CN114929489B - 光学可变的安全元件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种光学可变的安全元件(2)，具有：微反射器装置(32；42)，该微反射器装置包括多个定向反射的微反射器(35，36；45，46)；第一安全特征(26；96)的第一图案，其通过微反射器(36；46)的定向取决于倾斜角地以反射的方式显现给观察者；其中，微反射器在栅格区域中设有涂层栅格(37，38；47，48)。在此，涂层栅格的栅格元素(38；48)具有栅格尺寸，从而栅格元素(38；48)对于观察者而言是能够识别的。在此，涂层栅格(37，38；47，48)允许第一安全特征(26；96)的图案显现为栅格化图案。

Description

光学可变的安全元件
技术领域
本发明涉及一种具有反射表面区域的光学可变的安全元件。本发明还涉及一种用于制造这种安全元件的方法和一种配备有这种安全元件的数据载体。
背景技术
诸如有价文件或证件文件的数据载体以及其他的有价物品、例如品牌商品通常设有安全元件以用于提供安全保障，安全元件允许检查数据载体的真实性并同时用作防止未经许可的复制。安全元件例如可以设计为嵌入到纸币中的安全线、用于带孔纸币的覆盖箔、被施加的安全条或转印标贴(Transferpatch)的形式。
具有取决于观察角的外观的安全元件在真实性保障方面发挥着特殊的作用，因为这些安全元件本身即使利用最现代的复制设备也无法复制。在不同的观察角下，光学可变的安全元件向观察者显示出例如不同的图案或运动图案的不同状态。在此，在现有技术中，例如将借助全息图、微透镜或微镜实现的运动效果或图案倾斜效果描述为光学可变效果。
已知的是，还借助不同的技术在安全元件中产生不同的光学可变效果。
WO 2011/066991 A2示出了在安全元件倾斜的情况下通过微镜产生的运动效果。明亮的条带在表面区域上运动。在该文件中还提出，例如将微镜装置和透镜装置彼此并排地组合在安全元件中。在透镜的表面区域中，例如悬浮在安全元件后面的第一图案变得可见，并且在微镜的区域中，例如运动效果变得可见。
在具有微镜的表面区域中，可以以彼此交错的方式提供不同图案的微镜，尤其以便在倾斜的情况下在表面区域中产生图案转变。
WO 2019/219239 A1提出了一种微镜区域，在该微镜区域中，第一图案的运动效果与第二图案相结合，该第二图案只能在一个观察角范围中被识别到。
未预先公布的申请DE 10 2018 005447示出了权利要求1的前序部分以及处于两个高度水平的两个独立的浮雕结构。
发明内容
在此基础上，本发明要解决的技术问题在于，进一步提高光学可变的安全元件的防伪安全性和视觉吸引力，在此，尤其还应以不同颜色提供具有两个或更多个不同外观或效果的光学可变的安全元件。
上述技术问题通过独立权利要求的特征来解决。本发明的扩展设计是从属权利要求的主题。
光学可变的安全元件具有微反射器装置，该微反射器装置包括多个定向反射的微反射器。(第一)安全特征的微反射器不同地定向为，使得(第一)安全特征的图案以取决于倾斜角的方式对观察者可见。该图案以取决于倾斜角的方式例如作为在不同位置处的运动图案或作为从不同视角三维地显现的图案对观察者可见。微反射器在栅格区域中设有涂层栅格。
涂层栅格的栅格元素具有栅格尺寸，从而栅格元素对于观察者而言是能够识别的。涂层栅格允许(第一)安全特征的(第一)图案显现为栅格化图案。
使用定向的微反射器的定向来产生安全特征。通过调整相同或其他微反射器的定向，可以自由地调整以反射的方式可见的图案。然而，在当前情况下使用具有可见的栅格元素的涂层栅格。此外，因此偏离了以不可见的方式设置栅格的更常见的方法。本方法的不同优点在以下设计方案中变得明显。
安全元件围绕预先给定的轴线倾斜，其中，(第一)安全特征的图案优选地在(第一)倾斜角范围中对观察者可见。预先给定的倾斜轴线位于安全元件的平面中。所有在下文中提及的倾斜角或倾斜角依赖关系都涉及围绕相同的预先给定的轴线的倾斜。
除了安全特征(其被称为第一安全特征)的微反射器之外，微反射器装置可以包含第二安全特征的微反射器以及可选地其他安全特征的微反射器。第一安全特征的第一图案作为栅格化图案在至少一个倾斜角下以反射的方式对观察者可见、尤其是在第一倾斜角范围中可见。
优选地，第二安全特征的图案也可以通过涂层栅格在栅格区域中作为栅格化图案对观察者可见，该第二安全特征通过第二安全特征的微反射器的定向产生。第二图案在至少一个倾斜角下以反射的方式显现给观察者(对观察者可见)或者说通常在第二倾斜角范围中是可见的。除了第一和第二安全特征的微反射器之外，微反射器装置可以包含其他安全特征的微反射器。
(第一)安全特征的图案和/或第二安全特征的第二图案可以是运动图案，其在栅格区域之外以未被栅格化的方式对观察者可见。(第一和/或第二)运动图案仅在栅格区域内能够作为栅格化图案被观察者识别到。相应地，运动图案在至少一个外倾斜角子范围中位于栅格区域外并且在那里以未被栅格化的方式可见，并且运动图案在内倾斜角子范围中位于栅格区域内并且在那里以栅格化的方式可见。关于第一和第二图案的倾斜角子范围彼此无关。例如，在倾斜的情况下，两个图案可以首先(和/或最终)以未被栅格化的方式可见。优选地，两个图案的内倾斜角子范围不(或仅部分地)重叠。
