CN113165413A - 基于波导的防伪安全设备 - Google Patents

Abstract

一种防伪安全设备(5)包括光波导(6)、具有第一宏观重复元件(18)并被布置为将光从波导(6)耦合出的出耦合器(11)，以及包括第二宏观重复元件(24)并被布置为处理由所述出耦合器(11)耦合出的光的光处理结构(22)。第一元件和第二元件(18，24)布置在波导(6)的相对侧(7a，7b)上。设备(5)由沿着波导(6)传播的光生成例如莫尔效应和/或视差效应。第三、吸收元件(52)可以被加入以在波导(6)中没有光的情况下生成效应。

Description

基于波导的防伪安全设备

技术领域

本发明涉及一种具有光波导的防伪安全设备。本发明还涉及包括这种安全设备的安全文件。

背景技术

防伪安全设备被用于使物品的复制更加困难。特别地，它们用于安全文件(诸如钞票或其它有价值的文件)以及身份证明文件、凭证、信用卡、访问卡等。

一些安全设备基于独特且难以复制的光学效应。此类设备的示例包括体积全息图或衍射表面光栅。

发明内容

本发明要解决的问题是进一步提高此类设备的安全性。

这个问题通过权利要求1的防伪安全设备解决。

因此，该安全设备包括：

-光波导：这是在以下“定义”中定义的波引导结构。

-出耦合器：这是适于将光从波导耦合出的结构。它包括第一宏观重复元件。术语“宏观重复”如以下“定义”中所定义。

-光处理结构：这个结构被布置为处理(即，改变)由出耦合器耦合出的光。它包含第二宏观重复元件，同样，“宏观重复”如以下“定义”中所定义。

第一宏观重复元件和第二宏观重复元件的交互可以被用于生成独特的光学效应。

有利地，波导具有平行于光在其中传播的方向延伸的第一侧和第二侧。在这种情况下，出耦合器可以被布置在第一侧上，并且光处理结构可以被布置为在第二侧上与出耦合器相对。换句话说，波导位于出耦合器和处理结构之间。因此，波导形成在这两个结构之间的间隔物，这允许生成强烈依赖于视角的独特的、发光的莫尔效应和/或视差效应。

特别地，出耦合器可以在波导的第一侧上包括凸起。这种凸起(即，在波导到与其相邻的介质的界面中的结构)可以抵靠空气或抵靠折射率比波导低的固体形成。此类结构可以被用于高效地将光从波导耦合出。

该设备还可以包括第一涂覆层，该第一涂覆层布置在波导的第一侧上并覆盖出耦合器。这种涂覆层机械地保护了出耦合器并使接触复制更加困难。通过具有较低的折射率，它在波导的第一侧生成界定波导的界面。

光处理结构可以包括折射结构的阵列。这可以是一维或二维阵列，即，沿着一个或两个方向的折射结构的重复布置。

折射结构有利地包括透镜或棱镜中的至少一个。

有利地，折射结构的这个阵列布置在波导的第二侧上，以处理来自出耦合器的光。如果出耦合器被布置在波导的第一侧上，那么这是特别有利的，因为在那种情况下，波导将出耦合器维持在与折射结构相距既定的距离处，并防止出耦合器太靠近它们。这允许优化折射结构的焦距并潜在地使用曲率或表面倾斜较弱的折射结构，而无需增加防伪安全设备的厚度。这进而允许安全设备的更容易集成和更好的灵活性。

安全设备可以包括第二涂覆层，该第二涂覆层布置在波导和折射结构的阵列之间。这个第二涂覆层的折射率低于波导，因此防止折射结构将光从波导耦合出。与波导(即，波导芯)直接接触的光处理结构(诸如折射结构的阵列)将散射/折射/衍射被引导的光。通过光处理结构(诸如折射结构的阵列)来防止或最小化被引导的光的出耦合，允许产生良好可见和对比的莫尔效应和/或视差效应。

