AT518727A2 - Optical device with zero order image - Google Patents

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AT518727A2 ATA9061/2016A AT90612016A AT518727A2 AT 518727 A2 AT518727 A2 AT 518727A2 AT 90612016 A AT90612016 A AT 90612016A AT 518727 A2 AT518727 A2 AT 518727A2
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Abstract

Eine optische Vorrichtung, beinhaltend: eine erste Oberfläche; und eine Anordnung von Bildpunkten auf der ersten Oberfläche, wobei eine Vielzahl der Bildpunkte ein Diffraktionselement nullter Ordnung beinhaltet, sodass jedes Diffraktionselement nullter Ordnung zum Bereitstellen eines diffraktiven Effekts nullter Ordnung ausgelegt ist.An optical device including: a first surface; and an array of pixels on the first surface, wherein a plurality of the pixels include a zero order diffraction element such that each zero order diffraction element is configured to provide a zero order diffractive effect.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft im Allgemeinen optische Vorrichtungen, insbesondere Sicherheitsvorrichtungen, für Dokumente wie etwa Banknoten.The invention relates generally to optical devices, in particular security devices, for documents such as banknotes.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Es ist hinreichend bekannt, dass in Dokumente Sicherheitsmerkmale integriert werden, welche ein Maß an Sicherheit erfordern, zum Beispiel Banknoten. Solche Sicherheitsmerkmale können etliche Formen annehmen, wobei besonders nützliche Merkmale jene sind, die visuell offensichtlich und damit relativ einfach inspizierbar sind.It is well known that security features, such as banknotes, are integrated into documents which require a degree of security. Such security features may take many forms, with particularly useful features being those that are visually apparent and therefore relatively easy to inspect.

Allerdings sind skrupellose Fälscherbanden inzwischen besser organisiert und technisch kompetenter, und die hohen Einnahmen aus Fälschungen werden inzwischen ungeachtet der Risiken leichter gewürdigt. Im Laufe der letzten Jahre sind Versuche, echte Vorrichtungen zu nachzuahmen, immer erfolgreicher geworden. Dieses Problem wird durch die Tatsache verschärft, dass der Authentifizierungsprozess für die Banknote durch Mitglieder der Öffentlichkeit seit langem als der schwächste Punkt im Sicherheitssystem erkannt worden ist. Oftmals erfordern es solche Sicherheitsmerkmale, dass die Inspektion durch Mitglieder der Öffentlichkeit geeignet ist, jedoch kann es übermäßig kompliziert sein, diese zu sehen, oder es kann sein, dass sie keinen starken Effekt bereitstellen, der sich leicht erkennen lässt. Dies mindert die Eignung solcher Merkmale dafür, es der Öffentlichkeit zu ermöglichen, beim Reduzieren der fälschungsbedingten Kosten eine aktive Rolle einzunehmen.However, unscrupulous counterfeiting is now better organized and technically more competent, and the high revenues from counterfeiting are now more easily appreciated regardless of the risks. Over the last few years, attempts to mimic real devices have become increasingly successful. This problem is exacerbated by the fact that the banknote authentication process by members of the public has long been recognized as the weakest point in the security system. Often, such security features require that inspection by members of the public be appropriate, but it may be excessively complicated to see them, or they may not provide a strong effect that is easily recognizable. This diminishes the suitability of such features to allow the public to play an active role in reducing counterfeiting costs.

Daher ist es wünschenswert, Sicherheitsmerkmale bereitzustellen, die sich schwer reproduzieren und damit fälschen lassen, während gleichzeitig die Öffentlichkeit einbezogen wird, sodass eine regelrechte Authentifizierung von Banknoten erfolgen kann. Sicherheitsmerkmale, die einen überraschenden visuellen Effekt bereitstellen, die zum Beispiel ein verborgenes Bild erkennen lassen, das normalerweise nicht sichtbar ist, wobei sie keine Spezialausstattung erfordern, sind besonders wünschenswert.Therefore, it is desirable to provide security features that are difficult to reproduce and falsify while at the same time involving the public so that true authentication of banknotes can occur. Security features that provide a surprising visual effect that, for example, reveal a hidden image that is not normally visible, and that do not require special equipment, are particularly desirable.

Kurzdarstellung der ErfindungBrief description of the invention

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine optische Vorrichtung, vorzugsweise eine Sicherheitsvorrichtung für ein Sicherheitsdokument, bereitgestellt, die Folgendes beinhaltet: eine erste Oberfläche; und eine Anordnung von Bildpunkten auf der ersten Oberfläche, wobei jeder Bildpunkt einAccording to one aspect of the present invention, there is provided an optical device, preferably a security document security device, comprising: a first surface; and an array of pixels on the first surface, each pixel

Diffraktionselement nullter Ordnung beinhaltet, sodass jedes Diffraktionselement nullter Ordnung zum Bereitstellen eines diffraktiven Effekts nullter Ordnung ausgelegt ist.The zero order diffraction element includes, so that each zero order diffraction element is designed to provide a zero order diffractive effect.

Vorzugsweise ist die Größe jedes Bildpunkts gleich. Jeder Bildpunkt kann eine Dimension aufweisen, die sich auf 5 bis 100 Mikrometer beläuft.Preferably, the size of each pixel is the same. Each pixel may have a dimension ranging from 5 to 100 microns.

In Ausführungsformen weist jeder Bildpunkt eine assoziierte Helligkeit auf. Die assoziierte Helligkeit jedes Bildpunkts kann aus einer endlichen Zahl an Helligkeitsstufen, wie etwa 16 Helligkeitsstufen, ausgewählt werden. Alternativ kann die assoziierte Helligkeit jedes Bildpunkts aus einem kontinuierlichen Bereich an Helligkeitsstufen ausgewählt werden. Das Diffraktionselement nullter Ordnung jedes Bildpunkts kann sich innerhalb einer aktiven Region des Bildpunkts befinden, die so angeordnet ist, dass die Helligkeit jedes Bildpunkts durch die Größe der aktiven Region des Bildpunkts bestimmt wird. Die optische Vorrichtung kann ferner einen oder mehrere nicht diffraktive Bildpunkte beinhalten, wobei jeder nicht diffraktive Bildpunkt einer minimalen Helligkeitsstufe entspricht.In embodiments, each pixel has an associated brightness. The associated brightness of each pixel may be selected from a finite number of brightness levels, such as 16 brightness levels. Alternatively, the associated brightness of each pixel may be selected from a continuous range of brightness levels. The zeroth-order diffraction element of each pixel may be located within an active region of the pixel arranged such that the brightness of each pixel is determined by the size of the active region of the pixel. The optical device may further include one or more non-diffractive pixels, each non-diffractive pixel corresponding to a minimum brightness level.

Optional beinhaltet jedes Diffraktionselement nullter Ordnung eine periodische Anordnung von Gitterelementen. Die Periodizität der Anordnung der Gitterelemente für jedes Diffraktionselement nullter Ordnung kann gleich sein. Vorzugsweise beträgt die Gitterperiodizität nicht mehr als 500 nm, weiter bevorzugt nicht mehr als 300 nm und besonders bevorzugt nicht mehr als 250 nm. In Ausführungsformen ist mit jedem Diffraktionselement nullter Ordnung eine Farbe assoziiert, und die Periodizität der Anordnung der Gitterelemente für jedes Diffraktionselement nullter Ordnung wird zumindest teilweise auf der damit assoziierten Farbe beruhend bestimmt. Die mit jedem Diffraktionselement nullter Ordnung assoziierte Farbe kann dem Erscheinungsbild des Diffraktionselements nullter Ordnung entsprechen, wenn die optische Vorrichtung aus einer gemeinsamen Position betrachtet wird.Optionally, each zero-order diffraction element includes a periodic array of grating elements. The periodicity of the arrangement of the grating elements for each zero-order diffraction element may be the same. Preferably, the grating periodicity is not more than 500 nm, more preferably not more than 300 nm, and most preferably not more than 250 nm. In embodiments, a color is associated with each zero order diffraction element and the periodicity of the array of grating elements is zero order for each diffraction element is at least partially determined based on the color associated therewith. The color associated with each zero-order diffraction element may correspond to the appearance of the zero-order diffraction element when the optical device is viewed from a common position.