作为第一运动图案和/或第二运动图案的图案也可以在栅格区域之外以固有栅格可见，该固有栅格被设计为通过微反射器的栅格化定向实现的定向栅格。优选地，具有固有栅格的运动图案在栅格区域中显现为双重栅格化图案。相应地，该运动图案在至少一个外倾斜角子范围中位于栅格区域外并且在那里以栅格化的方式可见，并且该运动图案在内倾斜角子范围中位于栅格区域内并且在那里以双重栅格化的方式可见。关于第一和第二图案的倾斜角子范围也彼此无关。例如，在倾斜的情况下，两个图案可以首先(和/或最终)以栅格化的方式可见。优选地，两个图案的内倾斜角子范围不(或仅部分地)重叠。
可以想到在栅格区域之外以栅格化的方式可见的第一图案和在栅格区域之外以未被栅格化的方式可见的第二图案的组合。此外，对第二运动图案(在外区域中栅格化或未被栅格化)而言适用的是，第二图案不必完全位于栅格区域中。第二图案的至少一部分(始终)保持在栅格区域之外。在内倾斜角子范围中，仅第二图案的一部分位于栅格区域内并且在那里以(必要时双重)栅格化的方式可见。第二图案的另一部分即使对于内倾斜角子范围的倾斜角也位于栅格区域之外。
在可想到的变型中，两个安全特征的微反射器位于栅格区域的分开的子区域中。然而特别有利的是，至少在栅格区域中，第二安全特征的第二图案的微反射器与第一安全特征的第一微反射器从俯视图来看交错地布置。两个安全特征的微反射器然后位于栅格区域的部分地(或完全地)重叠的子区域中。因此，安全元件在其面积方面被优化。
特别优选地，涂层栅格的栅格线或栅格条与第二栅格的第二栅格线或第二栅格条或者与线状的第一或第二图案的轮廓线在栅格区域中相交。它们以30到150度之间的角度、优选60到120度之间的角度相交，进一步优选地几乎垂直但尤其不完全垂直地相交。
在特别优选的设计方案中，将具有(第一或第二)运动图案的安全特征与具有非运动(静态)图案的安全特征组合。第一安全特征的图案可以是运动图案，其以取决于倾斜角的方式同时地或彼此相继地与第二安全特征的非运动图案或仅取决于倾斜角地可见的图案一起在栅格区域中可见。第一安全特征的图案也可以是非运动图案，其以取决于倾斜角的方式同时地或彼此相继地与第二安全特征的运动图案或仅取决于倾斜角地可见的图案一起在栅格区域中可见。
在此有利地，提供一种安全元件，其一方面示出对于观察者而言可以在更大的区域上快速识别到的运动效果。观察者不必长时间地寻找安全特征，因为可以在大的区域上识别到该安全特征。
在此，将三维地显现的图案视为优选地静态的或者说非运动的图案。安全特征的微反射器被定向为，使得静态图案对于观察者而言例如是三维表面或相对悬浮在安全元件平面上方或下方的图案。微反射器(微镜)为观察者产生三维图案的取决于倾斜角地不同的视角。在此，与视角相匹配的显示仍然被认为是静态的，即使图案对于观察者而言由于改变的视角(倾斜角)略微移动。
安全特征不管示出为面式图案还是线形图案都具有优选地呈明暗过渡的形式的(外)轮廓。安全特征的图案以取决于倾斜角的方式通过在微反射器处是否存在定向反射而产生。因此对于观察者而言，安全特征以明亮地反射的方式、优选地以有色地明亮反射的方式显现。相反地，邻接区域或周围区域是暗的，尤其是因为微反射器定向在另外的方向上。
微反射器平行于安全元件的平面地布置(或布置在安全元件的平面中)。安全特征的运动效果也平行于安全元件的平面地延伸或在安全元件的平面中延伸。可以通过倾角和方位角来说明微反射器的定向，如在微镜作为微反射器的优选设计方案中存在的倾角和方位角那样。微反射器相对于安全元件平面的倾角是对于围绕预先给定的轴线的倾斜的决定性参数。简而言之，在倾斜的情况下，只有方位角位于观察者方向上的微反射器起作用。
在栅格区域中，在每个栅格元素中通常布置有多个像素，其具有对于观察者而言无法识别到的像素尺寸，并且每个像素具有至少两个微反射器。不仅栅格区域，而且微反射器装置也可以相应地划分为像素。在像素中(尤其在栅格区域中)可以包含不同安全特征的微反射器、即尤其第一和第二微反射器。另外地或替换地，像素也可以包含多个同类的微反射器。例如，可以通过多个类似地定向的微反射器来增强像素关于倾斜角的亮度。
涂层栅格通常包括尤其不透明的反射增强层。在优选的设计方案中，微反射器装置的反射增强层仅在栅格区域中被栅格化、即在栅格元素中被提供。栅格元素具有在100μm和3mm之间、优选从200μm到1mm的栅格元素尺寸。栅格元素优选地是栅格线或栅格条。栅格间隙尤其可以被不同地涂覆或不被涂覆。
当微反射器的光在倾斜角下反射至观察者时，图案对于观察者而言以反射的方式显现。特别优选地，第一安全特征和第二安全特征的图案对于观察者而言以不同的颜色效果显现(可见)。
特别有利地，第一和第二安全特征的微反射器存在于不同的高度水平上。栅格元素优选地构造在上高度水平的微反射器中。如果安全元件定义了一个平面，则垂直于该平面地测量的话，微反射器处于不同的高度水平上。该设计方案支持更容易地创建涂层栅格和必要时更容易地以不同颜色来设计图案。
观察者以第一颜色看到第一安全特征的图案。相反地，观察者以(另外的)第二颜色看到第二安全特征的图案。图案的颜色优选地取决于倾斜角。(安全特征的)图案(分别)在其倾斜角范围中显示出所提及的颜色。倘若在本申请中简化地提及颜色或者说不同的颜色，则意指色调或者说不同的色调(即不是可能不同的亮度值)。
微反射器装置可以包括在浮雕结构中处于不同高度水平的两个子浮雕结构，或者包括处于不同高度水平的两个独立的浮雕结构。
