CN113056376A - 光学可变元件、安全文件、用于制造光学可变元件的方法、用于制造安全文件的方法 - Google Patents

光学可变元件、安全文件、用于制造光学可变元件的方法、用于制造安全文件的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种优选地用于安全文件(1d)的光学可变元件(1a)，具体是安全元件(1b)和/或装饰元件(1c)，其中光学可变元件(1a)包括包含两个或更多个像素(2aa‑2dd,2e‑2f)的至少一个像素阵列(2)，其中该两个或更多个像素(2aa‑2dd,2e‑2f)中的一个或多个像素具有一个或多个结构(3aa‑3dd,3e‑3f)，并且其中，该一个或多个结构(3aa‑3dd,3e‑3f)中的一个或多个结构将入射电磁辐射(6)成像、衍射和/或散射成一个或多个空间角度。本发明还涉及一种安全文件(1d)，具体是包括一个或多个光学可变元件(1a)的安全文件(1d)，一种用于制造优选地用于安全文件(1d)的光学可变元件(1a)、优选地安全元件(1b)和/或装饰元件(1c)的方法，以及一种用于制造安全文件(1d)、优选地包括一层或多层、优选地包括一个或多个光学可变元件(1a)的安全文件(1d)的方法。

Description

光学可变元件、安全文件、用于制造光学可变元件的方法、用 于制造安全文件的方法
本发明涉及一种光学可变元件、具体是安全元件和/或装饰元件，安全文件，用于制造光学可变元件的方法，以及用于制造安全文件的方法。
安全元件用于增加并且由此改进对抗伪造安全文件(诸如举例而言，钞票、护照、支票卡、签证、信用卡、证书和/或类似价值或身份证明文件)的保护。此外，安全元件所提供的光学可变效果可以被非专业人员在没有进一步技术辅助的情况下容易且清楚地检测到，或者借助于进一步技术辅助(诸如举例而言，相机)被检测到，其中非专业人员能够以尽可能小的工作量来验证装备有这种类型的安全元件的安全文件的真实性，并且能够尽可能迅速地识别出操纵安全文件的企图和/或伪造的安全文件。
衍射结构和薄膜元件被频繁地用作安全元件。在该情形中，衍射结构取决于观察角度而显示色彩效果，诸如举例而言彩虹效果。相比之下，薄膜元件表征为经定义的变色效果。然而，由于衍射结构和薄膜元件的广泛分布和由此产生的熟悉效果，非专业人员几乎不再注意到这种类型的安全元件。
由此，例如从文献DE 10 2004 016 596 A1中已知这种类型的安全元件。
因此，本发明的目的是提供一种改进的光学可变元件，提供包括一个或多个改进的光学可变元件的安全文件，提供用于制造改进的光学可变元件的方法以及用于制造包括一个或多个改进的光学可变元件的安全文件的方法。具体地，改进的光学可变元件提供了具体令人难忘的光学可变效果。
该目的通过一种优选地用于安全文件的光学可变元件、具体是安全元件和/或装饰元件来实现，其中光学可变元件具有包括两个或更多个像素的至少一个像素阵列，其中该至少一个像素阵列中的该两个或更多个像素中的一个或多个像素具有一个或多个结构，并且其中，该一个或多个结构中的一个或多个结构以一个或多个立体角来投射、衍射和/或散射入射电磁辐射。
该目的进一步通过一种具体地包括一个或多个光学可变元件的安全文件来实现。
该目的进一步通过一种用于制造优选地用于安全文件的光学可变元件、优选地安全元件和/或装饰元件的方法来实现，该方法表征为以下步骤：
-提供包括两个或更多个虚拟像素的至少一个虚拟像素阵列，
-向至少一个虚拟像素阵列中的两个或更多个虚拟像素中的一个或多个虚拟像素分配至少一个立体角，
-在至少一个所分配立体角的至少一个区域或至少一个区段之中和/或之上布置一个或多个虚拟场源，其中，该至少一个所分配立体角的至少一个区域或至少一个区段被布置成与至少一个虚拟像素阵列中的两个或更多个虚拟像素中的一个或多个虚拟像素相距第一距离，
-在该至少一个虚拟像素阵列中的两个或更多个虚拟像素中的一个或多个虚拟像素之中和/或之上和/或在该至少一个虚拟像素阵列所跨越的表面(具体是平面)之中和/或之上计算从与该至少一个虚拟像素阵列中的两个或更多个虚拟像素中的一个或多个虚拟像素相距预定义距离的一个或多个虚拟场源发出的一个或多个虚拟电磁场，
-从总虚拟电磁场计算该至少一个虚拟像素阵列中的两个或更多个虚拟像素中的一个或多个虚拟像素的一个或多个相位图像，该总虚拟电磁场由在该至少一个虚拟像素阵列中的两个或更多个虚拟像素中的一个或多个虚拟像素之中和/或之上和/或在该至少一个虚拟像素阵列所跨越的表面(具体是平面)之中和/或之上的一个或多个虚拟电磁场的叠加组成，
-从一个或多个相位图像计算该至少一个虚拟像素阵列中的两个或更多个虚拟像素中的一个或多个虚拟像素的虚拟结构轮廓，
-将该至少一个虚拟像素阵列中的两个或更多个像素中的一个或多个虚拟像素的虚拟结构轮廓在基材之中和/或之上形成为包括两个或更多个像素的至少一个像素阵列，其中该至少一个像素阵列中的两个或更多个像素中的一个或多个像素具有一个或多个结构以用于提供光学可变元件。
该目的进一步通过一种用于制造安全文件、具体是包括一层或多层、优选地包括一个或多个光学可变元件的安全文件的方法来实现，其中一个或多个光学可变元件作为层压膜和/或压花膜被施加到安全文件和/或安全文件的一层或多层和/或被引入到安全文件和/或安全文件的该一层或多层中的一层或多层中。
这种光学可变元件表征为其优选地包括至少一个像素阵列，其中该至少一个像素阵列具有包括结构的两个或更多个像素，在这些结构中具体是每个像素以预定义立体角来投射、衍射和/或散射入射光。此处，预定义立体角的大小优选地确定该至少一个像素阵列的光学可检测外观。可以非常精确地预定义由结构投射、衍射和/或散射的出射光的方向。
由此实现光学可变元件产生对于观察者和/或传感器可检测到的光学移动效果，该光学移动效果由于对应外观的高亮度、强度和辉度而具有优异的可检测性。
在从属权利要求中描述了本发明的有利实施例。
其中该一个或多个结构中的一个或多个结构可以以一个或多个立体角消色差地投射、衍射和/或散射入射电磁辐射。此处，结构具体被设计成使得它们不以一个或多个立体角来反射入射电磁辐射，例如像微镜或微刻面一样。
“立体角”通常具体意指球体的球面的局部表面A的表面积，优选地除以该球体的半径R的平方。立体角具体地以无量纲单位球面度来表达。完整立体角优选地对应于单位球体或半径为1的球体的表面，由此完整立体角具体是4π。
特别地，优选地针对垂直入射在像素中的结构上的光来定义这些结构投射、衍射和/或散射光的立体角的数值，其中立体角的数值优选地指示光锥相对于垂直z轴的方向。
“开度角(opening angle)”具体意指光锥相对于光锥中心的直线的宽度。光锥相对于轴、具体是x或y轴的方向优选地取决于在每种情形中旨在获得的光学效果，其中x轴和y轴优选地彼此垂直地对准，具体是在x轴和y轴所跨越的平面中彼此成90°角度对准。
该至少一个像素阵列优选地被形成为一维、二维或三维像素阵列或像素布置或像素矩阵，具体被形成为一个或多个一维和/或二维像素阵列或像素布置或像素矩阵的叠加。
光学可变元件和/或安全文件可以包括一层或多层，其中具体是该至少一个像素阵列被布置在该一层或多层中的至少一层之上或之中，并且其中，该一层或多层中的一层或多层优选地选自以下各项：HRI层(HRI＝高折射率，与大约1.5的平均折射率相比具有高折射率的层)，具体是包括HRI和/或LRI清漆层(LRI＝低折射率，与大约1.5的平均折射率相比具有低折射率的层)的层，金属层，干涉层、具体是干涉层序列，优选地HLH(相对于各层的折射率为高-低-高)或HLHLH(相对于各层的折射率为高-低-高-低-高)，进一步优选地法布里-珀罗三层系统或多层系统，液晶层，发光层、具体是荧光层，色彩层、具体是上光油墨层，与上光油墨层直接接触以产生等离子体谐振效果的金属层。
包括该至少一个像素阵列的光学可变元件和/或基材进一步可以被嵌入在两层之间、具体是另外两层之间。另外的一层或多层中的一层或多层优选地被形成为保护层、增粘剂层或增粘层、粘合层、阻挡层、装饰层、反射层、导电层。
各层可以可拆卸地或不可拆卸地布置在载体基材(例如，由聚酯、具体是PET制成)上。
一层或多层优选地是金属层，在每种情形中优选地不在整个表面上而是仅部分地在光学可变元件和/或安全文件中提供金属层。此处，金属层具体被形成为不透明的、半透光的或半透明的。此处，金属层优选地包括不同的金属，这些金属具有可以优选地被观察者和/或传感器区分的不同的、具体是明显不同的反射和/或透射光谱。金属层优选地包括以下一种或多种金属：铝、铜、金、银、铬、锡和/或这些金属的一种或多种合金。此外，部分地提供的金属层优选地被网格化和/或设计成具有局部不同的层厚度。网格可以具体被形成为规则的或分形的或不规则的、具体是随机的，并且在各区域中在形成方面不同。
具体地，金属层中的一个或多个金属层在此优选地按图案化方式以如下形式构造，该形式使得这些金属层包括其中提供金属层的金属的一个或多个图像元素并包括其中不提供金属层的金属的背景区域，反之亦然。图像元素在此可以优选地被形成为字母数字字符的形状，但也可以被形成为对象的图样、图案、图形和复杂表示的形状。
各层中的一层或多层优选地包括一层或多层色彩层、具体是上光油墨。这些色彩层具体是借助于印刷方法施加的色彩层，并具有优选地被纳入粘合剂基质中的一种或多种染料和/或颜料。色彩层、具体是油墨可以是透明的、清澈的、部分散射的、半透明的、非透明的和/或不透明的。
除了该至少一个像素阵列之外，各层中的一层或多层还可以具有一个或多个光学活性浮雕结构，这些光学活性浮雕结构优选地在每种情形中被引入到清漆层、优选地复制清漆层的至少一个表面中。这种类型的浮雕结构具体是衍射浮雕结构，诸如举例而言全息图、衍射光栅、菲涅耳自由曲面、具有对称或不对称轮廓形状的衍射光栅和/或零阶衍射结构。
进一步优选地，浮雕结构是各向同性和/或各向异性的散射哑光结构、闪耀光栅和/或具有基本上反射和/或透射作用的浮雕结构，诸如举例而言微透镜、微棱镜或微镜。
附加的光学活性浮雕结构具体地可以水平地毗邻布置在至少一个像素阵列旁边和/或在其他层平面中垂直地布置在至少一个像素阵列上方和下方。
“各向同性强度分布”具体意指在所有立体角上其辐射功率都相同的强度分布。
“各向异性强度分布”具体意指至少在一个第一立体角处的辐射功率与至少在一个第二立体角处的辐射功率不同的强度分布。
各层中的一层或多层可以具有一个或多个液晶层，这些液晶层一方面取决于入射光的偏振而优选地产生入射光的反射和/或透射，而另一方面取决于液晶的对准而优选地产生入射光的波长选择性反射和/或透射。
“HRI层”具体意指具有高折射率的层，该层例如完全或部分地由TiO2或ZnS构成，或者由至少一种金属氧化物、金属硫化物、二氧化钛和/或其他物质和/或上述物质的组合的气相沉积层构成。具体地，HRI层具有10nm至150nm的层厚度。“HRI层”具体地可以存在于整个表面上或部分表面上。
该一个或多个结构中的一个或多个结构和/或该至少一个像素阵列优选地被引入到薄膜结构中、具体被引入到法布里-珀罗层结构中。薄膜结构优选地被施加到该一个或多个结构和/或该至少一个像素阵列。具体地，这种类型的法布里-珀罗层结构具体是至少在诸区域中具有至少一个第一半透明吸收层、至少一个透明间隔层、以及至少一个第二半透明吸收层和/或不透明反射层。
“薄膜结构”具体意指由薄膜元件制成的结构，该薄膜元件基于具有在入射光或一个或多个入射电磁波的半波长(λ/2)或四分之一波长(λ/4)区域中的光学厚度的层布置而产生取决于观察角度的色偏效果。折射率为n且厚度为d的干涉层中的相长干涉优选地借助于下式来计算：
2nd cos(θ)＝mλ，
其中，θ是照明方向与观察方向之间的角度，λ是光或场的波长，并且m是整数。这些层优选地包括间隔层、具体是被布置在吸收层与反射层之间的间隔层。
“半透明”具体意指在红外、可见和/或紫外波长范围中在10％至70％之间、优选地在10％至50％之间的透射率，其中入射电磁波(具体是入射光)的不可忽略部分优选地被吸收。
第一半透明吸收层优选地具有在5nm至50nm之间的层厚度。吸收层优选地表征为铝、银、铜、锡、镍、铬镍铁合金、钛和/或铬。在铝和铬的情形中，第一半透明吸收层优选地具有在5nm至15nm之间的层厚度。
透明间隔层优选地具有在100nm至800nm之间、具体地在300nm至600nm之间的层厚度。间隔层优选地由有机材料(具体是聚合物)和/或无机Al2O3、SiO2和/或MgF2构成。
进一步优选地，透明间隔层由印刷聚合物层构成，该印刷聚合物层具体地借助于凹版印刷、狭缝浇铸或喷墨印刷来施加。
“不透明”具体意指没有在红外、可见和/或紫外波长范围中的光，或者在红外、可见和/或紫外波长范围中仅有可忽略不计的光量(该光量具体地小于10％、进一步优选地小于5％、具体优选地小于2％)透射通过基材、具体是该一层或多层中的一层或多层。
可以向该至少一个像素阵列中的两个或更多个像素中的每个像素分配该一个或多个结构中的一个或多个结构，其中分配给像素的该一个或多个结构以一个或多个预定义立体角来投射、衍射和/或散射入射电磁辐射，其中特别地在每种情形中向该一个或多个预定义立体角分配方向、优选地预定义方向。
该一个或多个结构中的一个或多个结构和/或一个或多个所分配结构中的一个或多个所分配结构可以进一步以该一个或多个立体角中的一个或多个立体角和/或该一个或多个预定义立体角中的一个或多个预定义立体角来投射、衍射和/或散射，这些立体角具体地彼此不同，其中被投射到围绕一像素布置的球体、具体是单位半径1的单位球体上的该一个或多个立体角中的一个或多个立体角和/或该一个或多个预定义立体角中的预定义立体角形成一个或多个具体是相同或不同的形状，这些形状在每种情形中优选地选自以下各项：圆形表面、椭圆形表面、三角形表面、正方形表面、矩形表面、多边形表面、环形表面。
该一个或多个形状中的一个或多个形状进一步可以是敞开的或封闭的和/或由一个或多个局部形状组成，其中具体是至少两个局部形状彼此组合或叠加。
该一个或多个立体角中观察者可检测到的一个或多个立体角或者该至少一个像素阵列中的两个或更多个像素中的一个或多个像素投射、衍射和/或散射入射电磁辐射的一个或多个预定义立体角中预定义立体角还可以遵循函数，其中该函数以如下方式形成，使得观察者将立体角或预定义立体角检测为像波一样移动的亮度带、优选地正弦移动的亮度带。
该一个或多个立体角中的一个或多个或所有立体角和/或该一个或多个预定义立体角中的一个或多个或所有预定义立体角在至少一个方向上优选地最高达70°、优选地最高达50°、进一步优选地最高达40°。一个或多个或所有立体角的扩展角或开度角优选地为最多20°、进一步优选地为最多15°、具体优选地为最多10°。
可以以最高达70°、优选地最高达50°、进一步优选地最高达40°的立体角来投射、衍射和/或散射入射光或入射电磁辐射，和/或将入射光或入射电磁辐射投射、衍射和/或散射到立体角上，以此方式，此处产生的视觉外观(具体是类高光泽或半光泽或局部类高光泽和局部半光泽的视觉外观)对于观察者和/或传感器是可检测的，优选地至少被检测为3D效果和/或移动效果。
具有3D效果和/或移动效果的类高光泽区域中的局部区域、具体是呈现半光泽的局部区域在此优选地被形成为对象的图样、图案、图形或复杂表示的形状，例如被形成为图标、字母、面额符号等形状。
进一步可以在呈现半光泽的区域中提供呈现类高光泽的局部区域。具体使用半光泽和类高光泽外观的组合，以使设计元素更加真实，并且由此使非专业人员更容易识别。例如，可以产生山的类高光泽3D效果，其中在山峰的区域中提供半光泽的局部区域。这在类高光泽3D效果中产生被雪覆盖的山峰的错觉。具体地，半光泽和类高光泽外观的组合例如通过在类高光泽区域中将阴影形成为呈现半光泽的局部区域来在视觉上增强类高光泽3D效果。
传感器具体意指至少一只人眼和/或至少一个二维检测器、优选地至少一个CMOS传感器(CMOS＝互补金属氧化物半导体)、进一步优选地至少一个CCD传感器(CCD＝“电荷耦合器件”)。具体地，传感器特别地在可见电磁光谱中具有光谱分辨率。传感器优选地从以下各项中选择或组合：相机，具体是包括至少一个CCD芯片的至少一个相机、至少一个IR相机(IR＝红外)、至少一个VIS相机(VIS＝视觉)、至少一个UV相机(UV＝紫外)；至少一个光电倍增管；至少一个光谱仪和/或至少一个跃迁边缘传感器(TES)。
该一个或多个结构中的一个或多个结构和/或分配给该至少一个像素阵列中的两个或更多个像素中的一个像素的结构可以以如下方式形成，使得这些结构提供光学可变信息项，具体是提供一个或多个3D效果和/或移动效果、优选地提供消色差或单色3D效果和/或移动效果。
该一个或多个结构中的一个或多个结构和/或分配给该至少一个像素阵列中的两个或更多个像素中的一个像素的结构还可以以立体角、具体是点状立体角、具体是具有接近0°的开度角的立体角来投射、衍射和/或散射电磁辐射、具体是入射电磁辐射。
具体地，该一个或多个结构中的一个或多个结构和/或包括该一个或多个所分配结构中的一个或多个所分配结构的该至少一个像素阵列中的两个或更多个像素中的一个或多个像素被分配给两个或更多个结构群和/或两个或更多个像素群，具体是其中该两个或更多个结构群中的各群和/或该两个或更多个像素群中的各群彼此不同。
