域图案(包括其发展例)的有价文件。
[0034] 应理解，在不脱离本发明的范围的情况下，上述特征和下面要说明的特征不仅可以
指定组合使用，而且还可以其它组合或单独地使用。
附图说明
[0035] 举例来说，下面参考附图更详细地解释本发明，附图还公开了对本发明重要的特征。为了提高清晰度，在一些情况下，附图没有按照刻度和比例进行绘制。附图中：
[0036] 图1是具有根据本发明的光学可变区域元件10的钞票11的顶视图；
[0037] 图2是图1中的光学可变区域元件的两个微反射镜的放大截面图；
[0038] 图3是根据本发明的光学可变元件10的矩形区域部位(areal region)13的另一
实施例的顶视图；
[0039] 图4是根据图3的两个部位21和22的两个微反射镜14的放大截面图；
[0040] 图5A-5C是解释“滚动条”效应的图表；
[0041] 图6是解释关于图5A-5C描述的“滚动条”效应的两个微反射镜14的放大截面图；
[0042] 图7是根据本发明的光学可变区域图案的另一实施例的两个微反射镜14的放大截面图；以及
[0043] 图8是根据本发明的光学可变区域图案10的另一实施例的两个微反射镜14的放大截面图。
具体实施方式
[0044] 在图1所示实施例中，根据本发明的光学可变区域图案10结合为钞票11中的防伪元件，使得其在图1所示钞票11的前方是可见的。或者，根据本发明的光学可变区域图案10可呈现为例如窗口线12。
[0045] 在于此描述的实施例中，光学可变元件10包括矩形区域部位13，矩形区域部位具有形成在反射层15上的多个微反射镜14，如图2的两个微反射镜14的放大截面图中特别明显的。
[0046] 微反射镜14由压印漆层16和涂层17形成，压印漆层的背离反射层15的一侧图案化(在此具有锯
齿轮廓)，涂层17设置在压印漆层16的图案化侧上。如从图2的示图中明显的，微反射镜14相对于反射层15倾斜(角度α)。
[0047] 可以(并非必须)提供涂层17。特别地，涂层17可发展为半反射涂层，其在频谱上反射入射光束L1的一部分，由此产生第一反射光束L2，并且透过入射光束L1的另一部分。
[0048] 透射部分穿过压印漆层16(光束L4)，照在反射层15上，并通过所述反射层反射(光束L5)，又穿过压印漆层16和涂层17，作为第二反射光束L3离开。图2仅示意性地标出在不同介质之间的接合处发生的折射。在周围和涂层17之间的过渡部处以及在涂层17和压印漆层16之间的接合处发生折射。而且，不考虑多次折射，其可由于光束L5到反射层15的更新的反射而发生。
[0049] 如从图2的图表明显的，利用根据本发明的光学可变区域图案10，入射光束L1在频谱方面在涂层17或微反射镜14上在第一方向上反射(第一反射光束L2)，通过一方面在周围和涂层17之间的接合处的折射和另一方面在涂层17和压印漆层16之间的接合处的折射，在第二方向上在反射层15上反射(第二反射光束L3)，两个方向不同。
[0050] 在此，第一反射光束L2的
亮度和颜色可以由涂层17的光学属性表示。第二反射光束L3的亮度和颜色可以由例如反射层15的光学属性表示。而且，还可将压印漆层16发展为彩色的，其影响第二反射光束L2的颜色和亮度。
[0051] 因此，可不同地设定两个反射光束L2和L3的颜色，使得在某一观察角，在观察光学可变区域图案10时，观察者可
感知到第一反射光束L2的颜色，在第二角度处可感知到第二反射光束L3的颜色。由此可给观察者提供颜色翻转效应。
[0052] 在彼此十分靠近的观察角下，不同颜色会例如在微反射镜14的相对低倾角下变得可见。如此，例如在具有吸收体/介质/反射体的薄膜色移涂层中，明显分立(即，快速且清晰)的颜色变化可与连续且相当缓慢的颜色变化显著区分开。
[0053] 涂层17还可称为增反涂层，因为与不具有涂层17的情况相比，其增加微反射镜14的反射系数。
[0054] 反射层15的面向微反射镜14的一侧优选地发展为平坦的。而且，反射层15可发展为例如金属涂层(例如Ag、Al、Cu等)或者色移涂层，尤其作为薄膜系统。薄膜系统可包括例如吸收体/介质/反射体结构。
[0055] 压印漆层16的背离反射层5的一侧的图案优选地通过压印工艺产生。根据本发明，图案化的压印漆层16(与可选地设置的涂层17一起)由此同时充当反射镜(对于第一反射光束L2)和棱镜(对于第二反射光束L3)。
[0056] 压印漆层16和/或涂层17的材料选择成所述材料的折射率与邻近压印漆层16或涂层17的介质18(在此例如为空气)的折射率不同。特别地，压印漆层16或涂层17的折射率大于介质18的折射率。另外，保护漆层(未示出)例如可设置为介质18。