在第一变型中，两个安全特征的微反射器作为处于不同高度水平的子浮雕结构位于共同的浮雕结构中，因此尤其可以仅用一个压印步骤来产生该浮雕结构。在较高的子浮雕结构上，涂层例如可以在接触后被选择性地(从供体箔)传递、剥离(到受体箔上)或擦去。在这之前或之后，两个子浮雕结构共同地设有涂层，例如(预先)设有反射增强的涂层或(之后)设有上色的第二涂层。处于不同高度水平的微反射器因此包括不同的涂层，其分别包含反射增强的子层和/或上色的子层。
在优选的第二变型中，两个安全特征的微反射器作为独立的浮雕结构位于不同的高度水平上。安全元件因此包括第一浮雕结构和单独的第二浮雕结构，该第一浮雕结构具有第一安全特征的微反射器，该第二浮雕结构处于另一个高度水平上并且具有第二安全特征的微反射器。这两个浮雕结构可以在分开的压印步骤中产生，例如也可以在载体的不同侧面上产生。因此，处于不同高度水平的微反射器更容易地包括不同的涂层，其分别包含反射增强的子层和/或上色的子层。
在此，优选地通过对层(优选透明层)、尤其压印漆层(优选UV固化的压印漆层)或热塑性载体层进行压印来制造浮雕结构。
对于安全特征的图案的不同的颜色设计方案，可以想到不同的方法。在第一和/或第二安全特征的微反射器的尤其不透明的反射增强的涂层上，可以存在相应的第一或第二上色层、尤其上光(lasierend)的颜色层。替换地或对于其他安全特征，微反射器的尤其不透明的反射增强层可以包括上色的亚波长结构和/或具有固有颜色。仅作为进一步的替换方案，借助衍射结构产生颜色。
微反射器在不同高度水平上的布置使得能够更简单地以不同的方式对相互交错的不同微反射器进行涂覆。微反射器因此平行于安全元件的平面地位于第一和第二高度水平上。不同的高度垂直于安全元件平面地存在。两个高度水平的高度差大于微反射器的最大浮雕高度，尤其是最大浮雕高度(或者说纹理高度的至少1.5倍或2倍大。安全元件的表面延伸定义了垂直于表面的z方向。安全元件包含两个浮雕结构，其在z方向上布置在不同的高度水平上。浮雕结构分别设有颜色涂层，其产生不同的颜色压痕。浮雕结构有利地分别通过最大纹理高度进行表征，其中，相邻的高度水平在z方向上的间距大于分别较低的压印结构区域的最大纹理高度。优选地，该间距大于最大纹理高度的150％、特别优选200％。进一步优选地，相邻的高度水平在z方向上的间距处于较低的压印结构区域的最大纹理高度的150％到750％、特别优选200％到500％、进一步优选200％到400％之间。
微反射器优选地具有1到100μm、更优选5到30μm之间的尺寸。例如通过具有定向的、优选平坦的表面的微镜形成微反射器。微镜的定向通常通过倾角和方位角来描述，因此在此对于微反射器一般也应这样进行描述。在更少地光增强的设计方案中，微反射器也可以通过定向反射的菲涅耳结构(Fresnelstruktur)、通过衍射结构或通过亚波长结构形成。
优选地，将微反射器实现为微镜，尤其是因为微镜示出特别明亮且消色差的光反射。微镜基本上按照几何光学的规则反射入射光。微镜可以设计为平坦的刻面。微镜应该这样小，使得微镜很难或完全不再能够单独以肉眼分辨。微镜的尺寸(横向尺寸)小于100μm。在尺寸的下端，横向尺寸应大于3μm、优选地大于5μm、特别优选地大约10μm或更大，以避免不期望的衍射效应。
但是，除了作为微镜的优选的实施方式之外，也可以使用其他反射的微结构或纳米结构作为微反射器。例如，尤其也可以使用衍射结构(例如，具有大约0.6μm到2μm的周期的全息栅格，为了产生定义的颜色，优选消色差的“无光泽结构”或不对称的“闪光栅格”)或亚波长结构。所有所提及的微反射器类型都可以借助浮雕结构产生。微反射器优选地在压印漆(例如热塑性的或辐射固化的、尤其UV固化的压印漆)中进行压印并且设有反射增强的涂层(尤其例如设有强反射的不透明金属化层)。
通过微反射器在微反射器装置中的定向产生的第一安全特征或另外的安全特征的图案可以包括图案内的运动，其优选地垂直于图案轮廓地和/或在栅格线或栅格条的方向上延伸。图案内的运动、即在倾斜角范围中可见的图案内的运动，例如可以通过图案中的运动的、更明亮的子图案(例如斑点或条纹)来实现。因此，尤其可以用每个像素一个定向微反射器来显示图案，用每个像素至少三个相同定向的微反射器来显示运动的、更明亮的子图案。
在优选的设计方案中，涂层栅格是线性栅格或者说线栅格，或者是由同类的经涂覆的栅格元素组成的规则栅格，该同类的栅格元素能够被优选地识别为固有的栅格元素子图案，或者是由经涂覆的栅格条组成的规则栅格，该栅格条具有作为栅格条子图案的同类的外轮廓。
可以将安全元件引入到有价文件基材中或施加到有价文件基材上。安全元件被设置为嵌入或施加到尤其有价文件、证件或品牌产品的基材、例如箔、纸或其复合物中。安全元件例如可以提供为尤其用于有价文件或也用于品牌商品或产品的保障的安全线、安全条、安全标贴或安全层。
附图说明
下面参考附图阐述本发明的其他实施例和优点，为了提高清晰度，在图示中省去了按真实的尺度和比例的再现。
在附图中：
图1示出了具有两个安全元件的纸币的示意图，
图2示出了安全元件在不同倾斜角下的四个视图，
图3以俯视图示出了规则的微反射器装置，
图4以俯视图示出了不规则的微反射器装置，
图5示出了微反射器装置的第一设计方案的横截面，