该两个或更多个结构群中的两个或更多个结构群和/或该两个或更多个像素群中的两个或更多个像素群进一步可以以相同或不同的立体角和/或预定义立体角、具体是点状立体角和/或预定义立体角、优选地不同形状的立体角和/或预定义立体角来投射、衍射和/或散射电磁辐射、具体是入射电磁辐射。
该两个或更多个结构群中的两个或更多个结构群和/或该两个或更多个像素群中的两个或更多个像素群优选地提供包括3D效果的光学可变信息项。
一个或多个或所有结构还可以衍射地散射、偏转和/或投射电磁辐射、具体是入射电磁辐射。
具体地，该至少一个像素阵列至少在诸区域中在至少一个方向上具有不同于零的曲率。
“曲率”具体意指曲线与直线的局部偏离。曲线的曲率具体意指经过足够短的弯曲片段或曲线进展的每单位长度和/或伸展的一次方向变化。直线的曲率在任何地方都等于零。半径为R的圆在任何地方都具有相同的曲率，即1/R。在大多数曲线的情形中，曲率逐个曲线点变化。具体地，曲率逐个曲线点连续地变化，结果使曲线具体地没有扭结和/或不连续点。曲线在点P处的曲率由此指示在点P的紧邻周围环境中该曲线与直线的偏离程度。曲率的幅值被称为曲率半径并且这对应于局部半径矢量的幅值的倒数。曲率半径是仅接触切点P和/或代表对切点P的局部周围环境的最佳近似的圆的半径。曲线例如是二维表面和/或球体或圆形表面的区段或圆形表面。
该至少一个像素阵列中的两个或更多个像素中的一个或多个像素的至少一个横向尺寸优选地在5μm至500μm之间、优选地在10μm至300μm之间、进一步优选地在20μm至150μm之间。
该至少一个像素阵列中的两个或更多个像素中的一个或多个像素的一个或多个横向尺寸可以在该至少一个像素阵列中、具体是在至少诸区域中沿一个或多个空间方向周期性地、非周期性地、伪随机地和/或随机地变化。
随机变化具体意指变化(具体是与变化关联的值)所基于的分布优选地是随机分布。
伪随机变化具体意指变化(具体是与变化关联的值)所基于的分布优选地是伪随机分布。
周期性变化具体意指变化(具体是与变化关联的值)优选地有规则地重复、具体是以规则的空间和/或时间间隔重复。
非周期性变化具体意指变化(具体是与变化关联的值)优选地不规则地重复、具体是不以规则的空间和/或时间间隔重复。
该至少一个像素阵列中的两个或更多个像素中的一个或多个像素的一个或多个横向尺寸进一步可以在该至少一个像素阵列中、具体在至少诸区域中在一个或多个空间方向上围绕平均值变化最多±70％、优选地最多±50％。
优选地，该至少一个像素阵列中的两个或更多个像素中的一个或多个像素在该至少一个像素阵列中、具体是至少在诸区域中周期性地、非周期性地、随机地和/或伪随机地布置。
像素阵列中的像素可以形成密铺(tiling)。密铺在此优选地意指通过均匀的或不同的局部表面(在此具体是像素)对平面的无间隙和无交叠覆盖。局部表面或像素具体地可以具有复杂的轮廓形状。有利地，密铺优选地没有周期性，而具体是非周期性的。在一个实施例中，密铺优选地表示彭罗斯密铺。在进一步实施例中，密铺优选地由类矢量的二维像素、具体是细长像素构成。细长像素的形状在此具体地可以至少成片地具有笔直的外边缘，但是优选地也可以被呈现为自由形状。这种类型的类矢量二维像素优选地具有圆形拐角和弯曲边，其中，像素阵列的进一步优选地大于50％、具体优选地大于70％的拐角和边分别是圆形的或弯曲的。圆形拐角优选地意指该拐角具有至少2μm、优选地至少5μm、具体是至少10μm的曲线半径。同时，曲线半径具体是最大为300μm、优选地最大为200μm、具体是最大为100μm。
进一步优选地，该至少一个像素阵列中的两个或更多个像素中的一个或多个像素沿曲线或曲线段或圆形路径或圆形路径段布置。局部表面或像素的轮廓形状优选地被设计为曲线段或圆形路径段，这具体使得无间隙序列成为可能。如果分配给像素的预定义立体角逐个像素地变化，优选地以优选地小于10°、具体优选地小于5°、具体优选地小于2°的步长变化，则由此可以优选地为观察者提供单个点的几乎连续的移动序列，例如细行移动。具体地，通过组合观察者可见的点以形成图案、图样、符号、图标、图像、字母数字字符、自由形状、正方形、圆形、矩形或多边形，可以实现沿曲线、曲线段、圆形路径或圆形路径段的移动序列。
该至少一个像素阵列中的两个或更多个像素的该一个或多个结构中的一个或多个结构还可以具有光栅周期或结构标高的平均间距，具体是小于该至少一个像素阵列中的两个或更多个像素、优选地两个或更多个像素中的每个像素的最大横向尺寸的一半、优选地小于最大横向尺寸的三分之一、进一步优选地小于最大横向尺寸的四分之一的光栅周期或结构标高的平均间距。
该一个或多个结构中的一个或多个结构进一步还可以具有受限最大结构深度，其中该受限最大结构深度具体地小于15μm、优选地小于10μm、进一步优选地小于或等于7μm、甚至进一步优选地小于或等于4μm、具体优选地小于或等于2μm。
具体地，该一个或多个结构中的一个或多个结构以如下方式形成，使得一个或多个结构的受限最大结构深度对于该至少一个像素阵列中大于50％的像素、具体是大于70％的像素、优选地大于90％的像素而言小于或等于15μm、具体小于或等于7μm、优选地小于或等于2μm。
优选地，该一个或多个结构中的一个或多个结构以如下方式形成，使得该一个或多个结构的受限最大结构深度对于该至少一个像素阵列中的所有像素而言小于或等于15μm、具体小于或等于7μm、优选地小于或等于2μm。
该一个或多个结构中的一个或多个结构还可以彼此不同或相似或相同或等同。
该一个或多个结构中的一个或多个结构进一步可以被形成为消色差衍射结构、优选地被形成为闪耀光栅、具体是线性闪耀光栅，其中具体是消色差衍射结构的光栅周期大于3μm、优选地大于5μm，和/或其中具体是该至少一个像素阵列中的两个或更多个像素中大于70％的像素、进一步优选地大于90％的像素、具体优选地每个像素包括至少两个光栅周期。光栅周期优选地与光栅深度和光栅在x/y平面中的对准一起定义，各个像素中存在的光栅具体地以该立体角消色差地衍射入射光。光栅在x/y平面中的对准优选地也被称为方位角。
具体地，在该至少一个像素阵列中的两个或更多个像素中的一个或多个像素中，消色差衍射结构与其它微结构和/或纳米结构、具体是线性光栅结构、优选地交叉光栅结构、进一步优选地亚波长光栅结构叠加。
该一个或多个结构中的一个或多个结构可以被形成为起凸面或凹面作用的微透镜和/或微透镜的局部区域，具体被形成为起反射作用的微透镜和/或微透镜的局部区域，其中具体是该一个或多个结构的焦距在0.04mm至5mm之间、具体在0.06mm至3mm之间、优选地在0.1mm至2mm之间，和/或其中具体是在X和/或Y方向上的焦距由下式确定：
Figure BDA0003069253110000151
其中，ΔX,Y优选地是该至少一个像素阵列中的两个或更多个像素中的一个或多个像素分别在X方向上或Y方向上的相应横向尺寸，并且φX,Y是该一个或多个结构分别在X方向上或Y方向上投射、衍射和/或散射入射电磁辐射的相应立体角。
进一步优选地，该一个或多个结构中的一个或多个结构被形成为柱面透镜，其中，具体是该一个或多个结构的焦距无限大。
该一个或多个结构中的一个或多个结构进一步可以被形成为菲涅耳微透镜结构，具体是起反射作用的菲涅耳微透镜结构，其中具体是菲涅耳微透镜结构的光栅线被形成为弯曲的光栅线和/或具有带变化的光栅周期的光栅线，和/或其中具体是该至少一个像素阵列中的两个或更多个像素中的每个像素优选地在至少一个空间方向上包括至少两个光栅周期。
为了计算菲涅耳微透镜结构的微结构轮廓，优选地取决于每个像素的所分配立体角和横向尺寸来向该像素分配精确的一个虚拟场源。虚拟场源具体地发射虚拟球面波。由虚拟场源发射的虚拟电磁场的相位图像优选地在像素的表面中计算，并且优选地被线性转换成虚拟结构轮廓，其中具体地相位值0对应于最小结构深度并且相位值2*Pi对应于最大虚拟结构深度。
上面列出的针对该一个或多个结构中的一个或多个或所有结构的变型也可以具有二元结构轮廓或一个或多个二元结构轮廓的叠加，和/或该一个或多个结构中的一个或多个或所有结构也可以具有二元结构轮廓或一个或多个二元结构轮廓的叠加。这种类型的二元结构或微结构具体地具有基表面和一个或多个结构元件，这些结构元件优选地在每种情形中具有与基表面相比升高或下沉的元件表面，并且优选地具有被布置在元件表面与基表面之间的侧面，其中具体地微结构的基表面限定了坐标轴x和y所跨越的基底平面，其中结构元件的元件表面在每种情形中优选地与基底平面基本上平行地行进，并且其中，结构元件的元件表面和基表面在垂直于基底平面行进的方向上在坐标轴z的方向上优选地间隔开，具体是间隔开第一距离h，该第一距离h优选地被选择为使得具体地通过对反射光中在基表面和元件表面上反射的光的干涉和/或具体地通过对透射光中透射通过元件表面和/或基表面的光的干涉而在一个或多个第一区域中产生第二色彩。此处，第二色彩优选地在直接反射或透射中产生，而具体地与第二色彩互补的第一色彩在一阶或更高阶反射或透射中产生。例如，第一色彩可以是黄色并且第二色彩可以是蓝色，或者第一色彩可以是绿色并且第二色彩可以是红色。
第一距离进一步可以被设置成实现相应期望的第一色彩。此处，第一距离h优选地在150nm至1000nm之间、进一步优选地在200nm至600nm之间。为了透射光中的效果，第一距离优选地在300nm至4000nm之间、进一步优选地在400nm至2000nm之间。此处，要设置的第一距离具体地取决于优选地位于这两个平面之间的材料的折射率。
优选地，结构高度或第一距离的足够均匀性以实现尽可能均匀的色彩印象是有利的或有用的。在具有均匀色彩印象的表面区域中，该第一距离优选地变化小于±50nm、进一步优选地小于±20nm、甚至进一步优选地小于±10nm。
进一步优选地，提供逐步布置的若干结构元件，其中具体地所有结构元件基本上平行于基表面而布置，并且一个结构元件与下一结构元件的距离在每种情形中优选地是第一距离或者第一距离的整数倍。
优选地，该一个或多个结构中的一个或多个或所有结构不太优选地被形成为优选地消色差地反射光的微镜和/或微棱镜，具体地不被形成为优选地消色差地反射光的微镜和/或微棱镜。
进一步优选地，该一个或多个结构中的一个或多个或所有结构衍射地投射入射光。
该一个或多个结构中的一个或多个结构可以优选地每像素具有至少2个标高、具体是至少3个标高、优选地至少4个标高的数量。
该至少一个像素阵列中的两个或更多个像素中大于70％的像素、具体是大于90％的像素进一步可以具有该一个或多个结构中的一个或多个结构，这些结构具有优选地每像素至少2个标高、具体地至少3个标高、优选地至少4个标高的数量。
该一个或多个结构中的一个或多个结构、具体是在该至少一个像素阵列中的两个或更多个像素的一个或多个像素中的结构被形成为彩色光栅结构、具体地被形成为线性光栅、优选地被形成为具有正弦轮廓的线性光栅、和/或纳米文字和/或镜面。
该一个或多个结构中的一个或多个结构进一步还可以被形成为亚波长光栅、具体地被形成为线性亚波长光栅和/或被形成为类蛾眼结构，其中亚波长光栅、具体是线性亚波长光栅和/或类蛾眼结构的光栅周期优选地小于450nm，和/或其中具体地这种类型的至少一个像素阵列提供了在光学可变元件和/或该至少一个像素阵列倾斜的情况下对于观察者可检测的光学可变效果、具体是对于观察者可检测的附加光学可变效果。
该一个或多个结构中的一个或多个结构优选地被提供有金属层和/或吸收入射电磁辐射，其中具体地该至少一个像素阵列中的两个或更多个像素可被观察者检测为以深灰色至黑色反射。
具体地，该一个或多个结构中的一个或多个结构具有HRI层，其中具体是至少一个像素阵列中的该两个或更多个像素可被观察者检测为以有色反射。
该一个或多个结构中的一个或多个结构可以在所有空间方向上伪随机地或随机地投射、衍射和/或散射入射电磁辐射，其中该至少一个像素阵列、具体地一个或多个像素可被观察者检测为以各向同性的白色、优选地各向同性的消色差白色反射。
该一个或多个结构中的一个或多个结构进一步可以在元件和/或该至少一个像素阵列弯曲变形时提供光学可变效果，其中具体地在元件和/或该至少一个像素阵列的未弯曲状态下可检测到第一图样，并且在元件和/或该至少一个像素阵列的弯曲状态下可检测到第二图样。
例如，当由观察者和/或传感器观察或检测图样时，图样可以采用以下形状：一个或多个字母、肖像、风景或建筑物的表示、图像、条形码、QR码、字母数字字符、字符、几何自由形状、正方形、三角形、圆形、曲线和/或轮廓或上述一种或多种形状的组合的形状。
“自由形状”具体意指在三维空间中敞开或封闭的二维表面，该二维表面在至少一个方向上是平坦的或弯曲的。例如，球体的表面或区段或者圆环的表面或区段是封闭的自由表面。鞍形表面或弯曲的圆形表面例如是敞开的自由表面。
该一个或多个图样还可以在每种情形中由一个或多个图案构成和/或交叠，其中图案优选地具有具体地在每种情形中从以下各项选择或组合的几何结构和/或形状：线、直线、图样、图像、三角形、条形码、QR码、波、四边形、多边形、曲线、圆形、卵形、梯形、平行四边形、菱形、十字形、镰刀形、分支结构、星形、椭圆形、随机图案、伪随机图案、曼德尔布罗特(Mandelbrot)集，具体是分形或曼德尔布罗特集，其中这些图案具体地彼此交叠和/或补充。
下文提及安全文件的优选实施例。
安全文件优选地在一个或多个区域中、具体是在一个或多个条形区域中、优选地在一个或多个线形区域中具有一个或多个光学可变元件。各个光学可变元件可以具体地彼此间隔开，并且非光学可变区域可以优选地被布置在各光学可变元件之间。作为其替代方案，各个光学可变元件可以优选地直接彼此毗邻和/或彼此合并，并且具体地一起形成光学可变组合元件。
具体地，在每种情形中包括一个或多个光学可变元件的该一个或多个区域中的一个或多个区域被形成为条和/或块的形状。
当沿着安全文件所跨越的表面法向矢量观察该安全文件时，一个或多个光学可变元件优选地被布置成至少部分地交叠。
下文提及用于制造光学可变元件的方法的优选实施例。
可以向该至少一个虚拟像素阵列中的两个或更多个虚拟像素中的每个像素分配至少一个立体角。
该至少一个像素阵列中的两个或更多个像素中的每个像素可以包括以针对性的方式投射、衍射和/或散射入射光的一个或多个结构、具体是微结构，其中这种类型的结构优选地以一个或多个预定义立体角中的一个或多个预定义立体角非常高效地投射、衍射和/或散射入射光，这些预定义立体角具体地聚焦在空间中的点上，其中点可以是例如焦点。
优选地，对于至少一个像素阵列中的两个或更多个像素中的每个像素，一个或多个立体角中的一个或多个预定义立体角被形成为使得由像素构成的微结构以这些预定义立体角来投射、衍射和/或散射入射光，其中优选地制造一种或多种效果、具体是一种或多种静态或可变光学效果。
至少一个像素阵列中的两个或更多个像素中的一个或多个像素进一步可以制造观察者或传感器可检测到的预定义3D对象，其中至少一个像素阵列中的两个或更多个像素中不同的一个或多个像素群包括一个或多个结构中的一个或多个结构，具体地包括一个或多个不同的结构，这些结构优选地以一个或多个预定义立体角(优选地一个或多个立体角)中的一个或多个、具体是不同的预定义立体角来投射、衍射和/或散射入射光。
优选地，一个或多个预定义立体角中具体地分配给至少一个像素阵列中的两个或更多个像素中的一个或多个像素的一个或多个预定义立体角优选地与在至少一个空间方向上行进的3D对象的局部曲率相关。此处，对于观察者虚拟地可识别的3D对象具体地包括多个光点，这些光点优选地具有出射光，出射光优选地已被一个或多个结构中的一个或多个结构作为入射光投射、衍射和/或散射。优选地在每种情形中向至少一个像素阵列中的两个或更多个像素中的每个像素分配一个光点和/或在每种情形中制造一个光点，其中多个光点中的一个或多个光点具体地彼此交叠、优选地彼此不交叠。
一个或多个结构中的一个或多个或所有结构优选地借助于一个或多个计算机来计算，这些计算机具体地包括至少一个处理器和至少一个存储器，优选地包括至少一个图形处理器和至少一个存储器。具体地，不同于从现有技术中已知的计算机生成的全息图(CGH)，总效果(例如虚拟3D对象或消色差移动效果)不作为整体或一起计算。根据本发明，优选地针对每个像素单独计算在预定义方向上消色差地投射、衍射和/或散射光的相应结构。具体地，每个像素基本上独立于其他像素起作用。根据本发明的至少一个像素阵列中的所有像素的光学效果的相互作用优选地导致至少一个像素阵列的期望总效果。
为了计算安全元件和/或装饰元件，向至少一个像素阵列中的每个像素分配微结构要投射、衍射和/或散射光的立体角。各个所分配立体角优选地与至少一个像素阵列的局部曲率直接相关。
至少一个所分配立体角和/或至少一个所分配立体角的至少一个区域跨越至少一个区段，其中具体是至少一个区段对应于球体的至少一个区段、优选地至少一个圆锥形区段，其中至少一个区段的开度角的一半小于20°、优选地小于15°、进一步优选地小于10°。
被具体地布置在至少一个所分配立体角的至少一个区段的一个或多个局部区域之中和/或之上和/或至少一个所分配立体角的至少一个区域上的虚拟场源进一步可以在至少一个所分配立体角的至少区段和/或至少一个区域的一个或多个局部区域中的一个或多个局部区域上在至少一个方向上周期性地和/或伪随机地和/或随机地布置。