Die Gitterelemente der optischen Vorrichtung können Gitterhöhen oder -tiefen von 500 nm oder weniger, vorzugsweise zwischen 60 und 250 nm aufweisen. In einer Ausführungsform können die Gitterelemente Gitterhöhen oder -tiefen von zwischen 60 und 150 nm aufweisen. Ein solcher Bereich von Gitterhöhen oder -tiefen kann verwendet werden, um Farbspezialeffekte nullter Ordnung in Abhängigkeit von anderen Faktoren wie etwa der Gitterperiodizität zu erzeugen.The grating elements of the optical device may have grating heights or depths of 500 nm or less, preferably between 60 and 250 nm. In one embodiment, the grid elements may have grid heights or depths of between 60 and 150 nm. Such a range of grid heights or depths may be used to produce zero order color special effects depending on other factors such as grating periodicity.

In einer anderen Ausführungsform können die Gitterelemente Gitterhöhen oder -tiefen von zwischen 120 und 250 nm aufweisen. Der Bereich von Gitterhöhen oder -tiefen kann sehr helle Diffraktionseffizienzen für Gitter mit hoher Raumfrequenz bieten, zum Beispiel mit einer Gitterperiodizität von 250 nm oder weniger.In another embodiment, the grid elements may have grid heights or depths of between 120 and 250 nm. The range of grid heights or depths can provide very bright diffraction efficiencies for high spatial frequency gratings, for example with a grating periodicity of 250 nm or less.

Optional beinhaltet die optische Vorrichtung ferner eine erste opake Schicht, optional Schwarz oder Weiß, vorzugsweise Weiß, die auf eine zweite Oberfläche des ................-Substrats gegenüber der ersten Oberfläche aufgetragen wird.Optionally, the optical device further includes a first opaque layer, optionally black or white, preferably white, which is applied to a second surface of the substrate opposite the first surface.

In einer alternativen Option beinhaltet die optische Vorrichtung ferner einen Mikrolinsenarray, der auf einer zweiten Oberfläche des Substrats ausgebildet ist, wobei die Mikrolinsen des Mikrolinsenarrays zum Betrachten der Bildpunktanordnung ausgelegt sind. Gegebenenfalls kann die optische Vorrichtung ferner eine zweite opake Schicht, optional Schwarz oder Weiß, vorzugsweise Weiß, beinhalten, welche auf die Bildpunktanordnung aufgebracht wird und dadurch die Bildpunktanordnung bedeckt.In an alternative option, the optical device further includes a microlens array formed on a second surface of the substrate, the microlenses of the microlens array being configured to view the pixel array. Optionally, the optical device may further include a second opaque layer, optionally black or white, preferably white, which is applied to the pixel array and thereby covers the pixel array.

Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein optisches System bereitgestellt, beinhaltend eine optische Vorrichtung gemäß dem ersten Aspekt und eine Überprüfungsvorrichtung, wobei die Überprüfungsvorrichtung einen Mikrolinsenarray beinhaltet, welcher eine Anordnung von Mikrolinsen beinhaltet, wobei der Mikrolinsenarray dazu ausgelegt ist, einen optischen Effekt, vorzugsweise einen Moire-Effekt oder einen Bildwechseleffekt, bereitzustellen, wenn er derart positioniert ist, dass er die optischeAccording to a second aspect of the present invention, there is provided an optical system including an optical device according to the first aspect and an inspection device, wherein the inspection device includes a microlens array including an array of microlenses, the microlens array being configured to provide an optical effect, preferably a moiré effect or an image change effect, provided that it is positioned to receive the optical

Vorrichtung überlappt, sodass die Mikrolinsen das Bild erkennbar machen.Device overlaps so that the microlenses make the image recognizable.

Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Dokument, vorzugsweise ein Sicherheitsdokument wie etwa eine Banknote, bereitgestellt, das die optische Vorrichtung oder das optische System der vorhergehenden Aspekte beinhaltet.According to a third aspect of the present invention, there is provided a document, preferably a security document such as a bill, which includes the optical device or the optical system of the preceding aspects.

Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung einer optischen Vorrichtung gemäß dem ersten Aspekt bereitgestellt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte beinhaltet: Aufträgen einer strahlungshärtbaren Tinte (Radiation Curable Ink - RCI) auf eine erste Oberfläche eines Substrats; Prägen der RCI unter Verwendung einer hochauflösenden Prägevorrichtung; und Härten der RCI.According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an optical device according to the first aspect, the method comprising the steps of: applying radiation-curable ink (RCI) to a first surface of a substrate; Embossing the RCI using a high resolution embossing device; and hardening the RCI.

Die hochauflösende Prägevorrichtung kann unter Verwendung eines Verfahrens hergestellt werden, das die Elektronenstrahllithographie einbezieht. Die Elektronenstrahllithographie kann gebraucht werden, um eine Mastervorlage zu erstellen, die wiederum gebraucht wird, um die hochauflösende Prägevorrichtung herzustellen.The high resolution embossing apparatus can be manufactured using a method involving electron beam lithography. Electron beam lithography can be used to create a master master, which in turn is needed to make the high resolution embossing device.

Das Verfahren beinhaltet optional einen Schritt des Ausbildens eines Mikrolinsenarrays, vorzugsweise eines geprägten Mikrolinsenarrays, einer zweiten Oberfläche des Substrats, sodass die Mikrolinsen des Mikrolinsenarrays zum Betrachten eines mit der RCI assoziierten Bilds ausgelegt sind.The method optionally includes a step of forming a microlens array, preferably an embossed microlens array, a second surface of the substrate such that the microlenses of the microlens array are configured to view an image associated with the RCI.

Gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen eines Dokuments gemäß dem dritten Aspekt bereitgestellt, das die folgenden Schritte beinhaltet: in einer Region eines Substrats Aufträgen einer strahlungshärtbaren Tinte (RCI) auf eine erste Oberfläche eines Substrats, Prägen der RCI mit einer hochauflösenden Prägevorrichtung; und Härten der RCI; und Aufträgen einer deckenden Schicht auf eine oder beide von einer ersten Oberfläche und einer zweiten Oberfläche des Substrats, wobei die eine oder beide deckende Schichten derart aufgetragen werden, dass die RCI von zumindest einer Seite des Substrats aus sichtbar ist.According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a method of producing a document according to the third aspect, comprising the steps of: applying, in a region of a substrate, radiation-curable ink (RCI) to a first surface of a substrate, embossing the RCI with a high-resolution embossing device; and hardening the RCI; and applying an opaque layer to one or both of a first surface and a second surface of the substrate, wherein the one or both opaque layers are applied such that the RCI is visible from at least one side of the substrate.

Optional beinhaltet das Verfahren ferner den Schritt des Ausbildens eines Mikrolinsenarrays, vorzugsweise eines geprägten Mikrolinsenarrays auf einem anderen Abschnitt des Substrats auf die RCI, sodass, wenn die Banknote gefaltet oder anderweitig verformt wird, sodass der Mikrolinsenarray über der RCI liegend angeordnet ist, Mikrolinsen des Mikrolinsenarrays zum Betrachten eines Bilds ausgelegt sind, das mit der RCI assoziiert ist. Alternativ kann das Verfahren ferner einen Schritt des Ausbildens eines Mikrolinsenarrays, vorzugsweise eines geprägten Mikrolinsenarrays, einer zweiten Oberfläche des Substrats, welche die RCI überlappt, sodass die Mikrolinsen des Mikrolinsenarrays zum Betrachten eines mit der RCI assoziierten Bilds ausgelegt sind, beinhalten.Optionally, the method further includes the step of forming a microlens array, preferably an embossed microlens array on another portion of the substrate, onto the RCI such that when the bill is folded or otherwise deformed so that the microlens array is overlying the RCI, microlenses of the microlens array for viewing an image associated with the RCI. Alternatively, the method may further include a step of forming a microlens array, preferably an embossed microlens array, a second surface of the substrate that overlaps the RCI so that the microlenses of the microlens array are configured to view an image associated with the RCI.