可替代地或除此之外，折射结构的阵列可以具有低于波导的折射率。在那种情况下，折射结构的阵列可以与波导相邻，而不会从其耦合出光。

有利地，第一重复元件和第二重复元件(即，出耦合器的元件和处理结构的元件)在至少一个方向上分别具有第一周期和第二周期。在该情况下，满足以下条件中的至少一个是有利的：

-第一周期基本上等于第二周期。有利地，第一周期和第二周期局部地相差不超过10％。当第二元件处理来自第一元件的光时，这允许创建不同的干涉效应，诸如莫尔效应、放大效应或倾斜效应。

-第一周期基本上是第二周期的整数倍，或反过来。有利地，两个周期之间的比率距整数值不超过0.1。例如，所述比率可以在1.9和2.1之间或在2.9和3.1之间。这同样允许生成与第一种情况中的效应类似的效应。

在一个实施例中，第一和重复元件第二重复元件(即，出耦合器的元件和处理结构的元件)都形成二维阵列。这允许生成在两个方向上重复的光学效应。

第一元件(即，出耦合器的元件)可以包括用于第一颜色的耦合元件和用于第二颜色的耦合元件，其中第一颜色与第二颜色是不同的，以使安全特征更加不同。在这个上下文中，不同的颜色是指视觉上可感知的不同颜色，特别地对应于相差至少20nm(特别地至少50nm)的波长。

第一元件(即，出耦合器的元件)可以包括衍射光栅。

在该情况下，第一元件可以包括具有至少两个不同的光栅间距的衍射光栅和/或具有周期性啁啾的光栅间距的衍射光栅，以便生成不同的颜色。在这个上下文中，如果光栅间距沿着第一元件的一个宏观周期以基本连续的方式变化，那么该光栅间距是“啁啾的”。

除了光处理结构和出耦合器之外，安全设备还可以包括吸收结构，该吸收结构具有第三宏观重复元件。

这个吸收结构能够以类似于出耦合器的方式与光处理结构交互。

有利地，第三重复元件和第二重复元件(即，吸收结构的元件和处理结构的元件)在至少一个方向上分别具有第三周期和第二周期。

在该情况下，满足以下条件中的至少一个是有利的：

-第三周期基本上等于第二周期。有利地，第三周期与第二周期局部相差不超过10％。当第二元件处理来自第一元件的光时，这允许创建不同的干涉效应，诸如莫尔效应、放大效应或倾斜效应。

-第三周期基本上是第二周期的整数倍，或反过来。有利地，两个周期之间的比率距整数值不超过0.1。例如，所述比率可以在1.9和2.1之间或在2.9和3.1之间。这同样允许生成与第一种情况中的效应类似的效应。