图6示出了具有处于不同高度水平的子浮雕结构的微反射器装置的第二设计方案的横截面，
图7示出了具有处于不同高度水平的两个分开的浮雕结构的微反射器装置的第三设计方案的横截面，
图8示出了具有处于不同高度水平的两个分开的浮雕结构的微反射器装置的第四设计方案的横截面，
图9以俯视图示出了在倾斜角下的具有多个安全特征的另外的安全元件。
具体实施方式
在用于纸币的安全元件的示例中阐述本发明。
图1示出了具有两个根据本发明的光学可变的安全元件2的纸币1的示意图。在该设计方案中，两个安全元件作为标贴和条带被施加到纸币1的基材8上。
但是可以理解，本发明不限于转印元素和纸币，而是可以在所有类型的安全元件、例如货物和包装上的标签、或者文件、证件、护照、信用卡、健康卡和类似物的保障机制中使用。在纸币和类似文件的情况下，除了转印元素(例如具有或不具有自己的载体层的标贴)外，例如也可以考虑被嵌入的安全元件(例如安全线或安全层)作为基材的部分面的或全表面的子层。
安全元件2分别包括两个安全特征5、6，其图案在该附图中针对纸币的特定倾斜角示出。安全特征的两个图案通过共同的微反射器装置以取决于倾斜角的方式产生。第一安全特征5的栅格化的卵形图案是静态的并且仅在特定的倾斜角范围中可见。相反地，在纸币1倾斜的情况下，第二安全特征6的图案在安全元件2上运动。在作为安全元件2的标贴上，第二安全特征从左到右并且还跨越卵形区域地运动。因此，在卵形区域(栅格区域)中，两个安全特征的微反射器(或者说微镜)彼此交错地存在，以便能够显示两种图案。在当前情况下，卵形图案5被栅格化为，使得观察者看到栅格元素并且将图案视为栅格化图案。第二安全特征6的微反射器(或者说微镜)在卵形区域中位于栅格元素的间隙中。在相应的倾斜角下，第二安全特征6的图案在栅格区域中也作为栅格化图案可见，该第二安全特征6的的图案对于观察者而言在栅格区域之外显现为未被栅格化或者说是未被栅格化的。两个安全特征的图案优选地颜色不同，尤其是以第一或第二颜色对观察者可见。当然，图案也可以在形状和/或颜色上一致。
在作为纸币1上的第二安全元件2的安全条上，第二安全特征6的图案针对相同的倾斜过程从上到下地运动(图像的右半部分)。因此，在纸币1上存在具有不同运动方向的两个安全元件2。以第二安全元件说明，第二安全特征6的图案在栅格区域之外也已经可以作为栅格化图案对观察者可见。
现在参考图2更详细地描述在安全元件上具有两个栅格化图案的安全特征在倾斜时的行为。
在图2中关于四个不同的倾斜角示出安全元件20。安全元件20围绕预先给定的轴线27倾斜。轴线27位于安全元件20的平面内。以箭头指示相应的倾斜方向29。在该示例中，也可以说是南北倾斜。标尺29关于倾斜角α示出了不同的倾斜角α1到α4。倾斜角α1和α4优选地关于垂直视图对称。因此，在关于垂直视图的0度倾斜角标记法中，可能存在+/-x度。但是替换地，角度也可以仅具有正(或负)值或侧重于具有正值或负值。
图案25、26取决于倾斜角地通过定向反射而对观察者显现为明亮的。背景保持是暗的，即没有光线反射至观察者。优选地，图案可以以不同的颜色被观察者识别到，即例如作为绿色的矩形25和运动的红色条带26。
第一安全特征的图案25仅在倾斜角范围250中可见。倾斜角范围250通过倾斜角下限251和倾斜角上限252定义。图案25在倾斜角范围250之外、即例如在安全元件在附图中的第一、第三和第四图示中是不可见的。相反地，第二安全特征的图案26在更广的倾斜角范围260上可见。倾斜角范围260也具有倾斜角下限261和倾斜角上限262。
图案26被横向地栅格化，其中，在此作为栅格线的栅格元素在尺寸和布置上被选择为，使得该栅格元素对观察者可见。图案26的栅格是定向栅格，即通过微反射器的栅格化定向产生。图案25被纵向地栅格化，其中，在此也作为栅格线的栅格元素在尺寸和布置上被选择为，使得该栅格元素对观察者可见。图案25的栅格是涂层栅格，即通过微反射器的栅格化涂层产生。如图所示，栅格线基本上彼此垂直，但不完全彼此垂直。
在倾斜的情况下，图案26在安全元件20上连续地运动。从倾斜角下限261起，图案在安全元件的左侧可见，随着倾斜角的增加，图案26向右运动。观察者首先看到作为横向栅格化的红色条带的图案26。
在该示例中，具有(第一安全特征的)涂层栅格的栅格区域对应于第一安全特征的图案25的面积。
如在图2的两个中间视图中示出的那样，第二安全特征的图案26在第一安全特征的栅格区域中作为双栅格化图案对观察者可见。由于栅格线的不严格垂直的布置，在栅格区域中尤其可能出现拍频或者说莫尔效应(Moire-Effekt)。图案26可以完全位于栅格区域中。在所示示例中，图案26仅部分地位于栅格区域中并且部分地位于栅格区域外。
第一安全特征的倾斜角下限251被选择为，使得第二图案26尚未到达栅格区域。第一安全特征的倾斜角上限252被选择为，使得第二图案26已经再次离开栅格区域。图案26仅在重叠角区域(或内倾斜角子范围)中位于栅格区域内。重叠角范围优选地完全位于第一安全特征的倾斜角范围250中。
在重叠角区域中，观察者同时看到图案26的一部分(此处为条带的位于栅格区域之外的上部段和下部段)未改变、即在此被横向地栅格化，并且位于栅格区域内的重叠部分通过涂层栅格进行了栅格化、即在此被双重地栅格化。