在至少一个所分配立体角的至少一个区段和/或至少一个区域的一个或多个局部区域中的一个或多个局部区域之中和/或之上毗邻虚拟场源之间的距离还可以在0.01mm至100mm之间、具体地在0.1mm至50mm之间、优选地在0.25mm至20mm之间，和/或在至少一个所分配立体角的至少一个区段和/或至少一个区域的一个或多个局部区域中的一个或多个局部区域之中和/或之上毗邻虚拟场源之间的距离具体地平均在0.01mm至100mm之间、具体地在0.1mm至50mm之间、优选地在0.25mm至20mm之间。
进一步还可以在至少一个所分配立体角的至少一个区段和/或至少一个区域的一个或多个局部区域中的一个或多个局部区域之中和/或之上执行将虚拟场源、具体是虚拟点场源布置为交叉网格、优选地等距交叉网格，其中毗邻虚拟场源彼此的距离在0.01mm至100mm之间、具体地在0.1mm至50mm之间，和/或其中两个毗邻虚拟场源之间的角度、具体地相对于至少一个虚拟像素阵列中的两个或更多个虚拟像素中的相应一个或多个虚拟像素的位置的角度小于1°、优选地小于0.5°。
球面区段和/或球体的至少一个区段的开度角的一半进一步可以小于20°、具体地小于15°、优选地小于10°，其中一个或多个点场源被布置在球形区段和/或球体的至少一个区段上、优选地在空间上等距的交叉网格上，其中两个毗邻点场源、具体是空间上毗邻的点场源之间的角度优选地小于1°、进一步优选地小于0.5°。
一个或多个虚拟场源中的一个或多个虚拟场源优选地具有微符号形式的布置，具体是选自以下各项的微符号：字母、肖像、图像、字母数字字符、字符、几何自由形状、正方形、三角形、圆形、曲线、轮廓。
微符号的横向尺寸进一步优选地在0.1°至10°之间、具体地在0.2°至5°之间。
优选地，一个或多个虚拟场源中的第一群一个或多个虚拟场源不能被投射到相距0.3m距离、具体地相距0.15m至0.45m距离的屏幕上，和/或一个或多个虚拟场源中的第二群一个或多个虚拟场源能够被投射到相距1.0m距离、具体地相距0.8m至1.2m距离的屏幕上。
具体优选地，从一个或多个虚拟场源发出、具体是从所有虚拟场源发出的虚拟电磁场在至少一个所分配立体角上和/或在至少一个所分配立体角的至少一个区段上和/或至少一个区域上具有相同的强度和/或相同的强度分布。
“强度”具体意指由一个或多个虚拟场源以预定义立体角发射的总辐射功率的比例，其中辐射功率具体地被视为由电磁场、具体地由电磁波在预定义时间区间内传输的能量的量。辐射功率优选地以单位瓦特来表达。
从两个或更多个虚拟场源发出、具体是从所有虚拟场源发出的虚拟电磁场可以在一个或多个立体角上、具体是在完整立体角上、和/或在至少一个所分配立体角的至少一个区域上和/或至少一个区段上具有不同的强度和/或不同的强度分布。
从一个或多个虚拟场源发出、具体是从所有虚拟场源发出的虚拟电磁场进一步可以在至少一个所分配立体角上和/或在至少一个所分配立体角的至少一个区段上和/或至少一个区域上具有呈高斯或超高斯分布的强度分布。
从两个或更多个虚拟场源发出、具体是从所有虚拟场源发出的虚拟电磁场还可以在至少一个所分配立体角上和/或在至少一个所分配立体角的至少一个区段上和/或至少一个区域上具有不同的强度和/或不同的强度分布。
从一个或多个虚拟场源发出、具体是从所有虚拟场源发出的虚拟电磁场进一步还可以在至少一个所分配立体角上和/或在至少一个所分配立体角的至少一个区域上和/或至少一个区段上具有各向同性或各向异性的强度分布。
具体地，一个或多个虚拟场源中的一个或多个虚拟场源、具体是所有虚拟场源形成虚拟点场源，其中虚拟点场源优选地发射虚拟球面波。
“球面波”或“虚拟球面波”意指以完整立体角、具体是4π立体角从场源、具体是虚拟场源在同心波前中传播的波，其中场源优选地被理解为球面波的点状源。
一个或多个虚拟场源、具体是一个或多个虚拟点场源可以在每种情形中具体地在距至少一个像素阵列中的两个或更多个像素中的一个或多个阵列1m的距离处发射一个或多个虚拟场源中的一个或多个虚拟场源作为虚拟球面波。此处，优选地在距一个或多个像素1m的距离处制造相等亮度的表面和/或均匀强度的表面，其中表面的大小和/或形状由至少一个所分配立体角和/或由至少一个所分配立体角的至少一个区段和/或至少一个区域来确定。
具体地，在30cm的距离处、优选地在人类观察者和/或传感器的典型和/或正常阅读距离或观察距离处所得到的至少一个像素阵列和/或所得到的光学可变元件进一步可以优选地在视觉上不被检测为图像，而是进一步优选地被检测为散射。在1m的距离处，表面、具体是相等亮度的表面和/或均匀强度的表面具体地变得可见。
还可以停用各个虚拟点场源，其中停用的点场源优选地在1m的距离处被观察者和/或传感器检测为相等亮度的表面上和/或均匀强度的表面中的一个或多个图样、具体地被检测为文本。具体地，停用的场源和/或点场源不发射任何虚拟电磁场。观察者和/或传感器具体地在30cm的距离处无法检测到由停用的点场源引起的单个光点的缺失，其中信息可以以此方式有利地被隐藏在至少一个像素阵列和/或光学可变元件中。
进一步还可以将虚拟点场源以如下方式布置在至少一个所分配立体角中和/或至少一个所分配立体角的至少一个区域中，使得图样、具体是图像优选地由至少一个像素阵列中的两个或更多个像素中的一个或多个像素制造和/或可以优选地在1m的距离处被观察者和/或传感器检测到。
在至少一个虚拟像素阵列中的两个或更多个虚拟像素中的一个或多个虚拟像素之中和/或之上和/或在至少一个虚拟像素阵列所跨越的表面(具体是平面)之中和/或之上从具有至少一个坐标(xh,yh,zh)(具体是坐标(xh,yh,zh＝0)＝(xh,yh))的位置(xi,yi,zi)处的第i个虚拟点场源发出的虚拟电磁场Ui优选地借助于下式来计算：
Figure BDA0003069253110000251
虚拟电磁场Ui可以包括具体是在380nm至780nm、优选地在430nm至690nm的可见光谱范围中、优选地在红外、可见或可视和/或紫外光谱范围中的一个或多个部分中的一个或多个波长，优选地在红外、可见或可视和/或紫外光谱范围中的一个或多个部分中，其中优选地在可见光谱范围中的一个或多个波长中的一个或多个毗邻波长在每种情形中彼此间隔开、优选地等距间隔开。
进一步可以从红外和/或红外和/或紫外光谱中、具体是从电磁光谱中选择一个或波长、具体是一个或多个虚拟电磁波的一个或多个波长、优选地入射光或入射电磁辐射的一个或多个波长。
红外光谱优选地意指电磁光谱的红外范围中的一个或多个部分，其中红外光谱具体地选自780nm至1400nm的波长范围中的一个或多个部分。
可见光谱优选地意指电磁光谱的可见范围中的一个或多个部分，其中可见光谱具体是选自380nm至780nm的波长范围中的一个或多个部分。具体地，人类肉眼可检测到可见光谱。
紫外光谱优选地意指电磁光谱的紫外范围中的一个或多个部分，其中紫外光谱具体地选自250nm至380nm的波长范围中的一个或多个部分。
可以针对一个或多个波长、具体是针对380nm至780nm之间、优选地430nm至690nm之间的可见光谱范围中的若干波长计算至少一个虚拟像素阵列中的两个或更多个虚拟像素中的一个或多个或所有虚拟像素的一个或多个虚拟结构轮廓中的一个或多个虚拟结构轮廓，其中优选地以同样高的效率来计算一个或多个波长。波长相关的局部场Ui具体地用效率来加权并求和。
优选地针对在可见光谱范围上分布的至少五个波长计算一个或多个虚拟结构轮廓，其中结果形成的结构至少以一个预定义立体角消色差地且有利地投射、衍射和/或散射入射光而没有破坏性的衍射色彩效果。
至少五个波长优选地被选择成在可见光谱范围上均匀分布。在替换实施例中，优选地选择人类感光体的灵敏度曲线的侧面上的至少六个波长，并且优选地在每种情形中，在每个感光体的每个侧面上选择两个波长。对于蓝色受体，优选地在420nm至460nm的范围中选择两个波长，和/或对于绿色受体，优选地在470nm至530nm的范围中选择两个波长，和/或对于红色受体，优选地在560nm至630nm的范围中选择两个波长。
具体地，至少一个波长被包含在波矢量中，优选地被包含在波矢量k＝2×π/λ中。
虚拟电磁场Ui进一步可以包括一个或多个波长，这些波长具体地在红外、可见和/或紫外光谱范围中，其中在每种情形中优选地在红外、可见和/或紫外光谱范围中的一个或多个波长中的一个或多个毗邻波长彼此间隔开、优选等距间隔开。
在至少一个虚拟像素阵列中的两个或更多个虚拟像素中的一个或多个虚拟像素之中和/或之上和/或在至少一个虚拟像素阵列所跨越的表面(具体是平面)之中和/或之上的总虚拟电磁场Up优选地借助于下式来计算：
Figure BDA0003069253110000261
其中具体地在至少一个虚拟像素阵列中的两个或更多个虚拟像素中的一个或多个虚拟像素之中和/或之上和/或在至少一个虚拟像素阵列所跨越的表面(具体是平面)之中和/或之上在至少一个点处或者针对参数(xp,yp)计算从至少一个坐标(xp,yp,zp＝0)＝(xp,yp)处的i＝1,...,Np个虚拟点场源发出的虚拟电磁场Ui和/或具体地可任选参考波Ur*、优选地至少一个可任选参考波Ur*。
至少一个可任选参考波可以被选择成使得对于一个或多个场源中的一个或多个虚拟场源，理想地补偿了对应的强度和相位。此处，至少一个可任选参考波可以例如模拟来自距至少一个像素阵列和/或光学可变元件1.5m的距离处的聚光灯的入射电磁辐射。具体地，至少一个可任选参考波的相位被包含在一个或多个相位图像中的一个或多个相位图像中，以用于计算至少一个虚拟像素阵列中的两个或更多个虚拟像素中的一个或多个虚拟像素的虚拟结构轮廓。
具体地，一个或多个相位图像中的一个或多个相位图像被转换成虚拟结构轮廓、优选地被线性转换成虚拟结构轮廓，其中相位值0对应于至少一个像素阵列中的两个或更多个像素中的一个或多个或所有像素的一个或多个所形成结构的最小深度，并且相位值2π对应于一个或多个所形成结构的最大深度。
进一步可以将一个或多个相位图像中的一个或多个或所有相位图像转换成二元虚拟结构轮廓，其中优选地在0至π之间的相位值对应于至少一个像素阵列中的两个或更多个像素中的一个或多个像素的一个或多个所形成结构的最小深度，并且优选地在π至2π之间的相位值对应于一个或多个所形成结构的最大深度。此外，可以用两个以上步骤、具体是用n个步骤向虚拟结构轮廓分配相位值。
优选地针对至少一个像素阵列中的两个或更多个像素中的每个像素执行相位图像的转换，其中具体是在每种情形中向至少一个像素阵列中的两个或更多个像素中的每个像素分配一个或多个相位图像中的一个或多个相位图像。
至少一个虚拟像素阵列中的两个或更多个虚拟像素中的一个或多个虚拟像素的虚拟结构轮廓还可以借助于在涂覆有光致抗蚀剂的板上的激光曝光和显影或借助于电子束光刻被形成为至少一个像素阵列中的两个或更多个像素中一个或多个像素的一个或多个结构。另一种制造方法具体是激光烧蚀，例如直接在聚合物或玻璃或金属基材中、具体是在聚碳酸酯(PC)或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或铜中进行激光烧蚀。
在至少一个像素阵列中的两个或更多个像素的一个或多个像素中包括或形成的一个或多个结构进一步还可以具有虚拟电磁场和/或总虚拟电磁场的平均波长的一半的光学深度、具体是空气或聚合物中的光学深度。
光学深度具体意指对物理介质和/或物质减慢电磁波或电磁辐射的程度的无量纲量度。
一个或多个结构中的一个或多个结构优选地具有与所计算的虚拟电磁场的平均波长的一半相对应的光学深度。优选地针对观察波长的整数倍来计算这些场，并且还实现这些场，例如，针对5×550nm＝2750nm计算场并实现为1375nm的深度。这具体具有以下优点：结构具有较小的衍射作用，并且由此看起来更加消色差。
具体地，这些结构与常规全息图的不同之处在于，以此方式增加的深度、优选地光学深度，其中此处这些结构具体地不具有纯偏转和/或衍射作用。此外，这些结构是小且平坦的，以使得它们具体地不具有纯折射作用，并且在过程中优选地不同于微镜。与微镜相比，较小的结构深度优选地减小了安全特征的必要厚度，并且另外具体地允许批量生产中更简单的制造。这些结构优选地是所谓的“多级衍射元件”，其具有常规全息图和常规微镜的属性。
下文提及用于制造安全文件、具体是包括一个或多个光学可变元件的安全文件的方法的优选实施例。
所形成的结构轮廓优选地被引入或施加到不透明或透明的基材，具体是被引入到或施加到不透明或透明的纸或聚合物文件或者被引入到或施加到不透明或透明的纸或聚合物钞票。
具体地，结构轮廓借助于电镀、重组和卷对卷复制的方法被引入到膜上的层中，具体地被引入到至少一个复制层中和/或金属层中和/或透明的高折射或低折射层中。在复制层的情形中，复制层具体地可以随后提供有金属层和/或透明的高折射或低折射层，结果使金属层和/或透明的高折射或低折射层优选地遵循复制层的结构轮廓。
“高折射层”具体意指具有高折射率的层，具体是具有大于1.5、优选地大于1.7的折射率的层。
“低折射层”具体意指具有低折射率的层，具体是具有小于1.5、优选地小于1.4的折射率的层。
折射率或折射系数或光密度优选地意指具体是无量纲的光学材料属性，其具体指示电磁波或电磁辐射的波长和/或相速度在材料中比在真空中小的倍数。在电磁波在具有不同折射率的材料和/或物质之间过渡时，电磁波被折射和/或散射、具体是被反射。
具体地，膜具有HRI层(HRI＝高折射率；HRI层＝高折射率层)。这种类型的高折射层具体地由ZnS或TiO2形成。替换地或附加地，膜优选地具有金属层，具体是选自以下金属的金属层：铝、铜、金、银、铬、锡和/或这些金属的一种或多种合金。在卷对卷复制步骤之后，优选地将HRI层和/或金属层施加到一个或多个结构轮廓中的一个或多个结构轮廓之中和/或之上的膜。
一个或多个结构中的一个或多个结构和/或至少一个像素阵列可以被引入到或施加到至少一个窗口区域，具体地被引入到或施加到ID1卡的至少一个窗口区域、或者被引入到或施加到透明基材，具体地被引入到或施加到透明聚合物钞票，其中至少从前侧和背侧和/或在透射光中观察时可检测到一个或多个结构和/或至少一个像素阵列。至少一个窗口区域具体是在基材中具有通孔和/或基材的未被穿透的透明区域。
“透明”具体意指在红外、可见和/或紫外波长范围中在70％至100％之间、优选地在80％至95％之间的透射率，其中入射电磁辐射、具体是入射光的可忽略部分优选地被吸收。
“ID1卡”具体意指尺寸为85.6mm×53.99mm的安全文件或卡，其中安全文件或卡的尺寸对应于ID1格式。
具体地，优选地出于装饰目的和/或出于标识目的来将一个或多个光学可变元件引入到和/或施加到所有类型的包装。
可以具体是相对于彼此和/或相对于其他安全元件和/或其他装饰元件和/或相对于基材和/或其他一层或多层的边缘具体地以配准(registration)精度或套准(register)精度来将一个或多个光学可变元件引入到和/或施加到基材和/或一层或多层。
套准或配准、或者套准精度或配准精度或位置精度具体意指两个或更多个元件和/或层相对于彼此的位置精度。套准精度优选地范围在预定义容限内，并且优选地尽可能高。同时，若干元件和/或层相对于彼此的套准精度进一步优选地是重要特征，以便具体地提高处理可靠性。位置精确的定位具体地可以借助于在感觉上、优选地在光学上可检测的配准标记或位置标记来实现。这些配准标记或位置标记可以表示特殊的单独元件或区域或层，或者本身可以是要定位的元件或区域或层的一部分。
可以在引入虚拟结构轮廓之前或之后为基材提供具有滤色器功能的上光油墨层。可以在引入虚拟结构轮廓和施加金属层和/或透明的高折射层或低折射层之前或之后实现供应上光油墨层。例如，上光油墨层将至少一个像素阵列和/或光学可变元件对于观察者和/或传感器的消色差白色外观改变为单色外观。
下面通过示例，利用附图参照若干实施例示例来解释本发明。这些在以下附图中示出：
图1示出了安全文件的示意表示。
图1a示出了安全文件的示意表示。
图2示出了光学可变元件的示意表示。
图3示出了光学可变元件的示意性横截面。
图3a示出了光学可变元件的示意性横截面。
图4示出了光学可变元件的示意表示。
图5示出了光学可变元件的示意表示。
图6示出了光学可变元件的示意表示。
图7示出了光学可变元件的示意表示。
图8示出了光学可变元件的示意表示。
图9示出了像素阵列的示意表示。
图10示出了像素的示意表示。
图11示出了像素的示意表示。
图12示出了像素的示意表示。
图12a示出了示出了像素的示意表示。
图13示出了光学可变元件的照片以及显微镜图像。
图13b示出了光学可变元件的示意表示。
图13c示出了光学可变元件的示意表示。
图14示出了光学可变元件的示意表示。
图15示出了光学可变元件的示意表示。
图16示出了光学可变元件的示意表示。
图17示出了光学可变元件的照片。
图18示出了像素阵列的显微镜图像。
图19示出了光学可变元件的示意表示。
图20示出了光学可变元件的照片。
图21示出了像素阵列的显微镜图像。
图22示出了光学可变元件的照片。
图23示出了光学可变元件的照片。