安全设备还可以包括与出耦合器相距一定距离并被布置为将光耦合入波导的入耦合器。有利地，入耦合器沿着波导的一侧布置，例如，作为一个或多个衍射光栅。

入耦合器和出耦合器之间的距离有利地是至少1cm，特别地是至少3cm，以便容易地将光源(诸如电话的相机灯)施加到入耦合器，而不会阻挡出耦合器。

本发明还涉及包括如上所述的安全设备的安全文件。安全设备可以例如被层压到安全文件的基材，或者也可以例如是文件的基材的集成部分。

附图说明

当考虑本发明的以下详细描述时，将更好地理解本发明，并且除上述目的外的其它目的将变得清楚。本描述参考附图，其中：

图1是具有安全设备的安全文件的俯视图，

图2是第一实施例的沿着图1的II-II线的截面图，

图3示出了出耦合器的元件阵列的一部分，

图4示出了从第一视角为观察者生成的图案的示例，

图5示出了从第二视角为观察者生成的图案的示例，

图6示出了第二实施例的截面图，

图7示出了第三实施例的截面图，

图8示出了第四实施例的截面图，

图9示出了安全设备的第五实施例的俯视图，

图10示出了安全设备的第六实施例的俯视图，其中光源放置在第一入耦合器之上，以及

图11示出了图10的实施例，其中光源放置在第二入耦合器之上。

具体实施方式

定义：

-光波导是用于红外、可见和/或紫外光(特别是在250nm至2000nm之间的至少一个波长处)的波引导结构。有利地，波导在所述至少一个波长处的衰减小于3dB/mm(即，小于每mm 50％)，特别是小于3dB/cm(即，小于每cm 50％)。光波导有利地被理解为多模波导，也称为光导，优选地是大规模多模光导，其厚度优选地大于10微米，因此能够在可见、近红外和/或近紫外光谱(即，对于在250nm至2000nm之间的波长)中引导许多模式。鉴于通常可用的光源的空间和时间相干性有限，波导优选地不限于有限数量的导模，即，波导是非相干的光学系统，用于通常可用的光源(诸如日光、LED灯，或其它广谱光源)。波导通过被注入波导中的光的至少一部分在波导侧面处的全内反射来引导光。

-术语“传播方向”被用于指光在防伪安全设备之上的宏观主要传播方向并且没有描述波导内部在其侧面之间往返弹跳的确切光路，并且其行进角度可以例如在使用衍射波导耦合器时针对不同的波长而变化并且是多个。

-术语“宏观重复”被用于指周期比波长长得多的重复结构，即，非衍射结构或衍射非常弱的结构。特别地，该周期至少是10μm，特别地是至少50μm。这种宏观重复结构也可以包括或可以不包括更小的衍射结构。

-如果材料被指定为具有“低于波导”的折射率，那么所述折射率被理解为足够低，以至于如果所述材料邻近波导定位，那么将光约束在波导内。在一个实施例中，材料的折射率比波导的折射率低至少0.1，特别地是至少0.2。如技术人员已知的，最小折射率差也可以取决于层的厚度。折射率差例如对于非常厚的涂覆层可以更小。

-周期应当被理解为空间周期。如现有技术中已知的，可以使用周期性或伪周期性布置来产生莫尔和/或视差效应。例如，伪周期布置可以具有主要空间周期性，并且包括在主要空间周期性周围给定范围(即，10％)内的周期性偏差。伪周期布置还可以包括元件的周期性布置，其中各个元件在几个周期上逐渐变化。在本上下文中，伪周期性布置包括在术语“周期性”中。

第一实施例和一般评论：

图1示出了安全文件1(诸如钞票或身份证明文件)的俯视图。它包括基材2，基材2可以携带例如表示人类或机器可读信息或艺术品的各种印刷符号3a、3b。它还携带一个或多个安全设备4、5。例如，这些可以包括衍射结构、OVI或其它难以伪造的特征。

在图2-图5中更详细地例示了安全设备之一，即，图1的实施例的安全设备5。

安全设备5例如被层压到基材2，但是如下面的实施例中所示，它也可以被集成到基材2中。它包括用于在其中引导光(诸如可见光)的光波导6。波导6在第一侧7a和第二侧7b之间延伸，波导6中的光的传播方向8平行于所述第一侧7a和第二侧7b。

安全设备5还包括用于将光耦合到波导6中的入耦合器10和用于将光从波导6耦合出的出耦合器11。

本实施例的入耦合器10包括布置在波导6的第一侧7a中或第一侧7a上的衍射表面光栅12。它将例如通过第二侧7b进入的光14衍射到传播方向8中。

本实施例的出耦合器11包括多个第一宏观重复元件18。在图2的实施例中，每个元件18包括在第一侧7a中或第一侧7a上的衍射表面光栅20，如图2的放大细节A中所示。

如图3中所示，其从上方描绘了元件18中的一些的实施例，元件18可以布置为规则的二维阵列。

安全设备5还包括具有第二宏观重复元件24的光处理结构22，以处理由出耦合器11耦合出的光。这些第二宏观重复元件24可以包括透镜26。

有利地，透镜26的焦距对应于透镜26与第一元件18之间的距离D，该距离D被计算为在折射率高于空气的折射率的安全设备的介质中的焦距。透镜26被布置为执行第一元件18的近似傅立叶变换。在该情况下，元件18被投影到无穷远，使得用放松的眼睛观看透镜26(即，适应到无穷远)的观察者看到第一元件18的图像。