在通过微镜实现微反射器的情况下，第二安全特征的微镜可以平行于倾斜轴线地在表面区域的左边缘处向上并且在右边缘处向下地定向，并且微镜在这之间的取向可以从向上的定向连续单调地变化为向下的定向。第一安全元件的微镜可以以所选择的倾角存在于栅格区域的栅格元素中，该所选择的倾角对应于倾斜角范围。例如，微镜可以以四种不同的倾角均匀地分布在栅格区域上，以使第一安全特征仅在其倾斜角范围中可见。四种(或更多种)倾角例如关于中央倾角对称，该中央倾角对应于倾斜角范围的中心点。
在具有不同于微镜的结构的实施方式中，另外的结构参数被相应地改变，该结构参数确定了如下观察方向：在该观察方向下，该结构明亮地闪光。因此，例如在具有衍射光栅的实现中，可以根据预设的倾斜方向和照射方向改变衍射光栅的光栅周期和/或方位角。
图3和图4分别以俯视图示出了用于在微反射器装置中设置微反射器的两种已知的不同选项。微反射器例如作为微镜可以在其定向方面、例如以倾角和方位角自由地选择。附加地示出了涂层栅格。
在图3的微反射器装置32中，统一尺寸的微反射器35、36、37规则地布置在规则的(微反射器)样式中。在微镜装置32内，多个微反射器可以分别组成像素38、39。在该附图中示出了具有二乘二微反射器的像素38、39。微镜装置也规则地划分为多个像素(像素样式)。在每个像素中可以存在不同安全特征的微反射器或安全特征的多个类似地定向的微反射器。第一安全特征的两个微反射器35位于像素39中。第二安全特征的两个微反射器36位于像素38中。还示出了具有不同安全特征的不同微反射器35、37的像素。像素38、39还可以包括其他安全特征的微反射器。
微反射器装置32具有对于观察者而言可以识别到的涂层栅格33、34。在该附图中，经涂覆的栅格元素34形成在此呈“五”的形式的子图案。观察者(用肉眼)识别到子图案。栅格元素34中的涂层至少通过反射增强的涂层、优选不透明的涂层、尤其不透明的金属涂层形成。可选地，栅格元素的涂层也被上色。中间区域33(或者说栅格间隙)没有栅格元素34的涂层。然而，中间区域可以包括自己的另一种类型的固有涂层，如尤其参考进一步的图5至图8更详细地阐述的那样。微反射器35、36的涂层例如可以在反射增强的子层和/或上光的颜色层中有所区别。
在图4的微反射器装置42中，准随机尺寸和/或形状的微反射器45、46准随机地布置(准随机的微反射器样式)。像素48、49分别包括至少两个、通常多于四个的微反射器。像素48、49可以以不规则的像素样式或规则的像素样式布置在微反射器装置42中，该像素样式仅通过各个微反射器的设计方式发生变化。也如在图3中示出的那样，对于观察者而言既不能识别到单独的微反射器也不能识别到单独的像素。第一安全特征的两个第一微反射器45位于像素49中。第一安全特征的两个第二微反射器46位于像素48中。像素也可以包括其他安全特征的微反射器。
在这种情况下，微反射器装置42的涂层栅格43、44是线栅格，其具有经涂覆的线形栅格元素44和可选地以不同方式涂覆的间隙43。类似于其他的实施例，第一安全特征的微反射器45位于经涂覆的栅格元素44中，并且第二安全特征的微反射器46基本上位于间隙43中。微反射器45、46的涂层例如可以在反射增强的子层和/或上光的颜色层中有所区别。
在两个微反射器装置32、42中，像素可以包括安全特征的多个微反射器。因此，例如可以在局部以不同的方式设置图案的亮度。
如参照图5至图7描述的那样，微反射器不是强制地位于共同的平面(或高度水平)中，而是优选地位于不同的高度水平上。
首先，图5以横截面示出了微反射器55、56在安全元件50中的最简单类型的布置。连续的压印层53(例如UV固化的压印漆层)位于可以是载体层的层59上。安全元件50因此包括浮雕结构51，在该浮雕结构中形成定向的微反射器55、56。相邻的微反射器之间的竖直分界线仅为了说明目的示出。第一安全特征的微反射器55和第二安全特征的微反射器56在其定向方面(在此为其相对于安全元件平面的倾角)有所区别。
微反射器装置通常设有诸如金属化层或HRI层的反射增强层。同样地或附加地，可以为安全特征中的至少一个安全特征设置上色的涂层或结构。观察者应该以不同的颜色看到两个安全特征的图案。
在当前情况下，设置未以图像示出的涂层栅格，其栅格元素仅存在于第一安全特征的微反射器55上。微反射器56位于栅格间隙中。微反射器55例如可以设有不透明的金属层和上光的绿色颜色层。观察者以绿色明亮地反射的方式看到第一安全特征的栅格化图案。在微反射器56上可以存在HRI层或不透明金属层(没有颜色层或者必要时具有另外的上光的颜色层)。观察者在栅格区域中以同样栅格化、但以银色明亮地反射的方式看到第二安全特征的图案。
作为颜色层的替换，可以优选地与浮雕结构一起产生上色结构。衍射结构或亚波长结构可以用作上色结构。所述衍射结构或亚波长结构就其本身而言在现有技术中是充分已知的。上色结构叠加在微反射器的浮雕结构上，并且可能也需要存在反射增强层。
然而，对于根据图5的设计方案，很难以足够的定位精度实现用于两个安全特征的微反射器的选择性地不同的涂层。涂层栅格的栅格元素通常也过于频繁地部分地位于第二安全元件的浮雕元素上。