[0057] 特别地，压印漆层16或涂层17和介质18的折射率可选择成对于竖直入射光L1(相对于反射层15)，两个反射光束L2和L3在光学可变区域图案10的宏观法线N的相同侧但是以不同角度反射(图2)。如此，可产生例如两个颜色行进效应，其没有相反地行进，而是在相同方向上但是以不同速度行进。因此，可产生例如“滚动条”，其中，两个不同颜色的条在相同方向上以不同速度行进。
[0058] 在根据本发明的光学可变区域图案10的情况下，微反射镜14由此形成微反射镜阵列或微反射镜装置19，其执行第一反射光束L2的镜面反射，并使入射光束L1的透射部分在反射层15上反射，从而产生第二反射光束L3。
[0059] 光学可变区域图案10可包括例如第一和第二部位21、22，如图3的示意性顶视图所示，其中，微反射镜阵列19的微反射镜14的倾角(角度α)不同。特别地，倾角可选择成来自第一部位21的第一反射光束L221的方向与来自第二部位22的第二反射光束L322的方向重合，然而，所述两个光束的颜色不同。图4示出来自部位21和22的微反射镜14的对应截面图。在相同观察角下，两个颜色由此对于观察者是可见的。所述颜色可由此以极高
分辨率呈现给观察者，并以适当的配准
定位成彼此靠近。在此，来自第一部位21的第二反射光束L321和来自第二部位的第一反射光束L222具有不同方向。
[0060] 在另一发展例中，利用根据本发明的光学可变区域图案，可产生所谓“滚动条”效应。为此，反射层15可发展为例如色移涂层，涂层17为具有高折射率的层，使得对于适当选择的层厚度，第一反射光束L2呈现绿色，第二反射光束L3呈现品红色。在图5A-5C的图表中，品红色条B1
水平地画阴影，绿条B2竖直地画阴影。在初始
位置，两个条B1、B2在光学可变区域图案10的中间重叠，图5B标出没有精确重叠，为了清楚，其示出该初始位置。例如，当在第一方向上倾斜时，品红色条B1可向上移动，绿条B2向下移动，如图5C通过标记箭头P1和P2所示。当在相反方向上倾斜时，两个条在相应另一方向上移动，即品红色条B1向下，绿条B2向上(图5A)，移动方向又由箭头P1和P2表示。
[0061] 为了实现该移动效应，微反射镜14的倾角α例如可在期望移动方向上改变，如图6的截面图示意性示出，其示出在两个相邻微反射镜14的根据图5A的箭头P1方向上的剖面。标记的倾斜角α1和α2不同，倾斜角α在此从底部向顶部增加。
[0062] 所述“滚动条”效应是利用根据本发明的光学区域图案实现的两个颜色重叠行进效应的示例。当然，还可实现其它行进效应。例如，尤其是在倾斜光学可变区域图案时实现的可在相同或相反方向上移动的所谓的翻转、行进和/或抽动效应。
[0063] 另外，还可实现抽动效应，其中，可以实现符号或数值的轮廓向内或向外“抽动”。在此，具有许多同时可见轮廓线(则可在恰当观察角处在不同颜色中十分微妙地发亮)的重复抽动效应是特别吸引人的。
[0064] 微反射镜阵列14可在一些部位中嵌入具有与压印漆层16或涂层17相同的折射率的介质18中，如图7所示。如此，在凸纹图案顶部上的折射被局部消除掉，导致来自具有介质18的部位的第一和第二反射光束L2’和L3’的方向与来自不具有介质18的部位的第一和第二光束L2、L3的方向不同。这尤其是介质18消除第二反射光束L3’的折射效应并添加第一反射光束L2’的折射效应的理由。如从图7中详细明白的，在具有介质18的部位中，第一反射光束L2’还在层18顶部折射，由此通常在与来自不具有涂层18的部位的第一光束L2不同的另一方向上行进。来自具有涂层18的部位的第二光束L3’在反射层15的镜像反射中总是可见的，由此在与来自不具有涂层18的部位的第二光束L3不同的另一方向上行进。
[0065] 另外，光学可变区域图案10可发展为例如第一反射光束L2是绿色，折射和向下反射的第二光束L3是品红。如果将微反射镜14的倾角选择成它们在根据图3的部位21和22中是相同的，并在部位22中提供位于光学可变区域图案10上的消折射涂层18，则可获得下列光学效应。部位22在两个不同第一角度下明亮地可见。由于光束L2’，其在绿色可见，由于光束L3’，其在品红可见。部位21在两个其它角度下在绿色可见(由于光束L2)和在品红可见(光束L3)。由于涂层18具有与涂层17类似或理想上相同的折射率，则在此存在另一显著特征，第二光束L3’的反射方向总是对应于反射层15上的镜像反射(独立于微反射镜14的倾角α)。另外如果微反射镜14在该部位22中具有例如变化的方位，部位22由此在反射层15的镜像反射中发亮，即总是作为均匀的品红色部位。
[0066] 为了发展微反射镜14，压印漆层16的背离反射层15的一侧的图案可以是规则的或不规则的。特别地，周期性或非周期性锯齿图案是可能的。