安全设备5还包括布置在波导6的第一侧7a上的第一涂覆层28和布置在波导6的第二侧7b上的第二涂覆层30。有利地，这两个涂覆层都与波导6相邻。

涂覆层28、30的折射率低于波导6的折射率并且光学上界定波导6以在其中包含光。有利地，两个涂覆层的厚度是至少1μm，特别地是至少3μm。如技术人员所知，涂覆层28、30的最小厚度主要取决于涂覆层28、30与波导6之间的折射率差。

涂覆层28、30对于在波导6中引导的光或者至少对于在波导中引导的光谱的一部分是不吸收的。

安全设备5还可以包括可以是不透明的掩模层32。有利地，其布置在涂覆层6的外部，以便不影响在波导6中引导的光。

掩模层32可以例如是墨水的印刷层。

掩模层32在入耦合器10的位置处不覆盖第一区域34，从而形成光的入射窗。另外，掩模层32在出耦合器11的位置处不覆盖第二区域36，从而形成光的出射窗。

掩模层32可以在安全设备或包括该安全设备的安全文件的一部分中直接布置在所述波导6上，例如以吸收在所述出耦合器11的位置之后的所述波导中传播的残留光，或者例如以在包括该安全设备的安全文件的安全设备的一个或多个边缘处产生独特的发光图案。

如图2和图3中可以看到的，出耦合器11的元件18(即，表面光栅20)以及光处理结构22的元件24(即，透镜26)在宏观上是重复的，以便生成如上所述的不同光学效应。

在所示的实施例中，出耦合器11的元件18在方向X上具有第一周期X1，而光处理结构22的元件24具有第二周期X2。有利地，在上述意义上，周期X1和X2彼此基本上相等或为整数倍，以便生成光学效应。

第一元件18以及第二元件24各自可以形成二维阵列。第一元件18的二维阵列在图3中示出。每个元件18可以包括例如图2的衍射结构20。第一元件18的二维阵列沿着方向X和方向Y延伸，方向X和方向Y可以彼此垂直。第二元件24沿着方向X和方向Y形成类似的二维阵列。但是，两个阵列也可以按照相对于彼此的其它角度定向，并且它们的轴线方向X、Y之间的角度不必为90°。

沿着X和Y的重复周期对于第一元件18可以是不同的，并且它们对于第二元件24也可以是不同的。

但是，在方向Y上，第一元件和第二元件有利地也具有在上述意义上彼此基本上相等或为整数倍的周期。

在所示的实施例中，方向X平行于波导6中的光传播方向8。但是，它也可以与其成任意角度。

此类重复结构生成莫尔效应。如此处所示，如果第一元件18和第二元件26彼此相距距离D，那么效应随着视角而改变，因为投影方向随位置而变化，诸如图2中箭头40所示的。

因此，例如，从第一方向，用户可以看到诸如图4中所示的干涉图案，而从第二观看方向，该干涉图案可能如图5中所示。

第二实施例：

图6示出了第二实施例。它与第一实施例的不同之处在于第一重复元件18的设计。在该实施例中，第一元件18包括用于第一颜色和用于第二颜色的耦合元件42a、42b。

例如，这可以通过使用两种不同的衍射表面光栅44a、44b来实现，如图6的放大插图B中所描绘的。

可替代地，表面光栅44a、44b可以是单个啁啾光栅44′的一部分，如图6的放大插图B′中所示。具有逐渐变化的光栅间距的啁啾光栅可以在其区域上方以变化的角度衍射相同的波长或颜色范围。例如，这可以被用于在此类重复元件18的区域上方提供稳定的颜色，并且尤其是在被对应的第二元件24(例如，透镜26)处理之后提供稳定的颜色。

有利地，对于至少一些第二元件24(即，对于至少一些透镜26)，存在至少一个这样的第一耦合元件42a和第二耦合元件42b。因此，并且如箭头46a、46b所指示的，两个耦合元件42a、42b的图像(即，在它们处耦合出的不同颜色的光波)被投影到不同方向并可以从不同方向看到，这再次引起随观看方向的变化而变化的不同颜色效应。