Sicherheitsdokument oder -tokenSecurity document or token

Im hier verwendeten Sinne schließt der Begriff Sicherheitsdokumente und -token alle Arten von Dokumenten und Token von Wert und Identifikationsdokumente ein, darunter unter anderem Folgende: Währungselemente wie etwa Banknoten und Münzen, Kreditkarten, Pässe, Ausweise, Wertpapiere und Aktienzertifikate, Führerscheine, Eigentumsurkunden, Reisedokumente wie etwa Flug- und Zugtickets, Eintrittskarten und Tickets, Geburts-, Sterbe-und Heiratsurkunden und akademische Transkripte.As used herein, the term security documents and tokens includes all types of value-added documents and tokens including, but not limited to, currency items such as banknotes and coins, credit cards, passports, passports, securities and stock certificates, driver's licenses, title deeds, travel documents such as airline and train tickets, tickets and tickets, birth, death and marriage certificates and academic transcripts.

Die Erfindung ist insbesondere, aber nicht ausschließlich, auf Sicherheitsdokumente oder -token wie etwa Banknoten oder Identifikationsdokumente wie etwa Ausweise oder Pässe anwendbar, die aus einem Substrat ausgebildet werden, auf das eine oder mehrere Druckschichten aufgebracht werden.The invention is particularly, but not exclusively, applicable to security documents or tokens, such as banknotes or identification documents, such as badges or passports, formed from a substrate to which one or more print layers are applied.

Substratsubstratum

Im hier verwendeten Sinne bezieht sich der Begriff Substrat auf das Ausgangsmaterial, aus dem das bzw. der Sicherheitsdokument oder -token ausgebildet wird. Das Ausgangsmaterial kann Papier oder ein anderes Fasermaterial wie etwa Cellulose, ein Kunststoff oder ein Polymermaterial, darunter unter anderem Polypropylen (PP), Polyethylen (PE), Polycarbonat (PC), Polyvinylchlorid (PVC),As used herein, the term substrate refers to the starting material from which the security document or token is formed. The starting material may be paper or another fibrous material such as cellulose, a plastic or a polymer material including, but not limited to, polypropylene (PP), polyethylene (PE), polycarbonate (PC), polyvinylchloride (PVC),

Polyethylenterephthalat (PET); oder ein Verbundmaterial aus zwei oder mehr Materialien, wie etwa ein Laminat aus Papier und mindestens einem Kunststoffmaterial oder aus zwei oder mehr Polymermaterialien sein.Polyethylene terephthalate (PET); or a composite material of two or more materials, such as a laminate of paper and at least one plastic material, or of two or more polymeric materials.

Transparente Fenster und HalbfensterTransparent windows and half windows

Im hier verwendeten Sinne bezieht sich der Begriff Fenster auf einen transparenten oder transluzenten Bereich in dem Sicherheitsdokument im Vergleich zu der im Wesentlichen opaken Region, auf die ein Druck aufgebracht wird. DasAs used herein, the term window refers to a transparent or translucent area in the security document as compared to the substantially opaque region to which a print is applied. The

Fenster kann vollständig transparent sein, sodass es die Übertragung von Licht im Wesentlichen unbeeinträchtigt ermöglicht, oder es kann teilweise transparent oder transluzent sein, wobei es die Übertragung von Licht teilweise ermöglicht, ohne es dabei zu ermöglichen, dass Objekte durch den Fensterbereich deutlich zu sehen sind.Window may be completely transparent so as to allow the transmission of light substantially unimpaired, or it may be partially transparent or translucent, partially enabling the transmission of light without allowing objects to be clearly seen through the window area ,

Ein Fensterbereich kann in einem polymerenA window area may be in a polymeric

Sicherheitsdokument ausgebildet werden, das mindestens eine Schicht aus transparentem Polymermaterial und eine oder mehrere deckende Schichten aufweist, die auf mindestens eine Seite aus einem transparenten polymeren Substrat aufgebracht wird bzw. werden, indem mindestens eine deckende Schicht in der Region weggelassen wird, die den Fensterbereich ausbildet. Wenn deckende Schichten auf beide Seiten eines transparenten Substrats aufgebracht werden, dann kann ein vollständig transparentes Fenster ausgebildet werden, indem die deckenden Schichten auf beiden Seiten des transparenten Substrats in dem Fensterbereich weggelassen werden.A security document comprising at least one layer of transparent polymeric material and one or more covering layers applied to at least one side of a transparent polymeric substrate by omitting at least one opaque layer in the region forming the window region , If opaque layers are applied to both sides of a transparent substrate, then a completely transparent window can be formed by omitting the opaque layers on both sides of the transparent substrate in the window region.

Ein teilweise transparenter oder transluzenter Bereich, nachfolgend als ein „Halbfenster" bezeichnet, kann in einem polymeren Sicherheitsdokument ausgebildet werden, das deckende Schichten auf beiden Seiten aufweist, indem die deckenden Schichten lediglich auf einer Seite des Sicherheitsdokuments in dem Fensterbereich weggelassen werden, sodass das „Halbfenster" nicht vollständig transparent ist, es jedoch ermöglicht, dass ein Teil des Lichts hindurchgeht, ohne es dabei zu ermöglichen, dass Objekte durch das Halbfenster deutlich zu sehen sind.A partially transparent or translucent area, hereinafter referred to as a "half-window", may be formed in a polymeric security document having covering layers on both sides by omitting the covering layers only on one side of the security document in the window area, so that the " Half Window "is not completely transparent, but allows some of the light to pass through without allowing objects to be clearly seen through the half window.

Alternativ ist es möglich, dass die Substrate aus einem im Wesentlichen opaken Material wie etwa Papier oderAlternatively, it is possible for the substrates to be made of a substantially opaque material, such as paper or paper

Fasermaterial ausgebildet werden, wobei eine Einlage aus transparentem Kunststoffmaterial in einen Ausschnitt oder eine Aussparung in dem Papier oder Fasersubstrat eingesetzt wird, um einen transparenten Fenster- oder einen transluzenten Halbfensterbereich auszubilden.Fiber material are formed, wherein an insert of transparent plastic material is inserted into a cutout or a recess in the paper or fiber substrate to form a transparent window or a translucent half-window area.

Deckende SchichtenCovering layers

Eine oder mehrere deckende Schichten können auf ein transparentes Substrat aufgebracht werden, um die Opazität des Sicherheitsdokuments zu erhöhen. Eine deckende Schicht ist so, dass LT < L0, wobei L0 die Lichtmenge ist, die auf das Dokument einfällt, und LT die Lichtmenge ist, die durch das Dokument übertragen wird. Eine deckende Schicht kann eine oder mehrere beliebige aus einer Vielfalt an deckenden Beschichtungen umfassen. Zum Beispiel können die deckenden Beschichtungen ein Pigment wie etwa Titandioxid umfassen, das in einem Bindemittel oder einer Trägersubstanz eines wärmeaktivierten vernetzbaren Polymermaterials dispergiert ist. Alternativ könnte ein Substrat aus transparentem Kunststoffmaterial zwischen deckenden Schichten aus Papier oder einem anderen partiell oder im Wesentlichen opaken Material angeordnet werden, auf welches im Nachhinein Erkennungszeichen aufgedruckt oder anderweitig aufgebracht werden können.One or more opaque layers may be applied to a transparent substrate to increase the opacity of the security document. An opaque layer is such that LT <L0, where L0 is the amount of light incident on the document, and LT is the amount of light transmitted through the document. An opaque layer may comprise one or more of a variety of opaque coatings. For example, the opacifying coatings may comprise a pigment, such as titanium dioxide, dispersed in a binder or carrier of a heat activated crosslinkable polymer material. Alternatively, a substrate of transparent plastic material could be placed between opaque layers of paper or other partially or substantially opaque material onto which indicia may subsequently be printed or otherwise applied.