图1以俯视图示出了安全文件1d、具体是钞票，安全文件1d包括基材10，基材10具有条形安全元件1b'，其中当在反射光和/或透射光中观察安全元件1b'时，观察者可检测到在视觉上虚拟地沿观察方向跳出和/或从观察方向跳回的移动效果和/或3D元素。这种类型的光学效果优选地取决于相对于基材10所跨越的平面的倾斜角和/或观察角度。
在条形区域1b'之内或之外的安全文件1d可以具有一个或多个其他光学可变元件和/或光学不变安全元件，它们具体地可以与安全元件1b'部分或完全交叠。
在安全文件1d之中和/或之上，在每种情形中包括一个或多个其他光学可变元件的一个或多个其他区域进一步可以被形成为条和/或块的形状。
当具体是由观察者和/或传感器沿安全文件1d所跨越的表面法线矢量观察安全文件1d时，一个或多个光学可变元件还可以被布置成至少部分地交叠。
条形安全元件1b进一步包括两个光学可变元件1a，每个光学可变元件1a具体地具有包括两个或更多个像素的至少一个像素阵列。这两个光学可变元件中的一光学可变元件被形成为包括太阳的图样的形状，并且这两个光学可变元件中的另一光学可变元件被形成为包括彼此间隔开的多个(十个)波浪线或细条的图样的形状。这种类型的图样具体地选自以下各项：图案、字母、肖像、图像、字母数字字符、字符、风景的表示、建筑物的表示、几何自由形状、正方形、三角形、圆形、曲线和/或轮廓。
条形安全元件1b'进一步包括若干安全元件8，这些安全元件8被设计为数字序列“45”、两个云状图样、飞机形状的图样、帆船形状的图样、以及其中穿过两条水平线的字母序列“UT”。数字序列“45”和其中穿过两条水平线的字母序列“UT”例如可以被实现为脱金属(demetalized)区域，并且两个云状图样、飞机形状的图样和帆船形状的图样具体地可以用色彩鲜艳的衍射结构来实现。
此外，安全文件1d包括安全元件8′，其具有包括肖像的图样。此处，光学可变结构8'可以被形成为在被照射时衍射地变亮的表面和/或观察者和/或传感器在反射光和/或透射光中可检测到肖像8'的光学印象，其具体被形成为菲涅耳自由曲面。替换地，安全元件8'具体地也可以是凹版印刷或胶版印刷。
除了各自具有像素阵列的光学可变元件1a之外，条形安全元件1b'优选地还包括至少一个其他光学可变结构的至少一个高度轮廓，具体是选自以下各项的光学可变结构：衍射浮雕结构、具体是衍射光栅，菲涅耳自由曲面透镜，零阶衍射结构，闪耀光栅，微镜结构，各向同性或各向异性的哑光结构和/或微透镜结构。
一个或多个或所有结构还可以衍射地散射、偏转和/或投射电磁辐射、具体是入射电磁辐射。
具体地，至少一个像素阵列至少在诸区域中在至少一个方向上具有不同于零的曲率。
安全文件1d的文件主体具体地包括一层或多层，其中基材10优选地是纸基材和/或塑料基材或由纸和塑料的组合构成的混合基材。
条形安全元件1b'进一步可以具有一层或多层，并且具体地具有可拆卸或不可拆卸的载体基材(优选地由聚酯、具体是PET制成)、和/或一个或多个聚合物清漆层、具体是一个或多个复制层，其中可以复制至少一个其他光学可变结构的高度轮廓。
条形安全元件1b'也可以包括一个或多个保护层和/或一个或多个装饰层和/或一个或多个粘合层或增粘层或增粘剂层和/或一个或多个阻挡层和/或一个或多个其他安全特征。
装饰层中的一个或多个装饰层优选地具有一个或多个金属层和/或HRI层，优选地在每种情形中不是在整个表面上而是仅部分地在光学可变元件和/或安全文件中提供这些金属层和/或HRI层。此处，金属层具体被形成为不透明的、半透光的或半透明的。此处，金属层优选地包括不同的金属，这些金属具有可以优选地由观察者和/或传感器区分的不同的、具体是明显不同的反射、吸收和/或透射光谱，具体是反射率、吸收率和/或透射率。金属层优选地包括以下金属中的一者或多者：铝、铜、金、银、铬、锡和/或这些金属的一种或多种合金。此外，部分提供的金属层被网格化和/或设计成具有局部不同的层厚度。
反射率具体意指电磁波或电磁辐射的反射部分的强度与电磁波或电磁辐射的入射部分的强度之间的关系，其中，强度具体是由电磁波或电磁辐射传输的能量的量度。
吸收率或吸收系数具体意指电磁波或电磁辐射在穿过物质和/或穿过材料时强度降低的量度，其中，吸收率和/或吸收系数的量纲具体地为1/长度单位，优选地为1/长度量度。例如，不透明层对可见辐射的吸收系数比空气大。
透射率和/或光密度优选地意指具体是无量纲量度，其指示当电磁波或电磁辐射穿过物质和/或材料时其强度的降低程度。
具体地，金属层中的一个或多个金属层在此优选地以图案化方式以如下方式构造，使得它们包括其中提供金属层的金属的一个或多个图像元素并包括其中未提供金属层的金属的背景区域。图像元素在此可以优选地被形成为字母数字字符的形状，但是也可以被形成为图形和对象的复杂表示的形状。图像元素具体地还可以被形成为网格化的高分辨率灰度图像，例如肖像、建筑物、风景或动物。网格可以具体地被形成为规则的或分形的或不规则的、具体是随机的，并且优选地在各区域中在形成方面不同。
装饰层中的一个或多个装饰层优选地进一步包括具体是一个或多个色彩层，具体是上光油墨。这些色彩层具体是借助于印刷方法施加的色彩层，并且具有优选地被纳入粘合剂基质中的一种或多种染料和/或颜料。色彩层、具体是油墨可以是透明的、清澈的、部分散射的、半透光的、非透明的和/或不透明的。例如，可以在太阳1a的区域中提供黄色层，并且可以在波1a的区域中提供蓝色层。
装饰层中的一个或多个装饰层可以具有一个或多个光学活性浮雕结构，这些光学活性浮雕结构优选地在每种情形中被引入到清漆层、优选地复制清漆层的至少一个表面中。这种类型的浮雕结构具体是衍射浮雕结构，诸如举例而言全息图，衍射光栅，菲涅耳自由曲面，具有对称或不对称轮廓形状的衍射光栅和/或零阶衍射结构。
进一步优选地，浮雕结构是各向同性和/或各向异性的散射哑光结构、闪耀光栅和/或具有基本反射和/或透射作用的浮雕结构，诸如举例而言微透镜、微棱镜或微镜。
装饰层中的一个或多个装饰层可以具有一个或多个液晶层，这些液晶层一方面优选地取决于入射光的偏振而制造入射光的反射和/或透射，并且另一方面优选地取决于液晶的对准而制造入射光的波长选择性反射和/或透射。
一个或多个结构中的一个或多个结构和/或至少一个像素阵列优选地被引入到薄膜结构中，具体是被引入到法布里-珀罗层结构中。薄膜结构优选地被施加到一个或多个结构和/或至少一个像素阵列。具体地，这种类型的法布里-珀罗层结构至少在诸区域中具有至少一个第一半透明吸收层、至少一个透明间隔层、以及至少一个第二半透明吸收层和/或不透明反射层。薄膜结构的所有这些层具体地可以在每种情形中存在于整个表面上或者部分表面上，并且具体地可以与透明的和不透明的或半透明的区域交叠或不交叠。
第一半透明吸收层具体地具有在5nm至50nm之间的层厚度。吸收层优选地具有铝、银、铜、锡、镍、铬镍铁合金、钛和/或铬。在铝和铬的情形中，第一半透明吸收层优选地具有在5nm至15nm之间的层厚度。
透明间隔层优选地具有在100nm至800nm之间、具体是在300nm至600nm之间的层厚度。间隔层优选地由有机材料、具体是聚合物和/或无机Al2O3、SiO2和/或MgF2组成。
进一步优选地，透明间隔层由印刷聚合物层组成，印刷聚合物层具体是借助于凹版印刷、狭缝浇铸或喷墨印刷来施加的。
例如，进一步还可以将一个或多个光学可变元件1a和/或条形安全元件1b'和/或上述各层中的一层或多层和/或基材10与以下其它层和/或多层结构组合和/或联用：包括ZnS、TiO2等的一个或多个HRI层，具体是通过气相沉积、溅射或借助于化学气相沉积(CVD)在整个表面上或部分表面上施加的HRI层；一个或多个HRI或LRI清漆层(例如，用于透射中的光学效果)，具体是借助于凹版印刷在整个表面上或部分表面上施加的HRI或LRI清漆层；包括铝、银、铜和/或铬和/或其合金的一种或多种金属，具体是在整个表面或部分表面上被气相沉积或溅射(具体地借助于阴极溅射)、和/或印刷为包括纳米颗粒的油墨的金属；一个或多个干涉层结构，包括HLH(由HRI层、LRI层、HRI层组成的序列)、HLHLH(由HRI层、LRI层、HRI层、LRI层、HRI层组成的序列)；由一个或多个HRI和LRI层组成的序列，其中HRI和LRI层优选地彼此交替，以及法布里-珀罗三层系统，具体是包括一个或多个PVD和/或CVD间隔层；一个或多个液晶层；用作体积全息图中的裸露母版；与一个或多个上光油墨层的叠加；和/或用作用于制造Aztec结构和/或用于转换为提供至少一种色彩效果的多步相位浮雕的模板。
具体地，与一个或多个上光油墨层的叠加有利地提供了制造易于使其清澈的令人难忘的光学效果的可能性。进一步优选地，由光学可变元件的至少一个像素阵列与一个或多个上光油墨层的叠加制造的消色差衍射效果在透射通过一个或多个上光油墨层的色彩中单色地呈现，或未被一个或多个上光油墨层过滤掉。具体地，一个或多个上光油墨层充当滤色器。
这两个光学可变元件1a在每种情形中优选地包括至少一个像素阵列，其中每个像素阵列具有两个或更多个像素，其中相应像素阵列(2)中的两个或更多个像素中的一个或多个像素具有一个或多个结构，并且其中，一个或多个结构中的一个或多个结构以一个或多个立体角来投射、衍射和/或散射入射电磁辐射。
图1a具体地解说了立体角的定义，立体角优选地意指球体E的球面的局部表面A的表面积，其中局部表面A的表面积优选地除以球体的半径R的平方。立体角的数值优选地指示光锥相对于垂直z轴的角度α。开度角Ω优选地指示光锥相对于光锥中心的直线(在图1a中由箭头标记)的宽度。光锥相对于x或y轴的方向具体地取决于旨在获得的光学效果。
一种用于制造光学可变安全元件、具体是光学可变安全元件1a的方法，方法的特征优选地在于以下步骤：
提供包括两个或更多个虚拟像素的至少一个虚拟像素阵列；
向至少一个虚拟像素阵列中的两个或更多个虚拟像素中的一个或多个虚拟像素分配至少一个立体角；
在至少一个所分配立体角的至少一个区域和/或至少一个区段之中和/或之上布置一个或多个虚拟场源，其中，至少一个所分配立体角的至少一个区域或至少一个区段被布置成与至少一个虚拟像素阵列中的两个或更多个虚拟像素中的一个或多个像素相距第一距离；
在至少一个虚拟像素阵列中的两个或更多个虚拟像素中的一个或多个虚拟像素之中和/或之上和/或在至少一个虚拟像素阵列所跨越的表面(具体是平面)之中和/或之上计算从与至少一个虚拟像素阵列中的两个或更多个虚拟像素中的一个或多个虚拟像素相距预定义距离的一个或多个虚拟场源发出的一个或多个虚拟电磁场；
从总虚拟电磁场计算至少一个虚拟像素阵列中的两个或更多个虚拟像素中的一个或多个虚拟像素的一个或多个相位图像，总虚拟电磁场由在至少一个虚拟像素阵列中的两个或更多个虚拟像素中的一个或多个虚拟像素之中和/或之上和/或在至少一个虚拟像素阵列所跨越的表面(具体是平面)之中和/或之上的一个或多个虚拟电磁场的叠加组成；
从一个或多个相位图像计算至少一个虚拟像素阵列中的两个或更多个虚拟像素中的一个或多个虚拟像素的虚拟结构轮廓；
将至少一个虚拟像素阵列中的两个或更多个像素中的一个或多个虚拟像素的虚拟结构轮廓在基材之中和/或之上形成为包括两个或更多个像素的至少一个像素阵列，其中至少一个像素阵列中的两个或更多个像素中的一个或多个像素具有一个或多个结构，以用于提供光学可变元件。
至少一个所分配立体角和/或至少一个所分配立体角的至少一个区域可以跨越区段S，其中区段S具体地对应于球体的区段、优选地圆锥形区段，其中，例如图11中所示的区段S的开度角的一半、具体是θ/2和/或
Figure BDA0003069253110000401
小于10°、优选地小于5°、进一步优选地小于1°。
具体地被布置在图11或12中所示的区段S的一个或多个局部区域之中和/或之上和/或至少一个所分配立体角的至少一个区域之上的虚拟场源进一步可以在至少一个方向上周期性地和/或伪随机地和/或随机地布置在图11或12中所示的区段S的一个或多个局部区域中的一个或多个局部区域之上和/或至少一个所分配立体角的至少一个区域之上。
在图11或12中所示的区段S的一个或多个局部区域中的一个或多个局部区域之中和/或之上毗邻虚拟场源之间的距离还可以在0.01mm至100mm之间、具体是在0.1mm至50mm之间、优选地在0.25mm至20mm之间，和/或在图11或12中所示的区段S的一个或多个局部区域中的一个或多个局部区域和/或至少一个所分配立体角的至少一个区域之中和/或之上毗邻虚拟场源之间的距离平均在0.01mm至100mm之间、具体是在0.1mm至50mm之间、优选地在0.25mm至20mm之间。
进一步还可以在图11或12中所示的区段S的一个或多个局部区域和/或至少一个所分配立体角的至少一个区域中的一个或多个局部区域上执行将虚拟场源、具体是虚拟点场源布置为交叉网格、优选地等距交叉网格，其中毗邻虚拟场源彼此的距离在0.01mm至100mm之间、具体是在0.1mm至50mm之间、优选地在0.25mm至20mm之间，和/或其中两个毗邻虚拟场源之间的角度、具体是相对于至少一个虚拟像素阵列中的两个或更多个虚拟像素中的相应一个或多个虚拟像素的位置的角度小于1°、优选地小于0.5°。
一个或多个虚拟场源中的一个或多个虚拟场源优选地具有微符号的形式，具体是选自以下各项的微符号：字母、肖像、图像、字母数字字符、字符、几何自由形状、正方形、三角形、圆形、曲线、轮廓。
微符号的横向尺寸进一步优选地在0.1°至10°之间、具体是在0.2°至5°之间。
优选地，一个或多个虚拟场源中的第一群一个或多个虚拟场源不能被投射到0.3m距离、具体是0.15m至0.45m距离处的屏幕上，和/或一个或多个虚拟场源中的第二群一个或多个虚拟场源能够被投射到1.0m距离、具体是0.8m至1.2m的距离处的屏幕上。
具体优选地，从一个或多个虚拟场源发出、具体是从所有虚拟场源发出的虚拟电磁场在至少一个所分配立体角上和/或在至少一个所分配立体角的至少一个区域上和/或至少一个区段上和/或区段S上具有相同的强度和/或相同的强度分布。
从一个或多个虚拟场源发出、具体是从所有虚拟场源发出的虚拟电磁场在至少一个所分配立体角上和/或在至少一个所分配立体角的至少一个区域上和/或至少一个区段上和/或区段S上进一步可以具有呈高斯或超高斯分布的强度分布。
从两个或更多个虚拟场源发出、具体是从所有虚拟场源发出的虚拟电磁场在至少一个所分配立体角上和/或在至少一个所分配立体角的至少一个区域上和/或至少一个区段上和/或区段S上还可以具有不同的强度和/或不同的强度分布。
从一个或多个虚拟场源发出、具体是从所有虚拟场源发出的虚拟电磁场进一步还可以在至少一个所分配立体角上和/或在至少一个所分配立体角的至少一个区域上和/或至少一个区段上和/或区段S上具有各向同性或各向异性的强度分布。
具体地，一个或多个虚拟场源、具体是所有虚拟场源形成虚拟点场源，其中虚拟点场源优选地发射虚拟球面波。
在至少一个虚拟像素阵列4中的两个或更多个虚拟像素4aa-4dd中的一个或多个虚拟像素之中和/或之上和/或在至少一个虚拟像素阵列4所跨越的表面(具体是平面)之中和/或之上和/或例如在分别在图2、9、10、11、12或12a中所示的像素2aa-2dd、2aa-2dd、2ad、2da、2da和2da中从至少在一个坐标(xh,yh,zh)、具体是坐标(xh,yh,zh＝0)＝(xh,yh)的位置(xi,yi,zi)处的第i个虚拟点场源发出的虚拟电磁场Ui优选地借助于下式来计算：
Figure BDA0003069253110000421
虚拟电磁场Ui可以包括具体是在380nm至780nm、优选地在430nm至690nm的可见光谱范围中的一个或多个波长，其中优选地在可见光谱范围中的一个或多个波长中的一个或多个毗邻波长在每种情形中彼此间隔开、优选地等距间隔开。
虚拟电磁场Ui优选地包括一个或多个波长，这些波长比入射电磁辐射的一个或多个波长大2至40倍、具体是3至10倍、优选地4至8倍。
虚拟电磁场Ui进一步可以包括具体是在红外、可见和/或紫外光谱范围中的一个或多个波长，其中优选地在红外、可见和/或紫外光谱范围中的一个或多个波长中的一个或多个毗邻波长在每种情形中彼此间隔开、优选地等距间隔开。
在至少一个虚拟像素阵列4中的两个或更多个虚拟像素4aa-4dd中的一个或多个虚拟像素之中和/或之上、和/或在至少一个虚拟像素阵列4所跨越的表面(具体是平面)之中和/或之上、和/或例如分别在图2、9、10、11、12或12a中所示的像素2aa-2dd、2aa-2dd、2ad、2da和2da中的总虚拟电磁场Up优选地借助于下式来计算：
Figure BDA0003069253110000431
其中具体地在至少一个虚拟像素阵列4中的两个或更多个虚拟像素4aa-4dd中的一个或多个虚拟像素之中和/或之上、和/或在至少一个虚拟像素阵列4所跨越的表面(具体是平面)之中和/或之上至少在一个点处或针对参数(xp,yp)计算从至少一个坐标(xp,yp,zp＝0)＝(xp,yp)处的i＝1，...，Np个虚拟点场发出的虚拟电磁场Ui和/或可任选参考波Ur*、优选地至少一个可任选参考波Ur*。
一个或多个相位图像中的一个或多个相位图像可以被转换成一个或多个虚拟结构轮廓、优选地被线性转换成虚拟结构轮廓，其中相位值0对应于至少一个像素阵列中的两个或更多个像素中的一个或多个像素的一个或多个所形成结构的最小深度，并且相位值2π对应于一个或多个所形成结构的最大深度。