还如图6中所看到的，第一耦合元件42a和第二耦合元件42b沿着至少一个方向(诸如沿着方向X)交替布置。

在这个实施例中，入耦合器10应当被设计耦入两种颜色的光。例如，这可以通过使用包含如下光栅的表面光栅来实现，该光栅具有不同的光栅间距，特别是与两个耦合元件42a、42b所使用的光栅间距相同的光栅间距。入耦合器10的这两种光栅可以例如如图6所示的并排交替地布置，或者它们可以被叠加在相同位置处。

图6的实施例还例示了掩模层32(参见图2)是可选的。

第三实施例：

图7的实施例包括具有第三重复元件52的吸收结构50。

在这个上下文中，“吸收”是指至少吸收在250nm至2000nm之间的NIR-VIS-UV光谱的一个波长的光的材料。有利地，它们吸收在400nm至800nm之间的可见光谱的至少一个波长的光。特别地，它们是肉眼可见的。

吸收结构50可以具有与在波导6中引导并且由出耦合器11耦合出的光不同的可感知颜色，以便在视觉上不同。

第三重复元件52有利地布置在波导6的第一侧7a上，使得它们与处理结构22相距大距离，并且当观察者改变其观看方向时能够生成莫尔效应和/或视差效应。

在所示的实施例中，第三重复元件52在方向X上具有第三周期X3。在上述意义上，周期X2和X3有利地基本上彼此相等或为整数倍，以便生成光学效应。

有利地，第三周期X3基本上等于出耦合器11的第一元件18的第一周期X1。

因此，能够以两种不同方式在安全设备中观察到莫尔效应和/或视差效应：

-在波导6中不存在被引导的光的情况下，这些效应是由第二元件24和第三元件52的交互生成的。

-当光在波导6中被引导时，第二元件24与第一元件18的交互生成进一步的这种效应。

有利地，第一涂覆层28被布置在出耦合器11和吸收结构50之间，使得吸收结构50不吸收在波导6中引导的光。

图7的实施例还例示了安全文件2可以在出耦合器11的位置处是透明的，例如，通过在出耦合器11的位置处具有窗口状的开口或切口54。这允许在从第二侧7a进入的光56的透射下观察该结构。

这在存在可以在透射中容易观察到的第三元件52的情况下特别有用。但是，第一元件18也可以在透射中出现，因此在存在或不存在第三元件52的情况下，将出耦合器11定位在文件1的透明区域(诸如开口或窗口)处可以是有利的。

第四实施例：

图8的实施例例示了设备的一些其他方面。

在这个示例中，波导6形成基材2的一部分。即，它形成基材2的内层，在其第一侧7a和/或第二侧7b处布置有至少一个另外的层2a、2b。

有利地，另外的层2a、2b对于可见光谱的至少一个波长是不透明的。它们可以例如由墨水和/或纸层形成。

图8中所示的另一方面在于，处理结构22可以至少在第二涂覆层30的一部分中形成，即，由具有比波导6低的折射率的材料形成。

第五实施例：

图9的实施例示出了具有至少两个入耦合器10a、10b的安全设备。

入耦合器10a、10b可以彼此相距一定距离、彼此相邻或部分重叠。但是，有利地，它们具有彼此相距一定距离定位的不同区域。

这两个入耦合器在以下至少一个方面或两个方面有所不同：

-它们将不同颜色的光耦合到波导6中，例如通过作为具有不同光栅间距的衍射光栅。

-它们将光耦合入不同传播方向进入波导6中，例如通过作为其光栅向量在不同方向上延伸的衍射光栅。在图9中，这分别由箭头60a、60b示出。优选地，不同的传播方向以15度或大于15度的角度分开。

图9的实施例还包括两个出耦合器11a、11b。在所示的实施例中，它们由不同类型的第一元件18a、18b形成，第一元件18a、18b有利地布置在不同的、可选地重叠的区域中。