图6示出了具有(载体)层69和浮雕层63的安全元件60，在该浮雕层中存在浮雕结构61。浮雕结构61包括两个子浮雕结构67、68。子浮雕结构67、68垂直于安全元件的平面地布置在不同的高度水平上。较高的子浮雕结构67包括第一安全特征的微反射器65。较低的子浮雕结构68包括第一安全特征的微反射器66。涂层栅格位于较高的子浮雕结构67上。在此，子浮雕结构存在于涂层栅格的栅格中。因此，从俯视图来看，栅格元素由较高的子浮雕结构67的部段形成。如果观察图3或图4的示例，则较高的子浮雕结构67的微反射器65形成“五”作为子图案或形成直线作为栅格元素的子图案。
现在可以更简单地以选择性地不同的方式对两个安全特征的子浮雕结构以及因此微镜(或浮雕元素)进行涂覆，因为其位于不同的高度水平上。两个子浮雕结构优选地设有反射增强的涂层。随后，可以只有一个子浮雕结构被以上光的颜色涂覆，或者两个子浮雕结构可以设有不同的上光的颜色。上光的颜色是有利的，因为其不仅是半透明的、尤其是取决于波长地半透明，而且对于观察者而言除了颜色效果之外透视地显现。
可以在接触转印步骤中将颜色传递到图6中的较高的子浮雕结构67上。也可以从较高的子浮雕结构67擦去或借助接触剥离步骤(Kontaktabhebeschritt)去除施加到两个子浮雕结构67、68上的颜色。
图7示出了具有中间层78和两个独立的浮雕层73、74的安全元件70。为两个安全特征中的每个安全特征设置自己的浮雕结构71、72。第一浮雕结构71包括第一安全特征的微反射器75。包括至少一个不透明的反射增强层的涂层栅格位于上部浮雕结构上。只有形成微反射器75的浮雕元素设有涂层。在该附图中仅说明了两个分别具有两个微反射器75的栅格元素，事实上当然有更多的栅格元素和更大的栅格元素。在第一浮雕结构71中设置透明部段77(或浮雕层中的凹部)。透明部段77可以是经结构化的或未经结构化的，但其未设有反射增强的涂层。透明部段77形成涂层栅格的未经涂覆的间隙。透明部段77的尺寸优选地处于与栅格元素的尺寸相同的范围中、即例如仅位于80到1000μm之间。通过涂层栅格，第一安全特征的微镜75为观察者产生第一栅格化图案。
第二浮雕结构72包括第二安全特征的不同地定向的微反射器76。第二安全特征的自由地位于栅格区域之外的微反射器76产生例如未被栅格化的第二图案。布置在透明部段77下方的第二安全特征的微反射器76位于栅格区域中并且还以栅格化的方式为观察者产生第二图案。在被第一浮雕结构71的微反射器75覆盖的位置处，在第二浮雕结构72中可以可选地存在微反射器76或透明的和/或未经结构化的部段77。
就其本身而言已知的是，两个透明部段也可以彼此相叠地布置，以形成透视特征。关于这种结构的进一步细节，可以参阅DE 102018005447。
存在于分开的浮雕结构71、72中的微反射器75、76的浮雕元素现在也可以彼此分开地设有上色涂层或上色中间层。在第一变型中，将中间层78或第二浮雕层74用作用于第二安全特征的第二微反射器76的第二上色层。在此可选地，第一微反射器可以以不同的颜色涂覆有第一上光层。第一浮雕结构71的透明部段77保持没有第一颜色。然而，如果第一图案要以由第一颜色和第二颜色形成的混合色调可见的话，所述第一浮雕结构的透明部段理论上也可以一起被涂覆。在第二变型中，将一个(或两个不同的)上光的颜色层施加在第一或第二微镜75、76的至少一个(或两个)反射增强的涂层上。相应地，第二浮雕结构72首先被有色地涂覆，然后被反射增强地涂覆。
可以利用根据图5至图8的所有变型例如在俯视图中再次实现根据图3或图4的布置或其他期望的交错(Verschachtelung)和涂层栅格。在所有设计方案中也可能的是，浮雕结构或子浮雕结构包括其他安全特征的微反射器。不言而喻，观察者仍然总是从上方查看以横截面示出的安全元件。
如从上文已经可以推导出的那样，上色涂层和上色结构都可以在微反射器装置中用于不同的安全特征或者甚至用于相同的安全特征。
图8再次示出了在安全元件80中具有处于两个高度水平的两个浮雕结构81、82的设计方案。首次图形地示出其他涂层831、832、841。
具有第一浮雕结构81的第一浮雕层83仅被部分地设置。反射增强层831和上光的颜色层832被施加在浮雕层83上。栅格区域中的第一微反射器851统一地朝第一方向定向。栅格区域具有例如字母A的轮廓。在栅格区域中存在由经涂覆的栅格元素858和未经涂覆的栅格元素857组成的栅格。因此，第一浮雕结构上的栅格间隙是透明的，并且栅格元素在相应的倾斜角中有色地反射。在倾斜的情况下，观察者看到作为栅格化A的呈字母A的形式的图案。
在该示例中，第三微反射器852在另外的表面区域中统一地朝另一个方向定向。该另外的表面区域具有例如字母B的轮廓，但是被全表面地涂覆、即被未被栅格化地涂覆。
字母A和B取决于倾斜角地以上光的颜色层832的颜色(即例如绿色)对观察者可见。然而，字母A将作为可以识别的栅格化图案可见，而字母B显现为全表面的图案。
反射增强层841位于具有第二浮雕结构82和微反射器86的浮雕元素的第二浮雕层84上。上色层88在此被设计为高度补偿层。替换地，也可以使用单独的中间层或非高度补偿层(类似于颜色层832)作为上色层。通过上色层88，观察者以另一种颜色、例如红色看到通过第二微反射器86、861、862产生的第二安全特征的运动图案。在栅格区域中，观察者又看到作为栅格化图案的第二图案。微反射器861例如位于透明的栅格间隙857的下方，因此可以有助于产生第二图案。在栅格区域之外，第二图案可以在部分区域中被覆盖和/或在至少一个部分区域中不受影响地可见。例如，第二图案被字母B的全表面地涂覆的微反射器852覆盖。在另一个部分区域、例如第一浮雕层83中的空隙中，第二图案是自由可见的。在该附图中，只有作为这些部分区域的代表的微反射器862位于空隙下方。