至少一个虚拟像素阵列中的两个或更多个虚拟像素中的一个或多个虚拟像素的虚拟结构轮廓进一步可以借助于在涂覆有光致抗蚀剂的板上的激光曝光和显影和/或借助于电子束光刻被形成为至少一个像素阵列中的一个或多个像素中的一个或多个像素的一个或多个结构。
在至少一个像素阵列中的两个或更多个像素中的一个或多个像素中包括或形成的一个或多个结构还可以具有虚拟电磁场和/或总虚拟电磁场的平均波长的一半的光学深度、具体是空气中的光学深度。
进一步优选地，一种用于制造安全文件、具体是安全文件1d、优选地包括一层或多层、进一步优选地包括一个或多个光学可变元件、具体优选地包括光学可变元件1a的安全文件的方法，其特征在于以下步骤：
将一个或多个光学可变元件作为层压膜和/或作为压花膜施加到和/或引入到安全文件和/或安全文件的一层或多层和/或施加到和/或引入到安全文件中和/或安全文件的一层或多层中的一层或多层中。
图2以俯视图示出了包括十六个像素2aa-2dd的像素阵列，其中像素2aa-2dd被布置为具有四行和四列的4×4矩阵。第一行沿x方向包括像素2aa、2ab、2ac、2ad，第二行沿x方向包括像素2ba、2bb、2bc、2bd，第三行沿x方向包括像素2ca、2cb、2cc、2cd，并且第四行沿x方向包括像素2da、2db、2dc、2dd。第一列沿y方向包括像素2da、2ca、2ba、2aa，第二列沿y方向包括像素2db、2cb、2bb、2ab，第三列沿y方向包括像素2dc、2cc、2bc、2ac，并且第四列沿y方向包括像素2dd、2cd、2bd、2ad。
图2中所示的像素2aa-2dd沿x方向具有相同的横向尺寸ΔX，并且沿y方向具有相同的横向尺寸ΔY，其中在每种情形中它们在x和y方向所跨越的平面中形成正方形形状。
具体是在由像素阵列2限定的平面中和/或在由x和y方向限定的平面中，两个或更多个像素2aa-2dd中的一个或多个或所有像素还可以形成彼此相同或不同的形状，这些形状在每种情形中优选地选自以下各项：圆形表面、卵形表面、椭圆形表面、三角形表面、正方形表面、矩形表面、多边形表面、环形表面、自由形状表面，其中，在将像素的形状选择为圆形表面和/或卵形表面的情形中，两个或更多个像素具体地在每种情形中具有一个或多个毗邻背景表面，其优选地还邻接或不邻接毗邻像素。像素的形状具体是多边形地、随机地或伪随机地变化。进一步优选地，至少一个像素阵列、具体是像素阵列2包括两个或更多个像素，这些像素优选地包括上述形状中的不同形状和/或优选地具有上述形状变型中的不同形状变型。
两个或更多个像素2aa-2dd中的一个或多个或所有像素进一步还可以在不同方向上、具体是在不同方向x和y上、具体是在由像素阵列2限定的平面中和/或在由x和y方向限定的平面中具有不同的横向尺寸。
两个或更多个像素2aa-2dd中的一个或多个或所有像素还可以具体是在由像素阵列2限定的平面中和/或在由x和y方向限定的平面中占据不同的表面和/或交叠和/或不交叠。
像素阵列2中的像素2aa-2dd的布置进一步可以遵循周期函数。例如，像素阵列的行或列中的像素中心可以以如下方式布置，使得在每种情形中毗邻像素中的像素中心优选地沿行或列限定的方向等距地间隔开。图2中所示的像素2aa-2dd在每种情形中沿x或y方向彼此都具有相等的距离，其中这具体地涉及像素2aa-2dd中的毗邻像素。进一步优选地，像素2aa-2dd中的一个或多个或所有像素在像素阵列2中和/或沿一个或多个方向和/或在由x和y方向跨越或限定的平面中非周期性地、或者具体地随机地或伪随机地布置。
像素的中心或像素的几何中心在二维像素的情形中具体意指区域的质心，质心具体是通过对底层像素的所有点求平均来确定的。
像素的非周期性布置具有如下优点：可以减小或抑制、具体是完全抑制由于像素的大小或形状和/或横向尺寸而形成的破坏性衍射效果。
像素2aa-2dd中的一个或多个像素的沿至少一个方向、具体是沿x方向和/或沿y方向的横向尺寸优选地在5μm至500μm之间、具体是在10μm至300μm之间、具体是在20μm至150μm之间。
在此类横向尺寸中固有的优点在于，在横向尺寸的这些数量级情况下，像素不能被或者很难被人类观察者的眼睛在光学上分辨，具体是在约300mm的通常或正常阅读距离处分辨。同时，像素具体地足够大以使所提供的微结构可以具有消色差作用。
至少一个像素阵列2中的像素2aa-2dd中的一个或多个像素的像素大小和/或一个或多个横向尺寸可以优选地在诸区域中在一个或多个方向上、具体是在x和y方向中的一个或两个方向上非周期性地、周期性地、伪随机地或随机地变化，或者不变化。至少一个像素阵列中的像素大小在至少一个空间方向上优选地围绕平均值变化最多±70％、优选地最多±50％。至少一个像素阵列2中的两个或更多个像素2aa-2dd中的一个或多个像素的一个或多个横向尺寸在至少一个像素阵列2中、至少在诸区域中在一个或多个空间方向上、具体是在x和y方向中的一个或两个方向上优选地围绕平均值变化最多±70％、优选地最多±50％，其中一个或多个方向上的平均值具体地在5μm至500μm之间、具体是在10μm至300μm之间、具体是在20μm至150μm之间。
至少一个像素阵列2中的像素2aa-2dd中的一个或多个像素进一步可以在至少一个像素阵列2中、具体是至少在诸区域中周期性地、非周期性地、分形地、随机地和/或伪随机地布置。
图3示出了图2中所示的像素阵列2，像素阵列2沿横截面中的截面Q包括像素2ca、2cb、2cc、2cd。像素2ca包括结构3ca，像素2cb包括结构3cb，像素2cc包括结构3cc，并且像素2cd包括结构3cd。将结构3ca、3cb、3cc和3cd施加、沉积和/或模制到基材10上，其中基材具体地具有一层或多层。
图3a示出了图2中所示的像素阵列2的进一步实施例，像素阵列2沿横截面中的截面Q包括像素2ca、2cb、2cc、2cd。像素2ca包括结构3ca，像素2cb包括结构3cb，像素2cc包括结构3cc，并且像素2cd包括结构3cd。将结构3ca、3cb、3cc和3cd施加、沉积和/或模制到基材10上，其中基材具体地具有一层或多层。与图3形成对比，在实施例中，结构3ca、3cb、3cc和3cd具体地是具有第一距离或均匀结构高度h的二元结构。
此处，图3a中所示的二元结构3ca、3cb、3cc和3cd或二元微结构(优选地包括一个或多个结构元件)具体地具有基表面GF和若干结构元件，这些结构元件优选地在每种情形中具有与基表面GF相比突起的元件表面EF以及优选地被布置在元件表面EF与基表面GF之间的侧面，其中具体是结构3ca、3cb、3cc和3cd的基表面GF限定了由坐标轴x和y跨越的基平面，其中结构元件的元件表面EF在每种情形中优选地基本上平行于基平面GF行进，并且其中，结构元件的元件表面EF和基表面GF在垂直于基平面行进的方向上、在坐标轴z的方向上优选地间隔开，优选地间隔开第一距离h，第一距离h优选地被选择成使得：具体地通过反射光中在基表面GF和元件表面EF上反射的光的干涉和/或具体地通过透射光中透射通过元件表面EF和基表面GF的光的干涉，在一个或多个第一区域中制造第二色彩。此处，第二色彩优选地在直接反射或透射中制造，并且具体地，与第二色彩互补的第一色彩在一阶或更高阶反射或透射中制造。例如，第一色彩可以是紫色并且第二色彩可以是橙色，或者第一色彩可以是蓝色并且第二色彩可以是黄色。
光学可变元件1a可以包括一层或多层，其中具体地至少一个像素阵列2被布置在一层或多层中的至少一层之上或之中，并且其中，一层或多层中的一层或多层优选地选自以下各项：HRI层，具体是包括HRI和/或LRI清漆层的层，金属层，干涉层，具体是干涉层序列，优选地HLH或HLHLH，进一步优选地法布里-珀罗三层系统或多层系统，液晶层，色彩层，具体是上光油墨层。
结构3ca、3cb、3cc、3cd中的每个结构优选地具有受限最大结构深度Δz、具体是最大结构深度，最大结构深度在图3中具体地对于对应像素2ca、2cb、2cc、2cd中的所有结构3ca、3cb、3cc、3cd而言是相同的。
一个或多个结构3ca、3cb、3cc、3cd中的一个或多个结构进一步优选地具有受限最大结构深度Δz，其中最大结构深度Δz具体地小于35μm、优选地小于20μm、进一步优选地小于或等于15μm、甚至进一步优选地小于或等于7μm、具体优选地小于或等于2μm。
具体地，此处得到的优点在于，使包括至少一个像素阵列2的光学可变元件1a的厚度或总厚度保持兼容以用于安全文件1d中、具体用于钞票、ID卡或护照上。
具体地，优选地在钞票、ID卡或护照上的基于膜的光学可变元件1a、优选地安全元件和/或装饰元件的总厚度小于35μm。优选地，总厚度小于20μm，以便具体有利地防止钞票由于包括一个或多个光学可变元件1a的所施加膜而弯曲变形。进一步可以限制对应像素2ca、2cb、2cc、2cd的所有结构3ca、3cb、3cc、3cd的受限最大结构深度，以使得优选地借助于复制方法来施加、沉积和/或模制结构3ca、3cb、3cc、3cd。
一个或多个结构3ca、3cb、3cc、3cd中的一个或多个结构可以以如下方式形成，使得一个或多个结构3ca、3cb、3cc、3cd的受限最大结构深度Δz对于至少一个像素阵列2中大于50％的像素、具体是大于70％的像素、优选地大于90％的像素而言小于或等于15μm、具体地小于或等于7μm、优选地小于或等于2μm。
一个或多个结构3ca、3cb、3cc、3cd中的一个或多个结构进一步可以以如下方式形成，使得一个或多个结构的最大结构深度Δz对于所有像素而言小于或等于15μm、具体地小于或等于7μm、优选地小于或等于2μm。
小于或等于15μm的受限最大结构深度具体有利地与包括UV复制(UV＝紫外)的方法兼容，并且小于或等于7μm、具体是小于或等于2μm的受限最大结构深度具体有利地与包括UV复制和/或热复制的方法兼容。
一个或多个结构3ca、3cb、3cc、3cd中的一个或多个结构还可以具有光栅周期，光栅周期具体地小于像素2ca、2cb、2cc、2cd，优选地小于像素2ca、2cb、2cc、2cd中的每一者的最大横向尺寸的一半，优先地小于最大横向尺寸的三分之一，进一步优选地小于最大横向尺寸的四分之一。
此外，一个或多个结构3ca、3cb、3cc、3cd中的一个或多个结构具体地可以彼此不同或相似或相同或等同。
图4示出了图2中所示的像素阵列2，不同之处在于向像素2aa-2dd中的每个像素分配了对应的结构3aa-3dd或者像素2aa-2dd中的每个像素包括对应的结构3aa-3dd，其中结构3aa-3dd被形成为具体是消色差地投射、衍射和/或散射入射光的全息图式结构。
具体地，结构3aa-3dd中的一个或多个或所有结构具有彼此不同的光学属性。
可以向至少一个像素阵列2中的像素2aa-2dd中的每个像素分配一个或多个结构3aa-3dd中的一个或多个结构，其中被分配给像素的一个或多个结构以一个或多个预定义立体角投射、衍射和/或散射入射电磁辐射，其中具体地在每种情形中向一个或多个预定义立体角分配方向、优选地预定义方向。
一个或多个结构3aa-3dd中的一个或多个结构和/或一个或多个所分配结构3aa-3dd中的一个或多个所分配结构进一步可以以一个或多个立体角中的一个或多个立体角和/或一个或多个预定义立体角中的一个或多个预定义立体角来投射、衍射和/或散射，这些立体角具体地彼此不同，其中被投射到围绕像素布置的球体、具体是具有单位半径1的单位球体的一个或多个立体角中的一个或多个立体角和/或一个或多个预定义立体角中的一个或多个预定义立体角形成一个或多个、具体是相同或不同的形状，这些形状优选地在每种情形中选自以下各项：圆形表面、椭圆形表面、三角形表面、正方形表面、矩形表面、多边形表面、环形表面，其中具体是一个或多个形状中的一个或多个形状是敞开的或封闭的和/或由一个或多个局部形状组成，并且其中，至少两个局部形状优选地彼此组合或叠加。
图5示出了图2中所示的像素阵列2，不同之处在于向像素2aa-2dd中的每个像素分配了对应的结构3aa-3dd或者像素2aa-2dd中的每个像素包括对应的结构3aa-3dd，其中结构3aa-3dd被形成为消色差地投射、衍射和/或散射入射光的光栅结构。具体地，光栅结构是线性光栅结构，其优选地具有火焰状的光栅轮廓。
在至少一个像素阵列2中的像素2aa-2dd中的一个或多个像素中，消色差衍射光栅结构优选地与其他微结构和/或纳米结构、具体是线性光栅结构、优选地交叉光栅结构、进一步优选地亚波长光栅结构叠加。
被形成为消色差衍射光栅结构、优选地被形成为闪耀光栅的一个或多个结构3aa-3dd中的一个或多个结构具体地具有大于3μm、优选地大于5μm的光栅周期，和/或像素2aa-2dd中的每个像素具体地包括消色差衍射结构的至少两个光栅周期。
图6示出了图2中所示的像素阵列2，不同之处在于向像素2aa-2dd中的每个像素分配了对应的结构3aa-3dd或者像素2aa-2dd中的每个像素包括对应的结构3aa-3dd，其中结构3aa-3dd被形成为菲涅耳微透镜结构和/或菲涅耳微透镜结构的局部区域或部分，其中具体是菲涅耳微透镜结构的光栅线被形成为弯曲的光栅线和/或具有带变化的光栅周期的光栅线和/或其中具体是两个或更多个像素中的每个像素优选地在至少一个空间方向上包括至少两个光栅周期。
菲涅耳微透镜结构可以被设计为闪耀光栅，其中光栅线具体地是弯曲的和/或其中光栅周期优选地变化。
具体地，一个或多个或所有结构不太优选地被形成为微镜和/或微棱镜，具体地不太优选地被形成为消色差折射投射微结构。
至少一个像素阵列2中的像素2aa-2dd中大于70％的像素、具体是大于90％的像素进一步可以具有一个或多个结构3aa-3d中的一个或多个结构，这些结构每像素具有至少2个标高、具体是至少3个标高、优选地至少4个标高的数量。
进一步优选地，一个或多个结构中的一个或多个结构每像素具有至少2个标高、具体是至少3个标高、优选地至少4个标高的数量。
优选地，被形成为闪耀光栅和/或菲涅耳微透镜结构的结构的至少两个光栅周期在至少一个像素中，其中此处光栅周期优选地小于每个像素的最大横向尺寸的一半。
一个或多个结构3aa-3dd中的一个或多个结构还可以被形成为彩色光栅结构、具体是被形成为线性光栅、优选地被形成为具有正弦轮廓的线性光栅和/或被形成为纳米文字和/或镜面。因此具体是可以将有色设计元素和/或隐藏特征集成到呈现为消色差的像素阵列中。
图7示出了图2中所示的像素阵列2，不同之处在于像素2aa、2ad和2cc在每种情形中分别具有具体地包括正弦轮廓的线性光栅30aa、30ad和30cc。
通过使用或施加或模制其他结构，可以用其他光学效果扩展一个或多个结构3aa-3dd的消色差效果，并且在此过程中有利地进一步提高对抗伪造的保护。
优选地在像素2aa-2dd的一个或多个像素中的一个或多个结构3aa-3dd中的一个或多个结构进一步可以被形成为亚波长光栅、具体地被形成为线性亚波长光栅，其中亚波长光栅、具体是线性亚波长光栅的光栅周期优选地小于450nm，和/或其中具体是这种类型的至少一个像素阵列在光学可变元件和/或至少一个像素阵列被倾斜和/或旋转时提供观察者可检测到的光学可变效果。具体地，这种类型的光学可变效果是观察者和/或传感器可检测到的一个或多个图标、徽标、图像和/或其他图样，其优选地在光学可变元件1a严重倾斜时变亮。
此外，一个或多个结构3aa-3dd中的一个或多个结构进一步可以被(具体是至少部分地)提供有金属层和/或吸收入射电磁辐射，其中两个或更多个像素中的一个或多个像素在反射中、优选地在直接反射中可被观察者检测为深灰色到黑色。
图8示出了图2中所示的像素阵列2，不同之处在于像素2aa、2ad和2cc在每种情形中分别具有吸光、具体是吸收入射光的微结构31aa、31ad和31cc，其中这些吸光微结构31aa、31ad和31cc优选地对于观察者和/或传感器分别呈现为深灰色到黑色。具体地，吸光微结构31aa、31ad和31cc分别被形成为亚波长交叉光栅，具体是具有小于或等于450nm、优选地小于或等于350nm的光栅周期。具有呈现为深灰色到黑色的这种类型的像素具体使得可以增加像素阵列外观的对比度并例如制造投影的错觉。
一个或多个结构3aa-3dd中的一个或多个结构还可以被形成为吸收光、具体是吸收入射光和/或在正常观察的情形中或在直接反射中对于观察者和/或传感器呈现为有色的微结构。
还可以用其他光学效果来扩展其他结构，并且在此过程中有利地进一步提高对抗伪造的保护。
通过在至少一个像素阵列2中的像素2aa-2dd的一个或多个像素中使用或施加或模制吸光微结构，进一步可以在设计中用对比度线或对比度表面来补充一个或多个结构3aa-3dd的消色差效果。在过程中例如可以设计3D对象(诸如举例而言肖像)，3D对象在视觉上跳出或跳向观察者和/或传感器，并通过在像素2aa-2dd中的对应像素中的结构3aa-3dd以针对性的方式投射、衍射和/或散射入射光来生成，以在较高对比度中可使用包括对于观察者和/或传感器呈现为暗色到黑色的吸光微结构的像素来检测。具体地，例如，呈现为暗色的像素可以表示观察者在较高对比度中期望的投影。
具体地，一个或多个结构3aa-3dd中的一个或多个结构具有HRI层，其中具体是具有一个或多个结构的像素在反射中可被观察者和/或传感器检测为有色。