在所示的实施例中，第一区域(即，第一出耦合器11a)具有基本上三角形的形状，而第二区域(即，第二出耦合器11b)具有基本上矩形的形状。

在两个出耦合器11a重叠的情况下，可以将两种类型的第一元件18a、18b交替地布置(例如，如图所示以棋盘图案)，或者可以将它们叠加。

两个出耦合器11a、11b至少在以下方面之一不同：

-将不同颜色的光耦合出波导6，例如通过作为具有不同光栅间距的衍射光栅，。

-它们将来自不同方向的光从波导6中耦合出，例如通过作为其光栅向量在不同方向上延伸的衍射光栅。在图9中，这分别由箭头60a、60b示出。

有利地，第一出耦合器11a被构造为将通过第一入耦合器10a耦合入的光耦合出，而第二出耦合器11b被构造为将通过第二入耦合器10b耦合入的光耦合出。

同样，该设备包括具有第二重复元件24(诸如透镜)的光处理结构22，遵循本文所述的实施例处理来自出耦合器11a、11b的光，以便生成例如莫尔效应和/或视差效应。

这个设计例如可以以图10、11中所描绘的方式被使用。在此，两个出耦合器11a、11b例如由叠加的光栅形成，它们的第二元件18a、18b具有不同的形状，诸如字母A和字母B。

当光在第一入耦合器10a的位置处被耦合入时(例如，通过使用带有集成光源的移动电话62)，第一出耦合器11a的元件18a将点亮，参见图10。当光在第二入耦合器10b的位置处被耦合入时，第二出耦合器11b的元件18b将点亮，参见图11。

图10、图11的实施例同样包括光处理结构(未示出)。例如，可以选择光处理结构的周期与出耦合器11a、11b的周期之间的相互失配，使得第二元件18a、18b对于观察者而言在视觉上放大，从而例如得到可识别的、缩放的字母A和B，如图10、11中的点线64a、64b所指示的。

笔记：

波导6有利地由塑料制成。它可以在250nm至2000nm之间的可见、近红外和/或近紫外光谱的部分或全部中是透明的并且进行波引导。

波导6的典型厚度在10μm和100μm之间，特别是在20μm和50μm之间。具有该厚度的波导具有相当强的鲁棒性，但仍具有柔性，并且不会显著影响安全设备和包括其的安全文件的机械性能。

以上实施例中的入耦合器10是衍射光栅(布置在侧面7a、7b中的一个或两者上的表面光栅或者体光栅)，其将通过侧面7a、7b之一进入的光偏转到传播方向8中。例如，可以将表面光栅压印到波导6的侧面7a和/或7b中。如现有技术中已知的那样，表面光栅可以涂覆有例如高折射率电介质，以在嵌入时保持或增强其衍射效率，参见例如US9739950。

但是，特别是如果要将较宽光谱的光耦合到波导中，那么入耦合器10也可以是散射结构或折射结构。它还可以包括荧光染料和/或量子点和/或光学上转换器(诸如上转换颜料或非线性光学材料)。

如果要将光从波导6的边缘(诸如图2中的边缘16)耦合进入，或者如果光源(诸如电致发光染料)被结合到波导6中，那么也可以省去入耦合器10。

类似地，出耦合器11的元件18可以是衍射光栅，特别是表面光栅20，如上所述。可替代地，它们可以例如还包括体光栅、散射或折射结构和/或荧光染料。

光处理结构可以包括折射微透镜阵列、衍射微透镜阵列，诸如菲涅耳微透镜。光处理结构可以适于涂覆有覆盖层或者可以涂覆有覆盖层，例如具有与光处理结构不同的折射率的透明材料。作为示例，可以使折射透镜26的折射率大于保护覆盖层，并且透镜26的设计(即，曲率)适于两种材料折射率。

除衍射光栅之外或作为衍射光栅的替代，出耦合器可以例如还包括以下元件中的至少一个：

-微棱镜，特别是涂覆有高折射率电介质涂覆层、金属涂覆层或多层涂覆层以嵌入它们的微棱镜。这种棱镜特别地可以包括非衍射棱镜，即，周期远大于1μm，特别地是周期大于10μm的周期性棱镜。