Sicherheitsvorrichtung oder -merkmalSafety device or feature

Im hier verwendeten Sinne schließt der Begriff Sicherheitsvorrichtung oder -merkmal eine beliebige aus einer großen Anzahl von Sicherheitsvorrichtungen, -elementen oder -merkmalen ein, die dazu gedacht sind, das Sicherheitsdokument bzw. den -token vor einer Fälschung,As used herein, the term security device or feature includes any of a wide variety of security devices, elements, or features intended to prevent the security document or token from being counterfeited.

Kopie, Veränderung oder Manipulation zu schützen. Sicherheitsvorrichtungen oder -merkmale können in oder auf dem Substrat des Sicherheitsdokuments oder in oder auf einer oder mehreren Schichten bereitgestellt werden, die auf das Basissubstrat aufgebracht werden, und sie können eine große Vielfalt an Formen annehmen, wie etwa Sicherheitsfäden, die in Schichten des Sicherheitsdokuments eingebettet sind; Sicherheitstinten, wie etwa fluoreszierende, lumineszierende und phosphoreszierende Tinten, metallische Tinten, schillernde Tinten, photochrome, thermochrome, hydrochrome oder piezochrome Tinten; gedruckte und geprägte Merkmale, darunter ReliefStrukturen; Interferenzschichten; Flüssigkristallvorrichtungen; Linsen undProtect copy, modification or manipulation. Security devices or features may be provided in or on the substrate of the security document or in or on one or more layers applied to the base substrate, and may take a wide variety of forms, such as security threads embedded in layers of the security document are; Safety inks, such as fluorescent, luminescent and phosphorescent inks, metallic inks, iridescent inks, photochromic, thermochromic, hydrochromic or piezochrome inks; printed and embossed features, including relief structures; Interference layers; Liquid crystal devices; Lenses and

Lentikularstrukturen; optisch variable Vorrichtungen (OVD) wie etwa diffraktive Vorrichtungen, darunter Diffraktionsgitter, Hologramme und diffraktive optische Elemente (DOE).Lentikularstrukturen; optically variable devices (OVD), such as diffractive devices, including diffraction gratings, holograms, and diffractive optical elements (DOE).

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Ausführungsformen der Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es versteht sich, dass die Ausführungsformen nur zur Veranschaulichung dargeboten werden und die Erfindung durch diese Veranschaulichung nicht eingeschränkt wird. Für die Zeichnungen gilt:Embodiments of the invention will now be described with reference to the accompanying drawings. It should be understood that the embodiments are presented for purposes of illustration only, and the invention is not limited by this illustration. For the drawings:

Figuren la bis lc zeigen jeweils ein Dokument, das eine optische Vorrichtung beinhaltet;Figures la to lc each show a document containing an optical device;

Figur 2 zeigt eine optische Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform;Figure 2 shows an optical device according to an embodiment;

Figuren 3a und 3b zeigen Bildpunkte gemäß verschiedenen Ausführungsformen;FIGS. 3a and 3b show pixels according to various embodiments;

Figur 4 zeigt eine Anordnung von Gitterelementen eines Bildpunkts nullter Ordnung;Figure 4 shows an arrangement of grid elements of a zero order pixel;

Figur 5 zeigt Bildpunkte, die in Gruppen angeordnet sind, welche Bildpunkte verschiedener Farben umfassen; undFigure 5 shows pixels arranged in groups comprising pixels of different colors; and

Figuren 6a bis 6b zeigen Ausführungsformen, die Anordnungen von Mikrolinsen einbeziehen.Figures 6a to 6b show embodiments involving arrangements of microlenses.

Beschreibung bevorzugter AusführungsformDescription of preferred embodiment

Es wird, mit Bezugnahme auf die Figuren la und lb, ein Dokument 2 bereitgestellt, das eine optische Vorrichtung 4, wie etwa eine Sicherheitsvorrichtung, und ein optionales Überprüfungsmerkmal 6 beinhaltet. Das Dokument 2 kann ein Sicherheitsdokument 2 wie etwa eine Banknote sein. Das Sicherheitsdokument 2 kann auch jedes sonstige Dokument sein, das ein Sicherheitsmaß erfordert, zum Beispiel eine Kreditkarte oder ein Pass. Das Dokument 2 beinhaltet ein Substrat 8, das eine erste deckende Schicht 10, die auf eine erste Seite 11 aufgebracht wird, und eine zweite deckende Schicht 12, welche auf eine zweite Seite 13 aufgebracht wird, beinhalten kann. Sowohl die erste deckende Schicht 10 als auch die zweite deckende Schicht 12 beinhaltet in der Darstellung Fensterregionen, die der optischen Vorrichtung 4 und der Überprüfungsvorrichtung 6 entsprechen, wobei bemerkenswert ist, dass eine von der ersten und der zweiten deckenden Schicht 10, 12 in manchen Auslegungen derart ausgelegt sein kann, dass sie eine von der optischen Vorrichtung 4 und der Überprüfungsvorrichtung 6, bedeckt, gezeigt in Figur lc, wobei die zweite deckende Schicht 12 in der Darstellung die optische Vorrichtung 4 bedeckt. Im Falle von Figur lc kann die deckende Schicht einer opaken Rückschicht für das optische Element 4 wie etwa einer weißen oder schwarzen Rückschicht entsprechen. Auf diese Weise kann die optische Vorrichtung 4 oder die Überprüfungsvorrichtung 6 in einer Halbfensterregion ausgebildet werden.With reference to Figures la and lb, a document 2 is provided which includes an optical device 4, such as a security device, and an optional verification feature 6. The document 2 may be a security document 2 such as a banknote. The security document 2 can also be any other document that requires a security measure, for example a credit card or a passport. The document 2 includes a substrate 8 that may include a first opaque layer 10 applied to a first side 11 and a second opaque layer 12 applied to a second side 13. Both the first opaque layer 10 and the second opaque layer 12 are shown to include window regions corresponding to the optical device 4 and the verification device 6, it being understood that one of the first and second opaque layers 10, 12 is in some configurations may be configured to cover one of the optical device 4 and the inspection device 6 shown in FIG. 1c, the second covering layer 12 in the illustration covering the optical device 4. In the case of FIG. 1c, the opaque layer may correspond to an opaque backing layer for the optical element 4, such as a white or black backing layer. In this way, the optical device 4 or the verification device 6 can be formed in a half-window region.

Die optische Vorrichtung 4, mit Bezugnahme auf Figur 2, beinhaltet ein Substrat 8, das eine erste Oberfläche 16a und eine zweite Oberfläche 16b aufweist, welche der ersten bzw. der zweiten Seite 11, 13 des Dokuments 2 entsprechen. Die erste Oberfläche 16a beinhaltet eine Anordnung von Bildpunkten 14. Wie in der Figur gezeigt und hier angenommen, entspricht die Anordnung von Bildpunkten 14 einem regelmäßigen 2D-Array von Bildpunkten 14, allerdings kann die Anordnung von Bildpunkten 14 im Allgemeinen jede beliebige geeignete Anordnung einschließlich einer unregelmäßigen Anordnung sein. Die Bildpunkte 14 sind derart angeordnet, das sie ein Bild ausbilden, das von einem Verwender einsehbar ist, oder ein verborgenes Bild, das durch die Verwendung einer oder mehrerer Überprüfungsvorrichtungen 6 erkennbar gemacht werden muss.The optical device 4, with reference to FIG. 2, includes a substrate 8 having a first surface 16a and a second surface 16b corresponding to the first and second sides 11, 13 of the document 2, respectively. The first surface 16a includes an array of pixels 14. As shown in the figure and as assumed herein, the array of pixels 14 corresponds to a regular 2D array of pixels 14, however, the array of pixels 14 may generally be any suitable arrangement, including one be irregular arrangement. The pixels 14 are arranged to form an image that is viewable by a user or a hidden image that must be made recognizable by the use of one or more verification devices 6.