优选地，可以在通过设计预定义的像素2aa-2dd中的一定数量的像素中提供微结构，这些微结构具体地在至少部分涂覆有至少一个高折射介电层、具体地至少一个HRI层的情形中在由观察者和/或传感器检测时、优选地在正常观察的情形中或者在直接反射中呈现为有色的，例如红色或绿色。这种类型的微结构优选地被形成为线性亚波长光栅，其中例如在肖像中包括这种类型的微结构的有色像素制造可被观察者和/或传感器检测为绿色的光瞳。
图9以立体俯视图示出了包括十六个像素2aa-2dd的像素阵列2的细节，其中像素阵列在由x和y方向跨越的平面中延伸。此外，在图9中示出了对应像素2aa-2dd的入射光6的入射方向和出射光20aa-20dd的出射方向。出射光20aa-20dd具体地辐射到半空间中，半空间具体地由像素阵列的平面限定，其中入射光6优选地从半空间的方向入射。入射光6在出射光20aa-20dd的对应方向上具体地被消色差地衍射为出射光20aa-20dd。此处，入射光6具体地在每个像素2aa-2dd之中或之处、优选地分别在包括相应结构3aa-3dd的每个像素2aa-2dd之中或之处在任何期望空间方向上伪随机地被消色差地投射、衍射和/或散射为出射光20aa-20dd。
优选地在像素2aa-2dd的对应像素中的一个或多个结构3aa-3dd中的一个或多个结构可以在所有空间方向上伪随机地或随机地以如下方式投射、衍射和/或散射入射电磁辐射、具体是入射光6，使得像素阵列2中的一个或多个像素在反射中可被观察者和/或传感器优选地检测为各向同性的白色、优选地各向同性的消色差白色。
图10示出了图9中所示的像素阵列2的放大细节，像素阵列2包括例如像素2ad，像素2ad包括投射、衍射和/或散射光的结构3ad，结构3ad在预定义方向上和/或以预定义立体角将入射光或入射电磁辐射投射、衍射和/或散射为出射光20ad。此处，出射光20ad的路径和/或传播方向优选地彼此平行地行进。
入射在像素阵列2上的光或入射电磁辐射还可以仅在一个或多个预定义立体角的至少一个区域中、具体地一个或多个至少部分相干或不相干和/或至少部分交叠或不交叠的区域中被伪随机地或随机地投射、衍射和/或散射为出射光2aa-2dd。由此，在这些区域中和/或以预定义立体角有利地增加了出射光或出射电磁辐射的亮度和/或强度，其中具体是在不良照明条件下可以更好地检测到可由观察者和/或传感器检测的效果、优选地视觉效果。
在具体是一个或多个开度角的严格限制的情形中，一个或多个预定义立体角中的一个或多个预定义立体角进一步可以在至少一个方向上制造不对称的和/或动态的白色效果。此处，预定义立体角的开度角具体是在至少一个方向上优选地被限制为小于+/-10°、优选地小于+/-5°、进一步优选地小于+/-3°。
表1中列出了最重要的结构参数以及这些参数的取值范围的概况。
Figure BDA0003069253110000551
图11示出了图6中所示的包括像素2da的像素阵列2的放大细节，其中至少一个结构3da被模制为菲涅耳微透镜结构，其中入射光或入射电磁辐射被结构3da投射、衍射和/或散射、具体是聚焦到垂直于像素阵列2所跨越的平面和/或垂直于x和y方向所跨越的平面的空间中的一个或多个点和/或一个或多个表面上。图11仅是示意性的，并非按真实比例。
一个或多个结构中的一个或多个结构进一步还可以被形成为微透镜、具体是菲涅耳微透镜，其中，具体地一个或多个结构的焦距在0.04mm至5mm之间、具体是0.06mm至3mm之间、优选地0.1mm至2mm之间，和/或其中具体地在x和/或y方向上的焦距由下式确定：
Figure BDA0003069253110000561
其中，Δx,y优选地是至少一个像素阵列中的两个或更多个像素中的一个或多个像素在x方向上或y方向上的相应横向尺寸，并且φx,y是一个或多个结构在x方向上或y方向上投射、衍射和/或散射入射电磁辐射、具体是入射光的相应立体角。
一个或多个结构中的一个或多个结构进一步可以被形成为柱面透镜，其中，具体地一个或多个结构的焦距无限大。
具体地，像素和/或所分配立体角的大小和/或横向尺寸确定对应的焦距。
图12示出了图6中所示的包括像素2da的像素阵列2的放大细节，其中至少一个结构3da被模制为菲涅耳微透镜结构，其中入射光或入射电磁辐射被结构3da在方向R上投射、衍射和/或散射、具体是聚焦到空间中的一个或多个点或一个或多个表面上，具体是不垂直于像素阵列2所跨越的平面和/或不垂直于x和y方向所跨越的平面但相对于上述平面的表面法线f成角度α的空间中。
此处，球体E的半径具体地等于焦点高度f。优选地针对入射光的550nm的波长、具体是450nm至650nm的波长范围来计算或设计菲涅耳微透镜结构。
图12a示出了图6中所示的包括像素2da的像素阵列2的放大细节，其中至少一个结构3da被模制为菲涅耳微透镜结构，其中入射光或入射电磁辐射被结构3da在方向R上投射、衍射和/或散射、具体是聚焦到空间中的一个或多个点或一个或多个表面，具体是不垂直于像素阵列2所跨越的平面和/或不垂直于x和y方向所跨越的平面但相对于上述平面的表面法线f成角度α的空间中。
具体地，在图11、图12和图12a中所示的区段S之中和/或之上提供包括两个或更多个虚拟像素的至少一个虚像素阵列，其中优选地向至少一个虚拟像素阵列中的两个或更多个虚拟像素中的一个或多个虚拟像素中的每个虚拟像素分配至少一个立体角。由线20da限定的图11中所示的所分配立体角的开度角的一半例如是θ/2和
Figure BDA0003069253110000571
在图11、12和12a中，在每种情形中优选地向相应像素2da分配一个虚拟像素。
进一步优选地，在图11、12和12a中所示的区段S之中和/或之上布置一个或多个虚拟场源，其中具体地在图11、12和12a中所示的区段S在每种情形中被布置成与相应的虚拟像素相距第一距离，其中图11、12或12a中相应虚拟像素的位置和/或对准优选地在每种情形中对应于图11、12和12a中所示的相应像素2da的位置和/或对准。
从一个或多个虚拟场源发出的一个或多个虚拟电磁场、具体是在图11、12和12a中所示的区段S中被布置成与至少一个虚拟像素阵列中的两个或更多个虚拟像素中的一个或多个虚拟像素相距预定义距离的一个或多个虚拟电磁场优选地在至少一个虚拟像素阵列中的两个或更多个虚拟像素中的一个或多个虚拟像素之中和/或之上和/或在至少一个虚拟像素阵列所跨越的表面(具体是平面)之中和/或之上计算。
至少一个虚拟像素阵列中的两个或更多个虚拟像素中的一个或多个虚拟像素的一个或多个相位图像优选地从总虚拟电磁场计算，总虚拟电磁场由至少一个虚拟像素阵列中的两个或更多个虚拟像素中的一个或多个虚拟像素之中和/或之上和/或在由至少一个虚拟像素阵列跨越的表面(具体是平面)之中和/或之上的一个或多个虚拟电磁场的叠加组成，其中图11、12和12a中的相应平面具体地对应于由相应像素2da跨越的平面。
进一步优选地，从一个或多个相位图像中为至少一个虚拟像素阵列中的两个或更多个虚拟像素中的一个或多个虚拟像素计算虚拟结构轮廓。
具体优选地，至少一个虚拟像素阵列中的两个或更多个虚拟像素的虚拟结构轮廓在基材之中和/或之上被形成为包括两个或更多个像素的至少一个像素阵列，以提供光学可变元件，其中图11、12和12a中所示的至少一个像素阵列中的相应像素2da具有一个或多个结构3da。
作为示例，图13示出了包括数学家和物理学家卡尔·弗里德里希·高斯(CarlFriedrich Gauβ)的肖像9的3D模型的设计。在图的上部中的六个变型在每种情形中从左到右具有增加的立体角的开度角，藉此底层像素阵列的对应微结构投射、衍射和/或散射通过各个预定义立体角扩展的入射光或入射电磁辐射。具体地，对应结构投射经扩展入射光的相应所分配立体角的开度角从左至右为：0.5°、1.25°、2.5°、5°、7.5°、10°。
具体地，预定义立体角的小和/或较小开度角制造对于观察者和/或传感器可检测到的3D效果，其中肖像或图样的表面看上去光滑。立体角的大和/或较大开度角优选地制造对于观察者和/或传感器而言可检测到的3D效果，其中肖像或图样的表面看上去强烈哑光。可以将这种受控的哑光度用作设计元素，例如，以便使被表示为3D效果的山峰看起来被雪覆盖。
开度角优选地在0.5°至70°之间的范围中，并且优选地在1°至60°之间的范围中。
图13b的上部示出了狮子的3D模型的五个细节91、92、93、94、95，其中具体地，开度角从左到右从1°增加到60°。所有像素具体是在为像素提供的方向上以近似相同的开度角来衍射入射光。最左侧的狮子的细节91具有反射性虚拟表面；最右侧的狮子的细节95具有半光泽表面。中间的狮子的三个细节92、93、94示出了中间值的哑光度。
进一步可以允许3D效果的局部区域以不同的哑光度呈现。图13b的下部参照狮子96、97的3D模型示出了这一点，其中在左侧，在狮子96的K形局部区域中，哑光度大于狮子其余部分的哑光度，并且在右侧的狮子97中，在狮子的K形局部区域中，哑光度小于狮子其余部分的哑光度。在左侧的狮子96中，在没有K形局部区域的区域中的开度角是1°，并且在右侧的狮子97中，开度角是15°。左侧狮子96中的K形局部区域具有60°的开度角，并且右侧狮子97中的K形局部区域具有1°的开度角。
图13的下部在各个区域的不同放大图中示出了在图13的上部中示出的肖像的底层像素阵列的细节的显微镜图像。具体地，可以检测由布置在像素阵列中的像素构成的结构。
具体地，像素投射、衍射和/或散射入射光的预定义立体角的改变优选地导致底层结构的明显改变，并且随着开度角变大，具体地导致与规则或周期性结构的明显偏离。
图14作为示例示出了图13中所示的设计的所选像素的这种结构变化，其中，随着开度角度变大，结构从左向右变化。
具体是如上所述，进一步可以使3D效果仅在预定义方向上部分或全部或完全可见或可检测。为此，像素中的结构优选地被选择成使得这些结构优选地基本上在预定义方向上在3D效果的预定义区域中投射、衍射和/或散射入射电磁辐射。此处，开度角具体地取决于方向来选择。
图13c的左侧部分98示出了包括数学家和物理学家卡尔·弗里德里希·高斯的肖像的3D模型的设计，其中，在正常观察的情形中，面部优选地基本上在观察者的方向上投射和/或衍射和/或散射入射电磁辐射。肖像的区域具体地呈现为3D和明亮哑光的圆顶。另一方面，肖像的其他区域优选地呈现为暗色至几乎察觉不到。具体地，如图13c的右侧部分99中所示，在将光学可变元件顺时针旋转90°之后，相比之下面部优选地呈现为暗色至几乎察觉不到，并且肖像的其余区域具体地呈现为3D和明亮哑光的圆顶。此处，开度角优选地在0.5°至70°之间的范围中，进一步优选地在1°至60°之间的范围中。
在至少一个像素阵列中的两个或更多个像素的一个或多个或所有像素中被形成为消色差微结构的结构可以与其他微结构和/或纳米结构叠加。这种其他微结构和/或纳米结构的示例是线性光栅结构、交叉光栅结构、具体是亚波长光栅结构。在此可以实现由消色差结构制造的消色差效果与由亚波长光栅结构制造的色彩效果、具体是所谓的零阶衍射色彩效果的组合。这种零阶衍射色彩效果的示例在HRI涂层的情形中具体是所谓的谐振光栅，或者在金属涂层、具体是铝涂层的情形中是具有基于等离子体谐振的效果的光栅。在所提及的两种情形中，至少一个像素阵列的光学效果具体被形成为叠加的亚波长光栅结构效果的色彩。涂覆有HRI的谐振光栅的光栅周期优选地在200nm至500nm的范围中。此外，谐振光栅的亚波长光栅结构优选地是线性光栅。
作为将至少一个像素阵列或一个表面划分为具有不同所分配和/或预定义立体角的像素的替换方案，进一步可以覆盖具体是具有相同或几乎相同的结构和/或微结构的表面或毗邻像素。
图15示出了包括对应结构的像素阵列2的像素布置，布置具体地被形成为使得制造可由观察者和/或传感器检测到的细行移动，其中可检测的行的宽度优选地取决于像素的大小和/或横向尺寸。
在图15中所示的光学可变元件中，布置成行的各像素群G中的结构被设计成使得它们具体地在不同空间方向上和/或以不同的预定义立体角来投射入射光，其中，优选地通过使这种类型的光学可变元件取决于观察情况和/或观察方向和/或入射光和/或入射光的入射方向而倾斜，在每种情形中，布置成行的毗邻像素群G具体地取决于倾斜方向而依次变亮、具体是消色差地变亮。
还可以省略布置成行的一个或多个像素群和/或以任意角度变亮，其中，布置成行的像素群的变亮优选地以任何期望的顺序制造。具体地，也可以制造消色差的细行变形效果，其优选地可以由观察者和/或传感器检测到。
进一步还可以制造观察者和/或传感器可检测到的以下效果中的一种或多种效果：虚拟地投射朝向观察者和/或传感器或从观察者和/或传感器跳回的自由形状；虚拟地悬浮在光学可变元件所跨越的平面之前或之后的形状；消色差细行移动和变形；消色差移动，具体是线性和/或径向消色差移动；消色差图像翻转，具体是双翻转、三次翻转或多次翻转和/或优选地包括若干图样(优选地图像)的动画；对于观察者和/或传感器呈现为各向同性哑光的一个或多个表面；对于观察者和/或传感器呈现为各向异性哑光的一个或多个表面；至少一个像素阵列中的两个或更多个像素中的包括隐藏效果的一个或多个像素，诸如举例而言纳米文字；在一个或多个预定义成像平面中或在一个或多个预定义立体角处和/或距光学可变元件的诸距离处的隐藏图样(在预定义距离处和/或在一个或多个预定义波长范围中对观察者和/或传感器隐藏或隐蔽的图样)、具体是隐藏文本(在预定义距离处和/或在一个或多个预定义波长范围中对观察者和/或传感器隐藏或隐蔽的文本)和/或隐藏图像(在预定义距离处和/或在一个或多个预定义波长范围中对观察者和/或传感器隐藏或隐蔽的图像)。
为了制造双翻转，可以在像素阵列中的第一像素群中模制具体消色差地投射、衍射和/或散射入射光的第一结构群，例如计算机生成的全息图结构，其中第一结构群中的这些结构以相对于光学可变元件所跨越的平面的表面约30°的第一倾斜角消色差地投射、衍射和/或散射入射光。此处，第一像素群中的像素优选地形成第一图样。
为了制造双翻转，进一步可以在像素阵列中的第二像素群中模制具体消色差地投射、衍射和/或散射入射光的第二结构群，例如计算机生成的全息图结构，其中第二结构群中的这些结构以相对于光学可变元件所跨越的平面的表面约5°的第二倾斜角消色差地入射、衍射和/或散射入射光。第二像素群中的像素优选地形成第二图样。
一个或多个结构中的一个或多个结构和/或分配给至少一个像素阵列中的两个或更多个像素中的一个像素的所分配结构还可以以立体角、具体是点状立体角来投射、衍射和/或散射电磁辐射、具体是入射电磁辐射。
一个或多个结构中的一个或多个结构和/或包括一个或多个所分配结构中的一个或多个所分配结构的至少一个像素阵列中的两个或更多个像素中的一个或多个像素优选地被分配给两个或更多个结构群和/或两个或更多个像素群，具体是其中两个或更多个结构群中的各群和/或两个或更多个像素群中的各群彼此不同。
两个或更多个结构群中的两个或更多个结构群和/或两个或更多个像素群中的两个或更多个像素群可以以相同或不同的立体角和/或预定义立体角、具体是点状立体角和/或预定义立体角、优选地不同形状的立体角和/或预定义立体角来投射、衍射和/或散射电磁辐射、具体是入射电磁辐射。
两个或更多个结构群中的两个或更多个结构群和/或两个或更多个像素群中的两个或更多个像素群进一步可以提供包括3D效果的光学可变信息项。
此处，如果具体是从对应于第一倾斜角的预定义立体角检测光学可变元件，则第一图样进一步可以呈现为明亮，而第二图样呈现为黑暗。在相对于观察者和/或传感器倾斜之后，光学可变元件可以进一步被对准，以使得具体地可从对应于第二倾斜角的预定义立体角检测光学可变元件，其中第二图样优选地呈现为明亮而第一图样呈现为黑暗。这种类型的效果优选地也被称为图像翻转效果。
优选地，各结构可以以三个或更多个预定义立体角来投射、衍射和/或散射入射光，其中具体地在每种情形中向每个预定义立体角分配不同的图样、具体是图像。此处，例如可以取决于观察方向和/或对应于预定义立体角的观察方向在三个或更多个图样之间制造翻转。具体地，对于观察者和/或传感器，制造图样的连续和/或跳跃移动的错觉，具体是在光学可变元件的对应移动、旋转和/或倾斜的情形中出现。底层像素阵列优选地被划分成制造相应图样的各部分，和/或像素阵列中的两个或更多个像素中的一个或多个像素在每种情形中被细分成各部分或子像素，这些部分或子像素在每种情形中具有不同的结构，这些结构以预定义立体角来投射、衍射和/或散射入射光以制造对应图样。
两个或更多个像素中的一个或多个像素优选地在每种情形中被划分成三个、具体是四个、进一步优选地五个部分或子像素，其中各组分或子像素具体优选地在每种情形中具有不同的结构。
至少一个像素阵列中的两个或更多个像素中的一个或多个像素投射、衍射和/或散射入射电磁辐射的一个或多个预定义立体角中的一个或多个立体角或预定义立体角中观察者可检测到的一个或多个立体角遵循函数，其中函数以如下方式形成，使得观察者将立体角或预定义立体角检测为向波一样移动的亮度带、优选地正弦移动的亮度带。
进一步可以制造图样的变化形状，例如将一个图样(例如字母序列“CH”)变换成观察者和/或传感器可检测到的其他图样(例如，瑞士十字)，其中具体是图样的轮廓在视觉上大小增大或减小是可能的。