-光散射结构，诸如表面压花漫射结构。此类结构可以再次被涂覆或嵌入。这可以包括不引起衍射的非周期性结构。

-激光生成的散射或吸收结构，例如，通过用激光碳化和/或临时熔化聚合物波导的一部分而产生。

吸收结构还可以至少部分地由碳化的聚合物材料形成，其中碳化可以通过激光照射来执行。换句话说，可以通过用激光非均匀地照射波导来制造吸收结构。

如上面所提到的，光处理结构的元件可以是透镜，包括一维或二维透镜阵列。它们可以包括圆形透镜，但是它们也可以例如包括彼此平行且并排布置的圆柱透镜的组件。还可以包括非透镜元件，诸如棱镜、凹槽、孔等。

如所提到的，第一元件和第二元件的阵列的轴线之间的角度和/或第一元件和第三元件的阵列的轴线之间的角度可以为零或任何其它角度。

如所解释的，本技术允许基于光处理结构与出耦合器和/或与吸收结构的交互来生成莫尔效应。例如，可以采用以下任何一个或几个文件中描述的效应：

-US 5995638，Isaac Amidror、Roger D.Hersch的“Methods and apparatus forauthentication of documents by using the intensity profile of moirepatterns”，

-US 6819775，I.Amidror、R.D.Hersch的“Authentication of documents andvaluable articles by using moire intensity profiles”，

-US 7194105，R.D.Hersch、S.Chosson的“Authentication of documents andarticles by moire patterns”，

-US 7751608，R.D.Hersch、S.Chosson的“Model-based synthesis of bandmoire images for authenticating security documents and valuable products”，

-US 7305105，R.D.Hersch、S.Chosson的“Authentication of secure items byshape level lines”，

-US 7058202，I.Amidror的“Authentication with built-in encryption byusing moire intensity profiles between random layers”。

防伪安全设备可以包括粘合剂(诸如热熔胶)，以被胶合或热压到安全文件，或者安全设备可以被冷压到安全文件。出于制造原因，可以在将它与安全文件组装之前在载体箔上制造它。这个载体箔在组装安全设备之后与安全设备分离。

安全设备可以包括从现有技术中已知的各种其它公开和秘密的安全特征。

虽然示出并描述了本发明的当前优选实施例，但是应该明确地理解，本发明不限于此，而是可以在所附权利要求的范围内以其它方式被不同地实施和实践。

Claims (28)

1.一种防伪安全设备，包括：

光波导(6)，

出耦合器(11)，包括第一宏观重复元件(18)并被布置为将光从所述波导(6)耦合出，

光处理结构(22)，包括第二宏观重复元件(24)并被布置为处理由所述出耦合器(11)耦合出的光。

2.如权利要求1所述的安全设备，其中所述波导(6)具有平行于在所述波导(6)中的光的传播方向延伸的第一侧和第二侧(7a，7b)，其中所述出耦合器(11)布置在所述第一侧(7a)上并且所述光处理结构(22)布置在所述第二侧(7b)上与所述出耦合器(11)相对。

3.如权利要求2所述的安全设备，其中所述出耦合器(11)包括在所述第一侧(7a)上的凸起。

4.如权利要求2或3中的任一项所述的安全设备，还包括布置在所述第一侧(7a)上并覆盖所述出耦合器(11)的第一涂覆层(28)，其中所述第一涂覆层(28)具有比所述波导(6)低的折射率。

5.如前述权利要求中的任一项所述的安全设备，其中所述光处理结构(22)包括折射结构(24)的阵列。

6.如权利要求5所述的安全设备，其中所述折射结构(24)包括透镜和棱镜中的至少一个。

7.如权利要求2至4中的任一项以及权利要求5或6中的任一项所述的安全设备，其中所述折射结构(24)的阵列布置在所述第二侧(7b)上。

8.如权利要求5至7中的任一项所述的安全设备，还包括布置在所述波导(6)和所述折射结构(24)的阵列之间的第二涂覆层(30)，其中所述第二涂覆层(30)具有比所述波导(6)低的折射率。