Es versteht sich, dass das Bild oder verborgene Bild einer Anordnung von Mikrobildern wie etwa einem wiederkehrenden ID- oder 2D-Muster aus Mikrobildern entsprechen kann. Die Bildpunkte 14 können alle die gleiche Größe aufweisen, wobei die „Größe" eines Bildpunkts 14 im hier verwendeten Sinne dem Bereich entspricht, den der Bildpunkt 14 auf der ersten Oberfläche 16a ausfüllt.It is understood that the image or hidden image may correspond to an array of microimages, such as a recurring ID or 2D pattern of microimages. The pixels 14 may all be the same size, with the "size" of a pixel 14 as used herein corresponding to the area occupied by the pixel 14 on the first surface 16a.

Jeder Bildpunkt 14, mit Bezugnahme auf die Figuren 3a und 3b, beinhaltet ein Diffraktionselement nullter Ordnung 18 (in den Figuren stellt das Diffraktionselement nullter Ordnung 18 den schattierten Abschnitt des Bildpunkts 14 dar), das zum Bereitstellen eines visuellen Effekts einer Diffraktion nullter Ordnung bereitgestellt wird. In der in Figur 3a gezeigten Ausführungsform entspricht dasEach pixel 14, with reference to Figures 3a and 3b, includes a zero-order diffraction element 18 (in the figures, the zero-order diffraction element 18 represents the shaded portion of the pixel 14) provided to provide a visual effect of zero-order diffraction , In the embodiment shown in FIG

Diffraktionselement nullter Ordnung 18 dem gesamten Bildpunkt 14. In der in Figur 3b gezeigten Ausführungsform weist jeder Bildpunkt 14 eine aktive Region 20 auf, wobei das diffraktive Element 18 innerhalb der aktiven Region 20 angeordnet ist. Der Abschnitt jedes Bildpunkts 14, der keine aktive Region 20 beinhaltet, wird hier als inaktive Region 22 des Bildpunkts bezeichnet. Wie in Figur 3b gezeigt, können verschiedene Bildpunkte 14a, 14b, 14c unterschiedlich große aktive Regionen 20a, 20b, 20c aufweisen. Die unterschiedlichen Größen der aktiven Regionen 20 ergeben unterschiedliche Helligkeiten der entsprechenden Bildpunkte 14, wobei eine große aktive Region 20 mit einem helleren Bildpunkt 14 assoziiert ist. „Helligkeit" im hier verwendeten Sinne entspricht der relativen Helligkeit zwischen Bildpunkten 14. Vorzugsweise entspricht eine maximale Helligkeit der größten aktiven Region 20, die mit einem Bildpunkt 14 assoziiert ist. In Figur 3b wird zudem ein nicht diffraktiver Bildpunkt 15 gezeigt. Der nicht diffraktive Bildpunkt 15 entspricht einem Bildpunkt 14 mit nur einer inaktiven Region 22. Der nicht diffraktive Bildpunkt 14 entspricht damit einem Bildpunkt 14 mit minimaler Helligkeit. Jeder Bildpunkt 14 kann eine Helligkeit aufweisen, die aus einem endlichen Bereich von Helligkeitsstufen (z. B. 16 Stufen) ausgewählt ist, oder alternativ wird die Helligkeit jedes Bildpunkts 14 aus einem kontinuierlichen Bereich von Helligkeitsstufen ausgewählt.In the embodiment shown in Figure 3b, each pixel 14 has an active region 20 with the diffractive element 18 disposed within the active region 20. The portion of each pixel 14 that does not include an active region 20 is referred to herein as an inactive region 22 of the pixel. As shown in Figure 3b, various pixels 14a, 14b, 14c may have different sized active regions 20a, 20b, 20c. The different sizes of the active regions 20 result in different brightnesses of the corresponding pixels 14, wherein a large active region 20 is associated with a lighter pixel 14. "Brightness" as used herein corresponds to the relative brightness between pixels 14. Preferably, maximum brightness corresponds to the largest active region 20 associated with a pixel 14. Also shown in Figure 3b is a non-diffractive pixel 15. The non-diffractive pixel 15 corresponds to a pixel 14 having only one inactive region 22. The non-diffractive pixel 14 thus corresponds to a minimum brightness pixel 14. Each pixel 14 may have a brightness selected from a finite range of brightness levels (eg, 16 levels) Alternatively, the brightness of each pixel 14 is selected from a continuous range of brightness levels.

Jedes Diffraktionselement nullter Ordnung 18, mit Bezugnahme auf Figur 4, beinhaltet eine Anordnung von Gitterelementen 24. In der gezeigten Auslegung entsprechen die Gitterelemente 24 Ausbuchtungen aus der ersten Oberfläche 16a der optischen Vorrichtung 4. Andere Auslegungen beinhalten Gitterelemente 24, die Kerben oder Vertiefungen in der ersten Oberfläche 16a oder Bereichen mit einem anderen Brechungsindex im Vergleich zu dem Substrat 8, in das die Gitterelemente 24 eingebettet sind, entsprechen, oder eine Schicht, die auf das Substrat 8 aufgebracht wird, in das die Gitterelemente 24 eingebettet sind. Der Darstellung gemäß liegen die Gitterelemente 24 in einer linearen periodischen Anordnung mit einer konstanten Gitterelementperiodizität 26 und einer konstanten Gitterelementhöhe oder -tiefe vor. Zum Beispiel beträgt die Gitterelementperiodizität unter 500 nm, vorzugsweise unter 300 nm, besser noch unter 250 nm. Die Gitterhöhen oder -tiefen betragen vorzugsweise 500 nm oder weniger, besser noch zwischen 60 und 250 nm. In manchen Ausführungsformen können die Gitterhöhen oder -tiefen je nach den erforderlichen Effekten nullter Ordnung zwischen 60 und 150 nm oder zwischen 120 nm und 250 nm betragen. Mittenabstand und Breiten der Gitterelemente betragen vorzugsweise 500 nm oder weniger, besser noch zwischen 60 und 250 nm.Each zeroth-order diffraction element 18, with reference to FIG. 4, includes an array of grating elements 24. In the illustrated embodiment, the grating elements 24 correspond to protrusions from the first surface 16a of the optical device 4. Other designs include grating elements 24 that have notches or recesses in the grating elements first surface 16a or regions having a different refractive index compared to the substrate 8 in which the grid elements 24 are embedded, or a layer applied to the substrate 8 in which the grid elements 24 are embedded. As shown, the grid elements 24 are in a linear periodic arrangement with a constant grid element periodicity 26 and a constant grid element height or depth. For example, the grating element periodicity is less than 500 nm, preferably less than 300 nm, better still less than 250 nm. The grating heights or depths are preferably 500 nm or less, more preferably between 60 and 250 nm. In some embodiments, grating heights or depths may vary after the required zeroth-order effects between 60 and 150 nm or between 120 nm and 250 nm. Center spacing and widths of the grating elements are preferably 500 nm or less, more preferably between 60 and 250 nm.