至少一个像素阵列中的两个或更多个像素中的一个或多个像素进一步还可以以不同的预定义立体角来投射、衍射和/或散射图样的至少两个视图，其中具体是图样的至少一个立体图像可由观察者和/或传感器至少在预定义距离处检测到。
在左侧，图16示出了图1中所示的条形安全元件1b'，其中当具体是在反射光和/或透射光中观察安全元件1b'时，观察者和/或传感器检测在视觉上虚拟地跳出观察方向和/或从观察方向跳回的移动效果和/或3D元素。
在条形区域1b'之中或之外的安全文件1d可以具有一个或多个其他光学可变元件。
条形安全元件1b进一步包括两个光学可变元件1a，这些光学可变元件1a具体地在每种情形中具有包括两个或更多个像素的至少一个像素阵列并且在图16的右侧放大示出。
条形安全元件1b'进一步包括若干安全元件8，这些安全元件8被设计为数字序列“45”、两个云状图样、飞机形状的图样、帆船形状的图样、以及其中穿过两条水平线的单词序列“UT”。
在图16的右上方示出的太阳形状的光学可变元件1a具体地制造光学效果，以使得出射光优选地对于观察者和/或传感器而言呈现为被太阳9a的圆顶表面反射。太阳9a呈现为突出、优选地明显可触摸地突出，具体使得观察者预期将从光学可变元件1a所跨越的平面和/或表面中可触摸地或在触觉上检测到太阳9a，但此处安全元件优选地是完全平滑和/或平坦的。在图16的右下方示出的光学可变元件包括像素阵列，像素阵列具体地对于观察者和/或传感器制造错觉，具体是像波一样移动的水9b的光学错觉。当光学可变元件1a倾斜时，优选地对于观察者和/或传感器呈现从左向右和/或在相反方向上移动的亮度带。
当元件和/或至少一个像素阵列弯曲变形时，一个或多个结构中的一个或多个结构可以提供光学可变效果，其中在元件和/或至少一个像素阵列的未弯曲状态下可检测到第一图样，并且在元件和/或至少一个像素阵列的弯曲状态下可检测到第二图样。
观察者和/或传感器还可以检测到图像翻转，使得具体在未弯曲状态下可检测到第一图样，并且在弯曲状态下可检测到第二图样。具体地，在弯曲状态下提供虚拟像素阵列以用于计算虚拟像素中的对应结构，并且优选地由一个或多个虚拟点场源发射的虚拟电磁场优选地在弯曲虚拟像素阵列上计算。由此具体地实现通过优选地在弯曲状态下的光学可变元件的局部曲率来相应地补偿各结构投射、衍射和/或散射入射光的一个或多个预定立体角。如果入射光入射到其像素具体地被设计用于弯曲状态的平坦像素阵列，则图样优选地以一个或多个预定义立体角以如下方式被投射、衍射和/或散射，使得对于观察者和/或传感器而言，图样不能被完全检测到和/或仅能被检测为在视觉上被扭曲。
观察者和/或传感器可以检测到由一个或多个光学可变元件制造的以下效果、具体是由一个或多个光学可变元件制造的以下光学效果中的一个或多个效果：反射中的一个或多个效果；透射中的一个或多个效果；反射中和/或透射中的上述效果的组合，诸如举例而言反射和透射中的不同移动效果，其中具体地至少一个像素阵列中50％的像素和/或子像素被分别用于反射和/或透射中的相应效果；针对一个或多个光学可变元件中的一个或多个光学可变元件的弯曲或未弯曲状态的一个或多个效果。
还可以以如下方式来模制一个或多个结构中的一个或多个结构，使得在反射中发生2×180°的相移并且在透射中发生1×360°的相移。这种类型的相移优选地仅在一个波长处是精确的，其中对应效果优选地在波长附近是色彩选择的。由此，效果对于观察者和/或传感器具体地以明确定义的色彩呈现。所有上述效果、具体是所有上述光学效果例如可以以此方式用相应定义的色彩来实现。
图17作为示例示出了包括多个光点200的消色差拱形，消色差拱形沿方向R'向上和/或向下移动，具体是在光学可变元件向前和/或向后倾斜或沿方向R'倾斜、在x和y方向所跨越的附图平面中沿方向R'向上和/或向下倾斜的情况下。底层像素阵列的像素中的结构具体被设计成使得当光学可变元件从x和y方向所跨越的附图平面倾斜-30°至+30°时，入射光优选地制造对于观察者和/或传感器而言移动的明亮拱形的错觉。
图18在上部示出了第一放大细节，并且在下部示出了包括具有对应结构的像素的底层像素阵列的第二、具体是甚至进一步放大细节。具有结构3e的加框像素2e在每种情形中在x和y方向上具有50μm的横向尺寸。
图19以示意性立体表示示出了消色差拱形图样9c的对于观察者B和/或传感器S可检测的移动序列，拱形图样9c在光学元件1a所跨越的平面中、具体是沿方向R”移动，其中光学可变元件1a中所包含的像素阵列2的结构在观察者B和/或传感器S的方向上投射、衍射和/或散射入射光20。
图20示出了蜗牛壳9d形式的3D对象，蜗牛壳9d对于观察者和/或传感器而言从附图平面消色差地突出、具体是从x和y方向所跨越的平面消色差地突出。具体地，底层像素阵列中的像素中的结构被设计成使得入射光制造3D对象的错觉。当前后左右倾斜时，光线和阴影对于观察者和/或传感器而言在蜗牛上移动。
图21在上部示出了第一放大细节，并且在下部示出了在图20中所示的蜗牛壳9d底层的包括具有对应结构的像素的像素阵列的第二、具体是甚至进一步放大细节。具有结构3f的加框像素2f在每种情形中在x和y方向上具有50μm的横向尺寸。
图22以28种不同变型示出了包括数学家和物理学家卡尔·弗里德里希·高斯的肖像9e的3D模型的设计，并且图23示出了图22的放大细节，其中底层像素阵列中的像素中的结构在此具体被模制为已被用于制造变型的菲涅耳微透镜结构。具体地，在第一行中，肖像从左到右示出观察者和/或传感器可检测到的3D效果强度的增强变化。在每种情形中，其他各行中的前四个肖像在每种情形中从左到右示出了参照基于具有2μm的结构深度的结构的对应肖像的效果，并且在每种情形中，其他各行中的最后三个肖像在每种情形中从左到右示出了参照基于具有约1μm结构深度的结构深度的结构的对应肖像的效果。
附图标记列表：
1a 光学可变元件
1b 安全元件
1b‘ 条形安全元件
1c 装饰元件
1d 安全元件
10 基材
2 像素阵列
2aa-2dd,2e-2f 像素
20aa-20dd 出射光
200 光点
3aa-3dd,3e-3f 结构
30aa,30ad,30cc 微结构
31aa,31ad,31cc 微结构
4 虚拟像素阵列
4aa-4dd 虚拟像素
6 入射光
9,9a,9b,9c,9d,9e 图样
91,92,93,94,95 图样
96,97 图样
98,99 图样
Δx,Δy 横向尺寸
Δz 结构深度
P 焦点
F 焦平面
f 距离
θ,
Figure BDA0003069253110000681
α,Ω 角度
S 区段
R,R‘,R“ 方向
G 像素群
B 观察者
S 传感器
L 光源
GF 基表面
EF 元件表面

Claims (63)

1.一种光学可变元件(1a)，具体是安全元件(1b)和/或装饰元件(1c)，所述光学可变元件优选地用于安全文件(1d)，
其特征在于，
所述光学可变元件(1a)具有包括两个或更多个像素(2aa-2dd,2e-2f)的至少一个像素阵列(2)，其中所述至少一个像素阵列(2)中的所述两个或更多个像素(2aa-2dd,2e-2f)中的一个或多个像素具有一个或多个结构(3aa-3dd,3e-3f)，并且其中，所述一个或多个结构(3aa-3dd,3e-3f)中的一个或多个结构以一个或多个立体角来投射、衍射和/或散射入射电磁辐射(6)。
2.根据权利要求1所述的光学可变元件(1a)，
其特征在于，
所述一个或多个结构(3aa-3dd,3e-3f)中的一个或多个结构以一个或多个立体角消色差地投射、衍射和/或散射入射电磁辐射(6)。
3.根据前述权利要求中的一项所述的光学可变元件(1a)，
其特征在于，
所述光学可变元件(1)包括一层或多层，其中所述至少一个像素阵列(2)具体被布置在所述一层或多层中的至少一层之上或之中，并且其中，所述一层或多层中的一层或多层优选地选自以下各项：HRI层，具体是包括HRI和/或LRI清漆层的层，金属层，干涉层，具体是干涉层序列，优选地HLH或HLHLH，进一步优选地法布里-珀罗三层系统或多层系统，液晶层，色彩层，具体是上光油墨层。
4.根据前述权利要求中的一项所述的光学可变元件(1a)，
其特征在于，
向所述至少一个像素阵列(2)中的所述两个或更多个像素(2aa-2dd,2e-2f)中的每个像素(2aa-2dd,2e-2f)分配所述一个或多个结构(3aa-3dd,3e-3f)中的一个或多个结构，其中被分配给像素(2aa-2dd,2e-2f)的所述一个或多个结构以一个或多个预定义立体角来投射、衍射和/或散射入射电磁辐射(6)，其中具体地在每种情形中向所述一个或多个预定义立体角分配一个方向、优选地一个预定义方向。
5.根据前述权利要求中的一项所述的光学可变元件(1a)，
其特征在于，
所述一个或多个结构(3aa-3dd,3e-3f)中的一个或多个结构和/或一个或多个所分配结构中的一个或多个所分配结构以所述一个或多个立体角中的一个或多个立体角和/或所述一个或多个预定义立体角中的一个或多个预定义立体角来投射、衍射和/或散射，所述一个或多个立体角和/或所述一个或多个预定义立体角具体地彼此不同，其中，被投射到围绕像素(2aa-2dd,2e-2f)布置的球体、具体是具有单位半径1的单位球体上的所述一个或多个立体角中的一个或多个立体角和/或所述一个或多个预定义立体角中的预定义立体角形成一个或多个形状、具体是相同或不同的形状，所述形状在每种情形中优选地选自以下各项：圆形表面、椭圆形表面、三角形表面、正方形表面、矩形表面、多边形表面、环形表面。
6.根据权利要求5所述的光学可变元件(1a)，
其特征在于，
所述一个或多个形状中的一个或多个形状是敞开的或封闭的和/或由一个或多个局部形状组成，其中具体地至少两个局部形状彼此组合或叠加。
7.根据前述权利要求中的一项所述的光学可变元件(1a)，
其特征在于，
所述至少一个像素阵列(2)中的所述两个或更多个像素(2aa-2dd,2e-2f)中的一个或多个像素投射、衍射和/或散射入射电磁辐射(6)的所述一个或多个立体角中具体地能被观察者和/或传感器检测到的一个或多个立体角或所述一个或多个预定义立体角中的预定义立体角遵循函数，其中所述函数以如下方式形成，使得观察者将所述立体角或预定义立体角检测为像波一样移动的亮度带、优选地正弦移动的亮度带。
8.根据前述权利要求中的一项所述的光学可变元件(1a)，
其特征在于，
所述一个或多个立体角中的一个或多个或所有立体角和/或所述一个或多个预定义立体角中的一个或多个或所有预定义立体角在至少一个方向上最多达70°、优选地最多达50°、进一步优选地最多达40°，和/或一个或多个或所有立体角的开度角优选地最多为20°、进一步优选地最多为15°、具体优选地最多为10°。
9.根据前述权利要求中的一项所述的光学可变元件(1a)，
其特征在于，
所述一个或多个立体角中的一个或多个或所有立体角和/或所述一个或多个预定义立体角中的一个或多个或所有预定义立体角在至少一个方向上最多达70°、优选地最多达50°、进一步优选地最多达40°。
10.根据前述权利要求中的一项所述的光学可变元件(1a)，
其特征在于，
所述一个或多个结构(3aa-3dd,3e-3f)中的一个或多个结构和/或分配给所述至少一个像素阵列(2)中的所述两个或更多个像素(2aa-2dd,2e-2f)中的一个像素的结构以如下方式形成，使得所述结构提供光学可变信息项，具体是提供一个或多个3D效果和/或移动效果，优选地提供消色差或单色3D效果和/或移动效果。
11.根据前述权利要求中的一项所述的光学可变元件(1a)，
其特征在于，
所述一个或多个结构中的一个或多个结构和/或分配给所述至少一个像素阵列(2)中的所述两个或更多个像素(2aa-2dd,2e-2f)中的一个像素的所分配结构(3aa-3dd,3e-3f)以立体角、具体是点状立体角来投射、衍射和或散射电磁辐射、具体是入射电磁辐射(6)。
12.根据前述权利要求中的一项所述的光学可变元件(1a)，
其特征在于，
所述一个或多个结构(3aa-3dd,3e-3f)中的一个或多个结构和/或包括所述一个或多个所分配结构中的一个或多个所分配结构的所述至少一个像素阵列(2)中的所述两个或更多个像素(2aa-2dd,2e-2f)中的一个或多个像素被分配给两个或更多个结构群和/或两个或更多个像素群，具体地其中所述两个或更多个结构群中的各结构群和/或所述两个或更多个像素群中的各像素群彼此不同。
13.根据权利要求12所述的光学可变元件(1a)，
其特征在于，
所述两个或更多个结构群中的两个或更多个结构群和/或所述两个或更多个像素群(2aa-2dd,2e-2f)中的两个或更多个像素群以相同或不同的立体角和/或预定义立体角、具体是点状立体角、优选地具有接近0°的开度角的立体角、和/或预定义立体角、优选地不同形状的立体角和/或预定义立体角来投射、衍射和/或散射电磁辐射、具体是入射电磁辐射(6)。
14.根据权利要求12或13所述的光学可变元件(1a)，
其特征在于，
所述两个或更多个结构群中的两个或更多个结构群和/或所述两个或更多个像素群中的两个或更多个像素群提供包括3D效果的光学可变信息项。
15.根据前述权利要求中的一项所述的光学可变元件(1a)，
其特征在于，
一个或多个或所有结构(3aa-3dd,3e-3f)和/或一个或多个或所有所分配结构衍射地散射、偏转和/或投射电磁辐射、具体是入射电磁辐射(6)。
16.根据前述权利要求中的一项所述的光学可变元件(1a)，
其特征在于，
所述至少一个像素阵列(2)在至少各区域中在至少一个方向上具有不同于零的曲率。
17.根据前述权利要求中的一项所述的光学可变元件(1a)，
其特征在于，
所述至少一个像素阵列(2)中的所述两个或更多个像素(2aa-2dd,2e-2f)中的一个或多个像素的至少一个横向尺寸在5μm至500μm之间、优选地在10μm至300μm之间、优选地在20μm至150μm之间。
18.根据前述权利要求中的一项所述的光学可变元件(1a)，
其特征在于，
所述至少一个像素阵列(2)中的所述两个或更多个像素(2aa-2dd,2e-2f)中的一个或多个像素的一个或多个横向尺寸在所述像素阵列(2)中、具体是至少在各区域中在一个或多个空间方向上周期性地、非周期性地、伪随机地和/或随机地变化。
19.根据前述权利要求中的一项所述的光学可变元件(1a)，
其特征在于，
所述至少一个像素阵列(2)中的所述两个或更多个像素(2aa-2dd,2e-2f)中的一个或多个像素的一个或多个横向尺寸在所述至少一个像素阵列(2)中、具体是至少在各区域中在一个或多个空间方向上围绕平均值变化最多±70％、优选地变化最多±50％。
20.根据前述权利要求中的一项所述的光学可变元件(1a)，
其特征在于，
所述至少一个像素阵列(2)中的所述一个或多个像素(2aa-2dd,2e-2f)中的一个或多个像素在所述至少一个像素阵列(2)中、具体地至少在各区域中被周期性地、非周期性地、随机地和/或伪随机地布置。
21.根据前述权利要求中的一项所述的光学可变元件(1a)，
其特征在于，
所述一个或多个结构(3aa-3dd,3e-3f)中的一个或多个结构具有光栅周期，所述光栅周期具体地小于所述至少一个像素阵列(2)中的所述两个或更多个像素(2aa-2dd,2e-2f)、优选地所述两个或更多个像素(2aa-2dd,2e-2f)中的每一者的最大横向尺寸的一半、优选地小于所述最大横向尺寸的三分之一、进一步优选地小于所述最大横向尺寸的四分之一。
22.根据前述权利要求中的一项所述的光学可变元件(1a)，
其特征在于，
所述一个或多个结构(3aa-3dd,3e-3f)中的一个或多个结构具有受限最大结构深度，其中所述受限最大结构深度具体地小于15μm、优选地小于10μm、进一步优选地小于或等于7μm、甚至进一步优选地小于或等于4μm、具体优选地小于或等于2μm。
23.根据权利要求22所述的光学可变元件(1a)，
其特征在于，
所述一个或多个结构(3aa-3dd,3e-3f)中的一个或多个结构以如下方式形成，使得所述一个或多个结构的所述受限最大结构深度对于所述至少一个像素阵列(2)中大于50％的像素(2aa-2dd,2e-2f)、具体地对于大于70％的像素(2aa-2dd,2e-2f)、优选地对于大于90％的像素(2aa-2dd,2e-2f)而言小于或等于15μm、具体地小于或等于7μm、优选地小于或等于2μm。
24.根据权利要求22或23所述的光学可变元件(1a)，
其特征在于，
所述一个或多个结构(3aa-3dd,3e-3f)中的一个或多个结构以如下方式形成，使得所述一个或多个结构的所述受限最大结构深度对于所有像素(2aa-2dd,2e-2f)而言小于或等于15μm、具体地小于或等于7μm、优选地小于或等于2μm。
25.根据前述权利要求中的一项所述的光学可变元件(1a)，
其特征在于，
所述一个或多个结构(3aa-3dd,3e-3f)中的一个或多个结构彼此不同或相似或相同或等同。
26.根据前述权利要求中的一项所述的光学可变元件(1a)，
其特征在于，
所述一个或多个结构(3aa-3dd,3e-3f)中的一个或多个结构被形成为消色差衍射结构、优选地被形成为闪耀光栅、具体是线性闪耀光栅，其中具体地所述消色差衍射结构的光栅周期大于3μm、优选地大于5μm，和/或其中所述至少一个像素阵列(2)中的所述两个或更多个像素(2aa-2dd,2e-2f)中大于70％的像素、具体地大于90％的像素、优选地每个像素(2aa-2dd,2e-2f)包括至少两个光栅周期。