[0067] 例如，不在压印漆层16上设置涂层17。在该情况下，在压印漆层16和空气之间有界面。压印漆层16的压印漆可优选地是高折射率压印漆。当然，层16不必是压印漆层，而还可以是具有图案化顶部或在顶部具有凸纹图案的任何其它透明或半透明层。
[0068] 涂层17可以是介质涂层，尤其是位于高折射率压印漆16上的高折射率涂层或低折射率涂层。另外的多层薄膜系统(金属/介质/金属)或另外的纯介质多层系统是可能的。而且，涂层17可以发展为液晶层。具有发色压印图案和/或纳米图案的微反射镜14表面的实施例同样是可能的(例如半透明
金属化亚波长图案，尤其为亚波长光栅)。
[0069] 反射层15可以发展为例如液晶层(有利地在暗背景下)。还可提供颜色产生纳米图案(例如亚波长图案，尤其为亚波长光栅)、
光子晶体、薄膜色移或简单的金属化(例如Al、Au、Cu、Cr等)。
[0070] 反射层15可以是部分透射的，使得根据本发明的光学可变区域图案10还可具有从底部可见的光学可变效应(由于经由反射层15的透射，在微反射镜14上的反射和经由部分透射的下部反射层15重新透射回)。
[0071] 根据本发明的光学可变区域图案10可尤其发展为两个反射光束L2和L3显得(尤其大致)同样明亮和/或具有不同颜色(尤其为互补颜色)。因此，例如，涂层17可特别强烈地反射第一颜色，同时在很大程度上允许互补颜色通过。然后，互补颜色在反射层15上反射。在该情况下，尤其对于涂层17，介质层、多层或液晶层(入射光在其中打断为反射和
透射光，而没有明显的吸收损失)是特别合适的。而且，光学可变区域图案10可发展为两个反射光束L2和L3之一显得无色(白色)，白色也指代位于本发明含义内的颜色。
[0072] 为了防止微反射镜14的模制，微反射镜14可例如嵌入(例如，压印漆层16可具有比提供用于嵌入的层更高的折射率，提供用于嵌入的层可以是例如保护漆层)。然而，嵌入层还可具有比压印漆层16更高的折射率。
[0073] 而且，可提供保护箔片，其选择成保持微反射镜14的折射效应，并且不会被例如具有类似折射率的
层压粘合剂破坏。因此，保护箔片可例如分离地
热封(例如利用激光)、固定等，以保持空气或气泡。还可使用高折射率压印漆或者例如在光学可变区域图案部位中张开(gap)用于保护箔片的层压粘合剂。
[0074] 根据本发明的光学可变区域图案优选地在基底箔片上生产和/或使用。基底箔片可尤其布置在反射层15下方，在反射层15和压印漆层16或微反射镜14之间，或者还位于微反射镜14上方。
[0075] 反射层15和涂层17可在一些部位中例如在相同或不同、重叠或非重叠部位中张开。相应地，那么仅在一些部位中可看见对应颜色或效应。
[0076] 微反射镜14可有利地压印在着色压印漆16中。如此，可比较经济地产生折射的、向下反射的第二光束L3的颜色。或者，单独的着色层23(例如漆层)还可设置在例如由透明压印漆构成的微反射镜14与反射层15之间，如图8所示。
[0077] 根据本发明的光学可变区域图案10还可发展为安全线12(图1)。另外，光学可变区域图案10不仅可发展在基底箔片上(如所述)，从基底箔片，其可以已知方式传送至有价文件。还可将光学可变区域图案10直接发展在有价文件上。因此，可实施直接打印，随后将微反射镜压印在聚合物基底上，以在例如塑料钞票中发展根据本发明的光学可变区域图案。根据本发明的光学可变区域图案可发展在大多数变化的基底中。特别地，其可发展在纸基、具有合成
纤维的纸(即，具有聚合物材料占0
甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚丙烯(PP)或聚酰胺(PA)构成)或多层合成物，尤其为多个不同箔的合成物(合成层压物)或纸箔合成物(箔片/纸/箔片或纸/箔片/纸)中或上，光学可变区域图案能够设置在这种多层合成物的各层中或上或之间。
[0078] 部件列表
[0079] 10 光学可变区域图案
[0080] 11 钞票
[0081] 12 窗口线
[0082] 13 矩形区域部位
[0083] 14 微反射镜
[0084] 15 反射层
[0085] 16 压印漆层
[0086] 17 涂层
[0087] 18 介质
[0088] 19 微反射镜阵列
[0089] 21 第一部位
[0090] 22 第二部位
[0091] 23 墨层
[0092] L1 入射光束
[0093] L2、L2’ 第一反射光束
[0094] L3、L3’ 第二反射光束
[0095] L4、L5 光束
[0096] N 宏观表面法线
[0097] P1、P2 移动方向
[0098] B1 品红色条
[0099] B2 绿条