9.如权利要求5至8中的任一项所述的安全设备，其中所述折射结构(24)的阵列具有比所述波导(6)低的折射率。

10.如前述权利要求中的任一项所述的安全设备，其中所述第一重复元件和所述第二重复元件(18，24)在至少一个方向上分别具有第一周期和第二周期，其中所述第一周期基本上等于第二周期，或者其中所述第一周期基本上是所述第二周期的整数倍，或者其中所述第二周期基本上是第一周期的整数倍。

11.如前述权利要求中的任一项所述的安全设备，其中所述第一元件(18)和所述第二元件(24)各自形成二维阵列。

12.如前述权利要求中的任一项所述的安全设备，其中所述第一元件(18)包括用于第一颜色的耦合元件(42a)和用于第二颜色的耦合元件(42b)，其中所述第一颜色与第二颜色是不同的。

13.如权利要求12所述的安全设备，其中第一耦合元件和第二耦合元件(42a，42b)沿着至少一个方向交替地布置。

14.如权利要求13所述的安全设备，其中，对于出耦合器(11)的第二元件(24)中的至少一些，存在用于第一颜色的至少一个耦合元件(42b)和用于第二颜色的至少一个耦合元件(42b)。

15.如前述权利要求中的任一项所述的安全设备，其中所述第一元件(18)包括衍射光栅(44)。

16.如权利要求15所述的安全设备，其中所述第一元件(18)包括具有至少两种不同光栅间距的衍射光栅(44a，44b)。

17.如权利要求15或16中的任一项所述的安全设备，其中所述第一元件(18)包括具有周期性啁啾的光栅间距的衍射光栅(44′)。

18.如前述权利要求中的任一项所述的安全设备，还包括吸收结构(50)，该吸收结构包括第三宏观重复元件(52)。

19.如权利要求18所述的安全设备，其中所述第三重复元件(52)和所述第二重复元件(24)在至少一个方向上分别具有第三周期和第二周期，其中所述第三周期基本上等于第二周期，或者其中所述第三周期基本上是所述第二周期的整数倍，或者其中所述第二周期基本上是第三周期的整数倍。

20.如权利要求18或19中的任一项以及权利要求2所述的安全设备，其中所述吸收结构(50)布置在所述第一侧(7a)上。

21.如权利要求20以及权利要求4所述的安全设备，其中所述第一涂覆层(28)布置在所述出耦合器(11)和所述吸收结构(50)之间。

22.如前述权利要求中的任一项所述的安全设备，还包括入耦合器(10)，其与所述出耦合器(11)相距一定距离并且被布置为将光耦合入所述波导(6)，并且特别地，其中所述入耦合器(10)沿着所述波导(6)的一侧布置。

23.如权利要求22以及权利要求12所述的安全设备，其中所述入耦合器适于耦合入所述第一颜色和所述第二颜色的光。

24.如权利要求22或23中的任一项所述的安全设备，包括至少两个入耦合器(10a，10b)，其中所述至少两个入耦合器(10a，10b)将不同颜色的光耦合入所述波导(6)，和/或其中所述至少两个入耦合器将光耦合入不同方向(60a，60b)进入所述波导(6)。

25.如前述权利要求中的任一项所述的安全设备，包括至少两个出耦合器(11a，11b)，其中所述至少两个出耦合器(11a，11b)将不同颜色的光从所述波导(6)耦合出，和/或其中所述至少两个出耦合器(11a，11b)将来自不同方向的光从所述波导(6)耦合出。

26.如权利要求24和25所述的安全设备，其中所述第一出耦合器(11a)被构造为将由第一入耦合器(10a)耦合入的光耦合出，并且其中所述第二出耦合器(11b)被构造为将由第二入耦合器(10b)耦合入的光耦合出。

27.一种安全文件，包括如前述权利要求中的任一项所述的安全设备。

28.如权利要求27所述的安全文件，其中所述出耦合器(11)布置在所述文件的透明区域(54)处。

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