图9示出了具有多个安全特征图案的另外的安全元件90。
在呈五角形的形式的栅格区域95中，未经涂覆的间隙97和经涂覆的栅格条98交替地布置为涂层栅格。栅格条98围绕符号或图案对称地布置，所述符号或图案在此是呈数字“100”形式的静态图案93中的零。每个栅格条98也具有符号(即零)的形状。由于栅格条对于观察者而言是能够识别的，所以符号被双重地突出。该符号位于中央并且在栅格元素中重现。
在该示例中，栅格区域95、即五角形图案应该可以在大的倾斜角范围下作为栅格化五角形被观察者识别到。在倾斜的情况下，可选地出现图案内的运动、例如沿着栅格条的明亮斑点(或多个明亮斑点)的运动。图案为五角形的第一安全元件的微反射器(或者说微镜)例如为图案的每个像素分别提供一次。然后，例如通过每个像素的三个微反射器来实现图案中的明亮斑点，其中，相应地以局部调整的方式选择微反射器(或者说微镜)的位置和倾角，如其本身对于运动图案已经充分已知的那样。
第二安全特征产生第二运动图案96。在倾斜的情况下，图案96围绕预先给定的轴线从虚线示出的起始位置961运动到虚线示出的结束位置962。在起始位置961和结束位置962处，图案96分别以静态的参考标记963、964补充为整体图案。例如，参考标记963、964可以看起来是从安全元件的平面中拱出的图案。如参考标记可以利用微镜以本身已知的方式产生的那样。图案96在栅格区域95之外对于观察者而言例如要么作为全表面的三角形可见要么仅以其轮廓线(三角形的三条边)可见。相反地，运动图案96在栅格区域95中仅作为栅格化三角形可见。例如，如果第二安全特征的微反射器在下部浮雕结构中完全存在于栅格条下方，则这些微反射器将在那里基本上被覆盖，并且主要是位于栅格间隙下方的第二安全特征的微反射器产生图案96。
第三安全特征例如产生仅在第三倾斜角范围内可见的、三维地显现的图案94。呈菱形的形式的图案对于观察者而言悬浮在安全元件平面的上方。该图案静态地完全位于第一图案内，并且优选地位于栅格条内。
由于第一和第二安全特征的微镜又是在不同的高度水平上提供的，所以图案也可以颜色不同地显现。如果较高的微镜具有黄色的上光的颜色层并且较低的微镜具有蓝色的上光的颜色层，则图案96在栅格区域之外为蓝色(未被栅格化)，而栅格区域的图案95为黄色栅格化。如果图案95的倾斜角范围与图案96的倾斜角范围不重叠，则图案96在栅格区域中在暗的条纹之前显现为蓝色栅格化。在来自重叠的倾斜角范围的倾斜角的情况下，图案96将以具有黄色(非线性)条纹的蓝色栅格化可见。
附图标记列表
1 纸币
2 安全元件
5 第一安全特征
6 第二安全特征
8 纸币基材
20 安全元件
25 第一安全特征的图案
26 第二安全特征的图案
27 倾斜轴线
28 倾斜方向
29 倾斜角
250、260 观察角范围
251、261 倾斜角下限
252、262 倾斜角上限
32、42 微镜装置
33、43 栅格间区域
34、44 涂层栅格元素
38、39、48、49 具有微反射器的像素
35、45 第一安全特征的微反射器
36、46 第二安全特征的微反射器
37 另外的安全特征的微反射器
50、60、70、80 安全元件
51、61 浮雕结构
67、68 子浮雕结构
71、81 第一浮雕结构
72、82 第二浮雕结构
53、63 压印层
73、83 第一压印层
74、84 第二压印层
55、65、75、851、852 第一安全特征的第一微镜
56、66、76、861、862 第二安全特征的第二微镜
77 透明元素
78、88 中间层
59、69 载体层
831、841 反射增强层
832 上光的颜色层
857 未经涂覆的栅格间元素
858 涂层栅格元素
90 安全元件
93 静态图案
94、95、96 安全特征的图案
97 栅格间元素
98 涂层栅格元素
961、962 图案位置
963、964 补充图案

Claims (31)

1.一种光学可变的安全元件(2)，具有
-微反射器装置(32；42)，所述微反射器装置包括多个定向反射的微反射器(35，36；45，46)；
-所述微反射器(35；36；46)不同地定向为，使得安全特征(25；26；96)的图案取决于倾斜角地以反射的方式能够被观察者看到；
-其中，所述微反射器装置的微反射器在栅格区域中设有涂层栅格(37，38；47，48)，
所述涂层栅格的栅格元素(38；48)具有栅格尺寸，从而所述栅格元素(38；48)对于观察者而言是能够识别的，所述栅格元素具有在100μm和3mm之间的栅格元素尺寸，其特征在于，
所述涂层栅格(37，38；47，48)允许所述安全特征(25；26；94；95；96)的图案显现为栅格化图案。
2.根据权利要求1所述的安全元件，其特征在于，
第二安全特征(26；25；96)的图案也通过所述涂层栅格(37，38；47，48)在所述栅格区域中作为栅格化图案能够被观察者看到，所述第二安全特征的图案通过所述第二安全特征的微反射器(35；36；46)的定向产生。
3.根据权利要求1或2所述的安全元件，其特征在于，
作为第一运动图案和/或第二运动图案的图案在所述栅格区域之外能够以固有栅格被看到，其中，所述固有栅格被设计为通过所述微反射器的栅格化定向实现的定向栅格。