In einer Ausführungsform weist jedes Diffraktionselement nullter Ordnung 18 der optischen Vorrichtung 4 eine gemeinsame konstante Gitterelementperiodizität 26 und eine gemeinsame Gitterausrichtung auf. Ein Bild wird wegen der Helligkeitsvariation jedes Bildpunkts 14 aufgrund der Größe einer aktiven Region 20 bereitgestellt, wie mit Bezugnahme auf Figur 3b beschrieben. Zum Beispiel kann für ein monochromatisches 2-farbiges Bild jeder Bildpunkt 14 derart ausgewählt werden, dass er eine von zwei Helligkeitsstufen aufweist. In einer besonderen Umsetzung dieses Beispiels entspricht eine Helligkeitsstufe einem Bildpunkt 14 ohne inaktive Region 22, und die andere Helligkeitsstufe entspricht einem Bildpunkt 14 ohne aktive Region 20 (d. h. einem nicht diffraktiven Bildpunkt 15). In einem anderen Beispiel kann ein 16-farbiges Bild erstellt werden, wobei jeder Bildpunkt 14 eine Helligkeitsstufe aufweist, die aus einer von 16 Stufen ausgewählt wird (wobei die minimale Helligkeitsstufe einem nicht diffraktiven Bildpunkt 15 entsprechen kann). In dieser Ausführungsform kann die optische Vorrichtung 4 als ein monochromatisches Farbbild erscheinen, wenn die optische Vorrichtung 4 aus einer vorgegebenen Position betrachtet wird. Die Farbe des Bilds wird zumindest anhand der gemeinsamen Gitterperiodizität 26 bestimmt und kann ferner anhand einer Auswahl der Folgenden bestimmt werden: dem Material des Substrats 8, dem Material des Gitterelements 24, der Beschichtung zwischen dem Substrat 8 und den Gitterelementen 24, der Beschichtung, welche die Gitterelemente 24 bedeckt usw. Im Allgemeinen kann die Farbe für eine jeweilige optische Vorrichtung 4 durch auf Routineversuchen basierende Variation der Gitterperiodizität 26 bestimmt werden.In one embodiment, each zero-order diffraction element 18 of the optical device 4 has a common constant grating element periodicity 26 and a common grating orientation. An image is provided because of the brightness variation of each pixel 14 due to the size of an active region 20, as described with reference to Figure 3b. For example, for a monochromatic 2-color image, each pixel 14 may be selected to have one of two brightness levels. In a particular implementation of this example, one brightness level corresponds to a pixel 14 without inactive region 22, and the other brightness level corresponds to a pixel 14 without active region 20 (i.e., a non-diffractive pixel 15). In another example, a 16-color image may be created, with each pixel 14 having a brightness level selected from one of 16 levels (where the minimum brightness level may correspond to a non-diffractive pixel 15). In this embodiment, the optical device 4 may appear as a monochromatic color image when the optical device 4 is viewed from a predetermined position. The color of the image is determined at least on the basis of the common grating periodicity 26 and can further be determined by a selection of the following: the material of the substrate 8, the material of the grating element 24, the coating between the substrate 8 and the grating elements 24, the coating In general, the color for a given optical device 4 can be determined by routine experiment-based variation of the grating periodicity 26.

Eine andere Ausführungsform entspricht einer Variation der zuvor beschriebenen Ausführungsform. In dieser Ausführungsform kann jeder Bildpunkt 14 eine Farbe aufweisen, die aus zwei oder mehr Farben ausgewählt wird.Another embodiment corresponds to a variation of the previously described embodiment. In this embodiment, each pixel 14 may have a color selected from two or more colors.

Die Farbe jedes Bildpunkts 14 entspricht der Farbe des Bildpunkts 14, wenn er aus einer vorgegebenen gemeinsamen Betrachtungsposition betrachtet wird. In einer Umsetzung dieser Ausführungsform weist jeder Bildpunkt 14 eine Farbe auf, die aus einer von vier Farben ausgewählt wird, konkret Rot, Grün und Blau. Jeder Bildpunkt 14 weist ferner eine assoziierte Helligkeit auf, wie zuvor beschrieben. Auf diese Weise kann ein RGB-Bild erzeugt werden. Wie in Figur 5 gezeigt, sind die Bildpunkte 14 in Gruppen 28 angeordnet, die Bildpunkte 14 beinhalten, die mit jeder möglichen Farbe ± u (Rot, Grün, Blau) assoziiert sind. Um eine regelmäßige 2D-Anordnung von Bildpunkten 14 zu bewahren, können zwei Bildpunkte einer Farbe in einer Gruppe 28 (wie etwa die beiden grünen Bildpunkte, die in Figur 5 gezeigt werden) vorliegen.The color of each pixel 14 corresponds to the color of the pixel 14 when viewed from a given common viewing position. In one implementation of this embodiment, each pixel 14 has a color selected from one of four colors, specifically red, green, and blue. Each pixel 14 also has an associated brightness, as previously described. In this way, an RGB image can be generated. As shown in Figure 5, the pixels 14 are arranged in groups 28 which contain pixels 14 associated with each possible color ± u (red, green, blue). To preserve a regular 2D array of pixels 14, two pixels of a color may exist in a group 28 (such as the two green pixels shown in FIG. 5).

Der Mikrolinsenarray 30, mit Bezugnahme auf die Figuren 6a bis 6c, wird zum Betrachten der Bildpunkte 14 einer Bildpunktschicht 30 bereitgestellt. In Figur 6a wird der Mikrolinsenarray 30 auf der gegenüberliegenden Oberfläche (der zweiten Oberfläche 16b) des Substrats 8 zu der Bildpunktschicht 30 bereitgestellt und ist zum Fokussieren auf die Bildpunkte 14 der Bildpunktschicht 30 ausgelegt. In Figur 6b wird der Mikrolinsenarray 30 in einem separaten Abschnitt des Substrats 8 zu dem Mikrolinsenarray 30 bereitgestellt, wodurch ein Überprüfungselement einer Überprüfungsvorrichtung 32 ausgebildet wird.The microlens array 30, with reference to FIGS. 6 a to 6 c, is provided for viewing the pixels 14 of a pixel layer 30. In FIG. 6 a, the microlens array 30 is provided on the opposite surface (the second surface 16 b) of the substrate 8 to the pixel layer 30 and is designed to focus on the pixels 14 of the pixel layer 30. In FIG. 6b, the microlens array 30 is provided in a separate section of the substrate 8 to the microlens array 30, whereby a checking element of a checking device 32 is formed.

In Figur 6c wird der Mikrolinsenarray 30 als eine Überprüfungsvorrichtung bereitgestellt, die dem Überprüfungsmerkmal 6 des Dokuments 2 entspricht. In diesem Falle sind die Mikrolinsen des Mikrolinsenarrays 30 zum Fokussieren auf die Bildpunkte 14 der optischen Vorrichtung 4 ausgelegt, wenn das Dokument 2 gefaltet oder anderweitig verformt wird, sodass der Mikrolinsenarray 30 das optische Element 4 überlappt, vorzugsweise in Berührung mit entweder der ersten Seite 11 oder der zweiten Seite 13.In FIG. 6 c, the microlens array 30 is provided as a checking device that corresponds to the checking feature 6 of the document 2. In this case, the microlenses of the microlens array 30 are designed to focus on the pixels 14 of the optical device 4 when the document 2 is folded or otherwise deformed such that the microlens array 30 overlaps the optical element 4, preferably in contact with either the first side 11 or the second page 13.

Der Mikrolinsenarray 30 ist zum Betrachten einer Anordnung eines Bilds, die einer Anordnung von Mikrobildern entspricht, geeignet. Ein Vorteil von Bildpunkten 14 mit Diffraktionselement nullter Ordnung 18 besteht darin, dass eine hochauflösende Abbildung möglich ist.The microlens array 30 is suitable for viewing an arrangement of an image corresponding to an array of microimages. An advantage of pixels 14 with zero-order diffraction element 18 is that high-resolution imaging is possible.