27.根据前述权利要求中的一项所述的光学可变元件(1a)，
其特征在于，
在所述至少一个像素阵列(2)中的所述两个或更多个像素(2aa-2dd,2e-2f)中的一个或多个像素中，所述消色差衍射结构与其他微结构和/或纳米结构、具体是线性光栅结构、优选地交叉光栅结构、进一步优选地亚波长光栅结构叠加。
28.根据前述权利要求中的一项所述的光学可变元件(1a)，
其特征在于，
所述一个或多个结构中的一个或多个结构(3aa-3dd,3e-3f)被形成为起凸面或凹面作用的微透镜和/或微透镜的局部区域，具体地被形成为起反射作用的微透镜和/或微透镜的局部区域，其中具体地所述一个或多个结构的焦距在0.04mm至5mm之间、具体地在0.06mm至3mm之间、优选地在0.1mm至2mm之间，和/或其中具体地在方向X和/或Y上所述焦距由下式确定：
Figure FDA0003069253100000081
其中ΔX,Y优选地是所述至少一个像素阵列(2)中的所述两个或更多个像素(2aa-2dd,2e-2f)中的一个或多个像素分别在X方向上或Y方向上的相应横向尺寸，并且φX,Y是所述一个或多个结构分别在X方向上或Y方向上投射、衍射和/或散射入射电磁辐射的相应立体角。
29.根据前述权利要求中的一项所述的光学可变元件(1a)，
其特征在于，
所述一个或多个结构(3aa-3dd,3e-3f)中的一个或多个结构被形成为柱面透镜，其中具体地所述一个或多个结构的焦距无限大。
30.根据前述权利要求中的一项所述的光学可变元件(1a)，
其特征在于，
所述一个或多个结构(3aa-3dd,3e-3f)中的一个或多个结构被形成为菲涅耳微透镜结构、具体是起反射作用的菲涅耳微透镜结构，其中具体是所述菲涅耳微透镜结构的光栅线被形成为弯曲的光栅线和/或具有带变化的光栅周期的光栅线，和/或其中具体是所述至少一个像素阵列(2)中的所述两个或更多个像素(2aa-2dd,2e-2f)中的每个像素(2aa-2dd,2e-2f)在至少一个空间方向上优选地包括至少两个光栅周期。
31.根据前述权利要求中的一项所述的光学可变元件(1a)，
其特征在于，
所述一个或多个结构(3aa-3dd,3e-3f)中的一个或多个结构优选地每像素(2aa-2dd,2e-2f)具有至少2个标高、具体地至少3个标高、优选地至少4个标高的数量。
32.根据前述权利要求中的一项所述的光学可变元件(1a)，
其特征在于，
所述至少一个像素阵列(2)中的所述两个或更多个像素(2aa-2dd,2e-2f)中大于70％的像素、具体地大于90％的像素具有所述一个或多个结构(3aa-3dd,3e-3f)中的一个或多个结构，所述一个或多个结构优选地每像素(2aa-2dd,2e-2f)具有至少2个标高、具体地至少3个标高、优选地至少4个标高的数量。
33.根据前述权利要求中的一项所述的光学可变元件(1a)，
其特征在于，
所述一个或多个结构(3aa-3dd,3e-3f)中的一个或多个结构被形成为彩色光栅结构、具体地被形成为线性光栅、优选地被形成为具有正弦轮廓的线性光栅、和/或纳米文字和/或镜面。
34.根据前述权利要求中的一项所述的光学可变元件(1a)，
其特征在于，
所述一个或多个结构(3aa-3dd,3e-3f)中的一个或多个结构被形成为亚波长光栅、具体地被形成为线性亚波长光栅和/或类蛾眼结构，其中所述亚波长光栅、具体是所述线性亚波长光栅和/或所述类蛾眼结构的光栅周期优选地小于450nm，和/或其中具体地该类型的至少一个像素阵列(2)在所述光学可变元件和/或所述至少一个像素阵列(2)倾斜时提供观察者可检测到的光学可变效果、具体是观察者可检测到的附加光学可变效果。
35.根据前述权利要求中的一项所述的光学可变元件(1a)，
其特征在于，
所述一个或多个结构(3aa-3dd,3e-3f)中的一个或多个结构被提供有金属层和/或吸收入射电磁辐射，其中具体地所述至少一个像素阵列(2)中的所述两个或更多个像素(2aa-2dd,2e-2f)中的一个或多个像素在反射时能被观察者检测为深灰色至黑色。
36.根据前述权利要求中的一项所述的光学可变元件(1a)，
其特征在于，
所述一个或多个结构(3aa-3dd,3e-3f)中的一个或多个结构具有HRI层，其中具体地所述至少一个像素阵列(2)中的所述两个或更多个像素(2aa-2dd,2e-2f)中的一个或多个像素在反射时能被观察者检测为有色。
37.根据前述权利要求中的一项所述的光学可变元件(1a)，
其特征在于，
所述一个或多个结构(3aa-3dd,3e-3f)中的一个或多个结构在所有空间方向上伪随机地或随机地投射、衍射和/或散射入射电磁辐射，其中具体地所述至少一个像素阵列(2)中的所述两个或更多个像素(2aa-2dd,2e-2f)中的一个或多个像素在反射时能被观察者检测为各向同性的白色、优选地各向同性的消色差白色。
38.根据前述权利要求中的一项所述的光学可变元件(1a)，
其特征在于，
当所述元件和/或所述至少一个像素阵列(2)弯曲变形时，所述一个或多个结构(3aa-3dd,3e-3f)中的一个或多个结构提供光学可变效果，其中具体地在所述元件和/或所述至少一个像素阵列(2)的未弯曲状态下能检测到第一图样，并且在所述元件和/或所述至少一个像素阵列(2)的弯曲状态下能检测到第二图样。
39.一种安全文件(1d)，具体地包括一个或多个光学可变元件(1a)、具体是根据前述权利要求中的一项所述的一个或多个光学可变元件(1a)。
40.根据权利要求39所述的安全文件(1d)，
其特征在于，
所述安全文件(1d)在一个或多个区域中、具体地在一个或多个条形区域中、优选地一个或多个线形区域中具有一个或多个光学可变元件(1a)。
41.根据权利要求39或40所述的安全文件(1d)，
其特征在于，
在每种情形中包括一个或多个光学可变元件(1a)的所述一个或多个区域中的一个或多个区域被形成为条和/或块的形状。
42.根据权利要求39至41之一所述的安全文件(1d)，
其特征在于，
当沿所述安全文件(1d)所跨越的表面法线矢量观察时，一个或多个光学可变元件(1a)被布置成至少部分地交叠。
43.一种用于制造光学可变元件(1a)的方法，所述光学可变元件(1a)具体是根据权利要求1-38之一所述的光学可变元件、优选地安全元件(1b)和/或装饰元件(1c)，优选地用于安全文件(1d)，具体是用于根据权利要求39至42之一所述的安全文件(1d)，
其特征在于：
提供包括两个或更多个虚拟像素(4aa-4dd)的至少一个虚拟像素阵列(4)，向所述至少一个虚拟像素阵列(4)中的所述两个或更多个虚拟像素(4aa-4dd)中的一个或多个虚拟像素分配至少一个立体角，
在至少一个所分配立体角的至少一个区域或至少一个区段之中和/或之上布置一个或多个虚拟场源，其中所述至少一个所分配立体角的所述至少一个区域或所述至少一个区段被布置成与所述至少一个虚拟像素阵列(4)中的所述两个或更多个虚拟像素(4aa-4dd)中的所述一个或多个虚拟像素相距第一距离，
在所述至少一个虚拟像素阵列(4)中的所述两个或更多个虚拟像素(4aa-4dd)中的所述一个或多个虚拟像素之中和/或之上和/或在所述至少一个虚拟像素阵列(4)所跨越的表面、具体是平面之中和/或之上计算从与所述至少一个虚拟像素阵列(4)中的所述两个或更多个虚拟像素(4aa-4dd)中的所述一个或多个虚拟像素相距预定义距离的所述一个或多个虚拟场源发出的一个或多个虚拟电磁场，
从总虚拟电磁场计算所述至少一个虚拟像素阵列(4)中的所述两个或更多个虚拟像素(4aa-4dd)中的所述一个或多个虚拟像素的一个或多个相位图像，所述总虚拟电磁场由在所述至少一个虚拟像素阵列中的所述两个或更多个虚拟像素中的所述一个或多个虚拟像素之中和/或之上和/或在所述至少一个虚拟像素阵列所跨越的表面、具体是平面之中和/或之上的所述一个或多个虚拟电磁场的叠加组成，从所述一个或多个相位图像计算所述至少一个虚拟像素阵列(4)中的所述两个或更多个虚拟像素(4aa-4dd)中的所述一个或多个虚拟像素的虚拟结构轮廓，
将所述至少一个虚拟像素阵列(4)中的所述两个或更多个像素(4aa-4dd)中的所述一个或多个虚拟像素的所述虚拟结构轮廓在基材之中和/或之上形成为包括两个或更多个像素(2aa-2dd,2e-2f)的至少一个像素阵列(2)，其中所述至少一个像素阵列(2)中的所述两个或更多个像素(2aa-2dd,2e-2f)中的一个或多个像素具有一个或多个结构(3aa-3dd,3e-3f)以用于提供所述光学可变元件(1a)。
44.根据权利要求43所述的方法，
其特征在于，
至少一个所分配立体角和/或所述至少一个所分配立体角的所述至少一个区域跨越所述至少一个区段，其中具体地所述至少一个区段对应于球体的至少一个区段、优选地至少一个圆锥形区段，其中所述至少一个区段的开度角的一半小于20°、优选地小于15°、进一步优选地小于10°。
45.根据权利要求43或44所述的方法，
其特征在于，
被具体地布置在所述至少一个所分配立体角的所述至少一个区段和/或所述至少一个区域中的一个或多个局部区域之中和/或之上的所述虚拟场源在至少一个方向上被周期性地和/或伪随机地和/或随机地布置在所述至少一个所分配立体角的所述至少一个区段和/或所述至少一个区域的所述一个或多个局部区域中的一个或多个局部区域上。
46.根据权利要求43至45中的一项所述的方法，
其特征在于，
在所述至少一个所分配立体角的所述至少一个区段和/或所述至少一个区域的所述一个或多个局部区域中的一个或多个局部区域之中和/或之上毗邻虚拟场源之间的距离在0.01mm至100mm之间、具体地在0.1mm至50mm之间、优选地在0.25mm至20mm之间，和/或在所述至少一个所分配立体角的所述至少一个区段和/或所述至少一个区域的所述一个或多个局部区域中的一个或多个局部区域之中和/或之上毗邻虚拟场源之间的距离具体地平均在0.01mm至100mm之间、具体地在0.1mm至50mm之间、优选地在0.25mm至20mm之间。
47.根据权利要求43至46之一所述的方法，
其特征在于，
在所述至少一个所分配立体角的所述至少一个区段和/或所述至少一个区域的所述一个或多个局部区域中的一个或多个局部区域之中和/或之上执行将所述虚拟场源、具体是所述虚拟点场源布置为交叉网格、优选地等距交叉网格，其中毗邻虚拟场源彼此的距离在0.01μm至100μm之间、具体地在0.1μm至50μm之间，和/或其中两个毗邻虚拟场源之间的角度、具体是相对于所述至少一个像素阵列(4)中的所述两个或更多个虚拟像素(4aa-4dd)中的一个或多个虚拟像素的位置的角度小于1°、优选地小于0.5°。
48.根据权利要求43至47之一所述的方法，
其特征在于，
所述一个或多个虚拟场源中的一个或多个虚拟场源具有微符号的形式，具体地选自以下各项的微符号：字母、肖像、图像、字母数字字符、字符、几何自由形状、正方形、三角形、圆形、曲线、轮廓。
49.根据权利要求48所述的方法，
其特征在于，
微符号在所述至少一个区段的所述一个或多个局部区域中的一个或多个局部区域上的横向尺寸在0.1°至10°之间、具体地在0.2°至5°之间。
50.根据权利要求43至49中的一项所述的方法，
其特征在于，
所述一个或多个虚拟场源中的第一群一个或多个虚拟场源不能被投射到相距0.3m距离、具体地0.15m至0.45m距离处的屏幕上，和/或所述一个或多个虚拟场源中的第二群一个或多个虚拟场源能够被投射到相距1.0m距离、具体地0.8m至1.2m距离处的屏幕上。
51.根据权利要求43至50之一所述的方法，
其特征在于，
从一个或多个虚拟场源发出、具体是从所有虚拟场源发出的虚拟电磁场在所述至少一个所分配立体角上和/或在所述至少一个所分配立体角的所述至少一个区域上具有相同的强度和/或相同的强度分布。
52.根据权利要求43至51中的一项所述的方法，
其特征在于，
从一个或多个虚拟场源发出、具体是从所有虚拟场源发出的虚拟电磁场在所述至少一个所分配立体角上和/或在所述至少一个所分配立体角的所述至少一个区段上和/或所述至少一个区域上具有呈高斯或超高斯分布的强度分布。
53.根据权利要求43至52中的一项所述的方法，
其特征在于，
从两个或更多个虚拟场源发出、具体是从所有虚拟场源发出的虚拟电磁场在所述至少一个所分配立体角上和/或在所述至少一个所分配立体角的所述至少一个区段上和/或所述至少一个区域上具有不同的强度和/或不同的强度分布。
54.根据权利要求43至53中的一项所述的方法，
其特征在于，
从一个或多个虚拟场源发出、具体是从所有虚拟场源发出的虚拟电磁场在所述至少一个所分配立体角上和/或在所述至少一个所分配立体角的所述至少一个区段上和/或所述至少一个区域上具有各向同性或各向异性的强度分布。
55.根据权利要求43至54中的一项所述的方法，
其特征在于，
一个或多个虚拟场源、具体地所有虚拟场源形成虚拟点场源，其中所述虚拟点场源优选地发射虚拟球面波。
56.根据权利要求43至55中的一项所述的方法，
其特征在于，
在所述至少一个虚拟像素阵列(4)中的所述两个或更多个虚拟像素(4aa-4dd)中的一个或多个虚拟像素之中和/或之上、和/或在所述至少一个虚拟像素阵列(4)所跨越的表面、具体是平面之中和/或之上从具有至少一个坐标(xh,yh,zh)、具体是坐标(xh,yh,zh＝0)＝(xh,yh)的位置(xi,yi,zi)处的第i个虚拟点场源发出的虚拟电磁场Ui借助于下式计算：
Figure FDA0003069253100000161
57.根据权利要求56所述的方法，
其特征在于，
所述虚拟电磁场Ui包括具体地在380nm至780nm、优选地430nm至690nm的可见光谱范围中的一个或多个波长，其中在每种情形中优选地在所述可见光谱范围中的所述一个或多个波长中的一个或多个毗邻波长彼此间隔开、优选地等距间隔开。
58.根据权利要求56至57中的一项所述的方法，
其特征在于，
所述虚拟电磁场Ui包括具体地在红外、可见和/或紫外光谱范围中的一个或多个波长，其中在每种情形中优选地在红外、可见和/或紫外光谱范围中的所述一个或多个波长中的一个或多个相邻波长彼此间隔开、优选地等距间隔开。
59.根据权利要求56至58中的一项所述的方法，
其特征在于，
在所述至少一个虚拟像素阵列(4)中的所述两个或更多个虚拟像素(4aa-4dd)中的一个或多个虚拟像素之中和/或之上和/或在所述至少一个虚拟像素阵列(4)所跨越的表面、具体是平面之中和/或之上的总虚拟电磁场Up借助于下式计算：
Figure FDA0003069253100000162
其中具体是从至少一个坐标(xp,yp,zp＝0)＝(xp,yp)处的i＝1,...,Np个虚拟场源发出的虚拟电磁场Ui和/或具体地可任选的参考波Ur*、优选地至少一个可任选参考波Ur*在所述至少一个虚拟像素阵列(4)中的所述两个或更多个虚拟像素(4aa-4dd)中的所述一个或多个虚拟像素之中和/或之上和/或在所述至少一个虚拟像素阵列(4)所跨越的表面、具体是平面之中和/或之上在至少一个点处或者针对参数(xp,yp)来计算。
60.根据权利要求43至59中的一项所述的方法，
其特征在于，
所述一个或多个相位图像中的一个或多个相位图像被线性转换成虚拟结构轮廓，其中相位值0对应于所述至少一个像素阵列(2)中的所述两个或更多个像素(2aa-2dd,2e-2f)中的一个或多个像素的一个或多个所形成结构(3aa-3dd,3e-3f)的最小深度，并且相位值2π对应于一个或多个所形成结构(3aa-3dd,3e-3f)的最大深度。
61.根据权利要求43至60中的一项所述的方法，
其特征在于，
所述至少一个虚拟像素阵列(4)中的所述两个或更多个虚拟像素(4aa-4dd)中的一个或多个虚拟像素的虚拟结构轮廓借助于在涂覆有光致抗蚀剂的板上的激光曝光和显影和/或借助于电子束光刻被形成为所述至少一个像素阵列(2)中的所述两个或更多个像素(2aa-2dd,2e-2f)中的一个或多个像素的所述一个或多个结构(3aa-3dd,3e-3f)。
62.根据权利要求43至61中的一项所述的方法，
其特征在于，
在所述至少一个像素阵列(2)中的所述两个或更多个像素(2aa-2dd,2e-2f)中的一个或多个像素中形成的一个或多个结构(3aa-3dd,3e-3f)具有所述虚拟电磁场和/或所述总虚拟电磁场的平均波长的一半的光学深度、具体是空气中的光学深度。
63.一种用于制造具体是根据权利要求49至42中的一项所述的安全文件(1d)的方法，所述安全文件(1d)优选地包括一层或多层，优选地包括一个或多个光学可变元件(1a)、具体是根据权利要求1-39中的一项和/或具体是根据权利要求42至62中的一项制造的光学可变元件(1a)，
其特征在于，
一个或多个光学可变元件(1a)作为层压膜和/或作为压花膜被施加到所述安全文件(1d)和/或所述安全文件(1d)的一层或多层和/或被引入到所述安全文件(1d)中和/或所述安全文件(1d)的所述一层或多层中的一层或多层中。
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