4.根据权利要求1或2所述的安全元件，其特征在于，
作为第一运动图案和/或第二运动图案的图案在所述栅格区域(95)之外显现为未被栅格化。
5.根据权利要求1或2所述的安全元件，其特征在于，
至少在所述栅格区域中，第二安全特征(25；95)的第二图案的微反射器(35；45)与第一安全特征(26；96)的第一图案的微反射器(36；46)从俯视图来看交错地布置。
6.根据权利要求1或2所述的安全元件，其特征在于，
在所述栅格区域中，作为第一栅格的涂层栅格的第一栅格线或第一栅格条与第二栅格的第二栅格线或第二栅格条或者与线状的第一图案或第二图案的轮廓线以30到150度之间的角度相交。
7.根据权利要求1或2所述的安全元件，其特征在于，
第一安全特征(26；96)的图案是运动图案，所述运动图案以取决于倾斜角的方式同时地或彼此相继地与第二安全特征的运动图案或与仅取决于倾斜角地能够看到的图案(94)一起在所述栅格区域中能够被看到；或者
第一安全特征的图案是静态图案(25；95)，所述静态图案以取决于倾斜角的方式同时地或彼此相继地与第二安全特征的运动图案(26；96)或与仅取决于倾斜角地能够看到的图案(94)一起在所述栅格区域中能够被看到。
8.根据权利要求1或2所述的安全元件，其特征在于，
在所述栅格区域中，在每个栅格元素(38；48)中布置有多个像素(39；49)，所述像素具有对于观察者而言无法识别的像素尺寸，并且每个像素具有至少两个微反射器。
9.根据权利要求1或2所述的安全元件，其特征在于，
所述栅格元素包括反射增强层。
10.根据权利要求1或2所述的安全元件，其特征在于，
第一安全特征(5)和第二安全特征(6)的图案以不同的颜色效果显现。
11.根据权利要求1或2所述的安全元件，其特征在于，
第一和第二安全特征(65，66；75，76；851，86)的微反射器存在于不同的高度水平上，其中，上高度水平的微反射器包括涂层栅格的栅格元素。
12.根据权利要求11所述的安全元件，其特征在于，
所述微反射器装置包括：
-在浮雕结构(61)中处于不同高度水平的两个子浮雕结构(67，68)，或者
-处于不同高度水平的两个独立的浮雕结构(71，72；81，82)。
13.根据权利要求1或2所述的安全元件，其特征在于，在第一和/或第二安全特征(851，852，861，862)的微反射器的反射增强层上，存在相应的第一或第二上色层(78；88；832)。
14.根据权利要求1或2所述的安全元件，其特征在于，
所述微反射器的反射增强层包括上色的亚波长结构和/或具有固有颜色。
15.根据权利要求1或2所述的安全元件，其特征在于，
所述微反射器具有1到60μm之间的尺寸。
16.根据权利要求1或2所述的安全元件，其特征在于，
通过所述微反射器在微反射器装置中的定向产生的第一安全特征或另外的安全特征的图案包括图案内的运动。
17.根据权利要求1或2所述的安全元件，其特征在于，所述涂层栅格是
-线性栅格(47，48)，或者
-由同类的经涂覆的栅格元素(38)组成的规则栅格，或者
-由经涂覆的栅格条(98)组成的规则栅格，所述栅格条具有作为栅格条子图案的同类的外轮廓。
18.根据权利要求3所述的安全元件，其特征在于，具有所述固有栅格的图案在所述栅格区域中显现为双重栅格化图案。
19.根据权利要求6所述的安全元件，其特征在于，在所述栅格区域中，作为第一栅格的涂层栅格的第一栅格线或第一栅格条与第二栅格的第二栅格线或第二栅格条或者与线状的第一图案或第二图案的轮廓线以60到120度之间的角度相交。
20.根据权利要求6所述的安全元件，其特征在于，在所述栅格区域中，作为第一栅格的涂层栅格的第一栅格线或第一栅格条与第二栅格的第二栅格线或第二栅格条或者与线状的第一图案或第二图案的轮廓线不完全垂直地相交。
21.根据权利要求1所述的安全元件，其特征在于，所述栅格元素具有从200μm到1mm的栅格元素尺寸。
22.根据权利要求9所述的安全元件，其特征在于，所述栅格元素的反射增强层是不透明的。
23.根据权利要求13所述的安全元件，其特征在于，所述微反射器的反射增强层是不透明的。
24.根据权利要求13所述的安全元件，其特征在于，所述第一或第二上色层(78；88；832)是上光的颜色层。
25.根据权利要求14所述的安全元件，其特征在于，所述微反射器的反射增强层是不透明的。
26.根据权利要求15所述的安全元件，其特征在于，所述微反射器具有1到30μm之间的尺寸。
27.根据权利要求15所述的安全元件，其特征在于，所述微反射器分别通过具有定向的表面的微镜、通过定向反射的菲涅耳结构、通过衍射结构或通过亚波长结构形成。
28.根据权利要求27所述的安全元件，其特征在于，所述定向的表面是平坦的。
29.根据权利要求16所述的安全元件，其特征在于，所述图案内的运动垂直于图案轮廓地延伸。
30.根据权利要求17所述的安全元件，其特征在于，所述同类的经涂覆的栅格元素(38)能够被识别为固有的栅格元素子图案。
31.一种有价文件，具有根据权利要求1至30中任一项所述的安全元件，所述安全元件被引入到有价文件基材中或被施加到所述有价文件基材上。
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