Diffraktionselemente nullter Ordnung 18 sind im Vergleich zu Diffraktionselementen erster und höherer Ordnung vorteilhaft, da man festgestellt hat, dass Mikrolinsen ihrer Funktionsweise nach Diffraktionseffekte erster und höherer Ordnung neu kombinieren, wodurch die Effektivität solcher Gitter zur Verwendung in optischen Vorrichtungen, die auf Mikrolinsen und Mikrobildern beruhen, reduziert wird. Daher können Diffraktionsgitter nullter Ordnung 18 eine kontrastreiche, hochauflösende Mikroabbildung bereitstellen. Die hochauflösende Mikroabbildung kann Bildpunkten mit einer Dimension entsprechen, die sich auf 5 bis 100 Mikrometer beläuft. Zum Beispiel kann ein quadratischer Bildpunkt eine Länge und Breite von je 5 bis 100 Mikrometer aufweisen. Ein runder Bildpunkt kann einen Durchmesser von 5 bis 100 Mikrometer aufweisen. Ein Verringern der Bildpunktgröße wirkt sich auf die Lichtmenge aus, die jeder einzelne Bildpunkt reflektiert, weshalb die jeweilige Anwendung für die ideale Größe des Bildpunkts ausschlaggebend sein wird.0th order diffraction elements 18 are advantageous over first and higher order diffraction elements, since it has been found that microlenses recombine in operation after first and higher order diffraction effects, thereby reducing the effectiveness of such gratings for use in optical devices based on microlenses and microimages , is reduced. Therefore, zeroth-order diffraction gratings 18 can provide high-contrast, high-resolution microimage. The high-resolution microimage can correspond to pixels with a dimension ranging from 5 to 100 microns. For example, a square pixel may have a length and width of 5 to 100 microns each. A round pixel may have a diameter of 5 to 100 microns. Reducing the pixel size affects the amount of light that reflects each pixel, so the particular application will dictate the ideal size of the pixel.

Da die Gitterabstände der Gitterelemente 18 nullter Ordnung der Bildpunkte 14 relativ gering sind, sind zum Ausbilden der Bildpunkte 14 hochauflösende Verfahren erforderlich. In einem solchen Verfahren zum Ausbilden der Bildpunkte 14 wird ein Prägen mit einer hochauflösenden Prägevorrichtung verwendet. Die hochauflösende Prägevorrichtung kann mit einem Verfahren geschaffen werden, das die Elektronenstrahllithographie einbezieht, welche die Ausbildung detailreicher (und damit hochauflösender)Since the lattice spacings of the zeroth-order lattice elements 18 of the pixels 14 are relatively small, high-resolution techniques are required to form the pixels 14. In such a method of forming the pixels 14, embossing with a high-resolution embossing apparatus is used. The high-resolution embossing device can be created by a method involving electron beam lithography, which allows the formation of more detailed (and therefore high-resolution) images.

Merkmale auf einer Oberfläche ermöglicht. Eine Mastervorlage kann unter Verwendung der Elektronenstrahllithographie erstellt werden, welche dann zum Schaffen der hochauflösenden Prägevorrichtung gebraucht werden kann. Die Anordnung von Bildpunkten 14 kann ausgebildet werden, indem zunächst eine strahlungshärtbare Tinte (RCI) auf eine erste Oberfläche des Substrats 8 aufgebracht wird und die strahlungshärtbare Tinte unter Verwendung des Prägewerkzeugs geprägt wird. Aufgrund von Oberflächenspannungseffekten kann es wünschenswert sein, die RCI zu härten, ehe das Prägewerkzeug entfernt wird, sodass die Struktur der Gitterelemente nullter Ordnung 18 bewahrt wird. Die RCI wird vorzugsweise unter Verwendung einer geeigneten Strahlung gehärtet; so kann eine UV-härtbare Tinte durch Exposition gegenüber UV-Strahlung gehärtet werden. Es versteht sich, dass auch andere Tinten und Härtungsverfahren verwendet werden können, zum Beispiel warmhärtbare Tinten.Features on a surface allows. A master master can be created using electron beam lithography, which can then be used to create the high resolution embosser. The array of pixels 14 may be formed by first applying a radiation-curable ink (RCI) to a first surface of the substrate 8 and embossing the radiation-curable ink using the embossing tool. Due to surface tension effects, it may be desirable to cure the RCI before the embossing tool is removed, thus preserving the structure of the zeroth-order grid elements 18. The RCI is preferably cured using a suitable radiation; Thus, a UV-curable ink can be cured by exposure to UV radiation. It is understood that other inks and curing methods may be used, for example, thermosetting inks.

Es können weitere Modifikationen und Verbesserungen vorgenommen werden, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.Other modifications and improvements may be made without departing from the scope of the present invention.

Claims (25)

Patentansprüche:claims: 1. Optische Vorrichtung, beinhaltend: - eine erste Oberfläche; und - eine Anordnung von Bildpunkten auf der ersten Oberfläche, wobei eine Vielzahl der Bildpunkte ein Diffraktionselement nullter Ordnung beinhaltet, sodass jedes Diffraktionselement nullter Ordnung zum Bereitstellen eines diffraktiven Effekts nullter Ordnung ausgelegt ist, und wobei die Anordnung von Bildpunkten zum Bereitstellen eines Bilds ausgelegt ist, wobei das Bild eine Anordnung von Mikrobildern beinhaltet.An optical device including: a first surface; and an array of pixels on the first surface, wherein a plurality of the pixels include a zero order diffraction element such that each zero order diffraction element is configured to provide a zero order diffractive effect, and wherein the array of pixels is configured to provide an image; wherein the image includes an array of microimages. 2. Optische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Größe jedes Bildpunkts gleich ist.The optical device according to claim 1, wherein the size of each pixel is the same. 3. Optische Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jeder Bildpunkt eine Dimension von 5 bis 500 Mikrometer aufweist.The optical device of any one of the preceding claims, wherein each pixel has a dimension of 5 to 500 microns. 4. Optische Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jeder Bildpunkt eine assoziierte Helligkeit aufweist.The optical device of any one of the preceding claims, wherein each pixel has an associated brightness. 5. Optische Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die assoziierte Helligkeit jedes Bildpunkts aus einer endlichen Zahl an Helligkeitsstufen, wie etwa 16 Helligkeitsstufen, ausgewählt wird.The optical device of claim 4, wherein the associated brightness of each pixel is selected from a finite number of brightness levels, such as 16 brightness levels. 6. Optische Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die assoziierte Helligkeit jedes Bildpunkts aus einem kontinuierlichen Bereich an Helligkeitsstufen ausgewählt wird.The optical device of claim 4, wherein the associated brightness of each pixel is selected from a continuous range of brightness levels. 7. Optische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei sich das Diffraktionselement nullter Ordnung jedes Bildpunkts innerhalb einer aktiven Region des Bildpunkts befindet, die so angeordnet ist, dass die Helligkeit jedes Bildpunkts durch die Größe der aktiven Region des Bildpunkts bestimmt wird.The optical device according to any one of claims 4 to 6, wherein the zero-order diffraction element of each pixel is located within an active region of the pixel arranged to determine the brightness of each pixel by the size of the active region of the pixel. 8. Optische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, die ferner einen oder mehrere nicht diffraktive Bildpunkte beinhaltet, wobei jeder nicht diffraktive Bildpunkt einer minimalen Helligkeitsstufe entspricht.The optical device of any one of claims 4 to 7, further comprising one or more non-diffractive pixels, each non-diffractive pixel corresponding to a minimum brightness level. 9. Optische Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jedes Diffraktionselement nullter Ordnung eine periodische Anordnung von Gitterelementen beinhaltet.The optical device of any one of the preceding claims, wherein each zero-order diffraction element includes a periodic array of grating elements. 10. Optische Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Periodizität der Anordnung von Gitterelementen für jedes Diffraktionselement nullter Ordnung gleich ist.The optical device of claim 9, wherein the periodicity of the array of grating elements is the same for each zero-order diffraction element. 11. Optische Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei mit jedem Diffraktionselement nullter Ordnung eine Farbe assoziiert ist, und wobei die Periodizität der Anordnung der Gitterelemente für jedes Diffraktionselement nullter Ordnung zumindest teilweise auf der damit assoziierten Farbe beruhend bestimmt wird.The optical device of claim 9, wherein a color is associated with each zero order diffraction element, and wherein the periodicity of the array of the grating elements for each zero order diffraction element is determined based at least in part on the color associated therewith. 12. Optische Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei die mit jedem Diffraktionselement nullter Ordnung assoziierte Farbe dem Erscheinungsbild des Diffraktionselement nullter Ordnung entspricht, wenn die optische Vorrichtung aus einer gemeinsamen Position betrachtet wird.The optical device according to claim 11, wherein the color associated with each zero-order diffraction element corresponds to the appearance of the zero-order diffraction element when the optical device is viewed from a common position. 13. Optisch Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei die Gitterelemente Gittertiefen oder -höhen von 500 nm oder weniger, vorzugsweise zwischen 60 und 250 nm aufweisen.13. Optical device according to one of claims 9 to 12, wherein the grid elements have grid depths or heights of 500 nm or less, preferably between 60 and 250 nm. 14. Optische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, ferner beinhaltend eine erste opake Schicht, optional Schwarz oder Weiß, vorzugsweise Weiß, die auf eine zweite Oberfläche des Substrats gegenüber der ersten Oberfläche aufgetragen wird.14. An optical device according to any one of claims 1 to 13, further comprising a first opaque layer, optionally black or white, preferably white, which is applied to a second surface of the substrate opposite the first surface. 15. Optische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, ferner beinhaltend einen Mikrolinsenarray, der auf einer zweiten Oberfläche des Substrats ausgebildet ist, wobei die erste und die zweite Oberfläche gegenüberliegenden Seiten eines transparenten oder transluzenten Substrats entsprechen, wobei der Mikrolinsenarray zum Betrachten der Anordnung von Bildpunkten ausgelegt ist.15. The optical device of claim 1, further comprising a microlens array formed on a second surface of the substrate, the first and second surfaces corresponding to opposite sides of a transparent or translucent substrate, the microlens array for viewing the array of pixels is designed. 16. Optische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13 oder 15, ferner beinhaltend eine erste opake Schicht, optional Schwarz oder Weiß, vorzugsweise Weiß, welche auf die Anordnung von Bildpunkten aufgebracht wird und dadurch die Anordnung von Bildpunkten bedeckt.16. An optical device according to any one of claims 1 to 13 or 15, further comprising a first opaque layer, optionally black or white, preferably white, which is applied to the array of pixels and thereby covers the array of pixels. 17. Optisches System, das eine optische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16 und eine Überprüfungsvorrichtung beinhaltet, wobei die Überprüfungsvorrichtung einen Mikrolinsenarray beinhaltet, welcher eine Anordnung von Mikrolinsen beinhaltet, wobei der Mikrolinsenarray dazu ausgelegt ist, einen optischen Effekt, vorzugsweise einen Moire-Effekt oder einen Bildwechseleffekt, bereitzustellen, wenn er derart positioniert ist, dass er die optische Vorrichtung überlappt.17. An optical system including an optical device according to any one of claims 1 to 16 and a verification device, wherein the verification device includes a microlens array including an array of microlenses, the microlens array being configured to generate an optical effect, preferably a moire. Effect or image change effect when positioned so as to overlap the optical device. 18. Dokument, vorzugsweise ein Sicherheitsdokument wie etwa eine Banknote, welches die optische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16 oder das optische System nach Anspruch 17 beinhaltet.A document, preferably a security document such as a bill, which includes the optical device of any one of claims 1 to 16 or the optical system of claim 17. 19. Verfahren zum Herstellen einer optischen Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei das Verfahren die folgenden Schritte beinhaltet: Aufträgen einer strahlungshärtbaren Tinte (RCI) auf eine erste Oberfläche eines Substrats; Prägen der RCI unter Verwendung einer hochauflösenden Prägevorrichtung; und Härten der RCI.A method of manufacturing an optical device according to any one of claims 1 to 16, the method comprising the steps of: applying radiation-curable ink (RCI) to a first surface of a substrate; Embossing the RCI using a high resolution embossing device; and hardening the RCI. 20. Verfahren nach Anspruch 19, wobei die hochauflösende Prägevorrichtung unter Verwendung eines Verfahrens hergestellt wird, das die Elektronenstrahllithographie einbezieht.20. The method of claim 19, wherein the high resolution embossing device is fabricated using a method involving electron beam lithography. 21. Verfahren nach Anspruch 20, wobei die Elektronenstrahllithographie zum Erstellen einer Mastervorlage gebraucht wird, die wiederum zum Herstellen der hochauflösenden Prägevorrichtung gebraucht wird.21. The method of claim 20, wherein the electron beam lithography is used to create a master master, which in turn is used to make the high resolution embosser. 22. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 22, beinhaltend einen Schritt des Ausbildens eines Mikrolinsenarrays, vorzugsweise eines geprägten Mikrolinsenarrays, einer zweiten Oberfläche des Substrats, sodass die Mikrolinsen des Mikrolinsenarrays zum Betrachten eines mit der RCI assoziierten Bilds ausgelegt sind.The method of any of claims 20 to 22, including a step of forming a microlens array, preferably an imprinted microlens array, a second surface of the substrate so that the microlenses of the microlens array are adapted for viewing an image associated with the RCI. 23. Verfahren zum Herstellen eines Dokuments nach Anspruch 18, das die folgenden Schritte beinhaltet: - in einer Region eines Substrats Aufträgen einer strahlungshärtbaren Tinte (RCI) auf eine erste Oberfläche eines Substrats, Prägen der RCI unter Verwendung einer hochauflösenden Prägevorrichtung; und Härten der RCI; und - Aufträgen einer deckenden Schicht auf eine oder beide von einer ersten Oberfläche und einer zweiten Oberfläche des Substrats, wobei die eine oder beide deckende Schichten derart aufgetragen werden, dass die RCI von zumindest einer Seite des Substrats aus sichtbar ist.A method of producing a document according to claim 18, including the steps of: - applying, in a region of a substrate, radiation-curable ink (RCI) to a first surface of a substrate, embossing the RCI using a high resolution embossing device; and hardening the RCI; and applying an opaque layer to one or both of a first surface and a second surface of the substrate, wherein the one or both opaque layers are applied such that the RCI is visible from at least one side of the substrate. 24. Verfahren nach Anspruch 23, ferner beinhaltend den Schritt des Ausbildens eines Mikrolinsenarrays, vorzugsweise eines geprägten Mikrolinsenarrays auf einem anderen Abschnitt des Substrats auf die RCI, sodass, wenn die Banknote gefaltet oder anderweitig verformt wird, sodass der Mikrolinsenarray über der RCI liegend angeordnet ist, Mikrolinsen des Mikrolinsenarrays zum Betrachten eines Bilds ausgelegt sind, das mit der RCI assoziiert ist.24. The method of claim 23, further comprising the step of forming a microlens array, preferably an embossed microlens array on another portion of the substrate on the RCI such that when the bill is folded or otherwise deformed such that the microlens array is disposed overlying the RCI , Microlenses of the microlens array are designed to view an image associated with the RCI. 25. Verfahren nach Anspruch 23, beinhaltend einen Schritt des Ausbildens eines Mikrolinsenarrays, vorzugsweise eines geprägten Mikrolinsenarrays, einer zweiten Oberfläche des Substrats, welche die RCI überlappt, sodass die Mikrolinsen des Mikrolinsenarrays zum Betrachten eines mit der RCI assoziierten Bilds ausgelegt sind.25. The method of claim 23, including a step of forming a microlens array, preferably an imprinted microlens array, a second surface of the substrate that overlaps the RCI so that the microlenses of the microlens array are configured to view an image associated with the RCI.
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